KR102447175B1 - 퍼니스 히터용 셔터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 시 사용되는 퍼니스의 히터 입구를 개폐하는 셔터에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 에어실린더에 의해 승강됨과 동시에 회전되어 히터의 입구를 개폐할 수 있도록 볼스플라인과 스러스트베어링을 이용하고, 셔터의 하부에 냉각수가 순환될 수 있도록 함과 동시에 스러스트베어링에 열이 전달되는 것을 최소화하여 변형 및 파손을 방지함으로써, 열에 안정되고, 정밀하게 작동되어 히터의 입구를 안전하고 견고하게 개폐할 수 있는 퍼니스 히터용 셔터에 관한 기술분야가 개시된다.

Description

퍼니스 히터용 셔터{Shutter for furnace heater}
본 발명은 반도체 제조 시 사용되는 퍼니스의 히터 입구를 개폐하는 셔터에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면, 에어실린더에 의해 승강됨과 동시에 회전되어 히터의 입구를 개폐할 수 있도록 볼스플라인과 스러스트베어링을 이용하고, 셔터의 하부에 냉각수가 순환될 수 있도록 함과 동시에 스러스트베어링에 열이 전달되는 것을 최소화하여 변형 및 파손을 방지함으로써, 열에 안정되고, 정밀하게 작동되어 히터의 입구를 안전하고 견고하게 개폐할 수 있는 퍼니스 히터용 셔터에 관한 기술분야이다.
퍼니스 장치는 반도체 공정의 핵심 구성을 이루는 투명 전도층, 절연층, 금속층 또는 실리콘층을 형성하는 단계를 담당하는 장치로서, LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 또는 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)와 같은 화학 증착 장치와 Oxidation과 같은 반도체 웨이퍼(Wafer) 위에 옥사이드(Oxide)를 성장시키는 장치가 있다. 또한, 어닐링 장치는 증착 공정 후에 결정화, 상 변화 등을 위해 수반되는 열처리 단계를 담당하는 장치이다.
예를 들자면, 반도체 공정의 경우에 있어서. 증착 공정과 어닐링 공정은 모두 기판을 소정의 온도로 열처리 공정을 수행해야 한다. 이와 같은 열처리 공정을 수행하기 위해서는 기판의 히팅이 가능한 퍼니스(furnace)장치의 사용이 필수적이다.
반도체 장치의 제조 과정에서, 저압 화학 기상 증착 공정 및 확산 공정은 통상적으로 종형의 퍼니스장치 내에서 이루어진다. 구체적으로, 퍼니스형 반도체 설비는 히터 블록이 구비되고 히터 블록 내부에 석영으로 이루어지는 아우트 튜브 및 이너 튜브로 구성된다. 또한, 이너 튜브 내에는 웨이퍼들을 적재하기 위한 보트가 구비 되며, 상기 보트에 적재된 다수매의 웨이퍼는 한꺼번에 공정 공간, 즉 공정 챔버에 투입되어 증착 또는 확산 공정이 수행된다.
이때, 상기 공정 챔버는 히터에 해당되고, 상기 공정 챔버는 하부로 보트가 투입 또는 철수되는데, 상기 공정 챔버의 열에 의해 다른 부품들이 변형 및 파손되 는 것을 방지하기 위해 보트가 투입되지 않는 경우 상기 공정 챔버의 하부는 셔터에 의해 항상 폐쇄되며, 상기 보트가 상기 공정 챔버의 하부로 투입되는 경우 상기 공정 챔버의 하부는 셔터에 의해 개방된다.
상기와 같이 공정 챔버 즉, 히터의 하부에 형성된 입구를 개폐하는 셔터는 히터로부터 발생되는 열에 안정되어야 하고, 정밀하게 작동되어 상기 공정 챔버의 하부에 형성된 입구를 견고하고 안전하게 개폐해야 한다.
대한민국 공개특허 제10-2003-0004939호(2003.01.15.) 대한민국 공개특허 제10-2005-0068303호(2005.07.05.)
본 발명은 상술한 종래기술에 따른 문제점을 해결하고자 안출된 기술로서, 웨이퍼의 열처리를 위해 히터의 하부에 개구부 즉, 입구를 형성하고, 상기 개구부를 통해 히터의 내부로 보트를 이용해 웨이퍼를 로딩한 후 상기 개구부는 셔터플레이트부재에 의해 폐쇄되어 열처리 작업이 원활히 진행될 수 있는 퍼니스 히터용 셔터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 볼스플라인과 승강회전축 및 스러스트베어링을 이용하여 에어실린더에 의한 승강과 동시에 셔터플레이트부재가 회전되도록 함으로써, 정밀하고 견고하게 히터의 입구를 개폐할 수 있는 퍼니스 히터용 셔터를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 히터에서 발생되는 열에 의해 셔터플레이트부재와 스러스트베어링이 변형 및 파손되는 것을 최소화시킬 수 있도록 상기 셔터플레이트부재에 냉각수가 순환될 수 있도록 함과 동시에 냉각수의 누수에도 웨이퍼에 영향을 미치지 않도록 물받이를 설치함으로써, 히터의 입구를 열에 안정되고, 안전하게 개폐할 수 있는 퍼니스 히터용 셔터를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자, 퍼니스의 히터 입구를 개폐하는 셔터에 있어서, 전면 상부에 상부볼스플라인(110)이 고정결합되고, 전면 하부에 하부볼스플라인(120)이 고정결합되는 베이스프레임(100);과 상기 베이스프레임(100)의 상기 상부볼스플라인(110)과 상기 하부볼스플라인(120)을 관통하여 설치되는 승강회전축(200);과 상기 하부볼스플라인(120)의 하부에 설치되어 상기 승강회전축(200)을 승강시키는 에어실린더(300); 및 상기 승강회전축(200)에 결합되어 상기 승강회전축(200)과 함께 승강 및 회전됨에 따라 상기 히터 입구를 개폐하는 셔터플레이트부재(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터를 제시한다.
또한, 본 발명의 상기 셔터플레이트부재(400)는 상기 승강회전축(200)에 후방이 결합되는 셔터암(410);과 상기 셔터암(410)의 전방에 결합되는 셔터플레이트(420);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 베이스프레임(100)은 전면에 설치되되, 상기 상부볼스플라인(110)과 상기 하부볼스플라인(120)의 사이에 위치되도록 설치되고, 상기 셔터플레이트부재(400)의 승강 및 회전 경로에 대응되도록 가이드홈(132)이 형성되는 가이드플레이트(130);를 포함하여 구성되고, 상기 셔터암(410)은 후방에 설치되어 상기 가이드홈(132)을 따라 이동되는 가이드롤러(412);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 베이스프레임(100)은 전면 일측에 설치되되, 상기 상부볼스플라인(110)과 상기 하부볼스플라인(120)의 사이에 위치되도록 설치되는 완충플레이트(140);를 포함하여 구성되고, 상기 셔터플레이트부재(400)는 상기 셔터암(410)의 하부에 설치되어 일측이 상기 완충플레이트(140)와 접촉 또는 이격되는 폐쇄업소버(430);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 베이스프레임(100)은 전면 타측에 설치되어 상기 셔터암(410)과 접촉 또는 이격되는 개방업소버(150);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 상부볼스플라인(110)은 상부에 설치되어 상기 승강회전축(200)의 상부면과 하부면이 접촉 또는 이격되는 상부업소버(112);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 승강회전축(200)의 하부와 에어실린더(300)의 로드(310)의 상부를 연결하는 스러스트베어링부재(500);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 폐쇄업소버(430)는 전방에 설치되어 히터의 열을 차단하는 열차단커버(432);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 셔터플레이트(420)는 히터의 열을 차단하고, 하부면에 순환유로(422a)가 형성되는 차단플레이트(422);와 상기 차단플레이트(422)의 하부면에 밀접되어 결합되는 하부커버(424);를 포함하여 구성되고, 상기 하부커버(424)에 연결되어 상기 순환유로(422a)에 냉각수가 공급되도록 하는 냉각수공급부(600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 베이스프레임(100)은 전방 하부에 설치된 물받이(160);를 포함하고, 상기 셔터플레트부재(400)는 상기 셔터플레이트(420)에서 발생하는 누수를 배수하는 쿨링커버(440);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 퍼니스 히터용 셔터는 에어실린더와 상, 하부볼스플라인부재 및 가이드홈이 형성된 가이드플레이트를 이용하여 상기 에어실린더의 승강작동에 의해 셔터플레이트부재가 승강됨과 동시에 안정적으로 회전될 수 있도록 함으로써, 히터의 입구를 정밀하고 견고하게 개폐할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 셔터플레이트부재에 의한 히터 입구의 개폐시 업소버를 통해 충격을 완화함으로써, 작동 충격에 의한 파손을 최소화하여 사용기간을 증대시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 셔터플레이트부재의 차단플레이트의 하부에 냉각수가 순환되도록 하여 히터에서 발생되는 열에 의해 상기 차단플레이트의 변형 및 파손되는 것을 최소화하여 안정적으로 히터의 입구가 폐쇄된 상태를 유지할 수 있도록 하는 효과와, 상기 셔터플레이트부재에서 냉각수가 누수될 경우 쿨링커버와 물받이로 모아 누수의 흐름을 유도하여 배수함으로써 안정적으로 웨이퍼의 가공 및 퍼니스 작동 등을 원활하게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 셔터가 히터를 개방한 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 셔터가 히터를 폐쇄한 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 셔터의 베이스프레임, 스러스트베어링부재 및 에어실린더를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 셔터의 베이스프레임, 스러스트베어링부재 및 에어실린더를 나타낸 정면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 셔터의 셔터플레이트부재를 나타낸 사시도(a) 및 저면 사시도(b).
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 셔터의 셔터플레이트부재를 나타낸 분해 사시도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 셔터의 작동을 나타낸 사시도.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 셔터가 히터를 개방한 상태를 나타낸 단면 사시도.
본 발명은 반도체 제조 시 사용되는 퍼니스의 히터 입구를 개폐하는 셔터에 관한 것으로, 보다 상세하게 설명하면, 승강회전축(200)에 후방이 결합되어 상기 승강회전축(200)이 에어실린더(300)에 의해 승강 및 회전됨에 따라 승강 및 회전되어 히터 입구를 개폐하되, 안정적이고 견고하게 승강 및 회전될 수 있도록 볼스플라인과 스러스트베어링(530)을 이용하고, 셔터플레이트부재(400)의 차단플레이트(422)의 하부에 냉각수가 순환될 수 있도록 순환유로(422a)를 형성하여 히터의 입구가 폐쇄된 상태에서 히터의 열을 차단함과 동시에 상기 차단플레이트(422)가 안정된 상태를 유지할 수 있도록 하고, 상기 셔터플레이트부재(400)에서 냉각수가 누수될 경우 쿨링커버(440)와 물받이(160)로 모아진 누수의 흐름을 유도하여 안정적으로 웨이퍼를 가공과 퍼니스 작동을 원활하게 할 수 있도록 하고, 상기 스러스트베어링부재(500)의 상부 전방에 열차단커버(432)을 설치하여 스러스트베어링이 열에 의해 변형 및 파손되는 것을 최소화하여 작동의 안정성을 확보함과 동시에 사용기간을 증대시킬 수 있는 퍼니스 히터용 셔터에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 8을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에서 언급되는 퍼니스의 히터는 하부에 개구부 즉, 입구가 형성되어 있고, 열처리 작업 진행을 위해 웨이퍼가 탑재된 보트가 히터의 입구로 인입출되며, 본 발명의 퍼니스 히터용 셔터는 상기 보트가 히터의 입구를 통해 인입될 때, 상기 히터의 입구를 개방하고, 상기 보트가 히터의 입구를 통해 인출되면 상기 히터의 입구를 폐쇄한다.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 베이스프레임(100)은
전면 상부에 상부볼스플라인(110)이 고정결합되고, 전면 하부에 하부볼스플라인(120)이 고정결합되는 것으로서, 퍼니스의 내부에 설치되되, 히터 입구의 하부에 위치되도록 설치되어 승강회전축(200)을 지지하며, 에어실린더(300) 및 셔터플레이트부재(400)가 설치되어 작동될 수 있도록 한다.
구체적으로, 본 발명의 베이스프레임(100)은 퍼니스의 내부에 설치되되, 히터 입구의 하부 후방에 위치되도록 설치되고, 전면 상부에 상부브라켓이 돌출형성되며, 전면 하부에 하부브라켓이 돌출형성는 몸체를 포함하여 구성된다.
이때, 상기 상부브라켓의 하부와 상기 하부브라켓의 상부에 각각 상부볼스플라인(110)과 하부볼스플라인(120)이 고정결합되고, 승강회전축(200)이 상기 상부볼스플라인(110)과 하부볼스플라인(120)을 관통하여 설치되어 에어실린더(300)에 의해 상기 승강회전축(200)이 승강되면 상기 상부볼스플라인(110)과 하부볼스플라인(120)에 의해 회전된다.
아울러, 상기 상부브라켓과 하부브라켓은 상기 상부볼스플라인(110)과 하부볼스플라인(120)이 관통되어 설치될 수 있도록 관통홀이 형성된다.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 승강회전축(200)은
상기 베이스프레임(100)의 상기 상부볼스플라인(110)과 하부볼스플라인(120)을 관통하여 설치되는 것으로서, 에어실린더(300)에 의해 승강됨에 따라 고정 설치된 상기 상부볼스플라인(110)과 하부볼스플라인(120)에 의해 회전되며 승강된다.
아울러, 본 발명의 승강회전축(200)은 셔터플레이트부재(400)의 후방 즉, 셔터암(410)의 후방이 고정결합되어 상기 에어실린더(300)에 의해 승강 및 회전됨에 따라 상기 셔터플레이트부재(400) 또한 승강 및 회전되어 히터의 입구가 개폐된다.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 에어실린더(300)는
상기 하부볼스플라인(120)의 하부 즉, 베이스프레임(100)의 하부브라켓의 하부에 설치되어 상기 승강회전축(200)을 승강시키는 것으로서, 상부에 구비된 로드(310)가 상기 승강회전축(200)의 하부와 연결되어 제어부에 의한 작동에 따라 상기 로드(310)가 승강되어 상기 승강회전축(200)을 승강시킨다.
부가하여 설명하면, 본 발명의 에어실린더(300)는 스러스트베어링부재(500)에 의해 로드(310)와 승강회전축(200)이 연결되므로, 즉 상기 스러스트베어링부재(500)의 하부에 설치된다.
본 발명을 달성하기 위한 주요 구성요소인 셔터플레이트부재(400)는
상기 승강회전축(200)에 후방이 결합되어 상기 승강회전축(200)과 함께 승강 및 회전됨에 따라 상기 히터 입구를 개폐하는 것으로서, 일측방향으로 회전됨과 동시에 상승되어 히터 입구를 폐쇄하고, 타측방향으로 회전됨과 동시에 하강되어 히터 입구를 개방한다.
구체적으로, 본 발명의 셔터플레이트부재(400)는 상기 승강회전축(200)에 후방에 결합되는 셔터암(410)과, 상기 셔터암(410)의 전방에 결합되는 셔터플레이트(420)를 포함하여 구성되고, 상기 승강회전축(200)이 승강 및 회전됨에 따라 함께 승강 및 회전되면 상기 셔터플레이트(420)가 히터의 입구를 개폐한다.
한편, 본 발명의 베이스프레임(100)은 전면에 설치되되, 상기 상부볼스플라인(110)과 상기 하부볼스플라인(120)의 사이에 위치되도록 설치되고, 상기 셔터플레이트부재(400)의 승강 및 회전 경로에 대응되도록 가이드홈(132)이 형성되는 가이드플레이트(130)를 포함하여 구성된다.
상기 가이드홈(132)은 상기 셔터플레이트부재(400)가 회전하면서 상승되어 히터 입구를 폐쇄하므로 타측방향으로 갈수록 상향 경사지도록 형성되고, 타측말단에 상부방향으로 형성된 상승홈(132a)이 형성되어 있다.
이때, 상기 셔터플레이트부재(400)는 회전하면서 상승될 때, 상기 가이드홈(132)에 의해 보다 안정적으로 회전 및 상승될 수 있도록 상기 셔터암(410)에 상기 가이드홈(132)을 따라 이동되는 가이드롤러(412)를 포함하여 구성된다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 가이드롤러(412)는 상기 셔터암(410)의 후방에 돌출되도록 설치되어 상기 승강회전축(200)의 승강 및 회전에 따라 상기 셔터암(410)의 후방에서 상기 셔터암(410)의 회전방향과 반대방향으로 회전되며 상승되되, 상기 가이드홈(132)을 따라 안정적이고 정밀하게 이동되어 셔터플레이트부재(400) 전체가 승강 및 회전될 수 있도록 한다.
부가하여 설명하면, 본 발명의 셔터플레이트부재(400)는 상기 승강회전축(200)이 상승되면서 회전됨에 따라 상기 가이드홈(132)에 내입된 상기 가이드롤러(412)는 상기 셔터암(410)의 후방에서 타측방향으로 회전되며 상승된 후 상기 가이드홈(132)의 타측말단에서 수직하게 상승되므로, 셔터플레이트(420)가 일측방향으로 회전된 후 상승되어 히터의 입구를 견고하고 안정적으로 폐쇄하게 된다.
즉, 본 발명의 셔터플레이트부재(400)는 상기 에어실린더(300)에 의해 승강회전축(200)이 회전 및 상승되어 히터의 입구를 폐쇄하고, 상기 에어실린더(300)에 의해 승강회전축(200)이 회전 및 하강되어 히터의 입구를 개방하는 것이다.
한편, 본 발명의 셔터플레이트부재(400)의 셔터암(410)에는 가이드롤러(412)를 삽입 고정할 수 있는 이탈방지홀(411)을 형성할 수 있고, 상기 셔터암(410)의 이탈방지홀(411)에 볼트 등 고정수단으로 조립, 해제할 수 있어 가이드롤러(412)의 교체, 보수 등을 원활하게 할 수 있는 것이다.
또한, 앞서 설명된 본 발명의 베이스프레임(100)은 전면 일측에 설치되되, 상기 상부볼스플라인(110)과 상기 하부볼스플라인(120)의 사이에 위치되도록 설치되는 완충플레이트(140)를 포함하여 구성되고, 본 발명의 셔터플레이트부재(400)는 상기 셔터암(410)의 하부에 설치되어 일측이 상기 완충플레이트(140)와 접촉 또는 이격되는 폐쇄업소버(430)를 포함하여 구성된다.
상기 폐쇄업소버(430)는 본 발명의 셔터플레이트부재(400)가 에어실린더(300)에 의해 상승하며 회전될 때, 상기 완충플레이트(140)에 접촉되어 상기 셔터플레이트부재(400)가 회전 및 상승되어 히터의 입구를 폐쇄할 때 충격을 완화하는 등 보다 안정적으로 폐쇄가 이루어질 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.
또한, 상기 베이스프레임(100)은 전면 타측에 설치되어 상기 셔터암(410)의 타측과 접촉 또는 이격되는 개방업소버(150)를 포함하여 구성되는데, 상기 개방업소버(150)는 본 발명의 셔터플레이트부재(400)가 에어실린더(300)에 의해 하강하며 회전될 때, 상기 셔터암(410)의 타측과 접촉되어 상기 셔터플레이트부재(400)가 회전 및 하강되어 히터의 입구를 개방할 때 충격을 완충함으로써 상기 셔터플레이트부재(400)가 보다 안정적으로 개방될 수 있도록 하는 효과가 있다.
이때, 본 발명의 셔터플레이트부재(400)는 앞서 설명된 가이드홈(132)의 상승홈(132a)에 의해 히터의 입구를 폐쇄할 때, 보다 견고하게 히터의 입구를 폐쇄하게 되는데, 상기 상승홈(132a)에 의해 급작스런 상승을 하게되므로 히터의 입구를 개방할 때보다 큰 충격이 발생된다.
즉, 본 발명은 셔터플레이트부재(400)가 회전하며 상승될 때, 상기 완충플레이트(140)과 폐쇄업소버(430)를 통해 회전충격을 완화하는 것이다.
아울러, 본 발명은 셔터플레이트부재(400)가 회전하며 상승될 때, 상기 상승홈(132a)에 의한 급작스런 상승의 충격을 완화하는 것이 바람직한데, 이를 위해 상기 승강회전축(200)이 상승될 때도 완충되도록 할 수 있다.
이에 따라 본 발명은 상기 승강회전축(200)의 상승시 상기 승강회전축(200)을 완충시키기 위해 상기 상부볼스플라인(110)의 상부에 설치되어 상기 승강회전축(200)을 완충시키는 상부업소버(112)를 포함하여 구성될 수 있다.
다시 말해, 상기 상부업소버(112)는 상기 상부볼스플라인(110)의 상부에 설치되어 상기 승강회전축(200)의 상부면과 하부면이 접촉 또는 이격되어 상기 승강회전축(200)의 상승시 상기 승강회전축(200)을 완충시켜 상기 셔터플레이트부재(400)의 상승에 따른 충격을 완화하여 히터의 입구가 보다 안정적으로 폐쇄될 수 있도록 하는 효과를 실현케 한다.
상기와 연관하여, 본 발명의 퍼니스 히터용 셔터는 에어실린더(300)의 승강작동에 따라 상기 승강회전축(200)이 승강함과 동시에 원활하게 회전될 수 있도록 스러스트베어링부재(500)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
보다 상세하게 설명하면, 상기와 같은 스러스트베어링부재(500)는 상기 승강회전축(200)의 하부와 에어실린더(300)의 로드(310)의 상부를 연결하고, 이에 따라 상기 에어실린더(300)의 로드(310)가 승강되면 상기 승강회전축(200)이 승강되면서 앞서 설명된 상부볼스플라인(110)과 하부볼스플라인(120)에 의해 상기 승강회전축(200)이 원활하게 회전된다.
구체적으로, 상기 스러스트베어링부재(500)는 상기 에어실린더(300)의 로드(310)의 상부에 결합되는 하부결합부재(510)와, 상기 승강회전축(200)의 하부에 결합되되, 상기 승강회전축(200)이 회전가능하도록 결합되고, 상기 하부결합부재(510)와 결합되는 상부결합부재(520) 및 상기 상부결합부재(520)의 내부에 설치되되, 상기 승강회전축(200)의 외주연에 위치되도록 설치되는 스러스트베어링(530)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 스러스트베어링부재(500)는 상기 하부결합부재(510)와 상부결합부재(520)가 결합됨에 따라 에어실린더(300)의 로드(310)가 승강되면 상기 하부결합부재(510)의 승강에 의해 상기 상부결합부재(520)가 상기 승강되고, 상기 상부결합부재(520)의 승강에 따라 상기 승강회전축(200)이 승강되면 상기 승강회전축(200)이 상부볼스플라인(110)과 하부볼스플라인(120)에 의해 회전될 때, 상기 승강회전축(200)의 하부가 상기 스러스트베어링(530)에 의해 원활하게 회전되는 것이다.
부가하여 설명하면, 본 발명의 승강회전축(200)은 에어실린더(300)에 의해 승강됨에 따라 상부볼스플라인(110)과 하부볼스플라인(120)에 의해 회전되고, 상기 승강회전축(200)이 에어실린더(300)에 의해 승강되는 하부 또한 스러스트베어링(530)에 의해 원활하게 회전되도록 결합됨으로써, 상기 에어실린더(300)의 승강작동에 의해 승강 및 회전이 안정적으로 이루어지는 것이다.
또한, 앞서 설명된 셔터플레이트부재(400)의 셔터플레이트(420)는 히터의 열을 차단하고, 하부면에 순환유로(422a)가 형성되는 차단플레이트(422)와, 상기 차단플레이트(422)의 하부면에 밀접되어 결합되는 하부커버(424)를 포함하여 구성되고, 본 발명의 퍼니스 히터용 셔터는 상기 하부커버(424)와 결합되어 밀폐된 상기 순환유로(422a)에 냉각수가 공급 및 회수되도록 하는 냉각수공급부(600)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 차단플레이트(422)는 히터의 열을 직접적으로 차단하고, 상기 하부커버(424)는 상기 차단플레이트(422)의 하부면에 형성된 순환유로(422a)의 하부를 폐쇄하여 상기 순환유로(422a)에 공급되는 냉각수가 원활하게 순환될 수 있도록 한다. 이때, 상기 냉각수공급부(600)는 퍼니스의 내부 또는 외부에 설치되어 냉각수를 공급 및 회수할 수 있다.
또한, 상기 하부커버(424)는 상기 차단플레이트(422)의 순환유로(422a)가 형성되지 않는 위치에 복수 개의 용접홀(424a)을 형성하는 것이다.
아울러, 상기 차단플레이트(422)에 하부커버(424)의 복수 개의 용접홀(424a)을 용접 등으로 하부커버(424)를 결합하여 차단플레이트(422)의 순환유로(422a)가 밀폐되게 한다.
또한, 상기 셔터플레이트부재(400)는 상기 셔터암(410)의 전방 하부에 설치되어 상기 순환유로(422a)에서 누수된 냉각수를 포집하는 쿨링커버(440)를 포함하여 구성되는데, 상기 쿨링커버(440)는 하부커버(424)에서 발생하는 누수를 포집하여 베이스프레임(100)의 전방 하부에 설치되는 물받이(160)로 유도하여 외부로 배수함으로써 웨이퍼의 가공 및 퍼니스의 작동을 원활하게 한다.
한편, 상기 셔터암(410)은 전방 상부에 설치되어 이후에 자세히 설명될 상기 차단플레이트(422)를 탄성지지하는 복수 개의 탄성부재(414)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는데, 상기 탄성부재(414)는 셔터플레이트부재(400)가 회전 및 상승되어 차단플레이트(422)가 히터의 입구를 폐쇄할 때, 완충되도록 함으로써, 보다 안정적으로 히터 입구의 폐쇄가 이루어질 수 있도록 한다.
결과적으로, 본 발명의 퍼니스 히터용 셔터는 에어실린더(300)를 통해 승강회전축(200)을 승강시키되, 볼스플라인과 스러스트베어링(530)을 통해 승강회전축(200)이 승강과 함께 원활하게 회전되도록 함과 동시에 가이드홈(132)과 가이드롤러(412)를 통해 정밀하게 승강 및 회전이 이루어지도록 함으로써, 히터의 입구를 안정적이고 견고하게 개폐할 수 있도록 하고, 냉각수의 순환 및 열차단커버(432)를 통해 볼스플라인과 스러스트베어링(530)이 히터에서 발생되는 열로부터 보호되도록 하여 보다 안정적으로 히터의 입구를 개폐할 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
100 : 베이스프레임 110 : 상부볼스플라인
112 : 상부업소버 120 : 하부볼스플라인
130 : 가이드플레이트 132 : 가이드홈
132a : 상승홈 140 : 완충플레이트
150 : 개방업소버 160 : 물받이
200 : 승강회전축 300 : 에어실린더
310 : 로드 400 : 셔터플레이트부재
410 : 셔터암 411 : 이탈방지홀
412 : 가이드롤러 414 : 탄성부재
420 : 셔터플레이트 422 : 차단플레이트
422a : 순환유로 424 : 하부커버
424a : 배수홀 430 : 폐쇄업소버
432 : 열차단커버 440 : 쿨링커버
500 : 스러스트베어링부재 510 : 하부결합부재
520 : 상부결합부재 530 : 스러스트베어링
600 : 냉각수공급부

Claims (10)

  1. 퍼니스의 히터 입구를 개폐하는 셔터에 있어서,
    전면 상부에 상부볼스플라인(110)이 고정결합되고, 전면 하부에 하부볼스플라인(120)이 고정결합되는 베이스프레임(100);과
    상기 베이스프레임(100)의 상기 상부볼스플라인(110)과 상기 하부볼스플라인(120)을 관통하여 설치되는 승강회전축(200);과
    상기 하부볼스플라인(120)의 하부에 설치되어 상기 승강회전축(200)을 승강시키는 에어실린더(300); 및
    상기 승강회전축(200)에 결합되어 상기 승강회전축(200)과 함께 승강 및 회전됨에 따라 상기 히터 입구를 개폐하는 셔터플레이트부재(400);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셔터플레이트부재(400)는
    상기 승강회전축(200)에 후방이 결합되는 셔터암(410);과
    상기 셔터암(410)의 전방에 결합되는 셔터플레이트(420);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 베이스프레임(100)은
    전면에 설치되되, 상기 상부볼스플라인(110)과 상기 하부볼스플라인(120)의 사이에 위치되도록 설치되고, 상기 셔터플레이트부재(400)의 승강 및 회전 경로에 대응되도록 가이드홈(132)이 형성되는 가이드플레이트(130);를 포함하여 구성되고,
    상기 셔터암(410)은
    후방에 설치되어 상기 가이드홈(132)을 따라 이동되는 가이드롤러(412);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 베이스프레임(100)은
    전면 일측에 설치되되, 상기 상부볼스플라인(110)과 상기 하부볼스플라인(120)의 사이에 위치되도록 설치되는 완충플레이트(140);를 포함하여 구성되고,
    상기 셔터플레이트부재(400)는
    상기 셔터암(410)의 하부에 설치되어 일측이 상기 완충플레이트(140)와 접촉 또는 이격되는 폐쇄업소버(430);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 베이스프레임(100)은
    전면 타측에 설치되어 상기 셔터암(410)과 접촉 또는 이격되는 개방업소버(150);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부볼스플라인(110)은
    상부에 설치되어 상기 승강회전축(200)의 상부면과 하부면이 접촉 또는 이격되는 상부업소버(112);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 승강회전축(200)의 하부와 에어실린더(300)의 로드(310)의 상부를 연결하는 스러스트베어링부재(500);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 폐쇄업소버(430)는
    전방에 설치되어 히터의 열을 차단하는 열차단커버(432);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 셔터플레이트(420)는
    히터의 열을 차단하고, 하부면에 순환유로(422a)가 형성되는 차단플레이트(422);와
    상기 차단플레이트(422)의 하부면에 밀접되어 결합되는 하부커버(424);를 포함하여 구성되고,
    상기 하부커버(424)에 연결되어 상기 순환유로(422a)에 냉각수가 공급 및 회수되도록 하는 냉각수공급부(600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 베이스프레임(100)은 전방 하부에 설치된 물받이(160);를 포함하고,
    상기 셔터플레이트부재(400)는 상기 셔터플레이트(420)에서 발생하는 누수를 배수하는 쿨링커버(440);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 퍼니스 히터용 셔터.
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