KR102533363B1

KR102533363B1 - 영구자석을 이용한 가림막 이송장치 구조

Info

Publication number: KR102533363B1
Application number: KR1020210093829A
Authority: KR
Inventors: 김춘식
Original assignee: (주)티엔지
Priority date: 2021-07-16
Filing date: 2021-07-16
Publication date: 2023-05-17
Also published as: KR20230012938A

Abstract

진공 챔버와 가시창의 사이에 영구자석으로 구동되어 지는 가림막을 구비한 모듈을 설치 하면, 기존이 진공챔버의 가시창의 가림막 구조는 회전에 의한 것이거나 또는 용접벨로우즈에 가림막을 장착하여 가림막이 움직이는 영역을 진공으로 유지하면서 직선 왕복운동을 구현했다.

Description

영구자석을 이용한 가림막 이송장치 구조{Structure of the shutter transfer device using permanent magnets}

반도체, 디스플레이 장치을 이루는 핵심 부품은 진공 분위기에서 이뤄지는 미세공정을 통해서 만들어지고 있으며, 이러한 진공챔버에는 필요에 따라서 가시창을 필요로 하고 있으며 경우에 따라서는 가시창의 가림막을 필요로 하고 있다. 본 기술은 가시창 가림막에 대한 기술이다.

본 발명의 배경이되는 기술은 강자성을 갖는 금속과 비자성을 갖는 금속의 특성을 이용하는 기술과 진공부품을 구성하기 위한 진공 Sealing 구조에 대한 기술을 필요로 하고 있다.

기존의 일반적인 가시창의 가림막의 구조는 도5와같이 회전을 이용한다. 우선 가림막를 사용하는 이유는 진공 챔버내부에서 증착공정이 이뤄질 경우에 가시창을 구성하는 Glass의 표면에도 증착물이 증착되어 막을 형성하게 되면 가시창을 통해서 내부를 볼 수가 없다. 그래서 공정 중에는 가림막를 닫아서 Glass에 막이 형성되는 것을 방지 했다가 공정 된 후에 내부를 관찰 하고자 할때는 가림막를 열어서 내부를 보게 되는 것이다. 또한 식각 공정을 하는 경우에는 식각공정 중 식각 가스나 플라즈마에 의해서 투명유리가 부식되는 것을 방지는 하는 기능으로 가림막를 장착 할 수도 있다. 도5에서 보듯이 외부에 나와있는 손잡이를 회전 시키면 이 손잡에 연결되어 있는 샤프트가 회전을 하고 이 샤프트에 장착된 가림막이 회전을 하게된다. 문제는 가림막이 회전을 하기위해서 많은 공간이 필요하다는 것이다. 이 공간은 공정 중에 플라즈마에 영향을 끼칠 가능성도 있다. 또한 가림막을 닫았을 때는문제가 없지만 가림막을 열었을 때도 가시창의 중앙부에 가림막이 보이기 때문에 투명 유리를 전면을 통해서 내부를 볼수 가 없다. 이러한 문제를 본 발명을 통해 해결 하고자 한다.

대표도에서 보듯이 비자성을 갖는 상판과 하판의 사이에 가림막를 삽입한다. 가림막의 구조를보면 가장중요한 것이 가림막자체도 비자성체로 구성되어 있지만 구동하는 마그네트와 동일한 위치에는 강자성체가 삽입되어 있다는 것이다. 이 이러한 구조를 통해서 진공외부의 영구자석을 통해서 내부의 가림막를 직선왕복 운동을 할 수 있게 되는 것이다. 또한 상부 커버를 보면 영구자석이 놓여지는 곳은 가림막와의 거리를 최소화 하기위해서 음각으로 가공되어 있다. 하지만 진공에 의해서 힘을 받고 있기 때문에 일정한 강성을 유지 할 수있는 두께를 갖고 있어야한다. 다음으로는 가림막의 구조를 보면 가림막에서 영구자석과 밀착되는 부분이 가림막의 면보다 외부로 돌출되어 있다. 이 돌출부가 없으면 가림막의 면이 전체면이 상부판과 접촉하면 슬라이딩이 되기 때문에 파티클이 발생 할 개연성이 높아진다. 이러한 문제를 최대한 극복하기 위해서 강자성을 갖는 부분이 외부로 일정한 높이 만큼 돌출되어 있는 구조를 갖는다.

본발명을 통해서 기존에 사용되어온 회전형 가림막을 사용한 가시창 대비 가림막을 구현하기 위한 공간을 획기적으로 감소시킬 수 있다. 동일한 구동을 용접벨로우즈로 구현 할 수 있으나, 본 특허을 이용하면 벨로우즈로 구현 했을 때 보다. 원가를 획기적으로 절감하고 구조를 단순화 시킨 수있다.

도1은 진공챔버에 가림막이 구비된 일체형뷰포트가 장착되는 것을 표현하고 있다. 도2는 측면 이동이 가능한 가림막를 구비한 일체형 뷰포트의 단면도를 보여주고 있다. 단면도에 보듯이 15번 오링은 가림막를 구비한 일체형 가시창을 챔버에 장착할 때 가림막를 구비한 일체형 가시창의 내부를 진공을 유지 시키기 위한 오링이며 2번은 상부 부재 4번과 하부 부재1번의 체결시 가림막있는 영역을 대기영역으로 부터 진공을 만들어 주기 위한 오링이다. 이와 같이 본 구조에는 진공부품으로서의 기능을 구현하기 위한 실링구조를 갖고 있다. 그림에서 부재 5번이 두개 있는 것은 가림막 닫힘위치와 가림막 열림위치를 나타내고 있는 것이다. 또한 8번 영구자석이 5번핸들의 내부에 삽입되어 있는 것을 알수 있다.
도3에서 8번은 대기중에서 가림막를구동 시키는 영구자석이다. 4번은 상부 부재이다. 이 부재는 하부부재1번과 조립되어서 가림막부재3번이 놓여지는 공간을 외부 공간으로 부터 격리시켜서 내부를 진공으로 만들 수 있게 할 수있게 한다. 3번부재에서 8번 영구자석과 같은 위치에 있는 영역에는 강자성재질로 구성되어 있다. 이때 1번,4번,3번 모두 비자성체 이며 3번의 일부만 강자성체이다. 또한 그림에서 보듯이 강자성체의 비자성체와 삽입할 때 일정한 거리만큼 도출 시킴으로서 4번부재와 가림막가 이격되어 있는 것을 알 수 있다. 대표도의 12번이 가시창이 된다. 5번이 가림막를 움직이는 핸들이다. 이 핸들 내부에 영구자석이 삽입되어 있다. 6번은 가림막의 닫힘위치를 유지시켜주는 강자성의 지주이다. 핸들내부의 영구자석이 가림막의 닫힘위치에서 6번 지주에 자력의 힘으로 고정되게된다. 동일한 방법으로 9번은 가림막의 열림위치를 고정시키는 강자석의 지주이다. 11번은 힌지 볼트이고 10번은 회전 걸쇄이다. 가림막 모듈을 수평이 아니라 수직의 방향으로 설치 시에 가림막의 하중이나 시스템의 진동에 의해서 핸들내부의 영구자석과 가림막열림위치 결정 지주사이에 자력을 극복하고 가림막가 닫히는 것을 방지 하기 위해서 10번 걸쇄를 9번 지주위에 그림과 같이 걸쇄 형태로 체결하게 되면 하부로 낙하되는 것을 방지 하게된다. 도4는 기존의 회전형 가림막이 장착된 가시창을 나타내고 있다. 그림에서 보듯이 가림막을 회전하기 위해서 상당한 공간을 필요로한다. 도 5는 가림막의 제작 과정에 대한 것을 나타낸 것으로 SUS304 비자성체의 소재에 영구자석이 놓이는 위치에 일정하 크기의 홀을 가공하고 이곳에 강자성체인 SUS430을 삽입한 후에 레이져로 용접하는 지시한 제작도면의 일부이다.

도면2에서 핸들5의 내부에 설치된 영구자석과 가림막 닫침 위치 결정부재(6)이 자석의 힘으로 붙어 있다. 작업자는 이 힘을 이기고 핸들을 가림막 열림위치로 이동 시키면 진공내부에 마그네트의 힘으로 붙어있는 가림막(3)이 열림위치로 이동을 하게된다. 수직으로 설치되어 있을 때에는 가림막의 낙하를 방지해 주는 걸쇄를 가림막 열림위치 유지부재(9)의 상부에 걸어 두면 가림막의 하부 낙하는 방지 할 수 있게된다.

1: 하부 부재, 2: 오링,
3: 가림막, 4: 상부 부재,
5: 핸들, 6: 결정부재,
8: 영구자석, 9: 유지부재,
10: 회전 걸쇄, 11: 힌지 볼트
12: 가시창

Claims

진공챔버에 장착되는 가시창에 있어서,
상기 가시창은 상기 가시창의 투명유리를 보호하기 위한 가림막을 포함하고,
대기측에 설치된 영구자석의 직선왕복 운동이 진공측에 위치하는 가림막에 전달되는 구조인, 진공챔버 가시창.
제1항에 있어서,
상기 가림막의 재질은 상기 가림막을 구동시키는 상기 영구자석의 위치에 일치하는 영역에 대해서만 강자성체로 구성되고 그외 부분은 비자성체로 구성되어지는 자성특성을 갖는, 진공챔버 가시창.