KR200169697Y1 - Air cylinder valve for vacuum chamber of semiconductor - Google Patents
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Abstract
본 고안은 반도체 제조용 진공챔버의 에어실린더 밸브에 관한 것으로, 종래에는 피스톤 로드가 진공챔버의 내부에서 상하로 이동하면서 덮개형 밸브로 배기구를 개페하도록 하는 것이나, 이때 진공챔버의 내부에 상존하는 각종 반응부산물의 폴리머가 피스톤 로드의 외주면에 증착되어 메인밸브 프레임의 내주면에 압입된 오-링의 실링효과를 저하시키게 되는 것은 물론 이로 인해 진공챔버 내에서의 파티클 및 부식이 발생되어 생산된 웨이퍼를 폐기하여야 하거나 또는 장비를 세정하여야 하므로 장비가동율이 크게 저하되는 문제점이 있었던 바, 본 고안에서는 상기 피스톤 로드의 상승시 그 외주면에 증착된 폴리머를 긁어 제거하도록 상기 메인밸브 프레임의 하측면에 외향 경사지게 돌조가 형성되는 것은 물론 상기 에어실린더의 하단면과 메인밸브 프레임의 상단면 사이에 틈새가 발생되지 않도록 상기 메인밸브 프레임의 상단면에 오-링을 압입함으로써, 상기 피스톤 로드의 외주면에 증착되는 폴리머를 용이하게 제거하여 메인밸브 프레임의 중공에 압입된 오-링의 실링효과가 저하되는 것을 방지하는 것은 물론 상기 진공챔버와 에어실린더 밸브 간에 발생되는 리크를 최소화할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an air cylinder valve of a vacuum chamber for semiconductor manufacturing. Conventionally, the piston rod moves up and down inside the vacuum chamber to open an exhaust port with a lid valve, but at this time, various reactions existing inside the vacuum chamber The by-product polymer is deposited on the outer circumferential surface of the piston rod to reduce the sealing effect of the O-ring pressed into the inner circumferential surface of the main valve frame, which in turn causes particles and corrosion in the vacuum chamber to discard the produced wafer. Or the equipment needs to be cleaned, and thus the operation rate of the equipment is greatly reduced. In the present invention, a protrusion is formed to be inclined outwardly on the lower side of the main valve frame so as to scrape off the polymer deposited on the outer circumferential surface when the piston rod is raised. Of course, the lower surface and the main bell of the air cylinder By injecting an o-ring into the top surface of the main valve frame so that no gap is generated between the top surfaces of the valve frame, the polymer deposited on the outer circumferential surface of the piston rod can be easily removed to press the O-ring into the hollow of the main valve frame. In addition to preventing the sealing effect of the ring from deteriorating, there is an effect of minimizing the leakage generated between the vacuum chamber and the air cylinder valve.
Description
본 고안은 반도체 제조장비의 진공챔버에 관한 것으로, 특히 에어실린더의 피스톤 로드가 관통 결합되는 메인밸브 프레임의 하단면에 폴리머를 긁어 제거하기 위한 돌조 및 그 메인밸브 프레임의 상단면에 오-링을 부가 압입하여 실링효과를 제고시키고자 하는 반도체 제조용 진공챔버의 에어실린더 밸브에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum chamber of a semiconductor manufacturing equipment, and in particular, a protrusion for scraping off the polymer from the bottom surface of the main valve frame through which the piston rod of the air cylinder is coupled through and an o-ring on the top surface of the main valve frame. The present invention relates to an air cylinder valve of a vacuum chamber for semiconductor manufacturing which is intended to be press-fitted to improve a sealing effect.
일반적으로 반도체 제조공정에 있어서의 석영관은 그 내측에 적재된 웨이퍼에 각종 화학물질을 주입하여 표면처리하는 것으로, 이때 상기 석영관에서 생성되는 반응부산물은 적절한 진공배기장치를 이용하여 외부로 배기되도록 하고 있다.In general, a quartz tube in a semiconductor manufacturing process is surface-treated by injecting various chemicals into a wafer loaded therein, whereby reaction by-products generated in the quartz tube are exhausted to the outside using an appropriate vacuum exhaust device. Doing.
이러한 진공배기장치가 도 1에 도시되어 있다.Such a vacuum exhaust device is shown in FIG.
이에 도시된 바와 같이, 상기 석영관(Q)이 연통되는 진공챔버(1)의 상단 일측에는 반응부산물이 유입되는 흡입구(1a)가 형성되는 한편 하단 일측에는 배기구(1b)가 형성되어 있고, 그 배기구(1b)의 외측에는 가변밸브(Variable Valve)(2) 및 터보펌프(Turbo Pump)(3)가 연이어 밀폐되도록 설치되며, 그 터보펌프(3)의 토출구에는 드라이펌프(Dry Pump)(4)의 유입구가 배기관(5)으로 연결되고, 상기 드라이펌프(4)의 일측에는 유출구(4a)가 형성되어 있다.As shown in the drawing, an inlet 1a is formed at one upper end of the vacuum chamber 1 through which the quartz tube Q communicates, while an exhaust port 1b is formed at one lower end thereof. A variable valve 2 and a turbo pump 3 are successively sealed to the outside of the exhaust port 1b, and a dry pump 4 is provided at the discharge port of the turbo pump 3. ) Is connected to the exhaust pipe (5), the outlet (4a) is formed on one side of the dry pump (4).
여기서, 상기 진공챔버(1)의 배기구(1b)는 그 배기구(1b)와 통상 수직선상에 설치되는 메인밸브(10)에 의해 선택적으로 개폐되는데, 그 메인밸브(10)는 일반적인 에어실린더 밸브로서 도 2에 도시된 바와 같다.Here, the exhaust port 1b of the vacuum chamber 1 is selectively opened and closed by the main valve 10 which is usually installed on a vertical line with the exhaust port 1b. The main valve 10 is a general air cylinder valve. As shown in FIG.
즉, 상기 에어실린더 밸브(10)는 상,하측에 각각 제1,제2 공기유입구(11a,11b)가 독립적으로 형성된 에어실린더(11)와, 그 에어실린더(11)가 얹혀지게 일체되어 진공챔버(1)에 끼워져 고정되는 평판평의 메인밸브 프레임(12)과, 그 메인밸브 프레임(12)의 중공(12a)을 관통하여 상기 에어실린더(11)의 제1,제2 공기유입구(11a,11b) 중간부에서 그 피스톤(13a)이 상하로 이동되도록 배치되는 피스톤 로드(13)와, 그 피스톤 로드(13)의 하단에 일체되어 상기 진공챔버(1)의 배기구(1b)를 개폐시키는 덮개형 밸브(14)로 구성되어 있다.That is, the air cylinder valve 10 has an air cylinder 11 having the first and second air inlets 11a and 11b independently formed on the upper side and the lower side thereof, and the air cylinder 11 is integrally mounted on the vacuum. The first and second air inlets 11a of the air cylinder 11 penetrate the main valve frame 12 of the flat plate to be fixed to the chamber 1 and the hollow 12a of the main valve frame 12. 11b) A cover for integrally opening and closing the piston rod 13 in which the piston 13a is moved up and down in the middle portion, and the exhaust port 1b of the vacuum chamber 1, which is integral with the lower end of the piston rod 13; It consists of the type | mold valve 14.
이때, 상기 에어실린더 밸브(10)의 적당개소마다에는 오-링(15a,15b,15c)이 압입되어 반응부산물의 누수 또는 공기의 새어듦(leak)을 방지하고 있는데, 그 적당개소로는 상기 진공챔버(1)와 밀착되는 메인밸브 프레임(12)의 외주면 및 피스톤 로드(13)와 접촉되는 내주면, 그리고 상기 진공챔버(1)의 배기구(1b)를 개폐하는 덮개형 밸브(14)의 하단면 등이 이에 해당된다.At this time, the O-rings 15a, 15b, and 15c are press-fitted at every suitable place of the air cylinder valve 10 to prevent leakage of reaction by-products or leakage of air. An outer circumferential surface of the main valve frame 12 in close contact with the vacuum chamber 1, an inner circumferential surface in contact with the piston rod 13, and a lower end of the lid-type valve 14 that opens and closes the exhaust port 1b of the vacuum chamber 1. This is the case with cotton.
상기와 같이 구성되는 종래의 진공배기장치에 있어서, 반응부산물이 외부로 배기되는 과정은 다음과 같다.In the conventional vacuum exhaust device configured as described above, the reaction by-products are exhausted to the outside as follows.
즉, 상기 에어실린더(11)의 제2 공기유입구(11b)를 통해 실린더(11)의 내부로 공기가 주입되면, 그 공기의 압력에 의해 피스톤 로드(13)가 상승을 하게 되고, 그 피스톤 로드(13)의 상승에 따라 덮개형 밸브(14)가 진공챔버(1)와 격리되면서 배기구(1b)가 개방되며, 그 배기구(1b)는 터보펌프(3)와 드라이펌프(4)와 연통되어 반응부산물을 외부로 배기시키게 되는 것이었다.That is, when air is injected into the cylinder 11 through the second air inlet 11b of the air cylinder 11, the piston rod 13 is raised by the pressure of the air, the piston rod As the cover 13 rises, the exhaust valve 1b is opened while the lid valve 14 is isolated from the vacuum chamber 1, and the exhaust port 1b communicates with the turbo pump 3 and the dry pump 4. It was to exhaust the reaction by-products to the outside.
다음, 소정의 배기작업을 마치면 다시 제1 공기유입구(1a)를 통해 에어실린더(11)의 내부로 공기가 주입되고, 그 주입된 공기가 피스톤 로드(13)에 압력을 가하여 하강시키게 되며, 그 피스톤 로드(13)의 하강에 따라 덮개형 밸브(14)가 배기구(1b)를 덮어 진공챔버(1)와 배기라인을 차단하게 되는 것이었다.Next, after the predetermined exhaust operation, air is again injected into the air cylinder 11 through the first air inlet 1a, and the injected air is lowered by applying pressure to the piston rod 13. As the piston rod 13 descends, the cover valve 14 covers the exhaust port 1b to block the vacuum chamber 1 and the exhaust line.
그러나, 상기와 같은 종래의 에어실린더 밸브에 있어서는, 그 피스톤 로드(13)가 진공챔버(1)의 내부에서 상하로 이동하면서 덮개형 밸브(14)로 배기구(1b)를 개페하도록 하는 것이나, 이때 상기 진공챔버(1)의 내부에 상존하는 각종 반응부산물의 폴리머가 피스톤 로드(13)의 외주면에 증착되어 상기 메인밸브 프레임(12)의 내주면에 압입된 오-링(15a)의 실링효과를 저하시키게 되는 것은 물론 이로 인해 진공챔버(1) 내에서의 파티클 및 부식이 발생되어 생산된 웨이퍼를 폐기하여야 하거나 또는 장비를 세정하여야 하므로 장비가동율이 크게 저하되는 문제점이 있었다.However, in the conventional air cylinder valve as described above, the piston rod 13 moves up and down inside the vacuum chamber 1 to open the exhaust port 1b with the lid valve 14, but at this time Polymers of various reaction by-products existing inside the vacuum chamber 1 are deposited on the outer circumferential surface of the piston rod 13 to reduce the sealing effect of the o-ring 15a pressed into the inner circumferential surface of the main valve frame 12. Of course, because of this, particles and corrosion in the vacuum chamber 1 have to be discarded or the wafers produced due to the generation or cleaning equipment, there was a problem that the operation rate of the equipment is greatly reduced.
따라서, 본 고안은 상기와 같은 제반문제점을 감안하여 안출한 것으로, 상기 피스톤 로드의 외주면에 증착되는 폴리머를 용이하게 제거하여 메인밸브 프레임의 중공에 압입된 오-링의 실링효과가 저하되는 것을 방지하는 것은 물론 상기 진공챔버와 에어실린더 밸브 간에 발생되는 리크(leak)를 최소화할 수 있는 반도체 제조용 진공챔버의 에어실린더 밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and easily removes the polymer deposited on the outer circumferential surface of the piston rod to prevent the sealing effect of the O-ring pressed into the hollow of the main valve frame from being lowered. Of course, an object of the present invention is to provide an air cylinder valve of a vacuum chamber for semiconductor manufacturing that can minimize leaks generated between the vacuum chamber and the air cylinder valve.
도 1은 종래 반도체 제조장비의 일례를 보인 개략도.1 is a schematic view showing an example of a conventional semiconductor manufacturing equipment.
도 2는 종래 진공장치에 있어서, 에어 실린더 밸브의 구성을 보인 종단면도.Figure 2 is a longitudinal sectional view showing the configuration of an air cylinder valve in the conventional vacuum apparatus.
도 3은 본 고안에 의한 에어 실린더 밸브의 구성을 보인 종단면도.Figure 3 is a longitudinal sectional view showing the configuration of an air cylinder valve according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
110 : 에어실린더 120 : 메인밸브 프레임110: air cylinder 120: main valve frame
121 : 중공 122 : 돌조121: hollow 122: stonework
130 : 피스톤 로드 140 : 덮개형 밸브130: piston rod 140: cover valve
150a,150b,150c,150d : 오-링150a, 150b, 150c, 150d: O-ring
이와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 에어실린더가 얹혀지는 메인밸브 프레임이 진공챔버에 끼워져 고정되는 한편 상기 메인밸브 프레임에 에어실린더의 피스톤 로드가 관통되도록 결합되어 그 피스톤 로드가 상하로 왕복운동을 하면서 상기 진공챔버의 배기구를 개폐하도록 구성되는 반도체 제조용 진공배기장치의 에어실린더 밸브에 있어서, 상기 피스톤 로드의 상승시 그 외주면에 증착된 폴리머를 긁어 제거하도록 상기 메인밸브 프레임의 하측면에 외향 경사지게 돌조가 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조용 진공챔버의 에어실린더 밸브가 제공된다.In order to achieve the object of the present invention, the main valve frame on which the air cylinder is mounted is fixed to the vacuum chamber while the piston rod of the air cylinder is coupled to the main valve frame so that the piston rod reciprocates up and down In the air cylinder valve of the vacuum exhaust device for semiconductor manufacturing is configured to open and close the exhaust port of the vacuum chamber while being inclined outwardly to the lower side of the main valve frame to scrape off the polymer deposited on the outer peripheral surface when the piston rod is raised. There is provided an air cylinder valve of a vacuum chamber for semiconductor manufacturing, wherein a protrusion is formed.
이하, 본 고안에 의한 반도체 제조용 진공챔버의 에어실린더 밸브를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an air cylinder valve of a vacuum chamber for manufacturing a semiconductor according to the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3은 본 고안에 의한 에어실린더 밸브의 구성을 보인 종단면도로서 이에 도시된 바와 같이, 본 고안에 의한 에어실린더 밸브(100)는 상,하측에 각각 제1,제2 공기유입구(111,112)가 독립적으로 형성된 에어실린더(110)와, 그 에어실린더(110)가 얹혀지게 일체되어 진공챔버(도 1에 도시)(1)에 끼워져 고정되는 메인밸브 프레임(120)과, 그 메인밸브 프레임(120)의 중공(121)을 관통하여 상기 에어실린더(110)의 제1,제2 공기유입구(111,112) 중간부에서 피스톤(131)이 상하로 이동하도록 배치되는 피스톤 로드(130)와, 그 피스톤 로드(130)의 하단에 일체되어 상기 진공챔버(1)의 배기구(도 1에 도시)(1b)를 개폐시키는 덮개형 밸브(140)로 구성된다.3 is a longitudinal cross-sectional view showing the configuration of the air cylinder valve according to the present invention, as shown in the air cylinder valve 100 according to the present invention, the first and second air inlets 111 and 112, respectively Independently formed air cylinder 110, the main cylinder frame 120 and the main valve frame 120 is fixed to the vacuum chamber (shown in Fig. 1) is integrally mounted so that the air cylinder 110 is mounted, and the main valve frame 120 Piston rod 130 is disposed so as to move the piston 131 up and down in the middle portion of the first and second air inlets 111 and 112 of the air cylinder 110 through the hollow 121 of the; A cover valve 140 is integrally formed at the lower end of the 130 and opens and closes an exhaust port (shown in FIG. 1) 1b of the vacuum chamber 1.
여기서, 상기 피스톤 로드(130)의 상승시 그 외주면에 증착되는 폴리머(P)를 긁어서 제거하도록 상기 메인밸브 프레임(120)의 하단면, 정확하게는 중공(121)부위에 외향으로 경사지게 돌조(122)가 형성된다. 이때, 상기 피스톤 로드(130)의 외주면과 돌조(122)의 내주면 사이의 간격은 약 0.1mm가 되도록 형성하는 것이 바람직하다.Here, the protrusion 122 inclined outwardly to the lower surface of the main valve frame 120, precisely the hollow 121, so as to scrape and remove the polymer (P) deposited on the outer peripheral surface when the piston rod 130 is raised. Is formed. At this time, the interval between the outer peripheral surface of the piston rod 130 and the inner peripheral surface of the protrusion 122 is preferably formed to be about 0.1mm.
또한, 상기 진공챔버(1)와 밀착되는 메인밸브 프레임(120)의 외주면 및 피스톤 로드(130)와 접촉되는 내주면, 그리고 상기 진공챔버(1)의 배기구(1b)를 개폐하는 덮개형 밸브(140)의 하단면 등에 압입되는 오-링(150a,150b,150c) 외에도 상기 에어실린더(110)의 하단면과 접촉되는 메인밸브 프레임(120)의 상단면에도 오-링(150d)이 압입된다.In addition, an outer circumferential surface of the main valve frame 120 in close contact with the vacuum chamber 1, an inner circumferential surface in contact with the piston rod 130, and a lid valve 140 that opens and closes the exhaust port 1b of the vacuum chamber 1. In addition to the o-rings 150a, 150b and 150c press-fitted into the bottom surface of the), the o-ring 150d is also press-fitted into the top surface of the main valve frame 120 contacting the bottom surface of the air cylinder 110.
도면중 종래와 동일한 부분에 대하여는 동일한 부호를 부여하였다.In the drawings, the same reference numerals are given to the same parts as in the prior art.
상기와 같은 본 고안에 의한 에어실린더 밸브가 구비된 반도체 제조용 진공챔버에 있어서, 그 일반적인 동작, 즉 상기 에어실린더(110)의 제2 공기유입구(112)로 공기가 유입되면 그 유입된 공기의 압력에 의해 피스톤 로드(130)가 상승하면서 진공챔버(1)의 배기구(1b)가 개방되는 한편 상기 에어실린더(110)의 제1 공기유입구(111)로 공기가 유입되면 그 유입된 공기의 압력에 의해 피스톤 로드(130)가 하강하면서 진공챔버(1)의 배기구가 폐쇄되는 일련의 동작은 종래와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.In the vacuum chamber for semiconductor manufacturing provided with the air cylinder valve according to the present invention as described above, the general operation, that is, when the air flows into the second air inlet 112 of the air cylinder 110, the pressure of the introduced air As the piston rod 130 rises, the exhaust port 1b of the vacuum chamber 1 is opened while air flows into the first air inlet 111 of the air cylinder 110. As the piston rod 130 is lowered, a series of operations in which the exhaust port of the vacuum chamber 1 is closed is the same as in the related art, and thus a detailed description thereof will be omitted.
다만, 상기와 같은 메인밸브 프레임이 구비된 에어실린더 밸브의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.However, the effects of the air cylinder valve having the main valve frame as described above are as follows.
즉, 상기 진공챔버(1) 내에서 상하로 왕복운동을 하는 피스톤 로드(130)의 외주면에는 석영관(Q)에서 유출되는 반응부산물이 증착하게 되는데, 그 증착된 폴리머(P)는 상기 에어실린더(110)의 제2 공기유입구(112)로 공기가 유입되는 시점, 즉 피스톤 로드(130)의 상승시 상기 메인밸브 프레임(120)의 중공(121)부위에 형성된 돌조(122)에 긁혀 제거되므로, 상기 메인밸브 프레임(120)의 중공에(121) 압입된 오-링(150b)의 실링효과를 저하시키지 않게 되는 것이다.That is, the reaction by-product flowing out of the quartz tube Q is deposited on the outer circumferential surface of the piston rod 130 which reciprocates up and down in the vacuum chamber 1, and the deposited polymer P is formed in the air cylinder. When the air flows into the second air inlet 112 of the 110, that is, when the piston rod 130 is raised, it is removed by scraping the protrusion 122 formed on the hollow 121 of the main valve frame 120 In addition, the sealing effect of the o-ring 150b press-fitted into the hollow 121 of the main valve frame 120 is not deteriorated.
한편, 상기 메인밸브 프레임(120)의 상단면, 즉 에어실린더(110)의 하단면과 접촉되는 부위에 압입되는 오-링(150d)에 의해 진공챔버(1)가 더욱 긴밀하게 실링되므로, 외부 리크의 발생율을 최소화하여 진공챔버(1) 내에 파티클은 물론 부식의 발생을 미연에 방지할 수 있게 되는 것이다.On the other hand, since the vacuum chamber 1 is more tightly sealed by the O-ring 150d pressed into the upper surface of the main valve frame 120, that is, the lower surface of the air cylinder 110. By minimizing the incidence of leakage, it is possible to prevent the occurrence of particles as well as corrosion in the vacuum chamber (1) in advance.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 의한 반도체 제조용 진공챔버의 에어실린더 밸브는, 상기 피스톤 로드의 상승시 그 외주면에 증착된 폴리머를 긁어 제거하도록 상기 메인밸브 프레임의 하측면에 외향 경사지게 돌조가 형성되는 것은 물론 상기 에어실린더의 하단면과 메인밸브 프레임의 상단면 사이에 틈새가 발생되지 않도록 상기 메인밸브 프레임의 상단면에 오-링을 압입함으로써, 상기 피스톤 로드의 외주면에 증착되는 폴리머를 용이하게 제거하여 메인밸브 프레임의 중공에 압입된 오-링의 실링효과가 저하되는 것을 방지하는 것은 물론 상기 진공챔버와 에어실린더 밸브 간에 발생되는 리크를 최소화할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the air cylinder valve of the vacuum chamber for semiconductor manufacturing according to the present invention, the protrusion is formed to be inclined outward on the lower side of the main valve frame so as to scrape off the polymer deposited on the outer circumferential surface when the piston rod is raised. Of course, by injecting an O-ring into the upper surface of the main valve frame so that no gap is generated between the lower surface of the air cylinder and the upper surface of the main valve frame, the polymer deposited on the outer circumferential surface of the piston rod is easily removed. In addition to preventing the sealing effect of the o-ring pressed into the hollow of the main valve frame from being lowered, there is an effect of minimizing the leakage generated between the vacuum chamber and the air cylinder valve.
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| KR19980067134U (en) | 1998-12-05 |
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