KR20070052106A - 게이트 밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 게이트 밸브에 관한 것이다. 본 발명은 소정 각도로 상하이동하여 챔버의 게이트에 형성된 웨이퍼 포트를 개폐하는 게이트 밸브에 있어서, 상기 웨이퍼 포트를 폐쇄하는 면에 형성된 링끼움홈에 오링(O-ring)이 영구적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브를 제공한다.

이와 같은 본 발명의 게이트 밸브에 의하면, 오링이 게이트 밸브의 링끼움홈에 영구적으로 삽입장착됨으로써, 조립불량으로 오링이 헐거워지거나 탈착될 염려가 없으며, 협소한 링끼움홈에 오링을 용이하게 장착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 오링의 조립불량으로 인한 끊어짐이나 갈라짐 등을 최소화하여 오링의 교체주기를 증가시킬 수 있다.

게이트, 게이트 밸브, 오링(O-ring), 웨이퍼 포트

Description

게이트 밸브{GATE VALVE}

도 1은 일반적인 멀티 챔버형 반도체 제조장치의 개략적 구성도.

도 2는 종래의 오링이 게이트 밸브의 표면에 장착된 상태를 설명하기 위한 게이트 밸브의 부분 절단 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 게이트 및 게이트 밸브의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30; 게이트 31; 웨이퍼 포트

33; 게이트 밸브 본체 35; 오링

37; 엑츄에이터

본 발명은 게이트 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 오링을 영구적으로 게이트 밸브에 장착시켜 오링의 교체주기를 연장시킬 수 있는 게이트 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 설비의 챔버에는 웨이퍼 또는 다수의 웨이퍼를 적재 한 카세트가 이동할 수 있도록 하는 통로가 구비되어 있다.

이러한 통로는 통상 게이트 밸브에 의해서 개폐되도록 하고 있으며, 이렇게 통로를 게이트 밸브에 의해 개폐할 수 있도록 하는 게이트(gate) 구조는 최근의 반도체 제조 설비가 멀티 챔버의 구성으로 이루어지면서 챔버와 챔버가 연결되는 부위에서도 다수 적용되고 있다.

카세트 캐리어가 구비되는 외부와 로드락 챔버의 일측면, 로드락 챔버와 트랜스퍼 챔버간 또는 트랜스퍼 챔버와 공정 챔버간을 이와 같은 게이트 구조에 의해서 개폐되도록 하고 있다.

이러한 게이트 구조를 갖는 멀티 챔버형 반도체 제조설비에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.

도 1은 일반적인 멀티 챔버형 반도체 제조장치의 개략적 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 제조장치는 일반적으로 로드포트(1)(load port), 얼라이너(5)(aligner), 로드락챔버(7)(loadlock chamber), 버퍼챔버(9)(buffer chamber), 공정챔버(13)(process chamber), 쿨링스테이션(15)(cooling station), 제 1로봇(3)(first robot)및 제 2로봇(11)(second robot)으로 이루어진다.

로드포트(1)에 탑재된 웨이퍼는 제 1로봇(3)에 의해 얼라이너(5)로 이송되어 정렬된 후 로드락챔버(7)로 이송된다. 로드락챔버(7)의 카세트에 적재된 웨이퍼는 버퍼챔버(9)에 구비된 제 2로봇(11)에 의해 공정챔버(13)로 이송되어 소정의 공정이 진행된다.

공정이 완료된 웨이퍼는 제 2로봇(11)에 의해 쿨링스테이션(15)으로 이송되어 냉각된 후 로드락챔버(7) 및 로드포트(1)를 거쳐 후속공정장비로 이송된다.

이와 같이 구성되는 반도체 제조장치에서, 공정챔버(13)는 버퍼챔버(9) 주변에 복수개 설치된다.

공정챔버(13)와 버퍼챔버(9) 사이에는 공정챔버(13)와 연결되어 웨이퍼가 이동할 수 있는 웨이퍼 포트가 형성된 게이트(gate) 및 액츄에이터(actuator)의 구동에 의해 소정 각도로 상하이동하여 웨이퍼 포트(wafer porter)를 개폐하는 게이트 밸브(gate valve)가 구비된다.

이러한 챔버의 게이트 구조에서 가장 중요한 요소는 챔버간을 차폐할 때 기밀성을 유지하는 것, 특히 공정챔버(13)에서 진공상태를 유지할 수 있도록 챔버와 챔버 사이를 차폐시키는 것이다.

반도체 공정 시 이러한 요건을 유지하도록 해야 하는 이유는, 진공 상태에서는 기체 분자들의 평균 자유 행로가 증가하고, 끓는점, 기화 및 승화되는 온도가 낮아지고, 공정시 내부에서 잔류하는 가스와 원하지 않는 반응이 일어나는 것을 방지할 수 있기 때문이다.

따라서, 반도체 공정 수행 중에는 챔버와 챔버 사이가 완벽하게 차폐되는 상태를 유지해야 하는 동시에 챔버와 챔버 사이로 웨이퍼 이동이 완료되는 즉시 이들 챔버 사이도 완벽하게 차폐시켜야 하는데, 이러한 챔버 간의 차폐역할을 하는 것이 게이트 밸브에 구비된 오링(O-ring)이다.

상기 오링이 게이트 밸브에 장착된 상태를 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 종래의 오링이 게이트 밸브에 장착된 상태를 설명하기 위한 도면으로서, 게이트 밸브의 부분 절단 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 게이트 밸브(20)에는 오링(23)이 장착될 수 있도록 링끼움홈(21)이 형성되어 있다. 상기 오링(23)은 링끼움홈(21)에 삽입장착되되, 탈부착이 가능하도록 장착된다.

여기서 상기 오링(23)이 장착된 게이트 밸브면이 웨이퍼 포트를 폐쇄하며, 이와 같이 오링(23)을 게이트 밸브에 장착하여 웨이퍼 포트를 폐쇄하면, 웨이퍼 포트를 통해 진공이 누설되는 것을 방지할 수 있다.

그러나, 이와 같이 게이트 밸브에 형성된 홈에 탈부착이 가능하도록 오링을 끼워넣어 장착할 경우 다음과 같은 문제점이 발생한다.

즉, 반도체 장비에서는 일정 시간 또는 일정 매수의 웨이퍼를 처리한 직후 정기적으로 클리닝이나 부품 교체 등과 같은 점검(PM)을 수행할 때 오링을 탈착 후 재부착하거나, 오링이 게이트와 자주 접촉하여 마모되거나 공정시 플라즈마, 가스 또는 열 등에 노출되어 마모된 경우 오링을 아예 교체해야 한다.

그러나, 이때 오링을 탈착 후 링끼움홈에 다시 끼워넣어 장착할 경우, 링끼움홈이 협소하여 오링을 장착하는 작업이 용이하지 못하며 오링이 헐겁게 장착되거나 비틀린 상태로 장착되어 오링이 갈라지거나 끊어질 수 있다. 한편, 오링이 링끼움홈에 헐겁게 장착되면, 게이트 밸브의 작동과정에서 오링이 탈착되어챔버 간의 기밀성을 유지하기 어려우며, 특히 오링이 조립불량으로 갈라지거나 끊어진 경우 진공 누설은 물론 오링의 파편이 파티클로 작용하여 웨이퍼 불량을 초래하는 심각 한 문제가 발생한다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 게이트 밸브에 오링을 탈부착되지 않도록 영구적으로 장착시킴으로써 게이트 밸브 작동시 오링이 탈착되거나 조립불량으로 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있는 게이트 밸브를 제공하는 데 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 소정 각도로 상하이동하여 챔버의 게이트에 형성된 웨이퍼 포트를 개폐하는 게이트 밸브에 있어서, 상기 웨이퍼 포트를 폐쇄하는 면에 형성된 링끼움홈에 오링(O-ring)이 영구적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브를 제공한다.

바람직하게는, 상기 오링은 접착제에 의해 게이트 밸브에 영구적으로 장착된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 게이트 및 게이트 밸브의 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 게이트(30)에는 웨이퍼가 출입하는 웨이퍼 포트(31)가 형성되어 있다. 웨이퍼는 웨이퍼 포트(31)를 통해 출입하는데, 소정의 공정을 진행하기 위해 버퍼챔버에서 공정챔버로 또는 공정이 완료된 후 공정챔버에서 버퍼챔버로 이송될 때 웨이퍼는 반드시 웨이퍼 포트(31)를 통과해야 한다.

이때, 웨이퍼는 버퍼챔버에 설치된 로봇에 의해 이송되며, 웨이퍼를 이송하는 과정에서 로봇 및 웨이퍼는 반드시 웨이퍼 포트(31)를 통과하게 된다.

한편, 공정챔버와 버퍼챔버 사이에는 소정 각도로 상하이동하여 웨이퍼 포트(31)를 개폐하는 게이트 밸브가 설치된다. 버퍼챔버에서 공정챔버로 또는 공정챔버에서 버퍼챔버로 웨이퍼를 이송하고자 할 경우, 게이트 밸브는 소정 각도로 하향이동하여 웨이퍼 포트(31)를 개방하고, 웨이퍼 이송작업이 완료되면 게이트 밸브는 소정 각도로 상향이동하여 웨이퍼 포트(31)를 폐쇄한다.

상기 게이트 밸브는 버퍼챔버에 설치된 액츄에이터(37)(actuator)의 구동에 의해서 소정 각도를 형성하며 상하이동한다.

한편, 상기 게이트 밸브(33)의 상면에는 오링(35)이 장착될 수 있는 링끼움홈이 형성되어 있으며, 상기 링끼움홈에 오링(35)이 장착되되, 본 발명은 종래기술과 달리 오링(35)을 탈부착이 가능하도록 장착하는 것이 아니라, 영구적으로 장착한다.

즉, 오링(35)의 표면 중 링끼움홈과 접촉하는 면에 접착제를 바르거나 링끼움홈에 접착제를 발라서 오링(35)이 게이트 밸브에 단단하게 장착되도록 한다.

이와 같이 오링을 게이트 밸브의 링끼움홈에 접착제를 이용하여 영구적으로 삽입장착하면, 비숙련자라도 용이하게 오링을 장착할 수 있으며, 조립불량으로 오링이 헐거워져 쉽게 탈착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 협소한 링끼움홈에 오링을 삽입장착하는 과정에서 접착제를 이용하여 오링을 장착함으로써 오링이 비틀어지거나 조립불량으로 갈라지는 현상 등을 방지할 수 있다.

따라서 오링의 탈착 또는 끊어짐 등으로 인한 설비의 다운을 방지할 수 있으므로 전체 공정효율을 향상시킬 수 있고, 오링의 갈라짐이나 끊어짐 등에 의한 파티클 발생을 저지할 수 있으므로 파티클로 인한 웨이퍼 불량 문제를 해결할 수 있다.

이상에서는 도면과 명세서에 최적 실시예를 개시하였다. 여기서는 설명을 위해 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 한다.

본 발명에 의하면, 게이트 밸브에 오링을 탈부착 형식이 아닌 영구적으로 장착함으로써, 반도체 공정 진행과정에서 오링이 탈착되는 것을 방지할 수 있고, 오링의 조립불량으로 인한 갈라짐이나 끊어짐 등을 방지할 수 있으므로 오링의 탈착 등으로 인한 설비 다운이나 파티클에 의한 웨이퍼 불량 문제를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 오링의 장착작업이 용이할 뿐만 아니라, 조립불량으로 인한 오링의 갈라짐이나 끊어짐을 방지할 수 있으므로 오링의 교체 주기 연장으로 오링의 교체 비용을 절감할 수 있다.

Claims (2)

1. 소정 각도로 상하이동하여 챔버의 게이트에 형성된 웨이퍼 포트를 개폐하는 게이트 밸브에 있어서,

   상기 웨이퍼 포트를 폐쇄하는 면에 형성된 링끼움홈에 오링(O-ring)이 영구적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 게이트 밸브.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 오링은 접착제에 의해 게이트 밸브에 영구적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 오링이 구비된 게이트 밸브.

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