KR20130027776A - 부스터 펌프 및 그를 이용한 진공 시스템 - Google Patents

부스터 펌프 및 그를 이용한 진공 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CVD 장치에 적용되는 부스터 펌프에 관한 것으로서, 특히, 가스주입부를 이용하여 흡입부와 기어 박스 사이의 공간에 에어커튼을 형성시킬 수 있는, 부스터 펌프 및 그를 이용한 진공 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. 이를 위해 본 발명에 따른 부스터 펌프는, 주입구와 배출구가 형성되어 있는 하우징; 상기 하우징 내부에 형성되어 상기 주입구를 통해 주입된 공정 가스를 상기 배출구를 통해 배출시키기 위한 흡입부; 상기 흡입부가 상기 공정 가스를 흡입할 수 있도록 하기 위한 동력을 제공하기 위한 기어 박스; 및 상기 하우징 내부로 가스를 주입하여, 상기 흡입부와 상기 기어 박스 사이의 공간에 제1에어커튼을 형성하기 위한 가스주입부를 포함한다.

Description

부스터 펌프 및 그를 이용한 진공 시스템{BOOSTER PUMP AND VACUUM SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 부스터 펌프 및 그를 이용한 진공 시스템에 관한 것으로서, 특히, 상단 부스터 펌프, 하단 부스터 펌프 및 드라이 펌프로 구성되어 있는 진공 시스템과 이에 적용되는 부스터 펌프에 관한 것이다.
화학기상증착(CVD) 방법은, 기체상태로 운반된 증착물이 기판에서 화학반응을 일으켜 기판 표면에 증착되는 현상을 이용하는 증착 방법으로서, MOCVD, HVPE 등이 이에 해당 될 수 있다.
한편, 화학기상증착 방법의 하나인, 플라즈마 화학기상증착(PECVD : Plasma Enhanced CVD) 방법은, 챔버(chamber) 내를 진공으로 유지한 상태에서, 챔버 내에 플라즈마를 형성시켜 증착물을 기판에 증착시키는 방법으로서, 이러한 CVD장치 또는 PECDV장치에는 챔버 내부를 일정한 압력의 진공상태로 유지하기 위하여 진공 시스템이 이용되고 있다.
도 1은 종래의 화학기상증착(CVD) 장치에 적용되는 진공 시스템의 구성을 나타낸 예시도이다. 또한, 도 2는 도 1에 도시된 진공 시스템을 구성하는 하단 부스터 펌프와 드라이 펌프의 구성을 간략히 나타낸 예시도이다. 또한, 도 3은 도 1에 도시된 하단 부스터 펌프 내부에서 기화된 오일과 공정 가스의 이동 경로를 나타낸 예시도이다.
상기한 바와 같은 CVD 또는 PECVD 공정 진행을 위해서는, 챔버(Chamber) 내부의 압력이 대기압 보다 낮은 1 X 10-3 Torr 이하의 진공 상태로 유지되어야 하는데, 일반적인 드라이 펌프 또는 부스터 펌프만으로는 상기한 바와 같은 진공 상태가 유지될 수 없다. 따라서, CVD 장치 또는 PECVD 장치에 적용되는 진공 시스템(iH180KT)(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상단 부스터 펌프(Upper Booster Pump)(11), 하단 부스터 펌프(Lower Booster Pump)(12) 및 드라이 펌프(Dry Pump)(13)로 구성된 진공 펌프(iH60K System)(14) 3대가 조합되어 구성된다.
즉, CVD 공정 또는 PECVD 공정의 진행을 가능하도록 하기 위한 펌핑(Pumping)력 유지를 위해서는, 분당 180,000ℓ/m의 가스(Gas) 처리를 할 수 있는 진공 시스템이 필요하고, 따라서, 진공 펌프(iH60K 시스템)(14) 3대(iH180KT)가 조합되어야만 위와 같은 공정 조건을 충족할 수 있다. 따라서, CVD 장치 또는 PECVD 장치에 적용되는 진공 시스템(10)은 상기한 바와 같이 진공 펌프(iH60K System)(14) 3대가 조합되어 구성된다.
한편, 상기한 바와 같은 진공 시스템(10)에서, 1차 압축을 담당하는 상단 부스터 펌프(11)의 분당 가스 처리 용량은 60,000ℓ/m이며, 하단 부스터 펌프(12)는 30,000ℓ/m이다. 따라서, 상단 부스터 펌프와 하단 부스터 펌프의 조합은, 진공 시스템(10)이 원활한 진공도로 챔버를 유지시킬 수 있도록 하는 최적의 조합이 될 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 조합에 의해, 하단 부스터 펌프(12)가 심한 부하를 받게 되며, 이에 따라 하단 부스터 펌프(12)가 훼손되는 현상이 발생되고 있다.
이러한 하단 부스터 펌프의 훼손 현상 중, 가스 침투(Gas Attack) 및 오일 유출(Oil Leak)에 의한 기어(Gear) 파손이, 진공 시스템 전체의 훼손 중 약 77.4%를 차지하고 있다.
즉, 높은 압력에서 사용되는 하단 부스터 펌프의 특성상 쉐프트 씰(Shaft Seal) 밀봉방식은 씰 마모/파손에 의한 오일 유출 문제가 있기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 하단 부스터 펌프에서는 쉐프트 씰을 이용하지 않고, 흡입부(또는 로터(Rotor)부라 함)와 기어 박스(또는 구동부라 함)의 압력 밸런스(Pressure Balance) 유지로 씰링(Sealing)을 하고 있다.
그러나, 부스터 펌프 내에서 지속적으로 발생되는 난류가 상기한 바와 같은 압력 벨런스의 경계를 무너뜨리고 있기 때문에, 오일이 유출되는 문제가 발생되고 있다. 즉, 상기한 바와 같이 부스터 펌프에서 적용되고 있는 종래의 None Contact Sheet Seal로는, 오일 유출 및 가스 침투(Oil Leakage & Gas Attack)가 충분히 방지될 수 없다.
따라서, 상기한 바와 같은 원인으로 인해 하단 부스터 펌프에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 기화된 오일(Oil)이 소멸됨으로(A경로) 점차 오일의 레벨(Level)이 감소될 수 있고, 챔버 내부에서 이용되는 공정 가스의 침투(Attack)(B 경로)로 인해 기어 박스(Gear Box)가 오염될 수 있다.
즉, 상기한 바와 같은 종래의 진공 시스템(IH1800)(10)에 적용되는 하단 부스터 펌프(Booster Pump)는, Non Contact Shaft Seal Mechanism으로 흡입부(또는 로터(Rotor)부)와 기어 박스(Gear Box)의 압력 벨런스(Pressure Balance)를 항상 일정하게 유지하고 있다.
그러나, 상단 부스터 펌프(11)와 하단 부스터 펌프(12) 간의 높은 압력 차에 의한 펌프 내부의 난류 발생으로 인해, 하단 부스터 펌프에서는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, Non Contact Sealling을 통해 오일(Oil)이 흡입부(또는 로터부)로 이동하게 되고(A경로), 공정 가스가 기어 박스로 유입되고 있다(B경로). 따라서, 하단 부스터 펌프에서는, 기어 박스의 오일량이 감소하고, 기어 박스가 공정 가스로 오염되어 파우더가 적체되며, 오일량의 감소 및 파우더의 적체 등으로 인해 기어 박스의 베어링 또는 기어 등이 파손되는 등의 훼손 현상이 발생되고 있다.
즉, 드라이 펌프(13)의 경우에는, 공정 가스가 흡입되는 흡입부와 기어 박스 사이의 통로(Shaft)가 오일 씰(Oil Seal)로 씰링되어 차단 기능이 존재하고 있으나, 하단 부스터 펌프(12)의 경우에는 흡입부와 기어 박스의 압력 벨런스 유지를 위해 그 통로(Shaft)에 홈이 파져 있고, 공정 가스 침투를 방지하기 위해 NRV Filter가 장착되어 있다.
그러나, 상단 부스터 펌프와 하단 부스터 펌프 사이의 압력차이가 심함으로 인해, NRV 필터의 가스 유로가 막히는 현상이 발생되고 있으며, 이로 인해 통로(Shaft)에 형성되어 있는 홈을 통해 공정 가스가 침투되거나 오일이 유출되는 현상이 발생되고 있다.
따라서, 부스터 펌프와 드라이 펌프를 비교해 보면, 부스터 펌프 내의 오일유출 현상이 심함을 알 수 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 부스터 펌프에서는 압력 벨런스(Pressure Balance) 유지를 위해 통로에 형성되어 있는 홈을 제거할 수 없기 때문에 상기한 바와 같은 문제점들이 해결될 수 없으며, 또한, 단순히 NRV 필터 사양의 변경만으로는 상기한 바와 같은 문제들이 해결될 수도 없다.
한편, 상기한 바와 같은 문제점들은 상단 부스터 펌프에서도 동일하게 발생될 수 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가스주입부를 이용하여 흡입부와 기어 박스 사이의 공간에 에어커튼을 형성시킬 수 있는, 부스터 펌프 및 그를 이용한 진공 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 부스터 펌프는, 주입구와 배출구가 형성되어 있는 하우징; 상기 하우징 내부에 형성되어 상기 주입구를 통해 주입된 공정 가스를 상기 배출구를 통해 배출시키기 위한 흡입부; 상기 흡입부가 상기 공정 가스를 흡입할 수 있도록 하기 위한 동력을 제공하기 위한 기어 박스; 및 상기 하우징 내부로 가스를 주입하여, 상기 흡입부와 상기 기어 박스 사이의 공간에 제1에어커튼을 형성하기 위한 가스주입부를 포함한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공 시스템은, 공정 가스를 배출하는 챔버와 연결되어, 상기 공정 가스를 압축하여 배출하기 위한 적어도 하나 이상의 진공 펌프를 포함하며, 상기 진공 펌프는, 상기 챔버와 연결되어 상기 공정 가스를 1차적으로 압축하여 배출하기 위한 위한 상단 부스터 펌프; 상기 부스터 펌프에서 1차적으로 압축된 상기 공정 가스를 2차적으로 압축하여 배출하기 위한 하단 부스터 펌프; 및 상기 부스터 펌프를 통해 유입된 상기 공정 가스를 대기 밖으로 배출시키기 위한 드라이 펌프를 포함하며, 상기 부스터 펌프는, 주입구와 배출구가 형성되어 있는 하우징; 상기 하우징 내부에 형성되어 상기 주입구를 통해 주입된 공정 가스를 상기 배출구를 통해 배출시키기 위한 흡입부; 상기 흡입부가 상기 공정 가스를 흡입할 수 있도록 하기 위한 동력을 제공하기 위한 기어 박스; 및 상기 하우징 내부로 가스를 주입하여, 상기 흡입부와 상기 기어 박스 사이의 공간에 제1에어커튼을 형성하기 위한 가스주입부를 포함한다.
상술한 해결 수단에 따라 본 발명은 가스주입부를 이용하여 흡입부와 기어 박스 사이의 공간에 에어커튼을 형성시킴으로써, 부스터 펌프 내부의 흡입부에서 난류가 발생하더라도 흡입부로부터 기어 박스로 유입되는 공정 가스를 차단시킬 수 있으며, 기어 박스로부터의 오일 유출을 방지할 수 있다는 효과를 제공한다.
즉, 본 발명은 가스주입부(N2 Purge Kit)를 구비하여 에어커튼을 형성함으로써, 기어 박스로의 공정 가스 침투를 차단하는 한편, 오일의 유출을 감소시켜, 부스터 펌프 및 부스터 펌프를 포함하는 진공 시스템의 유지 보수 주기를 늘릴 수 있으며, 이에 따라 유지보수에 필요한 시간 및 비용을 절감시킬 수 있다는 효과를 제공한다.
도 1은 종래의 화학기상증착(CVD) 장치에 적용되는 진공 시스템의 구성을 나타낸 예시도.
도 2는 도 1에 도시된 진공 시스템을 구성하는 하단 부스터 펌프와 드라이 펌프의 구성을 간략히 나타낸 예시도.
도 3은 도 1에 도시된 하단 부스터 펌프 내부에서 기화된 오일과 공정 가스의 이동 경로를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 부스터 펌프가 적용되는 화학기상증착(CVD) 장치의 구성을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 부스터 펌프의 일실시예 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 부스터 펌프의 일실시예 사시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 부스터 펌프가 적용되는 화학기상증착(CVD) 장치의 구성을 나타낸 예시도이다.
일반적으로 액정표시장치와 같은 평판표시장치의 패널 또는 반도체 디바이스(이하, 간단히 '패널'이라 함)는 기판 또는 웨이퍼(이하, 간단히 '기판'이라 함) 표면 상부에 여러 가지 기능을 수행하는 박막을 증착하고 이를 패터닝하여 다양한 기하구조를 형성함으로써 제조된다.
이러한 패널을 제조하기 위한 단위 공정은, 기판 상에 절연성 또는 도전성의 물질막을 형성하는 박막 증착(deposition)공정 및 박막증착 공정을 통해 형성된 물질막을 소정의 패턴으로 형성하는 식각공정을 포함하여 구성될 수 있으며, 이러한 여러 단위 공정들이 선택적이고도 반복적으로 실시됨으로써, 패널이 완성될 수 있다. 이러한 여러 단위 공정은 각각의 공정 조건을 만족시키는 챔버 내부에서 수행된다.
한편, 본 발명에 따른 부스터 펌프는, 다양한 종류의 챔버들 중에서도 특히, 도 4에 도시된 바와 같은 화학기상증착(CVD) 장치(300)에 연결되어, 화학기상증착(CVD)(이하, 간단히 'CVD'라 함) 장치(300) 내부의 압력을 진공 상태로 유지시키는 진공 시스템(100)에 포함되어 있다.
이러한 진공 시스템(100)은 패널(400)에 박막을 증착시키기 위한 CVD 장치(300)의 내부를, 공정시 요구되는 소정의 압력으로 유지시킴은 물론, CVD 장치 내부의 잔류 공정 가스 및 공정 부산물과 같은 파티클(이하, 간단히 '공정 가스'라 함)을 외부로 배출시키는 역할을 담당하는 것으로서, 발명의 배경이 되는 기술에서 언급된 바와 같이, 상단 부스터 펌프(Upper Booster Pump)(210), 하단 부스터 펌프(Lower Booster Pump)(220) 및 드라이 펌프(Dry Pump)(230)로 구성된 진공 펌프(iH60K System)(200)가 복수 개 조합되어 구성될 수 있다.
여기서, 상단 부스터 펌프(210)는 드라이 펌프(Dry Pump)(230)의 펌핑(Pumping) 효율을 높여주기 위하여 1차적으로 흡입한 챔버 내의 공기를 압축하여 배출하는 기능을 수행한다.
또한, 하단 부스터 펌프(220)는, 1차 압축된 공기를 2차 압축하여 드라이 펌프의 주입구(Inlet)로 배출하는 기능을 수행한다.
마지막으로, 드라이 펌프(230)는, 하단 부스터 펌프의 배출구(Outlet)로부터 전달받은 공정 가스를 총 5 스테이지(Stage)의 압축 및 배기 과정을 거쳐 대기 밖으로 배출하는 기능을 수행한다. 이러한 드라이 펌프는 챔버 내의 공정 가스를 흡입하여 배기하는 방식으로 기체분자 개수를 감소시켜 진공을 유지한다.
상기한 바와 같은 진공 시스템(100)에서, 1차 압축을 담당하는 상단 부스터 펌프(210)의 분당 가스 처리 용량은 60,000ℓ/m이고, 하단 부스터 펌프(220)는 30,000ℓ/m이기 때문에, 상단 부스터 펌프(210)와 하단 부스터 펌프(220)는 심한 부하를 받게 된다.
한편, 본 발명에 따른 부스터 펌프는, 상단 부스터 펌프(210)와 드라이 펌프(230) 사이에서 심한 부하를 받게 되는, 하단 부스터 펌프(220)로 이용되는 것으로서, 가스주입부를 이용하여 흡입부와 기어 박스 사이의 공간에 에어커튼을 형성시킴으로써, 부스터 펌프 내부의 흡입부에서 난류가 발생하더라도 흡입부로부터 기어 박스로 유입되는 가스를 차단시킬 수 있으며, 기어 박스로부터의 오일 유출을 방지할 수 있다는 특징을 가지고 있다.
그러나, 본 발명에 따른 부스터 펌프는 상단 부스터 펌프(210)에도 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서는 상단 부스터 펌프(210) 또는 하단 부스터 펌프(220)를 통칭하여 간단히 부스터 펌프라하며, 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 부스터 펌프의 구성 및 기능이 상세히 설명된다.
도 5는 본 발명에 따른 부스터 펌프의 일실시예 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 부스터 펌프의 일실시예 사시도이다.
본 발명에 따른 부스터 펌프(210 또는 220)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 주입구(Inlet)와 배출구(Outlet)가 형성되어 있는 하우징(510), 하우징 내부에 형성되어 주입구를 통해 주입된 공정 가스를 배출구를 통해 배출시키기 위한 흡입부(530), 흡입부가 공정 가스를 흡입할 수 있도록 하기 위해 모터와 적어도 하나 이상의 회전축(541)과 적어도 하나 이상의 회전날개로 구성되어 있으며 상기 회전축과 회전날개를 형성하는 기어에 오일(Oil)을 공급하기 위한 오일탱크(542)로 형성되어 있는 기어 박스(540) 및 흡입부와 기어 박스 사이의 공간에 가스를 주입하여 에어커튼을 형성하기 위한 가스주입부(550)를 포함하여 구성되어 있다.
우선, 하우징(510)은 본 발명에 따른 부스터 펌프의 외관을 형성하는 것으로서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 흡입부(530)와 기어 박스(540)가 구성될 수 있도록 내부가 비어 있는 통 형상으로 형성되어 있으며, 특히, 흡입부의 상단 및 하단에는 가스가 주입되는 주입구(Inlet)와 배출구(Outlet)가 형성되어 있다.
한편, 본 발명에 따른 부스터 펌프는 상기한 바와 같이 상단 부스터 펌프(210) 또는 하단 부스터 펌프(220)가 될 수 있기 때문에, 주입구(Inlet)는 CVD 장치 또는 상단 부스터 펌프와 연결될 수 있으며, 배출구(Outlet)는 하단 부스터 펌프(220) 또는 드라이 펌프(230)와 연결될 수 있다.
다음, 흡입부(530)는 하우징 내부에 형성되어 주입구를 통해 주입된 공정 가스를 배출구를 통해 배출시키기 위한 것으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 주입구(Inlet)와 배출구(Outlet)를 관통하는 경로 상에 형성된다.
다음, 기어 박스(540)는 흡입부(530)가 주입구를 통해 공정 가스를 흡입하여 배출구로 배출할 수 있도록 하는 동력을 제공하는 기능을 수행하기 위한 것으로서, 모터와, 적어도 하나 이상의 회전축(541)과 적어도 하나 이상의 회전날개로 구성될 수 있다.
이러한 회전축과 회전날개는 모터에 의해 회전되는 한편, 각종 기어에 의해 서로 연결되어 회전하고 있기 때문에, 기어 박스(540)에는 이러한 기어에 오일을 공급하기 위한 오일탱크(542)가 포함되어 있다.
또한, 흡입부(530)에는 회전축(542)과 연결되어 회전하는 로터(Rotor)(520)가 관통하고 있으며, 이러한 로터의 회전에 의해 발생되는 압력차에 의해 주입구를 통해 공정 가스가 흡입부로 흡입된 후 배출구를 통해 배출될 수 있다. 여기서, 로터(520)는 기어 박스의 구성요소라고 할 수도 있으며, 흡입부의 구성요소라고 할 수도 있다. 따라서, 흡입부(530)는 로터부라고도 할 수 있다.
한편, 흡입부와 기어 박스가 연결되어 있는 통로(Shaft)에는 흡입부와 기어 박스 간의 압력 벨런스 유지를 위해 홈이 형성되어 있다. 이하에서 설명되는 가스주입부를 통해 주입된 가스는 이러한 홈을 통해 흡입부와 기어 박스 사이의 공간에 주입될 수 있다.
마지막으로, 가스주입부(550)는 기어 박스(550) 또는 기어 박스와 흡입부 사이의 하우징(510)에 형성되어 있으며, 가스탱크(570)로부터 가스공급라인(560)을 통해 유입된 가스를 흡입부와 기어 박스 사이의 공간에 주입시켜, 에어커튼을 형성하는 기능을 수행하고 있다.
즉, 본 발명은 흡입부(530)와 기어 박스(540) 사이의 압력차이에 의해, 흡입부(530)로 유입된 공정 가스가 기어 박스(540)로 유입되어 기어 박스의 각종 구성요소들을 훼손하는 현상 및 기어 박스에 주입되는 오일이 흡입부 또는 외부로 유출되는 것을 방지하기 위한 것으로서, 이를 위해 본 발명은 상기한 바와 같이 가스주입부(550)를 이용하여 기어 박스와 흡입부 사이의 공간에 에어커튼을 형성시키고 있다는 특징을 가지고 있다.
여기서, 가스주입부(550)를 통해 주입되는 가스로는 부스터 펌프 내부의 구성요소들에 영향을 미치지 않는 질소가스(N2)가 적용될 수 있다.
부연하여 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 부스터 펌프에서 가스주입부(550)를 통해 주입된 질소가스(N2)는 흡입부(610) 방향으로 유도되어, 흡입부로 유입된 공정 가스와 충돌하여 경계를 이루면서 제1에어커튼(610)을 형성할 수 있으며, 이러한 제1에어커튼에 의해 주입구를 통해 흡입부로 유입된 공정 가스가 기어 박스(540) 방향으로 유입되지 않는다.
또한, 본 발명에 따른 부스터 펌프에서 가스주입부(550)를 통해 주입된 질소가스(N2)는 오일탱크(542) 방향으로 이동되어 제2에어커튼(620)을 형성할 수 있으며, 이러한 제2에어커튼에 의해 오일박스 내부의 오일이 흡입부 또는 외부로 유출되지 않게 된다.
즉, 본 발명은 오일과 공정 가스의 이동 통로에, 가스주입부(550)를 이용해 가스(N2)를 주입함으로써, 흡입부와 기어 박스 양단을 일정한 압력으로 유지하여, 오일이 흡입부 또는 외부로 유출되는 현상을 방지함과 동시에, 공정 가스가 기어 박스로 침투되는 현상을 방지할 수 있다.
부연하여 설명하면, 본 발명은 지속적인 질소가스의 공급을 통해, 부스터 펌프 내부의 높은 압력차를 차단하는 한편, 흡입부와 기어 박스 사이의 압력 벨런스(Pressure Balance)를 일정하게 유지시킴으로써, 흡입부(530)와 기어 박스(540) 사이에서 발생되는 오일유출을 막아 초기 오일 레벨을 유지하는 한편, 공정 가스가 기어 박스로 침투하는 현상을 저지하여 기어 박스 내부 구성요소들이 훼손되는 현상을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 부스터 펌프의 구성 및 동작을 다시 한번 정리하면 다음과 같다.
본 발명은 일반적인 화학기상증착(CVD) 장치 또는 플라즈마 화학기상증착(PECVD : Plasma Enhanced CVD) 장치에서 진공을 잡기 위해 사용되는 진공 시스템 내부에서의 오일유출 및 공정 가스 데미지(Damage)를 줄임으로써, 설비 생산가동율을 향상시키는 한편, 진공 시스템의 라이프 타임(Life Time)을 연장시켜 소요 경비를 최소화시키는 것을 목적으로 하고 있다.
한편, 진공 시스템 중에서도 특히 부스터 펌프는 많은 부하를 받고 있기 때문에 상기한 바와 같은 오일유출 및 공정 가스 데미지가 크게 발생되고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 부스터 펌프는 부스터 펌프 내부의 흡입부(530)와 기어 박스(540) 사이에 에어커튼을 형성할 수 있는 가스주입부(550)를 포함하여 구성되어 있다.
즉, 종래의 진공 시스템은 상단 부스터 펌프의 진공압이 60,000ℓ/m이고, 하단 부스터 펌프의 진공압이 30,000ℓ/m이기 때문에, 그 압력 차이로 인해 하단 부스터 펌프 내의 흡입부에서 난류가 발생되고 있으며, 이로 인해, 종래의 부스터 펌프는 공정 가스 데미지(Damage) 및 오일 유출(Oil Leak)에 취약한 구조였다.
따라서, 본 발명에 따른 부스터 펌프에는, 상기한 바와 같은 압력차이 발생에 따른 난류 기인성 부품 데미지(Parts Damage)를 방지하기 위해, 질소가스(N2)를 부스터 펌프 내부로 공급할 수 있는 가스주입부(N2 Purge Kit)가 장착되어 있다.
한편, 가스주입부를 통해 주입된 질소가스가 흡입부(530)와 기어 박스(540) 사이에 에어커튼(에어막)을 형성함으로써, 기어 박스(Gear box)(540)에서의 오일유출이 방지될 수 있고, 공정 가스가 기어 박스로 침투되는 것이 방지됨으로써 기어 박스를 구성하는 부품들이 공정 가스에 의해 데미지를 받는 현상이 방지될 수 있다.
또한, 이로 인해 부스터 펌프 및 이를 포함하고 있는 진공 시스템의 라이프 타임이 연장될 수 있으며, 진공 시스템의 관리 및 보수에 요구되는 비용이 절감될 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 진공 시스템 200 : 진공 펌프
210 : 상단 부스터 펌프 220 : 하단 부스터 펌프
230 : 드라이 펌프 300 : CVD 장치
400 : 패널 510 : 하우징
520 : 로터 530 : 흡입부
540 : 기어 박스 550 : 가스주입부
560 : 가스공급라인 570 : 가스탱크
610 : 제1에어커튼 620 : 제2에어커튼

Claims (10)

  1. 주입구와 배출구가 형성되어 있는 하우징;
    상기 하우징 내부에 형성되어 상기 주입구를 통해 주입된 공정 가스를 상기 배출구를 통해 배출시키기 위한 흡입부;
    상기 흡입부가 상기 공정 가스를 흡입할 수 있도록 하기 위한 동력을 제공하기 위한 기어 박스; 및
    상기 하우징 내부로 가스를 주입하여, 상기 흡입부와 상기 기어 박스 사이의 공간에 제1에어커튼을 형성하기 위한 가스주입부를 포함하는 부스터 펌프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입구로는 화학기상증착장치(CVD)로부터 발생된 상기 공정 가스가 주입되는 것을 특징으로 하는 부스터 펌프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스주입부에 의해 상기 하우징 내부로 주입되는 상기 가스는 질소가스인 것을 특징으로 하는 부스터 펌프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기어 박스는,
    상기 흡입부가 상기 주입구를 통해 상기 공정 가스를 흡입하여 상기 배출구로 배출할 수 있도록 하는 동력을 제공하기 위해, 모터와, 적어도 하나 이상의 회전축과, 적어도 하나 이상의 회전날개와, 상기 회전축과 회전날개를 형성하는 복수의 기어에 오일을 공급하기 위한 오일탱크를 포함하는 부스터 펌프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1에어커튼은, 상기 주입구를 통해 상기 흡입부로 유입된 상기 공정 가스가 상기 기어 박스로 침투하는 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 부스터 펌프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스주입부는,
    상기 가스를 상기 기어 박스 방향으로 주입시켜 제2에어커튼을 형성하는 것을 특징으로 하는 부스터 펌프.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2에어커튼은,
    상기 오일박스 내부의 오일이 상기 흡입부 또는 외부로 유출되는 현상을 방지하는 것을 특징으로 하는 부스터 펌프.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입구는 화학기상증착장치(CVD)로부터 발생된 상기 공정 가스가 주입받는 상단 부스터 펌프의 배출구와 연결되어 있으며,
    상기 배출구는 드라이 펌프의 주입구와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 부스터 펌프.
  9. 공정 가스를 배출하는 챔버와 연결되어, 상기 공정 가스를 압축하여 배출하기 위한 적어도 하나 이상의 진공 펌프를 포함하며,
    상기 진공 펌프는,
    상기 챔버와 연결되어 상기 공정 가스를 1차적으로 압축하여 배출하기 위한 위한 상단 부스터 펌프;
    상기 부스터 펌프에서 1차적으로 압축된 상기 공정 가스를 2차적으로 압축하여 배출하기 위한 하단 부스터 펌프; 및
    상기 부스터 펌프를 통해 유입된 상기 공정 가스를 대기 밖으로 배출시키기 위한 드라이 펌프를 포함하며,
    상기 부스터 펌프는,
    주입구와 배출구가 형성되어 있는 하우징;
    상기 하우징 내부에 형성되어 상기 주입구를 통해 주입된 공정 가스를 상기 배출구를 통해 배출시키기 위한 흡입부;
    상기 흡입부가 상기 공정 가스를 흡입할 수 있도록 하기 위한 동력을 제공하기 위한 기어 박스; 및
    상기 하우징 내부로 가스를 주입하여, 상기 흡입부와 상기 기어 박스 사이의 공간에 제1에어커튼을 형성하기 위한 가스주입부를 포함하는 진공 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 상단 부스터 펌프의 분당 가스 처리 용량은, 상기 하단 부스터 펌프의 분당 가스 처리 용량보다 큰 것을 특징으로 하는 진공 시스템.
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