KR20140029661A

KR20140029661A - 슬릿 밸브

Info

Publication number: KR20140029661A
Application number: KR1020120094811A
Authority: KR
Inventors: 박미성; 김준수; 권상교
Original assignee: 주식회사 에스에프에이
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-03-11
Also published as: KR101430661B1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿 밸브는, 진공챔버의 슬릿에 인접하게 배치되며 기판이 출입할 수 있는 개구부를 구비한 밸브챔버와, 밸브챔버 내부의 미리 결정된 높이에서 퍼지가스를 하방향으로 흘려보내 밸브챔버에 잔류하는 파티클(particle)을 제거함으로써 밸브챔버의 청정도를 유지하는 밸브챔버 청정도 유지유닛을 포함한다.

Description

슬릿 밸브{SLIT VALVE}

본 발명은, 슬릿 밸브 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 슬릿 밸브챔버 내부에 잔존하는 파티클(particle)을 효과적으로 제거할 수 있는 슬릿 밸브에 관한 것이다.

LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등의 평판표시소자(FPD, Flat Panel Display)는 여러 가지 공정을 거쳐 제조되는데, 이러한 제조 공정에는 기판에 소정의 박막을 형성시키는 박막증착공정이 포함된다.

박막증착공정으로는 외부의 고주파 전원에 의해 플라즈마(Plasma)화 되어 높은 에너지를 갖는 실리콘계 화합물 이온(ion)을 기판에 증착시키는 화학 기상 증착 공정(Chemical Vapor Deposition Process)이 적용될 수 있다.

이러한 화학 기상 증착 공정은 해당 공정의 진행을 위한 최적의 환경이 조성된 프로세스 챔버(process chamber)에서 진행된다. 특히 최근에는 단시간에 많은 기판을 처리할 수 있도록, 일정한 간격으로 배치되는 복수개의 프로세스 챔버를 구비하는 화학 기상 증착 장치가 널리 사용되고 있다.

화학 기상 증착 장치는, 일반적으로 고온 저압의 환경에서 기판에 대한 화학기상증착 공정을 수행하는 복수개의 프로세스 챔버와, 해당 프로세스 챔버로 기판이 진입되기 전에 기판이 프로세스 챔버로 진입될 수 있는 환경을 조성하는 로드락 챔버(loadlock chamber)와, 프로세스 챔버와 로드락 챔버를 연결하며 로드락 챔버 내의 기판을 해당 프로세스 챔버로 이송하거나 해당 프로세스 챔버 내의 기판을 로드락 챔버로 이송하는 로봇이 설치되는 트랜스퍼 챔버(transfer chamber)를 구비한다.

보통 이러한 진공챔버(프로세스 챔버, 로드락 챔버 및 트랜스퍼 챔버)의 외벽에는 기판이 취출될 수 있도록 슬릿(slit) 형상의 출입구가 마련되고, 슬릿의 주변에는 슬릿을 개폐할 수 있는 슬릿 밸브가 배치된다.

슬릿 밸브는 2개의 진공챔버 사이에 배치되어 진공챔버의 슬릿과 연통되는 개구부를 개폐하도록 작동될 수 있다.

슬릿 밸브의 개구부는 적어도 하나의 기판을 슬릿을 통하여 2개의 진공 챔버 사이에서 이송되게 한다. 슬릿 밸브의 개구부가 슬릿 밸브의 구동부에 의해 폐쇄되면 2개의 진공 챔버는 서로 격리될 수 있다. 예컨데, 진공챔버 중 하나는 기판의 증착공정이 수행될 수 있도록 트랜스퍼 챔버로부터 격리를 필요로 하는 프로세스 챔버일 수 있다.

한편, 슬릿 밸브는 챔버형태로 제작되는데, 공정이 반복됨에 따라 파티클이 챔버 내부에 축적될 수 있고 이러한 파티클이 진공챔버 내부로 유입되면 박막증착 공정에 완성도가 저하된다.

따라서, 슬릿 밸브의 청정도를 유지하기 위해 주기적으로 슬릿 밸브의 내부로 퍼지가스(N2)를 공급, 배기하여 슬릿 밸브 내부의 파티클을 제거할 필요가 있다.

그런데, 종래의 슬릿 밸브는 퍼지가스를 챔버 내부에 공급하는 퍼지가스 포트(port)가 슬릿 밸브의 하단부 또는 상단부에 마련되어 있는데, 전자의 경우 퍼지가스가 챔버의 하단부에서 챔버의 상방향으로 흘러 챔버의 바닥면의 파티클에 영향을 주지 못하고, 후자의 경우 퍼지가스가 챔버의 상단부에서 챔버의 하방향으로 흘러 대부분의 퍼지가스가 슬릿 밸브의 중간에 위치한 슬릿 밸브의 구동부에 가로막히고, 또한 파티클이 놓여 있는 챔버의 바닥면과의 거리가 너무 멀어 파티클에 영향을 주지 못해 퍼지 전과 후에 챔버의 바닥면에 잔존하는 파티클을 충분히 제거하지 못하는 문제점이 있다.

한국공개특허 제10-2001-0101757호 어플라이드 머티어리얼스 2001.11. 14

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 퍼지가스의 흐름이 밸브챔버 내부 구성품에 의해 간섭을 받지 않으며, 밸브챔버의 바닥면에 잔존하는 파티클을 효과적으로 제거할 수 있는 슬릿밸브를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 진공챔버의 슬릿에 인접하게 배치되며, 기판이 출입할 수 있는 개구부를 구비한 밸브챔버; 및 상기 밸브챔버 내부의 미리 결정된 높이에서 퍼지가스를 하방향으로 흘려보내 상기 밸브챔버에 잔류하는 파티클(particle)을 제거함으로써 상기 밸브챔버의 청정도를 유지하는 밸브챔버 청정도 유지유닛을 포함하는 슬릿 밸브가 제공될 수 있다.

상기 밸브챔버 청정도 유지유닛은, 상기 밸브챔버 내부에 미리 결정된 높이에 마련되며, 상기 밸브챔버 내부의 파티클 제거를 위한 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사모듈; 및 상기 퍼지가스 분사모듈에 상기 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급모듈을 포함할 수 있다.

상기 퍼지가스 분사모듈은, 상기 밸브챔버의 가로방향으로 배치되고 퍼지가스의 유동공간을 제공하며, 표면에 다수의 퍼지가스 분사공이 관통 형성되는 적어도 하나의 중공샤프트를 포함할 수 있다.

상기 퍼지가스 분사공은, 상기 중공샤프트의 길이방향과 둘레면을 따라 복수 개가 형성될 수 있다.

상기 퍼지가스 공급모듈은, 상기 중공샤프트를 상기 밸브챔버의 하단부에 대해 미리 결정된 높이로 이격되게 지지하며, 퍼지가스가 저장되는 퍼지가스 저장탱크로부터 상기 밸브챔버를 관통하여 상기 중공샤프트에 연결되는 퍼지가스 공급관을 포함할 수 있다.

상기 퍼지가스 공급모듈은, 상기 퍼지가스 공급관과 교차 배치되는 상기 중공샤프트를 연결하는 매니폴드를 더 포함할 수 있다.

상기 퍼지가스 공급모듈은, 퍼지가스를 공급하는 배관을 형성하며 상기 중공샤프트에 연결되는 퍼지가스 공급관; 및 상기 밸브챔버의 하부에 마련되며, 상기 퍼지가스 공급관을 승하강되도록 구동시키는 승하강구동부를 포함할 수 있다.

상기 퍼지가스 공급관은, 상기 중공샤프트의 양단부에 각각 하나씩 연결될 수 있다.

상기 승하강구동부는, 공기(air)가 유입 또는 유출되는 제1 격실; 및 상기 퍼지가스 공급관의 외주면에 결합되며, 상기 제1 격실의 공압에 의해 상기 제1 격실의 내부에서 상승 또는 하강하는 승강플레이트; 및 상기 제1 격실에 인접하게 마련되어 퍼지가스가 유입되는 제2 격실을 포함하며, 상기 퍼지가스 공급관은, 상기 승강플레이트와 연동되되 일단부는 상기 중공샤프트에 결합되어 상기 중공샤프트를 지지하는 지지관부; 및 상기 제1 격실 내부에 배치되되 일측은 상기 지지관부와 연통되며, 타측은 상기 제2 격실과 연통되게 결합되고 상기 승강플레이트의 상승 또는 하강에 대응하여 신축가능하게 마련되는 제1 신축관부를 포함할 수 있다.

상기 승강구동부는, 상기 지지관부가 관통되며, 상기 제1 격실과 상기 밸브챔버 사이에 배치되어 상기 밸브챔버를 지지하는 밸브챔버 받침판부를 더 포함할 수 있다.

상기 기판이 상기 진공챔버 내로 출입할 수 있도록 상기 슬릿을 개방하거나, 상기 진공챔버의 진공이 유지될 수 있도록 상기 슬릿을 폐쇄하는 슬릿개폐부를 더 포함하며, 상기 승하강구동부는, 일단부는 상기 슬릿개폐부에 연결되며, 외주면에는 상기 승강플레이트가 결합되어 상기 제1 격실 내부의 공압에 의해 상기 승강플레이트가 상승 또는 하강함에 따라 상기 슬릿개폐부를 상승 또는 하강되도록 지지하는 승강로드암를 더 포함할 수 있다.

상기 승강구동부는, 상기 제1 격실 및 제2 격실에 인접하게 마련되며 공기가 유입되는 제3 격실을 더 포함하며, 상기 승강로드암은, 중공형상으로 마련되어 상기 제3 격실과 연통되며 상기 승강플레이트의 상승 또는 하강에 대응하여 신축가능하게 마련되는 제2 신축관부를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 신축관부 및 상기 제2 신축관부는, 벨로우즈(bellows)관일 수 있다.

상기 제1 격실에는 상기 제1 신축관부와 상기 제2 신축관부 사이에 격벽이 더 마련되며, 상기 승강플레이트는, 상기 제1 신축관부에 결합되는 제1 승강플레이트; 및 상기 제2 신축관부에 결합되는 제2 승강플레이트를 더 포함할 수 있다.

상기 슬릿개폐부는, 상기 승강로드암과 연결되며 상하방향으로 구동되어 상기 슬릿을 개방 또는 폐쇄시키는 밸브블럭; 및 상기 진공챔버의 진공이 유지될 수 있도록 상기 밸브블럭에 대해 수평방향으로 구동되어 상기 슬릿을 밀폐시키는 밸브 블레이드를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 퍼지가스의 흐름이 밸브챔버 내부 구성품에 의해 간섭을 받지 않으며, 밸브챔버의 바닥면에 잔존하는 파티클을 효과적으로 제거함으로써 진공챔버 내부로 파티클이 유입되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬릿 밸브가 적용되는 화학 기상 증착 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1의 개략적인 부분 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬릿 밸브의 개략적인 단면 구조도이다.
도 4는 도 3의 퍼지가스 분사모듈을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 퍼지가스 공급모듈을 나타내는 도면이다.
도 6 및 도 7은 퍼지가스 분사모듈의 승강 동작을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬릿 밸브의 개략적인 구조도이다.
도 9는 도 8의 퍼지가스 공급모듈을 나타내는 도면이다.
도 10는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬릿 밸브의 퍼지가스 공급모듈의 개략적인 구조도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬릿 밸브의 개략적인 구조도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

먼저, 도 1을 참조하여 본 실시 예에 따른 슬릿 밸브가 적용되는 화학 기상 증착장치에 관해 간략히 살펴본다. 참고로, 이하에서 언급되는 기판이란 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel) 및 OLED(Organic Light Emitting Diodes)용 유리기판을 말한다.

화학 기상 증착장치(1)는 화학 기상 증착공정을 수행하는 복수 개의 프로세스 챔버(11)와 해당 프로세스 챔버(11)로 기판이 진입되기 전에 기판이 프로세스 챔버(11)로 진입될 수 있는 환경을 조성하는 로드락 챔버(12)와 프로세스 챔버(11)와 로드락 챔버(12)를 연결하는 트랜스퍼 챔버(13)를 구비한다. 트랜스퍼 챔버(13)에는 로드락 챔버(12) 내의 기판을 해당 프로세스 챔버(11)로 이송하거나 해당 프로세스 챔버(11) 내의 기판을 로드락 챔버(12)로 이송하는 로봇(미도시)이 마련된다.

프로세스 챔버(11)는 고온 저압의 환경에서 기판에 대한 화학 기상 증착 공정을 수행한다. 도시하고 있지는 않지만, 프로세스 챔버(11)는 서셉터 상에 놓여진 기판의 표면에 전극으로부터 방출된 소정의 반응성 가스 이온이 소정의 두께만큼 증착되는 장소로서, 기판에 대한 실질적인 증착 과정이 진행되는 장소이다.

이하에서 편의상 프로세스 챔버(11), 로드락 챔버(12) 및 트랜스퍼 챔버(13)는 통칭하여 진공챔버(10)라 하기로 한다.

이러한 진공챔버(10)는 기판이 통과할 수 있는 슬릿을 구비하며, 고진공(high vacuum) 상태가 가능하게 마련되며, 각각의 진공챔버(10) 사이에는 슬릿을 선택적으로 개폐하는 슬릿 밸브가 마련된다.

슬릿 밸브는 진공챔버(10)의 슬릿(S)을 밀봉하여 서로 이웃한 진공챔버(10)들을 환경적으로 격리시키는 역할을 한다.

이하에서 이러한 본 실시 예에 따른 슬릿 밸브에 대해 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 도 1의 개략적인 부분 확대 단면도이고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 슬릿 밸브의 개략적인 단면 구조도이고, 도 4는 도 3의 퍼지가스 분사모듈(310)을 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3의 퍼지가스 공급모듈(320)을 나타내는 도면이고, 도 6 및 도 7은 퍼지가스 분사모듈(310)의 승강 동작을 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른, 슬릿 밸브는, 진공챔버(10)의 슬릿(S)에 인접하게 배치되며, 기판이 출입할 수 있는 개구부(110)를 구비한 밸브챔버(100)와, 진공챔버(10)의 슬릿(S)을 개폐하는 슬릿개폐부(200)와, 슬릿개폐부(200)를 밸브챔버(100) 내에서 승하강되도록 지지하는 승하강 실린더(201)와, 밸브챔버(100) 내부의 미리 결정된 높이에서 퍼지가스를 하방향으로 흘려보내 밸브챔버(100)에 잔류하는 파티클을 제거함으로써 밸브챔버(100)의 청정도를 유지하는 밸브챔버 청정도 유지유닛을 포함한다.

밸브챔버(100)는 자체 진공 공간을 형성하며, 밸브챔버(100)의 개구부(110)가 진공챔버(10)의 슬릿(S)과 연통될 수 있는 높이로 진공챔버(10)의 일측벽에 결합되어 개구부(110)가 개방되면 기판이 진공챔버(10)내로 반입 또는 반출될 수 있도록 마련된다.

슬릿개폐부(200)는, 개구부(110)에 밀착되어 이를 폐쇄하는 밸브 블레이드(220)와, 밸브 블레이드(220)를 개구부(110)를 향하여 이동시키는 가압실린더를 구비하는 밸브블럭(210)을 포함한다.

본 실시 예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 진공챔버(10) 사이에 배치되는 슬릿 밸브는 각각의 진공챔버(10)의 슬릿(S)들과 대응되는 2개의 개구부(110)를 구비하며, 이에 따라 각각의 개구부(110)를 밀착 폐쇄할 수 있도록 한 쌍의 밸브 블레이드(220)가 마련된다.

한 쌍의 밸브 블레이드(220)는 개구부(110)를 완전히 폐쇄할 수 있는 크기로 마련되며, 개구부(110)를 폐쇄하는 밸브 블레이드(220)에는 진공챔버(10)의 기밀을 진공이 깨어지지 않도록 오링(221)이 추가로 결합될 수 있다.

밸브블럭(210)에 마련되는 가압 실린더(230)는 밸브 블레이드(220)를 수평방향으로 이동시키며, 밸브 블레이드(220)가 개구부(110)를 완전히 폐쇄할 수 있도록 가압한다. 이러한 가압 실린더(230)의 구동은 유압 또는 공압에 의해 이루어질 수 있다.

승하강 실린더(201)는 밸브블럭(210)에 연결되며, 진공챔버(10)의 슬릿(S)을 폐쇄시킬 경우 밸브 블레이드(220)가 개구부(110)의 중심축에 위치할 때까지 밸브블럭(210)을 상승시키고, 슬릿(S)을 개방시킬 경우 밸브블럭(210)을 하강시킨다. 승하강 실린더(201) 또한 유압 또는 공압에 의해 작동하는 실린더로 마련될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 슬릿개폐부(200)가 밸브챔버(100) 내부에서 구동하기 때문에 공정이 반복됨에 따라 밸브 블레이드(220)와 밸브챔버(100)의 접촉에 의한 파티클이 발생하거나 진공챔버(10) 내부에 비해 온도가 낮은 밸브챔버(100) 내로 진공챔버(10) 내의 공정가스가 유입되어 온도가 하강하면서 일부 가스가 고형화되면서 파티클이 발생할 수 있다. 이러한 파티클이 진공챔버(10) 내부로 유입되면 해당공정에 악영향을 미쳐 공정의 완성도가 심각하게 저하될 수 있으므로 주기적으로 밸브챔버(100) 내부를 청소해줌으로써 파티클을 제거하여야 한다.

이러한 밸브챔버(100) 내부의 파티클 제거를 위한 밸브챔버(100)의 세정은 밸브챔버 청정도 유지유닛(300)에 의해 이루어진다.

밸브챔버 청정도 유지유닛(300)은, 밸브챔버(100) 내부에 미리 결정된 높이에 마련되며, 밸브챔버(100) 내부의 파티클을 제거하기 위해 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사모듈(310)과, 퍼지가스 분사모듈(310)에 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급모듈(320)을 포함한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 실시 예에서 퍼지가스 분사모듈(310)은, 밸브챔버(100)의 가로방향으로 배치되고 퍼지가스의 유동공간을 제공하며 표면에 다수의 퍼지가스 분사공(311a)이 관통 형성되는 중공샤프트(311)일 수 있다. 여기서 밸브챔버(100) 세척용 퍼지가스로는 질소(N2) 가스가 사용될 수 있다.

중공샤프트(311)는 양단부가 퍼지가스 공급모듈(320)에 지지되도록 연결되고 밸브블럭(210)의 하부에서 밸브블럭(210)과 나란하게 밸브챔버(100)의 가로방향으로 배치된다. 그리고 중공샤프트(311)에 형성되는 다수의 퍼지가스 분사공(311a)은 중공샤프트(311)의 길이방향을 따라 소정의 간격으로 이격 배치되되 밸브챔버(100)의 아랫방향을 향하도록 마련된다.

본 실시 예에서 하나의 중공샤프트(311)를 밸브챔버(100) 내부에 마련하고 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 중공샤프트(311)는 복수 개가 마련될 수도 있다. 그리고 도시하지는 않았으나, 중공샤프트(311)에 형성되는 다수의 퍼지가스 분사공(311a)은 중공샤프트(311)의 상하좌우에서 퍼지가스가 분사되어 나올수 있도록 중공샤프트(311)의 둘레면을 따라 다수 개가 형성될 수도 있다.

밸브챔버(100) 세척용 퍼지가스는 퍼지가스 공급모듈(320)을 통해 중공샤프트(311)에 공급되어 중공샤프트(311)의 양단부에서 중심부로 확산되면서 다수의 퍼지가스 분사공(311a)을 통해 밸브챔버(100)의 아랫방향으로 분사되게 된다. 이에 따라, 밸브챔버(100)의 하단부에 놓여있는 파티클에 효과적으로 퍼지가스가 분사될 수 있고 파티클은 퍼지가스와 함께 퍼지가스 배출라인(미도시)을 통해 방출되게 된다.

한편, 퍼지가스 공급모듈(320)은 중공샤프트(311)에 퍼지가스를 공급함과 동시에 중공샤프트(311)를 밸브챔버(100) 내에서 승하강되도록 하여 퍼지가스가 분사되는 높이를 조절할 수 있도록 마련된다. 부연하면, 본 실시 예에 따른 퍼지가스 공급모듈(320)은, 기본적으로 공압실린더의 원리를 차용하되 실린더 내부를 직선운동하는 실린더로더를 중공형상으로 마련하고 그 내부를 통해 퍼지가스를 공급할 수 있도록 하였다.

이러한 퍼지가스 공급모듈(320)은, 퍼지가스를 공급하는 배관을 형성하며 중공샤프트(311)에 연결되는 퍼지가스 공급관(321)과, 밸브챔버(100)의 하부에 마련되며, 퍼지가스 공급관(321)을 승하강되도록 구동시키는 승하강구동부(322)를 포함한다.

도 5를 참조하면, 승하강구동부(322)는 공기가 유입 또는 유출되는 제1 격실(322c)과, 퍼지가스 공급관(321)의 외주면에 결합되며 제1 격실(322c)의 공압에 의해 제1 격실(322c)의 내부에서 상승 또는 하강하는 승강플레이트(322b)와, 제1 격실(322c)에 인접하게 마련되어 퍼지가스가 유입되는 제2 격실(322d)과, 밸브챔버(100)를 지지하는 밸브챔버 받침판부(322a)를 포함한다.

제1 격실(322c)의 일측에는 제1 격실(322c) 내외로 공기가 공급 또는 배출되는 공기공급/배출라인(미도시)이 연결되어 있다. 그리고 승강플레이트(322b)는 제1 격실(322c) 내에서 상하로 슬라이딩 이동가능하게 마련된다. 이에 따라 퍼지가스 공급관(321)을 상승시킬 필요가 있는 경우, 제1 격실(322c) 내로 공기를 주입하면 공압에 의해 승강플레이트(322b)와 결합되어 있는 퍼지가스 공급관(321)이 밸브챔버(100) 내에서 상승하게 된다. 그리고 퍼지가스 공급관(321)을 하강시킬 필요가 있는 경우에는, 역으로 제1 격실(322c)에서 공기를 외부로 빼내어 공압을 감소시켜 퍼지가스 공급관(321)을 하강시킨다.

제2 격실(322d)은 제1 격실(322c)의 하부에 마련되어 있으며 제1 격실(322c) 내부를 가로지르는 퍼지가스 공급관(321)과 연통되게 연결되어 있다. 그리고 제2 격실(322d)의 일측은 퍼지가스 저장탱크(미도시)와 연결되는 퍼지가스 공급라인(미도시)과 연결되어 있다. 따라서, 퍼지가스는 제2 격실(322d)을 거쳐 퍼지가스 공급관(321)을 따라 밸브챔버(100) 내부에 마련된 중공샤프트(311)에 공급된다.

밸브챔버 받침판부(322a)는 제1 격실(322c)과 일체로 형성되어 밸브챔버(100)의 하부에 결합될 수 있다. 이러한 밸브챔버 받침판부(322a)는 밸브챔버(100)를 지지함과 동시에 승강플레이트(322b)의 상방향 이동을 제한한다.

이하에서 퍼지가스 공급관(321)에 대해 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

퍼지가스 공급관(321)부는 일단부가 퍼지가스가 유입되는 제2 격실(322d)에 고정결합되어 있으면서도 중공샤프트(311)를 승하강 가능하게 지지할 수 있도록 마련된다. 이를 위해 본 실시 예에 따른 퍼지가스 공급관(321)은, 승강플레이트(322b)와 연동되되 일단부는 상기 중공샤프트(311)에 결합되어 중공샤프트(311)를 지지하는 지지관부(321a)와, 제1 격실(322c) 내부에 배치되되 일측은 지지관부(321a)와 연통되며 타측은 제2 격실(322d)과 연통되게 결합되고 승강플레이트(322b)의 상승 또는 하강에 대응하여 신축가능하게 마련되는 제1 신축관부(321b)를 포함한다.

지지관부(321a)는 승강플레이트(322b)를 기준으로 승강플레이트(322b)의 상부에 마련되고 승하강 시 구조적 변형이 생기지 않는 강성구조로 마련된다. 그리고 밸브챔버(100) 내에서 수직으로 배치되는 지지관부(321a)는 수평으로 배치되는 중공샤프트(311)와 매니폴드(323, manifold)로 연결될 수 있다.

제1 신축관부(321b)는 승강플레이트(322b)의 하부에 마련되고 승강플레이트(322b)의 상승 또는 하강운동 시 길이방향으로 신축될 수 있는 구조로 마련된다. 이러한 제1 신축관부(321b)로는 벨로우즈(bellows)가 적용될 수 있다. 그러나 본 발명의 권리범위가 벨로우즈를 적용한 제1 신축관부(321b)에 한정되는 것은 아니며, 고무재질의 튜브(tube)관 등 신축가능한 재질일 수 있다.

이하에서는 도 3 및 도 6 내지 도 7을 참조하여, 본 실시 예에 따른 밸브챔버 청정도 유지유닛(300)의 작동을 설명한다.

먼저, 밸브챔버 청정도 유지유닛(300)의 작동 전에 슬릿개폐부(200)가 밸브챔버(100)의 개구부(110)를 폐쇄한 상태에서 밸브챔버(100) 일측에 마련되는 진공펌프라인(미도시)을 통해서 밸브챔버(100)에 존재하는 공기 및 잔류가스를 배출시킨다.

참고로, 슬릿개폐부(200)는 공정의 진행 상황에 따라 반복적으로 슬릿(S)을 개폐하기 위해 밸브챔버(100) 상하로 구동될 수 있어야 하기 때문에 평상 시에 중공샤프트(311)는 슬릿개폐부(200)의 상하운동에 간섭되지 않도록 밸브챔버(100)의 하단 영역에 위치한다.

그 다음, 퍼지가스가 밸브챔버(100) 내의 전영역에 확산될 수 있으면서도 밸브챔버(100)의 하단부에 쌓인 파티클에 영향을 미칠 수 있는 높이, 예컨데 밸브챔버(100)의 개구부(110)가 폐쇄된 상태의 밸브블럭(210)의 인접한 높이까지 중공샤프트(311)를 상승시킨다. 이를 위해 공기 공급/배출라인(미도시)을 통해 제1 격실(322c)에 공기가 유입되면 공압에 의해 승강플레이트(322b)와 결합되어 있는 퍼지가스 공급관(321)의 제1 신축관부(321b)가 신장되면서 중공샤프트(311)를 양단부에서 지지하고 있는 지지관부(321a)를 밸브챔버(100) 내에서 수직 상승시킨다.

그 다음으로, 퍼지가스 저장탱크로부터 제2 격실(322d) 내부로 퍼지가스가 공급되고 이 퍼지가스는 제1 신축관부(321b)와 지지관부(321a)를 통해 중공샤프트(311)로 공급된다. 퍼지가스는 중공샤프트(311)의 양단부에서 중심부로 확산되면서 다수의 퍼지가스 분사공(311a)을 통해 밸브챔버(100)의 아랫방향으로 분사된다.

분사된 퍼지가스는 밸브챔버(100) 내부의 잔류가스 및 파티클과 함께 퍼지가스 배출라인을 통해 밸브챔버(100)로부터 배출된다. 이러한 퍼지가스의 순환을 반복 실행함으로써 밸브챔버(100) 내부의 세정이 이루어진다.

마지막으로, 밸브챔버(100)의 세정을 마치면 다시 중공샤프트(311)는 밸브챔버(100)의 하단 영역에 배치되도록 한다. 즉, 전술한 바와 유사하게 제1 격실(322c) 내부의 공기를 빼내어 공압을 낮추면 승강플레이트(322b)와 결합되어 있는 제1 신축관부(321b)가 수축하면서 지지관부(321a)가 하강하게 된다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 슬릿 밸브(20a)의 개략적인 구조도이고, 도 9는 도 8의 퍼지가스 공급모듈을 나타내는 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 승하강구동부(422)는, 슬릿개폐부(200)와 중공샤프트(311)를 함께 승하강 구동시킬 수 있다.

다만, 본 실시 예의 경우 승강구동부(422)를 제외하고 전술한 실시 예의 슬릿 밸브와 대부분의 구성이 동일하므로 동일한 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 9를 참조하면, 본 실시 예에 따른 승강구동부(422)는, 제1 격실(422c) 및 제2 격실(422d)에 인접하게 마련되며 공기가 유입되는 제3 격실(422e)과, 일단부는 슬릿개폐부(200)에 연결되며 외주면에는 승강플레이트(422b)가 결합되어 제1 격실(422c) 내부의 공압에 의해 승강플레이트(422b)가 상승 또는 하강함에 따라 슬릿개폐부(200)를 상승 또는 하강되도록 지지하는 승강로드암(423)을 포함한다.

여기서, 승강로드암(423)은 중공형상으로 마련되되 승강플레이트(422b)의 상부에 배치되는 강성구조의 밸브블럭지지관부(423a)와, 승강플레이트(422b)의 하부에 배치되되 제3 격실(422e)과 연통되며 승강플레이트(422b)의 상승 또는 하강에 대응하여 신축가능하게 마련되는 제2 신축관부(423b)를 포함할 수 있다. 제2 신축관부(423b)는 제1 신축관부(421b)와 같이 벨로우즈관으로 마련될 수 있다.

제3 격실(422e)의 일측에는 공기공급/배출라인(미도시)이 연결되어 있다. 제3 격실(422e)로 유입된 공기는 중공형상으로 마련되는 승강로드암(423)을 통해 슬릿개폐부(200)의 가압 실린더(도 2 참조, 230)에 공급될 수 있다.

그리고 전술한 바와 같이, 제1 격실(422c)에서 공압에 의해 승강플레이트(422b)가 상승 또는 하강할 수 있으며, 이에 따라 승강플레이트(422b)에 각각 결합된 제1 및 제2 신축관부(421b,423b)가 신장 또는 수축하면서 지지관부(421a) 및 밸브블럭지지관부(423a)가 밸브챔버(100) 내부에서 승강되게 된다. 즉, 본 실시 예에서 제1 격실(422c) 내에서 제1 및 제2 신축관부(421b,423b)가 동시에 신축되어 밸브블럭과 중공샤프트(311)는 함께 상하운동을 하게된다.

이와 같이, 본 실시 예에 따른 슬릿 밸브(20a)는, 슬릿개폐부(200)와 중공샤프트(311)의 승하강 구동장치를 하나로 일체화시킴으로써 구조를 간편화시킬 수 있다.

도 10는 본 발명의 제3 실시예에 따른 슬릿 밸브의 퍼지가스 공급모듈의 개략적인 구조도이다.

이 도면을 참조하면, 본 실시 예의 경우, 슬릿개폐부(200)와 중공샤프트(311)의 승하강 구동장치를 하나로 일체화하면서도 슬릿개폐부(200)와 중공샤프트(311)를 개별적으로 승하강 구동시킬 수 있다.

이를 위해 본 실시 예에 따른 승강구동부(522)의 제1 격실(522c)에는 제1 신축관부(521b)와 제2 신축관부(523b) 사이에 격벽(B)이 더 마련될 수 있다. 이에 따라, 분리된 제1 격실의 2개의 공간(R1,R2)에는 공압에 의해 각각 승하강되는 제1 승강플레이트(524a)와, 제2 승강플레이트(524b)가 마련된다. 그리고 제1 승강플레이트(524a)에는 제1 신축관부(521b)가 결합되고 제2 승강플레이트(524b)에는 제2 신축관부(523b)가 결합된다. 이때, 분리된 제1 격실(522c)의 2개의 공간(R1,R2)에는 각각 공기공급/배출라인(미도시)이 연결될 수 있다.

이와 같은 본 실시 예에 따른 슬릿 밸브는, 구조를 간편화하면서도 밸브챔버(100) 세척 시 중공샤프트의 높이를 보다 세밀하게 조절할 수 있는 이점이 있다.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 슬릿 밸브의 개략적인 구조도이다.

본 실시예의 경우, 퍼지가스 공급모듈을 제외한 구성은 전술한 제1 실시예와 동일하므로 중복되는 구성에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 11을 참조하면, 본 실시 예에 따른 슬릿 밸브의 퍼지가스 공급모듈은, 중공샤프트(311)를 밸브챔버(100) 내부에 미리 결정된 높이에 고정되게 지지한 상태에서 퍼지가스를 중공샤프트(311)에 공급하는 퍼지가스 공급관(621)을 포함한다.

퍼지가스 공급관(621)의 일측은 밸브챔버(100)의 하부에서 밸브챔버(100)를 관통하여 중공샤프트(311)에 연결되며 타측은 퍼지가스가 저장되어 있는 퍼지가스 저장탱크(미도시)에 연결될 수 있다. 그리고 퍼지가스 공급관(621)은 중공샤프트(311)가 슬릿개폐부(200)의 상하운동에 간섭되지 않도록 적어도 밸브챔버(100)의 개구부(110)를 완전 개방한 상태의 슬릿개폐부(200)의 높이보다 낮은 높이에 배치되도록 한다.

한편, 본 실시 예에서는 퍼지가스 공급관(621)이 밸브챔버(100)의 하부를 관통하여 중공샤프트(311)의 양단부를 지지하도록 마련되어 있으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 밸브챔버(100)의 측부를 관통하여 중공샤프트(311)의 일단부 또는 양단부를 지지하도록 마련될 수도 있다.

이러한 본 실시예에 따르면, 간단하면서도 효율적인 구조를 통해 밸브챔버 내부의 파티클을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

10 : 진공챔버 20 : 슬릿 밸브
100 : 밸브챔버 200 : 슬릿개폐부
210 : 밸브블럭 220 : 밸브블레이드
230 : 가압 실린더 300 : 밸브챔버 청정도 유지유닛
310 : 퍼지가스 분사모듈 311 : 중공샤프트
311a : 퍼지가스 분사공 320 : 퍼지가스 공급모듈
321 : 퍼지가스 공급관 321a : 지지관부
321b : 제1 신축관부 322 : 승하강구동부
322a : 제1 격실 322b : 제2 격실
322c : 승강플레이트

Claims

진공챔버의 슬릿에 인접하게 배치되며, 기판이 출입할 수 있는 개구부를 구비한 밸브챔버; 및
상기 밸브챔버 내부의 미리 결정된 높이에서 퍼지가스를 하방향으로 흘려보내 상기 밸브챔버에 잔류하는 파티클(particle)을 제거함으로써 상기 밸브챔버의 청정도를 유지하는 밸브챔버 청정도 유지유닛을 포함하는 슬릿 밸브.
제1항에 있어서,
상기 밸브챔버 청정도 유지유닛은,
상기 밸브챔버 내부에 미리 결정된 높이에 마련되며, 상기 밸브챔버 내부의 파티클 제거를 위한 퍼지가스를 분사하는 퍼지가스 분사모듈; 및
상기 퍼지가스 분사모듈에 상기 퍼지가스를 공급하는 퍼지가스 공급모듈을 포함하는 슬릿 밸브.
제2항에 있어서,
상기 퍼지가스 분사모듈은,
상기 밸브챔버의 가로방향으로 배치되고 퍼지가스의 유동공간을 제공하며, 표면에 다수의 퍼지가스 분사공이 관통 형성되는 적어도 하나의 중공샤프트를 포함하는 슬릿 밸브.
제3항에 있어서,
상기 퍼지가스 분사공은,
상기 중공샤프트의 길이방향과 둘레면을 따라 복수 개가 형성되는 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브.
제3항에 있어서,
상기 퍼지가스 공급모듈은,
상기 중공샤프트를 상기 밸브챔버의 하단부에 대해 미리 결정된 높이로 이격되게 지지하며, 퍼지가스가 저장되는 퍼지가스 저장탱크로부터 상기 밸브챔버를 관통하여 상기 중공샤프트에 연결되는 퍼지가스 공급관을 포함하는 슬릿 밸브.
제5항에 있어서,
상기 퍼지가스 공급모듈은
상기 퍼지가스 공급관과 교차 배치되는 상기 중공샤프트를 연결하는 매니폴드를 더 포함하는 슬릿 밸브.
제3항에 있어서,
상기 퍼지가스 공급모듈은,
퍼지가스를 공급하는 배관을 형성하며 상기 중공샤프트에 연결되는 퍼지가스 공급관; 및
상기 밸브챔버의 하부에 마련되며, 상기 퍼지가스 공급관을 승하강되도록 구동시키는 승하강구동부를 포함하는 슬릿 밸브.
제7항에 있어서,
상기 퍼지가스 공급관은, 상기 중공샤프트의 양단부에 각각 하나씩 연결되는 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브.
제7항에 있어서,
상기 승하강구동부는,
공기(air)가 유입 또는 유출되는 제1 격실; 및
상기 퍼지가스 공급관의 외주면에 결합되며, 상기 제1 격실의 공압에 의해 상기 제1 격실의 내부에서 상승 또는 하강하는 승강플레이트; 및
상기 제1 격실에 인접하게 마련되어 퍼지가스가 유입되는 제2 격실을 포함하며,
상기 퍼지가스 공급관은,
상기 승강플레이트와 연동되되 일단부는 상기 중공샤프트에 결합되어 상기 중공샤프트를 지지하는 지지관부; 및
상기 제1 격실 내부에 배치되되 일측은 상기 지지관부와 연통되며, 타측은 상기 제2 격실과 연통되게 결합되고 상기 승강플레이트의 상승 또는 하강에 대응하여 신축가능하게 마련되는 제1 신축관부를 포함하는 슬릿 밸브.
제9항에 있어서,
상기 승강구동부는,
상기 지지관부가 관통되며, 상기 제1 격실과 상기 밸브챔버 사이에 배치되어 상기 밸브챔버를 지지하는 밸브챔버 받침판부를 더 포함하는 슬릿 밸브.
제9항에 있어서,
상기 기판이 상기 진공챔버 내로 출입할 수 있도록 상기 슬릿을 개방하거나, 상기 진공챔버의 진공이 유지될 수 있도록 상기 슬릿을 폐쇄하는 슬릿개폐부를 더 포함하며,
상기 승하강구동부는,
일단부는 상기 슬릿개폐부에 연결되며, 외주면에는 상기 승강플레이트가 결합되어 상기 제1 격실 내부의 공압에 의해 상기 승강플레이트가 상승 또는 하강함에 따라 상기 슬릿개폐부를 상승 또는 하강되도록 지지하는 승강로드암를 더 포함하는 슬릿 밸브.
제11항에 있어서,
상기 승강구동부는,
상기 제1 격실 및 제2 격실에 인접하게 마련되며 공기가 유입되는 제3 격실을 더 포함하며,
상기 승강로드암은, 중공형상으로 마련되어 상기 제3 격실과 연통되며 상기 승강플레이트의 상승 또는 하강에 대응하여 신축가능하게 마련되는 제2 신축관부를 더 포함하는 슬릿 밸브.
제12항에 있어서,
상기 제1 신축관부 및 상기 제2 신축관부는, 벨로우즈(bellows)관인 것을 특징으로 하는 슬릿 밸브.
제12항에 있어서,
상기 제1 격실에는 상기 제1 신축관부와 상기 제2 신축관부 사이에 격벽이 더 마련되며,
상기 승강플레이트는,
상기 제1 신축관부에 결합되는 제1 승강플레이트; 및
상기 제2 신축관부에 결합되는 제2 승강플레이트를 더 포함하는 슬릿 밸브.
제12항에 있어서,
상기 슬릿개폐부는,
상기 승강로드암과 연결되며 상하방향으로 구동되어 상기 슬릿을 개방 또는 폐쇄시키는 밸브블럭; 및
상기 진공챔버의 진공이 유지될 수 있도록 상기 밸브블럭에 대해 수평방향으로 구동되어 상기 슬릿을 밀폐시키는 밸브 블레이드를 포함하는 슬릿 밸브.