KR20190003158A - 역압 차단 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 역압 차단 밸브에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 진공 펌프의 고장 발생 시 빠른 대응으로 반도체 및 표시 장치의 고진공 제품 및 일반 산업용 저진공 제품 등을 효과적으로 보호할 수 있는 역압 차단 밸브를 제공하는 데 있다.
이를 위해 본 발명은 공정 챔버와 진공 펌프 사이에 설치된 중공을 갖는 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 중공에 결합되고 적어도 하나의 배기홀을 갖는 지지 바디; 및 상기 지지 바디에 설치되어 상기 진공 펌프의 동작 시 하강하여 상기 밸브 바디의 중공 및 상기 지지 바디의 배기홀을 통해 공정 가스가 배기되도록 하고, 상기 진공 펌프의 동작 정지 시 상승하여 상기 밸브의 중공을 막는 차단부를 포함하는 역압 차단 밸브를 개시한다.

Description

역압 차단 밸브{Reverse pressure blocking valve}
본 발명의 일 실시예는 역압 차단 밸브에 관한 것이다.
반도체 및 표시 장치용 제조 장치의 공정 챔버와 진공 펌프의 사이에는 배관 및 진공 펌프 등 부대 설비의 유지, 보수 시 배관의 개폐를 위하여 역압 차단 밸브 또는 게이트 밸브가 설치된다. 종래의 역압 차단 밸브의 작동 방식으로는, 수동 개폐와 자동 개폐로 구분된다.
역압 차단 밸브는 진공 챔버나 진공 상태하의 프로세스 모듈을 대기와 차단시키는 역할을 한다. 예를 들면 웨이퍼/기판 이송 장치, 고진공 펌프 라인(고진공 터보 펌프/확산 펌프와 진공 시스템 사이에 위치) 등에 쓰인다. 특히 CTC 시스템(Cluster Tool Control system)에서는 중앙의 웨이퍼/기판 이송 장비와 프로세스 모듈 사이를 차단하여 각 공정을 독립적으로 수행할 수 있도록 하는 역할을 한다.
최근 반도체 및 표시 장치의 제조 기술 발전에 따른 웨이퍼/기판의 대형화에 따라 역압 차단 밸브가 설치되는 진공 배관의 구경이 커지고 있다. 그러나 진공 펌프 등 부대 설비의 잦은 고장으로 인하여 유지, 보수 비용이 증가 될 뿐만 아니라 장비 휴지 시간이 증가하여 결국 그로 인한 제조 원가 상승 및 생산성이 저하되는 문제가 생기고 있다. 특히, 진공 펌프의 고장 및 에러 발생 시 역압 차단 밸브의 늦은 대응, 즉 진공 펌프의 고장 신호를 출력하고 그 출력 신호를 입력받은 제어부가 역압 차단 밸브를 폐쇄시키는 등의 과정에 의해 역압 차단 밸브의 폐쇄 동작이 늦은 문제가 있었다.
이에 따라, 진공 펌프의 고장 및 에러 발생 즉시 역압 차단 밸브를 폐쇄시켜 제조 중인 반도체 및 표시 장치의 고진공 제품 및 일반 산업용 저진공 제품 등의 제품 손상을 효과적으로 방지할 수 있는 장치가 요구되고 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 진공 펌프의 고장 발생 시 빠른 대응으로 반도체 및 표시 장치의 고진공 제품 및 일반 산업용 저진공 제품 등을 효과적으로 보호할 수 있는 역압 차단 밸브를 제공하는 데 있다. 즉, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 공정 챔버와 진공 펌프 사이의 배관에 설치되어, 진공 펌프의 고장 발생 시 빠른 동작으로 공정(반응) 가스가 역류하여 공정 챔버의 내부 및 웨이퍼/기판 등이 오염되지 않도록 할 수 있는 역압 차단 밸브 및/또는 게이트 밸브를 제공하는 데 있다. 특히, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 단순히 차압에 의해서만 밸브 내 차단부가 동작하는 것이 아니라, 차단부를 구성하는 벨로우즈의 복원력에 의해 닫히는 힘이 추가되어, 진공 펌프의 고장 시 더욱 빠른 동작이 가능한 역압 차단 밸브를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 역압 차단 밸브는 공정 챔버와 진공 펌프 사이에 설치된 중공을 갖는 밸브 바디; 상기 밸브 바디의 중공에 결합되고 적어도 하나의 배기홀을 갖는 지지 바디; 및 상기 지지 바디에 설치되어 상기 진공 펌프의 동작 시 하강하여 상기 밸브 바디의 중공 및 상기 지지 바디의 배기홀을 통해 공정 가스가 배기되도록 하고, 상기 진공 펌프의 동작 정지 시 상승하여 상기 밸브의 중공을 막는 차단부를 포함할 수 있다.
상기 차단부는 상기 지지 바디에 설치된 신축 가능한 탄성 주름관; 및 상기 탄성 주름관 위에 형성되어 상기 중공을 막거나 개방하는 차단판을 포함할 수 있다.
상기 차단부는 상단이 막혀 상기 중공을 막거나 개방하는 벨로우즈를 포함할 수 있다.
상기 차단부는 테프론 또는 금속으로 형성될 수 있다.
상기 차단부는 상기 지지 바디의 외경면에 설치되어 승강 가능한 외경관; 및
상기 외경관 위에 형성되어 상기 중공을 막거나 개방하는 차단판을 포함할 수 있다.
상기 차단부는 상기 밸브 바디의 중공부의 내경면 또는 상기 차단판의 외경면에 형성된 오링을 더 포함할 수 있다.
상기 차단부는 상기 밸브 바디 및 지지 바디를 관통하는 샤프트; 및 상기 샤프트에 설치되어, 상기 샤프트의 회전에 따라 상기 차단판에 접촉하여 상기 차단판을 상승시키거나 상기 차단판으로부터 이격되어 상기 차단판을 하강시키는 캠을 더 포함할 수 있다.
상기 차단부는 상기 밸브 바디 및 지지 바디를 관통하고 제1기어를 갖는 샤프트; 및 상기 샤프트의 제1기어에 결합되어, 상기 차단판에 접촉하여 상기 차단판을 상승시키거나 상기 차단판으로부터 이격되어 상기 차단판을 하강시키는 제2기어를 더 포함할 수 있다.
상기 차단부는 상기 샤프트에 결합된 구동 기어를 더 포함하고, 상기 구동 기어는 수동으로 회전되거나 또는 전동 모터에 결합되어 회전될 수 있다.
상기 제1,2기어는 웜기어, 베벨 기어 또는 헬리컬 기어를 포함할 수 있다.
상기 차단부는 상기 밸브 바디 및 지지 바디를 관통하는 압력관; 및 상기 압력관에 연결되어, 상기 압력관의 압력에 따라 상기 차단부를 승강시키는 실린더를 더 포함할 수 있다.
상기 차단부는 상기 실린더를 지지하는 지지 베이스를 더 포함하고, 상기 지지 베이스는 다수의 배기홀이 형성된 채 상기 밸브 바디의 중공 내부에 설치될 수 있다.
상기 차단부는 꼬깔 형태 또는 삼각 꼬깔 형태일 수 있다.
상기 밸브 바디는 상기 중공의 내경면에 상기 지지 바디가 결합 및 지지되되록 형성된 지지 단턱을 더 포함할 수 있다.
상기 밸브 바디는 상기 중공의 내경면에 상기 차단부가 밀착 또는 이격되도록 형성된 경사면을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브는 진공 펌프의 고장 발생 시 빠른 대응으로 반도체 및 표시 장치의 고진공 제품 및 일반 산업용 저진공 제품 등을 효과적으로 보호할 수 있도록 한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브는 공정 챔버와 진공 펌프 사이의 배관에 설치되어, 진공 펌프의 고장 발생 시 빠른 동작으로 공정 가스(반응 가스)가 역류하여 공정 챔버의 내부 및 웨이퍼/기판 등이 오염되지 않도록 할 수 있도록 한다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브는 단순히 차압에 의해서만 밸브 내 차단부가 동작하는 것이 아니라, 차단부를 구성하는 벨로우즈의 복원력에 의해 닫히는 힘이 추가되어, 진공 펌프 고장 시 더욱 빠른 동작이 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역압 차단 밸브의 설치 위치를 도시한 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 역압 차단 밸브의 구성 및 동작을 도시한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브의 구성 및 동작을 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브의 구성을 도시한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브의 구성 및 동작을 도시한 단면도이고, 도 6c는 캠 샤프트의 구조를 도시한 측면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브의 구성을 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브의 구성을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브의 구성을 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise, include)" 및/또는 "포함하는(comprising, including)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용될 수 있다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소 또는 특징은 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "하부"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 역압 차단 밸브(100~800)의 설치 위치를 도시한 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(100~800)는 공정 챔버(10)와 진공 펌프(20)의 사이에 설치될 수 있다. 즉, 역압 차단 밸브(100)는 공정 챔버(10)와 진공 펌프(20) 사이의 배관(30a,30b)에 설치될 수 있다.
여기서, 공정 챔버(10)는 반도체나 평판 표시 장치가 제조되는 영역이고, 진공 펌프(20)는 공정 챔버(10)로부터 공정 가스 및 오염 입자 등을 배기하는 역할을 한다. 더불어, 진공 펌프(20)에는 공정 가스 및 오염 입자 등을 제거하는 스크러버(40)가 더 연결될 수 있다.
이와 같이 하여, 역압 차단 밸브(100~800)는 진공 펌프(20)의 동작 중지 또는 고장 발생 시 신속하게 폐쇄되어 진공 펌프(20) 내의 공정 가스나 오염 입자 등이 공정 챔버(10)로 역류하는 것을 방지하여, 공정 챔버(10)의 내부 및 웨이퍼/기판의 오염이 방지되도록 한다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 역압 차단 밸브(100)의 구성 및 동작을 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따는 역압 차단 밸브(100)는 밸브 바디(110)와, 지지 바디(120)와, 차단부(130)를 포함할 수 있다.
밸브 바디(110)는 공정 챔버(10)와 진공 펌프(20) 사이의 배관(30a,30b)에 설치되며, 내부에 공정 가스 및 오염 입자 등을 배기할 수 있도록 수직 방향의 중공(111)이 형성된다. 밸브 바디(110)는, 예를 들어, 한정하는 것은 아니지만, 내부에 지지 바디(120) 및 차단부(130)가 설치되는 상대적으로 내경/외경이 큰 확장관(112)과, 확장관(112)의 상,하부에 각각 연결된 상대적으로 내경/외경이 작은 상,하부 연결관(113,114)과, 상,하부 연결관(113,114)의 상,하단에 각각 형성된 플랜지(113a, 114a)를 포함할 수 있다. 이러한 플랜지(113a, 114a)가 공정 챔버(10)와 진공 펌프(20) 사이의 배관(30a,30b)에 연결된다.
더불어, 밸브 바디(110)는, 중공(111)의 내경면, 예를 들면, 확장관(112)과 하부 연결관(114)의 사이에 형성되어 수직 방향으로 지지 바디(120)가 결합되는 단턱(115)을 더 포함할 수 있다. 또한, 밸브 바디(110)는, 중공(111)의 내경면, 예를 들면, 확장관(112)과 상부 연결관(113)의 사이에 형성되어 차단부(130)가 밀착되거나(이때, 밸브 바디(110)의 중공(111)은 차단됨) 또는 차단부(130)가 이격되는(이때, 밸브 바디(110)의 중공(111)은 개방됨) 경사면(116)을 더 포함할 수 있다.
지지 바디(120)는 밸브 바디(110) 중 중공(111)의 내측 즉, 확장관(112)의 내측에 결합되어 수직/수평 방향으로 지지된다. 즉, 지지 바디(120)는 밸브 바디(110) 중에서 중공(111)의 내경면에 형성된 단턱(115)에 결합되어 수직/수평 방향으로 움직이지 않도록 고정된다. 지지 바디(120)는 공정 가스가 용이하게 통과할 수 있도록 형성된 다수의 배기홀(121)을 더 포함할 수 있다. 이러한 배기홀(121)은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 다수의 비교적 작은 원형 관통홀 형태이거나 또는 다수의 비교적 넓은 사각 관통홀 형태일 수 있다.
차단부(130)는 밸브 바디(110)중 확장관(112)의 내측에 설치되어 중공(111)을 막거나(차단/폐쇄하거나) 개방한다. 즉, 차단부(130)는 밸브 바디(110) 중 확장관(112)의 내측에 설치된 지지 바디(120)에 결합되어, 확장관(112)과 상부 연결관(113) 사이의 중공(111)을 폐쇄하거나 개방한다. 특히, 차단부(130)는 확장관(112)과 상부 연결관(113) 사이의 경계에 형성된 경사면(116)에 밀착되거나(이때 밸브 바디(110)의 중공(111)이 차단/폐쇄됨), 경사면(116)으로부터 이격(이때 밸브 바디(110)의 중공(111)이 개방됨)된다.
다르게 설명하면, 차단부(130)는 진공 펌프(20)의 동작 시 하강하여 밸브 바디(110)의 중공(111) 및 지지 바디(120)의 배기홀(121)을 통해 공정 가스가 배기되도록 하고, 진공 펌프(20)의 동작 정지 시 또는 고장 발생 시 상승하여 밸브 바디(110)의 중공(111)을 막는다.
이러한 차단부(130)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 꼬깔 형태 또는 삼각 꼬깔 형태일 수 있다.
일례로, 한정하는 것은 아니지만, 차단부(130)는 탄성 주름관(131)과 차단판(132)을 포함할 수 있다. 탄성 주름관(131)은 상,하 방향(즉, 수직 방향)으로 탄력적으로 신축 가능하며, 지지 바디(120) 위에 설치된다. 차단판(132)은 탄성 주름관(131) 위에, 탄성 주름관(131)과 일체로 형성되어 중공(111)을 막거나 개방한다. 즉, 차단판(132)이 확장관(112)과 상부 연결관(113) 사이의 경계에 형성된 경사면(116)에 밀착되거나, 또는 경사면(116)으로부터 이격된다.
더불어, 차단판(132)은 상면(133)이 경사지게 형성될 수 있는데, 이러한 차단판(132)의 상면(133)은 밸브 바디(110)에 형성된 경사면(116)과 동일한 각도로 형성될 수 있다. 따라서, 차단판(132)의 상면(133)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)에 밀착될 경우, 상대적으로 밀폐력이 큼으로써, 공정 가스가 공정 챔버(10)로 역류하지 않게 된다.
여기서, 상술한 차단부(130)는 단순히 상단이 막혀 중공(111)을 막거나 개방하는 벨로우즈로 지칭될 수도 있다. 즉, 차단부(130)는 상단이 폐색되고, 하부 방향으로 다수의 주름이 형성된 벨로우즈 형태일 수 있다.
더불어, 차단판(132) 및 경사진 상면(133)에 대한 특징은 이하에서 설명될 다른 모든 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다.
이러한 차단부(130)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 테프론 또는 금속으로 제조될 수 있다 여기서, 금속은, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 스테인리스 스틸 또는 마그네슘일 수 있다. 더불어, 이러한 차단부(130)는, 공정 가스에 반응하지 않으며 신축성이 우수한 다양한 재료들로 형성될 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 그 재질을 한정하지 않는다.
이러한 차단부(130)의 형태 및/또는 재질은 본 발명의 모든 실시예에 공통적으로 적용될 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(100)는 진공 펌프(20)의 정상 동작 시 도 2a에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(10)로부터 진공 펌프(20)로 향하는 진공 흡입력에 의해 차단부(130)가 자연스럽게 수축(하강)된다. 즉, 차단부(130)의 탄성 주름관(131)이 수축되면서, 차단판(132)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)으로부터 이격되어 중공(111)이 개방되고, 이에 따라 공정 챔버(10)로부터 공정 가스가 진공 펌프(20)를 통해 스크러버(40)로 배기된다. 한편, 역압 차단 밸브(100)는 진공 펌프(20)의 동작 정지 시 또는 고장 발생 시 도 2b에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(10)로부터 진공 펌프(20)로 향하는 진공 흡입력이 제거되고, 이에 따른 차압으로 인해, 차단부(130)가 팽창(상승)된다.
더욱이, 탄성 주름관(131)의 복원력에 의해 탄성 주름관(131)이 더욱 빠르게 팽창(신장/상승)되면서, 차단판(132)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)에 접촉되어 중공(111)이 폐색된다. 이에 따라 진공 펌프(20)로부터 공정 가스가 공정 챔버(10)로 역류하지 않게 되고, 따라서 공정 챔버(10)의 내부 및 웨이퍼/기판 등이 오염물로부터 안전하게 보호된다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(100)는 진공 펌프(20)의 동작 정지 시 및/또는 고장 발생 시 빠른 동작으로 공정 가스가 역류하여 공정 챔버(10)의 내부 및 웨이퍼/기판 등이 오염되지 않도록 할 수 있도록 한다.
특히, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(100)는 단순히 차압에 의해서만 밸브 바디(110) 내 차단부(130)가 동작하는 것이 아니라, 벨로우즈 형태의 차단부(130)가 갖는 복원력에 의해 닫히는 힘이 추가됨으로써, 더욱 빠른 동작이 가능해진다. 예를 들어, 한정하는 것은 아니지만, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(100)는 진공 펌프(20)의 동작 정지 시 또는 고장 발생 시 대략 0.2초 내에 동작함으로써, 기존의 역압 차단 밸브에 비해 훨씬 빠른 동작 속도를 보인다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브(200)의 구성 및 동작을 도시한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(200)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 역압 차단 밸브(100)와 유사하다. 따라서, 그 차이점을 중심으로 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(200) 역시 다수의 배기홀(121)을 갖는 지지 바디(120)가 밸브 바디(110)의 확장관(112)과 하부 연결관(114) 사이에 형성된 단턱(115)에 결합되고, 이러한 지지 바디(120)에 차단부(230)가 설치된다.
일례로, 한정하는 것은 아니지만, 차단부(230)는 외경관(231)과 차단판(232)을 포함할 수 있다. 외경관(231)은 지지 바디(120)의 상부 외경면에 설치되어 외경면을 따라 승강 가능하다. 차단판(232)은 외경관(231) 위에 외경관(231)과 일체로 형성되어 대체로 지지 바디(120)의 상부를 막으며, 특히 밸브 바디(110)의 중공(111)을 막거나 개방한다. 이러한 차단판(232) 역시 경사면(116)에 대략 평행하거나, 경사면(116)과 동일한 각도를 갖는 경사진 상면(233)을 포함할 수 있다.
외경관(231)과 차단판(232)을 포함하는 차단부(230) 역시, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 꼬깔 형태 또는 삼각 꼬깔 형태를 할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(200)는 진공 펌프(20)의 정상 동작 시 도 3a에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(10)로부터 진공 펌프(20)로 향하는 진공 흡입력에 의해 차단부(230)가 하강된다. 즉, 차단부(230)의 외경관(231)이 지지 바디(120)의 외경면을 따라 하부로 이동되면서, 차단판(232)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)으로부터 이격되어 중공(111)이 개방되고, 이에 따라 공정 챔버(10)로부터 공정 가스가 진공 펌프(20)를 통해 스크러버(40)로 배기된다.
한편, 역압 차단 밸브(200)는 진공 펌프(20)의 동작 정지 시 또는 고장 발생 시 도 3b에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(10)로부터 진공 펌프(20)로 향하는 진공 흡입력이 제거되고, 이에 따른 차압으로 인해, 차단부(230)가 상승된다. 즉, 차단부(230)의 외경관(231)이 지지 바디(120)의 외경면을 따라 상승하면서, 차단판(232)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)에 접촉되어 중공(111)이 폐색된다. 이에 따라 진공 펌프(20)로부터 공정 가스가 공정 챔버(10)로 역류하지 않게 되고, 이에 따라 공정 챔버(10)의 내부 및/또는 웨이퍼/기판 등이 오염물로부터 안전하게 보호된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브(300,400)의 구성을 도시한 단면도이다. 여기서, 도 4에 도시된 역압 차단 밸브(300)는 도 2a에 도시된 역압 차단 밸브(100)와 유사하고, 도 5에 도시된 역압 차단 밸브(400)는 도 3b에 도시된 역압 차단 밸브(200)와 유사하다. 따라서, 그 차이점을 중심으로 설명한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(300)는 밸브 바디(110)의 확장관(112)과 상부 연결관(113) 사이의 경계에 형성된 경사면(116)에 부착된 오링(301)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 차단부(130)의 승강 시, 차단판(132)이 먼저 오링(301)에 접촉한 이후, 경사면(116)에 접촉됨으로써, 상부 연결관(113)과 하부의 확장관(112) 사이에 밀폐력이 더욱 향상된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(400)는 차단부(130) 즉, 차단판(132)과 외경관(231) 사이의 경계 영역에 부착된 오링(401)을 더 포함할 수 있다. 따라서, 차단부(130)의 승강 시, 오링(401)이 먼저 경사면(116)에 접촉한 후, 차단판(132)이 다시 경사면(116)에 접촉됨으로써, 상부 연결관(113)과 하부의 확장관(112) 사이에 밀폐력이 향상된다.
여기서, 상술한 오링(301,401)은 공정 가스 등에 의해 부식되지 않고, 탄력성이 우수한 테프론 등으로 형성될 수 있으나, 본 발명에서 오링(301,401)의 재질을 한정하지 않는다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브(500)의 구성 및 동작을 도시한 단면도이고, 도 6c는 캠 샤프트의 구조를 도시한 측면도이다.
여기서, 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(500)는 도 2a 및 도 2b에 도시된 역압 차단 밸브(100)와 유사하다. 따라서, 그 차이점을 중심으로 설명한다.
도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(500)는 차단부(530)에 있어서, 샤프트(534) 및 캠(535)을 더 포함할 수 있다. 즉, 샤프트(534)는 밸브 바디(110) 및 지지 바디(120)를 수평 방향으로 관통한다. 또한 캠(535)은 차단부(130)의 하부인 샤프트(534)에 설치된다. 이러한 캠(535)은 도 6c에 도시된 바와 같이, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 대략 타원 형태를 하며, 샤프트(534)가 캠(535)의 일측에 편심되어 결합된다. 더불어, 샤프트(534)의 일단, 즉, 밸브 바디(110)의 외측인 샤프트(534)에는 샤프트(534)를 수동 또는 전동 모터(미도시) 등으로 회전시킬 수 있는 구동 기어(536)가 추가적으로 설치될 수 있다.
이와 같이 하여, 도 6a에 도시된 바와 같이, 역압 차단 밸브(500)는 샤프트(534)가 일 방향으로 회전하면, 캠(535)의 표면(예를 들면, 상면)이 차단판(132)으로부터 이격되고, 이에 따라 차단판(132)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)으로부터 이격되어 결국 밸브 바디(110)의 중공(111)이 개방되도록 한다. 그러나, 도 6b에 도시된 바와 같이, 역압 차단 밸브(500)는 샤프트(534)가 일 방향으로 더 회전하면, 캠(535)의 표면(예를 들면, 상면)이 차단판(132)에 접촉하여 차단판(132)을 상부 방향으로 밀어 올리고, 이에 따라 차단판(132)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)에 밀착되어 결국 밸브 바디(110)의 중공(111)이 폐색되도록 한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(500)는 수동 또는 자동으로 샤프트(534)를 회전시킴으로써, 차단부(130)가 밸브 바디(110)의 중공(111)을 개방하거나 폐색할 수 있고, 이에 따라 역압 차단 밸브(500)가 통상의 진공 게이트 밸브로 이용될 수도 있다.
물론, 샤프트(534)와 밸브 바디(110)가 상호간 중첩되는 영역에는 실링 구조(미도시)가 적용됨으로써, 이러한 중첩 영역을 통해 공정 가스가 외부로 유출되지 않도록 함은 당연하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브(600)의 구성을 도시한 단면도이다. 여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(600)는 도 6a 및 도 6b에 도시된 역압 차단 밸브(500)와 유사하다. 따라서, 그 차이점을 중심으로 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(600)는 차단부(630)에 있어서, 제1기어(635)를 갖는 샤프트(534)와, 제2기어(636)를 포함할 수 있다. 즉, 샤프트(534)는 밸브 바디(110) 및 지지 바디(120)를 수평 방향으로 관통하고, 이러한 샤프트(534) 중에서 대략 차단부(130)의 하부에 수평 방향으로 제1기어(635)가 설치된다. 또한, 제2기어(636)는 제1기어(635)에 결합된 채, 차단부(130)의 하부에 수직 방향으로 설치된다. 여기서, 제1기어(635)와 제2기어(636)는, 예를 들면, 한정하는 것은 아니지만, 웜기어, 베벨 기어, 헬리컬 기어 및 그 등가물 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
이러한 제1기어(635)와 제2기어(636)의 결합 구조에 의해, 샤프트(534) 및 제1기어(635)가 일 방향으로 회전하면 제2기어(636)가 하강하고, 샤프트(534) 및 제1기어(635)가 타 방향으로 회전하면 제2기어(636)가 상승한다.
이와 같이 하여, 샤프트(534)가 일 방향으로 회전하면, 제1기어(635)에 결합된 제2기어(636)가 하강하고 이에 따라 차단판(132)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)으로부터 이격되어 결국 밸브 바디(110)의 중공(111)이 개방된다. 그러나, 샤프트(534)가 타 방향으로 회전하면, 제1기어(635)에 결합된 제2기어(636)가 상승하고 이에 따라 차단판(132)이 상부 방향으로 상승하여 차단판(132)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)에 밀착되고 결국 밸브 바디(110)의 중공(111)이 폐색된다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(600)는 수동 또는 자동으로 샤프트(534)를 회전시킴으로써, 차단부(630)가 밸브 바디(110)의 중공(111)을 개방하거나 폐색할 수 있고, 이에 따라 역압 차단 밸브(600)가 통상의 진공 게이트 밸브로 이용될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브(700)의 구성을 도시한 단면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(700)는 차단부(730)에 있어서, 압력관(735), 솔레노이드 밸브(736) 및 실린더(737)를 더 포함할 수 있다. 또한, 차단부(730)는 지지 베이스(738)를 더 포함할 수 있다.
압력관(735)은 밸브 바디(110) 및 지지 바디(120)를 관통하여, 끝단이 차단부(130)의 하부에 위치된다. 또한, 솔레노이드 밸브(736)는 밸브 바디(110)의 외측인 압력관(735)에 설치됨으로써, 압력관(735)을 통해 공압 및/또는 유압이 제공되거나 회수되도록 한다. 실린더(737)는 압력관(735)에 연결된 동시에 차단부(130)의 하부에 설치된다. 더불어, 지지 베이스(738)는 다수의 배기홀(미도시)을 포함하며, 지지 바디(120)에 결합되어 실린더(737)를 지지한다.
이와 같이 하여, 솔레노이드 밸브(736)가 일 방향으로 작동하여 압력관(735)에 압력이 제공되면, 실린더(737)가 상승하고, 이에 따라 차단판(132)이 상부 방향으로 이동하여, 차단판(132)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)에 밀착되며, 결국 밸브 바디(110)의 중공(111)이 폐색된다. 또한, 솔레노이드 밸브(736)가 타 방향으로 작동하여 압력관(735)으로부터 압력이 해제/회수되면, 실린더(737)가 하강하고, 이에 따라 차단판(132)이 하부 방향으로 이동하여, 차단판(132)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)으로부터 이격되며, 이에 따라 차단판(132)이 하부 방향으로 이동하여, 차단판(132)이 밸브 바디(110)의 경사면(116)으로부터 이격되며, 결국 밸브 바디(110)의 중공(111)이 개방된다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(700)는 솔레노이드 밸브(736)의 제어에 따라 실린더(737)가 상승되거나 하강됨으로써, 차단부(730)가 밸브 바디(110)의 중공(111)을 폐색하거나 개방할 수 있고, 이에 따라 자동 제어 시스템 등에 의해 역압 차단 밸브(700)를 통상의 진공 게이트 밸브로 이용할 수 있도록 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 역압 차단 밸브(800)의 구성을 도시한 단면도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(800)는 차단부(530)에 있어서, 샤프트(534)의 일단에 구동 기어(536)가 결합되고, 또한 구동 기어(536)에 전동 모터(811)의 회전축(812)이 결합될 수 있다. 따라서, 제어 시스템(미도시)의 전기적 신호에 의해 전동 모터(811)의 회전축(812)이 정방향으로 회전되거나 또는 역방향으로 회전될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(800)는 제어 시스템의 제어에 의해, 개방 및 폐쇄가 결정될 수 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브(800)는 전동 모터(811)의 제어에 따라 캠(535)을 상승시키거나 하강시킴으로써, 차단부(530)가 밸브 바디(110)의 중공(111)을 폐색하거나 개방할 수 있고, 이에 따라 자동 제어 시스템 등에 의해 역압 차단 밸브(800)를 통상의 진공 게이트 밸브로 이용할 수 있도록 한다. 이러한 전동 모터(811)는 도 7에 도시된 역압 차단 밸브(600)에도 동일하게 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 역압 차단 밸브를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100~800; 본 발명의 실시예에 따른 역압 차단 밸브
10; 공정 챔버 20; 진공 펌프
30a,30b; 배관 40; 스크러버
110; 밸브 바디 111; 중공
112; 확장관 113, 114; 상,하부 연결관
113a; 114b; 플랜지 115; 단턱
116; 경사면 120; 지지 바디
121; 배기홀 130; 차단부
131; 탄성 주름관 132; 차단판
133; 차단판의 상면 230; 차단부
231; 외경관 232; 차단판
233; 차단판의 상면 301, 401; 오링
530; 차단부 534; 샤프트
535; 캠 536; 구동 기어
630; 차단부 635; 제1기어
636; 제2기어 730; 차단부
735; 압력관 736; 솔레노이드 밸브
737; 실린더 738; 지지 베이스
811; 전동 모터 812; 회전축

Claims (15)

  1. 공정 챔버와 진공 펌프 사이에 설치된 중공을 갖는 밸브 바디;
    상기 밸브 바디의 중공에 결합되고 적어도 하나의 배기홀을 갖는 지지 바디; 및
    상기 지지 바디에 설치되어 상기 진공 펌프의 동작 시 하강하여 상기 밸브 바디의 중공 및 상기 지지 바디의 배기홀을 통해 공정 가스가 배기되도록 하고, 상기 진공 펌프의 동작 정지 시 상승하여 상기 밸브의 중공을 막는 차단부를 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는
    상기 지지 바디에 설치된 신축 가능한 탄성 주름관; 및
    상기 탄성 주름관 위에 형성되어 상기 중공을 막거나 개방하는 차단판을 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는 상단이 막혀 상기 중공을 막거나 개방하는 벨로우즈를 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는 테프론 또는 금속으로 형성된 것을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는
    상기 지지 바디의 외경면에 설치되어 승강 가능한 외경관; 및
    상기 외경관 위에 형성되어 상기 중공을 막거나 개방하는 차단판을 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는
    상기 밸브 바디의 중공부의 내경면 또는 상기 차단판의 외경면에 형성된 오링을 더 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는
    상기 밸브 바디 및 지지 바디를 관통하는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 설치되어, 상기 샤프트의 회전에 따라 상기 차단판에 접촉하여 상기 차단판을 상승시키거나 상기 차단판으로부터 이격되어 상기 차단판을 하강시키는 캠을 더 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는
    상기 밸브 바디 및 지지 바디를 관통하고 제1기어를 갖는 샤프트; 및
    상기 샤프트의 제1기어에 결합되어, 상기 차단판에 접촉하여 상기 차단판을 상승시키거나 상기 차단판으로부터 이격되어 상기 차단판을 하강시키는 제2기어를 더 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 차단부는
    상기 샤프트에 결합된 구동 기어를 더 포함하고,
    상기 구동 기어는 수동으로 회전되거나 또는 전동 모터에 결합되어 회전됨을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1,2기어는 웜기어, 베벨 기어 또는 헬리컬 기어를 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는
    상기 밸브 바디 및 지지 바디를 관통하는 압력관; 및
    상기 압력관에 연결되어, 상기 압력관의 압력에 따라 상기 차단부를 승강시키는 실린더를 더 포함함을 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 차단부는
    상기 실린더를 지지하는 지지 베이스를 더 포함하고, 상기 지지 베이스는 다수의 배기홀이 형성된 채 상기 밸브 바디의 중공 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 차단부는 꼬깔 형태 또는 삼각 꼬깔 형태인 것을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 바디는 상기 중공의 내경면에 상기 지지 바디가 결합 및 지지되되록 형성된 지지 단턱을 더 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 밸브 바디는 상기 중공의 내경면에 상기 차단부가 밀착 또는 이격되도록 형성된 경사면을 더 포함함을 특징으로 하는 역압 차단 밸브.
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