KR20210011030A - 복합 시일재 - Google Patents

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KR20210011030A
KR20210011030A KR1020207037609A KR20207037609A KR20210011030A KR 20210011030 A KR20210011030 A KR 20210011030A KR 1020207037609 A KR1020207037609 A KR 1020207037609A KR 20207037609 A KR20207037609 A KR 20207037609A KR 20210011030 A KR20210011030 A KR 20210011030A
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composite sealing
composite
groove
seal
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KR1020207037609A
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상호 김
미치 구로다
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주식회사 발카
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Abstract

진공 시일 성능, 내플라즈마성, 내부식 가스성 등의 성능을 겸비하고, 사용시에 강한 가압력을 필요로 하지 않고, 파티클을 발생시킬 우려가 없고, 장기에 걸쳐서 진공 시일 성능을 유지할 수 있는 복합 시일재를 제공하는 것을 과제로 하고 있고, 과제 해결 수단의 특색은, 제 1 부재와 제 2 부재가 좌우로 인접되어 이루어지는 환상의 복합 시일재로서, 상기 제 1 부재가, 시일 본체부와, 상기 시일 본체부로부터, 상기 복합 시일재의 두께 방향의 상방측을 향해 연장 형성된 립부를 구비하고, 상기 제 1 부재의 립부는, 인접하는 상기 제 2 부재와는 반대측의 외방을 향해 경사 자세로 연장되어 있는 것이다.

Description

복합 시일재
본 발명은 진공 상태에서 사용되는 복합 시일재에 관한 것으로, 예를 들어 드라이 에칭 장치나 플라즈마 CVD 장치 등의 반도체 제조 장치에 사용되는 복합 시일재에 관한 것이다.
일렉트로닉스 산업의 발달에 수반하여, IC (집적 회로), LSI (대규모 집적 회로) 등의 전자 부품의 재료가 되는 반도체의 제조 기술이, 특히 퍼스널 컴퓨터 등과 같이 고정세화, 박형화 등에 수반하여 현저하게 진보하고 있다.
이 때문에, 반도체 제조 장치에 사용되는 부재에 대한 요구는 엄격해지고 있고, 예를 들어 드라이 에칭 장치나 플라즈마 CVD 장치 등의 반도체 제조 장치에 사용되는 시일재도, 그 예외는 아닌 것으로 되어 있다.
그런데 반도체 제조 장치에 사용되는 시일재는, 기본적인 성능으로서 진공 시일 성능이 필요하다. 그리고 시일재의 장착 지점에 따라서는, 내플라즈마성이나 내부식 가스성 등의 성능을 겸비하는 것이 요구된다.
종래부터, 이와 같은 진공 시일 성능과 내플라즈마성, 나아가서는 내부식 가스성이 요구되는 시일재로서, 도 10 에 나타낸 바와 같이, 불소 고무로 이루어지는 제 1 부재 (102) 와, 제 1 부재 (102) 보다 경질의 재료이고, 내플라즈마성이나 내부식 가스성이 양호한 불소 수지로 이루어지는 제 2 부재 (104) 로 구성된 복합 시일재 (100) 가 사용되고 있다 (예를 들어 특허문헌 1).
이와 같은 복합 시일재 (100) 는, 반도체 제조 장치 (150) 의 일방 부재 (152) 에 형성된 시일 홈 (154) 에 장착할 때, 예를 들어 대기측에 위치하는 시일 홈 (154) 의 일방벽 (156) 측에 제 1 부재 (102) 가 배치되고, 에칭 가스나 플라즈마에 노출되는 측에 위치하는 시일 홈 (154) 의 타방벽 (158) 측에 제 2 부재 (104) 가 배치된다.
그리고, 이 상태에서 도 11 에 나타낸 바와 같이, 일방 부재 (152) 와 타방 부재 (160) 를 접근시켜, 복합 시일재 (100) 가 일방 부재 (152) 와 타방 부재 (160) 사이에서 가압됨으로써, 제 1 부재 (102) 에 의해 일방 부재 (152) 와 타방 부재 (160) 사이의 시일 상태를 확보함과 함께, 제 2 부재 (104) 에 의해, 에칭 가스나 플라즈마가 제 1 부재 (102) 측으로 침입하는 것을 방지하고, 이로써 제 1 부재 (102) 가 열화되지 않고 시일 성능을 장기에 걸쳐서 유지할 수 있도록 되어 있다.
일본 특허공보 제5126995호
그런데, 이와 같은 종래의 복합 시일재 (100) 는, 단면 형상에 있어서 상하 대칭의 괴상이기 때문에, 도 11 에 나타낸 바와 같이, 일방 부재 (152) 의 시일 홈 (154) 에 복합 시일재 (100) 를 장착하고, 일방 부재 (152) 와 타방 부재 (160) 를 접근시켜 일방 부재 (152) 와 타방 부재 (160) 사이를 봉지할 때에는, 강한 가압력이 필요해진다.
즉, 복합 시일재 (100) 는 일방 부재 (152) 와 타방 부재 (160) 사이에서 가압되었을 때에 변형되지만, 괴상이기 때문에 압축시의 반력이 강하며, 복합 시일재 (100) 에 의한 시일 성능을 얻기 위해서는 복합 시일재 (100) 를 강한 가압력으로 가압할 필요가 있다.
이와 같이 강한 가압력을 복합 시일재 (100) 에 작용시키면, 제 2 부재 (104) 와 시일 홈 (154) 의 타방벽 (158) 이 접촉되고, 이것을 반복함으로써 제 2 부재 (104) 가 마모되어, 파티클이 발생할 우려가 있다.
파티클의 발생은, 시일 성능에 영향을 미침과 함께, 반도체 제조 장치 (150) 에 있어서의 문제의 원인이 되기도 하기 때문에, 피하고 싶은 사상 (事象) 의 하나이며, 새로운 복합 시일재가 요구되고 있는 것이 실정이다.
본 발명은 이와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 진공 시일성, 내플라즈마성, 내부식 가스성 등의 성능을 겸비하고, 사용시에 강한 가압력을 필요로 하지 않고, 파티클을 발생시킬 우려가 없고, 장기에 걸쳐서 진공 시일 성능을 유지할 수 있는 복합 시일재를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 전술한 종래 기술에 있어서의 문제점을 해결하기 위해서 발명된 것으로서, 본 발명의 복합 시일재는,
제 1 부재와 제 2 부재가 좌우로 인접되어 이루어지는 환상의 복합 시일재로서,
상기 제 1 부재가,
시일 본체부와,
상기 시일 본체부로부터, 상기 복합 시일재의 두께 방향의 상방측을 향해 연장 형성된 립부를 구비하고,
상기 제 1 부재의 립부는,
인접하는 상기 제 2 부재와는 반대측의 외방을 향해 경사 자세로 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 복합 시일재는,
상기 복합 시일재는,
일방 부재와 타방 부재 사이를 봉지하는 데에 사용되고, 상기 일방 부재에 형성된 시일 홈 내에 장착했을 때에 있어서,
상기 시일 홈의 일방벽측에 상기 제 1 부재가 위치하고, 타방벽측에 상기 제 2 부재가 위치하는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 립부가 형성되어 있으면, 복합 시일재를 시일 홈에 장착하고, 일방 부재와 타방 부재를 근접시켜 시일 성능을 얻을 때에도, 립부가 먼저 타방 부재와 맞닿아 시일 상태를 확보할 수 있기 때문에, 약한 가압력으로 시일 성능을 얻을 수 있다.
게다가 제 2 부재가 시일 홈의 타방벽과 접촉될 때에도, 약한 힘으로밖에 제 2 부재가 시일 홈의 타방벽과 접촉하는 경우가 없다. 따라서, 본 발명의 복합 시일재이면, 파티클을 발생시킬 우려가 없고, 장기에 걸쳐서 진공 시일 성능을 유지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 립부의 경사 각도가, 30 ∼ 60 도의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 경사 각도이면, 복합 시일재를 시일 홈에 장착하고, 일방 부재와 타방 부재를 접근시켜 시일 성능을 얻을 때에, 립부가 확실하게 타방 부재와 맞닿아 서서히 시일 본체부를 향해 쓰러져 가게 되기 때문에, 약한 가압력으로 확실하게 시일 성능을 얻을 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 제 1 부재의 시일 본체부에는,
인접하는 상기 제 2 부재와는 반대측의 측부에 팽출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 팽출부가 형성되어 있으면, 시일 홈의 형상이 도브테일 홈이나 편 (片) 도브테일 홈인 경우에, 시일 홈 내에 장착된 복합 시일재가, 시일 홈으로부터 탈락하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
즉, 팽출부가 시일 홈의 경사면 (일방벽) 과 바닥벽 사이에 끼이게 되어, 복합 시일재가 시일 홈으로부터 탈락하는 것을 방지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 시일 본체부의 바닥부는,
평면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 평면이면, 시일 홈의 바닥벽과 시일 본체부의 바닥부가 면접촉되게 되기 때문에, 시일 홈에 대한 복합 시일재의 앉음새가 양호하고, 시일 홈 내에 있어서 복합 시일재가 전동 (轉動) 되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 시일 본체부의 바닥부에는,
오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 오목부가 형성되어 있으면, 시일 홈 내에 복합 시일재를 장착하고, 일방 부재와 타방 부재를 접근시켜 시일 성능을 얻을 때에, 복합 시일재가 가압되어 변형되고 복합 시일재의 일부가 오목부 내에 들어가게 된다.
따라서, 오목부가 형성되어 있지 않은 상태와 비교하여, 오목부가 형성되어 있는 상태에서는, 복합 시일재의 반력은 약해지고, 약한 가압력으로 확실하게 시일 성능을 얻을 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 제 2 부재는,
기부 (基部) 와,
상기 기부로부터, 상기 복합 시일재의 두께 방향의 상방측을 향해 연장 형성된 연장 형성편을 구비하고,
상기 연장 형성편은,
인접하는 상기 제 1 부재를 향해 경사 자세로 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 제 2 부재가 구성되어 있으면, 시일 홈 내에 복합 시일재를 장착하고, 일방 부재와 타방 부재를 근접시켜 시일 성능을 얻을 때에, 연장 형성편이 제 1 부재의 립부의 다음으로 타방 부재와 맞닿게 되는데, 연장 형성편은 경사 자세이기 때문에, 약한 가압력으로 변형되게 되고, 복합 시일재의 반력을 약하게 할 수 있다.
또 이 때, 연장 형성편은 시일 홈의 타방벽과 타방 부재의 양방에 맞닿게 되기 때문에, 연장 형성편에 의해 에칭 가스나 플라즈마가 제 1 부재측으로 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 연장 형성편의 경사 각도가, 50 ∼ 80 도의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
특히 이와 같은 경사 각도이면, 시일 홈 내에 복합 시일재를 장착하고, 일방 부재와 타방 부재를 근접시켜 시일 성능을 얻을 때에, 시일 홈의 타방벽과 제 2 부재가 맞닿는 범위가 넓어지고, 연장 형성편에 의해 에칭 가스나 플라즈마가 제 1 부재측으로 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 기부의 바닥부는,
평면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 기부의 바닥부가 평면이면, 시일 홈의 바닥벽과 면접촉되게 되기 때문에, 시일 홈에 대한 복합 시일재의 앉음새가 양호하고, 시일 홈 내에 있어서 복합 시일재가 전동되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 시일 홈의 바닥벽과 기부의 바닥부가 맞닿는 범위가 넓기 때문에, 에칭 가스나 플라즈마가 제 1 부재측으로 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 기부에는,
상기 제 1 부재에 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 끼워 맞춤 볼록부가 형성되어 있으면, 제 2 부재와 제 1 부재가 확실하게 일체화되기 때문에, 시일 홈으로부터 제 1 부재와 제 2 부재의 어느 일방이 탈락하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 제 1 부재와 제 2 부재가 확실하게 일체화되기 때문에, 복합 시일재 의 취급성이 양호하다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 제 1 부재가, 탄성 부재로 이루어지고,
상기 제 2 부재가, 상기 제 1 부재보다 경질의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성되어 있으면, 제 1 부재로 시일성을 확보함과 함께, 제 2 부재로 예를 들어 에칭 가스나 플라즈마가 제 1 부재측으로 침입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 복합 시일재 하나로, 진공 시일성, 내플라즈마성, 내부식 가스성 등의 성능을 겸비할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 제 1 부재와 제 2 부재가, 서로 접착제로 접착되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 제 1 부재와 제 2 부재가 접착되어 있으면, 어느 일방이 시일 홈으로부터 탈락하거나 전동되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 복합 시일재의 두께 방향의 최대 높이가, 상기 시일 홈의 최대 깊이에 대해, 1.10 ∼ 1.70 배의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 범위 내의 최대 높이이면, 시일 홈 내에 복합 시일재를 장착하고, 일방 부재와 타방 부재를 근접시켜 시일 성능을 얻을 때에 있어서, 립부가 확실하게 타방 부재와 맞닿아 시일성을 확보할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 복합 시일재의 좌우 방향에 있어서의 제 1 부재의 단부로부터 제 2 부재의 단부까지의 최대 폭이, 상기 시일 홈의 개구의 최협 폭에 대해, 1.01 ∼ 1.30 배의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 범위 내의 최대 폭이면, 시일 홈이 특히 도브테일 홈이나 편 도브테일 홈인 경우에, 복합 시일재가 시일 홈 내에 머무르며, 시일 홈으로부터 복합 시일재가 탈락하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 시일 홈이,
도브테일 홈, 편 도브테일 홈, 각이 진 홈 중 어느 것인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 시일 홈이면, 특히 본 발명의 복합 시일재를 바람직하게 사용할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 일방 부재와 타방 부재가, 반도체 제조 장치인 것을 특징으로 한다.
특히 반도체 제조 장치이면, 요구되는 특성이 진공 시일성, 내플라즈마성, 내부식 가스성 등의 성능을 겸비하는 것, 및 파티클의 발생이 없는 것 등 다방면에 걸치지만, 본 발명의 복합 시일재이면, 이들 성능을 겸비하고, 게다가 파티클의 발생도 확실하게 방지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 일방 부재에 형성된 시일 홈의 외측에, 또 다른 홈이 형성되어 있고, 상기 다른 홈 내에는, 스페이서 부재가 배치 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 추가로 스페이서 부재가 배치 형성되어 있으면, 일방 부재와 타방 부재가, 직접적으로 접촉하는 것을 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 메탈 터치에 의한 금속 파티클의 발생을 확실하게 방지할 수 있다.
또 본 발명의 복합 시일재는,
상기 스페이서 부재가 다른 홈에 배치 형성되었을 때에 있어서,
상기 다른 홈의 개구로부터 상기 타방 부재측으로 돌출되는 상기 스페이서 부재의 돌출량이 0.30 ∼ 1.00 ㎜ 의 범위 내인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 돌출량이면, 일방 부재와 타방 부재가, 직접적으로 접촉하는 것을 확실하게 방지할 수 있음과 함께, 복합 시일재에 요구되는 시일 성능을 장기에 걸쳐서 확실하게 유지할 수 있다.
본 발명의 복합 시일재에 의하면, 진공 시일 성능, 내플라즈마성, 내부식 가스성 등의 성능을 겸비하고, 사용시에 강한 가압력을 필요로 하지 않고, 파티클을 발생시킬 우려가 없고, 장기에 걸쳐서 진공 시일 성능을 유지할 수 있는 복합 시일재를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 발명의 복합 시일재가 장착되는 반도체 제조 장치의 개략도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타낸 반도체 제조 장치의 A-A 단면을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3 은, 본 발명의 복합 시일재의 주요부를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4 는, 본 발명의 복합 시일재를 시일 홈 내에 장착하고, 타방 부재를 립부에 맞닿게 한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5 는, 본 발명의 복합 시일재를 시일 홈 내에 장착하고, 일방 부재와 타방 부재를 접근시켜 복합 시일재에 의한 시일성이 부여된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 6 은, 본 발명의 복합 시일재의 다른 실시형태를 나타낸 단면도이다.
도 7 은, 본 발명의 복합 시일재를 편 도브테일 홈에 장착한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8 은, 본 발명의 복합 시일재를 각이 진 홈에 장착한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 9 는, 시일 홈의 외측에 다른 홈이 형성되고, 다른 홈 내에, 스페이서 부재가 배치 형성된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 10 은, 종래의 복합 시일재를 시일 홈에 장착한 상태를 나타낸 단면도이다.
도 11 은, 종래의 복합 시일재를 시일 홈 내에 장착하고, 일방 부재와 타방 부재를 접근시켜 복합 시일재에 의한 시일성이 부여된 상태를 나타낸 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해, 도면에 기초하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 복합 시일재 (10) 는, 도 1 및 도 2 에 나타낸 바와 같이, 반도체 제조 장치 (80) 의 일방 부재 (50) 에 형성된 시일 홈 (52) 내에 장착되고, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 사이를 봉지하는 데에 사용되는 것이다.
그리고 단면 형상으로는, 도 2 및 도 3 에 나타낸 바와 같이, 시일 홈 (52) (본 실시형태에서는 도브테일 홈) 내에 장착된 상태에 있어서, 시일 홈 (52) 의 일방벽 (54) 측 (본 실시형태에서는 대기측) 에 위치하는 제 1 부재 (20) 와, 시일 홈 (52) 의 타방벽 (56) 측 (본 실시형태에서는 부식성 가스, 플라즈마 등의 엄격한 환경측) 에 위치하는 제 2 부재 (40) 를 구비하고 있고, 제 1 부재 (20) 와 제 2 부재 (40) 는 서로 연결되어, 하나의 복합 시일재 (10) 를 구성하고 있다.
이와 같은 제 1 부재 (20) 는 탄성 부재로 이루어지고, 탄성 부재로는, 예를 들어 고무를 들 수 있다. 또한, 고무로는, 천연 고무, 합성 고무 중 어느 것이어도 되고, 그 중에서도 불소 고무인 것이 바람직하다.
불소 고무로는, 불화비닐리덴/헥사플루오로프로필렌계 공중합체, 불화비닐리덴/트리플루오로클로로에틸렌계 공중합체, 불화비닐리덴/펜타플루오로프로필렌계 공중합체 등의 2 원계의 불화비닐리덴계 고무, 불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌계 공중합체, 불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬비닐에테르계 공중합체, 불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌/프로필렌계 공중합체 등의 3 원계의 불화비닐리덴 고무나 테트라플루오로에틸렌/프로필렌계 공중합체, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로알킬비닐에테르계 공중합체, 열가소성 불소 고무 등을 들 수 있다.
한편, 제 2 부재 (40) 는, 제 1 부재 (20) 보다 경질의 재료인, 예를 들어 합성 수지로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
합성 수지로는, 불소 수지, 폴리이미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 폴리페닐렌술파이드 수지, 폴리벤조이미다졸 수지, 폴리에테르케톤 수지에서 선택한 1 종 이상의 합성 수지를 들 수 있다.
그 중에서도 특히 불소 수지가 바람직하고, 불소 수지로는, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 수지, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체 (PFA) 수지, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP) 수지, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 (ETFE) 수지, 폴리비닐리덴플루오라이드 (PVDF) 수지, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE) 수지, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체 (ECTFE) 수지, 폴리비닐플루오라이드 (PVF) 수지 등을 들 수 있다. 이 중에서, 내열성, 내부식성 가스, 내플라즈마성 등을 고려하면, 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE) 수지가 최적이다.
이와 같은 탄성 부재로 이루어지는 제 1 부재 (20) 는, 일방 부재 (50) 에 형성된 시일 홈 (52) 의 바닥벽 (58) 측에 위치하는 시일 본체부 (22) 와, 이 시일 본체부 (22) 로부터 시일 홈 (52) 의 개구 (60) 측을 향해 연장 형성된 립부 (24) 를 구비하고 있다.
립부 (24) 는, 인접하는 제 2 부재 (40) 와는 반대측의 외방을 향해 경사 자세로 연장되어 있고, 도 4 에 나타낸 바와 같이, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 를 근접시켰을 때에는, 처음에 타방 부재 (70) 와 접하는 부위이며, 시일성이 부여되는 부위이다.
립부 (24) 의 경사 각도 (θ1) 로는, 바람직하게는 30 ∼ 60 도의 범위 내, 보다 바람직하게는 35 ∼ 50 도의 범위 내, 더욱 바람직하게는 40 ∼ 45 도의 범위 내이다.
이와 같은 경사 각도 (θ1) 이면, 복합 시일재 (10) 를 시일 홈 (52) 에 장착하고, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 를 근접시켜 시일 성능을 얻을 때에, 립부 (24) 가 확실하게 타방 부재 (70) 와 접촉하여 서서히 시일 본체부 (22) 측으로 쓰러져 가게 되기 때문에, 약한 가압력으로 확실하게 시일 성능을 얻을 수 있다.
또 제 1 부재 (20) 의 시일 본체부 (22) 에는, 인접하는 제 2 부재 (40) 와는 반대측 (일방벽 (54) 측) 의 측부에 팽출부 (26) 가 형성되어 있다.
이 팽출부 (26) 에 의해, 시일 홈 (52) 내에 장착된 복합 시일재 (10) 가, 시일 홈 (52) 으로부터 탈락하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
즉, 팽출부 (26) 가 시일 홈 (52) 의 일방벽 (54) 과 바닥벽 (58) 사이에 끼이게 되어, 복합 시일재 (10) 가 시일 홈 (52) 으로부터 탈락하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 시일 본체부 (22) 의 바닥부 (28) 는, 평면으로 구성되어 있고, 이로써 시일 홈 (52) 의 바닥벽 (58) 과 바닥부 (28) 가 면접촉되게 된다. 따라서 시일 홈 (52) 에 대한 복합 시일재 (10) 의 앉음새가 양호하고, 시일 홈 (52) 내에 있어서 복합 시일재 (10) 가 전동되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한 제 1 부재 (20) 는, 시일 홈 (52) 내에 장착되었을 때에, 시일 본체부 (22) 가 시일 홈 (52) 내에 위치하고, 립부 (24) 의 대부분이 시일 홈 (52) 의 개구 (60) 로부터 타방 부재 (70) 측으로 돌출되도록 되어 있다.
한편, 제 1 부재 (20) 와 인접하는 제 2 부재 (40) 는, 바닥벽 (58) 측에 위치하는 기부 (42) 와, 이 기부 (42) 로부터, 복합 시일재 (10) 의 두께 방향의 상방측 (타방 부재 (70) 측) 을 향해 연장 형성된 연장 형성편 (44) 을 구비하고 있다.
이와 같은 제 2 부재 (40) 는, 시일 홈 (52) 내에 장착되었을 때에, 기부 (42) 가 시일 홈 (52) 내에 위치하고, 연장 형성편 (44) 의 대부분이 시일 홈 (52) 의 개구 (60) 로부터 타방 부재 (70) 측으로 돌출되도록 되어 있다.
연장 형성편 (44) 은, 인접하는 제 1 부재 (20) 를 향해 경사 자세로 연장되어 있고, 이로써 시일 홈 (52) 내에 복합 시일재 (10) 를 장착하고, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 를 근접시켜 시일 성능을 얻을 때에, 도 5 에 나타낸 바와 같이, 연장 형성편 (44) 이 제 1 부재 (20) 의 립부 (24) 의 다음으로 타방 부재 (70) 와 맞닿게 된다. 이 때, 연장 형성편 (44) 은 경사 자세이기 때문에, 약한 가압력으로 변형되게 되고, 복합 시일재 (10) 의 반력을 약하게 할 수 있다.
또 이 때, 연장 형성편 (44) 은 시일 홈 (52) 의 타방벽 (56) 과 타방 부재 (70) 의 양방에 맞닿게 되기 때문에, 확실하게 에칭 가스나 플라즈마가 제 1 부재 (20) 측으로 침입하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 연장 형성편 (44) 의 경사 각도 (θ2) 는, 바람직하게는 50 ∼ 80 도의 범위 내, 보다 바람직하게는 55 ∼ 75 도의 범위 내, 더욱 바람직하게는 60 ∼ 70 도의 범위 내이다.
이와 같은 경사 각도 (θ2) 로 하면, 시일 홈 (52) 내에 복합 시일재 (10) 를 장착하고, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 를 근접시켜 시일 성능을 얻을 때에, 시일 홈 (52) 의 타방벽 (56) 과 제 2 부재 (40) 가 맞닿는 범위가 넓어지고, 에칭 가스나 플라즈마가 제 1 부재 (20) 측으로 침입하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 연장 형성편 (44) 의 두께 (T3) 는, 복합 시일재 (10) 의 좌우 방향의 제 1 부재 (20) 의 단부로부터 제 2 부재 (40) 의 단부까지의 최대 폭 (T1) 에 대해, 바람직하게는 5 ∼ 15 ％ 의 범위 내, 보다 바람직하게는 8 ∼ 13 ％ 의 범위 내, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 12 ％ 의 범위 내이다.
이와 같이 연장 형성편 (44) 의 두께 (T3) 를 설정하면, 약한 가압력으로 변형되게 되고, 복합 시일재 (10) 의 반력을 약하게 할 수 있다.
또한 기부 (42) 의 바닥부 (46) 는, 평면으로 구성되어 있고, 이로써 기부 (42) 의 바닥부 (46) 와 시일 홈 (52) 의 바닥벽 (58) 이 면접촉되게 된다. 따라서 시일 홈 (52) 에 대한 복합 시일재 (10) 의 앉음새가 양호하고, 시일 홈 (52) 내에 있어서 복합 시일재 (10) 가 전동되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또 바닥부 (46) 가 평면이면, 시일 홈 (52) 의 바닥벽 (58) 과 기부 (42) 의 바닥부 (46) 의 맞닿음 범위가 넓어지기 때문에, 확실하게 에칭 가스나 플라즈마를 제 1 부재 (20) 측으로 침입시키지 않도록 할 수 있다.
또한 기부 (42) 에는, 인접하는 제 1 부재 (20) 와 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 볼록부 (48) 가 형성되어 있고, 이로써 제 2 부재 (40) 와 제 1 부재 (20) 가 확실하게 일체화되게 된다. 따라서, 시일 홈 (52) 으로부터 제 1 부재 (20) 와 제 2 부재 (40) 의 어느 일방이 탈락하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또, 제 1 부재 (20) 와 제 2 부재 (40) 가 확실하게 일체화되기 때문에, 복합 시일재 (10) 의 취급성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 끼워 맞춤 볼록부 (48) 를 개재하여 제 1 부재 (20) 와 제 2 부재 (40) 를 일체화시킬 때에는, 아울러 서로를 접착제, 바람직하게는 내열성 접착제로 접착하면 된다.
또한, 도 2 에 나타낸 바와 같은 시일 홈 (52) 에 본 발명의 복합 시일재 (10) 를 장착했을 때에는, 복합 시일재 (10) 의 두께 방향의 최대 높이 (H1) 가, 시일 홈 (52) 의 최대 깊이 (H2) 에 대해, 바람직하게는 1.10 ∼ 1.70 배의 범위 내, 보다 바람직하게는 1.20 ∼ 1.60 배의 범위 내, 더욱 바람직하게는 1.35 ∼ 1.40 배의 범위 내이면 된다.
이와 같은 범위 내의 최대 높이 (H1) 이면, 시일 홈 (52) 내에 복합 시일재 (10) 를 장착하고, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 를 근접시켜 시일 성능을 얻을 때에 있어서, 립부 (24) 가 확실하게 타방 부재 (70) 와 맞닿아 시일 성능을 얻을 수 있다.
또한 복합 시일재 (10) 의 좌우 방향의 제 1 부재 (20) 의 단부로부터 제 2 부재 (40) 의 단부까지의 최대 폭 (T1) 이, 시일 홈 (52) 의 개구 (60) 에 있어서의 최협 폭 (T2) 에 대해, 바람직하게는 1.01 ∼ 1.30 배의 범위 내, 보다 바람직하게는 1.02 ∼ 1.20 배의 범위 내, 더욱 바람직하게는 1.04 ∼ 1.10 배의 범위 내이면 된다.
이와 같은 범위 내의 최대 폭 (T1) 이면, 시일 홈 (52) 이 특히 도브테일 홈이나 편 도브테일 홈인 경우에, 복합 시일재 (10) 가 시일 홈 (52) 내에 머무르며, 시일 홈 (52) 으로부터 탈락하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
이와 같이 제 1 부재 (20) 와 제 2 부재 (40) 가 구성되어 이루어지는 복합 시일재 (10) 는, 도 2 에 나타낸 바와 같이, 시일 홈 (52) 내에 배치 형성된 후, 도 4 에 나타낸 바와 같이 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 를 접근시켜 가면, 처음에 립부 (24) 가 타방 부재 (70) 와 맞닿고, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 사이의 봉지가 개시된다.
그리고, 더욱 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 를 접근시켜 가면 도 5 에 나타낸 바와 같이, 립부 (24) 가 시일 본체부 (22) 를 향해 쓰러져 가고, 립부 (24) 의 외측면이 타방 부재 (70) 와 대면적으로 맞닿는다.
따라서, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 사이의 시일성을 확보하면서, 또 립부 (24) 가 타방 부재 (70) 에 의해 쓰러질 뿐이기 때문에, 강한 가압력을 필요로 하지 않고, 확실하게 원하는 시일성을 얻을 수 있다.
또 이 때, 제 2 부재 (40) 의 연장 형성편 (44) 도 타방 부재 (70) 에 의해 제 1 부재 (20) 측으로 쓰러지면서 타방 부재 (70) 와 시일 홈 (52) 의 타방벽 (56) 에 맞닿게 되기 때문에, 확실하게 에칭 가스나 플라즈마를 제 1 부재 (20) 측으로 침입시키지 않도록 할 수 있다.
게다가, 연장 형성편 (44) 의 두께가 상기한 바와 같이 설정되어 있기 때문에, 시일 홈 (52) 의 타방벽 (56) 과 맞닿았을 때에도, 강하게 슬라이딩하는 경우가 없어, 파티클을 발생시킬 우려도 없는 것이다.
이상, 본 발명의 복합 시일재 (10) 에 대해 바람직한 실시형태를 설명했지만, 본 발명의 복합 시일재 (10) 는 상기한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 도 6(a) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 부재 (20) 의 시일 본체부 (22) 의 바닥부 (28) 에 오목부 (90) 가 형성되어 있어도 되는 것이다.
이와 같이 오목부 (90) 가 형성되어 있으면, 시일 홈 (52) 내에 복합 시일재 (10) 를 장착하고, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 를 근접시켜 시일 성능을 얻을 때에, 복합 시일재 (10) 가 가압되어 복합 시일재 (10) 의 일부가 오목부 (90) 내에 들어가게 된다. 따라서, 오목부 (90) 가 형성되어 있지 않은 상태와 비교하여 오목부 (90) 가 형성되어 있는 상태에서는, 복합 시일재 (10) 의 반력은 약해지고, 약한 가압력으로 확실하게 시일 성능을 얻을 수 있다.
나아가서는 도 6(b) 에 나타낸 바와 같이, 제 1 부재 (20) 의 팽출부 (26) 의 형상을 단면 대략 삼각상으로 하거나, 도 6(c) 에 나타낸 바와 같이, 팽출부 (26) 그 자체가 없는 실시형태여도, 경우에 따라서는 괜찮은 것이다.
또, 상기한 실시형태에서는, 시일 홈 (52) 이 도브테일 홈인 경우를 예로 하여 설명했지만, 그 밖에도 도 7 에 나타낸 바와 같이 편 도브테일 홈인 경우나, 도 8 에 나타낸 바와 같은 각이 진 홈의 경우여도 상관없는 것이다.
또한, 도 9 에 나타낸 바와 같이, 일방 부재 (50) 에 형성된 시일 홈 (52) 의 외측 (대기측) 에, 또 다른 홈 (92) 이 형성되고, 이 다른 홈 (92) 내에, 스페이서 부재 (94) 가 배치 형성되어 있어도 되는 것이다. 이와 같은 스페이서 부재 (94) 의 재질로는, 내열성, 내피로성, 내약품성, 내가수분해성 등이 우수한 PEEK (폴리에테르에테르케톤) 가 바람직하다.
스페이서 부재 (94) 가 또 다른 홈 (92) 내에 배치 형성되어 있는 경우에는, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 가, 직접적으로 접촉하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
즉, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 가 금속제일 때에, 메탈 터치를 방지할 수 있고, 금속 파티클이 발생하는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 스페이서 부재 (94) 가 다른 홈 (92) 에 배치 형성되었을 때에 있어서는, 다른 홈 (92) 의 개구 (96) 로부터 타방 부재 (70) 측으로 돌출되는 스페이서 부재 (94) 의 돌출량 (H3) 은, 바람직하게는 0.30 ∼ 1.00 ㎜ 의 범위 내, 보다 바람직하게는 0.40 ∼ 0.80 ㎜ 의 범위 내, 더욱 바람직하게는 0.45 ∼ 0.55 ㎜ 의 범위 내이다.
이와 같은 돌출량 (H3) 이면, 일방 부재 (50) 와 타방 부재 (70) 가, 직접적으로 접촉하는 것을 확실하게 방지할 수 있음과 함께, 복합 시일재 (10) 에 요구되는 시일 성능을 장기에 걸쳐서 확실하게 유지할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 복합 시일재 (10) 는, 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능한 것이다.
10 : 복합 시일재
20 : 제 1 부재
22 : 시일 본체부
24 : 립부
26 : 팽출부
28 : 바닥부
40 : 제 2 부재
42 : 기부
44 : 연장 형성편
46 : 바닥부
48 : 끼워 맞춤 볼록부
50 : 일방 부재
52 : 시일 홈
54 : 일방벽
56 : 타방벽
58 : 바닥벽
60 : 개구
70 : 타방 부재
80 : 반도체 제조 장치
90 : 오목부
92 : 다른 홈
94 : 스페이서 부재
96 : 개구
100 : 복합 시일재
102 : 제 1 부재
104 : 제 2 부재
150 : 반도체 제조 장치
152 : 일방 부재
154 : 시일 홈
156 : 일방벽
158 : 타방벽
160 : 타방 부재
T1 : 복합 시일재의 최대 폭
T2 : 시일 홈의 개구에 있어서의 최협 폭
θ1 : 립부의 경사 각도
θ2 : 연장 형성편의 경사 각도
H1 : 복합 시일재의 두께 방향의 최대 높이
H2 : 시일 홈의 최대 깊이
H3 : 스페이서 부재의 돌출량

Claims (18)

  1. 제 1 부재와 제 2 부재가 좌우로 인접되어 이루어지는 환상의 복합 시일재로서,
    상기 제 1 부재가,
    시일 본체부와,
    상기 시일 본체부로부터, 상기 복합 시일재의 두께 방향의 상방측을 향해 연장 형성된 립부를 구비하고,
    상기 제 1 부재의 립부는,
    인접하는 상기 제 2 부재와는 반대측의 외방을 향해 경사 자세로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 립부의 경사 각도가, 30 ∼ 60 도의 범위 내인 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 부재의 시일 본체부에는,
    인접하는 상기 제 2 부재와는 반대측의 측부에 팽출부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시일 본체부의 바닥부는,
    평면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시일 본체부의 바닥부에는,
    오목부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 부재는,
    기부와,
    상기 기부로부터, 상기 복합 시일재의 두께 방향의 상방측을 향해 연장 형성된 연장 형성편을 구비하고,
    상기 연장 형성편은,
    인접하는 상기 제 1 부재를 향해 경사 자세로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연장 형성편의 경사 각도가, 50 ∼ 80 도의 범위 내인 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 기부의 바닥부는,
    평면으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기부에는,
    상기 제 1 부재에 끼워 맞춰지는 끼워 맞춤 볼록부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부재가, 탄성 부재로 이루어지고,
    상기 제 2 부재가, 상기 제 1 부재보다 경질의 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 부재와 제 2 부재가, 서로 접착제로 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 시일재는,
    일방 부재와 타방 부재 사이를 봉지하는 데에 사용되고, 상기 일방 부재에 형성된 시일 홈 내에 장착했을 때에 있어서,
    상기 시일 홈의 일방벽측에 상기 제 1 부재가 위치하고, 타방벽측에 상기 제 2 부재가 위치하는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 복합 시일재의 두께 방향의 최대 높이가, 상기 시일 홈의 최대 깊이에 대해, 1.10 ∼ 1.70 배의 범위 내인 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서,
    상기 복합 시일재의 좌우 방향에 있어서의 제 1 부재의 단부로부터 제 2 부재의 단부까지의 최대 폭이, 상기 시일 홈의 개구의 최협 폭에 대해, 1.01 ∼ 1.30 배의 범위 내인 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시일 홈이,
    도브테일 홈, 편 도브테일 홈, 각이 진 홈 중 어느 것인 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  16. 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일방 부재와 타방 부재가, 반도체 제조 장치인 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일방 부재에 형성된 시일 홈의 외측에, 또 다른 홈이 형성되어 있고, 상기 다른 홈 내에는, 단면 대략 사각 형상의 스페이서 부재가 배치 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 스페이서 부재가 다른 홈에 배치 형성되었을 때에 있어서,
    상기 다른 홈의 개구로부터 상기 타방 부재측으로 돌출되는 상기 스페이서 부재의 돌출량이 0.30 ∼ 1.00 ㎜ 의 범위 내인 것을 특징으로 하는 복합 시일재.
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