KR20220100588A

KR20220100588A - 진공 프로세스 챔버들을 위한 가스 유입구 밸브

Info

Publication number: KR20220100588A
Application number: KR1020227015503A
Authority: KR
Inventors: 플로리안 에흐네; 마틴 넷제르; 한스피터 프레너
Original assignee: 배트 홀딩 아게
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2022-07-15
Also published as: WO2021099405A1; JP2023502660A; CN114729713A; US20220403953A1; TW202142798A; DE102019008017A1

Abstract

본 발명은 진공 프로세스 챔버 내로의 프로세스 가스의 제어되는 유입을 위한 가스 유입구 밸브에 관한 것이고, 여기서, 가스 유입구 밸브는, 가스 유입구, 가스 유출구, 및 가스 유입구 및 가스 유출구에 자유롭게 접근할 수 있는 내측 체적을 갖는 가스 유동 유닛 ― 가스 유동 유닛은 내측 체적 내의 밀봉 표면을 가짐 ―; 조정 유닛을 갖는 조정 디바이스 ― 조정 유닛은 내측 체적 내로 돌출되고, 조정 디바이스에서 가스 유동 유닛 외부에 조정가능하게 장착되고, 조정 유닛은 내측 체적 내부에 배열된 플레이트를 갖고, 플레이트는 조정 디바이스에 의해 폐쇄 포지션으로 이동될 수 있고, 폐쇄 포지션에서, 플레이트는 밀봉 표면 상에 놓여서 가스 유동을 방지하고, 플레이트는 조정 디바이스에 의해 개방 포지션으로 이동될 수 있고, 개방 포지션에서, 플레이트는 밀봉 표면으로부터 이격되어 가스 유동을 가능하게 함 ―; 2개의 가요성 밀봉 요소들 ― 2개의 가요성 밀봉 요소들은 각각의 경우에 가스 유동 유닛 및 조정 유닛에 고정되어 내측 체적을 밀봉함 ―; 및 조정 디바이스 상에 또는 그 내부에 배열되고, 플레이트에 대해 고정된 국부적 관계를 갖는 조정 유닛의 부분의 포지션을 결정하도록 적응된 포지션 결정 유닛을 포함한다.

Description

진공 프로세스 챔버들을 위한 가스 유입구 밸브

본 발명은 진공 프로세스 챔버 내로 프로세스 가스를 유입시키기 위한 가스 유입구 밸브에 관한 것이다.

이러한 진공 프로세스 챔버들은 집적 회로(IC), 반도체, 플랫 패널, 또는 기판 제조를 위해 사용되고, 여기서, 진공 챔버들은 진공배기(evacuation) 후에 프로세스 단계들의 적어도 일부 동안 프로세스 가스로 플러딩(flood)된다. 생산은 보호되는 분위기(protected atmosphere)에서, 가능한 경우, 오염 입자들 없이 이루어져야 한다. 진공배기는 진공 밸브로 수행되고, 그 진공 밸브는 진공 프로세스 챔버를 진공 펌프에 연결하고, 그의 설계 및 기술적 요건들에서 가스 유입구 밸브와 상이하다.

게다가, 이러한 진공 챔버들은 적어도 1개 또는 2개의 진공 챔버 개구들을 갖고, 이러한 진공 챔버 개구들을 통해, 프로세싱될 요소들이 진공 챔버 내로 그리고/또는 진공 챔버 밖으로 가이딩될 수 있다. 예컨대, 반도체 웨이퍼들 또는 액정 기판들을 위한 제조 플랜트에서, 고도로 민감한 반도체 또는 액정 요소들은 여러 진공 프로세스 챔버들을 순차적으로 통과하고, 여기서, 요소들은 각각 하나의 프로세싱 디바이스에 의해 프로세싱된다.

요소는, 예컨대, 로봇에 의해 리프팅 시스템의 연장된 지지 핀들 상에 배치될 수 있고, 지지 핀들을 하강시킴으로써, 요소는 캐리어, 예컨대 전위 플레이트(척(chuck)) 상에 배치될 수 있다. 이어서, 전형적으로는 요소를 운반하는 로봇 암이 챔버 밖으로 이동된다. 핀들은 요소가 놓인 후에 하강될 수 있고, 그러면 요소로부터 분리되는데, 즉, 핀들과 요소는 접촉되지 않게 된다. 로봇 암을 제거하고 챔버를 폐쇄한 후에, 일반적으로, 챔버는 진공배기된 후에 프로세스 가스로 충전(fill)되고, 그 후, 요소의 프로세싱이 시작될 수 있다.

가스 유입구 밸브들은 가스 유동의 정의된 제어 또는 조절을 위해 특별히 설계되고, 예컨대, 진공 프로세스 챔버(또는 이송 챔버)와 가스 소스, 대기 또는 다른 진공 프로세스 챔버 사이의 파이프 시스템 내에 위치된다. 그러한 가스 유입구 밸브들의 개구 단면은 일반적으로 진공 밸브의 개구 단면보다 더 작다.

애플리케이션의 분야에 따라, 가스 유입구 밸브들이 개구를 완전히 개방 및 폐쇄하기 위해 사용될 뿐만 아니라, 개방 포지션과 기밀 폐쇄 포지션 사이에서 개구 단면을 연속적으로 조정함으로써 유량을 제어 또는 조절하기 위해 사용되기 때문에, 이들은 조절 밸브들로 또한 지칭된다.

챔버 내로 프로세스 가스를 유입시킬 때, 챔버 내의 낮은 유체 효과들뿐만 아니라 빠르고 정밀하게 제어가능한 충전이 매우 중요하다.

따라서, 본 발명의 목적은 진공 프로세스 챔버를 위한 개선된 가스 유입구 밸브를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명에 따른 가스 유입구 밸브는 프로세스 가스에 의한 진공배기된 진공 프로세스 챔버의 더 빠르고 더 정밀하게 제어가능한 플러딩을 가능하게 한다.

본 발명은 진공 프로세스 챔버 내로의 프로세스 가스의 제어되는 유입을 위한 가스 유입구 밸브에 관한 것이고, 여기서, 가스 유입구 밸브는: 가스 유입구, 가스 유출구, 및 가스 유입구 및 가스 유출구에 자유롭게 접근할 수 있는 내측 체적을 갖는 가스 유동 유닛(gas flow unit) ― 가스 유동 유닛은 내측 체적 내의 밀봉 표면을 가짐 ―; 조정 유닛을 갖는 조정 디바이스 ― 조정 유닛은 내측 체적 내로 돌출되고, 조정 디바이스에서 가스 유동 유닛 외부에 조정가능하게 장착되고, 조정 유닛은 내측 체적 내부에 배열된 플레이트를 갖고, 플레이트는 조정 디바이스에 의해 폐쇄 포지션으로 이동될 수 있고, 폐쇄 포지션에서, 플레이트는 밀봉 표면 상에 놓여서 가스 유동을 방지하고, 플레이트는 조정 디바이스에 의해 개방 포지션으로 이동될 수 있고, 개방 포지션에서, 플레이트는 밀봉 표면으로부터 이격되어 가스 유동을 가능하게 함 ―; 가스 유동 유닛 및 조정 유닛에 부착되고, 내측 체적에 대해 조정 유닛을 밀봉하는 제1 가요성 밀봉 요소; 및 조정 유닛 상에 또는 그 내부에 배열되고, 플레이트에 대해 고정된 국부적 관계를 갖는 변위 유닛의 부분의 포지션을 결정하도록 적응된 포지션 결정 유닛을 포함한다.

일 실시예에서, 가스 유입구 밸브는 제2 가요성 밀봉 요소를 포함할 수 있고, 여기서, 제1 가요성 밀봉 요소 및 제2 가요성 밀봉 요소는 2개의 가요성 밀봉 요소들을 구현하고, 2개의 가요성 밀봉 요소들은 각각 가스 유동 유닛 및 조정 유닛에 부착되어 내측 체적을 밀봉한다.

따라서, 본 발명은 또한, 진공 프로세스 챔버 내로의 프로세스 가스의 제어되는 유입을 위한 가스 유입구 밸브에 관한 것이고, 여기서, 가스 유입구 밸브는: 가스 유입구, 가스 유출구, 및 가스 유입구 및 가스 유출구에 자유롭게 접근할 수 있는 내측 체적을 갖는 가스 유동 유닛 ― 가스 유동 유닛은 내측 체적 내의 밀봉 표면을 가짐 ―; 조정 유닛을 갖는 조정 디바이스 ― 조정 유닛은 내측 체적 내로 돌출되고, 조정 디바이스에서 가스 유동 유닛 외부에 조정가능하게 장착되고, 조정 유닛은 내측 체적 내부에 배열된 플레이트를 갖고, 플레이트는 조정 디바이스에 의해 폐쇄 포지션으로 이동가능하고, 폐쇄 포지션에서, 플레이트는 밀봉 표면 상에 놓여서 가스 유동을 방지하고, 플레이트는 조정 디바이스에 의해 개방 포지션으로 이동될 수 있고, 개방 포지션에서, 플레이트는 밀봉 표면으로부터 이격되어 가스 유동을 가능하게 함 ―; 가스 통로 유닛 및 조정 유닛에 각각 부착되고, 이에 의해 내측 체적을 밀봉하는 2개의 가요성 밀봉 요소들; 및 조정 유닛 상에 또는 그 내부에 배열되고, 플레이트에 대해 고정된 국부적 관계를 갖는 조정 유닛의 부분의 포지션을 결정하도록 적응된 포지션 결정 유닛을 포함한다.

일 실시예에 따르면, 제1 가요성 밀봉 요소 및/또는 제2 가요성 밀봉 요소는 플레이트 및 가스 유동 유닛에 부착될 수 있다.

일 실시예에서, 밀봉 요소들 중 하나 또는 둘 모두는 멤브레인(membrane), 특히, 금속 멤브레인으로서 설계된다. 특히, 밀봉 요소들 중 적어도 하나뿐만 아니라 각각의 밀봉 요소와 대향하는 플레이트의 면은 유사한 크기를 갖고, 특히, 정확히 동일한 압력 적용 표면을 갖고, 이에 의해, 적어도 본질적으로 압력 상쇄가 달성되고, 이는 플레이트의 이동을 우세 압력과 무관하게 만든다. 이는 밸브가 더 빠르게 조정될 수 있게 한다.

폐쇄 포지션에서, 플레이트는 특히 프리텐션(pretension)에 의해 밀봉 표면에 대해 가압되고, 여기서, 프리텐션은 밀봉 요소들 중 적어도 하나로부터 적어도 부분적으로 발생되고/되거나 내측 체적 외부에 배열된 프리텐셔닝(pretensioning) 디바이스로부터 적어도 부분적으로 발생된다. 따라서, 특히, 밀봉 요소들 중 적어도 하나는 스프링 경도를 갖고, 프리텐션에 의해 우세 압력의 힘에 대항할 수 있다. 프리텐션이 프리텐셔닝 디바이스로부터 적어도 부분적으로 발생되는 경우, 프리텐셔닝 디바이스는 조정 디바이스에 의해 둘러싸인다. 추가하여, 위에서 언급된 적용 표면들 및/또는 스프링 요소(들)의 스프링 강성(들)은 프리텐션 바이어스가 생성되도록 하는 방식으로 서로에 대해 적응될 수 있고, 이는 (예컨대, 개방만 하는 것 또는 폐쇄만 하는 것이 신속하게 발생될 수 있어야 하는 경우) 밸브의 반응 시간에 유익한 영향을 미친다.

플레이트 및/또는 밀봉 표면은 폐쇄 포지션에서 압축되는 밀봉 링을 가질 수 있다. 압축은 프리텐션으로 인한 것이고, 가스 유입구가 가스 유출구와 기밀식으로 분리되는 것을 보장한다.

2개의 밀봉 요소들은 서로에 대해 프리텐셔닝될 수 있고, 그에 따라, 조정 유닛이 조정되는 경우, 밀봉 요소들에 의해 저항력이 생성되지 않거나 또는 비교적 낮은 저항력만이 생성된다.

밀봉 표면, 플레이트, 및 밀봉 요소들은 특히 원형 단면을 갖고, 여기서, 내측 체적은 적어도 섹션들에서 원통형이고, 밀봉 표면은 내측 체적 내의 숄더(shoulder)에 의해 형성된다.

내측 체적의 원통형 형상은 특히 재킷(jacket) 표면으로서의 가스 유동 유닛 및 베이스 표면들로서의 밀봉 요소들에 의해 형성되고, 여기서, 가스 유입구 및 가스 유출구는 재킷 표면을 통해 내측 체적에 자유롭게 접근할 수 있다. 이는 가스 유입구 및 가스 유출구가 각각 외부 표면을 관통한다는 것을 의미한다.

조정 디바이스는 전기적으로 또는 공압적으로 동작될 수 있다.

특히, 플레이트는 폐쇄 포지션에서 내측 체적을 제1 부분 내측 체적과 제2 부분 내측 체적으로 분할하고, 여기서, 가스 유입구는 제1 부분 체적에 자유롭게 접근할 수 있고, 가스 유출구는 제2 부분 체적에 자유롭게 접근할 수 있다.

가스 유출구는 특히 진공 프로세스 챔버에 자유롭게 접근할 수 있고, 가스 유입구는 특히 가스 소스에 자유롭게 접근할 수 있다.

본 발명의 추가 이점들은 상세한 설명 및 도면들로부터 명백하다.
도 1은 가스 유입구 밸브의 실시예의 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 가스 유입구 밸브를 2개의 상이한 단면도들로 도시한다.
도 4는 가스 유입구 밸브의 내측 체적을 상세히 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 추가 실시예를 도시한다.

도 1 내지 도 3은 가스 유입구 밸브(1)의 예시적인 실시예를 도시하고, 가스 유입구 밸브(1)는 가스 유동 유닛(2)을 갖고, 가스 유동 유닛(2)은 가스 유입구(21), 가스 유출구(22), 및 내측 체적(23)을 갖고, 여기서, 내측 체적(23)은 가스 유입구(21) 및 가스 유출구(22)에 자유롭게 접근할 수 있고, 가스 유동 유닛은 내측 체적 내의 밀봉 표면(24)을 갖는다.

조정 디바이스(3)는 조정 유닛(31) 및 플레이트(32)를 포함하고, 여기서, 조정 유닛(31)은 내측 체적(23) 내로 돌출되고, 조정 디바이스(3)에서 가스 유동 유닛(2) 외부에 조정가능하게 장착되고, 플레이트는 내측 체적(23) 내부에 배열되고, 조정 디바이스(3)에 의해 폐쇄 포지션으로 이동가능하고, 폐쇄 포지션에서, 플레이트(32)는 밀봉 표면(24) 상에 놓이고, 그에 따라, 가스 유동을 방지한다. 조정 디바이스(3)에 의해, 플레이트는 또한 개방 포지션이 될 수 있고, 개방 포지션에서, 플레이트(32)는 밀봉 표면(24)으로부터 이격되고, 그에 따라, 가스가 유동하는 것을 허용한다.

가스 유입구 밸브(1)는 또한 2개의 가요성 밀봉 요소들(41 및 42)을 갖고, 이들은 도시된 예에서 멤브레인들로서 설계된다. 밀봉 요소들은 각각 가스 유동 유닛(2) 및 조정 유닛(31)에 부착되고, 그에 따라, 내측 체적(23)을 밀봉한다.

포지션 결정 유닛(5)은 조정 디바이스(3)에 위치되고, 조정 유닛(31)의 상부 단부의 포지션을 결정하도록 설정된다. 도시된 예에서, 조정 유닛(31)은 측정 위치(조정 유닛(31)의 상부 단부)가 플레이트에 대해 고정된 국부적 관계를 갖도록 서로 고정적으로 연결된 여러 요소들을 갖는다. 따라서, 플레이트의 포지션은 언제든지 중단 없이 결정될 수 있다. 다시 말하면, 플레이트(32)는 조정 유닛(31)에 고정적으로 연결되고, 이에 의해, 조정 유닛(31)의 포지션의 결정은 플레이트(32)에 대한 포지션 결정에 동시에 대응한다. 플레이트 포지션을 특히 연속적으로 또는 연속으로 결정함으로써, 밸브 그리고 그에 따른 가스 유동의 능동 제어(및/또는 조절)가 수행될 수 있다. 유리하게, 현재 밸브 제어에 따른 (제어되는 변수로서의) 실제 가스 유동의 하류(가스 유출구 후의) 결정은 생략될 수 있다.

도 1은 외부에서 본 가스 유입구 밸브(1)를 도시하고, 도시된 예에서, 조정 디바이스(3)를 제어하는 데 사용될 수 있는 공압 디바이스(6) 및 제어 유닛(7)이 또한 제공된다. 다른 실시예들에서, 조정 디바이스(3)는 전기 모터들에 의해 동작될 수 있다.

연결부들(81 및 82)은 각각의 경우에 가스 유입구(21) 및 가스 유출구(22)에 대해 제공된다. 가스 소스에 대한 라인 및 진공 프로세스 챔버에 대한 라인은 이러한 연결부들을 통해 연결될 수 있다.

도 3은 도 2에서와 같은 가스 유입구 밸브(1)의 단면도를 상이한 각도로 도시하고, 그에 따라, 조정 디바이스(3)에 설치된 나선형 스프링들(91 및 92)이 보인다. 플레이트(32)는 스프링들의 프리텐션에 의해 폐쇄 포지션에서 밀봉 표면(24)에 대해 가압된다. 밀봉 링(33)은 기밀 밀봉을 제공한다. 이 밀봉 링은 특히, 엘라스토머, 열가소성 수지, 금속 등으로 구성된다. 이는 플레이트의 형상에 적응된 형상(예컨대, O-링)을 가질 수 있고, 플레이트에 가황 처리될 수 있다.

밀봉 링은 (본원에서 도시된 바와 같이) 플레이트(32)에 매립될 수 있거나 또는 (다른 실시예들에서) 밀봉 표면(24)에 매립될 수 있다.

추가하여, 밀봉 요소들(41 및 42)은 조정 유닛(31)에 가해지는 힘이 생성되지 않도록 서로에 대해 지지될 수 있다. 그러나, 이는 밀봉 표면(24)으로부터 플레이트(32)를 이격시키는 프로세스 동안, 즉, 밸브가 개방될 때, 조정 방향에 대해 작용하는 임의의 힘을 최소화한다. 이는 밸브가 개방될 때 밀봉 요소들 중 하나가 그의 초기 포지션에 접근하고, 다른 하나는 조정 경로를 통해 (여전히) 계속 장력을 유지하는 사실로 인한 것이다. 이러한 한편의 감소와 다른 한편의 증가는 이상적으로는 서로 상쇄되지만, 적어도, 조정 동안 결과적인 저항을 최소화한다. 결과적으로, 밸브가 개방 또는 폐쇄될 때, 프리텐셔닝 디바이스(스프링들(91 및 92))에 의해 발생되는 프리텐션만이 (본질적으로) 극복되어야 한다. 특히, 밀봉 요소들은 금속 멤브레인들이다.

도 4는 가스 유동 유닛(2), 특히, 가스 유동 유닛(2)에서 조정가능한 플레이트(32) 및 2개의 가요성 밀봉 요소들(41 및 42)을 상세히 도시하고, 도시된 예시적인 실시예에서, 2개의 가요성 밀봉 요소들(41 및 42)은 가스 유동 유닛(2)과 조정 디바이스(3) 사이 또는 가스 유동 유닛(2)과 카운터 구성요소(10) 사이에 클램핑된다. 이 클램핑은 스크루 연결에 의해 달성될 수 있다(도 3의 101 및 102 참조).

조정 유닛(31) 상의 가요성 밀봉 요소들(41 및 42)의 시트들이 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 클램핑에 의해 수행될 수 있다. 조정 유닛(31)은 로드(rod)(311)뿐만 아니라 스크루(312)에 더하여 슬리브(313) 및 플레이트(32)를 포함한다. 스크루(312)는 로드(311) 내로 스크루 결합되고, 여기서, 한편으로 밀봉 요소(41)가 로드(311)와 플레이트(32) 사이에 클램핑되고, 다른 한편으로 밀봉 요소(42)가 플레이트(32)와 슬리브(313) 사이에 클램핑된다. 당업자는 플레이트가 내측 체적(23)에서 조정될 수 있도록 밀봉 요소들을 조정 유닛에 연결하기 위한 다수의 다른 설계 가능성들을 알고 있다.

내측 체적(23), 플레이트(32), 밀봉 표면(24), 샤프트(311), 슬리브(313), 밀봉 요소들(41 및 42), 밀봉 링(33)이 도시되고, 이들은 각각 원형 단면을 갖는다. 특히, 내측 체적(23)은 중공 실린더로서 도시된다. 이러한 구성요소들이 또한 타원형일 수 있거나, 직사각형일 수 있거나, 또는 임의의 프로파일로 제조될 수 있기 때문에, 이는 반드시 그런 것은 아니다. 밀봉 표면(24)은 또한, 가스 유입구(21)에 자유롭게 접근할 수 있는 제1 부분 체적(231) 내의 숄더로서 여기서 도시되고, 여기서, 이는 제1 부분 체적에서 더 작은 단면을 생성한다. 다른 실시예들에서, 밀봉 표면(24)의 숄더는 평균으로 다시 돌아가고, 이는 가스 유출구(22)에 자유롭게 접근할 수 있는 제2 부분 체적(232)에서 또한 도시된다. 재킷 표면들은 또한 상이한 형상을 가질 수 있고, 중공 실린더로 배향될 필요가 없다.

제1 부분 체적(231)은 내측 체적(23)의 재킷 표면과 플레이트(32)의 상부 축방향 부분의 재킷 표면 사이의 링에 형성되고, 밀봉 요소(41) 및 전방 플레이트 표면에 의해 축방향으로 제한된다. 제2 부분 체적(232)은 내측 체적(23)의 재킷 표면과 플레이트(32)의 하부 축방향 부분의 재킷 표면 사이에 환상으로 형성되고, 밀봉 요소(42) 및 후방 플레이트 표면에 의해 축방향으로 제한된다.

제어 유닛(7)은 정의된 방식으로 플레이트(32)를 조정하도록 특별히 설계된다. 폐쇄 포지션(플레이트(32)가 밀봉 표면(24)에 대해 가압됨)은 순전히 수동적으로, 즉, 가능한 프리텐션(프리텐셔닝 디바이스 및/또는 밀봉 요소들)에 의해 달성될 수 있거나, 또는 제어 유닛(7)에 의해 제어되는 조정 디바이스(3)의 대응하는 능동 조정에 의해 달성될 수 있다. 플레이트(32)의 개방 포지션은 플레이트(32)가 밀봉 표면(24)으로부터 리프팅되는 것을 의미한다. 이 경우, 플레이트(32)가 리프팅되는 정도는 제어 유닛(7)에 의해 대응하여 제어되는 조정 디바이스(3)에 의해 정의될 수 있다. 정의된 타겟 값들(폐쇄 포지션, 특정 거리에 의한 개방 포지션)에 추가하여, 제어 유닛(7)은 또한, 플레이트(32)의 정의된 횡단 경로들을 이동하도록 설정될 수 있다. 이는 난류를 방지하는 여유 있는 개방 프로세스를 달성하기 위해, 플레이트(32)가 매우 낮은 시작 속도로 밀봉 표면(24)으로부터 리프팅된 다음 특정 거리 후에 더 빠른 리프트-오프 속도를 달성할 수 있다는 것을 의미한다. 다른 실시예들에서, 밸브는 정의된 "펄스" 방식으로 개방될 수 있고, 그에 따라, 프로세스 가스는 청크(chunk)들로 프로세스 챔버 내로 공급될 수 있다.

제어 유닛(7)에 의한 조정 유닛(31)의 제어를 위해, 특히, 포지션 결정 유닛(5)이 지속적으로 판독되고 피드백으로서 사용된다.

이러한 특정 제어들로 인해, (연결된 가스 라인 또는 가스 실린더로 인해) 가스 유동 유닛(2)의 가스 유입구(21)에서 비교적 높은 압력이 우세하고, 가스 유출구(22)에서 가스 소스의 과도한 압력과 0 bar 사이의 압력이 우세할 수 있다는 것이 또한 항상 고려된다.

본 발명에 따른 가스 유입구 밸브의 이점은 가스 유입구(21)가 자유롭게 접근할 수 있는 제1 부분 체적에서 가스 공급이 기본적으로 축적된다는 것이다. 가스 유입구 밸브(1)가 개방될 때, 이 가스 공급은 유동적으로 유리하고 급격한 방식으로 제2 부분 체적(232)으로 전달될 수 있다. 이러한 유체 이점들에 대해 측정하면, 본 발명에 따른 가스 유입구 밸브는 또한 매우 작은 크기를 갖는다.

추가 이점은 멤브레인(41 및 42)으로서 본원에서 도시된 가요성 밀봉 요소들에 있다. 가스 유입구 밸브(1)를 개방 및 폐쇄할 때 발생하는 압력 변화들은 이러한 밀봉 요소들에 의해 감쇠될 수 있고, 이는 전체 시스템의 내구성을 증가시킨다.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도 5a는 조정 디바이스(103), 가스 유동 유닛(102), 및 포지션 결정 유닛(105)을 갖는 가스 유입구 밸브(100)를 도시한다. 이 실시예는, 특히, (단 하나의) 멤브레인(141)에 의한 밀봉 및 가스 유동 유닛(102)의 설계에 의해, 이전의 도면들에 따른 실시예들과 상이하다.

도 5b는 가스 유동 유닛(102)을 통한 단면을 도시한다. 밸브 폐쇄부 또는 밸브 플레이트(132)는 밸브(100)의 내측 체적에 배열되고, 조정 디바이스(103)의 로드(131)에 의해 선형으로 이동가능하다. 밸브 플레이트(132)는 로드(131)에 고정적으로 연결된다. 여기서, 밸브(100)는 개방 상태로 도시되어 있고, 즉, 가스 또는 유체는 가스 유입구(121)를 통하여 내측 체적을 통해 가스 유출구(122)로 그리고 가스 유출구(122)를 통해 유동할 수 있다. 이러한 조건에서, 밸브 플레이트(132)는 가스 유동 유닛(102) 내부에 제공된 밀봉 표면(124)으로부터 이격된다. 도시된 실시예에서, 밸브 플레이트(132)는 밀봉 요소(133)를 포함한다. 그러나, 대안적인 실시예들에 따르면, 밀봉 요소(133)는 밀봉 표면(124) 상에 배열될 수 있다는 것이 이해된다.

플레이트(132)와 로드(131)의 고정된, 특히, 견고한 연결로 인해, 플레이트(132)의 포지션은 (조정 유닛의 일부로서의) 로드(131)의 선형 포지션을 결정할 수 있는 포지션 결정 유닛(105)에 의해 직접적으로 결정될 수 있다. 따라서, 포지션 결정 유닛(105)은 밸브가 폐쇄되어 있는지 또는 개방되어 있는지에 대한 결정을 가능하게 할 뿐만 아니라, 밀봉 표면(124)과 밸브 플레이트(132) 또는 밀봉 요소(133) 사이의 가능한 거리가 얼마나 큰지, 즉, 기존의 개방 단면이 얼마나 큰지, 그리고 그에 따른, 현재 밸브(100)를 통한 가능한 체적 유동이 얼마나 큰지에 대한 결정을 가능하게 한다.

가요성 밀봉 요소로서 설계된 멤브레인(141)은 조정 유닛(103)에 대한 내측 체적의 가요성 밀봉을 제공한다. 이러한 목적을 위해, 멤브레인(141)은 한편으로는 가스 유동 유닛(102)에 연결되고, 다른 한편으로는 조정 유닛에 연결되는데, 이 경우, 플레이트(132) 또는 로드(131)에 연결된다.

도면들은 항상 상부 및 하부 축방향 부분(중공 샤프트 섹션들)을 갖는 플레이트(32 또는 132)를 도시한다. 다른 실시예들에서, 플레이트(32 또는 132)는 단지 디스크일 수 있고, 여기서, 플레이트(32 또는 132)의 상부 부분 및 하부 부분은 디스크에 축방향으로 밀봉되는 단순한 중공 샤프트들로 대체될 수 있다. 게다가, 도면들은 항상 가스 유동 방향으로 개방되는, 즉, 도면들에 따라 상단으로부터 하단으로 조정되는 플레이트(32 또는 132)를 도시한다. 그러나, 다른 예시적인 실시예들에서, 관련된 구성요소들은 또한, 플레이트가 폐쇄 포지션의 경우 위로부터 밀봉 표면 상으로 가압되고, 개방 포지션의 경우 상방으로 이동되는 방식으로 설계 및 배열될 수 있다.

본 발명이 이의 바람직한 실시예(들)에 기초하여 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다수의 다른 변경들 및 변형들이 이루어질 수 있다. 따라서, 첨부 청구항들이 본 발명의 실제 범위에 포함되는 변경들 및 변형들을 커버하는 것으로 제공된다.

Claims

진공 프로세스 챔버 내로의 프로세스 가스의 제어되는 유입을 위한 가스 유입구 밸브(1, 100)로서,
가스 유입구(21, 121), 가스 유출구(22, 122), 및 상기 가스 유입구(21, 121) 및 상기 가스 유출구(22, 122)에 자유롭게 접근할 수 있는 내측 체적(23)을 갖는 가스 유동 유닛(2, 102) ― 상기 가스 유동 유닛은 상기 내측 체적(23) 내의 밀봉 표면(24, 124)을 포함함 ―;
조정 유닛(31)을 갖는 조정 디바이스(3, 103) ― 상기 조정 유닛(31)은 상기 내측 체적(23) 내로 돌출되고, 상기 조정 디바이스(3, 103)에서 상기 가스 유동 유닛(2, 102) 외부에 조정가능하게 장착되고, 상기 조정 유닛(31)은 상기 내측 체적(23) 내부에 배열된 플레이트(32, 132)를 갖고, 상기 플레이트(32, 132)는 상기 조정 디바이스(3, 103)에 의해 폐쇄 포지션으로 이동될 수 있고, 상기 폐쇄 포지션에서, 상기 플레이트(32, 132)는 상기 밀봉 표면(24, 124) 상에 놓여서 가스 유동을 방지하고, 상기 플레이트는 상기 조정 디바이스(3, 103)에 의해 개방 포지션으로 이동될 수 있고, 상기 개방 포지션에서, 상기 플레이트(32, 132)는 상기 밀봉 표면(24, 124)으로부터 이격되어 가스 유동을 가능하게 함 ―;
상기 가스 유동 유닛(2, 102) 및 상기 조정 유닛(31)에 부착되고, 상기 내측 체적(23)으로부터 상기 조정 유닛(3, 103)을 밀봉하는 제1 가요성 밀봉 요소(41, 141); 및
상기 조정 디바이스 상에 또는 그 내부에 배열되고, 상기 플레이트(32, 132)에 대해 고정된 국부적 관계를 갖는 상기 조정 유닛(31)의 부분의 포지션을 결정하도록 적응된 포지션 결정 유닛(5, 105);
을 포함하는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항에 있어서,
상기 가스 유입구 밸브(1, 100)는 제2 가요성 밀봉 요소(42)를 포함하고, 상기 제1 가요성 밀봉 요소 및 상기 제2 가요성 밀봉 요소는 2개의 가요성 밀봉 요소들(41, 42)을 구현하고, 상기 2개의 가요성 밀봉 요소들(41, 42)은 각각 상기 가스 통로 유닛(2, 102) 및 상기 조정 유닛(31)에 부착되어 상기 내측 체적(23)을 밀봉하는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제1 가요성 밀봉 요소(41) 및/또는 상기 제2 가요성 밀봉 요소(42)는 상기 플레이트(32, 132) 및 상기 가스 유동 유닛(2, 102)에 부착되는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉 요소들(41, 42) 중 하나 또는 둘 모두는 멤브레인(membrane), 특히, 금속 멤브레인으로서 형성되는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플레이트(32, 132)는 프리텐션(pretension)에 의해 상기 폐쇄 포지션에서 상기 밀봉 표면(24, 124)에 대해 가압되고, 상기 프리텐션은 상기 밀봉 요소들 중 적어도 하나에 의해 적어도 부분적으로 제공되고/되거나, 상기 내측 체적 외부에 배열된 프리텐셔닝(pretensioning) 디바이스에 의해 적어도 부분적으로 제공되는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플레이트(32, 132) 및/또는 상기 밀봉 표면(24)은 상기 폐쇄 포지션에서 압축되는 밀봉 링을 갖는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2개의 밀봉 요소들(41, 42)은 서로에 대해 프리텐셔닝되고, 그에 따라, 상기 조정 유닛(31)의 조정 시에, 상기 밀봉 요소들에 의해 저항력이 생성되지 않거나 또는 비교적 낮은 저항력만이 생성되는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 밀봉 표면(24), 상기 플레이트(32, 132), 및 상기 밀봉 요소들(41, 42)은 원형 단면을 갖고, 상기 내측 체적은 적어도 섹션들에서 원통형이고, 상기 밀봉 표면은 상기 내측 체적 내의 숄더(shoulder)에 의해 형성되는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제8항에 있어서,
상기 내측 체적(23)의 원통형 형상은 재킷(jacket) 표면으로서의 상기 가스 유동 유닛 및 베이스 표면들로서의 상기 밀봉 요소들에 의해 형성되고, 상기 가스 유입구 및 상기 가스 유출구는 상기 재킷 표면을 통해 상기 내측 체적에 자유롭게 접근할 수 있는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조정 디바이스(3, 103)는 전기적으로 또는 공압적으로 동작되는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폐쇄 포지션에 있는 상기 플레이트(32, 132)는 상기 내측 체적(23)을 제1 부분 내측 체적(231)과 제2 부분 내측 체적(232)으로 분할하고, 상기 가스 유입구는 상기 제1 부분 체적에 자유롭게 접근할 수 있고, 상기 가스 유출구는 상기 제2 부분 체적에 자유롭게 접근할 수 있는,
가스 유입구 밸브(1, 100).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가스 유출구는 진공 프로세스 챔버에 자유롭게 접근할 수 있고, 상기 가스 유입구는 가스 소스에 자유롭게 접근할 수 있는,
가스 유입구 밸브(1, 100).