KR20220168807A - 로터리 유니온 조립체 - Google Patents

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KR20220168807A
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Abstract

반도체 기판을 수용하는 반도체 적재 유닛을 회전시키면서 반도체 기판을 처리하는 반도체 기판처리장치에 장착되는 로터리 유니언 조립체가 개시된다. 로터리 유니온 조립체는 복수의 유체 공급로를 포함하고 상기 반도체 기판처리장치 내부로 연장하는 회전축과, 상기 회전축의 적어도 일부를 내부에 수용하는 중공의 제1 하우징과, 상기 제1 하우징과 회전축 사이의 간극을 밀봉하기 위한 씰링부를 포함하는 밀폐장치와, 상기 회전축의 적어도 일부를 내부에 수용하는 중공의 제2 하우징을 포함하고, 상기 회전축의 유체 공급로에 유체를 공급하는 로터리 유니온과, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징 사이에 배치되어 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징에 분리가능하게 고정되는 연결 구조를 포함한다.

Description

로터리 유니온 조립체{ROTATY UNION ASSEMBLY}
본 발명은 로터리 유니온 조립체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 장비의 진공을 유지하기 위한 밀폐장치와 회전축에 유체를 공급하는 로터리 유니온을 결합한 로터리 유니온 조립체에 관한 것이다.
반도체 장비들은 집적회로들의 대량 생산을 위해 사용된다. 반도체 웨이퍼나 글래스 등의 기판상에 소정 두께의 박막을 증착하기 위해서 스퍼터링(Sputtering)과 같은 물리 기상 증착법(PVD; Physical Vapor Deposition)과, 화학 반응을 이용하는 화학 기상 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition) 등이 이용된다. 화학 기상 증착법으로는 상압 화학 기상증착법(APCVD; Atmospheric Pressure CVD), 저압 화학 기상 증착법(LPCVD; Low Pressure CVD), 플라즈마 유기 화학 기상 증착법(Plasma Enhanced CVD)등이 있다. 또한, 반도체 웨이퍼의 성막처리, 산화처리, 어닐링 및 불순물의 확산처리를 위해서, 기판의 열처리를 위한 퍼니스(Furnace) 장비가 사용하고 있다.
이러한 반도체 장비들에는 고정부로부터 유입되는 유체를 회전부로 이송시키기 위해 로터리 유니온이 설치될 수 있다. 즉, 상기 로터리 유니온은 압력이 있는 유체나 대기압 이하의 진공상태에서 유체를 누설하지 않고, 고정배관으로부터 각종 기계장치의 회전 부분에 공급하거나 배출시킬 때 이용되는 회전관 이음장치로써, 예를 들면 회전하고 있는 드럼, 실린더 등에 가열을 위한 증기, 열수, 열유 등의 열매체 및 냉각을 위한 물, 암모니아, 프레온 등과 같은 냉매체나 유체로 작동하는 클러치, 브레이크 등과 같은 회전기기에 압축공기나 작동유 등의 작동매체를 공급하고자 할 때 이용될 수 있다. 또한, 상기 로터리 유니온은 반도체 장비의 진공을 유지하기 위한 씨일을 구비한다.
이러한 로터리 유니온은 장착되고자 하는 반도체 장비에 따라 요구되는 씨일 성능 내지 유체 공급을 통한 냉각 성능이 다를 수 있다. 또한, 씨일 성능과 유체 공급을 통한 냉각 성능은 서로 영향을 줄 수 있다.
그러나, 종래의 로터리 유니온은 씨일 기능과 유체 공급 기능이 하나의 장치로서 제공되는 구조이어서, 반도체 장비에서 요구되는 다양한 씨일 성능 내지 냉각 성능에 맞추기 어렵고, 로터리 유니온 제품 개발 시 씨일 성능 내지 냉각 성능에 대한 테스트도 어려운 문제가 있다. 또한, 로터리 유니온의 일부 부품이 손상되는 경우, 교체가 어려운 문제도 있다.
일본특허출원 2011-521226호
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 실시예는, 반도체 장비에서 요구되는 다양한 씨일 성능 내지 냉각 성능에 맞추어 제공될 수 있는 로터리 유니온 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 로터리 유니온 조립체의 일부 부품이 손상되는 경우, 교체가 용이한 로터리 유니온 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 플랜지로부터 씰링 부재로 전달되는 열 영향이 최소화되도록 하우징을 냉각시킬 수 있는 유니온 조립체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
실시예들에서 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 반도체 기판을 수용하는 반도체 적재 유닛을 회전시키면서 반도체 기판을 처리하는 반도체 기판처리장치에 장착되는 로터리 유니언 조립체로서, 복수의 유체 공급로를 포함하고 상기 반도체 기판처리장치 내부로 연장하는 회전축과, 상기 회전축의 적어도 일부를 내부에 수용하는 중공의 제1 하우징과, 상기 제1 하우징과 회전축 사이의 간극을 밀봉하기 위한 씰링부를 포함하는 밀폐장치와, 상기 회전축의 적어도 일부를 내부에 수용하는 중공의 제2 하우징을 포함하고, 상기 회전축의 유체 공급로에 유체를 공급하는 로터리 유니온과, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징 사이에 배치되어 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징에 분리가능하게 고정되는 연결 구조를 포함할 수 있다.
또한, 상기 연결 구조는 링 형상일 수 있다.
또한, 상기 제1 하우징에 홀이 형성되고, 상기 연결 구조에 상기 제1 하우징의 홀에 상응하는 관통 홀이 형성되어, 체결구에 의해 상기 연결 구조가 상기 제1 하우징에 분리가능하게 고정되고, 상기 제2 하우징에 홀이 형성되고, 상기 연결 구조에 상기 제2 하우징의 홀에 상응하는 관통 홀이 형성되어, 체결구에 의해 상기 연결 구조가 상기 제2 하우징에 분리가능하게 고정될 수 있다.
또한, 상기 제1 하우징은, 반도체 처리기판장치에 장착되기 위한 플랜지를 구비하는 중공의 내부 하우징과, 상기 내부 하우징 상에 배치되어 플랜지와 연결 구조 사이에 배치되는 중공의 외부 하우징을 포함하고, 상기 내부 하우징과 상기 외부 하우징 사이에 환형의 공간이 형성되어 냉각수가 상기 공간에 공급될 수 있다.
또한, 상기 환형의 공간은 내부 하우징의 외면 상의 오목한 홈에 의해 형성될 수 있다.
또한, 상기 홈의 적어도 일부는 플랜지와 제1 씰링부재 사이의 영역에 형성될 수 있다.
또한, 상기 홈은 깊이가 서로 다른 복수의 홈으로 형성되고, 상기 복수의 홈은 플랜지에 가까운 홈일수록 더 깊이가 크게 형성될 수 있다.
또한, 상기 제2 하우징에는 복수의 유체 연통홀이 마련되고, 상기 로터리 유니온은 상기 유체 연통홀과 상기 유로를 연통시키는 복수의 환형의 유로 형성 부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유로 형성 부재는, 서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 링부, 상기 한 쌍의 링부를 연결 지지하는 환형의 베이스부, 및 상기 베이스부의 내주면과 외주면을 관통하는 하나 이상의 관통홀을 포함하고, 상기 링부의 외경은 상기 베이스부의 외경보다 크게 형성되어, 상기 베이스부 둘레를 따라 유동 공간을 형성할 수 있다.
또한, 상기 유로 형성 부재의 외주면에는 상기 하우징 내에서의 이동을 방지하고 상기 하우징을 향하는 외주면에서의 밀봉을 수행하기 위한 오링이 형성될 수 있다.
또한, 상기 씰링부는 반도체 기판처리장치의 진공을 유지하기 위해 마련된 진공씰을 포함할 수 있다.
또한, 상기 씰링부는 회전축을 지지하고 진동을 억제하기 위해 마련된 탄성씰을 더 포함하고, 상기 진공씰과 탄성씰은 모두 플라스틱 재질로 형성되고, 탄성씰은 진공씰보다 탄성력이 클 수 있다.
또한, 상기 로터리 유니온은 제2 하우징과 회전축 사이에 복수로 구비되는 립씰을 포함하고, 상기 복수의 립씰은 배치되는 각 위치마다 한 쌍으로 마련되어, 한 쌍의 립씰은 서로 다른 방향으로 만곡진 립을 형성할 수 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 로터리 유니온 조립체에 따르면, 씨일 기능과 유체 공급 기능이 각각의 개별 하우징을 갖는 장치들, 즉 밀폐장치와 로터리 유니온에 의해 구현되고, 이 하우징들은 연결 구조를 통해 분리 가능하게 연결됨으로써, 반도체 장비에서 요구되는 다양한 씨일 성능 내지 냉각 성능에 맞추어 로터리 유니온 조립체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 유니온 조립체에 따르면, 로터리 유니온 조립체의 일부 부품이 손상되는 경우, 교체가 용이하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 유니온 조립체에 따르면, 플랜지로부터 씰링부에 전달되는 열 영향이 최소화되도록 냉각수를 위한 공간이 형성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 유니온 조립체의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 유니온 조립체의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 유니온 조립체의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터리 유니온 조립체의 저면 사시도이다.
도 5는 도 3에서 선IV-IV를 따라 취한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 씰링부의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 씰링부의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 3의 로터리 유니온의 유로 형성 부재의 사시도이다.
도 9는 도 3의 로터리 유니온의 유로 형성 부재와 제2 하우징 및 회전축 사이의 간극 관계를 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 상세하게 설명된다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고, 도면에서 본 발명의 실시예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략되었다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 명세서에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
또한, 이하의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 보다 명확하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 로터리 유니온 조립체(1)는 회전축(100), 밀폐장치(200), 로터리 유니온(300), 및 밀폐장치와 로터리 유니온을 연결하는 연결 구조(400)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 밀폐장치(200)는 반도체 기판처리장치의 진공을 유지하기 위한 씨일 기능을 수행하는 요소들로 구성되어 이들을 하나의 하우징에 수용한 장치이다. 또한, 로터리 유니온(300)은 회전축에 형성된 유체 공급로에 유체를 공급하는 기능을 수행하는 요소들로 구성되어 이들을 하나의 하우징에 수용한 장치이다. 이와 같이, 씨일 기능과 유체 공급 기능은 각각 밀폐장치(200)와 로터리 유니온(300)에 의해, 즉 각각의 개별 하우징을 갖는 장치들에 의해 구현되고, 이 하우징들은 연결 구조(400)를 통해 분리 가능하게 연결된다. 일 예로서, 밀폐장치(200)의 하우징(220, 이하에서는, "제1 하우징"이라 함)은 중공의 원통형으로 마련되어 내부에 회전축(100)의 일부를 수용한다. 제1 하우징(220)에는 홀이 형성되고, 연결 구조(400)에도 이 홀에 상응하는 관통 홀이 형성되어, 나사 등의 체결구가 홀 및 관통 홀에 체결되어 제1 하우징이 연결 구조에 분리가능하게 고정될 수 있다. 연결 구조(400)는 중공의 링 형상일 수 있다. 또한, 로터리 유니온(300)의 하우징(320, 이하에서는, "제2 하우징"이라 함)은 중공의 원통형으로 마련되어 내부에 회전축(100)의 일부를 수용한다. 제2 하우징(320)에는 홀이 형성되고, 연결 구조(400)에도 이 홀에 상응하는 관통 홀이 형성되어, 체결구가 홀 및 관통 홀에 체결되어 제2 하우징(320)이 연결 구조(400)에 분리가능하게 고정될 수 있다.
다음으로, 밀폐장치(200)에 대해 상세히 설명한다. 밀폐장치(200)는 제1 하우징(220), 제1 씰링부(240), 베어링(260)을 포함한다. 제1 하우징(220)은 내부 하우징(222)과 외부 하우징(224)으로 구성된다. 내부 하우징(222)은 중공 형태로서 내부에 회전축(100), 베어링(260), 제1 씰링부(240)를 수용할 수 있다. 내부 하우징 상부에는 반도체 기판처리장치에 장착되는 플랜지(223)가 마련될 수 있다.
외부 하우징(224)은 중공 형태로서, 외부 하우징(224)의 내경은 내부 하우징(222)의 외경과 실질적으로 동일하다. 외부 하우징(224)의 중공 내로 내부 하우징(222)이 삽입되고, 연결 구조(400)가 내부 하우징(222)과 결합됨으로써, 외부 하우징(224)은 내부 하우징(222)의 플랜지(223)와 연결 구조(400) 사이에서 고정된다.
냉각수를 위한 내부 공간이 형성되도록, 내부 하우징(222)에는 오목한 형태의 홈(225, 226, 227)이 형성될 수 있다. 내부 하우징(222)과 외부 하우징(224)이 결합됨에 따라, 이 홈(225, 226, 227)은 내부 하우징(222)과 외부 하우징(224)에 의해 하우징 내부 공간(228)을 형성한다.
상술한 구조에서는, 외부 하우징(224)의 중공 내로 내부 하우징(222)을 삽입하고 연결 구조(400)를 내부 하우징(222)과 결합함으로써, 내부 하우징(222)과 외부 하우징(224)이 일체로 결합된다.
홈(225, 226, 227)은 회전축(100)의 반경 방향으로 환형으로 형성되며, 회전축(100)의 축방향에서 볼 때 제1 씰링부(240)의 적어도 일부가 배치되는 영역에 형성된다. 홈(225, 226, 227)은 제1 씰링부(240)가 배치되는 영역 전체에 걸쳐서 형성될 수 있다.
홈(225, 226, 227)의 적어도 일부가 플랜지(223)와 제1 씰링부(240) 사이의 영역에 배치될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 홈은 깊이가 서로 다른 복수의 홈으로 형성되고, 복수의 홈은 플랜지에 가까운 홈일 수록 더 깊이가 크게 설계될 수 있다.
회전축의 축방향으로 볼 때, 복수의 홈은 제1 홈(225), 제2 홈(226), 제3 홈(227) 순으로 연속적으로 배치될 수 있다.
제1 홈(225)은 플랜지(223)와 제1 씰링부(240) 사이의 영역에 형성되며, 제1 홈(225)은 제2 홈(226) 및 제3 홈(227)보다 그 깊이가 크게 형성될 수 있다. 제2 홈(226)은 제3 홈(227)보다 그 깊이가 더 크게 형성될 수 있다.
외부 하우징(224)에는, 내부 하우징(222)과 외부 하우징(224) 사이의 공간(228)으로 냉각수를 유입하기 위한 관통 홀과 내부 하우징과 외부 하우징 사이의 공간으로부터 냉각수를 배출하기 위한 관통 홀이 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 연결 구조(400)는 나사를 통해 내부 하우징(222)에 결합될 수 있다.
베어링(260)은 내부 하우징(222) 내에 마련되어 회전축(100)을 내부 하우징(222) 내에서 회전가능하게 지지할 수 있다.
제1 씰링부(240)는 내부 하우징(222)과 회전축(100) 사이의 간극을 밀봉하기 위해 마련된 것이다. 제1 씰링부(240)는 복수의 씰들이 조합되어 배치될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 상술한 밀폐장치에 사용되는 제1 씰링부(240)의 구조를 상세히 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 씰링부(240)는 복수의 진공씰(242)과 복수의 탄성씰(246)을 포함할 수 있다. 진공씰(242)은 밀폐장치(200)의 상부에 배치되는 반도체 기판처리장치의 진공을 유지하기 위해 마련된 것이고, 탄성씰(246)은 회전축(120)을 지지하고 진동을 억제하기 위해 마련된 것이다. 진공씰(242)과 탄성씰(246)은 모두 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 또한, 탄성씰(246)은 진공씰(242)보다 탄성력이 클 수 있고, 2배 이상일 수 있다.
진공씰(242)은 환형 씰링의 내주연에 만곡진 립이 형성된 플라스틱 재질의 립씰로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 진공이 형성된 영역(A)의 진공을 유지하도록, 반대방향으로 만곡진 형상을 가진다.
탄성씰(246)은 회전축(100)이 회전함에 진동 등에 의해 축선(110)이 변경되지 않고 일정하게 유지하도록, 베어링(260)과 함께 회전축(100)을 지지해주는 역할을 수행한다. 한편, 축선(110)의 변동이 발생하게 되는 경우, 회전축(100)과 진공씰(242) 사이가 벌어질 수 있는데, 그 사이로 이물질이 유입될 수 있는 문제가 발생한다. 본 실시예에서는, 축선(110)의 변동이 발생하더라도, 탄성씰(246)이 마련되기 때문에, 회전축(100)과 진공씰(242) 사이로 유입된 이물질이 영역(B)로 진입하는 것을 차단할 수 있다. 탄성씰(246)은 일방향으로 리세스가 형성된 플라스틱 재질의 씰바디(246a)와, 씰바디(246a) 내부에 수용되어 씰바디(246a)를 회전축(100)을 향하여 가압할 수 있는 탄성부재(246b)를 포함한다. 탄성부재(246b)는 일례로, 오링이나 사각링, 금속 스프링일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
진공씰(242)과 탄성씰(246)은 축선(110) 방향으로 직렬로 서로 이웃하게 배치되되, 진공씰(242)은 제1 하우징의 플랜지에 탄성씰(246)보다 가깝게 배치되고, 탄성씰(246)은 베어링(260)에 진공씰(242)보다 가깝게 배치될 수 있다. 또한, 진공씰(242)과 탄성씰(246)은 각각 복수개로 마련되어, 어느 하나의 진공씰(242) 또는 탄성씰(246)이 파손되더라도 그 기능을 유지할 수 있다.
또한, 진공씰(242) 및 탄성씰(246)이 제1 하우징 내에서 제1 하우징과 상대회전이 되는 것을 방지하도록, 진공씰(242) 및 탄성씰(246)의 제1 하우징을 향하는 외주면에는 환형의 회전방지부재(249)가 마련될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 씰링부의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 씰링부는 도 6에 도시된 실시예와 비교할 때, 압력씰(248)이 추가되는 점만 상이하고 동일하다. 압력씰(248)은 만약 반도체 기판처리장치의 내부가 세정 등의 이유로 가압이 되는 경우, 상기 반도체 기판처리장치로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 마련된 것이다. 본 실시예에서는, 진공씰(242)보다 앞부분, 즉 진공씰(242)보다 레버린스씰(114)에 가깝게 압력씰(248)이 배치된다. 압력씰(248)은 진공씰(242)과 동일하게 환형 씰링의 내주연에 만곡진 립이 형성된 플라스틱 재질의 립씰일 수 있다. 도시된 바와 같이 영역(A)가 가압이 된 경우, 영역(A)로부터 이물질이 유입되는 것을 방지하도록, 압력씰(248)은 영역(A)의 방향으로 만곡진 형상을 가진다.
다르게는, 제1 씰링부(240)는 자성 유체 씰로 구성될 수도 있다.
다음으로, 로터리 유니온(300)에 대해 상세히 설명한다.
본 실시예에 따른 로터리 유니온(300)은 제2 하우징(320), 베어링(360), 제2 씰링부(340) 및 유로 형성 부재(330)를 포함한다. 제2 하우징(320)은 원통형으로 마련되어 내부에 회전축(100)을 수용한다. 제2 하우징(320)의 외주면에는 복수의 유체 연통홀(322)이 마련되는데, 각각의 유체 연통홀(322)에 대응하는 회전축(100)의 유로와 연통된다.
회전축(100)은 베어링(360)에 의해 제2 하우징(320) 내에서 회전 가능하게 설치되는데, 회전축(100) 내부에는 복수의 유로(120)가 축(110)을 따라 그 길이를 달리하며 형성된다. 본 실시예에서는 유로(120)가 2개가 마련되어 서로 평행하게 형성된 것을 예를 들었으나, 이에 한정되지 않는다. 일례로 유로 중 1개가 정중앙에 배치되고 이를 중심으로 외측에 등간격으로 각각 길이를 달리하는 방식으로 다수의 유로가 배치될 수도 있다. 유로에는 온도 상승의 억제를 위해 냉각제가 유동할 수도 있고, 표면 처리를 위한 다양한 작동 유체가 흐를 수도 있다. 또한, 외부의 가압 또는 부압 챔버와 연통되어 유로에 가압 또는 부압을 형성시킬 수도 있다. 각각의 유로는 축방향으로 연장되는 부분의 끝단에는 반도체 기판처리장치의 일부와 연통하기 위한 피팅부(140)가 형성될 수 있다.
제2 하우징(320)은 기다란 중공을 갖는 원통형으로 형성되고, 외주면에는 상기 중공과 수직하게 연통된 복수의 유체 연통홀(322)이 서로 다른 부위에 형성될 수 있다. 제2 하우징(320)의 일단은 회전축(100)이 삽입될 수 있도록 개방되고, 타단은 하우징 커버(330)가 볼트로 체결되어 폐쇄될 수 있다. 제2 하우징 내부에는 회전축, 베어링, 제2 씰링부 및 유로 형성 부재가 배치될 수 있다.
회전축은 복수의 베어링에 의해 지지되어 회전운동이 가능할 수 있고, 일례로 베어링은 레이디얼 베어링일 수 있다. 회전축은 외부의 모터와 같은 구동부(미도시)에 전기/기계적으로 연결되어 회전운동을 수행할 수 있다.
제2 씰링부(340)는 제2 하우징(320)과 회전축(100) 사이에 복수로 구비되는 립씰로 구성되어 그 사이의 유체의 누설을 방지할 수 있다. 구체적으로, 회전축(100)은 제2 하우징(320) 사이에서 복수의 베어링(360)에 의해 지지되어 회전운동이 가능하되, 회전운동 시, 밀폐력을 향상시키도록 제2 하우징(320)의 내주면에 게재되고 회전축(100)의 외주면에 접지되는 제2 씰링부(340)가 마련될 수 있다. 제2 씰링부(340)는 회전축(100)의 외주면에 복수 개의 립씰(340a, 340b)로서 마련되되, 회전축(100)의 유로(120) 각각의 위치에 대응하도록 서로 이격되어 배치될 수 있다. 보다 상세히, 복수의 립씰(340a, 340b) 각각은, 복수의 유로 각각과 연통하도록 회전축(100)의 외주면에 다수 형성된 유체 연통홀(322)의 위치에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 이러한 립씰(340a, 340b)의 배치 덕분에, 제2 하우징(320)의 유체 연통홀(322) 각각은, 회전축(100)의 대응하는 유로(120) 중 어느 하나와 선택적으로 연통하게 되고, 다른 유로와는 연통되지 않을 수 있다.
립씰(340a, 340b)은 회전운동용 씰일 수 있으며, 링 형상의 씰로서 엔지니어링 플라스틱과 같은 합성수지로 제작될 수 있다. 각각의 립씰은 배치되는 각 위치마다 한 쌍으로 마련되되, 서로 다른 방향으로 만곡진 립(343)이 형성된 한 조로 배치될 수 있다. 립씰을 사용하는 경우, 회전축와 립씰이 서로에 대해 선 접촉을 함으로써 마찰력을 최소화하여 윤활유를 불필요하게 할 수 있다.
또한, 제2 씰링부(340)의 제2 하우징(320)을 향하는 면에는 제2 하우징(320)과의 상대회전을 방지하도록, 환형의 회전방지부재(342)가 각각 마련될 수 있다. 본 실시예에서 회전방지부재(342)는 오링의 형태로 마련될 수 있다.
유로 형성 부재(330)는 제2 하우징(320)의 내주면과 회전축의 외주면 사이에 복수로 마련될 수 있다. 구체적으로, 유로 형성 부재(330)는 제2 하우징(320)의 유체 연통홀(322)과 회전축(100)의 유로(120)에 대응하는 위치에 마련되어, 서로 대응하는 유체 연통홀(322)과 유로(120)를 연통시킬 수 있다. 도시된 바와 같이, 유로 형성 부재(330)는 전체적으로 환형의 형상을 가질 수 있다. 유로 형상 부재(330)는 서로 대칭으로 이격되어 마련되는 한 쌍의 링부(332)와 한 쌍의 링부 사이에 마련되어 각각의 링부를 연결 지지하는 환형의 베이스부(336)를 포함한다. 한 쌍의 링부(332)와 베이스부(336)는 소정의 두께를 갖는 환형으로서 내부 공간에 회전축(100)이 관통할 수 있다. 회전축(100)은 유로 형상 부재(330)의 내부 공간 내에서 회전이 가능하도록 소정의 간극만큼 이격될 수 있다.
유로 형성 부재(330)의 베이스부(336)의 외경은 링부(332)의 외경보다 작다. 이에 따라, 유로 형성 부재(330)가 하우징의 내주면에 설치 시, 베이스부(336)의 둘레를 따라 환형의 빈 유동 공간이 형성될 수 있다. 이에 따라, 유체 연통홀을 통하여 흐르는 작동유체는 유동 공간를 따라서, 즉 유로 형성 부재(330)의 외주면을 따라 유동할 수 있다. 또한, 유로 형성 부재(330)의 베이스부(336)에는 내주면과 외주면을 관통하는 하나 이상의 관통홀(334)이 마련될 수 있다. 유동 공간을 따라 흐르든 작동유체는 관통홀(334)을 통하여 유로 형성 부재(330)의 내부 공간으로 연통될 수 있다. 관통홀(334)의 개수는 작동유체의 유량 또는 유압의 크기에 맞게 크기나 개수가 설정될 수 있다. 마찬 가지로, 유로 형성 부재(330)의 베이스부(336)의 내경은 링부(332)의 내경보다 클 수 있다. 즉, 링부(332)의 내경이 베이스부(336)의 내경보다 작을 수 있다. 이에 따라, 베이스부(336)의 내주면 둘레를 따라 환형의 유동 공간이 형성될 수도 있다. 유로 형성 부재(330)의 유동 공간의 구조 덕분에, 관통홀과 유체 연통홀의 위치가 정확히 일치하지 않더라도, 유체 연통홀을 통한 작동 유체는 유동 공간을 통하여 순환하면서 관통홀로 유동할 수 있다.
도 9를 참조하면, 유로 형성 부재(330)의 외주면에는 제2 하우징 내에서의 이동을 방지하고, 상기 외주면에서의 밀봉을 수행하기 위한 이동 방지 부재로서 오링(339)이 마련될 수 있다.
회전축(100)와 유로 형성 부재(330)의 내주면과 사이의 간극(d1)은, 유로 형성 부재(330)의 외주면과 제2 하우징의 내주면 사이의 간극(d2)보다 클 수 있고, 2배 이상일 수 있다. 이러한 설계 조건 덕분에, 유로 형성 부재(330)와 회전축(100)의 간섭이 방지되고, 유로 형성 부재(300)는 이동 방지 부재 덕분에 하우징의 내주면에서 견고하게 고정되어 이동되지 않을 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 더욱 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 회전축
200: 밀폐장치
300: 로터리 유니온
400: 연결 구조
220: 제1 하우징
240: 제1 씰링부
260: 베어링
223: 플랜지
222: 내부 하우징
224: 외부 하우징

Claims (13)

  1. 반도체 기판을 수용하는 반도체 적재 유닛을 회전시키면서 반도체 기판을 처리하는 반도체 기판처리장치에 장착되는 로터리 유니언 조립체로서,
    복수의 유체 공급로를 포함하고 상기 반도체 기판처리장치 내부로 연장하는 회전축과,
    상기 회전축의 적어도 일부를 내부에 수용하는 중공의 제1 하우징과, 상기 제1 하우징과 회전축 사이의 간극을 밀봉하기 위한 씰링부를 포함하는 밀폐장치와,
    상기 회전축의 적어도 일부를 내부에 수용하는 중공의 제2 하우징을 포함하고, 상기 회전축의 유체 공급로에 유체를 공급하는 로터리 유니온과,
    상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징 사이에 배치되어 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징에 분리가능하게 고정되는 연결 구조를 포함하는,
    로터리 유니온 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 구조는 링 형상인,
    로터리 유니온 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 하우징에 홀이 형성되고, 상기 연결 구조에 상기 제1 하우징의 홀에 상응하는 관통 홀이 형성되어, 상기 홀 및 상기 관통 홀에 체결되는 체결구에 의해 상기 연결 구조가 상기 제1 하우징에 분리가능하게 고정되고,
    상기 제2 하우징에 홀이 형성되고, 상기 연결 구조에 상기 제2 하우징의 홀에 상응하는 관통 홀이 형성되어, 상기 홀 및 상기 관통 홀에 체결되는 체결구에 의해 상기 연결 구조가 상기 제2 하우징에 분리가능하게 고정되는,
    로터리 유니온 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 하우징은,
    반도체 처리기판장치에 장착되기 위한 플랜지를 구비하는 중공의 내부 하우징과, 상기 내부 하우징 상에 배치되어 플랜지와 연결 구조 사이에 배치되는 중공의 외부 하우징을 포함하고,
    상기 내부 하우징과 상기 외부 하우징 사이에 환형의 공간이 형성되어 냉각수가 상기 공간에 공급되는,
    로터리 유니온 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 환형의 공간은 내부 하우징의 외면 상의 오목한 홈에 의해 형성되는,
    로터리 유니온 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 홈의 적어도 일부는 플랜지와 제1 씰링부재 사이의 영역에 형성되는,
    로터리 유니온 조립체.
  7. 제5항에 있어서, 상기 홈은 깊이가 서로 다른 복수의 홈으로 형성되고, 상기 복수의 홈은 플랜지에 가까운 홈일수록 더 깊이가 크게 형성되는,
    로터리 유니온 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2 하우징에는 복수의 유체 연통홀이 마련되고,
    상기 로터리 유니온은 상기 유체 연통홀과 상기 유로를 연통시키는 복수의 환형의 유로 형성 부재를 포함하는,
    로터리 유니온 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유로 형성 부재는,
    서로 이격되어 배치되는 한 쌍의 링부,
    상기 한 쌍의 링부를 연결 지지하는 환형의 베이스부, 및
    상기 베이스부의 내주면과 외주면을 관통하는 하나 이상의 관통 홀을 포함하고,
    상기 링부의 외경은 상기 베이스부의 외경보다 크게 형성되어, 상기 베이스부 둘레를 따라 유동 공간을 형성하는 것인 로터리 유니온 조립체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 유로 형성 부재의 외주면에는 상기 하우징 내에서의 이동을 방지하고 상기 하우징을 향하는 외주면에서의 밀봉을 수행하기 위한 오링이 형성되는 것인 로터리 유니온 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 씰링부는 반도체 기판처리장치의 진공을 유지하기 위해 마련된 진공씰을 포함하는,
    로터리 유니온 조립체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 씰링부는 회전축을 지지하고 진동을 억제하기 위해 마련된 탄성씰을 더 포함하고, 상기 진공씰과 탄성씰은 모두 플라스틱 재질로 형성되고, 탄성씰은 진공씰보다 탄성력이 큰,
    로터리 유니온 조립체.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 로터리 유니온은 제2 하우징과 회전축 사이에 복수로 구비되는 립씰을 포함하고, 상기 복수의 립씰은 배치되는 각 위치마다 한 쌍으로 마련되어, 한 쌍의 립씰은 서로 다른 방향으로 만곡진 립을 형성하는,
    로터리 유니온 조립체.
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