WO2024253411A1 - 진자식 컨트롤밸브 - Google Patents

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WO2024253411A1
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shaft
sealing ring
gas
valve body
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안희준
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Gangchul Tech Co ltd
Vacuum All Co Ltd
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Gangchul Tech Co ltd
Vacuum All Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P72/00—Handling or holding of wafers, substrates or devices during manufacture or treatment thereof

Definitions

  • the present invention relates to a pendulum control valve, and more specifically, to a pendulum control valve capable of minimizing damage to a wafer by preventing particle generation when opening and closing a gate.
  • FIG 1 is a schematic diagram schematically illustrating the configuration of a typical etching device.
  • the etching device has a process chamber (20) equipped with a substrate loading table (21) on which a substrate (W) is loaded, and a vacuum pump (30) equipped at the bottom of the process chamber (20).
  • a gas supply port (25) is formed at the top of the process chamber (20) to supply gas (G) required for the etching process, and a gas discharge passage (23) is provided at the bottom to discharge the gas (G) to a vacuum pump (30).
  • the process chamber (20) generates plasma using gas (G) and performs an etching process using the plasma. As the etching process is performed, residual gas inside is discharged through a vacuum pump (30).
  • a pendulum-type control valve (10) is used, which is provided in the gas discharge passage (23) connecting the process chamber (20) and the vacuum pump (30) and controls the internal pressure by adjusting the conductance of the gas discharge passage (23).
  • the pendulum control valve (10) has a gate (16) positioned inside the valve body (12) to close the gas discharge passage (23), and as shown in (b) of Fig. 2, the gate (16) rotates toward the cover (17) to open the gas discharge passage (23). In this way, the pendulum control valve (10) controls the degree of opening and closing of the gas discharge passage (23) by rotating the gate (16) between the valve body (12) and the cover (17).
  • Figure 3 is a cross-sectional view of a conventional pendulum-type control valve (10) in an open state
  • Figure 4 is a cross-sectional view of a conventional pendulum-type control valve (10) in a closed state.
  • the conventional pendulum control valve (10) has a gate (16) that rotates by a rotating shaft (15) to open and close a gas discharge port (12b) connected to a gas discharge passage (23), and the valve body (12) is provided with a sealing ring (11) that moves up and down to pressurize the gate (16) to prevent gas leakage.
  • sealing members (11a, 11b) are provided on the bottom surface and upper outer periphery of the sealing ring (11) to prevent gas leakage.
  • the sealing ring (11) moves up and down by the elastic force of the hydraulic member (13) and the spring (13a) and pressurizes the sealing ring (11).
  • the conventional pendulum control valve (10) is provided with a shaft sealing member (15a) that wraps around the rotation shaft (15) to prevent gas leakage when the gate (16) is switched from a closed state as shown in FIG. 4 to an open state as shown in FIG. 3. Since the shaft sealing member (15a) is in continuous contact with the rotation shaft (15) during rotation, it is greatly damaged by friction. To prevent this, a large amount of lubricant is applied to the shaft sealing member (15a), but the shaft sealing member (15a) is exposed toward the chamber (20), comes into contact with the high-temperature gas, hardens, and then becomes particles. The lubricant particles formed by hardening fly and flow into the process chamber (20), and then attach to the surface of the substrate (W), contaminating and damaging the substrate (W), and causing defects in the substrate (W).
  • the conventional pendulum control valve (10) rotates while the gate (16) is in contact with the lower part of the valve body (11) over a certain area. Accordingly, friction occurs on the bottom surface of the gate (16) that is in contact with the valve body (11) during rotation, and more damage occurs to the rotation shaft (15) and the shaft sealing member (15a).
  • the purpose of the present invention is to solve the above-described problem, and to provide a pendulum-type control valve in which the shaft sealing member is designed to be concealed so as not to be exposed to the process chamber, thereby preventing particles generated by hardening of lubricating oil from contaminating the substrate.
  • a pendulum-type control valve is provided that allows the gate to rise and fall a certain height when rotating, thereby allowing smoother rotation without friction with the valve body.
  • the above-described object of the present invention can be achieved by a pendulum-type control valve provided in a gas discharge passage between a process chamber and a vacuum pump to open and close the gas discharge passage.
  • the pendulum-type control valve of the present invention comprises: a valve body (110) having a gas inlet (111) provided at the upper portion and communicating with the gas discharge passage, and a gas discharge port (113) provided at the lower portion and communicating with the vacuum pump; a cover (120) coupled to one side of the valve body (110); a gate (150) that rotates inside the valve body (110) and the cover (120) to close or open the gas discharge port (113); It is characterized by including a sealing ring (130) that moves up and down between the gas inlet (111) and the gas outlet (113) and pressurizes the gate (150) downward to prevent gas leakage; a sealing ring lifting unit (140) that drives the sealing ring (130) so that the sealing ring (130) moves up and down; a gate driving unit (160
  • the gate driving unit (160) comprises: an internal horizontal frame (180) provided inside the driving box (170) and having a rotational shaft lifting hole (181) and a driving shaft exposure hole (183) formed on a plate surface; a driving motor (168) that generates a rotational driving force and is fixed to an upper surface of the internal horizontal frame (180), and has a driving shaft (168a) exposed to the lower portion of the internal horizontal frame (180) through the driving shaft exposure hole (183); a rotational shaft (161) that is vertically accommodated in the rotational shaft lifting hole (181) and receives the rotational driving force of the driving motor (168) to rotate forward and backward; a shaft body (162) that is fixedly coupled to a joining area of the gate (150) and the rotational shaft (161) and supports the rotational shaft (161) so as to rotate; A plurality of O-rings (165, 165a) provided in the joining area of the above-mentioned shaft body (162) and the above-mentioned rotary shaft (161) to prevent gas leakage;
  • a body cap (163) may be further included that is coupled to the upper portion of the rotation shaft (161) and covers the upper portion of the rotation shaft (161) and an upper portion of the shaft body (162) to prevent gas leakage.
  • the pendulum control valve according to the present invention opens and closes the gas discharge port of the valve body by rotating the gate and moving it up and down at a certain height.
  • the discharge sealing member at the bottom of the gate is raised vertically, so friction is almost eliminated, which reduces the use of lubricating oil. Accordingly, the problem of particles generated when the lubricating oil comes into contact with gas and hardens, contaminating the substrate, can be solved.
  • Figure 1 is a schematic diagram schematically illustrating the configuration of a typical etching device.
  • Figure 2 is a plan view illustrating the operation process of a conventional pendulum control valve.
  • Figures 3 and 4 are cross-sectional examples showing the open and closed states of a conventional pendulum control valve.
  • Figure 5 is a cross-sectional view showing the cross-sectional configuration of the open state of the pendulum control valve according to the present invention.
  • Figure 6 is a cross-sectional view showing the cross-sectional configuration of a pendulum control valve in a mid-open state according to the present invention.
  • Figure 7 is a cross-sectional view showing the cross-sectional configuration of a closed state of a pendulum control valve according to the present invention.
  • Figure 8 is a perspective view showing the configuration of the gate driving part of the pendulum control valve according to the present invention.
  • FIGS. 9 and 10 are exploded perspective views showing the configuration of the gate drive unit of the pendulum control valve according to the present invention from different directions.
  • FIG. 5 is a cross-sectional example diagram showing the configuration of an open state of a pendulum control valve (100) according to the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional example diagram showing the configuration of an intermediate open state of a pendulum control valve (100)
  • FIG. 7 is a cross-sectional example diagram showing the configuration of a closed state of a pendulum control valve (100).
  • the pendulum control valve (100) according to the present invention is provided in the gas discharge passage (23) between the process chamber (20) and the vacuum pump (30) shown in FIG. 1, and controls the internal pressure by controlling whether or not the gas (G) that performs the process on the substrate (W) in the process chamber (20) is discharged.
  • the pendulum control valve (100) of the present invention comprises a valve body (110) provided in a gas discharge passage (23), a cover (120) coupled to one side of the valve body (110), a gate (150) that rotates horizontally between the valve body (110) and the cover (120) to open and close the gas discharge passage (23), a sealing ring (130) that moves up and down between the gas inlet (111) and the gas discharge port (113) of the valve body (110) and pressurizes the gate (150) downward to prevent gas leakage, a sealing ring lifting unit (140) that drives the sealing ring (130) to move up and down, a gate driving unit (160) that supports the gate (150) that drives the gate (130) to rotate and move up and down, It includes a drive box (170) that is coupled to the lower part of the valve body (110) and accommodates a gate drive unit (160).
  • the pendulum control valve (100) of the present invention compared to the conventional pendulum control valve (10) of FIG. 3, is provided with a rotating shaft (161) that can be raised and lowered by a certain height, so that leakage of gas (G) can be more reliably prevented, wear of the discharge port sealing member (151) due to friction of the gate (150) can be reduced, and use of lubricating oil can be eliminated. As a result, there is an effect of preventing the generation of particles or particles caused by hardening of the lubricating oil.
  • the sealing member (11a, 11b) exposed toward the inside of the process chamber between the rotation shaft (161) and the valve body (110) is provided concealed inside the shaft body (162) and double-covered by the body cap (163) to block leakage of gas (G) and prevent particles or particles generated by hardening of the lubricant applied for the operation of the O-ring (165, 165a) from entering the inside of the process chamber (20).
  • gas (G) gas
  • particles or particles generated by hardening of the lubricant applied for the operation of the O-ring (165, 165a) from entering the inside of the process chamber (20).
  • valve body (110) and the cover (120) are connected to each other so as to form a space inside in which a gate (130) can rotate.
  • a gas inlet (111) is formed through the upper surface of the valve body (110) to communicate with the gas discharge passage (23) and through which gas (G) flows in from the gas discharge passage (23), and a gas discharge port (113) is formed through the lower surface to discharge gas (G) moved to the gas inlet (111) to a vacuum pump (30).
  • the side of the valve body (110) is formed through a hole to communicate with the cover (120).
  • An external sealing member (121) is provided in the joint area of the valve body (110) and the cover (120) to prevent external leakage of gas (G).
  • An axle body joint hole (115) is formed through the joint area with the drive box (170) at the bottom of the valve body (110) to accommodate a shaft body (162) so that the rotation shaft (161) can rotate.
  • the cover (120) is combined with the valve body (110), and a space in which the gate (130) can rotate is formed inside the valve body (110) and the cover (120).
  • the sealing ring (130) moves up and down between the gas inlet (111) and the gas outlet (113) of the valve body (110) and presses the gate (150) downward to support the gate (150) so that it closes the gas outlet (113).
  • the sealing ring elevating unit (140) drives the sealing ring (130) to move up and down.
  • the sealing ring elevating unit (140) includes a hydraulic member (141) and a spring (143).
  • the sealing ring (130) maintains a raised state when the gate (150) is in the open state and the mid-open state. As a result, the gate (150) is maintained at a certain distance (d) from the lower part of the valve body (110).
  • the hydraulic member (141) operates and the sealing ring (130) is lowered to pressurize the gate (150) downward as shown in Fig. 7.
  • the gate (150) is maintained in a closed state that closes the gas discharge port (113).
  • a lower sealing member (131) and an upper sealing member (132) are provided on the lower and upper portions of the sealing ring (130), respectively, to prevent gas from leaking between the sealing ring (130) and the gate (150) and between the sealing ring (130) and the inner wall of the valve body (110).
  • the gate (150) is rotated by the gate driving part (160) and opens and closes the gas discharge port (113) of the valve body (110) to control the movement of gas (G).
  • the gate (150) is formed in a disc shape and is provided with an outer diameter larger than the gas discharge port (113).
  • An discharge port sealing member (151) is provided on the bottom surface of the gate (150) to prevent leakage of gas (G) between the gate and the gas discharge port (113).
  • the gate driving unit (160) causes the gate (150) to rotate and rise and fall elastically to open and close the gas discharge port (113).
  • Fig. 8 is a perspective view showing the gate driving unit (160) in a coupled state
  • Figs. 9 and 10 are exploded perspective views showing the configuration of the gate driving unit (160) from different angles.
  • the gate driving unit (160) includes a rotation shaft (161), a shaft body (162) that is coupled to the shaft body coupling hole (115) of the valve body (110) to support the rotation shaft (161) to rotate, a body cap (163) that is coupled to the upper portion of the shaft body (162) to block the upper portion of the rotation shaft (161), a coupling member (169) that couples the gate (150) and the rotation shaft (161), a bushing (164) that supports the coupling member (169) to be coupled to the gate (150), a pair of O-rings (165, 165a) that support the rotation shaft (161) to prevent gas leakage when it rotates inside the shaft body (162), and a pair of O-rings (165, 165a) that are provided above and below the pair of O-rings to guide the rotation shaft (161) to rotate in the correct position.
  • It includes an elastic member (167) that provides elasticity to the rotation shaft (161) so that the rotation shaft (161) can be rotated at a predetermined height (d) relative to the bottom of the valve body (110) without pressurization of the guide ring (166, 166a) and the sealing ring (130), and a driving motor (168) that transmits driving force to the rotation shaft (161) so that the rotation shaft (161) rotates forward and backward.
  • the gate drive unit (160) is accommodated inside the drive box (170), and an internal horizontal frame (180) is provided horizontally at a certain height inside the drive box (170).
  • the internal horizontal frame (180) has a rotation shaft lifting hole (181) and a drive shaft exposure hole (183) formed through the plate surface, and a rotation shaft (161) is inserted into the rotation shaft lifting hole (181) so as to be able to move up and down, and a drive shaft (168a) of a drive motor (168) is inserted downward into the drive shaft exposure hole (183).
  • the rotation shaft (161) is provided in the form of a shaft having a constant length. As shown in FIG. 9, the rotation shaft (161) is provided with a coupling member fastening groove (161a) in which a coupling member (169) is fastened by being sunken into the upper portion and inserted through the bushing (164) and the body cap (163).
  • An O-ring fastening groove (161c) in which a pair of O-rings (165, 165a) are fastened is provided upper and lower on the upper outer periphery of the upper portion of the rotation shaft (161), and a guide ring fastening surface (161b) in which a guide ring (166, 166a) is fastened is provided on the upper and lower portions of the O-ring fastening groove (161c).
  • An elastic member winding groove (161d) in which an elastic member (167) is wound is provided on the lower portion of the rotation shaft (161).
  • the shaft body (162) is fixed to the shaft body joining hole (115) of the valve body (110) and supports the rotation shaft (161) so that the rotation shaft (161) can be raised and lowered.
  • the upper part of the rotation shaft (161) is wrapped, and a pair of O-rings (165, 165a) coupled to the outer periphery of the rotation shaft (161) are wrapped to cover the O-rings (165, 165a) so that they are not exposed toward the process chamber (20).
  • a cap-joining hole (162a) is formed in the shaft body (162), and a body cap (163) is joined to the cap-joining hole (162a).
  • the body cap (163) is joined to the upper end of the body cap (163) to cover the upper end of the rotation shaft (161).
  • the upper end of the rotation shaft (161) is not directly exposed to the process chamber (20), and the O-rings (165, 165a) are not exposed to the outside. Due to this joint structure of the shaft body (162) and the body cap (163), particles or particles generated from a pair of O-rings (165, 165a) are fundamentally blocked from entering the process chamber (20), thereby preventing contamination of the substrate (W).
  • the bush (164) is placed on the upper part of the gate (150) and guides the coupling member (169) to be coupled to the rotation shaft (161) by penetrating the gate (150).
  • the bush (164) is provided with a coupling member guide hole (164a) that guides the coupling member (169) to the coupling member insertion hole (163a) of the body cap (163).
  • O-rings (165, 165a) are vertically connected to the O-ring coupling grooves (161c) of the rotating shaft (161).
  • the O-rings (165, 165a) are provided between the rotating shaft (161) and the shaft body (162) to support the rotating shaft (161) so that gas does not leak through the gap when the rotating shaft (161) rotates.
  • a pair of guide rings (166, 166a) are arranged above and below the O-rings (165, 165a) as shown in an enlarged view in Fig. 5 to guide the rotation of the rotation shaft (161).
  • a pair of guide rings (166, 166a) are made of engineering plastic and wrap around the outside of the rotation shaft (161) to guide the rotation of the rotation shaft (161).
  • the upper guide ring (166) is provided on the guide ring engagement surface (161b) of the rotation shaft (161) to guide the rotation shaft (161) to rotate smoothly within the shaft body (162), and the lower guide ring (166a) is provided on the boundary area between the lower portion of the shaft body (162) and the rotation shaft (161) to support the rotation shaft (161) so that it rotates without being biased.
  • This pair of guide rings (166, 166a) can support the rotation of the rotation shaft (161) together with the O-ring (165, 165a) to prevent gas leakage and movement of particles and reduce wear of the O-ring (165, 165a).
  • the drive shaft (168a) is connected to the drive motor (168) and rotates in conjunction with the forward and reverse rotation of the drive motor (168).
  • the drive shaft (168a) is formed to have a certain length, and drive gear teeth (168a-1) are formed along the circumferential direction in a vertical direction on the outer surface.
  • the electric plate (168d) is formed in a fan shape, and is provided with an electric gear tooth (168d-1) that meshes with a driving gear tooth (168a-1) at one end.
  • the electric gear tooth (168d-1) meshes with the driving gear tooth (168a-1) and receives rotation.
  • the electric gear tooth (168d-1) of the electric plate (168d) meshes with the driving gear tooth (168a-1) and not only receives rotation but also moves up and down along the driving gear tooth (168a-1) of the driving shaft (168a) together with the rotating shaft (161) when the rotating shaft (161) moves up and down.
  • the elastic member (167) supports the rotating shaft (161) and the gate (150) coupled thereto to rise and fall a predetermined height (d) relative to the lower portion of the valve body (110) depending on whether the sealing ring (130) is pressurized.
  • the elastic member (167) is provided in the form of a coil spring having a predetermined length, and is wound at a predetermined height in the elastic member winding groove (161d) of the rotating shaft (161), as shown in an enlarged view in FIG. 8 and FIG. 5.
  • the rotation shaft (161) is positioned at a position where the gate (150) is spaced apart from the lower end of the valve body (110) by a certain distance (d).
  • the gate (150) rotates while being spaced apart from the valve body (110) by a certain height (d), and the gate (150) is lowered only when the gas discharge port (113) is closed. Accordingly, there is an advantage in that wear of the discharge port sealing member (151) at the bottom of the gate (150) can be significantly reduced.
  • the gate driving unit (160) rotates the driving motor (168) in the forward direction under the control of the control unit (not shown) so that the gate (150) is positioned coaxially with the gas discharge port (113) and rotates the rotation shaft (144) to a position covering the gas discharge port (113).
  • the gate (150) is switched to a mid-open state as shown in Fig. 6.
  • the rotational shaft (161) is raised to a certain height with respect to the internal horizontal frame (180) by the elastic force of the elastic member (167), and the gate (150) fixedly connected to the upper portion of the rotational shaft (161) is spaced apart from the valve body (110) by a height (d) corresponding to the height to which the rotational shaft (161) is raised by the elastic member (167).
  • the electric gear tooth (168d-1) of the electric plate (168d) is positioned at the center height of the driving gear tooth (168a-1).
  • the gate (150) is pressurized by the sealing ring (130) and comes into close contact with the lower portion of the valve body (110) to block the gas discharge port (113) and prevent the discharge of gas (G).
  • the discharge port sealing member (151) at the lower portion of the gate (150) presses and blocks the inner wall surface around the gas discharge port (113), thereby preventing the gas (G) from leaking into the gas discharge port (113).
  • the control unit applies an opening signal to the gate (130).
  • the driving motor (168) rotates in reverse, so that the gate (150) is switched to an open state as shown in Fig. 5, and discharge of residual gas (G) begins.
  • the gate (150) of the pendulum control valve (100) of the present invention moves vertically along the inner wall surface of the valve body (110) forming the gas discharge port (113) as the sealing ring (130) rises and falls, and then rotates internally while being spaced apart from the lower portion of the valve body (110) by the rotation of the rotation shaft (161). Accordingly, the discharge port sealing member (151) formed on the bottom of the gate (150) moves only up and down, so no frictional force is applied to the inner wall surface of the valve body (110), and no lubricant needs to be applied to the discharge port sealing member (151).
  • the pendulum control valve (100) of the present invention since no lubricant is applied to the gate (150) and the discharge port sealing member (151) that rotate inside the valve body (110) and the cover (120), the pendulum control valve (100) of the present invention has the advantage that particles or particles do not occur due to hardening of the lubricant and damage to the substrate does not occur due to particles.
  • the body cap (163) covers the upper part of the rotation shaft (161) by the height at which the gate (150) is spaced from the bottom of the valve body (110), an O-ring (165, 165a) is provided inside the shaft body (162), and a guide ring (166, 166a) is provided above and below the O-ring (165, 165a), so that leakage of gas (G) into the drive box (170) is prevented and wear of the O-ring (165, 165a) can also be reduced.
  • the pendulum control valve according to the present invention opens and closes the gas outlet of the valve body by rotating the gate and moving up and down a certain height.
  • the discharge sealing member at the bottom of the gate is raised vertically, so friction is almost eliminated, which reduces the use of lubricating oil. Accordingly, the problem of particles generated when the lubricating oil comes into contact with gas and hardens, contaminating the substrate, can be solved.
  • Pendulum control valve 110 Valve body
  • External sealing member 130 Sealing ring
  • Joint member 170 Drive box

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Abstract

공정챔버와 진공펌프 사이의 가스배출통로에 구비되어 상기 가스배출통로를 개폐하는 진자식 컨트롤밸브에 관한 것으로서, 상부에 상기 가스배출통로와 연통되는 가스유입구(111)가 구비되고, 하부에 상기 진공펌프와 연통되는 가스배출구(113)가 구비된 밸브본체(110)와; 상기 밸브본체(110)의 일측에 결합되는 커버(120)와; 상기 밸브본체(110)와 상기 커버(120) 내부를 회동하며 상기 가스배출구(113)를 닫거나 상기 가스배출구(113)를 개방하는 게이트(150)와; 상기 가스유입구(111)와 상기 가스배출구(113) 사이에서 상하로 이동하며 상기 게이트(150)를 하부로 가압하여 가스의 누설이 방지되게 하는 실링링(130)과; 상기 실링링(130)이 상하로 이동하도록 상기 실링링(130)을 구동하는 실링링승강부(140)와; 상기 게이트(150)가 상기 가스배출구(113)를 개방하는 개방상태와 상기 가스배출구(113)를 폐쇄하는 닫힘상태 간을 회동하며, 상기 실링링(130)의 가압여부에 따라 상기 게이트(150)가 탄성적으로 일정높이 승강하도록 상기 게이트(150)를 구동하는 게이트구동부(160)와; 상기 밸브본체(110)와 상기 커버(120)의 경계영역의 하부에 결합되며 상기 게이트구동부(160)를 내부에 수용하는 구동박스(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

진자식 컨트롤밸브
본 발명은 진자식 컨트롤밸브에 관한 것으로서, 보다 자세히는 게이트의 개폐시에 파티클 발생을 방지하여 웨이퍼 손상을 최소화할 수 있는 진자식 컨트롤밸브에 관한 것이다.
일반적으로 LCD 기판이나 반도체 소자 및 솔라 셀(solar cell)등을 제조하기 위한 공정의 대부분은 진공 상태에서 진행되고 있는데, 특히 반도체 소자의 제조 공정 중에서 미세패턴을 형성하기 위해 식각 공정이 수행되고 있다.
도 1은 일반적인 식각장비의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다. 도시된 바와 같이 식각장비는 기판(W)이 적재되는 기판적재대(21)가 구비되는 공정챔버(20)와, 공정챔버(20)의 하부에 구비되는 진공펌프(30)를 갖는다.
공정챔버(20)의 상부에는 식각과정에 요구되는 가스(G)가 유입되는 가스공급구(25)가 형성되고, 하부에는 가스(G)를 진공펌프(30)로 배출하는 가스배출통로(23)가 구비된다.
공정챔버(20)는 가스(G)를 이용해 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마를 이용해 식각공정을 수행한다. 식각공정이 수행되면서 내부의 잔류가스가 진공펌프(30)를 통해 배출한다.
이 때, 공정챔버(20)와 진공펌프(30)를 연결하는 가스배출통로(23)에 구비되어 가스배출통로(23)의 콘덕턴스 조절을 통해 내부의 압력을 제어하는 진자식 컨트롤밸브(10)가 사용된다.
진자식 컨트롤밸브(10)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 게이트(16)가 밸브본체(12) 내부에 위치되어 가스배출통로(23)를 닫고, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 게이트(16)가 커버(17)를 향해 회동되어 가스배출통로(23)를 개방한다. 이렇게 진자식 컨트롤밸브(10)는 게이트(16)가 밸브본체(12)와 커버(17) 사이를 회동하며 가스배출통로(23)의 개폐정도를 조절한다.
도 3은 종래 진자식 컨트롤밸브(10)의 열림상태의 단면도이고, 도 4는 종래 진자식 컨트롤밸브(10)의 닫힘상태의 단면도이다.
도시된 바와 같이 종래 진자식 컨트롤밸브(10)는 회전축(15)에 의해 게이트(16)가 회동되며 가스배출통로(23)와 연결된 가스배출구(12b)를 개폐하고, 밸브본체(12)에는 상하로 이동하며 게이트(16)를 가압하여 가스의 누설이 방지되게 하는 실링링(11)이 구비된다.
이 때, 실링링(11)의 바닥면과 상부 외주연에는 실링부재(11a,11b)가 구비되어 가스누설을 방지한다. 실링링(11)은 유압부재(13)와 스프링(13a)의 탄성력에 의해 상하로 이동되며 실링링(11)을 가압한다.
그런데, 종래 진자식 컨트롤밸브(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 게이트(16)가 닫힌 상태에서 도 3에 도시된 바와 같이 열린상태로 전환될 때 회전축(15)을 감싸 가스의 누설이 방지되게 하는 축실링부재(15a)가 구비된다. 축실링부재(15a)는 회전축(15)의 회전시에 계속 접촉하고 있으므로 마찰에 의한 손상이 크다. 이를 ㅂ방지하기 위해 다량의 윤활제가 축실링부재(15a)에 도포되나 축실링부재(15a)가 챔버(20)를 향해 노출되어 고온의 가스와 접촉되며 경화된 후 입자화된다. 경화되어 형성된 윤활유 입자들이 공정챔버(20) 내부로 비산되며 유입된 후 기판(W) 표면에 부착되어 기판(W)을 오염 및 손상시키고 기판(W)의 불량을 야기하는 요인이 된다.
또한, 종래 진자식 컨트롤밸브(10)는 게이트(16)가 밸브본체(11)의 하부와 일정면적 닿은 상태에서 회전한다. 이에 따라 회전시 밸브본체(11)와 닿는 게이트(16)의 바닥면에 마찰이 발생되고 회전축(15)과 축실링부재(15a)에 더 많은 손상이 발생된다.
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 축실링부재가 공정챔버로 노출되지 않도록 은폐설계하여 윤활유의 경화에 의해 발생된 입자들이 기판을 오염시키는 것을 방지할 수 있는 진자식 컨트롤밸브를 제공하는 것이다.
또한, 게이트가 회전할 때 일정높이 상하로 승강하게 하여 밸브본체와 마찰되지 않고 보다 원활하게 회전할 수 있는 진자식 컨트롤밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
상술한 본 발명의 목적은 공정챔버와 진공펌프 사이의 가스배출통로에 구비되어 상기 가스배출통로를 개폐하는 진자식 컨트롤밸브에 의해 달성될 수 있다. 본 발명의 진자식 컨트롤밸브는, 상부에 상기 가스배출통로와 연통되는 가스유입구(111)가 구비되고, 하부에 상기 진공펌프와 연통되는 가스배출구(113)가 구비된 밸브본체(110)와; 상기 밸브본체(110)의 일측에 결합되는 커버(120)와; 상기 밸브본체(110)와 상기 커버(120) 내부를 회동하며 상기 가스배출구(113)를 닫거나 상기 가스배출구(113)를 개방하는 게이트(150)와; 상기 가스유입구(111)와 상기 가스배출구(113) 사이에서 상하로 이동하며 상기 게이트(150)를 하부로 가압하여 가스의 누설이 방지되게 하는 실링링(130)과; 상기 실링링(130)이 상하로 이동하도록 상기 실링링(130)을 구동하는 실링링승강부(140)와; 상기 게이트(150)가 상기 가스배출구(113)를 개방하는 개방상태와 상기 가스배출구(113)를 폐쇄하는 닫힘상태 간을 회동하며, 상기 실링링(130)의 가압여부에 따라 상기 게이트(150)가 탄성적으로 일정높이 승강하도록 상기 게이트(150)를 구동하는 게이트구동부(160)와; 상기 밸브본체(110)의 하부에 결합되며 상기 게이트구동부(160)를 내부에 수용하는 구동박스(170)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 따르면, 상기 게이트구동부(160)는, 상기 구동박스(170)의 내부에 구비되며 판면에 회전축승강공(181)과 구동축노출공(183)이 형성된 내부수평프레임(180)과; 회전구동력을 발생하며 상기 내부수평프레임(180)의 상면에 고정되고, 구동축(168a)이 상기 구동축노출공(183)을 통해 상기 내부수평프레임(180)의 하부로 노출되는 구동모터(168)와; 상기 회전축승강공(181)에 수직하게 수용되며, 상기 구동모터(168)의 회전구동력을 전달받아 정역회전하는 회전축(161)과; 상기 게이트(150)와 상기 회전축(161)의 결합영역에 고정결합되어 상기 회전축(161)이 회전되도록 지지하는 축바디(162)와; 상기 축바디(162)와 상기 회전축(161)의 결합영역에 구비되어 가스의 누설을 방지하는 복수개의 오링(165,165a)과; 상기 복수개의 오링(165,165a)의 상하에 구비되어 상기 회전축(161)의 회전을 안내하는 가이드링(166,166a)과; 하단은 상기 내부수평프레임(180)에 배치되고 상단은 상기 회전축(161)의 외주연에 배치되며, 상기 회전축(161)의 외주연에 일정길이 권취되어 상기 회전축(161)과 상기 게이트(150)가 상기 실링링(130)의 가압여부에 따라 일정높이 승강되게 탄성력을 작용하는 탄성부재(167)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 회전축(161)의 상부에 결합되어 상기 회전축(161)의 상부와 상기 축바디(162)의 상부 일정부분을 덮어 가스의 누설을 방지하는 바디캡(163)을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브는 게이트가 회전 및 일정높이 상하로 승강하며 밸브본체의 가스배출구를 개폐한다.
이에 따라 게이트 하부의 배출구실링부재가 수직으로 승강하게 되므로 마찰이 거의 없어 윤활유 사용을 줄일 수 있다. 이에 따라 종래 윤활유가 가스와 접촉하며 경화되어 발생된 입자들이 기판을 오염시키던 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 일반적인 식각장비의 구성을 개략적으로 도시한 개략도,
도 2는 종래 진자식 컨트롤밸브의 동작과정을 도시한 평면예시도,
도 3과 도 4는 종래 진자식 컨트롤밸브의 열림상태와 닫힘상태를 도시한 단면예시도,
도 5는 본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브의 열림상태의 단면구성을 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브의 중간열림상태의 단면구성을 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브의 닫힘상태의 단면구성을 도시한 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브의 게이트구동부의 구성을 도시한 사시도,
[규칙 제91조에 의한 정정 02.07.2024]
도 9와 도 10은 본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브의 게이트구동부의 구성을 서로 다른 방향에서 분해하여 도시한 분해사시도들이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어 지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 5는 본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브(100)의 열림상태의 구성을 도시한 단면예시도이고, 도 6은 진자식 컨트롤밸브(100)의 중간열림 상태의 구성을 도시한 단면예시도이고, 도 7은 진자식 컨트롤밸브(100)의 닫힘상태의 구성을 도시한 단면예시도이다.
본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브(100)는 도 1에 도시된 공정챔버(20)와 진공펌프(30) 사이의 가스배출통로(23)에 구비되어 공정챔버(20)에서 기판(W)에 대한 공정을 수행한 가스(G)의 배출여부를 단속하여 내부 압력을 제어한다.
본 발명의 진자식 컨트롤밸브(100)는 가스배출통로(23)에 구비되는 밸브본체(110)와, 밸브본체(110)의 일측에 결합되는 커버(120)와, 밸브본체(110)와 커버(120) 사이를 수평방향으로 회동하며 가스배출통로(23)를 개폐하는 게이트(150)와, 밸브본체(110)의 가스유입구(111)와 가스배출구(113) 사이에서 상하로 이동하며 게이트(150)를 하부로 가압하여 가스의 누설이 방지되게 하는 실링링(130)과, 실링링(130)이 상하로 이동되도록 실링링(130)을 구동하는 실링링승강부(140)와, 게이트(130)가 회동 및 상하이동되게 구동하는 게이트(150)를 지지하는 게이트구동부(160)와, 밸브본체(110)의 하부에 결합되어 게이트구동부(160)를 수용하는 구동박스(170)를 포함한다.
본 발명의 진자식 컨트롤밸브(100)는 도 3의 종래 진자식 컨트롤밸브(10)와 비교할 때 회전축(161)이 일정높이 상하로 승강될 수 있게 구비하여 가스(G)의 누설을 보다 확실하게 막을 수 있으며 게이트(150)의 마찰에 의한 배출구실링부재(151)의 마모를 줄일 수 있고 윤활유 사용을 없앨 수 있다. 이에 의해 윤활유가 경화되어 발생되는 입자 또는 파티클 생성을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 회전축(161)과 밸브본체(110) 사이에 공정챔버 내부를 향해 노출되어 있던 실링부재(11a,11b)를 축바디(162) 내부에 은폐되게 구비하고, 바디캡(163)에 의해 이중으로 덮어 가스(G)의 누설을 차단하고 오링(165,165a)의 동작을 위해 도포되던 윤활제가 경화되어 발생되는 입자 또는 파티클이 공정챔버(20) 내부로 유입되는 것을 차단한다. 이에 의해 입자가 공정챔버(20) 내부로 유입되며 기판(W)을 오염시키고 기판의 불량을 야기하던 종래 문제를 해결할 수 있다.
밸브본체(110)와 커버(120)는 서로 이웃하게 결합되어 내부에 게이트(130)가 회동할 수 있는 공간을 형성한다. 밸브본체(110)의 상면에는 가스배출통로(23)와 연통되어 가스배출통로(23)로부터 가스(G)가 유입되는 가스유입구(111)가 관통형성되고, 하면에는 가스유입구(111)로 이동된 가스(G)를 진공펌프(30)로 배출시키는 가스배출구(113)가 관통형성된다.
밸브본체(110)의 측면은 커버(120)와 연통되게 관통형성된다. 밸브본체(110)와 커버(120)의 결합영역에는 외부실링부재(121)가 구비되어 가스(G)의 외부누설을 방지한다.
밸브본체(110) 하부의 구동박스(170)와의 결합영역에는 회전축(161)이 회전되도록 축바디(162)가 수용되는 축바디결합공(115)이 관통형성된다.
커버(120)는 밸브본체(110)와 결합되어 밸브본체(110)와 커버(120)의 내부에는 게이트(130)가 회동될 수 있는 공간이 형성된다.
실링링(130)은 밸브본체(110)의 가스유입구(111)와 가스배출구(113) 사이에 상하로 승강되며 게이트(150)를 하부로 가압하여 게이트(150)가 가스배출구(113)를 닫도록 지지한다. 실링링승강부(140)는 실링링(130)은 승강되도록 구동한다. 실링링승강부(140)는 유압부재(141)와 스프링(143)을 포함한다.
실링링(130)은 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이 게이트(150)가 열림상태와 중간열림상태일 때는 상승된 상태를 유지한다. 이에 의해 게이트(150)가 밸브본체(110)의 하부와 일정간격(d) 이격된 상태를 유지한다.
중간열림상태에서 유압부재(141)가 동작되며 실링링(130)이 하강되어 도 7에 도시된 바와 같이 게이트(150)를 하부로 가압한다. 이에 의해 게이트(150)가 가스배출구(113)를 닫는 닫힘상태가 유지된다. 이 때, 실링링(130)의 하부와 상부에는 각각 하부실링부재(131)와 상부실링부재(132)가 구비되어 실링링(130)과 게이트(150) 사이와 실링링(130)과 밸브본체(110) 내벽 사이에서 가스가 누설되는 것을 차단한다.
게이트(150)는 게이트구동부(160)에 의해 회동되며 밸브본체(110)의 가스배출구(113)를 개폐하여 가스(G)의 이동을 단속한다. 게이트(150)는 원판형태로 형성되며, 가스배출구(113) 보다 큰 외경을 갖게 구비된다. 게이트(150)의 바닥면에는 가스배출구(113)와의 사이에서 가스(G)의 누설을 방지하는 배출구실링부재(151)가 구비된다.
게이트구동부(160)는 게이트(150)가 회동 및 일정 탄성적으로 승강되며 가스배출구(113)를 개폐하게 한다. 도 8은 게이트구동부(160)가 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 9와 도 10은 게이트구동부(160)의 구성을 서로 다른 각도에서 분해하여 도시한 분해사시도이다.
도면에 도시된 바와 같이 게이트구동부(160)는 회전축(161)과, 밸브본체(110)의 축바디결합공(115)에 결합되어 회전축(161)이 회전되도록 지지하는 축바디(162)와, 축바디(162)의 상부에 결합되어 회전축(161)의 상부를 막는 바디캡(163)과, 게이트(150)와 회전축(161)을 결합하는 결합부재(169)와, 결합부재(169)가 게이트(150)에 결합되도록 지지하는 부쉬(164)와, 회전축(161)이 축바디(162) 내부에서 회전될 때 가스 누설이 방지되게 지지하는 한 쌍의 오링(165,165a)과, 한 쌍의 오링(165,165a)의 상하에 구비되어 회전축(161)이 정위치에서 회전되게 가이드하는 한 쌍의 가이드링(166,166a)과, 실링링(130)의 가압이 없는 상태에서 회전축(161)이 밸브본체(110)의 바닥에 대해 일정높이(d) 상승된 상태로 회전될 수 있게 회전축(161)에 탄성력을 부여하는 탄성부재(167)와, 회전축(161)이 정역회전하도록 회전축(161)으로 구동력을 전달하는 구동모터(168)를 포함한다.
여기서, 게이트구동부(160)는 구동박스(170) 내부에 수용되며, 구동박스(170) 내부에는 내부수평프레임(180)이 일정높이에 수평하게 구비된다. 내부수평프레임(180)은 판면에 회전축승강공(181)과 구동축노출공(183)이 각각 관통형성되며, 회전축승강공(181)에는 회전축(161)이 승강가능하게 삽입되고, 구동축노출공(183)에는 구동모터(168)의 구동축(168a)이 하부로 삽입된다.
회전축(161)은 일정길이를 갖는 축형태로 구비된다. 회전축(161)은 도 9에 도시된 바와 같이 상단에 함몰성되어 부쉬(164)와 바디캡(163)을 관통하여 삽입된 결합부재(169)가 체결되는 결합부재체결홈(161a)이 구비된다. 회전축(161)의 상단 외주연에는 한 쌍의 오링(165,165a)이 결합되는 오링결합홈(161c)이 상하로 구비되고, 오링결합홈(161c)의 상부와 하부에는 가이드링(166,166a)이 결합되는 가이드링결합면(161b)이 구비된다. 회전축(161)의 하부에는 탄성부재(167)가 권취되는 탄성부재권취홈(161d)이 구비된다.
축바디(162)는 밸브본체(110)의 축바디결합공(115)에 고정되어 회전축(161)이 승강 및 회전되게 회전축(161)을 지지한다. 또한, 가스(G)가 회전축(161)을 통해 누설되지 못하도록 회전축(161) 상부를 감싸고, 회전축(161)의 외주연에 결합된 한 쌍의 오링(165,165a)을 감싸 오링(165,165a)이 공정챔버(20)를 향해 노출되지 않도록 은폐한다.
축바디(162)에는 캡결합공(162a)이 형성되고, 캡결합공(162a)에는 바디캡(163)이 결합된다. 바디캡(163)은 도 5에 확대도시된 바와 같이 바디캡(163)의 상단에 결합되어 회전축(161)의 상부를 덮는다. 이에 의해 회전축(161)의 상부가 공정챔버(20)로 직접 노출되지 않고 오링(165,165a)도 외부로 노출되지 않게 된다. 이러한 축바디(162)와 바디캡(163)의 결합구조에 의해 한 쌍의 오링(165,165a)에서 발생된 파티클이나 입자가 공정챔버(20)로의 유입이 원천적으로 차단되어 기판(W)의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
부쉬(164)는 게이트(150)의 상부에 배치되며, 게이트(150)를 관통하여 결합부재(169)가 회전축(161)에 결합될 수 있게 안내한다. 부쉬(164)에는 결합부재(169)를 바디캡(163)의 결합부재삽입공(163a)으로 안내하는 결합부재안내공(164a)이 구비된다.
오링(165,165a)은 회전축(161)의 오링결합홈(161c)에 상하로 결합된다. 오링(165,165a)은 회전축(161)과 축바디(162) 사이에 구비되어 회전축(161)이 회전될 때 틈으로 가스누설이 발생되지 않게 지지한다.
한 쌍의 가이드링(166,166a)은 도 5에 확대도시된 바와 같이 오링(165,165a)의 상하에 배치되어 회전축(161)의 회전을 가이드한다. 한 쌍의 가이드링(166,166a)은 엔지니어링 플라스틱으로 구비되어 회전축(161)의 외부를 감싸 회전축(161)의 회전을 안내한다.
상부가이드링(166)은 회전축(161)의 가이드링결합면(161b)에 구비되어 회전축(161)이 축바디(162)의 내부에서 원활히 회전되게 가이드하고, 하부가이드링(166a)은 축바디(162)의 하부와 회전축(161)의 경계영역에 구비되어 회전축(161)이 편향되지 않게 회전되게 지지한다.
이러한 한 쌍의 가이드링(166,166a)이 오링(165,165a)과 함께 회전축(161)의 회전을 지지하여 가스 누설과 파티클의 이동을 차단하고, 오링(165,165a)의 마모를 줄여줄 수 있다.
구동축(168a)은 구동모터(168)와 연결되어 구동모터(168)의 정역회전에 연동하여 회전한다. 구동축(168a)은 일정 길이를 갖게 형성되며, 외주면에 구동기어이빨(168a-1)이 수직방향으로 원주방향을 따라 형성된다.
전동판(168d)은 부채꼴 형태로 형성되며, 단부에 구동기어이빨(168a-1)과 맞물리는 전동기어이빨(168d-1)이 구비된다. 전동기어이빨(168d-1)이 구동기어이빨(168a-1)과 맞물리며 회전을 전달받는다.
구동모터(168)의 회전에 의해 구동축(168a)이 회전되면, 전동판(168d)은 회전축(161)과 결합된 전동판축결합부재(168b)를 중심으로 정역회전된다.
여기서, 전동판(168d)의 전동기어이빨(168d-1)은 구동기어이빨(168a-1)과 맞물리며 회전을 전달받을 뿐만 아니라 회전축(161)의 상하 승강시에 구동축(168a)의 구동기어이빨(168a-1)을 따라 회전축(161)과 함께 상하로 이동된다.
탄성부재(167)는 회전축(161)과 이에 결합된 게이트(150)가 실링링(130)의 가압여부에 따라 밸브본체(110)의 하부에 대해 일정높이(d) 승강하게 지지한다. 탄성부재(167)는 일정길이를 갖는 코일스프링 형태로 구비되며, 도 8과 도 5에 확대도시된 바와 같이 회전축(161)의 탄성부재권취홈(161d)에 일정높이 권취된다.
이 때, 탄성부재(167)의 하단은 내부수평프레임(180)에 배치되고, 상단은 탄성부재권취홈(161d)의 상단에 접촉되게 배치된다. 여기서, 탄성부재(167)가 초기 길이일 때, 회전축(161)은 게이트(150)가 밸브본체(110)의 하부에 대해 일정간격(d) 이격되는 위치에 위치된다.
반면, 도 7에 도시된 바와 같이 실링링(130)이 유압부재(141)에 의해 하강되며 게이트(150)를 가압하면, 실링링(130)의 가압압력에 의해 탄성부재(167)는 압축되고 회전축(161)은 하강하며 게이트(150)는 밸브본체(110)의 하부에 밀착되게 하강된다. 이 때, 전동판(168d)은 전동기어이빨(168d-1)이 구동기어이빨(168a-1)을 따라 수직하게 하강하게 된다.
이 상태에서 실링링(130)의 가압이 해제되면, 탄성부재(167)는 초기길이로 복귀되기 위해 회전축(161)이 상승되는 방향으로 탄성력을 작용하고, 회전축(161)은 상방향으로 이동하고 게이트(150)는 도 6에 도시된 바와 같이 일정높이(d) 상승하게 된다.
탄성부재(167)의 탄성력에 의해 게이트(150)는 밸브본체(110)로부터 일정높이(d) 이격된 상태에서 회전되고, 가스배출구(113)를 닫는 상태에서만 게이트(150)가 하강하게 된다. 이에 따라 게이트(150) 바닥의 배출구실링부재(151)의 마모를 현저히 줄일 수 있는 장점이 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브(100)의 동작과정을 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
공정챔버(20)에서 기판(W)에 대한 공정이 진행되는 동안 진자식 컨트롤밸브(100)는 닫힌 상태를 유지한다.
이를 위해 게이트구동부(160)는 제어부(미도시)의 제어에 의해 구동모터(168)를 정회전시켜 게이트(150)가 가스배출구(113)와 동축상에 위치되어 가스배출구(113)를 덮는 위치로 회동되도록 회전축(144)을 회전시킨다. 이에 의해 게이트(150)는 도 6에 도시된 바와 같이 중간열림상태로 전환된다.
이 상태에서 탄성부재(167)는 초기 길이를 유지하므로 회전축(161)은 내부수평프레임(180)에 대해 탄성부재(167)의 탄성력에 의해 일정높이 상승되고, 회전축(161)의 상부에 고정결합된 게이트(150)는 회전축(161)이 탄성부재(167)에 의해 상승된 높이에 대응되는 높이(d) 만큼 밸브본체(110)에 대해 이격된다. 이 때, 전동판(168d)의 전동기어이빨(168d-1)은 구동기어이빨(168a-1)의 가운데 높이에 위치된다.
이 상태에서 실링링승강부(140)의 유압부재(141)가 동작되면, 실링링(130)이 하강하며 게이트(150)를 수직방향으로 가압한다. 게이트(150)가 실링링(130)에 의해 가압되면 회전축(161)도 함께 가압되고 도 7에 도시된 바와 같이 전동판(168d)의 전동기어이빨(168d-1)이 구동기어이빨(168a-1)의 하부로 이동되며 회전축(161)이 하강된다. 그리고, 탄성부재(167)는 내부수평프레임(180)과 탄성부재권취홈(161d) 사이에서 압축된다.
게이트(150)는 실링링(130)에 의해 가압되어 밸브본체(110)의 하부와 밀착되며 가스배출구(113)를 막아 가스(G)의 배출을 차단한다. 이 때, 게이트(150) 하부의 배출구실링부재(151)가 가스배출구(113) 주변의 내벽면을 밀착 가압하며 막아 가스(G)가 가스배출구(113)로 누설되는 것을 방지한다.
한편, 공정챔버(20)에서 기판에 대한 공정이 완료되면, 다음 공정을 위해 공정챔버(20) 내부의 잔류 가스(G)를 배출한다. 이를 위해 제어부(미도시)는 게이트(130)의 개방신호를 인가한다.
개방신호가 인가되면, 실링링승강부(140)의 탄성부재(167)에 의해 유압부재(141)가 상승되고, 실링링(130)이 상승한다.
실링링(130)이 상승하면, 게이트(150)에 대한 가압이 해제되므로 도 6에 도시된 바와 같이 탄성부재(167)가 초기길이로 복귀되기 위한 탄성력을 회전축(161)에 인가한다. 이에 의해 회전축(161)이 상승하고, 게이트(150)도 함께 밸브본체(110)의 하부에 대해 일정높이(d) 이격되게 상승한다.
게이트(150)와 회전축(161)이 상승한 상태에서, 구동모터(168)가 역회전하여 도 5에 도시된 바와 같이 게이트(150)가 개방상태로 전환되고, 잔류가스(G) 배출이 시작된다.
가스(G) 배출이 완료되면, 앞서 설명한 과정의 역순으로 게이트(150)의 닫힘과정이 진행된다.
이러한 본 발명의 진자식 컨트롤밸브(100)의 게이트(150)는 실링링(130)의 상승과 하강에 따라 가스배출구(113)를 형성하는 밸브본체(110)의 내벽면을 수직방향으로 이동하고, 이후 회전축(161)의 회전에 의해 밸브본체(110)의 하부에 일정높이 이격된 상태로 내부를 회동하게 된다. 이에 의해 게이트(150)의 바닥에 형성된 배출구실링부재(151)는 상하로만 이동하게 되므로 밸브본체(110) 내벽면과 마찰력이 작용하지 않으며 배출구실링부재(151)에 윤활유를 도포하지 않아도 된다.
따라서, 밸브본체(110)와 커버(120) 본체 내부에서 회동되는 게이트(150)와 배출구실링부재(151)에 어떠한 윤활유로 도포되지 않으므로 본 발명의 진자식 컨트롤밸브(100)는 윤활유의 경화에 따른 입자 또는 파티클이 발생되지 않고, 입자에 의한 기판 손상이 발생되지 않는 장점이 있다.
또한, 개방상태에서 게이트(150)가 밸브본체(110)의 바닥으로부터 이격되는 높이만큼 바디캡(163)이 회전축(161)의 상부를 덮고 있고, 오링(165,165a)이 축바디(162) 내부에 구비되며, 오링(165,165a)의 상하에 가이드링(166,166a)이 구비되므로 가스(G)의 구동박스(170)로의 누설이 방지되고, 오링(165,165a)의 마모도 줄어들 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 진자식 컨트롤밸브는 게이트가 회전 및 일정높이 상하로 승강하며 밸브본체의 가스배출구를 개폐한다.
이에 따라 게이트 하부의 배출구실링부재가 수직으로 승강하게 되므로 마찰이 거의 없어 윤활유 사용을 줄일 수 있다. 이에 따라 종래 윤활유가 가스와 접촉하며 경화되어 발생된 입자들이 기판을 오염시키던 문제를 해결할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 진자식 컨트롤밸브의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
<부호의 설명>
10 : 종래 진자식 컨트롤밸브 11 : 실링링
11a,11b : 실링부재 12 : 밸브본체
13 : 유압부재 13a : 스프링
15 : 회전축 16 : 게이트
17 : 커버 20 : 공정챔버
23 : 가스배출통로 30 : 진공펌프
100 : 진자식 컨트롤밸브 110 : 밸브본체
111 : 가스유입구 113 : 가스배출구
115 : 축바디결합공 120 : 커버
121 : 외부실링부재 130 : 실링링
140 : 실링링승강부 141 : 유압부재
143 : 스프링 150 : 게이트
151 : 배출구실링부재 160 : 게이트구동부
161 : 회전축 161a : 결합부재체결홈
161b : 가이드링결합면 161c : 오링결합홈
161d : 탄성부재권취홈 162 : 축바디
162a : 캡결합공 163 : 바디캡
163a : 결합부재삽입공 164 : 부쉬
164a : 결합부재안내공 165, 165a : 오링
166, 166a : 가이드링 167 : 탄성부재
168 : 구동모터 168a : 구동축
168-1 : 구동기어이빨 168b : 전동판축결합부재
168d : 전동판 168d-1 : 전동기어이빨
169 : 결합부재 170 : 구동박스
180 : 내부수평프레임 181 : 회전축승강공
183 : 구동축노출공
G : 가스
W : 기판

Claims (3)

  1. 공정챔버와 진공펌프 사이의 가스배출통로에 구비되어 상기 가스배출통로를 개폐하는 진자식 컨트롤밸브에 있어서,
    상부에 상기 가스배출통로와 연통되는 가스유입구(111)가 구비되고, 하부에 상기 진공펌프와 연통되는 가스배출구(113)가 구비된 밸브본체(110)와;
    상기 밸브본체(110)의 일측에 결합되는 커버(120)와;
    상기 밸브본체(110)와 상기 커버(120) 내부를 회동하며 상기 가스배출구(113)를 닫거나 상기 가스배출구(113)를 개방하는 게이트(150)와;
    상기 가스유입구(111)와 상기 가스배출구(113) 사이에서 상하로 이동하며 상기 게이트(150)를 하부로 가압하여 가스의 누설이 방지되게 하는 실링링(130)과;
    상기 실링링(130)이 상하로 이동하도록 상기 실링링(130)을 구동하는 실링링승강부(140)와;
    상기 게이트(150)가 상기 가스배출구(113)를 개방하는 개방상태와 상기 가스배출구(113)를 폐쇄하는 닫힘상태 간을 회동하며, 상기 실링링(130)의 가압여부에 따라 상기 게이트(150)가 탄성적으로 일정높이 승강하도록 상기 게이트(150)를 구동하는 게이트구동부(160)와;
    상기 밸브본체(110)의 하부에 결합되며 상기 게이트구동부(160)를 내부에 수용하는 구동박스(170)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진자식 컨트롤밸브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 게이트구동부(160)는,
    상기 구동박스(170)의 내부에 구비되며 판면에 회전축승강공(181)과 구동축노출공(183)이 형성된 내부수평프레임(180)과;
    회전구동력을 발생하며 상기 내부수평프레임(180)의 상면에 고정되고, 구동축(168a)이 상기 구동축노출공(183)을 통해 상기 내부수평프레임(180)의 하부로 노출되는 구동모터(168)와;
    상기 회전축승강공(181)에 수직하게 수용되며, 상기 구동모터(168)의 회전구동력을 전달받아 정역회전하는 회전축(161)과;
    상기 게이트(150)와 상기 회전축(161)의 결합영역에 고정결합되어 상기 회전축(161)이 회전되도록 지지하는 축바디(162)와;
    상기 축바디(162)와 상기 회전축(161)의 결합영역에 구비되어 가스의 누설을 방지하는 복수개의 오링(165,165a)과;
    상기 복수개의 오링(165,165a)의 상하에 구비되어 상기 회전축(161)의 회전을 안내하는 가이드링(166,166a)과;
    하단은 상기 내부수평프레임(180)에 배치되고 상단은 상기 회전축(161)의 외주연에 배치되며, 상기 회전축(161)의 외주연에 일정길이 권취되어 상기 회전축(161)과 상기 게이트(150)가 상기 실링링(130)의 가압여부에 따라 일정높이 승강되게 탄성력을 작용하는 탄성부재(167)를 포함하는 것을 특징으로 하는 진자식 컨트롤밸브.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전축(161)의 상부에 결합되어 상기 회전축(161)의 상부와 상기 축바디(162)의 상부 일정부분을 덮어 가스의 누설을 방지하는 바디캡(163)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 진자식 컨트롤밸브.
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