KR19990038611U - Vacuum shut-off valve device for semiconductor process chamber - Google Patents
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Abstract
본 고안에 의한 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치는 공정챔버측 배관과 진공펌프측 배관에 연결된 플랜지와, 상기 플랜지 사이에 설치되는 게이트밸브 하우징과, 상기 게이트밸브 하우징내에 설치되는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈내를 상하 이동하는 스템과, 그 스템의 단부 일측에 설치하여 게이트밸브 하우징의 진공펌프측 출입구를 개폐하는 펌프실플레이트와, 상기 스템의 단부 타측에 설치하여 게이트밸브 하우징의 공정챔버측 출입구를 개폐하는 챔버실 플레이트를 포함하여 구성되어, 저압공정 종료시 공정챔버를 대기압상태로 만들 때 게이트 밸브 트러블 발생으로 오일 및 미반응된 파우더가 공정챔버내로 역류되는 것을 방지하도록 하였다.The vacuum shut-off valve device for a semiconductor process chamber according to the present invention includes a flange connected to a process chamber side pipe and a vacuum pump side pipe, a gate valve housing provided between the flanges, a bellows installed in the gate valve housing, A stem that moves up and down inside the bellows, a pump chamber plate installed at one end of the stem to open and close the vacuum pump side entrance of the gate valve housing, and installed at the other end of the stem to open and close the process chamber side entrance of the gate valve housing. The chamber chamber plate is configured to prevent oil and unreacted powder from flowing back into the process chamber due to gate valve trouble when the process chamber is brought to atmospheric pressure at the end of the low pressure process.
Description
본 고안은 반도체 제조 저압공정에 이용되는 공정챔버의 진공차단밸브장치에 관한 것으로, 특히 저압공정 종료시 공정챔버를 대기압상태로 만들 때 게이트 밸브 트러블 발생으로 오일 및 미반응된 파우더가 공정챔버내로 역류되는 것을 방지하는 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vacuum shutoff valve device of a process chamber used in a low pressure process of semiconductor manufacturing, and in particular, oil and unreacted powder flow back into the process chamber due to a gate valve trouble when the process chamber is brought to atmospheric pressure at the end of the low pressure process. It relates to a vacuum cut-off valve device of the process chamber for semiconductor to prevent that.
종래의 기술에 의한 반도체용 공정챔버의 진공장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 반도체의 공정을 진행하는 공정챔버(1)와, 공정챔버(1)내의 대기압을 진공상태로 만들기 위해 사용하는 하프게이트밸브(3) 및 게이트밸브(2)와, 공정챔버(1)의 입구를 개폐하는 공정챔버도어(4)와, 오일진공펌프(5)로 구성된다.The vacuum apparatus of the process chamber for semiconductors according to the prior art, as shown in Fig. 1, is a process chamber 1 for processing a semiconductor and a half used to bring atmospheric pressure in the process chamber 1 into a vacuum state. The gate valve 3 and the gate valve 2, the process chamber door 4 which opens and closes the inlet of the process chamber 1, and the oil vacuum pump 5 are comprised.
상기 공정챔버(1)와 오일진공펌프(5)사이의 진공배관(10)에 설치하여 공정챔버(1)의 진공을 차단하는 밸브에 대한 구성은 도 2에 도시한 바와 같이, 공정챔버진공관(11)과, 그 공정챔버진공관(11)에 연결된 플랜지(12)와, 그 플랜지(12)내에 형성된 게이트밸브하우징(13)과, 상기 게이트밸브하우징(13)내에 설치되는 개폐수단과, 상기 플랜지(12)의 타측에 연결된 진공펌프관(19)으로 구성된다.As shown in FIG. 2, a configuration of a valve installed in the vacuum pipe 10 between the process chamber 1 and the oil vacuum pump 5 to block the vacuum of the process chamber 1 may include a process chamber vacuum pipe ( 11), a flange 12 connected to the process chamber vacuum pipe 11, a gate valve housing 13 formed in the flange 12, opening and closing means provided in the gate valve housing 13, and the flange It consists of a vacuum pump tube 19 connected to the other side of (12).
상기 개폐수단은 게이트밸브하우징(13)의 진공펌프관측 출입구를 개폐하는 진공실플레이트(20)와, 그 진공실플레이트(20)에 연결되어 움직이는 스템(15)과, 상기 스템(15)을 안내하도록 게이트밸브하우징(13)의 내부에 설치한 벨로우즈(14)와, 그 벨로우즈(14)에 연결되어 설치되며 상기 스템(15)의 하단부를 감싸도록 한 액튜에이터(21)와, 그 엑튜에이터(21)의 일측에 형성한 오픈에어주입구(16)와, 타측에 형성한 클로즈에어주입구(17)로 구성된다.The opening and closing means includes a vacuum chamber plate 20 for opening and closing a vacuum pump tube entrance and exit of the gate valve housing 13, a stem 15 connected to the vacuum chamber plate 20, and a gate to guide the stem 15. The bellows 14 installed in the valve housing 13, the actuator 21 connected to the bellows 14 and surrounding the lower end of the stem 15, and the actuator 21 Open air inlet 16 formed on one side and a closed air inlet 17 formed on the other side.
이와 같이 구성된 종래의 기술에 의한 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치의 작용을 설명한다. 반도체 제조공정에서 저압을 이용하여 공정을 진행하기 위해 공정챔버내의 대기압을 진공상태로 만들기 위해 오일 또는 건진공펌프를 상용하며, 펌프는 계속 회전하여 펌핑을 한다. 공정챔버(1)는 공정을 진행하고자 하는 웨이퍼를 주입하고 공정챔버도어(4)를 닫은 후 하프게이트밸브(3)를 오픈시켜 소프트진공펌핑을 실시한다. 공정챔버(1)가 300mTorr 정도 압력이 다운되면, 도 2의 게이트밸브는 오픈에어주입구(16)에 에어가 주입되어 스템(15)이 오픈 쪽으로 이동한다. 스템(15)이 이동하면 진공실플레이트(20)가 진공펌프쪽에서 실링을 하던 것이 탈착되어 많은량의 진공을 펌핑한다. 저압 공정이 종료되면 공정챔버(1)를 대기압 상태로 만들기 위해 게이트밸브는 클로즈에어주입구(17)에 에어가 주입되어 스템(15)이 클로즈쪽으로 이동한다. 스템(15)이 이동하면 진공실플레이트(20)가 진공펌프쪽으로 이동하여 진공실플레이트(20)의 오링(18)이 진공관(19)을 실링하므로써 진공을 차단한다.The operation of the vacuum shutoff valve device of the process chamber for semiconductors according to the related art configured as described above will be described. In the semiconductor manufacturing process, oil or dry vacuum pumps are commonly used to vacuum the atmospheric pressure in the process chamber in order to process the process using low pressure, and the pump is continuously rotated and pumped. The process chamber 1 injects the wafer to be processed, closes the process chamber door 4, and opens the half gate valve 3 to perform soft vacuum pumping. When the process chamber 1 has a pressure of about 300 mTorr, the gate valve of FIG. 2 is injected with air into the open air inlet 16, and the stem 15 moves toward the open side. When the stem 15 is moved, the vacuum chamber plate 20 is sealed at the vacuum pump side, and a large amount of vacuum is pumped out. When the low pressure process is completed, air is injected into the closed air inlet 17 to bring the process chamber 1 into the atmospheric pressure state, and the stem 15 moves to the closed side. When the stem 15 moves, the vacuum chamber plate 20 moves toward the vacuum pump so that the O-ring 18 of the vacuum chamber plate 20 seals the vacuum tube 19 to block the vacuum.
저압에서 공정을 종료후 공정챔버(1)를 대기압 상태로 만들기 위해 게이트밸브를 닫는다. 이때의 게이트밸브는 클로즈에어주입구(17)에 에어를 주입하면 스템(15)이 동작하여 진공실플레이트(20)의 오링(18)은 진공관(19)을 막는다. 진공실플레이트(20)의 진공실 오링(18)은 사용하다 보면 이물질에 오염되고, 또 오링(18)이 손상되어 진공을 차단시키지 못하고 계속 펌핑을 하게 되는 문제점이 있다. 공정챔버(1)내의 웨이퍼를 빼내려면 진공펌프(5)를 오프시켜야 하며, 이때 공정챔버(1)는 진공상태이므로 진공관(10) 내부에 미반응한 파우더와 오일펌프의 오일이 공정챔버(1)내로 역류하여 웨이퍼 및 공정챔버(1)를 오염시키는 문제점이 있다.After finishing the process at low pressure, the gate valve is closed to bring the process chamber 1 to atmospheric pressure. At this time, when the air is injected into the closed air inlet 17, the stem 15 is operated so that the O-ring 18 of the vacuum chamber plate 20 blocks the vacuum tube 19. The vacuum chamber O-ring 18 of the vacuum chamber plate 20 is contaminated with foreign matters, and the O-ring 18 is damaged, and thus the vacuum chamber O-ring 18 does not block the vacuum and continues to pump. To remove the wafer in the process chamber 1, the vacuum pump 5 must be turned off. In this case, since the process chamber 1 is in a vacuum state, the unreacted powder and oil of the oil pump in the vacuum tube 10 are stored in the process chamber 1. There is a problem that the flow back into the) and contaminate the wafer and the process chamber (1).
따라서, 본 고안의 목적은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출한 것으로, 펌프실플레이트의 오링이 손상되어도, 챔버실플레이트를 추가로 설치하므로서 진공관 내부에 미반응한 파우더 및 오일펌프의 오일이 공정챔버내로 역류하는 것을 방지하도록 한 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치를 제공함에 있다.Therefore, the object of the present invention is devised in consideration of the above problems, even if the O-ring of the pump chamber plate is damaged, the oil of the unreacted powder and oil pump into the process chamber by additionally installing the chamber chamber plate into the process chamber It is an object of the present invention to provide a vacuum cutoff valve device for a semiconductor process chamber to prevent backflow.
도 1은 일반적인 반도체용 공정챔버의 진공장비를 나타내는 개략 구성도.1 is a schematic configuration diagram showing a vacuum equipment of a process chamber for a general semiconductor.
도 2는 종래의 기술에 의한 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치를 나타내는 단면도.2 is a cross-sectional view showing a vacuum shutoff valve device of a process chamber for a semiconductor according to the prior art.
도 3은 본 고안에 의한 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치를 나타내는 단면도.3 is a cross-sectional view showing a vacuum cut-off valve device of a process chamber for a semiconductor according to the present invention.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
12 ; 플랜지 13 ; 게이트밸브 하우징12; Flange 13; Gate valve housing
14 ; 벨로우즈 15 ; 스템14; Bellows 15; Stem
16 ; 오픈에어주입구 17 ; 클로즈에어주입구16; Open air inlet 17; Close air inlet
18 ; 진공실(seal) 오링 21 ; 액튜에이터18; Vacuum o-ring 21; Actuator
31 ; 챔버실 플레이트 32 ; 펌프실 플레이트31; Chamber chamber plate 32; Pump chamber plate
이러한, 본 고안의 목적은 공정챔버측 배관과 진공펌프측 배관에 연결된 플랜지와, 상기 플랜지 사이에 설치되는 게이트밸브 하우징과, 상기 게이트밸브 하우징내에 설치되는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈내를 상하 이동하는 스템과, 그 스템의 단부 일측에 설치하여 게이트밸브 하우징의 진공펌프측 출입구를 개폐하는 펌프실플레이트와, 상기 스템의 단부 타측에 설치하여 게이트밸브 하우징의 공정챔버측 출입구를 개폐하는 챔버실 플레이트와, 상기 게이트밸브 하우징의 하부에 벨로우즈와 연결되도록 설치하여 일측의 오픈에어주입구 및 타측의 클로즈에어주입구를 통해 스템을 이동시키는 엑튜에이터에 의해 달성된다.The object of the present invention is a flange connected to a process chamber side pipe and a vacuum pump side pipe, a gate valve housing provided between the flange, a bellows installed in the gate valve housing, and a stem moving up and down inside the bellows. A pump chamber plate provided at one end of the stem to open and close the vacuum pump side entrance and exit of the gate valve housing, and a chamber chamber plate provided at the other end of the stem to open and close the process chamber side entrance and exit of the gate valve housing; The lower part of the gate valve housing is installed to be connected to the bellows and is achieved by an actuator for moving the stem through the open air inlet on one side and the closed air inlet on the other side.
이하, 본 고안에 의한 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치를 첨부도면에 도시한 실시예에 따라서 설명한다.Hereinafter, a vacuum cutoff valve device of a semiconductor process chamber according to the present invention will be described according to the embodiment shown in the accompanying drawings.
도 3은 본 고안에 의한 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치를 나타내는 단면도를 보인 것으로, 이에 도시한 바와 같이 본 고안은 공정챔버측 배관과 진공펌프측 배관에 연결된 플랜지(11)와, 상기 플랜지(11) 사이에 설치되는 게이트밸브 하우징(13)과, 상기 게이트밸브 하우징(13)내에 설치되는 벨로우즈(14)와, 상기 벨로우즈(14)내를 상하 이동하는 스템(15)과, 그 스템(15)의 단부 일측에 설치하여 게이트밸브 하우징(13)의 진공펌프측 출입구를 개폐하는 펌프실플레이트(32)와, 상기 스템(15)의 단부 타측에 설치하여 게이트밸브 하우징(13)의 공정챔버측 출입구를 개폐하는 챔버실 플레이트(31)와, 상기 게이트밸브 하우징(13)의 하부에 벨로우즈(14)와 연결되도록 설치하여 일측의 오픈에어주입구(16) 및 타측의 클로즈에어주입구(17)를 통해 스템(15)을 이동시키는 엑튜에이터(21)로 구성된다.Figure 3 shows a cross-sectional view showing a vacuum cut-off valve device of a semiconductor process chamber according to the present invention, as shown in the present invention is a flange (11) connected to the process chamber side pipe and the vacuum pump side pipe, and the flange The gate valve housing 13 provided between the 11, the bellows 14 provided in the gate valve housing 13, the stem 15 which moves up and down inside the bellows 14, and the stem ( 15 is installed on one end of the pump chamber plate 32 to open and close the vacuum pump side entrance and exit of the gate valve housing 13, and the process chamber side of the gate valve housing 13 by being installed on the other end of the stem 15 The chamber chamber plate 31 which opens and closes the entrance and exit, and is installed to be connected to the bellows 14 at the lower portion of the gate valve housing 13 through an open air inlet 16 on one side and a closed air inlet 17 on the other side. To move the stem 15 Is composed of an actuator 21.
이와 같이 구성된 본 고안에 의한 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.Referring to the effect of the vacuum cut-off valve device of the semiconductor process chamber according to the present invention configured as described above are as follows.
반도체 제조공정에서 저압을 이용하여 공정을 진행하기 위해 공정챔버내의 대기압을 진공상태로 만들기 위해 오일 또는 건진공펌프를 사용하며 펌프는 게속 회전하여 펌핑을 한다. 공정챔버(1)는 공정을 진행하고자 하는 웨이퍼를 주입하고 공정챔버의 도어를 닫은 후, 하프게이트밸브(3)를 열어 소프트 진공펌핑을 실시한다. 공정챔버(1)가 300mTorr 정도 압력이 다운되면 게이트밸브는 오픈에어주입구(16)에 에어가 주입되어 스템(15)이 오픈 쪽으로 이동한다. 스템(15)이 이동하면 진공펌프쪽에 위치한 펌프실플레이트(32)와 공정챔버쪽에 위치한 챔버실플레이트(31)가 탈착되어 많은량의 진공을 펌핑한다. 저압공정이 종료되면 공정챔버(1)를 대기압 상태로 만들기 위해 게이트밸브를 닫게 되는데, 상기 게이트밸브를 닫기 위해서는 클로즈에어주입구(17)에 에어를 주입하면, 스템(15)이 게이트밸브하우징(13)의 양측 출입구를 닫는 위치로 이동하고, 상기 스템1(15)이 이동하면 펌프실플레이트(32)는 진공펌프쪽으로 챔버실플레이트(31)는 공정챔버쪽으로 이동하여 진공실오링(18)이 진공관을 실링함으로써 진공을 차단한다.In the semiconductor manufacturing process, oil or dry vacuum pump is used to make the atmospheric pressure in the process chamber into a vacuum state in order to proceed the process using low pressure, and the pump is continuously rotated and pumped. The process chamber 1 injects the wafer to be processed, closes the door of the process chamber, and opens the half gate valve 3 to perform soft vacuum pumping. When the process chamber 1 has a pressure of about 300 mTorr, the gate valve is injected with air into the open air inlet 16 and the stem 15 moves toward the open side. When the stem 15 moves, the pump chamber plate 32 located on the vacuum pump side and the chamber chamber plate 31 located on the process chamber side are detached to pump a large amount of vacuum. When the low pressure process is completed, the gate valve is closed to bring the process chamber 1 into the atmospheric pressure state. In order to close the gate valve, when the air is injected into the closed air inlet 17, the stem 15 moves to the gate valve housing 13. When the stem 1 (15) moves, the pump chamber plate (32) moves toward the vacuum pump, and the chamber chamber plate (31) moves toward the process chamber.The vacuum chamber ring (18) seals the vacuum tube. This cuts off the vacuum.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 의한 반도체용 공정챔버의 진공차단밸브장치는 공정챔버측 배관과 진공펌프측 배관에 연결된 플랜지와, 상기 플랜지 사이에 설치되는 게이트밸브 하우징과, 상기 게이트밸브 하우징내에 설치되는 벨로우즈와, 상기 벨로우즈내를 상하 이동하는 스템과, 그 스템의 단부 일측에 설치하여 게이트밸브 하우징의 진공펌프측 출입구를 개폐하는 펌프실플레이트와, 상기 스템의 단부 타측에 설치하여 게이트밸브 하우징의 공정챔버측 출입구를 개폐하는 챔버실 플레이트를 포함하여 구성되어, 저압공정 종료시 공정챔버를 대기압상태로 만들 때 게이트 밸브 트러블 발생으로 오일 및 미반응된 파우더가 공정챔버내로 역류되는 것을 방지하도록 한 효과가 있다.As described above, the vacuum shutoff valve device of the semiconductor process chamber according to the present invention includes a flange connected to the process chamber side pipe and the vacuum pump side pipe, a gate valve housing provided between the flange, and the gate valve housing. A bellows to be installed, a stem for vertically moving the inside of the bellows, a pump chamber plate installed at one end of the stem to open and close a vacuum pump side entrance and exit of the gate valve housing, and a stem installed at the other end of the stem. It is configured to include the chamber chamber plate for opening and closing the process chamber side entrance, the effect of preventing the oil and unreacted powder from flowing back into the process chamber by the occurrence of gate valve trouble when the process chamber is brought to atmospheric pressure at the end of low pressure process have.
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