KR200332539Y1 - 언바란스 실린더 밸브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 언바란스 실린더 밸브에 관한 것으로서, 종래의 실린더 밸브는 구동포트를 통해 공급되는 질소가스에 의해 어느 일측의 실린더가 개방되도록 되어 있어 항상 질소가스가 공급되어야 하는 문제점이 있었다.

본 고안은 예시도면 도 3와 도 4에 표현된 바와 같이, 일측 실린더(30)의 내부에 설치한 샤프트(36)에는 통로를 폐쇄시키는 스프링(38)을 패킹(32)의 외측에 설치하고, 타측 실린더(31)의 내부에 설치한 샤프트(37)에는 통로를 개방시키는 스프링(39)을 패킹(33)의 내측에 설치하며, 타측 실린더(31)의 단부에 공압주입구(40) 설치하여 스프링(39)을 압축시킬 수 있도록 함으로서, 질소가스의 사용 여부와 관계없이 파우더가 많이 생성되는 프로세싱가스의 폐기처리를 원활하게 할 수 있도록 한 것이다.

Description

언바란스 실린더 밸브{Unbalance cylinder valve}

본 고안은 언바란스 실린더 밸브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체제조공정에서 사용된 폐기가스를 분리하여 배출시키기 위해 가스밸브의 양측에 설치한 실린더에 질소가스의 공급위치를 각각 달리하여 질소가스의 공급이 차단되어도 폐기가스가 어느 일측으로 배출될 수 있도록 한 언바란스 실린더 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 반도체를 제조하는 공정에서 사용하는 가스는 크게 프로세싱 가스와 크리닝 가스를 사용하는 바, 이러한 프로세싱 가스는 산화규소성분이 포함되어 있으며 대개 독성이 강하여 인체에 유해하고, 경우에 따라 다른 가스와 혼합되면 폭발할 위험이 있어서 공정 후 폐기가스 처리가 매우 중요하다.

상기 반도체 제조공정상에서 사용되는 프로세싱가스와 크리닝 가스의 처리과정을 간단하게 설명하면 도 1 에 표현된 바와 같이, 프로세싱 가스 흡입라인과 크리닝 가스 흡입라인을 갖춰 챔버(1)에 연결하되, 상기 프로세싱 가스 흡입라인을 통해 프로세싱 가스가 흡입되어 챔버(1)에 들어 있는 다량의 웨이퍼는 산화막처리된다.

상기 웨이퍼에 산화막처리를 한 챔버(1)에 들어 있는 프로세싱가스는 배출라인에 설치되어 있는 배큠펌프(2)의 부압에 의해 배출되어지되, 상기 프로세싱 가스는 분할개폐식의 가스밸브(5)를 통해 정화장치인 스크러버(3)로 보내어 정화된다.

이어서 크리닝 가스 흡입라인을 통해 세정용 크리닝 가스를 주입하여 잔여 프로세싱 가스를 배출하게 하고, 이렇게 배출되는 크리닝 가스와 프로세싱 가스인 반도체 제조 공정상 발생된 폐기가스는 상기 가스밸브(5)의 분할 개폐에 따라 각기 다른 스크러버(4)로 보내어 정화하고 있다.

상기 각종 프로세싱 가스와 크리닝 가스를 분할 개폐하는 종래의 가스밸브(5)는 첨부된 예시도 2 에 표현된 바와 같이, 1개소의 흡입구(6)와 2개소의 배출구(7)(8) 및 세정용 질소가스의 유입관(9)(10) 2개소가 마련된 금속경통(11)과, 상기 금속경통(11)에 양측에 형성된 배출구(7)(8)의 개폐를 엄격히 분리할 수 있도록 각각 설치되는 공압제어식의 실린더(12)(13)로 구성되어 있다.

여기서 상기 실린더(12)와 실린더(13)은 그 구조가 동일한 구조로 이루어져 있어 일측의 실린더(12)만을 구체적으로 설명하면 실린더(12)는 리턴스프링(21)이 안치되는 실린더커버(14)와, 에어밸브로부터 구동포트(15)내로 공압이 입력되는 부싱플랜지(16)와, 상기 실린더커버(14)를 취합해서 부싱플랜지(16)와 더불어 보울트로 금속경통(11)에 함께 장착되는 실린더플랜지(17)와, 상기 리턴스프링(21)을 탄지하고, 양측으로 패킹(18)과 개폐패킹(19)을 갖춘 샤프트(20)로 이루어져 있다.

이러한 종래의 가스밸브(5)의 동작을 설명하면, 공정후 프로세싱 가스나 혼합가스를 지정된 방향의 배출구(7)로 배출하기 위해서는 부싱플랜지(16)의 구동포트(15)로 공압을 주입하여 패킹(18)을 밀어주면, 샤프트(20)가 실린더플랜지(17)측으로 이동되어 개폐패킹(19)이 통로를 열어주게 됨으로써, 흡입구(6)를 통해 가스가 배출구(7)로 빠져나가게 된다.

이때, 타측 통로는 주지된 바와 같이 폐쇄된 상태이며, 챔버(1)를 세정한 크리닝가스와 잔여 프로세싱 가스의 혼합가스를 배출할 때에도 상기와 같은 방식으로 원활하게 배출시킬 수 있다.

또한, 금속경통(11)상부의 유입관(9)을 통해 공급되는 질소가스는 흡입구(6)측이 폐쇄된 상태에서 적정온도로 유지되면서 고압으로 공급되는데, 이러한 질소가스에 의해 가스밸브 내부 특히 모서리부위와 이동하는 샤프트(20)의 외주면에 흡착되려는 배출되는 폐기가스에 포함되어 있는 미세한 파우더를 배출구(7)(8)측으로 흐르게 하여 샤프트(20)를 원활하게 작동시키게 한다.

그러나, 종래와 같은 가스밸브(5)는 구동포트(15)를 통해 공급되는 질소가스에 의해 어느 일측의 실린더(12)(13)가 개방되도록 되어 있어 항상 질소가스가 공급되어야 하는 문제점이 있었다.

즉, 가스밸브(5)의 구동포트(15)에 공급되는 질소가스의 공급이 차단되면 반도체 생산라인에서 사용되고 배출되는 프로세싱가스와 크리닝가스를 배출시킬 수 없어 반도체 생산라인이 정지되는 문제점이 발생하며, 특히 배큠펌프(2)에 남아 있는 프로세싱가스에서 생성되는 산화규소성분인 파우더가 배큠펌프(2)의 회전부에 흡착되면서 배큠펌프(2)의 작동이 원활하지 못한 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 종래의 가스밸브가 지닌 문제점을 해소하기 위하여 고안된 것으로서, 반도체 제조공정에서 사용된 폐기가스를 분리하여 배출시키기 위해 가스밸브의 양측에 설치한 실린더에 질소가스의 공급위치를 각각 달리하여 질소가스의 공급이 차단되어도 폐기가스가 어느 일측으로 배출될 수 있도록 한 언바란스 실린더 밸브를 제공하는데 고안의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 하나의 흡입구와 두개의 배출구를 갖춘 금속경통과 상기 금속경통의 양측에는 리턴스프링을 탄지한 샤프트와 상기 샤프트를 감싸주는 실린더커버로 이루어진 실린더를 설치하고, 상기 실린더와 금속경통 사이에 구동포트를 갖춘 부싱플랜지를 설치하여 어느 일측의 구동포트에 질소가스를 공급함에 따라 흡입구로부터 흡입되는 폐기가스를 분리 배출할 수 있도록 한 실린더 밸브에 있어서, 상기 양측 실린더의 내부에는 패킹과 개폐패킹을 갖춘 샤프트를 설치하되, 일측 실린더의 내부에 설치한 샤프트에는 통로를 폐쇄시키는 스프링을 패킹의 외측에 설치하고, 타측 실린더의 내부에 설치한 샤프트에는 통로를 개방시키는 스프링을 패킹의 내측에 설치하며, 타측 실린더의 단부에 공압주입구 설치하여 스프링을 압축시킬 수 있도록 함으로서, 질소가스가 공급되지 않더라도 타측의 실린더는 개방된 상태를 이루게 되어 폐기가스는 항시 스크러버측으로 이동할 수 있어 배큠펌프의 작동을 원활하게 할 수 있도록 한 것이다.

도 1 은 반도체 공정라인의 다이아그램,

도 2 는 종래의 실린더를 이용한 실린더 밸브의 단면도,

도 3 는 본 고안에 따른 언바란스 실린더 밸브의 단면도,

도 4 의 (a)(b)는 본 고안에 따른 언바란스 실린더 밸브에 공급되는 질소 가스의 유무에 따라 작동되는 상태를 나타낸 단면도로서,

(a)는 질소가스가 공급될 때의 단면도이고,

(b)는 질소가스의 공급이 중단되었을 때의 단면도 이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

30ㆍ31 - 실린더, 32ㆍ33 - 패킹,

34ㆍ35 - 개폐패킹, 36ㆍ37 - 샤프트,

38ㆍ39 - 스프링,

40 - 공압주입구.

이하 첨부된 예시도를 참고로 하여 본 고안의 구성과 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

예시도 3 는 본 고안에 따른 언바란스 실린더 밸브의 단면도이고, 예시도 4 의 (a)(b)는 본 고안에 따른 언바란스 실린더 밸브에 공급되는 질소가스의 유무에 따라 작동되는 상태를 나타낸 단면도로서, (a)는 질소가스가 공급될 때의 단면도이고, (b)는 질소가스의 공급이 중단되었을 때의 단면도이다.

상기 도면에 표현된 바와 같이 본 고안은 하나의 흡입구와 두개의 배출구를 갖춘 금속경통과 상기 금속경통의 양측에는 리턴스프링을 탄지한 샤프트와 상기 샤프트를 감싸주는 실린더커버로 이루어진 실린더를 설치하고, 상기 실린더와 금속경통 사이에 구동포트를 갖춘 부싱플랜지와 실린더플랜지를 설치하여 어느 일측의 구동포트에 질소가스를 공급함에 따라 흡입구로부터 흡입되는 폐기가스를 분리 배출할 수 있도록 한 실린더 밸브에 있어서, 상기 금속경통(11)의 양측에 설치한 실린더(30)(31)의 내부에는 패킹(32)(33)과 개폐패킹(34)(35)을 갖춘 샤프트(36)(37)를 설치하되, 일측 실린더(30)의 내부에 설치한 샤프트(36)에는 통로를 폐쇄시키는 스프링(38)을 패킹(32)의 외측에 설치하고, 타측 실린더(31)의 내부에 설치한 샤프트(37)에는 통로를 개방시키는 스프링(39)을 패킹(33)의 내측에 설치하며, 타측 실린더(31)의 단부에 공압주입구(40)를 설치하여 스프링(39)을 압축시킬 수 있도록 한 것이다.

상기 도면 중 미 설명부호 41와 42는 실린더(31)와 금속경통(11) 사이에 설치되는 실링플랜지와 트랜스퍼 캡이며, 이하 종래의 구성부분과 동일한 본 고안의 구성부분은 종래의 실린더 트랜스 밸브에서 사용한 부호를 인용하여 설명한다.

본 고안은 상기 도 3 에 표현된 바와 같이 하나의 흡입구(6)와 두개의 배출구(7)(8)를 갖춘 금속경통(11)과 상기 금속경통(11)의 양측에는 스프링(38)(39)을 탄지한 샤프트(36)(37)와 상기 샤프트(36)(37)를 감싸주는 실린더(30)(31)가 설치되어 있다.

상기 금속경통(11)의 양측에 설치된 실린더(30)(31)중 일측의 실린더(30)에는 금속경통(11) 사이에 구동포트(15)를 갖춘 부싱플랜지(16)와 실린더플랜지(17)가 설치되어 구동포트(15)에 질소가스가 주입됨에 따라 실린더(30)내의 샤프트(36)가 작동되도록 되어 있다.

상기 실린더(30)와 대향하는 위치에 설치된 타측의 실린더(31)는 금속경통(11)사이에 실링플랜지(41)와 트랜스퍼 캡(42)이 설치되어 있고, 실린더(31)의 단부에 설치된 공압주입구(40)를 통해 질소가스가 주입됨에 따라 실린더(31) 내의 샤프트(37)가 작동하도록 되어 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 예시도 4의 (a)(b)에 표현된 바와 같이, 도면상 우측에 설치된 실린더(30)는 부싱플랜지(16)에 설치된 구동포트(15)측으로 질소가스가 주입되면, 샤프트(36)의 패킹(32) 외측에 설치된 스프링(38)이 압축되면서 샤프트(36)가 작동되어 금속경통(11)의 통로가 개방되어 흡입구(6)로부터 유입되는 폐기가스가 배출구(7)측으로 배출된다.

이와는 반대로 도면상 금속경통(11)의 좌측에 설치된 실린더(31)는 실린더(31)의 단부에 설치된 공압주입구(40)측으로 질소가스가 주입되면, 샤프트(37)의 패킹(33) 내측에 설치된 스프링(39)이 압축되면서 샤프트(37)가 작동되어 금속경통(11)의 다른 통로는 폐쇄됨으로 흡입구(6)로부터 유입되는 폐기가스는 배출구(8)측으로는 배출되지 않고 개방된 통로를 따라 배출구(7)측으로 배출이 되는 것이다.

즉, 질소가스가 양측의 실린더(30)(31)에 설치된 구동포트(15)와 공압주입구(40)측으로 동시에 주입되면 구동포트(15)가 설치된 실린더(30)는 개방되고 공압주입구(40)가 설치된 실린더(31)는 폐쇄되어 반도체 생산라인상의 배큠펌프(2)에 의해 흡입구(6)로 유입되는 폐기가스는 배출구(7)를 통해 정화장치인 스크러버(3)로 배출되는 것이다.(예시도 4의 a 참조)

이와는 반대로 구동포트(15)와 공압주입구(40)측으로 질소가스가 주입되지 않는 상태에서는 금속경통(11)의 좌측에 설치된 실린더(31) 내의 샤프트(37)는 패킹(33)의 내측에 설치된 스프링(39)에 의해 작동되면서 금속경통(11)의 통로가 개방되고, 금속경통(11)의 우측에 설치된 실린더(30)는 그 내부에 설치된 샤프트(36)가 패킹(32)의 외측에 설치된 스프링(38)에 의해 작동되어 금속경통(11)의 다른 통로를 폐쇄시키게 되어 흡입구(6)로 측으로 유입된 폐기가스는 배출구(8)측으로 배출된다.(예시도 4의 b참조)

상기 폐기가스는 앞에서 설명한 바와 같이, 반도체소재인 웨이퍼에 산화막을 증착시키기 위해서 사용하는 프로세싱가스와, 웨이퍼에 산화막 증착과정을 마친 챔버(1)를 세정하기 위한 크리닝가스로 구분되는데, 상기 프로세싱가스는 온도변화에 따라 파우더(산화규소 성분으로 흡착력이 매우 강함)가 많이 생성되어 가스의 흐름이 원활하지 못할 경우 배큠펌프(2)의 로터부분과 배출라인의 내벽에 흡착되어 배출라인의 기능을 상실하는 경우가 있다.

따라서, 상기와 같이 질소가스가 구동포트(15)와 공압주입구(40)측으로 유입되는 상태에서는 비교적 파우더의 생성이 적은 크리닝가스를 배출시키는 것이 바람직하며, 질소가스가 구동포트(15)와 공압주입구(40)측으로 유입되지 않는 상태에서는 파우더 생성이 많은 프로세싱가스를 배출시키는 것이 바람직하다.

즉, 반도체 소재인 웨이퍼 증착과정에서 사용된 프로세싱가스를 폐기처리 하는 과정에서는 산화규소가 주성분인 파우더가 필수적으로 생성되는데, 상기 파우더는 전술한 바와 같이 흡착력이 매우 강하여 흡착된 후 시간이 경과 할수록 흡착된 파우더를 처리하기란 여러 가지 문제점을 발생시키고 있으며, 이러한 문제점을 해소하기 위해 본 고안에서는 프로세싱가스를 폐기처리 하는 과정에서 생성되는 파우더를 스크러버(4)측으로 원활히 보낼 수 있게 하기 위해 금속경통(11)의 통로를 개폐하는 실린더(30)(31)의 구동을 질소가스를 사용하지 않고 스프링(38)(39)의 탄발력에 의해 작동시켜 금속경통(11)의 일측 통로(도면상 우측 통로)는 항시 개방된 상태를 유지하여 프로세싱가스를 원활히 배출하도록 되어 있다.

상기한 바와 같이 본 고안은 일측 실린더(30)의 내부에 설치한 샤프트(36)에는 통로를 폐쇄시키는 스프링(38)을 패킹(32)의 외측에 설치하고, 타측 실린더(31)의 내부에 설치한 샤프트(37)에는 통로를 개방시키는 스프링(39)을 패킹(33)의 내측에 설치하며, 타측 실린더(31)의 단부에 공압주입구(40) 설치하여 스프링(39)을 압축시킬 수 있도록 함으로서, 질소가스의 사용 여부와 관계없이 파우더가 많이 생성되는 프로세싱가스의 폐기처리를 원활하게 할 수 있는 효과와 양측 실린더(30)(31)를 작동시키기 위한 전기적 장치를 보다 간단히 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 하나의 흡입구와 두개의 배출구를 갖춘 금속경통과 상기 금속경통의 양측에는 리턴스프링을 탄지한 샤프트와 상기 샤프트를 감싸주는 실린더커버로 이루어진 실린더를 설치하고, 상기 실린더와 금속경통 사이에 구동포트를 갖춘 부싱플랜지와 실린더플랜지를 설치하여 어느 일측의 구동포트에 질소가스를 공급함에 따라 흡입구로부터 흡입되는 폐기가스를 분리 배출할 수 있도록 한 실린더 트랜스 밸브에 있어서, 상기 금속경통(11)의 양측에 설치한 실린더(30)(31)의 내부에는 패킹(32)(33)과 개폐패킹(34)(35)을 갖춘 샤프트(36)(37)를 설치하되, 일측 실린더(30)의 내부에 설치한 샤프트(36)에는 통로를 폐쇄시키는 스프링(38)을 패킹(32)의 외측에 설치하고, 타측 실린더(31)의 내부에 설치한 샤프트(37)에는 통로를 개방시키는 스프링(39)을 패킹(33)의 내측에 설치하며, 타측 실린더(31)의 단부에 공압주입구(40)를 설치하여 스프링(39)을 압축시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 언바란스 실린더 밸브.