KR20070008960A - 연동 게이트 밸브의 개폐제어장치 - Google Patents

연동 게이트 밸브의 개폐제어장치 Download PDF

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KR20070008960A
KR20070008960A KR1020050063565A KR20050063565A KR20070008960A KR 20070008960 A KR20070008960 A KR 20070008960A KR 1020050063565 A KR1020050063565 A KR 1020050063565A KR 20050063565 A KR20050063565 A KR 20050063565A KR 20070008960 A KR20070008960 A KR 20070008960A
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Abstract

본 발명은 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 연동 게이트 밸브의 개폐제어장치를 개시한다. 그의 장치는, 소정 압력의 공기가 유입되는 입구와, 상기 입구에서 유입된 공기가 선택 배기되도록 양측으로 분기되어 형성된 복수개의 배출구를 구비한 몸체; 상기 몸체의 측면에 형성되어 상기 몸체의 외부에서 인가되는 전기적 신호에 의해 상기 입구에서 상기 복수개의 배출구로 유동되는 상기 공기의 유동을 제어하는 동력을 생성하는 제어동력 생성부; 상기 제어동력 생성부에서 생성된 동력에 의해 상기 몸체 내벽의 횡단면을 가로막아 상기 공기의 유동을 차단하고, 상기 복수개의 배출구 중 선택되는 배출구를 통해 상기 공기가 유동되도록 서로 배타적으로 동작되는 복수개의 단속 게이트; 및 상기 복수개의 단속 게이트에서 돌출되어 형성되고, 상기 복수개의 단속 게이트와 동일 또는 유사한 방향으로 상기 몸체의 내벽에 접촉되어 상기 배출구를 통해 역류되는 오염물질에 의해 상기 단속 게이트가 오염되는 것을 방지토록 형성된 복수개의 더미 단속 게이트를 포함하여 이루어진다.
화학기상증착(CVD), 단속 게이트(gate), 솔레노이드(solenoid)

Description

연동 게이트 밸브의 개폐제어장치{Apparatus for controling opening and closing of gear valve}
도 1은 일반적인 화학기상증착설비를 개략적으로 나타낸 구성 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 연동 게이트 밸브를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연동 게이트 밸브의 개폐제어장치를 개략적으로 나타낸 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 연동 게이트 밸브 124 : 개폐장치
126 : 개폐제어장치 128 : 입구
129 : 배출구 130 : 몸체
132 : 제어동력 생성부 134 : 단속 게이트
136 : 더미 단속 게이트 138 : 연결 라인
본 발명은 반도체 제조설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 화학기상증착설비의 공정 챔버에서 배기되는 반응가스의 종류에 따라 복수개의 배기라인 중 어느 하나를 선택하여 상기 반응가스를 유동시키는 연동 게이트 밸브의 개폐제어장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 제조 업계에서는 반도체 칩의 동작 속도를 증대시키고 단위 면적당 정보 저장 능력을 증가시키기 위하여 반도체 집적 회로 공정에 적용되는 최소 선폭이 꾸준히 줄어드는 추세에 있다. 또한, 반도체 웨이퍼 상에 집적화 되는 트랜지스터와 같은 반도체 소자의 크기가 서브 하프 마이크론 이하로 축소되고 있다.
이와 같은 반도체 소자는 증착 공정, 포토공정, 식각공정, 확산공정을 통하여 제조될 수 있으며, 이러한 공정들이 수차례에서 수십차례 반복되어야 적어도 하나의 반도체 장치가 탄생될 수 있다. 특히, 상기 증착 공정은 반도체 소자 제조의 재현성 및 신뢰성에 있어서 개선이 요구되는 필수적인 공정으로 졸겔(sol-gel)방법, 스퍼터링(sputtering)방법, 전기도금(electro-plating)방법, 증기(evaporation)방법, 화학기상증착(chemical vapor deposition)방법, 분자 빔 에피탁시(molecule beam eptaxy)방법, 원자층 증착방법 등에 의하여 웨이퍼 상에 상기 가공막을 형성하는 공정이다.
그중 상기 화학기상증착방법은 외부로부터 밀폐된 공간이 제공되는 공정챔버(process chamber)의 내부에 안치되는 웨이퍼의 상부로 반응가스를 유동시켜 화학적 반응에 의해 상기 웨이퍼 상에 소정의 박막을 증착하는 방법이다.
이와 같은 화학기상증착방법으로 증착이 이루어지는 일반적인 화학기상증착 설비를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 화학기상증착설비를 개략적으로 나타낸 구성 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 화학기상증착설비는 반응가스 공급부에서 공급되는 반응가스를 이용하여 화학기상증착 공정이 이루어지는 공정 챔버(10)와, 상기 공정 챔버(10) 내부의 반응가스를 소정의 압력으로 펌핑하는 진공 펌프(12)와, 상기 진공 펌프(12)에서 펌핑되는 반응가스를 배기시키는 배기 라인(14)과, 상기 배기 라인(14)을 통해 배기되는 상기 반응가스를 정제시키는 복수개의 스크러버(16)와, 상기 반응가스의 종류에 따라 복수개의 스크러버(16) 중 해당 스크러버(16)로 상기 반응가스가 선택되어 배기되도록 상기 배기 라인(14)에 형성된 연동 게이트 밸브(18)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 공정 챔버(10)에서 상기 진공 펌프(12)로 배기되는 상기 반응 가스의 응집물질을 포집하는 포집장치(20)와, 상기 포집장치(20)에서 상기 응집 물질이 포집된 상기 반응가스의 주 흐름을 차단하는 적어도 하나 이상의 메인 밸브(22)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 반응 가스는 유독성 물질 또는 가연성 물질을 포함하거나, 무독성 물질 또는 비가연성 물질을 포함하여 이루어진다. 예컨대, 상기 공정 챔버(10) 내부에 공급되는 반응가스는 웨이퍼 상에 박막을 증착하기 위해 사용되는 공정(process) 가스 또는 유독(toxic) 가스와, 상기 공정 챔버(10) 내부를 세정하기 위해 공급되는 세정(cleaning) 가스 또는 퍼지(purge) 가스로 이루어진다.
따라서, 상기 복수개의 스크러버(16)는 상기 공정 가스 또는 유독 가스와, 상기 세정 가스 또는 퍼지 가스를 각각 화학적 정제 방법과, 물리적 정제 방법으로 정제시킨 후 대기중에 방출시킨다. 이때, 상기 연동 게이트 밸브(18)는 상기 복수개의 스크러버(16)로 연결되는 상기 배기 라인(14)을 선택하여 상기 반응가스를 배기시킨다.
즉, 상기 연동 게이트 밸브(18)는 외부의 제어신호에 의해 복수개의 스크러버(16)로 연결되는 배기라인을 통해 상기 반응가스가 선택되어 배기되도록 할 수 있다.
예컨대, 상기 연동 게이트 밸브(18)는 외부의 전기적인 제어신호에 의해 직접 동작되는 솔레노이드 밸브로 이루어질 경우, 개폐장치 및 개폐제어장치가 상기 반응가스에 노출되어 수명이 단축될 수 있다. 따라서, 연동 게이트 밸브(18)는 소정의 압력을 갖는 공기가 일부 상기 배기라인으로 토출토록하여 상기 개폐장치 및 개폐제어장치를 설계함으로써 상기 반응가스에 노출되는 것을 최소화할 수 있고, 상기 연동 게이트 밸브(18)의 수명을 증가시킬 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 연동 게이트 밸브(18)를 나타낸 단면도로서, 종래 기술의 연동 게이트 밸브(18)는 크게 복수개의 스크러버(16)로 분기되는 배기라인을 통해 상기 반응가스가 공급되도록 일측 배기라인을 개폐시키도록 서로 배타적으로 동작되는 복수개의 개폐장치(24)와, 상기 복수개의 개폐장치(24)에 선택적으로 소정 압력의 공기를 공급하는 개폐제어장치(26)로 이루어진다.
여기서, 상기 복수개의 개폐장치(24)는 상기 배기라인을 통해 배기되는 상기 반응가스를 차단하는 차단부를 소정의 탄성을 갖는 탄성체를 이용하여 상기 반응가 스가 유동되지 못하도록 고정시키고, 상기 탄성체의 탄성을 극복할 수 있는 크기의 압력을 갖는 상기 공기가 공급되면 상기 반응가스를 상기 배기라인으로 배기토록 할 수 있다.
또한, 상기 개폐제어장치(26)는 소정 압력의 공기가 유입되는 입구(28)와 상기 입구(28)에서 유입된 공기가 선택 배출되도록 양측으로 분기되어 형성된 복수개의 배출구(29)를 구비한 몸체(30)와, 상기 몸체(30)의 측면에 형성되어 상기 몸체(30)의 외부에서 인가되는 전기적 신호에 의해 상기 입구(28)에서 상기 복수개의 배출구(29)로 유동되는 상기 반응가스의 유동을 제어하는 동력을 생성하는 제어동력 생성부(32)와, 상기 제어동력 생성부(32)에서 생성된 동력에 의해 상기 몸체(30) 내벽의 횡단면을 가로막아 상기 공기의 유동을 차단하고, 상기 복수개의 배출구(29) 중 선택되는 배출구(29)를 통해 상기 공기가 유동되도록 서로 배타적으로 동작되는 복수개의 단속 게이트(34)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 공기는 상기 몸체(30) 외부의 대기중 일반적인 공기를 지칭한다. 예컨대, 상기 공기는 콤푸레셔(compressor)에 의해 소정의 압력으로 압축되어 상기 몸체(30)의 입구(28)를 통해 공급되는 것으로 일명 '공압'이라 일컬어지기도 한다.
또한, 상기 제어동력 생성부(32)는 각종 제어장치에서 공급되는 전기적인 제어신호에 의해 동작되는 솔레노이드 구동장치를 포함하여 이루어진다.
그리고, 상기 복수개의 단속 게이트(34)는 상기 콤푸레셔에서 공급되는 상기 공기를 상기 복수개의 개폐장치(24)에 선택적으로 공급하여 상기 반응가스가 상기 배기라인을 통해 배기되도록 할 수 있다.
하지만, 종래 기술에 따른 연동 게이트 밸브(18)의 개폐제어장치(26)는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래 기술에 따른 연동 게이트 밸브(18)의 개폐제어장치(26)는 공정가스가 상기 공정 가스 또는 유독 가스와 같은 반응가스가 배출되는 배기 라인(14)이 장시간 오픈될 경우, 상기 배기 라인(14)을 차단하는 개폐장치(24)와 상기 개폐제어장치(26)가 연통되는 연결 라인(38) 및 상기 몸체(30)의 배출구(29)를 통해 상기 몸체(30) 내부에 상기 반응가스가 역류되어 단속 게이트(34)를 오염시키고, 개폐제어장치(26)의 수명이 단축될 수 있기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있었다.
상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 몸체(30)의 배출구(29)를 통해 역류된 반응가스에 의해 단속 게이트(34)가 오염되는 것을 방지하고, 개폐제어장치(26)의 수명을 연장시켜 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 연동 게이트 밸브의 개폐제어장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태(aspect)에 따른, 단속 게이트 밸브의 개폐제어장치는, 소정 압력의 공기가 유입되는 입구와, 상기 입구에서 유입된 공기가 선택 배기되도록 양측으로 분기되어 형성된 복수개의 배출구를 구비한 몸체; 상기 몸체의 측면에 형성되어 상기 몸체의 외부에서 인가되는 전기적 신호에 의해 상기 입구에서 상기 복수개의 배출구로 유동되는 상기 공기의 유동을 제어하 는 동력을 생성하는 제어동력 생성부; 상기 제어동력 생성부에서 생성된 동력에 의해 상기 몸체 내벽의 횡단면을 가로막아 상기 공기의 유동을 차단하고, 상기 복수개의 배출구 중 선택되는 배출구를 통해 상기 공기가 유동되도록 서로 배타적으로 동작되는 복수개의 단속 게이트; 및 상기 복수개의 단속 게이트에서 돌출되어 형성되고, 상기 복수개의 단속 게이트와 동일 또는 유사한 방향으로 상기 몸체의 내벽에 접촉되어 상기 배출구를 통해 역류되는 오염물질에 의해 상기 단속 게이트가 오염되는 것을 방지토록 형성된 복수개의 더미 단속 게이트를 포함함을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연동 게이트 밸브의 개폐제어장치를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 연동 게이트 밸브의 개폐제어장치(126)를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연동 게이트 밸브(100)의 개폐제어장치(126)는, 소정 압력의 공기가 유입되는 입구(128)와, 상기 입구(128)에서 유 입된 공기가 복수개의 폐장치 중 어느 하나에 선택 배기되도록 양측으로 분기되어 형성된 복수개의 배출구(129)를 구비한 몸체(130)와, 상기 몸체(130)의 측면에 형성되어 상기 몸체(130)의 외부에서 인가되는 전기적 신호에 의해 상기 입구(128)에서 상기 복수개의 배출구(129)로 유동되는 상기 공기의 유동을 제어하는 동력을 생성하는 제어동력 생성부(132)와, 상기 제어동력 생성부(132)에서 생성된 동력에 의해 상기 몸체(130) 내벽의 횡단면을 가로막아 상기 공기의 유동을 차단하고, 상기 복수개의 배출구(129) 중 선택되는 배출구(129)를 통해 상기 공기가 유동되도록 서로 배타적으로 동작되는 복수개의 단속 게이트(134)와, 상기 복수개의 단속 게이트(134)에서 돌출되어 형성되고, 상기 복수개의 단속 게이트(134)와 동일 또는 유사한 방향으로 상기 몸체(130)의 내벽에 접촉되어 상기 배출구(129)를 통해 역류되는 오염물질에 의해 상기 단속 게이트(134)가 오염되는 것을 방지토록 형성된 복수개의 더미 단속 게이트(136)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 복수개의 개폐장치(124)는 화학기상증착설비의 공정 챔버에서 반응가스를 펌핑하는 진공펌프의 후단에 형성된 복수개의 스크러버로 분기되는 배기 라인을 통해 배기되는 상기 반응가스를 차단하는 차단부를 소정의 탄성을 갖는 탄성체를 이용하여 상기 반응가스가 유동되지 못하도록 고정시키고, 상기 탄성체의 탄성을 극복할 수 있는 크기의 압력을 갖는 상기 공기가 공급되면 상기 반응가스를 상기 배기라인으로 배기토록 할 수 있다. 예컨대, 상기 복수개의 개폐장치(124)는 상기 화학기상증착설비의 공정 챔버에서 배기되는 각각 공정 가스 또는 유독성 가스와, 퍼지 가스 또는 무독성 가스를 상기 스크러버에 선택적으로 배기토록 할 수 있다.
반면, 상기 복수개의 개폐장치(124)에 연통되는 연결 라인(138)에 의해 연결되는 상기 개폐제어장치(126)는, 상기 복수개의 스크러버에 분기되어 연결되는 상기 배기 라인을 통해 유동되는 반응가스가 상기 개폐장치(124)에 미치는 영향을 최소화시키기 위해 상기 개폐장치(124)에서 상기 배기 라인을 통해 토출되거나, 상기 개폐장치(124)에서 외부로 토출되는 공기를 공급하도록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 개폐장치(124)에 공급된 공기는 외부에 형성된 콤푸레셔에서 압축되어 공급된다.
상기 몸체(130)는 상기 콤푸레셔에서 소정의 압력으로 압축된 공기가 상기 복수개의 단속 게이트(134)사이로 공급되도록 형성되어 있으며, 상기 복수개의 단속 게이트(134) 및 더미 단속 게이트(136)가 접합되는 부분에서 상기 공기가 누설되지 않토록 일정 탄성을 갖는 부직포 또는 고무가 일측에 형성되어 있다. 예컨대, 상기 몸체(130)는 상기 공정 챔버에서 배기되는 반응가스에 의해 반응하거나 부식되는 것을 방지하기 위해 내식성이 우수한 테플론(teflon)재질로 형성된다.
또한, 상기 몸체(130)는 상기 단속 게이트(134) 및 더미 단속 게이트(136)가 오픈될 경우, 상기 단속 게이트(134) 및 더미 단속 게이트(136)를 통해 유동되는 공기가 상기 부직포 또는 고무에 대향하는 타측에서 형성된 배출구(129)에서 상기 유압 라인으로 공급되어 상기 차단부를 개폐시킬 수 있다.
상기 제어동력 생성부(132)는 상기 전기적인 신호에 의해 상기 단속 게이트(134) 및 더미 단속 게이트(136)가 수평 왕복이동될 수 있도록 설계된다. 예컨대, 상기 제어동력 생성부(132)는 외부에서 인가되는 전기적인 제어신호에 의해 직선 왕복 이동되는 솔레노이드를 포함하여 이루어진다
그리고, 상기 복수개의 단속 게이트(134)는 상기 제어동력 생성부(132)에서 생성된 동력으로 수평 이동되어 상기 몸체(130)의 입구(128)에서 상기 복수개의 배출구(129)로 공급되는 소정 압력의 공기를 차단하거나, 유동토록 서로 배타적으로 동작된다. 이때, 상기 단속 게이트(134)가 금속으로 이루어질 경우, 상기 반응가스에 의해 손상될 수 있다. 따라서, 상기 복수개의 단속 게이트(134)는 상기 반응가스에 내식성이 우수한 테플론 재질로 이루어진다.
또한. 상기 공정 챔버 내부에서 공정가스 또는 유독성 가스가 일측 연동 게이트 밸브(100)를 통해 유동될 경우, 타측 연동 게이트 밸브(100)가 상기 공정가스 또는 유독성 가스에 노출되기 때문에 상기 연동 게이트 밸브(100)를 통해 상기 공정가스 또는 유독성 가스가 역류될 수 있다. 이때, 상기 타측 연동 게이트 밸브(100)에 연결된 상기 연결 라인(138)은 상기 콤푸레셔를 통해 공급되는 공기가 유동되지 않고, 상기 공기에 비해 상기 진공 펌프에서 상기 스크러버로 배기되는 반응가스의 압력이 높아 상기 반응가스가 상기 타측 연동 게이트 밸브(100) 및 연결 라인(138)을 통해 상기 몸체(130) 내부로 역류될 수 있다.
그리고, 상기 몸체(130) 내부로 역류되어 유입된 상기 반응가스는 상기 몸체(130) 내벽뿐만 아니라 상기 단속 게이트(134)에 폴리머와 같은 오염물질을 유발시켜 상기 개폐제어장치(126)의 불량을 유발시킬 수 있다.
이때, 상기 더미 단속 게이트(136)는 상기 단속 게이트(134)와 상기 단속 게 이트(134)에 접촉되는 몸체(130)의 내벽이 상기 연결 라인(138)을 통해 상기 몸체(130) 내부로 역류된 상기 반응가스에 노출되지 않도록 상기 단속 게이트(134) 및 상기 단속 게이트(134)에 접촉되는 몸체(130)의 내벽을 커버링토록 형성되어 있다. 예컨대, 상기 더미 단속 게이트(136)는 상기 단속 게이트(134)에 비해 상기 연결 라인(138)을 통해 상기 몸체(130) 내부로 역류되는 상기 반응가스에 먼저 노출되는 방향으로 상기 단속 게이트(134)의 일측에서 돌출되어 형성되고, 상기 단속 게이트(134)와 수평한 방향으로 형성되어 있다.
따라서, 본 발명에 따른 연동 게이트 밸브(100)의 개폐제어장치(126)는 상기 몸체(130)를 통해 역류된 반응가스에 노출되는 방향으로 상기 단속 게이트(134)의 일측에서 돌출되어 상기 단속 게이트(134)와 평행하게 이동되는 더미 단속 게이트(136)를 구비하여 상기 단속 게이트(134), 또는 상기 단속 게이트(134)가 접촉되는 상기 몸체(130)의 내벽에 오염물질이 유발되는 것을 방지할 수 있고, 수명을 증가시킬 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.
이때, 상기 더미 단속 게이트(136)는 닫혀질 경우, 상기 단속 게이트(134)와 동일 또는 유사한 시점에서 상기 몸체(130)의 내벽에 접촉된다.
예컨대, 상기 더미 단속 게이트(136) 또한 상기 단속 게이트(134)와 마찬가지로 상기 반응가스에 의한 손상 또는 부식을 방지토록 하기 위해 테플론 재질로 형성된다. 또한, 상기 더미 단속 게이트(136)가 상기 몸체(130)의 내벽에 접촉되는 부위는 부직포 또는 고무 재질로 형성되어 있다.
본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 몸체를 통해 역류된 반응가스에 노출되는 방향으로 상기 단속 게이트의 일측에서 돌출되어 상기 단속 게이트와 평행하게 이동되는 더미 단속 게이트를 구비하여 상기 단속 게이트, 또는 상기 단속 게이트가 접촉되는 상기 몸체의 내벽에 오염물질이 유발되는 것을 방지할 수 있고, 수명을 증가시킬 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 소정 압력의 공기가 유입되는 입구와, 상기 입구에서 유입된 공기가 선택 배기되도록 양측으로 분기되어 형성된 복수개의 배출구를 구비한 몸체;
    상기 몸체의 측면에 형성되어 상기 몸체의 외부에서 인가되는 전기적 신호에 의해 상기 입구에서 상기 복수개의 배출구로 유동되는 상기 공기의 유동을 제어하는 동력을 생성하는 제어동력 생성부;
    상기 제어동력 생성부에서 생성된 동력에 의해 상기 몸체 내벽의 횡단면을 가로막아 상기 공기의 유동을 차단하고, 상기 복수개의 배출구 중 선택되는 배출구를 통해 상기 공기가 유동되도록 서로 배타적으로 동작되는 복수개의 단속 게이트; 및
    상기 복수개의 단속 게이트에서 돌출되어 형성되고, 상기 복수개의 단속 게이트와 동일 또는 유사한 방향으로 상기 몸체의 내벽에 접촉되어 상기 배출구를 통해 역류되는 오염물질에 의해 상기 단속 게이트가 오염되는 것을 방지토록 형성된 복수개의 더미 단속 게이트를 포함함을 특징으로 하는 연동 게이트 밸브의 개폐제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 더미 단속 게이트는 테플론 재질로 형성함을 특징으로 하는 연동 게이트 밸브 의 개폐제어장치.
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