KR20160001326U - 자성 유체 씰 - Google Patents

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KR20160001326U
KR20160001326U KR2020140007424U KR20140007424U KR20160001326U KR 20160001326 U KR20160001326 U KR 20160001326U KR 2020140007424 U KR2020140007424 U KR 2020140007424U KR 20140007424 U KR20140007424 U KR 20140007424U KR 20160001326 U KR20160001326 U KR 20160001326U
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shaft
magnetic fluid
process chamber
drive shaft
fluid seal
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KR2020140007424U
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곽용운
홍정희
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마그넥스 주식회사
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Abstract

공정 챔버 내부로 구동력을 전달하기 위한 자성 유체 씰에 있어서, 상기 자성 유체 씰은, 상기 공정 챔버에 장착되며 관통공을 갖는 하우징과, 상기 하우징의 관통공을 통해 상기 공정 챔버 내부로 연장하는 구동축과, 상기 하우징 내에서 상기 구동축을 감싸도록 구성되며 자성 유체를 이용하여 상기 하우징과 상기 구동축 사이에서 밀봉을 제공하는 폴 피스 조립체와, 상기 공정 챔버 내부에 배치되는 구성품과 상기 구동축 사이를 연결하는 연결축을 포함한다.

Description

자성 유체 씰{Magnetic fluid seal}
본 고안의 실시예들은 자성 유체 씰에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 장치 또는 디스플레이 장치의 제조 공정에서 공정 챔버의 내부로 구동력을 제공하는 구동축과 상기 공정 챔버 사이에서 반응 가스 및 진공 누설을 방지하기 위하여 밀봉을 제공하는 자성 유체 씰에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치, 평판 디스플레이 장치, 태양 전지 등의 제조를 위한 단위 공정들은 진공 챔버 또는 압력 챔버 등과 같은 공정 챔버 내에서 수행될 수 있다. 예를 들면, 기판 상에 박막을 형성하기 위한 증착 공정, 기판 상의 박막을 식각하기 위한 식각 공정, 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정 등은 밀폐된 챔버 내에서 수행될 수 있으며, 필요에 따라 상기 공정 챔버 내부는 진공 상태 또는 고압 상태로 유지될 수 있다.
상기와 같은 공정 챔버 내에는 상기 기판을 지지하기 위한 보트, 척, 서셉터 등과 같은 구성품이 배치될 수 있으며, 경우에 따라 상기 구성품을 승강시키거나 회전시킬 필요가 있다. 상기와 같이 구성품을 필요에 따라 운동시키는 경우 구동력을 전달하기 위하여 상기 공정 챔버를 관통하여 구동축이 설치될 수 있으며, 상기 공정 챔버와 구동축 사이에서의 밀봉이 충분히 제공되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 공정 챔버와 구동축 사이에 밀봉을 제공하기 위하여 일반적인 오 링(O-ring), 립실(Lip Seal), 기계적 씰(Mechanical Seal) 등이 사용될 수도 있으며, 마모에 의한 파티클 발생 문제로 인하여 널리 사용되지는 못하고 있다.
상기 파티클 문제를 해결하기 위하여 일반적으로 자성 유체 씰이 사용될 수 있다. 상기 자성 유체 씰은 영구 자석에 의한 자기력을 이용하여 구동축과 공정 챔버에 결합된 하우징 사이에서 다수의 자성 유체를 링 형태로 유지시킴으로써 진공 누설 및 반응 가스 누설 등을 방지할 수 있다. 이때, 상기 자성 유체는 다수의 유체 오링들로서 기능할 수 있다.
상기 자성 유체 씰에 관한 예로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1095762호에는 공정 챔버에 장착되는 하우징과, 상기 하우징을 관통하여 회전 가능하도록 설치된 구동축과, 상기 구동축을 감싸도록 구성된 한 쌍의 폴 피스들과, 상기 폴 피스들 사이의 공간에 배치된 영구 자석과, 상기 영구 자석에 의해 상기 폴 피스들과 상기 구동축 사이에서 링 형태로 유지되는 자성 유체를 포함하는 자성 유체 씰이 개시되어 있다.
한편, 상기 공정 챔버 내에는 상기 기판의 처리에 요구되는 반응 가스들이 공급될 수 있으며, 상기 공정 챔버 내부로 연장된 상기 구동축은 상기 반응 가스들에 의해 노출될 수 있다. 일반적으로, 상기 공정 챔버 내측으로 연장하는 구동축에는 상기 반응 가스들에 의한 부식 등을 방지하기 위하여 코팅층이 형성될 수 있다.
그러나, 상기 공정 챔버 내부의 구성품, 예를 들면, 상기 보트, 척, 서셉터 등과 상기 구동축이 연결되는 부위 즉 상기 구동축의 내측 단부에는 상기 구성품과의 연결을 위한 가공부, 예를 들면, 복수의 나사공들이 구비될 수 있으며, 이에 의해 상기 구동축의 내측 단부는 부식 등에 상대적으로 취약한 구조를 가질 수 있다.
상기와 같이 자성 유체 씰의 구동축이 손상될 경우 상기 구동축만을 선택적으로 교체할 수 없으며, 이에 따라 상기 자성 유체 씰 전체를 교체해야 하는 문제점이 발생될 수 있다. 특히, 상기 자성 유체 씰의 구동축은 상기 공정 챔버 내부의 구성품 뿐만 아니라, 상기 구동축에 회전력 및/또는 승강력을 제공하는 구동부와도 연결되므로, 상기 자성 유체 씰의 교체하기 위하여는 상기 구성품 뿐만 아니라 상기 구동부 전체를 분해하고 재조립하는 번거로움이 발생될 수 있으며, 또한 상당히 오랜 동안의 교체 시간이 소요될 수 있다.
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 고안의 실시예들은 유지 보수가 용이한 자성 유체 씰을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 밀폐된 공정 챔버 내부로 구동력을 전달하기 위한 자성 유체 씰에 있어서, 상기 자성 유체 씰은, 상기 공정 챔버에 장착되며 관통공을 갖는 하우징과, 상기 하우징의 관통공을 통해 상기 공정 챔버 내부로 연장하는 구동축과, 상기 하우징 내에서 상기 구동축을 감싸도록 구성되며 자성 유체를 이용하여 상기 하우징과 상기 구동축 사이에서 밀봉을 제공하는 폴 피스 조립체와, 상기 공정 챔버 내부에 배치되는 구성품과 상기 구동축 사이를 연결하는 연결축을 포함할 수 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 상기 공정 챔버 내부에 위치되는 상기 구동축의 내측 단부에는 암나사부가 구비될 수 있으며, 상기 연결축의 일측 단부에는 상기 암나사부에 결합되는 수나사부가 구비될 수 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 상기 암나사부의 저면 부위에는 제2 암나사부가 구비될 수 있으며, 상기 연결축을 통해 상기 제2 암나사부에 결합되는 체결 볼트가 더 구비될 수 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 상기 연결축에는 상기 체결 볼트의 헤드가 삽입되는 홈과 상기 홈의 저면으로부터 상기 연결축을 관통하도록 연장하는 체결공이 구비될 수 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 상기 체결 볼트의 체결 방향은 상기 수나사부의 체결 방향에 대하여 반대 방향인 것이 바람직하다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 상기 연결축은 인코넬 합금으로 이루어질 수 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 상기 구동축은, 상기 하우징 내에 배치되는 중공축과, 상기 중공축 내에 배치되고 상기 공정 챔버 내부로 연장하는 중심축과, 상기 중심축을 감싸도록 구성되며 상기 공정 챔버 내측에 위치되는 상기 중공축의 내측 단부에 결합되는 일측 단부와 상기 공정 챔버 내측에 위치되는 상기 중심축의 측면 부위에 결합되는 타측 단부를 갖는 벨로우즈를 포함할 수 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 상기 중심축의 측면 부위에 축 방향으로 형성된 가이드 슬롯과 상기 중공축을 통해 상기 가이드 슬롯에 삽입되는 가이드 핀에 의해 상기 중공축과 상기 중심축이 함께 회전 가능하며 또한 상기 중심축만 단독으로 축 방향 이동이 가능하게 될 수 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 상기 폴 피스 조립체는, 상기 구동축을 감싸도록 구성된 한 쌍의 폴 피스들과, 상기 폴 피스들 사이의 공간에 배치되며 상기 자성 유체가 상기 폴 피스들과 상기 구동축 사이에서 링 형태로 유지되도록 자기력을 인가하는 영구 자석을 포함할 수 있다.
본 고안의 실시예들에 따르면, 상기 구동축과 상기 연결축 사이에는 개스킷이 배치될 수 있다.
상술한 바와 같은 고안의 실시예들에 따르면, 자성 유체 씰은 공정 챔버에 결합되는 하우징과, 상기 하우징을 통해 상기 공정 챔버 내측으로 연장하는 구동축과, 상기 하우징과 구동축 사이에서 자성 유체를 이용하여 밀봉을 제공하는 폴 피스 조립체를 포함할 수 있다. 이때, 상기 구동축은 연결축을 통해 상기 공정 챔버 내부의 구성품과 연결될 수 있다.
특히, 상기 구동축의 내측 단부에 상기 연결축과의 연결을 위한 암나사부가 구비될 수 있으나, 종래 기술에 비하여 가공 부위들의 개수가 작고, 또한 상기 구동축의 내측 단부와 상기 연결축 사이에 개스킷을 배치하여 반응 가스들의 유입을 차단할 수 있으므로, 상기 반응 가스들에 의한 손상이 충분히 억제될 수 있다.
또한, 상기 연결축을 인코넬 합금으로 제조하여 상기 연결축의 부식을 감소시킬 수 있으며, 아울러 상기 연결축이 부식 등에 의해 손상될 경우 상기 연결축만 선택적으로 교체할 수 있으므로, 종래 기술에 비하여 상기 자성 유체 씰의 유지 보수에 소요되는 시간 및 비용이 크게 절감될 수 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 자성 유체 씰을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자성 유체 씰을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 폴 피스 조립체를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 구동축과 연결축을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 구동축과 연결축 사이에 배치되는 개스킷을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
이하, 본 고안은 본 고안의 실시예들을 보여주는 첨부 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 고안은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 고안이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 고안의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 고안의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 고안을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 고안의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 고안의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 고안의 실시예들은 본 고안의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 고안의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 고안의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 자성 유체 씰을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따른 자성 유체 씰(100)은 반도체 장치, 디스플레이 장치, 태양 전지 등의 제조 공정에서 밀폐된 공정 챔버(10), 예를 들면, 진공 챔버 또는 압력 챔버 등에 장착되어 상기 공정 챔버(10) 내부로 구동력을 전달하고, 또한 상기 공정 챔버(10)의 밀봉 상태를 유지하기 위하여 사용될 수 있다. 일 예로서, 상기 공정 챔버(10)는 기판으로서 사용되는 반도체 웨이퍼 또는 유리 기판 등에 대하여 증착, 식각, 세정 등과 같은 소정의 처리 공정을 수행하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 자성 유체 씰(100)은 상기 공정 챔버(10)에 장착되며 관통공(112; 도 2 참조)을 갖는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 관통공(112)을 통해 상기 공정 챔버 내부로 연장하는 구동축(120)과, 상기 하우징(110) 내에서 상기 구동축(120)을 감싸도록 구성되며 자성 유체를 이용하여 상기 하우징(110)과 상기 구동축(120) 사이에서 밀봉을 제공하는 폴 피스 조립체(140)와, 상기 공정 챔버(10) 내부에 배치되는 구성품(12)과 상기 구동축(120) 사이를 연결하는 연결축(160)을 포함할 수 있다.
상기 구동축(120)은 상기 구성품(12), 예를 들면, 상기 공정 챔버(10) 내부에 배치되어 상기 기판을 지지하기 위한 보트, 척, 서셉터 등과 연결될 수 있으며, 또한 상기 공정 챔버(10)의 외부에서 상기 구동축(120)을 회전시키거나 승강시키는 구동부(미도시)와 연결될 수 있다.
특히, 상기 구동축(120)은 상기 기판의 처리를 위해 상기 공정 챔버(10) 내부로 제공되는 반응 가스들에 노출될 수 있으므로 상기 구동축(120)의 표면들 상에는 상기 반응 가스들에 의한 부식 등을 방지하기 위하여 니켈 코팅층(미도시)이 형성될 수 있다. 한편, 상기 공정 챔버(10)의 일측에는 상기 반응 가스들과 상기 기판의 처리 공정에서 발생되는 반응 부산물 등을 배출하기 위한 진공 배관(14)이 연결될 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 자성 유체 씰을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 폴 피스 조립체를 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 따르면, 상기 하우징(110)은 대략 원형 튜브 형태를 가질 수 있으며, 상기 공정 챔버(10)의 하부에 장착될 수 있다. 이때, 상기 공정 챔버(10)와 상기 하우징(110) 사이에는 진공 누설 및 반응 가스의 누설을 방지하기 위하여 오링 등과 같은 밀봉 부재(미도시)가 배치될 수 있다. 상기 하우징(110)의 내부에는 상기 구동축(120)의 회전이 가능하도록 상기 구동축(120)을 지지하는 베어링(114)이 배치될 수 있으며, 또한 상기 하우징(110)과 상기 구동축(120) 사이에서의 진공 누설 및 반응 가스의 누설을 방지하기 위한 폴 피스 조립체(140)가 배치될 수 있다.
상기 하우징(110)의 내부에서 상기 폴 피스 조립체(140)는 상기 베어링(114)의 상부에 배치될 수 있다. 특히, 상기 공정 챔버(10) 내부의 반응 가스들이 상기 폴 피스 조립체(140)에 의해 차단될 수 있으므로 상기 베어링(114)의 손상이 충분히 감소될 수 있다.
상기 폴 피스 조립체(140)는 상기 구동축(120)을 감싸도록 구성된 한 쌍의 폴 피스들(142)과 상기 폴 피스들(142) 사이의 공간에 배치된 영구 자석(144)을 포함할 수 있다. 상기 영구 자석(144)은 원형 링 형태를 가질 수 있으며, 상기 폴 피스들(142)과 상기 구동축(120) 사이에서 자성 유체가 링 형태로 유지되도록 자기력을 인가할 수 있다. 특히, 상기 폴 피스들(142)의 내측면에는 원형 링 형태를 갖는 복수의 돌출부들(146)이 구비될 수 있으며, 상기 돌출부들(146)과 상기 구동축(120) 사이에서 상기 자기력에 의해 복수의 자성 유체 링들(148)이 형성될 수 있다.
또한, 상기 폴 피스들(142)의 외측면과 상기 하우징(110)의 관통공(112) 내측면 사이에는 오링과 같은 밀봉 부재들(150)이 각각 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 폴 피스들(142)의 외측면에는 상기 밀봉 부재(150)가 삽입되는 원형 그루브가 구비될 수 있다. 결과적으로, 상기 자성 유체 링들(148)과 상기 밀봉 부재들(150)에 의해 상기 구동축(120)과 상기 하우징(110) 사이에서 충분한 밀봉이 제공될 수 있다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 상기 구동축(120)은 상기 구동부에 의해 회전 및 승강 가능하도록 구성될 수 있다. 일 예로서, 상기 구동축(120)은 상기 하우징(110) 내에 배치되는 중공축(hollow shaft; 122)과 상기 중공축(122) 내에 배치되는 중심축(central shaft; 124)을 포함할 수 있다. 상기 중심축(124)은 상기 공정 챔버(10) 내측으로 연장될 수 있으며, 또한 상기 하우징(110)의 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 공정 챔버(10) 내측으로 연장된 상기 중심축(124)의 내측 단부는 상기 공정 챔버(10) 내부의 구성품(12)과 연결될 수 있으며, 상기 하우징(110)의 외측으로 돌출된 상기 중심축(124)의 외측 단부는 상기 구동부와 연결될 수 있다.
특히, 상기 중심축(124)은 상기 중공축(122)과 함께 회전 가능하고, 또한 단독으로 승강 가능하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 중심축(124)의 측면 부위에는 축 방향 즉 승강 방향으로 연장하도록 형성된 가이드 슬롯(126)이 구비될 수 있으며, 상기 가이드 슬롯(126)에는 상기 중공축(122)을 관통하여 가이드 핀(128)이 삽입될 수 있다. 따라서, 상기 구동부에 의해 회전력이 상기 중심축(124)에 인가되는 경우 상기 중심축(124)은 상기 중공축(122)과 함께 회전될 수 있으며, 이와 다르게 상기 구동부에 의해 승강 방향으로 직선 구동력이 인가될 경우 단독으로 상기 승강 방향으로 이동될 수 있다. 이는 상기 구동축(120)의 승강 운동에 의해 상기 자성 유체 링들(148)이 손실되는 것을 방지하기 위함이다.
상기와 같이 구동축(120)이 중공축(122)과 중심축(124)으로 구성되는 경우 상기 폴 피스 조립체(140)는 상기 중공축(122)을 감싸도록 구성될 수 있으며, 상기 베어링(114)은 상기 중공축(122)의 회전이 가능하도록 상기 중공축(122)을 지지할 수 있다.
또한, 본 고안의 일 실시예에 따르면, 상기 구동축(120)은 상기 공정 챔버(10) 내에서 상기 중심축(124)을 감싸도록 구성된 벨로우즈(130)를 포함할 수 있다. 상기 벨로우즈(130)는 상기 중공축(122)과 상기 중심축(124) 사이를 통한 반응 가스의 누설 및 진공 누설을 방지하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 벨로우즈(130)의 일측 단부는 상기 중공축(122)의 내측 단부에 결합될 수 있으며, 상기 벨로우즈(130)의 타측 단부는 상기 공정 챔버(10) 내에 위치되는 상기 중심축(124)의 측면 부위에 결합될 수 있다. 이때, 상기 중공축(122)의 내측 단부와 상기 벨로우즈(130)의 일측 단부 사이 및 상기 중심축(124)의 측면 부위와 상기 벨로우즈(130)의 타측 단부 사이에는 각각 오링 등과 같은 밀봉 부재들(132, 134)이 배치될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 구동축과 연결축을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이고, 도 5는 도 1에 도시된 구동축과 연결축 사이에 배치되는 개스킷을 설명하기 위한 개략적인 확대 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 구동축(120)과 상기 공정 챔버(10) 내부의 구성품(12)은 상기 연결축(160)에 의해 서로 연결될 수 있다. 본 고안의 일 실시예에 따르면, 상기 구동축(120)의 내측 단부 즉 상기 중심축(124)의 내측 단부에는 암나사부(136)가 구비될 수 있으며, 상기 연결축(160)의 일측 단부에는 상기 암나사부(136)에 결합되는 수나사부(162)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 암나사부(136)의 저면 부위에는 제2 암나사부(138)가 구비될 수 있으며, 상기 수나사부(162)가 상기 암나사부(136)에 체결된 후 상기 제2 암나사부(138)에는 상기 연결축(160)을 통해 체결 볼트(164)가 결합될 수 있다. 이때, 상기 연결축(160)에는 상기 체결 볼트(164)의 헤드가 삽입되는 홈(166)과, 상기 홈(166)의 저면으로부터 상기 연결축(160)을 관통하도록 연장하는 체결공(168)이 구비될 수 있다. 일 예로서, 상기 홈(166)은 상기 연결축(160)의 상부면 중앙 부위에 구비될 수 있으며 상기 체결공(168)은 상기 연결축(160)의 중심축을 따라 연장할 수 있다. 즉, 상기 체결 볼트(164)는 상기 체결공(168)을 통해 상기 제2 암나사부(138)에 결합될 수 있으며, 상기 체결 볼트(164)의 헤드는 상기 홈(166) 내에 위치될 수 있다.
특히, 본 고안의 일 실시예에 따르면, 상기 체결 볼트(164)의 체결 방향은 상기 수나사부(162)의 체결 방향과 반대 방향인 것이 바람직하다. 이는 상기 구동축(120)을 통해 상기 구성품(12)을 회전시키는 경우 상기 연결축(160)이 상기 구동축(120)으로부터 분리되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 상기 연결축(160)의 상부면에는 상기 구성품(12)과의 결합을 위한 복수의 제3 암나사부들(170), 예를 들면, 3개 내지 4개의 제3 암나사부들(170)이 구비될 수 있다. 상기 제3 암나사부들(170)은 상기 홈(166) 주위에 일정 간격으로 배치될 수 있다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 상기 구동축(120)은 스테인리스 스틸로 이루어질 수 있으며, 상기 구동축(120)의 표면은 부식 방지를 위하여 니켈 코팅될 수 있다. 또한, 상기 연결축(160)은 부식 방지를 위하여 인코넬 합금 즉 크롬, 철, 티타늄, 등을 포함하는 니켈 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 체결 볼트(164)로는 니켈 합금 볼트가 사용될 수 있다.
또한, 본 고안의 일 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 구동축(120)의 내측 단부와 상기 연결축(160) 사이에는 개스킷(180)이 배치될 수 있다. 상기 개스킷(180)은 상기 수나사부(162)가 통과할 수 있도록 원형 링 형태를 가질 수 있으며, 상기 수나사부(162)와 암나사부(136)의 결합 부위로 상기 반응 가스들이 유입되는 것을 방지하기 위하여 사용될 수 있다.
상술한 바와 같은 고안의 실시예들에 따르면, 자성 유체 씰(100)은 공정 챔버(10)에 결합되는 하우징(110)과, 상기 하우징(110)을 통해 상기 공정 챔버(10) 내측으로 연장하는 구동축(120)과, 상기 하우징(110)과 구동축(120) 사이에서 자성 유체를 이용하여 밀봉을 제공하는 폴 피스 조립체(140)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 구동축(120)은 연결축(160)을 통해 상기 공정 챔버(10) 내부의 구성품(12)과 연결될 수 있다.
특히, 상기 구동축(120)의 내측 단부에 상기 연결축(160)과의 연결을 위한 암나사부(136)가 구비될 수 있으나, 종래 기술에 비하여 가공 부위들의 개수가 작고, 또한 상기 구동축(120)의 내측 단부와 상기 연결축(160) 사이에 개스킷(180)을 배치하여 반응 가스들의 유입을 차단할 수 있으므로, 상기 반응 가스들에 의한 손상이 충분히 억제될 수 있다.
또한, 상기 연결축(160)을 인코넬 합금으로 제조하여 상기 연결축(160)의 부식을 감소시킬 수 있으며, 아울러 상기 연결축(160)이 부식 등에 의해 손상될 경우 상기 연결축(160)만 선택적으로 교체할 수 있으므로, 종래 기술에 비하여 상기 자성 유체 씰(100)의 유지 보수에 소요되는 시간 및 비용이 크게 절감될 수 있다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구의 범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 공정 챔버 12 : 구성품
100 : 자성 유체 씰 110 : 하우징
120 : 구동축 122 : 중공축
124 : 중심축 130 : 벨로우즈
140 : 폴 피스 조립체 142 : 폴 피스
144 : 영구 자석 146 : 돌출부
148 : 자성 유체 링 150 : 밀봉 부재
160 : 연결축 180 : 개스킷

Claims (10)

  1. 밀폐된 공정 챔버 내부로 구동력을 전달하기 위한 자성 유체 씰에 있어서,
    상기 공정 챔버에 장착되며 관통공을 갖는 하우징;
    상기 하우징의 관통공을 통해 상기 공정 챔버 내부로 연장하는 구동축;
    상기 하우징 내에서 상기 구동축을 감싸도록 구성되며 자성 유체를 이용하여 상기 하우징과 상기 구동축 사이에서 밀봉을 제공하는 폴 피스 조립체; 및
    상기 공정 챔버 내부에 배치되는 구성품과 상기 구동축 사이를 연결하는 연결축을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공정 챔버 내부에 위치되는 상기 구동축의 내측 단부에는 암나사부가 구비되고, 상기 연결축의 일측 단부에는 상기 암나사부에 결합되는 수나사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
  3. 제2항에 있어서, 상기 암나사부의 저면 부위에는 제2 암나사부가 구비되고, 상기 연결축을 통해 상기 제2 암나사부에 결합되는 체결 볼트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
  4. 제3항에 있어서, 상기 연결축에는 상기 체결 볼트의 헤드가 삽입되는 홈과 상기 홈의 저면으로부터 상기 연결축을 관통하도록 연장하는 체결공이 구비되는 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
  5. 제3항에 있어서, 상기 체결 볼트의 체결 방향은 상기 수나사부의 체결 방향에 대하여 반대 방향인 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
  6. 제1항에 있어서, 상기 연결축은 인코넬 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
  7. 제1항에 있어서, 상기 구동축은,
    상기 하우징 내에 배치되는 중공축;
    상기 중공축 내에 배치되고 상기 공정 챔버 내부로 연장하는 중심축; 및
    상기 중심축을 감싸도록 구성되며 상기 공정 챔버 내측에 위치되는 상기 중공축의 내측 단부에 결합되는 일측 단부와 상기 공정 챔버 내측에 위치되는 상기 중심축의 측면 부위에 결합되는 타측 단부를 갖는 벨로우즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중심축의 측면 부위에 축 방향으로 형성된 가이드 슬롯과 상기 중공축을 통해 상기 가이드 슬롯에 삽입되는 가이드 핀에 의해 상기 중공축과 상기 중심축이 함께 회전 가능하며 상기 중심축만 단독으로 축 방향 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
  9. 제1항에 있어서, 상기 폴 피스 조립체는,
    상기 구동축을 감싸도록 구성된 한 쌍의 폴 피스들; 및
    상기 폴 피스들 사이의 공간에 배치되며 상기 자성 유체가 상기 폴 피스들과 상기 구동축 사이에서 링 형태로 유지되도록 자기력을 인가하는 영구 자석을 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
  10. 제1항에 있어서, 상기 구동축과 상기 연결축 사이에 배치되는 개스킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 유체 씰.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102454759B1 (ko) * 2022-03-28 2022-10-14 허수영 자성 유체씰을 이용한 진공환경에 대응 가능한 정밀 디스펜서 및 그를 포함하는 디스펜싱 시스템

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