JP2001324051A - L型真空バルブ - Google Patents

L型真空バルブ

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JP2001324051A
JP2001324051A JP2000144849A JP2000144849A JP2001324051A JP 2001324051 A JP2001324051 A JP 2001324051A JP 2000144849 A JP2000144849 A JP 2000144849A JP 2000144849 A JP2000144849 A JP 2000144849A JP 2001324051 A JP2001324051 A JP 2001324051A
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Japan
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valve
exhaust port
piston rod
vertical direction
exhaust
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Masato Saito
正人 斎藤
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NEC Yamagata Ltd
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NEC Yamagata Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】縦方向の排気口3と横方向の排気口4とを開閉
するL型真空弁において、バイパス配管やそれに属する
開閉バルブを不要にし複数の機能動作が一つのバルブで
行う。 【解決手段】真空排気の排気口3,4を開閉する機能と
は別に排気口経路をバイパスする排気抵抗の大きく小さ
な連通穴6をバルブ本体に内蔵させることによって、従
来のようにバイパス配管や開閉バルブが不要となり、真
空排気装置がより小型化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空容器を真空ポ
ンプで真空排気する際に、排気系統を切り換える真空バ
ルブに関し、特に、縦方向と横方向に排気口の排気経路
を遮断したり開通したりするL型真空バルブに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造においては、真空中で
処理する工程が多々ある。例えば、半導体基板であるウ
ェハに薄膜を形成する工程では、減圧された真空容器内
にウェハを収納し化学気相成長法により窒化膜を形成し
ていた。
【0003】また、ウェハを真空室に収納し、真空室を
真空排気する場合、真空室内に残留する塵が舞い上がり
ウェハに塵が付着しないように、最初の排気を除徐に行
うスロ−排気を行い塵を舞い上がらせない方法で対処し
ていた。
【0004】図5は従来の一例における真空排気系統を
示す図である。塵の舞い上がりを抑制する真空排気系統
は、例えば、図5に示すように、真空排気用のポンプと
直結する主配管から分岐するバイパス配管30にスロ−
排気ユニットを設けている。そして、このスロ−排気ユ
ニットはスロ−排気用バルブ28と排気口を絞るニ−ド
ル弁29とを備えている。
【0005】この真空排気系統によって真空室を真空排
気するには、まず、主配管に連結される本排気用バルブ
27を閉じ、バイパス配管30のスロ−排気用バルブを
開き、ニ−ドル弁29を介してポンプで真空室を真空排
気する。このとき、バイパス配管には、ニ−ドル弁29
があるので、ポンプの排気容量は抑えられ、真空室はゆ
っくりと減圧される。そして、ある程度減圧されると、
スロ−排気用バルブ28は閉じ、本排気用バルブ27が
開きポンプで直接真空室を真空排気し、真空室は所定の
真空度になるこのように、真空室を大気から徐々に減圧
し真空室内の塵が舞い上がらないようにスロ−排気を行
っていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した真空排気系統
では、主配管とは別にバイパス配管を設けなければなら
ないことと、さらに、バイパス配管に開閉弁と絞り弁と
をバイパス配管途中に配設しなければならず、真空排気
装置が大掛かりなるという欠点がある。
【0007】特に、半導体装置の製造においては、連続
自動化が進み、この種の装置を並べて配置して装置間の
ウェハの搬送を簡略化するといった方法が採られてい
る。しかしながら、種々の配管や開閉バルブを具備する
真空排気装置の床面積が大きく、装置間を有効に配置す
ることができなくなるという問題がある。
【0008】また、各配管に配設される開閉バルブの数
が多くなり、バルブシ−ケンス動作が複雑になる。そし
て、これらバルブシ−ケンスにおいては、バルブが完全
に開いたかあるいは完全に閉じたかの確認のためのイン
タ−ロックが必要になる。このため、例えば、空圧作動
のバルブにおいては、エアシリンダのピストンロッドを
エアシリンダの外に伸ばし、伸ばされたピストンロッド
の移動位置を確認するセンサを設けて、開閉バルブの開
閉を確認していた。
【0009】このように、各開閉バルブに開閉確認のセ
ンサを取り付けることと開閉バルブの数が多いことが起
因しバルブシ−ケンスの動作不具合がしばしば起きる。
このバルブ動作の不具合により、真空室内に汚染分質を
逆流させ、ウェハを汚染させ多量の不良品を発生させる
という問題がある。
【0010】従って、本発明の目的は、バイパス配管や
それに属する開閉バルブを不要にし複数の機能動作が一
つのバルブで行い得るとともにバルブ開閉シ−ケンスに
よる不具合が生じないL型真空バルブを提供することに
ある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、縦方向
と横方向に排気口を有するとともに前記縦方向の排気口
の内側に形成される平坦な面の弁座と該弁座の周囲から
前記縦方向に垂直に伸びる内壁部とが形成されかつ前記
縦方向の排気口と前記横方向の排気口とを連通する連通
穴が前記内壁部に形成されるバルブハウジングと、前記
弁座の開口を気密に塞ぐバルブディスクを先端にもつと
ともに前記ハウジング内を縦方向に移動するピストンロ
ッドと、前記内壁部に気密に摺動する前記バルブディス
クの側面に配設されるシ−ル部材と、前記バルブディス
クにより前記弁座の開口を塞いだりまたは前記バルブデ
ィスクを前記連通穴より縦方向に離間させたりあるいは
前記内壁部から前記バルブディスクを離脱させ前記バル
ブハウジング内に停留させたりするバルブディスクの位
置制御手段とを備えるL型真空バルブである。
【0012】また、前記連通穴を絞るニ−ドル弁を備え
ることが望ましい。一方、前記位置制御手段は、前記縦
方向の前後に接続される二つのシリンダ室と前段の前記
シリンダ室内を気密に前後に移動し得るとともに前記ピ
ストンロッドと一体化された前段のピストンロッドと後
段のシリンダ室の後段のピストンロッドを具備する空圧
シリンダを備えている。
【0013】一方、他の前記バルブディスクの位置制御
手段は、モ−タの回転運動を直線運動に変換される運動
変換機構を備え、前記三つのバルブディスク位置制御を
前記モ−タの回転および停止で行うことを特徴としてい
る。そして、この場合の前記運動変換機構は、前記モ−
タにより回転するピニオンと、該ピニオンと噛み合うラ
ックが形成され前記ピストンロッドと一体化される駆動
軸とを備えることが望ましい。また、前記縦方向に移動
する前記駆動軸の位置を検出するセンサを備えることが
望ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
【0015】図1は本発明の一実施の形態におけるL型
真空バルブを示す断面図である。
【0016】このL型真空バルブは、図1に示すよう
に、縦方向と横方向に排気口3および4を有するととも
に縦方向の排気口3の内側に形成される平坦な面の弁座
9とこの弁座9の周囲から縦方向に垂直に伸びる内壁部
8とが形成されかつ縦方向の排気口3と横方向の排気口
4とを連通する連通穴6が内壁部8に形成されるバルブ
ハウジング1と、弁座9の開口19を気密に塞ぐバルブ
ディスク2を先端にもつとともにバルブハウジング1内
を縦方向に移動するピストンロッド11と、内壁部8に
気密に摺動するバルブディスクの側面に配設されるシ−
ル12と、バルブディスク2により前記弁座9の開口1
9を塞いたりまたはバルブディスク2を連通穴6より縦
方向に離間させたりあるいは内壁部8から離脱させバル
ブディスク2をバルブハウジング1内に停留させたりす
るバルブディスクの位置制御機構10とを備えている。
【0017】また、縦方向の排気口3と横方向の排気口
4と通ずるバイパスラインを形成する連通穴6は、穴自
体が小さく大きな流量抵抗をもっているので、除除に排
気するスロ−排気させる機能をもっている。しかし、真
空室の容積の大小や真空ポンプの排気能力を考慮し最適
に開口20の開度を調節する必要があるので、開口20
の開度を絞るニ−ドル弁5を設けることが望ましい。
【0018】一方、バルブディスク2の位置制御機構1
0は、第1のエアシリンダ9aと第2のエアシリンダと
組合せた複合エアシリンダである。これらエアシリンダ
9aおよび9bには、シリンダ内を空圧により上下に移
動するシリンダディスク14aおよび14bが備えられ
ている。
【0019】また、シリンダディスク14aの両面から
ピストンロッド11が突出している。さらに、第2のエ
アシリンダ9bのシリンダディスク14bから突出する
ピストンロッド13は、片面のみである。このシリンダ
ディスク14a,14bの上下移動は、ポ−ト15,1
6および17,18への圧縮空気の供給あるいは排気す
る電磁弁の動作によって行われる。
【0020】なお、このバルブディスク2の位置制御機
構の動作については後述するが、簡単に述べると、第1
のエアシリンダ9aを動作させ、弁座9にバルブディス
ク2を当接させ縦方向の排気口3と通ずる開口19を塞
ぐ動作と、図1に示すように、第1のエアシリンダ9a
を動作させ、ピストンロッド11に連結されるバルブデ
ィスク2を弁座9から離間するようにピストンロッド1
1を上げ、排気口3と排気口4を連通する大きな穴を遮
断し、バイパス通気経路である連通穴6を介して排気口
3と排気口4と通ずる動作とを含んでいる。
【0021】この動作は、バルブディスク2の位置が、
連通穴6より稍上になるように確実にしなければならな
いので、第2のエアシリンダ9bのピストンロッド13
の先端が第1のエアシリンダ9aのピストンロッド11
の後端が当接するように第2のエアシリンダ9bを動作
させることが必要である。
【0022】この位置制御機構10には、上述した二つ
の動作とは別にもう一つ動作がある。この動作は、排気
口3と排気口4と通ずるようにすることである。この動
作は、二つのエアシリンダ9a,9bのシリンダディス
ク14a,14bが突き当て面7a,7bに当接するよ
うにエアシリンダ9aと9bを動作させることである。
【0023】図2は図1のL型真空バルブが閉じた状態
を示す断面図、図3は 図1のL型真空バルブが開いた
状態を示す断面図である。次にL型真空バルブの動作に
ついて説明する。まず、排気口4と接続する真空室を真
空排気しない状態から開始する。例えば、真空室にウェ
ハを収納する場合がある。
【0024】この真空排気しない状態は、図2に示すよ
うに、第1のエアシリンダ9aのシリンダディスク14
aは、ポ−ト16から供給される空気圧力により下方に
移動する。このシリンダディスク14aの下降に伴って
バルブディスク2が下降し、バルブディスク2は内壁部
8に挿入される。そして、シ−ル12によって気密を保
ちながら内壁部8を摺動し、バルブディスク2は弁座9
に当接し排気口3の開口19を閉じる。
【0025】なお、この状態では、排気口3と接続する
真空ポンプが作動しても、排気口4と接続する真空室は
排気されない。また、バイパスラインである連通穴6も
バルブディスク2の上の位置にあるので、排気口3と排
気口4とは連通しないので、この連通穴6からは、真空
室は排気されない。
【0026】次に、真空室を除除に真空排気するスロ−
排気について説明する。このスロ−排気状態は、図1に
示すように、図2に示したバルブディスク2を上昇さ
せ、連通穴6が排気口3側に露呈させる。このことによ
り排気口4に接続された真空室は、連通穴6を通して排
気される。
【0027】なお、真空室内の塵が舞い上がらないよう
に、真空室の容積および真空ポンプの排気能力を考慮
し、連通穴6の開口20の開度をニ−ドル弁5で前もっ
て調節することが望ましい。また、バルブディスク2の
位置を確実にするために、第2のシリンダ9bのシリン
ダディスク14bをポ−ト18から供給される空気圧に
より下降させ、ピストンロッド13の先端を第1のエア
シリンダ9aのピストンロッド11の後端に当接する必
要がある。
【0028】真空室と排気口3側との圧力差が無くなっ
たとき、図3に示すように、第1のエアシリンダ9aの
ポ−ト15および第2のエアシリンダ9bのポ−ト17
に圧縮空気を供給し、シリンダ ディスク14aおよび
シリンダディスク14bを突き当て面7aおよび7bに
当接させる。このことにより、バルブディスク2は内壁
部8から離脱し、排気口3と排気口4との間にあるバル
ブハウジング1の空間部にバルブディスク2は停留す
る。排気口3と排気口4とは連通する。そして、真空室
は直接真空ポンプで排気される 。
【0029】図4は本発明の他の実施の形態におけるL
型真空バルブを示す断面図である。このL型真空バルブ
は、バルブディスク2の位置制御機構を、前述の複合エ
アシリンダの代わりに、図4に示すように、駆動モ−タ
22の回転運動を直線運動に変換するラックピニオン変
換機構を備え、三つのバルブディスク2位置制御を駆動
モ−タ22の回転および停止で行うことことである。
【0030】このラックピニオン変換機構は、駆動モ−
タ22により回転するピニオンギヤ23と、ピニオンギ
ヤ23と噛み合うピストンロッド11と一体化された駆
動軸21のラックギヤ部26とを備えるている。駆動軸
21は、バルブハウジング1内に駆動シ−ル24により
気密に移動できる構造になっている。
【0031】一方、駆動軸21のラックギヤ部の背面に
あるタ−ゲット(図示せず)を検出する上限センサ25
aおよび中間センサ25b並びに下限センサ25cがポ
−ルに取り付けられ、バルブディスク22の位置を検出
し、駆動モ−タの回転・停止を制御を行っている。例え
ば、下限センサ25cがタ−ゲットを検出したら、この
位置で駆動軸21の移動を停止させ、バルブディスク2
を弁座9に当接させ排気口3の開口19を閉じる。
【0032】また、バルブディスク2が連通穴6より稍
上の位置、すなわち、スロ−排気のときは、中間センサ
25bがタ−ゲットを検知する。さらに、排気口3と排
気口4とが連通するとき、すなわち、バルブが開いたと
き、上限センサ25aがタ−ゲットを検知する。
【0033】このモ−タを利用したバルブディスク2の
位置制御機構は、前述の複合エアシリンダを利用したバ
ルブディスクの位置制御機構に比べ、エアシリンダへの
圧縮空気への供給切り替えに必要な電磁弁やエアシリン
ダへの空気配管が不要となり、バルブの周囲が簡素化さ
れ、よりコンパックとになるという利点がある。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、真空排気
の排気口を開閉する機能とは別に排気口経路をバイパス
する排気抵抗の大きく小さな連通穴をバルブ本体に内蔵
させることによって、従来のようにバイパス配管や開閉
バルブが不要となり、真空排気装置がより小型化し設備
コストが低減できるという効果がある。
【0035】また、連通穴や排気口の開閉を一つバルブ
ディスクの三つの位置を変えることによって行えるの
で、複数の開閉バルブでシ−ケンス制御で行っていたバ
ルブ制御による不具合が無くなり、設備稼働率が向上す
るという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるL型真空バルブ
を示す断面図である。
【図2】図1のL型真空バルブが閉じた状態を示す断面
図である。
【図3】図1のL型真空バルブが開いた状態を示す断面
図である。
【図4】本発明の他の実施の形態におけるL型真空バル
ブを示す断面図である。
【図5】従来の一例における真空排気系統を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 バルブハウジング 2 バルブディスク 3,4 排気口 5 ニ−ドル弁 6 連通穴 7a,7b 突き当て面 8 内壁部 9a 第1のエアシリンダ 9b 第2のエアシリンダ 10 位置制御機構 11 ピストンロッド 12 シ−ル 14a,14b シリンダディスク 19,20 開口 21 駆動軸 22 駆動モ−タ 23 ピニオンギヤ 25a 上限センサ 25b 中間センサ 25c 下限センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H056 AA01 AA02 AA05 BB32 CA01 CB02 CD04 GG02 GG14 3H062 AA02 AA05 AA13 BB30 CC01 DD03 EE06 FF07 HH06 3H065 AA01 AA04 BA01 BA05 BA07 BB11 BC13 3H066 AA01 AA04 BA17 BA38

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦方向と横方向に排気口を有するととも
    に前記縦方向の排気口の内側に形成される平坦な面の弁
    座と該弁座の周囲から前記縦方向に垂直に伸びる内壁部
    とが形成されかつ前記縦方向の排気口と前記横方向の排
    気口とを連通する連通穴が前記内壁部に形成されるバル
    ブハウジングと、前記弁座の開口を気密に塞ぐバルブデ
    ィスクを先端にもつとともに前記ハウジング内を縦方向
    に移動するピストンロッドと、前記内壁部に気密に摺動
    する前記バルブディスクの側面に配設されるシ−ル部材
    と、前記バルブディスクにより前記弁座の開口を塞いだ
    りまたは前記バルブディスクを前記連通穴より縦方向に
    離間させたりあるいは前記内壁部から前記バルブディス
    クを離脱させ前記バルブハウジング内に停留させたりす
    るバルブディスクの位置制御手段とを備えることを特徴
    とするL型真空バルブ。
  2. 【請求項2】 前記連通穴を絞るニ−ドル弁を備えるこ
    とを特徴とする請求項1記載のL型真空バルブ。
  3. 【請求項3】 前記位置制御手段は、前記縦方向の前後
    に接続される二つのシリンダ室と前段の前記シリンダ室
    内を気密に前後に移動し得るとともに前記ピストンロッ
    ドと一体化された前段のピストンロッドと後段のシリン
    ダ室の後段のピストンロッドを具備する空圧シリンダを
    備えることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
    L型真空バルブ。
  4. 【請求項4】 前記位置制御手段は、モ−タの回転運動
    を直線運動に変換される運動変換機構を備え、前記三つ
    のバルブディスク位置制御を前記モ−タの回転および停
    止で行うことを特徴とする請求項1記載のL型真空バル
    ブ。
  5. 【請求項5】 前記運動変換機構は、前記モ−タにより
    回転するピニオンと、該ピニオンと噛み合うラックが形
    成され前記ピストンロッドと一体化される駆動軸とを備
    えることを特徴とする請求項4記載のL型真空バルブ。
  6. 【請求項6】 前記縦方向に移動する前記駆動軸の位置
    を検出するセンサを備えることを特徴とする請求項4ま
    たは請求項5記載のL型真空バルブ。
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