JP2003042339A - 真空弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 真空処理装置の排気経路に備えられる真空弁
の内部構成部品に真空処理装置における真空処理によっ
て生成された生成物が付着することを防止する。 【解決手段】 外面に加熱手段が備えられていると共
に、一側に吸気口を有し、一端側に備えられている弁座
に排気口が形成されている弁ケースと、この弁ケースの
弁座が備えられている一端側に対向する他端側に接続さ
れるエアーシリンダーと、弁ケース内でエアーシリンダ
ーに取り付けられていて開弁及び閉弁動作を行う弁体
と、エアーシリンダーと弁体との作動連結部を覆うベロ
ーズとからなり、弁ケース、弁体及びベローズが熱伝達
可能な部材で構成されていると共に、弁体が、閉弁時に
は弁座に当接し、開弁時には、弁ケースの他端側で、弁
ケースの内壁から弁ケース内側中央方向へ連続的に設け
られている支持部に当接する真空弁。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空処理装置など
の排気経路に設ける真空弁に関し、特に、この真空弁内
部の弁体を加熱する加熱手段を具備し、前記真空処理装
置によって生成された生成物の当該弁体への付着を防止
可能な真空弁として好適に利用できるものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体製造装置などの真空処理装
置では、その排気経路に真空弁が用いられている。この
真空弁は、一般的に、一側に吸気口又は排気口を有し、
一端側に備えられている弁座に排気口又は吸気口が形成
されている弁ケースと、この弁ケースの前記弁座が備え
られている一端側に対向する他端側に接続されるアクチ
ュエータと、前記弁ケース内に備えられていて、前記ア
クチュエータの弁ケース一端側と他端側との間の往復動
作と一体になって移動し、前記弁ケース一端側の弁座に
離接して排気口又は吸気口を開閉する開弁動作及び閉弁
動作を行う弁体とから構成されている。

【０００３】このような真空弁を例えばＣＶＤ（ Chemi
cal Vapor Deposition）装置などの排気路に設ける場
合、その真空弁の弁ケース外面にラバーヒーターなどの
加熱手段を取り付けて、各構成部品を加熱できる構成と
している。これは、例えばＣＶＤなどの真空処理におい
て、そのプロセスで生ずる生成物（付着物）が真空弁内
部の構成部品に付着しにくくするためである。

【０００４】図３図示の従来の真空弁は、一側に吸気口
４を有し、一端側に備えられている弁座９に排気口３が
形成されている弁ケース１と、この弁ケース１の弁座９
が備えられている一端側に対向する他端側に接続される
アクチュエータとしてのエアーシリンダー２と、弁ケー
ス１内に備えられていて、弁ケース１の一端側と他端側
との間のエアーシリンダー２の往復動作と一体になって
移動し、弁ケース１の弁座９に離接して排気口３を開閉
する開弁動作及び閉弁動作を行う弁体６とから構成され
ているものである。シャフト５と弁体６との作動連結部
７には、シャフト５を覆うようにベローズ８が備えら
れ、吸気口４より真空弁内に流入する流体がシャフト５
に接触しないように遮蔽されている。弁体６の弁座９に
当接するシートガスケット１０の表面及びベローズ８な
どにＣＶＤ処理などで生成された生成物が付着すると、
閉弁時に流体の漏れが生ずることがある。このため、弁
ケース１の外面にラバーヒーター１１などの加熱手段を
取り付けて真空弁を加熱し、生成物が付着しにくいよう
にしている。しかし、真空弁の内部は真空状態であり、
弁ケース１の外面に取り付けたラバーヒーター１１によ
る加熱では、弁体６やベローズ８への熱伝導が不十分で
あり、これら弁体６やベローズ８は生成物の付着を余儀
なくされていた。したがって、外部に加熱手段を取り付
けた真空弁では、弁内の洗浄を頻繁に行わなければなら
ず、ベローズ８の寿命も短く、弁の耐久性が乏しかっ
た。

【０００５】上述の問題を解決するために、真空弁内部
に加熱手段を備え、弁体やベローズを直接加熱するもの
がある。この種の真空弁は、例えば特開平７−１９８０
６３号で開示されている。以下、添付図を参照して従来
の弁体及びベローズを直接加熱する真空弁について説明
する。

【０００６】図４図示の従来の真空弁もその基本的な構
成は図３図示の従来例と同じく、一側に吸気口４を有
し、一端側に備えられている弁座９に排気口３が形成さ
れている弁ケース１と、この弁ケース１の弁座９が備え
られている一端側に対向する他端側に接続されるアクチ
ュエータとしてのエアーシリンダー２と、弁ケース１内
に備えられていて、弁ケース１の一端側と他端側との間
のエアーシリンダー２の往復動作と一体になって移動
し、弁ケース１の弁座９に離接して排気口３を開閉する
開弁動作及び閉弁動作を行う弁体６とから構成されてい
るものである。、この真空弁でも、シャフト５と弁体６
との作動連結部７に、シャフト５を覆うようにベローズ
８が備えられ、吸気口４より真空弁内に流入する流体が
シャフト５に接触しないように遮蔽されている。図４図
示の真空弁では、ベローズ８の内周側に、コイルスプリ
ング状の金属シース導線１２及び弁体６と一体に作動す
るヒータ１３が備えられ、さらに弁体６内部にサーモス
タット１４が埋設されている。金属シース導線１２は、
リード線１５を介してヒータ１３、サーモスタット１４
及び図示しない真空弁外部のヒータ用電源と電気的に接
続されている。

【０００７】この真空弁は、弁体６の開閉状態にかかわ
らず、弁体６及びベローズ８を所要の温度にまで加熱す
ることができ、弁内に流入する生成物を弁体６及びベロ
ーズ８に付着しにくくしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような弁体及びベローズを直接加熱する真空弁では、弁
体の上下動作に伴い、その頻度によって、弁内部の加熱
手段及びこの加熱手段を弁外部の加熱用電源に電気的に
接続する導線などが断線してしまうなどの問題があっ
た。例えば前記特開平７−１９８０６３号の真空弁で
は、金属シース導線をコイルスプリング状として容易に
断線しないようにしているが、一般的に、導線自体の可
撓性は低く、その寿命は真空弁の寿命よりも遥かに下回
る。また、弁体が弁座に当接する際に生ずる衝撃によ
り、サーモスタットなどの各部品が損傷及び誤作動する
などの問題もあった。さらに、この種の真空弁は、弁内
部にも特別に加熱手段を設ける必要があるので、弁の構
成が複雑で高価なものであった。

【０００９】本発明は上述の問題に鑑み、弁内部に特別
な加熱手段を設けることなく、弁の外面に取り付けられ
た加熱手段のみでも弁体及びベローズを十分に加熱する
ことができ、例えば、ＣＶＤ装置やドライエッチング装
置などの排気経路に配備した場合であっても、ＣＶＤや
ドライエッチングなどの真空処理で生じた生成物が付着
しにくい真空弁を安価に提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を達成するた
めに、本発明の真空弁は次のように構成される。弁ケー
スはその外面に、例えば、ラバーヒーターなどの加熱手
段が備えられていると共に、一側に吸気口又は排気口を
有し、一端側に備えられている弁座に排気口又は吸気口
が形成されている構成からなる。弁ケースの前記弁座が
備えられている一端側に対向する他端側には、例えば、
エアーシリンダーのようなアクチュエータが接続されて
いる。前記弁ケース内には、前記アクチュエータの弁ケ
ース一端側と他端側との間の往復動作と一体になって移
動し、前記弁ケース一端側の弁座に離接して排気口又は
吸気口を開閉する開弁動作及び閉弁動作を行う弁体が備
えられている。前記弁ケースは、その一部を成してい
て、前記弁ケースの他端側で弁ケースの内壁から弁ケー
ス内側中央方向へ連続的に設けられ、弁ケース一端側に
対向する面が前記弁体の弁ケース他端側に対向する面の
周縁部と当接可能であると共に、内側中央部に前記アク
チュエータの移動用の空隙部を備えている支持部を備え
ている。更に、この支持部の内側中央部の空隙部内で前
記弁体とアクチュエータとの作動連結部を覆うように設
けられているベローズが備えられている。そして、前記
弁ケース、弁体及びベローズが、例えば、ステンレス鋼
などの、熱伝達可能な部材で構成されていることを特徴
としている。

【００１１】このように構成することにより、弁体は、
開弁時には弁ケースの一部を成している支持部と、閉弁
時には弁ケースの一端側に備えられている弁座と当接す
る。そこで、弁ケースの外面に備えられている加熱手段
からの熱が、熱伝達可能な部材で構成されている弁ケー
スを介して、熱伝達可能な部材で構成されている弁体、
ベローズへと伝達される。これによって、比較的簡単な
構成で、弁体及びベローズを加熱して、ＣＶＤやドライ
エッチングなどの真空処理で生ずる生成物を弁ケース内
壁、弁体及びベローズに付着しにくくすることができ
る。また、支持部の内側中央部の空隙部、つまり弁体と
アクチュエータとの作動連結部側の領域を、弁体が支持
部に当接した開弁時に密封されるような構成とすること
で弁内を流通する流体とベローズとの接触を防ぐことが
できる。

【００１２】なお、好適には、この真空弁の弁ケース、
弁体及びベローズを熱伝達可能な耐熱性部材で構成する
とよい。

【００１３】また、前記支持部には、弁ケースの一側に
備えられている吸気口又は排気口と、前記支持部の内側
中央部の空隙部とを連通する流路が備えられている構成
にすることが好ましい。この流路を設けることにより、
弁体が開方向、すなわち支持部に当接する方向に移動す
る際に、弁体と支持部の間に介在する流体を吸気口又は
排気口方向へ逃がし、また、排気経路より異物が飛び込
みベローズを傷つけるなどの負荷を取り除くことができ
る。この流路の形状は孔状でも溝状でもよい。

【００１４】さらに、前記弁座は、弁ケースとは別体の
熱伝達可能な部材で構成されており、弁ケースの前記一
端側に、弁ケースとの間で熱伝達可能に取り付けられる
ようにすることが望ましく、この場合、更に、前記弁体
は、弁ケースの前記一端側から嵌合される留め具によっ
て前記アクチュエータに連結される、例えば、エアーシ
リンダーなどのシャフトに連結されるようにすると有利
である。すなわち、弁座を例えば熱伝達可能な配管接続
フランジ、より好ましくは熱伝達可能な耐熱性の配管接
続フランジで構成して、弁ケースと着脱可能とし、当該
配管接続フランジが、弁ケースとの間で熱伝達可能にし
て取り付けられるようにするものである。そして、弁体
をネジなどの留め具を用いてアクチュエータに保持させ
る場合、前記のように、弁ケースとは別体にされている
弁座を弁ケースのー端側から取り外した後、留め具を弁
体の弁ケースー端側から嵌合して、アクチュエータ、例
えば、エアーシリンダーなどのシャフトの前記弁ケース
ー端側に留めることができる。これによって、例えば、
各構成部品を洗浄する際に、これら部品を容易に取外す
ことがき、メンテナンス性の向上を図ることができる。

【００１５】前述した本発明のいずれかの真空弁を、真
空処理装置の排気経路に配備することによって種々の真
空処理装置を提供することができる。本発明の真空弁
は、弁の外面に加熱手段を備えているものであり、ベー
キング（加熱）によって、固体表面に吸着している（も
しくはその内部に存在している）ガス分子の運動を活発
にして放出させ、より低圧（高真空）を得ることに資す
るものであるので、あらゆる真空処理装置に適用可能で
ある。特に、本発明の真空弁は、前述したように、ＣＶ
Ｄやドライエッチングなどの真空処理で生ずる生成物が
弁ケース内壁、弁体及びベローズに付着しにくいという
優れた作用を発揮するので、本発明の真空弁が、処理ガ
スもしくはその処理で生ずる生成物が高い付着性を有す
る真空処理装置、例えば、ＣＶＤ装置や、ドライエッチ
ング装置などの真空処理装置の排気経路に備えられてい
ると、これらの真空処理装置を構成する真空室内でのパ
ーティクルの発生防止に効果的である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、添付図を参照して本発明の
実施の形態について説明するが、各構成、形状及び配置
関係については本発明が理解できる程度に概略的に示し
たものに過ぎず、また数値及び各構成の組成（材質）に
ついては例示に過ぎない。従って、本発明は以下の実施
の形態に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づいて
様々な形態に変更可能である。

【００１７】図１は、弁体が開状態の本発明の真空弁を
示す概略図であって、図２は、その弁体が閉状態の概略
図である。図１及び図２に示す如く、本発明の真空弁は
以下のように構成される。なお、図３及び図４で説明し
た要素と実質的に同一の要素には同一の符号付し説明を
省略する。弁ケース１は、真空弁を加熱できるように、
その外面にラバーヒーター１１を備えていると共に、一
側に吸気口４を有し、一端側に備えられている弁座９に
排気口３が形成されている構成からなる。この実施形態
では、弁座９は、弁ケース１と着脱可能な配管接続フラ
ンジと一体に構成されている。弁ケース１の弁座９が備
えられている一端側に対向する他端側には、エアーシリ
ンダー２が接続されている。エアーシリンダー２のシャ
フト５が弁ケース１の一端側と他端側との間を往復する
が、この動作と一体になって移動し、弁ケース１の一端
側の弁座９に離接して排気口３を開閉する開弁動作及び
閉弁動作を行う弁体６が、弁ケース１内に備えられてい
る。弁体６は排気口３側に面した周縁部にシースガスケ
ット１０を格納する溝が形成されており、閉弁時に、こ
の溝に格納されたシースガスケット１０を介して弁座９
に当接する。弁ケース１は、その一部を成していて、弁
ケース１の弁座９が備えられている一端側に対向する他
端側で弁ケース１の内壁から内側中央方向へ連続的に設
けられている支持部１７を備えている。支持部１７は、
図１図示のように、弁ケース１の弁座９が備えられてい
る一端側に対向する面が弁体６の、弁ケース１の弁座９
が備えられている一端側に対向する他端側に対向する面
の周縁部と当接可能とされている。また、支持部１７
は、その内側中央部にエアーシリンダー２のシャフト５
の移動用の空隙部を備えており、更に、吸気口４と、当
該空隙部とを連通する流路として排気孔１６が備えられ
ている。この排気孔１６は、弁体６が開方向、すなわち
支持部１７に当接する方向に移動する際に、弁体６と支
持部１７の間に介在する流体を吸気口４方向へ逃がす役
割を果たすものである。更に、支持部１７の内側中央部
の空隙部内には、弁体６とエアーシリンダー２との作動
連結部７を覆うように設けられているベローズ８が備え
られており、これによって、弁内を流通する流体がシャ
フト５と接触しないように遮蔽されている。この実施形
態の真空弁において、弁ケース１、弁体６、ベローズ８
は、例えば、ステンレス鋼などの熱伝達可能な部材で構
成されている。また、弁ケース１と着脱可能な配管接続
フランジと一体に構成されている弁座９もステンレス鋼
などの熱伝達可能な部材で構成されていて、弁ケース１
に対する配管接続フランジの接続は、両者の間で熱伝達
可能に行われている。

【００１８】本発明の真空弁においては、開弁時（図
１）及び閉弁時（図２）のいずれにおいても、弁体６
は、支持部１７及び弁座９と当接している。従って、ラ
バーヒーター１１により弁ケース１を加熱すると、ラバ
ーヒーター１１からの熱は、開弁時には支持部１７を介
して、閉弁時には弁座９を介して弁体６に伝達される。
よって、弁体６が開閉いずれの状態でも加熱することが
でき、ベローズ８もこの弁体６を介して加熱される。こ
れにより、例えば、本発明の真空弁が、ＣＶＤ装置など
の真空処理装置の排気経路に備えられている場合であっ
ても、真空処理装置における真空処理で生成された生成
物が、弁体６及びベローズ８に付着しにくくすることが
できる。

【００１９】さらに、好適には弁ケース１の外面にサー
モスタット（不図示）を取り付けてラバーヒーター１１
による加熱を制御すると、所要な温度を安定して維持す
ることができる。また、上述では弁ケース１の一端部に
排気口３を一側部に吸気口４を設けるとしたが、これら
を入れ替えてもよい。すなわち、本発明の真空弁におい
ては、弁ケース１は、一側に吸気口又は排気口を、一端
側に排気口又は吸気口を備えているものであり、図１、
図２図示のように、弁ケース１の一端部に排気口３を設
けた場合には、一側部に吸気口４を設け、図示していな
いが、弁ケース１の一端部に吸気口を設けた場合には、
一側部に排気口を設けることになる。このように、弁ケ
ース１の一端部に吸気口を、一側部に排気口を設けた場
合、弁内部に流体が流通するのは開弁時となるが、本発
明の真空弁によれば、真空処理装置における真空処理で
生成された生成物がベローズ８に付着することを抑える
ことができる。これは、本発明の真空弁においては、開
弁時、ベローズ８の配置された領域が支持部１７と弁体
６によって密封された状態になるので、流体とベローズ
８の接触を抑えることができるからである。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、比較的簡単な構成で、弁ケース内壁、弁体及び
ベローズなどの内部構成部品に、ＣＶＤやドライエッチ
ングなどの真空処理で生ずる生成物を付着しにくくする
ことができる。また、特に弁内を流通する流体とベロー
ズとの接触を抑えることができ、真空処理で生じた生成
物や異物の付着を防止することができる。これにより、
構成が簡単で安価に製作できる真空弁の寿命もしくはメ
ンテナンスサイクルを格段に延ばすことができるなどの
効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による真空弁の開弁時の概略図。

【図２】 本発明による真空弁の閉弁時の概略図。

【図３】 外面に加熱手段が取り付けられた従来の真空
弁の概略図。

【図４】 内部に特別な加熱手段が設けられた従来の真
空弁の概略図。

【符号の説明】

１ 弁ケース ２ エアーシリンダー ３ 排気口 ４ 吸気口 ５ シャフト ６ 弁体 ７ 作動連結部 ８ ベローズ ９ 弁座 １０ シースガスケット １１ ラバーヒーター １２ 金属シース導線 １３ ヒーター １４ サーモスタット １５ リード線 １６ 排気孔 １７ 支持部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外面に加熱手段が備えられていると共
   に、一側に吸気口又は排気口を有し、一端側に備えられ
   ている弁座に排気口又は吸気口が形成されている弁ケー
   スと、この弁ケースの前記弁座が備えられている一端側
   に対向する他端側に接続されるアクチュエータと、前記
   弁ケース内に備えられていて、前記アクチュエータの弁
   ケース一端側と他端側との間の往復動作と一体になって
   移動し、前記弁ケース一端側の弁座に離接して排気口又
   は吸気口を開閉する開弁動作及び閉弁動作を行う弁体
   と、前記弁ケースの一部を成していて、弁ケースの他端
   側で弁ケースの内壁から弁ケース内側中央方向へ連続的
   に設けられ、弁ケース一端側に対向する面が前記弁体の
   弁ケース他端側に対向する面の周縁部と当接可能である
   と共に、内側中央部に前記アクチュエータの移動用の空
   隙部を備えている支持部と、前記支持部の内側中央部の
   空隙部内で前記弁体とアクチュエータとの作動連結部を
   覆うように設けられているベローズとを具備し、前記弁
   ケース、弁体及びベローズが熱伝達可能な部材で構成さ
   れていることを特徴とする真空弁。
2. 【請求項２】 前記支持部には、弁ケースの一側に備え
   られている吸気口又は排気口と、前記支持部の内側中央
   部の空隙部とを連通する流路が備えられていることを特
   徴とする請求項１記載の真空弁。
3. 【請求項３】 前記弁座は、弁ケースとは別体の熱伝達
   可能な部材で構成されており、弁ケースの前記一端側
   に、弁ケースとの間で熱伝達可能に取り付けられること
   を特徴とする請求項１又は２記載の真空弁。
4. 【請求項４】 前記弁体は、弁ケースの前記一端側から
   嵌合される留め具によって前記アクチュエータに連結さ
   れることを特徴とする請求項３記載の真空弁。