JP2004036762A - 真空用ゲート弁 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力差のある空間を仕切る真空ゲート弁において、差圧による弁体の傾きを防止し、弁体と弁箱との接触による金属パーティクルの発生を少なくし、高いシール性能と高いクリーン環境を長期に亘り、良好に維持することのできる真空用ゲート弁を提供する。
【解決手段】弁体５の側面に、当板部材２６，２７を配設するとともに、この当板部材２６，２７に対応する弁体本体２側にも当板部材２３，２５を配設し、これら当板部材２６，２７にテーパ状の案内斜面２９，３０を設け、これら案内斜面２９，３０同士の当接により、弁閉状態にある前記弁体５を弁箱本体２内で支持するようにしたことを特徴としている。
【選択図】　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置等に使用される真空用ゲート弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェハなどの半導体製造、薄膜製造、液晶製造などにおいては、クリーンな環境下、高い真空中で、イオンプレーティング、プラズマエッチングなどのワークの加工、処理などが行われている。
これらに使用される真空用ゲート弁は、例えば、図５に示したような構造を有している。すなわち、真空用ゲート弁３１は、弁箱本体３２内に弁体３６が軸３４により直線的に移動自在に配置され、その先端部３６ａと基端部３６ｂとには、シール部材３７が装着されている。このシール部材３７は、図６に示したように、長細い環状のシール部材を、波線位置から両側に押し開いた姿勢で使用されるものである。そして、このような弁体３６が軸３４を介して直線移動されることにより、ゲート開口部３３ａ，３３ｂ間が開放されたり、遮断されたりする。
【０００３】
そして、このような真空用ゲート弁３１は、例えば、半導体製造装置などに組み込まれ、ゲート開口部３３ａが大気側に、ゲート開口部３３ｂが減圧側にそれぞれ接続されて使用される（例えば、特公平６−５０１４８号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、今、真空用ゲート弁３１において、ゲート開口部３３ａ，３３ｂ間が、図５に示したように遮断されている。このとき、弁体３６は、大気に連通したゲート開口部３３ａ側からの圧力で、ゲート開口部３３ｂ側に押圧され、その結果、弁体３６の側面３６ｃが、弁箱本体３２の内壁面３２ａなどに密着されてしまうことがある。
【０００５】
この際、弁箱および弁体に傷が付き、金属パーティクルの発生原因となる。さらに、弁体が傾くことでシール部材の転動や磨耗が発生し、充分なシール性を得られないという問題があった。
また、このような状態から、弁体３６を、図５の下方、すなわち弁が開く方向に移動させる場合は、ゲート開口部３３ａ，３３ｂ側に差圧のない環境にて弁体３６が移動するため、通常、弁体３６は、軸３４により一旦、図の左方に引き戻されてから内壁面３２ａに接触することなく、図５に示す位置にて開閉移動される。
【０００６】
さらに、開口部の横方向の長さが６００ｍｍ以上にもなる大型の真空用ゲート弁３１では、重く、長い弁体３６を移動させるため、弁板の駆動軌道に多少のずれが生じやすく、弁体３６の側面３６ｃが、内壁面３２ａとの摺接により傷つけられてしまうという問題があった。
しかも、このような弁体３６と弁箱本体３２とは、ともにアルミニウムなどの金属から形成されているため、金属パーティクルが発生するという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような実情に鑑み、弁体の傾きを防止し、高いシール性能を維持するとともに、弁体と弁箱本体との接触による金属パーティクルの発生をなくし、長期間使用されたとしても、高いクリーン環境を良好に維持することのできる真空用ゲート弁を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、
略箱形状の弁箱本体に、貫通してゲート開口部が形成されるとともに、このゲート開口部を横断する方向に弁体を移動させるための溝が、前記ゲート開口部と直交する方向に形成されており、前記弁体を取り付けた軸が前記ゲート開口部側へ直線運動することにより、この軸に取り付けられた前記弁体が、前記溝に沿って前記ゲート開口部を横断する方向に移動されるとともに、前記弁体が所定距離移動されて前記ゲート開口部が閉塞される最終到達部に達したときに、前記弁体の外周に取り付けられたシール部材が、前記弁箱本体内のシール座面に当接し、この当接により、前記ゲート開口部が遮断される真空用ゲート弁であって、
前記弁体の側面に、テーパ状の案内斜面を備えた当板部材を配設するとともに、前記弁箱本体の前記溝内に、同じくテーパ状の案内斜面を備えた当板部材を配設し、前記弁体側の当板部材と前記弁箱本体側の当板部材との当接により、弁閉状態において、前記弁体を支持するようにしたことを特徴としている。
【０００９】
係る構成による本発明の真空用ゲート弁では、差圧のある環境下で、大気圧側からの圧力により、弁体が真空室側に押圧されたときに、当接部材が弁体の傾きを押さえることができ、シール部材の転動や磨耗の発生を最小限に抑えることができるので、シール性能が低下することはない。また、弁箱と弁体との接触を防止することができる。
さらに、当接部材同士がテーパ面で当接されるため、弁体移動時に速やかに離反し、パーティクルの発生を可及的に少なくすることができる
ここで、前記弁体側の前記当板部材と、前記弁箱本体側の前記当板部材のうちの少なくとも一方の当板部材は、樹脂により形成されていることが好ましい。
【００１０】
このような構成であれば、高硬度の金属同士の接触が無くなるので、金属パーティクルの発生をなくすることができる。
さらに、前記弁体側の当板部材と前記弁箱本体側の当板部材との当接面は、前記溝の内壁面より内方に突出して配置されていることが好ましい。
このような構成であれば、弁体の弁箱本体との接触をなくし、弁体の傾きを可及的に少なくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る真空用ゲート弁の概略分解斜視図で、図２はその概略断面図である。
真空用ゲート弁１は、略箱形状の弁箱本体２と、サイドプレート３と、弁箱本体２の下端開口を覆うボンネットフランジ部材４と、軸６に支持された長形の弁体５、とから構成されている。
【００１２】
弁箱本体２のサイドプレート３が装着される一方の長側壁８と他方の長側壁８との間には、略矩形状のゲート開口部９ａ，９ｂが貫通して形成されている。
弁箱本体２内には、ゲート開口部９ａ，９ｂを上下に挟む態様で図の上方側に上方シール座面１１が、図の下方側に下方シール座面１６が形成され、これらのシール座面１１，１６は、段違いではあっても、変形した環になるように、連続して形成されている。これにより、箱形弁箱本体２内部には、上方シール座面１１から下方シール座面１６に至るまでの、連続したシール座面が構成されている。なお、弁体５の先端部５ａが当接されるシール座面１１は、図２の断面図で明らかなように、溝２１内に構成されている。
【００１３】
また、弁体５は、先端部５ａ側の幅が細く、基端部５ｂ側の幅が太く形成されることにより、この弁体５が移動したときに、先端部５ａおよび基端部５ｂが、上記した上方シール座面１１および下方シール座面１６にそれぞれ当接する。
弁体５の先端部５ａならびに基端部５ｂには、図６に示したシール部材３７と同じ形状を備えたシール部材１３が装着されている。
【００１４】
そして、このようなシール部材１３を備えた弁体５が、図２の下方から軸６に案内されて図の上方に移動されると、シール部材１３が、上方シール座面１１ならびに下方シール座面１６に当接され、これにより、弁箱本体２のゲート開口部９ａ，９ｂ間の流通が遮断されることになる。
ところで、本実施例による真空用ゲート弁１では、弁箱本体２の溝２１内の両壁面に、一対の当板部材２３，２３と、一対の当板部材２５，２５がそれぞれネジ止めなどにより取り付けられている。これらの当板部材２３、２５は、略同じ形状に形成されている。
【００１５】
また、弁体５にも、当板部材２６と当板部材２７とがネジ止めなどにより取り付けられている。これらの当板部材２６と当板部材２７も、略同じ形状に形成されている。この当板部材２３，２６および２５，２７同士は、ゲート開口部が閉じられた状態で、０．１〜数ミリの隙間をもって配置されている。当板部材２３の端面には、テーパ状の案内斜面２９が形成され、当板部材２３に対向する当板部材２６には、テーパ状の案内斜面３０が形成されている。当板部材２６，２７も同様にテーパ状の案内斜面２９，３０が形成されている。
【００１６】
このような構成によれば、ゲート開口部が遮断され、仮にゲート開口部９ａ側が減圧室側に、ゲート開口部９ｂ側が大気側に接続し、弁体５がゲート開口部９ａ側に強く押圧された際、当板部材２３と当板部材２６が、当接部材２５と当接部材２７とが、それぞれテーパ状の案内斜面２９，３０同士で係合するため、ゲートが開口する際、摺動がない状態で当板同士が離反し、パーティクルの発生を抑えることができる。
【００１７】
しかも、これらの当板部材２３，２６は、それぞれ溝２１の内方に若干、突出して配置されている。したがって、弁体５が差圧により押圧されたとしても、弁体の傾きを防止することができ、弁体５の両側面５ｃ、５ｄが弁箱本体２の溝２１の内面に衝突することはない。
このような当板部材２３，２６、２５，２７は、樹脂あるいは金属のいずれかから形成されるが、樹脂から形成される場合は、ＰＴＦＥ，ＰＥＥＫ，ＰＩなどが好ましい。また、金属から形成される場合は、アルミあるいはＳＵＳなどが好ましい。当板部材２３，２６，２５，２７は、同じ材質から形成されていることが好ましいが、別の材質であってもかまわない。しかしながら、金属同士の組み合わせでないことが必要である。好ましい組み合わせとしては、樹脂と金属、あるいは樹脂と樹脂である。このような組み合わせで、いずれかの当板部材が形成されていれば、金属パーティクルの発生を可及的になくすことができる。
【００１８】
また、弁体５側に取り付けられる当板部材２６、２７の案内斜面３０は、若干円弧状に外方に膨出して形成されていてもよい。
このように、当板部材２３、２５、ならびに当板部材２６，２７が、若干溝２１の内方に突出して配置されていれば、弁体５が弁箱本体２側面部分と当接することを可及的に防止することができる。
【００１９】
また、弁体５と弁箱本体２との上下段に配置される当板部材、例えば当板部材２６，２５あるいは当板部材２３，２７同士は、互いに干渉し合わないような構成である。すなわち、図３に示したように、当板部材２６，２７を上下段で重なり合わないように配置したり、図４に示したように、弁板５および弁箱本体２に段差ｄを設けて上記当板部材２６，２５が当接しないように設置することが好ましい。
【００２０】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
例えば、弁箱本体２の形状、弁体５の形状などは、上記実施例に何ら限定されない。
【００２１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る真空用ゲート弁によれば、ゲート開口部の上流側および下流側との間の差圧により、例えば、大気圧側からの圧力により、弁体が真空室側に押圧されたときに、弁体は全面接触ではなく、当板部材のテーパ面と当板部材のテーパ面との当接で保持されるため、弁体の傾き、移動を防止することができる。したがって、シール部材の転動や磨耗の発生を最小限に抑えることができるので、シール性能が低下することはない。
【００２２】
さらに、弁板と弁箱が接触することが無く、金属パーティクルの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施例による真空用ゲート弁の分解斜視図である。
【図２】図２は図１を組み付けたときの要部断面図である。
【図３】図３は本発明の他実施例を示すもので、弁体と当板部材の位置関係を示す弁体の概略正面図である。
【図４】図４は本発明のさらに他の実施例を示すもので、弁体と当板部材との位置関係を示す断面図である。
【図５】図５は従来の真空用ゲート弁の断面図である。
【図６】図６は従来の真空用ゲート弁に使用されたシール部材の部分斜視図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　　　　真空用ゲート弁
２　　　　　　　　　　　　　　弁箱本体
５　　　　　　　　　　　　　　弁体
６　　　　　　　　　　　　　　軸
７　　　　　　　　　　　　　　短側壁
８　　　　　　　　　　　　　　長側壁
９ａ，９ｂ　　　　　　　　　　ゲート開口部
１１，１６　　　　　　　　　　シール座面
１３　　　　　　　　　　　　　シール部材
２３，２５，２６，２７　　　　当板部材
２９，３０　　　　　　　　　　案内斜面

Claims (3)

1. 略箱形状の弁箱本体に、貫通してゲート開口部が形成されるともに、このゲート開口部を横断する方向に弁体を移動させるための溝が、前記ゲート開口部と直交する方向に形成されており、前記弁体を取り付けた軸が前記ゲート開口部側へ直線運動することにより、この軸に取り付けられた前記弁体が、前記溝に沿って前記ゲート開口部を横断する方向に移動されるとともに、前記弁体が所定距離移動されて前記ゲート開口部が閉塞される最終到達部に達したときに、前記弁体の外周に取り付けられたシール部材が、前記弁箱本体内のシール座面に当接し、この当接により、前記ゲート開口部が遮断される真空用ゲート弁であって、
   前記弁体の側面に、テーパ状の案内斜面を備えた当板部材を配設するとともに、前記弁箱本体の前記溝内に、同じくテーパ状の案内斜面を備えた当板部材を配設し、前記弁体側の当板部材と前記弁箱本体側の当板部材との当接により、弁閉状態において、前記弁体を支持するようにしたことを特徴とする真空用ゲート弁。
2. 前記弁体側の前記当板部材と、前記弁箱本体側の前記当板部材のうちの少なくとも一方の当板部材は、樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の真空用ゲート弁。
3. 前記弁体側の当板部材と前記弁箱本体側の当板部材との当接面は、前記溝の内壁面より内方に突出して配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の真空用ゲート弁。

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