JP2004286067A - ゲート弁のシールプレートおよびシール材 - Google Patents

ゲート弁のシールプレートおよびシール材 Download PDF

Info

Publication number
JP2004286067A
JP2004286067A JP2003076220A JP2003076220A JP2004286067A JP 2004286067 A JP2004286067 A JP 2004286067A JP 2003076220 A JP2003076220 A JP 2003076220A JP 2003076220 A JP2003076220 A JP 2003076220A JP 2004286067 A JP2004286067 A JP 2004286067A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc
step groove
inclined side
seal
sealing material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003076220A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4275433B2 (ja
Inventor
Akira Muramatsu
晃 村松
Toshihiko Murase
利彦 村瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Valqua Industries Ltd
Nihon Valqua Kogyo KK
Original Assignee
Nippon Valqua Industries Ltd
Nihon Valqua Kogyo KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Valqua Industries Ltd, Nihon Valqua Kogyo KK filed Critical Nippon Valqua Industries Ltd
Priority to JP2003076220A priority Critical patent/JP4275433B2/ja
Publication of JP2004286067A publication Critical patent/JP2004286067A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4275433B2 publication Critical patent/JP4275433B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Sliding Valves (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Abstract

【課題】シール材が本来有する封止性などの機能を損なうことなく、腐食環境においても十分な耐久性を発揮できるシールプレートを提供する。
【解決手段】弾性材料からなりプレート本体の段差溝に装着される周環状のシール材40が、断面形状において、段差溝の底面に接合される底辺41と、段差溝の内側面に接合される内側辺42と、プレート本体の前面から弁座面に向かって突き出し弁座面に接離する弧状突出部46と、弧状突出部46の側方で段差溝の開放側に配置される開放側傾斜辺43と、弧状突出部の側方で段差溝の内側に配置される内側傾斜辺45とを有し、開放側傾斜辺の傾斜角θ1および内側傾斜辺の傾斜角θ2がθ2>θ1の関係にある。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゲート弁のシールプレートおよびシール材に関し、詳しくは、半導体製造装置の処理室などに組み込まれるゲート弁のシールプレートと、このようなシールプレートに用いられるシール材とを対象にしている。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造装置の処理室(チャンバーとも呼ばれる)は、高い気密性を要求されるとともに、被処理物であるシリコン基板などの出し入れが容易に行えることが要求される。処理室の基板が出入りする開口を開閉する気密性および開閉動作性に優れた弁構造として、シールプレートを用いたゲート弁が知られている。
シールプレートは、弁体として作動する盤状のプレート本体のうち、弁座面に接離する外周縁に沿って、弾性ゴムなどからなる周環状のシール材を取り付けている。シール材が弁座面に弾力的に圧接されることで、封止性を発揮する。
【0003】
具体的には、例えば、プレート本体の蟻溝に、断面が逆ハート形の封止材(シール材)を装着した構造のシールプレートが知られている(特許文献1参照)。
この従来技術では、シール材が蟻溝に嵌め込まれているだけなので、ゲート弁を開いたときに、弁座に固着したシール材が蟻溝から抜け出てしまうという問題がある。
このような問題を解消できる技術として、シールプレートに凹溝を形成し、この凹溝に、断面が略Ω形のシール材を挿入し、シール材の底面および左右の側面を凹溝に接着しておく技術が知られている(特許文献2)。
【0004】
この従来技術では、シール材が、その底面および左右の側面という広い範囲で凹溝と強固に接合された状態になるので、ゲート弁の開閉を繰り返しても、凹溝からシール材が脱落することが防止できる利点がある。しかも、略Ω形の断面形状を備えていることで、中央の凸部分を挟んで左右に延びるスカート状のフランジ部分が凹溝と接合されて固定されているので、圧縮されたときに、垂直成分と水平成分との双方の応力が発生し、小さな変形でも大きな圧縮応力が得られるので、良好な封止性が発揮できるとされている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−318373号公報
【0006】
【特許文献2】
特表2001−512897号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記した特許文献2の従来技術では、半導体製造装置などのゲート弁に使用したときに耐久性が劣るという問題がある。
その理由について検討したところ、半導体製造装置の処理室に存在する腐食性のガスやプラズマガス、イオン性ガスなどが、シール材を構成する弾性ゴム材料の腐食劣化を促進することで、シールプレートの気密性が損なわれてしまうのであることが判明した。
前記した略Ω形の断面形状を有するシール材では、中央の凸部分と、プレート本体の凹溝と接着されているフランジ部分との間に谷状の凹みが存在している。負荷時に中央の凸部分が変形すると、その影響で両側の谷状凹みに局部的に応力の高い部分が発生する。高応力下のゴム材料に、腐食性のあるプラズマガスなどが接触すると、ゴム材料の腐食劣化が促進されて、シール材の機能が低下してしまうことになる。無荷重状態では十分な耐腐食性が確認されているフッ素系ゴムなどからなるシール材であっても、前記した高応力状態で腐食環境と接触すると、極端に耐腐食性が低下してしまう。
【0008】
プレート本体の凹溝にシール材を接合する構造を採用した場合、凹溝との接合部分は実質的に変形せず、弁座面との接離部分では十分な弾力変形が必要であるため、その中間に存在する谷状凹み部分には、特に大きな応力が発生することになり、この部分から腐食が進行して、シール材の機能を低下させてしまう。
本発明の課題は、前記したゲート弁のシールプレートの技術において、シールプレート、特にシール材が本来有する封止性などの機能を損なうことなく、腐食環境においても十分な耐久性を発揮できるようにすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかるゲート弁のシールプレートは、ゲート弁の弁体に配置され弁体と対向する弁座面に接離するシールプレートであって、全体が盤状をなし、前記弁座面と対向する外周縁に沿って外周側が開放された段差溝を有するプレート本体と、弾性材料からなり前記プレート本体の段差溝に装着される周環状のシール材とを備えてなり、前記シール材は、その断面形状が、段差溝の底面に接合される底辺と、段差溝の内側面に接合される内側辺と、前記プレート本体の前面から前記弁座面に向かって突き出し弁座面に接離する弧状突出部と、弧状突出部の側方で前記段差溝の開放側に配置される開放側傾斜辺と、弧状突出部の側方で前記段差溝の内側に配置される内側傾斜辺とを有し、前記プレート本体の前面と直交する垂線方向に対する前記開放側傾斜辺の傾斜角θ1および前記垂線方向に対する前記内側傾斜辺の傾斜角θ2が、θ2>θ1の関係にある。
【0010】
〔ゲート弁〕
基本的には通常のゲート弁と同様の構造を有し、同様の用途に使用することができる。
半導体製造装置やプラズマ処理装置、薄膜形成装置、ドライエッチング装置など処理室において、被処理物である半導体基板などの出入口となる開口部分に適用できる。
ゲート弁の基本構造は、開口部分の周縁に配置される弁座と、弁座に対して接離自在で開口部分を遮蔽あるいは開放する弁体とを備える。弁座および弁体の材料や構造は、基本的には通常のゲート弁と同様の技術が適用できる。弁体の開閉動作は、弁座に対して垂線方向から直線的に移動して接離するもののほか、斜め方向から接離するもの、旋回を伴って接離するものなどもある。
【0011】
ゲート弁には、弁体あるいはシートプレートを駆動させる駆動機構を備えることができる。駆動機構には、機械的な駆動機構のほか、電磁気的な駆動機構なども採用できる。
ゲート弁は、独立した部品として構成されていて、完成された状態のゲート弁を装着する装置に組み込んで使用するようになっていてもよいし、ゲート弁の全体または一部が、ゲート弁が取り付けられる装置の構造部材と一体的に構成されていてもよい。例えば、弁座は、半導体製造装置の処理室において開口が設けられた壁面材の一部であることができる。
【0012】
〔シールプレート〕
ゲート弁の弁体に配置され弁体と対向する弁座面に接離する。
基本的には通常のゲート弁におけるシールプレートと共通する技術が適用できる。
シールプレートは、単独で弁体を構成する場合もあるし、他の部材と組み合わせられて弁体を構成する場合もある。
シールプレートの基本構造として、プレート本体とシール材を備える。
〔プレート本体〕
全体が盤状をなし、弁座面と対向する外周縁に沿って外周側が開放された段差溝を有する。
【0013】
プレート本体の材料は、使用条件に合わせて、必要な機械的強度や耐久性を有する材料が使用される。具体的には、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミ合金、ニッケル合金等の金属材料が採用できる。
プレート本体の全体形状は、ゲート弁が開閉する開口の形状に対応して開口を塞ぐことのできる形状を有している。例えば、開口が矩形状であれば、プレート本体は、開口よりも少し大きな矩形盤状のものが採用できる。開口の形状によって、矩形以外の多角形状や円形状、楕円形状、長円形状なども採用できる。プレート本体は、通常、平坦な盤状をなしているが、開閉する開口の形状によっては、曲面状をなす場合もある。
【0014】
プレート本体の厚みは、段差溝を設けた状態で必要な強度や機能が発揮できればよく、材質によっても異なる。例えば、長辺250〜350mm×短辺50mmの矩形状の場合に、厚みを10〜30mmに設定できる。
段差溝は、取り付けるシール材の形状に対応する構造を有する。段差溝には、プレート本体の前面よりも凹んだ底面と、プレート本体の中央側で底面から立ち上がる内側面を有する。プレート本体の外周側については、底面がプレート本体の外周端までつづいて開放されており、側面は存在しない。段差溝の具体的形状は、通常、底面と内側面とで構成されるL字形をなすが、内側面が傾斜している場合もある。底面あるいは内側面に凹凸が設けられる場合もある。
【0015】
〔シール材〕
弾性材料からなり、プレート本体の段差溝に装着され、周環状をなす。
シール材を構成する弾性材料は、通常のシールプレートにおけるシール材と同様の材料が使用できる。具体的には、フッ素系ゴムが挙げられる。使用環境に合わせて、耐腐食性、耐プラズマ性、耐熱性、耐真空性などの機能に優れた材料を選択して使用することができる。
シール材の断面形状は、段差溝の底面に接合される底辺と、段差溝の内側面に接合される内側辺と、プレート本体の前面から弁座面に向かって突き出し弁座面に接離する弧状突出部と、弧状突出部の側方で段差溝の開放側に配置される開放側傾斜辺と、弧状突出部の側方で段差溝の内側に配置される内側傾斜辺とを有する。
【0016】
底辺および内側辺は、段差溝すなわちシールプレートに対して十分な接合力が発揮できる長さを有する。具体的には、使用条件によっても異なるが、底辺の長さLを3〜10mm、内側辺の高さH2を0.5〜5mmに設定できる。底辺の長さLは、段差溝の底面の幅に対応する。内側辺の高さH2は、段差溝の深さに対応する。
内側辺は、通常、段差溝の底辺の端部から垂直に立ち上がるが、段差溝の内側面が傾斜している場合には傾斜辺になる場合もある。
弧状突出部は、段差溝に収容された状態で、段差溝の上端すなわちプレート本体の前面よりも突き出す。ゲート弁の使用状態で、弧状突出部が弁座面に向かって突き出して弁座面に接離し、弁座の開口を開閉する機能を果たす。弧状突出部は、円弧状、楕円弧状を包含する滑らかな曲線弧をなしている。弁座に対して滑らかに接離して弾力的に変形できる形状が好ましい。
【0017】
シール材に加わる負荷の大きさや弁座面との隙間量などの条件に合わせて、弧状突出部の段差溝上端に対する突出量すなわち出代H1を適切な量に設定することで、必要とされる封止機能を実現することができる。例えば、シールプレート幅250mmの場合、深さ3〜8mmの段差溝にシール材が配置され、シール材の出代H1を、0.5〜2.0mmに設定できる。大口径ゲートバルブ用などでシールプレート幅350mmの場合は、深さ5〜10mmの段差溝にシール材が配置され、シール材のH1を、1.0〜3.0mmに設定できる。
曲率半径R/出代H1=0.5〜1.1に設定できる。曲率半径Rが小さ過ぎると、弁座面との接触幅が狭くなって実質的に線接触になってしまい、封止性が低下する。曲率半径Rが大き過ぎると、負荷時にシール材の変形量が少なくなり、やはり封止性が低下する。弁座と弁体との取付誤差や寸法誤差、ガタなどをシール材の弾力変形によって吸収することが難しくなる。結果として、弧状突出部の頂部における曲率半径Rは0.7〜1.5mmになる。
【0018】
弧状突出部の両側に配置される傾斜辺のうち、開放側傾斜辺は、シールプレート装着時に弧状突出部に対して段差溝の開放側に配置される。内側傾斜辺は、段差溝の内側に配置される。半導体製造装置などの処理室に配置されるゲート弁の場合、ゲート弁を閉じた状態では、段差溝の内側空間は処理室の内部空間と連通する。内側傾斜辺は、処理室内のガスやプラズマと触れることになる。これに対して、段差溝の開放側は処理室の外部空間に連通し、処理室内のガスやプラズマと接触することはない。
何れの傾斜辺も、上端を弧状突出部と滑らかに連続させてつなげることができる。開放側傾斜辺の下端は、底辺につなげることができる。内側傾斜辺は、内側辺につなげることができる。
【0019】
両傾斜辺の傾斜角度を以下の条件に設定する。プレート本体の前面と直交する垂線方向に対する開放側傾斜辺の傾斜角θ1と、同じ垂線方向に対する内側傾斜辺の傾斜角θ2とで、θ2>θ1の関係を満足するように設定する。θ2とθ1の差は35°以下に設定できる。
開放側傾斜辺の傾斜角θ1は、15〜30°が好ましい。傾斜角θ1が小さ過ぎると、負荷時に弧状突出部が座屈を起こし易くなる。傾斜角θ1が大き過ぎると、負荷時に開放側への逃げ変形が生じ難くシール材の変形量が少なくなって、弁座面の封止が不十分になってリークが発生し易い。弁座と弁体との位置誤差やガタをシール材の弾性変形によって吸収することが困難になる。
【0020】
内側傾斜辺の傾斜角θ2は、30〜50°が好ましい。傾斜角θ2が小さ過ぎると、弧状突出部から両側の傾斜辺で構成されるシール材の弾性変形に主に関わる部分の肉厚Wが小さくなり耐腐食性が低下する。傾斜角θ2が大き過ぎると、内側傾斜辺が腐食性ガスやプラズマと接触する範囲が広くなり耐腐食性が低下する。
内側傾斜辺と段差溝の内面と接合される内側辺とを、延出辺でつなぐことができる。延出辺は、段差溝の上端と同じ高さ位置で、底辺と平行な水平方向に延ばすことができる。延出辺は、負荷時に内側傾斜辺の根元部分における応力を低減し、シール材の成形製造において、プレス成形後のバリ取り加工で、バリ取り刃物がシール材を傷付けることを防止するのに有効である。延出辺の長さFは、0.5mm以上に設定できる。
【0021】
シール材としては、上記した以外にも通常のシール材が有する構造や技術を組み合わせて採用することができる。例えば、シール材を構成する弾性材料を部分的に変えたり、金属や繊維などの非弾性材料を組み合わせたり、シール材の内部に空洞を設けたりすることができる。
シール材を段差溝に接合する手段は、通常の接着型シール材と同様の手段が採用できる。例えば、段差溝の底面および内側面と、シール材の底辺および内側辺とを、接着剤によって接合することができる。接着剤として、シリコン系接着剤、シアノアクリル系接着剤などが使用できる。
【0022】
接着作業としては、通常、以下の方法が採用できる。シール材となる未加硫ゴム材料に接着剤を塗布してプレートに加熱接着する。つぎに、プレートと未加硫ゴムとを一体的に熱プレス成形することで、未加硫ゴムを加硫成形する。これとは別の方法として、ゴム材料を加硫成形してシール材の成形品を得た後、得られた成形品をプレートに接着剤を用いて加熱接着する方法も採用できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
〔半導体製造装置〕
図1は、本発明のシールプレートおよびシール材を用いたゲート弁構造を備える半導体製造装置を示す。
半導体製造装置10には、開閉可能な閉塞蓋14で塞がれた処理室12の内部で上下に電極16,18が配置されている。両電極16、18には配線17、19を介して電圧が印加される。処理室12の壁材は配線11でアースされており、各電極16、18との間に電圧を印加することができる。下側電極16に、シリコン基板などの被処理物Wが配置される。各配線11、17、19間に印加される高周波電圧の作用で、処理室12内に発生させたプラズマによって、被処理物Wに所望のプラズマ処理を施すことができる。図示を省略したが、処理室12には、処理ガスの導入路や真空排気路なども接続される。
【0024】
処理室12の側壁には、シリコン基板などの被処理物Wを出し入れするための開口15が設けられる。開口15の外側には通路20が連結されている。通路20を搬送されてくる被処理物Wが、開口15から処理室12に送りこまれる。処理済みの被処理物Wは、開口15から通路20を経て、外部に取り出したり、次の処理工程へと送り出されたりする。
〔ゲート弁〕
開口15の外側には、ゲート弁の弁体となるシールプレート30のプレート本体32が配置されて、開口15を塞ぐ。図示を省略しているが、プレート本体32は、開口15を塞ぐ位置と開口15を開放する位置との間を移行動作するように、駆動機構を備えている。処理室12の側壁外面で開口15の外周縁部分が、ゲート弁の弁座面として機能する。弁座部分は、処理室12の壁面材とは別の部材で作製されていて、開口15に嵌め込み取り付けしておくことができる。
【0025】
プレート本体32のうち、弁座面12と対面する外周部分に、弾性材料からなる周環状のシール材40が取り付けられている。シール材40が開口15の外側で弁座面12と接離することで、開口15の封止および開放を果たす。
〔シール材〕
図3(a)に示すように、シール材40は、プレート本体32のうち、弁座面12と対面する側の周縁部分に配置された段差溝34に装着される。
段差溝34は、プレート本体32の隅角部分をL形に切り取った形状をなしており、プレート本体32の前面と直交する内側面と、内側面と直交してプレート本体32の前面と平行な底面とを有する。
【0026】
図2に詳しく示すように、シール材40はその断面形状が、底辺41、内側辺42、延出辺44、内側傾斜辺45、弧状突出部46および開放側傾斜辺43で構成されている。
底辺41は、段差溝34の底面幅と同じ長さLを有している。内側辺42は、底辺41の端部から垂直に立ち上がっており、段差溝34の深さと同じ高さH2を有する。底辺41と内側辺42が、段差溝34の底面および内側面に当接し、接着剤によって接合される。これによって、シール材40がプレート本体32に強固に取り付けられる。底辺41の先端は、段差溝34の外周端面に臨み、内側辺42の上端は段差溝34の上端位置に配置されている。
【0027】
弧状突出部46は、曲率半径Rの円弧状をなす。図3(a)(b)に示すように、弧状突出部46の先端が弁座面12に当接し、弾力的に変形することで、弁座面12を気密性良好に封止することができる。
開放側傾斜辺43の上端は、弧状突出部46と滑らかに連続し、下端は底辺41の先端につながっている。開放側傾斜辺43は、底辺41と直交する垂線方向に対して傾斜角θ1を有している。
内側傾斜辺45の上端も、弧状突出部46と滑らかに連続している。下端は延出辺44の先端につながっている。内側傾斜辺45は、底辺41と直交する垂線方向に対して傾斜角θ2を有している。図2に明らかなように、θ2>θ1の関係にある。
【0028】
延出辺44は、内側傾斜辺45の下端と内側辺42の上端とを水平方向につないでおり、長さFを有する。
延出辺44から弧状突出部46の先端までの高さH1が、図3(a)において、段差溝34からのシール材40の突出高さになる。図2において、肉厚Bは、延出辺44と内側傾斜辺45との接続位置と、同じ高さ位置における開放側傾斜辺43の途中位置との間における水平方向の幅であり、シール材40の弾性変形に主に関与する部分の幅を規定する。
〔シール材のシール作用〕
図3(a)に示すように、プレート本体32の外周縁に沿ってシール材40が接合された状態で、シールプレート30を弁座面12と対面させる。
【0029】
図3(b)に示すように、シールプレート30を弁座面12に向かって移行させると、シール材40の弧状突出部46の先端が弁座面12に当接する。さらにシールプレート30を移行させると、弧状突出部46が弾力的に変形することで、弁座面12に対して広い範囲で面接触をした状態で圧接される。これによって、シール材40の両側の空間が遮断される。
その結果、図1において、処理室12の内部空間が、通路20側の空間に対して気密状態で封止される。この状態で、処理室12の内部における各種処理作業が行われる。
【0030】
図3(b)に矢印で示すように、処理室12内のプラズマガスなどは、プレート本体32と弁座面12との隙間を通って、シール材40の内側傾斜辺45と接触する位置に到達する。
もしも、内側傾斜辺45に大きな応力が発生していると、応力下におけるプラズマガスの腐食促進作用によって、プラズマガスが接触する内側傾斜辺45の腐食劣化が進行することになる。
しかし、前記実施形態では、内側傾斜辺45には大きな応力が発生せず、内側傾斜辺45に隣接する延出辺44や、延出辺44と内側辺42との連結位置、内側傾斜辺45から弧状突出部46に至る露出部分の全領域においても、局部的に大きな応力が発生することがない。
【0031】
その理由は、以下のように考えられる。
図3(b)において、弧状突出部46に対して垂直方向に負荷が加わると、弧状突出部46が押し潰されるように変形するとともに、弧状突出部46から両傾斜辺43、45が左右に拡がるように変形しようとする。
このとき、内側傾斜辺45は、相対的に傾斜角度θ2が大きく、しかも、下端は延出辺44を経て内側辺42につながっている。内側辺42は段差溝34の内側面で拘束されている。これに対し、開放側傾斜辺43は、相対的に傾斜角度θ1が小さく、しかも、上下の全長にわたって側方に開放されている。
【0032】
そのため、開放側傾斜辺43は外側に膨れるように変形し易く、内側傾斜辺45はあまり変形しない。大きく変形する開放側傾斜辺43とその近傍には大きな変形応力が生じ、あまり変形しない内側傾斜辺45とその近傍には小さな変形応力しか発生しない。
プラズマなどの腐食性ガスが接触する可能性のある内側傾斜辺45とその近傍に大きな変形応力が発生しないので、応力下における腐食促進作用が生じ難い。
その結果、ゲート弁の開閉動作を繰り返し、シール材40に繰り返し応力が発生しても、腐食性ガスによるシール材40の腐食劣化が生じ難くなる。
【0033】
図4は、図3(b)の状態におけるシール材40の模式的な応力分布を等応力線で表現している。図中にハッチングを施した領域が、特に高い応力が発生しているところである。この応力状態では、弁座面12から直接に圧力が加わる弧状突出部46に大きな応力が発生し、そこからシール材40の内部に向かって徐々に応力が小さくなっている。但し、シール材40は左右対称形ではなく、段差溝34による拘束もあるので、左右で応力分布に偏りが生じている。具体的には、開放側傾斜辺43の側に比較的に大きな応力が発生し、内側傾斜辺45の側には比較的に小さな応力しか発生していない。なお、開放側傾斜辺43の下端と底辺41との隅角部では特に大きな応力が発生している。
【0034】
処理室12側からの腐食性ガスと接触する内側傾斜辺45を含む露出面には、局部的に大きな応力が発生している個所はなく、全体としても、比較的に小さな応力しか発生していないので、応力下における腐食促進作用は働かない。
開放側傾斜辺43の側では、露出面に応力集中個所が存在するが、こちら側では腐食性ガスが接触することはないので、腐食が促進される心配はない。
【0035】
【実施例】
本発明のシール材およびシールプレートを具体的に作製し、その性能を評価した結果を示す。
〔シール材およびシールプレート〕
図2に示す構造のシール材40を、フッ素ゴムを材料にして作製した。
シール材40の各部の寸法を、表1に示すとおりに設定した。表1に記載された以外の個所における寸法は、以下のとおりである。
底辺の長さL=4.25mm
内側辺の高さH2=1.5mm
延出辺の長さF=0.5mm
シール材の肉厚B=3.24mm
シールプレート30は、アルミ(JIS A6063)を材料とし、寸法225×40×11.5mmの概略矩形板状をなす。
【0036】
比較例1として、特表2001−512897号公報に開示された断面Ω形のシール材を、同じ材料で作製したものを用いた。概略寸法は、全幅4.5mm、全高2.4mmである。
〔有限要素解析〕
一般的な有限要素解析(FEA)法を適用して、シール材の変形および発生する応力を求めた。
解析条件は以下のとおりであった。
シール材の材質:フッ素ゴム相当の線形体
弁座面の材質:アルミニウム相当の剛体
摩擦係数:1.0
圧縮荷重:1.6N/mm(0.165kgf/mm)
図4に示す構造において、シール材の接着面ではシール材は動かないので完全な拘束状態であると仮定した。弁座面から垂直に圧縮荷重を与えるという条件で有限要素解析を行った。図4に示すような応力分布線図が得られた。解析データから、シール材と弁座面との接触幅およびシール材の変形量を求めた。図5は比較例1のシール材90について、同じ解析条件で解析したときの応力状態を示す。
【0037】
〔密封性試験〕
アムスラー圧縮試験機を使用した。シールプレートのシール材の上に、弁座面となるフランジ板を置き、厚み方向に所定の圧縮負荷を加えた。フランジ板とシール材の中央空間にヘリウムリークディテクターを接続した。シール材の外側空間にヘリウムガスを供給した。ヘリウムリークディテクターで検出されたヘリウム量をシール材の漏洩量として測定した。
測定結果を、以下の評価基準で評価判定した。
○:10−8Pa・m以下
△:10−8〜10−5Pa・m
×:10−5Pa・m以上
〔耐久性試験〕
プラズマCVD処理装置のゲート部にシールプレートを装着し、プラズマCVD処理を繰り返して、シール材の腐食状況を観察評価した。
【0038】
作業条件は以下のとおりであった。
作業処理:プラズマCVD
シールプレート装着個所:ゲート部
導入ガス:SiH、O、He、Ar/NF
プラズマ出力:RF3200W/MW3200W
設定温度:120℃
弁座の材質:アルミ
被処理物の処理枚数を10000枚まで実施した。シール材の損傷が甚だしく実用に耐えないと判断された場合は、その時点で試験を中止した。具体的には、シール材の肉厚Bが50%以下になった時点で使用に耐えない、と判定した。
【0039】
試験結果を、以下の評価基準で評価判定した。
○:処理枚数5000枚以上
△:処理枚数5000〜1000枚
×:処理枚数1000枚以下
−:密封性試験で十分な密封性が得られなかったため、試験せず。
各試験の結果を、表1に示す。
【0040】
【表1】
Figure 2004286067
【0041】
〔評価〕
(1) 開放側傾斜辺の傾斜角θ1および内側傾斜辺の傾斜角θ2を適切に設定することで、良好な密封性を維持しながら、腐食劣化を起こしにくく、実用性に優れたシールプレートおよびシール材が得られる。
具体的には、試験例3、4、9、10、15、16は、変形量および接触幅が適切で、密封性に優れ、腐食環境での耐久性にも優れている。
(2) 比較例1についても同様の耐久性試験を行なったところ、処理枚数約500枚でシール材の肉厚Bが削り取られて試験前の60%まで減ってしまっていた。
【0042】
図5に示すように、比較例1では、負荷状態において、中央の凸部分の両側に存在する谷状の凹み部分に局部的に大きな応力集中が発生しており、この応力集中部分で腐食が促進されて、前記したような耐久性に劣る結果となったものと判断できる。
試験後のシール材を観察すると、腐食環境に晒される側で谷状の凹み部分から中央の凸部分の側面にかけて大きく削り取られていることが確認できた。
【0043】
【発明の効果】
本発明にかかるシールプレートは、プレート本体の外周縁で外周側が開放された段差溝にシール材を装着して、シール材の断面形状で底辺と内側辺とを段差溝に接合しているとともに、シール材の弧状突出部の両側に配置された開放側傾斜辺の傾斜角θ1と内側傾斜辺の傾斜角θ2とが、θ2>θ1の関係にあることによって、使用状態で腐食環境に晒される内側傾斜辺とその近傍部分に、局部的に大きな応力が発生し難くなる。高応力下における腐食促進作用が発生せず、シール材の腐食耐久性が大幅に向上することになる。
【0044】
その結果、ゲート弁におけるシールプレートおよびシール材の交換間隔が延長され、ゲート弁が取り付けられた半導体製造装置などの稼動率あるいは生産性の向上に大きく貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を表す使用状態の断面図
【図2】シール材の断面図
【図3】シール材の装着状態(a)および封止状態(b)の断面図
【図4】応力分布状態を示す模式図
【図5】従来技術の応力分布状態を示す模式図
【符号の説明】
10 半導体製造装置
12 処理室
15 基板出入口
20 基板出入通路
30 シールプレート
32 プレート本体
34 段差溝
40 シール材
41 底辺
42 内側辺
43 開放側傾斜辺
44 延出部
45 内側傾斜辺
46 弧状突出部

Claims (4)

  1. ゲート弁の弁体に配置され弁体と対向する弁座面に接離するシールプレートであって、
    全体が盤状をなし、前記弁座面と対向する外周縁に沿って外周側が開放された段差溝を有するプレート本体と、
    弾性材料からなり前記プレート本体の段差溝に装着される周環状のシール材とを備えてなり、
    前記シール材は、その断面形状が、段差溝の底面に接合される底辺と、段差溝の内側面に接合される内側辺と、前記プレート本体の前面から前記弁座面に向かって突き出し弁座面に接離する弧状突出部と、弧状突出部の側方で前記段差溝の開放側に配置される開放側傾斜辺と、弧状突出部の側方で前記段差溝の内側に配置される内側傾斜辺とを有し、
    前記プレート本体の前面と直交する垂線方向に対する前記開放側傾斜辺の傾斜角θ1および前記垂線方向に対する前記内側傾斜辺の傾斜角θ2が、θ2>θ1の関係にある
    ゲート弁のシールプレート。
  2. 前記シール材が、
    前記開放側傾斜辺の傾斜角θ1が15〜30°であり、
    前記内側傾斜辺の傾斜角θ2が30〜50°である
    請求項1に記載のゲート弁のシールプレート。
  3. 前記シール材が、
    前記弧状突出部と前記開放側傾斜辺および前記内側傾斜辺とが滑らかに連続しており、
    前記弧状突出部の曲率半径Rと、前記段差溝の上端から弧状突出部の先端までの距離H1とが、R/H1=0.5〜1.1の関係にある
    請求項1または2に記載のゲート弁のシールプレート。
  4. 請求項1〜3の何れかに記載のシールプレートに用いられ、弾性材料からなり前記プレート本体の段差溝に装着される周環状のシール材であって、
    その断面形状が、
    前記段差溝の底面に接合される底辺と、
    前記段差溝の内側面に接合される内側辺と、
    前記プレート本体の前面から突き出す弧状突出部と、
    前記弧状突出部の側方で前記段差溝の開放側に配置される開放側傾斜辺と、
    前記弧状突出部の側方で前記段差溝の内側に配置される内側傾斜辺とを備え、
    前記プレート本体の前面と直交する垂線方向に対する前記開放側傾斜辺の傾斜角θ1および前記垂線方向に対する前記内側傾斜辺の傾斜角θ2が、θ2>θ1の関係にある
    シールプレート用のシール材。
JP2003076220A 2003-03-19 2003-03-19 ゲート弁のシールプレートおよびシール材 Expired - Lifetime JP4275433B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003076220A JP4275433B2 (ja) 2003-03-19 2003-03-19 ゲート弁のシールプレートおよびシール材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003076220A JP4275433B2 (ja) 2003-03-19 2003-03-19 ゲート弁のシールプレートおよびシール材

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004286067A true JP2004286067A (ja) 2004-10-14
JP4275433B2 JP4275433B2 (ja) 2009-06-10

Family

ID=33291329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003076220A Expired - Lifetime JP4275433B2 (ja) 2003-03-19 2003-03-19 ゲート弁のシールプレートおよびシール材

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4275433B2 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005252184A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Nippon Valqua Ind Ltd 真空用ゲート弁のシールプレートおよびこれに用いられるシール部材
WO2008001683A1 (fr) * 2006-06-29 2008-01-03 Nippon Valqua Industries, Ltd. Vanne à obturateur pour vide et élément d'étanchéité utilisé pour celle-ci
JP2013113327A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Nippon Valqua Ind Ltd ゲート弁
CN107907647A (zh) * 2017-12-15 2018-04-13 重庆晓微城企业孵化器有限公司 控制生物传感器储液腔通断状态的截断装置
CN114348541A (zh) * 2022-01-06 2022-04-15 湖南时代阳光药业股份有限公司 一种药品生产用输送带

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637657U (ja) * 1992-10-20 1994-05-20 エヌオーケー株式会社 ガスケット
JPH07211044A (ja) * 1994-01-20 1995-08-11 Fujitsu Ltd 磁気ディスク駆動装置の密閉構造
JP2001311470A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Nok Corp カバーガスケット
JP2002228043A (ja) * 2001-01-11 2002-08-14 Vat Holding Ag 真空バルブ
JP2002310307A (ja) * 2001-04-13 2002-10-23 Smc Corp 遮断弁の弁構造
JP2003049949A (ja) * 2001-05-29 2003-02-21 Nok Corp ガスケット
JP2003056704A (ja) * 2001-03-09 2003-02-26 Nok Corp ガスケット
JP2004036630A (ja) * 2002-06-28 2004-02-05 Nok Corp ガスケット及び二部材間の密封構造
JP2005252184A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Nippon Valqua Ind Ltd 真空用ゲート弁のシールプレートおよびこれに用いられるシール部材
WO2008001683A1 (fr) * 2006-06-29 2008-01-03 Nippon Valqua Industries, Ltd. Vanne à obturateur pour vide et élément d'étanchéité utilisé pour celle-ci

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637657U (ja) * 1992-10-20 1994-05-20 エヌオーケー株式会社 ガスケット
JPH07211044A (ja) * 1994-01-20 1995-08-11 Fujitsu Ltd 磁気ディスク駆動装置の密閉構造
JP2001311470A (ja) * 2000-04-28 2001-11-09 Nok Corp カバーガスケット
JP2002228043A (ja) * 2001-01-11 2002-08-14 Vat Holding Ag 真空バルブ
JP2003056704A (ja) * 2001-03-09 2003-02-26 Nok Corp ガスケット
JP2002310307A (ja) * 2001-04-13 2002-10-23 Smc Corp 遮断弁の弁構造
JP2003049949A (ja) * 2001-05-29 2003-02-21 Nok Corp ガスケット
JP2004036630A (ja) * 2002-06-28 2004-02-05 Nok Corp ガスケット及び二部材間の密封構造
JP2005252184A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Nippon Valqua Ind Ltd 真空用ゲート弁のシールプレートおよびこれに用いられるシール部材
WO2008001683A1 (fr) * 2006-06-29 2008-01-03 Nippon Valqua Industries, Ltd. Vanne à obturateur pour vide et élément d'étanchéité utilisé pour celle-ci

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005252184A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Nippon Valqua Ind Ltd 真空用ゲート弁のシールプレートおよびこれに用いられるシール部材
JP4578829B2 (ja) * 2004-03-08 2010-11-10 日本バルカー工業株式会社 真空用ゲート弁のシールプレートおよびこれに用いられるシール部材
WO2008001683A1 (fr) * 2006-06-29 2008-01-03 Nippon Valqua Industries, Ltd. Vanne à obturateur pour vide et élément d'étanchéité utilisé pour celle-ci
JP4774549B2 (ja) * 2006-06-29 2011-09-14 日本バルカー工業株式会社 真空用ゲート弁およびこれに用いられるシール部材
US8074967B2 (en) 2006-06-29 2011-12-13 Nippon Valqua Industries, Ltd. Gate valve for vacuum and seal member used therefor
KR101093330B1 (ko) 2006-06-29 2011-12-14 닛폰 바루카 고교 가부시키가이샤 진공용 게이트 밸브 및 이것에 사용되는 실 부재
TWI386577B (zh) * 2006-06-29 2013-02-21 Nihon Valqua Kogyo Kk 真空用入口栓及使用該入口栓之密封構件
JP2013113327A (ja) * 2011-11-25 2013-06-10 Nippon Valqua Ind Ltd ゲート弁
US9611940B2 (en) 2011-11-25 2017-04-04 Nippon Valqua Industries, Ltd. Gate valve
CN107907647A (zh) * 2017-12-15 2018-04-13 重庆晓微城企业孵化器有限公司 控制生物传感器储液腔通断状态的截断装置
CN107907647B (zh) * 2017-12-15 2023-08-25 重庆晓渝机器人有限公司 控制生物传感器储液腔通断状态的截断装置
CN114348541A (zh) * 2022-01-06 2022-04-15 湖南时代阳光药业股份有限公司 一种药品生产用输送带

Also Published As

Publication number Publication date
JP4275433B2 (ja) 2009-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR970002000B1 (ko) 유체제어기
JP5234116B2 (ja) 2材質複合ガスケット
KR101269267B1 (ko) 실링 플레이트, 실링 플레이트에 사용되는 실링 부재 및 이들의 제조방법
JP2002520811A (ja) プラズマ処理用2重スリット弁ドア
US8074967B2 (en) Gate valve for vacuum and seal member used therefor
US11231108B2 (en) Composite seal member
JP2003014126A (ja) 蟻溝用シール材
TW200933055A (en) Bonded slit valve door seal with thin non-metallic film gap control bumper
KR20150067166A (ko) 복합 시일
JP2004286067A (ja) ゲート弁のシールプレートおよびシール材
JP4721880B2 (ja) プランジャポンプおよびこれを用いたポンプ装置
CN112469932B (zh) 复合密封件
US20100144147A1 (en) Sample holding tool, sample suction device using the same and sample processing method using the same
JP5638401B2 (ja) メタルガスケット
JP6160926B2 (ja) ゲートバルブ
JP5777315B2 (ja) 複合シール材
JP4578829B2 (ja) 真空用ゲート弁のシールプレートおよびこれに用いられるシール部材
JP2002195411A (ja) ガスケット
JP3986301B2 (ja) 金属ガスケットによる密封構造および密封方法
JP2002081555A (ja) ゲートバルブ装置及びその製造方法
JP4139944B2 (ja) ガスケット
JP5592727B2 (ja) シールプレートおよびこれに用いられるシール材
US20240026975A1 (en) Sealing member with lip seal
JP7307474B2 (ja) シール部材およびその製造方法、並びに気密摺動機構
JP2018055763A (ja) 燃料電池の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060112

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080724

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080812

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080926

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090224

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090304

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4275433

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120313

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130313

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140313

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term