JP3043886B2 - 真空容器開口部の閉鎖装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置等におけ
る真空容器開口部の閉鎖装置に係り、特にそのシール機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の閉鎖装置においては、特
開平１−２１８６２８号に示されるような密封面及び閉
鎖部材を用いたシール構造が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例の構造で
は、閉鎖部材の両側の室に圧力差が生じた場合、閉鎖部
材に開口軸線方向の大きな力が作用し、ピストンロッド
が曲ったり、あるいは閉鎖部材が軸線方向に移動し、シ
ール材が押し付けられた状態で滑ることによって損傷を
受けることが懸念される等の課題がある。

【０００４】閉鎖部材の片方が大気圧、もう一方が真空
雰囲気となることは、半導体製造装置等においては頻繁
に起る状況であり、この状況が繰返し起ることによって
シール材が短期間に磨耗することになる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明装置は上記の課題
を解決するため、図１に示すように、真空容器（６０）
を構成する一つの壁面（６５）に、外部に開口する開口
部（１）を形成するとともに、この開口部（１）の内側
に、水平方向に流体の流れ通路を形成する受座開口（２
０）を備えており、しかも前記受座開口（２０）の周縁
部に、シール座面（１０）を備え、かつゲート（４０）
をその上部に設けたゲート挿入用開口（１０Ｆ）より没
入可能である受座（１６）を配設し、該受座（１６）と
これと共同して作用するゲート（４０）とにより前記開
口部（１）を閉鎖する真空容器開口部の閉鎖装置におい
て、前記シール座面（１０）は、前記受座開口（２０）
の上方側で水平方向かつ環状に延びる第１シール面（１
０Ａ）と、前記受座開口（２０）内に構成される空間部
の内壁を構成する一対の内方端面で上下方向に延びる第
２シール面（１０Ｂ、１０Ｂ）と、前記受座開口（２
０）の下方側で水平方向に延びる第３シール面（１０
Ｃ）と、前記第２シール面（１０Ｂ，１ＯＢ）と前記第
３シール面（１０Ｃ）とを結ぶように円弧状に形成され
た円弧状端部シール面（１０Ｅ，１０Ｅ）と、で構成さ
れており、前記第１シール面（１０Ａ）は、前記受座
（１６）に形成されたゲート挿入用開口１０Ｆの周縁部
に沿って形成され、かつ前記第１シール面（１０Ａ）
は、２本の平行な直線部（１０Ｄ，１０Ｄ）と、該直線
部（１０Ｄ，１０Ｄ）の端部間をそれぞれ接続するよう
に形成された弧状部（Ｒ，Ｒ）とから構成されるととも
に、この第１シール面（１０Ａ）は、ゲート（４０）を
上下動駆動するようにゲート（４０）の上方に配設され
た駆動源（８０）側から見て下方に向かうにしたがって
内側に傾斜するテーパー面を備えた擂鉢状に形成されて
おり、さらに前記第１シール面（１０Ａ）の擂鉢状のテ
ーパー斜面は、前記開口部（１）の中心を貫通するよう
に向かって延びる軸線方向の開口軸（Ａ−Ａ）を含む水
平面（Ｂ）に対して、第１角度（α）の角度をなしてお
り、前記第２シール面（１０Ｂ、１０Ｂ）は、前記第１
シール面（１０Ａ）の両弧状部（Ｒ，Ｒ）の内周側の一
端から、それぞれ下方に向かうにしたがって内側に傾斜
するようにテーパー面を備えた擂鉢状に形成されてお
り、さらにこの擂鉢状の斜面は、前記開口部（１）の中
心を貫通するように向かって延びる軸線方向の開口軸
（Ａ−Ａ）を含む水平面（Ｂ）に対して、第２角度
（β）の角度をなしており、前記第３シール面（１０
Ｃ）は、前記第２シール面（１０Ｂ、１０Ｂ）を互いに
連結するように、前記受座（１６）の底面に平行に形成
されており、前記受座開口（２０）を開閉するゲート
（４０）には、前記第１〜第３シール面（１０Ａ、１０
Ｂ、１０Ｂ、１０Ｃ）および円弧状端部シール面（１０
Ｅ，１０Ｅ）にそれぞれ密着され、互に連接された第１
〜第３シール材部分（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｂ、３０
Ｃ）よりなるシール材（３０）を装着して、前記ゲート
（４０）を前記水平面（Ｂ）と直交する軸線方向に移動
可能に配置したことを特徴とする。

【０００６】

【作 用】以上のような構成を有するので、閉鎖時には
シール材３０を装着したゲート４０を、第１〜第３シー
ル面１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｃにそれぞれシール
材３０の第１〜第３シール部材３０Ａ、３０Ｂ、３０
Ｂ、３０Ｃが密着するよう移動させると、第１シール部
材３０Ａは第１シール面１０Ａの角度αによるテーパ効
果によって、第２シール部材３０Ｂ、３０Ｂは第２のシ
ール面１０Ｂ、１０Ｂの角度βによるテーパ効果によっ
て、第３シール部材３０Ｃは第３シール面１０Ｃにゲー
ト４０の移動による押付けによってシール材３０が押し
つぶされてシールを達成することになる。また開放時に
はゲート４０を逆方向に移動させることにより、受座開
口２０を開放することになる。

【０００７】

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例を説明す
る。図１（Ａ）は本発明装置の１実施例の構成をゲート
側と受座側に分けて示した斜視図、図１（Ｂ）は同じく
受座の説明用斜視図、図２は本実施例の全体構成を示す
説明用縦断面図である。

【０００８】本実施例においては、図１（Ａ），図２に
示すように真空容器６０の一つの壁面６５に開口部１が
設けられ、その開口部１を有する壁面６５の内側にシー
ル座面１０を設けた受座１６を、開口部１の周囲を溶接
または図２に示すようにシール材等の封止手段により気
密結合する。

【０００９】シール材３０を装着したゲート４０は他の
壁面６６に設けた開口５５を貫通して伸び、同じく他の
壁面６６に固定された駆動源８０と連結されたステム軸
５０に結合され、開口軸Ａ−Ａとほぼ直交方向の平面内
にて移動可能である。開口５５はシール材あるいはベロ
ーズ等の手段により密閉し、真空容器６０の気密を破壊
することなく直線運動をゲート４０に伝達できる。

【００１０】この開口部（１）の内側に、水平方向に流
体の流れ通路を形成する受座開口（２０）を備えてい
る。受座開口（２０）の周縁部に、シール座面（１０）
を備え、かつゲート（４０）をその上部に設けたゲート
挿入用開口（１０Ｆ）より没入可能である受座（１６）
が配設されている。ゲート４０は、受座１６のシール座
面１０に嵌挿されて受座開口２０を開閉する。

【００１１】受座１６は図１（Ｂ）に示すように、シー
ル座面１０が形成されている。このシール座面１０は、
受座開口（２０）の上方側で水平方向かつ環状に延びる
第１シール面（１０Ａ）と、前記受座開口（２０）の互
いに対向する一対の内方端面で略上下方向に延びる第２
シール面（１０Ｂ、１０Ｂ）と、前記受座開口（２０）
の下方側で略水平方向に延びる第３シール面（１０Ｃ）
と、前記第２シール面（１０Ｂ，１ＯＢ）と前記第３シ
ール面（１０Ｃ）とを結ぶように円弧状に形成された円
弧状端部シール面（１０Ｅ，１０Ｅ）とで構成されてい
る。

【００１２】第１シール面（１０Ａ）は、前記受座（１
６）に形成されたゲート挿入用開口１０Ｆの周縁部に沿
って形成され、かつ前記第１シール面（１０Ａ）は、２
本の平行な直線部（１０Ｄ，１０Ｄ）と、該直線部（１
０Ｄ，１０Ｄ）の端部間をそれぞれ接続するように形成
された弧状部（Ｒ，Ｒ）とから構成されている。

【００１３】この第１シール面（１０Ａ）は、駆動源
（８０）側から見て下方に向かうにしたがって内側に傾
斜するテーパー面を備えた擂鉢状に形成されており、さ
らにこの擂鉢状の斜面は、前記開口部（１）の中心を貫
通するように向かって延びる軸線方向の開口軸（Ａ−
Ａ）を含む水平面（Ｂ）に対して、第１角度（α）の角
度をなしている。

【００１４】また、第２シール面（１０Ｂ、１０Ｂ）
は、前記第１シール面（１０Ａ）の両弧状部（Ｒ，Ｒ）
の内周側の一端から、それぞれ下方に向かうにしたがっ
て内側に傾斜するようにテーパー面を備えた擂鉢状に形
成されている。

【００１５】さらに、この擂鉢状の斜面は、前記開口部
（１）の中心を貫通するように向かって延びる軸線方向
の開口軸（Ａ−Ａ）を含む水平面（Ｂ）に対して、第２
角度（β）の角度をなしている。

【００１６】さらに、第２シール面（１０Ｂ、１０Ｂ）
を互いに連結するように、前記受座（１６）の底面に略
平行に形成されている。受座１６に、これらの第１〜第
３シール面１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｃで囲まれる
開口軸Ａ−Ａの方向に貫通する受座開口２０が設けられ
ている。すなわち、開口部（１）の内側に、水平方向に
流体の流れ通路を形成する受座開口（２０）を備えてい
る。この受座１６は図２に示すように、真空容器６０の
開口部１に開口部１と受座開口２０とが開口軸Ａ−Ａを
合致させて取り付けられる。

【００１７】ゲート４０には図１（Ａ）に示すように、
第１〜第３シール面１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｃに
それぞれ密着するよう、互に連接された第１〜第３シー
ル材部分３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｂ、３０Ｃよりなるシー
ル材３０が装着されている。ゲート４０は水平面Ｂと直
交する軸方向に移動可能ならしめられている。

【００１８】シール材３０は各第１〜第３シール面１０
Ａ、１０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｃと全ての長手方向の部分が
密着可能な寸法になっている。３０ＡＢは第１シール材
部分３０Ａと第２シール材部分３０Ｂ、３０ＢのＴ字交
差部である。ゲート４０の上面中心部はステム軸５０が
連結され、ステム軸５０は図２に示すように他の壁面６
６の開口５５を貫通してエアシリンダ等の駆動源８０に
連結されている。その連結部は伸縮可能なベローズ（図
示せず）等を用いて直線運動導入式の密封構造になって
いる。駆動源８０はステム軸５０を介してゲート４０の
移動を行い、受座開口２０の開閉を行う。

【００１９】本実施例は以上のように構成してあるの
で、閉鎖時にはゲート４０を水平面Ｂと直交する軸方向
に図１，図２において下方に移動させ、ゲート４０に装
着したシール材３０を受座１６の各シール面１０Ａ、１
０Ｂ、１０Ｂ、１０Ｃに押し付け、受座開口２０を閉鎖
しシールを達成する。

【００２０】開放時においては、ゲート４０を図１，図
２において上方に移動させ、受座開口２０を開放する。
これによって真空容器６０の開口部１は閉鎖、開放され
る。また、第１シール面１０Ａと第２シール面１０Ｂ、
１０Ｂが水平面Ｂとなす角度α、βは、必ずしも同一で
ある必要はない。同一でない場合は両シール面１０Ａ、
１０Ｂ、１０Ｂの接続部は滑らかな曲線となり、同一と
した方がシール面の加工は容易である。

【００２１】この角度α，βはシール面とシール材のす
べり量の程度、テーパによるシール材の押しつぶし力の
程度から約６０度が適当であるが、受座１６の第１シー
ル面１０Ａとゲート４０の第１シール材部分３０Ａとの
押し付け部分においては、シール材３０の捩れが発生し
易いことから、角度αは角度βより小さくした方がシー
ル材の寿命は長くなる。いずれにしても、その他の角度
でもシール機構上の差異がないことは明らかである。

【００２２】また、第１シール面１０Ａ及びそれと対応
する第１シール材部分３０Ａの両弧状部Ｒは図３（Ａ）
に示すように、その断面形状が半円形または図３（Ｂ）
に示すように一部直線部Ｌを含んだものでもよく、また
その他類似の形状でもよい。

【００２３】また、第３シール面１０Ｃは必ずしも直線
的である必要はなく、例えば円弧の一部でもよい。

【００２４】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、ゲート４
０が嵌挿されるゲート挿入用の開口の周縁部に沿って、
形成され、水平面Ｂに対して第１角度αの角度で、下方
向に傾斜するテーパー面を有する擂鉢状の第１シール面
１０Ａと、水平面Ｂに対して第２角度βの角度で、下方
向に内側に傾斜する第２シール面１０Ｂ、１０Ｂと、第
２シール面１０Ｂ、１０Ｂの間を接続するように受座１
６の底面に、すなわち水平面Ｂに対して平行に形成され
た第３シール面１０Ｃと、第２シール面１０Ａ，１ＯＢ
と前記第３シール面１０Ｃとを結ぶように円弧状に形成
された円弧状端部シール面１０Ｅ，１０Ｅとから構成し
ている。

【００２５】このような構成とすることによって、シー
ル及びシール解放動作はゲート４０を、受座１６のシー
ル座面１０に押付け、離脱駆動のみで行えるため、機械
的摺動部が全くなく、発塵が防止できる。

【００２６】また、それぞれ異なる傾斜角度を有するい
わば三次元的に配置されたシール面によってゲート４０
の移動が抑制されとともに、真空側の第１シール面１０
Ａのテーパ面上に密着する第１シール部材３０Ａが大気
圧によって押しつけられることにより、剪断力が生じて
押し付け力が増加するようになっている。

【００２７】すなわち、第１シール面１０Ａは、前記開
口部１の中心を貫通する軸線方向に延びる開口軸Ａ−Ａ
を含む水平面Ｂに対して第１角度αの角度で駆動源８０
側から見て下方向に内側に傾斜するテーパー面を有する
擂鉢状であり、このテーパ面によって圧力差によるゲー
トの移動が抑制されるようになっている。

【００２８】また、シール座面１０と相補的な形状のゲ
ート４０を水平面Ｂと直交する軸方向下方に移動させる
ことによって、水平面Ｂに対して第２角度βの角度で、
下方向に内側に傾斜する第２シール面１０Ｂ、１０Ｂ
が、くさび効果を奏して、常にゲート４０を中央に位置
するようになり、シールが完全なものとなる。

【００２９】さらに、第３シール面１０Ｃが、水平面Ｂ
に対して平行に形成されているので、ゲート４０を水平
面Ｂと直交する軸方向下方に移動させることによって、
下方向に押しつけ力が保持されて、シール性が確保され
ることになる。

【００３０】このように、ゲート４０に圧力差によっ
て、開口軸の軸線方向に力がかかったとしても、三次元
的に設けられた第１シール面１０Ａ、第２シール面１０
Ｂ、１０Ｂおよび第３シール面１０Ｃの相乗的な作用に
よって、軸線方向に弁体が移動するのが抑制され、閉鎖
時には第１シール面１０Ａ部分においてゲート４０の第
１シール材部分３０Ａの両側が、シール材３０を密着さ
せることによって受座１６により支持されているため、
ゲート４０の両側の圧力差によってゲート４０が移動す
る等の不具合が全くない。

【００３１】従って、本発明によれば、この第１角度α
と第２角度βを選択することによって、シール性の確保
もさることながら、シール材の損傷、摩耗が極力抑えら
れ、パーティクルなどのコンタミ汚染をきらう半導体な
どの処理装置などの真空処理装置において、その効果が
きわめて発揮される。

【００３２】また、本発明では、第１シール面１０Ａの
直線部１０Ｄ，１０Ｄと第３シール面１０Ｃが直線的に
形成されているので、これらの直線部の長さを自由に変
更することによって、開口の幅を変えることが可能とな
る。これにより、開口部を通過する、例えば、ガラス基
板、ウェハなどの対象物が幅広いものである場合にも、
これらシール面の直線部の長さを変更するだけで、開口
高さを変更する必要なく対処できるため、装置の小型
化、軽量化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明装置の１実施例の構成をゲート
側と受座側に分けて示した斜視図である。 （Ｂ）は同じく受座の説明用斜視図である。

【図２】本実施例の全体構成を示す説明用縦断面図であ
る。

【図３】（Ａ）は本発明における受座の開口軸を含む平
面の平面形状の第１例を示す説明図である。 （Ｂ）は同じく第２例を示す説明図である。

【符号の説明】

Ａ−Ａ 開口軸 Ｂ （水）平面 １ 開口部 １０ 略トラック状のシール座面 α 角度 １０Ａ テーパー状でかつ擂鉢状の第１シール面 β 角度 １０Ｂ 第２シール面 １０Ｃ 第３シール面 １０Ｄ 直線部 １０Ｅ 円弧状端部シール面 １０Ｆ ゲート挿入用開口 １６ 受座 ２０ 受座開口 ３０ シール材 ３０Ａ 第１シール材部分 ３０Ｂ 第２シール材部分 ３０Ｃ 第３シール材部分 ３０ＡＢ Ｔ字交差部 ４０ ゲート Ｒ 弧状部 Ｌ 直線部 ５０ ステム軸 ５５ 開口 ６０ 真空容器 ６５ 壁面 ６６ 壁面 ８０ 駆動源

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−263966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−145855（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−139109（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−87917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−130526（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−54265（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−14114（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭52−138530（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−63581（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−15027（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭51−24570（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 13/22 F16J 12/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器（６０）を構成する一つの壁面
   （６５）に、外部に開口する開口部（１）を形成すると
   ともに、この開口部（１）の内側に、水平方向に流体の
   流れ通路を形成する受座開口（２０）を備えており、し
   かも前記受座開口（２０）の周縁部に、シール座面（１
   ０）を備え、かつゲート（４０）をその上部に設けたゲ
   ート挿入用開口（１０Ｆ）より没入可能である受座（１
   ６）を配設し、該受座（１６）とこれと共同して作用す
   るゲート（４０）とにより前記開口部（１）を閉鎖する
   真空容器開口部の閉鎖装置において、 前記シール座面（１０）は、前記受座開口（２０）の上
   方側で水平方向かつ環状に延びる第１シール面（１０
   Ａ）と、前記受座開口（２０）内に構成される空間部の
   内壁を構成する一対の内方端面で上下方向に延びる第２
   シール面（１０Ｂ、１０Ｂ）と、前記受座開口（２０）
   の下方側で水平方向に延びる第３シール面（１０Ｃ）
   と、前記第２シール面（１０Ｂ，１ＯＢ）と前記第３シ
   ール面（１０Ｃ）とを結ぶように円弧状に形成された円
   弧状端部シール面（１０Ｅ，１０Ｅ）と、で構成されて
   おり、 前記第１シール面（１０Ａ）は、前記受座（１６）に形
   成されたゲート挿入用開口１０Ｆの周縁部に沿って形成
   され、かつ前記第１シール面（１０Ａ）は、２本の平行
   な直線部（１０Ｄ，１０Ｄ）と、該直線部（１０Ｄ，１
   ０Ｄ）の端部間をそれぞれ接続するように形成された弧
   状部（Ｒ，Ｒ）とから構成されるとともに、この第１シ
   ール面（１０Ａ）は、ゲート（４０）を上下動駆動する
   ようにゲート（４０）の上方に配設された駆動源（８
   ０）側から見て下方に向かうにしたがって内側に傾斜す
   るテーパー面を備えた擂鉢状に形成されており、さらに
   前記第１シール面（１０Ａ）の擂鉢状のテーパー斜面
   は、前記開口部（１）の中心を貫通するように向かって
   延びる軸線方向の開口軸（Ａ−Ａ）を含む水平面（Ｂ）
   に対して、第１角度（α）の角度をなしており、 前記第２シール面（１０Ｂ、１０Ｂ）は、前記第１シー
   ル面（１０Ａ）の両弧状部（Ｒ，Ｒ）の内周側の一端か
   ら、それぞれ下方に向かうにしたがって内側に傾斜する
   ようにテーパー面を備えた擂鉢状に形成されており、さ
   らにこの擂鉢状の斜面は、前記開口部（１）の中心を貫
   通するように向かって延びる軸線方向の開口軸（Ａ−
   Ａ）を含む水平面（Ｂ）に対して、第２角度（β）の角
   度をなしており、 前記第３シール面（１０Ｃ）は、前記第２シール面（１
   ０Ｂ、１０Ｂ）を互いに連結するように、前記受座（１
   ６）の底面に平行に形成されており、 前記受座開口（２０）を開閉するゲート（４０）には、
   前記第１〜第３シール面（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｂ、１
   ０Ｃ）および円弧状端部シール面（１０Ｅ，１０Ｅ）に
   それぞれ密着され、互に連接された第１〜第３シール材
   部分（３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｂ、３０Ｃ）よりなるシー
   ル材（３０）を装着して、 前記ゲート（４０）を前記水平面（Ｂ）と直交する軸線
   方向に移動可能に配置したことを特徴とする真空容器開
   口部の閉鎖装置。
2. 【請求項２】 前記第１角度（α）が前記第２角度
   （β）と等しいことを特徴とする請求項１の真空容器開
   口部の閉鎖装置。
3. 【請求項３】 前記第１角度（α）及び前記第２角度
   （β）が約６０度であることを特徴とする請求項２の真
   空容器開口部の閉鎖装置。
4. 【請求項４】 前記第１角度（α）が前記第２角度
   （β）より小さいことを特徴とする請求項１の真空容器
   開口部の閉鎖装置。