JP4401514B2

JP4401514B2 - Vacuum exhaust valve

Info

Publication number: JP4401514B2
Application number: JP2000025775A
Authority: JP
Inventors: 俊昭岩淵
Original assignee: Kitz SCT Corp
Current assignee: Kitz SCT Corp
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2010-01-20
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JP2001214987A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メタルＣＶＤ、シリコンナイトライドプロセス等のように、塩化アンモニウム、塩化アルミニウム等の副生成物を発生する半導体製造装置のプロセスチャンバーの排気系において使用するのに適する真空排気弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の真空排気弁は、エアシリンダにより弁棒および弁体を駆動し、弁体により弁箱における弁座の穴を開放し、若しくは遮断させ、弁体の駆動に際し、シール用のベローズを伸縮させるように構成されている。
【０００３】
ところで、排ガス温度が１３０℃以下になると、弁箱、弁座、弁体のシール材およびベローズに上記のような副生成物が発生して付着する。この副生成物が弁座、弁体のシール材等に付着すると、弁体を弁座にシール状態で当接させて流路を完全に遮断することができないため、ガスがリークする。また、上記副生成物がベローズに付着すると、ベローズの伸縮に際し、副生成物が脱落して流路中に混入し、また、副生成物が弁箱内面に付着すると、この副生成物が脱落して流路中に混入し、製造装置を汚損する。
【０００４】
このような副生成物の発生、付着を防止するため、上記従来例の真空排気弁においては、弁箱の外面を面状のシリコンゴムヒータにより被覆し、ベローズの内方で弁棒の外周にシースヒータをコイル状に巻き、シースヒータの端部を弁体の背面において、弁体を弁棒を連結するコネクタに対して接触させた構成が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなシリコンゴムヒータやシースヒータを用いることにより、一応、弁箱、ベローズおよび弁体の接ガス面を１３０℃以上に加熱し、排ガスから副生成物が発生して付着するのを防止することができる。しかしながら、シースヒータを用いると、弁体作動部材および弁体の駆動に際し、シースヒータが伸縮するため、繰り返し使用すると、材料の疲労等により損傷するおそれがあり、信頼性に乏しい。また、シースヒータを用いた場合、ヒータ線を酸化マグネシウム等の絶縁材を介してステンレス製のシース管により被覆しているが、シース管の外径に制約があるため、絶縁距離が短く、破壊されるおそれがあるため、信頼性に乏しい。
【０００６】
本発明の目的は、上記のような従来の問題を解決しようとするものであって、接ガス面を効果的に加熱することができて排ガスから副生成物が発生して付着するのを防止することができ、したがって、流路を確実に遮断することができ、しかも、製造装置の汚損を防止することができ、また、加熱手段の損傷を防止することができ、したがって、耐久性の向上、信頼性の向上等を図ることができるようにした真空排気弁を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、流路、この流路の途中に弁座を有する弁箱と、上記弁座の穴を開放し、若しくは遮断する弁体と、この弁体を作動させる弁体作動部材と、上記弁体に一体に設けた筒体の背方には、前記弁体作動部材の外周部に設けられたシール用のベローズを設け、前記弁体作動部材とこの弁体作動部材に設けた前記弁体を上下動自在に駆動し得るアクチュエータを有する真空排気弁において、前記弁体作動部材の下端に筒状部を有するヒータベースを連結し、かつ前記弁体の背面側に前記ヒータベースの底板を連結すると共に、ヒータスリーブの筒状部外周面にヒータ線を絶縁材に埋設した面状ヒータを装着して内部加熱手段を構成し、この内部加熱手段のヒータスリーブ上端に設けたフランジ部を前記弁箱の頂部側で、かつ、ボンネットの底部側に固着して当該内部加熱手段を前記弁体の筒体と前記ヒータベースの筒状部との間に配置し、更に、弁箱の外周面には、絶縁材にヒータ線を埋設した面状ヒータを有する外部加熱手段で被覆し、開弁状態では、定位置にある前記ヒータスリーブ内に前記ヒータベースの筒状部が収納されるようにした真空排気弁である。
【０００８】
そして、上記構成において、ヒータベースの端板を弁体の背面に接触状態で連結するとともに、弁体作動部材を上記端板に連結することができ、この場合、ヒータベースの端板と弁体作動部材とを断熱材を介在して連結することができる。
【０００９】
また、内部加熱手段の面状ヒータの絶縁材にゴムを用いることができ、また、外部加熱手段の面状ヒータの絶縁材にゴムを用い、この外部加熱手段の面状ヒータを保温カバーにより被覆することができる。面状ヒータの温度検出手段として熱電対を用いるのが好ましく、この場合、熱電対の測温接点部を絶縁材に埋設することができる。
【００１０】
また、アクチュエータが、弁体を正弦曲線運動させるクロススライダクランク機構と、このクロススライダクランク機構の駆動源とを備えることができる。
【００１１】
上記のように構成された本発明によれば、内部加熱手段と外部加熱手段とによりベローズ、弁体、弁箱等の接ガス面を効果的に加熱することができて排ガスから副生成物が発生して付着するのを防止することができ、また、加熱手段は面状ヒータが弁体作動部材、弁体の移動に伴って移動しないようにして配線の可動部分がなく、しかも、ヒータ線を絶縁材に埋設した面状ヒータを用いて絶縁材層を肉厚に形成することができるようにしているので、その損傷を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１ないし図４は本発明の一実施形態に係る真空排気弁を示し、図１は流路を開放した状態の中央部縦断面図、図２は図１と同様の状態にあって、図１におけるII−II矢視断面図、図３は流路を遮断した状態であって、図１と同様の断面図、図４は図３と同様の状態であって、図２と同様の断面図、図５は同真空排気弁に用いる内部加熱手段の一部を示す縦断面図、図６は図５のVI−VI矢視断面図、図７は同内部加熱手段に用いる面状ヒータの展開図である。
【００１３】
図１ないし図４に示すように、弁箱１の頂部開放側の外周部にリング状の断熱材２を介してボンネット３の底板４のフランジ部５がボルト６により取付けられ、ボンネット３の頂部開放部にアクチュエータベース７がボルト８により取付けられている。弁箱１に一対の流路ポート９、１０が形成され、第１の流路ポート９は弁座１１の穴１２と連続して形成され、第１の流路ポート９、穴１２、弁室１３および第２の流路ポート１０と連通する流路１４が形成されている。
【００１４】
弁室１３内には弁体１５が設けられる。この弁体１５は、本実施形態においては、開閉部１６とニードル部１７とを備えている。開閉部１６は円盤状に形成され、前面側の外周縁部にシール部１８が設けられている。開閉部１６の背面側外周部には筒体１９が一体に設けられ、筒体１９の基端部にはフランジ部２０が一体に設けられている。開閉部１６の背面側には筒体１９の内側に凹入されたねじ穴２１が形成されている。ニードル部１７はシール部１８よりも小径で短い筒状に形成され、開閉部１６の前面側にシール部１８の内方においてボルト２２により周上複数箇所（例えば、１２０度ごとの均等割り位置の計３箇所）で固定され、ボルト２２の頭部はニードル部１７の前面から突出しないように埋設されている。シール部１８の内周とニードル部１７基部外周とに奥側から開放側に至るに従い、次第に幅狭となる環状溝２３が形成されている。この環状溝２３にフッ素ゴム等から成るシールリング（Ｏリング）２４がその外周頂部を突出させた状態で離脱防止されるように保持されている。ニードル部１７は基部寄り位置から先端に至るに従い、次第に縮小するテーパ状の流量調整面を有している。
【００１５】
ボンネット３の底板４の中央部に形成された穴２５とアクチュエータベース７の中央部に形成された穴２６にブッシュ２７とブッシュ２８を介して弁体作動部材である弁棒２９の中間部と上部が軸方向に移動可能に挿通されている。弁棒２９の先端にはヒータベース３０の底板３１が断熱材３２を介してボルト３３により固定され、底板３１のの外周に形成されたねじ３４と弁体１５のねじ穴２１とが螺合されて弁体１５と弁棒２９とがヒータベース３０を介して固定状態に接続されている。そして、弁棒２９と弁体１５とが一体的に軸方向に沿って前進（下降）されることにより、弁体１５のニードル部１７が弁座１１の穴１２に挿入されるとともに、開閉部１６のシールリング２４が弁座１１に穴１２の外周部において圧接されて穴１２、すなわち、流路１４が遮断状態で閉塞される。これとは逆に、弁棒２９と弁体１５とが一体的に軸方向に沿って後退（上昇）されることにより、弁体１５の開閉部１６のシールリング２４が弁座１１から離隔されるとともに、ニードル部１７が弁座１１の穴１２から離脱され、穴１２が開放されて流路１４が連通される。
【００１６】
断熱材２の下側の突出部３５と弁箱１の頂部側開放部との間に支持部材３６がシールリング３７を介して取付けられ、この支持部材３６と弁体１５側のフランジ部２０とにベローズ３８の両端部が溶接されてシールされ、ベローズ３８は弁棒２９、弁体１５の移動に伴って伸縮されるようになっている。ステム２９の中間部上にはスイベルストッパ３９の基部が固定され、スイベルストッパ３９の先端二股状部にはアクチュエータベース７に弁棒２９の軸方向と平行に取付けられたピラー３９が挿通され、これらスイベルストッパ３９とピラー４０とで弁棒２９、弁体１５等が回転阻止され、軸方向にのみ移動可能となっている。
【００１７】
弁棒２９および弁体１５はアクチュエータ４１により駆動される。本実施形態におけるアクチュエータ４１にはクロススライダクランク機構を採用しており、その一例について説明すると、アクチュエータベース７上にはモータベース４２、コラム４３の基部が固定され、モータベース４２、コラム４３の先端部間には支持板４４が固定されている。アクチュエータベース７と支持板４４との間には一対の案内軸４５が取付けられている。これらの案内軸４５にスライダ４６が摺動可能に支持され、スライダ４６の前側部に前方と側方が開放された凹所４７が形成され、スライダ４６の背部側中央部に軸方向に沿う長穴４８が形成されている。偏心カム４９は円板５０の外周にニードルベアリング５１が嵌合されている。この偏心カム４９はスライダ４６の凹所４７に収められ、偏心回転されるようになっている。そして、偏心カム４９の偏心往復回転によりスライダ４６が軸方向に前進（下降）、若しくは後退（上昇）するように移動されるようになっている。
【００１８】
本実施形態においてはスライダ４６と弁体作動部材との間に定圧機構が組み込まれている。弁棒２９の基端に凹入穴５２が形成され、凹入穴５２に接続筒５３の下部が螺着されている。接続筒５３はスライダ４６の軸部５４に摺動可能に嵌合されている。スライダ４６の底面と接続筒５３の頂面との間には軸部５４の外周において弁座締切り用の皿ばね５５が複数枚介在され、この皿ばね５５の反撥力により接続筒５３、弁棒２９、弁体１５が前進方向に付勢されるようになっている。軸部５４の底部には弁棒２９の凹入穴５２内で接続筒５３の端面に対向するように、ストッパ５６がボルト５７により取付けられ、このストッパ５６により接続筒５３がスライダ４６の軸部５４から離脱防止されている。そして、上記のように偏心カム４９の偏心往復回転によりスライダ４６が軸方向に前進され、若しくは後退されることにより、皿ばね５５を介して接続筒５３、弁棒２９および弁体１５が前進され、若しくは後退され、上記のように弁座１１の穴１２が遮断され、若しくは開放されるようになっている。そして、皿ばね６５の反撥力により弁体１５が弁座１１に対して加圧され、弁座１１の穴１２を確実に遮断することができるようになっている。また、この弁体１５による弁座１１の穴１２の遮断状態では偏心カム４９が下死点となるように設定されている（図３、図４参照）。
【００１９】
モータベース４２の前面にはステッピングモータ５８が取付けられ、ステッピングモータ５８の出力軸５９が偏心カム４９に一体的に回転し得るように挿通されている。したがって、ステッピングモータ５８の出力軸５９がいずれかの方向に回転されることにより、上記のように偏心カム４９が回転されるようになっている。コラム４３にベアリング６０を介してシャフト６１が回転可能に支持され、シャフト６１の前側が上記出力軸５９に連結されている。コラム４３に取付けられたフォトセンサ６２とシャフト６１の後側部上に取付けられたセンサドッグ６３とにより偏心カム４９の回転角度、すなわち、弁体１５による弁座１１の穴１２の遮断と開放を検出するようになっている。コラム４３にはポテンショメータ６４が取付けられている。シャフト６１とポテンショメータ６４の回転軸とは回転伝達機構６５により連係されている。
【００２０】
そして、上記のようにステッピングモータ５８の駆動により偏心カム４９が回転される際にシャフト６１が回転され、回転伝達機構６５を介してポテンショメータ６４の回転軸が回転されることにより、偏心カム４９の回転角度、すなわち、弁体１５による弁座１１の穴１２の遮断状態が検出され、ステッピングモータ５８の駆動にフィードバックされるようになっている。上記構成のアクチュエータ４１はステッピングモータ５８の一部が突出する状態でコネクタベース６６、カバー６７により覆われている。
【００２１】
弁棒２９の先端側の外方で、ベローズ３８の内方に内部加熱手段６８が設けられる。本実施形態においては、弁箱１内で断熱材２の下面にヒータスリーブ６９のフランジ部７０がねじ７１により固定され、ヒータスリーブ６９の内側にヒータベース３０における底板３１の背方の筒状部７２がヒータスリーブ６９の内周面とに隙間を有するようにヒータスリーブ６９に対して伸縮可能に嵌合されている。ヒータスリーブ６９と筒状部７２とは、弁棒２９、弁体１５等を後退させた開弁状態では筒状部７２がヒータスリーブ６９内に収められ、弁棒２９、弁体１５等を前進させた閉弁状態でも筒状部７２の端部側がヒータスリーブ６９内に収められた状態となるように設定されている。ヒータスリーブ６９における筒状部の外周面には面状ヒータ（シリコンゴムヒータ）７３が設けられる。
【００２２】
この面状ヒータ７３は、特に、図５ないし図７から明らかなように、面状で可撓性を有するように形成されたシリコンゴムから成る絶縁材７４の内側にヒータ線７５がジグザグ状等の所望のパターンでほぼ全体に均一に埋設され（図５、図６においては図示省略）、ヒータ電線７６に接続具７７を介して接続され、若しくは溶接により接続されている。この接続部はシリコンゴムから成る絶縁材７８により補強されている。この面状ヒータ７３はヒータスリーブ６９の筒状部外周面に接着等により装着されている。ヒータ電線７６の途中には保護回路としての温度ヒューズ（図示省略）が挿入され、ヒータ電線７６がヒータスリーブ６９のフランジ部７０に形成された穴７９、断熱材２に半径方向に形成された溝８０を通って外部に導かれ、電源（図示省略）に接続されている。面状ヒータ７３の温度検出手段として、テフロン、ガラスウール等により被覆された熱電対８６が用いられ、この被覆熱電対８６の測温接点部８７が絶縁材７４内における中央部等、所望箇所に埋設されている。被覆熱電対８６は上記穴７９、溝８０を通って外部に導かれ、温度コントローラおよび電源（共に図示省略）に接続されている。
【００２３】
弁箱１におけるほぼ全体の外面を被覆するように外部加熱手段８１が設けられる。この外部加熱手段８１には上記内部加熱手段６８に用いた面状ヒータ７３と同様の構成の面状ヒータ（シリコンゴムヒータ）８２が用いられ、この面状ヒータ８２は弁箱１の外面に接着等により装着され、その外側がシリコンスポンジ等から成る保温カバー８３により被覆されている。面状ヒータ８２のヒータ線に接続されたヒータ電線８４が電源（図示省略）に接続され、ヒータ電線８４の途中には弁箱１外に設けられた保護回路としてのサーモスタット８５が挿入されている。
【００２４】
そして、電源から各面状ヒータ７３、８２のヒータ電線７６、８４を介してヒータ線７５に通電することにより発熱させることができる。このときの発熱温度に対応した熱電対８６からの信号に基づき温度コントローラにより電源を制御することにより、各面状ヒータ７３、８２の発熱温度を制御することができる。また、ヒータ線７５による発熱温度が高くなり過ぎないように温度ヒューズとサーモスタット８５により保護することができる。
【００２５】
以上の構成において、以下、その動作について説明する。
今、図１および図２に示すように、偏心カム４９の偏心回転によりスライダ４６、接続筒５３、弁棒２９、ヒータベース３０および弁体１５等が軸方向に沿って後退（上昇）され、弁体１５の開閉部１６におけるシールリング２４が弁座１１から離隔されるとともに、ニードル部１７が弁座１１の穴１２から離脱され、流路１４が開放されてガスが流れているものとする。
【００２６】
この状態で、上記のようにステッピングモータ５８を駆動してその出力軸５９を回転させ、偏心カム４９を時計方向に約１４０度の角度で偏心回転させることにより、図３および図４に示すように、スライダ４６、接続筒５３、弁棒２９、ヒータベース３０および弁体１５等を軸方向に沿って前進（下降）させるとともに、ベローズ３８を伸長させる。これに伴い、弁体１５のニードル部１７の先端側の流量調整面を弁座１１の穴１２に徐々に挿入してガスの流量を順次制御することができる。更に、スライダ４６、弁棒２９、ヒータベース３０、弁体１５等を前進させることにより、皿ばね５５の加圧力によりニードル部１７の流量調整面の基部まで弁座１１の穴１２にこれを閉じるように挿入するとともに、開閉部１６のシールリング２４を弁座１１に穴１２の外周部において圧縮状態で押圧させ、穴１２、すなわち、流路１４を遮断し、ガスの流れを遮断することができる。このとき、上記のように本実施形態においては、弁体１５のシールリング２４を弁座１１に押圧するようにしているので、皿ばね５５を有する定圧機構を用いなくても弁座１１を確実に締め切ることができるが、上記定圧機構を用いることにより、シールリング２４の圧縮量を容易に設定することができ、しかも、仮にシールリング２４が変形しても弁推力を保持して弁座１１を確実に締め切ることができる。
【００２７】
また、ステッピングモータ５８を駆動してその出力軸５９を逆回転させ、偏心カム４９を逆方向に約１４０度の角度で偏心回転させることにより、図１および図２に示すように、スライダ４６、接続筒５３、弁棒２９、ヒータベース３０および弁体１５等を軸方向に沿って後退させるとともに、ベローズ３８を圧縮させる。これに伴い、弁体１５の開閉部１６におけるシールリング２４を弁座１１から離隔させ、ニードル部１７の流量調整面を弁座１１の穴１２内で徐々に後退させてガスの流量を順序制御することができる。更に、スライダ４６、弁棒２９、ヒータベース３０、弁体１５等を後退させることにより、ニードル部１７を弁座１１の穴１２から離脱させ、穴１２、すなわち、流路１４を開放することができる。
【００２８】
上記のように弁体１５による弁座１１の穴１２の開閉についてはステッピングモータ５８の出力軸５９と連結されたシャフト６１の回転角度をセンサドッグ６３とフォトセンサ６２とで検出するとともに、回転伝達機構６５を介してポテンショメータ６４で検出してステッピングモータ５８をフィードバック制御することができるので、弁体１５の開度設定を確実に行うことができる。
【００２９】
そして、内部加熱手段６８において、面状ヒータ７３によりヒータスリーブ６９が加熱される。このとき、上記のようにヒータスリーブ６９とヒータベース３０の筒状部７２とは、開弁状態では筒状部７２のほぼ全体がヒータスリーブ６９内に収められ、閉弁状態でも筒状部７２の端部側がヒータスリーブ６９内に収められるように設定されているので、ヒータスリーブ６９の加熱に伴い、ヒータベース３０筒状部７２、底板３１が輻射熱で加熱され、底板３１に接触されている。弁体１５が加熱される。特に、開弁状態では上記のようにヒータベース３０の筒状部７２のほぼ全体がヒータスリーブ６９内に挿入されるので、弁体１５の昇温特性に優れる。また、面状ヒータ７３によりベローズ３８も内方から加熱される。また、外部加熱手段８１の面状ヒータ８２により弁箱１のほぼ全体を加熱することができる。
【００３０】
ここで、各面状ヒータ７３、８２の温度検出手段として、サーモスタットを用いると、ＯＮ、ＯＦＦ時の応答温度差が大きく、制御性に劣り、しかも、オーバーシュートのおそれがあるため、制御温度を高温に設定することができず、１５０℃程度が加熱温度の限界となり、使用対象に制約を受ける。しかしながら、本実施形態のように、上記各面状ヒータ７３、８２の温度制御手段として熱電対８６を用いることにより制御性に優れ、この熱電対８６からの信号に基づく温度コントローラによる電源の制御により各面状ヒータ７３、８２による加熱温度を約約１００℃〜約２００℃の間で安定制御することができる。したがって、排ガス中に含まれる副生成物が発生して弁箱１、弁体１５およびベローズ３８の接ガス面に付着するのを防止することができ、弁体１５およびベローズ３８等を円滑に、かつ確実に作動させることができ、また、パーティクルが流路１４に混入するのを抑制することができてメンテナンス費を低減することができる。また、上記のように各面状ヒータ７３、８２による加熱温度領域を拡げることができるので、適用できる排ガスの種類を拡げることができて使用対象を拡げることができる。また、外部加熱手段８１の面状ヒータ８２は勿論のこと、内部加熱手段６８の面状ヒータ７３も弁棒２９、弁体１５等の移動に際して定位置にあるので、電線等に歪力が加わるおそれはなく、しかも、面状ヒータ７３、８２は絶縁材７４にヒータ線７５を埋設しているので、絶縁材７４を絶縁のために十分な厚みに設定することができて破壊を防止することができ、したがって、耐久性、信頼性を向上させることができる。
【００３１】
上記のように弁体１５のアクチュエータ４１として偏心カム４９、スライダ４６等から成り、弁体１５を正弦曲線運動させるクロススライダクランク機構を用いることにより、弁体１５の制御においてはイコールパーセント特性になり、中間部では弁体１５を高速で作動させることができ、流量のミニマム領域では弁体１５を正弦曲線の頂点付近で作動させて分解能を高めることができ、バイパスバルブ機構と同じソフト排気を行うできる。そして、弁体１５がニードル部１７を有することにより、更に一層、分解能を高めることができる。しかも、弁体１５を弁座１１に対してソフトランディングさせることができるので、振動やパーティクルの発生を少なく抑制することができる。また、上記のように弁体１５がニードル部１６と開閉部１６とを備え、１台で流量制御と遮断機能とを有するので、レンジアビリティが大きく、コントロールレンジが広くなるので、半導体製造装置の排気系におけるプロセス圧力とクリーニング圧力の制御のように広範囲な圧力制御を行うことができる。更に、偏心カム４９の下死点で弁体１５を弁座１１に押圧して弁座締め付け反力が偏心カム４９の回転に変換され難くなるように構成している。したがって、停電時において電磁ブレーキがなくても弁座締切り推力を保持することができてガスのリークを防止することができるので、信頼性を向上させることができ、しかも、駆動用の電気回路をバタフライバルブの駆動部と同一にすることができるので、コントロールも同様の回路機構で共通化することができる。
【００３２】
なお、弁体１５の形状は上記実施形態に限定されるものではない。また、アクチュエータ４１もクロススライダクランク機構に限定されるものではなく、エアシリンダにより弁棒２９、弁体１５を駆動し、若しくはモータによりねじを介して弁棒２９、弁体１５を駆動するなど、種々の構成を採用することができる。更に、アクチュエータ４１と弁棒２９等の弁体作動部材とを切り離し可能に連係し、電源異常による電源供給停止時に弁体作動部材および弁体１５をアクチュエータ４１から瞬時に切り離して駆動し、弁体１５により弁座１１の穴１２を遮断させる緊急遮断機構を備えたタイプの真空排気弁にも適用することができる。また、内部加熱手段６８、外部加熱手段８１の面状ヒータ７３、８２も上記実施例に限定されるものではなく、特に、外部加熱手段８１の面状ヒータ８２はガラスウールから成る絶縁材にヒータ線を埋設するようにしてもよく、この場合、可撓性に乏しいので、あらかじめ、弁箱１の形状に沿う形状に形成すればよく、また、肉厚であるので、シリコンゴムヒータの場合のように保温カバーで被覆する必要はなくなる。また、シールリング２４は弁座１１側に設けることができる。また、弁体１５側、弁座１１側のいずれにもシールリングを用いなくてもよく、この場合には特に、ばねを有する定圧機構を用いることにより、弁推力を保持して弁座１１を確実に締め切ることができる。このほか、本発明は、その基本的技術思想を逸脱しない範囲で種々設計変更することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、内部加熱手段と外部加熱手段とによりベローズ、弁体、弁箱等の接ガス面を効果的に加熱することができて排ガスから副生成物が発生して付着するのを防止することができ、したがって、流路を確実に遮断することができ、しかも、製造装置の汚損を防止してメンテナンス費を低減することができる。また、加熱手段は面状ヒータが弁体作動部材、弁体の移動に伴って移動しないようにして配線の可動部分がなく、しかも、ヒータ線を絶縁材に埋設した面状ヒータを用いて絶縁材層を肉厚に形成することができるようにしているので、その損傷を防止することができ、したがって、耐久性の向上、信頼性の向上等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る真空排気弁を示し、流路を開放した状態の中央部縦断面図である。
【図２】同真空排気弁を示し、図１と同様の状態であって、図１におけるII−II矢視断面図である。
【図３】同真空排気弁を示し、流路を遮断した状態であって、図１と同様の断面図である。
【図４】同真空排気弁を示し、図３と同様の状態であって、図２と同様の断面図である。
【図５】同真空排気弁に用いる内部加熱手段の一部を示す縦断断面図である。
【図６】同内部加熱手段の一部を示し、図５のVI−VI矢視断面図である。
【図７】同内部加熱手段に用いる面状ヒータの展開図である。
【符号の説明】
１弁箱
３ボンネット
１１弁座
１２穴
１４流路
１５弁体
１６開閉部
１７ニードル部
２９弁棒
３０ヒータベース
４１アクチュエータ
４６スライダ
４９偏心カム
５８ステッピングモータ
６４ポテンショメータ
６８内部加熱手段
６９ヒータスリーブ
７３面状ヒータ
７４絶縁材
７５ヒータ線
７６ヒータ電線
８１外部加熱手段
８２面状ヒータ
８３保温カバー
８４ヒータ電線
８６熱電対[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vacuum exhaust valve suitable for use in an exhaust system of a process chamber of a semiconductor manufacturing apparatus that generates by-products such as ammonium chloride and aluminum chloride, such as metal CVD and silicon nitride processes.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, this type of vacuum exhaust valve drives a valve stem and a valve body by an air cylinder, and opens or shuts off a valve seat hole in the valve box by the valve body, and when the valve body is driven, a bellows for sealing is used. Is configured to expand and contract.
[0003]
By the way, when exhaust gas temperature becomes 130 degrees C or less, the above by-products generate | occur | produce and adhere to the valve box, a valve seat, the sealing material of a valve body, and a bellows. If this by-product adheres to the valve seat, the sealing material of the valve body, etc., the valve body cannot be brought into contact with the valve seat in a sealed state and the flow path cannot be completely blocked, so that gas leaks. Further, when the by-product adheres to the bellows, the by-product drops and mixes in the flow path when the bellows expands and contracts, and when the by-product adheres to the inner surface of the valve box, the by-product falls off. Then, it mixes in the flow path and fouls the manufacturing equipment.
[0004]
In order to prevent the generation and adhesion of such by-products, in the above-described conventional vacuum exhaust valve, the outer surface of the valve box is covered with a planar silicon rubber heater, and the outer periphery of the valve stem is inside the bellows. A configuration is known in which a sheath heater is wound in a coil shape, and the end of the sheath heater is brought into contact with a connector for connecting a valve stem on the back surface of the valve body.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By using the silicon rubber heater or the sheath heater as described above, the gas contact surfaces of the valve box, bellows, and valve body are heated to 130 ° C. or higher to prevent generation and adhesion of by-products from the exhaust gas. be able to. However, when the sheath heater is used, the sheath heater expands and contracts when the valve element actuating member and the valve element are driven. Therefore, repeated use may cause damage due to material fatigue or the like, resulting in poor reliability. In addition, when a sheath heater is used, the heater wire is covered with a stainless steel sheath tube via an insulating material such as magnesium oxide. However, because the outer diameter of the sheath tube is limited, the insulation distance is short and it is destroyed. The reliability is poor.
[0006]
An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and can effectively heat the gas contact surface to prevent the generation and attachment of by-products from the exhaust gas. Therefore, the flow path can be reliably shut off, and the manufacturing apparatus can be prevented from being polluted, and the heating means can be prevented from being damaged, thus improving the durability. An object of the present invention is to provide an evacuation valve that can improve reliability and the like.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems The present invention A flow path, a valve box having a valve seat in the middle of the flow path, a valve body that opens or shuts off a hole in the valve seat, a valve body operating member that operates the valve body, and the valve body On the back of the cylindrical body provided integrally with Bellows for sealing provided on the outer periphery of the valve body actuating member Provided Valve element actuating member And the valve body actuating member The disc Move up and down freely Actuator that can be driven A heater base having a cylindrical portion is connected to the lower end of the valve body operating member, and a bottom plate of the heater base is connected to the back side of the valve body, and the cylindrical portion of the heater sleeve. An internal heating means is configured by mounting a planar heater in which a heater wire is embedded in an insulating material on the outer peripheral surface, and a flange portion provided at the upper end of the heater sleeve of the internal heating means is on the top side of the valve box and a bonnet The internal heating means is disposed between the valve body cylinder and the heater base cylinder, and a heater wire is embedded in an insulating material on the outer peripheral surface of the valve box. A vacuum exhaust valve which is covered with an external heating means having a planar heater and in which the cylindrical portion of the heater base is housed in the heater sleeve at a fixed position when the valve is open. .
[0008]
In the above configuration, the end plate of the heater base can be connected to the back surface of the valve body in a contact state, and the valve body operating member can be connected to the end plate. In this case, the end plate of the heater base and the valve body The actuating member can be connected via a heat insulating material.
[0009]
Also, rubber can be used for the insulating material of the planar heater of the internal heating means, and rubber is used as the insulating material of the planar heater of the external heating means, and the planar heater of the external heating means is covered with a heat insulating cover. can do. It is preferable to use a thermocouple as the temperature detecting means of the planar heater. In this case, the temperature measuring contact portion of the thermocouple can be embedded in the insulating material.
[0010]
The actuator may include a cross slider crank mechanism that moves the valve body in a sinusoidal manner and a drive source of the cross slider crank mechanism.
[0011]
According to the present invention configured as described above, the gas contact surface of the bellows, the valve body, the valve box and the like can be effectively heated by the internal heating means and the external heating means, and the by-product is generated from the exhaust gas. The heating means can prevent the sheet heater from moving along with the movement of the valve element actuating member and the valve element, and there is no movable part of the wiring. Since the insulating material layer can be formed thick using the planar heater embedded in the insulating material, damage can be prevented.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show an evacuation valve according to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a central portion in a state where a flow path is opened, and FIG. 2 is in a state similar to FIG. II is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 is a state where the flow path is blocked, and is a cross-sectional view similar to FIG. 1, and FIG. 4 is a state similar to FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a part of the internal heating means used for the vacuum exhaust valve, FIG. 6 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5, and FIG. 7 is a plan view of the planar heater used for the internal heating means. FIG.
[0013]
As shown in FIGS. 1 to 4, the flange portion 5 of the bottom plate 4 of the bonnet 3 is attached to the outer peripheral portion on the open side of the valve box 1 via a ring-shaped heat insulating material 2 with bolts 6. An actuator base 7 is attached to the open portion by bolts 8. A pair of flow path ports 9, 10 are formed in the valve box 1, the first flow path port 9 is formed continuously with the hole 12 of the valve seat 11, and the first flow path port 9, the hole 12, the valve chamber 13 and a flow path 14 communicating with the second flow path port 10 is formed.
[0014]
A valve body 15 is provided in the valve chamber 13. The valve body 15 includes an opening / closing part 16 and a needle part 17 in the present embodiment. The opening / closing part 16 is formed in a disc shape, and a seal part 18 is provided on the outer peripheral edge part on the front side. A cylindrical body 19 is integrally provided on the outer peripheral portion on the back surface side of the opening / closing portion 16, and a flange portion 20 is integrally provided on the proximal end portion of the cylindrical body 19. A screw hole 21 that is recessed inside the cylinder 19 is formed on the back side of the opening / closing part 16. The needle portion 17 is formed in a cylindrical shape that is smaller in diameter and shorter than the seal portion 18, and is provided on the front surface side of the opening / closing portion 16 with a plurality of bolts 22 on the inner side of the seal portion 18 (for example, at equally divided positions every 120 degrees). The head of the bolt 22 is embedded so as not to protrude from the front surface of the needle portion 17. An annular groove 23 that gradually becomes narrower is formed in the inner periphery of the seal portion 18 and the outer periphery of the base portion of the needle portion 17 from the back side to the open side. A seal ring (O-ring) 24 made of fluorine rubber or the like is held in the annular groove 23 so as to be prevented from being detached in a state where the outer peripheral top portion protrudes. The needle portion 17 has a tapered flow rate adjusting surface that gradually decreases from the position closer to the base to the tip.
[0015]
An intermediate portion and an upper portion of a valve rod 29 which is a valve body actuating member are inserted into a hole 25 formed in the central portion of the bottom plate 4 of the bonnet 3 and a hole 26 formed in the central portion of the actuator base 7 via a bush 27 and a bush 28. Is inserted so as to be movable in the axial direction. A bottom plate 31 of the heater base 30 is fixed to the tip of the valve rod 29 by a bolt 33 via a heat insulating material 32, and a screw 34 formed on the outer periphery of the bottom plate 31 and a screw hole 21 of the valve body 15 are screwed together. The valve body 15 and the valve rod 29 are connected in a fixed state via the heater base 30. The valve rod 29 and the valve body 15 are integrally moved forward (down) along the axial direction, whereby the needle portion 17 of the valve body 15 is inserted into the hole 12 of the valve seat 11 and the opening / closing portion. Sixteen seal rings 24 are brought into pressure contact with the valve seat 11 at the outer peripheral portion of the hole 12, and the hole 12, that is, the flow path 14 is closed in a blocked state. On the contrary, when the valve rod 29 and the valve body 15 are integrally retracted (raised) along the axial direction, the seal ring 24 of the opening / closing part 16 of the valve body 15 is separated from the valve seat 11. At the same time, the needle portion 17 is detached from the hole 12 of the valve seat 11, the hole 12 is opened, and the flow path 14 is communicated.
[0016]
A support member 36 is attached via a seal ring 37 between the lower projecting portion 35 of the heat insulating material 2 and the top opening portion of the valve box 1, and the support member 36 and the flange portion 20 on the valve body 15 side Both ends of the bellows 38 are welded and sealed, and the bellows 38 is expanded and contracted as the valve rod 29 and the valve body 15 move. A base portion of a swivel stopper 39 is fixed on an intermediate portion of the stem 29, and a pillar 39 attached to the actuator base 7 in parallel with the axial direction of the valve rod 29 is inserted into the bifurcated portion of the tip of the swivel stopper 39. The swivel stopper 39 and the pillar 40 prevent the valve rod 29, the valve body 15 and the like from rotating, and can move only in the axial direction.
[0017]
The valve rod 29 and the valve body 15 are driven by an actuator 41. A cross slider crank mechanism is employed for the actuator 41 in the present embodiment, and an example thereof will be described. The base of the motor base 42 and the column 43 is fixed on the actuator base 7, and the tip of the motor base 42 and the column 43 is fixed. A support plate 44 is fixed between the parts. A pair of guide shafts 45 are attached between the actuator base 7 and the support plate 44. A slider 46 is slidably supported by these guide shafts 45, and a recess 47 is formed in the front side portion of the slider 46 so that the front and sides are open. A hole 48 is formed. The eccentric cam 49 is fitted with a needle bearing 51 on the outer periphery of the disc 50. The eccentric cam 49 is housed in the recess 47 of the slider 46 and is rotated eccentrically. The slider 46 is moved forward (down) or backward (up) in the axial direction by the eccentric reciprocating rotation of the eccentric cam 49.
[0018]
In the present embodiment, a constant pressure mechanism is incorporated between the slider 46 and the valve element actuating member. A recessed hole 52 is formed at the proximal end of the valve stem 29, and the lower portion of the connection tube 53 is screwed into the recessed hole 52. The connecting tube 53 is slidably fitted to the shaft portion 54 of the slider 46. Between the bottom surface of the slider 46 and the top surface of the connecting cylinder 53, a plurality of disc springs 55 for closing the valve seat are interposed on the outer periphery of the shaft portion 54. 29, the valve body 15 is urged in the forward direction. A stopper 56 is attached to the bottom of the shaft portion 54 with a bolt 57 so as to face the end face of the connection tube 53 in the recessed hole 52 of the valve rod 29, and the connection tube 53 is attached to the shaft portion of the slider 46 by the stopper 56. 54 is prevented from leaving. As described above, the eccentric reciprocating rotation of the eccentric cam 49 causes the slider 46 to advance or retract in the axial direction, whereby the connecting cylinder 53, the valve rod 29, and the valve body 15 are advanced via the disc spring 55. Alternatively, the hole 12 of the valve seat 11 is blocked or opened as described above. And the valve body 15 is pressurized with respect to the valve seat 11 by the repulsive force of the disc spring 65, and the hole 12 of the valve seat 11 can be interrupted | blocked reliably. Further, the eccentric cam 49 is set at the bottom dead center when the valve body 15 blocks the hole 12 of the valve seat 11 (see FIGS. 3 and 4).
[0019]
A stepping motor 58 is attached to the front surface of the motor base 42, and an output shaft 59 of the stepping motor 58 is inserted into the eccentric cam 49 so as to rotate integrally. Therefore, when the output shaft 59 of the stepping motor 58 is rotated in either direction, the eccentric cam 49 is rotated as described above. A shaft 61 is rotatably supported by the column 43 via a bearing 60, and the front side of the shaft 61 is connected to the output shaft 59. The rotation angle of the eccentric cam 49, that is, the blocking and opening of the hole 12 of the valve seat 11 by the valve body 15 is performed by the photosensor 62 attached to the column 43 and the sensor dog 63 attached on the rear side of the shaft 61. It comes to detect. A potentiometer 64 is attached to the column 43. The shaft 61 and the rotation axis of the potentiometer 64 are linked by a rotation transmission mechanism 65.
[0020]
Then, when the eccentric cam 49 is rotated by driving the stepping motor 58 as described above, the shaft 61 is rotated, and the rotation shaft of the potentiometer 64 is rotated via the rotation transmission mechanism 65, whereby the eccentric cam 49 is rotated. The rotation angle, that is, the blocking state of the hole 12 of the valve seat 11 by the valve body 15 is detected and fed back to the driving of the stepping motor 58. The actuator 41 configured as described above is covered with a connector base 66 and a cover 67 with a part of the stepping motor 58 protruding.
[0021]
An internal heating means 68 is provided outside the front end of the valve rod 29 and inside the bellows 38. In the present embodiment, the flange portion 70 of the heater sleeve 69 is fixed to the lower surface of the heat insulating material 2 in the valve box 1 by screws 71, and the tubular portion on the back of the bottom plate 31 in the heater base 30 is inside the heater sleeve 69. 72 is fitted to the heater sleeve 69 so as to expand and contract so as to have a gap with the inner peripheral surface of the heater sleeve 69. When the valve sleeve 29, the valve body 15 and the like are opened, the heater section 69 and the cylindrical portion 72 are accommodated in the heater sleeve 69 so that the valve rod 29, the valve body 15 and the like are advanced. Even in the closed valve state, the end portion side of the cylindrical portion 72 is set in the heater sleeve 69. A planar heater (silicon rubber heater) 73 is provided on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the heater sleeve 69.
[0022]
In particular, as is apparent from FIGS. 5 to 7, the surface heater 73 has a heater wire 75 in a zigzag shape or the like inside an insulating material 74 made of silicon rubber that is formed in a planar shape and has flexibility. The desired pattern is embedded substantially uniformly throughout (not shown in FIGS. 5 and 6), and is connected to the heater electric wire 76 via a connector 77 or connected by welding. This connecting portion is reinforced by an insulating material 78 made of silicon rubber. The planar heater 73 is attached to the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the heater sleeve 69 by bonding or the like. A thermal fuse (not shown) as a protection circuit is inserted in the middle of the heater wire 76, the heater wire 76 is a hole 79 formed in the flange portion 70 of the heater sleeve 69, and a groove formed in the heat insulating material 2 in the radial direction. It is guided to the outside through 80 and connected to a power source (not shown). A thermocouple 86 covered with Teflon, glass wool or the like is used as a temperature detecting means of the planar heater 73, and a temperature measuring contact 87 of the coated thermocouple 86 is provided at a desired location such as a central portion in the insulating material 74. Buried. The coated thermocouple 86 is guided to the outside through the hole 79 and the groove 80, and is connected to a temperature controller and a power source (both not shown).
[0023]
External heating means 81 is provided so as to cover almost the entire outer surface of the valve box 1. As the external heating means 81, a planar heater (silicon rubber heater) 82 having the same configuration as the planar heater 73 used for the internal heating means 68 is used. The planar heater 82 is bonded to the outer surface of the valve box 1. The outside is covered with a heat insulating cover 83 made of silicon sponge or the like. A heater wire 84 connected to the heater wire of the planar heater 82 is connected to a power source (not shown), and a thermostat 85 as a protection circuit provided outside the valve box 1 is inserted in the middle of the heater wire 84. .
[0024]
Heat can be generated by energizing the heater wire 75 from the power source via the heater wires 76 and 84 of the respective planar heaters 73 and 82. By controlling the power supply by the temperature controller based on the signal from the thermocouple 86 corresponding to the heat generation temperature at this time, the heat generation temperature of each of the planar heaters 73 and 82 can be controlled. Further, the temperature can be protected by the thermal fuse and the thermostat 85 so that the heat generation temperature by the heater wire 75 does not become too high.
[0025]
The operation of the above configuration will be described below.
As shown in FIGS. 1 and 2, the eccentric rotation of the eccentric cam 49 causes the slider 46, the connecting cylinder 53, the valve rod 29, the heater base 30, the valve body 15 and the like to be retracted (raised) along the axial direction. It is assumed that the seal ring 24 in the opening / closing part 16 of the valve body 15 is separated from the valve seat 11, the needle part 17 is detached from the hole 12 of the valve seat 11, the flow path 14 is opened, and gas flows. .
[0026]
In this state, the stepping motor 58 is driven as described above to rotate the output shaft 59, and the eccentric cam 49 is eccentrically rotated at an angle of about 140 degrees clockwise, as shown in FIGS. In addition, the slider 46, the connecting cylinder 53, the valve rod 29, the heater base 30, the valve body 15 and the like are advanced (lowered) along the axial direction, and the bellows 38 is extended. Accordingly, the flow rate adjustment surface on the distal end side of the needle portion 17 of the valve body 15 can be gradually inserted into the hole 12 of the valve seat 11 to sequentially control the gas flow rate. Further, the slider 46, the valve rod 29, the heater base 30, the valve body 15 and the like are advanced to close the hole 12 of the valve seat 11 to the base of the flow rate adjustment surface of the needle portion 17 by the pressure of the disc spring 55. The seal ring 24 of the opening / closing part 16 is pressed against the valve seat 11 in a compressed state at the outer peripheral part of the hole 12 to block the hole 12, that is, the flow path 14 and block the gas flow. it can. At this time, in the present embodiment, the seal ring 24 of the valve body 15 is pressed against the valve seat 11 as described above, so that the valve seat 11 can be reliably secured without using a constant pressure mechanism having the disc spring 55. However, by using the constant pressure mechanism, the compression amount of the seal ring 24 can be easily set, and even if the seal ring 24 is deformed, the valve thrust is maintained and the valve seat 11 is maintained. Can be surely closed.
[0027]
Further, by driving the stepping motor 58 and rotating the output shaft 59 in the reverse direction and rotating the eccentric cam 49 in the reverse direction at an angle of about 140 degrees, as shown in FIGS. 1 and 2, the slider 46, The connecting cylinder 53, the valve rod 29, the heater base 30, the valve body 15 and the like are retracted along the axial direction, and the bellows 38 is compressed. Accordingly, the seal ring 24 in the opening / closing part 16 of the valve body 15 is separated from the valve seat 11, and the flow rate adjustment surface of the needle part 17 is gradually retreated in the hole 12 of the valve seat 11 to sequentially control the gas flow rate. can do. Further, by retracting the slider 46, the valve rod 29, the heater base 30, the valve body 15 and the like, the needle portion 17 can be detached from the hole 12 of the valve seat 11, and the hole 12, that is, the flow path 14 can be opened. it can.
[0028]
As described above, the opening and closing of the hole 12 of the valve seat 11 by the valve body 15 detects the rotation angle of the shaft 61 connected to the output shaft 59 of the stepping motor 58 by the sensor dog 63 and the photosensor 62 and transmits the rotation. Since the stepping motor 58 can be feedback-controlled by detecting with the potentiometer 64 via the mechanism 65, the opening degree of the valve body 15 can be reliably set.
[0029]
Then, in the internal heating means 68, the heater sleeve 69 is heated by the planar heater 73. At this time, as described above, the heater sleeve 69 and the cylindrical portion 72 of the heater base 30 are almost entirely accommodated in the heater sleeve 69 when the valve is opened, and the cylindrical portion 72 is also closed when the valve is closed. Since the heater sleeve 69 is heated, the heater base 30 cylindrical portion 72 and the bottom plate 31 are heated by radiant heat and are in contact with the bottom plate 31. . The valve body 15 is heated. In particular, in the valve open state, almost the entire cylindrical portion 72 of the heater base 30 is inserted into the heater sleeve 69 as described above, so that the temperature rise characteristic of the valve body 15 is excellent. The bellows 38 is also heated from the inside by the planar heater 73. In addition, almost the entire valve box 1 can be heated by the planar heater 82 of the external heating means 81.
[0030]
Here, if a thermostat is used as the temperature detecting means for each of the planar heaters 73 and 82, the difference in response temperature at ON and OFF is large, the controllability is inferior, and there is a risk of overshooting. It cannot be set to a high temperature, and the heating temperature is limited to about 150 ° C., which is restricted by the object of use. However, as in the present embodiment, the thermocouple 86 is used as the temperature control means of each of the planar heaters 73 and 82 so that the controllability is excellent, and the power supply is controlled by the temperature controller based on the signal from the thermocouple 86. The heating temperature by each of the planar heaters 73 and 82 can be stably controlled between about 100 ° C. and about 200 ° C. Therefore, by-products contained in the exhaust gas are generated and can be prevented from adhering to the gas contact surfaces of the valve box 1, the valve body 15 and the bellows 38, and the valve body 15 and the bellows 38 can be smoothly moved. In addition, it can be surely operated, and particles can be prevented from being mixed into the flow path 14, thereby reducing the maintenance cost. Moreover, since the heating temperature range by each planar heater 73 and 82 can be expanded as mentioned above, the kind of applicable exhaust gas can be expanded and a use object can be expanded. In addition to the sheet heater 82 of the external heating means 81, the sheet heater 73 of the internal heating means 68 is also in a fixed position when the valve rod 29, the valve body 15, etc. are moved. There is no fear, and since the sheet heaters 73 and 82 have the heater wire 75 embedded in the insulating material 74, the insulating material 74 can be set to a sufficient thickness for insulation to prevent destruction. Therefore, durability and reliability can be improved.
[0031]
As described above, the actuator 41 of the valve body 15 is composed of the eccentric cam 49, the slider 46, and the like. By using the cross slider crank mechanism that moves the valve body 15 in a sinusoidal curve, the equal percentage characteristic is obtained in the control of the valve body 15. In the middle part, the valve body 15 can be operated at high speed, and in the minimum flow rate region, the valve body 15 can be operated near the top of the sine curve to increase the resolution, and the same soft exhaust as the bypass valve mechanism is performed. it can. And since the valve body 15 has the needle part 17, resolution | decomposability can be improved further. In addition, since the valve body 15 can be soft-landed with respect to the valve seat 11, the generation of vibration and particles can be suppressed to a small extent. In addition, as described above, the valve body 15 includes the needle portion 16 and the opening / closing portion 16 and has a flow rate control and shut-off function with one unit. Therefore, the range ability is large and the control range is widened. A wide range of pressure control can be performed like control of process pressure and cleaning pressure in the exhaust system. Further, the valve body 15 is pressed against the valve seat 11 at the bottom dead center of the eccentric cam 49 so that the valve seat tightening reaction force is not easily converted into the rotation of the eccentric cam 49. Therefore, the valve seat shut-off thrust can be maintained even when there is no electromagnetic brake at the time of a power failure, and gas leakage can be prevented, so that the reliability can be improved and the electric circuit for driving can be installed. Since it can be made the same as the drive part of a butterfly valve, control can also be made common by the same circuit mechanism.
[0032]
In addition, the shape of the valve body 15 is not limited to the said embodiment. Further, the actuator 41 is not limited to the cross slider crank mechanism, and the valve rod 29 and the valve body 15 are driven by an air cylinder, or the valve rod 29 and the valve body 15 are driven by a motor via a screw. Various configurations can be employed. Further, the actuator 41 and the valve body actuating member such as the valve rod 29 are detachably linked, and the valve body actuating member and the valve body 15 are instantaneously separated from the actuator 41 and driven when the power supply is stopped due to power failure. 15 can also be applied to a vacuum exhaust valve of a type provided with an emergency shut-off mechanism that shuts off the hole 12 of the valve seat 11. Further, the planar heaters 73 and 82 of the internal heating means 68 and the external heating means 81 are not limited to the above-described embodiments. In particular, the planar heater 82 of the external heating means 81 is made of an insulating material made of glass wool. The wire may be embedded, and in this case, since it is poor in flexibility, it may be formed in advance in a shape that follows the shape of the valve box 1, and since it is thick, Thus, it is not necessary to cover with a heat insulating cover. The seal ring 24 can be provided on the valve seat 11 side. Further, it is not necessary to use a seal ring on either the valve body 15 side or the valve seat 11 side. In this case, in particular, by using a constant pressure mechanism having a spring, the valve seat 11 is held by holding the valve thrust. It can be surely closed. In addition, the present invention can be variously modified without departing from the basic technical idea.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the gas contact surfaces of the bellows, the valve body, the valve box and the like can be effectively heated by the internal heating means and the external heating means, and by-products are generated from the exhaust gas. Therefore, the flow path can be reliably blocked, and the manufacturing apparatus can be prevented from being contaminated and the maintenance cost can be reduced. Also, the heating means is not insulated by using a planar heater in which there is no movable part of the wiring so that the planar heater does not move with the movement of the valve element actuating member and valve body, and the heater wire is embedded in an insulating material. Since the material layer can be formed thick, the damage can be prevented, and therefore the durability and the reliability can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a vacuum exhaust valve according to an embodiment of the present invention, and is a longitudinal sectional view of a central portion in a state where a flow path is opened.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, showing the same vacuum exhaust valve, in the same state as in FIG.
3 is a cross-sectional view similar to FIG. 1, showing the same vacuum exhaust valve, with the flow path shut off. FIG.
4 is a cross-sectional view similar to FIG. 2, showing the same vacuum exhaust valve, in the same state as in FIG.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a part of the internal heating means used in the vacuum exhaust valve.
6 shows a part of the internal heating means, and is a cross-sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 5;
FIG. 7 is a development view of a planar heater used for the internal heating means.
[Explanation of symbols]
1 Valve box
3 Bonnet
11 Valve seat
12 holes
14 Channel
15 Disc
16 Opening and closing part
17 Needle part
29 Valve stem
30 heater base
41 Actuator
46 Slider
49 Eccentric cam
58 Stepping motor
64 Potentiometer
68 Internal heating means
69 Heater sleeve
73 Planar heater
74 Insulation
75 Heater wire
76 Heater wire
81 External heating means
82 sheet heater
83 Thermal insulation cover
84 Heater wire
86 Thermocouple

Claims

A flow path, a valve box having a valve seat in the middle of the flow path, a valve body that opens or shuts off a hole in the valve seat, a valve body operating member that operates the valve body , and the valve body A sealing bellows provided on the outer periphery of the valve element operating member is provided on the back side of the cylinder provided on the valve element , and the valve element operating member and the valve element provided on the valve element operating member are moved up and down. In a vacuum exhaust valve having an actuator that can be freely driven , a heater base having a cylindrical portion is connected to a lower end of the valve element operating member, and a bottom plate of the heater base is connected to a back side of the valve element, An internal heating means is configured by mounting a planar heater in which a heater wire is embedded in an insulating material on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the heater sleeve, and a flange portion provided at the upper end of the heater sleeve of the internal heating means is a top portion of the valve box On the side and on the bottom side of the bonnet The internal heating means is disposed between the tubular body of the valve body and the tubular portion of the heater base, and further, a planar heater having a heater wire embedded in an insulating material is provided on the outer peripheral surface of the valve box. A vacuum exhaust valve characterized in that the heater base tube portion is accommodated in the heater sleeve in a fixed position when covered with an external heating means and in a valve open state .