JP4631597B2 - 光触媒被覆ゲートバルブおよびこれを備えた真空処理装置 - Google Patents
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Description
図6において、2は弁体、3は弁箱、4は弁棒、5は開口部、9、9bはOリング、6はベローズ、18はヒータ、19はヒータ用のケーブルである。弁箱3の開口部5の面に、成膜装置などのプロセス装置が取り付けられる。ゲートバルブは、Oリング9を備えた弁体2と、弁体2に接続された弁棒4と、弁棒4に接続されたベローズ6と、図示しない駆動手段(エアシリンダなど)とで構成される。弁体2には、加熱用のヒータ18が内蔵されている。ヒータ18にはケーブル19が取り付けられている。ケーブル19は、弁体2から引き出され、弁棒4内部に納められている。弁体2の開閉動作時には、ケーブル19も弁体2とともに動く。
上述のような真空チャンバに、成膜装置やエッチャなどのプラズマ処理装置が取り付けられている場合、プラズマ処理時に生成した難揮発性有機物が処理室内壁、弁体2表面に付着する。有機物が弁体2表面に蓄積されると、弁体2の開閉動作によって剥離しパーティクルを生じる。また、ゲートバルブが成膜装置や拡散炉などの高温処理装置に取り付けられている場合、プロセス処理後にバルブを開けるとバルブが冷え、弁体2表面に水滴が付着する。水滴は、プロセス処理室の真空度を悪化させ、ロードロック時間を長くする。従来、有機物や水滴の付着を低減するために、弁体2をヒータ18で100〜140℃に加熱している。
このように、従来のゲートバルブを備えた真空チャンバは、ゲートバルブの弁体2を常に加熱しているものである。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、ランニングコストを低減するとともに、容易にメンテナンスを行うことができ、さらに、弁体表面を清浄に保つことのできるゲートバルブを備えた真空チャンバを提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、弁体と、前記弁体を駆動する弁棒とを有するゲートバルブにおいて、前記弁体は、その少なくとも一部に設けられた透明部材と、前記透明部材の表面に形成した光触媒膜と、前記光触媒膜に光を照射する光源とを設けたものである。
請求項2に記載の発明は、前記透明部材は、前記光源から照射される紫外線から可視光線の全てまたは一部の光を透過するものである。
請求項3に記載の発明は、前記光源を面発光体としたものである。
請求項4に記載の発明は、前記弁体がその内部に前記光源用の電源を備えたものである。
請求項5に記載の発明は、前記弁体の透明部材と隙間を介して対向する固定部材に前記光触媒膜を透過した照射光を検出する光検出器を設けたものである。
請求項6に記載の発明は、前記固定部材が前記弁体を支持する弁箱または真空容器である。
請求項7に記載の発明は、前記光検出器の出力を入力し前記光源の強さを制御する演算器を設けたものである。
請求項8に記載の発明は、前記光源に供給される電流値を検出しその程度により前記光源の寿命を監視する電流計を設けたものである。
請求項9記載の発明は、請求項1から8のいずれかに記載の光触媒被覆ゲートバルブを用いて構成したことを特徴とする真空処理装置である。
請求項3に記載の発明によると、光源を面発光体としたので、光触媒膜に均一に光を照射することができ、光触媒膜面内における難揮発性有機物の除去効果を均一にすることができる。
請求項4に記載の発明によると、弁体内部に光源用の電源を備えたので、光源と電源をつなぐリード線が弁体以外の箇所に干渉せずに弁体の脱着ができ、メンテナンス性に優れる。
請求項5〜7に記載の発明によると、弁体と対向する固定部材に光検出器を設け、その出力を演算器に入力して制御するので、光触媒膜の光の透過率を求めることができる。したがって、難揮発性有機物の付着量に応じて光触媒膜の活性を制御でき、エネルギ効率が良くなる。
請求項8に記載の発明によると、光源に供給される電流値を検出する電流計を備えているので、光源の劣化などによる性能低下を監視することができる。
請求項9に記載の発明によると、コンパクトでメンテナンスが容易な真空処理装置を得ることができる。
透明部材7は、紫外線から可視光線の全てまたは一部の光を透過するものとして、ガラス板を用いた。このガラス板は弁体要素2aと2bとの間にOリング9bを介してシールされており、ネジ10によって弁体要素2b側から固定されている。
光触媒膜8は、TiO2を用いて透明部材7の開口部5側の表面に形成している。
光源11は、弁体要素2bの内部に低圧水銀灯が3個設けられており、これは、400nm以下の波長を発光しTiO2膜を励起できる。光源11のリード線12は弁棒4内に設けたリード線12を挿入する貫通孔4aを通って図示しない電源に取り付けられている。
つぎに、本実施例の動作について述べる。
成膜やエッチングなどのプロセス処理が終了すると、弁体2の表面や処理室内壁に難揮発性有機物が付着している。いま、光源11に通電し発光させると、光はガラス板7を透過し、光触媒膜8に照射される。そうすると、TiO2膜が励起されその表面に付着していた有機物が二酸化炭素などのガスに分解される。これらのガスはゲートバルブが取り付けられているプロセス装置やロードロックチャンバなどの排気系にて系外に排気される。
本発明が特許文献1と異なる部分は、弁体のシール面側が紫外線から可視光線の全てまたは一部の光を透過する材料で構成されている点、その表面にTiO2膜が形成されている点、および弁体内部に光源を備えた点である。
なお、本実施例では、光源11を3個用いたが、この数に限るものではない。また、弁体要素2aとガラス板7は別ピースとしたが、ろう付けなどの手段によって接合し一体にても良い。さらに、弁箱3を備えているが、これに限らずロードロックチャンバなどのチャンバでもよい。また、透明部材としてガラス板を用いたが、アクリル、ポリカーボネート、エポキシ樹脂などの紫外線から可視光線の透過率が高い樹脂を用いることもできる。この場合、弁体要素2aを全てこれらの樹脂で構成しても良い。また、光触媒膜8はTiO2を用いたが、これに限らずTa2O5、ZnO、SnO2、InTaO4、NaTaO3のうち、1つ以上を用いることができる。また、光源11には低圧水銀灯用いたが、光触媒膜8がTiO2の場合、ブラックライト、蛍光灯、紫外光LEDなどの波長が400nm以下の光を発生することができる光源を用いることができる。
本実施例は、弁体要素2bの内部に光源11と電源13とを設けたものである。
電源13に電池を用い、電源13およびリード線12が弁体要素2bの内部に設置されている。したがって、弁棒4にはリード線12を通す貫通孔4aは設けられていない。また、透明部材7としてアクリル板を用いた。その他の構成は実施例1と同様である。なお、動作についても実施例1と同じであるため、説明を省略する。
本実施例は、光源11に有機ELの面発光体を設けたものである。
透明部材7にポリカーボネート板を用い、面発光体の全面をカバーしている。その他の構成は実施例1と同じである。また、動作についても実施例1と同じである。
図において、15は光検出器、16は演算器、14は光検出器15と演算器16とを接続する信号線である。光触媒膜8とその他の構成は実施例1と同様である。
つぎに、本実施例の動作について述べる。
いま、開口部5が開いているとき、すなわち弁体が光検出器15と対向している時、光検出器15で得られた信号は信号線14を通して演算器16に取り込まれ、吸収率が算出される。開口部5が閉じている時は、信号は遮断される。開口部5が開いている時に透明部材(ガラス板)7の透過率がわかる。さらに、光源の強さと透過率との関係をあらかじめ求めておくことで、透過率に応じて光源11の強度を調整することができる。これにより難揮発性有機物を有効に除去できる。
本発明が特許文献1と異なる部分は、光検出器15と演算器16とを備えている部分である。
図において、1は光触媒被覆ゲートバルブ、13は光源11用の電源、17は電流計である。
本実施例は、光源11と電源12との間に、光源13に供給される電流を計測する電流計17を備え、演算器16に電流計17および電源13をそれぞれ信号線14で接続している。その他の構成は実施例4と同様である。
いま、光源11に電力が供給されると、電流計17により電流値を読みとれる。もしこの場合有機物の付着が多ければ、電流計17の電流値が下がるので、電源13の電圧を上げることにより、この強度を厳密に調整する。また、初期の電圧、電流と比較することで、光源11の劣化状況が把握できる。
また、電流計17の出力を演算器16に取り込むことにより、電源13を自動制御することができる。透過率と電流値を比較することにより、電流値が変動しても透過率を正確に求めることができる。
2 弁体
2a、2b 弁体要素
3 弁箱
4 弁棒
4a 貫通孔
5、5a、5b 開口部
6 ベローズ
7 ガラス板
8 光触媒膜
9、9a、9b、9c Oリング
10 ネジ
11 光源
12 リード線
13 電源
14 信号線
15 光検出器
16 演算機
17 電流計
18 ヒータ
19 ケーブル
Claims (9)
- 弁体と、前記弁体を駆動する弁棒とを有するゲートバルブにおいて、
前記弁体は、その少なくとも一部に設けられた透明部材と、前記透明部材の表面に形成した光触媒膜と、前記光触媒膜に光を照射する光源とを設けたことを特徴とする光触媒被覆ゲートバルブ。 - 前記透明部材は、前記光源から照射される紫外線から可視光線の全てまたは一部の光を透過するものであることを特徴とする請求項1記載の光触媒被覆ゲートバルブ。
- 前記光源は、面発光体であることを特徴とする請求項1記載の光触媒被覆ゲートバルブ。
- 前記弁体は、その内部に前記光源用の電源を備えていることを特徴とする請求項1記載の光触媒被覆ゲートバルブ。
- 前記弁体の透明部材と隙間を介して対向する固定部材に前記光触媒膜を透過した照射光を検出する光検出器を設けたことを特徴とする請求項1記載の光触媒被覆ゲートバルブ。
- 前記固定部材が、前記弁体を支持する弁箱または真空容器であることを特徴とする請求項5記載の光触媒被覆ゲートバルブ。
- 前記光検出器の出力を入力し前記光源の強さを制御する演算器を設けたことを特徴とする請求項5記載の光触媒被覆ゲートバルブ。
- 前記光源に供給される電流値を検出しその程度により前記光源の寿命を監視する電流計を設けたことを特徴とする請求項1または5記載の光触媒被覆ゲートバルブ。
- 請求項1から8のいずれかに記載の光触媒被覆ゲートバルブを用いて構成したことを特徴とする真空処理装置。
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