JP6053401B2 - Vacuum gate valve - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、半導体装置の処理チャンバに使用されて各種処理チャンバ内を真空にするための真空用ゲートバルブの改良に関し、特に、バルブプレートによる密閉状態を確実に保持しつつ、金属同士の接触によるパーティクルの発生を抑制する一方、簡易にメンテナンスをすることに関するものである。 The present invention relates to an improvement of a vacuum gate valve that is used, for example, in a processing chamber of a semiconductor device to evacuate various processing chambers, and in particular, while maintaining a sealed state by a valve plate, The present invention relates to simple maintenance while suppressing generation of particles due to contact.
半導体装置の製造工程においては、エッチング装置やCVD(化学気相蒸着)による薄膜処理、PVD等の処理を行う各種処理チャンバ内を真空状態とするために、処理チャンバと吸引ポンプとの間にゲートバルブが使用される。この真空用ゲートバルブとしては、近年、スペース的に有利で、比較的簡易に製造することができることから、ケーシング内においてバルブプレートを横方向に揺動させる横旋回式のゲートバルブが多く採用されている。 In the manufacturing process of a semiconductor device, a gate is provided between a processing chamber and a suction pump in order to create a vacuum state in various processing chambers for performing thin film processing by CVD (chemical vapor deposition), processing such as PVD, and PVD. A valve is used. As this vacuum gate valve, in recent years, since it is advantageous in terms of space and can be manufactured relatively easily, a laterally swiveled gate valve that swings the valve plate in the casing in the lateral direction has been widely adopted. Yes.
この横旋回式の真空用ゲートバルブにおいては、ケーシング内におけるバルブプレートの円滑な揺動を確保するため、バルブプレートとケーシングとの間にして若干の間隙が設定されている。従って、バルブプレートを開口を塞ぐ位置に移動させた後、その間隙を解消して密閉状態を確保するため、バルブプレートをケーシングに密着させることが必要となる。 In this laterally turning vacuum gate valve, a slight gap is set between the valve plate and the casing in order to ensure smooth swinging of the valve plate in the casing. Therefore, after the valve plate is moved to a position that closes the opening, it is necessary to close the valve plate to the casing in order to eliminate the gap and secure a sealed state.
この場合、圧力差によるバルブプレートの変位や変形を防止して、密閉状態を確実に保持すると共にバルブプレートの損傷を抑制するため、本発明者等は、バルブプレートが開口に対し全閉位置にあるときにバルブプレートをケーシングに密着させる位置調整手段を更に備え、この位置調整手段は、駆動源と、この駆動源により回転する回転体と、この回転体の回転により回転体に対して相対的に昇降する昇降体とから成り、この昇降体はバルブプレートに接してバルブプレートの位置を調整することを特徴とする真空用ゲートバルブを提案した(特許文献1、2参照)。この技術は、バルブプレートのケーシングへの密着時においては弾性部材を介さず機構的にバルブプレートの変位を許容しない一方、バルブプレートのケーシングへの密着時を除いてはバルブプレートの揺動を許容して開閉を可能とするものである。 In this case, in order to prevent displacement and deformation of the valve plate due to the pressure difference, to securely maintain the sealed state and to prevent damage to the valve plate, the inventors have set the valve plate to the fully closed position with respect to the opening. The position adjusting means further includes a position adjusting means for bringing the valve plate into close contact with the casing at a certain time. The position adjusting means is relative to the rotating body by the rotation of the driving source, the rotating body rotated by the driving source, and the rotating body. A vacuum gate valve has been proposed (see Patent Documents 1 and 2). The vacuum gate valve is characterized by adjusting the position of the valve plate in contact with the valve plate. This technology does not allow the displacement of the valve plate mechanically without contact with the elastic member when the valve plate is in close contact with the casing, but allows the valve plate to swing except when the valve plate is in close contact with the casing. Thus, it can be opened and closed.
しかし、特に、バルブプレートが開口に対し全閉位置にあるときにバルブプレートをケーシングに密着させる状態においては、バルブプレートのケーシングへの押し付け時や、昇降体の昇降(回転)に伴うバルブプレートの若干のスライド時に、バルブプレートやケーシングの材料である金属同士の接触(メタルコンタクト)によって、パーティクルが発生するおそれがある。このパーティクルが、処理チャンバ内で飛散すると、製造される半導体装置の性能に影響を与えたり、圧力センサー等の各種計測機器が損傷して、不具合が生じる可能性がある。 However, particularly when the valve plate is in close contact with the casing when the valve plate is in the fully closed position with respect to the opening, when the valve plate is pressed against the casing or when the valve plate is moved up and down (rotated). At the time of a slight slide, particles may be generated due to contact (metal contact) between metals which are materials of the valve plate and the casing. If the particles are scattered in the processing chamber, the performance of the manufactured semiconductor device may be affected, or various measuring instruments such as a pressure sensor may be damaged, causing problems.
また、このような密着時のみならず、バルブプレートは、大気圧と真空という圧力差が激しい臨界に設置されて、圧力による負荷がかかるため、この気圧差による負荷によって、特に揺動可能状態における密閉直前の位置において、バルブプレートに想定した以上の急激な変位が生じ、予期せぬスピードでバルブプレートがケーシングに衝突等するおそれもあった。これらの問題には、とりわけ、近年におけるバルブプレートの大型化に伴い、バルブプレートが大面積で圧力負荷を受けることになるため、充分に対応することが必要である。 In addition to such close contact, the valve plate is installed in a critical condition where the pressure difference between the atmospheric pressure and the vacuum is severe, and a load due to the pressure is applied. At a position immediately before sealing, the valve plate is displaced more rapidly than expected, and the valve plate may collide with the casing at an unexpected speed. In particular, it is necessary to sufficiently cope with these problems since the valve plate is subjected to a pressure load in a large area as the valve plate becomes larger in recent years.
更に、近年では、高性能のモーターを使用して、ゲートバルブの高速開閉が可能となっているため、特に、大型化、重量化された近年のバルブプレートにおいては、このモーターの駆動により、バルブプレートの揺動に伴って振動が生じ、この振動により、高速で開閉するバルブプレートがケーシング等と接触した場合には、バルブプレートが破損するおそれも生じる。 Furthermore, in recent years, a high-performance motor can be used to open and close the gate valve at high speed. In particular, in recent large-sized and heavy valve plates, the motor is driven to drive the valve. As the plate swings, vibration is generated. If the valve plate that opens and closes at high speed comes into contact with the casing or the like, the valve plate may be damaged.
この場合、バルブプレートとケーシングとの接触を、確実に回避しなければならない一方で、同時に、これらの機械要素が非常に過酷な環境下で使用されるため、短期間でのメンテナンスが必要とされる場合があることから、メンテナンスのためのアクセスや着脱を簡易に行うことができることが非常に重要となる。 In this case, contact between the valve plate and the casing must be reliably avoided, while at the same time, these machine elements are used in very harsh environments, requiring short-term maintenance. Therefore, it is very important to be able to easily perform access and detachment for maintenance.
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点に鑑み、バルブプレートによる密閉状態を確実に保持しつつ、金属同士の接触によるパーティクルの発生を抑制することができる一方、簡易にメンテナンスをすることができる真空用ゲートバルブを提供することにある。 In view of the above-mentioned problems, the problem to be solved by the present invention is to maintain the sealed state by the valve plate and to suppress the generation of particles due to contact between metals, while maintaining easily. An object of the present invention is to provide a vacuum gate valve that can be used.
本発明は、上記の課題を解決するための第1の手段として、開口を有するケーシングと、このケーシング内を揺動して開口を開閉するバルブプレートとを備えた真空用ゲートバルブにおいて、バルブプレートが開口に対し全閉位置にあるときにバルブプレートをケーシングに密着させる位置調整手段を更に備え、この位置調整手段は、バルブプレートのケーシングへの密着時においては弾性部材を介さず機構的にバルブプレートの変位を許容しない一方、バルブプレートのケーシングへの密着時を除いてはバルブプレートの揺動を許容し、バルブプレートは、ケーシングへの密着時においてケーシングに弾性的に接触するクッション材を有し、このクッション材は、バルブプレートのケーシングの開口周縁に当接する部分において形成された取付溝に着脱自在に嵌着され、このバルブプレートに形成された取付溝は、幅広に形成された非係合部と、幅狭に形成された係合部とを有し、クッション材は、非係合部から取付溝内に挿入することができる一方、変位により係合部に係合することができる係止部が形成されていることを特徴とする真空用ゲートバルブを提供するものである。 As a first means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a valve plate for a vacuum gate valve comprising a casing having an opening and a valve plate that swings in the casing to open and close the opening. When the valve plate is in the fully closed position with respect to the opening, it is further provided with a position adjusting means for bringing the valve plate into close contact with the casing. While displacement of the plate is not allowed, the valve plate is allowed to swing except when the valve plate is in close contact with the casing. The cushion material is formed at the portion of the valve plate that contacts the peripheral edge of the opening of the casing. The mounting groove formed in the valve plate so as to be detachably attached to the groove has a non-engagement portion formed wide and an engagement portion formed narrow. Provided is a vacuum gate valve characterized in that a locking portion that can be inserted into a mounting groove from a non-engaging portion and can engage with an engaging portion by displacement is formed. is there.
本発明は、上記の課題を解決するための第2の手段として、上記第1の解決手段において、取付溝は、バルブプレートのケーシングの開口周縁に当接する部分において円弧状又は環状に形成されていることを特徴とする真空用ゲートバルブを提供するものである。 According to the present invention, as a second means for solving the above-described problem, in the first solution means, the mounting groove is formed in an arc shape or an annular shape at a portion that contacts the opening periphery of the casing of the valve plate. there is provided a vacuum gate valve, characterized in that there.
本発明は、上記の課題を解決するための第3の手段として、上記第1又は第2のいずれかの解決手段において、クッション材は、取付溝の端部又は一部に装着されてクッション材を取付溝内において自ら(即ち、スプリング)から離反するように付勢するスプリングを有することを特徴とする真空用ゲートバルブを提供するものである。 According to the present invention, as a third means for solving the above-described problem, in either the first or second solving means, the cushion material is attached to an end portion or a part of the mounting groove, and the cushion material. The present invention provides a vacuum gate valve characterized in that it has a spring that biases it away from itself (that is, a spring) in the mounting groove.
本発明は、上記の課題を解決するための第4の手段として、上記第1乃至第3のいずれかの解決手段において、クッション材は、フッ素樹脂から形成又は芯材の表面にフッ素樹脂を被覆して形成されていることを特徴とする真空用ゲートバルブを提供するものである。 The present invention provides, as a fourth means for solving the above problems, in the first to third one solution, the cushion material is coated with fluorine resin on the surface of the forming or core material of a fluororesin Thus, a vacuum gate valve is provided.
本発明は、上記の課題を解決するための第5の手段として、上記第1乃至第4のいずれかの解決手段において、位置調整手段は、駆動源と、この駆動源により回転する回転体と、この回転体の回転により回転体に対して相対的に昇降する昇降体とから成り、昇降体はバルブプレートに接してバルブプレートの位置を調整することを特徴とする真空用ゲートバルブを提供するものである。 According to the present invention, as a fifth means for solving the above-described problem, in any one of the first to fourth solving means, the position adjusting means includes a drive source, a rotating body rotated by the drive source, The vacuum gate valve is characterized by comprising a lifting body that moves up and down relative to the rotating body by the rotation of the rotating body, the lifting body being in contact with the valve plate and adjusting the position of the valve plate. Is.
本発明は、上記の課題を解決するための第6の手段として、上記第5の解決手段において、駆動源は、昇降体がバルブプレートをケーシングに密着させる位置にあるときは、昇降体が変位しないように制止させることを特徴とする真空用ゲートバルブを提供するものである。 According to the present invention, as a sixth means for solving the above-described problem, in the fifth solution means, when the drive source is at a position where the lift body is in close contact with the casing , the lift body is displaced. The present invention provides a vacuum gate valve characterized by being restrained so as not to occur.
本発明は、上記の課題を解決するための第7の手段として、上記第5又は第6のいずれかの解決手段において、回転体は、環状レールと環状レールから突出するピンを有し、昇降体は、回転体の環状レールに係合して環状レールに沿って回転するリング状本体とリング状本体に形成され回転体のピンが挿入される長孔を有し、この長孔は少なくとも一部が回転体に対して傾斜して形成され、昇降体は、回転体のピンが回転体の回転により昇降体の傾斜した長孔内を移動することにより回転体に対して昇降することを特徴とする真空用ゲートバルブを提供するものである。 According to the present invention, as a seventh means for solving the above-described problem, in any of the fifth and sixth solving means, the rotating body has an annular rail and a pin protruding from the annular rail, and is The body has a ring-shaped main body that engages with the annular rail of the rotating body and rotates along the annular rail, and a long hole that is formed in the ring-shaped main body and into which the pin of the rotating body is inserted. The lifting / lowering body is lifted / lowered with respect to the rotating body by moving the pin of the rotating body in the inclined long hole of the lifting / lowering body by the rotation of the rotating body. A vacuum gate valve is provided.
本発明は、上記の課題を解決するための第8の手段として、上記第5乃至第7のいずれかの解決手段において、回転体及び昇降体は、開口周縁に配置されてケーシング内に収納されていることを特徴とする真空用ゲートバルブを提供するものである。 According to the present invention, as an eighth means for solving the above-described problems, in any one of the fifth to seventh solving means, the rotating body and the lifting body are disposed on the periphery of the opening and stored in the casing. A vacuum gate valve is provided.
本発明は、上記の課題を解決するための第9の手段として、上記第5乃至第8のいずれかの解決手段において、昇降体は、バルブプレートと接触する面にOリングが埋設されていることを特徴とする真空用ゲートバルブを提供するものである。 According to the present invention, as a ninth means for solving the above-described problems, in any one of the fifth to eighth solving means, the elevating body has an O-ring embedded in a surface contacting the valve plate. A vacuum gate valve is provided.
本発明によれば、上記のように、バルブプレートは、ケーシングへの密着時においてケーシングに弾性的に接触するクッション材を有するため、バルブプレートが密閉のためにケーシングに押し付けられたりスライドしても、また、揺動時や圧力調整時においても、ケーシングとの直接のメタルコンタクトを回避することができるため、パーティクルの発生やバルブプレート、ケーシングの損傷を効果的に抑制することができる実益がある。 According to the present invention, as described above, the valve plate has the cushioning material that elastically contacts the casing when it is in close contact with the casing. Therefore, even if the valve plate is pressed against the casing or slides for sealing. In addition, it is possible to avoid the direct metal contact with the casing even when swinging or adjusting the pressure, so that there is an actual advantage that the generation of particles and the damage of the valve plate and the casing can be effectively suppressed. .
本発明によれば、上記のように、クッション材は、バルブプレートのケーシングの開口周縁に当接する部分において円弧状又は環状に形成された取付溝に着脱自在に嵌着されているため、密閉時にケーシングに押し付けられるバルブプレートのほぼ全周にわたってメタルコンタクトの回避によるパーティクルの発生を防止することができる実益がある。 According to the present invention, as described above, the cushion material is detachably fitted in the mounting groove formed in an arc shape or an annular shape at the portion of the valve plate that contacts the opening periphery of the casing. There is an advantage that the generation of particles due to the avoidance of metal contact can be prevented over almost the entire circumference of the valve plate pressed against the casing.
本発明によれば、上記のように、バルブプレートに形成された取付溝は、幅広に形成された非係合部と、幅狭に形成された係合部とを有し、クッション材は、非係合部から取付溝内に挿入することができる一方、変位により係合部に係合することができる係止部が形成されているため、ケーシングに確実に押し付けられてもクッション材が容易に離脱せず、パーティクルの発生を確実に抑制することができる一方で、クッション材を容易に着脱することができ、過酷な条件下でも所定の位置に確実に配置されつつ、メンテナンス時には容易に対応することができる実益がある。 According to the present invention, as described above, the mounting groove formed in the valve plate has a non-engagement portion formed wide and an engagement portion formed narrow, and the cushion material includes: While it can be inserted into the mounting groove from the non-engagement part, a latching part that can be engaged with the engagement part by displacement is formed, so the cushioning material is easy even if pressed firmly against the casing The cushioning material can be easily attached and detached while being securely placed in place even under harsh conditions, and can be easily handled during maintenance. There are real benefits that can be done.
この場合、本発明によれば、上記のように、クッション材は、取付溝の端部又は一部に装着されてクッション材を取付溝内において端部又は一部から離反するように付勢するスプリングを有しているため、クッション材の位置を固定して取付溝の係合部へのクッション材の係止部の係合状態を確実に維持することができる一方、スプリングを取り外すだけで、クッション材を取り外し可能な位置に容易に変位させることができ、クッション材の交換や清掃等のメンテナンスを簡易に行うことができる実益がある。 In this case, according to the present invention, as described above, the cushion material is attached to the end portion or a part of the mounting groove and urges the cushion material so as to be separated from the end portion or the part in the mounting groove. Since it has a spring, the position of the cushion material can be fixed and the engagement state of the engagement portion of the cushion material to the engagement portion of the mounting groove can be reliably maintained, while only removing the spring, There is an advantage that the cushion material can be easily displaced to a removable position, and maintenance such as replacement and cleaning of the cushion material can be easily performed.
本発明によれば、上記のように、クッション材は、樹脂の中でも摩擦係数が最も低いフッ素樹脂から形成又は芯材の表面にフッ素樹脂を被覆して形成されているため、バルブプレートのケーシングへの密着時において摩擦抵抗を低減して緩衝的に密着させることができ、押し付けやスライドによるパーティクルの発生を効果的に抑制することができる実益がある。 According to the present invention, as described above, the cushion material is formed from a fluororesin having the lowest friction coefficient among the resins, or is formed by covering the surface of the core material with the fluororesin. There is an advantage that the frictional resistance can be reduced and the buffer can be closely contacted at the time of close contact, and the generation of particles due to pressing or sliding can be effectively suppressed.
本発明によれば、上記のように、バルブプレートに接触する昇降体は、バルブプレートと接触する面にOリングが埋設されているため、バルブプレート自体のクッション材とは反対側の面にOリングを埋設する必要がなくなり、バルブプレートの両面にクッション材及びOリングを設ける場合に比べて、バルブプレートの厚みを適切に確保することができ、充分な強度を確保しつつ、Oリングにより処理チャンバ側の密閉状態を確保することができる実益がある。 According to the present invention, as described above, since the elevating body that contacts the valve plate has the O-ring embedded in the surface that contacts the valve plate, the O plate is placed on the surface opposite to the cushion material of the valve plate itself. There is no need to embed a ring, and the thickness of the valve plate can be adequately secured compared to the case where cushioning materials and O-rings are provided on both sides of the valve plate. There is an advantage that a sealed state on the chamber side can be secured.
本発明を実施するための形態を図面を参照しながら詳細に説明すると、図1及び図2は本発明の真空用ゲートバルブ10を示し、この真空用ゲートバルブ10は、例えば、図示しない半導体装置の製造工程で使用される処理チャンバと、この処理チャンバ内を真空とするための図示しない吸引ポンプとの間に設置され、処理チャンバ内を密閉して真空に保持するために使用される。
An embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG. 2 show a
この本発明の真空用ゲートバルブ10は、図1及び図2に示すように、開口12aを有するケーシング12と、このケーシング12内を揺動して開口12aを開閉するバルブプレート14と、このバルブプレート14を駆動するモーター16と、バルブプレート14が開口12aに対し全閉位置にあるときにバルブプレート14をケーシング12に密着させて処理チャンバ内を真空に保持する位置調整手段18とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
(1.動力伝達手段)
本発明においては、この位置調整手段18は、図1乃至図5及び図7に示すように、バルブプレート14のケーシング12への密着時においては弾性部材を介さず機構的にバルブプレート14の変位を許容しない構造となっている。従って、バルブプレート14が、大気圧と真空との臨界において圧力による負荷を受けても、ケーシング12から離反したり、一方向に反る等してケーシング12との間にギャップが生じることがないため、密閉状態を確実に保持することができる。
(1. Power transmission means)
In the present invention, as shown in FIGS. 1 to 5 and 7, the position adjusting means 18 mechanically displaces the
具体的には、この位置調整手段18は、特に図2乃至図7に示すように、駆動源20と、この駆動源20により回転する回転体22と、この回転体22の回転により回転体22に対して相対的に昇降する昇降体24とから成っている。
Specifically, the position adjusting means 18 includes a driving
これらの回転体22及び昇降体24は、図2に特に示すように、ケーシング12の開口12a周縁に配置されて、このケーシング12内に収納されている。従って、図2に示すように、ケーシング12の大きさや形状に従来の設計から大きな変更を加えることなく、省スペース化を図りつつ密閉状態を保持することができる。一方、駆動源20は、図2に示すように、ケーシング12の外側においてケーシング12に取り付けられ、後述する動力伝達手段としての駆動ギア30及び回転ギア28により、ケーシング12内部の回転体22に動力を伝達する。このため、駆動源20の修理、点検等のメンテナンスや交換を容易に行うことができる。
As shown particularly in FIG. 2, the rotating
また、このケーシング12は、特に図1に示すように、ケーシング本体12Aと、このケーシング本体12Aに、ボルト等により、着脱自在に取り付けられるカバー12Bとから成っている。従って、ケーシング12は、カバー12Bの着脱により、開閉自在に形成されている。回転体22及び昇降体24は、図1に示すように、この開閉自在なケーシング12によりケーシング12内に着脱自在に収納されている。このため、回転体22及び昇降体24の点検や保守、修理等のメンテナンス、また、交換を容易に行うことができる。
As shown particularly in FIG. 1, the
(2.駆動源)
駆動源20としては、図2乃至図7に示すように、バルブプレート14の揺動のために設置されたモーター16とは別に、密閉用モーター26を使用することが望ましい。バネ等の使用状況に左右される駆動源ではなく、駆動の要否を直接的に制御することができる駆動源とすることで、バルブプレート14の位置を適切に調整するためである。
(2. Drive source)
As shown in FIGS. 2 to 7, it is desirable to use a sealing
この場合、この駆動源20である密閉用モーター26は、後述する回転体22及び昇降体24の動作により、昇降体24がバルブプレート14をゲートバルブ12に密着させる位置にあるときは、その位置から昇降体24が変位しないように制止して、昇降体24の昇降を規制している。即ち、昇降体24は、密閉用モーター26が作動しない限り変位することはなく、密閉用モーター26が逆回転しない限り、密閉位置から開放位置へ移動せずに、密閉状態を確実に保持することができる。
In this case, the sealing
(3.回転体)
回転体22は、図2乃至図7に示すように、環状レール22Aと、この環状レール22Aから突出する複数のピン22Bを有している。この回転体22の環状レール22の側面には、図2乃至図7に示すように、ギア溝22aが形成されている。回転体22は、このギア溝22aに噛み合う回転ギア28と、この回転ギア28に噛み合い密閉用モーター26の回転軸に取り付けられる駆動ギア30により、密閉用モーター26の駆動力が伝達されて回転する。なお、このギア溝22aは、図3に示すように、回転体22を回転させることが必要な範囲において形成すれば足りる。
(3. Rotating body)
As illustrated in FIGS. 2 to 7, the rotating
環状レール22Aは、図4及び図5に示すように、内部に溝を有する断面逆凹字状の形状を有し、その内壁面から内側へ向かって突出するように複数のピン22Bが設置されている。従って、このピン22Bは環状レール22Aと共に一体的に回転する。なお、このピン22は、強度を確保するため、断面逆凹字状の環状レール22の両壁面にわたって設置することが望ましいが、その場合でも、昇降体24の組付けのために、環状レール24Aに着脱自在に取り付けることが望ましい。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、この環状レール22Aの上面には、図3乃至図5に示すように、位置調整手段18である回転体22及び昇降体24をケーシング12内に保持するためのスクリュー32が貫通すると共にこのスクリュー32に沿って回転体22が回転することを許容する湾曲長孔22bが形成されている。このため、複数のスクリュー32は、環状の回転体22の輪郭に沿って所定の間隔を開けて配置される。
Further, as shown in FIGS. 3 to 5, a
(4.昇降体)
一方、昇降体24は、図3乃至図7に示すように、回転体22の環状レール22Aに係合してこの環状レール22Aに沿って回転するリング状本体24Aと、このリング状本体24Aに形成され回転体22のピン22Bが挿入される長孔24aを有している。このリング状本体24Aは、断面が略凸状の形状を有し、上方に延びる壁面部が回転体22の環状レール22A内部の溝に挿入されて回転体22と機構的に係合する。なお、長孔24aは、回転体22のピン22Bに応じた個数に設定する。
(4. Lifting body)
On the other hand, as shown in FIGS. 3 to 7, the elevating
長孔24aは、図4及び図5に特に示すように、少なくとも一部が回転体22に対して傾斜して形成されている。このため、昇降体24は、回転体22のピン22Bが回転体22の回転によりこの昇降体24の傾斜した長孔24a内を移動することにより、回転体22に対して相対的に昇降することができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, at least a part of the
より具体的には、図4及び図6に示すように、バルブプレート14をケーシング12に密着させない開放時においては、回転体22のピン22Bが長孔24aの最下位にある始端に位置し、回転体22と昇降体24とが最も近接した状態にある。この位置に置いては、図6に示すように、昇降体24はバルブプレート14から離反し、バルブプレート14の揺動を許容することができる。
More specifically, as shown in FIGS. 4 and 6, when opening the
一方、この図4及び図6に示す開位置の状態から、回転体22が、長孔24aの傾斜の上昇方向(図4の左方向)へ回転すると、昇降体24は、図5及び図7に示すように、長孔24a内を移動するピン22Bにより押し下げられ、この長孔24aの傾斜に沿って次第に下降し、最終的に長孔24aの最上位にある終端に達することにより、バルブプレート14に接してバルブプレート14をケーシング12に押し付け、密閉状態とすることができる。
On the other hand, when the
この場合、この長孔24aは、その始端と終端において、図4及び図5に示すように、水平に形成され、昇降体24に働く上下方向の力を受け止めることができるため、全開又は密閉状態にある全閉状態において、昇降体24が密着するバルブプレート14に圧力差による負荷が加わっても、回転体22のピン22Bが昇降体24の長孔24a内で変位することがない。このため、回転体22のピン22Bを所定の位置に確実に保持することができ、駆動源26である密閉用モーター26の駆動停止と相俟って、密閉状態において、バルブプレート14がケーシング12から離反等することがなく、弾性部材を介することなく機構的にバルブプレート14を所定の位置に保持して、密閉状態を確保することができる。
In this case, as shown in FIGS. 4 and 5, the
このように、昇降体24は、回転体22に係合して回転体22の回転により昇降するため、図2乃至図5に示すように、幅方向に不必要なスペースを要することなく、上下方向からバルブプレート14をケーシング12に密着又は開放することができ、バネを用いた場合と同様の省スペース化を図りつつ密閉状態を保持することができる。
As described above, since the lifting
また、昇降体24のリング状本体24Aは、環状であるため、円板状のバルブプレート14の輪郭に沿って、バルブプレート14の全周にわたってバルブプレート14に接して、バルブプレート14をケーシング12に密着させることができ、圧力差による負荷を受けても、バルブプレート14が、例えば、先端方向等の一方向にのみ反って、バルブプレート14とケーシング12との間に間隙が生ずることがなく、密閉状態を確実に保持することもできる。
Further, since the ring-shaped
また、この昇降体24に形成された長孔24aは、図4及び図5に示すように、水平に形成された始端と終端に連続する部分が、他の部分よりも緩やかに傾斜して形成することが望ましい。これにより、バルブプレート14が圧力による負荷を受けても、特に、初動や終動の速度を規制して急激にバルブプレート14が変位することを防止することができ、バルブプレート14とケーシング12との激しい衝突を回避して、バルブプレート14やケーシング12の損傷を抑制することができる。
In addition, as shown in FIGS. 4 and 5, the
一方、駆動源20である密閉用モーター26は、水平に形成された始端と終端を除いた位置における回転体22のピン22Bの位置を制御することもできる。具体的には、駆動源20である密閉用モーター26は、回転体22のピン22Bを昇降体24の傾斜した長孔24a内の所定の位置に制止させる等して制御することができ、これにより、バルブプレート14とケーシング12との間のギャップを調整し、開口12aに連通する処理室内の圧力を制御することもできる。これにより、バルブプレート14は、単なる開閉のためのゲート弁としてのみならず、同時に圧力調整弁としての機能をも発揮することができる。
On the other hand, the sealing
なお、この昇降体24の昇降距離は、長孔24aの最上位と最高位との標高差により決定されるが、一般的には、その差を約2.5mm程度に設定すれば、バルブプレート14をケーシング12に確実に密着させることができる。
In addition, although the raising / lowering distance of this raising / lowering
また、図示の実施の形態では、回転体22のピン22B及び昇降体24の長孔24aが、8つ形成されているのが示されているが、その設置個数には特に限定はない。但し、円滑で、均等な回転、昇降を確保するためには、少なくとも、相対向する方向に2組以上の、複数に設定することが望ましい。
In the illustrated embodiment, eight
(5.バルブプレート)
バルブプレート14は、図6に示すように、位置調整手段18によりケーシング12に密着状態から解放されているときは、ケーシング12との間にギャップが生じるように設定されている。具体的には、後述するクッション材34とケーシング12との間に約1mm程度のギャップが設定されている。これにより、バルブプレート14が、揺動時にケーシング12等に接触したり、また、その結果、破損等することを防止して、円滑な揺動を確保することができる。即ち、位置調整手段18は、このバルブプレート14の自由状態での位置設定に抗して、バルブプレート14をケーシング12に密着させるものである。
(5. Valve plate)
As shown in FIG. 6, the
また、本発明においては、バルブプレート14は、図6乃至図11に示すように、ケーシング12への密着時においてケーシング12に弾性的に接触するクッション材34を有している。このクッション材34は、具体的には、特に図7(B)に示すように、昇降体24によりバルブプレート14がケーシング12に押し付けられて密閉状態となったときに、ケーシング12との間で、約0.2mmのギャップが生じるように設定されている。
In the present invention, the
このため、バルブプレート14は、図7に示すように、ケーシング12への密着時において、このクッション材34部分でケーシング12と接触する。このため、特に図7に示すように、バルブプレート14が密閉のためにケーシング12に押し付けられたりスライドしても、直接のメタルコンタクトを回避することができるため、密着時のパーティクルの発生を効果的に抑制することができる。また、バルブプレート14の揺動時や、上述した圧力調整弁としての機能時において、予期しないエラーによりケーシング12と衝突した場合であっても、パーティクルの発生や、これらのバルブプレート14及びケーシング12の損傷を効果的に抑制することができる。
For this reason, as shown in FIG. 7, the
このクッション材34は、図8及び図9に示すように、ケーシング12の開口12a周縁に沿った円弧状の形状を有し、バルブプレート14の揺動のための揺動軸14a側に開口するように配置してバルブプレート14に取り付けられる。従って、クッション材34は、密閉時にケーシング12に押し付けられる略円板状のバルブプレート14のほぼ全周にわたってバルブプレート14とケーシング12とのメタルコンタクトの回避によるパーティクルの発生を防止することができる。
As shown in FIGS. 8 and 9, the
また、このクッション材34は、バルブプレート14とケーシング12とが直接接触する場合の摩擦抵抗に比べて、より摩擦抵抗を低減することができる材質から形成する。具体的には、クッション材34は、摩擦抵抗低減材、即ち、テフロン(登録商標)等の樹脂の中でも摩擦係数が最も低いフッ素樹脂から形成することが望ましい。
Further, the
これにより、バルブプレート14のケーシング12への密着時において摩擦抵抗を低減して緩衝的に密着させることができ、パーティクルの発生を効果的に抑制することができると共に、ケーシング12の開口12aの開放から密閉への移行のためのバルブプレート14の揺動時に、クッション材34がケーシング12に接触しても滑り効果によりケーシング12の開口12a周縁内に円滑に収納させることができると同時に、パーティクルの発生や各部位の損傷を防止することができる。
As a result, when the
もっとも、このクッション材34は、ケーシング12に接触する部分において、上記摩擦抵抗作用を発揮することができれば、緩衝効果を発揮することができるため、クッション材34全体をフッ素樹脂で形成する場合に限られず、他に、例えば、芯材の表面にフッ素樹脂を被覆して形成することもできる。
However, the
更に、このクッション材34は、図6乃至図11に示すように、バルブプレート14のケーシング12の開口12a周縁に当接する部分において円弧状に形成された取付溝36に着脱自在に嵌着されて、バルブプレート14に取り付けられている。
Further, as shown in FIGS. 6 to 11, the
このバルブプレート14に形成された取付溝36は、図8乃至図11に示すように、幅広に形成された非係合部36Aと、この非係合部36Aと隣り合うように交互に幅狭に形成された係合部36Bとを有する。一方、クッション材34には、図8乃至図11に示すように、クッション材34の両側面から突出するように形成された係止部34Aが形成されている。
As shown in FIGS. 8 to 11, the mounting
このクッション材34に形成された係止部34Aは、バルブプレート14の非係合部36Aに付合する略台形状の横断面形状を有し、図8に示すように、この非係合部36Aから取付溝36内に挿入することができる一方、図9に示すように、取付溝36内で係合部36B側へ向けてスライドさせて変位することにより係合部36Bに係合することができる。この場合、この係合部36Bにおける取付溝36は、特に、図7に示すように、底面よりも上方の開口の方が狭い略台形状の形状を有し、クッション材34の係止部34Aも同様の縦断面を有する。このため、係止部34Aが、係合部36Bに係合している状態では、図7に示すように、クッション材34が取付溝36から外れることがない。
The locking
一方、クッション材34は、その係止部34Aが係合部36Bに係合している図9に示す状態から、クッション材34を取付時とは逆の方向に(非係合部36A側へ)スライドさせて、クッション材34の係止部34Aを、取付溝36の非係合部36Aに付合させるだけで、バルブプレート14から簡易に取り外すことができる。
On the other hand, the
このため、図7に示すように、ケーシング12に押し付けられてもクッション材34が容易に離脱することがなく、パーティクルの発生を確実に抑制することができる一方で、クッション材34を容易に取り外すことができ、過酷な条件下でも所定の位置に確実に配置されてパーティクルの発生を抑制しつつ、一方でメンテナンス時には容易に対応することができる。
For this reason, as shown in FIG. 7, even when pressed against the
また、クッション材34は、図10及び図11に示すように、取付溝36の端部36aに装着されてクッション材34を取付溝36内において付勢するスプリング38を有する。このスプリング38は、図10及び図11に示すように、巻回されたリング状部分38aと、このリング状部分38aから延びる2つの伸張部38bと、更に、一方の伸張部38bの先端に巻回して設けられた受け部38cとを有する。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
このスプリング38は、図11に示すように、受け部38c及び伸張部38bの一部が取付溝36の係合部36Bに係合するようにして、取付溝36の端部36aから取付溝36内に挿入され、リング状部分38aを取付溝36の端部36aに当接させる一方、受け部38cをクッション材34の端部34aに当接させるようにして、クッション材34の端部34aと取付溝36の端部36aとの間の間隙に装着されることにより、クッション材14を、スプリング38自らから(ひいては、取付溝36の端部36aから)離反するように、付勢する。
As shown in FIG. 11, the
即ち、スプリング38は、クッション材34を取付溝36内に自由状態で取り付けた場合に、クッション材34の端部34aの取付溝36の端部36aの端部との間に生ずる間隙(図9)よりも長い固有長を有し、収縮により近接するようにではなく、伸張によりクッション材34が取付溝36の端部36aから離反するように付勢する。
That is, the
これにより、クッション材14を適正な位置に固定して、取付溝36の係合部36Bへのクッション材34の係止部34Aの係合状態を確実に維持することができる。一方、スプリング38は、リング状部分38aを上方に引き出すことにより、取付溝36から取り外すことができ、これにより、スプリング38を取り外すだけで、クッション材14を取り外し可能な位置に容易に変位させることができ、クッション材14の交換や清掃等のメンテナンスを簡易に行うことができる。
Thereby, the
なお、このように、バルブプレート14には取付溝36が形成され、当該部分については、肉厚が薄くなる。このため、バルブプレート14の強度の低下を防止しつつ、密閉時における気密性を確保するため、図6及び図7に示すように、バルブプレート14側にではなく、昇降体24に、バルブプレート14と接触する面にOリング40を埋設して設置する。
As described above, the mounting
これにより、バルブプレート14自体のクッション材34とは反対側の面にOリングを埋設する必要がなくなり、バルブプレート14の両面にクッション材34及びOリングを設ける場合に比べて、バルブプレート14の厚みを適切に確保することができ、充分な強度を確保しつつ、Oリング40により処理チャンバ側の密閉状態を確保することができる。なお、このように、Oリング40により、処理チャンバ側の密閉状態を確保することができるため、クッション材34は、図6乃至図11に示す実施の形態のように、完全なリング状(環状)ではなく、バルブプレート14の揺動のための揺動軸14a側に開口する円弧状の形状を有していても、バルブプレート14としての密閉機能には何ら影響を与えない。
As a result, it is not necessary to embed an O-ring on the surface of the
もっとも、図示の実施の形態では、図6乃至図11に示すように、クッション材34及び取付溝36を、揺動軸14a側を除いた円弧状に形成したが、取付溝36を環状に形成した上で、クッション材14をスプリング38部分のみを除いた円弧状とし、取付溝36の一部にスプリング38を装着して、クッション材34を取付溝36に固定して取り付けることもできる。
However, in the illustrated embodiment, as shown in FIGS. 6 to 11, the
本発明は、特に、半導体装置におけるエッチング装置やCVDによる薄膜処理、PVD、更には、フラットパネルディスプレイの製造等に使用される処理チャンバ等に広く適用することができる。 In particular, the present invention can be widely applied to an etching apparatus in a semiconductor device, thin film processing by CVD, PVD, and a processing chamber used for manufacturing a flat panel display.
10 真空用ゲートバルブ
12 ケーシング
12A ケーシング本体
12B カバー
12a 開口
14 バルブプレート
14a 揺動軸
16 モーター
18 位置調整手段
20 駆動源
22 回転体
22A 環状レール
22B ピン
22a ギア溝
22b 湾曲長孔
24 昇降体
24A リング状本体
24a 長孔
26 密閉用モーター
28 回転ギア
30 駆動ギア
32 スクリュー
34 クッション材
34a クッション材の端部
34A 係止部
36 取付溝
36A 非係合部
36B 係合部
36a 取付溝の端部
38 スプリング
38a リング状部分
38b 伸張部
38c 受け部
40 Oリング
DESCRIPTION OF
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