JP6485689B2 - ゲートバルブ - Google Patents

Description

本発明は、半導体処理装置における真空チャンバの室壁に取り付けられ、該室壁に形成された開口を弁板で開閉するゲートバルブに関するものである。

半導体処理装置においては、真空チャンバに通じる開口の開閉にゲートバルブが使用される。この半導体処理装置は非常に高価で、処理に精密性を要求されるため、メンテナンスを欠かすことができない。そのメンテナンスでは、前記ゲートバルブを真空チャンバから取り外し、劣化した弁板やシール部材等を交換するというような作業が行われるが、前記真空チャンバの、ゲートバルブを取り付ける部分やその近傍は、非常に込み入った状態になっているため、前記ゲートバルブの取り外しや再取り付け、弁板の交換等をできるだけ簡単かつ迅速に行うことができるように、近年では、特許文献１に記載されているような構造のゲートバルブが使用されている。

この公知のゲートバルブは、前記開口（貫通口）を開閉する弁板（閉鎖板）と、該弁板を収容する弁板収容枠（ハウジング状部材）と、前記弁板に連結された弁シャフト（ピストンロッド）と、該弁シャフトを介して前記弁板を開閉操作する操作機構部（シリンダユニット）とを、一体構造化することにより閉鎖組立体を形成し、前記弁板収容枠を前記チャンバの側壁に取付ねじで固定することにより、前記閉鎖組立体を前記真空チャンバに着脱自在に取り付け、前記弁板収容枠に連なる前記開口を前記弁板で開閉するように形成されている。
このようにすれば、メンテナンス時に、前記閉鎖組立体全体を真空チャンバから取り外すことにより、前記弁板やシール部材等の交換を容易に行うことができる。

特許第４２１０３９１号公報

前記公知のゲートバルブは、前記弁板収容枠をチャンバの側壁に取付ねじで固定する場合に、前記弁板収容枠の直角をなす２つの連結面を、前記チャンバの直角をなす２つの側壁にそれぞれ当接させる必要がある。このため、前記ゲートバルブにおいては、前記弁板収容枠の一方の連結面と前記チャンバの一方の側壁とに、前記取付ねじを取り付けるためのねじ取付孔を、前記連結面及び側壁の両方に対して４５度傾斜させて形成し、この傾斜する取付孔に前記取付ねじを螺着することにより、前記弁板収容枠の２つの連結面を前記チャンバの２つの側壁にそれぞれ当接させるようにしている。

ところが、このように、前記弁板収容枠を前記チャンバの側壁に斜めのねじ取付孔で固定する方法は、該ねじ取付孔の加工時に位置精度が出にくく、その加工に多機能加工機を使用するとか、被加工物を斜めに固定しなければならないといった煩雑さあり、そのため加工性が悪く、コストもかかるという欠点があった。

そこで本発明の目的は、前記弁板収容枠をチャンバの側壁に対し、斜めの取付ねじを用いることなく、該弁板収容枠の直角をなす２つの連結面をチャンバの直角をなす２つの側壁にそれぞれ当接させた状態で連結することができる、簡単で合理的な設計構造を有するゲートバルブを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明によれば、チャンバの直角に連なる第１の室壁と第２の室壁とに跨った状態に取り付けられ、前記第１の室壁に形成された開口を弁板で開閉するゲートバルブであって、前記ゲートバルブは、前記第１の室壁に押し付けられる第１の枠壁、及び、前記第２の室壁に押し付けられる第２の枠壁、を有する弁板収容枠と、前記第１の枠壁に前記開口に連通するように形成された連通開口と、前記弁板収容枠内で変位することによって前記連通開口を開閉する前記弁板と、該弁板を開閉操作する操作機構部と、前記弁板収容枠を前記第１の室壁又は第２の室壁に固定するための固定装置とを有し、前記固定装置は、前記第１の室壁及び第２の室壁の一方に垂直に形成された螺子孔に螺着するための固定螺子と、前記弁板収容枠の第１の枠壁及び第２の枠壁のうち、前記一方の室壁に対応する一方の枠壁に垂直に形成され、前記固定螺子が挿通される螺子挿通孔とを有し、前記固定螺子と該螺子挿通孔とに、該固定螺子を締め込んで前記一方の枠壁を前記一方の室壁に押し付けて固定するとき、前記弁板収容枠に前記固定螺子の軸線と直交する方向の推進力を発生させるカム機構が形成され、前記推進力で前記弁板収容枠の他方の枠壁が前記チャンバの他方の室壁に押し付けられるように構成されており、前記カム機構は、前記固定螺子側に形成されたカム面と、前記螺子挿通孔側に形成されたカム受け面とを有し、前記カム面の傾斜方向及び傾斜角度と、前記カム受け面の傾斜方向及び傾斜角度とは、それぞれ互いに等しく、前記螺子挿通孔の内径は、前記カム機構によって弁板収容枠に前記推進力が作用したとき、該弁板収容枠が前記固定螺子に対して前記推進力の方向に移動可能であるような大きさに形成されていることを特徴とするゲートバルブが提供される。

本発明の具体的な構成態様によれば、前記カム面は、前記固定螺子に一体又は別体に設けられたカム部材に形成され、前記カム受け面は、前記螺子挿通孔の内側面に形成されている。
また、前記カム部材は、前記固定螺子と別体に形成されていて、該固定螺子に、該固定螺子の軸線を中心に相対的に回転自在ではあるが、該軸線方向の移動は規制された状態に取り付けられていることが望ましい。

本発明の一つの具体的な構成態様によれば、前記カム面及びカム受け面は、何れも平面状をしている。
この場合に好ましくは、前記カム部材が、正面視形状が非円形をなし、該カム部材の外側面に前記カム面が形成され、前記螺子挿通孔は、前記カム部材が非回転状態に嵌合するカム部材嵌合部を有し、該カム部材嵌合部の内側面に前記カム受け面が形成されていることである。

本発明の他の具体的な構成態様によれば、前記カム面及びカム受け面は、何れも円錐面状をしていて、前記カム面を形成する円錐面の最大部の外径は、前記カム受け面を形成する円錐面の最小部の内径より小径である。
この場合に好ましくは、前記カム部材が円筒状をなしていて、該カム部材に前記円錐面状のカム面が形成され、前記螺子挿通孔は、径の異なる円形の大径孔部と小径孔部とを有し、該大径孔部と小径孔部との間に前記円錐面状のカム受け面が形成されていることである。

本発明によれば、弁板収容枠の枠壁及びチャンバの室壁に対して垂直に取り付ける取付ねじと、カム機構との組み合わせにより、該弁板収容枠の直角をなす２つの枠壁を、チャンバの直角をなす２つの室壁にそれぞれ押し付けた状態で、該弁板収容枠を前記チャンバの室壁に固定することができる。

本発明の第１実施形態を示す要部断面図で、ゲートバルブの弁板収容枠の第１の枠壁を、チャンバの第１の室壁に、固定装置で連結した状態を示すものである。 図１の右側面図である。 （ａ）は図１の要部拡大図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。 （ａ）は、図３（ａ）において固定螺子を締め込む前の予備状態の断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。 （ａ）は、固定螺子を図４（ａ）の予備状態から中間締込位置まで締め込んだ状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の右側面図である。 本発明の第２実施形態を示す要部断面図で、ゲートバルブの弁板収容枠の第２の枠壁を、チャンバの第２の室壁に、固定装置で連結した状態を示すものである。 図６の右側面図である。 （ａ）は図６の要部拡大図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。 （ａ）は、図８（ａ）において固定螺子を締め込む前の予備状態の断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。 （ａ）は、固定螺子を図９（ａ）の予備状態から中間締込位置まで締め込んだ状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。 本発明の第３実施形態として、固定装置の変形例を示すもので、ゲートバルブの弁板収容枠の第１の枠壁を、チャンバの第１の室壁に、前記固定装置で固定した状態を示す要部断面図である。 図１１において固定螺子を締め込む前の予備状態の要部断面図である。 固定螺子を図１２の予備状態から中間締込位置まで締め込んだ状態を示す要部断面図である。 第３実施形態の固定装置のさらなる変形例を示す断面図である。

図１及び図２は本発明に係るゲートバルブの第１実施形態を示すもので、図中の符号１は、半導体を処理するための真空チャンバ（以下、単に「チャンバ」という。）、符号２は、前記チャンバ１を取り囲む室壁、符号３は、前記チャンバ１の室壁２に弁板収容枠４を介して取り付けられたゲートバルブ、符号５は、前記弁板収容枠４を前記室壁２に固定するための固定装置を示している。

前記チャンバ１は、周囲を前記室壁２で取り囲まれた直方体状の部屋で、長手方向と短手方向があり、内部を真空引きした状態で前記半導体に各種処理を施すものである。前記室壁２のうち、前記チャンバ１の長手方向の一端側に位置する第１の室壁２ａには、該チャンバ１の内部に前記半導体を出し入れするための、横に細長い開口６が形成され、前記第１の室壁２ａの下端部に直角に連なる第２の室壁（底壁）２ｂには、前記ゲートバルブ３の一部が嵌合するバルブ嵌合孔７が形成されている。また、前記第２の室壁２ｂに対向する第３の室壁（天壁）２ｃは、開閉自在の蓋になっていて、この第３の室壁２ｃを開放した状態で、前記ゲートバルブ３を前記チャンバ１内に挿入し、前記弁板収容枠４を介して該ゲートバルブ３を、前記第１の室壁２ａに前記固定装置５で固定するものである。

前記ゲートバルブ３は、前記弁板収容枠４と、該弁板収容枠４の第１の枠壁４ａに前記開口６に連通するように形成された連通開口６ａと、前記弁板収容枠４の内部で変位して該連通開口６ａを開閉することにより前記開口６を開閉する弁板８と、弁シャフト９を介して前記弁板８を開閉操作する操作機構部１０と、前記弁板収容枠４を前記チャンバ１の室壁２に固定する前記固定装置５とを有し、前記弁板収容枠４と、弁板８と、弁シャフト９と、操作機構部１０とが、一つの構造体として一体に組み立てられている。

前記弁板収容枠４は、前記チャンバ１の第１の室壁２ａと平行をなす前記第１の枠壁４ａと、該第１の枠壁４ａに直角に連なる第２の枠壁４ｂとを有していて、前記チャンバ１の室壁２への取り付け時に、前記第１の枠壁４ａが、前記チャンバ１の第１の室壁２ａの内面に、前記開口６を取り囲む第１のシール部材１１ａを介して押し付けられると共に、前記第２の枠壁４ｂが、前記チャンバ１の第２の室壁２ｂの内面に、前記バルブ嵌合孔７を取り囲む第２のシール部材１１ｂを介して押し付けられる。前記第１のシール部材１１ａは、前記第１の枠壁４ａに取り付けられ、前記第２のシール部材１１ｂは、前記第２の枠壁４ｂに取り付けられている。

また、前記弁板収容枠４の前記第２の枠壁４ｂは、前記操作機構部１０の上端部に、不図示の連結装置で連結されている。
なお、前記第２の枠壁４ｂの前記弁シャフト９が挿通するシャフト孔１２は、前記チャンバ１に連通しているが、前記操作機構部１０の内部でベローズ等によって外気と遮断されている。

前記固定装置５は、図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）から明らかなように、前記チャンバ１の第１の室壁２ａに、該室壁２ａに対して垂直に形成された螺子孔１５及びガイド孔１６と、前記弁板収容枠４の第１の枠壁４ａに、該枠壁４ａに対して垂直に形成された螺子挿通孔１７と、該螺子挿通孔１７を通じて前記螺子孔１５に螺着される固定螺子１８と、該固定螺子１８及び前記螺子挿通孔１７に形成された、カム面２０及びカム受け面２１からなるカム機構１９とを有している。
前記固定装置５は、前記第１の枠壁４ａの前記連通開口６ａから離れた位置、換言すれば、前記第２の枠壁４ｂに近い位置に、複数組設けられている。

前記螺子挿通孔１７は、前記第１の枠壁４ａの高さ方向に細長く延びる長孔状をしていて、該螺子挿通孔１７の前記チャンバ１内に開放する側の端部に、矩形のカム部材嵌合部２２を有している。従って該カム部材嵌合部２２は、前記螺子挿通孔１７の一部である。但し、以下の説明では、説明の都合上、前記長孔状をした部分を「螺子挿通孔１７」と呼び、矩形状をした部分を「カム部材嵌合部２２」と呼ぶこととする。
前記カム部材嵌合部２２の４つの内側面のうち、前記第２の枠壁４ｂ寄りの位置にある１つの内側面には、平面状をした傾斜面からなる前記カム受け面２１が形成され、該カム受け面２１は、前記カム部材嵌合部２２の開放端側に行くに従って次第に前記第２の枠壁４ｂに近づく方向に一様に傾斜している。

前記カム受け面２１が前記螺子挿通孔１７の中心軸線である挿通孔軸線Ｌ１との間になす角度は、４５度以下であることが望ましく、その好ましい角度は２０−３０度程度である。図示の例では２５度に形成されている。

一方、前記固定螺子１８は、その中心軸線である螺子軸線Ｌ２に沿って先端側から基端側に向けて順に、外周に雄ねじが形成された螺子部１８ａと、外周に雄ねじが形成されていない円柱部１８ｂと、回転操作用の六角孔１８ｄが形成された円形の螺子頭１８ｃとを有している。
前記円柱部１８ｂには、正面視形状が矩形をなすカム部材２３が、係止リング２４で螺子軸線Ｌ２方向の移動を規制された状態で、前記螺子軸線Ｌ２を中心に相対的に回転自在なるように取り付けられ、該カム部材２３の４つの外側面のうち、前記カム部材嵌合部２２の前記カム受け面２１に対面する１つの外側面に、該カム受け面２１に当接する前記カム面２０が形成されている。このカム面２０は、平面状をした傾斜面からなっていて、前記カム受け面２１と同方向、即ち、前記固定螺子１８の先端側に向けて次第に螺子軸Ｌ２に近づく方向に一様に傾斜している。このカム面２０が前記螺子軸線Ｌ２との間になす角度は、前記カム受け面２１が前記挿通孔軸線Ｌ１との間になす角度と同じ大きさであり、図示の例では２５度である。

そして、前記カム面２０とカム受け面２１とで形成された前記カム機構１９により、前記固定螺子１８を締め込んで第１の枠壁４ａを第１の室壁２ａに固定するとき、前記弁板収容枠４に前記固定螺子１８の螺子軸線Ｌ２と直交する方向の推進力が発生し、該推進力により、前記弁板収容枠４の第２の枠壁４ｂが前記チャンバ１の第２の室壁２ｂに押し付けられるように構成されている。

前記固定装置５で、前記ゲートバルブ３を、前記チャンバ１の室壁２に対して固定する操作は次のようにして行われる。

図４（ａ）、（ｂ）は、前記チャンバ１内に収容したゲートバルブ３の弁板収容枠４を、固定装置５で該チャンバ１の第１の室壁２ａに固定する前の予備状態を示している。この予備状態は、前記固定螺子１８の螺子部１８ａの先端の一部が螺子孔１５にねじ込まれると共に、円柱部１８ｂの先端が前記ガイド孔１６に嵌合することにより、該固定螺子１８が、前記第１の室壁２ａに対して安定した状態に仮止めされているが、未だ締め込まれていない状態である。このとき、前記第１のシール部材１１ａ及び第２のシール部材１１ｂは未だ圧縮されていないため、前記弁板収容枠４の第１の枠壁４ａ及び第２の枠壁４ｂの壁面４ｃは、チャンバ１の第１の室壁２ａ及び第２の室壁２ｂの内面から離れている。また、前記カム部材２３のカム面２０は、前記カム部材嵌合部２２のカム受け面２１に、該カム部材嵌合部２２の開放端側の位置で当接し、前記固定螺子１８の円柱部１８ｂは、前記螺子挿通孔１７の長軸方向の両端部のうち、前記第２の枠壁４ｂ寄りの端部である第１の孔端１７ａ側に位置している。

図４（ａ）の予備状態から前記固定螺子１８をねじ込むと、該固定螺子１８は回転しながら前進するが、前記カム部材２３は、前記カム部材嵌合部２２の内部を非回転状態で前進し、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、前記カム部材２３の先端の押圧面２３ａが前記カム部材嵌合部２２の底面の被押圧面２２ａに当接する中間締込位置に達する。このとき、前記カム部材２３のカム面２０がカム受け面２１に沿って滑りながら該カム受け面２１を押すため、前記弁板収容枠４には、螺子軸線Ｌ２と直交する方向の垂直分力が推進力として作用し、この推進力によって前記弁板収容枠４は、チャンバ１の第２の室壁２ｂ側に向けて押し動かされ、第２の枠壁４ｂが第２のシール部材１１ｂを圧縮して前記第２の室壁２ｂに押し付けられた状態になる。このとき、前記第２の枠壁４ｂの壁面４ｃは、前記第２の室壁２ｂの内面に接触していても良いが、該内面との間に僅かなギャップを介して前記第２の室壁２ｂから離間していることが望ましい。

前記弁板収容枠４の移動により、前記固定螺子１８の円柱部１８ｂは、前記螺子挿通孔１７の前記第１の孔端１７ａと反対側の第２の孔端１７ｂ側に位置する。

一方、前記弁板収容枠４には、前記螺子軸線Ｌ２と平行する方向の分力も推進力として作用し、この平行分力によって該弁板収容枠４が前記第１の室壁２ａ方向にも押されるが、この平行分力は前記垂直分力より小さいため、前記弁板収容枠４は、第１のシール部材１１ａを僅かに圧縮して前記第１の室壁２ａ方向に僅かに変位する程度である。

続いて、前記固定螺子１８を、図５（ａ）の中間締込位置からさらにねじ込んで、図３（ａ）、（ｂ）に示す最終締込位置まで締め込むと、前記弁板収容枠４は、チャンバ１の前記第１の室壁２ａ方向に変位し、前記第１の枠壁４ａが、第１のシール部材１１ａを圧縮して前記第１の室壁２ａに押し付けられた状態になる。このとき、前記第２の枠壁４ｂは、前記第２の室壁２ｂに第２のシール部材１１ｂを圧縮して押し付けられた状態になっているが、その状態のまま該第２の室壁２ｂに沿って変位することになる。従って、前記第２のシール部材１１ｂには、前記第２の室壁２ｂに粘着してダストが発生するのを防止するため、非粘着処理を施しておくことが望ましい。

前記第１の枠壁４ａの壁面４ｃは、前記第１の室壁２ａの内面に当接していても、僅かなギャップを保って離間していても良いが、前記弁板８で連通開口６ａを閉鎖する際の押圧力によって前記第１の枠壁４ａが変位するのを防止するためには、前記第１の枠壁４ａを前記第１の室壁２ａに当接させることが望ましい。その場合、メタルタッチによるダストの発生を極力抑えるため、前記第１の枠壁４ａの壁面４ｃの一部だけを前記第１の室壁２ａに当接させ、その他の壁面部分は、凹状に形成することによって前記第１の室壁２ａに対して非接触にすることが望ましい。その場合、前記第１の室壁２ａに当接させる壁面部分は、前記第１の枠壁４ａの上端部の、前記第１のシール部材１１ａより外側の部分と、前記螺子挿通孔１７の周辺の部分であることが望ましい。

かくして、全ての固定装置５の固定螺子１８を締め付けることにより、チャンバ１の室壁２に対する前記弁板収容枠４の固定、即ち、前記チャンバ１に対するゲートバルブ３の取り付けが完了する。

前記ゲートバルブ３をメンテナンス等のために前記チャンバ１から取り外す場合は、前記取り付け時の手順と逆の手順に沿って行えば良い。この場合、前記固定螺子１８に取り付けられた前記カム部材２３は、係止リング２４で該固定螺子１８に係止しているため、該固定螺子１８を取り外すとき、該固定螺子１８と一緒に前記カム部材嵌合部２２から抜き取られる。

図６及び図７は本発明の第２実施形態を示すもので、この第２実施形態が前記第１実施形態と相違する点は、弁板収容枠４の第２の枠壁４ｂを、チャンバ１の第２の室壁２ｂに複数の固定装置５Ａで固定した点である。このため図示の例では、前記固定装置５Ａが、前記第２の室壁２ｂに形成されたバルブ嵌合孔７の長手方向の両外側の位置に、それぞれ１組ずつ設けられている。

前記固定装置５Ａは、図８（ａ）、（ｂ）及び図９（ａ）、（ｂ）からも明らかなように、前記第１実施形態の固定装置５と実質的に同じ構成を有するものである。即ち、該固定装置５Ａは、前記チャンバ１の第２の室壁２ｂに、該室壁２ｂに対して垂直に形成された螺子孔１５及びガイド孔１６と、前記弁板収容枠４の第２の枠壁４ｂに、該枠壁４ｂに対して垂直に形成された螺子挿通孔１７と、該螺子挿通孔１７を通じて前記螺子孔１５に螺着される固定螺子１８と、該固定螺子１８と前記螺子挿通孔１７とに形成されたカム機構１９とを有している。

前記カム機構１９は、前記固定螺子１８に取り付けられたカム部材２３の１つの外側面に形成されたカム面２０と、前記螺子挿通孔１７におけるカム部材嵌合部２２の１つの内側面に形成されたカム受け面２１とで形成されていて、前記カム面２０及びカム受け面２１は、前記カム部材２３及びカム部材嵌合部２２の、第１の枠壁４ａ側に位置する側面に形成されている。

この第２実施形態において、前記固定装置５Ａで弁板収容枠４の第２の枠壁４ｂをチャンバ１の第２の室壁２ｂに固定する手順は、実質的に前記第１実施形態の場合と同様である。
即ち、図９（ａ）、（ｂ）に示す予備状態から、前記固定螺子１８を、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、カム部材２３の先端の押圧面２３ａがカム部材嵌合部２２の底面の被押圧面２２ａに当接する中間締込位置までねじ込むことにより、前記カム機構１９のカム面２０がカム受け面２１を押圧し、前記弁板収容枠４をチャンバ１の第１の室壁２ａ側に向けて変位させるため、第１の枠壁４ａが第１のシール部材１１ａを圧縮して前記第１の室壁２ａに押し付けられる。

続いて、前記固定螺子１８を、図１０（ａ）、（ｂ）の中間締込位置からさらにねじ込んで、図８（ａ）、（ｂ）に示す最終締込位置まで締め込むことにより、前記弁板収容枠４が、チャンバ１の第２の室壁２ｂ方向に変位し、第２の枠壁４ｂが第２のシール部材１１ｂを圧縮して前記第２の室壁２ｂに押し付けられた状態になる。このとき、前記第１の室壁２ａに押し付けられた状態になっている前記第１の枠壁４ａは、その状態のまま該第１の室壁２ａに沿って変位する。

このようにして２つの固定装置５Ａの固定螺子１８を締め付けることにより、チャンバ１の室壁２に対する前記弁板収容枠４の固定、即ち、前記チャンバ１に対するゲートバルブ３の取り付けが完了する。
この第２実施形態においては、前記弁板収容枠４の第１の枠壁４ａは、前記第１の室壁２ａに対する接触面積を少なくするため、第１のシール部材１１ａを取り囲む部分が該第１の室壁２ａに当接し、その他の部分は該第１の室壁２ａに対して非接触となるように形成されている。

図１１−図１３は本発明の第３実施形態として、固定装置の変形例について部分的に示すものである。この固定装置５Ｂは、カム機構３４のカム面３５及びカム受け面３６を形成する傾斜面が、何れも円錐面状をしている点で、前記第１実施形態及び第２実施形態の固定装置５，５Ａと相違している。

以下、この第３実施形態の固定装置５Ｂの構成を、図１及び図２に示す第１実施形態の場合と同様に、該固定装置５Ｂで弁板収容枠４の第１の枠壁４ａをチャンバ１の第１の室壁２ａに固定する場合について説明する。その際、前記固定装置５Ｂ以外の、図１１−図１３に記載されていないチャンバ１及び弁板収容枠４の構成については、必要に応じて図１及び図２を参照するものとする。

前記固定装置５Ｂは、前記チャンバ１の第１の室壁２ａに、該室壁２ａに対して垂直に形成された螺子孔３１と、前記弁板収容枠４の第１の枠壁４ａに、該枠壁４ａに対して垂直に形成された螺子挿通孔３２と、該螺子挿通孔３２内に挿通されて前記螺子孔３１に螺着される固定螺子３３と、該固定螺子３３と前記螺子挿通孔３２とに形成されたカム機構３４とを有している。

前記螺子挿通孔３２は、円形の孔で、挿通孔軸線Ｌ１に沿って該螺子挿通孔３２の先端側から基端側に向けて順に、小径孔部３２ａと、該小径孔部より孔径の大きい大径孔部３２ｂと、該大径孔部３２ｂより更に孔径の大きい螺子頭嵌合部３２ｃとを有し、前記小径孔部３２ａと前記大径孔部３２ｂとの間に、円錐面状をした前記カム受け面３６が形成され、前記螺子頭嵌合部３２ｃの底部には、前記固定螺子３３の螺子頭３３ｃが当接する座部３２ｄが形成されている。

一方、前記固定螺子３３は、螺子軸線Ｌ２に沿って先端側から基端側に向けて順に、外周に螺子が形成された螺子部３３ａと、外周に螺子が形成されていない円柱部３３ｂと、六角孔を有する円形の前記螺子頭３３ｃとを有している。前記円柱部３３ｂには、互いに外径の異なる基端側（螺子頭３３ｃ側）の大径部３３ｂ１と先端側（螺子部３３ａ側）の小径部３３ｂ２とが形成され、これら大径部３３ｂ１と小径部３３ｂ２との間に、円錐面状をした前記カム面３５が形成されている。

前記固定螺子３３の大径部３３ｂ１の外径は、前記螺子挿通孔３２の大径孔部３２ｂの内径より小さく、且つ、前記小径孔部３２ａの内径よりもごく僅かに小さく形成されていて、該小径孔部３２ａの内部にがたつかない状態で丁度嵌入し得る程度の大きさとされている。従って、前記カム面３５を形成する円錐面の最大部の外径は、前記カム受け面３６を形成する円錐面の最小部の内径より小径である。

前記構成を有する第３実施形態の固定装置５Ｂで、弁板収容枠４の第１の枠壁４ａをチャンバ１の第１の室壁２ａに固定する手順は、実質的に前記第１実施形態の場合と同様である。
即ち、図１２は、前記固定螺子３３の螺子部３３ａの先端の一部を螺子挿通孔３２の螺子孔３１にねじ込んで仮止めした、予備状態を示すものである。この予備状態では、前記固定螺子３３の大径部３３ｂ１が螺子挿通孔３２の大径孔部３２ｂ内に嵌合していて、カム面３５の一部がカム受け面３６の一部に当接しているがまだ該カム受け面３６を押圧していないため、前記弁板収容枠４の第１の枠壁４ａ及び第２の枠壁４ｂは、チャンバ１の第１の室壁２ａ及び第２の室壁２ｂから離れている。従って、前記螺子挿通孔３２の挿通孔軸線Ｌ１と固定螺子３３の螺子軸線Ｌ２とは互いにずれた位置にある。

図１２の予備状態から前記固定螺子３３を、図１３に示すように、螺子頭３３ｃが螺子頭嵌合部３２ｃの座部３２ｄに当接する中間締込位置までねじ込むと、円錐面状の前記カム面３５の一部が、円錐面状の前記カム受け面３６の一部に当接し、該カム受け面３６に沿って滑りながら該カム受け面３６を押圧し、大径部３３ｂ１が小径孔部３２ａ内に嵌合するため、弁板収容枠４は、挿通孔軸線Ｌ１と直交する方向の推進力によって第２の室壁２ｂ側に向けて押し動かされ、第２の枠壁４ｂが該第２の室壁２ｂに押し付けられた状態になる。また、前記螺子挿通孔３２の挿通孔軸線Ｌ１と固定螺子３３の螺子軸線Ｌ２とは一致した状態になる。

続けて前記固定螺子３３を、図１１に示す最終締込位置まで締め込むと、前記弁板収容枠４はチャンバ１の第１の室壁２ａ方向に変位し、第１の枠壁４ａが該第１の室壁２ａに押し付けられた状態になり、前記弁板収容枠４の固定が完了する。

前記第３実施形態の固定装置５Ｂは、図６及び図７に示す第２実施形態の固定装置５Ａと同様に、弁板収容枠４の第２の枠壁４ｂをチャンバ１の第２の室壁２ｂに固定する場合にも用いることができる。

また、前記第３実施形態の固定装置５Ｂにおいては、前記固定螺子３３の円柱部３３ｂにカム面３５が直接形成されているが、図１４に示すように、該円柱部３３ｂに円筒状のカム部材３７を取り付け、このカム部材３７の一部、例えば先端部を、円錐面状に形成することにより、前記カム面３５を形成することもできる。この場合、前記カム部材３７は、前記固定螺子３３に対して、相互に固定されていても、相対的に回転自在であっても良いが、回転自在とする場合には、固定螺子３３を螺子挿通孔３２から取り外す際に、前記カム部材３７が該螺子挿通孔３２内に残留するのを防止するため、螺子軸線Ｌ２方向の移動を規制した状態で前記固定螺子３３に取り付けることが望ましい。
なお、前記第３実施形態の固定装置５Ｂは、前記固定螺子３３の円柱部３３ｂと前記カム部材３７とが一体構造をしていると見ることができる。

図示した実施形態では、前記カム面２０，３６と螺子軸線Ｌ２とのなす角度、及び、前記カム受け面２１，３５と挿通孔軸線Ｌ１とのなす角度が、何れも４５度より小さい角度（例えば２５度）に形成されているが、その角度は４５度にすることもできる。このように前記カム面２０，３６及びカム受け面２１，３５を４５度にすることにより、前記固定螺子１８，３３を締め込んで前記カム面２０，３６でカム受け面２１，３５を押圧した際に、該カム受け面２１，３５即ち前記弁板収容枠４に対して、螺子軸線Ｌ２と直交する方向及び平行する方向の両方向に、互いに等しい推進力を作用させることができ、この結果、前記弁板収容枠４を、第１の枠壁４ａ及び第２の枠壁４ｂの両方がチャンバ１の第１の室壁２ａ及び第２の室壁２ｂの両方に同時に近づくように変位させることができるため、前記チャンバ１の室壁２に対する該弁板収容枠４の固定を簡単且つ円滑に行うことができる。

１ チャンバ
２ 室壁
２ａ 第１の室壁
２ｂ 第２の室壁
３ ゲートバルブ
４ 弁板収容枠
５，５Ａ，５Ｂ 固定装置
６ 開口
６ａ 連通開口
７ バルブ嵌合孔
８ 弁板
１０ 操作機構部
１１ａ 第１のシール部材
１１ｂ 第２のシール部材
１５ 螺子孔
１７ 螺子挿通孔
１８ 固定螺子
１８ａ 螺子部
１８ｂ 円柱部
１８ｃ 螺子頭
１９ カム機構
２０ カム面
２１ カム受け面
２２ カム部材嵌合部
２３ カム部材
３１ 螺子孔
３２ 螺子挿通孔
３２ａ 小径孔部
３２ｂ 大径孔部
３３ 固定螺子
３３ａ 螺子部
３３ｂ 円柱部
３３ｂ１ 大径部
３３ｂ２ 小径部
３３ｃ 螺子頭
３４ カム機構
３５ カム面
３６ カム受け面
３７ カム部材

Claims (7)

1. チャンバの直角に連なる第１の室壁と第２の室壁とに跨った状態に取り付けられ、前記第１の室壁に形成された開口を弁板で開閉するゲートバルブであって、
   前記ゲートバルブは、前記第１の室壁に押し付けられる第１の枠壁、及び、前記第２の室壁に押し付けられる第２の枠壁、を有する弁板収容枠と、前記第１の枠壁に前記開口に連通するように形成された連通開口と、前記弁板収容枠内で変位することによって前記連通開口を開閉する前記弁板と、該弁板を開閉操作する操作機構部と、前記弁板収容枠を前記第１の室壁又は第２の室壁に固定するための固定装置とを有し、
   前記固定装置は、前記第１の室壁及び第２の室壁の一方に垂直に形成された螺子孔に螺着するための固定螺子と、前記弁板収容枠の第１の枠壁及び第２の枠壁のうち、前記一方の室壁に対応する一方の枠壁に垂直に形成され、前記固定螺子が挿通される螺子挿通孔とを有し、前記固定螺子と該螺子挿通孔とに、該固定螺子を締め込んで前記一方の枠壁を前記一方の室壁に押し付けて固定するとき、前記弁板収容枠に前記固定螺子の軸線と直交する方向の推進力を発生させるカム機構が形成され、前記推進力で前記弁板収容枠の他方の枠壁が前記チャンバの他方の室壁に押し付けられるように構成されており、
   前記カム機構は、前記固定螺子側に形成されたカム面と、前記螺子挿通孔側に形成されたカム受け面とを有し、前記カム面の傾斜方向及び傾斜角度と、前記カム受け面の傾斜方向及び傾斜角度とは、それぞれ互いに等しく、
   前記螺子挿通孔の内径は、前記カム機構によって弁板収容枠に前記推進力が作用したとき、該弁板収容枠が前記固定螺子に対して前記推進力の方向に移動可能であるような大きさに形成されている、
   ことを特徴とするゲートバルブ。
2. 前記カム面は、前記固定螺子に一体又は別体に設けられたカム部材に形成され、前記カム受け面は、前記螺子挿通孔の内側面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載されたゲートバルブ。
3. 前記カム部材は、前記固定螺子と別体に形成されていて、該固定螺子に、該固定螺子の軸線を中心に相対的に回転自在ではあるが、該軸線方向の移動は規制された状態に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載されたゲートバルブ。
4. 前記カム面及びカム受け面は、何れも平面状をしていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載されたゲートバルブ。
5. 前記カム部材は、正面視形状が非円形をなし、該カム部材の外側面に前記カム面が形成され、前記螺子挿通孔は、前記カム部材が非回転状態に嵌合するカム部材嵌合部を有し、該カム部材嵌合部の内側面に前記カム受け面が形成されていることを特徴とする請求項３に従属する請求項４に記載されたゲートバルブ。
6. 前記カム面及びカム受け面は、何れも円錐面状をしていて、前記カム面を形成する円錐面の最大部の外径は、前記カム受け面を形成する円錐面の最小部の内径より小径であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載されたゲートバルブ。
7. 前記カム部材は円筒状をなしていて、該カム部材に前記円錐面状のカム面が形成され、前記螺子挿通孔は、径の異なる円形の大径孔部と小径孔部とを有し、該大径孔部と小径孔部との間に前記円錐面状のカム受け面が形成されていることを特徴とする請求項３又は４に従属する請求項６に記載されたゲートバルブ。

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