JPH05272662A

JPH05272662A - ゲートバルブ

Info

Publication number: JPH05272662A
Application number: JP6654292A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Watabe; 正行渡部
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1993-10-19

Abstract

(57)【要約】【目的】真空処理装置の真空チャンバーに設けて物品
出し入れの窓を構成するゲートバルブに関し、開閉回数
が多くなっても気密閉塞が確実であり、また、窓に留ま
っている物品の有無が検出できるようにすることを目的
とする。【構成】開口２（窓）を有するフランジ１が弁座とな
り、弁体３が弁棒４の閉作動により開口２上に移動しＯ
リング５の介在により開口２を気密に閉塞するものと
し、弁棒４は先端に弁体支持部材６を結合し、弁体３
は、平行等長の２個のリンク７ａが対をなすリンク機構
７により弁体支持部材６に支持されて、弁体支持部材６
とフランジ１との間で弁体主面をフランジ１の面と平行
に保ち、閉作動途上で弁棒４閉作動方向の移動がストッ
パ８により停止してフランジ１の面に対し垂直方向にＯ
リング５を圧縮する。また、フランジ１は、貫通孔１ａ
を設け、貫通孔１ａを埋め込んで光束が開口２と交差す
る光センサー９を配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造など
に用いる真空処理装置の真空チャンバーに設けて物品出
し入れの窓を構成するゲートバルブに関する。

【０００２】上記ゲートバルブは、開閉回数が多くなっ
ても真空チャンバーの真空度を確保することが重要であ
り、また、出し入れする物品を不用意なバルブ閉じによ
り損傷させるのを防止するため、窓に留まっている物品
の有無を検出できることが望まれる。

【０００３】

【従来の技術】上記ゲートバルブは、通常のバルブと同
様に、弁座、弁体、弁棒を有し、弁体が弁棒の作動によ
り移動して弁座の開口を閉塞する構成をなす。

【０００４】図３はゲートバルブの従来例の正面図と側
断面図である。図３において、フランジ２１は、弁座と
なるもので真空チャンバーに気密に取り付けられる部分
であり、物品（この場合はウエーハ）を通過させる窓と
なる開口２２を有する。弁体２３は、バルブ開の時に開
口２２の側方（図では上方）に位置し、バルブを閉とす
る時に弁棒２４の閉作動により開口２２上に移動しＯリ
ング２５の介在により開口２２を気密に閉塞する。

【０００５】弁棒２４は、先端を開口２２に向けてフラ
ンジ２１と平行に（図では開口２２中央の上方で上下方
向に）配置されて、上記閉作動が開口２２に近づく軸方
向移動であり、先端に弁体２３の端部（図では弁体２３
中央の上端部）を軸支して弁体２３を揺動可能に支持し
ている。この揺動により、弁体２３は、開口２２を閉塞
する主面がフランジ２１の面から傾斜して離れたり、フ
ランジ２１の面に平行になりながら近接したりすること
ができる。

【０００６】また、弁体２３には弁棒２４の側方となる
両側端に外側に突出する爪２６（内径を支持したベアリ
ングなど）が配設されており、その爪２６はフランジ２
１に対し固定的に設けられた案内溝２７に案内されて弁
棒２４の作動に伴い弁体２３に上記揺動を与える。即
ち、案内溝２７は、弁棒２４の閉作動の時に弁体２３の
主面を開口２２の位置に移動させると共にフランジ２１
の面に平行にさせながら近接させ、弁棒２４の開作動の
時に弁体２３を開口２２の側方（図では上方）に移動さ
せると共に弁体２３の主面がフランジ２１の面から傾斜
して離れさせるように、爪２６をフランジ２１の面に対
し傾斜した方向に案内する。弁棒２４の開作動は閉作動
と反対方向移動であり、それらの作動はエアシリンダー
２８によって行う。

【０００７】弁棒２４の閉作動により開口２２の位置で
フランジ２１の面に平行に近接した弁体２３の主面は、
介在するＯリング２５を圧縮して開口２２を気密に閉塞
する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この従来例は、上述の
説明から理解されるように、弁体２３の主面がＯリング
２５を圧縮しまたはその圧縮を解除する際に案内溝２７
の上記傾斜によりＯリング２５の圧縮面が摩擦するの
で、開閉回数が多くなるとＯリング２５が磨耗して開口
２２の気密閉塞が不確実になる（真空チャンバーがリー
クし易くなる）問題がある。このことは、ゲートバルブ
の保全周期を短くさせ、そのゲートバルブを使用してい
る装置の稼働率を低下させる。

【０００９】また、弁棒２４を閉作動させる際に開口２
２に物品が留まっていると、弁体２３がその物品に衝突
してその物品に損傷を与えることになる。これを予防す
るためには開口２２に物品が留まっているか否かを検出
することができれば良いが、上記従来例はその検出がで
きない。物品かウエーハである場合には折損して破片が
飛び散るので、事後の始末に時間を要して装置の稼働率
を低下させることになる。

【００１０】そこで本発明は、真空処理装置の真空チャ
ンバーに設けて物品出し入れの窓を構成するゲートバル
ブに関し、開閉回数が多くなっても気密閉塞が確実であ
り、また、窓に留まっている物品の有無が検出できるよ
うにすることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図であり、（ａ）はバルブ開の状態を、（ｂ）はバルブ
閉の状態を示す。同図を参照して、上記目的を達成する
ために、本発明によるゲートバルブは、物品を通過させ
る開口２を有するフランジ１が弁座となり、開口２の側
方に位置する弁体３が弁棒４の閉作動により開口２上に
移動しＯリング５の介在により開口２を気密に閉塞する
ゲートバルブであって、弁棒４は、先端を開口２に向け
てフランジ１と平行に配置されて該閉作動が開口２に近
づく軸方向移動であり、該先端に弁棒４と移動を共にす
る弁体支持部材６が結合されており、弁体４は、リンク
機構７を介し弁体支持部材６に支持されて弁体支持部材
６とフランジ１との間に間隙を設けて配置され、リンク
機構７は、一端が弁体支持部材６に軸支され他端が弁棒
４の閉作動方向の側に変位して弁体３に軸支されて、フ
ランジ１の面に垂直で弁棒４の作動方向に平行な平面上
を揺動する、互いに平行で且つ長さの等しい２個のリン
ク７ａが対をなして、弁体３のフランジ１と対向して開
口２を閉塞する主面をフランジ１の面と平行に保ちなが
ら、弁体３が拘束されない際に弁体３の背面を弁体支持
部材６に当接させ、弁体３が弁棒４の閉作動方向と反対
方向に押された際に弁体３を弁体支持部材６から次第に
離間させるものであり、弁棒４の閉作動により該弁体主
面が開口２の正面に達した弁体３に対し、弁棒４の閉作
動方向の移動を停止させるストッパ８が配置されている
ことを特徴としている。

【００１２】また、物品を通過させる開口２を有するフ
ランジ１が弁座となり、開口２の側方に位置する弁体３
が弁棒４の閉作動により開口２上に移動しＯリング５の
介在により開口２を気密に閉塞するゲートバルブであっ
て、フランジ１は、側面から開口２を通り反対側面に突
き抜ける貫通孔１ａを有し、貫通孔１ａの開口２を挟む
一方を投光側にし他方を受光側にした光センサー９が、
貫通孔１ａを埋めて配設されていることを特徴としてい
る。

【００１３】そして、上記リンク機構７を有する前者の
ゲートバルブに、後者で述べた光センサーを配設するこ
ともできる。

【００１４】

【作用】前者のゲートバルブでは、弁棒４の閉作動によ
りバルブ閉にする際に、弁体主面が開口２の正面に達し
た弁体３は、ストッパ８により閉作動方向の移動が停止
し、弁棒４の更なる閉作動の進行に伴い閉作動方向と反
対方向に押されリンク機構７の機能により弁体支持部材
６から次第に離間し、フランジ１の面に対し垂直移動で
近接しながらＯリング５を圧縮する。

【００１５】これにより、バルブ閉にするＯリング５の
圧縮またはバルブ開にするその圧縮の解除の際にＯリン
グ５の圧縮面に摩擦が生じないので、開閉回数が多くな
ってもＯリング５が磨耗しないようになり気密閉塞が確
実で真空チャンバーの真空度が確保される。更には、Ｏ
リング５から磨耗粉が発生しなくなるので真空チャンバ
ーの汚染が低減する。

【００１６】また、後者のゲートバルブは、光センサー
９の光束が開口２と交差するように開口２の中を通るの
で、物品が開口２に入り込んでいるか否かを光センサー
９で検出することが可能であり、窓に留まっている物品
の有無が検出できる。

【００１７】そして、前者のゲートバルブに後者の光セ
ンサー９を配設することは、前者のフランジ１のみを加
工することにより容易に可能であり、両者の利点を併せ
持つことになる。

【００１８】

【実施例】以下本発明によるゲートバルブの実施例につ
いて図２の正面図と側断面図を用いて説明する。全図を
通し同一符号は同一対象物を示す。

【００１９】図２において、フランジ１，開口２，弁体
３，弁棒４，Ｏリング５は、それぞれ図３で説明した従
来例の、フランジ２１，開口２２，弁体２３，弁棒２
４，Ｏリング２５に該当するものである。即ち、フラン
ジ１は、弁座となるもので真空チャンバーに気密に取り
付けられる部分であり、物品（この場合はウエーハ）を
通過させる窓となる開口２を有する。弁体３は、バルブ
開の時に開口２の側方（図では上方）に位置し、バルブ
を閉とする時に弁棒４の閉作動により開口２上に移動し
Ｏリング５の介在により開口２を気密に閉塞する。な
お、Ｏリング５は弁体３またはフランジ１に固定されて
いる。

【００２０】弁棒４は、先端を開口２に向けてフランジ
１と平行に（図では開口２中央の上方で上下方向に）配
置されて、上記閉作動が開口２に近づく軸方向移動であ
り、先端に弁棒４と移動を共にする弁体支持部材６が結
合されている。弁体支持部材６はリンク機構７を介して
弁体３を支持し、弁体３は弁体支持部材６とフランジ１
との間に間隙を設けて配置される。

【００２１】リンク機構７は、一端が弁体支持部材６に
軸支され他端が弁棒４の閉作動方向の側に変位して弁体
３に軸支されて、フランジ１の面に垂直で弁棒４の作動
方向に平行な平面上を揺動する、互いに平行で且つ長さ
の等しい２個のリンク７ａが対をなして、弁体３のフラ
ンジ１と対向して開口２を閉塞する主面をフランジ１の
面と平行に保ちながら、弁体３が拘束されない際に弁体
３の背面を弁体支持部材６に当接させ、弁体３が弁棒４
の閉作動方向と反対方向に押された際に弁体３を弁体支
持部材６から次第に離間させるものであり、弁体３の弁
棒４から見て側方となる両側端のそれぞれに配置されて
いる。

【００２２】そして、弁棒４の閉作動により該弁体主面
が開口２の正面に達した弁体３に対し、弁棒４の閉作動
方向の移動を停止させるストッパ８（内径を支持したベ
アリングなど）が配置されている。また、弁体３のスト
ッパ８が当接する面をフランジ１の面に対し垂直となる
ようにしてある。

【００２３】リンク機構７及びストッパ８は、弁棒４の
作動によりバルブ閉またはバルブ開にする際に、先の作
用で述べたように機能して、弁体３がＯリング５を圧縮
するまたはその圧縮を開放するする途上で摩擦が生じな
いようにさせるので、開閉回数が多くなっても弁体３に
よる開口２の気密閉塞を確実にさせ真空チャンバーの真
空度を確保させる。本発明者は、６インチウエーハの処
理装置用として製作した実施例が１０万回以上の開閉に
問題なく耐えることを確認した。

【００２４】フランジ１には、その側面から開口２を通
り反対側面に突き抜ける貫通孔１ａが設けてあり、貫通
孔１ａの開口２を挟む一方を投光側にし他方を受光側に
した光センサー９が貫通孔１ａを埋めて配設してある。
ここでは、フランジ１がそれほど厚くないので、光セン
サー９には光ファイバーを導出した発光器と受光を用
い、その光ファイバーを貫通孔１ａに埋め込んである。

【００２５】光センサー９は、先の作用で述べたよう
に、開口２に留まっている物品の有無を検出することが
できるので、その信号と弁棒４の閉作動とを関係づける
ことにより、物品を損傷させる不用意なバルブ閉を防止
させることができる。

【００２６】本実施例でこれまでに説明されない他の部
分は凡そ次の通りである。１１は弁体３や弁体支持部材
６を挟んでフランジ１に対向するフランジで、真空チャ
ンバーに付帯させるロードロックに取り付ける部分であ
り、物品を通過させる窓として開口２に対向する開口１
２を有し、フランジ１と同様に光センサー９が配設して
ある。

【００２７】１３はフランジ１とフランジ１１とを気密
に結合する枠体であり、１側面を弁棒４が貫通する。こ
の枠体１３はフランジ１と一体であっても良い。１４は
弁棒４に閉作動及び開作動を与えるエアシリンダーであ
り、作動範囲を規定するためのマグネットセンサー１４
ａや作動速度を調整するためのスピードコントローラ１
４ｂなどを備えている。

【００２８】１５は一端が枠体１３に他端が弁棒４に接
合されたベローズであり、弁棒４が枠体１３を貫通して
いる部分に対して枠体１３の内部と外界との間を気密に
仕切る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、真
空処理装置の真空チャンバーに設けて物品出し入れの窓
を構成するゲートバルブに関し、開閉回数が多くなって
も気密閉塞が確実であり、また、窓に留まっている物品
の有無が検出できるようにすることができて、真空処理
装置の安定した稼働と稼働率向上を可能にさせる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図で、（ａ）はバルブ開の
状態、（ｂ）はバルブ閉の状態

【図２】実施例の正面図と側断面図

【図３】従来例の正面図と側断面図

【符号の説明】

１，２１フランジ（弁座）１ａ貫通孔１１フランジ２，１２，２２開口（窓）３，２３弁体４，２４弁棒５，２５Ｏリング６弁体支持部材７リンク機構７ａリンク８ストッパ９光センサー１３枠体１４，２８エアシリンダー１５ベローズ２６爪２７案内溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物品を通過させる開口（２）を有するフ
ランジ（１）が弁座となり、該開口（２）の側方に位置
する弁体（３）が弁棒（４）の閉作動により該開口
（２）上に移動しＯリング（５）の介在により該開口
（２）を気密に閉塞するゲートバルブであって、該弁棒（４）は、先端を該開口（２）に向けて該フラン
ジ（１）と平行に配置されて該閉作動が該開口（２）に
近づく軸方向移動であり、該先端に該弁棒（４）と移動
を共にする弁体支持部材（６）が結合されており、該弁体（３）は、リンク機構（７）を介し該弁体支持部
材（６）に支持されて該弁体支持部材（６）と該フラン
ジ（１）との間に間隙を設けて配置され、該リンク機構（７）は、一端が該弁体支持部材（６）に
軸支され他端が該弁棒（４）の閉作動方向の側に変位し
て該弁体（３）に軸支されて、該フランジ（１）の面に
垂直で該弁棒（４）の作動方向に平行な平面上を揺動す
る、互いに平行で且つ長さの等しい２個のリンク（７
ａ）が対をなして、該弁体（３）の該フランジ（１）と
対向して該開口（２）を閉塞する主面を該フランジ
（１）の面と平行に保ちながら、該弁体（３）が拘束さ
れない際に該弁体（３）の背面を該弁体支持部材（６）
に当接させ、該弁体（３）が該弁棒（４）の閉作動方向
と反対方向に押された際に該弁体（３）を該弁体支持部
材（６）から次第に離間させるものであり、該弁棒（４）の閉作動により該弁体主面が該開口（２）
の正面に達した該弁体（３）に対し、該弁棒（４）の閉
作動方向の移動を停止させるストッパ（８）が配置され
ていることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項２】物品を通過させる開口（２）を有するフ
ランジ（１）が弁座となり、該開口（２）の側方に位置
する弁体（３）が弁棒（４）の閉作動により該開口
（２）上に移動しＯリング（５）の介在により該開口
（２）を気密に閉塞するゲートバルブであって、該フランジ（１）は、側面から該開口（２）を通り反対
側面に突き抜ける貫通孔（１ａ）を有し、該貫通孔（１
ａ）の該開口（２）を挟む一方を投光側にし他方を受光
側にした光センサー（９）が、該貫通孔（１ａ）を埋め
て配設されていることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項３】請求項１記載のゲートバルブに、請求項
２記載の光センサー（９）が配設されていることを特徴
とするゲートバルブ。