JPH1130352A - 基板処理装置のメインバルブ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高真空排気ポンプと処理チャンバの間に設け
たメインバルブで開閉度を全開から全閉まで連続的に設
定可能にする。 【解決手段】 処理チャンバ11と排気ポンプ14の間に配
置されたメインバルブ弁体15を開閉させる。メインバル
ブ弁体の開閉動作を行うシリンダ部21b と、メインバル
ブ弁体の開閉動作を停止させるロック部21a と、シリン
ダ部のシリンダ位置を検出する位置検出部22と、シリン
ダ部とロック部に対して選択的にエアーを供給するエア
ーバルブ機構23と、エアーバルブ機構のバルブ動作を制
御するエアーバルブコントローラ24とからなる。エアー
バルブ機構は、中間位置にメインバルブ弁体を停止させ
る場合、全開または全閉への動作で、位置検出部が中間
位置を検出したことを条件にコントローラがエアーバル
ブ機構の動作をシリンダ部からロック部に切り替えメイ
ンバルブ弁体を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板処理装置のメイ
ンバルブ機構に関し、特に、処理チャンバと排気ポンプ
の間に設けられたメインバルブ弁体を全開位置から全閉
位置まで連続的に停止可能な基板処理装置のメインバル
ブ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】高真空排気ポンプと処理チャンバの間に
設けられたメインバルブは大気コンダクタンスを大きく
するために開口径が大きくなっている。開口径の直径は
２００〜４００ｍｍである。このため排気ポンプと処理
チャンバを遮断するときには、例えば５００Ｋｇ・ｍＮ
という大きな力が必要となる。そこで従来ではメインバ
ルブの開閉の駆動機構にはもっぱらエアーシリンダが利
用されていた。なお当該駆動機構として電気モータも使
用できるが、大型になるので、製品レベルでは実用的で
はなかった。

【０００３】図２にエアーシリンダを利用した従来のメ
インバルブ機構の例を示す。上記メインバルブでは、処
理チャンバの内部を必要な圧力にするべく処理チャンバ
内にアルゴンガス等を導入すると共にメインバルブの排
気コンダクタンスを小さくするため、全開と全閉の開閉
機能だけではなく、全開と全閉の中間位置で止めること
が必要となる。そこで従来のメイバルブ機構では、処理
チャンバ５１と排気ポンブ５２の間の連結部（排気チャ
ンバ）５３内に配置されたメインバルブ弁体５４を、全
開位置（Ａ）または全閉位置（Ｂ）に駆動する開閉用の
エアーシリンダ５５と、中間位置（Ｃ）に止めるための
エアーシリンダ５６とを併用した構造となっていた。図
中、全閉位置（Ｂ）と中間位置（Ｃ）のメインバルブ弁
体５４は想像線で示されている。エアーシリンダ５５の
開閉動作はＤＯＷＮ用エアーとＵＰエアーで制御され、
エアーシリンダ５６の動作は中間ＯＮエアーと中間ＯＦ
Ｆエアーで制御される。５７はメインバルブ弁体５４を
支えるシリンダロッド、５８はエアーシリンダ５６等を
連結部５３の下部に取り付ける筒型取付け部材である。
シリンダロッド５７はエアーシリンダ５５内にピストン
構造で取り付けられている。なお図１では１組の駆動機
構６０のみが示されたが、同様な構成を有する少なくと
も１組の駆動機構が例えば一点鎖線７０に示された箇所
に配置される。一点鎖線７０はシリンダロッドの配置位
置を想定している。２つの駆動機構の動作は同期がとら
れる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のメインバルブ機
構では、止めることのできる中間位置（Ｃ）は若干の変
更は可能であるが、ほぼ固定位置であり、全開位置と全
閉位置の中間で連続的にメインバルブ弁体５４を止める
ことができなかった。

【０００５】本発明の目的は、上記の問題を解決するこ
とにあり、高真空排気ポンプと処理チャンバの間に設け
たメインバルブで開閉度を全開から全閉まで連続的に設
定できる基板処理装置のメインバルブ機構を提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用】本発明に係る
基板処理装置のメインバルブ機構は、上記目的を達成す
るために次のように構成される。

【０００７】第１のメインバルブ機構（請求項１に対
応）は、処理チャンバと排気ポンプの間に配置されたメ
インバルブ弁体を開閉させるものであり、メインバルブ
弁体の開閉動作を行うシリンダ部と、メインバルブ弁体
の開閉動作を停止させるロック部と、シリンダ部のシリ
ンダ位置を検出する位置検出部と、制御に基づきシリン
ダ部とロック部に対して選択的にエアーを供給するエア
ーバルブ機構と、エアーバルブ機構のバルブ動作を制御
する制御部（エアーバルブコントローラ）を備えてい
る。かかる構成において、エアーバルブ機構はシリンダ
部にエアーを供給して全開位置または全閉位置にメイン
バルブ弁体を動作させると共に、中間位置にメインバル
ブ弁体を停止させる場合に、エアーバルブ機構による全
開位置または全閉位置へのシリンダ部の動作で、位置検
出部が中間位置を検出したことを条件に制御部がエアー
バルブ機構の動作をシリンダ部からロック部に切り替
え、メインバルブ弁体を停止させる。

【０００８】上記のメインバルブ機構では、メインバル
ブ弁体を開閉動作を行うシリンダ部に加えて、開閉動作
中のメインバルブ弁体を指定された任意の中間位置に停
止させることができるロック部を設け、シリンダ部の動
作とロック部の動作を選択に行えるエアーバルブ機構
と、エアーバルブ機構の動作を制御する制御部を設ける
ことにより、従来通りの全開位置または全閉位置への移
動に加え、これらの移動において任意の中間位置で停止
させることが可能である。これにより、全開と全閉の間
の中間で開閉度を連続的に設定することが可能となる。

【０００９】第２のメインバルブ機構（請求項２に対
応）は、上記第１の構成において、シリンダ部とロック
部は一体的に構成されている。

【００１０】第３のメインバルブ機構（請求項３に対
応）は、上記第１の構成において、中間位置に関するデ
ータは制御部に予め与えられ、制御部は位置検出部から
の検出信号と中間位置に関するデータを比較してメイン
バルブ弁体が中間位置に到達したか否かを判定し、エア
ーバルブ機構に切替え制御指令を出力するように構成さ
れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
を添付図面に基づいて説明する。

【００１２】図１は本発明に係るメインバルブ機構の代
表的実施形態を示す。図１において処理チャンバ１１に
は排気チャンバ１２が設けられ、この排気チャンバ１２
にはその排気口１３に排気ポンプ１４が取り付けられて
いる。排気ポンプ１４は、処理チャンバ１１の内部を高
真空に排気する。排気チャンバ１２は処理チャンバ１１
と排気ポンプ１４を繋ぐ連結部であり、内部にメインバ
ルブ弁体１５が配置されている。排気チャンバ１２内で
は、メインバルブ弁体１５の停止位置に関し、実線によ
って全開位置（Ａ）と、想像線によって全閉位置（Ｂ）
およびそれらの間の任意の中間位置（Ｄ）が示されてい
る。全閉位置（Ｂ）では、メインバルブ弁体１５は排気
チャンバ１２の排気口１３を塞いでいる。図１で、メイ
ンバルブ弁体１５は、その駆動機構によって上下に移動
し、全開位置（Ａ）および全閉位置（Ｂ）とそれらの間
の任意の中間位置（Ｄ）に止めることができる。

【００１３】図１では、１組の駆動機構２０が示されて
いる。駆動機構２０は、ファインロックシリンダ２１と
シリンダ位置検出部２２とエアーバルブ機構２３とエア
ーバルブコントローラ２４から構成される。エアーバル
ブ機構２３とエアーバルブコントローラ２４によってメ
インバルブ位置制御部が構成される。メインバルブ弁体
１５は、ファインロックシリンダ２１によって軸方向に
ストロークを変化させられるシリンダロッド２５に支持
されている。図示された駆動機構２０は１組であるが、
同様な構成を有する少なくとも１組の他の駆動機構が一
点鎖線２６で示された部分に配置される。一点鎖線２６
は他の駆動機構のシリンダロッドの配置位置を想定して
いる。従って、メインバルブ本体１５は少なくとも２箇
所でシリンダロッド２５で支持され、開閉動作を行う。
上記メインバルブ駆動機構によれば、メインバルブ１５
を全開位置、全閉位置に停止させることができると共
に、全開から全閉までの中間で開閉度を連続的に制御し
て任意の中間位置で停止させることができる。２組の駆
動機構の動作は同期が取られている。なおエアーバルブ
コントローラとエアーバルブ機構は、複数のファインロ
ックシリンダに対して共通に用いることも可能である。

【００１４】上記ファインロックシリンダ２１ではエア
ーの力でシリンダロッド２５のストロークを変化させ、
メインバルブ弁体１５の開閉度を変更する。ファインロ
ックシリンダ２１はメカニカルロック付きシリンダとも
呼ばれ、ロック部２１ａを備えている。このロック部２
１ａによって、別のエアーを利用して当該シリンダ２１
の状態を機械的にロックし、シリンダロッド２５のスト
ロークを固定するように構成されている。さらにファイ
ンロックシリンダ２１のシリンダ部２１ｂの内部にはマ
ブネット２１ｃが組み込まれており、このマグネット２
１ｃはシリンダロッド２５のストロークの変化と同期し
て位置が変化するように構成されている。シリンダ部２
１ｂの外側に設けられたシリンダ位置検出部２２は上記
マグネット２１ｃに感応する磁気センサを内蔵し、これ
によってシリンダ位置（シリンダロッド２５のストロー
ク位置）が検出される。シリンダ位置検出部２２の構成
としては、例えばリニアに位置を検出する構成、あるい
は１点または複数点の位置を検出する構成を採用するこ
とができる。いずれの検出構成を採用するかは、用途に
応じて選択される。以上の構成を有するファインロック
シリンダ２１は、筒型の取付け部材２７によって排気チ
ャンバ１２の下部に固定されている。

【００１５】シリンダ位置検出部２２から出力されたシ
リンダ位置信号はエアーバルブコントローラ２４に与え
られる。エアーバルブコントローラ２４は、エアーバル
ブ機構２３に対して制御信号を与える。エアーバルブ機
構２３は、当該制御信号に基づいて内蔵されたバルブ開
閉機構の開閉動作を行って、ファインロックシリンダ２
１のシリンダ部２１ｂおよびロック部２１ａに対して必
要なエアーを与える。シリンダ部２１ｂに対しては上昇
動作を行わせるＵＰエアーまたは下降動作を行わせるＤ
ＯＷＮエアーを供給し、ロック部２１ａに対してはロッ
クＯＮエアーまたはロックＯＦＦエアーを供給する。

【００１６】上記構成のメインバルブ駆動機構の動作を
説明する。ロック部２１ａを非動作の状態（ロックＯＦ
Ｆの状態）に保ってエアーバルブ機構２３からシリンダ
部２１ｂに対してＵＰエアーを与えると、メインバルブ
弁体１５が上昇し、全開位置（Ａ）へ移動させることが
できる。メインバルブ弁体１５が全開位置に到達したこ
とをシリンダ位置検出部２２で検出すると、エアーバル
ブコントローラ２４は、エアーバルブ機構２３に対して
所定のＵＰエアー供給状態を保持すること（全開状態）
を指示する。またロック部２１ａを非動作の状態に保っ
てエアーバルブ機構２３からシリンダ部２１ｂに対して
ＤＯＷＮエアーを与えると、メインバルブ弁体１５が下
降し、全閉位置（Ｂ）へ移動させることができる。メイ
ンバルブ弁体１５が全閉位置に到達したことをシリンダ
位置検出部２２で検出すると、エアーバルブコントロー
ラ２４は、エアーバルブ機構２３に対して所定のＤＯＷ
Ｎエアー供給状態を保持すること（全閉状態）を指示す
る。

【００１７】次に、メインバルブ弁体１５が全開位置
（Ａ）にあるときに、任意の中間位置（Ｄ）に移動して
停止させる動作の例を説明する。当該中間位置（Ｄ）に
関するデータは停止位置データとして予めエアーバルブ
コントローラ２４に対して与えられているものとする。
最初、全開状態に設定されたエアーバルブ機構２３を全
閉状態に切り替える。その結果、メインバルブ弁体１５
は全開位置（Ａ）から全閉位置（Ｂ）に向かって移動す
る。メインバルブ弁体１５の移動の際、メインバルブ弁
体１５の位置はマグネット２１ｃおよびシリンダ位置検
出部２２の構成に基づいて検出され、当該位置情報はエ
アーバルブコントローラ２４に与えられる。エアーバル
ブコントローラ２４は、シリンダ位置検出部２２の検出
信号と、予め与えられた停止位置である中間位置（Ｄ）
のデータを比較し、それらが一致したときには、エアー
バルブ機構２３に対してロックＯＮの状態にする指示信
号を出力する。この指示信号により、エアーバルブ機構
２３は、全閉状態を解除し、かつロックＯＮを行うエア
ーをロック部２１ａに与える。これにより、ロック部２
１ａは動作状態となり、ファインロックシリンダ２１に
おいてシリンダロッド２５のストロークが固定され、メ
インバルブ弁体１５は、設定された中間位置（Ｄ）に停
止させられる。中間位置（Ｄ）は、全開位置から全閉位
置までの中間の任意位置に連続的に設定することができ
る。

【００１８】メインバルブ弁体１５が全閉位置（Ｂ）に
あるときに、任意の中間位置（Ｄ）に移動して停止させ
る動作の場合も実質的に同じ制御動作が行われる。当該
中間位置（Ｄ）に関するデータは停止位置データとして
予めエアーバルブコントローラ２４に対して与えられ
る。全閉状態に設定されたエアーバルブ機構２３を全開
状態に切り替える。その結果、メインバルブ弁体１５は
全閉位置（Ｂ）から全閉位置（Ａ）に向かって移動す
る。その後の制御動作は前述の通りであり、ロック部２
１ａの動作でメインバルブ弁体１５は中間位置（Ｄ）に
停止する。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように本発明によ
れば、メインバルブ弁体を開閉動作を行うシリンダ部に
加えて、開閉動作中のメインバルブ弁体を中間位置に停
止させるロック部を設け、さらにシリンダ部とロック部
の各動作を選択に行えるエアーバルブ機構と、エアーバ
ルブ機構の動作を制御する制御部を設けたため、全開位
置または全閉位置への移動に加え、これらの移動におい
て任意の中間位置で停止させることできる。これによ
り、高真空排気ポンプと処理チャンバの間に設けたメイ
ンバルブで開閉度を全開から全閉まで連続的に設定でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るメインバルブ機構の実施形態を示
す構成図である。

【図２】従来のメインバルブ機構の一例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１１ 処理チャンバ １２ 排気チャンバ １４ 排気ポンプ １５ メインバルブ本体 ２０ 駆動機構 ２１ ファインロックシリンダ ２２ シリンダ位置検出部 ２３ エアーバルブ機構 ２４ エアーバルブコントローラ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 処理チャンバと排気ポンプの間に配置さ
   れたメインバルブ弁体を開閉させる基板処理装置のメイ
   ンバルブ機構において、 前記メインバルブ弁体の開閉動作を行うシリンダ部と、
   前記メインバルブ弁体の開閉動作を停止させるロック部
   と、前記シリンダ部のシリンダ位置を検出する位置検出
   部と、制御に基づき前記シリンダ部と前記ロック部に対
   して選択的にエアーを供給するエアーバルブ機構と、前
   記エアーバルブ機構のバルブ動作を制御する制御部を備
   え、 前記エアーバルブ機構は前記シリンダ部にエアーを供給
   して全開位置または全閉位置に前記メインバルブ弁体を
   動作させると共に、中間位置に前記メインバルブ弁体を
   停止させる場合に、前記エアーバルブ機構による全開位
   置または全閉位置への前記シリンダ部の動作で、前記位
   置検出部が前記中間位置を検出したことを条件に前記制
   御部が前記エアーバルブ機構の動作を前記シリンダ部か
   ら前記ロック部に切り替え、前記メインバルブ弁体を停
   止させることを特徴とする基板処理装置のメインバルブ
   機構。
2. 【請求項２】 前記シリンダ部と前記ロック部は一体的
   に構成されることを特徴とする請求項１記載の基板処理
   装置のメインバルブ機構。
3. 【請求項３】 前記中間位置に関するデータは前記制御
   部に予め与えられ、前記制御部は前記位置検出部からの
   検出信号と前記中間位置に関するデータを比較して前記
   メインバルブ弁体が前記中間位置に到達したか否かを判
   定し、前記エアーバルブ機構に切替え制御指令を出力す
   ることを特徴とする請求項１記載の基板処理装置のメイ
   ンバルブ機構。