KR101093330B1

KR101093330B1 - 진공용 게이트 밸브 및 이것에 사용되는 실 부재

Info

Publication number: KR101093330B1
Application number: KR1020097001507A
Authority: KR
Inventors: 카즈아키 쯔지
Original assignee: 닛폰 바루카 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2007-06-22
Publication date: 2011-12-14
Also published as: CN101479512A; US8074967B2; JP4774549B2; JPWO2008001683A1; KR20090027739A; CN101479512B; US20090250649A1; TW200801378A; TWI386577B; WO2008001683A1

Abstract

본 발명의 과제는 실 부재 장착홈의 개방측 부분의 접착제가 박리된 상태에서 실 부재가 반복 압축된다고 하여도, 응력 집중에 의해 실 부재에 균열이 생기거나 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한, 실 정부와 실 면의 스침에 의한 파티클의 발생을 억제할 수 있는 진공용 게이트 밸브를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 진공용 게이트 밸브로서, 실 부재의 단면형상은, 정점(T)을 갖는 대략 산모양으로, 이 정점(T)보다도 실 부재 장착홈(23)의 폭방향의 외측에 외측 경사면(24d)을 가지고, 정점(T)보다도 실 부재 장착홈(23)의 폭방향의 내측에 내측 경사면(24e)을 가지며, 또한 외측 경사면(24d)의 경사각을 θ1, 내측 경사면(24e)의 경사각을 θ2, 실 부재 장착홈(23)의 저면의 폭을 S로 했을 때, 정부(T)의 위치는 S/2보다도 실 부재 장착홈(23)의 내측에 위치하고 있으며, 또한 θ1>θ2인 것을 특징으로 한다.

Description

진공용 게이트 밸브 및 이것에 사용되는 실 부재{Gate valve for vacuum and seal member used therefor}

본 발명은, 반도체 제조장치 등에 사용되는 진공용 게이트 밸브 및 이것에 사용되는 실 부재에 관한 것이다.

실리콘 웨이퍼 등의 반도체 제조, 박막 제조, 액정 제조 등에 있어서는, 깨끗한 환경하, 높은 진공 중에서, 이온 플레이팅, 플라즈마 에칭 등의 워크의 가공, 처리 등이 행해지고 있다.

그런데, 이와 같이 높은 기밀성(氣密性)이 요구되는 동시에 피처리물인 실리콘 웨이퍼 등의 출입을 용이하게 행할 수 있는 부분의 개구(開口)를 개폐하는 밸브 구조로서, 본디드형의 진공용 게이트 밸브가 알려져 있다.

이러한 본디드형의 진공용 게이트 밸브의 경우에는, 예를 들면, 플레이트 본체에 형성되어 있어, 홈(溝) 내에 단순하게 실 부재를 장착한 종래의 실 장치와 비교하여, 실 성능이 높고, 또한 반복 개폐동작성이 우수하다는 이점을 가지고 있다.

여기서, 플레이트 본체는, 알루미늄 등의 금속으로부터 형성된 것으로, 이 플레이트 본체에 불소 고무 등의 실 부재가 접착된다.

도 6은, 특허문헌 1에 개시된 종래의 진공용 게이트 밸브를 나타낸 것이다. 이 진공용 게이트 밸브는, 예를 들면, 프로세스 챔버(2)와 트랜스퍼 챔버(4) 사이의 웨이퍼 출입용 게이트 개구부(16)에 배치되어 있다.

진공용 게이트 밸브(6)는, 대략 직사각형상으로 형성된 금속제의 플레이트 본체(8)와 이 플레이트 본체(8)의 외주부에 접착된 탄성재료로 되는 실 부재(10)로부터 구성되어 있다. 또한, 플레이트 본체(8)는 단면(斷面)이 대략 L자상인 기대(基臺)(12)에 고정되는 동시에, 기대(12) 길이방향의 중앙부에는 상하방향으로 이동하는 예를 들면 1개의 축(14)이 취부(取付)되어 있다.

이와 같은 진공용 게이트 밸브(6)의 경우에는, 단순하게 축(14)의 상하방향의 이동만으로 게이트 개구부(16)를 개폐하는 구조이면, 플레이트 본체(8) 등에 접동(摺動)에 의한 흠집이 생기기 쉬우며, 금속 파티클의 발생 원인으로 되는 것으로부터, 플레이트 본체(8)는, 일단, 도면의 왼쪽방향으로 끌어당겨 원래자리로 되돌려진 후에 상하방향으로 이동되고 있다. 즉, 플레이트 본체(8)가 하방(下方)위치에 있고 열림(開) 상태에 있는 게이트 개구부(16)를 닫힘(閉)으로 하기 위해서는, 하방위치에 있는 축(14)을 먼저 화살표 X 방향으로 이동시킨 후에, 플레이트 본체(8)를 화살표 Y 방향으로 이동시킴으로써, 게이트 개구부(16)의 외주부에 형성된 밸브 좌면(座面)(18)에 실 부재(10)를 내리눌러, 프로세스 챔버(2) 내를 밀봉하도록 하고 있다.

그런데, 이러한 진공용 게이트 밸브(6)의 경우에는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 플레이트 본체(8)에 장착된 실 부재(10)의 단면형상은 대략 산모양인 동시에, 플레이트 본체(8)에 형성된 실 부재 장착홈(23)의 단면형상은, 외측의 단면(端面) 이 개방된 L자상으로 형성되어 있다.

그리고, 실 부재(10)의 가장 돌출된 정점(T)의 위치는, 실 부재 장착홈(23)의 저면의 폭을 S로 했을 때, S/2의 중간점의 위치(C)보다도 외측(도 7에 있어서 우측)에 위치하고 있다. 즉, A>B이다.

또한, 진공용 게이트 밸브(6)의 실 부재(10)의 경우에는, 정점(T)을 경계로 외측에 외측 경사면(26)이, 내측에 내측 경사면(28)이 각각 형성되어 있다. 또한, 이들 외측 경사면(26)과 내측 경사면(28) 사이는 원호상의 곡선(30)으로 되어 있다.

여기서, 내측 경사면(28)의 실 부재 장착홈(23) 저면에 대한 경사 각도 θ2는, 외측 경사면(26)의 경사 각도 θ1에 비하여 크다. 즉, θ2>θ1이다.

이와 같이 정점(T) 및 경사 각도 θ1, θ2가 설정된 실 부재(10)가 플레이트 본체(8)의 실 부재 장착홈(23) 내에 접착제로 접착되어 있다. 그리고, 이와 같은 실 부재(10)를 구비한 플레이트 본체(8)가, 도 6에 나타낸 프로세스 챔버(2)와 트랜스퍼 챔버(4) 사이에 배치된다. 그리고, 플레이트 본체(8) 내의 실 부재(10)가, 게이트 개구부(16)를 구성하는 벽(21)에 맞닿아 Y 방향으로 점차 압축되어 가면, 실 부재(10)는 도 8에 있어서 먼저 화살표 Z로 나타낸 바와 같이, 실 부재 장착홈(23)의 외방(外方)을 향하여 팽출(膨出)하듯이 변형된다. 그러면, 실 부재(10)의 단부(10a)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 실 부재 장착홈(23)으로부터 일부 비어져 나오듯이 변형된다. 그리고, 이와 같이 일부 비어져 나온 상태로 반복해서 변형동작을 행하고 있으면, 접착제의 박리가 발생한다. 또한, 접착제가 박리된 후에 압축 변형이 행해져 가면, 플레이트 본체(8)의 모서리부에 맞닿는 부위에 응력 집중이 발생하여, 여기서 균열(24)이 발생하기 쉽다. 균열(24)이 발생한 후, 추가적으로 압축 하중이 가해져 가면 점차 이 균열(24)이 성장하여, 결과적으로 실 부재(10)가 파손되어 버리는 문제가 있었다. 또한, 파손에 이르지 않더라도 파티클이 발생한다는 문제가 있었다.

또한, 실 부재(10)의 정점(T)이 변형시에 상대면과 스쳐 파티클이 발생하는 문제가 있었다.

특허문헌 1: 일본국 특허공개 제2005-252184호 공보

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은 이러한 실정에 비추어, 반도체 제조장치 등에 사용되는 진공용 게이트 밸브에 있어서, 예를 들면, 응력 집중 또는 접착제의 박리 등에 의해, 실 부재에 균열이 생기거나 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있어, 장기간에 걸쳐 안정된 실 성능을 발휘시킬 수 있는 진공용 게이트 밸브를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 진공용 게이트 밸브는,

실 부재 장착홈의 외방단(外方端)이 개방되도록 형성된 플레이트 본체와,

상기 플레이트 본체의 상기 실 부재 장착홈 내에 장착되어, 탄성부재에 의해 무단상(無端狀)으로 형성된 실 부재를 갖는 진공용 게이트 밸브로서,

상기 실 부재의 단면형상은, 정점(T)을 갖는 대략 산모양으로, 이 정점(T)보다도 상기 실 부재 장착홈의 폭방향의 외측에 외측 경사면을 가지고, 상기 정점(T)보다도 상기 실 부재 장착홈의 폭방향의 내측에 내측 경사면을 가지며, 또한, 상기 외측 경사면의 경사각을 θ1, 상기 내측 경사면의 경사각을 θ2, 상기 실 부재 장착홈 저면의 폭을 S로 했을 때,

상기 정점(T)의 위치는 S/2보다도 상기 실 부재 장착홈의 내측에 위치하고 있으며, 또한 θ1>θ2인 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 구성의 본 발명의 진공용 게이트 밸브에 의하면, 실 부재가 압축되었다고 해도, 그 실 부재의 외측으로의 변형이 억제되기 때문에, 외경측(外徑側)에서의 응력 집중이 발생하기 어려워지는 동시에, 외방측에서의 접착제의 박리가 방지된다. 이것에 의해, 외측으로의 쓰러짐에 기인하는 파티클의 발생을 억제할 수 있다.

여기서, 상기 외측 경사면의 하부에는, 굴곡점(P)이 형성되어, 이 굴곡점(P)으로부터 추가적으로 상기 실 부재 장착홈의 폭방향의 외방을 향함에 따라 경사각이 완만하게 작아지는 보텀부(bottom part)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성에 의하면, 실 부재의 외측으로의 쓰러짐 및 균열의 발생이나 파티클의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

단면형상이 정점(T)을 갖는 대략 산모양으로, 상기 정점(T)보다도 상기 실 부재 장착홈의 폭방향의 외측에 외측 경사면을 가지고, 상기 정점(T)보다도 상기 실 부재 장착홈의 폭방향의 내측에 내측 경사면을 가지며, 또한, 상기 외측 경사면의 경사각을 θ1, 상기 내측 경사면의 경사각을 θ2, 상기 실 부재 장착홈의 저면의 폭을 S로 했을 때,

상기 정점(T)의 위치는 S/2보다도 상기 실 부재 장착홈의 폭방향의 내측에 위치하고 있으며, 또한 θ1>θ2인 것을 특징으로 하고 있다.

이와 같은 구조의 실 부재라면, 상대부재와의 사이에서 압축된 경우에, 외측으로의 변형이 작아지기 때문에 외경측에서의 응력 집중을 작게 할 수 있다.

발명의 효과

본 발명의 진공용 게이트 밸브에 의하면, 상대부재와의 사이에서 압축 변형되었을 때, 실 부재의 외측으로의 변형이 작아지기 때문에, 실 부재 장착홈으로부터 실 부재가 비어져 나오는 변형을 방지할 수 있다. 이것에 의해 접착제의 박리 등이 발생하기 어려워진다. 또한, 응력 집중이 발생하기 어려워지기 때문에, 실 부재에 균열이 생기거나, 파손되거나, 파티클이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 정부(T)의 변형에 의해 상대면과 스쳐 파티클이 발생하는 것도 억제할 수 있다.

또한, 실 부재의 외측 경사면 하부에, 굴곡점을 경계로 완만한 경사 각도를 구비한 보텀부가 형성되어 있으면, 보다 한층 실 부재의 외측으로의 쓰러짐을 방지하는 것이 가능하고, 이것에 의해, 균열의 발생이나 파티클의 발생을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 진공용 게이트 밸브를 구성하는 플레이트 본체의 대략 절반부의 사시도이다.

도 2는 도 1의 플레이트 본체에 장착되는 실 부재의 대략 절반부의 정면도이다.

도 3은 도 2의 실 부재가 도 1의 플레이트 본체에 장착되었을 때의 단면도이다.

도 4는 도 3에 나타낸 실 부재의 개략 단면도이다.

도 5는 도 3에 나타낸 실 부재가 압축되었을 때의 개략 단면도이다.

도 6은 일본국 특허공개 제2005-252184호에 개시된 종래의 진공용 게이트 밸브의 단면도이다.

도 7은 일본국 특허공개 제2005-252184호에 개시된 실 부재가 압축 변형되는 초기 상태의 개략 단면도이다.

도 8은 도 7에 나타낸 실 부재가 충분히 변형되었을 때의 개략 단면도이다.

부호의 설명

22 벽체

23 실 부재 장착홈

24 실 부재

24d 외측 경사면

24e 내측 경사면

32 보텀부(bottom part)

40 플레이트 본체

P 굴곡점

T 정점

θ1,θ2 경사각

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면에 나타낸 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 진공용 게이트 밸브에 채용된 플레이트 본체를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1에서 나타낸 플레이트 본체에 장착되는 실 부재를 나타낸 정면도이다.

도 1 및 도 2는 도 6에 대응하고 있다. 즉, 도 1에 나타낸 플레이트 본체(40)는 도 6에 나타낸 플레이트 본체(8)에 대응하고 있으며, 알루미늄 등의 금속으로부터 형성되어 있다. 또한, 플레이트 본체(8)에 대응하여 좌우방향으로 길게 형성되어 있다. 실 부재(24)는 자연상태에서 띠형상으로, 플레이트 본체(40)의 실 부재 장착홈(23) 내에 장착됨으로써, 주환상(周環狀)으로 조정된다.

도 1에 나타낸 플레이트 본체(40)의 외주연(外周緣)에는, 도 3에도 확대하여 나타낸 바와 같이, 외방의 단부가 개방됨으로써 단면이 L자상인 실 부재 장착홈(23)이 형성되어 있다. 그리고, 이 실 부재 장착홈(23) 내에, 도 2에 나타낸 탄성재료로 되는 실 부재(24)가 접착제에 의해 강고하게 접착된다.

실 부재(24)는 구체적으로는, 불소계 고무로부터 형성되어 있다. 그리고, 사 용 환경에 따라, 내플라즈마성, 내열성, 내진공성 등의 기능이 우수한 재료를 선택하여 사용할 수 있다.

이 실 부재(24)의 단면형상은, 이하와 같이 형성되어 있다.

즉, 실 부재(24)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 단면형상으로 보면 대략 산모양이다. 그리고, 이 실 부재(24)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 외방의 단부가 개방된 단면이 대략 L자상인 실 부재 장착홈(23)의 두 변에 대응하여, 서로 직각인 저변(24a)과 내측변(24b)을 가지고 있다.

또한, 이 실 부재(24)는 플레이트 본체(40)로부터 돌출하듯이 원호상 돌출부(24c)를 가지고, 이 호상 돌출부(24c)의 정부에 정점(T)을 가지고 있다. 그리고, 이 정점(T)보다도 외측에 외측 경사면(24d)을 가지고, 정점(T)보다도 내측에 내측 경사면(24e)을 가지고 있다.

또한, 외측 경사면(24d)에 있어서는, 그 하방부에 굴곡점(P)이 형성되어, 이 굴곡점(P)으로부터 실 부재 장착홈(23)의 하방을 향하여, 경사각이 점차 완만해지는 보텀부(32)가 형성되어 있다. 또한, 보텀부(32)의 종단부(終端部)에는, 모따기(34)가 형성되어 있다.

한편, 실 부재(24)의 정점(T)은, 실 부재 장착홈(23)의 저면의 폭을 S로 했을 때, S/2보다도 내측에 배치되도록 설정되어 있다. 즉, 도 3에 있어서, 정점(T)의 위치는 A<B가 되는 위치에 사전에 설정되어 있다.

또한 실 부재(24)에 있어서 내측 경사면(24e)의 직경 내방측(內方側)에는, 평탄한 기부 측단부(24f)가 구비되어 있다.

이와 같은 구성의 실 부재(24)가 도 1에 나타낸 플레이트 본체(40)의 실 부재 장착홈(23) 내에 접착제를 매개로 접착되어 있다. 그리고, 이와 같은 실 부재(24)를 구비한 진공용 게이트 밸브는, 예를 들면 도 6에 나타낸 경우와 동일하게, 프로세스 챔버(2)와 트랜스퍼 챔버(4) 사이의 진공용 게이트 밸브(6)로서 사용된다.

이하에, 본 실시예에 의한 진공용 게이트 밸브 및 이 진공용 게이트 밸브에 사용된 실 부재의 작용에 대해 설명한다.

본 실시예의 실 부재(24)가 도 5에 나타낸 바와 같이 벽체(22)에 의해 압축되면, 실 부재(24)는 도 5에 화살표 L로 나타낸 바와 같이 힘이 작용한다. 그러면, 내측변(24b)이 맞닿는 벽면으로부터의 반력(反力)이 있기 때문에, 실 부재(24)는 외측으로 변형되지만, 그 변형을 작게 억제할 수 있다. 또한, 외측에서의 응력 집중도 저감할 수 있다. 또한, 이와 같이 외측으로의 압축 변형이 억제되기 때문에, 실 부재(24)의 보텀부(32) 부근에서의 접착제의 박리를 방지하고, 추가적으로 균열의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 실 부재(24)는 외측 경사면(24d) 하부측에 형성된 보텀부(32)가 외측으로 비어져 나오기 어려워진다. 이것에 의해, 외방단에서의 균열의 발생, 균열의 성장에 의한 파티클의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 장기에 걸쳐 안정된 실 성능을 기대할 수 있다. 또한, 정부(T)가 변형에 의해 상대면과 스쳐 파티클이 발생하는 것도 억제할 수 있다.

이상, 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 진공용 게이트 밸브 및 이 진공용 게이트 밸브에 사용되는 실 부재에 의하면, 실 부재가 압축된 경우에, 외측 으로의 변형이 억제되기 때문에, 외측 단부에 응력 집중이 발생하기 어려워지고, 이것에 의해 균열의 발생이나 파티클의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 장기에 걸쳐 안정된 실 성능을 발휘시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 조금도 한정되지 않는다.

예를 들면, 게이트 개구부의 단면형상은 직사각형상에 한정되지 않는다.

또한, 상기 실시예의 플레이트 본체(40)에는, 1개의 축(14)이 취부되어 있는 것이 일반적이지만, 물론, 2개의 축으로 플레이트 본체(40)를 지지하는 것도 가능하다.

Claims

플레이트의 외주연(外周緣)을 따라, 실 부재 장착홈의 외방단(外方端)이 개방되도록 형성된 플레이트 본체와,

상기 플레이트 본체의 상기 실 부재 장착홈 내에 장착되어, 탄성부재로 형성된 무단상(無端狀)의 실 부재를 갖는 진공용 게이트 밸브로서,

상기 실 부재의 단면형상은 정점(T)을 갖는 완만한 산모양으로, 이 정점(T)보다도 상기 실 부재 장착홈의 플레이트의 반대방향인 외측에 외측 경사면을 가지고, 상기 정점(T)보다도 상기 실 부재 장착홈의 플레이트를 향한 방향인 내측에 내측 경사면을 가지며, 또한, 상기 외측 경사면의 상기 실 부재 장착홈의 저면과 수직하는 방향에 대한 경사각을 θ1, 상기 내측 경사면의 상기 실 부재 장착홈의 저면과 수직하는 방향에 대한 경사각을 θ2, 상기 실 부재 장착홈의 저면의 폭을 S로 했을 때,

상기 실 부재 장착홈의 플레이트 수평방향에 있어서의 상기 정점(T)의 위치는 S/2보다도 상기 실 부재 장착홈의 플레이트를 향한 방향인 내측에 위치하고 있으며, 또한 θ1>θ2인 것을 특징으로 하는 진공용 게이트 밸브.
제1항에 있어서,

상기 외측 경사면의 하부에는 굴곡점(P)이 형성되어, 이 굴곡점(P)으로부터 추가적으로 상기 실 부재 장착홈의 플레이트의 반대방향인 외측을 향해 경사면의 경사가 완만해지는 보텀부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 진공용 게이트 밸브.
플레이트 본체의 실 부재 장착홈에 장착되는 실 부재로서,

단면형상이 정점(T)을 갖는 완만한 산모양으로, 상기 정점(T)보다도 상기 실 부재 장착홈의 플레이트의 반대방향인 외측에 외측 경사면을 가지고, 상기 정점(T)보다도 상기 실 부재 장착홈의 플레이트를 향한 방향인 내측에 내측 경사면을 가지며, 또한, 상기 외측 경사면의 상기 실 부재 장착홈의 저면과 수직하는 방향에 대한 경사각을 θ1, 상기 내측 경사면의 상기 실 부재 장착홈의 저면과 수직하는 방향에 대한 경사각을 θ2, 상기 실 부재 장착홈의 저면의 폭을 S로 했을 때,

상기 실 부재 장착홈의 플레이트 수평방향에 있어서의 상기 정점(T)의 위치는 S/2보다도 상기 실 부재 장착홈의 플레이트를 향한 방향인 내측에 위치하고 있으며, 또한 θ1>θ2인 것을 특징으로 하는 실 부재.