KR20050101322A - 진공 배기계용 밸브 - Google Patents

Abstract

진공 배기계의 설비의 소형화와 이것에 의한 비용저감 및 진공 배기시간의 단축을 위한 진공 배기계 배관의 소구경화에 대응하여, 가스의 분해에 기인하는 해리 생성물의 퇴적에 의한 내부의 부식이나 막힘, 시트리크 등을 방지할 수 있도록 한 밸브를 제공하는 것이다.

구체적으로는, 알루미늄 부동태를 진공 배기계에 사용되는 밸브 등의 배관 부품에 사용하여, 베이킹시의 온도상승에 의한 가스의 분해를 억제함으로써 진공 배기계의 소구경화에 적합한 부품, 특히 가스의 분해에 의해 발생하는 생성물의 퇴적에 의해 부식이나 막힘, 시트리크 등이 발생하지 않도록 한다.

Description

진공 배기계용 밸브{VALVE FOR VACUUM DISCHARGE SYSTEM}

본 발명은 반도체 제조장치에 있어서의 유체 제어장치 등에 이용되는 밸브에 관한 것이고, 특히, 반도체 제조용 프로세스 챔버로부터의 배기계에 이용되는 밸브에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조설비나 화학품 제조설비 등의 프로세스 챔버에는 화학적 반응성이 풍부한 가스가 공급되고 있다. 그 때문에, 이 프로세스 챔버의 배기계는 이들 반응성이 풍부한 가스를 안전하고 또한 효율적으로 배기하는 것이 요구되고 있다.

그리고, 프로세스 챔버로부터의 배기를 효율적으로 행하기 위해서는, 압축비가 크고, 흡입압이 낮아도 높은 배기속도(l/min)로 배기가 가능한 펌프를 사용할 필요가 있다. 그러나, 현실에는 압축비가 높은 진공 배기용 펌프를 얻을 수 없기 때문에, 종래의 프로세스 챔버 등으로부터의 배기계에서는, 비교적 압축비가 작은 펌프로써 가스의 배기를 효율적으로 행하고, 또한 배기계의 1차측과 2차측의 압력차를 작게 유지하여 펌프의 과부하를 피한다고 하는 두가지의 과제를 달성하기 위해, 배기계의 배관구경을 대구경(공칭직경 4인치 정도)으로 하여 관로의 컨덕턴스를 크게 취하도록 하고 있고, 밸브에 대해서도 마찬가지로, 대구경을 갖는 것이 사용되고 있다.

즉, 유체의 흐름에 있어서는, 그 압력과 유로 내경의 관계에 있어서, 점성 흐름영역과 분자 흐름영역으로 분류된다. 배기를 효율적으로 행하기 위해서는 점성 흐름영역에서 행하는 것이 요구된다. 점성 흐름영역으로 하기 위해서는, 유로 내경(D)을 L≤D(L : 가스분자 등의 평균 자유행정, D : 유로의 내경)로 할 필요가 있다. 또, 가스분자 등의 평균 자유행정(L)과 압력(P)의 사이에는 L=4.98×10^-3/P로 되는 관계가 있다.

배관 내를 점성 흐름영역으로 하기 위한 압력과 내경은, 상기와 같은 관계에 있기 때문에, 압력(P)을 보다 높게 함으로써 평균 자유행정(L)을 작게 할 수 있고, 결과적으로 점성 흐름영역을 확보하기 위한 배관 내경(D)을 작게 할 수 있다.

그런데, 상술과 같이 종전의 펌프로는 압축비가 비교적 작기(약 10정도) 때문에 토출구측의 압력을 높이는 것은 불가능하고, 예를 들면 챔버측(1차측)의 압력이 10^-3Torr이라고 하면 토출구측은 10^-2Torr정도의 저압으로 되고, 따라서 점성 흐름영역의 확보를 보다 확실한 것으로 하기 위해서는 내경 5㎝이상의 배관이 필요하게 되어 있었다.

그 결과, 종전의 진공 배기계에 있어서는, 대구경의 배관계를 필요로 하기 때문에 설비가 대형화한다는 문제가 발생하고 있었다. 또, 진공 배관계의 내경이 크기 때문에 배관 내의 용적이 커져서, 진공 배기시간이 길어진다고 하는 문제도 있었다. 또한, 진공 배기계를 보다 소형으로 구성하고 배기를 효율적으로, 단시간에 행하기 위해서는, 압축비가 크고 또한 배기속도가 큰 고능력의 고가인 진공펌프를 필요로 한다는 문제가 있다.

한편, 진공 배기계에서는, 진공펌프의 정지시간이 길어지면, 배관 내에 체류한 가스의 해리(분해)가 일어나, 배관이나 밸브 등의 배관 부품의 내부에 분해생성물이 석출하여 이것을 부식하는 원인이 되고 있었다. 특히, 배관 내의 가스의 해리에 의해서 발생한 생성물이나 수분이, 배관이나 밸브 등의 배관부품의 내벽에 퇴적되거나 고착되거나 하면, 상기 부식의 문제뿐만 아니라 막힘이나 시트리크의 문제가 발생하기 쉬워진다.

또, 배관계를 가열하여 그 온도를 상승시키면, 수분의 고착은 일어나기 어렵게 되고, 따라서 부식 등의 위험성도 감소한다.

그런데, 배관 내의 온도가 높아지면, 가스의 해리(분해)가 발생하고, 이 분해된 성분이 배관 내에 석출하여 퇴적됨으로써 부식이나 막힘, 시트리크 등이 발생한다는 새로운 문제가 생겼다.

도 1은 Ni의 경우의, 온도와 반도체 제조용 각종 가스의 분해의 관계를 나타내는 도면이다.

도 2는 SUS316L의 경우의, 온도와 반도체 제조용 각종 가스의 분해의 관계를 나타내는 도면이다.

도 3은 크롬 부동태의 경우의, 온도와 반도체 제조용 각종 가스의 분해의 관계를 나타내는 도면이다.

도 4는 알루미늄 부동태의 경우의 온도와 반도체 제조용 각종 가스의 분해의 관계를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 밸브의 종단 측면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 다른 밸브(4련 밸브)를 나타내는 것이고, (a)부분은 그 평면도, (b)부분은 그 정면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 밸브 2 : 보디

3 : 다이어프램 4 : 구동수단

5 : 유입로 6 : 유출로

7 : 밸브실 8 : 밸브시트

12 : 4련 밸브 13 : 유입로

14 : 유입로 15 : 유입로

16 : 유입로 17 : 유출로

본 발명은 진공 배기계의 설비의 소형화와 이것에 의한 비용 저감 및 진공 배기시간의 단축을 위한 진공 배기계 배관의 소구경화에 대응할 수 있고, 또한 가스의 해리분해의 방지 및 가스의 해리에 의해 발생한 생성물의 퇴적 등에 의한 내부의 부식이나 막힘, 시트리크 등의 발생을 방지할 수 있도록 한 밸브를 제공하는 것을, 본 발명의 주된 목적으로 하는 것이다.

일반적으로 반도체 제조설비나 화학품 제조설비 등의 프로세스 챔버에는 화학적 반응성이 풍부한 가스가 공급되고 있다. 그 때문에, 이 프로세스 챔버의 배기계는 이들 반응성이 풍부한 가스를 안전하고 또한 효율적으로 배기하는 것이 요구되고 있다.

반도체 제조설비의 배관계는, 일반적으로 프로세스 챔버에의 가스 공급계, 프로세스 챔버, 진공 배기계, 진공 펌프, 밸브 등으로 구성되어 있다. 진공 배기용 펌프는, 챔버의 직후에 설치된 1차펌프(고진공 타입 펌프) 및 상기 1차펌프의 2차측에 설치된 2차펌프(저진공 타입 펌프)의 복수의 펌프가 사용되고 있고, 이 고진공 타입 펌프에는 터보분자 펌프(TMP)가 사용되고, 저진공 타입 펌프에는 스크롤 타입의 펌프가 사용되고 있다. 또, 배기계의 배관에는 상술한 바와 같이 구경 5㎝이상의 관로가 사용되고 있다.

그런데 근래, 펌프 성능의 향상이 가능해지고, 구체적으로는 압축비가 10³∼10⁴정도의 고압축비를 가능하게 한 펌프가 개발되어, 그 결과, 프로세스 챔버 내의 내압이 10^-3Torr정도라도 1차펌프의 토출측 압력을 30∼50Torr정도로까지 높이는 것이 가능하게 되었다. 그 때문에, 프로세스 챔버와 진공 배기계의 압력조건의 최적화를 도모함으로써, 배관 내경도 이것에 수반하여 작아지고, 0.5㎝정도의 소구경의 배관으로써 점성 흐름영역을 충분히 확보할 수 있게 되었다.

그러나, 이와 같이 압력을 높게 한 경우에는, 진공 배기계 내에서 수분이나 가스가 응축되어 배관 내에 고착될 우려가 있다. 또, 이러한 설정압력의 상승에 의한 수분이나 가스의 응축고착이 일어나지 않아도, 진공 펌프 정지시에 배관 내에 체류한 가스의 해리(분해)가 일어나, 배관이나 밸브 등의 배관 부품의 내부에 해리시의 생성물이 퇴적되어 부재의 부식을 발생시키거나, 막힘이나 시트리크의 원인이 되고 있었다.

이 때문에, 배관계 내를 내부의 가스나 수분의 포화증기압 이하로 유지하는 것이 요구되어, 일반적으로 진공 배기계에서는 가열이 행해지고 있다(물의 경우, 20℃의 포화증기압은 17.53torr이다). 즉, 가열하여 온도를 상승시키면 포화증기압은 상승하여 수분이나 가스의 응축고착이 일어나기 어렵게 되고, 따라서 부식 등의 위험성도 감소한다. 그래서, 진공 배기계 내의 가스 성분의 종류 등을 고려해서 150℃정도까지 온도를 상승시키는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

그러나, 배관 내의 온도가 높아지면 상술한 바와 같이 가스의 해리가 발생하고, 이 해리에 의해 발생한 생성물이 배관 내에 부착 퇴적됨으로써 부식 등이 발생한다는 새로운 문제가 발생하였다.

그런데, 상기 가스의 해리(분해)라는 현상은, 배관 내벽의 금속성분이 촉매작용을 함으로써 발생하는 것을 알고 있다.

그래서, 본원 발명자들은 반도체 제조분야에서 많이 사용되고 있는 도 1에 기재된 각종 가스에 대해서, 배관 원재료(금속재)와 가스온도와 가스의 해리(분해)의 상황을 조사하였다.

도 1은 Ni의 경우의, 온도와 각종 가스의 해리(분해)의 관계를 나타내는 것이다. 실온에서는 100ppm 존재하였던 가스가 온도상승과 함게 분해되어 감소하여 가는 모습을 알 수 있다.

또, 도 2는 마찬가지로 SUS316L의 경우를 나타내고 있다. 대부분의 가스는 약 150℃이하의 온도에서 해리(분해)를 일으키고 있고, 이 가스의 분해해리를 억제하기 위해서는, 진공 배관 내벽의 금속면이 촉매효과를 발휘하지 않도록 하는 것이 요구된다.

특히 밸브는, 배관에 비해 굽힘부나 가스의 정체부분이 존재하기 때문에 압력이나 온도가 국부적으로 변화하는 부분이 있고, 또 내용적이 크기 때문에 체류하는 가스의 양이 많으며, 내표면적도 크다고 하는 것에 의해, 가스의 해리에 의해 발생한 생성물의 부착퇴적에 의한 부식이나 막힘, 시트리크의 문제가 발생하기 쉽다.

본 발명자들은, 이 가스의 해리(분래)를 억제하고, 해리 생성물의 퇴적 등에 의한 부재의 부식이나 막힘, 시트리크 등을 방지하는 구체적인 방법으로서, 배관의 내벽 등의 유체에 접하는 금속부분을 특정의 부동태로 함으로써 촉매작용이 발현하지 않고, 가스의 분해를 억제할 수 있는 것을 착상하였다.

일반적으로, 스테인레스강은 자연히 표면에 산화막을 형성하고, 이것이 부동태화되어 있는 것이 알려져 있다. 그러나, 이 경우의 부동태막(passivation film) 중에는 철의 산화물이 함유되어 있는 등, 부동태막으로 하여도 내식성의 면에 있어서도 문제가 있다.

촉매작용이 발현하지 않고, 따라서 가스의 해리(분해)를 거의 완전히 억제할 수 있는 부동태에는 여러 가지가 존재하지만, 발명자들이 행한 실험결과에 의하면, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 산화크롬을 주로 하는 부동태(크롬 부동태)나 산화알루미늄(알루니늄 부동태)을 주로 하는 부동태가 적합한 것을 알 수 있었다.

이 중, 크롬 부동태의 경우, 도 3과 같이 150℃이하의 범위에서도 분해를 시작하는 가스가 존재한다. 이 정도, 가스의 분해를 억제할 수 있으면 좋은 경우도 있지만, 더욱 고온까지 가스의 분해를 억제할 수 있는 부동태로서는 알루미늄 부동태가 적합한 것을 알 수 있었다.

도 4와 같이, 이 알루미늄 부동태의 경우에는 150℃정도까지 가스의 분해가 일어나고 있지 않다. 또한, 이 경우의 알루미늄 부동태는 Al₂O₃(알루미나)를 주체로 하는 것이었다.

또, 알루미늄 부동태는, 알루미늄으로 제조한 부품의 표면에 산화 또는 가열 혹은 이들을 조합하여 실시하는 방법, 및 마찬가지로 알루미늄합금 등의 적절한 알루미늄을 함유하는 합금의 표면에 산화 또는 가열 혹은 이들을 조합하여 실시하는 방법 및, 알루미늄, 및 부동태를 요하는 부분에 알루미늄 합금 등의 적절한 알루미늄을 함유하는 합금층을 도금이나 코팅으로 실시한 후에, 산화 또는 가열 혹은 이들을 조합하여 부동태를 실시한다는 방법으로 생성할 수 있다.

또, 밸브의 모재로 되는 금속재는 알루미늄 혹은 알루미늄을 주체로 하는 합금에 한정되지 않고, 예를 들면 중량%로 수%(3∼8%)의 알루미늄을 함유하는 오스테나이트계의 스테인레스강이어도 좋고, 열처리에 의해서 모재 외표면에 Al₂O₃를 주체로 하는 알루미늄 부동태막을 형성할 수 있는 것이 확인되어 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 알루미늄 부동태를 진공 배기계에 사용되는 밸브 등의 배관 부품의 유체가 접하는 내표면에 형성함으로써, 베이킹시의 온도상승에 의한 가스의 해리(분해)를 억제하는 것이 가능해지고, 진공 배기계의 소구경화에 적합한 부품, 특히 부식이나 분해 생성물에 의한 막힘, 시트리크 등이 발생하지 않는 밸브를 제공할 수 있는 것이 확인되었다.

또, 알루미늄 부동태로서는 Al₂O₃ 또는 Al₂O₃를 주체로 하는 알루미늄 부동태를 형성하는 것이, 상기 금속 표면의 촉매작용의 저지나 내구성 등의 점에서 바람직한 것이 확인되었다.

본원 발명은, 상술과 같은 과정을 거쳐서 창안된 것이고, 청구항 1의 발명은, 유입로와 유출로에 연통하는 밸브실의 저면에 밸브시트가 설치된 보디와, 상기 밸브시트에 접촉 또는 분리되는 밸브체와, 상기 밸브체를 밸브시트에 접촉시킴과 아울러 밸브시트로부터 분리시키는 구동수단을 갖고, 상기 밸브체가 밸브시트에 접촉 또는 분리됨으로써 유로를 차단 또는 개방하여 유체의 흐름을 제어하는 밸브에 있어서, 적어도 보디의 유체에 접하는 면을 알루미늄 부동태로 한 것이다.

청구항 2의 발명은, 청구항 1의 발명에 있어서, 알루미늄 부동태를 실시한 부재의 재료를, 알루미늄 또는 알루미늄 합금 혹은 수중량%의 알루미늄을 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강으로 형성하도록 한 것이다.

청구항 3의 발명은, 청구항 1의 발명에 있어서, 밸브의 보디의 유체에 접하는 부분을 모두 알루미늄 부동태로 한 것이다.

청구항 4의 발명은, 청구항 1의 발명에 있어서, 알루미늄 부동태의 두께를 20㎚이상으로 한 것이다.

청구항 5의 발명은, 청구항 1 내지 청구항 4의 발명에 있어서, 알루미늄 부동태를 Al₂O₃를 주체로 하는 알루미늄 부동태로 하도록 한 것이다.

청구항 6의 발명은, 청구항 1의 발명에 있어서, 밸브의 밸브체를 유체가 접하는 부분을 불소수지 피막에 의해 코팅한 금속제 다이어프램 밸브체로 하도록 한 것이다.

청구항 7의 발명은, 청구항 1의 발명에 있어서, 밸브의 유로를 상기 유로 내의 유체가 접성 흐름으로 되는 내경의 유로로 하도록 한 것이다.

청구항 8의 발명은 청구항 1의 발명에 있어서, 밸브의 유로를, 상기 유로 내의 유체가 점성 흐름으로 되는 내경의 유로로 하도록 한 것이다.

청구항 9의 발명은 청구항 1의 발명에 있어서, 밸브의 유로부를 150℃까지 가열하는 것이 가능하도록 한 것이다.

청구항 10의 발명은, 청구항 6의 발명에 있어서, 밸브체에 코팅을 하는 불소수지 피막을 4불화에틸렌수지(PTFE), 4불화에틸렌 6불화프로필렌 공중합체(FEP) 혹은 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA)로 하도록 한 것이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 밸브를 나타내는 종단 측면도이다. 이 밸브는 메탈 다이어프램 밸브라 불리는 형식의 밸브이다.

메탈 다이어프램 밸브(1)는 보디(2), 메탈 다이어프램(3), 구동수단(4)으로 그 주요부가 구성되어 있다.

보디(2)는, 유입로(5)와 유출로(6)에 연통하는 밸브실(7)의 저면에 밸브시트(8)가 설치된 것으로, 알루미늄이나 알루미늄 합금 등에 의해 작성되어 있고, 상방이 개방된 오목형상의 밸브실(7)과, 하방으로 개구하여 밸브실(7)에 연통하는 유입로(5)와, 하방으로 개구하여 밸브실(7)에 연통하는 유출로(6)와, 밸브실(7)의 저면 중앙에 끼워지고 합성수지 등에 의해 제작된 밸브시트(8)와, 밸브실(7)의 저면 외주에 형성된 단차부(9)를 구비하고 있다. 유입로(5)와 유출로(6)는 단면 원형상을 이루고 있다.

메탈 다이어프램(3)은, 밸브실(7)의 기밀이 유지되도록 보디(2)에 설치되어 중앙부가 상방으로 팽출된 것으로, 스테인레스강 등의 탄성변형 가능한 금속제 박판에 의해 중앙부를 상방으로 팽출시킨 접시형상으로 형성되어 있고, 그 둘레가장자리부가 보디(2)의 단차부(9)에 놓여지고, 밸브실(7) 내로 삽입된 보닛(10)의 하단부와 보디(2)에 나사부착된 보닛 너트(11)에 의해 단차부(9) 측으로 가압되어, 기밀상태로 끼워져 고정되어 있다.

그리고, 메탈 다이어프램(3)의 중앙부가 밸브시트(7)에 접촉하여 밸브의 개폐가 행해지도록 되어 있다.

보닛(10)은 통형상으로 형성되어 있고, 보디(2)의 밸브실(7) 내에 삽입되어 보닛 너트(11)를 조여넣음으로써 보디(2)측으로 가압고정되어 있다. 구동수단(4)은 메탈 다이어프램(3)을 밸브시트(8)에 접촉시킴과 아울러 원형상으로 자기복귀시켜서 밸브시트(8)로부터 분리시킨 것이고, 공압식으로 하고 있다.

유입로(5)와 유출로(6)의 내경은 8㎜로 되어 있고, 외경 9.52㎜의 배관에 접속된다.

또한 다이어프램의 접액부도 알루미늄 부동태로 하는 경우에는, 알루미늄이나 알루미늄 합금으로 제작한 다이어프램을 사용하여도 좋다.

또, 스테인레스강이나 그 외의 특수금속의 표면에 도금이나 코팅에 의해 알루미늄이나 알루미늄 합금 층을 형성하고, 이것을 부동태화하여도 좋다.

또한, 구동수단(4)은 앞의 예에서는 공압식이었지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 수동식이나 전자식이나 전동식이나 유압식 등이어도 좋다. 또한 밸브를 다이어프램 밸브로 하고 있지만, 그 외의 형식의 밸브이어도 좋다.

상기 실시형태에 있어서는, 밸브 보디(2)의 재질로서 알루미늄 또는 알루미늄을 주체로 하는 알루미늄 합금을 이용하는 경우에 대해서 서술하였지만, 보디(2)의 재질로서는 중량%로 수%(3∼8wt%)의 알루미늄을 함유하는 오스테나이트계의 스테인레스강을 사용하도록 하여도 좋다.

상기 수%의 알루미늄을 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강은, 적절한 열처리를 실시함으로써 그 표면에 두께 20∼200㎚의 Al₂O₃를 주체로 하는 부동태막을 형성할 수 있는 것이 확인되어 있다.

또, 알루미늄 부동태로서는 상기 Al₂O₃만에 한정되는 것은 아니고, 알루미늄 산화물이면 어떠한 것, 예컨대 알루마이트 등이어도 좋다.

또한, 알루미늄 부동태의 두께는 20㎚∼60㎚정도가 최적이고, 20㎚이하의 두께에서는 내구성 등의 점에 난점이 있고, 또 반대로 200㎚이상의 경우에는 알루미늄 부동태의 형성비가 높아지는 점에서, 알루미늄 부동태 그 자체의 기계적 강도 등의 점에 문제가 발생할 가능성이 있다.

그리고, 상기 실시예에 있어서는, 메탈 다이어프램 밸브(1)를 구성하는 다이어프램(3)에 알루미늄 부동태를 직접 형성하도록 하고 있지만, 금속제 다이어프램은 밸브시트(8)에의 접촉이나 밸브시트(8)로부터의 분리시에 만곡을 반복하기 때문에, 알루미늄 부동태의 기계적 파손을 일으킬 우려가 있다.

그 때문에, 메탈 다이어프램(3)의 유체와 접하는 면(하면측)에 불소수지 피막(예를 들면 테플론(등록상표)인 FEPㆍ4불화에틸렌 육프로필렌 공중합체나 PTFEㆍ4불화에틸렌수지, PFAㆍ테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체 등)의 피막을 형성하도록 하여도 좋다. 불소수지 피막은 강성이 풍부하여 다이어프램(3)의 반복 만곡에도 충분히 견딜수 있는데다가, 가스의 해리분해를 일으키는 금속의 촉매작용을 완전히 방지할 수 있고, 또한 150℃정도의 고온에도 충분히 견딜 수 있기 때문이다.

본 실시형태의 상기 다이어프램 밸브는, 프로세스 챔버와 1차펌프 사이나 1차펌프와 2차펌프 사이 등의 진공 배기계에 사용된다.

도 6은 상기 다이어프램 밸브를 4개 연결한 것으로, 4련 밸브(12)라 불리고 있는 것이다. 각각의 밸브의 입구유로(13, 14, 15, 16)를 가지고, 출구유로(17)에 각각의 밸브가 연결되어 있다.

상기 4련 밸브는 4대의 프로세스 챔버의 진공 배기계를 집합시켜서 배기하는 경우에 사용된다. 연결되는 밸브의 수는 임의로 선택할 수 있고, 필요한 수의 밸브가 연결되어 사용된다.

발명의 효과

진공 배기계의 소형화나 코스트다운을 달성하는 소구경화에 대응하기 위해서는 진공 배기계 내의 가스의 해리분해나 해리분해에 의해 생성된 생성물의 퇴적고착에 의한 배관 내의 부식이나 이것에 의한 막힘, 시트리크 등의 발생을 방지하는 것이 필수이고, 그것을 위해서는, 수분이나 가스의 배관 내벽으로의 석출ㆍ고착의 방지를 목적으로 한 베이킹은 불가결하다.

그런데, 이 베이킹에 의한 온도상승은, 진공 배기계 내의 금속부에 의한 촉매효과를 발혀니킴으로써 가스의 분해를 촉진한다는 문제가 발생한다.

본 발명에 따르면, 비교적 간단하고 저렴하게 형성할 수 있는 알루미늄 부동태를 이용하여 약 150℃의 온도하에 있어서도 각종의 반도체 제조용 가스의 해리(분해)를 촉진하는 촉매효과의 발현을 억제하는 것이 가능하게 되기 때문에, 진공 배기계의 소구경화에 적합한 부품, 특히 가스의 해리에 기인하는 분해 생성물의 퇴적에 의한 부식이나 막힘, 리크 등이 발생하지 않는 밸브를 저렴하게 제공할 수 있어, 진공 배기계의 소형화나 코스트다운을 달성하는 소구경화에 대응하는 것이 가능해진다.

또한, 알루미늄 부동태의 두께를 20㎚이상으로 함으로써, 하지의 금속에 대한 보다 우수한 배리어 효과를 발휘할 수 있는데다가, 하지 금속으로서 수%의 알루미늄을 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강이나 알루미늄, 알루미늄 합금 등을 적절히 선택할 수 있고, 이것에 의해 밸브의 제조비용의 인하를 한층 가능하게 한다.

또, 밸브의 유로를 상기 유로 내의 유체가 점성 흐름으로 되는 내경으로 함으로써, 배기를 더욱 효율적으로 행할 수 있는데다가 최대의 사이즈의 밸브를 이용할 필요가 없어진다.

또, 밸브의 유로의 내경을 12mm이하로 하여 두고, 콤팩트한 밸브를 제공할 수 있다.

추가로, 밸브의 유로부를 150℃까지 가열하는 것이 가능하기 때문에, 진공 배기계의 베이킹에 대응한 밸브를 제공할 수 있음과 아울러, 메탈 다이어프램 밸브에 있어서는 밸브체를 구성하는 다이어프램만을 불소수지 피막에 의해서 코팅함으로써, 다이어프램의 내열성 및 내구력을 대폭 높이는 것이 가능하고, 결과적으로 밸브 수명의 연장이 가능해진다.

본 발명은 상술한 우수한 실용효과를 갖는 것이다.

Claims (10)

1. 유입로와 유출로에 연통하는 밸브실의 저면에 밸브시트가 설치된 보디, 상기 밸브시트에 접촉 또는 분리되는 밸브체, 및 상기 밸브체를 밸브시트에 접촉시킴과 아울러 밸브시트로부터 분리시키는 구동수단을 갖고, 상기 밸브체가 밸브시트에 접촉 또는 분리됨으로써 유로를 차단 또는 개방하여 유체의 흐름을 제어하는 밸브에 있어서, 적어도 보디의 유체에 접하는 면이 알루미늄 부동태로 된 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.
2. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 부동태를 형성한 부재의 재료를, 알루미늄, 알루미늄 합금 또는 수중량%의 알루미늄을 함유하는 오스테나이트계 스테인레스강에 의해 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 밸브 보디의 유체에 접하는 부분을 모두 알루미늄 부동태로 한 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.
4. 제1항에 있어서, 상기 알루미늄 부동태의 두께를 20㎚이상으로 한 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미늄 부동태를 Al₂O₃를 주체로 하는 알루미늄 부동태로 하도록 한 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.
6. 제1항에 있어서, 상기 밸브체를, 유체가 접하는 부분을 불소수지 피막에 의해 코팅한 금속제 다이어프램으로 한 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.
7. 제1항에 있어서, 상기 밸브의 유로는 상기 유로 내의 유체가 점성 흐름으로 되는 내경으로 한 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.
8. 제1항에 있어서, 상기 밸브 유로의 내경은 12mm이하로 한 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.
9. 제1항에 있어서, 상기 밸브의 유로부를 150℃까지 가열할 수 있는 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.
10. 제6항에 있어서, 상기 불소수지 피막을 4불화에틸렌수지(PTFE), 4불화에틸렌 6불화프로필렌 공중합체(FEP) 혹은 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체(PFA)로 한 것을 특징으로 하는 진공 배기계용 밸브.