TWI396223B

TWI396223B - Gate valve device and processing system

Info

Publication number: TWI396223B
Application number: TW095112860A
Authority: TW
Inventors: Tsutomu Hiroki
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2005-04-12
Filing date: 2006-04-11
Publication date: 2013-05-11
Also published as: JP2006292107A; KR20060108238A; EP1712822A1; CN100437900C; EP1712822B1; KR100805399B1; CN1848377A; ATE380314T1; DE602006000287D1; JP4079157B2; TW200735166A

Description

閘閥裝置及處理系統

本發明是有關對半導體晶圓等的被處理體進行特定的處理之處理室中使用的閘閥裝置及處理系統。

一般，半導體裝置的製造工程是對半導體晶圓重複進行各種的處理，例如乾蝕刻、濺鍍、CVD(Chemical Vapor Deposition)等的各種製程。上述各種的處理大多是在真空環境下進行，對進行該種處理的處理室進行晶圓的搬出入之搬入開口是在處理時藉由閘閥裝置在氣密性高的狀態下密封。

此種的閘閥裝置，例如專利文獻1等中所揭示。例如在可抽真空的處理室的側壁形成晶圓可通過程度大小之稍微寬的搬入開口，在此搬入開口安裝閘閥裝置。然後，在製程時是以該閘閥裝置之附有O型環等的閥體來氣密地封閉上述搬入開口的狀態下進行製程處理。

[專利文獻1]特開平8－60374號公報

但，以往的閘閥裝置，用以昇降閥體的昇降機構或用以往閥體搬出入口推壓的推壓機構的構造相當複雜且煩瑣，不僅設備成本會増大，且需要相當的設置空間，因為構造複雜，所以可靠度方面也會有若干的問題。

本發明是著眼於以上的問題點，予以有效地解決的創作。本發明的目的是在於提供一種可使構造本身簡單化，而實現小型化及低成本化，且可維持動作的高可靠度之閘閥裝置及處理系統。

請求項1之發明的閘閥裝置，係安裝於用以對被處理體施以特定的處理之處理室的搬出入口，從真空狀態的搬送室側使上述被處理體通過的同時，開閉上述搬出入口，其特徵係由：閥體，其係以能夠開閉上述搬出入口之方式設置；特定長度的閥體支持桿，其係於上述閥體的兩端部，沿著對上述搬出入口之上述閥體的推壓方向而設置；及凸輪機構，其係連結於上述閥體支持桿，而時間序列地將往正交於上述閥體支持桿的方向之驅動力變換成上述閥體支持桿之往上述閥體的推壓方向之推進力及往旋轉上述閥體的方向之旋轉力；所構成。

由於是藉由設置凸輪機構，其係時間序列地將往一方向的驅動力變換成往閥體的推壓方向之推進力及往旋轉閥體的旋轉方向之旋轉力，而使能夠進行往閥體的搬出入口之推壓及旋轉，因此可使裝置本身簡單化、小型化，可使裝置本身低成本化及提高動作的可靠度。

請求項2之發明的閘閥裝置，係安裝於用以對被處理體施以特定的處理之處理室的搬出入口，從真空狀態的搬送室側使上述被處理體通過的同時，開閉上述搬出入口，其特徵係由：閥體，其係以能夠開閉上述搬出入口之方式設置；特定長度的閥體支持桿，其係於上述閥體的兩端部，沿著對上述搬出入口之上述閥體的推壓方向而設置；及凸輪機構，其係連結於上述閥體支持桿，而將往正交於上述閥體支持桿的方向之驅動力變換成上述閥體支持桿之往上述閥體的推壓方向之推進力；及旋轉驅動機構，其係可使上述凸輪機構的全體僅旋轉特定的角度；所構成。

由於設置用以將往一方向的驅動力變換成往閥體的推壓方向之推進力的凸輪機構，此閥體的旋轉是以旋轉驅動機構來進行，因此可使裝置本身簡單化、小型化，可使裝置本身低成本化及提高動作的可靠度。

此情況，例如請求項3所規定，上述凸輪機構係由：圓筒體狀的汽缸部，其係使上述閥體支持桿氣密地貫通，滑動自如地支持，內部形成氣密狀態；活塞狀的凸輪部，其係可滑動地設置於上述汽缸部內的同時，具有使上述閥體支持桿在遊嵌狀態下挿通，而沿著上述滑動方向形成的遊嵌長孔，且具有使形成於上述閥體支持桿的突起狀的凸輪銷嵌合，而令上述閥體支持桿往上述閥體方向移動的凸輪孔；花鍵軸，其係插通於上述閥體支持桿中所形成的長孔的同時，連結至上述凸輪部，沿著其長度方向而形成有凸輪部引導溝；及接觸子，其係為了使上述花鍵軸旋轉，而被嵌入上述凸輪部引導溝，旋轉可能地被支持。

又，例如請求項4所規定，上述凸輪部的兩端部係其直徑比上述凸輪銷的前端位置更大。

又，例如請求項5所規定，上述凸輪部係藉由導入上述汽缸部內的加壓氣體所驅動。

又，例如請求項6所規定，在上述花鍵軸中沿著其長度方向形成有導入上述加壓氣體的氣體通路。

又，例如請求項7所規定，上述花鍵軸係可滑動地收容於引導筒的同時，上述接觸子係設置於上述引導筒內的前端部。

又，例如請求項8所規定，上述凸輪孔係具有為了使上述閥體支持桿前進後退，而沿著對上述汽缸部的軸方向傾斜交叉的方向形成的第1斜孔部。

又，例如請求項9所規定，上述凸輪孔係具有連通至上述第1斜孔部，沿著上述汽缸部的長度方向形成的直線孔部。

又，例如請求項10所規定，上述凸輪孔係具有連通至上述直線孔部，沿著對上述軸方向傾斜交叉的方向(和上述第1斜孔部相反方向的方向)形成的第2斜孔部。

又，例如請求項11所規定，上述第1及第2斜孔部的前端部係其傾斜角度形成稍微小。

又，例如請求項12所規定，上述前端部的更前端係其傾斜角度為稍微朝向相反方向。

又，例如請求項13所規定，上述凸輪部引導溝具有沿著上述花鍵軸的軸方向形成的第1直線溝部。

又，例如請求項14所規定，上述凸輪部引導溝係具有連通至上述第1直線溝部，對上述花鍵軸的圓周方向使螺旋狀旋轉形成的旋轉溝部。

又，例如請求項15所規定，上述凸輪部引導溝係具有連通至上述旋轉溝部，而沿著上述花鍵軸的軸方向形成的第2直線溝部。

又，例如請求項16所規定，上述凸輪部引導溝係於上述花鍵軸的周圍以等間隔形成複數個。

又，例如請求項17所規定，上述2個汽缸部係互相以補強構件來連結。

又，請求項18之發明的閘閥裝置，係安裝於用以對被處理體施以特定的處理之處理室的搬出入口，從真空狀態的搬送室側使上述被處理體通過的同時，開閉上述搬出入口，其特徵係由：閥體，其係以能夠開閉上述搬出入口之方式設置；凸輪機構，其係用以將往和上述閥體的推壓方向正交的方向之驅動力變換成往上述閥體的推壓方向之推進力及往旋轉上述閥體的方向之旋轉力；所構成。

又，請求項19之發明的被處理體的處理系統的特徵係具備：搬送室，其係可抽真空；複數的處理室，其係為了對被處理體施以特定的處理，而設置於上述搬送室的周圍；上述任一項所記載之閘閥裝置，其係介設於上述搬送室與上述各處埋室之間；及搬送機構，其係設置於上述搬送室內，為了使上述被處理體往上述各處理室搬出入，而形成屈伸及旋轉可能。

若利用本發明的閘閥裝置及處理系統，則可發揮下述那樣的良好作用效果。

本發明之一例，是藉由設置凸輪機構，其係時間序列地將往一方向的驅動力變換成往閥體的推壓方向之推進力及往旋轉閥體的旋轉方向之旋轉力，而使能夠進行往閥體的搬出入口之推壓及旋轉，因此可使裝置本身簡單化、小型化，可使裝置本身低成本化及提高動作的可靠度。

本發明的另一例，是設置用以將往一方向的驅動力變換成往閥體的推壓方向之推進力的凸輪機構，此閥體的旋轉是以旋轉驅動機構來進行，因此可使裝置本身簡單化、小型化，可使裝置本身低成本化及提高動作的可靠度。

以下，根據圖面來詳述本發明的閘閥裝置及處理系統之一實施例。

圖1是表示使用本發明的閘閥裝置的處理系統之一例的平面圖，圖2是表示本發明的閘閥裝置的安裝狀態的擴大剖面圖，圖3是閘閥裝置的上面圖，圖4是表示本發明的閘閥裝置的立體圖，圖5是表示本發明的閘閥裝置的一部份之以凸輪機構為中心的剖面圖，圖6是表示閥體與閥體支持桿的安裝狀態的部份立體圖，圖7是表示凸輪部的立體圖，圖8是表示汽缸部的側面圖，圖9是表示花鍵軸，圖10是表示花鍵軸旋轉的狀態立體圖，圖11是表示凸輪部與閥體支持桿的安裝狀態的立體圖，圖12是表示凸輪機構的全體立體圖，圖13是說明本發明的閘閥裝置的開閉及旋轉動作的概略立體圖，圖14是進行本發明的閘閥裝置的開閉及旋轉動作時的模式圖。

如圖1所示，此處理系統2主要具有：複數個、圖示例為4個的處理室4A、4B、4C、4D、及對上述處理室4A~4D形成共通的六角形狀的搬送室6、及2個的裝載鎖定室8A、8B。具體而言，上述各處理室4A~4D是分別可抽真空，且在處理室4A~4D內分別設有用以載置被處理體亦即半導體晶圓W的載置台10A、10B、10C、10D，可在載置晶圓W的狀態下實施各種的處理(製程)。另外，該各種的處理一般是在真空環境下進行，但有時依處理的形態會在大致常壓下進行。上述各處理室4A~4D是經由本發明的閘閥裝置12A、12B、12C、12D來分別接合於上述搬送室6的各邊。

又，上述搬送室6內亦可抽真空及恢復大氣壓。而且，在此搬送室6內，為了搬送晶圓W，而設有屈伸及旋轉可能的搬送機構14，可經由開放的各閘閥裝置12A~12D來對各處理室4A~4D搬入．搬出晶圓W。

又，上述2個裝載鎖定室8A、8B是經由閘閥裝置16A、16B來連接至搬送室6。此裝載鎖定室8A、8B內亦可抽真空及恢復大氣壓。並且，該等的裝載鎖定室8A、8B是經由閘閥裝置18A、18B來連接至裝載模組20，在此裝載模組20中設有入口22，該入口22設置收容複數個晶圓W的卡匣。而且，在上述裝載模組20內，屈伸及旋轉可能的搬送臂機構24會沿著引導軌26來設成自由行走，可從上述入口22中所載置的卡匣內來將晶圓W取入內部，搬入至各裝載鎖定室8A、8B內。又，裝載鎖定室8A、8B內的晶圓W是藉由搬送室6內的搬送機構14來取入，如上述搬入至各處理室4A~4D內。並且，在晶圓的搬出時，經由與上述搬入路徑相反的路徑來搬出。

其次，也參照圖2來說明有關設於搬送室6與各處理室4A~4D之間的本發明的閘閥裝置12A~12D。由於該等的閘閥裝置12A~12D為同一構造，因此在圖2中以閘閥裝置12來代表，且以處理室4來代表處理室4A~4D。

如圖2所示，在區劃處理室4的側壁28形成有使晶圓W通過搬出入的細長搬入開口30，且在區劃搬送室6的側壁32亦形成有開口34。而且，上述閘閥裝置12具有形成其外殼之例如由鋁所構成大致呈長方體狀的區劃壁的框體36，剖面形狀是大致呈正方形。在此框體36的一側形成有連通至處理室4內的細長搬出入口37，在此相反側形成有連通至搬送室6內的細長開口38。在該框體36與上述處理室4及搬送室6的接合面分別介在O型環40、42，而使能夠保持氣密性。而且，在上述框體36內設有本發明的特徵之閘閥裝置的閘閥本體，因應所需，設置於上述搬出入口37而使能夠予以氣密性地密封。在此上述搬出入口37與搬入開口30是一體連通，因此亦可藉由開閉上述搬出入口37來開閉搬入開口30。

又，如圖2及圖3所示，在上述框體36的頂部設有用以進行上述閥體的清淨等的維修作業之細長的維修用開口44。在此維修用開口44，從其外側例如維修用開閉蓋46會經由O型環48來氣密性地安裝。此情況，該維修用開閉蓋46是利用複數個螺栓50來可裝卸地安裝。而且，該維修用開閉蓋46可使用例如由丙烯樹脂板等所構成的透明板。

其次，說明有關上述區劃壁的框體36內收容的閘閥裝置的本體。

此閘閥裝置的本體，如圖4所示，主要是由：以能夠開閉搬出入口37之方式設置的閥體52；設置於該閥體52的兩端側之特定長度的閥體支持桿54；及凸輪機構56所構成，該凸輪機構56是連結於該閥體支持桿54，而時間序列地將往正交於上述閥體支持桿54的方向之驅動力變換成往上述閥體52的推壓方向之推進力及往旋轉閥體52的方向之旋轉力。

上述閥體52是使對應於上述搬出入口37的形狀來形成長方形狀，在其前面，由用以維持密封性的O型環等所構成的密封構件58(參照圖5)會以能夠圍繞搬出入口37的方式來設置。上述凸輪機構56是使對應於閥體支持桿54來配置於閥體52的兩端，在框體36的區劃壁藉由安裝構件60來安裝。上述凸輪機構56是藉由板狀補強構件72來互相連結，可同步旋轉。

在此，說明有關上述凸輪機構56，左右的凸輪機構56是除了構成左右對稱的點以外，具體的構造為相同，因此以圖中右側的凸輪機構56為例來進行說明。

亦即，如圖5所示，上述凸輪機構56主要是由：在上述區劃壁的框體36側其基部會旋轉自如地支持的圓筒體狀的汽缸部74；滑動自如地設置於該汽缸部74內的活塞狀的凸輪部76；連結於該內筒凸輪部76的花鍵軸78；及為了使該花鍵軸78旋轉，而接觸於上述花鍵軸78，使可旋轉的接觸子80所構成。

具體而言，首先上述閥體支持桿54，如圖6所示，在桿前端部設有往上方向及下方向突出之突起狀的一對凸輪銷82，此凸輪銷82不是那麼長，形成全體收納於上述汽缸部74內的寸法。並且，在此閥體支持桿54中形成有使上述凸輪銷82位於大致中央，而貫通於横方向的花鍵軸用長孔84，在此花鍵軸用長孔84內使上述花鍵軸78能夠在遊嵌狀態下通過。而且，此花鍵軸用長孔84具有特定的長度，在通過上述花鍵軸78的狀態下閥體支持桿54可前進後退(參照圖11)。

上述汽缸部74是前端部被密封，且其基部是藉由附有用以保持氣密性的磁性流體密封的軸承86來旋轉自如地支持於框體36的凸緣部36A。而且，此凸緣部36A的外側端部是藉由厚板狀的安裝構件60來固定性地覆蓋。然後，該汽缸部74的基端部的開口是與上述安裝構件60一體化的圓板狀蓋構件88會經由O型環等的密封構件90來可滑動地安裝，一面保持該汽缸部74內的氣密性，一面可容許其轉軸。

並且，在此汽缸部74的側壁形成有一對的桿用開口92(參照圖14)，使上述閥體支持桿54可滑動挿通於此桿用開口92。而且，在各桿用開口92的周圍設有由O型環等所構成的密封構件94，一面維持該汽缸部74內的密封性，一面可容許上述閥體支持桿54的滑移。而且，在此汽缸部74的一側接合與另一方的汽缸部連結的上述補強構件72。

上述活塞狀的凸輪部76是氣密地滑移於上述汽缸部74內，在其前後形成有導入加壓空氣或加壓氮氣等的空氣室94A、94B。具體而言，如圖5、圖7~圖9所示，此凸輪部76是在其兩端經由O型環等的密封構件96來可滑動地嵌入於汽缸部74內。在此，該凸輪部76的兩端部的直徑是比其內側部份稍微大，比凸輪銷82的前端位置更往半徑方向擴大，如前述，閥體支持桿54的凸輪銷82會被收納於汽缸部74內。並且，此凸輪部76的基端部側為形成開口，從上述蓋構件88延伸的細長筒狀的引導筒98會挿通於此開口(參照圖5)。此引導筒98的基端部側的中空部是延伸至上述安裝構件60側。而且，在上述凸輪部76的基端部側的開口的內側，經由O型環等所構成的密封構件100來接觸於上述引導筒98的周圍，可一面維持氣密性，一面滑移。

又，凸輪部76的前端側是藉由前端蓋部102來覆蓋。而且，在此凸輪部76的側壁(圖5中為水平方向)形成有一對的遊嵌長孔104，可在遊嵌狀態下將上述閥體支持桿54挿通於該遊嵌長孔104(參照圖8(A))。而且，此遊嵌長孔104是沿著凸輪部76的長度方向而具有一定的長度，可在插通上述閥體支持桿54的狀態下往凸輪部76的長度方向移動長孔的長度量的距離。

又，在此凸輪部76的側壁(圖11中為上下方向)，往其周方向與上述遊嵌長孔104相異90度的位置形成有嵌合於上述凸輪銷82的一對凸輪孔106(參照圖8(B))。

具體而言，如圖8(B)所示，此凸輪孔106是由：為了使上述閥體支持桿54前進後退，而沿著對汽缸部74或凸輪部76的軸方向108傾斜交叉的方向形成的第1斜孔部106A；連通至第1斜孔部106A，沿著汽缸部74或凸輪部76的長度方向形成的直線孔部106B；及連通至直線孔部106B，沿著對上述軸方向108傾斜交叉的方向(和上述第1斜孔部106A相反方向的方向)形成的第2斜孔部106C；所構成。

另外，在未進行閥體52的維修時，如後述，此第2斜孔部106C不用。

然後，在上述凸輪孔106嵌入上述凸輪銷82，藉由使該凸輪部76往其軸方向移動，令含閥體52的閥體支持桿54前進或後退，且使閥體52本身能夠旋轉。例如為了使閥體支持桿54前進或後退，只要在上述第1或第2斜孔部106A、106C的部份使凸輪銷82相對性地往復移動即可(參照圖13(A)及圖13(C))，為了使閥體52本身90度旋轉，只要在直線孔部106B的部份使凸輪銷82相對性地往復移動即可(參照圖13(B))。

然後，在此凸輪部76內插入圖9所示那樣的上述花鍵軸78，其前端部會一體安裝固定於上述凸輪部76的前端蓋部102。在此，圖9(A)是表示花鍵軸78的側面，圖9(B)是表示圖9(A)中的A－A線的剖面。此花鍵軸78是在其中心貫通形成有氣體通路110，如後述，可使供給至此的加壓氣體導入前端的空氣室94A。

亦即，藉由在此前端的空氣室94A導入加壓氣體，可使該凸輪部76在圖5中往右方向移動。在圖5中是顯示凸輪部76移動至最左側時的狀態。然後，該花鍵軸78的基端部是經由O型環等的密封構件112來往延伸至該汽缸部74內的途中之上述引導筒98內挿入，而使能夠滑移於該引導筒98內。然後，在此引導筒98的基端部的安裝構件60中設有對上述引導筒98內進行加壓氣體的供給或排氣之第1給排氣口114，使能夠經由此第1給排氣口114來對上述空氣室94A內進行加壓氣體的給排氣。並且，在此安裝構件60及蓋構件88中形成有用以對另一方的空氣室94B內進行加壓氣體的供給或排氣的第2給排氣口118(參照圖5)。

然後，在上述花鍵軸78中沿著其長度方向形成有凸輪部引導溝116。此凸輪部引導溝116是沿著其周方向以等間隔來設置複數個，圖9所示情況為設置3個。然後，在該各凸輪部引導溝116中，如圖5所示，嵌入有可旋轉設置於上述引導筒98內的前端部之球狀或圓柱狀的接觸子80，以凸輪部引導溝116能夠通過該接觸子80的部份之方式使花鍵軸78可以移動至前後方向。在此，上述凸輪部引導溝116是以直線→旋轉→直線的順序來連續性地形成。

具體而言，如圖9(A)所示，此凸輪部引導溝116是由：沿著該花鍵軸78的長度方向形成的第1直線溝部116A；連通至該第1直線溝部116A，對花鍵軸78的周方向使螺旋狀旋轉形成的旋轉溝部116B；及連通至該旋轉溝部116B，沿著上述花鍵軸78的軸方向形成的第2直線溝部116C；所構成。

此刻的花鍵軸78的動作，如圖10所示，上述接觸子80是設置成可旋轉地固定於一處，因此花鍵軸78在圖10中往右方向移動時，在第1及第2直線溝部116A、116C與接觸子80接觸的部份，花鍵軸78是不旋轉往右方向移動，在旋轉溝部116B與接觸子80接觸的部份，花鍵軸78是一面朝一方向旋轉，一面往右方向移動。當花鍵軸78往左方向移動時，是形成與上述相反的動作。

又，回到圖5，在安裝構件60中設有因應所需往上述引導筒98的基端部側的中空部出沒可能的螺絲擋塊120，除了進行閥體52的維修時以外，先使該螺絲擋塊120的前端突出於內部，在圖5中，以花鍵軸78不會再往右側(至內部)行進之方式使停止。

其次，說明有關以上那樣構成的閘閥裝置的動作。

首先，在不進行晶圓W的搬出入時，例如在製程處理中，先使用閥體52在密閉狀態下關閉處理室側的搬出入口37(圖2中的實線所示)。相對的，在對此處理室進行晶圓W的搬出入時，是在使晶圓W離開搬出入口37的狀態下，以使該閘閥本體的全體往上方或下方旋轉90度的狀態，經由閥體52與補強構件72之間的間隙來進行晶圓W的搬出入。此時的狀態為圖2中的一點鎖線所示，在此是顯示使閘閥本體往上方旋轉90度的狀態。然後，在對閥體52進行維修時，從圖2中的一點鎖線所示的狀態，將閥體52推往上方，予以氣密地密接於位在上方的維修用開口44，然後，拆下維修用開閉蓋46(參照圖3)來對閥體52進行維修。

其次，說明有關上述閘閥本體的具體動作。

首先，在本發明的閘閥裝置中，上述一連串的動作，如圖5中所示，可藉由使凸輪機構56的汽缸部74內的凸輪部76往復移動於汽缸部74內來進行。另外，設置於閥體52的兩端之凸輪機構56此刻當然是同步動作。

為了使上述汽缸部74內的凸輪部76移動於左右方向，而將加壓氣體導入至圖5中左側的空氣室94A或右側的空氣室94B。在將加壓氣體導入至一方的空氣室時，是抽出另一方的空氣室的加壓氣體，而進行凸輪部76的圓滑移動。例如在往空氣室94A導入加壓氣體時，由設置於安裝構件60的第1給排氣口114來供給加壓氣體，此加壓氣體是經由引導筒98內及花鍵軸78的中心所設置的氣體通路110來到達空氣室94A。又，在往另一方的空氣室94B導入加壓氣體時，是由第2給排氣口118來供給加壓氣體。該等加壓氣體的壓力是例如為5kg/cm² 程度。

圖5是表示閥體52接觸擠壓於搬出入口37，予以關閉的狀態(圖13(A)及圖14(A)參照)。亦即凸輪部76是位於最左側。在此狀態下，設置於閥體支持桿54的凸輪銷82是位於凸輪部76的凸輪孔106的第1斜孔部106A(參照圖8(B))的最右側。

若由此狀態來對左側的空氣室94A導入加壓氣體而使凸輪部76慢慢地往右側移動，則上述凸輪銷82會沿著凸輪孔106而被引導移動，因此凸輪銷82會沿著第1斜孔部106A而移動。在此時間點，上述凸輪部76不會旋轉而直線性地移動至右側。這是因為在花鍵軸78的凸輪部引導溝116的第1直線溝116A(參照圖9(A))中嵌入有接觸子80，所以花鍵軸78會直線性地往引導筒98內挿入。

因此，如上述，凸輪銷82會沿著第1斜孔部106A移動，閥體支持桿54及連結的閥體52會自搬出入口37離開而予以解放(參照圖13(B)及圖14(B))。亦即，若沿著第1斜孔部106A來使凸輪銷82往復作動，則閥體52會重複前進或後退。

然後，若凸輪銷82來到第1斜孔部106A與直線孔部106B的接合點，則閥體52的後退會停止，若使凸輪部76移動至右側，則該凸輪銷82會沿著上述直線孔部106B(參照圖8(B))移動，藉此行進至該直線孔部106B的左端。

此刻，安裝於引導筒98的前端之接觸子80(參照圖5)是與花鍵軸78的凸輪部引導溝116的旋轉溝部116B(參照圖9(A))接觸而使花鍵軸78往旋轉方向引導，因此該花鍵軸78、凸輪部76及汽缸部74是經由設置於該汽缸部74的基部的軸承86(參照圖5)來一體旋轉，隨之，閥體支持桿54及閥體52也會90度旋轉而朝向上方(參照圖13(C)及圖14(C))。亦即，若凸輪銷82沿著上述直線孔部106B往復作動，則在上述閥體52後退的狀態下，亦即自搬出入口37離開的狀態下，含閥體52的閘閥本體的全體會進行90度往復旋轉。

然後，在如此閥體52等旋轉90度朝向上方的狀態下(圖2中一點鎖線所示的閥體52的狀態)，如前述經由閥體52與補強構件72之間的間隙來進行晶圓W的搬出入。

如此，在重複進行晶圓W的搬出入及製程處理之通常的動作時，是先將設置於圖5中的安裝構件60的螺絲擋塊120往裡面送入，使其前端往引導筒98內如虛線120A所示那樣突出，藉此以花鍵軸78不會往右側(往裡面)行進之方式來使停止。因此，上述凸輪銷82會只形成沿著上述直線孔部106B及第1斜孔部106A來連續性地往復移動之動作，所以閥體52的開閉動作及其90度的旋轉動作會連續性、亦即時間序列地進行。換言之，藉由使汽缸狀的凸輪部76往復動作，可將其驅動力予以時間序列地變換成往閥體52的推壓方向之推進力及往旋轉閥體52的方向之旋轉力。在此，不必使凸輪部76的凸輪孔106的彎曲形狀及花鍵軸78的凸輪部引導溝116的彎曲形狀完全一致，例如以能夠在閥體52不會干擾框體36的區劃壁之範圍內，一面進行閥體52的後退，一面開始該閥體52的旋轉動作之方式來分別設置上述凸輪孔106及凸輪部引導溝116的彎曲形狀。

其次，說明有關閥體52的維修時的動作。

此情況，是以緩和設置於圖5所示的安裝構件60之螺絲擋塊120來使其前端不會突出於引導筒98內的狀態，設定成花鍵軸78可侵入更深處(圖5中更右側)的狀態。若在此狀態下使凸輪部76藉由加壓氣體來更往右側移動，則凸輪銷82會沿著圖8(B)中的第2斜孔部106C來移動，藉此，閥體52會如圖13(C)及圖14(C)所示那樣從朝向上方向的狀態更往上方向前進，藉此閥體52會被推壓至維修用開口44來予以氣密地密封(參照圖2及圖14(D))。然後，如前述，卸下維修用開閉蓋46來對閥體52進行維修作業。

如此，藉由設置凸輪機構56，其係時間序列地將往一方向(對凸輪部76)的驅動力變換成往閥體52的推壓方向之推進力及往旋轉閥體的旋轉方向之旋轉力，而使能夠進行往閥體的搬出入口37之推壓及旋轉，因此可使裝置本身簡單化、小型化，可使裝置本身低成本化及提高動作的可靠度。

因此，可使構造本身簡單化，實現小型化及低成本化，且可維持動作的高可靠度。

但，在將上述閥體52推壓至搬出入口37或維修用開口44時，必須充分地擠壓所介在的密封構件58，且在此狀態下經常承受推壓閥體52的反彈力。於是，為了鎖定此刻閥體52的位置，凸輪孔106的上述第1及第2斜孔部106A、106C的端部會分別進行特別的處理。圖15是表示凸輪孔106的斜孔部的前端部的形狀擴大圖，及中心軸的軌跡。由於第1及第2斜孔部106A、106C的形狀是左右對稱，所以在此是以第2斜孔部106C為例來進行説明。

亦即，此第2斜孔部106的傾斜角度θ1是在其前端部130稍微小，形成比傾斜角度θ1更小的傾斜角度θ2。形成該傾斜角度θ2的長度是非常短，例如1~2mm程度，在此部份，由於對凸輪部76的移動量之往閥體支持桿54的推壓方向的移動量會變少，因此該部份對密封構件58的推壓力會增加，而使能夠確實地進行密封。

又，上述前端部130的更前端130A是其傾斜角度會以角度θ3來稍微朝向相反方向，而形成小圓弧狀，可在此前端130A的部份接受凸輪銷82來鎖定。上述角度θ3是使閥體52往相反方向作動時，密封構件58會稍微收縮，藉此凸輪銷82可越過之微小的角度，形成往相反方向的力量，而能夠容易解除。

又，上述實施例中，若不進行對閥體52的維修作業時之閥體52的前進後退，則不必設置進行該動作時所需的凸輪部76的第2斜孔部106C(參照圖8(B))及花鍵軸78的第2直線溝部116C。

又，上述實施例中，雖是變換往凸輪部76的軸方向之驅動力來進行含閥體52之閘閥本體的旋轉動作，但並非限於此，亦可以凸輪部76往軸方向的移動來進行閥體52的前進後退，或個別設置的旋轉驅動機構來進行含閥體52之閘閥本體的旋轉動作。

亦即，此情況是在圖5所示的構成中取代安裝構件60，或在外側設置由馬達及齒輪等所構成的旋轉驅動機構，用以使上述汽缸部74直接或間接旋轉。此情況，凸輪機構56只要具有使閥體52前進及後退的機能即可，因此凸輪部76的直線孔部106B及第2斜孔部106C不要，只要設置第1斜孔部106A即可。同様的，花鍵軸78的旋轉溝部116B及第2直線溝部116C不要，只要設置第1直線溝部116A即可。

又，在此被處理體是以半導體晶圓為例來進行説明，但並非限於此，當然玻璃基板、LCD基板、陶瓷基板等亦可適用本發明。

2．．．處理系統

4，4A~4D．．．處理室

6．．．搬送室

12，12A~12D．．．閘閥裝置

14．．．搬送機構

36．．．框體

37．．．搬出入口

52．．．閥體

54．．．閥體支持桿

56．．．凸輪機構

72．．．補強構件

74．．．汽缸部

76．．．凸輪部

78．．．花鍵軸

80．．．接觸子

82．．．凸輪銷

94A，94B．．．空氣室

104．．．遊嵌長孔

106．．．凸輪孔

106A．．．第1斜孔部

106B．．．直線孔部

106C．．．第2斜孔部

116．．．凸輪部引導溝

116A．．．第1直線溝部

116B．．．旋轉溝部

116C．．．第2直線溝部

W．．．半導體晶圓(被處理體)

圖1是表示使用本發明的閘閥裝置的處理系統之一例的平面圖。

圖2是表示本發明的閘閥裝置的安裝狀態的擴大剖面圖。

圖3是表示閘閥裝置的上面圖。

圖4是表示本發明的閘閥裝置的立體圖。

圖5是表示本發明的閘閥裝置的一部份之以凸輪機構為中心的剖面圖。

圖6是表示閥體與閥體支持桿的安裝狀態的部份立體圖。

圖7是表示凸輪部的立體圖。

圖8是表示汽缸部的側面圖。

圖9是表示花鍵軸。

圖10是表示花鍵軸旋轉的狀態立體圖。

圖11是表示凸輪部與閥體支持桿的安裝狀態的立體圖。

圖12是表示凸輪機構的全體立體圖。

圖13是說明本發明的閘閥裝置的開閉及旋轉動作的概略立體圖。

圖14是表示進行本發明的閘閥裝置的開閉及旋轉動作時的模式圖。

圖15是表示凸輪孔的斜孔部的前端部的形狀的擴大圖。

37．．．搬出入口

58．．．密封構件

52．．．閥體

36．．．框體

82．．．凸輪銷

36A．．．凸緣部

60．．．安裝構件

118．．．排氣口

114．．．第1給排氣口

120A．．．虛線

88．．．蓋構件

90．．．密封構件

120．．．螺絲擋塊

86．．．軸承

98．．．引導筒

74．．．汽缸部

56．．．凸輪機構

96．．．密封構件

100．．．密封構件

112．．．密封構件

80．．．接觸子

94B．．．空氣室

54．．．閥體支持桿

92．．．桿用開口

94．．．密封構件

116．．．凸輪部引導溝

104．．．遊嵌長孔

76．．．凸輪部

110．．．氣體通路

102．．．前端蓋部

72．．．補強構件

94A．．．空氣室

78．．．花鍵軸

Claims

一種閘閥裝置，係安裝於用以對被處理體施以特定的處理之處理室的搬出入口，從真空狀態的搬送室側使上述被處理體通過的同時，開閉上述搬出入口，其特徵係由：閥體，其係以能夠開閉上述搬出入口之方式設置；特定長度的閥體支持桿，其係於上述閥體的兩端部，沿著對上述搬出入口之上述閥體的推壓方向而設置；及凸輪機構，其係連結於上述閥體支持桿，而時間序列地將往正交於上述閥體支持桿的方向之驅動力變換成上述閥體支持桿之往上述閥體的推壓方向之推進力及往旋轉上述閥體的方向之旋轉力；所構成。
一種閘閥裝置，係安裝於用以對被處理體施以特定的處理之處理室的搬出入口，從真空狀態的搬送室側使上述被處理體通過的同時，開閉上述搬出入口，其特徵係由：閥體，其係以能夠開閉上述搬出入口之方式設置；特定長度的閥體支持桿，其係於上述閥體的兩端部，沿著對上述搬出入口之上述閥體的推壓方向而設置；及凸輪機構，其係連結於上述閥體支持桿，而將往正交於上述閥體支持桿的方向之驅動力變換成上述閥體支持桿之往上述閥體的推壓方向之推進力；及旋轉驅動機構，其係可使上述凸輪機構的全體僅旋轉特定的角度；所構成。
如申請專利範圍第1或2項之閘閥裝置，其中，上述凸輪機構係由：圓筒體狀的汽缸部，其係使上述閥體支持桿氣密地貫通，滑動自如地支持，內部形成氣密狀態；活塞狀的凸輪部，其係可滑動地設置於上述汽缸部內的同時，具有使上述閥體支持桿在遊嵌狀態下挿通，而沿著上述滑動方向形成的遊嵌長孔，且具有使形成於上述閥體支持桿的突起狀的凸輪銷嵌合，而令上述閥體支持桿往上述閥體方向移動的凸輪孔；花鍵軸，其係插通於上述閥體支持桿中所形成的長孔的同時，連結至上述凸輪部，沿著其長度方向而形成有凸輪部引導溝；及接觸子，其係為了使上述花鍵軸旋轉，而被嵌入上述凸輪部引導溝，旋轉可能地被支持。
如申請專利範圍第3項之閘閥裝置，其中，上述凸輪部的兩端部係其直徑比上述凸輪銷的前端位置更大。
如申請專利範圍第3項之閘閥裝置，其中，上述凸輪部係藉由導入上述汽缸部內的加壓氣體所驅動。
如申請專利範圍第3項之閘閥裝置，其中，在上述花鍵軸中沿著其長度方向形成有導入上述加壓氣體的氣體通路。
如申請專利範圍第3項之閘閥裝置，其中，上述花鍵軸係可滑動地收容於引導筒的同時，上述接觸子係設置於上述引導筒內的前端部。
如申請專利範圍第3項之閘閥裝置，其中，上述凸輪孔係具有為了使上述閥體支持桿前進後退，而沿著對上述汽缸部的軸方向傾斜交叉的方向形成的第1斜孔部。
如申請專利範圍第8項之閘閥裝置，其中，上述凸輪孔係具有連通至上述第1斜孔部，沿著上述汽缸部的長度方向形成的直線孔部。
如申請專利範圍第9項之閘閥裝置，其中，上述凸輪孔係具有連通至上述直線孔部，沿著對上述軸方向朝向和上述第1斜孔部相反方向傾斜交叉的方向所形成的第2斜孔部。
如申請專利範圍第10項之閘閥裝置，其中，上述第1及第2斜孔部的前端部係其傾斜角度形成稍微小。
如申請專利範圍第11項之閘閥裝置，其中，上述前端部的更前端係其傾斜角度為稍微朝向相反方向。
如申請專利範圍第3項之閘閥裝置，其中，上述凸輪部引導溝具有沿著上述花鍵軸的軸方向形成的第1直線溝部。
如申請專利範圍第13項之閘閥裝置，其中，上述凸輪部引導溝係具有連通至上述第1直線溝部，對上述花鍵軸的圓周方向使螺旋狀旋轉形成的旋轉溝部。
如申請專利範圍第14項之閘閥裝置，其中，上述凸輪部引導溝係具有連通至上述旋轉溝部，而沿著上述花鍵軸的軸方向形成的第2直線溝部。
如申請專利範圍第13項之閘閥裝置，其中，上述凸輪部引導溝係於上述花鍵軸的周圍以等間隔形成複數條。
如申請專利範圍第3項之閘閥裝置，其中，上述2個汽缸部係互相以補強構件來連結。
一種閘閥裝置，係安裝於用以對被處理體施以特定的處理之處理室的搬出入口，從真空狀態的搬送室側使上述被處理體通過的同時，開閉上述搬出入口，其特徵係由：閥體，其係以能夠開閉上述搬出入口之方式設置；凸輪機構，其係用以將往和上述閥體的推壓方向正交的方向之驅動力變換成往上述閥體的推壓方向之推進力及往旋轉上述閥體的方向之旋轉力；所構成。
一種被處理體的處理系統，其特徵係具備：搬送室，其係可抽真空；複數的處理室，其係為了對被處理體施以特定的處理，而設置於上述搬送室的周圍；申請專利範圍第1~18項中的任一項所記載之閘閥裝置，其係介設於上述搬送室與上述各處埋室之間；及搬送機構，其係設置於上述搬送室內，為了使上述被處理體往上述各處理室搬出入，而形成可屈伸及旋轉可能。