WO2005071299A1

WO2005071299A1 - 真空断熱バルブ

Info

Publication number: WO2005071299A1
Application number: PCT/JP2005/000265
Authority: WO
Inventors: Tadahiro Ohmi; Yukio Minami; Kenji Tubota; Tsutomu Shinohara; Michio Yamaji; Nobukazu Ikeda; Akihiro Morimoto; Koji Kawada; Toshiro Nariai
Original assignee: Fujikin Incorporated
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2005-08-04
Also published as: US20090032115A1; JP4400917B2; KR20070003824A; TWI277146B; TW200527517A; JP2005207483A; CN100385162C; EP1707858A1; EP1707858A4; KR100815458B1; US7673649B2; CN1910393A

Abstract

　この発明は、ガスの供給系やガスの排気系の中において高温状態で使用することができ、しかも優れた断熱性能によって大幅な小型、コンパクト化を可能とした真空断熱バルブを提供するものである。　バルブ本体とアクチエータとを備えたバルブと、当該バルブを格納する真空断熱箱とから形成した真空断熱バルブに於いて、前記真空断熱箱Ｓを、側面に筒状の真空断熱配管受部Ｊを備え且つ上面を開放した角形の下部真空ジャケットＳ5 と、当該下部真空ジャケットＳ5 へ上方より気密に嵌合され且つ下面を開放した角形の上部真空ジャケットＳ4 とから形成する。

Description

明細書

真空断熱バノレブ

技術分野

[0001] 本発明は、主として半導体製造装置やィ匕学関係プラント等に於けるガス供給系やガス排気系の配管路中で使用する真空断熱バルブの改良に関するものである。背景技術

[0002] 液ィ匕ガスを気化して供給するガス供給系に於、ては、従前力供給ガスが配管路内で再凝縮するのを防止するために、配管路を所定温度以上に加熱することが行なわれている。同様に、半導体製造装置やプラズマ発生装置等のガス排気系に於いても、排気ガスの管路内に於けるガスの凝縮を防止するために、配管路ゃ配管路に介設したノレブ装置等の加熱が行なわれて、る。

[0003] 例えば、半導体製造装置のプロセスチャンバ一は、チャンバ一の内圧がプロセスの種類に応じて 10—⁴— 10² torr程度の真空に保持されており、チャンバ一の排気側は真空ポンプによって連続的に排気されている。

[0004] 一方、チャンバ一内では、各種の腐食性ガスや有害性ガスを用いて必要な処理が行なわれているため、排気系内を流通する排気ガス内には、多くの腐食性ガス等が含まれることになる。

そのため、プロセスチャンバ一の排気系では、その管路ゃバルブユニットを加熱することにより腐食性ガス等の凝縮を防止し、これによつて排気系を構成する各機器の腐食を防止するようにしている。何故なら、腐食性ガスが凝縮して液ィ匕すると、腐食作用が大幅に増加するからである。

[0005] また、半導体製造装置では、プロセスチャンバ一の排気系を含めて装置全体のより一層の小型化が強く要請されている。そのため、プロセスチャンバ一の真空排気系に於いても、排気用管路の細径化ゃ真空排気ポンプの小型化、使用するバルブ類の小型化等が強く求められている。そして、これ等の要請に対応するため各種の工夫が重ねられており、特に真空排気系では、断熱性能をより高めることにより管路ゃバルブ類の一層の小型化を図る努力が重ねられている。 [0006] ところで、半導体製造装置等の真空排気系の管路については、真空断熱配管の採用により初期の目的はほぼ達成された域に達している。

しかし、真空排気系を構成するバルブユニットについては、未だ様々な問題が残されており、断熱性や小型化及び省エネルギー等の点に多くの問題が存在する。

[0007] 尚、ここでは半導体製造装置の真空排気系を例に挙げて問題点を説明しているが、これ等の問題は、上流側のガス供給系や他の化学装置等のガス供給系やガス排気系にも共通する問題であることは、勿論である。従って、以下の説明に於いては、半導体製造装置等のガス供給系や排気系を例にして、その問題点等を説明する。

[0008] 従前から、半導体製造装置等では、バルブそのものの小型化及びコンパクトィ匕を図るため、図 17乃至図 20の如き構成の所謂ユニットィ匕されたバルブ Vが多く利用されている。そして、例えば図 17及び図 18のユニット化されたバルブ Vは、横幅 150— 5 OOmm,高さ 130— 150mm、奥行 80— 100mmの外形寸法を有している。

即ち、このバルブ Vは、複数のバルブ本体 V 、 v …を組み合せて形成したバルブ

10 20

ユニット本体 Vと、各バルブ本体 V 、 V …に夫々設けたァクチエータ Dとから形成

1 10 20

されており、単位となるバルブそのものは、バルブ本体 V とァクチエータ Dと力形成

10

されたメタルダイヤフラム型バルブである。

また、前記バルブ Vは、内部を流通する腐食性ガスの凝縮を防止するため、ヒータ（図示省略）により通常約 150°Cの温度に加熱されている。

[0009] ところで、この加熱されたバルブ Vは、極力コンパクトな構造であって、外部から人手で触れられる程度の温度 (約 40°C)以下に保持されており、し力も、熱気が外部へ直接に漏洩しな、ように断熱されて、る必要がある。

しかし、ロックウール断熱材等を使用して断熱をした場合には、必要なウール厚さが

、片側のみで 30— 50mmとなり、コンパクトィ匕の要請に応ずることが困難であった。

[0010] 同様に、バルブ Vを二重壁構造の空気断熱式箱体（内壁面に輻射伝熱を抑えるための銀メツキ層を備え、空気層厚さを 10mmとしたもの）でもって囲繞する構造の断熱とした場合でも、空気層の対流による熱伝導のために、断熱箱の外表面温度を約

40°C以下に低減させることが困難であった。

[0011] そこで、本願発明者等は、先に、真空断熱を利用した図 21の如き真空断熱箱 Sを用い、この真空断熱箱 s内にバルブ Vのバルブユニット本体 Vを収容するようにした

1

真空断熱バルブを開発した。しかし、図 21の真空断熱バルブにあっては、外部表面温度（中央部のァクチエータの表面温度）が、どうしても規定温度 (40°C)以上となり、実用化が困難なことが判明した。

[0012] そのため、本願発明者等は、図 22—図 25に示す如ぐ三個の真空ジャケット S 、 S

1

、 Sの組み合せから成る真空断熱箱 Sを形成し、これを用いて各種の断熱試験を

2 3

実施した。

尚、図 22—図 25において、真空断熱箱 Sを第 1、第 2、第 3の三つの真空ジャケット S 、 S 、 S に分けたのは、真空断熱配管受部 Jの形成加工を容易なものにすること

1 2 3

及び固体伝熱距離を長くすることが、その主な理由である。

また、図 22—図 25に於いて、 Kはシリコンスポンジ製断熱層（厚さ t= 2mm)、 Hは加熱用面状ヒータ、 Gはゲッターケース、 Jは真空断熱配管受部、 Oはシールオフ弁、 Qはケーブル取出口、 OUT及び INは温度測定点である。

更に、図 22—図 25に於いては、真空ジャケット S 、 S 、 Sを構成する金属板材と

1 2 3

して厚さ 2mmのステンレス鋼板が用いられている。また、真空ジャケット S S の内

1 3 壁面の全面には、無電解 Agメツキが施されており、当該銀メツキ層には、輻射率を向上させるため、 550°C X 2hrの真空加熱処理が行なわれている。

[0013] 図 25には、前記図 22—図 24に記載されている各測温点 IN及び OUTとは別に設けた測温点の位置が示されている。また、図 26及び図 27は、第 1真空ジャケット S及

1 び第 2真空ジャケット Sの各測温点に於ける温度計測結果を示すものである。

2

[0014] 一方、真空断熱箱 Sの断熱性能は、真空断熱箱 S内を所定温度に保持するのに必要な電力を対比することにより、表示することが出来る。

本願発明者等は先ず、面状ヒータ H (100V' 200W' 50 Q X 2枚)への印加電圧を調整可能とし、ノレブユニット本体 V の温度が 150°Cに平衡した時 (加熱開始後約

1

3時間）の消費電力を、真空断熱箱 Sを挿着した時と真空断熱箱 Sを挿着しない時の夫々について測定した。

[0015] その結果、真空断熱箱 Sを挿着した時の入力電力が 81W(45Vに於いて、 150°C に安定、従って入力電力 W=45² Z50 X 2 = 81W)であるのに対して、真空断熱箱 Sを揷着しない場合には 213W(73Vに於いて、 150°Cに安定、従って入力 W= 73² /50 X 2 = 213W)となった。この結果から、真空断熱箱 Sの断熱性によって、入力電力を 81Z213に減少させ得ることが判明した。

[0016] また、上記真空断熱箱 Sの断熱性を推定する消費電力 Wの算定は、面状ヒータ H へ電力を供給する温調器のリレーの作動時間及び作動電圧力算定することも可能である。何故なら、面状ヒータ Hへの供給電力は、温調器リレーの出力電圧に比例するから、温調器リレーの出力電圧と出力時間をォッシログラムによって測定すると共に、ォッシログラムのピーク面積の積算機能を用いてピーク面積 (ピーク積算値)を求めることにより、面状ヒータ Hへの供給電力を求めることが出来る。

即ち、前記ピーク面積 (ピーク積算値） =出力電圧 X出力時間の関係にあるから、出力時間 =ピーク積算値 Z出力電圧となり、出力％ =出力時間 X 100Z測定時間 =ピーク積算値 X 100Z (測定時間 X出力電圧)として求められる。

[0017] 例えば、今、温調器リレーの出力電圧を 12V、測定時間を 50secとすると、出力％

=ピーク積算値 X 1007(12 X 50) =ピーク積算値 Ζ6として求めることができる。

[0018] 試験の結果によれば、真空断熱箱 Sを挿着した時のバルブユニット本体 Vの温度

1 力 S150°Cに安定した状態に於けるォッシログラムのピーク積算値（5点平均）は、平均して 119. O (V' sec)であった。従って、この時の出力⁰ /₀は 119/6 = 19. 83%となり、面状ヒータ Hの定格容量力 OOWであるから、面状ヒータ Hの出力は 400 X 19. 83 % = 79. 3Wとなる。

また、真空断熱箱 Sを取り外した時のバルブユニット本体 Vの温度が 150°Cに安定

1

した状態におけるォッシログラム上のピーク積算値（5点平均）は、 331. 6 (v' sec)であった。従って、この時の出力⁰ /₀は 331. 6/6 = 55. 27%となり、面状ヒータ Hの出力は 400WX 55. 27% = 221. 1Wとなる。

[0019] 前記印加電圧の調整により求めた入力電力比 (真空断熱箱を用いた場合 Z真空断熱箱なし =81Z213)と、ォッシログラム上のピーク積算値力も求めた出力電力比 (79. 3/221. 1)とを対比したとき、両者の間に殆んど差異の無いことが判る。

尚、真空断熱箱 Sの断熱性能の測定は、前者の面状ヒータ Hへの入力電圧の調整による方法の場合の方がより簡単であるため、本発明の実施例に於いては、当該入力電圧の調整による方法によって真空断熱特性の確認試験を行なうものとする。

[0020] 上記図 22—図 25に示した 3個の真空ジャケット S 、 S 、 Sの組み合せに係る真空

1 2 3

断熱箱 Sを用いた場合には、面状ヒータ Hへの入力電力で表わした断熱性能が 81 Z213であって、十分な断熱性能が得られないと云う問題がある。

[0021] また、当該図 22—図 25の真空断熱箱 Sでは三個のセグメントの組み合せ構造としているため、固体伝熱による熱伝導が大きくなり、断熱性が低下すると云う難点がある。

[0022] 更に、前記図 22—図 25の真空断熱箱 Sに於いては、機械的な強度の点力も厚さ 2 mmのステンレス鋼を使用しているため、固体伝熱による熱伝導が相対的に高くなると云う難点がある。

[0023] 特許文献 1：特開昭 61— 262295号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0024] 本発明は、先きに本願発明者等が基礎的な開発を行なった図 22—図 25の如き真空断熱箱 Sに於ける上述の如き問題、即ち (a)十分な断熱性能が得られないこと、及び (b) 3個のセグメントを組み合せしているため、固体伝熱による断熱性の低下が大きくなること等の問題を解決することを発明の主たる目的とするものであり、真空ジャケットのセグメントを 2個として断熱性能をより高めたジャケット型の真空断熱箱 Sと、バルブ Vとの組み合せ力成る小型で且つ高い真空断熱性能を備えた真空断熱バルブを提供するものである。

課題を解決するための手段

[0025] 請求項 1の発明は、バルブ本体とァクチエータとを備えたバルブと、当該バルブを格納する真空断熱箱とから形成した真空断熱バルブに於、て、前記真空断熱箱 Sを

、側面に筒状の真空断熱配管受部 Jを備え且つ上面を開放した角形の下部真空ジャケット Sと、当該下部真空ジャケット S へ上方より気密に嵌合され且つ下面を開放し

5 5

た角形の上部真空ジャケット S とから形成し、前記下部真空ジャケット Sの上端部の

4 5

内壁及び外壁 8b、 8a' を内側へ鍔状に折り曲げして接合部 2d' を形成すると共に、当該下部真空ジャケット Sの側部の外壁の高さ方向の中間部を外方へ鍔状に折り曲げて接合部 2dを形成し、更に、前記上部真空ジャケット S の下端部の内壁 7b及

4

び外壁 7aを外方へ鍔状に折り曲げして接合部 2cを形成すると共に、前記下部真空ジャケット S の真空断熱側壁の外方に上部真空ジャケット S の真空断熱側壁を位置

5 4

させて両者を組み合せ、前記上部真空ジャケット S の下端部の接合部 2cと下部真

4

空ジャケット S の外壁側の接合部 2dとを断熱材層 Kを介設して、また、上部真空ジャ

5

ケット S の天井部内壁 7bと下部真空ジャケット S の上端部の接合部 2cT とを断熱材

4 5

層 κを介設して、夫々気密に接当させる構成としたことを発明の基本構成とするものである。

[0026] 請求項 2の発明は、請求項 1の発明に於いてバルブ Vを、複数個のバルブのバルブ本体 V 、V …を一体的に連結して成るバルブユニット本体 Vを備えたバルブ Vと

10 20 1 したものである。

[0027] 請求項 3の発明は、請求項 1の発明に於いて、バルブ本体に加熱用ヒータ Hを設けると共に当該加熱用ヒータ Hをバルブ本体に固定した面状ヒータとしたものである。

[0028] 請求項 4の発明は、請求項 1の発明に於いて、バルブ本体を、外表面に面状の加熱用ヒータ Hを固定すると共にその内方部に弁座及び弁シート部を有する構成としたものである。

[0029] 請求項 5の発明は、請求項 1の発明に於いて、断熱材層 Kをシリコンスポンジ製としたものである。

[0030] 請求項 6の発明は、請求項 1の発明に於いて、上部真空ジャケット S の外壁 7aの

4

厚さを 2mmに、またその内壁 7bの厚さを 1. 5mmにすると共に、下部真空ジャケット S の内壁 8bの厚さを 2mmに、その外壁 8aの下方部の厚さを 2mmに及び外壁 8aの

5

側壁上方の厚さ 8 を 1. 5mmとし、且つその材質をステンレス鋼製とするようにしたものである。この肉厚により、真空時の平板の変形が防止される。

[0031] 請求項 7の発明は、請求項 1の発明に於いて、下部真空ジャケット S の側部に設け

5

た真空断熱配管受部 Jを、厚さ 1. 2mmのステンレス鋼板より成る長さ 50mm— 150 mmの円筒形の真空ジャケットとすると共に、外方より当該真空断熱配管受部 J内へ挿入する真空断熱配管 3の先端部 3aの一端又は両端の外周面に断熱材製 Oリング 4a'4bを挿着し、真空断熱配管受部 Jとの間で前記断熱材製 Oリング 4a'4bを挾着する構成としたものである。

[0032] 請求項 8の発明は、請求項 1の発明に於いて、対向状に組み合せた上 ·下真空ジャケット S 、 Sの側壁の鍔状の各接合部 2c、 2dを複数の挾圧クリップ 5により適宜の間

4 5

隔で挾圧する構成としたものである。

[0033] 請求項 9の発明は、請求項 1の発明に於いて、真空断熱箱 Sの側壁の上.下両真空ジャケット S 、S の組み合せ重合部 Wの高さ寸法を 100mm以上とするようにした

4 5

ものである。

[0034] 請求項 10の発明は、請求項 1の発明に於いて、上 ·下両真空ジャケット S 、 Sの真

4 5 空断熱空間 2a、 2b、 2b' の内壁面にメツキ後熱処理を施すようにしたものである。発明の効果

[0035] 本発明に於いては、真空断熱箱 Sを上 '下両真空ジャケット S 、S の組み合せによ

4 5

り形成すると共に、両者の組み合せ重合部 Wの長さ寸法を真空断熱箱 Sの高さ寸法の約半分以上 (約 100mm以上）とすると共に、両真空ジャケット S 、Sの前記重合

4 5

部 Wを形成する一方の壁材 7b、 8a' の厚さを他の部分の壁材の厚さよりも薄くしているため、固体伝熱量が大幅に減少し、これによつて真空断熱性が大幅に向上する

[0036] また、本願発明にあっては、シリコンスポンジ製断熱材層 Kを用いて、両真空ジャケット S 、 Sの組み合せ重合部の気密性の向上と固体伝熱の減少を図ると共に両真

4 5

空ジャケット S 、S の端部等に接合部 2c、 2d、 2cT を夫々形成する構成としている

4 5

ため、真空断熱箱 S内部からの熱気漏れも皆無となり、より高い断熱性能が得られる [0037] 更に、本願発明では、バルブユニット本体 Vを用いると共に、当該バルブユニット

1

本体 Vを面状ヒータ Ηで加熱するようにしているため、バルブユニット本体 V内でガ

1 1 スの凝縮を生ずる恐れは全く無ぐ小型でコンパクトな真空断熱バルブを安価に供給することが出来る。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]本発明に係る真空断熱バルブの一部を破断した正面図である。

[図 2]図 1の左側面図である。 [図 3]図 1の右側面図である。

[図 4]図 1の平面図である。

圆 5]本発明に係る真空断熱バルブを形成する真空断熱箱の斜面図である。

圆 6]上部真空断熱ジャケットと下部真空断熱ジャケットとの組合せ部分の部分拡大断面図である。

圆 7]下部真空断熱ジャケットの継手部と真空断熱配管部との接合部分を示す部分拡大断面図である。

圆 8]本発明に係る真空断熱バルブの断熱性能試験に於ける測定点の位置を示すものである（正面図）。

圆 9]本発明に係る真空断熱バルブの断熱性能試験に於ける測定点の位置を示すものである（左側面図）。

圆 10]本発明に係る真空断熱バルブの断熱性能試験に於ける測定点の位置を示すものである（平面図）。

圆 11]本発明に係る真空断熱バルブの断熱性能試験に於ける測定点の位置を示すものである（左側面図）。

[図 12]バルブユニット本体 Vの温度を 150°Cとしたときの各測定点の温度分布を示

1

す曲線である。

圆 13]各測定点の温度とジャケット接合部力もの距離との関係を示す線図である (上部ジャケット)。

圆 14]各測定点の温度とジャケット接合部力もの距離との関係を示す線図である（下部ジャケット)。

[図 15]上部ジャケットと下部ジャケットとの接合部を示す断面図である。

[図 16]継手部の他の例を示す部分断面図である。

[図 17]本発明を形成するユニットバルブの一例を示す正面図である。

[図 18]図 17の流路の構成図である。

[図 19]本発明を形成するユニットバルブの他の例を示す正面図である。

[図 20]図 19の流路の構成図である。

圆 21]真空断熱箱の一例を示す斜面図である。 [図 22]三個の真空ジャケットから形成した真空断熱箱の正面図である。

[図 23]図 22の真空断熱箱の左側面図である。

[図 24]図 22の真空断熱箱の平面図である。

[図 25]図 22の真空断熱箱の測定点を示す図面である。

[図 26]図 22の真空断熱箱の各測定点の温度と内壁面力もの距離との関係を示す線図である。（第 1真空ジャケット)。

[図 27]図 22の真空断熱箱の各測定点の温度と内壁面力もの距離との関係を示す線図である。（第 2真空ジャケット)。

符号の説明

[0039] Vはバルブ、 V はバルブユニット本体、 V はバルブ本体、 V はバルブ本体、 V

1 10 20 ηθ はバルブ本体、 Dはァクチエータ、 Sは真空断熱箱、 S は第 1真空ジャケット、 S は

1 2 第 2真空ジャケット、 S は第 3真空ジャケット、 S は上部真空ジャケット、 S は下部真

3 4 5 空ジャケット、 Wは上 ·下真空ジャケットの組合せ重合部、 Jは真空断熱配管受部、 K はシリコンスポンジ製断熱材層、 Hは加熱用ヒータ、 Gはゲッターケース、 Oはシャットオフ弁、 Qはケーブル取出口、 OUT'INは温度測定点、 1は真空断熱バルブ、 2a ' 2 h - 2h' は真空断熱空間、 2cは上部真空ジャケットの下端部の接合部、 2dは下部真空ジャケットの外側壁の接合部、 2cT は下部真空ジャケットの上端部の接合部、 2e ' 2fは溶接部、 3は真空断熱配管、 3aは先端部、 3b ' 3cは段部、 4a'4bは断熱材製 O リング、 5は挾圧クリップ、 6はパイプヒーター、 7aは上部真空ジャケットの外壁、 7bは上部真空ジャケットの内壁、 8aは下部真空ジャケットの外壁、 8 は下部真空ジャケットの中間部より上方の外壁、 8bは下部真空ジャケットの内壁、 9は金属パイプ、 10 はパイプ継手。

発明を実施するための最良の形態

[0040] 以下、図面に基づいて本発明の各実施形態を説明する。

図 1は、本発明に係る真空断熱バルブの一部を破断した正面図であり、図 2はその左側面図、図 3は右側面図、図 4は平面図である。また、図 5は、本発明を構成する真空断熱箱 Sの斜面図である。

[0041] 図 1乃至図 5を参照して、本発明に係る真空断熱バルブ 1は、バルブ Vとこれを囲繞する真空断熱箱 sとから形成されてヽる。

また、前記バルブ Vはバルブユニット本体 Vと複数のァクチエータ Dとヒータから形

1

成されており、更に真空断熱箱 Sは上部真空ジャケット Sと下部真空ジャケット S と

4 5 から形成それている。

実施例 1

[0042] 前記バルブ Vは、図 15及び図 17に示す如く複数個のバルブ本体 V 、 V 、 V を

10 20 30 解離自在に一体的に連結して成るバルブユニット本体 Vと、各バルブ本体 V 、 v

1 10 20

、 V に固定したァクチエータ0、 D…等力も形成されている。また、前記バルブ本体 no

V 、 V …には公知の金属ダイヤフラム型バルブ力更にァクチエータ D、 D…として

10 20

は空気圧作動シリンダや電動型駆動機構が多く使用されている。

尚、当該バルブ Vそのものは公知であるため、ここではその詳細な説明を省略する力本発明で使用する各バルブ本体 V 、 V の弁座及び弁シート部は、ヒータ Hによ

10 20

つて容易に加熱されるようにするために、本体 V 、 v の内方に位置して形成されて

10 20

いる。

[0043] 真空断熱箱 sは、上部真空ジャケット sと下部真空ジャケット s とを^ aみ合せ固着

4 5

することにより形成されている。即ち、上部真空ジャケット S及び下部真空ジャケット S

4

は、図 6に示すように厚さ 1. 5mmのステンレス鋼板 7b、 8a と厚さ 2. Ommのステ

5

ンレス鋼板 7a、 8a、 8bとを二重壁状に組み合せることにより形成されており、上部真空ジャケット S の真空断熱空間 2a (間隔約 4. 5mm)は真空度が 10— ²— 10— ⁴torr程

4

度に保持されている。また、高温下 10— ⁴t_orr以下の真空度は、ゲッターによって保持されている。

[0044] また、下部真空ジャケット Sの下方部の真空層 2bの間隔寸法は 13mmに選定され

5

ており、且つ上部真空ジャケット Sが嵌合する部分 W (上 ·下真空ジャケット s 、 s の

4 4 5 組み合せ重合部分 W)は、その真空層 21/ の空間距離が約 4. 5mmとなっている。尚、伝熱影響部を構成する両真空ジャケット S 、 S の嵌合部 (組み合せ重合部 W)

4 5

の高さ寸法 (即ち、伝熱距離）は約 100mmに選定されている。

[0045] より具体的には、上部真空ジャケット S の外壁 7aの厚さ寸法は 2mmに、また内壁 7

4

bの厚さ寸法は 1. 5mmに選定されており、ステンレス鋼板が用いられている。一方、下部真空ジャケット S は、外壁 8aの下方部 (底面を含めて）が厚さ 2mmに、

5

また、内壁 8bの厚さが 2mmに、外壁の側壁上方（重合部 W) 8a^ の厚さが 1. 5mm に選定されており、ステンレス鋼板が使用されている。

[0046] 前記上部真空ジャケット S及び下部真空ジャケット S にはゲッタケース G及びシャ

4 5

ットオフ弁 Oが夫々取り付けられており、更に、前者にはケーブルや弁駆動用空気管の取出し口 Qがまた、後者には真空断熱配管（図示省略)を接続するための真空断熱配管受部 (継手部) Jが、夫々設けられている。

[0047] 上記上部真空ジャケット Sの下端部を形成する内壁 7b及び外壁 7aは夫々外方へ

4

向けて鍔状に折り曲げされており、両者は接合されて鍔状の接合部 2cを形成している。

同様に、下部真空ジャケット Sの上端部は、内 ·外壁 8b、 8a' が夫々内方へ折り

5

曲げされており、鍔状の接合部 2cT が形成されている。

更に、下部真空ジャケット Sの側壁の中間部には、外壁 8 の下端部と外壁 8aの

5

上端部を夫々外方へ折り曲げして重ねることにより、外方へ突出した接合部 2dが形成されている。

[0048] また、前記外方へ突出させた各鍔状の接合部 2c、 2d、 2d' の端面は夫々溶接 2e 、 2fにより気密状に固定されている。

更に、両真空ジャケット S 、 Sを組み合せした際の真空ジャケット Sの内壁 7bと接

4 5 4

合部 2cT との間及び接合部 2d、 2c間には、図 6に示す如くシリコンスポンジ製の断熱材層 Kが配設されており、これにより内外真空ジャケット S 、S 間の気密性の保持

4 5

と固体伝熱の阻止が図られて、る。

[0049] 前記下部真空ジャケット Sの側面に設けた真空断熱配管受部 Jは、厚さ 1. 2mmの

5

ステンレス鋼板を用いて、図 7に示す如き構成の所謂バョネット継手方式の真空断熱部に形成されている。

即ち、真空断熱配管 3の先端部の細径部 3aを受部 J内へ挿入し、受部 Jの先端面を真空断熱配管 3の先端部の細径部 3aの段部 3bへ断熱材製リング 4aを介して接当させることにより、受部 Jと真空断熱配管 3とを気密に連結するように構成されており、受部 Jの長さ寸法は約 100mmに選定されている。 [0050] 尚、図 7に於いて、 6はヒーター、 9は金属パイプ、 10はパイプ継手である。

また、当該真空断熱配管受部 J及びパイプ継手 10等の構造は公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。

[0051] 次に、本発明に係る真空断熱バルブ 1の断熱特性試験とその結果について説明する。

先ず、図 8乃至図 1 Uこ示すよう【こ、横幅約 400mm、高さ約 190mm、奥行約 180 mm、受部 Jの長さ約 100mm、上 ·下真空ジャケット S 、S の重合部 Wの高さ約 100

4 5

mmの真空断熱箱 S内へ 5連型のバルブ（ユニットバルブ) Vを収納し、ノレブュ-ット本体 Vへ 400W(200WX 2枚）の面状ヒータ Hを取り付けすると共に、図 8乃至図

1

11に示す各位置 IN及び OUTに温度測定センサ (株式会社岡崎製作所製)を設置した。

[0052] 次に、面状ヒータ Hへ予かじめ実測により求めたバルブユニット本体 Vを約 150°C

1

の温度にまで上昇させる電圧を印加し、各温度センサの時間と検出温度との関係を調査した。

[0053] その結果は図 12の通りであり、室温が約 26. 3°Cのときに、上部真空ジャケット S

4 の上面側の温度（OUT— 6点）は約 34. 3°Cまでし力、また、下部真空ジャケット S の

5 側面の温度（OUT— 8)は 44. 7°Cにまでしか夫々上昇しな!、ことが判明した。

[0054] 次に、バルブユニット本体 Vの温度を 150°Cに安定させたあと、この状態下に於い

1

て上部真空ジャケット S及び下部真空ジャケット S の外側の各測温点（OUT)の温

4 5

度を計測した。

図 13及び図 14はその結果を示すものであり、前記各測定値と両真空ジャケット S

4

、 S の重合部 (接合部) Wからの距離との関係を示すものである。

5

[0055] また、当該図 1乃至図 4に示した二分割型の真空断熱箱 Sを用いた場合について、バルブユニット本体 Vを 150°Cに加熱保持するのに必要な入力電力を、入力電圧

1

調整法により求めた。尚、バルブユニット本体 Vの加熱用面状ヒータ Hは 200W(10

1

0V- 50 Q ) X 2枚である。試験結果によれば、入力電圧 37Vに於いて、ノレブュ- ット本体 Vは、 150。Cに保持された。従って、この時の入力は（37² Z50) X 2 = 54.

1

8Wとなり（尚、真空断熱箱 Sを使用しないときの入力は 213W)、前記 3分割型の真空断熱箱 Sの場合の入力電力 81Wに比較して、真空断熱性能が大幅に向上していることが半 Uる。

実施例 2

[0056] 図 15は、本発明の他の実施例を示すものであり、当該実施例 2に於いては、上 '下真空断熱ジャケット S 、S を組み合せ挿着したあと、両者の鍔状の接合部 2c ' 2dを

4 5

断面コ型の挾圧クリップ 5により、断熱材層 Kを介して挾圧する構成としたものである。当該挾圧クリップ 5を用いて、適宜の間隔で鍔状接合部 2c' 2dを挾圧することにより、両者の気密性がより向上し、その結果、前記バルブユニット本体 Vを 150°Cに保持

1

するための消費電力が 54. 8Wから 43. OWに減少することが実験により確認されている。

実施例 3

[0057] また、図 16は、本発明の更に他の実施例を示すものであり、受部 J内へ挿入する真空断熱配管 3の細径部 3aの先端部に段部 3cを設け、この段部へシリコンゴム製の O リング 4bを嵌着する構成としたものである。

当該構成とすることにより、真空断熱配管 3の先端部 3aと継手部 Jの内壁面間の気密性がより向上し、所謂真空断熱箱 S内部の熱気が外部へ漏出するのが、熱源側で遮断されることになり、断熱性能がより一層向上する。

[0058] 尚、本発明に於、て前記断熱層材 Kにシリコンゴム製スポンジを利用したり、或ヽは断熱用 Oリング 4a、 4bにシリコンゴム製断熱材を利用するのは、耐熱性及び気密性に特に優れているからであり、本実施例に於いては信越ポリマー株式会社製の低分子シロキサン対策品を使用している。

産業上の利用可能性

[0059] 本発明に係る真空断熱バルブは、主として半導体製造装置やプラズマ発生装置のガス供給系や真空排気系の配管中に於いて利用されるが、その利用対象は上記半導体製造装置等に限定されるものではなぐ化学産業や薬品産業、食品産業等の各種装置に於けるガス供給系やガス排気系の構成材として利用されるものである。

Claims

請求の範囲

[1] バルブ本体とァクチエータとを備えたバルブと、当該バルブを格納する真空断熱箱とから形成した真空断熱バルブに於いて、前記真空断熱箱を、側面に筒状の真空断熱配管受部を備え且つ上面を開放した角形の下部真空ジャケットと、当該下部真空ジャケットへ上方より気密に嵌合され且つ下面を開放した角形の上部真空ジャケットとから形成し、前記下部真空ジャケットの上端部の内壁及び外壁を内側へ鍔状に折り曲げして接合部を形成すると共に、当該下部真空ジャケットの側部の外壁の高さ方向の中間部を外方へ鍔状に折り曲げして接合部を形成し、更に、前記上部真空ジャケットの下端部の内壁及び外壁を外方へ鍔状に折り曲げて接合部を形成すると共に、前記下部真空ジャケットの真空断熱側壁の外方に上部真空ジャケットの真空断熱側壁を位置させて両者を組み合せ、前記上部真空ジャケットの下端部の接合部と下部真空ジャケットの外壁側の接合部とを断熱材層を介設して、また、上部真空ジャケットの天井部内壁と下部真空ジャケットの上端部の接合部とを断熱材層を介設して、夫々気密に接当させる構成としたことを特徴とする真空断熱バルブ。

[2] バルブを、複数個のバルブのバルブ本体を一体的に連結して成るバルブユニット本体を備えたバルブとした請求項 1に記載の真空断熱バルブ。

[3] ノレブ本体に加熱用ヒータを設けると共に当該加熱用ヒータをバルブ本体に固定した面状ヒータとした請求項 1に記載の真空断熱バルブ。

[4] バルブ本体を、外表面に面状の加熱用ヒータを固定すると共にその内方部に弁座及び弁シート部を有する構成とした請求項 1に記載の真空断熱バルブ。

[5] 断熱材層をシリコンスポンジ製とした請求項 1に記載の真空断熱ノレブ。

[6] 上部真空ジャケットの外壁の厚さを 2mmに、またその内壁の厚さを 1. 5mmにすると共に、下部真空ジャケットの内壁の厚さを 2mmに、その外壁の下方部の厚さを 2m mに及び外壁の側壁上方の厚さを 1. 5mmとし、且つその材質をステンレス鋼製とするようにした請求項 1に記載の真空断熱バルブ。

[7] 下部真空ジャケットの側部に設けた真空断熱配管受部を、厚さ 1. 2mmのステンレス鋼板より成る長さ 50mm— 150mmの円筒形の真空ジャケットとすると共に、外方より当該真空断熱配管受部内へ挿入する真空断熱配管の先端部の一端又は両端の外周面に断熱材製 oリングを挿着し、真空断熱配管受部との間で前記断熱材製 oリングを挾着する構成とした請求項 1に記載の真空断熱バルブ。

[8] 対向状に組み合せた上'下両真空ジャケットの側壁の鍔状の各接合部を複数の挾圧クリップにより適宜の間隔で挾圧する構成とした請求項 1に記載の真空断熱バルブ

[9] 真空断熱箱の側壁を形成する上 '下両真空ジャケットの組み合せ重合部の高さ寸法を 100mm以上とするようにした請求項 1に記載の真空断熱バルブ。

[10] 上 ·下両真空ジャケットの真空断熱空間の内壁面にメツキ後熱処理を施すようにした請求項 1に記載の真空断熱バルブ。