WO2007148657A1

WO2007148657A1 - 弁体部及びゲートバルブ装置

Info

Publication number: WO2007148657A1
Application number: PCT/JP2007/062249
Authority: WO
Inventors: Takehiro Nishiba
Original assignee: Nippon Valqua Industries, Ltd.
Priority date: 2006-06-19
Filing date: 2007-06-18
Publication date: 2007-12-27
Also published as: KR101015801B1; TWI390134B; JP4763786B2; JPWO2007148657A1; EP2031284A1; US8047231B2; EP2031284A4; EP2031284B1; TW200900612A; US20090108226A1; KR20090014397A

Abstract

　小型かつ簡易な構成により製造コストを低減させるとともに、弁体の回転駆動時に弁体を回転中心方向に大きく移動させることなく円滑に回転駆動することができる弁体部及びゲートバルブ装置を提供する。　弁体部５２を弁体駆動機構５４により回転駆動させると、第１弁体部５６の長手方向両端部側の回転駆動半径Ｒ２が第１弁体部５６の長手方向中央部側の回転駆動半径Ｒ１よりも小さくなる。このため、筐体４４の搬出入口４６の長手方向外側に側壁が形成されていても、この側壁に弁体部５２の一部が接触する（干渉する）ことがないため、回転駆動時に弁体部５２を回転中心方向に大きく移動させることなく、弁体部５２の回転中心方向への僅かな移動だけで回転駆動させることができる。

Description

明細書

弁体部及びゲートバルブ装置

技術分野

[0001] 本発明は、半導体ゥエーハ等の被処理体に対して所定の処理を行う処理チャンバに用いられる弁体部及びゲートバルブ装置に関する。

背景技術

[0002] 一般に、半導体デバイスの製造工程にあっては、半導体ゥエーハに各種の処理、例えば、ドライエッチング、スパッタリング、 CVD (Chemical Vapor Deposition) 等の各種のプロセスが繰り返し行われる。上記した各種の処理の多くは真空雰囲気にて行われ、この種の処理を行う処理チャンバに対してゥエーハの搬出入を行う搬入開口は、処理時にはゲートバルブ装置によって気密性が高い状態でシールされる。

[0003] この種のゲートバルブ装置は、例えば真空引き可能になされた処理チャンバの側壁にゥエーハが通過し得る程度の大きさの僅かな幅の搬入開口を形成し、この搬入開口に取り付けられる。そして、プロセス時にはこのゲートバルブ装置の Oリング等の付いた弁体で上記搬入開口を気密に閉じた状態でプロセス処理を行うことになる。

[0004] ここで、図 15及び図 16に示すように、従来のゲートバルブ装置 100は、筐体 102と、筐体 102の内部に駆動可能に設けられた弁体 104と、弁体 104を回転駆動後、弁座に押圧する弁体駆動部 106と、を有している。また、筐体 102には、隣接する処理チャンバ（図示省略）と連通するための第 1開口部 108と、弁体 104に設けられた後述のシール部材 112のメンテナンスを行うための第 2開口部 110と、がそれぞれ形成されている。上記弁体 104は、弁体駆動部 106により回転駆動され、弁座に押圧されることにより、第 1開口部 108又は第 2開口部 110を閉塞することができるようになっている。なお、弁体 104の表面には、第 1開口部 108を閉塞したときに第 1開口部 108 を気密にシールするためのシール部材 112と、第 2開口部 110を閉塞したときに第 2 開口部 110を気密にシールするためのシール部材 114と、がそれぞれ設けられている。

[0005] 上記構成においては、図 17に示すように、一方のシール部材 112のメンテナンス時に弁体 104が上記第 2開口部 110を閉塞し、メンテナンス終了後に弁体 104が第 1開口部 108を閉塞する際には、弁体 104の長手方向両端部近傍が筐体 102の側壁と接触（図 17に示す Sの部位参照）してしまう問題があるため、筐体を大きくするか、または、弁体 104を回転中心方向に大きく移動させて力も弁体 104を回転駆動させる必要があった。弁体 104を回転中心方向に大きく移動させると、弁体 104の回転駆動半径 rが小さくなるため、弁体 104の一部が筐体 102の側壁と接触 (干渉)してしまう問題を解決することができる。

特許文献 1：特開平 8— 60374号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ところで、弁体を回転中心方向に大きく移動させる場合には、その分だけ弁体駆動部の構成が複雑かつ大型化する問題があった。また、弁体駆動部を複雑かつ大型ィ匕させると、その大型化に伴いゲートバルブ装置の製造コストも増大してしまう問題がめつに。

[0007] そこで、本発明は、上記事情を考慮し、小型かつ簡易な構成により製造コストを低減させるとともに、弁体の回転駆動時に弁体を回転中心方向に大きく移動させることなく円滑に回転駆動することができる弁体部及びゲートバルブ装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 請求項 1に記載の発明は、一方の側壁部に第 1開口部が形成され、他方の側壁部に開口面積が前記第 1開口部の開口面積よりも大きくかつ長手方向長さが前記第 1 開口部の長手方向長さよりも長くなる第 2開口部が形成された筐体の内部に設けられ、前記第 1開口部及び前記第 2開口部を閉塞又は開放する弁体部であって、前記第 1開口部は、長手方向両端部が円弧状に形成され、前記第 2開口部は、前記第 2 開口部の長手方向中心部における第 2開口部長手方向と直交する方向の長さより、前記第 2開口部の長手方向両端部における第 2開口部長手方向と直交する方向の長さが短くなるように形成され、前記第 1開口部の形状と略同じ形状に形成され前記第 1開口部を閉塞する第 1弁体部と、前記第 2開口部の形状と略同じ形状に形成され前記第 2開口部を閉塞する第 2弁体部と、を有し、前記第 1弁体部には、前記第 1 開口部を気密にシールする第 1シール部材が装着され、前記第 2弁体部には、前記第 2開口部を気密にシールする第 2シール部材が装着されて、ることを特徴とする。

[0009] 請求項 2に記載の発明は、請求項 1に記載の弁体部において、前記第 1弁体部は、前記弁体部の厚み方向に対して直交する方向の平面に沿って前記第 2弁体部から分離され、前記第 2弁体部が前記第 2開口部を閉塞した状態で、前記第 1弁体部が前記第 2弁体部に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする。

[0010] 請求項 3に記載の発明は、請求項 2に記載の弁体部において、前記第 1弁体部と前記第 2弁体部との間には、緩衝用部材が介在されていることを特徴とする。

[0011] 請求項 4に記載の発明は、請求項 2又は 3に記載の弁体部において、前記第 1弁体部と前記第 2弁体部との間には、前記第 1弁体部を前記第 2弁体部に対して位置決めするための位置決め部材が設けられていることを特徴とする。

[0012] 請求項 5に記載の発明は、請求項 1乃至 4のいずれ力 1項に記載の前記弁体部と、前記弁体部を所定の回転軸回りに回転駆動させる弁体駆動部と、を備えたゲートバルブ装置であることを特徴とする。

発明の効果

[0013] 請求項 1に記載の発明によれば、第 1シール部材のメンテナンス時には、弁体部を構成する第 2弁体部が第 2開口部を閉塞した状態となる。この状態では、第 2開口部は第 2弁体部に設けられた第 2シール部材により気密にシールされるため、筐体の内部と外部とが遮断される。そして、第 2開口部から外部に対して第 1シール部材が露出するため、この露出した第 1シール部材を新しいものと交換することによりメンテナンスが終了する。メンテナンス終了後は、弁体部の第 1弁体部が第 1開口部を閉塞する。

[0014] ここで、第 1開口部の長手方向両端部が円弧状に形成され、この第 1開口部を閉塞する第 1弁体部は第 1開口部の形状と略同じ形状に形成されているため、第 1弁体部の長手方向両端部も必然的に円弧状となる。換言すれば、第 1弁体部の長手方向両端部における第 1弁体部長手方向と直交する方向の長さが、第 1弁体部の長手方向中心部における第 1弁体部長手方向と直交する方向の長さよりも短くなる。また、第 2 開口部の長手方向両端部における第 2開口部長手方向と直交する方向の長さが、第 2開口部の長手方向中心部における第 2開口部長手方向と直交する方向の長さよりも短くなるように形成され、この第 2開口部を閉塞する第 2弁体部は第 2開口部の形状と略同じ形状に形成されているため、第 2弁体部の長手方向両端部における第 2 弁体部長手方向と直交する方向の長さが、第 2弁体部の長手方向中心部における第 2弁体部長手方向と直交する方向の長さよりも短くなる。これらの理由により、弁体部を回転させると、弁体部の長手方向両端部の回転駆動半径が弁体部の長手方向中央部の回転駆動半径よりも小さくなる。このため、筐体の第 1開口部の長手方向外側に側壁が形成されて、ても、この側壁に弁体部が接触する（干渉する）ことがなヽため、回転駆動時に弁体部を回転中心方向に大きく移動させることなぐそのまま回転駆動させることができる。この結果、弁体部及び筐体を小型かつ簡易な構成にすることができ、その製造コストを低減させることができる。

[0015] 請求項 2に記載の発明によれば、第 2弁体部が第 2開口部を閉塞した状態で、第 1 弁体部は、弁体部の厚み方向に対して直交する方向の平面 (切断面）に沿って第 2 弁体部から分離し着脱可能に構成されるため、第 2弁体部が第 2開口部を閉塞した状態で、第 1弁体部を第 2弁体部力分離させ第 2開口部を介して取り出すことができる。これにより、劣化した第 1シール部材をメンテナンス (交換)するときには、第 1弁体部を第 2弁体部から取り外すとともに、別の新たな第 1弁体部 (適切な第 1シール部材が装着された第 1弁体部)を第 2弁体部に装着するだけで、劣化した第 1シール部材を新しい第 1シール部材と交換することができる。このように、第 1シール部材を新しい第 1シール部材に交換するときには、第 1弁体部ごと交換することにより、第 1シ一ル部材を第 1弁体部に装着させる手間を省くことができる。この結果、第 1シール部材の交換作業を簡易かつ容易なものにすることができ、作業効率を上げることができる。

[0016] また、第 1シール部材が交換されると、第 1弁体部も新しいものに交換されるため、劣化した第 1シール部材が装着された第 1弁体部の表面にパーティクルの発生原因となる反応生成物 (ゴミなど)が付着して、た場合でも、第 1シール部材の交換と共に第 1弁体部の表面を洗浄して (あるいは新しい第 1弁体部と交換して)、第 1弁体部の表面を常にクリーンな状態にすることができる。この結果、パーティクルの発生を防止することができる。

[0017] 請求項 3に記載の発明によれば、第 1弁体部と第 2弁体部との間には、緩衝用部材が介在されて!、るため、第 1弁体部と第 2弁体部とが擦れ合、鉄粉 (金属粉)などのゴミが発生することを防止できる。この結果、筐体内部に、パーティクルの原因となるゴミが発生することを防止できる。

[0018] 請求項 4に記載の発明によれば、第 1弁体部と第 2弁体部との間には、第 1弁体部を第 2弁体部に対して位置決めするための位置決め部材が設けられているため、第 1弁体部の第 2弁体部に対する位置ずれを防止することができる。特に、第 1弁体部を第 2弁体部に取り付ける際には、位置決め部材により第 1弁体部の第 2弁体部に対する位置決めができるため、第 1弁体部の第 2弁体部に対する取付作業を簡易かつ容易なものにすることができる。

[0019] 請求項 5に記載の発明によれば、回転駆動時に弁体部を回転中心方向に大きく移動させることなぐ弁体駆動部によりそのまま回転駆動させることができる。ゲートバルブ装置を小型かつ簡易な構成にすることができ、その製造コストを低減させることができる。

図面の簡単な説明

[0020] [図 1]本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置を用 V、た処理システムの一例を示す平面図である。

[図 2]本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置の取り付け状態を示す拡大断面図である。

[図 3]本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置の上面図である。

[図 4]本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置を構成する弁体部の斜視図である。

[図 5]本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置を構成する弁体部の正面図である。

[図 6]本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置を構成する筐体に形成されたメンテナンス用開口を示した図である。圆 7]本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置の部分的な断面図である。

[図 8]図 7の Aで切断した断面において、本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置を構成する弁体部の回転駆動を示す図である。

[図 9]図 7の Bで切断した断面において、本発明の一実施形態に係るゲートバルブ装置を構成する弁体部の回転駆動を示す図である。

圆 10]本発明の第 2実施形態に係るゲートバルブ装置を構成する弁体部を長手方向中央部で切断した状態の斜視図である。

圆 11]本発明の第 2実施形態に係るゲートバルブ装置を構成する弁体部の長手方向一方側を示す部分的な分解斜視図である。

圆 12]本発明の第 2実施形態に係るゲートバルブ装置を構成する弁体部の長手方向他方側を示す部分的な分解斜視図である。

圆 13]本発明の第 2実施形態に係るゲートバルブ装置を第 2開口部側から見た平面図である。

圆 14]本発明の第 2実施形態に係るゲートバルブ装置を構成する弁体部が第 2開口部を閉塞した状態 (第 1シール部材のメンテナンス時の状態）の図である。

圆 15]従来技術のゲートバルブ装置の部分的な断面図である。

[図 16]従来技術のゲートバルブ装置を構成する弁体の正面図である。

[図 17]図 15の Dで切断した断面にお、て、従来技術のゲートバルブ装置を構成する弁体の回転駆動を示す図である。

符号の説明

11 ゲートバルブ装置

13 弁体部

15 第 1弁体部

17 第 2弁体部

12Aゝ 12Bゝ 12C、 12D 処理チャンノ

20A、 20B、 20C、 20D ゲートノレブ装置

27 第 1シール溝 (溝）

29 弁体シール部 (第 1シール部材） 31 位置決めピン (位置決め部材）

38 搬入開口（チャンバ側開口部）

39 メンテナンス用シール部（第 2シー -ル部材)

43 緩衝用シート (緩衝用部材）

44 筐体

46 搬出入口（第 1開口部）

52 弁体部

54 弁体駆動機構 (弁体駆動部）

56 第 1弁体部

57 第 2弁体部

58 弁体シール部 (第 1シール部材）

60 メンテナンス用シール部（第 2シー -ル部材)

62 メンテナンス用開口（第 2開口部)

W 半導体ゥエーハ (被処理体）

発明を実施するための最良の形態

[0022] 次に、本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置について、図面を参照して説明する。

[0023] 図 1に示すように、処理システム 10は、複数（4つ）の処理チャンバ 12A、 12B、 12 C、 12Dと、上記処理チャンバ 12A、 12B、 12C、 12Dの全てに対して連通可能な六角形状の搬送室 14と、 2つのロードロック室 16A、 16Bと、を有している。具体的には、上記各処理チャンバ 12A、 12B、 12C、 12Dはそれぞれ真空引き可能にされているとともに、処理チャンバ 12A、 12B、 12C、 12D内にはそれぞれの被処理体である半導体ゥエーハ（以下、適宜、ゥエーハと略称する。）Wを載置するための載置台 18 A、 18B、 18C、 18Dがそれぞれ設けられており、この載置台 18A、 18B、 18C、 18 Dにゥエーノ、 Wを載置した状態で各種の処理 (プロセス）を施すようになって、る。なお、この各種の処理は一般には真空雰囲気下で行われる力処理の態様によっては略常圧で行われる場合もある。上記各処理チャンバ 12A、 12B、 12C、 12Dは、本発明に係るゲートバルブ装置 20A、 20B、 20C、 20Dを介して上記搬送室 14の各辺にそれぞれ接合されている。

[0024] また、上記各搬送室 14内も真空引き及び大気圧復帰が可能になっている。そして、この搬送室 14内には、ゥエーハ Wを搬送するために屈伸及び旋回可能に構成された搬送機構 22が設けられており、開放された各処理チャンバ 12A、 12B、 12C、 1 2Dに対してゥエーハ Wを搬入'搬出できるようになつている。

[0025] また、 2つのロードロック室 16A、 16Bは、ゲートバルブ装置 24A、 24Bを介して搬送室 14に連結されている。各ロードロック室 16A、 16B内も真空引き及び大気圧復帰が可能になっている。また、各ロードロック室 16A、 16Bは、ゲートバルブ装置 26A 、 26Bを介してロードモジュール 28に接続されている。このロードモジュール 28には、ゥエーハ Wを複数枚収容するカセットを設置するポート 30が設けられている。そして、ロードモジュール 28内には屈伸及び旋回可能の搬送アーム機構 32が案内レール 34に沿って移動自在に設けられており、上記ポート 30に載置されたカセット内からゥエーハ Wを内部に取り込んで、各ロードロック室 16A、 16B内へ搬送できるようになつている。また、ロードロック室 16A、 16Bのゥエーハ Wは、搬送室 14内の搬送機構 22【こより取り込まれ、上述したよう【こ各処理チャンノ 12A、 12B、 12C、 12D内へ搬入される。また、ゥエーハ Wの搬出時には、上記した搬入経路とは逆の経路を通って搬出される。

[0026] 次に、図 2も参照して搬送室 14と各処理チャンバ 12A、 12B、 12C、 12Dとの間に設けられる本発明のゲートバルブ装置 20A、 20B、 20C、 20Dについて説明する。これらのゲートバルブ装置 20A、 20B、 20C、 20Dは同一構造なので、これらを代表して図 2ではゲートバルブ装置 20として表し、また処理チャンバ 12A、 12B、 12C、 12 Dを代表して処理チャンバ 12として表す。

[0027] 図 1及び図 2に示すように、処理チャンバ 12を区画する側壁 36には、ゥエーハ Wを通過させて搬出入させる細長い搬入開口 38が形成され、また搬送室 14を区画する側壁 40にも開口 42が形成されている。そして、ゲートバルブ装置 20は、例えばアルミニゥムよりなる略直方体状の筐体 44を有している。この筐体 44の一側には、処理チヤンバ 12内に連通する細長、搬出入口 (第 1開口部) 46が形成されてヽる。筐体 44 と上記処理チャンバ 12及び搬送室 14との接合面には、 Oリング 48、 50がそれぞれ介在されて気密性を保持できるようになって!/、る。

[0028] ここで、本発明の要部である搬出入口 46の形状について、詳細に説明する。

[0029] 図 7に示すように、搬出入口 46は、搬入開口 38の形状と略同じ形状となるように形成されている。具体的には、筐体 44には、搬出入口 46を区画形成する第 1延在部 4 6Aが形成されている。また、筐体 44には、搬出入口 46を区画形成する第 2延在部 4 6Bが形成されている。また、筐体 44には、第 1延在部 46Aの延在方向一方側端部と第 2延在部 46Bの延在方向一方側端部とを接続する第 1湾曲部 46Cが形成されている。さらに、筐体 44には、第 1延在部 46Aの延在方向他方側端部と第 2延在部 46 Bの延在方向他方側端部とを接続する第 2湾曲部（図示省略)が形成されている。これらの各湾曲部 46Cは、中心点を基準に径が一定となる円弧状に構成されている。このように、搬出入口 46は、筐体 44にそれぞれ形成された各延在部 46A、 46Bと各湾曲部 46Cとで囲まれるようにして形成されて、る。

[0030] また、筐体 44内には、弁体部 52と、この弁体部 52を駆動する弁体駆動機構 54が設けられており、必要に応じて弁体部 52が上記搬出入口 46を気密にシールできるようになつている。なお、上記搬出入口 46と搬入開口 38とは一体的に連通されているので、上記搬出入口 46を開閉することにより搬入開口 38も開閉されることになる。

[0031] 具体的には、図 4及び図 5に示すように、弁体部 52は、搬出入口 46を閉塞又は開放する平板状の第 1弁体部 56と、後述のメンテナンス用開口（第 2開口部） 62 (図 6参照）を閉塞又は開放する平板状の第 2弁体部 57と、を備えている。この第 1弁体部 56 には、弁体部 52が搬出入口 46を閉塞したときに搬出入口 46を気密にシールする弁体シール部（第 1シール部材) 58が設けられている。また、第 2弁体部 57には、弁体シール部 58の外側に位置し弁体部 52がメンテナンス用開口 62を閉塞したときにメンテナンス用開口 62を気密にシールするメンテナンス用シール部（第 2シール部材) 6 0が設けられている。なお、弁体シール部 58及びメンテナンス用シール部 60は、 Oリングで構成されて、ることが好まし!/、。

[0032] ここで、本発明の要部となる第 1弁体部 56、第 2弁体部 57及び各シール部材 58、 6 0の形状及び構成についてそれぞれ詳細に説明する。

[0033] 図 4及び図 5に示すように、弁体部 52の第 1弁体部 56は搬出入口 46と略同じ形状に形成され、その弁体長手方向両端部が円弧状に形成されている。そして、第 1弁体部 56の縁部には上述した弁体シール部 58が装着されている。また、弁体部 52の第 2弁体部 57はメンテナンス用開口 62と略同じ形状に形成され、その弁体長手方向両端部における弁体長手方向と直交する方向の長さ Y2が、その弁体長手方向中心部における弁体長手方向と直交する方向の長さ Y1よりも短くなるように設定されている。なお、この第 2弁体部 57の弁体長手方向両端部の外郭は、湾曲上に構成されている。そして、第 2弁体部 57の縁部にはメンテナンス用シール部 60が装着されている。

[0034] また、図 4及び図 7に示すように、弁体部 52の長手方向両端部近傍には、弁体部 5 2が筐体 44に対して駆動するための弁体駆動機構 54が取り付けられている。この弁体駆動機構 54は、モータなどの駆動源 66と接続されており、駆動源 66により弁体部 52を所定の回転軸回りに回転駆動させるものである。この弁体駆動機構 54は、弁体部 52を搬出入口 46とメンテナンス用開口 62との間で移動させるとともに、搬出入口 4 6又はメンテナンス用開口 62周囲の着座面に弁体部 52が着座するように駆動させる

[0035] 例えば、図 7に示すように、弁体駆動機構 54は、ベアリング 54Cなどの手段により筐体 44に対して回動可能に設けられた軸部 54Aと、弁体部 52を支持するとともに軸部 54Aに対して略直交方向に駆動可能な支持部 54Bと、で構成されている。なお、支持部 54Bの周囲には、伸縮可能に構成された伸縮部材 54Dが設けられている。

[0036] また、図 6に示すように、筐体 44の天井部には、弁体シール部 58を取り替えるための細長いメンテナンス用開口 62が形成されている。具体的には、このメンテナンス用開口 62は、この周囲の着座面に弁体部 52を着座させたときに内側の弁体シール部 58だけが露出された状態で外側のメンテナンス用シール部 60が着座面に接触して気密にシールし得るような大きさに設定されている。換言すれば、上記メンテナンス用開口 62は、上記搬出入口 46の大きさより、僅かな幅だけ広くなるように形成されており、このメンテナンス用開口 62をメンテナンス用シール部 60で気密にシールする一方、内側の弁体シール部 58をメンテナンス用開口 62内に露出させるようになっている。

[0037] ここで、本発明の要部となるメンテナンス用開口 62の形状について詳細に説明する [0038] 図 6及び図 7に示すように、メンテナンス用開口 62の開口面積は、搬出入口 46の開口面積よりも大きくなるように形成されている。また、メンテナンス用開口 62の長手方向長さ L1は、搬出入口 46の長手方向長さ L2よりも長くなるように設定されている。

[0039] また、図 2及び図 3に示すように、メンテナンス用開口 62には、その外側からメンテナンス用開閉蓋 68が Oリング 70を介して気密に取り付けられている。この場合、メンテナンス用開閉蓋 68は、複数本のボルト 72により着脱可能に取り付けられている。また、例えば、このメンテナンス用開閉蓋 68として、アクリル榭脂板等よりなる透明板を用いれば、メンテナンス用開閉蓋 68を取り外すことなぐ弁体シール部 58の劣化の程度を外側力も視認することができる。この場合、メンテナンス用開閉蓋 68の一部に、内部を視認できる透明な窓部を設けるようにしてもょ、。

[0040] また、上記弁体部 52を上記メンテナンス用開口 62周囲の着座面に着座させ閉塞したときに、上記メンテナンス用開閉蓋 68と着座した弁体部 52との間に形成される空隙 74 (図 2参照）内を大気圧復帰させるために空隙給気系 76が設けられている。具体的には、図 2に示すように、空隙給気系 76は、上記メンテナンス用開口 62を区画する区画壁に、上記空隙 74と外部とを連通する流路 78を設け、この流路 78に開閉弁 80を介設して必要に応じて Nガスや清浄空気等を供給できるようになって!/ヽる。

2

[0041] また、図 2に示すように、上記空隙 74内を真空引きするための空隙真空排気系 82 が設けられている。この空隙真空排気系 82は、上記メンテナンス用開口 62を区画する区画壁に、上記空隙 74と外部とを連通する流路 84を設け、この流路 84に開閉弁 8 6を介設して必要に応じて空隙 74内の雰囲気を真空排気できるようになって、る。

[0042] 次に、本実施形態のゲートバルブ装置 20A、 20B、 20C、 20Dの作用につ!/、て説明する。

[0043] 図 2、図 8及び図 9に示すように、弁体シール部 58のメンテナンス時には、第 2弁体部 57がメンテナンス用開口 62の着座面に着座して、メンテナンス用開口 62が閉塞した状態となる。この状態では、メンテナンス用開口 62は第 2弁体部 57に設けられたメンテナンス用シール部 60により気密にシールされるため、筐体 44の内部と外部とが遮断される。そして、上記空隙 74内を大気圧復帰させるための空隙給気系 76により上記空隙 74内を大気圧復帰した後、上記メンテナンス用開閉蓋 68を開放し、メンテナンス用開口 62から外部に対して露出した弁体シール部 58を新しいものと交換することによりメンテナンスが終了する。

[0044] メンテナンス終了後は、処理チャンバ 12A、 12B、 12C、 12Dに大気が浸入しないように、上記空隙 74内を真空引きするための空隙真空排気系 82により上記空隙 74 内を真空引きした後、弁体部 52が弁体駆動機構 54により所定の回転軸回りに回転駆動されるとともに、弁体部 52の第 1弁体部 56が搬出入口 46の着座面に着座して搬出入口 46が閉塞される。

[0045] ここで、図 4、図 5及び図 7に示すように、搬出入口 46の長手方向両端部が円弧状に形成され、この搬出入口 46の着座面に着座する第 1弁体部 56は搬出入口 46の形状と略同じ形状に形成されているため、第 1弁体部 56の長手方向両端部も必然的に円弧状となる。換言すれば、第 1弁体部 56の長手方向両端部における弁体シール部長手方向と直交する方向の長さ X2が、第 1弁体部 56の長手方向中心部における弁体シール部長手方向と直交する方向の長さ XIよりも短くなる。

[0046] また、図 6に示すように、メンテナンス用開口 62の長手方向両端部におけるメンテナンス用開口長手方向と直交する方向の長さ M2が、メンテナンス用開口 62の長手方向中心部におけるメンテナンス用開口長手方向と直交する方向の長さ Mlよりも短くなるように形成されている。また、図 5に示すように、このメンテナンス用開口 62の着座面に着座する第 2弁体部 57はメンテナンス用開口 62の形状と略同じ形状に形成されているため、第 2弁体部 57の長手方向両端部における長手方向と直交する方向の長さ Y2が、第 2弁体部 57の長手方向中心部における長手方向と直交する方向の長さ Y1よりも短くなる。

[0047] これらの理由により、図 8及び図 9に示すように、弁体部 52を弁体駆動機構 54により回転駆動させると、第 1弁体部 56の長手方向両端部側の回転駆動半径 R2が第 1 弁体部 56の長手方向中央部側の回転駆動半径 R1よりも小さくなる。このため、筐体 44の搬出入口 46の長手方向外側に側壁が形成されていても、この側壁に弁体部 5 2の一部が接触する（干渉する）ことがないため、回転駆動時に弁体部 52を回転中心方向に大きく移動させることなぐ弁体部 52の回転中心方向への僅かな移動だけで、回転駆動させることができる。この結果、筐体 44が小型化できるため、ゲートバルブ装置 20A、 20B、 20C、 20Dを小型かつ簡易な構成にすることができ、その製造コス卜を低減させることができる。

[0048] 特に、弁体部 52の回転駆動時において、弁体部 52の回転中心方向への移動は僅かでよいので、支持部 54B及び伸縮部材 54Dをコンパクトに構成することが可能となり、弁体駆動機構 54の構成を小型に且つ、簡易にすることができるとともに、その製造コストも大幅に低減させることができる。

[0049] 次に、本発明の第 2実施形態に係るゲートバルブ装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明の第 1実施形態に係るゲートバルブ装置と重複する構成には、同符号を付すとともに、その説明を省略する。

[0050] 図 10乃至図 12に示すように、第 2実施形態に係るゲートバルブ装置 11 (図 13及び図 14参照）の弁体部 13は、上述した通り、金属製 (アルミニウム）の第 1弁体部 15と、第 1弁体部 15の大きさよりも大きく形成された金属製 (アルミニウム)の第 2弁体部 17 と、で構成されている力第 1弁体部 15は、弁体部 13の厚み方向に対して直交する方向の平面に沿って第 2弁体部 17から分離可能となるように設定されている。

[0051] すなわち、第 1弁体部 15の長手方向両端部には、 4つの貫通孔 19がそれぞれ形成されている。この貫通孔 19には、弁体固定ネジ 21が揷通される。貫通孔 19を揷通した各弁体固定ネジ 21は、第 2弁体部 17の螺合溝 23 (図 12参照）に螺合し、これにより、第 1弁体部 15が第 2弁体部 17に装着されることになる。第 1弁体部 15が第 2弁体部 17に装着された状態では、第 1弁体部 15の外縁部の外側に、後述のメンテナンス用シール部 39が位置するように設定されて!、る。

[0052] 第 1弁体部 15の表面側中央部には、長手方向に沿って第 1突出部 25が形成されている。この第 1突出部 25の裏側には、後述の第 2突出部 35が挿入される空洞部となっている。第 1弁体部 15の縁部であって第 1突出部 25の周囲外側には、第 1シール溝 (溝) 27 (図 10、図 11参照）が形成されている。この第 1シール溝 27は、第 1弁体部 15の縁部の全周に亘つて連続して形成されている。この第 1シール溝 27には、弁体シール部（第 1シール部材） 29が装着される。ここで、弁体シール部 29は、接着剤などの固着具を用いることなぐ第 1シール溝 27に嵌められている。すなわち、第 1 シール溝 27の両側壁の先端部同士の離間距離が弁体シール部 29の直径よりも小さくなるように設定されており、弁体シール部 29が第 1シール溝 27に圧入される。弁体シール部 29が第 1シール溝 27に嵌められた状態では、弁体シール部 29に対して第 1シール溝 27の両側壁の先端部から任意の圧力が作用した状態となっている。これにより、第 1シール溝 27に弁体シール部 29を確実に取り付けることができ、弁体シール部 29が第 1シール溝 27から不意に脱落することを防止している。また、第 1弁体部 15の裏面側中央部には、位置決めピン (位置決め部材） 31の一方の端部が挿入される第 1位置決め挿入孔 33が形成されている。

[0053] 第 2弁体部 17は、第 1弁体部 15の裏面側に取り付けられるものである。第 2弁体部 17の長手方向両端部近傍には、 4つの螺合溝 23がそれぞれ形成されている。第 1 弁体部 15の貫通孔 19を挿通した各弁体固定ネジ 21がこの螺合溝 23に螺合することにより、第 1弁体部 15が第 2弁体部 17に組み付けられて両者で一体の弁体部として機能する。

[0054] ここで、 4本の弁体固定ネジ 21として、一定高さ以上は締め付けられないショルダ一ボルトが用いられている。 4本の弁体固定ネジ 21としてショルダーボルトを用いると、各弁体固定ネジ 21が各螺合溝 23に締め切らず、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との間には、僅かなあそびが設けられることになる。これにより、第 1弁体部 15が加熱されて熱膨張 (熱変形)した場合には、その熱膨張 (熱変形量)を上記あそびで吸収することができるため、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との結合 (接触)部位に無理な力が作用しない。この結果、第 1弁体部 15が加熱された場合でも、熱膨張の影響を受けず、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との適正な結合 (接触)状態を維持することができる。

[0055] 第 2弁体部 17の表面側中央部には、長手方向に沿って第 2突出部 35が形成されている。第 2突出部 35は、第 1弁体部 15が第 2弁体部 17に取り付けられたときに、第 1弁体部 15の第 1突出部 25の裏面側に挿入される。この第 2突出部 35は、弁体部 1 3がシール反力で橈むのを防止するため、弁体部の剛性を高くするために形成されている。このため、弁体部 13を弁座面に押圧した時に弁体シール部 29およびメンテナンス用シール部 39の圧縮量がシールの全域で一定となり、安定した高!、シール性能を発揮できる。

[0056] また、第 2弁体部 17の縁部であって第 2突出部 35の周囲外側には、第 2シール溝 37 (図 10、図 11参照）が形成されている。この第 2シール溝 37は、第 2弁体部 17の縁部の全周に亘つて連続して形成されている。この第 2シール溝 37には、メンテナンス用シール部（第 2シール部材） 39が装着される。すなわち、第 2シール溝 37の両側壁の先端部同士の離間距離力 Sメンテナンス用シール部 39の直径よりも小さくなるように設定されており、メンテナンス用シール部 39が第 2シール溝 37に圧入される。メンテナンス用シール部 39が第 2シール溝 37に嵌められた状態では、メンテナンス用シール部 39に対して第 2シール溝 37の両側壁の先端部から任意の圧力が作用した状態となつている。これにより、第 2シール溝 37にメンテナンス用シール部 39を確実に取り付けることができ、メンテナンス用シール部 39が第 2シール溝 37から不意に脱落することを防止している。

[0057] なお、弁体シール部 29及びメンテナンス用シール部 39が第 1シール溝 27及び第 2 シール溝 37で圧入される構成に限られるものではなぐ例えば、第 1弁体部 15及び第 2弁体部 17に凹状の凹部溝や弁体部の縁に L字状に切り欠きされた片溝 (図示省略)をそれぞれ形成し、弁体シール部 29及びメンテナンス用シール部 39を各溝に接着剤を用いて接着させてもょヽ。

[0058] また、第 2弁体部 17の第 2突出部の表面側中央部には、位置決めピン 31の他方の端部が挿入される第 2位置決め挿入孔 41が形成されている。位置決めピン 31の他方の端部が第 2位置決め挿入孔 41に挿入された状態で、位置決めピン 31の一方の端部が第 1位置決め挿入孔 33に挿入するように第 1弁体部 15を第 2弁体部 17に取り付けることにより、第 1弁体部 15を第 2弁体部 17に対して位置決めすることができる。このように、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との間に位置決めピン 31を介在させ、その位置決めピン 31を各位置決め挿入孔 33、 41に挿入させるようにして第 1弁体部 1 5を第 2弁体部 17に取り付けることにより、常に、第 1弁体部 15を第 2弁体部 17の適切な位置に取り付けることができる。

[0059] また、第 2弁体部 17の表面側には、緩衝用シート (緩衝用部材) 43が載置されて、る。この緩衝用シート 43は、第 2弁体部 17の表面側に載置された状態で第 1弁体部 15が第 2弁体部 17に取り付けられるため、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との間には、常に、緩衝用シート 43が介在した状態になっている。このため、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17とは、緩衝用シート 43を介して接触することになる。なお、緩衝用シート 4 3は、厚みが 50 μ mの PTFE (ポリテトラフルォロエチレン）や PI (ポリイミド）で構成されている。

[0060] ここで、図 13及び図 14に示すように、筐体 44のメンテナンス用開口 62側の壁部には、金属プレート 45が取り付けられている。すなわち、筐体 44のメンテナンス用開口 62側の壁部には、金属製の取付台 47 (図 14参照）が設けられており、金属プレート 45は、図示しない固定具により取付台 47に取り付けられる。なお、金属プレート 45 は、固定具による固定を解除することにより、取付台 47から容易に取り外すことができる。

[0061] また、金属プレート 45には、加熱手段としてのカートリッジヒータ 49が内蔵されている。このカートリッジヒータ 49が駆動すると、金属プレート 45が加熱される。金属プレート 45が加熱されると、取付台 47を介して筐体 44に熱が伝わる。このため、筐体 44 の温度を常に一定の温度になるように制御することができる。筐体 44の温度が上昇すると、弁体部 15が第 1開口部 46を閉塞する際に、筐体 44と接触する第 1弁体部 1 5にも熱が伝導され、第 1弁体部 15の温度が上昇する。このように、金属プレート 45 にカートリッジヒータ 49を内蔵し、カートリッジヒータ 49の駆動を図示しないコントローラで制御することにより、第 1弁体部 15の温度も制御することができる。

[0062] ここで、第 1開口部 46が閉塞されている状態において、第 1弁体部 15に筐体 44または処理チャンバ 12から熱が伝導されると、第 1弁体部 15から第 2弁体部 17に熱が伝わろうとするが、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との間には、緩衝用シート 43が介在されているため、第 1弁体部 15から第 2弁体部 17への熱の移動が妨げられる。この結果、第 1弁体部 15の熱が逃げてしまうことを抑制できるため、第 1弁体部 15に熱が集中して蓄熱され、第 1弁体部 15のみを集中的に昇温することができる。

[0063] また、弁体部 13を駆動させる弁体駆動機構 54及びゲートバルブ装置の他の構成部材は、第 1実施形態の弁体駆動機構 54及びゲートバルブ装置の構成部材と同じものが用いられているため、説明を省略する。 [0064] 次に、本発明の第 2実施形態に係るゲートバルブ装置の作用について、図面を参照して説明する。

[0065] 弁体シール部 29のメンテナンス時には、図 14に示すように、弁体部 13の第 2弁体部 17がメンテナンス用開口 62の着座面に着座して、メンテナンス用開口 62が閉塞された状態になる。このとき、メンテナンス用開口 62は、第 2弁体部 17に装着されたメンテナンス用シール部 39により気密にシールされる。また、メンテナンス用開口 62が第 2弁体部 17に閉塞された状態では、第 1弁体部 15全体カンテナンス用開口 62 の内部に進入した状態となる。

[0066] 第 1弁体部 15全体カンテナンス用開口 62の内部に進入した状態で、金属プレート 45を取付台 47から取り外すと、第 1弁体部 15全体が外部に露出することになる。そして、図 11及び図 12に示すように、弁体固定ネジ 21による固定を解除させて、第 1 弁体部 15を第 2弁体部 17から取り外す。第 1弁体部 15には弁体シール部 29が装着されているので、第 1弁体部 15を第 2弁体部 17から取り外すことにより、弁体シール部 29も第 1弁体部 15と共に第 2弁体部 17から外される。

[0067] 第 1弁体部 15を第 2弁体部 17から取り外すと、破損や劣化のない新しい弁体シール部が既に装着された新しい第 1弁体部 15が第 2弁体部 17に取り付けられる。このとき、第 2弁体部 17の第 2位置決め挿入孔 41には位置決めピン 31の他方の端部が挿入されて、るため、第 1弁体部 15の第 1位置決め挿入孔 33には位置決めピン 31 の一方の端部が挿入されるように位置合せしながら、第 1弁体部 15を第 2弁体部 17 に取り付けることにより、第 1弁体部 15の第 2弁体部 17に対する中心位置を位置決めすることができ、第 1弁体部 15の第 2弁体部 17に対する取付位置の位置精度を高めることができる。

[0068] そして、第 1弁体部 15は、弁体固定ネジ 21により取り付けられる力上述したように、弁体固定ネジ 21としてショルダーボルトが用いられるため、各弁体固定ネジ 21が各螺合溝 23に締め切らず、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との間には、僅かなあそびが設けられることになる。これにより、第 1弁体部 15が加熱されて熱膨張 (熱変形)した場合には、その熱膨張 (熱変形量)を上記あそびで吸収することができるため、熱膨張の影響を受けず、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との適正な結合 (接触)状態を維持することができる。

[0069] 以上のように、弁体シール部 29をメンテナンスあるいは交換するときには、第 1弁体部 15を新しいものに交換すると、弁体シール部 29を第 1弁体部力も取り外してメンテナンスゃ交換する場合と比較して、メンテナンス作業や交換作業が容易になり、作業効率を上げることができる。

[0070] 特に、弁体シール部 29を交換するときに第 1弁体部 15ごと第 2弁体部 17から取り外し、正常に機能する弁体シール部 29が装着された第 1弁体部 15を第 2弁体部 17 に取り付ける際に、第 1弁体部 15は、洗浄し第 1弁体部 15に付着していた反応性生物を除去して第 1弁体部 15を再利用したり、新しい第 1弁体部に交換することができる。これにより、脱落してパーティクルの発生原因となる反応生成物を第 1弁体部 15 から事前に除去することができるため、パーティクルが処理チャンバ 12の内部に浸入することを防止できる。

[0071] また、図 13及び図 14に示すように、金属プレート 45にはカートリッジヒータ 49が内蔵されているため、カートリッジヒータ 49からの熱伝導や熱輻射 (熱放射）によって、熱が金属プレート 45、取付台 47、筐体 44に伝わり、さらには筐体 44から第 1弁体部 15に伝導される。第 1弁体部 15に熱が伝わる。そして、第 1弁体部 15から第 2弁体部に熱が伝わろうとするが、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との間には緩衝用シート 4 3が介在されているため、緩衝用シート 43が熱伝導を阻止する機能を果たし、第 1弁体 15から第 2弁体部 17への熱伝導が妨げられることになる。これにより、第 1弁体部 15に集中的に蓄熱され、第 1弁体部 15を集中的に昇温させることができる。第 1弁体部 15の温度を上昇させることにより、反応ガスの反応生成物が第 1弁体部 15に付着することを防止できる。換言すれば、第 1弁体部 15の温度が低くなると、反応ガスの反応生成物が第 1弁体部 15に付着し易くなる。反応ガスの反応生成物が第 1弁体部 15に付着すると、反応生成物がバルブの振動などにより第 1弁体部 15から脱落し、パーティクルが発生する。パーティクルが発生すると、処理チャンバ 12内部の半導体ゥエーノ、 Wを汚染するという不具合がある。し力しながら、第 1弁体部 15を集中的に昇音することにより、パーティクルの発生原因となる反応生成物が第 1弁体部 15に付着することを防止できるため、処理チャンバ 12内部の半導体ゥエーノ、 Wがパーテイタルで汚染されることを防止できる。

なお、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17との間に緩衝用シート 43が介在されているため、第 1弁体部 15と第 2弁体部 17とが擦れ合い金属粉などが発生することを防止できる。この結果、筐体 44の内部に、パーティクルの原因となるゴミが発生することを防止できる。

Claims

請求の範囲

[1] 一方の側壁部に第 1開口部が形成され、他方の側壁部に開口面積が前記第 1開口部の開口面積よりも大きくかつ長手方向長さが前記第 1開口部の長手方向長さよりも長くなる第 2開口部が形成された筐体の内部に設けられ、前記第 1開口部及び前記第 2開口部を閉塞又は開放する弁体部であって、

前記第 1開口部は、長手方向両端部が円弧状に形成され、

前記第 2開口部は、前記第 2開口部の長手方向中心部における第 2開口部長手方向と直交する方向の長さより、前記第 2開口部の長手方向両端部における第 2開口部長手方向と直交する方向の長さが短くなるように形成され、

前記第 1開口部の形状と略同じ形状に形成され前記第 1開口部を閉塞する第 1弁体部と、前記第 2開口部の形状と略同じ形状に形成され前記第 2開口部を閉塞する第 2弁体部と、を有し、

前記第 1弁体部には、前記第 1開口部を気密にシールする第 1シール部材が装着され、

前記第 2弁体部には、前記第 2開口部を気密にシールする第 2シール部材が装着されてヽることを特徴とする弁体部。

[2] 前記第 1弁体部は、前記弁体部の厚み方向に対して直交する方向の平面に沿って前記第 2弁体部から分離され、

前記第 2弁体部が前記第 2開口部を閉塞した状態で、前記第 1弁体部が前記第 2 弁体部に対して着脱可能に構成されていることを特徴とする請求項 1に記載の弁体部。

[3] 前記第 1弁体部と前記第 2弁体部との間には、緩衝用部材が介在されていることを特徴とする請求項 2に記載の弁体部。

[4] 前記第 1弁体部と前記第 2弁体部との間には、前記第 1弁体部を前記第 2弁体部に対して位置決めするための位置決め部材が設けられていることを特徴とする請求項 2 又は 3に記載の弁体部。

[5] 請求項 1乃至 4のいずれか 1項に記載の前記弁体部と、

前記弁体部を所定の回転軸回りに回転駆動させる弁体駆動部と、を備えたことを特徴とするゲートバルブ装置。