(57)【要約】【課題】ゲートバルブにおいて、排気ガス中のラジカル，プラズマが主弁シールに接触する機会を最小限度となして主弁シールの劣化を防止することを課題とする。【解決手段】チェンバー内の圧力を制御するため排気流路１７に流量制御手段の羽根７４が配設され、主弁体２０の当接面２２に主弁シール３２が配設されている。収納室７８のポンプ側内面に環状突起７９が配設され、主弁体２０の非シール位置では主弁体２０が収納室７８のポンプ側内面に向かって移動される。そして、主弁体２０の外周部が環状突起７９に接触し、主弁シール３２が主弁体２０と環状突起７９とポンプ側内面とにより排気ガス中のラジカル，プラズマから遮断される。なお、環状突起７９を削除し、主弁体の主弁シールよりも外周部に遮蔽リングを固定してもよい。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
チェンバー内の圧力を制御するため排気流路に流量制御手段が配設され、主弁体の当接面に主弁シールが配設され、収納室内面に環状突起が配設され、主弁体の非シール位置では主弁体が収納室内面に向かって移動されて、主弁体の外周部が環状突起に接触し、主弁シールが主弁体と環状突起と収納室内面とにより排気ガス中のラジカル，プラズマから遮蔽されることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項２】
主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部に環状溝又は環状切欠が形成され、主弁シールの遮蔽位置で前記環状溝又は環状切欠に前記環状突起が嵌合される請求項１のゲートバルブ。
【請求項３】
主弁シールの遮蔽位置で、主弁体の外周面が前記環状突起の内周面に嵌合される請求項１のゲートバルブ。
【請求項４】
主弁シールの遮蔽位置で、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部が、前記環状突起に当接される請求項１のゲートバルブ。
【請求項５】
バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
チェンバー内の圧力を制御するため排気流路に流量制御手段が配設され、主弁体の当接面に主弁シールが配設され、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部に遮蔽リングが固定され、主弁座にリング用環状溝が形成され、主弁体のシール位置において遮蔽リングがリング用環状溝内に位置し、かつ主弁シールが主弁座に接触し、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、収納室内面に向かって移動されて、遮蔽リングが収納室内面に接触し、主弁シールが主弁体と遮蔽リングと収納室内面とにより排気ガス中のラジカル，プラズマから遮蔽されることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項６】
排気流路内に複数の回転抵抗弁体の回転軸が排気流路の軸線に対して垂直方向に向けて回転可能状態に配設され、回転抵抗弁体の羽根の角度を変えることにより排気流路内の流量が制御される請求項１ないし５のいずれか一つのゲートバルブ。
【請求項７】
回転軸が相互に平行に配設され、回転軸の一端にピニオンが固定され、複数のピニオンに複合ラックが噛合し、一部のピニオンがその一側面で複合ラックに噛合し、残りのピニオンがその他側面で複合ラックに噛合し、複合ラックの往復運動により一部のピニオンと残りのピニオンの回転方向が逆になる請求項６のゲートバルブ。
【請求項８】
移動空間内で主弁体と所定の間隔をおいてスライド抵抗弁体が配設され、スライド抵抗弁体が排気流路の軸線と垂直方向に移動可能とされ、スライド抵抗弁体が移動することにより排気流路内の流量が制御される請求項１ないし５のいずれか一つのゲートバルブ。
【請求項９】
回転抵抗体の羽根に副生成物の付着することを防止するために、回転軸のピニオン近傍にヒータを取り付けた請求項６又は７のゲートバルブ。
【請求項１０】
複合ラックの往復運動が金属ベローズを用いたシリンダによって行われる請求項７のゲートバルブ。
【請求項１１】
スライド抵抗体を排気流路の軸線に対して垂直方向に移動させるためのアクチュエータとして金属ベローズを用いた請求項８のゲートバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置などの真空チェンバーと排気ポンプとの間に配置されるゲートバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許文献１（特開平９−１７８０００号公報）に記載されたスライドバルブ（ゲートバルブ）は、下部ハウジングと上部ハウジングが分割面で接合され固定されてハウジングが形成され、下部ハウジングには入口側ポートと出口側ポートを連通させるための真っ直ぐな排気流路（排気通路）が形成されている。スライドプレート（弁体）が排気流路の中心線に垂直な方向に移動（直進又は揺動）可能に配設され、この移動はサーボモータにより行われ、スライドプレートの移動により排気流路の流量が制御される。下部ハウジング内では、スライドプレートと平行で排気流路を囲む位置に環状のシールリングが配設され、シールリングの内周部に環状凸部が形成されている。第１のＯリングがシールリングのスライドプレートに近接する面の環状溝内に配設され、第２のＯリングが環状凸部の外周面に配設されて排気流路の内接面に接している。
【０００３】
真空チェンバーと排気ポンプとの間に配置されるゲートバルブは、真空チェンバーをメンテナンス（例えば部品の修理，交換，洗浄等）するとき、主弁（スライドプレートと弁座）を全閉とし、チェンバー内を大気圧とし、真空ポンプを駆動し続ける。また、成膜やエッチングや洗浄のときは、真空チェンバー内の圧力制御のため主弁の開度を調節して流量を調整し、真空ポンプを駆動する。第１のＯリング及び第２のＯリングは、主弁が全閉位置、全開位置、中間位置のどの位置にあるときにも、排気通路の排気ガス（プラズマ、ラジカルを含む）に曝されている。
【０００４】
半導体製造装置等の真空プロセスチェンバー内では、成膜、エッチング、洗浄等のために、プラズマによって化合物を分解する方法が多用されている。そして、プラズマによって化合物を分解すると、ラジカル（遊離基。不対電子を持った原子。）が生成される。ラジカルは、熱エネルギーを持ち、非常に反応性が高く、真空チェンバーの壁面に数回衝突しても、そのエネルギーを失う傾向がなく、パッキン等のシール材の重合状態を分解させ劣化させる。
シール類の耐プラズマ性については、シール類がプラズマ源から直視できない位置にあれば、イオン化した原子がチェンバー内で衝突して電荷を失う。従って、高エネルギーのプラズマによる劣化をある程度防止でき、プラズマの影響が減少するが、完全には劣化を防止することはできない。シール類には、プラズマに加えて、なかなか劣化しないラジカルが作用するので、シール類の劣化が大きな問題となっている。
【０００５】
シール類のうち、真空チェンバー等の固定シール部は、シール材が金属等のシール溝に入っている。プラズマやラジカルがシール材に到達するためには、隙間が数十μの金属等の壁面を数ｍｍ進む必要があり、その間にプラズマやラジカルはエネルギーを失い、シール材の劣化は低下する。
しかし、排気系のゲートバルブのシール材は、排気ガス通路の直近に位置するため、強烈な反応性を有するラジカルと、ある程度のエネルギーを持つプラズマの真っ直中に曝されるので、寿命が著しく短くなる。
【０００６】
シール材として、プラズマを用いた装置のゲートバルブには一世代前にはフッ素ゴム（ＦＫＭ）が用いられていた。しかし、現在ではプラズマ、ラジカルが高エネルギー化したので、ゲートバルブのシール材として耐プラズマ性・耐ラジカル性を向上させた完全フッ素化ゴム（パーフロロエラストマー：ＦＦＫＭ）を使用することが常識になっている。そして、完全フッ素化ゴムを使用しても、プラズマやラジカルにより劣化して、場合により２〜３か月に一度は交換する必要がある。  シール材の価格は、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）を１とすると、フッ素ゴムが１０〜２０であり、完全フッ素化ゴムは１００〜２００になる。超高価な完全フッ素化ゴムのシール材の交換に要する費用と、交換のために装置が停止することにより発生する損失は多大である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ゲートバルブにおいて、排気ガス中のラジカル，プラズマが主弁シールに接触する機会を最小限度となして主弁シールの劣化を防止することを課題１とし、主弁シールを主弁体に配設し、主弁の全閉（遮断）以外のときにはプロセスチェンバー内の圧力を制御するために、主弁体を排気通路から隔離され遮蔽された遮蔽位置に移動して、排気通路の流量制御を主弁以外の機器により行い、主弁シール材に排気ガスが接触しないようすることを課題２とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するために、バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動（揺動又は直進）して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
チェンバー内の圧力を制御するため排気流路に流量制御手段が配設され、主弁体の当接面に主弁シールが配設され、収納室内面（例えば収納室のポンプ側内面）に環状突起が配設され、主弁体の非シール位置では主弁体が収納室内面（例えば収納室のポンプ側内面）に向かって移動されて、主弁体の外周部が環状突起に接触（密接を含む）し、主弁シールが主弁体と環状突起と収納室内面（例えば収納室のポンプ側内面）とにより排気ガス中のラジカル，プラズマから遮蔽されることを第１構成とする。
本発明は、第１構成において、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部に環状溝又は環状切欠が形成され、主弁シールの遮蔽位置で前記環状溝又は環状切欠に前記環状突起が（密接状態に）嵌合されることを第２構成とする。
本発明は、第１構成において、主弁シールの遮蔽位置で、主弁体の外周面が前記環状突起の内周面に（密接状態に）嵌合されることを第３構成とする。
本発明は、第１構成において、主弁シールの遮蔽位置で、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部が、前記環状突起に当接（密接）されることを第４構成とする。
本発明は、バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
チェンバー内の圧力を制御するため排気流路に流量制御手段が配設され、主弁体の当接面に主弁シールが配設され、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部に遮蔽リングが固定され、主弁座にリング用環状溝が形成され、主弁体のシール位置において遮蔽リングがリング用環状溝内に位置し、かつ主弁シールが主弁座に接触し、主弁体の非シール位置では主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が収納室内面に向かって移動されて、遮蔽リングが収納室内面に接触し、主弁シールが主弁体と遮蔽リングと収納室内面とにより排気ガス中のラジカル，プラズマから遮蔽されることを第５構成とする。
本発明は、第１〜第５構成において、排気流路内に複数の回転抵抗弁体の回転軸が排気流路の軸線に対して垂直方向に向けて回転可能状態に配設され、回転抵抗弁体の羽根の角度を変えることにより排気流路内の流量が制御されることを第６構成とする。
本発明は、第１〜第５構成において、回転軸が相互に平行に配設され、回転軸の一端にピニオンが固定され、複数のピニオンに複合ラックが噛合し、一部のピニオンがその一側面で複合ラックに噛合し、残りのピニオンがその他側面で複合ラックに噛合し、複合ラックの往復運動により一部のピニオンと残りのピニオンの回転方向が逆になることを第７構成とする。
本発明は、第１〜第５構成において、移動空間内で主弁体と所定の間隔をおいて（主弁体と略平行に）スライド抵抗弁体が配設され、スライド抵抗弁体が排気流路の軸線と垂直方向に移動（揺動又は直進）可能とされ、スライド抵抗弁体が移動することにより排気流路内の流量が制御されることを第８構成とする。
本発明は、第６，第７構成において、回転抵抗体の羽根に副生成物の付着することを防止するために、回転軸のピニオン近傍にヒータを取り付けたことを第９構成とする。
本発明は、第７構成において、複合ラックの往復運動が金属ベローズを用いたシリンダによって行われることを第１０構成とする。
本発明は、第１構成において、主弁体を排気流路の軸線に対して垂直方向に移動させるためのアクチュエータとして金属ベローズを用いたことを第１１構成とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜図４は本発明のゲートバルブの実施の形態第１を示す。図２に示すとおり、バルブ本体１０は弁ボディ１１、弁ボンネット１２及びフランジ１３から構成されている。バルブ本体１０には、チェンバー側（図２（ａ）  の上側）のチェンバーポート１５からポンプ側（図２（ａ）  の下側）のポンプポート１６に到る直進形の排気流路１７が形成され、排気流路１７の軸線に対して平行方向及び垂直方向に移動する主弁体２０の移動空間１８が形成されている。弁ボディ１１のチェンバー側の側壁２６とポンプ側の側壁２７とは図２（ａ）  の左壁５４によって接続され、側壁２６と側壁２７の弁ボンネット１２側端面にはそれぞれボンネットシール５０を介して弁ボンネット１２の側壁２８と側壁２９が接続され、弁ボディ１１と弁ボンネット１２とはボルト（不図示）により固定されている。弁ボンネット１２の側壁２８と側壁２９は図２（ａ）  の右壁５５により接続されている。弁ボディ１１のチェンバー側の側壁２６の表面には環状のフランジ１３が複数個のボルト（不図示）により固定され、フランジ１３のチェンバーポート１５と弁ボディ１１の排気流路１７とは同一直径で同一軸線上に配置されている。
【００１０】
図２（ａ），（ｂ）  に示すように、弁ボディ１１のポンプ側の側壁２７の内側（図では上側）でポンプポート１６の周縁に環状の主弁座２１が形成され、主弁体２０のポンプ側の面に環状の当接面２２が形成され、当接面２２の環状装着溝９６に主弁シール３２が装着されている。主弁体２０と主弁座２１により主弁が構成され、主弁体２０のシール位置では主弁体２０の主弁シール３２が、主弁座２１と同心状態にあって、主弁座２１と密接して排気流路１７の連通が遮断される。
弁ボディ１１の側壁２６内で排気流路１７の半径方向外方位置に環状シリンダ室３３が形成され、環状シリンダ室３３のチェンバー側は開放され、フランジ１３の内側面が当接されている。側壁２６のチェンバー側で環状シリンダ室３３の内側及び外側の位置に環状溝が形成され、各環状溝には内側シール５１及び外側シール５２がそれぞれ装着され、これらのシール５１，５２  によって側壁２６とフランジ１３との間が密封されている。
【００１１】
環状シリンダ室３３に環状ピストン３４が摺動自在に嵌合され、環状ピストン３４のポンプ側には複数（例えば２個）のピストン軸３５（図１をも参照）が固定されている。図２（ｂ）  に示すように、ピストン軸３５は側壁２６の挿通孔３７を通って移動空間１８に延び、ピストン軸３５の先端には断面円形の顎部３６が固定されている。挿通孔３７の内面には環状溝が形成され、環状溝にシール５６が配設され、シールによってピストン軸３５と挿通孔３７との間が密封されている。図１（ａ），（ｂ）  において、主弁体２０の下側側部には正面視でＵ字形の溝３８が形成され、図２（ｂ）  の側断面視で溝３８の下側には長方形穴３９が隣接して形成されている。図２（ｂ）  の側断面視で長方形穴３９の上面が当て部４０となり、長方形穴３９の下面が受け部４１となっている。主弁体のシール位置（図１，２）では、ピストン軸３５が溝３８に挿通され、顎部３６の下面が主弁体２０の受け部４１を押しつけている。なお、顎部３６も持たないピストン軸３５’  により、主弁体２０の上面を直接押すことも可能である。
【００１２】
主弁体２０の揺動中心は弁ボンネット１２の移動空間１８内に位置し、揺動中心において揺動軸４３に主弁体２０が固定されている。揺動軸４３は弁ボンネット１２の側壁２８の挿通孔４４に挿通され、弁ボンネット１２のチェンバー側に延びて突出している。図２（ａ），４（ａ）  に示されているように、揺動軸４３が揺動アーム４５の一端部の貫通穴に嵌合され固定され、揺動軸４３には揺動アーム４５の一端部の両側に第１スラスト玉軸受４６及び第２スラスト玉軸受４７が配設されている。第１スラスト玉軸受４６の外輪（上側輪）４６Ａ及び第２スラスト玉軸受４７の外輪４７Ｂ（下側輪）が揺動アーム４５の一端部に当接され、第１スラスト玉軸受４６の内輪４６Ｂ（下側輪）及び第２スラスト玉軸受４７の内輪（上側輪）４７Ａが揺動軸４３に連結されている。そして、第１スラスト玉軸受４６の内輪４６Ｂと側壁２８のチェンバー側面との間にスプリング４８が装着されている。スプリング４８の弾発力により第１スラスト玉軸受４６、揺動アーム４５及び第２スラスト玉軸受４７はバルブ本体１０から離れる方向に付勢されている。なお、初期位置では主弁体２０は、スプリング４８の弾発力により主弁座２１から所定距離だけ離隔している。
【００１３】
図４（ａ）  〜（ｃ）  に示すように、揺動アーム４５の他端部には４角形の枠５７が形成され、枠５７の下壁には挿通溝５８が形成され、挿通溝５８にＬ形アーム５９の縦長部の上方部が挿通されている。Ｌ形アーム５９の縦長部の上端には、ころがり軸受けを介して回転輪６０が装着され、回転輪６０は枠５７の内部に配設され、枠５７の内側壁と係合する。また、Ｌ形アーム５９の横長部と平行に推進軸６１の一端部が配設され、推進軸６１の一端部の側面には２本のリンク用ピン６２が突設され、Ｌ形アーム５９の横長部の側面にも２本のリンク用ピン６３が突設されている。リンク板６４の両端部には係合孔がそれぞれ形成され、リンク板６４の一方の係合孔にはリンク用ピン６２が係合され、リンク板６４の他方の係合孔にはリンク用ピン６３が係合されている。推進軸６１の一端の側面には１本のスプリング用ピン６６が突設され、Ｌ形アーム５９の横長部の側面にも１本のスプリング用ピン６７が突設され、ピン６６とピン６７との間には引っ張り用スプリング６８が装着されている。推進軸６１に外力が作用しないときは、引っ張り用スプリング６８の引っ張り力により、リンク板６４は図４（ｂ）  に示すように傾斜している。なお、揺動アーム４５、推進軸６１等は、ストッパー機能を有するカバー４２によって覆われている。
【００１４】
図３（ａ）  において、移動空間１８の左半分の位置にはシール位置の主弁体２０が図示され、移動空間１８の右半分の位置（収納室７８）には、主弁シール３２が排気流路１７の排気ガスから離隔され遮蔽される遮蔽位置の主弁体２０が図示されている。次に、主弁シール３２を排気ガスから遮蔽する手段について説明する。収納室７８のポンプ側内面に環状突起７９が突設され、主弁体２０の非シール位置では収納室７８内の主弁体２０が環状突起７９と同心状態のとき、主弁体２０が収納室７８のポンプ側内面に向かって移動されて、主弁体２０の外周部が環状突起７９に接触（密接を含む）する。半導体製造装置のゲートバルブの排出流路１７の圧力は、通常数ミリ〜数十ミリトルであるので、排気ガス中のプラズマ，ラジカルの平均自由工程は数ｃｍであり、主弁シール３２が主弁体２０と環状突起７９と収納室７８のポンプ側内面とにより囲まれると、排気ガスの有害成分（プラズマ，ラジカル）から遮蔽される。
【００１５】
主弁体２０の外周部が環状突起７９に接触する４つの態様を、図３（ｂ）  〜図３（ｅ）  に示す。図３（ｂ）  では、主弁体２０の当接面２２であって主弁シール３２よりも外周部（半径方向外側部）に環状切欠８０が形成され、環状切欠８０に環状突起７９が（密接状態に）嵌合されている。図３（ｃ）  では、主弁体２０の当接面２２であって主弁シール３２よりも外周部に環状溝８１が形成され、環状溝８１に環状突起７９が（密接状態に）嵌合されている。図３（ｄ）  では、主弁体２０の外周面に環状突起７９の内周面が接触している。図３（ｅ）  では、主弁体２０の当接面２２であって主弁シール３２よりも外周部に環状突起７９が接触している。なお、前記の接触部や嵌合部にフッ素樹脂等のシートを配設するとよい。
【００１６】
回転抵抗弁体７０を用いた実施の形態第１の流量制御手段（鎧戸方式）について、図１（ａ）  、図２（ａ）  及び図４（ｄ）  を参照して説明する。複数の回転抵抗弁体７０Ａ〜７０Ｅの回転軸７１Ａ〜７１Ｅが排気流路１７の軸線に対して垂直方向（好適には垂直面内）に相互に平行に配設されている。回転軸７１Ａ〜７１Ｅには大径部と小径部があり、回転軸７１Ａ〜７１Ｅの小径部の先端部がフランジ１３の支持孔（有底孔）７２Ａ〜７２Ｅに回転自在に支持されている。回転軸７１Ａ〜７１Ｅの大径部はフランジ１３の挿通孔７３Ａ〜７３Ｅに挿通され、回転軸７１Ａ〜７１Ｅの大径部の先端はバルブ本体１０の外部（大気中）に突出している。回転軸７１Ａ〜７１Ｅの大径部とフランジ１３の挿通孔７３Ａ〜７３Ｅとの間は、外部シール７７Ａ〜７７Ｅによりそれぞれ密封され、大気の排気流路１７への流入が防止されている。なお、回転抵抗弁体７０への生成物付着防止のために、回転抵抗弁体７０や回転軸７１にヒーターを配設することができる。
【００１７】
回転抵抗弁体７０Ａ〜７０Ｅには図１（ａ）  に示す形状の羽根７４Ａ〜７４Ｅが固定され、回転軸７１Ａ〜７１Ｅを揺動させることにより、プロセスチェンバー内の圧力が所定圧力に制御される。回転軸７１Ａ〜７１Ｅの大径部の先端（一端）にピニオン７５Ａ〜７５Ｅが固定され、ピニオン７５Ａ〜７５Ｅが複合ラック７６に噛み合っている。図４（ｄ）  において、複合ラック７６にはピニオン７５の上側（一側面）とのみ噛み合うラック部７６Ａと、ピニオン７５の下側（他側面）とのみ噛み合うラック部７６Ｂとがある。ピニオン７５Ａ，７５Ｂは上側でラック部７６Ａとのみ噛み合い、ピニオン７５Ｃ〜７５Ｅは下側でラック部７６Ｂとのみ噛み合う。従って、複合ラック７６を不図示のアクチュエータにより図４（ｄ）  の矢印Ｒ方向に移動させると、ピニオン７５Ａ，７５Ｂは時計方向（右まわり）に最大約９０度回転し、ピニオン７５Ｃ〜７５Ｅは反時計方向（左まわり）に最大約９０度回転する。複合ラック７６及び揺動アーム４５（推進軸６１）を移動させるアクチュエータとしては、低摺動のメタルシリンダ、摺動のないベローズ（例えば金属ベローズ）の伸縮を利用したシリンダ、リニアモータが用いられる。図２（ａ）  で羽根７４Ａ〜７４Ｅの水平位置（実線位置）は最大抵抗（最小流量）の位置であり、羽根７４Ａ〜７４Ｅの垂直位置は最小抵抗（最大流量）の位置である。
【００１８】
実施の形態第１の作動について説明する。図１（ａ）  及び図２（ａ）  には主弁体２０のシール位置の状態が示され、環状シリンダ室３３のヘッド側シリンダ室（図１（ａ）  では上側シリンダ室）に圧縮空気が流入され、環状ピストン３４の前進力によりスプリング４８の付勢力に抗して環状ピストン３４を押し下げている。ピストン軸３５の顎部３６が主弁体２０の受け部４１を押圧し、主弁シール３２が主弁座２１に押しつけられ、排気流路１７の連通が遮断されている。
【００１９】
次に、主弁体２０のシール位置から非シール位置に移動し、また主弁シールの遮蔽位置に移動させる動作について説明する。まず、環状シリンダ室３３のヘッド側シリンダ室の圧縮空気を大気に放出する。主弁体２０にスプリング４８の付勢力が作用し、必要ならば環状シリンダ室３３のロッド側シリンダ室（図１（ａ）  では下側シリンダ室）に圧縮空気を流入させ、環状ピストン３４の後退力を加えると、ピストン軸３５の顎部３６の上面と当て部４０が当接する。そして、主弁体２０の主弁シール３２と主弁座２１との固着力に抗して、揺動軸４３・主弁体２０が排気流路１７の軸線と平行方向にチェンバー側（図１（ａ）  では上方）への移動を開始する。揺動軸４３の上端の第２スラスト玉軸受４７の上面がカバー４２に当接すると、主弁体２０の移動が停止し位置決めされる。このとき推進軸６１とＬ形アーム５９との位置関係は、図４（ｂ）  に示すとおりである。
【００２０】
推進軸６１の他端のアクチュエータ（不図示，揺動アクチュエータ）により、推進軸６１に矢印Ｆ方向の力を加えると、引っ張りスプリング６８は図４（ｂ）  の形を維持しながら、主弁体２０が揺動軸４３を中心として、図１（ａ）  の時計方向に揺動し始める。主弁体２０の溝３８，  長方形穴３９がピストン軸３５，  顎部３６から離れ、主弁体２０が収納室７８の奥へと移動され、主弁体２０の側面が主弁体２０の上下動を容易にするローラーの付いたストッパ２４に当接すると、主弁体２０の排気流路１７の軸線に対する垂直方向への移動が停止する。停止した位置が主弁体２０の収納位置であり、この位置で矢印Ｆ方向の力を引き続き加えると、排気流路１７の軸線に対する垂直方向への移動ができないので、引っ張りスプリング６８が伸長し、推進軸６１に対して傾斜していたリンク板６４が、推進軸６１に対して垂直方向（排気流路１７の軸線に平行方向）に回動し、図４（ｃ）  に示す状態となる。リンク板６４の回動により、Ｌ形アーム５９がポンプ側（図２（ａ）  、図４（ａ）  〜（ｃ）  では下方向）  に移動し、この移動が回転輪６０、揺動アーム４５、揺動軸４３を介して主弁体２０に伝えられる。主弁体２０の外周部が環状突起７９に接触して遮蔽位置となり、主弁シール３２が主弁体２０と環状突起７９と収納室７８のポンプ側内面とにより囲まれ、排気ガスの有害成分（ラジカル，プラズマ）から遮蔽される。本発明では、主弁体２０による排気の流量制御は行わないので、主弁体２０のシール位置から主弁体２０の遮蔽位置への移動は迅速に行われる。
【００２１】
図２（ａ）  において、回転抵抗弁体７０Ａ〜７０Ｅの羽根７４Ａ〜７４Ｅが実線位置にあるときは、羽根７４Ａ〜７４Ｅによって排気流路１７の略全面が覆われている。なお、排気流路１７内は中位の真空状態であるので、排気流路１７を密閉する必要はなく、主弁体２０が収納室７８に入り遮蔽位置へ移動しても、実線位置の羽根７４Ａ〜７４Ｅによって排気ガスが略遮断される。複合ラック７６を移動させて羽根７４Ａ〜７４Ｅの傾斜角度を調整することにより、チェンバー内の圧力が制御され、排気ガスの流量が制御される。
【００２２】
主弁シール３２の遮蔽位置から主弁体２０のシール位置へ移動させるときは、推進軸６１に矢印Ｆの反対方向への力を加えると、主弁体２０が排気流路１７の軸線に平行方向に移動して図４（ｃ）  から図４（ｂ）  の位置へ移動して、主弁体２０が環状突起７９から離れる。引き続き、推進軸６１に矢印Ｆの反対方向への力を加えると、主弁体２０が排気流路１７の軸線に垂直方向に移動し、収納室７８から排気流路１７の方向に向かい、主弁体２０は排気流路１７の軸線に垂直方向への移動を停止し、主弁体２０の主弁シール３２と主弁座２１とが同一軸線上に位置する。環状シリンダ室３３のヘッド側シリンダ室に圧縮空気を流入させると、ピストン軸３５・主弁体２０が主弁座２１の方向へ移動し、図２（ａ）  の主弁体２０のシール位置へ到達する。
【００２３】
図５〜図７は本発明のゲートバルブの実施の形態第２を示す。流量制御手段として、実施の形態第１では回転抵抗弁体７０を用いたのに対して、実施の形態第２ではスライド抵抗弁体８３を用いる。実施の形態第２では、スライド抵抗弁体８３の適用に応じて、環状シリンダ室３３及びスプリング４８を実施の形態第１とは異なる位置へ配置させたが、主弁体２０の移動原理は実施の形態第１と同じである。実施の形態第２において、実施の形態第１と同一の部材には、実施の形態第１と同一の符号を付し、その説明は省略又は簡略にする。
【００２４】
実施の形態第２では、環状シリンダ室３３をフランジ１３に配設したが、弁ボディ１１の側壁２６に配設することも可能である。
図６（ａ）  、図７に示すように、弁ボンネット１２の側壁２９に貫通した挿通孔８５が形成され、挿通孔８５に揺動軸４３の下端部が挿通され、挿通孔８５と揺動軸４３との間はシールによって密封されている。揺動軸４３のポンプ側端部に有底孔８４が形成され、挿通孔８５の下端にスプリング受８６が配設されている。有底孔８４の底部に第１スラスト玉軸受４６Ｈが配設され、第１スラスト玉軸受４６Ｈとスプリング受８６との間にスプリング４８Ｈが介装されている。
【００２５】
実施の形態第２のスライド抵抗弁体８３を用いた流量制御手段について、説明する。図５〜７に示すように、スライド抵抗弁体８３は円形板に柄を付けた形状をしており、柄の部分に揺動中心が位置し、揺動中心に中空のスライド軸８７が固定され、スライド軸８７の内孔はスライド抵抗弁体８３をも貫通している。実施の形態第１の挿通孔４４には揺動軸４３のみが挿通されていたが、実施の形態第２の挿通孔４４Ｈにはスライド軸８７が挿通され、かつスライド軸８７の内孔に揺動軸４３が挿通されている。挿通孔４４Ｈの内面とスライド軸８７の外面との間、及びスライド軸８７の内孔と揺動軸４３の外面との間は、それぞれシールにより密封されている。
【００２６】
挿通孔４４Ｈのチェンバー側端（図７では上端）に段付孔８８が形成され、段付孔８８に対抗するスライド軸８７の部分に環状溝が形成されている。段付孔８８にスラスト玉軸受８９が配設され、スラスト玉軸受８９の上側の環状支持板がスライド軸８７の環状溝に支持され、こうしてスライド軸８７に作用する荷重が支持されている。スライド軸８７の上端にスライドアーム９０の一端部が固定され、スライドアーム９０の他端部に案内溝９１が形成されている。案内溝９１に回転輪９２が係合され、回転輪９２はアーム９３にベアリングを介して回転自在に支持されている。アーム９３を図７の紙面に略垂直な方向に移動させると、アーム９３の動きがスライドアーム９０、スライド軸８７を介してスライド抵抗弁体８３に伝えられ、スライド抵抗弁体８３が揺動される。
【００２７】
実施の形態第２の作動について説明する。実施の形態第２では、揺動アーム４５が実施の形態第１の場合と比べて１８０度回転した位置に固定されているので、その点を考慮して主弁体２０を移動させる。主弁体２０のシール位置では、スライド抵抗弁体８３の円形板の外周部の上面（チェンバー側面）と、側壁２６の下面（ポンプ側面）の排気流路１７の周縁と所定の隙間をもって位置し、スライド抵抗弁体８３が排気流路１７方向を塞いでいる。主弁体２０が収納室７８にある非シール位置で、アーム９３に力を加えてスライド抵抗弁体８３を揺動させて排気流路１７の開度を調整し、チェンバー内の圧力が制御され、排気ガスの流量が制御される。なお、実施の形態第２のその他の点は、実施の形態第１と同様である。
【００２８】
図８は本発明のゲートバルブの実施の形態第２の変形例を示す。実施の形態第２の変形例において、実施の形態第２と同一の部材には、実施の形態第２と同一の符号を付し、その説明は省略又は簡略にする。図８（ａ）  において、移動空間１８の左半分にはシール位置にある主弁体２０を示し、移動空間１８の右半分（収納室）には遮蔽位置にある主弁体２０を示す。実施の形態第２の変形例では、主弁体２０の当接面２２であって主弁シール３２よりも外周部に環状切欠８０又は環状溝８１（図３（ｃ）  と同様）が形成され、環状切欠８０又は環状溝８１に遮蔽リング９４が固定され、主弁体２０のシール位置において遮蔽リング９４がリング用環状溝９５内に位置し、実施の形態第２の環状突起７９を削除したことを特徴とする。この特徴は、実施の形態第１にも適用されるべきことである。なお、主弁シール２０の劣化は主弁シール２０の先端で発生する。
【００２９】
図８に示すように、リング用環状溝９５が主弁座２１に形成され、主弁体２０のシール位置において遮蔽リング９４の下方への凸状の突出部がリング用環状溝９５内に非接触状態で位置し、主弁シール３２が主弁座２１に接触し、排気流路１７を閉鎖している。主弁体２０のシール位置から主弁シール３２遮蔽位置への移動は、実施の形態第２と同様にして行われ、遮蔽リング９４は主弁体２０と共に移動する。主弁シール３２の遮蔽位置において、遮蔽リング９４の先端（図８では下端面）が収納室７８のポンプ側の内面に当接され、主弁シール３２は前記内面に接触することなく、主弁体２０、遮蔽リング９４及び収納室７８のポンプ側の内面に囲まれ、排気ガス中のラジカル、プラズマから遮蔽される。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１〜５，８のゲートバルブは、排気ガス中のラジカル，プラズマが主弁シールに接触する機会を最小限度となして、主弁シールの劣化を防止する。すなわち、主弁シールを主弁体に配設し、主弁の全閉以外のとき（主弁体の非シール位置のとき）にはプロセスチェンバー内の圧力を制御するために、排気通路の流量制御を主弁以外の機器により行い、主弁シールが排気通路から隔離され遮蔽された遮蔽位置に移動して、主弁シールが排気ガス中のラジカル，プラズマと接触することが防止される。そのため、主弁シールの寿命が格段に延び、主弁シールのメンテナンスフリーが実現し、主弁シールの交換費用が節減される。しかも主弁シールのメンテナンスフリー化により、装置のメンテナンス時間が不要となり、メンテナンス時間だけ半導体製造装置の作動を停止することにより発生する損失が生じない。また、ラジカルやプラズマによる主弁シールのアタックが行われなくなったので、従来生じていた主弁シールの分解物がプロセスチェンバー内に逆流してワークを汚染することが起こらない。
請求項６，７のゲートバルブは、回転抵抗弁体を排気流路の垂直断面の全域で制御できるので、排気流路に連通するプロセスチェンバー内のワーク部に圧力ムラがなく、ワークが均一に処理され、完成品の性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）  は実施の形態第１のゲートバルブの正面説明図であり、図１（ｂ）  は図１（ａ）  の要部拡大図である。
【図２】図２（ａ）  は図１（ａ）  の矢印Ａ−Ａ断面図であり、図２（ｂ）  は図２（ａ）  の要部拡大図である。
【図３】図３（ａ）  は図１（ａ）  の矢印Ｂ−Ｂ断面図であり、図３（ｂ）  は図３（ａ）  の要部拡大図であり、図３（ｃ）  〜（ｅ）  は図３（ｂ）  の変形例である。
【図４】図４（ａ）  は図２（ａ）  の他の要部拡大図であり、図４（ｂ）  は図４（ａ）  の左側面の要部拡大図（弁シールが非遮蔽位置のとき）であり、図４（ｃ）  は図４（ａ）  の左側面の要部拡大図（弁シールが遮蔽位置のとき）であり、図４（ｄ）  は図１（ａ）  の矢印Ｅ方向から見た図である。
【図５】図５は実施の形態第２のゲートバルブの正面説明図である。
【図６】図６（ａ）  は図５の矢印Ｃ−Ｃ断面図であり、図６（ｂ）  は図５の矢印Ｄ−Ｄ断面図である。
【図７】図６（ａ）  の要部拡大図である。
【図８】図８は実施の形態第２の変形例を示し、図８（ａ）  は変形例の図６（ｂ）  に対応する断面図であり、図８（ｂ）  は図８（ａ）  の要部拡大図である。
【符号の説明】
１７：排気流路
２０：主弁体
２２：当接面
３２：主弁シール
７４：羽根
７８：収納室
７９：環状突起
【図１】
2004286131.tif 000003
【図２】
2004286131.tif 000004
【図３】
2004286131.tif 000005
【図４】
2004286131.tif 000006
【図５】
2004286131.tif 000007
【図６】
2004286131.tif 000008
【図７】
2004286131.tif 000009
【図８】
2004286131.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年5月20日(2004.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
主弁体の当接面に主弁シールが配設され、収納室内面に環状突起が配設され、主弁体の非シール位置では主弁体が収納室内面に向かって移動されて、主弁体の外周部が環状突起に接触し、主弁シールが主弁体と環状突起と収納室内面とにより排気ガス中のラジカル，プラズマから遮蔽されることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項２】
主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部に環状溝又は環状切欠が形成され、主弁シールの遮蔽位置で前記環状溝又は環状切欠に前記環状突起が嵌合される請求項１のゲートバルブ。
【請求項３】
主弁シールの遮蔽位置で、主弁体の外周面が前記環状突起の内周面に嵌合される請求項１のゲートバルブ。
【請求項４】
主弁シールの遮蔽位置で、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部が、前記環状突起に当接される請求項１のゲートバルブ。
【請求項５】
バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
主弁体の当接面に主弁シールが配設され、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部に遮蔽リングが固定され、主弁座にリング用環状溝が形成され、主弁体のシール位置において遮蔽リングがリング用環状溝内に位置し、かつ主弁シールが主弁座に接触し、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、収納室内面に向かって移動されて、遮蔽リングが収納室内面に接触し、主弁シールが主弁体と遮蔽リングと収納室内面とにより排気ガス中のラジカル，プラズマから遮蔽されることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項６】
排気流路内に複数の回転抵抗弁体の回転軸が排気流路の軸線に対して垂直方向に向けて回転可能状態に配設され、回転抵抗弁体の羽根の角度を変えることにより排気流路内の流量が制御される請求項１ないし５のいずれか一つのゲートバルブ。
【請求項７】
回転軸が相互に平行に配設され、回転軸の一端にピニオンが固定され、複数のピニオンに複合ラックが噛合し、一部のピニオンがその一側面で複合ラックに噛合し、残りのピニオンがその他側面で複合ラックに噛合し、複合ラックの往復運動により一部のピニオンと残りのピニオンの回転方向が逆になる請求項６のゲートバルブ。
【請求項８】
移動空間内で主弁体と所定の間隔をおいてスライド抵抗弁体が配設され、スライド抵抗弁体が排気流路の軸線と垂直方向に移動可能とされ、スライド抵抗弁体が移動することにより排気流路内の流量が制御される請求項１ないし５のいずれか一つのゲートバルブ。
【請求項９】
回転抵抗体の羽根に副生成物の付着することを防止するために、回転軸のピニオン近傍にヒータを取り付けた請求項６又は７のゲートバルブ。
【請求項１０】
複合ラックの往復運動が金属ベローズを用いたシリンダによって行われる請求項７のゲートバルブ。
【請求項１１】
スライド抵抗体を排気流路の軸線に対して垂直方向に移動させるためのアクチュエータとして金属ベローズを用いた請求項８のゲートバルブ。
【請求項１２】
バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
主弁体の当接面に主弁シールが配設され、主弁体の非シール位置では主弁体が収納室内面に向かって移動され、主弁体が排気流路の軸線に平行方向に移動されて収納室の収納室内面に押圧され、主弁体の押圧面がプラズマから遮断されることを特徴とするゲートバルブ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するために、バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動（揺動又は直進）して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
主弁体の当接面に主弁シールが配設され、収納室内面（例えば収納室のポンプ側内面）に環状突起が配設され、主弁体の非シール位置では主弁体が収納室内面（例えば収納室のポンプ側内面）に向かって移動されて、主弁体の外周部が環状突起に接触（密接を含む）し、主弁シールが主弁体と環状突起と収納室内面（例えば収納室のポンプ側内面）とにより排気ガス中のラジカル，プラズマから遮蔽されることを第１構成とする。
本発明は、第１構成において、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部に環状溝又は環状切欠が形成され、主弁シールの遮蔽位置で前記環状溝又は環状切欠に前記環状突起が（密接状態に）嵌合されることを第２構成とする。
本発明は、第１構成において、主弁シールの遮蔽位置で、主弁体の外周面が前記環状突起の内周面に（密接状態に）嵌合されることを第３構成とする。
本発明は、第１構成において、主弁シールの遮蔽位置で、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部が、前記環状突起に当接（密接）されることを第４構成とする。
本発明は、バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
主弁体の当接面に主弁シールが配設され、主弁体の当接面であって主弁シールよりも外周部に遮蔽リングが固定され、主弁座にリング用環状溝が形成され、主弁体のシール位置において遮蔽リングがリング用環状溝内に位置し、かつ主弁シールが主弁座に接触し、主弁体の非シール位置では主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が収納室内面に向かって移動されて、遮蔽リングが収納室内面に接触し、主弁シールが主弁体と遮蔽リングと収納室内面とにより排気ガス中のラジカル，プラズマから遮蔽されることを第５構成とする。
本発明は、第１〜第５構成において、排気流路内に複数の回転抵抗弁体の回転軸が排気流路の軸線に対して垂直方向に向けて回転可能状態に配設され、回転抵抗弁体の羽根の角度を変えることにより排気流路内の流量が制御されることを第６構成とする。
本発明は、第１〜第５構成において、回転軸が相互に平行に配設され、回転軸の一端にピニオンが固定され、複数のピニオンに複合ラックが噛合し、一部のピニオンがその一側面で複合ラックに噛合し、残りのピニオンがその他側面で複合ラックに噛合し、複合ラックの往復運動により一部のピニオンと残りのピニオンの回転方向が逆になることを第７構成とする。
本発明は、第１〜第５構成において、移動空間内で主弁体と所定の間隔をおいて（主弁体と略平行に）スライド抵抗弁体が配設され、スライド抵抗弁体が排気流路の軸線と垂直方向に移動（揺動又は直進）可能とされ、スライド抵抗弁体が移動することにより排気流路内の流量が制御されることを第８構成とする。
本発明は、第６，第７構成において、回転抵抗体の羽根に副生成物の付着することを防止するために、回転軸のピニオン近傍にヒータを取り付けたことを第９構成とする。
本発明は、第７構成において、複合ラックの往復運動が金属ベローズを用いたシリンダによって行われることを第１０構成とする。
本発明は、第１構成において、主弁体を排気流路の軸線に対して垂直方向に移動させるためのアクチュエータとして金属ベローズを用いたことを第１１構成とする。
本発明は、バルブ本体にチェンバーポートからポンプポートに到る直進形排気流路が形成され、バルブ本体に主弁体及び主弁座からなる主弁が配設され、主弁体が移動空間内で排気流路の軸線と平行方向に移動可能に配設され、主弁体のシール位置では主弁体の主弁シールが主弁座と接触して排気流路の連通が遮断され、主弁体の非シール位置では主弁体が主弁座から所定距離だけ離隔され、主弁体が排気流路の軸線に対して垂直方向に移動して収納室に収納されるゲートバルブにおいて、
主弁体の当接面に主弁シールが配設され、主弁体の非シール位置では主弁体が収納室内面に向かって移動され、主弁体が排気流路の軸線に平行方向に移動されて収納室の収納室内面に押圧され、主弁体の押圧面がプラズマから遮断されることを第１２構成とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
推進軸61の他端のアクチュエータ（不図示，揺動アクチュエータ）により、推進軸61に矢印Ｆ方向の力を加えると、引っ張りスプリング68は図４(b) の形を維持しながら、主弁体20が揺動軸43を中心として、図１(a) の時計方向に揺動し始める。主弁体20の溝38, 長方形穴39がピストン軸35, 顎部36から離れ、主弁体20が収納室78の奥へと移動され、主弁体20の側面が主弁体20の上下動を容易にするローラーの付いたストッパ24に当接すると、主弁体20の排気流路17の軸線に対する垂直方向への移動が停止する。停止した位置が主弁体20の収納位置であり、この位置で矢印Ｆ方向の力を引き続き加えると、排気流路17の軸線に対する垂直方向への移動ができないので、引っ張りスプリング68が伸長し、推進軸61に対して傾斜していたリンク板64が、推進軸61に対して垂直方向（排気流路17の軸線に平行方向）に回動し、図４(c) に示す状態となる。リンク板64の回動により、Ｌ形アーム59がポンプ側（図２(a) 、図４(a) 〜(c) では下方向) に移動し、この移動が回転輪60、揺動アーム45、揺動軸43を介して主弁体20に伝えられる。主弁体20の外周部が環状突起79に接触して遮蔽位置となり、主弁シール32が主弁体20と環状突起79と収納室78のポンプ側内面とにより囲まれ、排気ガスの有害成分（ラジカル，プラズマ）から遮蔽される。なお、環状突起79が存在しない場合でも、主弁体20が収納室78のポンプ側内面に押圧されるので、主弁体20の押圧面は排気ガスの有害成分（ラジカル，プラズマ）から遮蔽される。本発明では、主弁体20による排気の流量制御は行わないので、主弁体20のシール位置から主弁体20の遮蔽位置への移動は迅速に行われる。