(57)【要約】【課題】ゲート開口部を大型化しなければならないであっても、少ない部品点数でその構造をコンパクトにできる真空用ゲート弁を提供すること。【解決手段】ツーアクションタイプのゲート弁であって、  弁体２４は、ゲート開口部側方の離反位置および前記ゲート開口部と対面する対面位置との間の水平方向の移動のみを行なうサポートプレート８２と、サポートプレート８２と一体になって水平方向の移動を行った後、対面位置からゲート開口部２６を気密に封止する封止位置までの垂直方向の移動を行なうシールプレート８４と、を備え、サポートプレート８２とシールプレート８４との対向しあう内側面には、圧縮空気が供給された場合にシールプレート８４をサポートプレート８２から離反させるシール用膨張部材４２ａ、４２ｂならびに圧縮空気が供給された場合にシールプレート８４をサポートプレート８２に接近させるシール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂがそれぞれ配置されていることを特徴とする。【選択図】図１
2007170437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁箱の側方に配置された弁体がゲート開口部に側方から接近するように水平方向の移動を行なった後、前記弁体が前記ゲート開口部に密着するまでの垂直方向の移動を行なって前記ゲート開口部を封止するツーアクションタイプのゲート弁であって、
前記弁体は、前記ゲート開口部側方の離反位置および前記ゲート開口部と対面する対面位置との間の水平方向の移動のみを行なうサポートプレートと、
前記サポートプレートと一体になって水平方向の移動を行った後、前記対面位置から前記ゲート開口部を封止する封止位置までの垂直方向の移動を行なうシールプレートと、を備え、
前記サポートプレートと前記シールプレートとの対向しあう内側面には、前記シールプレートを前記サポートプレートから離反させるシール用膨張部材、ならびに前記シールプレートを前記サポートプレートに接近させるシール解除用膨張部材がそれぞれ配置されていることを特徴とする真空用ゲート弁。
【請求項２】
前記シール用膨張部材は、前記シールプレートの内側面に一体的に取り付けられ、このシール用膨張部材内に圧縮空気が導入された場合に、前記シールプレートが前記サポートプレートから離反する方向に移動されるとともに、
前記シール解除用膨張部材は、前記シールプレートの内側面と前記サポートプレートの内側面との一部の面同士が鎖状にリンクした部屋内に収容されており、この部屋内に収容された前記シール解除用膨張部材が膨張されたときに、互いにリンクした一部の面同士が離反する方向に移動して、これにより前記シールプレートと前記サポートプレートとが互いに接近する方向に移動されることを特徴とする請求項１に記載の真空用ゲート弁。
【請求項３】
前記シールプレートと前記ゲート開口部とが当接したときに、前記ゲート開口部を封止するシール部材が介在され、
前記サポートプレートと前記シールプレートとの間には、面同士を接近あるいは離反させるための案内機構が介在されていることを特徴とする請求項１に記載の真空用ゲート弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、半導体製造装置等において、真空室と外部雰囲気との間、または真空室相互間に設けられる真空用ゲート弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェハなどの半導体製造、薄膜製造、液晶製造などにおいては、クリーンな環境下、高い真空中でスパッタリング、プラズマエッチングなどのデバイスの成膜処理が行われている。
【０００３】
これらの製造装置において、例えば、真空室と外部雰囲気との間、または真空室相互間で、各チャンバ間を開放または閉止するために、真空用ゲート弁が使用されている。このような真空用ゲート弁は、ワンアクションタイプとツーアクションタイプとに大別することができる。
【０００４】
ワンアクションタイプの真空用ゲート弁は、弁体が直線的に移動する単一の移動によりゲート開口部を封止する構造を備えたもので、ツーアクションタイプのゲート弁は、弁体が直線的に移動した後に、この動きと直交する方向に移動方向を変えることにより、ゲート開口部を封止する構造を備えている。
【０００５】
一方、ツーアクションタイプのゲート弁として、ピストンシリンダ装置などの駆動装置により弁体を直線的に移動させた後に、例えば、インフラートシールのような膨張部材を膨張させることにより、これと直交する方向に弁板を移動させるようにした機構が本出願人により提案されている（例えば特許文献１）。
【０００６】
図７は、特許文献１に採用されたツーアクションタイプの真空用ゲート弁を示したものである。
この真空用ゲート弁１０では、図示しないピストンシリンダ装置などにより、図の左右方向に移動する略平板状の弁体１４の一方の主面にＯリング６０が、他方の主面に圧縮空気の導入により内部空間が膨張するインフラートシール部材５６（膨張部材５６）が、それぞれ介装されている。Ｏリング６０の配設域外方には、このＯリング６０と弁箱本体１２の一方の側壁１２ｂとの密着を解除するためにシール解除部材５８が配置され、このシール解除部材５８もインフラートシール部材５６と略同様の構造を有している。
【０００７】
そして、弁体１４が図７における左方から矢印で示したように直線方向に移動して、第１の部屋１１と第２の部屋１３との間を遮る位置（対面位置）に到達した後に、インフラートシール部材５６に圧縮空気を導入することにより、インフラートシール部材５６の内部空間が膨張され、これにより弁体１４が図７の上方、すなわち、弁箱本体１２の一方の側面１２ｂ側に向かって移動する。これにより、例えば、断面円形のＯリング６０が弁箱本体１２の一方の側壁１２ｂに当接する。この当接状態は、インフラートシール部材５６内に導入された圧縮空気の圧力により維持される。したがって、Ｏリング６０によるシール機能によって第１の部屋１１と第２の部屋１３との間が封止される。
【０００８】
一方、第１の部屋１１と第２の部屋１３との間の封止を解除するには、Ｏリング６０を一方の側壁１２ｂに圧接させた状態から、Ｏリング６０と同じ側に設けたシール解除部材５８内に圧縮空気を導入し、これと当時に、反対側のインフラートシール部材５６から圧縮空気を吸引する。すると、シール解除部材５８内が膨張するとともにインフラートシール部材５６が収縮し、シール解除部材５８が側壁１２ｂを押圧することにより、Ｏリング
６０が側壁１２ｂから離反し、これにより、Ｏリング６０による封止が解除される。このとき、弁体１４は弁箱本体１２の一方の側壁１２ｂと他方の側壁１２ａとの間の中立位置に移動する。
【０００９】
この状態から図示しないピストンシリンダ装置により弁体１４を、図の左方すなわち矢印方向と反対方向に直線的に移動させれば、第１の部屋１１と第２の部屋１３間、すなわち弁箱本体１２の側壁１２ａ、１２ｂ間のゲート開口部を完全に開とすることができる。
【００１０】
このように、本出願人は、図７に示したように、弁体１４を弁箱本体１２の側壁１２ａ、１２ｂ間の連通路に沿って移動させ、第１の部屋１１と第２の部屋１３との間を遮る対面位置に来た弁体１４に対して、ゲート開口部のシール座面１２ｂに当接するようにインフラートシール部材５６をアクチュエータとして機能させ、これにより弁体１４を駆動させてシールするツーアクションタイプの真空用ゲート弁を開発した。
【００１１】
また、特許文献１ではこの他にも、図８に示した真空用ゲート弁１００が開示されている。すなわち、図８に示した真空用ゲート弁１００では、開口１６ａ，１６ｂ間を閉塞するために、第１の弁体７２を中央に、その片側に第２の弁体７４を、他方側に反力板７８を備えた第３の弁体７６をそれぞれ配置し、互いに対面しあう弁体部材間に膨張機能を備えた３つのインフラートシール部材９０，９２，９４を設けている。このように特許文献１には、図７に示した１つの板体１４を使用したものと、図８に示した３つの弁体７２，７４，７６を使用したものとの２種類が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１６３８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、近年ウェハなどの被処理体が大型化され、これに伴って、ゲート開口部も次第に大径化されている。しかしながら、この大径化されたゲート開口部に使用される真空用ゲート弁は、コンパクトな構造のものが要求される。
【００１３】
しかしながら、図７に示した真空用ゲート弁１０の構造では、インフラートシール部材５６をゲート開口部の幅Ｈよりも外方域に配置する必要があるため、弁体１４を全体的に大きく設定しなければならず、ひいては弁箱本体１２を大きく設定しなければならない。
【００１４】
また、図８に示した真空用ゲート弁１００では、３つの弁体部材７２，７４，７６を３つの膨張部材９０，９２，９４を利用して移動させる構造であるため、部品点数が多くなるとともに厚さ方向にかなりのスペースが必要で、コンパクト化の達成が困難であるという問題があった。
【００１５】
本発明は、このような実情に鑑み、ゲート開口部を大型化しなければならないであっても、少ない部品点数でその構造をコンパクトにできる真空用ゲート弁を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明に係る真空用ゲート弁は、
弁箱の側方に配置された弁体がゲート開口部に側方から接近するように水平方向の移動を行なった後、前記弁体が前記ゲート開口部に密着するまでの垂直方向の移動を行なって前記ゲート開口部を封止するツーアクションタイプのゲート弁であって、
前記弁体は、前記ゲート開口部側方の離反位置および前記ゲート開口部と対面する対面位置との間の水平方向の移動のみを行なうサポートプレートと、
前記サポートプレートと一体になって水平方向の移動を行った後、前記対面位置から前
記ゲート開口部を封止する封止位置までの垂直方向の移動を行なうシールプレートと、を備え、
前記サポートプレートと前記シールプレートとの対向しあう内側面には、前記シールプレートを前記サポートプレートから離反させるシール用膨張部材、ならびに前記シールプレートを前記サポートプレートに接近させるシール解除用膨張部材がそれぞれ配置されていることを特徴としている。
【００１７】
係る構成による本発明によれば、弁体が２枚の板体で構成されるともに膨張部材も２種類で良いので、厚さが小さくて部品点数も少なくて良い。また、膨張部材は、２枚の板体の間に配置できるので、弁体を必要以上に大きくする必要がない。したがって、本発明によれば、厚さを薄くすることができ、コンパクト化が達成される。
【００１８】
さらに、本発明では、前記シール用膨張部材は、前記シールプレートの内側面に一体的に取り付けられ、このシール用膨張部材内に圧縮空気が導入された場合に、前記シールプレートが前記サポートプレートから離反する方向に移動されるとともに、
前記シール解除用膨張部材は、前記シールプレートの内側面と前記サポートプレートの内側面との一部の面同士が鎖状にリンクした小部屋内に収容されており、この小部屋内に収容された前記シール解除用膨張部材が膨張されたときに、互いにリンクした一部の面同士が離反する方向に移動して、これにより前記シールプレートと前記サポートプレートとが互いに接近する方向に移動されることが好ましい。
【００１９】
このような構成であれば、鎖状にリンクした小部屋内に膨張部材を収容することにより、シールプレートとサポートプレートとを接近させる方向に移動させることができる。
さらに、本発明では、前記シールプレートと前記ゲート開口部とが当接したときに、前記ゲート開口部を封止するシール部材が介在され、
前記サポートプレートと前記シールプレートとの間には、面同士を接近あるいは離反させるための案内機構が介在されていることが好ましい。
【００２０】
このような構成であれば、シールプレートの移動が案内機構で確実に案内されるので、所定の作動を安定して行なわすことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シールプレートとサポートプレートとの２つの板材により弁体が構成されているので、厚さ方向の寸法を小さくすることができ、また、膨張部材は２種類設置すれば良い。したがって、弁体の設置スペースを小さくすることができるとともに、部品点数を少なくすることができる。
【００２２】
したがって、コンパクトな構造の真空ゲート弁を提供することができる。
また、シールプレートとサポートプレートとの間に案内機構が介在されていれば、シールプレートの移動を安定して行なわせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る真空用ゲート弁の一実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施例に係る真空用ゲート弁を示したもので、図２は、図１のＡ−Ａ線方向の断面図で、図３は、図１の下面側から見た概略断面図で、図４は、図１の上面側から見た概略断面図である。
【００２４】
この真空用ゲート弁２０は、略矩形状の弁箱２２を有しているとともに、弁箱２２の内部に２枚の板体からなる弁体２４が収容されている。また、弁箱２２の図１における右方には、弁体２４が移動した場合に、弁体２４の収容部として機能する弁体ケース２５が付
設されている。
【００２５】
弁箱２２には、互いに対向する二側壁２２ａ、２２ｂ間に貫通して略矩形状のゲート開口部２６が形成され、弁体ケース２５は、弁箱２２側の一端面を除く他の面は閉塞されている。なお、図１〜図４の状態では、弁体２４が、弁体ケース２５から左方向に水平移動して、弁体２４がゲート開口部２６を遮る位置、すなわちゲート開口部２６に対する対面位置に到達した状態を示している。
【００２６】
なお、本明細書では、図１において、弁体２４の左右方向の移動を「水平方向の移動」とし、図１の紙面に対して直角な方向の移動を「垂直方向の移動」として説明するが、これは説明の都合上便宜的に用いたもので、ゲート弁の配設向きなどを限定したものではない。
【００２７】
弁体２４は、弁箱２２内を水平移動するように構成され、図１に示したように、弁箱２２の上部側方には、弁体２４を水平方向に移動させるための駆動手段として、ピストンシリンダ装置１８が設置されている。そして、このピストンシリンダ装置１８のピストンロッド３２にフランジ部材３４が取り付けられている。なお、図１の断面では、このフランジ部材３４とサポートプレート８２とは離反しているが、実際には一体的に取り付けられている。
【００２８】
一方、弁箱２２の下方端部には、水平方向にガイドレール３６が設けられている。そして、このガイドレール３６にサポートプレート８２の下端部が、摺動案内部材３８，３８を介して摺動自在に取り付けられている。サポートプレート８２には、上記摺動案内部材３８が取り付けられるので、シールプレート８４より若干大きく形成されている。また、サポートプレート８２は、ガイドレール３６に沿って水平方向の移動のみが可能であり、図１の紙面に対する垂直方向へは移動することができない。
【００２９】
このような真空用ゲート弁２０では、ピストンシリンダ装置１８のピストンロッド３２の伸縮動作によりフランジ部材３４が水平方向に移動されると、サポートプレート８２と、シールプレート８４との２つの板体から構成されている弁体２４が常に一体に水平方向に移動する。
【００３０】
なお、ピストンシリンダ装置１８に代えて、電動モータ、ステッピングモータなど公知の駆動機構を採用することもできる。
シールプレート８４の外周域には、Ｏリングからなるシール部材４０が介在されており、このシール部材４０がシールプレート８４の移動によって、弁箱２２の側壁２２ｂに圧接されることにより、ゲート開口部２６が封止される。
【００３１】
ここでは、シールプレート８４にシール部材４０を設ける一例を説明したが、シールプレート８４と弁箱２２とが当接したときにゲート開口部を封止するためのシール部材４０が介在していればよく、シール部材４０はゲート開口部２６を囲むように弁箱２２の側壁２２ｂに設けられていてもよい。
【００３２】
なお、シール部材４０の材質としては、フッ素系エラストマー、パーフルオロ系エラストマー、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン三次元共重合体）などがあげられるが、パーティクルの発生が少なく、耐熱性などを考慮すれば、フッ素系エラストマーが好適である。
【００３３】
サポートプレート８２とシールプレート８４との間には、圧縮空気により膨張するシール用膨張部材４２ａ，４２ｂと、シール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂとが設置されてい
る。
【００３４】
シール用膨張部材４２ａ、４２ｂは、図１において、弁体２４の左右両端部に上下方向に配置され、シール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂは、弁体２４の上下両端部に水平方向に配置されている。
【００３５】
そして、シール用膨張部材４２ａ、４２ｂには、チューブ７７を介して圧縮空気が導入され、シール解除用膨張部材４３ａ，４３ｂには、チューブ７９を介して圧縮空気が導入される。
【００３６】
これらの膨張部材４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂは、略同一の構造を有している。すなわち、図５に示したように、例えば、シール用膨張部材４２ａ、４２ｂは、中空状の本体部５６と、この本体部５６を支持する基底部５８とから構成されている。そして、この基底部５８が、図７に示した場合と同様に、係止片を備えた取付部材６１および螺子部材６５などによってサポートプレート８２側に取り付けられている。
【００３７】
このようなシール用膨張部材４２ａ、４２ｂおよびシール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂは、例えば、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム等から形成されたものが使用可能である。しかしながら、経時により放出されるガス量の少ない材質を使用することが望ましい。
【００３８】
シール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂは、図６に拡大して示したように、サポートプレート８２とシールプレート８４との間の空間８７内に介在されている。
すなわち、サポートプレート８２には、図１に示したように、上下両側部に略矩形状の窓８２ａ、８２ｂが形成され、これらの窓８２ａ、８２ｂ内にシールプレート８４側から突出された解除プレート片８４ａが臨むように設置されている。また、この解除プレート片８４ａの空間８７内には、ネジ部材８９によりサポートプレート８２に一体に取り付けられた固定用プレート片８２ｃが配置されている。よって、空間８７はシール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂの膨張および収縮に伴って拡開あるいは縮小される。
【００３９】
一方、この空間８７において、シール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂが膨張すれば、シールプレート８４とサポートプレート８２との間は接近することになる。すなわち、シール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂに圧縮空気を導入すれば、シールプレート８４がサポートプレート８２側に接近する方向に移動し、これによりゲート開口部２６が開となる。
【００４０】
なお、この実施例では、上下に一個ずつのシール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂが配置され、左右に一個ずつのシール膨張用部材４２ａ、４２ｂが配置されているが、これらの位置を逆に配置することも可能である。
【００４１】
また、この実施例では、シール膨張用部材４２ａ、４２ｂおよびシール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂがサポートプレート８２側に固定されているが、シールプレート８４側に固定することも可能である。
【００４２】
このようなシール膨張用部材４２ａ、４２ｂおよびシール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂは、例えば、ＥＰＤＭ、フッ素ゴム等から形成されたものが使用可能である。しかしながら、経時により放出されるガス量の少ない材質を使用することが望ましい。
【００４３】
さらに、図１および図３に示したように、サポートプレート８２とシールプレート８４との間に案内機構Ｇが介在され、この案内機構Ｇによりシールプレート８４がサポートプレート８２に対して垂直方向に案内される。
【００４４】
本実施例による真空用ゲート弁２０は、上記のように構成されているが、以下に作用について説明する。
先ず、弁開から弁閉に至る動作について説明する。
【００４５】
今、ゲート開口部２６が開放した状態にある。すなわち、弁体２４が弁体ケース２５内の仮想線の位置にある。この位置を弁体２４の離反位置とする。一方、図１に実線で示したように、弁体２４がゲート開口部２６を遮る位置にあるとき、弁体２４の対面位置とする。
【００４６】
弁開から閉弁にするには、図１に示したピストンシリンダ装置１８を作動することによって、離反位置（図の右方）にある弁体２４をガイドレール３６に沿って同図の左方まで直線的に移動させる。このとき、弁体２４を構成するサポートプレート８２とシールプレート８４とは一体的に水平方向に移動する。
【００４７】
こうしてサポートプレート８２とシールプレート８４とが一体となって左方向に移動し、２枚で一対の弁体２４が図１に実線で示した対面位置に到達する。その後、図示しない圧縮空気供給源に接続されたチューブ７７を介して、シール用膨張部材４２ａ、４２ｂに圧縮空気を供給する。これにより、このシール用膨張部材４２ａ、４２ｂの中空状の本体部５６が膨張される。
【００４８】
すると、膨張したシール用膨張部材４２ａ、４２ｂの本体部５６が、図５に示したように、シールプレート８４の内壁を押圧することによって、シールプレート８４は、サポートプレート８２から離反する方向に移動する。すなわち、弁箱本体２２の他方の側壁２２ｂ側に移動することになる。
【００４９】
このように、シールプレート８４がサポートプレート８２から離反して、このシールプレート８４のみが垂直方向の移動を行い。シールプレート８４が所定距離移動すると、シール部材４０が側壁２２ｂに押し付けられる。これにより、Ｏリング４０により、弁箱２２のゲート開口部２６が封止されることにより、第２の部屋３０と第１の部屋２８との間が封止される。
【００５０】
次に、弁閉から弁開に至る動作について説明する。
今、ゲート開口部２６がシールプレート８４により封止された状態にある。
このように、ゲート開口部２６が封止された状態からシール部材４０による封止を解除する場合には、先ず、チューブ７９を介してシール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂａに圧縮空気を導入するとともにシール用膨張部材４２ａ、４２ｂから圧縮空気を吸引または脱気すればよい。このように、シール解除用膨張部材４３ａ、４３ｂの圧力をシール用膨張部材４２ａ、４２ｂに対して相対的に大きくすれば、シールプレート８４を、サポートプレート８２側に向かって引き戻すことができる。すなわち、図２において説明すれば、シールプレート８４を左方向に移動させることができる。これにより、ゲート開口部２６が完全に開となる。
【００５１】
以後、ピストンシリンダ装置１８の駆動により、サポートプレート８２とシールプレート８４とからなる弁体２４を、図１において右方向への移動を行なわせて弁体２４を弁体ケース２５内に収容する。
【００５２】
本実施例による真空用ゲート弁１０では、このようなサイクルが繰り返されて、開から閉、閉から開とすることができる。
このように、本実施例では、弁体２４がサポートプレート８２とシールプレート８４の２枚の板材から構成され、かつ膨張部材も２種類あれば良い。また、膨張部材の設置場所
は、図７に示したゲート開口部の幅Ｈよりも狭い範囲に設置することができる。これにより、コンパクトな構造にすることができる。また、部品点数が少なくて良い。
【００５３】
以上、本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は本発明の一実施例に係る真空用ゲート弁の概略正面図である。
【図２】図２は図１におけるＡ−Ａ線方向の概略断面図である。
【図３】図３は図１におけるＢ−Ｂ線方向の概略断面図である。
【図４】図４は図１を上面側から見たときの概略上面図である。
【図５】図５は図３の一部を拡大して示した断面図である。
【図６】図６は図２の一部を拡大して示した断面図である。
【図７】図７は特開平２００５−１６３８９９号公報に開示されている真空用ゲート弁の部分断面図である。
【図８】図８は同じく特開平２００５−１６３８９９号公報に開示されている他の真空用ゲート弁の部分断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１８                  ピストンシリンダ装置
２０                  真空用ゲート弁
２２                  弁箱
２４                  弁体
２６                  ゲート開口部
２８                  第１の部屋
３０                  第２の部屋
３６                  ガイドレール
４０                  シール部材
４２ａ，４２ｂ        シール用膨張部材
４３ａ、４３ｂ        シール解除用膨張部材
８２                  サポートプレート
８４                  シールプレート
Ｇ                    案内機構
【図１】
2007170437.tif 000003
【図２】
2007170437.tif 000004
【図３】
2007170437.tif 000005
【図４】
2007170437.tif 000006
【図５】
2007170437.tif 000007
【図６】
2007170437.tif 000008
【図７】
2007170437.tif 000009
【図８】
2007170437.tif 000010