(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体処理システムのゲートバルブであって、
開口部を包囲する弁座に対して接近及び離反するように第１方向に移動可能な基枠と、前記弁座は第１基準面に面して配設された第１シール面を有することと、
前記基枠の前記弁座側における移動限界を規定する第１ストッパと、
前記第１基準面と直交する第２基準面上において旋回可能となるように、前記基枠に取り付けられた揺動枠と、
前記揺動枠に取り付けられた弁体と、前記弁体は前記第１シール面と係合して前記開口部を閉鎖するための第２シール面を有することと、
前記基枠と前記揺動枠とを接続するリンク機構と、前記リンク機構は中間部分において折り曲がることにより屈伸可能であることと、
前記中間部分を前記第１方向に移動するため、前記中間部分に接続された駆動機構と、
前記基枠に対する前記揺動枠の旋回動作に対して抵抗力を付与するための付勢部材と、
を具備し、前記開口部が閉鎖される時、前記駆動機構により前記中間部分が前記弁座側に駆動されることにより、先ず、前記基枠が前記第１ストッパに当接するまで移動され、次に、前記リンク機構が屈伸されることにより、前記揺動枠が旋回し、前記弁体が前記弁座上に着座して前記第１及び第２シール面が係合するように設定されるゲートバルブ。
【請求項２】
前記弁座に対して相対的に固定されたガイドを更に具備し、前記基枠は前記ガイドに沿って移動する請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項３】
前記付勢部材の作用下で前記基枠に対して前記揺動枠が旋回される際に生じる衝撃を吸収するため、前記基枠と前記揺動枠との間に配設されたダンパを更に具備する請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項４】
前記駆動機構は前記中間部分に接続された往復ロッドを具備する請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項５】
前記往復ロッドは前記中間部分に形成された長孔を貫通し、前記往復ロッドと前記中間部分とは前記長孔が許容する範囲で相対的に移動可能である請求項４に記載のゲートバルブ。
【請求項６】
前記往復ロッドは前記中間部分に対して位置調整機構を介して接続され、前記往復ロッドと前記中間部分との接続位置は前記位置調整機構により調整可能である請求項４に記載のゲートバルブ。
【請求項７】
前記弁体が前記弁座上に着座する時の前記リンク機構の屈伸状態に対応して、前記往復ロッドのストロークの一方の限界が設定される請求項４に記載のゲートバルブ。
【請求項８】
前記弁体が前記弁座上に着座する時の前記リンク機構の屈伸状態に対応して、前記中間部分の前記弁座側の移動限界を規定する第２ストッパを更に具備する請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項９】
前記第２ストッパは前記基枠に固定される請求項８に記載のゲートバルブ。
【請求項１０】
前記付勢部材は前記基枠と前記揺動枠とを接続する請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項１１】
前記リンク機構は、前記基枠及び前記揺動枠に夫々前記第２基準面上において旋回可能に取り付けられた第１及び第２レバーを具備し、前記中間部分は、前記第１及び第２レバーを互いに前記第２基準面上において旋回可能に接続する請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項１２】
前記第１方向は前記第１基準面と実質的に平行である請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項１３】
前記弁体と前記リンク機構とは、前記揺動枠が前記基枠に取り付けられた位置を挟んだ第１及び第２位置において前記揺動枠に接続される請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項１４】
前記開口部は被処理基板が収納される気密室の側壁に形成され、前記開口部は前記被処理基板が通過するための開口部である請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項１５】
前記弁座と前記弁体とは、前記気密室内の真空雰囲気と前記気密室外の大気雰囲気とを仕切るように設定される請求項１４に記載のゲートバルブ。
【請求項１６】
半導体処理システムのゲートバルブであって、
開口部を包囲する弁座に対して接近及び離反するように第１方向に移動可能な基枠と、前記弁座は第１基準面に面して配設された第１シール面を有することと、
前記基枠の前記弁座側における移動限界を規定する第１ストッパと、
前記第１基準面と直交する第２基準面上において旋回可能となるように、前記基枠に取り付けられた揺動枠と、
前記揺動枠に取り付けられた弁体と、前記弁体は前記第１シール面と係合して前記開口部を閉鎖するための第２シール面を有することと、
前記基枠と前記揺動枠とを接続するリンク機構と、前記リンク機構は中間部分において折り曲がることにより屈伸可能であることと、前記リンク機構は、前記基枠及び前記揺動枠に夫々前記第２基準面上において旋回可能に取り付けられた第１及び第２レバーを具備し、前記中間部分は、前記第１及び第２レバーを互いに前記第２基準面上において旋回可能に接続することと、
前記中間部分を前記第１方向に移動するため、前記中間部分に接続された往復ロッドを具備する駆動機構と、
前記基枠に対する前記揺動枠の旋回動作に対して抵抗力を付与するため、前記基枠と前記揺動枠とを接続する付勢部材と、
を具備し、前記開口部が閉鎖される時、前記駆動機構により前記中間部分が前記弁座側に駆動されることにより、先ず、前記基枠が前記第１ストッパに当接するまで移動され、次に、前記リンク機構が屈伸されることにより、前記揺動枠が旋回し、前記弁体が前記弁座上に着座して前記第１及び第２シール面が係合するように設定されるゲートバルブ。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、半導体ウエハ等の被処理基板に対して処理を施すための半導体処理システムにおいて、ロードロック室や処理室に対して使用されるゲートバルブに関する。なお、ここで、半導体処理とは、半導体ウエハやＬＣＤ基板等の被処理基板上に半導体層、絶縁層、導電層等を所定のパターンで形成することにより、該被処理基板上に半導体デバイスや、半導体デバイスに接続される配線、電極等を含む構造物を製造するために実施される種々の処理を意味する。
背景技術
従来のゲートバルブの駆動機構として、リンク機構を用いたものやカム機構を用いたものが知られている。例えば、特開平５−１９６４５０号公報ではリンク機構を用いた図１０図示のゲートバルブが開示される。特開平１０−１５９９９９号公報ではカム機構を用いた図１１Ａ、Ｂ図示のゲートバルブが開示される。
図１０図示のゲートバルブ１００はロードロック室１１０と処理室１２０との間に配設される。ゲートバルブ１００はゲート室１０６に収容された基体１０２及び弁体１０５を含む。基体１０２はアクチュエータ１０１に接続される。ゲート室１０６のロードロック室１１０側の壁面に沿ってガイドレール１０７が配設され、基体１０２が昇降案内される。基体１０２の上下でリンク１０３、１０４を介して弁体１０５が連結される。基体１０２と弁体１０５とは更にスプリング１０８により連結される。弁体１０５により処理室１２０の開口部１２１が開閉される。
処理室１２０の開口部１２１を閉じる時には、アクチュエータ１０１が駆動して基体１０２及び弁体１０５が一体的にガイドレール１０７に沿って上昇する。弁体１０５上端のローラ１０９がゲート室１０６の天井に当接した後も、引き続き基体１０２は上昇する。このため、弁体１０５は、それ以上上昇しないが、スプリング１０８に抗してローラ１０９を回転させながら処理室１２０の開口部１２１に接近する。基体１０２が上昇端に達すると基体１０２及び弁体１０５の高さが揃う。この時、上下のリンク１０３、１０４を介して弁体１０５が処理室１２０の開口部１２１に強く押し付けられ、開口部１２１を閉じる。
開口部１２１を開く時にはアクチュエータ１０１が逆方向に駆動し、基体１０２が下降する。これにより、弁体１０５はスプリング１０８を介して基体１０２側に引き寄せられ、開口部１２１を開く。更に基体１０２が下降すると、スプリング１０８の作用下で弁体１０５が初期状態に戻る。
図１０図示、即ち、特開平５−１９６４５０号公報に開示のゲートバルブ１００は、弁体１０５の近傍で、リンク機構の他にガイドレール１０７やスプリング１０８等の部品を用いて基体１０２及び弁体１０５のスライド動作及び開口部との離接動作を実現している。このため、ローラ１０９がゲート室１０６の内壁にぶつかりパーティクルを発生し易いという問題がある。
一方、図１１Ａ、Ｂ図示のゲートバルブ２００は、開口部２１０を開閉する弁体２０１を含む。弁体２０１の上下に夫々左右一対の側板２０２が固定される。各側板２０２に特殊形状の第１ガイド溝２０３が形成される。
ゲートバルブ２００はまた、各第１ガイド溝２０３に夫々対応する特殊形状の第２ガイド溝２０４が形成された弁体駆動ロッド２０５を含む。弁体２０１と弁体駆動ロッド２０５とは、第１、第２ガイド溝２０３、２０４に挿入されたシャフト状のコロ２０６により連結される。各側板２０２と弁駆動ロッド２０５とは更にスプリング２０７により連結される。
図１１Ｂは第１、第２ガイド溝２０３、２０４とコロ２０６との関係を拡大して示す。図１１Ｂからも明らかなように、開口部２１０が開いた状態では、両ガイド溝２０３、２０４は、側面から見ると、互いに偏倚している。
開口部２１０を閉じる時には、弁体１駆動ロッド２０５が駆動し、弁体２０１が弁座２１１との間に隙間を介在させた状態で下降する。弁体２０１が開口部２１０の下方のストッパ２１２に当たると、弁体駆動ロッド２０５がスプリング２０７に抗して下降する。この際、コロ２０６が第１ガイド溝２０３を介して側板２０２を僅かではあるが開口部２１０側へ移動させ、最終的には弁体２０１を弁座２１１に対して押圧する。
開口部２１０を開く時には、弁体駆動ロッド２０５が上昇する。この際、コロ２０６はスプリング２０７を介して第１ガイド溝２０３内を上昇し、弁体２０１を弁座２１２から引き離す。更に、弁体駆動ロッド２０５が上昇すると、コロ２０６は図１１Ｂ図示の状態を維持すると共に、弁体２０１と開口部２１０との隙間を維持しながら弁体２０１を上昇させ、初期状態に戻る。
図１１Ａ、Ｂ図示、即ち、特開平１０−１５９９９９号公報に開示のゲートバルブ２００は、第１、第２ガイド溝２０３、２０４を介して弁体２０１の上下動作及び開口部との離接動作を実現している。このため、ガイド溝を高精度に加工しなくてはならず、また、弁体２０１及び開口部２１０近傍でパーティクルを発生し易いという問題がある。
発明の開示
本発明の目的は、弁座（開口部）及び弁体の近傍でパーティクルを発生し難い、半導体処理システムのゲートバルブを提供することにある。
本発明の第１の視点は、半導体処理システムのゲートバルブであって、
開口部を包囲する弁座に対して接近及び離反するように第１方向に移動可能な基枠と、前記弁座は第１基準面に面して配設された第１シール面を有することと、
前記基枠の前記弁座側における移動限界を規定する第１ストッパと、
前記第１基準面と直交する第２基準面上において旋回可能となるように、前記基枠に取り付けられた揺動枠と、
前記揺動枠に取り付けられた弁体と、前記弁体は前記第１シール面と係合して前記開口部を閉鎖するための第２シール面を有することと、
前記基枠と前記揺動枠とを接続するリンク機構と、前記リンク機構は中間部分において折り曲がることにより屈伸可能であることと、
前記中間部分を前記第１方向に移動するため、前記中間部分に接続された駆動機構と、
前記基枠に対する前記揺動枠の旋回動作に対して抵抗力を付与するための付勢部材と、
を具備し、前記開口部が閉鎖される時、前記駆動機構により前記中間部分が前記弁座側に駆動されることにより、先ず、前記基枠が前記第１ストッパに当接するまで移動され、次に、前記リンク機構が屈伸されることにより、前記揺動枠が旋回し、前記弁体が前記弁座上に着座して前記第１及び第２シール面が係合するように設定される。
本発明の第２の視点は、第１の視点のバルブにおいて、前記弁座に対して相対的に固定されたガイドを更に具備し、前記基枠は前記ガイドに沿って移動する。
本発明の第３の視点は、第１の視点のバルブにおいて、前記付勢部材の作用下で前記基枠に対して前記揺動枠が旋回される際に生じる衝撃を吸収するため、前記基枠と前記揺動枠との間に配設されたダンパを更に具備する。
本発明の第４の視点は、第１の視点のバルブにおいて、前記駆動機構は前記中間部分に接続された往復ロッドを具備する。
本発明の第５の視点は、第４の視点のバルブにおいて、前記往復ロッドは前記中間部分に形成された長孔を貫通し、前記往復ロッドと前記中間部分とは前記長孔が許容する範囲で相対的に移動可能である。
本発明の第６の視点は、第４の視点のバルブにおいて、前記往復ロッドは前記中間部分に対して位置調整機構を介して接続され、前記往復ロッドと前記中間部分との接続位置は前記位置調整機構により調整可能である。
本発明の第７の視点は、第４の視点のバルブにおいて、前記弁体が前記弁座上に着座する時の前記リンク機構の屈伸状態に対応して、前記往復ロッドのストロークの一方の限界が設定される。
本発明の第８の視点は、第１の視点のバルブにおいて、前記弁体が前記弁座上に着座する時の前記リンク機構の屈伸状態に対応して、前記中間部分の前記弁座側の移動限界を規定する第２ストッパを更に具備する。
本発明の第９の視点は、第８の視点のバルブにおいて、前記第２ストッパは前記基枠に固定される。
本発明の第１０の視点は、第１の視点のバルブにおいて、前記付勢部材は前記基枠と前記揺動枠とを接続する。
本発明の第１１の視点は、第１の視点のバルブにおいて、前記リンク機構は、前記基枠及び前記揺動枠に夫々前記第２基準面上において旋回可能に取り付けられた第１及び第２レバーを具備し、前記中間部分は、前記第１及び第２レバーを互いに前記第２基準面上において旋回可能に接続する。
本発明の第１２の視点は、第１の視点のバルブにおいて、前記第１方向は前記第１基準面と実質的に平行である。
本発明の第１３の視点は、第１の視点のバルブにおいて、前記弁体と前記リンク機構とは、前記揺動枠が前記基枠に取り付けられた位置を挟んだ第１及び第２位置において前記揺動枠に接続される。
本発明の第１４の視点は、第１の視点のバルブにおいて、前記開口部は被処理基板が収納される気密室の側壁に形成され、前記開口部は前記被処理基板が通過するための開口部である。
本発明の第１５の視点は、第１４の視点のバルブにおいて、前記弁座と前記弁体とは、前記気密室内の真空雰囲気と前記気密室外の大気雰囲気とを仕切るように設定される。
本発明の第１６の視点は、半導体処理システムのゲートバルブであって、
開口部を包囲する弁座に対して接近及び離反するように第１方向に移動可能な基枠と、前記弁座は第１基準面に面して配設された第１シール面を有することと、
前記基枠の前記弁座側における移動限界を規定する第１ストッパと、
前記第１基準面と直交する第２基準面上において旋回可能となるように、前記基枠に取り付けられた揺動枠と、
前記揺動枠に取り付けられた弁体と、前記弁体は前記第１シール面と係合して前記開口部を閉鎖するための第２シール面を有することと、
前記基枠と前記揺動枠とを接続するリンク機構と、前記リンク機構は中間部分において折り曲がることにより屈伸可能であることと、前記リンク機構は、前記基枠及び前記揺動枠に夫々前記第２基準面上において旋回可能に取り付けられた第１及び第２レバーを具備し、前記中間部分は、前記第１及び第２レバーを互いに前記第２基準面上において旋回可能に接続することと、
前記中間部分を前記第１方向に移動するため、前記中間部分に接続された往復ロッドを具備する駆動機構と、
前記基枠に対する前記揺動枠の旋回動作に対して抵抗力を付与するため、前記基枠と前記揺動枠とを接続する付勢部材と、
を具備し、前記開口部が閉鎖される時、前記駆動機構により前記中間部分が前記弁座側に駆動されることにより、先ず、前記基枠が前記第１ストッパに当接するまで移動され、次に、前記リンク機構が屈伸されることにより、前記揺動枠が旋回し、前記弁体が前記弁座上に着座して前記第１及び第２シール面が係合するように設定される。
発明を実施するための最良の形態
以下に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要に応じて行う。
図１Ａ〜Ｃは本発明の第１実施の形態に係る半導体処理システムのゲートバルブの概略的構成を示す縦断側面図である。また、図２及び図３は第１実施の形態に係るゲートバルブの内部構造を、開口部を開いた状態で上方及び下方から夫々示す斜視図である。図４及び図５は図２図示の内部構造を、開口部を閉じた状態を上方及び下方から夫々示す斜視図である。
この実施の形態において、ゲートバルブ２０は、例えば、気密なロードロック室１２の側壁に形成された開口部１４に対して配設される。ロードロック室１２は、開口部１４の反対側で、成膜装置やエッチング装置等の処理室に接続される。典型的には、開口部１４は、半導体ウエハ、ＬＣＤ用基板等の被処理基板Ｗを通過させるために使用される。
ロードロック室１２の側壁上には、開口部１４を包囲すると共に、後述する弁体２４と協働して開口部１４を気密に開閉するための弁座２２が取り付けられる。即ち、弁体２４及び弁座２２は、ロードロック室１２内の真空雰囲気と、ロードロック室１２外の大気雰囲気とを仕切るように設定される。弁座２２は弁体２４と係合するための垂直な第１シール面２２ａを有する。ここで、ゲートバルブ２０の構成を明確にするため、第１シール面２２ａは、垂直な第１基準面ＲＰ１（図２参照）に面し、これと平行となるように配設されるものとする。
開口部１４の下側で、ロードロック室１２には、ゲートバルブ２０の主要部品を収納するための筐体１６が着脱可能に固定される。図２乃至図５では、ゲートバルブ２０の内部構造を示すため、筐体１６の一部のみが示されるが、実際には筐体１６は内部構造を隠すように構成される。筐体１６のロードロック室１２側の側壁（図１Ａ〜Ｃ中の左側）には、第１基準面ＲＰ１と平行に、垂直下方に延在するようにガイド２６が配設される。即ち、ガイド２６は、弁座２２に対して相対的に固定される。
ガイド２６にはこれに沿って垂直方向に移動することにより弁座２２に対して接近及び離反可能な基枠２８が取り付けられる。基枠２８は上端部にロードロック室１２とは逆側に向かって水平に延びる一対のアーム３２を有し、その先端に揺動枠３４が軸支される。即ち、揺動枠３４は、第１基準面ＲＰ１と直交する垂直な第２基準面ＲＰ２（図２参照）上において旋回可能となるように、例えばピン結合により、基枠２８に取り付けられる。
揺動枠３４は、筐体１６に形成された開口部１７を貫通して上方に延び出し、その上端部に弁体２４が取り付けられる。弁体２４は弁座２２の第１シール面２２ａと係合して開口部１４を閉鎖するための第２シール面２４ａを有する。弁体２４のシール面２４ａには、開口部１４を気密に封止するためのＯリング２４ｂが配設される。
基枠２８と揺動枠３４とは、下端部において、一対のリンク機構３６により接続される。リンク機構３６は、その中間部分において折り曲がることにより屈伸可能となる。具体的には、各リンク機構３６は、例えばピン結合により、基枠２８及び揺動枠３４に夫々第２基準面ＲＰ２上において旋回可能に取り付けられた第１及び第２レバー４２、４４を含む。第１及び第２レバー４２、４４は、リンク機構３６が折れ曲がる中間部分を構成するための仲介部材３８によって、例えばピン結合により、互いに第２基準面ＲＰ２上において旋回可能に接続される。
基枠２８のアーム３２とリンク機構３６との間で、基枠２８と揺動枠３４とは、スプリング兼ダンパ部材４６により接続される。部材４６は、一方で、基枠２８に対する揺動枠３４の旋回動作に対して抵抗力を付与するための引張りスプリング（付勢部材）として機能する。また、部材４６は、他方で、部材４６の引張りスプリングの作用下で基枠２８に対して揺動枠３４が旋回される際に生じる衝撃を吸収するためのダンパとして機能する。
基枠２８と揺動枠３４との間に位置するように、筐体１６には、弁体２４を駆動するための駆動機構として機能するエアアクチュエータ５２が固定される。エアアクチュエータ５２は、下方に延在し且つ基枠２８と揺動枠３４との間のスペースで垂直方向に往復動されるロッド５４を有する。ロッド５４の下端部はリンク機構３６の仲介部材３８に、例えばネジ及びナット結合により接続される。
ガイド２６の上端部には、ガイド２６に沿った基枠２８の弁座２２側における移動限界を規定する一対の第１ストッパ５６が配設される。また、リンク機構３６の幾分上方で、基枠２８には、仲介部材３８の弁座２２側における移動限界を規定する一対の第２ストッパ５８が配設される。
次に、ゲートバルブ２０の動作について説明する。なお、以下のエアアクチュエータ５２の駆動は、制御装置（図示せず）の制御下で行われる。
図１Ａ図示の如く、ロードロック室１４の開口部１４が開放される時、エアアクチュエータ５２のロッド５４は最も延び出した状態となる。従って、基枠２８はガイド２６の下端部に配置され、またリンク機構３６は、動作範囲内において最も屈折した状態となる。このため、揺動枠３４は、筐体１６内において、垂直状態よりも、アーム３２の先端部の軸支点を中心に時計方向に幾分旋回され、傾斜した状態となる。
次に、開口部１４が閉鎖される時、エアアクチュエータ５２のロッド５４が引き込まれ、リンク機構３６の仲介部材３８が弁座２２側に引っ張られる。この時、スプリング兼ダンパ部材４６により、基枠２８に対する揺動枠３４の旋回動作に対して抵抗力が付与されているため、リンク機構３６が伸びる（第１及び第２レバー４２、４４間の内角θが大きくなる）ことなく、ガイド２６に沿った基枠２８の上昇が先行して開始される。ガイド２６に沿った基枠２８の上昇は、図１Ｂ図示の如く、基枠２８が第１ストッパ５６に当接するまで継続する。なお、基枠２８が第１ストッパ５６に当接した時、弁体２４は僅かなギャップを介して弁座２２に対向する位置にちょうど来るように予め設定される。
基枠２８が第１ストッパ５６に当接した後、エアアクチュエータ５２のロッド５４が更に引き込まれると、基枠２８が停止した状態で、仲介部材３８が弁座２２側に引っ張られる。このため、リンク機構３６が伸び（第１及び第２レバー４２、４４間の内角θが大きくなり）、揺動枠３４が、アーム３２の先端部の軸支点を中心に反時計方向に旋回される。その結果、図１Ｃ図示の如く、弁体２４が弁座２２側に移動してその上に着座することにより、第１及び第２シール面２２ａ、２４ａが係合し、開口部１４が閉鎖される。
つまり、開口部１４を閉鎖する際のゲートバルブ２０の動作は二段階に分かれる。第一段階はロッド５４の引き込みにより基枠２８及び揺動枠３４の全体が上昇し、基枠２８が第１ストッパ５６において停止するまでの段階である。第二段階は基枠２８が停止した後、ロッド５４の引き込みにより仲介部材３８のみが上昇して第２ストッパ５８において停止するまでの段階である。
弁体２４は、上記第二段階において、仲介部材３８の上昇に伴ってリンク機構３６が伸ばされることにより、揺動枠３４を介して前方へ移動し、上昇端で図１Ｃ及び図４図示のように開口部１４を閉鎖する。従って、弁体２４が弁座２２上に着座する時のリンク機構３６の屈伸状態と、第２ストッパ５８により規定される、リンク機構３６の仲介部材３８の弁座２２側における移動限界とは、互いに一致するように、予め設定される。
また、開口部１４を開放する際のゲートバルブ２０の動作は、これと逆の経路を辿って二段階で行われる。即ち、先ず、ロッド５４の伸び出しにより、スプリング兼ダンパ部材４６の作用下でリンク機構３６が先行して縮む。これにより、弁体２４が揺動枠３４を介して後方へ移動し、上昇端で図１Ｂ図示のように開口部１４から離れる。この時、基枠２８は第１ストッパ５６において停止した状態におかれる。次に、ロッド５４の伸び出しにより、基枠２８及び揺動枠３４の全体が下降し、図１Ａ及び図２図示のように開口部１４を完全に開放する。
第１実施の形態のゲートバルブ２０では、弁体２４は駆動部から隔離され、弁座２２以外の部分に接触することがない。このため、弁座２２及び弁体２４の近傍でパーティクルを発生させることがなくなり、ロードロック室１２内をパーティクルにより汚染する可能性が低くなる。なお、筐体１６の下方にはファン（図示せず）が設けられ、筐体１６の上方の開口部１７から流入した空気はこのファンによって筐体１６の下方に流出する。従って、駆動部で発生したパーティクルは、弁座２２及び弁体２４の方には流れない。
図６Ａ〜Ｃは本発明の第２実施の形態に係る半導体処理システムのゲートバルブの概略的構成を示す縦断側面図である。この実施の形態のゲートバルブ７０は、第１実施の形態のゲートバルブ２０と比較して、主構成部品の配置に関しては実質的に同じであるが、細部において幾つかの相違点を有する。
具体的には、この実施の形態のゲートバルブ７０では、リンク機構３６の仲介部材３８の弁座２２側における移動限界を規定するための第２ストッパ５８が使用されない。代わりに、弁体２４が弁座２２上に着座する時のリンク機構３６の屈伸状態に対応して、エアアクチュエータ５２の往復ロッド５４のストロークの一方の限界が設定される。即ち、ロッド５４が最大限引き込まれた時、ちょうど弁体２４が弁座２２上に着座するように設定される。
また、図７Ａ図示の如く、リンク機構３６の仲介部材３８には第２基準面ＲＰ２（図２参照）と平行な方向（リンク機構３６の屈伸方向）に長い長孔７２が形成され、ロッド５４の先端は長孔７２を貫通する。更に、図７Ｂ図示の如く、長孔７２を貫通するロッド５４の先端には、雄ネジ部７４が十分に長い範囲に亘って形成される。
雄ネジ部７４には、仲介部材３８の上側から、スリーブ部７５ａとフランジ部７５ｂとを有するスリーブナット７５が螺合する。雄ネジ部７４にはまた、仲介部材３８の下側から、長孔７２の幅よりも大きな外径を有する貫通ナット７６が螺合する。スリーブ部７５ａは長孔７２を貫通し、下側のナット７６はスリーブ部７５ａに当接するまで雄ネジ部７４に捩じ込まれる。なお、組立てた状態において、スリーブ部７５ａ、フランジ部７５ｂ及びナット７６と、仲介部材３８の対応する部分との間には、幾分のギャップが形成されるように設定される。従って、ロッド５４は、スリーブナット７５及び貫通ナット７６と共に、長孔７２に沿って移動可能となる。
このような構成により、ロッド５４と仲介部材３８とは、ロッド５４の長手方向に沿って実質的に一体的に移動する一方、長孔７２が許容する範囲で、第２基準面ＲＰ２上（リンク機構３６の屈伸方向）において相対的に移動可能となる。バルブの開閉動作中、リンク機構３６の屈伸により、仲介部材３８の位置は長孔７２に沿って幾分移動する。従って、長孔７２を形成することにより、リンク機構３６の屈伸に伴いロッド５４に掛る横方向の負荷を軽減することができる。
また、ロッド５４の先端の雄ネジ部７４とスリーブナット７５及び貫通ナット７６とは、位置調整機構として機能する。即ち、ロッド５４と仲介部材３８との接続位置は、この位置調整機構により調整可能となる。従って、エアアクチュエータ５２の往復ロッド５４のストロークが固定されたものであっても、この位置調整機構を用いることにより、実質的にロッド５４のストローク長を調整することができる。即ち、この位置調整機構により、弁体２４が弁座２２上に着座する時のリンク機構３６の屈伸状態と、エアアクチュエータ５２の往復ロッド５４のストロークの一方の限界とを容易に対応させることができる。
また、ゲートバルブ７０では、前述のスプリング兼ダンパ部材４６に代え、引っ張りスプリング４７とダンパ４８とが別個に配設される。スプリング４７は、その両端が基枠２８と揺動枠３４とに直接接続される。また、ダンパ４８は、基枠２８に取り付けられたウレタンバンプ４８ａと、ウレタンバンプ４８ａに対応して揺動枠３４に取り付けられたピン４８ｂとからなる。ダンパ４８により、リンク機構３６の屈曲限界が規定されると共に、リンク機構３６が屈曲して揺動枠３４が旋回する際に発生する衝撃が吸収される。
ゲートバルブ７０の動作原理はゲートバルブ２０のそれと基本的に同じである。即ち、ゲートバルブ７０においても、弁体２４は駆動部から隔離され、弁座２２以外の部分に接触することがない。このため、弁座２２及び弁体２４の近傍でパーティクルを発生させることがなくなり、ロードロック室１２内をパーティクルにより汚染する可能性が低くなる。
図８Ａ〜Ｃは本発明の第３実施の形態に係る半導体処理システムのゲートバルブの概略的構成を示す縦断側面図である。この実施の形態のゲートバルブ８０では、第１実施の形態のゲートバルブ２０と比較して、基枠２８及び揺動枠３４の配置や、エアアクチュエータ５２の向き等が逆となっている。
具体的には、この実施の形態のゲートバルブ８０では、筐体１６のロードロック室１２とは逆側の側壁（図８Ａ〜Ｃ中の右側）に、垂直下方に延在するようにガイド２６が配設される。ガイド２６にはこれに沿って垂直方向に移動可能な基枠２８が取り付けられる。基枠２８は下端部にロードロック室１２側に向かって水平に延びる一対のアーム３２を有し、その先端に揺動枠３４が軸支される。
揺動枠３４の上端部に弁体２４が取り付けられる。基枠２８と揺動枠３４とは上端部近傍において一対のリンク機構３６により接続される。リンク機構３６は、その中間部分において折り曲がることにより屈伸可能となる。具体的には、各リンク機構３６は、基枠２８及び揺動枠３４に夫々旋回可能に取り付けられた第１及び第２レバー４２、４４を含む。第１及び第２レバー４２、４４は、仲介部材３８によって、互いに旋回可能に接続される。
基枠２８と揺動枠３４とは、更に、上端部近傍においてスプリング兼ダンパ部材４６により接続される。基枠２８と揺動枠３４との間に位置するように、筐体１６にはエアアクチュエータ５２が固定される。エアアクチュエータ５２は、上方に延在し且つ基枠２８と揺動枠３４との間のスペースで垂直方向に往復動されるロッド５４を有する。ロッド５４の上端部はリンク機構３６の仲介部材３８に接続される。
ガイド２６の上端部には、ガイド２６に沿った基枠２８の弁座２２側における移動限界を規定する一対の第１ストッパ５６が配設される。なお、仲介部材３８の弁座２２側における移動限界は、エアアクチュエータ５２の往復ロッド５４のストロークの一方の限界により規定される。
ゲートバルブ８０では、揺動枠３４がその下端部を中心として旋回する。これにより、揺動枠３４の旋回角度が第１実施の形態のゲートバルブ２０と同じでも、弁体２４の前後の移動距離を大きく取ることができる。また、ゲートバルブ８０では、エアアクチュエータ５２のロッド５４が最も引き込まれた時に開口部１４が開放され（図８Ａ）、最も延び出した時に開口部１４が閉鎖される（図８Ｃ）。
この他、幾つかの相違点はあるが、ゲートバルブ８０の動作原理はゲートバルブ２０のそれと基本的に同じである。即ち、ゲートバルブ８０においても、弁体２４は駆動部から隔離され、弁座２２以外の部分に接触することがない。このため、弁座２２及び弁体２４の近傍でパーティクルを発生させることがなくなり、ロードロック室１２内をパーティクルにより汚染する可能性が低くなる。
図９Ａ〜Ｃは本発明の第４実施の形態に係る半導体処理システムのゲートバルブの概略的構成を示す縦断側面図である。この実施の形態のゲートバルブ９０では、第１実施の形態のゲートバルブ２０と比較して、揺動枠３４の旋回動作に対して抵抗力を付与するため、引張りスプリングに代えて圧縮スプリングが使用され、また、リンク機構３６の屈伸と開口部１４の開閉との関係が逆となっている。
具体的には、この実施の形態のゲートバルブ９０では、筐体１６のロードロック室１２とは逆側の側壁（図９Ａ〜Ｃ中の左側）に、垂直下方に延在するようにガイド２６が配設される。ガイド２６にはこれに沿って垂直方向に移動可能な基枠２８が取り付けられる。基枠２８は上端部にロードロック室１２側に向かって水平に延びる一対のアーム３２を有し、その先端に揺動枠３４が軸支される。
揺動枠３４の上端部に弁体２４が取り付けられる。基枠２８と揺動枠３４とは下端部近傍において一対のリンク機構３６により接続される。リンク機構３６は、その中間部分において折り曲がることにより屈伸可能となる。具体的には、各リンク機構３６は、基枠２８及び揺動枠３４に夫々旋回可能に取り付けられた第１及び第２レバー４２、４４を含む。第１及び第２レバー４２、４４は、仲介部材３８によって、互いに旋回可能に接続される。
基枠２８と揺動枠３４とは、更に、下端部において圧縮スプリング４９により接続される。基枠２８と揺動枠３４との間に位置するように、筐体１６にはエアアクチュエータ５２が固定される。エアアクチュエータ５２は、下方に延在し且つ基枠２８と揺動枠３４との間のスペースで垂直方向に往復動されるロッド５４を有する。ロッド５４の下端部はリンク機構３６の仲介部材３８に接続される。
ガイド２６の上端部には、ガイド２６に沿った基枠２８の弁座２２側における移動限界を規定する一対の第１ストッパ５６が配設される。なお、仲介部材３８の弁座２２側における移動限界は、エアアクチュエータ５２の往復ロッド５４のストロークの一方の限界により規定される。
ゲートバルブ９０では、揺動枠３４は圧縮スプリング４９により図９Ａ〜Ｃ中の反時計方向に付勢力を付与される。開口部１４が開放される時（図９Ａ）、エアアクチュエータ５２のロッド５４が最も延び出し、リンク機構３６は最も伸びる。このため、揺動枠３４は、筐体１６内において、垂直状態よりも反時計方向に幾分旋回され、傾斜した状態となる。一方、開口部１４が閉鎖される時（図９Ｃ）、エアアクチュエータ５２のロッド５４が最も引き込まれ、リンク機構３６は屈曲する。このため、揺動枠３４は、圧縮スプリング４９の付勢力に抗して、時計方向に旋回され、その結果、弁体２４が弁座２２上に着座する。
この他、幾つかの相違点はあるが、ゲートバルブ９０の動作原理はゲートバルブ２０のそれと基本的に同じである。即ち、ゲートバルブ９０においても、弁体２４は駆動部から隔離され、弁座２２以外の部分に接触することがない。このため、弁座２２及び弁体２４の近傍でパーティクルを発生させることがなくなり、ロードロック室１２内をパーティクルにより汚染する可能性が低くなる。
なお、上記各実施の形態において、駆動機構としてエアアクチュエータ５２が使用されるが、これに代え、油圧シンリダ等の他の駆動部材を使用することができる。また、上記各実施の形態において、揺動枠３４の旋回動作に対して抵抗力を付与するための付勢部材としてスプリングが使用されるが、これに代え、ゴム等の弾性体からなる部材を使用することができる。更に、上記各実施の形態において、弁座２２の第１シール面２２ａは垂直となっているが、本発明は第１シール面２２ａが垂直面に対して傾斜している場合にも適用することができる。この場合、揺動枠３４の軸支点の位置と弁体２４との距離や、弁体２４のシール面２４ａの傾斜量が適宜調整されることとなる。
その他、本願発明は、上記各実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することが可能である。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わされた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
図１Ａ〜Ｃは本発明の第１実施の形態に係る半導体処理システムのゲートバルブの概略的構成を示す縦断側面図。
図２は第１実施の形態に係るゲートバルブの内部構造を、開口部を開いた状態で上方から示す斜視図。
図３は図２図示の内部構造を、図２図示の状態で下方から示す斜視図。
図４は図２図示の内部構造を、開口部を閉じた状態を上方から示す斜視図。
図５は図２図示の内部構造を、図４図示の状態で下方から示す斜視図。
図６Ａ〜Ｃは本発明の第２実施の形態に係る半導体処理システムのゲートバルブの概略的構成を示す縦断側面図。
図７Ａ、Ｂは第２実施の形態に係るゲートバルブにおける、エアアクチュエータの往復ロッドとリンク機構の仲介部材との関係を概略的に示す平面図及び縦断正面図。
図８Ａ〜Ｃは本発明の第３実施の形態に係る半導体処理システムのゲートバルブの概略的構成を示す縦断側面図。
図９Ａ〜Ｃは本発明の第４実施の形態に係る半導体処理システムのゲートバルブの概略的構成を示す縦断側面図。
図１０は従来のゲートバルブの一例の概略的構成を示す断面図。
図１１Ａ、Ｂは従来のゲートバルブの他の例の概略的構成を示す図。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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