JP3406528B2

JP3406528B2 - 半導体製造装置用無摺動ゲートバルブ

Info

Publication number: JP3406528B2
Application number: JP37558198A
Authority: JP
Inventors: 俊昭岩渕
Original assignee: Kitz SCT Corp
Current assignee: Kitz SCT Corp
Priority date: 1996-01-31
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2003-05-12
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: JPH11325313A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置用
無摺動ゲートバルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のゲートバルブは、図９に示すよう
に流体流通路５０の途中に直交して配設され、シリンダ
ーに空気圧を供給することにより又はハンドル車を回転
することにより、アーム５１に連結されているゲート押
し５２とゲート５３を移動し、開閉する。即ち、ゲート
５３の閉め切りは、図９に示されるようにゲート５３が
ローラー５４に接すると、カム５５（又はリンク）によ
り力の方向が変換されてゲート５３にはめ込まれている
Ｏリング５６を、本体５７の内壁に設けられたバルブシ
ート面５８に押し付け、完全閉止状態とするものであ
り、ゲート５３の全開は、圧着されているゲート５３を
一旦バルブシート面５８から引き離し、その後アーム５
１を引き戻して図１０に示すようにゲート押し５２とゲ
ート５３を移動するものである。従って、Ｏリング５６
はバルブシート面５８に圧着されるのみで、全く摺動し
ないとされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このゲート
バルブは、ゲート５３を閉じる動きを図１１の（ａ），
（ｂ）に示すように台形状のカム５５で作動させるが、
開く動作はスプリング５９の引張力によるものであっ
た。

【０００４】そのためＯリング５６が張り付いてしまう
と、スプリング５９の引張力ではゲート５３が開かず、
ゲート５３を引き上げる力で開くことになり、Ｏリング
５６がバルブシート面５８をこすることとなる。また、
ゲート５３の裏面から圧力が加わる逆圧状態でもスプリ
ング５９の引張力だけではゲート５３を開くことができ
ず、結局ゲート５３を引き上げる力で開くことになり、
Ｏリング５６がバルブシート面５８をこすることにな
る。

【０００５】このようにＯリング５６がバルブシート面
５８をこすることは、パーティクルの発生が増大するの
で、半導体製造装置においてはぜひとも回避しなければ
ならない問題である。また、前記の無摺動ゲートバルブ
の構造では、バルブの内側にカム５５やローラー５４な
どの摺動部を有するので、発塵し易かった。さらに反応
ガスが触れる部位で使用される場合、ゲート５３は、生
成物が付着しないようにヒーターにより加熱するように
するが、その場合、Ｏリング５６が熱によりバルブシー
ト面５８に粘着し易くなり、ゲート５３を開く時Ｏリン
グ５３のこすれ現象は免れることができなくなる。ま
た、ゲートをヒーターにより加熱する場合、ヒーターを
ゲートに内蔵させているため、ゲートの洗浄及びＯリン
グの交換に不便であった。

【０００６】そこで本発明は、ゲートをゲートヒーター
により加熱することができ、しかも、ゲートをゲートヒ
ーターから分離することができるようにしてゲートの洗
浄及びＯリングの交換を容易に行うことができるように
した半導体製造装置用無摺動ゲートバルブを提供しよう
とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の半導体製造装置用無摺動ゲートバルブは、ゲ
ートが流路口に対向する位置と離脱する位置とに上下方
向に移動され、前記ゲートが前記流路口に対向した位置
でほぼ水平方向に移動されて前記流路口が開閉されるよ
うに構成された半導体製造装置用無摺動ゲートバルブに
おいて、前記ゲートとほぼ同じ大きさのゲートヒータを
ホットプレートとシールプレートにより構成し、このホ
ットプレートの表面にシールプレートを溶接で取付けて
ホットプレートに設けたカートリッジヒータまたは熱媒
流路を密閉させると共に、前記シールプレートの表面に
ゲートを重ねて前記ホットプレートの背面側からボルト
を締め付けてゲートとゲートヒータとを取外し可能に設
けたことを特徴とするものである。

【０００８】

【０００９】そして、前記各構成において、ゲートヒー
ターとして、表面側に溝を有するホットプレートと、前
記溝に装着されたヒーターと、前記ホットプレートの表
面に前記ヒーターを被覆するように重ねられ、ゲートの
裏面と接触状態に配置されるシールプレートとを備える
ことができ、この場合、ホットプレートとシールプレー
トとを全周シール溶接して前記ヒーターを密閉するのが
好ましい。

【００１０】また、ゲートヒーターとして、表面側に溝
状の熱媒流路を有するホットプレートと、このホットプ
レートの表面に重ねられ、このホットプレートと全周シ
ール溶接されて前記熱媒流路を外部との間で熱媒が循環
し得るように密閉し、前記ゲートの裏面と接触状態に配
置されるシールプレートとを備えることができる。

【００１１】

【００１２】前記のように構成された本発明によれば、
ゲートをその裏面側のゲートヒーターにより加熱するの
で、ゲートに反応ガスによる生成物等が付着するのを防
止することができる。そして、ゲートヒーターはゲート
とは別に構成してゲートをゲートヒーターに取外し可能
に取付けるようにしているので、保守等の際にはゲート
を外すことができる。

【００１３】また、ゲートヒーターを密閉構造に構成す
ることにより、流路が大気圧から真空状態に変化しても
ゲートヒーター内部はその影響を受けることがない。

【００１４】また、ゲートをゲートヒーターにボルトで
結合することにより、ゲートの着脱を容易に行うことが
できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体製造装置用
無摺動ゲートバルブを反応ガスが触れる部位で使用した
第１の実施形態について説明する。図１〜図６におい
て、１はボディ、２はボディ１の前面側に設けられた流
路口３を開閉するゲートで、このゲート２の表面は上部
が厚く、下部が薄くなるように僅かにテーパが付され、
表面周縁部に形成された溝にフッ素ゴム製Ｏリング４が
備えられ、裏面側にゲートヒーターが設けられている。
ゲートヒーターは、ホットプレート６とシールプレート
５の間にシーズヒータ９が内蔵され、ホットプレート６
及びシールプレート５はゲート２とほぼ同じ大きさに形
成されている。ゲート２の裏面がシールプレート５に重
ねられ、ホットプレート６の背面側からボルト４６によ
りゲート２が取外し可能に取付けられている。ゲートヒ
ーターは、ホットプレート６の背面に取付けられたコネ
クター７を介してステム８の下端部に接続されている。
ステム８の下端部内側の空所にはシーズヒーター９の外
部接続部９ａ及び温度調節用の熱電対１０が収められて
いる。

【００１６】ボディ１の上面にボンネット１１が固設さ
れ、ボンネット１１の中央透孔１２にステム８が挿通さ
れている。ステム８の突出部外周にはベローズ１４が設
けられ、ベローズ１４は中央透孔１２の下縁周縁に固設
されたフランジ１３とステム８の上端部外周に固設され
た支持部材とに取付けられている。ベローズ１４の外周
部にシーズヒーター１６及び熱電対１７が備えられてい
る。ステム８の上端部にはステムホルダー１５が取付け
られ、ステムホルダー１５の左右両側下部には支点ロー
ラー１８が回転可能に軸支されている。この左右の支点
ローラー１８は夫々前記ボンネット１１上の左右両側に
立設されたシリンダー１９のハウジング２０における外
側面の垂直溝２１に上下動可能に嵌合されている。各シ
リンダー１９のピストンロッド２２の上端にはカムプレ
ート２３の左右両端部が結合されている。カムプレート
２３の下側にはカム溝２５を設けたローラーカム２６が
左右一対設けられている。各ローラーカム２６のカム溝
２５に、ステム８の上端に結合されたローラーホルダー
２７に保持せる左右一対のカム用ローラー２４が係合さ
れている。ステムホルダー１５の左右両側上面の後端部
にはスプリング用フック２８が設けられ、ローラーカム
２６の左右両側下面の前端部にはスプリング用フック２
９が設けられ、これらスプリング用フック２８、２９間
に夫々前後方向に伸縮するようにスプリング３０が張設
されている。

【００１７】尚、図１中、３１は左右両側のシリンダー
１９にワンタッチ継手３２にて接続した流体供給管、３
３は流体流量を制御してシリンダー１９の作動速度を調
整するスピードコントローラ、３４はサイドプレート、
３５はアッパープレート、３６はカバープレート、３
７、３８はゲートヒーター、ベローズヒーターの端子
板、３９はヒーターのコードで、ホルダー４０に保持さ
れている。

【００１８】シリンダー１９の図１に示すストロークＡ
は、図２に示すゲート２のストロークＢに図３に示すロ
ーラーカム２６の作動ストロークＣを加えたもので、作
動ストロークＣは図３に示す水平方向の動きＤに変換さ
れるものである。

【００１９】このように構成された本実施形態の半導体
製造装置用無摺動ゲートバルブは、例えばＣＶＤ装置の
反応炉とロードロック室の仕切りに用いられ、無摺動ゲ
ートバルブを閉じるには、左右両側のシリンダー１９の
上室にエアーを供給することにより、図４、図５に示す
ように、ピストンロッド２２の上端に結合されたカムプ
レート２３、このカムプレート２３と一体のローラーカ
ム２６が下降する。これに伴い、ローラーカム２６のカ
ム溝２５に保持されたカム用ローラー２４を介してロー
ラーホルダー２７、これに結合されたステム８、ステム
８と一体のステムホルダー１５、ゲート２等がベローズ
１４を圧縮させて下降する。ゲート２がボディ１の流路
口３に対面するレベルまで下降すると、ステムホルダー
１５の左右両側下部に軸支された支点ローラー１８が垂
直溝２１の下端で停止し、ステムホルダー１５と一体の
ステム８の下降も停止する結果、ゲート２はストローク
Ｂで下降が停止する。さらにシリンダー１９の作動によ
りカムプレート２３が下降し、これと一体のローラーカ
ム２６が図３に示すストロークＣだけ下降すると、カム
溝２５中でカム用ローラー２４が係合部２５ｂから屈折
部２５ａを逆傾斜面２５ｃ側に乗り越えさせられ、後方
にＤだけ水平移動する結果、カム用ローラー２４を保持
せるローラーホルダー２７が結合されたステムホルダー
１５、ステム８及びゲート２はその左右両側下部の支点
ローラー１８を支点にして図６に示すように傾動し、表
面にテーパが付されたゲート２の表面が垂直となって流
路口３を閉じることになる。この時、ゲート２の表面周
縁部のＯリング４は流路口３の周縁部に密着し、確実に
シールすることになる。

【００２０】次に無摺動ゲートバルブを開く場合につい
て説明すると、左右両側のシリンダー１９の下室にエア
ーを供給し、ピストンロッド２２の上端に結合されたカ
ムプレート２３を図４、図５に示すように上昇し、この
カムプレート２３と一体のローラーカム２６を図３に示
すストロークＣだけ上昇すると、カム溝２５中でカム用
ローラー２４が逆傾斜面２５ｃから屈折部２５ａを係合
部２５ｂ側へ乗り越えさせられ、前方にＤだけ水平移動
する結果、カム用ローラー２４を保持せるローラーホル
ダー２７、ステムホルダー１５、ステム８及びゲート２
等が支点ローラー１８を支点にして回動して垂直に起立
し、ゲート２が流路口３の周縁より離れる。さらに左右
両側のシリンダー１９の作動によりカムプレート２３を
上昇し、カムプレート２３と一体のローラーカム２６を
上昇すると、カム溝２５に保持されたカム用ローラー２
４を介してローラーホルダー２７、ステムホルダー１
５、ステム８及びゲート２等がベローズ１４を伸長して
上昇する。ゲート２がボディ１の流路口３を開放するレ
ベルまでストロークＢだけ上昇すると、シリンダー１９
のストロークがＡ＝Ｂ＋Ｃの上昇限となり、ゲート２の
上昇は停止する。

【００２１】かかる無摺動ゲートバルブは、ゲート２を
裏面側のゲートヒーターにおけるホットプレート６に収
めたシーズヒーター９によりシールプレート５を介して
加熱しているので、ゲート２やＯリング４にＣＶＤ装置
の反応炉で生成した反応生成物が付着しないようにする
ことができる。また、ステム８を上下動するように挿通
したベローズ１４を外周側からシーズヒータ１６により
加熱しているので、ベローズ１４に反応生成物が付着し
ないようにすることができる。また、ゲート２の加熱に
よりＯリング４の流路口３周囲に対する粘着性が生じて
も、ローラーカム２６のカム溝２５とカム用ローラー２
４との係合によるカム機構をシリンダー１９の推力によ
り強制的に動作させて、ゲート２を流路口３の軸線方向
に沿うように水平方向に移動させて開くので、Ｏリング
４は流路口３の周縁をこすることがなく、パーティクル
の発生を抑制できる。また、ゲート２の裏面から圧力が
加わる逆圧状態でも、シリンダー１９の推力で強制的に
カム機構を動作し、ゲート２を水平に動かして開くの
で、Ｏリング４は流路口３の周縁をこすることがなく、
パーティクルの発生を抑制できる。

【００２２】次に、本発明の第２の実施形態について図
７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。本実施形態
に係る半導体製造装置用無摺動ゲートバルブは、上記第
１の実施形態に係る半導体製造装置用無摺動ゲートバル
ブとはゲートヒータの構成を異にするので、このゲート
ヒーターの構成について説明し、その他の構成について
はその説明を省略する。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）に示すように、軸中心部に透孔４１を設けたステ
ム８′の下端部がホットプレート６′の上板中央に貫通
されてホットプレート６′の上端中央に結合され、上板
中央の貫通部周縁とステム８′とがシール溶接されてい
る。ホットプレート６′のゲート２側の表面周縁部に溝
４２が形成され、この溝４２内にカートリッジヒーター
４３が収められ、そのカートリッジヒーター４３の電線
４４がステム８′の軸中心部の透孔４１に通され、図１
に示されるハウジング２０の上側のサイドプレート３４
に取り付けられている端子板３７に接続されている。ホ
ットプレート６′の表面にシールプレート５′が当てが
われ、それらの全周にシール溶接４５が施されてカート
リッジヒーター４３が密閉されている。そして、ゲート
ヒーターのシールプレート５′の表面に同じ大きさのゲ
ート２が重ねられ、ホットプレート６′の背面からボル
ト４６にてゲート２が締め付けられてゲート２がゲート
ヒーターに取外し可能に取付けられている。

【００２３】次に、本発明の第３の実施形態について図
８（ａ）〜（ｄ）を参照しながら説明する。本実施形態
に係る半導体製造装置用無摺動ゲートバルブは上記第１
の実施形態に係る半導体製造装置用無摺動ゲートバルブ
とはゲートヒーターの構成を異にするので、このゲート
ヒーターの構成について説明し、その他の構成について
はその説明を省略する。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、
（ｄ）に示すように、ホットプレート６′のゲート２側
の表面周縁部に溝状の熱媒流路４２が形成されている。
ステム８′の軸中心部に設けた透孔４１に熱媒供給管４
８が挿通され、熱媒供給管４８の一端がステム８′の上
端にねじにより固定した熱媒給排ブロック４７の熱媒供
給口４７ａに接続され、熱媒供給管４８の他端がＬ形の
継手管４９を介して熱媒流路４２に接続されている。熱
媒供給管４８の外周の熱媒排出路４８′が熱媒給排ブロ
ック４７における熱媒排出口４７ｂを横向きに有する熱
媒排出路４８″に接続されている。ホットプレート６′
の表面にシールプレート５′が当てがわれ、それらの全
周にシール溶接４５が施されて熱媒流路４２が密閉され
ている。そして、ゲートヒーターのシールプレート５′
の表面に同じ大きさのゲート２が重ねられ、ホットプレ
ート６′の背面からボルト４６にてゲート２が締め付け
られてゲート２がゲートヒーターに取外し可能に取付け
られている。

【００２４】上記第２、第３の実施形態に係るゲートバ
ルブのゲートヒーターでは、カートリッジヒーター４３
や熱媒循環方式のヒーターを収めたホットプレート６′
をシールプレート５′にて完全密閉しているので、大気
圧から真空への圧力変化があっても温度が不均一となる
ことがなく、ゲート２の全体を均一に加熱することがで
きる。また、ゲート２がゲートヒーターに着脱可能にボ
ルト４６にて締め付けられているので、ゲート２の洗浄
やＯリング４の交換を容易に行うことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上要するに本発明の半導体製造装置用
無摺動ゲートバルブによれば、ゲートをその裏面側のゲ
ートヒーターにより加熱するので、反応ガスが触れる部
位、例えばＣＶＤ装置等の反応炉の仕切りに使用する場
合、ゲートやシール用Ｏリングに反応生成物が付着する
のを防止することができる。そして、ゲートヒーターは
ゲートとは別に構成してゲートとゲートヒーターとを取
外し可能に取付けているので、ゲートをゲートヒーター
と分離することができてゲートの洗浄やＯリングの交換
を容易に行うことができる。

【００２６】また、ゲートヒーターを密閉構造とするこ
とにより、流路が大気圧から真空へ圧力変化してもゲー
トヒーターの内部は影響を受けないので、ゲートヒータ
ーの温度は不均一になることがなく、ゲートを均一に加
熱することができる。

【００２７】また、ゲートをゲートヒーターにボルトに
て結合することにより、着脱を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体製造装置
用無摺動ゲートバルブを示す開状態の縦断正面図であ
る。

【図２】同半導体製造装置用無摺動ゲートバルブを示
し、図１のＩ−Ｉ線縦断側面図である。

【図３】同半導体製造装置用無摺動ゲートバルブに於け
るカム機構を示す縦断面図である。

【図４】同半導体製造装置用無摺動ゲートバルブを示
し、閉じるためにゲートを垂直に下降した状態を示す縦
断面図である。

【図５】同半導体製造装置用無摺動ゲートバルブを示
し、図４のII−II線縦断側面図である。

【図６】同半導体製造装置用無摺動ゲートバルブを示
し、ゲートにより流路口を閉鎖した状態を示す縦断側面
図である。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施形態に係
る半導体製造装置用無摺動ゲートバルブに於けるゲート
ヒーターを示し、（ａ）はゲート取り付け前の一部縦断
正面図、（ｂ）は（ａ）のIII−III線縦断側面図、
（ｃ）は（ａ）の側面図、（ｄ）はゲートを取り付けた
状態の（ａ）のIV−IV線断面矢視図である。

【図８】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３の実施形態に係
る半導体製造装置用無摺動ゲートバルブに於けるゲート
ヒーターを示し、（ａ）はゲート取り付け前の一部縦断
正面図、（ｂ）は（ａ）のＶ−Ｖ線縦断側面図、（ｃ）
は（ａ）の側面図、（ｄ）はゲートを取り付けた状態の
（ａ）のVI−VI線断面矢視図である。

【図９】従来の半導体製造装置用無摺動ゲートバルブを
示し、閉状態の縦断側面図である。

【図１０】同ゲートバルブを示し、開状態の縦断側面図
である。

【図１１】（ａ）、（ｂ）は同ゲートバルブにおけるゲ
ートを閉じるカムを示し、（ａ）はゲートが開いている
時、（ｂ）はゲートを閉じた時の状態を示す図である。

【符号の説明】

１ボディ２ゲート３流路口４Ｏリング５，５′ シールプレート６，６′ ホットプレート７コネクター８，８′ ステム９シーズヒーター１４ベローズ１５ステムホルダー１６シーズヒーター１８支点ローラー１９シリンダー２１垂直溝２２ピストンロッド２３カムプレート２４カム用ローラー２５カム溝２６ローラーカム２７ローラーホルダー３０スプリング４１透孔４２溝状の熱媒流路４３カートリッジヒーター４５シール溶接４６ボルト４７熱媒給排ブロック４７ａ熱媒供給口４７ｂ熱媒排出口４８熱媒供給管４８′ 熱媒排出路４８″ 熱媒排出路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 39/00 - 51/02 F16K 3/00 - 3/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ゲートが流路口に対向する位置と離脱す
る位置とに上下方向に移動され、前記ゲートが前記流路
口に対向した位置でほぼ水平方向に移動されて前記流路
口が開閉されるように構成された半導体製造装置用無摺
動ゲートバルブにおいて、前記ゲートとほぼ同じ大きさ
のゲートヒータをホットプレートとシールプレートによ
り構成し、このホットプレートの表面にシールプレート
を溶接で取付けてホットプレートに設けたカートリッジ
ヒータまたは熱媒流路を密閉させると共に、前記シール
プレートの表面にゲートを重ねて前記ホットプレートの
背面側からボルトを締め付けてゲートとゲートヒータと
を取外し可能に設けたことを特徴とする半導体製造装置
用無摺動ゲートバルブ。
【請求項２】前記ホットプレートのゲート側の表面周
縁部に溝を形成し、この溝内にカートリッジヒータを収
め、このホットプレートの表面にシールプレートを当て
がい、それらの全周にシール溶接を施してカートリッジ
ヒータを密閉した請求項１記載の半導体製造装置用無摺
動ゲートバルブ。
【請求項３】前記ホットプレートの表面側に溝状の熱
媒流路を形成し、このホットプレートの表面にシールプ
レートが重ねられ、このホットプレートとシールプレー
トとが全周にシール溶接されて前記熱媒流路を外部との
間で熱媒が循環し得るように密閉した請求項１記載の半
導体製造装置用無摺動ゲートバルブ。