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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022165854
(43)【公開日】2022-11-01
(54)【発明の名称】デュアルゲートバルブ
(51)【国際特許分類】
F16K 3/18 20060101AFI20221025BHJP
F16K 51/02 20060101ALN20221025BHJP
【ＦＩ】
F16K3/18 Z
F16K51/02 B
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021071398
(22)【出願日】2021-04-20
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-10-27
(71)【出願人】
【識別番号】000141347
【氏名又は名称】株式会社ブイテックス
(74)【代理人】
【識別番号】110001922
【氏名又は名称】弁理士法人日峯国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】永井 秀明
(72)【発明者】
【氏名】齋藤 潤
(72)【発明者】
【氏名】金子 佳史
(72)【発明者】
【氏名】黒澤 一男
【テーマコード（参考）】
3H053
3H066
【Ｆターム（参考）】
3H053AA25
3H053AA26
3H053BA12
3H053BD01
3H053DA09
3H066AA03
3H066BA17
3H066BA18
(57)【要約】
【課題】デュアルゲートバルブのメンテナンス性の向上を目的とする。
【解決手段】プロセスチャンバ側に第１開口をトランスファチャンバ側に第２開口を設けた弁箱と、前記開口をそれぞれ開閉する第１弁体および第２弁体と、一端が前記弁箱内に位置して前記一端に前記第１弁体と前記第２弁体が固定され、他端が本体内に伸びる弁ロッドと、前記弁ロッドを前記通路方向に移動する通路方向駆動機構と、を有し、前記通路方向駆動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバ側に配置され、前記第１シリンダ機構のさらに外側に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【選択図】図１
【解決手段】プロセスチャンバ側に第１開口をトランスファチャンバ側に第２開口を設けた弁箱と、前記開口をそれぞれ開閉する第１弁体および第２弁体と、一端が前記弁箱内に位置して前記一端に前記第１弁体と前記第２弁体が固定され、他端が本体内に伸びる弁ロッドと、前記弁ロッドを前記通路方向に移動する通路方向駆動機構と、を有し、前記通路方向駆動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバ側に配置され、前記第１シリンダ機構のさらに外側に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プロセスチャンバの側に開口する第１開口とトランスファチャンバの側に開口する第２開口とが形成され、前記第１開口と前記第２開口とによりその内部に通路が形成される弁箱と、
前記弁箱の前記内部にそれぞれ配置され、前記第１開口と前記第２開口とをそれぞれ開閉するための第１弁体と第２弁体と、
前記弁箱に隣接して設けられた本体と、
一端が前記弁箱の前記内部に位置していて前記一端に前記第１弁体および前記第２弁体が固定され、さらにその他端が前記通路に沿う方向である通路方向に対して垂直方向に沿って前記本体の内部に伸びる弁ロッドと、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを、前記通路方向に沿って移動するための通路方向駆動機構と、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを前記垂直方向に沿って移動する垂直方向移動機構と、
を有し、
前記通路方向駆動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記本体において、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバの側の方に配置され、前記第２シリンダ機構は前記第１シリンダ機構より前記本体の内側の方に配置され、
前記第１シリンダ機構は空気室を形成するための第１シリンダと前記第１シリンダの内部を移動する第1可動体とを有し、
前記第２シリンダ機構は空気室を形成するための第２シリンダと前記第２シリンダの内部を移動する第２可動体とを有し、
前記第１シリンダ機構のさらに外側に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側の側面において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
前記弁箱の前記内部にそれぞれ配置され、前記第１開口と前記第２開口とをそれぞれ開閉するための第１弁体と第２弁体と、
前記弁箱に隣接して設けられた本体と、
一端が前記弁箱の前記内部に位置していて前記一端に前記第１弁体および前記第２弁体が固定され、さらにその他端が前記通路に沿う方向である通路方向に対して垂直方向に沿って前記本体の内部に伸びる弁ロッドと、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを、前記通路方向に沿って移動するための通路方向駆動機構と、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを前記垂直方向に沿って移動する垂直方向移動機構と、
を有し、
前記通路方向駆動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記本体において、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバの側の方に配置され、前記第２シリンダ機構は前記第１シリンダ機構より前記本体の内側の方に配置され、
前記第１シリンダ機構は空気室を形成するための第１シリンダと前記第１シリンダの内部を移動する第1可動体とを有し、
前記第２シリンダ機構は空気室を形成するための第２シリンダと前記第２シリンダの内部を移動する第２可動体とを有し、
前記第１シリンダ機構のさらに外側に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側の側面において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【請求項2】
請求項１において、前記第１シリンダ機構を構成する前記第１シリンダと前記第１可動体の径が、前記第２シリンダ機構の前記第２シリンダや前記第２可動体の径より大きいことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【請求項3】
請求項２において、前記第２シリンダと、前記第２シリンダより径の大きい前記第１シリンダと、の接続位置が、前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側と前記第２可動体の前記プロセスチャンバ(110)の側とに圧縮空気が導入された状態において、前記第１可動体の移動を止める第１ストッパとなり、
前記第１可動体が前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を決めるための基準位置となる、
ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
前記第１可動体が前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を決めるための基準位置となる、
ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【請求項4】
請求項３において、
前記第２シリンダ機構の前記第２可動体は、前記第２可動体の前記第１可動体の方の面から前記第１可動体の方に伸びる所定の長さの第１ロッドを有し、
さらに前記第２可動体は、前記第２可動体の前記第１可動体とは逆の面から前記第２シリンダの外にまで延びて、前記弁ロッドに前記通路方向移動機構の動きを伝えるための第２ロッドを有し、
前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側および前記第１可動体と前記第２可動体との間に、所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２可動体と前記第１ロッドの前記第１可動体の側の端面とに前記所定圧の前記圧縮空気が作用し、また前記第１可動体の位置が動作の基準位置となって、前記第１開口が前記第１弁体によって閉弁し、
さらに前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側に前記所定圧の前記圧縮空気の導入し、また前記第２可動体の前記第２ロッドの側に前記所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２開口が前記第２弁体によって閉弁する、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
前記第２シリンダ機構の前記第２可動体は、前記第２可動体の前記第１可動体の方の面から前記第１可動体の方に伸びる所定の長さの第１ロッドを有し、
さらに前記第２可動体は、前記第２可動体の前記第１可動体とは逆の面から前記第２シリンダの外にまで延びて、前記弁ロッドに前記通路方向移動機構の動きを伝えるための第２ロッドを有し、
前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側および前記第１可動体と前記第２可動体との間に、所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２可動体と前記第１ロッドの前記第１可動体の側の端面とに前記所定圧の前記圧縮空気が作用し、また前記第１可動体の位置が動作の基準位置となって、前記第１開口が前記第１弁体によって閉弁し、
さらに前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側に前記所定圧の前記圧縮空気の導入し、また前記第２可動体の前記第２ロッドの側に前記所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２開口が前記第２弁体によって閉弁する、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【請求項5】
請求項１乃至請求項４の内の一の請求項において、前記弁ロッドを挟んで２組の前記通路方向駆動機構が設けられ、さらに前記２組の前記通路方向駆動機構と前記弁ロッドとが前記通路方向において重なって配置されており、
前記２組の前記通路方向駆動機構により、前記弁ロッドの前記通路方向の移動が制御され、前記弁ロッドの前記通路方向の移動の前記制御により、前記第１弁体および前記第２弁体の前記通路方向の移動が制御されることを特徴とするデュアルゲートバルブ。
前記２組の前記通路方向駆動機構により、前記弁ロッドの前記通路方向の移動が制御され、前記弁ロッドの前記通路方向の移動の前記制御により、前記第１弁体および前記第２弁体の前記通路方向の移動が制御されることを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体製造装置のチャンバ間に設けられるゲートバルブに関し、特に前記両チャンパ側にそれぞれ設けられた開口をそれぞれ開閉できるデュアルゲートバルブに関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造装置は、半導体基板の加工等を行うための複数のプロセスチャンバと、半導体基板を選択的に前記プロセスチャンバに搬送するためのトランスファチャンバと、を備えている。プロセスチャンバとトランスファチャンバとの間にはゲートバルブが設けられていて、ゲートバルブが閉じることにより、プロセスチャンバが気密状態に維持される。例えばプロセスチャンバを真空状態に維持し、真空状態で半導体基板に必要な加工を行うことが可能となる。
【0003】
ゲートバルブは、プロセスチャンバ側とトランスファチャンバ側にそれぞれ開口が設けられていて、前記ゲートバルブが閉じることにより、前記プロセスチャンバや前記トランスファチャンバ内を気密に維持する機能を有している。このようなゲートバルブにおいて、プロセスチャンバ側の開口だけでなく、トランスファチャンバ側の開口をも選択的に閉弁できる構造を備えたデュアルゲートバルブが知られている。一例としてデュアルゲートバルブが記載されている特許文献１や特許文献２を以下に示す。
【0004】
半導体製造装置では、効率等の観点から、小さく高密度に作られている。また微細加工の観点から、微細なパーティクルの発生をできるだけ抑制したいニーズがある。半導体製造装置をできるだけ小さくしたいとの要求から、前記プロセスチャンバと前記トランスファチャンバとの間に設けられるデュアルゲートバルブの厚みをできるだけ薄くしたいとの要求がある。
【0005】
特許文献１に記載されているデュアルゲートバルブでは、プロセスチャンバ側開口とトランスファチャンバ側開口とを選択的開閉する選択的開閉機構を構成するピストンやピストンロッド、ばね体、アクチュエータが、弁箱内に設けられている。このように弁箱内に複雑な機構を設けることは、デュアルゲートバルブの厚みを薄くする観点において大きな障害となる。また半導体基板を搬送する通路の空間内に、このような可動部を設けることは、微細なパーティクルの発生を抑制するとの観点では、好ましいことではない。
【0006】
このような観点から、デュアルゲートバルブの厚みを薄くするためには、選択的開閉のための駆動機構を弁箱の外に配置する構造が望ましい。特許文献２に記載のデュアルゲートバルブでは、選択的開閉機構を構成する、レバー部材に設けられた第１カムローラや第２カムローラ、第１カム溝、第１カム溝、等が、弁箱の外に設けられている。デュアルゲートバルブの厚みを薄くする観点や微細なパーティクルの発生を抑制する観点からすると、このような構造の方が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第３４２５９３８号公報
【特許文献2】特許第５９６３０９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
半導体製造装置においては単位時間当たりの製造個数が非常に多いこと、また量産工程における製造環境条件の厳しさが桁違いであることから、製造工程の稼働を停止することを極力避けることが望まれる。前記ニーズに加え、メンテナンスが容易であること。また耐久性に優れていることもたいへん重要となる。特許文献２に記載の構造では、弁の開閉を行うための弁シャフト１０の傾斜が第１カム溝３３ａと第１カム溝３３ｂとの微妙な曲線の関係に依存する。このような構造は、メンテナンス性の向上や制御精度の向上において大きな課題が残る。
【0009】
またプロセスチャンバやトランスファチャンバの内部は真空状態に維持されることが多いが、加工内容等から、さらにまたプロセスチャンバのメンテナンスの観点から、プロセスチャンバの内圧は真空だけであるとは言い切れない。真空状態より高く維持されることも十分に考慮しておくことが必要である。このようにプロセスチャンバ側が真空より高い気圧であっても、密閉状態を安定して維持できることがデュアルゲートバルブにとって望ましい。言い換えるとプロセスチャンバ側の開口を閉弁するための押圧力をトランスファチャンバ側に設けられた開口を閉弁のための押圧力より高く維持できることが望ましい。
【0010】
本発明は、メンテナンスの容易であることに加えて、プロセスチャンバ側のシール材への押圧力をトランスファチャンバ側に設けられたシール材への押圧力より高くすることが可能なデュアルゲートバルブを提供することを目的とする。以下に記載の実施例は、さらに色々な課題を解決することが可能であるが、これらについては、以下の実施例の中で説明する。
【課題を解決するための手段】
【0011】
〔第１の発明〕
前記課題を解決する第１の発明は、
プロセスチャンバの側に開口する第１開口とトランスファチャンバの側に開口する第２開口とが形成され、前記第１開口と前記第２開口とによりその内部に通路が形成される弁箱と、
前記弁箱の前記内部にそれぞれ配置され、前記第１開口と前記第２開口とをそれぞれ開閉するための第１弁体と第２弁体と、
前記弁箱に隣接して設けられた本体と、
一端が前記弁箱の前記内部に位置していて前記一端に前記第１弁体および前記第２弁体が固定され、さらにその他端が前記通路に沿う方向である通路方向に対して垂直方向に沿って前記本体の内部に伸びる弁ロッドと、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを、前記通路方向に沿って移動するための通路方向駆動機構と、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを前記垂直方向に沿って移動する垂直方向移動機構と、
を有し、
前記通路方向駆動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記本体において、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバの側に配置され、前記第２シリンダ機構は前記第１シリンダ機構より前記本体の内側の方に配置され、
前記第１シリンダ機構は空気室を形成するための第１シリンダと前記第１シリンダの内部を移動する第1可動体とを有し、
前記第２シリンダ機構は空気室を形成するための第２シリンダと前記第２シリンダの内部を移動する第２可動体とを有し、
前記第１シリンダ機構のさらに外側の方に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側の側面において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
前記課題を解決する第１の発明は、
プロセスチャンバの側に開口する第１開口とトランスファチャンバの側に開口する第２開口とが形成され、前記第１開口と前記第２開口とによりその内部に通路が形成される弁箱と、
前記弁箱の前記内部にそれぞれ配置され、前記第１開口と前記第２開口とをそれぞれ開閉するための第１弁体と第２弁体と、
前記弁箱に隣接して設けられた本体と、
一端が前記弁箱の前記内部に位置していて前記一端に前記第１弁体および前記第２弁体が固定され、さらにその他端が前記通路に沿う方向である通路方向に対して垂直方向に沿って前記本体の内部に伸びる弁ロッドと、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを、前記通路方向に沿って移動するための通路方向駆動機構と、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを前記垂直方向に沿って移動する垂直方向移動機構と、
を有し、
前記通路方向駆動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記本体において、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバの側に配置され、前記第２シリンダ機構は前記第１シリンダ機構より前記本体の内側の方に配置され、
前記第１シリンダ機構は空気室を形成するための第１シリンダと前記第１シリンダの内部を移動する第1可動体とを有し、
前記第２シリンダ機構は空気室を形成するための第２シリンダと前記第２シリンダの内部を移動する第２可動体とを有し、
前記第１シリンダ機構のさらに外側の方に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側の側面において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
【0012】
〔第１の発明の効果〕
プロセスチャンバ側は作業員がメンテナンスを行うためのスペースを確保することが難しいのに対し、トランスファチャンバ側は、メンテナンスを行うためのスペースを確保することが比較的容易である。上述の第１の発明では、本体のトランスファチャンバ側の外側に設けたカバーを取り外すことにより、第１シリンダ機構の第１シリンダが外に対して開放状態となる。これによりトランスファチャンバ側の外部からのメンテナンスが非常に容易になる。通路方向移動機構の第１シリンダ機構や第２シリンダ機構は第１開口の開閉や第２開口の開閉を行う第１弁体や第２弁体を制御する重要な機構であり、高い精度の維持が要求される。これらの機構のメンテナンスが容易になることは大変大きな効果である。
プロセスチャンバ側は作業員がメンテナンスを行うためのスペースを確保することが難しいのに対し、トランスファチャンバ側は、メンテナンスを行うためのスペースを確保することが比較的容易である。上述の第１の発明では、本体のトランスファチャンバ側の外側に設けたカバーを取り外すことにより、第１シリンダ機構の第１シリンダが外に対して開放状態となる。これによりトランスファチャンバ側の外部からのメンテナンスが非常に容易になる。通路方向移動機構の第１シリンダ機構や第２シリンダ機構は第１開口の開閉や第２開口の開閉を行う第１弁体や第２弁体を制御する重要な機構であり、高い精度の維持が要求される。これらの機構のメンテナンスが容易になることは大変大きな効果である。
【0013】
さらに本発明では、第１弁体や第２弁体を動かす駆動機構が弁箱の内部では無く、本体内に設けられている。動作状態において、弁箱の微細パーティクルの発生を極力抑制できる大きな効果がある。さらに加えて、弁箱内に駆動機構が無いので、デュアルゲートバルブ全体の厚みを薄くでき、トランスファチャンバとプロセスチャンバとの間隔を狭くできる大きな効果がある。
【0014】
〔第２の発明〕
前記課題を解決する第２の発明は、第１の発明において、
前記第１シリンダ機構を構成する前記第１シリンダと前記第１可動体の径が、前記第２シリンダ機構の前記第２シリンダや前記第２可動体の径より大きいことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
前記課題を解決する第２の発明は、第１の発明において、
前記第１シリンダ機構を構成する前記第１シリンダと前記第１可動体の径が、前記第２シリンダ機構の前記第２シリンダや前記第２可動体の径より大きいことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
【0015】
〔第２の発明の効果〕
上述の第２の発明では、本体のトランスファチャンバ側の外側に設けたカバーを取り外すことにより、前記第１可動体や前記第２可動体をトランスファチャンバ側から外に取り出すことが可能となる。これによりメンテナンス等が極めて容易となる。
上述の第２の発明では、本体のトランスファチャンバ側の外側に設けたカバーを取り外すことにより、前記第１可動体や前記第２可動体をトランスファチャンバ側から外に取り出すことが可能となる。これによりメンテナンス等が極めて容易となる。
【0016】
さらに加えて、第１可動体の径が第２可動体の径よりも大きいことにより、同じ空気圧を用いて制御した場合に、第１可動体に前記空気圧が作用する面積の方が第２可動体に作用する面積よりも大きくなる。従って第２可動体の移動のための基準位置として第１可動体を使用することができる。例えば第１可動体の位置を、第１開口と第２開口とが共に開放状態となる中立位置を定める基準位置として使用できる。このことにより、通路方向移動機構の構造がたいへんシンプルな構造となり、メンテナンス性の向上等の観点において大きな効果を奏する。
【0017】
〔第３の発明〕
前記課題を解決する第３の発明は、第２の発明において、
前記第２シリンダと前記第２シリンダより径の大きい前記第１シリンダとの接続位置が、前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側と前記第２可動体の前記プロセスチャンバ(110)の側とに圧縮空気が導入された状態において、前記第１可動体の移動を止める第１ストッパとなり、
前記第１可動体が前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を決めるための基準位置となる、
ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
前記課題を解決する第３の発明は、第２の発明において、
前記第２シリンダと前記第２シリンダより径の大きい前記第１シリンダとの接続位置が、前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側と前記第２可動体の前記プロセスチャンバ(110)の側とに圧縮空気が導入された状態において、前記第１可動体の移動を止める第１ストッパとなり、
前記第１可動体が前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を決めるための基準位置となる、
ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
【0018】
〔第３の発明の効果〕
上述の第３の発明では、前記第２シリンダと前記第２シリンダより径の大きい第１シリンダとの接続位置に生じる径の違いによる段差を第１可動体のストッパとして使用することを特徴としている。このストッパの機能により、前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を正確に設定することが可能となる。メンテナンス性の向上だけでなく、極めてシンプルな構造でありながら前記中立位置を正確に制御できる効果がある。さらに加えて、第１可動体の径が第２可動体の径よりも大きいことにより、同じ空気圧を用いて制御した場合に、第１可動体に前記空気圧が作用する面積の方が第２可動体に作用する面積よりも大きくなり、第２可動体に加わる力より大きな力で第１可動体は前記ストッパに押し付けられる。このため第２可動体に対して第１可動体自身がストッパとして作用する。第１可動体自身は移動可能な可動体でありながら、上述した中立位置を定める基準位置となり、制御の精度が向上する。
上述の第３の発明では、前記第２シリンダと前記第２シリンダより径の大きい第１シリンダとの接続位置に生じる径の違いによる段差を第１可動体のストッパとして使用することを特徴としている。このストッパの機能により、前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を正確に設定することが可能となる。メンテナンス性の向上だけでなく、極めてシンプルな構造でありながら前記中立位置を正確に制御できる効果がある。さらに加えて、第１可動体の径が第２可動体の径よりも大きいことにより、同じ空気圧を用いて制御した場合に、第１可動体に前記空気圧が作用する面積の方が第２可動体に作用する面積よりも大きくなり、第２可動体に加わる力より大きな力で第１可動体は前記ストッパに押し付けられる。このため第２可動体に対して第１可動体自身がストッパとして作用する。第１可動体自身は移動可能な可動体でありながら、上述した中立位置を定める基準位置となり、制御の精度が向上する。
【0019】
さらに第１開口を閉じるための第１弁体の閉弁制御において、第１可動体は第２可動体を駆動するための圧縮空気の導入する第２室を形成する働きをする。同じ圧力の圧縮空気を使用しているにもかかわらず、第１可動体が第１ストッパに達した時点で、第１可動体は不動の状態となる。この結果、前記第２可動体を駆動するための圧縮空気を導入する第２室を形成するための壁が、あたかも最初から固定された状態の不動の壁で形成されているがごとき動作状態となる。このため第１弁体の閉弁状態での押圧は非常に安定した状態で維持され、プロセスチャンバ側の内圧の高まり等に対しても十分に安定して対応できる効果がある。
【0020】
〔第４の発明〕
前記課題を解決する第４の発明は、第３の発明において、
前記第２シリンダ機構の前記第２可動体は、前記第１可動体の側から前記第１可動体の方に伸びる所定の長さの第１ロッドを有し、
さらに前記第２可動体は前記第１可動体とは逆の面から前記第２シリンダの外にまで延びて前記弁ロッドに通路方向移動機構の動きを伝える第２ロッドを有し、
前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側および前記第１可動体と前記第２可動体との間に所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２可動体と前記第１ロッドの前記第１可動体の側の端面とに前記所定圧の前記圧縮空気が作用し、また前記第１可動体の位置が動作の基準位置となって、前記第１開口が前記第１弁体により閉弁し、
さらに前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側に前記所定圧の前記圧縮空気の導入し、また前記第２可動体の前記第２ロッドの側に前記所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２開口が前記第２弁体により閉弁する、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
前記課題を解決する第４の発明は、第３の発明において、
前記第２シリンダ機構の前記第２可動体は、前記第１可動体の側から前記第１可動体の方に伸びる所定の長さの第１ロッドを有し、
さらに前記第２可動体は前記第１可動体とは逆の面から前記第２シリンダの外にまで延びて前記弁ロッドに通路方向移動機構の動きを伝える第２ロッドを有し、
前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側および前記第１可動体と前記第２可動体との間に所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２可動体と前記第１ロッドの前記第１可動体の側の端面とに前記所定圧の前記圧縮空気が作用し、また前記第１可動体の位置が動作の基準位置となって、前記第１開口が前記第１弁体により閉弁し、
さらに前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側に前記所定圧の前記圧縮空気の導入し、また前記第２可動体の前記第２ロッドの側に前記所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２開口が前記第２弁体により閉弁する、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
【0021】
〔第４発明の効果〕
前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側および前記第１可動体と前記第２可動体との間に所定圧の圧縮空気を導くことにより、前記第３の発明の効果として述べたとおり、前記第１可動体を前記ストッパの位置に固定することができる。さらに前記第１可動体と前記第２可動体との間に所定圧の圧縮空気を導き、前記第２可動体と前記第１ロッドの前記第１可動体の側の端面とに圧縮空気を作用させることにより、前記第１開口を第１弁体により閉弁するときに作用する力は、前記第２可動体の有効作用面積と前記第１ロッドの端面の面積の合計、即ち第２可動体の表面積なる。一方前記第２開口を前記第２弁体で閉じるときに作用する力は第２可動体の面積から前記第２可動体の断面積を引いた面積が、前記圧縮空気が作用する有効面積となる。従って第１開口を閉じるときに第１弁体に作用するときの力が、前記第２開口を前記第２弁体で閉じるときの力より常に大きくなる。
前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側および前記第１可動体と前記第２可動体との間に所定圧の圧縮空気を導くことにより、前記第３の発明の効果として述べたとおり、前記第１可動体を前記ストッパの位置に固定することができる。さらに前記第１可動体と前記第２可動体との間に所定圧の圧縮空気を導き、前記第２可動体と前記第１ロッドの前記第１可動体の側の端面とに圧縮空気を作用させることにより、前記第１開口を第１弁体により閉弁するときに作用する力は、前記第２可動体の有効作用面積と前記第１ロッドの端面の面積の合計、即ち第２可動体の表面積なる。一方前記第２開口を前記第２弁体で閉じるときに作用する力は第２可動体の面積から前記第２可動体の断面積を引いた面積が、前記圧縮空気が作用する有効面積となる。従って第１開口を閉じるときに第１弁体に作用するときの力が、前記第２開口を前記第２弁体で閉じるときの力より常に大きくなる。
【0022】
プロセスチャンバの内圧がトランスファチャンバの内圧より高い状態が生じても、上述のとおり、前記第２開口を閉じるときの力より常に大きな力で前記第１開口を閉じることができるので、前記プロセスチャンバの内圧上昇に対しても十分に対応できる。本発明は極めてシンプル構造であるのに、メンテナンスを向上させる効果に加え、プロセスチャンバの内圧上昇に関係した課題も合わせて解決することができ、非常に大きな効果を奏する。さらに使用する圧縮空気圧の種類を増やす必要が無い。
【0023】
〔第５の発明〕
前記課題を解決する第５の発明は、第１の発明乃至第４の発明の内の一の発明において、
前記弁ロッドを挟んで２組の前記通路方向駆動機構が設けられ、さらに前記２組の前記通路方向駆動機構と前記弁ロッドとが前記通路方向において重なって配置されており、
前記２組の前記通路方向駆動機構により、前記弁ロッドの前記通路方向の移動が制御され、前記弁ロッドの前記通路方向の移動の前記制御により、前記第１弁体および前記第２弁体の前記通路方向の移動が制御されることを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
前記課題を解決する第５の発明は、第１の発明乃至第４の発明の内の一の発明において、
前記弁ロッドを挟んで２組の前記通路方向駆動機構が設けられ、さらに前記２組の前記通路方向駆動機構と前記弁ロッドとが前記通路方向において重なって配置されており、
前記２組の前記通路方向駆動機構により、前記弁ロッドの前記通路方向の移動が制御され、前記弁ロッドの前記通路方向の移動の前記制御により、前記第１弁体および前記第２弁体の前記通路方向の移動が制御されることを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
【0024】
〔第５の発明の効果〕
前記通路方向駆動機構を２組設け、２組の前記通路方向駆動機構の間に前記弁ロッドを位置する構造とした。このような構造とすることにより、デュアルゲートバルブ２００の厚みを薄くできる効果がある。前記２組の通路方向駆動機構と前記弁ロッドとを、前記通路方向において重なる配置とすることができる。この重なる配置によりデュアルゲートバルブの厚みを薄くすることができる。従ってプロセスチャンバとトランスファチャンバとの間隔を狭くすることができる。
前記通路方向駆動機構を２組設け、２組の前記通路方向駆動機構の間に前記弁ロッドを位置する構造とした。このような構造とすることにより、デュアルゲートバルブ２００の厚みを薄くできる効果がある。前記２組の通路方向駆動機構と前記弁ロッドとを、前記通路方向において重なる配置とすることができる。この重なる配置によりデュアルゲートバルブの厚みを薄くすることができる。従ってプロセスチャンバとトランスファチャンバとの間隔を狭くすることができる。
【発明の効果】
【0025】
本発明によれば、メンテナンスが容易なデュアルゲートバルブを得ることができる。なお以下で説明する実施例は、さらに色々な効果を奏する。これらの効果は実施例の説明の中で述べる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明が適用されたデュアルゲートバルブとプロセスチャンバとトランスファチャンバとの配置関係を示す説明図である。
【図2】本発明の基本的な構成を説明する説明図である。
【図3】第１開口の方向から見たデュアルゲートバルブの外観を説明する説明図である。
【図5】通路方向移動機構２５０の中立位置の動作を説明する説明図である。
【図6】第２開口の閉弁動作を説明する説明図である。
【図7】第１開口の閉弁動作を説明する説明図である。
【図8】第１開口の閉弁時のプロセスチャンバの空気力が第１弁体におよぼす作用を説明する説明図である。
【図9】第２開口の閉弁時のプロセスチャンバの空気力が第２弁体におよぼす作用を説明する説明図である。
【図10】弁ロッドから第１弁体および第２弁体に加えられる力の大きさを説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明に係る実施例について図面を参照して説明する。なお同一機能を有するものには同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する場合がある。
【0028】
１． デュアルゲートバルブ２００の配置関係の説明
１．１ デュアルゲートバルブ２００の配置関係とデュアルゲートバルブ２００の基本構成
図１に、半導体製造装置におけるプロセスチャンバ１１０とトランスファチャンバ１２０との間に、本発明が適用されたデュアルゲートバルブ２００を配置した状態を示す。半導体製造装置では、プロセスチャンバ１１０やトランスファチャンバ１２０の内部の気圧を制御するための真空ポンプ等の気圧制御装置が設けられているが、この明細書では省略している。
１．１ デュアルゲートバルブ２００の配置関係とデュアルゲートバルブ２００の基本構成
図１に、半導体製造装置におけるプロセスチャンバ１１０とトランスファチャンバ１２０との間に、本発明が適用されたデュアルゲートバルブ２００を配置した状態を示す。半導体製造装置では、プロセスチャンバ１１０やトランスファチャンバ１２０の内部の気圧を制御するための真空ポンプ等の気圧制御装置が設けられているが、この明細書では省略している。
【0029】
通常、半導体基板を加工するための複数のプロセスチャンバ１１０が、複数のデュアルゲートバルブ２００をそれぞれ介して、トランスファチャンバ１２０に接続されている。半導体基板はトランスファチャンバ１２０から、加工処理を行うためのプロセスチャンバ１１０へ、対応するデュアルゲートバルブ２００を介して選択的に搬送される。前記加工が終わると、前記デュアルゲートバルブ２００を介してトランスファチャンバ１２０へ、加工された前記半導体基板が戻される。図１に示すプロセスチャンバ１１０やデュアルゲートバルブ２００は、複数あるプロセスチャンバ１１０やデュアルゲートバルブ２００の代表例として示している。
【0030】
デュアルゲートバルブ２００は弁箱２０２を備え、弁箱２０２により、プロセスチャンバ１１０とトランスファチャンバ１２０との間に半導体基板を搬送するための通路が形成される。弁箱２０２のプロセスチャンバ１１０側には第１開口２０４が形成され、トランスファチャンバ１２０側には第２開口２０６が形成され、弁箱２０２の内部には弁室２０３が形成されている。弁室２０３には第１開口２０４を開閉するための第１弁体２１４と第２開口２０６を開閉するための第２弁体２１６が設けられている。第１弁体２１４と第２弁体２１６はそれぞれ弁ロッド２２０に固定され、弁ロッド２２０は、第１開口２０４や第２開口２０６の方向である通路方向６０と、この通路方向６０に垂直な方向である垂直方向７０の２方向に移動する。
【0031】
弁ロッド２２０が中立位置に位置する状態で、第１開口２１２と第２開口２１４は共に開放状態となる。また弁ロッド２２０が、中立位置から通路方向６０におけるプロセスチャンバ１１０側に移動すると第１弁体２１６により第１開口２０４が閉じられ、前記中立位置から逆にトランスファチャンバ１２０側に弁ロッド２２０が移動すると第２弁体２１６により第２開口２０６が閉じられる。
【0032】
弁箱２０２内に通路を形成する場合は、弁ロッド２２０を中立位置に移動して、第１開口２０４および第２開口２０６を共に開放状態とし、次に弁ロッド２２０を垂直方向７０に沿って本体２３０の方向に移動し、第１弁体２１４と第２弁体２１６とを、第１開口２０４や第２開口２０６に対抗した位置から弁室２０３の本体２３０方向の空間に移動する。一方通路が形成された状態から第１開口２０４あるいは第２開口２０６を閉じる場合には、前記動作の逆で、まず弁ロッド２２０を垂直方向７０に移動して第１弁体２１４や第２弁体２１６が第１開口２０４や第２開口２０６に対抗する位置に先ず移動する。この状態では弁ロッド２２０は中立位置にあり、次に通路方向６０に沿って閉じたい開口の方に移動する。この移動により移動先の開口が対応する弁体により閉弁する。
【0033】
垂直方向７０に沿った弁ロッド２２０の移動は、垂直方向移動機構３００によって行われる。一方通路方向６０に沿った弁ロッド２２０の移動は、通路方向移動機構２５０によって行われる。具体的には、垂直方向移動機構３００による垂直方向７０に沿った移動量が垂直方向移動機構３００からロッド移動機構３５０に伝えられる。また通路方向６０に沿った移動量は通路方向移動機構２５０からロッド移動機構３５０に伝えられる。ロッド移動機構３５０は垂直方向の移動量と通路方向の移動量の両方の移動量に基づいて弁ロッド２２０を移動する。
【0034】
弁箱２０２と本体２３０とのつなぎの部分には弁ロッド２２０が通路方向６０に移動できる大きさの穴が形成されており、弁箱２０２の弁室２０３内の状態を真空等、気密に維持するためにベローズ２２４が設けられ、弁室２０３の機密が維持される。
【0035】
１．２ 図1に記載の実施例におれる効果
プロセスチャンバ１１０はデュアルゲートバルブ２００よりも垂直方向７０に長く伸びており、メンテナンスのための空間的余裕が無い。一方トランスファチャンバ１２０は垂直方向７０の長さが短く、デュアルゲートバルブ２００の本体２３０は、トランスファチャンバ１２０よりもさらに長く伸びた位置にある。このため本体２３０のトランスファチャンバ１２０の側をメンテナンスのための空間として利用することができる。本体２３０のトランスファチャンバ１２０の側に、カバー２５２を取り外し可能に設けている。カバー２５２はメンテナンス時に取り外すことができ、カバー２５２側の空間から容易にメンテナンスを行うことができる。
プロセスチャンバ１１０はデュアルゲートバルブ２００よりも垂直方向７０に長く伸びており、メンテナンスのための空間的余裕が無い。一方トランスファチャンバ１２０は垂直方向７０の長さが短く、デュアルゲートバルブ２００の本体２３０は、トランスファチャンバ１２０よりもさらに長く伸びた位置にある。このため本体２３０のトランスファチャンバ１２０の側をメンテナンスのための空間として利用することができる。本体２３０のトランスファチャンバ１２０の側に、カバー２５２を取り外し可能に設けている。カバー２５２はメンテナンス時に取り外すことができ、カバー２５２側の空間から容易にメンテナンスを行うことができる。
【0036】
このカバー２５２の内側に通路方向移動機構２５０を設けている。通路方向移動機構２５０は弁ロッド２２０を通路方向６０に沿って移動させる働きをし、第１弁体２１４や第２弁体２１６を中立位置に移動し維持する働きをするとともに、第１弁体２１４や第２弁体２１６の第１開口２０４や第２開口２０６に対する閉鎖位置や閉鎖時の圧力を制御する働きをする。このため通路方向移動機構２５０は高精度を維持することが求められ、メンテナンスが必要となる。以下で説明のごとく、カバー２５２を取り外すことにより、通路方向移動機構２５０の重要な要素である第１可動体２６２や第２可動体２７２を簡単に取り出すことができ、また第１シリンダ２６１や第２シリンダ２７１の状態を検査することができる。これらのためのメンテナンスが極めて容易であり、メンテナンスのための時間を短縮できる。
【0037】
さらに通路方向移動機構２５０は以下で詳述するが、通路方向６０の方向における位置関係において弁ロッド２２０と重なる位置関係に配置されている。このため、デュアルゲートバルブ２００の通路方向６０における厚みをより薄くできる。それに加え、弁箱２０２には駆動機構が無く、通路方向移動機構２５０や垂直方向移動機構３００は本体２３０に設けており、弁箱２０２を通路方向６０において薄くできる効果がある。これにより図１の実施例では、プロセスチャンバ１１０とトランスファチャンバ１２０との間を狭くできる効果が得られる。
【0038】
上述したように垂直方向移動機構３００や通路方向移動機構２５０を全て本体２３０に設けるとともに、垂直方向移動機構３００や通路方向移動機構２５０の移動量等を弁ロッド２２０に伝えるロッド移動機構３５０も合わせて本体２３０に設けているので、弁箱２０２の弁室２０３内には互いに擦れ合う構成がほとんどない。しいて言えば第１開口２０４と第１弁体２１４および第２開口２０６と第２弁体２１６くらいである。従って弁箱２０２内部では微細なパーティクルの発生を極力抑えることができる。
【0039】
２．通路方向移動機構２５０の基本構成
図２はデュアルゲートバルブ２００の基本構成の説明図である。弁ロッド２２０の一端には第１弁体２１４と第２弁体２１６が取り付けられており、弁ロッド２２０の他端は本体２３０の方に伸び、本体２３０の内部でロッド移動機構３５０に固定されている。ロッド移動機構３５０は、通路方向移動機構２５０と垂直方向移動機構３００とに接続されており、通路方向移動機構２５０によりロッド移動機構３５０の通路方向６０の位置が定まり、垂直方向移動機構３００によって垂直方向７０における位置が定まる。
図２はデュアルゲートバルブ２００の基本構成の説明図である。弁ロッド２２０の一端には第１弁体２１４と第２弁体２１６が取り付けられており、弁ロッド２２０の他端は本体２３０の方に伸び、本体２３０の内部でロッド移動機構３５０に固定されている。ロッド移動機構３５０は、通路方向移動機構２５０と垂直方向移動機構３００とに接続されており、通路方向移動機構２５０によりロッド移動機構３５０の通路方向６０の位置が定まり、垂直方向移動機構３００によって垂直方向７０における位置が定まる。
【0040】
垂直方向移動機構３００は第１シリンダ機構２６０と第２シリンダ機構２７０を有しており、第１シリンダ機構２６０は第１シリンダ２６１と第１可動体２６２を有している。また第２シリンダ機構２７０は第２シリンダ２７１と第２可動体２７２、第１ロッド２６３、第２ロッド２７３を有している。第１シリンダ機構２６０の第１シリンダ２６１と第１可動体２６２は、第２シリンダ機構２７０の第２シリンダ２７１や第２可動体２７２より径が大きい。
【0041】
第１シリンダ機構２６０のトランスファチャンバ１２０の側にはカバー２５２が取り外し可能な状態で固定されている。カバー２５２を取り外すと、第１シリンダ２６１は本体２３０のトランスファチャンバ１２０の側の側面において、開放状態となる。第１シリンダ２６１は第２シリンダ２７１より径が大きいので、開放状態となったトランスファチャンバ１２０の側から第１可動体２６２や第２可動体２７２を外に取り出すことができる。
【0042】
第２可動体２７２の第１シリンダ機構２６０の方の面には第１ロッド２６３が設けられ、第２可動体２７２のロッド移動機構３５０の方の面には第２ロッド２７３が設けられている。第２ロッド２７３はロッド移動機構３５０の第1伝達体２８２に接続されている。第１シリンダ機構２６０の第１シリンダ２６１の径が第２シリンダ機構２７０の第２シリンダ２７１の径より大きいので、第１シリンダ２６１と第２シリンダ２７１との接続位置で段差ができ、第１ストッパ２６４が形成される。第１可動体２６２は前記段差により、第１ストッパ２６４の位置で移動が止まり、第１ストッパ２６４よりロッド移動機構３５０の方には移動できない。
【0043】
第１可動体２６２と第２可動体２７２とに同じ圧力の圧縮空気３０が作用した場合には、第１可動体２６２の作用する面積が大きいので、第２可動体２７２より第１可動体２６２の方がより大きな力が発生する。従って前記空気圧で第１可動体２６２が第１ストッパ２６４に押し付けられている状態では、第２可動体２７２の力では第１可動体２６２を動かすことができない。従って第１可動体２６２が第１ストッパ２６４に空気圧により押し付けられている状態では、第１可動体２６２は第２可動体２７２の基準位置として作用することができる。第１シリンダ機構２６０や第２シリンダ機構２７０の動きと第１弁体２１４や第２弁体２１６による第１開口２０４や第２開口２０６の開閉動作については、以下で図４から図7を用いて、改めて説明する。
【0044】
本体２３０には弁ロッド２２０を垂直方向７０に沿って移動させるための垂直方向移動機構３００が設けられている。垂直方向移動機構３００に所定圧の圧縮空気３０を導入することにより、垂直移動ロッド３０２が弁箱２０２の方に伸び、垂直移動ロッド３０２の先端に設けた第２伝達体３１２を弁箱２０２の方向に押し上げるので、ロッド移動機構３５０は弁箱２０２側に移動する。この移動に伴って弁ロッド２２０は弁箱２０２の方に移動する。図２の状態は弁ロッド２２０が最も弁箱２０２側に移動した状態を示しており、第１弁体２１４や第２弁体２１６がそれぞれ第１開口２０４や第２開口２０６に対向している。
【0045】
一方垂直方向移動機構３００において図示しない可動体の弁箱２０２側に所定圧の圧縮空気３０を導入することにより垂直移動ロッド３０２は垂直方向移動機構３００の内側の方向に移動し、第２伝達体３１２も垂直方向移動機構３００の方に移動する。この移動により、弁ロッド２２０の一端に固定された第１弁体２１４や第２弁体２１６は第１開口２０４や第２開口２０６に対抗する位置から、弁箱２０２の本体２３０の方に移動する。この状態では第１開口２０４と第２開口２０６との間は空間だけとなり、半導体基板を搬送するための通路が形成される。
【0046】
ロッド移動機構３５０において、第２可動体２７２に設けられた第２ロッド２７３の先端には第1伝達体２８２が接続されている。第1伝達体２８２とロッド移動機構３５０との位置関係が垂直方向７０に沿って自由に変化することが可能となるように、第1伝達体２８２は垂直方向７０に沿って長く伸びた第１伝達室２８１内に移動可能に配置されている。また垂直方向移動機構３００から延びる垂直移動ロッド３０２とロッド移動機構３５０との通路方向６０に沿った方向の位置関係が自由に変化できるように、通路方向６０に沿って長く伸びる第２伝達室３１１が設けられている。垂直移動ロッド３０２の先端に設けられた第２伝達体３１２が第２伝達室３１１において垂直方向７０に沿って移動することにより、ロッド移動機構３５０の通路方向６０における位置に関係なく、ロッド移動機構３５０の垂直方向７０の位置を制御することができる。
【0047】
弁箱２０２と本体２３０との接合部に弁ロッド２２０が通路方向６０の方向に移動可能な穴が形成されており、弁ロッド２２０と弁箱２０２とはベローズ２２４により気密につながれている。弁ロッド２２０はロッド移動機構３５０に機械的に固定されており、通路方向移動機構２５０やロッド移動機構３５０により、弁室２０３と弁ロッド２２０との位置関係が変化するが、ベローズ２２４により弁箱２０２の弁室２０３は常に気密に維持されている。
【0048】
２．１ 図２で説明の実施例の効果
第１弁体２１４や第２弁体２１６を動かす通路方向移動機構２５０や垂直方向移動機構３００やロッド移動機構３５０は本体２３０に設けられており、弁箱２０２内部での微細パーティクルの発生が抑えられる効果がある。また弁箱２０２内部には駆動機構が無く非常にシンプルである。このため弁箱２０２を薄くすることができ、プロセスチャンバ１１０とトランスファチャンバ１２０との間隔を狭くできる効果がある。さらに本体２３０の内部において通路方向移動機構２５０とロッド移動機構３５０と弁ロッド２２０とは、通路方向６０において重なって配置されており、本体２３０の通路方向６０の厚みを薄くできる効果がある。
第１弁体２１４や第２弁体２１６を動かす通路方向移動機構２５０や垂直方向移動機構３００やロッド移動機構３５０は本体２３０に設けられており、弁箱２０２内部での微細パーティクルの発生が抑えられる効果がある。また弁箱２０２内部には駆動機構が無く非常にシンプルである。このため弁箱２０２を薄くすることができ、プロセスチャンバ１１０とトランスファチャンバ１２０との間隔を狭くできる効果がある。さらに本体２３０の内部において通路方向移動機構２５０とロッド移動機構３５０と弁ロッド２２０とは、通路方向６０において重なって配置されており、本体２３０の通路方向６０の厚みを薄くできる効果がある。
【0049】
３. プロセスチャンバ１１０側から見たデュアルゲートバルブ２００の外観形状
図３はデュアルゲートバルブ２００を第１開口２０４の方であるプロセスチャンバ１１０の方から見た外観図である。デュアルゲートバルブ２００は弁箱２０２と本体２３０を有している。弁箱２０２には半導体基板を搬送するための第１開口２０４がある。図３は第１開口２０４を第１弁体２１４で閉じている状態を示しており、第１開口２０４に対向して第１弁体２１４が位置している。第１開口２０４を開放して弁箱２０２内に半導体基板を搬送する通路を形成する状態では、第１弁体２１４は第１開口２０４から中立位置に移動し、その後第１弁体２１４は垂直方向７０の方向に本体２３０側に移動し、第１開口２０４と第１弁体２１４は対抗しない状態となる。第１開口２０４の向こう側に第２開口２０６が現れ、弁箱２０２内に通路が作られる。
図３はデュアルゲートバルブ２００を第１開口２０４の方であるプロセスチャンバ１１０の方から見た外観図である。デュアルゲートバルブ２００は弁箱２０２と本体２３０を有している。弁箱２０２には半導体基板を搬送するための第１開口２０４がある。図３は第１開口２０４を第１弁体２１４で閉じている状態を示しており、第１開口２０４に対向して第１弁体２１４が位置している。第１開口２０４を開放して弁箱２０２内に半導体基板を搬送する通路を形成する状態では、第１弁体２１４は第１開口２０４から中立位置に移動し、その後第１弁体２１４は垂直方向７０の方向に本体２３０側に移動し、第１開口２０４と第１弁体２１４は対抗しない状態となる。第１開口２０４の向こう側に第２開口２０６が現れ、弁箱２０２内に通路が作られる。
【0050】
弁ロッド２２０の垂直方向７０に沿った移動は垂直方向移動機構３００によって行われる。垂直方向移動機構３００には、図示していないが、シリンダと可動体からなる２組の駆動機構があり、各駆動機構の駆動状態は縦制御ロッド３２２と縦制御ロッド３２４とによってロッド移動機構３５０に伝えられ、ロッド移動機構３５０により弁ロッド２２０が動かされる。弁箱２０２と本体２３０との接続部には、ベローズ２２４が設けられ、弁箱２０２と本体２３０との間が気密に維持される。図には表れていないが、ロッド移動機構３５０の背後に通路方向移動機構２５０が設けられている。
【0051】
４．通路方向移動機構２５０やロッド移動機構３５０の構造とその効果
図４は図３におけるA－A断面図である。実際には駆動用圧縮空気３０の導入および排出機構が存在するが図示を省略している。弁ロッド２２０を挟んで２組の通路方向移動機構２５０が配置されている。２組の通路方向移動機構２５０は構成および作用が全く同じであり、代表して一方について説明する。図２で説明したとおり、２組の通路方向移動機構２５０はそれぞれ第１シリンダ機構２６０と第２シリンダ機構２７０とを有している。ロッド移動機構３５０には弁ロッド２２０が固定されている。弁ロッド２２０を通路方向６０に沿ってあるいは垂直方向７０に沿って動かすためのロッド移動機構３５０は本体２３０が有するガイド２３２とガイド２３４とにより、通路方向移動機構２５０の両端が移動可能に支持されている。この構造により、通路方向６０に垂直の方向である、図４の左右方向の揺れを防止している。
図４は図３におけるA－A断面図である。実際には駆動用圧縮空気３０の導入および排出機構が存在するが図示を省略している。弁ロッド２２０を挟んで２組の通路方向移動機構２５０が配置されている。２組の通路方向移動機構２５０は構成および作用が全く同じであり、代表して一方について説明する。図２で説明したとおり、２組の通路方向移動機構２５０はそれぞれ第１シリンダ機構２６０と第２シリンダ機構２７０とを有している。ロッド移動機構３５０には弁ロッド２２０が固定されている。弁ロッド２２０を通路方向６０に沿ってあるいは垂直方向７０に沿って動かすためのロッド移動機構３５０は本体２３０が有するガイド２３２とガイド２３４とにより、通路方向移動機構２５０の両端が移動可能に支持されている。この構造により、通路方向６０に垂直の方向である、図４の左右方向の揺れを防止している。
【0052】
弁ロッド２２０が傾斜したり振動したりすると、第１開口２０４と第１弁体２１４の接触部分あるいは第２開口２０６と第２弁体２１６との接触部分、例えば第１弁体２１４や第２弁体２１６に設けられているシール材が摩耗したり変形したりする。また閉弁時に気密を維持するためには、図示していないが、第１弁体２１４や第２弁体２１６に設けられているシール材が第１開口２０４や第２開口２０６の弁座部分に作用する力が均一であることが望ましい。このような観点から図４に示すように、通路方向６０の方向の厚みを押さえた構造で、弁ロッド２２０が傾斜せず振動もしない構造が重要である。
【0053】
上述したように第１シリンダ２６１の径が第２可動体２７２の径より大きいので、カバー２５２を取り外すことにより、第１可動体２６２や第２可動体２７２をトランスファチャンバ１２０の側から取り出すことができる。このためメンテナンスが非常に容易である。
【0054】
４．１ 第１弁体２１４や第２弁体２１６の中立位置の制御
図４は第１弁体２１４や第２弁体２１６が中立位置に維持されている状態の通路方向移動機構２５０の動作状態を示している。図５も図４と同様、第１弁体２１４や第２弁体２１６が中立位置に維持されている状態示しており、図５は理解しやすいように図を簡素化している。図４と図５を用いて、第１弁体２１４や第２弁体２１６が中立位置に維持されている状態の通路方向移動機構２５０の動作状態を説明する。なお圧縮空気３０を導くための配管が実際には存在するが、煩雑さを避けるために図示を省略している。
図４は第１弁体２１４や第２弁体２１６が中立位置に維持されている状態の通路方向移動機構２５０の動作状態を示している。図５も図４と同様、第１弁体２１４や第２弁体２１６が中立位置に維持されている状態示しており、図５は理解しやすいように図を簡素化している。図４と図５を用いて、第１弁体２１４や第２弁体２１６が中立位置に維持されている状態の通路方向移動機構２５０の動作状態を説明する。なお圧縮空気３０を導くための配管が実際には存在するが、煩雑さを避けるために図示を省略している。
【0055】
通路方向移動機構２５０を構成する第１室３４２と第３室３４６に同じ圧の圧縮空気３０を、例えば気圧ＰＡの圧縮空気３０を、導入し、また第２室３４４内の空気を排出する。第１室３４２に導入された圧縮空気３０により、第１可動体２６２が第１シリンダ２６１と第２シリンダ２７１との径の違いにより生じた段差で構成される第１ストッパ２６４に押し付けられた状態で停止し、保持される。また第３室３４６に導入された圧縮空気３０により、第１ロッド２６３と第２ロッド２７３とを有する第２可動体２７２が第１可動体２６２の方向に移動し、第１ロッド２６３が第１可動体２６２に当った位置で第２可動体２７２の動きが停止し、保持される。
【0056】
前記圧縮空気３０が第１室３４２と第３室３４６に導かれているので、圧縮空気３０の気圧ＰＡが第１可動体２６２と第２可動体２７２に作用する。第１可動体２６２に気圧ＰＡ作用する有効面積は、第１可動体２６２の第１室３４２側の表面積全体になる。一方気圧ＰＡが第２可動体２７２に作用する有効面積は、第２可動体２７２の第３室３４６の側の表面積から第２ロッド２７３の断面積を差し引いた面積になる。もともと第１可動体２６２の方が第２可動体２７２より大きいので、第１可動体２６２は、第２可動体２７２に生じる力より大きな力で第１ストッパ２６４に押し付けられる。さらにそれに加えて気圧ＰＡが第２可動体２７２に作用する有効面積が、第２可動体２７２の表面積から第２ロッド２７３の断面積を差し引いた面積となる。このため第２可動体２７２の第１ロッド２６３が第１可動体２６２の方に移動して第１可動体２６２の表面に当り、さらに第１室３４２の方向に押す作用をするが、上述のとおり、第１可動体２６２が第１ストッパ２６４を押す力より第２可動体２７２の第１ロッド２６３が押す力が小さいので、第１可動体２６２は動かない。このように第１弁体２１４や第２弁体２１６を中立位置に維持する制御においては、第１可動体２６２は構造的には移動可能な可動体でありながら、第２可動体２７２に対しては、基準位置を定めるストッパとして動作する。
【0057】
上述したように弁ロッド２２０を通路方向６０の方向に移動させるロッド移動機構３５０は第２ロッド２７３により動かされるので、第１可動体２６２の基準位置に対してロッド移動機構３５０は位置決めされ、第１弁体２１４と第２弁体２１６の通路方向６０における位置が定まる。第１可動体２６２の基準位置に対するロッド移動機構３５０の位置関係は第１ロッド２６３と第２ロッド２７３との長さ等により定まる。第１ロッド２６３や第２ロッド２７３の長さの精度を向上することは非常に容易であり、第１弁体２１４や第２弁体２１６の中立位置を高精度に制御できる。
【0058】
４．２ 第１弁体２１４と第２弁体２１６の中立位置制御における効果
図４や図５に示す実施例によれば、第２可動体２７２より第１可動体２６２の径を大きくすることにより、可動体である第１可動体２６２を基準となるストッパとして作用させることができる。このため第１弁体２１４と第２弁体２１６の中立位置の制御を、簡単で、しかも高精度に、実現できる。これに加えて上述したようにメンテナンス制の向上も合わせて実現できる。さらに２組の通路方向移動機構２５０で弁ロッド２２０を挟むように配置しているので、上記効果に加えて本体２３０を薄くできる効果がある。
図４や図５に示す実施例によれば、第２可動体２７２より第１可動体２６２の径を大きくすることにより、可動体である第１可動体２６２を基準となるストッパとして作用させることができる。このため第１弁体２１４と第２弁体２１６の中立位置の制御を、簡単で、しかも高精度に、実現できる。これに加えて上述したようにメンテナンス制の向上も合わせて実現できる。さらに２組の通路方向移動機構２５０で弁ロッド２２０を挟むように配置しているので、上記効果に加えて本体２３０を薄くできる効果がある。
【0059】
４．３ 第２開口２０６の閉弁制御およびそれに伴う効果
第２開口２０６の閉弁動作を、図６を用いて説明する。通路方向移動機構２５０の第３室３４６に気圧ＰＡの圧縮空気３０を導入し、第１室３４２や第２室３４４内の空気を排出する。圧縮空気３０の導入により第２可動体２７２が第１可動体２６２の方に移動し、第１ロッド２６３により第１可動体２６２がカバー２５２の方に移動し、カバー２５２をストッパとして第１可動体２６２の移動が停止する。カバー２５２が基準位置となり、第２可動体２７２の第１ロッド２６３や第２ロッド２７３の位置が定まり、弁ロッド２２０の最もトランスファチャンバ１２０側の位置が定まる。この位置が、第２開口２０６を閉じる第２弁体２１６の閉弁位置となる。
第２開口２０６の閉弁動作を、図６を用いて説明する。通路方向移動機構２５０の第３室３４６に気圧ＰＡの圧縮空気３０を導入し、第１室３４２や第２室３４４内の空気を排出する。圧縮空気３０の導入により第２可動体２７２が第１可動体２６２の方に移動し、第１ロッド２６３により第１可動体２６２がカバー２５２の方に移動し、カバー２５２をストッパとして第１可動体２６２の移動が停止する。カバー２５２が基準位置となり、第２可動体２７２の第１ロッド２６３や第２ロッド２７３の位置が定まり、弁ロッド２２０の最もトランスファチャンバ１２０側の位置が定まる。この位置が、第２開口２０６を閉じる第２弁体２１６の閉弁位置となる。
【0060】
カバー２５２を基準位置とした状態でのロッド移動機構３５０の位置は、第１ロッド２６３や第２ロッド２７３等の長さの関係で定まる。これらの長さは高精度に加工することが極めて容易であり、容易に高精度の制御を実現できる。またメンテナンスのためのカバー２５２を基準位置として使用しており、簡単な構造で高精度の制御を実現できる。なお第２開口２０６を閉弁するために作用する力は第２可動体２７２の第３室３４６の側の面積から第２ロッド２７３の断面積を引いた面積に基づいて定まる。以下で説明するが、第２開口２０６の閉弁時に第２弁体２１６に作用する力は、第２ロッド２７３の断面積に基づく力だけ、第１開口２０４を第１弁体２１４で閉じるときに第１弁体２１４に加わる力より小さくなる。
【0061】
４．４ 第１開口２０４の閉弁制御
図７を用いて、第１開口２０４の第１弁体２１４による閉弁動作を説明する。気圧ＰＡの圧縮空気３０を通路方向移動機構２５０の第１室３４２と第２室３４４に導入し、一方第３室３４６内の空気を排出する。第１室３４２への圧縮空気３０の導入により、第１可動体２６２がロッド移動機構３５０の方に移動し、第１ストッパ２６４に到達して停止する。第１ロッド２６３と第２ロッド２７３とを有する第２可動体２７２がロッド移動機構３５０の方に移動し、第２ストッパ２６６に到達して移動を停止する。第２ストッパ２６６を基準として第２ロッド２７３の長さに基づきロッド移動機構３５０の通路方向６０における位置が定まる。この位置が第１開口２０４の第１弁体２１４による閉弁位置となる。
図７を用いて、第１開口２０４の第１弁体２１４による閉弁動作を説明する。気圧ＰＡの圧縮空気３０を通路方向移動機構２５０の第１室３４２と第２室３４４に導入し、一方第３室３４６内の空気を排出する。第１室３４２への圧縮空気３０の導入により、第１可動体２６２がロッド移動機構３５０の方に移動し、第１ストッパ２６４に到達して停止する。第１ロッド２６３と第２ロッド２７３とを有する第２可動体２７２がロッド移動機構３５０の方に移動し、第２ストッパ２６６に到達して移動を停止する。第２ストッパ２６６を基準として第２ロッド２７３の長さに基づきロッド移動機構３５０の通路方向６０における位置が定まる。この位置が第１開口２０４の第１弁体２１４による閉弁位置となる。
【0062】
第１開口２０４が第１弁体２１４より閉弁したときに、第１弁体２１４のシール材が第１開口２０４の弁座を押圧するときの弁ロッド２２０からの力は、通路方向移動機構２５０の第２可動体２７２がロッド移動機構３５０を押す力となる。第２可動体２７２がロッド移動機構３５０を押す力は、第２可動体２７２の第１可動体２６２側の表面積となる。すなわち第１ロッド２６３の第１可動体２６２側の端面に作用する力も第２ロッド２７３がロッド移動機構３５０を押す力となるので、第２可動体２７２の第１可動体２６２側の面の表面積が圧縮空気３０により力を受ける有効面積となる。
【0063】
一方 図６を用いて説明したとおり、第２開口２０６が第２弁体２１６により閉弁するときに第２弁体２１６に加わる弁ロッド２２０からの力は、第２可動体２７２の表面積から第２ロッド２７３の断面積を引いた面積となる。従って第２弁体２１６に弁ロッド２２０から加わる力は、第２ロッド２７３の断面積に対応する力だけ、第１弁体２１４に弁ロッド２２０から加わる力より小さくなる。言い換えると第２弁体２１６の図示していないシールド材が第２開口２０６の図示していない弁座を押す力より、第１開口２０４の図示していない弁座を第１弁体２１４のシール材が押す力の方が、弁ロッド２２０からの力のみ比較すると、大きくなり、その差は第２ロッド２７３の断面積に基づくこととなる。
【0064】
４．５ 第１開口２０４と第２開口２０６の閉弁構造とこの構造に伴う効果
図８および図９を用いて、第１開口２０４や第２開口２０６を閉弁する第１弁体２１４や第２弁体２１６に作用する圧力について説明する。デュアルゲートバルブ２００はプロセスチャンバ１１０とトランスファチャンバ１２０との間に設けられている。加工対象の半導体基板がプロセスチャンバ１１０に送られ、プロセスチャンバ１１０の内部で加工が施されている状態では、プロセスチャンバ１１０内の気密を保持するために、図８で示す如く、第１開口２０４は第１弁体２１４により閉じられている。図示していないが、第１弁体２１４の周囲に設けられたシール材が第１開口２０４の周囲形成された弁座に押し付けられ、シール材が潰れた状態となって密閉状態となる。
図８および図９を用いて、第１開口２０４や第２開口２０６を閉弁する第１弁体２１４や第２弁体２１６に作用する圧力について説明する。デュアルゲートバルブ２００はプロセスチャンバ１１０とトランスファチャンバ１２０との間に設けられている。加工対象の半導体基板がプロセスチャンバ１１０に送られ、プロセスチャンバ１１０の内部で加工が施されている状態では、プロセスチャンバ１１０内の気密を保持するために、図８で示す如く、第１開口２０４は第１弁体２１４により閉じられている。図示していないが、第１弁体２１４の周囲に設けられたシール材が第１開口２０４の周囲形成された弁座に押し付けられ、シール材が潰れた状態となって密閉状態となる。
【0065】
プロセスチャンバ１１０内の圧力は、加工状態より真空状態ではなく、例えば数万Pa（パスカル）まで上昇する可能性がある。このようにプロセスチャンバ１１０内の圧力は矢印Ｐ１１で示す如く、第１弁体２１４に対して開弁の方向に作用する。このようなプロセスチャンバ１１０の内圧力が第１弁体２１４に作用したとしても、第１弁体２１４は気密状態の閉弁を維持しなければならない。従ってプロセスチャンバ１１０の内圧の上昇を想定し、この内圧上昇に十分に耐えられる圧力で、第１弁体２１４のシール材が第１開口２０４の弁座に押し付けられ、前記シール材が押しつぶされていることが必要となる。
【0066】
図９は、第２開口２０６が第２弁体２１６により閉弁している状態である。この状態は、例えばプロセスチャンバ１１０の内部のメンテナンスが行われている状態である。この場合プロセスチャンバ１１０の内部は大気圧となるので、この大気圧が矢印Ｐ１２で示す如く、第２弁体２１６のシール材を第２開口２０６の周囲に形成された弁座に押し付ける方向に作用する。従って第２弁体２１６が第２開口２０６の弁座を押す力を小さくしておいても、矢印Ｐ１２により、第２弁体２１６が第２開口２０６の弁座を押す力が大きくなる。
【0067】
上述したように、プロセスチャンバ１１０の内圧は、第１弁体２１４に対しては開弁する方向に作用し、逆に第２弁体２１６に対しては閉弁する方向に作用する。このため通路方向移動機構２５０から弁ロッド２２０を介して第１弁体２１４や第２弁体２１６に加えられる力は、プロセスチャンバ１１０の内圧を考慮し、第１弁体２１４で第１開口２０４を閉弁する状態では、大きな力が第１弁体２１４に加わり、一方第２弁体２１６で第２開口２０６を閉弁する状態では、小さい力が第２弁体２１６に加わることが望ましい。このようにプロセスチャンバ１１０側の第１開口２０４を閉じる場合の第１弁体２１４に加わる弁ロッド２２０からの力は、大きくし、一方トランスファチャンバ１２０側の第２開口２０６を閉じる場合の第２弁体２１６に加わる弁ロッド２２０からの力は、小さくする。これにより、閉弁時の気密維持を良好にするだけでなく、第１弁体２１４や第２弁体２１６に設けられているシール材が大きく押しつぶされることが生じないようにしている。シール材を大きく押しつぶすことは、シール材の劣化を早めることとなる。また微細パーティクルが生じやすくなる。
【0068】
本実施例では、通路方向移動機構２５０に供給する圧縮空気３０の圧力を変えることなく、同じ圧力の圧縮空気３０を使用する条件で、上記の課題を解決することができる。図１０は、本実施例により実現した第１弁体２１４のシール材と第２弁体２１６のシール材に加えられる圧力の実際の計測結果を、グラフとして示す。
【0069】
グラフの横軸は、使用する圧縮空気３０の空気圧をパラメータとしている。また縦軸は第１弁体２１４や第２弁体２１６に設けられたシール材に加わる圧力を示す。グラフ１は第１弁体２１４に設けられたシール材に加わる圧力を示している。またグラフ２は第２弁体２１６に設けられたシール材に加わる圧力を示している。これらのシール材に加わる圧力は前記シール材を押しつぶす作用をする力となる。導入した気圧を一定圧ＰＡの状態での第１弁体２１４のシール材に加わる圧力はＰ１、また第２弁体２１６のシール材に加わる圧力はＰ２となる。本実施例によれば、弁ロッド２２０から加わる力だけをみると、第１弁体２１４の方が第２弁体２１６より安定して大きな力が作用していることが分かる。上述したようにプロセスチャンバ１１０からの圧力は、グラフ１に示す圧力を下げる方向に作用し、一方グラフ２に示す圧力を上げる方向に作用する。従ってプロセスチャンバ１１０からの圧力を考慮すると、グラフ１とグラフ２は近づく傾向となる。言い換えると第１弁体２１４や第２弁体２１６にそれぞれ設けられたシール材の潰し量を近づける傾向となる。
【0070】
本実施例によれば、同じ圧力の圧縮空気３０を使用しているにも関わらず、第２弁体２１６より大きな力を弁ロッド２２０から第１弁体２１４に加えることができる。この力の差は、図６と図７を使用して説明したとおり、第２可動体２７２の第３室３４６の空気圧が作用する有効面積が、第２室３４４の空気圧が作用する有効面積より第２ロッド２７３の断面積に相当する分、小さくなることを利用している。第２ロッド２７３の断面積は高精度に加工可能であり、しかも劣化が生じ難い。第２弁体２１６の閉弁時に第２弁体２１６に弁ロッド２２０から加わる力と、第１弁体２１４の閉弁時に第１弁体２１４に弁ロッド２２０から加わる力との差を、高精度にしかも安定して維持することができる。
【0071】
また本実施例では、トランスファチャンバ１２０の方に生じる空間をメンテナンスのための空間として利用することにより、通路方向移動機構２５０のプロセスチャンバ１１０側に設けられる第２ロッド２７３を利用して、第２弁体２１６に弁ロッド２２０から加えられる力より、第１弁体２１４に弁ロッド２２０から加えられる力が大きくなるようにしている。本実施例では、特別な構造を持ち込むこと無く、通路方向移動機構２５０が構成として必然的に備えている構成を利用して、上記課題を解決できる効果がある。
【0072】
本実施例では、第１室３４２と第２室３４４に同じ圧の圧縮空気３０を導入した場合に、第１可動体２６２が第１ストッパ２６４に到達して動きが止まるまでは、第２室３４４内の空気圧は、導入された空気圧に加えて径の大きい第１可動体２６２に生じた力を受けることになる。従って第２可動体２７２には単に導入された空気圧だけでなく、第１可動体２６２の第２可動体２７２側への移動に伴う力が作用することになる。このため仮にプロセスチャンバ１１０側の圧力が高くても、第１弁体２１４の閉弁動作の遅れを抑制することができる。第１室３４２に圧縮空気３０を導かなくても第２室３４４への圧縮空気３０の導入で第１弁体２１４により第１開口２０４を閉じることができるが、第１室３４２に圧縮空気３０を導入した方が第２室３４４体積を小さくでき、第１弁体２１４の閉弁動作を早めることができる。さらにそれに加えて上述したように、径が大きい第１可動体２６２が受ける力が第２可動体２７２より大きいので第２室３４４内の空気を押す方向に作用し、上述したように制御速度を高める、あるいはプロセスチャンバ１１０側の圧力の上昇による応答遅れを抑制できる効果がある。
【符号の説明】
【0073】
６０・・・通路方向、７０・・・垂直方向、１１０・・・プロセスチャンバ、１２０・・・トランスファチャンバ、２００・・・デュアルゲートバルブ、２０２・・・弁箱、２０３・・・弁室、２０４・・・第１開口、２０６・・・第２開口、２１４・・・第１弁体、２１６・・・第２弁体、２２０・・・弁ロッド、２３０・・・本体、２３２・・・ガイド、２３４・・・ガイド、２５０・・・通路方向移動機構、２５２・・・カバー、２６０・・・第１シリンダ機構、２６１・・・第１シリンダ、２６２・・・第１可動体、２６３・・・第１ロッド、２６４・・・第１ストッパ、２６６・・・第２ストッパ、２７０・・・第２シリンダ機構、２７１・・・第２シリンダ、２７２・・・第２可動体、２７３・・・第２ロッド、２８０・・・第１伝達機構、２８１・・・第１伝達室、２８２・・・第1伝達体、３００・・・垂直方向移動機構、３０２・・・垂直移動ロッド、３１０・・・第２伝達機構、３１１・・・第２伝達室、３１２・・・第２伝達体、３２２・・・縦制御ロッド、３２４・・・縦制御ロッド、３４２・・・第１室、３４４・・・第２室、３４６・・・第３室、３５０・・・ロッド移動機構。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2021-08-26
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プロセスチャンバの側に開口する第１開口とトランスファチャンバの側に開口する第２開口とが形成され、前記第１開口と前記第２開口とによりその内部に通路が形成される弁箱と、
前記弁箱の前記内部にそれぞれ配置され、前記第１開口と前記第２開口とをそれぞれ開閉するための第１弁体と第２弁体と、
前記弁箱に隣接して設けられた本体と、
一端が前記弁箱の前記内部に位置していて前記一端に前記第１弁体および前記第２弁体が固定され、さらにその他端が前記通路に沿う方向である通路方向に対して垂直方向に沿って前記本体の内部に伸びる弁ロッドと、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを、前記通路方向に沿って移動するための通路方向移動機構と、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを前記垂直方向に沿って移動する垂直方向移動機構と、
を有し、
前記通路方向移動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記本体において、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバの側の方に配置され、前記第２シリンダ機構は前記第１シリンダ機構より前記本体の内側の方に配置され、
前記第１シリンダ機構は空気室を形成するための第１シリンダと前記第１シリンダの内部を移動する第１可動体とを有し、
前記第２シリンダ機構は空気室を形成するための第２シリンダと前記第２シリンダの内部を移動する第２可動体とを有し、
前記第１シリンダ機構のさらに外側に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側の側面において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
前記弁箱の前記内部にそれぞれ配置され、前記第１開口と前記第２開口とをそれぞれ開閉するための第１弁体と第２弁体と、
前記弁箱に隣接して設けられた本体と、
一端が前記弁箱の前記内部に位置していて前記一端に前記第１弁体および前記第２弁体が固定され、さらにその他端が前記通路に沿う方向である通路方向に対して垂直方向に沿って前記本体の内部に伸びる弁ロッドと、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを、前記通路方向に沿って移動するための通路方向移動機構と、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを前記垂直方向に沿って移動する垂直方向移動機構と、
を有し、
前記通路方向移動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記本体において、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバの側の方に配置され、前記第２シリンダ機構は前記第１シリンダ機構より前記本体の内側の方に配置され、
前記第１シリンダ機構は空気室を形成するための第１シリンダと前記第１シリンダの内部を移動する第１可動体とを有し、
前記第２シリンダ機構は空気室を形成するための第２シリンダと前記第２シリンダの内部を移動する第２可動体とを有し、
前記第１シリンダ機構のさらに外側に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側の側面において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【請求項2】
請求項１において、前記第１シリンダ機構を構成する前記第１シリンダと前記第１可動体の径が、前記第２シリンダ機構の前記第２シリンダや前記第２可動体の径より大きいことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【請求項3】
請求項２において、前記第２シリンダと、前記第２シリンダより径の大きい前記第１シリンダと、の接続位置が、前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側と前記第２可動体の前記プロセスチャンバの側とに圧縮空気が導入された状態において、前記第１可動体の移動を止める第１ストッパとなり、
前記第１可動体が、前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を決めるための基準位置となる、
ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
前記第１可動体が、前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を決めるための基準位置となる、
ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【請求項4】
請求項３において、
前記第２シリンダ機構の前記第２可動体は、前記第２可動体の前記第１可動体の方の面から前記第１可動体の方に伸びる所定の長さの第１ロッドを有し、
さらに前記第２可動体は、前記第２可動体の前記第１可動体とは逆の面から前記第２シリンダの外にまで延びて、前記弁ロッドに前記通路方向移動機構の動きを伝えるための第２ロッドを有し、
前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側および前記第１可動体と前記第２可動体との間に、所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２可動体と前記第１ロッドの前記第１可動体の側の端面とに前記所定圧の前記圧縮空気が作用し、また前記第１可動体の位置が動作の基準位置となって、前記第１開口が前記第１弁体により閉弁し、
さらに前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側に前記所定圧の前記圧縮空気を導入し、また前記第２可動体の前記第２ロッドの側に前記所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２開口が前記第２弁体によって閉弁する、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
前記第２シリンダ機構の前記第２可動体は、前記第２可動体の前記第１可動体の方の面から前記第１可動体の方に伸びる所定の長さの第１ロッドを有し、
さらに前記第２可動体は、前記第２可動体の前記第１可動体とは逆の面から前記第２シリンダの外にまで延びて、前記弁ロッドに前記通路方向移動機構の動きを伝えるための第２ロッドを有し、
前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側および前記第１可動体と前記第２可動体との間に、所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２可動体と前記第１ロッドの前記第１可動体の側の端面とに前記所定圧の前記圧縮空気が作用し、また前記第１可動体の位置が動作の基準位置となって、前記第１開口が前記第１弁体により閉弁し、
さらに前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側に前記所定圧の前記圧縮空気を導入し、また前記第２可動体の前記第２ロッドの側に前記所定圧の前記圧縮空気を導入することにより、前記第２開口が前記第２弁体によって閉弁する、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【請求項5】
請求項１乃至請求項４の内の一の請求項において、前記弁ロッドを挟んで２組の前記通路方向移動機構が設けられ、さらに前記２組の前記通路方向移動機構と前記弁ロッドとが前記通路方向において重なって配置されており、
前記２組の前記通路方向移動機構により、前記弁ロッドの前記通路方向の移動が制御され、前記弁ロッドの前記通路方向の移動の前記制御により、前記第１弁体および前記第２弁体の前記通路方向の移動が制御されることを特徴とするデュアルゲートバルブ。
前記２組の前記通路方向移動機構により、前記弁ロッドの前記通路方向の移動が制御され、前記弁ロッドの前記通路方向の移動の前記制御により、前記第１弁体および前記第２弁体の前記通路方向の移動が制御されることを特徴とするデュアルゲートバルブ。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
〔第１の発明〕
前記課題を解決する第１の発明は、
プロセスチャンバの側に開口する第１開口とトランスファチャンバの側に開口する第２開口とが形成され、前記第１開口と前記第２開口とによりその内部に通路が形成される弁箱と、
前記弁箱の前記内部にそれぞれ配置され、前記第１開口と前記第２開口とをそれぞれ開閉するための第１弁体と第２弁体と、
前記弁箱に隣接して設けられた本体と、
一端が前記弁箱の前記内部に位置していて前記一端に前記第１弁体および前記第２弁体が固定され、さらにその他端が前記通路に沿う方向である通路方向に対して垂直方向に沿って前記本体の内部に伸びる弁ロッドと、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを、前記通路方向に沿って移動するための通路方向移動機構と、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを前記垂直方向に沿って移動する垂直方向移動機構と、
を有し、
前記通路方向移動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記本体において、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバの側の方に配置され、前記第２シリンダ機構は前記第１シリンダ機構より前記本体の内側の方に配置され、
前記第１シリンダ機構は空気室を形成するための第１シリンダと前記第１シリンダの内部を移動する第１可動体とを有し、
前記第２シリンダ機構は空気室を形成するための第２シリンダと前記第２シリンダの内部を移動する第２可動体とを有し、
前記第１シリンダ機構のさらに外側に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側の側面において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
前記課題を解決する第１の発明は、
プロセスチャンバの側に開口する第１開口とトランスファチャンバの側に開口する第２開口とが形成され、前記第１開口と前記第２開口とによりその内部に通路が形成される弁箱と、
前記弁箱の前記内部にそれぞれ配置され、前記第１開口と前記第２開口とをそれぞれ開閉するための第１弁体と第２弁体と、
前記弁箱に隣接して設けられた本体と、
一端が前記弁箱の前記内部に位置していて前記一端に前記第１弁体および前記第２弁体が固定され、さらにその他端が前記通路に沿う方向である通路方向に対して垂直方向に沿って前記本体の内部に伸びる弁ロッドと、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを、前記通路方向に沿って移動するための通路方向移動機構と、
前記本体の前記内部に設けられ、前記弁ロッドを前記垂直方向に沿って移動する垂直方向移動機構と、
を有し、
前記通路方向移動機構は、第１シリンダ機構と第２シリンダ機構を有し、前記本体において、前記第１シリンダ機構が前記第２シリンダ機構より前記トランスファチャンバの側の方に配置され、前記第２シリンダ機構は前記第１シリンダ機構より前記本体の内側の方に配置され、
前記第１シリンダ機構は空気室を形成するための第１シリンダと前記第１シリンダの内部を移動する第１可動体とを有し、
前記第２シリンダ機構は空気室を形成するための第２シリンダと前記第２シリンダの内部を移動する第２可動体とを有し、
前記第１シリンダ機構のさらに外側に取り外し可能なカバーが設けられ、前記カバーが取り外されることにより、前記第１シリンダ機構の前記第１シリンダが前記本体の前記トランスファチャンバの側の側面において開放状態となる、ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
〔第３の発明〕
前記課題を解決する第３の発明は、第２の発明において、
前記第２シリンダと、前記第２シリンダより径の大きい前記第１シリンダと、の接続位置が、前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側と前記第２可動体の前記プロセスチャンバの側とに圧縮空気が導入された状態において、前記第１可動体の移動を止める第１ストッパとなり、
前記第１可動体が、前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を決めるための基準位置となる、
ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、ある。
前記課題を解決する第３の発明は、第２の発明において、
前記第２シリンダと、前記第２シリンダより径の大きい前記第１シリンダと、の接続位置が、前記第１可動体の前記トランスファチャンバの側と前記第２可動体の前記プロセスチャンバの側とに圧縮空気が導入された状態において、前記第１可動体の移動を止める第１ストッパとなり、
前記第１可動体が、前記第１開口と前記第２開口とが共に開放状態となる中立位置を決めるための基準位置となる、
ことを特徴とするデュアルゲートバルブ、ある。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0023】
〔第５の発明〕
前記課題を解決する第５の発明は、第１の発明乃至第４の発明の内の一の発明において、
前記弁ロッドを挟んで２組の前記通路方向移動機構が設けられ、さらに前記２組の前記通路方向移動機構と前記弁ロッドとが前記通路方向において重なって配置されており、
前記２組の前記通路方向移動機構により、前記弁ロッドの前記通路方向の移動が制御され、前記弁ロッドの前記通路方向の移動の前記制御により、前記第１弁体および前記第２弁体の前記通路方向の移動が制御されることを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
前記課題を解決する第５の発明は、第１の発明乃至第４の発明の内の一の発明において、
前記弁ロッドを挟んで２組の前記通路方向移動機構が設けられ、さらに前記２組の前記通路方向移動機構と前記弁ロッドとが前記通路方向において重なって配置されており、
前記２組の前記通路方向移動機構により、前記弁ロッドの前記通路方向の移動が制御され、前記弁ロッドの前記通路方向の移動の前記制御により、前記第１弁体および前記第２弁体の前記通路方向の移動が制御されることを特徴とするデュアルゲートバルブ、である。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0024】
〔第５の発明の効果〕
前記通路方向移動機構を２組設け、前記２組の前記通路方向移動機構の間に前記弁ロッドを配置する構造とした。このような構造とすることにより、デュアルゲートバルブの厚みを薄くできる効果がある。前記２組の前記通路方向移動機構と前記弁ロッドとを、前記通路方向において重なる配置とすることができる。この重なる配置によりデュアルゲートバルブの厚みを薄くすることができる。従ってプロセスチャンバとトランスファチャンバとの間隔を狭くすることができる。
前記通路方向移動機構を２組設け、前記２組の前記通路方向移動機構の間に前記弁ロッドを配置する構造とした。このような構造とすることにより、デュアルゲートバルブの厚みを薄くできる効果がある。前記２組の前記通路方向移動機構と前記弁ロッドとを、前記通路方向において重なる配置とすることができる。この重なる配置によりデュアルゲートバルブの厚みを薄くすることができる。従ってプロセスチャンバとトランスファチャンバとの間隔を狭くすることができる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0031】
弁ロッド２２０が中立位置に位置する状態で、第１開口２０４と第２開口２０６は共に開放状態となる。また弁ロッド２２０が、中立位置から通路方向６０におけるプロセスチャンバ１１０側に移動すると第１弁体２１４により第１開口２０４が閉じられ、前記中立位置から逆にトランスファチャンバ１２０側に弁ロッド２２０が移動すると第２弁体２１６により第２開口２０６が閉じられる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0035】
１．２ 図１に記載の実施例における効果
プロセスチャンバ１１０はデュアルゲートバルブ２００よりも垂直方向７０に長く伸びており、メンテナンスのための空間的余裕が無い。一方トランスファチャンバ１２０は垂直方向７０の長さが短く、デュアルゲートバルブ２００の本体２３０は、トランスファチャンバ１２０よりもさらに長く伸びた位置にある。このため本体２３０のトランスファチャンバ１２０の側をメンテナンスのための空間として利用することができる。本体２３０のトランスファチャンバ１２０の側に、カバー２５２を取り外し可能に設けている。カバー２５２はメンテナンス時に取り外すことができ、カバー２５２側の空間から容易にメンテナンスを行うことができる。
プロセスチャンバ１１０はデュアルゲートバルブ２００よりも垂直方向７０に長く伸びており、メンテナンスのための空間的余裕が無い。一方トランスファチャンバ１２０は垂直方向７０の長さが短く、デュアルゲートバルブ２００の本体２３０は、トランスファチャンバ１２０よりもさらに長く伸びた位置にある。このため本体２３０のトランスファチャンバ１２０の側をメンテナンスのための空間として利用することができる。本体２３０のトランスファチャンバ１２０の側に、カバー２５２を取り外し可能に設けている。カバー２５２はメンテナンス時に取り外すことができ、カバー２５２側の空間から容易にメンテナンスを行うことができる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0042】
第２可動体２７２の第１シリンダ機構２６０の方の面には第１ロッド２６３が設けられ、第２可動体２７２のロッド移動機構３５０の方の面には第２ロッド２７３が設けられている。第２ロッド２７３はロッド移動機構３５０の第１伝達体２８２に接続されている。第１シリンダ機構２６０の第１シリンダ２６１の径が第２シリンダ機構２７０の第２シリンダ２７１の径より大きいので、第１シリンダ２６１と第２シリンダ２７１との接続位置で段差ができ、第１ストッパ２６４が形成される。第１可動体２６２は前記段差により、第１ストッパ２６４の位置で移動が止まり、第１ストッパ２６４よりロッド移動機構３５０の方には移動できない。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0046】
ロッド移動機構３５０において、第２可動体２７２に設けられた第２ロッド２７３の先端には第１伝達体２８２が接続されている。第１伝達体２８２とロッド移動機構３５０との位置関係が垂直方向７０に沿って自由に変化することが可能となるように、第１伝達体２８２は垂直方向７０に沿って長く伸びた第１伝達室２８１内に移動可能に配置されている。また垂直方向移動機構３００から延びる垂直移動ロッド３０２とロッド移動機構３５０との通路方向６０に沿った方向の位置関係が自由に変化できるように、通路方向６０に沿って長く伸びる第２伝達室３１１が設けられている。垂直移動ロッド３０２の先端に設けられた第２伝達体３１２が第２伝達室３１１において垂直方向７０に沿って移動することにより、ロッド移動機構３５０の通路方向６０における位置に関係なく、ロッド移動機構３５０の垂直方向７０の位置を制御することができる。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0073】
６０・・・通路方向、７０・・・垂直方向、１１０・・・プロセスチャンバ、１２０・・・トランスファチャンバ、２００・・・デュアルゲートバルブ、２０２・・・弁箱、２０３・・・弁室、２０４・・・第１開口、２０６・・・第２開口、２１４・・・第１弁体、２１６・・・第２弁体、２２０・・・弁ロッド、２３０・・・本体、２３２・・・ガイド、２３４・・・ガイド、２５０・・・通路方向移動機構、２５２・・・カバー、２６０・・・第１シリンダ機構、２６１・・・第１シリンダ、２６２・・・第１可動体、２６３・・・第１ロッド、２６４・・・第１ストッパ、２６６・・・第２ストッパ、２７０・・・第２シリンダ機構、２７１・・・第２シリンダ、２７２・・・第２可動体、２７３・・・第２ロッド、２８０・・・第１伝達機構、２８１・・・第１伝達室、２８２・・・第１伝達体、３００・・・垂直方向移動機構、３０２・・・垂直移動ロッド、３１０・・・第２伝達機構、３１１・・・第２伝達室、３１２・・・第２伝達体、３２２・・・縦制御ロッド、３２４・・・縦制御ロッド、３４２・・・第１室、３４４・・・第２室、３４６・・・第３室、３５０・・・ロッド移動機構。