特開 2024-152162 バルブおよび処理装置

(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】P2024152162

(43)【公開日】2024-10-25

(54)【発明の名称】バルブおよび処理装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 3/03 20060101AFI20241018BHJP

   F16K 51/02 20060101ALI20241018BHJP

   F16K 1/44 20060101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

F16K3/03

F16K51/02 A

F16K1/44 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023066197

(22)【出願日】2023-04-14

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099944

【弁理士】

【氏名又は名称】高山 宏志

(72)【発明者】

【氏名】深見 駿

(72)【発明者】

【氏名】金吉 樹

【テーマコード（参考）】

3H052

3H053

3H066

【Ｆターム（参考）】

3H052AA01

3H052BA11

3H052CA03

3H052CA12

3H052DA01

3H052EA09

3H053AA11

3H053BA04

3H053BA12

3H053CA01

3H053DA09

3H066AA01

3H066BA01

(57)【要約】

【課題】ガスの滞留を抑制して開度調整を行うことができるバルブおよびそのようなバルブを用いた処理装置を提供する。
【解決手段】ガス流路の開度を調整するバルブは、ガス流路に連通する開口を有する本体部と、本体部の開口の開度を調整する弁体と、弁体の駆動部とを有し、弁体は、複数のフラップ部材で構成され、複数のフラップ部材は、開口に対して周方向に重なるように設けられ、駆動部は、複数のフラップ部材を駆動してこれらの重なりを調整し、弁体による開口の開度調整を行う。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガス流路の開度を調整するバルブであって、
前記ガス流路に連通する開口を有する本体部と、
前記本体部の前記開口の開度を調整する弁体と、
前記弁体の駆動部と、
を有し、
前記弁体は、複数のフラップ部材で構成され、前記複数のフラップ部材は、前記開口に対して周方向に重なるように設けられ、
前記駆動部は、前記複数のフラップ部材を駆動してこれらの重なりを調整し、前記弁体による前記開口の開度調整を行う、バルブ。

【請求項2】

前記本体部の前記開口の周囲のガス流れ方向に垂直な基準面に周方向に沿って複数の第１の回転軸が設けられ、前記複数のフラップ部材の基端部が前記第１の回転軸に取り付けられ、前記駆動部は、前記複数のフラップ部材を前記第１の回転軸を軸として回動させることにより前記弁体による前記開口の開度調整を行う、請求項１に記載のバルブ。

【請求項3】

前記駆動部は、前記フラップ部材の前記第１の回転軸を軸とする回動動作に加えて、前記フラップ部材の基端部の前記基準面内での角度である取付角度の調整を行う、請求項２に記載のバルブ。

【請求項4】

前記駆動部は、回転モータと、前記回転モータの駆動力を前記複数のフラップ部材に伝達する動力伝達機構と、を有し、
前記動力伝達機構は、
前記本体部の外周に沿ってリング状に設けられ、前記本体部に対して回転可能であり、外周に前記回転モータの動力が伝達される外歯が形成され、内周に前記複数のフラップ部材に動力を伝達するための内歯が形成された動力伝達リングと、
前記複数のフラップ部材に対応して設けられ、前記動力伝達リングの前記内歯に噛合する複数の中間ギアと、
前記複数のフラップ部材にそれぞれ対応して設けられ、前記複数の中間ギアのそれぞれの動力が伝達され、前記複数の第１の回転軸のそれぞれの一方の端部に回転力を伝達して前記複数の第１の回転軸を回転させるとともに、前記複数の第１の回転軸のそれぞれの他方の端部に、前記基準面に沿った前記本体部の径方向の直線的な移動を与える個別伝達部と、
を有する、請求項３に記載のバルブ。

【請求項5】

前記個別伝達部は、
円筒状の外筒の内部に歯車機構が設けられた構造を有し、前記歯車機構に前記中間ギアの回転が伝達され、前記中間ギアの回転方向と直角の方向に回転する回転部と、
前記回転部から前記第１の回転軸の前記一方の端部に向かって延び、前記回転部とともに回転する回転軸部材と、
前記回転軸部材の端部と前記第１の回転軸の前記一方の端部との間に巻き掛けられ、前記回転軸部材の回転を前記第１の回転軸に伝達するベルトと、
前記回転部の前記回転軸部材側とは反対側の面の中心からずれた位置に設けられた接続部と、
前記接続部と前記第１の回転軸の他方の端部とを接続する直線移動軸部材と、
を有し、前記回転部、前記接続部、および前記直線移動軸部材によりクランク機構が構成され、前記回転部の回転が前記接続部および前記直線移動軸部材を経て直線的移動に変換され、前記第１の回転軸の前記他方の端部に、前記基準面に沿った前記本体部の径方向の直線的な移動を与える、請求項４の記載のバルブ。

【請求項6】

前記本体部は、表面および裏面がガスの流れ方向に垂直に設けられ、環状をなし、中央に前記開口が形成された環状部材を有し、前記環状部材の表面側に前記複数の第１の回転軸および前記複数のフラップ部材が設けられ、前記環状部材の裏面側に前記複数の個別伝達部の前記回転部、前記回転軸部材、および前記接続部が設けられ、
前記ベルトおよび前記直線移動軸部材は前記裏面側から前記環状部材を通過して前記表面側に至り、
前記環状部材の前記直線移動軸部材に対応する部分には、前記径方向に沿って形成されたガイド溝が設けられ、前記直線移動軸部材は、前記回転部の回転にともなって前記接続部が回転された際に、前記直線移動軸部材が前記ガイド溝によってガイドされ、前記径方向以外の動きが規制される、請求項５に記載のバルブ。

【請求項7】

前記基準面に存在する前記第１の回転軸が、第２の回転軸により前記基準面内で回転可能に設けられており、
前記駆動部は、
前記本体部の外周にリング状に設けられた外接リングと、
前記外接リングを回転および直線駆動させる駆動機構と、
前記外接リングに形成された穴に挿通され、その先端部が前記複数のフラップ部材を操作可能に構成された複数の操作スティックと、
を有し、
前記駆動機構により前記外接リングをガスの流れ方向に沿って直線駆動させることで、前記フラップ部材が前記複数の操作スティックを介して前記第１の回転軸を軸として回動され、前記駆動機構により前記外接リングを回転させることで、前記複数のフラップ部材が前記複数の操作スティックを介して前記第２の回転軸を軸として回動されて前記取付角度が調整される、請求項３に記載のバルブ。

【請求項8】

前記複数のフラップ部材は、湾曲部を有する板状をなしている、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のバルブ。

【請求項9】

前記フラップ部材のガスの流れ方向上流側の面には、前記ガス流路を流れるガスを案内する溝が形成されている、請求項８に記載のバルブ。

【請求項10】

前記溝は、前記フラップ部材の長手方向に沿って設けられている、請求項９に記載のバルブ。

【請求項11】

前記フラップ部材のガスの流れ方向上流側の面の基端側に、前記フラップ部材の長手方向の前記溝に沿ってガスを噴射するガス噴射口が設けられている、請求項１０に記載のバルブ。

【請求項12】

前記バルブは、真空処理を行う処理容器内を排気する排気配管に設けられ、前記弁体による前記開口の開度調整を行うことにより、前記処理容器内の圧力制御を行う圧力制御バルブである、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のバルブ。

【請求項13】

基板を収容し、真空に保持された状態で前記基板に対し処理を行う処理容器と、
前記処理容器を真空排気する真空排気部と、
を具備し、
前記真空排気部は、前記処理容器の排気口に接続された排気配管と、前記排気配管に接続された排気機構と、
前記排気配管における前記処理容器と前記排気機構との間の部分に設けられ、前記排気配管におけるガス流路の開度調整を行うことにより前記処理容器内の圧力を制御する圧力制御バルブと、
を備え、
前記圧力制御バルブは、
前記ガス流路に連通する開口を有する本体部と、
前記本体部の前記開口の開度を調整する弁体と、
前記弁体の駆動部と、
を有し、
前記弁体は、複数のフラップ部材で構成され、前記複数のフラップ部材は、前記開口に対して周方向に重なるように設けられ、
前記駆動部は、前記複数のフラップ部材を駆動してこれらの重なりを調整し、前記弁体による前記開口の開度調整を行う、処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、バルブおよび処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

成膜処理や、エッチング処理等のガス処理においては、ガスの流路にバルブが設けられる。このようなバルブとしては、例えば、チャンバー内を所定の真空圧力に制御するために排気ラインに設けられる圧力制御バルブを挙げることができる。圧力制御バルブとしては、特許文献１に記載されているようにバタフライバルブを用いたものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－６０１３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、ガスの滞留を抑制して開度調整を行うことができるバルブおよびそのようなバルブを用いた処理装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の一態様に係るバルブは、ガス流路の開度を調整するバルブであって、前記ガス流路に連通する開口を有する本体部と、前記本体部の前記開口の開度を調整する弁体と、前記弁体の駆動部と、を有し、前記弁体は、複数のフラップ部材で構成され、前記複数のフラップ部材は、前記開口に対して周方向に重なるように設けられ、前記駆動部は、前記複数のフラップ部材を駆動してこれらの重なりを調整し、前記弁体による前記開口の開度調整を行う。

【発明の効果】

【0006】

本開示によれば、ガスの滞留を抑制して開度調整を行うことができるバルブおよびそのようなバルブを用いた処理装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係るバルブである圧力制御バルブを用いた処理装置の一例を示す断面図である。

【図2】一実施形態に係るバルブである圧力制御バルブを示す正面図である。

【図3】一実施形態に係るバルブである圧力制御バルブの構造を示す斜視図である。

【図4】フラップ部材の一例を説明するための斜視図であり、（ａ）はフラップ部材の表面、（ｂ）はフラップ部材の裏面を示している。

【図5】フラップ部材の開き角度φを説明するための図である。

【図6】複数のフラップ部材を、開き角度φが相対的に小さいφ１と相対的に大きいφ２の間で駆動させる状態を示す斜視図である。

【図7】フラップ部材の取付角度θを説明するための図である。

【図8】複数のフラップ部材を取付角度θが相対的に小さいθ１と相対的に大きいθ２の間で駆動する状態を示す斜視図である。

【図9】圧力制御バルブの駆動部の第１の例を示す背面図である。

【図10】図９の駆動部の個別伝達部を背面側から見た斜視図である。

【図11】図９の駆動部の個別伝達部によるフラップ部材の移動を説明するための斜視図である。

【図12】図９の駆動部の個別伝達部によるフラップ部材の直線的な移動を説明するための側面図である。

【図13】圧力制御バルブの駆動部の第２の例を示す斜視図である。

【図14】図１３の駆動部を用いた圧力制御バルブの一部を示す側面図である。

【図15】図１３の駆動部を用いた圧力制御バルブの一部を示す平面図である。

【図16】図１３の状態から外接リングを回転させることにより操作スティックを介してフラップ部材を第２の回転軸を軸として回動させ、取付角度θを大きくした状態を示す斜視図である。

【図17】図１３の状態から外接リングを上昇させることにより操作スティックを介してフラップ部材を第１の回転軸を軸として回動させ、開き角度φを小さくした状態を示している。

【図18】フラップ部材の基端側にフラップ部材の長手方向に沿ってガスを噴射するガス噴射口を設けた例を示す平面図である。

【図19】フラップ部材の開き角度φと取付角度θを別個独立に調整する場合の効果を説明するための平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、添付図面を参照して実施形態について具体的に説明する。
＜処理装置＞
図１は一実施形態に係るバルブである圧力制御バルブを用いた処理装置の一例を示す断面図である。

【0009】

図１に示すように、処理装置１は、処理容器１０と、真空排気部２０と、制御部３０とを有する。

【0010】

処理容器１０は、基板Ｓを収容し、真空に保持された状態で基板Ｓに対して処理を行う。処理容器１０内には基板Ｓを載置する載置台１１が設けられている。また、処理容器１０内には、処理ガスが供給され、必要に応じてプラズマが生成されて基板Ｓに対して、例えば、成膜処理やエッチング処理などの処理が行われる。処理容器１０の側面には、処理容器１０内の圧力を検出する圧力センサ１２が設けられている。

【0011】

真空排気部２０は、処理容器１０の底部の排気口に接続された排気配管２１と、排気配管２１に接続された排気機構２２と、排気配管２１における処理容器１０と排気機構２２との間の部分に設けられた圧力制御バルブ２３とを有する。圧力制御バルブ２３が一実施形態に係るバルブを構成する。圧力制御バルブ２３は、排気配管２１におけるガス流路の開度調整を行うことにより処理容器１０内の圧力制御を行う。排気配管２１の圧力制御バルブ２３の上流側には開閉バルブ２４が設けられている。排気機構２２は、少なくとも一つの真空ポンプを有し、排気配管２１を介して処理容器１０内を真空排気する。排気機構２２は、真空ポンプとして、粗引きを行うドライポンプと、高真空まで真空引きを行うドラッグポンプの２つの真空ポンプを有してもよい。

【0012】

制御部３０は、処理装置１の各構成部の動作や処理の制御を行う。特に、圧力センサ１２の検出圧力に基づいて、圧力制御バルブ２３の開度を制御する。制御部３０は、コンピュータで構成され、主制御部と、入力装置と、出力装置と、表示装置と、記憶装置とを備えている。主制御部は、ＣＰＵ（中央処理装置）やＲＡＭ等を有している。記憶装置は、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を有しており、制御に必要な情報の記録および読み取りを行うようになっている。制御部３０では、ＣＰＵが、ＲＡＭを作業領域として用いて、記憶媒体に格納された処理レシピ等のプログラムを実行することにより、処理装置１を制御する。

【0013】

このように構成される処理装置１においては、まず、基板Ｓを処理容器１０内に搬入し、載置台１１上に載置する。真空排気部２０により処理容器１０内を真空排気して、処理容器１０内を所望の真空圧力に保持する。この状態で、処理容器１０内に、処理ガスを供給し、必要に応じてプラズマを生成して、例えば、成膜処理やエッチング処理などの処理を行う。

【0014】

＜圧力制御バルブ＞
次に、一実施形態に係るバルブを構成する圧力制御バルブ２３について、より具体的に説明する。

【0015】

図２は圧力制御バルブ２３を示す正面図、図３は圧力制御バルブ２３の構造を説明するための斜視図である。

【0016】

圧力制御バルブ２３は、排気配管２１に連通する円形の開口５１を有する本体部４１と、開口５１の開閉調整を行う弁体４２と、弁体４２を駆動する駆動部４３とを有する。図２において、ガスは奥側から手前側に流れる。

【0017】

弁体４２は、複数のフラップ部材５２が周方向に重なるように配置された構造を有し、花びら状をなしている。本体部４１は、円環状に設けられた円環状部材５３を有し、円環状部材５３の中央に開口５１が形成されている。円環状部材５３の表面および裏面はガスの流れ方向に垂直に設けられており、本例では、円環状部材５３の表面が複数のフラップ部材５２の基端部が取り付けられる基準面５４となっている。複数のフラップ部材５２は、基準面５４に回動可能に取り付けられている。フラップ部材５２を駆動部４３により駆動させて、それらの重なりを調整することにより、弁体４２による開口５１の開閉動作が行われ、開口５１の開度が調整される。

【0018】

具体的には、基準面５４には、周方向に沿って複数の第１の回転軸６１が設けられ、フラップ部材５２の基端部が第１の回転軸６１に取り付けられており、駆動部４３により複数のフラップ部材５２を第１の回転軸６１を軸として回動させることにより弁体４２の開閉動作が行われる。

【0019】

図４はフラップ部材５２の一例を説明するための斜視図であり、（ａ）はフラップ部材５２の表面（ガスの流れ方向下流側の面）、（ｂ）はフラップ部材５２の裏面（ガスの流れ方向上流側の面）を示している。図４に示すように、本例ではフラップ部材５２は湾曲部を有する板状をなしている。また、本例では、フラップ部材５２の裏面には複数の溝５２ａが長手方向に沿って形成されている。溝５２ａはガス流路に流れるガスを案内するためのものであり、ガスが溝５２ａに沿って流れることにより出口付近でのガスの滞留を防止することができる。なお、フラップ部材５２の形状は、図４のものに限定されず、任意である。また、裏面の溝の有無および溝の形状等も限定されない。

【0020】

弁体４２の開度は、図５に示す基準面５４に対するフラップ部材５２の角度である開き角度φにより表される。複数のフラップ部材５２は、駆動部４３により、同じ開き角度φになるように駆動される。図６は、複数のフラップ部材５２を、開き角度φが相対的に小さいφ１と相対的に大きいφ２の間で駆動させる状態を示しており、開き角度φを大きくすることにより弁体４２の開度が大きくなる。

【0021】

駆動部４３は、開き角度φの他に、フラップ部材５２の基端部の基準面５４内での角度である取付角度θを調整可能にしてもよい。取付角度θは、フラップ部材５２の回動軸である第１の回転軸６１の基準面５４内における角度として表される。取付角度θは、例えば図７に示すように、第１の回転軸６１の一方の端部に存在する基準面５４に垂直な第２の回転軸６２に対する第１の回転軸６１（フラップ部材５２の基端部）の角度として表される。図８は、複数のフラップ部材５２を取付角度θが相対的に小さいθ１と相対的に大きいθ２の間で駆動する状態を示している。このように、開き角度φの他に取付角度θの調整を可能とすることにより、フラップ部材５２の２軸制御が実現され、開閉動作の最適化を図ることができる。例えば、開き角度φを調整している際に、取付角度θを調整して、フラップ部材５２同士の擦れを回避することができる。

【0022】

次に、駆動部４３について説明する。

【0023】

［駆動部の第１の例］
まず、駆動部の第１の例について説明する。
図９は、駆動部４３の第１の例を示す図であり、圧力制御バルブ２３の背面図として示している。本例では、駆動部４３は、駆動機構である回転モータ７１と、動力伝達機構７２とを有する。図９では、便宜上、フラップ部材５２は１つのみ示している。

【0024】

動力伝達機構７２は、回転モータ７１の駆動力を複数のフラップ部材５２に伝達するものであり、本体部４１の外周に沿って設けられたリング状をなす動力伝達リング７４と、各フラップ部材５２に対応して設けられた複数の中間ギア７５と、動力伝達リング７４の動力を複数の中間ギア７５を介して複数のフラップ部材５２のそれぞれに伝達する複数の個別伝達部７６とを有する。動力伝達リング７４、複数の中間ギア７５、および個別伝達部７６の主要部は、円環状部材５３の裏面側、すなわちフラップ部材５２が取り付けられた基準面５４と反対側に設けられている。

【0025】

動力伝達リング７４は、本体部４１に対して回転可能に設けられ、その外周には回転モータ７１の回転軸に取り付けられたギア７３に噛合する外歯が形成され、その内周には中間ギア７５に噛合する内歯が形成されている。したがって、回転モータ７１の回転がギア７３を介して動力伝達リング７４に伝達されて動力伝達リング７４が回転され、動力伝達リング７４の回転が複数の中間ギア７５に伝達される。

【0026】

個別伝達部７６は、複数のフラップ部材５２に対応して設けられ、中間ギア７５の動力が伝達され、第１の回転軸６１の一方の端部に回転力を伝達して第１の回転軸６１を回転させるとともに、第１の回転軸６１の他方の端部に、基準面５４に沿った径方向の直線的な移動を与える。

【0027】

具体的には、個別伝達部７６は、例えば、図１０～図１２に示すように構成される。図１０は個別伝達部７６を背面側から見た斜視図であり、図１１は個別伝達部７６によるフラップ部材５２の移動を説明するための斜視図であり、図１２は個別伝達部７６によるフラップ部材５２の直線的な移動を説明するための背面図である。これらの図に示すように、個別伝達部７６は、回転部８１と、回転軸部材８２と、ベルト８３と、接続部８４と、直線移動軸部材８５とを有する。

【0028】

回転部８１は、円筒状の外筒の内部に歯車機構が設けられた構造を有し、歯車機構に中間ギア７５の回転が伝達され、中間ギア７５の回転方向と直角の方向に回転する。回転軸部材８２は回転部８１から第１の回転軸６１の一方の端部に向かって延び、回転部８１とともに回転する。ベルト８３は、回転軸部材８２の端部と第１の回転軸６１の一方の端部との間に巻き掛けられ、回転軸部材８２の回転を第１の回転軸６１に伝達し、フラップ部材５２を第１の回転軸６１を軸として回動させる。このとき、一つの回転モータ７１の動力が、動力伝達リング７４に伝達され、さらに動力伝達リング７４の動力が複数の中間ギア７５および複数の個別伝達部７６を経て複数のフラップ部材５２に伝達される。このため、複数のフラップ部材５２は同じ動作で開閉される。そして、回転モータ７１により回転部８１の回転量を制御することにより、複数のフラップ部材５２の第１の回転軸６１を軸とする回転角度、すなわち開き角度φを調整することができる。円環状部材５３にはベルト８３が挿通される孔部（図示せず）が形成されている。

【0029】

接続部８４は、回転部８１の裏面（回転軸部材８２と反対側の面）に、その中心からずれた位置に設けられている。

【0030】

直線移動軸部材８５は直線状をなし、その一端が接続部８４に接続され、その他端が第１の回転軸６１の他方の端部に接続される。円環状部材５３の直線移動軸部材８５に対応する部分には、径方向である矢印Ａ方向に沿ってガイド溝８６が形成され、直線移動軸部材８５はガイド溝８６に挿通される。直線移動軸部材８５は、回転部８１の回転にともなって接続部８４が回転された際に、ガイド溝８６によってガイドされ、矢印Ａ方向以外の動きが規制される。図１２に示すように、回転部８１の回転にともなって接続部８４が回転移動すると、その回転移動が直線移動軸部材８５に伝達され、直線移動軸部材８５は第１の回転軸６１の他方の端部を円環状部材５３の基準面５４に沿って矢印Ａ方向に直線的に移動させる。すなわち、回転部８１、接続部８４、および直線移動軸部材８５によりクランク機構が構成され、回転部８１の回転が接続部８４および直線移動軸部材８５を経て直線移動に変換され、第１の回転軸６１の他方の端部が基準面５４に沿って矢印Ａ方向に直線的に移動される。一方、第１の軸部材６１の一方の端部は、ベルト８３により拘束されている。このため、第１の回転軸６１の他方の端部のみが基準面５４に沿って矢印Ａ方向に移動され、フラップ部材５２の取付角度θを調整することができる。このとき、第１の回転軸６１の回転はベルト８３を介して行われるため、第１の回転軸６１の他方の端部が直線的に移動しても、多少ねじれながら動力伝達は可能である。

【0031】

本例の場合は、回転モータ７１により、ギア７３、動力伝達リング７４、および中間ギア７５を経て回転部８１を回転させる。そして、回転部８１の回転により、回転軸部材８２、およびベルト８３を経て第１の回転軸６１を回転させると同時に、接続部８４、直線移動軸部材８５を経て第１の回転軸６１の他端を基準面５４に沿って直線的に移動させる。このため、フラップ部材５２に対して、第１の回転軸６１を軸とする開き角度φを変化させている際に、同時に取付角度θを変化させることができる。

【0032】

このときの取付角度θの調整は、接続部８４の中心からの距離により行うことができる。すなわち、接続部８４の位置が中心から遠いほど開き角度φを変化させている際の取付角度θの変化量を大きくすることができる。このように接続部８４の位置を調整して取付角度θの変化量を調整することにより、いずれの開き角度φにおいてもフラップ部材５２同士の擦れが生じないように取付角度θを調整することができる。

【0033】

［駆動部の第２の例］
次に、駆動部の第２の例について説明する。
図１３～図１５は、駆動部４３の第２の例を示す図である。図１３は圧力制御バルブの駆動部４３の第２の例を示す斜視図、図１４は駆動部４３の第２の例を用いた圧力制御バルブ２３の一部を示す側面図、図１５は駆動部４３の第２の例を用いた圧力制御バルブ２３の一部を示す平面図として示している。本例では、駆動部４３は、本体部４１の外周にリング状に設けられた外接リング９１と、外接リング９１を回転および直線駆動させる駆動機構９２と、複数のフラップ部材５２を操作する複数の操作スティック９３とを有する。図１３は、フラップ部材５２の開き角φが９０°で取付角度θが０°の状態、すなわち弁体４２が全開の状態を示している。なお、図１３～図１５および後述の図１６、図１７においては、便宜上、フラップ部材５２を長方形状として示している。

【0034】

図１４に示すように、本例では、本体部４１の円環状部材５３の上方に周方向に沿って複数の第１の回転軸６１が設けられており、複数の第１の回転軸６１のそれぞれにはフラップ部材５２の基端部が取り付けられている。本例では、複数の第１の回転軸６１は、円環状部材５３の上方の空間に形成されるガスの流れ方向に垂直な基準面に存在する。また、複数の第１の回転軸６１のそれぞれの端部には軸受９４が接続されている。軸受９４からは第２の回転軸６２が下方に延び、円環状部材５３に回転可能に接続されている。このため、フラップ部材５２が第１の回転軸６１を軸として回動されることにより開き角度φが調整され、フラップ部材５２が第２の回転軸６２を軸として回動されることにより取付角度θが調整される。

【0035】

操作スティック９３は、外接リング９１に形成された穴９１ａに挿通され、図１５に示すように、その先端部が第１の回転軸６１のフラップ部材５２の側端部に対応する部分に接続されている。また、操作スティック９３は外接リング９１の穴９１ａには固定されておらず、自由に動けるようになっている。そして、操作スティック９３は、駆動機構９２による外接リング９１の駆動にともなって、その先端部分が外接リング９１を支点として移動され、フラップ部材５２を操作可能に構成されている。具体的には、駆動機構９２により外接リング９１をガスの流れ方向に沿って直線駆動させることで、複数のフラップ部材５２が操作スティック９３を介して第１の回転軸６１を軸として回動される。また、駆動機構９２により外接リング９１を回転させることで、複数のフラップ部材５２が複数の操作スティック９３を介して第２の回転軸６２を軸として回動される。すなわち、駆動機構９２により外接リング９１を直線駆動することにより複数のフラップ部材５２の開き角度φを調整することができ、外接リング９１を回転させることにより複数のフラップ部材５２の取付角度θを調整することができる。この場合、駆動機構９２による外接リング９１の直線駆動および回転は独立して行うことができるため、開き角度φと取付角度θは別個独立に調整することができる。

【0036】

図１６および図１７は、図１３の状態から外接リング９１の駆動によりフラップ部材５２の角度調整を行った具体例を示すものである。図１３は、フラップ部材５２の開き角φが９０°で取付角度θが０°の状態、すなわち弁体４２が全開の状態を示している。図１６の例では、図１３に示すフラップ部材５２の開き角φが９０°で取付角度θが０°の状態から外接リング９１を回転させることにより操作スティック９３を介してフラップ部材５２を第２の回転軸６２を軸として回動させ、取付角度θを大きくした状態を示している。図１７は、図１３の状態から外接リング９１を上昇させることにより操作スティック９３を介してフラップ部材５２を第１の回転軸６１を軸として回動させ、開き角度φを小さくした状態を示している。なお、図１６および図１７では、便宜上、操作スティック９３が穴９１ａに挿通されていないように描かれているが、実際には挿通されている。

【0037】

＜圧力制御バルブの動作＞
次に、以上のように構成される圧力制御バルブ２３の動作について説明する。
本実施形態では、圧力制御バルブ２３は、複数のフラップ部材５２が周方向に重なるように設けられた弁体４２により、制御部３０による制御に基づいて、本体部４１の開口５１の開閉動作を行う。

【0038】

まず、処理容器１０内を真空排気する際には、弁体４２を全開にして排気機構２２により引き切り、所定の真空度に到達した後は、圧力センサ１２の検出圧力に基づいて駆動部４３により弁体４２の開閉動作を行い、弁体４２の開度調整を実施して処理容器１０内の圧力制御を行う。

【0039】

従来から、圧力制御バルブとして、円形の弁体が中心軸回りで回転することにより開口の開閉動作を行うものが用いられている。このような圧力制御バルブは、構造が簡易であり、かつ高速な開度制御が可能である。しかし、このような圧力制御バルブは、機構の特性上、開度を絞るとガスが流れる隙間が限定されてしまい、ガスの流動がスムーズではなく、隙間に流れないガスの滞留が生じやすい。ガスが滞留すると、ガスによってはデポ物を生成し、開口を閉塞するような事態が生じる。このため、十分な圧力制御を行うことができないおそれがある。

【0040】

そこで、本実施形態では、弁体４２を複数のフラップ部材５２が周方向に重なるように配置した構造とし、駆動部４３によりフラップ部材５２を駆動させることにより弁体４２の開閉動作を行って開口５１の開度を調整する。弁体４２をこのような構造にすることにより、ガスはフラップ部材５２に囲われて形成される空洞を経て中央部分から滑らかに吐出されるので、ガスの滞留を抑制することができる。また、このような構成により、開口５１の開度の調整も滑らかに行うことができる。このため、ガスの滞留によるデポ物の生成により開口が閉塞することを抑制することができ、良好に圧力制御を行うことができる。さらに、フラップ部材５２の裏面に溝５２ａが形成されていることにより、ガスが溝５２ａに沿ってよりスムーズに流動し、排出されるガスの滞留をより効果的に抑制することができる。

【0041】

ガスの滞留を一層効果的に抑制する観点から、図１８に示すように、フラップ部材５２の裏面（ガスの流れ方向上流側の面）の基端側にフラップ部材５２の長手方向に溝５２ａに沿ってエアやＮ_２ガス等のガスを噴射するガス噴射口５８を設けてもよい。また、同様に効果的にガスの滞留を抑制するために、本体部４１のガス流が通過する壁部にも溝を設け、ガス流動を改善するようにしてもよい。

【0042】

さらにまた、弁体４２がフラップ部材５２を周方向に重なるように配置した構造であるため、閉状態での密閉性を確保することが容易である。フラップ部材５２の形状は任意ではあるが、図４に示すように湾曲部を有する板状とすることにより、閉状態での密閉性をより高めることができる。

【0043】

弁体４２の開閉動作は、円環状部材５３の外周部に基準面に沿って設けられた第１の回転軸６１に対してフラップ部材５２を回動させ、開き角度φを調整することにより行うことができる。

【0044】

フラップ部材５２に対し、開き角度φの調整に加えて、基端部の基準面５４での角度である取付角度θを調整可能とすることにより、フラップ部材５２の２軸制御が実現され、弁体４２の開閉動作の自由度を高めて、開閉動作の最適化を図ることができる。例えば、開き角度φのみの調整ではフラップ部材５２同士の擦れが発生するおそれがあるが、フラップ部材５２の開き角度φに加えて取付角度θを調整することにより、フラップ部材５２同士の擦れを回避することができる。

【0045】

弁体４２の駆動部４３が第１の例の場合には、回転モータ７１の回転を、回転部８１に伝達し、回転部８１の回転により、回転軸部材８２、およびベルト８３を経て第１の回転軸６１を回転させると同時に、接続部８４、直線移動軸部材８５を経て第１の回転軸６１の他端を基準面５４に沿って直線的に移動させる。これにより、フラップ部材５２の開き角度φと取付角度θを同時に調整することができる。このため、予め動力伝達機構７２を適切に設計することにより、フラップ部材５２の開き角度φを調整して弁体４２の開閉動作を行っている際に取付角度θが適切に調整され、フラップ部材５２同士の擦れを確実に防止することができる。

【0046】

また、弁体４２の駆動部４３が第２の例の場合には、駆動機構９２により外接リング９１を直線移動させることにより、操作スティック９３を介して複数のフラップ部材５２を第１の回転軸６１を軸として回動させる。また、駆動機構９２により外接リング９１を回転させることにより、操作スティック９３を介してフラップ部材５２を第２の回転軸６２を軸として回動させる。すなわち、外接リング９１を直線駆動することにより複数のフラップ部材５２の開き角度φを調整することができ、外接リング９１を回転させることにより複数のフラップ部材５２の取付角度θを調整することができる。つまり、フラップ部材５２の開き角度φと取付角度θを別個独立に調整することができ、開き角度φと取付角度θの調整の自由度を高くすることができる。これにより、弁体４２の開閉動作を行っている際のフラップ部材５２同士の擦れを防止できるばかりでなく、弁体４２の開閉動作の制御性が良好である。例えば、図１９の（ａ）に示すように、弁体４２が全閉になるようにフラップ部材５２を動作させた際に、わずかに隙間が生じた場合でも、図１９の（ｂ）に示すように、取付角度θのみを調整（本例の場合は取付角度をθ３からθ４に調整）することにより、フラップ部材５２同士を完全に密着させて全閉を実現することができる。

【0047】

＜他の適用＞
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点において例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。

【0048】

例えば、上記実施形態では、バルブとして圧力制御バルブを用いた場合を示したが、開度調整可能なバルブであれば、圧力制御バルブに限定されない。また、上記実施形態では、フラップ部材として湾曲部を有するものを用いて、弁体を花びら状に構成した例を示したが、複数のフラップ部材を周方向に重ねて開度調整が行える構成であれば、フラップ部材および弁体はこのような構成に限らない。

【0049】

さらに、弁体を駆動する駆動部についても、上記実施形態の第１の例および第２の例に限らず、種々の手法を用いることができる。

【符号の説明】

【0050】

１；処理装置
１０；処理容器
１２；圧力センサ
２０；真空排気部
２３；圧力制御バルブ（バルブ）
３０；制御部
４１；本体部
４２；弁体
４３；駆動部
５１；開口
５２；フラップ部材
５３；円環状部材
５４；基準面
６１；第１の回転軸
６２；第２の回転軸
７１；回転モータ
７２；動力伝達機構
８１；回転部
８２；回転軸部材
８３；ベルト
８４；接続部
８５；直線移動軸部材
９１；外接リング
９２；駆動機構
９３；操作スティック
Ｓ；基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】