ゲートバルブ及びそれを用いた基板処理システム
【課題】 一度に処理する被処理体の枚数が増加したとしても、弁体の昇降距離を短縮することが可能なゲートバルブを提供すること。
【解決手段】 被処理体を出し入れする複数の開口部６１ａ〜６１ｄに押圧される弁体６３と、弁体６３に設けられた押圧部６７と、開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に対して平行にスライドするメインスライダー７０と、メインスライダー７０に設けられ、突起部７２と該突起部７２からスロープ状に傾斜する傾斜部７３とを含み、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄに正対させた状態で、弁体６３の押圧部６７を押圧するカム７１と、を備え、弁体６３は、開口部６１ａ〜６１ｄを開放する開放部として機能する少なくとも１つのスリット状開口６５ａ〜６５ｃを有し、スリット状開口６５ａ〜６５ｃに隣接した部位を、開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞する閉塞部６６ａ〜６６ｄとする。
【解決手段】 被処理体を出し入れする複数の開口部６１ａ〜６１ｄに押圧される弁体６３と、弁体６３に設けられた押圧部６７と、開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に対して平行にスライドするメインスライダー７０と、メインスライダー７０に設けられ、突起部７２と該突起部７２からスロープ状に傾斜する傾斜部７３とを含み、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄに正対させた状態で、弁体６３の押圧部６７を押圧するカム７１と、を備え、弁体６３は、開口部６１ａ〜６１ｄを開放する開放部として機能する少なくとも１つのスリット状開口６５ａ〜６５ｃを有し、スリット状開口６５ａ〜６５ｃに隣接した部位を、開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞する閉塞部６６ａ〜６６ｄとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ゲートバルブ及びそれを用いた基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などの製造過程においては、大型のガラス基板にエッチング、あるいは成膜等の所定の処理を施す。このような処理を施す基板処理システムとしては、複数の処理室を備えたマルチチャンバタイプの基板処理システムが知られている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
このようなマルチチャンバタイプの基板処理システムは、基板（被処理体）を搬送する搬送装置が設けられた共通搬送室を有し、この共通搬送室の周囲に、処理室や、共通搬送室と大気圧雰囲気との間で未処理の基板と処理済の基板とを交換するロードロック室等を備えている。これら共通搬送室、処理室、及びロードロック室は真空装置であり、これらの真空装置は、排気機構を用いて排気することで内部が所定の減圧状態下とされる。
【０００４】
真空装置は気密に構成された容器本体を備え、この容器本体には、被処理体を出し入れするための開口部が設けられている。開口部はゲートバルブを用いて開閉される。開口部をゲートバルブにより閉じると、容器本体の内部は気密にシールされ、容器本体の内部の圧力を、所定のプロセス圧力まで減圧したり、大気状態と減圧状態との相互間で変換したりすることが可能となっている。
【０００５】
ゲートバルブの構造例としては、特許文献１に記載されるリンク機構を用いたもの、および特許文献２に記載されるカム機構を用いたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９６１５０号公報
【特許文献２】特開２０１１−５４９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近時、被処理体の大型化、あるいは被処理体を同時に複数枚処理するバッチ処理が進展しており、容器本体に設けられた被処理体を出し入れするための開口部のサイズが大きくなってきている。また、バッチ処理においては、スループットの低下の抑制、あるいは維持、あるいは向上の観点から、一度に処理する枚数を増加させることが検討されている。
【０００８】
しかし、一度に処理する被処理体の枚数を増加させると、開口部のサイズが高さ方向に長くなり、弁体の昇降距離が長くなってしまう。このため、生産工場内に、基板処理システムを設置することが困難になる事情が懸念されている。
【０００９】
この発明は、一度に処理する被処理体の枚数が増加したとしても、弁体の昇降距離を短縮することが可能なゲートバルブ、及びこのゲートバルブを用いた基板処理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の態様に係るゲートバルブは、被処理体を出し入れする複数の開口部と、前記開口部に押圧される弁体と、前記弁体に設けられた押圧部と、前記開口部の開口面に対して平行にスライドするメインスライダーと、前記メインスライダーに設けられ、突起部と該突起部からスロープ状に傾斜する傾斜部とを含み、前記弁体を前記開口部に正対させた状態で、前記弁体の押圧部を押圧するカムと、を備え、前記弁体は、前記開口部を開放する開放部として機能する少なくとも１つのスリット状開口を有し、前記スリット状開口に隣接した部位を、前記複数の開口部を閉塞する閉塞部とする。
【００１１】
この発明の第２の態様に係る基板処理システムは、被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を真空状態下におくことが可能な、前記被処理体に処理を施す処理室と、前記被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を大気状態下及び真空状態下の双方におくことが可能な、処理前及び処理済の被処理体を交換するロードロック室と、前記被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を真空状態下におくことが可能な、前記ロードロック室と前記処理室との間で前記被処理体を搬送する搬送室と、を備えた基板処理システムであって、前記処理室、前記ロードロック室、及び前記搬送室の少なくともいずれか一つの、前記被処理体を出し入れする開口部を開閉するゲートバルブに、上記第１の態様に係るゲートバルブが用いられている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、一度に処理する被処理体の枚数が増加したとしても、弁体の昇降距離を短縮することが可能なゲートバルブ、及びこのゲートバルブを用いた基板処理システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係るゲートバルブが用いられた基板処理システムの一例を概略的に示す平面図
【図２】一実施形態に係るゲートバルブをゲートバルブ室の内部から見た正面図
【図３】参考例を示す図
【図４】参考例を示す図
【図５】一実施形態に係るゲートバルブによる一利点を示す図
【図６】一実施形態に係るゲートバルブの一動作例を示す一部を断面とした側面図
【図７】一実施形態に係るゲートバルブのより具体的な一例を示す一部を断面とした正面図
【図８】図７中の８−８線に沿う水平断面図
【図９】図７中の９−９線に沿う断面図
【図１０】図７中の１０−１０線に沿う縦断面図
【図１１】図７中の１１−１１線に沿う縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。参照する図面全てにわたり、同一の部分については同一の参照符号を付す。
【００１５】
本例においては、被処理体の一例として太陽電池やＦＰＤの製造に用いられるガラス基板を挙げ、このガラス基板に対して所定の処理、例えば、エッチング、あるいは成膜等を施す基板処理システムを例示する。
【００１６】
図１は、この発明の一実施形態に係るゲートバルブが用いられた基板処理システムを概略的に示す平面図である。
【００１７】
図１に示すように、一実施形態に係る基板処理システム１は、基板Ｇに処理を施す処理室、本例においては複数の処理室１０ａ、１０ｂと、処理前及び処理済の基板Ｇを交換するロードロック室２０と、ロードロック室２０と処理室１０ａ又は１０ｂ、並びに処理室１０ａと処理室１０ｂとの間で基板Ｇを搬送する共通搬送室３０と、共通搬送室３０に設けられた、基板Ｇを搬送する搬送装置４０と、を備えている。本例の搬送装置４０は、特に、図示はしないが、複数枚の基板Ｇを複数段に保持し、複数枚の基板Ｇを一度に搬送する。
【００１８】
本例においては、処理室１０ａ、１０ｂ、ロードロック室２０、及び共通搬送室３０は真空装置であり、それぞれ基板Ｇを所定の減圧状態下におくことが可能な、気密に構成された容器本体５０ａ、５０ｂ、５０ｃまたは５０ｄを備えている。容器本体５０ａ、５０ｂ、５０ｃまたは５０ｄには、基板Ｇを出し入れする開口部５１ａ、５１ｂ、５１ｃまたは５１ｄが設けられている。また、ロードロック室２０の容器本体５０ｃには、ロードロック室２０の内部と基板処理システム１の外部との間で基板Ｇを出し入れする開口部５１ｅが、さらに設けられている。開口部５１ｅは、処理前基板Ｇの基板処理システム１へのロード、及び処理済基板Ｇの基板処理システム１からのアンロードに使用される。
【００１９】
共通搬送室３０は、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０のそれぞれにゲートバルブを収容したゲートバルブ室６０を介して接続されている。本例では、ゲートバルブ室６０は３つ存在し、それぞれ上記容器本体５０ａ〜５０ｄと同様に、内部を所定の減圧状態下におくことが可能な真空装置用構成部材として構成されている。
【００２０】
ゲートバルブ室６０には、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０の容器本体５０ａ〜５０ｃに設けられた開口部５１ａ〜５１ｃに連通される開口部６１と、共通搬送室３０の容器本体５０ｄに設けられた開口部５１ｄに連通される開口部６２とが設けられている。基板Ｇは開口部６１、６２を通過することで、共通搬送室３０と、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０との間で出し入れされる。
【００２１】
ゲートバルブ室６０の内部には、ゲートバルブの弁体６３が収容されている。ゲートバルブは、主に、弁体６３がゲートバルブ室６０の一方の開口を密閉及び開放する機構により構成されている。弁体６３は、本例では、開口部６１、６２のうち、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０側の開口部６１を開閉する。弁体６３は、開口部６１に押圧され、開口部６１の周囲に密着することで、開口部５１ａ〜５１ｃを閉塞し、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０の容器本体５０ａ〜５０ｃを気密にシールする。また、ロードロック室２０の大気側の開口部５１ｅは、大気状態下にある外部環境と連通及び遮断を行うためのバルブ６３ａにより開閉される。
【００２２】
図２Ａ〜図２Ｃは、この発明の一実施形態に係るゲートバルブをゲートバルブ室６０の内部から見た正面図である。
【００２３】
図２Ａに弁体６３によって開閉される開口部６１の一例を示す。
【００２４】
図２Ａに示すように、本例では、弁体６３によって開閉され、基板Ｇを出し入れする開口部６１がゲートバルブ室６０の壁面、又はゲートバルブ室６０の壁面を構成し着脱可能な開口板６４に複数設けられている。本例では、一例として４つの開口部６１ａ〜６１ｄが開口板６４に設けられている。また、図２Ａには、開口部６１ａ〜６１ｄの先にある、処理室１０ａ、１０ｂに設けられた複数の基板処理部（又はロードロック室２０の基板載置部）１００ａ〜１００ｄが示されている。基板処理部１００ａ〜１００ｄ上それぞれには、基板Ｇが載置されている。つまり、開口部６１ａ〜６１ｄは、基板処理部（又はロードロック室２０の基板載置部）１００ａ〜１００ｄの１つ１つに対応して設けられる。
【００２５】
図２Ｂに開口部６１ａ〜６１ｄを弁体６３によって閉塞した状態を、図２Ｃに開口部６１ａ〜６１ｄを弁体６３によって開放した状態を示す。
【００２６】
図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、本例では、スリット状開口６５が、弁体６３に複数設けられている。本例では３つのスリット状開口６５ａ〜６５ｃが、弁体６３に設けられている。弁体６３の、３つのスリット状開口６５ａ〜６５ｃに対して高さ方向（上下方向）に隣接する４つの部位６６ａ〜６６ｄは、上記４つの開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞する際の閉塞部として利用される（図２Ｂ）。また、３つのスリット状開口６５ａ〜６５ｃは、上記４つの開口部６１ａ〜６１ｄのうち、開口部６１ｂ〜６１ｄを開放する際の開放部として利用される。最下段の開口部６１ａについては、弁体６３の昇降動作を利用し、例えば、弁体６３を上方向にスライドさせ、開口部６１ａを部位６６ａからずらすことで開放される（図２Ｃ）。スリット状開口６５の数は、開口部６１の数と同数でも良いが、本例のように、例えば、最下段の開口部６１ａについては弁体６３の昇降動作を利用して開閉するようにすると、スリット状開口６５ａ〜６５ｃの数は、開口部６１ａ〜６１ｄの数よりも１つ少なくすることができる。これは、弁体６３のサイズ及び重量の軽減に役立つと共に、弁体６３が各開口部を閉塞するため下降した際に、弁体６３の開口部６１ａに対応する開口部を有する部分のための逃げをゲートバルブ室６０の下部に設ける必要が無く、これにより、ゲートバルブ室６０のサイズ及び重量の軽減についても役立つ。
【００２７】
なお、開口部６１の一つの開閉を上記のように弁体６３の昇降動作を利用するようにすると、開口部６１の数が２つの場合には、スリット状開口６５の数は１つとなる。
【００２８】
このように一実施形態に係るゲートバルブでは、基板Ｇを出し入れする開口部６１（６１ａ〜６１ｄ）をゲートバルブ室６０の壁面、又は開口板６４に複数設け、これらの開口部６１ａ〜６１ｄを開閉する弁体６３に、複数の開口部６１の数に応じて少なくとも１つのスリット状開口６５（６５ａ〜６５ｃ）を設ける。そして、スリット状開口６５ａ〜６５ｃに対して高さ方向に隣接する４つの部位を、開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞する際の閉塞部６６ａ〜６６ｄとして利用し、スリット状開口６５ａ〜６５ｃについては、開口部６１ａ〜６１ｄのうち、開口部６１ｂ〜６１ｄを開放する際の開放部として利用する。
【００２９】
このような構成を備えることにより、図２Ｃに示すように、一度に処理する基板Ｇの枚数が増加したとしても、開口部６１ａ〜６１ｄを開放する際の弁体６３の昇降距離Ｓを短縮することができる。
【００３０】
図３Ａ、図３Ｂ、及び図４は、参考例を示す図である。
【００３１】
参考例は、上記一実施形態と同様に、基板処理部が、高さ方向に４つ積層された処理部１００ａ〜１００ｄを備えている場合において、開口板１６４に１つの開口部１６１を設け、この１つの開口部１６１を１つの弁体１６３で開閉する例である。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、１つの開口部１６１を、１つの弁体１６３で開閉する場合には、弁体１６３を開口部１６１が全て開くまで、反対に開口部１６１が全て閉まるまで昇降させなければならない。このため、弁体１６３の昇降距離Ｓは、本一実施形態の弁体６３の昇降距離Ｓに比較して長くなる。
【００３３】
また、図４に示すように、処理部１００ａ〜１００ｆのように、処理部１００の積層数を増やすと、１つの開口部１６１の高さ方向のサイズは、処理部１００の積層数に依存して大きくなる。このため、弁体１６３の昇降距離Ｓは、開口部１６１の高さ方向のサイズの拡大に伴って、どんどんと長くなっていく。
【００３４】
対して、本一実施形態によれば、図５に示すように、処理部１００の積層数が処理部１００ａ〜１００ｆのように増加しても、弁体６３の昇降距離Ｓは変わらない、という利点を得ることができる。これは、本一実施形態の昇降距離Ｓは、処理部１００の積層数ではなく、処理部１００の一つ一つに対応した複数の開口部６１ａ〜６１ｆ各々の高さ方向のサイズに依存するように改められるからである。
【００３５】
また、本一実施形態によれば、昇降距離Ｓが短いので、弁体６３の開閉に要する時間も短くでき、スループットも向上する、という利点を得ることができる。
【００３６】
さらに、昇降距離Ｓが短いので、弁体６３の開閉速度を遅くすることが可能である。開閉速度を遅くすれば、例えば、高速に開閉させる場合に、メインスライダー７０の下にストッパーを入れる必要性もなく、また、発塵も抑制することができる。
【００３７】
次に、この発明の一実施形態に係るゲートバルブの一動作例について説明する。
【００３８】
図６Ａ〜図６Ｃは、一実施形態に係るゲートバルブの一動作例を示す一部を断面とした側面図である。図６Ａは開口部６１ａ〜６１ｄを開放した状態を、図６Ｂは開口部６１ａ〜６１ｄを開放状態から閉塞状態へ、又は閉塞状態から開放状態へ移行させる中間段階の状態を、図６Ｃは開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞した状態を、それぞれ示している。
【００３９】
図６Ａ〜図６Ｃに示すように、一実施形態に係るゲートバルブは、開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に対して平行にスライド、例えば昇降方向にスライドするメインスライダー７０と、弁体６３とメインスライダー７０との間に配置されて弁体６３を保持し、メインスライダー７０と同様に開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に対して平行にスライド、例えば昇降方向にスライドするサブスライダー８０とを備えている。
【００４０】
メインスライダー７０には、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄに正対させた状態で弁体６３を、開口部６１ａ〜６１ｄに向かって押圧する押圧機構７１が設けられている。弁体６３には、押圧機構７１によって押圧される押圧部６７が設けられている。押圧機構７１は、例えば、突起部７２と、この突起部７２からスロープ状に傾斜する傾斜部７３とから構成されるカムであり、また、押圧部６７は、例えば、カム（押圧機構７１）に接触するローラー６８を備えている突出部材である。ローラー６８は、押圧機構７１のスライド、本例では昇降に応じ、突起部７２および傾斜部７３それぞれの表面を転がる。
【００４１】
（開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞するとき）
弁体６３を用いて、開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞するとき、弁体６３の閉塞部６６ａ〜６６ｄの位置を開口部６１ａ〜６１ｄに正対する位置にずらす（図６Ｂ）。
【００４２】
本例では、メインスライダー７０が、サブスライダー８０を引っ掛ける引っ掛け部７４を備えている。さらに、本例では、ゲートバルブ室６０の底面に、弁体６３のスライドを停止させる弁体ストッパー９０を備えている。
【００４３】
弁体６３のスライドが弁体ストッパー９０によって停止されるまで、サブスライダー８０に保持されている弁体６３は、メインスライダー７０のスライド、本例では下降に応じて下降する。弁体６３の下降が弁体ストッパー９０によって停止されると、サブスライダー８０が引っ掛け部７４から離れる。離れた後もメインスライダー７０の下降が続く。やがて、押圧部６７のローラー６８が押圧機構７１の傾斜部７３の表面に接触し、傾斜部７３に沿って突起部７２の頂点に向かって転がりだす。
【００４４】
弁体ストッパー９０と弁体６３との間には、弁体６３を、開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に対して正対する方向に進退させるローラー６９が設けられている。本例では、ローラー６９は、弁体６３の下部に設けられている。ローラー６９は、ローラー６８が突起の頂点に向かって転がりだすとともに、弁体ストッパー９０の水平な上面を転がり、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄに向かって直進させる。このようにして、弁体６３は、押圧機構７１のカムにより開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に向かって押圧され、やがて閉塞部６６ａ〜６６ｄにより開口部６１ａ〜６１ｄは閉塞される（図６Ｃ）。
【００４５】
（開口部６１ａ〜６１ｄを開放するとき）
弁体６３を用いて、開口部６１ａ〜６１ｄを開放するとき、押圧機構７１のカムによる押圧を解除するとともに、弁体６３のスリット状開口６５ａ〜６５ｃの位置を開口部６１ｂ〜６１ｄに正対する位置にずらす。さらに、本例では、スリット状開口６５ａ〜６５ｃの数が開口部６１ａ〜６１ｄの数よりも１つ少ない。このため、弁体６３の位置を開口部６１ａに正対する位置からずらす。
【００４６】
本例では、サブスライダー８０が引き戻し機構８１を備えている。引き戻し機構８１は、押圧機構７１のカムによる押圧が解除された際に、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄの開口面から引き戻す。引き戻し機構８１は、弁体６３を開口面に対して正対する方向に直進及び後退させる機構、例えば、ばね８２とばね押え８４とを用いて構成される。ばね８２は、弁体６３が開口部６１ａ〜６１ｄに押圧されている状態では縮んだ状態となる。押圧が解除されると、ばね８２が伸び、これにより弁体６３は、開口部６１ａ〜６１ｄから離れるように引き戻される。ばね８２は、伸縮体であればこれに限られない。
【００４７】
メインスライダー７０がスライド、本例では上昇されると、閉塞する場合とは反対に、ローラー６８が突起部７２の頂点から傾斜部７３に沿って転がりだす。これとともに、ばね８２が伸び、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄから引き戻す。この際、ローラー６９は、弁体ストッパー９０の水平な上面を転がり、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄから後退させる。やがて、メインスライダー７０の引っ掛け部７４がサブスライダー８０を引っ掛けると、メインスライダー７０は、サブスライダー８０とともに弁体６３を、開口部６１ａ〜６１ｄに対して平行な方向に上昇させる。メインスライダー７０は、サブスライダー８０及び弁体６３を、スリット状開口６５ａ〜６５ｃの位置を開口部６１ｂ〜６１ｄに正対する位置、かつ、弁体６３の位置が開口部６１ａからずれる位置まで上昇させる。これにより、開口部６１ａ〜６１ｄは、スリット状開口６５ａ〜６５ｃ及び弁体６３により開放される（図６Ａ）。
【００４８】
次に、メインスライダー７０及びサブスライダー８０のより具体的な一例を説明する。
【００４９】
図７は、一実施形態に係るゲートバルブのより具体的な一例を示す一部を断面とした正面図、図８は図７中の８−８線に沿う水平断面図である。また、図９は図７中の９−９線に沿う断面図、図１０Ａ及び図１０Ｂは図７中の１０−１０線に沿う断面図である。
【００５０】
図７及び図８に示すように、メインスライダー７０は、下端が開放端となるような基板Ｇ通過用切り欠き部７５を備え、下端が開放された枠状を成すような形状を呈している。切り欠き部７５からは、例えば、弁体６３のスリット状開口６５ａ〜６５ｃが露出している。切り欠き部７５は、基板Ｇを通過させることで、メインスライダー７０の先にある開口部６１ａ〜６１ｄを介した基板Ｇの出し入れが可能となる。前述の通り、切り欠き部７５の下端は開放されており、切り欠き部７５の下端部を開放することで、メインスライダー７０が上昇した際に、メインスライダー７０が基板Ｇの出し入れを妨げることを抑制している。
【００５１】
また、本例ではサブスライダー８０は、メインスライダー７０の基板Ｇ通過用切り欠き部７５の外側の両側部と、弁体６３の両側部との間に、それぞれ分かれて少なくとも１つずつ配置されている。両側部に別れたサブスライダー８０どうしの間隔は、スリット状開口６５ａ〜６５ｃの基板Ｇに水平となる方向のサイズ以上となっている。これにより、サブスライダー８０も、基板Ｇの出し入れを妨げることを防止する。サブスライダー８０は、弁体の安定な動作を確保するために両側に分かれて同数ずつ対称な位置にあればよく、弁体の大きさに応じて、それぞれ２つずつ或いはそれ以上ずつあってもよい。なお、弁体の安定な動作を確保できる場合には、必ずしも対称な位置に無くてもよく、また、同数ずつでなくてもよい。
【００５２】
また、閉塞部６６ａ〜６６ｄの開口部６１ａ〜６１ｄとは反対側の面には、リブ９１が設けられている。本例のように、メインスライダー７０が、基板Ｇ通過用切り欠き部７５を備えていると、閉塞部６６ａ〜６６ｄが切り欠き部７５を介して露呈してしまう。つまり、閉塞部６６ａ〜６６ｄを押圧機構７１によって押圧することができない。このため、閉塞部６６ａ〜６６ｄが開口部６１ａ〜６１ｄを介して処理室１０ａ、又は１０ｂ、又はロードロック室２０から逆圧を受けると、閉塞部６６ａ〜６６ｄが撓み、気密性が損なわれる可能性がある。
【００５３】
このような気密性の悪化を抑制するには、本例のように、閉塞部６６ａ〜６６ｄに、リブ９１を設けると良い。閉塞部６６ａ〜６６ｄの側部については、メインスライダー７０が存在し、メインスライダー７０の押圧機構７１を用いて、弁体６３の押圧部６７を押圧しているので、リブ９１により閉塞部６６ａ〜６６ｄの撓みを防止することにより、気密性の悪化を抑制することができる。
【００５４】
リブ９１の例としては、断面が長軸と短軸とを有する矩形状の棒状部材や、断面が三角形状のトラス状部材を挙げることができる。
【００５５】
棒状部材の場合には、図９Ａに示すように、短軸に沿った面９１ａが弁体６３の閉塞部６６に接続されていることが良い。長軸の面を閉塞部６６に接続する場合に比較して、弁体にリブ９１が曲がり難くなり、閉塞部６６の変形を、よりよく抑制できるためである。
【００５６】
トラス状部材の例としては、図９Ｂに示すように、例えば２枚の板９１ｂ、９１ｃの頂点どうしを組み合わせ、開放端を閉塞部６６に接続する例や、図９Ｃに示すように、３枚の板９１ｂ〜９１ｄでトライアングルを組み、トライアングルの一辺を閉塞部６６に接続する例を挙げることができる。これらの場合でも、リブ９１は曲がり難くなるので、閉塞部６６ａ〜６６ｄの変形を抑制することができる。また、トラス状部材の場合には、棒状部材に比較して、内部を中空にできるため、リブ９１の軽量化を図ることができ、弁体６３の重量軽減にも寄与する、という利点も得ることができる。
【００５７】
メインスライダー７０をスライドさせる機構としては、メインスライダー７０を直線運動させる機構を挙げることができる。直線運動させる機構の一例としては、ＬＭ（Linear Motion）ガイドを挙げることができる。本例では、メインスライダー７０をスライドさせる機構とし、ＬＭガイド９２が利用されている。図１０Ａ及び図１０Ｂに、図７中の１０−１０線に沿う縦断面図を示す。
【００５８】
図７、図８、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、ＬＭガイド９２は、ガイドレールと、ガイドブロックとを含んで構成される。本例では、２本のガイドレール９３ａが、基板Ｇの出し入れを妨げることがないように、ゲートバルブ室６０の開口部６２よりも外側に配設されている。本例のガイドレール９３ａは、ゲートバルブ室６０の内壁に取り付けられている。なお、ガイドレール９３ａはゲートバルブ室６０の内壁から離れて設けられても良い。メインスライダー７０のガイドレール９３ａに相対する面にはガイドブロック９４ａが設けられている。ガイドブロック９４ａは、ガイドレール９３ａにスライド可能な状態で嵌合する。これにより、メインスライダー７０は、ガイドレール９３ａを挟持しつつ、ガイドレール９３ａに沿ってスライド、本例では昇降する（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）。
【００５９】
また、サブスライダー８０の、メインスライダー７０に相対する面にもガイドレール９３ｂが設けられており、メインスライダー７０の、サブスライダー８０に相対する面にはガイドブロック９４ｂが設けられている。ガイドブロック９４ｂは、ガイドレール９３ｂにスライド可能な状態で嵌合する。これにより、メインスライダー７０は、サブスライダー８０のガイドレール９３ｂを挟持する。サブスライダー８０は、メインスライダー７０のガイドブロック９４ｂに従ってスライド、本例では昇降される（同じく図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）。
【００６０】
メインスライダー７０の上方には、メインスライダーをスライドさせる駆動機構９５が設けられている。本例では、駆動機構９５はメインスライダー７０の両側部上方に１つずつ、合計２基設けられている。駆動機構９５としては、例えば、エアシリンダあるいは油圧シリンダ等を挙げることができる。
【００６１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、図７中の１１−１１線に沿う縦断面図である。
【００６２】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、本例のメインスライダー７０には、引き戻し機構８１との緩衝を防止する、緩衝防止用切り欠き部７６が設けられている。この切り欠き部７６は、サブスライダー８０の引き戻し機構８１の先端部分を収容するように、メインスライダー７０に形成される。切り欠き部７６に引き戻し機構８１の先端部分を収容することで、例えば、図６Ａ〜図６Ｃに示したメインスライダー７０のように切り欠き部７６が無い場合に比較して、メインスライダー７０とゲートバルブ室６０の開口部６１ａ〜６１ｄ側壁面、又は開口板６４までの長さＬを短縮できる、という利点を得ることができる。このため、ゲートバルブ室６０の基板Ｇが搬送される方向に沿った長さ（ゲートバルブ室６０の厚み）を短くすることができ、共通搬送室３０と、処理室１０ａ、又は１０ｂ、又はロードロック室２０との間の、基板Ｇの搬送距離を短縮、又は搬送距離の増大を抑制することが可能となる。基板Ｇの搬送距離の短縮、又は搬送距離の増大を抑制すれば、例えば、搬送装置４０の搬送アームの長大化を抑制できる、という利点を得ることができる。
【００６３】
以上、上記一実施形態によれば、一度に処理する被処理体の枚数が増加したとしても、弁体の昇降距離を短縮することが可能なゲートバルブ、及びこのゲートバルブを用いた基板処理システムを得ることができる。
【００６４】
上記説明は、この発明の一実施形態であって、この発明は上記一実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。また、この発明の実施形態は、上記一実施形態が唯一のものでもない。
【００６５】
例えば、開口部６１の数は、４つ又は６つを例示したが、開口部６１の数はこれらに限られるものではなく、２つ以上であれば良い。
【００６６】
また、上記一実施形態では、ゲートバルブを収容する収容体としてゲートバルブ室６０を例示したが、収容体は、ゲートバルブを収容する弁箱とされてもよい。
【００６７】
また、上記一実施形態では、被処理体として太陽電池やＦＰＤの製造に用いられるガラス基板を示したが、被処理体はガラス基板に限定されず、半導体ウエハ等の他の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ａ、１０ｂ…処理室、２０…ロードロック室、３０…共通搬送室、６０…ゲートバルブ室、６１ａ〜６１ｄ…開口部、６３…弁体、６５ａ〜６５ｃ…スリット状開口、６７…押圧部、６９…ローラー、７０…メインスライダー、７１…押圧機構、７２…突起部、７３…傾斜部、７４…引っ掛け部、８０…サブスライダー、８１…引き戻し機構、７５…基板Ｇ通過用切り欠き部。７６…緩衝防止用切り欠き部、９０…弁体ストッパー、９１…リブ。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ゲートバルブ及びそれを用いた基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）などの製造過程においては、大型のガラス基板にエッチング、あるいは成膜等の所定の処理を施す。このような処理を施す基板処理システムとしては、複数の処理室を備えたマルチチャンバタイプの基板処理システムが知られている（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
このようなマルチチャンバタイプの基板処理システムは、基板（被処理体）を搬送する搬送装置が設けられた共通搬送室を有し、この共通搬送室の周囲に、処理室や、共通搬送室と大気圧雰囲気との間で未処理の基板と処理済の基板とを交換するロードロック室等を備えている。これら共通搬送室、処理室、及びロードロック室は真空装置であり、これらの真空装置は、排気機構を用いて排気することで内部が所定の減圧状態下とされる。
【０００４】
真空装置は気密に構成された容器本体を備え、この容器本体には、被処理体を出し入れするための開口部が設けられている。開口部はゲートバルブを用いて開閉される。開口部をゲートバルブにより閉じると、容器本体の内部は気密にシールされ、容器本体の内部の圧力を、所定のプロセス圧力まで減圧したり、大気状態と減圧状態との相互間で変換したりすることが可能となっている。
【０００５】
ゲートバルブの構造例としては、特許文献１に記載されるリンク機構を用いたもの、および特許文献２に記載されるカム機構を用いたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９６１５０号公報
【特許文献２】特開２０１１−５４９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近時、被処理体の大型化、あるいは被処理体を同時に複数枚処理するバッチ処理が進展しており、容器本体に設けられた被処理体を出し入れするための開口部のサイズが大きくなってきている。また、バッチ処理においては、スループットの低下の抑制、あるいは維持、あるいは向上の観点から、一度に処理する枚数を増加させることが検討されている。
【０００８】
しかし、一度に処理する被処理体の枚数を増加させると、開口部のサイズが高さ方向に長くなり、弁体の昇降距離が長くなってしまう。このため、生産工場内に、基板処理システムを設置することが困難になる事情が懸念されている。
【０００９】
この発明は、一度に処理する被処理体の枚数が増加したとしても、弁体の昇降距離を短縮することが可能なゲートバルブ、及びこのゲートバルブを用いた基板処理システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の第１の態様に係るゲートバルブは、被処理体を出し入れする複数の開口部と、前記開口部に押圧される弁体と、前記弁体に設けられた押圧部と、前記開口部の開口面に対して平行にスライドするメインスライダーと、前記メインスライダーに設けられ、突起部と該突起部からスロープ状に傾斜する傾斜部とを含み、前記弁体を前記開口部に正対させた状態で、前記弁体の押圧部を押圧するカムと、を備え、前記弁体は、前記開口部を開放する開放部として機能する少なくとも１つのスリット状開口を有し、前記スリット状開口に隣接した部位を、前記複数の開口部を閉塞する閉塞部とする。
【００１１】
この発明の第２の態様に係る基板処理システムは、被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を真空状態下におくことが可能な、前記被処理体に処理を施す処理室と、前記被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を大気状態下及び真空状態下の双方におくことが可能な、処理前及び処理済の被処理体を交換するロードロック室と、前記被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を真空状態下におくことが可能な、前記ロードロック室と前記処理室との間で前記被処理体を搬送する搬送室と、を備えた基板処理システムであって、前記処理室、前記ロードロック室、及び前記搬送室の少なくともいずれか一つの、前記被処理体を出し入れする開口部を開閉するゲートバルブに、上記第１の態様に係るゲートバルブが用いられている。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、一度に処理する被処理体の枚数が増加したとしても、弁体の昇降距離を短縮することが可能なゲートバルブ、及びこのゲートバルブを用いた基板処理システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係るゲートバルブが用いられた基板処理システムの一例を概略的に示す平面図
【図２】一実施形態に係るゲートバルブをゲートバルブ室の内部から見た正面図
【図３】参考例を示す図
【図４】参考例を示す図
【図５】一実施形態に係るゲートバルブによる一利点を示す図
【図６】一実施形態に係るゲートバルブの一動作例を示す一部を断面とした側面図
【図７】一実施形態に係るゲートバルブのより具体的な一例を示す一部を断面とした正面図
【図８】図７中の８−８線に沿う水平断面図
【図９】図７中の９−９線に沿う断面図
【図１０】図７中の１０−１０線に沿う縦断面図
【図１１】図７中の１１−１１線に沿う縦断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。参照する図面全てにわたり、同一の部分については同一の参照符号を付す。
【００１５】
本例においては、被処理体の一例として太陽電池やＦＰＤの製造に用いられるガラス基板を挙げ、このガラス基板に対して所定の処理、例えば、エッチング、あるいは成膜等を施す基板処理システムを例示する。
【００１６】
図１は、この発明の一実施形態に係るゲートバルブが用いられた基板処理システムを概略的に示す平面図である。
【００１７】
図１に示すように、一実施形態に係る基板処理システム１は、基板Ｇに処理を施す処理室、本例においては複数の処理室１０ａ、１０ｂと、処理前及び処理済の基板Ｇを交換するロードロック室２０と、ロードロック室２０と処理室１０ａ又は１０ｂ、並びに処理室１０ａと処理室１０ｂとの間で基板Ｇを搬送する共通搬送室３０と、共通搬送室３０に設けられた、基板Ｇを搬送する搬送装置４０と、を備えている。本例の搬送装置４０は、特に、図示はしないが、複数枚の基板Ｇを複数段に保持し、複数枚の基板Ｇを一度に搬送する。
【００１８】
本例においては、処理室１０ａ、１０ｂ、ロードロック室２０、及び共通搬送室３０は真空装置であり、それぞれ基板Ｇを所定の減圧状態下におくことが可能な、気密に構成された容器本体５０ａ、５０ｂ、５０ｃまたは５０ｄを備えている。容器本体５０ａ、５０ｂ、５０ｃまたは５０ｄには、基板Ｇを出し入れする開口部５１ａ、５１ｂ、５１ｃまたは５１ｄが設けられている。また、ロードロック室２０の容器本体５０ｃには、ロードロック室２０の内部と基板処理システム１の外部との間で基板Ｇを出し入れする開口部５１ｅが、さらに設けられている。開口部５１ｅは、処理前基板Ｇの基板処理システム１へのロード、及び処理済基板Ｇの基板処理システム１からのアンロードに使用される。
【００１９】
共通搬送室３０は、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０のそれぞれにゲートバルブを収容したゲートバルブ室６０を介して接続されている。本例では、ゲートバルブ室６０は３つ存在し、それぞれ上記容器本体５０ａ〜５０ｄと同様に、内部を所定の減圧状態下におくことが可能な真空装置用構成部材として構成されている。
【００２０】
ゲートバルブ室６０には、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０の容器本体５０ａ〜５０ｃに設けられた開口部５１ａ〜５１ｃに連通される開口部６１と、共通搬送室３０の容器本体５０ｄに設けられた開口部５１ｄに連通される開口部６２とが設けられている。基板Ｇは開口部６１、６２を通過することで、共通搬送室３０と、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０との間で出し入れされる。
【００２１】
ゲートバルブ室６０の内部には、ゲートバルブの弁体６３が収容されている。ゲートバルブは、主に、弁体６３がゲートバルブ室６０の一方の開口を密閉及び開放する機構により構成されている。弁体６３は、本例では、開口部６１、６２のうち、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０側の開口部６１を開閉する。弁体６３は、開口部６１に押圧され、開口部６１の周囲に密着することで、開口部５１ａ〜５１ｃを閉塞し、処理室１０ａ、１０ｂ、及びロードロック室２０の容器本体５０ａ〜５０ｃを気密にシールする。また、ロードロック室２０の大気側の開口部５１ｅは、大気状態下にある外部環境と連通及び遮断を行うためのバルブ６３ａにより開閉される。
【００２２】
図２Ａ〜図２Ｃは、この発明の一実施形態に係るゲートバルブをゲートバルブ室６０の内部から見た正面図である。
【００２３】
図２Ａに弁体６３によって開閉される開口部６１の一例を示す。
【００２４】
図２Ａに示すように、本例では、弁体６３によって開閉され、基板Ｇを出し入れする開口部６１がゲートバルブ室６０の壁面、又はゲートバルブ室６０の壁面を構成し着脱可能な開口板６４に複数設けられている。本例では、一例として４つの開口部６１ａ〜６１ｄが開口板６４に設けられている。また、図２Ａには、開口部６１ａ〜６１ｄの先にある、処理室１０ａ、１０ｂに設けられた複数の基板処理部（又はロードロック室２０の基板載置部）１００ａ〜１００ｄが示されている。基板処理部１００ａ〜１００ｄ上それぞれには、基板Ｇが載置されている。つまり、開口部６１ａ〜６１ｄは、基板処理部（又はロードロック室２０の基板載置部）１００ａ〜１００ｄの１つ１つに対応して設けられる。
【００２５】
図２Ｂに開口部６１ａ〜６１ｄを弁体６３によって閉塞した状態を、図２Ｃに開口部６１ａ〜６１ｄを弁体６３によって開放した状態を示す。
【００２６】
図２Ｂ及び図２Ｃに示すように、本例では、スリット状開口６５が、弁体６３に複数設けられている。本例では３つのスリット状開口６５ａ〜６５ｃが、弁体６３に設けられている。弁体６３の、３つのスリット状開口６５ａ〜６５ｃに対して高さ方向（上下方向）に隣接する４つの部位６６ａ〜６６ｄは、上記４つの開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞する際の閉塞部として利用される（図２Ｂ）。また、３つのスリット状開口６５ａ〜６５ｃは、上記４つの開口部６１ａ〜６１ｄのうち、開口部６１ｂ〜６１ｄを開放する際の開放部として利用される。最下段の開口部６１ａについては、弁体６３の昇降動作を利用し、例えば、弁体６３を上方向にスライドさせ、開口部６１ａを部位６６ａからずらすことで開放される（図２Ｃ）。スリット状開口６５の数は、開口部６１の数と同数でも良いが、本例のように、例えば、最下段の開口部６１ａについては弁体６３の昇降動作を利用して開閉するようにすると、スリット状開口６５ａ〜６５ｃの数は、開口部６１ａ〜６１ｄの数よりも１つ少なくすることができる。これは、弁体６３のサイズ及び重量の軽減に役立つと共に、弁体６３が各開口部を閉塞するため下降した際に、弁体６３の開口部６１ａに対応する開口部を有する部分のための逃げをゲートバルブ室６０の下部に設ける必要が無く、これにより、ゲートバルブ室６０のサイズ及び重量の軽減についても役立つ。
【００２７】
なお、開口部６１の一つの開閉を上記のように弁体６３の昇降動作を利用するようにすると、開口部６１の数が２つの場合には、スリット状開口６５の数は１つとなる。
【００２８】
このように一実施形態に係るゲートバルブでは、基板Ｇを出し入れする開口部６１（６１ａ〜６１ｄ）をゲートバルブ室６０の壁面、又は開口板６４に複数設け、これらの開口部６１ａ〜６１ｄを開閉する弁体６３に、複数の開口部６１の数に応じて少なくとも１つのスリット状開口６５（６５ａ〜６５ｃ）を設ける。そして、スリット状開口６５ａ〜６５ｃに対して高さ方向に隣接する４つの部位を、開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞する際の閉塞部６６ａ〜６６ｄとして利用し、スリット状開口６５ａ〜６５ｃについては、開口部６１ａ〜６１ｄのうち、開口部６１ｂ〜６１ｄを開放する際の開放部として利用する。
【００２９】
このような構成を備えることにより、図２Ｃに示すように、一度に処理する基板Ｇの枚数が増加したとしても、開口部６１ａ〜６１ｄを開放する際の弁体６３の昇降距離Ｓを短縮することができる。
【００３０】
図３Ａ、図３Ｂ、及び図４は、参考例を示す図である。
【００３１】
参考例は、上記一実施形態と同様に、基板処理部が、高さ方向に４つ積層された処理部１００ａ〜１００ｄを備えている場合において、開口板１６４に１つの開口部１６１を設け、この１つの開口部１６１を１つの弁体１６３で開閉する例である。
【００３２】
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、１つの開口部１６１を、１つの弁体１６３で開閉する場合には、弁体１６３を開口部１６１が全て開くまで、反対に開口部１６１が全て閉まるまで昇降させなければならない。このため、弁体１６３の昇降距離Ｓは、本一実施形態の弁体６３の昇降距離Ｓに比較して長くなる。
【００３３】
また、図４に示すように、処理部１００ａ〜１００ｆのように、処理部１００の積層数を増やすと、１つの開口部１６１の高さ方向のサイズは、処理部１００の積層数に依存して大きくなる。このため、弁体１６３の昇降距離Ｓは、開口部１６１の高さ方向のサイズの拡大に伴って、どんどんと長くなっていく。
【００３４】
対して、本一実施形態によれば、図５に示すように、処理部１００の積層数が処理部１００ａ〜１００ｆのように増加しても、弁体６３の昇降距離Ｓは変わらない、という利点を得ることができる。これは、本一実施形態の昇降距離Ｓは、処理部１００の積層数ではなく、処理部１００の一つ一つに対応した複数の開口部６１ａ〜６１ｆ各々の高さ方向のサイズに依存するように改められるからである。
【００３５】
また、本一実施形態によれば、昇降距離Ｓが短いので、弁体６３の開閉に要する時間も短くでき、スループットも向上する、という利点を得ることができる。
【００３６】
さらに、昇降距離Ｓが短いので、弁体６３の開閉速度を遅くすることが可能である。開閉速度を遅くすれば、例えば、高速に開閉させる場合に、メインスライダー７０の下にストッパーを入れる必要性もなく、また、発塵も抑制することができる。
【００３７】
次に、この発明の一実施形態に係るゲートバルブの一動作例について説明する。
【００３８】
図６Ａ〜図６Ｃは、一実施形態に係るゲートバルブの一動作例を示す一部を断面とした側面図である。図６Ａは開口部６１ａ〜６１ｄを開放した状態を、図６Ｂは開口部６１ａ〜６１ｄを開放状態から閉塞状態へ、又は閉塞状態から開放状態へ移行させる中間段階の状態を、図６Ｃは開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞した状態を、それぞれ示している。
【００３９】
図６Ａ〜図６Ｃに示すように、一実施形態に係るゲートバルブは、開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に対して平行にスライド、例えば昇降方向にスライドするメインスライダー７０と、弁体６３とメインスライダー７０との間に配置されて弁体６３を保持し、メインスライダー７０と同様に開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に対して平行にスライド、例えば昇降方向にスライドするサブスライダー８０とを備えている。
【００４０】
メインスライダー７０には、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄに正対させた状態で弁体６３を、開口部６１ａ〜６１ｄに向かって押圧する押圧機構７１が設けられている。弁体６３には、押圧機構７１によって押圧される押圧部６７が設けられている。押圧機構７１は、例えば、突起部７２と、この突起部７２からスロープ状に傾斜する傾斜部７３とから構成されるカムであり、また、押圧部６７は、例えば、カム（押圧機構７１）に接触するローラー６８を備えている突出部材である。ローラー６８は、押圧機構７１のスライド、本例では昇降に応じ、突起部７２および傾斜部７３それぞれの表面を転がる。
【００４１】
（開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞するとき）
弁体６３を用いて、開口部６１ａ〜６１ｄを閉塞するとき、弁体６３の閉塞部６６ａ〜６６ｄの位置を開口部６１ａ〜６１ｄに正対する位置にずらす（図６Ｂ）。
【００４２】
本例では、メインスライダー７０が、サブスライダー８０を引っ掛ける引っ掛け部７４を備えている。さらに、本例では、ゲートバルブ室６０の底面に、弁体６３のスライドを停止させる弁体ストッパー９０を備えている。
【００４３】
弁体６３のスライドが弁体ストッパー９０によって停止されるまで、サブスライダー８０に保持されている弁体６３は、メインスライダー７０のスライド、本例では下降に応じて下降する。弁体６３の下降が弁体ストッパー９０によって停止されると、サブスライダー８０が引っ掛け部７４から離れる。離れた後もメインスライダー７０の下降が続く。やがて、押圧部６７のローラー６８が押圧機構７１の傾斜部７３の表面に接触し、傾斜部７３に沿って突起部７２の頂点に向かって転がりだす。
【００４４】
弁体ストッパー９０と弁体６３との間には、弁体６３を、開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に対して正対する方向に進退させるローラー６９が設けられている。本例では、ローラー６９は、弁体６３の下部に設けられている。ローラー６９は、ローラー６８が突起の頂点に向かって転がりだすとともに、弁体ストッパー９０の水平な上面を転がり、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄに向かって直進させる。このようにして、弁体６３は、押圧機構７１のカムにより開口部６１ａ〜６１ｄの開口面に向かって押圧され、やがて閉塞部６６ａ〜６６ｄにより開口部６１ａ〜６１ｄは閉塞される（図６Ｃ）。
【００４５】
（開口部６１ａ〜６１ｄを開放するとき）
弁体６３を用いて、開口部６１ａ〜６１ｄを開放するとき、押圧機構７１のカムによる押圧を解除するとともに、弁体６３のスリット状開口６５ａ〜６５ｃの位置を開口部６１ｂ〜６１ｄに正対する位置にずらす。さらに、本例では、スリット状開口６５ａ〜６５ｃの数が開口部６１ａ〜６１ｄの数よりも１つ少ない。このため、弁体６３の位置を開口部６１ａに正対する位置からずらす。
【００４６】
本例では、サブスライダー８０が引き戻し機構８１を備えている。引き戻し機構８１は、押圧機構７１のカムによる押圧が解除された際に、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄの開口面から引き戻す。引き戻し機構８１は、弁体６３を開口面に対して正対する方向に直進及び後退させる機構、例えば、ばね８２とばね押え８４とを用いて構成される。ばね８２は、弁体６３が開口部６１ａ〜６１ｄに押圧されている状態では縮んだ状態となる。押圧が解除されると、ばね８２が伸び、これにより弁体６３は、開口部６１ａ〜６１ｄから離れるように引き戻される。ばね８２は、伸縮体であればこれに限られない。
【００４７】
メインスライダー７０がスライド、本例では上昇されると、閉塞する場合とは反対に、ローラー６８が突起部７２の頂点から傾斜部７３に沿って転がりだす。これとともに、ばね８２が伸び、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄから引き戻す。この際、ローラー６９は、弁体ストッパー９０の水平な上面を転がり、弁体６３を開口部６１ａ〜６１ｄから後退させる。やがて、メインスライダー７０の引っ掛け部７４がサブスライダー８０を引っ掛けると、メインスライダー７０は、サブスライダー８０とともに弁体６３を、開口部６１ａ〜６１ｄに対して平行な方向に上昇させる。メインスライダー７０は、サブスライダー８０及び弁体６３を、スリット状開口６５ａ〜６５ｃの位置を開口部６１ｂ〜６１ｄに正対する位置、かつ、弁体６３の位置が開口部６１ａからずれる位置まで上昇させる。これにより、開口部６１ａ〜６１ｄは、スリット状開口６５ａ〜６５ｃ及び弁体６３により開放される（図６Ａ）。
【００４８】
次に、メインスライダー７０及びサブスライダー８０のより具体的な一例を説明する。
【００４９】
図７は、一実施形態に係るゲートバルブのより具体的な一例を示す一部を断面とした正面図、図８は図７中の８−８線に沿う水平断面図である。また、図９は図７中の９−９線に沿う断面図、図１０Ａ及び図１０Ｂは図７中の１０−１０線に沿う断面図である。
【００５０】
図７及び図８に示すように、メインスライダー７０は、下端が開放端となるような基板Ｇ通過用切り欠き部７５を備え、下端が開放された枠状を成すような形状を呈している。切り欠き部７５からは、例えば、弁体６３のスリット状開口６５ａ〜６５ｃが露出している。切り欠き部７５は、基板Ｇを通過させることで、メインスライダー７０の先にある開口部６１ａ〜６１ｄを介した基板Ｇの出し入れが可能となる。前述の通り、切り欠き部７５の下端は開放されており、切り欠き部７５の下端部を開放することで、メインスライダー７０が上昇した際に、メインスライダー７０が基板Ｇの出し入れを妨げることを抑制している。
【００５１】
また、本例ではサブスライダー８０は、メインスライダー７０の基板Ｇ通過用切り欠き部７５の外側の両側部と、弁体６３の両側部との間に、それぞれ分かれて少なくとも１つずつ配置されている。両側部に別れたサブスライダー８０どうしの間隔は、スリット状開口６５ａ〜６５ｃの基板Ｇに水平となる方向のサイズ以上となっている。これにより、サブスライダー８０も、基板Ｇの出し入れを妨げることを防止する。サブスライダー８０は、弁体の安定な動作を確保するために両側に分かれて同数ずつ対称な位置にあればよく、弁体の大きさに応じて、それぞれ２つずつ或いはそれ以上ずつあってもよい。なお、弁体の安定な動作を確保できる場合には、必ずしも対称な位置に無くてもよく、また、同数ずつでなくてもよい。
【００５２】
また、閉塞部６６ａ〜６６ｄの開口部６１ａ〜６１ｄとは反対側の面には、リブ９１が設けられている。本例のように、メインスライダー７０が、基板Ｇ通過用切り欠き部７５を備えていると、閉塞部６６ａ〜６６ｄが切り欠き部７５を介して露呈してしまう。つまり、閉塞部６６ａ〜６６ｄを押圧機構７１によって押圧することができない。このため、閉塞部６６ａ〜６６ｄが開口部６１ａ〜６１ｄを介して処理室１０ａ、又は１０ｂ、又はロードロック室２０から逆圧を受けると、閉塞部６６ａ〜６６ｄが撓み、気密性が損なわれる可能性がある。
【００５３】
このような気密性の悪化を抑制するには、本例のように、閉塞部６６ａ〜６６ｄに、リブ９１を設けると良い。閉塞部６６ａ〜６６ｄの側部については、メインスライダー７０が存在し、メインスライダー７０の押圧機構７１を用いて、弁体６３の押圧部６７を押圧しているので、リブ９１により閉塞部６６ａ〜６６ｄの撓みを防止することにより、気密性の悪化を抑制することができる。
【００５４】
リブ９１の例としては、断面が長軸と短軸とを有する矩形状の棒状部材や、断面が三角形状のトラス状部材を挙げることができる。
【００５５】
棒状部材の場合には、図９Ａに示すように、短軸に沿った面９１ａが弁体６３の閉塞部６６に接続されていることが良い。長軸の面を閉塞部６６に接続する場合に比較して、弁体にリブ９１が曲がり難くなり、閉塞部６６の変形を、よりよく抑制できるためである。
【００５６】
トラス状部材の例としては、図９Ｂに示すように、例えば２枚の板９１ｂ、９１ｃの頂点どうしを組み合わせ、開放端を閉塞部６６に接続する例や、図９Ｃに示すように、３枚の板９１ｂ〜９１ｄでトライアングルを組み、トライアングルの一辺を閉塞部６６に接続する例を挙げることができる。これらの場合でも、リブ９１は曲がり難くなるので、閉塞部６６ａ〜６６ｄの変形を抑制することができる。また、トラス状部材の場合には、棒状部材に比較して、内部を中空にできるため、リブ９１の軽量化を図ることができ、弁体６３の重量軽減にも寄与する、という利点も得ることができる。
【００５７】
メインスライダー７０をスライドさせる機構としては、メインスライダー７０を直線運動させる機構を挙げることができる。直線運動させる機構の一例としては、ＬＭ（Linear Motion）ガイドを挙げることができる。本例では、メインスライダー７０をスライドさせる機構とし、ＬＭガイド９２が利用されている。図１０Ａ及び図１０Ｂに、図７中の１０−１０線に沿う縦断面図を示す。
【００５８】
図７、図８、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、ＬＭガイド９２は、ガイドレールと、ガイドブロックとを含んで構成される。本例では、２本のガイドレール９３ａが、基板Ｇの出し入れを妨げることがないように、ゲートバルブ室６０の開口部６２よりも外側に配設されている。本例のガイドレール９３ａは、ゲートバルブ室６０の内壁に取り付けられている。なお、ガイドレール９３ａはゲートバルブ室６０の内壁から離れて設けられても良い。メインスライダー７０のガイドレール９３ａに相対する面にはガイドブロック９４ａが設けられている。ガイドブロック９４ａは、ガイドレール９３ａにスライド可能な状態で嵌合する。これにより、メインスライダー７０は、ガイドレール９３ａを挟持しつつ、ガイドレール９３ａに沿ってスライド、本例では昇降する（図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）。
【００５９】
また、サブスライダー８０の、メインスライダー７０に相対する面にもガイドレール９３ｂが設けられており、メインスライダー７０の、サブスライダー８０に相対する面にはガイドブロック９４ｂが設けられている。ガイドブロック９４ｂは、ガイドレール９３ｂにスライド可能な状態で嵌合する。これにより、メインスライダー７０は、サブスライダー８０のガイドレール９３ｂを挟持する。サブスライダー８０は、メインスライダー７０のガイドブロック９４ｂに従ってスライド、本例では昇降される（同じく図１０Ａ及び図１０Ｂ参照）。
【００６０】
メインスライダー７０の上方には、メインスライダーをスライドさせる駆動機構９５が設けられている。本例では、駆動機構９５はメインスライダー７０の両側部上方に１つずつ、合計２基設けられている。駆動機構９５としては、例えば、エアシリンダあるいは油圧シリンダ等を挙げることができる。
【００６１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、図７中の１１−１１線に沿う縦断面図である。
【００６２】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、本例のメインスライダー７０には、引き戻し機構８１との緩衝を防止する、緩衝防止用切り欠き部７６が設けられている。この切り欠き部７６は、サブスライダー８０の引き戻し機構８１の先端部分を収容するように、メインスライダー７０に形成される。切り欠き部７６に引き戻し機構８１の先端部分を収容することで、例えば、図６Ａ〜図６Ｃに示したメインスライダー７０のように切り欠き部７６が無い場合に比較して、メインスライダー７０とゲートバルブ室６０の開口部６１ａ〜６１ｄ側壁面、又は開口板６４までの長さＬを短縮できる、という利点を得ることができる。このため、ゲートバルブ室６０の基板Ｇが搬送される方向に沿った長さ（ゲートバルブ室６０の厚み）を短くすることができ、共通搬送室３０と、処理室１０ａ、又は１０ｂ、又はロードロック室２０との間の、基板Ｇの搬送距離を短縮、又は搬送距離の増大を抑制することが可能となる。基板Ｇの搬送距離の短縮、又は搬送距離の増大を抑制すれば、例えば、搬送装置４０の搬送アームの長大化を抑制できる、という利点を得ることができる。
【００６３】
以上、上記一実施形態によれば、一度に処理する被処理体の枚数が増加したとしても、弁体の昇降距離を短縮することが可能なゲートバルブ、及びこのゲートバルブを用いた基板処理システムを得ることができる。
【００６４】
上記説明は、この発明の一実施形態であって、この発明は上記一実施形態に限定されることはなく、種々の変形が可能である。また、この発明の実施形態は、上記一実施形態が唯一のものでもない。
【００６５】
例えば、開口部６１の数は、４つ又は６つを例示したが、開口部６１の数はこれらに限られるものではなく、２つ以上であれば良い。
【００６６】
また、上記一実施形態では、ゲートバルブを収容する収容体としてゲートバルブ室６０を例示したが、収容体は、ゲートバルブを収容する弁箱とされてもよい。
【００６７】
また、上記一実施形態では、被処理体として太陽電池やＦＰＤの製造に用いられるガラス基板を示したが、被処理体はガラス基板に限定されず、半導体ウエハ等の他の基板であってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０ａ、１０ｂ…処理室、２０…ロードロック室、３０…共通搬送室、６０…ゲートバルブ室、６１ａ〜６１ｄ…開口部、６３…弁体、６５ａ〜６５ｃ…スリット状開口、６７…押圧部、６９…ローラー、７０…メインスライダー、７１…押圧機構、７２…突起部、７３…傾斜部、７４…引っ掛け部、８０…サブスライダー、８１…引き戻し機構、７５…基板Ｇ通過用切り欠き部。７６…緩衝防止用切り欠き部、９０…弁体ストッパー、９１…リブ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理体を出し入れする複数の開口部と、
前記開口部に押圧される弁体と、
前記弁体に設けられた押圧部と、
前記開口部の開口面に対して平行にスライドするメインスライダーと、
前記メインスライダーに設けられ、突起部と該突起部からスロープ状に傾斜する傾斜部とを含み、前記弁体を前記開口部に正対させた状態で、前記弁体の押圧部を押圧するカムと、を備え、
前記弁体は、前記開口部を開放する開放部として機能する少なくとも１つのスリット状開口を有し、前記スリット状開口に隣接した部位を、前記複数の開口部を閉塞する閉塞部とすることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項２】
前記複数の開口部を閉塞するとき、前記弁体の閉塞部の位置を、前記複数の開口部に正対する位置に移動し、前記弁体を、前記カムにより前記開口部の開口面に向かって押圧し、前記閉塞部により前記開口部を閉塞し、
前記複数の開口部を開放するとき、前記カムによる押圧を解除するとともに、前記弁体のスリット状開口の位置を、前記複数の開口部に正対する位置に移動し、前記スリット状開口により前記開口部を開放するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項３】
前記弁体と前記メインスライダーとの間に配置され、前記開口部の開口面に対して平行にスライドするサブスライダーを、さらに備え、
前記サブスライダーは、前記弁体を保持するとともに、前記カムによる押圧が解除された際、前記弁体を、前記開口部の開口面から引き戻す引き戻し機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載のゲートバルブ。
【請求項４】
前記メインスライダーは、前記サブスライダーを引っ掛ける引っ掛け部を備え、
前記メインスライダーは、前記開口部の開口面に対して平行にスライドすることで前記カムによる押圧を解除するとともに、前記引っ掛け部により前記サブスライダーを引っ掛け、前記サブスライダーを前記弁体とともに前記開口部に対して平行な方向にスライドさせて前記スリット状開口により前記開口部を開放することを特徴とする請求項３に記載のゲートバルブ。
【請求項５】
前記弁体のスライドを停止させる弁体ストッパーを、さらに備え、
前記弁体のスライドが前記ストッパーにより停止された後、前記メインスライダーがさらにスライドすることにより、前記引っ掛け部による前記メインスライダーと前記サブスライダーとの引っ掛けを解除するとともに、前記カムが、前記弁体を、前記開口部の開口面に向かって押圧することを特徴とする請求項４に記載のゲートバルブ。
【請求項６】
前記弁体ストッパーと前記弁体との間には、前記弁体を、前記開口部の開口面に対して正対する方向に進退させるローラーが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のゲートバルブ。
【請求項７】
前記弁体の閉塞部の、前記開口部とは反対側の面にリブが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のゲートバルブ。
【請求項８】
前記リブは、断面が長軸と短軸とを有する矩形状の棒状部材であり、前記棒状部材の短軸の面が前記弁体の閉塞部に接続されていることを特徴とする請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項９】
前記リブは、断面が三角形状のトラス状部材であり、前記トラス状部材は一辺が前記弁体の閉塞部とされている、又は一辺が前記弁体の閉塞部に接続されていることを特徴とする請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１０】
前記弁体の押圧部は、前記開口部とは反対側の面に、前記開口部の両側部側に沿って設けられていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のゲートバルブ。
【請求項１１】
前記メインスライダーは、前記被処理体を通過させる被処理体通過用切り欠き部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のゲートバルブ。
【請求項１２】
前記サブスライダーは、前記メインスライダーの前記被処理体通過用切り欠き部の外側にある両側部と前記弁体の両側部との間にそれぞれ分かれて少なくとも１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１１に記載のゲートバルブ。
【請求項１３】
前記メインスライダーは、前記サブスライダーの引き戻し機構の先端部分を収容する緩衝防止用切り欠き部を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のゲートバルブ。
【請求項１４】
被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を真空状態下におくことが可能な、前記被処理体に処理を施す処理室と、
前記被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を大気状態下及び真空状態下の双方におくことが可能な、処理前及び処理済の被処理体を交換するロードロック室と、
前記被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を真空状態下におくことが可能な、前記ロードロック室と前記処理室との間で前記被処理体を搬送する搬送室と、を備えた基板処理システムであって、
前記処理室、前記ロードロック室、及び前記搬送室の少なくともいずれか一つの、前記被処理体を出し入れする開口部を開閉するゲートバルブに、請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載されたゲートバルブが用いられていることを特徴とする基板処理システム。
【請求項１】
被処理体を出し入れする複数の開口部と、
前記開口部に押圧される弁体と、
前記弁体に設けられた押圧部と、
前記開口部の開口面に対して平行にスライドするメインスライダーと、
前記メインスライダーに設けられ、突起部と該突起部からスロープ状に傾斜する傾斜部とを含み、前記弁体を前記開口部に正対させた状態で、前記弁体の押圧部を押圧するカムと、を備え、
前記弁体は、前記開口部を開放する開放部として機能する少なくとも１つのスリット状開口を有し、前記スリット状開口に隣接した部位を、前記複数の開口部を閉塞する閉塞部とすることを特徴とするゲートバルブ。
【請求項２】
前記複数の開口部を閉塞するとき、前記弁体の閉塞部の位置を、前記複数の開口部に正対する位置に移動し、前記弁体を、前記カムにより前記開口部の開口面に向かって押圧し、前記閉塞部により前記開口部を閉塞し、
前記複数の開口部を開放するとき、前記カムによる押圧を解除するとともに、前記弁体のスリット状開口の位置を、前記複数の開口部に正対する位置に移動し、前記スリット状開口により前記開口部を開放するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項３】
前記弁体と前記メインスライダーとの間に配置され、前記開口部の開口面に対して平行にスライドするサブスライダーを、さらに備え、
前記サブスライダーは、前記弁体を保持するとともに、前記カムによる押圧が解除された際、前記弁体を、前記開口部の開口面から引き戻す引き戻し機構を備えていることを特徴とする請求項２に記載のゲートバルブ。
【請求項４】
前記メインスライダーは、前記サブスライダーを引っ掛ける引っ掛け部を備え、
前記メインスライダーは、前記開口部の開口面に対して平行にスライドすることで前記カムによる押圧を解除するとともに、前記引っ掛け部により前記サブスライダーを引っ掛け、前記サブスライダーを前記弁体とともに前記開口部に対して平行な方向にスライドさせて前記スリット状開口により前記開口部を開放することを特徴とする請求項３に記載のゲートバルブ。
【請求項５】
前記弁体のスライドを停止させる弁体ストッパーを、さらに備え、
前記弁体のスライドが前記ストッパーにより停止された後、前記メインスライダーがさらにスライドすることにより、前記引っ掛け部による前記メインスライダーと前記サブスライダーとの引っ掛けを解除するとともに、前記カムが、前記弁体を、前記開口部の開口面に向かって押圧することを特徴とする請求項４に記載のゲートバルブ。
【請求項６】
前記弁体ストッパーと前記弁体との間には、前記弁体を、前記開口部の開口面に対して正対する方向に進退させるローラーが設けられていることを特徴とする請求項５に記載のゲートバルブ。
【請求項７】
前記弁体の閉塞部の、前記開口部とは反対側の面にリブが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のゲートバルブ。
【請求項８】
前記リブは、断面が長軸と短軸とを有する矩形状の棒状部材であり、前記棒状部材の短軸の面が前記弁体の閉塞部に接続されていることを特徴とする請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項９】
前記リブは、断面が三角形状のトラス状部材であり、前記トラス状部材は一辺が前記弁体の閉塞部とされている、又は一辺が前記弁体の閉塞部に接続されていることを特徴とする請求項７に記載のゲートバルブ。
【請求項１０】
前記弁体の押圧部は、前記開口部とは反対側の面に、前記開口部の両側部側に沿って設けられていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のゲートバルブ。
【請求項１１】
前記メインスライダーは、前記被処理体を通過させる被処理体通過用切り欠き部を備えていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のゲートバルブ。
【請求項１２】
前記サブスライダーは、前記メインスライダーの前記被処理体通過用切り欠き部の外側にある両側部と前記弁体の両側部との間にそれぞれ分かれて少なくとも１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１１に記載のゲートバルブ。
【請求項１３】
前記メインスライダーは、前記サブスライダーの引き戻し機構の先端部分を収容する緩衝防止用切り欠き部を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のゲートバルブ。
【請求項１４】
被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を真空状態下におくことが可能な、前記被処理体に処理を施す処理室と、
前記被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を大気状態下及び真空状態下の双方におくことが可能な、処理前及び処理済の被処理体を交換するロードロック室と、
前記被処理体を出し入れする開口部を有し、前記被処理体を真空状態下におくことが可能な、前記ロードロック室と前記処理室との間で前記被処理体を搬送する搬送室と、を備えた基板処理システムであって、
前記処理室、前記ロードロック室、及び前記搬送室の少なくともいずれか一つの、前記被処理体を出し入れする開口部を開閉するゲートバルブに、請求項１乃至請求項１３のいずれか一項に記載されたゲートバルブが用いられていることを特徴とする基板処理システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１１２８９（Ｐ２０１３−１１２８９Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４３１２９（Ｐ２０１１−１４３１２９）
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２８日（２０１１．６．２８）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
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