ゲートバルブ及びゲートバルブの開閉方法
【課題】ゲートバルブの小型化を図る。
【解決手段】ゲートバルブＧＶは、ロードロック室ＬＬに装着され、開閉により基板を搬送させる。ゲートバルブＧＶは、ロードロック室ＬＬの内部空間と連通する前方開口１０５ａが形成された筐体１０５と、筐体１０４に回転可能に内蔵され、回転軸１１０ａとその回転軸に取り付けられた弁体１１０ｂとを有する回転部材１１０と、弁体１１０ｂに取り付けられ、膨張可能なシール部材２００とを有する。ゲートバルブＧＶを閉じる場合には、回転軸１１０ａを回転させて弁体１１０ｂを前方開口１０５ａを塞ぐ第１の位置まで回転させた後、シール部材２００を膨張させる。
【解決手段】ゲートバルブＧＶは、ロードロック室ＬＬに装着され、開閉により基板を搬送させる。ゲートバルブＧＶは、ロードロック室ＬＬの内部空間と連通する前方開口１０５ａが形成された筐体１０５と、筐体１０４に回転可能に内蔵され、回転軸１１０ａとその回転軸に取り付けられた弁体１１０ｂとを有する回転部材１１０と、弁体１１０ｂに取り付けられ、膨張可能なシール部材２００とを有する。ゲートバルブＧＶを閉じる場合には、回転軸１１０ａを回転させて弁体１１０ｂを前方開口１０５ａを塞ぐ第１の位置まで回転させた後、シール部材２００を膨張させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器に装着され、開閉により被処理体を搬送させるゲートバルブ及びゲートバルブの開閉方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置では、真空雰囲気下の処理室にてプラズマ処理が行われる。基板は、減圧状態にあるロードロック室を介して処理室に搬入され、プラズマ処理後、再びロードロック室を介して搬送経路側に搬出される。
【０００３】
処理室やロードロック室にはゲートバルブが配置されていて、基板搬送時、処理室やロードロック室に設けられた搬送口を開閉することにより、これらの室の気密を保持する（例えば、特許文献１を参照）。ゲートバルブは、搬送時、弁体駆動機構によって弁体を昇降運動させ、これにより搬送口の開閉を行う。弁体にはＯリング等のシール部材が取り付けられていて弁体を搬送口側に押しつけることにより、搬送口がシールされ、処理室やロードロック室内の気密が保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８６８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構造のゲートバルブでは弁体を昇降させる機構やシール部材を搬送口に押し付ける機構が大掛かりで複雑になる。特に、近年の基板の大型化に伴い、ゲートバルブも大型化している。このため、ゲートバルブの設置スペースが大きくなり、かつ設備コストも高くなっていた。
【０００６】
特に、ロードロック室を複数段積層させた場合、大型のゲートバルブをロードロック室に一対一に積層させることはスペース的に困難であった。たとえば、ロードロック室を３段以上積層させた場合、中間のロードロック室に弁体が上下移動するゲートバルブを設置することはできない。この場合、中間のロードロック室に弁体が左右に移動するゲートバルブを設置することも考えられるが、近年の大型化されたゲートバルブでは弁体が下方向に撓む、機構が大掛かりで設置が複雑になる、設備コストが上がる等実用面で課題が多い。
【０００７】
上記問題を解消するために、本発明は、弁体を回転運動させることにより搬送口の開閉を行うゲートバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、真空容器に装着され、開閉により被処理体を搬送させるゲートバルブであって、前記真空容器の内部空間と連通する第１の開口が形成された筐体と、前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、前記弁体に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを有し、前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を回転させて前記弁体を前記第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブが提供される。
【０００９】
かかる構成によれば、ゲートバルブを閉じる場合、筐体内にて回転軸を回転させて弁体を第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、弁体に取り付けられたシール部材を膨張させる。これによれば、弁体を回転させる際にはシール部材を膨張していない通常状態に戻すことにより、シール部材が弁体から突出して筐体と接触し、摩擦を生じさせることを防ぎ、弁体が第１の開口を塞ぐ第１の位置に位置づけられた後には、弁体に取り付けられたシール部材を膨張させて筐体とシール部材とを密着させ、第１の開口を封止する。これにより、第１の開口と連通する真空容器の気密を保持することができる。
【００１０】
また、筐体内を弁体が回転する機構によりゲートバルブを開閉する構造であるため、設置スペースが小さくかつ設備コストを低減できる。特に、ロードロック室を３段以上積層させた場合においても、容易にゲートバルブを設置することができる。
【００１１】
前記シール部材は、前記第１の位置にて前記第１の開口の外周を囲むように環状に形成されていてもよい。
【００１２】
前記シール部材には、前記シール部材を膨張させる駆動機構が連結され、前記駆動機構は、前記弁体が前記第１の位置に位置づけられた後に加圧を開始して前記シール部材を膨張させてもよい。
【００１３】
前記駆動機構は、前記弁体を回転させる前に加圧を停止して前記シール部材を通常状態に戻してもよい。
【００１４】
前記駆動機構は、前記シール部材の中空部分に気体を導入することにより前記シール部材を膨張させてもよい。
【００１５】
前記第１の位置では、前記シール部材を膨張させることにより前記シール部材のシール面と前記筐体の内壁とを接触させてもよい。
【００１６】
前記回転時、前記シール部材を通常状態に戻すことにより前記シール部材のシール面と前記筐体の内壁とを非接触にしてもよい。
【００１７】
前記筐体には、前記第１の開口と対向する位置に第２の開口が形成され、前記ゲートバルブを開ける場合には前記弁体を前記第１の開口と前記第２の開口とが連通する第２の位置に回転させてもよい。
【００１８】
前記回転部材は、前記筐体に着脱可能に内蔵されていてもよい。
【００１９】
前記シール部材は、前記回転部材に交換可能に取り付けられていてもよい。
【００２０】
前記弁体は、前記回転軸を長手方向とした円筒状又はかまぼこ状であってもよい。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、真空容器に装着され、開閉により被処理体の搬送させるゲートバルブの開閉方法であって、前記ゲートバルブは、前記真空容器の内部空間と連通する第１の開口が形成された筐体と、前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、前記回転部材に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを備え、前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を中心として前記弁体を前記第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブの開閉方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、弁体を回転運動させることによってゲートバルブの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るゲートバルブの斜視図である。
【図２】ロードロック室側から見た同実施形態に係るゲートバルブの斜視図である。
【図３】図３（ａ）は図２の１−１断面図であり、図３（ｂ）は図２の２−２断面図である。
【図４】図４（ａ）はゲートバルブを９０°回転させた後の図２の１−１断面図であり、図４（ｂ）はゲートバルブを９０°回転させた後の図２の２−２断面図である。
【図５】図５（ａ）は同実施形態に係るシール部材の膨張状態を説明するための図であり、図５（ｂ）は同実施形態に係るシール部材の通常状態を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るゲートバルブの斜視図である。
【図７】図７（ａ）は図６の３−３断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のゲートバルブを９０°回転させた後の３−３断面図であり、図７（ｃ）は着脱時の３−３断面図である。
【図８】同実施形態に係る各部の着脱方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の構成及び機能を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
（ゲートバルブの全体構成）
まず、本発明の第１の実施形態に係るゲートバルブの全体構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は３段のロードロック室ＬＬに一対一に装着された３段のゲートバルブＧＶの斜視図であり、図２はロードロック室ＬＬ側から見たゲートバルブＧＶの斜視図である。
【００２６】
ゲートバルブＧＶは、ロードロック室ＬＬの側面に連結されている。ロードロック室ＬＬは、所定の真空度に維持され、真空処理容器（図示せず）に基板を搬送するために用いられる。本実施形態では、ロードロック室ＬＬ及びゲートバルブＧＶとは一対一に連結され、ゲートバルブＧＶは、弁体の開閉により基板をロードロック室ＬＬに搬入させたり、ロードロック室ＬＬから搬出させたりしながら、ロードロック室ＬＬの気密を保持する。
【００２７】
ゲートバルブＧＶは、筐体１０５と回転部材１１０とを有している。筐体１０５は、矩形状の中空部材である。筐体１０５は機械的強度を考慮してステンレスやアルミニウム等の金属から形成されている。図２に示したように、筐体１０５には、ロードロック室ＬＬと密着する側壁にロードロック室ＬＬ内の内部空間と連通する前方開口１０５ａがほぼ長方形に形成されている。また、図１に示したように、前方開口１０５ａの反対側の側壁にも後方開口１０５ｂが角が丸められた略長方形に形成されている。前方開口１０５ａと後方開口１０５ｂとは連通していて、筐体１０５内を基板が通過するための搬送口となる。なお、前方開口１０５ａは第１の開口の一例であり、後方開口１０５ｂは第２の開口の一例である。
【００２８】
本実施形態では、後方開口１０５ｂは前方開口１０５ａより大きい。これは、後方開口１０５ｂをメンテナンス時に用いることを意図したものである。すなわち、後方開口１０５ｂを用いて筐体内のパーツ交換等を行う。しかしながら、これに限られず、前方開口１０５ａと後方開口１０５ｂとを逆にして後方開口１０５ｂ側をロードロック室ＬＬ側に配置してもよい。
【００２９】
図２に示したように、回転部材１１０は、回転軸１１０ａと弁体１１０ｂとを有し、筐体１０５に回転可能に内蔵されている。回転軸１１０ａ及び弁体１１０ｂは、ステンレスやアルミニウム等の金属から形成されている。弁体１１０ｂは、両端側に丸みがある円筒状の部材である。弁体１１０ｂには、弁体１１０ｂと同心円状に回転軸１１０ａが連結されている。回転軸１１０ａの一部は、筐体１０５の側部から筐体１０５外に突出している。回転軸１１０ａ及び弁体１１０ｂは、回転軸１１０ａの軸回りに一体となって回転する。回転軸１１０ａと筐体１０５との間には、図示しないベアリングが設けられていて、筐体１０５内で回転部材１１０がスムーズに回転できるようになっている。弁体１１０ｂの表面には、シール部材２００が取り付けられている。弁体１１０ｂには、また、基板を搬送させるための貫通口１１０ｂ１が設けられている。
【００３０】
回転軸１１０ａが筐体１０５を貫通する部分には、図示しないＯリングが設けられていて、筐体内部の気密を保持するようになっている。Ｏリングに替えて、Ｃリング、回転リング、磁気シールなどを用いることもできる。
【００３１】
（ゲートバルブの内部構成）
次に、ゲートバルブＧＶの内部構成について図３及び図４を参照しながら説明する。図３（ａ）は図２の１−１断面図を示し、図３（ｂ）は図２の２−２断面図を示す。図４（ａ）はゲートバルブＧＶを９０°回転させた後の図２の１−１断面図を示し、図４（ｂ）は図３（ａ）の状態のゲートバルブを９０°回転させた後の図２の２−２断面図を示す。
【００３２】
図８に一例を示したように、シール部材２００は、ゴム等の伸縮可能な樹脂やプラスチックで形成された環状部材である。シール部材２００は、弁体１１０ｂの表面に設けられた環状の溝を埋めるように弁体１１０ｂに取り付けられ、図８に示したパッキン２０５で、図３及び図４に示したようにシール部材２００を弁体１１０ｂに押し付ける。その状態でパッキン２０５に設けられた貫通孔にボルト２１０を挿入してボルト２１０によりパッキン２０５と弁体１１０ｂとを固定する。これにより、シール部材２００が弁体１１０ｂに固定される。パッキン２０５は、弁体１１０ｂと同じように、ステンレスやアルミニウム等の金属にて形成されている。このようにして、シール部材２００は、回転部材１１０に交換可能に取り付けられている。
【００３３】
（シール部材の内部構成及び動作）
シール部材２００の内部構成及び動作について、図５を参照しながら詳しく説明する。前述したように、シール部材２００は、膨張及び収縮が可能なフッ素系ゴムから形成されている。フッ素系ゴムの他、伸縮可能な樹脂やプラスチックで形成されてもよい。
【００３４】
シール部材２００は、環状に形成されたチューブである。その断面は略三角形であって中空である。シール部材２００の底面には開口が設けられていて、その開口にはコネクタ２１５が嵌入されている。コネクタ２１５はステンレスやアルミニウム等の金属にて形成されている。コネクタ２１５とシール部材２００との接合部分は接着されるとともに、コーン状の加圧シール用パッキン２２０により連結されている。これにより、シール部材２００の内部に充填されるエアーの漏れを防止することができる。
【００３５】
コネクタ２１５は、環状部材であり、ガスライン２３０を介してエアー供給器２３５に接続されている。コネクタ２１５の外周には、Ｏリング２２５が設けられ、シール部材２２０の気密を保持するようになっている。
【００３６】
図５（ａ）に示したように、エアー供給器２３５がエアーを出力すると、エアーは、ガスライン２３０及びコネクタ２１５を通って、シール部材２００の内部空間に導入され、シール部材２００は膨張する。これにより、シール部材２００は、図２に示したように、前方開口１０５ａの周囲にて筐体１０５の内壁に環状に当接し、更に、膨張により壁面を押圧して壁面に環状に密着する。このようにして、前方開口１０５ａを封止することができる。
【００３７】
一方、図５（ｂ）に示したように、エアー供給器２３５がエアーの出力を停止すると、シール部材２００へのエアーの導入は停止され、シール部材２００は収縮する。これにより、シール部材２００は、筐体１０５の内壁と非接触した状態（通常状態）になる。この状態では、弁体１１０ｂを筐体１０５に接触させることなく回転させることができる。
【００３８】
本実施形態に係るシール部材２００によれば、構造が単純なため、部品点数が少なく製造コストを低減させることができる。また、構造がコンパクトなため、ゲートバルブ全体の小型化を図ることができる。また、弁体回転時には、筐体１０５と弁体１１０ｂとの接触を回避することができるため、装置の長寿命化により環境に優しく、かつ設備コストを低減することができる。
【００３９】
なお、エアー供給器２３５は、シール部材２００を膨張させる気体供給機構の一例である。
【００４０】
（ゲートバルブの開閉動作）
本実施形態では、ゲートバルブＧＶは、回転軸１１０ａに接続された図示しないモーター等の駆動装置を駆動して回転軸１１０ａを回転すること及びシール部材２００を膨張させることによりロードロック室ＬＬの気密を保持しながら、ゲートバルブＧＶを開閉することにより基板を搬送する。以下では、ゲートバルブＧＶの閉動作、ゲートバルブＧＶの開動作の順に説明する。
【００４１】
（閉動作）
ゲートバルブＧＶを閉じる場合には、シール部材２００を通常状態（図５（ｂ）の状態）にした後、回転軸１１０ａを回転させて、弁体１１０ｂを前方開口１０５ａを塞ぐ位置まで回転させる。この状態は、図２及び図３（ａ）（ｂ）に示したように、前方開口１０５ａを弁体１１０ｂが塞いだ状態である。このように、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぎ、貫通口１１０ｂ１が筐体１０５の概ね上下方向に位置するときの弁体１１０ｂの位置を、以下、第１の位置という。
【００４２】
第１の位置では、シール部材２００は、前方開口１０５ａの外周を囲むようになっている。エアー供給器２３５は、弁体１１０ｂが第１の位置に位置づけられた後に加圧を開始してシール部材を膨張させる。膨張させる際、シール部材２００の内部圧力を０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａに維持する流量のエアーを導入する。これにより、シール部材２００はエアーを注入されて膨張し、シール部材２００が壁面を押圧してそのシール面が壁面に環状に密着する（図５（ａ）の状態）。このようにして、前方開口１０５ａは封止される。
【００４３】
（開動作）
エアー供給器２３５は、弁体１１０ｂを第１の位置から回転させる前にエアーの出力を停止してシール部材２００を図５（ｂ）に示した通常状態に戻す。これにより、弁体１１０ｂの回転時、シール部材２００のシール面と筐体１０５の内壁とを非接触にすることができる。この状態で、回転軸１１０ａを９０°回転させて、弁体１１０ｂを図４（ａ）（ｂ）の位置に移動させる。この位置では、前方開口１０５ａと後方開口１０５ｂとは、弁体１１０ｂの貫通口１１０ｂ１により連通する。この位置を以下、第２の位置という。
【００４４】
第２の位置では、基板は、ロードロック室ＬＬから前方開口１０５ａ、貫通口１１０ｂ１、後方開口１０５ｂを通って搬出されたり、後方開口１０５ｂ、貫通口１１０ｂ１、前方開口１０５ａを通ってロードロック室ＬＬに搬入されたりする。
【００４５】
このようにして、本実施形態では、弁体１１０ｂを第１の位置と第２の位置との間で往復回転運動又は一方方向に回転運動させることにより、ゲートバルブＧＶを開閉することができる。なお、第２の位置は、弁体のシール部材２００取付側が筐体１０５の上部側に位置するように回転軸１１０ａを９０°回転させもよい。これによっても、前方開口１０５ａと後方開口１０５ｂとは、弁体１１０ｂの貫通口１１０ｂ１により連通し、基板を搬入及び搬出することができる。
【００４６】
また、シール部材２００の膨張を停止するためには、注入するエアーを停止する上記方法に替えて、たとえば、大気圧以下の負圧になるように減圧してもよい。
【００４７】
本実施形態に係るゲートバルブＧＶによれば、ゲートバルブＧＶを閉じる場合、筐体１０５の内部にて回転軸１１０ａを回転させて弁体１１０ｂを前方開口１０５ａを塞ぐ第１の位置まで回転させた後、弁体１１０ｂに取り付けられたシール部材２００を膨張させる。これによれば、弁体１１０ｂの回転時にはシール部材２００が弁体１１０ｂから突出して筐体１０５と接触し、摩擦を生じさせることを防ぐことができる。
【００４８】
また、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぐ第１の位置に位置づけられた後には、シール部材２００を膨張させて筐体１０５とシール部材２００とを密着させ、前方開口１０５ａを封止する。これにより、前方開口１０５ａ側に連結されたロードロック室ＬＬの気密を保持することができる。
【００４９】
また、筐体１０５の内部を弁体１１０ｂが回転する機構を採用したため、弁体１１０ｂを上下移動させるタイプのゲートバルブより小型化できる。これにより、設置スペースが小さくなり、かつ設備コストを低減できる。特に、ロードロック室ＬＬを３段以上積層させた場合においても、容易にゲートバルブＧＶを設置することができる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
（ゲートバルブの全体構成）
次に、第２の実施形態に係るゲートバルブＧＶについて、図６〜図８を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係るゲートバルブＧＶの斜視図を示す。また、図７は、図６の３−３断面図を示す。第２の実施形態に係るゲートバルブＧＶでは、弁体１１０ｂの形状が略かまぼこ状である点、筐体１０５の上部及び側部に前方開口１０５ａ及び後方開口１０５ｂと異なる開口が設けられている点において、第１の実施形態に係るゲートバルブＧＶと異なる。よって、この相違点を中心に第２の実施形態を説明する。
【００５１】
本実施形態では、図６及び図７に示したように、弁体１１０ｂはかまぼこ状であり、かまぼこの底面にて回転軸１１０ａと一体化している。弁体１１０ｂには、第１実施形態と同様にシール部材２００が設けられている。弁体１１０ｂをかまぼこ状にすることにより第１実施形態の弁体１１０ｂに形成された基板を搬送させるための貫通口１１０ｂ１を設ける必要がなくなり、弁体１１０ｂの機械加工、交換等が楽になる。
【００５２】
プロセス時には、図７（ａ）の第１の位置では、シール部材２００を膨張させることにより、第１の実施形態と同様に前方開口１０５ａを閉塞及び封止する。これにより、ロードロック室ＬＬの真空状態を維持する。
【００５３】
搬送時には、エアーの導入を停止してシール部材２００を通常状態にした後、回転軸１１０ａを９０°回転させて、図７（ｂ）の第２の位置に弁体１１０ｂを位置づける。これにより、ロードロック室ＬＬからの基板の搬出又はロードロック室ＬＬへの基板の搬入が可能になる。
【００５４】
図６及び図８を参照すると、筐体１０５には上部にて上蓋３００が、たとえばねじで着脱可能に固定され、下部にて下蓋３０５が、着脱可能に固定されている。また、回転軸１１０ａが貫通した筐体１０５の両側面にも、側蓋３１０が着脱可能に固定されている。
【００５５】
筐体１０５の上部及び下部には、上蓋３００及び下蓋３０５が図示しないボルトで固定されている。筐体１０５の両側部には、側蓋３１０が図示しないボルトで固定されている。
【００５６】
図８に上蓋３００及び側蓋３１０を筐体１０５から外した状態を示す。図８では、第２の開口１０５ｂが手前に描かれている。上蓋３００は、筐体１０５の上面に設けられた上方開口１０５ｃを塞ぐための蓋である。また、側蓋３１０は、回転軸１１０ａが突出した筐体１０５の両側面に設けられた側方開口１０５ｄを塞ぐための蓋である。
【００５７】
このように、第２実施形態では、筐体１０５の上下部及び側部に開口を設け、弁体をかまぼこ状にして体積を小さくすることにより、メンテナンス性を向上させている。具体的には、たとえば、側蓋３１０を外して、側面の側方開口１０５ｄから、弁体１１０ｂを筐体１０５の外部に取り出すことができる。この前に、後方開口１０５ｂから、パッキン２０５及びシール部材２００を予め取り外しておいてもよい。
【００５８】
側面の側方開口１０５ｄから、図７（ｃ）に示したように、上蓋３００を外して弁体１１０ｂを上方開口１０５ｃ筐体１０５の外に取り出すようにしてもよい。
【００５９】
本実施形態に係るゲートバルブＧＶによれば、回転時、シール部材２００を収縮させることにより、弁体回転時に弁体１１０ｂと筐体１０５が接触して摩擦することを回避するとともに、封止時、シール部材２００を膨張させることにより搬送口を真空シールすることができる。また、弁体１１０ｂを回転機構としたことによりゲートバルブＧＶを小型化できる。
【００６０】
さらに、回転軸１１０ａ及び弁体１１０ｂが、筐体１０５に着脱可能に内蔵されている。シール部材２００の交換もより容易になる。このため、シール部材２００の交換や弁体１１０ｂの調整、交換等のメンテナンス性が向上する。これにより、ゲートバルブＧＶを使う際の利便性を向上させることができる。
【００６１】
なお、シール部材２００にエアーを導入するエアー供給器２３５や回転軸１１０ａを回転するモータ（図示せず）は、専用の制御デバイスあるいはレシピを実行する制御装置（図示せず）により実行される。ゲートバルブＧＶの開閉タイミングは、制御装置に設けられたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されたレシピに基づき、制御装置に設けられたＣＰＵがレシピを実行することにより実現される。ＣＰＵからの指令は、インタフェースを介して、エアー供給器２３５や回転軸１１０ａに電気信号として伝えられ、各装置はこれに従い所定のタイミングにゲートバルブを開閉する。
【００６２】
以上に説明した各実施形態に係るゲートバルブＧＶによれば、弁体１１０ｂを回転運動させることによりコンパクトな構造で搬送口の開閉を行うことができる。この結果、省スペース及び低コストのゲートバルブを提供できる。
【００６３】
上記実施形態にてゲートバルブを構成する各部の動作は互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。これにより、ゲートバルブＧＶの実施形態を、ゲートバルブの開閉方法の実施形態とすることができる。
【００６４】
これにより、真空容器に装着され、開閉により被処理体の搬送させるゲートバルブの開閉方法であって、前記ゲートバルブは、前記真空容器の内部空間と連通する前方開口が形成された筐体と、前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、前記回転部材に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを備え、前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を中心として前記弁体を前記前方開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブの開閉方法を実現することができる。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６６】
たとえば、本発明に係るゲートバルブＧＶに取り付けられたシール部材は、種々の形状を取り得る。たとえば、シール部材のシール面に鋭角な又は凸状の突起を多数設けることにより、筐体１０５とシール面との接触面積を小さくしてもよい。筐体１０５とシール面との接触面積を小さくすることによって、接触部分に掛かる力は大きくなるため、シール部材２００の突起部分（シール面）と筐体１０５とを確実に接触させてシール力を強くすることができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぐ位置を第１の位置として、第１の位置から９０°回転させた位置を第２の位置としたが、これに限られない。たとえば、弁体１１０ｂが後方開口１０５ｂを塞ぐ位置を第１の位置として、第１の位置と第１の位置から９０°回転させた第２の位置とに弁体１１０ｂを往復運動させても、ゲートバルブＧＶを開閉することができる。ただし、弁体１１０ｂは、後方開口１０５ｂを塞ぐより前方開口１０５ａを塞ぐほうが、ロードロック室ＬＬをより強固にシールすることができるため好ましい。
【００６８】
また、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぐ位置を第１の位置として、第１の位置から弁体１１０ｂを時計回り又は反時計回りに９０°回転させた位置を第２の位置とし、第２の位置からさらに、弁体１１０ｂを時計回り又は反時計回りに９０°回転させた位置を再び第１の位置として弁体１１０ｂを往復運動又は一方方向に回転運動させてゲートバルブＧＶを開閉してもよい。
【００６９】
この場合には、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぐ位置及び弁体１１０ｂが後方開口１０５ｂを塞ぐ位置の２点が第１の位置となり、第１の位置から９０°回転した２点が第２の位置となり得る。また、この場合には、前方開口１０５ａ及び後方開口１０５ｂの一方が第１の開口となり、前方開口１０５ａ及び後方開口１０５ｂの他方が第２の開口となる。
【００７０】
本発明に係るゲートバルブＧＶが取り付けられるロードロック室ＬＬの個数は、３個に限られない。例えば、ゲートバルブＧＶは、１個のロードロック室ＬＬに取り付けられていてもよく、２以上の積層されたロードロック室ＬＬに一対一に取り付けられていてもよい。
【００７１】
また、本発明に係るゲートバルブＧＶは、ロードロック室以外にも使用できる。たとえば、搬送室と処理室（真空容器）との間に設けたり、処理室と処理室との間に設けるようにしてもよい。処理室では、成膜処理、エッチング処理、アッシング処理、スパッタ処理等、真空雰囲気下で行う各種処理を行うことができる。
【００７２】
本発明に係る成膜装置によって処理される被処理体は、基板であってもよくシリコンウエハであってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０５ 筐体
１０５ａ 前方開口
１０５ｂ 後方開口
１０５ｃ 上方開口
１０５ｄ 側方開口
１１０ 回転部材
１１０ａ 回転軸
１１０ｂ 弁体
１１０ｂ１ 貫通口
２００ シール部材
２０５ パッキン
２１０ ボルト
２１５ コネクタ
２２０ コーン状の加圧シール用パッキン
２２５ Ｏリング
２３０ ガスライン
２３５ エアー供給器
３００ 上蓋
３０５ 下蓋
３１０ 側蓋
ＧＶ ゲートバルブ
ＬＬ ロードロック室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空容器に装着され、開閉により被処理体を搬送させるゲートバルブ及びゲートバルブの開閉方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置では、真空雰囲気下の処理室にてプラズマ処理が行われる。基板は、減圧状態にあるロードロック室を介して処理室に搬入され、プラズマ処理後、再びロードロック室を介して搬送経路側に搬出される。
【０００３】
処理室やロードロック室にはゲートバルブが配置されていて、基板搬送時、処理室やロードロック室に設けられた搬送口を開閉することにより、これらの室の気密を保持する（例えば、特許文献１を参照）。ゲートバルブは、搬送時、弁体駆動機構によって弁体を昇降運動させ、これにより搬送口の開閉を行う。弁体にはＯリング等のシール部材が取り付けられていて弁体を搬送口側に押しつけることにより、搬送口がシールされ、処理室やロードロック室内の気密が保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８６８６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構造のゲートバルブでは弁体を昇降させる機構やシール部材を搬送口に押し付ける機構が大掛かりで複雑になる。特に、近年の基板の大型化に伴い、ゲートバルブも大型化している。このため、ゲートバルブの設置スペースが大きくなり、かつ設備コストも高くなっていた。
【０００６】
特に、ロードロック室を複数段積層させた場合、大型のゲートバルブをロードロック室に一対一に積層させることはスペース的に困難であった。たとえば、ロードロック室を３段以上積層させた場合、中間のロードロック室に弁体が上下移動するゲートバルブを設置することはできない。この場合、中間のロードロック室に弁体が左右に移動するゲートバルブを設置することも考えられるが、近年の大型化されたゲートバルブでは弁体が下方向に撓む、機構が大掛かりで設置が複雑になる、設備コストが上がる等実用面で課題が多い。
【０００７】
上記問題を解消するために、本発明は、弁体を回転運動させることにより搬送口の開閉を行うゲートバルブを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、真空容器に装着され、開閉により被処理体を搬送させるゲートバルブであって、前記真空容器の内部空間と連通する第１の開口が形成された筐体と、前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、前記弁体に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを有し、前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を回転させて前記弁体を前記第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブが提供される。
【０００９】
かかる構成によれば、ゲートバルブを閉じる場合、筐体内にて回転軸を回転させて弁体を第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、弁体に取り付けられたシール部材を膨張させる。これによれば、弁体を回転させる際にはシール部材を膨張していない通常状態に戻すことにより、シール部材が弁体から突出して筐体と接触し、摩擦を生じさせることを防ぎ、弁体が第１の開口を塞ぐ第１の位置に位置づけられた後には、弁体に取り付けられたシール部材を膨張させて筐体とシール部材とを密着させ、第１の開口を封止する。これにより、第１の開口と連通する真空容器の気密を保持することができる。
【００１０】
また、筐体内を弁体が回転する機構によりゲートバルブを開閉する構造であるため、設置スペースが小さくかつ設備コストを低減できる。特に、ロードロック室を３段以上積層させた場合においても、容易にゲートバルブを設置することができる。
【００１１】
前記シール部材は、前記第１の位置にて前記第１の開口の外周を囲むように環状に形成されていてもよい。
【００１２】
前記シール部材には、前記シール部材を膨張させる駆動機構が連結され、前記駆動機構は、前記弁体が前記第１の位置に位置づけられた後に加圧を開始して前記シール部材を膨張させてもよい。
【００１３】
前記駆動機構は、前記弁体を回転させる前に加圧を停止して前記シール部材を通常状態に戻してもよい。
【００１４】
前記駆動機構は、前記シール部材の中空部分に気体を導入することにより前記シール部材を膨張させてもよい。
【００１５】
前記第１の位置では、前記シール部材を膨張させることにより前記シール部材のシール面と前記筐体の内壁とを接触させてもよい。
【００１６】
前記回転時、前記シール部材を通常状態に戻すことにより前記シール部材のシール面と前記筐体の内壁とを非接触にしてもよい。
【００１７】
前記筐体には、前記第１の開口と対向する位置に第２の開口が形成され、前記ゲートバルブを開ける場合には前記弁体を前記第１の開口と前記第２の開口とが連通する第２の位置に回転させてもよい。
【００１８】
前記回転部材は、前記筐体に着脱可能に内蔵されていてもよい。
【００１９】
前記シール部材は、前記回転部材に交換可能に取り付けられていてもよい。
【００２０】
前記弁体は、前記回転軸を長手方向とした円筒状又はかまぼこ状であってもよい。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の他の態様によれば、真空容器に装着され、開閉により被処理体の搬送させるゲートバルブの開閉方法であって、前記ゲートバルブは、前記真空容器の内部空間と連通する第１の開口が形成された筐体と、前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、前記回転部材に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを備え、前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を中心として前記弁体を前記第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブの開閉方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明によれば、弁体を回転運動させることによってゲートバルブの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るゲートバルブの斜視図である。
【図２】ロードロック室側から見た同実施形態に係るゲートバルブの斜視図である。
【図３】図３（ａ）は図２の１−１断面図であり、図３（ｂ）は図２の２−２断面図である。
【図４】図４（ａ）はゲートバルブを９０°回転させた後の図２の１−１断面図であり、図４（ｂ）はゲートバルブを９０°回転させた後の図２の２−２断面図である。
【図５】図５（ａ）は同実施形態に係るシール部材の膨張状態を説明するための図であり、図５（ｂ）は同実施形態に係るシール部材の通常状態を説明するための図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るゲートバルブの斜視図である。
【図７】図７（ａ）は図６の３−３断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のゲートバルブを９０°回転させた後の３−３断面図であり、図７（ｃ）は着脱時の３−３断面図である。
【図８】同実施形態に係る各部の着脱方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、同一の構成及び機能を有する構成要素については、同一符号を付することにより、重複説明を省略する。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
（ゲートバルブの全体構成）
まず、本発明の第１の実施形態に係るゲートバルブの全体構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は３段のロードロック室ＬＬに一対一に装着された３段のゲートバルブＧＶの斜視図であり、図２はロードロック室ＬＬ側から見たゲートバルブＧＶの斜視図である。
【００２６】
ゲートバルブＧＶは、ロードロック室ＬＬの側面に連結されている。ロードロック室ＬＬは、所定の真空度に維持され、真空処理容器（図示せず）に基板を搬送するために用いられる。本実施形態では、ロードロック室ＬＬ及びゲートバルブＧＶとは一対一に連結され、ゲートバルブＧＶは、弁体の開閉により基板をロードロック室ＬＬに搬入させたり、ロードロック室ＬＬから搬出させたりしながら、ロードロック室ＬＬの気密を保持する。
【００２７】
ゲートバルブＧＶは、筐体１０５と回転部材１１０とを有している。筐体１０５は、矩形状の中空部材である。筐体１０５は機械的強度を考慮してステンレスやアルミニウム等の金属から形成されている。図２に示したように、筐体１０５には、ロードロック室ＬＬと密着する側壁にロードロック室ＬＬ内の内部空間と連通する前方開口１０５ａがほぼ長方形に形成されている。また、図１に示したように、前方開口１０５ａの反対側の側壁にも後方開口１０５ｂが角が丸められた略長方形に形成されている。前方開口１０５ａと後方開口１０５ｂとは連通していて、筐体１０５内を基板が通過するための搬送口となる。なお、前方開口１０５ａは第１の開口の一例であり、後方開口１０５ｂは第２の開口の一例である。
【００２８】
本実施形態では、後方開口１０５ｂは前方開口１０５ａより大きい。これは、後方開口１０５ｂをメンテナンス時に用いることを意図したものである。すなわち、後方開口１０５ｂを用いて筐体内のパーツ交換等を行う。しかしながら、これに限られず、前方開口１０５ａと後方開口１０５ｂとを逆にして後方開口１０５ｂ側をロードロック室ＬＬ側に配置してもよい。
【００２９】
図２に示したように、回転部材１１０は、回転軸１１０ａと弁体１１０ｂとを有し、筐体１０５に回転可能に内蔵されている。回転軸１１０ａ及び弁体１１０ｂは、ステンレスやアルミニウム等の金属から形成されている。弁体１１０ｂは、両端側に丸みがある円筒状の部材である。弁体１１０ｂには、弁体１１０ｂと同心円状に回転軸１１０ａが連結されている。回転軸１１０ａの一部は、筐体１０５の側部から筐体１０５外に突出している。回転軸１１０ａ及び弁体１１０ｂは、回転軸１１０ａの軸回りに一体となって回転する。回転軸１１０ａと筐体１０５との間には、図示しないベアリングが設けられていて、筐体１０５内で回転部材１１０がスムーズに回転できるようになっている。弁体１１０ｂの表面には、シール部材２００が取り付けられている。弁体１１０ｂには、また、基板を搬送させるための貫通口１１０ｂ１が設けられている。
【００３０】
回転軸１１０ａが筐体１０５を貫通する部分には、図示しないＯリングが設けられていて、筐体内部の気密を保持するようになっている。Ｏリングに替えて、Ｃリング、回転リング、磁気シールなどを用いることもできる。
【００３１】
（ゲートバルブの内部構成）
次に、ゲートバルブＧＶの内部構成について図３及び図４を参照しながら説明する。図３（ａ）は図２の１−１断面図を示し、図３（ｂ）は図２の２−２断面図を示す。図４（ａ）はゲートバルブＧＶを９０°回転させた後の図２の１−１断面図を示し、図４（ｂ）は図３（ａ）の状態のゲートバルブを９０°回転させた後の図２の２−２断面図を示す。
【００３２】
図８に一例を示したように、シール部材２００は、ゴム等の伸縮可能な樹脂やプラスチックで形成された環状部材である。シール部材２００は、弁体１１０ｂの表面に設けられた環状の溝を埋めるように弁体１１０ｂに取り付けられ、図８に示したパッキン２０５で、図３及び図４に示したようにシール部材２００を弁体１１０ｂに押し付ける。その状態でパッキン２０５に設けられた貫通孔にボルト２１０を挿入してボルト２１０によりパッキン２０５と弁体１１０ｂとを固定する。これにより、シール部材２００が弁体１１０ｂに固定される。パッキン２０５は、弁体１１０ｂと同じように、ステンレスやアルミニウム等の金属にて形成されている。このようにして、シール部材２００は、回転部材１１０に交換可能に取り付けられている。
【００３３】
（シール部材の内部構成及び動作）
シール部材２００の内部構成及び動作について、図５を参照しながら詳しく説明する。前述したように、シール部材２００は、膨張及び収縮が可能なフッ素系ゴムから形成されている。フッ素系ゴムの他、伸縮可能な樹脂やプラスチックで形成されてもよい。
【００３４】
シール部材２００は、環状に形成されたチューブである。その断面は略三角形であって中空である。シール部材２００の底面には開口が設けられていて、その開口にはコネクタ２１５が嵌入されている。コネクタ２１５はステンレスやアルミニウム等の金属にて形成されている。コネクタ２１５とシール部材２００との接合部分は接着されるとともに、コーン状の加圧シール用パッキン２２０により連結されている。これにより、シール部材２００の内部に充填されるエアーの漏れを防止することができる。
【００３５】
コネクタ２１５は、環状部材であり、ガスライン２３０を介してエアー供給器２３５に接続されている。コネクタ２１５の外周には、Ｏリング２２５が設けられ、シール部材２２０の気密を保持するようになっている。
【００３６】
図５（ａ）に示したように、エアー供給器２３５がエアーを出力すると、エアーは、ガスライン２３０及びコネクタ２１５を通って、シール部材２００の内部空間に導入され、シール部材２００は膨張する。これにより、シール部材２００は、図２に示したように、前方開口１０５ａの周囲にて筐体１０５の内壁に環状に当接し、更に、膨張により壁面を押圧して壁面に環状に密着する。このようにして、前方開口１０５ａを封止することができる。
【００３７】
一方、図５（ｂ）に示したように、エアー供給器２３５がエアーの出力を停止すると、シール部材２００へのエアーの導入は停止され、シール部材２００は収縮する。これにより、シール部材２００は、筐体１０５の内壁と非接触した状態（通常状態）になる。この状態では、弁体１１０ｂを筐体１０５に接触させることなく回転させることができる。
【００３８】
本実施形態に係るシール部材２００によれば、構造が単純なため、部品点数が少なく製造コストを低減させることができる。また、構造がコンパクトなため、ゲートバルブ全体の小型化を図ることができる。また、弁体回転時には、筐体１０５と弁体１１０ｂとの接触を回避することができるため、装置の長寿命化により環境に優しく、かつ設備コストを低減することができる。
【００３９】
なお、エアー供給器２３５は、シール部材２００を膨張させる気体供給機構の一例である。
【００４０】
（ゲートバルブの開閉動作）
本実施形態では、ゲートバルブＧＶは、回転軸１１０ａに接続された図示しないモーター等の駆動装置を駆動して回転軸１１０ａを回転すること及びシール部材２００を膨張させることによりロードロック室ＬＬの気密を保持しながら、ゲートバルブＧＶを開閉することにより基板を搬送する。以下では、ゲートバルブＧＶの閉動作、ゲートバルブＧＶの開動作の順に説明する。
【００４１】
（閉動作）
ゲートバルブＧＶを閉じる場合には、シール部材２００を通常状態（図５（ｂ）の状態）にした後、回転軸１１０ａを回転させて、弁体１１０ｂを前方開口１０５ａを塞ぐ位置まで回転させる。この状態は、図２及び図３（ａ）（ｂ）に示したように、前方開口１０５ａを弁体１１０ｂが塞いだ状態である。このように、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぎ、貫通口１１０ｂ１が筐体１０５の概ね上下方向に位置するときの弁体１１０ｂの位置を、以下、第１の位置という。
【００４２】
第１の位置では、シール部材２００は、前方開口１０５ａの外周を囲むようになっている。エアー供給器２３５は、弁体１１０ｂが第１の位置に位置づけられた後に加圧を開始してシール部材を膨張させる。膨張させる際、シール部材２００の内部圧力を０．１ＭＰａ〜０．５ＭＰａに維持する流量のエアーを導入する。これにより、シール部材２００はエアーを注入されて膨張し、シール部材２００が壁面を押圧してそのシール面が壁面に環状に密着する（図５（ａ）の状態）。このようにして、前方開口１０５ａは封止される。
【００４３】
（開動作）
エアー供給器２３５は、弁体１１０ｂを第１の位置から回転させる前にエアーの出力を停止してシール部材２００を図５（ｂ）に示した通常状態に戻す。これにより、弁体１１０ｂの回転時、シール部材２００のシール面と筐体１０５の内壁とを非接触にすることができる。この状態で、回転軸１１０ａを９０°回転させて、弁体１１０ｂを図４（ａ）（ｂ）の位置に移動させる。この位置では、前方開口１０５ａと後方開口１０５ｂとは、弁体１１０ｂの貫通口１１０ｂ１により連通する。この位置を以下、第２の位置という。
【００４４】
第２の位置では、基板は、ロードロック室ＬＬから前方開口１０５ａ、貫通口１１０ｂ１、後方開口１０５ｂを通って搬出されたり、後方開口１０５ｂ、貫通口１１０ｂ１、前方開口１０５ａを通ってロードロック室ＬＬに搬入されたりする。
【００４５】
このようにして、本実施形態では、弁体１１０ｂを第１の位置と第２の位置との間で往復回転運動又は一方方向に回転運動させることにより、ゲートバルブＧＶを開閉することができる。なお、第２の位置は、弁体のシール部材２００取付側が筐体１０５の上部側に位置するように回転軸１１０ａを９０°回転させもよい。これによっても、前方開口１０５ａと後方開口１０５ｂとは、弁体１１０ｂの貫通口１１０ｂ１により連通し、基板を搬入及び搬出することができる。
【００４６】
また、シール部材２００の膨張を停止するためには、注入するエアーを停止する上記方法に替えて、たとえば、大気圧以下の負圧になるように減圧してもよい。
【００４７】
本実施形態に係るゲートバルブＧＶによれば、ゲートバルブＧＶを閉じる場合、筐体１０５の内部にて回転軸１１０ａを回転させて弁体１１０ｂを前方開口１０５ａを塞ぐ第１の位置まで回転させた後、弁体１１０ｂに取り付けられたシール部材２００を膨張させる。これによれば、弁体１１０ｂの回転時にはシール部材２００が弁体１１０ｂから突出して筐体１０５と接触し、摩擦を生じさせることを防ぐことができる。
【００４８】
また、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぐ第１の位置に位置づけられた後には、シール部材２００を膨張させて筐体１０５とシール部材２００とを密着させ、前方開口１０５ａを封止する。これにより、前方開口１０５ａ側に連結されたロードロック室ＬＬの気密を保持することができる。
【００４９】
また、筐体１０５の内部を弁体１１０ｂが回転する機構を採用したため、弁体１１０ｂを上下移動させるタイプのゲートバルブより小型化できる。これにより、設置スペースが小さくなり、かつ設備コストを低減できる。特に、ロードロック室ＬＬを３段以上積層させた場合においても、容易にゲートバルブＧＶを設置することができる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
（ゲートバルブの全体構成）
次に、第２の実施形態に係るゲートバルブＧＶについて、図６〜図８を参照しながら説明する。図６は、本実施形態に係るゲートバルブＧＶの斜視図を示す。また、図７は、図６の３−３断面図を示す。第２の実施形態に係るゲートバルブＧＶでは、弁体１１０ｂの形状が略かまぼこ状である点、筐体１０５の上部及び側部に前方開口１０５ａ及び後方開口１０５ｂと異なる開口が設けられている点において、第１の実施形態に係るゲートバルブＧＶと異なる。よって、この相違点を中心に第２の実施形態を説明する。
【００５１】
本実施形態では、図６及び図７に示したように、弁体１１０ｂはかまぼこ状であり、かまぼこの底面にて回転軸１１０ａと一体化している。弁体１１０ｂには、第１実施形態と同様にシール部材２００が設けられている。弁体１１０ｂをかまぼこ状にすることにより第１実施形態の弁体１１０ｂに形成された基板を搬送させるための貫通口１１０ｂ１を設ける必要がなくなり、弁体１１０ｂの機械加工、交換等が楽になる。
【００５２】
プロセス時には、図７（ａ）の第１の位置では、シール部材２００を膨張させることにより、第１の実施形態と同様に前方開口１０５ａを閉塞及び封止する。これにより、ロードロック室ＬＬの真空状態を維持する。
【００５３】
搬送時には、エアーの導入を停止してシール部材２００を通常状態にした後、回転軸１１０ａを９０°回転させて、図７（ｂ）の第２の位置に弁体１１０ｂを位置づける。これにより、ロードロック室ＬＬからの基板の搬出又はロードロック室ＬＬへの基板の搬入が可能になる。
【００５４】
図６及び図８を参照すると、筐体１０５には上部にて上蓋３００が、たとえばねじで着脱可能に固定され、下部にて下蓋３０５が、着脱可能に固定されている。また、回転軸１１０ａが貫通した筐体１０５の両側面にも、側蓋３１０が着脱可能に固定されている。
【００５５】
筐体１０５の上部及び下部には、上蓋３００及び下蓋３０５が図示しないボルトで固定されている。筐体１０５の両側部には、側蓋３１０が図示しないボルトで固定されている。
【００５６】
図８に上蓋３００及び側蓋３１０を筐体１０５から外した状態を示す。図８では、第２の開口１０５ｂが手前に描かれている。上蓋３００は、筐体１０５の上面に設けられた上方開口１０５ｃを塞ぐための蓋である。また、側蓋３１０は、回転軸１１０ａが突出した筐体１０５の両側面に設けられた側方開口１０５ｄを塞ぐための蓋である。
【００５７】
このように、第２実施形態では、筐体１０５の上下部及び側部に開口を設け、弁体をかまぼこ状にして体積を小さくすることにより、メンテナンス性を向上させている。具体的には、たとえば、側蓋３１０を外して、側面の側方開口１０５ｄから、弁体１１０ｂを筐体１０５の外部に取り出すことができる。この前に、後方開口１０５ｂから、パッキン２０５及びシール部材２００を予め取り外しておいてもよい。
【００５８】
側面の側方開口１０５ｄから、図７（ｃ）に示したように、上蓋３００を外して弁体１１０ｂを上方開口１０５ｃ筐体１０５の外に取り出すようにしてもよい。
【００５９】
本実施形態に係るゲートバルブＧＶによれば、回転時、シール部材２００を収縮させることにより、弁体回転時に弁体１１０ｂと筐体１０５が接触して摩擦することを回避するとともに、封止時、シール部材２００を膨張させることにより搬送口を真空シールすることができる。また、弁体１１０ｂを回転機構としたことによりゲートバルブＧＶを小型化できる。
【００６０】
さらに、回転軸１１０ａ及び弁体１１０ｂが、筐体１０５に着脱可能に内蔵されている。シール部材２００の交換もより容易になる。このため、シール部材２００の交換や弁体１１０ｂの調整、交換等のメンテナンス性が向上する。これにより、ゲートバルブＧＶを使う際の利便性を向上させることができる。
【００６１】
なお、シール部材２００にエアーを導入するエアー供給器２３５や回転軸１１０ａを回転するモータ（図示せず）は、専用の制御デバイスあるいはレシピを実行する制御装置（図示せず）により実行される。ゲートバルブＧＶの開閉タイミングは、制御装置に設けられたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記憶されたレシピに基づき、制御装置に設けられたＣＰＵがレシピを実行することにより実現される。ＣＰＵからの指令は、インタフェースを介して、エアー供給器２３５や回転軸１１０ａに電気信号として伝えられ、各装置はこれに従い所定のタイミングにゲートバルブを開閉する。
【００６２】
以上に説明した各実施形態に係るゲートバルブＧＶによれば、弁体１１０ｂを回転運動させることによりコンパクトな構造で搬送口の開閉を行うことができる。この結果、省スペース及び低コストのゲートバルブを提供できる。
【００６３】
上記実施形態にてゲートバルブを構成する各部の動作は互いに関連しており、互いの関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。これにより、ゲートバルブＧＶの実施形態を、ゲートバルブの開閉方法の実施形態とすることができる。
【００６４】
これにより、真空容器に装着され、開閉により被処理体の搬送させるゲートバルブの開閉方法であって、前記ゲートバルブは、前記真空容器の内部空間と連通する前方開口が形成された筐体と、前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、前記回転部材に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを備え、前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を中心として前記弁体を前記前方開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブの開閉方法を実現することができる。
【００６５】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６６】
たとえば、本発明に係るゲートバルブＧＶに取り付けられたシール部材は、種々の形状を取り得る。たとえば、シール部材のシール面に鋭角な又は凸状の突起を多数設けることにより、筐体１０５とシール面との接触面積を小さくしてもよい。筐体１０５とシール面との接触面積を小さくすることによって、接触部分に掛かる力は大きくなるため、シール部材２００の突起部分（シール面）と筐体１０５とを確実に接触させてシール力を強くすることができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぐ位置を第１の位置として、第１の位置から９０°回転させた位置を第２の位置としたが、これに限られない。たとえば、弁体１１０ｂが後方開口１０５ｂを塞ぐ位置を第１の位置として、第１の位置と第１の位置から９０°回転させた第２の位置とに弁体１１０ｂを往復運動させても、ゲートバルブＧＶを開閉することができる。ただし、弁体１１０ｂは、後方開口１０５ｂを塞ぐより前方開口１０５ａを塞ぐほうが、ロードロック室ＬＬをより強固にシールすることができるため好ましい。
【００６８】
また、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぐ位置を第１の位置として、第１の位置から弁体１１０ｂを時計回り又は反時計回りに９０°回転させた位置を第２の位置とし、第２の位置からさらに、弁体１１０ｂを時計回り又は反時計回りに９０°回転させた位置を再び第１の位置として弁体１１０ｂを往復運動又は一方方向に回転運動させてゲートバルブＧＶを開閉してもよい。
【００６９】
この場合には、弁体１１０ｂが前方開口１０５ａを塞ぐ位置及び弁体１１０ｂが後方開口１０５ｂを塞ぐ位置の２点が第１の位置となり、第１の位置から９０°回転した２点が第２の位置となり得る。また、この場合には、前方開口１０５ａ及び後方開口１０５ｂの一方が第１の開口となり、前方開口１０５ａ及び後方開口１０５ｂの他方が第２の開口となる。
【００７０】
本発明に係るゲートバルブＧＶが取り付けられるロードロック室ＬＬの個数は、３個に限られない。例えば、ゲートバルブＧＶは、１個のロードロック室ＬＬに取り付けられていてもよく、２以上の積層されたロードロック室ＬＬに一対一に取り付けられていてもよい。
【００７１】
また、本発明に係るゲートバルブＧＶは、ロードロック室以外にも使用できる。たとえば、搬送室と処理室（真空容器）との間に設けたり、処理室と処理室との間に設けるようにしてもよい。処理室では、成膜処理、エッチング処理、アッシング処理、スパッタ処理等、真空雰囲気下で行う各種処理を行うことができる。
【００７２】
本発明に係る成膜装置によって処理される被処理体は、基板であってもよくシリコンウエハであってもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０５ 筐体
１０５ａ 前方開口
１０５ｂ 後方開口
１０５ｃ 上方開口
１０５ｄ 側方開口
１１０ 回転部材
１１０ａ 回転軸
１１０ｂ 弁体
１１０ｂ１ 貫通口
２００ シール部材
２０５ パッキン
２１０ ボルト
２１５ コネクタ
２２０ コーン状の加圧シール用パッキン
２２５ Ｏリング
２３０ ガスライン
２３５ エアー供給器
３００ 上蓋
３０５ 下蓋
３１０ 側蓋
ＧＶ ゲートバルブ
ＬＬ ロードロック室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器に装着され、開閉により被処理体を搬送させるゲートバルブであって、
前記真空容器の内部空間と連通する第１の開口が形成された筐体と、
前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、
前記弁体に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを備え、
前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を回転させて前記弁体を前記第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブ。
【請求項２】
前記シール部材は、前記第１の位置にて前記第１の開口の外周を囲むように環状に形成されている請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項３】
前記シール部材には、前記シール部材を膨張させる気体供給機構が連結され、
前記気体供給機構は、前記弁体が前記第１の位置に位置づけられた後に加圧を開始して前記シール部材を膨張させる請求項１又は請求項２のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項４】
前記気体供給機構は、前記弁体を回転させる前に加圧を停止して前記シール部材を通常状態に戻す請求項３に記載のゲートバルブ。
【請求項５】
前記気体供給機構は、前記シール部材の中空部分に気体を導入することにより前記シール部材を膨張させる請求項３又は請求項４のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項６】
前記第１の位置では、前記シール部材を膨張させることにより前記シール部材のシール面と前記筐体の内壁とを接触させる請求項１〜５のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項７】
前記回転時、前記シール部材を通常状態に戻すことにより前記シール部材のシール面と前記筐体の内壁とを非接触にする請求項１〜６のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項８】
前記筐体には、前記第１の開口と連通する第２の開口が形成され、
前記ゲートバルブを開ける場合には前記弁体を前記第１の開口と前記第２の開口とが連通する第２の位置に回転させる請求項１〜７のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項９】
前記回転部材は、前記筐体に着脱可能に内蔵されている請求項１〜８のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項１０】
前記シール部材は、前記回転部材に交換可能に取り付けられている請求項１〜９のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項１１】
前記弁体は、前記回転軸を長手方向とした円筒状又はかまぼこ状である請求項１〜１０のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項１２】
真空容器に装着され、開閉により被処理体の搬送させるゲートバルブの開閉方法であって、
前記ゲートバルブは、前記真空容器の内部空間と連通する第１の開口が形成された筐体と、前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、前記回転部材に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを備え、
前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を中心として前記弁体を前記第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブの開閉方法。
【請求項１】
真空容器に装着され、開閉により被処理体を搬送させるゲートバルブであって、
前記真空容器の内部空間と連通する第１の開口が形成された筐体と、
前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、
前記弁体に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを備え、
前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を回転させて前記弁体を前記第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブ。
【請求項２】
前記シール部材は、前記第１の位置にて前記第１の開口の外周を囲むように環状に形成されている請求項１に記載のゲートバルブ。
【請求項３】
前記シール部材には、前記シール部材を膨張させる気体供給機構が連結され、
前記気体供給機構は、前記弁体が前記第１の位置に位置づけられた後に加圧を開始して前記シール部材を膨張させる請求項１又は請求項２のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項４】
前記気体供給機構は、前記弁体を回転させる前に加圧を停止して前記シール部材を通常状態に戻す請求項３に記載のゲートバルブ。
【請求項５】
前記気体供給機構は、前記シール部材の中空部分に気体を導入することにより前記シール部材を膨張させる請求項３又は請求項４のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項６】
前記第１の位置では、前記シール部材を膨張させることにより前記シール部材のシール面と前記筐体の内壁とを接触させる請求項１〜５のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項７】
前記回転時、前記シール部材を通常状態に戻すことにより前記シール部材のシール面と前記筐体の内壁とを非接触にする請求項１〜６のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項８】
前記筐体には、前記第１の開口と連通する第２の開口が形成され、
前記ゲートバルブを開ける場合には前記弁体を前記第１の開口と前記第２の開口とが連通する第２の位置に回転させる請求項１〜７のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項９】
前記回転部材は、前記筐体に着脱可能に内蔵されている請求項１〜８のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項１０】
前記シール部材は、前記回転部材に交換可能に取り付けられている請求項１〜９のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項１１】
前記弁体は、前記回転軸を長手方向とした円筒状又はかまぼこ状である請求項１〜１０のいずれかに記載のゲートバルブ。
【請求項１２】
真空容器に装着され、開閉により被処理体の搬送させるゲートバルブの開閉方法であって、
前記ゲートバルブは、前記真空容器の内部空間と連通する第１の開口が形成された筐体と、前記筐体に回転可能に内蔵され、回転軸と該回転軸に取り付けられた弁体とを有する回転部材と、前記回転部材に取り付けられ、膨張可能なシール部材とを備え、
前記ゲートバルブを閉じる場合には前記回転軸を中心として前記弁体を前記第１の開口を塞ぐ第１の位置まで回転させた後、前記シール部材を膨張させるゲートバルブの開閉方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２０９９２６（Ｐ２０１０−２０９９２６Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５３４４６（Ｐ２００９−５３４４６）
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【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２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月６日（２００９．３．６）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]