成膜用真空バルブ
【課題】弁座と弁シール部材とに対する副生成物の付着を防止することができる、簡単で効果的な機構を備えた成膜用真空バルブを提供する。
【解決手段】真空バルブにおける弁座１６と弁シール部材１８とによる弁開閉部１９の内周側の位置に、上記弁座１６の開放初期に相互に嵌合し合って微小な絞り流路４３を形成する環状壁４１と環状溝４２とを配設し、反応ガスが上記弁開閉部１９を流通する前にこの絞り流路４３を高速で流通することにより、上記環状壁４１及び環状溝４２に副生成物が付着するように構成する。
【解決手段】真空バルブにおける弁座１６と弁シール部材１８とによる弁開閉部１９の内周側の位置に、上記弁座１６の開放初期に相互に嵌合し合って微小な絞り流路４３を形成する環状壁４１と環状溝４２とを配設し、反応ガスが上記弁開閉部１９を流通する前にこの絞り流路４３を高速で流通することにより、上記環状壁４１及び環状溝４２に副生成物が付着するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置において、反応ガスを用いてウエハに成膜処理を施したあとの真空チャンバの排気を行う場合に好適に使用される、成膜用真空バルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置において、反応ガスを用いて半導体ウエハ上に成膜膜処理を施す場合、真空チャンバ内でその処理が行われる。処理後の真空チャンバは、真空ポンプにより真空バルブを通じて内部の反応ガスが排気されるが、その際、この反応ガスとの接触によってバルブの内部に副生成物（成膜による生成物以外の生成物）が付着し易いという問題がある。この問題は特に、排気の初期段階において上記真空バルブの弁座と弁シール部材との間隔が小さいときに、反応ガスが速い流速で上記弁座や弁シール部材に接触することによって生じ易い。
上記弁座や弁シール部材に副生成物が付着すると、弁閉時のシールが不完全になり、リークを生じるなど真空バルブの機能低下につながるため、副生成物の付着はできるだけ避けなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明の目的は、弁座と弁シール部材とに対する副生成物の付着を防止することができる、簡単で効果的な機構を備えた成膜用真空バルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明によれば、バルブハウジングに形成されて真空チャンバに接続される第１ポート及び真空源に接続される第２ポートと、これらのポートに第１流路孔及び第２流路孔を通じて連通する弁室と、該弁室内に開口した上記第１流路孔の孔口の回りを取り囲む環状の弁座と、上記弁室内に配設されて該弁座を環状の弁シール部材で開閉する弁部材と、上記第１ポートからこれらの弁座と弁シール部材とで構成される弁開閉部までの流路を絞るための絞り機構とを有し、上記絞り機構が、上記バルブハウジング及び弁部材の一方と他方とに形成されて相互に嵌合可能な環状壁と環状溝とからなっていて、これらの環状壁と環状溝とが、上記弁開閉部の内周側の位置に、上記弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期段階に相互に嵌合して、該弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するように配設されていることを特徴とする成膜用真空バルブが提供される。
【０００５】
本発明においては、上記環状壁が、上記第１流路孔の孔口の位置に該孔口と同心状かつ弁室内に突出するように形成され、また、上記環状溝が、上記弁部材における上記弁シール部材の内周側の位置に該弁シール部材と同心状に配設されていることが望ましい。
【０００６】
この場合、上記第１流路孔内に円筒部材が嵌め付けられていて、該円筒部材の先端部が上記弁室内に延出し、該先端部によって上記環状壁が形成されていても、あるいは、上記弁室内における上記第１流路孔の孔口の回りに円環部材が取り付けられ、該円環部材が、上記孔口の回りを取り囲んで周方向に延在するフランジ部と、このフランジ部から弁室内に立ち上がった円筒部とを有していて、該円筒部によって上記環状壁が形成され、上記フランジ部によって上記弁座が形成されていても良い。
【０００７】
本発明においては、上記環状溝における内外周の壁面のうち少なくとも一方を、該環状溝の溝幅が溝口側に向かって次第に広がる方向に傾斜させることもでき、あるいは、上記環状壁の先端に、該環状壁の内側に向けて延出するフランジ部を形成すると共に、上記環状溝を、このフランジ部に適合する溝幅に形成することもできる。
【０００８】
また、本発明においては、上記絞り機構が、上記第１流路孔の孔口の部分に形成された絞り用孔部と、上記弁部材の前面に形成されてこの絞り用孔部に嵌合する絞り用突部とからなっていて、上記絞り用孔部には、弁室側に向かって次第に孔径が拡大する傾斜部が設けられ、これらの絞り用孔部と絞り用突部とが、上記弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期段階に相互に嵌合することにより、上記弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するように構成されていても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の真空バルブは、真空チャンバに接続される第１ポートから弁座と弁シール部材とで構成される弁開閉部に至る流路中に、絞り機構を設け、この絞り機構で、弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期の段階に該弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するようにしたので、該真空バルブによる反応ガスの排出時に、上記第１ポートからの反応ガスが、上記弁開閉部を流通する前にこの流路面積の小さい絞り流路を高速で流通することになり、この結果、この絞り流路中に反応ガスによる副生成物が付着するため、上記弁シール部材や弁座の部分に副生成物が付着するのが著しく軽減されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明に係る成膜用真空バルブの第１実施形態を示すものである。この真空バルブ１Ａは、流路中の弁座１６を開閉する弁部材１７を備えた主弁部２と、上記弁部材１７を開閉操作するためのシリンダ部３とを有していて、これらの主弁部２とシリンダ部３とが、バルブの中心軸線Ｌに沿って直列に結合されている。
【００１１】
上記主弁部２は、実質的に角柱状又は円柱状をした中空のバルブハウジング１０を有している。このバルブハウジング１０は、ステンレスなどの高耐食性素材からなるもので、真空チャンバ５に接続するための第１ポート１１と、真空源６に接続するための第２ポート１２とを有し、上記第１ポート１１は、バルブハウジング１０の上記中心軸線Ｌ方向の一端側に該中心軸線Ｌに沿う方向に開口し、第２ポート１２は、バルブハウジング１０の側面に上記中心軸線Ｌと直交する方向に開口している。
【００１２】
上記バルブハウジング１０の内部には、上記第１ポート１１から上記中心軸線Ｌに沿って延びる第１流路孔１３と、上記第２ポート１２から上記中心軸線Ｌと直角に延びる第２流路孔１４と、これらの流路孔１３，１４が連通する弁室１５とが形成され、上記第１流路孔１３の端部の該弁室１５内に開口する孔口１３ａの回りには、円環状の上記弁座１６が該孔口１３ａと同心状に形成されている。また、上記弁室１５の内部には、上記弁座１６を開閉するポペット式の上記弁部材１７が、該弁座１６と同心状に設けられている。この弁部材１７は、円形のディスク形をしていて、その前面１７ａの外周端寄りの位置に、上記弁座１６に接離する円環形をした弾性部材製の弁シール部材１８が取り付けられている。
【００１３】
上記弁部材１７の背面中央部には、バルブハウジング１０の内部を上記シリンダ部３側に向けて延びる弁シャフト２０が、第１取付部材２１と第２取付部材２２とを介して着脱自在に取り付けられている。即ち、上記弁シャフト２０の基端部が、円板形をした上記第１取付部材２１に取り付けられていて、この第１取付部材２１が円環形をした上記第２取付部材２２に螺子２３で分離自在なるように結合され、この第２取付部材２２が、図示しない螺子等の取付手段で上記弁部材１７の背面に着脱自在に取り付けられている。
上記弁シャフト２０は、上記主弁部２とシリンダ部３とを区画する隔壁２４を、シール部材２５を介して気密にかつ摺動自在に貫通し、その先端が該シリンダ部３のピストン室２６内に延出してピストン２７に連結されている。
【００１４】
また、上記弁部材１７の背面には、該弁部材１７が弁座１６を全開した時の位置を規定するスリーブ状のストッパ２８が、上記弁シャフト２０を取り囲むように取り付けられている。このストッパ２８は、上記弁部材１７の背面から弁シャフト２０に沿って一定長さ延びていて、上記弁部材１７の全開位置でその先端が上記隔壁２４の端部に当たるようになっている。
また、上記弁部材１７の背面には、ばね座を兼ねる上記第１取付部材２１と隔壁２４との間に、該弁部材１７を弁座１６側に向けて弾発するコイル状の復帰ばね２９が設けられている。
【００１５】
さらに、上記弁部材１７の背面には、上記弁シャフト２０とストッパ２８及び復帰ばね２９の回りを取り囲むように伸縮自在のベローズ３０が設けられている。このベローズ３０は、金属等の耐食性素材で形成され、その一端が上記弁部材１７の背面の上記第２取付部材２２に連結され、他端が、上記バルブハウジング１０と隔壁２４との間に挟持された支持部材３１に取り付けられ、上記弁部材１７の開閉に伴って伸縮する。なお、該ベローズ３０の内側空間は、図示しない呼吸孔を通じて外部に開放されている。
【００１６】
上記シリンダ部３は、上記バルブハウジング１０に同軸状に結合されたシリンダハウジング３３を有している。該シリンダハウジング３３は、上記バルブハウジング１０と同じ四角柱状又は円柱状をしていて、該バルブハウジング１０側の端部に主弁部２との間を隔てる上記隔壁２４を有すると共に、内部に上記ピストン室２６を有している。円形孔からなるこのピストン室２６の内部には、ディスク形をした上記ピストン２７が、シール部材３４を介して軸線Ｌ方向に摺動自在に収容され、上記弁シャフト２０に連結されている。図中３５は、この弁シャフト２０をピストン２７に固定するナットである。
【００１７】
上記ピストン２７の前面側には、該ピストン２７と上記隔壁２４との間に圧力室３６が形成され、この圧力室３６が、上記シリンダハウジング３３の側面に開口するパイロットポート３７に連通している。また、上記ピストン２７の背面側の空間は外部に開放している。
【００１８】
従って、上記パイロットポート３７を外部に開放して上記圧力室３６を排気状態にすると、図１の左半部に示すように、復帰ばね２９のばね力によって上記弁部材１７が弁座１６に押し付けられ、弁シール部材１８によって該弁座１６が閉鎖される。また、上記パイロットポート３７から圧力室３６に圧力エアを供給すると、図１の右半部に鎖線で示すように、ピストン２７が図の上向きに移動することによって弁部材１７が引き上げられ、弁シール部材１８が弁座１６から離れて該弁座１６が開放する。
【００１９】
上記パイロットポート３７への圧力エアの供給は、エア源を備えた制御装置３８を通じて行われ、また、上記ピストン２７の動作位置の検出は、位置検出装置３９により弁シャフト２０の位置を検出することにより行われる。そして、この位置検出装置３９により検出されたピストン２７の動作位置に応じて、上記制御装置３８でパイロットポート３７への圧力エアの給排を制御することにより、上記弁部材１７による弁座１６の開放度を調整できるようになっている。
【００２０】
また、上記真空バルブ１Ａには、上記第１ポート１１から上記弁座１６と弁シール部材１８とで構成される弁開閉部１９に至るまでの流路中に、該流路を絞るための絞り機構４０が設けられている。この絞り機構４０は、図２からも分かるように、上記バルブハウジング１０側と弁部材１７側とに形成されて相互に嵌合可能な環状壁４１と環状溝４２とからなるもので、これらの環状壁４１と環状溝４２とが、上記弁開閉部１９の内周側の位置に、相互に嵌合し合うことによってそれらの間に微小ギャップからなる絞り流路４３を形成するように配設されている。
【００２１】
上記絞り機構４０は、上記真空源６で真空チャンバ５内の反応ガスを排気する際に、この反応ガスによる副生成物が上記弁座１６と弁シール部材１８とに付着するのを防止する機能を有するもので、排気時に上記反応ガスが、上記弁開閉部１９を流通する前に、上記絞り流路４３を該弁開閉部１９を流通するときよりも高速で流通するようにし、そのときこの反応ガスが上記環状壁４１及び環状溝４２の壁面に接触することにより、これらの壁面に副生成物が付着するようにしたものである。この絞り機構４０について以下に詳述する。
【００２２】
上記環状壁４１は、上記第１流路孔１３の孔口１３ａと同心をなす位置に上記弁室１５内に突出するように形成されている。即ち、上記第１流路孔１３の内部には、該第１流路孔１３の内径と同程度かそれより僅かに小さい外径を有する円筒部材４６が、密にしかも着脱自在なるように嵌め付けられていて、該円筒部材４６の先端部が上記孔口１３ａから弁室１５内に突出し、該先端部によって上記環状壁４１が形成されている。
【００２３】
上記円筒部材４６は、上記第１流路孔１３の全長にわたり延びていて、その基端部に外周方向に延出する取付用のフランジ部４６ａを有し、このフランジ部４６ａが、上記第１ポート１１を有する管部１１ａの先端の連結用フランジ部１１ｂと、上記真空チャンバ５に通じる管部４７の先端のフランジ部４７ａとの間に挟持されている。図中４８は、シール用のＯリングである。
上記円筒部材４６の第１流路孔１３内に嵌合する部分は、その全長にわたり実質的に均一な内外径を有している。
【００２４】
一方、上記環状溝４２は、上記弁部材１７の前面１７ａにおける上記弁シール部材１８の内周側の、該弁シール部材１８と同心をなす位置に、一定の溝幅を保って上記中心軸線Ｌに沿って真っ直ぐに形成されている。
上記環状溝４２の溝幅は、その内部に上記環状壁４１が嵌合しているとき、これらの環状壁４１及び環状溝４２の内外周における相対する壁面４１ａと４２ａとの間及び／又は４１ｂと４２ｂとの間に、反応ガスが高速で流通可能な微小ギャップからなる円環状の上記絞り流路４３が形成されるような溝幅である。
【００２５】
また、上記環状溝４２の深さと上記環状壁４１の高さとの関係は、図１の左半部に示すように弁部材１７が弁座１６を閉鎖している状態では、上記環状壁４１が環状溝４２内に最大限嵌合するが、該環状壁４１の先端は環状溝４２の溝底に当接しない位置を占め、この状態から、上記弁部材１７が弁座１６を開放し、中間の開位置に達するまでの開放初期段階においては、上記環状壁４１が環状溝４２内に嵌合した状態を維持し、さらに上記弁部材１７が変位して中間の開位置を過ぎると、上記環状壁４１が環状溝４２から完全に抜け出すように関係付けられている。そして、上記開放初期段階においては、上記弁シール部材１８が弁座１６から離れた直後の該弁座１６の開口面積が未だ非常に小さい瞬間を除き、上記絞り流路４３の流路面積が、実質的に上記弁座１６の開口面積より小さい状態を維持するようになっている。
【００２６】
上記構成を有する真空バルブ１Ａを半導体ウエハの成膜膜処理に使用する場合、該真空バルブ１Ａにより、第１ポート１１に接続された真空チャンバ５内の圧力が一定に保持される。この圧力を一定に保持する操作は、上記制御装置３８により、上記位置検出装置３９で検出されるピストン２７の動作位置に応じてパイロットポート３７への圧力エアの給排を制御し、上記弁部材１７による弁座１６の開放度を調整することにより行われる。このとき、上記弁座１６が開放した状態にあっても、例えば図１の右半部に示すようにその開口量は小さく、従って、上記絞り機構４０においては、上記環状壁４１が環状溝４２内に嵌合した状態にある。
【００２７】
上記成膜処理のあとに上記真空バルブ１Ａを通じて真空チャンバ５内の反応ガスを排気する場合には、上述した動作状態から、上記制御装置６０でパイロットポート３７に供給される圧力エアを制御することにより弁部材１７を変位させ、弁シール部材１８を弁座１６から離間させて該弁座１６を開放する。これによって上記真空チャンバ５内の反応ガスは、真空源６により第１ポート１１から第２ポート１２へと排出される。
【００２８】
ここで、上記反応ガスの排気の初期段階においては、図１の右半部及び図２に示すように、上記弁部材１７が弁座１６を開放し、かつ上記環状壁４１が環状溝４２内に嵌合した状態にあり、上記環状壁４１と環状溝４２との壁面４１ａ，４１ｂと４２ａ，４２ｂとの間には、一定の開口面積を有する微小ギャップからなる絞り流路４３が形成されており、この絞り流路４３の流路面積は、上記弁シール部材１８による弁座１６の開口面積より小さい。
【００２９】
このため、上記第１ポート１１からの反応ガスは、面積の小さい上記絞り流路４３を高速で流通し、そのあと、上記弁シール部材１８と弁座１６とによる上記弁開閉部１９を流速を落とした状態で緩速で流通し、第２流路孔１４から第２ポート１２へと排出されることになる。そして、上記絞り流路４３を高速で流通する際に、上記環状壁４１及び環状溝４２の壁面４１ａ，４２ａ及び４１ｂ，４２ｂと接触することによってそれらの壁面に副生成物として付着する。このため、上記反応ガスが上記弁開閉部１９に達したときには、副生成物を生成する成分の減少と流速の緩和との相乗効果が働いて、弁シール部材１８や弁座１６に対する副生成物の付着が著しく軽減されることになる。
【００３０】
上記弁部材１７が弁座１６から次第に離れて該弁座１６の開口面積が増大していくと、上記環状壁４１が環状溝４２に嵌合する度合いも次第に減少していくが、それが嵌合状態にある間は引き続いて上記絞り流路４３が形成されたままである。
そして、上記弁部材１７がさらに変位して中間の開位置まで達すると、上記環状壁４１が環状溝４２から完全に抜け出して上記絞り流路４３は解消されるが、このころには、副生成物の付着が生じにくい程度にまで反応ガスの排出は進行している。その後上記弁部材１７は、上記ストッパ２８が隔壁２４の端部に当接する図１の鎖線の位置まで変位し、上記弁座１６を全開にさせる。
【００３１】
上記環状壁４１や環状溝４２の壁面部分に付着した副生成物は、洗浄等によって落とすことができる。この場合、上記環状壁４１を形成する円筒部材４６や、環状溝４２を有する弁部材１７等を、取り外して洗浄することもできる。
【００３２】
図３は本発明に係る成膜用真空バルブの第２実施形態を示すものである。この第２実施形態の真空バルブ１Ｂが上記第１実施形態の真空バルブ１Ａと相違する点は、副生成物の絞り機構４０における環状壁４１と、弁開閉部１９における弁座１６とが、円環部材５０によって形成されている点である。それ以外の構成は実質的に第１実施形態と同じであるから、主要な同一構成部分に第１実施形態と同じ符号を付し、それらの符号を用いながら上述した構成の相違する部分について説明し、同一構成部分についての説明は省略するものとする。
【００３３】
即ち、上記円環部材５０は、弁室１５内における第１流路孔１３の孔口１３ａの回りの位置に着脱自在に取り付けられている。この円環部材５０は、上記孔口１３ａの回りを取り囲んで周方向に延在する厚さの厚い円環状のフランジ部５０ａと、このフランジ部５０ａの内周縁から弁室１５内に立ち上がった厚さの薄い円筒部５０ｂとからなるもので、上記フランジ部５０ａが螺子５１でバルブハウジング１０に固定されている。そして、上記フランジ部５０ａによって弁座１６が形成され、上記円筒部５０ｂによって上記環状壁４１が形成されている。
図中５２は、上記フランジ部５０ａとバルブハウジング１０との間に介設されたシール部材である。
この第２実施形態の真空バルブ１Ｂにおいても、上記第１実施形態の真空バルブ１Ａと同様の副生成物の付着防止効果が得られる。
【００３４】
図４は、本発明に係る成膜用真空バルブの第３実施形態を、その要部である絞り機構４０の形成部分について示すものである。図示されていないその他の構成部分については、上記第１又は第２実施形態と同様である。
この第３実施形態の真空バルブ１Ｃにおいては、環状溝４２の内周側の壁面４２ａを、該環状溝４２の溝幅がその溝口側に向けて次第に広くなるような円錐形の傾斜面に形成することにより、絞り流路４３の流路面積が、上記壁面４２ａと環状壁４１の壁面４１ａとの協同作用によって、該環状溝４２への環状壁４１の嵌合の度合いに応じて変化するように構成されている。
しかし、上記内周側の壁面４２ａに代えて、あるいはそれに加えて、外周側の壁面４２ｂを溝口側に向けて次第に溝幅が広くなるような円錐形の傾斜面に形成しても良い。
なお、上記環状壁４１の内外周の壁面４１ａ，４１ｂは、中心軸線Ｌに沿って真っ直ぐに延びている。
【００３５】
図５は、本発明に係る成膜用真空バルブの第４実施形態を、その要部である絞り機構４０の形成部分について示すものである。図示されていないその他の構成部分については、上記第１又は第２実施形態と同様である。
この第４実施形態の真空バルブ１Ｄにおいては、環状壁４１の先端部に、該環状壁４１の内側に向けて延出する環状のフランジ部４１ｃを有し、環状溝４２が、このフランジ部４１ｃの断面幅より僅かに広い溝幅を有するように形成されている。
この構成により、環状壁４１の厚さに対して環状溝４２の溝幅を広くすることができるので、付着した副生成物の清掃が行い易い。
【００３６】
上記各実施形態においては、絞り機構４０の環状壁４１をバルブハウジング１０側に形成し、環状溝４２を弁部材１７側に形成しているが、それとは逆に、環状壁４１を弁部材１７側に形成し、環状溝４２をバルブハウジング１０側に形成することもできる。
【００３７】
図６及び図７は、本発明に係る成膜用真空バルブの第５実施形態を、その要部である絞り機構４０の形成部分について示すものである。図示されていないその他の構成部分については、上記第１又は第２実施形態と同様である。
この第５実施形態の真空バルブ１Ｅにおいては、上記絞り機構４０が、上記第１流路孔１３の孔口１３ａの部分に該孔口と同心状に形成された絞り用孔部５５と、上記弁部材１７の前面１７ａに形成されてこの絞り用孔部５５に嵌合する短円柱状の絞り用突部５６とで構成されていて、これらの絞り用孔部５５と絞り用突部５６との間に絞り流路４３が形成されるようになっている。
【００３８】
上記絞り用孔部５５は、一定の孔径を有する孔奥側の第１孔部分５５ａと、弁室１５側に向かって次第に孔径が拡大するように傾斜する孔先端側の第２孔部分５５ｂとからなっている。そして、図６の左半部に示すように弁部材１７が弁座１６を閉鎖している状態では、上記絞り用突部５６がこの絞り用孔部５５内に嵌合し、該絞り用突部５６の先端部は上記第１孔部分５５ａの位置まで達している。一方、上記弁部材１７が弁座１６を開放して中間の開位置に達するまでのバルブ開放初期段階においては、上記絞り用突部５６が、上記絞り用孔部５５内に嵌合した状態のまま上記第２部分５５ｂの位置まで変位する。このとき、テーパ状をなすこの第２孔部分５５ｂによって上記絞り流路４３の流路面積が変化することになる。
【００３９】
また、上記バルブの開放初期段階においては、上記絞り用突部５６が絞り用孔部５５の第１孔部分５５ａに嵌合している場合のほか、第２孔部分５５ｂに嵌合している場合においても、これらの絞り用突部５６と絞り用孔部５５との間に形成される絞り流路４３の流路面積は、上記弁座１６の開口面積よりも小さく保たれるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図であって、左半部は弁閉状態を示し、右半部は弁解初期の状態を示すものである。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す断面図であって、左半部は弁閉状態を示し、右半部は弁解初期の状態を示すものである。
【図４】本発明の第３実施形態を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す要部断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態を示す要部断面図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 真空バルブ
５ 真空チャンバ
６ 真空源
１０ バルブハウジング
１１ 第１ポート
１２ 第２ポート
１３ 第１流路孔
１３ａ 孔口
１４ 第２流路孔
１５ 弁室
１６ 弁座
１７ 弁部材
１７ａ 前面
１８ 弁シール部材
１９ 弁開閉部
４０ 絞り機構
４１ 環状壁
４１ｃ フランジ部
４２ 環状溝
４２ａ 内周側の壁面
４２ｂ 外周側の壁面
４３ 絞り流路
４６ 円筒部材
５０ 円環部材
５０ａ フランジ部
５０ｂ 円筒部
５５ 絞り用孔部
５５ａ 第２流路孔部分（傾斜部）
５６ 絞り用突部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置において、反応ガスを用いてウエハに成膜処理を施したあとの真空チャンバの排気を行う場合に好適に使用される、成膜用真空バルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置において、反応ガスを用いて半導体ウエハ上に成膜膜処理を施す場合、真空チャンバ内でその処理が行われる。処理後の真空チャンバは、真空ポンプにより真空バルブを通じて内部の反応ガスが排気されるが、その際、この反応ガスとの接触によってバルブの内部に副生成物（成膜による生成物以外の生成物）が付着し易いという問題がある。この問題は特に、排気の初期段階において上記真空バルブの弁座と弁シール部材との間隔が小さいときに、反応ガスが速い流速で上記弁座や弁シール部材に接触することによって生じ易い。
上記弁座や弁シール部材に副生成物が付着すると、弁閉時のシールが不完全になり、リークを生じるなど真空バルブの機能低下につながるため、副生成物の付着はできるだけ避けなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そこで本発明の目的は、弁座と弁シール部材とに対する副生成物の付着を防止することができる、簡単で効果的な機構を備えた成膜用真空バルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明によれば、バルブハウジングに形成されて真空チャンバに接続される第１ポート及び真空源に接続される第２ポートと、これらのポートに第１流路孔及び第２流路孔を通じて連通する弁室と、該弁室内に開口した上記第１流路孔の孔口の回りを取り囲む環状の弁座と、上記弁室内に配設されて該弁座を環状の弁シール部材で開閉する弁部材と、上記第１ポートからこれらの弁座と弁シール部材とで構成される弁開閉部までの流路を絞るための絞り機構とを有し、上記絞り機構が、上記バルブハウジング及び弁部材の一方と他方とに形成されて相互に嵌合可能な環状壁と環状溝とからなっていて、これらの環状壁と環状溝とが、上記弁開閉部の内周側の位置に、上記弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期段階に相互に嵌合して、該弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するように配設されていることを特徴とする成膜用真空バルブが提供される。
【０００５】
本発明においては、上記環状壁が、上記第１流路孔の孔口の位置に該孔口と同心状かつ弁室内に突出するように形成され、また、上記環状溝が、上記弁部材における上記弁シール部材の内周側の位置に該弁シール部材と同心状に配設されていることが望ましい。
【０００６】
この場合、上記第１流路孔内に円筒部材が嵌め付けられていて、該円筒部材の先端部が上記弁室内に延出し、該先端部によって上記環状壁が形成されていても、あるいは、上記弁室内における上記第１流路孔の孔口の回りに円環部材が取り付けられ、該円環部材が、上記孔口の回りを取り囲んで周方向に延在するフランジ部と、このフランジ部から弁室内に立ち上がった円筒部とを有していて、該円筒部によって上記環状壁が形成され、上記フランジ部によって上記弁座が形成されていても良い。
【０００７】
本発明においては、上記環状溝における内外周の壁面のうち少なくとも一方を、該環状溝の溝幅が溝口側に向かって次第に広がる方向に傾斜させることもでき、あるいは、上記環状壁の先端に、該環状壁の内側に向けて延出するフランジ部を形成すると共に、上記環状溝を、このフランジ部に適合する溝幅に形成することもできる。
【０００８】
また、本発明においては、上記絞り機構が、上記第１流路孔の孔口の部分に形成された絞り用孔部と、上記弁部材の前面に形成されてこの絞り用孔部に嵌合する絞り用突部とからなっていて、上記絞り用孔部には、弁室側に向かって次第に孔径が拡大する傾斜部が設けられ、これらの絞り用孔部と絞り用突部とが、上記弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期段階に相互に嵌合することにより、上記弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するように構成されていても良い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の真空バルブは、真空チャンバに接続される第１ポートから弁座と弁シール部材とで構成される弁開閉部に至る流路中に、絞り機構を設け、この絞り機構で、弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期の段階に該弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するようにしたので、該真空バルブによる反応ガスの排出時に、上記第１ポートからの反応ガスが、上記弁開閉部を流通する前にこの流路面積の小さい絞り流路を高速で流通することになり、この結果、この絞り流路中に反応ガスによる副生成物が付着するため、上記弁シール部材や弁座の部分に副生成物が付着するのが著しく軽減されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明に係る成膜用真空バルブの第１実施形態を示すものである。この真空バルブ１Ａは、流路中の弁座１６を開閉する弁部材１７を備えた主弁部２と、上記弁部材１７を開閉操作するためのシリンダ部３とを有していて、これらの主弁部２とシリンダ部３とが、バルブの中心軸線Ｌに沿って直列に結合されている。
【００１１】
上記主弁部２は、実質的に角柱状又は円柱状をした中空のバルブハウジング１０を有している。このバルブハウジング１０は、ステンレスなどの高耐食性素材からなるもので、真空チャンバ５に接続するための第１ポート１１と、真空源６に接続するための第２ポート１２とを有し、上記第１ポート１１は、バルブハウジング１０の上記中心軸線Ｌ方向の一端側に該中心軸線Ｌに沿う方向に開口し、第２ポート１２は、バルブハウジング１０の側面に上記中心軸線Ｌと直交する方向に開口している。
【００１２】
上記バルブハウジング１０の内部には、上記第１ポート１１から上記中心軸線Ｌに沿って延びる第１流路孔１３と、上記第２ポート１２から上記中心軸線Ｌと直角に延びる第２流路孔１４と、これらの流路孔１３，１４が連通する弁室１５とが形成され、上記第１流路孔１３の端部の該弁室１５内に開口する孔口１３ａの回りには、円環状の上記弁座１６が該孔口１３ａと同心状に形成されている。また、上記弁室１５の内部には、上記弁座１６を開閉するポペット式の上記弁部材１７が、該弁座１６と同心状に設けられている。この弁部材１７は、円形のディスク形をしていて、その前面１７ａの外周端寄りの位置に、上記弁座１６に接離する円環形をした弾性部材製の弁シール部材１８が取り付けられている。
【００１３】
上記弁部材１７の背面中央部には、バルブハウジング１０の内部を上記シリンダ部３側に向けて延びる弁シャフト２０が、第１取付部材２１と第２取付部材２２とを介して着脱自在に取り付けられている。即ち、上記弁シャフト２０の基端部が、円板形をした上記第１取付部材２１に取り付けられていて、この第１取付部材２１が円環形をした上記第２取付部材２２に螺子２３で分離自在なるように結合され、この第２取付部材２２が、図示しない螺子等の取付手段で上記弁部材１７の背面に着脱自在に取り付けられている。
上記弁シャフト２０は、上記主弁部２とシリンダ部３とを区画する隔壁２４を、シール部材２５を介して気密にかつ摺動自在に貫通し、その先端が該シリンダ部３のピストン室２６内に延出してピストン２７に連結されている。
【００１４】
また、上記弁部材１７の背面には、該弁部材１７が弁座１６を全開した時の位置を規定するスリーブ状のストッパ２８が、上記弁シャフト２０を取り囲むように取り付けられている。このストッパ２８は、上記弁部材１７の背面から弁シャフト２０に沿って一定長さ延びていて、上記弁部材１７の全開位置でその先端が上記隔壁２４の端部に当たるようになっている。
また、上記弁部材１７の背面には、ばね座を兼ねる上記第１取付部材２１と隔壁２４との間に、該弁部材１７を弁座１６側に向けて弾発するコイル状の復帰ばね２９が設けられている。
【００１５】
さらに、上記弁部材１７の背面には、上記弁シャフト２０とストッパ２８及び復帰ばね２９の回りを取り囲むように伸縮自在のベローズ３０が設けられている。このベローズ３０は、金属等の耐食性素材で形成され、その一端が上記弁部材１７の背面の上記第２取付部材２２に連結され、他端が、上記バルブハウジング１０と隔壁２４との間に挟持された支持部材３１に取り付けられ、上記弁部材１７の開閉に伴って伸縮する。なお、該ベローズ３０の内側空間は、図示しない呼吸孔を通じて外部に開放されている。
【００１６】
上記シリンダ部３は、上記バルブハウジング１０に同軸状に結合されたシリンダハウジング３３を有している。該シリンダハウジング３３は、上記バルブハウジング１０と同じ四角柱状又は円柱状をしていて、該バルブハウジング１０側の端部に主弁部２との間を隔てる上記隔壁２４を有すると共に、内部に上記ピストン室２６を有している。円形孔からなるこのピストン室２６の内部には、ディスク形をした上記ピストン２７が、シール部材３４を介して軸線Ｌ方向に摺動自在に収容され、上記弁シャフト２０に連結されている。図中３５は、この弁シャフト２０をピストン２７に固定するナットである。
【００１７】
上記ピストン２７の前面側には、該ピストン２７と上記隔壁２４との間に圧力室３６が形成され、この圧力室３６が、上記シリンダハウジング３３の側面に開口するパイロットポート３７に連通している。また、上記ピストン２７の背面側の空間は外部に開放している。
【００１８】
従って、上記パイロットポート３７を外部に開放して上記圧力室３６を排気状態にすると、図１の左半部に示すように、復帰ばね２９のばね力によって上記弁部材１７が弁座１６に押し付けられ、弁シール部材１８によって該弁座１６が閉鎖される。また、上記パイロットポート３７から圧力室３６に圧力エアを供給すると、図１の右半部に鎖線で示すように、ピストン２７が図の上向きに移動することによって弁部材１７が引き上げられ、弁シール部材１８が弁座１６から離れて該弁座１６が開放する。
【００１９】
上記パイロットポート３７への圧力エアの供給は、エア源を備えた制御装置３８を通じて行われ、また、上記ピストン２７の動作位置の検出は、位置検出装置３９により弁シャフト２０の位置を検出することにより行われる。そして、この位置検出装置３９により検出されたピストン２７の動作位置に応じて、上記制御装置３８でパイロットポート３７への圧力エアの給排を制御することにより、上記弁部材１７による弁座１６の開放度を調整できるようになっている。
【００２０】
また、上記真空バルブ１Ａには、上記第１ポート１１から上記弁座１６と弁シール部材１８とで構成される弁開閉部１９に至るまでの流路中に、該流路を絞るための絞り機構４０が設けられている。この絞り機構４０は、図２からも分かるように、上記バルブハウジング１０側と弁部材１７側とに形成されて相互に嵌合可能な環状壁４１と環状溝４２とからなるもので、これらの環状壁４１と環状溝４２とが、上記弁開閉部１９の内周側の位置に、相互に嵌合し合うことによってそれらの間に微小ギャップからなる絞り流路４３を形成するように配設されている。
【００２１】
上記絞り機構４０は、上記真空源６で真空チャンバ５内の反応ガスを排気する際に、この反応ガスによる副生成物が上記弁座１６と弁シール部材１８とに付着するのを防止する機能を有するもので、排気時に上記反応ガスが、上記弁開閉部１９を流通する前に、上記絞り流路４３を該弁開閉部１９を流通するときよりも高速で流通するようにし、そのときこの反応ガスが上記環状壁４１及び環状溝４２の壁面に接触することにより、これらの壁面に副生成物が付着するようにしたものである。この絞り機構４０について以下に詳述する。
【００２２】
上記環状壁４１は、上記第１流路孔１３の孔口１３ａと同心をなす位置に上記弁室１５内に突出するように形成されている。即ち、上記第１流路孔１３の内部には、該第１流路孔１３の内径と同程度かそれより僅かに小さい外径を有する円筒部材４６が、密にしかも着脱自在なるように嵌め付けられていて、該円筒部材４６の先端部が上記孔口１３ａから弁室１５内に突出し、該先端部によって上記環状壁４１が形成されている。
【００２３】
上記円筒部材４６は、上記第１流路孔１３の全長にわたり延びていて、その基端部に外周方向に延出する取付用のフランジ部４６ａを有し、このフランジ部４６ａが、上記第１ポート１１を有する管部１１ａの先端の連結用フランジ部１１ｂと、上記真空チャンバ５に通じる管部４７の先端のフランジ部４７ａとの間に挟持されている。図中４８は、シール用のＯリングである。
上記円筒部材４６の第１流路孔１３内に嵌合する部分は、その全長にわたり実質的に均一な内外径を有している。
【００２４】
一方、上記環状溝４２は、上記弁部材１７の前面１７ａにおける上記弁シール部材１８の内周側の、該弁シール部材１８と同心をなす位置に、一定の溝幅を保って上記中心軸線Ｌに沿って真っ直ぐに形成されている。
上記環状溝４２の溝幅は、その内部に上記環状壁４１が嵌合しているとき、これらの環状壁４１及び環状溝４２の内外周における相対する壁面４１ａと４２ａとの間及び／又は４１ｂと４２ｂとの間に、反応ガスが高速で流通可能な微小ギャップからなる円環状の上記絞り流路４３が形成されるような溝幅である。
【００２５】
また、上記環状溝４２の深さと上記環状壁４１の高さとの関係は、図１の左半部に示すように弁部材１７が弁座１６を閉鎖している状態では、上記環状壁４１が環状溝４２内に最大限嵌合するが、該環状壁４１の先端は環状溝４２の溝底に当接しない位置を占め、この状態から、上記弁部材１７が弁座１６を開放し、中間の開位置に達するまでの開放初期段階においては、上記環状壁４１が環状溝４２内に嵌合した状態を維持し、さらに上記弁部材１７が変位して中間の開位置を過ぎると、上記環状壁４１が環状溝４２から完全に抜け出すように関係付けられている。そして、上記開放初期段階においては、上記弁シール部材１８が弁座１６から離れた直後の該弁座１６の開口面積が未だ非常に小さい瞬間を除き、上記絞り流路４３の流路面積が、実質的に上記弁座１６の開口面積より小さい状態を維持するようになっている。
【００２６】
上記構成を有する真空バルブ１Ａを半導体ウエハの成膜膜処理に使用する場合、該真空バルブ１Ａにより、第１ポート１１に接続された真空チャンバ５内の圧力が一定に保持される。この圧力を一定に保持する操作は、上記制御装置３８により、上記位置検出装置３９で検出されるピストン２７の動作位置に応じてパイロットポート３７への圧力エアの給排を制御し、上記弁部材１７による弁座１６の開放度を調整することにより行われる。このとき、上記弁座１６が開放した状態にあっても、例えば図１の右半部に示すようにその開口量は小さく、従って、上記絞り機構４０においては、上記環状壁４１が環状溝４２内に嵌合した状態にある。
【００２７】
上記成膜処理のあとに上記真空バルブ１Ａを通じて真空チャンバ５内の反応ガスを排気する場合には、上述した動作状態から、上記制御装置６０でパイロットポート３７に供給される圧力エアを制御することにより弁部材１７を変位させ、弁シール部材１８を弁座１６から離間させて該弁座１６を開放する。これによって上記真空チャンバ５内の反応ガスは、真空源６により第１ポート１１から第２ポート１２へと排出される。
【００２８】
ここで、上記反応ガスの排気の初期段階においては、図１の右半部及び図２に示すように、上記弁部材１７が弁座１６を開放し、かつ上記環状壁４１が環状溝４２内に嵌合した状態にあり、上記環状壁４１と環状溝４２との壁面４１ａ，４１ｂと４２ａ，４２ｂとの間には、一定の開口面積を有する微小ギャップからなる絞り流路４３が形成されており、この絞り流路４３の流路面積は、上記弁シール部材１８による弁座１６の開口面積より小さい。
【００２９】
このため、上記第１ポート１１からの反応ガスは、面積の小さい上記絞り流路４３を高速で流通し、そのあと、上記弁シール部材１８と弁座１６とによる上記弁開閉部１９を流速を落とした状態で緩速で流通し、第２流路孔１４から第２ポート１２へと排出されることになる。そして、上記絞り流路４３を高速で流通する際に、上記環状壁４１及び環状溝４２の壁面４１ａ，４２ａ及び４１ｂ，４２ｂと接触することによってそれらの壁面に副生成物として付着する。このため、上記反応ガスが上記弁開閉部１９に達したときには、副生成物を生成する成分の減少と流速の緩和との相乗効果が働いて、弁シール部材１８や弁座１６に対する副生成物の付着が著しく軽減されることになる。
【００３０】
上記弁部材１７が弁座１６から次第に離れて該弁座１６の開口面積が増大していくと、上記環状壁４１が環状溝４２に嵌合する度合いも次第に減少していくが、それが嵌合状態にある間は引き続いて上記絞り流路４３が形成されたままである。
そして、上記弁部材１７がさらに変位して中間の開位置まで達すると、上記環状壁４１が環状溝４２から完全に抜け出して上記絞り流路４３は解消されるが、このころには、副生成物の付着が生じにくい程度にまで反応ガスの排出は進行している。その後上記弁部材１７は、上記ストッパ２８が隔壁２４の端部に当接する図１の鎖線の位置まで変位し、上記弁座１６を全開にさせる。
【００３１】
上記環状壁４１や環状溝４２の壁面部分に付着した副生成物は、洗浄等によって落とすことができる。この場合、上記環状壁４１を形成する円筒部材４６や、環状溝４２を有する弁部材１７等を、取り外して洗浄することもできる。
【００３２】
図３は本発明に係る成膜用真空バルブの第２実施形態を示すものである。この第２実施形態の真空バルブ１Ｂが上記第１実施形態の真空バルブ１Ａと相違する点は、副生成物の絞り機構４０における環状壁４１と、弁開閉部１９における弁座１６とが、円環部材５０によって形成されている点である。それ以外の構成は実質的に第１実施形態と同じであるから、主要な同一構成部分に第１実施形態と同じ符号を付し、それらの符号を用いながら上述した構成の相違する部分について説明し、同一構成部分についての説明は省略するものとする。
【００３３】
即ち、上記円環部材５０は、弁室１５内における第１流路孔１３の孔口１３ａの回りの位置に着脱自在に取り付けられている。この円環部材５０は、上記孔口１３ａの回りを取り囲んで周方向に延在する厚さの厚い円環状のフランジ部５０ａと、このフランジ部５０ａの内周縁から弁室１５内に立ち上がった厚さの薄い円筒部５０ｂとからなるもので、上記フランジ部５０ａが螺子５１でバルブハウジング１０に固定されている。そして、上記フランジ部５０ａによって弁座１６が形成され、上記円筒部５０ｂによって上記環状壁４１が形成されている。
図中５２は、上記フランジ部５０ａとバルブハウジング１０との間に介設されたシール部材である。
この第２実施形態の真空バルブ１Ｂにおいても、上記第１実施形態の真空バルブ１Ａと同様の副生成物の付着防止効果が得られる。
【００３４】
図４は、本発明に係る成膜用真空バルブの第３実施形態を、その要部である絞り機構４０の形成部分について示すものである。図示されていないその他の構成部分については、上記第１又は第２実施形態と同様である。
この第３実施形態の真空バルブ１Ｃにおいては、環状溝４２の内周側の壁面４２ａを、該環状溝４２の溝幅がその溝口側に向けて次第に広くなるような円錐形の傾斜面に形成することにより、絞り流路４３の流路面積が、上記壁面４２ａと環状壁４１の壁面４１ａとの協同作用によって、該環状溝４２への環状壁４１の嵌合の度合いに応じて変化するように構成されている。
しかし、上記内周側の壁面４２ａに代えて、あるいはそれに加えて、外周側の壁面４２ｂを溝口側に向けて次第に溝幅が広くなるような円錐形の傾斜面に形成しても良い。
なお、上記環状壁４１の内外周の壁面４１ａ，４１ｂは、中心軸線Ｌに沿って真っ直ぐに延びている。
【００３５】
図５は、本発明に係る成膜用真空バルブの第４実施形態を、その要部である絞り機構４０の形成部分について示すものである。図示されていないその他の構成部分については、上記第１又は第２実施形態と同様である。
この第４実施形態の真空バルブ１Ｄにおいては、環状壁４１の先端部に、該環状壁４１の内側に向けて延出する環状のフランジ部４１ｃを有し、環状溝４２が、このフランジ部４１ｃの断面幅より僅かに広い溝幅を有するように形成されている。
この構成により、環状壁４１の厚さに対して環状溝４２の溝幅を広くすることができるので、付着した副生成物の清掃が行い易い。
【００３６】
上記各実施形態においては、絞り機構４０の環状壁４１をバルブハウジング１０側に形成し、環状溝４２を弁部材１７側に形成しているが、それとは逆に、環状壁４１を弁部材１７側に形成し、環状溝４２をバルブハウジング１０側に形成することもできる。
【００３７】
図６及び図７は、本発明に係る成膜用真空バルブの第５実施形態を、その要部である絞り機構４０の形成部分について示すものである。図示されていないその他の構成部分については、上記第１又は第２実施形態と同様である。
この第５実施形態の真空バルブ１Ｅにおいては、上記絞り機構４０が、上記第１流路孔１３の孔口１３ａの部分に該孔口と同心状に形成された絞り用孔部５５と、上記弁部材１７の前面１７ａに形成されてこの絞り用孔部５５に嵌合する短円柱状の絞り用突部５６とで構成されていて、これらの絞り用孔部５５と絞り用突部５６との間に絞り流路４３が形成されるようになっている。
【００３８】
上記絞り用孔部５５は、一定の孔径を有する孔奥側の第１孔部分５５ａと、弁室１５側に向かって次第に孔径が拡大するように傾斜する孔先端側の第２孔部分５５ｂとからなっている。そして、図６の左半部に示すように弁部材１７が弁座１６を閉鎖している状態では、上記絞り用突部５６がこの絞り用孔部５５内に嵌合し、該絞り用突部５６の先端部は上記第１孔部分５５ａの位置まで達している。一方、上記弁部材１７が弁座１６を開放して中間の開位置に達するまでのバルブ開放初期段階においては、上記絞り用突部５６が、上記絞り用孔部５５内に嵌合した状態のまま上記第２部分５５ｂの位置まで変位する。このとき、テーパ状をなすこの第２孔部分５５ｂによって上記絞り流路４３の流路面積が変化することになる。
【００３９】
また、上記バルブの開放初期段階においては、上記絞り用突部５６が絞り用孔部５５の第１孔部分５５ａに嵌合している場合のほか、第２孔部分５５ｂに嵌合している場合においても、これらの絞り用突部５６と絞り用孔部５５との間に形成される絞り流路４３の流路面積は、上記弁座１６の開口面積よりも小さく保たれるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図であって、左半部は弁閉状態を示し、右半部は弁解初期の状態を示すものである。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示す断面図であって、左半部は弁閉状態を示し、右半部は弁解初期の状態を示すものである。
【図４】本発明の第３実施形態を示す要部断面図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示す要部断面図である。
【図６】本発明の第５実施形態を示す要部断面図である。
【図７】図６の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００４１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 真空バルブ
５ 真空チャンバ
６ 真空源
１０ バルブハウジング
１１ 第１ポート
１２ 第２ポート
１３ 第１流路孔
１３ａ 孔口
１４ 第２流路孔
１５ 弁室
１６ 弁座
１７ 弁部材
１７ａ 前面
１８ 弁シール部材
１９ 弁開閉部
４０ 絞り機構
４１ 環状壁
４１ｃ フランジ部
４２ 環状溝
４２ａ 内周側の壁面
４２ｂ 外周側の壁面
４３ 絞り流路
４６ 円筒部材
５０ 円環部材
５０ａ フランジ部
５０ｂ 円筒部
５５ 絞り用孔部
５５ａ 第２流路孔部分（傾斜部）
５６ 絞り用突部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブハウジングに形成されて真空チャンバに接続される第１ポート及び真空源に接続される第２ポートと、これらのポートに第１流路孔及び第２流路孔を通じて連通する弁室と、該弁室内に開口した上記第１流路孔の孔口の回りを取り囲む環状の弁座と、上記弁室内に配設されて該弁座を環状の弁シール部材によって開閉する弁部材と、上記第１ポートからこれらの弁座と弁シール部材とで構成される弁開閉部までの流路を絞るための絞り機構とを有し、
上記絞り機構が、上記バルブハウジング及び弁部材の一方と他方とに形成されて相互に嵌合可能な環状壁と環状溝とからなっていて、これらの環状壁と環状溝とが、上記弁開閉部の内周側の位置に、上記弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期段階に相互に嵌合して、該弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するように配設されていることを特徴とする成膜用真空バルブ。
【請求項２】
上記環状壁が、上記第１流路孔の孔口の位置に該孔口と同心状かつ弁室内に突出するように形成され、また、上記環状溝が、上記弁部材における上記弁シール部材の内周側の位置に該弁シール部材と同心状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】
上記第１流路孔内に円筒部材が嵌め付けられていて、該円筒部材の先端部が上記弁室内に延出し、該先端部によって上記環状壁が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項４】
上記弁室内における上記第１流路孔の孔口の回りに円環部材が取り付けられ、該円環部材は、上記孔口の回りを取り囲んで周方向に延在するフランジ部と、このフランジ部から弁室内に立ち上がった円筒部とを有していて、該円筒部によって上記環状壁が形成され、上記フランジ部によって上記弁座が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項５】
上記環状溝における内外周の壁面のうち少なくとも一方の壁面が、該環状溝の溝幅が溝口側に向かって次第に広がる方向に傾斜していることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の真空バルブ。
【請求項６】
上記環状壁の先端に、該環状壁の内側に向けて延出するフランジ部を有すると共に、上記環状溝が、このフランジ部に適合する溝幅に形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の真空バルブ。
【請求項７】
バルブハウジングに形成されて真空チャンバに接続される第１ポート及び真空源に接続される第２ポートと、これらのポートに第１流路孔及び第２流路孔を通じて連通する弁室と、該弁室内に開口した上記第１流路孔の孔口の回りを取り囲む環状の弁座と、上記弁室内に配設されて該弁座を環状の弁シール部材によって開閉する弁部材と、上記第１ポートからこれらの弁座と弁シール部材とで構成される弁開閉部までの流路を絞るための絞り機構とを有し、
上記絞り機構が、上記第１流路孔の孔口の部分に形成された絞り用孔部と、上記弁部材の前面に形成されてこの絞り用孔部に嵌合する絞り用突部とからなっていて、上記絞り用孔部には、弁室側に向かって次第に孔径が拡大する傾斜部が設けられ、これらの絞り用孔部と絞り用突部とが、上記弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期段階に相互に嵌合することにより、上記弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するように構成されていることを特徴とする成膜用真空バルブ。
【請求項１】
バルブハウジングに形成されて真空チャンバに接続される第１ポート及び真空源に接続される第２ポートと、これらのポートに第１流路孔及び第２流路孔を通じて連通する弁室と、該弁室内に開口した上記第１流路孔の孔口の回りを取り囲む環状の弁座と、上記弁室内に配設されて該弁座を環状の弁シール部材によって開閉する弁部材と、上記第１ポートからこれらの弁座と弁シール部材とで構成される弁開閉部までの流路を絞るための絞り機構とを有し、
上記絞り機構が、上記バルブハウジング及び弁部材の一方と他方とに形成されて相互に嵌合可能な環状壁と環状溝とからなっていて、これらの環状壁と環状溝とが、上記弁開閉部の内周側の位置に、上記弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期段階に相互に嵌合して、該弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するように配設されていることを特徴とする成膜用真空バルブ。
【請求項２】
上記環状壁が、上記第１流路孔の孔口の位置に該孔口と同心状かつ弁室内に突出するように形成され、また、上記環状溝が、上記弁部材における上記弁シール部材の内周側の位置に該弁シール部材と同心状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の真空バルブ。
【請求項３】
上記第１流路孔内に円筒部材が嵌め付けられていて、該円筒部材の先端部が上記弁室内に延出し、該先端部によって上記環状壁が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項４】
上記弁室内における上記第１流路孔の孔口の回りに円環部材が取り付けられ、該円環部材は、上記孔口の回りを取り囲んで周方向に延在するフランジ部と、このフランジ部から弁室内に立ち上がった円筒部とを有していて、該円筒部によって上記環状壁が形成され、上記フランジ部によって上記弁座が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の真空バルブ。
【請求項５】
上記環状溝における内外周の壁面のうち少なくとも一方の壁面が、該環状溝の溝幅が溝口側に向かって次第に広がる方向に傾斜していることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の真空バルブ。
【請求項６】
上記環状壁の先端に、該環状壁の内側に向けて延出するフランジ部を有すると共に、上記環状溝が、このフランジ部に適合する溝幅に形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の真空バルブ。
【請求項７】
バルブハウジングに形成されて真空チャンバに接続される第１ポート及び真空源に接続される第２ポートと、これらのポートに第１流路孔及び第２流路孔を通じて連通する弁室と、該弁室内に開口した上記第１流路孔の孔口の回りを取り囲む環状の弁座と、上記弁室内に配設されて該弁座を環状の弁シール部材によって開閉する弁部材と、上記第１ポートからこれらの弁座と弁シール部材とで構成される弁開閉部までの流路を絞るための絞り機構とを有し、
上記絞り機構が、上記第１流路孔の孔口の部分に形成された絞り用孔部と、上記弁部材の前面に形成されてこの絞り用孔部に嵌合する絞り用突部とからなっていて、上記絞り用孔部には、弁室側に向かって次第に孔径が拡大する傾斜部が設けられ、これらの絞り用孔部と絞り用突部とが、上記弁部材が弁座を開放したあと中間の開位置に達するまでの開放初期段階に相互に嵌合することにより、上記弁座の開口面積より小さい流路面積の絞り流路を形成するように構成されていることを特徴とする成膜用真空バルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−６９９４３（Ｐ２００８−６９９４３Ａ）
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２５１７５９（Ｐ２００６−２５１７５９）
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００１０２５１１）ＳＭＣ株式会社 (344)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月２７日（２００８．３．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年９月１５日（２００６．９．１５）
【出願人】（０００１０２５１１）ＳＭＣ株式会社 (344)
【Ｆターム（参考）】
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