| 【発明の名称】 |
バルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】岩田 輝夫
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| 【要約】 |
【課題】従来のバルブは、バルブ本体のガス流路となる部分は防食対策が採られているが、その駆動機構側は勿論のこと、駆動機構側をバルブ本体から遮断するシール機構に関しても何等の防食対策が採られていないため、このシール機構等が腐食性ガスで腐食され、あるいはシール機構等に反応生成物が付着されることによりバルブの動作不良等生じる。
【解決手段】本発明のバルブ１０は、バルブ本体１１内を上下に移動してガス出入口１１Ａを開閉する弁体１２と、この弁体１２を開閉駆動するためにバルブ本体１１の貫通孔１１Ｂを貫通して弁体１２とバルブ本体１１の外側のシリンダ１３を連結するロッド１４と、このロッド１４と貫通孔１１Ｂの間の隙間を閉じるベローズ１５とを備え、弁体１２による流路１１Ａの開放時にバルブ本体１１の内側から貫通孔１１Ｂを閉止する第２の弁体１７をロッド１３に取り付けたことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 腐食性ガス及び／または微粒子を含むガスが流れる配管に配設されるバルブにおいて、バルブ本体と、このバルブ本体内でガス出入口を開閉する弁体と、この弁体を開閉駆動するために上記バルブ本体の貫通孔を貫通して上記弁体と上記バルブ本体外側の駆動機構を連結するロッドと、このロッドと上記貫通孔の間の隙間を閉じるシール機構とを備え、上記弁体による上記流路の開放時に上記バルブ本体の内側から上記貫通孔を閉止する第２の弁体を上記ロッドに取り付けたことを特徴とするバルブ。
【請求項２】 上記シール機構がベローズからなることを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】 上記シール機構がＯリングからなることを特徴とする請求項１に記載のバルブ。
【請求項４】 上記バルブ本体の内面または第２の弁体の上記バルブ本体との接触面に上記貫通孔を遮断するシール部材を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のバルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、腐食性ガス及び／または微粒子を含むガスが流れる配管に配設されるバルブに関し、更に詳しくは、耐食性、機能の持続性等を向上させたバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】生産工場ではガスを給排するために種々のガス配管が敷設されている。そして、ガス配管におけるガスの流量制御には多種類のバルブが用いられている。特に腐食性ガスが流れるガス配管の流路には種々の耐食性材料を用いるなどして様々な防食対策が施されている。
【０００３】例えば、半導体工場においても半導体ウエハ等の被処理体を処理するために多くのプロセスガスが用いられている。例えば、図３は成膜処理やエッチング処理に用いられる処理装置を示す概念図である。図３に示す処理装置は、例えば所定の真空雰囲気下で被処理体に対して所定の処理を行う処理容器１と、処理容器１に接続された複数のガス供給管２及びガス排気管３と、ガス排気管３に取り付けられたバルブ４とを備え、複数のガス供給管２から複数種のプロセスガスを処理容器１内へ供給し、処理容器１内で被処理体Ｗに対して所定の処理を施した後、処理容器１内の未反応ガスや反応副生成物等をガス排気管３から排気し、バルブ４を介して排気流量を制御している。プロセスガスとしては腐食性ガスが用いられることが多いため、処理容器１、ガス導入管２、ガス排出管３及びバルブ４等のガス流路には万全の防食対策が採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のバルブは、一般に、バルブ本体と、バルブ本体内でガス流路を開閉する弁体と、弁体の駆動機構とを備え、バルブ本体のガス流路となる部分は防食対策が採られているが、駆動機構は勿論のこと、駆動機構側をバルブ本体から遮断するシール機構に対しても何等の防食対策が採られていないため、このシール機構がプロセスガスや反応生成物等の腐食性ガスで腐食され、ひいてはこの部分から真空破壊が生じるという課題があった。また、ガス排気管３を流れる副生成物の中にはパーティクルもあり、このパーティクルがシール機構に詰まり、弁体の動作不良を招いたり、真空破壊を招いたりすることがあった。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、バルブ本体を駆動機構側から遮断するシール機構や駆動機構の腐食を確実に防止したり、ガス中に微粒子が含まれている場合にはパーティクルに起因する動作不良を確実に防止することができ、ひいては配管系の真空破壊やガス漏れを生じる虞がないバルブを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載のバルブは、腐食性ガスまたは微粒子を含むガスが流れる配管に配設されるバルブにおいて、バルブ本体と、このバルブ本体内でガス出入口を開閉する弁体と、この弁体を開閉駆動するために上記バルブ本体の貫通孔を貫通して上記弁体と上記バルブ本体外側の駆動機構を連結するロッドと、このロッドと上記貫通孔の間の隙間を閉じるシール機構とを備え、上記弁体による上記流路の開放時に上記バルブ本体の内側から上記貫通孔を閉止する第２の弁体を上記ロッドに取り付けたことを特徴とするものである。
【０００７】また、本発明の請求項２に記載のバルブは、請求項１に記載の発明において、上記シール機構がベローズからなることを特徴とするものである。
【０００８】また、本発明の請求項３に記載のバルブは、請求項１に記載の発明において、上記シール機構がＯリングからなることを特徴とするものである。
【０００９】また、本発明の請求項４に記載のバルブは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記バルブ本体の内面または第２の弁体の上記バルブ本体との接触面に上記貫通孔を遮断するシール部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図１、図２に示す実施形態に基づいて本発明を説明する。本発明のバルブは種々のガス配管に取り付けて使用されるが、本実施形態では例えば図３に示す処理装置のガス排出管に取り付けて使用する場合について説明する。
【００１１】本実施形態のバルブ１０は、図１に示すように、薄い矩形状に形成されたバルブ本体１１と、バルブ本体１１内を上下に移動してガス出入口１１Ａを開閉する弁体１２と、この弁体１２を開閉駆動するためにバルブ本体１１の貫通孔１１Ｂを貫通して弁体１２とバルブ本体１１の外側の駆動機構（本実施形態ではシリンダ）１３を連結するロッド１４と、このロッド１４と貫通孔１１Ｂの間の隙間を閉じるシール機構（本実施形態ではベローズ）１５とを備え、ベローズ１５を介してバルブ本体１１内の気密が保持された仕切弁として構成されている。そして、ベローズ１５はシリンダ１３側に形成された収納部１６内に収納されている。このベローズ１５の上端はロッド１４に連結され、その下端は収納部１６内の取付部材１６Ａに連結されている。
【００１２】しかし、上述のままではベローズ１５はバルブ本体１１内を流れるプロセスガスに曝され、プロセスガスが腐食性ガスであればベローズ１５がプロセスガスによって腐食される。そこで、本実施形態では、バルブ本体１１のガス出入口１１Ａが開放されてプロセスガスがバルブ本体１１内を流れる時にはバルブ本体１１の貫通孔１１Ｂを閉止し、ベローズ１５以遠をバルブ本体１１から遮断し、プロセスガスがベローズ１５側へ到達しないようにしてある。
【００１３】即ち、上記ロッド１４には所定形状のプレートが第２の弁体１７として取り付けられている。第２の弁体１７は弁体１２によってバルブ本体１１のガス出入口１１Ａを開放した時にバルブ本体１１の内面に密着して貫通孔１１Ｂを閉止する位置に取り付けられている。バルブ本体１１の内面には貫通孔１１Ｂを囲む溝１１Ｃが形成され、この溝１１Ｃに対してＯリング１８が装着されている。従って、第２の弁体１７が貫通孔１１Ｂを閉じるとＯリング１８を介してベローズ１５をバルブ本体１１側からより確実に遮断し、プロセスガスがベローズ１５に到達しないようになっている。
【００１４】次に、動作について説明する。処理装置が稼働する時には、まずバルブ１０が閉じた状態で真空引きを行い、バルブ本体１１、ベローズ１５内の大気を排気する。次いで、ガス排出管のバルブ１０を開放する。バルブ１０を開放する時にシリンダ１３が駆動すると、ロッド１４を介して弁体１２が仮想線位置から実線位置まで移動してバルブ本体１１のガス出入口１１Ａを開放すると共に、第２の弁体１７でバルブ本体１１の貫通孔１１Ｂを密閉する。この状態で処理容器内を所定の真空度まで真空引きした後、ガス供給管からプロセスガスを供給し、処理容器内で被処理体Ｗに対して所定の処理を施すと、ガス排出管を介して未反応のプロセスガス、副生成物等のガス及びパーティクルが排気ガスとして排出され、バルブ本体１１内を通過する。
【００１５】この際、バルブ本体１１内が排気ガスで充満してもベローズ１５は第２の弁体１７によってバルブ本体１１から遮断されているため、排気ガスがベローズ１５側に廻り込む虞はない。従って、排気ガス中に腐食性ガスが含まれていてもベローズ１５が腐食される虞はなく、また、反応生成物の付着も発生せず、ひいてはベローズ１５に腐食に起因する真空破壊を生じる虞もなく、況してベローズ１５以遠のシリンダ１３が腐食される虞もない。
【００１６】以上説明したように本実施形態によれば、弁体１２によるガス出入口１１Ａの開放時にバルブ本体１１の内側から貫通孔１１Ｂを閉止する第２の弁体１７をロッド１４に取り付けたため、バルブ本体１１内をガスが流れる時には貫通孔１１Ｂを閉止してベローズ１５をガスから遮断することができ、腐食性ガスが流れる場合にはベローズ１５を防食することができると共に反応生成物の付着を防止することができ、ひいてはガス排出管の真空破壊を防止することができる。また、バルブ本体１１の内面には貫通孔１１Ｂを囲むＯリング１８が装着されているため、第２の弁体１７で貫通孔１１Ｂを閉止した時にＯリング１８を介してバルブ本体１１内をベローズ１５側からより確実に遮断することができる。
【００１７】図２は本発明の他の実施形態のバルブの要部を示す図である。本実施形態のバルブ２０は、図２に示すように、薄い矩形状に形成されたバルブ本体２１と、バルブ本体２１内を上下に移動してガス出入口２１Ａを開閉する弁体２２と、この弁体２２を開閉駆動するためにバルブ本体１１の貫通孔１１Ｂを貫通して弁体２２とバルブ本体２１の外側の駆動機構（図示せず）を連結するロッド２４と、このロッド２４と貫通孔２１Ｂの間の隙間を閉じるシール機構（本実施形態ではＯリング）１５とを備え、Ｏリング２５を介してバルブ本体１１内の気密が保持された仕切弁として構成されている。また、駆動機構側の隔壁２６にはロッド２４が貫通する貫通孔２６Ａが形成されている。この貫通孔２６Ａの内周面には全周に渡って溝２６Ｂが形成され、この溝２６Ｂに上記Ｏリング２５が装着されている。従って、弁体２２で流路２１Ａを開閉操作する時には、ロッド２３がＯリング２５を摺動し、バルブ本体２１内の気密を保持するようになっている。
【００１８】上記ロッド２３には上記実施形態と同様の第２の弁体２７が取り付けられ、弁体２２によってバルブ本体２１のガス出入口２１Ａを開放した時に第２の弁体２７によってバルブ本体２１の貫通孔２１Ｂを閉止するようにしてある。バルブ本体２１には上記実施形態と同様に貫通孔２１Ｂを囲む溝２１Ｃ内にＯリング２８が装着されている。
【００１９】従って、本実施形態においてもバルブ本体２１内が排気ガスで充満してもＯリング２５は第２の弁体２７によってバルブ本体２１から遮断されているため、排気ガスが駆動機構側の隔壁２６の貫通孔２６Ａに到達することがない。従って、排気ガス中に腐食性ガスやパーティクルが含まれていてもＯリング２５が腐食される虞はなく、Ｏリング２５の腐食や反応生成物の付着に起因する真空破壊を生じる虞もない。また、貫通孔２６ＡやＯリング２５にパーティクルが付着しないため、ロッド２３が摺動する際にパーティクルがロッド２３とＯリング２５間に詰まる虞がなく、パーティクルの詰まりに起因する真空破壊や動作不良を生じる虞もない。
【００２０】尚、上記各実施形態ではシリンダ及びロッドを介して弁体を駆動する仕切弁を例に挙げて説明したが、操作用のロッドがバルブ本体を貫通している全てのバルブに対して本発明を適用することができ、また、シリンダ及びロッド以外の駆動機構及び動力伝達機構を用いたバルブについても本発明を適用することができる。また、上記各実施形態では半導体工場の処理装置の減圧下の配管に適用されたバルブについて説明したが、その他、ガスを圧送するガス配管に取り付けられるバルブについて広く適用することができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項４に記載の発明によれば、バルブ本体を駆動機構側から遮断するシール機構や駆動機構の腐食を確実に防止したり、ガス中に微粒子が含まれている場合にはパーティクルに起因する動作不良を確実に防止することができ、ひいては配管系の真空破壊やガス漏れを生じる虞がないバルブを提供することができる。
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| 【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
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| 【出願日】 |
平成１１年６月２日（１９９９．６．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９６９１０
【弁理士】
【氏名又は名称】小原 肇
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３４６２３８（Ｐ２０００−３４６２３８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１２月１５日（２０００．１２．１５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１５５５４０ |
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