JP4319434B2 - ゲートバルブ及び真空容器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス製造用の真空処理装置などにおいて被処理体の搬入出口の開閉に使用されるゲートバルブ、及び、そのゲートバルブを備えた処理室やロードロック室などの真空容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスなどの製造設備の一つとして、真空搬送室の周囲に複数のロードロック室と真空処理室とを配列したクラスタータイプの真空処理装置が知られている。また、真空処理装置の設置スペースを小さくするために、ロードロック室や真空処理室を上下に多段に積層したものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の真空処理装置では、真空環境を維持しながら被処理体の搬入出を行う必要があることから、各室間の境界に気密性を保持するためのゲートバルブを配置している。
【０００４】
図１０は従来の真空処理装置の一例を示す側断面図である。図において、１は搬送室、２は処理室、３はロードロック室である。処理室２及びロードロック室３と搬送室１との境界にはそれぞれゲートバルブ５が設けられ、搬送室１の内部にはワークをロードロック室３と処理室２の間、あるいは、２つの処理室２間で搬送する搬送ロボット６が設けられている。
【０００５】
この種のゲートバルブ５としては、一般に、被処理体の搬入出のための通路を該通路の貫通方向と直交する方向にスライドするバルブプレートで開閉する形式のものが使用されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００１−１６０５７８号公報
【特許文献２】
特開平２−１１３１７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０に示した従来の真空処理装置では、処理室２やロードロック室３などの真空室を上下に多段に積層することで、設置面積を増やさずに、処理室２やロードロック室３の数を増やすようにしている。しかしながら、各真空室を多段に積層した場合、ゲートバルブ５も同じ位置で上下に多段に並ぶことになるため、ゲートバルブ５の駆動系の配置スペースを十分に確保できないおそれがあり、そのため、逆に真空室の積層段数や積層間隔に制約を受けるという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記事情を考慮してなされたもので、バルブ駆動系の配置スペースを広くとらず、上下方向の寸法を極力コンパクトに抑えながら、多数の段数の通路の開閉制御が可能なゲートバルブ及びそのゲートバルブを備えた真空容器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち、請求項１のゲートバルブに係る発明は、前後方向に貫通した通路を上下方向に多段に有するハウジングと、このハウジングの前端面に前記各通路の前端開口毎に設けられたバルブシートと、前記各通路の前端開口を開閉するためにそれぞれ上下方向にスライド自在（移動自在）に設けられ、且つ、閉位置にスライド（移動）した時に前記各通路の前端開口の周囲に確保された前記バルブシートに密着することで各通路を閉鎖する複数のバルブプレートと、これら各バルブプレートを前記通路の開閉のためにそれぞれ個別にスライドさせる駆動機構とを具備しており、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該下から上にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該上から下にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のゲートバルブにおいて、全ての前記通路が、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの下方位置に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１に記載のゲートバルブにおいて、全ての前記通路が、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの上方位置に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載のゲートバルブにおいて、前記各通路を開閉するための前記バルブプレートのスライドストロークが全て等しく設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４のゲートバルブにおいて、前記バルブプレートのスライドストロークが、前記上下方向に隣接する２つの通路の前端開口の中心間距離に略等しく設定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項２〜５のいずれかに記載のゲートバルブにおいて、前記バルブプレートが、その幅方向両端に配した１対のロッドを介して前記駆動機構の昇降動作部に連結されており、１対の前記ロッドの間隔が、前記各通路の開口を通過する被搬送物の幅よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の真空容器に係る発明は、互いに遮断された真空室を上下方向に多段に有する容器本体と、請求項１〜６のいずれかに記載のゲートバルブとから構成される真空容器であって、前記ゲートバルブの各通路をそれぞれ前記各真空室に連通させた状態で、ゲートバルブのハウジングの後端部が前記容器本体に結合されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７の真空容器において、前記ゲートバルブが前記容器本体の２つの側面に一対配置されることで、前記各真空室がロードロック室として構成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項７または８の真空容器において、多段の前記真空室を有する容器本体の少なくとも周壁部分が一体部材として構成され、各段の真空室にそれぞれ連通する排気用または給気用の通路が、前記容器本体の周壁部分に上下に延びる内部通路として形成されており、各上下に延びる内部通路の開口端に排気手段または給気手段が接続可能とされていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基いて詳述する。
図１は本発明の実施の形態のゲートバルブの正面図及び側断面図、図２はその一部の通路を開いている状態を示す縦断面図で、（ａ）は上から第１段目と第３断面の通路を開いている状態を示す図、（ｂ）は第２段目と第４段目の通路を開いている状態を示す図である。また、図３は第１段目と第３断面の通路を開いている状態のゲートバルブの斜め右上前方から見た斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、このゲートバルブ２０は、１つのハウジング２１に、複数のバルブプレート（弁体）２４Ａ〜２４Ｄ及びその駆動機構３０Ａ〜３０Ｄを組み付けて、１ユニット化した多連バルブ構造のものであり、図示しない容器本体と一体化されることで、多段型の処理室やロードロック室などの真空容器を構成することができるものである。
【００２０】
一体構造のハウジング２１には、上下方向に多段（図示例では４段）に、前後方向に貫通した通路２２Ａ〜２２Ｄが互いに平行に形成されている。ハウジング２１の前端面２１ａには、各通路２２Ａ〜２２Ｄに対応させて階段状に段が付いており、各段の端面に、各通路２１Ａ〜２１Ｄの前端開口２３Ａ〜２３Ｄが形成されている。そして、各前端開口２３Ａ〜２３Ｄの周囲に、それぞれバルブシート（弁座）２５Ａ〜２５Ｄが設けられている。バルブシート２５Ａ〜２５Ｄは、シール性を確保するために図示しないシール部材などを備えている。なお、ハウジング２１の後端面２１ｂは単なるフラットな面となっている。
【００２１】
バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄは、各通路２２Ａ〜２２Ｄの前端開口２３Ａ〜２３Ｄをそれぞれ個別に開閉することができるように、各通路２２Ａ〜２２Ｄに対応した枚数だけ設けられており、ハウジング２１の前端面２１ａ側に配設されている。各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄは、通路２２Ａ〜２２Ｄの開閉のためにそれぞれ上下方向にスライド自在（移動自在）に設けられ、閉位置にスライドした時に、各バルブシート２５Ａ〜２５Ｂに密着することで、各通路２２Ａ〜２２Ｄを閉鎖することができるようになっている。
【００２２】
本実施の形態では、全ての通路２２Ａ〜２２Ｄが、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを下から上にスライドさせて（移動させて）閉鎖するものとして構成されており、各バルブシート２５Ａ〜２５Ｄは、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ一定寸法ずつ後退するように順次前後方向に位置をずらして階段状に設けられている。
【００２３】
また、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄは、バルブシート２５Ａ〜２５Ｄの前後方向のずらし量に対応させて、前後方向に位置を一定ピッチずつずらして配置されている。従って、上から１段目のバルブシート２５Ａに密着するバルブプレート２４Ａは最前部に配置され、２段目のバルブシート２５Ｂに密着するバルブプレート２４Ｂは前から２番目に配置され、３段目のバルブシート２５Ｃに密着するバルブプレート２４Ｃは前から３番目に配置され、４段目のバルブシート２５Ｄに密着するバルブプレート２４Ｄは最後部に配置されている。そして、各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを個別にスライドさせるためのエアシリンダ等の駆動機構３０Ａ〜３０Ｄが、ハウジング２１の下方位置に、対応するバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄと同じ順番で配置されている。
【００２４】
ここで、各通路２２Ａ〜２２Ｄを開閉するためのバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄのスライドストローク（移動量）は全て同一に設定されており、従って、同じストロークの同仕様の駆動機構３０Ａ〜３０Ｄが、それぞれハウジング２１の下端のフレーム２９に固定された状態で配置されている。
【００２５】
この場合のバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄのスライドストロークは、上下方向に隣接する２つの通路２２Ａ〜２２Ｄのピッチ（前端開口２３Ａ〜２３Ｄの中心間距離）に略等しく設定されている。
【００２６】
従って、図２（ａ）に示すように、上下に隣接する開口を同時に開けることはできないが、上側のバルブプレートを開けたとき、そのバルブプレートは、そのすぐ下側に隣接するバルブプレートの高さと同じ高さに保持され、更にその下側の開口の位置までは下降しない。よって、１段おきの開口について同時に各バルブプレートを開操作して開くことができ、１段おきの通路に対し被搬送物（被処理体）の出し入れができるようになっている。
【００２７】
例えば、図２（ａ）のように上から１段目と３段目のバルブプレート２４Ａ、２４Ｃを開位置に下降させた場合、その下側に隣接する２段目と４段目のバルブプレート２４Ｂ、２４Ｄの高さレベルに、１段目と３段目のバルブプレート２４Ａ、２４Ｃが保持されるので、その高さの開口２３Ｂ、２３Ｄを同時に開けることはできないが、１段目と３段目の開口２３Ａ、２３Ｃは同時に開けることができる。
【００２８】
同様に、図２（ｂ）のように上から２段目と４段目のバルブプレート２４Ｂ、２４Ｄを開位置に下降させた場合、２段目の下側に隣接する３段目のバルブプレート２４Ｃの高さレベルに、２段目のバルブプレート２４Ｂが保持されるので、その高さの開口２３Ｃを同時に開けることはできないが、２段目と４段目の開口２３Ｂ、２３Ｄは同時に開けることができる。
【００２９】
従って、１段おきの開口２３Ａ〜２３Ｄについて、同時に各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを開操作して開くことができ、１段おきの通路２２Ａ〜２２Ｄに対して被搬送物の出し入れができる。
【００３０】
このように、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの動作ストロークを、通路２２Ａ〜２２Ｄの開口２３Ａ〜２３Ｄの１ピッチ分に略相当する寸法に設定したことにより、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動機構３０Ａ〜３０Ｄの寸法を最小にすることができ、ゲートバルブ２０全体のコンパクト化に寄与することができるようになる。
【００３１】
また、図１（ａ）、図３に示すように、前側３枚のバルブプレート２４Ａ〜２４Ｃは、各昇降フレーム２６（図３参照）を介して駆動機構３０Ａ〜３０Ｃの伸縮ロッドの先端に連結されている。昇降フレーム２６は、駆動機構３０Ａ〜３０Ｄの伸縮ロッドの上端に連結された水平バー２６ａ〜２６ｃと、その長さ方向の両端に立設され、各上端が各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｃの幅方向両端に連結された一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃとからなるもので、一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃの間隔が、各開口２３Ａ〜２３Ｄを通過する被搬送物の幅よりも大きく設定されている。
【００３２】
これは、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを昇降させるための昇降フレーム２６（特にロッド２６Ａ〜２６Ｃ）が、他の開口２３Ａ〜２３Ｄに対して出し入れする被搬送物の邪魔にならないようにするためである。つまり、一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃ間の空間を利用して、下側の開口２３Ｂ〜２３Ｄに対しての被搬送物の出し入れができるようにするためである。また、このように一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃ間を通して被搬送物を搬入出できる状態を確保しながら、一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃでバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを片寄りなく、安定な姿勢でスライドさせることができるようにするためである。
【００３３】
ゲートバルブ２０は以上のように構成されているので、次のような作用効果が得られる。
まず、各通路２２Ａ〜２２Ｄを開閉するバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを、前後方向にずらした位置でスライドさせるようにしているので、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄ同士の干渉やバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動系同士の干渉を避けながら、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを上下方向に小さい間隔で配置し、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動系のスペースを略同じ高さレベルで前後方向に重ねて配置することができる。
【００３４】
従って、各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄによって開閉する通路２２Ａ〜２２Ｄの上下間隔も、それに応じて狭く設定することができるし、また、各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動機構３０Ａ〜３０Ｄの高さも揃えることができ、多数のバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを有する多連構造のゲートバルブ２０を、上下方向寸法のコンパクトな１つのユニットとして構成することができる。
【００３５】
次に、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの可動部分を全て各通路２２Ａ〜２２Ｄの開口２３Ａ〜２３Ｄの下側に配置しているので、可動部分から発生したパーティクルが被搬送物の移動領域へ到達するのを極力回避することができる。
【００３６】
しかも、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように各段のバルブシート２５Ａ〜２５Ｄを配置しているので、たとえ上段のバルブシート２５Ａ〜２５Ｃの近辺からパーティクルが下方に落ちたとしても、そのまま更に下方へ落下するだけであり、下段側の開口２３Ｂ〜２３Ｄの周辺に入り込みにくくなる。従って、パーティクル対策上において良好な成果を得ることが可能となり、パーティクルの影響を回避しながら、通路２２Ａ〜２２Ｄや各通路２２Ａ〜２２Ｄに連通する真空室を多段に積層することができるようになる。
【００３７】
なお、上記の実施の形態では、全ての通路２２Ａ〜２２Ｄを、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを下から上にスライドさせて閉鎖するものとして構成した場合について示したが、全ての通路２２Ａ〜２２Ｄを、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを上から下にスライドさせて閉鎖するものとして構成することもできる。
【００３８】
そのようなゲートバルブは、図１のゲートバルブ２０の上下を逆にしたものである。即ち、そのゲートバルブでは、全ての通路２２Ａ〜２２Ｄが、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを上から下にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路２２Ａ〜２２Ｄのバルブシート２５Ａ〜２５Ｄが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数のバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄが、バルブシート２５Ａ〜２５Ｄの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動機構３０Ａ〜３０Ｄがハウジング２１の上方位置に配置されている。
【００３９】
このように駆動機構３０Ａ〜３０Ｄが上側に配置されたゲートバルブの場合、ハウジング２１の下部空間の有効利用を図ることができるため、例えばメンテナンスがやりやすくなる等の利点が得られる。
【００４０】
次に、前記のゲートバルブ２０と容器本体５０とを一体化して構成した真空容器について説明する。特にここでは、２つの側面に一対のゲートバルブ２０を配置して構成したロードロック装置１００について説明する。
【００４１】
図４はロードロック装置１００の縦断面図、図５は水平断面図である。
このロードロック装置（真空容器）１００は、互いに遮断されたロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄを上下方向に多段（ここではゲートバルブ２と同数の４段）に有する容器本体５０と、その前後方向の両端に設けられた一対のゲートバルブ２０とから構成された１つのユニットである。使用するゲートバルブ２０の構造は前述したものと同じである。
【００４２】
容器本体５０は、周壁を含めた主体部分を一体に製作した箱形の本体ケーシング５５と、その本体ケーシング５５に後付けされた数枚の盤材５６、５７とから構成されている。各段のロードロック室５２Ａ〜５２Ｄは、本体ケーシング５５の高さ方向中段に一体に形成された棚壁５８を中心にして各盤材５６、５７を上下対象に配置することで、棚壁５８と盤材５７の間、及び、２枚の盤材５７、５６の間にそれぞれ形成されている。
【００４３】
本体ケーシング５５の内部には、高さ方向に一定間隔で水平壁５５ａ〜５５ｅが形成されており、その高さ方向の中段の水平壁５５ｃが前記棚壁５８として構成され、他の水平壁５５ａ、５５ｂ、５５ｄ、５５ｅに形成された開口５５ｆ、５５ｇにそれぞれ前記盤材５６、５７が嵌め込まれている。
【００４４】
最上段の盤材５６は蓋の役目を果たし、他の盤材５６、５７の上面及び棚壁５８の上面が、被処理体（例えば半導体ウエハ）を載置する面として構成されている。これらの面には、例えば被処理体である基板を支持するためのピン５９が突設されている。
【００４５】
各ロードロック室５２Ａ〜５５Ｄは前後方向に貫通しており、それら各ロードロック室５２Ａ〜５５Ｄに各通路２２Ａ〜２２Ｄを連通させた状態で、ゲートバルブ２０のハウジング２１の後端部が容器本体５０の前後端面に結合されることにより、ロードロック装置１００が構成されている。
【００４６】
このロードロック装置１００によれば、ゲートバルブ２０の各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの開閉操作により、各ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄに対して個別に被処理体の出し入れを行うことができる。
【００４７】
このように、多段構造のロードロック室５２Ａ〜５５Ｄを有する容器本体５０に、前述の上下方向寸法のコンパクト化を図った多段構造のゲートバルブ２０を一体化したことにより、ゲートバルブ２０側の寸法に特別な制約を受けることなく、ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄの上下方向の間隔をできるだけ小さくすることができる。従って、上下方向のコンパクト化を図りながら、ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄの積層段数を増やすこともできるし、また、ロードロック室の上下寸法の縮小により、真空引き時間の短縮も可能となる。
【００４８】
なお、図４の例では、容器本体に一対のゲートバルブを取り付けたロードロック装置の場合を示したが、容器本体の片方の側面だけに１個のゲートバルブを取り付けて、真空処理容器として構成してもよい。
【００４９】
図６はゲートバルブにおけるバルブシート２５Ａ〜２５Ｄとバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの関係を拡大して示している。バルブシート２５Ａ〜２５Ｄとバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの当たり面２４ｐは、閉鎖時の密閉性を確保するために、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄのスライド方向（直動方向）に対して斜めの面で構成されており、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを閉鎖方向に直動させてバルブシート２５Ａ〜２５Ｄに当てたとき、傾斜した面同士が強く当たって高い密閉性を保つようになっている。また、特許文献２に示されるバルブプレートを用いることもできる。また、上下方向のスライド動作と水平動作とによって開口を開閉する方式のバルブプレートを用いてもよい。
【００５０】
図７はクラスタータイプのマルチチャンバ型の真空処理装置の平面レイアウトを示している。この真空処理装置では、中央の真空搬送室１０１の周囲に、前述のゲートバルブ２０を装備した複数の処理室１２０と図４に示したロードロック装置１００とが接続されており、搬送室１０１に搬送ロボット１１０が装備されている。この場合、真空搬送室１０１の周囲に設けられたゲートバルブ２０の駆動機構３０Ａ〜３０Ｄの各ロッドの周囲はベローズ等により気密に保たれるのは勿論である。
【００５１】
ところで、上述のロードロック装置等の真空容器を構成する場合、各ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄに対して真空排気やガス供給を行うための給排気系の通路を接続する必要がある。従来の別チャンバ形式の真空処理装置の場合は、例えば各ロードロック室が互いに離れた位置にあるので、外部配管で給排気通路を構成するのが通例であったが、本発明の実施形態のように、１つの容器本体の内部に複数段のロードロック室（真空室）を形成する場合は、各真空室に配管をそれぞれ接続すると、配管部品の数が増えてコスト高になる上、配管レイアウトが難しくなる。
【００５２】
そこで、図８、図９にそれぞれ示す例では、容器本体に、内部通路としてそれらの給排気系の通路を形成し、真空容器周辺での外部配管を無くしている。図８は穴開け加工により内部通路を形成した例、図９は鋳造により内部通路を一体に形成した例を示している。
【００５３】
図８において、容器本体の本体ケーシング２２１には多段のロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄが形成されている。本体ケーシング２２１の少なくとも周壁部分は一体部材として構成されており、その周壁部分に、各段のロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄにそれぞれ連通する排気用の通路が上下に延びる内部通路２３１Ａ〜２３１Ｄとして形成されている。各内部通路２３１Ａ〜２３１Ｄは、互いに連通する縦孔２３２及び横孔２３３によって形成され、縦孔２３２は本体ケーシング２２１の下面から横孔２３３に交わる位置まで穿設され、横孔２３３は本体ケーシング２２１の外側面から各ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄに達するまで穿設されている。そして、横孔２３３の開口を閉塞材２３４で塞ぎ、縦孔２３２の下端開口にマニホールド２３５を取り付けることで、外部の真空排気手段と接続できるようになっている。また、給気用の通路（不図示）も上記排気用の通路と同様にして設けられる。
【００５４】
また、図９に示す容器本体の本体ケーシング３２１は鋳造で一体品として製作され、本体ケーシング３２１には多段のロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄが形成されている。被処理体の載る棚板３２５の上面、ゲートバルブを結合するフランジ３２８の取付面３３０、図示略の蓋盤の嵌合孔３２６を有した天板３２７の上面などは研磨仕上されている。その他の不要な面は鋳肌３６０のまま残されている。そして、この本体ケーシング３２１の周壁部に、外側に出っ張るようにして、各段のロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄにそれぞれ連通する排気用（給気用）の通路が、上下に延びる内部通路３３１Ａ〜３３１Ｄとして形成され、各内部通路３３１Ａ〜３３１Ｄの下端開口にマニホールド３５０が設けられ、そこに外部の真空排気手段（ガス供給手段）と接続できるようになっている。
【００５５】
このように各ロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄに連通する給排気用の通路を、一体部材である容器本体（本体ケーシング２２１、３２１）の周壁部分の内部通路２３１Ａ〜２３１Ｄ、３３１Ａ〜３３１Ｄとして形成したので、給排気手段に繋がる配管をまとめて内部通路の開口端に接続することにより、給排気系の組み立てを完了することができる。従って、外部配管の取り回しの面倒を軽減することができ、配管部品コストの低下、配管レイアウトの容易化、シール箇所の減数によるリーク可能性の低減を図ることができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、図１に示した実施の形態では、ゲートバルブ２０のハウジング２１を一体物として形成しているが、少なくとも１つの通路を有する小ハウジングを複数個段積みして結合することにより、多数の小ハウジングの集合で１個のハウジングを構成しても良い。
【００５７】
また、図４の実施の形態では、ゲートバルブ２０のハウジング２１と容器本体５０の本体ケーシング５５とを別体に形成しているが、一体構造品として製作しても良い。通路２２Ａ〜２２Ｄの段数は２段以上であれば何段でも良い。また、１個または２個のゲートバルブを容器本体に取り付けて構成した真空容器に、加熱装置や冷却装置等を組み込めば、加熱室、冷却室として使用することもできる。被搬送物（被処理体）としては、ＬＣＤ基板等であってもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）請求項１のゲートバルブの発明によれば、前後方向に貫通した通路を上下方向に多段に有するハウジングと、このハウジングの前端面に前記各通路の前端開口毎に設けられたバルブシートと、前記各通路の前端開口を開閉するためにそれぞれ上下方向にスライド自在に設けられ、且つ、閉位置にスライドした時に前記各通路の前端開口の周囲に確保された前記バルブシートに密着することで各通路を閉鎖する複数のバルブプレートと、これら各バルブプレートを前記通路の開閉のためにそれぞれ個別にスライドさせる駆動機構とを具備しており、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該下から上にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該上から下にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置されているため、上下方向寸法のコンパクトな多連構造のゲートバルブとすることができる。従って、ゲートバルブ側の寸法に制約を受けることなく、処理室やロードロック室などの真空室の上下方向の間隔をできるだけ小さくすることができ、真空室の積層段数を増やすことが可能となる。
【００５９】
（２）請求項２の発明によれば、請求項１に記載のゲートバルブにおいて、全ての前記通路が、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの下方位置に配置されているため、パーティクル対策上において良好な成果を得ながら、通路や真空室の多段積層化が可能となる。
【００６０】
（３）請求項３の発明によれば、請求項１に記載のゲートバルブにおいて、全ての前記通路が、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの上方位置に配置されているため、ハウジングの下部空間の有効利用を図ることができ、例えばメンテナンスがやりやすくなる等の利点が得られる。
【００６１】
（４）請求項４の発明によれば、請求項２または３に記載のゲートバルブにおいて、前記各通路を開閉するための前記バルブプレートのスライドストロークが全て等しく設定されているため、同じ型の駆動機構を使用することができ、コスト削減が図れる。
【００６２】
（５）請求項５の発明によれば、請求項４のゲートバルブにおいて、前記バルブプレートのスライドストロークが、前記上下方向に隣接する２つの通路の前端開口の中心間距離に略等しく設定されているため、バルブプレートの駆動機構の寸法を最小にすることができ、ゲートバルブ全体のコンパクト化を図ることができる。また、同時に複数の通路を開くことも可能であり、そうした場合、複数の通路に対する被搬送物の出し入れを同時に進めることもできる。
【００６３】
（６）請求項６の発明によれば、請求項２〜５のいずれかに記載のゲートバルブにおいて、前記バルブプレートが、その幅方向両端に配した１対のロッドを介して前記駆動機構の昇降動作部に連結されており、１対の前記ロッドの間隔が、前記各通路の開口を通過する被搬送物の幅よりも大きく設定されているため、ロッドが他の開口に対して出し入れする被搬送物の邪魔にならない。また、ロッド間を通して被搬送物を搬入出できる状態を確保しながら、一対のロッドでバルブプレートを昇降させるので、バルブプレートを片寄りなく、安定姿勢でスライドさせることができる。
【００６４】
（７）請求項７の真空容器の発明によれば、互いに遮断された真空室を上下方向に多段に有する容器本体と、請求項１〜６のいずれかに記載のゲートバルブとから構成される真空容器であって、前記ゲートバルブの各通路をそれぞれ前記各真空室に連通させた状態で、ゲートバルブのハウジングの後端部が前記容器本体に結合されているため、各バルブプレートの開閉操作により、各真空室に対して個別に被搬送物の出し入れを行うことができる。
【００６５】
（８）請求項８の発明によれば、請求項７の真空容器において、前記ゲートバルブが前記容器本体の２つの側面に一対配置されることで、前記各真空室がロードロック室として構成されているため、多段のロードロック室を有するロードロック装置として機能させることができる。
【００６６】
（９）請求項９の発明によれば、請求項７または８の真空容器において、多段の前記真空室を有する容器本体の少なくとも周壁部分が一体部材として構成され、各段の真空室にそれぞれ連通する排気用または給気用の通路が、前記容器本体の周壁部分に上下に延びる内部通路として形成されており、各上下に延びる内部通路の開口端に排気手段または給気手段が接続可能とされているため、給排気手段に繋がる配管をまとめて前記内部通路の開口端に接続することにより、給排気系の組み立てを完了することができる。従って、外部配管の取り回しの面倒を軽減することができ、配管部品コストの低下、配管レイアウトの容易化、シール箇所の減数によるリーク可能性の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のゲートバルブの構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図である
【図２】前記ゲートバルブの一部の通路を開いている状態を示す縦断面図で、（ａ）は上から第１段目と第３断面の通路を開いている状態を示す図、（ｂ）は第２段目と第４段目の通路を開いている状態を示す図である。
【図３】前記ゲートバルブの第１段目と第３断面の通路を開いている状態の斜め右上前方から見た斜視図である。
【図４】前記ゲートバルブを容器本体に一対結合して構成したロードロック装置の縦断面図である。
【図５】前記ロードロック装置の平断面図である。
【図６】前記ゲートバルブのバルブプレートとバルブシートの関係を拡大して示す縦断面図である。
【図７】前記ゲートバルブを使用した真空処理装置の例を示す平面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の構成要素である容器本体の斜視図である。
【図９】本発明の更に他の実施の形態の構成要素である容器本体の斜視図である。
【図１０】従来の真空処理装置の側面図である。
【符号の説明】
２０ ゲートバルブ
２１ ハウジング
２１ａ 前端面
２１ｂ 後端面
２２Ａ〜２２Ｄ 通路
２３Ａ〜２３Ｄ 前端開口
２４Ａ〜２４Ｄ バルブプレート
２５Ａ〜２５Ｄ バルブシート
２６ 昇降フレーム
２６ａ〜２６ｃ 水平バー
２６Ａ〜２６Ｃ ロッド
３０Ａ〜３０Ｄ 駆動機構
５０ 容器本体
５２Ａ〜５２Ｄ ロードロック室（真空室）
１００ ロードロック装置
２３１Ａ〜２３１Ｄ 内部通路
３３１Ａ〜３３１Ｄ 内部通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス製造用の真空処理装置などにおいて被処理体の搬入出口の開閉に使用されるゲートバルブ、及び、そのゲートバルブを備えた処理室やロードロック室などの真空容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体デバイスなどの製造設備の一つとして、真空搬送室の周囲に複数のロードロック室と真空処理室とを配列したクラスタータイプの真空処理装置が知られている。また、真空処理装置の設置スペースを小さくするために、ロードロック室や真空処理室を上下に多段に積層したものも知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の真空処理装置では、真空環境を維持しながら被処理体の搬入出を行う必要があることから、各室間の境界に気密性を保持するためのゲートバルブを配置している。
【０００４】
図１０は従来の真空処理装置の一例を示す側断面図である。図において、１は搬送室、２は処理室、３はロードロック室である。処理室２及びロードロック室３と搬送室１との境界にはそれぞれゲートバルブ５が設けられ、搬送室１の内部にはワークをロードロック室３と処理室２の間、あるいは、２つの処理室２間で搬送する搬送ロボット６が設けられている。
【０００５】
この種のゲートバルブ５としては、一般に、被処理体の搬入出のための通路を該通路の貫通方向と直交する方向にスライドするバルブプレートで開閉する形式のものが使用されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２００１−１６０５７８号公報
【特許文献２】
特開平２−１１３１７８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１０に示した従来の真空処理装置では、処理室２やロードロック室３などの真空室を上下に多段に積層することで、設置面積を増やさずに、処理室２やロードロック室３の数を増やすようにしている。しかしながら、各真空室を多段に積層した場合、ゲートバルブ５も同じ位置で上下に多段に並ぶことになるため、ゲートバルブ５の駆動系の配置スペースを十分に確保できないおそれがあり、そのため、逆に真空室の積層段数や積層間隔に制約を受けるという問題があった。
【０００８】
本発明は、前記事情を考慮してなされたもので、バルブ駆動系の配置スペースを広くとらず、上下方向の寸法を極力コンパクトに抑えながら、多数の段数の通路の開閉制御が可能なゲートバルブ及びそのゲートバルブを備えた真空容器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち、請求項１のゲートバルブに係る発明は、前後方向に貫通した通路を上下方向に多段に有するハウジングと、このハウジングの前端面に前記各通路の前端開口毎に設けられたバルブシートと、前記各通路の前端開口を開閉するためにそれぞれ上下方向にスライド自在（移動自在）に設けられ、且つ、閉位置にスライド（移動）した時に前記各通路の前端開口の周囲に確保された前記バルブシートに密着することで各通路を閉鎖する複数のバルブプレートと、これら各バルブプレートを前記通路の開閉のためにそれぞれ個別にスライドさせる駆動機構とを具備しており、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該下から上にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該上から下にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のゲートバルブにおいて、全ての前記通路が、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの下方位置に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１に記載のゲートバルブにおいて、全ての前記通路が、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの上方位置に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項２または３に記載のゲートバルブにおいて、前記各通路を開閉するための前記バルブプレートのスライドストロークが全て等しく設定されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４のゲートバルブにおいて、前記バルブプレートのスライドストロークが、前記上下方向に隣接する２つの通路の前端開口の中心間距離に略等しく設定されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項２〜５のいずれかに記載のゲートバルブにおいて、前記バルブプレートが、その幅方向両端に配した１対のロッドを介して前記駆動機構の昇降動作部に連結されており、１対の前記ロッドの間隔が、前記各通路の開口を通過する被搬送物の幅よりも大きく設定されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項７の真空容器に係る発明は、互いに遮断された真空室を上下方向に多段に有する容器本体と、請求項１〜６のいずれかに記載のゲートバルブとから構成される真空容器であって、前記ゲートバルブの各通路をそれぞれ前記各真空室に連通させた状態で、ゲートバルブのハウジングの後端部が前記容器本体に結合されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７の真空容器において、前記ゲートバルブが前記容器本体の２つの側面に一対配置されることで、前記各真空室がロードロック室として構成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項７または８の真空容器において、多段の前記真空室を有する容器本体の少なくとも周壁部分が一体部材として構成され、各段の真空室にそれぞれ連通する排気用または給気用の通路が、前記容器本体の周壁部分に上下に延びる内部通路として形成されており、各上下に延びる内部通路の開口端に排気手段または給気手段が接続可能とされていることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基いて詳述する。
図１は本発明の実施の形態のゲートバルブの正面図及び側断面図、図２はその一部の通路を開いている状態を示す縦断面図で、（ａ）は上から第１段目と第３断面の通路を開いている状態を示す図、（ｂ）は第２段目と第４段目の通路を開いている状態を示す図である。また、図３は第１段目と第３断面の通路を開いている状態のゲートバルブの斜め右上前方から見た斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、このゲートバルブ２０は、１つのハウジング２１に、複数のバルブプレート（弁体）２４Ａ〜２４Ｄ及びその駆動機構３０Ａ〜３０Ｄを組み付けて、１ユニット化した多連バルブ構造のものであり、図示しない容器本体と一体化されることで、多段型の処理室やロードロック室などの真空容器を構成することができるものである。
【００２０】
一体構造のハウジング２１には、上下方向に多段（図示例では４段）に、前後方向に貫通した通路２２Ａ〜２２Ｄが互いに平行に形成されている。ハウジング２１の前端面２１ａには、各通路２２Ａ〜２２Ｄに対応させて階段状に段が付いており、各段の端面に、各通路２１Ａ〜２１Ｄの前端開口２３Ａ〜２３Ｄが形成されている。そして、各前端開口２３Ａ〜２３Ｄの周囲に、それぞれバルブシート（弁座）２５Ａ〜２５Ｄが設けられている。バルブシート２５Ａ〜２５Ｄは、シール性を確保するために図示しないシール部材などを備えている。なお、ハウジング２１の後端面２１ｂは単なるフラットな面となっている。
【００２１】
バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄは、各通路２２Ａ〜２２Ｄの前端開口２３Ａ〜２３Ｄをそれぞれ個別に開閉することができるように、各通路２２Ａ〜２２Ｄに対応した枚数だけ設けられており、ハウジング２１の前端面２１ａ側に配設されている。各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄは、通路２２Ａ〜２２Ｄの開閉のためにそれぞれ上下方向にスライド自在（移動自在）に設けられ、閉位置にスライドした時に、各バルブシート２５Ａ〜２５Ｂに密着することで、各通路２２Ａ〜２２Ｄを閉鎖することができるようになっている。
【００２２】
本実施の形態では、全ての通路２２Ａ〜２２Ｄが、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを下から上にスライドさせて（移動させて）閉鎖するものとして構成されており、各バルブシート２５Ａ〜２５Ｄは、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ一定寸法ずつ後退するように順次前後方向に位置をずらして階段状に設けられている。
【００２３】
また、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄは、バルブシート２５Ａ〜２５Ｄの前後方向のずらし量に対応させて、前後方向に位置を一定ピッチずつずらして配置されている。従って、上から１段目のバルブシート２５Ａに密着するバルブプレート２４Ａは最前部に配置され、２段目のバルブシート２５Ｂに密着するバルブプレート２４Ｂは前から２番目に配置され、３段目のバルブシート２５Ｃに密着するバルブプレート２４Ｃは前から３番目に配置され、４段目のバルブシート２５Ｄに密着するバルブプレート２４Ｄは最後部に配置されている。そして、各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを個別にスライドさせるためのエアシリンダ等の駆動機構３０Ａ〜３０Ｄが、ハウジング２１の下方位置に、対応するバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄと同じ順番で配置されている。
【００２４】
ここで、各通路２２Ａ〜２２Ｄを開閉するためのバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄのスライドストローク（移動量）は全て同一に設定されており、従って、同じストロークの同仕様の駆動機構３０Ａ〜３０Ｄが、それぞれハウジング２１の下端のフレーム２９に固定された状態で配置されている。
【００２５】
この場合のバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄのスライドストロークは、上下方向に隣接する２つの通路２２Ａ〜２２Ｄのピッチ（前端開口２３Ａ〜２３Ｄの中心間距離）に略等しく設定されている。
【００２６】
従って、図２（ａ）に示すように、上下に隣接する開口を同時に開けることはできないが、上側のバルブプレートを開けたとき、そのバルブプレートは、そのすぐ下側に隣接するバルブプレートの高さと同じ高さに保持され、更にその下側の開口の位置までは下降しない。よって、１段おきの開口について同時に各バルブプレートを開操作して開くことができ、１段おきの通路に対し被搬送物（被処理体）の出し入れができるようになっている。
【００２７】
例えば、図２（ａ）のように上から１段目と３段目のバルブプレート２４Ａ、２４Ｃを開位置に下降させた場合、その下側に隣接する２段目と４段目のバルブプレート２４Ｂ、２４Ｄの高さレベルに、１段目と３段目のバルブプレート２４Ａ、２４Ｃが保持されるので、その高さの開口２３Ｂ、２３Ｄを同時に開けることはできないが、１段目と３段目の開口２３Ａ、２３Ｃは同時に開けることができる。
【００２８】
同様に、図２（ｂ）のように上から２段目と４段目のバルブプレート２４Ｂ、２４Ｄを開位置に下降させた場合、２段目の下側に隣接する３段目のバルブプレート２４Ｃの高さレベルに、２段目のバルブプレート２４Ｂが保持されるので、その高さの開口２３Ｃを同時に開けることはできないが、２段目と４段目の開口２３Ｂ、２３Ｄは同時に開けることができる。
【００２９】
従って、１段おきの開口２３Ａ〜２３Ｄについて、同時に各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを開操作して開くことができ、１段おきの通路２２Ａ〜２２Ｄに対して被搬送物の出し入れができる。
【００３０】
このように、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの動作ストロークを、通路２２Ａ〜２２Ｄの開口２３Ａ〜２３Ｄの１ピッチ分に略相当する寸法に設定したことにより、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動機構３０Ａ〜３０Ｄの寸法を最小にすることができ、ゲートバルブ２０全体のコンパクト化に寄与することができるようになる。
【００３１】
また、図１（ａ）、図３に示すように、前側３枚のバルブプレート２４Ａ〜２４Ｃは、各昇降フレーム２６（図３参照）を介して駆動機構３０Ａ〜３０Ｃの伸縮ロッドの先端に連結されている。昇降フレーム２６は、駆動機構３０Ａ〜３０Ｄの伸縮ロッドの上端に連結された水平バー２６ａ〜２６ｃと、その長さ方向の両端に立設され、各上端が各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｃの幅方向両端に連結された一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃとからなるもので、一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃの間隔が、各開口２３Ａ〜２３Ｄを通過する被搬送物の幅よりも大きく設定されている。
【００３２】
これは、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを昇降させるための昇降フレーム２６（特にロッド２６Ａ〜２６Ｃ）が、他の開口２３Ａ〜２３Ｄに対して出し入れする被搬送物の邪魔にならないようにするためである。つまり、一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃ間の空間を利用して、下側の開口２３Ｂ〜２３Ｄに対しての被搬送物の出し入れができるようにするためである。また、このように一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃ間を通して被搬送物を搬入出できる状態を確保しながら、一対のロッド２６Ａ〜２６Ｃでバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを片寄りなく、安定な姿勢でスライドさせることができるようにするためである。
【００３３】
ゲートバルブ２０は以上のように構成されているので、次のような作用効果が得られる。
まず、各通路２２Ａ〜２２Ｄを開閉するバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを、前後方向にずらした位置でスライドさせるようにしているので、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄ同士の干渉やバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動系同士の干渉を避けながら、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを上下方向に小さい間隔で配置し、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動系のスペースを略同じ高さレベルで前後方向に重ねて配置することができる。
【００３４】
従って、各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄによって開閉する通路２２Ａ〜２２Ｄの上下間隔も、それに応じて狭く設定することができるし、また、各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動機構３０Ａ〜３０Ｄの高さも揃えることができ、多数のバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを有する多連構造のゲートバルブ２０を、上下方向寸法のコンパクトな１つのユニットとして構成することができる。
【００３５】
次に、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの可動部分を全て各通路２２Ａ〜２２Ｄの開口２３Ａ〜２３Ｄの下側に配置しているので、可動部分から発生したパーティクルが被搬送物の移動領域へ到達するのを極力回避することができる。
【００３６】
しかも、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように各段のバルブシート２５Ａ〜２５Ｄを配置しているので、たとえ上段のバルブシート２５Ａ〜２５Ｃの近辺からパーティクルが下方に落ちたとしても、そのまま更に下方へ落下するだけであり、下段側の開口２３Ｂ〜２３Ｄの周辺に入り込みにくくなる。従って、パーティクル対策上において良好な成果を得ることが可能となり、パーティクルの影響を回避しながら、通路２２Ａ〜２２Ｄや各通路２２Ａ〜２２Ｄに連通する真空室を多段に積層することができるようになる。
【００３７】
なお、上記の実施の形態では、全ての通路２２Ａ〜２２Ｄを、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを下から上にスライドさせて閉鎖するものとして構成した場合について示したが、全ての通路２２Ａ〜２２Ｄを、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを上から下にスライドさせて閉鎖するものとして構成することもできる。
【００３８】
そのようなゲートバルブは、図１のゲートバルブ２０の上下を逆にしたものである。即ち、そのゲートバルブでは、全ての通路２２Ａ〜２２Ｄが、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを上から下にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路２２Ａ〜２２Ｄのバルブシート２５Ａ〜２５Ｄが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数のバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄが、バルブシート２５Ａ〜２５Ｄの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの駆動機構３０Ａ〜３０Ｄがハウジング２１の上方位置に配置されている。
【００３９】
このように駆動機構３０Ａ〜３０Ｄが上側に配置されたゲートバルブの場合、ハウジング２１の下部空間の有効利用を図ることができるため、例えばメンテナンスがやりやすくなる等の利点が得られる。
【００４０】
次に、前記のゲートバルブ２０と容器本体５０とを一体化して構成した真空容器について説明する。特にここでは、２つの側面に一対のゲートバルブ２０を配置して構成したロードロック装置１００について説明する。
【００４１】
図４はロードロック装置１００の縦断面図、図５は水平断面図である。
このロードロック装置（真空容器）１００は、互いに遮断されたロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄを上下方向に多段（ここではゲートバルブ２と同数の４段）に有する容器本体５０と、その前後方向の両端に設けられた一対のゲートバルブ２０とから構成された１つのユニットである。使用するゲートバルブ２０の構造は前述したものと同じである。
【００４２】
容器本体５０は、周壁を含めた主体部分を一体に製作した箱形の本体ケーシング５５と、その本体ケーシング５５に後付けされた数枚の盤材５６、５７とから構成されている。各段のロードロック室５２Ａ〜５２Ｄは、本体ケーシング５５の高さ方向中段に一体に形成された棚壁５８を中心にして各盤材５６、５７を上下対象に配置することで、棚壁５８と盤材５７の間、及び、２枚の盤材５７、５６の間にそれぞれ形成されている。
【００４３】
本体ケーシング５５の内部には、高さ方向に一定間隔で水平壁５５ａ〜５５ｅが形成されており、その高さ方向の中段の水平壁５５ｃが前記棚壁５８として構成され、他の水平壁５５ａ、５５ｂ、５５ｄ、５５ｅに形成された開口５５ｆ、５５ｇにそれぞれ前記盤材５６、５７が嵌め込まれている。
【００４４】
最上段の盤材５６は蓋の役目を果たし、他の盤材５６、５７の上面及び棚壁５８の上面が、被処理体（例えば半導体ウエハ）を載置する面として構成されている。これらの面には、例えば被処理体である基板を支持するためのピン５９が突設されている。
【００４５】
各ロードロック室５２Ａ〜５５Ｄは前後方向に貫通しており、それら各ロードロック室５２Ａ〜５５Ｄに各通路２２Ａ〜２２Ｄを連通させた状態で、ゲートバルブ２０のハウジング２１の後端部が容器本体５０の前後端面に結合されることにより、ロードロック装置１００が構成されている。
【００４６】
このロードロック装置１００によれば、ゲートバルブ２０の各バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの開閉操作により、各ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄに対して個別に被処理体の出し入れを行うことができる。
【００４７】
このように、多段構造のロードロック室５２Ａ〜５５Ｄを有する容器本体５０に、前述の上下方向寸法のコンパクト化を図った多段構造のゲートバルブ２０を一体化したことにより、ゲートバルブ２０側の寸法に特別な制約を受けることなく、ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄの上下方向の間隔をできるだけ小さくすることができる。従って、上下方向のコンパクト化を図りながら、ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄの積層段数を増やすこともできるし、また、ロードロック室の上下寸法の縮小により、真空引き時間の短縮も可能となる。
【００４８】
なお、図４の例では、容器本体に一対のゲートバルブを取り付けたロードロック装置の場合を示したが、容器本体の片方の側面だけに１個のゲートバルブを取り付けて、真空処理容器として構成してもよい。
【００４９】
図６はゲートバルブにおけるバルブシート２５Ａ〜２５Ｄとバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの関係を拡大して示している。バルブシート２５Ａ〜２５Ｄとバルブプレート２４Ａ〜２４Ｄの当たり面２４ｐは、閉鎖時の密閉性を確保するために、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄのスライド方向（直動方向）に対して斜めの面で構成されており、バルブプレート２４Ａ〜２４Ｄを閉鎖方向に直動させてバルブシート２５Ａ〜２５Ｄに当てたとき、傾斜した面同士が強く当たって高い密閉性を保つようになっている。また、特許文献２に示されるバルブプレートを用いることもできる。また、上下方向のスライド動作と水平動作とによって開口を開閉する方式のバルブプレートを用いてもよい。
【００５０】
図７はクラスタータイプのマルチチャンバ型の真空処理装置の平面レイアウトを示している。この真空処理装置では、中央の真空搬送室１０１の周囲に、前述のゲートバルブ２０を装備した複数の処理室１２０と図４に示したロードロック装置１００とが接続されており、搬送室１０１に搬送ロボット１１０が装備されている。この場合、真空搬送室１０１の周囲に設けられたゲートバルブ２０の駆動機構３０Ａ〜３０Ｄの各ロッドの周囲はベローズ等により気密に保たれるのは勿論である。
【００５１】
ところで、上述のロードロック装置等の真空容器を構成する場合、各ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄに対して真空排気やガス供給を行うための給排気系の通路を接続する必要がある。従来の別チャンバ形式の真空処理装置の場合は、例えば各ロードロック室が互いに離れた位置にあるので、外部配管で給排気通路を構成するのが通例であったが、本発明の実施形態のように、１つの容器本体の内部に複数段のロードロック室（真空室）を形成する場合は、各真空室に配管をそれぞれ接続すると、配管部品の数が増えてコスト高になる上、配管レイアウトが難しくなる。
【００５２】
そこで、図８、図９にそれぞれ示す例では、容器本体に、内部通路としてそれらの給排気系の通路を形成し、真空容器周辺での外部配管を無くしている。図８は穴開け加工により内部通路を形成した例、図９は鋳造により内部通路を一体に形成した例を示している。
【００５３】
図８において、容器本体の本体ケーシング２２１には多段のロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄが形成されている。本体ケーシング２２１の少なくとも周壁部分は一体部材として構成されており、その周壁部分に、各段のロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄにそれぞれ連通する排気用の通路が上下に延びる内部通路２３１Ａ〜２３１Ｄとして形成されている。各内部通路２３１Ａ〜２３１Ｄは、互いに連通する縦孔２３２及び横孔２３３によって形成され、縦孔２３２は本体ケーシング２２１の下面から横孔２３３に交わる位置まで穿設され、横孔２３３は本体ケーシング２２１の外側面から各ロードロック室５２Ａ〜５２Ｄに達するまで穿設されている。そして、横孔２３３の開口を閉塞材２３４で塞ぎ、縦孔２３２の下端開口にマニホールド２３５を取り付けることで、外部の真空排気手段と接続できるようになっている。また、給気用の通路（不図示）も上記排気用の通路と同様にして設けられる。
【００５４】
また、図９に示す容器本体の本体ケーシング３２１は鋳造で一体品として製作され、本体ケーシング３２１には多段のロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄが形成されている。被処理体の載る棚板３２５の上面、ゲートバルブを結合するフランジ３２８の取付面３３０、図示略の蓋盤の嵌合孔３２６を有した天板３２７の上面などは研磨仕上されている。その他の不要な面は鋳肌３６０のまま残されている。そして、この本体ケーシング３２１の周壁部に、外側に出っ張るようにして、各段のロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄにそれぞれ連通する排気用（給気用）の通路が、上下に延びる内部通路３３１Ａ〜３３１Ｄとして形成され、各内部通路３３１Ａ〜３３１Ｄの下端開口にマニホールド３５０が設けられ、そこに外部の真空排気手段（ガス供給手段）と接続できるようになっている。
【００５５】
このように各ロードロック室（真空室）５２Ａ〜５２Ｄに連通する給排気用の通路を、一体部材である容器本体（本体ケーシング２２１、３２１）の周壁部分の内部通路２３１Ａ〜２３１Ｄ、３３１Ａ〜３３１Ｄとして形成したので、給排気手段に繋がる配管をまとめて内部通路の開口端に接続することにより、給排気系の組み立てを完了することができる。従って、外部配管の取り回しの面倒を軽減することができ、配管部品コストの低下、配管レイアウトの容易化、シール箇所の減数によるリーク可能性の低減を図ることができる。
【００５６】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更等が可能である。例えば、図１に示した実施の形態では、ゲートバルブ２０のハウジング２１を一体物として形成しているが、少なくとも１つの通路を有する小ハウジングを複数個段積みして結合することにより、多数の小ハウジングの集合で１個のハウジングを構成しても良い。
【００５７】
また、図４の実施の形態では、ゲートバルブ２０のハウジング２１と容器本体５０の本体ケーシング５５とを別体に形成しているが、一体構造品として製作しても良い。通路２２Ａ〜２２Ｄの段数は２段以上であれば何段でも良い。また、１個または２個のゲートバルブを容器本体に取り付けて構成した真空容器に、加熱装置や冷却装置等を組み込めば、加熱室、冷却室として使用することもできる。被搬送物（被処理体）としては、ＬＣＤ基板等であってもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
（１）請求項１のゲートバルブの発明によれば、前後方向に貫通した通路を上下方向に多段に有するハウジングと、このハウジングの前端面に前記各通路の前端開口毎に設けられたバルブシートと、前記各通路の前端開口を開閉するためにそれぞれ上下方向にスライド自在に設けられ、且つ、閉位置にスライドした時に前記各通路の前端開口の周囲に確保された前記バルブシートに密着することで各通路を閉鎖する複数のバルブプレートと、これら各バルブプレートを前記通路の開閉のためにそれぞれ個別にスライドさせる駆動機構とを具備しており、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該下から上にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該上から下にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置されているため、上下方向寸法のコンパクトな多連構造のゲートバルブとすることができる。従って、ゲートバルブ側の寸法に制約を受けることなく、処理室やロードロック室などの真空室の上下方向の間隔をできるだけ小さくすることができ、真空室の積層段数を増やすことが可能となる。
【００５９】
（２）請求項２の発明によれば、請求項１に記載のゲートバルブにおいて、全ての前記通路が、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの下方位置に配置されているため、パーティクル対策上において良好な成果を得ながら、通路や真空室の多段積層化が可能となる。
【００６０】
（３）請求項３の発明によれば、請求項１に記載のゲートバルブにおいて、全ての前記通路が、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの上方位置に配置されているため、ハウジングの下部空間の有効利用を図ることができ、例えばメンテナンスがやりやすくなる等の利点が得られる。
【００６１】
（４）請求項４の発明によれば、請求項２または３に記載のゲートバルブにおいて、前記各通路を開閉するための前記バルブプレートのスライドストロークが全て等しく設定されているため、同じ型の駆動機構を使用することができ、コスト削減が図れる。
【００６２】
（５）請求項５の発明によれば、請求項４のゲートバルブにおいて、前記バルブプレートのスライドストロークが、前記上下方向に隣接する２つの通路の前端開口の中心間距離に略等しく設定されているため、バルブプレートの駆動機構の寸法を最小にすることができ、ゲートバルブ全体のコンパクト化を図ることができる。また、同時に複数の通路を開くことも可能であり、そうした場合、複数の通路に対する被搬送物の出し入れを同時に進めることもできる。
【００６３】
（６）請求項６の発明によれば、請求項２〜５のいずれかに記載のゲートバルブにおいて、前記バルブプレートが、その幅方向両端に配した１対のロッドを介して前記駆動機構の昇降動作部に連結されており、１対の前記ロッドの間隔が、前記各通路の開口を通過する被搬送物の幅よりも大きく設定されているため、ロッドが他の開口に対して出し入れする被搬送物の邪魔にならない。また、ロッド間を通して被搬送物を搬入出できる状態を確保しながら、一対のロッドでバルブプレートを昇降させるので、バルブプレートを片寄りなく、安定姿勢でスライドさせることができる。
【００６４】
（７）請求項７の真空容器の発明によれば、互いに遮断された真空室を上下方向に多段に有する容器本体と、請求項１〜６のいずれかに記載のゲートバルブとから構成される真空容器であって、前記ゲートバルブの各通路をそれぞれ前記各真空室に連通させた状態で、ゲートバルブのハウジングの後端部が前記容器本体に結合されているため、各バルブプレートの開閉操作により、各真空室に対して個別に被搬送物の出し入れを行うことができる。
【００６５】
（８）請求項８の発明によれば、請求項７の真空容器において、前記ゲートバルブが前記容器本体の２つの側面に一対配置されることで、前記各真空室がロードロック室として構成されているため、多段のロードロック室を有するロードロック装置として機能させることができる。
【００６６】
（９）請求項９の発明によれば、請求項７または８の真空容器において、多段の前記真空室を有する容器本体の少なくとも周壁部分が一体部材として構成され、各段の真空室にそれぞれ連通する排気用または給気用の通路が、前記容器本体の周壁部分に上下に延びる内部通路として形成されており、各上下に延びる内部通路の開口端に排気手段または給気手段が接続可能とされているため、給排気手段に繋がる配管をまとめて前記内部通路の開口端に接続することにより、給排気系の組み立てを完了することができる。従って、外部配管の取り回しの面倒を軽減することができ、配管部品コストの低下、配管レイアウトの容易化、シール箇所の減数によるリーク可能性の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のゲートバルブの構成図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側断面図である
【図２】前記ゲートバルブの一部の通路を開いている状態を示す縦断面図で、（ａ）は上から第１段目と第３断面の通路を開いている状態を示す図、（ｂ）は第２段目と第４段目の通路を開いている状態を示す図である。
【図３】前記ゲートバルブの第１段目と第３断面の通路を開いている状態の斜め右上前方から見た斜視図である。
【図４】前記ゲートバルブを容器本体に一対結合して構成したロードロック装置の縦断面図である。
【図５】前記ロードロック装置の平断面図である。
【図６】前記ゲートバルブのバルブプレートとバルブシートの関係を拡大して示す縦断面図である。
【図７】前記ゲートバルブを使用した真空処理装置の例を示す平面図である。
【図８】本発明の他の実施の形態の構成要素である容器本体の斜視図である。
【図９】本発明の更に他の実施の形態の構成要素である容器本体の斜視図である。
【図１０】従来の真空処理装置の側面図である。
【符号の説明】
２０ ゲートバルブ
２１ ハウジング
２１ａ 前端面
２１ｂ 後端面
２２Ａ〜２２Ｄ 通路
２３Ａ〜２３Ｄ 前端開口
２４Ａ〜２４Ｄ バルブプレート
２５Ａ〜２５Ｄ バルブシート
２６ 昇降フレーム
２６ａ〜２６ｃ 水平バー
２６Ａ〜２６Ｃ ロッド
３０Ａ〜３０Ｄ 駆動機構
５０ 容器本体
５２Ａ〜５２Ｄ ロードロック室（真空室）
１００ ロードロック装置
２３１Ａ〜２３１Ｄ 内部通路
３３１Ａ〜３３１Ｄ 内部通路
Claims (9)
- 前後方向に貫通した通路を上下方向に多段に有するハウジングと、このハウジングの前端面に前記各通路の前端開口毎に設けられたバルブシートと、前記各通路の前端開口を開閉するためにそれぞれ上下方向にスライド自在に設けられ、且つ、閉位置にスライドした時に前記各通路の前端開口の周囲に確保された前記バルブシートに密着することで各通路を閉鎖する複数のバルブプレートと、これら各バルブプレートを前記通路の開閉のためにそれぞれ個別にスライドさせる駆動機構とを具備しており、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該下から上にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖する通路が複数ある場合は、当該各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、当該上から下にスライドさせて通路を閉鎖する複数のバルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置されていることを特徴とするゲートバルブ。
- 全ての前記通路が、前記バルブプレートを下から上にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、上段のものから下段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの下方位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のゲートバルブ。
- 全ての前記通路が、前記バルブプレートを上から下にスライドさせて閉鎖するものとして構成されており、これら各通路のバルブシートが、下段のものから上段のものに向かって前方から後方へ後退するように順次前後方向に位置をずらして配置されると共に、複数の前記バルブプレートが、バルブシートの前後方向のずらし量に対応させて前後方向に位置をずらして配置され、前記各バルブプレートの駆動機構が前記ハウジングの上方位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のゲートバルブ。
- 前記各通路を開閉するための前記バルブプレートのスライドストロークが全て等しく設定されていることを特徴とする請求項２または３記載のゲートバルブ。
- 前記バルブプレートのスライドストロークが、前記上下方向に隣接する２つの通路の前端開口の中心間距離に略等しく設定されていることを特徴とする請求項４記載のゲートバルブ。
- 前記バルブプレートが、その幅方向両端に配した１対のロッドを介して前記駆動機構の昇降動作部に連結されており、１対の前記ロッドの間隔が、前記各通路の開口を通過する被搬送物の幅よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のゲートバルブ。
- 互いに遮断された真空室を上下方向に多段に有する容器本体と、請求項１〜６のいずれかに記載のゲートバルブとから構成される真空容器であって、前記ゲートバルブの各通路をそれぞれ前記各真空室に連通させた状態で、ゲートバルブのハウジングの後端部が前記容器本体に結合されていることを特徴とする真空容器。
- 前記ゲートバルブが前記容器本体の２つの側面に一対配置されることで、前記各真空室がロードロック室として構成されていることを特徴とする請求項７記載の真空容器。
- 多段の前記真空室を有する容器本体の少なくとも周壁部分が一体部材として構成され、各段の真空室にそれぞれ連通する排気用または給気用の通路が、前記容器本体の周壁部分に上下に延びる内部通路として形成されており、各上下に延びる内部通路の開口端に排気手段または給気手段が接続可能とされていることを特徴とする請求項７または８記載の真空容器。
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