JP2014049532A - ゲートバルブおよび基板処理システム - Google Patents

Abstract

【課題】高さ方向のスペースの増加がほとんど必要がなく、また、弁体のクリーニングも可能なゲートバルブを提供すること。
【解決手段】ゲートバルブ７０は、搬送されるべき複数の開口部７１ａが形成された垂直壁を有するハウジング７１と、ハウジング７１内に設けられ、開口部７１ａを開閉するための弁体８１と、弁体を昇降させる弁体昇降機構７３と、弁体昇降機構７３の昇降にともなって弁体を回動させる弁体回動機構７５と、弁体のシール面を開口部に押しつける弁体押圧機構７４とを具備する。弁体昇降機構７３は、弁体８１を、開口部対応位置と退避位置との間で昇降させ、弁体回動機構７５は、弁体昇降機構７３により弁体８１を昇降させている際に弁体８１を回動させ、弁体押圧機構７４は、開口部対応位置にある弁体８１を押圧する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、真空容器の開閉に用いられるゲートバルブおよびそれを用いた基板処理システムに関する。

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）や太陽電池などの製造過程においては、大型のガラス基板に対し、エッチングや成膜等の所定の処理を施す複数の処理室を備えたマルチハウジングタイプの処理システムが知られている（例えば、特許文献１）。

また、このようなマルチハウジングタイプの処理システムにおいて、一度に複数枚の基板を処理するバッチ式の処理システムも知られている（例えば特許文献２）。

このようなマルチハウジング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、およびロードロック室は、排気機構を用いて排気することで内部が真空状態とされ、真空容器として機能する。特許文献２に記載されたようなバッチ式の処理システムでは、複数の基板を上下方向に多段に配置した状態で基板の搬送および基板の処理が行われる。

これら処理室やロードロック室等の真空容器には、被処理体を出し入れするための開口部が設けられており、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ことにより、処理室やロードロック室の内部は気密にシールされる。ゲートバルブが閉じた状態で、処理室では、その内部の圧力を所定の圧力まで減圧して所定の処理が行われ、ロードロック室では、大気状態と減圧状態との相互間で変換することが可能となっている。

ゲートバルブは、上記特許文献１に記載されているように、開閉部を閉じる弁体を有し、弁体は油圧シリンダによって昇降され、弁体が開口部に位置した状態で、リンク機構を利用して弁体を開口部に押しつけることにより、開口部が閉じられるようになっている。

特開平５−１９６１５０号公報 特開２０１１−３５１０３号公報

ところで、特許文献２に示すようなバッチ式の処理システムでは、複数の基板が上下方向に多段に配置した状態で基板を搬送するため、処理室やロードロック室の開口部の高さを大きくする必要がある。このような場合に、上記構造のゲートバルブを用いると、ゲートバルブを開放する際に、弁体を開口部の上方または下方に逃がす必要があり、高さ方向に大きなスペースが必要となる。このため、基板の上下方向の段数を増加させたり、処理室内での基板配置ピッチを増加させたりする要求に対し、実現が困難になる場合も生じる。また、このように弁体を昇降動作する場合には、弁体は常に処理室等の壁部に面した状態となっているため、弁体シール面のクリーニングが困難である。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、複数の基板が上下方向に多段に配置された状態で基板の搬送や基板の処理を行うバッチ式の処理システムの場合に、高さ方向のスペースの増加がほとんど必要がなく、また、弁体のクリーニングも可能なゲートバルブ、およびそのようなゲートバルブを用いた基板処理システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、上下方向に多段に配置された複数の基板を真空容器間で搬送する際に、真空容器の開閉に用いられるゲートバルブであって、搬送されるべき前記多段に配置された基板に対応するように複数の開口部が形成された垂直壁を有するハウジングと、前記ハウジング内に設けられ、前記開口部を開閉するための弁体と、前記弁体を昇降させる弁体昇降機構と、前記弁体昇降機構の昇降にともなって弁体を回動させる弁体回動機構と、前記弁体のシール面を前記開口部に押しつける弁体押圧機構とを具備し、前記弁体昇降機構は、前記弁体を、前記開口部に対応する開口部対応位置と前記開口部に隣接した退避位置との間で昇降させ、前記弁体回動機構は、前記弁体昇降機構により前記弁体を昇降させている際に前記弁体を回動させて、前記開口部対応位置において縦向きの前記弁体を前記退避位置において横向きになるようにし、前記弁体押圧機構は、前記開口部対応位置にある前記弁体を前記開口部に向けて進出させて前記弁体を押圧し、前記弁体のシール面を前記開口部の周囲に押しつけることを特徴とするゲートバルブを提供する。

上記第１の観点において、前記弁体の両端に設けられ、弁体を進退可能に保持する弁体ホルダーをさらに具備し、前記弁体と前記弁体ホルダーにより弁体ユニットを構成し、前記弁体昇降機構は前記弁体ユニットを昇降させるように構成することができる。

前記弁体回動機構は、前記弁体ホルダーの端面に設けられた回動軸およびカムフォロワと、前記弁体ホルダーに隣接し、前記ハウジングに固定され、前記カムフォロワをガイドする曲面が形成されたガイドブロックとを有し、前記弁体昇降機構により前記弁体ユニットが昇降した際に、前記カムフォロワが前記ガイドブロックの曲面にガイドされて移動し、それにともなって前記弁体を含む前記弁体ユニットが前記回動軸まわりを回動するようにすることができる。この場合に、前記退避位置は、前記開口部の下方位置であり、前記弁体回動機構は、前記弁体ユニットを前記開口部対応位置から下降させた際に、前記退避位置において、前記シール面が下向きになるように前記弁体ユニットを回動させるようにすることができる。

また、前記弁体押圧機構は、前記弁体ユニットのうち、前記弁体のみを押圧して前記開口部に向けて進出させる構成とすることができる。この場合に、前記弁体押圧機構は、前記複数の弁体に対応する位置にカムを有するカムユニットと、前記カムユニットを昇降させる昇降駆動部とを有し、前記カムユニットを昇降させることにより、前記カムが前記弁体を押圧する押圧位置と押圧を解除する押圧解除位置とをとり、前記カムを前記押圧位置に位置させることにより前記弁体を押圧する構成とすることができる。また、前記弁体押圧機構の押圧力が解除された際に、前記弁体を元の位置に戻す付勢力を付与する付勢力付与機構をさらに具備する構成とすることができる。

本発明の第２の観点では、真空に保持される共通搬送室と、前記共通搬送室に接続された、真空下で所定の処理を行う処理室と、前記共通搬送室に接続され、大気状態と真空状態との間で切り替え可能に設けられ、処理前および処理済みの基板を交換するロードロック室と、前記共通搬送室に設けられ、前記処理室および前記ロードロック室との間で複数の基板を上下方向に多段に配置した状態で複数の基板を一括して搬送する基板搬送装置と、前記共通搬送室と前記処理室との間、および前記共通搬送室と前記ロードロック室との間に設けられたゲートバルブとを具備し、前記ゲートバルブの少なくとも一つとして、上記第１の観点のゲートバルブを用いたことを特徴とする基板処理システムを提供する。

本発明によれば、各基板に対応した小さい開口部を一括して搬送する基板の数だけ設け、これらを開閉する弁体を開口部毎に設けたので、弁体を開放する際には、弁体を開口部と開口部との間に退避させればよいので、従来の複数の基板を一括して搬送する大きな開口部を設けてその開口部を一つの弁体で開閉する場合のような弁体を逃がす高さ方向のスペースが実質的に不要となる。このため、ハウジングの高さを小さくすることができる。また、弁体を開閉動作させる際に、弁体を昇降させ、その際に弁体回動機構により弁体を回動させて、弁体を退避させる際には弁体は横向きでシール面がハウジングの壁部に面していないので、従来は困難であった弁体シール面の洗浄が可能となる。

また、弁体を退避させる際に、弁体を横向きになるように回動させるので、弁体の高さを小さくすることができ、開口部のピッチを弁体の縦幅よりも小さくすることができる。

本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。 図１の基板処理システムの共通搬送室に設けられた基板搬送装置を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブを側面から見た縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブを正面から見た縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブの水平断面図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブの弁体ユニットを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブにおける弁体押圧機構による押圧力を解除した状態を示す側面から見た縦断面図である。 弁体回動機構を示す斜視図である。 弁体ユニットの重心位置を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブにおける弁体を退避した状態を示す側面から見た縦断面図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブを開状態にする動作を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブを閉状態にする動作を概略的に示す図である。 弁体回動機構の具体的な動作を説明するための図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。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。
図１は、本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。この基板処理システム１は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のようなＦＰＤ用ガラス基板あるいは太陽電池用ガラス基板として用いられる矩形基板に対し例えばエッチングや成膜を行う装置として構成されている。

図１に示すように、基板処理システム１は、真空に保持された共通搬送室１０と、この共通搬送室１０に接続された、真空中で基板Ｇにエッチングや成膜等の処理を施す３つの処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃおよび大気側に配置された基板収容容器（図示せず）と真空に保持された共通搬送室１０との間で基板Ｇを交換するロードロック室４０と、共通搬送室１０内に設けられた、基板Ｇを搬送する基板搬送装置５０とを備えている。共通搬送室１０は平面形状が矩形状をなす真空容器であり、処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、ロードロック室４０は、共通搬送室１０の各側面に接続されている。

共通搬送室１０の内部には基板搬送装置５０が設けられており、処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｂには、それぞれ内部に基板Ｇを支持する機構（図示せず）を有し、所定の減圧雰囲気に保持されるようになっている。また、ロードロック室４０は、大気側に配置された基板収容容器（図示せず）と、真空に保持された共通搬送室１０との間で基板Ｇを交換するためのものであり、大気雰囲気と減圧雰囲気との間で切り替え可能な真空予備室として機能する。すなわち、共通搬送室１０、処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、ロードロック室４０は、真空容器として構成されている。

共通搬送室１０には、処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、ロードロック室４０に対応する位置に開口部６０が形成されており、処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、ロードロック室４０の開口部６０に対応する位置には、開口部６１ａ、６１ｂ、６１ｃ，６２ａが設けられている。そして、これら開口部６０，６１ａ、６１ｂ、６１ｃ，６２ａを介して基板Ｇの搬送が行われる。

共通搬送室１０と、これらに接続されている処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、およびロードロック室４０との間には、それぞれゲートバルブ７０が設けられている。

ロードロック室４０の大気側には、基板処理システム１の外部に開放される開口部６２ｂが形成されており、処理前の基板Ｇのロード、処理済の基板Ｇのアンロードに使用され、大気状態下に開放されたゲート６３により開閉される。

この基板処理システム１は、一度に複数枚、例えば３枚以上の基板Ｇを高さ方向に水平に配置して処理するように構成されており、基板搬送装置５０は、図２に示すように、垂直方向に配列された３つの基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃが旋回可能なベース部材５２上を直線走行可能に構成されており、これによる進出退避動作および旋回動作により処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、およびロードロック室４０にアクセス可能となっている。なお、符号５３は、ベース部材５２の旋回動作を実現するための駆動系である。

処理に際しては、外部の基板収容容器から図示しない大気側搬送装置によりゲート６３を介してロードロック室４０に複数枚の基板Ｇが搬入された後、搬入された複数枚の基板Ｇは、基板搬送装置５０により、ロードロック室４０からゲートバルブ７０を介して共通搬送室１０へ搬入され、この共通搬送室１０からゲートバルブ７０を介して処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃのいずれかへ搬送される。そして、処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃにおいて処理が終了した基板Ｇは、処理室３０ａ，３０ｂ，３０ｃからゲートバルブ７０を介してロードロック室４０へ搬送され、ロードロック室４０が大気圧に戻された後にゲート６３を介して搬出される。

次にゲートバルブ７０について詳細に説明する。
ここでは、共通搬送室１０と処理室３０ａとの間ゲートバルブ７０を例にとって説明する。

図３はゲートバルブ７０を側面から見た縦断面図、図４は正面から見た縦断面図、図５は水平断面図であり、図６は弁体ユニットを示す斜視図である。

ゲートバルブ７０は、共通搬送室１０と例えば処理室３０ａとの間に設けられたハウジング７１を有している。ハウジング７１の処理室３０ａ側の垂直壁部７１ｃには搬送する基板Ｇが通る複数（本実施形態では３つ）の開口部７１ａが形成されている。開口部７１ａのピッチは、基板搬送装置５０の基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃのピッチと一致している。一方、共通搬送室１０側の垂直壁部７１ｄには１つの大きな開口部７１ｂが形成されている。

ゲートバルブ７０は、また、ハウジング７１内に、３つの開口部７１ａをそれぞれ開閉するための弁体８１を有する弁体ユニット７２と、弁体ユニット７２を昇降させる弁体ユニット昇降機構７３と、弁体８１を開口部７１ａの周囲に対して押圧するための弁体押圧機構７４と、弁体ユニット７２の昇降にともなって弁体ユニット７２を回動させて、弁体８１を開口部７１ａに対応する位置と開口部７１ａから退避した位置との間で移動させる弁体回動機構７５とを有する。

弁体ユニット７２は、弁体８１と、その両側に設けられた、弁体８１を進退可能に保持する弁体ホルダー８２とを有する。弁体ホルダー８２はＬ字状をなし、弁体８１の端面側の端面部８２ａと、弁体８１の背面側の背面部８２ｂとを有している。弁体８１の背面の両端側には弁体８１を開口部７１ａの周囲に押しつけるための押圧ローラ８３が設けられている。また弁体ホルダー８２の端面部８２ａの外側面には、弁体回動機構７５の一部をなす、回動軸８４とカムフォロワ８５とが取り付けられている。また、弁体８１の端部には、弁体ホルダー８２の背面部８２ｂに挿通する進退軸８６が設けられており、進退軸８６の背面部８２ｂ外側に対応する部分には付勢力付与機構としての圧縮バネ８７が設けられている。この圧縮バネ８７の付勢力により、弁体８１が弁体押圧機構７４で押圧されていないときに、弁体８１が後方に戻されるようになっている。なお、図３〜５は、弁体８１のシール面が開口部７１ａの周囲に押しつけられた閉状態を示している。この際には、シールリング（図示せず）により弁体８１と開口部７１ａ周囲部分との間がシールされている。

弁体ユニット昇降機構７３は、図４に示すように、弁体ユニット７２の両側に延びる支持柱９１と、支持柱９１を昇降させる昇降駆動部９２とを有する。昇降する支持柱９１は、図５に示すように、ＬＭガイド９３によりガイドされる。弁体ユニット７２と支持柱９１とは回動軸８４により回転可能に連結されており、支持柱９１が昇降することにより、弁体８１が、開口部７１ａに対応する開口部対応位置と開口部７１ａの下方の退避位置との間で昇降するように、弁体ユニット７２が昇降される。

弁体押圧機構７４は、弁体ユニット７２の背面側の両端部に設けられた一対のカムユニット１０１と、カムユニット１０１を昇降させる昇降駆動部１０２とを有する。昇降するカムユニット１０１はＬＭガイド１０３によりガイドされる。カムユニット１０１は、各弁体ユニット７２の押圧ローラ８３に対応する位置に設けられたカム１０４と、カム１０４を支持する支持棒１０５とを有する。すなわち、カムユニット１０１は、支持棒１０５に上下に３つのカム１０４が取り付けられている。カム１０４は、上部が厚く形成され、下部に進むにつれて徐々に薄くなる傾斜部が形成されており、図３の位置では、カム１０４は、その上部の厚い部分が押圧ローラ８３（弁体８１）に対応する押圧位置をとっており、カム１０４により押圧ローラ８３を介して弁体８１が前進してそのシール面が開口部７１ａの周囲に押圧され、開口部７１ａは閉じられた状態である。この状態からカムユニット１０１を上昇させることにより、カム１０４は、最も薄い下端部が押圧ローラ８３（弁体８１）に対応する押圧解除位置となり、圧縮バネ８７の付勢力により、押圧ローラ８３はカム１０４の傾斜部を通って最も薄い下端部に達するので、図７に示すように、弁体押圧機構７４による押圧力は解除され、弁体８１が垂直壁部７１ｃから離隔した位置に達する。逆に、図７の状態からカムユニット１０１を下降させることにより、カム１０４および押圧ローラ８３を介して弁体８１が開口部７１ａの周囲に押圧される。

弁体回動機構７５は、図８に示すように、上述した回動軸８４およびカムフォロワ８５と、弁体ホルダー８２の端面部８２ａに隣接し、ハウジング７１に固定されたガイドブロック１１１とを有する。ガイドブロック１１１は、その上面が曲面１１１ａとなっており、この曲面１１１ａにカムフォロワ８５が接触するようにカムフォロワ８５をガイドする。そして、弁体ユニット７２を昇降させた際に、カムフォロワ８５が曲面１１１ａに接触した状態を保ったまま曲面１１１ａ上を移動する。これにより、弁体ユニット７２（弁体８１）は回動軸８４の回りに回動する。この場合に、図９に示すように、弁体ユニット７２の重心位置を、回動軸８４よりも背面側となるようにしている。これにより、カムフォロワ８５を常にガイドブロック１１１の曲面１１１ａに接する状態とすることができる。

したがって、弁体ユニット７２を図７の状態から下降させることにより、弁体ユニット７２（弁体８１）が９０度回動して、図１０に示すように、弁体８１がシール面を下に向けて対応する開口部７１ａの下方に退避した状態となり、開口部７１ａが開放される。逆に、図１０の開放状態から弁体ユニット７２を上昇させることにより、図７の弁体８１が開口部７１ａに対応した状態となる。

次に、このように構成される基板処理システムの処理動作についてゲートバルブ７０の動作を中心に説明する。
まず、ゲート６３を開けて大気側基板搬送装置（図示せず）により複数枚（本実施例では３枚）の未処理の基板Ｇを大気雰囲気のロードロック室４０に搬入し、ゲート６３を閉じてロードロック室４０内を減圧雰囲気とする。そして、ロードロック室４０と共通搬送室１０との間のゲートバルブ７０を開け、基板搬送装置５０の３つの基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃをロードロック室４０内に進出させ、ロードロック室４０内に搬入された未処理の基板Ｇを一括して受け取る。次いで、基板搬送装置５０の基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、ロードロック室４０と共通搬送室１０との間のゲートバルブ７０を閉じる。

次いで、基板搬送装置５０の基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを処理室３０ａ、３０ｂまたは３０ｃに相対するようにさせ、共通搬送室１０と処理室３０ａ、３０ｂまたは３０ｃとの間のゲートバルブ７０を開け、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを処理室３０ａ、３０ｂまたは３０ｃに進出させ、基板Ｇを処理室３０ａ、３０ｂまたは３０ｃへ搬送する。次いで、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、そのゲートバルブ７０を閉じ、処理室３０ａ、３０ｂ、または３０ｃにおける処理を開始する。この間に、次の基板Ｇの搬送が可能であれば、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃによりロードロック室４０から複数の基板Ｇを取り出し、処理室３０ａ、３０ｂおよび３０ｃのうち、処理が行われていないものへ搬送する。

処理室処理が終了したら、対応するゲートバルブ７０を開け、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃをその処理室に進出させ、処理済みの基板Ｇを受け取る。次いで、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、そのゲートバルブ７０を閉じる。次いで、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃをロードロック室４０に相対するようにさせ、共通搬送室１０とロードロック室４０との間のゲートバルブ７０を開け、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃをロードロック室４０に進出させ、処理済みの基板Ｇをロードロック室４０へ搬送する。次いで、基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃを共通搬送室１０に退避させ、共通搬送室１０とロードロック室４０との間のゲートバルブ７０を閉じ、ロードロック室４０内を大気雰囲気にする。この後、ゲート６３を開けて大気側基板搬送装置（図示せず）により処理済みの基板Ｇをロードロック室４０から搬出する。

このような一連の動作において、上述したように、各真空容器間の基板Ｇの搬送の際には必ずゲートバルブ７０の開閉をともなう。本実施形態においては、ゲートバルブ７０は、上述したように、ハウジング７１に基板Ｇを搬送するための３つの開口部７１ａが形成されており、ゲートバルブ７０の開閉動作は、これら３つの開口部７１ａに対応する３つの弁体８１により行う。

ゲートバルブ７０を開放する際には、図１１（ａ）に示す、弁体８１が縦向きでシール面が開口部７１ａの周囲に押しつけられた「閉状態」から、図１１（ｂ）に示すように、弁体８１を後退させ、その後、図１１（ｃ）に示すように、弁体８１を下降させつつ９０度回動させて、各弁体８１を対応する開口部７１ａの下方位置にシール面を下にした横向き状態で退避させることにより、「開状態」とする。このようにゲートバルブ７０が「開状態」となった際には、基板搬送機構５０の基板支持アーム５１ａ，５１ｂ，５１ｃにより各開口部７１ａを通って基板Ｇを搬送することが可能となる。

一方、ゲートバルブ７０を閉じる際には、図１２（ａ）に示す、弁体８１が開口部７１ａの下方位置にシール面を下にして横向き状態で退避した「開状態」から、図１２（ｂ）に示すように、弁体８１を上昇させつつ９０度回動させて縦向き状態とすることにより、各弁体８１を各開口部７１ａに対面した状態とし、その後、図１２（ｃ）に示すように、弁体８１を前進させてそのシール面を開口部７１ａの周囲に押しつけ、「閉状態」とする。

次に、このようなゲートバルブ７０の開動作および閉動作を具体的に説明する。
開動作については、図１１（ａ）の「閉状態」から図１１（ｃ）の「開状態」に動作させるが、「閉状態」では図３に示すように、弁体８１が弁体押圧機構７４におけるカムユニット１０１のカム１０４により押圧され、これにより弁体８１が開口部７１ａの周囲に押しつけられた状態となっている。この状態で昇降駆動部１０２によりカムユニット１０１を上昇させることにより、カム１０４の押圧は解除され、弁体ユニット７２の圧縮バネ８７の付勢力により、弁体８１が後退し、図７（図１１（ｂ））の状態となる。この状態から、弁体ユニット昇降機構７３により弁体ユニット７２を下降させる。このとき、弁体回動機構７５を構成する回動軸８４、カムフォロワ８５、およびガイドブロック１１１の協働により、具体的には、弁体ユニット７２の下降にともない、カムフォロワ８５がハウジング７１に固定されているガイドブロック１１１の曲面１１１ａにガイドされて移動し、弁体ユニット７２が回動軸８４の回りに９０度回動することにより、各弁体ユニット７２（弁体８１）が対応する開口部７１ａの下方位置に横向き状態で退避され、図１０（図１１（ｃ））の「開状態」となる。

閉動作については、最初に図１０（図１２（ａ））の「開状態」から、弁体ユニット昇降機構７３により弁体ユニット７２を上昇させる。このとき、弁体回動機構７５を構成する回動軸８４、カムフォロワ８５、およびガイドブロック１１１の協働により、具体的には、弁体ユニット７２の上昇にともない、カムフォロワ８５がハウジング７１に固定されているガイドブロック１１１の曲面１１１ａにガイドされて移動し、弁体ユニット７２が回動軸８４の回りに９０度回動することにより、各弁体ユニット７２（弁体８１）が対応する開口部７１ａに対面した位置に縦向き状態で配置され、図７（図１２（ｂ））の状態となる。この状態で、弁体押圧機構７４のカムユニット１０１を下降させることにより、カム１０４が押圧ローラ８３を介して弁体８１を押圧し、弁体８１を前進してそのシール面が開口部７１ａの周囲部分に押しつけられ、図３（図１２（ｃ））の「閉状態」となる。

次に、弁体回動機構７５の動作をより具体的に説明する。
図１３は弁体回動機構７５により弁体ユニット７２（弁体８１）が回動する動作を説明するための図であり、ゲートバルブ７０の閉動作を行う場合の例を示している。図１３（ａ）では弁体ユニット７２（弁体８１）が開口部７１ａの下方位置に横向きで退避した状態である。この状態から（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）と弁体ユニット７２を上昇させていくと、弁体ユニット７２に取り付けられたカムフォロワ８５がハウジング７１に固定されたガイドブロック１１１の曲面１１１ａに沿って移動し、これにともなって弁体ユニット７２は回動軸８４の回りに回動し、弁体ユニット７２（弁体８１）は縦向きとなっていく。そして、最終的には図１３（ｅ）に示すように、弁体ユニット７２は（ａ）の状態から９０度回動し、開口部７１ａに対面した状態となる。なお、ゲートバルブ７０の開動作を行う場合には、図１３とは逆の動作となる。

以上のように、本実施形態では、複数の基板Ｇを上下方向に多段に配置した状態で一括して搬送する基板処理システムにおいて、ゲートバルブ７０は、各基板Ｇに対応した小さい開口部７１ａを一括して搬送する基板Ｇの数だけ設け、これらを開閉する弁体８１を開口部７１ａ毎に設けたので、弁体８１を開放する際には、弁体８１を対応する開口部７１ａの下方位置、つまり開口部７１ａと開口部７１ａの間（最下部の開口部７１ａについてはその下方位置）に配置すればよく、従来の複数の基板を一括して搬送する大きな開口部を設けてその開口部を一つの弁体で開閉する場合のような弁体を逃がす高さ方向のスペースが実質的に不要となる。このため、ハウジング７１の高さを小さくすることができる。また、上下方向に配置する基板の段数を変化させても弁体８１のストロークは変わらない。

また、これら弁体８１を開閉動作させる際に、弁体ユニット７２（弁体８１）を昇降させ、その際に弁体回動機構７５により弁体ユニット７２（弁体８１）を回動させて、「開状態」では弁体８１は横向きでかつシール面を下にした状態で開口部７１ａの下方位置に退避されるので、従来は困難であった弁体８１のシール面の洗浄が可能となる。また、このとき、弁体８１を開口部７１ａの下方位置に退避させる際に、弁体８１を横向きに９０度回動させるので、弁体８１の高さを小さくすることができ、開口部７１ａのピッチを弁体８１の縦幅よりも小さくすることができる。

さらに、弁体ユニット７２（弁体８１）の回動動作は、弁体ユニット昇降機構７３により弁体ユニット７２を昇降する際に、弁体回動機構７５を構成する回動軸８４、カムフォロワ８５、およびガイドブロック１１１の協働により、個別の動力を用いることなく行うことができるので、極めて簡便である。

さらにまた、弁体８１による開口部７１ａの周囲に対してシールする際およびシールを解除する際の動作は、弁体押圧機構７４のカムユニット１０１を昇降駆動部１０２により昇降させて、カムユニット１０１のカム１０４により押圧ローラ８３を介して弁体８１を進出させることにより、弁体８１を開口部７１の周囲に押しつけ、またはカム１０４の押圧力を解除した際の圧縮バネ８７の付勢力により戻すといった簡易な動作で行うことができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく種々変形可能である。例えば、上記実施の形態においては、３枚の基板を一括して搬送し、処理する基板処理システムを示したが、複数であれば枚数は問わないが、本発明では一括して処理する基板の枚数が多いほど効果が大きく、３枚以上の場合に好適である。さらに、弁体回動機構として、弁体ユニットの昇降を利用して、回動軸、カムフォロワ、ガイドブロックの協働により弁体を回動させるようにしたが、弁体回動機構はこれに限るものではない。また、弁体押圧機構として弁体に対応するカムを有するカムユニットの昇降動作により、弁体にカムを作用させるものを用いたが、これに限るものではない。

１；基板処理システム
１０；共通搬送室
３０ａ，３０ｂ，３０ｃ；処理室
４０；ロードロック室
５０；基板搬送装置
７０；ゲートバルブ
７１；ハウジング
７１ａ；開口部
７２；弁体ユニット
７３；弁体ユニット昇降機構
７４；弁体押圧機構
７５；弁体回動機構
８１；弁体
８２；弁体ホルダー
８３；押圧ローラ
８４；回動軸
８５；カムフォロワ
８７；圧縮バネ
１０１；カムユニット
１０２；昇降駆動部
１０４；カム
１１１；ガイドブロック
１１１；ａ曲面

Claims (8)

1. 上下方向に多段に配置された複数の基板を真空容器間で搬送する際に、真空容器の開閉に用いられるゲートバルブであって、
   搬送されるべき前記多段に配置された基板に対応するように複数の開口部が形成された垂直壁を有するハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、前記開口部を開閉するための弁体と、
   前記弁体を昇降させる弁体昇降機構と、
   前記弁体昇降機構の昇降にともなって弁体を回動させる弁体回動機構と、
   前記弁体のシール面を前記開口部に押しつける弁体押圧機構と
   を具備し、
   前記弁体昇降機構は、前記弁体を、前記開口部に対応する開口部対応位置と前記開口部に隣接した退避位置との間で昇降させ、
   前記弁体回動機構は、前記弁体昇降機構により前記弁体を昇降させている際に前記弁体を回動させて、前記開口部対応位置において縦向きの前記弁体を前記退避位置において横向きになるようにし、
   前記弁体押圧機構は、前記開口部対応位置にある前記弁体を前記開口部に向けて進出させて前記弁体を押圧し、前記弁体のシール面を前記開口部の周囲に押しつけることを特徴とするゲートバルブ。
2. 前記弁体の両端に設けられ、弁体を進退可能に保持する弁体ホルダーをさらに具備し、前記弁体と前記弁体ホルダーにより弁体ユニットを構成し、前記弁体昇降機構は前記弁体ユニットを昇降させることを特徴とする請求項１に記載のゲートバルブ。
3. 前記弁体回動機構は、前記弁体ホルダーの端面に設けられた回動軸およびカムフォロワと、前記弁体ホルダーに隣接し、前記ハウジングに固定され、前記カムフォロワをガイドする曲面が形成されたガイドブロックとを有し、前記弁体昇降機構により前記弁体ユニットが昇降した際に、前記カムフォロワが前記ガイドブロックの曲面にガイドされて移動し、それにともなって前記弁体を含む前記弁体ユニットが前記回動軸まわりを回動することを特徴とする請求項２に記載のゲートバルブ。
4. 前記退避位置は、前記開口部の下方位置であり、前記弁体回動機構は、前記弁体ユニットを前記開口部対応位置から下降させた際に、前記退避位置において、前記シール面が下向きになるように前記弁体ユニットを回動させることを特徴とする請求項３に記載のゲートバルブ。
5. 前記弁体押圧機構は、前記弁体ユニットのうち、前記弁体のみを押圧して前記開口部に向けて進出させることを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか１項に記載のゲートバルブ。
6. 前記弁体押圧機構は、前記複数の弁体に対応する位置にカムを有するカムユニットと、前記カムユニットを昇降させる昇降駆動部とを有し、前記カムユニットを昇降させることにより、前記カムが前記弁体を押圧する押圧位置と押圧を解除する押圧解除位置とをとり、前記カムを前記押圧位置に位置させることにより前記弁体を押圧することを特徴とする請求項５に記載のゲートバルブ。
7. 前記弁体押圧機構の押圧力が解除された際に、前記弁体を元の位置に戻す付勢力を付与する付勢力付与機構をさらに具備することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のゲートバルブ。
8. 真空に保持される共通搬送室と、
   前記共通搬送室に接続された、真空下で所定の処理を行う処理室と、
   前記共通搬送室に接続され、大気状態と真空状態との間で切り替え可能に設けられ、処理前および処理済みの基板を交換するロードロック室と、
   前記共通搬送室に設けられ、前記処理室および前記ロードロック室との間で複数の基板を上下方向に多段に配置した状態で複数の基板を一括して搬送する基板搬送装置と、
   前記共通搬送室と前記処理室との間、および前記共通搬送室と前記ロードロック室との間に設けられたゲートバルブと
   を具備し、
   前記ゲートバルブの少なくとも一つとして、請求項１から請求項７のいずれかのゲートバルブを用いたことを特徴とする基板処理システム。

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