专利名称：真空排气阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及连接于真空腔和真空泵之间，为了使真空腔内的压力缓慢阵低到真空压力而使用的真空排气阀。
背景一般在半导体的制造工艺中，在用真空泵把放置有应处理的半导体晶片的真空腔内的内部压力降低至真空压力的情况下使用真空排气阀。一般，这种真空排气阀具有用于连接上述真空腔的腔口、用于连接真空泵的泵口、设置在连结这些口的流道中的阀座、开闭该阀座的阀体和、开闭驱动该阀体的活塞，通过空气压的作用使活塞动作而打开上述阀体，用真空泵排出上述真空腔内的空气，从而将该真空腔的内部压力降低到真空压力。
但是，现有的真空排气阀具有图5所示的流量特性，在开阀初期排气快，而且锥度也大，所以在真空腔内残留大量空气的排气初期阶段进行快速排气，因此，因在上述真空腔内瞬间流动大量空气而发生湍流，从而附着在该真空腔的内壁等的微粒被卷上去并附着到晶片上，或晶片移动而偏离其固定位置。
发明目的本发明的目的在于提供一种真空排气阀，该真空排气阀通过渐渐增大打开阀体时的打开度，使流量变化缓慢，从而防止在真空腔内产生气体湍流，可以稳定地进行排气。技术方案为了达到上述目的，根据本发明提供一种真空排气阀，具有用于连接真空腔的腔口、用于连接真空泵的泵口；具有这些口的壳体；连结上述腔口和泵口的流道中的阀座；开闭上述阀座的阀体；经轴连结于上述阀体的活塞；对上述活塞施加开阀方向的气压的压力作用室；朝闭阀方向弹压上述阀体的弹簧单元，上述阀体具有通过接合和脱离上述阀座而以提动阀式开闭阀座的阀密封部件和，嵌入上述阀座的内孔内、利用开闭上述阀密封部件来在该内孔内变动的柱状流量调整部，该流量调整部通过形成为渐渐变小，而具有渐渐增大开放上述阀密封部件时流过流路的气体流量的功能。
具有上述结构的本发明的真空排气阀中，上述阀体具有渐渐变尖的柱状流量调整部，由于该流量调整部具有在打开阀体时渐渐增大流过流路的空气流量的功能，所以刚开阀时排气缓慢。其结果，由于在真空腔内残留大量气体的排气初期阶段不进行快速排气，所以不会因瞬间流动大量空气而发生湍流，从而附着在真空腔的内壁等的微粒不会被湍流卷上去并附着到晶片上，或不会使晶片移动而偏离其固定位置。
根据本发明的具体实施例，上述阀体在连接于上述流量调整部的位置具有直径比该流量调整部的直径大的止动部，在上述阀座的内孔内形成该止动部嵌入、止动的台阶部，由该止动部和台阶部规定上述阀体的闭阀位置。
上述阀体的流量调整部在轴线方向连续具有锥度不同的多个圆锥面，或由圆滑的曲面形成为顶端渐渐变细的形状。
图2是表示本发明的真空排气阀的阀体移动量和排气流量的关系的特性图。
图3是表示本发明的真空排气阀的实施例2的闭阀状态的主要部分剖面图。
图4是表示本发明的真空排气阀的实施捌3的闭阀状态的主要部分剖面图。
图5是表示现有的真空排气阀的阀体移动量和排气流量的关系的特性图。
上述阀初构具有开闭上述阀座5的阀体6、利用空气压作用驱动上述阀体6的活塞12、相互连结这些阀体6和活塞12的轴10。
上述阀体6由圆盘形阀柄6a和，安装在该阀柄6a的周缘部分的环状阀密封部件6b组成。通过使该阀密封部件6b接合和脱离上述阀座5来以提动阀式开闭该阀座5。在上述阀柄6a上一体地设有嵌合于上述阀座5的内孔5a内的短圆柱状的止动部8、轴方向长度比该止动部8略长的短圆柱状的流量调整部9。其中，位于阀柄6a的基端部侧的上述止动部8的直径相同，在闭阀上述阀体6时接触上述内孔5a内周的台阶部5b，由该接触来规定该阀体6的闭阀位置。另外，上述流量调整部9设在比上述止动部8更靠近阀体6的前端部的位置，通过在轴线方向连续具有锥度不同的多个圆锥面9a，9b，形成为前端渐渐变细的形状。还有，具有通过随着打开阀密封部件6b在上述内孔5a中位移来渐渐增大流过流路的空气流量的功能。在上述阀体6移动到开放行程端时，该流量调整部9位于从上述阀座5的内孔5a完全拔出来的位置。
上述轴10的前端部嵌入到上述阀柄6a的中央部分，用轴压件16锁定在该阀柄6a上，以便不能从该阀柄6a脱离出来。另外，轴10的后端部经导向轴套17和密封部件18自由滑动且气密地贯通隔开上述壳体1和密封部1a之间的隔壁1b的中央部，突出在形成于上述缸部1a的内部的活塞室7内，通过压板20利用固定螺母13气密封地连结在自由滑动地配设在该活塞室7中的上述活塞12上。该连结是通过在上述活塞12的背面形成的凹部12a内拧上述螺母13来进行的。
上述活塞12在其外周具有密封地连接到活塞室7的内壁的密封杯14和导向环15，在该活塞12和上述隔壁1b13之间划分形成的压力作用室7a与设在缸部1a的侧壁的操作口28连通从而，如果从上述操作口28向上述压力作用室7a提供气压，则上述活塞12移动而开放阀体6。此时，给上述操作口28提供由电空调节器控制的压力气压。
在上述管套1的内部，在安装在上述阀柄6a的弹簧座21和隔壁1b之间设有由朝封闭方向弹压阀体6的2个螺旋弹簧22a，22b构成的弹簧单元22，同时在介于管套1和隔壁1b之间的波纹管座25和上述阀柄6a之间设有内含上述轴10和2个弹簧22a、22b的波纹管24。
另外，图中11是嵌在上述轴10的外周的圆筒状的弹簧导向件，一边防止内侧的弹旋弹簧22a接触到轴10，一边引导弹簧22的伸缩。另外，19是保持轴10和活塞12之间的气密的密封部件，26是保持上述管套1和波纹管25之间的密气封的密封部件，27是使上述波纹管27的内侧空间与外部连通的通气口，29是使上述活塞12背后的通气室与外部连通的通气口。
具有上述结构的真空排气阀在非操作状态下，由于阀体6被弹簧单元22的弹力移动到闭阀位置，阀密封部件6b接触阀座5来封闭流路，所以在该状态下即使真空泵P运转，真空腔C内的气体也不从腔口3排除到泵口4。
如果从操作口28将用未图示的电空调节器控制压力的压力空气提供给压力作用室7a，当作用于活塞12的空气压作用力比弹簧单元22的弹力更大时，则上述活塞12克服弹簧单元22的弹力而移动到接触盖子2的位置，经轴10移动阀体6，所以阀密封部件6b离开阀座5而开放流路，从而排出真空腔内的空气。此时，随着上述阀密封部件6b打开阀座5，在阀体6形成的流量调整部9在上述阀座5的内孔5a内移动，利用前端变细的形状缓慢增大空气流量。因此，如图2所示，在刚开阀时缓慢增大排气。在排完一定量的气体后再增大开阀量。其结果，由于不会像现有那样在真空腔C内残留有大量气体的刚排气阶段快速排气，所以不会因瞬间流动大量空气而产生湍流，从而可以可靠地防止附着在真空腔的内壁等上的微粒被湍流卷上去而附着到晶片上、或使晶片移动而偏离其固定位置。
由设在上述腔口3或、连结该腔口3和真空腔C的配管部或、真空腔C的内部的任何一方上的传感器检测上述真空腔C内的真空压力，为了将该真空腔C内的真空压力保持在设定压力或变更到设定压力，自动调节上述电空调节器的输出压力。
在上述真空腔C到了所要的真空度之后，如果降低来自操作口28的空气压，则在作用在活塞12的空气压作用力比弹簧单元22的弹力小时，上述活塞12和阀体6回归，阀密封部件6b直接接触阀座5而关闭流道。
本发明的真空排气阀不限于上述实施例，在不脱离权利要求的范围记载的发明的精神的范围内可以对设计进行各种变更，例如，如图3所示，阀体6的流量调整部9也可以连续具有上述3个圆锥面9c、9d、9e，或具有4个以上的圆锥面。另外，如图4所示，流量调整部9如上述，也可以代替上述圆锥面，由圆滑的曲面9f形成为前端渐细的形状。
像这样，本发明的真空排气阀的上述阀体具有前端渐渐变细的柱状的流量调整部，由于该流量调整部具有在打开阀体时使流过流路的空气流量渐渐增大功能，所以刚开阀时排气增大缓慢。其结果，由于在真空腔C内残留有大量空气的初始排气阶段不进行快速排气，所以不会因瞬间流动大量气体而产生湍流，从而可以可靠地防止附着在真空腔的内壁等的微粒被湍流卷上去而附着到晶片上、或使晶片移动而偏离其固定位置。
权利要求
1.一种真空排气阀，具有用于与真空腔连接的腔口、用于与真空泵连接的泵口；具有这些口的壳体；连结上述腔口和泵口的流道中的阀座；开闭上述阀座的阀体；通过轴连结于上述阀体的活塞；对上述活塞作用开阀方向的空气压的压力作用室；将上述阀体朝闭阀方向弹压的弹簧单元，其特征在于上述阀体具有通过与上述阀座接触、离开而提动阀式开闭该阀座的阀密封部件、嵌入上述阀座的内孔内并借助上述阀密封部件的开闭来在该内孔内位移的柱状流量调整部，该流量调整部通过形成为前端部渐渐变细形状而具有在开放上述阀密封部件时渐渐增大流过流道的气体流量的功能。
2.如权利要求1所述的真空排气阀，其特征在于上述阀体在与上述流量调整部相连的位置具有直径比该流量调整部的直径大的止动部，在上述阀座的内孔内形成该止动部所以嵌入、停止的台阶部，由这些止动部和台阶部规定上述阀体的闭阀位置。
3.如权利要求1所述的真空排气阀，其特征在于上述阀体的流量调整部在轴线方向连续具有锥度不同的多个锥面。
4.如权利要求1所述的真空排气阀，其特征在于上述阀体的流量调整部由圆滑的曲面形成为前端部渐渐变细的形状。
全文摘要
利用阀体开闭连结腔口和泵口的流道中的阀座的真空排气阀中,在上述阀体上除了设置提动阀式开闭上述阀座的阀密封部件之外,还设置嵌入阀座的内孔内的前端渐渐变细的流量调整部,在上述阀体开阀时,该流量调整部起渐渐增大排气流量的作用。
文档编号F16K1/38GK1346031SQ0113034
公开日2002年4月24日 申请日期2001年9月18日 优先权日2000年9月18日
发明者梶谷昌生 申请人:速睦喜股份有限公司