DE102006029425A1 - Dichtungsteil und Substrat-bearbeitende Vorrichtung - Google Patents
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Abstract
Description
- Hintergrund der Erfindung
- Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungsteil und eine Substrat-bearbeitende Vorrichtung, und insbesondere auf ein Dichtungsteil, das in einer Substrat-bearbeitenden Vorrichtung verwendet wird, die ein Plasma aus einem reaktiven Aktivgas bildet und ein Substrat unter Verwendung des Plasmas bearbeitet.
- Eine Plasma-bearbeitende Vorrichtung, die eine Plasmabearbeitung wie zum Beispiel das Ätzen auf Halbleiterscheiben als Substrate weist eine Vakuumkammer auf, deren Innendruck im Wesentlichen auf ein Vakuum reduziert werden kann. Das Ätzen wird auf einer Halbleiterscheibe ausgeführt, die in der Vakuumkammer untergebracht ist, unter Verwendung eines Prozessgases, das in der Vakuumkammer in ein Plasma umgewandelt wird. In solch einer Plasma-bearbeitenden Vorrichtung wird ein ringförmiges Dichtungsteil verwendet, um den Innenraum der Vakuumkammer (das Vakuum)gegen die Außenseite (die Atmosphäre) abzudichten (siehe zum Beispiel US-Patent Nr. 6,689,221). Insbesondere für die Ätzvorrichtung als Plasma-bearbeitende Vorrichtung wird die Halbleiterscheibe heiß auf Grund der Energieaufnahme aus dem Plasma, und daher wird ein O-Ring als Dichtungsteil verwendet, der aus einem hitzebeständigem Fluorelastomer hergestellt ist.
- In den letzten Jahren wurde das Ätzen, bei dem ein Mischgas als Prozessgas verwendet wird, das ein reaktives Aktivgas (z.B. ein CxFy Gas wie zum Beispiel C4F8 Gas) enthält, so dass die Ätzrate durch die Reaktionsnebenprodukte gesteuert wird, zum allgemeinen Trend. Bei diesem Ätzen werden, wenn das reaktive Aktivgas in das Plasma umgewandelt wird, abscheidbare aktive Spezies wie zum Beispiel Fluorradikale erzeugt.
- Außerdem lagern sich beim Ätzen unter Verwendung eines reaktiven Aktivgases Reaktionsnebenprodukte an der Innenwand der Vakuumkammer an. Diese angelagerten Reaktionsnebenprodukte werden abgestreift, um Partikel zu werden, die sich auf Halbleitervorrichtungen auf den Halbleiterscheiben ablagern, was eine Senkung der Ausbeute in den Halbleitervorrichtungen zur Folge hat. Zum Beispiel kann WLDC (Waferlose Chemische Reinigung), die ein Typ der chemischen Reinigung ist, ausgeführt werden. Bei der WLDC werden die Reaktionsnebenprodukte durch Sauerstoffionen, die aus Sauerstoffgas hergestellt werden, entfernt. Jedoch werden gleichzeitig auch Sauerstoffradikale produziert.
- Der obige Fluorelastomer wird durch die Radikale (Fluorradikale und/oder Sauerstoffradikale) schnell abgenutzt. In einer Plasma-bearbeitenden Vorrichtung, in der ein reaktives Aktivgas verwendet wird, wird daher eine doppelte Dichtungsstruktur verwendet, die ein auf der Vakuumseite angeordnetes O-Ringförmiges Dichtungsteil (PTR (Radikalfangring), das aus einem Radikalenbeständigen Fluorkunstharz (insbesondere Teflon (eingetragenes Warenzeichen)) hergestellt ist, und einen auf der Atmosphärenseite angeordneten O-Ring, der aus Fluorelastomer (insbesondere Elastomer vom Vinylidenfluoridtyp (FKM)) hergestellt ist, umfasst. Der RTR umfasst eine Teflon (eingetragenes Warenzeichen) Röhre, und Gummi, das in die Röhre eingefüllt ist.
- Entsprechend einer solchen doppelten Dichtungsstruktur schließt der RTR die Radikale ein, so dass die Radikale nicht von der Vakuumseite her austreten, und der Fluorelastomer-O-Ring dichtet das Vakuum in der Vakuumkammer gegenüber der Außenatmosphäre ab. Für die doppelte Dichtungsstruktur sind zwei Dichtungsrillen zur Aufnahme des RTR bzw. des Fluorelastomer-O-Ringes erforderlich, und somit ist ein vorbestimmter Dichtungsraum erforderlich.
- Konventionelle Plasma-bearbeitende Vorrichtungen sind jedoch nicht darauf ausgerichtet, die Verwendung einer doppelten Dichtungsstruktur vorauszusetzen, und daher kann der vorbestimmte Dichtungsraum nicht gewährleistet werden, und somit ist die Verwendung einer doppelten Dichtungsstruktur, wie oben beschrieben, schwierig in einer konventionellen Plasma-bearbeitenden Vorrichtung. Insbesondere bei einer KF Flanschverbindungsstruktur, die zur Verbindung von zwei Rohren (JIS G 5526) verwendet wird, ist die Bereitstellung von zwei Dichtungsrillen strukturell unmöglich, und daher kann eine doppelte Dichtungsstruktur, wie oben beschrieben, nicht verwendet werden.
- Für den Fall, dass eine doppelte Dichtungsstruktur nicht verwendet werden kann, wird ein O-Ring aus einem Radikalen-beständigen Fluorelastomer (insbesondere ein Tetrafluorethylen-Perfluorvinyl-Ether (FFFKM)) verwendet, aber FFKM ist sehr teuer und hat außerdem einen schlechteren Widerstand gegenüber Radikalen als Teflon (eingetragenes Warenzeichen). Insbesondere in den letzten Jahren wurde für die Plasma-bearbeitenden Vorrichtungen eine lange Lebensdauer dringend gefordert, und somit kann mit FFKM eine Lebensdauer, die den Anforderungen der Anwender der Plasma-bearbeitenden Vorrichtungen genügt, nicht gewährleistet werden.
- Zusammenfassung der Erfindung
- Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Dichtungsteil und eine Substrat-bearbeitende Vorrichtung bereitzustellen, die kostengünstig sind und die Gewährleistung einer ausgezeichneten Lebensdauer ermöglichen ohne die Anforderung an einen vorbestimmten Dichtungsraum, wie für eine doppelte Dichtungsstruktur erforderlich wäre.
- Um das obige Ziel zu erreichen, ist in einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Dichtungsteil in einer Substrat-bearbeitenden Vorrichtung vorgesehen, die ein druckreduziertes Gefäß aufweist, in dem eine hochelastische polymerische Materialerodierende Erodiersubstanz vorhanden ist, und die eine vorbestimmte Bearbeitung an einem Substrat ausführt, das in dem druckreduzierten Gefäß aufgenommen ist, wobei das Dichtungsteil eine Innenseite des druckreduzierten Gefäßes gegenüber der Außenseite abdichtet, wobei das Dichtungsteil ein erstes Element, das auf einer Innenseite des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist und gegenüber der Erodiersubstanz beständig ist, ein zweites Element, das aus dem hochelastischen polymerischen Material gefertigt ist und auf einer Außenseite des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist, und mindestens einen vorbestimmten Raum, der durch mindestens einen Teil des ersten Elements und mindestens einen Teil des zweiten Elements, die voneinander getrennt sind, ausgebildet ist, umfasst, wobei das erste Element und das zweite Element zusammengefügt oder miteinander verbunden sind.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil, hat das Dichtungsteil ein erstes Element, das auf der Innenseite des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist und beständig gegenüber der hochelastischen polymerischen Materialerodierenden Erodiersubstanz, und ein zweites Element, das aus dem hochelastischen polymerischen Material gefertigt ist und auf der Außenseite des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist.
- Dementsprechend kann der Verschleiß des zweiten Elements durch das erste Element verhindert werden, wobei die Erfordernis, ein hochelastisches Material zu verwenden, das gegenüber der Erodiersubstanz beständig ist, entfallen kann. Außerdem hat das Dichtungsteil mindestens einen vorbestimmten Raum, der durch mindestens einen Teil des ersten Elements und mindestens einen Teil des zweiten Elements, die voneinander getrennt sind, ausgebildet ist. Dementsprechend kann ein Teil des zweiten Elements in den vorbestimmten Raum eintreten, wenn das zweite Element einer Druckverformung unterliegt, wobei das zweite Element leicht einer Druckverformung unterliegen kann. Außerdem sind das erste Element und das zweite Element miteinander verbunden. Dementsprechend kann das Dichtungsteil als ein einziger Gegenstand behandelt werden und außerdem klein in seinen Abmaßen gefertigt werden. Im Ergebnis erfordert das Dichtungsteil keinen vorbestimmten Dichtungsraum wie für eine doppelte Dichtungsstruktur erforderlich wäre, ist das Dichtungsteil kostengünstig, und eine ausgezeichnete Lebensdauer kann zugesichert werden.
- Vorzugsweise hat das erste Element einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, der auf der Außenseite offen ist, und mindestens ein Teil des zweiten Elements tritt in die Öffnung des U-förmigen Querschnitts ein.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil hat das erste Element einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, der auf der Außenseite offen ist, und mindestens ein Teil des zweiten Elements tritt in die Öffnung des U-förmigen Querschnitts ein. Dementsprechend kann, sogar wenn die Wiedererlangbarkeit des ersten Elements sinkt auf Grund plastischer Verformung oder von Fließvorgängen, das erste Element zur Wiedererlangung veranlasst werden durch eine Rückstoßkraft des eingetretenen zweiten Elements. Im Ergebnis kann die Lebensdauer über eine lange Zeitperiode erhalten werden.
- Der U-förmige Querschnitt des ersten Elements weist außerdem bevorzugt mindestens einen gebogenen Abschnitt auf.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil weist der U-förmige Querschnitt des ersten Elements mindestens einen gebogenen Abschnitt auf. Dementsprechend kann das erste Element leicht der Druckverformung unterliegen. Im Ergebnis kann das Folgevermögen des ersten Elements verbessert werden, und somit kann eine ausgezeichnete Lebensdauer zugesichert werden, und außerdem können die Druckbeanspruchungen auf das erste und das zweite Element verringert werden.
- Noch bevorzugter ist der gebogene Abschnitt ein enger Abschnitt.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil ist der gebogene Abschnitt ein enger Abschnitt. Im Ergebnis können die Auswirkungen des obigen Aspekts zuverlässig erzielt werden.
- Die Erodiersubstanz ist ebenfalls bevorzugt eine aktive Spezies, die aus einem reaktiven Aktivgas gebildet ist, und das erste Element ist aus Fluorkunstharz hergestellt.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil ist die Erodiersubstanz eine aktive Spezies, die aus einem reaktiven Aktivgas gebildet ist, und das erste Element ist aus Fluorkunstharz hergestellt. Solch ein Fluorkunstharz wird kaum durch solche eine aktive Spezies erodiert. Im Ergebnis kann der Verschleiß des hochelastischen polymerischen Materials, das das zweite Element bildet, durch die aktive Spezies zuverlässig verhindert werden, und daher kann eine bessere Lebensdauer zugesichert werden.
- Außerdem bevorzugt ist das Fluorkunstharz eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, einem Tetrafluorethylen/Perfluoralkyl-Vinylether-Copolymer, einem Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer, einem Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer, Polyvinylidenfluorid und Polychlortrifluorethylen.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil ist das Fluorkunstharz eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, einem Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer, einem Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer, Polyvinylidenfluorid und Polychlortrifluorethylen. Im Ergebnis kann das Material, das das erste Element bildet, einfach und kostengünstig beschafft werden, und somit kann das Dichtungsteil weniger kostenintensiv gefertigt werden.
- Ebenfalls bevorzugt ist das hochelastische polymerische Material eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gummi vom Vinylidenfluoridtyp und Gummi vom Tetrafluorethylenpropylentyp.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil ist das hochelastische polymerische Material eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gummi vom Vinylidenfluoridtyp und Gummi vom Tetrafluorethylenpropylentyp. Im Ergebnis kann das Material, das das zweite Element bildet, einfach und kostengünstig beschafft werden, und somit kann das Dichtungsteil weniger kostenintensiv gefertigt werden.
- Die Erodiersubstanz ist bevorzugt ein Korrosionsgas und das erste Element ist aus einem korrosionsbeständigen Metall gefertigt.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil ist die Erodiersubstanz ist ein Korrosionsgas und das erste Element ist aus einem korrosionsbeständigen Metall gefertigt. Solch ein korrosionsbeständiges Metall wird kaum durch solch ein Korrosionsgas erodiert. Im Ergebnis kann der Verschleiß des hochelastischen polymerischen Materials, das das zweite Element bildet, durch das Korrosionsgas zuverlässig verhindert werden, und daher kann eine noch bessere Lebensdauer zugesichert werden.
- Ebenfalls bevorzugt ist das korrosionsbeständige Metall eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Edelstahl, Nickel und Aluminium.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil ist das korrosionsbeständige Metall eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Edelstahl, Nickel und Aluminium. Im Ergebnis kann das Material, das das erste Element bildet, einfach und kostengünstig beschafft werden, und somit kann das Dichtungsteil weniger kostenintensiv gefertigt werden.
- Ebenfalls noch bevorzugter ist das hochelastische polymerische Material eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gummi vom Vinylidenfluoridtyp und Gummi vom Tetrafluorethylenpropylentyp.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil ist das hochelastische polymerische Material eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gummi vom Vinylidenfluoridtyp und Gummi vom Tetrafluorethylenpropylentyp. Im Ergebnis kann das Material, das das zweite Element bildet, einfach und kostengünstig beschafft werden, und somit kann das Dichtungsteil weniger kostenintensiv gefertigt werden.
- Das zweite Element hat bevorzugt eine Einschnürung.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil hat das zweite Element eine Einschnürung. Im Ergebnis kann das Folgevermögen des zweiten Elements verbessert werden und somit kann das Abschirmungsverhalten verbessert werden.
- Um das obige Ziel zu erreichen, wird in einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Substrat-bearbeitende Vorrichtung bereitgestellt, die umfasst ein druckreduziertes Gefäß, in dem eine hochelastische polymerische Materialerodierende Substanz vorhanden ist, eine Bearbeitungsvorrichtung, die eine vorbestimmte Bearbeitung an dem Substrat, das in dem druckreduzierten Gefäß aufgenommen ist, ausführt, und ein Dichtungsteil, das einen Innenraum des druckreduzierten Gefäßes gegenüber einer Außenseite abdichtet, wobei das Dichtungsteil aufweist ein erstes Element, das im Innenraum des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist und beständig gegenüber der erodierenden Substanz ist, ein zweites Element, das aus hochelastischem polymerischem Material gefertigt ist und das an einer Außenseite des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist, und mindestens einen vorbestimmten Raum, der durch mindestens einen Teil des ersten Elements und mindestens einen Teil des zweiten Elements, die voneinander getrennt sind, ausgebildet ist, wobei das erste Element und das zweite Element miteinander verbunden sind.
- Entsprechend der obigen Substrat-bearbeitenden Vorrichtung können Wirkungen wie für den ersten Aspekt erzielt werden.
- Vorzugsweise hat das erste Element einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, der auf der Außenseite offen ist, und mindestens ein Teil des zweiten Elements tritt in die Öffnung des U-förmigen Querschnitts ein.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil hat das erste Element einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, der auf der Außenseite offen ist, und mindestens ein Teil des zweiten Elements tritt in die Öffnung des U-förmigen Querschnitts ein. Dementsprechend kann, sogar wenn die Wiedererlangbarkeit des ersten Elements sinkt auf Grund plastischer Verformung oder von Fließvorgängen, das erste Element zur Wiedererlangung veranlasst werden durch eine Rückstoßkraft des eingetretenen zweiten Elements. Im Ergebnis kann die Lebensdauer über eine lange Zeitperiode erhalten werden.
- Die Erodiersubstanz ist ebenfalls bevorzugt eine aktive Spezies, die aus einem reaktiven Aktivgas gebildet ist, und das erste Element ist aus Fluorkunstharz hergestellt.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil ist die Erodiersubstanz eine aktive Spezies, die aus einem reaktiven Aktivgas gebildet ist, und das erste Element ist aus Fluorkunstharz hergestellt. Solch ein Fluorkunstharz wird kaum durch solche eine aktive Spezies erodiert. Im Ergebnis kann der Verschleiß des hochelastischen polymerischen Materials, das das zweite Element bildet, durch die aktive Spezies zuverlässig verhindert werden, und daher kann eine bessere Lebensdauer zugesichert werden.
- Die Erodiersubstanz ist bevorzugt ein Korrosionsgas und das erste Element ist aus einem korrosionsbeständigen Metall gefertigt.
- Entsprechend dem obigen Dichtungsteil ist die Erodiersubstanz ist ein Korrosionsgas und das erste Element ist aus einem korrosionsbeständigen Metall gefertigt. Solch ein korrosionsbeständiges Metall wird kaum durch solch ein Korrosionsgas erodiert. Im Ergebnis kann der Verschleiß des hochelastischen polymerischen Materials, das das zweite Element bildet, durch das Korrosionsgas zuverlässig verhindert werden, und daher kann eine noch bessere Lebensdauer zugesichert werden.
- Das obige und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden besser aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen ersichtlich.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau einer Plasma-bearbeitenden Vorrichtung als Substrat-bearbeitende Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines O-Ringförmigen Dichtungsteils, das in1 erscheint; -
3 ist eine Schnittansicht, die eine spezielle Form des in2 gezeigten Dichtungsteils zeigt; -
4 ist eine Ansicht, die einen eingebauten Zustand des in2 gezeigten Dichtungsteils zeigt; -
5 ist eine Ansicht, die einen eingebauten Zustand einer Abwandlung des in2 gezeigten Dichtungsteils zeigt; -
6A bis6D sind Schnittansichten, die Abwandlungen des in2 gezeigten Dichtungsteils zeigen; -
7 ist eine Schnittansicht, die einen Fall zeigt, in dem das in2 gezeigte Dichtungsteil in einer KF Flansch Verbindungsstruktur verwendet wird; und -
8 ist eine vergrößerte Ansicht eines Dichtungsteils nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. - Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
- Die vorliegende Erfindung wird nun im Einzelnen anhand der Zeichnungen, die deren bevorzugte Ausführungsformen zeigen, beschrieben.
- Zunächst werden ein Dichtungsteil und eine Substrat-bearbeitende Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Substrat-bearbeitende Vorrichtung ist derart aufgebaut, dass sie eine vorbestimmte Bearbeitung auf Substraten unter Verwendung eines reaktiven Aktivgases ausführt.
-
1 ist eine Schnittansicht, die schematisch den Aufbau einer Plasma-bearbeitenden Vorrichtung als Substrat-bearbeitende Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Plasma-bearbeitende Vorrichtung führt das RIE (reaktives Ionenätzen) auf Halbleiterscheiben W als Substrate aus, und ist außerdem so aufgebaut, dass das WLDC auch eingeschlossen werden kann. - Wie in
1 gezeigt, weist die Plasma-bearbeitende Vorrichtung10 ein zylindrisches Vakuumgefäß11 (druckreduziertes Gefäß) auf, und das Vakuumgefäß11 weist einen Prozessraum S in seinem Innern auf. Ein zylindrischer Suszeptor12 ist in dem Vakuumgefäß11 als eine Bühne angeordnet, auf der eine Halbleiterscheibe W (im Folgenden lediglich als Scheibe „W" bezeichnet) montiert ist, die einen Durchmesser von zum Beispiel 300mm aufweist. Eine Innenwand des Vakuumgefäßes11 ist mit einem Seitenwandelement45 abgedeckt. Das Seitenwandelement45 ist aus Aluminium hergestellt, dessen Oberfläche, die dem Prozessraum S zugewandt ist, ist mit Keramik wie zum Beispiel Yttriumoxid (Y2O3) beschichtet. - Außerdem ist das Vakuumgefäß
11 elektrisch geerdet und der Suszeptor12 ist in einem Bodenbereich des Vakuumgefäßes11 über ein Isolierelement29 installiert. - In der Plasma-bearbeitenden Vorrichtung
10 ist ein Abströmpfad13 , der als Strömungspfad wirkt, durch den Gasmoleküle über dem Suszeptor12 an die Außenseite des Vakuumgefäßes11 abgegeben werden, zwischen der Innenwand des Vakuumgefäßes11 und der Seitenfläche des Suszeptors12 ausgebildet. Eine ringförmige Ablenkplatte14 , die den Austritt von Plasma verhindert, ist teilweise entlang des Abströmpfades13 angeordnet. Ein Raum in dem Abströmpfad13 abstromseitig der Ablenkplatte14 krümmt sich unter dem Suszeptor12 herum und wird durch ein adaptives Drucksteuerungsventil (im Folgenden als „APC Ventil" bezeichnet)15 , das als variables Drosselventil ausgebildet ist, angesprochen. Das APC Ventil15 ist mit einer Turbomolekularpumpe (im Folgenden als „TMP" bezeichnet)17 , die als Absaugpumpe für die Evakuierung ausgebildet ist, über einen Isolator16 verbunden, und die TMP17 ist mit einer Trockenpumpe (im Folgenden als „DP" bezeichnet)18 , die auch als Absaugpumpe ausgebildet ist, über ein Ventil V1 verbunden. Der Abströmpfad, der das APC Ventil15 , den Isolator16 , die TMP17 , das Ventil V1 und die DP18 (im Folgenden als „Hauptabströmlinie" bezeichnet) umfasst, wird verwendet zur Steuerung des Druckes in dem Vakuumgefäß11 unter Verwendung des APC Ventils15 , und auch zur Reduzierung des Druckes in dem Vakuumgefäß11 herunter bis zu einem im Wesentlichen Vakuumzustand unter Verwendung der TMP17 und der DP18 . - Außerdem ist ein Leitungssystem
19 von zwischen dem Isolator16 und dem APC Ventil15 zu der DP18 über ein Ventil V2 verbunden. Der Abströmpfad, der das Leitungssystem19 und das Ventil V2 (im Folgenden als „Bypasslinie" bezeichnet) umfasst, überbrückt den Isolator16 und die DP17 und wird zur Erzeugung eines Vorvakuums in dem Vakuumgefäß11 unter Verwendung der DP18 verwendet. - Eine untere Elektroden-Hochfrequenz Spannungsquelle
20 ist mit dem Suszeptor12 über eine Zufuhrstange21 und einen Anpasser22 verbunden. Die untere Elektroden-Hochfrequenz Spannungsquelle20 liefert vorbestimmte hochfrequente elektrische Spannung an den Suszeptor12 . Der Suszeptor12 wirkt daher als eine untere Elektrode. Der Anpasser22 reduziert die Reflexion der hochfrequenten elektrischen Spannung von dem Suszeptor12 , um die Effizienz der Bereitstellung der hochfrequenten elektrischen Spannung in den Suszeptor12 zu maximieren. - Eine scheibenförmige ESC Elektrodenplatte
23 , die einen elektrisch leitenden Film umfasst, ist in einem oberen Abschnitt des Suszeptors12 vorgesehen. Eine Gleichstromquelle24 ist elektrisch mit der ESC Elektrodenplatte234 verbunden. Eine Scheibe W wird von einer oberen Oberfläche des Suszeptors12 angezogen und darauf gehalten durch eine Johnsen-Rahbek Kraft oder Coulomb Kraft, die durch eine Gleichspannung erzeugt wird, die auf die ESC Elektrodenplatte23 von der Gleichstromquelle24 aufgebracht wird. Außerdem ist ein ringförmiger Fokussierring25 auf dem oberen Abschnitt des Suszeptors12 vorgesehen, um die Scheibe W zu umgeben, die von einer oberen Oberfläche des Suszeptors12 angezogen und darauf gehalten wird. Der Fokussierring25 liegt frei in dem Prozessraum S und fokussiert das Plasma in dem Prozessraum S auf die Oberfläche des Scheibe W, wodurch die Effizienz des RIE erhöht wird. - Eine ringförmige Kühlkammer
26 , die sich zum Beispiel in Umfangsrichtung des Suszeptors12 erstreckt, ist innerhalb des Suszeptors12 vorgesehen. Ein Kühlmittel, zum Beispiel Kühlwasser oder eine Galdenflüssigkeit (eingetragenes Warenzeichen), wird mit einer vorbestimmten Temperatur durch die Kühlkammer26 über ein Kühlleitungssystem27 von einer Kühleinheit (nicht dargestellt) zirkuliert. Eine Prozesstemperatur der Scheibe W, die von der oberen Oberfläche des Suszeptors12 angezogen und darauf gehalten wird, wird durch die Temperatur des Kühlmittels gesteuert. - Mehrere Zufuhröffnungen
28 für wärmeübertragendes Gas sind in einem Abschnitt auf der oberen Oberfläche des Suszeptors12 , auf der die Scheibe W angezogen und gehalten ist (im Folgenden als „anziehende Oberfläche" bezeichnet), vorgesehen. Die Zufuhröffnungen28 für wärmeübertragendes Gas sind mit einer Versorgungseinheit32 für wärmeübertragendes Gas über eine Versorgungsleitung30 für wärmeübertragendes Gas verbunden, die innerhalb des Suszeptors vorgesehen ist. Die Versorgungseinheit32 für wärmeübertragendes Gas liefert Heliumgas als ein wärmeübertragendes Gas über die Zufuhröffnungen28 für wärmeübertragendes Gas in einen Spalt zwischen der anziehenden Oberfläche des Suszeptors12 und einer rückseitigen Oberfläche der Scheibe W. - Mehrere Ausstoßstifte
33 sind in der anziehenden Oberfläche des Suszeptors12 als Hebestifte vorgesehen, die von der oberen Oberfläche des Suszeptors12 herausstehen können. Die Ausstoßstifte33 sind mit einem Motor (nicht dargestellt) über eine Kugelspindel (nicht dargestellt) verbunden, und können so ausgebildet sein, dass sie von der oberen Oberfläche des Suszeptors12 herausstehen können durch die Drehbewegung des Motors, die mittels der Kugelspindel in eine lineare Bewegung umgewandelt wird. Die Ausstoßstifte33 sind innerhalb des Suszeptors12 aufgenommen, wenn eine Scheibe W von der anziehenden Oberfläche des Suszeptors12 angezogen und darauf gehalten wird, so dass die Scheibe W dem RIE unterworfen werden kann, und sie stehen von der oberen Oberfläche des Suszeptors12 hervor, um die Scheibe W von dem Suszeptor12 weg anzuheben, wenn die Scheibe W aus dem Vakuumgefäß11 transportiert werden soll, nachdem sie dem RIE unterworfen wurde. - Ein gaseinleitender Duschkopf
34 ist an einem Deckenabschnitt des Vakuumgefäßes11 angeordnet und dem Suszeptor12 zugewandt. Eine obere Hochfrequenz-Spannungsquelle36 ist mit dem gaseinleitenden Duschkopf34 über einen Anpasser35 verbunden. Die obere Hochfrequenz-Spannungsquelle36 liefert eine vorbestimmte hochfrequente elektrische Spannung zu dem gaseinleitenden Duschkopf34 . Der gaseinleitende Duschkopf34 wirkt somit als eine obere Elektrode. Der Anpasser35 hat die gleiche Funktion wie der zuvor beschriebene Anpasser22 . - Der gaseinleitende Duschkopf
34 hat eine Deckenelektrodenplatte38 , die darin eine große Anzahl an Gasöffnungen37 aufweist, und eine Elektrodenhalterung39 , auf der die Deckenelektrodenplatte38 lösbar gehalten ist. Eine Pufferkammer40 ist innerhalb der Elektrodenhalterung39 vorgesehen. Eine Prozessgas einleitende Leitung41 ist von einer Prozessgas-Versorgungseinheit (nicht dargestellt) mit der Pufferkammer40 verbunden. Ein Leitungsisolator42 ist teilweise entlang der Prozessgas einleitenden Leitung41 angeordnet. Der Leitungsisolator42 ist aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt und verhindert das Austreten der hochfrequenten Spannung, die zu dem gaseinleitenden Duschkopf34 geführt wird, in die Prozessgas-Versorgungseinheit über die Prozessgas einleitende Leitung41 . Ein Prozessgas, zum Beispiel ein Gasgemisch von CxFy-Gas als ein reaktives Aktivgas und Argon-(AR)Gas, das von der Prozessgas einleitenden Leitung41 in die Pufferkammer40 eingeleitet wird, wird durch den gaseinleitenden Duschkopf34 in das Vakuumgefäß11 (den Prozessraum S) über die Gasöffnungen37 eingeleitet. - Die Plasma-bearbeitende Vorrichtung
10 weist einen Gefäßdeckel31 auf, der in einem oberen Abschnitt des Vakuumgefäßes11 vorgesehen ist. Der Gefäßdeckel31 deckt den gaseinleitenden Duschkopf34 ab. Um den Innenraum des Vakuumgefäßes11 gegenüber der Außenseite abzudichten, ist ein O-Ringförmiges Dichtungsteil46 zwischen dem Gefäßdeckel31 und dem Vakuumgefäß11 derart vorgesehen, dass es den gaseinleitenden Duschkopf34 umgibt. - Ein Übergabeanschluss
43 für die Scheiben W ist in einer Seitenwand des Vakuumgefäßes11 vorgesehen in einer Position in der Höhe, in die die Scheibe W von dem Suszeptor12 durch die Ausstoßstifte33 angehoben wurde. Ein Durchgangsventil44 zum Öffnen und Schließen des Übergabeanschlusses43 ist in dem Übergabeanschluss43 vorgesehen. - Bei Zufuhr der hochfrequenten elektrischen Spannung zu dem Suszeptor
12 und dem gaseinleitenden Duschkopf34 in dem Vakuumgefäß11 der Plasma-bearbeitenden Vorrichtung10 wie oben beschrieben, und somit bei Einbringen hochfrequenter elektrischer Spannung in den Prozessraum S zwischen dem Suszeptor12 und dem gaseinleitenden Duschkopf34 , wird das Gasgemisch (das Prozessgas), das von dem gaseinleitenden Duschkopf34 in den Prozessraum S eingeführt wird, in ein Plasma umgewandelt, und somit werden Ionen produziert; die Scheibe W wird dem RIE mittels der Ionen unterworfen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Ätzrate durch die Reaktionsnebenprodukte gesteuert, die von dem CxFy-Gas (dem reaktiven Aktivgas) in dem Gasgemisch produziert werden. Fluorradikale werden ebenso wie abscheidbare aktive Spezies gebildet, wenn die Ionen produziert werden. - Die Arbeitsweise der Komponenten der oben beschriebenen Plasma-bearbeitenden Vorrichtung
10 wird in Übereinstimmung mit einem Programm für das RIE durch eine CPU einer Steuereinheit (nicht dargestellt) der Plasma-bearbeitenden Vorrichtung10 gesteuert. -
2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des O-Ringförmigen Dichtungsteils46 , das in1 erscheint. Es sei angemerkt, dass der gaseinleitende Duschkopf34 am Kopf der Zeichnung angeordnet ist, und daher ist der Innenraum des Vakuumgefäßes11 am Kopf der Seite. Im Folgenden werden daher der Bereich des Kopfes der Zeichnung als „die Innen- (Vakuum-)seite" und der Bereich am Boden der Zeichnung als „die Außen-(Atmosphären-)seite bezeichnet. Außerdem werden die Auf/Ab-Richtung in der Zeichnung als die „horizontale Richtung" und die links/rechts-Richtung als „vertikale Richtung" bezeichnet. - Wie in
2 gezeigt, hat das Dichtungsteil46 ein Radikalendichtungselement47 , das einen im Wesentlichen U- förmigen Querschnitt aufweist, der sich zu der Atmosphärenseite hin öffnet, und ein Vakuumdichtungselement48 , das einen im Wesentlichen Flaschenkürbisförmigen Querschnitt aufweist, d.h. in dem Einschnürungen ausgebildet sind, der in horizontaler Richtung ausgerichtet ist. Das Radikalendichtungselement47 ist auf der Innen-(Vakuum-)leite und das Vakuumdichtungselement48 ist auf der Außen-(Atmosphären-)leite angeordnet. Das Radikalendichtungselement47 ist aus Polytetrafluorethylen (PTFE) hergestellt, das ein Fluorkunstharz ist, und das Vakuumdichtungselement48 ist aus FKM hergestellt. - Das Dichtungsteil
46 ist in einem Raum aufgenommen, der durch den Gefäßdeckel31 und eine Dichtungsrille49 definiert ist, die einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, der in dem Vakuumgefäß11 ausgebildet ist. Der Gefäßdeckel31 ist über dem Dichtungsteil46 angeordnet, wobei der Gefäßdeckel31 einen oberen Abschnitt des Dichtungsteils46 berührt. Speziell eine Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 berührt das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 , und der Gefäßdeckel31 berührt ebenfalls das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 . - Der Abstand zwischen dem Gefäßdeckel
31 und der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 durch eine vorgegebene Länge kürzer angesetzt als die natürliche Länge des Radikalendichtungselements47 in vertikaler Richtung und als die natürliche Länge des Vakuumdichtungselements48 in vertikaler Richtung, wobei, wenn das Dichtungsteil in dem Raum aufgenommen ist, der durch die Dichtungsrille49 und den Gefäßdeckel31 definiert ist, das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 jedes in vertikaler Richtung zusammengepresst ist. Im Ergebnis erzeugt jedes, das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 , eine Rückstoßkraft, und somit steht jedes, das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 , in engem Kontakt mit dem Gefäßdeckel31 und der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 auf Grund der Rückstoßkraft. - Das Radikalendichtungselement
47 hat einen schmalen Radikalendichtungsabschnitt47a zwischen einem Abschnitt des Radikalendichtungselements47 , der den Gefäßdeckel31 berührt, und einem Abschnitt des Radikalendichtungselements47 , der eine Vakuumseitige Seitenfläche49a der Dichtungsrille berührt, und einen schmalen Radikalendichtungsabschnitt47b zwischen dem Abschnitt des Radikalendichtungselements47 , der die Vakuumseitige Seitenfläche49a der Dichtungsrille49 berührt und einem Abschnitt des Radikalendichtungselements47 , der die Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 berührt. Die schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b haben eine geringe Festigkeit und fördern daher die Druckdeformation des Radikalendichtungselements47 . Das heißt, die schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b sind Biegungsbereiche; wenn das Radikalendichtungselement47 in vertikaler Richtung zusammengedrückt wird, verbiegt sich das Radikalendichtungselement47 an den schmalen Radikalendichtungsabschnitten47a und47b , um die Druckverformung zu erdulden. - Auf Grund des oben beschriebenen Flaschenkürbisförmigen Querschnitts hat das Vakuumdichtungselement
48 einen Vakuumseitigen Ballenabschnitt48a , einen Atmosphärenseitigen Ballenabschnitt48b und einen schmalen Vakuumdichtungsabschnitt48c , der den Vakuumseitigen Ballenabschnitt48a und den Atmosphärenseitigen Ballenabschnitt48b verbindet. Ein Teil des Radikalendichtungselements47 und ein Teil des Vakuumdichtungselements48 (speziell der vordere Abschnitt des Vakuumseitigen Ballenabschnitts48a , der hintere Abschnitt des Atmosphärenseitigen Ballenabschnitts48b und die oberen und unteren Abschnitte des schmalen Vakuumdichtungsabschnitts48c ) sind voneinander getrennt, um zwei Nischenräume48d und48e auszubilden. Das heißt, der schmale Vakuumdichtungsabschnitt48c bildet einen Einschnürungsabschnitt in dem Vakuumdichtungselement48 aus. - Der Vakuumseitige Ballenabschnitt
48a des Vakuumdichtungselements48 ist in die Öffnung des im Wesentlichen U-förmigen Querschnitts des Radikalendichtungselements47 eingepresst. Im Ergebnis sind das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 aneinander befestigt. Außerdem ist ein Teil des Vakuumseitigen Ballenabschnitts48a des Vakuumdichtungselements48 von dem schmalen Radikalendichtungsabschnitt47a getrennt, und ein Teil des Vakuumseitigen Ballenabschnitts48a des Vakuumdichtungselements48 von dem schmalen Radikalendichtungsabschnitt47b getrennt, um die Nischenräume48f und48g auszubilden. - Abschnitte, die von dem Vakuumdichtungselement
48 hervorstehen, wenn das Vakuumdichtungselement in vertikaler Richtung zusammengedrückt ist, treten in die Nischenräume48d ,48e ,48f und48g , die um den Umfang des Vakuumdichtungselements48 wie oben beschrieben, angeordnet sind, wobei die Nischenräume48d ,48e ,48f und48g die Druckdeformation des Vakuumdichtungselements48 fördern. - Als nächstes wird eine spezielle Form des Dichtungsteils
46 beschrieben. -
3 ist eine Schnittansicht, die die spezielle Form des in2 gezeigten Dichtungsteils46 zeigt. In3 ist jeder Abschnitt des Dichtungsteils46 in einem natürlichen Längenzustand gezeigt mit Ausnahme des Vakuumseitigen Ballenabschnitts48a des Vakuumdichtungselements48 , das auf Grund der Einpressung in die Öffnung des im Wesentlichen U- förmigen Querschnitts des Radikalendichtungselements47 deformiert ist. - Wie in
3 gezeigt, ist das Vakuumdichtungselement derart ausgebildet, dass in seinem natürlichen Längenzustand die Länge des Vakuumdichtungselements48 in horizontaler Richtung L1 ist, die Länge des Vakuumdichtungselements48 in vertikaler Richtung (die Höhe in vertikaler Richtung des Atmosphärenseitigen Ballenabschnitts48b ) L2 ist, und die Länge in vertikaler Richtung (d.h. die Weite) des schmalen Vakuumdichtungsabschnitts48c L3 ist. - Das Radikalendichtungselement
47 ist derart ausgebildet, dass in seinem natürlichen Längenzustand die Länge des Radikalendichtungselements47 in horizontaler Richtung L4 ist, die Länge des Radikalendichtungselements47 in vertikaler Richtung L5 ist, und die Länge je einer Kontaktfläche47c , die den Gefäßdeckel31 berührt und einer Kontaktfläche47d , die die Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 berührt ist L6. Außerdem ist das Radikalendichtungselement47 derart ausgebildet, dass die Dicke jedes der schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b W1 ist. - Außerdem sind das Vakuumdichtungselement
48 und das Radikalendichtungselement47 derart ausgebildet, dass in dem Zustand, in dem der Vakuumseitige Ballenabschnitt48a des Vakuumdichtungselements48 in die Öffnung des im Wesentlichen U-förmigen Querschnitts des Radikalendichtungselements47 eingepresst ist, die Weite in horizontaler Richtung jedes der Nischenräume48d und48e D1 ist, und die minimale Weite jedes der Nischenräume48f und48g D2 ist. Außerdem ist der Abstand zwischen den Gefäßdeckel31 und der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 Dr. - Die Länge L1 in horizontaler Richtung und die Länge L2 in vertikaler Richtung des Vakuumdichtungselements
48 , und die Länge L4 in horizontaler Richtung und die Länge L5 in vertikaler Richtung des Radikalendichtungselements47 sind auf optimale Werte bezüglich des Abstandes Dr zwischen dem Gefäßdeckel31 und der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 gesetzt. Insbesondere ist die Länge L1 in horizontaler Richtung des Vakuumdichtungselements48 auf einen Wert gesetzt, der 1,8 × Dr ≥ L1 ≥ 0,8 × Dr, vorzugsweise 1,5 × Dr ≥ L1 ≥ 1,2 × Dr erfüllt. Die Länge L2 in vertikaler Richtung des Vakuumdichtungselements48 ist auf einen Wert gesetzt, der 1,8 × Dr ≥ L2 ≥ 1,05 × Dr, vorzugsweise 1,5 × Dr ≥ L2 ≥ 1,15 × Dr erfüllt. Außerdem ist die Länge L4 in horizontaler Richtung des Radikalendichtungselements47 auf einen Wert gesetzt, der (5/6) × L1 ≥ L4 ≥ (1/6) × L1, vorzugsweise (2/3) × L1 ≥ L4 ≥ (1/3) × L1 erfüllt. Die Länge L5 in vertikaler Richtung des Radikalendichtungselements47 ist auf einen Wert gesetzt, der 1,8 × Dr ≥ L5 ≥ 1,05 × Dr, vorzugsweise 1,5 × Dr ≥ L5 ≥ 1,15 × Dr erfüllt. - Die Länge L3 in vertikaler Richtung des schmalen Vakuumdichtungsabschnitts
48c ist in Bezug auf die Länge L2 in vertikaler Richtung des Vakuumdichtungselements48 gesetzt auf einen Wert, der 0,95 × L2 ≥ L3 ≥ 0,3 × L2, vorzugsweise 0,9 × L2 ≥ L3 ≥ 0,45 × L2 erfüllt. Wenn die Länge L3 in vertikaler Richtung des schmalen Vakuumdichtungsabschnitts48c groß ist, dann wird die Festigkeit des Vakuumdichtungselements48 an dem schmalen Vakuumdichtungsabschnitt48c hoch, und somit ist das Vakuumdichtungselement einfach zu handhaben. Auf der anderen Seite, Wenn die Länge L3 in vertikaler Richtung des schmalen Vakuumdichtungsabschnitts48c gering ist, dann erhöht sich das Vermögen des Vakuumdichtungselements48 , der Neigung des Gefäßdeckels31 oder der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 zu folgen. - Da der schmale Vakuumdichtungsabschnitt
48c eine Einschnürung in dem Vakuumdichtungselement48 ausbildet, wie oben beschrieben, und auch auf Grund der Anwesenheit der Nischenräume48d und48e , kann das Vermögen des Vakuumdichtungselements48 dem Gefäßdeckel31 oder der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 zu folgen, erhöht werden, und somit kann das Dichtungsverhalten verbessert werden. - Ein obere Grenze der Länge L6 jeder der Kontaktflächen
47c und47d des Radikalendichtungselements47 ist in Bezug auf die Länge L4 in horizontaler Richtung des Radikalendichtungselements47 auf einen Wert gesetzt, der 0,6 × L4 ≥ L6 ≥ 0,5mm, bevorzugt 0,6 × L4 ≥ L6 ≥ 1mm erfüllt. Bei der Herstellung der Kontaktflächen47c und47d mit einer solchen Weite (Länge L6) kann das Abschirmungsverhalten des Radikalendichtungselements47 stabil gehalten werden. - Die Dicke W1 jedes der schmalen Radikalendichtungsabschnitte
47a und47b des Radikalendichtungselements47 ist derart gesetzt, dass die Festigkeit der schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b , d.h. die Festigkeit des PTFE bei einer Dicke W1, auf solch einem Niveau ist, dass die schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b sich durch eine Kraft verformen, die nicht größer als die Wiedererlangungskraft des Vakuumseitigen Ballenabschnitts48a ist, der in die Öffnung des im Wesentlichen U-förmigen Querschnitts des Radikalendichtungselements47 eingepresst ist, d.h. als die Wiedererlangungskraft des FKM in einem Zustand, in dem der Vakuumseitige Ballenabschnitt48a eingepresst ist. Dies ist deshalb so, damit die schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b entsprechend nach oben oder unten geschoben werden durch die Wiedererlangungskraft des Vakuumseitigen Ballenabschnitts48a , so dass das Abschirmverhalten des Radikalendichtungselements47 gegenüber den Radikalen sogar in dem Fall beibehalten wird, in dem die Kontaktflächen47c und47d einem Kriechverhalten unterliegen. Insbesondere ist die Dicke W1 jedes der schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b auf einen Wert gesetzt, der 2,0mm ≥ W1 ≥ 0,05mm, bevorzugt 1,5mm ≥ W1 ≥ 0,1mm erfüllt. Wenn die Dicke der schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b geringer als diese Dicke W1 ist, dann sinkt die Lebensdauer und die Bearbeitbarkeit der schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b dramatisch, und somit kann ein gutes Abschirmverhalten gegenüber den Radikalen nicht länger erreicht werden. - Bei der Bereitstellung der schmalen Radikalendichtungsabschnitte
47a und47b wie oben beschrieben, steigt der Freiheitsgrad des Radikalendichtungselements47 bezüglich der Deformation, und somit kann das Radikalendichtungselement47 leicht einer Druckverformung unterliegen. Das Folgevermögen des Radikalendichtungselements47 während der Verformung kann somit verbessert werden, und daher kann das Radikalendichtungselement47 hergestellt werden mit einer ausgezeichnete Lebensdauer, und außerdem kann die Druckbelastung des Radikalendichtungselements47 reduziert werden. - Die Weite D1 in horizontaler Richtung jedes der Nischenräume
48d und48e ist mindestens auf einen Wert gesetzt, der derart ist, dass ein Atmosphärenseitiges Ende des Radikalendichtungselements47 und der Vakuumseitige Ballenabschnitt48b des Vakuumdichtungselements48 sich in ihrem natürlichen Längenzustand (der in3 dargestellte Zustand) und in dem eingebauten Zustand des Dichtungsteils46 (der in2 dargestellte Zustand) nicht berühren. Bei der Bereitstellung der Nischenräume48d und48e , wie oben beschrieben, wird es für das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 möglich, sich unabhängig voneinander sogar im eingebauten Zustand des Dichtungsteils46 zu bewegen, und somit folgt sogar im Fall, dass zum Beispiel das Vakuumdichtungselement48 abgesunken ist auf Grund ungleichmäßiger Befestigung, das Radikalendichtungselement47 nicht der Bewegung des Vakuumdichtungselements, sondern der Zustand der Kontaktflächen47c und47d , die in Kontakt mit dem Gefäßdeckel31 bzw. der Bodenfläche49b der Dichtungsrille29 stehen, kann gut beibehalten werden. Im Ergebnis kann das Abschirmverhalten des Radikalendichtungselements47 gegenüber den Radikalen für eine lange Zeitspanne stabil gestaltet werden. - Die Mindestweite D2 jedes der Nischenräume
48f und48g ist auf einen Wert gesetzt, der größer als 0 in dem natürlichen Längenzustand (der in3 dargestellte Zustand) und auch bevorzugt in dem eingebauten Zustand des Dichtungsteils46 (der in2 dargestellte Zustand) ist. In dem Dichtungsteil46 neigen die Druckbelastungen auf Grund eines Gummimaterials (das FKM) und eines Kunstharzmaterials (das PTFE), die aneinander befestigt sind, dazu, größer zu sein als im Fall der Befestigung eines Dichtungsteils, das nur aus Gummi gefertigt ist, aber durch die Bereitstellung der Nischenräume48f und48g und durch das Setzen der minimalen Weite D2 der Nischenräume48f und48g , wie oben beschrieben, wird die Reaktionskraft des Kunstharzmaterials (des Radikalendichtungselements47 ) klein gehalten, und somit kann die Befestigungskraft, die für die Befestigung erforderlich ist, reduziert werden. Außerdem kann durch die Ausbildung der Nischenräume48f und48g wie oben beschrieben, ausreichend Platz für die Verformung des Radikalendichtungselements47 zugesichert werden, und somit kann die Deformation des Radikalendichtungselements47 stabil gestaltet werden, und daher kann die Reaktionskraft des Radikalendichtungselements47 weiter reduziert werden. - Fluorradikale und/oder Sauerstoffradikale (im Folgenden lediglich als „Radikale" bezeichnet) werden in dem Vakuumgefäß
11 der Plasma-bearbeitenden Vorrichtung10 erzeugt. Das FKM, das das Vakuumdichtungselement48 bildet, ist schnell abgenutzt durch solche Radikale. Die Radikale strömen von der Vakuumseite in Richtung der Atmosphärenseite in2 , aber da das Radikalendichtungselement47 auf der Vakuumseite angeordnet ist und in engem Kontakt mit dem Gefäßdeckel31 und der Bodenfläche49d der Dichtungsrille49 steht, hindert das Radikalendichtungselement47 die Radikale am Erreichen des Vakuumdichtungselements48 , das auf der Atmosphärenseite angeordnet ist. Insbesondere hat das PTFE, das das Radikalendichtungselement47 bildet, eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Radikalen, und daher wird das Radikalendichtungselement47 nicht abgenutzt. Außerdem, obwohl die Wiedererlangbarkeit des PTFE durch die plastische Verformung auf Grund des kontinuierlichen Zusammenpressens über einen langen Zeitraum sinkt, macht die Rückstoßkraft des Vakuumseitigen Ballenabschnitts48a die reduzierte Wiedererlangbarkeit des Radikalendichtungselements47 wett. Das Radikalendichtungselement47 kann daher über einen langen Zeitraum die Radikale vom Erreichen des Vakuumdichtungselements48 abhalten, das auf der Atmosphärenseite angeordnet ist. - Außerdem ist das Vakuumdichtungselement
48 gemäß der Plasma-bearbeitenden Vorrichtung10 auf der Atmosphärenseite angeordnet und in engem Kontakt mit dem Gefäßdeckel31 und der Bodenfläche49s der Dichtungsrille49 . Außerdem, wie oben beschrieben, erreichen die Radikale nicht das Vakuumdichtungselement48 , und somit wird das Vakuumdichtungselement48 nicht abgenutzt. Das Vakuumdichtungselement48 kann daher über einen langen Zeitraum verhindern, dass Luft von außerhalb in das Vakuumgefäß11 gelangt. - Entsprechend dem Dichtungsteil
46 der vorliegenden Ausführungsform weist das Dichtungsteil46 das Radikalendichtungselement47 , das auf der Vakuumseite angeordnet ist und aus PTFE gefertigt ist, das eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Radikalen hat, und das Vakuumdichtungselement48 auf, das auf der Atmosphärenseite angeordnet ist und aus FKM gefertigt ist. Das Radikalendichtungselement47 hindert die Radikale am Erreichen des Vakuumdichtungselements48 , und somit kann die Abnutzung des Vakuumdichtungselements48 durch die Radikale verhindert werden, wobei die erforderliche Verwendung von radikalenbeständigem FFKM ausgeschlossen werden kann. Außerdem sind das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 aneinander befestigt, und daher kann das Dichtungsteil46 als ein Einzelstück gehandhabt werden, und kann außerdem klein in seinen Abmaßen gefertigt werden. Im Ergebnis erfordert das Dichtungsteil46 keinen vorbestimmten Dichtungsraum, der für eine doppelte Dichtungsstruktur erforderlich wäre, das Dichtungsteil ist kostengünstig und eine ausgezeichnete Lebensdauer kann zugesichert werden. - Gemäß dem oben beschriebenen Dichtungsteil
46 hat das Radikalendichtungselement47 einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt, der sich zu der Atmosphärenseite hin öffnet, und der Vakuumseitige Ballenabschnitt48a des Vakuumdichtungselements48 ist in die Öffnung des im Wesentlichen U-förmigen Querschnitts eingepresst. Dementsprechend, obwohl die Wiedererlangbarkeit des Radikalendichtungselements47 durch die plastische Verformung sinkt, macht die Rückstoßkraft des eingepressten Vakuumseitigen Ballenabschnitts48a die reduzierte Wiedererlangbarkeit des Radikalendichtungselements47 wett. Im Ergebnis kann das Radikalendichtungselement47 über einen langen Zeitraum die Radikale am Erreichen des Vakuumdichtungselement48 , das auf der Atmosphärenseite angeordnet ist, hindern, und daher kann die Lebensdauer des Dichtungsteils46 über einen langen Zeitraum erhalten werden. - Außerdem ist das Radikalendichtungselement
47 gemäß dem Dichtungsteil46 aus PTFE hergestellt. PTFE hat eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Radikalen und wird daher kaum durch Radikale abgenutzt. Die Abnutzung des FKM, welches das Vakuumdichtungselement48 ausbildet, durch die Radikale kann daher zuverlässig verhindert werden, und somit kann eine noch bessere Lebensdauer für das Dichtungsteil46 zugesichert werden. - Des Weiteren weist das Dichtungsteil
46 um den Umfang des Vakuumdichtungsteils48 herum die Nischenräume48d ,48e ,48f und48g auf, die durch das Vakuumdichtungselement48 allein oder durch das Vakuumdichtungselement48 und das Radikalendichtungselement47 im Zusammenhang definiert werden. Im Ergebnis können Abschnitte, die von dem Vakuumdichtungselement48 hervorstehen, wenn das Vakuumdichtungselement in vertikaler Richtung zusammengedrückt wird, in die Nischenräume48d ,48e ,48f und48g eintreten, wodurch das Vakuumdichtungselement48 leicht einer Druckverformung unterliegen kann. Außerdem weist das Radikalendichtungselement47 die schmalen Radikalendichtungsabschnitte47a und47b in dem im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, wodurch das Radikalendichtungselement47 ebenfalls leicht einer Druckverformung unterliegen kann. Dementsprechend kann in der Dichtungsrille49 das Vermögen des Radikalendichtungselements47 der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 und dem Gefäßdeckel31 zu folgen, erhöht werden, und somit kann eine ausgezeichnete Lebensdauer zugesichert werden, und außerdem können die Druckbelastungen auf das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 reduziert werden. - Außerdem verwirklicht, gemäß dem Dichtungsteil
46 das Vakuumdichtungselement48 , das aus FKM gefertigt ist, eine Vakuumabdichtung. Sogar wenn eine Oberfläche, mit der das FKM in engem Kontakt steht, eine hohe Oberflächenrauhigkeit aufweist, kann die Vakuumdichtung realisiert werden. Im Ergebnis kann das Dichtungsteil46 eine ausgezeichnete Vakuumdichtung verwirklichen. Außerdem ist es nicht erforderlich, die Oberflächenrauhigkeit des Gefäßdeckels31 und der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 so klein wie möglich zu machen. Im Ergebnis wird die Steuerung der Oberflächenrauhigkeit des Gefäßdeckels31 und der Dichtungsrille49 einfach, und somit können die Herstellungskosten der Plasma-bearbeitenden Vorrichtung10 reduziert werden. - In dem oben beschriebenen Dichtungsteil
46 ist das Radikalendichtungselement47 aus PTFE hergestellt. Das Radikalendichtungselement47 kann jedoch aus jedem anderen Radikalen-beständigen Material hergestellt werden, zum Beispiel aus einem Tetrafluorethylen/Perfluoralkyl-Vinylether-Copolymer (PFA), einem Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP), einem Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer (ETFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Polychlortrifluorethylen (PCTFE). Diese Materialien können einfach und kostengünstig hergestellt werden, und somit kann das Dichtungsteil46 kostengünstiger gestaltet werden. - Außerdem ist das Vakuumdichtungselement in dem oben beschriebenen Dichtungsteil
46 aus FKM hergestellt. Das Vakuumdichtungsteil46 kann jedoch aus jedem anderen Material, das ein Vakuumdichtungsvermögen aufweist hergestellt sein, zum Beispiel aus Gummi vom Tetrafluorethylen/Propylentyp (FEPM). Diese Materialien können ebenfalls einfach und kostengünstig hergestellt werden, und somit kann das Dichtungsteil46 kostengünstiger gestaltet werden. - Als Nächstes werden Abwandlungen des Dichtungsteils
46 beschrieben. - Wie in den
2 und3 gezeigt, hat das Radikalendichtungselement47 des Dichtungsteils46 in der obigen Ausführungsform einen schmalen Radikalendichtungsabschnitt47a oder47b als Krümmungsabschnitt auf jeder Seite einer Symmetrieebene des Dichtungsteils46 (siehe4 ). In diesem Fall, wie in4 gezeigt, entstehen in dem eingebauten Zustand des Dichtungsteils46 (der in2 gezeigte Zustand) Fälle, in denen die Kontaktoberfläche47c oder47d nicht in Oberflächenkontakt mit der gegenüberliegenden Oberfläche (der Gefäßdeckel31 oder die Bodenfläche49b ) ist auf Grund der Druckkraft des Gefäßdeckels31 oder der Bodenfläche49b und der Wiedererlangungskraft des Vakuumdichtungselement48 . Um dies auszugleichen, kann das Radikalendichtungselement47 in den vorliegenden Abwandlungen, wie in den6a bis6D gezeigt, derart ausgebildet sein, dass es drei oder mehr Krümmungsabschnitte aufweist, die symmetrisch um eine Symmetrieebene des Dichtungsteils46 vorgesehen sind, wobei im eingebauten Zustand des Dichtungsteils46 (der in2 gezeigte Zustand) die Kontaktoberflächen47c und47d des Radikalendichtungselements47 so sein können, dass sie in Oberflächekontakt mit dem Gefäßdeckel31 bzw. der Bodenfläche49b stehen, wodurch ein guter Radikalenabschirmungseffekt erzielt wird. - Das kommt daher, da in dem Fall, in dem das Radikalendichtungselement
47 drei oder mehr Krümmungsabschnitte aufweist, die symmetrisch um eine Symmetrieachse des Dichtungsteils46 angeordnet sind, wie in5 gezeigt, die Momente, die an dem Radikalendichtungselement47 entstehen auf Grund der Druckkraft jedes gegenüberliegenden Elements (der Gefäßdeckel31 oder die Bodenfläche49b ) und der Wiedererlangungskraft des Vakuumdichtungselements48 , auf die Krümmungsabschnitte verteilt werden, und somit folgt jede der Kontaktflächen47c und47d des Radikalendichtungselements47 dem entsprechend gegenüberliegenden Element. - Spezielle Abwandlungen des Dichtungsteils sind in den
6A bis6D dargestellt. Wie in den6A und6B gezeigt, kann das Radikalendichtungselement47 zusätzlich zu den schmalen Radikalendichtungsabschnitten47a und47b einen weiteren Krümmungsabschnitt haben, der an der Symmetrieebene ausgebildet ist. - Alternativ, wie in den
6C und6D gezeigt, kann das Radikalendichtungselement47 zusätzlich zu den schmalen Radikalendichtungsabschnitten47a und47b zwei weitere Krümmungsabschnitte haben, die symmetrisch um die Symmetrieebene angeordnet sind. - Die Krümmungsabschnitte sind nicht auf das Umfassen eines schmalen Abschnittes beschränkt, sondern jeder der Krümmungsabschnitte kann eine Einkerbung oder eine Ausnehmung umfassen (siehe
6A und6B ), oder kann einen abgewinkelten Abschnitt umfassen (siehe6C und6D ) oder kann von noch anderer Form sein. - Oben wurde der Fall beschrieben, dass das Dichtungsteil
46 in dem Raum aufgenommen ist, der durch die Dichtungsrille49 und den Gefäßdeckel31 definiert wird. Der Ort, an dem das Dichtungsteil verwendet wird ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern das Dichtungsteils46 kann eher an jedem Ort, an dem eine Abdichtung eines Vakuums gegenüber der Atmosphäre erforderlich ist, verwendet werden. Zum Beispiel kann das Dichtungsteil46 in einer Verbindung eines Abströmsystems verwendet werden, das Gas aus dem Vakuumgefäß11 abströmt. Eine KF Flansch Verbindungstruktur ist weit verbreitet als solch eine Verbindung in einem Abströmsystem. -
7 zeigt eine Schnittansicht des Falles, das das in2 dargestellte Dichtungsteil in einer KF Flansch Verbindungstruktur verwendet wird. - Wie in
7 gezeigt, umfasst die KF Flansch Verbindungstruktur50 ein Rohr51 mit einer Öffnung51a und einem kreisförmigen Flanschabschnitt51b , der koaxial mit der Öffnung51a ist, einen Aufnahmeabschnitt52 , der eine Öffnung52a aufweist, die mit der Öffnung51a des Rohres51 in Verbindung steht, ein Zentrierrohr53 , das zwischen dem Rohr51 und dem Aufnahmeabschnitt52 angeordnet ist, und ein im Wesentlichen ringförmiges Befestigungselement54 , das einen inneren Flanschabschnitt54a aufweist. - Das Rohr
51 hat an seiner einen Endfläche eine Einführöffnung51c , die koaxial mit der Öffnung51a ist und einen Durchmesser aufweist, der um einen vorbestimmten Wert größer als der der Öffnung51a ist, und der Aufnahmeabschnitt52 hat ebenfalls in seiner einen Endfläche eine Einführöffnung52b , die koaxial mit der Öffnung52a ist und denselben Durchmesser wie die Einführöffnung51c aufweist. Ein Außendurchmesser des Zentrierrohres53 ist um einen vorbestimmten Wert kleiner als der Durchmesser der Einführöffnungen51c und52b . Die Zentrierung der Öffnung51a des Rohres51 mit der Öffnung52 des Aufnahmeabschnittes52 kann somit ausgeführt werden durch die Einführung des oberen und unteren Endes des Zentrierrohres53 in die Aufnahmeöffnungen51c bzw.,52b . - Außerdem hat das Zentrierrohr
53 einen vorstehenden Abschnitt53a , der in7 in horizontaler Richtung hervorsteht. Der hervorstehende Abschnitt53a hat eine vorbestimmte Länge in vertikaler Richtung in7 und ist derart geformt, dass dessen oberes und unteres Ende sich entlang der horizontalen Richtung in7 erstrecken, und dessen Seite weist einen bogenförmigen Querschnitt auf. Der innere Flanschabschnitt54a des Befestigungselements54 drückt gegen einen Umfangsabschnitt des kreisförmigen Flanschabschnittes51b des Rohres51 in einem Zustand, in dem das Rohr51 an dem Aufnahmeabschnitt52 über das Zentrierrohr53 angebracht ist. Im Ergebnis berühren das obere und das untere Ende des hervorstehenden Abschnittes53 die Endfläche des Rohres51 bzw. die Endfläche des Aufnahmeabschnittes52 , so dass ein Abstand zwischen dem Rohr51 und dem Aufnahmeabschnitt52 zu einem vorbestimmten Wert beibehalten wird. - Außerdem ist die Öffnung
51a durch die KF Flansch Verbindungstruktur50 mit dem Innenraum des Vakuumgefäßes11 verbunden. Der Druck in der Öffnung51a und der Öffnung52a ist somit im Wesentlichen ein Vakuum, und außerdem strömen Radikale in die Öffnung51a und die Öffnung52a . In der7 stehen die Öffnungen51a und52a daher in Verbindung mit der Vakuumseite, und die Außenseite des Rohres51 entspricht der Atmosphärenseite. - Hier, da das Dichtungsteil
46 klein in seinen Abmaßen ist auf Grund des Radikalendichtungselements47 und des Vakuumdichtungselements48 , die miteinander verbunden sind wie zuvor beschrieben, erfordert das Dichtungsteil46 keinen vorbestimmten Dichtungsraum. Das Dichtungsteil46 kann daher in einem Raum aufgenommen sein, der durch die Endfläche des Rohres51 , die Endfläche des Aufnahmeabschnitts52 und die bogenförmige Seite des hervorstehenden Abschnitts53a des Zentrierrohres53 definiert ist. Das heißt, das Dichtungsteil46 kann ohne Abwandlungen des Aufbaus der KF Flansch Verbindungstruktur50 verwendet werden. - In der KF Flansch Verbindungstruktur
50 ist der Abstand zwischen der Endfläche des Rohres51 und der Endfläche des Aufnahmeabschnittes52 , d.h. der Länge des hervorstehenden Abschnittes53a in vertikaler Richtung, um einen vorbestimmten Wert kleiner als die natürliche Länge des Radikalendichtungselement47 in vertikaler Richtung und als die natürliche Länge des Vakuumdichtungselements48 in vertikaler Richtung, wobei, wenn das Dichtungsteil46 in dem Raum aufgenommen ist, der durch die Endfläche des Rohres51 , die Endfläche des Aufnahmeabschnittes52 und die bogenförmige Seite des hervorstehenden Abschnittes definiert ist, das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 jedes in vertikaler Richtung zusammengedrückt werden. Im Ergebnis erzeugt jedes, das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 , eine Rückstoßkraft, und somit steht jedes, das Radikalendichtungselement47 und das Vakuumdichtungselement48 in engem Kontakt mit der Endfläche des Rohres51 und der Endfläche des Aufnahmeabschnittes52 auf Grund der Rückstoßkraft. Das Radikalendichtungselement47 kann somit über einen langen Zeitraum die Radikale, die in die Öffnungen51a und52a strömen, am Erreichen des Vakuumdichtungselements48 hindern. Außerdem kann das Vakuumdichtungselement48 über einen langen Zeitraum verhindern, das Luft von außerhalb in die Öffnungen51a und52a gelangt. - Als nächstes wird ein Dichtungsteilgemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
- Die vorliegende Ausführungsform ist im grundsätzlich der oben beschrieben ersten Ausführungsform ähnlich bezüglich des Aufbaus und der Wirkungsweise, und unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform nur darin, dass ein Korrosionsgas anstelle eines reaktiven Aktivgases in der Substrat-bearbeitenden Vorrichtung verwendet wird. Die Beschreibung der Merkmale des Aufbaus und der Wirkungsweise, die die gleichen wie in der ersten Ausführungsform sind, entfallen daher, es werden im Folgenden lediglich die Merkmale des Aufbaus und der Wirkungsweise beschrieben, die unterschiedlich zu der ersten Ausführungsform sind.
-
8 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Dichtungsteils der vorliegenden Ausführungsform. Es ist zu beachten, dass ein Bereich, in dem der Druck im Wesentlichen auf eine Vakuum reduziert ist und in dem das Korrosionsgas anwesend ist, an der Oberseite der Zeichnung angeordnet ist, und ein Bereich, der gegenüber der Atmosphäre offen ist, ist am Boden der Zeichnung angeordnet. Im Folgenden wird der Bereich an der Oberseite der Zeichnung als „Vakuumseite" und der Bereich am Boden der Zeichnung als „Atmosphärenseite" bezeichnet. Außerdem wird die Auf-/Ab-richtung in der Zeichnung als „horizontale Richtung" und die links/rechts Richtung in der Zeichnung als „vertikale Richtung" bezeichnet. - Wie in
8 gezeigt, weist das Dichtungsteil55 ein Korrosionsgasdichtungselement56 , das einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, der sich zu der Atmosphärenseite hin öffnet, und das Vakuumdichtungselement48 auf. Das Korrosionsgasdichtungselement56 ist auf der Vakuumseite angeordnet und das Vakuumdichtungselement48 ist auf der Atmosphärenseite angeordnet. Das Korrosionsgasdichtungselement56 ist aus einem Edelstahl vom Austenittyp gefertigt, und das Vakuumdichtungselement48 ist aus FKM gefertigt. - Das Dichtungsteil
55 ist zum Beispiel in dem Raum aufgenommen, der durch den Gefäßdeckel31 und die Dichtungsrille49 , die einen rechteckigen Querschnitt aufweist, definiert. Der Gefäßdeckel31 ist über dem Dichtungsteil56 angeordnet, wobei der Gefäßdeckel31 einen oberen Bereich des Dichtungsteils55 berührt. Insbesondere berührt die Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 das Korrosionsgasdichtungselement56 und das Vakuumdichtungselement48 , und der Gefäßdeckel31 berührt ebenfalls das Korrosionsgasdichtungselement56 und das Vakuumdichtungselement48 . - Der Abstand zwischen dem Gefäßdeckel
31 und der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 ist um einen vorbestimmten Wert kürzer als die natürliche Länge des Korrosionsgasdichtungselements56 in vertikaler Richtung und die natürliche Länge des Vakuumdichtungselements48 in vertikaler Richtung, wobei, wenn das Dichtungsteil55 in dem Raum aufgenommen ist, der durch die Dichtungsrille49 und den Gefäßdeckel31 definiert ist, das Korrosionsgasdichtungselement56 und das Vakuumdichtungselement48 jedes in vertikaler Richtung zusammengedrückt werden. Im Ergebnis erzeugt jedes, das Korrosionsgasdichtungselement56 und das Vakuumdichtungselement48 eine Rückstoßkraft, und somit kommt jedes, das Korrosionsgasdichtungselement56 und das Vakuumdichtungselement48 in engen Kontakt mit dem Gefäßdeckel31 und der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 auf Grund der Rückstoßkraft. - Der Vakuumseitige Ballenabschnitt
48a des Vakuumdichtungselements48 ist in die Öffnung des im Wesentlichen U-förmigen Querschnitts des Korrosionsgasdichtungselements56 eingepresst. Im Ergebnis sind das Korrosionsgasdichtungselement56 und das Vakuumdichtungselement48 aneinander befestigt. Außerdem sind Teile des Vakuumseitigen Ballenabschnitts48a des Vakuumdichtungselements48 von Teilen des Korrosionsgasdichtungselements56 getrennt, um Nischenräume48h und48i auszubilden. - Abschnitte, die von dem Vakuumdichtungselement
48 hervorstehen, wenn das Vakuumdichtungselement in vertikaler Richtung zusammengedrückt ist, treten in die Nischenräume48d ,48e ,48h und48i die wie oben beschrieben um den Umfang des Vakuumdichtungselement48 herum angeordnet sind, wobei die Nischenräume48d ,48e ,48h und48i die Druckverformung des Vakuumdichtungselements48 fördern. - Das FKM, das das Vakuumdichtungselement
48 ausbildet, wird leicht durch das Korrosionsgas abgenutzt, das von der Vakuumseite in Richtung der Atmosphärenseite in8 strömt, aber da das Korrosionsgasdichtungselement56 auf der Vakuumseite angeordnet und in engem Kontakt mit dem Gefäßdeckel31 und der Bodenfläche49b der Dichtungsrille49 ist, hindert das Korrosionsgasdichtungselement56 das Korrosionsgas am Erreichen des Vakuumdichtungselements48 , das auf der Atmosphärenseite angeordnet ist. Insbesondere hat der Edelstahl vom Austenittyp, der das Korrosionsgasdichtungselement56 ausbildet, eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber dem Korrosionsgas, und somit wird das Korrosionsgasdichtungselement56 nicht abgenutzt. Das Korrosionsgasdichtungselement56 kann daher über einen langen Zeitraum das Korrosionsgas am Erreichen des Vakuumdichtungselements48 hindern, das auf der Atmosphärenseite angeordnet ist. - Entsprechend dem Dichtungsteil
55 der vorliegenden Ausführungsform, weist das Dichtungsteil55 das Korrosionsgasdichtungselement56 auf, das auf der Vakuumseite angeordnet und aus Edelstahl vom Austenittyp gefertigt ist, der eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Korrosionsgas aufweist, und das Vakuumdichtungselement48 , das auf der Atmosphärenseite angeordnet ist, ist aus FKM gefertigt. Das Korrosionsgasdichtungselement56 hindert das Korrosionsgas am Erreichen des Vakuumdichtungsteils48 , und somit kann die Abnutzung des Vakuumdichtungsteils48 durch das Korrosionsgas verhindert werden, wodurch das Erfordernis, ein korrosionsgasbeständiges Elastomermaterial zu verwenden, entfallen kann. Außerdem sind das Korrosionsgasdichtungselement56 und das Vakuumdichtungselement48 miteinander verbunden und somit kann das Dichtungsteil55 als ein einzelnes Bauelement gehandhabt werden und außerdem klein in seinen Abmaßen gestaltet werden. Im Ergebnis erfordert das Dichtungsteil keinen vorbestimmten Dichtungsraum, wie für eine doppelte Dichtungsstruktur erforderlich wäre, ist das Dichtungsteil55 kostengünstig und eine ausgezeichnete Lebensdauer kann zugesichert werden. - Außerdem ist, gemäß dem Dichtungsteil
55 , das Korrosionsgasdichtungselement56 au Edelstahl vom Austenittyp gefertigt. Edelstahl vom Austenittyp weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Korrosionsgas auf und wird somit kaum durch das Korrosionsgas abgenutzt. Die Abnutzung des FKM, das das Vakuumdichtungselement48 ausbildet, durch das Korrosionsgas kann somit zuverlässig abgewendet werden, und somit kann eine noch bessere Lebensdauer des Dichtungsteils55 zugesichert werden. - Außerdem weist das Dichtungsteil
55 um den Umfang des Vakuumdichtungselements48 herum die Nischenräume48d ,48e ,48h und48i auf, die durch das Vakuumdichtungselement allein oder durch das Vakuumdichtungselement48 und das Korrosionsgasdichtungselement56 zusammen definiert werden. Im Ergebnis treten Abschnitte, die von dem Vakuumdichtungselement48 hervorstehen, wenn das Vakuumdichtungselement48 in vertikaler Richtung zusammengepresst ist, in die Nischenräume48d ,48e ,48h und48i ein, wodurch das Vakuumdichtungselement leicht der Druckverformung unterliegen kann. Ein Zerdrücken des Vakuumdichtungselements48 kann daher verhindert werden, und somit kann eine noch bessere Lebensdauer zugesichert werden. - In dem oben beschriebenen Dichtungsteil
55 ist das Korrosionsgasdichtungselement56 aus Edelstahl vom Austenittyp gefertigt. Das Korrosionsgasdichtungselement56 kann jedoch aus jedem anderen Korrosionsgasbeständigen Material gefertigt werden, zum Beispiel aus jedem Edelstahl nicht vom Austenittyp, aus Nickel oder Aluminium. Diese Materialien können leicht und kostengünstig hergestellt werden, und das kann das Dichtungsteil55 kostengünstiger gefertigt werden. - Oben wurde der Fall beschrieben, in dem das Dichtungsteil
55 in einem Raum aufgenommen ist, der durch die Dichtungsrille49 und den Gefäßdeckel31 definiert ist. Der Ort, an dem das Dichtungselement verwendet wird, ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern das Dichtungsteil55 kann an jedem Ort verwendet werden, an dem eine Abdichtung eines Vakuums von der Atmosphäre erforderlich ist. Zum Beispiel ist es selbstverständlich, dass das Dichtungsteil auch in der zuvor beschriebenen KF Flansch Verbindungsstruktur50 verwendet werden kann. - In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind die bearbeiteten Substrate Halbleiterscheiben. Die bearbeiteten Substrate sind jedoch nicht darauf beschränkt, sondern können auch zu Beispiel LCD- (Flüssigkristallanzeige) oder FPD-(Flachbildanzeige) Glassubstrate sein.
Claims (15)
- Dichtungsteil in einer Substrat-bearbeitenden Vorrichtung, die ein druckreduziertes Gefäß aufweist, in dem eine hochelastische polymerische Materialerodierende Erodiersubstanz vorhanden ist, und die eine vorbestimmte Bearbeitung an einem Substrat ausführt, das in dem druckreduzierten Gefäß aufgenommen ist, wobei das Dichtungsteil eine Innenseite des druckreduzierten Gefäßes gegenüber der Außenseite abdichtet, wobei das Dichtungsteil umfasst ein erstes Element, das auf einer Innenseite des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist und gegenüber der Erodiersubstanz beständig ist, ein zweites Element, das aus dem hochelastischen polymerischen Material gefertigt ist und auf einer Außenseite des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist, und mindestens einen vorbestimmten Raum, der durch mindestens einen Teil des ersten Elements und mindestens einen Teil des zweiten Elements, die voneinander getrennt sind, ausgebildet ist, wobei das erste Element und das zweite Element zusammengefügt sind.
- Dichtungsteil nach Anspruch 1, wobei das erste Element einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, der zu der Außenseite hin offen ist, und mindestens ein Teil des zweiten Elements in die Öffnung des U-förmigen Querschnitts eintritt.
- Dichtungsteil nach Anspruch 2, wobei der U-förmige Querschnitt des ersten Elements mindestens einen gebogenen Abschnitt aufweist.
- Dichtungsteil nach Anspruch 3, wobei der gebogene Abschnitt ein schmaler Abschnitt ist.
- Dichtungsteil nach Anspruch 1, wobei die Erodiersubstanz eine aktive Spezies ist, die aus einem reaktiven Aktivgas gebildet ist, und das erste Element aus Fluorkunstharz hergestellt ist.
- Dichtungsteil nach Anspruch 5, wobei das Fluorkunstharz eines ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polytetrafluorethylen, einem Tetrafluorethylen/Perfluoralkyl-Vinylether-Copolymer, einem Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer, einem Tetrafluorethylen/Ethylen-Copolymer, Polyvinylidenfluorid und Polychlortrifluorethylen.
- Dichtungsteil nach Anspruch 5, wobei das hochelastische polymerische Material eines ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gummi vom Vinylidenfluoridtyp und Gummi vom Tetrafluorethylenpropylentyp.
- Dichtungsteil nach Anspruch 1, wobei die Erodiersubstanz ein Korrosionsgas und das erste Element aus einem korrosionsbeständigen Metall gefertigt ist.
- Dichtungsteil nach Anspruch 8, wobei das korrosionsbeständige Metall eines ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Edelstahl, Nickel und Aluminium.
- Dichtungsteil nach Anspruch 8, wobei das hochelastische polymerische Material eines ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gummi vom Vinylidenfluoridtyp und Gummi vom Tetrafluorethylenpropylentyp.
- Dichtungsteil nach Anspruch 1, wobei das zweite Element bevorzugt eine Einschnürung aufweist.
- Substrat-bearbeitende Vorrichtung, umfassend: ein druckreduziertes Gefäß, in dem eine hochelastische polymerische Material-erodierende Substanz vorhanden ist; eine Bearbeitungsvorrichtung, die eine vorbestimmte Bearbeitung an dem Substrat, das in dem druckreduzierten Gefäß aufgenommen ist, ausführt; und ein Dichtungsteil, das einen Innenraum des druckreduzierten Gefäßes gegenüber einer Außenseite abdichtet; wobei das Dichtungsteil aufweist ein erstes Element, das im Innenraum des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist und beständig gegenüber der erodierenden Substanz ist, ein zweites Element, das aus hochelastischem polymerischem Material gefertigt ist und das an einer Außenseite des druckreduzierten Gefäßes angeordnet ist, und mindestens einen vorbestimmten Raum, der durch mindestens einen Teil des ersten Elements und mindestens einen Teil des zweiten Elements, die voneinander getrennt sind, ausgebildet ist, wobei das erste Element und das zweite Element miteinander verbunden sind.
- Substrat-bearbeitende Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei das erste Element einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist, der zu der Außenseite hin offen ist, und mindestens ein Teil des zweiten Elements in die Öffnung des U-förmigen Querschnitts eintritt.
- Substrat-bearbeitende Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die erodierende Substanz eine aktive Spezies ist, die aus einem reaktiven Aktivgas gebildet ist, und das erste Element aus Fluorkunstharz hergestellt ist.
- Substrat-bearbeitende Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die erodierende Substanz ein Korrosionsgas ist und das erste Element aus einem korrosionsbeständigen Metall gefertigt ist.
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