JP2002217137A - 半導体製造装置の弁構造 - Google Patents

半導体製造装置の弁構造

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JP2002217137A
JP2002217137A JP2001010358A JP2001010358A JP2002217137A JP 2002217137 A JP2002217137 A JP 2002217137A JP 2001010358 A JP2001010358 A JP 2001010358A JP 2001010358 A JP2001010358 A JP 2001010358A JP 2002217137 A JP2002217137 A JP 2002217137A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】プラズマエッチング装置等の半導体製造装置の
発塵の抑制とOリングの寿命を向上した弁構造を提供す
る。 【解決手段】自動開閉する弁体1と、処理室6と搬送室
5の連座部に内側に突出して設けられ、両室連通の開口
20を有する弁座2と、弁体1と弁座2間に弁体1表面
に脱着可能に設けられ、弁体1の閉成時に弁座2および
弁体1に圧接し、両室の気密シールを行うOリング3
と、弁体1と弁座2間にOリング3の外側に弁体1の表
面から突出して設けられ、弁体1の閉成時にOリング3
の変形量を制御するとともに弁体1と弁座2間に所定の
隙間8を形成するための樹脂製ストッパー4とを備えて
構成される弁構造。樹脂製ストッパー4の配置により間
隙8が0.3mm以下に安定して制御でき、弁体1と弁
座2の接触による発塵防止と隙間8からのプラズマ7等
の入り込みが抑制されOリングの劣化抑制ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体製造装置の弁
構造に関し、特に半導体ウェーハ等に乾式により成膜あ
るいはエッチング等の処理を行う半導体製造装置の搬送
室と処理室の間に設けられ、処理室の気密性を保持する
ための弁構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体製造装置の搬送室と処理室の間に
設けられ、処理室の気密性を保持するための弁の構造に
ついては特開平7―147247号公報に開示されてい
る。図5はこの従来の半導体製造装置の弁構造を示す側
断面図である。
【0003】図5を参照すると、搬送室5と処理室6の
間に設けられ、処理室6の気密性を保持するための弁
は、アルミニウム等の金属からなり駆動機構(表示して
いない)により自動開閉する弁体1と、アルミニウム等
の金属からなり処理室6の壁と搬送室5の壁の連座部に
内側に突出して設けられ処理室6と搬送室5を連通する
開口を有する弁座2と、弁座2に対向し弁体1の表面に
着脱可能に設けられ、弁体1の閉成時には弁座2と弁体
1に圧接し、搬送室5と処理室6の気密シールを行うO
リング3とから構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】弁体1が閉成時に弁座
2と接触すると弁体1や弁座2から発塵10する為、弁
体1と弁座2の間に隙間8を確保する必要が有る。ま
た、弁体1と弁座2の隙間が大きいとプラズマ7より生
成されたラジカルやイオン10がOリング3にアタック
し劣化や摩耗により発塵11が生ずる。
【0005】従って可能な限り狭い微小隙間を弁体1と
弁座2の間に確保する必要が有るが、図5の従来の弁構
造では、Oリング3の材質(硬度と圧縮永久ひずみ)と
形状、使用温度等によりOリング3のつぶれしろが経時
的に変化するために、隙間を狭くするのには限界が有っ
た。そのために頻繁なOリング3の交換や処理室の洗浄
を必要としていた。
【0006】本発明の目的は、上記の従来技術の問題点
を解決した、半導体製造装置の弁構造を提供することに
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体製造装置
の弁構造の第1の構成は、ウェーハ等に成膜あるいはエ
ッチング等の処理を行う半導体製造装置の搬送室と処理
室の間に設けられ、前記処理室の気密性を保持するため
の弁構造であって、駆動機構により自動開閉する弁体
と、前記処理室と前記搬送室の連座部に内側に突出して
設けられ、前記処理室と前記搬送室を連通するための開
口を有する板状の弁座と、前記弁体と前記弁座間に前記
弁座または前記弁体表面に脱着可能に設けられ、前記弁
体の閉成時に前記弁座および前記弁体に圧接し、前記搬
送室と前記処理室の気密シールを行うOリングと、前記
弁体と前記弁座間に前記Oリングの外側に前記弁体また
は前記弁座の表面から突出して設けられ、前記弁体閉成
時に前記Oリングの変形量を制御するとともに前記弁体
と前記弁座間に所定の隙間を形成するための樹脂製の第
1のストッパーとを備えて構成されることを特徴とす
る。
【0008】前記弁体と前記弁座間に前記Oリングの内
側に前記弁体または前記弁座の表面から前記第1のスト
ッパーと同じ高さに突出してさらに第2のストッパーを
設けることができる。
【0009】前記第1のストッパーおよび第2のストッ
パーには樹脂材料使用され、該樹脂材料としては、ポリ
エーテルスルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポ
リエーテルイミド、ポリイミド等のエンジニアプラスチ
ックを使用できる。
【0010】前記第1のストッパーはリング状または柱
状とされ、前記第2のストッパーは柱状が適当である。
【0011】前記第1のストッパーおよび第2のストッ
パーの前記弁体または前記弁座の表面から突出する高さ
は0.1〜0.3mmが適当である。この高さにおい
て、前記弁体と前記弁座の間に0.1〜0.3mmの微
小隙間が確保され、前記弁体の閉成時に、前記弁体と前
記弁座の衝突が防止され発塵発生が抑制される。また、
この微小隙間へのラジカルやイオンの入り込みを抑制
し、Oリングの劣化防止とそれに伴う発塵を低減するこ
とができる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明の半導体製造装置の弁構造
の第1の実施の形態を示す図であり、(a)は側断面
図、(b)は(a)のA―A’線に沿った平断面図であ
る。
【0014】図1を参照すると、半導体ウェーハ等に乾
式法によって成膜あるいはエッチング等の処理を行う半
導体製造装置(例えばプラズマエッチング装置)の搬送
室5と処理室6の間には、処理室6の気密性を保持する
ための弁が設けられている。この弁は、駆動機構(表示
していない)により自動開閉する弁体1と、処理室6と
搬送室5の連座部に内側に突出して設けられ、処理室6
と搬送室5を連通するための開口20を有する板状の弁
座2と、弁体1と弁座2間に弁体1表面に脱着可能に設
けられたOリング3と、弁体1と弁座2間のOリング3
の外側に弁体1の表面から突出して設けられた樹脂製ス
トッパー4とを備えて構成されている。
【0015】Oリング3は、弁体1の閉成時に弁座2お
よび弁体1に圧接し、搬送室5と処理室6の気密シール
を行う。また、樹脂製ストッパー4は、弁体1閉成時に
Oリング3の変形量を制御するとともに弁体1と弁座2
間に所定の隙間8を形成する。
【0016】樹脂製ストッパー4の材料には、ポリエー
テルスルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエ
ーテルイミド、ポリイミド等のエンジニアプラスチック
を使用できる。樹脂製ストッパー4は、Oリング3の外
側にOリングと同様なリング状の形状で、弁体1の表面
より0.1〜0.3mm程度に突出するように弁体1の
溝に取り付けられる。
【0017】樹脂製ストッパー4の弁体1の表面よりの
突出高さが0.3mmを超えると隙間8にプラズマ7や
イオンが入り込みやすくなり、Oリング3をアタックし
て、発塵させる。また、樹脂製ストッパー4の弁体1の
表面よりの突出高さが0.1mmよりも小さくなると、
弁体1の閉成時に弁体1と弁座2が直接接触して金属塵
を発生させやすくなる。
【0018】処理室6や搬送室5の壁、弁体1や弁座2
の材料にはアルミニウム、アルミニウムをアルマイト処
理したもの、アルミニウムをフッ素樹脂等でコーティン
グしたもの、ステンレス、ステンレスをフッ素樹脂等で
コーティングしたもの等の材料が使用される。また、O
リング3は弁体1と弁座2のどちらの表面に取り付けて
もよい。図中符号9は、弁体閉成時の弁体動作方向を示
す。なお弁座2の弁体1との対向表面形状は、平面、凹
面、凸面のいずれでもよく、それに対応する弁体1の表
面形状は、それぞれ平面、凸面、凹面とし、弁座2と弁
体1の対向面間隔が略一定とすることがよい。
【0019】次に、本発明の第2の実施の形態について
図面を参照して説明する。図2は、本発明の半導体製造
装置の弁構造の第2の実施の形態を示す平断面図であ
る。本実施の形態では、樹脂製ストッパー4aは第1の
実施の形態における樹脂製ストッパー4を2つに分割し
た場合であり、樹脂製ストッパー4aの弁体1への装
着、脱着が第1の実施の形態よりも容易になる。樹脂製
ストッパー4aの材質および弁体1または弁座(表示し
ていない)からの突出高さは上記の第1の実施の形態と
同様である。なお、樹脂製ストッパー4aは角柱や円柱
形状のものを所定の間隔でリング状に並べて設けること
もできる。
【0020】次に、本発明の第3の実施の形態について
図面を参照して説明する。図3は、本発明の半導体製造
装置の弁構造の第3の実施の形態を示す側断面図であ
る。
【0021】本実施の形態の半導体製造装置の弁構造
は、上記の第1の実施の形態において、樹脂製ストッパ
ーを弁座2側に装着した場合である。図中符号4bは、
樹脂製ストッパーを示す。樹脂製ストッパー4aの材質
および弁座2の表面からの突出高さは上記の第1の実施
の形態と同様である。樹脂製ストッパー4bの形状は図
1のようなリング形状、図2のような分割したリング形
状や円柱や角柱の柱状形状とすることができる。
【0022】次に、本発明の第4の実施の形態について
図面を参照して説明する。図4は、本発明の第4の実施
の形態を示す図であり、(a)は側断面図、(b)は
(a)のA―A’線に沿った平断面図である。
【0023】本実施の形態の半導体製造装置の弁構造
は、上記の第1の実施の形態の弁構造において、Oリン
グ3の内側にも樹脂製ストッパー4cを配置した場合で
ある。この樹脂製ストッパー4cの配置により弁座2と
弁体1間の隙間8が確実に制御できる効果がある。樹脂
製ストッパーの形状はOリング3部の排気コンダクタン
スをよくするために円柱または角柱の柱状形状のものを
図4(b)に示すように、リング状に所定間隔で並べ
る。
【0024】なお、上記の実施の形態では弁の構造は円
形で説明したが、本発明は角のとれた四角形(正方形ま
たは長方形)の弁形状の場合にも適用できる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体製
造装置の弁構造では次のような効果を得ることができ
る。 (1)樹脂製ストッパーをOリングの外側または外側と
内側に設けることによって、弁体と弁座の間隙を一定に
制御できるために、弁体の閉成時のOリングの過剰変形
を抑制でき、Oリングの寿命を増加することができる。 (2)弁体と弁座の間隙を0.1〜0.3mmと小さい
値に安定して制御できるために、この間隙からOリング
に照射されるプラズマやイオンが低減し、Oリングの劣
化による発塵が抑制できる。 (3)樹脂製ストッパーにより弁体と弁座の間隙が一定
に保持できるために弁体と弁座の直接接触による発塵が
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体製造装置の弁構造の第1の実施
の形態を示す図であり、(a)は側断面図、(b)は
(a)のA―A’線に沿った平断面図である。
【図2】本発明の半導体製造装置の弁構造の第2の実施
の形態を示す平断面図である。
【図3】本発明の半導体製造装置の弁構造の第3の実施
の形態を示す側断面図である。
【図4】本発明の半導体製造装置の弁構造の第4の実施
の形態を示す図であり、(a)は側断面図、(b)は
(a)のA―A’線に沿った平断面図である。
【図5】従来の半導体製造装置の弁構造を示す側断面図
である。
【符号の説明】
1 弁体 2 弁座 3 Oリング 4,4a,4b,4c 樹脂製ストッパー 5 搬送室 6 処理室 7 プラズマ 8 隙間 9 弁体動作方向 10 ラジカルやイオン 11 発塵 20 開口

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウェーハ等に成膜あるいはエッチ
    ング等の処理を行う半導体製造装置の搬送室と処理室の
    間に設けられ、前記処理室の気密性を保持するための弁
    構造において、駆動機構により自動開閉する弁体と、前
    記処理室と前記搬送室の連座部に内側に突出して設けら
    れ、前記処理室と前記搬送室を連通するための開口を有
    する弁座と、前記弁体と前記弁座間に前記弁座または前
    記弁体表面に脱着可能に設けられ、前記弁体の閉成時に
    前記弁座および前記弁体に圧接し、前記搬送室と前記処
    理室の気密シールを行うOリングと、前記弁体と前記弁
    座間に前記Oリングの外側に前記弁体または前記弁座の
    表面から突出して設けられ、前記弁体閉成時に前記Oリ
    ングの変形量を制御するとともに前記弁体と前記弁座間
    に所定の隙間を形成するための樹脂製の第1のストッパ
    ーとを備えて構成されることを特徴とする半導体製造装
    置の弁構造。
  2. 【請求項2】 前記弁体と前記弁座間に前記Oリングの
    内側に前記弁体または前記弁座の表面から前記第1のス
    トッパーと同じ高さに突出してさらに樹脂製の第2のス
    トッパーが設けられて構成されることを特徴とする請求
    項1記載の半導体製造装置の弁構造。
  3. 【請求項3】 前記第1のストッパーの材料がポリエー
    テルスルフォン、ポリフェニレンスルファイド、ポリエ
    ーテルイミド、ポリイミドの中から選択された一つであ
    る請求項1記載の半導体製造装置の弁構造。
  4. 【請求項4】 前記第1のストッパーおよび前記第2の
    ストッパーの材料がポリエーテルスルフォン、ポリフェ
    ニレンスルファイド、ポリエーテルイミド、ポリイミド
    の中から選択された一つである請求項2記載の半導体製
    造装置の弁構造。
  5. 【請求項5】 前記第1のストッパーの前記弁体または
    前記弁座の表面から突出する高さは0.1〜0.3mm
    であることを特徴とする請求項1または3記載の半導体
    製造装置の弁構造。
  6. 【請求項6】 前記第1のストッパーおよび前記第2の
    ストッパーの前記弁体または前記弁座の表面から突出す
    る高さは0.1〜0.3mmであることを特徴とする請
    求項2または4記載の半導体製造装置の弁構造。
  7. 【請求項7】 前記第1のストッパーはリング状または
    柱状であることを特徴とする請求項1,3または5記載
    の半導体製造装置の弁構造。
  8. 【請求項8】 前記第1のストッパーはリング状または
    柱状であり、前記第2のストッパーが柱状であることを
    特徴とする請求項2,4または6記載の半導体製造装置
    の弁構造。
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KR101268874B1 (ko) * 2011-12-26 2013-05-29 이노레스 주식회사 진공 공정용 게이트 밸브의 도어
DE102015108816A1 (de) 2014-06-05 2015-12-10 Smc Corporation Schieberventil

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