JP2007092892A - 耐酸素ラジカルシール材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 開口部4と、第1側壁面1と、第2側壁面2と、底壁面3とを、有する環状の装着溝5内に装着される環状のシール材である。かつ、腐食ガス収納室Z側の第1側壁面1に対向して配設される耐腐食用リング6と、第2側壁面2側に配設される弾性シール本体7と、から成っている。さらに、耐腐食用リング6は、第2側壁面2側に開口する嵌込凹溝8を有する横断面形状が略C字状であって、かつ、シリコーンゴム製である。弾性シール本体7は、横断面に於て第2側壁面2側に膨出する円弧部9と、嵌込凹溝8に挿嵌される突部10を有している。さらに、弾性シール本体7には、底壁面3側と、開口部4に相対的に接近する相手部材20側に、それぞれ膨出する突隆部11,11を備えたものである。
【選択図】 図1
Description
一方、耐腐食ガス性(耐反応ガス性及び耐プラズマ性)を有する材料には、フッ素樹脂等が挙げられるが、フッ素樹脂は弾性が小さいので、シール性が充分でなく接面漏れが発生し、真空を保持する目的には使用できなかった。
そこで、本発明は、真空保持性(密封性)と耐腐食ガス性を具備し、その真空保持性(密封性)と耐腐食ガス性を長期的に維持できる耐酸素ラジカルシール材を提供することを目的とする。
また、装着未圧縮状態に於て、底壁面側の突隆部は、上記耐腐食用リングの底壁面側の端面より底壁面側へ突出し、相手部材側の突隆部は、耐腐食用リングの相手部材側の端面より相手部材側へ突出して形成されている。
また、上記嵌込凹溝の底面と、その底面に向かい合う上記突部の端面との間に隙間を設けた。
また、半導体製造装置用又は液晶パネルの表面処理装置に用いられるものである。
本発明に係る耐酸素ラジカルシール材によれば、耐腐食用リングは、腐食ガス収納室からの腐食ガスが弾性シール本体に接するのを抑止でき、弾性シール本体は、大気が腐食ガス側へ入り込むのを阻止できる。従って、弾性シール本体は、腐食ガスによって劣化しないので、真空保持性を長期的に維持でき、かつ、その劣化による弾性シール本体の発塵が起こらないので、製品に不純物や異物が付着することがなくなる。
さらに、耐腐食用リングはシリコーンゴム製であり、耐酸素ラジカル性を有するので、腐食ガスによる劣化を防止でき、弾性シール本体の真空保持性を長期的に維持することができる。この耐腐食用リングは、(耐プラズマ性と耐酸素ラジカル性を有する)高価なフッ素樹脂製のシール材に比べて安価に製造することができるので、特に、プラズマを除去した酸素ラジカル環境下で使用する場合に好適である。
本発明の耐酸素ラジカルシール材は、主に半導体の製造や液晶パネルの表面処理に用いられるプラズマエッチング装置に使用されるものである。
図10に示すように、上記プラズマエッチング装置には腐食ガス収納室Zが設けられ、腐食ガス収納室(反応管)Z内に配設されたプラズマを除去するための内管(エッチトンネル)44では、N2 Oと希ガス、N2 とO2 と希ガス、又は、O2 と希ガスをプラズマ励起し、酸素励起活性種として酸素ラジカルを発生する。
つまり、プラズマと酸素ラジカルが混在するガスが、配管45bと配管45aを通過して腐食ガス収納室Z内に送り込まれる。腐食ガス収納室Zの内管(エッチトンネル)44でプラズマを除去し、酸素ラジカルにて半導体ウエハーの表面処理(エッチング等)を行う。表面処理後、内管44内の酸素ラジカルは、開閉扉46aを開放し配管45cから排出され、一方、表面処理された半導体ウエハーは、別の開閉扉46bを開けて取り出される。
そして、本発明のシール材は、酸素ラジカルが発生する箇所、言い換えれば、プラズマが少なく酸素ラジカルが存在する箇所に配設されている。具体的には、例えば、図10に於て、酸素ラジカルを排出する配管45cと腐食ガス収納室Zとの連結部(開閉扉46aの密閉部)Pや、半導体ウエハーを取り出す開閉扉46bの密閉部Q等に配設され、プラズマが存在する配管45aと腐食ガス収納室Zとの連結部Lや、配管45a,45b同士の連結部M等への配設は、好適ではない。
なお、酸窒化処理はN2 又はN2 Oにて行い、希ガスとしては、クリプトン、ヘリウム、アルゴン、ネオン又はキセノンを用いる。また、プラズマ励起は、RF、マイクロ波又はDCプラズマにより行う。
なお、シール取付部材23と相手部材20は、酸素ラジカルが発生する箇所、例えば、図10に於て、酸素ラジカルを排出する配管45cと腐食ガス収納室Zとの連結部(開閉扉46aの密閉部)Pや、半導体ウエハーを取り出す開閉扉46bの密閉部Q等に配設されている。
(ア)は、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、又は、及び、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン−四フッ化エチレン共重合体 100重量部に対して、硫酸バリウム20〜100 重量部を配合して成る組成物をポリオール加硫した素材である。
(イ)は、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン共重合体、又は、及び、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレン−四フッ化エチレン共重合体 100重量部に対して、さらに四フッ化エチレン樹脂 0.5〜30重量部を配合して成る素材である。
弾性シール本体7は、横断面に於て第2側壁面2側に略半円状に膨出する円弧部9と、上記嵌込凹溝8に挿嵌される突部10を有し、かつ、弾性シール本体7の横断面はきのこ形(マッシュルーム形)に形成されている。きのこ傘に相当する円弧部9には、上記底壁面3側と相手部材20側に、それぞれ膨出する小さい突隆部(小突隆部)11,11を備えている。
円弧部9は、外周側へ膨出する横断面弧状の大弧状部15と、突隆部11,11の表面を形成する横断面弧状の小弧状部16,16を有する。さらに、突部10は、横断面が略矩形に形成されている。
この図8に示すシール材は、相手部材20から圧縮荷重を受けて圧縮された場合、耐腐食用リング60を充分に弾性変形できないので(耐腐食用リング60を変形させてしまうと形状が戻らないので)、腐食ガス収納室Zから腐食ガス21(弾性シール本体70を劣化させる要因)が弾性シール本体70側へ流れ易く、弾性シール本体70の劣化(腐食)を長期的に防止できず、シール材30の製品寿命が短い。
これに対し、図1に示す本発明では、耐腐食用リング6の底壁面3側の突出端部32と相手部材20側の突出端部33の厚さ寸法Aは、突出端部32,33を形成できる程度の厚さ寸法であればよく、具体的には、 0.1mm〜1.5mm に設定し、弾性シール本体7と複合化された構造であるので、相手部材20からの圧縮荷重で弾性変形し易くしており、詳細には、弾性変形した弾性シール本体7の体積移動を隙間14で調整できるようにしているので、耐腐食用リング6は相手部材20の極微小の凹凸にも沿って弾性変形して、腐食ガス収納室Zから弾性シール本体7側へ腐食ガス21が流れるのを防ぐことが可能となっている。このように、耐腐食用リング6の突出端部32,33の厚さ寸法Aが十分に小さいので弾性変形しやすく、しかも、弾性シール本体7の突部10が耐腐食用リング6の嵌込凹溝8内に挿嵌されているため、シール材30が圧縮荷重を受けた場合、突出端部32,33は突部10と共に圧縮され弾性変形して、(複合構造として)シール性を一層発揮することができる。
図2に於て、嵌込凹溝8に突部10を挿嵌することで、耐腐食用リング6と弾性シール本体7を組み合わせ、自由状態にあるシール材30を形成する。
次に、図1に示すように、嵌込凹溝8の底面17と、底面17に向かい合う突部10の端面とが、接近又は接触するように、シール材30を圧縮しながら、蟻溝形の装着溝5にシール材30を装着し、装着未圧縮状態とする。
また、弾性シール本体7の突隆部11,11は、圧縮荷重により圧縮され潰され、弾性シール本体7は、底壁面3と相手部材20に高い面圧にて密着し、大気22が腐食ガス21側(真空側)へ入り込むのを阻止する。さらに、弾性シール本体7は第2側壁面2とも密着する。
また、耐腐食用リング6は横断面形状が略C字状であるので、圧縮弾性変形し易く、シール取付部材23と相手部材20との間隔の増減にも対応可能であり、安定姿勢を保ちつつ、腐食ガス21が弾性シール本体7に接触することを防ぎ得る。
さらに、耐腐食用リング6はシリコーンゴム製であり、耐酸素ラジカル性を有するので、腐食ガス21による劣化を防止でき、弾性シール本体7の真空保持性を長期的に維持することができる。この耐腐食用リング6は、(耐プラズマ性と耐酸素ラジカル性を有する)高価なフッ素樹脂製のシール材に比べて安価に製造することができるので、特に、プラズマを除去した酸素ラジカル環境下で使用する場合に好適である。
さらに、耐腐食用リング6はシリコーンゴム製であり、耐酸素ラジカル性を有するので、腐食ガス21による劣化を防止でき、弾性シール本体7の真空保持性を長期的に維持することができる。この耐腐食用リング6は、(耐プラズマ性と耐酸素ラジカル性を有する)高価なフッ素樹脂製のシール材に比べて安価に製造することができるので、特に、プラズマを除去した酸素ラジカル環境下で使用する場合に好適である。
2 第2側壁面
3 底壁面
4 開口部
5 装着溝
6 耐腐食用リング
7 弾性シール本体
8 嵌込凹溝
9 円弧部
10 突部
11 突隆部
12 端面
13 端面
14 隙間
17 底面
20 相手部材
Z 腐食ガス収納室
Claims (6)
- 開口部(4)と、第1側壁面(1)と、第2側壁面(2)と、底壁面(3)とを、有する環状の装着溝(5)内に装着される環状のシール材であって、
腐食ガス収納室(Z)側の第1側壁面(1)に対向して配設される耐腐食用リング(6)と、第2側壁面(2)側に配設される弾性シール本体(7)と、から成り、
該耐腐食用リング(6)は、第2側壁面(2)側に開口する嵌込凹溝(8)を有する横断面形状が略C字状であって、かつ、シリコーンゴム製であり、
上記弾性シール本体(7)は、横断面に於て第2側壁面(2)側に膨出する円弧部(9)と、上記嵌込凹溝(8)に挿嵌される突部(10)を有し、
さらに、弾性シール本体(7)には、上記底壁面(3)側と、上記開口部(4)に相対的に接近する相手部材(20)側に、それぞれ膨出する突隆部(11)(11)を備えたことを特徴とする耐酸素ラジカルシール材。 - 開口部(4)と、相互に該開口部(4)側に近づくにつれて接近する第1側壁面(1)・第2側壁面(2)と、底壁面(3)とを、有する環状の蟻溝形の装着溝(5)内に装着される環状のシール材であって、
腐食ガス収納室(Z)側の第1側壁面(1)に対向して配設される耐腐食用リング(6)と、第2側壁面(2)側に配設される弾性シール本体(7)と、から成り、
該耐腐食用リング(6)は、第2側壁面(2)側に開口する嵌込凹溝(8)を有する横断面形状が略C字状であって、かつ、シリコーンゴム製であり、
上記弾性シール本体(7)は、横断面に於て第2側壁面(2)側に膨出する円弧部(9)と、上記嵌込凹溝(8)に挿嵌される突部(10)を有し、
さらに、弾性シール本体(7)には、上記底壁面(3)側と、上記開口部(4)に相対的に接近する相手部材(20)側に、それぞれ膨出する突隆部(11)(11)を備えたことを特徴とする耐酸素ラジカルシール材。 - 上記弾性シール本体(7)はフッ素ゴム、エチレン−プロピレンゴム、ニトリルゴム、又は、水素添加ニトリルゴムから成る請求項1又は2記載の耐酸素ラジカルシール材。
- 装着未圧縮状態に於て、底壁面(3)側の突隆部(11)は、上記耐腐食用リング(6)の底壁面(3)側の端面(12)より底壁面(3)側へ突出し、相手部材(20)側の突隆部(11)は、耐腐食用リング(6)の相手部材(20)側の端面(13)より相手部材(20)側へ突出して形成された請求項1,2又は3記載の耐酸素ラジカルシール材。
- 上記嵌込凹溝(8)の底面(17)と、その底面(17)に向かい合う上記突部(10)の端面との間に隙間(14)を設けた請求項1,2,3又は4記載の耐酸素ラジカルシール材。
- 半導体製造装置用又は液晶パネルの表面処理装置に用いられる請求項1,2,3,4又は5記載の耐酸素ラジカルシール材。
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