JP2017053370A - バルブおよび半導体製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャンバ内の気圧の微調整が可能なバルブおよび半導体製造装置を提供する。【解決手段】本実施形態によるバルブは、筐体を備える。筐体は、チャンバに接続された第１配管に接続可能な第１開口部と、真空ポンプに接続された第２配管に接続可能な第２開口部とを有し、第１配管と第２配管とを接続可能である。第１弁体は、筐体内に設けられ、外縁が第１または第２開口部よりも大きく、かつ、第１開口部と第２開口部との間に挿入または抜去可能である。第１弁体は、第１および第２開口部よりも小さな第３開口部を有する。第２弁体は、筐体内に設けられ、外縁が第３開口部よりも大きく、かつ、第１開口部と第２開口部との間に挿入または抜去可能である。第２弁体は、第３開口部の少なくとも一部分を閉塞可能である。【選択図】図３

Description

本発明による実施形態は、バルブおよび半導体製造装置に関する。

エッチング装置や成膜装置等の半導体製造装置は、半導体基板を処理する際にチャンバ内を減圧状態としている。このようなチャンバ内の気圧を調整するために、チャンバと真空ポンプとの間に圧力調整バルブが設けられている場合がある。圧力調整バルブは、配管の開口径に適合した弁体を有し、その弁体で配管の開口部を開閉することにより、チャンバ内の気圧を調整する。しかし、従来の圧力調整バルブでは、チャンバ内の気圧の微調整が困難であった。

特開２００２−１２９３２２号公報

チャンバ内の気圧の微調整が可能なバルブおよび半導体製造装置を提供する。

本実施形態によるバルブは、筐体を備える。筐体は、チャンバに接続された第１配管に接続可能な第１開口部と、真空ポンプに接続された第２配管に接続可能な第２開口部とを有し、第１配管と第２配管とを接続可能である。第１弁体は、筐体内に設けられ、外縁が第１または第２開口部よりも大きく、かつ、第１開口部と第２開口部との間に挿入または抜去可能である。第１弁体は、第１および第２開口部よりも小さな第３開口部を有する。第２弁体は、筐体内に設けられ、外縁が第３開口部よりも大きく、かつ、第１開口部と第２開口部との間に挿入または抜去可能である。第２弁体は、第３開口部の少なくとも一部分を閉塞可能である。

第１の実施形態によるドライエッチング装置１の構成の一例を示す概略図。 第１の実施形態による圧力調整バルブ４０の構成の一例を示す断面図。 第１および第２弁体４１、４２の構成の一例を示す平面図。 第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複した第１弁体４１に対して第２弁体４２を移動させる様子を示す図。 第２の実施形態による圧力調整バルブ４０の構成の一例を示す平面図。 第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複した第１弁体４１に対して第２弁体４２を移動させる様子を示す図。 第１の実施形態の変形例による圧力調整バルブ４０の構成の一例を示す平面図。 第３開口部ＯＰ３に対する切欠きＣＯ２の動作を示す平面図。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態によるドライエッチング装置１（以下、エッチング装置１ともいう）の構成の一例を示す概略図である。エッチング装置１は、チャンバ１０と、ステージ２０と、ガス供給部３０と、圧力調整バルブ４０と、バルブ駆動部５０と、真空ポンプ６０と、排気部７０と、圧力計８０と、コントローラ９０とを備えている。エッチング装置１は、例えば、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等のプラズマエッチング装置である。尚、本実施形態は、エッチング装置だけでなく、減圧環境を必要とする任意の半導体装置（例えば、成膜装置等）にも適用可能である。

チャンバ１０は、ガス供給部３０から供給されたエッチングガスを用いて、ステージ２０上に搭載された半導体ウェハ（以下、単にウェハともいう）Ｗあるいは、ウェハＷ上の材料膜を加工するために用いられる。チャンバ１０の内部は、ウェハＷをエッチング処理する際に真空引きされている。

ステージ２０は、チャンバ１０内に設けられており、加工対象となるウェハＷを載置可能である。ステージ２０は、プラズマエッチングの際の一方の電極として用いられる。また、ステージ２０は、ウェハＷを載置した状態で回転可能に構成されている。

ガス供給部３０は、チャンバ１０内にエッチングガスを供給する。エッチングガスは、チャンバ１０内において高周波電圧の印可や電磁波等によってプラズマ化され、そのプラズマ化したエッチングガスによってウェハＷまたはその上の材料膜をエッチングする。

圧力調整バルブ４０は、チャンバ１０と真空ポンプ６０との間を接続する配管に設けられており、チャンバ１０と真空ポンプ６０との間を開閉することができる。例えば、圧力調整バルブ４０は、チャンバ１０に接続される第１配管Ｐ１と真空ポンプ６０に接続される第２配管Ｐ２との間に介在しており、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間を開放しあるいは閉塞（遮断）する。圧力調整バルブ４０は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間を閉塞する場合、チャンバ１０と真空ポンプ６０との間を気密に遮断する。これより、圧力調整バルブ４０は、チャンバ１０を真空ポンプ６０から気密に遮断し、チャンバ１０の内部を封止する。また、圧力調整バルブ４０は、配管の開口度合いを変更することによって、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の気体のコンダクタンスを調整し、それによりチャンバ１０内の気圧を調整する。圧力調整バルブ４０の構成については後で図２を参照して説明する。

バルブ駆動部５０は、コントローラ９０の制御を受けて圧力調整バルブ４０を駆動する。バルブ駆動部５０からの駆動を受けて、圧力調整バルブ４０は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間を開放しあるいは閉塞することができる。また、バルブ駆動部５０からの駆動を受けて、圧力調整バルブ４０は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間のコンダクタンスを調整することができる。

真空ポンプ６０は、配管Ｐ１、Ｐ２および圧力調整バルブ４０を介して、チャンバ１０内の気体を排気部７０へ排気し、チャンバ１０内を真空引きする。これにより、真空ポンプ６０は、チャンバ１０内を減圧状態にする。また、真空ポンプ６０は、エッチングによって発生した不要なガスを排気部７０へ送る。排気部７０は、真空ポンプ６０に接続されており、真空ポンプ６０からのガスをエッチング装置１の外部へ排出する。

圧力計８０は、チャンバ１０内の気圧を測定し、コントローラ９０へ気圧の測定値を出力する。コントローラ９０は、圧力計８０からの気圧測定値に基づいて、バルブ駆動部５０を制御する。圧力調整バルブ４０は、バルブ駆動部５０によって駆動され、チャンバ１０内の気圧を調整する。このように、コントローラ９０は、チャンバ１０内の実際の気圧値をフィードバックしてチャンバ１０内を所望の気圧に維持する。

以上のような構成を有するエッチング装置１は、ステージ２０上のウェハＷやその上の材料膜を、エッチングガスを用いて加工することができる。

図２は、第１の実施形態による圧力調整バルブ４０の構成の一例を示す断面図である。圧力調整バルブ４０は、筐体４５と、第１弁体４１と、第２弁体４２と、伝達機構４３と、押圧部４６とを備えている。圧力調整バルブ４０は、上述の通り、チャンバ１０に接続される第１配管Ｐ１と、真空ポンプ６０に接続される第２配管Ｐ２との間に介在しており、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間を開放／閉塞することができる。これにより、真空ポンプ６０は、圧力調整バルブ４０を介してチャンバ１０からガスを排出しチャンバ１０内を減圧することができる。

筐体４５は、一端が第１配管Ｐ１に接続可能な第１開口部ＯＰ１と、一端が第２配管Ｐ２に接続可能な第２開口部ＯＰ２とを有する。第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２のそれぞれの他端は、筐体４５の内部に設けられた空間ＳＰに接続されており、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２は空間ＳＰを介して互いに連通している。筐体４５内の空間ＳＰには、第１および第２弁体４１、４２が設けられている。空間ＳＰは、筐体４５内において気密状態となっている。これにより、筐体４５は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間を気密状態で接続することができる。チャンバ１０からのガスによって腐食しないように、筐体４５には、例えば、アルミニウム、ステンレス等の腐食耐性の高い金属を用いている。

第１弁体４１は、筐体４５内の空間ＳＰに設けられており、第１シャフトＳＨ１の軸ＡＸ１を中心として矢印Ａ１方向に回転可能である。第１シャフトＳＨ１は、伝達機構４３を介してバルブ駆動部５０によって駆動される。これにより、第１弁体４１は、軸ＡＸ１を中心として、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との接続方向（ガスが流れる方向）Ｄ１に対して略垂直方向に回転移動することができる。このように第１弁体４１が回転することによって、第１弁体４１は、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入され、あるいは、抜去され得る。尚、図２では、第１弁体４１が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入された状態を示している。第１弁体４１には、例えば、アルミニウム、ステンレス等の腐食耐性の高い金属を用いている。

図３を参照して後で説明するように、第１弁体４１は第２開口部ＯＰ２よりも小さな第３開口部ＯＰ３を有する。これにより、第１弁体４１が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入され、第２開口部ＯＰ２に重複すると、第１弁体４１は第２開口部ＯＰ２の開口面積を第３開口部ＯＰ３の開口面積に変更する。即ち、第１弁体４１は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の気体のコンダクタンスを段階的に変更することができる。

一方、第２弁体４２も、筐体４５内の空間ＳＰに設けられており、第２シャフトＳＨ２の軸ＡＸ１を中心として矢印Ａ１方向に回転可能である。本実施形態では、第２シャフトＳＨ２は、第１シャフトＳＨ１とほぼ同一の軸（共通軸）ＡＸ１を中心として回転する。この場合、第２シャフトＳＨ２は、例えば、第１シャフトＳＨ１の内部を貫通しており、第１シャフトＳＨ１とは独立に回転可能なように設けられている。第２シャフトＳＨ２も、伝達機構４３を介してバルブ駆動部５０によって駆動され、第１シャフトＳＨ１とは独立に回転することができる。これにより、第２弁体４２は、軸ＡＸ１を中心として、ガスの流れるＤ１方向に対して略垂直方向に回転することができる。このように第２弁体４２が回転することによって、第２弁体４２は、第１弁体４１と同様に、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入され、あるいは、抜去され得る。図２では、第２弁体４２が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間から抜去された状態を示している。

図３を参照して後で説明するように、第２弁体４２は、開口部を有しない。従って、例えば、第１弁体４１が第２開口部ＯＰ２に重複した後、第２弁体４２が第２開口部ＯＰ２第３開口部ＯＰ３を部分的に塞ぐこともできる。この場合、第２弁体４２は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の気体のコンダクタンスを微調整することができる。

尚、第２シャフトＳＨ２の回転軸は、第１シャフトＳＨ１の回転軸と異なっていてもよい。即ち、第２シャフトＳＨ２は、第１シャフトＳＨ１とは異なる位置に設けられ、第１シャフトＳＨ１の回転軸とは異なる軸（図示せず）を中心に回転してもよい。但し、第２弁体４２は、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿抜可能である必要があり、第３開口部ＯＰ３を閉塞可能に構成されている必要がある。第２弁体４２にも、例えば、アルミニウム、ステンレス等の腐食耐性の高い金属を用いている。

伝達機構４３は、バルブ駆動部５０とシャフトＳＨ１、ＳＨ２との間に介在するギヤ等を含む機構であり、バルブ駆動部５０の駆動を受けてシャフトＳＨ１、ＳＨを回転させる。

押圧部４６は、筐体４５内に設けられ、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入された第１および第２弁体４１、４２の一方または両方を、第２開口部Ｐ２へ押圧する。押圧部４６は、ガスの流れを妨げないように、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に適合した環状を有する。本実施形態では、押圧部４６は、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入された第１および第２弁体４１、４２の両方を押圧することによってチャンバ１０と真空ポンプ６０との間を遮断する。例えば、エッチング処理中のようにガスをチャンバ１０から排気部７０へ流す場合には、押圧部４６は、第１および第２弁体４１、４２から離間している。一方、チャンバ１０内の気圧状態を維持するためにチャンバ１０と真空ポンプ６０との間を遮断する場合、押圧部４６は、駆動部４７によって、Ｄ１方向（図２の下方）へ移動し、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入された第１および第２弁体４１、４２を第２開口部ＯＰ２へ向かって押し付ける。これにより、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間が遮断され、チャンバ１０が真空ポンプ６０から気密に遮断される。尚、押圧部４６は、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２のいずれか一方を押圧するように構成してもよい。例えば、第２弁体４２が単独で第２開口部ＯＰ２を閉塞できる場合、押圧部４６は、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２のうち第２弁体４２のみを第２開口部ＯＰ２へ押圧することによって第２開口部ＯＰ２を閉塞してもよい。

図３は、第１および第２弁体４１、４２の構成の一例を示す平面図である。図４は、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複した第１弁体４１に対して第２弁体４２を移動させている様子を示す図である。図３および図４を参照して、第１および第２弁体４１、４２の構成をさらに説明する。尚、本実施形態では、第１および第２弁体４１、４２は共通軸ＡＸ１を中心にＤ２方向に回転可能である。

（第１弁体４１）
第１弁体４１は、第１挿入部（本体）４１ａと、第１接続部（アーム）４１ｂとを備えている。

第１挿入部４１ａは、略平板状の部材であり、その外縁は、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２よりも大きい。また、第１挿入部４１ａの外縁の形状は、特に限定しないが、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の形状（図２のＤ１方向に対して垂直方向の断面形状）の略相似形を有する。例えば、図３に示すように、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の形状が略円形である場合、第１挿入部４１ａの外縁の形状も略円形である。このように第１挿入部４１ａの形状を第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の形状に適合させることにより、圧力調整バルブ４０全体の大きさを小さくすることができる。また、第１挿入部４１ａの外縁は、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２よりも大きいので、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入されたときに、第１挿入部４１ａは、その少なくとも一部を第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複する。即ち、第１弁体４１は、第３開口部ＯＰ３以外の領域において第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の一部または全体を被覆することができる。

第１接続部４１ｂは、図２に示した第１シャフトＳＨ１と第１挿入部４１ａとの間に接続され、第１シャフトＳＨ１を中心として第１挿入部４１ａを回転させることができる。

ここで、第１挿入部４１ａは、その内部に第３開口部ＯＰ３を有する。第３開口部ＯＰ３の開口面積は、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積よりも小さい。従って、第１弁体４１が第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複し、第３開口部ＯＰ３以外の領域において第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２を被覆したときに、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積は第３開口部ＯＰ３の開口面積へ段階的に小さくすることができる。即ち、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との気体のコンダクタンスが段階的に低下する。コンダクタンスは、気体の流れる開口面積に比例する。従って、例えば、第３開口部ＯＰ３の開口面積が第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積の約５０％であれば、第１弁体４１が第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複したときに気体のコンダクタンスも約５０％低下する。尚、第１弁体４１が第２開口部ＯＰ２に重複する際に、第１弁体４１の一部を第２開口部ＯＰ２に重複してもよい。これにより、第１弁体４１は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の気体のコンダクタンスを変更してもよい。

また、第３開口部ＯＰ３の平面形状は、図３に示すように、円弧状に湾曲した長円形状を有し、第２弁体４２の挿抜方向（回転方向）Ｄ２に長径を有する。本実施形態では、第１および第２弁体４１、４２は、同一軸ＡＸ１を中心に回転するので、Ｄ２方向は、第１弁体４１の挿抜方向（回転方向）と同一方向となっている。しかし、もし、第２弁体４２の回転軸が第１弁体４１の回転軸と異なる場合には、第３開口部ＯＰ３の形状は、第２弁体４２の回転方向に長径を有する。即ち、第３開口部ＯＰ３の形状は、第２シャフトＳＨ２（軸ＡＸ１）を中心とした回転方向Ｄ２に長径を有する。これにより、第１弁体４１を第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入して第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複させた後に、第２弁体４２を第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入する際に、第２弁体４２は、第３開口部ＯＰ３の開口面積を少しずつ徐々に低下させることができる。即ち、第２弁体４２は、第３開口部ＯＰ３の開口面積を少しずつ低下させながら、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の気体のコンダクタンスを微調整することができる。これにより、第２弁体４２は、第１弁体４１の第３開口部ＯＰ３の一部を塞いでチャンバ１０内の気圧を微調整することができる。

例えば、第３開口部ＯＰ３の形状は、第１円弧ａｒｃ１と、第２円弧ａｒｃ２と、２つの第３円弧ａｒｃ３とによって囲まれた形状である。第１円弧ａｒｃ１は、第２シャフトＳＨ２（軸ＡＸ１）を中心として第１半径ｒ１を有する円弧である。第２円弧ａｒｃ２は、第２シャフトＳＨ２（軸ＡＸ１）を中心として第１半径ｒ１よりも小さな第２半径ｒ２を有する円弧である。２つの第３円弧ａｒｃ３は、第１円弧ａｒｃ１と第２円弧ａｒｃ２との間を接続する円弧である。尚、第１円弧ａｒｃ１と第２円弧ａｒｃ２との間の距離は、第１挿入部４１ａの直径未満であればよく、とくに限定しない。

このように、第１円弧ａｒｃ１および第２円弧ａｒｃ２が第２弁体４２の軸ＸＡ１を中心とした円弧であることにより、図４の破線（ａｒｃ４２）で示すように、第２弁体４２は、第１および第２円弧ａｒｃ１、ａｒｃ２に対して略平行方向（Ｄ２）に移動することができる。従って、圧力調整バルブ４０は、第２弁体４２の移動距離または回転角に基づいて、第３開口部ＯＰ３の開口面積を容易に調整（制御）することができる。

また、第３円弧ａｒｃ３は、第２弁体４１の第２挿入部４２ａの外縁の円弧ａｒｃ４２とほぼ同一径を有してもよい。第３円弧ａｒｃ３が第２挿入部４２ａの外縁の円弧ａｒｃ４２とほぼ同一径を有する場合、第２弁体４２が第３開口部ＯＰ３全体を閉塞する直前において、第３円弧ａｒｃ３と円弧ａｒｃ４２とは略平行になる。これにより、第３円弧ａｒｃ３と円弧ａｒｃ４２と間の距離に基づいて、第３開口部ＯＰ３の開口面積が容易に制御され得る。このように、第３開口部ＯＰ３の形状が第１〜第３円弧ａｒｃ１〜ａｒｃ３で規定されていることによって、第２弁体４２を用いた第３開口部ＯＰ３の気体コンダクタンスの調整（制御）が容易となる。（第２弁体４２）
第２弁体４２は、第２挿入部（本体）４２ａと、第２接続部（アーム）４２ｂとを備えている。

第２挿入部４２ａも、略平板状の部材であり、その外縁は、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２よりも大きい。また、第２挿入部４２ａの外縁の形状は、特に限定しないが、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の形状（図２のＤ１方向に対して垂直方向の断面形状）の略相似形を有する。例えば、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の形状が略円形である場合、第２挿入部４２ａの外縁の形状も略円形である。このように第２挿入部４２ａの形状を第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の形状に適合させることにより、圧力調整バルブ４０全体の大きさを小さくすることができる。また、第２挿入部４２ａの外縁は、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２よりも大きいので、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入されたときに、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複する。即ち、第２弁体４２は、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の全体を被覆することができる。

尚、本実施形態では、第２挿入部４２ａの外縁は第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２よりも大きいが、第２弁体４２が第３開口部ＯＰ３を被覆するためには、第２挿入部４２ａの外縁は、第３開口部ＯＰ３よりも大きければよい。従って、第２挿入部４２ａの外縁が第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２よりも大きいことは必須ではない。

第２接続部４２ｂは、図２に示した第２シャフトＳＨ２と第２挿入部４２ａとの間に接続され、第２シャフトＳＨ２を中心として第２挿入部４２ａを回転させることができる。

このような構成を有する第１および第２弁体４１、４２を用いて、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の気体コンダクタンスは以下のように制御され得る。

例えば、第１および第２弁体４１、４２が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間から抜き去られている場合には、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２はほとんど遮られていない。従って、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積は比較的大きく、圧力調整バルブ４０は、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間を高いコンダクタンスで接続する。

一方、第１弁体４１が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入された場合には、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２が第３開口部ＯＰ３以外において第１弁体４１によって遮られる。従って、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積が第３開口部ＯＰ３の開口面積へと低下し、第１弁体４１が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間から抜去されている場合と比べて、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間のコンダクタンスが低下する。

第１弁体４１が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入された後、さらに第２弁体４２の少なくとも一部が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入された場合には、それに伴い、第１弁体４１の第３開口部ＯＰ３の少なくとも一部が第２弁体４２によって遮られる。従って、第３開口部ＯＰ３の開口面積が小さくなり、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間のコンダクタンスが徐々に低下する。第２弁体４２が第３開口部ＯＰ３の全体を閉塞すると、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間のコンダクタンスは非常に小さくなり、あるいは、ほぼゼロになる。

逆に、第２弁体４２または第１弁体４１を第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間から抜き去ることによって、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間のコンダクタンスを徐々にあるいは段階的に上昇させることもできる。

このように、圧力調整バルブ４０は、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間における第１または第２弁体４１、４２の位置（挿入度合い）によって、チャンバ１０と真空ポンプ６０との間の気体のコンダクタンスを微調整することができる。その結果、圧力調整バルブ４０は、チャンバ１０内の気圧を微調整することができる。
以上のように、本実施形態によれば、圧力調整バルブ４０は、複数の弁体４１、４２を備え、第１弁体４１が第３開口部ＯＰ３を有する。第１弁体４１は、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積を第３開口部ＯＰ３の開口面積へ段階的に変更することができる。第２弁体４２は、第１弁体４１の第３開口部ＯＰ３の一部または全部を閉塞することによって、第３開口部ＯＰ３の気体コンダクタンスを微調節することができる。また、第２弁体４２は、第３開口部ＯＰ３に重複し閉塞することによって、第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間を気密に遮断することができる。

もし、圧力調整バルブ４０が単一の弁体しか備えていない場合、圧力調整バルブ４０は、その単一の弁体を用いて第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間の気体のコンダクタンスを調整する必要がある。この場合、弁体は、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２を閉塞可能なように第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積よりも大きくする必要がある。また、弁体は、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積を直接調節する。しかし、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積は比較的大きいため、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の気体のコンダクタンスの微調整は困難である。

これに対し、本実施形態による圧力調整バルブ４０は、複数の弁体４１、４２を有する。第１弁体４１は、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２よりも小さな開口面積を有する第３開口部ＯＰ３を備える。これにより、まず、第１弁体４１が第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複することによって、第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の開口面積を第３開口部ＯＰ３の開口面積へ変更する。次に、第２弁体４２が第３開口部ＯＰ３の少なくとも一部分を閉塞し、第３開口部ＯＰ３の開口面積を調節する。このように、圧力調整バルブ４０は、第１および第２弁体４１、４２を用いて開口面積の変化率を段階的にまたは徐々に変更することができる。その結果、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の気体のコンダクタンスの微調整が容易となる。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態による圧力調整バルブ４０の構成の一例を示す平面図である。第２の実施形態における第１弁体４１は、第３開口部ＯＰ３に代えて、切欠きＣＯ１を有している。第２の実施形態のその他の構成は、第１の実施形態の対応する構成と同様でよい。

切欠きＣＯ１は、例えば、第１円弧ａｒｃ１と、第２円弧ａｒｃ２と、第３円弧ａｒｃ３とによって湾曲した略Ｕ字形を有する。これにより、第１弁体４１が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入されたときに、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の一部の円弧と切欠きＣＯ１とが第１および第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２よりも小さな第３開口部ＯＰ３を成す。尚、第１から第３円弧ａｒｃ１〜ａｒｃ３は、第１の実施形態におけるそれらと同様でよい。

図６は、第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複した第１弁体４１に対して第２弁体４２を移動させる様子を示す図である。図６に示すように、第１弁体４１が第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２に重複した場合に、切欠きＯＰと第１または第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の一部の円弧とが、第３開口部ＯＰ３を成す。即ち、第２の実施形態において、第３開口部ＯＰ３は、切欠きＯＰによって被覆されない第２開口部ＯＰ１、ＯＰ２の一部の円弧と切欠きＯＰとによって構成される。

第２弁体４２は、第１および第２円弧ａｒｃ１、ａｒｃ２に対して略平行方向（Ｄ２）に移動する。従って、圧力調整バルブ４０は、第２弁体４２の移動距離または回転角に基づいて、第３開口部ＯＰ３の開口面積を容易に調整（制御）することができる。このように、第１弁体４１が切欠きＣＯ１を有する場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、第３円弧ａｒｃ３は、第２弁体４１の第２挿入部４２ａの外縁の円弧ａｒｃ４２とほぼ同一径を有してもよい。これにより、第２弁体４２が第３開口部ＯＰ３全体を閉塞する直前において、第３円弧ａｒｃ３と円弧ａｒｃ４２とは略平行になるので、第２の実施形態による圧力調整バルブ４０は、第１の実施形態と同様に、第３円弧ａｒｃ３と第２弁体４２との間の距離に基づいて第３開口部ＯＰ３の開口面積を容易に調整（制御）することができる。

（変形例）
図７は、第１の実施形態の変形例による圧力調整バルブ４０の構成の一例を示す平面図である。本変形例における第２弁体４２は、その一部に切欠きＣＯ２を有している。本変形例のその他の構成は、第１の実施形態の対応する構成と同様でよい。

切欠きＣＯ２は、第２弁体４２が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入されたときに、第３開口部ＯＰ３と交差する（重複する）第２弁体４２の外縁部に設けられている。切欠きＣＯ２は、図３に示す第３開口部ＯＰ３の第３円弧ａｒｃ３とほぼ同じ径を有する円弧を有し、第３円弧ａｒｃ３とは反対側に湾曲している。また、切欠きＣＯ２の幅は、第３円弧ａｒｃ３の幅、即ち、第１円弧ａｒｃ１と第２円弧ａｒｃ２との間の間隔以上であればよい。

これにより、第１弁体４１が第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入された後に、第２弁体４２を第１開口部ＯＰ１と第２開口部ＯＰ２との間に挿入する際に、図７の破線（ａｒｃ４２）に示すように、第２弁体４２は、第３開口部ＯＰ３の開口面積を少しずつ徐々に低下させることができる。さらに、図８に示すように、切欠きＣＯ２が第３円弧ａｒｃ３に接近し重複し始めると、第３開口部ＯＰ３の開口面積は、切欠きＣＯ２の円弧と第３円弧ａｒｃ３とで成す紡錘形の部分Ｆの面積となる。図８は、第３開口部ＯＰ３に対する切欠きＣＯ２の動作を示す平面図である。この紡錘形の部分Ｆの面積は、第２弁体４２を移動させることによって、さらに細かく微調整可能である。即ち、第２弁体４２に切欠きＣＯ２を設けることによって、第３開口部ＯＰ３の開口面積をさらに微調整し、第１配管Ｐ１と第２配管Ｐ２との間の気体のコンダクタンスをさらに細かく微調整することができる。さらに、本変形例は、第１の実施形態のその他の効果を得ることができる。また、本変形例は、第２の実施形態にも適用することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１・・・エッチング装置、１０・・・チャンバ、２０・・・ステージ、３０・・・ガス供給部、４０・・・圧力調整バルブ、５０・・・バルブ駆動部、６０・・・真空ポンプ、７０・・・排気部、８０・・・圧力計、９０・・・コントローラ、４１・・・第１弁体、４２・・・第２弁体、４３・・・伝達機構、４５・・・筐体、４６・・・押圧部、ＯＰ１〜ＯＰ３・・・第１〜第３開口部

Claims (9)

1. チャンバに接続された第１配管に接続可能な第１開口部と、真空ポンプに接続された第２配管に接続可能な第２開口部とを有し、前記第１配管と前記第２配管とを接続可能な筐体と、
   前記筐体内に設けられ、外縁が前記第１または第２開口部よりも大きく、かつ、前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿入または抜去可能な第１弁体であって、前記第１および第２開口部よりも小さな第３開口部を有する第１弁体と、
   前記筐体内に設けられ、外縁が前記第３開口部よりも大きく、かつ、前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿入または抜去可能な第２弁体であって、前記第３開口部の少なくとも一部分を閉塞可能な第２弁体とを備えたバルブ。
2. 前記第１弁体は、
   前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿入されたときに前記第１または第２開口部に少なくとも一部を重複し、前記第３開口部を有する第１挿入部と、
   前記第１開口部の外部にある第１シャフトと前記第１挿入部との間に接続され、前記第１シャフトを中心として前記第１挿入部を回転させる第１接続部とを含み、
   前記第２弁体は、
   前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿入されたときに前記第１または第２開口部に重複する第２挿入部と、
   前記第１開口部の外部にある第２シャフトと前記第２挿入部との間に接続され、前記第２シャフトを中心に前記第２挿入部を回転させる第２接続部とを含む、請求項１に記載のバルブ。
3. 前記第１シャフトと前記第２シャフトとはほぼ同一の軸を中心に回転可能である、請求項２に記載のバルブ。
4. 前記第３開口部の形状は、前記第２弁体を挿入または抜去する方向に長径を有する、請求項１に記載のバルブ。
5. 前記第３開口部の形状は、前記第２シャフトを中心とした回転方向に長径を有する、請求項２に記載のバルブ。
6. 前記第３開口部の形状は、前記第２シャフトを中心として第１半径を有する第１円弧と、前記第２シャフトを中心として前記第１半径よりも小さな第２半径を有する第２円弧と、前記第１円弧と前記第２円弧との間を接続する第３円弧とを有する、請求項２または請求項５に記載のバルブ。
7. 前記第２弁体は、前記第３開口部と交差する前記第２弁体の外縁部に切欠きを有する、請求項１に記載のバルブ。
8. チャンバに接続された第１配管に接続可能な第１開口部と、真空ポンプに接続された第２配管に接続可能な第２開口部とを有し、前記第１配管と前記第２配管とを接続する筐体と、
   前記筐体内に設けられ、前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿抜可能であり、切欠きを有する第１弁体であって、前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿入されたときに前記第１または第２開口部と前記切欠きとが前記第１および第２開口部よりも小さな第３開口部を成す第１弁体と、
   前記筐体内に設けられ、外縁が前記第３開口部よりも大きく、かつ、前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿抜可能な第２弁体であって、前記第３開口部の少なくとも一部分を閉塞可能な第２弁体とを備えたバルブ。
9. チャンバと、
   前記チャンバ内を減圧する真空ポンプと、
   前記チャンバに接続する第１配管と、
   前記真空ポンプに接続する第２配管と、
   前記第１配管と前記第２配管との間に接続されるバルブとを備え、
   前記バルブは、
   前記第１配管に接続可能な第１開口部と、前記第２配管に接続可能な第２開口部とを有し、前記第１配管と前記第２配管とを接続可能な筐体と、
   前記筐体内に設けられ、外縁が前記第１または第２開口部よりも大きく、かつ、前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿入または抜去可能な第１弁体であって、前記第１および第２開口部よりも小さな第３開口部を有し、あるいは、前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿入されたときに前記第１および第２開口部よりも小さな第３開口部を成す切欠きを有する第１弁体と、
   前記筐体内に設けられ、外縁が前記第３開口部よりも大きく、かつ、前記第１開口部と前記第２開口部との間に挿入または抜去可能な第２弁体であって、前記第３開口部の少なくとも一部分を閉塞可能な第２弁体とを備えている、半導体製造装置。

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