JP2806770B2 - 真空バルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空バルブに関し、特に
半導体ウェーハのプラズマエッチング装置の排気系に用
いる真空バルプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空バルブは、図３に示すよう
に、上下に動作し流体を吸気口３から吸気し排気口４か
ら排気する弁体１と弁体１に取り付けられ吸気口３の気
密を保つ弁シール材２と容器１１の壁に設けられ加圧に
より弁体１を上下に動作させるポート５，６によって構
成される。

【０００３】真空バルブの動作は、まず、ポート６を加
圧しポート５を大気開放にすると弁体１はポート６から
加圧される力により下方に移動する。弁体１が下方に移
動することにより吸気口３側が弁シール材２にて密閉さ
れ排気口４の真空側と遮断される。次に、ポート５を加
圧しポート６を大気開放すると弁体１は上方に移動する
ことにより流体は吸気口３から排気口４を通り真空側へ
排出される。

【０００４】この種の真空バルブは半導体ウェーハを製
造する際に用いられる。ウェーハを真空中に保持し反応
ガスを流して電極に高電圧を印加してプラズマを発生さ
せてウェーハ上の膜をエッチングする設備の排気系に連
結され処理後の反応生成ガスを排出する。塩素を流して
ウェーハ上のアルミニウム膜をエッチングする場合に
は、主に三塩化アルミニウム等の腐食性の強いガスを排
出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来の真空バルブ
では三塩化アルミニウムの様な高温の反応生成ガスが排
出された場合に真空バルブの表面温度が低い為に反応生
成ガスが冷却されて固体化し、反応生成物となって排気
抵抗の大きい弁体や弁シール材及び排気口等に付着す
る。この反応生成物は腐食性が強い為、例えば腐食性に
強いフッ素ゴムでも約３ケ月くらいで著しく劣化し、放
置すると反応生成物と弁シール材の劣化によるシール不
良等の故障が発生する。従って、約６ケ月に１回の割合
で定期的に装置を止めて真空バルブのオーパーホールを
実施しなければならず、装置停止による不稼働損とオー
バーホール費用が多大になるという問題点があった。

【０００６】本発明の目的は、反応生成物の発生及び付
着を防止しシール不良等の故障の発生がなく、装置停止
による不稼働損とオーバーホール費用が節減できる真空
バルブを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の真空バルブは、
真空容器と、この真空容器に接続し反応ガスを吸気する
吸気口と、排気する排気口と、前記真空容器内に収納さ
れ前記吸気口の開閉を行う弁体と、この弁体に内蔵され
この弁体を加熱する弁内蔵ヒータと、前記弁体の前記吸
気口との接触面に取り付けられ前記吸気口との気密を保
持する弁シール材と、前記真空容器の壁面に設けられ加
圧することにより前記弁体を上下動させる少くとも２つ
のポートと、加熱窒素を前記真空容器内に導入する加熱
窒素導入口とを備え、かつ、前記吸気口と前記弁体と前
記排気口が吸気方向と排気方向が鈍角になる様に配置さ
れている。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例の断面図である。
図１に示すように、本発明の真空バルブは、反応ガスを
吸気する吸気口３とこの吸気口３を開閉する弁体１と、
この弁体１の下面に取付けられ吸気口３との気密を保持
する弁シール材２と、容器１１の壁面に設けられ加圧す
ることにより弁体１を上下動させる２つのポート５，６
と、弁体１に内蔵され弁体１を加熱して反応生成物が弁
シール材２に付着するのを防ぐ弁体内蔵ヒータ７と加熱
窒素を導入する加熱窒素導入口８と、反応ガスを排出す
る排気口４を主な構成要素とし、排気抵抗を小さくする
ために弁体１と吸気口３と排気口４を吸気方向と排気方
向が鈍角になるように配置して反応ガスを吸，排気する
ように構成されている。

【００１０】このように構成された真空バルブは、ま
ず、ポート５を加圧しポート６を大気開放にすると弁体
１は加圧される力により上方に移動し開放して反応ガス
を吸気口３から吸気し排気口４から排気する。次に、ポ
ート６を加圧しポート５を大気開放にすると弁体１は加
圧される力により下方に移動し吸気口３を密閉する。

【００１１】図２は三塩化アルミニウムの蒸気圧と温度
との関係を示す特性図である。反応ガスとして三塩化ア
ルミニウムを用いた場合には、図２に示すように、一定
の圧力条件のもとでは、温度を上げることにより大気に
なり温度を下げることにより固体になる。一方、一定の
温度条件のもとでは、圧力を下げることにより気体にな
り圧力を上げることにより固体となる。このような温度
と圧力の関係で圧力制御では制御幅が大きく温度制御で
は幅が小さいので、真空バルブ内で反応生成物の発生を
制御する為には温度制御が容易となる。

【００１２】このような理由から、本発明の真空バルブ
では温度制御方式を採用し、反応生成物の付着が多い弁
体１に弁体内蔵ヒータ７を内蔵しこの弁体内蔵ヒータ７
の温度制御により反応生成物の発生を抑え弁シール材２
への付着を防止するものである。排気圧力が０．６Ｔｏ
ｒｒの場合、弁体１の温度を約１００℃に保つことで弁
シール材２の耐熱性を考慮してもその目的は達成でき
る。

【００１３】一方、加熱窒素導入口８から加熱窒素を導
入し弁体１以外の部分を加熱する。この加熱により弁体
１以外の場所での反応生成物の発生を防止し、排気ガス
と合流させることにより真空バルブ内での排気の滞流を
防止することができる。排気圧力が０．６Ｔｏｒｒの場
合、窒素の加熱温度を約１００℃に保ち、排気系の能力
にもよるが弁体１と平行に約１０ＳＣＣＭ流すのが望ま
しい。

【００１４】ベローズ９は、ヒータ用配線１０を取り出
す際に真空バルブ内への大気混入を防ぐ為に設けたもの
で、ベローズ９の中からヒータ用配線１０を取り出そう
とするものである。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、弁体内蔵
ヒータにて温度制御することにより弁体のシール面での
反応生成物の発生及び不着を防ぐことができる。又、真
空バルブ内に加熱窒素を流すことにより弁体以外の場所
での反応生成物の発生及び付着を防ぐことができ、か
つ、排気ガスとの合流により真空バルブ内での滞留を防
ぎ、排気を円滑に行う効果を有する。従って、約１年の
割合で定期的なオーバーホールだけで良くなり、装置停
止による不稼働損とオーボーホール費用の半減が可能に
なるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の断面図である。

【図２】三塩化アルミニウムの蒸気圧と温度との関係を
示す特性図である。

【図３】従来の真空バルブの一例の断面図である。

【符号の説明】

１ 弁体 ２ 弁シール材 ３ 吸気口 ４ 排気口 ５，６ ポート ７ 弁体内蔵ヒータ ８ 加熱窒素導入口 ９ ベローズ １０ ヒータ用配線 １１ 容器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空容器と、この真空容器に接続し反応
   ガスを吸気する吸気口と、排気する排気口と、前記真空
   容器内に収納され前記吸気口の開閉を行う弁体と、この
   弁体に内蔵されこの弁体を加熱する弁内蔵ヒータと、前
   記弁体の前記吸気口との接触面に取り付けられ前記吸気
   口との気密を保持する弁シール材と、前記真空容器の壁
   面に設けられ加圧することにより前記弁体を上下動させ
   る少くとも２つのポートと、加熱窒素を前記真空容器内
   に導入する加熱窒素導入口とを備え、かつ、前記吸気口
   と前記弁体と前記排気口を吸気方向と排気方向が鈍角に
   なる様に配置したことを特徴とする真空バルブ。