JP4029325B2

JP4029325B2 - ガス導入装置

Info

Publication number: JP4029325B2
Application number: JP2002246966A
Authority: JP
Inventors: 武士岩崎; 研司高橋; 宏子上野
Original assignee: Covalent Materials Corp
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2008-01-09
Anticipated expiration: 2022-08-27
Also published as: JP2004087806A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス導入装置に係わり、特にフィルタエレメントを押圧固定するスペーサを、溶接を用いずに通気パイプに固定可能にしたガス導入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体ウェーハもしくは液晶材料の製造工程においては、例えばドライエッチング装置やスパッタ装置またはＣＶＤ装置等のロードロックチャンバー（真空予備室）等において、減圧下や大気と異なる組成のガス雰囲気下等の各種条件下で圧力の緩衝を目的として、一般的にパーティクル等のフィルタリング機能を持ち、例えばセラミックスフィルタエレメントを有するガス導入装置が用いられている。
【０００３】
図２に示すように、ガス導入装置ＢＦは、一般的なウェーハＷの処理装置のロードロックチャンバー２２に設けられたガス導入口に配置されて用いられ、このようにロードロックチャンバー２２のガス導入口にガス導入装置ＢＦが用いられる場合、開閉弁２３を開けた瞬間の圧力変動を緩和させることができるため、ロードロックチャンバー２２内のパーティクルの舞い上がりがある程度防止される。またロードロックチャンバー２２の排気を行う場合、排気用の開閉弁２４と並列に微調整弁２５が備えられ、排気開始にあたって微調整弁２５が操作されることでスロー排気が実現される。
【０００４】
このようにして用いられるガス導入装置ＢＦとしての従来のガス導入装置３１は、図３に示すように、アルミナ製フィルタエレメント３２が、一対の金属製スペーサ３３ａ、３３ｂ間にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）製ガスケット３４、３４を介して橋設され、さらに、金属製中空状で周囲に多数の通気口３５が穿設され、スペーサ３３ａ及びフィルタエレメント３２を貫通する通気パイプ３６が設けられており、この通気パイプ３６とスペーサ３３ａは螺着され、ガイドロッド３６とスペーサ３３ｂはその端部３３ｂ_１で溶着されて、組立てられている。
【０００５】
従って、図２に示すような一般的なロードロックチャンバー２２内のガス導入装置（ブレイクフィルタ）ＢＦとして、図３に示すガス導入装置３１を組込んで用い、減圧状態を解除するには、開閉弁２３が開放されて、ガスがスペーサ３３ｂ側の通気パイプ３６から導入され、さらに、ガスは通気口３５及びフィルタエレメント３２を介してロードロックチャンバー２２に導入され、ロードロックチャンバー２２の減圧状態が解除される。これにより、ガスは、ロードロックチャンバー２２内へ流れ込む速度が減速され、ロードロックチャンバー２２内のパーティクルを舞い上げることがなく、パーティクルがウェーハＷの表面に付着し、ウェーハＷを汚染することがない。
【０００６】
このようにして使用される従来のガス導入装置３１は、金属製スペーサ３３ａ、３３ｂとフィルタエレメント３２間に比較的硬度の大きいＰＴＦＥ製ガスケット３４、３４を介在させて、金属製スペーサ３３ｂをフィルタエレメント３２に押圧させ、この状態で金属製スペーサ３３ｂが通気パイプ３６に溶着される。
【０００７】
近年、フィルタエレメントが設置される処理室の大型化、ひいては、ロードロックチャンバーの大型化に伴い、より大流量のガスを流せるフィルタエレメントが要求されている。
【０００８】
この対応策として、上記従来の構造において、大流量のガス流れを可能にするには、フィルタエレメントを構成するセラミックス多孔体を長くすることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、セラミックス多孔体は製造工程において長くなるに伴なって、反りが発生する可能性が高く、ショア硬度Ｄ５０−６０程度と比較的硬度が大きいＰＴＦＥをシール材として使用する場合には、シールを確実にするために、大きな押圧力をかける必要があり、この押圧力によってセラミック多孔体が破損する可能性が大きくなる。
【００１０】
また、図３に示すように、従来のガス導入装置３１は、溶接により、金属製スペーサ３３ｂを通気パイプ３６に固定しているため、ガス導入装置３１を長時間使用するとプロセスチャンバーからロードロックチャンバーへ持ち込まれるガスによって、溶接部分が腐食されて、寿命が短縮する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、大型化に適し腐食がなく長寿命のガス導入装置が要望されていた。
【００１２】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、大型化に適し腐食がなく長寿命のガス導入装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、半導体製造装置におけるロードロックチャンバー内の圧力の変動を緩和させるために用いるガス導入装置において、周囲に通気口が設けられた中空状の通気パイプと、この通気パイプの一端に取付けられたスペーサと、このスペーサにデュロメータ硬さＨＤＡが１００以下である軟質ガスケットを介して一端が押圧され、前記通気パイプの外周側に空隙が形成されるように外嵌されたフィルタエレメントと、前記通気パイプに嵌合され、デュロメータ硬さＨＤＡが１００以下である軟質ガスケットを介してフィルタエレメントを押圧するスペーサと、このスペーサを押圧固定し、通気パイプに設けられた螺子部に螺合する締付けナットとを有することを特徴とするガス導入装置が提供される。これにより、大型化に適し腐食がなく長寿命のガス導入装置が実現され、さらに、フィルタエレメントとスペーサ及び螺子付きスペーサ間のシールは確実になされ、良好なシール効果が実現される。
【００１４】
好適な一例では、上記螺子付きスペーサは、通気パイプの螺子部に螺合されたダブル螺子用の螺子により押圧固定される。これにより、螺子付きスペーサはより強固に固定される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるガス導入装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明に係わり一般にブレイクフィルタといわれるガス導入装置の縦断面図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明に係わるガス導入装置１は、周囲に複数の通気口２が設けられた中空状の通気パイプ３と、この通気パイプ３の一端に例えば螺着により取付けられたスペーサ４と、このスペーサ４に軟質ガスケット５を介して一端が押圧され、通気パイプ３に空隙ｇが形成されるように外嵌されたフィルタエレメント６と、通気パイプ３に嵌合され、軟質ガスケット７を介してフィルタエレメント６を押圧固定する固定用スペーサ８と、この固定用スペーサ８が押圧固定され、通気パイプ３の外周側に設けられた螺子部９に螺合する締付けナット１０及びこの締付けナット１０を押圧し、螺子部９に螺合する第２ナット１１とを有している。
【００１９】
また、固定用スペーサ８と締付けナット１０間には、軟質Ｏリング１２と押さえリング１３を有しており、軟質Ｏリング１２と押さえリング１３を介して、締付けナット１０及び第２ナット１３のダブルナット方式で固定用スペーサ８を押圧固定するようになっている。
【００２０】
上記通気パイプ３、スペーサ４、固定用スペーサ８、締付けナット１０、第２ナット１１及び押さえリング１３は、いずれもＳＵＳ製であり、軟質ガスケット５、７及び軟質Ｏリング１２は、その硬度デュロメータ硬さＨＤＡ（ＪＩＳＫ７２１５−１９８６）が１００以下であり、例えば、その材質は上記ＨＤＡが５５−９５のフッ素ゴムあるいはパーフロロエラストマー（例えば、米国デュポン社製カルレッツ）等である。また、フィルタエレメント６は、全体がアルミナ多孔体で形成されている。なお、通気パイプ３は、その全長に渡って一体に形成されたものであってもよいが、螺子部９を形成するためには、通気口２が設けられた通気パイプ部３ａとこの通気パイプ部３ａに螺子部９が形成された接続パイプ部３ｂを溶着して一体化するのが、製造上好ましい。
【００２１】
次に本発明に係わるガス導入装置（ブレイクフィルタ）の組立方法について説明する。
【００２２】
図１に示すように、予め通気パイプ部３ａと接続パイプ部３ｂを溶着して一体化した通気パイプ３の一端に、例えば、螺着によってスペーサ４を取付ける。しかる後、スペーサ４に軟質ガスケット５を嵌め、通気パイプ部３ａの外周側に空隙ｇを形成するように保持しながら、フィルタエレメント６を通気パイプ３に外嵌する。保持した状態を保ちながら、予め軟質ガスケット７を嵌めた固定用スペーサ８を通気パイプ３に嵌込み、フィルタエレメント６を軟質ガスケット５、７を介してスペーサ４及び固定用スペーサ９間に保持する。しかる後、軟質Ｏリング１２及び押さえリング１３を、軟質ガスケット７とは反対側において固定用スペーサ８に嵌め、さらに、締付けナット１０を螺子部９に螺合して、締付けナット１０により固定用スペーサ８を押圧し固定する。また、第２ナット１１を螺子部９に螺合して、締付けナット１０を押圧して、ダブルナット方式により固定用スペーサ８を強固に固定する。
【００２３】
上記のような組立工程において、フィルタエレメント６を軟質ガスケット５、７を介してスペーサ４及び固定用スペーサ８間に締付けナット１０によって、押圧固定し、さらには、第２ナット１１を用いたダブルナット方式によって、押圧し、より強固に固定するが、軟質ガスケット５、７は、デュロメータ硬さＨＤＡが１００以下のフッ素ゴムであるので、軟質ガスケット５、７に大きな押圧力がかかっても適度に吸収されて、比較的強度が弱いフィルタエレメント６であっても、クラックが発生することがなく、大型化が可能となる。また、その硬度が前記ＨＤＡで１００以下であるので、フィルタエレメント６とスペーサ４及び螺子付きスペーサ９間のシールも確実になされ、シール効果は良好である。
【００２４】
さらに、スペーサ及び螺子付きスペーサ間にフィルタエレメントを押圧固定するのに溶接を用いないので、スペーサ、螺子付きスペーサ、ナット及び押さえリングにＳＵＳを用いず、ＰＴＦＥ等のプラスチックを用いることが可能になる。
【００２５】
また、次に本発明に係わるガス導入装置（ブレイクフィルタ）の使用方法について説明する。
【００２６】
図２に示すような一般的なロードロックチャンバー２２にガス導入装置ＢＦとして、本発明に係わるガス導入装置１を組込む。例えば、ガス導入装置１は、ウェーハＷのロードロックチャンバー２２に設けられたガス導入口に配置されて用いられ、このようにロードロックチャンバー２２のガス導入口にガス導入装置１が用いられる場合、開閉弁２３を開けた瞬間の圧力変動を緩和させることができるため、ロードロックチャンバー２２内のパーティクルの舞い上がりがある程度防止される。またロードロックチャンバー２２の排気を行う場合、排気用の開閉弁２４と並列に微調整弁２５が備えられ、排気開始にあたって微調整弁２５が操作されることでスロー排気が実現される。
【００２７】
上記のようなガス導入装置１の使用時において、ロードロックチャンバー２２内でガス導入装置１を長時間ガス中に曝しても、溶接部を有しないので、腐食することがなく、長寿命化を実現できる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係わるガス導入装置によれば、大型化に適し腐食がなく長寿命のガス導入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるガス導入装置の縦断面図。
【図２】ガス導入装置を組込んだ一般的な半導体ウェーハ処理装置の処理室の概念図。
【図３】従来のガス導入装置の縦断面図。
【符号の説明】
１ガス導入装置
２通気口
３通気パイプ
３ａ通気パイプ部
３ｂ接続パイプ
４スペーサ
５軟質ガスケット
６フィルタエレメント
７軟質ガスケット
８スペーサ
９螺子部
１０締付けナット
１１第２ナット
１２軟質Ｏリング
１３押さえリング

Claims

半導体製造装置におけるロードロックチャンバー内の圧力の変動を緩和させるために用いるガス導入装置において、周囲に通気口が設けられた中空状の通気パイプと、この通気パイプの一端に取付けられたスペーサと、このスペーサにデュロメータ硬さＨＤＡが１００以下である軟質ガスケットを介して一端が押圧され、前記通気パイプの外周側に空隙が形成されるように外嵌されたフィルタエレメントと、前記通気パイプに嵌合され、デュロメータ硬さＨＤＡが１００以下である軟質ガスケットを介してフィルタエレメントを押圧するスペーサと、このスペーサを押圧固定し、通気パイプに設けられた螺子部に螺合する締付けナットとを有することを特徴とするガス導入装置。