KR20150046739A - 게이트 밸브 장치 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

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유키 나베야마
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 밸브체와 처리 용기와의 도통을 확보하면서, 밸브체 및 처리 용기의 손상을 저감하며, 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있는 게이트 밸브 장치를 제공한다. 밸브 시트 플레이트(204)는 프레임 형상을 이루며, 기판 반송용 개구(1b1)와 거의 동등한 크기의 개구(204a)를 갖는다. 밸브 시트 플레이트(204)는 금속 등의 도전성 재료에 의해서 구성되며, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서 밸브체(202)와 처리 용기(1)와의 사이에 개재한다. 밸브 시트 플레이트(204)와 실드 링(232, 242)을 동종의 금속 재료로 구성하는 것에 의해서, 이종 금속 사이의 접촉을 줄이고, 금속 파티클의 발생을 억제한다.

Description

게이트 밸브 장치 및 플라즈마 처리 장치{GATE VALVE APPARATUS AND PLASMA PROCESSING APPARATUS}
본 발명은, 예를 들면 기판을 진공 조건하에서 처리하는 플라즈마 처리 장치에 있어서, 기판의 반입출을 실행하는 게이트 개구부를 개폐하기 위한 게이트 밸브 장치 및 그것을 구비한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
FPD(Flat Panel Display : 플랫 패널 디스플레이) 용의 유리 기판 등의 피처리 기판에 대하여 진공 조건하에서 플라즈마 에칭, 플라즈마 애싱, 플라즈마 성막 등의 처리를 실행하기 위해서, 플라즈마 처리 장치가 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치는, 예를 들어, 기판에 대한 처리가 실행되는 프로세스 모듈과, 프로세스 모듈로의 기판의 반입 및 프로세스 모듈로부터의 기판의 반출을 실행하는 반송 장치를 수용한 반송 모듈과, 프로세스 모듈과 반송 모듈과의 사이에 마련된 게이트 밸브 장치 등을 구비한 진공 처리 시스템의 일부분으로 하여 구성할 수 있다.
프로세스 모듈은, 기판의 반입 또는 반출시에 기판을 통과시키기 위한 개구부를 갖고 있다. 프로세스 모듈과 반송 모듈과의 사이에 마련된 게이트 밸브 장치는, 프로세스 모듈의 개구부를 개폐하는 밸브체를 갖고 있다. 이 밸브체에 의해 프로세스 모듈의 개구부가 폐색되는 것에 의해서, 프로세스 모듈은 기밀하게 시일된다.
프로세스 모듈 내에서, 처리가 실행될 때에는, 프로세스 모듈의 개구부는 게이트 밸브 장치의 밸브체에 의해서 폐색되어 있다. 이 상태에서, 금속제의 밸브체의 표면의 일부는, 프로세스 모듈 내의 공간에 노출되어 있다. 또한, 밸브체와 프로세스 모듈과의 사이에는, 절연성의 엘라스토머 등으로 이루어지는 시일 부재가 개재되기 때문에, 밸브체와 프로세스 모듈이 전위적으로 독립한 상태가 된다. 그 때문에, 프로세스 모듈에 고주파를 도입하여 플라즈마를 생성시키면, 밸브체가 고주파에 의해서 차지되어(charge), 밸브체의 부근에서 국소적인 플라즈마나 이상 방전이 발생한다고 하는 문제가 있었다.
특허문헌 1에서는, 게이트 밸브 장치의 밸브체와 프로세스 모듈과의 사이의 도통을 도모하기 위해서, 도전성의 시일 부재를 배치하는 것이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제 2009-252635 호 공보
특허문헌 1에 기재되어 있는 도전성의 시일 부재로서, 일반적으로, 스테인리스제의 스파이럴 실드가 사용된다. 한편, 게이트 밸브 장치의 밸브체나, 프로세스 모듈의 용기(처리 용기)에는, 통상 알루미늄이 사용된다. 그 결과, 스파이럴 실드와, 밸브체 또는 처리 용기와의 사이에서, 이종(異種) 금속간의 접촉이 생긴다. 특히, 밸브체는 가동 부재이기 때문에, 이종 금속 사이에서의 접촉과 이간을 반복하는 동안에, 이종 금속 접촉 부식에 의한 화학적인 데미지나, 경도가 다른 것에 의한 물리적인 데미지 등에 의해, 밸브체나 처리 용기에 손상이 발생하여 교환 등의 유지 보수가 필요하게 되거나, 금속 파티클이 발생하거나 하는 원인이 된다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 밸브체와 처리 용기와의 도통을 확보하면서, 밸브체 및 처리 용기의 손상을 저감하여, 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있는 게이트 밸브 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는, 피처리 기판을 처리 용기 내에 반입반출하기 위한 개구부를 갖고, 상기 처리 용기 내에서 생성시킨 플라즈마에 의해 상기 피처리 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 배치되는 게이트 밸브 장치이다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는 상기 개구부를 개폐하기 위한 밸브체를 구비하고 있다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는 상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 개폐하기 위해서 상기 밸브체를 이동시키는 밸브체 이동 수단을 구비하고 있다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는, 개구를 갖는 프레임 형상을 이루며, 상기 처리 용기에 있어서의 상기 개구부의 주위의 벽에 장착되며, 상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서 상기 밸브체와 상기 처리 용기와의 사이에 개재하는 도전성의 밸브체 받이 부재를 구비하고 있다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는, 상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 상기 밸브체와 밸브체 받이 부재와의 사이에 개재해서 이들 사이를 기밀하게 밀봉하는 제 1 기밀 밀봉 부재를 구비하고 있다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는, 상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 상기 밸브체와 밸브체 받이 부재와의 사이에 개재해서 이들 사이를 전기적으로 접속하는 제 1 도전성 부재를 구비하고 있다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는, 상기 개구부를 둘러싸도록 마련되며, 상기 밸브체 받이 부재와 상기 처리 용기와의 사이에 개재해서 이들 사이를 기밀하게 밀봉하는 제 2 기밀 밀봉 부재를 구비하고 있다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는, 상기 개구부를 둘러싸도록 마련되며, 상기 밸브체 받이 부재와 상기 처리 용기와의 사이에 개재해서 이들 사이를 전기적으로 접속하는 제 2 도전성 부재를 구비하고 있다.
본 발명의 제 1 측면에 있어서, 게이트 밸브 장치는, 상기 제 1 도전성 부재와 상기 밸브체 받이 부재가 동일한 재료에 의해서 형성되어 있다.
본 발명의 제 2 측면에 있어서, 상기 밸브체는, 본체부와, 상기 본체부와는 상이한 도전성 재료로 이루어지며, 상기 제 1 도전성 부재에 접촉하는 제 1 접촉부를 갖고 있다. 그리고, 본 발명의 제 3 측면에서는, 상기 제 1 도전성 부재와, 상기 제 1 접촉부와, 상기 밸브체 받이 부재가 동일한 재료에 의해서 형성되어 있다.
본 발명의 제 3 측면에 있어서, 상기 밸브체는, 본체부와, 상기 본체부와는 상이한 다른 도전성 재료로 이루어지며, 상기 제 1 도전성 부재에 접촉하는 제 1 접촉부를 갖고 있다. 또한, 본 발명의 제 3 측면에 있어서, 상기 밸브체 받이 부재는, 밸브 시트 본체와, 상기 밸브 시트 본체와는 상이한 도전성 재료로 이루어지며, 상기 제 1 도전성 부재에 접촉하는 제 2 접촉부를 갖고 있다. 그리고, 본 발명의 제 3 측면에서는, 상기 제 1 도전성 부재와, 상기 제 1 접촉부와, 상기 제 2 접촉부가 동일한 재료에 의해서 형성되어 있다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는, 또한, 상기 제 2 도전성 부재가 상기 제 1 도전성 부재와 동일한 재료로 형성되어 있어도 좋다.
본 발명의 게이트 밸브 장치는, 상기 제 1 도전성 부재 및 상기 제 2 도전성 부재가 스테인리스강에 의해서 형성되어 있어도 좋다.
본 발명의 게이트 밸브 장치에 있어서, 상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 제 1 도전성 부재는 상기 제 1 기밀 밀봉 부재를 둘러싸도록 마련되어 있어도 좋다.
본 발명의 게이트 밸브 장치에 있어서, 제 2 도전성 부재는 상기 제 2 기밀 밀봉 부재를 둘러싸도록 마련되어 있어도 좋다.
본 발명의 플라즈마 처리 장치는 상기 어느 하나의 게이트 밸브 장치를 구비하고 있다.
본 발명의 게이트 밸브 장치에 의하면, 밸브체와 처리 용기의 도통을 확보하면서, 밸브체 및 처리 용기의 손상을 저감하여, 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치를 포함하는 진공 처리 시스템을 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시한 프로세스 모듈의 전형적인 실시형태로서의 플라즈마 에칭 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시한 게이트 밸브 장치를 폐쇄한 상태를 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 3에 도시한 게이트 밸브 장치의 밸브체를 도시하는 정면도이다.
도 6은 처리 용기에 장착된 밸브 시트 플레이트를 도시하는 정면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치의 구성을 도시하는 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시한 게이트 밸브 장치의 밸브체를 도시하는 정면도이다.
도 9는 도 7에 도시한 게이트 밸브 장치의 변형예에 있어서의 밸브체를 도시하는 정면도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치의 구성을 도시하는 단면도이다.
[제 1 실시형태]
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 도 1을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치를 포함한 시스템의 일 예로서의 진공 처리 시스템(100)의 구성에 대하여 설명한다.
<기판 처리 시스템>
도 1은 진공 처리 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 사시도이다. 진공 처리 시스템(100)은, 예를 들면 FPD용의 유리 기판(이하, 단순히 "기판"이라고 기재함)(S)에 대하여 플라즈마 처리를 실행하기 위한 처리 시스템으로서 구성되어 있다. 또한, FPD로서는, 액정 디스플레이(LCD), 일렉트로루미네선스(Electro Luminescence；EL) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP) 등이 예시된다.
　진공 처리 시스템(100)은 십자 형상으로 연결된 5개의 진공 모듈을 구비하고 있다. 구체적으로는, 진공 처리 시스템(100)은, 5개의 진공 모듈로서 3개의 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)과, 반송 모듈(103)과, 로드록 모듈(105)을 구비하고 있다.
프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)은, 그 내부 공간을 소정의 감압 분위기(진공 상태)로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c) 내에는, 각각, 기판(S)을 탑재하는 탑재대(도시 생략)가 배치되어 있다. 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)에서는, 기판(S)을 탑재대에 탑재한 상태에서, 기판(S)에 대하여, 예를 들면 진공 조건에서의 에칭 처리, 애싱 처리, 성막 처리 등의 플라즈마 처리가 실행된다.
반송 모듈(103)은 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)과 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 반송 모듈(103) 내에는, 도면에 도시하지 않은 반송 장치가 마련되어 있다. 이 반송 장치에 의해서, 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)과 로드록 모듈(105)의 사이에서 기판(S)의 반송이 실행된다.
로드록 모듈(105)은, 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c) 및 반송 모듈(103)과 마찬가지로 소정의 감압 분위기로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 로드록 모듈(105)은 감압 분위기의 반송 모듈(103)과 외부의 대기 분위기와의 사이에서 기판(S)의 주고받음을 실행하기 위한 것이다.
진공 처리 시스템(100)은, 추가로, 5개의 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c, 110d, 110e)를 구비하고 있다. 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c)는, 각각, 반송 모듈(103)과 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)과의 사이에 배치되어 있다. 게이트 밸브 장치(110d)는, 반송 모듈(103)과 로드록 모듈(105)과의 사이에 배치되어 있다. 게이트 밸브 장치(110e)는, 로드록 모듈(105)에 있어서의 게이트 밸브 장치(110d)와는 반대측에 배치되어 있다. 게이트 밸브 장치(110a 내지 110e)는 모두 인접하는 2개의 공간을 구획하는 벽에 마련된 개구부를 개폐하는 기능을 갖고 있다.
게이트 밸브 장치(110a 내지 110d)는, 폐쇄 상태에서 각 모듈을 기밀하게 시일하는 동시에, 개방 상태로 모듈 사이를 연통시켜 기판(S)의 이송을 가능하게 한다. 게이트 밸브 장치(110e)는, 폐쇄 상태에서 로드록 모듈(105)의 기밀성을 유지하는 동시에, 개방 상태에서 로드록 모듈(105) 내와 외부와의 사이에서 기판(S)의 이송을 가능하게 한다.
진공 처리 시스템(100)은, 추가로, 로드록 모듈(105)과의 사이에서 게이트 밸브 장치(110e)를 사이에 두는 위치에 배치된 반송 장치(125)를 구비하고 있다. 반송 장치(125)는, 기판 보지 도구로서의 포크(127)와, 포크(127)를 진출, 퇴피 및 선회 가능하게 지지하는 지지부(129)와, 이 지지부(129)를 구동하는 구동 기구를 구비한 구동부(131)를 갖고 있다.
진공 처리 시스템(100)은, 추가로, 구동부(131)의 양측에 배치된 카세트 인덱서(121a, 121b)와, 각각 카세트 인덱서(121a, 121b) 상에 탑재된 카세트(C1, C2)를 구비하고 있다. 카세트 인덱서(121a, 121b)는 카세트(C1, C2)를 승강하는 승강기 홈부(123a, 123b)를 갖고 있다. 각 카세트(C1, C2) 내에는, 기판(S)을, 상하에 간격을 두고 다단으로 배치할 수 있도록 되어 있다. 반송 장치(125)의 포크(127)는 카세트(C1, C2)의 사이에 배치되어 있다.
또한, 도 1에서는 도시하지 않지만, 진공 처리 시스템(100)은, 추가로, 진공 처리 시스템(100)에 있어서 제어가 필요한 구성 요소를 제어하는 제어부를 구비하고 있다. 제어부는, 예를 들면, CPU를 구비한 컨트롤러와, 컨트롤러에 접속된 유저 인터페이스와, 컨트롤러에 접속된 기억부를 갖고 있다. 컨트롤러는 진공 처리 시스템(100)에 있어서 제어가 필요한 구성 요소를 총괄하여 제어한다. 유저 인터페이스는, 공정 관리자가 진공 처리 시스템(100)을 관리하기 위해서 커맨드의 입력 조작 등을 실행하는 키보드나, 진공 처리 시스템(100)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 구성된다. 기억부는, 진공 처리 시스템(100)에서 실행되는 각종 처리를 컨트롤러의 제어로 실현하기 위해서 제어 프로그램(소프트웨어)이나 처리 조건 데이터 등이 기억된 레시피가 보존되어 있다. 그리고, 필요에 따라서, 유저 인터페이스로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부로부터 불러내어 컨트롤러에 실행시킴으로써, 컨트롤러의 제어하에서, 진공 처리 시스템(100)으로의 소망의 처리가 실행된다.
상기 제어 프로그램이나 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체, 예를 들면 CD-ROM, 하드 디스크, 플렉시블 디스크, 플래시 메모리 등에 저장된 상태의 것을 이용할 수 있다. 또는, 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 거쳐서 수시 전송시켜 온라인으로 이용하거나 하는 것도 가능하다.
<플라즈마 처리 장치>
도 2는 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)의 전형적인 실시형태로서의 플라즈마 에칭 장치의 개략 구성을 도시하는 단면도이다. 플라즈마 에칭 장치(101A)는, 기판(S)에 대하여 에칭을 실행하는 용량 결합형의 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로 하여 구성되어 있다.
이 플라즈마 에칭 장치(101A)는, 내측이 양극 산화 처리(알루마이트 처리)된 알루미늄으로 이루어지는 각통(角筒) 형상으로 성형된 처리 용기(1)를 갖고 있다. 처리 용기(1)는 바닥벽(1a), 4개의 측벽(1b)(2개만 도시함) 및 덮개(1c)에 의해 구성되어 있다. 처리 용기(1)는 전기적으로 접지되어 있다. 측벽(1b)에는, 기판(S)을 반입반출하는 기판 반송용 개구(1b1)와, 이것을 밀봉하는 게이트 밸브 장치(110)가 마련되어 있다. 또한, 게이트 밸브 장치(110)는, 도 1에 도시한 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c) 중 어느 하나라도 좋다.
덮개(1c)는, 도시하지 않은 개폐 기구에 의해, 측벽(1b)에 대하여 개폐 가능하게 구성되어 있다. 덮개체(1c)를 폐쇄한 상태에서 덮개(1c)와 각 측벽(1b)과의 접합 부분은 O링(3)에 의해서 시일되며, 처리 용기(1) 내의 기밀성이 유지되어 있다.
처리 용기(1) 내의 바닥부에는, 프레임 형상의 절연 부재(9)가 배치되어 있다. 절연 부재(9) 상에는, 기판(S)을 탑재 가능한 탑재 받침대인 서셉터(11)가 마련되어 있다. 하부 전극이기도 한 서셉터(11)는 기재(12)를 구비하고 있다. 기재(12)는, 예를 들면 알루미늄이나 스테인리스강(SUS) 등의 도전성 재료로 형성되어 있다. 기재(12)는 절연 부재(9) 상에 배치되며, 양 부분재의 접합 부분에는 O링 등의 시일 부재(13)가 배치되며 기밀성이 유지되어 있다. 절연 부재(9)와 처리 용기(1)의 바닥벽(1a)과의 사이도, O링 등의 시일 부재(14)에 의해 기밀성이 유지되어 있다. 기재(12)의 측부 외주는 절연 부재(15)에 의해 둘러싸여 있다. 이것에 의해서, 서셉터(11)의 측면의 절연성이 확보되며, 플라즈마 처리시의 이상 방전이 방지되어 있다.
서셉터(11)의 상방에는, 이 서셉터(11)와 평행으로, 또한 대향하여 상부 전극으로서 기능하는 샤워 헤드(31)가 마련되어 있다. 샤워 헤드(31)는 처리 용기(1)의 상부의 덮개(1c)에 지지되어 있다. 샤워 헤드(31)는 중공 형상을 이루며, 그 내부에는, 가스 확산 공간(33)이 마련되어 있다. 또한, 샤워 헤드(31)의 하면(서셉터(11)와의 대향면)에는, 처리 가스를 토출하는 복수의 가스 토출 구멍(35)이 형성되어 있다. 이 샤워 헤드(31)는 전기적으로 접지되어 있으며, 서셉터(11)와 함께 한쌍의 평행 평판 전극을 구성하고 있다.
샤워 헤드(31)의 상부 중앙 부근에는, 가스 도입구(37)가 마련되어 있다. 이 가스 도입구(37)에는, 처리 가스 공급관(39)이 접속되어 있다. 이 처리 가스 공급관(39)에는, 2개의 밸브(41, 41) 및 매스 플로우 컨트롤러(MFC)(43)를 거쳐서, 에칭을 위한 처리 가스를 공급하는 가스 공급원(45)이 접속되어 있다. 처리 가스로서는, 예를 들어, 할로겐계 가스나 O2 가스 이외에, Ar 가스 등의 희가스 등을 이용할 수 있다
상기 처리 용기(1) 내의 바닥벽(1a)에는, 복수의 개소(예를 들어 8개소)에 관통한 배기용 개구(51)가 형성되어 있다. 각 배기용 개구(51)에는, 각각 배기관(53)이 접속되어 있다. 각 배기관(53)은, 그 단부에 플랜지부(53a)를 갖고 있고, 이 플랜지부(53a)와 바닥벽(1a)과의 사이에 0링(도시 생략)을 개재시킨 상태로 고정되어 있다. 각 배기관(53)에는, APC 밸브(55) 및 각 배기 장치(57)가 접속되어 있다.
플라즈마 에칭 장치(1O1A)에는, 처리 용기(1) 내의 압력을 계측하는 압력계(61)가 마련되어 있다. 압력계(61)는 제어부와 접속되어 있으며, 처리 용기(1) 내의 압력의 계측 결과를 실시간으로 제어부에 제공한다.
서셉터(11)의 기재(12)에는, 급전선(71)이 접속되어 있다. 이 급전선(71)에는, 매칭 박스(M. B.)(73)를 거쳐서 고주파 전원(75)이 접속되어 있다. 이것에 의해, 고주파 전원(75)으로부터 예를 들어 13.56㎒ 고주파 전력이 하부 전극으로서의 서셉터(11)에 공급된다. 또한, 급전선(71)은 바닥벽(1a)에 형성된 관통 개구부로서의 급전용 개구(77)를 거쳐서 처리 용기(1) 내에 도입되어 있다.
플라즈마 에칭 장치(101A)의 각 구성부는 제어부에 접속되어 제어되는 구성으로 되어 있다.
다음에, 이상과 같이 구성되는 플라즈마 에칭 장치(101A)에 있어서의 처리 동작에 대하여 설명한다. 우선, 게이트 밸브 장치(110)가 개방된 상태에서 기판 반송용 개구(1b1)를 거쳐서, 피처리체인 기판(S)이 도시하지 않은 반송 장치에 의해서 반송 모듈(103)로부터 처리 용기(1) 내로 반입되며, 서셉터(11)로 인도된다. 그 후, 게이트 밸브 장치(11)가 폐쇄되며, 배기 장치(57)에 의해서, 처리 용기(1) 내가 소정의 진공도까지 진공 흡인된다.
다음에, 밸브(41)를 개방하여, 처리 가스를 가스 공급원(45)으로부터 처리 가스 공급관(39), 가스 도입구(37)를 거쳐서 샤워 헤드(31)의 가스 확산 공간(33)으로 도입한다. 이 때, 매스 플로우 컨트롤러(43)에 의해서 처리 가스의 유량 제어가 실행된다. 가스 확산 공간(33)에 도입된 처리 가스는, 또한 복수의 가스 토출 구멍(35)을 거쳐서 서셉터(11) 상에 탑재된 기판(S)에 대하여 균일하게 토출되며, 처리 용기(1) 내의 압력이 소정의 값으로 유지된다.
이 상태에서 고주파 전원(75)으로부터 고주파 전력이 매칭 박스(73)를 거쳐서 서셉터(11)에 인가된다. 이것에 의해, 하부 전극으로서의 서셉터(11)와 상부 전극으로서의 샤워 헤드(31)와의 사이에 고주파 전계가 발생하며, 처리 가스가 해리되어 플라즈마화된다. 이 플라즈마에 의해, 기판(S)에 에칭 처리가 실시된다.
에칭 처리를 실시한 후, 고주파 전원(75)으로부터의 고주파 전력의 인가를 정지하고, 가스 도입을 정지한 후, 처리 용기(1) 내를 소정의 압력까지 감압한다. 다음에, 게이트 밸브 장치(11O)를 개방하고, 서셉터(11)로부터 도시하지 않은 반송 장치에 기판(S)을 인도하며, 처리 용기(1)의 기판 반송용 개구(1b1)로부터 반송 모듈(103)로 기판(S)을 반출한다. 이상의 조작에 의해, 1매의 기판(S)에 대한 플라즈마 에칭 처리가 종료된다.
<게이트 밸브 장치>
다음에, 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치의 구성에 대하여 상세하게 설명한다. 도 3 및 도 4는 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치의 구성을 도시하는 단면도이다. 또한, 도 3은 게이트 밸브 장치의 개방 상태를 도시하며, 도 4는 게이트 밸브 장치의 폐쇄 상태를 도시하고 있다. 도 5는 게이트 밸브 장치의 밸브체를 도시하는 정면도이다.
본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110)는, 도 1 및 도 2에 도시한 진공 처리 시스템(100)에 있어서의 5개의 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c, 110d, 110e) 중 어느 것에도 적용할 수 있다. 그 중에서도, 게이트 밸브 장치(110)는, 특히 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c)과 반송 모듈(103)의 사이에 마련된 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c)에의 적용에 매우 적합하다. 그래서, 이하 게이트 밸브 장치(110a, 110b, 110c)에 적용했을 경우를 예로서, 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110)에 대해 설명한다. 이 예에서는, 게이트 밸브 장치(110)는 프로세스 모듈(101)과 반송 모듈(103)과의 사이에 배치되어 있다. 또한, "프로세스 모듈(101)"은 프로세스 모듈(101a, 101b, 101c) 중 어느 하나를 의미한다.
프로세스 모듈(101)은 프로세스 모듈(101) 내의 공간을 획정하는 처리 용기(1)를 구비하고 있다. 상기와 같이, 처리 용기(1)는 게이트 밸브 장치(110)에 인접하는 측벽(1b)을 구비하고 있다. 이 측벽(1b)은, 프로세스 모듈(101) 내의 공간과 거기에 인접하는 게이트 밸브 장치(110)측의 공간을 구획하고 있다. 측벽(1b)에는, 프로세스 모듈(101)과 반송 모듈(103)과의 사이에 기판(S)의 이송을 가능하게 하는 기판 반송용 개구(1b1)가 마련되어 있다. 측벽(1b)은 게이트 밸브 장치(110)에 향한 면(1b2)을 갖고 있다.
게이트 밸브 장치(110)는 하우징(201)과, 기판 반송용 개구(1b1)를 개폐하기 위한 밸브체(202)와, 밸브체(202)를 이동시키는 밸브체 변위 장치(203)와, 본 발명에 있어서의 밸브체 받이 부재로서의 밸브 시트 플레이트(204)를 구비하고 있다. 밸브체 변위 장치(203)는 본 발명에 있어서의 밸브체 이동 수단에 대응한다.
(하우징)
하우징(201)은 밸브체(202)와, 밸브체 변위 장치(203)의 일부와, 밸브 시트 플레이트(204)를 수용하고 있다. 하우징(201)은 상부와, 바닥부와, 상부와 바닥부를 연결하는 측부를 갖고 있다. 하우징(201)에 있어서의 프로세스 모듈(101)측의 측부와 반송 모듈(103)측의 측부는 각각 개구되어 있다. 또한, 하우징(201)은 게이트 밸브 장치(110)에 있어서의 필수의 구성이 아니며, 반송 모듈(103)과 프로세스 모듈(101)을 인접시켜, 밸브체(202)와 밸브체 변위 장치(203)의 일부를 반송 모듈(103) 내에 수용함으로써 생략할 수 있다.
(밸브체)
밸브체(202)는, 예를 들면 알루미늄 등의 금속 재료에 의해서 구성되며, 거의 직방체 형상을 이루고 있다. 밸브체(202)는, 프로세스 모듈(101)을 향하며, 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색 가능한 시일면(202A)과, 이 시일면(202A)과는 반대측의 배면(202B)과, 상면(202C)과, 바닥면(202D)과, 2개의 측면(202E, 202F)을 갖고 있다. 시일면(202A)은 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색할 수 있는 크기를 갖고 있다.
밸브체(202)의 상면(202C)에는, 2개의 롤러(215)가 회전 가능하게 장착되어 있다. 2개의 롤러(215)의 일부는 상면(202C)보다 상방으로 돌출되어 있다.
(밸브체 변위 장치)
밸브체 변위 장치(203)는 에어 실린더(221)와, 베이스 부재(222)와, 4개의 링크(223)를 갖고 있다. 에어 실린더(221)는 실린더부(221a)와 로드부(221b)를 포함하고 있다. 실린더부(221a)는 하우징(201)의 바닥부에 장착되어 있다. 로드부(221b)는 실린더부(221a)로부터 하우징(201)의 내부를 향하여 돌출되어 있다. 로드부(221b)는, 실린더부(221a)에 공급되는 에어에 의해, 실린더부(221a) 및 로드부(221b)의 축 방향(도 3, 도 4에 있어서의 상하 방향)으로 왕복 운동한다. 또한, 에어 실린더(221) 대신에, 유압 실린더나, 모터에 의해 구동하는 볼 나사 기구를 사용하여도 좋다.
베이스 부재(222)는 로드부(221b)의 선단부에 장착되어 있다. 베이스 부재(222)는, 예를 들어 밸브체(2O2)와 마찬가지로, 직방체 형상을 이루고 있다. 에어 실린더(221)는 베이스 부재(222)를 측벽(1b)의 면(1b2)에 평행인 방향으로 이동시킨다.
4개의 링크(223)는 베이스 부재(222)와 밸브체(2O2)를 접속하는 링크 기구를 구성하고 있다. 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 각 링크(223)의 일 단부는, 밸브체(202)의 측면(2O2E 또는 2O2F)에 대하여 회동 가능하게 접속되며, 각 링크(223)의 타 단부는 측면(2O2E 또는 2O2F)에 대응하는 베이스 부재(222)의 측면에 대하여 회동 가능하게 접속되어 있다.
도시하지 않지만, 베이스 부재(222)는, 각 링크(223)를, 그들 베이스 부재(222)의 측면에 대한 접속부를 중심으로 하여 도 3 및 도 4에 있어서의 반시계 회전 방향으로 회동하도록 부세하는 나사 등의 부세 수단과, 반시계 회전 방향으로의 링크(223)의 회동을 규제한 상태를 포함하고 있다. 도 3은 스토퍼에 의해서 링크(223)의 회동이 규제된 상태를 나타내고 있다.
밸브체 변위 장치(203)는, 밸브체(202)를, 도 3에 도시한 대기 위치와, 도 4에 도시한 폐색 위치와의 사이에서 이동시킨다. 또한, 밸브체 변위 장치(203)가 밸브체(202)를 변위시키는 기구로서는, 도 3 및 도 4에 도시한 기구에 한정하는 것은 아니다.
(밸브 시트 플레이트)
밸브 시트 플레이트(204)는, 처리 용기(1)의 측벽(1b)의 외측에 있어서, 기판 반송용 개구(1b1)의 주위에 배설되어 있다. 밸브 시트 플레이트(204)는 프레임 형상을 이루며, 기판 반송용 개구(1b1)와 거의 동등한 크기의 개구(2O4a)를 갖는다. 개구(2O4a)의 크기는 기판 반송용 개구(1b1)와 동일하거나, 그 이상인 것이 바람직하다. 밸브 시트 플레이트(204)는 금속 등의 도전성 재료에 의해서 구성되어 있다.
도 6은 처리 용기(1)의 측벽(1b)에 장착한 상태의 밸브 시트 플레이트(2O4)를 도시하는 정면도이다. 밸브 시트 플레이트(204)는, 프로세스 모듈(101)의 처리 용기(1)에 있어서의 기판 반송용 개구(1b1)의 주위의 측벽(1b)의 면(1b2)에, 예를 들면 나사 등의 고정 수단(도시 생략)에 의해서 장착되어 있다. 그리고, 밸브 시트 플레이트(204)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서 밸브체(202)와 처리 용기(1)와의 사이에 개재한다.
(제 1 기밀 밀봉 부재)
밸브 시트 플레이트(204)에는, 제 1 기밀 밀봉 부재로서의 O링(231)이 장착되어 있다. 0링(231)은 밸브 시트 플레이트(204)에 형성된 홈(도시 생략)에 끼워져 있다. O링(231)은 밸브 시트 플레이트(204)의 개구(204a)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 마련되어 있다. O링(231)은, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서, 밸브체(202)와 밸브 시트 플레이트(204)와의 사이에 개재된다. 이와 같이, O링(231)은, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서, 밸브체(202)와 밸브 시트 플레이트(204)와의 사이에 개재해서 이들 사이를 기밀하게 밀봉한다. 또한, O링(231)은 밸브체(202)측에 배치할 수도 있다.
(제 1 도전성 부재)
밸브 시트 플레이트(204)에는, 제 1 도전성 부재로서의 실드 링(232)이 장착되어 있다. 실드 링(232)은, 밸브 시트 플레이트(204)에 형성된 홈(도시 생략)에 끼워져 있다. 실드 링(232)은 금속 등의 도전성 재료에 의해서 구성되며, 밸브 시트 플레이트(204)의 개구(204a)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 마련되어 있다. 실드 링(232)은, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서, 밸브체(202)와 밸브 시트 플레이트(204)와의 사이에 끼워진다. 이와 같이, 실드 링(232)은, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서, 밸브체(202)와 밸브 시트 플레이트(204)와의 사이에 개재해서 이들 사이를 전기적으로 접속한다. 여기서, 전기적으로 접속한다는 것은, 접속되는 부재 사이에 전하가 이동하여 전위가 동일해지는 것을 의미한다. 또한, 실드 링(232)은 밸브체(202)측에 배치할 수도 있다.
O링(231)은 밸브 시트 플레이트(204)의 개구(204a)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 마련되며, 또한 O링(231)의 외측을, 실드 링(232)이 둘러싸도록 배설되어 있다. 또한, O링(231)과 실드 링(232)의 배치는 역이어도 좋다. 즉, 밸브 시트 플레이트(204)의 개구(204a)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 실드 링(232)을 마련하고, 실드 링(232)의 외측을 둘러싸도록, O링(231)을 마련할 수 있다.
(제 2 기밀 밀봉 부재)
밸브 시트 플레이트(204)에는, 제 2 기밀 밀봉 부재로서의 O링(241)이 장착되어 있다. O링(241)은 밸브 시트 플레이트(204)에 형성된 홈(도시 생략)에 끼워져 있다. O링(241)은 기판 반송용 개구(1b1)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 마련되어 있다. O링(241)은 밸브 시트 플레이트(204)와 측벽(1b)에 있어서의 기판 반송용 개구(1b1)의 주위의 면(1b2)과의 사이에 개재되어 있다. 이와 같이, O링(241)은 밸브 시트 플레이트(204)와 처리 용기(1)와의 사이에 개재해서 이들 사이를 기밀하게 밀봉한다. 또한, O링(241)은 처리 용기(1)의 측벽(1b)측에 배치할 수도 있다.
(제 2 도전성 부재)
밸브 시트 플레이트(204)에는, 제 2 도전성 부재로서의 실드 링(242)이 장착되어 있다. 실드 링(242)은 밸브 시트 플레이트(204)에 형성된 홈(도시 생략)에 끼워져 있다. 실드 링(242)은 금속 등의 도전성 재료에 의해서 구성되며, 기판 반송용 개구(1b1)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 마련되어 있다. 실드 링(242)은, 밸브 시트 플레이트(204)와 측벽(1b)에 있어서의 기판 반송용 개구(1b1)의 주위의 면(1b2)과의 사이에 끼워져 있다. 이와 같이, 실드 링(242)은 밸브 시트 플레이트(204)와 처리 용기(1)와의 사이에 개재해서 이들 사이를 전기적으로 접속한다. 또한, 실드 링(242)은 처리 용기(1)의 측벽(1b)측에 배치할 수도 있다.
O링(241)은 밸브 시트 플레이트(204)의 개구(204a) 및 기판 반송용 개구(1b1)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 마련되며, 또한 O링(241)의 외측을 실드 링(242)이 둘러싸도록 배설되어 있다. 또한, O링(241)과 실드 링(242)의 배치는 역이어도 좋다. 즉, 밸브 시트 플레이트(204)의 개구(204a) 및 기판 반송용 개구(1b1)를 전체 둘레에 걸쳐서 둘러싸도록 실드 링(242)을 마련하고, 실드 링(242)의 외측을 둘러싸도록, O링(241)을 마련할 수 있다.
상기 제 1 도전성 부재인 실드 링(232) 및 제 2 도전성 부재인 실드 링(242)은 모두 전자파 시일 기능을 갖는 부재이면 좋다. 실드 링(232, 242)으로서는, 예를 들면 스테인리스 등의 금속 박판을 나선 형상으로 형성한 스파이럴·스프링·개스킷을 이용하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서, 2개의 O링(231, 241)에 의해서, 처리 용기(1)와 밸브 시트 플레이트(204)와 밸브체(202)와의 사이가 기밀하게 시일되며, 처리 용기(1)의 기밀성이 보지된다. 또한, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서, 2개의 실드 링(232, 242)에 의해서, 처리 용기(1)와 밸브 시트 플레이트(204)와 밸브체(202)와의 사이의 도통이 확보되며, 이들 사이가 전기적으로 접속된다. 따라서, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서, 밸브체(202)는 처리 용기(1)와 마찬가지로 접지 전위가 된다. 알루미늄 등의 금속제의 밸브체(202)가 전기적으로 플로팅 상태이면, 플라즈마 처리의 사이에, 밸브체(202)의 부근에서, 이상 방전이나 국소적인 플라즈마가 발생할 가능성이 있다. 그 때문에, 본 실시형태에서는, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서, 밸브 시트 플레이트(204) 및 2개의 실드 링(232, 242)을 개재시키는 것에 의해서, 밸브체(202)와 처리 용기(1)와의 사이의 도통을 확보하여, 이상 방전이나 국소적인 플라즈마의 발생을 방지하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 밸브체 받이 부재로서의 밸브 시트 플레이트(204)와, 제 1 도전성 부재로서의 실드 링(232)과, 제 2 도전성 부재로서의 실드 링(242)을 모두 동종의 금속 재료에 의해서 구성하고 있다. 여기서, "동종의 금속 재료"란, a) 함유하는 주요 원소의 종류가 동일한 것을 의미하며, b) 함유하는 원소의 종류가 동일한 것이 바람직하며, c) 함유하는 원소의 종류가 동일하며 함유 비율도 동일한 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 a)의 경우에, "주요 원소"란, 예를 들면 금속 재료 중에 70질량% 이상 포함되는 원소를 의미하며, 미량으로 함유되는 원소는 종류가 상이하여도 좋다. 상기 b)의 경우, 원소의 함유 비율은 상이하여도 좋다. 본 실시형태에 있어서, 실드 링(232)과 실드 링(242)을 동종의 금속 재료로 구성하는 경우의 바람직한 예로서 스테인리스강 등을 들 수 있다. 이와 같이, 밸브 시트 플레이트(204) 및 2개의 실드 링(232, 242)의 재질로서 동종의 금속을 이용하는 것에 의해서, 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있다.
다음에, 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110)의 동작에 대해 설명한다. 도 3은 밸브체(202)가 대기 위치에 있는 상태를 도시하고 있다. 이 때, 밸브체(202)는 하강한 상태이다. 이 상태에서, 기판 반송용 개구(1b1)를 통하여, 반송 모듈(103)과 프로세스 모듈(101)과의 사이에 기판(S)이 이송된다.
도 3에 도시한 상태에서, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색할 때, 밸브체 변위 장치(203)의 에어 실린더(221)에 의해서 베이스 부재(222)를 상승시킨다. 베이스 부재(222)의 상승에 수반하여, 밸브체(202)도 상승한다. 이 때, 롤러(215)가 하우징(201)의 상부에 접촉할 때까지는, 밸브체(202)는 측벽(1b)의 면(1b2)에 평행한 방향으로 이동한다.
롤러(215)가 하우징(201)의 상부에 접촉했을 때, 밸브체(202)는 기판 반송용 개구(1b1)에 대향하는 위치에 도달하고 있다. 이 상태에서, 더욱 에어 실린더(221)에 의해서 베이스 부재(222)를 상승시키면, 링크(223)가, 베이스 부재(222)의 측면의 접속부를 중심으로 하여 도 4에 있어서의 시계 방향으로 회동하면서, 밸브체(202)를 기판 반송용 개구(1b1)를 향하여 측벽(1b)의 면(1b2)에 수직인 방향으로 이동시킨다. 이 때, 롤러(215)의 작용에 의해, 밸브체(202)는 하우징(201)과 접촉하는 일이 없이 매끄럽게 이동한다. 그리고, 도 4에 도시한 바와 같이, 밸브체(202)의 시일면(202A)이 밸브 시트 플레이트(204)측에 가압되며, 밸브체(202)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)가 폐색된다.
도 4에 도시한 상태에서, 기판 반송용 개구(1b1)를 개방하려면, 밸브체 변위 장치(203)에 의해서, 밸브체(202)에, 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색할 때와는 역의 동작을 실행시킨다. 즉, 밸브체 변위 장치(203)의 에어 실린더(221)에 의해서 베이스 부재(222)를 하강시킨다. 이 때, 우선, 롤러(215)가 하우징(201)의 상부에 접촉한 그대로, 잉크(223)가, 베이스 부재(222)의 측면과의 접속부를 중심으로 하여 도 4에 있어서의 반시계 회전 방향으로 회동한다. 그리고, 밸브체(202)는 밸브 시트 플레이트(204)로부터 멀어지도록 측벽(1b)의 면(1b2)에 수직인 방향으로 이동한다. 이것에 의해, 기판 반송용 개구(1b1)가 개방된다.
링크(223)가 스토퍼에 의해서 규제되는 위치까지 회동하면, 그 후는, 베이스 부재(222)의 하강에 수반하여, 밸브체(202)도 하강한다. 이 때, 밸브체(202)는 측벽(1b)의 면(1b2)에 평행한 방향으로 이동한다. 그리고, 최종적으로는, 밸브체(202)가 도 3에 도시한 대기 위치에 도달하여, 밸브체 변위 장치(203)의 동작을 정지한다.
다음에, 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110)의 효과에 대해 설명한다. 본 실시형태에서는, 밸브 시트 플레이트(204)와, 실드 링(232, 242)을 동종의 금속 재료로 구성하는 것에 의해서, 밸브체(202)와 처리 용기(1)와의 사이의 도통을 도모하면서, 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 가동 부재인 밸브체(202)의 재질이 예를 들면 알루미늄인 경우에, 밸브체(202)와 알루미늄제의 처리 용기(1)와의 사이에, 직접, 이종 금속인 스테인리스제의 실드 링을 개재시키면, 밸브체(202)나 처리 용기(1)에 손상되기 쉬워진다. 즉, 가동 부재인 밸브체(202)와의 접촉 부위에, 이종 금속인 실드 링(232)을 개재하는 것에 의해서, 밸브체(202)나 처리 용기(1)가 손상을 받아, 금속 파티클의 발생 원인이 되기 쉽다. 그것에 대하여, 밸브체(202)와 처리 용기(1)와의 사이에, 실드 링(232, 242)과 동종의 금속 재료로 구성된 밸브 시트 플레이트(204)를 개재시키는 것에 의해서, 밸브체(202)나 처리 용기(1)의 손상을 방지하여 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 유지 보수시도, 실드 링(232, 242), 밸브 시트 플레이트(204) 등을 교환하면 좋기 때문에, 대형 부품인 밸브체(202)나 처리 용기(1)의 장수명화를 도모할 수 있다.
[제 2 실시형태]
다음에, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치에 대하여 설명한다. 도 7은 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110A)의 구성을 도시하는 단면도이다. 도 8은 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110A)의 밸브체의 정면도이다. 도 9는 본 실시형태의 변형예를 도시하는 게이트 밸브 장치(110A)의 밸브체의 정면도이다. 이하, 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110A)가 제 1 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110)와 상이한 점을 중심으로 설명하며, 제 1 실시형태와 동일한 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 설명을 생략한다. 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110A)는, 밸브체의 구성이 제 1 실시형태의 게이트 밸브 장치(110)와 상위하다.
도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110A)에 있어서, 밸브체(250)는 본체부(251)와, 상기 본체부(251)와는 상이한 도전성 재료로 이루어지는 접촉 플레이트(252)를 구비하고 있다. 설명의 편의상, 도 8에서는, 접촉 플레이트(252)를 격자 형상의 해칭에 의해서 강조하여 나타내고 있다. 접촉 플레이트(252)는 본 발명에 있어서의 제 1 접촉부에 대응한다. 접촉 플레이트(252)는, 게이트 밸브 장치(110A)를 폐쇄한 상태에서, 제 1 도전성 부재로서의 실드 링(232)에, 직접, 접촉하는 부분이다.
접촉 플레이트(252)는 프레임 형상을 이루는 박판이다. 본체부(251)에는, 접촉 플레이트(252)의 두께와 폭에 상당하는 깊이와 폭의 절결부(251a)가 마련되어 있으며, 접촉 플레이트(252)는 상기 절결부(251a)에 끼워넣어져 있다. 따라서, 밸브체(250)의 시일면(250A)에 있어서, 접촉 플레이트(252)의 표면과 본체부(251)와의 표면은 면일이다. 즉, 불필요한 요철은 플라즈마의 균일성에 영향을 미칠 가능성이 있기 때문에, 시일면(250A)은 플랫한 평면을 이루고 있다. 또한, 본체부(251)의 절결부(251a)를 대신하여 홈을 형성하고, 거기에 접촉 플레이트(252)를 끼워넣을 수 있다. 접촉 플레이트(252)는 본체부(251)에 도시하지 않은 나사 등의 고정 수단으로 고정되어 있다.
접촉 플레이트(252)는 본체부(251)와는 상이한 금속 재료로 구성되어 있다. 본체부(251)의 재질은, 예를 들면 알루미늄이며, 접촉 플레이트(252)의 재질은, 예를 들면 스테인리스강이다.
본 실시형태에서는, 밸브체 받이 부재로서의 밸브 시트 플레이트(204)와, 제 1 도전성 부재로서의 실드 링(232)과, 제 2 도전성 부재로서의 실드 링(242)과, 제 1 접촉부로서의 접촉 플레이트(252)를 모두 동종의 금속 재료에 의해서 구성하고 있다. 여기서, 동종의 금속 재료로서는, 예를 들면 스테인리스강 등을 들 수 있다. 이와 같이, 밸브 시트 플레이트(204), 실드 링(232, 242), 접촉 플레이트(252)를 동종의 금속 재료에 의해서 구성하는 것에 의해, 밸브체(250)와 처리 용기(1)와의 사이의 도통을 도모하면서, 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 가동 부재인 밸브체의 재질이 예를 들면 알루미늄인 경우에, 밸브체와 알루미늄제의 처리 용기(1)와의 사이에, 직접, 이종 금속인 스테인리스제의 실드 링을 개재시키면, 밸브체나 처리 용기(1)에 손상이 발생하기 쉬워진다. 이것에 대하여, 밸브체(250)의 일부분을 스테인리스제의 접촉 플레이트(252)로 치환하는 동시에, 밸브체(250)와 처리 용기(1)와의 사이에, 실드 링(232, 242)과 동종의 금속 재료로 구성된 밸브 시트 플레이트(204)를 개재시키는 것에 의해서, 밸브체(250)나 처리 용기(1)의 손상을 방지하여, 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 특히, 처리 용기(1)측에 밸브 시트 플레이트(204)를 마련하고, 밸브체(250)측에 접촉 플레이트(252)를 마련하는 것에 의해서, 미끄럼운동 부위에서의 이종 금속의 접촉이 회피되며, 금속 파티클의 발생을 확실하게 저감할 수 있다. 또한, 유지 보수시에도, 접촉 플레이트(252), 실드 링(232, 242), 밸브 시트 플레이트(204) 등을 교환하면 되기 때문에, 대형 부품인 밸브체(250)의 본체부(251)나 처리 용기(1)의 장기 수명화를 도모할 수 있다.
<제 2 실시형태의 변형예>
여기서, 도 9를 참조하면서 제 2 실시형태의 게이트 밸브 장치(110A)의 변형예에 대하여 설명한다. 도 7 및 도 8에서는, 제 1 접촉 부재로서, 프레임 형상의 접촉 플레이트(252)를 사용했지만, 제 1 접촉 부재는 복수로 분할되어 있어도 좋다. 도 9는 제 1 접촉 부재로서 복수의 판 형상의 접촉 플레이트(253)를 배치한 상태를 도시하고 있다. 설명의 편의상, 도 9에서는 접촉 플레이트(253)를 격자 형상의 해칭에 의해서 강조하여 나타내고 있다. 기밀 밀봉을 위한 O링과 접촉하는 부재와는 달리, 실드 링(232)과 접촉하는 제 1 접촉 부재는 도통을 확보할 수 있으면 좋기 때문에, 복수로 분할된 접촉 플레이트(253)를 사용할 수 있다. 복수로 분할되어 있는 점을 제외하고, 접촉 플레이트(253)의 구성은 프레임 형상의 접촉 플레이트(252)와 동일하다. 또한, 밸브체(250)의 본체부(251A)의 구성은, 절결부(도 9에서는 도시하지 않음)가 복수의 부분으로 나뉘어 형성되어 있는 점을 제외하고, 본체부(251)와 동일하다.
본 실시형태에 있어서의 그 이외의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태와 동일하다.
[제 3 실시형태]
다음에, 도 10을 참조하여, 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치에 대하여 설명한다. 도 10은 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110B)의 구성을 도시하는 단면도이다. 이하, 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110B)가, 제 1 및 제 2 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110, 110A)와 상이한 점을 중심으로 설명하며, 제 1 및 제 2 실시형태와 동일한 구성은 동일한 도면부호를 부여하고 설명을 생략한다. 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110B)는, 밸브체(250)의 구성 및 밸브체 받이 부재로서의 밸브 시트 플레이트(205)의 구성이 제 1 실시형태의 게이트 밸브 장치(110)와 상위하다.
도 10에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 게이트 밸브 장치(110B)에 있어서, 밸브체(250)는, 본체부(251)와, 상기 본체부(251)와는 상이한 도전성 재료로 이루어지는 접촉 플레이트(252)를 구비하고 있다. 본 실시형태의 게이트 밸브 장치(110B)에 있어서, 밸브체(250)의 구성은 제 2 실시형태의 밸브체(250)와 마찬가지이다. 또한, 접촉 플레이트(252)를 대신하여, 복수로 분할된 접촉 플레이트(253)를 이용할 수도 있다(도 9 참조).
밸브 시트 플레이트(205)는, 처리 용기(1)의 측벽(1b)의 외측에 있어서, 기판 반송용 개구(1b1)의 주위에 배설되어 있다. 밸브 시트 플레이트(205)는 프레임 형상을 이루며, 기판 반송용 개구(1b1)와 거의 동등한 크기의 개구(205a)를 갖는다. 개구(205a)의 크기는 기판 반송용 개구(1b1)와 동일하거나, 그 이상인 것이 바람직하다.
밸브 시트 플레이트(205)는, 도전성 재료로 이루어지는 밸브 시트 본체(206)와, 상기 밸브 시트 본체(206)와는 상이한 도전성 재료로 이루어지는 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)를 갖고 있다. 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)는 본 발명에 있어서의 제 2 접촉부에 상당하며, 제 1 도전성 부재로서의 실드 링(232)에 접촉한다. 도 10에 도시한 바와 같이, 밸브 시트 플레이트(205)는, 밸브체(250)에 의해서 기판 반송용 개구(1b1)를 폐색한 상태에서 밸브체(250)와 처리 용기(1)와의 사이에 개재한다.
밸브 시트측 접촉 플레이트(207)는 프레임 형상을 이루는 박판이다. 밸브 시트 본체(206)에는, 밸브 시트 접촉 플레이트(207)의 두께와 폭에 상당하는 깊이와 폭의 절결부(206a)가 마련되어 있으며, 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)는 상기 절결부(206a)에 끼워넣어져 있다. 따라서, 밸브 시트 플레이트(205)에 있어서, 밸브체(250)의 시일면(250A)에 접촉하는 측의 면은, O링(231) 및 실드 링(232)의 배설 부위를 제외하고, 플랫 평면을 이루고 있다. 또한, 밸브 시트 본체(206)의 절결부(206a)를 대신하여 홈을 형성하며, 거기에 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)를 끼워넣을 수도 있다. 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)는 밸브 시트 본체(206)에 도시하지 않은 나사 등의 고정 수단으로 고정되어 있다.
밸브 시트측 접촉 플레이트(207)는 밸브 시트 본체(206)와는 상이한 금속 재료로 구성할 수 있다. 밸브 시트 본체(206)의 재질은 도전성을 갖고 있으면 특별히 제한은 없으며, 예를 들면 알루미늄, 스테인리스강 등으로 구성할 수 있다. 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)의 재질은, 예를 들면 스테인리스강이다. 또한, 밸브 시트 본체(206)와 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)를 동일한 재질로 구성하는 것도 가능하다.
본 실시형태에서는, 제 2 접촉부로서의 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)와, 제 1 도전성 부재로서의 실드 링(232)과, 제 2 도전성 부재로서의 실드 링(242)과, 제 1 접촉부로서의 접촉 플레이트(252)를 모두 동종의 금속 재료에 의해서 구성하고 있다. 여기서, 동종의 금속 재료로서는, 예를 들면 스테인리스강 등을 들 수 있다. 이와 같이, 밸브 시트측 접촉 플레이트(207), 실드 링(232, 242), 접촉 플레이트(252)를 동종의 금속 재료에 의해서 구성하는 것에 의해, 밸브체(250)와 처리 용기(1)와의 사이의 도통을 도모하면서, 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 가동 부재인 밸브체의 재질이 예를 들면 알루미늄인 경우에, 밸브체와 알루미늄제의 처리 용기(1)와의 사이에, 직접, 이종 금속인 스테인리스제의 실드 링을 개재시키면, 밸브체나 처리 용기(1)에 손상이 발생하기 쉬워진다. 이에 대하여, 밸브체(250)의 일부분을 스테인리스제의 접촉 플레이트(252)로 치환하는 동시에, 밸브체(250)와 처리 용기(1)와의 사이에, 실드 링(232, 242)과 동종의 금속 재료로 구성된 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)를 갖는 밸브 시트 플레이트(205)를 개재시키는 것에 의해서, 밸브체(250)나 처리 용기(1)의 손상을 방지하며, 금속 파티클의 발생을 억제할 수 있다. 특히, 처리 용기(1)측의 밸브 시트 플레이트(205)에 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)를 마련하며, 또한 밸브체(250)측에 접촉 플레이트(252)를 마련하는 것에 의해서, 미끄럼운동 부위에서의 이종 금속의 접촉이 회피되며, 금속 파티클의 발생을 확실하게 저감할 수 있다. 또한, 유지 보수시에도, 접촉 플레이트(252), 실드 링(232, 242), 받이측 접촉 플레이트(207) 등을 교환하면 되기 때문에, 밸브체(250)의 본체부(251)나 처리 용기(1)의 장수명화를 도모할 수 있다.
또한, 밸브 시트측 접촉 플레이트(207)의 형상은 프레임 형상에 한정하지 않으며, 예를 들면 복수의 부분으로 분할된 판형상 부재를 이용할 수도 있다.
본 실시형태에 있어서의 그 이외의 구성, 작용 및 효과는 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 동일하다.
본 발명은 상기 각 실시형태에 한정되지 않으며, 여러 가지의 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 평행 평판형의 플라즈마 에칭 장치를 예로 들었지만, 본 발명은, 예를 들면 유도 결합 플라즈마 장치, 표면파 플라즈마 장치, ECR(Electron Cyclotron Resonance) 플라즈마 장치, 헬리콘 플라즈마 장치, 마이크로파 플라즈마 처리 장치 등 다른 방식의 플라즈마 에칭 장치에도 적용 가능하다. 또한, 플라즈마 에칭 장치에 한정하지 않으며, 예를 들면 플라즈마 성막 장치나 플라즈마 애싱 장치 등에도 동등하게 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 FPD용 기판을 피처리체로 하는 것에 한정되지 않으며, 예를 들면 반도체 웨이퍼나 태양 전지용 기판을 피처리체로 하는 경우에도 적용할 수 있다.
1 : 처리 용기
1a : 바닥벽
1b : 측벽
1c : 덮개체
1b1 : 기판 반송용 개구
101 : 프로세스 모듈
103 : 반송 모듈
110 : 게이트 밸브 장치
201 : 하우징
202 : 밸브체
203 : 밸브체 변위 장치
204 : 밸브 시트 플레이트
204a : 개구
215 : 롤러
221 : 에어 실린더
221a : 실린더부
221b : 로드부
222 : 베이스 부재
223 : 링크
231 : O링
232 : 실드 링
241 : O링
242 : 실드 링

Claims (8)

  1. 피처리 기판을 처리 용기 내에 반입반출하기 위한 개구부를 갖고, 상기 처리 용기 내에서 생성된 플라즈마에 의해 상기 피처리 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 배치되는 게이트 밸브 장치에 있어서,
    상기 개구부를 개폐하기 위한 밸브체와,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 개폐하기 위해서 상기 밸브체를 이동시키는 밸브체 이동 수단과,
    개구를 갖는 프레임 형상을 이루며, 상기 처리 용기에 있어서의 상기 개구부의 주위의 벽에 장착되며, 상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서 상기 밸브체와 상기 처리 용기와의 사이에 개재하는 도전성의 밸브체 받이 부재와,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 상기 밸브체와 밸브체 받이 부재와의 사이에 개재하여 이들 사이를 기밀하게 밀봉하는 제 1 기밀 밀봉 부재와,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 상기 밸브체와 밸브체 받이 부재와의 사이에 개재해서 이들 사이를 전기적으로 접속하는 제 1 도전성 부재와,
    상기 개구부를 둘러싸도록 마련되며, 상기 밸브체 받이 부재와 상기 처리 용기와의 사이에 개재해서 이들의 사이를 기밀하게 밀봉하는 제 2 기밀 밀봉 부재와,
    상기 개구부를 둘러싸도록 마련되며, 상기 밸브체 받이 부재와 상기 처리 용기와의 사이에 개재해서 이들 사이를 전기적으로 접속하는 제 2 도전성 부재를 구비하며,
    상기 제 1 도전성 부재와 상기 밸브체 받이 부재가 동일한 재료에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    게이트 밸브 장치.
  2. 피처리 기판을 처리 용기 내에 반입반출하기 위한 개구부를 갖고, 상기 처리 용기 내에서 생성된 플라즈마에 의해 상기 피처리 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 배치되는 게이트 밸브 장치에 있어서,
    상기 개구부를 개폐하기 위한 밸브체와,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 개폐하기 위해서 상기 밸브체를 이동시키는 밸브체 이동 수단과,
    개구를 갖는 프레임 형상을 이루며, 상기 처리 용기에 있어서의 상기 개구부의 주위의 벽에 장착되며, 상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서 상기 밸브체와 상기 처리 용기와의 사이에 개재하는 도전성의 밸브체 받이 부재와,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 상기 밸브체와 밸브체 받이 부재와의 사이에 개재하여 이들 사이를 기밀하게 밀봉하는 제 1 기밀 밀봉 부재와,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 상기 밸브체와 밸브체 받이 부재와의 사이에 개재하여 이들 사이를 전기적으로 접속하는 제 1 도전성 부재와,
    상기 개구부를 둘러싸도록 마련되며, 상기 밸브체 받이 부재와 상기 처리 용기와의 사이에 개재하여 이들 사이를 기밀하게 밀봉하는 제 2 기밀 밀봉 부재와,
    상기 개구부를 둘러싸도록 마련되며, 상기 밸브체 받이 부재와 상기 처리 용기와의 사이에 개재해서 이들 사이를 전기적으로 접속하는 제 2 도전성 부재를 구비하며,
    상기 밸브체는, 본체부와, 상기 본체부와는 상이한 도전성 재료로 이루어지며, 상기 제 1 도전성 부재에 접촉하는 제 1 접촉부를 갖고 있고,
    상기 제 1 도전성 부재와, 상기 제 1 접촉부와, 상기 밸브체 받이 부재가 동일한 재료에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    게이트 밸브 장치.
  3. 피처리 기판을 처리 용기 내에 반입반출하기 위한 개구부를 갖고, 상기 처리 용기 내에서 생성된 플라즈마에 의해 상기 피처리 기판에 플라즈마 처리를 실시하는 플라즈마 처리 장치에 배치되는 게이트 밸브 장치에 있어서,
    상기 개구부를 개폐하기 위한 밸브체와,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 개폐하기 위해서 상기 밸브체를 이동시키는 밸브체 이동 수단과,
    개구를 갖는 프레임 형상을 이루며, 상기 처리 용기에 있어서의 상기 개구부의 주위의 벽에 장착되며, 상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서 상기 밸브체와 상기 처리 용기와의 사이에 개재하는 도전성의 밸브체 받이 부재와,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 상기 밸브체와 밸브체 받이 부재와의 사이에 개재해서 이들 사이를 기밀하게 밀봉하는 제 1 기밀 밀봉 부재와,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 상기 밸브체와 밸브체 받이 부재와의 사이에 개재해서 이들 사이를 전기적으로 접속하는 제 1 도전성 부재와,
    상기 개구부를 둘러싸도록 마련되며, 상기 밸브체 받이 부재와 상기 처리 용기와의 사이에 개재하여 이들 사이를 기밀하게 밀봉하는 제 2 기밀 밀봉 부재와,
    상기 개구부를 둘러싸도록 마련되며, 상기 밸브체 받이 부재와 상기 처리 용기와의 사이에 개재해서 이들 사이를 전기적으로 접속하는 제 2 도전성 부재를 구비하며,
    상기 밸브체는, 본체부와, 상기 본체부와는 상이한 상기 도전성 재료로 이루어지며, 상기 제 1 도전성 부재에 접촉하는 제 1 접촉부를 갖고 있고,
    상기 밸브체 받이 부재는, 밸브 시트 본체와, 상기 밸브 시트 본체와는 상이한 도전성 재료로 이루어지며, 상기 제 1 도전성 부재에 접촉하는 제 2 접촉부를 갖고 있고,
    상기 제 1 도전성 부재와, 상기 제 1 접촉부와, 상기 제 2 접촉부가 동일한 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는
    게이트 밸브 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 도전성 부재가 상기 제 1 도전성 부재와 동일한 재료로 형성되어 있는
    게이트 밸브 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 도전성 부재 및 상기 제 2 도전성 부재가 스테인리스강에 의해서 형성되어 있는
    게이트 밸브 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밸브체에 의해서 상기 개구부를 폐색한 상태에서, 제 1 도전성 부재는 상기 제 1 기밀 밀봉 부재를 둘러싸도록 마련되어 있는
    게이트 밸브 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 2 도전성 부재는 상기 제 2 기밀 밀봉 부재를 둘러싸도록 마련되어 있는
    게이트 밸브 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 게이트 밸브 장치를 구비하는 플라즈마 처리 장치.
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