WO2010113891A1 - ゲートバルブ装置およびこれを備える基板処理装置 - Google Patents

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勤 廣木
正章 能勢
正直 松下
健博 西場
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東京エレクトロン株式会社
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof

Definitions

  • the present invention relates to a gate valve device used in a processing chamber that performs a predetermined process on an object to be processed such as a semiconductor wafer and a substrate processing apparatus including the gate valve device.
  • a method of decomposing a compound with plasma is frequently used for each process such as film formation, etching, and cleaning.
  • radicals free radicals, atoms having unpaired electrons, etc.
  • Radicals have relatively high thermal energy and very reactivity, and even if they collide with the wall of the vacuum chamber several times, they are unlikely to lose their thermal energy. For this reason, seal members such as packing in the chamber of the semiconductor manufacturing apparatus may be deteriorated by radicals.
  • the seal member includes a seal ring located on the outer side and an auxiliary ring located on the inner side.
  • the auxiliary ring adjusts the pressing force acting on the seal ring from the valve seat.
  • the auxiliary ring made of fluororesin since the auxiliary ring made of fluororesin has no elasticity or flexibility, when the load is applied by contacting the valve seat surface, the auxiliary ring is worn and particles are generated. It was. In addition, when the auxiliary ring is worn, the original function of the auxiliary ring cannot be exhibited, and a part of the seal ring is exposed inside the opening. Thereby, a part of the exposed seal ring is attacked by the radicals and deteriorates.
  • the present invention provides a gate valve device capable of preventing deterioration of a sealing member due to radical attack and preventing leakage of electromagnetic waves (microwaves) and a substrate processing apparatus including the gate valve device.
  • a first aspect of the present invention includes a first valve seat and a second valve seat, a valve box in which an opening is formed, a valve body that seals the opening, and a valve body that is attached to the valve body.
  • a sealing member that contacts the first valve seat when the body seals the opening and seals the opening, and a shielding member made of a thin metal plate, the valve body being mounted on the valve body And a shielding member that contacts the second valve seat and blocks the space between the opening and the seal member when the opening is sealed.
  • the second aspect of the present invention provides a substrate processing apparatus for processing a substrate using electromagnetic waves.
  • the substrate processing apparatus includes a processing chamber in which an opening that allows passage of the substrate is formed, and a gate valve device according to a first aspect that is joined to the processing chamber so as to open and close the opening.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the position of the valve body of the gate valve device according to the embodiment of the present invention in a state rotated 90 degrees from the reference position shown in FIG. 4 (a state facing the opening).
  • an elongated processing chamber side opening 18 through which a semiconductor wafer passes and is carried in and out is formed in the side wall 16 defining the processing chamber 12, and can communicate with the processing chamber 12.
  • a transfer chamber side opening 24 is also formed in the side wall 20 defining the transfer chamber 14.
  • the gate valve device 10 includes a substantially rectangular parallelepiped valve box 26 made of a highly conductive material (conductivity) such as aluminum, iron, or copper.
  • An elongated opening 28 communicating with the inside of the processing chamber 12 is formed on one side wall of the valve box 26.
  • the second valve seat 38 is formed at a position on the inner side (opening 28 side) of the first valve seat 36 and protruding to the processing chamber side opening 18 side from the first valve seat 36.
  • the first valve seat 36 and the second valve seat 38 are planar, and a step 40 as a side wall is formed at the boundary between the second valve seat 38 and the first valve seat 36.
  • an O-ring 42 is interposed on the joint surface between the processing chamber 12 and the valve box 26 to maintain the airtightness between the processing chamber 12 and the gate valve device 10, and the transfer chamber 14 and the valve box 26 are joined.
  • An O-ring 44 is interposed on the surface to maintain the airtightness between the transfer chamber 14 and the gate valve device 10.
  • the first valve seat 36 and the second valve seat 38 are preferably subjected to a predetermined surface treatment (for example, anodizing treatment). Thereby, it is possible to reduce the wear of the first valve seat 36 and the second valve seat 38 due to the valve body 30 being seated on the first valve seat 36 and the second valve seat 38. Such wear may be prevented by polishing the first valve seat 36 and the second valve seat 38.
  • a predetermined surface treatment for example, anodizing treatment
  • valve body 30 and a valve body drive mechanism 74 for driving the valve body 30 are provided, and the opening 28 is sealed by the valve body 30 as necessary. Since the opening 28 and the processing chamber side opening 18 communicate with each other, the processing chamber side opening 18 is also opened and closed by opening and closing the opening 28 with the valve body 30.
  • the valve body 30 protrudes from the first surface 32 facing the first valve seat 36 of the valve box 26 when the opening 28 is sealed, and the center of the first surface 32, and the opening 28 is sealed. Sometimes a second surface 34 is formed opposite the second valve seat 38.
  • a mounting groove 48 for mounting the seal member 46 is formed on the first surface 32.
  • a sealing member 46 that is an elastic body is mounted in the mounting groove 48.
  • the seal member 46 may be made of fluoro rubber (FKM), perfluoroelastomer (FFKM), or the like.
  • the sealing member 46 made of fluoro rubber (FKM) can have relatively high heat resistance and oil resistance.
  • the seal member 46 made of perfluoroelastomer (FFKM) can have relatively high heat resistance and chemical resistance, and radical resistance.
  • a hole 50 is formed at the center of the second surface 34 of the valve body 30.
  • a spacer 52 is attached to the hole 50.
  • the tip of the spacer 52 attached to the hole 50 protrudes from the second surface 34.
  • a through hole 54 through which a shaft portion 72 (not shown in FIG. 1, see FIG. 4) of the screw 68 passes is formed at the center of the spacer 52.
  • the hole 50 is formed with a screw groove 56 into which the shaft portion 72 of the screw 68 is screwed.
  • a blocking member 58 is disposed on the spacer 52.
  • the blocking member 58 is made of a conductive metal (for example, aluminum, iron, copper, etc.), and is deformed by receiving a predetermined pressure.
  • the blocking member 58 may have a thin plate shape or may have a corrugated thin plate shape.
  • the blocking member 58 is formed with a through hole 60 (not shown in FIG. 1, see FIG. 4) through which the shaft portion 72 of the screw 68 passes.
  • a fixing member 62 is disposed on the upper surface of the blocking member 58. In other words, the blocking member 58 is sandwiched from above and below by the spacer 52 and the fixing member 62.
  • the fixing member 62 has a through-hole 64 (not shown in FIG. 1, see FIG.
  • a fluorine resin is applied or fused to the surface of the blocking member 58.
  • the blocking member 58 can be prevented from being deteriorated by the action of plasma or radicals.
  • a screw 68 is inserted into the through hole 64 of the fixing member 62.
  • the screw 68 is made of a highly conductive metal and has a head portion 70 and a shaft portion 72.
  • the head portion 70 of the screw 68 is seated in the recess 66 of the fixing member 62, and the shaft portion 72 is the through hole of the fixing member 62. 64 is penetrated.
  • the shaft portion 72 of the screw 68 is screwed into the screw groove 56 through the through hole 60 of the blocking member 58 and the through hole 54 of the spacer 52. In this way, the blocking member 58 is firmly attached to a portion located on the valve body center side (inner side) with respect to the seal member 46 of the valve body 30.
  • the blocking member 58 When the blocking member 58 is attached to the valve body 30, the upper surface of the blocking member 58 is in contact with the fixing member 62, and the lower surface of the blocking member 58 is separated from the second surface 34 by a predetermined distance. That is, when the valve body 30 seals the opening 28 in a normal temperature environment, the blocking member 58 receives pressure from the first valve seat 36 and is deformed (bent) to the second surface 34 side. However, the blocking member 58 and the second surface 34 of the valve body 30 are separated by a predetermined distance so as to allow deformation (deflection) without interfering with deformation (deflection) of the blocking member 58. It is in a state.
  • the spacer 52 and the fixing member 62 are made of a metal (for example, aluminum, iron, copper, or the like) having good conductivity, like the blocking member 58.
  • the seal member 46 is pressed against and contacted with the first valve seat 36 of the valve box 26 at a predetermined pressure, and is elastically deformed (compressed) by a force (seal reaction force) received from the first valve seat 36 as a reaction.
  • a force sheal reaction force
  • the blocking member 58 is pressed and brought into contact with the second valve seat 38 of the valve box 26 with a predetermined pressure, and this reaction causes a force (seal reaction force) received from the second valve seat 38. Bend (elastically deform).
  • valve body drive mechanism 74 for rotating the valve body 30 relative to the valve box 26 or moving the valve body 30 in the radial direction in the vicinity of both ends in the longitudinal direction (perpendicular to the paper surface) of the valve body 30. Is attached.
  • the valve body drive mechanism 74 that drives the valve body 30 will be described.
  • the valve body drive mechanism 74 includes hollow support portions 76 attached to both longitudinal ends of the valve body 30.
  • the support portion 76 is rotatably supported by the bearing portion 90 of the valve box 26 and supports the support piece 82 so as to be slidable.
  • an eccentric shaft 78 is rotatably disposed inside the support portion 76 via a bearing portion.
  • the eccentric shaft 78 includes a shaft main body portion 78A and an eccentric shaft portion 78B whose center is located at a position away from the center (axial center) of the shaft main body portion 78A by a predetermined distance.
  • a roller 80 is disposed on the outer periphery of the eccentric shaft portion 78 ⁇ / b> B via a slide bearing, and a support piece 82 is attached to the outside of the roller 80.
  • an insertion portion 84 into which the roller 80 is inserted is formed in the support piece 82, and the eccentric shaft portion 78B is rotatably connected to the insertion portion 84 via the roller 80 (see FIG. 4).
  • the support piece 82 has a convex portion, and the convex portion is connected to the valve body 30. Note that the support piece 82 and the valve body 30 are connected to each other by a fastener such as a bolt or a screw.
  • the support portion 76 is provided with a bellows 86 surrounding the outer periphery of the support piece 82.
  • the bellows 86 extends when the valve body 30 moves outward in the radial direction of the eccentric shaft portion 78B and the roller 80, and contracts when the valve body 30 moves inward in the radial direction.
  • a drive motor 88 is attached to the valve box 26.
  • the drive motor 88 includes a motor rotation shaft 88A that rotates in one direction or in the opposite direction.
  • the motor rotation shaft 88A is connected to the shaft main body 78A of the eccentric shaft 78, and the rotation of the motor rotation shaft 88A causes the eccentric shaft 78 to rotate in one direction or the reverse direction around the rotation center of the motor rotation shaft 88A. Can move.
  • the side wall 92 of the valve box 26 corresponding to a surface where the valve body 30 is shifted by 90 degrees with respect to the opening 28 in a normal temperature environment (for example, 25 ° C.). Is located at the reference position (OPEN state).
  • the eccentric shaft portion 78B of the eccentric shaft 78 is the rotation center (the rotation center of the motor rotation shaft 88A). Is positioned on the opposite side (in the radial direction) of the side wall 92.
  • the drive motor 88 is driven to rotate the motor rotation shaft 88A and the eccentric shaft 78 by 90 degrees, the support portion 76 is also rotated as shown in FIG. To do.
  • the position of the valve body 30 shown in FIG. 5 is referred to as a 90-degree position.
  • the eccentric shaft 78 is further rotated by the rotational driving force of the drive motor 88.
  • the eccentric shaft 78 is rotated by 180 degrees from the 90 degree position, the eccentric shaft portion 78B of the eccentric shaft 78 is the opening 28 side by a distance of the eccentric amount ⁇ 2 (corresponding to the diameter of the eccentric shaft portion 78B in this example).
  • the support piece 82 moves toward the opening 28 by the same distance.
  • the first surface 32 of the valve body 30 attached to the support piece 82 The first valve seat 36 is seated, the second surface 34 of the valve body 30 is seated on the second valve seat 38 in the vicinity of the opening 28, and the opening 28 is sealed (CLOSE state).
  • the first surface 32 of the valve body 30 is seated on the first valve seat 36 in the vicinity of the opening 28, and the second surface 34 of the valve body 30 is in the vicinity of the opening 28.
  • the first surface 32 of the valve body 30 is directed to the first valve seat 36 and the second surface is directed to the second valve seat 38.
  • a predetermined pressure is applied. Therefore, the seal member 46 provided on the first surface 32 is elastically deformed (compressively deformed) in response to the reaction force from the first valve seat 36. Further, a reaction force is applied to the outer end portion of the blocking member 58 from the second valve seat 38.
  • the eccentric shaft 78 is rotated in the reverse direction by rotating the motor rotating shaft 88A of the drive motor 88 in the reverse direction.
  • the eccentric shaft portion 78B of the eccentric shaft 78 is opposite to the opening 28 by a distance (corresponding to the diameter dimension of the eccentric shaft portion 78B) that is twice the eccentric amount (corresponding to the diameter dimension of the eccentric shaft portion 78B). (Inward in the radial direction) and return to the 90-degree position shown in FIG. Thereby, the opening 28 is opened.
  • under normal temperature indicates a range of 5 ° C. or more and 35 ° C. or less, and particularly may mean a range of 20 ° C. or more and 30 ° C. or less.
  • under a high temperature environment indicates a range of 150 ° C. or more and 250 ° C. or less, and may mean a temperature of 180 ° C. or more and 220 ° C. or less.
  • the seal member 46 of the valve body 30 contacts the first valve seat 36 of the valve box 26, and the first valve seat 36 is in contact with the first valve seat 36.
  • a predetermined pressure is applied, the blocking member 58 comes into contact with the second valve seat 38, and a predetermined pressure is applied to the second valve seat.
  • the blocking member 58 bends in response to the reaction force from the second valve seat 38, and the blocking member 58 and the second valve seat 38 are reliably in contact with each other. For this reason, radicals generated in the processing chamber 12 are blocked by the blocking member 58 even when trying to enter the inside of the valve box 26 from the opening 28, and thus can enter the valve box 26 from the blocking member 58.
  • the surface of the blocking member 58 is coated with a fluorine-based resin, it can be prevented from being corroded by plasma or radicals. Further, since the first valve seat 36 and the second valve seat 38 of the valve box 26 are subjected to a predetermined process (for example, anodizing process), the valve body 30 is replaced with the first valve seat 36 and the second valve seat 38. It is possible to reduce wear of the first valve seat 36 and the second valve seat 38.
  • the seal member 46 is made of fluoro rubber (FKM) or perfluoroelastomer (FFKM), the seal member 46 can have high radical resistance and can have a long life.
  • FKM fluoro rubber
  • FFKM perfluoroelastomer
  • the blocking member 58, the valve box 26, the spacer 52, and the fixing member 62 are made of a metal having good conductivity (for example, aluminum, iron, copper, etc.)
  • the blocking member 58 is the first of the valve box 26.
  • the blocking member 58 and the second valve seat 38 of the valve box 26 are electrically connected to each other. For this reason, it is possible to prevent electromagnetic waves (microwaves) generated in the processing chamber during wafer processing from leaking out of the processing chamber.
  • the blocking member 58 is made of a metal having good conductivity (for example, aluminum, iron, copper, etc.)
  • the blocking member 58 can have excellent thermal conductivity. Heat is easily conducted to the body 30. As a result, it becomes difficult for reactive organisms to adhere to the valve body 30, and it is possible to suppress generation of particles due to separation and scattering of the attached reactive organisms due to friction and vibration when the valve body is opened and closed.
  • the shielding member 58 is bent when the valve body seals the opening in both a normal temperature environment (for example, 25 ° C.) and a high temperature environment (for example, 200 ° C.).
  • a normal temperature environment for example, 25 ° C.
  • a high temperature environment for example, 200 ° C.
  • the gate valve device 10 of the present embodiment it is possible to prevent the seal member 46 from being deteriorated due to radical attack. Thereby, the maintenance frequency and replacement frequency of the seal member 46 can be reduced. As a result, the time required for maintenance of the gate valve device 10 can be greatly shortened, and the use efficiency of the gate valve device 10 can be increased.
  • the power supplied to the processing chamber 12 (or an electrode provided in the processing chamber 12) can be increased, and the process window can be widened. Thereby, the film forming process can be efficiently performed in the processing chamber 12, and the processing efficiency and the yield can be improved.

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Abstract

　第１弁座と第２弁座とを含み開口部が形成された弁箱と、第１弁座に接触して開口部をシールするシール部材を有する弁体とを備えたゲートバルブ装置が開示される。このゲートバルブ装置においては、弁体が開口部を封止したときに、第２弁座に接触して撓み、開口部とシール部材との間の空間を遮断する遮蔽部材が弁体に設けられ、常温環境下及び高温環境下において、弁体が開口部を封止しているときに遮蔽部材が撓み、遮蔽部材と第２弁座との接触が維持される。

Description

ゲートバルブ装置およびこれを備える基板処理装置
　本発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して所定の処理を行う処理チャンバに用いられるゲートバルブ装置およびこれを備える基板処理装置に関する。
　従来の半導体製造プロセスにおいては、成膜、エッチング、洗浄等の各処理のために、プラズマによって化合物を分解する方法が多用されている。プラズマによって化合物を分解すると、ラジカル（遊離基。不対電子を持った原子等）が生成する。ラジカルは、比較的高い熱エネルギと非常に反応性とを有し、真空チャンバの壁面に数回衝突しても、その熱エネルギを失いにくい。このため、半導体製造装置のチャンバ内のパッキン等のシール部材はラジカルによって劣化される場合がある。
　従来のゲートバルブ装置の一例として、弁体の同一面上に複数のシール部材を備えたものが知られている（下記特許文献１参照）。シール部材は、外側に位置するシールリングと、内側に位置する補助リングとを含み、弁体が封止するときに、弁座からシールリングに作用する押圧力を補助リングが調整する。
特開２００２－２２８０４３号公報
　しかしながら、従来のゲートバルブ装置は、フッ素樹脂製の補助リングは弾性や柔軟性がないため、弁座面へ当接して荷重が加わると、補助リングが磨耗してパーティクルが発生する問題が生じていた。また、補助リングが摩耗すると、補助リングの本来の機能を発揮することができなくなるため、シールリングの一部が開口部内部に露出することになる。それにより、露出したシールリングの一部がラジカルにより攻撃されて劣化する。
　そこで、本発明は、ラジカルの攻撃によるシール部材の劣化を防止し、かつ電磁波（マイクロ波）の漏洩を防止することができるゲートバルブ装置およびこれを備える基板処理装置を提供する。
　本発明の第１の態様は、第１弁座と第２弁座とを含み、開口部が形成された弁箱と、開口部を封止する弁体と、弁体に取り付けられ、当該弁体が開口部を封止したときに第１弁座に接触して開口部をシールするシール部材と、金属製の薄板で作製される遮蔽部材であって、弁体に装着され、当該弁体が開口部を封止したときに第２弁座に接触して開口部とシール部材との間の空間を遮断する当該遮蔽部材と、を備えるゲートバルブ装置を提供する。
　本発明の第２の態様は、電磁波を利用して基板を処理する基板処理装置を提供する。この基板処理装置は、基板の通過を許容する開口部が形成される処理チャンバと、開口部を開閉するよう処理チャンバに接合される、第１の態様のゲートバルブ装置と、を備える。
本発明の一実施形態に係るゲートバルブ装置の取り付け状態を示す拡大断面図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブ装置の要部を示す部分拡大図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブ装置の弁体の正面図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブ装置の弁体の基準位置（ＯＰＥＮ状態）における位置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブ装置の弁体の図４に示す基準位置から９０度回転した状態（開口部に対向した状態）における位置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るゲートバルブ装置の弁体により開口部が封止されたときの弁体の位置を示す断面図である。 ゲートバルブ装置の弁体が弁箱の弁座に着座して開口部が封止された状態を示す部分的な断面図である。
　本発明の実施形態によれば、ラジカルの攻撃によるシール部材の劣化を防止すると同時に、かつ電磁波（マイクロ波）の漏洩を防止することができる。
　以下、添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付の全図面中、同一または対応する部材または部品については、同一または対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１から図４に示すように、処理チャンバ１２を区画する側壁１６には、半導体ウエハを通過させて搬出入させる細長い処理チャンバ側開口部１８が形成され、また、処理チャンバ１２と連通可能な搬送室１４を区画する側壁２０にも搬送室側開口部２４が形成されている。ゲートバルブ装置１０は、例えば、アルミニウム、鉄、銅などの良導電性の材質（伝導性）よりなる略直方体状の弁箱２６を有している。
　弁箱２６の一の側壁には、処理チャンバ１２内に連通する細長い開口部２８が形成されている。弁箱２６の開口部２８の近傍には、弁体３０に装着されたシール部材４６が着座する第１弁座３６と、弁体３０に装着された遮断部材５８が着座する第２弁座３８と、が形成されている。具体的には、第２弁座３８は、第１弁座３６の内側（開口部２８側）の位置であって第１弁座３６よりも処理チャンバ側開口部１８側に突出した位置に形成されている。第１弁座３６及び第２弁座３８は、平面状であり、第２弁座３８と第１弁座３６との境界には側壁としての段差部４０が形成されている。なお、処理チャンバ１２と弁箱２６との接合面にはＯリング４２が介在されて処理チャンバ１２とゲートバルブ装置１０との間の気密性が保持され、搬送室１４と弁箱２６との接合面にはＯリング４４が介在されて搬送室１４とゲートバルブ装置１０との間の気密性が保持される。
　なお、第１弁座３６及び第２弁座３８には、所定の表面処理（たとえば陽極酸化処理）が施されていることが好ましい。これにより、弁体３０が第１弁座３６及び第２弁座３８に着座することにより、第１弁座３６および第２弁座３８が磨耗するのを低減することができる。なお、第１弁座３６及び第２弁座３８を研磨することにより、そのような摩耗を防止してもよい。
　弁箱２６内には、弁体３０とこの弁体３０を駆動する弁体駆動機構７４とが設けられており、必要に応じて弁体３０によって開口部２８が封止される。開口部２８と処理チャンバ側開口部１８とは連通されているので、開口部２８を弁体３０で開閉することにより処理チャンバ側開口部１８も開閉される。
　弁体３０には、開口部２８を封止したときに弁箱２６の第１弁座３６に対向する第１面３２と、第１面３２の中央部から突出し、開口部２８を封止したときに第２弁座３８に対向する第２面３４とが形成されている。第１面３２には、シール部材４６を装着するための装着溝４８が形成されている。この装着溝４８には、弾性体であるシール部材４６が装着されている。
　なお、シール部材４６は、フッ素ゴム（ＦＫＭ）や、パーフルオロエラストマ（ＦＦＫＭ）などで作製してよい。フッ素ゴム（ＦＫＭ）で作製されたシール部材４６は、比較的高い耐熱性および耐油性を有することができる。また、パーフルオロエラストマ（ＦＦＫＭ）で作製されたシール部材４６は、比較的高い耐熱性および耐薬品性と、耐ラジカル性とを有することができる。
　弁体３０の第２面３４の中央部には穴部５０が形成されている。この穴部５０にはスペーサ５２が装着されている。穴部５０に装着されたスペーサ５２の先端部は第２面３４から突出している。スペーサ５２の中央部には、ネジ６８の軸部７２（図１では図示省略、図４参照）が貫通する貫通孔５４が形成されている。また、穴部５０には、ネジ６８の軸部７２がねじ込まれるネジ溝５６が形成されている。
　スペーサ５２の上部には、遮断部材５８が配置されている。遮断部材５８は、導電性を有する金属（例えば、アルミニウム、鉄、銅など）からなり、所定の圧力を受けることにより変形する。なお、遮断部材５８は、薄い板状の形状を有してよく、波型の薄い板状の形状を有してもよい。遮断部材５８には、ネジ６８の軸部７２が貫通する貫通孔６０（図１では図示省略、図４参照）が形成されている。また、遮断部材５８の上面には、固定部材６２が配置されている。換言すれば、遮断部材５８は、スペーサ５２と固定部材６２とにより上下から挟まれている。固定部材６２には、ネジ６８の軸部７２が貫通する貫通孔６４（図１では図示省略、図４参照）と、貫通孔６４に連通しネジ６８のヘッド部７０（図１では図示省略、図４参照）が着座する凹部６６（図１では図示省略、図４参照）とが形成されている。
　なお、遮断部材５８の表面にはフッ素系樹脂が塗布又は融着されている。このように、遮断部材５８がフッ素系樹脂により表面を被覆されることにより、遮断部材５８がプラズマやラジカルの作用を受けて劣化することを防止できる。
　図４に示すように、固定部材６２の貫通孔６４には、ネジ６８が挿入される。ネジ６８は、良導電性である金属で構成されており、ヘッド部７０および軸部７２を有している。ネジ６８が固定部材６２の貫通孔６４に挿入されてネジ溝５６にねじ込まれると、ネジ６８のヘッド部７０が固定部材６２の凹部６６に着座して、軸部７２が固定部材６２の貫通孔６４を貫通する。また、ネジ６８の軸部７２は、遮断部材５８の貫通孔６０とスペーサ５２の貫通孔５４とを通って、ネジ溝５６にねじ込まれている。このようにして、遮断部材５８は、弁体３０のシール部材４６よりも弁体中心側（内側）に位置する部位に、強固に取り付けられている。
　遮断部材５８が弁体３０に取り付けられた場合、遮断部材５８の上面は固定部材６２と接触し、遮断部材５８の下面は第２面３４と所定の距離だけ離間している。すなわち、常温環境下において弁体３０が開口部２８を封止した場合に、遮断部材５８が第１弁座３６から圧力を受けて第２面３４側に変形した（撓んだ）ときであっても、遮断部材５８と弁体３０の第２面３４との間は、遮断部材５８の変形（撓み）を干渉することなく、変形（撓み）を許容するように、所定の距離だけ離れた状態になっている。
　なお、スペーサ５２及び固定部材６２は、遮断部材５８と同様に、良伝導性となる金属（例えば、アルミニウム、鉄、銅など）で作製されている。
　シール部材４６は、弁箱２６の第１弁座３６に対して所定の圧力で押圧されて接触することにより、この反作用として第１弁座３６から受ける力（シール反力）により弾性変形（圧縮変形）し、これにより、シール部材４６によって開口部２８を気密にシールすることができる。
　また、同時に、遮断部材５８は、弁箱２６の第２弁座３８に対して所定の圧力で押圧されて接触することにより、この反作用として第２弁座３８から受ける力（シール反力）により撓む（弾性変形する）。
　図１に示すように、弁体３０の長手方向（紙面垂直方向）両端部近傍には、弁体３０を弁箱２６に対して回動させ又は径方向に移動させるための弁体駆動機構７４が取り付けられている。以下、弁体３０を駆動させる弁体駆動機構７４について説明する。
　図１及び図２に示すように、弁体駆動機構７４は、弁体３０の長手方向両端部に取り付けられた中空状の支持部７６を備えている。支持部７６は、弁箱２６の軸受部９０により回動可能に支持されるとともに、支持片８２を摺動可能に支持している。また、支持部７６の内側には、軸受部を介して偏心シャフト７８が回動可能に配置されている。偏心シャフト７８は、シャフト本体部７８Ａと、シャフト本体部７８Ａの中心（軸心）から所定の距離だけ離れた部位に中心が位置する偏心軸部７８Ｂと、で構成されている。この偏心軸部７８Ｂの外周には、すべり軸受けを介してローラ８０が配置されており、ローラ８０の外側に支持片８２が取り付けられている。言い換えると、この支持片８２にはローラ８０が挿入される挿入部８４が形成され、ローラ８０を介して偏心軸部７８Ｂが挿入部８４に回動可能に接続されている（図４参照）。支持片８２は凸状部を有し、この凸状部は弁体３０に接続されている。なお、支持片８２と弁体３０とは、ボルトやネジなどの固着具により接続されている。また、支持部７６には、支持片８２の外周を囲むベローズ８６が設けられている。ベローズ８６は、偏心軸部７８Ｂおよびローラ８０の径方向の外向きに弁体３０が移動する際には伸び、径方向の内向きに弁体３０が移動する際には縮む。
　図２を参照すると、弁箱２６には駆動モータ８８が取り付けられている。この駆動モータ８８は、一方向または逆方向に回転するモータ回転軸８８Ａを備えている。このモータ回転軸８８Ａは偏心シャフト７８のシャフト本体部７８Ａに接続されており、モータ回転軸８８Ａの回転によって、偏心シャフト７８は、モータ回転軸８８Ａの回転中心の周りに一方向または逆方向に回動することができる。
　次に、本実施形態のゲートバルブ装置１０の作用について説明する。図１及び図４に示すように、以下の説明においては、常温環境下（例えば、２５℃）において弁体３０が開口部２８に対して９０度ずれた面に相当する弁箱２６の側壁９２と対向する位置にある場合、弁体３０は基準位置にある（ＯＰＥＮ状態）という。
　図１及び図４に示すように、弁体３０が側壁９２と対向する位置にある場合（ＯＰＥＮ状態）、偏心シャフト７８の偏心軸部７８Ｂは、回動中心（モータ回転軸８８Ａの回転中心）を基準として側壁９２の反対側（径方向の内側）に位置している。
　次に、駆動モータ８８が駆動されてモータ回転軸８８Ａひいては偏心シャフト７８が９０度回転すると、図５に示すように、支持部７６も併せて回動し、弁体３０が開口部２８に対向する。以下、図５に示す弁体３０の位置を９０度の位置という。
　続けて、駆動モータ８８のモータ回転軸８８Ａが正方向に更に回転されると、偏心シャフト７８もまた駆動モータ８８の回転駆動力により更に回転する。偏心シャフト７８が９０度の位置から１８０度だけ回転すると、偏心シャフト７８の偏心軸部７８Ｂが、その偏心量×２の距離（本例では偏心軸部７８Ｂの直径に相当）だけ開口部２８側に移動する。これにより、支持片８２が同じ距離だけ開口部２８側に移動し、この結果、図６に示すように、支持片８２に取り付けられた弁体３０の第１面３２が開口部２８近傍の第１弁座３６に着座し、弁体３０の第２面３４が開口部２８近傍の第２弁座３８に着座して、開口部２８が封止される（ＣＬＯＳＥ状態）。
　ここで、図７（ａ）に示すように、弁体３０の第１面３２が開口部２８近傍の第１弁座３６に着座し、弁体３０の第２面３４が開口部２８近傍の第２弁座３８に着座して、開口部２８が封止される場合、弁体３０の第１面３２から第１弁座３６に対して、そして第２面から第２弁座３８に対して所定の圧力が作用している。このため、第１面３２に設けられたシール部材４６は、第１弁座３６からの反作用力を受けて弾性的に変形（圧縮的に変形）する。また、遮断部材５８の外側端部には、第２弁座３８から反作用力が加わる。このため、遮断部材５８の中央部には開口部２８側に向う力が加わり、外側端部には第２弁座３８から反作用力が加わる。このため、遮断部材５８の端部は、第２面３４側に撓み（湾曲し）、または第２面３４側に近づくように変形する。このとき、遮断部材５８は、撓みつつも、遮断部材５８の端部と第２弁座３８とが確実に接触している。
　一方、図７（ｂ）に示すように、高温環境下（例えば、２００℃）において、シール部材４６は、熱膨張により体積が増大しているため、第１弁座３６から作用するシール反力が大きくなり、弾性変形量が大きくなる。このため、弁体３０は、径方向内側（弁箱２６の内側）に向かって僅かに移動する。このとき、遮断部材５８は、弁体３０と共に径方向内側に向かって移動する。これにより、遮断部材５８の撓みが解消する方向へ向かうが、わずかに歪み変形を残しているため、遮断部材５８の端部は第２弁座３８に接触し続ける。このようにして、高温環境下（例えば、２００℃）においても、シール部材４６が第１弁座３６と接触し、遮断部材５８が第２弁座３８と接触している。
　次に、開口部２８に着座した弁体３０が開口部２８から開放される場合には、駆動モータ８８のモータ回転軸８８Ａを逆方向に回転させて偏心シャフト７８を逆方向に回転させる。偏心シャフト７８を逆方向に１８０度回転させると、偏心シャフト７８の偏心軸部７８Ｂは、その偏心量×２倍の距離（偏心軸部７８Ｂの直径寸法に相当）だけ開口部２８の反対側（径方向内側）に移動して、図５に示す９０度の位置に戻る。これにより、開口部２８は開放される。
　図５に示す９０度の位置から駆動モータ８８のモータ回転軸８８Ａを逆方向に更に回転させると、偏心シャフト７８は支持部７６とともに同じ方向に回動する。そして、支持部７６は、偏心シャフト７８とともに９０度だけ回動して、図４に示す基準位置に戻る。これにより、弁体３０は側壁９２と対向するとともに、開口部２８が解放されてゲートバルブ装置１０を通して搬送室１４と処理チャンバ１２とが連通する。
　なお、本明細書において、「常温環境下」は５℃以上３５℃以下の範囲を示し、特に、２０℃以上３０℃以下の範囲を意味してよい。また、「高温環境下」は１５０℃以上２５０℃以下の範囲を示し、特に、１８０℃以上２２０℃以下の温度を意味してよい。
　次に、本発明の一実施形態のゲートバルブ装置１０の作用及び効果について説明する。
　図７（ａ）に示すように、常温環境下（例えば、２５℃）では、弁体３０のシール部材４６が弁箱２６の第１弁座３６に接触し、第１弁座３６に対して所定の圧力を作用させ、遮断部材５８が第２弁座３８に接触し、第２弁座に対して所定の圧力を加える。そして、遮断部材５８は、第２弁座３８からの反作用力を受けて撓み、遮断部材５８と第２弁座３８とが互いに確実に接触する。このため、処理チャンバ１２で発生したラジカルは、開口部２８から弁箱２６の内部に進入しようとした場合でも、遮断部材５８により遮られるため、遮断部材５８から弁箱２６内部へ進入することができない。このように、シール部材４６と開口部２８との間の空間が、第２弁座３８に確実に接触する遮断部材５８により完全に遮断され、シール部材４６と開口部２８との連通が阻止される。したがって、遮断部材５８よりも弁箱２６の内部側に配置されているシール部材４６にラジカルが到達せず、シール部材４６がラジカルに晒されることがない。この結果、シール部材４６がラジカルからの攻撃により劣化することを未然に防止できる。
　特に、遮蔽部材５８が撓みながら第２弁座３８に接触することにより、弁体３０に作用する押圧力の誤差や、弁体（シール部材や遮蔽部材も含む）及び弁箱などの寸法の誤差が生じた場合でも、その誤差を吸収することができる。この結果、遮蔽部材５８と第２弁座３８とが確実に接触するため、シール部材の劣化を防止できる。
　特に、遮断部材５８の表面は、フッ素系樹脂により被覆されているため、プラズマやラジカルにより腐食することを防止できる。また、弁箱２６の第１弁座３６及び第２弁座３８は、所定の処理（たとえば陽極酸化処理）が施されているため、弁体３０が第１弁座３６及び第２弁座３８に着座することにより、第１弁座３６及び第２弁座３８が磨耗するのを低減することができる。
　さらに、シール部材４６をフッ素ゴム（ＦＫＭ）やパーフルオロエラストマ（ＦＦＫＭ）で作製すれば、シール部材４６は高いラジカル耐性を有することができ、長寿命化される。
　また、遮断部材５８、弁箱２６、スペーサ５２及び固定部材６２は、良伝導性となる金属（例えば、アルミニウム、鉄、銅など）で作製されていると、遮断部材５８が弁箱２６の第２弁座３８に接触したときに、遮断部材５８と弁箱２６の第２弁座３８とが互いに電気的に接続される。このため、ウエハ処理中に処理チャンバ内で発生した電磁波（マイクロ波）が処理チャンバから外部へ漏洩することを防止できる。さらに、遮断部材５８が良伝導性となる金属（例えば、アルミニウム、鉄、銅など）で作製されていると、遮断部材５８は優れた熱伝導性を有することができるため、弁箱２６から弁体３０へ熱が伝導され易くなる。この結果、反応性生物が弁体３０へ付着し難くなり、弁体開閉時の摩擦や振動により、付着した反応性生物が剥離飛散してパーティクルが発生することを抑制できる。
　一方、図７（ｂ）に示すように、高温環境下（例えば、２００℃）では、上述したように、第１弁座３６からシール部材４６に対する反力が大きくなり、弁体３０が弁箱２６の内部側に向かって僅かに移動する。この環境下では、遮断部材５８の撓みが解消する方向に向かう。しかしながら、遮断部材５８の端部と第２弁座３８とは依然として接触しているため、プラズマやラジカルからシール部材４６に対する攻撃を阻止することができる。また同時に、遮断部材５８と弁箱２６とは、電気的に接続された状態が維持されているため、電磁波が処理チャンバから外部へ漏洩することを防止できる。
　このように、常温環境下（例えば、２５℃）においても、高温環境下（例えば、２００℃）においても、弁体が開口部を封止しているときに遮蔽部材５８は撓んでいる。これにより、高温環境下でゲートバルブ装置１０を使用する場合に、シール部材４６の熱膨張により弁体３０が弁箱２６内部側に移動した場合でも、遮断部材５８と第２弁座３８とが離間することがなく、両者は接触し続けることができる。この結果、高温環境下においても、遮断部材５８によりラジカルを遮断することができ、ラジカルの攻撃からシール部材４６を保護することができる。また、遮断部材５８と弁箱２６との電気的接続状態を維持することができるため、電磁波の漏洩を防止できる。
　以上のように、本実施形態のゲートバルブ装置１０によれば、ラジカルの攻撃が原因となるシール部材４６の劣化を防止できる。これにより、シール部材４６のメンテナンス頻度や交換頻度を少なくすることができる。この結果、ゲートバルブ装置１０のメンテナンスに要する時間を大幅に短縮でき、ゲートバルブ装置１０の使用効率を高めることができる。
　また、電磁波の漏洩を防止できるため、処理チャンバ１２（または処理チャンバ１２に設けられる電極等）に供給される電力を高くすることができ、プロセス・ウィンドウを広げることができる。これにより、処理チャンバ１２内部において成膜処理を効率的に行うことができ、処理効率及び歩留まりを向上させることができる。
　上記の実施形態を参照しながら本発明を説明したが、本発明は開示された実施形態に限定されさるものではなく、添付の請求の範囲の要旨内で変形や変更が可能である。
　本国際出願は２００９年３月３１日に出願された日本国特許出願２００９－０８７１４０号に基づく優先権を主張するものであり、その全内容をここに援用する。

Claims (6)

  1. 　第１弁座と第２弁座とを含み、開口部が形成された弁箱と、
    　前記開口部を封止する弁体と、
    　前記弁体に取り付けられ、当該弁体が前記開口部を封止したときに前記第１弁座に接触して前記開口部をシールするシール部材と、
    　金属製の薄板で作製される遮蔽部材であって、前記弁体に装着され、当該弁体が前記開口部を封止したときに前記第２弁座に接触して前記開口部と前記シール部材との間の空間を遮断する当該遮蔽部材と、
    　を備えたゲートバルブ装置。
  2. 　前記遮蔽部材の表面がフッ素系樹脂で被覆されている、請求項１に記載のゲートバルブ装置。
  3. 　前記弁箱内に配置され、前記弁箱の内壁に対向する第１の位置と前記開口部に対向する第２の位置とのいずれかに前記弁体が位置するように前記弁体を駆動する弁体駆動機構を更に備える、請求項１に記載のゲートバルブ装置。
  4. 　前記弁体駆動機構が、
    　前記弁体における、前記シール部材が設けられる位置と反対側の部分と結合し、前記弁体を支持する支持片；
    　前記支持片を摺動可能に支持するとともに、中空部を有する支持部；および
    　前記支持部の中空部を介して前記支持部を回動可能に支持するシャフト本体と、該シャフト本体の回転軸から偏心して当該シャフト本体の端部に設けられる偏心軸部とを含むシャフト；
    　を備え、
    　前記偏心軸部が、前記支持部内で前記シャフトの回転に伴って偏心回転することにより前記支持片に作用して前記弁体を前記開口部に押圧するように構成される、請求項２に記載のゲートバルブ装置。
  5. 　前記遮蔽部材が、前記遮蔽部材が前記第２弁座に接触したときに当該遮蔽部材が撓むのを許容するような間隙をあけて前記弁体に取り付けられる、請求項１に記載のゲートバルブ装置。
  6. 　電磁波を利用して基板を処理する基板処理装置であって、
    　前記基板の通過を許容する開口部が形成される処理チャンバと、
    　前記開口部を開閉するよう前記処理チャンバに接合される、請求項１に記載のゲートバルブ装置と、
    　を備える基板処理装置。
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