WO2023079833A1 - 成形品、および、成形方法 - Google Patents

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WO2023079833A1
WO2023079833A1 PCT/JP2022/034042 JP2022034042W WO2023079833A1 WO 2023079833 A1 WO2023079833 A1 WO 2023079833A1 JP 2022034042 W JP2022034042 W JP 2022034042W WO 2023079833 A1 WO2023079833 A1 WO 2023079833A1
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WO
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substrate
molding method
electron beam
processing
molded product
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PCT/JP2022/034042
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English (en)
French (fr)
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伊雄 岡本
基 西出
将人 馬場
Original Assignee
株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
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Publication date
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Definitions

  • Substrates to be processed include, for example, semiconductor wafers, glass substrates for liquid crystal display devices, flat panel display (FPD) substrates such as organic EL (electroluminescence) display devices, optical disk substrates, magnetic disk substrates, optical Examples include magnetic disk substrates, photomask glass substrates, ceramic substrates, field emission display (FED) substrates, solar cell substrates, and the like.
  • FPD flat panel display
  • FED field emission display
  • the technology disclosed in the specification of the present application has been made in view of the problems described above, and is a technology for improving the wear resistance of members used in substrate processing apparatuses.
  • a molding method which is a first aspect of the technique disclosed in the specification of the present application, is a method for molding a molded article used in a substrate processing apparatus, and the molded article made of a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene is subjected to and a step of irradiating an electron beam.
  • a molding method that is a second aspect of the technology disclosed in the specification of the present application relates to the molding method that is the first aspect, and the step of irradiating the molded article with the electron beam includes: It is a step of irradiating only the part with the electron beam.
  • a molding method that is a third aspect of the technique disclosed in the specification of the present application relates to a molding method that is a second aspect, and the step of irradiating the molded product with the electron beam includes: It is a step of irradiating only the part with the electron beam.
  • a molding method which is a fourth aspect of the technique disclosed in the present specification, relates to the molding method, which is any one aspect of the first to third aspects, and after the electron beam is irradiated, The method further includes a step of applying an acidic chemical solution containing hydrogen oxide water to the molded product.
  • the molding method which is a fifth aspect of the technique disclosed in the present specification, relates to the molding method, which is a fourth aspect, and the step of applying the chemical solution to the molded product includes hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution. or a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution to the molded article.
  • a molded article that is a sixth aspect of the technology disclosed in the specification of the present application is a molded article used in a substrate processing apparatus, is made of a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene, and is brown.
  • a molded product with high abrasion resistance can be obtained, so particles generated by abrasion of the molded product can be greatly suppressed. Therefore, in a substrate processing apparatus in which the molded article is used as a member, it is possible to suppress particles from entering the processing liquid for processing the substrate.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a control unit whose example is shown in FIG. 1; It is a figure which shows the example of a structure of a processing unit. It is a flowchart which shows the operation
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of a processing cup in the processing unit shown in FIG. 3; FIG. 4 is a diagram showing an example configuration of a diaphragm valve in the processing unit shown in FIG. 3; FIG. 4 is a diagram showing an example of a molded product immersed in a prescribed chemical solution;
  • the target component A state in which other constituent elements are formed on the upper or lower surface of the is also included. That is, for example, when “B provided on the upper surface of A” is described, it does not prevent another component "C" to be interposed between A and B.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an example of the configuration of a substrate processing apparatus 1 according to this embodiment.
  • the substrate processing apparatus 1 includes a load port 601, an indexer robot 602, a center robot 603, a controller 90, and at least one processing unit 600 (four processing units in FIG. 1).
  • the processing unit 600 is a single-wafer type device that can be used for substrate processing.
  • the organic substance adhering to the substrate W is, for example, a used resist film.
  • the resist film is used, for example, as an implantation mask for an ion implantation process.
  • the processing unit 600 can have a chamber 180 .
  • the atmosphere in the chamber 180 is controlled by the controller 90 so that the processing unit 600 can process the substrate in a desired atmosphere.
  • the control unit 90 can control the operation of each component in the substrate processing apparatus 1 .
  • the carrier C is a container that accommodates the substrates W therein.
  • the load port 601 is a container holding mechanism that holds a plurality of carriers C.
  • the indexer robot 602 can transfer substrates W between the load port 601 and the substrate platform 604 .
  • the center robot 603 can transfer the substrate W between the substrate platform 604 and the processing unit 600 .
  • the indexer robot 602, the substrate platform 604, and the center robot 603 function as transport mechanisms that transport substrates W between the processing units 600 and the load ports 601, respectively.
  • An unprocessed substrate W is taken out from the carrier C by the indexer robot 602 . Then, the unprocessed substrate W is transferred to the center robot 603 via the substrate platform 604 .
  • the center robot 603 carries the unprocessed substrate W into the processing unit 600 . Then, the processing unit 600 processes the substrate W.
  • FIG. 1 A perspective view of the center robot 603 . The center robot 603 . Then, the processing unit 600 processes the substrate W.
  • a substrate W that has been processed in the processing unit 600 is taken out from the processing unit 600 by the center robot 603 . Then, the processed substrate W is transferred to the indexer robot 602 via the substrate platform 604 after passing through another processing unit 600 as necessary. The indexer robot 602 loads the processed substrate W into the carrier C. As shown in FIG. The processing for the substrate W is performed as described above.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the control unit 90 whose example is shown in FIG.
  • the control unit 90 may be configured by a general computer having electric circuits.
  • the control unit 90 includes a central processing unit (CPU) 91, a read only memory (ROM) 92, a random access memory (RAM) ) 93, a recording device 94, an input section 96, a display section 97, a communication section 98, and a bus line 95 interconnecting them.
  • CPU central processing unit
  • ROM read only memory
  • RAM random access memory
  • the ROM 92 stores basic programs.
  • the RAM 93 is used as a work area when the CPU 91 performs predetermined processing.
  • the recording device 94 is composed of a non-volatile recording device such as a flash memory or a hard disk device.
  • the input unit 96 is composed of various switches, a touch panel, or the like, and receives input setting instructions such as processing recipes from the user.
  • the display unit 97 is composed of, for example, a liquid crystal display device and a lamp, and displays various information under the control of the CPU 91 .
  • a communication unit 98 has a data communication function via a local area network (LAN) or the like.
  • LAN local area network
  • a plurality of modes for controlling each configuration in the substrate processing apparatus 1 of FIG. 1 are preset in the recording device 94 .
  • the processing program 94P By executing the processing program 94P by the CPU 91, one of the plurality of modes is selected, and each configuration is controlled in the mode.
  • the processing program 94P may be recorded in an external recording medium. By using this recording medium, the processing program 94P can be installed in the control section 90.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the processing unit 600.
  • the processing unit 600 is a spin chuck that holds one substrate W in a substantially horizontal posture and rotates the substrate W around a vertical rotation axis Z1 passing through the center of the substrate W. 10, a processing liquid nozzle 20 for discharging the processing liquid onto the substrate W, a nozzle arm 22 to which the processing liquid nozzle 20 is attached at the end, and a cylindrical processing device surrounding the spin chuck 10 around the rotation axis Z1 of the substrate W. a cup 12;
  • a plurality of processing liquid nozzles 20 may be provided corresponding to the respective processing liquids.
  • the processing liquid nozzle 20 ejects the processing liquid onto the upper surface of the substrate W.
  • a piping for supplying the processing liquid to the processing liquid nozzle 20 is provided with a diaphragm valve 124 for controlling the supply of the processing liquid. Diaphragm valve 124 is controlled by controller 90, for example.
  • the spin chuck 10 has a disk-shaped spin base 10A that vacuum-sucks the lower surface of the substrate W in a substantially horizontal posture, a rotating shaft 10C that extends downward from the central portion of the spin base 10A, and by rotating the rotating shaft 10C, and a spin motor 10D for rotating the substrate W attracted to the spin base 10A.
  • a clamping type chuck may be used which has a plurality of chuck pins protruding upward from the outer peripheral portion of the upper surface of the spin base and clamps the peripheral portion of the substrate W with the chuck pins.
  • the nozzle arm 22 includes an arm portion 22A, a shaft body 22B, and a driving portion 22C.
  • the drive unit 22C adjusts the expansion and contraction of the shaft 22B and the angle of the shaft 22B around the axis.
  • One end of the arm portion 22A is fixed to the shaft 22B, and the other end of the arm portion 22A is arranged apart from the shaft of the shaft 22B.
  • a processing liquid nozzle 20 is attached to the other end of the arm portion 22A. By doing so, the processing liquid nozzle 20 is configured to be swingable in the radial direction of the substrate W. As shown in FIG.
  • the moving direction of the processing liquid nozzle 20 due to swinging need only have a component in the radial direction of the substrate W, and does not need to be strictly parallel to the radial direction of the substrate W.
  • the processing cup 12 includes a cylindrical guard 12A surrounding the spin chuck 10 in plan view, a shaft body 12B attached to the guard 12A, a drive unit 12C for raising and lowering the guard 12A, and a cylindrical guard 12A surrounding the guard 12A in plan view. and a guard 12D.
  • the control unit 90 discharges the processing liquid onto the upper surface of the substrate W from the processing liquid nozzle 20 while controlling the rotation speed of the spin motor 10D of the spin chuck 10 . Further, the control unit 90 vertically moves and swings the processing liquid nozzle 20 on the upper surface of the substrate W by controlling the driving of the driving unit 22C of the nozzle arm 22 . Further, the control section 90 moves the guard 12A up and down by controlling the driving of the driving section 12C of the processing cup 12. As shown in FIG.
  • FIG. 4 is a flow chart showing the operation in the processing unit 600 among the operations of the substrate processing apparatus 1.
  • the indexer robot 602 transports the substrate W from the carrier C on the load port 601 to the substrate platform 604 .
  • the center robot 603 transports the substrate W from the substrate platform 604 to one processing unit 600 .
  • the processing unit 600 processes the substrate W.
  • FIG. The center robot 603 transports the substrate W from the processing unit 600 to the substrate platform 604 .
  • the indexer robot 602 transports the substrate W from the substrate platform 604 to the carrier C on the load port 601 .
  • a predetermined chemical processing is performed by supplying a chemical solution to the upper surface of the substrate W (step ST01 in FIG. 4).
  • pure water (DIW) or the like is supplied to the upper surface of the substrate W to perform a rinse process (step ST02 in FIG. 4).
  • the pure water is shaken off by rotating the substrate W at high speed, thereby drying the substrate W (step ST03 in FIG. 4).
  • a predetermined processing liquid is discharged from the processing liquid nozzle 20 onto the upper surface of the substrate W that is held by the spin chuck 10 and rotating.
  • the type, discharge amount, concentration, temperature, discharge timing, etc. of the processing liquid discharged from the processing liquid nozzle 20 are controlled by the control unit 90 based on the processing recipe recorded in the recording device 94 or the like.
  • the molded article used in the substrate processing apparatus 1 according to the present embodiment is made of a copolymer of tetrafluoroethylene C 2 F 4 and ethylene C 2 H 4 (tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin, that is, ETFE). It is a fluororesin. ETFE, like perfluoroalkoxyalkane (PFA), is a thermoplastic resin. ETFE also has chemical resistance, insulating properties and abrasion resistance. In addition, since ETFE can be molded not only by cutting but also by molding, it is easy to reduce manufacturing costs.
  • ETFE tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin
  • the above-described molded product can be applied to any configuration in the substrate processing apparatus 1, but since it is a member with high wear resistance, it is particularly suitable for bellows parts, diaphragms and valve seats of valve members, and chuck pins used for holding substrates. It is desirable to be applied to a member that repeatedly deforms or separates, such as.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of the processing cup 12 in the processing unit 600 shown in FIG.
  • the shaft 12B of the processing cup 12 includes a connecting portion 85 connected to the side end portion of the guard 12A, an elevating head 82 capable of moving up and down together with the guard 12A via the connecting portion 85, and covering the elevating head 82.
  • a bellows 84 is provided and is extendable in the Z-axis direction.
  • the drive unit 12C of the processing cup 12 includes a drive source 81 including a horizontally extending rotating shaft 81A, and a transmission mechanism 83 that vertically moves the lifting head 82 by transmitting the rotation of the rotating shaft 81A to the lifting head 82.
  • Drive source 81 is, for example, a motor that rotates rotating shaft 81A.
  • the transmission mechanism 83 includes a plurality of rack teeth 83A formed on the lifting head 82, and a plurality of pinion teeth 83B that transmit the rotation of the rotating shaft 81A and mesh with the rack teeth 83A.
  • the above molded article that is, one formed of a fluororesin made of ETFE can be adopted.
  • the above-described molded product with high wear resistance for the bellows 84 particles generated by wear of the bellows 84 can be greatly suppressed.
  • the wear resistance of the bellows 84 is improved, deterioration over time of the bellows 84 is suppressed, and the replacement cycle of the bellows 84 can be extended.
  • the same elevating head and bellows as for the shaft 12B can be applied to the shaft 22B of the nozzle arm 22 shown in FIG.
  • the bellows may also be the above-mentioned molded article, that is, one formed of a fluororesin made of ETFE.
  • the nozzle arm 22 is provided so that the arm portion 22A can swing around the shaft 22B, the bellows can undergo torsional deformation accompanying rotation in the XY plane in addition to expansion and contraction deformation in the Z-axis direction. .
  • a fluororesin made of ETFE that is irradiated with an electron beam only at the ends of the bellows where stress tends to concentrate (that is, the region 222 shown in FIG. 3)
  • electron beam irradiation While suppressing the amount, the wear resistance of the molded article can be efficiently improved.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example configuration of the diaphragm valve 124 in the processing unit 600 shown in FIG.
  • the diaphragm valve 124 includes a body 24 in which a flow path 23 extending from an inflow port 121 to an outflow port 122 is formed, a diaphragm 25 as a valve body for opening and closing the flow path 23, and a piston rod 26 for driving the diaphragm 25. , and a cylindrical body 27 in which the piston rod 26 is accommodated.
  • the body 24 is made of fluororesin (PTFE or PFA), and an inflow path 28 communicating with the inflow port 121 is formed therein.
  • the processing liquid supplied to the processing liquid nozzle 20 flows into the inflow path 28 through the inflow port 121 .
  • the inflow path 28 is bent substantially at a right angle toward the diaphragm 25 at its midway portion.
  • the body 24 has an outflow passage 29 communicating with the outflow port 122 formed therein.
  • a flow path 23 is configured by the outflow path 29 and the inflow path 28 .
  • the outflow path 29 has an inlet end facing the diaphragm 25 and is bent at a right angle toward the outflow port 122 at a predetermined distance downstream from the inlet end.
  • the processing liquid is supplied from the outflow path 29 to the processing liquid nozzle 20 through the outflow port 122 .
  • a valve seat 30 for seating the diaphragm 25 is formed at the inlet end of the outflow passage 29 . Therefore, the outflow channel 29 communicates with the inflow channel 28 via the valve seat 30 .
  • the valve seat 30 has a cylindrical shape (specifically, a cylindrical shape), and an annular seal member 120 is arranged at the tip (that is, the end facing the diaphragm 25).
  • the sealing member 120 is, for example, an O-ring having a circular cross section, and is provided so that the annular tip edge thereof protrudes toward the diaphragm 25 from the tip surface of the valve seat 30 (the surface facing the diaphragm 25). 25 forms a seat surface to be seated.
  • a space 31 for allowing movement of the diaphragm 25 is formed at the end of the cylinder 27 facing the body 24 , and the piston rod 26 is inserted through a guide hole 32 communicating with the space 31 .
  • a piston 33 is attached to a portion of the piston rod 26 that is arranged in the internal space of the cylindrical body 27 .
  • a port 35 facing the outer surface of the body 24 is formed in the space 34 closer to the body 24 than the piston 33 .
  • An air supply pipe 14 is connected to the port 35 , and air (compressed air for operation) is supplied from the air supply pipe 14 into the space 34 .
  • a cover 36 is attached to the side of the cylindrical body 27 opposite to the body 24 , and the piston rod 26 is slidably inserted through a cylindrical boss 37 formed on the inner surface of the cover 36 .
  • a compression coil spring 38 is arranged around the boss 37 so as to surround the boss 37 .
  • a compression coil spring 38 biases the diaphragm 25 toward the body 24 side.
  • a space 39 containing a compression coil spring 38 communicates with the atmosphere through a port 40 .
  • the diaphragm 25 has a sealing surface 25A facing the tip surface of the valve seat 30.
  • a central portion 41 of the diaphragm 25 is formed thick.
  • a fitting recess 42 is formed on the surface opposite to the seal surface 25A of the central portion 41 so that the fixing projection 26A provided at the tip of the piston rod 26 is fitted in the central portion 41 .
  • the central portion 41 is fitted onto the fixing protrusion 26A via the fitting recess 42, and the central portion 41 is fixed to the piston rod 26.
  • a peripheral portion 43 of the diaphragm 25 is fixed to the body 24 . Therefore, the diaphragm 25 deforms as the piston rod 26 moves.
  • the above molded article that is, one formed of a fluororesin made of ETFE can be adopted.
  • the diaphragm 25 with high abrasion resistance, particles generated by the abrasion of the diaphragm 25 can be greatly suppressed. Therefore, it is possible to suppress particles from entering the processing liquid.
  • the cleanliness of the processing liquid is improved. As a result, the process time for removing impurities from the processing liquid prior to substrate processing is shortened. Therefore, it is possible to start up the substrate processing apparatus early.
  • the wear resistance of the diaphragm 25 is improved, aging deterioration of the diaphragm 25 is suppressed, and the replacement cycle of the diaphragm 25 can be extended.
  • a layer of uncrosslinked fluororesin is formed on the substrate.
  • a method of applying a fluororesin dispersion onto the substrate by a dipping method, a spin coating method, a spray coating method, or the like and then drying is usually employed.
  • a fluororesin layer can also be formed on a substrate by applying a fluororesin (ETFE) powder coating onto the substrate.
  • a fluororesin (ETFE) powder coating examples include an electrostatic coating method and a fluidized bed coating method. It is preferable to employ a fluororesin dispersion coating method from the viewpoint of facilitating the formation of a uniform and thin coating film.
  • the fluororesin layer which has been adjusted to a temperature suitable for irradiation, is irradiated with radiation (electron beam) at an irradiation dose of, for example, 50 kGy or more and 250 kGy or less in an atmosphere with an oxygen concentration of 1000 ppm or less.
  • radiation electron beam
  • Radiation includes ⁇ -rays (particle beams of helium-4 nuclei emitted from radioactive nuclides that undergo ⁇ -decay), ⁇ -rays (negative and positrons emitted from atomic nuclei), electron beams (thermoelectrons in vacuum electron beam with nearly constant kinetic energy generated by being accelerated, etc.), or gamma rays (transition between energy levels of atomic nuclei and elementary particles, or pair annihilation of elementary particles, Electromagnetic waves with short wavelengths that are emitted or absorbed by generation or the like) can be used, but electron beams and ⁇ rays are preferable from the viewpoint of cross-linking efficiency or operability, and electron beams are used in the present embodiment. .
  • the irradiation dose of radiation is, for example, 50 kGy or more and 250 kGy or less, but from the viewpoint of abrasion resistance, it is preferably, for example, 55 kGy or more and 230 kGy or less, and more preferably, for example, 60 kGy or more. And it is 200 kGy or less.
  • the oxygen concentration in the atmosphere of the irradiation region is preferably 800 ppm or less, more preferably 500 ppm or less, and particularly preferably 300 ppm or less.
  • the lower limit of the oxygen concentration is usually 0.1 ppm, and in many cases about 1 ppm.
  • the CH bonds among the CF bonds and CH bonds in ETFE are cut to generate carbon radicals (alkyl-based carbon radicals, polyenyl-based carbon radicals). Then, a CC bond is generated between adjacent carbon radicals to form a crosslink.
  • the crosslinked structure in ETFE improves the abrasion resistance of ETFE.
  • the limiting PV value of polytetrafluoroethylene (PTFE) is about 10 [MPa ⁇ m/min]
  • the limiting PV value of uncrosslinked ETFE is about 100 [MPa ⁇ m/min].
  • the limit PV value of ETFE after electron beam irradiation is about 1200 [MPa ⁇ m/min].
  • the above electron beam irradiation may be performed only on a part of the molded product.
  • the region 222 of the bellows member used for the shaft 22B shown in FIG. 3 may be irradiated with the electron beam.
  • the location to which the electron beam is selectively irradiated is not limited to the edge of the molded product such as the region 222, and may be another location.
  • ETFE becomes a cross-linked structure by being irradiated with an electron beam as described above, and wear resistance is improved. On the other hand, ETFE changes color from white to brown when irradiated with an electron beam as described above.
  • the color of ETFE can be faded and returned to the color (white) before electron beam irradiation.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a molded article immersed in a predetermined chemical solution.
  • a molded product 56 made of ETFE and irradiated with the electron beam is immersed in a predetermined chemical solution 54 stored in a container 52 .
  • the chemical solution 54 is an acidic chemical solution containing hydrogen peroxide water, such as a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution, or a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.
  • a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution for example, the ratio of 36 wt% hydrochloric acid, 30 wt% hydrogen peroxide solution, and pure water is 1:1:4, and the temperature is 70°C.
  • the ratio of 96 wt% sulfuric acid and 30 wt% hydrogen peroxide solution is 2:1, and the temperature is 80°C.
  • the immersion time is, for example, about several weeks (eg, four weeks).
  • the method of applying the chemical solution 54 to the molded product 56 is not limited to the immersion described above. , the chemical solution 54 may be sprayed onto the molded product 56 . Further, although the chemical solution 54 is applied to the molded article 56, pure water (DIW) may be used instead of the chemical solution 54. FIG. Even when pure water (DIW) is applied to the molded product 56, it is possible to fade the color caused by electron beam irradiation. In particular, heated pure water (DIW) can be discolored with higher accuracy than non-heated pure water (DIW).
  • the molding method includes the step of irradiating the molded article 56 made of a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene with an electron beam.
  • the molded article 56 having high abrasion resistance can be obtained, so particles generated by abrasion of the molded article 56 can be greatly suppressed. Therefore, in the substrate processing apparatus 1 in which the molded product 56 is used as a member, it is possible to suppress particles from entering the processing liquid for processing the substrate W.
  • FIG. since the molded product 56 made of a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene can be molded not only by cutting but also by molding, the degree of freedom in molding is high. Also, the molded product 56 can be obtained at a lower cost than PFA, PTFE, or the like. In addition, since particles are prevented from entering the processing liquid, the cleanliness of the processing liquid is improved.
  • the process time for removing impurities from the processing liquid prior to substrate processing is shortened. Therefore, early start-up of the substrate processing apparatus 1 becomes possible.
  • the wear resistance of the molded product 56 is improved, deterioration over time of the molded product 56 is suppressed, and the replacement cycle of the molded product 56 can be extended.
  • the step of irradiating the molded article 56 with the electron beam is a step of irradiating only a part of the molded article 56 with the electron beam. According to such a configuration, by selecting the electron beam irradiation region according to the degree of deformation of the molded product 56, the wear resistance of the molded product 56 can be efficiently improved while suppressing the irradiation amount of the electron beam. can be improved.
  • the step of irradiating the molded article 56 with the electron beam is a step of irradiating only the end portion of the molded article 56 with the electron beam.
  • the degree of deformation of the molded product 56 tends to increase (that is, stress tends to concentrate).
  • the molding method includes a step of applying an acidic chemical solution containing hydrogen peroxide water to the molded article 56 after the electron beam is irradiated.
  • an acidic chemical solution containing hydrogen peroxide water to the molded article 56 after the electron beam is irradiated.
  • the step of applying the chemical solution to the molded product 56 is a mixed solution of hydrochloric acid and hydrogen peroxide solution, or a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution. This is the step of applying the chemical solution to the molded product 56 . According to such a configuration, the color caused by the irradiation of the electron beam can be faded with high accuracy.
  • the molded article is the molded article 56 used in the substrate processing apparatus 1, is made of a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene, and is brown.
  • the molded article 56 having high abrasion resistance can be obtained, so particles generated by abrasion of the molded article 56 can be greatly suppressed. Therefore, in the substrate processing apparatus 1 in which the molded product 56 is used as a member, it is possible to suppress particles from entering the processing liquid for processing the substrate.

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Abstract

本願明細書に開示される技術は、基板処理装置に使われる部材の耐摩耗性を向上させるための技術である。本願明細書に開示される技術に関する成形方法は、基板処理装置に使われる成形品の成形方法である。当該成形方法は、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体からなる前記成形品に対し、電子線を照射する工程を備えるものである。

Description

成形品、および、成形方法
　本願明細書に開示される技術は、基板処理装置に使われる成形品に関するものである。なお、処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基板、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置などのｆｌａｔ　ｐａｎｅｌ　ｄｉｓｐｌａｙ（ＦＰＤ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用ガラス基板、セラミック基板、電界放出ディスプレイ（ｆｉｅｌｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｄｉｓｐｌａｙ、すなわち、ＦＥＤ）用基板、または、太陽電池用基板などが含まれる。
　基板処理装置においては、基板を処理するための処理液を基板に導くための配管、または、当該配管において処理液の流れを制御するバルブなどが多数配置されている（たとえば、特許文献１を参照）。
特開２００９－２２２１８９号公報
　基板の均一な処理のためには、処理液の清浄度を維持することが重要である。一方で、上記の配管などを部材において摩耗などによってパーティクルが発生し、当該パーティクルが処理液に混入してしまう場合がある。そのような混入が生じると、処理液の清浄度が低下して均一な基板処理を行うことは難しくなる。
　本願明細書に開示される技術は、以上に記載されたような問題を鑑みてなされたものであり、基板処理装置に使われる部材の耐摩耗性を向上させるための技術である。
　本願明細書に開示される技術の第１の態様である成形方法は、基板処理装置に使われる成形品の成形方法であり、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体からなる前記成形品に対し、電子線を照射する工程を備える。
　本願明細書に開示される技術の第２の態様である成形方法は、第１の態様である成形方法に関連し、前記成形品に対し前記電子線を照射する工程は、前記成形品の一部のみに前記電子線を照射する工程である。
　本願明細書に開示される技術の第３の態様である成形方法は、第２の態様である成形方法に関連し、前記成形品に対し前記電子線を照射する工程は、前記成形品の端部のみに前記電子線を照射する工程である。
　本願明細書に開示される技術の第４の態様である成形方法は、第１から３のうちのいずれか１つの態様である成形方法に関連し、前記電子線が照射された後で、過酸化水素水を含む酸性の薬液を前記成形品に付与する工程をさらに備える。
　本願明細書に開示される技術の第５の態様である成形方法は、第４の態様である成形方法に関連し、前記薬液を前記成形品に付与する工程は、塩酸と過酸化水素水との混合溶液、または、硫酸と過酸化水素水との混合溶液である前記薬液を前記成形品に付与する工程である。
　本願明細書に開示される技術の第６の態様である成形品は、基板処理装置に使われる成形品であり、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体からなり、かつ、褐色である。
　本願明細書に開示される技術の少なくとも第１、６の態様によれば、耐摩耗性が高い成形品が得られるため、成形品の摩耗によって生じるパーティクルを大きく抑制することができる。したがって、当該成形品が部材として使われる基板処理装置において、基板を処理するための処理液へのパーティクルの混入を抑制することができる。
　また、本願明細書に開示される技術に関連する目的と、特徴と、局面と、利点とは、以下に示される詳細な説明と添付図面とによって、さらに明白となる。
実施の形態に関する、基板処理装置の構成の例を概略的に示す平面図である。 図１に例が示された制御部の構成の例を示す図である。 処理ユニットの構成の例を示す図である。 基板処理装置の動作のうちの、処理ユニットにおける動作を示すフローチャートである。 図３に示された処理ユニットにおける処理カップの構成の例を示す図である。 図３に示された処理ユニットにおけるダイヤフラムバルブの構成の例を示す図である。 所定の薬液に浸漬された状態の成形品の例を示す図である。
　以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の実施の形態では、技術の説明のために詳細な特徴なども示されるが、それらは例示であり、実施の形態が実施可能となるためにそれらすべてが必ずしも必須の特徴ではない。
　なお、図面は概略的に示されるものであり、説明の便宜のため、適宜、構成の省略、または、構成の簡略化などが図面においてなされるものである。また、異なる図面にそれぞれ示される構成などの大きさおよび位置の相互関係は、必ずしも正確に記載されるものではなく、適宜変更され得るものである。また、断面図ではない平面図などの図面においても、実施の形態の内容を理解することを容易にするために、ハッチングが付される場合がある。
　また、以下に示される説明では、同様の構成要素には同じ符号を付して図示し、それらの名称と機能とについても同様のものとする。したがって、それらについての詳細な説明を、重複を避けるために省略する場合がある。
　また、本願明細書に記載される説明において、ある構成要素を「備える」、「含む」または「有する」などと記載される場合、特に断らない限りは、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　また、本願明細書に記載される説明において、「第１の」または「第２の」などの序数が使われる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上使われるものであり、実施の形態の内容はこれらの序数によって生じ得る順序などに限定されるものではない。
　また、本願明細書に記載される説明において、「…軸正方向」または「…軸負方向」などの表現は、図示される…軸の矢印に沿う方向を正方向とし、図示される…軸の矢印とは反対側の方向を負方向とするものである。
　また、本願明細書に記載される説明において、「上」、「下」、「左」、「右」、「側」、「底」、「表」または「裏」などの特定の位置または方向を意味する用語が使われる場合があっても、これらの用語は、実施の形態の内容を理解することを容易にするために便宜上使われるものであり、実施の形態が実際に実施される際の位置または方向とは関係しないものである。
　また、本願明細書に記載される説明において、「…の上面」または「…の下面」などと記載される場合、対象となる構成要素の上面自体または下面自体に加えて、対象となる構成要素の上面または下面に他の構成要素が形成された状態も含むものとする。すなわち、たとえば、「Ａの上面に設けられるＢ」と記載される場合、ＡとＢとの間に別の構成要素「Ｃ」が介在することを妨げるものではない。
　また、本願明細書に記載される説明において、形状を示す表現、たとえば、「四角形状」または「円筒形状」などは、特に断らない限りは、厳密にその形状であることを示す場合と、公差または同程度の機能が得られる範囲において凹凸または面取りなどが形成されている場合とを含むものとする。
　＜実施の形態＞
　以下、本実施の形態に関する成形品、および、成形方法について説明する。
　＜基板処理装置の構成について＞
　まず、成形品が使われる基板処理装置の構成について説明する。
　図１は、本実施の形態に関する基板処理装置１の構成の例を概略的に示す平面図である。基板処理装置１は、ロードポート６０１と、インデクサロボット６０２と、センターロボット６０３と、制御部９０と、少なくとも１つの処理ユニット６００（図１においては４つの処理ユニット）とを備える。
　処理ユニット６００は、基板処理に用いることができる枚葉式の装置であり、具体的には、基板Ｗに付着している有機物を除去する処理を行う装置である。基板Ｗに付着している有機物は、たとえば、使用済のレジスト膜である。当該レジスト膜は、たとえば、イオン注入工程用の注入マスクとして用いられたものである。
　なお、処理ユニット６００は、チャンバ１８０を有することができる。その場合、チャンバ１８０内の雰囲気を制御部９０によって制御することで、処理ユニット６００は、所望の雰囲気中における基板処理を行うことができる。
　制御部９０は、基板処理装置１におけるそれぞれの構成の動作を制御することができる。キャリアＣは、基板Ｗを収容する収容器である。また、ロードポート６０１は、複数のキャリアＣを保持する収容器保持機構である。インデクサロボット６０２は、ロードポート６０１と基板載置部６０４との間で基板Ｗを搬送することができる。センターロボット６０３は、基板載置部６０４および処理ユニット６００間で基板Ｗを搬送することができる。
　以上の構成によって、インデクサロボット６０２、基板載置部６０４およびセンターロボット６０３は、それぞれの処理ユニット６００とロードポート６０１との間で基板Ｗを搬送する搬送機構として機能する。
　未処理の基板ＷはキャリアＣからインデクサロボット６０２によって取り出される。そして、未処理の基板Ｗは、基板載置部６０４を介してセンターロボット６０３に受け渡される。
　センターロボット６０３は、当該未処理の基板Ｗを処理ユニット６００に搬入する。そして、処理ユニット６００は基板Ｗに対して処理を行う。
　処理ユニット６００において処理済みの基板Ｗは、センターロボット６０３によって処理ユニット６００から取り出される。そして、処理済みの基板Ｗは、必要に応じて他の処理ユニット６００を経由した後、基板載置部６０４を介してインデクサロボット６０２に受け渡される。インデクサロボット６０２は、処理済みの基板ＷをキャリアＣに搬入する。以上によって、基板Ｗに対する処理が行われる。
　図２は、図１に例が示された制御部９０の構成の例を示す図である。制御部９０は、電気回路を有する一般的なコンピュータによって構成されていてよい。具体的には、制御部９０は、中央演算処理装置（ｃｅｎｔｒａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｕｎｉｔ、すなわち、ＣＰＵ）９１、リードオンリーメモリ（ｒｅａｄ　ｏｎｌｙ　ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＯＭ）９２、ランダムアクセスメモリ（ｒａｎｄｏｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｍｅｍｏｒｙ、すなわち、ＲＡＭ）９３、記録装置９４、入力部９６、表示部９７および通信部９８と、これらを相互に接続するバスライン９５とを備える。
　ＲＯＭ９２は基本プログラムを格納している。ＲＡＭ９３は、ＣＰＵ９１が所定の処理を行う際の作業領域として用いられる。記録装置９４は、フラッシュメモリまたはハードディスク装置などの不揮発性記録装置によって構成されている。入力部９６は、各種スイッチまたはタッチパネルなどによって構成されており、ユーザーから処理レシピなどの入力設定指示を受ける。表示部９７は、たとえば、液晶表示装置およびランプなどによって構成されており、ＣＰＵ９１の制御の下、各種の情報を表示する。通信部９８は、ｌｏｃａｌ　ａｒｅａ　ｎｅｔｗｏｒｋ（ＬＡＮ）などを介してのデータ通信機能を有する。
　記録装置９４には、図１の基板処理装置１におけるそれぞれの構成の制御についての複数のモードがあらかじめ設定されている。ＣＰＵ９１が処理プログラム９４Ｐを実行することによって、上記の複数のモードのうちの１つのモードが選択され、当該モードでそれぞれの構成が制御される。なお、処理プログラム９４Ｐは、外部の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体を用いれば、制御部９０に処理プログラム９４Ｐをインストールすることができる。また、制御部９０が実行する機能の一部または全部は、必ずしもソフトウェアによって実現される必要はなく、専用の論理回路などのハードウェアによって実現されてもよい。
　＜処理ユニットについて＞
　図３は、処理ユニット６００の構成の例を示す図である。図３に例が示されるように、処理ユニット６００は、１枚の基板Ｗを略水平姿勢で保持しつつ、基板Ｗの中央部を通る鉛直な回転軸線Ｚ１まわりに基板Ｗを回転させるスピンチャック１０と、基板Ｗに処理液を吐出する処理液ノズル２０と、処理液ノズル２０が端部に取り付けられたノズルアーム２２と、基板Ｗの回転軸線Ｚ１まわりにスピンチャック１０を取り囲む筒状の処理カップ１２とを備える。
　処理液ノズル２０は、複数種の処理液が想定される場合には、それぞれの処理液に対応して複数設けられていてもよい。処理液ノズル２０は、基板Ｗの上面に処理液を吐出する。また、処理液ノズル２０に処理液を供給するための配管には、処理液の供給を制御するためのダイヤフラムバルブ１２４が設けられる。ダイヤフラムバルブ１２４は、たとえば、制御部９０によって制御される。
　スピンチャック１０は、略水平姿勢の基板Ｗの下面を真空吸着する円板状のスピンベース１０Ａと、スピンベース１０Ａの中央部から下方に延びる回転軸１０Ｃと、回転軸１０Ｃを回転させることによって、スピンベース１０Ａに吸着されている基板Ｗを回転させるスピンモータ１０Ｄとを備える。なお、スピンチャック１０の代わりに、スピンベースの上面外周部から上方に突出する複数のチャックピンを備え、当該チャックピンによって基板Ｗの周縁部を挟持する挟持式のチャックが用いられてもよい。
　ノズルアーム２２は、アーム部２２Ａと、軸体２２Ｂと、駆動部２２Ｃとを備える。駆動部２２Ｃは、軸体２２Ｂの伸縮、および、軸体２２Ｂの軸周りの角度を調整する。アーム部２２Ａの一方の端部は軸体２２Ｂに固定されており、アーム部２２Ａの他方の端部は軸体２２Ｂの軸から離れて配置される。また、アーム部２２Ａの他方の端部には、処理液ノズル２０が取り付けられている。そうすることによって、処理液ノズル２０は、基板Ｗの半径方向に揺動可能に構成される。なお、揺動による処理液ノズル２０の移動方向は、基板Ｗの半径方向の成分を有していればよく、基板Ｗの半径方向に厳密に平行である必要はない。
　処理カップ１２は、平面視でスピンチャック１０を取り囲む筒状のガード１２Ａと、ガード１２Ａに取り付けられる軸体１２Ｂと、ガード１２Ａを昇降させる駆動部１２Ｃと、平面視でガード１２Ａを取り囲む筒状のガード１２Ｄとを備える。
　制御部９０は、スピンチャック１０のスピンモータ１０Ｄの回転数を制御しつつ、処理液ノズル２０から処理液を基板Ｗの上面に吐出させる。また、制御部９０は、ノズルアーム２２の駆動部２２Ｃの駆動を制御することによって、処理液ノズル２０を基板Ｗの上面において上下動させ、かつ、揺動させる。また、制御部９０は、処理カップ１２の駆動部１２Ｃの駆動を制御することによって、ガード１２Ａを上下動させる。
　＜基板処理装置の動作について＞
　次に、基板処理装置１の動作の例について、図４を参照しつつ説明する。なお、図４は、基板処理装置１の動作のうちの、処理ユニット６００における動作を示すフローチャートである。
　インデクサロボット６０２は、ロードポート６０１におけるキャリアＣから基板載置部６０４に基板Ｗを搬送する。センターロボット６０３は、基板載置部６０４から１つの処理ユニット６００に基板Ｗを搬送する。処理ユニット６００は、基板Ｗを処理する。センターロボット６０３は、処理ユニット６００から基板載置部６０４に基板Ｗを搬送する。インデクサロボット６０２は、基板載置部６０４からロードポート６０１におけるキャリアＣに基板Ｗを搬送する。
　処理ユニット６００における基板処理としては、まず、基板Ｗの上面に薬液を供給して所定の薬液処理を行う（図４におけるステップＳＴ０１）。その後、基板Ｗの上面に純水（ＤＩＷ）などを供給してリンス処理を行う（図４におけるステップＳＴ０２）。さらに、基板Ｗを高速回転させることによって純水を振り切り、それによって基板Ｗを乾燥させる（図４におけるステップＳＴ０３）。
　上記の基板処理のうち、薬液処理においては、スピンチャック１０に保持され、かつ、回転している基板Ｗの上面に、処理液ノズル２０から所定の処理液が吐出される。処理液ノズル２０から吐出される処理液の種類、吐出量、濃度、温度または吐出タイミングなどは、記録装置９４などに記録されている処理レシピに基づいて制御部９０によって制御される。
　＜成形品の構成について＞
　次に、上記の基板処理装置１の構成部材の少なくとも一部に使われる成形品の構成について説明する。
　本実施の形態に関する基板処理装置１に使われる成形品は、テトラフルオロエチレンＣ２Ｆ４とエチレンＣ２Ｈ４との共重合体（４フッ化エチレン－エチレン共重合樹脂、すなわち、ＥＴＦＥ）からなるフッ素樹脂である。ＥＴＦＥは、パーフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）と同様に熱可塑性樹脂である。また、ＥＴＦＥは、耐薬品性、絶縁性および耐摩擦性を有する。また、ＥＴＦＥは、切削加工だけでなく成型加工でも成形可能であるため、製造コストも抑えやすい。
　上記の成形品は、基板処理装置１におけるあらゆる構成に適用可能であるが、耐摩耗性が高い部材であるため、特に、ベローズ部品、バルブ部材のダイヤフラムおよび弁座、基板保持に使われるチャックピンなど、変形または離接が繰り返し生じるような部材に適用されることが望ましい。
　図５は、図３に示された処理ユニット６００における処理カップ１２の構成の例を示す図である。
　処理カップ１２の軸体１２Ｂは、ガード１２Ａの側方の端部に連結される連結部８５と、連結部８５を介してガード１２Ａとともに上下動可能な昇降ヘッド８２と、昇降ヘッド８２を覆って設けられ、かつ、Ｚ軸方向に伸縮可能なベローズ８４とを備える。
　処理カップ１２の駆動部１２Ｃは、水平に延びる回転軸８１Ａを含む駆動源８１と、回転軸８１Ａの回転を昇降ヘッド８２に伝達することによって昇降ヘッド８２を上下動させる伝達機構８３とを備える。駆動源８１は、たとえば、回転軸８１Ａを回転させるモータなどである。
　伝達機構８３は、昇降ヘッド８２に形成される複数のラック歯８３Ａと、回転軸８１Ａの回転が伝達されラック歯８３Ａに噛合する複数のピニオン歯８３Ｂとを備える。
　駆動源８１の駆動モータが回転軸８１Ａを回転させると、回転軸８１Ａの先端のピニオン歯８３Ｂが回転する。ピニオン歯８３Ｂの回転は、ラック歯８３Ａを介して昇降ヘッド８２に伝達され、昇降ヘッド８２のＺ軸方向の直線運動に変換される。これにより、昇降ヘッド８２が上下動される。そして、昇降ヘッド８２の上下動に応じてガード１２Ａが昇降される。
　ここで、ベローズ８４には、上記の成形品、すなわち、ＥＴＦＥからなるフッ素樹脂で形成されるものを採用することができる。耐摩耗性が高い上記の成形品をベローズ８４に採用することによって、ベローズ８４の摩耗によって生じるパーティクルを大きく抑制することができる。また、ベローズ８４の耐摩耗性が向上するため、ベローズ８４の経年劣化が抑制されてベローズ８４の交換周期を延ばすことができる。
　また、図３に示されたノズルアーム２２の軸体２２Ｂには、上記の軸体１２Ｂと同様の昇降ヘッドおよびベローズを適用可能である。その場合にも、当該ベローズに、上記の成形品、すなわち、ＥＴＦＥからなるフッ素樹脂で形成されるものを採用することができる。
　ただし、ノズルアーム２２は、軸体２２Ｂを中心にアーム部２２Ａが揺動可能に設けられるため、ベローズは、Z軸方向における伸縮変形に加えて、ＸＹ平面における回動に伴うねじり変形が生じ得る。そのような場合に、たとえば、応力が集中しやすいベローズの端部（すなわち、図３に示される領域２２２）のみに電子線が照射されたＥＴＦＥからなるフッ素樹脂を使うことによって、電子線の照射量を抑制しつつ、成形品の耐摩耗性を効率的に向上させることができる。
　図６は、図３に示された処理ユニット６００におけるダイヤフラムバルブ１２４の構成の例を示す図である。
　ダイヤフラムバルブ１２４は、流入口１２１から流出口１２２に至る流路２３が形成されたボディ２４と、流路２３を開閉する弁体としてのダイヤフラム２５と、ダイヤフラム２５を駆動するためのピストンロッド２６と、ピストンロッド２６を内部に収容する筒体２７とを備える。
　ボディ２４は、フッ素樹脂（ＰＴＦＥまたはＰＦＡ）製であり、その内部に、流入口１２１に連通する流入路２８が形成されている。処理液ノズル２０に供給される処理液は、流入口１２１を介して流入路２８に流入する。流入路２８は、その途中部において、ダイヤフラム２５に向けてほぼ直角に屈曲している。
　また、ボディ２４には、その内部に、流出口１２２に連通する流出路２９が形成されている。流出路２９と流入路２８とで流路２３が構成される。流出路２９は、ダイヤフラム２５に対向する入口端部を有し、当該入口端部から所定距離だけ下流側で流出口１２２に向けて直角に屈曲されている。処理液は、流出路２９から流出口１２２を介して処理液ノズル２０に供給される。
　流出路２９の入口端部に、ダイヤフラム２５を着座させるための弁座３０が形成されている。したがって、流出路２９は、弁座３０を介して流入路２８に連通している。
　弁座３０は筒状（具体的には円筒形状）をなしており、先端部（すなわち、ダイヤフラム２５に対向する端部）には環状のシール部材１２０が配置されている。シール部材１２０は、たとえば断面形状が円形のＯリングであり、その環状の先端縁が弁座３０の先端面（ダイヤフラム２５に対向する面）よりもダイヤフラム２５側に突出するように設けられ、ダイヤフラム２５が着座する座面を形成している。
　筒体２７のボディ２４に臨む端部には、ダイヤフラム２５の移動を許容するための空間３１が形成されており、さらに、空間３１に連通するガイド孔３２にピストンロッド２６が挿通している。
　ピストンロッド２６において筒体２７の内部空間に配置された部位には、ピストン３３が取り付けられている。ピストン３３よりもボディ２４側の空間３４には、ボディ２４の外表面に臨むポート３５が形成されている。ポート３５には、エア供給配管１４が接続されており、エア供給配管１４から、空間３４内にエア（作動用の圧縮空気）が供給される。
　筒体２７のボディ２４とは反対側には、カバー３６が取り付けられており、このカバー３６の内面に形成された円筒状のボス３７に、ピストンロッド２６がスライド自在に挿通している。ボス３７の周囲には、ボス３７を取り囲むように圧縮コイルばね３８が配置されている。圧縮コイルばね３８は、ダイヤフラム２５をボディ２４側に向けて付勢している。圧縮コイルばね３８が収容されている空間３９は、ポート４０を介して大気と連通している。
　ダイヤフラム２５は、弁座３０の先端面と対向するシール面２５Ａを有している。ダイヤフラム２５の中央部４１は厚肉に形成されている。中央部４１のシール面２５Ａとの反対面には、その中央部４１に、ピストンロッド２６の先端部に設けられた固定用突部２６Ａに嵌合する嵌合凹所４２が形成されている。中央部４１が嵌合凹所４２を介して固定用突部２６Ａに外嵌されて、中央部４１がピストンロッド２６に固定されている。ダイヤフラム２５の周縁部４３は、ボディ２４に固定されている。そのため、ピストンロッド２６の移動に伴ってダイヤフラム２５が変形する。
　エア供給配管１４からのエアがポート３５を介して空間３４に供給されると、空間３４内が昇圧する。そして、ピストンロッド２６が圧縮コイルばね３８の弾性力に抗してカバー３６側（図６におけるＺ軸正方向）に移動する。ピストンロッド２６に伴ってダイヤフラム２５の中央部４１が弁座３０から離間してカバー３６側に移動し、これによってダイヤフラム２５が変形する。こうして、ダイヤフラム２５と弁座３０（およびシール部材１２０）との間に隙間Ｓが形成されて、流路２３が開放状態になる。そのため、流入路２８内の処理液が隙間Ｓを介して流出路２９に流入する。
　一方、空間３４内のエアがポート３５を介して大気中に排出されると、空間３４内の圧力が大気圧になる。そして、圧縮コイルばね３８の弾性力によってピストンロッド２６がボディ２４側（図６におけるＺ軸負方向）に移動し、ピストンロッド２６に伴ってダイヤフラム２５も元の形状に復元し、ダイヤフラム２５と弁座３０との間にシール部材１２０が密着状態で介装されて、流路２３が閉鎖状態になる。そのため、流入路２８内の処理液は流出路２９に流入しない。
　ここで、ダイヤフラム２５には、上記の成形品、すなわち、ＥＴＦＥからなるフッ素樹脂で形成されるものを採用することができる。耐摩耗性が高いダイヤフラム２５を採用することによって、ダイヤフラム２５の摩耗によって生じるパーティクルを大きく抑制することができる。したがって、処理液へのパーティクルの混入を抑制することができる。また、処理液へのパーティクルの混入が抑制されるため処理液の清浄性が向上し、その結果として、基板処理に先んじて行われる処理液の不純物を除去するための工程時間が短縮される。よって、基板処理装置の早期立ち上げが可能となる。また、ダイヤフラム２５の耐摩耗性が向上するため、ダイヤフラム２５の経年劣化が抑制されてダイヤフラム２５の交換周期を延ばすことができる。
　＜成形品の製造方法について＞
　次に、本実施の形態に関する成形品の製造方法について説明する。
　まず、基材上に、未架橋のフッ素樹脂（ＥＴＦＥ）の層を形成する。基材上にフッ素樹脂層を形成するためには、通常、フッ素樹脂ディスパージョンをディッピング法、スピンコーティング法またはスプレーコーティング法などによって基材上に塗工し、乾燥させる方法が採用される。
　また、基材上にフッ素樹脂（ＥＴＦＥ）の粉体塗料を塗工する方法によっても、基材上にフッ素樹脂層を形成することができる。粉体塗料の塗工方法としては、静電塗装法または流動浸漬法などが挙げられる。均一で薄い塗膜を形成しやすい点では、フッ素樹脂ディスパージョンの塗工法を採用することが好ましい。
　次に、照射に適する温度に温度調整された上記のフッ素樹脂層に、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下の雰囲気下で、照射線量がたとえば、５０ｋＧｙ以上、かつ、２５０ｋＧｙ以下の放射線（電子線）を照射する。そうすることによって、未架橋のフッ素樹脂を架橋させる。
　放射線としては、α線（α崩壊を行う放射性核種から放出されるヘリウム－４の原子核の粒子線）、β線（原子核から放出される陰電子および陽電子）、電子線（熱電子が真空中で加速されるなどによって生成される、ほぼ一定の運動エネルギーを有する電子ビーム）などの粒子線、または、γ線（原子核、素粒子のエネルギー準位間の遷移、または、素粒子の対消滅、対生成などによって放出または吸収される波長の短い電磁波）などの電離放射線を用いることができるが、架橋効率または操作性の観点からは電子線およびγ線が好ましく、本実施の形態では電子線を用いる。
　放射線の照射線量は、たとえば、５０ｋＧｙ以上、かつ、２５０ｋＧｙ以下であるが、耐摩耗性の観点から、好ましくは、たとえば、５５ｋＧｙ以上、かつ、２３０ｋＧｙ以下であり、より好ましくは、たとえば、６０ｋＧｙ以上、かつ、２００ｋＧｙ以下である。
　放射線の照射領域の雰囲気を、酸素濃度１０００ｐｐｍ以下とすることが架橋反応を進行させる上で重要である。照射領域の雰囲気中の酸素濃度は、好ましくは８００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５００ｐｐｍ以下、特に好ましくは３００ｐｐｍ以下である。酸素濃度の下限値は、通常、０．１ｐｐｍであり、多くの場合１ｐｐｍ程度である。
　上記の電子線の照射によって、ＥＴＦＥにおけるＣＦ結合とＣＨ結合とのうちのＣＨ結合が切断されて炭素ラジカル（アルキル系炭素ラジカル、ポリエニル系炭素ラジカル）が生成される。そして、近接する炭素ラジカル同士でＣＣ結合が生成されて架橋が形成されることとなる。ＥＴＦＥにおける架橋構造は、ＥＴＦＥの耐摩耗性を向上させる。たとえば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の限界ＰＶ値は１０［ＭＰａ・ｍ／分］程度であるのに対し、未架橋のＥＴＦＥの限界ＰＶ値は１００［ＭＰａ・ｍ／分］程度であり、さらに、電子線が照射された後のＥＴＦＥの限界ＰＶ値は１２００［ＭＰａ・ｍ／分］程度である。
　ここで、上記の電子線の照射は、成形品の一部にのみ行われてもよい。たとえば、図３に示される軸体２２Ｂに使われるベローズ部材のうちの、領域２２２のみに電子線が照射されてもよい。なお、電子線が選択的に照射される箇所は、領域２２２のような成形品の端部である場合に限られず、他の箇所であってもよい。
　＜成形品の退色について＞
　ＥＴＦＥは、上記のように電子線が照射されることによって架橋構造となり、耐摩耗性が向上する。一方で、ＥＴＦＥは、上記のように電子線が照射されることによって、白色から褐色へと色が変化する。
　褐色へと色が変化するのは、残存ラジカルによって着色すると考えられる。そして、退色が生じるのは、浸透するなどによって内部の残存ラジカルを除去するものと考えられる。
　このように色が変化したＥＴＦＥを所定の薬液に浸漬させると、ＥＴＦＥの色を退色させて、電子線が照射される前の色（白色）に戻すことができる。
　図７は、所定の薬液に浸漬された状態の成形品の例を示す図である。図７に例が示されるように、容器５２内に貯留される所定の薬液５４に、ETFEからなり、かつ、上記の電子線が照射された成形品５６が浸漬している。
　薬液５４は過酸化水素水を含む酸性の薬液であり、たとえば、塩酸と過酸化水素水との混合溶液、または、硫酸と過酸化水素水との混合溶液などである。塩酸と過酸化水素水との混合溶液である場合、たとえば、３６ｗｔ％の塩酸と３０ｗｔ％の過酸化水素水と純水との比率が１：１：４であり、温度は７０℃であるものとする。また、硫酸と過酸化水素水との混合溶液の場合、たとえば、９６ｗｔ％の硫酸と３０ｗｔ％の過酸化水素水との比率が２：１であり、温度は８０℃であるものとする。また、浸漬させる時間は、たとえば、数週間（４週間など）程度であるものとする。
　なお、成形品５６に薬液５４を付与する方法は、上記の浸漬に限られるものではなく、たとえば、液滴状の薬液５４を成形品５６に塗付する場合であってもよいし、噴霧状の薬液５４を成形品５６に吹き付ける場合であってもよい。また、成形品５６へ付与されるものは薬液５４とされたが、薬液５４の代わりに純水（ＤＩＷ）が用いられてもよい。純水（ＤＩＷ）が成形品５６へ付与される場合であっても、電子線が照射されることによって生じた色を退色することができる。特に、加熱された純水（ＤＩＷ）であれば、加熱されていない純水（ＤＩＷ）よりも高い確度で退色することができる。
　ＥＴＦＥからなる成形品の色が褐色などに変化した場合、当該成形品が基板処理の際などに汚染されたとの誤認が生じ得る。よって、上記のようにＥＴＦＥからなる成形品を退色させて電子線が照射される前の色に戻すことは、このような誤認を抑制する効果がある。その結果、そのような誤認によって基板処理が中断してしまうことを減らすことができるため、基板処理のスループットを向上させることができる。
　＜以上に記載された実施の形態によって生じる効果について＞
　次に、以上に記載された実施の形態によって生じる効果の例を示す。なお、以下の説明においては、以上に記載された実施の形態に例が示された具体的な構成に基づいて当該効果が記載されるが、同様の効果が生じる範囲で、本願明細書に例が示される他の具体的な構成と置き換えられてもよい。すなわち、以下では便宜上、対応づけられる具体的な構成のうちのいずれか１つのみが代表して記載される場合があるが、代表して記載された具体的な構成が対応づけられる他の具体的な構成に置き換えられてもよい。
　以上に記載された実施の形態によれば、成形方法において、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体からなる成形品５６に対し、電子線を照射する工程を備える。
　このような構成によれば、耐摩耗性が高い成形品５６が得られるため、成形品５６の摩耗によって生じるパーティクルを大きく抑制することができる。したがって、当該成形品５６が部材として使われる基板処理装置１において、基板Ｗを処理するための処理液へのパーティクルの混入を抑制することができる。また、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体からなる当該成形品５６は、切削加工だけでなく成型加工でも成形可能であるため、成形の自由度が高い。また、ＰＦＡ、ＰＴＦＥなどよりも低コストで成形品５６を得ることができる。また、処理液へのパーティクルの混入が抑制されるため処理液の清浄性が向上し、その結果として、基板処理に先んじて行われる処理液の不純物を除去するための工程時間が短縮される。よって、基板処理装置１の早期立ち上げが可能となる。また、成形品５６の耐摩耗性が向上するため、成形品５６の経年劣化が抑制されて成形品５６の交換周期を延ばすことができる。
　また、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。
　また、以上に記載された実施の形態によれば、成形品５６に対し電子線を照射する工程は、成形品５６の一部のみに電子線を照射する工程である。このような構成によれば、成形品５６の変形の度合いに応じて電子線の照射領域を選択することによって、電子線の照射量を抑制しつつ、成形品５６の耐摩耗性を効率的に向上させることができる。
　また、以上に記載された実施の形態によれば、成形品５６に対し電子線を照射する工程は、成形品５６の端部のみに電子線を照射する工程である。このような構成によれば、成形品５６に対し直線的な伸縮だけでなくねじりを含む変形が生じる場合に、成形品５６の、変形の度合いが大きくなりやすい（すなわち、応力が集中しやすい）端部に電子線を選択的に照射することによって、電子線の照射量を抑制しつつ、成形品５６の耐摩耗性を効率的に向上させることができる。
　また、以上に記載された実施の形態によれば、成形方法において、電子線が照射された後で、過酸化水素水を含む酸性の薬液を成形品５６に付与する工程を備える。このような構成によれば、電子線が照射されることによって生じた色を退色することができる。したがって、褐色などに色が変化した成形品５６に対し、基板処理の際などに汚染（金属汚染または有機汚染など）が生じたとの誤認が生じることを抑制することができる。よって、そのような誤認によって基板処理が中断してしまうことを減らし、基板処理のスループットを向上させることができる。
　また、以上に記載された実施の形態によれば、薬液を成形品５６に付与する工程は、塩酸と過酸化水素水との混合溶液、または、硫酸と過酸化水素水との混合溶液である薬液を成形品５６に付与する工程である。このような構成によれば、電子線が照射されることによって生じた色を、高い確度で退色することができる。
　以上に記載された実施の形態によれば、成形品は、基板処理装置１に使われる成形品５６であり、テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体からなり、かつ、褐色である。
　このような構成によれば、耐摩耗性が高い成形品５６が得られるため、成形品５６の摩耗によって生じるパーティクルを大きく抑制することができる。したがって、当該成形品５６が部材として使われる基板処理装置１において、基板を処理するための処理液へのパーティクルの混入を抑制することができる。
　なお、上記の構成に本願明細書に例が示された他の構成を適宜追加した場合、すなわち、上記の構成としては言及されなかった本願明細書中の他の構成が適宜追加された場合であっても、同様の効果を生じさせることができる。
　＜以上に記載された実施の形態の変形例について＞
　以上に記載された実施の形態では、それぞれの構成要素の材質、材料、寸法、形状、相対的配置関係または実施の条件などについても記載する場合があるが、これらはすべての局面においてひとつの例であって、限定的なものではないものとする。
　したがって、例が示されていない無数の変形例と均等物とが、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。たとえば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合が含まれるものとする。
　また、以上に記載された実施の形態において、特に指定されずに材料名などが記載された場合は、矛盾が生じない限り、当該材料に他の添加物が含まれた、たとえば、合金などが含まれるものとする。
　１　基板処理装置
　１０　スピンチャック
　１０Ｃ，８１Ａ　回転軸
　１０Ａ　スピンベース
　１０Ｄ　スピンモータ
　１２　処理カップ
　１２Ｂ，２２Ｂ　軸体
　１２Ｃ，２２Ｃ　駆動部
　１２Ａ，１２Ｄ　ガード
　１４　エア供給配管
　２０　処理液ノズル
　２２　ノズルアーム
　２２Ａ　アーム部
　２３　流路
　２４　ボディ
　２５　ダイヤフラム
　２５Ａ　シール面
　２６　ピストンロッド
　２６Ａ　固定用突部
　２７　筒体
　２８　流入路
　２９　流出路
　３０　弁座
　３１，３４，３９　空間
　３２　ガイド孔
　３３　ピストン
　３５，４０　ポート
　３６　カバー
　３７　ボス
　３８　圧縮コイルばね
　４１　中央部
　４２　嵌合凹所
　４３　周縁部
　５２　容器
　５４　薬液
　５６　成形品
　８１　駆動源
　８２　昇降ヘッド
　８３　伝達機構
　８３Ａ　ラック歯
　８３Ｂ　ピニオン歯
　８４　ベローズ
　８５　連結部
　９０　制御部
　９１　ＣＰＵ
　９２　ＲＯＭ
　９３　ＲＡＭ
　９４　記録装置
　９４Ｐ　処理プログラム
　９５　バスライン
　９６　入力部
　９７　表示部
　９８　通信部
　１２０　シール部材
　１２１　流入口
　１２２　流出口
　１２４　ダイヤフラムバルブ
　１８０　チャンバ
　２２２　領域
　６００　処理ユニット
　６０１　ロードポート
　６０２　インデクサロボット
　６０３　センターロボット
　６０４　基板載置部

Claims (6)

  1. 　基板処理装置に使われる成形品の成形方法であり、
    　テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体からなる前記成形品に対し、電子線を照射する工程を備える、
    　成形方法。
  2. 　請求項１に記載の成形方法であり、
    　前記成形品に対し前記電子線を照射する工程は、前記成形品の一部のみに前記電子線を照射する工程である、
    　成形方法。
  3. 　請求項２に記載の成形方法であり、
    　前記成形品に対し前記電子線を照射する工程は、前記成形品の端部のみに前記電子線を照射する工程である、
    　成形方法。
  4. 　請求項１から３のうちのいずれか１つに記載の成形方法であり、
    　前記電子線が照射された後で、過酸化水素水を含む酸性の薬液を前記成形品に付与する工程をさらに備える、
    　成形方法。
  5. 　請求項４に記載の成形方法であり、
    　前記薬液を前記成形品に付与する工程は、塩酸と過酸化水素水との混合溶液、または、硫酸と過酸化水素水との混合溶液である前記薬液を前記成形品に付与する工程である、
    　成形方法。
  6. 　基板処理装置に使われる成形品であり、
    　テトラフルオロエチレンとエチレンとの共重合体からなり、かつ、褐色である、
    　成形品。
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JP2002338713A (ja) * 2001-05-21 2002-11-27 Hitachi Cable Ltd 放射線により一部を改質したふっ素樹脂成形体
JP2018035234A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 ダイキン工業株式会社 改質成形品の製造方法、成形品、ダイヤフラム及びダイヤフラムバルブ

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