TWI381470B - And a treatment device provided with the valve - Google Patents

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Toshihisa Nozawa
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Tokyo Electron Ltd
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Description

閥及具備該閥之處理裝置
本發明係關於一種閥及具備該閥之處理裝置，上述閥設置於處理裝置之腔室與排氣裝置之間，上述處理裝置係對半導體晶圓等被處理體進行真空處理者。詳細而言，本發明係關於一種可密封處理裝置之腔室與排氣裝置之間之密封閥、亦具有控制腔室內壓力之功能之密封閥、及具備此等密封閥之處理裝置。
在半導體製造步驟中，有進行成膜處理及蝕刻處理等各種真空處理。在進行此等真空處理之處理裝置中，係向可進行內部真空排氣之腔室內搬入作為被處理體之半導體晶圓，一面藉由包含真空泵之排氣裝置對腔室進行真空排氣，一面對半導體晶圓進行特定之處理。
在該處理期間，腔室藉由真空泵進行排氣，腔室內之壓力藉由調整設置於腔室與真空泵間之壓力控制閥之開度來控制。此種壓力控制閥例如揭示於專利文獻1(日本特開平9－178000號)及專利文獻2(日本特開2005－9678號公報)。此等文獻中所揭示之壓力控制閥，均構成為：在自旋動軸延伸之臂之前端設置圓板狀閥體，藉由旋旋動旋動軸，可使閥體從關閉流路之位置移動至全開流路之位置。
專利文獻1、2所揭示之壓力控制閥，於閥本體具備提供流體通路之2個開口，以及設置在與流體通路交叉之方向上之收容圓板狀閥體之空間。圓板狀閥體在旋動軸之臂之 前端，與臂一體設置。在壓力控制閥全開時，圓板狀閥體位於空間內，因此，閥體位於流體通路之側面，開口成為全開。
另一方面，在閥體移動至完全覆蓋開口之位置時，安裝於閥體之密封構件未密合於開口，未完全密封開口。為使閥體密封開口，進一步藉由在軸方向移動圓筒形狀之密封接合構件，將閥體之密封構件按壓於開口而密封開口。
另外，在專利文獻3揭示有一種閘閥，其具有用於控制腔室內壓力之流量控制部，例如於排氣流路中具有葉片、滑動阻力閥體；且具有將設置於主閥體之主閥密封件(密封構件)從排氣氣體中之自由基及電漿中遮斷之構成。
[專利文獻1]日本特開平9－178000號公報[專利文獻2]日本特開2005－9678號公報[專利文獻3]日本特開2004－286131號公報
但，作為真空處理，例如在進行CF氣體或O2 氣體等之電漿處理時，電漿中之自由基等會通過利用閥體打開為特定開度之開口。此時，閥體之密封構件成為曝露於自由基等中之狀態，藉此，會使密封構件劣化而密封能力降低，或產生顆粒。因此，必須在密封構件劣化之時點，在使裝置成為維護狀態後更換密封構件。
現在，伴隨電漿及自由基能量之增大，為提高耐電漿性及耐自由基性，係使用以較高價之完全氟化之橡膠所製成 之密封構件，但即便如此亦不能避免劣化，必須每數個月就進行密封構件更換，密封構件成本增高。而且，由於為更換密封構件而使裝置處於維護狀態，故生產能力會降低。
此外，亦有以使密封構件從電漿及自由基中遮斷之方式構成之閘閥，但該閘閥具有流量控制部(控制用閥體)與主閥部(密封用閥體)成為一體之構成，關係到閘閥之製造成本及維護成本之增大。
本發明係鑒於上述情形而完成者，其目的在於提供一種可實現密封構件長壽命化、低製造成本、及低維護成本之密封閥，亦具有壓力控制功能之密封閥及具備此等密封閥之處理裝置。
為解決上述問題，本發明之第1態樣係提供一種閥，其設置於可保持內部為減壓之腔室與對該腔室內進行排氣之排氣裝置之間。該閥具有：第1閥本體，其係包含容許腔室與排氣裝置間氣體連通之第1開口及第2開口者；密封用閥體，其係配置於第1閥本體內，以接觸或離開第1閥本體之第2開口而開閉該第2開口者；密封構件，其係設置於密封用閥體，在密封用閥體關閉第1閥本體之第2開口時密封該第2開口者；閥退避部，其係設置於第1閥本體之離開第2開口之內壁部，在密封用閥體離開該第2開口而移動時，從第1閥本體之內部空間遮蔽密封構件者；及第1旋動軸，其係旋動密封用閥體，以便使其能夠配置於第1閥本體之第2開口及閥退避部中之一者。
本發明之第2態樣係提供一種閥，其係第1態樣之閥，其中第1開口與腔室連接，第2開口與排氣裝置連接。
本發明之第3態樣係提供一種閥，其係第1態樣或第2態樣之閥，其中第1旋動軸構成為以其中心軸作為旋動中心，使密封用閥體在對應於第2開口之第1位置與對應於閥退避部之第2位置之間旋動；第1旋動軸構成為使配置於第1位置之密封用閥體沿第1旋動軸之中心軸方向朝兩方向移動，使配置於第2位置之密封用閥體沿第1旋動軸之中心軸方向朝兩方向移動。
本發明之第4態樣係提供一種閥，其係第1態樣至第3態樣中任一樣態之閥，其中密封用閥體在密封構件外側具有保護密封構件，保護密封構件比密封構件在自由基耐性上優越，密封構件比保護密封構件在氣密性上優越。
本發明之第5態樣係提供一種閥，其係第4態樣之閥，其中第1閥本體在其第2開口周圍具有收容保護密封構件之凹槽，在密封構件關閉第1閥本體之第2開口時，保護密封構件收容於凹槽內。
本發明之第6態樣係提供一種閥，其係第4態樣或第5態樣之閥，其中第1閥本體在閥退避部具有收容密封構件之凹槽，在保護密封構件密合於閥退避部時，密封構件收容於凹槽內。
本發明之第7態樣係提供一種閥，其係第1態樣至第6態樣中任一樣態之閥，其中第1旋動軸係在內部收容有引導軸之中空軸，該中空軸構成為以其中心軸為旋動中心，使 密封用閥體在對應於第2開口之第1位置與對應於閥退避部之第2位置之間旋動；中空軸構成為使配置於第1位置之密封用閥體沿中空軸之中心軸方向朝兩方向移動，使配置於第2位置之密封用閥體沿中空軸之中心軸方向朝兩方向移動。
本發明之第8態樣係提供一種閥，其係第1態樣至第7態樣中任一樣態之閥，其中在第1閥本體設置有第5開口。
本發明之第9態樣係提供一種閥，其係第8態樣之閥，其中第5開口係在第2開口關閉時，使從第1開口流入之氣體流出者。
本發明之第10態樣係提供一種閥，其係第1態樣至第9態樣中任一樣態之閥，進一步具備：第2閥本體，其係包含容許在腔室與排氣裝置間氣體連通之第3開口及第4開口，且將第1開口連接於第4開口者；控制用閥體，其係不具有密封構件，且於第2閥本體內調節該第2閥本體之第3開口之開度者；及第2旋動軸，其係使控制用閥體旋動，以調節第2閥本體之第3開口之開度者。
本發明之第11態樣係提供一種閥，其係第10態樣之閥，其中第1旋動軸構成為以其中心軸作為旋動中心，使密封用閥體在對應於第2開口之第1位置與對應於閥退避部之第2位置之間旋動；第1旋動軸構成為使配置於第1位置之密封用閥體沿第1旋動軸之中心軸方向朝兩方向移動，使配置於第2位置之密封用閥體沿第1旋動軸之中心軸方向朝兩方向移動。
本發明之第12態樣係提供一種閥，其係第11態樣之閥， 其中第2閥本體具有在控制用閥體調節第2閥本體之第3開口之開度時可收容控制用閥體之空間；第2旋動軸以其中心軸為旋動中心，使控制用閥體在第2閥本體之第3開口與空間之間旋動；第2旋動軸與第1旋動軸為同軸，第1旋動軸係中空軸，其具備將第2旋動軸可旋動地加以收容之中空部。
本發明之第13態樣係提供一種閥，其係第10態樣至第12態樣中任一樣態之閥，其中密封用閥體在密封構件外側具有保護密封構件，保護密封構件比密封構件在自由基耐性上優越，密封構件比保護密封構件在氣密性上優越。
本發明之第14態樣係提供一種閥，其係第13態樣之閥，其中第1閥本體在其第2開口周圍具有收容保護密封構件之凹槽，在密封構件關閉第1閥本體之第2開口時，保護密封構件收容於凹槽內。
本發明之第15態樣係提供一種閥，其係第13態樣或第14態樣之閥，其中第1閥本體在閥退避部具有收容密封構件之凹槽，在保護密封構件密合於閥退避部時，密封構件收容於凹槽內。
本發明之第16態樣係提供一種閥，其係第10態樣至第15態樣中任一樣態之閥，其中在第2閥本體、及第1閥本體中之至少一者設置有第5開口。
本發明之第17態樣係提供一種閥，其係第10態樣之閥，其中第5開口係在第1閥本體之第2開口關閉時，使從第2閥本體之第3開口流入之氣體流出者。
本發明之第18態樣係提供一種閥，其係第10態樣至第17態樣中任一樣態之閥，其中第2閥本體與第1閥本體可拆裝自如地結合。
本發明之第19態樣係提供一種閥，其係第1態樣至第9態樣中任一樣態之閥，其進一步具備：控制用閥體，其係位於第1閥本體內，且構成為可對第1閥本體之第1開口進行開閉者；及第2旋動軸，其係使控制用閥體旋動，以調整第1開口之開度者。
本發明之第20態樣係提供一種處理裝置，其具備：腔室，其係收容被處理體，且可保持內部為真空者；處理機構，其係在腔室內對被處理體施予特定之電漿處理者；排氣裝置，其係對腔室內進行排氣者；及第1至第19態樣中之任一閥，其係設置於腔室與排氣裝置間者。
本發明之第21態樣係提供一種處理裝置，其係第20態樣之處理裝置，其中在第1閥本體設置有第5開口，在清洗第1閥本體內時，利用密封用閥體關閉第1閥本體之第2開口，且使氣體從第1閥本體經由第5開口流動。
根據本發明之實施形態，可達成密封構件之長壽命化，並能夠以低成本製造，可實現將維護成本抑制於低之密封閥、亦具有壓力控制功能之密封閥、及具備此等密封閥之處理裝置。
以下，參照附圖就本發明實施形態之閥與具備該閥之處 理裝置進行詳細說明。
(第1實施形態)
圖1係使用本發明第1實施形態之壓力控制閥之RLSA微波電漿處理裝置之概略剖面圖。
如圖1所示，該RLSA微波電漿處理裝置10具有：大致圓筒狀之腔室11，其係收容半導體基板，且可保持於真空者；載置台12，其係設置於腔室底部，載置半導體基板S者；氣體導入部13，其係設置於腔室11之側壁，用於導入處理氣體之形成為環狀者；平面天線14，其係面臨腔室11上部之開口部設置，形成有多數之微波穿透孔14a者；微波產生部15，其係產生微波者；微波傳輸機構16，其係將微波產生部15之微波引導至平面天線14者；及處理氣體供給系統17，其係向氣體導入部13供給處理氣體者。
在平面天線14之下方設置有由介電體構成之微波穿透板21，在平面天線14之上設置有遮罩構件22。微波傳輸機構16具有：波導管31，其係從微波產生部15引導微波之於水平方向延伸者；同軸波導管32，其係包含從平面天線14向上方延伸之內導體33及外導體34者；及模式轉換機構35，其係設置於波導管31與同軸波導管32之間者。
在腔室11設置有用於對腔室11內進行排氣之包含閥及排氣裝置等之排氣機構24。排氣機構24具有連接於腔室11底部之排氣口11a之排氣管23，在該排氣管23串接有作為排氣裝置之曳引泵53與作為排氣裝置之乾式泵54。乾式泵54將腔室11排氣至低真空，曳引泵53將腔室11排氣至高真 空。
在排氣管23之曳引泵53之上游側，設置有第1實施形態之壓力控制閥60。在腔室11設置有檢測其內部壓力之壓力感測器55。壓力控制閥60根據壓力感測器55之檢測值調整開度。在排氣管23，於壓力控制閥60之上游側設置有開關閥56，於曳引泵53與乾式泵54間設置有開關閥57。
在腔室11之側壁設置有可搬出入半導體基板S之搬出入口25，該搬出入口25可藉由閘閥G開閉。此外，在載置台12內埋設有加熱器18。
處理氣體供給系統17，具有例如CF氣體或O2 氣體等處理氣體之供給源，具有經由連接於氣體導入部13之氣體供給線19向腔室11供給處理氣體之功能。氣體供給線19具有開關閥與質量流量控制器等流量控制器(未圖示)。
該RLSA微波電漿處理裝置10具有連接於各構成零件及機器之包含微處理機(電腦)之製程控制器50。各構成零件及機器由該製程控制器50進行控制。第1實施形態之壓力控制閥60，亦藉由根據壓力感測器55檢測值之製程控制器50之指令進行控制。另外，在製程控制器50連接有使用者介面51，其包含操作者為管理RLSA微波電漿處理裝置10而進行命令輸入操作等之鍵盤，及使電漿處理裝置之工作狀況可視化而進行顯示之顯示器等。
此外，在製程控制器50連接有記憶部52，其係儲存用於藉由製程控制器50之控制而實現在RLSA微波電漿處理裝置10所執行之各種處理之控制程式、及用於使RLSA微波 電漿處理裝置10之各構成部，根據處理條件執行處理之程式即處理流程者。處理流程儲存於記憶部52中之記憶媒體。記憶媒體既可為硬碟或半導體記憶體，亦可為CD－ROM、DVD、及快閃記憶體等可移動者。另外，亦可從其他裝置，例如經由專用線路來傳輸適宜的處理流程。
然後，根據需要，藉由利用來自使用者介面51之指令等從記憶部52讀取任意之處理流程，使製程控制器50執行，進行期望之處理。此外，利用壓力感測器55檢測腔室11內之壓力，經由製程控制器50進行壓力控制閥60之開度調節。
接著，就在上述構成之RLSA微波電漿處理裝置10所進行之RLSA微波電漿處理裝置之方法概略進行說明。
首先，將半導體基板S搬入腔室11內，載置於載置台12上。然後一面藉由排氣機構24對腔室11內進行真空排氣，一面從處理氣體供給系統17依次經由氣體供給線19及氣體導入部13，向腔室11內供給例如CF氣體或O2 氣體等處理氣體，並藉由壓力控制閥60將腔室11內之壓力維持在特定之壓力。在該狀態下，進行蝕刻處理等。
在該RLSA微波方式之電漿處理裝置中，由於係以低電子溫度形成以高密度自由基為主體之電漿，故可實現低損傷之電漿處理。
在具有複數之處理步驟時，若1個處理步驟結束，則一面繼續進行真空排氣，一面向腔室11內供給在處理氣體供給系統17所設置之Ar等沖洗氣體，沖洗在前步驟殘留之氣 體。然後，向腔室11供給用於進行下一處理之氣體，形成微波電漿後進行下一步驟。
圖2係顯示第1實施形態之壓力控制閥60之構成圖，係顯示密封用閥體密封開口之狀態之圖3之A－A剖面圖。圖3係圖2之B－B剖面圖。圖4係顯示控制用閥體關閉開口一部分之狀態之圖5之C－C剖面圖，圖5係圖4之D－D剖面圖。
如圖2及圖3所示，第1實施形態之壓力控制閥60具備閥本體61－APC與閥本體61－seal。閥本體61－APC與閥本體61－seal可拆裝自如地結合。閥本體61－APC及閥本體61－seal在內部具有空間61a，及以相對方式形成之開口61b、61c。閥本體61－APC之開口61b連接於腔室11，閥本體61－seal之開口61c連接於作為排氣機構一部分之曳引泵53，以容許在腔室11與曳引泵53間之氣體連通。此外，在形成有閥本體61－seal之開口61c之壁部，於離開開口61c之位置形成有閥退避部61d，在其中心具備圓形之凹部61d'。在開口61c之外側具有與開口61c為同心圓狀之凹槽61e。
在閥本體61－APC之內部設置有控制用閥體63，在閥本體61－seal內部設置有密封用閥體62。密封用閥體62係圓板狀，在其一面沿其周緣形成有二重之環狀溝。在內側溝嵌入有密封構件62a，在外側溝嵌入有保護密封構件62b。保護密封構件62b具有比密封構件62a優越的自由基耐性，密封構件62a具有比保護密封構件62b優越的氣密性。
控制用閥體63與密封用閥體62同樣係圓板形狀，但不具有密封構件。
閥本體61－APC中，如圖2及圖3所示，在閥本體61－APC之中央上方設置有旋動軸64，控制用閥體63安裝於旋動軸64。旋動軸64連接於使其旋動之馬達等驅動部(未圖示)，藉此可旋動控制用閥體63。
閥本體61－seal中，在閥本體61－seal之中央上方亦設置有旋動軸65(圖2)，密封用閥體62安裝於旋動軸65。旋動軸65亦連接於使其旋動之馬達等驅動部(未圖示)。
由於旋動軸65係擇一地使密封用閥體62移動至如圖3所示之對應於開口61c之位置(例如開口61c之上方)，及如圖5所示之對應於閥退避部61d之位置(例如閥退避部61d之上方)中之一者，故係以旋動軸65之中心軸作為旋動中心旋動。再者，旋動軸65可藉由例如電磁線圈等之線性致動器，沿旋動軸65之中心軸方向朝兩方向移動。藉此，旋動軸65在密封用閥體62位於對應於開口61c之位置時，可使密封用閥體62以沿旋動軸65之中心軸方向接近或遠離開口61c之方式移動；在密封用閥體62位於對應於閥退避部61d之位置時，可使密封用閥體62以沿旋動軸65之中心軸方向接近或遠離閥退避部61d之方式移動。
若密封用閥體62移動至對應於開口61c之位置，並朝向開口61c前進，則如圖3所示密封構件62a密合於開口61c周圍。與此同時，保護密封構件62b被收容於與開口61c為同心圓狀設置之凹槽61e內。
若密封用閥體62從開口61c後退，離開開口61c，則密封用閥體62旋動移動至對應於閥退避部61d之位置。若密封 用閥體62朝向閥退避部61d前進，則如圖5所示保護密封構件62b密合於閥退避部61d。與此同時，密封構件62a被收容於設置在閥退避部61d中心之圓形凹部61d'內。
再者，在閥退避部61d中，亦可替代凹部61d'設置可收容密封構件62a之環狀凹槽。
藉由使旋動軸64以其中心軸作為旋動中心在開口61b與空間61a之間旋動，可使控制用閥體63對開口61b進行開閉。亦即，旋動軸64藉由使控制用閥體63從其完全封閉開口61b之位置直至完全開口開口61b之位置間旋動，可調整開口61之開度。圖4係顯示控制用閥體63稍許打開開口61b之狀態。
在圖1所示之RLSA微波電漿處理裝置10中進行電漿處理時，壓力控制閥60之旋動軸65使密封用閥體62移動至閥退避部61d。在電漿處理過程中，藉由利用控制用閥體63來調節開口61b之開度，藉由利用曳引泵53對腔室11進行吸引，使腔室11維持於期望之真空度。
在打開控制用閥體63時，使旋動軸64旋動。藉由使旋動軸64旋動，控制用閥體63旋動，使開口61b成為特定之開度。再者，旋動軸64在中心軸方向為不可移動，不能使控制用閥體63在旋動軸64之中心軸方向移動，但亦可與旋動軸65同樣，使旋動軸64可沿其中心軸方向朝兩方向移動，使控制用閥體63可沿中心軸方向朝兩方向移動。此時，例如旋動軸64可使控制用閥體63離開開口61b，旋動控制用閥體63，以便使開口61b具有特定開度；可使控制用閥體 63朝向開口61b移動而密合於開口61b。
電漿及自由基從利用控制用閥體63打開為特定開度之開口61b向開口61c通過。控制用閥體63中，沒有因電漿及自由基而易產生劣化之密封構件。
另一方面，具有密封構件62a之密封用閥體62移動至閥退避部61d。然後，保護密封構件62b壓接於閥退避部61d(凹部61d'之周圍)，密封構件62a處於閥退避部之凹部61d'內，不與凹部61d'之底面壓接。藉由保護密封構件62b壓接於閥退避部61d，可氣密密封密封構件62a，使其從電漿及自由基中完全遮斷，可防止其劣化。保護密封構件62b少許受到電漿及自由基之影響，但該保護密封構件62b只要能夠密封密封構件62a即可，故即使劣化在對密封構件62a之密封上亦無問題。
第1實施形態之壓力控制閥60，在閥本體61－seal之形成有開口61c之壁部中之離開開口61c之位置，具備離開開口61c之密封用閥體62退避之閥退避部61d。若密封用閥體62退避至閥退避部61d，則密封構件62a由空間61a遮蔽。尤其是若密封用閥體62退避至閥退避部61d，則密封構件62a收容於設置在閥退避部61d之凹部61d'，並且藉由設置於密封構件62a外側之保護密封構件62b密封。
如此，根據該第1實施形態之壓力控制閥60，由於可使密封用閥體62退避於閥退避部61d，使密封構件62a由閥本體61－seal之空間61a遮蔽，故在使用CF氣體或O2 氣體等之電漿處理過程中，可防止密封構件62a曝露於電漿及電漿 中之自由基，因此，可達成密封構件62a之長壽命化。
再者，根據第1實施形態，可獲得如下之優點。
根據第1實施形態之壓力控制閥60，其具有收容控制用閥體63之閥本體61－APC與收容密封用閥體62之閥本體61－seal，且兩者係可拆裝自如地結合。因此，替代壓力控制閥60之壓力控制用之部分，準備既存之閥，藉由將該閥與閥本體61－seal結合，能夠以更低之成本製造密封構件62a長壽命化之壓力控制閥。
例如第1實施形態中，在壓力控制用之部分(APC)係利用鐘擺式閥，但除鐘擺式閥外亦可利用例如蝶型閥等形式不同的閥。閥本體61－APC與閥本體61－seal拆裝自如之一例，如圖6所示，係在閥本體61－APC及閥本體61－seal設置凸緣70，在凸緣70形成結合部70a、例如螺孔，藉由螺栓71及螺帽72等結合部結合上述螺孔。此外，不限於如此之結合，亦可在閥本體61－APC之外面之開口61c周圍設置環狀溝，在該環狀溝中嵌入O形環等密封構件，並在閥本體61－seal外面之開口61b周圍設置環狀溝，在該環狀溝中嵌入O形環等密封構件，利用2個密封構件與帶凸緣之筒狀構件氣密地結合閥本體61－APC及閥本體61－seal。
此外，第1實施形態由於可延長密封構件62a之壽命，故密封構件62a之更換頻次減少，可將電漿及自由基通過壓力控制閥之處理裝置、例如RLSA微波電漿處理裝置之運轉成本抑制於低。除此之外，在定期檢查等中，能夠以僅拆下閥本體61－APC或閥本體61－seal中之任一者來進行檢查 及修理，亦可使處理裝置之維護簡單化，及將維護成本抑制於低。
(第2實施形態)
圖7係顯示第2實施形態之壓力控制閥60之構成之剖面圖。圖7顯示之剖面，例如係對應於顯示密封用閥體密封開口之狀態之圖2之B－B剖面。
如圖7所示，第2實施形態在使旋動軸64與旋動軸65成為同軸之點與第1實施形態不同。
在根據第2實施形態之壓力控制閥60中，壓力控制用之部分與密封用之部分相同，亦係鐘擺式閥。控制用閥體63安裝於旋動軸64，並以旋動軸64之中心軸作為旋動中心在閥本體61－APC之開口61b與空間61a之間旋動。
密封用閥體62安裝於旋動軸65。旋動軸65係中空軸，係旋動具備可使旋動軸64旋動地而加以收容之中空部。旋動軸65可使旋動軸64自由旋動地收容在中空部，並且該旋動軸65本身亦可自由地旋動，同時亦可藉由電磁線圈等線性致動器沿中心軸方向朝兩方向移動。關於其他之構成與第1實施形態相同。因此，圖7中，例如藉由對與圖3相同之部分賦予相同之參照符號，而省略重複之說明。
根據第2實施形態，可得到與第1實施形態同樣之優點，並且，因為係使旋動軸64與旋動軸65成為同軸，故例如在可將驅動旋動軸64與旋動軸65之馬達配置於壓力控制閥60之一側(閥本體61－seal側)等點上有利。
再者，第2實施形態係使旋動軸64與旋動軸65成為同 軸，但與第1實施形態同樣，亦可使閥本體61－APC與閥本體61－seal拆裝自如地結合。例如，如圖6所示，亦可在閥本體61－APC與閥本體61－seal分別設置具有結合部70a之凸緣70，藉由螺栓71及螺帽72等結合部來結合凸緣70之結合部70a、例如螺孔。
此時，在定期檢查等中，即使係旋動軸64與旋動軸65為同軸時，亦能夠僅以拆下閥本體61－APC或閥本體61－seal來進行檢查及修理。因此，與第1實施形態相同，亦可使處理裝置之維護簡單化、降低維護成本。
(第3實施形態)
圖8係顯示第3實施形態之壓力控制閥60之構成之圖。圖8係剖面圖，例如其係對應於顯示密封用閥體密封開口之狀態之圖2之B－B剖面。
如圖8所示，第3實施形態，其在閥本體61－APC及閥本體61－seal中之一方或雙方設有開口61f之點上與第1、第2實施形態不同。在閥本體61－APC及閥本體61－seal雙方設有開口61f。
開口61f係離開連結開口61b與開口61c之流體通路而形成。例如，開口61f設置在區劃成空間61a之壁部，該空間61a係在與流體通路延伸方向交叉之方向上，離開流體通路而設置者。詳細而言，開口61f設置在平行於流體通路之壁部61g，該壁部61g係空間61a之壁部中，在與流體通路延伸方向交叉之方向離開流體通路最遠者。
參照圖9，閥本體61－APC之開口61f連接於排氣口73－ APC，閥本體61－seal之開口61f連接於排氣口73－seal，藉此，可使從閥本體61－APC之開口61b流入之氣體經由開口61f排氣。開口61f，例如可在密封用閥體62密封閥本體61－seal之開口61c時，作為連接旁通閥之開口使用。
此外，開口61f亦可在閥本體61－APC內部清洗及閥本體61－seal內部清洗時，作為清洗通路使用。
例如，如本實施形態之壓力控制閥係具有空間61a之鐘擺式閥之情形，由於上述空間61a係離開流體通路，故有液體在空間61a內停滯之可能性。若液體停滯，則粒子74會停留在空間61a。
對於此點，因為在第3實施形態中係將開口61f設置於閥本體61－APC、閥本體61－seal中之至少一方，而圖示例中係設置在雙方，故可利用開口61f進行空間61a之清洗。因此，根據第3實施形態可提高空間61a之清洗效果，且可事先預防粒子74停留之可能性。因此，可獲得能夠有助於提高半導體裝置之製造成品率之優點。
圖9係利用本發明第3實施形態之壓力控制閥之清洗一例之剖面圖，圖10係利用本發明第3實施形態之壓力控制閥之RLSA微波電漿處理裝置之概略剖面圖。
如圖9所示，在進行清洗時，利用密封用閥體62密封閥本體61－seal之開口61c，圖10顯示遮斷從壓力控制閥60向曳引泵53之流體通路之狀況。在圖10顯示之電漿處理裝置10中，壓力控制閥60之排氣口73－APC及排氣口73－seal經由開關閥58連接於乾式泵54。此處，若從處理氣體供給系統 17(圖10)向腔室11供給例如Ar或N2 等沖洗氣體，且打開開關閥58使乾式泵54作動，則在壓力控制閥60中，如圖9所示，沖洗氣體從閥本體61－APC之開口61b朝向開口61f，沿經由閥本體61－APC之空間61a及閥本體61－seal之空間61a之流體通路流動。若在清洗時之流體通路成為經由空間61a之方式，則可提高空間61a之清洗效果。詳細而言，因為將開口61f設置於離開開口61b、61c最遠之壁部61g(圖8)，故流體通路係沿密封用閥體62及控制用閥體63生成。因此，亦會提高密封用閥體62及控制用閥體63之清洗效果。
如此根據該第3實施形態，可得到與第1實施形態相同之優點，同時藉由在離開從開口61b朝向開口61c之流體通路之空間61a設置開口61g，在清洗時，不僅可提高空間61a之清洗效果，亦可提高密封用閥體62及控制用閥體63之清洗效果。因此可使閥本體61－APC內及閥本體61－seal保持潔淨。
再者，第3實施形態中，亦與第1實施形態同樣，拆裝自由地結合閥本體61－APC與閥本體61－seal，例如，亦可如圖6所示，在閥本體61－APC與閥本體61－seal分別設置凸緣70，藉由螺栓71及螺帽72等結合部進行結合。
此外，第3實施形態可與第2實施形態組合實施，亦可與第1、第2實施形態兩者組合實施。
此等之情形，可獲得第2實施形態，或同時具有第1、第2實施形態雙方所說明之優點之壓力控制閥。
(第4實施形態)
圖11係顯示第4實施形態之密封閥80之構成之圖。圖11係剖面圖，例如係對應於顯示密封用閥體62密封開口61c之狀態之圖12之B－B剖面。圖12及圖13係對應圖11之A－A線剖面之剖面圖，尤其是圖13係顯示密封用閥體62全開開口61c之狀態。
如圖11至圖13所示，利用在第1~第3實施形態說明之壓力控制閥60之密封用部分，可獲得密封閥80。
密封閥80具有與參照圖2至圖5說明之第1實施形態之壓力控制閥之密封用部分相同之構成，而且其動作亦相同。因此，在顯示第4實施形態之密封閥80之圖11至圖13中，對於與圖2至圖5相同之部分賦予相同之參照符號，省略其重複之說明。
第4實施形態之密封閥80，與在第1實施形態說明之壓力控制閥60之密封用部分同樣，係在鄰接於閥本體61－seal之開口61c之壁部，具備離開開口61c之密封用閥體62退避之閥退避部61d。
在第4實施形態中，若密封用閥體62退避至閥退避部61d，則密封構件62a亦由空間61a遮蔽。即若密封用閥體62退避至閥退避部61d，則密封構件62a被設置在閥退避部61d之凹部61d'內收容，且藉由設置在密封構件62a外側之保護密封構件62b而密封。
如此，根據第4實施形態之密封閥80，因為係使密封用閥體62退避至閥退避部61d，可將密封構件62a從外界中遮蔽，故可在全開密封閥80時，使密封構件62a從流體通路 隔離。因此，即使流過流體通路之氣體中包含電漿及電漿中之自由基，亦可防止密封構件62a曝露於此等電漿及自由基，因此可達成密封構件62a之長壽命化。
此外，第4實施形態之密封閥80，例如因其不與壓力控制用之控制用閥體構成為一體，故亦具有以低成本製造密封閥，且可較低地抑制維護所需成本之優點。
再者，第4實施形態之密封閥80，因不具有具備控制壓力功能之部分，故與與上述部分成為一體之閥比較，其維護容易。而且，第4實施形態之密封閥80，因其可作為處理裝置中任何之密封閥使用，故通用性亦高。
圖14係利用本發明第4實施形態之密封閥之RLSA微波電漿處理裝置之概略剖面圖。
圖14所示之電漿處理裝置，其在具備不經由壓力控制閥60及曳引泵53而從腔室11直接到達乾式泵54之旁通路徑81之點，與圖1所示之電漿處理裝置不同。在該旁通路徑81之路徑中設置有開關閥58，藉由開閉該開關閥58來控制打開或關閉旁通路徑81。
如圖14所示，開關閥58設置於腔室11與乾式泵54之間。亦即，開關閥58之一端連通於腔室11，另一端連通於乾式泵54。如此可遮斷地連通腔室11與乾式泵54之開關閥58，尤其係在腔室11內進行處理過程中，必須充分密封乾式泵54側。若密封不充分，則氣體會向壓力下降之腔室11內流入，使得在腔室11內之處理不能充分完成。而且，由於上述開閉閥58連通於腔室11內，故在開關閥58所設置之密封 構件，例如在開關閥58全開時，有曝露於電漿及電漿中之自由基之可能。因此，上述開關閥58之密封構件易劣化。
對於此點，第4實施形態之密封閥80，因在其全開時密封構件62a從流體通路隔離，故可適用於如開關閥58之在全開時有可能曝露於電漿及自由基之閥。
作為在全開時有可能曝露於電漿及自由基之閥，有在第3實施形態參照之於圖10所示之開關閥58。第4實施形態之密封閥80亦可適用於圖10所示之開關閥58。
再者，第4實施形態之密封閥80，可適用於圖10及圖14所示之開關閥58，但並非限定使用於開關閥58。例如其亦可使用於圖1之開關閥56、57，及圖10及圖14之開關閥57。
此外，第4實施形態之密封閥80亦可係在第1實施形態說明之變形。例如，如圖15所示，亦可考慮使其結合於壓力控制閥、其他閥、及管等，可預先在閥本體61設置凸緣70，在該凸緣70設置結合部70a、例如螺孔。
另外，第4實施形態之密封閥80亦可如第2、第3實施形態之壓力控制閥60般進行變形。以下，將如此變形之密封閥作為第5、第6實施形態進行說明。
(第5實施形態)
圖16係顯示第5實施形態之密封閥80之構成之圖。圖15係剖面圖，例如係對應於顯示密封用閥體密封開口之狀態之圖12之B－B剖面。
如圖16所示，亦可使密封閥80之旋動密封用閥體62之旋 動軸65成為中空軸。在使旋動軸65成為中空軸時，在旋動軸65之內部收容引導軸82。除此以外之構成與第2實施形態之壓力控制閥60之密封用部分相同，故在圖16中，對與圖7相同之部分賦予相同之參照符號，省略重複的說明。
該第5實施形態之密封閥80，具有與第2實施形態之壓力控制閥60之密封用部分之互換性。例如，可具有如下之優點，即，第5實施形態之密封閥80，藉由將引導軸82更換為在第2實施形態說明之旋動軸64，可容易地變更為第2實施形態之壓力控制閥60之密封用部分。
此外，第5實施形態之密封閥80與第4實施形態同樣，不與壓力控制用之控制用閥體成為一體，故亦可具有降低密封閥之製造成本與維護成本之優點。而且，第5實施形態之密封閥80不具有具備控制壓力功能之部分，故與與上述部分成為一體之閥比較，其維護容易。而且，第5實施形態之密封閥80，因其可作為處理裝置中任何之密封閥使用，故通用性亦高。
(第6實施形態)
圖17係顯示第6實施形態之密封閥80之構成之圖。圖17係剖面圖，例如係對應於顯示密封用閥體密封開口之狀態之圖12之B－B剖面。
如圖17所示，第6實施形態之密封閥80，係在閥本體61設置有與在第3實施形態說明之開口61f相同之開口61f。除此以外之構成與第3實施形態之壓力控制閥60之密封用部分相同，故在圖17中對與圖8相同之部分賦予相同之參照 符號，省略重複的說明。
第6實施形態之密封閥80中，與第3實施形態之壓力控制閥60同樣，開口61f例如可在密封用閥體62密封閥本體61之開口61c時，作為連接旁通閥之開口使用。此外。開口61f例如可在清洗閥本體61內部時，提供清洗通路。
此外，第6實施形態中，與第3實施形態同樣，開口61f亦設置在離開連結開口61b與開口61c之流體通路之空間61a，故尤其係可有效地清洗離開流體通路之空間61a之內部。
再者，在第6實施形態中，與第4實施形態同樣，開口61f設置於如流體通路沿密封用閥體62而在空間61a內生成之位置。開口61f設置在與流體通路延伸方向交叉之方向上，離開流體通路最遠之平行於流體通路之壁部61g。在進行清洗時，若流體通路沿密封用閥體62生成，則不僅對空間61a內部，對密封用閥體62亦可更有效地進行清洗。
如此根據第6實施形態之密封閥80，可得到與第3實施形態之壓力控制閥60之密封用部分相同之優點。
當然，第6實施形態之密封閥80與第4實施形態同樣，不具有具備控制壓力功能之部分，故可降低密封閥之製造成本與維護成本。而且，第6實施形態之密封閥80不是與具有控制壓力功能之部分成為一體，故與與上述部分成為一體之閥比較，其維護容易。而且，第6實施形態之密封閥80，因其可作為處理裝置中任何之密封閥使用，故通用性亦高。
再者，第5、第6實施形態之密封閥80，亦與第4實施形態同樣，因在其全開時密封構件62a從流體通路隔離，故可適用於如圖10及圖14所示之開關閥58之在全開時有曝露於電漿及自由基之可能之閥。
再者，第5、第6實施形態之密封閥80，亦可適用於作為圖10及圖14所示之開關閥58，但並非限定使用於開關閥58。與第4實施形態之密封閥80同樣，例如亦可使用於圖1之開關閥56、57，及圖10及圖14之開關閥57。
(第7實施形態)
接著，一面參照圖18一面說明本發明第7實施形態之閥。第7實施形態之閥80，例如可作為圖1所示之RLSA電漿處理裝置10之壓力控制閥60使用。閥80如圖18所示具備：閥本體61，其係包含以容許腔室11與曳引泵53(圖1)間氣體連通之方式所構成之開口61b及開口61c者；密封用閥體62，其係於閥本體61內，以接觸或離開開口61c而開閉開口61c者；密封構件62a，其係設置於密封用閥體62，且在密封用閥體62關閉開口61c時密封開口61c者；閥退避部61d，其係設置於離開閥本體61之開口61c之壁部，在密封用閥體62離開開口61c而移動時，從閥本體61之內部空間中遮蔽密封構件62a者；旋動軸65，其係旋動密封用閥體62，以便使其能夠配置於閥本體61之開口61c及閥退避部61d中之一者；控制用閥體63，其係於閥本體61內，以可對閥本體61之開口61b進行開閉之方式構成者；及旋動軸82a，其係旋動控制用閥體63以調整開口61b之開度者。
旋動軸65可藉由例如電磁線圈等之線性致動器，沿旋動軸65之中心軸方向朝兩方向移動。藉此，旋動軸65可使密封用閥體62向對應於開口61c之位置旋動，並在該位置以向開口61c接近或遠離之方式移動，而且可使密封用閥體62向對應於閥退避部61d之位置旋動，並在該位置以接近或遠離閥退避部61d之方式移動。
此外，旋動軸65係中空軸，其具備可使旋動軸82a旋動地而加以收容之中空部，藉此，旋動軸65與旋動軸82a配置為同軸狀且可相互獨立地旋動。因此，安裝於旋動軸65之密封用閥體62與安裝於旋動軸82a之控制用閥體63可相互獨立地旋動。
密封用閥體62在其朝向開口61c之面具有包圍密封構件62a之保護密封構件62b。如在前述實施形態中所說明般，保護密封構件62b宜具有比密封構件62a優越的自由基耐性，密封構件62a具有比保護密封構件62b優越的氣密性。
閥本體61在其內部具有空間61a。空間61a具有作為容許密封用閥體62及控制用閥體63之旋動運動(擺動運動)空間而起作用。此外，閥本體61在開口61c之周圍具有凹槽61e。該凹槽61e在密封用閥體62關閉開口61c時，收容保護密封構件62b。另一方面，密封構件62a，在密封用閥體62關閉開口61c時，壓接於閥本體61之開口61c周圍，藉此，開口61c被確實地密封。
此外，在閥本體61之閥退避部61d之中央，形成有圓形之凹部61d'。在密封用閥體62離開開口61c移動至閥退避部 61d時，密封構件62a被收容於凹部61d'。此時，保護密封構件62b壓接於凹部61d'之周圍，藉此，密封構件62a在由密封用閥體62與凹部61d'所包圍之空間，藉由保護密封構件62b氣密收容，從閥本體61之內部空間中確實地遮斷。因此，可防止密封構件62a曝露於在閥本體62內流動之氣體，即使氣體中包含自由基等活性氣體種，亦可防止密封構件62a的劣化及腐蝕。
此外，亦可將一面參照圖17一面說明之開口61f，與連接於開口61f之排氣口73設置於本實施形態之閥80。若在排氣口73連接配管，則在密封用閥體62關閉開口61c時，可使來自腔室11(圖1等)之氣體從開口61b經由閥本體61之內部空間(61a)及開口61f而從排氣口73排氣。即可將該流體路徑作為旁通線使用。此外，該流體路徑可在清洗閥本體61內時使用。
以上根據幾個實施形態對本發明進行了說明，但本發明並非限定於上述實施形態，可進行各種變形。例如，在上述實施形態中，係顯示將本發明之壓力控制閥、或開關閥適用於RLSA微波電漿處理裝置之例，但不限於此，亦可適用於其他電漿處理裝置。此外，閥的驅動方式等亦不是限定於上述實施形態。
本國際申請案係主張依據於2007年5月8日申請之日本國專利申請2007－123265號及2007－123267號之優先權，該等申請案之全部內容引用於本文中。
11‧‧‧腔室
53,54‧‧‧排氣裝置
60‧‧‧壓力控制閥
61,61－APC‧‧‧閥本體
61－seal‧‧‧閥本體
61a‧‧‧空間
61b,61c,61f‧‧‧開口
61d‧‧‧閥退避部
61d'‧‧‧凹部
61e‧‧‧凹槽
62‧‧‧密封用閥體
62a‧‧‧密封構件
62b‧‧‧保護密封構件
63‧‧‧控制用閥體
64,65,82a‧‧‧旋動軸
70‧‧‧凸緣
73,73－APC‧‧‧排氣口
73－seal‧‧‧排氣口
80‧‧‧開關閥
81‧‧‧旁通路徑
82‧‧‧引導軸
圖1係使用本發明第1實施形態之閥的RLSA微波電漿處理裝置之剖面圖。
圖2係顯示本發明第1實施形態之閥構成之剖面圖。
圖3係沿圖2中之B－B線之剖面圖。
圖4係顯示控制用閥體關閉開口一部分之狀態之剖面圖。
圖5係沿圖4中之D－D線之剖面圖。
圖6係顯示本發明第1實施形態之閥之其他例之剖面圖。
圖7係顯示本發明第2實施形態之閥構成之剖面圖。
圖8係顯示本發明第3實施形態之閥構成之剖面圖。
圖9係顯示清洗一例之剖面圖。
圖10係使用本發明第3實施形態之閥的RLSA微波電漿處理裝置之概略剖面圖。
圖11係顯示本發明第4實施形態之閥的剖面圖。
圖12係顯示密封用閥體關閉開口之狀態之剖面圖。
圖13係顯示密封用閥體全開開口之狀態之剖面圖。
圖14係使用本發明第4實施形態之閥的RLSA微波電漿處理裝置之概略剖面圖。
圖15係顯示本發明第4實施形態之閥之其他例之剖面圖。
圖16係顯示本發明第5實施形態之閥的剖面圖。
圖17係顯示本發明第6實施形態之閥的剖面圖。
圖18係顯示本發明第7實施形態之閥的剖面圖。
60‧‧‧壓力控制閥
61－APC‧‧‧閥本體
61a‧‧‧空間
61b‧‧‧開口
61c‧‧‧開口
61d‧‧‧退避部
61d'‧‧‧凹部
61e‧‧‧凹槽
61－seal‧‧‧閥本體
62‧‧‧密封用閥體
62a‧‧‧密封構件
62b‧‧‧保護密封構件
63‧‧‧控制用閥體
64,65‧‧‧旋動軸

Claims (21)

  1. 一種閥，係設置於可保持內部為減壓之腔室與對該腔室內進行排氣之排氣裝置之間者，具有：第1閥本體，其係包含容許前述腔室與前述排氣裝置間氣體連通之第1開口及第2開口者；密封用閥體，其係配置於前述第1閥本體內，以接觸或離開前述第1閥本體之前述第2開口而開閉該第2開口者；密封構件，其係設置於前述密封用閥體，在前述密封用閥體關閉前述第1閥本體之第2開口時密封該第2開口者；閥退避部，其係設置於前述第1閥本體之離開前述第2開口之內壁部，在前述密封用閥體離開該第2開口而移動時，從前述第1閥本體之內部空間遮蔽前述密封構件者；及第1旋動軸，其係旋動前述密封用閥體，以便使其能夠配置於前述第1閥本體之第2開口及前述閥退避部中之一者。
  2. 如請求項1之閥，其中前述第1開口與前述腔室連接，前述第2開口與前述排氣裝置連接。
  3. 如請求項1之閥，其中前述第1旋動軸構成為以其中心軸作為旋動中心，使前述密封用閥體在對應於前述第2開口之第1位置與對應於前述閥退避部之第2位置之間旋動； 前述第1旋動軸構成為使配置於前述第1位置之前述密封用閥體沿前述第1旋動軸之中心軸方向朝兩方向移動，使配置於前述第2位置之前述密封用閥體沿前述第1旋動軸之中心軸方向朝兩方向移動。
  4. 如請求項1之閥，其中前述密封用閥體在前述密封構件之外側具有保護密封構件；前述保護密封構件比前述密封構件在自由基耐性上優越；前述密封構件比前述保護密封構件在氣密性上優越。
  5. 如請求項4之閥，其中前述第1閥本體在其第2開口周圍具有收容前述保護密封構件之凹槽；在前述密封構件關閉前述第1閥本體之第2開口時，前述保護密封構件收容於前述凹槽。
  6. 如請求項4之閥，其中前述第1閥本體在前述閥退避部具有收容前述密封構件之凹槽；在前述保護密封構件密合於前述閥退避部時，前述密封構件收容於前述凹槽。
  7. 如請求項1之閥，其中前述第1旋動軸係在內部收容有引導軸之中空軸；該中空軸構成為以其中心軸作為旋動中心，使前述密封用閥體在對應於前述第2開口之第1位置與對應於前述閥退避部之第2位置之間旋動；前述中空軸構成為使配置於前述第1位置之前述密封用閥體沿前述中空軸之中心軸方向朝兩方向移動，使配 置於前述第2位置之前述密封用閥體沿前述中空軸之中心軸方向朝兩方向移動。
  8. 如請求項1之閥，其中在前述第1閥本體設置有第5開口。
  9. 如請求項8之閥，其中前述第5開口係在前述第2開口關閉時，使從前述第1開口流入之氣體流出者。
  10. 如請求項1之閥，其進一步具備：第2閥本體，其係包含容許在前述腔室與前述排氣裝置間氣體連通之第3開口及第4開口，並將前述第1開口連接於前述第4開口者；控制用閥體，其係於前述第2閥本體內調節該第2閥本體之前述第3開口之開度，且不具有密封構件者；及第2旋動軸，其係使前述控制用閥體旋動，調節前述第2閥本體之前述第3開口之開度者。
  11. 如請求項10之閥，其中前述第1旋動軸構成為以其中心軸作為旋動中心，使前述密封用閥體在對應於前述第2開口之第1位置與對應於前述閥退避部之第2位置之間旋動；前述第1旋動軸構成為使配置於前述第1位置之前述密封用閥體沿前述第1旋動軸之中心軸方向朝兩方向移動，使配置於前述第2位置之前述密封用閥體沿前述第1旋動軸之中心軸方向朝兩方向移動。
  12. 如請求項11之閥，其中前述第2閥本體具有在前述控制用閥體調節前述第2閥本體之前述第3開口之開度時，可 收容前述控制用閥體之空間；前述第2旋動軸以其中心軸作為旋動中心，使前述控制用閥體在前述第2閥本體之前述第3開口與前述空間之間旋動；前述第2旋動軸與前述第1旋動軸為同軸，前述第1旋動軸係中空軸，其具備將前述第2旋動軸可旋動地加以收容之中空部。
  13. 如請求項10之閥，其中前述密封用閥體在前述密封構件之外側具有保護密封構件；前述保護密封構件比前述密封構件在自由基耐性上優越；前述密封構件比前述保護密封構件在氣密性上優越。
  14. 如請求項13之閥，其中前述第1閥本體在其前述第2開口周圍具有收容前述保護密封構件之凹槽；在前述密封構件關閉前述第1閥本體之前述第2開口時，前述保護密封構件收容於前述凹槽。
  15. 如請求項13之閥，其中前述第1閥本體在前述閥退避部具有收容前述密封構件之凹槽；在前述保護密封構件密合於前述閥退避部時，前述密封構件收容於前述凹槽。
  16. 如請求項10之閥，其中在前述第2閥本體、及前述第1閥本體中之至少一者設置有第5開口。
  17. 如請求項16之閥，其中前述第5開口係在前述第1閥本體之前述第2開口關閉時，使從前述第2閥本體之前述第3 開口流入之氣體流出者。
  18. 如請求項10之閥，其中前述第2閥本體與前述第1閥本體可拆裝地自如結合。
  19. 如請求項1之閥，其進一步具備：控制用閥體，其係於前述第1閥本體內構成為可對前述第1閥本體之前述第1開口進行開閉者；及第2旋動軸，其係使前述控制用閥體旋動，調整前述第1開口之開度者。
  20. 一種處理裝置，其具備：腔室，其係收容被處理體，可保持內部為真空者；處理機構，其係在前述腔室內對被處理體施予特定之電漿處理者；排氣裝置，其係對前述腔室內進行排氣者；及如請求項1之閥，其係設置於前述腔室與前述排氣裝置之間者。
  21. 如請求項20之處理裝置，其中在前述第1閥本體設置有第5開口，在清洗前述第1閥本體內時，以前述密封用閥體關閉前述第1閥本體之前述第2開口，且使氣體從前述第1閥本體內經由前述第5開口流動。
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