专利名称：闸阀装置和具备该闸阀装置的基板处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在对半导体晶片等被处理体进行规定处理的处理腔室中使用的闸阀装置和具备该间阀装置的基板处理装置。
背景技术：
在现有的半导体制造工艺中，为了进行成膜、蚀刻、洗净等各处理，多使用利用等离子将化合物进行分解的方法。当利用等离子分解化合物时，生成自由基(游离基、具有未成对电子的原子等)。自由基具有比较高的热能和很强的反应性，即使与真空腔室的墙面多次碰撞，也不易失去其热能。因此，半导体制造装置的腔室内的衬垫等密封部件，会由于自由基而老化。作为现有的闸阀装置之一例，已知有在阀体的同一面上具备多个密封部件的闸阀装置(参照下述专利文献1)。密封部件包含位于外侧的密封圈和位于内侧的辅助圈，在阀体进行密封时，辅助圈调节从阀座作用于密封圈的按压力。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2002-2^043号公报
发明内容
发明要解决的问题但是，现有的闸阀装置由于氟树脂制的辅助圈没有弹性及柔软性，因此向阀座抵接而施加负荷时，会发生辅助圈磨损而产生微粒的问题。另外，辅助圈磨损时，就不能发挥辅助圈原有的功能，因此密封圈的一部分则会在开口部内部露出。由此，露出的密封圈的一部分被自由基攻击而老化。因此，本发明提供一种能够防止自由基的攻击造成的密封部件的老化，且能够防止电磁波(微波)的泄露的闸阀装置和具备该闸阀装置的基板处理装置。用于解决问题的方法本发明的第一实施方式提供一种闸阀装置，其包括具有第一阀座和第二阀座并形成有开口部的阀箱；封住开口部的阀体；安装于阀体上并在该阀体封住开口部时与第一阀座接触而将开口部密封的密封部件；用金属制的薄板制作的遮蔽部件，即安装于阀体并在该阀体封住开口部时与第二阀座接触而隔断开口部和密封部件之间的空间的该遮蔽部件。本发明的第二方式提供一种利用电磁波对基板进行处理的基板处理装置。该基板处理装置包括形成有允许基板通过的开口部的处理腔室；和与处理腔室接合以开闭开口部的第一方式的闸阀装置。
图1是表示本发明一实施方式的闸阀装置的安装状态的放大剖面图；图2是表示本发明一实施方式的闸阀装置的重要部分的局部放大图；图3是本发明一实施方式的闸阀装置的阀体的主视图；图4是表示本发明一实施方式的闸阀装置的阀体的基准位置(OPEN状态)的位置的剖面图；图5是表示本发明一实施方式的闸阀装置的阀体的从图4中表示的基准位置起旋转了 90度的状态(与开口部相对的状态)的位置的剖面图；图6是表示开口部由本发明一实施方式的闸阀装置的阀体封住时的阀体位置的剖面图；图7是表示闸阀装置的阀体落座于阀箱的阀座上而将开口部封住的状态的局部的剖面图。
具体实施例方式根据本发明的实施方式，能够防止自由基的冲撞造成的密封部件的老化，并且能够防止电磁波(微波)的泄露。下面，一边参照附图，一边对不是对本发明限定的示例的实施方式进行说明。附加的所有附图中，对相同或对应的部件或零件，标注相同或对应的参照标记，省略重复的说明。如图1至图4所示，在划分出处理腔室12的侧壁16上，形成有使半导体晶片通过而进行搬出搬入的细长的处理腔室侧开口部18，另外，在划分出可与处理腔室12连通的输送室14的侧壁20上，也形成有输送室侧开口部M。闸阀装置10具有例如由铝、铁、铜等良好导电性的材质(传导性)构成的大致正方体的阀箱26。在阀箱沈的一侧壁形成有与处理腔室12内连通的细长的开口部28。在阀箱沈的开口部观的旁边，形成有安装于阀体30的密封部件46落座的第一阀座36和安装于阀体30的遮挡部件58落座的第一阀座38。具体地说，第二阀座38形成于向第一阀座36的内侧(开口部观侧)的位置即与第一阀座36相比向处理腔室侧开口部18侧突出的位置。 第一阀座36和第二阀座38为平面状，在第二阀座38和第一阀座36的边界，形成有作为侧壁的台阶部40。另外，在处理腔室12和阀箱沈的接合面，安装0形环42来保持处理腔室 12和闸阀装置10之间的气密性，在输送室14和阀箱沈的接合面，安装0形环44来保持输送室14和闸阀装置10之间的气密性。另外，优选对第一阀座36及第二阀座38实施规定的表面处理(例如阳极氧化处理)。由此，通过阀体30落座在第一阀座36及第二阀座38上，可以减少第一阀座36及第二阀座38发生磨损。另外，通过对第一阀座36及第二阀座38进行研磨，也可以防止其发生那样的磨损。在阀箱沈内设置有阀体30和驱动该阀体30的阀体驱动机构74，根据需要利用阀体30封住开口部28。由于开口部观和处理腔室侧开口部18连通，因此通过用阀体30开闭开口部观，处理腔室侧开口部18也被开闭。在阀体30上，形成有在封住开口部观时与阀箱沈的第一阀座36相对的第一面 32和从第一面32的中央部突出、在封住开口部观时与第二阀座38相对的第二面34。在第一面32上，形成有用于安装密封部件46的安装槽48。在该安装槽48中，安装有弹性体即密封部件46。另外，密封部件46可以由氟橡胶(FKM)及全氟橡胶(FFKM)等来制作。由氟橡胶 (FKM)制作的密封部件46能够具有比较高的耐热性和耐油性。另外，由全氟橡胶(FFKM)制作的密封部件46能够具有比较高的耐热性、耐药品性和耐自由基性。在阀体30的第二面34的中央部形成有孔部50。在该孔部50安装有垫圈52。安装于孔部50的垫圈52的前端部从第二面34突出。在垫圈52的中央部形成有螺钉68的轴部72(图1中省略图示，参照图4)贯通的贯通孔M。另外，在孔部50形成有拧入螺钉 68的轴部72的螺纹槽56。在垫圈52的上部配置有遮挡部件58。遮挡部件58由具有导电性的金属(例如铝、铁、铜等)构成，通过受到规定的压力而变形。另外，遮挡部件58也可以具有薄板状的形状，也可以具有波浪型的薄板状的形状。在遮挡部件58上形成有螺钉68的轴部72贯通的贯通孔60(图1中省略图示，参照图4)。另外，在遮挡部件58的上表面配置有固定部件 62。换言之，遮挡部件58由垫圈52和固定部件62上下夹持。在固定部件62上形成有螺钉68的轴部72贯通的贯通孔64(图1中省略图示，参照图4)和与贯通孔64连通、螺钉68 的头部70(图1中省略图示，参照图4)落座的凹部66(图1中省略图示，参照图4)。另外，在遮挡部件58的表面涂敷或热粘接有氟类树脂。这样，遮挡部件58利用氟类树脂包覆表面，由此，能够防止遮挡部件58受等离子和自由基的作用而老化。如图4所示，螺钉68插入固定部件62的贯通孔64。螺钉68由导电性良好的金属构成，具有头部70及轴部72。螺钉68插入固定部件62的贯通孔64并拧进螺钉槽56时， 螺钉68的头部70落座在固定部件62的凹部66，轴部72贯通固定部件62的贯通孔64。另外，螺钉68的轴部72通过遮挡部件58的贯通孔60和垫圈52的贯通孔M拧进螺钉槽56。 这样，遮挡部件58被牢固地安装在位于比阀体30的密封部件46更靠近阀体中心侧(内侧)的部位。遮挡部件58安装在阀体30上的情况下，遮挡部件58的上表面与固定部件62接触，遮挡部件58的下表面与第二面34仅离开规定的距离。即，在常温环境下，阀体30封住开口部观的情况下，即使遮挡部件58从第一阀座36受到压力而向第二面34侧变形(弯曲)时，遮挡部件58和阀体30的第二面34之间也成为仅离开规定距离的状态，不会干涉遮挡部件58的变形(弯曲)，允许变形(弯曲)。另外，垫圈52及固定部件62与遮断部件58相同地，用导电性良好的金属(例如铝、铁、铜等)制作。密封部件46以规定的压力被按压而接触阀箱沈的第一阀座36，由此，通过作为其反作用的从第一阀座36接受的力(密封反力)进行弹性变形(压缩变形)，由此，能够通过密封部件46气密地密封开口部28。另外，同时，遮挡部件58通过以规定的压力被按压而接触阀箱沈的第二阀座38， 由此，通过作为该反作用的从第二阀座38接受的力(密封反力)而弯曲(进行弹性变形)。如图1所示，在阀体30的长度方向(纸面垂直方向)两端部附近，安装有用于使阀体30相对于阀箱沈转动或沿径方向移动的阀体驱动机构74。下面，对驱动阀体30的阀体驱动机构74进行说明。
如图1及图2所示，阀体驱动机构74具备安装于阀体30的长度方向两端部的中空状的支承部76。支承部76由阀箱沈的轴承部90可转动地支承，并且可滑动地支承支承片82。另外，在支承部76的内侧，借助轴承部可转动地配置有偏心轴78。偏心轴78由轴主体部78A和中心位于距轴主体部78A的中心(轴心)仅规定距离的部位的偏心轴部78B 构成。在偏心轴部78B的外周，借助滑动轴承配置有滚筒80，在滚筒80的外侧安装有支承片82。换言之，在该支承片82上形成有插入滚筒80的插入部84，偏心轴部78B借助滚筒 80可转动地与插入部84连接(参照图4)。支承片82具有凸状部，该凸状部与阀体30连接。另外，支承片82和阀体30通过螺栓或螺钉等固定件连接。另外，在支承部76上，设有包围支承片82的外周的波纹管86。波纹管86在阀体30向偏心轴部78B及滚筒80的径方向的外方向移动时伸展，在阀体30向径方向的内方向移动时缩短。参照图2时，在阀箱沈安装有驱动电动机88。该驱动电动机88具备向一方向或反方向旋转的电动机旋转轴88A。该电动机旋转轴88A与偏心轴78的轴主体部78A连接， 通过电动机旋转轴88A的旋转，偏心轴78能够围绕电动机旋转轴88A的旋转中心向一方向或反方向转动。下面，对本实施方式的闸阀装置10的作用进行说明。如图1及图4所示，在以下的说明中，在常温环境下(例如25°C )，阀体30处于与相当于相对开口部观错开90度的面的阀箱26的侧壁92相对的位置时，称为阀体30处于基准位置(开放状态)。如图1及图4所示，阀体30处于与侧壁92相对的位置时(OPEN状态)，偏心轴78 的偏心轴部78B以转动中心(电动机旋转轴88A的旋转中心)为基准，位于侧壁92的相反侧(径方向的内侧)。接着，驱动电动机88进行驱动，电动机旋转轴88A及偏心轴78旋转90度时，如图 5所示，支承部76也同时转动，阀体30与开口部28相对。以下，将图5表示的阀体30的位置称为90度的位置。接着，驱动电动机88的电动机旋转轴88A向正方向进一步旋转时，偏心轴78也通过驱动电动机88的旋转驱动力而进一步旋转。偏心轴78从90度的位置仅旋转180度时， 偏心轴78的偏心轴部78B向开口部28侧仅移动其偏心量X 2的距离(本例中与偏心轴部 78B的直径相当)。由此，支承片82向开口部观侧仅移动相同距离，其结果，如图6所示， 安装于支承片82的阀体30的第一面32落座在开口部观附近的第一阀座36，阀体30的第二面；34落座在开口部观附近的第二阀座38，开口部观被封住(关闭状态)。在此，如图7(a)所示，在阀体30的第一面32落座在开口部观附近的第一阀座 36、阀体30的第二面34落座在开口部28附近的第二阀座38而封住开口部观的情况下， 从阀体30的第一面32对第一阀座36、而且从阀体30的第二面对第二阀座38作用规定的压力。因此，设于第一面32的密封部件46接受来自第一阀座36的反作用力而进行弹性的变形(压缩性变形)。另外，在遮挡部件58的外侧端部，从第二阀座38施加反作用力。因此，对遮挡部件58的中央部施加朝向开口部观侧的力，在外侧端部，从第二阀座38施加反作用力。因此，遮挡部件58的端部向第二面34侧挠曲(弯曲)，或以向第二面34侧靠近的方式变形。此时，遮挡部件58弯曲，并且使遮挡部件58的端部和第二阀座38可靠地接触。另一方面，如7 (b)所示，在高温环境下(例如200°C )，密封部件46因热膨胀体积增大，因此自第一阀座36作用的密封反力变大，弹性变形量变大。因此，阀体30向径方向
6内侧(阀箱26的内侧)稍微移动。此时，遮挡部件58与阀体30—起向径方向内侧移动。 由此，遮挡部件58的弯曲朝向消除的方向，但由于稍微残存有倾斜变形，遮挡部件58的端部与第二阀座38接触连接。这样一来，即使在高温环境下(例如200°C )，密封部件46与第一阀座36接触，遮挡部件58与第二阀座38接触。接着，在落座在开口部28的阀体30从开口部28开放的情况下，使驱动电动机88 的电动机旋转轴88A向反方向旋转而使偏心轴78向反方向旋转。使偏心轴78向反方向旋转180度时，偏心轴78的偏心轴部78B向开口部28的相反侧(径方向内侧)仅移动其偏心量X2倍的距离(与偏心轴部78B的直径尺寸相当)，返回图5表示的90度的位置。由此开口部观开放。使驱动电动机88的电动机旋转轴88A从图5表示的90度的位置向反方向进一步旋转时，偏心轴78与支持部76 —起向相同方向转动。而且，支持部76与偏心轴78 —起旋转90度，返回图4表示的基准位置。由此，阀体30与侧壁92相对，并且，开口部观被开放， 通过闸阀装置10，输送室14和处理腔室12连通。另夕卜，在本说明书中，“常温环境下”表示5°C以上35°C以下的范围，尤其指20°C以上30°C以下的范围。另外，“高温环境下”表示150°C以上250°C以下的范围，尤其指180°C 以上220°C以下的温度。下面，对本发明的一实施方式的闸阀装置10的作用和效果进行说明。如图7 (a)所示，在常温环境下(例如25°C )，阀体30的密封部件46与阀箱沈的第一阀座36接触，对第一阀座36作用规定的压力，遮挡部件58与第二阀座38接触，对第二阀座施加规定的压力。而且，遮挡部件58受到来自第二阀座38的反作用力而弯曲，遮挡部件58和第二阀座38相互可靠地接触。因此，即使是在处理腔室12产生的自由基从开口部28进入阀箱沈的内部的情况，由于被遮挡部件58遮挡，因此不能从遮挡部件58进入阀箱26的内部。这样，密封部件46与开口部观之间的空间被与第二阀座38可靠地接触的遮挡部件58完全隔断，阻止密封部件46和开口部观的连通。因而，通过遮挡部件58自由基不能到达配置于阀箱沈的内部侧的密封部件46，密封部件46不会暴露于自由基中。其结果，能够将密封部件46因自由基的撞击而老化的情况防止于未然。特别是遮挡部件58弯曲并与第二阀座38接触，由此，即使是产生了对阀体30作用的推压力误差、或阀体(也包括密封部件和遮挡部件)及阀箱等尺寸误差的情况，也能够吸收其误差。其结果，遮挡部件58和第二阀座38可靠地接触，因此能够防止密封部件的老化。特别是遮挡部件58的表面由于被氟类树脂包覆，因此能够防止被等离子体和自由基腐蚀。另外，阀箱沈的第一阀座36和第二阀座38由于施加了规定的处理(例如阳极氧化处理)，因此能够减少由于阀体30落座在第一阀座36和第二阀座38上而使第一阀座 36及第二阀座38发生磨损的情况。另外，只要用氟橡胶(FKM)或全氟橡胶(FFKM)制作密封部件46，密封部件46就能够具有高的自由基耐性而长寿命化。另外，遮挡部件58、阀箱沈、垫圈52和固定部件62用传导性良好的金属(例如铝、铁、铜等)制作时，在遮挡部件58与阀箱沈的第二阀座38接触时，遮挡部件58和阀箱 26的第二阀座38相互电连接。因此，在晶片处理中可防止在处理腔室内产生的电磁波(微波)从处理腔室向外部泄露。另外，遮挡部件58用传导性良好的金属(例如铝、铁、铜等) 制作时，遮挡部件58能够具有优异的热传导性，因此易于从阀箱沈向阀体30传热。其结果，反应性生物难以向阀体30附着，并能够抑制因阀体开闭时的摩擦和振动使已附着的反应性生物剥离分散而产生微粒。另一方面，如图7(b)所示，在高温环境下(例如200°C)，如上所述，从第一阀座36 对密封部件46的反力变大，阀体30向阀箱沈的内部侧稍微移动。该环境下，遮挡部件58 的弯曲朝向消除的方向。但是，遮挡部件58的端部和第二阀座38仍然接触，因此能够阻止等离子和自由基对密封部件46的攻击。另外，同时，由于遮挡部件58和阀箱沈维持电连接的状态，因此能够防止电磁波从处理腔室向外部泄露。这样，即使在常温环境下(例如25°C )、在高温环境下(例如200°C )，遮挡部件58 在阀体封住开口部时也弯曲。由此，在高温环境下使用闸阀装置10的情况下，即使由于密封部件46的热膨胀，阀体30向阀箱沈内部侧移动时，遮挡部件58和第二阀座38也不会分开，两者能够持续接触。其结果，即使在高温环境下，也能够通过遮挡部件58隔断自由基， 能够从自由基的攻击中保护密封部件46。另外，由于能够维持遮挡部件58和阀箱沈的电连接状态，因此能够防止电磁波泄露。如上所述，根据本实施方式的闸阀装置10，可防止起因于自由基的攻击的密封部件46的老化。由此，能够减少密封部件46的维护频率和更换频率。其结果，可大幅缩短闸阀装置10的维护需要的时间，能够提高闸阀装置10的使用效率。另外，由于可防止电磁波的泄露，因此能够使供给到处理腔室12(或设于处理腔室12的电极等)的电力提高，能够扩展工艺窗口。由此，能够在处理腔室12内部有效地进行成膜处理，能够使处理效率和成品率提高。参照上述的实施方式对本发明进行了说明，但本发明并不限定于已公开的实施方式，能够在附加的权利要求范围的宗旨内进行变形或变更。本国际申请主张基于申请于2009年3月31日申请的日本专利申请2009-087140 号的优先权，在此引用其全部内容。
权利要求
1.一种闸阀装置，其特征在于，包括具有第一阀座和第二阀座，并形成有开口部的阀箱； 封住所述开口部的阀体；安装于所述阀体，在该阀体封住所述开口部时与所述第一阀座接触而将所述开口部密封的密封部件；用金属制的薄板制作的遮挡部件，其安装于所述阀体，在该阀体封住所述开口部时与所述第二阀座接触而隔断所述开口部与所述密封部件之间的空间。
2.如权利要求1所述的闸阀装置，其特征在于 所述遮挡部件的表面由氟类树脂包覆。
3.如权利要求1所述的闸阀装置，其特征在于还具备阀体驱动机构，所述阀体驱动机构配置在所述阀箱内，驱动所述阀体，以使所述阀体位于与所述阀箱的内壁相对的第一位置和与所述开口部相对的第二位置中的任一位置。
4.如权利要求2所述的闸阀装置，其特征在于 所述阀体驱动机构具备支承片，其与所述阀体的与设置有所述密封部件的位置相反侧的部分结合，支承所述阀体；支承部，其能够滑动地支承所述支承片，并且具有中空部；和轴，该轴具有借助所述支承部的中空部能够转动地支承所述支承部的轴主体，和从该轴主体的旋转轴偏心地设于该轴主体的端部的偏心轴部，其中所述偏心轴部构成为，在所述支承部内伴随所述轴的旋转而进行偏心旋转，由此，对所述支承片作用而向所述开口部推压所述阀体。
5.如权利要求1所述的闸阀装置，其特征在于所述遮挡部件隔开在所述遮挡部件与所述第二阀座接触时允许该遮挡部件弯曲的间隙而安装于所述阀体。
6.一种基板处理装置，其利用电磁波对基板进行处理，该基板处理装置的特征在于，包括形成有允许所述基板通过的开口部的处理腔室；和与所述处理腔室接合以开闭所述开口部的权利要求1所述的闸阀装置。
全文摘要
本发明公开一种闸阀装置，其包括具有第一阀座和第二阀座并形成有开口部的阀箱；和具有与第一阀座接触并密封开口部的密封部件的阀体。在该闸阀装置中，在阀体上设置有当阀体封住开口部时与第二阀座接触并弯曲，隔断开口部和密封部件之间的空隙的遮挡部件，在常温环境下或高温环境下，阀体封住开口部时遮挡部件弯曲，维持遮挡部件与第二阀座的接触。
文档编号F16K1/24GK102378873SQ201080015089
公开日2012年3月14日 申请日期2010年3月29日 优先权日2009年3月31日
发明者广木勤, 松下正直, 能势正章, 西场健博 申请人:东京毅力科创株式会社