(57)【要約】  内部を減圧に保持可能なチャンバーと、該チャンバー内を排気する排気装置との間に設けられるバルブが開示される。このバルブは、チャンバーと排気装置の間の気体の連通を許容する第１開口及び第２開口を含む第１弁本体と、第１弁本体内に配置され、第１弁本体の第２開口に接離して該第２開口を開閉する封止用弁体と、封止用弁体に設けられ、封止用弁体が第１弁本体の第２開口を閉じた際に該第２開口をシールするシール部材と、第１弁本体の、第２開口から離れた内壁部に設けられ、封止用弁体が該第２開口から離反して移動したときに、第１弁本体の内部空間からシール部材を遮蔽する弁退避部と、封止用弁体を回動して第１弁本体の第２開口および弁退避部の一方に配置され得るようにする第１回動軸と、を有する。
2008139937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部を減圧に保持可能なチャンバーと、該チャンバー内を排気する排気装置との間に設けられるバルブであって、
前記チャンバーと前記排気装置の間の気体の連通を許容する第１開口及び第２開口を含む第１弁本体と、
前記第１弁本体内に配置され、前記第１弁本体の前記第２開口に接離して該第２開口を開閉する封止用弁体と、
前記封止用弁体に設けられ、前記封止用弁体が前記第１弁本体の第２開口を閉じた際に該第２開口をシールするシール部材と、
前記第１弁本体の、前記第２開口から離れた内壁部に設けられ、前記封止用弁体が該第２開口から離反して移動したときに、前記第１弁本体の内部空間から前記シール部材を遮蔽する弁退避部と、
前記封止用弁体を回動して前記第１弁本体の第２開口および前記弁退避部の一方に配置され得るようにする第１回動軸と、
を具備するバルブ。
【請求項２】
前記第１開口は前記チャンバーと接続され、前記第２開口は前記排気装置と接続される、請求項１に記載のバルブ。
【請求項３】
前記第１回動軸は、前記封止用弁体を、前記第１回動軸の中心軸を回動中心として前記第２開口に対応した第１の位置と前記弁退避部に対応した第２の位置との間で回動させるよう構成され、
前記第１回動軸は、前記第１の位置に配置される前記封止用弁体を前記第１回動軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させ、前記第２の位置に配置される前記封止用弁体を前記第１回動軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させるよう構成される、請求項１又は２に記載のバルブ。
【請求項４】
前記封止用弁体は前記シール部材の外側に保護シール部材を有し、
前記保護シール部材は、前記シール部材よりもラジカル耐性に優れ、
前記シール部材は、前記保護シール部材よりも気密性に優れている、請求項１から３のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項５】
前記第１弁本体は、該第１弁本体の第２開口の周辺に、前記保護シール部材が収容される凹溝を有し、
前記シール部材が前記第１弁本体の第２開口を閉じた際に、前記保護シール部材が前記凹溝に収容される、請求項４に記載のバルブ。
【請求項６】
前記第１弁本体は、前記弁退避部に前記シール部材が収容される凹溝を有し、
前記保護シール部材が前記弁退避部に密着した際に、前記シール部材が前記凹溝に収容される、請求項４又は５に記載のバルブ。
【請求項７】
前記第１回動軸は内部に案内軸を収容した中空軸であり、
当該中空軸は、前記封止用弁体を、前記中空軸の中心軸を回動中心として前記第２開口に対応した第１の位置と前記弁退避部に対応した第２の位置との間で回動させるよう構成され、
前記中空軸は、前記第１の位置に配置される前記封止用弁体を前記中空軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させ、前記第２の位置に配置される前記封止用弁体を前記中空軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させるよう構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項８】
前記第１弁本体に第５開口が設けられている、請求項１から７のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項９】
前記第５開口は、前記第２開口が閉止されたときに前記第１の開口から流入したガスを流出させる、請求項８に記載のバルブ。
【請求項１０】
前記チャンバーと前記排気装置の間での気体の連通を許容する第３開口及び第４開口を含み、前記第１開口を前記第４開口に接続する第２弁本体と、
前記第２弁本体内にあって該第２弁本体の前記第３開口の開度を調節する、シール部材を持たない制御用弁体と、
前記制御用弁体を回動させて、前記第２弁本体の前記第３開口の開度を調節する第２回動軸と、
を更に備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項１１】
前記第１回動軸は、前記封止用弁体を、前記第１回動軸の中心軸を回動中心として前記第２開口に対応した第１の位置と前記弁退避部に対応した第２の位置との間で回動させるよう構成され、
前記第１回動軸は、前記第１の位置に配置される前記封止用弁体を前記第１回動軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させ、前記第２の位置に配置される前記封止用弁体を前記第１回動軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させるよう構成される、請求項１０に記載のバルブ。
【請求項１２】
前記第２弁本体は、前記制御用弁体が前記第２弁本体の前記第３開口の開度を調節する際に前記制御用弁体を収容可能な空間を有し、
前記第２回動軸は、前記制御用弁体を、前記第２回動軸の中心軸を回動中心として前記第２弁本体の前記第３開口と前記空間との間で回動させ、
前記第２回動軸と前記第１回動軸とが同軸であり、前記第１回動軸が、前記第２回動軸を回動可能に収容する中空部を備えた中空軸である、請求項１１に記載のバルブ。
【請求項１３】
前記封止用弁体は前記シール部材の外側に保護シール部材を有し、
前記保護シール部材は、前記シール部材よりもラジカル耐性に優れ、
前記シール部材は、前記保護シール部材よりも気密性に優れている、請求項１０から１２のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項１４】
前記第１弁本体は、該第１弁本体の前記第２開口の周辺に前記保護シール部材が収容される凹溝を有し、
前記シール部材が前記第１弁本体の前記第２開口を閉じた際に、前記保護シール部材が前記凹溝に収容される、請求項１３に記載のバルブ。
【請求項１５】
前記第１弁本体は、前記弁退避部に、前記シール部材が収容される凹溝を有し、
前記保護シール部材が前記弁退避部に密着した際に、前記シール部材が前記凹溝に収容される、請求項１３又は１４に記載のバルブ。
【請求項１６】
前記第２弁本体、及び前記第１弁本体の少なくとも一方に第５開口が設けられている、請求項１０から１５のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項１７】
前記第５開口は、前記第１弁本体の前記第２開口が閉止されたときに、前記第２弁本体の前記第３の開口から流入したガスを流出させる、請求項１６に記載のバルブ。
【請求項１８】
前記第２弁本体と前記第１弁本体とは着脱自在に結合されている、請求項１０から１７のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項１９】
前記第１弁本体内にあって前記第１弁本体の前記第１開口に対して開閉可能に構成される制御用弁体と、
前記制御用弁体を回動して前記第１の開口の開度を調整する第２回動軸と、
を更に備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のバルブ。
【請求項２０】
被処理体が収容され、内部を真空に保持可能なチャンバーと、
前記チャンバー内で被処理体に所定のプラズマ処理を施す処理機構と、
前記チャンバー内を排気する排気装置と、
前記チャンバーと前記排気装置との間に設けられる、請求項１から１９のいずれか一項に記載のバルブと、
を備える処理装置。
【請求項２１】
前記第１弁本体に第５開口が設けられており、前記第１弁本体内をクリーニングするとき、前記第１弁本体の前記第２開口を前記封止用弁体で閉じるとともに、
ガスを前記第１弁本体内から前記第５開口を介して流す、請求項２０に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ等の被処理体に対して真空処理を行う処理装置のチャンバーと排気装置との間に設けられるバルブ及びこのバルブを備えた処理装置に関する。詳細には、この発明は、処理装置のチャンバーと排気装置との間を封止可能な封止バルブ、チャンバー内の圧力を制御する機能をも有する封止バルブ、およびこれらの封止バルブを備えた処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては、成膜処理やエッチング処理等の種々の真空処理が行われる。このような真空処理を行う処理装置においては、内部が真空排気可能なチャンバー内に、被処理体である半導体ウエハを搬入し、真空ポンプを含む排気装置によりチャンバーを真空に排気しながら、半導体ウエハに対し所定の処理が行われる。【０００３】
この処理の間、チャンバーは真空ポンプにより排気され、チャンバー内の圧力は、チャンバーと真空ポンプとの間に設けられた圧力制御バルブの開度を調整することによって制御される。このような圧力制御バルブは、例えば、特許文献１（特開平９−１７８０００号）や特許文献２（特開２００５−９６７８号公報）に記載されている。これらに記載される圧力制御バルブは、いずれも回動軸から延びるアームの先端に円板状の弁体を設け、回動軸を回転することで、弁体が流路を閉じる位置から流路を全開する位置まで移動できるように構成されている。【０００４】
特許文献１、２に記載された圧力制御バルブは、弁本体に、流体通路を提供する２つの開口と、流体通路に交差する方向に設けられ、円板状の弁体を収容する空間を備える。円板状の弁体は回動軸のアームの先端に、アームと一体に設けられている。圧力制御バルブが全開のときは、円板状の弁体は空間内に位置し、そのため弁体は流体通路の側方に位置することになり、開口が全開となる。【０００５】
一方、弁体が開口を完全に覆う位置に移動したときは、弁体に取り付けられたシール部材は開口に密着せず、開口を完全にシールすることはない。弁体が開口をシールするために、さらに、円筒形状のシール接合部材が軸方向に移動して、弁体のシール部材を開口に押圧することで、開口がシールされる。【０００６】
なお、特許文献３には、チャンバー内の圧力を制御するための流量制御部、例えば、羽根、スライド抵抗弁体を排気流路中に有するとともに、かつ、主弁体に設けられた主弁シール（シール部材）を排気ガス中のラジカルやプラズマから遮断する構成を持つゲートバルブが記載されている。
【特許文献１】特開平９−１７８０００号公報
【特許文献２】特開２００５−９６７８号公報
【特許文献３】特開２００４−２８６１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、真空処理として、例えば、ＣＦガスやＯ２ガス等のプラズマ処理を行う場合には、弁体で所定の開度に開かれた開口を、プラズマ中のラジカル等が通過する。この際に、弁体のシール部材がラジカル等に曝されることになり、これによりシール部材が劣化し、シール能力が低下したり、パーティクルが発生したりする。そのため、シール部材が劣化した時点で、装置を保守状態にしてシール部材を交換しなければならない。【０００８】
現在では、プラズマやラジカルのエネルギーの増大に伴い、耐プラズマ性・耐ラジカル性を上げるため、比較的高価な完全にフッ素化されたゴムで作製されるシール部材を使用しているが、それでも劣化を避けることはできず、シール部材を数ヶ月で交換しなければならず、シール部材コストが高いものとなる。また、シール部材交換のために装置を保守状態にするため、スループットが低下してしまう。【０００９】
また、シール部材をプラズマやラジカルから遮断するように構成されたゲートバルブもあるが、このゲートバルブは流量制御部（制御用弁体）と主弁部（封止用弁体）とが一体となった構成を有しており、ゲートバルブの製造コストやメンテナンスコストの増大につながる。【００１０】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、シール部材の長寿命化、低製造コスト、および、低メンテナンスコストを実現可能な封止バルブ、圧力制御機能をも有する封止バルブ、並びにこれらの封止バルブを備えた処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、この発明の第１の態様は、内部を減圧に保持可能なチャンバーと、該チャンバー内を排気する排気装置との間に設けられるバルブを提供する。このバルブは、チャンバーと排気装置の間の気体の連通を許容する第１開口及び第２開口を含む第１弁本体と、第１弁本体内に配置され、第１弁本体の第２開口に接離して該第２開口を開閉する封止用弁体と、封止用弁体に設けられ、封止用弁体が第１弁本体の第２開口を閉じた際に該第２開口をシールするシール部材と、第１弁本体の、第２開口から離れた内壁部に設けられ、封止用弁体が該第２開口から離反して移動したときに、第１弁本体の内部空間からシール部材を遮蔽する弁退避部と、封止用弁体を回動して第１弁本体の第２開口および弁退避部の一方に配置され得るようにする第１回動軸と、を有する。【００１２】
この発明の第２の態様は、第１の態様のバルブであって、第１開口はチャンバーと接続され、第２開口は排気装置と接続されるバルブを提供する。【００１３】
この発明の第３の態様は、第１又は第２の態様のバルブであって、第１回動軸が、封止用弁体を、第１回動軸の中心軸を回動中心として第２開口に対応した第１の位置と弁退避部に対応した第２の位置との間で回動させるよう構成され、第１回動軸が、第１の位置に配置される封止用弁体を第１回動軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させ、第２の位置に配置される封止用弁体を第１回動軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させるよう構成されるバルブを提供する。【００１４】
この発明の第４の態様は、第１から第３の態様のいずれかのバルブであって、封止用弁体はシール部材の外側に保護シール部材を有し、保護シール部材は、シール部材よりもラジカル耐性に優れ、シール部材は、保護シール部材よりも気密性に優れているバルブを提供する。【００１５】
この発明の第５の態様は、第４の態様のバルブであって、第１弁本体は、該第１弁本体の第２開口の周辺に、保護シール部材が収容される凹溝を有し、シール部材が第１弁本体の第２開口を閉じた際に、保護シール部材が凹溝に収容されるバルブを提供する。【００１６】
この発明の第６の態様は、第４又は第５の態様のバルブであって、第１弁本体は、弁退避部にシール部材が収容される凹溝を有し、保護シール部材が弁退避部に密着した際に、シール部材が凹溝に収容されるバルブを提供する。【００１７】
この発明の第７の態様は、第１から第６の態様のいずれかのバルブであって、第１回動軸は内部に案内軸を収容した中空軸であり、当該中空軸は、封止用弁体を、中空軸の中心軸を回動中心として第２開口に対応した第１の位置と弁退避部に対応した第２の位置との間で回動させるよう構成され、中空軸は、第１の位置に配置される封止用弁体を中空軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させ、第２の位置に配置される封止用弁体を中空軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させるよう構成されるバルブを提供する。【００１８】
この発明の第８の態様は、第１から第７の態様のいずれかのバルブであって、第１弁本体に第５開口が設けられているバルブを提供する。【００１９】
この発明の第９の態様は、第８の態様のバルブであって、第５開口は、第２開口が閉止されたときに第１の開口から流入したガスを流出させるバルブを提供する。【００２０】
この発明の第１０の態様は、第１から第９の態様のいずれかのバルブであって、チャンバーと排気装置の間での気体の連通を許容する第３開口及び第４開口を含み、第１開口を第４開口に接続する第２弁本体と、第２弁本体内にあって該第２弁本体の第３開口の開度を調節する、シール部材を持たない制御用弁体と、制御用弁体を回動させて、第２弁本体の第３開口の開度を調節する第２回動軸と、を更に備えるバルブを提供する。【００２１】
この発明の第１１の態様は、第１０の態様のバルブであって、第１回動軸は、封止用弁体を、第１回動軸の中心軸を回動中心として第２開口に対応した第１の位置と弁退避部に対応した第２の位置との間で回動させるよう構成され、第１回動軸は、第１の位置に配置される封止用弁体を第１回動軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させ、第２の位置に配置される封止用弁体を第１回動軸の中心軸方向に沿って両方向に移動させるよう構成されるバルブを提供する。【００２２】
この発明の第１２の態様は、第１１の態様のバルブであって、第２弁本体は、制御用弁体が第２弁本体の第３開口の開度を調節する際に制御用弁体を収容可能な空間を有し、第２回動軸は、制御用弁体を、第２回動軸の中心軸を回動中心として第２弁本体の第３開口と空間との間で回動させ、第２回動軸と第１回動軸とが同軸であり、第１回動軸が、第２回動軸を回動可能に収容する中空部を備えた中空軸であるバルブを提供する。【００２３】
この発明の第１３の態様は、第１０から第１２の態様のバルブであって、封止用弁体はシール部材の外側に保護シール部材を有し、保護シール部材は、シール部材よりもラジカル耐性に優れ、シール部材は、保護シール部材よりも気密性に優れているバルブを提供する。【００２４】
この発明の第１４の態様は、第１３の態様のバルブであって、第１弁本体は、該第１弁本体の第２開口の周辺に保護シール部材が収容される凹溝を有し、シール部材が第１弁本体の第２開口を閉じた際に、保護シール部材が凹溝に収容されるバルブを提供する。【００２５】
この発明の第１５の態様は、第１３又は第１４の態様のバルブであって、第１弁本体は、弁退避部に、シール部材が収容される凹溝を有し、保護シール部材が弁退避部に密着した際に、シール部材が凹溝に収容されるバルブを提供する。【００２６】
この発明の第１６の態様は、第１０から第１５の態様のバルブであって、第２弁本体、及び第１弁本体の少なくとも一方に第５開口が設けられているバルブを提供する。【００２７】
この発明の第１７の態様は、第１６の態様のバルブであって、第５開口は、第１弁本体の第２開口が閉止されたときに、第２弁本体の第３の開口から流入したガスを流出させるバルブを提供する。【００２８】
この発明の第１８の態様は、第１０から第１７の態様のいずれかのバルブであって、第２弁本体と第１弁本体とは着脱自在に結合されているバルブを提供する。【００２９】
この発明の第１９の態様は、第１から第９の態様のいずれかのバルブであって、第１弁本体内にあって第１弁本体の第１開口に対して開閉可能に構成される制御用弁体と、制御用弁体を回動して第１の開口の開度を調整する第２回動軸と、を更に備えるバルブを提供する。【００３０】
この発明の第２０の態様は、被処理体が収容され、内部を真空に保持可能なチャンバーと、チャンバー内で被処理体に所定のプラズマ処理を施す処理機構と、チャンバー内を排気する排気装置と、チャンバーと排気装置との間に設けられる第１から第１９の態様のいずれかのバルブと、を備える処理装置を提供する。【００３１】
この発明の第２１の態様は、第２０の態様の処理装置であって、第１弁本体に第５開口が設けられており、第１弁本体内をクリーニングするとき、第１弁本体の第２開口を封止用弁体で閉じるとともに、ガスを第１弁本体内から第５開口を介して流す処理装置を提供する。
【発明の効果】
【００３２】
この発明の実施形態によれば、シール部材の長寿命化を達成することができるとともに、低コストで製造でき、かつ、メンテナンスにかかるコストを低く抑えることが可能な封止バルブ、圧力制御機能をも有する封止バルブ、並びにこれらの封止バルブを備えた処理装置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るバルブを使用したＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置の断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態に係るバルブの構成を示す断面図である。
【図３】図２中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】制御用弁体が開口の一部を閉止した状態を示す断面図である。
【図５】図４中のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。
【図６】この発明の第１実施形態に係るバルブの他例を示す断面図である。
【図７】この発明の第２の実施形態に係るバルブの構成を示す断面図である。
【図８】この発明の第３の実施形態に係るバルブの構成を示す断面図である。
【図９】クリーニングの一例を示す断面図である。
【図１０】この発明の第３の実施形態に係るバルブを使用したＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置の概略断面図である。
【図１１】この発明の第４実施形態に係るバルブを示す断面図である。
【図１２】封止用弁体が開口を閉止した状態を示す断面図である。
【図１３】封止用弁体が開口を全開した状態を示す断面図である。
【図１４】この発明の第４の実施形態に係るバルブを使用したＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置の概略断面図である。
【図１５】この発明の第４実施形態に係るバルブの他例を示す断面図である。
【図１６】この発明の第５実施形態に係るバルブを示す断面図である。
【図１７】この発明の第６実施形態に係るバルブを示す断面図である。
【図１８】この発明の第７実施形態に係るバルブを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１    チャンバー
５３，５４  排気装置
６０    圧力制御バルブ
６１、６１-APC、６１-seal  弁本体
６１ａ  空間
６１ｂ、６１ｃ、６１ｆ  開口
６１ｄ  弁退避部
６１ｄ’  凹部
６１ｅ  凹溝
６２    封止用弁体
６２ａ  シール部材
６２ｂ  保護シール部材
６３    制御用弁体
６４、６５、８２ａ    回動軸
７０    フランジ
７３、７３-APC、７３-seal  排気ポート
８０    開閉バルブ
８１    バイパス経路
８２    案内軸
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、添付図面を参照して、この発明の実施形態に係るバルブとこのバルブを備えた処理装置について詳細に説明する。【００３６】
（第１の実施形態）
図１は、この発明の第１の実施形態に係る圧力制御バルブを使用したＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置の概略断面図である。【００３７】
図１に示すように、このＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置１０は、半導体基板を収容して真空に保持可能な略円筒状のチャンバー１１と、その底部に設けられ、半導体基板Ｓを載置するサセプタ１２と、チャンバー１１の側壁に設けられた処理ガスを導入するためのリング状をなすガス導入部１３と、チャンバー１１の上部の開口部に臨むように設けられ、多数のマイクロ波透過孔１４ａが形成された平面アンテナ１４と、マイクロを発生させるマイクロ波発生部１５と、マイクロ波発生部１５を平面アンテナ１４に導くマイクロ波伝送機構１６と、ガス導入部１３に処理ガスを供給する処理ガス供給系１７と、を有している。【００３８】
平面アンテナ１４の下方には誘電体からなるマイクロ波透過板２１が設けられ、平面アンテナ１４の上にはシールド部材２２が設けられている。マイクロ波伝送機構１６は、マイクロ波発生部１５からマイクロ波を導く水平方向に伸びる導波管３１と、平面アンテナ１４から上方に伸びる内導体３３および外導体３４からなる同軸導波管３２と、導波管３１と同軸導波管３２との間に設けられたモード変換機構３５とを有している。【００３９】
チャンバー１１にはチャンバー１１内を排気するためのバルブや排気装置等からなる排気機構２４が設けられている。排気機構２４は、チャンバー１１の底部の排気口１１ａに接続された排気管２３を有し、この排気管２３には排気装置としてのドラッグポンプ５３と排気装置としてのドライポンプ５４が直列に設けられている。ドライポンプ５４はチャンバー１１を低真空まで排気し、ドラッグポンプ５３はチャンバー１１を高真空まで排気する。【００４０】
排気管２３のドラッグポンプ５３の上流側には、第１の実施形態に係る圧力制御バルブ６０が設けられている。チャンバー１１には、その中の圧力を検出する圧力センサ５５が設けられており、圧力制御バルブ６０は圧力センサ５５の検出値に応じて開度を調節するようになっている。排気管２３には、圧力制御バルブ６０の上流側において開閉バルブ５６と、ドラッグポンプ５３とドライポンプ５４との間に開閉バルブ５７とが設けられている。【００４１】
チャンバー１１の側壁には半導体基板Ｓを搬入出可能な搬入出口２５が設けられており、この搬入出口２５はゲートバルブＧにより開閉可能となっている。また、サセプタ１２内にはヒータ１８が埋設されている。【００４２】
処理ガス供給系１７は、たとえばＣＦガスやＯ２ガスなどの処理ガスの供給源を有し、ガス導入部１３に接続されるガス供給ライン１９を通して処理ガスをチャンバー１１へ供給する機能を有する。ガス供給ライン１９は、開閉バルブとマスフローコントローラ等の流量制御器と（図示せず）を有している。【００４３】
このＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置１０は、各構成部品や機器に接続される、マイクロプロセッサ（コンピュータ）からなるプロセスコントローラ５０を有している。各構成部品や機器はこのプロセスコントローラ５０に制御される。第１の実施形態に係る圧力制御バルブ６０も、圧力センサ５５の検出値に応じたプロセスコントローラ５０の指令により制御される。また、プロセスコントローラ５０には、オペレータがＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置１０を管理するためにコマンドの入力操作等を行うキーボードや、プラズマ処理装置の稼働状況を可視化して表示するディスプレイ等からなるユーザーインターフェース５１が接続されている。【００４４】
また、プロセスコントローラ５０には、ＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置１０で実行される各種処理をプロセスコントローラ５０の制御にて実現するための制御プログラムや、処理条件に応じてＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置１０の各構成部に処理を実行させるためのプログラムすなわちレシピが格納された記憶部５２が接続されている。レシピは記憶部５２の中の記憶媒体に記憶されている。記憶媒体は、ハードディスクや半導体メモリであってもよいし、ＣＤ-ＲＯＭ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬性のものであってもよい。また、他の装置から、例えば専用回線を介してレシピを適宜伝送させるようにしてもよい。【００４５】
そして、必要に応じて、ユーザーインターフェース５１からの指示等にて任意のレシピを記憶部５２から呼び出してプロセスコントローラ５０に実行させることで所望の処理が行われる。また、圧力センサ５５でチャンバー１１内の圧力を検出して、プロセスコントローラ５０を介して、圧力制御バルブ６０の開度の調節を行う。【００４６】
次に、上記構成のＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置１０において行われるＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置の方法の概略について説明する。【００４７】
まず、半導体基板Ｓをチャンバー１１内に搬入し、サセプタ１２上に載置する。そして、排気機構２４によりチャンバー１１内を真空排気しながら、処理ガス供給系１７からガス供給ライン１９およびガス導入部１３をこの順に通して、たとえば、ＣＦガスやＯ２ガスのような処理ガスがチャンバー１１内に供給され、圧力制御バルブ６０によりチャンバー１１内の圧力が所定の圧力に維持される。このような状態のもとでエッチング処理などが行われる。【００４８】
このＲＬＳＡマイクロ波方式のプラズマ装置においては、低電子温度で高密度のラジカルを主体とするプラズマが形成されるため、低ダメージのプラズマ処理を実現することができる。【００４９】
複数の処理工程がある場合は、１つの処理工程が完了したら、真空排気を継続しながら、処理ガス供給系１７に設けられたＡｒなどのパージガスをチャンバー１１内に供給し、前工程で残留しているガスをパージする。その後、次の処理を行うためのガスをチャンバー１１へ供給し、マイクロ波プラズマを形成して次工程の処理を行う。【００５０】
図２は第１の実施形態に係る圧力制御バルブ６０の構成を示す図で、封止用弁体が開口を封止した状態を示す図３のＡ−Ａ断面図である。図３は図２のＢ−Ｂ断面図である。図４は制御用弁体が開口の一部を閉止した状態を示す図５のＣ−Ｃ断面図、図５は図４のＤ−Ｄ断面図である。【００５１】
図２及び図３に示すように、第１の実施形態に係る圧力制御バルブ６０は、弁本体６１-APCと弁本体６１-sealとを備える。弁本体６１-APCと弁本体６１-sealは着脱自在に結合されている。弁本体６１-APC及び弁本体６１-sealは、内部に空間６１ａと、互いに対向するよう形成された開口６１ｂ、６１ｃとを有している。弁本体６１-APCの開口６１ｂはチャンバー１１に接続され、弁本体６１-sealの開口６１ｃは排気機構の一部であるドラッグポンプ５３に接続されて、チャンバー１１とドラッグポンプ５３との間での気体の連通を許容する。また、弁本体６１-sealの開口６１ｃが形成されている壁部において開口６１ｃから離れた位置に弁退避部６１ｄが形成され、その中心に円形の凹部６１ｄ’を備える。開口６１ｃの外側には、開口６１ｃと同心円状に凹溝６１ｅがある。【００５２】
弁本体６１-APCの内部には制御用弁体６３が設けられ、弁本体６１-sealの内部には封止用弁体６２が設けられている。封止用弁体６２は円板状で、一方の面において周縁に沿って２重の環状の溝が形成されている。内側の溝にシール部材６２ａが嵌め込まれ、外側の溝に保護シール部材６２ｂが嵌めこまれている。保護シール部材６２ｂは、シール部材６２ａよりも優れたラジカル耐性を有し、シール部材６２ａは、保護シール部材６２ｂよりも優れた気密性を有している。【００５３】
制御用弁体６３は、封止用弁体６２と同じく円板形状であるが、シール部材は有していない。【００５４】
弁本体６１-APCには、図２および図３に示すように、弁本体６１-APCの中央の上方に回動軸６４が設けられ、制御用弁体６３が回動軸６４に取り付けられている。回動軸６４は、回動軸６４を回転するモータなどの駆動部（不図示）に接続され、これにより制御用弁体６３を回動することができる。【００５５】
弁本体６１-sealにおいても、弁本体６１-sealの中央の上方に回動軸６５が設けられ（図２）、封止用弁体６２が回動軸６５に取り付けられている。回動軸６５もまた、回動軸６５を回転するモータなどの駆動部（不図示）に接続されている。【００５６】
回動軸６５は、封止用弁体６２を、図３に示す、開口６１ｃに対応する位置（例えば開口６１ｃの上方）および、図５に示す、弁退避部６１ｄに対応する位置（例えば弁退避部６１ｄの上方）の一方に択一的に移動させるため、回動軸６５の中心軸を回動中心として回動させる。さらに、回動軸６５は、例えばソレノイドなどのリニアアクチュエータにより、回動軸６５の中心軸方向に沿って両方向に移動可能である。これにより、回動軸６５は、封止用弁体６２が開口６１ｃに対応する位置にあるとき、封止用弁体６２を回動軸６５の中心軸方向に沿って開口６１ｃに近づく又は遠ざかるように移動させることができ、封止用弁体６２が弁退避部６１ｄに対応する位置にあるとき、封止用弁体６２を回動軸６５の中心軸方向に沿って弁退避部６１ｄに近づく又は遠ざかるように移動させることができる。【００５７】
封止用弁体６２が開口６１ｃに対応する位置に移動し、開口６１ｃに向かって前進すると、図３に示すように、シール部材６２ａが開口６１ｃの周囲に密着する。これとともに、保護シール部材６２ｂは、開口６１ｃと同心円状に設けられた凹溝６１ｅに収容される。【００５８】
封止用弁体６２が開口６１ｃから後退し、開口６１ｃから離れると、封止用弁体６２は回動して弁退避部６１ｄに対応する位置に移動する。封止用弁体６２が弁退避部６１ｄに向かって前進すると、図５に示すように、保護シール部材６２ｂが弁退避部６１ｄに密着する。これとともに、シール部材６２ａは、弁退避部６１ｄの中心に設けられた円形の凹部６１ｄ’に収容される。【００５９】
なお、弁退避部６１ｄには、凹部６１ｄ’の代わりに、シール部材６２ａを収容可能な環状凹溝を設けてもよい。【００６０】
回動軸６４は、回動軸６４の中心軸を回動中心として開口６１ｂと空間６１ａとの間で回動させることで、制御用弁体６３を開口６１ｂに対して開閉可能としている。すなわち、回動軸６４は、制御用弁体６３を、制御用弁体６３が開口６１ｂを完全に塞ぐ位置から完全に開口する位置までの間で回動することにより、開口６１の開度を調整することができる。図４は制御用弁体６３が開口６１ｂを若干開口した状態を示している。【００６１】
図１に示すＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置１０においてプラズマ処理がされる場合は、圧力制御バルブ６０の回動軸６５が封止用弁体６２を弁退避部６１ｄに移動させる。プラズマ処理中は、制御用弁体６３により開口６１ｂの開度を調節することによって、チャンバー１１をドラッグポンプ５３で吸引することによりチャンバー１１が所望の真空度に維持される。【００６２】
制御用弁体６３を開く時には回動軸６４を回転させる。回動軸６４を回転させることで、制御用弁体６３が回動し、開口６１ｂを所定の開度とする。なお、回動軸６４は中心軸方向に移動可能ではなく、制御用弁体６３を回動軸６４の中心軸方向に移動することはできないが、回動軸６５と同様に、回動軸６４を、回動軸６４の中心軸方向に沿って両方向に移動可能とし、制御用弁体６３を中心軸方向に沿って両方向に移動できるようにしても良い。この場合には、例えば、回動軸６４は、制御用弁体６３を開口６１ｂから離し、開口６１ｂが所定の開度を有するように制御用弁体６３を回動させ、制御用弁体６３を開口６１ｂに向けて移動させて開口６１ｂに密着させることができる。【００６３】
プラズマやラジカルは、制御用弁体６３で所定の開度に開かれた開口６１ｂから開口６１ｃへと通過していく。制御用弁体６３には、プラズマやラジカルにより劣化し易いシール部材は無い。【００６４】
一方、シール部材６２ａを有する封止用弁体６２は、弁退避部６１ｄに移動している。そして保護シール部材６２ｂが弁退避部６１ｄ（凹部６１ｄ’の周り）に圧接し、シール部材６２ａは弁退避部の凹部６１ｄ’内にあって、凹部６１ｄ’の底面には圧接されない。保護シール部材６２ｂが弁退避部６１ｄに圧接することによって、シール部材６２ａは気密に封止され、プラズマやラジカルから完全に遮断され、劣化を防止することができる。保護シール部材６２ｂは、プラズマやラジカルの影響を僅かに受けるが、この保護シール部材６２ｂはシール部材６２ａを密閉できればよいので、劣化されてもシール部材６２ａの密閉には問題がない。【００６５】
第１の実施形態に係る圧力制御バルブ６０は、弁本体６１-sealの開口６１ｃが形成された壁部において開口６１ｃから離れた位置に、開口６１ｃから離反した封止用弁体６２が退避する弁退避部６１ｄを備えている。封止用弁体６２が弁退避部６１ｄに退避すると、シール部材６２ａが空間６１ａから遮蔽される。特に、封止用弁体６２が弁退避部６１ｄに退避すると、シール部材６２ａは弁退避部６１ｄに設けられた凹部６１ｄ’に収容されるとともに、シール部材６２ａの外側に設けられた保護シール部材６２ｂによって密閉される。【００６６】
このように第１の実施形態に係る圧力制御バルブ６０によれば、封止用弁体６２を弁退避部６１ｄに退避させてシール部材６２ａを弁本体６１−sealの空間６１ａから遮蔽することができるため、ＣＦガスやＯ２ガス等を用いたプラズマ処理中に、シール部材６２ａがプラズマやプラズマ中のラジカルに曝されるのを防止することができ、よって、シール部材６２ａの長寿命化を達成することができる。【００６７】
さらに、第１の実施形態によれば、以下のような利点を得ることができる。 
第１の実施形態による圧力制御バルブ６０は、制御用弁体６３を収容する弁本体６１-APCと、封止用弁体６２を収容する弁本体６１-sealとを有し、両者が着脱自在に結合される。このため、圧力制御バルブ６０の圧力制御用の部分の代わりに既存のバルブを用意し、このバルブと弁本体６１−sealを結合することにより、シール部材６２ａが長寿命化された圧力制御バルブを、より低コストで製造することが可能となる。【００６８】
例えば、第１の実施形態では、圧力制御用の部分（ＡＰＣ）に、振り子型のバルブを利用しているが、振り子型のバルブ以外にも、例えば、バタフライ型のバルブ等、形式の異なったバルブを利用することも可能である。弁本体６１−APCと弁本体６１−sealの着脱自在な結合の一例は、図６に示すように、弁本体６１-APCおよび弁本体６１-sealにフランジ７０を設け、フランジ７０に結合部７０ａ、例えば、ねじ穴を形成し、このねじ穴をボルト７１及びナット７２等の結合部によって結合することである。また、このような結合に限られず、弁本体６１−APCの外面における開口６１ｃの周りに環状溝を設け、この中にＯリングなどのシール部材を嵌め込むとともに、弁本体６１−sealの外面における開口６１ｂの周りに環状溝を設け、この中にＯリングなどのシール部材を嵌め込み、２つのシール部材とフランジ付の筒状部材とを利用して、弁本体６１−APCと弁本体６１−sealとを気密に結合してもよい。【００６９】
また、第１の実施形態は、シール部材６２ａの寿命が延びるので、シール部材６２ａの交換頻度が少なく、プラズマやラジカルが圧力制御バルブを通過するような処理装置、例えば、ＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置のランニングコストを低く抑えることができる。これに加えて、定期検査時等においては、弁本体６１-APC、又は弁本体６１-sealのいずれかを取り外すのみで、検査及び修理することが可能となり、処理装置のメンテナンスの容易化や、メンテナンスコストも低く抑えることができる。【００７０】
（第２の実施形態）
図７は第２の実施形態に係る圧力制御バルブ６０の構成を示す断面図である。図７に示す断面は、例えば、封止用弁体が開口を封止した状態を示す図２のＢ−Ｂ断面に対応する。【００７１】
図７に示すように、第２の実施形態は、回動軸６４を回動軸６５と同軸とした点で第１の実施形態と異なる。【００７２】
第２の実施形態による圧力制御バルブ６０においては、圧力制御用の部分も封止用の部分と同じ振り子型である。制御用弁体６３は、回動軸６４に取り付けられ、回動軸６４の中心軸を回動中心として、弁本体６１-APCの開口６１ｂと空間６１ａとの間で回動する。【００７３】
封止用弁体６２は、回動軸６５に取り付けられている。回動軸６５は、回動軸６５を、回動軸６４を回動可能に収容する中空部を備えた中空軸とする。回動軸６５は、中空部に回動軸６４を回動自在に収容するとともに、この回動軸６５自体も回動自在であり、同時に、ソレノイドなどのリニアアクチュエータにより、中心軸方向に沿って両方向に移動可能である。その他の構成については第１の実施形態と同様である。よって、図７においては、例えば、図３と同一の部分には同一の参照符号を付すことで、重複する説明は省略する。【００７４】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様な利点を得ることができるとともに、回動軸６４を回動軸６５と同軸としているので、例えば、回動軸６４と回動軸６５を駆動するモータを圧力制御バルブ６０の一方の側（弁本体６１−seal側）に配置できる等の点で有利である。【００７５】
なお、第２の実施形態は、回動軸６４を回動軸６５と同軸としたものであるが、第１の実施形態と同様に、弁本体６１-APCと弁本体６１-sealとを着脱自在に結合させることも可能である。例えば、図６に示したように、弁本体６１-APCと弁本体６１-sealとに、それぞれ結合部７０ａを有するフランジ７０を設け、フランジ７０の結合部７０ａ、例えば、ねじ穴をボルト７１及びナット７２等の結合部によって結合するようにしても良い。【００７６】
この場合には、定期検査時等においては、回動軸６４と回動軸６５とが同軸である場合においても、弁本体６１-APC又は弁本体６１-sealを取り外すのみで、検査及び修理することが可能である。よって、第１の実施形態と同様に、処理装置のメンテナンスの容易化や、メンテナンスコストを低減することができる。【００７７】
（第３の実施形態）
図８は第３の実施形態に係る圧力制御バルブ６０の構成を示す図である。図８は断面図であり、例えば、封止用弁体が開口を封止した状態を示す図２のＢ−Ｂ断面に対応する。【００７８】
図８に示すように、第３の実施形態は、弁本体６１-APC及び弁本体６１-sealの一方または双方に開口６１ｆを設けた点で第１、第２の実施形態と異なる。弁本体６１-APC及び弁本体６１-sealの双方に開口６１ｆを設けている。【００７９】
開口６１ｆは、開口６１ｂと開口６１ｃとを結ぶ流体通路から離れて形成されている。例えば、開口６１ｆは、流体通路の延在方向と交差する方向に流体通路から離れて設けられた空間６１ａを画成する壁部に設けられている。詳細には、第３開口６１ｆは、空間６１ａの壁部のうち、流体通路の延在方向と交差する方向に流体通路から最も離れた、流体通路に平行な壁部６１ｇに設けられている。【００８０】
図９を参照すると、弁本体６１−APCの開口６１ｆは、排気ポート７３-APCに接続され、弁本体６１−sealの開口６１ｆは排気ポート７３-sealに接続されており、これにより弁本体６１−APCの開口６１ｂから流入したガスを開口６１ｆを通して排気することができる。開口６１ｆは、例えば、封止用弁体６２が弁本体６１-sealの開口６１ｃを封止した際の、バイパス弁を接続する開口として使用することができる。【００８１】
また、開口６１ｆは、弁本体６１-APCの内部のクリーニング、及び弁本体６１-sealの内部をクリーニングする際の、クリーニングパスとして使用することもできる。【００８２】
例えば、本実施形態の圧力制御バルブように空間６１ａを有する振り子型バルブの場合、該空間６１ａが流体通路から離れているために、流体が空間６１ａ内でよどむ可能性がある。流体がよどむと、パーティクル７４が空間６１ａに溜まってしまう。【００８３】
この点、第３の実施形態では、開口６１ｆを、弁本体６１-APC、弁本体６１-sealの少なくとも一方、図示の例では双方に設けているので、開口６１ｆを利用して空間６１ａのクリーニングが可能である。このため、第３の実施形態によれば、空間６１ａのクリーニング効果を向上でき、かつ、パーティクル７４が溜まってしまう可能性を未然に防ぐことができる。従って、半導体装置の製造歩留りの向上に貢献できる、という利点を得ることができる。【００８４】
図９はこの発明の第３の実施形態に係る圧力制御バルブを利用したクリーニングの一例を示す断面図、図１０はこの発明の第３の実施形態に係る圧力制御バルブを使用したＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置の概略断面図である。【００８５】
図９に示すように、クリーニングをするときには、弁本体６１-sealの開口６１ｃを、封止用弁体６２を用いて閉止し、図１０に示す圧力制御バルブ６０からドラッグポンプ５３への流体通路を遮断する。図１０に示すプラズマ処理装置１０では、圧力制御バルブ６０の排気ポート７３-APC及び排気ポート７３-sealが開閉バルブ５８を介してドライポンプ５４に接続されている。ここで、処理ガス供給系１７（図１０）からチャンバー１１へ例えばＡｒやＮ２などのパージガスを供給するとともに、開閉バルブ５８を開けてドライポンプ５４を動作させると、圧力制御バルブ６０には、図９に示すように、弁本体６１-APCの開口６１ｂから開口６１ｆに向け、弁本体６１-APCの空間６１ａ及び弁本体６１-sealの空間６１ａを介した流体通路に沿ってパージガスが流れる。クリーニング時における流体通路が空間６１ａを介するようになると、空間６１ａのクリーニング効果は高まる。詳細には、開口６１ｆを開口６１ｂ，６１ｃから最も遠く離れた壁部６１ｇ（図８）に設けているので、流体通路は、封止用弁体６２及び制御用弁体６３に沿って生じる。このため、封止用弁体６２及び制御用弁体６３のクリーニング効果も高まる。【００８６】
このように第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の利点を得られると同時に、開口６１ｂから開口６１ｃに向かう流体通路から離れた空間６１ａに開口６１ｇを設けることで、クリーニングの際に、空間６１ａだけでなく、封止用弁体６２、及び制御用弁体６３のクリーニング効果を高めることができる。このため、弁本体６１-APC内、及び弁本体６１-sealを清浄に保つことができる。【００８７】
なお、第３の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、弁本体６１-APCと弁本体６１-sealとを着脱自在に結合、例えば、図６に示したように、弁本体６１-APCと弁本体６１-sealとに、それぞれフランジ７０を設け、フランジ７０をボルト７１及びナット７２等の結合部によって結合するようにしても良い。【００８８】
また、第３の実施形態は、第２の実施形態と組み合わせて実施することも、第１、第２の実施形態の双方と組み合わせて実施することが可能である。【００８９】
これらの場合には、それぞれ第２の実施形態、又は第１、第２の実施形態双方で説明した利点を併せ持つ圧力制御バルブを得ることができる。【００９０】
（第４の実施形態）
図１１は、第４の実施形態に係る封止バルブ８０の構成を示す図である。図１１は断面図であり、例えば、封止用弁体６２が開口６１ｃを封止した状態を示す図１２のＢ−Ｂ断面に対応する。図１２及び図１３は図１１のＡ−Ａ断面に対応した断面図であり、特に、図１３は封止用弁体６２が開口６１ｃを全開した状態を示している。【００９１】
図１１乃至図１３に示すように、第１〜第３の実施形態で説明した圧力制御バルブ６０の封止用の部分を用いて、封止バルブ８０を得ることが可能である。【００９２】
封止バルブ８０は、図２乃至図５を参照して説明した第１の実施形態に係る圧力制御バルブの、封止用の部分の構成と同じ構成を有し、また、その動きも同じである。よって、第４の実施形態に係る封止バルブ８０を示す図１１乃至図１３においては、図２乃至図５と同一の部分については同一の参照符号を付し、重複する説明は割愛する。【００９３】
第４の実施形態に係る封止バルブ８０は、第１の実施形態で説明した圧力制御用バルブ６０の封止用の部分と同様に、弁本体６１-sealの開口６１ｃに隣接した壁部に、開口６１ｃから離反した封止用弁体６２が退避する弁退避部６１ｄを備えている。【００９４】
第４の実施形態においても、封止用弁体６２が弁退避部６１ｄに退避すると、シール部材６２ａが空間６１ａから遮蔽される。すなわち、封止用弁体６２が弁退避部６１ｄに退避すると、シール部材６２ａは弁退避部６１ｄに設けられた凹部６１ｄ’に収容されるとともに、シール部材６２ａの外側に設けられた保護シール部材６２ｂによって密閉される。【００９５】
このように第４の実施形態に係る封止バルブ８０によれば、封止用弁体６２を弁退避部６１ｄに退避させてシール部材６２ａを外界から遮蔽できるので、封止バルブ８０を全開している際には、シール部材６２ａを、流体通路から隔離することができる。このため、流体通路を流れる気体にプラズマやプラズマ中のラジカルが含まれていた、としても、シール部材６２ａがこれらプラズマやラジカルに曝されるのを防止することができ、よって、シール部材６２ａの長寿命化を達成することができる。【００９６】
また、第４の実施形態に係る封止バルブ８０は、例えば、圧力制御用の制御用弁体と一体に構成しないので、封止バルブを低コストで製造でき、かつ、メンテナンスにかかるコストを低く抑えることができる、という利点も提供することができる。【００９７】
さらに、第４の実施形態に係る封止バルブ８０は、圧力を制御する機能を有する部分を有していないので、そのような部分と一体となったバルブに比較して、メンテナンスが容易である。また、第４の実施形態に係る封止バルブ８０は、処理装置中のいかなる封止バルブとして使用することができるので、汎用性も高い。【００９８】
図１４は、この発明の第４の実施形態に係る封止バルブを使用したＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置の概略断面図である。【００９９】
図１４に示すプラズマ処理装置は、圧力制御バルブ６０及びドラッグポンプ５３を介さずにチャンバー１１からドライポンプ５４へ直接に達するバイパス経路８１を備えた点で、図１に示したプラズマ処理装置と相違する。このバイパス経路８１の経路中には開閉バルブ５８が設けられており、この開閉バルブ５８を開閉することで、バイパス経路８１を開けるか、閉じるかが制御される。【０１００】
図１４に示すように、開閉バルブ５８は、チャンバー１１とドライポンプ５４との間に設けられる。つまり、開閉バルブ５８の一端はチャンバー１１に連通し、他端はドライポンプ５４に連通する。このようにチャンバー１１とドライポンプ５４とを遮断可能に連通する開閉バルブ５８は、特に、チャンバー１１内での処理中に、ドライポンプ５４側を十分にシールしなければならない。シールが十分でないと、圧力が下がっているチャンバー１１内に向かって気体が流入し、チャンバー１１内での処理が十分になされなくなってしまう。しかも、上記開閉バルブ５８はチャンバー１１内に連通しているから、開閉バルブ５８に設けられたシール部材は、例えば、開閉バルブ５８が全開のとき、プラズマや、プラズマ中のラジカルに曝される可能性がある。従って、上記開閉バルブ５８のシール部材は劣化し易い。【０１０１】
この点、第４の実施形態に係る封止バルブ８０は、全開時にシール部材６２ａが流体通路から隔離されるので、開閉バルブ５８のように全開時にプラズマやラジカルに曝される可能性があるバルブに好適に用いることができる。【０１０２】
全開時にプラズマやラジカルに曝される可能性があるバルブとしては、第３の実施形態で参照した図１０に示す開閉バルブ５８がある。図１０に示す開閉バルブ５８にも、第４の実施形態に係る封止バルブ８０は好適に用いることができる。【０１０３】
なお、第４の実施形態に係る封止バルブ８０は、図１０及び図１４に示した開閉バルブ５８に好適に用いることができるものであるが、開閉バルブ５８に限って用いられるものではない。例えば、図１に示した開閉バルブ５６、５７、図１０及び図１４に示した開閉バルブ５７にも使用することも可能である。【０１０４】
また、第４の実施形態に係る封止バルブ８０は、第１の実施形態で説明した変形も可能である。例えば、図１５に示すように、圧力制御バルブや、その他のバルブ、及び管等に結合させることを考慮し、弁本体６１にフランジ７０を設け、このフランジ７０に結合部７０ａ、例えば、ねじ穴を設けておくようにしても良い。【０１０５】
その他、第４の実施形態に係る封止バルブ８０は、第２、第３の実施形態に係る圧力制御バルブ６０のように変形することも可能である。以下、そのように変形した封止バルブを第５、第６の実施形態として説明する。【０１０６】
（第５の実施形態）
図１６は第５の実施形態に係る封止バルブ８０の構成を示す図である。図１５は断面図であり、例えば、封止用弁体が開口を封止した状態を示す図１２のＢ−Ｂ断面に対応する。【０１０７】
図１６に示すように、封止バルブ８０は、封止用弁体６２を回動させる回動軸６５は中空軸としても良い。回動軸６５を中空軸とした場合には、回動軸６５の内部には案内軸８２が収容される。これ以外の構成は、第２の実施形態に係わる圧力制御バルブ６０の封止用の部分と同じ構成であるので、図１６においては、図７と同一の部分については同一の参照符号を付すことで、重複する説明は割愛する。【０１０８】
この第５の実施形態の封止バルブ８０は、第２の実施形態の圧力制御バルブ６０の封止用の部分と互換性を有している。例えば、第５の実施形態の封止バルブ８０は、案内軸８２を、第２の実施形態で説明した回動軸６４に交換することにより、第２の実施形態の圧力制御バルブ６０の封止用の部分に容易に変更できる、という利点を提供することができる。【０１０９】
また、第５の実施形態に係る封止バルブ８０は、第４の実施形態と同様に、圧力制御用の制御用弁体と一体にされないので、封止バルブの製造コストとメンテナンスコストとを低減できる、という利点も提供することができる。さらに、第５の実施形態に係る封止バルブ８０は、圧力を制御する機能を有する部分を有していないので、そのような部分と一体となったバルブに比較して、メンテナンスが容易である。また、第５の実施形態に係る封止バルブ８０は、処理装置中のいかなる封止バルブとして使用することができるので汎用性も高い。【０１１０】
（第６の実施形態）
図１７は第６の実施形態に係る封止バルブ８０の構成を示す図である。図１７は断面図であり、例えば、封止用弁体が開口を封止した状態を示す図１２のＢ−Ｂ断面に対応する。【０１１１】
図１７に示すように、第６の実施形態に係る封止バルブ８０は、弁本体６１に、第３の実施形態で説明した開口６１ｆと同様の開口６１ｆを設けたものである。これ以外の構成は、第３の実施形態に係わる圧力制御バルブ６０の封止用の部分と同じ構成であるので、図１７においては、図８と同一の部分については同一の参照符号を付すことで、重複する説明は割愛する。【０１１２】
第６の実施形態に係る封止バルブ８０においては、第３の実施形態に係る圧力制御バルブ６０と同様に、開口６１ｆは、例えば、封止用弁体６２が弁本体６１の開口６１ｃを閉止したとき、バイパス弁を接続する開口として使用することができる。また、開口６１ｆは、例えば、弁本体６１の内部をクリーニングするとき、クリーニングパスを提供することができる。【０１１３】
また、第６の実施形態においても、第３の実施形態と同様に、開口６１ｆは、開口６１ｂと開口６１ｃとを結ぶ流体通路から離れた空間６１ａに設けられているので、特に、流体通路から離れている空間６１ａの内部を効果的にクリーニングできる。【０１１４】
さらに、第６の実施形態では、第４の実施形態と同様に、開口６１ｆは、流体通路が封止用弁体６２に沿って空間６１ａ内に生ずるような位置に設けている。開口６１ｆは、流体通路の延在方向と交差する方向に流体通路から最も離れた、流体通路と平行な壁部６１ｇに設けている。クリーニングの際に、流体通路が封止用弁体６２に沿って生ずるようにすれば、空間６１ａ内部のみならず、封止用弁体６２をより効果的にクリーニングすることができる。【０１１５】
このように第６の実施形態に係る封止バルブ８０によれば、第３の実施形態に係る圧力制御バルブ６０の封止用の部分と同様の利点を得ることができる。【０１１６】
もちろん、第６の実施形態に係る封止バルブ８０は、第４の実施形態と同様に、圧力を制御する機能を有する部分を有していないので、封止バルブの製造コストとメンテナンスコストとを低減することができる。さらに、第６の実施形態に係る封止バルブ８０は、圧力を制御する機能を有する部分と一体ではないので、そのような部分と一体となったバルブに比較して、メンテナンスが容易である。また、第６の実施形態に係る封止バルブ８０は、処理装置中のいかなる封止バルブとしても使用でき、汎用性も高い。【０１１７】
なお、上記第５、第６の実施形態に係る封止バルブ８０も、第４の実施形態と同様に、全開時にはシール部材６２ａが流体通路から隔離されるので、図１０や図１４に示した開閉バルブ５８のように全開時にプラズマやラジカルに曝される可能性があるバルブに好適に用いることができる。【０１１８】
なお、第５、第６の実施形態に係る封止バルブ８０も、図１０及び図１４に示した開閉バルブ５８として好適に用いることができるものであるが、開閉バルブ５８に限って用いられるものではない。第４の実施形態に係る封止バルブ８０と同様に、例えば、図１に示した開閉バルブ５６、５７、図１０及び図１４に示した開閉バルブ５７にも使用することも可能である。【０１１９】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態によるバルブを図１８を参照しながら説明する。第７の実施形態によるバルブ８０は、例えば図１に示したＲＬＳＡプラズマ処理装置１０の圧力制御バルブ６０として用いることができる。バルブ８０は、図１８に示すとおり、チャンバー１１とドラッグポンプ５３（図１）の間の気体の連通を許容するよう構成される開口６１ｂ，６１ｃを含む弁本体６１と、弁本体６１内にあって開口６１ｃに接離して開口６１ｃを開閉する封止用弁体６２と、封止用弁体６２に設けられ、封止用弁体６２が開口６１ｃを閉じた際に開口６１ｃをシールするシール部材６２ａと、弁本体６１の開口６１ｃから離れた壁部に設けられ、封止用弁体６２が開口６１ｃから離反して移動したときに、弁本体６１の内部空間からシール部材６２ａを遮蔽する弁退避部６１ｄと、封止用弁体６２を回動して弁本体６１の開口６１ｃおよび弁退避部６１ｄの一方に配置され得るようにする回動軸６５と、弁本体６１内にあって弁本体６１の開口６１ｂに対して開閉可能に構成される制御用弁体６３と、制御用弁体６３を回動して開口６１ｂの開度を調整する回動軸８２ａと、を備える。【０１２０】
回動軸６５は、例えばソレノイドなどのリニアアクチュエータにより、回動軸６５の中心軸方向に沿って両方向に移動可能である。これにより、回動軸６５は、封止用弁体６２を開口６１ｃに対応する位置へ回動し、その位置で開口６１ｃへ近づく又は遠ざかるように移動させることができ、また、弁退避部６１ｄに対応する位置へ回動し、その位置で弁退避部６１ｄに近づく又は遠ざかるように移動させることができる。【０１２１】
また、回動軸６５は、回動軸８２ａを回動可能に収容する中空部を備えた中空軸であり、これにより、回動軸６５と回動軸８２ａは互いに同軸状に配置され独立に回動することができる。したがって、回動軸６５に取り付けられる封止用弁体６２と、回動軸８２ａに取り付けられる制御用弁体６３とは、互いに独立に回動することができる。【０１２２】
封止用弁体６２は、開口６１ｃに向いた面においてシール部材６２ａを取り囲む保護シール部材６２ｂを有している。先行する実施形態において説明したように、保護シール部材６２ｂは、シール部材６２ａよりも優れたラジカル耐性を有し、シール部材６２ａは、保護シール部材６２ｂよりも優れた気密性を有していると好適である。【０１２３】
弁本体６１は、内部に空間６１ａを有している。空間６１ａは、封止用弁体６２および制御用弁体６３の回動運動（振り子運動）を許容する空間としての役割を有する。また、弁本体６１は、開口６１ｃの周りに凹溝６１ｅを有している。この凹溝６１ｅには、封止用弁体６２が開口６１ｃを閉止したときに、保護シール部材６２ｂが収容される。一方、シール部材６２ａは、封止用弁体６２が開口６１ｃを閉止したときに、弁本体６１の開口６１ｃの周りに圧接され、これにより、開口６１ｃが確実に閉止される。【０１２４】
また、弁本体６１の弁退避部６１ｄの中央には、円形の凹部６１ｄ’が形成されている。封止用弁体６２が開口６１ｃから離れて弁退避部６１ｄに移動したとき、シール部材６２ａは凹部６１ｄ’に収容される。このとき、保護シール部材６２ｂは凹部６１ｄ’の周りに圧接され、これにより、シール部材６２ａは、封止用弁体６２と凹部６１ｄ’により囲まれた空間に保護シール部材６２ｂによって気密に収容され、弁本体６１の内部空間から確実に遮蔽される。したがって、シール部材６２ａが弁本体６２内を流れるガスに晒されるのを防止することができ、ガス中にラジカル等の活性なガス種が含まれていたとしても、シール部材６２ａの劣化や腐食を防止することができる。【０１２５】
また、図１７を参照しながら説明した開口６１ｆと、開口６１ｆに接続される排気ポート７３を本実施形態によるバルブ８０に設けてもよい。排気ポート７３に配管を接続すれば、封止用弁体６２が開口６１ｃを閉止したときに、チャンバー１１（図１など）からのガスを開口６１ｂから弁本体６１の内部空間（６１ａ）及び開口６１ｆを通して排気ポート７３から排気することができる。すなわち、このような流体経路をバイパスラインとして使用することができる。また、このような流体経路は、弁本体６１内のクリーニングの際に使用することができる。【０１２６】
以上、この発明をいくつかの実施形態に従って説明したが、この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々変形可能である。例えば、上記実施形態ではこの発明の圧力制御バルブ、又は開閉バルブをＲＬＳＡマイクロ波プラズマ処理装置に適用した例を示したが、これに限るものではなく、他のプラズマ処理装置にも適用可能である。また、バルブの駆動方式等も上記実施形態に限定されるものではない。【０１２７】
本国際出願は２００７年５月８日に出願された日本国特許出願２００７−１２３２６６号および２００７−１２３２６７号に基づく優先権を主張するものであり、これらの全内容をここに援用する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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