(57)【要約】      （修正有）【課題】プラズマ処理装置のチェンバと真空ポンプとの間の流体連通を調整することができるマルチポート弁アセンブリを提供する。【解決手段】プラズマ処理装置１００は、チェンバ１１０と、電極アセンブリ１１８と、ウェハステージ１２０と、ガス導入口１３０と、複数の真空ポート１４２と、少なくとも１つの真空ポンプ１５０と、マルチポート弁アセンブリ１６０と、を備える。マルチポート弁アセンブリは、処理チェンバ内に配置された可動封止板１７０を含む。可動封止板は、横断ポート封止面１４１を有し、閉状態では複数の真空ポートと完全にオーバラップし、部分開状態では複数の真空ポートと部分的にオーバラップし、開状態では複数の真空ポートと略オーバラップしないような、形状および大きさになっている。マルチポート弁アセンブリは、可動封止板に連結された横断アクチュエータと、可動封止板に連結された封止アクチュエータとを含む。【選択図】図１
2015043420.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理チェンバと、プラズマ電極アセンブリと、ウェハステージと、プラズマ生成ガス導入口と、複数の真空ポートと、少なくとも１つの真空ポンプと、マルチポート弁アセンブリと、を備えるプラズマ処理装置において、
前記プラズマ電極アセンブリおよび前記ウェハステージは、前記プラズマ処理チェンバ内に配置されており、
前記プラズマ生成ガス導入口は、前記プラズマ処理チェンバと流体連通しており、
前記真空ポンプは、前記真空ポートのうちの少なくとも１つを介して、前記プラズマ処理チェンバと流体連通しており、
前記マルチポート弁アセンブリは、前記プラズマ処理チェンバ内に配置されている可動封止板を含み、
前記可動封止板は、閉状態では前記複数の真空ポートと完全にオーバラップし、部分開状態では前記複数の真空ポートと部分的にオーバラップし、開状態では前記複数の真空ポートと略オーバラップしないような、形状および大きさになっている、横断ポート封止面を有し、
前記マルチポート弁アセンブリは、前記可動封止板に連結されている横断アクチュエータを含み、前記横断アクチュエータは、閉状態と部分開状態と開状態との間で前記可動封止板を前記可動封止板の封止面に主に沿った向きである横断方向に移行させるのに十分な作動の横断範囲を規定しており、
前記マルチポート弁アセンブリは、前記可動封止板に連結されている封止アクチュエータを含み、前記封止アクチュエータは、封止状態と非封止状態との間で前記可動封止板を前記可動封止板の封止面に対して主に垂直な方向を向く封止係合／解除パスに沿って往復で移行させるのに十分な作動の封止範囲を規定している、プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記横断アクチュエータは、回転動アクチュエータを含み、前記可動封止板は、中心軸を有する回転可動封止板を含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記回転可動封止板は、複数の封止ローブを含み、
前記封止ローブは、対応する個々の真空ポートとオーバラップするような、大きさおよび相互の相対位置になっている、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記可動封止板は、複数の真空ポートとオーバラップすることができる、請求項２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記マルチポート弁アセンブリは、さらに、前記横断方向、前記封止係合／解除パスの方向、またはその両方の、前記可動封止板の動きを制限するように機能するベアリング・アセンブリを含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記ベアリング・アセンブリは、軌道と、車輪を有する台車と、を含み、前記車輪は、前記軌道と前記可動封止板とに接触して、これらの間に配置されている、請求項５に記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記マルチポート弁アセンブリの少なくとも一部分は、静電帯電される、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記マルチポート弁アセンブリは、交互配置されたシール延出部を含むラビリンス設計を有し、少なくとも１つのシール延出部は、前記可動封止板から延出し、少なくとも１つのシール延出部は、前記可動封止板の封止面に対向するチェンバ部材から延出している、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記交互配置されたシール延出部のうちの少なくとも１つは、静電帯電される、請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記マルチポート弁アセンブリは、前記可動封止板と、前記可動封止板の封止面に対向するチェンバ部材と、の間に配置されている磁性流体を含む磁性流体シールを備える、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記横断アクチュエータは、磁気アクチュエータ系を含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記横断アクチュエータは、前記可動封止板に連結されているクランク軸を有する機械的クランクを含み、
前記クランク軸は、回転することで、前記可動封止板を横断方向に動かし、
前記クランク軸は、前記プラズマ処理チェンバの外部から前記プラズマ処理チェンバの内部に延出している、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記横断アクチュエータおよび前記封止アクチュエータは、磁気アクチュエータ系を含む、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記磁気アクチュエータ系は、前記可動封止板を浮上させるように機能する、請求項１３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記プラズマ処理装置は、さらに、各真空ポートの周りに配置されたＯリングを有し、前記可動封止板が閉状態にあるときに、前記可動封止板は各Ｏリングと直接接触する、請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
プラズマ処理チェンバと、プラズマ電極アセンブリと、ウェハステージと、プラズマ生成ガス導入口と、複数の真空ポートと、少なくとも１つの真空ポンプと、マルチポート弁アセンブリと、を備えるプラズマ処理装置において、
前記プラズマ電極アセンブリおよび前記ウェハステージは、前記プラズマ処理チェンバ内に配置されており、
前記プラズマ生成ガス導入口は、前記プラズマ処理チェンバと流体連通しており、
前記真空ポンプは、前記真空ポートのうちの少なくとも１つを介して、前記プラズマ処理チェンバと流体連通しており、
前記マルチポート弁アセンブリは、前記プラズマ処理チェンバ内に配置されている可動封止板を含み、
前記可動封止板は、閉状態では前記複数の真空ポートと完全にオーバラップし、部分開状態では前記複数の真空ポートと部分的にオーバラップし、開状態では前記複数の真空ポートと略オーバラップしないような、形状および大きさである、横断ポート封止面を有し、
前記マルチポート弁アセンブリは、前記可動封止板に連結されている横断アクチュエータを含み、前記横断アクチュエータは、閉状態と部分開状態と開状態との間で前記可動封止板を前記可動封止板の封止面に主に沿った向きである横断方向に移行させるのに十分な作動の横断範囲を規定しており、
前記横断アクチュエータは、回転動アクチュエータを含み、前記可動封止板は、中心軸を有する回転可動封止板を含み、
前記マルチポート弁アセンブリは、前記可動封止板に連結されている封止アクチュエータを含み、前記封止アクチュエータは、封止状態と非封止状態との間で前記可動封止板を前記可動封止板の封止面に対して主に垂直な方向を向く封止係合／解除パスに沿って往復で移行させるのに十分な作動の封止範囲を規定している、プラズマ処理装置。
【請求項１７】
前記マルチポート弁アセンブリは、さらに、前記横断方向、前記封止係合／解除パスの方向、またはその両方の、前記可動封止板の動きを制限するように機能するベアリング・アセンブリを含む、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１８】
前記ベアリング・アセンブリは、軌道と、車輪を有する台車と、を含み、前記車輪は、前記軌道と前記可動封止板とに接触して、これらの間に配置されている、請求項１７に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１９】
前記マルチポート弁アセンブリの少なくとも一部分は、静電帯電される、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【請求項２０】
前記マルチポート弁アセンブリは、交互配置されたシール延出部を含むラビリンス設計を有し、少なくとも１つのシール延出部は、前記可動封止板から延出し、少なくとも１つのシール延出部は、前記可動封止板の封止面に対向するチェンバ部材から延出している、請求項１６に記載のプラズマ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、広くは、プラズマ処理装置に関し、より具体的には、プラズマ処理装置用の弁に関する。
【発明の概要】
【０００２】
プラズマ処理装置は、一般に、１つ以上の真空ポンプに接続されたプラズマ処理チェンバを備える。プラズマ処理装置は、チェンバと真空ポンプとの間の流体連通を調整する１つ以上の弁を備えることができる。
本明細書で記載する実施形態は、マルチポート弁アセンブリを備えるプラズマ処理装置に関する。一実施形態によれば、プラズマ処理装置は、プラズマ処理チェンバと、プラズマ電極アセンブリと、ウェハステージと、プラズマ生成ガス導入口と、複数の真空ポートと、少なくとも１つの真空ポンプと、マルチポート弁アセンブリと、を備えることができる。プラズマ電極アセンブリおよびウェハステージは、プラズマ処理チェンバ内に配置することができ、プラズマ生成ガス導入口は、プラズマ処理チェンバと流体連通させることができる。真空ポンプは、真空ポートのうちの少なくとも１つを介して、プラズマ処理チェンバと流体連通させることができる。マルチポート弁アセンブリは、プラズマ処理チェンバ内に配置された可動封止板を含み得る。可動封止板は、閉状態では複数の真空ポートと完全にオーバラップし、部分開状態では複数の真空ポートと部分的にオーバラップし、開状態では複数の真空ポートと略オーバラップしないような、形状および大きさになっている、横断ポート封止面を有する。マルチポート弁アセンブリは、可動封止板に連結されている横断アクチュエータを含むことができ、横断アクチュエータは、閉状態と部分開状態と開状態との間で可動封止板を可動封止板の封止面に主に沿った向きである横断方向に移行させるのに十分な作動の横断範囲を規定している。マルチポート弁アセンブリは、可動封止板に連結されている封止アクチュエータを含むことができ、封止アクチュエータは、封止状態と非封止状態との間で可動封止板を可動封止板の封止面に対して主に垂直な方向を向く封止係合／解除パスに沿って往復で移行させるのに十分な作動の封止範囲を規定している。
【０００３】
他の実施形態では、プラズマ処理装置は、プラズマ処理チェンバと、プラズマ電極アセンブリと、ウェハステージと、プラズマ生成ガス導入口と、複数の真空ポートと、少なくとも１つの真空ポンプと、マルチポート弁アセンブリと、を備えることができる。プラズマ電極アセンブリおよびウェハステージは、プラズマ処理チェンバ内に配置することができる。プラズマ生成ガス導入口は、プラズマ処理チェンバと流体連通させることができる。真空ポンプは、真空ポートのうちの少なくとも１つを介して、プラズマ処理チェンバと流体連通させることができる。マルチポート弁アセンブリは、プラズマ処理チェンバ内に配置されている可動封止板を含み得る。可動封止板は、閉状態では複数の真空ポートと完全にオーバラップし、部分開状態では複数の真空ポートと部分的にオーバラップし、開状態では複数の真空ポートと略オーバラップしないような、形状および大きさである横断ポート封止面を有する。マルチポート弁アセンブリは、可動封止板に連結されている横断アクチュエータを含むことができ、横断アクチュエータは、閉状態と部分開状態と開状態との間で可動封止板を可動封止板の封止面に主に沿った向きである横断方向に移行させるのに十分な作動の横断範囲を規定している。横断アクチュエータは、回転動アクチュエータを含むことができ、可動封止板は、中心軸を有する回転可動封止板を含む。マルチポート弁アセンブリは、可動封止板に連結されている封止アクチュエータを含むことができ、封止アクチュエータは、封止状態と非封止状態との間で可動封止板を可動封止板の封止面に対して主に垂直な方向に向く封止係合／解除パスに沿って往復で移行させるのに十分な作動の封止範囲を規定している。
【０００４】
本明細書で記載する実施形態のさらなる特徴ならびに効果について、以下の詳細説明において記載し、当業者は、それらの一部については、その説明から容易に理解できるであろうし、あるいは、以下の詳細説明、請求項、ならびに添付の図面を含めて、本明細書に記載の実施形態を実施することで、認識できるであろう。
【０００５】
理解されるべきことは、上記の概要説明および以下の詳細説明は、いずれも種々の実施形態について記載するものであり、特許請求の対象の特質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを目的とするものであるということである。種々の実施形態についてのさらなる理解を与えるために、添付の図面を含んでおり、それらは本明細書に組み込まれて、その一部をなすものである。それらの図面は、本明細書に記載の種々の実施形態を例示するものであり、また、説明と併せて、特許請求の対象となる原理および作用を解釈するために役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示の１つ以上の実施形態による、マルチポート弁アセンブリを備えるプラズマ処理装置の切断正面図を概略的に示す図。
【０００７】
【図２】本開示の１つ以上の実施形態による、閉状態のマルチポート弁アセンブリを概略的に示す図。
【０００８】
【図３】本開示の１つ以上の実施形態による、開状態のマルチポート弁アセンブリを概略的に示す図。
【０００９】
【図４】本開示の１つ以上の実施形態による、部分開状態のマルチポート弁アセンブリを概略的に示す図。
【００１０】
【図５】本開示の１つ以上の実施形態による、マルチポート弁アセンブリのベアリング・アセンブリを概略的に示す図。
【００１１】
【図６】本開示の１つ以上の実施形態による、図５のベアリング・アセンブリの断面図を概略的に示す図。
【００１２】
【図７】本開示の１つ以上の実施形態による、図５のベアリング・アセンブリの切断図を概略的に示す図。
【００１３】
【図８】本開示の１つ以上の実施形態による、マルチポート弁アセンブリのベアリング・アセンブリの断面図を概略的に示す図。
【００１４】
【図９】本開示の１つ以上の実施形態による、マルチポート弁アセンブリのベアリング・アセンブリの断面図を概略的に示す図。
【００１５】
【図１０】本開示の１つ以上の実施形態による、マルチポート弁アセンブリを概略的に示す図。
【００１６】
【図１１】本開示の１つ以上の実施形態による、マルチポート弁アセンブリのベアリング・アセンブリの断面図を概略的に示す図。
【００１７】
【図１２】本開示の１つ以上の実施形態による、マルチポート弁アセンブリのベアリング・アセンブリの断面図を概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、詳細にプラズマ処理装置の様々な実施形態について言及し、それらの例を添付の図面に示している。図面全体を通して、同一または類似の部材は、可能な限り同じ参照番号を用いて参照している。一実施形態において、プラズマ処理装置は、マルチポート弁アセンブリを備えることができ、これにより、プラズマ処理装置のプラズマ処理チェンバと、これに装着された真空ポンプと、の間の流体連通を調整することができる。マルチポート弁アセンブリは、可動封止板を含むことができ、これは、閉位置にあるときには複数の真空ポートを封止し、開状態または部分開状態では流体連通を許可するように機能し得る。１つ以上のアクチュエータにより単一の封止板を動かすことによって、封止板を、閉位置と開位置との間で移行させることができる。このようにして、それぞれの真空ポートに、個別のアクチュエータと封止板とを有する各自専用の弁アセンブリが不要となり得る。さらには、本明細書に記載のマルチポート弁アセンブリでは、プラズマ処理チェンバ内の基板または真空ポンプを汚染し得るグリースを不要とすることができる。また、本明細書に記載のマルチポート弁アセンブリは、プラズマ処理チェンバ内に収容されることができ、プラズマ処理装置の小型化が可能となる。
【００１９】
図１を参照すると、プラズマ処理装置１００が示されている。一般的に、プラズマ処理装置１００は、例えば、シリコンなどの半導体またはガラスで形成された基板１１２から材料をエッチングするために用いることができる。例えば、基板１１２は、シリコンウェハとすることができ、例えば、３００ｍｍウェハ、４５０ｍｍウェハ、または他のサイズのウェハとすることができる。一実施形態において、プラズマ処理装置１００は、少なくとも、プラズマ処理チェンバ１１０と、プラズマ電極アセンブリ１１８と、ウェハステージ１２０と、プラズマ生成ガス導入口１３０と、少なくとも１つの真空ポンプ１５０と、複数の真空ポート１４２と、マルチポート弁アセンブリ１６０と、を備えることができる。プラズマ処理チェンバ１１０は、上壁１１４、側壁１１６、および真空接続壁１４０などの壁を有し得る。複数の真空ポート１４２を、真空接続壁１４０に貫通させて配置することができる。真空接続壁１４０は、図１ではプラズマ処理チェンバ１１０の底部に示しているが、この位置は例示的なものにすぎず、真空接続壁１４０は、プラズマ処理チェンバ１１０のどの壁であってもよい。上記少なくとも１つの真空ポンプ１５０の各々は、真空ポート１４２のうちの少なくとも１つを介して、プラズマ処理チェンバ１１０と流体連通させることができる。一実施形態では、それぞれの真空ポンプ１５０は、個別の真空ポート１４２を介して、プラズマ処理チェンバ１１０と流体連通している。例えば、真空接続壁１４０に３つの真空ポート１４２を配置することができ、各々は、それぞれ個別の真空ポンプ１５０接続される。
【００２０】
プラズマ処理チェンバ１１０は、内部（内側）領域１２２を有し、その範囲内に、少なくとも、プラズマ電極アセンブリ１１８とウェハステージ１２０とを配置することができる。真空ポンプ１５０の作動に続いてマルチポート弁アセンブリ１６０が閉状態にあるときなどに、プラズマ処理チェンバ１１０は、その内部１２２の範囲内を低圧に維持するように機能し得る。プラズマ生成ガス導入口１３０は、プラズマ処理チェンバ１１０と流体連通させることができ、プラズマ生成ガスをプラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２内に供給することができる。プラズマ生成ガスをイオン化させて、プラズマ状態のガスに変換することができ、これを、基板１１２のエッチングに利用することができる。例えば、エネルギー源（高周波（ＲＦ）源、マイクロ波源、または他のエネルギー源）によって、処理ガスにエネルギーを印加することで、プラズマガスを生成することが可能である。プラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２に収容されたウェハなどの基板１１２を、プラズマによってエッチングすることができる。プラズマ電極アセンブリ１１８は、シャワーヘッド電極を備えることができ、基板上にエッチングするパターンを規定するように機能し得る。例えば、米国特許出願公開第２０１１／０１０８５２４号は、そのようなプラズマ処理装置の一実施形態について開示している。
【００２１】
マルチポート弁アセンブリ１６０は、可動封止板１７０を含むことができる。可動封止板１７０は、横断ポート封止面１４１を有し得る。一部の実施形態では、可動封止板１７０は、プラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２内に配置することができる。マルチポート弁アセンブリ１６０は、さらに、ベアリング・アセンブリ２００を含むことができる。ベアリング・アセンブリ２００は、可動封止板１７０の動きを制限するように機能し得る。マルチポート弁アセンブリ１６０の可動封止板１７０が開状態または部分開状態にあるときに、真空ポンプ１５０はそれぞれ、真空ポート１４２を介してプラズマ処理装置１００と流体連通し得ることを図示している。本明細書で使用される場合の「開状態」とは、プラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２と真空ポンプ１５０との間が流体連通しているときのマルチポート弁アセンブリ１６０の状態を指す。本明細書で使用される場合の「閉状態」または「封止状態」とは、プラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２と真空ポンプ１５０との間が流体連通していないときのマルチポート弁アセンブリ１６０の状態を指す。本明細書で使用される場合の開状態（「全開状態」と呼ばれることもある）、部分開状態、および閉状態は、可動封止板１７０の位置またはマルチポート弁アセンブリ１６０の位置のいずれかを指すことができ、可動封止板１７０またはマルチポート弁アセンブリ１６０のいずれかが特定の状態にあるという表現は、同じ意味で用いることができる。真空ポンプ１５０とプラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２との間の流体連通の状態（全開状態、部分開状態、または閉状態）は、可動封止板１７０の位置によって決まる。
【００２２】
次に図１〜４を参照すると、真空接続壁１４０に連結されたときのマルチポート弁アセンブリ１６０を示している。可動封止板１７０は、横断ポート封止面１４１（可動封止板１７０の下面）を有し得る。一実施形態では、横断ポート封止面１４１は略平坦である。横断ポート封止面１４１は、（図２に示す）閉状態では複数の真空ポート１４２と完全にオーバラップし、（図４に示す）部分開状態では複数の真空ポート１４２と部分的にオーバラップし、（図３に示す）開状態では複数の真空ポート１４２と略オーバラップしないような、形状および大きさとすることができる。可動封止板１７０は、一体構造を有することができ、少なくとも２つの封止ローブ１４４を含むことができる。可動封止板１７０が閉状態にあるときに、封止ローブ１４４はそれぞれ、真空ポート１４２とオーバラップし得る。封止ローブ１４４は、対応する個々の真空ポート１４２とオーバラップするような、大きさおよび相互の相対位置とすることができる。図２〜４では、３つの真空ポート１４２を備える真空接続壁１４０を、３つの対応する封止ローブ１４４を備える板封止と共に示しているが、真空接続壁１４０は、任意の数の真空ポート１４２を、対応する数の封止ローブ１４４と共に備えることができる。例えば、図１０は、２つの真空ポート１４２を備える真空接続壁１４０を、２つの対応する封止ローブ１４４を備える可動封止板１７０と共に、概略的に示している。マルチポート弁アセンブリ１６０は、ベアリング・アセンブリ２００を含むことができる。ベアリング・アセンブリ２００は、可動封止板１７０と真空接続壁１４０との間など、可動封止板１７０の下に配置することができ、かつ真空接続壁１４０の上方に配置することができる。
【００２３】
マルチポート弁アセンブリ１６０は、フィードスルー・ポート１４５を有することができる。フィードスルー・ポート１４５は、プラズマ処理装置１００上に設定されたときに、プラズマ電極アセンブリ１１８の少なくとも一部を取り囲むことができ、また、プラズマ処理チェンバ１１０の内部と周囲環境との間での流体の流れを阻止するようにマルチポート弁アセンブリ１６０をプラズマ処理装置１００に沿ってフィットさせることを可能とすることができる。一実施形態において、フィードスルー・ポート１４５は、プラズマ電極アセンブリ１１８の円筒状部分の周りにフィットするような、略円形状とすることができる。しかしながら、フィードスルー・ポート１４５は、可動封止板１７０の自由な動きを可能とするような、任意の形状とすることができる。可動封止板１７０は、フィードスルー・ポート１４５の周囲に沿って配置することができ、また、少なくとも２次元において、フィードスルー・ポート１４５を完全に取り囲むことができる。
【００２４】
図２は、横断ポート封止面１４１が複数の真空ポート１４２と完全にオーバラップするように可動封止板１７０が配置されている閉状態のマルチポート弁アセンブリ１６０を示している。マルチポート弁アセンブリ１６０は、閉状態にあるときには、気密シールによって流体連通を制限することができる。図３は、可動封止板１７０が複数の真空ポート１４２に略オーバラップしないように配置されている開状態のマルチポート弁アセンブリ１６０を示している。マルチポート弁アセンブリ１６０は、開状態にあるときには、流体連通を略制限しない。図４は、可動封止板１７０が複数の真空ポート１４２に部分的にオーバラップするように配置されている部分開状態のマルチポート弁アセンブリ１６０を示している。マルチポート弁アセンブリ１６０は、部分開状態にあるときには、流体連通を部分的に制限する。部分開状態は、真空ポンプ１５０をスロットル調整するために利用することができる。
【００２５】
図２〜４に示すように、可動封止板１７０は、横断方向に可動とすることができる。本明細書で使用される場合の「横断」とは、可動封止板１７０の封止面に主に沿った向きの方向を指す。例えば、図２〜４において、「横断」方向は、ｘ軸とｙ軸の平面内に略ある。例えば、封止板１７０は、回転パスまたは環状パスで動くことができ、これを本明細書では回転封止板と呼ぶ。一部の実施形態では、可動封止板１７０は、回転可動封止板とすることができる。回転可動封止板１７０は、中心軸の周りに回転可能とすることができる。そのような回転可動封止板１７０を、図２〜４の実施形態に示している。
【００２６】
一部の実施形態では、マルチポート弁アセンブリ１６０は、横断アクチュエータを含むことができる。横断アクチュエータは、可動封止板１７０に連結されることができ、また、作動の横断範囲を規定することができる。作動の横断範囲は、閉状態と部分開状態と開状態との間で可動封止板１７０を横断方向に移行させるのに十分とすることができる。横断アクチュエータは、開状態と閉状態との間などで、可動封止板１７０を横断方向に移行させることが可能な任意の機械的構成要素とすることができる。一実施形態において、横断アクチュエータは、直接の機械的接触によって、可動封止板１７０と連結されることができる。他の実施形態では、横断アクチュエータは、磁気によるなど、非接触手段によって連結されることができる。一実施形態において、横断アクチュエータは、可動封止板１７０を中心軸の周りに回転させることが可能な回転動アクチュエータを含む。
【００２７】
可動封止板１７０は、封止係合／解除パスで動くことが可能とすることができる。本明細書で使用される場合の「係合パス」または「解除パス」とは、可動封止板１７０の封止面に主に沿った方向に向いたパスを指す。例えば、図２〜４では、係合パスの方向は、略ｚ軸の方向である。可動封止板１７０は、少なくとも、約２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、８ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍ、２０ｍｍ、５０ｍｍ、またはそれより長く、封止係合／解除パス方向に動くように作動し得る。一実施形態では、封止板は、約１０ｍｍから約１５ｍｍの間の長さを、封止係合／解除パスの方向に動くように作動する。
【００２８】
一部の実施形態では、マルチポート弁アセンブリ１６０は、封止アクチュエータを含むことができる。封止アクチュエータは、可動封止板１７０に連結されることができ、また、作動の封止範囲を規定することができる。作動の封止範囲は、封止状態と非封止状態との間で可動封止板１７０を封止係合／解除パスに沿って往復で移行させるのに十分とすることができる。一実施形態において、封止アクチュエータは、直接の機械的接触によって、可動封止板１７０と連結されることができる。他の実施形態では、封止アクチュエータは、磁気によるなど、非接触手段によって連結されることができる。
【００２９】
一実施形態において、可動封止板１７０は、横断方向と封止係合／解除パス方向の両方に動くことが可能とすることができる。
【００３０】
次に図３を参照すると、一実施形態において、マルチポート弁アセンブリ１６０は、少なくとも１つのＯリング１４８を含むことができる。Ｏリング１４８は、真空ポート１４２のうちの１つ以上の周りに配置することができる。可動封止板１７０が閉状態にあるときに、可動封止板１７０は、それぞれのＯリング１４８と直接接触することができる。Ｏリング１４８は、可動封止板１７０が閉状態にあるときに、気密シールを形成する助けとなり得る。
【００３１】
一実施形態では、横断方向と封止方向の両方に封止板１７０が動くことで、可動封止板１７０は、閉状態と部分開状態と開状態との間で移行する。一部の実施形態では、横断方向と封止方向の封止板１７０の移動は、それぞれ横断アクチュエータと封止アクチュエータとによって作動させることができる。他の実施形態では、横断アクチュエータと封止アクチュエータは、横断方向と封止方向の両方の封止板１７０の移動を作動させることができる単一のアクチュエータを構成することができる。
【００３２】
一実施形態において、図２に示す閉状態では、可動封止板１７０は、真空接続壁１４０と接触するとともに、真空ポート１４２とオーバラップすることができる。気密シールが形成され得る。可動封止板１７０は、封止アクチュエータによって、真空接続壁１４０に向けてｚ軸方向に保持されることができる。
【００３３】
部分開状態に移行させるために、封止アクチュエータによって、可動封止板１７０を真空接続壁１４０から離すようにｚ軸方向に動かすことができる。真空接続壁１４０から離れる可動封止板１７０の動きに続いて、横断アクチュエータによって、図４に示す部分開状態まで、可動封止板１７０を回転させるなどして、可動封止板１７０を横断方向に動かすことができる。可動封止板１７０をさらに回転させることで、図３に示す開状態に達することができる。例えば、図２の実施形態において、封止板１７０は、開状態と閉状態との間で必要なのは約６０°回転することのみであり得る。
【００３４】
可動封止板１７０を開状態から閉状態に移行させるために、横断アクチュエータによって、図４に示す部分開状態まで、可動封止板１７０を回転させるなど、可動封止板１７０を横断方向に動かすことができる。横断アクチュエータによって可動封止板１７０をさらに回転させて、真空ポート１４２に完全にオーバラップさせることができる。可動封止板１７０が真空ポート１４２にオーバラップしたら、封止アクチュエータによって、可動封止板１７０を真空接続壁１４０に向かって動かして、プラズマ処理チェンバ１１０と真空ポンプ１５０との間の流体連通を許さない気密シールを形成することができる。
【００３５】
他の実施形態では、可動封止板１７０は、ｚ軸方向の移動を利用することなく、開状態と閉状態との間で移行することができる。例えば、可動封止板１７０は、真空接続壁１４０との接触を常に保ったまま、真空接続壁１４０の上をスライドすることができる。他の実施形態では、可動封止板１７０は、横断方向の移動を利用することなく、開状態と閉状態との間で移行することができる。例えば、可動封止板１７０は、ｚ軸方向にのみ移動することによって、流体連通を許可すること、および流体連通を禁止することができる。
【００３６】
図１および５〜７を参照して、マルチポート弁アセンブリ１６０は、さらに、ベアリング・アセンブリ２００を含むことができる。ベアリング・アセンブリ２００は、横断方向、封止係合／解除パスの方向、またはその両方の、可動封止板１７０の動きを制限するように機能し得る。ベアリング・アセンブリ２００のいくつかの実施形態について本明細書で開示しているが、理解されるべきことは、ベアリング・アセンブリ２００は、可動封止板１７０の動きを制限することが可能な任意の機械的または他の装置もしくはシステムとすることができるということである。例えば、一実施形態では、ベアリング・アセンブリ２００は、軌道１８６などの案内手段によって制限された可動域を規定することができる。
【００３７】
次に図５〜７を参照すると、一実施形態において、ベアリング・アセンブリ２００は、軌道１８６と、車輪１８４を有する台車１８０と、を含む。車輪１８４が回転して台車１８０の動きを可能とし得るように、車輪１８４は台車１８０に連結されることができる。図５は、軌道１８６上に車輪１８４を備える、そのようなベアリング・アセンブリ２００の一実施形態の切断図を示している。車輪１８４は、軌道１８６に直接接触させて載置することができる。軌道１８６および台車１８０は、円形とすることができ、車輪１８４の円形可動域を規定することができる。ベアリング・アセンブリ２００は、さらに、１つ以上の板取付け部材１８２を含むことができ、これらは、可動封止板１７０（図５では示していない）に機械的に連結されて、封止アクチュエータの動きを可動封止板１７０に伝えることができる。
【００３８】
次に図６を参照すると、図５のベアリング・アセンブリ２００の車輪部分における断面図を示している。車輪１８４が自由に回転して、円形とすることができる軌道１８６の方向に動くことができるように、車輪１８４は台車１８０に連結されることができる。車輪１８４は、軌道１８６と可動封止板１７０との間で、これらに接触し得る。車輪１８４によって、可動封止板１７０が軌道１８６に対して回転方向に自由に動くことが可能となり得る。
【００３９】
次に図７を参照すると、板取付け部材１８２を示す、図５のベアリング・アセンブリ２００の切断図を示している。板取付け部材１８２は、軌道１８６に機械的に連結されることができ、軌道１８６は、アクチュエータ連結アタッチメント１９０に機械的に連結されることができる。一実施形態において、アクチュエータ連結アタッチメント１９０は、封止アクチュエータを構成し得る。例えば、アクチュエータ連結アタッチメント１９０は、板取付け部材１８２、台車１８０、軌道１８６をｚ軸方向に動かすこと、および可動封止板１７０をｚ軸方向に動かすことが可能な、空気圧式アクチュエータとすることができる。アクチュエータ連結アタッチメント１９０は、チェンバの真空部分を周囲大気から遮断する真空シールとして機能し得る。一部の実施形態では、アクチュエータ連結アタッチメント１９０は、ベローズ１９２を含むことができる。アクチュエータ連結アタッチメント１９０がｚ軸方向に動くときに、ベローズ１９２は、チェンバの真空部分をプラズマ処理チェンバ１１０の周囲大気領域１２２から切り離すように機能し得る。
【００４０】
次に図８を参照すると、ベアリング・アセンブリ２００の他の実施形態の断面図を示している。このような実施形態では、ベアリング・アセンブリ２００は、軌道１８６に対して横断方向に向いた車輪１８４を含むことができる。ベアリング・アセンブリ２００は、板取付け部材１８２と、アクチュエータ連結アタッチメント１９０とを含むことができ、これらはそれぞれ軌道１８６に連結されている。図８の実施形態では、車輪１８４は、軌道１８６の輪郭に適合した溝付きとすることができる。車輪１８４は、可動封止板１７０に直接連結されることができる。図８は、可動封止板１７０に連結された板取付け部材１８２を示しており、これにより、板取付け部材１８２は、動きを可動封止板１７０に伝えることが可能である。このような実施形態では、可動封止板１７０が車輪１８４で回転するときに、軌道１８６および板取付け部材１８２は、静止したままである。空気圧式アクチュエータなどの封止アクチュエータによってアクチュエータ連結アタッチメント１９０がｚ軸方向に動かされるときに、板取付け部材１８２は、封止板１７０の横断方向の移動を作動させることなく、封止板１７０の封止方向の移動を作動させる。
【００４１】
次に図９を参照すると、マルチポート弁アセンブリ１６０の他の実施形態を示している。一部の実施形態では、マルチポート弁アセンブリ１６０は、交互配置されたシール延出部１９３、１９４、１９５、１９６を含むラビリンス設計１９１を有することができる。一実施形態では、少なくとも１つのシール延出部１９３、１９６は、可動封止板１７０から延出することができ、少なくとも１つのシール延出部１９４、１９５は、可動封止板１７０の封止面に対向するチェンバ部材１９７から延出することができる。なお、チェンバ部材１９７または可動封止板１７０のいずれかから延出し得るシール延出部１９３、１９４、１９５、１９６の数は、任意とすることができる。一実施形態では、マルチポート弁アセンブリ１６０は、車輪１８４の各側にラビリンス設計１９１を有することができる。ラビリンス設計１９１は、プラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２からプラズマ処理チェンバ１１０の外部への粒子の通過、およびプラズマ処理チェンバ１１０の外部からプラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２への粒子の通過を阻止するように機能し得る。
【００４２】
ラビリンス設計１９１を有するプラズマ処理装置１００の一実施形態では、封止アクチュエータは、可動封止板１７０、台車１８０、車輪１８４、軌道１８６、シール延出部１９６、およびシール延出部１９３の、封止方向の移動を作動させることができる。真空接続壁１４０、シール延出部１９４、１９５、およびチェンバ部材１９７は、静止したままとなり得る。
【００４３】
一実施形態では、マルチポート弁アセンブリ１６０の少なくとも一部分を、静電帯電させることができる。本明細書で使用される場合の静電帯電とは、マルチポート弁アセンブリ１６０の部分を通り抜ける電荷を指す。例えば、一実施形態では、交互配置されたシール延出部１９３、１９４、１９５、１９６のうちの少なくとも１つを、静電帯電させることができる。電荷は、粒子を引き付けるか、または引き離すように機能し得る。例えば、電荷は、プラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２からプラズマ処理チェンバ１１０の外部への粒子の通過、およびプラズマ処理チェンバ１１０の外部からプラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２への粒子の通過を阻止するように機能し得る。
【００４４】
次に図１０を参照すると、一実施形態において、横断アクチュエータは、機械的クランク１６４を含むことができる。機械的クランク１６４は、封止板１７０を横断方向に動かすように機能し得る。機械的クランク１６４は、可動封止板１７０に連結点１６５で連結されたクランク軸１６２を備えることができる。連結点１６５が可動封止板１７０のエッジに沿ってスライドすることを可能としながら、連結点１６５で、機械的クランク１６４を可動封止板１７０に機械的に連結することができる。クランク軸１６２は、回転することで、可動封止板１７０を横断方向に動かすことができる。１６２は、回転することで、連結点１６５を可動封止板１７０のエッジに沿ってスライドさせて、動きを可動封止板１７０に伝えることができる。一実施形態では、クランク軸１６２は、プラズマ処理チェンバ１１０の外部からプラズマ処理チェンバ１１０の内部領域１２２に延出することができる。クランク軸１６２の回転は、モータまたは他の機械的手段によって制御することができる。
【００４５】
他の実施形態では、横断アクチュエータは、磁気系を含むことができる。例えば、封止板１７０は、第１の磁性部品を有することができ、これを、プラズマ処理チェンバ１１０の外側に配置された第２の磁性部品に磁気的に連結することができる。第２の磁性部品の動きによって、可動封止板１７０の横断方向の移動を作動させることができる。
【００４６】
他の実施形態では、マルチポート弁アセンブリ１６０は、磁性流体シール１７４を含むことができる。図１１は、磁性流体シール１７４の一実施形態の断面図を示している。磁性流体シール１７４は、磁性流体１７２を含むことができる。一実施形態では、可動封止板１７０は、板部材１７８を有することができ、磁性流体１７２は、可動封止板１７０の板部材１７８と、可動封止板１７０の封止面に対向するチェンバ部材１４６との間に配置することができる。磁性流体シール１７４は、磁性液体シール系とすることができ、これを用いて、磁性流体１７２の形の物理的障壁により気密シールを維持しつつ、可動封止板１７０を回転させることができる。
【００４７】
他の実施形態では、マルチポート弁アセンブリ１６０は、磁気アクチュエータ系を含むことができる。磁気アクチュエータ系は、可動封止板１７０を浮上させるように機能し得る。図１２は、浮上式封止板１７０の一実施形態の断面図を示している。封止板１７０は、真空接続壁１４０の形状に沿う輪郭の板部材１７６を有することができる。可動封止板１７０は、第１の磁性部品を有することができる。第１の磁性部品は、プラズマ処理チェンバ１１０の外側に配置された第２の磁性部品に磁気的に連結されることができる。磁気系によって、可動封止板１７０の横断方向および封止方向の動きを作動させることができる。
【００４８】
このような一実施形態において、横断アクチュエータは、磁気アクチュエータ系を含むことができ、封止アクチュエータは、磁気アクチュエータ系を含むことができる。横断アクチュエータと封止アクチュエータは、同じ磁気アクチュエータ系を含むことができる。図１２に示す実施形態では、磁気アクチュエータ系は、可動封止板１７０を浮上させて、その閉状態から開状態への移動、およびその逆の移動を作動させるように機能する。
【００４９】
種々の実施形態の機械系が、横断方向、封止方向、またはその両方の可動封止板１７０の動きを作動させ、さらに／または制限するように機能し得るが、理解されるべきことは、これらは例示的なものであって、可動封止板１７０を、閉状態と部分開状態と開状態との間で移行させるために、他の機械的実施形態を用いてもよいということである。
【００５０】
なお、留意すべきことは、「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」および「約（ａｂｏｕｔ）」という用語は、本明細書では、定量的な比較、値、測定、または他の表現に帰することができる不確実性の固有の度合いを表すために使用されることがあるということである。また、これらの用語は、本明細書において、定量的表現が、当該の主題の基本的機能の変化を伴うことなく、記載の基準から外れ得る度合いを表すためにも使用される。
【００５１】
特許請求の対象範囲から逸脱することなく、本明細書に記載の実施形態に対して種々の変形および変更を実施することができる。従って、本明細書は、本明細書に記載の種々の実施形態の変形および変更を、かかる変形および変更が添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内にある限りにおいて、包含する。
【図１】
2015043420.tif 000003
【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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【外国語明細書】
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