(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シール溝（２）に装着される複合シール材（１０）であって、
前記シール溝（２）における外周側に配置され弾性部材からなる第１のシール部材（６）と、
前記シール溝（２）における内周側に配置され前記第１のシール部材（６）よりも硬質の材料からなる第２のシール部材（８）とを備え、
前記第１のシール部材（６）は、その厚さ方向略中間部の径内方側から径内方に向かって横方向凸部（１２）が突出して形成されているとともに、
前記横方向凸部（１２）は、その上方側の側端面（１２ａ）が略平坦に形状されているとともに、その下方側の側端面（１２ｂ）が前記シール溝（２）の底面（２６）側に突出して形成されており、
前記第２のシール部材（８）は、両端部の上方フランジ部（１４）および下方フランジ部（１６）と、これら上方フランジ部（１４）および下方フランジ部（１６）間を連結する略直線状の内壁部分（１８）とにより、断面略コ字状に形成されるとともに、該下方フランジ部（１６）は、その下面側が前記シール溝（２）の底面（２６）側に向かって膨出したＲ形状に形成されており、
前記第１のシール部材（６）と前記第２のシール部材（８）とが一体的に組み付けられた状態で、前記横方向凸部（１２）と前記第２のシール部材（８）の略直線状の内壁部分（１８）との間に、空所（２０）が確保されるとともに、前記横方向凸部（１２）の下方側の側端面（１２ｂ）の下端が、前記下方フランジ部（１６）の下端よりも径内方に位置するように構成されていることを特徴とする複合シール材。
【請求項２】
前記第１のシール部材（６）と前記第２のシール部材（８）とは、互いの会合面の何れか一方に凸部が、いずれか他方に凹部が形成され、これら凸部と凹部が互いに嵌合されて組付けられていることを特徴とする請求項１に記載の複合シール材。
【請求項３】
前記第１のシール部材（６）と前記第２のシール部材（８）との会合面には接着剤が介在されていることを特徴とする請求項１または２に記載の複合シール材。
【請求項４】
前記第１のシール部材（６）が、ゴムから構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合シール材。
【請求項５】
前記第１のシール部材（６）を構成するゴムが、フッ素ゴムから構成されていることを特徴とする請求項４に記載の複合シール材。
【請求項６】
前記第２のシール部材（８）が、合成樹脂から構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の複合シール材。
【請求項７】
前記第２のシール部材（８）を構成する合成樹脂が、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルケトン樹脂から選択した１種以上の合成樹脂から構成されていることを特徴とする請求項６に記載の複合シール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、超真空状態で使用される複合シール材に関し、特に、半導体製造装置や半導体製造装置に組み込まれるゲート弁などに使用されて好適な複合シール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の進歩により、半導体製造装置に使用される部材に対する要求が更に厳しくなってきており、その要求も様々なものになってきている。【０００３】
例えば、ドライエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置などの半導体製造装置に使用されるシール材は、基本的な性能として真空シール性能が必要である。そして、使用される装置やシール材の装着個所により、耐プラズマ性や耐腐食ガス性などの性能を併せ持つことが要求される。【０００４】
このように真空シール性能に加えて、耐プラズマ性や耐腐食ガス性が求められるシール部では、これまで流体の影響を受けにくいフッ素ゴムが使用されてきた。【０００５】
しかし、使用条件が厳しくなるにつれ、フッ素ゴムでは、耐プラズマ性や耐腐食ガス性などの性能が不十分となり新しい材料が求められるようになってきている。【０００６】
このような要求に対して、真空シール性能、耐プラズマ性、耐腐食ガス性などの特性を併せ持ち、繰り返しの使用によっても真空シール性能が低下することがなく、使用時に金属パーティクルが発生することもなく、製造が容易で安価に製造でき、また半導体製造装置で一般的に用いられているいわゆる「あり溝」に適用可能であるシール材として、例えば、本出願人により特許文献１が提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１６４０２７号公報
【発明の開示】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載されている複合シール材においては、シールを担当する部分がゴム部材であるため繰り返し使用に対しても真空シール性能が低下することはないが、耐プラズマ性や耐腐食ガス性を担当する部分が合成樹脂製部材であるため、合成樹脂製部材はゴム部材のような弾性がなく繰り返し使用時においては緩和を生じてしまうために、相手部材との密着性が繰り返しとともに低減し、十分に性能を保持できないという問題がある。
【０００８】
本発明は、このような実状に鑑み、真空シール性能、耐プラズマ性、ならびに耐腐食ガス性などの性能を併せ持ち、また、繰り返しの使用によっても真空シール性能が低下することがなく、使用時に金属パーティクルが発生することもなく、また、半導体製造装置で一般的に用いられているいわゆるあり溝に適用可能で、さらにゲート弁開閉部などのように、繰り返し開閉が行なわれる場所に用いられても耐プラズマ性や耐腐食ガス性などの性能が低下することのない複合シール材を提供することを目的とする。
上記目的を達成するための本発明は、
シール溝２に装着される複合シール材１０であって、
前記シール溝２における外周側に配置され弾性部材からなる第１のシール部材６と、
前記シール溝２における内周側に配置され前記第１のシール部材６よりも硬質の材料からなる第２のシール部材８とを備え、
前記第１のシール部材６は、その厚さ方向略中間部の径内方側から径内方に向かって横方向凸部１２が突出して形成されているとともに、
前記第２のシール部材８は、両端部のフランジ部１４，１６と、これらのフランジ部１４，１６間を連結する略直線状の内壁部分１８とにより、断面略コ字状に形成され、
前記第１のシール部材６と前記第２のシール部材８とが一体的に組み付けられた状態で、前記横方向凸部１２と前記第２のシール部材８の略直線状の内壁部分１８との間に、空所２０が確保されていることを特徴としている。
【０００９】
このように構成することによって、複合シール材１０が圧接された際に、横方向凸部１２が空所２０内に倒れこむように変形するので、第１のシール部材６によるシール性が確保される。また、空所２０を設けたことにより、第１のシール部材６の変形が、第２のシール部材８により妨げられることはない。
【００１０】
しかも、第２のシール部材８が、第１のシール部材６よりも硬質の材料から構成されているので、第２のシール部材８側を、例えば、ドライエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置などの半導体製造装置における腐食性ガス、プラズマなどの厳しい環境側であるチャンバー側に配置することによって、第１のシール部材６が、これらの腐食性ガス、プラズマなどから保護されることになり、シール性が低下することがない。
【００１１】
また、この場合、厳しい環境側に、第１のシール部材６よりも硬質の材料から構成される第２のシール部材８が位置することになるので、腐食性ガス、プラズマなどへの耐久性が良く、しかも、弾性部材から構成される第１のシール部材６全体が、これらの腐食性ガス、プラズマなどから保護されることになり、シール性が低下することがない。
【００１２】
また、本発明の複合シール材は、前記第１のシール部材６の前記横方向凸部１２は、その一方の側端面１２ａが略平坦に形状されていることが好ましい。
【００１３】
このような構成であれば、第１のシール部材６に対する第２のシール部材８の装着性が良好になる。
【００１４】
さらに、前記第１のシール部材６の前記横方向凸部１２は、その他方の側端面１２ｂが前記シール溝２の底面２６側に突出して形成されていても良い。
【００１５】
また、前記第１のシール部材６と前記第２のシール部材８とは、互いの会合面の何れか一方に凸部が、いずれか他方に凹部が形成され、これら凸部と凹部が互いに嵌合されて組付けられていることが好ましい。
【００１６】
このような構成であれば、第１のシール部材６と第２のシール部材８との組付けが良好になる。
【００１７】
また、前記第１のシール部材６と前記第２のシール部材８との会合面には接着剤が介在されていても良い。
【００１８】
このように接着剤を介して互いに接着されていれば、シール部材間の固定を容易に行なうことができる。
【００１９】
また、本発明の複合シール材は、前記第１のシール部材を構成するゴムが、フッ素ゴムから構成されていることが好ましい。
【００２０】
このように第１のシール部材を構成するゴムが、フッ素ゴムから構成されていれば、万一、腐食性ガス、プラズマに接触したとしても、腐食性ガス、プラズマなどへの耐久性が良く、シール性が低下することがない。
【００２１】
また、本発明の複合シール材１０は、前記第２のシール部材８が、合成樹脂から構成されていることが好ましい。
【００２２】
このように、第２のシール部材８が、第１のシール部材６よりも硬質の材料である合成樹脂から構成されていれば、腐食性ガス、プラズマなどへの耐久性が良く、しかも、弾性部材から構成される第１のシール部材６全体が、これらの腐食性ガス、プラズマなどから保護されることになり、シール性が低下することがない。
【００２３】
また、本発明の複合シール材は、前記第２のシール部材８を構成する合成樹脂が、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルケトン樹脂から選択した１種以上の合成樹脂から構成されていることが好ましい。
【００２４】
このように、第２のシール部材８を構成する合成樹脂がこれらの合成樹脂から構成されていれば、腐食性ガス、プラズマなどへの耐久性が極めて良好であり、しかも、弾性部材から構成される第１のシール部材６全体が、これらの腐食性ガス、プラズマなどから保護されることになり、シール性が低下することがない。
【００２５】
本発明の複合シール材によれば、ゴムおよび合成樹脂の二部材を組み合せているので、真空シール性能、耐プラズマ性や、ならびに耐腐食ガス性などの性能を併せ持つことができる。また、締付力が加わった場合に第１のシール部材の横方向凸部が第２のシール部材との間に構成される空所内に速やかに変形し弾性変形するとともに、この締付力が解除されれば、第１のシール部材ならびに第２のシール部材が速やかに元の状態に復帰するので、繰り返しの使用によっても、真空シール性能および相手部材との密着性が低下することがない。また、第１のシール部材および第２のシール部材としてゴムあるいは合成樹脂を用いることにより、使用時に金属パーティクルが発生することがない。しかも、製造が容易で比較的安価に製造できる。
【００２６】
さらに、本発明の複合シール材によれば、半導体製造装置に用いられるいわゆるあり溝に好ましく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の複合シール材をシール溝であるいわゆる「あり溝」に装着した場合のシール溝との寸法関係を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の複合シール材をシール溝に装着して圧接する場合の初期状態を説明する概略図である。
【図３】図３は、本発明の複合シール材をシール溝に装着して圧接する場合に図２の状態からさらに力が加えられたときの概略図である。
【図４】図４は、本発明の複合シール材をシール溝に装着して圧接する場合に図３の状態からさらに力が加えられたときの概略図である。
【図５】図５は、本発明の実施例によるシール材のシール性能を調べるために行った試験装置の概略図である。
【図６】図６はシール装置に試料サンプルを設置するときの評価用ジグを示した概略図である。
【図７】図７は、耐プラズマ性能を調べるための試験装置の概略図である。
【図８】図８は、本願発明の評価試験で採用された複合シール材を示したもので、図８（Ａ）はその概略側面図、図８（Ｂ）はその拡大断面図である。
【図９】図９は図８に示したシール材が装着されるシール溝の各部の寸法を示した図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明に係る複合シール材について図面を参照しながら詳細に説明する。【００２９】
図１は、本発明の一実施例に係る複合シール材を示したものである。【００３０】
本実施例による複合シール材１０は、閉環状に形成され、例えば、略環状のシール溝２内に装着されるもので、図１では、水平状態に配置されたシール溝２の左側の断面を示したものである。【００３１】
このシール溝２は、例えば、ドライエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置などの半導体製造装置の継手部分に形成されたもので、シール溝２は、その底面２６側の幅が、シール溝２の開口部２２側の幅より広くなったいわゆる「あり溝」となっている。【００３２】
そして、複合シール材１０は、シール溝２の一方の側壁２８側（外周側）に、第１のシール部材６が配置され、シール溝２の他方の側壁３０側（内周側）に、第２のシール部材８が配置されている。すなわち、この複合シール材１０は、半導体製造装置における腐食性ガス、プラズマなどの厳しい環境側に第２のシール部材８が配置され、厳しい環境側とは反対側（例えば、大気側）に、第１のシール部材６が配置される。【００３３】
第１のシール部材６は、その厚さ方向略中間部から径内方に向かって横方向凸部１２が突出して形成されている。また、この第１のシール部材６は、変形したときに相手部材３６との間でシール部として機能する第１の膨出部３２がシール溝２の開口端側に形成され、第１の膨出部３２とは反対側すなわちシール溝２の底面側に下方凸部３４が形成されている。【００３４】
第１の膨出部３２の頂部は、略円弧状に膨出して形成されているが、下方凸部３４の底面は、シール溝２の底面２６に密着するように、略平坦に形成されている。また、横方向凸部１２の一方の側端面１２ａは、略平坦に形成され、横方向凸部１２の他方の側端面１２ｂは、シール溝２の底面２６側に突出されている。【００３５】
このように、第１のシール部材６は、相手部材３６との間でシール面を構成する第１の膨出部３２と、シール溝２の底面側に配置される下方凸部３４と、径内方側に突出される横方向凸部１２とを備えており、断面形状でみれば三方に突出した形状となっている。また、横方向凸部１２の突出方向と反対側の外周面に角部Ｐ１が形成され、この角部Ｐ１により、第１の膨出部３２と下方凸部３４との間がなだらかに連結されている。【００３６】
上記第１のシール部材６は、弾性部材であるゴムから構成されているのが望ましい。ゴムとしては、天然ゴム、合成ゴムのいずれも使用可能である。【００３７】
このように第１のシール部材６を、弾性部材であるゴムから構成することによって、複合シール材１０を相手部材３６との間で圧接した際に、第１のシール部材６における第１の膨出部３２が相手部材３６により圧接されて高いシール性を付与することができる。第１のシール部材６を構成するゴムは、フッ素ゴムから構成されているのがさらに望ましい。【００３８】
このようなフッ素ゴムとしては、フッ化ビニリデン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体、フッ化ビニリデン／トリフルオロクロロエチレン系共重合体、フッ化ビニリデン／ペンタフルオロプロピレン系共重合体等の２元系のフッ化ビニリデン系ゴム、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／ヘキサフルオロプロピレン系共重合体、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／パーフルオロアルキルビニルエーテル系共重合体、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン／プロピレン系共重合体等の３元系のフッ化ビニリデンゴムやテトラフルオロエチレン／プロピレン系共重合体、テトラフルオロエチレンｌパーフルオロアルキルビニルエーテル系共重合体、熱可塑性フッ素ゴムなどが使用可能である。【００３９】
このように第１のシール部材６を構成するゴムが、フッ素ゴムから構成されていれば、万一、第１のシール部材６が腐食性ガス、プラズマに接触したとしても、腐食性ガス、プラズマなどへの耐久性が良く、シール性が低下することがない。【００４０】
第２のシール部材８は、第１のシール部材６の内周側に配置されるもので、第１のシール部材６とは別体で形成されている。この第２のシール部材８は、第１のシール部材６の横方向凸部１２を両側から挟持できるように、一対のフランジ部１４，１６を有し、さらに、径内方側にこれら一対のフランジ部１４，１６間を連結する略直線状の内壁部分１８を有している。そして、第２のシール部材８を断面形状で見れば、これら一対のフランジ部１４，１６と略直線状の内壁部分１８とより、断面略コ字状に形成されている。【００４１】
このような第２のシール部材８は、前記第１のシール部材６より硬質の合成樹脂から構成されているのが望ましく、好ましくは、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリエーテルケトン樹脂から選択した１種以上の合成樹脂から構成するのが望ましい。【００４２】
第２のシール部材８が第１のシール部材６よりも硬質の合成樹脂から構成されているので、腐食性ガス、プラズマなどへの耐久性が良く、しかも、弾性部材から構成される第１のシール部材６の全体が、これらの腐食性ガス、プラズマなどから保護されることになり、シール性の低下が防止されている。【００４３】
この場合、フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）樹脂、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）樹脂、ポリビニリデンフルオライト（ＰＶＤＦ）樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）樹脂、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）樹脂、ポリビニルフルオライド（ＰＶＦ）樹脂などを挙げることができ、この中では、耐熱性、耐腐食性ガス、耐プラズマ性などを考慮すれば、ＰＴＦＥが好ましい。【００４４】
本実施例による第１のシール部材６と第２のシール部材８は、上記のような材質から形成されているが、これらを一体的に組付ける場合には、第１のシール部材６の横方向凸部１２と第２のシール部材８の略直線状の内壁部分１８との間に、予め凹所２０が確保された状態で組付けられる。【００４５】
また、組み付けられたとき第１のシール部材６における下方凸部３４および横方向凸部１２ｂと、第２のシール部材８のフランジ部１６との間に、空所２１が画成される。【００４６】
以下に、複合シール部材１０の主たる部分の好ましい各部の寸法について説明する。【００４７】
図１に示したように、複合シール材１０のシールの幅Ｌｌは、シール溝２の溝幅Ｌ２よりも大きいほど脱落抵抗が増すが装着性が困難になるため、シールの幅Ｌ１は、溝幅Ｌ２の１０１〜１３０％とするのが望ましい。【００４８】
また、第１のシール部材６によって規定されるゴム部シール高さＬ３は、つぶし率を、３〜４５％、好ましくは５〜３０％となる範囲が望ましい。ただし、つぶし率とは、[（シール高さＬ３）-（溝深さＬ５）／（シール高さＬ３）]×１００とする。なお、Ｌ３とＬ４の大小関係は問わない。【００４９】
第１のシール部材６における第１の膨出部３２のゴム幅Ｌ６は、大きくすると相手部材３６との接触部が大きくなり真空シール性能は安定するが、第２シール部材８の樹脂幅（Ｌ７+Ｌ８+Ｌ９）がその分小さくなり、プラズマ、腐食ガスの遮蔽効果が低下する。したがって、Ｌ６の範囲としてはＬ１の５０％〜７０％が望ましい。【００５０】
第１のシール部材６の横方向凸部１２の突出長さＬ７を大きくすると、第１のシール部材６の復元力を、第２のシール部材８が広い範囲で受けることができるため、プラズマ、腐食ガスの遮蔽効果が向上するが、Ｌ７を大きくすると、その分Ｌ６が小さくなり真空シール性能を低減させる虞があるため、Ｌ６に対し２５％〜４５％の範囲が望ましい。【００５１】
第１のシール部材６と第２のシール部材８との間の空所２０の距離Ｌ８は、圧縮時にこの空所２０に第１のシール部材６の横方向凸部１２が逃げ込むことにより、第２のシール部材８の肉薄部分Ａが図１において時計方向に回転するように倒れ、フランジ部１６を変形させる。空所２０の距離Ｌ８の範囲としては、Ｌ７に対し５０％以上が望ましい。【００５２】
第２のシール部材８の略直線状の内壁部分１８の厚さＬ９は、薄い方がスムースに変形するが、加工性を考慮すると、５０μｍ〜２ｍｍの範囲が望ましい。【００５３】
第１のシール部材６の角部Ｐ１から溝開口部２２と同じ高さになる点Ｐ２との間は、第１のシール部材６が圧縮されるときにシール溝２の側壁２８に沿ってスムースに変形するために、角度θ１はシール溝１２の角度θ２±２°となる傾斜とすることが望ましい。【００５４】
点Ｐ２から第２のシール部材８との接触面までの第１の膨出部３２のシール面はなだらかな曲面とする。【００５５】
第１のシール部材６の底面から角部Ｐ１までの高さＬ１０は、脱落防止のためシール溝２の溝深さＬ５以下であることが望ましいが、低すぎると装着時にシール溝２の側壁２８に沿って複合シール材１０が転動し装着性を低下させるため、Ｌ１０の範囲としては、Ｌ３に対して５０％〜７０％かつＬ１０＜Ｌ５とするのが望ましい。【００５６】
第１のシール部材６の底部幅Ｌ１１は大きい方が転動を起こし難いが、圧縮時に第１のシール部材６の横方向凸部１２が空所２０内に逃げ込んで第２のシール部材８を倒れこむように変形させるためには、Ｌ１１＜Ｌ６であるため、Ｌ１１の範囲としては、Ｌ２に対して２０％以上、かつＬ１１＜Ｌ６とするのが望ましい。【００５７】
また、圧縮時に第１のシール部材６のＬ７部分が空所２０内に逃げ込んで第２シール部材８の薄肉部分Ａを倒れ込むように変形させるには、
第２シール部材８の底部幅Ｌ１２は、（Ｌ１１+Ｌ１２）＜（Ｌ６+Ｌ７）
となるように設定するのが望ましい。【００５８】
第１のシール部材６における下方凸部３４の側端面から横方向凸部１２の側端面までの距離Ｌ１３は、Ｌ１２に対し５０％〜１５０％とするのが望ましい。【００５９】
また、第２のシール部材８の薄肉部分Ａは、全体的に変形するように、Ｒ形状であることが望ましい。仮に、薄肉部分Ａの一部分のみが過剰変形してしまうと、破損されてしまう虞がある。第２のシール部材８のフランジ部１６は、圧縮に伴い回転して薄肉部分Ａを変形させるためにＲ形状であることが望ましい。すなわち、フランジ部１６が回転しないと、第２のシール部材８が倒れ込まず、第２のシール部８で荷重を受けてしまうため、緩和を生じ易くなる。
【００６０】
第１のシール部材６における横方向凸部１２の側端面１２ｂは、圧縮に伴い、フランジ部１６を押圧して積極的に回転させるように凸形状であることが望ましい。【００６１】
上記のように各部の寸法が規定された第１のシール部材６と第２のシール部材８とを接合一体化する方法としては、溶接、溶着、接着、一体成形など公知の接合方法が採用可能であり、特に限定されるものではないが、必要に応じて接着剤、好ましくは、耐熱性接着剤にて接合一体化することができる。
あるいは、第１のシール部材６と第２のシール部材８との会合面のいずれか一方に凸部を、いずれか他方に凹部を設け、これら凹凸の接合面に接着剤を介在させて、互いに一体化させて組付けることもできる。【００６２】
このように構成される本発明の複合シール材１０は、図２〜図４に示したように使用される。【００６３】
先ず、図２に示したように、複合シール材１０をシール溝２内に装着する。この場合、第１のシール部材６と第２のシール部材８との間に空所２０および空所２１が形成され、さらに第２のシール部材８に弾性変形が容易な略直線状の内壁部分１８が形成されているので、複合シール材１０をシール溝２内に容易に装着することができる。しかも、複合シール材１０がシール溝２内に装着された後には、シール溝２の開口部２２の幅よりも複合シール材１０の全体の幅の方が大きいため、複合シール材１０のシール溝２からの不用意な脱落が防止される。【００６４】
そして、図２〜図４に示したように、複合シール材１０への締付力を強化すれば、第１のシール部材６の第１の膨出部３２および第２のシール部材８のフランジ部１４が次第に圧縮されて真空シール性および耐プラズマ性が付与される。【００６５】
第１のシール部材６における第１の膨出部３２が相手部材３６に当接された図２の状態から図３に示したように圧縮が進めば、第１のシール部材６の横方向凸部１２が空所２０内に入り込むように変形する。このとき、第２のシール部材８の薄肉部分Ａが変形され、フランジ部１６が上方に向かうように回動される。この状態からさらに圧縮力が加えられると、図４に示したように、第１のシール部材６の相手部材３６との接触面積が十分に確保され、確実なシール力が得られることになる。特に、第１のシール部６の第１の膨出部３２に応力集中が生じてシール性が付与される。【００６６】
また、この図４の状態では、第２のシール部材８が第１のシール部材６よりも硬質の材料から構成されているので、第２のシール部材８側を、例えば、ドライエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置などの半導体製造装置における腐食性ガス、プラズマなどの厳しい環境側であるチャンバー側に配置することによって、第２のシール部材８のフランジ部１４による圧接により、弾性部材から構成される第１のシール部材６の第１の膨出部３２が、これらの腐食性ガス、プラズマなどから保護されることになり、シール性が低下することがない。【００６７】
また、この場合に、厳しい環境側に、第１のシール部材６よりも硬質の材料から構成される第２のシール部材８が位置することになるので、腐食性ガス、プラズマなどへの耐久性が良く、しかも、弾性部材から構成される第１のシール部材６全体が、これらの腐食性ガス、プラズマなどから保護されることになり、シール性が低下することがない。【００６８】
このように本実施例では、複合シール材１０が圧接される場合に、第１のシール部材６の横方向凸部１２が凹所２０内に倒れこむとともに、薄肉部分Ａの変形により第２のシール部材８が追随して変形する。さらに、力が解除されれば、横方向凸部１２の復元力が上方のフランジ部１４および下方のフランジ部１６に作用する。したがって、第２のシール部材８に応力緩和が生じ難い。【００６９】
よって、繰り返しの使用によっても、安定したシール性を維持することができる。また、金属材料を使用していないことから金属パーティクルの発生を防止することができる。さらに、シール部材１０の幅Ｌ１がシール溝２の溝幅Ｌ２よりも大きく、下方凸部３４の幅Ｌ１１が尻つぼみとなっていることから、あり溝に好ましく用いることができる。
[実施例]
以下の試料について、シール性能および耐プラズマ性の評価を行った。
１．試料
ａ）本願発明品
寸法、材質は図８（Ａ），（Ｂ）の通り。この発明品が装着されるシール溝は図９の通り。
ｂ）従来品１
特開２００５−１６４０２７号に記載の図９と同様品
ｃ）従来品２
英国ＮＥＳ社製「ＮＫリング（商品名）」
フッ素ゴムをフッ素樹脂のジャケットで完全に包んだシール材。
ｄ）従来品３
フッ素ゴムＯリング
ｃ）およびｄ）の寸法：ＡＳ５６８Ａ−２４１
２．シール性能評価方法
２−１）初期シール性能
図５に示したように、各試料サンプル１０をフランジ７２，７４間にボルト７６で所定の締付加重８５ｋｇｆで締め付けた後に、ヘリウムリークディテクター７８で試料サンプル１０の内径側を真空引きし、試料サンプル１０の外径側にヘリウムガスを流して（１０ｍｌ／ｍｉｎ）、各試料サンプル１０の透過漏洩量を測定した。【００７０】
２−２）繰り返し使用模擬サイクル後のシール性能
初期シール性能評価で用いた試料をそのまま用いた。
初期シール試験終了後ボルトをはずし、フランジを試験機（株式会社島津製作所製  油圧ターボ式強度試験機）に固定し、「開放→所定荷重まで圧縮→開放」のサイクルを一万回繰り返した。
サイクル終了後、２−１）と同様の手順で漏洩量を測定した。
３．耐プラズマ性評価試験方法
３−１）初期耐プラズマ性
図６に示したように、略円盤形状の上部材８０および下部材８２からなり、下部材８２に試料サンプル装着用のあり溝８４が形成されているアルミ製のプラズマ評価用ジグを作成した。試料サンプル１０をプラズマ評価用ジグの下部材８２に装着した後、上部材８０を所定締付荷重８５ｋｇｆとなるように、ボルトで締付けた。そして、試料サンプルを装着した評価用ジグを図７に示したように、プラズマＣＶＤ装置の下部電極の上に載置して、下記条件でプラズマを照射した。【００７１】
プラズマ出力：５００Ｗ
照射時間：３時間
導入ガス：酸素１８０ｓｃｃｍ／ＣＦ4  ２０ｓｃｃｍ
真空度：０．６Ｔｏｒｒ
治具隙間：０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ
３−２）繰り返し使用模擬サイクル後の耐プラズマ性
３−１）とは別試料を用いて評価した。【００７２】
試料を３−１）のジグに装着した後、２−２）と同様にジグを試験機（株式会社  島津製作所製油圧ターボ式試験機）に固定し、「開放→所定荷重まで圧縮→開放」のサイクルを一万回繰り返した。サイクル終了後、３−１）と同様の手順でプラズマを照射した。【００７３】
４．試験結果
試験結果を表に示す。各試料サンプルの優劣を○または×の２段階で評価【００７４】
【表１】
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【００７５】
【表２】
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【００７６】
実施例はシール性、耐プラズマ性共にサイクル後も良好であった。【００７７】
従来例１では、繰り返しサイクル後の耐プラズマ性が十分ではなかったが、樹脂部が繰り返し圧縮と共に緩和が進行し、相手面との十分な密着を生じるだけの反発力を生じなくなったためと考えられる。【００７８】
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはない。例えば、上記実施例では、ドライエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置などの半導体装置に適用した場合について説明したが、本願発明の複合シール材は、その他の環境の厳しい条件で使用するその他の装置のシール部分にも用いることも可能である。また、あり溝以外のシール溝にも適用可能である。
【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１】
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