(57)【要約】【課題】排気路に設けられたバルブを閉じたときにリークするおそれがなく、またメンテナンス作業の負担を軽減できる減圧処理装置を提供すること。【解決手段】反応管１から接続された排気管３には排気管を気密に閉じるゲートバルブ４が設けられ、ゲートバルブ内の弁座と弁体とにそれぞれ排気路の周方向に沿って設けられている噴射口から、弁座と弁体の隙間にパージガスを噴射することで、弁座と弁体の隙間に副生成物などの異物の付着が阻止されてゲートバルブのシール性を向上させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器に接続された排気路と、この排気路に設けられ、弁体を弁座に圧接することにより排気路を気密に閉じるゲートバルブと、を備え、前記排気路を介して減圧排気することにより反応容器内を減圧雰囲気に維持しながら処理ガスを反応容器内に供給し、反応容器内の基板に対して所定の処理を行う減圧処理装置において、
前記弁体と弁座との間の隙間に臨む位置に開口するパージガス供給口と、
このパージガス供給口にパージガスを供給するパージガス供給路と、を備えたことを特徴とする減圧処理装置。
【請求項２】
弁体における弁座と接触する面の側方に開口する第１のパージガス供給口と、弁座における弁体と接触する面の側方に開口する第２のパージガス供給口と、を備えたことを特徴とする請求項１記載の減圧処理装置。
【請求項３】
前記パージガス供給路に設けられ、パージガスの供給、停止を行うためのバルブと、
前記反応容器内に処理ガスを供給しているときには前記バルブを開いてパージガスを供給するように制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１または２記載の減圧処理装置。
【請求項４】
前記弁体及び弁座は排気路の周方向に沿って環状に設けられ、パージガス供給口は前記周方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の減圧処理装置。
【請求項５】
ゲートバルブは圧力調整を行うために前記弁体及び弁座の隙間を調整することができることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の減圧処理装置。
【請求項６】
減圧処理は、排気路内を加熱しても処理ガスの反応生成物が排気路の内壁に付着する処理であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の減圧処理装置。
【請求項７】
反応容器に接続された排気路と、この排気路に設けられ、弁体を弁座に圧接することにより排気路を気密に閉じるゲートバルブと、を備えた減圧処理装置を用いて減圧処理を行う方法において、
前記排気路を介して減圧排気することにより反応容器内を減圧雰囲気に維持しながら処理ガスを反応容器内に供給し、反応容器内の基板に対して所定の処理を行う工程と、
この工程を行っているときに、前記ゲートバルブの弁体と弁座との間の隙間に臨む位置に開口するパージガス供給口から当該隙間にパージガスを供給する工程と、を備えたことを特徴とする減圧処理方法。
【請求項８】
前記隙間にパージガスを供給する工程は、第１のパージガス供給口から弁体における弁座と接触する面に沿ってパージガスを供給すると共に、第２のパージガス供給口から弁座における弁体と接触する面に沿ってパージガスを供給する工程であることを特徴とする請求項７記載の減圧処理方法。
【請求項９】
固形物が付着する可能性のあるガス流路に設けられ、弁体と弁座との隙間を調整することにより圧力調整を行う圧力調整バルブにおいて、
前記弁体と弁座との間の隙間に臨む位置に開口するパージガス供給口と、
このパージガス供給口にパージガスを供給するパージガス供給路と、を備えたことを特徴とする圧力調整バルブ。
【請求項１０】
弁体における弁座と接触する面の側方に開口する第１のパージガス供給口と、弁座における弁体と接触する面の側方に開口する第２のパージガス供給口と、を備えたことを特徴とする請求項９記載の圧力調整バルブ。
【請求項１１】
前記弁体及び弁座は排気路の周方向に沿って環状に設けられ、パージガス供給口は前記周方向に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項９または１０記載の圧力調整バルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体ウエハ（以下ウエハという）などの基板に対して減圧下で処理を行う減圧処理装置及び減圧処理方法並びに圧力調整バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造プロセスの中には、反応容器内に処理ガスを供給し、減圧下で基板に対して処理を行うプロセスがある。例えば減圧ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）は成膜ガスを反応させて基板上に薄膜を堆積させるプロセスであるが、目的とする成膜物質である反応生成物や反応副生成物が排気管内に取り込まれ、排気管に設けられているゲートバルブ（メインバルブ）に付着すると遮断時にリークが起こってしまうため、ゲートバルブの上流側においてこれら生成物を捕集する必要がある。こうしたことから排気管にトラップを設けるようにしているが、反応生成物や反応副生成物の種類によっては加熱により内壁に付着しないことから、ゲートバルブや排気管を加熱する場合もある。
【０００３】
例えばＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケート：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）を用いてシリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を成膜する場合、未反応のＴＥＯＳは加熱してもその分解生成物が排気路内に付着することから、ゲートバルブの上流側にトラップを設けるようにしている。一方ＣＭＯＳのゲート絶縁膜の上部保護膜としてシリコン酸化膜の上にシリコン窒化（シリコンナイトライド：ＳｉＸＮＹ）膜を積層することが実施されており、ＴＥＯＳによるシリコン酸化膜の成膜に続いて、同じ減圧ＣＶＤ装置で例えばジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガス及びアンモニアガスを用いてシリコン窒化膜を連続成膜することが検討されている。
【０００４】
ところでシリコン窒化膜のプロセス圧力は例えば１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）以下もの低い圧力であるため、排気路にトラップが設けられていると、目的とするプロセス圧力まで減圧できなくなることから、トラップを設けることができない。しかしながらトラップを設けずに成膜を実施した場合には、主として未反応のＴＥＯＳの分解生成物が排気路内のバルブに付着しやすくなる。そしてゲートバルブに圧力調整機能を持たせたバルブにあっては、バルブの開度が小さくなり、流路が狭くなってその部分の圧力が高くなるので特に膜が付着し易い（固体になりやすい）。図６は、バルブ９内のＯリング９０周辺や弁９１を構成する段部９２周辺に、膜が付着した様子を示す図である。バルブ９内にこのような異物が付着することにより、シール不良による漏れが生じ、例えばプロセス前に行われる反応容器内のリークチェックを行うことができないなどの支障をきたす。
【０００５】
一方、特許文献１では、原料ガス流路である成膜流路内に設置された開閉弁を閉じる直前に、前記成膜流路と直交する分岐路からＡｒガスなどのパージガスを弁内に流入させ、弁シート（弁本体部）と弁体との間に付着した固形物を吹き飛ばし、固形物が挟み込んだ状態で弁が閉じられることによるシール不良や弁シートの傷の発生を防止することが記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−１９５６４９号公報  段落００２２、００２７
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように減圧ＣＶＤ装置の排気路にトラップを設けない場合には、排気路に設けられたゲートバルブに原料ガスの反応に基づく生成物（例えばＴＥＯＳの分解生成物）が付着して遮断時にリークが起こることから、メンテナンスを頻繁に行わなければならず作業者の負担が大きいという課題がある。
【０００８】
また特許文献１のように、原料ガス流路に設けられたバルブに対して当該バルブが閉じる直前に分岐路からパージガスを吹き付ける技術では、圧接面全体にパージガス流を形成することができず、生成物を十分に除去することができないし、特に密着性が高い生成物が付着した場合には高い除去効果を得ることができず、上記の課題を解決できない。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、排気路に設けられたバルブを閉じたときにリークするおそれがなく、またメンテナンス作業の負担を軽減できる減圧処理装置及び減圧処理方法並びに圧力調整バルブを提供することができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応容器に接続された排気路と、この排気路に設けられ、弁体を弁座に圧接することにより排気路を気密に閉じるゲートバルブと、を備え、前記排気路を介して減圧排気することにより反応容器内を減圧雰囲気に維持しながら処理ガスを反応容器内に供給し、反応容器内の基板に対して所定の処理を行う減圧処理装置において、
前記弁体と弁座との間の隙間に臨む位置に開口するパージガス供給口と、
このパージガス供給口にパージガスを供給するパージガス供給路と、を備えたことを特徴とする。
この発明によれば、弁体と弁座との間の隙間にパージガスが吹き付けられるので、この隙間に処理ガスの反応生成物が付着されることを防止できる。ここでいう反応生成物とは、基板上に成膜される反応生成物と同じ生成物及び反応副生成物のいずれをも含む意味である。また本発明は、前記パージガス供給路に設けられ、パージガスの供給、停止を行うためのバルブと、前記反応容器内に処理ガスを供給しているときには前記バルブを開いてパージガスを供給するように制御する制御部と、を備えた構成とすることが好ましく、このようにすれば、処理ガスが流れている間はパージガスが吹き付けられているので、前記隙間における反応生成物の付着が確実に防止できる。
【００１１】
本発明の具体例を挙げると、例えば前記弁体及び弁座は排気路の周方向に沿って環状に設けられ、パージガス供給口は前記周方向に沿って複数設けられている。また前記弁体及び弁座の隙間を調整して圧力調整できるゲートバルブに適用すれば、流路が狭くなって反応生成物が付着しやすいことから、本発明の構成は極めて有効である。また減圧処理が、排気路内を加熱しても処理ガスの反応生成物が内壁に付着する処理である場合例えば有機ソースを気化したガスを処理ガスとして用いる場合などには、本発明の構成は特に有効である。
なお前記ゲートバルブは、圧力調整バルブとしてそれ単独でも発明が成立するものである。
【００１２】
本発明方法は、反応容器に接続された排気路と、この排気路に設けられ、弁体を弁座に圧接することにより排気路を気密に閉じるゲートバルブと、を備えた減圧処理装置を用いて減圧処理を行う方法において、
前記排気路を介して減圧排気することにより反応容器内を減圧雰囲気に維持しながら処理ガスを反応容器内に供給し、反応容器内の基板に対して所定の処理を行う工程と、
この工程を行っているときに、前記ゲートバルブの弁体と弁座との間の隙間に臨む位置に開口するパージガス供給口から当該隙間にパージガスを供給する工程と、を備えたことを特徴とする。例えば前記隙間にパージガスを供給する工程は、第１のパージガス供給口から弁体における弁座と接触する面に沿ってパージガスを供給すると共に、第２のパージガス供給口から弁座における弁体と接触する面に沿ってパージガスを供給する工程である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の減圧処理装置を減圧ＣＶＤ装置に適用した実施の形態について図面に基づき説明する。この実施の形態の要部は排気路に設けられた圧力調整バルブであるゲートバルブにあるが、先ず基板に対して処理を行う反応容器に関連する部位について図１を参照しながら簡単に述べておく。図１中の１は、例えば石英で作られた内管１ａ及び外管１ｂよりなる二重構造の反応管であり、反応管１の下部側には金属製例えばステンレス製の筒状のマニホールド１１が設けられている。前記内管１ａは上端が開口されており、マニホールド１１の内方側にて支持されている。外管１ｂは上端が塞がれており、下端がマニホールド１１の上端に気密に接合されている。この例では反応管１とマニホールド１１とにより反応容器が構成されている。
【００１４】
図１は反応管１に基板であるウエハＷが搬入されて成膜処理する状態を示しており、前記反応管１内には、複数枚のウエハＷが各々水平な状態で上下に間隔をおいて保持具である石英製のウエハボート１２に棚状に載置されている。ウエハボート１２は、蓋体１３の上に例えば石英製の保温ユニット１４の設置領域を介して保持されている。保温ユニット１４は例えば石英フィンなどの断熱ユニットからなり、その中央には回転軸１５が貫通していてボートエレベータ１６に設けられた駆動部１７により回転軸１５を介してウエハボート１２が回転する。前記蓋体１３は、ウエハボート１２を反応管１内に搬入、搬出するためのボートエレベータ１６の上に搭載されており、上限位置にあるときにはマニホールド１１の下端開口部を閉塞する役割を持つものである。
【００１５】
反応管１の周囲には、これを取り囲むように例えば抵抗発熱体からなる加熱手段であるヒータ２が設けられ、その周囲には図示しないが炉本体が設けられている。また反応管１の周囲には、処理ガスである成膜ガスの供給管である第１〜４の成膜ガス供給管２０〜２４が設けられ、夫々内管１ａの中にガスを供給できるようになっている。第１の成膜ガス供給管２０はＴＥＯＳを供給するためのものであり、液体ソースであるＴＥＯＳを気化するための気化器２０ａが介設されている。第２の成膜ガス供給管２１は酸素（Ｏ２）ガスを供給するためのものである。また第３の成膜ガス供給管２２及び第４の成膜ガス供給管２３は、夫々ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）ガス及びアンモニア（ＮＨ３）ガスを供給するためのものであり、図示しないガス供給源に接続されている。Ｖ０〜Ｖ３はガスの供給、停止を行うためのバルブであり、２３〜２６はガス流量を調整するためのマスフローコントローラである。
【００１６】
マニホールド１１には、内管１ａと外管１ｂとの間から排気できるように金属製例えばステンレスからなる排気路である排気管３が接続されており、真空排気手段である真空ポンプ３１と接続されている。また排気管３には加熱手段であるヒータ３２が設けられており、この例ではテープヒータが巻装されている。また排気管３には圧力調整機能を備えたゲートバルブ４が設けられており、ゲートバルブ４を開閉することにより、外管１ｂの内部と真空ポンプ３１とを接続及び遮断できるようになっている。またゲートバルブ４の開度を調整することにより、反応容器内の圧力を制御することができる。
【００１７】
また、１００は、装置全体の制御を行う制御部であり、バルブ６０の開閉についても制御することにより、後述するパージガスの導入について制御を実施するようになっている。
【００１８】
次いで、ゲートバルブ４について図２及び図３に基づき説明すると、ゲートバルブ４は、略円筒状の本体（ケース体）４０と、同じく略円筒状の弁体４１とから主に構成されていて、本体４０内に弁体４１が収容される構造となっており、本体４０に対し弁体４１が軸方向（図中上下方向）に移動することにより反応容器側から流入してくるガスの流れを制御して圧力を調整するようになっている。本体４０の上部には、円筒状で中空のカバー体４ａが載置されており、カバー体４ａ内部にはガスシリンダ４ｂが収容されている。
【００１９】
ガスシリンダ４ｂの下部には、シャフト４ｄが設けられており、その上部はガスシリンダ４ｂ内に挿通されているとともに、シャフト４ｄの下部は弁体４１内に固定されており、ガスシリンダ４ｂが動作することによりシャフト４ｄが上下移動して、弁体４１を上下方向に移動可能となるようになっている。また、ゲートバルブ４の下部には、後述するパージガスである窒素ガスを外部より注入するガスポート４ｃも設けられており、ガスポート４ｃから注入された不活性ガスである窒素ガスは、弁体４１内に供給されるようになっている。図２は、弁体４１が上方に上がった状態、すなわちゲートバルブ４が開いた状態を示し、図３は弁体４１が下がりゲートバルブ４が閉じられている状態を示している。
【００２０】
図２、図３には、第１の実施の形態のゲートバルブ４の一部断面図が示されており、本体４０には、その内部に弁体４１の側端部の下面が接する弁座４２が形成されているとともに、パージガス、例えば窒素ガスを供給するガス供給路４３ａが配置されている。ガス供給路４３ａは、弁座４２周縁の垂直部４４に弁体４１の周囲を取り囲むように環状に配置された通気室４５ａに接続されており、通気室４５ａには、本体４０の内側に向かってガスを噴射する第１のパージガス供給口としての複数の噴射口４６が本体４０の全周に亘って間隔をおいて形成されている。すなわち、複数の噴射口４６が弁座４２と弁体４１との間の隙間に臨む位置に形成されており、これによりパージガスが噴射している間には常に弁座４２の表面にガスが行き渡るようになっている。また、本体４０の下方には、反応容器から排出された排出ガスが流入されてくる流入側排気路４７が形成されている。
【００２１】
ゲートバルブ４のおよそ中間位置には、ゲートバルブ４下方の流入側排気路４７から流入されてくる排出ガスが排出される排出口４８が、図中右方向に向かって開口されている。これにより、排出ガスの流れは、図中下方の流入側排気路４７よりゲートバルブ４内に流入し、排出口４８から右方向に向かって流出するようになっている。
【００２２】
また、ガス供給路４３ａの後方には、ガス供給路４３ａにパージガスを供給するガス導入路４９が設けられており、このガス導入路４９からパージガスである窒素が供給されるようになっている。この例では、ガス導入路４９、ガス供給路４３ａ、通気室４５ａにより第１のパージガス供給路が構成される。
【００２３】
また、弁座４２には、弁体４１の側端部の下面側、すなわち前記本体４０の弁座４２と対向する位置に、本体４０と弁体４１とのシール性を確保するシール材である断面円形のＯリング５３が、弁体４１の側端部の下面側のほぼ周縁部を取り囲むように、その一部が上方に向かって露出するようにして凹条５４内に収容されて設けられている。すなわち、噴射口４６から噴射されるパージガスは、Ｏリング５３の露出している部分に確実に行き渡るようになっている。
【００２４】
一方弁体４１は、その下方に弁蓋５１を備えており、この弁蓋５１には前記本体４０の内周縁よりも若干狭い大きさのフランジ５０が形成されている。弁蓋５１の上部には、弁蓋５１が上下方向に移動可能となるように蛇腹式のベロー５２が取り付けられている。弁蓋５１上部の中心部には前記シャフト４ｄが取り付けられていて、前記エアシリンダ４ｂが動作することにより、シャフト４ｄが上下方向に動作して、これに伴い弁蓋５１も上下移動し、弁蓋５１の上方に設けられているベロー５２が伸縮するようになっている。また、ベロー５２の端部は、弁蓋５１の上部に隙間なく密着して設けられているため、ゲートバルブ４内に流入する排出ガスがベロー５２内に流入することはない。
【００２５】
弁蓋５１には、前記した本体４０のガス供給路４３ａとは別に、ガス供給路４３ｂが設けられていて、その先端は当該弁蓋５１の内部に、周方向に沿って形成された環状の通気室４５ｂに接続されている。通気室４５ｂには、第２のパージガス供給口として複数の噴射口５６が全周に亘ってフランジ５０の下面側に臨むように形成されていて、フランジ５０の下面側全体にパージガスが勢いよく行き渡るようになっている。
【００２６】
ゲートバルブ４の下部には、パージガスをガス供給路４３ｂに供給するためのガス導入路５７が螺旋状に設けられており、このガス導入路５７は、流入側排気路４７内部に設けられている。また、ガス導入路５７は螺旋状の形状となっているために、弁体４１の上下移動に応じて上下方向に伸縮できる構造となっている。ガス導入路５７は、前記ガスポート４ｃに接続されていて、窒素がこのガスポート４ｃより流入されるようになっている。この例ではガス導入路５７、ガス供給路４３ｂ、通気室４５ｂにより第２のパージガス供給路が構成される。
【００２７】
そして、図１に示すように、ガス導入路４９には、前記バルブ６０が設けられており、成膜ガスが反応容器内に供給されるとき、この例ではＴＥＯＳ、酸素ガスが供給されるとき、及びジクロルシランガス、アンモニアが供給されるときに、制御部１００によってバルブ６０が開かれて、ゲートバルブ４内にパージガスである窒素ガスが流入されるようになっている。
【００２８】
次に上述の実施の形態について説明する。先ず基板であるウエハを所定枚数ウエハボート１２上に棚状に移載して保持させ、ボートエレベータ１７を上昇させることにより、反応管１及びマニホールド１１により形成される反応容器内に搬入し、マニホールド１１の下端開口部（炉口）が蓋体１３により塞がれる。次いでゲートバルブ４を開いて真空ポンプ５により反応容器内を真空排気する。反応容器内が所定の圧力例えば約０．１Ｐａになった時点においてゲートバルブ４を閉じ、閉空間としての反応容器内の圧力上昇の有無を確認してリークチェックを行う。このときに圧力上昇があると、成膜中に大気を巻き込むことになり、所望の薄膜を得ることができなくなる。
【００２９】
続いてヒータ２により反応容器内を所定のプロセス温度例えば６５０℃まで昇温した後、第１の成膜ガス供給管２０及び第２のガス供給管２１から夫々ＴＥＯＳ及び酸素ガスを反応容器内に供給し、更にゲートバルブ４により反応容器内を例えば１００Ｐａに調整する。このような条件に設定することによりＴＥＯＳ及び酸素ガスが反応してウエハＷ上にシリコン酸化膜が成膜される。
【００３０】
ここで、ゲートバルブ４の作用について述べると、反応容器内が開放されているときや、リークチェックを行うときなどにおいては、弁座４２に弁蓋５１が圧接されてＯリング５３により両者の隙間が気密にシールされ、図３に示すようにゲートバルブ４が閉じた状態となっており、このときバルブ６０は閉じられていて、ゲートバルブ４内にパージガスは供給されない。一方成膜プロセスを行うときには、図２に示すようにゲートバルブ４が所定の開度で開かれているとともに、パージガス（この例では窒素ガス）がゲートバルブ４内に供給される。すなわち、制御部１００からの指示により弁体４１が上方に移動して、弁蓋５１と、前記本体４０の弁座４２に設けられているＯリング５３とが離間し、反応装置から排出されたガスが図中下方に位置する流入側排気路４７からゲートバルブ４内に流入して、排出口４８に向かって流れる。このように圧力調整を行っている状態では、弁座４２と弁蓋５１との隙間が例えば０．２ｍｍ程度と狭く、排出ガスが通過する経路が狭隘となっているために、排出ガスの圧力が、前記本体４０の弁座４２のＯリング５３周辺や弁体４１周辺で上昇してしまい、このためゲートバルブ４内部の他の部位よりも排出ガス成分の反応副生成物が付着しやすい状態となっている。
【００３１】
そこで、バルブ６０を開き、前述した噴射口（第１のパージガス供給口）４６から弁座４２における接触面に沿ってパージガスを供給するとともに、噴射口（第２のパージガス供給口）５６から弁体４１における接触面に沿ってパージガスを噴射する。流出側の排出口４８は、真空ポンプ３１により真空引きされているので、前記弁体４１の弁蓋５１と弁座４２との間の隙間に向かってパージガスが例えば音速に近い高速流として噴射され、この結果、前記本体４０の弁座４２のＯリング５３周辺や弁体４１周辺に、反応副生成物などが付着することが阻止される。これによりゲートバルブ４の弁座４２と弁蓋５１がＯリング５３を介して密着することができるようになる。
【００３２】
こうしてシリコン酸化膜の成膜が終了すると、反応容器内に図示しないガス供給管から窒素ガスを供給してパージし、更に真空ポンプ３１により引き切りを行い、その後シリコン窒化膜の成膜を行う。先ずヒータ２により反応容器内を所定のプロセス温度例えばおよそ５００℃から８００℃までの間から選択される温度まで昇温した後、ゲートバルブ４により反応容器内の圧力を１３３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ以下）以下例えば６６．５Ｐａに設定しながら、第２の成膜ガス供給管２２及び第３の成膜ガス供給管２３から夫々ジクロロシラン及びアンモニアを反応容器内に供給し、ウエハＷ上にシリコン窒化膜を成膜する。このとき反応副生成物である塩化アンモニウムが生成され、排気されるが、排気管３内はヒータ３２により塩化アンモニウムの昇華温度以上に加熱されているので、塩化アンモニウムは排気管３には付着せず排気される。また、シリコン窒化膜のプロセス中においてもゲートバルブ４内にパージガスが同様に供給され、弁蓋５１と、弁座４２との接触面に反応副生成物が付着されることが阻止される。
【００３３】
こうして一連の成膜プロセスが終了した後、反応容器内に図示しないガス供給管を通じて流したＮ２ガスを供給してパージし、その後ボートエレベータ１７を降下させてウエハボート１２を搬出する。
【００３４】
上述した本発明の実施の形態によれば、処理ガスが反応容器内に供給されて成膜プロセスが行われている間中、弁座４２における弁体４１との接触面に沿って第１のパージガス供給路からパージガスを吹き出すようにし、また弁体４１における弁座４２との接触面に沿って第２のパージガス供給路からパージガスを吹き出すようにしているため、Ｏリング５３を含む互いの接触面に反応副生成物が付着することがなく、従ってゲートバルブ４を閉じたときに弁体４１と弁座４２との間を確実にシールすることができ、リークするおそれがない。また、ゲートバルブ４に対して頻繁にメンテナンスを行わなくてすむので、メンテナンス作業の負担を軽減できる。そしてゲートバルブ４の上流側にトラップを設けていないため、例えばプロセス圧力が１Ｔｏｒｒ以下の低圧プロセス（この例ではシリコン窒化膜の成膜プロセス）を実施する場合でも、所定のプロセス圧力まで真空排気することができる。
【００３５】
次に、図４には、本発明の第２の実施の形態が示されている。第２の実施の形態では、弁体４１側のガス供給路５７が、弁体４１のベロー５２の内部に設けられており、このようにすることで、ガス供給路５７と、排出ガスとが直接接触しない構成となるために、前記排出ガス成分や副生成物がガス供給路５７の周囲に付着することがなくなり、これによりゲートバルブ４のメンテナンス性が向上する。
【００３６】
次いで、図５には、本発明の第３の実施の形態が示されている。第３の実施の形態では、ガス導入路４９、ガス供給路４３ａが、本体４０内に穿設されて設けられており、またＯリング５３が、弁蓋５１内に設けられている。このように、ガス導入路４９、ガス供給路４３ａが、本体４０に穿設されて設けられていることで、ガス導入路４９や、ガス供給路４３ａを本体４０内に構成でき、夫々のガス流路においてパージガスの漏れが生じることがなくなり、確実にパージガスをゲートバルブ４内に噴射することができる。
【００３７】
上述の本発明の第１〜第３の各実施の形態では、弁座４２と弁体４１との間の隙間にパージガスを供給するために、弁座４２及び弁体４１の夫々にパージガス供給路を設けているが、弁座４２側の接触面及び弁体４１側の接触面各々の側方側に臨むように、弁座４２及び弁体４１の一方側にのみパージガス供給口を設ける構成としてもよい。また、本発明の実施の形態は、減圧成膜プロセスに限られるものではなく、例えば減圧下でエッチングガスによりエッチングを行う場合においても適用できる。
ゲートバルブは本発明の圧力調整バルブの具体例であるが、本発明の圧力調整バルブはガス流路である排気路に設けられることに限らず例えば反応容器にガスを供給するガス供給路に設けられるものであってもよい。
【００３８】
なお、Ｏリング５３はゲートバルブ４のシール性を向上させるために、本発明の第１、第２の実施の形態では本体４０側に、また第３の実施の形態では弁体４１側に設けられているが、Ｏリング５３が設けられる箇所については限定されず、本体４０側、弁体４１側のどちらかに設けられるようになっていればよい。
【００３９】
またパージガスは処理ガスが供給されている時間帯全てにおいて供給することに限られず、その時間帯の一部において供給するようにしてもよいし、あるいは処理ガスの供給を止めた直後から供給するようにしてもよい。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、排気路に設けられたゲートバルブの弁体と弁座との間の隙間にパージガスが吹き付けられるので、この隙間に処理ガスの反応生成物が付着されることを防止できる。そして反応容器内に処理ガスを供給しているときにパージガスを供給するようにすれば、前記隙間における反応生成物の付着をより確実に防止できる。このためゲートバルブを閉じたときにリークするおそれがない。
また本発明の圧力調整バルブによれば、弁体と弁座との間の隙間にパージガスが吹き付けられるので、この隙間に処理ガスの反応生成物が付着されることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における減圧処理装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるゲートバルブを示す縦断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるゲートバルブを示す縦断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態におけるゲートバルブを示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるゲートバルブの詳細を示す一部断面図である。
【図６】従来のゲートバルブにおいて反応生成物が付着した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１            反応管
１ａ          内管
１ｂ          外管
２            ヒータ
３            排気管
４            ゲートバルブ
４ａ          カバー体
４ｂ          ガスシリンダ
４ｃ          ガスポート
４ｄ          シャフト
９            バルブ
１１          マニホールド
１２          ウエハボード
１３          蓋体
１４          保温ユニット
１５          回転軸
１６          ボートエレベータ
１７          駆動部
２０〜２３    成膜ガス供給管
２４〜２７    マスフローコントローラ
３１          真空パイプ
３２          ヒータ
４０          本体
４１          弁体
４２          弁座
４３ａ        ガス供給路
４３ｂ        ガス供給路
４４          垂直部
４５ａ        通気室
４５ｂ        通気室
４６          噴射口
４７          流入側排気路
４８          排出口
４９          ガス導入路
５０          フランジ
５１          弁蓋
５２          ベロー
５３          Ｏリング
５４          凹条
５６          噴射口
５７          ガス導入路
６０          バルブ
９０          Ｏリング
９１          弁
９２          段部
１００        制御部
Ｖ０〜Ｖ３    バルブ
Ｗ            ウエハ
【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】
2005026516.tif 000007
【図６】
2005026516.tif 000008