(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に平行な第１平坦面（１）と第２平坦面（２）の間に介装される平面密封用シールであって、上記第１平坦面（１）・第２平坦面（２）に圧接する一対の密封用突起 (４)(５) を有し外径方向に開口する凹周溝部（６）を有する金属製ジャケット（３）と、該凹周溝部（６）に嵌合した嵌着部（９）を有し該嵌着部（９）に連設されると共に上記第１平坦面（１）・第２平坦面（２）に圧接する一対のシールリップ部 (10)(10) を有する有機材製の弾性部材（８）と、を備え、さらに、金属製ジャケット（３）の一対の密封用突起 (４)(５) の間隔に相当するジャケット厚さ寸法（Ｈ3 ）よりも、弾性部材（８）の一対のシールリップ部（10）の間隔に相当する弾性部材厚さ寸法（Ｈ8 ）を、大きく設定し、さらに、金属製ジャケット（３）の断面形状が略Ｕ字状であって、密封用突起 (４)(５) が三角山型断面形状を有し、弾性部材（８）が略Ｔ字型断面形状であることを特徴とする耐プラズマ性シール。
【請求項２】
上記密封用突起 (４)(５) が、上記弾性部材（８）との空隙部（Ｃ）を減少乃至無くするように断面不等辺三角形状である請求項１記載の耐プラズマ性シール。
【請求項３】
弾性部材（８）が、その外周面に浅い凹周部（13）を有する請求項１又は２記載の耐プラズマ性シール。
【請求項４】
相互に平行な第１平坦面（１）と第２平坦面（２）の間に介装される平面密封用シールであって、上記第１平坦面（１）・第２平坦面（２）に圧接する一対の密封用突起 (４)(５) を有し外径側に嵌合凹部（18）を有する金属製ジャケット（３）と、該嵌合凹部（18）に一部が嵌合すると共に上記第１平坦面（１）・第２平坦面（２）に圧接する密封部 (10ａ)(10ａ) を有する有機材製の弾性部材（８）と、を備え、上記金属製ジャケット（３）は上記嵌合凹部（18）が形成された断面矩形状の本体部（３ａ）を有すると共に該本体部（３ａ）から三角山型断面形状の上記密封用突起 (４)(５) が突設され、該金属製ジャケット（３）の一対の密封用突起 (４)(５) の間隔に相当するジャケット厚さ寸法（Ｈ3 ）よりも、弾性部材（８）の一対の上記密封部 (10ａ)(10ａ) の間隔に相当する弾性部材厚さ寸法（Ｈ8 ）を、大きく設定したことを特徴とする耐プラズマ性シール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置等に適用可能な耐プラズマ性シールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体製造装置のシールとしては、ゴムシール材が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところでアッシャーやエッチャー等の半導体製造装置では、プラズマや放射線等の照射があり、従来の上記ゴムシール材では、（配合等を種々変えても）劣化が激しく、短期間でシール機能が損なわれてしまう。
【０００４】
従って、シール材の交換頻度が高くなって、メンテナンスに多大なコストと手間を要するという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明に係る耐プラズマ製シールは、相互に平行な第１平坦面と第２平坦面の間に介装される平面密封用シールであって、上記第１平坦面・第２平坦面に圧接する一対の密封用突起を有し外径方向に開口する凹周溝部を有する金属製ジャケットと、該凹周溝部に嵌合した嵌着部を有し該嵌着部に連設されると共に上記第１平坦面・第２平坦面に圧接する一対のシールリップ部を有する有機材製の弾性部材と、を備え、さらに、金属製ジャケットの一対の密封用突起の間隔に相当するジャケット厚さ寸法よりも、弾性部材の一対のシールリップ部の間隔に相当する弾性部材厚さ寸法を、大きく設定し、さらに、金属製ジャケットの断面形状が略Ｕ字状であって、密封用突起が三角山型断面形状を有し、弾性部材が略Ｔ字型断面形状である。
【０００６】
また、密封用突起が、上記弾性部材との空隙部を減少乃至無くするように断面不等辺三角形状である。また、弾性部材が、その外周面に浅い凹周部を有する。
【０００７】
あるいは、相互に平行な第１平坦面と第２平坦面の間に介装される平面密封用シールであって、上記第１平坦面・第２平坦面に圧接する一対の密封用突起を有し外径側に嵌合凹部を有する金属製ジャケットと、該嵌合凹部に一部が嵌合すると共に上記第１平坦面・第２平坦面に圧接する密封部を有する有機材製の弾性部材と、を備え、上記金属製ジャケットは上記嵌合凹部が形成された断面矩形状の本体部を有すると共に該本体部から三角山型断面形状の上記密封用突起が突設され、該金属製ジャケットの一対の密封用突起の間隔に相当するジャケット厚さ寸法よりも、弾性部材の一対の上記密封部の間隔に相当する弾性部材厚さ寸法を、大きく設定したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図示の実施の形態に基づき本発明を詳説する。
図１と図３に於て、内径側からプラズマや放射線等が照射される平面密封用の耐プラズマ性シールＳを例示する。図１の実線は自由状態───即ち、未装着状態───のシールＳを示し、２点鎖線をもって、相互に平行な第１平坦面１と第２平坦面２を有する第１部材11と第２部材12を示す。図３は装着状態───即ち、使用状態───を示し、第１平坦面１を有する第１部材11と、第２平坦面２を有する第２部材12との間に、圧接（圧着）状に耐プラズマ性シールＳが介装されていることを示す。プラズマや放射線等の照射側Ｇは、シールＳの内径側が相当する。
【０００９】
３は、内径側に配設される金属製ジャケットであり、上記第１平坦面１に圧接する密封用突起４と、上記第２平坦面２に圧接する密封用突起５を有し、全体の（横）断面形状が略Ｕ字状であり、外径方向に開口する断面半楕円形状乃至半長円形状の凹周溝部６を有し、さらに、この凹周溝部６の外径方向開口端に相当する端部７，７に、三角山形断面形状の密封用突起４，５が配設されている。
【００１０】
このジャケット３の材質としては、アルミニウム又はアルミニウム合金が好適であり、プラズマや放射線許容量が極めて大きく、耐久性に優れている。
そして、８は、ジャケット３の凹周溝部６に嵌合した嵌着部９を有し、この嵌着部９の外径側に連設された一対のシールリップ部10，10を有する各種ゴムや（ＰＴＦＥ等の）フッ素系樹脂等の有機材製の弾性部材である。
【００１１】
この弾性部材８は、ジャケット３の凹周溝部６に対して、接着や溶着又は融着にて一体化されている。なお、凹周溝部６が十分に深い場合は、ジャケット３に対して接着や溶着又は融着は省略しても良い場合がある。
この弾性部材８のシールリップ部10, 10は、第１平坦面１・第２平坦面２に、（図１から）図３の如く、圧接して、密封作用をなす。
【００１２】
図１に示したように、自由状態に於て、金属製ジャケット３の一対の密封用突起４，５の（頂点の）間隔に相当するジャケット厚さ寸法Ｈ3 よりも、弾性部材８の一対のシールリップ部10, 10の（頂部の）間隔に相当する弾性部材厚さ寸法Ｈ8 を、大きく設定する。
【００１３】
この弾性部材８は、図１では、略Ｔ字型断面形状であり、さらに詳しくは、丸ゴシック体の略Ｔ字型の断面形状として、シールリップ部10は丸山型（半楕円型乃至半長円型）である。この弾性部材８の材質としては、各種ゴム、又は、フッ素系樹脂等から成る。
【００１４】
次に、図２の示す他の実施の形態では、丸ゴシック体の略Ｔ字型の断面の弾性部材８の（上下の）シールリップ部10, 10の中間位置に於て、浅い凹周部13を形成している点で、図１の既述のものと相違し、それ以外は、同様の構成である。つまり、弾性部材８の外周面14の中央に丸味のある浅い凹周部13が形成されている。この凹周部13の断面形状を三角形や台形状等としても自由である（図示省略）。
【００１５】
このように凹周部13を、図２のように形成することによって、図３に示すような使用（圧接）状態で、矢印Ａ，Ｂのように弾性変形が（外周方向ではなく）ジャケット３の凹周溝部６内へ侵入して、矢印Ｐにて示すように、凹周溝部６が拡開方向への内圧力を受け、密封用突起４，５が一層強く第１平坦面１・第２平坦面２に圧接して密封性（シール性）が向上できる。
【００１６】
なお、一般的に、図３に示すように、弾性部材８の外周面に対応して、内周壁面21が第２部材12（又は第１部材11）に形成されている。従って、一層、矢印Ａ，Ｂ，Ｐにて上述のジャケット３内部の反発力（内圧力）が増大する。
【００１７】
次に、図４に示した別の実施の形態では、弾性部材８の断面形状を角ゴシックのＴ字型として、小さなアール付きの角部15を有する形状としている。それ以外は、図１の実施の形態と同様であるので説明を省略する。なお、図４に於ても図２と同様の凹周部13を外周面に形成しても自由であり、また、シールリップ部10にラビリンス小溝を凹設しても良い。
【００１８】
次に、図５に示したさらに他の実施の形態では、ジャケット３の突起４，５の断面形状を、図１〜図３に示した二等辺三角形から不等辺（直角）三角形状に変更した場合を示す。
【００１９】
即ち、ジャケット３の端面７ａ，７ａを十分大きい肉厚として、その凹周溝部６から見て外方側の端部を一頂点となるように、勾配部16を形成して、不等辺（直角）三角形状の突起４，５を端部７，７に形成している。これによって、図１〜図３では、シールリップ部10と突起４，５との間に形成された三角状空隙部Ｃを、減少、又は、無くしている。
【００２０】
一般に、本発明のシールＳは、外周側が大気（圧）で、内周側（照射側Ｇ）が真空の状態にて使用されるが、高真空になればなるほど、空隙部Ｃの存在が問題となる。即ち、空隙部Ｃが空気溜りとなり、腐食の原因となる虞があるが、図５のように構成して、三角状空隙部Ｃを減少させる（又は無くす）ことでそのような問題を解決している。
【００２１】
図６に示したさらに別の実施の形態は、図４に示した実施の形態と全体的に共通する構成であるが、上述と同様に、空隙部Ｃを、突起４，５の形状を（図５で述べたように）不等辺直角三角形状とすることで、無くしている。この図６の場合は、ジャケット３の端面７ａが対応する弾性部材８の当接部が、ストレート（平坦面）状であるので、空隙部Ｃがほとんど無くなるという利点がある。なお、（全ての実施の形態に於て、）突起４，５の頂部はエッジ又は小さなアール状とする。
【００２２】
図７はさらに別の実施の形態を示す。つまり、図１と図３に示したような、相互に平行な第１平坦面１と第２平坦面２との間に介装される平面密封用シールであるが、金属製ジャケット（リテーナ）３と弾性部材８の形状等が相違する。
具体的には、金属製ジャケット（リテーナ）３は、第１平坦面１・第２平坦面２に圧接する一対の三角山型の密封用突起４，５を有する、本体部３ａが断面矩形状であって、浅い円弧状の嵌合凹部18を外径側に有する。他方、弾性部材８は、この嵌合凹部18に一部が嵌合すると共に第１平坦部１・第２平坦部２（図１，図３参照）に圧接する密封部10ａ，10ａを有する有機材製のものとする。図７では、Ｏリングを適用している場合を例示する。これ以外に、弾性部材８の断面形状を、多角形やＵ字形やＶ字形等とすることもできるが、嵌合凹部18が、図１〜図６の場合の凹周溝部６に比べて浅い点が主たる相違点であるといえる。
【００２３】
そして、図７に於て、ジャケット３の一対の密封用突起４，５の（頂部の）間隔に相当するジャケット厚さ寸法Ｈ3 よりも、弾性部材８の密封部10ａ，10ａの間隔に相当する弾性部材厚さ寸法Ｈ8 ───Ｏリングの場合にはその直径寸法Ｄ───を、大きく設定する。
【００２４】
図１〜図６、及び、図７の各実施の形態に於て、Ｈ8 ＞Ｈ3 とした場合の利点は、ゴムやプラスチック等の有機材から成る弾性部材８の潰し代（使用状態での圧縮代）が、金属製ジャケット３のそれよりも、大きいので、弾性部材８に十分な密封性（シール性）を持たせることができる点、及び、装着作業時等に金属製ジャケット３の突起４，５に傷がつくのを防止できる点にある。特に、密封用突起４，５に傷がつくと、耐プラズマ性シールＳ全体のシールとしては、致命的であるが、これを、有効に防止できる利点は大きいといえる。
【００２５】
本発明は上述のように、平面密封用シールであって、内径側の金属製ジャケット３の密封用突起４，５、及び、外径側の弾性部材８のシールリップ部10, 10又は密封部10ａ，10ａによる２重シール構造である。そして、第１平坦面１・第２平坦面２の内の少なくとも一方がセラミック等の硬度の高い材質の場合に、金属製ジャケット３の密封用突起４，５のみでは、やや不足する密封性（シール性）を、弾性部材８のシールリップ部10（密封部10ａ）が有効に補完できて、全体として、安定して優れた密封性（シール性）を発揮する。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は上述の構成により次のような著大な効果を奏する。
【００２７】
（請求項１によれば、）半導体製造装置等に於て、真空環境でかつプラズマ照射等が存在する環境下で、金属製ジャケット３がプラズマ照射等を有効に遮蔽できて、ゴム等の有機材製の弾性部材８の寿命を延ばすことができ、全体の耐久性に優れている。しかも、全体がコンパクトであって、分解せず、取付装着作業も行い易い。
【００２８】
取り扱い上、万一、ジャケット３の突起４，５に傷が付いた場合に、弾性部材８のシールリップ部10, 10にて密封性（シール性）を保ち、例えば、アッシャーやエッチャー等の（超高真空を必要としない）通常の真空の密封用として、優れたシールである。
【００２９】
さらに、弾性部材８はそのシールリップ部10，10の圧縮変形に伴って、ジャケット３の凹周溝部６の反発力（内圧力）を増し、凹周溝部６が拡開方向に弾性変形せんとして、密封用突起４，５の密封作用を増加する。
【００３０】
図３に矢印Ａ，Ｂ，Ｐにて例示したように、弾性部材８は圧縮変形に伴って、一層強い反発力（内圧力Ｐ）を発生し、金属製ジャケット３の密封用突起４，５を強く第１平坦面１・第２平坦面２に圧接して、優れた密封性（シール性）を発揮する。
【００３１】
（請求項４によれば、）有機材製の弾性部材８を、金属製ジャケット３にて、プラズマ照射等から保護し、全体として、耐久性に優れ、長期間安定した密封性（シール性）を発揮する。しかも、全体のコンパクト化を図り得る。
【００３２】
取り扱い上、万一、ジャケット３の突起４，５に傷が付いた場合に、弾性部材８の密封部10ａ, 10ａにて密封性（シール性）を保ち、例えば、アッシャーやエッチャー等の（超高真空を必要としない）通常の真空の密封用として、優れたシールである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態を示す断面正面図である。
【図２】  他の実施の形態を示す断面正面図である。
【図３】  使用状態と作用を説明する要部断面図である。
【図４】  別の実施の形態を示す断面正面図である。
【図５】  さらに別の実施の形態を示す断面正面図である。
【図６】  さらに他の実施の形態を示す断面正面図である。
【図７】  別の実施の形態を示す断面正面図である。
【符号の説明】
１  第１平坦面
２  第２平坦面
３  金属製ジャケット
４  密封用突起
５  密封用突起
６  凹周溝部
８  弾性部材
９  嵌着部
10  シールリップ部
10ａ  密封部
13  凹周部
18  嵌合凹部
Ｃ  空隙部
Ｓ  シール
Ｈ3   ジャケット厚さ寸法
Ｈ8   弾性部材厚さ寸法
【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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