シール部品及び基板処理装置
【課題】所定のシール用スペースを必要とすることなく、安価であって優れた耐久性を確保することができるシール部品を提供する。
【解決手段】シール部品４６は大気側が開口する略コ字状の断面形状を有するラジカルシール部材４７と、水平方向に沿って配された略瓢箪状の断面形状を有する真空シール部材４８と、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８が離間して形成する待避空間４８ｄ，４８ｅとを有し、ラジカルシール部材４７は真空側に配され、真空シール部材４８は大気側に配され、ラジカルシール部材４７はフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなり、真空シール部材４８はＦＫＭからなり、ラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に真空シール部材４８の真空側塊部４８ａが圧入されている。
【解決手段】シール部品４６は大気側が開口する略コ字状の断面形状を有するラジカルシール部材４７と、水平方向に沿って配された略瓢箪状の断面形状を有する真空シール部材４８と、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８が離間して形成する待避空間４８ｄ，４８ｅとを有し、ラジカルシール部材４７は真空側に配され、真空シール部材４８は大気側に配され、ラジカルシール部材４７はフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなり、真空シール部材４８はＦＫＭからなり、ラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に真空シール部材４８の真空側塊部４８ａが圧入されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部品及び基板処理装置に関し、特に、反応性活性ガスをプラズマ化し、該プラズマによって基板を処理する基板処理装置に用いられるシール部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板としての半導体ウエハにプラズマ処理、例えば、エッチング処理を施すプラズマ処理装置は、内部がほぼ真空まで減圧可能な真空チャンバを備え、真空チャンバに収容された半導体ウエハに該真空チャンバ内でプラズマ化された処理ガスを用いてエッチング処理を施す。このプラズマ処理装置では、真空チャンバの内部（真空）を外部（大気）からシールするためにリング状のシール部品を用いる（例えば、特許文献１参照。）。特に、プラズマ処理装置としてのエッチング処理装置では、半導体ウエハがプラズマからエネルギーを受けて高温になるため、シール部品として耐熱ゴムであるフッ素ゴムからなるＯリングが用いられる。
【０００３】
近年、処理ガスとして反応性活性ガス（例えば、Ｃ４Ｆ８ガス等のＣｘＦｙガス系の混合ガス）を用い、反応副生成物によってエッチレートを制御するエッチング処理が主流となっている。このエッチング処理では、反応性活性ガスをプラズマ化する際、デポ性の活性種、例えば、フッ素ラジカルが発生する。
【０００４】
また、反応性活性ガスを用いるエッチング処理では反応副生成物が真空チャンバ内壁に付着する。該付着した反応副生成物は剥離してパーティクルとなり、半導体ウエハの半導体デバイスに付着して該半導体デバイスの歩留まりを悪化させる。したがって、プラズマ処理装置では付着した反応副生成物を除去するために、ドライクリーニング処理が行われる。例えば、ドライクリーニング処理の一種であるＷＬＤＣ（Wafer Less Dry Cleaning）処理が行われる。ＷＬＤＣ処理では酸素ガスから発生した酸素イオンによって反応副生成物が除去されるが、このとき、酸素ラジカルも同時に発生する。
【０００５】
ところで、上述したフッ素ゴムはラジカル（フッ素ラジカル、酸素ラジカル）によって容易に消耗する。そのため、反応性活性ガスを用いるプラズマ処理装置では、真空側にラジカル耐性を有するフッ素樹脂（具体的には、テフロン（登録商標））からなるＯリング状シール部品（ＲＴＲ（Radical Trap Ring））を配し、大気側にフッ素ゴム（具体的には、フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭ））からなるＯリングを配した２重シール構造が用いられる。なお、ＲＴＲはテフロン（登録商標）のチューブと、該チューブ内に充填されたゴムとからなる。
【０００６】
この２重シール構造では、ＲＴＲが真空側から漏れるラジカルをシールし、フッ素ゴムのＯリングが外部の大気から真空チャンバ内の真空をシールする。また、この２重シール構造はＲＴＲとフッ素ゴムのＯリングとがそれぞれ収容される２つのシール溝が必要であるため、所定のシール用スペースが必要である。
【特許文献１】米国特許第６６８９２２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のプラズマ処理装置は２重シール構造を用いることを前提に設計されていないため、所定のシール用スペースを確保することができず、上述した２重シール構造を従来のプラズマ処理装置に適用することは困難である。特に、２つの配管の継ぎ手に用いられるＫＦフランジ継ぎ手構造（JIS規格 G 5526）では、構造上２つのシール溝を設けることができないため、上述した２重シール構造を適用することができない。
【０００８】
２重シール構造を適用できない場合には、耐ラジカル性を有するフッ素ゴム（具体的には、テトラフルオロエチレン−パープルオロビニルエーテル系ゴム（ＦＦＫＭ））からなるＯリングを用いるが、ＦＦＫＭは非常に高価であり、また耐ラジカル性はテフロン（登録商標）より劣る。特に、近年、プラズマ処理装置の長寿命化が強く求められているため、ＦＦＫＭではプラズマ処理装置の使用者の要求を満足する耐久性を確保することができない。
【０００９】
本発明の目的は、所定のシール用スペースを必要とすることなく、安価であって優れた耐久性を確保することができるシール部品及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載のシール部品は、高弾性高分子物質を侵食する侵食物質が存在する減圧容器を備え、該減圧容器内に収容された基板に所定の処理を施す基板処理装置において前記減圧容器内部を外部からシールするシール部品であって、前記減圧容器の内部側に配されて前記侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、前記減圧容器の外部側に配されて前記高弾性高分子物質からなる第２の部材と、前記第１の部材の少なくとも一部及び前記第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間とを備え、前記第１の部材と前記第２の部材とは互いに嵌合することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載のシール部品は、請求項１記載のシール部品において、前記第１の部材は前記外部側が開口するコ字状断面を有し、前記第２の部材の少なくとも一部は前記コ字状断面の開口部に進入することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載のシール部品は、請求項２記載のシール部品において、前記第１の部材のコ字状断面は少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載のシール部品は、請求項３記載のシール部品において、前記屈曲部は狭小部であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載のシール部品は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール部品において、前記侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、前記第１の部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載のシール部品は、請求項５記載のシール部品において、前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、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共重合体、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、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群より選択された１つであることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載のシール部品は、請求項５又は６記載のシール部品において、前記高弾性高分子物質はフッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載のシール部品は、請求項１又は２記載のシール部品において、前記侵食物質は腐食ガスであり、前記第１の部材は耐腐食性金属からなることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載のシール部品は、請求項８記載のシール部品において、前記耐腐食性金属は、ステンレス、ニッケル及びアルミニウムからなる群より選択された１つであることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０記載のシール部品は、請求項８又は９記載のシール部品において、前記高弾性高分子物質はフッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１記載のシール部品は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシール部品において、前記第２の部材は括れ部を有することを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するために、請求項１２記載の基板処理装置は、高弾性高分子物質を侵食する侵食物質が存在する減圧容器を備え、該減圧容器内に収容された基板に所定の処理を施す基板処理装置において、前記減圧容器内部を外部からシールするシール部品を備え、前記シール部品は、前記減圧容器の内部側に配されて前記侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、前記減圧容器の外部側に配されて前記高弾性高分子物質からなる第２の部材と、前記第１の部材の少なくとも一部及び前記第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間とを有し、前記第１の部材と前記第２の部材とは互いに嵌合することを特徴とする。
【００２２】
請求項１３記載の基板処理装置は、請求項１２記載の基板処理装置において、前記第１の部材は前記外部側が開口するコ字状断面を有し、前記第２の部材の少なくとも一部は前記コ字状断面の開口部に進入することを特徴とする。
【００２３】
請求項１４記載の基板処理装置は、請求項１２又は１３記載の基板処理装置において、前記侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、前記第１の部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする。
【００２４】
請求項１５記載の基板処理装置は、請求項１２又は１３記載の基板処理装置において、前記侵食物質は腐食ガスであり、前記第１の部材は耐腐食性金属からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載のシール部品及び請求項１２記載の基板処理装置によれば、シール部品が、減圧容器の内部側に配されて高弾性高分子物質を侵食する侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、減圧容器の外部側に配されて高弾性高分子物質からなる第２の部材とを備えるので、第２の部材が侵食されるのを第１の部材によって防ぐことができ、これにより、侵食物質に対する耐性を有する高弾性高分子物質を用いる必要を無くすことができる。また、第１の部材の少なくとも一部及び第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間を有するので、第２の部材が圧縮変形した際に第２の部材の一部が所定の空間に進入することができ、これにより、第２の部材は容易に圧縮変形することができる。さらに、第１の部材と第２の部材とは互いに嵌合するので、該シール部品を一体的に取り扱うことができると共に、小型化することができる。その結果、該シール部品は、所定のシール用スペースを必要とすることなく、安価であって優れた耐久性を確保することができる。
【００２６】
請求項２記載のシール部品及び請求項１３記載の基板処理装置によれば、第１の部材は外部側が開口するコ字状断面を有し、第２の部材の少なくとも一部はコ字状断面の開口部に進入するので、クリーピングや降伏によって第１の部材の復元性が低下しても、進入した第２の部材の反発力によって第１の部材を復元させることができる。その結果、耐久性を長期間に亘って維持することができる。
【００２７】
請求項３記載のシール部品によれば、第１の部材のコ字状断面は少なくとも１つの屈曲部を有するので、第１の部材も容易に圧縮変形することができる。したがって、第１の部材の追従性を向上させることができ、優れた耐久性を確保することができると共に、第１の部材及び第２の部材への圧縮加重を低減することができる。
【００２８】
請求項４記載のシール部品によれば、屈曲部は狭小部であるので、請求項３の効果を確実に奏することができる。
【００２９】
請求項５記載のシール部品及び請求項１４記載の基板処理装置によれば、侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、第１の部材はフッ素樹脂からなる。フッ素樹脂は活性種によってほとんど侵食されない。したがって、高弾性高分子物質が活性種によって侵食されるのを確実に防止することができ、もって、より優れた耐久性を確保することができる。
【００３０】
請求項６記載のシール部品によれば、フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、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共重合体、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、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群より選択された１つであるので、第１の部材を構成する材料を容易且つ安価に入手することができ、もって、該シール部品をより安価にすることができる。
【００３１】
請求項７及び１０記載のシール部品によれば、高弾性高分子物質は、フッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであるので、第２の部材を構成する材料を容易且つ安価に入手することができ、もって、該シール部品をより安価にすることができる。
【００３２】
請求項８記載のシール部品及び請求項１５記載の基板処理装置によれば、侵食物質は腐食ガスであり、第１の部材は耐腐食性金属からなる。耐腐食性金属は腐食ガスによってほとんど侵食されない。したがって、高弾性高分子物質が腐食ガスによって侵食されるのを確実に防止することができ、もって、より優れた耐久性を確保することができる。
【００３３】
請求項９記載のシール部品によれば、耐腐食性金属は、ステンレス、ニッケル及びアルミニウムからなる群より選択された１つであるので、第１の部材を構成する材料を容易且つ安価に入手することができ、もって、該シール部品をより安価にすることができる。
【００３４】
請求項１１記載のシール部品によれば、第２の部材が括れ部を有するので、第２の部材の追従性を向上させることができ、シールド性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るシール部品及び基板処理装置について説明する。該基板処理装置は反応性活性ガスを用いて基板に所定の処理を施すように構成されている。
【００３７】
図１は、本実施の形態に係る基板処理装置としてのプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。このプラズマ処理装置は基板としての半導体ウエハＷにＲＩＥ（ReactiveIon Etching）処理を施し、またＷＬＤＣ処理が実行可能なように構成されている。
【００３８】
図１において、プラズマ処理装置１０は円筒形状の真空容器１１（減圧容器）を有し、該真空容器１１は内部に処理空間Ｓを有する。また、真空容器１１内には、例えば、直径が３００ｍｍの半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を載置する載置台としての円柱状のサセプタ１２が配置されている。真空容器１１の内壁面は側壁部材４５で覆われる。該側壁部材４５はアルミニウムからなり、その処理空間Ｓに対向する面はイットリア（Ｙ２Ｏ３）等のセラミックによってコーティングされている。また、真空容器１１は電気的に接地し、サセプタ１２は真空容器１１の底部に絶縁性部材２９を介して設置される。
【００３９】
プラズマ処理装置１０では、真空容器１１の内側壁とサセプタ１２の側面とによって、サセプタ１２上方の気体分子を真空容器１１の外へ排出する流路として機能する排気路１３が形成される。この排気路１３の途中にはプラズマの漏洩を防止する環状のバッフル板１４が配置される。また、排気路１３におけるバッフル板１４より下流の空間は、サセプタ１２の下方へ回り込み、可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（Adaptive Pressure Control Valve）（以下、「ＡＰＣバルブ」という。）１５に連通する。ＡＰＣバルブ１５は、アイソレータ（Isolator）１６を介して真空引き用の排気ポンプであるターボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump）（以下、「ＴＭＰ」という。）１７に接続され、ＴＭＰ１７は、バルブＶ１を介して排気ポンプであるドライポンプ（以下、「ＤＰ」という。）１８に接続されている。ＡＰＣバルブ１５、アイソレータ１６、ＴＭＰ１７、バルブＶ１及びＤＰ１８によって構成される排気流路（以下、「本排気ライン」という。）は、ＡＰＣバルブ１５によって真空容器１１内の圧力制御を行い、さらにＴＭＰ１７及びＤＰ１８によって真空容器１１内をほぼ真空状態になるまで減圧する。
【００４０】
また、配管１９がアイソレータ１６及びＡＰＣバルブ１５の間からバルブＶ２を介してＤＰ１８に接続されている。配管１９及びバルブＶ２（以下、「バイパスライン」という。）は、アイソレータ１６及びＴＭＰ１７をバイパスして、ＤＰ１８によって真空容器１１内を粗引きする。
【００４１】
サセプタ１２には下部電極用の高周波電源２０が給電棒２１及び整合器（Matcher）２２を介して接続されており、該下部電極用の高周波電源２０は、所定の高周波電力をサセプタ１２に供給する。これにより、サセプタ１２は下部電極として機能する。また、整合器２２は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への供給効率を最大にする。
【００４２】
サセプタ１２の内部上方には、導電膜からなる円板状のＥＳＣ電極板２３が配置されている。ＥＳＣ電極板２３には直流電源２４が電気的に接続されている。ウエハＷは、直流電源２４からＥＳＣ電極板２３に印加された直流電圧により発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によってサセプタ１２の上面に吸着保持される。また、サセプタ１２の上方には、サセプタ１２の上面に吸着保持されたウエハＷの周りを囲うように円環状のフォーカスリング２５が配設される。このフォーカスリング２５は、処理空間Ｓに露出し、該処理空間ＳにおいてプラズマをウエハＷの表面に向けて収束し、ＲＩＥ処理の効率を向上させる。
【００４３】
また、サセプタ１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２６が設けられる。この冷媒室２６には、チラーユニット（図示せず）から冷媒用配管２７を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水やガルデン（登録商標）液が循環供給され、当該冷媒の温度によってサセプタ１２上面に吸着保持されたウエハＷの処理温度が制御される。
【００４４】
さらに、サセプタ１２の上面のウエハＷが吸着保持される部分（以下、「吸着面」という。）には、複数の伝熱ガス供給孔２８が開口している。これら複数の周縁伝熱ガス供給孔２８は、サセプタ１２内部に配置された伝熱ガス供給ライン３０を介して伝熱ガス供給部３２に接続され、該伝熱ガス供給部３２は伝熱ガスとしてのヘリウムガスを、伝熱ガス供給孔２８を介して吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給する。
【００４５】
また、サセプタ１２の吸着面には、サセプタ１２の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン３３が配置されている。これらのプッシャーピン３３は、モータ（図示せず）とボールねじ（図示せず）を介して接続され、ボールねじによって直線運動に変換されたモータの回転運動に起因して吸着面から自在に突出する。ウエハＷにＲＩＥ処理を施すためにウエハＷを吸着面に吸着保持するときには、プッシャーピン３３はサセプタ１２に収容され、ＲＩＥ処理が施されたウエハＷを真空容器１１から搬出するときには、プッシャーピン３３はサセプタ１２の上面から突出してウエハＷをサセプタ１２から離間させて上方へ持ち上げる。
【００４６】
真空容器１１の天井部には、サセプタ１２と対向するようにガス導入シャワーヘッド３４が配置されている。ガス導入シャワーヘッド３４には整合器３５を介して上部電極用の高周波電源３６が接続されており、上部電極用の高周波電源３６は所定の高周波電力をガス導入シャワーヘッド３４に供給するので、ガス導入シャワーヘッド３４は上部電極として機能する。なお、整合器３５の機能は上述した整合器２２の機能と同じである。
【００４７】
ガス導入シャワーヘッド３４は、多数のガス穴３７を有する天井電極板３８と、該天井電極板３８を着脱可能に支持する電極支持体３９とを有する。また、該電極支持体３９の内部にはバッファ室４０が設けられ、このバッファ室４０には処理ガス供給部（図示せず）からの処理ガス導入管４１が接続されている。この処理ガス導入管４１の途中には配管インシュレータ４２が配置されている。この配管インシュレータ４２は絶縁体からなり、ガス導入シャワーヘッド３４へ供給された高周波電力が処理ガス導入管４１によって処理ガス供給部へリークするのを防止する。ガス導入シャワーヘッド３４は、処理ガス導入管４１からバッファ室４０へ供給された処理ガス、例えば、反応性活性ガスであるＣｘＦｙガスとアルゴン（Ａｒ）ガスとの混合ガスを、ガス穴３７を経由して真空容器１１内部（処理空間Ｓ）へ供給する。
【００４８】
プラズマ処理装置１０は、真空容器１１の上部に配された容器蓋３１を備える。容器蓋３１はガス導入シャワーヘッド３４を覆う。真空容器１１内部を外部からシールするために、容器蓋３１及び真空容器１１の間にはＯリング状のシール部品４６がガス導入シャワーヘッド３４を囲うように配されている。
【００４９】
また、真空容器１１の側壁には、プッシャーピン３３によってサセプタ１２から上方へ持ち上げられたウエハＷの高さに対応する位置にウエハＷの搬出入口４３が設けられ、搬出入口４３には、該搬出入口４３を開閉するゲートバルブ４４が取り付けられている。
【００５０】
このプラズマ処理装置１０の真空容器１１内では、上述したように、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３４に高周波電力を供給して、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３４の間の処理空間Ｓに高周波電力を印加することにより、該処理空間Ｓにおいてガス導入シャワーヘッド３４から供給された混合ガスをプラズマ化し、イオンを発生させ、イオン等によってウエハＷにＲＩＥ処理を施す。このとき、混合ガスのＣｘＦｙガスから生成された反応副生成物によってエッチレートが制御されるが、イオンの発生と同時にデポ性の活性種であるフッ素ラジカルが発生する。
【００５１】
なお、上述したプラズマ処理装置１０の各構成部品の動作は、プラズマ処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがＲＩＥ処理に対応するプログラムに応じて制御する。
【００５２】
図２は、図１におけるＯリング状のシール部品の拡大断面図である。なお、ガス導入シャワーヘッド３４は図中上方に存在しているため、図中上方が真空容器１１の内部に相当する。したがって、以下、図中上方を「内部（真空）側」、図中下方を「外部（大気）側」と称する。また、図中上下方向を「水平方向」と、図中左右方向を「上下方向」と称する。
【００５３】
図２において、シール部品４６は大気側が開口する略コ字状の断面形状を有するラジカルシール部材４７と、水平方向に沿って配された略瓢箪状の断面形状を有する真空シール部材４８とを有する。ラジカルシール部材４７は内部（真空）側に配され、真空シール部材４８は外部（大気）側に配されている。ラジカルシール部材４７はフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなり、真空シール部材４８はＦＫＭからなる。
【００５４】
シール部品４６は真空容器１１に形成された矩形の断面形状を有するシール溝４９と、容器蓋３１とによって画成される空間に収容される。シール部品４６の上方には容器蓋３１が配され、該容器蓋３１はシール部品４６の上部と当接する。具体的には、シール溝４９の底面４９ｂはラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８と当接し、容器蓋３１はラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８と当接する。
【００５５】
容器蓋３１とシール溝４９の底面４９ｂとの距離は、ラジカルシール部材４７の上下方向に関する自然長及び真空シール部材４８の上下方向に関する自然長より所定の長さだけ短く設定されているので、シール部品４６がシール溝４９と容器蓋３１とによって画成される空間に収容された際、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は上下方向に圧縮される。これにより、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は反発力を発生し、該反発力に起因してラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は容器蓋３１及びシール溝４９の底面４９ｂに密着する。
【００５６】
ラジカルシール部材４７は、容器蓋３１に当接する部分及び真空側側面４９ａに当接する部分の間にラジカルシール狭小部４７ａを有し、真空側側面４９ａに当接する部分及び底面４９ｂに当接する部分の間にラジカルシール狭小部４７ｂを有する。ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの剛性は低いため、ラジカルシール部材４７の圧縮変形を助長する。すなわち、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂは屈曲部であり、ラジカルシール部材４７が上下方向に圧縮されると、ラジカルシール部材４７は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂにおいて屈曲し、圧縮変形する。
【００５７】
真空シール部材４８は、上述したように略瓢箪状の断面形状を有するので、真空側塊部４８ａと、大気側塊部４８ｂと、真空側塊部４８ａ及び大気側塊部４８ｂを連結する真空シール狭小部４８ｃとを有する。ラジカルシール部材４７の一部及び真空シール部材４８の一部、具体的には、真空側塊部４８ａ、大気側塊部４８ｂ及び真空シール狭小部４８ｃは離間して２つの待避空間４８ｄ，４８ｅを形成する。すなわち、真空シール狭小部４８ｃは、真空シール部材４８において括れ（括れ部）を形成する。
【００５８】
真空シール部材４８の真空側塊部４８ａはラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に圧入されている。これにより、ラジカルシール部材４７と真空シール部材４８は互いに嵌合している。また、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａの一部はラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂと離間して待避空間４８ｆ，４８ｇを形成する。
【００５９】
上述した真空シール部材４８の周囲に存在する待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇには、上下方向に圧縮された真空シール部材４８から突出する部分が進入するため、待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇは真空シール部材４８の圧縮変形を助長する。
【００６０】
次いで、シール部品４６の具体的形状について説明する。
【００６１】
図３は、図２におけるシール部品の具体的形状を示す断面図である。図３において、シール部品４６は、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａがラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に圧入されて変形していることを除いて、各部が自然長状態である。
【００６２】
図３に示すように、真空シール部材４８は、自然長状態において、水平方向の長さがＬ１に、上下方向の長さ（大気側塊部４８ｂの上下方向高さ）がＬ２に、真空シール狭小部４８ｃの上下方向の長さ（幅）がＬ３にそれぞれ形成されている。
【００６３】
ラジカルシール部材４７は、自然長状態において、水平方向の長さがＬ４に、上下方向の長さがＬ５に、容器蓋３１と当接する当接面４７ｃ及びシール溝４９の底面４９ｂと当接する当接面４７ｄの長さがＬ６にそれぞれ形成されている。また、ラジカルシール部材４７は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの厚みがＷ１に形成されている。
【００６４】
また、真空シール部材４８及びラジカルシール部材４７は、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａがラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に圧入された状態において、待避空間４８ｄ，４８ｅの水平方向の幅がＤ１に、待避空間４８ｆ、４８ｇの最小幅がＤ２となるようにそれぞれ形成されている。また、容器蓋３１とシール溝４９の底面４９ｂとの距離はＤｒである。
【００６５】
真空シール部材４８の水平方向長さＬ１及び上下方向長さＬ２、並びにラジカルシール部材４７の水平方向長さＬ４及び上下方向長さＬ５は、容器蓋３１とシール溝４９の底面４９ｂとの距離Ｄｒに対して最適な値に設定されている。具体的には、真空シール部材４８の水平方向長さＬ１は、１．８×Ｄｒ≧Ｌ１≧０．８×Ｄｒを、好ましくは１．５×Ｄｒ≧Ｌ１≧１．２×Ｄｒを満たす値に設定されている。真空シール部材４８の上下方向長さＬ２は、１．８×Ｄｒ≧Ｌ２≧１．０５×Ｄｒを、好ましくは１．５×Ｄｒ≧Ｌ２≧１．１５×Ｄｒを満たす値に設定されている。また、ラジカルシール部材４７の水平方向長さＬ４は、（５／６）×Ｌ１≧Ｌ４≧（１／６）×Ｌ１を、好ましくは（２／３）×Ｌ１≧Ｌ４≧（１／３）×Ｌ１を満たす値に設定されている。ラジカルシール部材４７の上下方向長さＬ５は、１．８×Ｄｒ≧Ｌ５≧１．０５×Ｄｒを、好ましくは１．５×Ｄｒ≧Ｌ５≧１．１５×Ｄｒを満たす値に設定されている。
【００６６】
真空シール狭小部４８ｃの上下方向の長さＬ３は、真空シール部材４８の上下方向長さＬ２に対応して設定されており、０．９５×Ｌ２≧Ｌ３≧０．３×Ｌ２を、好ましくは０．９×Ｌ２≧Ｌ３≧０．４５×Ｌ２を満たす値に設定されている。真空シール狭小部４８ｃの上下方向の長さＬ３が大きい場合、真空シール狭小部４８ｃにおける真空シール部材４８の剛性が高くなり、真空シール部材４８が取り扱いやすくなる。一方、真空シール狭小部４８ｃの上下方向の長さＬ３が小さい場合は、真空シール部材４８の容器蓋３１やシール溝４９の底面４９ｂの傾きに対する追従性が向上する。
【００６７】
このように、真空シール狭小部４８ｃが真空シール部材４８において括れを形成するので、待避空間４８ｄ，４８ｅと共同して真空シール部材４８の容器蓋３１及び底面４９ｂに対する追従性を向上させることができ、シール性能を向上させることができる。
【００６８】
ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄの長さＬ６は、上限値が水平方向長さＬ４に対応して設定されており、０．６×Ｌ４≧Ｌ６≧０．５ｍｍを、好ましくは０．６×Ｌ４≧Ｌ６≧１ｍｍを満たす値に設定されている。このように当接面４７ｃ，４７ｄに幅（長さＬ６）を持たせることにより、ラジカルシール部材４７のシールド性能を安定化させることができる。
【００６９】
ラジカルシール部材４７のラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの厚みＷ１は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの剛性、すなわち厚みＷ１でのＰＴＦＥの剛性が、ラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に圧入された真空側塊部４８ａの復元力、すなわち圧入された真空側塊部４８ａの状態においてＦＫＭの回復力以下の力によって変形するレベルとなるように設定されている。これは、ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄがクリープしても、真空側塊部４８ａの復元力によりラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂを上方及び下方にそれぞれ押し上げてラジカルシール部材４７のラジカルに対するシールド性能を保持するためである。具体的には、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの厚みＷ１は、２．０ｍｍ≧Ｗ１≧０．０５ｍｍを、好ましくは、１．５ｍｍ≧Ｗ１≧０．１ｍｍを満たす値に設定されている。ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの厚みが上記厚みＷ１より薄いと、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの耐久性及び加工性が極端に低下してしまい、ラジカルに対する良好なシールド性能を得ることができなくなる。
【００７０】
このようにラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂを設けることにより、ラジカルシール部材４７の変形の自由度が増し、ラジカルシール部材４７は容易に圧縮変形することができる。したがって、圧縮時におけるラジカルシール部材４７の追従性を向上させることができ、ラジカルシール部材４７を優れた耐久性を有するものにすることができると共に、ラジカルシール部材４７への圧縮加重を低減することができる。
【００７１】
待避空間４８ｄ，４８ｅの水平方向の幅Ｄ１は、少なくとも、自然長状態（図３の状態）において、ラジカルシール部材４７の大気側端部と真空シール部材４８の大気側塊部４８ｂとが当接せず、且つシール部品４６の取り付け状態（図２の状態）において、ラジカルシール部材４７の大気側端部と真空シール部材４８の大気側塊部４８ｂとが当接しないような値に設定されていることが好ましい。このように待避空間４８ｄ，４８ｅを設けることにより、シール部品４６の取り付け状態においても、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８が互いに独立して動くことが可能となり、例えば、片締めにより真空シール部材４８の倒れ込みが生じた場合であっても、ラジカルシール部材４７は真空シール部材４８の動きに追従することなく当接面４７ｃ，４７ｄそれぞれの容器蓋３１及び底面４９ｂとの当接状態を良好に保つことができる。これにより、ラジカルシール部材４７のラジカルに対するシールド性能を長期間に亘り安定したものにすることができる。
【００７２】
待避空間４８ｆ、４８ｇの最小幅Ｄ２は、自然長状態（図３の状態）において０より大きく、好ましくはシール部品４６の取り付け状態（図２の状態）においても０より大きくなるような値に設定されている。このように待避空間４８ｆ、４８ｇの最小幅Ｄ２を設定することにより、シール部品４６においてはゴム材（ＦＫＭ）と樹脂材（ＰＴＦＥ）とを締め付けるため、ゴム材単体からなるシール部品を締め付ける場合よりも圧縮加重が増加する傾向となるが、待避空間４８ｆ，４８ｇを設けることにより樹脂材（ラジカルシール部材４７）の反力を抑えて締め付けに必要な締付力を低減させることができる。また、上述のように、待避空間４８ｆ，４８ｇを形成することによりラジカルシール部材４７の変形時のスペースを十分確保することができ、ラジカルシール部材４７の変形を安定させることができ、もってラジカルシール部材４７の反力をより低減させることができる。
【００７３】
プラズマ処理装置１０では真空容器１１内部にフッ素ラジカルや酸素ラジカル（以下、単に「ラジカル」という。）が発生する。該ラジカルは真空シール部材４８を構成するＦＫＭを容易に消耗させる。ここで、図２の真空側から大気側へ向けてラジカルが流れるが、ラジカルシール部材４７が真空側に配されて容器蓋３１並びにシール溝４９の底面４９ｂに密着するため、該ラジカルシール部材４７はラジカルが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止する。特に、ラジカルシール部材４７を構成するＰＴＦＥはラジカルに対して優れた耐性を有するので、ラジカルシール部材４７は消耗することがない。また、ＰＴＦＥは長時間に亘って圧縮され続けるとクリーピングによって復元性が低下するが、シール部品４６ではラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に真空シール部材４８の真空側塊部４８ａが圧入されているので、該真空側塊部４８ａの反発力がラジカルシール部材４７の低下した復元性を補う。したがって、ラジカルシール部材４７は長時間に亘ってラジカルが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止する。
【００７４】
また、プラズマ処理装置１０では、真空シール部材４８が大気側に配されて容器蓋３１並びにシール溝４９の底面４９ｂに密着する。また、上述したように、ラジカルが真空シール部材４８まで到達しないので、真空シール部材４８は消耗することがなく、真空シール部材４８は長時間に亘って外部の大気が真空容器１１内部へ進入するのを防止する。
【００７５】
本実施の形態に係るシール部品４６によれば、真空側に配されてラジカルに対して優れた耐性を有するＰＴＦＥからなるラジカルシール部材４７と、大気側に配されてＦＫＭからなる真空シール部材４８とを備える。ラジカルシール部材４７はラジカルが真空シール部材４８まで到達するのを防止するため、真空シール部材４８がラジカルで消耗するのを防ぐことができ、これにより、ラジカルに対する耐性を有するＦＦＫＭを用いる必要を無くすことができる。また、ラジカルシール部材４７と真空シール部材４８は互いに嵌合しているので、該シール部品４６を一体的に取り扱うことができると共に、小型化することができる。その結果、該シール部品４６は、所定のシール用スペースを必要とすることなく、安価であって優れた耐久性を確保することができる。
【００７６】
上述したシール部品４６では、ラジカルシール部材４７は大気側が開口するコ字状断面を有し、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａがコ字状断面の開口部に圧入されているので、クリーピングによってラジカルシール部材４７の復元性が低下しても、圧入された真空側塊部４８ａの反発力によってラジカルシール部材４７の低下した復元性を補うことができる。その結果、ラジカルシール部材４７は長時間に亘ってラジカルが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止してシール部品４６の耐久性を長期間に亘って維持することができる。
【００７７】
また、シール部品４６では、ラジカルシール部材４７はＰＴＦＥからなる。ＰＴＦＥはラジカルに対して優れた耐性を有し、ラジカルによってほとんど消耗することがない。したがって、真空シール部材４８のＦＫＭがラジカルによって消耗するのを確実に防止することができ、もって、より優れたシール部品４６の耐久性を確保することができる。
【００７８】
さらに、シール部品４６は、真空シール部材４８の周囲に該真空シール部材４８が単独で若しくは真空シール部材４８とラジカルシール部材４７とが協働して画成する待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇを有するので、真空シール部材４８が上下方向に圧縮された際に真空シール部材４８から突出する部分が待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇに進入することができ、これにより、真空シール部材４８は容易に圧縮変形することができる。また、ラジカルシール部材４７はコ字状断面においてラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂを有するので、ラジカルシール部材４７も容易に圧縮変形することができる。したがって、シール溝４９におけるラジカルシール部材４７の底面４９ｂ及び容器蓋３１に対する追従性を向上させることができ、もって、優れた耐久性を確保することができると共に、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８への圧縮加重を低減することができる。
【００７９】
また、シール部品４６ではＦＫＭからなる真空シール部材４８が真空シールを実現する。ＦＫＭは密着する面の面粗度が大きくても真空シールを実現することができる。これにより、シール部品４６は優れた真空シールを実現することができる。また、容器蓋３１やシール溝４９の底面４９ｂの面粗度を極力小さくする必要がない。その結果、容器蓋３１やシール溝４９の面粗度管理が容易になるため、プラズマ処理装置１０の製造コストを低下することができる。
【００８０】
上述したシール部品４６では、ラジカルシール部材４７をＰＴＦＥによって構成したが、ラジカルシール部材４７はラジカルに対する耐性を有する材料によって構成されればよく、例えば、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）、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）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、及びポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）のいずれかによって構成されてもよい。これらの材料は容易且つ安価に入手することができるため、シール部品４６をより安価にすることができる。
【００８１】
また、上述したシール部品４６では、真空シール部材４８をＦＫＭによって構成したが、真空シール部材４８は真空シール性を有する材料によって構成されればよく、例えば、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム（ＦＥＰＭ）によって構成されてもよい。これらの材料も容易且つ安価に入手することができるため、シール部品４６をより安価にすることができる。
【００８２】
次いで、上記シール部品４６の変形例について説明する。
【００８３】
図２，３に示すように、本実施の形態において、シール部品４６のラジカルシール部材４７は、シール部品４６の対称面（図４参照）の片側部分に屈曲部としての１つのラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂをそれぞれ備えるものである。この場合、図４に示すように、シール部品４６の取り付け状態（図２の状態）において、容器蓋３１又は底面４９ｂの圧縮力、及び真空シール部材４８の復元力により、ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄが対応する面に面接触しない場合が生じる。これに対して、後述する図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ラジカルシール部材４７が、シール部品４６の対称面に対して対称に配設される屈曲部を少なくとも３つ以上備えるものにすることにより、シール部品４６の取り付け状態（図２の状態）において、ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄを容器蓋３１又は底面４９ｂの各面に対して夫々面接触させることができ、良好なラジカルシールド効果を得ることができる。
【００８４】
これは、ラジカルシール部材４７がシール部品４６の対称面に対して対称に配設される屈曲部を少なくとも３つ以上備える場合は、図５に示すように、相手材（容器蓋３１又は底面４９ｂ）の圧縮力と真空シール部材４８の復元力とによりラジカルシール部材４７に発生するモーメントが各屈曲部へ分散し、ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄが相手材に追従するからである。
【００８５】
図６（Ａ）〜（Ｄ）にシール部品４６の変形例を具体的に示す。図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、ラジカルシール部材４７は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂに加えて、対称面上形成された１つの屈曲部を備えるものであってもよい。また、図６（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ラジカルシール部材４７は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂに加えて、対称面に対して対称に配設された２つの屈曲部を備えるものであってもよい。
【００８６】
屈曲部は、狭小部によって構成するものに限らず、切欠きや凹部によって構成してもよく（図６（Ａ），（Ｃ）参照）、又は角部によって構成してもよい（図６（Ｂ），（Ｄ）参照）。また、屈曲部は他の形状であってもよい。
【００８７】
以上、シール部品４６がシール溝４９と容器蓋３１とによって画成される空間に収容される場合について説明したが、シール部品４６が適用される場所はこれに限られず、真空を大気からシールする必要がある場所であれば適用することができる。例えば、真空容器１１内部のガス等を排気する排気系統の継ぎ手に適用することができる。排気系統の継ぎ手としてはＫＦフランジ継ぎ手構造が多用されている。
【００８８】
図７は、図２におけるシール部品をＫＦフランジ継ぎ手構造に適用した場合を示す断面図である。
【００８９】
図７において、ＫＦフランジ継ぎ手構造５０は、穴５１ａと同軸の円形フランジ部５１ｂを有するパイプ５１と、該パイプ５１の穴５１ａと連通する穴５２ａを有する受け部５２と、パイプ５１及び受け部５２の間に介在するセンタリングパイプ５３と、インナーフランジ部５４ａを有する略リング状の締結部材５４とを備える。
【００９０】
パイプ５１は端面において穴５１ａと同軸であって該穴５１ａより所定値だけ大きい直径を有する挿入穴５１ｃを有し、受け部５２も端面において穴５２ａと同軸であって挿入穴５１ｃと同直径の挿入穴５２ｂを有する。センタリングパイプ５３の外直径は挿入穴５１ｃ，５２ｂの直径より所定値だけ小さく設定されている。したがって、センタリングパイプ５３の上下端部をそれぞれ挿入穴５１ｃ，５２ｂに挿入することによってパイプ５１の穴５１ａ及び受け部５２の穴５２ａをセンタリングすることができる。
【００９１】
また、センタリングパイプ５３は図中水平方向に突出する突出部５３ａを有する。突出部５３ａは図中上下方向に関して所定の長さを有し、上下端部は図中水平方向に沿うように成形され且つ側端部は断面が弓状に成形される。締結部材５４のインナーフランジ部５４ａはセンタリングパイプ５３を介して受け部５２に取り付けられたパイプ５１の円形フランジ部５１ｂの周縁部を押圧する。これにより、突出部５３ａの上下端部はそれぞれパイプ５１の端面及び受け部５２の端面と当接してパイプ５１及び受け部５２の間隔を所定値に維持する。
【００９２】
また、ＫＦフランジ継ぎ手構造５０では、穴５１ａが真空容器１１内部に連通する。したがって、穴５１ａ及び穴５２ａの内圧はほぼ真空であり、穴５１ａ及び穴５２ａにはラジカルが流れる。また、図７では、穴５１ａ及び穴５２ａが真空側に相当し、パイプ５１の外側が大気側に相当する。
【００９３】
ここで、シール部品４６は、上述したように、ラジカルシール部材４７と真空シール部材４８は互いに嵌合して小型化されているため、該シール部品４６は、所定のシール用スペースを必要とすることない。したがって、シール部品４６をパイプ５１の端面、受け部５２の端面、及びセンタリングパイプ５３の突出部５３ａの弓状側端部によって画成される空間に収容することができる。すなわち、ＫＦフランジ継ぎ手構造５０の構造を変更することなく、シール部品４６を適用することができる。
【００９４】
ＫＦフランジ継ぎ手構造５０では、パイプ５１の端面と受け部５２の端面との距離、すなわち、突出部５３ａの上下方向の長さは、ラジカルシール部材４７の上下方向に関する自然長及び真空シール部材４８の上下方向に関する自然長より所定の長さだけ短く設定されているので、シール部品４６がパイプ５１の端面、受け部５２の端面、及びセンタリングパイプ５３の突出部５３ａの弓状側端部によって画成される空間に収容された際、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は上下方向に圧縮される。このとき、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は反発力を発生し、該反発力に起因してラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８はパイプ５１の端面及び受け部５２の端面に密着する。したがって、ラジカルシール部材４７は穴５１ａ及び穴５２ａに流れるラジカルが真空シール部材４８に到達するのを長時間に亘って防止する。また、真空シール部材４８は外部の大気が穴５１ａ及び穴５２ａへ進入するのを長時間に亘って防止する。
【００９５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るシール部品について説明する。
【００９６】
本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、基板処理装置において反応性活性ガスではなく腐食ガスを用いる点で上述した第１の実施の形態と異なるのみである。したがって、同様の構成については説明を省略し、以下に第１の実施の形態と異なる作用についてのみ説明を行う。
【００９７】
図８は、本実施の形態に係るシール部品の拡大断面図である。なお、図中上方がほぼ真空まで減圧され且つ腐食ガスが存在する空間に相当し、図中下方が大気空間に相当する。したがって、以下、図中上方を「真空側」、図中下方を「大気側」と称する。また、図中上下方向を「水平方向」と、図中左右方向を「上下方向」と称する。
【００９８】
図８において、シール部品５５は大気側が開口する略コ字状の断面形状を有する腐食ガスシール部材５６と、真空シール部材４８とを有する。腐食ガスシール部材５６は真空側に配され、真空シール部材４８は大気側に配されている。腐食ガスシール部材５６はオーステナイト系ステンレスからなり、真空シール部材４８はＦＫＭからなる。
【００９９】
シール部品５５も、例えば、真空容器１１に形成された矩形の断面形状を有するシール溝４９と、容器蓋３１とによって画成される空間に収容される。シール部品５５の上方には容器蓋３１が配され、該容器蓋３１はシール部品５５の上部と当接する。具体的には、シール溝４９の底面４９ｂは腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８と当接し、容器蓋３１は腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８と当接する。
【０１００】
容器蓋３１とシール溝４９の底面４９ｂとの距離は、腐食ガスシール部材５６の上下方向に関する自然長及び真空シール部材４８の上下方向に関する自然長より所定の長さだけ短く設定されているので、シール部品５５がシール溝４９と容器蓋３１とによって画成される空間に収容された際、腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８は上下方向に圧縮される。これにより、腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８は反発力を発生し、該反発力に起因して腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８は容器蓋３１及びシール溝４９の底面４９ｂに密着する。
【０１０１】
真空シール部材４８の真空側塊部４８ａは腐食ガスシール部材５６のコ字状断面の開口部に圧入されている。これにより、腐食ガスシール部材５６と真空シール部材４８は互いに嵌合している。また、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａの一部は腐食ガスシール部材５６の一部と離間して待避空間４８ｈ，４８ｉを形成する。
【０１０２】
上述した真空シール部材４８の周囲に存在する待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｈ，４８ｉには、上下方向に圧縮された真空シール部材４８から突出する部分が進入するため、待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｈ，４８ｉは真空シール部材４８の圧縮変形を助長する。
【０１０３】
図中において真空側から大気側へ向けて流れる腐食ガスは真空シール部材４８を構成するＦＫＭを容易に消耗させるが、腐食ガスシール部材５６が真空側に配されて容器蓋３１並びにシール溝４９の底面４９ｂに密着するため、該腐食ガスシール部材５６は腐食ガスが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止する。特に、腐食ガスシール部材５６を構成するオーステナイト系ステンレスは腐食ガスに対して優れた耐性を有するので、腐食ガスシール部材５６は消耗することがない。したがって、腐食ガスシール部材５６は長時間に亘って腐食ガスが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止する。
【０１０４】
本実施の形態に係るシール部品５５によれば、真空側に配されて腐食ガスに対して優れた耐性を有するオーステナイト系ステンレスからなる腐食ガスシール部材５６と、大気側に配されてＦＫＭからなる真空シール部材４８とを備える。腐食ガスシール部材５６は腐食ガスが真空シール部材４８まで到達するのを防止するため、真空シール部材４８が腐食ガスで消耗するのを防ぐことができ、これにより、腐食ガスに対する耐性を有するエラストマー材を用いる必要を無くすことができる。また、腐食ガスシール部材５６と真空シール部材４８は互いに嵌合しているので、該シール部品５５を一体的に取り扱うことができると共に、小型化することができる。その結果、該シール部品５５は、所定のシール用スペースを必要とすることなく、安価であって優れた耐久性を確保することができる。
【０１０５】
また、シール部品５５では、腐食ガスシール部材５６はオーステナイト系ステンレスからなる。オーステナイト系ステンレスは腐食ガスに対して優れた耐性を有し、腐食ガスによってほとんど消耗することがない。したがって、真空シール部材４８のＦＫＭが腐食ガスによって消耗するのを確実に防止することができ、もって、より優れたシール部品５５の耐久性を確保することができる。
【０１０６】
さらに、シール部品５５は、真空シール部材４８の周囲に該真空シール部材４８が単独で若しくは真空シール部材４８と腐食ガスシール部材５６とが協働して画成する待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｈ，４８ｉを有するので、真空シール部材４８が上下方向に圧縮された際に真空シール部材４８から突出する部分が待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｈ，４８ｉに進入することができ、これにより、真空シール部材４８は容易に圧縮変形することができる。したがって、真空シール部材４８が圧壊するのを防止することができ、もって、さらに優れた耐久性を確保することができる。
【０１０７】
上述したシール部品５５では、腐食ガスシール部材５６をオーステナイト系ステンレスによって構成したが、腐食ガスシール部材５６は腐食ガスに対する耐性を有する材料によって構成されればよく、例えば、オーステナイト系以外のステンレス、ニッケル及びアルミニウムのいずれかによって構成されてもよい。これらの材料は容易且つ安価に入手することができるため、シール部品５５をより安価にすることができる。
【０１０８】
以上、シール部品５５がシール溝４９と容器蓋３１とによって画成される空間に収容される場合について説明したが、シール部品５５が適用される場所はこれに限られず、真空を大気からシールする必要がある場所であれば適用することができる。例えば、上述したＫＦフランジ継ぎ手構造５０にも適用することができるのは言うまでもない。
【０１０９】
上述した各実施の形態では、処理される基板が半導体ウエハであったが、処理される基板はこれに限られず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat PanelDisplay）等のガラス基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置としてのプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１におけるＯリング状のシール部品の拡大断面図である。
【図３】図２におけるシール部品の具体的形状を示す断面図である。
【図４】図２におけるシール部品の取り付け状態を示す図である。
【図５】図２におけるシール部品の変形例の取り付け状態を示す図である。
【図６】図２におけるシール部品の変形例を示す図であり、図６（Ａ）〜（Ｄ）はシール部品の変形例の一例を示す断面図である。
【図７】図２におけるシール部品をＫＦフランジ継ぎ手構造に適用した場合を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るシール部品の拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｗ ウエハ
１０ プラズマ処理装置
１１ 真空容器
３１ 容器蓋
４６，５５ シール部品
４７ ラジカルシール部材
４７ａ，４７ｂ ラジカルシール狭小部
４８ 真空シール部材
４８ａ 真空側塊部
４８ｂ 大気側塊部
４８ｃ 真空シール狭小部
４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇ，４８ｈ，４８ｉ 待避空間
４９ シール溝
４９ａ 真空側側面
４９ｂ 底面
４９ｃ 大気側側面
５０ ＫＦフランジ継ぎ手構造
５１ パイプ
５１ａ，５２ａ 穴
５１ｂ 円形フランジ部
５１ｃ，５２ｂ 挿入穴
５２ 受け部
５３ センタリングパイプ
５３ａ 突出部
５４ 締結部材
５４ａ インナーフランジ部
５６ 腐食ガスシール部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール部品及び基板処理装置に関し、特に、反応性活性ガスをプラズマ化し、該プラズマによって基板を処理する基板処理装置に用いられるシール部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板としての半導体ウエハにプラズマ処理、例えば、エッチング処理を施すプラズマ処理装置は、内部がほぼ真空まで減圧可能な真空チャンバを備え、真空チャンバに収容された半導体ウエハに該真空チャンバ内でプラズマ化された処理ガスを用いてエッチング処理を施す。このプラズマ処理装置では、真空チャンバの内部（真空）を外部（大気）からシールするためにリング状のシール部品を用いる（例えば、特許文献１参照。）。特に、プラズマ処理装置としてのエッチング処理装置では、半導体ウエハがプラズマからエネルギーを受けて高温になるため、シール部品として耐熱ゴムであるフッ素ゴムからなるＯリングが用いられる。
【０００３】
近年、処理ガスとして反応性活性ガス（例えば、Ｃ４Ｆ８ガス等のＣｘＦｙガス系の混合ガス）を用い、反応副生成物によってエッチレートを制御するエッチング処理が主流となっている。このエッチング処理では、反応性活性ガスをプラズマ化する際、デポ性の活性種、例えば、フッ素ラジカルが発生する。
【０００４】
また、反応性活性ガスを用いるエッチング処理では反応副生成物が真空チャンバ内壁に付着する。該付着した反応副生成物は剥離してパーティクルとなり、半導体ウエハの半導体デバイスに付着して該半導体デバイスの歩留まりを悪化させる。したがって、プラズマ処理装置では付着した反応副生成物を除去するために、ドライクリーニング処理が行われる。例えば、ドライクリーニング処理の一種であるＷＬＤＣ（Wafer Less Dry Cleaning）処理が行われる。ＷＬＤＣ処理では酸素ガスから発生した酸素イオンによって反応副生成物が除去されるが、このとき、酸素ラジカルも同時に発生する。
【０００５】
ところで、上述したフッ素ゴムはラジカル（フッ素ラジカル、酸素ラジカル）によって容易に消耗する。そのため、反応性活性ガスを用いるプラズマ処理装置では、真空側にラジカル耐性を有するフッ素樹脂（具体的には、テフロン（登録商標））からなるＯリング状シール部品（ＲＴＲ（Radical Trap Ring））を配し、大気側にフッ素ゴム（具体的には、フッ化ビニリデン系ゴム（ＦＫＭ））からなるＯリングを配した２重シール構造が用いられる。なお、ＲＴＲはテフロン（登録商標）のチューブと、該チューブ内に充填されたゴムとからなる。
【０００６】
この２重シール構造では、ＲＴＲが真空側から漏れるラジカルをシールし、フッ素ゴムのＯリングが外部の大気から真空チャンバ内の真空をシールする。また、この２重シール構造はＲＴＲとフッ素ゴムのＯリングとがそれぞれ収容される２つのシール溝が必要であるため、所定のシール用スペースが必要である。
【特許文献１】米国特許第６６８９２２１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のプラズマ処理装置は２重シール構造を用いることを前提に設計されていないため、所定のシール用スペースを確保することができず、上述した２重シール構造を従来のプラズマ処理装置に適用することは困難である。特に、２つの配管の継ぎ手に用いられるＫＦフランジ継ぎ手構造（JIS規格 G 5526）では、構造上２つのシール溝を設けることができないため、上述した２重シール構造を適用することができない。
【０００８】
２重シール構造を適用できない場合には、耐ラジカル性を有するフッ素ゴム（具体的には、テトラフルオロエチレン−パープルオロビニルエーテル系ゴム（ＦＦＫＭ））からなるＯリングを用いるが、ＦＦＫＭは非常に高価であり、また耐ラジカル性はテフロン（登録商標）より劣る。特に、近年、プラズマ処理装置の長寿命化が強く求められているため、ＦＦＫＭではプラズマ処理装置の使用者の要求を満足する耐久性を確保することができない。
【０００９】
本発明の目的は、所定のシール用スペースを必要とすることなく、安価であって優れた耐久性を確保することができるシール部品及び基板処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１記載のシール部品は、高弾性高分子物質を侵食する侵食物質が存在する減圧容器を備え、該減圧容器内に収容された基板に所定の処理を施す基板処理装置において前記減圧容器内部を外部からシールするシール部品であって、前記減圧容器の内部側に配されて前記侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、前記減圧容器の外部側に配されて前記高弾性高分子物質からなる第２の部材と、前記第１の部材の少なくとも一部及び前記第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間とを備え、前記第１の部材と前記第２の部材とは互いに嵌合することを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載のシール部品は、請求項１記載のシール部品において、前記第１の部材は前記外部側が開口するコ字状断面を有し、前記第２の部材の少なくとも一部は前記コ字状断面の開口部に進入することを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載のシール部品は、請求項２記載のシール部品において、前記第１の部材のコ字状断面は少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項４記載のシール部品は、請求項３記載のシール部品において、前記屈曲部は狭小部であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５記載のシール部品は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール部品において、前記侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、前記第１の部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする。
【００１５】
請求項６記載のシール部品は、請求項５記載のシール部品において、前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、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共重合体、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、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群より選択された１つであることを特徴とする。
【００１６】
請求項７記載のシール部品は、請求項５又は６記載のシール部品において、前記高弾性高分子物質はフッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであることを特徴とする。
【００１７】
請求項８記載のシール部品は、請求項１又は２記載のシール部品において、前記侵食物質は腐食ガスであり、前記第１の部材は耐腐食性金属からなることを特徴とする。
【００１８】
請求項９記載のシール部品は、請求項８記載のシール部品において、前記耐腐食性金属は、ステンレス、ニッケル及びアルミニウムからなる群より選択された１つであることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０記載のシール部品は、請求項８又は９記載のシール部品において、前記高弾性高分子物質はフッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであることを特徴とする。
【００２０】
請求項１１記載のシール部品は、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシール部品において、前記第２の部材は括れ部を有することを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するために、請求項１２記載の基板処理装置は、高弾性高分子物質を侵食する侵食物質が存在する減圧容器を備え、該減圧容器内に収容された基板に所定の処理を施す基板処理装置において、前記減圧容器内部を外部からシールするシール部品を備え、前記シール部品は、前記減圧容器の内部側に配されて前記侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、前記減圧容器の外部側に配されて前記高弾性高分子物質からなる第２の部材と、前記第１の部材の少なくとも一部及び前記第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間とを有し、前記第１の部材と前記第２の部材とは互いに嵌合することを特徴とする。
【００２２】
請求項１３記載の基板処理装置は、請求項１２記載の基板処理装置において、前記第１の部材は前記外部側が開口するコ字状断面を有し、前記第２の部材の少なくとも一部は前記コ字状断面の開口部に進入することを特徴とする。
【００２３】
請求項１４記載の基板処理装置は、請求項１２又は１３記載の基板処理装置において、前記侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、前記第１の部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする。
【００２４】
請求項１５記載の基板処理装置は、請求項１２又は１３記載の基板処理装置において、前記侵食物質は腐食ガスであり、前記第１の部材は耐腐食性金属からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１記載のシール部品及び請求項１２記載の基板処理装置によれば、シール部品が、減圧容器の内部側に配されて高弾性高分子物質を侵食する侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、減圧容器の外部側に配されて高弾性高分子物質からなる第２の部材とを備えるので、第２の部材が侵食されるのを第１の部材によって防ぐことができ、これにより、侵食物質に対する耐性を有する高弾性高分子物質を用いる必要を無くすことができる。また、第１の部材の少なくとも一部及び第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間を有するので、第２の部材が圧縮変形した際に第２の部材の一部が所定の空間に進入することができ、これにより、第２の部材は容易に圧縮変形することができる。さらに、第１の部材と第２の部材とは互いに嵌合するので、該シール部品を一体的に取り扱うことができると共に、小型化することができる。その結果、該シール部品は、所定のシール用スペースを必要とすることなく、安価であって優れた耐久性を確保することができる。
【００２６】
請求項２記載のシール部品及び請求項１３記載の基板処理装置によれば、第１の部材は外部側が開口するコ字状断面を有し、第２の部材の少なくとも一部はコ字状断面の開口部に進入するので、クリーピングや降伏によって第１の部材の復元性が低下しても、進入した第２の部材の反発力によって第１の部材を復元させることができる。その結果、耐久性を長期間に亘って維持することができる。
【００２７】
請求項３記載のシール部品によれば、第１の部材のコ字状断面は少なくとも１つの屈曲部を有するので、第１の部材も容易に圧縮変形することができる。したがって、第１の部材の追従性を向上させることができ、優れた耐久性を確保することができると共に、第１の部材及び第２の部材への圧縮加重を低減することができる。
【００２８】
請求項４記載のシール部品によれば、屈曲部は狭小部であるので、請求項３の効果を確実に奏することができる。
【００２９】
請求項５記載のシール部品及び請求項１４記載の基板処理装置によれば、侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、第１の部材はフッ素樹脂からなる。フッ素樹脂は活性種によってほとんど侵食されない。したがって、高弾性高分子物質が活性種によって侵食されるのを確実に防止することができ、もって、より優れた耐久性を確保することができる。
【００３０】
請求項６記載のシール部品によれば、フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、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共重合体、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、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群より選択された１つであるので、第１の部材を構成する材料を容易且つ安価に入手することができ、もって、該シール部品をより安価にすることができる。
【００３１】
請求項７及び１０記載のシール部品によれば、高弾性高分子物質は、フッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであるので、第２の部材を構成する材料を容易且つ安価に入手することができ、もって、該シール部品をより安価にすることができる。
【００３２】
請求項８記載のシール部品及び請求項１５記載の基板処理装置によれば、侵食物質は腐食ガスであり、第１の部材は耐腐食性金属からなる。耐腐食性金属は腐食ガスによってほとんど侵食されない。したがって、高弾性高分子物質が腐食ガスによって侵食されるのを確実に防止することができ、もって、より優れた耐久性を確保することができる。
【００３３】
請求項９記載のシール部品によれば、耐腐食性金属は、ステンレス、ニッケル及びアルミニウムからなる群より選択された１つであるので、第１の部材を構成する材料を容易且つ安価に入手することができ、もって、該シール部品をより安価にすることができる。
【００３４】
請求項１１記載のシール部品によれば、第２の部材が括れ部を有するので、第２の部材の追従性を向上させることができ、シールド性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３６】
まず、本発明の第１の実施の形態に係るシール部品及び基板処理装置について説明する。該基板処理装置は反応性活性ガスを用いて基板に所定の処理を施すように構成されている。
【００３７】
図１は、本実施の形態に係る基板処理装置としてのプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。このプラズマ処理装置は基板としての半導体ウエハＷにＲＩＥ（ReactiveIon Etching）処理を施し、またＷＬＤＣ処理が実行可能なように構成されている。
【００３８】
図１において、プラズマ処理装置１０は円筒形状の真空容器１１（減圧容器）を有し、該真空容器１１は内部に処理空間Ｓを有する。また、真空容器１１内には、例えば、直径が３００ｍｍの半導体ウエハＷ（以下、単に「ウエハＷ」という。）を載置する載置台としての円柱状のサセプタ１２が配置されている。真空容器１１の内壁面は側壁部材４５で覆われる。該側壁部材４５はアルミニウムからなり、その処理空間Ｓに対向する面はイットリア（Ｙ２Ｏ３）等のセラミックによってコーティングされている。また、真空容器１１は電気的に接地し、サセプタ１２は真空容器１１の底部に絶縁性部材２９を介して設置される。
【００３９】
プラズマ処理装置１０では、真空容器１１の内側壁とサセプタ１２の側面とによって、サセプタ１２上方の気体分子を真空容器１１の外へ排出する流路として機能する排気路１３が形成される。この排気路１３の途中にはプラズマの漏洩を防止する環状のバッフル板１４が配置される。また、排気路１３におけるバッフル板１４より下流の空間は、サセプタ１２の下方へ回り込み、可変式バタフライバルブである自動圧力制御弁（Adaptive Pressure Control Valve）（以下、「ＡＰＣバルブ」という。）１５に連通する。ＡＰＣバルブ１５は、アイソレータ（Isolator）１６を介して真空引き用の排気ポンプであるターボ分子ポンプ（Turbo Molecular Pump）（以下、「ＴＭＰ」という。）１７に接続され、ＴＭＰ１７は、バルブＶ１を介して排気ポンプであるドライポンプ（以下、「ＤＰ」という。）１８に接続されている。ＡＰＣバルブ１５、アイソレータ１６、ＴＭＰ１７、バルブＶ１及びＤＰ１８によって構成される排気流路（以下、「本排気ライン」という。）は、ＡＰＣバルブ１５によって真空容器１１内の圧力制御を行い、さらにＴＭＰ１７及びＤＰ１８によって真空容器１１内をほぼ真空状態になるまで減圧する。
【００４０】
また、配管１９がアイソレータ１６及びＡＰＣバルブ１５の間からバルブＶ２を介してＤＰ１８に接続されている。配管１９及びバルブＶ２（以下、「バイパスライン」という。）は、アイソレータ１６及びＴＭＰ１７をバイパスして、ＤＰ１８によって真空容器１１内を粗引きする。
【００４１】
サセプタ１２には下部電極用の高周波電源２０が給電棒２１及び整合器（Matcher）２２を介して接続されており、該下部電極用の高周波電源２０は、所定の高周波電力をサセプタ１２に供給する。これにより、サセプタ１２は下部電極として機能する。また、整合器２２は、サセプタ１２からの高周波電力の反射を低減して高周波電力のサセプタ１２への供給効率を最大にする。
【００４２】
サセプタ１２の内部上方には、導電膜からなる円板状のＥＳＣ電極板２３が配置されている。ＥＳＣ電極板２３には直流電源２４が電気的に接続されている。ウエハＷは、直流電源２４からＥＳＣ電極板２３に印加された直流電圧により発生するクーロン力又はジョンソン・ラーベック(Johnsen-Rahbek)力によってサセプタ１２の上面に吸着保持される。また、サセプタ１２の上方には、サセプタ１２の上面に吸着保持されたウエハＷの周りを囲うように円環状のフォーカスリング２５が配設される。このフォーカスリング２５は、処理空間Ｓに露出し、該処理空間ＳにおいてプラズマをウエハＷの表面に向けて収束し、ＲＩＥ処理の効率を向上させる。
【００４３】
また、サセプタ１２の内部には、例えば、円周方向に延在する環状の冷媒室２６が設けられる。この冷媒室２６には、チラーユニット（図示せず）から冷媒用配管２７を介して所定温度の冷媒、例えば、冷却水やガルデン（登録商標）液が循環供給され、当該冷媒の温度によってサセプタ１２上面に吸着保持されたウエハＷの処理温度が制御される。
【００４４】
さらに、サセプタ１２の上面のウエハＷが吸着保持される部分（以下、「吸着面」という。）には、複数の伝熱ガス供給孔２８が開口している。これら複数の周縁伝熱ガス供給孔２８は、サセプタ１２内部に配置された伝熱ガス供給ライン３０を介して伝熱ガス供給部３２に接続され、該伝熱ガス供給部３２は伝熱ガスとしてのヘリウムガスを、伝熱ガス供給孔２８を介して吸着面及びウエハＷの裏面の間隙に供給する。
【００４５】
また、サセプタ１２の吸着面には、サセプタ１２の上面から突出自在なリフトピンとしての複数のプッシャーピン３３が配置されている。これらのプッシャーピン３３は、モータ（図示せず）とボールねじ（図示せず）を介して接続され、ボールねじによって直線運動に変換されたモータの回転運動に起因して吸着面から自在に突出する。ウエハＷにＲＩＥ処理を施すためにウエハＷを吸着面に吸着保持するときには、プッシャーピン３３はサセプタ１２に収容され、ＲＩＥ処理が施されたウエハＷを真空容器１１から搬出するときには、プッシャーピン３３はサセプタ１２の上面から突出してウエハＷをサセプタ１２から離間させて上方へ持ち上げる。
【００４６】
真空容器１１の天井部には、サセプタ１２と対向するようにガス導入シャワーヘッド３４が配置されている。ガス導入シャワーヘッド３４には整合器３５を介して上部電極用の高周波電源３６が接続されており、上部電極用の高周波電源３６は所定の高周波電力をガス導入シャワーヘッド３４に供給するので、ガス導入シャワーヘッド３４は上部電極として機能する。なお、整合器３５の機能は上述した整合器２２の機能と同じである。
【００４７】
ガス導入シャワーヘッド３４は、多数のガス穴３７を有する天井電極板３８と、該天井電極板３８を着脱可能に支持する電極支持体３９とを有する。また、該電極支持体３９の内部にはバッファ室４０が設けられ、このバッファ室４０には処理ガス供給部（図示せず）からの処理ガス導入管４１が接続されている。この処理ガス導入管４１の途中には配管インシュレータ４２が配置されている。この配管インシュレータ４２は絶縁体からなり、ガス導入シャワーヘッド３４へ供給された高周波電力が処理ガス導入管４１によって処理ガス供給部へリークするのを防止する。ガス導入シャワーヘッド３４は、処理ガス導入管４１からバッファ室４０へ供給された処理ガス、例えば、反応性活性ガスであるＣｘＦｙガスとアルゴン（Ａｒ）ガスとの混合ガスを、ガス穴３７を経由して真空容器１１内部（処理空間Ｓ）へ供給する。
【００４８】
プラズマ処理装置１０は、真空容器１１の上部に配された容器蓋３１を備える。容器蓋３１はガス導入シャワーヘッド３４を覆う。真空容器１１内部を外部からシールするために、容器蓋３１及び真空容器１１の間にはＯリング状のシール部品４６がガス導入シャワーヘッド３４を囲うように配されている。
【００４９】
また、真空容器１１の側壁には、プッシャーピン３３によってサセプタ１２から上方へ持ち上げられたウエハＷの高さに対応する位置にウエハＷの搬出入口４３が設けられ、搬出入口４３には、該搬出入口４３を開閉するゲートバルブ４４が取り付けられている。
【００５０】
このプラズマ処理装置１０の真空容器１１内では、上述したように、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３４に高周波電力を供給して、サセプタ１２及びガス導入シャワーヘッド３４の間の処理空間Ｓに高周波電力を印加することにより、該処理空間Ｓにおいてガス導入シャワーヘッド３４から供給された混合ガスをプラズマ化し、イオンを発生させ、イオン等によってウエハＷにＲＩＥ処理を施す。このとき、混合ガスのＣｘＦｙガスから生成された反応副生成物によってエッチレートが制御されるが、イオンの発生と同時にデポ性の活性種であるフッ素ラジカルが発生する。
【００５１】
なお、上述したプラズマ処理装置１０の各構成部品の動作は、プラズマ処理装置１０が備える制御部（図示しない）のＣＰＵがＲＩＥ処理に対応するプログラムに応じて制御する。
【００５２】
図２は、図１におけるＯリング状のシール部品の拡大断面図である。なお、ガス導入シャワーヘッド３４は図中上方に存在しているため、図中上方が真空容器１１の内部に相当する。したがって、以下、図中上方を「内部（真空）側」、図中下方を「外部（大気）側」と称する。また、図中上下方向を「水平方向」と、図中左右方向を「上下方向」と称する。
【００５３】
図２において、シール部品４６は大気側が開口する略コ字状の断面形状を有するラジカルシール部材４７と、水平方向に沿って配された略瓢箪状の断面形状を有する真空シール部材４８とを有する。ラジカルシール部材４７は内部（真空）側に配され、真空シール部材４８は外部（大気）側に配されている。ラジカルシール部材４７はフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなり、真空シール部材４８はＦＫＭからなる。
【００５４】
シール部品４６は真空容器１１に形成された矩形の断面形状を有するシール溝４９と、容器蓋３１とによって画成される空間に収容される。シール部品４６の上方には容器蓋３１が配され、該容器蓋３１はシール部品４６の上部と当接する。具体的には、シール溝４９の底面４９ｂはラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８と当接し、容器蓋３１はラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８と当接する。
【００５５】
容器蓋３１とシール溝４９の底面４９ｂとの距離は、ラジカルシール部材４７の上下方向に関する自然長及び真空シール部材４８の上下方向に関する自然長より所定の長さだけ短く設定されているので、シール部品４６がシール溝４９と容器蓋３１とによって画成される空間に収容された際、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は上下方向に圧縮される。これにより、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は反発力を発生し、該反発力に起因してラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は容器蓋３１及びシール溝４９の底面４９ｂに密着する。
【００５６】
ラジカルシール部材４７は、容器蓋３１に当接する部分及び真空側側面４９ａに当接する部分の間にラジカルシール狭小部４７ａを有し、真空側側面４９ａに当接する部分及び底面４９ｂに当接する部分の間にラジカルシール狭小部４７ｂを有する。ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの剛性は低いため、ラジカルシール部材４７の圧縮変形を助長する。すなわち、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂは屈曲部であり、ラジカルシール部材４７が上下方向に圧縮されると、ラジカルシール部材４７は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂにおいて屈曲し、圧縮変形する。
【００５７】
真空シール部材４８は、上述したように略瓢箪状の断面形状を有するので、真空側塊部４８ａと、大気側塊部４８ｂと、真空側塊部４８ａ及び大気側塊部４８ｂを連結する真空シール狭小部４８ｃとを有する。ラジカルシール部材４７の一部及び真空シール部材４８の一部、具体的には、真空側塊部４８ａ、大気側塊部４８ｂ及び真空シール狭小部４８ｃは離間して２つの待避空間４８ｄ，４８ｅを形成する。すなわち、真空シール狭小部４８ｃは、真空シール部材４８において括れ（括れ部）を形成する。
【００５８】
真空シール部材４８の真空側塊部４８ａはラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に圧入されている。これにより、ラジカルシール部材４７と真空シール部材４８は互いに嵌合している。また、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａの一部はラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂと離間して待避空間４８ｆ，４８ｇを形成する。
【００５９】
上述した真空シール部材４８の周囲に存在する待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇには、上下方向に圧縮された真空シール部材４８から突出する部分が進入するため、待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇは真空シール部材４８の圧縮変形を助長する。
【００６０】
次いで、シール部品４６の具体的形状について説明する。
【００６１】
図３は、図２におけるシール部品の具体的形状を示す断面図である。図３において、シール部品４６は、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａがラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に圧入されて変形していることを除いて、各部が自然長状態である。
【００６２】
図３に示すように、真空シール部材４８は、自然長状態において、水平方向の長さがＬ１に、上下方向の長さ（大気側塊部４８ｂの上下方向高さ）がＬ２に、真空シール狭小部４８ｃの上下方向の長さ（幅）がＬ３にそれぞれ形成されている。
【００６３】
ラジカルシール部材４７は、自然長状態において、水平方向の長さがＬ４に、上下方向の長さがＬ５に、容器蓋３１と当接する当接面４７ｃ及びシール溝４９の底面４９ｂと当接する当接面４７ｄの長さがＬ６にそれぞれ形成されている。また、ラジカルシール部材４７は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの厚みがＷ１に形成されている。
【００６４】
また、真空シール部材４８及びラジカルシール部材４７は、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａがラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に圧入された状態において、待避空間４８ｄ，４８ｅの水平方向の幅がＤ１に、待避空間４８ｆ、４８ｇの最小幅がＤ２となるようにそれぞれ形成されている。また、容器蓋３１とシール溝４９の底面４９ｂとの距離はＤｒである。
【００６５】
真空シール部材４８の水平方向長さＬ１及び上下方向長さＬ２、並びにラジカルシール部材４７の水平方向長さＬ４及び上下方向長さＬ５は、容器蓋３１とシール溝４９の底面４９ｂとの距離Ｄｒに対して最適な値に設定されている。具体的には、真空シール部材４８の水平方向長さＬ１は、１．８×Ｄｒ≧Ｌ１≧０．８×Ｄｒを、好ましくは１．５×Ｄｒ≧Ｌ１≧１．２×Ｄｒを満たす値に設定されている。真空シール部材４８の上下方向長さＬ２は、１．８×Ｄｒ≧Ｌ２≧１．０５×Ｄｒを、好ましくは１．５×Ｄｒ≧Ｌ２≧１．１５×Ｄｒを満たす値に設定されている。また、ラジカルシール部材４７の水平方向長さＬ４は、（５／６）×Ｌ１≧Ｌ４≧（１／６）×Ｌ１を、好ましくは（２／３）×Ｌ１≧Ｌ４≧（１／３）×Ｌ１を満たす値に設定されている。ラジカルシール部材４７の上下方向長さＬ５は、１．８×Ｄｒ≧Ｌ５≧１．０５×Ｄｒを、好ましくは１．５×Ｄｒ≧Ｌ５≧１．１５×Ｄｒを満たす値に設定されている。
【００６６】
真空シール狭小部４８ｃの上下方向の長さＬ３は、真空シール部材４８の上下方向長さＬ２に対応して設定されており、０．９５×Ｌ２≧Ｌ３≧０．３×Ｌ２を、好ましくは０．９×Ｌ２≧Ｌ３≧０．４５×Ｌ２を満たす値に設定されている。真空シール狭小部４８ｃの上下方向の長さＬ３が大きい場合、真空シール狭小部４８ｃにおける真空シール部材４８の剛性が高くなり、真空シール部材４８が取り扱いやすくなる。一方、真空シール狭小部４８ｃの上下方向の長さＬ３が小さい場合は、真空シール部材４８の容器蓋３１やシール溝４９の底面４９ｂの傾きに対する追従性が向上する。
【００６７】
このように、真空シール狭小部４８ｃが真空シール部材４８において括れを形成するので、待避空間４８ｄ，４８ｅと共同して真空シール部材４８の容器蓋３１及び底面４９ｂに対する追従性を向上させることができ、シール性能を向上させることができる。
【００６８】
ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄの長さＬ６は、上限値が水平方向長さＬ４に対応して設定されており、０．６×Ｌ４≧Ｌ６≧０．５ｍｍを、好ましくは０．６×Ｌ４≧Ｌ６≧１ｍｍを満たす値に設定されている。このように当接面４７ｃ，４７ｄに幅（長さＬ６）を持たせることにより、ラジカルシール部材４７のシールド性能を安定化させることができる。
【００６９】
ラジカルシール部材４７のラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの厚みＷ１は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの剛性、すなわち厚みＷ１でのＰＴＦＥの剛性が、ラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に圧入された真空側塊部４８ａの復元力、すなわち圧入された真空側塊部４８ａの状態においてＦＫＭの回復力以下の力によって変形するレベルとなるように設定されている。これは、ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄがクリープしても、真空側塊部４８ａの復元力によりラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂを上方及び下方にそれぞれ押し上げてラジカルシール部材４７のラジカルに対するシールド性能を保持するためである。具体的には、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの厚みＷ１は、２．０ｍｍ≧Ｗ１≧０．０５ｍｍを、好ましくは、１．５ｍｍ≧Ｗ１≧０．１ｍｍを満たす値に設定されている。ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの厚みが上記厚みＷ１より薄いと、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂの耐久性及び加工性が極端に低下してしまい、ラジカルに対する良好なシールド性能を得ることができなくなる。
【００７０】
このようにラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂを設けることにより、ラジカルシール部材４７の変形の自由度が増し、ラジカルシール部材４７は容易に圧縮変形することができる。したがって、圧縮時におけるラジカルシール部材４７の追従性を向上させることができ、ラジカルシール部材４７を優れた耐久性を有するものにすることができると共に、ラジカルシール部材４７への圧縮加重を低減することができる。
【００７１】
待避空間４８ｄ，４８ｅの水平方向の幅Ｄ１は、少なくとも、自然長状態（図３の状態）において、ラジカルシール部材４７の大気側端部と真空シール部材４８の大気側塊部４８ｂとが当接せず、且つシール部品４６の取り付け状態（図２の状態）において、ラジカルシール部材４７の大気側端部と真空シール部材４８の大気側塊部４８ｂとが当接しないような値に設定されていることが好ましい。このように待避空間４８ｄ，４８ｅを設けることにより、シール部品４６の取り付け状態においても、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８が互いに独立して動くことが可能となり、例えば、片締めにより真空シール部材４８の倒れ込みが生じた場合であっても、ラジカルシール部材４７は真空シール部材４８の動きに追従することなく当接面４７ｃ，４７ｄそれぞれの容器蓋３１及び底面４９ｂとの当接状態を良好に保つことができる。これにより、ラジカルシール部材４７のラジカルに対するシールド性能を長期間に亘り安定したものにすることができる。
【００７２】
待避空間４８ｆ、４８ｇの最小幅Ｄ２は、自然長状態（図３の状態）において０より大きく、好ましくはシール部品４６の取り付け状態（図２の状態）においても０より大きくなるような値に設定されている。このように待避空間４８ｆ、４８ｇの最小幅Ｄ２を設定することにより、シール部品４６においてはゴム材（ＦＫＭ）と樹脂材（ＰＴＦＥ）とを締め付けるため、ゴム材単体からなるシール部品を締め付ける場合よりも圧縮加重が増加する傾向となるが、待避空間４８ｆ，４８ｇを設けることにより樹脂材（ラジカルシール部材４７）の反力を抑えて締め付けに必要な締付力を低減させることができる。また、上述のように、待避空間４８ｆ，４８ｇを形成することによりラジカルシール部材４７の変形時のスペースを十分確保することができ、ラジカルシール部材４７の変形を安定させることができ、もってラジカルシール部材４７の反力をより低減させることができる。
【００７３】
プラズマ処理装置１０では真空容器１１内部にフッ素ラジカルや酸素ラジカル（以下、単に「ラジカル」という。）が発生する。該ラジカルは真空シール部材４８を構成するＦＫＭを容易に消耗させる。ここで、図２の真空側から大気側へ向けてラジカルが流れるが、ラジカルシール部材４７が真空側に配されて容器蓋３１並びにシール溝４９の底面４９ｂに密着するため、該ラジカルシール部材４７はラジカルが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止する。特に、ラジカルシール部材４７を構成するＰＴＦＥはラジカルに対して優れた耐性を有するので、ラジカルシール部材４７は消耗することがない。また、ＰＴＦＥは長時間に亘って圧縮され続けるとクリーピングによって復元性が低下するが、シール部品４６ではラジカルシール部材４７のコ字状断面の開口部に真空シール部材４８の真空側塊部４８ａが圧入されているので、該真空側塊部４８ａの反発力がラジカルシール部材４７の低下した復元性を補う。したがって、ラジカルシール部材４７は長時間に亘ってラジカルが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止する。
【００７４】
また、プラズマ処理装置１０では、真空シール部材４８が大気側に配されて容器蓋３１並びにシール溝４９の底面４９ｂに密着する。また、上述したように、ラジカルが真空シール部材４８まで到達しないので、真空シール部材４８は消耗することがなく、真空シール部材４８は長時間に亘って外部の大気が真空容器１１内部へ進入するのを防止する。
【００７５】
本実施の形態に係るシール部品４６によれば、真空側に配されてラジカルに対して優れた耐性を有するＰＴＦＥからなるラジカルシール部材４７と、大気側に配されてＦＫＭからなる真空シール部材４８とを備える。ラジカルシール部材４７はラジカルが真空シール部材４８まで到達するのを防止するため、真空シール部材４８がラジカルで消耗するのを防ぐことができ、これにより、ラジカルに対する耐性を有するＦＦＫＭを用いる必要を無くすことができる。また、ラジカルシール部材４７と真空シール部材４８は互いに嵌合しているので、該シール部品４６を一体的に取り扱うことができると共に、小型化することができる。その結果、該シール部品４６は、所定のシール用スペースを必要とすることなく、安価であって優れた耐久性を確保することができる。
【００７６】
上述したシール部品４６では、ラジカルシール部材４７は大気側が開口するコ字状断面を有し、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａがコ字状断面の開口部に圧入されているので、クリーピングによってラジカルシール部材４７の復元性が低下しても、圧入された真空側塊部４８ａの反発力によってラジカルシール部材４７の低下した復元性を補うことができる。その結果、ラジカルシール部材４７は長時間に亘ってラジカルが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止してシール部品４６の耐久性を長期間に亘って維持することができる。
【００７７】
また、シール部品４６では、ラジカルシール部材４７はＰＴＦＥからなる。ＰＴＦＥはラジカルに対して優れた耐性を有し、ラジカルによってほとんど消耗することがない。したがって、真空シール部材４８のＦＫＭがラジカルによって消耗するのを確実に防止することができ、もって、より優れたシール部品４６の耐久性を確保することができる。
【００７８】
さらに、シール部品４６は、真空シール部材４８の周囲に該真空シール部材４８が単独で若しくは真空シール部材４８とラジカルシール部材４７とが協働して画成する待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇを有するので、真空シール部材４８が上下方向に圧縮された際に真空シール部材４８から突出する部分が待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇに進入することができ、これにより、真空シール部材４８は容易に圧縮変形することができる。また、ラジカルシール部材４７はコ字状断面においてラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂを有するので、ラジカルシール部材４７も容易に圧縮変形することができる。したがって、シール溝４９におけるラジカルシール部材４７の底面４９ｂ及び容器蓋３１に対する追従性を向上させることができ、もって、優れた耐久性を確保することができると共に、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８への圧縮加重を低減することができる。
【００７９】
また、シール部品４６ではＦＫＭからなる真空シール部材４８が真空シールを実現する。ＦＫＭは密着する面の面粗度が大きくても真空シールを実現することができる。これにより、シール部品４６は優れた真空シールを実現することができる。また、容器蓋３１やシール溝４９の底面４９ｂの面粗度を極力小さくする必要がない。その結果、容器蓋３１やシール溝４９の面粗度管理が容易になるため、プラズマ処理装置１０の製造コストを低下することができる。
【００８０】
上述したシール部品４６では、ラジカルシール部材４７をＰＴＦＥによって構成したが、ラジカルシール部材４７はラジカルに対する耐性を有する材料によって構成されればよく、例えば、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）、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）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、及びポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）のいずれかによって構成されてもよい。これらの材料は容易且つ安価に入手することができるため、シール部品４６をより安価にすることができる。
【００８１】
また、上述したシール部品４６では、真空シール部材４８をＦＫＭによって構成したが、真空シール部材４８は真空シール性を有する材料によって構成されればよく、例えば、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム（ＦＥＰＭ）によって構成されてもよい。これらの材料も容易且つ安価に入手することができるため、シール部品４６をより安価にすることができる。
【００８２】
次いで、上記シール部品４６の変形例について説明する。
【００８３】
図２，３に示すように、本実施の形態において、シール部品４６のラジカルシール部材４７は、シール部品４６の対称面（図４参照）の片側部分に屈曲部としての１つのラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂをそれぞれ備えるものである。この場合、図４に示すように、シール部品４６の取り付け状態（図２の状態）において、容器蓋３１又は底面４９ｂの圧縮力、及び真空シール部材４８の復元力により、ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄが対応する面に面接触しない場合が生じる。これに対して、後述する図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ラジカルシール部材４７が、シール部品４６の対称面に対して対称に配設される屈曲部を少なくとも３つ以上備えるものにすることにより、シール部品４６の取り付け状態（図２の状態）において、ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄを容器蓋３１又は底面４９ｂの各面に対して夫々面接触させることができ、良好なラジカルシールド効果を得ることができる。
【００８４】
これは、ラジカルシール部材４７がシール部品４６の対称面に対して対称に配設される屈曲部を少なくとも３つ以上備える場合は、図５に示すように、相手材（容器蓋３１又は底面４９ｂ）の圧縮力と真空シール部材４８の復元力とによりラジカルシール部材４７に発生するモーメントが各屈曲部へ分散し、ラジカルシール部材４７の当接面４７ｃ，４７ｄが相手材に追従するからである。
【００８５】
図６（Ａ）〜（Ｄ）にシール部品４６の変形例を具体的に示す。図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、ラジカルシール部材４７は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂに加えて、対称面上形成された１つの屈曲部を備えるものであってもよい。また、図６（Ｃ），（Ｄ）に示すように、ラジカルシール部材４７は、ラジカルシール狭小部４７ａ，４７ｂに加えて、対称面に対して対称に配設された２つの屈曲部を備えるものであってもよい。
【００８６】
屈曲部は、狭小部によって構成するものに限らず、切欠きや凹部によって構成してもよく（図６（Ａ），（Ｃ）参照）、又は角部によって構成してもよい（図６（Ｂ），（Ｄ）参照）。また、屈曲部は他の形状であってもよい。
【００８７】
以上、シール部品４６がシール溝４９と容器蓋３１とによって画成される空間に収容される場合について説明したが、シール部品４６が適用される場所はこれに限られず、真空を大気からシールする必要がある場所であれば適用することができる。例えば、真空容器１１内部のガス等を排気する排気系統の継ぎ手に適用することができる。排気系統の継ぎ手としてはＫＦフランジ継ぎ手構造が多用されている。
【００８８】
図７は、図２におけるシール部品をＫＦフランジ継ぎ手構造に適用した場合を示す断面図である。
【００８９】
図７において、ＫＦフランジ継ぎ手構造５０は、穴５１ａと同軸の円形フランジ部５１ｂを有するパイプ５１と、該パイプ５１の穴５１ａと連通する穴５２ａを有する受け部５２と、パイプ５１及び受け部５２の間に介在するセンタリングパイプ５３と、インナーフランジ部５４ａを有する略リング状の締結部材５４とを備える。
【００９０】
パイプ５１は端面において穴５１ａと同軸であって該穴５１ａより所定値だけ大きい直径を有する挿入穴５１ｃを有し、受け部５２も端面において穴５２ａと同軸であって挿入穴５１ｃと同直径の挿入穴５２ｂを有する。センタリングパイプ５３の外直径は挿入穴５１ｃ，５２ｂの直径より所定値だけ小さく設定されている。したがって、センタリングパイプ５３の上下端部をそれぞれ挿入穴５１ｃ，５２ｂに挿入することによってパイプ５１の穴５１ａ及び受け部５２の穴５２ａをセンタリングすることができる。
【００９１】
また、センタリングパイプ５３は図中水平方向に突出する突出部５３ａを有する。突出部５３ａは図中上下方向に関して所定の長さを有し、上下端部は図中水平方向に沿うように成形され且つ側端部は断面が弓状に成形される。締結部材５４のインナーフランジ部５４ａはセンタリングパイプ５３を介して受け部５２に取り付けられたパイプ５１の円形フランジ部５１ｂの周縁部を押圧する。これにより、突出部５３ａの上下端部はそれぞれパイプ５１の端面及び受け部５２の端面と当接してパイプ５１及び受け部５２の間隔を所定値に維持する。
【００９２】
また、ＫＦフランジ継ぎ手構造５０では、穴５１ａが真空容器１１内部に連通する。したがって、穴５１ａ及び穴５２ａの内圧はほぼ真空であり、穴５１ａ及び穴５２ａにはラジカルが流れる。また、図７では、穴５１ａ及び穴５２ａが真空側に相当し、パイプ５１の外側が大気側に相当する。
【００９３】
ここで、シール部品４６は、上述したように、ラジカルシール部材４７と真空シール部材４８は互いに嵌合して小型化されているため、該シール部品４６は、所定のシール用スペースを必要とすることない。したがって、シール部品４６をパイプ５１の端面、受け部５２の端面、及びセンタリングパイプ５３の突出部５３ａの弓状側端部によって画成される空間に収容することができる。すなわち、ＫＦフランジ継ぎ手構造５０の構造を変更することなく、シール部品４６を適用することができる。
【００９４】
ＫＦフランジ継ぎ手構造５０では、パイプ５１の端面と受け部５２の端面との距離、すなわち、突出部５３ａの上下方向の長さは、ラジカルシール部材４７の上下方向に関する自然長及び真空シール部材４８の上下方向に関する自然長より所定の長さだけ短く設定されているので、シール部品４６がパイプ５１の端面、受け部５２の端面、及びセンタリングパイプ５３の突出部５３ａの弓状側端部によって画成される空間に収容された際、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は上下方向に圧縮される。このとき、ラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８は反発力を発生し、該反発力に起因してラジカルシール部材４７及び真空シール部材４８はパイプ５１の端面及び受け部５２の端面に密着する。したがって、ラジカルシール部材４７は穴５１ａ及び穴５２ａに流れるラジカルが真空シール部材４８に到達するのを長時間に亘って防止する。また、真空シール部材４８は外部の大気が穴５１ａ及び穴５２ａへ進入するのを長時間に亘って防止する。
【００９５】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るシール部品について説明する。
【００９６】
本実施の形態は、その構成や作用が上述した第１の実施の形態と基本的に同じであり、基板処理装置において反応性活性ガスではなく腐食ガスを用いる点で上述した第１の実施の形態と異なるのみである。したがって、同様の構成については説明を省略し、以下に第１の実施の形態と異なる作用についてのみ説明を行う。
【００９７】
図８は、本実施の形態に係るシール部品の拡大断面図である。なお、図中上方がほぼ真空まで減圧され且つ腐食ガスが存在する空間に相当し、図中下方が大気空間に相当する。したがって、以下、図中上方を「真空側」、図中下方を「大気側」と称する。また、図中上下方向を「水平方向」と、図中左右方向を「上下方向」と称する。
【００９８】
図８において、シール部品５５は大気側が開口する略コ字状の断面形状を有する腐食ガスシール部材５６と、真空シール部材４８とを有する。腐食ガスシール部材５６は真空側に配され、真空シール部材４８は大気側に配されている。腐食ガスシール部材５６はオーステナイト系ステンレスからなり、真空シール部材４８はＦＫＭからなる。
【００９９】
シール部品５５も、例えば、真空容器１１に形成された矩形の断面形状を有するシール溝４９と、容器蓋３１とによって画成される空間に収容される。シール部品５５の上方には容器蓋３１が配され、該容器蓋３１はシール部品５５の上部と当接する。具体的には、シール溝４９の底面４９ｂは腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８と当接し、容器蓋３１は腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８と当接する。
【０１００】
容器蓋３１とシール溝４９の底面４９ｂとの距離は、腐食ガスシール部材５６の上下方向に関する自然長及び真空シール部材４８の上下方向に関する自然長より所定の長さだけ短く設定されているので、シール部品５５がシール溝４９と容器蓋３１とによって画成される空間に収容された際、腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８は上下方向に圧縮される。これにより、腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８は反発力を発生し、該反発力に起因して腐食ガスシール部材５６及び真空シール部材４８は容器蓋３１及びシール溝４９の底面４９ｂに密着する。
【０１０１】
真空シール部材４８の真空側塊部４８ａは腐食ガスシール部材５６のコ字状断面の開口部に圧入されている。これにより、腐食ガスシール部材５６と真空シール部材４８は互いに嵌合している。また、真空シール部材４８の真空側塊部４８ａの一部は腐食ガスシール部材５６の一部と離間して待避空間４８ｈ，４８ｉを形成する。
【０１０２】
上述した真空シール部材４８の周囲に存在する待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｈ，４８ｉには、上下方向に圧縮された真空シール部材４８から突出する部分が進入するため、待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｈ，４８ｉは真空シール部材４８の圧縮変形を助長する。
【０１０３】
図中において真空側から大気側へ向けて流れる腐食ガスは真空シール部材４８を構成するＦＫＭを容易に消耗させるが、腐食ガスシール部材５６が真空側に配されて容器蓋３１並びにシール溝４９の底面４９ｂに密着するため、該腐食ガスシール部材５６は腐食ガスが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止する。特に、腐食ガスシール部材５６を構成するオーステナイト系ステンレスは腐食ガスに対して優れた耐性を有するので、腐食ガスシール部材５６は消耗することがない。したがって、腐食ガスシール部材５６は長時間に亘って腐食ガスが大気側に配された真空シール部材４８まで到達するのを防止する。
【０１０４】
本実施の形態に係るシール部品５５によれば、真空側に配されて腐食ガスに対して優れた耐性を有するオーステナイト系ステンレスからなる腐食ガスシール部材５６と、大気側に配されてＦＫＭからなる真空シール部材４８とを備える。腐食ガスシール部材５６は腐食ガスが真空シール部材４８まで到達するのを防止するため、真空シール部材４８が腐食ガスで消耗するのを防ぐことができ、これにより、腐食ガスに対する耐性を有するエラストマー材を用いる必要を無くすことができる。また、腐食ガスシール部材５６と真空シール部材４８は互いに嵌合しているので、該シール部品５５を一体的に取り扱うことができると共に、小型化することができる。その結果、該シール部品５５は、所定のシール用スペースを必要とすることなく、安価であって優れた耐久性を確保することができる。
【０１０５】
また、シール部品５５では、腐食ガスシール部材５６はオーステナイト系ステンレスからなる。オーステナイト系ステンレスは腐食ガスに対して優れた耐性を有し、腐食ガスによってほとんど消耗することがない。したがって、真空シール部材４８のＦＫＭが腐食ガスによって消耗するのを確実に防止することができ、もって、より優れたシール部品５５の耐久性を確保することができる。
【０１０６】
さらに、シール部品５５は、真空シール部材４８の周囲に該真空シール部材４８が単独で若しくは真空シール部材４８と腐食ガスシール部材５６とが協働して画成する待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｈ，４８ｉを有するので、真空シール部材４８が上下方向に圧縮された際に真空シール部材４８から突出する部分が待避空間４８ｄ，４８ｅ，４８ｈ，４８ｉに進入することができ、これにより、真空シール部材４８は容易に圧縮変形することができる。したがって、真空シール部材４８が圧壊するのを防止することができ、もって、さらに優れた耐久性を確保することができる。
【０１０７】
上述したシール部品５５では、腐食ガスシール部材５６をオーステナイト系ステンレスによって構成したが、腐食ガスシール部材５６は腐食ガスに対する耐性を有する材料によって構成されればよく、例えば、オーステナイト系以外のステンレス、ニッケル及びアルミニウムのいずれかによって構成されてもよい。これらの材料は容易且つ安価に入手することができるため、シール部品５５をより安価にすることができる。
【０１０８】
以上、シール部品５５がシール溝４９と容器蓋３１とによって画成される空間に収容される場合について説明したが、シール部品５５が適用される場所はこれに限られず、真空を大気からシールする必要がある場所であれば適用することができる。例えば、上述したＫＦフランジ継ぎ手構造５０にも適用することができるのは言うまでもない。
【０１０９】
上述した各実施の形態では、処理される基板が半導体ウエハであったが、処理される基板はこれに限られず、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やＦＰＤ（Flat PanelDisplay）等のガラス基板であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る基板処理装置としてのプラズマ処理装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１におけるＯリング状のシール部品の拡大断面図である。
【図３】図２におけるシール部品の具体的形状を示す断面図である。
【図４】図２におけるシール部品の取り付け状態を示す図である。
【図５】図２におけるシール部品の変形例の取り付け状態を示す図である。
【図６】図２におけるシール部品の変形例を示す図であり、図６（Ａ）〜（Ｄ）はシール部品の変形例の一例を示す断面図である。
【図７】図２におけるシール部品をＫＦフランジ継ぎ手構造に適用した場合を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るシール部品の拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
Ｗ ウエハ
１０ プラズマ処理装置
１１ 真空容器
３１ 容器蓋
４６，５５ シール部品
４７ ラジカルシール部材
４７ａ，４７ｂ ラジカルシール狭小部
４８ 真空シール部材
４８ａ 真空側塊部
４８ｂ 大気側塊部
４８ｃ 真空シール狭小部
４８ｄ，４８ｅ，４８ｆ，４８ｇ，４８ｈ，４８ｉ 待避空間
４９ シール溝
４９ａ 真空側側面
４９ｂ 底面
４９ｃ 大気側側面
５０ ＫＦフランジ継ぎ手構造
５１ パイプ
５１ａ，５２ａ 穴
５１ｂ 円形フランジ部
５１ｃ，５２ｂ 挿入穴
５２ 受け部
５３ センタリングパイプ
５３ａ 突出部
５４ 締結部材
５４ａ インナーフランジ部
５６ 腐食ガスシール部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高弾性高分子物質を侵食する侵食物質が存在する減圧容器を備え、該減圧容器内に収容された基板に所定の処理を施す基板処理装置において前記減圧容器内部を外部からシールするシール部品であって、
前記減圧容器の内部側に配されて前記侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、
前記減圧容器の外部側に配されて前記高弾性高分子物質からなる第２の部材と、
前記第１の部材の少なくとも一部及び前記第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間とを備え、
前記第１の部材と前記第２の部材とは互いに嵌合することを特徴とするシール部品。
【請求項２】
前記第１の部材は前記外部側が開口するコ字状断面を有し、前記第２の部材の少なくとも一部は前記コ字状断面の開口部に進入することを特徴とする請求項１記載のシール部品。
【請求項３】
前記第１の部材のコ字状断面は少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする請求項２記載のシール部品。
【請求項４】
前記屈曲部は狭小部であることを特徴とする請求項３記載のシール部品。
【請求項５】
前記侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、前記第１の部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール部品。
【請求項６】
前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、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共重合体、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、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群より選択された１つであることを特徴とする請求項５記載のシール部品。
【請求項７】
前記高弾性高分子物質はフッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであることを特徴とする請求項５又は６記載のシール部品。
【請求項８】
前記侵食物質は腐食ガスであり、前記第１の部材は耐腐食性金属からなることを特徴とする請求項１又は２記載のシール部品。
【請求項９】
前記耐腐食性金属は、ステンレス、ニッケル及びアルミニウムからなる群より選択された１つであることを特徴とする請求項８記載のシール部品。
【請求項１０】
前記高弾性高分子物質はフッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであることを特徴とする請求項８又は９記載のシール部品。
【請求項１１】
前記第２の部材は括れ部を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシール部品。
【請求項１２】
高弾性高分子物質を侵食する侵食物質が存在する減圧容器を備え、該減圧容器内に収容された基板に所定の処理を施す基板処理装置において、
前記減圧容器内部を外部からシールするシール部品を備え、
前記シール部品は、前記減圧容器の内部側に配されて前記侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、前記減圧容器の外部側に配されて前記高弾性高分子物質からなる第２の部材と、前記第１の部材の少なくとも一部及び前記第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間とを有し、前記第１の部材と前記第２の部材とは互いに嵌合することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
前記第１の部材は前記外部側が開口するコ字状断面を有し、前記第２の部材の少なくとも一部は前記コ字状断面の開口部に進入することを特徴とする請求項１２記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、前記第１の部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１２又は１３記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記侵食物質は腐食ガスであり、前記第１の部材は耐腐食性金属からなることを特徴とする請求項１２又は１３記載の基板処理装置。
【請求項１】
高弾性高分子物質を侵食する侵食物質が存在する減圧容器を備え、該減圧容器内に収容された基板に所定の処理を施す基板処理装置において前記減圧容器内部を外部からシールするシール部品であって、
前記減圧容器の内部側に配されて前記侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、
前記減圧容器の外部側に配されて前記高弾性高分子物質からなる第２の部材と、
前記第１の部材の少なくとも一部及び前記第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間とを備え、
前記第１の部材と前記第２の部材とは互いに嵌合することを特徴とするシール部品。
【請求項２】
前記第１の部材は前記外部側が開口するコ字状断面を有し、前記第２の部材の少なくとも一部は前記コ字状断面の開口部に進入することを特徴とする請求項１記載のシール部品。
【請求項３】
前記第１の部材のコ字状断面は少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする請求項２記載のシール部品。
【請求項４】
前記屈曲部は狭小部であることを特徴とする請求項３記載のシール部品。
【請求項５】
前記侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、前記第１の部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシール部品。
【請求項６】
前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、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共重合体、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、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、ポリビニリデンフルオライド、及びポリクロロトリフルオロエチレンからなる群より選択された１つであることを特徴とする請求項５記載のシール部品。
【請求項７】
前記高弾性高分子物質はフッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであることを特徴とする請求項５又は６記載のシール部品。
【請求項８】
前記侵食物質は腐食ガスであり、前記第１の部材は耐腐食性金属からなることを特徴とする請求項１又は２記載のシール部品。
【請求項９】
前記耐腐食性金属は、ステンレス、ニッケル及びアルミニウムからなる群より選択された１つであることを特徴とする請求項８記載のシール部品。
【請求項１０】
前記高弾性高分子物質はフッ化ビニリデン系ゴム及びテトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴムからなる群より選択された１つであることを特徴とする請求項８又は９記載のシール部品。
【請求項１１】
前記第２の部材は括れ部を有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のシール部品。
【請求項１２】
高弾性高分子物質を侵食する侵食物質が存在する減圧容器を備え、該減圧容器内に収容された基板に所定の処理を施す基板処理装置において、
前記減圧容器内部を外部からシールするシール部品を備え、
前記シール部品は、前記減圧容器の内部側に配されて前記侵食物質に対する耐性を有する第１の部材と、前記減圧容器の外部側に配されて前記高弾性高分子物質からなる第２の部材と、前記第１の部材の少なくとも一部及び前記第２の部材の少なくとも一部が離間して形成される所定の空間とを有し、前記第１の部材と前記第２の部材とは互いに嵌合することを特徴とする基板処理装置。
【請求項１３】
前記第１の部材は前記外部側が開口するコ字状断面を有し、前記第２の部材の少なくとも一部は前記コ字状断面の開口部に進入することを特徴とする請求項１２記載の基板処理装置。
【請求項１４】
前記侵食物質は反応性活性ガスから発生する活性種であり、前記第１の部材はフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１２又は１３記載の基板処理装置。
【請求項１５】
前記侵食物質は腐食ガスであり、前記第１の部材は耐腐食性金属からなることを特徴とする請求項１２又は１３記載の基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−１２０７３８（Ｐ２００７−１２０７３８Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３０５９（Ｐ２００６−３０５９）
【出願日】平成１８年１月１０日（２００６．１．１０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１０日（２００６．１．１０）
【出願人】（０００２１９９６７）東京エレクトロン株式会社 (5,184)
【出願人】（０００２２９５６４）日本バルカー工業株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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