JP4486385B2 - 弁装置用のシールプレート - Google Patents

Description

本発明は、弁装置用のシールプレートに関し、詳しくは、ゲート弁のような弁装置の弁体に配置され、開口を囲む弁座面に接離して開口の開閉動作を行うシールプレートを対象にしている。

ゲート弁は、半導体処理装置や薄膜形成処理装置などに使用されている。高真空状態や高気密状態が必要とされる処理室に、処理材料などを出し入れする開口の開閉に利用される。
ゲート弁の基本的な動作は、開閉させる開口を囲んで設けられた弁座面に対して、可動自在な弁体に備えた盤状のシールプレートを、弁座面に接離動作させることで、前記開口を塞ぎ、開放するというものである。シールプレートのうち、弁座面と接離する個所に設けられたＯリングなどの弾性シール材料からなる封止リングが、弁座面に押し付けられることで、弁座面の開口を気密性良好に封止する。

特許文献１には、断面円形のＯリングの代わりに、先端に比べて下端側が左右に広がった概略ハート形の封止リングを使用し、シールプレートには、開口が狭く奥のほうが広がった台形断面すなわち蟻溝状をなす封止リング装着溝を設けておく技術が示されている。特殊な形状の封止リングを弾性変形させながら蟻溝状の装着溝に挿入することで、装着動作が比較的に容易であるとともに、装着後には装着溝から封止リングが抜け出し難いという利点があるとされている。
特許文献２に示された封止リングは、断面形状が、中央で放物線状に突出し左右の根元で外側に延びさらに上向きに湾曲した形状を呈している。プレート本体の凹形の装着溝に挿入されたゴム製の封止リングを、加硫によってプレート本体に一体的に接着している。この技術では、封止リングがプレート本体に接着されているので脱落することがないとされている。
特開平１０−３１８３７３号公報 特表２００１−５１２８９７号公報

従来のゲート弁に使用されているシールプレートのうち、特許文献１のように、蟻溝などの装着溝に封止リングを挿入しているだけの構造では、シールプレートの開閉動作を繰り返している間に、装着溝の中で封止リングが転動したりずれたりして、充分なシール機能が発揮できなくなることがある。
また、プラズマ雰囲気や高温に晒されるゲート弁では、ゴムなどからなる封止リングは、材料の粘着性が増大して弁座面に固着し易くなる。シールプレートを開こうとしても、封止リングは弁座面側に固着したままになって、装着溝から抜け出してしまうことが起こる。前記した蟻溝などの抜け難い構造を採用していても、弁座面に強く固着した封止リングが抜け出してしまうことがある。

特許文献２のように、封止リングがシールプレートに接着されていれば、封止リングの弁座面への固着力よりも強い力で接合している限り、封止リングがシールプレートから脱落することはない。
しかし、この構造の場合、封止リングの耐用期間が過ぎたりして、封止リングを交換しなければならないときには、封止リングだけでなくシールプレートの全体を交換しなければならない。プラズマ処理を行う装置のゲート弁のように、封止リングの材料が劣化し易く、比較的に短い期間で封止リングを交換する必要がある場合には、封止リングとともにシールプレートの全体までを頻繁に交換する手間がかかる。シールプレートには、開閉動作を行う機構やゲート弁への取付構造などが組み込まれているため、製造コストがかなりかかる。このようなコストのかかるシールプレートの全体を交換することは、不経済であり、ゲート弁を取り付けた装置の稼動コストが増大する。

交換した後の使用済シールプレートは、シールプレートの本体である金属部分と、ゴムなどの封止リング部分とを分離すれば、プレート本体は再利用することができる。しかし、強力に接合された封止リングをプレート本体から剥がしたり削り取ったりする作業は、非常に手間およびコストがかかる。プレート本体を再利用するメリットが乏しい。廃棄処分するために、金属部分とゴム部分とを分離するのも面倒である。
本発明の課題は、前記したゲート弁などの弁装置に利用されるシールプレートとして、封止部材が転動したりずれたり抜け出したりし難いとともに、封止部材の交換や廃棄も容易であり、使用コストを増大させずに高い封止性能を発揮できるようにすることである。

本発明にかかる弁装置用のシールプレートは、弁装置の弁体に配置され、弁体と対向する弁座面に接離して開閉動作を行うシールプレートであって、前記弁座面の開口に向かい合う盤状のプレート本体と、前記プレート本体の前記弁座面と対向する前面に配置され、弁座面と接離する周環状の弾性封止部を有する封止部材と、前記弾性封止部が前記弁座面と接離する位置より内側で、前記プレート本体との間に前記封止部材の一部を挟んで、プレート本体の前面に着脱自在に固定される挟着板と、を備え、前記挟着板は前記プレート本体との対向面から厚み方向の途中までに設けられた雌ねじ穴を有し、前記プレート本体は、前記挟着板の前記雌ねじ穴に対応する位置に、プレート本体を貫通するねじ挿通孔を有し、前記プレート本体の背面側から前記ねじ挿通孔を通じて前記雌ねじ穴にねじ込まれ、前記挟着板を前記プレート本体に固定する取付ねじを備える。
〔弁装置〕
シールプレートを用いた各種の弁装置に適用できる。

弁装置の具体例としては、例えば、ゲート弁が挙げられる。
弁装置には、開閉すべき開口の周囲に存在する弁座面と、弁座面に当接して開口を塞いだり弁座面から離れて開口を解放したりする開閉動作を行う弁体とを備える。シールプレート以外の弁座面や弁体の材料および構造は、基本的には通常の弁装置あるいはゲート弁と共通する技術が採用できる。
弁体の開閉動作は、弁座面に対して垂線方向から直線的に移動して接離するもののほか、斜め方向から接離するもの、旋回を伴って接離するもの、これらの動きを組み合わせたものなどもある。

弁装置には、弁体を駆動する駆動機構を備えることができる。駆動機構には、機械的な駆動機構のほか、電磁気的な駆動機構なども採用できる。
＜ゲート弁＞
シールプレートを備えたゲート弁は、半導体製造装置やプラズマ処理装置、薄膜形成装置、ドライエッチング装置などの処理室において、被処理物である半導体基板などの出入口となる開口部分に使用される。このようなゲート弁は、独立した部品として構成されていて、完成された状態のゲート弁を装着する装置に組み込んで使用するようになっていてもよいし、ゲート弁の全体または一部が、ゲート弁が取り付けられる装置の構造部材と一体的に構成されていてもよい。例えば、弁座面は、半導体製造装置の処理室において開口が設けられた壁面材の一部であることができる。

〔シールプレート〕
弁装置の弁体は、シールプレートそのものであってもよいし、シールプレートが弁体の一部を構成していてもよい。例えば、シールプレートを弁体の構造部材に組み込んだり、弁体の駆動機構や駆動制御機構、安全機構、取付機構などを加えて弁装置を構成したりすることができる。
シールプレートの基本構造は、プレート本体と封止部材とを備えた盤状あるいは板状をなしている。
〔プレート本体〕
弁装置の開口の周囲に存在する弁座面を塞ぎ、盤状をなす。

前記開口に加わる圧力や温度、ガス雰囲気に耐える構造強度や耐久性のある材料が使用される。使用環境によって異なるが、例えば、ステンレス鋼、アルミニウムなどの金属あるいは金属合金が使用される。セラミックや合成樹脂が使用されることもある。使用状態でプラズマや腐食性ガスと接触する可能性がある表面に、保護コーティング膜を設けておくこともできる。
プレート本体の全体形状は、前記開口および弁座面の形状に合わせて設定される。開口よりも一回り大きく弁座面を充分な幅で塞ぐことができるようにする。具体的形状として、一般的なゲート弁では、矩形状が採用できる。弁装置の構造によって、矩形以外の多角形や円形、長円形などの曲線形状もある。プレート本体の大きさは、弁装置の構造によって異なるが、通常、最大辺の長さで２０〜４０ｃｍの範囲である。

プレート本体には、使用時に弁座面と対向する前面に、挟着板および封止部材の取付構造を有する。また、通常のシールプレートと同様に、弁体の駆動機構や取付機構、制御機構などと接続するための構造も備えておくことができる。
挟着板の取付構造として、挟着板が嵌入される収容凹部を設けておくことができる。挟着板を固定する取付ねじ用のねじ挿通孔を設けておくことができる。
〔封止部材〕
プレート本体のうち弁座面と対向する前面に配置される。弁座面と接離する周環状の弾性封止部を有する。

封止部材は、弾性封止部のみで構成されてあってもよいし、弾性封止部に加えて、封止部材をプレート本体に取り付けるための構造や弾性封止部を支持する構造などを備えておくこともできる。
例えば、プレート本体と挟着板との間に挟み込まれる支持板と、支持板の外周辺に沿って配置された弾性封止部とを有するものが採用できる。
〔弾性封止部〕
封止部材の全体もしくは一部を構成する。
弁座面と接離して、シールプレートと弁座面との間の気密封止を果たす。開口の周囲の弁座面に沿って全周で当接できるように周環状をなしている。

通常のシールプレートにおいて、弾性シール材、封止リングなどと呼ばれている技術を利用することができる。
＜材料および製造＞
弾性封止部の材料は、通常の弾性シール材などと共通する材料が使用できる。例えば、弾性ゴム、弾性樹脂、弾性エラストマーなどが使用できる。
具体的には、半導体製造装置のゲート弁に適したものとして、耐熱性および耐プラズマ性に優れたフッ素系ゴムが挙げられる。フッ素系ゴムとして、主鎖炭素原子の一部に炭素−水素結合が存在する架橋性フッ素ゴム（「ＦＫＭ」と略称されることがある）が使用できる。架橋性フッ素ゴムとして、ビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロピレンなどの２元系架橋性フッ素ゴムや、ビニリデンフルオライド／ヘキサフルオロプロピレン／テトラフルオロエチレンなどの３元系架橋性フッ素ゴムがある。商品名「バイトン」（デュポン社製）、商品名「ダイエルＧ９０２」（ダイキン工業社製）などがある。

主鎖炭素原子に結合している水素原子が完全にフッ素化（１００％）しているパーフルオロ架橋性フッ素ゴム（「ＦＦＫＭ」とも呼ばれる）は、フッ素系ゴムの中でも耐熱性、耐プラズマ性に優れているが、コストは高い。商品名「ダイエルパーフロＧ５５」（ダイキン工業社製）、商品名「カルレッツ」（デュポン社製）がある。
溶融可能なフッ素系ゴムとして、フッ素系熱可塑性エラストマーが使用でき、商品名「ダイエルサーモプラスチック」（ダイキン工業社製）がある。
ＦＫＭ、ＦＦＫＭなどのフッ素系ゴムを用いて弾性封止部を製造するには、ゴム原料に、架橋剤、共架橋剤、充填剤、その他のゴム成形用の添加材料を配合し混練したコンパウンドを、金型に充填し、熱プレス成形を行うことができる。熱プレス成形の成形条件としては、例えば、ＦＫＭの場合に１７０℃、２０分が適用でき、ＦＦＫＭの場合に１８０℃、３０分が適用できる。

フッ素系熱可塑性エラストマーの場合は、熱プレス成形のほか、溶融成形によっても、弾性封止部を製造できる。
何れの場合も、成形後に放射線照射によって、目的とする物性に調整することができる。
＜形状および構造＞
弾性封止部の形状は、弁座面との接離および気密封止が良好に果たされれば良く、通常の弾性シール材と同様の形状を採用することもできる。例えば、断面形状が、Ｏリングのように円形のものや、角形、台形、楕円形などをなすものが採用できる。一部に凹凸のあるものなど、より複雑な形状を有するものもある。

断面形状が、弁座面と接離する側よりもプレート本体側の幅が広いものであれば、プレート本体と挟着板とで構成される装着溝による支持が確実に行える。封止部材が支持板を有しない弾性封止部で構成されていても、装着溝からの抜け出しや転動などが生じ難い。
〔支持板〕
弾性封止部を支持し、プレート本体と挟着板との間に挟み込まれて固定されることで、弾性封止部をシールプレートに支持する機能を果たす。弾性封止部が浮き上がったり変形したり姿勢を変えたりすることを防ぐ機能も果たす。
支持板の材料は、弾性封止部を支持できる機械的強度や剛性を有する必要がある。弁装置の使用環境に耐える耐環境性も要求される。例えば、ステンレスなどの鋼あるいは鋼合金が使用できる。鉄、アルミニウム、銅などの金属あるいはその合金も使用できる。

支持板が、メタルガスケット材料からなるものであれば、プレート本体および挟着板に対して緊密に気密状態で取り付けるのに有効である。メタルガスケット材料としては、通常の封止用途に使用されているメタルガスケット材料が使用できる。例えば、真空用のガスケットに利用されている銅やアルミ材などの軟質の金属材料が使用できる。プレート本体あるいは挟着板に封止突起を有していれば、プレート本体に挟着板を固定したときに、封止突起がメタルガスケット材料からなる支持板に食い込むように当接することで、当接個所に圧力集中が生じて、気密性が高まり、気密封止部として良好に機能する。
支持板の厚みは、使用材料によっても異なるが、通常、０．３〜５ｍｍに設定できる。

支持板は、弾性封止部の下面など、弾性封止部の機能に悪影響を与えず確実に支持できる部分に接着、熱融着、加硫接着、嵌合などの手段で一体接合される。弾性封止部を成形する際に、成形型に支持板を配置しておき、弾性封止部の成形と同時に支持板と一体接合することもできる。
支持板は、周環状の弾性封止部に対応する周枠状に構成することができる。支持板は、プレート本体と挟着板との間に挟み込むことができるように、弾性封止部から突き出したり張り出したりする部分を有する。通常は、弾性封止部の下面に配置された支持板の一部を、弾性封止部よりも内側に突き出しておき、この突き出した部分をプレート本体と挟着板との間に挟み込む。弾性封止部よりも内側の領域全体に支持板が存在していてもよい。板状の支持板の外周辺に沿って周環状の弾性封止部を設けておくことができる。

＜弾性被覆部＞
支持板の両面を覆って弾性封止部と一体に形成される。
弾性封止部と同じ材料で構成される。弾性被覆部の厚みは、目的とする機能が発揮できれば良く、使用する材料によっても異なるが、通常は、０．５〜５ｍｍの範囲に設定できる。
支持板と、支持板を挟み込むプレート本体および挟着板との当接を緊密にして、気密状態で取り付ける機能を果たす。
弾性封止部と一体になった弾性被覆部が支持板と広い面積で一体化されることで、弁座面との固着によって弾性封止部が浮き上がったり支持板から剥がれたりするようなことも防止できる。その結果、開閉動作を頻繁に繰り返すゲート弁などに使用しても、安定した封止機能を発揮することができる。

挟着板を取付ねじでプレート本体に固定する際に、間に挟まれた支持板の弾性被覆部が弾力的に変形することで、取付ねじの緩みを防ぎ、締め付け圧の低下を防止する機能も発揮できる。
弾性被覆部を有する支持板の製造は、予め製造されたシート状の弾性被覆部を支持板に貼り合わせてもよいが、弾性被覆部と弾性封止部とを一体成形する際に、成形型に支持板を配置した状態で成形を行えば、成形と同時に支持板と一体化できる。支持板の表面に接着剤を塗布した状態で、その周囲に弾性エラストマーなどを一体的に加熱加圧成形すれば、支持板と弾性被覆部および弾性封止部との一体性が良好になる。このときに使用する接着剤として、商品名「メタロックＳ−１０Ａ」（東洋化学研究所社製）が使用できる。

弾性被覆部は、支持板の両面の全面に設けてもよいし、目的とする機能が果たせる範囲で、支持板の一部のみに設けておくこともできる。例えば、支持板のうち、弾性封止部に近い側では全周に弾性被覆部を設け、中央側には弾性被覆部を設けず、支持板が露出した状態にすることができる。基本的に弾性被覆部を設けない中央側に、断続的に横断する橋状あるいは帯状の弾性被覆部を設ければ、支持板に対する弾性被覆部の一体性が高まる。
弾性被覆部の厚みを、弾性封止部に近い側では比較的に厚く、支持板の中央側では薄くしておくこともできる。
〔挟着板〕
弾性封止部が弁座面と接離する位置より内側で、封止部材をプレート本体との間に挟んで、プレート本体の前面に着脱自在に固定される。封止部材をプレート本体に取り付ける機能を果たす。封止部材の一部を覆って、プラズマ雰囲気などから保護する機能も果たす。

挟着板の材料は、プレート本体と共通する材料の中から選択できる。プレート本体と同じ材料であってもよいし、違う材料を選択することもできる。挟着板のうち、使用状態で露出する面に、使用環境に対する保護コーティング膜を設けておくこともできる。
挟着板の構造は、封止部材の弾性封止部および支持板の構造に合わせて設定される。封止部材が、弾性封止部のみで構成されている場合は、挟着板の外側端の一部が、弾性封止部の装着溝を構成できる。
このとき、装着溝を構成する挟着板の一部は、弾性封止部に当接した状態で取り付けられても良いし、弾性封止部が抜け出さない程度の隙間を介して配置されていてもよい。弾性封止部との間に隙間がある場合も、シールプレートを弁座面に押し付けて気密封止したときには、弾性封止部の変形によって、弾性封止部が装着溝を構成する挟着板に当接する。

封止部材が、弾性封止部と支持板で構成されている場合は、挟着板で支持板をプレート本体に挟み込んで固定する。挟着板は弾性封止部に当接していなくてもよいが、挟着板の外側端の一部で弾性封止部に当接していれば、弾性封止部が内側に移動したり変形したりするのを規制することができる。
挟着板の厚みは、プレート本体に対する封止部材の取り付けが確実に行え、封止部材の位置や姿勢がずれたり、封止部材がプレート本体から脱落したりすることを阻止できるように、充分な強度や剛性を持たせることができるように設定できる。但し、挟着板が厚過ぎると、シールプレートの全体厚みが増大したり、相対的にプレート本体の厚みを減らさなければならなくなったりする。挟着板の材料によっても異なるが、通常は、３〜１０ｍｍの厚みに設定する。

挟着板は、プレート本体に対して一枚だけを使用するほか、複数枚の挟着板を組み合わせて使用することもできる。例えば、左右に分割された挟着板を並べて、弾性封止部の内側空間を覆うようにしたり、弾性封止部の内側に沿う部分と中心部分とを別部材で構成したりすることができる。
〔挟着板の固定〕
挟着板をプレート本体の前面に着脱自在に固定できれば、通常の機械装置における部材同士の着脱固定手段が採用できる。具体的には、嵌合や係合、ボルトなどのねじ金具、クランプ、クリップ、スナップなどの締結金具が挙げられる。

シールプレートの使用状態で、プラズマや腐食性ガスと接触したり真空雰囲気と面したりする個所には、部材同士の境界や隙間が露出しないほうが、高い気密性を維持できる。したがって、挟着板の着脱固定手段は、挟着板の前面には露出しないようにすることが好ましい。
挟着板が、プレート本体と対向する背面から前面に向かって厚み方向の途中までに設けられた雌ねじ穴を有し、プレート本体には、挟着板の雌ねじ穴に対応する位置に、プレート本体を貫通するねじ挿通孔を有していれば、プレート本体の背面側からねじ挿通孔を通じて挟着板の雌ねじ穴に取付ねじをねじ込むことで、挟着板をプレート本体に固定することができる。この構造では、雌ねじ穴および取付ねじが、挟着板の前面側に露出しない。

〔収容凹部〕
挟着板を、プレート本体の前面に設けられた収容凹部に配置することができる。
板状の挟着板を配置する収容凹部は、底面が平坦で底面の周囲に内側面が立ち上がる構造を採用することができる。
収容凹部に収容された挟着板の前面が、収容凹部の周囲に存在するプレート本体の前面と、同一面に配置されるように、収容凹部の深さを設定することができる。封止部材の弾性封止部による気密封止機能が十分に発揮できれば、弾性封止部の内側に配置される挟着板の前面と、弾性封止部の外側に存在するプレート本体の前面とが、同一面に存在しなくても構わない。

収容凹部の内側面を、開口側から底側へと狭くなるテーパ状の傾斜面にしておくことができる。この場合、挟着板の外側面も収容凹部の内側面に対応するテーパ状の傾斜面にしておく。これによって、挟着板の収容凹部への収容が容易に行える。挟着板の外側面と収容凹部の内側面との間に隙間が生じ難くなる。収容凹部の内側面は、開口から底までの全長を傾斜面にしておいてもよいし、上部あるいは下部などの一部だけを傾斜面にしておくこともできる。
収容凹部の内側面および挟着板の外側面に、互いに重なる段差や凹凸を設けることもできる。段差や凹凸で互いの位置や姿勢を適切に決めたり、両者間の気密性を高めたりすることができる。

収容凹部の内側面のうち開口に近い内周端と、それに対向する挟着板の外周端との間に、封止部材を装着する装着溝を構成することができる。
〔装着溝〕
収容凹部の内周端と挟着板の外周端との間に構成され、基本的に弾性封止部のみで構成された封止部材が収容される。
装着溝の基本的な構造は、通常の封止リングの装着溝と共通している。装着溝の断面形状が、前面の開口側よりも内部側の幅が広いものであれば、収容された封止部材が、みだりに抜け出すことが防止できる。具体的には、蟻溝として知られる台形状や凸字形状の断面形状が採用できる。

プレート本体の収容凹部と挟着板とで構成する装着溝は、従来におけるプレート本他の前面に形成される装着溝に比べて、封止部材の外形とのあいだの隙間や余裕を少なくしておくことができる。実質的に隙間がほとんどない場合もある。
挟着板およびプレート本体の収容凹部において、装着溝の内面を構成する表面に、バフ研磨や化学研磨等による表面仕上げを施し、弾性封止部との接触性や密着性を良好にすることができる。高真空度を要求される弁装置に有効である。気密封止部を構成するＯリング溝を構成する表面にも、同様の表面仕上げを施すことが有効である。
〔気密封止部〕
プレート本体と挟着板との対向面、プレート本体と支持板との対向面、挟着板と支持板との対向面の何れかで、弾性封止部よりも内側に周環状に配置される。各対向面における気密封止部の内周側と外周側とを気密遮断する。プレート本体や挟着板などの複数の部材で構成されるシールプレートであっても、弁座面の内側の空間をシールプレートの背面側の空間に対して、良好に気密封止することができる。

通常の機械装置における対向面同士の気密封止を図る構造や手段が採用できる。具体的には、封止突起やＯリング、メタルガスケットなどが採用できる。
＜封止突起＞
気密封止部として、対向面の一方に配置され、対向する相手側に向かって突出する封止突起が採用できる。封止突起が相手側の面に食い込むように当接することで、当接個所の気密封止機能が高まる。
具体的には、プレート本体および挟着板に備えた封止突起を、間に挟み込む封止部材の支持板の両面に当接させることができる。支持板の両面に封止突起を設けて、プレート本体および挟着板に食い込ませるように当接することもできる。支持板が両面に弾性被覆部を有していれば、プレート本体および挟着板の封止突起を弾性被覆部に当接させ弾性被覆部を弾力的に変形させることで、気密性を高めることができる。支持板がメタルガスケット材料からなるものであれば、プレート本体および挟着板の封止突起の当接による封止機能が良好に発揮できる。

封止突起の形状や寸法は、封止突起を設ける部材の材料および対向する相手側部材の材料によっても違ってくる。封止突起の先端が鋭く尖っていれば、先端の当接部に応力が集中して、相手側部材が金属などの硬質材料であっても高い気密性が発揮できる。相手側部材がゴムや樹脂などであれば、封止突起の先端を丸めるなどして、相手側部材を損傷しないようにしておくことが有効である。封止突起の高さは、目的とする気密封止機能が果たせるように設定すればよく、通常は、０．５〜２ｍｍに設定できる。
＜Ｏリング＞
気密封止部として、対向面の一方に配置されたＯリングを採用することができる。ＯリングはＯリング装着溝に装着されて相手側の対向面に当接することで気密封止を果たす。Ｏリング以外の各種封止リングやガスケットなどの封止手段を採用することもできる。

〔エア抜き孔〕
プレート本体には、挟着板との対向面から背面へと貫通するエア抜き孔を有することができる。
プレート本体に挟着板を固定する際に、プレート本体と挟着板との間に空気溜まりが残ったり空気が閉じ込められたりすると、プレート本体と挟着板との一体性が充分でなくなったり、プレート本体に対する挟着板の位置や姿勢がずれたりする。
高度な気密状態が要求される弁装置、例えば、半導体製造装置の処理室の開口に取り付けられるゲート弁の場合、プレート本体と挟着板の間に残存する空気や空気に含まれる成分が、処理室に混入すると、処理室内の厳密に制御された雰囲気が汚染され、処理作業の品質性能を大きく低下させてしまう。処理室を所定の真空状態に減圧する際に、減圧作業の時間が長くかかってしまう。

エア抜き孔があれば、プレート本体と挟着板との間の空気はエア抜き孔からプレート本体の背面側へと排出される。弁装置の使用時に、前記処理室などに空気が混入したり雰囲気を汚染したりする問題が解消できる。エア抜き孔よりも外側に気密封止部が存在していれば、エア抜き孔からシールプレートの前面側に空気が漏れ出す心配はない。
エア抜き孔は、前記のような問題を解消するのに有効な位置および形状寸法で配置しておけばよい。エア抜き孔を通じて外部から空気などが侵入する可能性もあるので、不必要に大きなエア抜き孔や余分のエア抜き孔を設ける必要はない。
例えば、内径１〜３ｍｍのエア抜き孔を設けることができる。プレート本体と挟着板との対向面の広さや形状によっても異なるが、プレート本体と挟着板との対向面に、エア抜き孔を１０〜１５０ｍｍの間隔で配置することが有効である。

本発明にかかる弁装置用のシールプレートは、プレート本体との間に封止部材を挟んでプレート本体に着脱自在に固定される挟着板を備えていることにより、封止部材の封止機能を向上させた上で、封止部材の取り付け取り外しや交換が迅速かつ容易に行えるようになる。
特に、従来のように、封止部材を装着する装着溝に、封止部材の出し入れを容易にするための余分の隙間や余裕空間を設ける必要がなくなり、封止部材の封止機能を良好に発揮させるのに適切な構造や形状を採用することができる。その結果、シールプレートを開いたときに、弁座面に封止部材が固着してままシールプレートの装着溝から抜け出てしまったり、装着溝の内部で封止部材が転動したり姿勢が変わってしまったり予期せぬ変形を起こしてしまったりする問題が解消できる。封止部材を装着溝に装着する際に、封止部材を過剰に変形させて損傷させることもなくなる。

封止部材を交換するには、シールプレートの全体を交換する必要がなく、封止機能を果たす弾性封止部だけ、あるいは、弾性封止部とこれを支持する支持板だけという、わずかな部品だけを交換すればよいので、交換に要するコストが高くつくことはない。

図１は、本発明の実施形態となるシールプレートを用いたゲート弁構造を備える半導体製造装置を示す。
〔半導体製造装置〕
半導体製造装置１０は、開閉可能な閉塞蓋１４で塞がれた処理室１２の内部で上下に電極１６，１８が配置されている。両電極１６、１８には配線１７、１９を介して電圧が印加される。処理室１２の壁材は配線１１でアースされており、各電極１６、１８との間に電圧を印加することができる。下側電極１６に、シリコン基板などの被処理物Ｗが配置される。各配線１１、１７、１９間に印加される高周波電圧の作用で、処理室１２内に発生させたプラズマによって、被処理物Ｗに所望のプラズマ処理を施すことができる。図示を省略したが、処理室１２には、処理ガスの導入路や真空排気路なども接続される。

処理室１２の側壁には、シリコン基板などの被処理物Ｗを出し入れするための開口１５が設けられる。開口１５は、通常、横に細長い矩形状をなしている。開口１５の外側には通路２０が連結されている。通路２０を搬送されてくる被処理物Ｗが、開口１５から処理室１２に送りこまれる。処理済みの被処理物Ｗは、開口１５から通路２０を経て、外部に取り出したり、次の処理工程へと送り出されたりする。
処理室１２で各種の処理作業を行う間は開口１５を閉じて気密状態にしておく必要がある。処理室１２で発生するプラズマ雰囲気や高真空状態、高熱雰囲気、ガス雰囲気などが、開口１５から通路２０側に漏れないようにする必要がある。

そこで、開口１５にはゲート弁構造が設けられる。
〔ゲート弁構造〕
図１に示すように、処理室１２につながる通路２０には、処理室１２の開口１５を塞ぐシールプレート３０が装備されている。
開口１５が細長い矩形状をなす場合、シールプレート３０は、開口１５よりも一回り大きな相似形の矩形状をなしている。シールプレート３０は、図に示すように、開口１５を塞いだ状態と、一辺側を基点にして通路２０側に旋回し開口１５を開いた状態との間を移行動作する。開口１５の周縁における処理室１２の外壁が弁座面になり、シールプレート３０が弁体となった弁装置を構成している。

シールプレート３０の前面すなわち開口１５と対面する側には、シールプレート３０の外周縁に沿って周環状の弾性シール材料からなる封止部材５０が装着されている。封止部材５０が開口１５の周縁に押圧されることで、開口１５を気密封止する。
図示を省略したが、シールプレート３０を移行動作させる駆動機構や、シールプレート３０を開口１５側に押圧する機構、シールプレート３０を開口１５から離れた開位置で固定しておく機構、シールプレート３０の開閉状態を検知するセンサ機構など、通常のゲート弁と同様の機構装置が必要に応じて組み込まれている。
処理室１２の内部で被処理物Ｗに各種の処理を行っている間は、開口１５をシールプレート３０で気密封止しておき、処理室１２内の真空状態を維持したり、処理室１２内に形成されたガス雰囲気やプラズマ雰囲気が、通路２０側に漏れないようにしたりする。したがって、開口１５を塞いだシールプレート３０の前面には、処理室１２内から真空圧が加わることになったり、処理室１２内に存在する腐食性のガスやプラズマなどに晒されたりることになる。

〔シールプレート〕
図２に詳しく示すように、シールプレート３０は、プレート本体３２、封止部材５０、挟着板４０、取付ねじ３６などで構成されている。
シールプレート３０の具体的寸法例として、縦２２５ｍｍ×横４０ｍｍの矩形状で、厚み１２ｍｍのものが使用できる。
＜プレート本体＞
プレート本体３２は、前記した処理室１２内の雰囲気や環境条件に耐えるＳＵＳ材などの金属材料からなり、開口１５の形状に対応する外形の盤状をなしている。一般的には矩形盤状である。プレート本体３２には、前記した駆動機構や押圧機構などが組み込まれてゲート弁を構成する。図では、プレート本体３２をゲート弁として構成するための構造部分等は省略しているが、通常のシールプレートと同様の構造を備えている。

プレート本体３２のうち、開口１５と対面する前面には、挟着板４０を収容する収容凹部３３を有する。収容凹部３３は、逆台形の断面形状を有する。収容凹部３３の内側面が外向きに傾斜したテ−パ状になっている。収容凹部３３の平面形は、プレート本体３２の外形よりも一回り小さな矩形状である。
＜挟着板＞
挟着板３０は、プレート本体３２と同様の金属材料からなる。プレート本体３２の収容凹部３３に嵌め込まれて取り付けられる。挟着板３０は、封止部材５０をプレート本体３２との間に挟んで取り付ける機能を有する。

プレート本体３２の背面からプレート本体３２のねじ挿通孔３５に挿通された取付ねじ３６を、挟着板４０に形成された雌ねじ穴４１にねじ込むことで、プレート本体３２に挟着板４０が締め付け固定される。挟着板４０の前面位置がプレート本体３２の外周側の前面位置と同一面に配置される。雌ねじ穴４１は、挟着板４０の背面側から厚み方向の途中までしか形成されておらず、挟着板４０の表面側には、雌ねじ穴４１および取付ねじ３６は露出しない。
前記したような細長い矩形状をなすシールプレート１０の場合、幅方向の中心線に沿って一定のピッチ間隔で複数個所において取付ねじ３６による挟着板４０の固定を行うことができる。

挟着板４０の具体例として、厚み５ｍｍのＳＵＳ板で、外形が３．４ｃｍ×２１．５ｃｍで矩形をなすものが使用できる。このような挟着板４０は、Ｍ５の取付ねじ３６を、長さ方向に８ｃｍピッチで配置することで、プレート本体３２に固定できる。
＜装着溝＞
プレート本体３２の前面側で、収容凹部３３の内周縁と挟着板４０の外周縁との間には、封止部材５０を装着するための装着溝３４が構成される。
図２（ｂ）に詳しく示すように、装着溝３４は、外周側の形状がプレート本体３２に形成された凹形状で構成され、内周側の形状が挟着板４０の外側端面４３に形成された凹形状で構成され、両方の凹形状が組み合されて、全体の断面形状が「凸」字形をなす空間になっている。装着溝３４は、プレート本体３２の外周辺に沿って周環状に設けられている。この装着溝３４に、周環状の弾性シール材料からなる封止部材５０が装着される。

＜封止部材＞
封止部材５０は、通常のＯリングなどと同様の弾性シール材料で周環状に成形されている。封止部材５０が弾性封止部５１のみで構成されている状態である。
図２（ｂ）に詳しく示すように、封止部材５０は、断面形状において、上部に突き出した接離部５２と、接離部５２の下方で水平方向の左右に張り出した溝嵌入部５４とを有する。
接離部５２は先端が断面円弧状をなす。使用時に、弁座面である開口１５の周縁に接離部５２の先端が当接し、接離部５２が弾力的に変形することで封止機能を発揮する。

溝嵌入部５４は、プレート本体３２および挟着板４０で構成される装着溝３４に嵌まり込んで、封止部材５０をプレート本体３２側に支持固定する機能を果たす。凸字形の装着溝３４の開口よりも幅の広い溝嵌入部５４は、装着溝３４から抜け出すことはできない。
封止部材５０の溝嵌入部５４の底面は、左右の端と中央が下方に突き出しその中間が凹んだ波形をなしている。接離部５３が弁座面である開口１５の周縁に当接して圧縮方向の力が加わったときに、溝嵌入部５４が左右に広がるように変形したり、接離部５３から開口１５の周縁側へと強い反発力を発生させたりして、高い封止機能を果たすことができる。

＜エア抜き孔＞
プレート本体３２には、収容凹部３３の底面からプレート本体３２の背面へと貫通するエア抜き孔３８を有する。
エア抜き孔３８は、空気が流通できる程度の小さな径であり、収容凹部３３の底面全体に一定間隔をあけて複数個が配置されている。具体的には、例えば、エア抜き孔３８の内径を１ｍｍ、個数を３個に設定できる。
挟着板４０を収容凹部３３の底に配置して、取付ねじ３６で締め付け固定する際に、挟着板４０の底面と収容凹部３３の内底面との間に存在する空気が排出されるようになる。挟着板４０とプレート本体３２とが緊密に密着して一体的に固定され易くなる。

＜気密封止部＞
プレート本体３２の収容凹部３３の内底面と、挟着板４０の下端面との間には、外周に沿ってＯリング６０が取り付けられている。Ｏリング６０は、前記したエア抜き孔３８よりも外周側に配置されている。Ｏリング６０は、弾性シール材料などからなる通常のＯリングが使用され、収容凹部３３の内底面に凹入形成されたＯリング溝３１に装着されている。取付ねじ３６の締付によって、収容凹部３３の内底面と挟着板４０の下端面との間で、Ｏリング６０の外周側と内周側とが、気密状態で封止される。
〔シールプレートの組み立て〕
上記構造のシールプレート３０の組み立ては、まず、プレート本体３２の収容凹部３３において、Ｏリング溝３１にはＯリング６０を装着し、装着溝３４の外側形状を構成する内周端縁の凹みには封止部材５０を配置する。装着溝３４は、内周側が解放された状態であるので、封止部材５０は、それほど大きく弾性変形させたり大きな外力を加えたりしなくても、スムーズに所定位置に配置することができる。

次に、プレート本体３２の収容凹部３３に、挟着板４０を挿入する。挟着板４０の外側面はテーパ状に傾斜しているので、収容凹部３３の内側面の傾斜に沿ってスムーズに収容凹部３３の中央の所定位置へと嵌まり込む。
挟着板４０の底面がＯリング６０の上端に当接する。挟着板４０の外周端縁が、封止部材５０の内周形状に沿って配置される。挟着板４０が、封止部材５０の溝嵌入部５４を上から覆い隠す状態になる。封止部材５０の接離部５２は、プレート本体３２の収容凹部３３の内周端と挟着板４０の外周端との間に出来る空間から上方に突出して配置される。
プレート本体３２の背面からねじ挿通孔３５に通した取付ねじ３６を、挟着板４０の雌ねじ穴４１にねじ込むことで、挟着板４０がプレート本体３２側に強く締め付けられて固定される。挟着板４０と収容凹部３３の内面との間に存在する空気がエア抜き孔３８からプレート本体３２の背面へと排出されるので、挟着板４０と収容凹部３３との間に不要な空気溜まりが生じたり隙間があいたままになったりすることが防止できる。

挟着板４０の底面がＯリング６０の上端に強く押し付けられてＯリング６０が変形することで、Ｏリング６０の封止機能が良好に発揮される。
封止部材５０は、挟着板４０の外周端縁とプレート本体３２の内周端縁とで構成される装着溝３４に閉じ込められた状態になり、上方側に抜け出すことはできなくなる。
以上のようにして組み立てられるシールプレート３０では、封止部材５０は、従来における蟻溝用の封止リングのように予め存在する蟻溝状の装着溝に対して狭い開口から内部に押し込むのではないので、蟻溝にスムーズに押し込むための特別な形状や構造が不要である。封止部材５０の外形と装着溝３４の内形との関係は、シールプレート３０の使用時における封止部材５０による気密封止機能が適切に発揮できることを考えて設計しておけばよい。封止部材５０の外形と装着溝３４の内形との間には、ほとんど隙間がないか、使用時における弾性変形を許容できる程度のわずかな隙間があいているだけでよい。

具体的には、図２（ｂ）において、封止部材５０の溝嵌入部５４は、その下面、両側面および上面の何れにおいても、装着溝３４の内面と当接しているか極めて少ない隙間しかあいていない。このような溝嵌入部５４を有する封止部材５０は、予め組み立てられた装着溝３４に、装着溝３４の上端開口から押し込むことは、実質的に不可能である。しかし、前記したように、封止部材５０の溝嵌入部５４の片側を、プレート本体３２の収容凹部３３に有する凹みに差し込み、その後に、挟着板４０の外周端縁を封止部材５０の溝嵌入部５４の側方と上方を覆うように取り付けるだけであれば、封止部材５０を過剰に変形させることもなく、溝嵌入部５４が装着溝３４にぴったりと嵌まり込んだ状態を作り出すことができる。

〔シールプレートの動作と機能〕
図２に示すように、組み立てられた状態のシールプレート３０は、従来における蟻溝構造の装着溝に周環状の封止部材が装着されたシールプレートと、基本的に共通する封止構造を有している。従来のシールプレートと同様にして、ゲート弁に組み込まれたり、半導体製造装置１０に取り付けられたりして使用される。
図１に示すように、シールプレート３０の前面で、封止部材５０の先端が、弁座面である開口１５の外周縁に当接することで、開口１５を閉鎖し、気密状態で封止する。前記したように、装着溝３４に余分の隙間や余裕を設けずに装着された封止部材５０は、弁座面から受ける締め付け圧力に対して効率的に反発力を発生し、弁座面に対して強い気密封止作用を発揮することができる。

また、プレート本体３２の収容凹部３３と挟着板４０との間にＯリング６０による気密封止構造を備えていることで、ねじ挿通孔３５やエア抜き孔３８から侵入した空気やガスが、封止部材５０のほうまで侵入することを防止できる。封止部材５０で気密封止される処理室１２の真空状態やガス雰囲気が、挟着板４０とプレート本体３２の隙間から外部に漏れることを阻止することもできる。
半導体製造装置１０の使用時に、シールプレート３０で開口１５を塞いで、処理室１２を高真空状態にしたり、厳密に調整制御されたガス雰囲気にしたりしたときに、シールプレート３０の内部に空気が取り残されていると、処理室１２の減圧作業時などに、前記残留空気が開口１５から処理室１２に漏れ出して、処理室１２の雰囲気を損なうことになる。高精度に制御されたガス雰囲気を要求される半導体製造の処理作業では、わずかな空気が混入するだけでも、作業品質が大きく低下する。処理室１２を排気して高真空状態にしようとしても、プレート本体３２と挟着板４０との間に残存する空気が処理室１２に吸い出されて排出されるまでは、目的の高真空状態が得られない。高真空状態での処理作業を開始できるまでの時間が長くかかってしまうことになり、半導体製造の作業効率が低下してしまう。

シールプレート３０が、プレート本体３２と挟着板４０などの複数の部材で構成されている場合は、部材間の隙間や空間に、空気が閉じ込められ易く、前記した問題が生じ易い。
しかし、Ｏリング６０による気密封止構造が、プレート本体３２と挟着板４０との間に設けられていれば、Ｏリング６０の内側から外側へと空気が漏れることはない。Ｏリング６０の外側で、プレート本体３２と挟着板４０との間にわずかな空気が残存していたとしても、処理室１２側へと迅速に排出させることができる。その結果、処理室１２において高精度に調整制御された雰囲気における処理作業が良好に行える。処理室１２の真空立ち上げ作業を迅速に達成でき、半導体製造の作業性を向上させることができる。また、プレート本体３２と挟着板４０とを固定する取付ねじ３６のねじ込み部分や、シールプレート３０の動作機構など、部材同士の接触個所や摺動個所では、部材が削られて微細な粉が発生することがある。しかし、このような微粉が、Ｏリング６０を超えて、封止部材５０と装着溝３４との間や処理室１２側に侵入することはできない。

半導体製造装置１０の稼動中は、処理室１２の内部を高真空状態に維持したり高温になったりプラズマ雰囲気になったり腐食性ガス雰囲気になったりする。開口１５を塞ぐシールプレート３０が、処理室１２内の雰囲気が通路２０側に漏れないように確実に気密封止する。
プラズマや腐食性ガス、高熱などは、開口１５から封止部材５０の表面および挟着板４０の表面に接触する。そのため、弾性シール材料からなる封止部材５０は、少しずつ劣化していく。しかし、挟着板４０は耐久性のある金属材料などで構成されているので、何ら問題はない。

シールプレート３０の開動作のときに、開口１５の外周縁と接触していた封止部材５０が、開口１５側に固着していることがある。この状態でシールプレート３０を開くと、従来の蟻溝に装着されただけの封止部材では、弁座面に固着した封止部材が蟻溝から抜け出してしまうことがある。
従来、一般的に使用されている通常の封止部材の場合は、蟻溝状の装着溝に対して、上方から封止部材を弾性的に変形させながら押し込んだあと元の形状に復元させたり所定の姿勢に戻したりできるように、封止部材の外形と装着溝の内形との間には、ある程度の隙間や余裕が設けられていた。そのために、封止部材に上方側に引き抜くような外力が強く作用すると、装着溝から封止部材が浮き上がったり抜け出したりしてしまう。封止部材の一部だけが引き上げられるような力が加わって、装着溝の内部で封止部材が転動したり形が歪んだりすることもある。

しかし、この実施形態では、プレート本体３２と挟着板４０とで構成される装着溝３４に、封止部材５０が、それほど隙間や余裕がない状態で緊密に装着されているので、大きな力が加わっても、装着溝３４から封止部材５０が抜け出すことはない。封止部材５０は、装着溝３４に装着されたままで、シールプレート３０とともに移動して、開口１５から引き離される。封止部材５０の抜け出しや、装着溝３４内での転動、位置ずれなどが起こり難い。
半導体製造装置１０の稼動に伴ってシールプレート３０の開閉動作を繰り返すと、封止部材５０の耐用期間が過ぎて交換時期になる。

封止部材５０を交換するには、半導体製造装置１０からシールプレート３０を取り外し、シールプレート３０から挟着板４０を取り外す。挟着板４０を取り外したあと、プレート本体３２の収容凹部３３の内周端縁から内側の解放された空間のほうに封止部材５０を引き抜くようにすれば、大きな抵抗はなく、封止部材５０を容易に取り出すことができる。従来、蟻溝に装着された封止リングを取り出す際に必要とされたような技術や労力は必要とされない。
取り出した古い封止部材５０は廃棄して、新しい封止部材５０を取り付け、前記同様に、挟着板４０を取り付けなおせば、封止部材５０は装着溝３４に装着され、再びシールプレート３０を使用することができる。

〔封止部材の形状変更例（１）〕
図３に示す実施形態は、前記実施形態とは、封止部材５０すなわち弾性封止部５１の形状が異なる。シールプレートの基本的な構造は前記実施形態と共通するので、相違点を主に説明する。
図３（ｂ）に示すように、弾性封止部５１のみで構成された封止部材５０の断面形状は、円弧状に突き出す接離部５２と、接離部５２の下方で左右に張り出す溝嵌入部５４とを有する。溝嵌入部５４の下端面は平坦であり、前記実施形態のような波形は有していない。

プレート本体３２の収容凹部３３の内周端縁と挟着板４０の外周端縁とで構成される装着溝３４は、概略台形状をなしている。挟着板４０の外周側面４３は、収容凹部３３の内周側面に対応するテーパ状の傾斜面がそのまま装着溝３４の内周壁を構成するようになっている。前記実施形態よりもシンプルな形状である。
封止部材５０の溝嵌入部５４は、底面および左右で装着溝３４と当接しており、装着溝３４の内部で封止部材５０が大きく動いたり姿勢を変えたりできるような余裕はない。
したがって、この実施形態でも、シールプレート３０の使用時に、封止部材５０が開口１５側に固着して装着溝３４から抜け出したり、偏った姿勢になった封止機能が低下したりする問題が起こり難くなる。

〔支持板を有する封止部材〕
図４に示す実施形態は、弾性封止部と支持板とで構成された矩形板状の封止部材５０を用いる。基本的な構造は前記実施形態と共通するので、相違点を主にして説明する。
封止部材５０は、金属板からなり剛性のある矩形板状の支持板５８と、支持板５８の両面を被覆する層状の弾性被覆部５６と、弾性被覆部５６の上面側の外周辺に沿って上方に突き出した状態で一体形成された弾性封止部５１とを有する。
図４（ｃ）に示すように、封止部材５０には、弾性封止部５１よりも内側の領域で、長さ方向で間隔をあけて３個所に円形の嵌合孔５７が貫通している。嵌合孔５７同士の中間や外側には、矩形の肉盗み孔５５が貫通している。嵌合孔５７および肉盗み孔５５は、弾性被覆部５６と支持板５８との両方を貫通している。嵌合孔５７は挟着板４０との固定に利用される。肉盗み孔５５は、封止部材５０の軽量化や材料削減に有効である。

図４（ｂ）に示すように、挟着板４０の裏面には、封止部材５０の嵌合孔５７に対応する位置に、嵌入突起４４が突出している。また、挟着板４０の外周辺に近い位置には、周環状に配置され小さく上方に突き出した封止突起４２を有する。封止突起４２の先端は、対向する弾性被覆部５６を損傷させない程度に丸められている。
図４（ａ）に示すように、プレート本体３２は、上面が平坦であり、前記実施形態のような収容凹部は設けられていない。但し、プレート本体３２の平坦な上面には、挟着板４０の封止突起４２と対応する位置に、同形状の封止突起３９を有している。
封止部材５０の弾性封止部５１は、外周側面が垂直面、内周側面が傾斜面になっており、上端が円弧状に突出している。

プレート本体３２の上面に、封止部材５０を配置し、その上に挟着板４０を配置する。挟着板４０の嵌入突起４４が封止部材５０の嵌合孔５７に嵌入されることで、封止部材５０と挟着板４０との位置決めができる。挟着板４０の外周端面は、封止部材５０の弾性封止部５１の内周側面に対応する傾斜面になっている。挟着板４０の外周端面が弾性封止部５１の内側面に当接した状態で配置される。弾性封止部５１の一部は挟着板４０の上面よりも上に突き出ている。
プレート本体３２の背面側からねじ挿通孔３５に取付ねじ３６を通し、挟着板４０の雌ねじ穴４１に取付ねじ３６をねじ込んで、プレート本体３２に挟着板４０を締め付け固定する。

このとき、プレート本体３２の封止突起３９が、封止部材５０の裏面側の弾性被覆部５６に当接し、挟着板４０の封止突起４２が、封止部材５０の上面側の弾性被覆部５６に当接する。封止突起３９、４２が弾性被覆部５６に強く押し付けられて食い込むような状態になることで、封止突起３９、４２の内周側と外周側とが気密遮断されて封止状態になる。これによって、挟着板４０と封止部材５０の弾性封止部５１の隙間から外部に真空やガスが漏れるのを防止する。前記実施形態におけるＯリングと同様の機能を果たす。
この実施形態では、弾性封止部５１よりも内側の封止部材５０の全体が、プレート本体３２と挟着板４０との間に挟み込まれた状態になっている。封止部材５０がシールプレート３０から外れるようなことは起こり得ない。封止部材５０の内周側は挟着板４０の外周端が当接して規制されているのに対し、封止部材５０の外周側は、挟着板４０で固定されていない。しかし、封止部材５０の支持板５８には剛性があるので、封止部材５０の外周側だけが上方側に浮き上がったり変形したりすることはない。弾性封止部５１は、弾性被覆部５６と一体になって支持板５８に接合されているので、弾性封止部５１だけが剥がれて浮き上がったりシールプレート３０から離れてしまったりすることが防止される。

弾性封止部５１は、内周側が規制され外周側が規制されていないので、外周側には比較的自由に変形することができる。その結果、シールプレート３０で開口１５を封止したときに、弾性封止部５１が良好に変形して強い封止作用を生じさせることができる。
〔メタルガスケットを用いた封止部材〕
図５に示す実施形態は、メタルガスケットを有する矩形枠状の封止部材５０を使用する。基本的な構造は前記実施形態と共通するので、相違点を主にして説明する。
図５（ａ）（ｃ）に示すように、封止部材５０は、メタルガスケット材料の板からなる矩形枠状の支持板７０を有する。メタルガスケット材料は、比較的に軟質の金属合金からなる。支持板７０の中央は、矩形の嵌合孔７２になっている。支持板７０の上面で外周辺に沿って、弾性シール材料からなる弾性封止部５１が配置され、支持板７０に接合されている。

図５（ａ）（ｂ）に示すように、挟着板４０は、矩形板状をなすとともに、下面側の中央に、封止部材５０の支持板７０の嵌合孔７２に対応する矩形状の嵌合突起４４が突き出している。挟着板４０の外周端面は垂直面である。挟着板４０の下面で外周に近い位置に周環状の封止突起４２が設けられている。この実施形態における封止突起４２は、先端が比較的に鋭く尖ったものである。
図５（ａ）に示すように、プレート本体３２の上面には、封止部材５０が嵌入する嵌入凹部３３ａを有する。嵌入凹部３３ａの内底で中央には、挟着板４０の嵌合突起４４が嵌入する矩形の嵌入穴３７を有する。嵌入凹部３３ａと嵌入穴３７とで、挟着板４０を収容する収容凹部を構成している。嵌入凹部３３ａの底面で、嵌入孔３７の外側には、挟着板４０の封止突起４２と対向して同じ構造の封止突起３９を有する。

封止部材５０の弾性封止部５１は、外周側面がプレート本体３２の嵌入凹部３３ａと当接する垂直面であり、内周側面が挟着板４０の外周端面と当接する垂直面になっている。弾性封止部５１の中央は両側からテーパ状に狭くなり先端が円弧状に突出している。
シールプレート３０の組み立ては、プレート本体３２の嵌入凹部３３ａに封止部材５０を挿入し、その中央に挟着板４０を配置する。
挟着板４０は、下面中央の嵌合突起４４がプレート本体３２の嵌入穴３７に嵌まり込み、嵌合突起４４の外側部分が、封止部材５０の支持板７０の上に載って押さえる状態になる。挟着板４０の外周側面は弾性封止部５１の内周側面に当接する。挟着板４０の封止突起４２が、支持板７０の上面に当接する。プレート本体３２の封止突起３９と挟着板４０の封止突起４２が、支持板７０を挟んで上下両面に当接する。挟着板４０の上面は、プレート本体３２の外周部分の上面よりも少し高い位置にある。封止部材５０の上端は、挟着板４０の上面より上方に突き出している。

プレート本体３２の背面からねじ挿通孔３５に通した取付ねじ３６を、挟着板４０にねじ込むことで、挟着板４０がプレート本体３２に締め付け固定される。
このとき、挟着板４０の封止突起４２およびプレート本体３２の封止突起３９が、メタルガスケット材料からなる支持板７０の上下面に強く押し付けられて食い付くようになり、封止突起４２、３９の外周側と内周側とを良好に気密封止することになる。挟着板４０と封止部材５０との隙間からガスなどが漏れ出したり浸入したりすることが防止できる。メタルガスケット材料の変形による封止は、Ｏリングなどの封止リングによる封止に比べて、より気密性の高い封止が可能である。特に、腐食性ガスや高熱による劣化が生じ難いので、過酷な使用環境にも適している。

シールプレート３０の使用時には、前面に突き出した弾性封止部５１の先端が、開口１５の周囲の弁座面に当接して封止機能を果たす。弾性封止部５１が弁座面に固着しても、シールプレート３０を開動作すれば、支持板７０に固定された弾性封止部５１は弁座面から容易に引き離すことができる。
〔封止部材の形状変更例（２）〕
図６に示す実施形態は、前記図１の実施形態のように、弾性封止部のみで構成された封止部材５０を用いるが、その形状が異なる。シールプレートの基本的な構造は前記実施形態と共通するので、相違点を主に説明する。

図６（ｂ）に詳しく示すように、封止部材５０を構成する弾性封止部の断面形状が、比較的に大きな円形の接離部５２と、接離部５２から接線方向に斜め内向きに延びる連結片５３と、連結片５３の下端に配置され比較的に小さな円形の係止部５７とを有する。
封止部材５０を装着する装着溝３４は、挟着板４０の外周端面が、テーパ状に傾斜しており、封止部材５０の連結片５３の傾斜した内周面に当接する。プレート本体３２には、挟着板４０が収容される収容凹部３３を有する。収容凹部３３の内周面には、内側面が上から下へと広がる傾斜を有する上段部３４ａと、上段部３４ｂの内側で上段部３４ｂからさらに凹んだ下段部３４ｂとを有する段差構造が設けられている。下段部３４ｂの内側面は垂直である。

プレート本体３２の内側に封止部材５０を配置すると、封止部材５０の接離部５２が、プレート本体３２の上段部３４ａに載った状態になる。上段部３４ａの傾斜した内側面が接離部５２の上方に被さるようになる。接離部５２の上端はプレート本体３２の上面よりも上方に突き出す。封止部材５０の係止部５７は、プレート本体３２の下段部３４ｂに配置される。封止部材５０の連結片５３が、プレート本体３２の下段部３４ｂと上段部３４ａとの段差部分に引っ掛かった状態になる。
この状態で、プレート本体３２の収容凹部３３に挟着板４０を嵌め込む。挟着板４０の外周側面が、封止部材５０の連結片５３の内周側面に沿って配置される。

プレート本体３２の背面からねじ挿通孔３５に通した取付ねじ３６を、挟着板４０にねじ込むことで、挟着板４０がプレート本体３２に締め付け固定される。
挟着板４０がプレート本体３２に固定された状態では、封止部材５０の係止部５７が、装着溝３４のうち、プレート本体３２の下段部３４ａと挟着板４０の外周の傾斜面とで構成される空間に収まり、その上方で装着溝３４の幅が狭くなった個所に封止部材５０の連結片５３が挟み込まれる。この状態では、物理的に、封止部材５０が装着溝３４の上方に抜け出ることはできない。
封止部材５０の接離部５２は、断面が概略円形をなし、通常の台形状蟻溝に装着されたＯリングと同様にして良好な封止機能を発揮することができる。

また、封止部材５０の連結片５３が、装着溝３４の上段部３４ａと下段部３４ｂとの段差の角と挟着板４０の外周端の傾斜面との間で挟みつけられることで、この部分の気密性が高まる。使用時に、処理室１２が高真空状態になったときに、プレート本体３２と挟着板４０との間に残っていた空気が、装着溝３４のほうに浸入することが阻止できる。勿論、処理室１２内のガスが、装着溝３４からシールプレート３０の外に漏れることを防止する機能も発揮される。

本発明は、例えば、半導体製造装置のゲート弁に組み込まれるシールプレートに適用でき、高い封止機能を発揮するとともに封止部材の交換も容易に行えるようになる。

本発明の実施形態を表すシールプレートの使用状態を示す概略断面図 シールプレートの断面図（ａ）および要部拡大断面図（ｂ） 別の実施形態におけるシールプレートの断面図（ａ）および要部拡大断面図（ｂ） 別の実施形態におけるシールプレートの断面図（ａ）、挟着板の底面図（ｂ）および封止部材の平面図（ｃ） 別の実施形態におけるシールプレートの断面図（ａ）、挟着板の底面図（ｂ）および封止部材の平面図（ｃ） 別の実施形態におけるシールプレートの断面図（ａ）および要部拡大断面図（ｂ）

符号の説明

１０ 半導体処理装置
１２ 処理室
１５ 開口
２０ 通路
３０ シールプレート（弁体）
３２ プレート本体
３４ 装着溝
３５ ねじ挿通孔
３６ 取付ねじ
３８ エア抜き孔
３９ 封止突起
４０ 挟着板
５０ 封止部材
５１ 弾性封止部
５２ 接離部
５４ 溝嵌入部
５８ 支持板
５６ 弾性被覆部
７０ 支持板（メタルガスケット）

Claims (9)

1. 弁装置の弁体に配置され、弁体と対向する弁座面に接離して開閉動作を行うシールプレートであって、
   前記弁座面の開口に向かい合う盤状のプレート本体と、
   前記プレート本体の前記弁座面と対向する前面に配置され、弁座面と接離する周環状の弾性封止部を有する封止部材と、
   前記弾性封止部が前記弁座面と接離する位置より内側で、前記プレート本体との間に前記封止部材の一部を挟んで、プレート本体の前面に着脱自在に固定される挟着板と、
   を備え、
   前記挟着板は前記プレート本体との対向面から厚み方向の途中までに設けられた雌ねじ穴を有し、
   前記プレート本体は、前記挟着板の前記雌ねじ穴に対応する位置に、プレート本体を貫通するねじ挿通孔を有し、
   前記プレート本体の背面側から前記ねじ挿通孔を通じて前記雌ねじ穴にねじ込まれ、前記挟着板を前記プレート本体に固定する取付ねじを備える、
   弁装置用のシールプレート。
2. 前記プレート本体が、前記挟着板が嵌入される収容凹部を有し、前記封止部材が、断面形状において前記弁座面と接離する側よりも前記プレート本体側の幅が広い周環状の弾性封止部からなり、さらに、前記収容凹部の内周端と前記挟着板の外周端との間に構成され、前記封止部材が収容され、断面形状において前面の開口側よりも内部側の幅が広い装着溝を備える、請求項１に記載の弁装置用のシールプレート。
3. 前記封止部材が、前記プレート本体と前記挟着板との間に挟み込まれる支持板と、支持板の外周辺に沿って配置された前記弾性封止部とを有する、請求項１または２に記載の弁装置用のシールプレート。
4. 前記封止部材が、前記支持板と、前記弾性封止部と、前記支持板の両面を覆って弾性封止部と一体に形成された弾性被覆部とを有する、請求項３に記載の弁装置用のシールプレート。
5. 前記支持板が、メタルガスケット材料からなる、請求項３または４に記載の弁装置用のシールプレート。
6. 前記プレート本体と前記挟着板との対向面、プレート本体と前記支持板との対向面、前記挟着板と前記支持板との対向面の何れかで、前記弾性封止部よりも内側において周環状に配置された気密封止部をさらに備える、請求項１から５までのいずれかに記載の弁装置用のシールプレート。
7. 前記気密封止部が、前記対向面の一方に配置され、対向する相手側に向かって突出する封止突起を有するものである、請求項６に記載の弁装置用のシールプレート。
8. 前記気密封止部が、前記対向面の一方に配置されたＯリングである、請求項６に記載の弁装置用のシールプレート。
9. 前記プレート本体が、前記挟着板との対向面から背面へと貫通するエア抜き孔を有する、請求項６から８までのいずれかに記載の弁装置用のシールプレート。

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