(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決めピンであって、
中空円柱体である第一部分と、
複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、前記第一部分と一体同軸成型され、前記複数の側表面は第一側表面、第二側表面、第三側表面及び第四側表面を有し、前記第一側表面は前記第二側表面に対して平行であり、前記中空多辺形柱体の軸方向に対して垂直方向の断面視において、前記第一側表面の長さと前記第二側表面の長さはそれぞれ前記第一側表面と前記第二側表面との間の長さよりも長く、前記第三側表面と第四側表面は前記第一側表面と前記第二側表面との間に位置する第二部分と、を有し、
前記第一部分における前記円柱体の側表面には、当該円柱体の軸方向に沿って平行に２箇所以上に延伸する溝である第一溝部が形成され、
前記第二部分における前記第三側表面と前記第四側表面には、それぞれ前記中空多辺円柱体の軸方向に沿って平行に延伸する溝である第二溝部が形成され、
少なくとも前記第一溝部と前記第二溝部との一方における溝の両端部には貫通孔が形成され、
前記第一溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第一溝部よりも大きい幅を有し、
前記第二溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第二溝部よりも大きい幅を有することを特徴とする位置決めピン。
【請求項２】
請求項１に記載の位置決めピンであって、
前記第三側表面は前記第四側表面に対して平行であり、前記第三側表面と前記第四側表面は前記第一側表面と前記第二側表面に垂直であることを特徴とする位置決めピン。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の位置決めピンであって、
前記第一溝部は、前記円柱体の円周方向に等間隔に形成されていることを特徴とする位置決めピン。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の位置決めピンであって、
前記第一部分と前記第二部分との間に設けられ、前記第一部分及び前記第二部分と一体同軸成形された第三部分と、
前記第三部分において、前記第三側表面に沿った側表面と前記第四側表面に沿った側表面にそれぞれ形成された第三溝部と、を有し、
少なくとも前記第一溝部、前記第二溝部又は前記第三溝部の両端部には前記貫通孔が形成され、
前記第一溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第一溝部よりも大きい幅を有し、
前記第二溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第二溝部よりも大きい幅を有し、
前記第三溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第三溝部よりも大きい幅を有することを特徴とする位置決めピン。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の位置決めピンであって、
前記第一部分と前記第二部分との間に設けられた第三部分を有し、
前記第二溝部は前記第二部分及び前記第三部分の軸方向に沿って前記第三部分まで延伸していることを特徴とする位置決めピン。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の位置決めピンであって、
前記第三部分は、複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、
前記複数の側表面は第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対向して平行であり、前記第七側表面と前記第八側表面は前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ前記第五側表面と第六側表面に垂直であり、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は共平面であり、前記第三側表面と前記第七側表面は共平面であり、前記第四側表面と前記第八側表面は共平面であることを特徴とする位置決めピン。
【請求項７】
請求項４又は５に記載の位置決めピンであって、
前記第三部分は、複数の側表面を有する中空柱体であって、
前記複数の側表面は第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対向して平行であり、前記第七側表面と前記第八側表面は前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ湾曲し、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は共平面であることを特徴とする位置決めピン。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の位置決めピンであって、
前記第一側表面と前記第五側表面が非共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面が非共平面であることを特徴とする位置決めピン。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の位置決めピンであって、
前記貫通孔は側面視において長方形状を有することを特徴とする位置決めピン。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載の位置決めピンであって、
前記貫通孔は側面視において円形状を有することを特徴とする位置決めピン。
【請求項１１】
半導体製造装置であって、
静電チャックと、当該静電チャックの周辺部材と、前記静電チャック及び前記周辺部材に用いられる位置決めピンと、を有し、
前記位置決めピンは、
中空円柱体である第一部分と、
複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、前記第一部分と一体同軸成型され、前記複数の側表面は第一側表面、第二側表面、第三側表面及び第四側表面を有し、前記第一側表面は前記第二側表面に対して平行であり、前記中空多辺形柱体の軸方向に対して垂直方向の断面視において、前記第一側表面の長さと前記第二側表面の長さはそれぞれ前記第一側表面と前記第二側表面との間の長さよりも長く、前記第三側表面と第四側表面は前記第一側表面と前記第二側表面との間に位置する第二部分と、を有し、
前記第一部分における前記円柱体の側表面には、当該円柱体の軸方向に沿って平行に２箇所以上に延伸する溝である第一溝部が形成され、
前記第二部分における前記第三側表面と前記第四側表面には、それぞれ前記中空多辺円柱体の軸方向に沿って平行に延伸する溝である第二溝部が形成され、
少なくとも前記第一溝部と前記第二溝部との一方における溝の両端部には貫通孔が形成され、
前記第一溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第一溝部よりも大きい幅を有し、
前記第二溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第二溝部よりも大きい幅を有し、
前記位置決めピンは、前記静電チャック及び前記周辺部材に用いられ、前記位置決めピンが前記静電チャック及び前記周辺部材内に挿入されることにより、前記第一部分が前記静電チャックの円形ピン穴に緊密に挿入され且つ前記第二部分の前記第一側表面及び前記第二側表面がそれぞれ前記周辺部材の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触し、
前記静電チャックと前記周辺部材の同一円周上に等間隔で少なくとも３本の前記位置決めピンが設置されることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体製造装置であって、
前記周辺部材がフォーカスリングを有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体製造装置であって、
前記周辺部材が下層石英リングをさらに有することを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれかに記載の半導体製造装置であって、
前記位置決めピンは、前記第一部分と前記第二部分との間に設けられた第三部分を有し、
前記第三部分は、複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、
前記複数の側表面は第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対向して平行であり、前記第七側表面と前記第八側表面は前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ前記第五側表面と第六側表面に垂直であり、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は共平面であり、前記第三側表面と前記第七側表面は共平面であり、前記第四側表面と前記第八側表面は共平面であることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１５】
請求項１１〜１３のいずれかに記載の半導体製造装置であって、
前記位置決めピンは、前記第一部分と前記第二部分との間に設けられた第三部分を有し、
前記第三部分は、複数の側表面を有する中空柱体であって、
前記複数の側表面は第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対向して平行であり、前記第七側表面と前記第八側表面は前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ湾曲し、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は共平面であることを特徴とする半導体製造装置。
【請求項１６】
位置決めピンであって、
中空円柱体である第一部分と、
複数の側表面を有する中空多辺形柱体であり、前記第一部分と一体同軸成型され、前記複数の側表面は第一側表面、第二側表面及び第三側表面を有し、前記第一側表面は前記第二側表面に対して平行であり、前記第三側表面は前記第一側表面と前記第二側表面との間に位置し、且つ前記第一側表面と前記第二側表面に垂直である第二部分と、
前記第三側表面に沿って前記第一部分と前記第二部分に連続して形成され、且つ前記第一部分と前記第二部分を貫通している溝部と、
を有することを特徴とする位置決めピン。
【請求項１７】
請求項１６に記載の位置決めピンであって、
前記位置決めピンは、静電チャック及びその周辺部材に用いられ、前記位置決めピンが前記静電チャック及び前記周辺部材内に挿入されることにより、前記第一部分が前記静電チャックの円形ピン穴に緊密に挿入され且つ前記第二部分の前記第一側表面及び前記第二側表面がそれぞれ前記周辺部材の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触し、
前記静電チャックと前記周辺部材の同一円周上に等間隔で少なくとも３本の前記位置決めピンが設置されることを特徴とする位置決めピン。
【請求項１８】
位置決めピンであって、
中空円柱体である第一部分と、
複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、前記複数の側表面は、第一側表面、第二側表面、第三側表面及び第四側表面を有し、前記第一側表面は前記第二側表面に対向して平行であり、前記第三側表面と前記第四側表面は前記第一側表面と前記第二側表面との間に位置し、且つ前記第一側表面と前記第二側表面に垂直である第二部分と、
複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、且つ前記第一部分及び前記第二部分と一体同軸成型され、前記第二部分を前記第一部分との間に介し、前記複数の側表面は第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対向して平行であり、前記第七側表面と前記第八側表面は前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ前記第五側表面と第六側表面に垂直であり、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は共平面であり、前記第三側表面と前記第七側表面は共平面であり、前記第四側表面と前記第八側表面は共平面である第三部分と、
共平面である前記第三側表面と前記第七側表面に沿って、前記第一部分、前記第二部分及び前記第三部分に連続して形成され、且つ前記第一部分、前記第二部分及び前記第三部分を貫通する第一溝部と、
前記第二部分の前記第四側表面に形成され、前記第二部分を貫通し、前記第一溝部に対向して平行である第二溝部と、
を有することを特徴とする位置決めピン。
【請求項１９】
請求項１８に記載の位置決めピンであって、
前記位置決めピンは、静電チャック及びその周辺部材に用いられ、前記周辺部材はフォーカスリング及び下層石英リングを有し、前記位置決めピンが前記静電チャック、前記フォーカスリング及び前記下層石英リングに挿入されることにより、前記第一部分が前記静電チャックの円形ピン穴に緊密に挿入され、前記第二部分の前記第一側表面及び前記第二側表面がそれぞれ前記下層石英リングの長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺と緊密に接触し、且つ前記第三部分の前記第五側表面及び前記第六側表面がそれぞれ前記フォーカスリングの長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触し、
前記静電チャックと前記周辺部材の同一円周上に等間隔で、少なくとも３本の前記位置決めピンが設置されることを特徴とする位置決めピン。
【請求項２０】
請求項１８に記載の位置決めピンであって、
前記第二溝部はそれぞれ前記第二部分及び前記第三部分の軸方向に前記第一部分及び前記第三部分まで延伸可能であることを特徴とする位置決めピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は位置決めピンに関し、特に熱膨張係数の差異によって生じる変形に適応可能な位置決めピン、及び当該位置決めピンを備えた半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体プラズマエッチング技術において、被処理ウェハは通常静電チャック（ＥＳＣ、ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ  ｃｈｕｃｋ）により固定される。静電チャックは位置決めピンにより、フォーカスリング及びこのフォーカスリング下方に位置する下層石英リングとの位置決めが行われる（特許文献１参照。但し、特許文献１では、例えば図１７における１１１が前記下層石英リングに相当し、１１２が前記フォーカスリングに相当する。また、特許文献１において、位置決めピンは省略されている）。しかし、ウェハをエッチング処理室へ搬入、搬出する際や、エッチングを行っている期間に、静電チャック、フォーカスリング及び下層石英リング（以下、「部材」と記載する場合がある。）が様々な要因により偏移（ｓｈｉｆｔ）し、ウェハアーキング（ｗａｆｅｒ  ａｒｃｉｎｇ）または静電チャックアーキング（ＥＳＣ  ａｒｃｉｎｇ）が発生する。前記偏移の要因はおおよそ次のように分けられる。（１）エッチング処理室内の真空吸引により偏移が生じる。即ちチャンバー内の大気を真空にする瞬間の非常に大きな圧力差により前記部材に偏移が生じる。（２）ウェハロードロックモジュール（ＬＬＭ、ｌｏａｄ−ｌｏｃｋ  ｍｏｄｕｌｅ）とエッチング処理室間の圧力差により偏移が生じる。即ちウェハ搬送システムがウェハをウェハロードロックモジュール内を通過させてエッチング処理室に搬入する際、ウェハロードロックモジュール内を先ず真空にして、ウェハロードロックモジュールとエッチング処理室との間に位置するゲートはウェハロードロックモジュール内が真空にされた後に開かれ、ウェハ搬送システムはウェハをエッチング処理室内へ搬入する。このゲートの開閉の瞬間に圧力差が生じ、それにより前記部材に偏移が生じる。（３）温度変化により偏移が生じる。即ちエッチング処理中に、静電チャックは約０℃から約４０℃の間で繰り返し温度の上げ下げの操作が行われ、各部材の熱膨張係数がいずれも異なるため、前記部材に偏移が生じる。従来の改良方法においては、圧力差による偏移の問題（即ち前記（１）及び（２）による偏移）については、既に改良が行われている。例えば、エッチング処理室の排気口の低真空スロットルの流量を制御して真空吸引時の圧力差を小さくする方法や、また、起動順序と圧力センサの変更によりゲートを開く前に、ウェハロードロックモジュールとエッチング処理室との間の圧力差を小さくするなどの改良が行われている。しかし、最も根本的な問題点である、各部材の熱膨張係数の差異による偏移（即ち、前記（３）による偏移）が依然残されている。よって、各部材の熱膨張係数の差異によって生じる偏移が除去可能な位置決めピンの開発が急務である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７７３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、部材間の熱膨張係数の差異によって生じる偏移が除去可能な位置決めピンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した目的を達成するため、本発明は、位置決めピンであって、中空円柱体である第一部分と、複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、前記第一部分と一体同軸成型され、前記複数の側表面は第一側表面、第二側表面、第三側表面及び第四側表面を有し、前記第一側表面は前記第二側表面に対して平行であり、前記中空多辺形柱体の軸方向に対して垂直方向の断面視において、前記第一側表面の長さと前記第二側表面の長さはそれぞれ前記第一側表面と前記第二側表面との間の長さよりも長く、前記第三側表面と第四側表面は前記第一側表面と前記第二側表面との間に位置する第二部分と、を有し、前記第一部分における前記円柱体の側表面には、当該円柱体の軸方向に沿って平行に２箇所以上に延伸する溝である第一溝部が形成され、前記第二部分における前記第三側表面と前記第四側表面には、それぞれ前記中空多辺円柱体の軸方向に沿って平行に延伸する溝である第二溝部が形成され、少なくとも前記第一溝部と前記第二溝部との一方における溝の両端部には貫通孔が形成され、前記第一溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第一溝部よりも大きい幅を有し、前記第二溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第二溝部よりも大きい幅を有する。
【０００６】
前記第三側表面は前記第四側表面に対して平行であり、前記第三側表面と前記第四側表面は前記第一側表面と前記第二側表面に垂直であってもよい。
【０００７】
前記第一溝部は、前記円柱体の円周方向に等間隔に形成されていてもよい。
【０００８】
前記位置決めピンは、前記第一部分と前記第二部分との間に設けられ、前記第一部分及び前記第二部分と一体同軸成形された第三部分と、前記第三部分において、前記第三側表面に沿った側表面と前記第四側表面に沿った側表面にそれぞれ形成された第三溝部と、を有し、少なくとも前記第一溝部、前記第二溝部又は前記第三溝部の両端部には前記貫通孔が形成され、前記第一溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第一溝部よりも大きい幅を有し、前記第二溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第二溝部よりも大きい幅を有し、前記第三溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第三溝部よりも大きい幅を有していてもよい。
【０００９】
また、前記位置決めピンは、前記第一部分と前記第二部分との間に設けられた第三部分を有し、前記第二溝部は前記第二部分及び前記第三部分の軸方向に沿って前記第三部分まで延伸していてもよい。
【００１０】
さらに、前記第三部分は、複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、前記複数の側表面は第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対向して平行であり、前記第七側表面と前記第八側表面は前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ前記第五側表面と第六側表面に垂直であり、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は共平面であり、前記第三側表面と前記第七側表面は共平面であり、前記第四側表面と前記第八側表面は共平面であってもよい。なお、前記第一側表面と前記第五側表面は非共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は非共平面であってもよい。
【００１１】
前記第三部分は、複数の側表面を有する中空柱体であって、前記複数の側表面は第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対向して平行であり、前記第七側表面と前記第八側表面は前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ湾曲し、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は共平面であってもよい。なお、前記第一側表面と前記第五側表面は非共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は非共平面であってもよい。
【００１２】
なお、前記貫通孔は側面視において長方形状を有していてもよいし、側面視において円形状を有していてもよい。
【００１３】
別な観点の本発明は、半導体製造装置であって、静電チャックと、当該静電チャックの周辺部材と、前記静電チャック及び前記周辺部材に用いられる位置決めピンと、を有し、前記位置決めピンは、中空円柱体である第一部分と、複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、前記第一部分と一体同軸成型され、前記複数の側表面は第一側表面、第二側表面、第三側表面及び第四側表面を有し、前記第一側表面は前記第二側表面に対して平行であり、前記中空多辺形柱体の軸方向に対して垂直方向の断面視において、前記第一側表面の長さと前記第二側表面の長さはそれぞれ前記第一側表面と前記第二側表面との間の長さよりも長く、前記第三側表面と第四側表面は前記第一側表面と前記第二側表面との間に位置する第二部分と、を有し、前記第一部分における前記円柱体の側表面には、当該円柱体の軸方向に沿って平行に２箇所以上に延伸する溝である第一溝部が形成され、前記第二部分における前記第三側表面と前記第四側表面には、それぞれ前記中空多辺円柱体の軸方向に沿って平行に延伸する溝である第二溝部が形成され、少なくとも前記第一溝部と前記第二溝部との一方における溝の両端部には貫通孔が形成され、前記第一溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第一溝部よりも大きい幅を有し、前記第二溝部の両端部に貫通孔が形成されている場合には、当該貫通孔は前記第二溝部よりも大きい幅を有し、前記位置決めピンは、前記静電チャック及び前記周辺部材に用いられ、前記位置決めピンが前記静電チャック及び前記周辺部材内に挿入されることにより、前記第一部分が前記静電チャックの円形ピン穴に緊密に挿入され且つ前記第二部分の前記第一側表面及び前記第二側表面がそれぞれ前記周辺部材の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触し、前記静電チャックと前記周辺部材の同一円周上に等間隔で少なくとも３本の前記位置決めピンが設置される。なお、長円形は、直線状の二つの対向する平行な長辺と、半円状に外側に湾曲する二つの対向する短辺からなる形状である。
【００１４】
前記周辺部材はフォーカスリングを有していてもよいし、さらに下層石英リングを有していてもよい。
【００１５】
前記位置決めピンは、前記第一部分と前記第二部分との間に設けられた第三部分を有し、前記第三部分は、複数の側表面を有する中空多辺形柱体であって、前記複数の側表面は第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対向して平行であり、前記第七側表面と前記第八側表面は前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ前記第五側表面と第六側表面に垂直であり、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は共平面であり、前記第三側表面と前記第七側表面は共平面であり、前記第四側表面と前記第八側表面は共平面であってもよい。
【００１６】
また、前記位置決めピンは、前記第一部分と前記第二部分との間に設けられた第三部分を有し、前記第三部分は、複数の側表面を有する中空柱体であって、前記複数の側表面は第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対向して平行であり、前記第七側表面と前記第八側表面は前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ湾曲し、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面は共平面であってもよい。
【００１７】
また別な観点の本発明は、位置決めピンであって、中空円柱体である第一部分と、複数の側表面を有する中空多辺形柱体であり、前記第一部分と一体同軸成型され、前記複数の側表面は第一側表面、第二側表面及び第三側表面を有し、前記第一側表面は前記第二側表面に対して平行であり、前記第三側表面は前記第一側表面と前記第二側表面との間に位置し、且つ前記第一側表面と前記第二側表面に垂直である第二部分と、前記第三側表面に沿って前記第一部分と前記第二部分に連続して形成され、且つ前記第一部分と前記第二部分を貫通している溝部と、有する。
【００１８】
本発明の位置決めピンは、静電チャック及びその周辺部材に用いられ、前記位置決めピンが前記静電チャック及び前記周辺部材内に挿入されたとき、前記第一部分が前記静電チャックの円形ピン穴に緊密に挿入され、前記第二部分の前記第一側表面及び前記第二側表面がそれぞれ前記周辺部材の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触できる。なお、長円形は、直線状の二つの対向する平行な長辺と、半円状に外側に湾曲する二つの対向する短辺からなる形状である。
【００１９】
さらに別な観点の本発明は、位置決めピンであって、中空円柱体である第一部分と、
複数の側表面を有する中空多辺形柱体であり、前記複数の側表面は、第一側表面、第二側表面、第三側表面及び第四側表面を有し、そのうち、前記第一側表面は前記第二側表面に対し平行であり、前記第三側表面と前記第四側表面は、前記第一側表面と前記第二側表面との間に位置し且つ前記第一側表面と前記第二側表面とに対し垂直である第二部分と、
複数の側表面を有する中空多辺形柱体であり、前記第一部分と前記第二部分と一体同軸成型され、前記第二部分を前記第一部分との間に介し、前記複数の側表面は、第五側表面、第六側表面、第七側表面及び第八側表面を有し、前記第五側表面は前記第六側表面に対し平行であり、前記第七側表面と前記八側表面は、前記第五側表面と前記第六側表面との間に位置し且つ前記第五側表面と前記第六側表面に垂直であり、前記第一側表面と前記第五側表面は共平面であり、前記第二側表面と前記第六側表面が共平面であり、前記第三側表面と前記第七側表面が共平面であり、及び前記第四側表面と第八側表面が共平面である第三部分と、
共平面である前記第三側表面と前記第七側表面に沿って前記第一部分、前記第二部分及び前記第三部分に連続して形成され、且つ前記第一部分、前記第二部分及び前記第三部分を貫通する第一溝部と、
前記第二部分の前記第四側表面に形成され、前記第二部分を貫通し、前記第一溝部に対して平行である前記第二溝部と、を有する。
前記第二溝部はそれぞれ前記位置決めピンの軸方向に前記第一部分と前記第三部分まで延伸可能である。前記第一側表面と前記第五側表面は非共平面でもよく、また前記第二側表面と前記第六側表面は非共平面でもよい。前記第二溝部はそれぞれ前記位置決めピンの軸方向に前記第一部分と前記第三部分まで延伸可能である。
【００２０】
別な観点の本発明の位置決めピンは、静電チャック及びその周辺部材に用いられ、前記周辺部材はフォーカスリング及び下層石英リングを有し、前記位置決めピンが前記静電チャック、前記フォーカスリング及び前記下層石英リングに挿入されたとき、前記第一部分が前記静電チャックの円形ピン穴内に緊密に挿入され、前記第二部分の前記第一側表面及び前記第二側表面がそれぞれ前記下層石英リングの長円形ピン穴の二つの対向して平行な長辺と緊密に接触し、前記第三部分の前記第五側表面及び前記第六側表面がそれぞれ前記フォーカスリングの長円形ピン穴の二つの対向して平行な長辺に緊密に接触する。
【００２１】
前記第二溝部はそれぞれ前記第二部分及び前記第三部分の軸方向に前記第一部分及び前記第三部分まで延伸可能であってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、位置決めピンを用いて部材を位置決めする際に、当該部材間の熱膨張係数の差異によって生じる偏移を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】位置決めピンが静電チャック、フォーカスリング及び下層石英リングに対し位置決めを行った状態を示す説明図である。
【図２】静電チャック、フォーカスリング及び下層石英リングのピン穴の配置を示す説明図である。
【図３】従来の位置決めピンがフォーカスリングの長円形ピン穴に挿入された状態を示す説明図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施形態に基づく位置決めピンの立体図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）の線Ｙ−Ｙに沿った断面図である。
【図５】（Ａ）は図４（Ａ）の線ａ−ａに沿った断面図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）の線ｂ−ｂに沿った断面図である。
【図６】本発明の実施形態に基づいた位置決めピンがフォーカスリングの長円形ピン穴に挿入された状態を示す説明図である。
【図７】位置決めピンが静電チャック及びフォーカスリングに対し位置決めを行った状態を示す説明図である。
【図８】本発明の別の実施形態に基づいた位置決めピンの立体図である。
【図９】（Ａ）は図８が示す位置決めピンの正面図であり、（Ｂ）は図８が示す位置決めピンの背面図であり、（Ｃ）は図８の線Ｚ−Ｚに沿った断面図である。
【図１０】（Ａ）は図８の線ａ’−ａ’に沿った断面図であり、（Ｂ）は図８の線ｂ’−ｂ’に沿った断面図であり、（Ｃ）は図８の線ｃ’−ｃ’に沿った断面図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の別の実施形態に基づく位置決めピンの立体図であり、（Ｂ）は図１１（Ａ）の線Ｙ−Ｙに沿った断面図であり、（Ｃ）は図１１（Ａ）が示す位置決めピンの正面図である。
【図１２】（Ａ）は図１１（Ａ）の線ａ−ａに沿った断面図であり、（Ｂ）は図１１（Ａ）の線ｂ−ｂに沿った断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に基づいた位置決めピンがフォーカスリングの長円形ピン穴に挿入された状態を示す説明図である。
【図１４】本発明の別の実施形態に基づく位置決めピンの正面図である。
【図１５】本発明の別の実施形態に基づく位置決めピンにおける貫通孔の形状を示す説明図である。
【図１６】本発明の別の実施の形態に基づく位置決めピンの第二部分の断面図である。
【図１７】（Ａ）は本発明の別の実施形態に基づく位置決めピンの立体図であり、（Ｂ）は図１７（Ａ）の線Ｙ−Ｙに沿った断面図であり、（Ｃ）は図１７（Ａ）が示す位置決めピンの正面図である。
【図１８】（Ａ）は図１７（Ａ）の線ａ−ａに沿った断面図であり、（Ｂ）は図１７（Ａ）の線ｂ−ｂに沿った断面図であり、（Ｃ）は図１７（Ａ）の線ｃ−ｃに沿った断面図である。
【図１９】本発明の別の実施形態に基づく位置決めピンの正面図である。
【図２０】本発明の別の実施形態に基づく位置決めピンの正面図である。
【図２１】（Ａ）は本発明の別の実施形態に基づく位置決めピンの立体図であり、（Ｂ）は図２１（Ａ）の線Ｙ−Ｙに沿った断面図であり、（Ｃ）は図２１（Ａ）が示す位置決めピンの正面図である。
【図２２】（Ａ）は図２１（Ａ）の線ａ−ａに沿った断面図であり、（Ｂ）は図２１（Ａ）の線ｂ−ｂに沿った断面図であり、（Ｃ）は図２１（Ａ）の線ｃ−ｃに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施形態及び優位点は、以下及び本発明の原理を図示した図面とあわせた詳細な説明により明白になる。
【００２５】
本明細書に付随の図面を用いて、本発明の例示的な実施形態とこの実施形態の優位点及び特徴をより明瞭に説明する。ここで、各図面は例示的な説明図に過ぎず、実際の比例に基づいて製図したものではなく、これら図面が示した比例によって実施の根拠とするものではない。
【００２６】
図１は、半導体製造装置Ｍにおいて、位置決めピン１により、静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７を位置決めしている状態を示す説明図である。すなわち、半導体製造装置Ｍは、位置決めピン１、静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７を有している。図１が示すように、位置決めを行うとき、位置決めピン１は静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７のピン穴内に同時に挿入される。このとき、位置決めピン１は下層石英リング７を貫通するため、位置決めピン１の位置決め範囲は前記三つの部材３、５、７を含んでいる。一般的に、位置決めピン１は、ポリイミド材料（例えばＶｅｓｐｅｌ（イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニーの登録商標）  ＳＰ−１）により製造されるか、又は、その他適切な材料により製造される。静電チャック３はアルミニウムにより製造される。フォーカスリング５はシリコンにより製造される。下層石英リング７は石英により製造される。
【００２７】
図２は、静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７のピン穴の配置を示す説明図である。図２が示すように、位置決めピン１が挿入されるピン穴は、静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７の同一円周上に等間隔に複数形成されている。なお、図２においては、ピン穴としてフォーカスリング５のピン穴５１が図示されている。また、図２の例ではピン穴５１は３箇所に形成されているが、４ヶ所以上に形成されていてもよい。
【００２８】
従来のプラズマエッチング設備において、静電チャック３のピン穴は円形であり、フォーカスリング５と下層石英リング７のピン穴はいずれも長円形であり、位置決めピン１の外形はソリッド状円柱形である。そのうち、位置決めピン１は、静電チャック３の円形ピン穴に完全に緊密に挿入され（図示せず）、位置決めピン１のその他の部分はフォーカスリング５と下層石英リング７の長円形ピン穴（図３）に同時に挿入することができる。図３は、従来の位置決めピン１をフォーカスリング５の長円形ピン穴５１に挿入した状態を示す説明図である。図３が示すように、位置決めピン１がフォーカスリング５の長円形ピン穴５１に挿入されたとき、位置決めピン１の円周両側がピン穴５１の二つの対向する平行な長辺５１ａ及び５１ｂと緊密に接触してフォーカスリング５を固定する。なお、ピン穴５１の長辺５１ａ及び５１ｂは、図２に示すようにフォーカスリング５の径方向（図２中の点線方向であって、以下、「法線方向」という場合がある）に延伸しており、３本の位置決めピン１によってフォーカスリング５が固定される。同様に、下層石英リング７もまたこの方法により固定される。しかし、プラズマエッチング処理中、静電チャック３の温度の上昇、下降の操作が繰り返し行われるため、静電チャック３、フォーカスリング５、下層石英リング７及び位置決めピン１に温度変化による膨張と収縮が生じる。しかも、これら静電チャック３、フォーカスリング５、下層石英リング７及び位置決めピン１の熱膨張係数はそれぞれ異なり、これらの温度変化による偏移が異なる。更に、静電チャック３は円盤状構造を有し、フォーカスリング５と下層石英リング７はリング状構造を有するため、これら部材３、５、７の法線方向の熱膨張の偏移は、その体積熱膨張偏移と比較して更に顕著になる。この他、ソリッド構造を有する位置決めピン１に熱膨張が生じた時に、その体積熱膨張偏移はより明白になる。このような状況では、静電チャック３、フォーカスリング５、下層石英リング７及び位置決めピン１に熱膨張が生じたとき、位置決めピン１は、その体積熱膨張偏移がその他部材３、５、７の熱膨張偏移に適応できない。このため、位置決めピン１とその他の部材３、５、７との間に間隙が生じる。そうすると、その他の部材３、５、７が位置決めピン１に固定されず、その他部材３、５、７の損傷（特にフォーカスリング５の損傷）、又は位置決めピン１自体の破砕、又は位置決めピン１のピン穴からの脱落が生じて、位置決め効果が失われる。また、位置決めピン１はピン穴５１に密接挿入する時、位置決めピン１の円周とピン穴５１の長辺５１ａ、５１ｂはほぼ線接触しており、故にその接触面積は小さい。よって、プラズマエッチングを行っているとき、プラズマがピン穴５１内に非常に侵入しやすく、位置決めピン１を侵食するので、部材３、５、７に偏移が生じる。またこの現象は、位置決めピン１の使用寿命も短縮させる。
【００２９】
図４（Ａ）は、本発明の実施形態に基づく位置決めピン１００の立体図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の線Ｙ−Ｙに沿った断面図である。図４（Ａ）と図４（Ｂ）に示すように、位置決めピン１００は、一体同軸成型の第一部分Ａと第二部分Ｂを有し、且つ中空構造及び溝部１１０を備えることにより、「Ｃ」型構造を形成してばね張力によって位置決め効果が得られる。このうち、溝部１１０はこの「Ｃ」型構造の開口を形成してもよい。図５（Ａ）は、図４（Ａ）の線ａ−ａの断面図であり、第一部分Ａの断面を表示している。図５（Ｂ）は、図４（Ａ）の線ｂ−ｂの断面図であり、第二部分Ｂの断面を表示している。第一部分Ａは中空円柱体である。位置決めピン１００が静電チャック３内に挿入された時、第一部分Ａは静電チャック３の円形ピン穴内に緊密に挿入される。第二部分Ｂは中空多辺形柱体であり、複数の側表面を有する。第二部分Ｂのこれら側表面において、対向して平行する第一側表面１２０と第二側表面１２０’（図５（Ｂ））は、位置決めピン１００がフォーカスリング５及び下層石英リング７内に挿入された時、それぞれフォーカスリング５及び下層石英リング７の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触して、法線方向の熱膨張冷却収縮の偏移を受承し、且つ円周間の間隙を最小にすることができる。具体的には、図６に示すように、フォーカスリング５を例にすると、位置決めピン１００がフォーカスリング５のピン穴５１に挿入された時、第二部分Ｂの第一側表面１２０と第二側表面１２０’がそれぞれピン穴５１の二つの対向する平行な長辺５１ａ及び５１ｂに緊密に接触することができる。また、下層石英リング７の状況も上述と同様である。この他、溝部１１０が第一側表面１２０と第二側表面１２０’との間のもう一方の第三側表面１３０に沿って第一部分Ａと第二部分Ｂに連続して形成され、第一部分Ａ及び第二部分Ｂを貫通する。また、第三側表面１３０は第一側表面１２０と第二側表面１２０’に垂直である。
【００３０】
位置決めピン１００は中空構造及び溝部１１０を有すため、静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７に熱膨張冷却収縮が生じたとき、位置決めピン１００は、前記部材３、５、７の熱膨張係数の差異による変形に適応して、変形による偏移を減少させる。ここで、位置決めピンがソリッド構造を有している場合、熱膨張冷却収縮中に、その全体の体積が温度により変化するため、その他部材３、５、７に生じる変形に適応できない。しかし、位置決めピン１００は中空構造及び溝部１１０を有しているため、その熱膨張の形態は体積熱膨張から線熱膨張となり、その他部材３、５、７に生じた変形にも適応可能である。また、位置決めピン１００の第二部分Ｂの第一側表面１２０、第二側表面１２０’と長辺５１ａ、５１ｂの接触は、線接触から面接触へ変化する。この時、接触面積は線接触の接触面積よりも大きく、故に、プラズマエッチングの際に、プラズマが各部材のピン穴内に侵入しづらいので、位置決めピン１００の使用寿命を延長させ、且つその他部材３、５、７が位置決めピン１００の熱膨張により損傷することを防止する。単一位置決めピン１００は円周方向の位置決めを行う。静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７の同一円周上において、３本以上の位置決めピン１００を等間隔にこの円周上に配置する場合、位置決めピン１００の第一側表面１２０、第二側表面１２０’とピン穴５１の長辺５１ａ、５１ｂが摺動し、熱膨張または冷却収縮による法線方向の偏移を受承して、前記部材３、５、７に対し位置決め効果が生じる。即ち、図２に示したように位置決めピン１００が挿入されるピン穴がその他の部材３、５、７の同一円周上に等間隔に複数（図示の例では３箇所）形成されている場合において、その他の部材３、５、７がそれぞれ法線方向に偏移しても、位置決めピン１００の第一側表面１２０と第二側表面１２０’によってこれらその他の部材３、５、７が位置決めされる。
【００３１】
なお、図７に示すように位置決めピン１００は、静電チャック３及びフォーカスリング５の位置決めを行う際にも用いられる。即ち、下層石英リング７が省略された場合でも位置決めピン１００を用いることができる。なお、かかる場合の位置決めピン１００による静電チャック３及びフォーカスリング５の位置決めは、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３２】
図８は本発明の別の実施形態に基づく位置決めピン２００の立体図である。図９（Ａ）は図８に図示された位置決めピン２００の正面図であり、図９（Ｂ）は図８に図示された位置決めピン２００の背面図であり、図９（Ｃ）は図８の線Ｚ−Ｚに沿った断面図である。図８から図９（Ｃ）に示すように、位置決めピン２００は一体同軸成型である第一部分Ａ’、第二部分Ｂ’及び第三部分Ｃ’を有し、且つ中空構造及び第一溝部２１０と第二溝部２４０を備える。図１０（Ａ）は図８の線ａ’−ａ’に沿った断面図であり、第一部分Ａ’の断面を表示している。図１０（Ｂ）は図８の線ｂ’−ｂ’に沿った断面図であり、第二部分Ｂ’の断面を表示している。図１０（Ｃ）は図８の線ｃ’−ｃ’に沿った断面図であり、第三部分Ｃ’の断面を表示している。位置決めピン１００と同様、位置決めピン２００もまた「Ｃ」型構造を有し、第一溝部２１０はこの種の「Ｃ」型構造の開口を形成してもよく、ばね張力により位置決め効果が得られる。第一部分Ａ’は中空円柱体である。位置決めピン２００が静電チャック３に挿入された時、第一部分Ａ’は、静電チャック３の円形ピン穴に緊密に挿入される。第二部分Ｂ’は、中空多辺形柱体であり、複数の側表面を有する。第二部分Ｂ’のこれら側表面において、対向する平行な第一側表面２２０と第二側表面２２０’は、位置決めピン２００が下層石英リング７に挿入された時、それぞれ下層石英リング７の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触する（図６に類似）。第一側表面２２０と第二側表面２２０’の間に対向する平行な第三側表面２２５と第四側表面２２５’が存在し、第三側表面２２５と第四側表面２２５’は第一側表面２２０と第二側表面２２０’に垂直である。第三部分Ｃ’もまた中空多辺形柱体であり、複数の側表面を有する。第三部分Ｃ’のこれら側表面において、対向する平行な第五側表面２３０と第六側表面２３０’は、位置決めピン２００がフォーカスリング５に挿入された時、それぞれフォーカスリング５の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触する（図６に類似）。第五側表面２３０と第六側表面２３０’との間に対向する平行な第七側表面２３５と第八側表面２３５’が存在し、第七側表面２３５と第八側表面２３５’は第五側表面２３０と第六側表面２３０’に垂直である。
【００３３】
第一側表面２２０と第五側表面２３０は、共平面（ｃｏｐｌａｎｅ）又は非共平面（ｎｏｎ−ｃｏｐｌａｎｅ）のいずれであってもよい。第二側表面２２０’と第六側表面２３０’は、共平面又は非共平面のいずれであってもよい。図８において、第一側表面２２０と第五側表面２３０は非共平面であり、第二側表面２２０’と第六側表面２３０’も非共平面である。即ち、第一側表面２２０と第五側表面２３０との間に段差があり、第二側表面２２０’と第六側表面２３０’との間にも段差がある。第三側表面２２５と第七側表面２３５は共平面であり、また第四側表面２２５’と第八側表面２３５’は共平面である。本発明のもう一つの実施形態において、第一側表面２２０と第五側表面２３０は共平面であり、第二側表面２２０’と第六側表面２３０’も共平面である。即ち、第一側表面２２０と第五側表面２３０との間には段差がなく、第二側表面２２０’と第六側表面２３０’との間にも段差がない。第一溝部２１０は共平面の第三側表面２２５と第七側表面２３５に沿って、第一部分Ａ’、第二部分Ｂ’及び第三部分Ｃ’に連続して形成され、第一部分Ａ’、第二部分Ｂ’及び第三部分Ｃ’を貫通する。第二溝部２４０は、第二部分Ｂ’の第四側表面２２５’に形成され、第二部分Ｂ’を貫通し、第一溝部２１０は、第二溝部２４０に対して平行である。この他、第二溝部２４０もそれぞれ第一部分Ａ’の円柱体及び第三部分Ｃ’の第八側表面２３５’へ位置決めピン２００の軸方向に延伸して、それぞれこの円柱体及び第八側表面２３５’の一部分に貫通する溝部を形成する。
【００３４】
位置決めピン２００は、中空構造及び第一溝部２１０を有しているので、その熱膨張形態は、体積熱膨張から線熱膨張になり、その他の部材３、５、７に生じる変形に適応可能である。この他、位置決めピン２００の第二部分Ｂ’は第二溝部２４０を有しているために、第二部分Ｂ’自体が板状ばねの機能を備え、位置決めピン２００の変形に対する適応度が向上する。位置決めピン２００も例えば上記位置決めピン１００の配置方式により、半導体プラズマエッチング設備において位置決めを実施する。また、静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７の同一円周上において、３本以上の位置決めピン２００を等間隔にこの円周上に配置してもよい。この場合、熱膨張または冷却収縮による法線方向の偏移を受承して、前記部材３、５、７に対し位置決め効果が生じる。即ち、図２に示したように位置決めピン２００が挿入されるピン穴がその他の部材３、５、７の同一円周上に等間隔に複数（図示の例では３箇所）形成されている場合において、その他の部材３、５、７がそれぞれ法線方向に偏移しても、位置決めピン２００がこれらの他の部材３、５、７の熱膨張または冷却収縮による法線方向の偏移を受承して、その他の部材３、５、７が位置決めされる。
【００３５】
図１１（Ａ）は、本発明の別の実施形態に基づく位置決めピン３００の立体図であり、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）の線Ｙ−Ｙに沿った断面図であり、図１１（Ｃ）は図１１（Ａ）に図示された位置決めピン３００の正面図である。図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）に示すように、位置決めピン３００は、一体同軸成型の第一部分３１０と第二部分３２０を有し、且つ中空構造及び第一溝部３３０、貫通孔３３５、第二溝部３４０を備える。貫通孔３３５は、第一溝部３３０の両端部に形成され、側面視において長方形状を有している。また、貫通孔３３５は、第一溝部３３０よりも大きい幅を有している。これら第一溝部３３０、貫通孔３３５、及び第二溝部３４０は、それぞれ位置決めピン３００において対向して２箇所ずつに形成されている。図１２（Ａ）は、図１１（Ａ）の線ａ−ａの断面図であり、第一部分３１０の断面を表示している。図１２（Ｂ）は、図１１（Ａ）の線ｂ−ｂの断面図であり、第二部分３２０の断面を表示している。第一部分３１０は中空円柱体である。位置決めピン３００が静電チャック３内に挿入された時、第一部分３１０は静電チャック３の円形ピン穴内に緊密に挿入される。第一部分３１０において、後述する第三側表面３５５と第四側表面３５５’に沿った側表面には、それぞれ上記第一溝部３３０と貫通孔３３５が形成されている。第二部分３２０は中空多辺形柱体であり、複数の側表面を有する。第二部分３２０のこれら側表面において、第一側表面３５０と第二側表面３５０’は対向して平行する（図１２（Ｂ））。第一側表面３５０の長さＬ１と第二側表面３５０’の長さＬ１は、それぞれ第一側表面３５０と第二側表面３５０’との間の長さＬ２よりも長い。これによって、位置決めピン３００はフォーカスリング５のピン穴５１内で回転せず、適切な位置決めを行うことができる。また、第一側表面３５０と第二側表面３５０’は、位置決めピン３００がフォーカスリング５及び下層石英リング７内に挿入された時、それぞれフォーカスリング５及び下層石英リング７の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触して、法線方向の熱膨張冷却収縮の偏移を受承し、且つ円周間の間隙を最小にすることができる。具体的には、図１３に示すように、フォーカスリング５を例にすると、位置決めピン３００がフォーカスリング５のピン穴５１に挿入された時、第二部分３２０の第一側表面３５０と第二側表面３５０’がそれぞれピン穴５１の二つの対向する平行な長辺５１ａ及び５１ｂに緊密に接触することができる。また、下層石英リング７の状況も上述と同様である。第一側表面３５０と第二側表面３５０’の間には、対向する平行な第三側表面３５５と第四側表面３５５’が存在し、第三側表面３５５と第四側表面３５５’は第一側表面３５０と第二側表面３５０’に垂直である。第二部分３２０の第三側表面３５５と第四側表面３５５’には、それぞれ上記第二溝部３４０が形成されている。第二溝部３４０の一端部は、第二部分３２０の一端部において開口している。
【００３６】
位置決めピン３００は、中空構造及び第一溝部３３０、貫通孔３３５、第二溝部３４０を有しているので、静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７に熱膨張冷却収縮が生じたとき、位置決めピン３００は、前記部材３、５、７の熱膨張係数の差異による変形に適応して、変形による偏移を減少させる。即ち、位置決めピン３００は、その熱膨張の形態は体積熱膨張から線熱膨張となり、その他部材３、５、７に生じた変形にも適応可能である。しかも、第一溝部３３０の両端部には貫通孔３３５が形成されているので、第一部分３１０が変形する際の第一溝部３３０の偏移を貫通孔３３５において受承できる。また、位置決めピン３００の第二部分３２０の第一側表面３５０、第二側表面３５０’と長辺５１ａ、５１ｂの接触は、線接触から面接触へ変化する。この時、接触面積は線接触の接触面積よりも大きく、故に、プラズマエッチングの際に、プラズマが各部材のピン穴内に侵入しづらいので、位置決めピン３００の使用寿命を延長させ、且つその他部材３、５、７が位置決めピン３００の熱膨張により損傷することを防止する。特に第一溝部３３０及び貫通孔３３５は第一部分３１０を貫通しないので、放電を抑制することができる。また、単一位置決めピン３００は円周方向の位置決めを行う。静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７の同一円周上において、３本以上の位置決めピン３００を等間隔にこの円周上に配置する場合、熱膨張または冷却収縮による法線方向の偏移を受承して、前記部材３、５、７に対し位置決め効果が生じる。即ち、図２に示したように位置決めピン３００が挿入されるピン穴がその他の部材３、５、７の同一円周上に等間隔に複数（図示の例では３箇所）形成されている場合において、その他の部材３、５、７がそれぞれ法線方向に偏移しても、位置決めピン３００の第一側表面３５０と第二側表面３５０’によってこれらその他の部材３、５、７が位置決めされる。
【００３７】
なお、上記実施の形態の位置決めピン３００では、第一溝部３３０の両端部に貫通孔３３５が形成されていたが、少なくとも第一溝部３３０又は第二溝部３４０の両端部に貫通孔が形成されていてもよい。例えば図１４に示すように第二部分３２０において、第二溝部３４０の両端部には貫通孔３４５が形成されていてもよい。貫通孔３４５は、側面視において長方形状を有している。また、貫通孔３４５は、第二溝部３４０よりも大きい幅を有している。かかる場合、第二部分３２０において、第二溝部３４０及び貫通孔３４５が貫通しない。このため、放電をより抑制することができ、位置決めピン３００の使用寿命をさらに延長させる。
【００３８】
また、上記実施の形態の貫通孔３３５は、図１５に示すように側面視において略円形状を有していてもよい。この貫通孔３３５の径は、第一溝部３３０の幅よりも大きい。かかる場合でも、第一部分３１０が変形する際の第一溝部３３０の偏移を貫通孔３３５において受承できる。また、第一溝部３３０及び貫通孔３３５は第一部分３１０を貫通しないので、放電を抑制することができる。
【００３９】
また、上記実施の形態の第三側表面３５５と第四側表面３５５’は平行であって、第一側表面３５０と第二側表面３５０’に垂直であったが、図１６に示すように第三側表面３５５と第四側表面３５５’は外側に凸に湾曲していてもよい。かかる場合、位置決めピン３００の第二部分３２０を形成する際には、例えば中空円柱体の対向する側表面を削って第一側表面３５０と第二側表面３５０’を形成し、第二溝部３４０を形成するだけでよい。このため、位置決めピン３００の加工が容易になる。さらに、上記実施の形態では、第三側表面３５５と第一側表面３５０との間の側表面は平面であったが、外側に凸に湾曲していてもよい。同様に、第三側表面３５５と第二側表面３５０’との間の側表面、第四側表面３５５’と第一側表面３５０との間の側表面、第四側表面３５５’と第二側表面３５０’との間の側表面も、外側に凸に湾曲していてもよい。
【００４０】
なお、上記位置決めピン３００は、静電チャック３及びフォーカスリング５の位置決めを行う際にも用いられる（図７に類似）。即ち、下層石英リング７が省略された場合でも位置決めピン３００を用いることができる。なお、かかる場合の位置決めピン３００による静電チャック３及びフォーカスリング５の位置決めは、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４１】
図１７（Ａ）は、本発明の別の実施形態に基づく位置決めピン４００の立体図であり、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）の線Ｙ−Ｙに沿った断面図であり、図１７（Ｃ）は図１７（Ａ）に図示された位置決めピン４００の正面図である。位置決めピン４００は、上記実施の形態の位置決めピン３００の第一部分３２０と第二部分３２０の間に、さらに第三部分を有している。即ち、図１７（Ａ）から図１７（Ｃ）に示すように、位置決めピン４００は、一体同軸成型の第一部分４１０、第二部分４２０及び第三部分４３０を有し、且つ中空構造及び第一溝部４４０、貫通孔４４５、第二溝部４５０、第三溝部４６０を備える。貫通孔４４５は、第一溝部４４０の両端部に形成され、側面視において長方形状を有している。また、貫通孔４４５は、第一溝部４４０よりも大きい幅を有している。これら第一溝部４４０、貫通孔４４５、第二溝部４５０及び第三溝部４６０は、それぞれ位置決めピン４００において対向して２箇所ずつに形成されている。図１８（Ａ）は、図１７（Ａ）の線ａ−ａの断面図であり、第一部分４１０の断面を表示している。図１８（Ｂ）は、図１７（Ａ）の線ｂ−ｂの断面図であり、第三部分４３０の断面を表示している。図１８（Ｃ）は、図１７（Ａ）の線ｃ−ｃの断面図であり、第二部分４２０の断面を表示している。第一部分４１０は中空円柱体である。位置決めピン４００が静電チャック３内に挿入された時、第一部分４１０は静電チャック３の円形ピン穴内に緊密に挿入される。第一部分４１０において、後述する第三側表面４７５（第七側表面４８５）と第四側表面４７５’（第八側表面４８５’）に沿った側表面には、それぞれ上記第一溝部４４０と貫通孔４４５が形成されている。第二部分４２０は中空多辺形柱体であり、複数の側表面を有する。第二部分４２０のこれら側表面において、対向して平行する第一側表面４７０と第二側表面４７０’（図１８（Ｃ））は、位置決めピン４００がフォーカスリング５内に挿入された時、それぞれフォーカスリング５の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触する（図１３に類似）。第一側表面４７０と第二側表面４７０’の間には、対向する平行な第三側表面４７５と第四側表面４７５’が存在し、第三側表面４７５と第四側表面４７５’は第一側表面４７０と第二側表面４７０’に垂直である。第二部分４２０の第三側表面４７５と第四側表面４７５’には、それぞれ上記第二溝部４５０が形成されている。第二溝部４７０の一端部は、第二部分４２０の一端部において開口している。第三部分４３０もまた中空多辺形柱体であり、複数の側表面を有する。第三部分４３０のこれら側表面において、対向して平行する第五側表面４８０と第六側表面４８０’（図１８（Ｂ））は、位置決めピン４００が下層石英リング７内に挿入された時、それぞれ下層石英リング７の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触する（図１３に類似）。第五側表面４８０と第六側表面４８０’の間には、対向する平行な第七側表面４８５と第八側表面４８５’が存在し、第七側表面４８５と第八側表面４８５’は第五側表面４８０と第六側表面４８０’に垂直である。第二部分４３０の第七側表面４８５と第八側表面４８５’には、それぞれ上記第三溝部４６０が形成されている。
【００４２】
第一側表面４７０と第五側表面４８０は、共平面（ｃｏｐｌａｎｅ）又は非共平面（ｎｏｎ−ｃｏｐｌａｎｅ）のいずれであってもよい。第二側表面４７０’と第六側表面４８０’は、共平面又は非共平面のいずれであってもよい。図１７において、第一側表面４７０と第五側表面４８０は共平面であり、第二側表面４７０’と第六側表面４８０’も共平面である。即ち、第一側表面４７０と第五側表面４８０との間には段差がなく、第二側表面４７０’と第六側表面４８０’との間にも段差がない。第三側表面４７５と第七側表面４８５は共平面であり、また第四側表面４７５’と第八側表面４８５’は共平面である。なお、本発明のもう一つの実施形態において、第一側表面４７０と第五側表面４８０は非共平面であり、第二側表面４７０’と第六側表面４８０’も非共平面である。即ち、第一側表面４７０と第五側表面４８０との間には段差があり、第二側表面４７０’と第六側表面４８０’との間にも段差がある。
【００４３】
位置決めピン４００は、中空構造及び第一溝部４４０、貫通孔４４５、第二溝部４５０、第三溝部４６０を有しているので、その熱膨張形態は、体積熱膨張から線熱膨張になり、その他の部材３、５、７に生じる変形に適応可能である。しかも、第一溝部４４０の両端部には貫通孔４４５が形成されているので、第一部分４４０が変形する際の第一溝部４４０の偏移を貫通孔４４５において受承できる。位置決めピン４００も例えば上記位置決めピン３００の配置方式により、半導体プラズマエッチング設備において位置決めを実施する。また、静電チャック３、フォーカスリング５及び下層石英リング７の同一円周上において、３本以上の位置決めピン４００を等間隔にこの円周上に配置してもよい。この場合、熱膨張または冷却収縮による法線方向の偏移を受承して、前記部材３、５、７に対し位置決め効果が生じる。即ち、図２に示したように位置決めピン４００が挿入されるピン穴がその他の部材３、５、７の同一円周上に等間隔に複数（図示の例では３箇所）形成されている場合において、その他の部材３、５、７がそれぞれ法線方向に偏移しても、位置決めピン４００がこれらの他の部材３、５、７の熱膨張または冷却収縮による法線方向の偏移を受承して、その他の部材３、５、７が位置決めされる。
【００４４】
なお、上記実施形態の位置決めピン４００では、第一溝部４４０の両端部に貫通孔４４５が形成されていたが、少なくとも第一溝部４４０、第二溝部４５０又は第三の溝部４６０の両端部に貫通孔が形成されていてもよい。例えば図１９に示すように第二部分４２０において、第二溝部４５０の両端部には貫通孔４５５が形成されていてもよい。貫通孔４５５は、側面視において長方形状を有している。また、貫通孔４５５は、第二溝部４５０よりも大きい幅を有している。かかる場合、第二部分４５０において、第二溝部４５０及び貫通孔４５５が貫通しない。このため、放電をより抑制することができ、位置決めピン４００の使用寿命をさらに延長させる。また、位置決めピン４００の第三部分４３０においても、第三溝部４６０の両端部には貫通孔４６５が形成されていてもよい。貫通孔４６５は、側面視において長方形状を有し、第三溝部４６０よりも大きい幅を有している。
【００４５】
また、上記実施形態の位置決めピン４００において、図２０に示すように第二溝部４５０と第三溝部４６０は連続して形成されていてもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態の貫通孔４４５は、側面視において略円形状を有していてもよい（図１５に類似）。この貫通孔４４５の径は、第一溝部４４０の幅よりも大きい。かかる場合でも、第一部分４１０が変形する際の第一溝部４４０の偏移を貫通孔４４５において受承できる。また、第一溝部４４０及び貫通孔４４５は第一部分４１０を貫通しないので、放電を抑制することができる。
【００４７】
図２１（Ａ）は、本発明の別の実施形態に基づく位置決めピン５００の立体図であり、図２１（Ｂ）は図２１（Ａ）の線Ｙ−Ｙに沿った断面図であり、図２１（Ｃ）は図２１（Ａ）に図示された位置決めピン５００の正面図である。位置決めピン５００は、上記実施の形態の位置決めピン４００における第三部分４３０の形状を中空円柱体形状としたものである。図２１（Ａ）から図２１（Ｃ）に示すように、位置決めピン５００は、一体同軸成型の第一部分５１０、第二部分５２０及び第三部分５３０を有し、且つ中空構造及び第一溝部５４０、貫通孔５４５、第二溝部５５０、第三溝部５６０を備える。貫通孔５４５は、第一溝部５４０の両端部に形成され、側面視において長方形状を有している。また、貫通孔５４５は、第一溝部５４０よりも大きい幅を有している。これら第一溝部５４０、貫通孔５４５、第二溝部５５０及び第三溝部５６０は、それぞれ位置決めピン５００において対向して２箇所ずつに形成されている。図２２（Ａ）は、図２１（Ａ）の線ａ−ａの断面図であり、第一部分５１０の断面を表示している。図２２（Ｂ）は、図２１（Ａ）の線ｂ−ｂの断面図であり、第三部分５３０の断面を表示している。図２２（Ｃ）は、図２１（Ａ）の線ｃ−ｃの断面図であり、第二部分５２０の断面を表示している。第一部分５１０は中空円柱体である。位置決めピン５００が静電チャック３内に挿入された時、第一部分５１０は静電チャック３の円形ピン穴内に緊密に挿入される。第一部分５１０において、後述する第三側表面５７５と第四側表面５７５’に沿った側表面には、それぞれ上記第一溝部５４０と貫通孔５４５が形成されている。第二部分５２０は中空多辺形柱体であり、複数の側表面を有する。第二部分５２０のこれら側表面において、対向して平行する第一側表面５７０と第二側表面５７０’（図２２（Ｃ））は、位置決めピン４００がフォーカスリング５内に挿入された時、それぞれフォーカスリング５の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触する（図１３に類似）。第一側表面５７０と第二側表面５７０’の間には、対向する平行な第三側表面５７５と第四側表面５７５’が存在し、第三側表面５７５と第四側表面５７５’は第一側表面５７０と第二側表面５７０’に垂直である。第二部分５２０の第三側表面５７５と第四側表面５７５’には、それぞれ上記第二溝部５５０が形成されている。第二溝部５７０の一端部は、第二部分５２０の一端部において開口している。第三部分５３０は中空柱体であり、複数の側表面を有する。第三部分５３０のこれら側表面において、対向して平行する第五側表面５８０と第六側表面５８０’（図２２（Ｂ））は、位置決めピン５００が下層石英リング７内に挿入された時、それぞれ下層石英リング７の長円形ピン穴の二つの対向する平行な長辺に緊密に接触する（図１３に類似）。第五側表面５８０と第六側表面５８０’の間には、外側に凸に湾曲する第七側表面５８５と第八側表面５８５’が存在している。第二部分５３０の第七側表面５８５と第八側表面５８５’には、それぞれ上記第三溝部５６０が上記第三側表面５７５と第四側表面５７５’に沿って形成されている。
【００４８】
第一側表面５７０と第五側表面５８０は、共平面（ｃｏｐｌａｎｅ）又は非共平面（ｎｏｎ−ｃｏｐｌａｎｅ）のいずれであってもよい。第二側表面５７０’と第六側表面５８０’は、共平面又は非共平面のいずれであってもよい。図２１において、第一側表面５７０と第五側表面５８０は共平面であり、第二側表面５７０’と第六側表面５８０’も共平面である。即ち、第一側表面５７０と第五側表面５８０との間には段差がなく、第二側表面５７０’と第六側表面５８０’との間にも段差がない。なお、本発明のもう一つの実施形態において、第一側表面５７０と第五側表面５８０は非共平面であり、第二側表面５７０’と第六側表面５８０’も非共平面である。即ち、第一側表面５７０と第五側表面５８０との間には段差があり、第二側表面５７０’と第六側表面５８０’との間にも段差がある。
【００４９】
位置決めピン５００は、中空構造及び第一溝部５４０、貫通孔５４５、第二溝部５５０、第三溝部５６０を有しているので、上記位置決めピン４００と同様にその他の部材３、５、７を位置決めすることができる。なお、位置決めピンによる部材３、５、７の位置決めは、上記位置決めピン４００と同様であるので説明を省略する。
【００５０】
上記実施の形態では、第一溝部３３０、４４０、５４０は、それぞれ第一部分３１０、４１０、５１０において２箇所に形成されていたが、その個数は上記実施の形態に限定されない。例えば第一溝部３３０、４４０、５４０は、１箇所に形成されていてもよいし、３箇所以上に形成されていてもよい。
【００５１】
第一溝部３３０、４４０、５４０が３箇所以上に形成されている場合、第一溝部３３０、４４０、５４０はそれぞれ第一部分３１０、４１０、５１０の円周方向に等間隔に形成される。例えば第一溝部３３０、４４０、５４０が３箇所に形成される場合、第一溝部３３０、４４０、５４０は第一部分３１０、４１０、５１０の側表面において１２０度毎に形成される。かかる場合、静電チャック３のピン穴に対する第一部分３１０、４１０、５１０の中心位置決め精度をさらに向上させることができる。
【００５２】
この他、本発明の位置決めピンは半導体プラズマエッチング設備にのみ用いられるだけではなく、例えば、熱膨張係数の差異により偏移が生じる部材、構造などの位置決めのように、位置決めが必要な他の技術分野にも応用可能である。例を挙げれば、本発明の位置決めピンを橋や建築物の接合箇所に用いたり、又はモータービークル部品の接合位置決めに応用してもよい。
【００５３】
本発明は既に実施形態及び図面にて詳細に説明したが、本発明分野において通常の知識を有する者が本発明の本質と範疇を超えない状況のもと、各種改良、変更及び同等効果の置換を行うことができるが、これら改良、変更及び同等効果の置換は、依然本発明の特許を請求しようとする範囲内である。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、熱膨張係数に差異がある部材の位置決めに有用である。
【符号の説明】
【００５５】
１  位置決めピン
３  静電チャック
５  フォーカスリング
７  下層石英リング
５１  ピン穴
５１ａ  長辺
５１ｂ  長辺
１００  位置決めピン
１１０  溝部
１２０  第一側表面
１２０’  第二側表面
１３０  第三側表面
２００  位置決めピン
２１０  第一溝部
２２０  第一側表面
２２０’  第二側表面
２２５  第三側表面
２２５’  第四側表面
２３０  第五側表面
２３０’  第六側表面
２３５  第七側表面
２３５’  第八側表面
２４０  第二溝部
３００  位置決めピン
３１０  第一部分
３２０  第二部分
３３０  第一溝部
３３５  貫通孔
３４０  第二溝部
３４５  貫通孔
３５０  第一側表面
３５０’  第二側表面
３５５  第三側表面
３５５’  第四側表面
４００  位置決めピン
４１０  第一部分
４２０  第二部分
４３０  第三部分
４４０  第一溝部
４４５  貫通孔
４５０  第二溝部
４５５  貫通孔
４６０  第三溝部
４６５  貫通孔
４７０  第一側表面
４７０’  第二側表面
４７５  第三側表面
４７５’  第四側表面
４８０  第五側表面
４８０’  第六側表面
４８５  第七側表面
４８５’  第八側表面
５００  位置決めピン
５１０  第一部分
５２０  第二部分
５３０  第三部分
５４０  第一溝部
５４５  貫通孔
５５０  第二溝部
５６０  第三溝部
５７０  第一側表面
５７０’  第二側表面
５７５  第三側表面
５７５’  第四側表面
５８０  第五側表面
５８０’  第六側表面
５８５  第七側表面
５８５’  第八側表面
Ａ  第一部分
Ｂ  第二部分
Ａ’  第一部分
Ｂ’  第二部分
Ｃ’  第三部分
Ｍ  半導体製造装置
【図１】
0005612408.tif 000002
【図２】
0005612408.tif 000003
【図３】
0005612408.tif 000004
【図４】
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【図５】
0005612408.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
0005612408.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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