(57)【要約】【課題】例えば、半導体製造装置において、３方向の流体通路を確実にシールすることができるシール構造を提供する。【解決手段】略Ｔ字状の流体通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃが構成され、シール材装着溝１２ａ、１２ｂが形成されているシール部Ａに対し、横断面略矩形状の環状シール材２を装着する。３つの流体通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃとの間の熱膨張率の違いにより、第１の部材４が熱膨張した際に、環状シール材２を、シール材装着溝１２ａ、１２ｂ内で転動させることにより、第１流体通路１０ａと第２流体通路１０ｂと、第３流体通路１０ｃとをシールする。【選択図】図３
2018152488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相並んでまたは上下に配置される第１の部材および第２の部材と、これら第１の部材および第２の部材に対向して配置された第３の部材とによるシール部のシール構造であって、
前記第１の部材と前記第２の部材と前記第３の部材とにより、略Ｔ字状に３つの流体通路が構成され、かつ、前記第１の部材と前記第２の部材とにそれぞれシール材装着溝が形成されているシール部に対し、
横断面略矩形状の環状シール材を装着し、
前記第１の部材と第２の部材と前記第３の部材との間の熱膨張率の違いにより、前記第１の部材が前記第２の部材または前記前記第３の部材に対して相対的に熱膨張した際に、前記環状シール材が前記シール材装着溝内で転動し、これにより、
前記第１の部材と前記第２の部材との間の第１流体通路と、
前記第３の部材と前記第２の部材との間の第２流体通路と、
前記第３の部材と前記第１の部材との間の第３流体通路がそれぞれシールされることを特徴とするシール構造。
【請求項２】
前記環状シール材は、パーフロロエラストマー、フッ素ゴム、フッ素樹脂、シリコーンゴムの何れかで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシール構造。
【請求項３】
前記環状シール材は、真空容器内に装着されることを特徴とする請求項１または２に記載のシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシール構造に関し、詳しくは半導体を製造するドライエッチング装置などに好ましく適用することができるシール構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体を製造する装置として、プラズマを使用するドライエッチング装置が知られている（例えば特許文献１）。
ドライエッチング装置では、例えば、図４に示すチャンバー１００内において、図５に示すように、陽極酸化処理されたアルミニウム合金などからなる第１の部材４と、第１の部材４に対して接着剤１４で接着されたセラミックなどからなる第２の部材６と、同じくセラミックなどからなる第３の部材８との間の、第１流体通路１０ａ、第２流体通路１０ｂ、第３流体通路１０ｃから構成される３方向のシール部Ａを、シールしたい場合がある。
このような場合に、シール部ＡにＯリング１２を介在させれば、第１の部材４と第２の部材６との間の第１流体通路１０ａをシールすることができる。
【０００３】
しかしながら、例えばプラズマを発生させる高温時に、第１の部材４が第２の部材６、第３の部材８に対して大きく熱膨張すると、図６に示すように、第１の部材４がＯリング１２を矢印Ｂ方向に押圧する。このとき、ラジカルは図６において、第２流体通路１０ｂから第３流体通路１０ｃ内に流れてしまう(矢印Ｃ方向)という問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−０５３４８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑み、例えば、半導体を製造するドライエッチング装置において、プラズマ発生時のような高温時であっても、第１流体通路は勿論のこと、第２流体通路と第３流体通路とも確実にシールすることができるシール構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係るシール構造は、
相並んでまたは上下に配置される第１の部材４および第２の部材６と、これら第１の部材４および第２の部材６に対向して配置された第３の部材８とによるシール部Ａのシール構造であって、
前記第１の部材４と前記第２の部材６と前記第３の部材８とにより、略Ｔ字状に３つの流体通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃが構成され、かつ、前記第１の部材４と前記第２の部材６とにそれぞれシール材装着溝１２ａ、１２ｂが形成されているシール部Ａに対し、
横断面略矩形状の環状シール材２を装着し、
前記第１の部材４と第２の部材６と前記第３の部材８との間の熱膨張率の違いにより、前記第１の部材４が前記第２の部材６または前記前記第３の部材８に対して相対的に熱膨張した際に、前記環状シール材２が前記シール材装着溝１２ａ、１２ｂ内で転動し、これにより、
前記第１の部材４と前記第２の部材６との間の第１流体通路１０ａと、
前記第３の部材８と前記第２の部材６との間の第２流体通路１０ｂと、
前記第３の部材８と前記第１の部材４との間の第３流体通路１０ｃがそれぞれシールされることを特徴としている。
【０００７】
このようなシール構造であれば、第１の部材が熱膨張した際に、幅方向が長くなるように姿勢を変えた環状シール材２により３つの流体通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃが圧接されるので、これら流体通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃを、確実にシールすることができ、これによりラジカルが第１流体通路１０ａに向かって流れることや、ラジカルが第２流体通路１０ｂから第３流体通路１０ｃに向かって流れることがない。
【０００８】
また、本発明では、
前記環状シール材に、パーフロロエラストマー、フッ素ゴム、フッ素樹脂、シリコーンゴムの何れかが使用される。
このように環状シール材が耐ラジカル性の優れる素材で形成されていれば、腐食性ガス、プラズマガスなどの環境下で耐久性が良好である。
【０００９】
さらに、本発明では、
前記環状シール材は、真空容器内に装着されていてもよい。
このように本発明は、半導体製造装置のシール構造に好ましく適用できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るシール構造によれば、半導体製造分野のドライエッチング装置などにおいて、例えば、プラズマ発生時の高温時に３方向の流体通路を確実にシールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は本発明の一実施例に係るシール構造を半導体製造装置のドライエッチング装置に適用した場合の断面図である。
【図２】図２は図１に示したシール部Ａ付近を拡大して示した断面図である。
【図３】図３は図２に示したシール部Ａにおいて、第１の部材が熱膨張したときの断面図である。
【図４】図４は、ドライエッチング装置における従来のシール構造を示す断面図である。
【図５】図５は、図４のシール部Ａ付近を拡大して示した断面図である。
【図６】図６は図５に示したシール部Ａにおいて、第１の部材が熱膨張したときの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（実施例）に係るシール構造について説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るシール構造が採用されたドライエッチング装置の要部断面図であり、図２は、図１のシール部Ａ付近を拡大して示した断面図である。なお、本実施例においては、従来例と同一要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【００１３】
本実施例におけるドライエッチング装置では、チャンバー１００内において、陽極酸化処理されたアルミニウム合金などからなる第１の部材４と、セラミックなどからなる第２の部材６と、同じくセラミックなどからなる第３の部材８との間の３方向のシール部Ａに、横断面略矩形状の環状シール材２が装着されている。なお、図１において、符号２０はウェーハ、符号２２はウェーハ２０を下方に案内するフォーカスリングを示している。
【００１４】
本実施例における環状シール材２は、図２に示したように、第１の部材４の外周面に形成されたシール材装着溝１２ａと、第２の部材６の外周面に形成されたシール材装着溝１２ｂとの間に装着されている。また、第１の部材４と第２の部材６との間は、接着剤１４で接着されている。本実施例の環状シール材２は、図２に示したように、横断面が略正方形であるが、これに限定されず、例えば、横断面が長方形、平行四辺形、あるいはこれに類する形状のいずれであってもよい。また、シール材装着溝１２ａ、１２ｂの形状は、環状シール材２の形状に合わせて変更することが好ましい。さらに、環状シール材２の角部、シール材装着溝１２ａ、１２ｂの角部などは、面取りされていることが好ましい。
【００１５】
今、環状シール材２の横断面形状は、略正方形であり、角部が面取りされている。
このような環状シール材２が、図１に示したように、上下の関係に配置される第１の部材４および第２の部材６と、これら第１の部材４および第２の部材６に対向して配置された第３の部材８とによる３方向のシール部Ａに装着されている。
【００１６】
本実施例の環状シール材２は、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂から形成されていることから、腐食性ガス、プラズマ性ガスなどの環境下で耐久性が良好である。
一方、第１の部材４は陽極酸化処理されたアルミニウム合金で形成され、第２の部材６と第３の部材８とはそれぞれセラミックで形成されていることから、第１の部材４は、第２の部材６および第３の部材８に比べて熱膨張率が高い。
【００１７】
今、ラジカルが発生する前の状態において、環状シール材２により第１の部材４と第２の部材６との間の第１流体通路１０ａがシールされている。また、第２の部材６と第３の部材８との間の第２流体通路１０ｂと、第３の部材８と第１の部材４との間の第３流体通路１０ｃは、シールされていない。すなわち、ここに若干の隙間Ｓが形成されている。なお、隙間Sは、ドライエッチング装置組みつけの際に環状シール材２の噛み込みを防止するために必要な隙間である。この状態から図１のドライエッチング装置において第１の部材４の温度が上昇し、プロセスに最適な温度に到達したとする。
【００１８】
第１の部材４の温度が上昇すると、熱膨張率の関係により第１の部材４が、第２の部材６および第３の部材８に比べて相対的に大きく膨張する。すると、第１の部材４は環状シール材２を、図３に示したように、矢印Ｄ方向に物理的に押圧する。これにより、環状シール材２は第１の部材４から力を受けて、図３において反時計方向に若干転動する。すると、環状シール材２は、シール材装着溝１２ａ、１２ｂ内での幅方向への長さが長くなるように姿勢を変える。
【００１９】
したがって、このような転動が生じると、結果として、環状シール材２は、図１の状態に比べて、緊密に閉塞することが可能となり、また第２流体通路１０ｂと第３流体通路１０ｃとの間を環状シール材２で閉塞することが可能となる。
これにより、本実施例によれば、３つの流体通路１０ａ、１０ｂ、１０ｃを全て完全にシールすることができる。
【００２０】
したがって、プラズマを発生させた高温時に、ラジカルが図３において矢印Ｃ方向に流れた場合、転動した図３の環状シール材２により、ラジカルの第１流体通路１０ａ内への進入が確実に防止されるので、接着剤１４が劣化することはない。これにより、第１流体通路１０ａのシール性を長期に亘り確保することができる。また、第２流体通路１０ｂから第３流体通路１０ｃへのラジカルの進入も確実に防止することができる。これにより、３方向のシール性を確実に確保することができる。
【００２１】
以上、本発明の一実施例に係るシール構造について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
例えば、このようなシール構造は、半導体製造のドライエッチング装置に限定されず、他のいかなる装置にも適用することができる。また、環状シール材２は、フッ素樹脂以外の樹脂で成形されていてもよい。例えば環状シール材２は、耐ラジカル性が優れる材料であればよく、パーフロロエラストマー、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＥＥＫ、ＰＩ、ＰＡＩなどで代替できる。
【００２２】
また、環状シール材２は、第１の部材４と第２の部材６とが上下の関係で配置される構造に代えて、第１の部材４と第２の部材６とが相並んで配置され、これら第１の部材４および第２の部材６に対向して第３の部材８が配置されるシール部にも適用可能である。すなわち、上下の関係は特に限定されない。
【符号の説明】
【００２３】
２          環状シール材
４          第１の部材
６          第２の部材
８          第３の部材
１０ａ      第１流体通路
１０ｂ      第２流体通路
１０ｃ      第３流体通路
１２ａ      シール材装着溝
１２ｂ      シール材装着溝
１２        Ｏリング
１４        接着剤
２０        ウェーハ
１００      チャンバー
Ａ          シール部
【図１】
2018152488.tif 000003
【図２】
2018152488.tif 000004
【図３】
2018152488.tif 000005
【図４】
2018152488.tif 000006
【図５】
2018152488.tif 000007
【図６】
2018152488.tif 000008