(57)【要約】【課題】  Ｏリング溝の側壁下方のえぐれに起因する上記の問題点を解消した上で、Ｏリングが脱落しにくいＯリング溝を有する構造体を提供する。【解決手段】  Ｏリング溝１０が付いた構造体５０であって、そのＯリング溝の断面において、一方の側壁１１と底部３３とが形成するコーナー部１２の半径が、その一方の側壁に対向する他方の側壁２１と底部３３とが形成するコーナー部２２の半径よりも大きい。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層で被覆されたＯリング溝が付いた構造体であって、
前記Ｏリング溝の前記樹脂層の下地の断面において、一方の側壁と底部とが形成するコーナー部半径が、前記一方の側壁に対向する他方の側壁と底部とが形成するコーナー部の半径よりも大きい、Ｏリング溝付構造体。
【請求項２】
樹脂層で被覆されたＯリング溝が付いた構造体であって、
前記Ｏリング溝の樹脂層の下地において、一方の側壁と底部とが形成するコーナー部のえぐれ深さが、前記一方の側壁に対向する他方の側壁と底部とが形成するコーナー部のえぐれ深さよりも小さい、Ｏリング溝付構造体。
【請求項３】
前記Ｏリング溝を開口端側から平面的に見て、前記一方の側壁と底部とが形成するコーナー部が露出されている、請求項１又は２に記載のＯリング溝付構造体。
【請求項４】
前記Ｏリング溝を開口端側から平面的に見て、前記他方の側壁と底部とが形成するコーナー部が前記他方の側壁の上端部に隠されている、請求項１又は２に記載のＯリング溝付構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｏリング溝付構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造装置等には、成膜やエッチングを行なう反応室（チャンバ）におけるガス置換や腐食性液体のシールにＯリングが用いられる。Ｏリングを用いる場合、これらチャンバに取り付けるためにＯリング溝が設けられる。このＯリング溝には、平坦部に設けられ、深くなるにしたがって幅が広くなる形状のアリ溝が、通常、用いられる。深くなるにしたがってその幅が広くなる構造は、シールを形成しない状態において溝に嵌め込まれたＯリングが脱落しにくいようにするためである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、深くなるにしたがって幅が広くなる形状の溝を用いた場合、Ｏリング溝の底部と側壁とで形成されるコーナー部は側壁の下方で側方に深くえぐられる。このため、Ｏリング溝を含めてＯリングが配置される面に樹脂コーティングをする場合、Ｏリング溝の側壁の下方コーナー部は死角になり、樹脂コーティングにおいて次の問題を生じる。
（１）  上記コーナー部のアールを大きくとれないため、樹脂塗着して焼付け後の冷却時に収縮によって膜厚が薄くなり、ピンホール発生の危険性がある。
（２）  吹き付け塗装の際に、側壁が死角になり、塗料が塗着しにくく、膜厚が薄くなり、ピンホールの危険性がある。
（３）  側壁の下方のコーナー部に塗料が溜まり、膜厚が厚くなりすぎ、エアの巻き込みにより発泡の危険性がある。
【０００４】
上記の問題が生じると好適な樹脂コーティングを形成することができず、耐食性が確保できず下地金属が溶出し、その結果、被収容物であるガスや溶液の純度が劣化する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、樹脂層で被覆されたＯリング溝の側壁下方のえぐれに起因する上記の問題点を解消した上で、Ｏリングが脱落しにくいＯリング溝を有する構造体を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明のＯリング溝付構造体は、樹脂層で被覆されたＯリング溝が付いた構造体であって、そのＯリング溝の樹脂層の下地の断面において、一方の側壁と底部とが形成するコーナー部半径が、その一方の側壁に対向する他方の側壁と底部とが形成するコーナー部の半径よりも大きい。
【０００７】
上記の構成によれば、コーナー部半径が大きい一方の側壁の側を、Ｏリングによるシールに際に、腐食性ガスが充填される空間、または外気侵入を嫌う空間などとすることができる。このため、コーナー部半径が大きい一方の側壁の側における樹脂コーティングには、ピンホールの発生、及びエア巻き込みに起因する発泡の両方とも生じにくくなる。その結果、樹脂コーティングが形成された本来の目的を達成することができる。
【０００８】
なお、側壁、コーナー部、コーナー部半径、底部、側壁上端、えぐれ部奥端などは、樹脂コーティングがなされる前の下地を対象にすることとする。以後の説明でも同様である。
【０００９】
上記一方の側壁に対向する側壁では、上記コーナー部のアールを小さくするので、側方に深くえぐられることになり、Ｏリングの脱落に対して障害となり脱落を防止する。これまでは断面における一方の側壁と、それに対向する他方の側壁とは対称的であり、上記の構成のように、一方が他方に対して形状が異なることはなかった。
【００１０】
また、本発明の別のＯリング付構造体は、樹脂層で被覆されたＯリング溝が付いた構造体であって、そのＯリング溝の樹脂層の下地において、一方の側壁と底部とが形成するコーナー部のえぐれ深さが、一方の側壁に対向する他方の側壁と底部とが形成するコーナー部のえぐれ深さよりも小さい。
【００１１】
上記のえぐれ深さとは、溝を上方から平面的に見て、溝の上端から側壁下方のコーナー部の奥端までの距離をいう。えぐれ深さが大きい場合、平面的に見て側壁の上端部に隠されてそのコーナー部は見えない。このような場合、上記距離の値をプラスとする。また、平面的に見てコーナー部が側壁の上端部に隠されずに、露出される場合、えぐれているとは常識的には言わないが、本説明においては「えぐれている」といい、そのえぐれ深さ（上記の距離）はマイナスの数値をとることとする。上記の場合、両方のコーナー部は、最も広く解釈したとき、プラス及びマイナスの値をとりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態におけるＯリング溝付構造体である、半導体装置製造用の処理チャンバ５０を示す図である。Ｏリングによるシールは、処理チャンバの上蓋と基部との間に形成される。Ｏリング溝１０は下フランジ１９に設けられ、Ｏリング溝１０にはＯリング３１が嵌め入れられる。シールの形成は、上フランジ４１を下フランジ１９に近づけ、Ｏリング３１と上フランジ４１とを当接させる。処理チャンバ５０の内部は、腐食性ガスなど各種のガスが充填され、かつ外気の侵入を嫌う空間である。
【００１３】
図２は、本発明の別の実施の形態におけるＯリング溝付構造体である他の処理チャンバを示す図である。図２に示す処理チャンバでは、Ｏリング３１によるシールはウエハ出入口に設けたフランジ１９と、ウエハを運搬してくる運搬装置のフランジ４１との間に形成される。Ｏリング溝１０は処理チャンバのフランジ１９に設けられる。
【００１４】
なお、図１及び図２では樹脂被覆については省略した。
【００１５】
図３は、上記Ｏリング溝付構造体に設けられたＯリング溝及びＯリングを示す断面図である。フランジ１９にはＯリング溝１０も含めてその表面に樹脂被覆がなされている。フランジ１９の面に設けられたＯリング溝１０は、左右非対称である。図３において、Ｏリング３１がＯリング溝の底部３３と接する部分の中央付近から一方側をＭ1側とし、他方をＭ2側としたとき、Ｍ2側では、側壁２１の下方のコーナー部２２は深くえぐられている。一方、Ｍ1側では、側壁１１の下方のコーナー部１２は、開口端３５の側から平面的に見て露出している。
【００１６】
また、コーナー部のアールという観点から見ると、Ｍ1側のコーナー部１２のアールは、Ｍ2側のコーナー部２２のそれより大きい。また、Ｍ1側の側壁１１の上端１３のアールは、Ｍ2側の側壁２１の上端２３のアールより大きい。
【００１７】
樹脂層１は、Ｍ2側の側壁２１の下方からそのコーナー部にかけて樹脂層１が薄くなっている。これは、開口端３５の側から樹脂をスプレー塗装する際に側壁２１からコーナー部２２にかけて死角になるためである。これに比して、Ｍ1側の側壁、コーナー部及び底部では樹脂層１はほぼ均一な厚みとされている。
【００１８】
図４は、フランジ１９，４１どうしを近づけシールを形成した状態を示す図である。図４において、Ｍ1側に空間Ｓ1が、またＭ2側に空間Ｓ2が、それぞれ形成され、両者Ｓ1及びＳ2はＯリング３１及びＯリング溝１０によって分離される。空間Ｓ2は外気などと連通する空間であり、空間Ｓ1は腐食性ガスが充填されたり、又は外気を嫌う空間である。上述したように、Ｍ1側の樹脂層は均一な目標通りの厚みとなるので、Ｍ1側のシールが確実に行なわれ、空間Ｓ1に外気が侵入することもないし、また空間Ｓ1の気体が外に漏れることもない。
【００１９】
図５は、開口端３５の側から見たＯリング溝１０の平面図である。Ｍ1側の側壁１１と底部３３とで形成されるコーナー部１２は側壁上端１３から露出しているのに対して、Ｍ2側の側壁２１と底部３３とで形成されるコーナー部２２は側壁上端２３によって隠されている。側壁上端とコーナー部最奥部との平面図における距離であるえぐれ深さについては、Ｍ1側のえぐれ深さｄ1はマイナスの距離であり、Ｍ2側のえぐれ深さｄ2はプラスの距離である。
【００２０】
図５において、Ｍ2側のコーナー部が樹脂層を形成する際に死角となることが特によく分かり、完全な被覆層を形成しにくいことが納得される。Ｍ1側のコーナー部はえぐれ深さがマイナスの場合を示したが、樹脂塗装の際に少し角度をつけることができるので、Ｍ2側のコーナー部のえぐれ深さ以上にならない限り、プラスであってもよい。
【００２１】
図６に、上記樹脂層としてフッ素樹脂を形成する方法について説明する。まず、Ｏリング溝の表面を含むフランジ面にフッ素樹脂の密着性を上げるために粗面化処理を行なう。粗面化処理には各種のブラスト処理を用いることができる。この後、プライマリ塗装を行ない、焼き付け処理する。このプライマリ塗装は省略してもよい。次いで、フッ素樹脂粉末を含む液をエアスプレーなどにより排気管内面に塗着する。このとき、上記のように開口端側に露出しているコーナー部は、側壁上端部に隠されているコーナー部に比べて、非常に容易に吹き付けすることができる。
【００２２】
さらにスプレー塗着された排気管をフッ素樹脂の融点以上である３００℃〜４００℃の範囲の温度に加熱してフッ素樹脂を溶融させ、冷却して固体のフッ素樹脂層を形成する。１回のスプレー塗着および焼焼で形成できる層の厚みは限定されるので、スプレーと焼成とを繰り返して所定のフッ素樹脂被覆層を形成する。
【００２３】
次に、上記本発明の実施の形態も含めて、本発明の実施の形態について羅列的に説明する。
【００２４】
上記のＯリング溝を開口側から平面的に見て、一方の側壁と底部とが形成するコーナー部が露出されるようにしてもよい。
【００２５】
この構成により、腐食性のガスが充填されたり、外気の侵入を嫌うスペースの側のＯリング溝側壁、コーナー部及び底部における樹脂コーティングを、ピンホールや発泡を発生させることなく確実に形成することができる。
【００２６】
また、上記のＯリング溝を開口側から平面的に見て、他方の側壁と底部とが形成するコーナー部が他方の側壁の上端部に隠されていてもよい。
【００２７】
この構成により、Ｏリングによるシール時に樹脂コーティングが本来必要でない側においてＯリングの脱落を防止する形状にすることができる。
【００２８】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態はあくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されることはない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のＯリング溝付構造体では、シールが必要な空間側には樹脂被覆層の形成を完全に行ない易い形状とし、シールが不必要な空間側にはＯリングの脱落を防止する形状とすることにより、シール性とＯリング脱落防止性とを兼ね備えるため、半導体関連の製造装置に広範に利用されることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態におけるＯリング溝付構造体である、半導体の処理チャンバを示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における別のＯリング溝付構造体である、半導体の処理チャンバを示す図である。
【図３】図１及び図２の処理チャンバのＯリング溝を示す図である。
【図４】図３のＯリングのシール状態を示す図である。
【図５】図３のＯリング溝の平面図である。
【図６】樹脂被覆層を形成する方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  樹脂被覆層、１０  Ｏリング溝、１１  側壁（Ｍ1側）、１２  コーナー部、１３  側壁上端部、１９  Ｏリング溝が設けられるフランジ、２１  側壁（Ｍ2側）、２２  コーナー部、２３  側壁上端、３１  Ｏリング、３３  底部、３５  開口端、４１  上フランジ（相手フランジ）、５０  処理チャンバ、ｄ1  えぐれ深さ（＜０）、ｄ2  えぐれ深さ（＞０）、Ｓ1  Ｍ1側シール空間、Ｓ2  Ｍ2側シール空間、Ｍ1  コーナー部が開口端に露出している側壁側の領域、Ｍ2  コーナー部が開口端で隠されている側壁側の領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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