(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の問題を克服し、ダメージを受けにくい半導体加工装置を提供する。【解決手段】半導体加工装置１−１は、上部エレメント１−１０、下部エレメント１−２０、環状溝１−４０およびエラストマー１−５０を含む。上部エレメントは、ウェハ１−６０を保持するように構成されている。下部エレメントは側壁面１−２１を含み、かつ上部エレメントを保持するように構成されている。環状溝は下部エレメントと上部エレメントとの間にある。エラストマーは環状溝中に配置され、かつ本体と、本体に接続された延伸部とを含む。延伸部は、本体および側壁面から突出すると共に、側壁面に沿って延伸する。【選択図】図１−２
0003219636.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを保持するための半導体加工装置であって、
前記ウェハを保持する上部エレメント、
前記上部エレメントを保持すると共に側壁面を有している下部エレメント、
前記下部エレメントと前記上部エレメントとの間に位置する環状溝、および、
前記溝内に配置される本体と、前記本体から突出すると共に前記側壁面に沿って延伸する、前記本体に接続している延伸部とを有するエラストマー、
を含む半導体加工装置。
【請求項２】
前記上部エレメントと前記下部エレメントとの間に位置して、前記上部エレメントと前記下部エレメントとを接続する接続層をさらに含む請求項１に記載の半導体加工装置。
【請求項３】
前記上部エレメントおよび前記下部エレメントを包囲する外部エレメントをさらに含み、前記外部エレメントは前記上部エレメントおよび前記下部エレメントの外側面に面しており、前記外部エレメントと前記延伸部との間には一定の間隔がある、請求項１に記載の半導体加工装置。
【請求項４】
前記下部エレメントが、前記外部エレメントに向けて突出する突起部をさらに含み、前記延伸部は前記突起部に当接する、請求項３に記載の半導体加工装置。
【請求項５】
前記エラストマーの半径方向における前記延伸部の幅が０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲である、請求項１〜４のいずれかに１項に記載の半導体加工装置。
【請求項６】
前記下部エレメントの前記側壁面に配置されると共に、前記下部エレメントと前記エラストマーとの間に位置する保護膜をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項７】
前記側壁面に配置されると共に、前記突起部に当接して前記側壁面を保護する第１の側壁保護エレメントをさらに含む、請求項４に記載の半導体加工装置。
【請求項８】
前記側壁面に配置されると共に、前記第１の側壁保護エレメントに当接して前記側壁面を保護する第２の側壁保護エレメントをさらに含み、前記第２の側壁保護エレメントは、前記突起部と前記第１の側壁保護エレメントとの間に位置する、請求項７に記載の半導体加工装置。
【請求項９】
前記エラストマーが、前記本体の内縁に形成された少なくとも１つの面取り部をさらに含み、前記面取り部はベベル（bevel）またはフィレット（fillet）である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項１０】
前記エラストマーの軸方向における前記延伸部の長さが０．３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項１１】
前記エラストマーにはフルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーまたはフルオロシリコーン材料が含まれる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項１２】
前記上部エレメントの内部に配置された電極をさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項１３】
前記下部エレメントの内部に配置された加熱ユニットをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項１４】
ウェハを保持する上部エレメントと、
前記上部エレメントを保持する下部エレメントと、
前記上部エレメントおよび前記下部エレメントの外側面に形成された保護層と、
前記保護層を取り囲んで前記保護層がエッチングされないようにする交換可能なエラストマーと、
を含む半導体加工装置。
【請求項１５】
前記上部エレメントと前記下部エレメントとの間に位置して、前記上部エレメントと前記下部エレメントとを接続する接続層をさらに含む、請求項１４に記載の半導体加工装置。
【請求項１６】
前記上部エレメントおよび前記下部エレメントを包囲する外部エレメントをさらに含み、前記外部エレメントは前記上部エレメントおよび前記下部エレメントの前記外側面に面しており、前記外部エレメントと前記エラストマーとの間に間隙が形成される、請求項１４に記載の半導体加工装置。
【請求項１７】
前記下部エレメントが、前記外部エレメントに向かう方向に突出する突起部をさらに含み、前記エラストマーは前記突起部に当接する、請求項１６に記載の半導体加工装置。
【請求項１８】
前記上部エレメントおよび前記下部エレメントを包囲する外部エレメントをさらに含み、前記外部エレメントは前記上部エレメントおよび前記下部エレメントの前記外側面に面して配されており、前記エラストマーが前記外部エレメントに接触するブロックをさらに含む、請求項１４に記載の半導体加工装置。
【請求項１９】
前記保護層が前記上部エレメントおよび前記下部エレメントの前記外側面に溶射の方式で形成される、請求項１４に記載の半導体加工装置。
【請求項２０】
前記保護層にはセラミック材料が含まれる、請求項１９に記載の半導体加工装置。
【請求項２１】
前記エラストマーにはフルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーまたはフルオロシリコーン材料が含まれる、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項２２】
前記エラストマーが、前記エラストマーの内縁に形成されていると共に、前記下部エレメントに当接する面取り部をさらに含み、前記面取り部はベベル（bevel）またはフィレット（fillet）である、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項２３】
前記エラストマーの上面が前記上部エレメントの上面よりも低い、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項２４】
前記エラストマーの半径方向における前記エラストマーの幅が０.２ｍｍ〜２.０ｍｍの範囲である、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項２５】
前記エラストマーが細長い断面を含み、軸方向における前記断面の長さは、３ｍｍ〜２０ｍｍである、請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項２６】
互いに当接すると共に軸方向に沿って配された複数のエラストマーをさらに含み、前記複数のエラストマーは前記保護層を取り囲んで前記保護層がエッチングされないようにする、請求項２５に記載の半導体加工装置。
【請求項２７】
ウェハを保持するための半導体加工装置であって、
前記ウェハを保持すると共に第１の側壁面を有する上部エレメントと、
前記上部エレメントを保持すると共に第２の側壁面を有する下部エレメントと、 
前記溝内に配置されると共に本体および位置決め部を有するエラストマーと、
を含み、
前記下部エレメントと前記上部エレメントとの間に溝が形成され、かつ前記溝は前記第１の側壁面と前記第２の側壁面との間に位置しており、
前記位置決め部と前記上部エレメントとの間に間隙が形成され、かつ前記位置決め部と前記下部エレメントとの間にもう一つの間隙が形成されている、半導体加工装置。
【請求項２８】
前記本体が、前記エラストマーの軸方向に前記本体から突出している少なくとも１つのシーリング部をさらに含み、前記シーリング部は前記上部エレメントおよび前記下部エレメントに当接する、請求項２７に記載の半導体加工装置。
【請求項２９】
前記エラストマーの軸方向における前記シーリング部の幅が前記溝の幅よりも大きい、請求項２８に記載の半導体加工装置。
【請求項３０】
前記上部エレメントおよび前記下部エレメントを包囲すると共に、前記上部エレメントの前記第１の側壁面および前記下部エレメントの前記第２の側壁面に面して配置された外部エレメントをさらに含み、前記外部エレメントと前記エラストマーとの間の間隔は、前記外部エレメントと前記第１の側壁面との間の間隔、または前記外部エレメントと前記第２の側壁面との間の間隔よりも大きい、請求項２７に記載の半導体加工装置。
【請求項３１】
前記エラストマーが、前記本体から突出している延伸部をさらに含み、前記延伸部は、前記第１の側壁面および／または前記第２の側壁面から突き出ていると共に、前記第１の側壁面および／または前記第２の側壁面に沿って延伸する、請求項２７に記載の半導体加工装置。
【請求項３２】
前記上部エレメントと前記下部エレメントとの間に位置して、前記上部エレメントと前記下部エレメントとを接続する接続層をさらに含む、請求項２７〜３１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項３３】
前記位置決め部が、互いに実質的に平行であると共に、前記上部エレメントおよび前記下部エレメントにそれぞれ面している２つの側辺をさらに含む、請求項２７〜３１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項３４】
前記溝の溝深さが半径方向における深さであり、かつ前記溝の溝幅が軸方向における幅であり、前記溝の深さと幅との比が約３：１〜約２０：１の範囲である、請求項２７〜３１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項３５】
前記エラストマーが、前記本体および前記位置決め部に形成された少なくとも１つの面取り部をさらに含み、前記面取り部は前記上部エレメントおよび／または前記下部エレメントに面している、請求項２７〜３１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項３６】
前記エラストマーにはフルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーまたはフルオロシリコーン材料が含まれる、請求項２７〜３１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項３７】
ウェハを保持するための半導体加工装置であって、
前記ウェハを保持すると共に第１の側壁面を有する上部エレメント、
前記上部エレメントを保持すると共に第２の側壁面を有する下部エレメント、
前記下部エレメントと前記上部エレメントとの間に位置すると共に前記第１の側壁面および前記第２の側壁面に隣接する環状溝、ならびに、
前記溝中に配置される本体と、前記本体および前記第１の側壁面から突出すると共に前記第１の側壁面に沿って延伸する、前記本体に接続している第１の延伸部とを有するエラストマー、
を含む半導体加工装置。
【請求項３８】
前記エラストマーが第２の延伸部をさらに含み、前記第２の延伸部は、前記本体および前記第２の側壁面から突出すると共に、前記第２側壁面に沿って延伸する、請求項３７に記載の半導体加工装置。
【請求項３９】
前記上部エレメントと前記下部エレメントとの間に位置して、前記上部エレメントと前記下部エレメントとを接続する接続層をさらに含む、請求項３７に記載の半導体加工装置。
【請求項４０】
前記上部エレメントおよび前記下部エレメントを包囲する外部エレメントをさらに含み、前記外部エレメントは、前記上部エレメントの前記第１の側壁面および前記下部エレメントの前記第２の側壁面に面しており、前記外部エレメントと前記第１の延伸部との間には一定の間隔がある、請求項３７に記載の半導体加工装置。
【請求項４１】
前記エラストマーが、前記外部エレメントに当接するブロックをさらに含む、請求項４０に記載の半導体加工装置。
【請求項４２】
前記第１の延伸部の上面が前記上部エレメントの上面よりも低い、請求項３７〜４１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項４３】
前記エラストマーの半径方向における前記第１の延伸部の幅が０．０５ｍｍから１．０ｍｍの範囲である、請求項３７〜４１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項４４】
前記エラストマーがベベル面を含み、前記ベベル面と前記下部エレメントの前記第２の側壁面との間には一定の角度があり、前記角度が鈍角である、請求項３７〜４１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項４５】
前記エラストマーが段差面をさらに含み、前記段差面は前記ベベル面と隣接している、請求項４４に記載の半導体加工装置。
【請求項４６】
前記エラストマーが、前記第１の延伸部の外縁に形成された面取り部をさらに含み、前記面取り部はベベルまたはフィレットである、請求項３７〜４１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【請求項４７】
前記エラストマーにはフルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーまたはフルオロシリコーン材料が含まれる、請求項３７〜４１のいずれか１項に記載の半導体加工装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２０１７年１０月３１日に出願された台湾実用新案登録出願第１０６２１６１０５号、２０１７年１０月３１日に出願された台湾実用新案登録出願第１０６２１６１０６号、２０１７年１０月３１日に出願された台湾実用新案登録出願第１０６２１６１０７号、および２０１８年６月２１日に出願された台湾実用新案登録出願第１０７２０８３１８号の優先権を主張し、それら全体が参照として本明細書に援用される。
【０００２】
本開示は半導体加工装置に関し、より詳細にはエラストマーを備える半導体加工装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在用いられている半導体製造プロセスでは、ウェハに対してエッチングを行って半導体上に回路パターンを形成するのが通常である。プラズマエッチングは、ウェハに向けて高速イオン流を発し、ウェハの表面をエッチングすると共に、回路パターンを形成するエッチングプロセスの１種である。プラズマエッチングプロセスにおいて高速イオン流下でウェハの位置を維持するために、現在のところでは、静電チャック（ＥＳＣ）を用いて静電力を発生させ、ウェハの位置を固定することが多い。しかし、静電チャックがエッチングガスによるダメージを受けて、プロセスの歩留りに影響を及ぼす可能性がある。よって、ダメージを受けにくい半導体加工装置は、上述した問題を克服できるであろう。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した問題を克服する半導体加工装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した問題を解決するため、本開示の１実施形態は半導体加工装置を提供する。半導体加工装置は、上部エレメント、下部エレメント、環状溝およびエラストマーを含む。上部エレメントは、ウェハを保持するように構成されている。下部エレメントは側壁面を含み、かつ上部エレメントを保持するように構成されている。環状溝が下部エレメントと上部エレメントとの間に位置している。エラストマーは、本体と、本体に接続された延伸部とを含む。本体は環状溝内に配置される。延伸部は、本体および下部エレメントの側壁面から突き出ていると共に、側壁面に沿って延伸する。
【０００６】
１実施形態において、半導体加工装置は、上部エレメントと下部エレメントとの間に位置して、上部エレメントと下部エレメントとを接続する接続層をさらに含む。半導体加工装置は、上部エレメントおよび下部エレメントを包囲する外部エレメントをさらに含み、かつ外部エレメントは、上部エレメントおよび下部エレメントの外側面に面しており、外部エレメントと延伸部との間には一定の間隔がある。下部エレメントは、外部エレメントに向かう方向に突出している突起部をさらに含み、延伸部は突起部に当接している。エラストマーの半径方向における延伸部の幅は、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲である。
【０００７】
１実施形態において、半導体加工装置は、下部エレメントの側壁面に配置され、かつ下部エレメントとエラストマーとの間に位置する保護膜をさらに含む。半導体加工装置は、側壁面に配置された第１の側壁保護エレメントをさらに含み、第１の側壁保護エレメントは突起部に当接して側壁面を保護する。半導体加工装置は、側壁面に配置された第２の側壁保護エレメントをさらに含み、第２の側壁保護エレメントは第１の側壁保護エレメントに当接して側壁面を保護する。第２の側壁保護エレメントは突起部と第１の側壁保護エレメントとの間に位置する。エラストマーは、本体の内縁に形成された少なくとも１つの面取り部（chamfer）をさらに含み、面取り部はベベル（bevel）またはフィレット（fillet）である。エラストマーの軸方向における延伸部の長さは０．３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。エラストマーには、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーまたはフルオロシリコーン材料が含まれる。半導体加工装置は、上部エレメントの内部に配置された電極をさらに含む。半導体加工装置は、下部エレメントの内部に配置された加熱ユニットをさらに含む。
【０００８】
本開示の別の実施形態は、ウェハを保持するための半導体加工装置を提供する。半導体加工装置は、上部エレメント、下部エレメント、保護層、および交換可能な（replaceable）エラストマーを含む。上部エレメントは、ウェハを保持するように構成されている。下部エレメントは、上部エレメントを保持するように構成されている。保護層は、下部エレメントおよび上部エレメントの外側面に形成されている。交換可能なエラストマーは、保護層を取り囲んで保護層がエッチングされないようにする。
【０００９】
１実施形態において、半導体加工装置は、上部エレメントと下部エレメントとの間に位置して、上部エレメントと下部エレメントとを接続する接続層をさらに含む。半導体加工装置は、上部エレメントおよび下部エレメントを包囲する外部エレメントをさらに含み、外部エレメントは、上部エレメントおよび下部エレメントの外側面に面している。外部エレメントとエラストマーとの間には間隙が形成される。下部エレメントは、外部エレメントに向かう方向に突出している突起部をさらに含み、エラストマーは突起部に当接する。
【００１０】
１実施形態において、半導体加工装置は、上部エレメントおよび下部エレメントを包囲する外部エレメントをさらに含み、外部エレメントは、上部エレメントおよび下部エレメントの外側面に面して配置されている。エラストマーは、外部エレメントと接触するブロックをさらに含む。
【００１１】
１実施形態において、保護層は、上部エレメントおよび下部エレメントの外側面に溶射の方式で形成される。保護層にはセラミック材料が含まれる。エラストマーは、エラストマーの内縁に形成された面取り部をさらに含み、面取り部は、ベベルまたはフィレットである。エラストマーの上面は、上部エレメントの上面よりも低い。エラストマーの半径方向におけるエラストマーの幅は、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である。エラストマーは細長い断面を含み、軸方向における細長い断面の長さは３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。半導体加工装置は、互いに当接していると共に、軸方向に配されている複数のエラストマーをさらに含み、複数のエラストマーは保護層を取り囲んで保護層がエッチングされないようにする。
【００１２】
本開示の別の実施形態は、ウェハを保持するための半導体加工装置を提供する。半導体加工装置は、上部エレメント、下部エレメント、およびエラストマーを含む。上部エレメントは、ウェハを保持するように構成されており、かつ第１の側壁面を含む。下部エレメントは、上部エレメントを保持するように構成されており、かつ第２の側壁面を含む。下部エレメントと上部エレメントとの間には溝があり、該溝は第１の側壁面と第２の側壁面との間に位置している。エラストマーは溝内に配置され、かつ本体および位置決め部を含む。位置決め部と上部エレメントとの間には間隙が形成され、位置決め部と下部エレメントとの間にはもう一つの間隙が形成される。
【００１３】
１実施形態において、本体は、本体から突出しているシーリング部をさらに含み、シーリング部は上部エレメントおよび下部エレメントに当接する。軸方向におけるシーリング部の幅は、軸方向における溝の幅よりも大きい。
【００１４】
１実施形態において、半導体加工装置は接続層および外部エレメントをさらに含む。接続層は、上部エレメントと下部エレメントとの間に位置して、上部エレメントと下部エレメントとを接続する。外部エレメントは上部エレメントおよび下部エレメントを包囲すると共に、上部エレメントの第１の側壁面および下部エレメントの第２の側壁面に面して配置されている。外部エレメントとエラストマーとの間の間隔は、外部エレメントと第１の側壁面との間の間隔、または外部エレメントと第２の側壁面との間の間隔よりも大きい。
【００１５】
１実施形態において、エラストマーは、本体から突出している延伸部をさらに含む。延伸部は、第１の側壁面および／または第２の側壁面から突出すると共に、第１の側壁面および／または第２の側壁面に沿って延伸する。
【００１６】
１実施形態において、位置決め部は、互いに実質的に平行である２つの側辺をさらに含み、これら２つの側辺は、上部エレメントおよび下部エレメントにそれぞれ面している。溝の溝深さは半径方向における深さであり、かつ溝の溝幅は軸方向の幅である。溝の深さと幅との比は３：１〜２０：１の範囲である。エラストマーは、本体および位置決め部に形成された面取り部をさらに含み、面取り部は上部エレメントおよび／または下部エレメントの方を向いている。
【００１７】
本開示の別の実施形態は、ウェハを保持するための半導体加工装置を提供する。半導体加工装置は、上部エレメント、下部エレメント、環状溝、およびエラストマーを含む。上部エレメントは、ウェハを保持するように構成されており、かつ第１の側壁面を含む。下部エレメントは、上部エレメントを保持するように構成されており、かつ第２の側壁面を含む。下部エレメントと上部エレメントとの間には環状溝が位置しており、それは第１の側壁面および第２の側壁面に隣接している。エラストマーは、本体と、本体に接続された第１の延伸部とを含む。本体は溝内に配置され、第１の延伸部は本体および第１の側壁面から突き出ていると共に、第１の側壁面に沿って延伸する。
【００１８】
１実施形態において、エラストマーは、本体および第２の側壁面から突き出ていると共に、第２の側壁面に沿って延伸する第２の延伸部をさらに含む。半導体加工装置は、上部エレメントと下部エレメントとの間に位置して、上部エレメントと下部エレメントとを接続する接続層をさらに含む。半導体加工装置は、上部エレメントおよび下部エレメントを包囲する外部エレメントをさらに含み、外部エレメントは、上部エレメントの第１の側壁面および下部エレメントの第２の側壁面に面している。外部エレメントと第１の延伸部との間には一定の間隔がある。
【００１９】
１実施形態において、エラストマーは、外部エレメントに当接するブロックをさらに含む。第１の延伸部の上面は上部エレメントの上面よりも低い。エラストマーの半径方向における第１の延伸部の幅は０．０５ｍｍから１．０ｍｍの範囲である。エラストマーはベベル面を含み、ベベル面と下部エレメントの第２の側壁面との間には所定の角度があり、該角度は鈍角である。エラストマーは段差面をさらに含み、段差面はベベル面に隣接している。エラストマーは第１の延伸部の外縁に形成された面取り部をさらに含み、該面取り部はベベルまたはフィレットである。
【考案の効果】
【００２０】
本開示は、エッチングガスによる浸食のために機能しなくなる前に、定期的に交換することができるエラストマーを提供し、半導体加工装置を保護し、かつプロセス歩留りを高める効果を向上させることができる。加えて、本開示の実施形態において提供されるエラストマーは位置決め部を含む。深さと幅との比が高い溝に用いられる場合であっても、本開示のエラストマーは位置決めおよび装着が可能であり、依然として良好な保護効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
添付の図面を参照しながら、以下の詳細な説明および実施例を読むことにより、本考案をより十分に理解することができる。
【００２２】
【図１−１】本開示の比較例による半導体加工装置を説明する断面図である。
【図１−２】本開示の実施形態による半導体加工装置を説明する断面図である。
【図１−３】図１−２における領域１−Ａを示す拡大図である。
【図１−４】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図１−５】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図１−６】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図１−７】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図２−１】本開示の別の比較例による半導体加工装置を説明する断面図である。
【図２−２】図２−１における領域２−Ａを示す拡大図である。
【図２−３Ａ】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する断面図である。
【図２−３Ｂ】図２−３Ａにおける領域２−Ｂを示す拡大図である。
【図２−４】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図２−５】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図２−６】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図２−７】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図２−８】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図３−１】本開示の別の比較例による半導体加工装置を示す断面図である。図３−２は、
【図３−２】図３−１における領域３−Ａを示す拡大図である。
【図３−３Ａ】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する断面図である。
【図３−３Ｂ】図３−３Ａにおける領域３−Ｂを示す拡大図である。
【図３−４】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図３−５】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図３−６】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を説明する一部概略図である。
【図４−１】本開示の別の比較例による半導体加工装置を示す断面図である。
【図４−２Ａ】本開示の別の実施形態による半導体加工装置を示す断面図である。
【図４−２Ｂ】図４−２Ａにおける上部エレメント、下部エレメント、接続層、エラストマー、外部エレメント、および延伸エレメントを示す一部概略図である。
【図４−３】本開示の別の実施形態によるエラストマーを示す断面図である。
【図４−４Ａ】エラストマーを溝中に装着するプロセスを説明する断面図である。
【図４−４Ｂ】エラストマーを溝中に装着するプロセスを説明する断面図である。
【図４−４Ｃ】エラストマーを溝中に装着するプロセスを説明する断面図である。
【図４−５Ａ】本開示の別の実施形態によるエラストマーを示す断面図である。
【図４−５Ｂ】溝中に装着された図４−５Ａに示されるエラストマーを示す断面図である。
【図４−６Ａ】本開示の別の実施形態によるエラストマーを示す断面図である。
【図４−６Ｂ】溝中に装着された図４−６Ａに示されるエラストマーを示す断面図である。
【図４−７Ａ】本開示の別の実施形態によるエラストマーを示す断面図である。
【図４−７Ｂ】溝中に装着された図４−７Ａに示されるエラストマーを示す断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２３】
本開示のいくつかの実施形態の半導体加工装置が、以下の記述において説明される。しかしながら、以下の本開示のいくつかの実施形態の詳細な記載は、多岐にわたる特定の背景において実施され得る本開示の様々な概念を提供するものである、という点が理解されなければならない。開示される特定の実施形態は単に、本開示の範囲を限定することなく、いくつかの特定の方法により本開示の使用を明瞭に説明するべく提示されるにすぎない。
【００２４】
別段の定義がない限り、本明細書中で用いられる全ての用語（専門用語および科学用語を含む)は、本開示の属する分野において通常の知識を有する者により普通に理解されるものと同じ意味を持つ。いずれの場合においても、一般に用いられる辞書において定義される用語は、本開示の関連技術および本開示の背景または文脈と一致する意味を持つと解釈されるべきであり、本開示においてそう定義されない限り、理想的または過度に正式な仕方で解釈されるべきではないということが理解されなければならない。
【００２５】
図１−１を参照されたい。図１−１は、比較例による半導体加工装置を説明する断面図である。半導体加工装置は、ウェハ１−６０を保持するように構成されて、エッチングプロセスまたはその他のプロセスを実行することができる。半導体加工装置は主に、上部エレメント１−１０、下部エレメント１−２０、および外部エレメント１−８０を含む。図１−１に示されるように、下部エレメント１−２０は上部エレメント１−１０を保持することができ、外部エレメント１−８０は上部エレメント１−１０および下部エレメント１−２０の周囲に配置されている。接続層１−３０は上部エレメント１−１０と下部エレメント１−２０との間に配置されて、上部エレメント１−１０と下部エレメント１−２０とを接続することができる。環状溝１−４０は上部エレメント１−１０と下部エレメント１−２０との間の接合部に形成される。加えて、電極１−１１は上部エレメント１−１０の内部に配置されて、電圧を受け、電極として機能する。電極１−１１は、銅またはタングステンのような導電材料を含む。ウェハのエッチング速度はウェハの温度に影響されることから、下部エレメント１−２０の温度を制御するために、下部エレメント１−２０の内部に加熱ユニット１−２４および冷却システム１−２６が配置されていてよい。例えば、加熱ユニット１−２４は抵抗材料（resistance material）を含んでいてよい。抵抗材料は電源により加熱されて、下部エレメント１−２０に熱エネルギーを供給する。冷却流体１−２６１が冷却システム１−２６中に導入されて下部エレメント１−２０を冷却する。加熱ユニット１−２４と冷却システム１−２６との連携により、下部エレメント１−２０の温度を安定して制御することができるので、下部エレメント１−２０の温度がウェハ１−６０の温度に影響しないようになる。よって、ウェハ１−６０のエッチング速度が予期通りとなる。さらに、流体供給システム１−２８が下部エレメント１−２０内に配置されて、流体１−２８１（例えばヘリウム）を、接続層１−３０および上部エレメント１−１０を経由してウェハ１−６０の裏面へ供給することができ、これによって、ウェハの熱エネルギーを伝達することができるので、ウェハの温度が調節されると共にエッチング速度が制御される。故に、エポキシ樹脂１−４５または交換可能なＯリングを環状溝１−４０に充填し、流体が接続層１−３０を通過するときに環状溝１−４０から漏れ出して汚染を引き起こさないようにすることができる。
【００２６】
しかし、エポキシ樹脂１−４５は通常エッチングガス１−９０により浸食され、かつエッチングプロセス中に消耗されてしまい、流体漏れが引き起こされる。加えて、エッチングガス１−９０が上部エレメント１−１０および下部エレメント１−２０を同時に浸食することもある。したがって、上部エレメント１−１０内部の電極１−１１または下部エレメント１−２０内の内部構造が露出されて、リーク電流または異常電圧の問題が生じてしまう。
【００２７】
図１−２および１−３を参照されたい。図１−２は、上述の比較例の問題を解決することのできる、本開示の実施形態による半導体加工装置１−１を説明する断面図である。図１−３は、図１−２における領域１−Ａを示す拡大図である。この実施形態では、半導体加工装置１−１がウェハ１−６０を保持するように構成され得るという点に留意すべきである。例えば、半導体加工装置１−１は、エッチングプロセスにおいてウェハ１−６０を保持するように構成されていると共に、エッチングガス１−９０を用いることによってドライエッチングまたはプラズマエッチングを行うことができる。
【００２８】
図１−２に示されるように、この実施形態では、半導体加工装置１−１は主に、上部エレメント１−１０、下部エレメント１−２０、接続層１−３０、環状溝１−４０、交換可能なエラストマー１−５０、および外部エレメント１−８０を含む。また、図１−２における半導体加工装置１−１の内部の構成は、図１−１のそれとほぼ同じである（つまり、電極１−１１、加熱ユニット１−２４、冷却システム１−２６、および流体供給システム１−２８）ため、以下の段落において再度説明をすることはない。
【００２９】
上部エレメント１−１０は、ウェハ１−６０を保持するように構成されている。下部エレメント１−２０は上部エレメント１−１０の下方に位置し、上部エレメント１−１０を保持するように構成されており、かつ側壁面１−２１を含む。環状溝１−４０は上部エレメント１−１０と下部エレメント１−２０との間の接合部に形成され、かつ側壁面１−２１に隣接している。さらに、接続層１−３０が上部エレメント１−１０と下部エレメント１−２０との間に配置されて、上部エレメント１−１０と下部エレメント１−２０とを接続する。
【００３０】
図１−３に示されるように、エラストマー１−５０は、本体１−５１と、本体１−５１に接続された延伸部１−５２とを含む。本体１−５１は環状溝１−４０周りに設けられてよい。本体１−５１の第１の幅１−Ｗ1はエラストマー１−５０の半径方向（Ｘ軸方向）における幅である。また、延伸部１−５２は、本体１−５１および環状溝１−４０から突出すると共に、下部エレメント１−２０の側壁面１−２１に沿ってエラストマー１−５０の軸方向（Ｙ軸方向）に向けて長さ１−Ｌだけ延伸している。長さ１−Ｌは実質的に０．３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。また、エラストマー１−５０の半径方向（Ｘ軸方向）における延伸部１−５２の第２の幅１−Ｗ2は、実質的に０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲である。本体１−５１の第１の幅１−Ｗ1は、延伸部１−５２の第２の幅１−Ｗ2より大きい。この実施形態では、エラストマー１−５０には、そのエッチングガスに対する耐食性を高めるべく、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーまたはフルオロシリコーン材料が含まれ得る。
【００３１】
この実施形態におけるエラストマー１−５０は、エッチングガスによる浸食のために機能しなくなる前に、定期的に交換することができるので、半導体加工装置を保護し、かつプロセス歩留りを高める効果を向上することができる、という点が理解されなければならない。加えて、本体１−５１から下方に延伸する延伸部１−５２により、下部エレメント１−２０の側壁面１−２１をさらに保護することができるので、側壁面１−２１を浸食し、かつ下部エレメント１−２０の内部の構造を露出させてしまう、エッチングガス１−９０に起因するアーク発生（arcing）またはリーク電流といった不具合が回避される。
【００３２】
また、この実施形態では、面取り部１−５１１が本体１−５１の内縁に形成されており、これによりエラストマー１−５０をより容易に環状溝１−４０中に装着することができる。面取り部１−５１１はベベル（bevel）またはフィレット（fillet）であってよい。他の実施形態では、複数の面取り部が、本体１−５１の異なる内縁に形成されてよい。
【００３３】
外部エレメント１−８０は、上部エレメント１−１０および下部エレメント１−２０の外側に配置され、かつ上部エレメント１−１０および下部エレメント１−２０を包囲する。図１−３に示されるように、外部エレメント１−８０を上部エレメント１−１０および下部エレメント１−２０から離間させる間隔１−Ｄが存在し、間隔１−Ｄは実質的に０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である。間隔１−Ｄは延伸部１−５２の第２の幅１−Ｗ2よりも大きくてよく、これにより外部エレメント１−８０と延伸部１−５２との間に間隙が形成され得る、という点に留意すべきである。
【００３４】
図１−４は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置１−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図１−２および図１−３に示された実施形態と相違するのは、半導体加工装置１−１が、下部エレメント１−２０の側壁面１−２１に配置されて下部エレメント１−２０の側壁面１−２１をエッチングガスから保護する保護膜１−７０をさらに含む点であり、保護膜１−７０の材料は、例えば、セラミック材料である。さらに、エラストマー１−５０の延伸部１−５２が保護膜１−７０の一部を覆うため、覆われた保護膜１−７０は、エッチングガスの浸食下で下部エレメント１−２０を保護する効果を損なわないようにすることができる。
【００３５】
図１−５は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置１−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図１−４に示された実施形態と相違するのは、下部エレメント１−２０が、下部エレメント１−２０の側壁面１−２１から突出していると共に、外部エレメント１−８０へ向かう方向に延伸している突起部１−２２をさらに含むという点である。この実施形態では、保護膜１−７０が下部エレメント１−２０の側壁面１−２１に沿って延伸し、かつ下部エレメント１−２０の突起部１−２２に当接する。よって、下部エレメント１−２０の側壁面１−２１が完全に保護され得る。加えて、エラストマー１−５０の延伸部１−５２が保護膜１−７０の表面に沿って延伸すると共に、下部エレメント１−２０の突起部１−２２に当接するため、保護膜１−７０を完全に保護する効果が達成され得る。
【００３６】
図１−６は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置１−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図１−５に示された実施形態と相違するのは、半導体加工装置１−１が、保護膜１−７０に配置された第１の側壁保護エレメント１−５４をさらに含むという点であり、保護膜１−７０はさらに下部エレメント１−２０の側壁面１−２１に配置されている。第１の側壁保護エレメント１−５４はエラストマー１−５０の延伸部１−５２の下方に位置して、側壁面１−２１を保護する。加えて、半導体加工装置１−１は、保護膜１−７０に配置された第２の側壁保護エレメント１−５６をさらに含み、保護膜１−７０はさらに下部エレメント１−２０の側壁面１−２１に配置されている。第２の側壁保護エレメント１−５６は第１の側壁保護エレメント１−５４の下方に位置して、側壁面１−２１を保護する。この実施形態では、第２の側壁保護エレメント１−５６は下部エレメント１−２０の突起部１−２２に当接し、第１の側壁保護エレメント１−５４はエラストマー１−５０の延伸部１−５２と第２の側壁保護エレメント１−５６との間で両者に当接する。つまり、第２の側壁保護エレメント１−５６は下部エレメント１−２０の突起部１−２２と第１の側壁保護エレメント１−５４との間で両者に当接する。第１の側壁保護エレメント１−５４および第２の側壁保護エレメント１−５６ならびにエラストマー１−５０の配置によって、エラストマー１−５０の延伸部１−５２の長さを縮小することができる共に、下部エレメント１−２０の側壁面１−２１および保護膜１−７０を完全に保護する効果が達成され、かつエラストマー１−５０を製造する難度も低減することができる。加えて、この実施形態では、エラストマー１−５０ならびに第１の側壁保護エレメント１−５４および第２の側壁保護エレメント１−５６は、エラストマー１−５０ならびに第１の側壁保護エレメント１−５４および第２の側壁保護エレメント１−５６のダメージに基づき必要に応じてそれぞれ交換することが可能である。よって、コストを著しく削減できると共に、利便性を提供することができる。
【００３７】
図１−７は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置１−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図１−６に示された実施形態と相違するのは、第２の側壁保護エレメント１−５６が配置されずに、第１の側壁保護エレメント１−５４が下部エレメント１−２０の突起部１−２２に直接に当接するという点である。よって、下部エレメント１−２０の側壁面１−２１および保護膜１−７０を完全に保護する効果が達成され、かつ必要とされる構成部材の数を減らすことができる。
【００３８】
次に、図２−１を参照されたい。図２−１は、本開示の別の比較例による半導体加工装置を説明する断面図である。この半導体加工装置はウェハ２−６０を保持するように構成されて、エッチングプロセスまたは他のプロセスを実行することができる。半導体加工装置は主に、上部エレメント２−１０、下部エレメント２−２０、および外部エレメント２−７０を含む。図２−１に示されるように、下部エレメント２−２０は上部エレメント２−１０を保持することができ、外部エレメント２−７０は上部エレメント２−１０および下部エレメント２−２０の周囲に配置される。接続層２−３０は、上部エレメント２−１０と下部エレメント２−２０との間に配置されて、上部エレメント２−１０と下部エレメント２−２０とを接続することができる。上部エレメント２−１０と下部エレメント２−２０との間の接合部には環状溝２−４０が形成される。加えて、電極２−１１が上部エレメント２−１０内部に配置されて、電圧を受けると共に電極として機能する。電極２−１１は、銅またはタングステンのような導電材料を含む。ウェハのエッチング速度はウェハの温度に影響されることから、下部エレメント２−２０の温度を制御するために、下部エレメント２−２０の内部に加熱ユニット２−２２および冷却システム２−２４が配置されていてよい。例えば、加熱ユニット２−２２は抵抗材料を含んでいてよい。抵抗材料は電源により加熱されて、下部エレメント２−２０に熱エネルギーを供給する。冷却流体２−２４１が冷却システム２−２４中に導入されて下部エレメント２−２０を冷却する。加熱ユニット２−２２と冷却システム２−２４との連携により、下部エレメント２−２０の温度を安定して制御することができるので、下部エレメント２−２０の温度がウェハ２−２０の温度に影響しないようになる。よって、ウェハ２−６０のエッチング速度が予期通りとなる。さらに、流体供給システム２−２６が下部エレメント２−２０内に配置されて、流体２−２６１（例えばヘリウム）を、接続層２−３０および上部エレメント２−１０を経由してウェハ２−６０の裏面へ供給するようにでき、これによって、ウェハ２−６０の熱エネルギーを伝達することができるようになり、ウェハ２−６０の温度が調節されると共にエッチング速度が制御される。故に、エポキシ樹脂２−４５または交換可能なＯリングを環状溝２−４０に充填することで、流体が接続層２−３０を通るときに環状溝２−４０から漏れ出て汚染を引き起こさないようにすることができる。
【００３９】
しかし図２−２を参照されたい。図２−２は、図２−１における領域２−Ａを示す拡大図である。エポキシ樹脂２−４５は通常、エッチングガス２−８０により浸食され、かつエッチングプロセス中に消耗され、流体漏れを引き起こす場合がある。加えて、図２−２に示されるように、エッチングガス２−８０が上部エレメント２−１０および下部エレメント２−２０を同時に浸食することもある。したがって、上部エレメント２−１０の内部の電極２−１１または下部エレメント２−２０内の内部構造が露出されて、リーク電流または異常電圧の問題が生じてしまう。
【００４０】
図２−３Ａおよび２−３Ｂを参照されたい。図２−３Ａは、上記比較例の問題を解決することができる、本開示の別の実施形態による半導体加工装置２−１を説明する断面図である。図２−３Ｂは、図２−３Ａにおける領域２−Ｂを示す拡大図である。この実施形態では、半導体加工装置２−１がウェハ２−６０を保持するように構成されてよいという点に留意すべきである。例えば、半導体加工装置２−１は、エッチングプロセスにおいてウェハ２−６０を保持するように構成され、エッチングガス２−８０を用いることによってウェハ２−６０に対しドライエッチングまたはプラズマエッチングを行うことができる。
【００４１】
図２−３Ａに示されるように、半導体加工装置２−１は主に、上部エレメント２−１０、下部エレメント２−２０、接続層２−３０、環状溝２−４０、交換可能なエラストマー２−５０、および外部エレメント２−７０を含む。また、図２−３Ａにおける半導体加工装置２−１の内部の構成は図２−１におけるそれとほぼ同じである（つまり、電極２−１１、加熱ユニット２−２２、冷却システム２−２４、および流体供給システム２−２６）ため、以下の段落において再度説明をすることはない。
【００４２】
上部エレメント２−１０はウェハ２−６０を保持するように構成されており、かつ上面２−１０Ｂおよび第１の側壁面２−１０Ａを含む。下部エレメント２−２０は上部エレメント２−１０の下方に位置して上部エレメント２−１０を保持し、かつ第２の側壁面２−２０Ａを含む。環状溝２−４０は上部エレメント２−１０と下部エレメント２−２０との間の接合部に形成され、かつ第１の側壁面２−１０Ａおよび第２の側壁面２−２０Ａに隣接している。さらに、接続層２−３０が上部エレメント２−１０と下部エレメント２−２０との間に配置され、上部エレメント２−１０と下部エレメント２−２０とを接続する。
【００４３】
図２−３Ｂに示されるように、エラストマー２−５０は本体２−５１と、本体２−５１に接続された第１の延伸部２−５２とを含む。本体２−５１は環状溝２−４０周囲に設けられてよく、本体２−５１の第１の幅２−Ｗ1はエラストマー２−５０の半径方向（Ｘ軸方向）における幅である。また、第１の延伸部２−５２は、本体２−５１および環状溝２−４０から突き出していると共に、上部エレメント２−１０の第１の側壁面２−１０Ａに沿ってエラストマー２−５０の軸方向（Ｙ軸方向）へ向かって延伸している。加えて、第１の延伸部２−５２の第２の幅２−Ｗ2はエラストマー２−５０の半径方向（Ｘ軸方向）における幅である。第２の幅２−Ｗ2は実質的に０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲である。本体２−５１の第１の幅２−Ｗ1は、第１の延伸部２−５２の第２の幅２−Ｗ2よりも大きい。この実施形態では、エラストマー２−５０には、そのエッチングガスに対する耐食性を高めるべく、フルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーまたはフルオロシリコーン材料が含まれ得る。
【００４４】
また、図２−３Ｂに示されるように、第１の延伸部２−５２は上面２−５２Ｂを含む。第１の延伸部２−５２の上面２−５２Ｂは、上部エレメント２−１０の上面２−１０Ｂよりも低い。第１の延伸部２−５２および上部エレメント２−１０の配置は、第１の延伸部２−５２の上面−５２Ｂが、上部エレメント２−１０に保持されているウェハ２−６０に確実に接触しないようにする。よって、ウェハ２−６０の位置決めは影響を受けない。
【００４５】
この実施形態におけるエラストマー２−５０は、エッチングガスによる浸食のために機能しなくなる前に、定期的に交換することができるので、半導体加工装置を保護し、かつプロセス歩留りを高める効果を向上することができる、という点が理解されなければならない。加えて、本体２−５１から上方に延伸する延伸部２−５２により、上部エレメント２−１０の第１の側壁面２−１０Ａをさらに保護することができるので、第１の側壁面２−１０Ａを浸食しかつ上部エレメント２−１０の内部の電極２−１１を露出させてしまう、エッチングガス２−８０に起因するアーク発生またはリーク電流といった不具合が回避される。
【００４６】
外部エレメント２−７０は下部エレメント２−２０の外側に配置され、かつ上部エレメント２−１０および下部エレメント２−２０を包囲する。図２−３Ｂに示されるように、外部エレメント２−７０を上部エレメント２−１０の第１の側壁面２−１０Ａおよび下部エレメント２−２０の第２の側壁面２−２０Ａから離間させる間隔２−Ｄが存在し、間隔２−Ｄは実質的に０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である。間隔２−Ｄは第１の延伸部２−５２の第２の幅２−Ｗ2よりも大きくてもよく、これにより外部エレメント２−７０と第１の延伸部２−５２との間に間隙が形成される、という点に留意すべきである。
【００４７】
図２−４は本開示の別の実施形態による半導体加工装置２−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図２−３Ａおよび２−３Ｂに示された実施形態と相違するのは、エラストマー２−５０が、本体２−５１に接続された第２の延伸部２−５３をさらに含むという点である。第２の延伸部２−５３は、本体２−５１および環状溝２−４０から突き出ていると共に、エラストマー２−５０の軸方向（Ｙ軸方向）に向かい下部エレメント２−２０の第２の側壁面２−２０Ａに沿って延伸している。加えて、エラストマー２−５０の半径方向（Ｘ軸方向）における第２の延伸部２−５３の幅は、第１の延伸部２−５２の第２の幅２−Ｗ2に実質的に等しい。本体２−５１から下方に延伸する第２の延伸部２−５３によって、下部エレメント２−２０の第２の側壁面２−２０Ａも同時に保護することができる。故に、第２の側壁面２−２０Ａを浸食しかつ下部エレメント２−２０の内部の構造を露出させてしまう、エッチングガス２−８０に起因するアーク発生またはリーク電流といった不具合が回避される。
【００４８】
図２−５は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置２−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図２−４に示された実施形態と相違するのは、面取り部２−５２１が第１の延伸部２−５２の外縁に形成され、これにより、外部エレメント２−７０と第１の延伸部２−５２および第２の延伸部２−５３との間の間隙にエッチングガス２−８０をより良好に導入することができるという点である。また、面取り部２−５２１はベベルまたはフィレットであってよい。
【００４９】
図２−６は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置２−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図２−５に示された実施形態と相違するのは、エラストマーが、エラストマー２−５０の外側面に形成された２つのブロック２−５４をさらに含む点であり、ブロック２−５４は、上部エレメント２−１０および下部エレメント２−２０に面する外部エレメント２−７０の側壁に当接する。ブロック２−５４の配置により、エラストマー２−５０の位置が固定できるようになる。したがって、エラストマー２−５０はエッチングガスの流量またはプロセス温度の変化によって変位（displace）することなく、エラストマー２−５０の上部エレメント２−１０または下部エレメント２−２０に対する保護効果が失われないようになる。
【００５０】
図２−７は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置２−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図２−６に示された実施形態と相違するのは、環状溝２−４０の構造がエラストマー２−５０に対応した多角形構造であり、エラストマー２−５０が２つのべベル面２−５５および２−５７を含むという点である。ベベル面２−５５と下部エレメント２−２０の第２の側壁面２−２０Ａとの間には角度２−θがあり、角度２−θは鈍角である。ベベル面２−５７は上部エレメント２−１０に隣接している。加えて、エラストマー２−５０はＬ形段差面２−５６をさらに含み、これはベベル面２−５５およびベベル面２−５７に隣接している。ベベル面２−５５およびベベル面２−５７ならびに段差面２−５６の配置により、エラストマー２−５０は下部エレメント２−２０の内部に向かって延伸することができる。故に、エラストマー２−５０が装着されて安定な密封および位置決めを維持すると、環状溝２−４０中の空気が除去され易くなる。
【００５１】
図２−８は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置２−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図２−７に示された実施形態と相違するのは、エラストマー２−５０の段差面２−５６が２つのＬ形構造を含み、かつ上部エレメント２−１０に当接しているという点である。よって、エラストマー２−５０と下部エレメント２−２０との接触面積が増大し、エラストマー２−５０と下部エレメント２−２０および上部エレメント２−１０との固定効果を高めることができる。
【００５２】
次に図３−１を参照されたい。図３−１は、別の比較例による半導体加工装置３−１を示す断面図である。半導体加工装置３−１は、ウェハ３−６０を保持するように構成されて、エッチングプロセスまたはその他のプロセスを実行することができる。半導体加工装置３−１は主に、上部エレメント３−１０、下部エレメント３−２０、および外部エレメント３−５０を含む。図３−１に示されるように、下部エレメント３−２０は上部エレメント３−１０を保持することができ、外部エレメント３−５０は上部エレメント３−１０および下部エレメント３−２０の周囲に配置されている。接続層３−３０は上部エレメント３−１０と下部エレメント３−２０との間に配置されて、上部エレメント３−１０と下部エレメント３−２０とを接続することができる。加えて、電極３−１１が上部エレメント３−１０内部に配置されて、電圧を受け、電極として機能する。電極３−１１は、銅またはタングステンのような導電材料を含む。ウェハのエッチング速度はウェハの温度に影響されることから、下部エレメント３−２０の温度を制御するために、下部エレメント３−２０の内部に加熱ユニット３−２４および冷却システム３−２６を配置してもよい。例えば、加熱ユニット３−２４は抵抗材料を含んでいてよい。抵抗材料は電源により加熱されて、下部エレメント３−２０に熱エネルギーを供給する。冷却流体３−２６１が冷却システム３−２６中に導入されて下部エレメント３−２０を冷却する。加熱ユニット３−２４と冷却システム３−２６との連携により、下部エレメント３−２０の温度を安定して制御することができるため、下部エレメント３−２０の温度がウェハ３−６０の温度に影響しないようになる。よって、ウェハ３−６０のエッチング速度が予期通りとなる。さらに、流体供給システム３−２８が下部エレメント３−２０内に配置されて、流体３−２８１（例えばヘリウム）を、接続層３−３０および上部エレメント３−１０を経由してウェハ３−６０の裏面へ供給することができ、これによって、ウェハの熱エネルギーを伝達することができるので、ウェハの温度が調節されると共にエッチング速度が制御される。
【００５３】
加えて、例えば、溶射の方式で、上部エレメント３−１０および下部エレメント３−２０の外側面に保護層３−４０が形成され、上部エレメント３−１０および下部エレメント３−２０がエッチングガス３−７０によりエッチングされるのを回避するようにできる。エッチングは、上部エレメント３−１０内に位置する電極３−１１または下部エレメント３−２０の内部の構造を露出させ、それはリーク電流または異常電圧の問題を生じさせる。
【００５４】
しかしながら、図３−２に示されるように、保護層３−４０がエッチングガス３−７０にエッチングされると共に消耗されて、上部エレメント３−１０および下部エレメント３−２０の外側面が露出することにより、保護層３−４０が上部エレメント３−１０および下部エレメント３−２０を保護する効果を失ってしまう可能性は依然としてある。
【００５５】
次に図３−３Ａおよび３−３Ｂを参照されたい。図３−３Ａは、上述の比較例の問題を解決することのできる、本開示の別の実施形態による半導体加工装置３−１を説明する断面図であり、図３−３Ｂは、図３−３Ａにおける領域３−Ｂを示す拡大図である。この実施形態では、半導体加工装置がウェハ３−６０を保持するように構成されていてよいという点に留意すべきである。例えば、半導体加工装置は、エッチングプロセスにおいてウェハ３−６０を保持するように構成され、エッチングガス３−７０を用いることによってウェハ３−６０に対しドライエッチングまたはプラズマエッチングを行うことができる。
【００５６】
図３−３Ａに示されるように、半導体加工装置は、主に、上部エレメント３−１０、下部エレメント３−２０、接続層３−３０、保護層３−４０、外部エレメント３−５０、および交換可能なエラストマー３−８０を含む。加えて、図３−３Ａにおける半導体加工装置の内部の構成は図３−１におけるそれとほぼ同じである（つまり、電極３−１１、加熱ユニット３−２４、冷却システム３−２６、および流体供給システム３−２８）ため、以下の段落において再度説明をすることはない。
【００５７】
上部エレメント３−１０はウェハ３−６０を保持するように構成されている。下部エレメント３−２０は上部エレメント３−１０の下方に位置して、上部エレメント３−１０を保持する。加えて、接続層３−３０が上部エレメント３−１０と下部エレメント３−２０との間に配置されて、上部エレメント３−１０と下部エレメント３−２０とを接続する。例えば、溶射の方式で、上部エレメント３−１０および下部エレメント３−２０の外側面に保護層３−４０を形成することができる。さらに、保護層３−４０の第１の幅３−Ｗ1（図３−３Ｂ）は実質的に０．２ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲である。保護層３−４０にはセラミック材料が含まれてもよい。
【００５８】
この実施形態では、下部エレメント３−２０は、下部エレメント３−２０の外側面から突出していると共に、外部エレメント３−５０に向かう方向に延伸している突起部３−２２をさらに含む。加えて、保護層３−４０が下部エレメント３−２０の突起部３−２２に当接して、下部エレメント３−２０の外側面が全体的に覆われてもよい。
【００５９】
図３−３Ｂに示されるように、エラストマー３−８０は保護層３−４０を取り囲んでいてよく、エラストマー３−８０の半径方向（Ｘ軸方向）におけるエラストマー３−８０の第２の幅３−Ｗ2は実質的に０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である。エラストマー３−８０は、保護層３−４０の外側面に沿い、エラストマー３−８０の軸方向（Ｙ軸方向）に向けて延伸しており、かつ、下部エレメント３−２０の突起部３−２２に当接する端部を含む。故に、保護層３−４０を全体的に覆う効果を達成することができる。この実施形態では、そのエッチングガス３−７０に対する耐食性を高めるべく、エラストマー３−８０にはフルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーまたはフルオロシリコーン材料が含まれてもよい。
【００６０】
この実施形態におけるエラストマー３−８０は、エッチングガス３−７０による浸食のために機能しなくなる前に、定期的に交換することができるので、保護層３−４０および半導体加工装置３−１の内部を保護し、かつプロセス歩留りを高める効果を向上することができる、という点が理解されなければならない。加えて、下部エレメント３−２０の突起部３−２２に当接するエラストマー３−８０により、保護層３−４０の外側面をさらに効果的に覆うことができ、上部エレメント３−１０または下部エレメント３−２０を浸食すると共にその中の内部電極または内部構造を露出させてしまう、エッチングガス３−７０に起因するアーク発生またはリーク電流といった不具合が回避される。
【００６１】
加えて、この実施形態では、面取り部３−８１（図３−３Ｂ）がエラストマー３−８０の内縁に形成されるため、エラストマー３−８０を保護層３−４０の外側により容易に配置することができる。面取り部３−８１はベベルまたはフィレットであってよい。
【００６２】
また、図３−３Ｂに示されるように、エラストマー３−８０は上面３−８０２を含む。エラストマー３−８０の上面３−８０２は上部エレメント３−１０の上面３−１０２よりも低い。エラストマー３−８０および上部エレメント３−１０の配置は、エラストマー３−８０の上面３−８０２が、上部エレメント３−１０に保持されているウェハ３−６０に確実に接触しないようにする。よって、ウェハ３−６０の位置決めは影響を受けない。
【００６３】
図３−３Ａに示されるように、外部エレメント３−５０は下部エレメント３−２０の外側に配置されると共に、下部エレメント３−２０を包囲する。図３−３Ｂに示されるように、外部エレメント３−５０を保護層３−４０の外側面から離間させる間隔３−Ｄが存在し、間隔３−Ｄは実質的に０．３ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲である。間隔３−Ｄはエラストマー３−８０の第２の幅３−Ｗ2よりも大きくてよく、これにより外部エレメント３−５０とエラストマー３−８０との間に間隙が形成されて、エラストマー３−８０の組付けが容易になる、という点に留意すべきである。
【００６４】
図３−４は本開示の別の実施形態による半導体加工装置３−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図３−３Ａおよび３−３Ｂに示された実施形態と相違するのは、半導体加工装置３−１が、下部エレメント３−２０の突起部３−２２に当接しない１つのエラストマー３−８０と、もう１つのエラストマー３−８２とを含んでいるという点であり、エラストマー３−８２はエラストマー３−８０の下方に位置していると共に、保護層３−４０の外側面に沿って延伸して、エラストマー３−８０および下部エレメント３−２０の突起部３−２２に当接する。エラストマー３−８２は、下部エレメント３−２０の外側面を保護してエッチングガスにエッチングされないように構成されている。エラストマー３−８２の材料はエラストマー３−８０と同じであってよい。加えて、面取り部３−８３がエラストマー３−８２の内縁に形成されてよく、これによりエラストマー３−８２をより容易に保護層３−４０の外側に配置することができる。面取り部３−８３はベベルまたはフィレットであってよい。この実施形態では、エラストマー３−８０、エラストマー３−８２は、保護層３−４０の外側面に沿ってエラストマー３−８０、エラストマー３−８２の軸方向（Ｙ軸方向）に向けて長さ３−Ｌだけ延伸する細長い断面をそれぞれ含む。長さ３−Ｌは実質的に３ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。
【００６５】
２つのエラストマー３−８０、３−８２の配置により、エラストマー３−８０に必要な長さを低減することができ、かつ保護層３−４０の外側面および下部エレメント３−２０の外側面を全体的に保護する効果を達成することができる。また、エラストマー３−８０を製造する難度も軽減することができる。この実施形態では、エラストマー３−８０、エラストマー３−８２は、エラストマー３−８０、エラストマー３−８２のダメージに応じて必要とされる際に、それぞれ交換可能である。したがって、コストを大幅に削減することができると共に、利便性が提供される。
【００６６】
図３−５は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置３−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図３−３Ａおよび３−３Ｂに示された実施形態と相違するのは、エラストマー３−８０が、エラストマー３−８０の外側面に形成された少なくとも１つのブロック３−８４をさらに含むという点であり、ブロック３−８４は、上部エレメント３−１０および下部エレメント３−２０に面する外部エレメント３−５０の側壁に当接する。ブロック３−８４の配置により、エラストマー３−８０の位置が固定できるようになる。したがって、エラストマー３−８０はエッチングガスの流量またはプロセス温度の変化によって変位することなく、エラストマー３−８０の保護層３−４０、上部エレメント３−１０または下部エレメント３−２０に対する保護効果が失われないようになる。
【００６７】
図３−６は、本開示の別の実施形態による半導体加工装置３−１を説明する一部概略図である。この実施形態が図３−４に示された実施形態と相違するのは、エラストマー３−８０またはエラストマー３−８２が、エラストマー３−８０またはエラストマー３−８２の外側面に形成された少なくとも１つのブロック３−８４をさらに含む点であり、ブロック３−８４は、上部エレメント３−１０および下部エレメント３−２０に面する外部エレメント３−５０の側壁に当接する。ブロック３−８４の配置により、エラストマー３−８０またはエラストマー３−８２の位置が固定できるようになる。したがって、エラストマー３−８０またはエラストマー３−８２はエッチングガスの流量またはプロセス温度の変化によって変位することなく、エラストマー３−８０またはエラストマー３−８２の保護層３−４０、上部エレメント３−１０または下部エレメント３−２０に対する保護効果が失われないようになる。
【００６８】
図４−１は、別の比較例による半導体加工装置４−１を示す断面図である。半導体加工装置４−１は、ウェハ４−６０を保持するように構成されてもよく、例えば、エッチングガス４−８０を用いてウェハ４−６０に対しエッチングまたはその他のプロセスを実行することができる。半導体加工装置４−１は主に、上部エレメント４−１０、下部エレメント４−２０、および外部エレメント４−７０を含む。図４−１に示されるように、下部エレメント４−２０は上部エレメント４−１０を保持することができ、外部エレメント４−７０は上部エレメント４−１０および下部エレメント４−２０の周囲に配置されている。さらに、延伸エレメント４−７１がウェハ４−６０の周囲に配置され、外部エレメント４−７０と上部エレメント４−１０、下部エレメント４−２０との間のガス流路を流れるように、エッチングガス４−８０を導く。接続層４−３０が上部エレメント４−１０と下部エレメント４−２０との間に配置されていてよく、これは上部エレメント４−１０と下部エレメント４−２０とを接続させるように構成されている。上部エレメント４−１０と下部エレメント４−２０との間の接合部には溝４−４０が形成されている。溝４−４０は、上部エレメント４−１０および下部エレメント４−２０を囲繞する環状溝である。
【００６９】
加えて、電極４−１１が上部エレメント４−１０内部に配置されて、電圧を受け、電極として機能する。電極４−１１は銅またはタングステンのような導電材料を含む。ウェハのエッチング速度はウェハの温度に影響されることから、下部エレメント４−２０の温度を制御するために、下部エレメント４−２０の内部に加熱ユニット４−２２および冷却システム４−２４が配置されてよい。例えば、加熱ユニット４−２２は抵抗材料を含んでいてよい。抵抗材料は電源により加熱されて、下部エレメント４−２０に熱エネルギーを供給する。冷却流体４−２４１は冷却システム４−２４に導入されて下部エレメント４−２０を冷却する。加熱ユニット４−２２と冷却システム４−２４との連携によって、下部エレメント４−２０の温度を安定して制御することができるので、下部エレメント４−２０の温度がウェハ４−６０の温度に影響しないようになる。故に、ウェハ４−６０のエッチング速度が予期通りとなる。さらに、流体供給システム４−２６が下部エレメント４−２０内に配置されて、流体４−２６１（例えばヘリウム）を、接続層４−３０および上部エレメント４−１０を経由してウェハ４−６０の裏面へ供給するようにでき、これによって、ウェハの熱エネルギーを伝達することができるので、ウェハの温度が調節されると共にエッチング速度が制御されるようになる。よってこの比較例では、エポキシ樹脂２−４５または交換可能なＯリングが環状溝４−４０中に充填されて、接続層４−３０を通過するときに環状溝２−４０から流体が漏れ出して汚染を引き起こさないようにすることができる。
【００７０】
図４−２Ａおよび４−２Ｂを参照されたい。図４−２Ａは、本開示の別の実施形態による半導体加工装置４−１’を説明する断面図であり、図４−２Ｂは、図４−２Ａにおける上部エレメント４−１０、下部エレメント４−２０、接続層４−３０、エラストマー４−５０、外部エレメント４−７０、および延伸エレメント４−７１を説明する一部概略図である。半導体加工装置４−１’は半導体加工装置４−１と同一または類似のエレメントを含んでいてよく、それら同一または類似のエレメントは同一または類似の数字で表示され、再度詳細に説明されない、という点に留意しなければならない。図４−２Ｂに示されるように、上部エレメント４−１０と下部エレメント４−２０との間に形成された溝４−４０は、第１の側壁面４−１０Ａと第２の側壁面４−２０Ａとの間に位置している。溝４−４０の溝深さ４−ＤRは半径方向（Ｘ軸方向）における深さであり、溝４−４０の溝幅４−ＷRは軸方向（Ｙ軸方向）における幅であり、例えば、約０．１ｍｍ〜約０．８ｍｍの範囲である。溝４−４０の深さと幅との比（つまり、溝深さ４−ＤRと溝幅４−ＷRとの比）は約３：１〜約２０：１であってよい。
【００７１】
一般に、エポキシ樹脂４−４５が上述した比較例に用いられると、それは多くの場合、エッチングガス４−８０により浸食されると共に、エッチングプロセスにおいて消耗され、流体４−２６１の漏れが生じてしまう。よって、ユーザーは、交換可能なＯリングを溝４−４０に充填するように選択する場合が多い。そのほうが、消耗により機能を失う前にＯリングを定期的に交換することができて、溝４−４０の密封状態が保たれる。また、プロセスの副生成物が溝４−４０中に堆積することがないため、プロセス中に流体によってプロセスの副生成物が運び出され、製品が汚染されない。しかし、溝４−４０の深さと幅との比が比較的高いことで、溝４−４０中に充填されるべく用いられるＯリングは、溝４−４０の側壁との干渉による影響を受けやすくなる。故に、Ｏリングを位置決めすることが難しく、組み立てが困難になる。Ｏリングが溝４−４０中に上手く充填されたとしても、Ｏリングと溝４−４０とは厳密には合致し得ない。よって、Ｏリングはその本来の機能を果たすことができない。このため、上記した問題を解決すべく、本開示の実施形態は、深さと幅との比が高い溝４−４０に適用可能なエラストマー４−５０を提供する。エラストマー４−５０の詳細な構造について、図４−３と対応させながらより詳しく説明していく。
【００７２】
半導体加工装置４−１、半導体加工装置４−１’は主にウェハを保持するように構成されているため、半導体加工装置４−１、半導体加工装置４−１’は通常、円形構造に設計され、かつエラストマー４−５０は半導体加工装置４−１’を囲繞する円環状構造に設計されるという点に留意すべきである。しかし、上述の構造は単に例示に過ぎず、本開示を限定するように意図されたものではない。半導体加工装置４−１’の構造が、特別な設計に求められる別の形状（例えば楕円）である場合、エラストマー４−５０の構造を、半導体加工装置４−１’を囲繞する、対応した環状構造とすることができる。
【００７３】
図４−３を参照されたい。図４−３は、本開示の実施形態によるエラストマー４−５０を説明する断面図である。図４−３に示されるように、エラストマー４−５０は、本体４−５１、位置決め部４−５２、および外側面４−５３を含み、エラストマー４−５０は溝４−４０の周囲に配置されて、位置決め部４−５２を溝４−４０の位置決め部が溝の奥（内側）に近くなるように配置してもよい。本体４−５１は溝４−４０の外側近傍にあり、外側面４−５３が露出される。本体４−５１の第１の幅４−Ｗ1はエラストマー４−５０の軸方向（Ｙ軸方向）における幅であり、位置決め部４−５２の第２の幅４−Ｗ2はエラストマー４−５０の軸方向（Ｙ軸方向）における幅であり、位置決め部４−５２の長さ４−Ｌはエラストマー４−５０の半径方向（Ｘ軸方向）における長さである。エラストマー４−５０の第１の幅４−Ｗ1は溝４−４０の溝幅４−ＷRよりもわずかに大きくなっており、このため本体４−５１が溝４−４０に密着することができ、密封の効果が達成される。位置決め部４−５２の第２の幅４−Ｗ2は、溝４−４０の溝幅４−ＷR、およびエラストマー４−５０の第１の幅４−Ｗ1よりもわずかに小さい。よって、位置決め部４−５２が溝４−４０中に容易に配置できるようになり、位置決めの効果が達成される。位置決め部４−５２の長さは、位置決め部４−５２が溝４−４０から外れて位置決めの効果を失わないように、エラストマー４−５０の半径方向（Ｘ軸方向）に沿う所定の長さよりも大きくしたほうがいいという点に留意すべきである。例えば、溝幅４−ＷRが０．４ｍｍ未満であるとき、長さ４−Ｌは０．６ｍｍより大きくしたほうがよく、また溝幅４−ＷRが０．４ｍｍより大きいとき、長さ４−Ｌは溝幅４−ＷRの１．５倍としたほうがいい。そのほうが、位置決めの効果を奏することができる。位置決め部４−５２は、最長の長さ４−Ｌが、装着後に溝４−４０と接触しないほうがいい。
【００７４】
この実施形態では、溝４−４０の構造は、外側（第１の側壁面４−１０Ａおよび第２の側壁面４−２０Ａの近傍）が実質的に三角構造（図４−２Ｂに示される）であるため、エラストマー４−５０の軸方向（Ｙ軸方向）における外側面４−５３の寸法は、エラストマー４−５０の第１の幅４−Ｗ1よりも大きいという点に留意すべきである。外側面４−５３の近傍の本体４−５１の部分は、徐々に広がって、エラストマー４−５０と溝４−４０とが完全に合致する構造に設計されている。一方、外側面４−５３の寸法が溝４−４０の溝幅４−ＷRより大きくなるよう設計することによって、エラストマー４−５０が溝４−４０中に過度に深く配置されないようにすることができ、エラストマー４−５０の交換の難度が高まらないようにする。他の実施形態では、エラストマーの外側面は、溝のそれぞれ異なる形状に応じて設計することもできる。エラストマー４−５０の溝４−４０への装着のプロセスについての詳細な説明が、図４−４Ａ〜４−４Ｃと対応させながら、以下に提示される。
【００７５】
図４−４Ａ〜４−４Ｃを参照されたい。図４−４Ａ〜４−４Ｃはそれぞれ、エラストマー４−５０を溝４−４０内に装着するプロセスを順番に示す断面図である。図４−４Ａは、エラストマー４−５０が溝４−４０と位置決めされることを説明する断面図である。図４−４Ａに示されるように、位置決め部４−５２が溝４−４０に位置合わせされるので、後続の組み立てが容易になる。位置決め部４−５２は、互いに実質的に平行である２つの側辺を含む。２つの側辺は、溝４−４０の２つの側壁にそれぞれ面している（つまり、位置決め部４−５２の２つの側辺はそれぞれ上部エレメント４−１０および下部エレメント４−２０にそれぞれ面している）。位置決め部４−５２の第２の幅４−Ｗ2は溝４−４０の溝幅４−ＷRよりもわずかに小さいことから、位置決め部４−５２は、溝４−４０の（上部エレメント４−１０または下部エレメント４−２０からそれぞれ構成される）側壁との間で干渉することなく、溝４−４０の内側部分に位置合わせされると共に、配置され易くすることができる。これにより位置決めの効果が達成される。換言すると、間隙４−Ｇが位置決め部４−５２と上部エレメント４−１０との間に形成されると共に、もう一つの間隙４−Ｇが位置決め部４−５２と下部エレメント４−２０との間に形成されている。
【００７６】
図４−４Ｂに示されるように、位置決め部４−５２が溝４−４０の内側部分に配置された後、本体４−５１をさらに溝４−４０の奥に押し込んでもよい。本体４−５１の第１の幅４−Ｗ1は溝４−４０の溝幅４−ＷRよりわずかに大きい。よって、溝４−４０中に装着されるとき、本体４−５１は通常、溝４−４０の側壁（つまり、上部エレメント４−１０と下部エレメント４−２０）の間で摩擦の影響を受け、組み立てが難しくなる。位置決め部４−５２の設計により、エラストマー４−５０の本体４−５１がより容易に溝４−４０中に装着できるようになる。
【００７７】
図４−４Ｃは、エラストマー４−５０の組み付けが完了したことを説明する断面図である。エラストマー４−５０と外部エレメント４−７０との相対位置を明瞭に示すため、図４−４Ｃには外部エレメント４−７０が示されている。図４−４Ｃに示されるように、エラストマー４−５０が完全に溝４−４０に充填されることで、外部エレメント４−７０と上部エレメント４−１０の第１の側壁面４−１０Ａとの間の第１の間隔４−Ｄ1が、外部エレメント４−７０とエラストマー４−５０の外側面４−５３との間の第２の間隔４−Ｄ2より小さくなる、という点に留意すべきである。故に、外側面４−５３が溝４−４０を完全に覆って、半導体加工装置内の流体が溝４−４０から漏れ出して汚染を引き起こすことを回避することができる。
【００７８】
図４−５Ａを参照されたい。図４−５Ａは、本開示の別の実施形態によるエラストマー４−５０’を示す断面図である。エラストマー４−５０’はエラストマー４−５０と同一または類似の部分を含んでいてよく、それら同一または類似の部分は同一または類似の数字が付され、再度詳細に説明されない、という点に留意すべきである。この実施形態におけるエラストマー４−５０’が図４−３に示されたエラストマー４−５０と異なるのは、少なくとも１つの面取り部４−５１Ｃ、４−５２Ｃが本体４−５１’および位置決め部４−５２’の内縁に配置されている点である。面取り部４−５１Ｃおよび面取り部４−５２Ｃは、エラストマー４−５０’が半導体加工装置の溝４−４０中に装着されるとき（図４−５Ｂ参照）の組み立ての難度を軽減するように構成されている。よって、エラストマー４−５０’の保護効果の確保が促進される。他の実施形態では、異なる要求に応じ、１対の面取り部４−５１Ｃのみが本体４−５１’の内縁に配置されるか、または１対の面取り部４−５２Ｃのみが位置決め部４−５２’の内縁に配置される。ひいては、単一の面取り部４−５１Ｃまたは面取り部４−５２Ｃのみが配置されるだけでもよい。
【００７９】
図４−５Ｂは、溝４−４０中に装着された図４−５Ａに示されるエラストマー４−５０’を示す断面図である。図４−５Ｂに示されるように、本体４−５１’および位置決め部４−５２’の面取り部４−５１Ｃおよび面取り部４−５２Ｃは、溝４−４０の側壁の方を向いている（つまり、上部エレメント４−１０および／または下部エレメント４−２０の方を向いているということである）。そのほうが、位置決め部４−５２’と溝４−４０との間の位置決め、および本体４−５１’の溝４−４０への充填が容易になる。
【００８０】
図４−６Ａを参照されたい。図４−６Ａは、本開示の別の実施形態によるエラストマー４−５０Ａを示す断面図である。エラストマー４−５０Ａは、エラストマー４−５０と同一または類似の部分を含んでいてよく、それら同一または類似のエレメントは同一または類似の数字が付され、再度詳細に説明されない、という点に留意すべきである。この実施形態におけるエラストマー４−５０Ａが図４−３および図４−５Ａに示されたエラストマー４−５０、４−５０’と相違するのは、エラストマー４−５０Ａが、エラストマー４−５０Ａの軸方向（Ｙ軸方向）に本体４−５１Ａから突出している複数のピーク（peak）の形のシーリング部４−５４をさらに含むという点である。ピーク部分におけるシーリング部４−５４の第３の幅４−Ｗ3はエラストマー４−５０Ａの軸方向における幅であり、かつ谷（troughs）部分における本体４−５１Ａの第４の幅４−Ｗ4はエラストマー４−５０Ａの軸方向における幅であり、第３の幅４−Ｗ3は溝４−４０の溝幅４−ＷR（図４−２Ｂに示される）よりも大きく、かつ第４の幅４−Ｗ4は溝４−４０の溝幅４−ＷRよりも小さいという点に留意すべきである。エラストマー４−５０Ａが溝４−４０中に装着された後の構造について、図４−６Ｂと対応させながら以下に詳細に説明する。
【００８１】
次に図４−６Ｂを参照されたい。図４−６Ｂは、組み付け後に溝４−４０に挿入されている図４−６Ａに示されるエラストマー４−５０Ａを説明する断面図である。この実施形態が図４−４Ａ〜４−４Ｃに示される実施形態と相違するのは、エラストマー４−５０Ａが本体４−５１Ａから突出しているシーリング部４−５４をさらに含むという点であり、エラストマー４−５０Ａのピーク部分におけるシーリング部４−５４の第３の幅４−Ｗ3は溝４−４０の溝幅４−ＷRよりも大きく、かつ谷部分における本体４−５１Ａの第４の幅４−Ｗ4は溝４−４０の溝幅４−ＷRよりも小さいということに留意すべきである。上記設計により、大面積の干渉により生じる摩擦抵抗を低減することができる。よって、シーリング部４−５４は容易に装着されると共に、上部エレメント４−１０および下部エレメント４−２０（溝４−４０の側壁）に密接に当接し、より優れた保護効果が達成される。
【００８２】
図４−７Ａを参照されたい。図４−７Ａは、本開示の別の実施形態によるエラストマー４−５０Ｂを示す断面図である。エラストマー４−５０Ｂはエラストマー４−５０と同一または類似の部分を含んでいてよく、それら同一または類似の部分は同一または類似の数字が付され、再度詳細に説明されない、という点に留意すべきである。この実施形態におけるエラストマー４−５０Ｂが図４−３、４−５Ａ、および４−６Ａに示されたエラストマー４−５０、エラストマー４−５０’、およびエラストマー４−５０Ａと相違するのは、エラストマー４−５０Ｂが、本体４−５１Ｂからエラストマー４−５０Ｂの半径方向（Ｘ軸方向）に突出している延伸部４−５５を含む点であり、延伸部４−５５は、エラストマー４−５０Ｂの軸方向（Ｙ軸方向）に上方および下方へ延伸している。エラストマー４−５０Ｂが溝４−４０中に装着された後の構造について、図４−７Ｂと対応させながら以下に詳細に説明する。
【００８３】
次に図４−７Ｂを参照されたい。図４−７Ｂは、組み付け後に溝４−４０に挿入されている図４−７Ａに示されるエラストマー４−５０Ｂを説明する断面図である。この実施形態が図４−４Ａ〜４−４Ｃに示された実施形態と相違するのは、エラストマー４−５０Ｂの延伸部４−５５が第１の側壁面４−１０Ａおよび第２の側壁面４−２０Ａから突き出していると共に、第１の側壁面４−１０Ａおよび第２の側壁面４−２０Ａに沿って延伸しているという点である。故に、エッチングガス４−８０を用いてウェハ４−６０に対しエッチングプロセスを行うとき、第１の側壁面４−１０Ａおよび第２の側壁面４−２０Ａはエッチングガス４−８０にエッチングされないように保護されて、（上部エレメント４−１０の内部の電極４−１１または下部エレメント４−２０の内部の構造を露出させることにより起こる）アーク発生またはリーク電流といった不具合が回避される。他の実施形態では、エラストマー４−５０Ｂの延伸部４−５５が第１の側壁面４−１０Ａまたは第２の側壁面４−２０Ａのみに沿って延伸してよいという点に留意すべきである。
【００８４】
延伸部４−５５が第１の側壁面４−１０Ａに沿って延伸する実施形態では、延伸部４−５５の上面４−５５Ｂは上部エレメント４−１０の上面４−１０Ｂより低い。延伸部４−５５および上部エレメント４−１０の配置は、延伸部４−５５の上面４−５５Ｂが、上部エレメント４−１０に保持されているウェハ４−６０に確実に接触しないようにする。このように配置すれば、ウェハ４−６０の位置決めに影響しなくなる。
【００８５】
上述の実施形態において、そのエッチングガスに対する耐食性を高めるべく、エラストマー４−５０、４−５０’、４−５０Ａ、および４−５０Ｂにはフルオロエラストマー、パーフルオロエラストマーまたはフルオロシリコーン材料が含まれていてよい。しかしながら、本開示の実施形態におけるエラストマーの材料はこれらに限定されることはなく、ゴムのようなその他の任意の適した弾性材料であってもよい。
【００８６】
上述したように、本開示は、エッチングガスによる浸食のために機能しなくなる前に、定期的に交換することができるエラストマーを提供することが可能であり、半導体加工装置を保護し、かつプロセスの歩留りを高める効果を向上させることができる。加えて、本開示の実施形態において提供されるエラストマーは位置決め部を含む。深さと幅との比が高い溝に用いられる場合であっても、本開示のエラストマーは位置決めおよび装着することが可能であり、依然として良好な保護効果を達成することができる。
【００８７】
本開示の実施形態および利点について上述のように記載したが、当業者は、本開示の範囲および精神を逸脱することなく、本開示に各種の変化、置換および変更を加えることができるという点が理解されなければならない。加えて、本開示の範囲は、本明細書に記載された特定の実施形態におけるプロセス、機械、製造、組成、装置、方法およびステップに限定されることはない。当業者は、本開示のいくつかの実施形態から、既存または開発中のプロセス、機械、製造、組成、装置、方法およびステップを理解することができる。上述した実施形態において実質的に同じ機能を果たすことができ、かつ実質的に同じ結果を得ることが可能でありさえすれば、本開示のいくつかの実施形態に合わせて、それらを用いてもよい。故に、本開示の範囲には上述のプロセス、機械、製造、組成、装置、方法およびステップが含まれる。また、添付の請求項の各々は独立した実施形態を構成し、かつ本開示の範囲には、添付の請求項と実施形態との全ての組み合わせも含まれる。
【００８８】
本開示の好ましい実施形態を上に説明したが、これら実施形態は本開示を限定するよう意図されていない。当業者は、本開示の精神および範囲を逸脱することなく、いくつかの変化および変更を加えることができる。よって、本開示の範囲を添付の実用新案登録請求の範囲に基づいて定義することができる。さらに、添付の請求項の各々は独立した実施形態を構成し、かつ本開示の範囲には、添付の請求項と実施形態との全ての組み合わせも含まれる。
【符号の説明】
【００８９】
１−１…半導体加工装置
１−１０…上部エレメント
１−１１…電極
１−２０…下部エレメント
１−２１…側壁面
１−２２…突起部
１−２４…加熱ユニット
１−２６…冷却システム
１−２６１…冷却流体
１−２８…流体供給システム
１−２８１…流体
１−３０…接続層
１−４０…環状溝
１−４５…エポキシ樹脂
１−５０…エラストマー
１−５１…本体
１−５１１…面取り部
１−５２…延伸部
１−５４…第１の側壁保護エレメント
１−５６…第２の側壁保護エレメント
１−６０…ウェハ
１−７０…保護膜
１−８０…外部エレメント
１−９０…エッチングガス
１−Ａ…領域
１−Ｌ…長さ
１−Ｄ…間隔
１−Ｗ1…第１の幅
１−Ｗ2…第２の幅
２−１…半導体加工装置
２−１０…上部エレメント
２−１０Ａ…第１の側壁面
２−１０Ｂ…上面
２−１１…電極
２−２０…下部エレメント
２−２０Ａ…第２の側壁面
２−２２…加熱ユニット
２−２４…冷却システム
２−２４１…冷却流体
２−２６…流体供給システム
２−２６１…流体
２−３０…接続層
２−４０…環状溝
２−４５…エポキシ樹脂
２−５０…エラストマー
２−５１…本体
２−５２…第１の延伸部
２−５２１…面取り部
２−５２Ｂ…上面
２−５３…第２の延伸部
２−５４…ブロック
２−５５…ベベル面
２−θ…角度
２−５６…段差面
２−５７…ベベル面
２−６０…ウェハ
２−７０…外部エレメント
２−８０…エッチングガス
２−Ａ…領域
２−Ｂ…領域
２−Ｄ…間隔
２−Ｗ1…第１の幅
２−Ｗ2…第２の幅
３−１…半導体加工装置
３−１０…上部エレメント
３−１０２…上面
３−１１…電極
３−２０…下部エレメント
３−２２…突起部
３−２４…加熱ユニット
３−２６…冷却システム
３−２６１…冷却流体
３−２８…流体供給システム
３−２８１…流体
３−３０…接続層
３−４０…保護層
３−５０…外部エレメント
３−６０…ウェハ
３−７０…エッチングガス
３−８０…エラストマー
３−８０２…上面
３−８１…面取り部
３−８２…エラストマー
３−８３…面取り部
３−８４…ブロック
３−Ａ…領域
３−Ｂ…領域
３−Ｄ…間隔
３−Ｗ1…第１の幅
３−Ｗ2…第２の幅
３−Ｌ…長さ
４−１…半導体加工装置
４−１０…上部エレメント
４−１０Ａ…第１の側壁面
４−１０Ｂ…上面
４−１１…電極
４−２０…下部エレメント
４−２０Ａ…第２の側壁面
４−２２…加熱ユニット
４−２４…冷却システム
４−２４１…冷却流体
４−２６…流体供給システム
４−２６１…流体
４−３０…接続層
４−４０…環状溝
４−４５…エポキシ樹脂
４−５０…エラストマー
４−５１…本体
４−５２…位置決め部
４−５３…外側面
４−６０…ウェハ
４−７０…外部エレメント
４−７１…延伸エレメント
４−８０…エッチングガス
４−ＷR…溝幅
４−ＤR…溝深さ
４−Ｗ1…第１の幅
４−Ｗ2…第２の幅
４−Ｇ…間隙
４−Ｄ1…第１の間隔
４−Ｄ2…第２の間隔
４−５０’…エラストマー
４−５１’…本体
４−５１Ｃ…面取り部
４−５２’…位置決め部
４−５２Ｃ…面取り部
４−Ｗ3…第３の幅
４−Ｗ4…第４の幅
４−５０Ｂ…エラストマー
４−５１Ｂ…本体
４−５５…延伸部
４−５５Ｂ…上面
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図１−４】
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【図１−５】
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【図１−６】
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【図１−７】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３Ａ】
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【図２−３Ｂ】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
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【図２−７】
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【図２−８】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３Ａ】
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【図３−３Ｂ】
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【図３−４】
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【図３−５】
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【図３−６】
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【図４−１】
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【図４−２Ａ】
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【図４−２Ｂ】
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【図４−３】
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【図４−４Ａ】
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【図４−４Ｂ】
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【図４−４Ｃ】
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【図４−５Ａ】
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【図４−５Ｂ】
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【図４−６Ａ】
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【図４−６Ｂ】
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【図４−７Ａ】
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【図４−７Ｂ】
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