JP2009218517A - シャワープレートの製造方法、シャワープレートおよびプラズマ処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラズマの逆流を防止し、プラズマ励起用ガスを均一に安定して供給することが可能で、使用時に部品が脱落することのないシャワープレートの製造方法を提供する。
【解決手段】ガス流通方向に連通した気孔を有する多孔質で、柱状のガス流通体１１を形成する。気体を通さない素材で、ガス流通体１１の側面を接するように覆う筒状の緻密部材１２を形成する。緻密部材１２の中空部分にガス流通体１１をはめ込んでポーラスピース体１３を形成し、第１の温度で焼成を行う。天板９に凹部１０を形成し、一端を凹部１０と連通した天板９を貫通するガス流路を形成する。凹部１０に、ポーラスピース体１３をはめ込み、第１の温度と同等以下の温度で一体焼成し、シャワープレート３を形成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、シャワープレートの製造方法、シャワープレートおよびプラズマ処理装置に関する。

集積回路や液晶、太陽電池など多くの半導体デバイスにプラズマ技術は広く用いられている。プラズマ技術は半導体製造過程の薄膜の堆積やエッチング工程などで利用されているが、より高性能かつ高機能な製品のために、例えば超微細加工技術など高度なプラズマ処理が求められる。

プラズマはマイクロ波や高周波により発生させており、特に、マイクロ波により励起された高密度プラズマを発生させるプラズマ処理装置が注目されている。安定したプラズマを発生させるためには、マイクロ波の均一な放射だけでなく、プラズマ用励起ガスも均一に処理室内に供給することが望ましい。

プラズマ励起用ガスを均一に処理室内に供給するため、通常、ガス放出孔となる縦孔を複数備えたシャワープレートが使用されている。しかし、シャワープレート直下に形成されたプラズマが縦孔に逆流してしまい、異常放電やガスの堆積による歩留まり率の低下が生じていた。

特許文献１には、プラズマ異常放電を生ぜしめることなく、例えば天板側から所定のガスを導入することが可能なプラズマ処理装置が記載されている。特許文献１のプラズマ処理装置は、処理容器と、天井部の開口に気密に装着されて電磁波を透過する誘電体よりなる天板と、プラズマ発生用の電磁波を処理容器内へ導入する電磁波導入手段と、所定のガスを処理容器内へ導入するガス導入手段と、を有するプラズマ処理装置において、ガス導入手段は、天板に処理容器内を臨ませて設けたガス噴射穴と、ガス噴射穴に設けられた通気性のある穴用ポーラス状誘電体と、ガス噴射穴へ所定のガスを供給するガス供給系とよりなる。
特開２００７−２２１１１６号公報

従来の技術では、天板と兼用できるシャワープレートのガス噴射穴と穴用ポーラス状誘電体とを、直接もしくは接着剤を介して接合していた。焼成時の焼結収縮などにより、シャワープレートと穴用ポーラス状誘電体との間に隙間ができ、隙間からガスが漏れる可能性がある。さらに、複数あるガス噴射穴から供給されるガスの量が不均一となり、プラズマの偏りが発生する可能性がある。また、プラズマ処理装置で繰り返し使用すると、熱応力や熱による歪みが生じてしまい、穴用ポーラス状誘電体の一部もしくは全部が、ガス噴射穴から脱落するおそれがある。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、プラズマの逆流を防止し、プラズマ励起用ガスを均一に安定して供給することができ、使用時に部品が脱落することのないシャワープレートの製造方法、シャワープレートおよびプラズマ処理装置を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るシャワープレートの製造方法は、
プラズマ処理装置において、処理容器内へプラズマ処理に用いるガスを導入するシャワープレートの製造方法であって、
多孔質材料で柱状の多孔質ガス流通体を形成する工程と、
気体を通さない緻密な材料で筒状の緻密部材を形成する工程と、
前記緻密部材で前記多孔質ガス流通体の側面に接するように覆い、ポーラスピース体を形成するピース体形成工程と、
前記ポーラスピース体を第１の温度で焼成する第１の焼成工程と、
前記シャワープレートの本体である誘電体板の、プラズマに向かう面に凹部を形成する工程と、
前記凹部の底面から前記誘電体板を貫通するガス流路を形成する工程と、
前記凹部に前記ポーラスピース体をはめ込み、ガス噴射口を形成する装着工程と、
前記装着工程を終えた誘電体板を前記第１の温度と同等以下の温度で一体焼成する第２の焼成工程と、
を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記ピース体形成工程の前に、前記多孔質ガス流通体を予め焼成する予焼成工程を備えることを特徴とする。

また、前記第１の焼成工程において、前記緻密部材の焼結収縮率が、前記多孔質ガス流通体の焼結収縮率より大きくなる焼成条件でも構わない。

好ましくは、前記装着工程の前に、前記ポーラスピース体のガス流通量を個別に検査する工程を備えることを特徴とする。

好ましくは、前記装着工程の前に、前記ポーラスピース体の前記凹部の底面に当たる面と側面の角部を面取りする工程を備えることを特徴とする。

さらに好ましくは、前記装着工程の前に、前記ガス流路と前記面取りする工程で切り取られた部分の空間とを連結するガス通路を形成する工程を備えることを特徴とする。

本発明の第２の観点に係るシャワープレートは、
プラズマを形成するプラズマ処理装置において、
誘電体材料で形成された誘電体板と、
前記誘電体板の前記プラズマに向かう面に形成された凹部と、
前記凹部の底面から前記誘電体板を貫通するガス流路と、
多孔質材料で形成された柱状の多孔質ガス流通体と、
気体を通さない緻密な材料で形成された筒状の緻密部材と、
前記緻密部材で前記多孔質ガス流通体の側面に接するように覆われ一体となり、前記凹部に装着されるポーラスピース体と、
を備え、
前記多孔質ガス流通体と前記緻密部材との隙間の大きさ、および前記凹部側面と前記ポーラスピース体との隙間の大きさは、前記多孔質ガス流通体に含まれる最大値気孔径より小さいことを特徴とする。

好ましくは、前記多孔質ガス流通体に含まれる最大値気孔径は、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする。

好ましくは、前記多孔質ガス流通体は、前記凹部に接触しないことを特徴とする。

さらに好ましくは、本発明の第１の観点に係るシャワープレートの製造方法で製造したことを特徴とする。

本発明の第３の観点に係るプラズマ処理装置は、本発明の第２の観点に係るシャワープレートを備えることを特徴とする。

本発明のシャワープレートの製造方法によれば、プラズマの逆流を防止し、プラズマ励起用ガスを均一に安定して供給することが可能で、使用時に部品が脱落することのないシャワープレートを提供できる。

以下、本発明の実施の形態に係るシャワープレートを備えたプラズマ処理装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態に係るシャワープレートを備えたマイクロ波プラズマ処理装置の断面図である。プラズマ処理装置１は、プラズマ処理容器（チャンバー）２、シャワープレート（誘電体）３、アンテナ４、導波管５、基板保持台６を備える。アンテナ４は導波部（シールド部材）４Ａ、ラジアルラインスロットアンテナ（ＲＬＳＡ）４Ｂ、遅波板（誘電体）４Ｃからなる。導波管５は外側導波管５Ａと内側導波管５Ｂからなる同軸導波管である。

図２は、図１のプラズマ処理装置１に備えたシャワープレート３の一例である。図２（ａ）は、シャワープレート３をプラズマ処理容器２側から見た平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＭ−Ｍ線断面図である。シャワープレート３は、母材となる天板（誘電体）９の凹部１０に、ガス流通体１１と緻密部材１２から構成されるポーラスピース体１３を備えている。シャワープレート３の凹部１０およびポーラスピース体１３は天板９に分散させて複数個備えられており、その配置は、同心円上に配列、もしくは複数列に沿って直線上に配列され、点対称の位置であることが望ましい。また、シャワープレート３は、側面部もしくは上部から凹部１０へ貫通したガス流路１４を備え、プラズマ処理容器２内へガスを導入することができる。

プラズマ処理装置１のプラズマ処理容器２は、開口部をシャワープレート３により気密に装着するように塞がれている。このときプラズマ処理容器２内は、真空ポンプで真空状態としておく。シャワープレート３上には、アンテナ４が結合されている。アンテナ４には、導波管５が接続されている。導波部４Ａは外側導波管５Ａに接続され、ラジアルラインスロットアンテナ４Ｂは内側導波管５Ｂに結合される。遅波板４Ｃは、導波部４Ａとラジアルラインスロットアンテナ４Ｂとの間にありマイクロ波波長を圧縮する。遅波板４Ｃは例えば石英やアルミナなどの誘電体材料から構成される。

マイクロ波源から導波管５を通してマイクロ波を供給する。マイクロ波は導波部４Ａとラジアルラインスロットアンテナ４Ｂとの間を径方向に伝播し、ラジアルラインスロットアンテナ４Ｂのスロットより放射される。プラズマ処理容器２内にマイクロ波が給電されプラズマを形成するときに、アルゴン（Ａｒ）またはキセノン（Ｘｅ）、および窒素（Ｎ_２）などの不活性ガスを導入する。必要に応じて水素などのプロセスガスも導入する。

ガスは、シャワープレート３の側面部もしくは上部から導入され、ガス流路１４を通り、凹部１０側から噴射する。ガス噴射口となる凹部１０はポーラスピース体１３が嵌合されているので、ガスはポーラスピース体１３を通ってプラズマ処理容器２内へ導入される。

ポーラスピース体１３の中心部にあるガス流通体１１は、ガス流通方向に連通した気孔を有する多孔質で形成されているので、ガスを通すことができる。ガス噴射口はポーラスピース体１３が嵌合されているので、プラズマの異常放電の発生およびプラズマの逆流の発生を抑制するようになっている。プラズマの異常放電が原因で、シャワープレート３が過度に熱せられて、熱応力で変形や歪みが生じ、結果として破損や部品脱落などの不具合が発生することがある。プラズマの異常放電を防止することでシャワープレート３の破損などを防ぎ、ガス噴射口へのプラズマの逆流やガスの堆積も発生しないので、効率よくかつ安定したプラズマ７を発生することが可能となる。

ポーラスピース体１３の円周部にある緻密部材１２は、気体を通さない素材でできている。ガス流通体１１の側面を緻密部材１２で覆うことにより、ポーラスピース体１３を形成した段階で、検査により個々のガス流通量を確認できる。ガス流通量を揃えたポーラスピース体１３を備えたシャワープレート３を使用することで、プラズマ処理容器２内に均一にガスを導入することが可能となる。

また、ポーラスピース体１３に緻密部材１２を形成することで、凹部１０とポーラスピース体１３との間、およびガス流通体１１と緻密部材１２との間は、密着するように結合できる。隙間が充分に小さいので、プラズマの異常放電およびプラズマの逆流、ガスの堆積の発生を防止し、効率よくかつ安定したプラズマ７を形成することが可能となる。

図３Ａないし図３Ｆは、本発明の実施の形態にかかるシャワープレートの形成工程を示す図である。シャワープレート３は、図１のプラズマ処理装置１に備えたものと同一のものを示す。特に図３Ａないし図３Ｅは、シャワープレート３に備えるポーラスピース体１３を形成する工程を示す。

図３Ａは、多孔質材料でできたガス流通体１１ａを形成した図である。円柱状に形成されたガス流通体１１ａは、円の断面と垂直方向にガスを通す部材で、ガス流通方向に連通した気孔を有する多孔質で形成される。ガス流通体１１ａを形成する材料としては、例えば、ポーラス石英やポーラスセラミックなどを用いることができる。その多孔質に形成された気孔径の最大値は０．１ｍｍ以下とする。これより大きい場合はマイクロ波によるプラズマ異常放電の発生する確率が大きくなりやすく、かつ、プラズマの逆流の発生を防止できなくなるおそれがあるからである。多孔質の気孔径は、ガスの流れを阻害しない範囲で可能な限り小さくすることが望ましい。

図３Ｂは、ガス流通体１１ａの側面を覆う緻密部材１２ａを形成した図である。筒状に形成された緻密部材１２ａは、気体を通さない素材でできている。緻密部材１２ａを形成する材料としては、例えば、ＳｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３などのセラミック材を用いることができる。緻密部材１２ａの中空部分の内径とガス流通体１１ａの外径の公差は、すきまばめまたは中間ばめであることが望ましい。

図３Ｃは、緻密部材１２ａの中空部分にガス流通体１１ａをはめ込んで焼成し、ポーラスピース体１３ａを形成した図である。図中の太矢印は、焼成時に緻密部材１２ａが焼結収縮し、円周から円の中心に向かって力が加わる様子を表す。緻密部材１２ａの中にガス流通体１１ａをはめ込んだだけでは、緻密部材１２ａとガス流通体１１ａの間に隙間がある。組み合わせた状態で焼成することにより、側面を覆う緻密部材１２ａがガス流通体１１ａに向かって収縮し、締め付ける応力が発生する。結果として、緻密部材１２ａはガス流通体１１ａの側面を密着して覆うことができる。

ポーラスピース体１３にガスを流した時に、ガス流通体１１と緻密部材１２との間に隙間ができると、ガスはガス流通体１１からではなく隙間から流れ、ポーラスピース体１３のガス噴出が不均一となる。また隙間サイズが大きい場合、多孔質の気孔が大きい場合と同様に、プラズマの逆流や異常放電の発生の可能性がある。よって、ガス流通体１１と緻密部材１２との間は、最大値気孔径以下で０．１ｍｍ以下とする。

ポーラスピース体１３ａを焼成するときに、外側の緻密部材１２ａの方が内側のガス流通体１１ａよりも収縮が大きければ、緻密部材１２ａはガス流通体１１ａに密着するように側面を覆うことができる。また、図３Ｃの工程の前に、図３Ａで形成されたガス流通体１１ａを予め焼成しておいてもよい。ガス流通体１１ａは、ポーラスピース体１３ａを形成する際の焼成工程を経ても焼結収縮が起こりにくくなり、緻密部材１２ａの中心へ収縮する力が働きやすいので、緻密部材１２ａはガス流通体１１ａに密着するように側面を覆うことができる。

図３Ａのガス流通体１１ａと、図３Ｃのポーラスピース体１３ａを比較した場合、ガス流通量は同じである。ガス流通体１１ａに緻密部材１２ａを備えポーラスピース体１３ａを形成することで、外径寸法のバラツキが非常に小さくなる。後工程で凹部１０へポーラスピース体１３を装着する際に精度良く接合させることが可能となる。また、ガス流通体１１のみでは、一部のガスが側面より流れ出て、凹部１０とガス流通体１１との間にガスが堆積することがあった。ポーラスピース体１３は、緻密部材１２が側面へ気体を通さずにガス流通方向のみにガスを流すので、凹部１０とガス流通体１１との間にガスが堆積せず、異常放電も発生しない。

図３Ｄでは、焼成し一体としたポーラスピース体１３ａを所定の長さに切り分けたポーラスピース体１３の図である。例えば凹部１０の深さがＨ１のとき、ポーラスピース体１３もＨ１の高さに切り分けて用いる。ポーラスピース体１３ａをＨ１のｎ倍以上の長さで形成した場合は、複数のポーラスピース体１３に切り分けて用いてもよい。

図３Ｅでは、ポーラスピース体１３の片面に、緻密部材１２部分の面取り加工を施した図である。ポーラスピース体１３の凹部１０の底面側に挿入される面の角を面取りする（実際には、ポーラスピース体１３は上下方向がないので、どちらの面に面取り加工を施してもよい。面取り加工した面を凹部１０の底面側に挿入する。）。径Ｒ１は緻密部材１２の外径、径Ｒ２は緻密部材１２の内径を示す。ポーラスピース体１３の高さＨ１は、面取りする高さＨ２の部分と、面取りしない高さＨ３の部分とに分けられる。凹部１０にポーラスピース体１３を装着する際、ポーラスピース体１３の高さＨ３の側面部分に締め付ける応力が働くので、高さＨ３はあまり小さくならないようにする。

緻密部材１２の外径をＲ１、緻密部材１２の内径をＲ２とする。ポーラスピース体１３の面取りした面の側面側の周Ｐの径は、Ｒ１に等しい。ポーラスピース体１３の面取りした面の底面側の周Ｋの径をＲ３として、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２とすることが望ましい。面取りされた面（周Ｋと周Ｐで挟まれる面ＫＰ）は平面でも曲面でも構わない。

面取りを行うことで、凹部１０へポーラスピース体１３をはめ込むときに、凹部１０の側面とポーラスピース体１３の角がこじることがない。また、ポーラスピース体１３を凹部１０にはめ込んだ際に、凹部１０の底面円周部分と緻密部材１２の角が接することがなく、ポーラスピース体１３が浮いたり傾いたりするのを防止できる。天板に凹部１０を形成する際に、凹部１０底面を厳密に平行となるようには加工しにくく、円周部分は円の中心部分より浅くなったり、円周方向によって深さが異なる場合があるからである。さらに、天板９の凹部１０に装着する際に、凹部１０の開口を押し広げるおそれがなくなり、凹部１０とポーラスピース体１３の隙間の発生を防止できる。

ポーラスピース体１３に面取り加工を施した後に、面取りでできた空間Ｓとガス流路１４とを連通する溝を形成しておくことが望ましい。例えば、凹部１０に底面を横断する溝を設けたり、緻密部材１２の径方向に、ガス流通体１１へ向かって溝を設ける。ポーラスピース体１３を装着したときに、空間Ｓにガスが溜まるのを防止することができ、装着も行いやすくなる。

ポーラスピース体１３を形成した段階で、検査により個々のガス流通量を確認しておくことが望ましい。そうすることで、不良品を予め除去することができ、シャワープレート３完成後の不良率を大幅に抑制することができる。さらに、ポーラスピース体１３のガス流通量を揃えることにより、均一にガスを噴射できるシャワープレート３を形成することができる。

図３Ｆは、天板９の凹部１０に、ポーラスピース体１３をはめ込み、一体焼成し、シャワープレート３を形成した図である。ポーラスピース体１３は、凹部１０の底面側が面取り加工を施した面となるようにはめ込む。図中の太矢印は、焼成時に天板３が焼結収縮し、凹部１０の円周から凹部１０の中心へ向かって力が加わる様子を表す。すなわち天板３から凹部１０へはめ込まれたポーラスピース体１３へ向かって力が加わる様子を表す。

図３Ｆのシャワープレート３の一体焼成での焼成温度は、図３Ｃのポーラスピース体１３ａの焼成温度と同等以下にする。同等以下の温度であれば、シャワープレート３の焼成時にポーラスピース体１３は焼結収縮がおこらず、大きさは安定している。天板９の凹部１０を、ポーラスピース体１３の大きさに合わせて形成することができ、焼成前の段階で、凹部１０とポーラスピース体１３とを、僅かな隙間しかできないようにはめ込むことができる。さらにシャワープレート３を一体焼成することで、凹部１０がポーラスピース体１３を締め付ける応力が働き、ポーラスピース体１３と凹部１０は隙間無く密着して、シャワープレート３はポーラスピース体１３を一体的に確実に固定することが可能となる。

凹部１０とポーラスピース体１３との間に隙間ができると、ガスはガス流通体１１からではなく隙間から流れ、ポーラスピース体１３のガス噴出が不均一となる。また隙間サイズが大きい場合、プラズマの逆流や異常放電の発生の可能性がある。よって、凹部１０とポーラスピース体１３との間は、最大値気孔径以下で０．１ｍｍ以下とする。

さらに、凹部１０とポーラスピース体１３との接触部分においては、ポーラスピース体１３の緻密部材１２においてのみ凹部１０と接触し、ガス流通体１１は凹部１０に触れないようにすることが望ましい。ガス流通体１１と凹部１０が接触すると、接触部分においてガス流通量に変化が発生し、ポーラスピース体１３形成後の検査により確認したガス流通量とは異なった量のガスを、凹部１０にはめ込まれたポーラスピース体１３より流通させることになる。その結果、シャワープレート３全体として均一にガスを噴射できなくなり、ガス噴射のばらつきの原因となる。

図４（ａ）は、シャワープレートの部分断面図である。図４（ｂ）および図４（ｃ）は、図４（ａ）の点線囲み部分Ｗの部分拡大図である。

図４（ａ）は、図２（ｂ）の部分拡大図である。ポーラスピース体１３の片面を面取り加工し、面取りした面を凹部１０の底面側となるように装着している。ガス流路１４から導入されたガスは、ガス流通体１１を通って拡散される。ガス流路１４の流路径を大きくすると、電界密度の変化によるマイクロ波の分布変化が発生し、プラズマモードが変化しやすくなるので、ガス流路１４の径は小さい方が好ましい。

ガス流路１４の断面積はガス流通体１１の断面積に比べて非常に小さく、ガス流通体１１の一部分にのみガスを送ることになる。ガス流通体１１は所定の方向にしかガスを通さないので、ガス流通体１１全体からガスが放出されずに不均一となる。これを解消すべく、凹部１０の底面にガス拡散空間１５となる凹みを備える。ガス拡散空間１５の断面積は、ガス流通体１１の断面積よりも大きくし、かつ、凹部１０の底面が、充分に緻密部材１２に接することができる大きさとする。ガス拡散空間１５の径をＧとおくと、Ｒ３（周Ｋの径）＞Ｇ＞Ｒ２（緻密部材１２の内径）となる。ガス拡散空間１５を介して送られたガスはガス流通体１１全体から流通し、ポーラスピース体１３から均一にガスが放出する。複数あるポーラスピース体１３からガスを放射でき、シャワープレート３直下に均一にガスを拡散できる。

図４（ｂ）および図４（ｃ）は、ポーラスピース体１３に面取り加工を施した場合に、空間Ｓにガスが溜まるのを防ぐための溝を備えた一例で、図４（ａ）の点線囲み部分Ｗの拡大図である。図４（ｂ）は、凹部１０に、底面を横断する溝１６ａを形成している。空間Ｓに溜まったガスは、溝１６ａを介してガス拡散空間１５へ流れ、ガス流路１４と連通することができる。図４（ｃ）は、ポーラスピース体１３の緻密部材１２の径方向に、溝１６ｂを設けている。溝１６ｂは空間Ｓとガス拡散空間１５を連通しており、空間Ｓに溜まったガスを、ガス流路１４側へ移動させることが可能である。空間Ｓとガス流路１４は連結していればよく、溝１６ａあるいは溝１６ｂ以外に、ガスが通る孔を備えるなどの方法でも構わない。

本発明の製造方法で製造されたシャワープレートを用いることで、プラズマの逆流を防止し、プラズマ励起用ガスを均一に安定して供給することができ、使用時に部品が脱落することがないプラズマ処理装置とすることができる。

シャワープレートを構成する天板、ガス流通体、緻密部材の材料は、本発明の実施の例に示した材料に限定されるものではない。本発明の実施の形態においては、プラズマ処理装置を気密に塞ぐ天板と、プラズマガスを導入するシャワープレートが一体で形成された例を挙げているが、それぞれが別個に作られるものであっても構わない。例えば、ガス流路の溝が上面に形成されたシャワープレートを、天板と接合することで密閉されたガス流路を作ることができる。このとき、ガス放出孔部分の製造方法については、実施例で述べてある通りである。さらに、シャワープレートに配置したポーラスピース体の位置およびガス流路の形状についても一例であり、様々なパターンで構成が可能である。

本発明の実施の形態のプラズマ処理装置は、プラズマＣＶＤ処理、エッチング処理、スパッタリング処理やアッシング処理などの全てのプラズマ処理に適用することができる。プラズマを形成するプラズマガスは、処理方法などの条件により選択でき、また、プラズマ処理を施す基板は半導体基板などに限定されない。

本発明の実施の形態に係るシャワープレートを備えたプラズマ処理装置の断面図である。 （ａ）は、シャワープレートをプラズマ処理容器側から見た平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＭ−Ｍ線断面図である。 本発明の実施の形態に係るシャワープレートの形成工程の、ガス流通体の形成を示す図である。 シャワープレートの形成工程の、緻密部材の形成を示す図である。 シャワープレートの形成工程の、ポーラスピース体の形成を示す図である。 シャワープレートの形成工程の、ポーラスピース体の加工（切り分け）を示す図である。 シャワープレートの形成工程の、ポーラスピース体の加工（面取り）を示す図である。 シャワープレートの形成工程の、シャワープレートの形成を示す図である。 （ａ）は、図２（ｂ）の部分拡大図である。（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）の点線囲み部分Ｗの部分拡大図である。

符号の説明

１ プラズマ処理装置
２ プラズマ処理容器
３ シャワープレート（誘電体）
４ アンテナ
５ 導波管
９ 天板（誘電体）
１０ 凹部
１１、１１ａ ガス流通体
１２、１２ａ 緻密部材
１３、１３ａ ポーラスピース体
１４ ガス流路
１５ ガス拡散空間
１６ａ、１６ｂ 溝
Ｓ 空間

Claims (12)

1. プラズマ処理装置において、処理容器内へプラズマ処理に用いるガスを導入するシャワープレートの製造方法であって、
   多孔質材料で柱状の多孔質ガス流通体を形成する工程と、
   気体を通さない緻密な材料で筒状の緻密部材を形成する工程と、
   前記緻密部材で前記多孔質ガス流通体の側面に接するように覆い、ポーラスピース体を形成するピース体形成工程と、
   前記ポーラスピース体を第１の温度で焼成する第１の焼成工程と、
   前記シャワープレートの本体である誘電体板の、プラズマに向かう面に凹部を形成する工程と、
   前記凹部の底面から前記誘電体板を貫通するガス流路を形成する工程と、
   前記凹部に前記ポーラスピース体をはめ込み、ガス噴射口を形成する装着工程と、
   前記装着工程を終えた誘電体板を前記第１の温度と同等以下の温度で一体焼成する第２の焼成工程と、
   を備えることを特徴とするシャワープレートの製造方法。
2. 前記ピース体形成工程の前に、前記多孔質ガス流通体を予め焼成する予焼成工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のシャワープレートの製造方法。
3. 前記第１の焼成工程において、前記緻密部材の焼結収縮率が、前記多孔質ガス流通体の焼結収縮率より大きくなる焼成条件であることを特徴とする請求項１または２に記載のシャワープレートの製造方法。
4. 前記装着工程の前に、前記ポーラスピース体のガス流通量を個別に検査する工程を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシャワープレートの製造方法。
5. 前記装着工程の前に、前記ポーラスピース体の前記凹部の底面に当たる面と側面の角部を面取りする工程を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のシャワープレートの製造方法。
6. 前記装着工程の前に、前記ガス流路と前記面取りする工程で切り取られた部分の空間とを連結するガス通路を形成する工程を備えることを特徴とする請求項５に記載のシャワープレートの製造方法。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載のシャワープレートの製造方法で製造したことを特徴とするシャワープレート。
8. 請求項７項に記載のシャワープレートを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。
9. プラズマを形成するプラズマ処理装置において、
   誘電体材料で形成された誘電体板と、
   前記誘電体板の前記プラズマに向かう面に形成された凹部と、
   前記凹部の底面から前記誘電体板を貫通するガス流路と、
   多孔質材料で形成された柱状の多孔質ガス流通体と、
   気体を通さない緻密な材料で形成された筒状の緻密部材と、
   前記緻密部材で前記多孔質ガス流通体の側面に接するように覆われ一体となり、前記凹部に装着されるポーラスピース体と、
   を備え、
   前記多孔質ガス流通体と前記緻密部材との隙間の大きさ、および前記凹部側面と前記ポーラスピース体との隙間の大きさは、前記多孔質ガス流通体に含まれる最大値気孔径より小さいことを特徴とするシャワープレート。
10. 前記多孔質ガス流通体に含まれる最大値気孔径は、０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項９に記載のシャワープレート。
11. 前記多孔質ガス流通体は前記凹部に接触しないことを特徴とする請求項９または１０に記載のシャワープレート。
12. 請求項９ないし１１のいずれか１項に記載のシャワープレートを備えることを特徴とするプラズマ処理装置。

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