JP3578398B2 - 成膜用ガス分散プレート及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜用ガス分散プレート及びその製造方法に係り、特に、半導体製造装置または液晶製造装置の成膜に用いられるガスを分散して流出させる成膜用ガス分散プレート及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置製造や液晶ガラス基板製造の工程において、異種ガスを吹き付けて化学的気相成長（ＣＶＤ）等で成膜を行っている。このような成膜工程において、異種のガスはガス毎に供給されて基板の直前で均一に異種のガスを混合して基板に成膜するものである。異種のガスを均一に混合させるには、基板の直前に異種のガスを分散して供給しなければならず、また異種のガスは混じらないようにガス毎に供給しなければならないものである。
【０００３】
そこで、図２６（ａ）（ｂ）に示すような、流体としてガスを段階的に分散して多数の穴から供給するガス分散プレートについて検討を行った。図２６（ａ）はガス拡散プレートの断面図、図２６（ｂ）は平面図である。
図２６（ａ）（ｂ）に示すように、ガス拡散プレートは金属部材（４０）（４１）（４２）を積層したものである。金属部材（４０）には、Ａガスの経路穴（４３）とその分岐部（４４）及びＢガスの経路穴（４７）が機械加工で形成され、金属部材（４１）にはＡガスの経路穴（４５）及びＢガスの経路穴（４８）とその分岐部（４９）が機械加工で形成され、金属部材（４２）にはＡガスの経路穴（４６）及びＢガスの経路穴（５０）が機械加工で形成されており、これら金属部材（４０）（４１）（４２）をロウ付け接合、電子ビームによる接合、ボルト締め接合して一体に積層した。
【０００４】
金属部材（４０）（４１）（４２）を積層したガス拡散プレートで、Ａガスは経路穴（４３）を通り、分岐部（４４）で分岐され、多数に分散され、経路穴（４５）（４６）を通って流出し成膜域に供給される。またＢガスは経路穴（４７）（４８）を通り、分岐部（４９）で分岐され、多数に分散された経路穴（５０）を通って流出し成膜域に供給される。そしてＡガスとＢガスは基板の直前で混合され、基板に膜を形成するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の図２６に示したガス分散プレートは、ガスを分散して供給することができものではあったが、ロウ付け接合、電子ビームによる接合、ボルト締め接合ではシール性、ガス経路用穴の接合部の状況等に問題があった。ロウ付け接合では、ロウ付け時のガスの巻き込みにより生ずるピンホールにより、シール性が低下する点、ロウ等の成分からガスが発生し、半導体製造や液晶基板製造として必要とする清浄性を損なう点、ロウ材が接合の際に溶け出して、精密で微細なガス経路用穴、分岐部を埋めることがあり、ガス経路用穴の寸法・機能を損なう点等の問題があった。ロウが接合の際に溶け出してガス経路用穴を埋めるという問題を解決するために、ロウ付け箔を用いてみたが、ロウ付け箔を精密で微細なガス経路用穴、分岐部の形状に合わせように加工して配置する必要があり、それには工数がかかりコスト高になるという問題があった。また耐熱温度に限界があり、成膜時の約４００℃前後の温度に対応できないという問題があった。
【０００６】
電子ビームで溶解して接合する工法では、金属部材に成形されている多数の精密で微細なガス経路用穴若しくは分岐部の全てに対応してシール性を確保し、穴詰まりがないように接合することは困難であった。また電子ビーム接合は高真空チャンバー内で行われるもので、その高真空チャンバーのサイズに制約されて、大型のガス分散プレートを製作することができず、またコストが高いという問題があった。
ボルト締めによる接合では、パッキンを配置してシールを性確保しするものであるが、パッキンを精密で微細なガス経路用穴、分岐部の形状に合わせるように加工して配置するには、パッキンを配置するスペースが必要でユーザーの要求に一致した設計の自由度がなくなるという問題、工数がかかりコスト高になるという問題があり、またパッキンではシールの完全性を確保することは困難であった。特にこれらの成膜は高温で行なわれることが多いため耐熱性も問題となっており、ハッキンを用いる方法では耐熱温度にも問題があった。
本発明は、流体経路を形成した複数の金属部材を積層したもので、その接合部で高いシール性を有するとともに、その精度の高い流体経路穴及び分岐部の機能を低下させることなく、また高真空・高温下で使用しても高い信頼性を有する流体回路部材及びその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためのもので、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートにおいて、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつ前記環状溝に前記環状突出部を挿入し鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートである。
また、本発明は、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートにおいて、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつそれぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートである。
【０００８】
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路が、一方にはガスの経路穴が形成された円筒、もう一方には前記円筒を挿入する穴が設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材に形成されているガス経路及び／又は分岐部が、防食のための表面処理を施したものであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートの製造方法において、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成し、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつ前記環状溝に前記環状突出部を挿入し、３００〜５００℃で鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にすることを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートの製造方法である。
【００１０】
さらに、本発明は、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートの製造方法において、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成し、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつそれぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、３００〜５００℃で鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にすることを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートの製造方法である。
【００１１】
【作用】
本発明の成膜用ガス分散プレートは、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金金属部材を積層してガスを分散させて流出させるもので、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつ前記環状溝に前記環状突出部を挿入し鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことにより、高度なシール性が確保され、外周あるいはガス経路途中においてガスが漏れ出すことがないものである。また積層したアルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能なものである。
【００１２】
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層してガスを分散させて流出させるもので、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつそれぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことにより高度なシール性が確保され、外周あるいはガス経路途中においてガスが漏れ出すことがないものである。また積層したアルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能なものである。
【００１３】
このように、本発明の成膜用ガス分散プレートは、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の接合面の対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、鍛圧圧縮して締結し一体にしたことにより、ガスの種類毎のガス経路と分岐部のシール性が確保され、接合面のガス経路や分岐部の接続部からガスが漏れ出し、異種のガスがガス分散プレートから流出する前に混合するというようなことがなく、基板の直前で異種のガスを混合させて成膜することができるものである。
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の接合面の対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、それぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、鍛圧圧縮して締結し一体にしたことにより、ガスの種類毎のガス経路と分岐部のシール性が確保され、接合面のガス経路や分岐部の接続部からガスが漏れ出し、異種のガスがガス分散プレートから流出する前に混合するというようなことがなく、基板の直前で異種のガスを混合させて成膜することができるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の成膜用ガス分散プレートは、半導体製造や液晶基板ガラス製造で使用される装置において、成膜用装置、具体的には化学的気相成長（ＣＶＤ）処理装置に使用されるものであり、半導体製造や液晶基板ガラス製造装置の成膜過程で異種のガスをガスの種類毎に分散させて吹き付けるものである。例えば、化学的気相成長（ＣＶＤ）処理により成膜を行う場合には、異種ガスは、化学的気相成長（ＣＶＤ）処理の成膜直前まで混合することがないように、ガス分散プレートのガス経路や分岐部により、ガスの種類毎に段階的、広域的に均一に分散させて目的の基板に吹きつけるものである。異種のガスは、ガス毎に均一に分散して吹きつけられるので、異種ガスは目的の基板の直前で確実、かつ均一に混合することができる。ガスを均一に分散させて吹き付けるには、ガス分散プレートの流出側に設けられるガス経路穴は、直径１ｍｍ前後の小径穴を分散して多数設けることが好ましい。
【００１５】
本発明の成膜用ガス分散プレートのガス経路及び／又は分岐部は、ガスの種類毎に形成されているものであり、ガスを種類毎に区画する位置に、接合面の環状溝と環状突出部を設けるものである。具体的には、ガス経路穴の周り、分岐部の周り、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の外周に設ける。
また、本発明の成膜用ガス分散プレートのガス経路及び／又は分岐部は、ガスの種類毎に形成されているもので、ガスを種類毎に区画する位置に、それぞれの接合面に環状溝を設けるものであり、具体的には、それぞれの接合面の環状溝は、ガス経路穴の周り、分岐部の周り、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の外周に設けることが好ましい。
本発明の成膜用ガス分散プレートにおいて、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の部材のガス経路は、分岐部で広域的に分散させる。分岐部はアルミニウム若しくはアルミニウム合金部材の接合面に溝を形成しするもので、この溝は接合面に広がるように設けるものである。
【００１６】
本発明の成膜用ガス分散プレートは、積層する部材としては、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。アルミニウム又はアルミニウム合金部材の材質やその製法については特定するものではないが、内部欠陥の少ない圧延板、鍛造品を用いることが望ましい。
また積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材は同一材料であると、鍛圧圧縮時の変形により接合部が圧着し物理的に金属接合し易いが、別々の材料でも接合が可能である。
また、成膜用ガス分散プレートの要求される耐熱温度によってアルミニウム合金の組成を変更したり、他の圧接可能な金属材料に変更することが可能である。
【００１７】
また、本発明の積層するアルミニウム若しくはアルミニウム合金部材の接合面の設けられる環状溝、環状突出部は、例えば機械加工により成形するが、機械加工と同等の寸法精度や表面性状が得られれば他の加工方法によってもよい。アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に形成された環状溝、環状突出部は、鍛圧前に、表面を洗浄することが望ましい。例えば、硝酸で表面の油とり、水洗し、アルカリ溶液によりエッチングする苛性処理を行い、さらに水洗、硝酸での洗浄、水洗、湯洗等の工程を適宜組みて表面を清浄にする。また積層する金属部材がアルミニウム又はアルミニウム合金のときは、鍛圧圧接温度としては３００〜５００℃の範囲が好ましい。
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材に形成したガス経路及び／又は分岐部にガスの種類に対応した防食のための化学皮膜処理、陽極酸化処理等の表面処理を施すことが好ましい。
【００１８】
【実施例１】
本発明の実施例１について、図１〜図１２を参照して説明する。
図１は本発明の実施例１のアルミ板を積層したガス分散プレートの断面図、図２〜図８はガス分散プレートを構成するアルミ板を説明する図である。図９は金属部材の積層を示す斜視図である。図１０〜図１２は接合面の環状溝と環状突出部の鍛圧圧縮による締結を示す図である。
【００１９】
図１、図２、図９に示すように、ガス分散プレートは、ガス経路穴や分岐部を形成したアルミ板（１０）（２０）（３０）を積層したもので、ＡガスとＢガスの種類毎のガス経路及び分岐部により、段階的に広域的に分散させて吹き付けるものである。
アルミ板（１０）について、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図４（ａ）（ｂ）に示す。図３（ａ）はアルミ板（１０）の外側面（ガス流入側）の平面図、図３（ｂ）はアルミ板（１０）の断面図、図３（ｃ）はアルミ板（１０）の接合面の平面図である。図４（ａ）はアルミ板（１０）の外側面（ガス流入側）を示す斜視図、図４（ｂ）はアルミ板（１０）の接合面を示す斜視図である。
アルミ板（１０）には、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図４（ａ）（ｂ）に示すように、外側面（１１）から接合面（１２）に通ずるＡガスの経路穴（１）とＨ型で溝状のＡガス分岐部（２）、及びＢガスの経路穴（５）が形成されている。また接合面（１２）には外周に環状突出部（１３）及びＢガスの経路穴（５）の周囲に環状突出部（１４）が形成されている。
【００２０】
アルミ板（２０）について、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図６（ａ）（ｂ）に示す。図５（ａ）はアルミ板（２０）のアルミ板（１０）との接合面の平面図、図５（ｂ）はアルミ板（２０）の断面図、図５（ｃ）はアルミ板（２０）のアルミ板（３０）との接合面の平面図である。図６（ａ）はアルミ板（２０）のアルミ板（１０）との接合面を示す斜視図、図６（ｂ）はアルミ板（２０）のアルミ板（３０）との接合面を示す斜視図である。
アルミ板（２０）は、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図６（ａ）（ｂ）に示すように、接合面（２１）から接合面（２２）に通ずる複数（この図では６個）のＡガスの経路穴（３）が形成されている。Ａガスの経路穴（３）はアルミ板（１０）に形成されているＡガスのＨ型溝状の分岐部（２）に対応した位置に設けられている。また接合面（２１）から接合面（２２）に通ずるＢガスの経路穴（６）と肋骨型で溝状のＢガス分岐部（７）が形成されている。Ｂガスの経路穴（６）はアルミ板（１０）のガス経路穴（５）に対応した位置に設けられている。
【００２１】
アルミ板（２０）の接合面（２１）には、外周に環状溝（２５）及びＢガスの経路穴（６）の周囲に環状溝（２６）が形成されている。環状溝（２５）はアルミ板（１０）の接合面（１２）の環状突出部（１３）に対向した位置に形成されており、また環状溝（２６）はアルミ板（１０）の接合面（１２）の環状突出部（１４）に対向した位置に形成されている。
また、アルミ板（２０）の接合面（２２）には、外周に環状突出部（２３）及びＡガスの経路穴（３）の周囲に環状突出部（２４）が形成されている。
【００２２】
アルミ板（３０）について、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図８（ａ）（ｂ）に示す。図７（ａ）はアルミ板（３０）のアルミ板（２０）との接合面の平面図、図７（ｂ）はアルミ板（３０）の断面図、図７（ｃ）はアルミ板（３０）の外側面（ガス流出側）の平面図である。図８（ａ）はアルミ板（３０）のアルミ板（２０）との接合面を示す斜視図、図８（ｂ）はアルミ板（３０）の外側面（ガス流出側）を示す斜視図である。
アルミ板（３０）は、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図８（ａ）（ｂ）に示すように、接合面（３１）からガス流出面（３２）に通ずる複数（図では６個）のＡガスの経路穴（４）、及び複数（図では１２個）のＢガスの経路穴（８）が形成されている。複数のＡガス経路穴（４）はアルミ板（２０）の複数のＡガス経路穴（３）とそれぞれ対応した位置に設けられ、また複数のＢガスの経路穴（８）はアルミ板（２０）に形成されている肋骨型で溝状のＢガス分岐部（７）に対応した位置に設けられている。
【００２３】
また、アルミ板（３０）の接合面（３１）には、外周に環状溝（３５）及びＡガスの経路穴（４）の周囲に環状溝（３６）が形成されている。外周の環状溝（３５）はアルミ板（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２３）に対向した位置に形成され、環状溝（３６）はアルミ板（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２４）に対向した位置に形成されている。
なお、アルミ板（３０）には、Ａガスの経路穴を６個、Ｂガスの経路穴を１２個図示してたが、これは図面を見やすく簡略化したもので、実際には、多数のガス経路穴をガス分散プレートに広域的に分散させて設けるものである。またガス分岐部としてＨ型、肋骨型のもの図示してたが、ガスを分岐して広域的に分散させるものであればよい。
【００２４】
このよう形成されたアルミ板（１０）（２０）（３０）は、図２、図９に示すように積層される。アルミ板（１０）のＡガス経路穴（１）の分岐部（２）はアルミ板（２０）の複数のＡガス経路穴（３）に接続され、複数のＡガス経路穴（３）はアルミ板（３０）のＡガス経路穴（４）にそれぞれ接続される。またアルミ板（１０）のＢガス経路穴（５）はアルミ板（２０）のＢガス経路穴（６）に接続され、Ｂガス経路穴（６）の分岐部（７）はアルミ板（３０）の複数のＢガス経路穴（８）に接続される。
【００２５】
また、アルミ板（１０）の接合面（１２）の外周の環状突出部（１３）は、アルミ板（２０）の接合面（２１）の環状溝（２５）と組み合わせられ、アルミ板（１０）の接合面（１２）の環状突出部（１４）は、アルミ板（２０）の接合面（２１）の環状溝（２６）と組み合わせられる。
また、アルミ板（２０）の接合面（２２）の外周の環状突出部（２３）は、アルミ板（３０）の接合面（３１）の環状溝（３５）と組み合わせられ、アルミ板（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２４）は、アルミ板（３０）の接合面（３１）の環状溝（３６）と組み合わせられる。
このように、アルミ板（１０）（２０）（３０）のＡガス経路穴とその分岐部及びＢガス経路穴とその分岐部を合わせ、また環状溝と環状突出部を組み合わせて鍛圧圧縮して締結し、アルミ板（１０）（２０）（３０）を一体にしてガス分散プレートを製造するものである。
【００２６】
環状溝と環状突出部を組み合わされ、鍛圧圧縮して締結される部分について、図１０〜図１２を参照して説明する。
図１０〜図１２は、図２に示す積層するアルミ板（１０）とアルミ板（２０）の環状溝と環状突出部断面の一部を拡大して示した図である。
まず、図１０に示すように、アルミ板（１０）の接合面（１２）には、Ｂガス経路穴（５）の周に環状突出部（１４）が設けられ、アルミ板（２０）の接合面（２１）には、Ｂガス経路穴（６）の周に環状溝（２６）が設けられている。次いで、図１１に示すように、アルミ板（２０）の環状溝（２６）に、アルミ板（１０）の環状突出部（１４）が挿入され、これを鍛圧圧縮することにより、図１２に示すように、アルミ板（２０）の環状溝（２６）に、アルミ板（１０）の環状突出部（１４）が充満して締結するものである。
【００２７】
具体的に、環状溝と環状突出部の関係を説明する。
環状溝（２６）の巾をａ、深さをｂとし、環状突出部（１４）の巾をｃ、高さをｄとしたとき、つぎのような関係が好ましい。
ａ×ｂ≦ｃ×ｄ
ｂ＜ｄ
これらの関係で、鍛圧により環状溝（２６）内に環状突出部（１４）を充満され、シール性が確保されるものである。
ａ＞ｃとして、環状溝（２６）に環状突出部（１４）を挿入してが組み合わせ易いようにする。ただし、ａ＞ｃの関係を満たしていても、環状突出部（１４）の巾ｃが、環状溝（２６）の巾ａに比べて小さすぎると、鍛圧したときに、環状突出部（１４）が折れ曲がり、環状溝（２６）に環状突出部（１４）が充満されないことになるので、環状突出部（１４）の巾ｃは、環状溝（２６）の巾ａに比べて小さすぎないようにすることが好ましい。また、ａ≦ｃの場合でも環状突出部先端にテーパーを付け、無理して圧入可能な場合は、シール性が確保される。なお、環状突出部（１４）と環状溝（２６）について説明したが、他の環状突出部と環状溝も同様に挿入され、これを鍛圧圧縮され締結される。
【００２８】
このように、アルミ板（１０）（２０）（３０）が積層されたガス分散プレートは、図１に示すように、Ａガスは経路穴（１）を通り、分岐部（２）で広域的に分散され、多数の経路穴（３）（４）を通って流出し成膜域に供給される。またＢガスは経路穴（５）（６）を通り、分岐部（７）で広域的に分散され、多数の経路穴（８）を通って流出し成膜域に供給される。ＡガスとＢガスは基板の直前で混合され、基板（３７）に膜（３８）を形成する。
【００２９】
図１に示すように、アルミ板（１０）の接合面（１２）と金属部材（２０）の接合面（２１）は、Ｂガスの経路穴（５）とガス経路穴（６）の接続部がその周囲が環状突出部（１４）と環状溝（２６）で鍛圧圧縮して締結されているのでシール性が確保され、この接続部からＢガスが漏れ出すことがなく、また他のガスが入り込むこともない。また金属部材（１０）の接合面（１２）と金属部材（２０）の接合面（２１）は、外周の環状突出部（１３）と環状溝（２５）で鍛圧圧縮して締結されているのでシール性が確保されいるので、ガス分散プレートから外部にＡガスが漏れ出すことがない。同様に金属部材（２０）の接合面（２２）と金属部材（３０）の接合面（３１）は、Ａガスの経路穴（３）とガス経路穴（４）の接続部の周囲が環状突出部（２４）と環状溝（３６）で鍛圧圧縮して締結されているのでシール性が確保され、この接続部からＡガスが漏れ出すことがなく、また他のガスが入り込むこともない。また金属部材（２０）の接合面（２２）と金属部材（３０）の接合面（３１）は、外周の環状突出部（２３）と環状溝（３５）で鍛圧圧縮して締結されているのでシール性が確保されいるので、ガス分散プレートから外部にガスが漏れ出すことがない。
【００３０】
【実施例２】
本発明の実施例２について、図１３〜図１５を参照して説明する。
実施例２は、積層する金属部材の接合面に設ける環状突出部と環状溝の位置についてのもう１つの実施例である。
図１３（ａ）は金属部材（１０）の外側面（ガス流入側）の平面図、図１３（ｂ）は金属部材（１０）の断面図、図１３（ｃ）は金属部材（１０）の接合面の平面図である。図１４（ａ）は金属部材（２０）の金属部材（１０）との接合面の平面図、図１４（ｂ）は金属部材（２０）の断面図、図１４（ｃ）は金属部材（２０）の金属部材（３０）との接合面の平面図である。
図１５（ａ）は金属部材（３０）の金属部材（２０）との接合面の平面図、図１５（ｂ）は金属部材（３０）の断面図、図１５（ｃ）は金属部材（３０）の外側面（ガス流出側）の平面図である。
【００３１】
金属部材（１０）は、図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、Ａガスの経路穴（１）とＨ型で溝状の分岐部（２）及びＢガスの経路穴（５）が形成され、接合面（１２）にはＨ型のＡガスの分岐部（２）の周囲に環状突出部（１５）及びＢガスの経路穴（５）の周囲に環状突出部（１４）が形成されている。
金属部材（２０）は、図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、Ａガスの複数の経路穴（３）が金属部材（１０）のＨ型溝状の分岐部（２）に対応した位置に形成され、Ｂガスの経路穴（５）に接続される経路穴（６）と肋骨型で溝状のＢガスの分岐部（７）が形成されている。
金属部材（２０）の接合面（２１）には、環状溝（２７）及びガス経路穴（６）の周囲に環状溝（２６）が形成されている。環状溝（２７）は金属部材（１０）の環状突出部（１５）に対向した位置に形成され、環状溝（２６）は金属部材（１０）の環状突出部（１４）に対向した位置に形成されている。
また、金属部材（２０）の接合面（２２）には、外周に環状突出部（２３）及びガス経路穴（３）の周囲に環状突出部（２４）が形成されている。
【００３２】
金属部材（３０）は、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、Ａガスの複数の経路穴（４）、及びＢガスの複数の経路穴（８）が形成されている。複数のガス経路穴（４）は金属部材（２０）の複数のガス経路穴（３）とそれぞれ対応した位置に、複数のガス経路穴（８）は肋骨型で溝状のＢガスの分岐部（７）に対応した位置に設けられている。
また、金属部材（３０）の接合面（３１）には、外周に環状溝（３５）及びＡガス経路穴（４）の周囲に環状溝（３６）が形成されている。環状溝（３５）は金属部材（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２３）に対向した位置に形成され、環状溝（３６）は金属部材（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２４）に対向した位置に形成されている。
【００３３】
図１３〜図１５に示すように、ガス経路穴、分岐部、環状突出部と環状溝を形成した金属部材（１０）（２０）（３０）を鍛圧圧縮して締結し、ガス分散プレートを製造する。このガス分散プレートにおいて、金属部材（１０）の接合面（１２）と金属部材（２０）の接合面（２１）は、ガス経路穴（５）とガス経路穴（６）の接続部の周囲が環状突出部（１４）と環状溝（２６）で鍛圧圧縮して締結され、また分岐部（２）と複数のガス経路穴（３）の接続部の周囲が環状突出部（１５）と環状溝（２７）で鍛圧圧縮して締結されてシール性が確保され、ガスが漏れ出すことがなく、また入り込むこともない。
【００３４】
金属部材（２０）の接合面（２２）と金属部材（３０）の接合面（３１）は、図２〜図９で説明したと同様に、ガス経路穴（３）とガス経路穴（４）の接続部の周囲が環状突出部（２４）と環状溝（３６）でシールされ、また金属部材（２０）の接合面（２２）と金属部材（３０）の接合面（３１）は、外周の環状突出部（２３）と環状溝（３５）でシールされいるので、ガスが漏れ出すことがなく、また入り込むこともないものである。
【００３５】
【実施例３】
本発明の実施例３について、図１６を参照して説明する。
実施例３は、４枚の金属部材を積層し、３種類のガスをガスの種類毎に段階的・広域的に分散させるガス分散プレートを示す。
図１６は、４枚の金属部材を積層したガス分散プレートの断面図であり、４枚の金属部材（７１）（７２）（７３）（７４）を積層したガス分散プレートについて説明する。
金属部材（７１）と金属部材（７２）は、外周の環状突出部（７５）と環状溝（７６）、またガス経路穴の接続部の周囲が環状突出部（８１）と環状溝（８２）で鍛圧圧縮して締結されている。なお環状突出部と環状溝による締結は、個々のガス経路、分岐部で異種のガスが混り合わないように設けられるものであるが、図１６では省略して一部のみを図示した。
金属部材（７２）と金属部材（７３）は、外周の環状突出部（７７）と環状溝（７８）、またガス経路穴の接続部の周囲が環状突出部（８３）と環状溝（８４）で鍛圧圧縮して締結されている。
金属部材（７３）と金属部材（７４）は、外周の環状突出部（７９）と環状溝（８０）、またガス経路穴の接続部の周囲が環状突出部（８５）と環状溝（８６）で鍛圧圧縮して締結されている。
【００３６】
４枚の金属部材（７１）（７２）（７３）（７４）が積層されたガス分散プレートにおいて、Ａガスは経路穴（１０１）を通り、分岐部（１０２）で広域的に分散され、多数の経路穴（１０３）（１０４）（１０５）を通って流出し成膜域に供給される。
またＢガスは経路穴（１１１）（１１２）（１１３）を通り、分岐部（１１４）で広域的に分散され、多数の経路穴（１１５）から成膜域に供給される。
またＣガスは経路穴（１２１）（１２２）を通り、分岐部（１２３）で広域的に分散され、多数の経路穴（１２４）（１２５）を通って流出し成膜域に供給される。
段階的に、広域的に分散されたＡガス、Ｂガス、Ｃガスは、ぞれぞれ多数の穴から成膜域に供給され、基板の直前で混合され、膜を形成するものである。
【００３７】
【実施例４】
本発明の実施例４について、図１７〜図１９を参照して説明する。
実施例４は、積層する金属部材の接合面の対向位置にそれぞれ環状溝を設け、環状溝に中間金属部材を挿入し鍛圧圧縮して締結するものである。
図１７は、積層するアルミ板（１０）とアルミ板（２０）のガス経路穴（５）とガス経路穴（６）の周囲の締結部を拡大した図である。アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に環状溝（６０）を形成し、またアルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に環状溝（５９）を形成する。環状溝（５９）（６０）には中間金属部材（６１）が挿入される。中間金属部材としてはアルミ板（１０）（２０）と同じ材質のアルミを用いることが好ましいが別のアルミ材質でも可能である。
【００３８】
環状溝（５９）（６０）と中間金属部材（６１）は、環状溝（５９）（６０）の巾Ｂ，Ｄ、深さＡ，Ｃ、中間部材（６１）の巾Ｆ、長さＥのとき、Ａ＋Ｃ≦Ｅ、（Ａ×Ｂ＋Ｃ×Ｄ）≦Ｅ×Ｆ、Ｂ≧Ｆ、Ｄ≧Ｆの関係に形成する。
アルミ板（１０）の環状溝（６０）とアルミ板（２０）の環状溝（５９）に金属中間部材（６１）を挿入し、鍛圧圧縮して環状溝（５９）（６０）に金属中間部材（６１）を充満させて締結部を形成する。これによりシール性が確保され、ガスは漏れないようになっている。
【００３９】
図１８、図１９は、積層するアルミ板（１０）とアルミ板（２０）のガス経路穴（５）とガス経路穴（６）の周囲の締結部を拡大した図で、環状溝の形状と中間金属部材のもう１つの例を示す図である。
図１８に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に断面台形の環状溝（６３）を形成し、またアルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面台形の環状溝（６２）を形成し、環状溝（６２）（６３）の台形に対応する６角形の金属中間部材（６４）を挿入し、鍛圧圧縮して環状溝（６２）（６３）に金属中間部材（６４）を充満させて締結部を形成し、シール性を確保されするものである。
【００４０】
図１９に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に断面コの字形の環状溝（６６）を形成し、またアルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面コの字形の環状溝（６５）を形成し、コの字形環状溝（６５）（６６）に長円形の金属中間部材（６７）を挿入し、鍛圧圧縮して環状溝（６５）（６６）に金属中間部材（６７）を充満させて締結部を形成し、シール性を確保されするものである。
図１８に示した形状の環状溝と中間金属部材は、環状溝の機械加工が容易であり、また環状溝に中間部材を組み合わせるときに挿入が容易である。
図１９に示した形状の中間金属部材は、環状溝に中間部材を組み合わせるときに挿入が容易である。
【００４１】
【実施例５】
本発明の実施例５について、図２０〜図２２を参照して説明する。
実施例５は、積層する金属部材の接合面の対向位置に設けられる環状溝と環状突出部の形状についての例を示す図である。
図２０に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に断面コの字形の環状突出部（５３）を形成し、アルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面コの字形の環状溝（５１）を形成したもので、環状溝（５１）にテーパ（５２）を設けて環状溝に環状突出部の挿入を容易にしたものである。
【００４２】
図２１に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲にテーパ（５６）を設けた断面コの字形の環状突出部（５５）に形成し、アルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面コの字形の環状溝（５４）を形成したもので、環状突出部（５５）にテーパ（５６）を設けて環状溝に環状突出部の挿入を容易にしたものである。
図２２に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に断面台形の環状突出部（５８）を形成し、アルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面台形の環状溝（５７）を形成したもので、環状溝、環状突出部の機械加工が容易であり、またその組み合わせるときに挿入が容易なものである。
【００４３】
【実施例６】
本発明の実施例６について、図２３〜図２５を参照して説明する。
図２３は実施例６の金属部材の積層を示す斜視図であり、図２４（ａ）（ｂ）、図２５は積層する金属部材の接合面の断面図である。
実施例６は、上記実施例１で説明したアルミ板（１０）（２０）…を積層したガス分散プレートにおける、アルミ板（１０）とアルミ板（２０）のＢガス経路穴（６）の接続について変形例を示したものである。
図２３に示すように、アルミ板（１０）には、外側面（１１）から接合面（１２）に通ずるＡガスの経路穴（１）と穴（６９）が形成されている。アルミ板（２０）の接合面（２１）には、外周に環状溝（２５）、Ａガスの経路穴（３）及びＢガスの経路穴（６）が形成された円筒（６８）が突出している。
図２４（ａ）に示すように、アルミ板（１０）の穴（６９）は接合面（１２）から外側面（１１）にテーパーが付けられている。アルミ板（２０）の円筒（６８）はテーパーが付けられて、ガスの経路穴（６）が形成されている。
【００４４】
アルミ板（１０）（２０）…を積層し、Ａガス経路穴とその分岐部及びＢガス経路穴とその分岐部を合わせ、また環状溝と環状突出部を組み合わせて鍛圧圧縮して締結するものであるが、その際にアルミ板（１０）の穴（６９）に、テーパー付き円筒（６８）を圧入して、図２４（ｂ）に示すように、Ｂガス経路穴とするものである。
図２５は、アルミ板（１０）の穴（６９）の接合面（１２）側に、面取り部（７０）を設けて、アルミ板（２０）のテーパー付き円筒（６８）を挿入しやすくしたものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面を鍛圧圧縮により接合することにより、優れたシール性を有するものである。特にガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面の対向位置に環状溝と環状突出部を設けて鍛圧圧縮して締結することにより高度なシール性が確保され、ガス等の流体が漏れ出すことがないという効果を有するものであり、またガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面の対向位置のそれぞれに環状溝を設けて中間のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入して締結することにより高度なシール性が確保され、ガス等の流体が漏れ出すことがないという効果を有するものである。
【００４６】
すなわち、機械加工した環状溝と環状突出部を組み合わせを加圧鍛接して金属接合による高い圧着状態を確保できることから、複雑且つ子細なガス経路の優れたシール性を保つことができ、また積層プレート間も高圧加圧するため、良好な密着状態が得られるものである。
さらに、締結用の環状溝と環状突出部を機械加工して成形、鍛圧締結したもので、接合材等の介在物を使わないことから、使用時に接合用の介在物等からの発生ガスがなく、装置の清浄を保つことができるものである。また接合時、ロウ付け工法に見られるロウの溶け出し等がなく、精密加工した穴や溝をふさぐこともない。また、Ｏ（オー）リングのようなシール部材が不要であり、積層したアルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である。また耐熱温度によってアルミニウム合金の組成を変更することが可能である。
【００４７】
また、ガス経路や分岐部となる精密穴及び溝は機械加工で形成することができるため設計の自由度が大きい。ガス経路や分岐部の加工と同時に鍛圧接合に必要な凹凸（環状溝と環状突出部）を加工すればよく、接合は積層板を組み合わせて、同時に鍛圧することで、安価な製造を可能とする。さらに、鍛圧時にはプレスによる加圧を行うことで済むので、大きなサイズにも対応が容易であるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のガス分散プレートの断面図
【図２】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図３】本発明の実施例１の金属部材の積層を示す図
【図４】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図５】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図６】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図７】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図８】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図９】本発明の実施例１の金属部材の積層を示す図
【図１０】本発明の実施例１のアルミ板接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図１１】本発明の実施例１のアルミ板接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図１２】本発明の実施例１のアルミ板接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図１３】本発明の実施例２の金属部材の環状突出部と環状溝の位置を示す図
【図１４】本発明の実施例２の金属部材の環状突出部と環状溝の位置を示す図
【図１５】本発明の実施例２の金属部材の環状突出部と環状溝の位置を示す図
【図１６】本発明の実施例３のガス分散プレートの断面図
【図１７】本発明の実施例４の金属部材の接合面の環状溝を示す図
【図１８】本発明の実施例４の金属部材の接合面の環状溝を示す図
【図１９】本発明の実施例４の金属部材の接合面の環状溝を示す図
【図２０】本発明の実施例５の金属部材の接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図２１】本発明の実施例５の金属部材の接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図２２】本発明の実施例５の金属部材の接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図２３】本発明の実施例６の金属部材の積層を示す図
【図２４】本発明の実施例６の金属部材の接合面の断面図
【図２５】本発明の実施例６の金属部材の接合面の断面図
【図２６】従来技術を説明する図
【符号の説明】
１、３、４、５、６、８ ガス経路穴
２、７ ガス分岐部
１０、２０、３０ アルミ板
１３、１４、２３、２４ 環状突出部
２５、２６、３５、３６ 環状溝
【発明の属する技術分野】
本発明は、成膜用ガス分散プレート及びその製造方法に係り、特に、半導体製造装置または液晶製造装置の成膜に用いられるガスを分散して流出させる成膜用ガス分散プレート及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置製造や液晶ガラス基板製造の工程において、異種ガスを吹き付けて化学的気相成長（ＣＶＤ）等で成膜を行っている。このような成膜工程において、異種のガスはガス毎に供給されて基板の直前で均一に異種のガスを混合して基板に成膜するものである。異種のガスを均一に混合させるには、基板の直前に異種のガスを分散して供給しなければならず、また異種のガスは混じらないようにガス毎に供給しなければならないものである。
【０００３】
そこで、図２６（ａ）（ｂ）に示すような、流体としてガスを段階的に分散して多数の穴から供給するガス分散プレートについて検討を行った。図２６（ａ）はガス拡散プレートの断面図、図２６（ｂ）は平面図である。
図２６（ａ）（ｂ）に示すように、ガス拡散プレートは金属部材（４０）（４１）（４２）を積層したものである。金属部材（４０）には、Ａガスの経路穴（４３）とその分岐部（４４）及びＢガスの経路穴（４７）が機械加工で形成され、金属部材（４１）にはＡガスの経路穴（４５）及びＢガスの経路穴（４８）とその分岐部（４９）が機械加工で形成され、金属部材（４２）にはＡガスの経路穴（４６）及びＢガスの経路穴（５０）が機械加工で形成されており、これら金属部材（４０）（４１）（４２）をロウ付け接合、電子ビームによる接合、ボルト締め接合して一体に積層した。
【０００４】
金属部材（４０）（４１）（４２）を積層したガス拡散プレートで、Ａガスは経路穴（４３）を通り、分岐部（４４）で分岐され、多数に分散され、経路穴（４５）（４６）を通って流出し成膜域に供給される。またＢガスは経路穴（４７）（４８）を通り、分岐部（４９）で分岐され、多数に分散された経路穴（５０）を通って流出し成膜域に供給される。そしてＡガスとＢガスは基板の直前で混合され、基板に膜を形成するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の図２６に示したガス分散プレートは、ガスを分散して供給することができものではあったが、ロウ付け接合、電子ビームによる接合、ボルト締め接合ではシール性、ガス経路用穴の接合部の状況等に問題があった。ロウ付け接合では、ロウ付け時のガスの巻き込みにより生ずるピンホールにより、シール性が低下する点、ロウ等の成分からガスが発生し、半導体製造や液晶基板製造として必要とする清浄性を損なう点、ロウ材が接合の際に溶け出して、精密で微細なガス経路用穴、分岐部を埋めることがあり、ガス経路用穴の寸法・機能を損なう点等の問題があった。ロウが接合の際に溶け出してガス経路用穴を埋めるという問題を解決するために、ロウ付け箔を用いてみたが、ロウ付け箔を精密で微細なガス経路用穴、分岐部の形状に合わせように加工して配置する必要があり、それには工数がかかりコスト高になるという問題があった。また耐熱温度に限界があり、成膜時の約４００℃前後の温度に対応できないという問題があった。
【０００６】
電子ビームで溶解して接合する工法では、金属部材に成形されている多数の精密で微細なガス経路用穴若しくは分岐部の全てに対応してシール性を確保し、穴詰まりがないように接合することは困難であった。また電子ビーム接合は高真空チャンバー内で行われるもので、その高真空チャンバーのサイズに制約されて、大型のガス分散プレートを製作することができず、またコストが高いという問題があった。
ボルト締めによる接合では、パッキンを配置してシールを性確保しするものであるが、パッキンを精密で微細なガス経路用穴、分岐部の形状に合わせるように加工して配置するには、パッキンを配置するスペースが必要でユーザーの要求に一致した設計の自由度がなくなるという問題、工数がかかりコスト高になるという問題があり、またパッキンではシールの完全性を確保することは困難であった。特にこれらの成膜は高温で行なわれることが多いため耐熱性も問題となっており、ハッキンを用いる方法では耐熱温度にも問題があった。
本発明は、流体経路を形成した複数の金属部材を積層したもので、その接合部で高いシール性を有するとともに、その精度の高い流体経路穴及び分岐部の機能を低下させることなく、また高真空・高温下で使用しても高い信頼性を有する流体回路部材及びその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためのもので、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートにおいて、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつ前記環状溝に前記環状突出部を挿入し鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートである。
また、本発明は、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートにおいて、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつそれぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートである。
【０００８】
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路が、一方にはガスの経路穴が形成された円筒、もう一方には前記円筒を挿入する穴が設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材に形成されているガス経路及び／又は分岐部が、防食のための表面処理を施したものであることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明は、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートの製造方法において、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成し、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつ前記環状溝に前記環状突出部を挿入し、３００〜５００℃で鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にすることを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートの製造方法である。
【００１０】
さらに、本発明は、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートの製造方法において、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成し、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつそれぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、３００〜５００℃で鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にすることを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートの製造方法である。
【００１１】
【作用】
本発明の成膜用ガス分散プレートは、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金金属部材を積層してガスを分散させて流出させるもので、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつ前記環状溝に前記環状突出部を挿入し鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことにより、高度なシール性が確保され、外周あるいはガス経路途中においてガスが漏れ出すことがないものである。また積層したアルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能なものである。
【００１２】
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層してガスを分散させて流出させるもので、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつそれぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことにより高度なシール性が確保され、外周あるいはガス経路途中においてガスが漏れ出すことがないものである。また積層したアルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能なものである。
【００１３】
このように、本発明の成膜用ガス分散プレートは、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の接合面の対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、鍛圧圧縮して締結し一体にしたことにより、ガスの種類毎のガス経路と分岐部のシール性が確保され、接合面のガス経路や分岐部の接続部からガスが漏れ出し、異種のガスがガス分散プレートから流出する前に混合するというようなことがなく、基板の直前で異種のガスを混合させて成膜することができるものである。
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の接合面の対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、それぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、鍛圧圧縮して締結し一体にしたことにより、ガスの種類毎のガス経路と分岐部のシール性が確保され、接合面のガス経路や分岐部の接続部からガスが漏れ出し、異種のガスがガス分散プレートから流出する前に混合するというようなことがなく、基板の直前で異種のガスを混合させて成膜することができるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の成膜用ガス分散プレートは、半導体製造や液晶基板ガラス製造で使用される装置において、成膜用装置、具体的には化学的気相成長（ＣＶＤ）処理装置に使用されるものであり、半導体製造や液晶基板ガラス製造装置の成膜過程で異種のガスをガスの種類毎に分散させて吹き付けるものである。例えば、化学的気相成長（ＣＶＤ）処理により成膜を行う場合には、異種ガスは、化学的気相成長（ＣＶＤ）処理の成膜直前まで混合することがないように、ガス分散プレートのガス経路や分岐部により、ガスの種類毎に段階的、広域的に均一に分散させて目的の基板に吹きつけるものである。異種のガスは、ガス毎に均一に分散して吹きつけられるので、異種ガスは目的の基板の直前で確実、かつ均一に混合することができる。ガスを均一に分散させて吹き付けるには、ガス分散プレートの流出側に設けられるガス経路穴は、直径１ｍｍ前後の小径穴を分散して多数設けることが好ましい。
【００１５】
本発明の成膜用ガス分散プレートのガス経路及び／又は分岐部は、ガスの種類毎に形成されているものであり、ガスを種類毎に区画する位置に、接合面の環状溝と環状突出部を設けるものである。具体的には、ガス経路穴の周り、分岐部の周り、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の外周に設ける。
また、本発明の成膜用ガス分散プレートのガス経路及び／又は分岐部は、ガスの種類毎に形成されているもので、ガスを種類毎に区画する位置に、それぞれの接合面に環状溝を設けるものであり、具体的には、それぞれの接合面の環状溝は、ガス経路穴の周り、分岐部の周り、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の外周に設けることが好ましい。
本発明の成膜用ガス分散プレートにおいて、アルミニウム若しくはアルミニウム合金の部材のガス経路は、分岐部で広域的に分散させる。分岐部はアルミニウム若しくはアルミニウム合金部材の接合面に溝を形成しするもので、この溝は接合面に広がるように設けるものである。
【００１６】
本発明の成膜用ガス分散プレートは、積層する部材としては、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。アルミニウム又はアルミニウム合金部材の材質やその製法については特定するものではないが、内部欠陥の少ない圧延板、鍛造品を用いることが望ましい。
また積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材は同一材料であると、鍛圧圧縮時の変形により接合部が圧着し物理的に金属接合し易いが、別々の材料でも接合が可能である。
また、成膜用ガス分散プレートの要求される耐熱温度によってアルミニウム合金の組成を変更したり、他の圧接可能な金属材料に変更することが可能である。
【００１７】
また、本発明の積層するアルミニウム若しくはアルミニウム合金部材の接合面の設けられる環状溝、環状突出部は、例えば機械加工により成形するが、機械加工と同等の寸法精度や表面性状が得られれば他の加工方法によってもよい。アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に形成された環状溝、環状突出部は、鍛圧前に、表面を洗浄することが望ましい。例えば、硝酸で表面の油とり、水洗し、アルカリ溶液によりエッチングする苛性処理を行い、さらに水洗、硝酸での洗浄、水洗、湯洗等の工程を適宜組みて表面を清浄にする。また積層する金属部材がアルミニウム又はアルミニウム合金のときは、鍛圧圧接温度としては３００〜５００℃の範囲が好ましい。
また、本発明の成膜用ガス分散プレートは、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材に形成したガス経路及び／又は分岐部にガスの種類に対応した防食のための化学皮膜処理、陽極酸化処理等の表面処理を施すことが好ましい。
【００１８】
【実施例１】
本発明の実施例１について、図１〜図１２を参照して説明する。
図１は本発明の実施例１のアルミ板を積層したガス分散プレートの断面図、図２〜図８はガス分散プレートを構成するアルミ板を説明する図である。図９は金属部材の積層を示す斜視図である。図１０〜図１２は接合面の環状溝と環状突出部の鍛圧圧縮による締結を示す図である。
【００１９】
図１、図２、図９に示すように、ガス分散プレートは、ガス経路穴や分岐部を形成したアルミ板（１０）（２０）（３０）を積層したもので、ＡガスとＢガスの種類毎のガス経路及び分岐部により、段階的に広域的に分散させて吹き付けるものである。
アルミ板（１０）について、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図４（ａ）（ｂ）に示す。図３（ａ）はアルミ板（１０）の外側面（ガス流入側）の平面図、図３（ｂ）はアルミ板（１０）の断面図、図３（ｃ）はアルミ板（１０）の接合面の平面図である。図４（ａ）はアルミ板（１０）の外側面（ガス流入側）を示す斜視図、図４（ｂ）はアルミ板（１０）の接合面を示す斜視図である。
アルミ板（１０）には、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図４（ａ）（ｂ）に示すように、外側面（１１）から接合面（１２）に通ずるＡガスの経路穴（１）とＨ型で溝状のＡガス分岐部（２）、及びＢガスの経路穴（５）が形成されている。また接合面（１２）には外周に環状突出部（１３）及びＢガスの経路穴（５）の周囲に環状突出部（１４）が形成されている。
【００２０】
アルミ板（２０）について、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図６（ａ）（ｂ）に示す。図５（ａ）はアルミ板（２０）のアルミ板（１０）との接合面の平面図、図５（ｂ）はアルミ板（２０）の断面図、図５（ｃ）はアルミ板（２０）のアルミ板（３０）との接合面の平面図である。図６（ａ）はアルミ板（２０）のアルミ板（１０）との接合面を示す斜視図、図６（ｂ）はアルミ板（２０）のアルミ板（３０）との接合面を示す斜視図である。
アルミ板（２０）は、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図６（ａ）（ｂ）に示すように、接合面（２１）から接合面（２２）に通ずる複数（この図では６個）のＡガスの経路穴（３）が形成されている。Ａガスの経路穴（３）はアルミ板（１０）に形成されているＡガスのＨ型溝状の分岐部（２）に対応した位置に設けられている。また接合面（２１）から接合面（２２）に通ずるＢガスの経路穴（６）と肋骨型で溝状のＢガス分岐部（７）が形成されている。Ｂガスの経路穴（６）はアルミ板（１０）のガス経路穴（５）に対応した位置に設けられている。
【００２１】
アルミ板（２０）の接合面（２１）には、外周に環状溝（２５）及びＢガスの経路穴（６）の周囲に環状溝（２６）が形成されている。環状溝（２５）はアルミ板（１０）の接合面（１２）の環状突出部（１３）に対向した位置に形成されており、また環状溝（２６）はアルミ板（１０）の接合面（１２）の環状突出部（１４）に対向した位置に形成されている。
また、アルミ板（２０）の接合面（２２）には、外周に環状突出部（２３）及びＡガスの経路穴（３）の周囲に環状突出部（２４）が形成されている。
【００２２】
アルミ板（３０）について、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図８（ａ）（ｂ）に示す。図７（ａ）はアルミ板（３０）のアルミ板（２０）との接合面の平面図、図７（ｂ）はアルミ板（３０）の断面図、図７（ｃ）はアルミ板（３０）の外側面（ガス流出側）の平面図である。図８（ａ）はアルミ板（３０）のアルミ板（２０）との接合面を示す斜視図、図８（ｂ）はアルミ板（３０）の外側面（ガス流出側）を示す斜視図である。
アルミ板（３０）は、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）及び図８（ａ）（ｂ）に示すように、接合面（３１）からガス流出面（３２）に通ずる複数（図では６個）のＡガスの経路穴（４）、及び複数（図では１２個）のＢガスの経路穴（８）が形成されている。複数のＡガス経路穴（４）はアルミ板（２０）の複数のＡガス経路穴（３）とそれぞれ対応した位置に設けられ、また複数のＢガスの経路穴（８）はアルミ板（２０）に形成されている肋骨型で溝状のＢガス分岐部（７）に対応した位置に設けられている。
【００２３】
また、アルミ板（３０）の接合面（３１）には、外周に環状溝（３５）及びＡガスの経路穴（４）の周囲に環状溝（３６）が形成されている。外周の環状溝（３５）はアルミ板（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２３）に対向した位置に形成され、環状溝（３６）はアルミ板（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２４）に対向した位置に形成されている。
なお、アルミ板（３０）には、Ａガスの経路穴を６個、Ｂガスの経路穴を１２個図示してたが、これは図面を見やすく簡略化したもので、実際には、多数のガス経路穴をガス分散プレートに広域的に分散させて設けるものである。またガス分岐部としてＨ型、肋骨型のもの図示してたが、ガスを分岐して広域的に分散させるものであればよい。
【００２４】
このよう形成されたアルミ板（１０）（２０）（３０）は、図２、図９に示すように積層される。アルミ板（１０）のＡガス経路穴（１）の分岐部（２）はアルミ板（２０）の複数のＡガス経路穴（３）に接続され、複数のＡガス経路穴（３）はアルミ板（３０）のＡガス経路穴（４）にそれぞれ接続される。またアルミ板（１０）のＢガス経路穴（５）はアルミ板（２０）のＢガス経路穴（６）に接続され、Ｂガス経路穴（６）の分岐部（７）はアルミ板（３０）の複数のＢガス経路穴（８）に接続される。
【００２５】
また、アルミ板（１０）の接合面（１２）の外周の環状突出部（１３）は、アルミ板（２０）の接合面（２１）の環状溝（２５）と組み合わせられ、アルミ板（１０）の接合面（１２）の環状突出部（１４）は、アルミ板（２０）の接合面（２１）の環状溝（２６）と組み合わせられる。
また、アルミ板（２０）の接合面（２２）の外周の環状突出部（２３）は、アルミ板（３０）の接合面（３１）の環状溝（３５）と組み合わせられ、アルミ板（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２４）は、アルミ板（３０）の接合面（３１）の環状溝（３６）と組み合わせられる。
このように、アルミ板（１０）（２０）（３０）のＡガス経路穴とその分岐部及びＢガス経路穴とその分岐部を合わせ、また環状溝と環状突出部を組み合わせて鍛圧圧縮して締結し、アルミ板（１０）（２０）（３０）を一体にしてガス分散プレートを製造するものである。
【００２６】
環状溝と環状突出部を組み合わされ、鍛圧圧縮して締結される部分について、図１０〜図１２を参照して説明する。
図１０〜図１２は、図２に示す積層するアルミ板（１０）とアルミ板（２０）の環状溝と環状突出部断面の一部を拡大して示した図である。
まず、図１０に示すように、アルミ板（１０）の接合面（１２）には、Ｂガス経路穴（５）の周に環状突出部（１４）が設けられ、アルミ板（２０）の接合面（２１）には、Ｂガス経路穴（６）の周に環状溝（２６）が設けられている。次いで、図１１に示すように、アルミ板（２０）の環状溝（２６）に、アルミ板（１０）の環状突出部（１４）が挿入され、これを鍛圧圧縮することにより、図１２に示すように、アルミ板（２０）の環状溝（２６）に、アルミ板（１０）の環状突出部（１４）が充満して締結するものである。
【００２７】
具体的に、環状溝と環状突出部の関係を説明する。
環状溝（２６）の巾をａ、深さをｂとし、環状突出部（１４）の巾をｃ、高さをｄとしたとき、つぎのような関係が好ましい。
ａ×ｂ≦ｃ×ｄ
ｂ＜ｄ
これらの関係で、鍛圧により環状溝（２６）内に環状突出部（１４）を充満され、シール性が確保されるものである。
ａ＞ｃとして、環状溝（２６）に環状突出部（１４）を挿入してが組み合わせ易いようにする。ただし、ａ＞ｃの関係を満たしていても、環状突出部（１４）の巾ｃが、環状溝（２６）の巾ａに比べて小さすぎると、鍛圧したときに、環状突出部（１４）が折れ曲がり、環状溝（２６）に環状突出部（１４）が充満されないことになるので、環状突出部（１４）の巾ｃは、環状溝（２６）の巾ａに比べて小さすぎないようにすることが好ましい。また、ａ≦ｃの場合でも環状突出部先端にテーパーを付け、無理して圧入可能な場合は、シール性が確保される。なお、環状突出部（１４）と環状溝（２６）について説明したが、他の環状突出部と環状溝も同様に挿入され、これを鍛圧圧縮され締結される。
【００２８】
このように、アルミ板（１０）（２０）（３０）が積層されたガス分散プレートは、図１に示すように、Ａガスは経路穴（１）を通り、分岐部（２）で広域的に分散され、多数の経路穴（３）（４）を通って流出し成膜域に供給される。またＢガスは経路穴（５）（６）を通り、分岐部（７）で広域的に分散され、多数の経路穴（８）を通って流出し成膜域に供給される。ＡガスとＢガスは基板の直前で混合され、基板（３７）に膜（３８）を形成する。
【００２９】
図１に示すように、アルミ板（１０）の接合面（１２）と金属部材（２０）の接合面（２１）は、Ｂガスの経路穴（５）とガス経路穴（６）の接続部がその周囲が環状突出部（１４）と環状溝（２６）で鍛圧圧縮して締結されているのでシール性が確保され、この接続部からＢガスが漏れ出すことがなく、また他のガスが入り込むこともない。また金属部材（１０）の接合面（１２）と金属部材（２０）の接合面（２１）は、外周の環状突出部（１３）と環状溝（２５）で鍛圧圧縮して締結されているのでシール性が確保されいるので、ガス分散プレートから外部にＡガスが漏れ出すことがない。同様に金属部材（２０）の接合面（２２）と金属部材（３０）の接合面（３１）は、Ａガスの経路穴（３）とガス経路穴（４）の接続部の周囲が環状突出部（２４）と環状溝（３６）で鍛圧圧縮して締結されているのでシール性が確保され、この接続部からＡガスが漏れ出すことがなく、また他のガスが入り込むこともない。また金属部材（２０）の接合面（２２）と金属部材（３０）の接合面（３１）は、外周の環状突出部（２３）と環状溝（３５）で鍛圧圧縮して締結されているのでシール性が確保されいるので、ガス分散プレートから外部にガスが漏れ出すことがない。
【００３０】
【実施例２】
本発明の実施例２について、図１３〜図１５を参照して説明する。
実施例２は、積層する金属部材の接合面に設ける環状突出部と環状溝の位置についてのもう１つの実施例である。
図１３（ａ）は金属部材（１０）の外側面（ガス流入側）の平面図、図１３（ｂ）は金属部材（１０）の断面図、図１３（ｃ）は金属部材（１０）の接合面の平面図である。図１４（ａ）は金属部材（２０）の金属部材（１０）との接合面の平面図、図１４（ｂ）は金属部材（２０）の断面図、図１４（ｃ）は金属部材（２０）の金属部材（３０）との接合面の平面図である。
図１５（ａ）は金属部材（３０）の金属部材（２０）との接合面の平面図、図１５（ｂ）は金属部材（３０）の断面図、図１５（ｃ）は金属部材（３０）の外側面（ガス流出側）の平面図である。
【００３１】
金属部材（１０）は、図１３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、Ａガスの経路穴（１）とＨ型で溝状の分岐部（２）及びＢガスの経路穴（５）が形成され、接合面（１２）にはＨ型のＡガスの分岐部（２）の周囲に環状突出部（１５）及びＢガスの経路穴（５）の周囲に環状突出部（１４）が形成されている。
金属部材（２０）は、図１４（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、Ａガスの複数の経路穴（３）が金属部材（１０）のＨ型溝状の分岐部（２）に対応した位置に形成され、Ｂガスの経路穴（５）に接続される経路穴（６）と肋骨型で溝状のＢガスの分岐部（７）が形成されている。
金属部材（２０）の接合面（２１）には、環状溝（２７）及びガス経路穴（６）の周囲に環状溝（２６）が形成されている。環状溝（２７）は金属部材（１０）の環状突出部（１５）に対向した位置に形成され、環状溝（２６）は金属部材（１０）の環状突出部（１４）に対向した位置に形成されている。
また、金属部材（２０）の接合面（２２）には、外周に環状突出部（２３）及びガス経路穴（３）の周囲に環状突出部（２４）が形成されている。
【００３２】
金属部材（３０）は、図１５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、Ａガスの複数の経路穴（４）、及びＢガスの複数の経路穴（８）が形成されている。複数のガス経路穴（４）は金属部材（２０）の複数のガス経路穴（３）とそれぞれ対応した位置に、複数のガス経路穴（８）は肋骨型で溝状のＢガスの分岐部（７）に対応した位置に設けられている。
また、金属部材（３０）の接合面（３１）には、外周に環状溝（３５）及びＡガス経路穴（４）の周囲に環状溝（３６）が形成されている。環状溝（３５）は金属部材（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２３）に対向した位置に形成され、環状溝（３６）は金属部材（２０）の接合面（２２）の環状突出部（２４）に対向した位置に形成されている。
【００３３】
図１３〜図１５に示すように、ガス経路穴、分岐部、環状突出部と環状溝を形成した金属部材（１０）（２０）（３０）を鍛圧圧縮して締結し、ガス分散プレートを製造する。このガス分散プレートにおいて、金属部材（１０）の接合面（１２）と金属部材（２０）の接合面（２１）は、ガス経路穴（５）とガス経路穴（６）の接続部の周囲が環状突出部（１４）と環状溝（２６）で鍛圧圧縮して締結され、また分岐部（２）と複数のガス経路穴（３）の接続部の周囲が環状突出部（１５）と環状溝（２７）で鍛圧圧縮して締結されてシール性が確保され、ガスが漏れ出すことがなく、また入り込むこともない。
【００３４】
金属部材（２０）の接合面（２２）と金属部材（３０）の接合面（３１）は、図２〜図９で説明したと同様に、ガス経路穴（３）とガス経路穴（４）の接続部の周囲が環状突出部（２４）と環状溝（３６）でシールされ、また金属部材（２０）の接合面（２２）と金属部材（３０）の接合面（３１）は、外周の環状突出部（２３）と環状溝（３５）でシールされいるので、ガスが漏れ出すことがなく、また入り込むこともないものである。
【００３５】
【実施例３】
本発明の実施例３について、図１６を参照して説明する。
実施例３は、４枚の金属部材を積層し、３種類のガスをガスの種類毎に段階的・広域的に分散させるガス分散プレートを示す。
図１６は、４枚の金属部材を積層したガス分散プレートの断面図であり、４枚の金属部材（７１）（７２）（７３）（７４）を積層したガス分散プレートについて説明する。
金属部材（７１）と金属部材（７２）は、外周の環状突出部（７５）と環状溝（７６）、またガス経路穴の接続部の周囲が環状突出部（８１）と環状溝（８２）で鍛圧圧縮して締結されている。なお環状突出部と環状溝による締結は、個々のガス経路、分岐部で異種のガスが混り合わないように設けられるものであるが、図１６では省略して一部のみを図示した。
金属部材（７２）と金属部材（７３）は、外周の環状突出部（７７）と環状溝（７８）、またガス経路穴の接続部の周囲が環状突出部（８３）と環状溝（８４）で鍛圧圧縮して締結されている。
金属部材（７３）と金属部材（７４）は、外周の環状突出部（７９）と環状溝（８０）、またガス経路穴の接続部の周囲が環状突出部（８５）と環状溝（８６）で鍛圧圧縮して締結されている。
【００３６】
４枚の金属部材（７１）（７２）（７３）（７４）が積層されたガス分散プレートにおいて、Ａガスは経路穴（１０１）を通り、分岐部（１０２）で広域的に分散され、多数の経路穴（１０３）（１０４）（１０５）を通って流出し成膜域に供給される。
またＢガスは経路穴（１１１）（１１２）（１１３）を通り、分岐部（１１４）で広域的に分散され、多数の経路穴（１１５）から成膜域に供給される。
またＣガスは経路穴（１２１）（１２２）を通り、分岐部（１２３）で広域的に分散され、多数の経路穴（１２４）（１２５）を通って流出し成膜域に供給される。
段階的に、広域的に分散されたＡガス、Ｂガス、Ｃガスは、ぞれぞれ多数の穴から成膜域に供給され、基板の直前で混合され、膜を形成するものである。
【００３７】
【実施例４】
本発明の実施例４について、図１７〜図１９を参照して説明する。
実施例４は、積層する金属部材の接合面の対向位置にそれぞれ環状溝を設け、環状溝に中間金属部材を挿入し鍛圧圧縮して締結するものである。
図１７は、積層するアルミ板（１０）とアルミ板（２０）のガス経路穴（５）とガス経路穴（６）の周囲の締結部を拡大した図である。アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に環状溝（６０）を形成し、またアルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に環状溝（５９）を形成する。環状溝（５９）（６０）には中間金属部材（６１）が挿入される。中間金属部材としてはアルミ板（１０）（２０）と同じ材質のアルミを用いることが好ましいが別のアルミ材質でも可能である。
【００３８】
環状溝（５９）（６０）と中間金属部材（６１）は、環状溝（５９）（６０）の巾Ｂ，Ｄ、深さＡ，Ｃ、中間部材（６１）の巾Ｆ、長さＥのとき、Ａ＋Ｃ≦Ｅ、（Ａ×Ｂ＋Ｃ×Ｄ）≦Ｅ×Ｆ、Ｂ≧Ｆ、Ｄ≧Ｆの関係に形成する。
アルミ板（１０）の環状溝（６０）とアルミ板（２０）の環状溝（５９）に金属中間部材（６１）を挿入し、鍛圧圧縮して環状溝（５９）（６０）に金属中間部材（６１）を充満させて締結部を形成する。これによりシール性が確保され、ガスは漏れないようになっている。
【００３９】
図１８、図１９は、積層するアルミ板（１０）とアルミ板（２０）のガス経路穴（５）とガス経路穴（６）の周囲の締結部を拡大した図で、環状溝の形状と中間金属部材のもう１つの例を示す図である。
図１８に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に断面台形の環状溝（６３）を形成し、またアルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面台形の環状溝（６２）を形成し、環状溝（６２）（６３）の台形に対応する６角形の金属中間部材（６４）を挿入し、鍛圧圧縮して環状溝（６２）（６３）に金属中間部材（６４）を充満させて締結部を形成し、シール性を確保されするものである。
【００４０】
図１９に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に断面コの字形の環状溝（６６）を形成し、またアルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面コの字形の環状溝（６５）を形成し、コの字形環状溝（６５）（６６）に長円形の金属中間部材（６７）を挿入し、鍛圧圧縮して環状溝（６５）（６６）に金属中間部材（６７）を充満させて締結部を形成し、シール性を確保されするものである。
図１８に示した形状の環状溝と中間金属部材は、環状溝の機械加工が容易であり、また環状溝に中間部材を組み合わせるときに挿入が容易である。
図１９に示した形状の中間金属部材は、環状溝に中間部材を組み合わせるときに挿入が容易である。
【００４１】
【実施例５】
本発明の実施例５について、図２０〜図２２を参照して説明する。
実施例５は、積層する金属部材の接合面の対向位置に設けられる環状溝と環状突出部の形状についての例を示す図である。
図２０に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に断面コの字形の環状突出部（５３）を形成し、アルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面コの字形の環状溝（５１）を形成したもので、環状溝（５１）にテーパ（５２）を設けて環状溝に環状突出部の挿入を容易にしたものである。
【００４２】
図２１に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲にテーパ（５６）を設けた断面コの字形の環状突出部（５５）に形成し、アルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面コの字形の環状溝（５４）を形成したもので、環状突出部（５５）にテーパ（５６）を設けて環状溝に環状突出部の挿入を容易にしたものである。
図２２に示したものは、アルミ板（１０）の接合面（１２）でガス経路穴（５）の周囲に断面台形の環状突出部（５８）を形成し、アルミ板（２０）の接合面（２１）でガス経路穴（６）の周囲に断面台形の環状溝（５７）を形成したもので、環状溝、環状突出部の機械加工が容易であり、またその組み合わせるときに挿入が容易なものである。
【００４３】
【実施例６】
本発明の実施例６について、図２３〜図２５を参照して説明する。
図２３は実施例６の金属部材の積層を示す斜視図であり、図２４（ａ）（ｂ）、図２５は積層する金属部材の接合面の断面図である。
実施例６は、上記実施例１で説明したアルミ板（１０）（２０）…を積層したガス分散プレートにおける、アルミ板（１０）とアルミ板（２０）のＢガス経路穴（６）の接続について変形例を示したものである。
図２３に示すように、アルミ板（１０）には、外側面（１１）から接合面（１２）に通ずるＡガスの経路穴（１）と穴（６９）が形成されている。アルミ板（２０）の接合面（２１）には、外周に環状溝（２５）、Ａガスの経路穴（３）及びＢガスの経路穴（６）が形成された円筒（６８）が突出している。
図２４（ａ）に示すように、アルミ板（１０）の穴（６９）は接合面（１２）から外側面（１１）にテーパーが付けられている。アルミ板（２０）の円筒（６８）はテーパーが付けられて、ガスの経路穴（６）が形成されている。
【００４４】
アルミ板（１０）（２０）…を積層し、Ａガス経路穴とその分岐部及びＢガス経路穴とその分岐部を合わせ、また環状溝と環状突出部を組み合わせて鍛圧圧縮して締結するものであるが、その際にアルミ板（１０）の穴（６９）に、テーパー付き円筒（６８）を圧入して、図２４（ｂ）に示すように、Ｂガス経路穴とするものである。
図２５は、アルミ板（１０）の穴（６９）の接合面（１２）側に、面取り部（７０）を設けて、アルミ板（２０）のテーパー付き円筒（６８）を挿入しやすくしたものである。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面を鍛圧圧縮により接合することにより、優れたシール性を有するものである。特にガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面の対向位置に環状溝と環状突出部を設けて鍛圧圧縮して締結することにより高度なシール性が確保され、ガス等の流体が漏れ出すことがないという効果を有するものであり、またガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面の対向位置のそれぞれに環状溝を設けて中間のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入して締結することにより高度なシール性が確保され、ガス等の流体が漏れ出すことがないという効果を有するものである。
【００４６】
すなわち、機械加工した環状溝と環状突出部を組み合わせを加圧鍛接して金属接合による高い圧着状態を確保できることから、複雑且つ子細なガス経路の優れたシール性を保つことができ、また積層プレート間も高圧加圧するため、良好な密着状態が得られるものである。
さらに、締結用の環状溝と環状突出部を機械加工して成形、鍛圧締結したもので、接合材等の介在物を使わないことから、使用時に接合用の介在物等からの発生ガスがなく、装置の清浄を保つことができるものである。また接合時、ロウ付け工法に見られるロウの溶け出し等がなく、精密加工した穴や溝をふさぐこともない。また、Ｏ（オー）リングのようなシール部材が不要であり、積層したアルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である。また耐熱温度によってアルミニウム合金の組成を変更することが可能である。
【００４７】
また、ガス経路や分岐部となる精密穴及び溝は機械加工で形成することができるため設計の自由度が大きい。ガス経路や分岐部の加工と同時に鍛圧接合に必要な凹凸（環状溝と環状突出部）を加工すればよく、接合は積層板を組み合わせて、同時に鍛圧することで、安価な製造を可能とする。さらに、鍛圧時にはプレスによる加圧を行うことで済むので、大きなサイズにも対応が容易であるという効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１のガス分散プレートの断面図
【図２】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図３】本発明の実施例１の金属部材の積層を示す図
【図４】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図５】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図６】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図７】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図８】本発明の実施例１のガス分散プレートを構成するアルミ板を示す図
【図９】本発明の実施例１の金属部材の積層を示す図
【図１０】本発明の実施例１のアルミ板接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図１１】本発明の実施例１のアルミ板接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図１２】本発明の実施例１のアルミ板接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図１３】本発明の実施例２の金属部材の環状突出部と環状溝の位置を示す図
【図１４】本発明の実施例２の金属部材の環状突出部と環状溝の位置を示す図
【図１５】本発明の実施例２の金属部材の環状突出部と環状溝の位置を示す図
【図１６】本発明の実施例３のガス分散プレートの断面図
【図１７】本発明の実施例４の金属部材の接合面の環状溝を示す図
【図１８】本発明の実施例４の金属部材の接合面の環状溝を示す図
【図１９】本発明の実施例４の金属部材の接合面の環状溝を示す図
【図２０】本発明の実施例５の金属部材の接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図２１】本発明の実施例５の金属部材の接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図２２】本発明の実施例５の金属部材の接合面の環状溝と環状突出部を示す図
【図２３】本発明の実施例６の金属部材の積層を示す図
【図２４】本発明の実施例６の金属部材の接合面の断面図
【図２５】本発明の実施例６の金属部材の接合面の断面図
【図２６】従来技術を説明する図
【符号の説明】
１、３、４、５、６、８ ガス経路穴
２、７ ガス分岐部
１０、２０、３０ アルミ板
１３、１４、２３、２４ 環状突出部
２５、２６、３５、３６ 環状溝
Claims (6)
- ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートにおいて、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつ前記環状溝に前記環状突出部を挿入し鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレート。
- ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートにおいて、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にはガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成され、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつそれぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にしたことを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレート。
- アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路が、一方にはガスの経路穴が形成された円筒、もう一方には前記円筒を挿入する穴が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレート。
- 積層するアルミニウム又はアルミニウム合金部材に形成されているガス経路及び／又は分岐部が、防食のための表面処理を施したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレート。
- ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートの製造方法において、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成し、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方には環状突出部を設け、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつ前記環状溝に前記環状突出部を挿入し、３００〜５００℃で鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にすることを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートの製造方法。
- ガス経路及び／又は分岐部を形成した複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し接合したガスを種類毎に分散して流出させる成膜用ガス分散プレートの製造方法において、アルミニウム又はアルミニウム合金部材にガス経路及び／又は分岐部がガスの種類毎に形成し、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材の接合面に、対向位置でかつガスの種類毎に形成されているガス経路穴の個々の周り及び／又は分岐部の周り並びに接合面の外周に、一方には環状溝もう一方にも環状溝を設け、前記アルミニウム又はアルミニウム合金部材を積層し、ガス経路穴とその分岐部をガスが種類毎に分散して流出させるように合わせ、かつそれぞれの環状溝に充満させる中間アルミニウム又はアルミニウム合金部材を挿入し、３００〜５００℃で鍛圧圧縮して締結し、複数のアルミニウム又はアルミニウム合金部材を一体にすることを特徴とする優れたシール性を有し、積層した前記アルミニウム若しくはアルミニウム合金の耐熱温度まで使用が可能である成膜用ガス分散プレートの製造方法。
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