JP5992288B2 - ガス導入装置及び誘導結合プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、誘導結合プラズマ処理装置等の処理装置の処理室内に処理ガスを導入するためにガス導入装置及びこれを備えた誘導結合プラズマ処理装置に関する。

ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）の製造工程においては、ＦＰＤ用のガラス基板に対してプラズマエッチング、プラズマアッシング、プラズマ成膜等の種々のプラズマ処理が行われている。このようなプラズマ処理を行う装置として、高密度プラズマを発生させることができる誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）処理装置が知られている。

誘導結合プラズマ処理装置は、気密に保持され、被処理体である基板に対してプラズマ処理が行われる処理室と、処理室の外部に配置された高周波アンテナとを備えている。処理室は、その天井部分を構成する誘電体等の材質からなる板状部材を有し、高周波アンテナは板状部材の上方に配置されている。この誘導結合プラズマ処理装置では、高周波アンテナに高周波電力を印加することによって、板状部材を介して処理室内に誘導電界が形成される。この誘導電界によって、処理室内に導入された処理ガスがプラズマに転化され、このプラズマを用いて、基板に対して所定のプラズマ処理が行われる。

誘導結合プラズマ処理装置において、板状部材の下面を、容易に着脱可能な誘電体カバーで覆うことが行われている。これにより、板状部材の下面を保護でき、且つ、損傷を受けた誘電体カバーを容易に交換したりクリーニングしたりすることが可能になる。特許文献１では、前記誘電体カバーを固定する固定具を介して処理ガスを導入するガス導入装置が提案されている。この提案では、前記固定具とガス導入装置とを兼用することによって、誘導結合プラズマ処理装置における処理室内への処理ガスの導入位置の自由度が高まり、例えば板状部材の中央付近からも処理ガスを導入することが可能になる。大型の基板を処理対象とする誘導結合プラズマ処理装置では、基板面内へ均一に処理ガスを供給する必要があるため、特許文献１の技術は有用である。

特開２０１１−１７１１５３号公報（図１１など）

誘導結合プラズマ処理装置において、板状部材を介して処理室内へ処理ガスを導入するガス導入装置の材質に金属を用いると、金属と誘電体等の材質からなる板状部材とでは熱膨張係数の差が大きいため、板状部材に割れが発生してしまうことが懸念される。これを防ぐためには、ガス導入装置の大部分をセラミックスにより形成すればよい。しかし、セラミックスは、金属製のネジなどの固定用の部品との熱膨張係数の差が大きいことから、プラズマ生成時にセラミックス製の部材に熱応力が加わり、ひび割れや破損などの不具合を生じることがある。特に、大型の基板を処理対象とする誘導結合プラズマ処理装置では、高周波アンテナに大きな高周波電力を印加する必要があるため、プラズマによる発生熱量が大きくなり、上記セラミックス製部材への熱応力も増加する傾向がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、処理装置に用いられるセラミックス製部品の熱による不具合の発生を極力回避できる取付構造を提供することにある。

本発明のガス導入装置は、
本体容器と、
前記本体容器の内部に設けられて被処理体を収容する処理室と、
前記処理室の天井部分を構成する板状部材と、
前記処理室へガスを供給するガス供給装置と、
前記ガス供給装置からのガスを前記処理室内に導入する配管と、
を備えた処理装置の前記処理室内にガスを導入するものである。

本発明のガス導入装置は、
前記板状部材に形成された貫通開口に挿入される大きさを有する第１フランジ部と、前記貫通開口よりも大きな第２フランジ部と、を有し、前記貫通開口に挿入された状態で前記配管と連結される中空状のセラミックス製部材と、
前記貫通開口に挿入された状態の前記セラミックス製部材の第１フランジ部に当接してこれを保持する保持部材と、
前記保持部材に連結されるとともに外周部に第１のネジ構造を有する第１の締結部材と、
筒状をなす内周面に前記第１のネジ構造と螺合する第２のネジ構造を有し、前記第１の締結部材に締結される第２の締結部材と、
を有している。

そして、本発明のガス導入装置は、前記保持部材が熱膨張によって伸長する方向と、前記第２の締結部材が熱膨張によって伸長する方向と、が互いに逆向きになるように前記保持部材と前記第１の締結部材とを連結したことを特徴とする。

本発明のガス導入装置は、前記第１の締結部材と前記第２の締結部材とを螺合させることによって、前記保持部材を前記セラミックス製部材の第１フランジ部に係合させて前記第２フランジ部を前記板状部材に引き付け、前記セラミックス製部材を前記板状部材に固定するものであってもよい。

本発明のガス導入装置において、前記保持部材は、組み合わせた状態で、円筒部分と、該円筒部分から内側に突出した縮径部分と、を有する筒状体を形成する複数の部材により構成されていてもよい。

本発明のガス導入装置において、前記第１の締結部材はリング状をなし、その内径は、前記セラミックス製部材の第１フランジ部の外径よりも大きくてもよい。

本発明のガス導入装置は、前記保持部材を構成する材料の線熱膨張係数が、前記第２の締結部材を構成する材料の線熱膨張係数よりも大きくてもよい。

本発明のガス導入装置は、前記保持部材と前記第１の締結部材との間に、第３の部材を介在させて連結してもよい。

本発明のガス導入装置は、さらに、前記板状部材の前記貫通開口の周囲に固定されたスペーサー部材を有していてもよい。この場合、前記第２の締結部材は、前記第１の締結部材と螺合することによって、前記スペーサー部材に当接し、該当接した状態から前記第２の締結部材をさらに締めることにより、前記第１の締結部材を前記板状部材から離れる方向に移動させて該第１の締結部材に固定された前記保持部材を前記第１フランジ部に押し付けるものでもよい。

本発明のガス導入装置において、前記第２の締結部材は、前記第１の締結部材と前記保持部材とを外側から覆うように締結されるものであってもよい。

本発明のガス導入装置は、前記処理装置が誘導結合プラズマ処理装置であってもよい。

本発明の誘導結合プラズマ処理装置は、
本体容器と、
前記本体容器の内部に設けられて被処理体を収容する処理室と、
前記処理室の天井部分を構成する板状部材と、
前記処理室へガスを供給するガス供給装置と、
前記ガス供給装置からのガスを前記処理室内に導入する配管と、
前記板状部材の貫通開口に装着されることによって、前記処理室内にガスを導入するガス導入装置と、
前記板状部材の上方に配置され、前記処理室内に誘導電界を形成する高周波アンテナと、
を備えている。

本発明の誘導結合プラズマ処理装置において、前記ガス導入装置は、
前記貫通開口に挿入される大きさを有する第１フランジ部と、前記貫通開口よりも大きな第２フランジ部と、を有し、前記貫通開口に挿入された状態で前記配管と連結される中空状のセラミックス製部材と、
前記貫通開口に挿入された状態の前記セラミックス製部材の第１フランジ部に当接してこれを保持する保持部材と、
前記保持部材を固定するとともに外周部に第１のネジ構造を有する第１の締結部材と、
筒状をなす内周面に前記第１のネジ構造と螺合する第２のネジ構造を有し、前記第１の締結部材に締結される第２の締結部材と、
を有していてもよい。

そして、本発明の誘導結合プラズマ処理装置は、前記保持部材が熱膨張によって伸長する方向と、前記第２の締結部材が熱膨張によって伸長する方向と、が互いに逆向きになるように前記保持部材と前記第１の締結部材とを連結したことを特徴とする。

本発明の誘導結合プラズマ処理装置は、前記第１の締結部材と前記第２の締結部材とを螺合させることによって、前記保持部材を前記セラミックス製部材の第１フランジ部に係合させて前記第２フランジ部を前記板状部材に引き付け、前記セラミックス製部材を前記板状部材に固定するものであってもよい。

本発明の誘導結合プラズマ処理装置において、前記保持部材は、組み合わせた状態で、円筒部分と、該円筒部分から内側に突出した縮径部分と、を有する筒状体を形成する複数の部材により構成されていてもよい。

本発明の誘導結合プラズマ処理装置において、前記第１の締結部材はリング状をなし、その内径は、前記セラミックス製部材の第１フランジ部の外径よりも大きくてもよい。

本発明の誘導結合プラズマ処理装置は、前記保持部材を構成する材料の線熱膨張係数が、前記第２の締結部材を構成する材料の線熱膨張係数よりも大きくてもよい。

本発明の誘導結合プラズマ処理装置は、前記保持部材と前記第１の締結部材との間に、第３の部材を介在させて連結してもよい。

本発明の誘導結合プラズマ処理装置は、さらに、前記板状部材の前記貫通開口の周囲に固定されたスペーサー部材を有していてもよい。この場合、前記第２の締結部材は、前記第１の締結部材と螺合することによって、前記スペーサー部材に当接し、該当接した状態から前記第２の締結部材をさらに締めることにより、前記第１の締結部材を前記板状部材から離れる方向に移動させて該第１の締結部材に固定された前記保持部材を前記第１フランジ部に押し付けるものであってもよい。

本発明の誘導結合プラズマ処理装置において、前記第２の締結部材は、前記第１の締結部材と前記保持部材とを外側から覆うように締結されるものであってもよい。

本発明のガス導入装置及び誘導結合プラズマ処理装置によれば、保持部材が熱膨張によって伸長する方向と、第２の締結部材が熱膨張によって伸長する方向と、が互いに逆向きになるように保持部材と第１の締結部材とを連結したことにより、加熱時にセラミックス製部材に加わる応力を緩和することができる。従って、セラミックス製部材の破損を防止することができ、ガス導入装置の信頼性と耐久性を高めることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る誘導結合プラズマ処理装置を示す断面図である。 図１における誘電体壁、サスペンダ及びガス導入アダプタを示す斜視図である。 図１における誘電体壁および高周波アンテナを示す斜視図である。 図１における誘電体カバー及びシャワーヘッドを示す底面図である。 図４におけるＶ−Ｖ線で示される位置の断面を示す断面図である。 アダプタ本体の外観構成を示す斜視図である。 ホルダを構成する部品の説明の供する斜視図である。 ガス導入アダプタの装着手順の説明図であり、第１の部分壁にアダプタ本体を嵌合した状態を示している。 図８に続き、ホルダを装着する準備段階を示す説明図である。 図９に続き、リング状オス螺子をホルダに連結させてアダプタ本体に装着した状態を示す説明図である。 図１０に続き、リング状オス螺子にナットを締めこんでいる状態を示す説明図である。 本発明の第１の実施の形態の作用の説明に供する図面である。 本発明の第２の実施の形態に係る誘導結合プラズマ処理装置におけるガス導入アダプタの構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
＜誘導結合プラズマ処理装置の構成＞
まず、図１ないし図４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る誘導結合プラズマ処理装置の構成について説明する。図１は、誘導結合プラズマ処理装置を示す断面図である。図２は、図１における「板状部材」としての誘電体壁、「配管」として機能するサスペンダ、及び「ガス導入装置」としてのガス導入アダプタを示す斜視図である。図３は、図１における誘電体壁および高周波アンテナを示す斜視図である。図４は、誘電体カバーを装着した誘電体壁を示す底面図である。

図１に示した誘導結合プラズマ処理装置１は、例えばＦＰＤ用のガラス基板（以下、単に「基板」と記す）Ｓに対してプラズマ処理を行うものである。ＦＰＤとしては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、エレクトロルミネセンス（Electro Luminescence；ＥＬ）ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）等が例示される。

誘導結合プラズマ処理装置１は、本体容器２と、この本体容器２内に配置されて、本体容器２内の空間を上下の２つの空間に区画する「板状部材」としての誘電体壁６と、を備えている。本体容器２の内部は、誘電体壁６によって、アンテナ室４と処理室５とに区分されている。本体容器２内における誘電体壁６の上側の空間はアンテナ室４であり、本体容器２内における誘電体壁６の下側の空間は処理室５である。従って、誘電体壁６は、アンテナ室４の底部を構成すると共に、処理室５の天井部分を構成する。処理室５は、気密に保持され、そこで基板に対してプラズマ処理が行われる。

本体容器２は、上壁部２ａと底部２ｂと４つの側部２ｃとを有する角筒形状の容器である。なお、本体容器２は、円筒形状の容器であってもよい。本体容器２の材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性材料が用いられる。本体容器２の材料としてアルミニウムを用いた場合には、本体容器２の内壁面から汚染物が発生しないように、本体容器２の内壁面にはアルマイト処理が施される。また、本体容器２は接地されている。

誘電体壁６は、略正方形形状若しくは矩形状の上面および底面と、４つの側面とを有する略直方体形状をなしている。誘電体壁６は、誘電体材料によって形成されている。誘電体壁６の材料としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミックスや、石英が用いられる。一例として、誘電体壁６は、４つの部分に分割されている。すなわち、誘電体壁６は、第１の部分壁６Ａ、第２の部分壁６Ｂ、第３の部分壁６Ｃおよび第４の部分壁６Ｄを有している。なお、誘電体壁６は、４つの部分に分割されていなくてもよい。

誘導結合プラズマ処理装置１は、更に、誘電体壁６を支持する支持部材として、支持棚７と支持梁１６とを備えている。支持棚７は、本体容器２の側壁２ｃに取り付けられている。支持梁１６は、図２に示したように、十字形状をなしている。誘電体壁６の４つの部分壁６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、支持棚７と支持梁１６とによって支持されている。なお、支持棚７と支持梁１６を一体に形成しても良い。

誘導結合プラズマ処理装置１は、図２に示すように、更に、それぞれ本体容器２の上壁部２ａに接続された上端部を有する円筒形状のサスペンダ８Ａおよび円柱形状のサスペンダ８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ，８Ｅを備えている。支持梁１６は、その上面の中央部分（十字の交差部分）においてサスペンダ８Ａの下端部に接続されている。本実施の形態において、サスペンダ８Ａ〜８Ｅ及び支持梁１６は、いずれも支持部材である。支持梁１６は、その上面における中央部分と十字の４つの先端部分との中間の４箇所においてサスペンダ８Ｂ，８Ｃ，８Ｄ、８Ｅの下端部に接続されている。このようにして、支持梁１６は、５つのサスペンダ８Ａ〜８Ｅによって本体容器２の上壁部２ａより吊り下げられて、本体容器２の内部における上下方向の略中央の位置において、水平状態を維持するように配置されている。サスペンダ８Ａの内部には、処理室５内にガスを導入するガス導入路２０１が形成されている。

支持梁１６の材料としては、例えばアルミニウム等の金属材料を用いることが好ましい。支持梁１６の材料としてアルミニウムを用いた場合には、表面から汚染物が発生しないように、支持梁１６の内外の表面にはアルマイト処理が施される。支持梁１６に内部には、ガス導入路２０２が形成されている。

また、図２に示すように、誘導結合プラズマ処理装置１は、更に、それぞれ本体容器２の上壁部２ａに接続された上端部を有する円筒形状のサスペンダ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ，９Ｈを備えている。サスペンダ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ，９Ｈの中空部には、それぞれガス導入路２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ，２１１Ｄ，２１１Ｅ，２１１Ｆ，２１１Ｇ，２１１Ｈが形成されている。本実施の形態では、中空部を有するサスペンダ８Ａ及びサスペンダ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ，９Ｈは、それぞれ「配管」を構成している。

サスペンダ９Ａは、「ガス導入装置」としてのガス導入アダプタ１０Ａを介して、また、サスペンダ９Ｂはガス導入アダプタ１０Ｂを介して、それぞれ第１の部分壁６Ａに設けられた開口（図示せず）に接続されている。同様に、サスペンダ９Ｃ，９Ｄは、「ガス導入装置」としてのガス導入アダプタ１０Ｃ，１０Ｄを介して、第２の部分壁６Ｂに設けられた開口（図示せず）に接続されている。また、同様に、サスペンダ９Ｅ，９Ｆは、「ガス導入装置」としてのガス導入アダプタ１０Ｅ，１０Ｆを介して、第３の部分壁６Ｃに設けられた開口（図示せず）に接続されている。また、同様に、サスペンダ９Ｇ，９Ｈは、「ガス導入装置」としてのガス導入アダプタ１０Ｇ，１０Ｈを介して、第４の部分壁６Ｄに設けられた開口（図示せず）に接続されている。

誘導結合プラズマ処理装置１は、更に、アンテナ室４の内部、すなわち処理室５の外部であって誘電体壁６の上方に配置された高周波アンテナ（以下、単に「アンテナ」と記す。）１３を備えている。アンテナ１３は、図３に示したように、略正方形若しくは矩形状の平面角形渦巻き形状をなしている。アンテナ１３は、誘電体壁６の上面の上に配置されている。本体容器２の外部には、整合器１４と、高周波電源１５とが設置されている。アンテナ１３の一端は、整合器１４を介して高周波電源１５に接続されている。アンテナ１３の他端は、本体容器２の内壁に接続され、本体容器２を介して接地されている。

誘導結合プラズマ処理装置１は、更に、誘電体壁６の下面を覆う誘電体カバー１２を備えている。誘電体カバー１２は、略正方形形状若しくは矩形状の上面および底面と、４つの側面とを有する板状をなしている。誘電体カバー１２は、誘電体材料によって形成されている。誘電体カバー１２の材料としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミックスや、石英が用いられる。

一例として、誘電体カバー１２は、誘電体壁６と同様に４つの部分に分割されている。すなわち、図４に示したように、誘電体カバー１２は、第１の部分カバー１２Ａ、第２の部分カバー１２Ｂ、第３の部分カバー１２Ｃおよび第４の部分カバー１２Ｄを有している。第１ないし第４の部分カバー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄは、それぞれ、誘電体壁６の第１ないし第４の部分壁６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの下面を覆っている。なお、誘電体カバー１２は、４つの部分に分割されていなくてもよく、あるいは５つ以上の部分に分割されていても良い。

図４に示したように、誘導結合プラズマ処理装置１は、誘電体カバー１２を固定する誘電体カバー固定具１８を備えている。誘電体カバー固定具１８の内部には、ガス導入路２０３と、このガス導入路２０３に連通する複数のガス孔２０４が設けられている。誘導結合プラズマ処理装置１は、誘電体カバー固定具１８以外に、さらに、誘電体カバー固定具１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄを備えている。誘電体カバー１２は、誘電体カバー固定具１８，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄによって固定されている。なお、誘電体カバー１２の周辺部の固定は、１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄによる4箇所には限らない。

基板Ｓに対してプラズマ処理が行われる際には、アンテナ１３に、高周波電源１５から誘導電界形成用の高周波電力（例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力）が供給される。これにより、アンテナ１３によって、処理室５内に誘導電界が形成される。この誘導電界は、後述する処理ガスをプラズマに転化させる。

本体容器２の外部には、更に、ガス供給装置２０が設置されている。ガス供給装置２０は、ガス流路を介してプラズマ処理に用いられる処理ガスを処理室５内へ供給する。ガス供給装置２０には、ガス供給管２１が接続されている。ガス供給管２１は９本に分岐しており（５本のみ図示）、その中の１本は、サスペンダ８Ａの中空部に形成されたガス導入路２０１に接続されている。このガス導入路２０１は、支持梁１６に形成されたガス導入路２０２に接続されている。ガス供給管２１の分岐した残りの８本は、それぞれ、サスペンダ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ，９Ｈの中空部にそれぞれ形成されたガス導入路２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ，２１１Ｄ，２１１Ｅ，２１１Ｆ，２１１Ｇ，２１１Ｈに接続されている。

プラズマ処理が行われる際には、処理ガスは、ガス供給装置２０から、ガス供給管２１及びその分岐管、サスペンダ８Ａのガス導入路２０１、支持梁１６内に形成されたガス導入路２０２、誘電体カバー固定具１８のガス導入路２０３を介して、処理室５内に供給される。

また、処理ガスは、ガス供給装置２０から、ガス供給管２１及びその分岐管、サスペンダ９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ，９Ｅ，９Ｆ，９Ｇ，９Ｈ内にそれぞれ形成されたガス導入路２１１Ａ，２１１Ｂ，２１１Ｃ，２１１Ｄ，２１１Ｅ，２１１Ｆ，２１１Ｇ，２１１Ｈ、ガス導入アダプタ１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈを介して、処理室５内に供給される。

処理ガスとしては、例えばＳＦ_６ガスやＣｌ_２ガスなどが用いられる。なお、ガス流路には、図示しないバルブや流量制御装置が設けられていてもよいが、ここでは説明を省略する。

誘導結合プラズマ処理装置１は、更に、サセプタ２２と、絶縁体枠２４と、支柱２５と、ベローズ２６と、ゲートバルブ２７とを備えている。支柱２５は、本体容器２の下方に設置された図示しない昇降装置に接続され、本体容器２の底部に形成された開口部を通して、処理室５内に突出している。また、支柱２５は、中空部を有している。絶縁体枠２４は、支柱２５の上に設置されている。この絶縁体枠２４は、上部が開口した箱状をなしている。絶縁体枠２４の底部には、支柱２５の中空部に続く開口部が形成されている。ベローズ２６は、支柱２５を包囲し、絶縁体枠２４および本体容器２の底部内壁に気密に接続されている。これにより、処理室５の気密性が維持される。

サセプタ２２は、絶縁体枠２４内に収容されている。サセプタ２２は、基板Ｓを載置するための載置面２２Ａを有している。載置面２２Ａは、誘電体カバー１２に対向している。サセプタ２２の材料としては、例えば、アルミニウム等の導電性材料が用いられる。サセプタ２２の材料としてアルミニウムを用いた場合には、表面から汚染物が発生しないように、サセプタ２２の表面にアルマイト処理が施される。

本体容器２の外部には、更に、整合器２８と、高周波電源２９とが設置されている。サセプタ２２は、絶縁体枠２４の開口部および支柱２５の中空部に挿通された通電棒を介して整合器２８に接続され、更に、この整合器２８を介して高周波電源２９に接続されている。基板Ｓに対してプラズマ処理が行われる際には、サセプタ２２には、高周波電源２９からバイアス用の高周波電力（例えば、３.２ＭＨｚの高周波電力）が供給される。この高周波電力は、プラズマ中のイオンを、サセプタ２２上に載置された基板Ｓに効果的に引き込むために使用されるものである。

ゲートバルブ２７は、本体容器２の側壁に設けられている。ゲートバルブ２７は、開閉機能を有し、閉状態で処理室５の気密性を維持すると共に、開状態で処理室５と外部との間で基板Ｓの移送を可能する。

本体容器２の外部には、更に、例えば真空ポンプなどを有する排気装置３０が設置されている。排気装置３０は、本体容器２の底部に接続された排気管３１を介して、処理室５に接続されている。基板Ｓに対してプラズマ処理が行われる際には、排気装置３０は、処理室５内の空気を排気し、処理室５内を真空雰囲気に維持する。

＜ガス導入機構の概要＞
次に、図４ないし図７を参照して、本実施の形態に係るガス導入アダプタを含むガス導入機構について詳しく説明する。図５は、図４におけるV−V線矢視の断面を示す断面図である。なお、図５では、代表的に、第１の部分カバー１２Ａ（第１の部分壁６Ａ）の面内からガスを導入するガス導入アダプタ１０Ａを示しているが、ガス導入アダプタ１０Ｂや、第２〜第４の部分カバー１２Ｂ〜１２Ｄ（第２〜第４の部分壁６Ｂ〜６Ｄ）に装着されたガス導入アダプタ１０Ｃ〜１０Ｈについても同様の構成である。

図４に示すように、本実施の形態の誘導結合プラズマ処理装置１では、第１ないし第４の部分カバー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄが交差する部分において、誘電体カバー固定具１８のガス孔２０４を介してガス導入が行われる。さらに、誘導結合プラズマ処理装置１では、第１ないし第４の部分カバー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄのそれぞれの面内にもガス導入部位を有している。すなわち、第１ないし第４の部分カバー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄの各面内には、図４に示したように、処理室５内にガスを導入する４つのシャワーヘッド１３０が設けられている。シャワーヘッド１３０は、上部プレート１３１と下部プレート１３２の２枚の板状部材を重ね合わせることによって形成されている。上部プレート１３１と下部プレート１３２は、それぞれセラミックス材料によって構成されている。上部プレート１３１と下部プレート１３２は、図示しない螺子等の固定手段でガス導入アダプタ１０Ａのアダプタ本体１２１に固定されている。

水平方向に長尺な形状をした各シャワーヘッド１３０には、複数のガス孔１３３が設けられている。各ガス孔１３３は、上部プレート１３１と下部プレート１３２の間に形成された空洞部分であるガス拡散部１３４に連通している。本実施の形態では、ガス拡散部１３４には、２つのガス導入アダプタが接続されている。例えば、第１の部分カバー１２Ａの面内に設けられたシャワーヘッド１３０は、ガス導入アダプタ１０Ａ及びガス導入アダプタ１０Ｂに接続されており、ガス導入アダプタ１０Ａ及びガス導入アダプタ１０Ｂから独立してガスが供給される。第２ないし第４の部分カバー１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄの各面内にそれぞれ設けられたシャワーヘッド１３０についても同様の構成である。

第１ないし第４の部分壁６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの各中央部分には、支持部材である支持梁１６が存在しない。そのため、図５に示すように、支持部材としてのサスペンダ９Ａがガス導入アダプタ１０Ａと連結されることによって、第１の部分カバー１２Ａ及び第１の部分壁６Ａの中央部分からガスを導入できるように構成されている。第２ないし第４の部分カバー１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ及び第２ないし第４の部分壁６Ｂ，６Ｃ，６Ｄについても同様である。

サスペンダ９Ａは、第１の部分壁６Ａを支持する支持部材でもある。サスペンダ９Ａの内部には、ガス供給管２１に接続したガス導入路２１１Ａが形成されている。また、サスペンダ９Ａの下端にはガス供給装置２０からのガスを処理室５内に導入するガス導入アダプタ１０Ａが連結具１１０を介して連結されている。

サスペンダ９Ａは、本体容器２の上壁部２ａに機械的遊びを有して支持されている。より具体的には、サスペンダ９Ａの上部には、押え板１１１が装着されており、サスペンダ９Ａは該押え板１１１の部分で図示しない螺子等の固定手段によって上壁部２ａに連結されている。押え板１１１と上壁部２ａとの間には、緩衝部材１１２が設けられている。緩衝部材１１２は、例えばフッ素ゴム、シリコーンゴムなどの弾性材料や、スパイラルスプリングガスケットなどの弾性変形可能な部材によって構成されている。押え板１１１と上壁部２ａとの間に緩衝部材１１２を介在させることにより、サスペンダ９Ａは本体容器２の上壁部２ａに対してわずかに変位可能な連結状態となり、本体容器２の上壁部２ａに若干の機械的遊びを有した状態で支持されている。これにより、熱などによって誘電体壁６が膨張や変形した場合でも、誘電体壁６や誘電体カバー１２に不必要な応力を加えずに済み、誘電体壁６や誘電体カバー１２の破損が防止される。なお、図示は省略するが、サスペンダ９Ａの上端は、ガス供給管２１の分岐管に接続されている。

ガス導入アダプタ１０Ａは、「セラミックス製部材」としての中空状のアダプタ本体１２１と、このアダプタ本体１２１を第１の部分壁６Ａに固定する固定機構１２２とを有している。

図６は、アダプタ本体１２１の外観構成を示す斜視図である。アダプタ本体１２１は、第１の部分壁６Ａに設けられた貫通開口６ａに下面側から挿入可能な大きさを有する「第１フランジ部」としての上部フランジ１２１ａと、貫通開口６ａよりも大きな外径を有して貫通開口６ａに挿通不可能な「第２フランジ部」としての下部フランジ１２１ｂと、これら上部フランジ１２１ａと下部フランジ１２１ｂとの間の筒状の基部１２１ｃと、を有している。また、アダプタ本体１２１の基部１２１ｃには、他の部分よりも外径が小さな溝部分１２１ｃ１が形成されている。アダプタ本体１２１は、貫通開口６ａに挿入された状態で上部フランジ１２１ａの端部がサスペンダ９Ａと連結される。

アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａ及び基部１２１ｃは、第１の部分壁６Ａに設けられた貫通開口６ａに挿入される。アダプタ本体１２１の下部フランジ１２１ｂは、第１の部分壁６Ａに設けられた円形溝６ｂにはめ込まれる。アダプタ本体１２１の材質は、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＣなどのセラミックスである。

アダプタ本体１２１の内部は、その上端から下端まで連続した空洞であり、ガス流路２２１を構成している。このガス流路２２１は、ガスの流れ方向の上流側において、サスペンダ９Ａの内部のガス導入路２１１Ａに接続されている。また、ガス流路２２１は、ガスの流れ方向の下流側において、シャワーヘッド１３０のガス拡散部１３４に接続されている。

固定機構１２２は、アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａを保持するホルダ１２３と、第１の締結部材としてのリング状オス螺子１２４と、第２の締結部材としてのナット１２５と、第１の部分壁６Ａの上面においてアダプタ本体１２１の周囲に固定されたスペーサー１２６と、を有している。

ホルダ１２３は、第１の部分壁６Ａの貫通開口６ａに下側から挿入されたアダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａに、第１の部分壁６Ａの上側で係合し、これを保持する部材である。ホルダ１２３は、組み合わせた状態で、円筒部分１２３ａと、該円筒部分１２３ａよりも内側に突出している縮径部分１２３ｂと、を有する筒状体をなす複数の断面視Ｌ字状の断片により構成されている。ホルダ１２３は、加熱時にナット１２５及びスペーサー１２６とは逆方向に熱膨張し、アダプタ本体１２１の応力を緩和するための応力緩和手段として機能する。この目的のため、ホルダ１２３は少なくともナット１２５に比較して相対的に線熱膨張係数が大きな材質の金属、例えばステンレスなどで構成されている。

本実施の形態において、ホルダ１２３は、図７に示すように、同じ形状の２つのホルダ構成部品１２３Ａ，１２３Ｂから構成されている。ホルダ構成部品１２３Ａ及びホルダ構成部品１２３Ｂは、いずれも弧状をなし、内周面に段部１２３ｃが形成されている。この段部１２３ｃは、アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａと基部１２１ｃの溝部分１２１ｃ１との間の段差に嵌合できるように、略対応する形状を有している。ホルダ構成部品１２３Ａ及びホルダ構成部品１２３Ｂを互いに向かい合わせにして組み合わせることによって、全体としてリング状をなすホルダ１２３が構成される。ホルダ１２３の上端には、リング状オス螺子１２４に固定する際に用いる複数の固定用の螺子穴部１２３ｄが設けられている。

リング状オス螺子１２４は、全体としてリング状をなす部材であり、図示は省略するが、その外周面１２４ａに「第１のネジ構造」としてのオス螺子構造を有している。リング状オス螺子１２４は、ホルダ１２３の上方から、例えばボルトなどの固定手段１２７で連結される。リング状オス螺子１２４の内径は、アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａの外径よりも大きい。従って、リング状オス螺子１２４の内側に、アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａを容易に挿入することができるため、外周面１２４ａにオス螺子構造が形成されたリング状オス螺子１２４を複数の部品で構成する必要がなくなり、パーティクルの発生を低減できる。リング状オス螺子１２４としては、ホルダ１２３に比べ、相対的に線熱膨張係数の小さな材質、例えばＴｉなどの金属を用いることが好ましい。

ナット１２５は、全体としてリング状をなす部材であり、図示は省略するが、その内周面１２５ａに、リング状オス螺子１２４の外周面１２４ａの「第１のネジ構造」と螺合する「第２のネジ構造」としてのメス螺子構造を有している。ナット１２５は、リング状オス螺子１２４と締結することによって間接的にホルダ１２３を上方向（第１の部分壁６Ａから離れる方向）へ引き上げる。ナット１２５は、リング状オス螺子１２４とホルダ１２３とを外側から覆うように装着される。ナット１２５は、リング状オス螺子１２４と同様に、ホルダ１２３に比べ相対的に線熱膨張係数の小さな材質、例えばＴｉなどを用いることが好ましい。

リング状オス螺子１２４とナット１２５を締結した状態で、リング状オス螺子１２４と連結されたホルダ１２３はナット１２５とは直接係合していない。図５に示すように、ホルダ１２３の外周面と、ナット１２５の内周面１２５ａとは接触しておらず、両部材の間には空隙Ｓ１が形成されている。つまり、ホルダ１２３は、リング状オス螺子１２４と連結されているため、リング状オス螺子１２４にナット１２５を締結していくと、リング状オス螺子１２４に同期してホルダ１２３のナット１２５に対する相対的位置は変化することになるが、ホルダ１２３は直接的にはナット１２５とは係合していない。

スペーサー１２６は、例えばリング状をなし、第１の部分壁６Ａの貫通開口６ａを囲むように第１の部分壁６Ａの上面に配置される。スペーサー１２６は、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの弾性材料で形成されており、ナット１２５の下端を受け止めるストッパーとして機能する。スペーサー１２６は、例えば接着剤などを用いて第１の部分壁６Ａ上の所定の位置に固定されていても良い。

＜ガス導入アダプタの装着手順＞
次に、図８〜図１１を参照しながら、ガス導入アダプタ１０Ａの装着手順について説明する。図８は、第１の部分壁６Ａにアダプタ本体１２１を嵌合した状態を示している。アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａは、第１の部分壁６Ａの貫通開口６ａに挿入されるとともに、下部フランジ１２１ｂは第１の部分壁６Ａの円形溝６ｂに嵌めこまれる。なお、第１の部分壁６Ａの上面には、貫通開口６ａを囲む位置にスペーサー１２６が配備されている。

次に、図９は、ホルダ１２３を装着する準備段階を示している。上記のとおり、ホルダ１２３は、ホルダ構成部品１２３Ａとホルダ構成部品１２３Ｂとからなり、これらを組み合わせた状態ではリング状となる部材である。ホルダ１２３は、ホルダ構成部品１２３Ａとホルダ構成部品１２３Ｂを対向させ、アダプタ本体１２１を間に挟み込んだ状態で合体させることによって、アダプタ本体１２１に組み合わされる。図９の状態で、アダプタ本体１２１の基部１２１ｃの溝部分１２１ｃ１には、ホルダ１２３の縮径部分１２３ｂが対向し、上部フランジ１２１ａには、ホルダ１２３の円筒部分１２３ａが対向している。

次に、図９の状態から、図１０に示すように、リング状オス螺子１２４をホルダ１２３に連結させて固定することによって、これらをアダプタ本体１２１に装着する。リング状のリング状オス螺子１２４の内径はアダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａの外径よりも大きいため、リング状オス螺子１２４の開口１２４ｂにアダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａを挿入することができる。ホルダ構成部品１２３Ａ，ホルダ構成部品１２３Ｂとリング状オス螺子１２４とを連結は、例えば複数のボルトなどの固定手段１２７により行うことができる。アダプタ本体１２１に装着された状態で、ホルダ１２３の縮径部分１２３ｂは、アダプタ本体１２１の基部１２１ｃの溝部分１２１ｃ１に嵌めこまれる。

図１１は、リング状オス螺子１２４の外周面１２４ａに設けられたオス螺子構造と、ナット１２５の内周面１２５ａに形成されたメス螺子構造とを噛み合わせ、リング状オス螺子１２４にナット１２５を締めこんでいる状態を示している。両部材を締結していくと、ナット１２５は図中下方（白矢印で示す方向）へ進行し、やがてナット１２５の下端がスペーサー１２６に当接する。スペーサー１２６はストッパーの役割を果たし、さらにナット１２５を締めることにより、リング状オス螺子１２４を上方向（第１の部分壁６Ａから離れる方向）に押し上げる。これによって、リング状オス螺子１２４に固定されたホルダ１２３も、上方向（第１の部分壁６Ａから離れる方向）へ引き上げられる。そして、図５に示したように、ホルダ１２３の縮径部分１２３ｂの上面が、アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａの下端に当接することによってアダプタ本体１２１全体を引き上げるように保持する。この保持状態では、アダプタ本体１２１全体が上方向に引き上げられることによって、下部フランジ１２１ｂが第１の部分壁６Ａに設けられた円形溝６ｂにはめ込まれた状態で固定される。このようにして、第１の部分壁６Ａへのガス導入アダプタ１０Ａの装着が完了する。

＜作用＞
ガス導入アダプタ１０Ａにおいては、ホルダ１２３が熱膨張によって伸長する方向と、少なくともナット１２５が熱膨張によって伸長する方向と、が互いに逆向きになるように構成されている。この点について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、図５と同様に、第１の部分壁６Ａにガス導入アダプタ１０Ａを装着した状態を示している。この状態で処理室内にプラズマを発生させると、プラズマの熱によって、誘導結合プラズマ処理装置１を構成する部材に熱膨張が生じる。

まず、石英などの誘電体材料によって構成される第１の部分壁６Ａは、図１２中、白矢印Ｄ０で示す方向に熱膨張する。第１の部分壁６Ａの熱膨張の基準位置となるのは、第１の部分壁６Ａの円形溝６ｂに嵌めこまれた下部フランジ１２１ｂの上面である。また、ガス導入アダプタ１０Ａを構成するセラミックス製のアダプタ本体１２１は、図１２中、白矢印Ｄ１で示す方向に熱膨張する。アダプタ本体１２１の熱膨張の基準位置となるのは、第１の部分壁６Ａの円形溝６ｂに嵌めこまれた下部フランジ１２１ｂの上面である。また、プラズマの熱によって、ガス導入アダプタ１０Ａを構成するスペーサー１２６及びナット１２５も、図１２中、白矢印Ｄ２で示す方向に熱膨張する。スペーサー１２６及びナット１２５の熱膨張の基準位置となるのは、第１の部分壁６Ａの上面（スペーサー１２６の設置面）である。

ここで、第１の部分壁６Ａの熱膨張量をＬ０、アダプタ本体１２１の熱膨張量をＬ１、スペーサー１２６及びナット１２５の合計熱膨張量をＬ２とする。白矢印Ｄ１，Ｄ２の長さは、熱膨張量を相対的に示している。つまり、白矢印Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２の長さが長い程、熱膨張量Ｌ０，Ｌ１，Ｌ２も大きいことを意味する。

熱膨張量Ｌ１，Ｌ２との比較から理解されるように、セラミックス製のアダプタ本体１２１の熱膨張量Ｌ１は、第１の部分壁６Ａの熱膨張量をＬ０と、スペーサー１２６及びナット１２５の合計熱膨張量Ｌ２との和よりも小さい（Ｌ１＜Ｌ０＋Ｌ２）。従って、仮に、ホルダ１２３の外周面にオス螺子構造を設けて直接ナット１２５と締結した場合は、アダプタ本体１２１には、熱膨張量Ｌ０＋Ｌ２とＬ１との差分（Ｌ０＋Ｌ２）−Ｌ１に相当する応力が加わることになり、これがアダプタ本体１２１にひび、割れなどの破損を引き起こす原因となる。

本実施の形態の誘導結合プラズマ処理装置１では、アダプタ本体１２１を保持するホルダ１２３を、スペーサー１２６及びナット１２５が熱膨張する方向に対して逆方向に熱膨張させるように構成することにより、アダプタ本体１２１に加わる応力を緩和することとした。具体的には、ナット１２５に締結されるリング状オス螺子１２４の下端にホルダ１２３を固定する。これによって、リング状オス螺子１２４とホルダ１２３との境界（当接面）を基準位置として、図１２に白矢印Ｄ３で示す方向に熱膨張量Ｌ３で熱膨張が生じるようにした。ここでも、白矢印Ｄ３の長さは、熱膨張量を相対的に示しているものとする。

ホルダ１２３を構成する材料は、加熱時に該材料に固有の線熱膨張係数に従い膨張するため、例えばホルダ１２３の外周面にオス螺子構造を設けて直接ナット１２５と締結した場合は、ホルダ１２３の熱膨張の方向がスペーサー１２６及びナット１２５と同方向になってしまう。しかし、本実施の形態のように、ホルダ１２３をナット１２５と直接係合させることなく、リング状オス螺子１２４を介在させ、かつ、ホルダ１２３とリング状オス螺子１２４との上下の位置関係を、ホルダ１２３の熱膨張の方向Ｄ３がスペーサー１２６及びナット１２５の熱膨張の方向Ｄ２に対して逆向きとなるように連結することによって、上記の熱膨張量Ｌ２と熱膨張量Ｌ１との差分（Ｌ０＋Ｌ２）−Ｌ１を、ホルダ１２３の熱膨張量Ｌ３で相殺させることができる。すなわち、本実施の形態のガス導入アダプタ１０Ａにおいては、加熱時にアダプタ本体１２１に加わる応力は、［（Ｌ０＋Ｌ２）−Ｌ１]−Ｌ３で表される熱膨張量の差に相当する値となる。従って、アダプタ本体１２１に加わる応力が緩和され、加熱時にアダプタ本体１２１に加わる、ひび、割れなどの破損の発生を確実に防止することができる。

本実施の形態のガス導入アダプタ１０Ａにおける応力緩和作用を最大限に引き出すためには、ホルダ１２３の構成材料の線熱膨張係数が、少なくともナット１２５の構成材料に比べて大きいことがよい。具体的には、ホルダ１２３及びナット１２５の構成材料として、ともに金属を用いる場合は、ナット１２５には線熱膨張係数が相対的に小さな金属材料として例えばチタン、タングステンなどを用い、ホルダ１２３には、線熱膨張係数が相対的に大きな金属材料として例えばステンレス、アルミニウムなどを用いる組み合わせが好ましい。

以上、代表的に第１の部分カバー１２Ａ（第１の部分壁６Ａ）の面内からガスを導入するガス導入アダプタ１０Ａを例に挙げて説明したが、ガス導入アダプタ１０Ｂや、第２〜第４の部分カバー１２Ｂ〜１２Ｄ（第２〜第４の部分壁６Ｂ〜６Ｄ）に装着されたガス導入アダプタ１０Ｃ〜１０Ｈの構成及び作用も同様である。

＜処理動作の概要＞
次に、以上のように構成される誘導結合プラズマ処理装置１における処理動作について説明する。ここでは、基板Ｓに対し、プラズマエッチング処理を行う場合を例示する。まず、ゲートバルブ２７が開放された状態で、被処理体である基板Ｓが、外部の搬送装置によって処理室５内へと搬入される。基板Ｓは、サセプタ２２へ載置される。その後、ゲートバルブ２７が閉じられ、排気装置３０によって、処理室５内が所定の真空度まで真空引きされる。

次に、図示しないバルブを開放して、ガス供給装置２０から、処理ガスをガス供給管２１とその分岐管、サスペンダ８Ａの中空部に形成されたガス導入路２０１、支持梁１６内に形成されたガス導入路２０２、誘電体カバー固定具１８のガス導入路２０３及びガス孔２０４を介して、処理室５内に導入する。また、ガス供給装置２０から、処理ガスをガス供給管２１とその分岐管、サスペンダ９Ａ〜９Ｈの中空部にそれぞれ形成されたガス導入路２１１Ａ〜２１１Ｈ、さらにガス導入アダプタ１０Ａ〜１０Ｈのガス流路２２１及びシャワーヘッド１３０のガス拡散部１３４、複数のガス孔１３３を介して処理室５内に導入する。処理ガスは、図示しないマスフローコントローラによって流量制御され、処理室５内の圧力が所定の値に維持される。本実施の形態の誘導結合プラズマ処理装置１では、複数のガス導入ルートを有することによって、処理室５内の基板Ｓに対して均一に吐出される。

この状態で高周波電源１５から整合器１４を介して誘導電界形成用の高周波電力（例えば、１３．５６ＭＨｚの高周波電力）がアンテナ１３に供給され、処理室５内に誘導電界が形成される。この誘導電界によって処理ガスをプラズマに転化させる。このようにして、基板Ｓに対してプラズマエッチング処理が行われる。プラズマエッチング処理の間は、サセプタ２２に高周波電源２９からバイアス用の高周波電力（例えば、３.２ＭＨｚの高周波電力）が供給される。この高周波電力によって、プラズマ中のイオンを、サセプタ２２上に載置された基板Ｓに効果的に引き込むことができる。

所定時間のプラズマエッチング処理を施した後、高周波電源１５からの高周波電力の印加を停止し、ガス供給装置２０からのガス導入を停止する。その後、処理室５内を所定の圧力まで減圧する。次に、ゲートバルブ２７を開放し、サセプタ２２から外部の搬送装置に基板Ｓを受け渡し、処理室５から搬出する。以上の操作により、基板Ｓに対するプラズマエッチング処理が終了する。

このように、本実施の形態の誘導結合プラズマ処理装置１では、誘電体壁６の中央の位置に加え、第１〜第４の部分カバー１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄの各面内の中央付近からも、処理室５内にガスを導入できる構成としたので、処理室５内におけるガスの均一な拡散により均一なプラズマを安定して生成させることができる。なお、ガスを供給する配管として機能するサスペンダ８Ａ、９Ａ〜９Ｈの配設位置及び配設数や、シャワーヘッド１３０の形状や配置は、上記例示の態様に限らず、任意の位置に、任意の数で配設できる。

また、配管としてサスペンダ８Ａ、９Ａ〜９Ｈを利用したガス供給装置２０からのガス流量は、バルブやマスフローコントローラによって独立して制御可能であるため、処理室５内でのプラズマの生成状況に応じて各サスペンダ８Ａ、９Ａ〜９Ｈを介して供給するガス流量を個別に調節することもできる。また、複数のガス供給装置２０から各サスペンダ８Ａ、９Ａ〜９Ｈに個別にガス供給管を接続する構成でもよい。

以上のように、本実施の形態の誘導結合プラズマ処理装置１及びガス導入アダプタ１０Ａ〜１０Ｈでは、ガス導入アダプタにおけるアダプタ本体１２１を保持するホルダ１２３を、スペーサー１２６及びナット１２５が熱膨張する方向に対して逆方向に熱膨張させるように構成している。これにより、アダプタ本体１２１に加わる応力を緩和することができる。従って、セラミックス製のアダプタ本体１２１の破損を防止することができ、ガス導入アダプタの信頼性と耐久性を高めることができる。

［第２の実施の形態］
次に、図１３を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る誘導結合プラズマ処理装置について説明する。第２の実施の形態に係る誘導結合プラズマ処理装置は、ガス導入アダプタの構造が異なる点以外は、第１の実施の形態の誘導結合プラズマ処理装置１と同様であるため、説明を省略する。図１３は、本実施の形態におけるガス導入アダプタ１００の構成を示す断面図である。ガス導入アダプタ１００の構成は、保持部材であるホルダと第１の締結部材であるリング状オス螺子１２４との連結構造が異なる点を除き、第１の実施の形態におけるガス導入アダプタ１０Ａ〜１０Ｈと同様であるため、同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

ガス導入アダプタ１００は、「セラミックス製部材」としての中空状のアダプタ本体１２１と、このアダプタ本体１２１を第１の部分壁６Ａに固定する固定機構１２２Ａとを有している。固定機構１２２Ａは、第１の締結部材としてのリング状オス螺子１２４と、第２の締結部材としてのナット１２５と、第１の部分壁６Ａの上面においてアダプタ本体１２１の周囲に固定されたスペーサー１２６と、アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａを保持するホルダ１２８と、リング状オス螺子１２４及びホルダ１２８の間に介在してこれらを連結する連結スペーサー部材１２９と、を有している。

本実施の形態において、ホルダ１２８は、第１の実施の形態のホルダ１２３と同様に、２つの部品１２８Ａ，１２８Ｂから構成されている。部品１２８Ａ，１２８Ｂは、いずれも弧状をなしている。第１の実施の形態のホルダ１２３との相違点は、部品１２８Ａ，１２８Ｂは、段部が形成されていないことである。部品１２８Ａ，１２８Ｂは、互いに向かい合わせにして組み合わせることによって、全体としてリング状をなすホルダ１２８が構成される。ホルダ１２８の上端には、連結スペーサー部材１２９に固定する際に用いる複数の固定用の孔部（図示せず）が設けられている。部品１２８Ａ，１２８Ｂを組み合わせた状態で、ホルダ１２８は、アダプタ本体１２１の基部１２１ｃの溝部分１２１ｃ１に嵌合できる形状を有している。

連結スペーサー部材１２９は、全体としてリング状をなし、その内径は、アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａの外径よりも大きい。従って、リング状の連結スペーサー部材１２９の内側に、アダプタ本体１２１の上部フランジ１２１ａを容易に挿入することができる。

リング状オス螺子１２４は、連結スペーサー部材１２９の上方から、例えばボルトなどの固定手段１２７Ａで連結スペーサー部材１２９に連結される。また、連結スペーサー部材１２９は、ホルダ１２８の上方から、例えばボルトなどの固定手段１２７Ｂでホルダ１２８に連結される。

連結スペーサー部材１２９及びホルダ１２８は、加熱時にナット１２５及びスペーサー１２６とは逆方向に熱膨張し、アダプタ本体１２１の応力を緩和するための応力緩和手段として機能する。この目的のため、連結スペーサー部材１２９及びホルダ１２８は、少なくともナット１２５に比較して相対的に線熱膨張係数が大きな材質の金属、例えばステンレスなどで構成することが好ましい。

本実施の形態において、連結スペーサー部材１２９を用いる理由は、第１に、加熱時にナット１２５及びスペーサー１２６と逆方向に熱膨張させて、アダプタ本体１２１の応力を緩和することである。このように応力緩和手段として機能する部材の高さ（合計厚み）が大きい程、熱膨張量も大きくなり、応力緩和作用が増強される。従って、本実施の形態では、ホルダ１２８に加え、連結スペーサー部材１２９を用いることで、応力緩和手段として機能する部材の高さを可変に調節することが可能であり、加熱時の応力緩和作用を大きくすることができる。また、連結スペーサー部材１２９の材質として、ホルダ１２８よりも線熱膨張係数が大きな材質を使用すれば、上記応力緩和作用をさらに高めることができる。さらに、連結スペーサー部材１２９として線熱膨張係数が大きな材質を使用することによって、ホルダ１２８には、線熱膨張係数が小さな材料を使用することが可能になる。従って、必要とする応力緩和効果を得ながら、アダプタ本体１２１を支持する部材でもあり一定の強度が必要なホルダ１２８の材質の選択の自由度を高めることができる。

本実施の形態において、連結スペーサー部材１２９を用いる第２の理由は、複数部品の組み合わせ部材であるホルダ１２８の加工が容易になることである。第１の実施の形態のホルダ１２３は内周面に段部１２３ｃを有するホルダ構成部品１２３Ａ及びホルダ構成部品１２３Ｂを用いたが、連結スペーサー部材１２９を介在させることで、加工が容易な弧状の部品１２８Ａ及び部品１２８Ｂを組み合わせて使用することができる。

本実施の形態における他の構成及び効果は、第１の実施の形態と同様である。なお、本実施の形態において、連結スペーサー部材１２９は一つに限らず、２以上であってもよい。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、上記実施の形態では、誘導結合プラズマ処理装置を例に挙げたが、セラミックス製部材を有し、板状部材に装着されるガス導入装置であれば、他の方式のプラズマ処理装置や熱処理装置にも本発明を適用できる。

１…誘導結合プラズマ処理装置、２…本体容器、２ａ…上壁部、４…アンテナ室、５…処理室、６…誘電体壁、６Ａ…第１の部分壁、６ａ…貫通開口、６ｂ…円形溝、７…支持棚、９Ａ…サスペンダ、１０Ａ…ガス導入アダプタ、１２…誘電体カバー、１２Ａ…第１の部分カバー、１３…アンテナ、１６…支持梁、１８…誘電体カバー固定具、１１１…押え板、１２１…アダプタ本体、１２１ａ…上部フランジ、１２１ｂ…下部フランジ、１２１ｃ…基部、１２１ｃ１…溝部分、１２２…固定機構、１２３…ホルダ、１２３Ａ，１２３Ｂ…ホルダ構成部品、１２４…リング状オス螺子、１２４ａ…外周面、１２５…ナット、１２５ａ…内周面、１２６…スペーサー、１２７…固定手段、１３０…シャワーヘッド、１３１…上部プレート、１３２…下部プレート、１３３…ガス孔、１３４…ガス拡散部、２１１Ａ…ガス導入路、２２１…ガス流路、

Claims (17)

1. 本体容器と、
   前記本体容器の内部に設けられて被処理体を収容する処理室と、
   前記処理室の天井部分を構成する板状部材と、
   前記処理室へガスを供給するガス供給装置と、
   前記ガス供給装置からのガスを前記処理室内に導入する配管と、
   を備えた処理装置の前記処理室内にガスを導入するガス導入装置であって、
   前記板状部材に形成された貫通開口に挿入される大きさを有する第１フランジ部と、前記貫通開口よりも大きな第２フランジ部と、を有し、前記貫通開口に挿入された状態で前記配管と連結される中空状のセラミックス製部材と、
   前記貫通開口に挿入された状態の前記セラミックス製部材の第１フランジ部に当接してこれを保持する保持部材と、
   前記保持部材に連結されるとともに外周部に第１のネジ構造を有する第１の締結部材と、
   筒状をなす内周面に前記第１のネジ構造と螺合する第２のネジ構造を有し、前記第１の締結部材に締結される第２の締結部材と、
   を有しており、
   前記保持部材が熱膨張によって伸長する方向と、前記第２の締結部材が熱膨張によって伸長する方向と、が互いに逆向きになるように前記保持部材と前記第１の締結部材とを連結したことを特徴とするガス導入装置。
2. 前記第１の締結部材と前記第２の締結部材とを螺合させることによって、前記保持部材を前記セラミックス製部材の第１フランジ部に係合させて前記第２フランジ部を前記板状部材に引き付け、前記セラミックス製部材を前記板状部材に固定する請求項１に記載のガス導入装置。
3. 前記保持部材は、組み合わせた状態で、円筒部分と、該円筒部分から内側に突出した縮径部分と、を有する筒状体を形成する複数の部材により構成されている請求項１又は２に記載のガス導入装置。
4. 前記第１の締結部材はリング状をなし、その内径は、前記セラミックス製部材の第１フランジ部の外径よりも大きい請求項１から３のいずれか１項に記載のガス導入装置。
5. 前記保持部材を構成する材料の線熱膨張係数が、前記第２の締結部材を構成する材料の線熱膨張係数よりも大きい請求項１から３のいずれか１項に記載のガス導入装置。
6. 前記保持部材と前記第１の締結部材との間に、第３の部材を介在させて連結した請求項１から５のいずれか１項に記載のガス導入装置。
7. さらに、前記板状部材の前記貫通開口の周囲に固定されたスペーサー部材を有しており、
   前記第２の締結部材は、前記第１の締結部材と螺合することによって、前記スペーサー部材に当接し、該当接した状態から前記第２の締結部材をさらに締めることにより、前記第１の締結部材を前記板状部材から離れる方向に移動させて該第１の締結部材に固定された前記保持部材を前記第１フランジ部に押し付ける請求項１から６のいずれか１項に記載のガス導入装置。
8. 前記第２の締結部材は、前記第１の締結部材と前記保持部材とを外側から覆うように締結される請求項１から７のいずれか１項に記載のガス導入装置。
9. 前記処理装置が誘導結合プラズマ処理装置である請求項１から８のいずれか１項に記載のガス導入装置。
10. 本体容器と、
    前記本体容器の内部に設けられて被処理体を収容する処理室と、
    前記処理室の天井部分を構成する板状部材と、
    前記処理室へガスを供給するガス供給装置と、
    前記ガス供給装置からのガスを前記処理室内に導入する配管と、
    前記板状部材の貫通開口に装着されることによって、前記処理室内にガスを導入するガス導入装置と、
    前記板状部材の上方に配置され、前記処理室内に誘導電界を形成する高周波アンテナと、
    を備えた誘導結合プラズマ処理装置であって、
    前記ガス導入装置は、
    前記貫通開口に挿入される大きさを有する第１フランジ部と、前記貫通開口よりも大きな第２フランジ部と、を有し、前記貫通開口に挿入された状態で前記配管と連結される中空状のセラミックス製部材と、
    前記貫通開口に挿入された状態の前記セラミックス製部材の第１フランジ部に当接してこれを保持する保持部材と、
    前記保持部材を固定するとともに外周部に第１のネジ構造を有する第１の締結部材と、
    筒状をなす内周面に前記第１のネジ構造と螺合する第２のネジ構造を有し、前記第１の締結部材に締結される第２の締結部材と、
    を有しており、
    前記保持部材が熱膨張によって伸長する方向と、前記第２の締結部材が熱膨張によって伸長する方向と、が互いに逆向きになるように前記保持部材と前記第１の締結部材とを連結したことを特徴とする誘導結合プラズマ処理装置。
11. 前記第１の締結部材と前記第２の締結部材とを螺合させることによって、前記保持部材を前記セラミックス製部材の第１フランジ部に係合させて前記第２フランジ部を前記板状部材に引き付け、前記セラミックス製部材を前記板状部材に固定する請求項１０に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
12. 前記保持部材は、組み合わせた状態で、円筒部分と、該円筒部分から内側に突出した縮径部分と、を有する筒状体を形成する複数の部材により構成されている請求項１０又は１１に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
13. 前記第１の締結部材はリング状をなし、その内径は、前記セラミックス製部材の第１フランジ部の外径よりも大きい請求項１０から１２のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
14. 前記保持部材を構成する材料の線熱膨張係数が、前記第２の締結部材を構成する材料の線熱膨張係数よりも大きい請求項１０から１３のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
15. 前記保持部材と前記第１の締結部材との間に、第３の部材を介在させて連結した請求項１０から１４のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
16. さらに、前記板状部材の前記貫通開口の周囲に固定されたスペーサー部材を有しており、
    前記第２の締結部材は、前記第１の締結部材と螺合することによって、前記スペーサー部材に当接し、該当接した状態から前記第２の締結部材をさらに締めることにより、前記第１の締結部材を前記板状部材から離れる方向に移動させて該第１の締結部材に固定された前記保持部材を前記第１フランジ部に押し付ける請求項１０から１５のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
17. 前記第２の締結部材は、前記第１の締結部材と前記保持部材とを外側から覆うように締結される請求項１０から１６のいずれか１項に記載の誘導結合プラズマ処理装置。
    
    

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