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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022029536
(43)【公開日】2022-02-18
(54)【発明の名称】シャワーヘッド、シャワーヘッドの製造方法
(51)【国際特許分類】
C23C 16/455 20060101AFI20220210BHJP
H01L 21/205 20060101ALN20220210BHJP
H01L 21/31 20060101ALN20220210BHJP
【ＦＩ】
C23C16/455
H01L21/205
H01L21/31 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020132845
(22)【出願日】2020-08-05
(71)【出願人】
【識別番号】515214693
【氏名又は名称】株式会社ＵＡＣＪ鋳鍛
(74)【代理人】
【識別番号】110002538
【氏名又は名称】特許業務法人あしたば国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】▲桑▼田 英憲
【テーマコード（参考）】
4K030
5F045
【Ｆターム（参考）】
4K030EA04
4K030FA03
4K030KA17
4K030LA18
5F045AA08
5F045BB13
5F045DP03
5F045EF05
5F045EH05
(57)【要約】
【解決課題】皮膜にクラックを生じる可能性を低減したシャワーヘッドおよびシャワーヘッドの製造方法を提供する。
【解決手段】 シャワーヘッドは、厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部を有する基材と、前記貫通孔部の内周面を覆うように前記基材に差し込まれた１以上のスリーブであって、前記基材の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する１以上のスリーブと、前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨って形成された皮膜と、を備え、前記１以上の貫通孔部の内径は、常温よりも高い使用温度において前記スリーブの外径よりも小さく、前記１以上のスリーブは、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱されて熱膨張した前記基材の前記貫通孔部に差し込まれ、その後前記基材が冷却されることで前記貫通孔部内に嵌め込まれている。
【選択図】図１
【解決手段】 シャワーヘッドは、厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部を有する基材と、前記貫通孔部の内周面を覆うように前記基材に差し込まれた１以上のスリーブであって、前記基材の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する１以上のスリーブと、前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨って形成された皮膜と、を備え、前記１以上の貫通孔部の内径は、常温よりも高い使用温度において前記スリーブの外径よりも小さく、前記１以上のスリーブは、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱されて熱膨張した前記基材の前記貫通孔部に差し込まれ、その後前記基材が冷却されることで前記貫通孔部内に嵌め込まれている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部を有する基材と、
前記貫通孔部の内周面を覆うように前記基材に差し込まれた１以上のスリーブであって、前記基材の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する１以上のスリーブと、
前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨って形成された皮膜と、
を備え、
前記１以上の貫通孔部の内径は、常温よりも高い使用温度において前記スリーブの外径よりも小さく、
前記１以上のスリーブは、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱されて熱膨張した前記基材の前記貫通孔部に差し込まれ、その後前記基材が冷却されることで前記貫通孔部内に嵌め込まれたシャワーヘッド。
前記貫通孔部の内周面を覆うように前記基材に差し込まれた１以上のスリーブであって、前記基材の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する１以上のスリーブと、
前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨って形成された皮膜と、
を備え、
前記１以上の貫通孔部の内径は、常温よりも高い使用温度において前記スリーブの外径よりも小さく、
前記１以上のスリーブは、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱されて熱膨張した前記基材の前記貫通孔部に差し込まれ、その後前記基材が冷却されることで前記貫通孔部内に嵌め込まれたシャワーヘッド。
【請求項2】
前記１以上のスリーブは、外周面に１以上のテーパ面を有し、前記１以上のテーパ面のそれぞれは、先端に近づく方向に行くにつれて直径が小さくなった請求項１に記載のシャワーヘッド。
【請求項3】
前記１以上のテーパ面は、前記先端の近傍に設けられた第１テーパ面を含む請求項２に記載のシャワーヘッド。
【請求項4】
前記１以上の貫通孔部は、内周面に１以上の拡径面を有し、前記１以上の拡径面のそれぞれは、前記スリーブの前記先端とは反対側の基端に近づく方向に行くにつれて直径が大きくなった請求項２又は請求項３に記載のシャワーヘッド。
【請求項5】
前記１以上の拡径面は、前記１以上の貫通孔部の開口縁部であって、前記スリーブの前記基端に近づく方向の端部に位置する前記１以上の貫通孔部の開口縁部に設けられる第１拡径面を含む請求項４に記載のシャワーヘッド。
【請求項6】
前記１以上のスリーブは、第１段部と、前記第１段部よりも前記先端側に設けられ前記第１段部よりも直径が小さくなった先端部分と、を有し、
前記１以上のテーパ面は、前記第１段部に設けられた第２テーパ面を含む請求項２～５のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
前記１以上のテーパ面は、前記第１段部に設けられた第２テーパ面を含む請求項２～５のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
【請求項7】
前記１以上のスリーブの前記先端とは反対側の基端から前記第１段部までの長さは、前記スリーブの軸方向に関する前記先端部分の長さよりも大きい請求項６に記載のシャワーヘッド。
【請求項8】
前記１以上のスリーブの前記先端とは反対側の基端から前記第１段部までの長さは、前記スリーブの軸方向に関する前記先端部分の長さよりも小さく、
前記１以上の貫通孔部は、前記先端部分よりも大きい直径で形成された逃げ部であって、前記熱膨張前の前記基材と前記先端部分とが干渉しないようにする逃げ部を有する請求項６に記載のシャワーヘッド。
前記１以上の貫通孔部は、前記先端部分よりも大きい直径で形成された逃げ部であって、前記熱膨張前の前記基材と前記先端部分とが干渉しないようにする逃げ部を有する請求項６に記載のシャワーヘッド。
【請求項9】
前記１以上の貫通孔部は、第２段部と、前記第２段部よりも前記スリーブの前記先端とは反対側の基端側に設けられ前記第２段部よりも直径が大きくなった大径部分と、を有し、
前記１以上の拡径面は、前記第２段部に設けられた第２拡径面を含む請求項６～８のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
前記１以上の拡径面は、前記第２段部に設けられた第２拡径面を含む請求項６～８のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
【請求項10】
前記使用温度は、１００～２５０℃である請求項１～９のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
【請求項11】
前記加工温度は、前記使用温度よりも１００℃以上高い請求項１～１０のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
【請求項12】
前記１以上の貫通孔部の内径は、前記使用温度よりも高い温度において前記スリーブの外径と同等になる請求項１～１１のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
【請求項13】
厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部と前記１以上の貫通孔部の上側の開口縁部とを有する基材と、前記１以上の貫通孔部の内周面を覆うように前記基材に差し込まれる１以上のスリーブであって、前記基材の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有するとともに、常温よりも高い使用温度において１以上の貫通孔部の内径よりも外径が大きい１以上のスリーブと、前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨って形成された皮膜と、を備え、前記使用温度で使用されるシャワーヘッドの製造方法であって、
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程と、
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程と、
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程と、
前記基材を冷却して前記貫通孔部内に前記スリーブを嵌め込む工程と、
前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨るように皮膜を形成する工程と、
を備えるシャワーヘッドの製造方法。
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程と、
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程と、
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程と、
前記基材を冷却して前記貫通孔部内に前記スリーブを嵌め込む工程と、
前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨るように皮膜を形成する工程と、
を備えるシャワーヘッドの製造方法。
【請求項14】
前記１以上のスリーブは、前記開口縁部に当接する先端部に、前記スリーブが差し込まれる方向の先端に行くにつれて直径が小さくなったテーパ面を有し、
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程は、前記テーパ面を介して前記開口縁部に前記スリーブを載置する工程を含む請求項１３に記載のシャワーヘッドの製造方法。
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程は、前記テーパ面を介して前記開口縁部に前記スリーブを載置する工程を含む請求項１３に記載のシャワーヘッドの製造方法。
【請求項15】
前記１以上の貫通孔部は、前記開口縁部に前記１以上のスリーブが前記差し込まれる方向とは反対方向に行くにつれて直径が大きくなった拡径面を有し、
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程は、前記拡径面に前記スリーブを載置する工程を含む請求項１３又は請求項１４に記載のシャワーヘッドの製造方法。
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程は、前記拡径面に前記スリーブを載置する工程を含む請求項１３又は請求項１４に記載のシャワーヘッドの製造方法。
【請求項16】
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程は、前記基材の前記スリーブが前記差し込まれる面とは反対側の面に当接されたヒータで加熱する工程を含む請求項１３～１５のいずれか１項に記載のシャワーヘッドの製造方法。
【請求項17】
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程は、前記基材の前記ヒータが当接される側とは反対側から前記１以上のスリーブを押し込む工程を含む請求項１６に記載のシャワーヘッドの製造方法。
【請求項18】
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程は、前記基材および前記スリーブを覆う炉内で加熱する工程を含み、
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程は、前記１以上の開口縁部の上側に載置された前記１以上のスリーブの上側に載置された錘であって、前記基材の線膨張係数と略同一の線膨張係数を有する錘による荷重によってなされる請求項１３～１５のいずれか１項に記載のシャワーヘッドの製造方法。
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程は、前記１以上の開口縁部の上側に載置された前記１以上のスリーブの上側に載置された錘であって、前記基材の線膨張係数と略同一の線膨張係数を有する錘による荷重によってなされる請求項１３～１５のいずれか１項に記載のシャワーヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プレート本体とスリーブとの間の隙間寸法を小さくすることが可能なシャワーヘッドおよびシャワーヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
処理ガスをチャンバー内に噴射するためのシャワーヘッドが知られている（特許文献１参照）。このシャワーヘッドには、処理ガスを通すための複数の貫通穴の形成されている。シャワーヘッドは、処理ガスやプラズマに曝されるため、腐食しやすい。シャワーヘッドの腐食を防止するため、シャワーヘッドの貫通穴の内周面は、シャワーヘッドの本体を構成する金属とは異なる金属で構成したスリーブによって覆われて保護される場合が多い。また、シャワーヘッドの表面は、耐プラズマ性および処理ガスに対する耐食性を有するセラミックス製の皮膜で覆われて保護される場合が多い。当該皮膜は、シャワーヘッドの本体と、スリーブと、の両方にまたがるように成膜される場合が多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－２２０６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記シャワーヘッドは、プラズマ処理時に高温となる。一方、シャワーヘッドの本体とスリーブとは、異種材料で形成される場合が多く、互いに線膨張係数が異なる。このため、高温のプラズマ処理時にシャワーヘッドおよびスリーブが熱膨張することになるが、これらの線膨張係数の違いにより、シャワーヘッドとスリーブとの間に隙間が生じ得る。シャワーヘッドとスリーブとの間に隙間が生じると、この隙間の周辺を起点に上記セラミックス製の皮膜にクラックを生じる可能性がある。皮膜にクラックを生じると、当該クラックからシャワーヘッドの本体の金属が処理ガスおよびプラズマに曝されて、当該部分で腐食を生じる問題がある。
従って、本発明の課題の一つは、皮膜にクラックを生じる可能性を低減したシャワーヘッドおよびシャワーヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
従って、本発明の課題の一つは、皮膜にクラックを生じる可能性を低減したシャワーヘッドおよびシャワーヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題は、以下の本発明により解決される。すなわち、本発明（１）のシャワーヘッドは、
厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部を有する基材と、
前記貫通孔部の内周面を覆うように前記基材に差し込まれた１以上のスリーブであって、前記基材の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する１以上のスリーブと、
前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨って形成された皮膜と、
を備え、
前記１以上の貫通孔部の内径は、常温よりも高い使用温度において前記スリーブの外径よりも小さく、
前記１以上のスリーブは、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱されて熱膨張した前記基材の前記貫通孔部に差し込まれ、その後前記基材が冷却されることで前記貫通孔部内に嵌め込まれている。
厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部を有する基材と、
前記貫通孔部の内周面を覆うように前記基材に差し込まれた１以上のスリーブであって、前記基材の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する１以上のスリーブと、
前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨って形成された皮膜と、
を備え、
前記１以上の貫通孔部の内径は、常温よりも高い使用温度において前記スリーブの外径よりも小さく、
前記１以上のスリーブは、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱されて熱膨張した前記基材の前記貫通孔部に差し込まれ、その後前記基材が冷却されることで前記貫通孔部内に嵌め込まれている。
【0006】
また、本発明（２）のシャワーヘッドは、（１）記載のシャワーヘッドであって、
前記１以上のスリーブは、外周面に１以上のテーパ面を有し、前記１以上のテーパ面のそれぞれは、先端に近づく方向に行くにつれて直径が小さくなっている。
前記１以上のスリーブは、外周面に１以上のテーパ面を有し、前記１以上のテーパ面のそれぞれは、先端に近づく方向に行くにつれて直径が小さくなっている。
【0007】
また、本発明（３）のシャワーヘッドは、（２）記載のシャワーヘッドであって、
前記１以上のテーパ面は、前記先端の近傍に設けられた第１テーパ面を含む。
前記１以上のテーパ面は、前記先端の近傍に設けられた第１テーパ面を含む。
【0008】
また、本発明（４）のシャワーヘッドは、（２）又は（３）記載のシャワーヘッドであって、
前記１以上の貫通孔部は、内周面に１以上の拡径面を有し、前記１以上の拡径面のそれぞれは、前記スリーブの前記先端とは反対側の基端に近づく方向に行くにつれて直径が大きくなっている。
前記１以上の貫通孔部は、内周面に１以上の拡径面を有し、前記１以上の拡径面のそれぞれは、前記スリーブの前記先端とは反対側の基端に近づく方向に行くにつれて直径が大きくなっている。
【0009】
また、本発明（５）のシャワーヘッドは、（４）記載のシャワーヘッドであって、
前記１以上の拡径面は、前記１以上の貫通孔部の開口縁部であって、前記スリーブの前記基端に近づく方向の端部に位置する前記１以上の貫通孔部の開口縁部に設けられる第１拡径面を含む。
前記１以上の拡径面は、前記１以上の貫通孔部の開口縁部であって、前記スリーブの前記基端に近づく方向の端部に位置する前記１以上の貫通孔部の開口縁部に設けられる第１拡径面を含む。
【0010】
また、本発明（６）のシャワーヘッドは、（２）～（５）のいずれか１項記載のシャワーヘッドであって、
前記１以上のスリーブは、第１段部と、前記第１段部よりも前記先端側に設けられ前記第１段部よりも直径が小さくなった先端部分と、を有し、
前記１以上のテーパ面は、前記第１段部に設けられた第２テーパ面を含む。
前記１以上のスリーブは、第１段部と、前記第１段部よりも前記先端側に設けられ前記第１段部よりも直径が小さくなった先端部分と、を有し、
前記１以上のテーパ面は、前記第１段部に設けられた第２テーパ面を含む。
【0011】
また、本発明（７）のシャワーヘッドは、（６）記載のシャワーヘッドであって、
前記１以上のスリーブの前記先端とは反対側の基端から前記第１段部までの長さは、前記スリーブの軸方向に関する前記先端部分の長さよりも大きい。
前記１以上のスリーブの前記先端とは反対側の基端から前記第１段部までの長さは、前記スリーブの軸方向に関する前記先端部分の長さよりも大きい。
【0012】
また、本発明（８）のシャワーヘッドは、（６）記載のシャワーヘッドであって、
前記１以上のスリーブの前記先端とは反対側の基端から前記第１段部までの長さは、前記スリーブの軸方向に関する前記先端部分の長さよりも小さく、
前記１以上の貫通孔部は、前記先端部分よりも大きい直径で形成された逃げ部であって、前記熱膨張前の前記基材と前記先端部分とが干渉しないようにする逃げ部を有する。
前記１以上のスリーブの前記先端とは反対側の基端から前記第１段部までの長さは、前記スリーブの軸方向に関する前記先端部分の長さよりも小さく、
前記１以上の貫通孔部は、前記先端部分よりも大きい直径で形成された逃げ部であって、前記熱膨張前の前記基材と前記先端部分とが干渉しないようにする逃げ部を有する。
【0013】
また、本発明（９）のシャワーヘッドは、（６）～（８）のいずれか１項に記載のシャワーヘッドであって、
前記１以上の貫通孔部は、第２段部と、前記第２段部よりも前記スリーブの前記先端とは反対側の基端側に設けられ前記第２段部よりも直径が大きくなった大径部分と、を有し、
前記１以上の拡径面は、前記第２段部に設けられた第２拡径面を含む。
前記１以上の貫通孔部は、第２段部と、前記第２段部よりも前記スリーブの前記先端とは反対側の基端側に設けられ前記第２段部よりも直径が大きくなった大径部分と、を有し、
前記１以上の拡径面は、前記第２段部に設けられた第２拡径面を含む。
【0014】
また、本発明（１０）のシャワーヘッドは、（１）～（９）のいずれか１項に記載のシャワーヘッドであって、
前記使用温度は、１００～２５０℃である。
前記使用温度は、１００～２５０℃である。
【0015】
また、本発明（１１）のシャワーヘッドは、（１）～（１０）のいずれか１項に記載のシャワーヘッドであって、
前記加工温度は、前記使用温度よりも１００℃以上高い。
前記加工温度は、前記使用温度よりも１００℃以上高い。
【0016】
また、本発明（１２）のシャワーヘッドは、（１）～（１１）のいずれか１項に記載のシャワーヘッドであって、
前記１以上の貫通孔部の内径は、前記使用温度よりも高い温度において前記スリーブの外径と同等になる。
前記１以上の貫通孔部の内径は、前記使用温度よりも高い温度において前記スリーブの外径と同等になる。
【0017】
また、本発明（１３）のシャワーヘッドの製造方法は、
厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部と前記１以上の貫通孔部の上側の開口縁部とを有する基材と、前記１以上の貫通孔部の内周面を覆うように前記基材に差し込まれる１以上のスリーブであって、前記基材の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有するとともに、常温よりも高い使用温度において１以上の貫通孔部の内径よりも外径が大きい１以上のスリーブと、前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨って形成された皮膜と、を備え、前記常温よりも高い使用温度で使用されるシャワーヘッドの製造方法であって、
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程と、
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程と、
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程と、
前記基材を冷却して前記貫通孔部内に前記スリーブを嵌め込む工程と、
前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨るように皮膜を形成する工程と、
を備える。
厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部と前記１以上の貫通孔部の上側の開口縁部とを有する基材と、前記１以上の貫通孔部の内周面を覆うように前記基材に差し込まれる１以上のスリーブであって、前記基材の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有するとともに、常温よりも高い使用温度において１以上の貫通孔部の内径よりも外径が大きい１以上のスリーブと、前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨って形成された皮膜と、を備え、前記常温よりも高い使用温度で使用されるシャワーヘッドの製造方法であって、
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程と、
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程と、
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程と、
前記基材を冷却して前記貫通孔部内に前記スリーブを嵌め込む工程と、
前記基材の表面と前記スリーブの端面とに跨るように皮膜を形成する工程と、
を備える。
【0018】
また、本発明（１４）のシャワーヘッドの製造方法は、（１３）記載のシャワーヘッドの製造方法であって、
前記１以上のスリーブは、前記開口縁部に当接する先端部に、前記スリーブが差し込まれる方向の先端に行くにつれて直径が小さくなったテーパ面を有し、
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程は、前記テーパ面を介して前記開口縁部に前記スリーブを載置する工程を含む。
前記１以上のスリーブは、前記開口縁部に当接する先端部に、前記スリーブが差し込まれる方向の先端に行くにつれて直径が小さくなったテーパ面を有し、
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程は、前記テーパ面を介して前記開口縁部に前記スリーブを載置する工程を含む。
【0019】
また、本発明（１５）のシャワーヘッドの製造方法は、（１３）又は（１４）記載のシャワーヘッドの製造方法であって、
前記１以上の貫通孔部は、前記開口縁部に前記１以上のスリーブが前記差し込まれる方向とは反対方向に行くにつれて直径が大きくなった拡径面を有し、
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程は、前記拡径面に前記スリーブを載置する工程を含む。
前記１以上の貫通孔部は、前記開口縁部に前記１以上のスリーブが前記差し込まれる方向とは反対方向に行くにつれて直径が大きくなった拡径面を有し、
前記１以上の開口縁部の上側に前記１以上のスリーブを載置する工程は、前記拡径面に前記スリーブを載置する工程を含む。
【0020】
また、本発明（１６）のシャワーヘッドの製造方法は、（１３）～（１５）のいずれか１項に記載のシャワーヘッドの製造方法であって、
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程は、前記基材の前記スリーブが前記差し込まれる面とは反対側の面に当接されたヒータで加熱する工程を含む。
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程は、前記基材の前記スリーブが前記差し込まれる面とは反対側の面に当接されたヒータで加熱する工程を含む。
【0021】
また、本発明（１７）のシャワーヘッドの製造方法は、（１６）に記載のシャワーヘッドの製造方法であって、
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程は、前記基材の前記ヒータが当接される側とは反対側から前記１以上のスリーブを押し込む工程を含む。
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程は、前記基材の前記ヒータが当接される側とは反対側から前記１以上のスリーブを押し込む工程を含む。
【0022】
また、本発明（１８）のシャワーヘッドの製造方法は、（１３）～（１５）のいずれか１項に記載のシャワーヘッドの製造方法であって、
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程は、前記基材および前記スリーブを覆う炉内で加熱する工程を含み、
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程は、前記１以上の開口縁部の上側に載置された前記１以上のスリーブの上側に載置された錘であって、前記基材の線膨張係数と略同一の線膨張係数を有する錘による荷重によってなされる。
前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程は、前記基材および前記スリーブを覆う炉内で加熱する工程を含み、
前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された前記基材の前記１以上の貫通孔部に前記１以上のスリーブを差し込む工程は、前記１以上の開口縁部の上側に載置された前記１以上のスリーブの上側に載置された錘であって、前記基材の線膨張係数と略同一の線膨張係数を有する錘による荷重によってなされる。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、皮膜にクラックを生じる可能性を低減したシャワーヘッドおよびシャワーヘッドの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】実施形態のシャワーヘッドを含む製造ラインを示す断面図である。
【図8】第１変形例のシャワーヘッドの第１スリーブおよびこれが差し込まれる第１貫通孔部を示す断面図である。
【図9】第２変形例のシャワーヘッドの第１スリーブおよびこれが差し込まれる第１貫通孔部を示す断面図である。
【図10】実施例Ａ４の寸法１に対応する、第１スリーブの外径および第１貫通孔部の内径と温度との関係を示すグラフである。
【図11】実施例Ａ３の寸法２に対応する、第１スリーブの外径および第１貫通孔部の内径と温度との関係を示すグラフである。
【図12】実施例Ｂ３に対応する、第２スリーブの外径および第２貫通孔部の内径と温度との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下図面を参照して、シャワーヘッドの実施形態について説明する。シャワーヘッドは、主としてフラットパネルディスプレイの基板等の製造工程に用いられ、金属腐食性のあるガス等をワークに噴射して、ワーク表面にプラズマ処理等を行うのに用いられる。
［実施形態］
［実施形態］
【0026】
図１～図７を参照して、実施形態のシャワーヘッド１１について説明する。図１に示すように、シャワーヘッド１１は、シャワープレート１２と、シャワープレート１２が支持・固定される金属製のハウジング４１と、高周波電流が供給される高周波電極と、を備える。
【0027】
図１～図３に示すように、シャワープレート１２は、金属材料によって平板状に形成されている。シャワープレート１２は、平板状をなした基材１３と、基材１３を厚み方向に貫通するように基材１３に形成された１以上の貫通孔部１４と、１以上の貫通孔部１４に差し込まれた１以上のスリーブ１５と、基材１３の表面（表面、裏面）とスリーブ１５の端面１５１とに跨って形成された皮膜１６と、ボルト等の固定具１７や位置決めピン４５等を通すように４か所の角部に設けられた固定孔２１と、を有する。基材１３は、例えば、アルミニウム合金によって形成されている。基材１３は、銅合金や鉄鋼材料によって形成されていてもよい。
【0028】
１以上のスリーブ１５は、貫通孔部１４の内周面を覆うように基材１３に差し込まれている。基材１３に差し込まれるスリーブ１５の軸方向Ｓは、基材１３の厚み方向（貫通孔部１４の延びる方向）に沿っている。１以上のスリーブ１５は、１個であってもよいし、複数であってもよい。１以上のスリーブ１５は、１以上の第１スリーブ１５Ａと、１以上の第１スリーブ１５Ａとは形態が異なる１以上の第２スリーブ１５Ｂと、を有する。第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂは、基材１３の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する。図１において、第１スリーブ１５Ａが２個示され、第２スリーブ１５Ｂが２個示されているが、これらの数は例示であり、第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂの数はこれらに限られるものではない。シャワープレート１２は、１以上の第１スリーブ１５Ａと、１以上の第２スリーブ１５Ｂと、のうち、いずれか一方のみを有していてもよい。
【0029】
１以上の第１スリーブ１５Ａのそれぞれは、段付きの円筒形をなしたスリーブで構成され、中央部を差し込み方向に貫通する貫通口１５２を有する。第１スリーブ１５Ａの直径は、例えば３～５ｍｍで構成される。第１スリーブ１５Ａは、処理ガスに対する耐腐食性が基材１３よりも優れる材料によって形成されればよく、例えば、ステンレス鋼によって形成されることが好ましい。第１スリーブ１５Ａは、ステンレス鋼以外の鉄鋼、銅合金、セラミックスのいずれかで構成されてもよい。第１スリーブ１５Ａを構成するステンレス鋼としては、例えばＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２６、ＳＵＳ４３０のいずれかであってもよい。
【0030】
後述するように、基材１３の１以上の貫通孔部１４には、その内周面を覆うように１以上のスリーブ１５が基材１３に対して差し込まれることとなる。以下にいう１以上のスリーブ１５が差し込まれる方向Ｄ１は、図２、図３の紙面下方である。図２に示すように、１以上の第１スリーブ１５Ａのそれぞれは、外周面２２と、第１段部２３と、差し込まれる方向Ｄ１に関して第１段部２３よりも先端側に設けられた先端部分２４と、先端部分２４に設けられ差し込まれる方向Ｄ１の先端に設けられた先端２５と、差し込まれる方向Ｄ１に関して先端２５とは反対側に設けられた基端２６と、外周面２２に設けられた１以上のテーパ面２７と、を有する。１以上のテーパ面２７は、１個であってもよいし、複数であってもよい。１以上のテーパ面２７は、外周面２２の先端２５の近傍に設けられた第１テーパ面２７Ａと、外周面２２の第１段部２３に設けられた第２テーパ面２７Ｂと、を有する。第１テーパ面２７Ａは、先端２５に近づくにつれて（差し込まれる方向Ｄ１に行くにつれて）直径が小さくなっている。第２テーパ面２７Ｂは、先端２５に近づくにつれて（差し込まれる方向Ｄ１に行くにつれて）直径が小さくなっている。
【0031】
先端部分２４の直径は、第１スリーブ１５Ａの第１段部２３が設けられる部分の直径よりも小さく形成されている。図２に示すように、軸方向Ｓ（差し込まれる方向Ｄ１）に関する基端２６から第１段部２３までの長さＬ１は、第１スリーブ１５Ａの軸方向Ｓ（差し込まれる方向Ｄ１）に関する先端部分２４の長さＬ２よりも大きい。このため、後述する製造方法において、開口縁部３２に第１スリーブ１５Ａの第１段部２３を載置する際に、先端部分２４が第１貫通孔部１４Ａの第２段部３３に干渉してしまうことがない。
【0032】
図３に示すように、１以上の第２スリーブ１５Ｂのそれぞれは、円筒形をなしたスリーブで構成され、中央部を差し込み方向Ｄ１に貫通する貫通口１５２を有する。第２スリーブ１５Ｂの直径は、例えば３～５ｍｍで構成される。第２スリーブ１５Ｂは、処理ガスに対する耐腐食性が基材１３よりも優れる材料によって形成されればよく、例えば、セラミックスによって形成されることが好ましい。第２スリーブ１５Ｂは、例えば、ステンレス鋼、鉄鋼、銅合金のいずれかで構成されてもよい。第２スリーブ１５Ｂを構成するセラミックスとしては、例えばアルミナ、ムライト、窒化アルミニウムのいずれかであってもよい。
【0033】
第２スリーブ１５Ｂは、外周面２２と、差し込まれる方向Ｄ１の先端に設けられた先端２５と、差し込まれる方向Ｄ１に関して先端２５とは反対側に設けられた基端２６と、外周面２２の先端２５に対応する位置に設けられた第１テーパ面２７Ａ（テーパ面２７）と、を有する。
【0034】
１以上の貫通孔部１４は、１個であってもよいし、複数であってもよい。図１に示すように、１以上の貫通孔部１４は、１以上の第１スリーブ１５Ａが差し込まれる１以上の第１貫通孔部１４Ａと、１以上の第２スリーブ１５Ｂが差し込まれるとともに第１貫通孔部１４Ａとは形態が異なる１以上の第２貫通孔部１４Ｂと、を有する。
【0035】
図２に示すように、第１貫通孔部１４Ａは、円形で段付きの貫通孔部で構成されている。第１貫通孔部１４Ａは、内周面３１と、内周面３１の上側の開口縁部３２と、第２段部３３と、第２段部３３よりもスリーブ１５の基端２６側（スリーブ１５の差し込まれる方向Ｄ１とは反対側）に設けられ第２段部よりも直径が大きくなった大径部分３４と、内周面３１に設けられた１以上の拡径面３５と、を有する。開口縁部３２は、スリーブ１５の基端２６側（スリーブ１５が差し込まれる方向とは反対方向Ｄ２）の端部に位置している。１以上の拡径面３５は、１個であってもよいし、複数であってもよい。１以上の拡径面３５は、開口縁部３２又はその近傍に設けられた第１拡径面３５Ａと、第２段部３３に設けられた第２拡径面３５Ｂと、を有する。大径部分３４の直径は、第２段部３３の直径よりも大きくなっている。第１拡径面３５Ａは、スリーブ１５の基端２６側（スリーブ１５が差し込まれる方向とは反対方向Ｄ２）に行くにつれて直径が大きくなっている。第２拡径面３５Ｂは、スリーブ１５の基端２６側（スリーブ１５が差し込まれる方向とは反対方向Ｄ２）に行くにつれて直径が大きくなっている。
【0036】
第１貫通孔部１４Ａの大径部分３４の内径は、後述する使用温度で第１スリーブ１５Ａの第１段部２３の外径よりも小さくなっている。第１貫通孔部１４Ａの大径部分３４の内径は、常温でも第１スリーブ１５Ａの第１段部２３の外径よりも小さくなっていることが好ましい。さらに、第１貫通孔部１４Ａの大径部分３４の内径は、使用温度よりも高い温度（例えば、後述する加工温度）で第１スリーブ１５Ａの第１段部２３の外径と同等になる。第１貫通孔部１４Ａの第２段部３３の内径は、後述する使用温度で第１スリーブ１５Ａの先端部分２４の外径よりも小さくなっている。第１貫通孔部１４Ａの第２段部３３の内径は、常温でも第１スリーブ１５Ａの先端部分２４の外径よりも小さくなっていることが好ましい。さらに、第１貫通孔部１４Ａの第２段部３３の内径は、使用温度よりも高い温度（例えば、後述する加工温度）で第１スリーブ１５Ａの先端部分２４の外径と同等になる。
【0037】
図３に示すように、第２貫通孔部１４Ｂは、円形で軸方向Ｓに関して略均一な内径を有する貫通孔部で構成されている。第２貫通孔部１４Ｂは、内周面３１と、内周面３１の上側の開口縁部３２と、開口縁部３２に設けられた第１拡径面３５Ａ（拡径面３５）と、を有する。第１拡径面３５Ａは、スリーブ１５が差し込まれる方向とは反対方向Ｄ２に行くにつれて直径が大きくなっている。第２貫通孔部１４Ｂの内径は、後述する使用温度で第２スリーブ１５Ｂの外径よりも小さくなっている。第２貫通孔部１４Ｂの内径は、常温でも第２スリーブ１５Ｂの外径よりも小さくなっていることが好ましい。さらに、第２貫通孔部１４Ｂの内径は、使用温度よりも高い温度（例えば、後述する加工温度）で第２スリーブ１５Ｂの外径と同等になる。
【0038】
皮膜１６は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスによって形成されている。皮膜１６は、溶融されたアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスを基材１３の表面およびスリーブ１５の端面１５１に塗布（溶射）することで形成される。
【0039】
図１を参照して、シャワーヘッド１１の使用方法について説明する。シャワーヘッド１１のシャワープレート１２は、ボルト・ナット等の固定具１７を介してハウジング４１に固定される。これによってシャワープレート１２は、上方から吊り下げられた状態となる。このシャワーヘッド１１に対して、下側に位置する搬送路４２上を基板等で構成されるワークＷが送られる。ハウジング４１内部にはＣｌ２ガス等が供給される。また、シャワープレート１２の下側の空間は、例えばチャンバー４３で覆われており、その内部をワークＷが矢印で示す送り方向に送られている。また、高周波電極には図示しない電源から高周波電流が流されて、シャワープレート１２にループ電流を生成する。これによってチャンバー４３内に誘導電界が形成される。シャワーヘッド１１から供給されるＣｌ２ガスがプラズマ化され、チャンバー４３内のシャワーヘッド１１の下側の空間でプラズマを生成する。これによってワークＷにプラズマ処理がなされる。プラズマ処理中のシャワーヘッド１１の温度（使用温度）は、概ね１００～２５０℃程度の高温になる。
【0040】
【0041】
図４に示すように、シャワープレート１２の上下を固定用のプレート４４で挟む。プレート４４は、シャワープレート１２の固定孔２１を貫通するように通された固定用の位置決めピン４５によってシャワープレート１２に対して固定される。上側の第１プレート４４Ａは、四角い平板状に形成されている。第１プレート４４Ａは、シャワープレート１２の基材１３の線膨張係数と同じ線膨張係数を有するように、シャワープレート１２の基材１３と同一の材質によって形成されることが好ましい。上側の第１プレート４４Ａは、シャワープレート１２の１以上の貫通孔部１４に対応する位置に設けられた１以上の通孔４６と、４か所の角部に対応する位置に設けられ位置決めピン４５が通される第２固定孔２８と、を有する。
【0042】
下側の第２プレート４４Ｂは、四角い平板状に形成されている。第２プレート４４Ｂは、シャワープレート１２の基材１３の線膨張係数と同じ線膨張係数を有するように、シャワープレート１２の基材１３と同一の材質によって形成されることが好ましい。下側の第２プレート４４Ｂは、４か所の角部に対応する位置に設けられ位置決めピン４５が通される第２固定孔２８と、を有する。
【0043】
第１プレート４４Ａは、第１固定孔２１に通された位置決めピン４５によってシャワープレート１２に対して位置決め・固定される。第２プレート４４Ｂは、第２固定孔２１に通された位置決めピン４５によってシャワープレート１２に対して位置決め・固定される。このようにして、シャワープレート１２は、上下から第１プレート４４Ａおよび第２プレート４４Ｂで挟まれたユニット４７を形成する。
【0044】
本製造方法の第１工程では、このユニット４７に対して、１以上のスリーブ１５を載置する。すなわち、１以上の第１貫通孔部１４Ａに対して１以上の通孔４６を介して１以上の第１スリーブ１５Ａを載置し、１以上の第２貫通孔部１４Ｂに対して１以上の通孔４６を介して１以上の第２スリーブ１５Ｂを載置する。１以上の第１スリーブ１５Ａのそれぞれは、第１段部２３の第２テーパ面２７Ｂを介して第１貫通孔部１４Ａの開口縁部３２である第１拡径面３５Ａに載置される（図２参照）。このため、第１スリーブ１５Ａは、起立姿勢のまま安定的に基材１３に支持される。さらに第１スリーブ１５Ａは、第１プレート４４Ａの通孔４６によってもその起立姿勢が保持される。また、第２テーパ面２７Ｂおよび第１拡径面３５Ａが設けられているために、次に述べる第１スリーブ１５Ａの差込みが円滑になされる。また、第２拡径面３５Ｂが設けられているために、次に述べる第２段部３３に対する先端部分２４の差込みが円滑になされる。
【0045】
１以上の第２スリーブ１５Ｂのそれぞれは、差し込まれる方向Ｄ１の先端に位置する第１テーパ面２７Ａを介して第２貫通孔部１４Ｂの開口縁部３２である第１拡径面３５Ａに載置される（図３参照）。このため、第２スリーブ１５Ｂは、起立姿勢のまま安定的に基材１３に支持される。さらに第２スリーブ１５Ｂは、第１プレート４４Ａの通孔４６によってもその起立姿勢が保持される。また、第１テーパ面２７Ａおよび第１拡径面３５Ａが設けられているために、次に述べる第２スリーブ１５Ｂの差込みが円滑になされる。
【0046】
常温において、第１貫通孔部１４Ａの内径（第２段部３３の内径、大径部分３４の内径）は、第１スリーブ１５Ａの外径（先端部分２４の外径、第１段部２３の外径）よりも小さく設定されている。同様に、常温において、第２貫通孔部１４Ｂの内径は、第２スリーブ１５Ｂの外径よりも小さく設定されている。
【0047】
本製造方法の第２工程では、作業者は、このように第１スリーブ１５Ａと第２スリーブ１５Ｂとが上側に載置されたユニット４７を平板状のヒータ４８に載置して、当該ユニット４７を使用温度（約１００～２５０℃）よりも高い加工温度にまで加熱する。このとき、ヒータ４８は、基材１３のスリーブ１５が差し込まれる面とは反対側の面に当接される。ヒータ４８は、基材１３を加熱して熱膨張させる。本製造方法の第３工程では、基材１３の熱膨張に伴って熱膨張した１以上の貫通孔部１４に対して１以上のスリーブ１５を差し込まれる方向Ｄ１に向けて差し込む工程を行う。加工温度は、３５０～４５０℃であってよく、３７０～４３０℃であることが好ましく、３８０～４２０℃であることがさらに好ましい。加工温度は、プラズマ処理時の使用温度（約１００～２５０℃）よりも１００℃以上高い高温であるために、基材１３が十分に熱膨張する。本工程では、第１貫通孔部１４Ａの直径が大きくなって第１貫通孔部１４Ａに対して第１スリーブ１５ＡがＤ１方向に自重で落ち込み、第２貫通孔部１４Ｂの直径が大きくなって第２貫通孔部１４Ｂに対して第２スリーブ１５ＢがＤ１方向に自重で落ち込むこととなる。
【0048】
或いは、熱膨張後の第１貫通孔部１４Ａの直径に対して第１スリーブ１５Ａの直径が近く、熱膨張後の第２貫通孔部１４Ｂの直径に対して第２スリーブ１５Ｂの直径が近い場合には、第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂは、自重で落下しない。この場合には、本工程において、作業者は、小型のハンマー等を用いて第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂを上からＤ１方向に押し込んだり、小型のハンマー等を用いて第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂを上から叩いてＤ１方向に差し込んだりする。したがって、小型のハンマー等を第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂに接触させる側は、ヒータ４８が当接される側とは反対側である。
【0049】
本実施形態のように、平板状のヒータ４８にユニット４７を載置してユニット４７を加熱する場合には、ユニット４７の上側に開放空間があるために、本工程において、当該開放空間を利用してユニット４７に対して上側からアクセスすることができる。また、ヒータ４８がユニット４７の下側に当接するために、シャワープレート１２の基材１３を集中的に加熱することができ、基材１３を積極的に熱膨張させることができる。
【0050】
これに対して、第１スリーブ１５Ａは、第１段部２３の第２テーパ面２７Ｂにおいて開口縁部３２の第１拡径面３５Ａに当接し、基材１３上に最小限の面積で支持されている。このため、基材１３に伝導された熱が第１スリーブ１５Ａにまで効率良く伝導してしまうことが防止される。したがって、ヒータ４８からの熱によって第１スリーブ１５Ａが熱膨張して第１貫通孔部１４Ａに差し込み難くなる事態を生じにくい。
【0051】
同様に、第２スリーブ１５Ｂは、先端２５の第１テーパ面２７Ａにおいて開口縁部３２の第１拡径面３５Ａに当接し、基材１３上に最小限の面積で支持されている。このため、基材１３に伝導された熱が第２スリーブ１５Ｂにまで効率良く伝導してしまうことが防止される。したがって、ヒータ４８からの熱によって第２スリーブ１５Ｂが熱膨張して第２貫通孔部１４Ｂに差し込み難くなる事態を生じにくい。
【0052】
本実施形態では、先端２６に第１テーパ面２７Ａが形成されており、かつ、第１スリーブ１５Ａの先端部分２４を受け入れる第２段部３３に第２拡径面が形成されている。このため、第２段部３３（小径部分）に対して先端部分２４が精度良く位置決めされるとともに、第１貫通孔部１４Ａに第１スリーブ１５Ａが差し込まれる際に、第２段部３３（小径部分）に対する先端部分２４の差し込みが円滑になされ、先端部分２４が折れ曲がったり破損したりすることが有効に防止される。
【0053】
本製造方法の第４工程では、作業者は、基材１３に対して第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂが差し込まれたユニット４７をヒータ４８上から移動し、基材１３を常温にまで冷却する。これによって基材１３を熱膨張前の状態に戻し、第１貫通孔部１４Ａ内に第１スリーブ１５Ａを嵌め込み、第２貫通孔部１４Ｂ内に第２スリーブ１５Ｂを嵌め込むようにする。これによって、常温および使用温度において、第１スリーブ１５Ａと第１貫通孔部１４Ａとの間に隙間が存在しないようにできるとともに、第２スリーブ１５Ｂと第２貫通孔部１４Ｂとの間に隙間が存在しないようにできる。
【0054】
本製造方法の第５工程では、常温に冷却された基材１３の表面に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスを溶射する。これによって、基材１３の表面とスリーブ１５（第１スリーブ１５Ａ、第２スリーブ１５Ｂ）の端面１５１とに跨るように、セラミックスの皮膜１６を形成する。これによってシャワープレート１２が完成する。このシャワープレート１２をハウジング４１に組み付けることで、シャワーヘッド１１が完成する。
【0055】
【0056】
図６に示すように、第１の製造方法と同様に、シャワープレート１２の上下を固定用のプレート４４で挟む。上側の第１プレート４４Ａおよび下側の第２プレート４４Ｂの構成は、第１の製造方法と同様である。シャワープレート１２は、上下から第１プレート４４Ａおよび第２プレート４４Ｂで挟まれたユニット４７を形成する。
【0057】
本製造方法の第１工程では、このユニット４７に対して、１以上のスリーブ１５を載置する。すなわち、１以上の第１貫通孔部１４Ａに対して１以上の通孔４６を介して１以上の第１スリーブ１５Ａを載置し、１以上の第２貫通孔部１４Ｂに対して１以上の通孔４６を介して１以上の第２スリーブ１５Ｂを載置する。１以上の第１スリーブ１５Ａのそれぞれは、第１段部２３の第２テーパ面２７Ｂを介して第１貫通孔部１４Ａの開口縁部３２である第１拡径面３５Ａに載置される（図２参照）。このため、第１スリーブ１５Ａは、起立姿勢のまま安定的に基材１３に支持される。さらに第１スリーブ１５Ａは、第１プレート４４Ａの通孔４６によってもその起立姿勢が保持される。
【0058】
１以上の第２スリーブ１５Ｂのそれぞれは、第１テーパ面２７Ａを介して第２貫通孔部１４Ｂの開口縁部３２である第１拡径面３５Ａに載置される（図３参照）。このため、第２スリーブ１５Ｂは、起立姿勢のまま安定的に基材１３に支持される。さらに第２スリーブ１５Ｂは、第１プレート４４Ａの通孔４６によってもその起立姿勢が保持される。
【0059】
常温において、第１貫通孔部１４Ａの内径（第２段部３３の内径、大径部分３４の内径）は、第１スリーブ１５Ａの外径（先端部分２４の外径、第１段部２３の外径）と同等かそれよりも小さく設定されている。同様に、常温において、第２貫通孔部１４Ｂの内径は、第２スリーブ１５Ｂの外径と同等かそれよりも小さく設定されている。
【0060】
本製造方法の第２工程では、作業者は、このように第１スリーブ１５Ａと第２スリーブ１５Ｂとが上側に載置されたユニット４７を炉５１（電気炉）内に載置して、当該ユニット４７を使用温度（約２５０℃）よりも高い加工温度にまで加熱する。その際、第１スリーブ１５Ａの上側に、第１錘５２を載置し、第２スリーブ１５Ｂの上側に第２錘５３を載置する。第１錘５２および第２錘５３は、基材１３と同一の線膨張係数を有するように、基材１３と同じ材質（アルミニウム合金）の板材で構成されている。第１錘５２は、１以上の第１スリーブ１５Ａの頂部に当接し、第１プレート４４Ａの１以上の通孔４６内に差し込まれることが可能な１以上の第１突起５２Ａを有する。第２錘５３は、１以上の第２スリーブ１５Ｂの頂部に当接し、第１プレート４４Ａの１以上の通孔４６内に差し込まれることが可能な１以上の第２突起５３Ａを有する。
【0061】
本製造方法の第３工程では、炉５１内でユニット４７を加工温度まで加熱することで、１以上の貫通孔部１４に対して１以上のスリーブ１５を差し込まれる方向Ｄ１に向けて差し込む工程を行う。加工温度は、３５０～４５０℃であってよく、３７０～４３０℃であることが好ましく、３８０～４２０℃であることがさらに好ましい。加工温度は、シャワーヘッド１１の使用温度（約１００～２５０℃）よりも１００℃以上高い高温であるために、基材１３が十分に熱膨張する。本工程では、第１貫通孔部１４Ａの直径が大きくなって、第１錘５２の重量によって第１貫通孔部１４Ａに対して第１スリーブ１５Ａが落ち込む。また、第２貫通孔部１４Ｂの直径が大きくなって、第２錘５３の重量によって第２貫通孔部１４Ｂに対して第２スリーブ１５Ｂが落ち込む。
【0062】
第２の製造方法では、炉５１内のユニット４７に対して作業者がハンマー等でアクセスすることが困難であることが多いため、第１錘５２および第２錘５３の重量によってＤ１方向に第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂを基材１３に差し込むようにしている。また、第１錘５２および第２錘５３の線膨張係数は、基材１３の線膨張係数と同じになるように設定されているために、炉５１内で第１錘５２および第２錘５３が熱膨張した場合でも、第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂの軸方向が貫通孔部１４の軸方向からずれてしまうことがない。これによって、貫通孔部１４に対してスリーブ１５がうまく差し込まれないという不具合を生じることがない。
【0063】
本実施形態では、先端２６に第１テーパ面２７Ａが形成されており、かつ、第１スリーブ１５Ａの先端部分２４を受け入れる第２段部３３に第２拡径面が形成されている。このため、第１貫通孔部１４Ａに第１スリーブ１５Ａが差し込まれる際に、第２段部３３（小径部分）に対する先端部分２４の差し込みが円滑になされ、先端部分２４が折れ曲がったり破損したりすることが有効に防止される。
【0064】
本製造方法の第４工程では、作業者は、基材１３に対して第１スリーブ１５Ａおよび第２スリーブ１５Ｂが差し込まれたユニット４７を炉５１内から取り出し、基材１３を常温にまで冷却する。これによって基材１３を熱膨張前の状態に戻し、第１貫通孔部１４Ａ内に第１スリーブ１５Ａを嵌め込み、第２貫通孔部１４Ｂ内に第２スリーブ１５Ｂを嵌め込むようにする。これによって、常温および使用温度において、第１スリーブ１５Ａと第１貫通孔部１４Ａとの間に隙間が存在しないようにできるとともに、第２スリーブ１５Ｂと第２貫通孔部１４Ｂとの間に隙間が存在しないようにできる。
【0065】
本製造方法の第５工程では、常温に冷却された基材１３の表面に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミックスを溶射する。これによって、基材１３の表面とスリーブ１５（第１スリーブ、第２スリーブ）の端面１５１とに跨るように、セラミックスの皮膜１６を形成する。これによってシャワープレート１２が完成する。このシャワープレート１２をハウジング４１に組み付けることで、シャワーヘッド１１が完成する。
【0066】
続いて、第１の製造方法および第２の製造方法で製造されたシャワーヘッド１１の作用について説明する。シャワーヘッド１１は、フラットパネルディスプレイ等の基板等の製造工程におけるプラズマ処理によって、約１００～２５０℃の使用温度にまで上昇する。この使用温度は、約１５０～２５０℃であることが好適であり、約２００～２５０℃であることがさらに好適である。上記第１の製造方法および第２の製造方法で製造されたシャワーヘッド１１は、常温においてスリーブ１５と貫通孔部１４との間に隙間を生じていない。
【0067】
常温において、計算上、スリーブ１５を嵌め込む前の基材１３の貫通孔部１４の内径は、スリーブ１５の外径よりも若干小さく設定されている。さらに、使用温度においても、計算上、スリーブ１５を嵌め込む前の基材１３の貫通孔部１４の内径は、スリーブ１５の外径よりも若干小さくなるように調整されている。このため、貫通孔部１４にスリーブ１５を嵌め込んだ基材１３は、常温および使用温度において、弾性変形状態にあり、塑性変形状態ではないと考えられる。そして、常温から温度が上昇した場合には、基材１３とスリーブ１５がそれぞれ熱膨張する。その際、基材１３とスリーブ１５との間の線膨張係数の違いにより、基材１３とスリーブ１５との間で膨張率が異なることとなる（すなわち、アルミニウム合金で構成される基材１３は、ステンレス鋼で構成される第１スリーブ１５Ａやアルミナ等のセラミックスで構成される第２スリーブ１５Ｂよりも大きく熱膨張する）。したがって、温度の上昇に伴い、基材１３の貫通孔部１４の内径は、スリーブ１５の外径よりも大きくなりやすい。このため、使用温度よりも高い温度においては、計算上、基材１３の貫通孔部１４とスリーブ１５との間に隙間を生じるような寸法関係になる。
【0068】
しかしながら、常温から使用温度の範囲内においては、基材１３の弾性変形量は、常温における弾性変形量よりも小さくなるものの、基材１３は、弾性変形状態を維持することができる。すなわち、上記のように、計算上の寸法関係は、貫通孔部１４の内径＜スリーブ１５の外径となっている。実際上は、常温から使用温度の範囲内における寸法関係は、貫通孔部１４の内径＝スリーブ１５の外径となる。このとき、弾性変形しているスリーブ１５の応力値は、弾性変形している基材１３の応力値に等しい。
【0069】
計算上のスリーブ１５の外径寸法と計算上の貫通孔部１４の内径寸法との差は、基材１３の弾性変形とスリーブ１５の弾性変形とによって吸収されている。常温から使用温度の範囲内における実際上の貫通孔部１４の内径は、同温度範囲における計算上の貫通孔部１４の内径と、同温度範囲における計算上のスリーブ１５の外径と、の間の値をとる。常温から使用温度の範囲内における実際上の貫通孔部１４の内径は、基材１３の弾性変形のし難さと、スリーブ１５の弾性変形のし難さと、の関係で決定される。より詳細には、常温から使用温度の範囲内における実際上の貫通孔部１４の内径は、基材１３のヤング率の逆数と、スリーブ１５のヤング率の逆数と、の比で決定される。上記した基材１３の弾性変形とスリーブ１５の弾性変形とによって、常温から使用温度の範囲において貫通孔部１４とスリーブ１５との間で隙間がない状態が維持される。このため、この温度範囲内において、この隙間に起因して皮膜１６にクラックを生じてしまうことが防止される。
【0070】
本実施形態では、貫通孔部１４の内周面３１中に占める主要な面は、基材１３の厚さ方向に延びる面であり、これが内周面３１の全面積に占める割合は、例えば、９０～９９％である。残り１～１０％は、１以上の拡開面３５が内周面３１に占める割合である。内周面３１中の基材１３の厚さ方向に延びる面は、スリーブ１５の抜けを防止するための保持力・摩擦力を発揮する主要な面である。
【0071】
さらに、「使用温度」、「加工温度」、実施例で後述する「貫通孔部の内径がスリーブの外径を逆転する温度」の関係は、以下であることが好ましい。
「貫通孔部の内径がスリーブの外径を逆転する温度」－「使用温度」が０℃～１５０℃、好ましくは５０℃～１００℃である。また、「加工温度」－「貫通孔部の内径がスリーブの外径を逆転する温度」が０℃～１５０℃、好ましくは１００℃～１５０℃である。
「貫通孔部の内径がスリーブの外径を逆転する温度」－「使用温度」が０℃～１５０℃、好ましくは５０℃～１００℃となり、且つ、「加工温度」－「貫通孔部の内径がスリーブの外径を逆転する温度」が０℃～１５０℃、好ましくは１００℃～１５０℃となるように、基材及びスリーブの線膨張係数、加工温度を選択することにより、使用温度で貫通孔部１４とスリーブ１５との間に隙間を生じることを防止して皮膜１６にクラックを生じることを防止できる。
「貫通孔部の内径がスリーブの外径を逆転する温度」－「使用温度」が０℃～１５０℃、好ましくは５０℃～１００℃である。また、「加工温度」－「貫通孔部の内径がスリーブの外径を逆転する温度」が０℃～１５０℃、好ましくは１００℃～１５０℃である。
「貫通孔部の内径がスリーブの外径を逆転する温度」－「使用温度」が０℃～１５０℃、好ましくは５０℃～１００℃となり、且つ、「加工温度」－「貫通孔部の内径がスリーブの外径を逆転する温度」が０℃～１５０℃、好ましくは１００℃～１５０℃となるように、基材及びスリーブの線膨張係数、加工温度を選択することにより、使用温度で貫通孔部１４とスリーブ１５との間に隙間を生じることを防止して皮膜１６にクラックを生じることを防止できる。
【0072】
第１実施形態によれば以下のことがいえる。シャワーヘッド１１は、厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部１４を有する基材１３と、貫通孔部１４の内周面３１を覆うように基材１３に差し込まれた１以上のスリーブ１５であって、基材１３の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有する１以上のスリーブ１５と、基材１３の表面とスリーブ１５の端面１５１とに跨って形成された皮膜１６と、を備え、１以上の貫通孔部１４の内径は、常温および常温よりも高い使用温度においてスリーブ１５の外径と同等又は外径よりも小さく設定され、１以上のスリーブ１５は、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱されて熱膨張した基材１３の貫通孔部１４に差し込まれ、その後基材１３が冷却されることで貫通孔部１４内に嵌め込まれている。
【0073】
シャワーヘッドの製造方法は、厚み方向に貫通する１以上の貫通孔部１４と１以上の貫通孔部１４の上側の開口縁部３２とを有する基材１３と、１以上の貫通孔部１４の内周面３１を覆うように基材１３に差し込まれる１以上のスリーブ１５であって、基材１３の線膨張係数よりも小さい線膨張係数を有するとともに、常温および常温よりも高い使用温度において１以上の貫通孔部１４の内径と同等又は１以上の貫通孔部１４の内径よりも外径が大きい１以上のスリーブ１５と、基材１３の表面とスリーブ１５の端面１５１とに跨って形成された皮膜１６と、を備え、前記使用温度で使用されるシャワーヘッドの製造方法であって、１以上の開口縁部３２の上側に１以上のスリーブ１５を載置する工程と、前記使用温度よりも高い加工温度に基材１３を加熱して熱膨張させる工程と、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された基材１３の１以上の貫通孔部１４に１以上のスリーブ１５を差し込む工程と、基材１３を冷却して貫通孔部１４内にスリーブ１５を嵌め込む工程と、基材１３の表面とスリーブ１５の端面１５１とに跨るように皮膜１６を形成する工程と、を備える。
【0074】
発明者らは、シャワーヘッド１１を常温よりも高い使用温度にした際に、基材１３の貫通孔部１４の内周面３１とスリーブ１５の外周面２２との間の隙間を起点に、当該隙間に対応する位置の皮膜１６にクラックを生じることを見出した。これは、シャワーヘッド１１を常温よりも高い使用温度にした際に、基材１３およびスリーブ１５が膨張し、当該隙間に対応する位置にある皮膜１６に引張又は圧縮の応力集中を生じたことが原因であると考えられる。上記したシャワーヘッド１１およびその製造方法によれば、基材１３が熱膨張した状態でスリーブ１５を貫通孔部１４内に嵌め込むようにしているため、常温の状態で、基材１３の貫通孔部１４の内周面３１とスリーブ１５の外周面２２との間の隙間を無くすことができる。この常温状態では、基材１３は弾性変形状態でスリーブ１５を保持していると考えられる。一方、使用温度は、加工温度よりも低温であるために、使用温度において貫通孔部１４の内周面３１とスリーブ１５の外周面２２との間に隙間を生じることはほとんどない。なぜなら、使用温度或いはそれよりも高い温度では、基材１３とスリーブ１５との間の線膨張係数の違いによって、計算上これらの間に隙間を生じるように基材１３およびスリーブ１５が熱膨張することとなるが、使用温度においても上記基材１３の弾性変形状態が維持されるために、基材１３とスリーブ１５との間に隙間を生成しないからである。したがって、当該クラックの起点となる隙間を生じることがなく、シャワーヘッド１１の皮膜１６にクラックを生じることがない。これによって、シャワーヘッド１１の基材１３に腐食を生じることを有効に防止することができる。
【0075】
１以上のスリーブ１５は、外周面２２に１以上のテーパ面２７を有し、１以上のテーパ面２７のそれぞれは、先端２５に近づく方向（差し込まれる方向Ｄ１）に行くにつれて直径が小さくなっている。この構成によれば、貫通孔部１４に対するスリーブ１５の差込みを容易にすることができる。
【0076】
１以上のテーパ面２７は、（１以上のスリーブ１５の差し込まれる方向Ｄ１の）先端２５の近傍に設けられた第１テーパ面２７Ａを含む。この構成によれば、１以上のスリーブ１５の差込みに先立ち１以上の貫通孔部１４の開口縁部３２に１以上のスリーブ１５を載置する際に、第１テーパ面２７Ａを介して開口縁部３２にスリーブ１５を載置することができる。これによって、開口縁部３２に載置された１以上のスリーブ１５の姿勢が安定し、複数のスリーブ１５を複数の貫通孔部１４に同時に挿入する作業を容易に行うことができる。
【0077】
１以上の貫通孔部１４は、内周面３１に１以上の拡径面３５を有し、１以上の拡径面３５のそれぞれは、スリーブ１５の先端２５とは反対側の基端２６に近づく方向（スリーブ１５が差し込まれる方向とは反対方向Ｄ２）に行くにつれて直径が大きくなっている。この構成によれば、貫通孔部１４に対するスリーブ１５の差込みを容易にすることができる。
【0078】
１以上の拡径面３５は、１以上の貫通孔部１４の開口縁部３２であって、スリーブ１５の基端２６に近づく方向（スリーブ１５が差し込まれる方向とは反対方向Ｄ２）の端部に位置する１以上の貫通孔部１４の開口縁部３２に設けられる第１拡径面３５Ａを含む。
【0079】
この構成によれば、スリーブ１５の差込みに先立ち貫通孔部１４の開口縁部３２にスリーブ１５を載置する際に、第１拡径面３５Ａに対してスリーブ１５を載置することができる。これによって、第１拡径面３５Ａに載置された１以上のスリーブ１５の姿勢が安定し、複数のスリーブ１５を複数の貫通孔部１４に同時に挿入する作業も容易に行うことができる。
【0080】
１以上のスリーブ１５は、第１段部２３と、第１段部２３よりも（差し込まれる方向Ｄ１の）先端２５側に設けられ第１段部２３よりも直径が小さくなった先端部分２４と、を有し、１以上のテーパ面２７は、第１段部２３に設けられた第２テーパ面２７Ｂを含む。
【0081】
スリーブ１５が段部を有する段付き構造で構成される場合には、スリーブ１５は、段部を介して貫通孔部１４の開口縁部３２に載置されることとなる。この構成によれば、スリーブ１５が段付き構造で構成される場合でも、スリーブ１５の差込みに先立ち貫通孔部１４の開口縁部３２にスリーブ１５を載置する際に、第１段部２３の第２テーパ面２７Ｂを介して開口縁部３２にスリーブ１５を載置することができる。これによって、開口縁部３２に載置された１以上のスリーブ１５の姿勢が安定し、複数のスリーブ１５を複数の貫通孔部１４に同時に挿入する作業も容易に行うことができる。また、貫通孔部１４に対する先端部分２４の位置決め・差込みも容易に行うことができる。
【0082】
１以上のスリーブ１５の（差し込まれる方向Ｄ１の）先端２５とは反対側の基端２６から第１段部までの長さＬ１は、スリーブの軸方向Ｓ（差し込まれる方向Ｄ１）に関する先端部分２４の長さＬ２よりも大きい。この構成によれば、スリーブ１５の差込みに先立ち貫通孔部１４の開口縁部３２にスリーブ１５を載置する際に、スリーブ１５の先端部分２４が基材１３の貫通孔部１４の第１段部２３を受ける構造部分に干渉してしまうことを防止できる。
【0083】
１以上の貫通孔部１４は、第２段部３３と、第２段部３３よりも先端２５とは反対側の基端２６側（差し込まれる方向Ｄ１とは反対側）に設けられ第２段部３３よりも直径が大きくなった大径部分３４と、を有し、１以上の拡径面３５は、第２段部３３に設けられた第２拡径面３５Ｂを含む。
【0084】
この構成によれば、１以上のスリーブ１５を１以上の貫通孔部１４に差し込む際に、先端部分２４を第２段部３３の内側に円滑に案内することができる。これによって、１以上のスリーブ１５を１以上の貫通孔部１４に差し込む際に、先端部分２４に潰れを生じることを極力防止できる。
【0085】
前記加工温度は、前記使用温度よりも１００℃以上高い。この構成によれば、常温においてスリーブ１５が嵌め込まれた基材１３を弾性変形状態にすることができ、使用温度でこの弾性変形状態を解除することで、使用温度において基材１３とスリーブ１５との間に隙間を生じることを防止できる。これによって、当該隙間に起因して皮膜１６にクラックを生じることを防止できる。
【0086】
シャワーヘッドの製造方法において、１以上のスリーブ１５は、開口縁部３２に当接する先端部に、スリーブ１５が差し込まれる方向の先端に行くにつれて直径が小さくなったテーパ面２７を有し、１以上の開口縁部３２の上側に１以上のスリーブ１５を載置する工程は、テーパ面２７を介して開口縁部３２にスリーブ１５を載置する工程を含む。
【0087】
この構成によれば、スリーブ１５の差込みに先立ち貫通孔部１４の開口縁部３２にスリーブ１５を載置する際に、第１テーパ面２７Ａを介して開口縁部３２にスリーブ１５を載置することができる。これによって、基材１３を加熱する際にスリーブ１５の姿勢が安定し、複数のスリーブ１５を複数の貫通孔部１４に同時に挿入する作業も容易に行うことができる。
【0088】
シャワーヘッドの製造方法において、１以上の貫通孔部１４は、開口縁部３２に１以上のスリーブ１５が差し込まれる方向とは反対方向Ｄ２に行くにつれて直径が大きくなった拡径面３５を有し、１以上の開口縁部３２の上側に１以上のスリーブ１５を載置する工程は、拡径面３５にスリーブ１５を載置する工程を含む。
【0089】
この構成によれば、スリーブ１５の差込みに先立ち貫通孔部１４の開口縁部３２にスリーブ１５を載置する際に、第１拡径面３５Ａに対してスリーブ１５を載置することができる。これによって、基材１３を加熱する際にスリーブ１５の姿勢が安定し、複数のスリーブ１５を複数の貫通孔部１４に同時に挿入する作業も容易に行うことができる。
【0090】
シャワーヘッドの製造方法において、前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材１３を加熱して熱膨張させる工程は、基材１３のスリーブ１５が前記差し込まれる面とは反対側の面に当接されたヒータ４８で加熱する工程を含む。
【0091】
この構成によれば、基材１３を集中的に加熱して基材１３を熱膨張させ、スリーブ１５に対して極力熱を加えないようにすることができる。これによって、ヒータ４８からの熱がスリーブ１５に伝導され、スリーブ１５が熱膨張することで貫通孔部１４に対して嵌め込みにくくなる不具合を生じることを極力防止できる。
【0092】
シャワーヘッドの製造方法において、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された基材１３の１以上の貫通孔部１４に１以上のスリーブ１５を差し込む工程は、基材１３のヒータ４８が当接される側とは反対側から１以上のスリーブ１５を押し込む工程を含む。
【0093】
この構成によれば、基材１３のヒータ４８が当接される側とは反対側は、開放されているために、この開放空間を利用してスリーブ１５を基材１３に押し込む作業を円滑に行うことができる。
【0094】
シャワーヘッドの製造方法において、前記使用温度よりも高い加工温度に前記基材１３を加熱して熱膨張させる工程は、基材１３およびスリーブ１５を覆う炉５１内で加熱する工程を含み、前記使用温度よりも高い加工温度に加熱され熱膨張された基材１３の１以上の貫通孔部１４に１以上のスリーブ１５を差し込む工程は、１以上の開口縁部３２の上側に載置された１以上のスリーブ１５の上側に載置された錘であって、基材１３の線膨張係数と略同一の線膨張係数を有する錘による荷重によってなされる。
【0095】
この構成によれば、基材１３およびスリーブ１５は周囲からアクセスがし難い炉５１内で加熱されるため、１以上のスリーブ１５を１以上の貫通孔部１４に差し込む工程は、錘による荷重によってなされる。上記構成によれば、錘は、炉５１内において基材１３と同程度に熱膨張される。このため、基材１３と錘の熱膨張率が異なることで、開口縁部３２の上側に載置された１以上のスリーブ１５の設置方向が傾いて、基材１３に対するスリーブ１５の差し込みがうまくなされない不具合を生じることを防止できる。
【0096】
続いて、実施形態のシャワーヘッド１１の変形例について説明する。以下の変形例では、主として上記実施形態と異なる部分について説明し、上記実施形態と共通する部分については、図示又は説明を省略する。
（変形例）
図８を参照して、第１変形例のシャワーヘッド１１について説明する。
（変形例）
図８を参照して、第１変形例のシャワーヘッド１１について説明する。
【0097】
１以上の第１スリーブ１５Ａのそれぞれは、段付きの円筒形をなしたスリーブで構成され、中央部を差し込み方向Ｄ１に貫通する貫通口１５２を有する。第１スリーブ１５Ａの軸方向Ｓ（第１スリーブ１５Ａが差し込まれる方向）に関して、基端２６から第１段部２３までの長さは、スリーブ１５Ａの軸方向Ｓ（差し込まれる方向Ｄ１）に関する先端部分２４の長さよりも小さくなっている。このため、本変形例では、先端部分２４の先端は、第１貫通孔部１４Ａの第２段部３３よりも下方に位置している。
【0098】
第１スリーブ１５Ａが差し込まれる第１貫通孔部１４Ａは、第２段部３３に対応する位置に、先端部分２４を避けるように円筒形に切り欠かれて形成された逃げ部６１を有する。逃げ部６１は、第１貫通孔部１４Ａの本体１４ＡＡに対して同芯の円筒形に形成されている。逃げ部６１の内径は、第１スリーブ１５Ａの先端部分２４の直径よりも若干大きく形成されている。逃げ部６１は、先端部分２４の円柱形状に倣う形状（円筒形）に形成されている。逃げ部６１と前端部分２４との間のクリアランスは、例えば、０．１～１ｍｍである。熱膨張させる工程の前の工程で、この基材１３の開口縁部３２に対して第１スリーブ１５Ａを載置する際に、第１スリーブ１５Ａの先端部分２４が第１貫通孔部１４Ａの第２段部３３と干渉してしまうことが回避される。
【0099】
逃げ部６１の形状は、上記した図８に示すものに限られるものではない。逃げ部６１は、図９に示す第２変形例のように形成されてもよい。逃げ部６１は、第１スリーブ１５Ａの基端２６に近づく方向（第１スリーブ１５Ａの差し込み方向Ｄ１とは反対方向Ｄ２）に行くにつれて内径が拡大するように面取りされた面取部として形成されていてもよい。逃げ部６１は、第１貫通孔部１４Ａの本体１４ＡＡに対して同芯の逆錐台形状に形成されている。逃げ部６１の内径は、第１スリーブ１５Ａの先端部分２４の直径よりも若干大きく形成されている。逃げ部６１と前端部分２４との間のクリアランスは、例えば、０．１～１ｍｍである。この形状によっても、第１スリーブ１５Ａが開口縁部３２に載置された際に、先端部分２４の先端を第２段部３３から逃がすことができる。
【0100】
本変形例によれば、以下のことがいえる。１以上のスリーブ１５の差し込まれる方向Ｄ１の先端とは反対側の基端から第１段部２３までの長さＬ１は、差し込まれる方向Ｄ１に関する先端部分２４の長さＬ２よりも小さく、１以上の貫通孔部１４は、先端部分２４よりも大きい直径で形成された逃げ部６１であって、前記熱膨張前の基材１３と先端部分２４とが干渉しないようにする逃げ部６１を有する。
【0101】
この構成によれば、第１スリーブ１５Ａの差込みに先立ち第１貫通孔部１４Ａの開口縁部３２に第１スリーブ１５Ａを載置する際に、第１スリーブ１５Ａの先端部分２４が、第１貫通孔部１４Ａの第１段部２３を受ける構造部分（第２段部３３）に干渉してしまうことを防止できる。これによって、第１貫通孔部１４Ａの開口縁部３２に第１スリーブ１５Ａが載置できなくなる不具合を防止できる。
上記した実施形態および変形例は、種々の置き換えや変形を加えて実施できる。
［実施例］
上記した実施形態および変形例は、種々の置き換えや変形を加えて実施できる。
［実施例］
【0102】
第１スリーブ（段付きスリーブ）は、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼によって、第１段部の直径を４．５ｍｍ（寸法公差０～－０．０２ｍｍ）、先端部分の直径を２．５ｍｍ（寸法公差０～－０．０２ｍｍ）で作成した。第１スリーブの中心には、軸方向に延びる内径２ｍｍ（先端部分の内側では内径１ｍｍ）の貫通口を形成した。
【0103】
第２スリーブは、セラミックス（アルミナ（Ａｌ２Ｏ３））によって、直径５ｍｍ（寸法公差０～－０．０４ｍｍ）で円筒形に作成した。第２スリーブの中心には、軸方向に延びる内径１．２ｍｍの貫通口を形成した。
【0104】
シャワーヘッドを構成するシャワープレートを以下の条件で作成した。基材は、Ａ５０５２アルミニウム合金によって、縦１１０ｍｍ、横１１０ｍｍの正方形で、厚み１０ｍｍの板状に作成した。基材は、２枚用意した。一方の基材に対して、前記厚み方向に貫通する第１貫通孔部（段付きの貫通孔部）を格子点状に分散するように１６個（４行×４列）形成した。第１貫通孔部のそれぞれは、内径寸法を変更しつつ各格子点に対応するように形成した。その１６個の第１貫通孔部に、１６個の第１スリーブを差し込んだ。その１６個の結果のうち、８個の結果を表１中に、実施例Ａ１～Ａ５、比較例Ａ１～Ａ３として示す。表１において、寸法１は、第１貫通孔部の大径部分の内径（単位：ｍｍ）を示し、寸法２は、第１貫通孔部の小径部分（第２段部）の内径（単位：ｍｍ）を示している。
【0105】
【表1】
【0106】
また、他方の基材に対して、厚み方向に貫通する第２貫通孔部（ストレートの貫通孔部）を格子点状に分散するように１６個（４行×４列）形成した。第２貫通孔部のそれぞれは、寸法を変更しつつ各格子点に対応するように形成した。その１６個の第２貫通孔部に、１６個の第２スリーブを差し込んだ。その１６個の結果のうち、８個の例を、下記表２中に、実施例Ｂ１～Ｂ３、比較例Ｂ１～Ｂ５として示す。表２において、寸法は、第２貫通孔部の内径（単位：ｍｍ）を示す。
【0107】
【表2】
【0108】
各実施例および比較例において、使用温度よりも高い加工温度に前記基材を加熱して熱膨張させる工程は、基材を上下から第１プレートおよび第２プレートで挟んでユニットを形成し、当該ユニットをヒータの上側に載置することで行った。
【0109】
実施例Ａ１では、熱膨張させる工程（嵌め込み温度）を３５０℃以上とすることで、第１スリーブは自重で第１貫通孔部内に落ち込んだ。実施例Ａ１で嵌め込まれた第１スリーブは、上記３５０℃以上の状態から２００℃にまで冷却された状態で、基材から脱落するか否かを検査したところ、脱落しない（評価〇）の判定であった。
【0110】
実施例Ａ２、Ａ３では、熱膨張させる工程（嵌め込み温度）を４００℃以上とし、小型のハンマー等で第１スリーブを下方に押し込むことで、第１スリーブを第１貫通孔部内に差し込むことができた。実施例Ａ２、Ａ３で嵌め込まれた第１スリーブは、上記４００℃以上の状態から２００℃にまで冷却された状態で、基材から脱落するか否かを検査したところ、脱落しない（評価〇）の判定であった。
【0111】
図１１に実施例Ａ３の寸法２に対応するグラフを示す。同グラフにおいて、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼製の第１スリーブは、寸法公差を考慮して、上限と下限の２つの線で示す。同グラフに示すように、Ａ５０５２アルミニウム合金製の基材は、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼製の第１スリーブよりも線膨張係数が大きい。このために、４００℃以上で熱膨張させる工程において、第１貫通孔部の小径部分の内径は、計算上、第１スリーブの先端部分の外径を逆転する。その後に常温に戻された際には、第１貫通孔部の小径部分の内径は、第１スリーブの先端部分の外径よりも小さくなる。これによって、基材は、弾性変形状態になって第１スリーブを保持するものと考えられる。
【0112】
実施例Ａ４、Ａ５では、熱膨張させる工程（嵌め込み温度）を４００℃以上とし、小型のハンマー等で第１スリーブを下方に向けて叩くことで、第１スリーブを第１貫通孔部内に差し込むことができた。実施例Ａ４、Ａ５で嵌め込まれた第１スリーブは、上記４００℃以上の状態から２００℃にまで冷却された状態で、基材から脱落するか否かを検査したところ、脱落しない（評価〇）の判定であった。
【0113】
図１０に実施例Ａ４の寸法１に対応するグラフを示す。同グラフにおいて、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼製の第１スリーブは、寸法公差を考慮して、上限と下限の２つの線で示す。同グラフに示すように、Ａ５０５２アルミニウム合金製の基材は、ＳＵＳ３１６ステンレス鋼製の第１スリーブよりも線膨張係数が大きい。このために、４００℃以上で熱膨張させる工程において、第１貫通孔部の大径部分の内径は、計算上、第１スリーブの第１段部の外径を逆転する。その後に常温に戻された際には、第１貫通孔部の大径部分の内径は、第１スリーブの第１段部の外径よりも小さくなる。これによって、基材は、弾性変形状態になって第１スリーブを保持するものと考えられる。
【0114】
実施例Ａ１～Ａ５では、実際に２００℃において基材から第１スリーブが脱落しなかったことから、使用温度付近で第１スリーブと第１貫通孔部との間で隙間が生成されていないことが理解される。この結果は、常温で弾性変形状態にある基材が２００℃付近の使用温度においても弾性変形状態にあり、第１スリーブと第１貫通孔部との間に隙間を生じさせないという仮説を裏付けるものである。
【0115】
比較例Ａ１、Ａ２では、常温（室温：Ｒ．Ｔ．）で（嵌め込み温度＝常温）第１貫通孔部内に第１スリーブを差し込むことができた。この比較例Ａ１、Ａ２では、２００℃に昇温した状態では、第１スリーブは基材から脱落する（評価×）の判定であった。
【0116】
比較例Ａ３では、熱膨張させる工程（嵌め込み温度）を４００℃以上とし、小型のハンマー等で第１スリーブを下方に向けて叩いたものの、第１貫通孔部に対して第１スリーブを差し込むことができなかった（評価×）。
【0117】
実施例Ｂ１では、熱膨張させる工程（嵌め込み温度）を３５０℃以上とすることで、小型のハンマー等で第２スリーブを下方に押し込むことで、第２スリーブを第２貫通孔部内に差し込むことができた。実施例Ｂ１で嵌め込まれた第１スリーブは、上記３５０℃以上の状態から２００℃にまで冷却された状態で、基材から脱落するか否かを検査したところ、脱落しない（評価〇）の判定であった。
【0118】
実施例Ｂ２、Ｂ３では、熱膨張させる工程（嵌め込み温度）を４００℃以上とすることで、小型のハンマー等で第２スリーブを下方に押し込むことで、第２スリーブを第２貫通孔部内に差し込むことができた。実施例Ｂ２、Ｂ３で嵌め込まれた第１スリーブは、上記４００℃以上の状態から２００℃にまで冷却された状態で、基材から脱落するか否かを検査したところ、脱落しない（評価〇）の判定であった。
【0119】
図１２に実施例Ｂ３に対応するグラフを示す。同グラフにおいて、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）製の第２スリーブは、寸法公差を考慮して、上限と下限の２つの線で示す。同グラフに示すように、Ａ５０５２アルミニウム合金製の基材は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）製の第２スリーブよりも線膨張係数が大きい。このため、４００℃以上で熱膨張させる工程において、第２貫通孔部の内径は、計算上、第２スリーブの外径を逆転する。その後に常温に戻された際には、第２貫通孔部の内径は、第２スリーブの外径よりも小さくなる。これによって、基材は、弾性変形状態になって第２スリーブを保持するものと考えられる。
【0120】
実施例Ｂ１～Ｂ３では、実際に２００℃において基材から第２スリーブが脱落しなかったことから、使用温度付近で第２スリーブと第２貫通孔部との間で隙間が生成されていないことが理解される。この結果は、常温で弾性変形状態にある基材が２００℃付近の使用温度においても弾性変形状態にあり、第２スリーブと第２貫通孔部との間に隙間を生じさせないという仮説を裏付けるものである。
【0121】
比較例Ｂ１、Ｂ２では、常温（室温：Ｒ．Ｔ．）で（嵌め込み温度＝常温）第２貫通孔部内に第２スリーブを差し込むことができた。この比較例Ｂ１、Ｂ２では、２００℃に昇温した状態では、第２スリーブは基材から脱落する（評価×）の判定であった。
【0122】
比較例Ｂ３では、熱膨張させる工程（嵌め込み温度）を１８０℃とすることで、第２貫通孔部内に第２スリーブを差し込むことができた。この比較例Ｂ３では、２００℃に昇温した状態では、第２スリーブは基材から脱落する（評価×）の判定であった。
【0123】
比較例Ｂ４、Ｂ５では、熱膨張させる工程（嵌め込み温度）を４００℃以上とし、小型のハンマー等で第１スリーブを下方に向けて押したものの、第２貫通孔部に対して第２スリーブを差し込むことができなかった（評価×）。
【符号の説明】
【0124】
１１ シャワーヘッド
１２ シャワープレート
１３ 基材
１４ 貫通孔部
１４Ａ 第１貫通孔部
１４Ｂ 第２貫通孔部
１５ スリーブ
１５Ａ 第１スリーブ
１５Ｂ 第２スリーブ
１５１ 端面
１６ 皮膜
２２ 外周面
２３ 第１段部
Ｄ１ 差し込まれる方向
Ｄ２ 反対方向
２４ 先端部分
２５ 先端
２６ 基端
２７ テーパ面
２７Ａ 第１テーパ面
２７Ｂ 第２テーパ面
３１ 内周面
３２ 開口縁部
３３ 第２段部
３４ 大径部分
３５ 拡径面
３５Ａ 第１拡径面
３５Ｂ 第２拡径面
４８ ヒータ
５１ 炉
５２ 第１錘
５３ 第２錘
６１ 逃げ部
１２ シャワープレート
１３ 基材
１４ 貫通孔部
１４Ａ 第１貫通孔部
１４Ｂ 第２貫通孔部
１５ スリーブ
１５Ａ 第１スリーブ
１５Ｂ 第２スリーブ
１５１ 端面
１６ 皮膜
２２ 外周面
２３ 第１段部
Ｄ１ 差し込まれる方向
Ｄ２ 反対方向
２４ 先端部分
２５ 先端
２６ 基端
２７ テーパ面
２７Ａ 第１テーパ面
２７Ｂ 第２テーパ面
３１ 内周面
３２ 開口縁部
３３ 第２段部
３４ 大径部分
３５ 拡径面
３５Ａ 第１拡径面
３５Ｂ 第２拡径面
４８ ヒータ
５１ 炉
５２ 第１錘
５３ 第２錘
６１ 逃げ部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】