特開 2024-88882 半導体製造装置用部材、プラグ及びプラグ製造方法

(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】P2024088882

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】半導体製造装置用部材、プラグ及びプラグ製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20240626BHJP

   B28B 7/34 20060101ALI20240626BHJP

   B28B 7/16 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 R

B28B7/34 A

B28B7/16 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022203898

(22)【出願日】2022-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 英明

(72)【発明者】

【氏名】大野 正

(72)【発明者】

【氏名】芦田 宙大

【テーマコード（参考）】

4G053

5F131

【Ｆターム（参考）】

4G053AA07

4G053CA07

4G053CA20

4G053EA47

4G053EB01

4G053EB17

5F131AA02

5F131CA09

5F131DA33

5F131DA42

5F131EA03

5F131EB11

5F131EB15

5F131EB16

5F131EB18

5F131EB78

5F131EB79

5F131EB81

5F131EB82

5F131EB84

(57)【要約】

【課題】ガス流路を設計通りに作製可能であり、ガス流路内でのアーク放電を抑制しつつ十分なガス流量を確保できるようにする。
【解決手段】半導体製造装置用部材１０は、上面にウエハ載置部２１を有するセラミックプレート２０と、セラミックプレート２０を上下方向に貫通するプラグ設置穴２４に設置され、ガスの流通を許容するプラグ５０と、を備える。プラグ５０は、プラグ本体５２の内部に、複数の線状流路が交差するように組み合わされて構成されたガス流路５４を有する。ガス流路５４は、プラグ本体５２の上面及び下面に複数の開口部を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上面にウエハ載置部を有するセラミックプレートと、
前記セラミックプレートを上下方向に貫通するプラグ設置穴に設置され、ガスの流通を許容するプラグと、
を備え、
前記プラグは、プラグ本体の内部に、複数の線状流路が交差するように組み合わされて構成されたガス流路を有し、
前記ガス流路は、前記プラグ本体の上面及び下面に複数の開口部を有する、
半導体製造装置用部材。

【請求項2】

前記ガス流路における上下方向の最大長さは、０．５ｍｍ以下である、
請求項１に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項3】

前記ガス流路は、上下、左右及び前後のそれぞれに直線的に延びる複数の前記線状流路が直交するように組み合わされて構成される、
請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項4】

前記ガス流路は、斜め方向に直線的に延びる複数の前記線状流路が交差するように組み合わされて構成されるか、斜め方向及び水平方向のそれぞれに直線的に延びる複数の前記線状流路が交差するように組み合わされて構成される、
請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項5】

前記プラグ本体は、緻密なセラミックで作製され、
前記ガス流路は、前記プラグ本体の側面に開口部を有さない、
請求項１又は２に記載の半導体製造装置用部材。

【請求項6】

プラグ本体と、
前記プラグ本体の内部に、複数の線状流路が交差するように組み合わされて構成されたガス流路と、
前記ガス流路のうち前記プラグの上面及び下面に開口する複数の開口部と、
を備えたプラグ。

【請求項7】

請求項６に記載のプラグを製造する方法であって、
（ａ）前記プラグの前駆体である成形体と同形状の成形用空間を有し、前記ガス流路に対応する中子が一体化された成形型を有機材料で作製する工程と、
（ｂ）セラミックスラリーを前記成形型の前記成形用空間に注入して固化させることにより前記成形体を前記成形型内に作製する工程と、
（ｃ）前記成形型と前記成形体とが一体化した一体物から前記成形型を消失させて前記成形体を得る工程と、
（ｄ）前記成形体を焼成して前記プラグを得る工程と、
を含むプラグ製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置用部材、プラグ及びプラグ製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、半導体製造装置用部材としては、上面にウエハ載置部を有する静電チャックを備えたものが知られている。例えば、特許文献１の静電チャックは、ウエハを吸着保持するセラミックプレートと、セラミックプレートに形成された貫通孔と、貫通孔に配置された多孔質プラグと、セラミックプレートの下面に接着された導電性の冷却プレートとを備えたものが開示されている。ウエハ載置部に載置されたウエハをプラズマで処理する場合、冷却プレートとウエハの上部に配置される平板電極との間に高周波電力を印加してウエハの上部にプラズマを発生させる。それと共に、ウエハとセラミックプレートとの熱伝導を向上させるため、熱伝導ガスであるヘリウムを多孔質プラグを介してウエハの裏面に供給する。熱伝導ガスは、多孔質プラグの内部に存在する多数の気孔を通過する。そのため、多孔質プラグでは多数の気孔がガス流路の役割を果たす。一方、特許文献２では、緻密なプラグ本体の内部に螺旋状のガス流路を備えたプラグを利用した半導体製造装置用部材が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－２９３８４号公報

【特許文献2】特許第７１４４６０３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１では、ガス流路として多孔質プラグ内の多数の気孔（すなわち粒子間の隙間）を利用しているため、設計通りにガス流路を作製することが困難であった。そのため、多孔質プラグごとにガス流路が異なってしまい、品質が安定しにくいという課題があった。一方、特許文献２では、１本の螺旋状のガス流路を利用しているため、設計通りにガス流路を作製することができるものの、ガス流路を細くすると十分なガス流量が得られないことがあった。また、ガス流路を太くすると、十分なガス流量は得られるものの、プラズマ発生時にガス流路内でアーク放電が起きてウエハの品質が低下することがあった。

【0005】

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、ガス流路を設計通りに作製可能であり、ガス流路内でのアーク放電を抑制しつつ十分なガス流量を確保できるようにすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

［１］本発明の半導体製造装置用部材は、
上面にウエハ載置部を有するセラミックプレートと、
前記セラミックプレートを上下方向に貫通するプラグ設置穴に設置され、ガスの流通を許容するプラグと、
を備え、
前記プラグは、プラグ本体の内部に、複数の線状流路が交差するように組み合わされて構成されるガス流路を有し、
前記ガス流路は、前記プラグ本体の上面及び下面に複数の開口部を有する、
ものである。

【0007】

この半導体製造装置用部材では、プラグは、プラグ本体の内部に、複数の線状流路が交差するように組み合わされて構成されるガス流路を有し、ガス流路は、プラグ本体の上面及び下面に複数の開口部を有する。ここでは、ガス流路は、気孔で構成されるのではなく、複数の線状流路が交差するように組み合わされて構成される。そのため、ガス流路を設計通りに作製することができる。また、線状流路を細くすることによりガス流路内でのアーク放電を抑制することができる。更に、線状流路が細くても本数やその開口部を増やすことにより十分なガス流量を確保することができる。

【0008】

なお、本明細書では、上下、左右、前後などを用いて本発明を説明することがあるが、上下、左右、前後は、相対的な位置関係に過ぎない。そのため、半導体製造装置用部材の向きを変えた場合には上下が左右になったり左右が上下になったりすることがあるが、そうした場合も本発明の技術的範囲に含まれる。

【0009】

［２］上述した半導体製造装置用部材（前記［１］に記載の半導体製造装置用部材）において、前記ガス流路における上下方向の最大長さは、０．５ｍｍ以下であってもよい。こうすれば、ガス流路内でのアーク放電を十分抑制することができる。

【0010】

［３］上述した半導体製造装置用部材（前記［１］又は［２］に記載の半導体製造装置用部材）において、前記ガス流路は、左右、前後及び上下のそれぞれに直線的に延びる複数の前記線状流路が直交するように組み合わされて構成されていてもよい。こうすれば、ガス流路を比較的容易に設計することができる。

【0011】

［４］上述した半導体製造装置用部材（前記［１］又は［２］に記載の半導体製造装置用部材）において、前記ガス流路は、斜め方向に直線的に延びる複数の前記線状流路が交差するように組み合わされて構成されていてもよいし、斜め方向及び水平方向のそれぞれに直線的に延びる複数の前記線状流路が交差するように組み合わされて構成されていてもよい。こうしても、ガス流路を比較的容易に設計することができる。

【0012】

［５］上述した半導体製造装置用部材（前記［１］～［４］のいずれかに記載の半導体製造装置用部材）において、前記プラグ本体は、緻密なセラミックで作製されていてもよく、前記ガス流路は、前記プラグ本体の側面に開口部を有さなくてもよい。こうすれば、プラグの外周面とプラグ設置穴の内周面とを接着剤で接着する際にプラグに接着剤が染み込むことがない。そのため、プラグの外周面とプラグ設置穴の内周面とを接着する接着層に空隙が生じるのを防止することができる。

【0013】

［６］本発明のプラグは、
プラグ本体と、
前記プラグ本体の内部に、複数の線状流路が交差するように組み合わされて構成されたガス流路と、
前記ガス流路のうち前記プラグの上面及び下面に開口する複数の開口部と、
を備えたものである。

【0014】

このプラグは、上述した半導体製造装置用部材のプラグとして利用することができる。

【0015】

［７］本発明のプラグ製造方法は、
上述したプラグ（前記［６］に記載のプラグ）を製造する方法であって、
（ａ）前記プラグの前駆体である成形体と同形状の成形用空間を有し、前記ガス流路に対応する中子が一体化された成形型を有機材料で作製する工程と、
（ｂ）セラミックスラリーを前記成形型の前記成形用空間に注入して固化させることにより前記成形体を前記成形型内に作製する工程と、
（ｃ）前記成形型と前記成形体とが一体化した一体物から前記成形型を消失させて前記成形体を得る工程と、
（ｄ）前記成形体を焼成して前記プラグを得る工程と、
を含むものである。

【0016】

こうすれば、プラグ本体の内部に、複数の線状流路が交差するように組み合わされて構成されるガス流路を有するプラグを、簡易且つ精度よく製造することができる。

【0017】

工程（ａ）では、成形型を３Ｄプリンタを用いて作製し、３Ｄプリンタでは、モデル材として、硬化後に所定の洗浄液及びセラミックスラリーに含まれる成分に不溶な材料を使用し、サポート材として、硬化後に所定の洗浄液に可溶な材料を使用してもよい。本明細書で「不溶」とは、全く溶けない場合のほか、所望の形状を保持できる程度に溶ける場合も含むものとする。こうすれば、中子が一体化された成形型を比較的容易に作製することができるし、成形型がセラミックスラリーに含まれる成分によって形状を保持できないほど溶出してしまうおそれもない。

【0018】

工程（ｂ）では、セラミックスラリーとしてセラミック粉末とゲル化剤とを含むスラリーを用い、セラミックスラリーを成形型に注入したあとゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させることにより成形体を成形型内に作製してもよい。こうすれば、中子が一体化された成形型の成形用空間にセラミックスラリーが隙間なく充填されるため、成形体は成形用空間の形状と精度よく一致する。

【0019】

工程（ｃ）で成形型を消失させる方法は、特に限定されるものではなく、例えば、成形型を溶融除去することにより消失させてもよいし、成形型を化学分解（例えば熱分解などを含む）により消失させてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】半導体製造装置用部材１０の縦断面図。

【図2】セラミックプレート２０の平面図。

【図3】プラグ５０の斜視図。

【図4】プラグ５０の参考斜視図。

【図5】図３のＡ－Ａ断面図。

【図6】成形体８０の斜視図。

【図7】成形型７０の斜視図。

【図8】プラグ５０の変形例を示す断面図。

【図9】プラグ１５０の参考斜視図。

【図10】プラグ２５０の参考斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

次に、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて説明する。図１は半導体製造装置用部材１０の縦断面図、図２はセラミックプレート２０の平面図、図３はプラグ５０の斜視図、図４はプラグ５０の参考斜視図（本来、ガス流路５４は隠れ線（点線）で示すべきところ、便宜上、実線で示した斜視図）、図５は図３のＡ－Ａ断面図である。

【0022】

半導体製造装置用部材１０は、セラミックプレート２０と、冷却プレート３０と、接合層４０と、プラグ５０と、絶縁管６０とを備えている。

【0023】

セラミックプレート２０は、アルミナ焼結体や窒化アルミニウム焼結体などのセラミック製の円板（例えば直径３００ｍｍ、厚さ５ｍｍ）である。セラミックプレート２０は、電極２２を内蔵している。セラミックプレート２０のウエハ載置部２１には、図２に示すように、外縁に沿ってシールバンド２１ａが形成され、全面に複数の円形小突起２１ｂが形成されている。シールバンド２１ａ及び円形小突起２１ｂは同じ高さであり、その高さは例えば数μｍ～数１０μｍである。電極２２は、静電電極として用いられる平面状のメッシュ電極であり、直流電圧を印加可能となっている。この電極２２に直流電圧が印加されるとウエハＷは静電吸着力によりウエハ載置部２１（具体的にはシールバンド２１ａの上面及び円形小突起２１ｂの上面）に吸着固定され、直流電圧の印加を解除するとウエハＷのウエハ載置部２１への吸着固定が解除される。なお、ウエハ載置部２１のうちシールバンド２１ａや円形小突起２１ｂの設けられていない部分を、基準面２１ｃと称する。

【0024】

プラグ設置穴２４は、セラミックプレート２０を上下方向に貫通する円筒状の貫通穴である。プラグ設置穴２４は、セラミックプレート２０の複数箇所（例えば図２に示すように周方向に沿って等間隔に設けられた複数箇所）に設けられている。プラグ設置穴２４には、後述するプラグ５０が設置される。

【0025】

冷却プレート３０は、セラミックプレート２０の下面に接合されている。冷却プレート３０は、熱伝導率の良好な円板（セラミックプレート２０と同じ直径かそれよりも大きな直径の円板）である。冷却プレート３０の内部には、冷媒が循環する冷媒流路３２やガスをプラグ５０へ供給するガス穴３４が形成されている。冷媒は、液体が好ましく、電気絶縁性であることが好ましい。電気絶縁性の液体としては、例えばフッ素系不活性液体などが挙げられる。冷媒流路３２は、平面視で冷却プレート３０の全面にわたって入口から出口まで一筆書きの要領で形成されている。ガス穴３４は、円筒状の穴であり、プラグ設置穴２４に対向する位置に設けられている。冷却プレート３０の材料は、例えば、金属材料や金属とセラミックとの複合材料などが挙げられる。金属材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｍｏ又はそれらの合金などが挙げられる。金属とセラミックとの複合材料としては、金属マトリックス複合材料（ＭＭＣ）やセラミックマトリックス複合材料（ＣＭＣ）などが挙げられる。こうした複合材料の具体例としては、Ｓｉ，ＳｉＣ及びＴｉを含む材料、ＳｉＣ多孔質体にＡｌ及び／又はＳｉを含浸させた材料、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＣとの複合材料などが挙げられる。Ｓｉ，ＳｉＣ及びＴｉを含む材料をＳｉＳｉＣＴｉといい、ＳｉＣ多孔質体にＡｌを含浸させた材料をＡｌＳｉＣといい、ＳｉＣ多孔質体にＳｉを含浸させた材料をＳｉＳｉＣという。冷却プレート３０の材料としては、セラミックプレート２０の材料と熱膨張係数の近いものを選択するのが好ましい。冷却プレート３０は、ＲＦ電極としても用いられる。具体的には、ウエハ載置部２１の上方には上部電極（図示せず）が配置され、その上部電極と冷却プレート３０とからなる平行平板電極間に高周波電力を印加するとプラズマが発生する。

【0026】

接合層４０は、セラミックプレート２０の下面と冷却プレート３０の上面とを接合している。接合層４０は、例えば、はんだや金属ロウ材で形成された層であってもよい。接合層４０は、例えばＴＣＢ（Ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｂｏｎｄｉｎｇ）により形成される。ＴＣＢとは、接合対象の２つの部材の間に金属接合材を挟み込み、金属接合材の固相線温度以下の温度に加熱した状態で２つの部材を加圧接合する公知の方法をいう。接合層４０は、有機接着層（樹脂接着層）であってもよい。有機樹脂層は、例えば有機接着剤を硬化させることにより形成される。接合層４０は、ガス穴３４に対向する位置に接合層４０を上下方向に貫通する丸穴４２を有する。

【0027】

プラグ５０は、緻密質セラミックで形成されたプラグ本体５２と、プラグ本体５２の内部に設けられたガス流路５４とを有する。プラグ５０は、プラグ設置穴２４に設置されている。プラグ５０の外周面は、プラグ設置穴２４の内周面と接着層２６を介して接着されている。接着層２６は、有機接着層（樹脂接着層）でもよいし無機接着層でもよい。プラグ本体５２は、例えばセラミックプレート２０と同じセラミック材料で形成されていてもよい。ガス流路５４は、ガスの流通を許容する流路であり、プラグ本体５２の内部に、複数の線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃが交差するように組み合わされて構成される。ガス流路５４は、プラグ本体５２の上面及び下面のそれぞれに複数の開口部５４ｐ，５４ｑを有するが、プラグ本体５２の外周面（側面）には開口部を有さない。ガス流路５４における上下方向の最大長さＨｍａｘ（図５の部分拡大図参照）は、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。

【0028】

本実施形態では、ガス流路５４は、左右、前後及び上下のそれぞれに直線的に延びる複数の線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃが直交するように組み合わされて格子状に構成されている。具体的には、ある水平面において、左右方向に直線的に延びる複数の線状流路５４ａが前後方向に等間隔に配置されると共に、これらの線状流路５４ａと直交するように、前後方向に直線的に延びる複数の線状流路５４ｂが左右方向に等間隔で配置されている。線状流路５４ａと線状流路５４ｂとの交点はガスの分岐路になる。こうした水平面が上下方向に等間隔となるように複数配置されている。なお、線状流路５４ａ，５４ｂを配置する間隔は等間隔に限定されるものではなく、例えばランダムとしてもよい。そして、上下方向に隣接する２つの水平面の上側の線状流路５４ａ，５４ｂと下側の線状流路５４ａ，５４ｂとが上下方向に直線的に延びる複数の線状流路５４ｃによって接続されている。こうした接続箇所もガスの分岐路になる。上下方向に延びる複数の線状流路５４ｃは、プラグ５０の全体をみたときに上下方向に一直線に並ぶのではなく、互い違いになるように設けられている。

【0029】

絶縁管６０は、緻密質セラミックで形成された平面視円形の管である。絶縁管６０の外周面は、接合層４０の丸穴４２の内周面及び冷却プレート３０のガス穴３４の内周面と図示しない接着層を介して接着されている。接着層は、有機接着層（樹脂接着層）でもよいし無機接着層でもよい。なお、接着層は、更に絶縁管６０の上面とセラミックプレート２０の下面との間に設けられていてもよい。絶縁管６０の内部は、プラグ５０に連通している。そのため、絶縁管６０の内部にガスが導入されると、そのガスはプラグ５０を通過してウエハＷの裏面に供給される。

【0030】

次に、こうして構成された半導体製造装置用部材１０の使用例について説明する。まず、図示しないチャンバー内に半導体製造装置用部材１０を設置した状態で、ウエハＷをウエハ載置部２１に載置する。そして、チャンバー内を真空ポンプにより減圧して所定の真空度になるように調整し、セラミックプレート２０の電極２２に直流電圧をかけて静電吸着力を発生させ、ウエハＷをウエハ載置部２１（具体的にはシールバンド２１ａの上面や円形小突起２１ｂの上面）に吸着固定する。次に、チャンバー内を所定圧力（例えば数１０～数１００Ｐａ）の反応ガス雰囲気とし、この状態で、チャンバー内の天井部分に設けた図示しない上部電極と半導体製造装置用部材１０の冷却プレート３０との間に高周波電圧を印加させてプラズマを発生させる。ウエハＷの表面は、発生したプラズマによって処理される。冷却プレート３０の冷媒流路３２には、冷媒が循環される。ガス穴３４には、図示しないガスボンベからバックサイドガスが導入される。バックサイドガスとしては、熱伝導ガス（例えばヘリウム等）を用いる。バックサイドガスは、絶縁管６０及びプラグ５０を通って、ウエハＷの裏面とウエハ載置部２１の基準面２１ｃとの間の空間に供給され封入される。このバックサイドガスの存在により、ウエハＷとセラミックプレート２０との熱伝導が効率よく行われる。

【0031】

次に、プラグ５０の製造例について説明する。プラグ５０は、工程（ａ）～（ｄ）をこの順に実施することにより製造される。図６に示す成形体８０は、焼成後にプラグ５０になるものであり、成形体８０の寸法は焼成時に焼き締まることを考慮してプラグ５０の寸法に基づいて決定されている。成形体８０は、焼成後にガス流路５４となる中空部分８４を成形体本体８２の内部に有している。中空部分８４は、成形体本体８２の上面及び下面に開口している。

【0032】

・工程（ａ）
工程（ａ）では成形型７０を作製する。成形型７０は、図７に示すように、有底筒状の成形型本体７２と、成形体８０の中空部分８４に対応する中子７４とを備えている。成形型７０は、成形体８０と同形状の成形用空間７１を有している。成形用空間７１は、成形型本体７２の内側の円筒空間から中子７４を除いた空間である。中子７４の下端は成形型本体７２の底面に一体化されている。中子７４の上端は自由端になっている。成形型７０は、周知の３Ｄプリンタを用いて作製される。３Ｄプリンタは、ヘッド部から硬化前流動物をステージに向かって吐出して硬化前層状物を形成し、その硬化前層状物を硬化させるという一連の操作を繰り返すことにより、構造物を造形する。３Ｄプリンタは、硬化前流動物として、成形型７０のうち最終的に必要な部位を構成する材料であるモデル材と、成形型７０のうちモデル材を支える基礎部分であって最終的に除去される部位を構成する材料であるサポート材とを備えている。ここでは、モデル材として、硬化後に所定の洗浄液（水、有機溶剤、酸、アルカリ溶液など）及び後述のセラミックスラリーに含まれる成分に不溶な材料（例えばパラフィンロウなどのワックス）を使用し、サポート材として、硬化後に所定の洗浄液に可溶な材料（例えばヒドロキシ化ワックス）を使用する。所定の洗浄液の一例としては、イソプロピルアルコールが挙げられる。３Ｄプリンタは、成形型７０の下から上へ所定間隔ごとに水平方向に層状にスライスしたスライスデータを用いて構造物を造形する。スライスデータは、ＣＡＤデータを加工することにより作製される。スライスデータの中には、モデル材とサポート材とが混在したスライスデータもあれば、モデル材のみのスライスデータもある。３Ｄプリンタで造形された構造物は、イソプロピルアルコールに浸漬して硬化後のサポート材を溶かして除去することにより、硬化後のモデル材のみからなる物体すなわち成形型７０が得られる。

【0033】

・工程（ｂ）
工程（ｂ）では成形体８０を成形型７０内に作製する。ここでは成形体８０をモールドキャスト成形で作製する。モールドキャスト成形では、成形型７０の成形用空間７１に、セラミック粉体、溶媒、分散剤及びゲル化剤を含むセラミックスラリーを注入し、ゲル化剤を化学反応させてセラミックスラリーをゲル化させることにより、成形型７０内に成形体８０を作製する。モールドキャスト成形は、特許文献２に記載された内容に準じて行うことができる。

【0034】

・工程（ｃ）
工程（ｃ）では成形型７０と成形体８０とが一体化した一体物から成形型７０を消失させて成形体８０を得る。成形型７０の材料として成形体８０の乾燥温度以下の融点（融点が温度範囲をもって表される場合にはその上限温度）を持つ材料を用いた場合には、成形体８０を乾燥する際にその乾燥温度で成形型７０を溶融除去することができる。例えば成形型７０の材料として７０℃で溶融するワックスを用いた場合には、成形体８０を８０℃で乾燥する際に成形型７０を溶融除去して成形体８０を得ることができる。

【0035】

・工程（ｄ）
工程（ｄ）では成形体８０を脱脂し、その後焼成してプラグ５０を作製する。脱脂温度や焼成温度（最高到達温度）は成形体８０に含まれるセラミック粉体が焼結する温度を考慮して適宜設定すればよい。また、脱脂雰囲気や焼成雰囲気は、大気雰囲気、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気、水素雰囲気などから適宜選択すればよい。

【0036】

以上詳述した半導体製造装置用部材１０では、プラグ５０は、プラグ本体５２の内部に、複数の線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃが交差するように組み合わされて構成されるガス流路５４を有し、ガス流路５４は、プラグ５０の上面及び下面に複数の開口部５４ｐ，５４ｑを有する。ガス流路５４は、気孔で構成されるのではなく、複数の線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃが交差するように組み合わされて構成される。そのため、ガス流路５４を設計通りに作製することができ、プラグ５０の品質が安定する。また、線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃを細くすることによりガス流路５４内でのアーク放電を抑制することができる。更に、線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃが細くても本数を増やしたり開口部５４ｐ，５４ｑの数を増やしたりすることで十分なガス流量を確保することができる。加えて、ガス流路５４の流路長も十分長くすることができるため、プラグ５０の耐電圧が高くなる。

【0037】

また、ガス流路５４における上下方向の最大長さＨｍａｘは０．５ｍｍ以下であることが好ましい。こうすれば、ガス流路５４内でのアーク放電を十分抑制することができる。アーク放電は、熱伝導ガスがヘリウムの場合、プラズマ発生時、ガス穴３４からプラグ５０に供給されたヘリウムが電離するのに伴って生じた電子が加速して別のヘリウムに衝突することにより起きると考えられる。ガス流路５４における上下方向の最大長さＨｍａｘが０．５ｍｍ以下であれば、電子が十分加速することなく（換言すればエネルギー不足の状態で）別のヘリウムに衝突するため、アーク放電を防止することができる。更にアーク放電の防止効果を高めたい場合には、最大長さＨｍａｘを０．３ｍｍ以下にすることが好ましい。

【0038】

更に、ガス流路５４は、上下、左右及び前後のそれぞれに直線的に延びる複数の線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃが直交するように組み合わされて構成されている。そのため、ガス流路５４を比較的容易に設計することができる。

【0039】

更にまた、プラグ本体５２は、緻密なセラミックで作製され、ガス流路５４は、プラグ本体５２の外周面（側面）に開口部を有していない。そのため、プラグ本体５２の外周面とプラグ設置穴２４の内周面とを接着剤で接着する際にプラグ本体５２に接着剤が染み込むことがない。したがって、プラグ本体５２の外周面とプラグ設置穴２４の内周面とを接着する接着層２６に空隙が生じるのを防止することができる。こうした空隙はアーキングの原因になるため好ましくない。また、プラグ本体５２は多孔質体でないため脱粒することがない。

【0040】

そしてまた、プラグ５０の製造方法は、上述した工程（ａ）～（ｄ）を含む。そのため、プラグ本体５２の内部に、複数の線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃが交差するように組み合わされて構成されるガス流路５４を有するプラグ５０を、簡易且つ精度よく製造することができる。

【0041】

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に
属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。

【0042】

上述した実施形態では、ガス流路５４を有するプラグ５０を採用したが、特にこれに限定されない。例えば、図８Ａ～図８Ｃに示すように変形したプラグ５０を採用してもよい。図８Ａ～図８Ｃでは、上述した実施形態と同じ構成要素には同じ符号を付した。図８Ａのプラグ５０は、ガス流路５４を構成する線状流路５４ａ，５４ｂを水平方向に延長してプラグ本体５２の外周面（側面）に開口するようにしたものである。なお、線状流路５４ａ，５４ｂの一方のみを水平方向に延長してプラグ本体５２の外周面に開口するようにしてもよい。図８Ｂに示すプラグ５０は、プラグ本体５２の全体に線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃを格子状に設けることによりガス流路５４を構成したものである。図８Ｃに示すプラグ５０は、プラグ本体５２にガス流路５４を複数系統設けたものである。

【0043】

あるいは、上述した実施形態のプラグ５０に代えて、図９に示すプラグ１５０を採用してもよい。図９はプラグ１５０の参考斜視図（本来、ガス流路１５４は隠れ線（点線）で示すべきところ、便宜上、実線で示した斜視図）である。プラグ１５０は、緻密質のプラグ本体１５２の内部にガス流路１５４を有する。ガス流路１５４は、斜め方向に直線的に延びる複数の線状流路１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５４ｄが交差するように組み合わされて格子状に構成され、プラグ本体１５２の上面及び下面のそれぞれに複数の開口部を有する。線状流路１５４ａは、左に向かって水平面に対して所定角度（例えば４５°とか６０°）斜めになるように形成され、線状流路１５４ｂは、右に向かって水平面に対して所定角度斜めになるように形成され、線状流路１５４ｃは、前に向かって水平面に対して所定角度斜めになるように形成され、線状流路１５４ｄは、後に向かって水平面に対して所定角度斜めになるように形成されている。こうしたガス流路１５４も比較的容易に設計することができる。また、上述した工程（ａ）～（ｄ）によって比較的容易に製造することができる。ガス流路１５４における上下方向の最大長さＨｍａｘは、図９の部分拡大図に示すように斜め方向に延びる線状流路１５４ａ同士が交差している部分の高さになるが、このＨｍａｘも０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以下であることがより好ましい。こうすれば、ガス流路１５４内でのアーク放電を十分抑制することができる。

【0044】

あるいは、上述した実施形態のプラグ５０に代えて、図１０に示すプラグ２５０を採用してもよい。図１０はプラグ２５０の参考斜視図（本来、ガス流路２５４は隠れ線（点線）で示すべきところ、便宜上、実線で示した斜視図）である。プラグ２５０は、緻密質のプラグ本体２５２の内部にガス流路２５４を有する。ガス流路２５４は、斜め方向に直線的に延びる複数の線状流路２５４ａ，２５４ｂと、水平方向に直線的に延びる複数の線状流路２５４ｃが組み合わされて格子状に構成されたものであり、プラグ本体２５２の上面及び下面のそれぞれに複数の開口部を有する。線状流路２５４ａは、右に向かって水平面に対して所定角度斜めになるように形成され、線状流路２５４ｂは、左に向かって水平面に対して所定角度斜めになるように形成されている。線状流路２５４ａと線状流路２５４ｂとは、前後方向に交互に間隔を空けて互いに平行に配置されている。線状流路２５４ｃは、前後方向に水平になるように形成され、交互に配置された線状流路２５４ａ，２５４ｂと交差している。こうしたガス流路２５４も比較的容易に設計することができる。また、上述した工程（ａ）～（ｄ）によって比較的容易に製造することができる。ガス流路２５４における上下方向の最大長さＨｍａｘも、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．３ｍｍ以下であることがより好ましい。こうすれば、ガス流路１５４内でのアーク放電を十分抑制することができる。

【0045】

上述した実施形態では、所定方向に直線的に延びる線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃ（つまり直線流路）を例示したが、特にこれに限定されない。例えば、線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃは直線流路ではなく湾曲流路であってもよい。

【0046】

上述した実施形態において、線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃの直径は０．５ｍｍ以下が好ましい。特に、線状流路５４ａ，５４ｂ，５４ｃの直径は、０．５ｍｍ以下で、且つ、ガス流路５４内の上下方向の最大長さＨｍａｘが０．５ｍｍ以下になるように決定するのが好ましい。これらの直径や最大長さＨｍａｘは０．３ｍｍ以下であることがより好ましい。

【0047】

上述した実施形態では、絶縁管６０を設けたが、絶縁管６０を省略してもよい。また、冷却プレート３０にガス穴３４を設ける代わりに、ガスチャネル構造を設けてもよい。ガスチャネル構造として、冷却プレート３０の内部（冷却流路４３の上方）に設けられ平面視で冷却プレート３０と同心円のリング部と、冷却プレート３０の裏面からリング部へガスを導入する導入部と、リング部から各プラグ５０へガスを分配する分配部とを備える構造を採用してもよい。導入部の数は、分配部の数よりも少なく、例えば１本としてもよい。

【0048】

上述した実施形態において、セラミックプレート２０に内蔵される電極２２として、静電電極を例示したが、特にこれに限定されない。例えば、電極２２に代えて又は加えて、セラミックプレート２０にヒータ電極（抵抗発熱体）を内蔵してもよいし、ＲＦ電極を内蔵してもよい。

【符号の説明】

【0049】

１０ 半導体製造装置用部材、２０ セラミックプレート、２１ ウエハ載置部、２１ａ シールバンド、２１ｂ 円形小突起、２１ｃ 基準面、２２ 電極、２４ プラグ設置穴、２６ 接着層、３０ 冷却プレート、３２ 冷媒流路、３４ ガス穴、４０ 接合層、４２ 丸穴、５０ プラグ、５２ プラグ本体、５４ ガス流路、５４ａ，５４ｂ，５４ｃ 線状流路、５４ｐ，５４ｑ 開口部、６０ 絶縁管、７０ 成形型、７１ 成形用空間、７２ 成形型本体、７４ 中子、８０ 成形体、８２ 成形体本体、８４ 中空部分、１５０ プラグ、１５２ プラグ本体、１５４ ガス流路、１５４ａ，１５４ｂ，１５４ｃ，１５４ｄ 線状流路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】