特開 2024-88883 プラグ、プラグ製造方法及び半導体製造装置用部材

(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】P2024088883

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】プラグ、プラグ製造方法及び半導体製造装置用部材

(51)【国際特許分類】

   B28B 7/16 20060101AFI20240626BHJP

   B28B 7/34 20060101ALI20240626BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

B28B7/16 C

B28B7/34 A

H01L21/68 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022203899

(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

4G053EA43

4G053EA46

4G053EA47

4G053EB01

4G053EB17

5F131AA02

5F131CA32

5F131DA33

5F131DA42

5F131EA03

5F131EB11

5F131EB16

5F131EB18

5F131EB78

5F131EB79

5F131EB81

5F131EB82

5F131EB84

(57)【要約】

【課題】歩留まりよく製造することが可能なプラグを提供する。
【解決手段】プラグ５０は、プラグ本体５８と、螺旋状ガス流路５１と、分岐路５６とを備える。螺旋状ガス流路５１は、プラグ本体５８の内部に設けられ、プラグ本体５８の下面から上面に至る。分岐路５６は、螺旋状ガス流路５１の途中で枝分かれするように設けられ、プラグ本体５８の外周面に開口している。プラグ５０を製造する際に用いる成形型には、螺旋状ガス流路５１に対応する螺旋状の中子が一体化されているが、その螺旋状の中子は分岐路５６に対応する棒状の中子を介して成形型の内周面に保持される。そのため、中子の破損を防止することができ、歩留まりよくプラグ５０を製造することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プラグ本体と、
前記プラグ本体の内部に設けられ、前記プラグ本体の下面から上面に至る螺旋状ガス流路と、
前記螺旋状ガス流路の途中で枝分かれするように設けられ、前記プラグ本体の外周面に開口するか、又は、前記螺旋状ガス流路とは別に前記プラグの下面から上面に至るように設けられた他の螺旋状ガス流路に連通している分岐路と、
を備えたプラグ。

【請求項2】

前記分岐路は、前記他の螺旋状ガス流路に連通し、更に前記プラグ本体の外周面に開口するように設けられている、
請求項１に記載のプラグ。

【請求項3】

前記分岐路は、前記螺旋状ガス流路の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられている、
請求項１又は２に記載のプラグ。

【請求項4】

複数の前記分岐路は、平面視したときに前記プラグ本体の同心円に沿って等角度間隔になるように設けられている、
請求項３に記載のプラグ。

【請求項5】

前記分岐路は、前記他の螺旋状ガス流路に連通するように設けられ、
前記螺旋状ガス流路は、前記他の螺旋状ガス流路を取り囲むように設けられている、
請求項１又は２に記載のプラグ。

【請求項6】

前記分岐路は、前記他の螺旋状ガス流路に連通するように設けられ、
前記他の螺旋状ガス流路は、前記螺旋状ガス流路に並設されている、
請求項１又は２に記載のプラグ。

【請求項7】

請求項１又は２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、前記螺旋状ガス流路及び前記分岐路に対応する中子か、前記螺旋状ガス流路、前記他の螺旋状ガス流路及び前記分岐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。

【請求項8】

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た請求項１又は２に記載のたプラグと、
を備えた半導体製造装置用部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、プラグ、プラグ製造方法及び半導体製造装置用部材に関する。

【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プラグ設置穴と、プラグ設置穴に設置されたプラグと、セラミックプレートの下面に接着された冷却プレートとを備えたものが開示されている。プラグは、緻密なプラグ本体の内部に螺旋状ガス流路を有する。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プラグの螺旋状ガス流路を介してウエハの裏面に供給する。特許文献１におけるプラグ製造方法は、螺旋状ガス流路に対応する中子が一体化された樹脂製の成形型の内部にセラミックスラリーを注入して固化させることにより成形体を作製する工程を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】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、成形型に一体化された中子は、１本の細長い螺旋状の樹脂部材であるため、成形型の底面に支持されているだけでは破損しやすいという問題があった。そのため、プラグを歩留まりよく製造することは困難であった。

【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、歩留まりよく製造することが可能なプラグを提供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］本発明のプラグは、
プラグ本体と、
前記プラグ本体の内部に設けられ、前記プラグ本体の下面から上面に至る螺旋状ガス流路と、
前記螺旋状ガス流路の途中で枝分かれするように設けられ、前記プラグ本体の外周面に開口するか、又は、前記螺旋状ガス流路とは別に前記プラグの下面から上面に至るように設けられた他の螺旋状ガス流路に連通している分岐路と、
を備えたものである。

【0007】

このプラグは、プラグ本体の内部に、螺旋状ガス流路の途中で枝分かれするように設けられた分岐路を有する。分岐路がプラグ本体の外周面に開口している場合、プラグを製造する際に用いる成形型には、螺旋状ガス流路に対応する螺旋状の中子が設けられるが、その螺旋状の中子は分岐路に対応する保持用の中子を介して成形型の内周面に保持される。そのため、螺旋状の中子の破損を防止することができ、歩留まりよくプラグを製造することができる。また、分岐路が螺旋状ガス流路とは別に設けられた他の螺旋状ガス流路に連通している場合、プラグを製造する際に用いる成形型には、螺旋状ガス流路に対応する螺旋状の中子と他の螺旋状ガス流路に対応する他の螺旋状の中子とが設けられるが、それらの中子同士は分岐路に対応する保持用の中子を介して互いに保持し合っている。そのため、中子の破損を防止することができ、歩留まりよくプラグを製造することができる。

【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、プラグ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］上述したプラグ（前記［１］に記載のプラグ）において、前記分岐路は、前記他の螺旋状ガス流路に連通し、更に前記プラグ本体の外周面に開口するように設けられていてもよい。こうすれば、中子の破損を防止する効果が顕著になる。

【0010】

［３］上述したプラグ（前記［１］又は［２］に記載のプラグ）において、前記分岐路は、前記螺旋状ガス流路の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられていてもよい。こうすれば、プラグを製造する際に用いる成形型に設けられた螺旋状の中子は複数の保持用の中子によって成形型の内周面又は他の螺旋状の中子に保持される。そのため、中子の破損を防止する効果が高まる。

【0011】

［４］上述したプラグ（前記［３］に記載のプラグ）において、複数の前記分岐路は、平面視したときに前記プラグ本体の同心円に沿って等角度間隔になるように設けられていてもよい。こうすれば、プラグを製造する際に用いる成形型に設けられた螺旋状の中子は平面視でプラグ本体の同心円に沿って等角度間隔に設けられた複数の保持用の中子によって安定して保持される。

【0012】

［５］上述したプラグ（前記［１］～［４］のいずれかに記載のプラグ）において、前記分岐路は、前記他の螺旋状ガス流路に連通するように設けられていてもよく、前記螺旋状ガス流路は、前記他の螺旋状ガス流路を取り囲むように設けられていてもよい。こうすれば、プラグ本体のうち螺旋状ガス流路によって囲まれる領域を有効に利用して他の螺旋状ガス流路を設けることができる。

【0013】

［６］上述したプラグ（前記［１］～［４］のいずれかに記載のプラグ）において、前記分岐路は、前記他の螺旋状ガス流路に連通するように設けられていてもよく、前記他の螺旋状ガス流路は、前記螺旋状ガス流路に並設されていてもよい。こうすれば、螺旋状ガス流路の螺旋径と他の螺旋状ガス流路の螺旋径とを比較的自由に設計することができる。

【0014】

［７］本発明のプラグ製造方法は、上述したプラグ（前記［１］～［６］のいずれかに記載のプラグ）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、前記螺旋状ガス流路及び前記分岐路に対応する中子か、前記螺旋状ガス流路、前記他の螺旋状ガス流路及び前記分岐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。

【0015】

このプラグ製造方法によれば、上述したプラグ（前記［１］～［６］のいずれかに記載のプラグ）を、歩留まりよく製造することができる。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

［８］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た上述したプラグ（前記［１］～［６］のいずれかに記載のプラグ）と、
を備えたものである。

【0020】

この半導体製造装置用部材によれば、プラグの螺旋状ガス流路を利用してウエハ載置部に載置されたウエハの下面にガスを供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【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の平面図。

【図5】成形体８０の斜視図。

【図6】成形型７０の斜視図。

【図7】プラグ１５０の参考斜視図。

【図8】プラグ１５０の平面図。

【図9】成形体１８０の参考斜視図。

【図10】成形型１７０の斜視図。

【図11】プラグ２５０の参考斜視図。

【図12】プラグ２５０の平面図。

【図13】プラグ３５０の参考斜視図。

【図14】プラグ３５０の平面図。

【図15】成形体３８０の参考斜視図。

【図16】成形型３７０の斜視図。

【図17】プラグ４５０の参考斜視図。

【図18】成形型４７０の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0022】

［第１実施形態］
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の平面図である。

【0023】

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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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。

【0028】

プラグ５０は、円柱部材であり、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５０は、図３及び図４に示すように、緻密質セラミックで形成された円柱状のプラグ本体５８と、プラグ本体５８の内部に設けられた螺旋状ガス流路５１と、螺旋状ガス流路５１の途中で枝分かれするように設けられた分岐路５６とを有する。プラグ本体５８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。螺旋状ガス流路５１は、ガスの流通を許容する流路であり、プラグ本体５８の下面から上面に至るように設けられている。螺旋状ガス流路５１のうちプラグ本体５８の下面に開口している部分を下部開口５１ａと称し、プラグ本体５８の上面に開口している部分を上部開口５１ｂと称する。分岐路５６は、螺旋状ガス流路５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられ、プラグ本体５８の外周面に開口部５６ａを有する。分岐路５６は、左右方向に水平に設けられている。プラグ５０を平面視したとき、複数の分岐路５６はプラグ本体５８の同心円に沿って等角度間隔（図４では１８０°間隔）になるように設けられている。

【0029】

螺旋状ガス流路５１及び分岐路５６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、螺旋状ガス流路５１及び分岐路５６の内部でアーク放電が発生するの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。螺旋状ガス流路５１及び分岐路５６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。螺旋状ガス流路５１及び分岐路５６の直径は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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

次に、プラグ５０の製造例について説明する。プラグ５０は、以下の工程（ａ）～（ｄ）をこの順に実施することにより製造される。図５は成形体８０の斜視図である。図５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、焼成後に螺旋状ガス流路５１及び分岐路５６となる中空部分８１，８６を成形体本体８８の内部に有している。中空部分８１は、成形体本体８８の上面及び下面に開口している。中空部分８６は、成形体本体８８の外周面に開口している。

【0033】

・工程（ａ）
工程（ａ）では成形型７０を作製する。図６は成形型７０の斜視図である。成形型７０は、図６に示すように、有底筒状の成形型本体７８と、成形体８０の中空部分８１，８６に対応する中子７１，７６とを備えている。中子７１は、中空部分８１（最終的に螺旋状ガス流路５１になる部分）に対応する螺旋状の部材である。中子７６は、中空部分８６（最終的に分岐路５６になる部分）に対応する棒状の部材である。成形型７０は、成形体８０と同形状の成形用空間７７を有している。成形用空間７７は、成形型本体７８の内側の円筒空間から螺旋状の中子７１及び棒状の中子７６を除いた空間である。螺旋状の中子７１の下端は、成形型本体７８の底面に一体化され、中子７１の上端は、成形型本体７８の上部を架け渡すように設けられた架橋部７８ａに保持具７９を介して固定されている。棒状の中子７６は、中子７１の途中から水平（半径外方向）に延び出して成形型本体７８の内周面に一体化されている。

【0034】

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。

【0035】

・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７７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１に記載された内容に準じて行うことができる。

【0036】

・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。

【0037】

・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。

【0038】

以上詳述したプラグ５０は、プラグ本体５８の内部に螺旋状ガス流路５１の途中で枝分かれするように設けられた分岐路５６を有する。分岐路５６は、プラグ本体５８の外周面に開口している。プラグ５０を製造する際に用いる成形型７０には、螺旋状ガス流路５１に対応する螺旋状の中子７１が一体化されているが、その螺旋状の中子７１は分岐路５６に対応する棒状の中子７６を介して成形型本体７８の内周面に保持される。そのため、螺旋状の中子７１の破損を防止することができ、歩留まりよくプラグ５０を製造することができる。

【0039】

また、プラグ５０の分岐路５６は、螺旋状ガス流路５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられている。これにより、プラグ５０を製造する際に用いる成形型７０に設けられた螺旋状の中子７１は複数の棒状の中子７６によって成形型７０の内周面に保持される。そのため、螺旋状の中子７１の破損を防止する効果が高まる。

【0040】

更に、複数の分岐路５６は、平面視したときにプラグ本体５８の同心円に沿って等角度間隔になるように設けられている。これにより、プラグ５０を製造する際に用いる成形型７０に設けられた螺旋状の中子７１は平面視で等角度間隔に設けられた複数の棒状の中子７６によって安定して保持される。

【0041】

［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態においてプラグ５０の代わりにプラグ１５０を用いたものである。そのため、以下にはプラグ１５０について説明する。図７はプラグ１５０の参考斜視図（本来、第１及び第２螺旋状ガス流路１５１，１５２や分岐路１５６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８はプラグ１５０の平面図である。

【0042】

プラグ１５０は、円柱部材である。プラグ１５０は、緻密質セラミックで形成された円柱状のプラグ本体１５８と、プラグ本体１５８の内部に設けられた第１及び第２螺旋状ガス流路１５１，１５２と、第１螺旋状ガス流路１５１の途中で枝分かれするように設けられた分岐路１５６とを有する。プラグ本体１５８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。第１螺旋状ガス流路１５１は、ガスの流通を許容する流路であり、プラグ本体１５８の下面に設けられた下部開口１５１ａから上面に設けられた上部開口１５１ｂに至るように設けられている。第２螺旋状ガス流路１５２は、ガスの流通を許容する流路であり、第１螺旋状ガス流路１５１とは別に、プラグ本体１５８の下面に設けられた下部開口１５２ａから上面に設けられた上部開口１５２ｂに至るように設けられている。第１螺旋状ガス流路１５１は、第２螺旋状ガス流路１５２を取り囲むように設けられている。第１螺旋状ガス流路１５１と第２螺旋状ガス流路１５２とは中心が一致しており、第１螺旋状ガス流路１５１の内径は第２螺旋状ガス流路１５２の外径よりも大きい。

【0043】

分岐路１５６は、第１螺旋状ガス流路１５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられ、第２螺旋状ガス流路１５２に連通している。分岐路１５６は、水平に設けられている。第１及び第２螺旋状ガス流路１５１，１５２並びに分岐路１５６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、第１及び第２螺旋状ガス流路１５１，１５２並びに分岐路１５６の内部でアーク放電が発生するのを十分抑制することができる。第１及び第２螺旋状ガス流路１５１，１５２並びに分岐路１５６の直径は０．５ｍｍ以下であることが好ましい。プラグ１５０を平面視したとき、複数の分岐路１５６はプラグ本体１５８の同心円に沿って等角度間隔（図８では１８０°間隔）になるように設けられている。

【0044】

次に、プラグ１５０の製造例について説明する。プラグ１５０は、以下の工程（ａ）～（ｄ）をこの順に実施することにより製造される。図９は成形体１８０の参考斜視図（本来、中空部分１８１，１８２，１８６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。図９に示す成形体１８０は、焼成後にプラグ１５０になるものであり、成形体１８０の寸法は焼成時に焼き締まることを考慮してプラグ１５０の寸法に基づいて決定されている。成形体１８０は、焼成後に第１及び第２螺旋状ガス流路１５１，１５２及び分岐路１５６となる中空部分１８１，１８２，１８６を成形体本体１８８の内部に有している。中空部分１８１，１８２は、成形体本体１８８の上面及び下面に開口している。

【0045】

・工程（ａ）
工程（ａ）では成形型１７０を作製する。図１０は成形型１７０の斜視図である。成形型１７０は、図１０に示すように、有底筒状の成形型本体１７８と、成形体１８０の中空部分１８１，１８２，１８６に対応する中子１７１，１７２，１７６とを備えている。中子１７１は、中空部分１８１（最終的に第１螺旋状ガス流路１５１になる部分）に対応する螺旋状の部材であり、中子１７２は、中空部分１８２（最終的に第２螺旋状ガス流路１５２になる部分）に対応する螺旋状の部材である。中子１７６は、中空部分１８６（最終的に分岐路１５６になる部分）に対応する棒状の部材である。成形型１７０は、成形体１８０と同形状の成形用空間１７７を有している。成形用空間１７７は、成形型本体１７８の内側の円筒空間から中子１７１，１７２，１７６を除いた空間である。螺旋状の中子１７１，１７２の下端は、成形型本体１７８の底面に一体化され、中子１７１，１７２の上端は、成形型本体１７８の上部を架け渡すように設けられた架橋部１７８ａに保持具１７９を介して固定されている。棒状の中子１７６は、螺旋状の中子１７１の途中から水平（半径内方向）に延び出して他の螺旋状の中子１７２に接続されている。こうした成形型１７０は、第１実施形態で説明した周知の３Ｄプリンタを用いて作製される。

【0046】

・工程（ｂ）～（ｄ）
工程（ｂ）では成形体１８０を成形型１７０内に作製する。ここでは成形体１８０をモールドキャスト成形で作製する。工程（ｃ）では成形型１７０と成形体１８０とが一体化した一体物から成形型１７０を消失させて成形体１８０を得る。工程（ｄ）では成形体１８０を脱脂し、その後焼成してプラグ１５０を作製する。こうした工程（ｂ）～（ｄ）は、第１実施形態の工程（ｂ）～（ｄ）に準じて実施される。

【0047】

以上詳述したプラグ１５０は、プラグ本体１５８の内部に第１螺旋状ガス流路１５１の途中で枝分かれするように設けられた分岐路１５６を有する。分岐路１５６は、第１螺旋状ガス流路１５１とは別に設けられた他の第２螺旋状ガス流路１５２に連通している。プラグ１５０を製造する際に用いる成形型１７０には、第１螺旋状ガス流路１５１に対応する螺旋状の中子１７１と第２螺旋状ガス流路１５２に対応する螺旋状の中子１７２とが設けられるが、それらの中子１７１，１７２同士は分岐路１５６に対応する棒状の中子１７６を介して互いに保持し合っている。そのため、螺旋状の中子１７１，１７２の破損を防止することができ、歩留まりよくプラグ１５０を製造することができる。

【0048】

また、プラグ１５０の分岐路１５６は、第１螺旋状ガス流路１５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられている。これにより、プラグ１５０を製造する際に用いる成形型１７０に設けられた螺旋状の中子１７１は複数の棒状の中子１７６によって他の螺旋状の中子１７２と保持し合うため、螺旋状の中子１７１，１７２の破損を防止する効果が高まる。

【0049】

更に、複数の分岐路１５６は、平面視したときにプラグ本体１５８の同心円に沿って等角度間隔になるように設けられている。これにより、成形型１７０に設けられた螺旋状の中子１７１は平面視で等角度間隔に設けられた複数の棒状の中子１７６によって安定して保持される。

【0050】

更にまた、第１螺旋状ガス流路１５１は、第２螺旋状ガス流路１５２を取り囲むように設けられている。そのため、プラグ本体１５８のうち第１螺旋状ガス流路１５１によって囲まれる領域を有効に利用して第２螺旋状ガス流路１５２を設けることができる。

【0051】

そしてまた、第２実施形態では、第１実施形態に比べて、螺旋状ガス流路の数が多いため、ウエハＷの下面に供給するガス流量を大きくすることができる。

【0052】

［第３実施形態］
第３実施形態は、第１実施形態においてプラグ５０の代わりにプラグ２５０を用いたものである。そのため、以下にはプラグ２５０について説明する。図１１はプラグ２５０の参考斜視図（本来、第１及び第２螺旋状ガス流路１５１，１５２や分岐路２５６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１２はプラグ２５０の平面図である。

【0053】

プラグ２５０は、プラグ１５０の分岐路１５６をプラグ本体１５８の外周面に開口するように延長して分岐路２５６とした以外は、プラグ１５０と同じ構造である。そのため、プラグ２５０の構成要素のうちプラグ１５０と同じ構成要素については同じ符号を付し、その説明を省略する。プラグ２５０を平面視したとき、複数の分岐路２５６はプラグ本体１５８の同心円に沿って等角度間隔（図１２では１８０°間隔）になるように設けられている。

【0054】

次に、プラグ２５０の製造例について説明する。プラグ２５０は、第２実施形態の工程（ａ）～（ｄ）に準じて作製される。但し、プラグ２５０の製造に用いられる成形型は、第２実施形態の成形型１７０における棒状の中子１７６を半径外方向に延出して成形型本体１７８の内周壁に至るように変更したものである。

【0055】

以上詳述したプラグ２５０によれば、第２実施形態のプラグ１５０と同様の効果が得られる。それに加えて、分岐路２５６は、プラグ本体１５８の外周面に開口している。そのため、プラグ２５０の製造に用いられる成形型において、第１螺旋状ガス流路１５１に対応する螺旋状の中子と第２螺旋状ガス流路１５２に対応する螺旋状の中子とは、分岐路２５６に対応する棒状の中子を介して互いに保持し合っているだけでなく、その棒状の中子を介して成形型の内周面にも保持される。そのため、螺旋状の中子の破損を防止する効果が顕著になる。

【0056】

［第４実施形態］
第４実施形態は、第１実施形態においてプラグ５０の代わりにプラグ３５０を用いたものである。そのため、以下にはプラグ３５０について説明する。図１３はプラグ３５０の参考斜視図（本来、第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５等は隠れ線（点線）で示すべきところ、便宜上、実線で示した斜視図）、図１４はプラグ３５０の平面図である。

【0057】

プラグ３５０は、円柱部材である。プラグ３５０は、緻密質セラミックで形成された円柱状のプラグ本体３５８と、プラグ本体３５８の内部に設けられた第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５と、第１螺旋状ガス流路３５１の途中で枝分かれするように設けられた分岐路３５６ａ～３５６ｄとを有する。プラグ本体３５８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。第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５は、ガスの流通を許容する流路であり、それぞれプラグ本体３５８の下面に設けられた下部開口（図示せず）から上面に設けられた上部開口３５１ｂ～３５５ｂに至るように設けられている。第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５は、プラグ本体３５８に並設されている。具体的には、第１螺旋状ガス流路３５１の中心軸は、プラグ本体３５８の中心軸と一致しており、第２～第５螺旋状ガス流路３５２～３５４は、第１螺旋状ガス流路３５１の周りを取り囲むように配置されている。

【0058】

分岐路３５６ａは、第１螺旋状ガス流路３５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられ、第２螺旋状ガス流路３５２に連通し、プラグ本体３５８の外周面に開口している。複数の分岐路３５６ａは、上下方向に一列に並んでいる。分岐路３５６ｂは、第１螺旋状ガス流路３５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられ、第３螺旋状ガス流路３５３に連通し、プラグ本体３５８の外周面に開口している。複数の分岐路３５６ｂは、上下方向に一列に並んでいる。分岐路３５６ｃは、第１螺旋状ガス流路３５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられ、第４螺旋状ガス流路３５４に連通し、プラグ本体３５８の外周面に開口している。複数の分岐路３５６ｃは、上下方向に一列に並んでいる。分岐路３５６ｄは、第１螺旋状ガス流路３５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられ、第４螺旋状ガス流路３５４に連通し、プラグ本体３５８の外周面に開口している。複数の分岐路３５６ｄは、上下方向に一列に並んでいる。第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５並びに分岐路３５６ａ～３５６ｄ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、第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５並びに分岐路３５６ａ～３５６ｄの内部でアーク放電が発生するのを十分抑制することができる。第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５並びに分岐路３５６ａ～３５６ｄの直径は０．５ｍｍ以下であることが好ましい。プラグ３５０を平面視したとき、分岐路３５６ａ～３５６ｄはプラグ本体３５８の同心円に沿って等角度間隔（図１４では９０°間隔）になるように放射状に設けられている。また、分岐路３５６ａ～３５６ｄは、水平に設けられている。

【0059】

なお、第１螺旋状ガス流路３５１が本発明の螺旋状ガス流路に相当し、第２～第５螺旋状ガス流路３５２～３５５が他の螺旋状ガス流路に相当する。

【0060】

次に、プラグ３５０の製造例について説明する。プラグ３５０は、以下の工程（ａ）～（ｄ）をこの順に実施することにより製造される。図１５は成形体３８０の参考斜視図（本来、中空部分３８１～３８５，３８６ａ～３８６ｄ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。図１５に示す成形体３８０は、焼成後にプラグ３５０になるものであり、成形体３８０の寸法は焼成時に焼き締まることを考慮してプラグ３５０の寸法に基づいて決定されている。成形体３８０は、焼成後に第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５となる中空部分３８１～３８５と、焼成後に分岐路３５６ａ～３５６ｄとなる中空部分３８６ａ～３８６ｄとを、成形体本体３８８の内部に有している。中空部分３８１～３８５は、成形体本体３８８の上面及び下面に開口している。

【0061】

・工程（ａ）
工程（ａ）では成形型３７０を作製する。図１６は成形型３７０の斜視図である。成形型３７０は、図１６に示すように、有底筒状の成形型本体３７８と、成形体３８０の中空部分３８１～３８５に対応する螺旋状の中子３７１～３７５と、中空部分３８６ａ～３８６ｄに対応する棒状の中子３７６ａ～３７６ｄを備えている。成形型３７０は、成形体３８０と同形状の成形用空間３７７を有している。成形用空間３７７は、成形型本体３７８の内側の円筒空間から中子３７１～３７５，３７６ａ～３７６ｄを除いた空間である。螺旋状の中子３７１～３７５の下端は、成形型本体３７８の底面に一体化され、中子３７１～３７５の上端は、成形型本体３７８の上部を十字状に架け渡すように設けられた架橋部３７８ａに保持具を介して固定されている。こうした成形型３７０は、第１実施形態で説明した周知の３Ｄプリンタを用いて作製される。

【0062】

・工程（ｂ）～（ｄ）
工程（ｂ）では成形体３８０を成形型３７０内に作製する。ここでは成形体３８０をモールドキャスト成形で作製する。工程（ｃ）では成形型３７０と成形体３８０とが一体化した一体物から成形型３７０を消失させて成形体３８０を得る。工程（ｄ）では成形体３８０を脱脂し、その後焼成してプラグ３５０を作製する。こうした工程（ｂ）～（ｄ）は、第１実施形態の工程（ｂ）～（ｄ）に準じて実施される。

【0063】

以上詳述したプラグ３５０は、プラグ本体３５８の内部に第１螺旋状ガス流路３５１の途中で枝分かれするように設けられた分岐路３５６ａ～３５６ｄを有する。分岐路３５６ａは、第２螺旋状ガス流路３５２に連通し、更にプラグ本体３５８の外周面に開口している。分岐路３５６ｂは、第３螺旋状ガス流路３５３に連通し、更にプラグ本体３５８の外周面に開口している。分岐路３５６ｃは、第４螺旋状ガス流路３５４に連通し、更にプラグ本体３５８の外周面に開口している。分岐路３５６ｄは、第５螺旋状ガス流路３５５に連通し、更にプラグ本体３５８の外周面に開口している。プラグ３５０を製造する際に用いる成形型３７０には、第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５にそれぞれ対応する螺旋状の中子３７１～３７５が設けられる。中子３７１，３７２同士は分岐路３５６ａに対応する棒状の中子３７６ａを介して互いに保持し合い、更にその中子３７６ａを介して成形型本体３７８の内周面に固定されている。中子３７１，３７３同士は分岐路３５６ｂに対応する棒状の中子３７６ｂを介して互いに保持し合い、更にその中子３７６ｂを介して成形型本体３７８の内周面に固定されている。中子３７１，３７４同士は分岐路３５６ｃ対応する棒状の中子３７６ｃを介して互いに保持し合い、更にその中子３７６ｃを介して成形型本体３７８の内周面に固定されている。中子３７１，３７５同士は分岐路３５６ｄに対応する棒状の中子３７６ｄを介して互いに保持し合い、更にその中子３７６ｄを介して成形型本体３７８の内周面に固定されている。そのため、螺旋状の中子１７１～１７５の破損を防止する効果が顕著になり、歩留まりよくプラグ１５０を製造することができる。

【0064】

また、プラグ３５０の分岐路３５６ａ～３５６ｄは、ぞれぞれ第１螺旋状ガス流路３５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられている。これにより、成形型３７０に設けられた螺旋状の中子３７１～３７５の破損を防止する効果が高まる。

【0065】

更に、複数の分岐路３５６ａ～３５６ｄは、平面視したときにプラグ本体３５８の同心円に沿って等角度間隔になるように設けられている。これにより、成形型３７０に設けられた螺旋状の中子３７１は平面視で等角度間隔に設けられた複数の棒状の中子３７６ａ～３７６ｄによって安定して保持される。

【0066】

更にまた、第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５は、プラグ本体３５８の内部で並設されているため、第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５の螺旋径を比較的自由に設計することができる。

【0067】

そしてまた、第４実施形態では、第１～第３実施形態に比べて、螺旋状ガス流路の数が多いため、ウエハＷの下面に供給するガス流量を大きくすることができる。

【0068】

［第５実施形態］
第５実施形態は、第１実施形態においてプラグ５０の代わりにプラグ４５０を用いたものである。そのため、以下にはプラグ４５０について説明する。図１７はプラグ４５０の参考斜視図（本来、第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８や分岐路Ｂ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１８は成形型４７０の斜視図である。

【0069】

プラグ４５０は、円柱部材である。プラグ４５０は、緻密質セラミックで形成された円柱状のプラグ本体４５９と、プラグ本体４５９の内部に設けられた第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８と、第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８の途中で枝分かれするように設けられた分岐路Ｂとを有する。プラグ本体４５９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。

【0070】

第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８は、ガスの流通を許容する流路であり、プラグ本体４５９の下面に設けられた下部開口から上面に設けられた上部開口に至るように設けられている。第１，第３，第５，第７螺旋状ガス流路４５１，４５３，４５５，４５７は、断面長方形の扁平な帯状の流路を上から下に向かって時計周りに回転するように螺旋状に形成したものである。第１，第３，第５，第７螺旋状ガス流路４５１，４５３，４５５，４５７は、周方向に沿って９０°ずつずれるように設けられている。第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８は、断面長方形の扁平な帯状の流路を上から下に向かって反時計周りに回転するように螺旋状に形成したものである。第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８は、周方向に沿って９０°ずつずれるように設けられている。第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８は、第１，第３，第５，第７螺旋状ガス流路４５１，４５３，４５５，４５７に取り囲まれている。プラグ本体４５９の上面では、第１，第３，第５，第７螺旋状ガス流路４５１，４５３，４５５，４５７の上部開口は、第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８の上部開口の外側に位置している。

【0071】

プラグ４５０では、第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８のうち２つの螺旋状ガス流路の側面同士が点接触している部分が分岐路Ｂ（１点鎖線の円で示した部分）となっている。具体的には、分岐路Ｂは、第１螺旋状ガス流路４５１の外側の側面と第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８の内側の側面とが連通している部分、第３螺旋状ガス流路４５３の外側の側面と第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８の内側の側面とが連通している部分、第５螺旋状ガス流路４５４の外側の側面と第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８の内側の側面とが連通している部分、第７螺旋状ガス流路４５７の外側の側面と第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８の内側の側面とが連通している部分である。

【0072】

第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８及び分岐路Ｂ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、第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８及び分岐路Ｂの内部でアーク放電が発生するのを十分抑制することができる。

【0073】

こうしたプラグ４５０は、第１～第４実施形態に準じて製造することができる。具体的には、図１８に示す成形型４７０を用意する。成形型４７０は、有底筒状の成形型本体４７８と、中子４７６とを備えている。中子４７６は、第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８とほぼ同形状の螺旋状部材の集合体である。これらの螺旋状部材のうち内と外とで隣合う２つの螺旋状部材は、側面同士が接する部分（最終的に分岐路Ｂになる部分）を有する。中子４７６の下端は、成形型本体４７８の底面に固定され、上端は、成形型本体４７８の上部を架け渡すように設けられた架橋部４７８ａに固定されている。こうした成形型４７０は、第１実施形態で説明した周知の３Ｄプリンタを用いて作製される。この成形型４７０を用いて成形体（焼成後にプラグ４５０になるもの）を作製し、得られた成形体を脱脂し、その後焼成してプラグ４５０を作製する。

【0074】

以上詳述したプラグ４５０は、プラグ本体４５９の内部に第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８の途中で枝分かれするように設けられた分岐路Ｂを有する。１つの分岐路Ｂは、第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８のうちの２つを連通している。プラグ４５０を製造する際に用いる成形型４７０には、第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８に対応する螺旋状部材の集合体である中子４７６が設けられるが、それらの螺旋状部材同士は分岐路Ｂに対応する部分を介して互いに保持し合っている。そのため、中子４７６の破損を防止することができ、歩留まりよくプラグ４５０を製造することができる。

【0075】

また、プラグ４５０の分岐路Ｂは、１つの螺旋状ガス流路の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けられている。これにより、プラグ４５０を製造する際に用いる成形型４７０に設けられた中子４７６を構成する１つの螺旋状部材は複数の箇所で他の螺旋状部材と保持し合うため、中子４７６の破損を防止する効果が高まる。

【0076】

更に、複数の分岐路Ｂは、平面視したときにプラグ本体４５９の同心円に沿って等角度間隔になるように設けられていてもよい。こうすれば、成形型４７０に設けられた中子４７６を構成する螺旋状部材は、平面視で等角度間隔に設けられた複数の接続箇所によって安定して保持される。

【0077】

更にまた、第１，第３，第５，第７螺旋状ガス流路４５１，４５３，４５５，４５７は、第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８を取り囲むように設けられている。そのため、プラグ本体４５９のうち第１，第３，第５，第７螺旋状ガス流路４５１，４５３，４５５，４５７によって囲まれる領域を有効に利用して第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８を設けることができる。

【0078】

そしてまた、第１～第８螺旋状ガス流路４５１～４５８は断面長方形の流路であるため、断面円形の螺旋状ガス流路に比べて、流路面積を大きくしやすい。

【0079】

そして更に、分岐路Ｂはほぼ点接触の部分であるため、分岐路Ｂを流れるガスの流量が少ない。そのため、ガス同士が衝突しにくくなり、ガスがスムーズに流れやすくなる。

【0080】

そして更にまた、プラグ４５０の内側に位置する第２，第４，第６，第８螺旋状ガス流路４５２，４５４，４５６，４５８の回転方向（上から下に向かって反時計周り）は、プラグ４５０の外側に位置する第１，第３，第５，第７螺旋状ガス流路４５１，４５３，４５５，４５７の回転方向（上から下に向かって時計回り）と逆向きである。そのため、成形型４７０の中子４７６を形成する２つの回転方向の異なる螺旋状部材は、接触点で互いにしっかりと支え合うことになる。

【0081】

［その他の実施形態］
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。

【0082】

例えば、上述した第１実施形態では、分岐路５６を水平方向に直線的に設けたが、特にこれに限定されない。例えば、分岐路５６を斜め上向き（又は斜め下向き）に直線的に設けてもよいし、分岐路５６を直線的ではなくカーブするように設けてもよい。この点は、第２～第４実施形態も同様である。

【0083】

上述した第１実施形態では、分岐路５６を螺旋状ガス流路５１の途中の複数の箇所で枝分かれするように設けたが、特にこれに限定されない。例えば、図４において、分岐路５６を螺旋状ガス流路５１の左右両側に設けたが、左右のいずれか片側に設けてもよい。あるいは、分岐路５６を螺旋状ガス流路５１の途中の１箇所に設けてもよい。この点は、第２及び第３実施形態も同様である。また、第４実施形態では、それぞれの分岐路３５６ａ～３５６ｄを上下方向の複数の箇所に設けたが、上下方向の１箇所に設けてもよい。

【0084】

上述した第１実施形態では、平面視したときに分岐路５６をプラグ本体５８の同心円に沿って１８０°間隔になるように設けたが、特にこれに限定されない。例えば、角度を１８０°にする代わりに１２０°とか９０°とか６０°にしてもよい。また、分岐路５６を等角度間隔ではなく、ランダムな間隔で設けてもよい。この点は、第２及び第３実施形態も同様である。

【0085】

上述した第１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（冷媒流路３４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。この点は、第２～第４実施形態も同様である。

【0086】

上述した第１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。この点は、第２～第４実施形態も同様である。

【0087】

上述した第４実施形態では、プラグ本体３５８の内部に第１～第５螺旋状ガス流路３５１～３５５を設けたが、特にこれに限定されない。例えば、プラグ本体３５８から第２～第５螺旋状ガス流路３５２～３５５のうちの１つ以上３つ以内を省略してもよい。その場合、省略した螺旋状ガス流路に繋がっていた分岐路は残してもよいし省略してもよい。

【0088】

上述した第１～第４実施形態では、螺旋状ガス流路の断面を円形としたが、特にこれに限定されない。例えば、螺旋状ガス流路の断面を楕円形としてもよいし、多角形（例えば正方形とか長方形）としてもよい。上述した第５実施形態では、螺旋状ガス流路の断面を長方形としたが、特にこれに限定されない。例えば、螺旋状ガス流路の断面を円形としてもよいし、楕円形としてもよいし、他の多角形（例えば正方形）としてもよい。

【0089】

上述した第５実施形態では、プラグ４５０の上面において、第１螺旋状ガス流路４８１の上部開口と第２螺旋状ガス流路４８２の上部開口とが接するようにしたが、特にこれに限定されない。例えば、第１螺旋状ガス流路４８１の上部開口と第２螺旋状ガス流路４８２の上部開口とが間隔をあけて設けられていてもよい。この点は、第３螺旋状ガス流路４８３の上部開口と第４螺旋状ガス流路４８４の上部開口、第５螺旋状ガス流路４８５の上部開口と第６螺旋状ガス流路４８６の上部開口、第７螺旋状ガス流路４８７の上部開口と第８螺旋状ガス流路４８８の上部開口も、同様である。

【0090】

上述した第５実施形態では、第１～第８螺旋状ガス流路４８１～４８８を設けたが、特に螺旋状ガス流路の数は２以上であればいくつでも構わない。

【符号の説明】

【0091】

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、５１ 螺旋状ガス流路、５１ａ 下部開口、５１ｂ 上部開口、５６ 分岐路、５６ａ 開口部、５８ プラグ本体、６０ 絶縁管、７０ 成形型、７１ 螺旋状の中子、７６ 棒状の中子、７７ 成形用空間、７８ 成形型本体、７８ａ 架橋部、７９ 保持具、８０ 成形体、８１ 中空部分、８６ 中空部分、８８ 成形体本体、１５０ プラグ、１５１ 第１螺旋状ガス流路、１５１ａ 下部開口、１５１ｂ 上部開口、１５２ 第２螺旋状ガス流路、１５２ａ 下部開口、１５２ｂ 上部開口、１５６ 分岐路、１５８ プラグ本体、１７０ 成形型、１７１，１７２ 螺旋状の中子、１７６ 棒状の中子、１７７ 成形用空間、１７８ 成形型本体、１７８ａ 架橋部、１７９ 保持具、１８０ 成形体、１８１，１８２，１８６ 中空部分、１８８ 成形体本体、２５０ プラグ、２５６ 分岐路、３５０ プラグ、３５１～３５５ 第１～第５螺旋状ガス流路、３５１ｂ～３５５ｂ 上部開口、３５６ａ～３５６ｄ 分岐路、３５８ プラグ本体、３７０ 成形型、３７１～３７５ 螺旋状の中子、３７６ａ～３７６ｄ 棒状の中子、３７７ 成形用空間、３７８ 成形型本体、３７８ａ 架橋部、３８０ 成形体、３８１～３８５，３８６ａ～３８６ｄ 中空部分、３８８ 成形体本体、４５０ プラグ、４５１～４５８ 第１～第８螺旋状ガス流路、４５９ プラグ本体、４７０ 成形型、４７６ 中子、４７８ 成形型本体、４７８ａ 架橋部、Ｂ 分岐路、Ｗ ウエハ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】