特許 7497335 リング状プレート

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-31

(45)【発行日】2024-06-10

(54)【発明の名称】リング状プレート

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/3065 20060101AFI20240603BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240603BHJP

   H01L 21/31 20060101ALN20240603BHJP

【ＦＩ】

H01L21/302 101G

H01L21/68 N

H01L21/31 C

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021214239

(22)【出願日】2021-12-28

(65)【公開番号】P2023097874

(43)【公開日】2023-07-10

【審査請求日】2023-09-26

(73)【特許権者】

【識別番号】507182807

【氏名又は名称】クアーズテック合同会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101878

【弁理士】

【氏名又は名称】木下 茂

(74)【代理人】

【識別番号】100187506

【弁理士】

【氏名又は名称】澤田 優子

(72)【発明者】

【氏名】穂積 葉子

(72)【発明者】

【氏名】天野 正実

【審査官】桑原 清

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０３４３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５１８１２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００８－５３５２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０１９８７５３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－１５３１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３１９９６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／２３６２３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１７１０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５２１３３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２４９４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００２－５０３７６５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

Ｈ０１Ｌ ２１／３１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

厚さＴ１で形成されたリング状の胴体部と、当該リング状の胴体部の内周面から突設しかつ当該胴体部の下面から高さＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）の位置に半導体治具を載置可能な載置面が形成された鍔部と、を備え、さらに、ボルトのネジ部を挿通可能とするために前記胴体部を貫通する複数の貫通孔が形成された、セラミックス製のリング状プレートにおいて、
前記胴体部の下面における前記貫通孔の両側に、径方向に沿って形成された溝部を設け、
さらに、前記胴体部の下面における外周面側には、隣接する貫通孔間に形成された溝部と連設しかつ外周に沿って形成された、円弧状の切欠部を設ける、
ことを特徴とするリング状プレート。

【請求項2】

さらに、前記リング状に形成された胴体部の中心から前記外周面までの長さをＲ１とし、当該胴体部の中心から前記内周面までの長さをＲ２とし、当該胴体部の中心から前記鍔部の先端までの長さをＲ３とした場合において、
前記Ｔ１、Ｔ２、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、「０．１×Ｔ１≦Ｔ２≦０．５×Ｔ１」、「０．８×Ｒ１≦Ｒ２≦０．９５×Ｒ１」および「０．９×Ｒ２≦Ｒ３≦０．９６×Ｒ２」の関係を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のリング状プレート。

【請求項3】

さらに、前記溝部および前記切欠部の深さをＨとし、前記溝部の幅をＷ１とし、前記切欠部の幅をＷ２とした場合において、
前記Ｈ、Ｗ１およびＷ２は、「０．３４≦Ｈ／Ｔ１≦０．５８」、「０．１９≦Ｗ１／Ｄ≦０．５７」および「０．１７≦Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）≦０．５０」の関係が成立する、
ことを特徴とする請求項２に記載のリング状プレート。

【請求項4】

前記貫通孔は、ボルトのネジ溝を切っていない穴とし、さらに、ボルトの頭部を挿通可能に前記胴体部の下面側に形成された第１の挿通部と、ボルトのネジ部を挿通可能かつボルトの頭部を係止可能に前記胴体部の上面側に形成された第２の挿通部と、を有する構成とし、
ボルトと半導体製造装置側との螺合によるボルト頭部からの押圧によって、半導体製造装置に固定される、
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載のリング状プレート。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体製造装置にネジ止め固定されるセラミックス製のリング状プレートに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体製造装置には、従来から各種のセラミックス製リング状プレートが使用されており、その一例として、半導体ウェーハを支持するための治具がある。この治具が使用される理由は、最もウェーハに荷重がかからない支持方法であり、スリップ、傷等の問題を回避することができるからである。

【0003】

一方で、セラミックス製のリング状プレートは、ウェーハを支持するだけでなく、たとえば、ドライエッチングに使用される半導体治具を支持する場合もある。たとえば、半導体製造装置の１つであるエッチング装置は、薬液や反応ガス、イオンの化学反応を用いてウェーハ表面をエッチングする装置であるが、この装置を用いてドライエッチングを行う場合には、プラズマで原料ガスを励起することから反応を促進できるものの、電子自身が持つ温度が高いことからイオン衝撃ダメージが大きく、シリコンウェーハに損傷を与えてしまう、という問題があった。また、原料ガスがチャンバー内で乱流となっているため、反応生成物がチャンバー内表面に大量に堆積する、という問題もあった。このような問題を解決するために、上記半導体治具として、プラズマ励起空間とウェーハ処理空間とを仕切ることができ、さらにガスの流れを均一かつ層流状にすることができる、シャワープレートが使用されている。

【0004】

そして、このシャワープレートは、耐プラズマ性の高いセラミックス材料で製造され、たとえば、直接エッチング装置に固定されているか、または、メンテナンス等を考慮してセラミックス製のリング状プレートに載置され支持されていることが多い。

【0005】

そのため、シャワープレートやリング状プレートの素材には、耐プラズマ性を表すエッチングレート（非特許文献１参照）が比較的低いとされるイットリア（Ｙ₂Ｏ₃）やアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等が一般的に使用されている。

【0006】

一方、特許文献１には、高温ガスタービンに使用されるセラミック製シュラウドリングが開示されている。このセラミック製シュラウドリングは、内周側が高温ガスに晒され、外周側は冷却エアにより冷やされているため、内外で３００℃以上の温度差がある。そのため、熱膨張の差による歪が発生する。そして、特許文献１には、この歪は断面積が小さくなっているキー溝に集中し熱応力が発生するため、この部分からクラックが入りやすいことが記載されている。

【0007】

また、特許文献１には、キー溝の応力値を低減させることを目的として、キー溝が負担している熱膨張差による歪みを新たに設けた切欠溝に分散させること、が記載されている。具体的には、シュラウドリングの外周には等間隔に少くとも３個のキー溝が設けられているが、さらに、隣り合ったキー溝の間に、等間隔に複数個の滑らかな凹曲面の切欠溝を設けることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【文献】特開平９－２６４１０４

【非特許文献】

【0009】

【文献】表面技術 小特集：機能性圧膜の成膜技術と最新動向 「ドライエッチング装置用セラミックスコーティング」 日野高志 ２０１８年 ６９巻 １１号 ｐ．４９０－４９３

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

上記従来のエッチング装置においてプラズマで励起された原料ガスは、電子が非常に高温のエネルギーを持つため、このガスに触れるシャワープレートも高温になる。しかしながら、チャンバー内壁は金属が高温にならないように水冷されているため、シャワープレートは、上面側と下面側と間に温度差が生じる。そのため、脆性材料であるセラミックス製のシャワープレートは、このような温度差で破損する可能性が高い、という問題があった。

【0011】

また、上記破損の問題に対する対策として、シャワープレートの素材に石英を採用した場合には、イットリアやアルミナと比較して、熱膨張率が約１／１０であり、ヤング率が約１／２であることから破損する可能性は低いが、一方で、セラミックス材料の耐プラズマ性を比較すると、石英のエッチングレートは１．１８１μｍ／Ｈであり他の材料よりエッチングレートが高いため（非特許文献１参照）、プラズマ曝露によりシャワープレートが一緒にエッチングされる、という問題があった。

【0012】

一方で、上記破損の問題に対する対策として、シャワープレートを耐プラズマ性の高いセラミックスで作製しつつ、シャワープレートに応力がかからないようにするためにリング状プレートに載置する方法をとることも可能である。しかしながら、このような使用形態のリング状プレートは、シャワープレートのずれや落下を防止するために、エッチング装置の内壁にネジ留め固定する必要がある。そのため、リング状プレートには、シャワープレートの熱膨張によって力が加わった場合にネジ止め位置付近に応力が集中し、これにより、リング状プレートが破損する場合があった。たとえば、リング状プレートの内側にシャワープレートを載置可能な鍔部が設けられている場合には、プラズマ励起により高温ガスが触れたシャワープレートは熱膨張し、鍔部に対して斜め上からの力が加わることになる。そして、これがモーメントとなり、リング状プレートは、鍔部の先端が外側に向かって回転するように変形し、ネジ止め位置付近の最も肉薄な場所に引張応力が発生して破損する。

【0013】

また、上記にように、内側に鍔部を設けたリング状プレートを半導体製造装置にネジ止め固定するような使用形態においては、応力発生を抑制するような形状として、たとえば、特許文献１のように、リング形状を維持した状態で、外周面に複数個の切欠溝を設けることにより、貫通孔付近にかかる応力を低減させる方法も考えられるが、一方で、この方法が、鍔部に対して斜め上から加わる力で発生する引張応力に効果的であるとは言えない。鍔部に対して斜め上から加わる力に対しては、これに対応する新たな技術思想に基づく構造設計が必要である。

【0014】

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、リング状プレートの内側に半導体治具を載置可能な鍔部が設けられ、半導体治具を鍔部に載置した状態でリング状プレートを半導体製造装置にネジ止め固定する場合において、半導体治具の熱膨張によって発生する応力を抑制可能なリング状プレート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】

【0015】

本発明にかかるリング状プレートは、厚さＴ１で形成されたリング状の胴体部と、当該リング状の胴体部の内周面から突設しかつ当該胴体部の下面から高さＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）の位置に半導体治具を載置可能な載置面が形成された鍔部と、を備え、さらに、ボルトのネジ部を挿通可能とするために前記胴体部を貫通する複数の貫通孔が形成された、セラミックス製のリング状プレートである。そして、前記胴体部の下面における前記貫通孔の両側に、径方向に沿って形成された溝部を設け、さらに、前記胴体部の下面における外周面側には、隣接する貫通孔間に形成された溝部と連設しかつ外周に沿って形成された、円弧状の切欠部を設けることを特徴とする。

【0016】

本発明にかかるリング状プレートによれば、半導体治具の熱膨張によって鍔部に対して力がかかった場合であっても、溝部および切欠部を設けることにより、肉薄な貫通孔周辺に発生する応力を効果的に分散させ抑制することができるため、リング状プレートの破損を大幅に減らすことができる。

【0017】

また、本発明にかかるリング状プレートにおいては、さらに、リング状に形成された胴体部の中心から外周面までの長さをＲ１とし、胴体部の中心から内周面までの長さをＲ２とし、胴体部の中心から鍔部の先端までの長さをＲ３とし、前記Ｔ１、Ｔ２、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、「０．１×Ｔ１≦Ｔ２≦０．５×Ｔ１」、「０．８×Ｒ１≦Ｒ２≦０．９５×Ｒ１」および「０．９×Ｒ２≦Ｒ３≦０．９６×Ｒ２」の関係を有することが望ましい。

【0018】

また、本発明にかかるリング状プレートにおいては、さらに、前記溝部および前記切欠部の深さをＨとし、前記溝部の幅をＷ１とし、前記切欠部の幅をＷ２とし、前記Ｈ、Ｗ１およびＷ２は、「０．３４≦Ｈ／Ｔ１≦０．５８」、「０．１９≦Ｗ１／Ｄ≦０．５７」および「０．１７≦Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）≦０．５０」の関係が成立することが望ましい。

【0019】

また、本発明にかかるリング状プレートにおいて、貫通孔は、ボルトのネジ溝を切っていない穴とし、さらに、ボルトの頭部を挿通可能に胴体部の下面側に形成された第１の挿通部と、ボルトのネジ部を挿通可能かつボルトの頭部を係止可能に胴体部の上面側に形成された第２の挿通部と、を有する構成とし、ボルトと半導体製造装置側との螺合によるボルト頭部からの押圧によって、半導体製造装置に固定されることとした。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、リング状プレートの内側に半導体治具を載置可能な鍔部が設けられ、半導体治具を鍔部に載置した状態でリング状プレートを半導体製造装置にネジ止め固定する場合において、半導体治具の熱膨張によって発生する応力を抑制することができるため、リング状プレートの破損を大幅に減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明にかかるリング状プレートの構造の一例を示す図であり、（ａ）は上面図を示し、図１（ｂ）は図を示す。

【図2】図２は、本発明にかかるリング状プレートの一部を模式的に示す図であり、図２（ａ）は図１（ｂ）の点線で囲われた部分の拡大図を示し、図２（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ’断面図を示し、図２（ｃ）は図１（ｂ）のＢ－Ｂ’断面図を示す。

【図3】図３は、本発明にかかるリング状プレートの一部を模式的に示す斜視図である。

【図4】図４は、本実施例のモーメントを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明にかかるリング状プレートの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

【0023】

＜リング状プレート＞
図１は、本発明にかかるリング状プレートの構造の一例を示す図であり、図１（ａ）は上面図を示し、図１（ｂ）は下面図を示す。また、図２は、本発明にかかるリング状プレートの一部を模式的に示す図であり、図２（ａ）は図１（ｂ）の点線で囲われた部分の拡大図を示し、図２（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ’断面図を示し、図２（ｃ）は図１（ｂ）のＢ－Ｂ’断面図を示す。また、図３は、本発明にかかるリング状プレートの一部を模式的に示す斜視図である。

【0024】

本実施形態のリング状プレート１は、セラミックス製（イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）やアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等）であり、たとえば、リング状に形成された胴体部１１と、所定の半導体治具（半導体ウェーハ、シャワープレート等を含む）を載置可能な複数の載置面１２ａが形成された鍔部１２と、を備える。そして、図１および図２に示すとおり、胴体部１１は、上面、下面、外周面および内周面から構成され、鍔部１２は、リング状の胴体部の内周面から径方向中心に向かって突設する構成とした。ここで、図１（ａ）に示すＲ１はリング状プレート１の中心（リング状に形成された胴体部１１の中心に相当）から外周面までの長さであり、Ｒ２はリング状プレート１の中心から内周面までの長さであり、Ｒ３はリング状プレート１の中心から鍔部１２の先端までの長さである。すなわち、本実施形態のリング状プレート１において、胴体部１１の幅はＲ１－Ｒ２であり、鍔部１２の幅はＲ２－Ｒ３である。

【0025】

また、本実施形態のリング状プレート１において、胴体部１１は、厚さＴ１で形成され、さらに、鍔部１２に形成された載置面１２ａは、胴体部の下面から高さＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）の位置に、すなわち、胴体部１１の上面とは段差を有する平面となるように、形成されている（図２（ｂ）参照）。

【0026】

上記のように構成された本実施形態のリング状プレート１は、一例として、「０．１×Ｔ１≦Ｔ２≦０．５×Ｔ１」、「０．８×Ｒ１≦Ｒ２≦０．９５×Ｒ１」および「０．９×Ｒ２≦Ｒ３≦０．９６×Ｒ２」を満たすように形成されている。

【0027】

また、本実施形態のリング状プレート１において、胴体部１１には、上面と下面とを貫通する複数の貫通孔１３が形成されている（図１および図２（ｂ）参照）。本実施形態においては、一例として、等間隔に８個の貫通孔１３を設けた（図１参照）。さらに、胴体部１１の下面には、貫通孔１３の両側に深さＨおよび幅Ｗ１で径方向に沿って形成された溝部１４を有し、さらに、胴体部１１の下面の外周面側には、隣接する貫通孔１３間に形成された溝部１４と連設しかつ深さＨ（溝部１４と同一の深さ）および幅Ｗ２で外周に沿って形成された、円弧状の切欠部１５を有する構成とした（図１（ｂ）および図２（ａ）（ｃ）参照）。なお、溝部１４を形成することによって、鍔部１２は、溝部１４を回避する形状となるため、断続的に形成される。また、貫通孔１３とその両側に形成される溝部１４との位置関係は、近いほど効果を発揮するが、近すぎるとボルト穴の強度を担保できないため、貫通孔１３の下面側内周面から４．５ｍｍ以上離れていることが好ましい。

【0028】

また、貫通孔１３は、たとえば、六角穴付ボルト用のネジ溝を切っていない穴とし、ボルトの頭部を挿通可能に下面側に形成された穴径Ｄの第１の挿通部１３ａと、ボルトのネジ部を挿通可能かつ頭部を係止可能に上面側に形成された穴径ｄの第２の挿通部１３ｂとを有する（図２（ｂ）参照）。すなわち、第２の挿通部１３ｂの穴径ｄは、「ボルトのネジ部径＜ｄ＜ボルトの頭部径」である。六角穴付ボルトは、半導体製造装置側のネジ穴（図示せず）とのみ螺合し、この螺合により、リング状プレート１はボルト頭部に押圧され、半導体製造装置に固定される。なお、本実施形態においては、一例として、六角穴付ボルトを使用することとしたが、これに限るものではなく、リング状プレート１を半導体製造装置にネジ止め固定可能なボルトであれば、どのような形状およびサイズのボルトを使用してもよい。

【0029】

上記のように構成された本実施形態のリング状プレート１は、たとえば、「０．１×Ｔ１≦Ｔ２≦０．５×Ｔ１」、「０．８×Ｒ１≦Ｒ２≦０．９５×Ｒ１」および「０．９×Ｒ２≦Ｒ３≦０．９６×Ｒ２」を満たすリング状プレートであって、さらに、「０．３４≦Ｈ／Ｔ１≦０．５８」、「０．１９≦Ｗ１／Ｄ≦０．５７」および「０．１７≦Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）≦０．５０」の関係が成立することを特徴とする。Ｈ／Ｔ１が０．３４未満の場合は、応力を効果的に抑制できないため好ましくない。また、Ｈ／Ｔ１が０．５８を超える場合は、溝部１４の深さＨが深すぎること（胴体部１１が薄くなること）が原因で破損する可能性があるため好ましくない。また、Ｗ１／Ｄが０．１９未満の場合は、応力抑制効果が期待できないため好ましくない。また、Ｗ１／Ｄが０．５７を超える場合は、顎部１２の面積が小さくなり、単位面積当たりの治具から受ける荷重が大きくなるため好ましくない。また、Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）が０．１７未満の場合は、応力抑制効果が期待できないため好ましくない。また、Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）が０．５を超える場合は、リングの加工が困難になるため好ましくない。なお、Ｗ２は、Ｒ１－Ｒ２（胴体部１１の幅）を超えることはないので、Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）が１以上となることはない。

【0030】

＜効果＞
上記のように、本実施形態のリング状プレート１は、厚さＴ１で形成されたリング状の胴体部１１と、当該リング状の胴体部１１の内周面から突設しかつ胴体部１１下面から高さＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）の位置に半導体治具を載置可能な載置面１２ａが形成された鍔部１２と、を備え、さらに、ボルトのネジ部を挿通可能とするために胴体部１１を貫通する複数の貫通孔１３が形成された、セラミックス製のリング状プレートとした。そして、胴体部１１の下面における貫通孔１３の両側に、径方向に沿って形成された溝部１４を設け、さらに、胴体部１１の下面における外周面側には、隣接する貫通孔１３間に形成された２つの溝部１４と連設しかつ外周に沿って形成された、円弧状の切欠部１５を設ける構成とした。これにより、半導体治具の熱膨張によって鍔部１２に対して力がかかった場合であっても、肉薄のネジ止め位置周辺（貫通孔周辺）に発生する応力を効果的に分散させ抑制することができるため、リング状プレートの破損（欠け、割れ等）を大幅に減らすことができる。

【0031】

なお、本実施形態においては、リング状プレートに使用するセラミックス材料として、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）やアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）を挙げたが、これらに限るものではなく、たとえば、炭化ホウ素（Ｂ₄Ｃ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂）,オキシフッ化イットリウム（ＹＯＦ）等、その他のセラミックス材料を使用することも可能である。

【0032】

また、本実施形態においては、一例として、等間隔に８個の貫通孔１３を設けたが、これに限るものではなく、貫通孔１３の間隔および個数は任意であり、少なくとも２個の貫通孔１３が形成されていればよい。

【0033】

また、本実施形態においては、溝部１４と切欠部１５の深さＨを同一としたが、必ずしも同一でなくてもよい。たとえば、両者の深さに差を設けた場合（図３参照）であっても、肉薄のネジ止め位置周辺（貫通孔周辺）に発生する応力を抑制することは可能である。

【0034】

また、本実施形態においては、リング状プレート１に載置する半導体治具として、半導体ウェーハやシャワープレートを挙げたが、これに限るものではなく、たとえば、リング状プレート１に載置され半導体製造装置にネジ止め固定された状態で、加熱により熱膨張する、すべての半導体治具に適用可能である。

【実施例】

【0035】

つづいて、本発明にかかるリング状プレートの実施例について説明する。なお、本発明は下記実施例により制限されるものではない。

【0036】

＜リング状プレート＞
本実施例では、上記実施形態における「０．１×Ｔ１≦Ｔ２≦０．５×Ｔ１」、「０．８×Ｒ１≦Ｒ２≦０．９５×Ｒ１」および「０．９×Ｒ２≦Ｒ３≦０．９６×Ｒ２」の条件を満たし、胴体部に複数の貫通孔を有する、最外径４６３ｍｍのセラミックス製のリング状プレートを用意した（比較対象（条件１）として用意した）。具体的には、Ｒ１を２３１．５ｍｍとし、Ｒ２を２０９．５ｍｍとし、Ｒ３を２０５．５ｍｍとし、Ｔ１（胴体部の厚さ）を１９ｍｍとし、Ｔ２（鍔部の厚さ）を３．５ｍｍとした。すなわち、胴体部の幅（Ｒ１－Ｒ２）は２２ｍｍであり、鍔部の幅（Ｒ２－Ｒ３）は４ｍｍである。また、貫通孔は、図１同様、８個とした。また、セラミックス素材はアルミナとした。

【0037】

また、上記比較対象（条件１）として用意したリング状プレートに加え、上記と同一仕様のリング状プレートに対して、下記のように製造条件（Ｈ，Ｗ１，Ｗ２）を変更しながら、上述した溝部および切欠部を形成することによって、さらに、３７種類のリング状プレートを用意した（条件２～条件３８の製造条件で製造したリング状プレートを用意した）。
（製造条件）
・条件１：
溝部なし，切欠部なし
・条件２：
Ｈ／Ｔ１＝０．０７，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件３：
Ｈ／Ｔ１＝０．０７，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件４：
Ｈ／Ｔ１＝０．０７，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件５：
Ｈ／Ｔ１＝０．１１，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件６：
Ｈ／Ｔ１＝０．１８，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．５０
・条件７：
Ｈ／Ｔ１＝０．１８，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件８：
Ｈ／Ｔ１＝０．１８，Ｗ１／Ｄ＝０．５７，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件９：
Ｈ／Ｔ１＝０．１８，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件１０：
Ｈ／Ｔ１＝０．１８，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件１１：
Ｈ／Ｔ１＝０．１８，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．５０
・条件１２：
Ｈ／Ｔ１＝０．１８，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件１３：
Ｈ／Ｔ１＝０．２６，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件１４：
Ｈ／Ｔ１＝０．３４，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．５０
・条件１５：
Ｈ／Ｔ１＝０．３４，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件１６：
Ｈ／Ｔ１＝０．３４，Ｗ１／Ｄ＝０．５７，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件１７：
Ｈ／Ｔ１＝０．３４，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件１８：
Ｈ／Ｔ１＝０．３４，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件１９：
Ｈ／Ｔ１＝０．３４，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件２０：
Ｈ／Ｔ１＝０．４２，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．５０
・条件２１：
Ｈ／Ｔ１＝０．４２，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件２２：
Ｈ／Ｔ１＝０．４２，Ｗ１／Ｄ＝０．５７，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件２３：
Ｈ／Ｔ１＝０．４２，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件２４：
Ｈ／Ｔ１＝０．４２，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件２５：
Ｈ／Ｔ１＝０．４２，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．５０
・条件２６：
Ｈ／Ｔ１＝０．４２，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件２７：
Ｈ／Ｔ１＝０．４２，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件２８：
Ｈ／Ｔ１＝０．５０，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件２９：
Ｈ／Ｔ１＝０．５８，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件３０：
Ｈ／Ｔ１＝０．５８，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件３１：
Ｈ／Ｔ１＝０．５８，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件３２：
Ｈ／Ｔ１＝０．５８，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件３３：
Ｈ／Ｔ１＝０．５８，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．５０
・条件３４：
Ｈ／Ｔ１＝０．５８，Ｗ１／Ｄ＝０．５７，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件３５：
Ｈ／Ｔ１＝０．７５，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．１７
・条件３６：
Ｈ／Ｔ１＝０．７５，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．３３
・条件３７：
Ｈ／Ｔ１＝０．７５，Ｗ１／Ｄ＝０．１９，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．５０
・条件３８：
Ｈ／Ｔ１＝０．７５，Ｗ１／Ｄ＝０．３８，Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）＝０．５０

【0038】

なお、本実施例では、アルミナ製のシャワープレートを各リング状プレートの載置面上に載置し、これらのリング状プレートを呼び径Ｍ８のボルト（ＪＩＳ規格（JIS B 1176（1999-2000）））で半導体製造装置に固定した状態を想定する。ボルトは六角穴付ボルトとし、ＪＩＳ規格より、リング状プレートにおける貫通孔の頭部穴径：Ｄ（上述した第１の挿通部１３ａの穴径Ｄに相当）を１４ｍｍとし、ネジ部穴径：ｄ（上述した第２の挿通部１３ｂの穴径ｄに相当）を９ｍｍとした。

【0039】

そして、シャワープレートの熱膨張によって３８種類のリング状プレートに対して力が加わった状態で、各リング状プレートに発生する応力を測定した。具体的には、貫通孔の個数に合わせて８等分した３次元モデル（図３に相当）を作成し、周期対称機能を用いて有限要素法の数値解析を実施した。熱膨張によるシャワープレートの変形を考慮し、与えたモーメントは、図４に示すように、鍔部に対して４５°の方向からの０．０３ｍｍの強制変位とした。

【0040】

なお、ボルトは、頭部のみをモデル化し、リング状プレートにおける下面側の貫通孔から挿入し、半導体製造装置側のネジ穴に螺合させた。これにより、各リング状プレートがボルトの頭部に押圧され、半導体製造装置に固定された状態とした。すなわち、上記与えたモーメント以外にリング状プレートが受ける力は、ボルトの頭部からの押圧のみとなる。

【0041】

＜評価結果＞
本実施例の評価結果を表１に示す。本実施例では、比較対象（条件１）のリング状プレート（溝部および切欠部ともになし）の応力値（条件１における応力値）に対し、応力が５０％以下となったときの条件で製造されたリング状プレートを、ネジ回りの剛性を下げることによって引張応力を十分小さくする効果が得られた特に好ましいものとして、最良（〇）とした。また、条件１における応力値に対し応力が５０％より大きく８０％以下となったときの条件で製造されたリング状プレート、すなわち、５０％以下とはならなかったが上記引張応力を小さくする一定の効果が得られたリング状プレートを、好ましいものとして良好（△）とし、破損を含むそれ以外のリング状プレートを不良（×）とした。

【0042】

【表1】

【0043】

表１に示すとおり、条件２～条件１３のリング状プレートについては、いずれも比較対象（条件１）のリング状プレートの応力値に対し、応力値５０％以下を達成することはできなかった。しかしながら、条件６～条件８および条件１０～条件１３のリング状プレートについては、いずれも条件１のリング状プレートの応力値に対し、応力値８０％以下を達成することができたので、評価結果として良品（△）であることが確認できた。一方、条件２～条件５および条件９のリング状プレートについては、主に溝部の深さＨが足りないことが原因で応力を効果的に抑制できない結果となった（×）。

【0044】

また、条件３５、条件３６および条件３８のリング状プレートについては、溝部の深さＨが深すぎる（Ｈ／Ｔ１＝０．７５）ことが原因で破損する結果となった（×）。一方で、条件３７のリング状プレートについては、溝部の深さＨが深すぎる（Ｈ／Ｔ１＝０．７５）にもかかわらず、その他の条件で応力が効果的に分散され、破損することなく応力値８０％以下を達成することができた（△）。

【0045】

また、条件１４～条件３４のリング状プレートについては、比較対象（条件１）のリング状プレートに対して応力が５０％以下となり、評価結果として最良（〇）であることが確認できた。すなわち、表１に示す最良（〇）の評価結果から、溝部の深さＨが胴体部の厚さＴ１の５８％を超えるとその溝部の深さＨが深すぎることが原因で破損する可能性があるため、また、溝部の深さＨが胴体部の厚さＴ１の３４％未満の場合には応力抑制効果が期待できないため、溝部の深さＨは、胴体部の厚さＴ１に対して「０．３４≦Ｈ／Ｔ１≦０．５８」であることが望ましい。また、表１に示す最良（〇）の評価結果から、貫通孔付近の溝部の幅Ｗ１は、ボルトの頭部穴径Ｄに対して「０．１９≦Ｗ１／Ｄ≦０．５７」であることが望ましく、さらに、切欠部の幅Ｗ２は、胴体部の幅「Ｒ１－Ｒ２」に対して「０．１７≦Ｗ２／（Ｒ１－Ｒ２）≦０．５０」であることが望ましい、といえる。

【0046】

上記のように、溝部および切欠部を上記望ましい範囲で形成することにより、そのリング状プレートについては、条件１のリング状プレート（溝部および切欠部ともになし）に対しモーメントによる発生応力を５０％以下とすることができる。

【符号の説明】

【0047】

１ リング状プレート
１１ 胴体部
１２ 鍔部
１２ａ 載置面
１３ 貫通孔
１３ａ 第１の挿通部
１３ｂ 第２の挿通部
１４ 溝部
１５ 切欠部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】