(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置内に配置される部品であって、前記部品の表面に、断面形状がＵ字状であって、ドット穴ではない凹溝により形成された識別表示が付されており、前記凹溝は、深さに対する幅の比率が０．３以上２．０以下であり、その凹溝の底部が３０μｍ以上の曲率半径で形成されていることを特徴とするプラズマ処理装置用部品。
【請求項２】
プラズマ処理装置内に配置される部品の表面に凹溝を形成して識別表示を刻印する方法であって、前記部品の表面に、レーザ照射加工により少なくとも二列の小溝部を、隣接する小溝部の一部分を重ねた状態で並列に形成しておき、これらの小溝部の間を除去するようにフォーカス位置をずらしてレーザ照射加工することにより凹溝を形成し、識別表示を刻印することを特徴とする識別表示の刻印方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置に用いられる識別表示が付されたフォーカスリングや電極板等の部品及びその部品への識別表示の刻印方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造プロセスに使用されるプラズマエッチング装置やプラズマＣＶＤ装置等のプラズマ処理装置は、チャンバー内に、高周波電源に接続される上部電極と下部電極とを、例えば、上下方向に対向配置し、下部電極の上に被処理基板を配置した状態として、上部電極に形成した通気孔からエッチングガス等を被処理基板に向かって流通させながら高周波電圧を印加することによりプラズマを発生させ、被処理基板にエッチング等の処理を行う構成とされている（特許文献１）。
【０００３】
そして、このようなプラズマ処理装置に用いられるフォーカスリングや電極板等の部品には、部品の交換時期を判定することや、部品の製造過程などの追跡調査を可能とするために、製造番号等の識別表示が付されている。識別表示は、レーザマーキング法により刻印するなどして形成されている。これらの識別表示が付された部品においては、プラズマ処理時に高温にさらされることより、識別表示を起点として割れを生ずることがあった。
【０００４】
特許文献２には、縦断面形状が略Ｕ字形状のドット穴を複数並べることにより、識別表示を形成する方法が提案されている。ドット穴の直径は、０．１ｍｍ以下（好ましくは０．０５ｍｍ以下）に形成されており、このドット穴は、プラズマ処理時のシース厚よりも狭く、ドット穴の中心軸どうしの最短距離が直径の３倍以上（例えば、０．１５ｍｍ以上）に形成されている。このようなドット穴により構成された識別表示とすることで、熱応力による影響を緩和して、識別表示を起点とする割れの発生を抑制するとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８４７６４号公報
【特許文献２】特許第４４０９４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２のように、ドット穴で識別表示を刻印する場合、視認性が劣るという問題がある。また、ドット穴を刻印する際には、集光性の高いレーザ光を一点に集中させることになるので、視認できる程度の加工を施す場合にはドット穴が深く刻まれ易いうえに、Ｕ字形状とすることが難しく、円錐状の底の尖ったドット穴が形成されることが少なくない。そして、異常放電によりドット穴に局所的に熱がかかり、底部分の尖った鋭角形状に応力が集中した場合、部品に割れを生じさせるおそれがある。
また、識別表示の形成に際しては、文字等を刻印後、その後のエッチング工程を経て表面をポリッシュする平滑化作業がなされるが、この平滑化作業においてもドット穴の中に入り込んだ研磨屑を完全に取り除けないなどの問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、識別表記の視認性を阻害することがなく、プラズマ処理時において、識別表示を起点として生じる割れ等の弊害を防止することができるプラズマ処理装置用部品及び識別表示の刻印方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプラズマ処理装置用部品は、プラズマ処理装置内に配置される部品であって、前記部品の表面に、断面形状がＵ字状であって、ドット穴ではない凹溝により形成された識別表示が付されており、前記凹溝は、深さに対する幅の比率が０．３以上２．０以下であり、その凹溝の底部が３０μｍ以上の曲率半径で形成されていることを特徴とする。
【０００９】
凹溝により識別表示を設けているので、ドット穴により識別表示を付した場合のように、視認性を阻害することがない。また、識別表示は、断面形状がＵ字状の凹溝によって形成されているので、識別表示の刻印時において生じた研磨屑の除去も容易に行うことができる。また、凹溝底部の緩やかなＵ字状の形状は、プラズマ処理時の応力集中を緩和して、部品に生じる割れ等の弊害を防止することができる。
【００１０】
また、本発明の識別表示の刻印方法は、プラズマ処理装置内に配置される部品の表面に凹溝を形成して識別表示を刻印する方法であって、前記部品の表面に、レーザ照射加工により少なくとも二列の小溝部を、隣接する小溝部の一部分を重ねた状態で並列に形成しておき、これらの小溝部の間を除去するようにフォーカス位置をずらしてレーザ照射加工することにより凹溝を形成し、識別表示を刻印することを特徴とする。
【００１１】
小溝部を複数加工した後に、レーザ光のフォーカス位置をずらして小溝部全体にレーザ照射加工を施すことにより、凹溝表面を平滑化するとともに、幅は広く、深さは浅い凹溝を形成することができる。したがって、識別表示の視認性を阻害することがなく、プラズマ処理時において生じる部品の割れ等の弊害を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、識別表示を形成する凹溝を、幅は広く、深さは浅く形成できるとともに、凹溝表面を平滑化して形成することができるので、識別表示の視認性を阻害することがなく、プラズマ処理時において、識別表示を起点として生じる割れ等の弊害を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】プラズマ処理装置の例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す電極板の背面図である。
【図３】凹溝を説明する図である。
【図４】識別表示の形成方法を説明する図であり、（ａ）が小溝部の形成、（ｂ）が複数列の小溝部の形成、（ｃ）が凹溝表面の平滑化を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明のプラズマ処理装置用部品を電極板に適用した一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、この電極板が用いられるプラズマ処理装置としてプラズマエッチング装置１について説明する。
このプラズマエッチング装置１は、図１の概略断面図に示されるように、真空チャンバー２内の上部に電極板（上部電極）３が設けられるとともに、下部に上下動可能な架台（下部電極）４が電極板３と相互間隔をおいて平行に設けられている。この場合、上部の電極板３は絶縁体５により真空チャンバー２の壁に対して絶縁状態に支持されているとともに、架台４の上には、静電チャック６と、その周りを囲むフォーカスリング７とが設けられており、静電チャック６の上に、フォーカスリング７により周縁部を支持した状態でウエハ（被処理基板）８を載置するようになっている。また、真空チャンバー２の上部にはエッチングガス供給管９が設けられ、このエッチングガス供給管９から送られてきたエッチングガスは拡散部材１０を経由した後、電極板３に設けられたガス通過孔１１を通してウエハ８に向かって流され、真空チャンバー２の側部の排出口１２から外部に排出される構成とされている。一方、電極板３と架台４との間には高周波電源１３により高周波電圧が印加されるようになっている。
【００１５】
また、電極板３は、シリコンによって円板状に形成されており、その背面には熱伝導性に優れるアルミニウム等からなる冷却板１４が固定され、この冷却板１４にも電極板３のガス通過孔１１に連通するように、このガス通過孔１１と同じピッチで貫通孔１５が形成されている。そして、電極板３は、背面が冷却板１４に接触した状態でねじ止め等によってプラズマ処理装置１内に固定される。この電極板３には、図２に示すように、冷却板１４と接触する背面に、製造番号等の識別表示３０が付されている。
【００１６】
プラズマエッチング装置１では、高周波電源１３から高周波電圧を印加してエッチングガスを供給すると、このエッチングガスは拡散部材１０を経由して、電極板３に設けられたガス通過孔１１を通って電極板３と架台４との間の空間に放出され、この空間内でプラズマとなってウエハ８に当り、このプラズマによるスパッタリングすなわち物理反応と、エッチングガスの化学反応とにより、ウエハ８の表面がエッチングされる。
また、ウエハ８の均一なエッチングを行う目的で、発生したプラズマをウエハ８の中央部に集中させ、外周部へ拡散するのを阻止して電極板３とウエハ８との間に均一なプラズマを発生させるために、通常、プラズマ発生領域１６がシリコン製のシールドリング１７で囲われた状態とされている。
【００１７】
次に、電極板３について、図２から図４を参照しながら説明する。
この電極板３の背面には、図２に示す位置に、識別表示３０が付されている。識別表示３０は、図３に示す凹溝３１によって、文字や数字等を組み合わせた文字列を刻印することにより構成されている。この場合、直径３００ｍｍ、板厚１０ｍｍとされる電極板３に対して、電極板３の外周より内側１０ｍｍの位置に、識別表示３０が付されている。
なお、電極板３は、単結晶シリコン、柱状晶シリコン、又は多結晶シリコンにより円板状に形成されている。
凹溝３１は、レーザマーカ等によって加工され、図３に示すように、断面形状がＵ字状になっている。この凹溝３１は、深さＨに対する幅Ｗの比率（Ｈ／Ｗ）が０．３以上２．０以下とされており、その底部３３の曲率半径Ｒが３０μｍ以上で形成されている。
【００１８】
次に、電極板３に凹溝３１を刻印する方法について説明する。
凹溝３１は、例えば、レーザマーカ等によるレーザ照射加工により形成される。
レーザマーカは、レーザ光を被加工物上に集光させて熱加工によって、被加工物の表面に文字等を刻印することができる装置である。レーザ光のフォーカス位置や出力強度、走査速度を管理することによって所望の幅と深さの加工を施すことができる。
【００１９】
本実施形態においては、所望の凹溝３１の幅を得るまで、複数回にわたってレーザ照射加工し、加工溝を徐々に広げて形成している。
まず、図４（ａ）に示すように、電極板３の背面の所定の位置に、１回目のレーザ照射によって、幅８０μｍ程度の小溝部３２ａを加工する。次に、図４（ｂ）に示すように、小溝部３２ａと一部分を重ねるようにして並列に二回目のレーザ照射、三回目のレーザ照射と、順次実施して、隣接する小溝部３２の一部分を重ねた状態で小溝部３２ｂ，３２ｃを加工する。このように、所望の幅（ここでは、２００μｍ程度）となるまで、複数回、レーザ照射を繰り返す。
【００２０】
凹溝３１を構成する小溝部３２による加工溝が、所望の幅となったところで、これら複数列の小溝部３２の間の鋸溝部３４を除去するようにレーザ光のフォーカス位置をずらして、小溝部３２による加工溝の幅全体をレーザ光でなぞるように加工を施す。これにより、図４（ｃ）に示すように、鋸溝部３４が除去されて、加工溝の表面がＵ字状の断面形状に加工される。その後、レーザ照射加工後に残る熱の影響層を除去するため、電極板３をエッチングする。さらに、電極板３の表面を数１０〜１００μｍ程度研磨することにより、所定の厚みとされる。
なお、小溝部３２による加工溝は、電極板３の表面を研磨した後においても凹溝３１を確実に視認できる状態とするため、２００μｍ程度の深さを目途に加工されている。
【００２１】
このように、小溝部３２を複数加工した後に、その小溝部３２による加工溝の全体に、レーザ光のフォーカス位置をずらしてレーザ照射加工を施すことにより、加工溝の表面を平滑化するとともに、幅Ｗが大きい凹溝３１を形成することができる。
【００２２】
ところで、プラズマエッチング処理時には、プラズマ発生領域に露出している電極板３は高温にさらされ、処理の度に膨張、収縮を繰り返すことにより、電極板３に熱応力が加わることとなる。しかしながら、本実施形態の電極板３においては、背面に付された識別表示３０を構成する凹溝３１が、Ｕ字状の断面形状となるように形成されており、かつ、その凹溝３１の深さＨに対する幅Ｗの比率が大きく構成されている。そのため、凹溝３１の幅Ｗを十分に確保することができ、識別表示３０の視認性を阻害することがない。また、プラズマ処理時において応力集中を緩和して、部品に生じる割れ等の弊害を防止することができる。また、凹溝３１により構成される識別表示３０においては、刻印時において生じた研磨屑の除去も容易に行うことができる。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明のプラズマ処理装置用部品に係る実施例について説明する。
試料には、第１実施形態と同様に直径３００ｍｍ、厚さ１０ｍｍの単結晶シリコン電極板を用い、識別表示を構成する凹溝の違いによる、割れの発生状況を確認した。
識別表示は、電極板の片面に下記の表１に示す条件で、また、図３に示す形状の凹溝を形成することにより刻印した。なお、試料に付する識別表示は、文字列「ＡＢＣ１２３」、文字高さ６ｍｍとし、電極板の外周から内側１０ｍｍの位置に刻印した。
また、試料となる電極板は、条件毎に５０枚作製した。そして、１００℃に加熱されたホットプレート上に、識別表示を付した刻印面を上にして電極板を載置し、この際に識別表示を起点とする割れが発生した電極板の数を確認した。なお、識別表示を起点とする割れは、ホットプレート上に載置した直後に発生していた。
また、視認性の評価は、５名が垂直方向（識別表示の直上５０ｃｍ）から観察することにより行い、５名全員が文字を正しく確認できた場合を「○」とし、１名でも読み取れなかった場合を「×」として評価した。
【００２４】
【表１】
0005630319.tif 000002
【００２５】
表１に示すとおり、各凹溝の深さＨに対する幅Ｗの比率（Ｈ／Ｗ）が０．３以上２．０以下で、凹溝の底部の半径Ｒが３０μｍ以上であれば、識別表示を起点とする割れを効果的に防止でき、良好な視認性を得られることがわかる。また、識別表示の良好な視認性を得るためには、凹溝の幅Ｗを２００μｍ程度とすれば十分であるが、表１によれば、幅Ｗを２４０μｍとした凹溝を形成することも可能である。
【００２６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、レーザマーカのレーザ媒体、光源等に関しては、電極板等の部品に刻印が可能であるならば、特に制限されるものではない。
また、上記実施形態においては、プラズマ処理装置用部品としてＳｉ製の電極板を用いて説明したが、本発明は、石英、アルミナセラミックス、イットリアセラミックス、ＳｉＣ等の部品表面に識別表示を刻印する際にも有効である。
【符号の説明】
【００２７】
１  プラズマエッチング装置
２  真空チャンバー
３  電極板（プラズマ処理装置用部品）
４  架台
５  絶縁体
６  静電チャック
７  フォーカスリング
８  ウエハ
９  エッチングガス供給管
１０  拡散部材
１１  ガス通過孔
１２  排出口
１３  高周波電源
１４  冷却板
１５  貫通孔
１６  プラズマ発生領域
１７  シールドリング
３０  識別表示
３１  凹溝
３２，３２ａ，３２ｂ，３２ｃ  小溝部
３３  底部
３４  鋸溝部
【図１】
0005630319.tif 000003
【図２】
0005630319.tif 000004
【図３】
0005630319.tif 000005
【図４】
0005630319.tif 000006