(57)【要約】【課題】プラズマ処理装置用の電極板に形状精度の良好なガス噴出用の通気孔を形成する。【解決手段】プラズマ処理装置用の電極板１０に厚さ方向に貫通する通気孔１１を形成する電極板１０の通気孔形成方法であって、電極板１０の表面１０ａを中心線平均粗さＲａ０．２μｍ〜３０μｍとする粗面化工程と、電極板１０の粗面化された表面１０ａに波長２００ｎｍ〜６００ｎｍのレーザ光２０を照射して通気孔１１を形成する通気孔形成工程とを有し、レーザ光２０の焦点スポット２１を電極板１０の面方向に沿って旋回させることにより円形の照射エリア２２を形成し、この照射エリア２２を電極板１０の面方向に円運動させながら、レーザ光２０の焦点スポットを電極板１０の厚さ方向に移動させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ処理装置用の電極板に、厚さ方向に貫通する通気孔を形成する電極板の通気孔形成方法であって、
前記電極板の表面を中心線平均粗さＲａ０．２μｍ〜３０μｍとする粗面化工程と、前記電極板の粗面化された前記表面に波長２００ｎｍ〜６００ｎｍのレーザ光を照射して前記通気孔を形成する通気孔形成工程とを有し、
前記通気孔形成工程において、前記レーザ光の焦点スポットを前記電極板の面方向に沿って旋回させることにより円形の照射エリアを形成し、この照射エリアを前記電極板の面方向に円運動させながら、前記レーザ光の焦点スポットを前記電極板の厚さ方向に移動させることを特徴とする電極板の通気孔形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ処理装置用の電極板の通気孔形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板に薄膜を形成するプラズマＣＶＤ装置や半導体集積回路を製造する際にウエハをプラズマエッチングするエッチング装置等のプラズマ処理装置に、シリコンや炭化ケイ素（ＳｉＣ）からなる電極板が用いられている。プラズマ処理装置では、真空容器の中に電極板とウエハとが対向して配置されており、これら電極板とウエハとの間に、電極板を厚さ方向に貫通する多数の通気孔を通じてガスが供給されている。エッチング処理装置においては、電極板に高周波電圧を印加することにより、ウエハと電極板との間にプラズマを発生させて、ウエハをエッチングすることができる。
【０００３】
このような電極板は、たとえば特許文献１に記載されているように、厚さ４ｍｍ〜５ｍｍのシリコン板に、直径が０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの貫通孔をドリル加工により形成して製造される。電極板では貫通孔（通気孔）の内面の平滑度や加工精度がウエハの加工精度に影響するので、特許文献１においては、ラップ、ポリッシュマシンによる表面加工を行い、表面粗さの小さい通気孔を形成することが提案されている。
【０００４】
通気孔の形成について、特許文献２においては、放電加工またはレーザ加工により下穴を比較的高速で形成した後、ダイヤドリル等を使用した加工により下穴の内面を比較的低速で加工することにより、下穴形成時の加工ダメージ層を取り除き、加工面精度の良好な微細孔を効率よく形成することが提案されている。
【０００５】
また、特許文献３では、エネルギー密度の大きいピコ秒レーザ光を下穴の内面に照射して下穴形成時の熱影響部を除去し、仕上げ精度の高い通気孔を形成することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２８９１９５号公報
【特許文献２】特開平１１−９２９７２号公報
【特許文献３】特開２００８−５５４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プラズマＣＶＤ装置やエッチング装置等のプラズマ処理装置用の電極板において、通気孔を高い精度で形成することにより、ガスを均一に供給することが可能となる。たとえば特許文献２や特許文献３に記載の方法によれば、電極板の表裏面において開口径の等しい通気孔を形成することができるが、下穴を形成する工程と、下穴の内面を加工する工程との２工程が必要となる。このため、より生産性の高い加工方法が求められている。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、プラズマ処理装置用の電極板に形状精度の良好なガス噴出用通気孔を形成する加工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】
【０００９】
本発明は、プラズマ処理装置用の電極板に、厚さ方向に貫通する通気孔を形成する電極板の通気孔形成方法であって、前記電極板の表面を中心線平均粗さＲａ０．２μｍ〜３０μｍとする粗面化工程と、前記電極板の粗面化された前記表面に波長２００ｎｍ〜６００ｎｍのレーザ光を照射して前記通気孔を形成する通気孔形成工程とを有し、前記通気孔形成工程において、前記レーザ光の焦点スポットを前記電極板の面方向に沿って旋回させることにより円形の照射エリアを形成し、この照射エリアを前記電極板の面方向に円運動させながら、前記レーザ光の焦点スポットを前記電極板の厚さ方向に移動させる。
【００１０】
ここで、中心線平均粗さＲａは、以下のようにして算出される値である。測定された粗さ曲線を中心線から折り返し、その粗さ曲線と中心線とで囲まれた領域の面積の総和を求める。この面積の総和を測定長さで割った値（単位：μｍ）が中心線平均粗さＲａである。なお、粗さ曲線は、接触式測定装置によって測定される。
【００１１】
この通気孔形成方法によれば、レーザ光の焦点スポットよりも面積の大きい照射エリアを形成し、この照射エリアを電極板に対して螺旋状に移動させることにより、電極板を螺旋状に穿孔して、焦点スポットよりも大きな断面積を有する通気孔を形成することができる。
したがって、ドリル等によって下穴を形成する工程が不要であり、レーザ光を照射する１工程で通気孔を形成することができる。このとき、電極板の表面を粗面化することにより、レーザ光を電極板に効率よく吸収させることができる。
また、レーザ光が短波長であるので、従来は加工が困難であった炭化ケイ素電極板に対する通気孔の形成が可能となる。さらに、精密な深孔加工が容易であるとともに、内壁面が平滑で加工変質層が小さいので、加工変質層を除去するためのエッチング処理が困難な炭化ケイ素の加工に特に有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプラズマ処理装置用の電極板の通気孔形成方法によれば、精密な通気孔を、下穴を形成せずに短工程で形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のプラズマ処理装置用の電極板の通気孔形成方法を示す斜視図である。
【図２】本発明の通気孔形成工程における粗面化工程を示す斜視図である。
【図３】本発明の通気孔形成工程におけるレーザ光の焦点スポットおよび照射エリアと通気孔とを示す平面図である。
【図４】本発明の通気孔形成方法に用いられるレーザ光を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係るプラズマ処理装置用の電極板の通気孔形成方法の実施形態について説明する。
本発明の電極板の通気孔形成方法は、図１に示すようにプラズマ処理装置用の電極板１０に厚さ方向に貫通する通気孔１１を形成する電極板１０の通気孔形成方法であって、電極板１０の表面１０ａを中心線平均粗さＲａ０．２μｍ〜３０μｍとする粗面化工程（図２）と、電極板１０の粗面化された表面１０ａに波長２００ｎｍ〜６００ｎｍのレーザ光２０を照射して通気孔１１を形成する通気孔形成工程（図３）とを有する。
【００１５】
電極板１０は、たとえば厚さ１０ｍｍ、直径３００ｍｍの炭化ケイ素円板であり、直径０．３ｍｍの通気孔１１が、数ｍｍ〜１０ｍｍピッチ（たとえば８ｍｍ）で数百〜１０００個、縦横に整列した状態で厚さ方向に貫通するように形成される。
【００１６】
（粗面化工程）
まず、電極板１０の表面１０ａが鏡面であるとレーザ光２０が反射されて吸収されにくく、レーザ光２０による加工が困難であるので、平面研削盤、ラップマシン等により、図２に示すように電極板１０の表面１０ａを中心線平均粗さＲａ０．２μｍ〜３０μｍに粗面化しておく。
【００１７】
粗面化工程における加工方法としては、砥石での研削加工、ラッピングによる加工、サンドペーパによる加工などが挙げられる。
砥粒の種類や大きさ、加工時間などの加工条件は、特に限定されず、目的とする中心線平均粗さＲａが得られるように適宜調整される。
中心線平均粗さＲａを０．２μｍ〜３０μｍとすることによって、レーザ光２０の反射を抑えることができ、レーザ光２０の吸収効率を高め、レーザによる加工性を向上させることができる。
中心線平均粗さＲａが０．２μｍ未満では、上記したレーザによる加工性が十分に向上できない。中心線平均粗さＲａが３０μｍ超では、粗面化処理に長時間を要し、生産性に劣る。また、電極板１０の強度低下を招く恐れがある。
【００１８】
（通気孔形成工程）
次に、図３に示すように、レーザ光２０の焦点スポット２１を電極板１０の面方向に沿って旋回させることにより円形の照射エリア２２を形成し（図４）、この照射エリア２２を電極板１０の面方向（ｘｙ方向）に円運動させながら、レーザ光２０の焦点スポットを電極板１０の厚さ方向（ｚ方向）に移動させる。この工程において、レーザ光２０の照射エリア２２で電極板１０が加熱されて蒸発することにより、除去加工が行われる。電極板１０の蒸気は、吸引装置等（図示せず）により速やかに加工部分近傍から取り除かれる。このレーザ光２０は、波長２００ｎｍ〜６００ｎｍの短波長パルスレーザであり、エネルギー密度が高く、熱影響部が小さいため、精密な加工が可能である。
【００１９】
レーザ光２０の焦点スポット２１は、ウェッジプリズム等を用いた光学系（図示せず）により旋回させることができる。これにより、図４に示すように、レーザ光２０の軌跡がたとえば直径２００μｍの平行ビームとなり、テーパのない通気孔１１を形成することができる。
照射エリア２２は、光学系により旋回させることで電極板１０に対して円運動させることができる。また、電極板１０が固定されたテーブル（図示せず）をｘｙ方向に揺動させることにより、電極板１０に対して相対的に円運動させることができる。
レーザ光２０の焦点スポットは、電極板１０に対してレーザ光２０の照射ユニット（図示せず）または電極板１０が固定されたテーブルをｚ方向に進退させることにより、電極板１０の厚さ方向に相対移動させることができる。
このように、電極板１０とレーザ光２０とを相対的に移動させて、レーザ光２０の照射エリア２２を電極板１０に対して螺旋状に前進させることにより、通気孔１１を形成することができる。
【００２０】
以上説明した本発明の通気孔形成方法によれば、平行ビーム状となったレーザ光２０の照射エリア２２を電極板１０に対して厚さ方向に螺旋状に前進させることにより、電極板１０の表裏面で直径がほぼ等しい通気孔１１を形成することができる。
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、レーザ光２２を電極板１０に対して螺旋状に前進させることにより、レーザ光２２の入口側と出口側との直径差の小さい精密な通気孔１１を、下穴を形成せずに短工程で形成できる。
なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、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。たとえば、電極板１０の材質としては、炭化ケイ素に限らず、単結晶シリコン等を用いることができる。また、電極板１０の材質や厚さ、形成しようとする通気孔１１の直径等に応じて、適切に設定することにより、形状精度の良好な通気孔を形成することができる。特に、上述したように、レーザ光の前進速度や単位時間あたりの加工量等を適切に設定することが望ましい。
【符号の説明】
【００２２】
１０  電極板
１０ａ  表面
１１  通気孔
２０  レーザ光
２１  焦点スポット
２２  照射エリア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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