(57)【要約】【課題】均一なエッチング面を得ることができるドライエッチング方法、およびこの方法を用いて製造される回折型光学部品を提供することを目的とする。【解決手段】ドライエッチング装置１を使用して、絶縁性基板８を電極６と電気的に密着させて、プラズマ９によりドライエッチングを行う。この際、絶縁性基板８と電極６の間に誘電体１１を設けた状態で、ドライエッチングを行う。【選択図】図１
2007310173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板を電極と電気的に密着させて、プラズマでドライエッチングを行うドライエッチング方法であって、
前記絶縁性基板と前記電極の間に、誘電体が設けられていることを特徴とするドライエッチング方法。
【請求項２】
前記絶縁性基板と前記電極の間に前記誘電体を設けない状態で、ドライエッチングを行った場合の、前記絶縁性基板の各エッチング部位のエッチング深さに対応させて、前記誘電体の厚みを変更することを特徴とする請求項１に記載のドライエッチング方法。
【請求項３】
前記誘電体が、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、およびフッ素樹脂から選ばれる少なくとも１つにより形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のドライエッチング方法。
【請求項４】
前記プラズマが、ＩＣＰプラズマ、ＣＣＰプラズマ、ＥＣＲプラズマおよびＮＬＤプラズマから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のドライエッチング方法。
【請求項５】
前記絶縁性基板が、ＺｎＳｅ多結晶からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のドライエッチング方法。
【請求項６】
前記絶縁性基板が、ＳｉＯ2からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のドライエッチング方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のドライエッチング方法により製造されたことを特徴とする回折型光学部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドライエッチング方法と回折型光学部品（Diffractive Optical Element：以下、「ＤＯＥ」という。）に関し、特に、安定したエッチングレートを得るドライエッチング方法、およびその方法を用いて製造されるＤＯＥに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やパソコン等に用いられる電子部品およびデバイスの小型化が進み、それらに対して、精度の高い加工が要求されている。そして、この要求を満足させるデバイスとして、光の回折現象を利用するＤＯＥが注目されている。このＤＯＥは、表面を鏡面に磨き、屈折・反射といった幾何光学を利用する従来の光学部品とは異なり、表面にミクロン単位の微細な凹凸を形成することにより、光の回折現象を利用し、位相を直接制御することによって、例えば、多点分光機能等の幅広い応用分野が期待できる光学部品である。
【０００３】
このＤＯＥの利用例としては、レーザ加工用の光学部品が挙げられる。これは、１本の加工用レーザ光をＤＯＥに照射し、このレーザ光を多点に分岐して複数個の穴を同時にあけることで、微細な穴明け加工の高速性を実現するものである。
【０００４】
また、一般に、ＤＯＥを製造する際に、ドライエッチング方法が使用されている。例えば、図７に示すドライエッチング装置１を用いて、誘導結合性プラズマ（Inductively−Coupled−Plasma：以下、「ＩＣＰプラズマ」という。）によるドライエッチング方法が採用されている。なお、ＩＣＰプラズマとは、ＩＣＰコイルに高周波電力を印加することによって生成したプラズマのことである。このドライエッチング装置５０は、ＲＦ電源２、３と、ＩＣＰコイル４と、反応室５と、Ｈｅガス等によって冷却された電極６と、ブロッキングコンデンサ７とを備えている。また、ＤＯＥの原材料となる絶縁性基板（例えば、石英基板）８が、反応室５の内部に設置されている。なお、ここでいう「絶縁性基板」とは、静電場を加えた時に、誘電分極を生じるが、直流電流を生じない基板のことをいう。
【０００５】
そして、反応室５内にガスを供給し、ＲＦ電源２、３によって高周波電力を印加して誘導磁場を発生させる。そうすると、イオン、および活性種を含むプラズマ９が発生し、当該活性種を絶縁性基板８の表面で反応させ、絶縁性基板８の表面において二次生成物を発生させる。次いで、プラズマ９中のイオンを、絶縁性基板８上に発生するシース領域１０で発生するシース電界により加速させて、絶縁性基板８の表面へ衝突させ、二次生成物をスパッタさせ、絶縁性基板８のドライエッチングが行われる（例えば、非特許文献１参照）。
【非特許文献１】徳山巍著、「応用物理学シリーズ  超微細加工技術」、第１版、株式会社  オーム社、１９９７年２月、ｐ２１６−２２１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来のドライエッチング方法においては、エッチングレートが安定せず、エッチングが行われる絶縁性基板８の表面において、エッチング深さの不均一性が発生するという問題があった。これは、プラズマ９中に存在するイオン、活性種が、エッチングが行われる絶縁性基板８の表面において均一に分布しないことに起因する。そして、これを改善するためには、エッチングを行う際に、反応室５内の圧力を下げて、プラズマ９中に存在するイオンと活性種の拡散長を大きくして、平均自由工程を大きくする必要がある。しかし、反応室５内の圧力を下げると、反応室５内に供給されたガスの分子数が低下するため、ガス分子間の衝突頻度が減少してしまい、プラズマ９を発生させることが困難になる。また、仮に、プラズマ９が発生した場合であっても、反応室５内の圧力低下に伴い、プラズマ９中のイオンや活性種の濃度が低下するため、エッチング速度が大幅に低下するという問題が生じる。
【０００７】
このように、絶縁性基板８の表面において、エッチング深さの不均一性が発生すると、ＤＯＥの光学特性が低下するという問題があった。即ち、上述のごとく、ＤＯＥは、ドライエッチングにより、表面にミクロン単位の微細な凹凸を形成して使用するものであり、入射するレーザ光に対して微細な凹凸で発生する光路長差に基づく光の回折現象を利用して、分岐やホモナイズ等の光の強度変換を発生させるために利用されるものである。しかし、エッチング深さの不均一性が発生すると、上述の光路長差が発生しないため、所望の光の強度変換を得ることができず、結果として、ＤＯＥの光学特性が低下するという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、均一なエッチング面を得ることができるドライエッチング方法、およびこの方法を用いて製造される回折型光学部品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】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、絶縁性基板を電極と電気的に密着させて、プラズマでドライエッチングを行うドライエッチング方法であって、絶縁性基板と電極の間に、誘電体が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
同構成によれば、絶縁性基板の各エッチング部位におけるシース電圧のバラツキを抑制するとともに、エッチングレートを制御することができる。従って、絶縁性基板の各エッチング部位におけるエッチング深さの均一性を向上することができ、結果として、光学特性に優れたＤＯＥを製造することが可能になる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のドライエッチング方法であって、絶縁性基板と電極の間に誘電体を設けない状態で、ドライエッチングを行った場合の、絶縁性基板の各エッチング部位のエッチング深さに対応させて、誘電体の厚みを変更することを特徴とする。同構成によれば、簡単な方法で、絶縁性基板の各エッチング部位におけるエッチング深さの均一性を向上することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のドライエッチング方法であって、誘電体が、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、およびフッ素樹脂から選ばれる少なくとも１つにより形成されていることを特徴とする。
【００１３】
同構成によれば、エッチングの際に使用されるガス（例えば、ＣＨＦ3やＡｒ）に対して反応せず、また、真空中におけるガスの発生や分解を回避できる誘電体を提供することが可能になる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のドライエッチング方法であって、プラズマが、ＩＣＰプラズマ、ＣＣＰプラズマ、ＥＣＲプラズマおよびＮＬＤプラズマから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする。同構成によれば、微細で異方性の高いドライエッチングが可能となるため、より一層高品質のＤＯＥを製造することが可能になる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のドライエッチング方法であって、絶縁性基板が、ＺｎＳｅ多結晶からなることを特徴とする。同構成によれば、ＺｎＳｅ多結晶は赤外光の透過性が良いため、赤外光を出射する炭酸ガスレーザを用いた電子部品等の加工に好適に使用できるＤＯＥを得ることができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のドライエッチング方法であって、絶縁性基板が、ＳｉＯ2からなることを特徴とする。同構成によれば、ＹＡＧレーザ（基本波、二倍波、三倍波または四倍波等）を用いた電子部品等の加工に好適に使用できるＤＯＥを得ることができる。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のドライエッチング方法により製造されたことを特徴とする回折型光学部品である。同構成によれば、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のドライエッチング方法により製造されているため、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の発明と、同様の効果を有する回折型光学部品を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、絶縁性基板の各エッチング部位におけるエッチング深さの均一性を向上することができ、光学特性に優れたＤＯＥを製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係るドライエッチング方法を実施するためのドライエッチング装置の全体構成を示す概略図である。なお、上述の図７と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２０】
本実施形態に係るドライエッチング方法は、図１に示すドライエッチング装置１を使用して、絶縁性基板８を電極６と電気的に密着させて、プラズマ９でドライエッチングを行うドライエッチング方法であって、反応室５内において、電極６と絶縁性基板８の間に、誘電体１１を設けた状態で、ドライエッチングを行う点に特徴がある。
【００２１】
より具体的には、本実施形態に係るドライエッチング方法は、ドライエッチングを行う際に、プラズマ９中のイオンを加速させるシース領域１０のシース電圧を制御することにより、反応室５内の圧力を下げることなく（即ち、プラズマ９中のイオンや活性種の濃度が低下させることなく）、エッチングレートを制御する点に特徴がある。即ち、プラズマ９中のイオンがシース領域１０から得る運動エネルギーは、シース電界の強度に比例するため、シース電界強度、即ち、シース電圧を制御することによりエッチングレートを制御する。
【００２２】
そして、このシース電圧が、電極６と絶縁性基板８の間に設けられた誘電体１１の厚みにより変動することを見出した。図２は、反応室５に投入された電圧に対するシース電圧の割合と、電極６と絶縁性基板８の間に設けられた誘電体１１の厚みとの関係を示した図である。図２に示すように、誘電体１１の厚みが増加すると、シース電圧の割合が減少（即ち、シース電圧が低下）していることが判る。
【００２３】
なお、図２に示すシース電圧と誘電体１１との厚みとの関係は、次のようにして求めた。シース領域１０の静電容量をＣ１、絶縁性基板８の静電容量をＣ２、誘電体１１の静電容量をＣ３、反応室５の静電容量をＣ４、およびブロッキングコンデンサ７の静電容量をＣ５とすると、図１に示したドライエッチング装置１の系全体の静電容量Ｃ０は、以下の（式１）により求めることができる。
１／Ｃ０＝１／｛１／（１／Ｃ１＋１／Ｃ２＋１／Ｃ３）＋Ｃ４｝＋１／Ｃ５…（式１）
【００２４】
なお、この場合、誘電体１１の厚みａの変化に伴う静電容量の変化が生じるが、ブロッキングコンデンサ７を自動可変にすることにより、系全体の静電容量Ｃ０が一定となるようにしている。即ち、誘電体１１の厚みａが変化すると、静電容量Ｃ３が変化するが、それに応じて、系全体の容量Ｃ０が変化しないように、ブロッキングコンデンサ７の静電容量Ｃ５が変化するように構成されている。
【００２５】
また、シース領域１０の厚みを２ｍｍ、直径を１５０ｍｍ、シース領域１０の比誘電率を１、およびシース領域１０の静電容量Ｃ１を７８．２ｐＦとした。また、絶縁性基板８として、厚み１ｍｍ、直径１５０ｍｍ、比誘電率が３．７５、静電容量Ｃ２が５８６．５ｐＦの石英基板を使用した。また、反応室５の静電容量Ｃ４を２００ｐＦとし、誘電体１１を使用しない場合のブロッキングコンデンサ７の静電容量Ｃ５を２５０ｐＦとした。また、誘電体１１として、厚みがａ（単位：μｍ）、直径が１５０ｍｍ、比誘電率が３．５のポリイミドシート（東レデュポン社製、商品名カプトン）を使用した。また、系全体の静電容量Ｃ０は、誘電体１１を使用しない場合、即ち、図１に示す誘電体１１の部分が導体であって、静電容量が無限大であると仮定して算出したところ、１２９．６ｐＦであった。
【００２６】
以上の条件の下、上述の（式１）を変形して、誘電体１１の静電容量Ｃ３、および誘電体１１を使用する場合のブロッキングコンデンサ７の静電容量Ｃ５を求めると、以下の（式２）、（式３）のようになる。
Ｃ３＝５４７．４／ａ（単位：ｐＦ）…（式２）
Ｃ５＝｛２３１６７２１３（５４７．４／ａ）＋１１８８４６１０００｝／｛９２６６９（５４７．４／ａ）＋３２２９６６５（単位：ｐＦ）…（式３）
【００２７】
また、図１に示したドライエッチング装置１の系全体の電圧をＶ０、シース領域１０の電圧（即ち、シース電圧）をＶ１、絶縁性基板８の電圧をＶ２、誘電体１１の電圧をＶ３、反応室５の電圧をＶ４、およびブロッキングコンデンサ７の電圧をＶ５とすると、等価回路により、以下の（式４）〜（式７）が成立する。
Ｖ１＋Ｖ２＋Ｖ３＝Ｖ４…（式４）
Ｖ４＋Ｖ５＝Ｖ０…（式５）
Ｃ１Ｖ１＝Ｃ２Ｖ２＝Ｃ３Ｖ３…（式６）
Ｃ３Ｖ３＋Ｃ５Ｖ４＝Ｃ４Ｖ５…（式７）
【００２８】
そして、上述の（式４）〜（式７）を変形すると、シース電圧Ｖ１は、以下の（式８）で表される。
Ｖ１＝Ｃ２Ｃ３Ｃ５／（Ｃ１Ｃ２Ｃ３＋Ｃ２Ｃ３Ｃ４＋Ｃ１Ｃ３Ｃ４＋Ｃ１Ｃ２Ｃ４＋Ｃ２Ｃ３Ｃ５＋Ｃ１Ｃ３Ｃ５＋Ｃ１Ｃ２Ｃ５）Ｖ０…（式８）
【００２９】
そして、誘電体１１の厚みａを０〜３００μｍの間で変化させて、上述の（式２）、（式３）より、誘電体１１の静電容量をＣ３、および誘電体１１を使用する場合のブロッキングコンデンサ７の静電容量Ｃ５を求めるとともに、これら求めた誘電体１１の静電容量をＣ３、ブロッキングコンデンサ７の静電容量Ｃ５、上述の、シース領域の静電容量をＣ１、絶縁性基板８の静電容量をＣ２、反応室５の静電容量をＣ４、および系全体の電圧Ｖ０（＝５００Ｖ）を、上述の（式８）に代入することにより、図２に示す、誘電体１１の厚みに対するシース電圧Ｖ１を求めた。
【００３０】
また、エッチングレート（単位：μｍ／分）と、電極６と絶縁性基板８の間に設けられた誘電体１１の厚みａ（単位：ｍｍ）の関係について調べたところ、図３に示すように、図２に示すシース電圧と同様に、エッチングレートが、電極６と絶縁性基板８の間に設けられた誘電体１１の厚みにより変動し、誘電体１１の厚みが増加すると、エッチングレートが低下することが確認された。即ち、図２、図３から判るように、誘電体１１の厚みに対するシース電圧、およびエッチングレートは、ほぼ比例関係にあることが確認された。
【００３１】
なお、この場合、絶縁性基板８として、厚み１ｍｍ、直径１５０ｍｍ、比誘電率が３．７５の石英基板を使用し、また、反応室５内にＣＨＦ３ガスを２５ｓｃｃｍ、Ａｒガスを１０ｓｃｃｍの流量で導入し、ＲＦ電源２、３に対して、ＩＣＰパワーが５００Ｗ、バイアスパワーが５００Ｗの高周波電力を印加してプラズマを発生させて、絶縁性基板８の表面をドライエッチングした。また、誘電体１１として、厚みが５０μｍ、直径が１５０ｍｍ、比誘電率が３．５のポリイミドシート（東レデュポン社製、商品名カプトン）を使用し、当該５０μｍのポリイミドシートを積層することにより、誘電体１１の厚みが、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、および３００μｍの場合のエッチングレートを調べた。また、図３に示す、エッチングレートは、以下の（式９）により、近似的に求めることができる。なお、この場合、上述のごとく、エッチングレートの単位にμｍ／分、誘電体１１の厚みａの単位にｍｍを使用する。
エッチングレート＝−０．０１４１×（誘電体１１の厚みａ）＋０．０４１９…（式９）
【００３２】
以上から、電極６と絶縁性基板８の間に設けられた誘電体１１の厚みを変更して、シース電圧を制御することにより、エッチングレートを制御することができる。即ち、まず、電極６と絶縁性基板８の間に誘電体１１を設けない状態で、ドライエッチングを行い、上述の図３に基づいて、絶縁性基板８の各エッチング部位（即ち、ドライエッチングが行われる部分）のエッチング深さに対応させて、各エッチング部位におけるエッチングレートを制御すべく、誘電体１１の厚みを決定する。そして、当該誘電体１１を電極６と絶縁性基板８の間に設けた状態で、ドライエッチングを行うことにより、絶縁性基板８の各エッチング部位におけるシース電圧のバラツキを抑制するとともに、エッチングレートを制御することができる。
【００３３】
なお、使用される誘電体１１としては、絶縁性基板８の各エッチング部位におけるシース電圧のバラツキを抑制することができるものであれば、どのようなものを使用しても良いが、エッチングの際に使用されるガス（例えば、ＣＨＦ3やＡｒ）に対して反応せず、また、真空中で、ガスを発生したり、分解したりしないものが好適に使用できる。かかる観点から、上述のポリイミド樹脂以外に、例えば、ポリエステル樹脂、テフロン（登録商標）等のフッ素樹脂を使用することができる。
【００３４】
また、絶縁性基板８と電極６の間に誘電体１１を設ける（即ち、絶縁性基板８の下に、誘電体１１を設ける）場合、誘電体１１の厚みによっては、エッチングを行う際に、絶縁性基板８が傾斜し、絶縁性基板８において、傾斜したエッチング部位が形成（即ち、エッチング部位の側壁に傾斜面が形成）されてしまい、ＤＯＥの光学特性に影響を及ぼす可能性がある。従って、上述の光学特性への影響を回避すべく、例えば、厚み１ｍｍ、直径１５０ｍｍの絶縁性基板８を使用する際には、厚さが５００μｍ以下の誘電体１１を使用するのが好適であるとの観点から、当該誘電体１１の比誘電率は、１以上５以下であることが好ましい。
【００３５】
また、本実施形態のドライエッチング方法は、ＩＣＰプラズマ、ＣＣＰプラズマ、ＥＣＲプラズマおよびＮＬＤプラズマから選ばれる少なくとも１つを用いて行なわれることが好ましい。この場合には、微細で異方性の高いドライエッチングが可能となるため、より高品質のＤＯＥを製造することができるからである。ここで、ＣＣＰプラズマとは、容量結合型プラズマのことであって、電極上の電荷がつくる静電場によって生成したプラズマのことである。また、ＥＣＲプラズマとは、電子サイクロトロン共鳴プラズマのことであって、磁場の中でサイクロトロン運動をしている電子と正イオンに交流電場を加えることによって生成したプラズマのことである。また、ＮＬＤプラズマとは、磁気中性線放電プラズマのことであって、磁界が０となる磁気中性点のループを形成し、このループに沿って生成したプラズマのことである。
【００３６】
次に、本実施形態のドライエッチング方法のメカニズムについて説明する。まず、図１に示すように、反応室５内の電極６上に絶縁性基板８を配置するとともに、当該電極６と絶縁性基板８の間に、誘電体１１を設ける。次いで、反応室５内にガスを供給し、ＲＦ電源２、３によって高周波電力を印加して誘導磁場を発生させる。そうすると、図４（ａ）に示すように、イオン（この場合、プラスイオン）１２、および活性種１３を含むプラズマ９が発生する。そして、活性種１３を絶縁性基板８の表面で反応させ、図４（ｂ）に示すように、絶縁性基板８の表面において、活性種１３と、絶縁性基板８を構成する元素１７からなる二次生成物１４を発生させる。次いで、図４（ｃ）に示すように、プラズマ９中のイオン１２を、絶縁性基板８上のシース領域１０で発生する、バラツキが抑制されたシース電界により加速させて、絶縁性基板８の表面の二次生成物１４へ衝突させる。そうすると、図４（ｄ）に示すように、二次生成物１４がスパッタされて、各エッチング部位におけるエッチングレートが制御された状態で、ドライエッチングが行われることになる。
【００３７】
また、本実施形態のドライエッチング方法において使用される絶縁性基板８は、ＺｎＳｅ多結晶からなることが好ましい。これは、ＺｎＳｅ多結晶は赤外光の透過性が良いため、ＺｎＳｅ多結晶からなるＤＯＥは、赤外光を出射する炭酸ガスレーザを用いた電子部品等の加工に好適に使用できるからである。
【００３８】
また、本発明のドライエッチング方法において使用される絶縁性基板８は、合成石英等のＳｉＯ2からなることが好ましい。ＳｉＯ2からなるＤＯＥは、ＹＡＧレーザ（基本波、二倍波、三倍波または四倍波等）を用いた電子部品等の加工に好適に使用できるからである。
【００３９】
以上に説明した本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態においては、電極６と絶縁性基板８の間に、誘電体１１を設けた状態で、プラズマ９を用いてドライエッチングを行うことにより、絶縁性基板８の各エッチング部位におけるシース電圧のバラツキを抑制して、絶縁性基板８の各エッチング部位におけるエッチングレートを制御することができる。従って、絶縁性基板８の各エッチング部位におけるエッチング深さの均一性を向上することができ、結果として、光学特性に優れたＤＯＥを製造することが可能になる。
【００４０】
（２）本実施形態においては、絶縁性基板８と電極６の間に誘電体１１を設けない状態で、ドライエッチングを行った場合の、絶縁性基板８の各エッチング部位のエッチング深さに対応させて、誘電体１１の厚みを変更する構成としている。従って、簡単な方法で、絶縁性基板８の各エッチング部位におけるエッチング深さの均一性を向上することができる。
【００４１】
（３）本実施形態においては、誘電体１１を、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、およびフッ素樹脂から選ばれる少なくとも１つにより形成する構成としている。従って、エッチングの際に使用されるガス（例えば、ＣＨＦ3やＡｒ）に対して反応せず、また、真空中におけるガスの発生や分解を回避できる誘電体１１を提供することが可能になる。
【００４２】
（４）本実施形態においては、ドライエッチングの際に使用するプラズマ９として、ＩＣＰプラズマ、ＣＣＰプラズマ、ＥＣＲプラズマおよびＮＬＤプラズマから選ばれる少なくとも１つを使用する構成としている。従って、微細で異方性の高いドライエッチングが可能となり、製造されるＤＯＥの品質をより一層向上させることが可能になる。
【００４３】
（５）本実施形態においては、赤外光の透過性が良いＺｎＳｅ多結晶からなる絶縁性基板８を使用する構成としている。従って、赤外光を出射する炭酸ガスレーザを用いた電子部品等の加工に好適に使用できるＤＯＥを得ることが可能になる。
【００４４】
（６）本実施形態においては、ＳｉＯ2からなる絶縁性基板を使用する構成としている。従って、ＹＡＧレーザ（基本波、二倍波、三倍波または四倍波等）を用いた電子部品等の加工に好適に使用できるＤＯＥを得ることが可能になる。
【００４５】
なお、上記実施形態は以下のように変更しても良い。
・絶縁性基板８の表面に、エッチング部位に相当する部分に穴が形成されたフォトレジストを設ける構成としても良い。この場合には、フォトレジストに形成された穴の部分のみに対してドライエッチングを行うことにより、高品質のＤＯＥを製造することが可能になる。
【００４６】
・また、ＤＯＥの表面に、光の反射を抑制する物質（例えば、ＺｎＳｅ多結晶からなる絶縁性基板８を使用する場合は、ＺｎＳｅとＴｈＦ４等のフッ化物）をコーティングすることもできる。
【実施例】
【００４７】
以下に、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、本発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、これらの実施例を本発明の趣旨に基づいて変形、変更することが可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
【００４８】
まず、図７に示すドライエッチング装置５０を使用して、絶縁性基板８と電極６の間に誘電体１１を設けない状態で、ＩＣＰプラズマによるドライエッチングを行い、ドライエッチングが行われる絶縁性基板８の各エッチング部位におけるエッチング深さを測定した。
【００４９】
より具体的には、反応室５内において、電極６上に合成石英からなる円盤状の絶縁性基板８（径：１５０ｍｍ、厚さ：１ｍｍ）を配置した。次いで、反応室５内の圧力が１０5Ｐａ程度になるまで排気を行い、反応室５内にＣＨＦ3（流量：２５ｓｃｃｍ）とＡｒ（流量：１０ｓｃｃｍ）を導入した。次いで、反応室５内の圧力を１Ｐａに維持した状態で、ＲＦ電源２、３に対して、高周波電力を印加（ＩＣＰパワー：５００Ｗ、ＲＦパワー：５００Ｗ）してプラズマ９を発生させ、当該プラズマ９により、絶縁性基板８に対してドライエッチングを行なった。なお、エッチング時間は、２２分である。そして、図５に示す絶縁性基板８の１２個の各エッチング部位Ａ〜Ｌにおけるエッチング深さを測定した。その結果を、表１に示す。また、エッチングが行われた絶縁性基板８の表面状態の面内均一性を、以下の（式１０）により算出したところ、６．９％であった。
面内均一性＝{（エッチングの最大深さ）−（エッチングの最小深さ）}／{（エッチングの最大深さ）＋（エッチングの最小深さ）}…（式１０）
【００５０】
次いで、上述の図３に基づいて、絶縁性基板８の各エッチング部位Ａ〜Ｊにおいて、同一のエッチング深さが得られるように、各エッチング部位Ａ〜Ｌにおけるエッチングレートを制御すべく、電極６と絶縁性基板８の間に設ける誘電体１１として使用するポリイミドシート（東レデュポン社製、商品名カプトン）の厚みを算出した。より具体的には、まず、上述の１２個のエッチング部位Ａ〜Ｌのうち、エッチング部位Ａ〜ＤをＸ部、エッチング部位Ｅ〜ＨをＹ部、およびエッチング部位Ｉ〜ＬをＺ部に分け（図５参照）、Ｘ部のエッチング部位Ａ〜Ｄにおけるエッチング深さの平均値（以下、「Ｘ部の平均値」という。）、Ｙ部のエッチング部位Ｅ〜Ｈにおけるエッチング深さの平均値（以下、「Ｙ部の平均値」という。）、およびＺ部のエッチング部位Ｉ〜Ｌにおけるエッチング深さの平均値（以下、「Ｚ部の平均値」という。）を算出した。次いで、Ｚ部の平均値に対する、Ｘ部の平均値、およびＹ部の平均値の比率αを算出し、上述の（式９）を用いて、Ｘ部、Ｙ部の各々において、エッチングレートが０．０４１９／αとなる誘電体１１の厚みを算出した。以上の結果を、表１に示す。
【００５１】
なお、Ｘ部においては、表１より、αが１．１１であるため、（式９）より、０．０４１９／１．１１＝−０．０１４１×ａ＋０．０４１９となり、ａ＝０．２９４ｍｍ＝２９４μｍとなる。また、同様に、Ｙ部においては、表１より、αが１．０７であるため、（式９）より、０．０４１９／１．０７＝−０．０１４１×ａ＋０．０４１９となり、ａ＝０．１９４ｍｍ＝１９４μｍとなる。
【００５２】
次いで、図６に示すように、合成石英からなる円盤状の絶縁性基板８のＸ部、Ｙ部の各々において、上述の算出された厚みａを有する誘電体１１であるポリイミドシート１５、１６を貼り付けた。なお、ポリイミドシート１５、１６は、特定の厚さのものしか入手できなかったため、上述の算出結果に近い厚みを有するポリイミドシートを使用した。より具体的には、図６に示すように、Ｘ部においては、径が６０ｍｍ、厚みが３００μｍのポリイミドシート１５を貼り付けるとともに、Ｙ部においては、径が１１０ｍｍ、厚さが２００μｍのポリイミドシート１６を貼り付けた。
【００５３】
次いで、図１に示すドライエッチング装置１を使用して、絶縁性基板８と電極６の間に誘電体１１であるポリイミドシート１５、１６を設けた状態で、ＩＣＰプラズマによるドライエッチングを行い、ドライエッチングが行われる絶縁性基板８の各エッチング部位におけるエッチング深さを測定した。
【００５４】
即ち、まず、反応室５内において、電極６上に、上述のポリイミドシート１５、１６を貼り付けた合成石英からなる絶縁性基板８を配置した。この際、電極６と絶縁性基板８の間に、上述の誘電体１１であるポリイミドシート１５、１６を設けた。次いで、上述の、絶縁性基板８と電極６の間に誘電体１１を設けない場合と同様の条件下で、図１に示すドライエッチング装置１を使用して、絶縁性基板８に対してドライエッチングを行なった。そして、各エッチング部位Ａ〜Ｌにおけるエッチング深さを、再度、測定した。その結果を表１に示す。また、上述の（式１）を使用して、面内均一性を算出したところ、３．９％であった。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
表１に示すように、電極６と絶縁性基板８の間に誘電体１１を設けた場合は、電極６と絶縁性基板８の間に誘電体１１を設けない場合に比し、絶縁性基板８の各エッチング部位Ａ〜Ｌにおけるエッチング深さが均一となっており、絶縁性基板８と電極６の間に誘電体１１を設けた状態で、ＩＣＰプラズマによるドライエッチングを行うことにより、面内均一性が向上（６．９％から３．９％に向上）していることが判る。これは、絶縁性基板８と電極６の間に誘電体１１を設けることにより、絶縁性基板８の各エッチング部位Ａ〜Ｌにおけるシース電圧のバラツキを抑制することができたためと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明の活用例としては、ドライエッチング方法とＤＯＥに関し、特に、安定したエッチングレートを得るドライエッチング方法、およびその方法を用いて製造されるＤＯＥが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施形態に係るドライエッチング方法を実施するためのドライエッチング装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】反応室に投入された電圧に対するシース電圧の割合と、電極と絶縁性基板の間に設けられた誘電体の厚みとの関係を示した図である。
【図３】エッチングレートと、電極と絶縁性基板の間に設けられた誘電体の厚みの関係を示した図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態に係るドライエッチング方法のメカニズムを説明するための図である。
【図５】本発明の実施例における絶縁性基板のエッチング部位を示す図である。
【図６】本発明の実施例における絶縁性基板の各エッチング部位において、誘電体を貼り付けた状態を示す図である。
【図７】従来のドライエッチング方法を実施するためのドライエッチング装置の全体構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５９】
１…ドライエッチング装置、２…ＲＦ電源、３…ＲＦ電源、４…ＩＣＰコイル、５…反応室、６…電極、７…ブロッキングコンデンサ、８…絶縁性基板、９…プラズマ、１０…シース領域、１１…誘電体、１２…イオン、１４…二次生成物、１５…ポリイミドシート（誘電体）、１６…ポリイミドシート（誘電体）、Ａ〜Ｌ…絶縁性基板のエッチング部位
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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