專利名稱：電極板的通氣孔形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在等離子體處理裝置用電極板上形成通氣孔的方法。本申請基于2009年10月13日在日本申請的日本專利申請第2009-236694號主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容援用于本說明書中。
背景技術(shù)：
在基板上形成薄膜的等離子體CVD裝置或制造半導(dǎo)體集成電路時對晶圓進行等離子體蝕刻的蝕刻裝置等作為等離子體處理裝置被廣泛利用。等離子體處理裝置具備真空容器和配置于該真空容器內(nèi)的電極板。電極板由硅或碳化硅(SiC)構(gòu)成，并設(shè)置有向厚度方向貫穿的多個通氣孔。利用等離子體處理裝置處理晶圓時，首先在真空容器中以電極板與晶圓對置的方式配置晶圓。接著，通過電極板的通氣孔向這些電極板與晶圓之間供給氣體。維持該狀態(tài)的同時對電極板外加高頻電壓，由此在晶圓與電極板之間產(chǎn)生等離子體。在蝕刻處理裝置中，能夠通過供給蝕刻氣體來作為所述氣體的同時在晶圓與電極板之間產(chǎn)生等離子體來對晶圓進行蝕刻。近年來，利用等離子體蝕刻處理裝置在晶圓上高精確度地形成微細(xì)的圖案。例如如專利文獻1所述，在厚度為4mm 5mm的硅板上通過鉆頭加工形成直徑為 0. Imm 0. 5mm的貫穿孔(通氣孔)來制造這種等離子體處理裝置用電極板。通過以高精確度形成通氣孔，可在具備該電極板的等離子體處理裝置中均勻地供給氣體。因此，形成于電極板上的貫穿孔(通氣孔)的內(nèi)面平滑度或加工精確度影響等離子體處理裝置的處理精確度(晶圓的加工精確度)。例如，當(dāng)為等離子體蝕刻處理裝置時， 影響形成于晶圓上的圖案的加工精確度等。在專利文獻1中，提出有如下技術(shù)，即通過研磨裝置或拋光裝置對貫穿孔(通氣孔)的內(nèi)面進行表面加工來形成內(nèi)面的表面粗糙度較小的通氣孔。專利文獻2中提出有如下貫穿孔的形成方法，其具有通過放電加工或激光加工以較高速度形成下孔的工序；及接著利用金剛石鉆頭等以較低速度對下孔的內(nèi)面進行加工來除掉形成下孔時的加工損傷層的工序。該貫穿孔的形成方法中，能夠有效地形成加工面的精確度良好的微細(xì)孔。專利文獻3中提出有如下精加工精確度較高的通氣孔的形成方法，其具有形成下孔的工序和通過對下孔的內(nèi)面照射能量密度較大的皮秒激光來去除形成下孔時的熱影響部的工序。如前述，在等離子體CVD裝置或蝕刻裝置等等離子體處理裝置用電極板中，可通過以高精確度形成通氣孔來均勻地供給氣體。例如根據(jù)專利文獻2或?qū)＠墨I3所述的方法，能夠形成開口徑在電極板的表面和背面相等的通氣孔。但是，需要2個工序，即形成下孔的工序和對下孔的內(nèi)面進行加工的工序。因此，要求生產(chǎn)率更高的加工方法。專利文獻1 日本專利公開平9489195號公報
專利文獻2 日本專利公開平11-9四72號公報專利文獻3 日本專利公開2008-5M78號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種情況而完成的，其目的在于提供一種在等離子體處理裝置用電極板上以高生產(chǎn)率形成形狀精確度良好的噴氣用通氣孔的加工方法。本發(fā)明的一個方式所涉及的電極板的通氣孔形成方法，其具有粗糙化工序，對等離子體處理裝置用電極板的表面進行粗糙化以使中心線平均粗糙度Ra為0. 2 μ m 30 μ m ； 及通氣孔形成工序，對所述電極板中被粗糙化的所述表面照射波長為200nm 600nm的激光來在所述電極板上形成向厚度方向貫穿的通氣孔，所述通氣孔形成工序中，通過使所述激光的焦斑沿所述電極板的面方向回轉(zhuǎn)來形成圓形照射區(qū)，使所述照射區(qū)向所述電極板的面方向做圓周運動，同時使所述激光的焦斑向所述電極板的厚度方向移動。其中，中心線平均粗糙度Ra為如下計算的值。從中心線折回被測定的粗糙度曲線，求出被該粗糙度曲線與中心線包圍的區(qū)域的面積總和。該面積的總和除以測定長度后得到的值(單位μ m)為中心線平均粗糙度Ra。另外，粗糙度曲線通過接觸式測定裝置來測定。根據(jù)本發(fā)明的一個方式所涉及的電極板的通氣孔形成方法，形成面積大于激光的焦斑的照射區(qū)。而且，通過使該照射區(qū)相對于電極板以螺旋狀移動(以螺旋狀向厚度方向前進)，由此以螺旋狀穿孔電極板。通過以上，能夠形成具有截面積大于焦斑的通氣孔。因此，不需要通過鉆頭等形成下孔的工序，能夠通過照射激光的1個工序形成通氣孔。另外，通過預(yù)先對電極板的表面進行粗糙化，從而能夠在通氣孔形成工序中使電極板高效地吸收激光。作為電極板材質(zhì)的一例可舉出碳化硅。難以對由該碳化硅構(gòu)成的電極板進行加工。因此，以往關(guān)于由碳化硅構(gòu)成的電極板，很難進行通氣孔的形成以及作為后工序的用于去除加工變質(zhì)層的蝕刻處理。然而，本發(fā)明的一個方式中，由于利用短波長的激光，所以對由碳化硅構(gòu)成的電極板也能夠形成通氣孔。另外，可輕松地進行精密的深孔加工，并且能夠形成內(nèi)壁面平滑且加工變質(zhì)層較小的通氣孔。所以，能夠省略用于去除加工變質(zhì)層的蝕刻處理。因此，本發(fā)明的一個方式所涉及的電極板的通氣孔形成方法對很難進行通氣孔的形成以及用于去除加工變質(zhì)層的蝕刻處理的由碳化硅構(gòu)成的電極板尤其有效。根據(jù)本發(fā)明的一個方式所涉及的等離子體處理裝置用電極板的通氣孔形成方法， 能夠以較高的加工精確度形成內(nèi)壁面平滑且加工變質(zhì)層較小的通氣孔。另外，不用形成下孔就能夠以短工序形成這種通氣孔，因此能夠?qū)崿F(xiàn)較高的生產(chǎn)率。


圖1是表示本發(fā)明的一個方式所涉及的等離子體處理裝置用電極板的通氣孔形成方法的立體圖。圖2是表示通過本發(fā)明的一個方式所涉及的電極板的通氣孔形成方法中的粗糙化工序被粗糙化的電極板的表面的立體圖。圖3是表示本發(fā)明的一個方式所涉及的電極板的通氣孔形成方法中的激光的焦斑及照射區(qū)和通氣孔的俯視圖。圖4是表示用于發(fā)明的一個方式所涉及的電極板的通氣孔形成方法的激光的示意圖。
具體實施例方式以下，對本發(fā)明的一個方式所涉及的等離子體處理裝置用電極板的通氣孔形成方法的實施方式進行說明。如圖1所示，本發(fā)明的一個方式所涉及的電極板的通氣孔形成方法為在等離子體處理裝置用電極板10上形成向厚度方向貫穿的通氣孔11的方法。該方法具有對電極板10 的表面IOa進行粗糙化以使中心線平均粗糙度Ra為0. 2 μ m 30 μ m的粗糙化工序(圖2) 和對電極板10中被粗糙化的表面IOa照射波長為200nm 600nm的激光20來形成通氣孔 11的通氣孔形成工序(圖1、圖3)。作為電極板10可舉出由硅或碳化硅(SiC)構(gòu)成的電極板。例如作為電極板10禾Ij 用厚度為10mm、直徑為300mm的碳化硅圓板，應(yīng)用本發(fā)明的一個方式所涉及的通氣孔形成方法時，能夠以向厚度方向貫穿的方式形成通氣孔11，以使直徑為0. 3mm的通氣孔11呈以數(shù)mm IOmm間距(例如8mm)縱橫排列數(shù)百 1000個的狀態(tài)。以下，對各工序進行詳細(xì)說明。(粗糙化工序)電極板10的表面IOa為鏡面時，激光20被表面IOa反射而難以被吸收，難以進行激光20加工。因此，首先通過平面磨床或研磨裝置等對電極板10的表面IOa進行粗糙化。 詳細(xì)而言，如圖2所示，對電極板10的表面IOa進行粗糙化，以使中心線平均粗糙度Ra成力 0. 2 μ m 30 μ m。作為粗糙化工序中的加工方法，可舉出基于砂輪的磨削加工、基于研磨的加工、基于砂紙的加工等。磨粒的種類或大小、加工時間等加工條件沒有特別限定，可適當(dāng)調(diào)整用以獲得作為目標(biāo)的中心線平均粗糙度Ra。通過使中心線平均粗糙度Ra為0. 2 μ m 30 μ m，能夠抑制激光20的反射，并能夠提高激光20的吸收效率，且提高基于激光的加工性。中心線平均粗糙度Ra不到0. 2 μ m時，上述基于激光的加工性無法充分提高。中心線平均粗糙度Ra超過30 μ m時，粗糙化處理需要較長時間，生產(chǎn)率低劣。另外，有可能導(dǎo)致電極板10的強度下降。(通氣孔形成工序)接著，如圖1所示，對被粗糙化的電極板10的表面IOa照射激光20，從而在電極板 10上形成向厚度方向貫穿的通氣孔11。圖3是表示激光20的焦斑21及照射區(qū)22和形成的通氣孔11的俯視圖。圖4是表示通過激光20形成照射區(qū)22的狀態(tài)的示意圖。如圖4所示，通過使激光20的焦斑21 沿電極板10的面方向回轉(zhuǎn)來形成圓形照射區(qū)22。而且，形成照射區(qū)22的同時，如圖3所示那樣使照射區(qū)22向電極板10的面方向(xy方向)做圓周運動，并且使激光20的焦斑21 向電極板10的厚度方向(ζ方向)移動。在電極板10中，照射區(qū)22的激光20所接觸的部位因激光20的熱而被加熱從而被蒸發(fā)去除。電極板10的蒸氣通過吸引裝置等(未圖示) 迅速從照射區(qū)22的附近被除去。通過以上，在電極板10上形成通氣孔11。激光20是波長為200nm 600nm的短波長脈沖激光，能量密度較高。因此，形成于被加工材料的熱影響部較小，可進行精密的加工。因此，能夠通過利用該激光20來抑制形成熱影響部，并且能夠以較高的加工精確度形成內(nèi)壁面平滑且加工變質(zhì)層(熱影響部) 較小的通氣孔11。因此，不需要如以往那樣形成下孔的工序和對內(nèi)面進行加工的工序，通過 1個工序就能夠形成通氣孔11，并能夠?qū)崿F(xiàn)較高的生產(chǎn)率。激光20的焦斑21能夠通過利用楔形棱鏡等的光學(xué)系統(tǒng)(未圖示)回轉(zhuǎn)。由此， 如圖4所示，激光20的軌跡成為例如直徑為200 μ m的平行射束。因此，能夠形成無錐度的通氣孔11。使照射區(qū)22通過光學(xué)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)，從而能夠使照射區(qū)22相對于電極板10做圓周運動。另外，通過使固定有電極板10的工作臺(未圖示)向xy方向擺動，能夠使照射區(qū)22 相對于電極板10做相對的圓周運動。通過使激光20的照射單元(未圖示)相對于電極板10向ζ方向(相對于電極板 10的表面IOa垂直的方向)進退，從而能夠使激光20的焦斑21向電極板10的厚度方向相對移動。另外，通過使固定有電極板10的工作臺向ζ方向進退，也能夠使激光20的焦斑 21向電極板10的厚度方向相對移動。這樣，使電極板10和激光20相對移動，并使激光20的照射區(qū)22相對于電極板10 以螺旋狀向厚度方向前進，由此能夠形成通氣孔11。根據(jù)以上說明的本發(fā)明的一個方式所涉及的通氣孔形成方法，使呈平行射束狀的激光20的照射區(qū)22相對于電極板10以螺旋狀向厚度方向前進。由此，能夠形成直徑在電極板10的表面和背面大致相等的通氣孔11 (激光22的入口側(cè)與出口側(cè)的直徑差較小的精密的通氣孔11)。另外，不用形成下孔就能夠以短工序形成這種通氣孔11。另外，本發(fā)明不限定于前述實施方式的結(jié)構(gòu)，在細(xì)部結(jié)構(gòu)中，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可附加各種變更。例如，作為電極板10的材質(zhì)，不限于碳化硅，能夠利用單晶硅等。另外，按照電極板10的材質(zhì)或厚度、欲形成的通氣孔11的直徑等適當(dāng)?shù)卦O(shè)定形成條件， 由此能夠形成形狀精確度良好的通氣孔。尤其如上所述，優(yōu)選適當(dāng)?shù)卦O(shè)定激光的前進速度和每單位時間的加工量等。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的一個方式所涉及的等離子體處理裝置用電極板的通氣孔形成方法， 由于利用激光，因此能夠以較高的加工精確度形成內(nèi)壁面平滑且加工變質(zhì)層較小的通氣孔。例如，通過等離子體蝕刻處理裝置形成于晶圓的圖案的加工精確度取決于搭載于等離子體蝕刻處理裝置的電極板的通氣孔的內(nèi)面平滑度和加工精確度。因此，通過本發(fā)明的一個方式所涉及的通氣孔形成方法形成有通氣孔的電極板能夠大大地有助于提高等離子體處理裝置的加工精確度。另外，由于不用形成下孔就能夠以短工序形成前述的內(nèi)壁面平滑且加工變質(zhì)層較小的通氣孔，因此能夠?qū)崿F(xiàn)較高的生產(chǎn)率。因此，本發(fā)明的一個方式所涉及的電極板的通氣孔形成方法能夠有效地應(yīng)用于等離子體處理裝置用電極的制造工序中。
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符號說明10-電極板，IOa-表面，11-通氣孔，20-激光，21-焦斑，22-照射區(qū)。
權(quán)利要求
1. 一種電極板的通氣孔形成方法，其特征在于，具有粗糙化工序，對等離子體處理裝置用電極板的表面進行粗糙化以使中心線平均粗糙度 Ra 為 0·2μπι 30μπι;及通氣孔形成工序，對所述電極板中被粗糙化的所述表面照射波長為200nm 600nm的激光來在所述電極板上形成向厚度方向貫穿的通氣孔，所述通氣孔形成工序中，通過使所述激光的焦斑沿所述電極板的面方向回轉(zhuǎn)來形成圓形照射區(qū)，使所述照射區(qū)向所述電極板的面方向做圓周運動，同時使所述激光的焦斑向所述電極板的厚度方向移動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電極板的通氣孔形成方法，該電極板的通氣孔形成方法具有粗糙化工序，對等離子體處理裝置用電極板的表面進行粗糙化以使中心線平均粗糙度Ra為0.2μm～30μm；及通氣孔形成工序，對所述電極板中被粗糙化的所述表面照射波長為200nm～600nm的激光來在所述電極板上形成向厚度方向貫穿的通氣孔，所述通氣孔形成工序中，通過使所述激光的焦斑沿所述電極板的面方向回轉(zhuǎn)來形成圓形照射區(qū)，使所述照射區(qū)向所述電極板的面方向做圓周運動，同時使所述激光的焦斑向所述電極板的厚度方向移動。
文檔編號H01L21/3065GK102473632SQ20108003365
公開日2012年5月23日 申請日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者松田厚, 藤田悟史 申請人:三菱綜合材料株式會社