JP7439605B2 - プラズマ処理装置用電極板の製造方法及びプラズマ処理装置用電極板 - Google Patents
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Description
本発明は、プラズマ処理装置用電極板の製造方法及びプラズマ処理装置用電極板に関する。
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が例えば上下方向に対向配置されている。下部電極は、その上に被処理基板を配置した状態とし、上部電極は、通気孔を有し、この通気孔からエッチングガス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。これにより、プラズマ処理装置は、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には、パーティクルの発生を抑制するプラズマエッチング用電極板が開示される。このプラズマエッチング用電極板は、単結晶シリコンからなる電極板の厚さ方向に平行に貫通細孔（ガス孔）が設けられている。貫通細孔は、大径ストレート孔部分及び小径ストレート孔部分で構成される。この電極板によれば、大きなパーティクルの発生がなく、洗浄回数を減らすことができ、従来よりも効率よくシリコンウエハをプラズマエッチングできる。
ところで、電極板は、厚い方が寿命が長い。最近は、被処理基板の多層の複雑立体構造(例えば３Ｄ-ＮＡＮＤ)のように深くエッチングしなければならないこともあり、そのためにはエッチングのガス圧を高めなければならない。そうすると、ガス穴の消耗も早くなり、従来の厚さの電極板だと寿命が短くなってしまう。そのため、より長寿命化するように、厚い電極板が求められている。
一方、電極板のガス孔加工には、ドリル、レーザ、ウォータージェット、放電加工などによる方法があるが、レーザ加工では深さ数ｍｍ（およそ５ｍｍ程度）までくらいしか空けられない。ウォータージェットによる孔加工ではガス孔の開口部の形状が良好に加工できない。放電加工は通電する素材でないと使用できない。これに対し、ドリル加工が加工性、多様性、品質的にも優れている。
一方、電極板のガス孔加工には、ドリル、レーザ、ウォータージェット、放電加工などによる方法があるが、レーザ加工では深さ数ｍｍ（およそ５ｍｍ程度）までくらいしか空けられない。ウォータージェットによる孔加工ではガス孔の開口部の形状が良好に加工できない。放電加工は通電する素材でないと使用できない。これに対し、ドリル加工が加工性、多様性、品質的にも優れている。
しかしながら、このドリル加工においても、例えば直径０．５ｍｍ～１．０ｍｍで深さが大きくなると、加工負荷により、ドリルに振れが生じて、ガス孔の真円度が大きくなる（悪くなる）不具合があり、プラズマ処理の品質を低下させるおそれがある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、１２ｍｍを超える深さのガス孔を加工する場合であっても、真円度の小さいガス孔を形成できるプラズマ処理装置用電極板の製造方法及び真円度の小さいガス孔を備えるプラズマ処理装置用電極板を提供することにある。
本発明のプラズマ処理装置用電極板の製造方法は、電極板本体の厚さ方向に少なくとも１２ｍｍを超える長さの直線部を有するガス孔を相互に平行に貫通状態に形成するプラズマ処理装置用電極板の製造方法において、前記電極板本体の一方の面から第１ドリルで前記直線部の直径の５０％以上８０％以下の直径の下穴を形成する下穴形成工程と、第２ドリルで前記下穴に重ねて前記直線部を形成する直線部形成工程と、を有する。
このプラズマ処理装置用電極板の製造方法によれば、直線部の直径の５０％以上８０％以下の直径の下穴を第１ドリルで形成してから第２ドリルで直線部を形成するので、第２ドリルは、本来の直線部全体の切削領域から下穴切削領域を減じた少ない加工負荷での孔加工となる。この第２ドリルに対する加工負荷が小さくなる分、第２ドリルによる加工精度が高められ、真円度の小さい直線部を形成することができる。この場合、下穴の直径が直線部の直径の５０％未満では第２ドリルに対する加工負荷軽減の効果が少なく、８０％を超えると、径の小さい第１ドリルに対する加工負荷が大きくなって第１ドリルに折損等が生じるおそれがある。
ところで、加工深さが大きくなる（電極板が厚くなる）と、ドリルの加工負荷も大きくなるため、ドリルの座屈が起こりやすくなる。そのため、座屈強度や加工負荷に強い、単結晶ダイヤモンドドリルや多結晶ダイヤモンドドリル、焼結体ドリル、給油口付きドリルなどが用いられることもあるが、以下のような製造方法とすることにより、加工負荷によるドリルの折損リスクは回避できる。
すなわち、本発明の製造方法において、前記下穴形成工程では、前記第１ドリルで前記電極板本体の厚さの途中まで下穴を形成するとよい。この場合、前記下穴は加工深さが５ｍｍを超えているとよい。
このプラズマ処理装置用電極板の製造方法によれば、ガス孔が電極板本体に形成される前に、ガス孔の直線部の内径に対して５０％以上８０％以下の内径の下穴が厚さ方向の途中まで空けられる。この下穴は、電極板本体の厚さ方向の途中まで形成すればよいので、第１ドリルは電極板本体の厚さよりも短くてよい。すなわち、下穴用第１ドリルは、小径であっても短尺となり、折損しにくい。
この場合、１２ｍｍを超える長さの直線部に対して、下穴の長さは、５ｍｍ以下では第２ドリルによる加工負荷軽減の効果が少なくなるので、５ｍｍを超える長さに形成するとよい。
この場合、１２ｍｍを超える長さの直線部に対して、下穴の長さは、５ｍｍ以下では第２ドリルによる加工負荷軽減の効果が少なくなるので、５ｍｍを超える長さに形成するとよい。
一方、第２ドリルは、第１ドリルより径が大きいドリルであり、第１ドリルにより空けられた下穴に対して、例えば下穴と同方向から同軸で孔加工する。ここで、第２ドリルは、下穴と同軸で孔加工することにより、既に除去されている下穴切削領域に相当する分の加工負荷が軽減される。従って、第２ドリルは、本来の直線部全体の切削領域から下穴切削領域を減じた少ない加工負荷での孔加工が可能となる。このため、第２ドリルでは、加工負荷の累積的な増大による座屈が生じにくくなる。その結果、第２ドリルは、第１ドリルより長くても、加工負荷が減じられる分、折損リスクが少なくなる。
なお、第２ドリルは、第１ドリルにより形成した下穴に同軸上に孔加工するのが好ましいが、両ドリルの直径差以内のわずかなずれは許容される。
なお、第２ドリルは、第１ドリルにより形成した下穴に同軸上に孔加工するのが好ましいが、両ドリルの直径差以内のわずかなずれは許容される。
本発明の製造方法において、前記第２ドリルは、前記電極板本体の前記一方の面から孔加工することとしてもよいし、前記電極板本体の他方の面から孔加工することとしてもよい。
このプラズマ処理装置用電極板の製造方法において、第２ドリルが電極板本体の他方の面から孔加工する場合、第１ドリルが下穴を形成したときとは反対方向で孔加工することになる。この場合でも、第２ドリルは、下穴とほぼ同軸で孔加工することにより、一方の面から既に除去されている下穴切削領域に到達した後の加工負荷は、下穴切削領域に相当する分が軽減されるので、本来のガス孔全体を孔加工するのに比べて全体の加工負荷も小さくなる。そして、第２ドリルが、他方の面から所定の深さに達すると、一方の面から形成されている下穴に繋がる。これ以降、第２ドリルは、下穴切削領域に相当する分の加工負荷が軽減される。
従って、第２ドリルは、本来の直線部全体に対する切削領域から下穴切削領域を減じた少ない加工負荷での孔加工が、厚さ方向の途中から（下穴切削領域に到達してから）可能となる。このため、第２ドリルでは、厚さ方向の途中からの加工負荷を軽減し、加工負荷の累積的な増大による座屈が生じにくくなる。つまり、第２ドリルは、第１ドリルより長くても、加工負荷が減じられる分、折損リスクが少なくなる。
なお、第１ドリルでの加工と第２ドリルでの加工を同軸に合わせる方法としては、ガス孔ではない穴を基準穴としてマシニングセンタ（加工機）にその位置情報を設定し、第１ドリルと第２ドリルの加工位置を同座標に設定することにより同軸加工できる。第２ドリルが電極板本体の他方の面から孔加工する場合でも、同様である。また第１ドリルから第２ドリルへの交換は、マシニングセンタのドリルチェンジャー（ドリル，ツール保管庫）からオートチェンジ機能によって自動で同軸に交換するのが一般的である。
本発明の製造方法において、前記第２ドリルは、前記電極板本体の他方の面から孔加工する場合、前記下穴に到達し、かつ前記電極板本体の厚さの途中まで前記直線部を形成することとしてもよい。
この製造方法で形成されるガス孔は、電極板本体の一方の面に下穴であった小径穴、他方の面に直線部となる大径穴が開口する段付き孔形状になる。この場合も、各ドリルの加工負荷を低減することができ、厚い電極板に適用することができる。
本発明のプラズマ処理装置用電極板は、電極板本体の厚さ方向に相互に平行に複数のガス孔が貫通状態に設けられたプラズマ処理装置用電極板において、前記ガス孔は、少なくとも長さが１２ｍｍを超える直線部を有しており、該直線部は、直径が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下で、かつ真円度が０．０１ｍｍ以下である。
このプラズマ処理装置用電極板によれば、少なくとも直線部の長さが１２ｍｍを超えているので、電極板本体は、１２ｍｍを超える厚さで形成され、長寿命化することができる。これに加え、直線部の真円度が０．０１ｍｍ以下であることにより、さらにガスの流れにムラが生じにくくなる。
このプラズマ処理装置用電極板において、前記ガス孔は、前記電極板本体の一方の面に開口する小径部と、他方の面に開口する大径部とが厚さ方向の途中で連通しており、前記大径部が前記直線部であるとすることができる。
本発明のプラズマ処理装置用電極板の製造方法によれば、１２ｍｍを超える厚さのプラズマ処理装置用電極板にガス孔を加工する場合であっても、ドリルの折損リスクを低減して、高精度のガス孔を形成できる。また、そのプラズマ処理装置用電極板によれば、厚肉の電極板により長寿命化できる。しかも、直線部の真円度が０．０１ｍｍ以下であることにより、さらにガスの流れにムラが生じにくくなる。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置用電極板の平面図である。
このプラズマ処理装置用電極板（以下、単に「電極板」とも称す。）１１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、厚さｔが１２ｍｍを超え３０ｍｍ以下、直径２００ｍｍ以上５５０ｍｍ以下の円板に形成された電極板本体１２に、数ｍｍ～１０ｍｍピッチで複数（この場合、数百～１０００個、少なくとも１００個以上又は少なくとも５００個以上、など）のガス孔２１が例えば縦横に整列した状態で厚さ方向に平行に貫通するように形成されている。このガス孔２１は、電極板本体１２の厚さ方向に少なくとも１２ｍｍを超える長さの直線部２２を有している。図２に示す例では、ガス孔２１は、電極板本体１２の厚さの全体にわたってストレート状に形成されている。したがって、本実施形態の直線部２２は、ガス孔２１の全部を構成しており、その長さが１２ｍｍを超えている。この直線部２２は、直径ｄが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下で、真円度が０．０１ｍｍ以下である。
図１は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置用電極板の平面図である。
このプラズマ処理装置用電極板（以下、単に「電極板」とも称す。）１１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、厚さｔが１２ｍｍを超え３０ｍｍ以下、直径２００ｍｍ以上５５０ｍｍ以下の円板に形成された電極板本体１２に、数ｍｍ～１０ｍｍピッチで複数（この場合、数百～１０００個、少なくとも１００個以上又は少なくとも５００個以上、など）のガス孔２１が例えば縦横に整列した状態で厚さ方向に平行に貫通するように形成されている。このガス孔２１は、電極板本体１２の厚さ方向に少なくとも１２ｍｍを超える長さの直線部２２を有している。図２に示す例では、ガス孔２１は、電極板本体１２の厚さの全体にわたってストレート状に形成されている。したがって、本実施形態の直線部２２は、ガス孔２１の全部を構成しており、その長さが１２ｍｍを超えている。この直線部２２は、直径ｄが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下で、真円度が０．０１ｍｍ以下である。
このプラズマ処理装置用電極板１１は、単結晶シリコン等のシリコンインゴットをスライスして得た円板状の電極板本体１２にガス孔を形成した後、エッチング、ポリッシング加工等を施して製造される。
また、ガス孔の形成にあっては、電極板本体１２の一方の面から第１ドリル３１で直線部２２を形成する孔の直径の５０％以上８０％以下の直径の下穴２３を電極板本体１２の厚さの途中まで形成する下穴形成工程と、第２ドリル３２で直線部２２を下穴２３に重ねて形成することによりガス孔２１を形成する直線部形成工程と、を有する。
また、ガス孔の形成にあっては、電極板本体１２の一方の面から第１ドリル３１で直線部２２を形成する孔の直径の５０％以上８０％以下の直径の下穴２３を電極板本体１２の厚さの途中まで形成する下穴形成工程と、第２ドリル３２で直線部２２を下穴２３に重ねて形成することによりガス孔２１を形成する直線部形成工程と、を有する。
これらドリル３１，３２は、タングステン（Ｗ）の焼結材のドリル、ダイヤモンド粒子を電着したドリル、ダイヤモンドの多結晶ドリル、ダイヤモンドの単結晶ドリルなどを用いることができる。これらのドリルを選定した結果では、特に単結晶ドリルが、最もドリルの折損の件数が少なく好適であることが分かった。
ガス孔形成工程をより詳細に説明すると、まず、下穴形成工程においては、ガス孔２１の直線部２２の内径に対して５０％以上８０％以下の内径の下穴２３を電極板本体１２の厚さの途中まで加工する。直線部２２の直径が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の場合、例えば０．３ｍｍ～０．８ｍｍの直径の下穴２３とする。この下穴２３を第１ドリル３１で電極板本体１２の厚さの途中まで、例えば深さＬ１が８ｍｍ程度まで加工する。したがって、第１ドリル３１は直径ｄ１が直線部２２の直径より小さい。図３は、この第１ドリル３１で下穴２３を加工している状態を示しており、深さＬ１＝８ｍｍ程度まで加工したら、第１ドリル３１を下穴２３から抜き去る。
次いで、直線部形成工程において、下穴２３より大きい０．５ｍｍ～１．０ｍｍの直径の直線部２２を第２ドリル３２で加工して電極板本体１２を貫通する。例えば、直線部２２は、下穴２３より直径で０．２ｍｍ程度（片側０．１ｍｍずつ）大きい直径に形成される。したがって、第２ドリル３２は、直径ｄ２が第１ドリル３１の直径ｄ１より大きい。
図３及び図４には、下穴形成工程で形成した下穴切削領域４１を実線で示し、直線部形成工程で形成されるべき直線部切削領域４２を鎖線で示している。この図３及び図４に示す例では、第２ドリル３２は、下穴２３を加工したときの第１ドリル３１と同じ方向から下穴２３と同軸で孔加工している。この直線部形成工程では、第２ドリル３２は電極板本体１２を貫通するまで孔加工する。したがって、直線部２２は電極板本体１２の全厚さにわたって形成される。
図３及び図４には、下穴形成工程で形成した下穴切削領域４１を実線で示し、直線部形成工程で形成されるべき直線部切削領域４２を鎖線で示している。この図３及び図４に示す例では、第２ドリル３２は、下穴２３を加工したときの第１ドリル３１と同じ方向から下穴２３と同軸で孔加工している。この直線部形成工程では、第２ドリル３２は電極板本体１２を貫通するまで孔加工する。したがって、直線部２２は電極板本体１２の全厚さにわたって形成される。
以上の製造方法において、ガス孔２１が電極板本体１２に形成される前に、ガス孔２１の直線部２２の内径に対して５０％以上８０％以下の内径の下穴２３が厚さ方向の途中まで形成される。この下穴２３は、電極板本体１２の厚さ方向の途中まで形成すればよいので、第１ドリル３１は電極板本体１２の厚さよりも短くてよい。すなわち、下穴用第１ドリル３１は、小径であるが、短尺となるため折損しにくい。
一方、第２ドリル３２は、第１ドリル３１よりも大径かつ長尺で、少なくとも直線長さが１２ｍｍを超えているが、この第２ドリル３２は、第１ドリル３１により空けられた下穴２３の上から、下穴２３と同軸で電極板本体１２を貫通するまで孔加工すればよい。つまり、下穴２３と同軸で孔加工することにより、既に除去されている下穴切削領域４１に相当する分の加工負荷が軽減される。従って、第２ドリル３２は、本来のガス孔２１（直線部２２）全体の切削領域から下穴切削領域４１を減じた少ない加工負荷での孔加工が可能となる。このため、第２ドリル３２では、加工負荷の累積的な増大による座屈が生じにくくなる。その結果、第２ドリル３２は、第１ドリル３１より長くても、加工負荷が減じられる分、折損リスクが少なくなる。このように、第１ドリル３１と第２ドリル３２とは、互いにドリルの径が異なる。従って、電極板本体１２のガス孔２１は、互いにドリルの径が異なる少なくとも２つのドリル（例、第１ドリル３１及び第２ドリル３２）によって形成された孔である。
なお、第２ドリル３２は、第１ドリル３１により形成した下穴２３に同軸上に孔加工するのが好ましいが、両ドリル３１，３２の直径差以内のわずかなずれは許容される。
なお、第２ドリル３２は、第１ドリル３１により形成した下穴２３に同軸上に孔加工するのが好ましいが、両ドリル３１，３２の直径差以内のわずかなずれは許容される。
また、第１ドリル３１での下穴２３の加工深さは、直線部２２の長さが１２ｍｍを超え３０ｍｍ以下であるのに対して、５ｍｍを超え１５ｍｍ未満の深さが好ましい。下穴２３の加工深さが浅い（５ｍｍ以下）と第２ドリル３２での加工負荷が低減できず、第２ドリル３２の折損や真円度の低下に繋がるおそれがある。下穴２３の加工深さが深いと第１ドリル３１での加工負荷が大きくなり、第１ドリル３１の折損に繋がる。より好ましくは７ｍｍ以上１３ｍｍ以下である。したがって、電極板本体１２の厚さが１５ｍｍ未満、好ましくは１３ｍｍ以下であれば、第１ドリル３１での下穴２３が電極板本体１２を貫通するように形成してもよい。
そして、この製造方法で得られた電極板１１では、ガス孔２１は、少なくとも長さが１２ｍｍを超える直線部２２を有している。図２に示す例では、ガス孔２１の全体が直線部２２である。この直線部２２は、直径が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下で、かつ真円度が０．０１ｍｍ以下である。
この電極板１１によれば、少なくとも直線部２２の長さが１２ｍｍを超えているので、電極板本体１２は、１２ｍｍを超える厚さで形成され、長寿命化できる。これに加え、直線部２２の真円度が０．０１ｍｍ以下であることにより、さらにガスの流れにムラが生じにくくなる。
ところで、２本のドリルを使って孔加工する場合に、以下の方法も考えられる。
（１）２本のドリルの外径を最終のガス孔を形成可能な同じ外径のものとし、第１のドリルで電極板本体の厚さの途中まで孔加工し、その孔の上から第２のドリルで２回目の孔加工をして電極板本体を貫通させる方法
（２）２本のドリルの外径を最終のガス孔を形成可能な同じ外径のものとし、第１のドリルで電極板本体の厚さの途中まで孔加工し、その孔の中に第２のドリルの先端部を挿入した状態で、２回目の孔加工をして電極板本体を貫通させる方法
しかしながら、これら（１）（２）の方法では、１回目の孔加工は短いドリルを使用することができるので、ドリルの折損のリスクは小さいが、１回目に加工した孔と、２回目に加工した孔とに位置ずれが生じ、孔の開口端に歪みが生じて、孔の真円度が低下し易い。また、２回目の孔加工でドリルに振れが生じることから、折損するリスクもある。
（１）２本のドリルの外径を最終のガス孔を形成可能な同じ外径のものとし、第１のドリルで電極板本体の厚さの途中まで孔加工し、その孔の上から第２のドリルで２回目の孔加工をして電極板本体を貫通させる方法
（２）２本のドリルの外径を最終のガス孔を形成可能な同じ外径のものとし、第１のドリルで電極板本体の厚さの途中まで孔加工し、その孔の中に第２のドリルの先端部を挿入した状態で、２回目の孔加工をして電極板本体を貫通させる方法
しかしながら、これら（１）（２）の方法では、１回目の孔加工は短いドリルを使用することができるので、ドリルの折損のリスクは小さいが、１回目に加工した孔と、２回目に加工した孔とに位置ずれが生じ、孔の開口端に歪みが生じて、孔の真円度が低下し易い。また、２回目の孔加工でドリルに振れが生じることから、折損するリスクもある。
なお、本発明において、第２ドリル３２は、上記のように、下穴２３を形成した第１ドリル３１と同じ方向から孔加工することとしてもよいし、第１ドリル３１とは電極板本体１２の反対側の面から孔加工することとしてもよい。
図５は、直線部２２を加工するための第２ドリル３２を下穴２３の形成方向とは反対方向から形成する例を示している。第１ドリル３１は、図３と同様、電極板本体１２の一方の面から厚さ方向の途中まで孔加工して下穴２３を形成する。これに対して、第２ドリル３２は、電極板本体１２の他方の面（一方の面とは反対側の面、又は一方の面と対向する面）から下穴２３と同軸で電極板本体１２を貫通するまで孔加工する。これにより、電極板本体１２を貫通する直線部２２が電極板本体１２の全厚さにわたって形成される。したがって、形成されたガス孔２１の形状は図３及び図４に示す加工の場合と同じであり、図２に示すようにストレート状となる。
図５は、直線部２２を加工するための第２ドリル３２を下穴２３の形成方向とは反対方向から形成する例を示している。第１ドリル３１は、図３と同様、電極板本体１２の一方の面から厚さ方向の途中まで孔加工して下穴２３を形成する。これに対して、第２ドリル３２は、電極板本体１２の他方の面（一方の面とは反対側の面、又は一方の面と対向する面）から下穴２３と同軸で電極板本体１２を貫通するまで孔加工する。これにより、電極板本体１２を貫通する直線部２２が電極板本体１２の全厚さにわたって形成される。したがって、形成されたガス孔２１の形状は図３及び図４に示す加工の場合と同じであり、図２に示すようにストレート状となる。
また、本発明においては、直線部２２は、必ずしも電極板本体１２を貫通する長さに形成されていなくてもよい。
図６は、図５と同様、下穴２３に対して直線部２２を電極板本体１２の反対側から形成するが、この直線部２２も下穴２３の先端部に届く深さＬ２で電極板本体１２の厚さの途中までとすることにより、下穴２３と直線部２２とが連通した段付き形状のガス孔２１１が形成されている。
この場合、下穴２３は、電極板本体１２の一方の面側から厚さ方向の途中まで形成された小径部２４となる。直線部２２は、電極板本体１２の他方の面側から小径部２４と同軸で、小径部２４に連通して電極板本体１２の厚さ方向の途中まで形成される大径部２５となる。これにより、電極板本体１２には、小径部２４と大径部２５とが繋がった段付き形状のガス孔２１１が形成される。
図６は、図５と同様、下穴２３に対して直線部２２を電極板本体１２の反対側から形成するが、この直線部２２も下穴２３の先端部に届く深さＬ２で電極板本体１２の厚さの途中までとすることにより、下穴２３と直線部２２とが連通した段付き形状のガス孔２１１が形成されている。
この場合、下穴２３は、電極板本体１２の一方の面側から厚さ方向の途中まで形成された小径部２４となる。直線部２２は、電極板本体１２の他方の面側から小径部２４と同軸で、小径部２４に連通して電極板本体１２の厚さ方向の途中まで形成される大径部２５となる。これにより、電極板本体１２には、小径部２４と大径部２５とが繋がった段付き形状のガス孔２１１が形成される。
以上の図３から図６に示す方法で形成されるガス孔２１，２１１は、少なくとも長さが１２ｍｍを超える直線部２２を有しており、この直線部２２の直径が０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下で、かつ真円度が０．０１ｍｍ以下である。
また、段付き形状のガス孔を形成する場合は、図７から図９に示す方法により形成してもよい。
この例の方法では、まず、第１ドリル３１（図７から図８には図示略、図３参照）で電極板本体１２の一方の面から厚さ方向の途中まで形成した下穴切削領域４１に対して、図７に示すように同じ方向から第２ドリル３２で同軸に直線部２２を長さＬ２の範囲で電極板本体１２の厚さの途中まで形成する（図８参照）。そして、電極板本体１２の他方の面から、直線部切削領域４２に到達する深さで第３ドリル３３により同軸に孔加工して図９に示す状態とする。図７から図９に示す例では、第３ドリル３３の直径が第２ドリル３２の直径より小さいことから、直線部２２が大径部２５で、第３ドリル３３により形成した孔が小径部２４となり、これらが電極板本体１２の厚さの途中位置で連通した段付き形状のガス孔２１２となる。この場合も、直線部２２が１２ｍｍを超える長さＬ２に形成される。
なお、図示は省略するが、第３ドリル３３を第２ドリル３２より小径としたが、第２ドリル３２より大径の第３ドリルを用いて、直線部２２に連通する孔を加工することにより、直線部２２を小径部とし、第３ドリル３３により形成した孔を大径部とすることも可能である。
この例の方法では、まず、第１ドリル３１（図７から図８には図示略、図３参照）で電極板本体１２の一方の面から厚さ方向の途中まで形成した下穴切削領域４１に対して、図７に示すように同じ方向から第２ドリル３２で同軸に直線部２２を長さＬ２の範囲で電極板本体１２の厚さの途中まで形成する（図８参照）。そして、電極板本体１２の他方の面から、直線部切削領域４２に到達する深さで第３ドリル３３により同軸に孔加工して図９に示す状態とする。図７から図９に示す例では、第３ドリル３３の直径が第２ドリル３２の直径より小さいことから、直線部２２が大径部２５で、第３ドリル３３により形成した孔が小径部２４となり、これらが電極板本体１２の厚さの途中位置で連通した段付き形状のガス孔２１２となる。この場合も、直線部２２が１２ｍｍを超える長さＬ２に形成される。
なお、図示は省略するが、第３ドリル３３を第２ドリル３２より小径としたが、第２ドリル３２より大径の第３ドリルを用いて、直線部２２に連通する孔を加工することにより、直線部２２を小径部とし、第３ドリル３３により形成した孔を大径部とすることも可能である。
次の複数種の孔加工方法により試料を作製し、孔加工後に、株式会社ミツトヨ製三次元画像測定機（株式会社ミツトヨ製クイックビジョンＱＶＸ６０６－ＰＲО）を使用して、画像処理にて第２ドリル入口側の開口部の孔径、真円度の測定を行うとともに、加工時のドリルの折損の有無も確認した。５回テストし（５個の孔加工し）、孔径、真円度については、その平均値を求め、５回のうち何本ドリルが折損したかを調べた。なお、折損した場合は測定サンプルから除外した。
［実施例１］
厚さ２０ｍｍの電極板本体に、直径０．８ｍｍ狙いでストレートの孔を貫通状態に形成する。
（１）従来例加工方法Ａ
直径０．８ｍｍ、切削長さ２０ｍｍのドリルで電極板本体の一方の面から一度に孔加工した。
（２）比較例加工方法Ａ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル：比較例においても最初のドリルを第１ドリル、２番目のドリルを第２ドリルとする。以下、同様。）で電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下孔を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ２０ｍｍのドリル（第２ドリル）で電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ２０ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（３）比較例加工方法Ｂ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ２０ｍｍのドリル（第２ドリル）の先端部を下穴内に挿入し、深さ１０ｍｍの位置から深さ１０ｍｍ分の孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（４）実施例加工方法Ａ
直径０．６ｍｍ、切削長さ１０ｍｍの第１ドリルで電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ２０ｍｍの第２ドリルで電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ２０ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
これらの結果を表１に示す。従来例のドリル折損の評価は第１ドリルの欄に記載した（表２及び表３も同様）。
厚さ２０ｍｍの電極板本体に、直径０．８ｍｍ狙いでストレートの孔を貫通状態に形成する。
（１）従来例加工方法Ａ
直径０．８ｍｍ、切削長さ２０ｍｍのドリルで電極板本体の一方の面から一度に孔加工した。
（２）比較例加工方法Ａ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル：比較例においても最初のドリルを第１ドリル、２番目のドリルを第２ドリルとする。以下、同様。）で電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下孔を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ２０ｍｍのドリル（第２ドリル）で電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ２０ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（３）比較例加工方法Ｂ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ２０ｍｍのドリル（第２ドリル）の先端部を下穴内に挿入し、深さ１０ｍｍの位置から深さ１０ｍｍ分の孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（４）実施例加工方法Ａ
直径０．６ｍｍ、切削長さ１０ｍｍの第１ドリルで電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ２０ｍｍの第２ドリルで電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ２０ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
これらの結果を表１に示す。従来例のドリル折損の評価は第１ドリルの欄に記載した（表２及び表３も同様）。
従来例Ａでは、５回のテストのすべてでドリルの折損が生じたため、孔径や真円度の測定は行わなかった。
比較例Ａ，Ｂとも５回中３回のテストでドリル（第２ドリル）の折損が生じ、孔径も狙いの孔径に対する誤差が大きく、真円度も悪いものであった。
これに対して、実施例Ａの加工方法では、いずれのドリルも折損は認められず、加工された孔の孔径の誤差も小さく、小さい真円度の孔を加工することができた。
比較例Ａ，Ｂとも５回中３回のテストでドリル（第２ドリル）の折損が生じ、孔径も狙いの孔径に対する誤差が大きく、真円度も悪いものであった。
これに対して、実施例Ａの加工方法では、いずれのドリルも折損は認められず、加工された孔の孔径の誤差も小さく、小さい真円度の孔を加工することができた。
［実施例２］
厚さ３０ｍｍの電極板本体に、直径０．８ｍｍ狙いでストレートの孔を貫通状態に形成する。
（１）従来例加工方法Ｂ
直径０．８ｍｍ、切削長さ３０ｍｍのドリルで電極板本体の一方の面から一度に孔加工した。
（２）比較例加工方法Ｃ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下孔を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ３０ｍｍのドリル（第２ドリル）で電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ３０ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（３）比較例加工方法Ｄ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ３０ｍｍのドリル（第２ドリル）の先端部を下穴内に挿入し、深さ１０ｍｍの位置から深さ２０ｍｍ分の孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（４）実施例加工方法Ｂ
直径０．６ｍｍ、切削長さ１０ｍｍの第１ドリルで電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ３０ｍｍの第２ドリルで電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ３０ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
これらの結果を表２に示す。
厚さ３０ｍｍの電極板本体に、直径０．８ｍｍ狙いでストレートの孔を貫通状態に形成する。
（１）従来例加工方法Ｂ
直径０．８ｍｍ、切削長さ３０ｍｍのドリルで電極板本体の一方の面から一度に孔加工した。
（２）比較例加工方法Ｃ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下孔を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ３０ｍｍのドリル（第２ドリル）で電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ３０ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（３）比較例加工方法Ｄ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ３０ｍｍのドリル（第２ドリル）の先端部を下穴内に挿入し、深さ１０ｍｍの位置から深さ２０ｍｍ分の孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（４）実施例加工方法Ｂ
直径０．６ｍｍ、切削長さ１０ｍｍの第１ドリルで電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ３０ｍｍの第２ドリルで電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ３０ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
これらの結果を表２に示す。
従来例Ｂは５回のテストのすべてでドリルに折損が生じ、比較例Ｃ，Ｄは、５回のテストのすべてで第２ドリルに折損が生じたため、孔径や真円度の測定は行わなかった。
実施例Ｂの加工方法では、いずれのドリルも折損は認められず、加工された孔の孔径の誤差も小さく、小さい真円度の孔を加工することができた。このように、本発明の方法によれば、長さ３０ｍｍの直線部を有するガス孔の加工にも有効である。
実施例Ｂの加工方法では、いずれのドリルも折損は認められず、加工された孔の孔径の誤差も小さく、小さい真円度の孔を加工することができた。このように、本発明の方法によれば、長さ３０ｍｍの直線部を有するガス孔の加工にも有効である。
［実施例３］
厚さ１３ｍｍの電極板本体に、直径０．８ｍｍ狙いでストレートの孔を貫通状態に形成する。
（１）従来例加工方法Ｃ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍのドリルで電極板本体の一方の面から一度に孔加工した。
（２）比較例加工方法Ｅ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下孔を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍのドリル（第２ドリル）で電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ１３ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（３）比較例加工方法Ｆ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍのドリル（第２ドリル）の先端部を下穴内に挿入し、深さ１０ｍｍの位置から深さ３ｍｍ分の孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（４）実施例加工方法Ｃ
直径０．６ｍｍ、切削長さ１０ｍｍの第１ドリルで電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍの第２ドリルで電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ１３ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（５）実施例加工方法Ｄ
直径０．６ｍｍ、切削長さ１３ｍｍの第１ドリルで電極板本体の一方の面から深さ１３ｍｍの下穴（貫通）を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍの第２ドリルで電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ１３ｍｍの孔加工をして電極板本体を作製した。
これらの結果を表３に示す。
厚さ１３ｍｍの電極板本体に、直径０．８ｍｍ狙いでストレートの孔を貫通状態に形成する。
（１）従来例加工方法Ｃ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍのドリルで電極板本体の一方の面から一度に孔加工した。
（２）比較例加工方法Ｅ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下孔を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍのドリル（第２ドリル）で電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ１３ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（３）比較例加工方法Ｆ
直径０．８ｍｍ、切削長さ１０ｍｍのドリル（第１ドリル）で電極本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍのドリル（第２ドリル）の先端部を下穴内に挿入し、深さ１０ｍｍの位置から深さ３ｍｍ分の孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（４）実施例加工方法Ｃ
直径０．６ｍｍ、切削長さ１０ｍｍの第１ドリルで電極板本体の一方の面から深さ１０ｍｍの下穴を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍの第２ドリルで電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ１３ｍｍの孔加工をして電極板本体を貫通させた。
（５）実施例加工方法Ｄ
直径０．６ｍｍ、切削長さ１３ｍｍの第１ドリルで電極板本体の一方の面から深さ１３ｍｍの下穴（貫通）を加工した後、直径０．８ｍｍ、切削長さ１３ｍｍの第２ドリルで電極板本体の一方の面から下穴を含むように深さ１３ｍｍの孔加工をして電極板本体を作製した。
これらの結果を表３に示す。
従来例では５回中３回のテストでドリルに折損が生じ、比較例Ｅ，Ｆでは５回中１回のテストで第２ドリルに折損が生じたが、孔の加工深さが実施例１，２より小さいために、ドリルの折損が少なく、孔加工できたものもあったが、形成された孔は、孔径の誤差が大きく、真円度も満足できるものではない。なお、比較例Ｆの第２ドリルでの孔加工は深さ３ｍｍ分の加工で負荷が小さいと考えられるが、１回目で空けた穴内で振れやすいために、５回中１回のテストで折損が生じた。
実施例Ｃは、いずれのドリルにも折損がなく、孔径の誤差が小さく、真円度も小さかった。
実施例Ｄは、５回中、２回のテストで第１ドリルに折損が認められたが、孔径の誤差が小さく、真円度も小さかった。
実施例Ｃは、いずれのドリルにも折損がなく、孔径の誤差が小さく、真円度も小さかった。
実施例Ｄは、５回中、２回のテストで第１ドリルに折損が認められたが、孔径の誤差が小さく、真円度も小さかった。
以上の実施例で明らかなように、本発明の製造方法によれば、電極板本体が厚いものであっても、１２ｍｍの長さを超える直線部の孔を、高精度（小さい真円度）に形成することができる。
１１ 電極板（プラズマ処理装置用電極板）
１２ 電極板本体
２１，２１１，２１２ ガス孔
２２ 直線部
２３ 下穴
２４ 小径部
２５ 大径部
３１ 第１ドリル
３２ 第２ドリル
４１ 下穴切削領域
４２ 直線部切削領域
１２ 電極板本体
２１，２１１，２１２ ガス孔
２２ 直線部
２３ 下穴
２４ 小径部
２５ 大径部
３１ 第１ドリル
３２ 第２ドリル
４１ 下穴切削領域
４２ 直線部切削領域
Claims (6)
- 単結晶シリコン、柱状晶シリコン、又は多結晶シリコンからなる電極板本体の厚さ方向に少なくとも１２ｍｍを超える長さの直線部を有するガス孔を相互に平行に貫通状態に形成するプラズマ処理装置用電極板の製造方法において、前記電極板本体の一方の面から第１ドリルで前記直線部を形成する孔の直径の５０％以上８０％以下の直径の下穴を形成する下穴形成工程と、直径が第１ドリルの直径より大きい第２ドリルで前記下穴に重ねて前記直線部を形成する直線部形成工程と、を有し、前記下穴形成工程後に前記直線部形成工程を行うことを特徴とするプラズマ処理装置用電極板の製造方法。
- 前記下穴は前記電極板本体の厚さの途中まで形成することを特徴とする請求項１に記載のプラズマ処理装置用電極板の製造方法。
- 前記下穴は加工深さが５ｍｍを超えることを特徴とする請求項１又は２に記載のプラズマ処理装置用電極板の製造方法。
- 前記第２ドリルは、前記電極板本体の前記一方の面から孔加工することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置用電極板の製造方法。
- 前記第２ドリルは、前記電極板本体の他方の面から孔加工することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプラズマ処理装置用電極板の製造方法。
- 前記第２ドリルは、前記下穴に到達し、かつ前記電極板本体の厚さの途中まで前記直線部を形成することを特徴とする請求項５に記載のプラズマ処理装置用電極板の製造方法。
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