JP2024113345A - プラズマ処理装置用の電極板とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】異常放電の発生を低減することができるプラズマ処理装置用の電極板を提供する。【解決手段】複数のガス流路１１が貫通したガス導入部３１と、このガス導入部３１のまわりに形成された周縁部３２と、を備え、ガス導入部３１と周縁部３２とで面一状の第一面３０１が形成され、さらにガス導入部３１が周縁部３２よりも厚さ方向に薄く形成されていて、ガス導入部３１の第一面３０１側とは反対に位置する第二面３０２のまわりで、周縁部３２が厚さ方向に突き出た突出部３２Ａを備えており、ガス流路１１は、入口１１１が第一面３０１に形成され、出口１１２が第二面３０２に形成され、第二面３０２で、ガス流路１１の出口１１２に隣接する周辺領域は付着物が占める面積の割合を１０％以下とし、ガス流路１１の全数のうち、付着物を内周面１１３に付着したガス流路１１の数が占める割合を２０％以下とする。【選択図】図２
Description
本発明は、プラズマ処理装置用の電極板とその製造方法に関する。
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では、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上下に対向配置し、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貫通孔からプラズマ生成用のプロセスガスを被処理基板に向かって流通させながら、両電極間に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。
図９（ａ）に示す従来の円板状の上部電極４００は、プロセスガスが通るガス流路４１１を複数設けたガス導入部４１０と、このガス導入部４１０の周りに設けられた周縁部４２０と、を備え、プロセスガス放出側では周縁部４２０がガス導入部４１０よりも張り出して、凹部４３０が構成されている。プロセスガスを放出するガス導入部４１０の出口４１１Ａが凹部４３０の平坦底４３１に形成されていて、上部電極４００は、凹部４３０を下部電極と対向させてプラズマ処理装置のチャンバー内に設置されて、使用される。
このように凹部４３０をプロセスガス放出側に設けた上部電極が特許文献１，２に開示されている。
このように凹部４３０をプロセスガス放出側に設けた上部電極が特許文献１，２に開示されている。
従来の上部電極４００は、プラズマ処理装置の冷却板との密着性が良好となるように、凹部４３０とは反対側にある冷却面４０１が研磨して形成されている。従来の上部電極４００の製造方法では、図９（ｂ）に示す凹部４３０とガス流路４１１とを設けた板状部材４００Ａを予め形成しておいて、この板状部材４００Ａの凹部４３０とは反対側にある面４０１Ａを研磨する研磨工程を行って、冷却面４０１を形成する。
研磨工程は、図９（ｂ）に示すように、板状部材４００Ａの凹部４３０とは反対側にある面４０１Ａを研磨用定盤５００に当てて板状部材４００Ａを研磨用定盤５００に載せ、さらに破線で示すプレッシャープレート６００によって板状部材４００Ａの凹部４３０とは反対側にある面４０１Ａを研磨用定盤５００に設けられた図示省略の研磨クロスに押し付ける。また、研磨工程中は、板状部材４００Ａの凹部４３０は上を向いており、コロイダルシリカやダイヤモンド砥粒等の研磨材を含有したスラリーからなる研磨液７００が研磨用定盤５００と板状部材４００Ａとの間に供給されている。この研磨液７００がガス流路４１１を通って凹部４３０の平坦底４３１までせり上がり、研磨工程を経て、冷却面４０１が形成された上部電極４００において、図９（ｃ）に示すように研磨液７００が凹部４３０の平坦底４３１に残り、この研磨液７００が乾燥するとシミの原因となる。
このように研磨工程の際に用いた研磨液７００の残渣としてシミが凹部４３０の平坦底４３１に形成されると、上部電極４００をプラズマ処理装置で使用した際に、異常放電が発生して、プラズマ処理装置を正常に使用することができない。また、研磨液７００の残渣が付着物として、ガス流路４１１の内周面に付着して残ることでも、異常放電が発生する原因と成り得る。
そこで、本発明は、上記の課題を解決するために創作されたものであり、異常放電の発生を低減することができるプラズマ処理装置用の電極板とその製造方法とを提供することを目的とする。
本発明のプラズマ処理装置用の電極板は、複数のガス流路が貫通したガス導入部と、このガス導入部のまわりに形成された周縁部と、を備え、前記ガス導入部と前記周縁部とで面一の第一面が形成され、さらに前記ガス導入部が前記周縁部よりも厚さ方向に薄く形成されていて、前記ガス導入部の前記第一面側とは反対に位置する第二面のまわりで、前記周縁部が厚さ方向に突き出た突出部を構成しており、前記ガス流路は、入口が前記第一面に形成され、出口が前記第二面に形成され、前記第二面で、前記ガス流路の前記出口に隣接する周辺領域は付着物が占める面積の割合を１０％以下とし、前記ガス流路の全数のうち、付着物を内周面に付着した前記ガス流路の数が占める割合を２０％以下とする。
周辺領域は、第二面に存在し、出口の中心からの最大半径が２０.０ｍｍ以内の箇所である。ここで、「最大半径が２０.０ｍｍ以内の箇所」とは、最大を成す半径が２０.０ｍｍ以下であり、さらにその最大半径からなる仮想円上と、この仮想円の内側の箇所（出口を除く。）を意味する。最大半径の特定方法は、周辺ガス流路出口の縁のうち対象の出口の中心から最も近い縁に外接する仮想円を求め、その仮想円の半径を最大半径とする。この特定方法で求められた最大半径が２０ｍｍ以下であれば取得した数値を利用し、２０ｍｍを越える場合は最大半径を２０ｍｍとする。「周辺ガス流路出口」は、例えば所定のピッチで位置をずらして配置される周辺のガス流路の出口である。なお、一つの出口の周辺領域と、周辺ガス流路出口の中心から定まる周辺領域とは、離れて設定され、又は一部が重なるように配置されてもよい。周辺領域において、付着物が占める面積の割合を１０％以下として、有機物由来のシミを抑えて構成することができる。また、電極板は、付着物を内周面に付着させたガス流路の数の割合を２０％以下にして構成されている。この電極板を用いたプラズマ処理装置ではプラズマ処理を正常に行うことができる。
一方、付着物が占める面積の割合が１０％を超える場合や付着物を内周面に付着させたガス流路の数の割合が２０％を超える場合、プラズマ処理装置で電極板を使用すると、異常放電の数が多くなり、プラズマ処理を正常に行うことができなくなる。
一方、付着物が占める面積の割合が１０％を超える場合や付着物を内周面に付着させたガス流路の数の割合が２０％を超える場合、プラズマ処理装置で電極板を使用すると、異常放電の数が多くなり、プラズマ処理を正常に行うことができなくなる。
本発明のプラズマ処理装置用の電極板の製造方法は、複数のガス流路が貫通したガス導入部とこのガス導入部のまわりに設けられた前記周縁部とで面一状に形成された第一面を有すると共に、前記ガス導入部が前記周縁部よりも厚さ方向に薄く形成されていて前記ガス導入部の前記第一面側とは反対に位置する第二面のまわりで前記周縁部が厚さ方向に突き出た突出部を構成している、電極用板状部材を研磨する研磨工程を備え、前記研磨工程は、前記ガス導入部と前記突出部とからなる液溜め部の容積の少なくとも２０％の液体を前記液溜め部に張った状態で、前記第一面を研磨用定盤に当て、さらに前記第一面と前記研磨用定盤との間に研磨液を供給しながら前記第一面の研磨を行う。
研磨工程では、前記液溜め部に前記液体を張った状態で、前記液溜め部とは反対側にある前記第一面を研磨することで、前記液溜め部で前記ガス流路の前記出口に隣接した周辺領域を付着物が占める面積の割合を１０％以下に形成し、付着物を内周面に付着させたガス流路の数の割合を２０％以下にすることができる。
一方、前記液溜め部に前記液体を張らずに第一面の研磨を行うと、研磨液がガス流路をせり上がり、研磨後に電極用板状部材の第二面に残った研磨液の残渣が残り、これが乾燥してシミとなり、異常放電が発生する原因となる。
一方、前記液溜め部に前記液体を張らずに第一面の研磨を行うと、研磨液がガス流路をせり上がり、研磨後に電極用板状部材の第二面に残った研磨液の残渣が残り、これが乾燥してシミとなり、異常放電が発生する原因となる。
本発明のプラズマ処理装置用の電極板の製造方法は、好ましくは、記研磨工程の後に、研磨した前記電極用板状部材の前記第一面と、前記液溜め部と前記ガス流路とを洗浄する洗浄工程をさらに備えている。
洗浄工程を行うことで、電極用板状部材の第二面の研磨液の残渣、ガス流路内の研磨液の残渣をより一層低減することができる。
本発明によれば、第二面のシミの発生やガス流路内の付着物の付着を抑えて電極板を構成することで、プラズマ処理装置で使用した際に異常放電の発生が低減して正常にプラズマ処理を行うことができる。
以下、図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係るプラズマエッチング装置１は、真空チャンバー２内の上部に、上部電極となる電極板３が設けられると共に、下部に、下部電極となる上下動可能な架台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。
図１に示すように、本発明の実施形態に係るプラズマエッチング装置１は、真空チャンバー２内の上部に、上部電極となる電極板３が設けられると共に、下部に、下部電極となる上下動可能な架台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。
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、その周りを囲むシリコン製の支持リング７とが設けられており、静電チャック６の上に、支持リング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から送られたエッチングガスは拡散部材１０で拡散された後に、熱伝導性に優れるアルミニウム等からなる冷却板１４に設けられた上流ガス流路１５と電極板３に設けられたガス流路１１とを流れて、ウエハ８に向い、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。
このプラズマエッチング装置１では、電極板３と架台４との間に高周波電圧を印加する高周波電源１３を設けている。エッチングガスが電極板３と架台４との間の空間Ｓに放出され、高周波電源１３から高周波電圧が印加されると、この空間Ｓ内でプラズマとなってウエハ８に当たる。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ク１７で囲われた状態とされている。
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ク１７で囲われた状態とされている。
（電極板３）
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、図２（ａ）に示すように、複数のガス流路１１が形成されたガス導入部３１と、ガス導入部３１のまわりに形成された周縁部３２とを備えて、円板状に形成されている。
さらに電極板３は、図２（ｂ）に示すように、冷却板１４が固定される冷却面としての第一面３０１を有し、第一面３０１はガス導入部３１と周縁部３２とで面一形成されている。この第一面３０１を基準として第一面３０１に直交する厚さ方向に沿った厚さにおいて、ガス導入部３１の第一面３０１からその反対側に位置する第二面３０２までの厚さｔ１を、周縁部３２の第一面３０１からその反対側に位置する第三面３０３までの厚さｔ２と比べると、ガス導入部３１の厚さｔ１は周縁部３２の厚さｔ２よりも薄く形成されて（ｔ１＜ｔ２）いて、周縁部３２がガス導入部３１の第二面３０２のまわりでガス導入部３１よりも厚さ方向に突き出て突出部３２Ａを備えている。突出部３２Ａが環状に設けられており、電極板３は、第二面３０２の周縁と第三面３０３の内周縁とをつなぐ内周面３０４と、第一面３０１の周縁と第二面３０２の外周縁とをつなぐ外周面３０５と、をさらに備えている。
また、電極板３では、ガス導入部３１が周縁部３２よりも厚さ方向に薄いことから、凹部３３がガス導入部３１と突出部３２Ａとで構成されている。
電極板３の寸法は、限定されるものではないが、例えば第一面３０１の直径が２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下であり、厚さｔ２が８ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。第二面３０２の直径が１９５ｍｍ以上５９５ｍｍ以下であり、また突出部３２Ａの高さＨは電極板３の周縁部３２の厚さｔ２の５％以上６０％以下であり、電極板３の周縁部３２の厚さｔ２が２０ｍｍであれば突出部３２Ａの高さＨを１０ｍｍに設定することができる。なお、図１では突出部３２Ａを省略して電極板３を表している。
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、図２（ａ）に示すように、複数のガス流路１１が形成されたガス導入部３１と、ガス導入部３１のまわりに形成された周縁部３２とを備えて、円板状に形成されている。
さらに電極板３は、図２（ｂ）に示すように、冷却板１４が固定される冷却面としての第一面３０１を有し、第一面３０１はガス導入部３１と周縁部３２とで面一形成されている。この第一面３０１を基準として第一面３０１に直交する厚さ方向に沿った厚さにおいて、ガス導入部３１の第一面３０１からその反対側に位置する第二面３０２までの厚さｔ１を、周縁部３２の第一面３０１からその反対側に位置する第三面３０３までの厚さｔ２と比べると、ガス導入部３１の厚さｔ１は周縁部３２の厚さｔ２よりも薄く形成されて（ｔ１＜ｔ２）いて、周縁部３２がガス導入部３１の第二面３０２のまわりでガス導入部３１よりも厚さ方向に突き出て突出部３２Ａを備えている。突出部３２Ａが環状に設けられており、電極板３は、第二面３０２の周縁と第三面３０３の内周縁とをつなぐ内周面３０４と、第一面３０１の周縁と第二面３０２の外周縁とをつなぐ外周面３０５と、をさらに備えている。
また、電極板３では、ガス導入部３１が周縁部３２よりも厚さ方向に薄いことから、凹部３３がガス導入部３１と突出部３２Ａとで構成されている。
電極板３の寸法は、限定されるものではないが、例えば第一面３０１の直径が２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下であり、厚さｔ２が８ｍｍ以上２５ｍｍ以下である。第二面３０２の直径が１９５ｍｍ以上５９５ｍｍ以下であり、また突出部３２Ａの高さＨは電極板３の周縁部３２の厚さｔ２の５％以上６０％以下であり、電極板３の周縁部３２の厚さｔ２が２０ｍｍであれば突出部３２Ａの高さＨを１０ｍｍに設定することができる。なお、図１では突出部３２Ａを省略して電極板３を表している。
電極板３の第一面３０１は、ガス導入部３１の一方の面と周縁部３２の一方の面とが面一に連なって形成されており、さらに第一面３０１は、冷却板１４との密着性及び接合性を高めるために鏡面処理が施されている。鏡面の程度としては、例えば中心線平均粗さＲａで０．０１μｍ程度とされ、好ましくはＲａが０．０２μｍ以下であるが、実質上Ｒａが０．３μｍ以下であればよい。なお、第二面３０２は例えば中心線平均粗さＲａを０．１μｍ以上にすることができるが、第一面３０１と同様に鏡面処理されてもよい。
さらに、電極板３では、複数のガス流路１１が第一面３０１から第二面３０２まで貫通しており、各ガス流路１１の入口１１１が第一面３０１に設けられ、各ガス流路１１の出口１１２が第二面３０２に設けられている。なお、図２（ａ）では、複数のガス流路１１の一部を省略して、電極板３を表している。
ガス流路１１の円形の出口１１２や内周面１１３の径φ（直径）が例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、各ガス流路１１の出口１１２の間隔は、例えば４ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。ガス流路１１の入口１１１は出口１１２と同形状であり、各ガス流路１１は電極板３に厚さ方向に延びる中心軸を揃えて形成されている。
ガス流路１１の円形の出口１１２や内周面１１３の径φ（直径）が例えば０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、各ガス流路１１の出口１１２の間隔は、例えば４ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。ガス流路１１の入口１１１は出口１１２と同形状であり、各ガス流路１１は電極板３に厚さ方向に延びる中心軸を揃えて形成されている。
さらに、第二面３０２のうち、各ガス流路１１の出口１１２に隣接する周辺領域ＡＲ１では、面方向に広がった付着物が存在する。この面状の付着物は、周辺領域ＡＲ１を撮像したモノクローム画像から、輝度の閾値で選別して、特定することができる。例えば２５６階調（０～２５５）のグレイスケール画像において、輝度の閾値を基に、二値化処理を行ってモノクローム画像を作成する。閾値よりも高い階調の画素を白で表し、変色した暗い箇所は閾値よりも低い階調の画素として取り扱われて黒で表される。なお、付着物は、後述の電極板３を製造する際に行うポリッシュ工程の際に研磨液と電極板の表面との反応や、或いは洗浄工程での乾燥の際に研磨液の残渣と電極板の表面との反応によって、有機物由来のシミが第二面３０２に形成されたものであると考えられる。図２（ｃ）は図２（ａ）の破線の円で囲った部分の拡大図であり、図２（ｃ）ではハッチングを付して三つの出口１１２の周辺領域ＡＲ１を表している。また図２（ｃ）では、三つの出口１１２やそれに関した構成には符号に（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）を付加して、以下、これらの出口１１２（Ａ），１１２（Ｂ），１１２（Ｃ）を区別して、中間に位置する出口１１２（Ｂ）の周辺領域ＡＲ１を説明する。
出口１１２（Ｂ）の周辺領域ＡＲ１は、第二面３０２に存在し、出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）からの最大半径ｒｍａｘが２０．０ｍｍ以内の箇所である。
ここで、「最大半径ｒｍａｘが２０．０ｍｍ以内の箇所」とは、最大を成す半径ｒｍａｘが２０．０ｍｍ以下であり、さらにその最大半径ｒｍａｘからなる仮想円上と、この仮想円の内側の箇所（出口を除く。）を意味する。
最大半径の特定方法は、周辺ガス流路出口の縁のうち対象の出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）から最も近い周辺ガス流路出口の円形の縁に外接する仮想円を求め、その仮想円の半径を最大半径とする。また最大半径を特定する条件として、この特定方法で求められた最大半径が２０ｍｍ以下であれば取得した数値を利用し、２０ｍｍを越える場合は最大半径を２０ｍｍとする。「周辺ガス流路出口」は、例えば所定のピッチで位置をずらして配置される周辺のガス流路の出口１１２（Ａ），１１２（Ｃ）である。
図示例においては、出口１１２（Ａ），１１２（Ｂ），１１２（Ｃ）の間隔が等しいため、出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）に対して出口１１２（Ａ），１１２（Ｃ）が最も近い位置に配置され、これらの円形の縁に対して、符号αと一点鎖線で示す仮想円が外接することになる。このように複数の出口１１２（Ａ），１１２（Ｃ）の縁（円）に一つの仮想円が外接する場合も、その半径が最大半径ｒｍａｘとなるが、この一点鎖線の仮想円の半径が２０．０ｍｍよりも長いため、上記条件によって、出口１１２（Ｂ）の最大半径ｒｍａｘが２０．０ｍｍとなり、周辺領域ＡＲ１はハッチングを付した領域に特定される。
また、図示することを省略するが、出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）から周辺ガス流路出口の縁に外接する仮想円の半径が２０ｍｍ未満であれば、例えば最も近い周辺ガス流路出口の縁に外接する仮想円の半径が１０．１ｍｍであれば、上記条件により、対象の出口１１２（Ｂ）の仮想円の最大半径ｒｍａｘは１０．１ｍｍになり、その出口１１２（Ｂ）の周縁領域ＡＲ１は出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）から１０．１ｍｍの仮想円上とその内側（出口１１２（Ｂ）や周辺ガス流路出口を除く。）として特定される。
出口１１２（Ｂ）の周辺領域ＡＲ１と同様に、出口１１２（Ａ）や出口１１２（Ｃ）の各周辺領域ＡＲ１（Ａ），ＡＲ１（Ｃ）も、離れて配置される周辺のガス流路１１との位置関係で最大半径ｒｍａｘが定まり、またその最大半径ｒｍａｘによって周辺領域ＡＲ１（Ａ），ＡＲ１（Ｃ）が特定される（出口１１２（Ａ）、出口１１２（Ｂ）、出口１１２（Ｃ）の箇所を除く。）。
なお、図示例では、出口１１２（Ａ），１１２（Ｂ），１１２（Ｃ）の各周辺領域ＡＲ１（Ａ），ＡＲ１（Ｂ），ＡＲ１（Ｃ）が離れて設定されているが、出口１１２（Ａ），１１２（Ｂ），１１２（Ｃ）の各周辺領域ＡＲ１（Ａ），ＡＲ１（Ｂ），ＡＲ１（Ｃ）は一部が重なるように配置されてもよい。
このように特定される周辺領域ＡＲ１では有機物が占める面積の割合（以下、面積率と称す場合がある。）は１０％以下である。この面積率は、第二面３０２に形成されている複数のガス流路１１それぞれの面積率（以下、個別面積率と称す。）を算出し、さらに複数の個別面積率の平均値を算出し、この個別面積率の平均値を面積率（本発明の一実施形態の面積率）とする。なお、図２（ｃ）ではガス流路１１の中心Ｃ（Ａ），Ｃ（Ｂ），Ｃ（Ｃ）を黒丸で表している。
また、電極板３では、内周面１１３に盛り上がるように付着した付着物が存在する。ガス流路１１の総数Ｎのうち、付着物を内周面１１３に有するガス流路１１の数ｎが占める割合（ｎ／Ｎ）×１００［％］が、例えば２０％以下、好ましくは１４％以下、より好ましくは６％以下とする。この付着物は有機物からなり、大きさは例えば１０μｍ以上である。
出口１１２（Ｂ）の周辺領域ＡＲ１は、第二面３０２に存在し、出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）からの最大半径ｒｍａｘが２０．０ｍｍ以内の箇所である。
ここで、「最大半径ｒｍａｘが２０．０ｍｍ以内の箇所」とは、最大を成す半径ｒｍａｘが２０．０ｍｍ以下であり、さらにその最大半径ｒｍａｘからなる仮想円上と、この仮想円の内側の箇所（出口を除く。）を意味する。
最大半径の特定方法は、周辺ガス流路出口の縁のうち対象の出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）から最も近い周辺ガス流路出口の円形の縁に外接する仮想円を求め、その仮想円の半径を最大半径とする。また最大半径を特定する条件として、この特定方法で求められた最大半径が２０ｍｍ以下であれば取得した数値を利用し、２０ｍｍを越える場合は最大半径を２０ｍｍとする。「周辺ガス流路出口」は、例えば所定のピッチで位置をずらして配置される周辺のガス流路の出口１１２（Ａ），１１２（Ｃ）である。
図示例においては、出口１１２（Ａ），１１２（Ｂ），１１２（Ｃ）の間隔が等しいため、出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）に対して出口１１２（Ａ），１１２（Ｃ）が最も近い位置に配置され、これらの円形の縁に対して、符号αと一点鎖線で示す仮想円が外接することになる。このように複数の出口１１２（Ａ），１１２（Ｃ）の縁（円）に一つの仮想円が外接する場合も、その半径が最大半径ｒｍａｘとなるが、この一点鎖線の仮想円の半径が２０．０ｍｍよりも長いため、上記条件によって、出口１１２（Ｂ）の最大半径ｒｍａｘが２０．０ｍｍとなり、周辺領域ＡＲ１はハッチングを付した領域に特定される。
また、図示することを省略するが、出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）から周辺ガス流路出口の縁に外接する仮想円の半径が２０ｍｍ未満であれば、例えば最も近い周辺ガス流路出口の縁に外接する仮想円の半径が１０．１ｍｍであれば、上記条件により、対象の出口１１２（Ｂ）の仮想円の最大半径ｒｍａｘは１０．１ｍｍになり、その出口１１２（Ｂ）の周縁領域ＡＲ１は出口１１２（Ｂ）の中心Ｃ（Ｂ）から１０．１ｍｍの仮想円上とその内側（出口１１２（Ｂ）や周辺ガス流路出口を除く。）として特定される。
出口１１２（Ｂ）の周辺領域ＡＲ１と同様に、出口１１２（Ａ）や出口１１２（Ｃ）の各周辺領域ＡＲ１（Ａ），ＡＲ１（Ｃ）も、離れて配置される周辺のガス流路１１との位置関係で最大半径ｒｍａｘが定まり、またその最大半径ｒｍａｘによって周辺領域ＡＲ１（Ａ），ＡＲ１（Ｃ）が特定される（出口１１２（Ａ）、出口１１２（Ｂ）、出口１１２（Ｃ）の箇所を除く。）。
なお、図示例では、出口１１２（Ａ），１１２（Ｂ），１１２（Ｃ）の各周辺領域ＡＲ１（Ａ），ＡＲ１（Ｂ），ＡＲ１（Ｃ）が離れて設定されているが、出口１１２（Ａ），１１２（Ｂ），１１２（Ｃ）の各周辺領域ＡＲ１（Ａ），ＡＲ１（Ｂ），ＡＲ１（Ｃ）は一部が重なるように配置されてもよい。
このように特定される周辺領域ＡＲ１では有機物が占める面積の割合（以下、面積率と称す場合がある。）は１０％以下である。この面積率は、第二面３０２に形成されている複数のガス流路１１それぞれの面積率（以下、個別面積率と称す。）を算出し、さらに複数の個別面積率の平均値を算出し、この個別面積率の平均値を面積率（本発明の一実施形態の面積率）とする。なお、図２（ｃ）ではガス流路１１の中心Ｃ（Ａ），Ｃ（Ｂ），Ｃ（Ｃ）を黒丸で表している。
また、電極板３では、内周面１１３に盛り上がるように付着した付着物が存在する。ガス流路１１の総数Ｎのうち、付着物を内周面１１３に有するガス流路１１の数ｎが占める割合（ｎ／Ｎ）×１００［％］が、例えば２０％以下、好ましくは１４％以下、より好ましくは６％以下とする。この付着物は有機物からなり、大きさは例えば１０μｍ以上である。
（電極板の製造方法）
図３（ａ）に示すように、電極板３の製造方法は、単結晶シリコンなどのインゴットをスライスして第一板状部材を形成するスライス工程と、加熱工程と、第一板状部材に加工を施して第一貫通穴と第一凹部とを有する第二板状部材を形成する加工工程と、第二板状部材にエッチング処理を施して表面の中心線平均粗さＲａを０．５μｍ以下の第三板状部材に形成するエッチング工程と、第三板状部材のエッチング処理後の面をポリッシュして表面の中心線平均粗さＲａを０．３μｍ以下にするポリッシュ工程（鏡面処理）と、ポリッシュ工程後に液体（水）で第一面３０１，凹部３３などの表面やガス流路１１を洗浄する洗浄工程と、を備えている。
図３（ａ）に示すように、電極板３の製造方法は、単結晶シリコンなどのインゴットをスライスして第一板状部材を形成するスライス工程と、加熱工程と、第一板状部材に加工を施して第一貫通穴と第一凹部とを有する第二板状部材を形成する加工工程と、第二板状部材にエッチング処理を施して表面の中心線平均粗さＲａを０．５μｍ以下の第三板状部材に形成するエッチング工程と、第三板状部材のエッチング処理後の面をポリッシュして表面の中心線平均粗さＲａを０．３μｍ以下にするポリッシュ工程（鏡面処理）と、ポリッシュ工程後に液体（水）で第一面３０１，凹部３３などの表面やガス流路１１を洗浄する洗浄工程と、を備えている。
（スライス工程）
例えば、柱状晶のＳｉインゴット（脆性材料のインゴット）からダイヤモンド砥粒のバンドソーもしくはワイヤーソーで直径２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下、厚さ８ｍｍ以上２５ｍｍ以下の第一板状部材を切断する。
例えば、柱状晶のＳｉインゴット（脆性材料のインゴット）からダイヤモンド砥粒のバンドソーもしくはワイヤーソーで直径２００ｍｍ以上６００ｍｍ以下、厚さ８ｍｍ以上２５ｍｍ以下の第一板状部材を切断する。
（加熱工程）
第一板状部材を所定の温度まで加熱した後に、常温まで冷却するアニール処理を行う。これにより、電子の放出を効果的に抑制し、比抵抗値のばらつきを抑えることができる。
第一板状部材を所定の温度まで加熱した後に、常温まで冷却するアニール処理を行う。これにより、電子の放出を効果的に抑制し、比抵抗値のばらつきを抑えることができる。
（加工工程）
第一板状部材の一方の面を研削して第一凹部を形成し、さらにドリルで第一凹部の平坦状に形成された底からこの底とは反対にある面まで延びる第一貫通穴を形成する。加工工程により、第二板状部材が形成される。
第一板状部材の一方の面を研削して第一凹部を形成し、さらにドリルで第一凹部の平坦状に形成された底からこの底とは反対にある面まで延びる第一貫通穴を形成する。加工工程により、第二板状部材が形成される。
（エッチング工程）
エッチング工程は、加工工程後の第二板状部材に対して、酸性のエッチング液を用いて実行される。このエッチング液としては、フッ酸（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ３）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）を混合したフッ硝酢酸が用いられる。好ましくは、フッ酸５％以上４０％以下、硝酸２５％、酢酸１２．５％を含む、残部が純水からなるとよい。
エッチング工程では、表面のクラックやくぼみの除去に加えて、第一貫通穴の内周面に形成されたバリなども除去され、第一凹部の内周面や底、底の反対側にある面は、エッチング後の中心線平均粗さＲａが例えば０．５μｍ以下である。このエッチング工程により、凹部３３とガス流路１１とを設けた第三板状部材が形成される。
エッチング工程は、加工工程後の第二板状部材に対して、酸性のエッチング液を用いて実行される。このエッチング液としては、フッ酸（ＨＦ）、硝酸（ＨＮＯ３）、酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ）を混合したフッ硝酢酸が用いられる。好ましくは、フッ酸５％以上４０％以下、硝酸２５％、酢酸１２．５％を含む、残部が純水からなるとよい。
エッチング工程では、表面のクラックやくぼみの除去に加えて、第一貫通穴の内周面に形成されたバリなども除去され、第一凹部の内周面や底、底の反対側にある面は、エッチング後の中心線平均粗さＲａが例えば０．５μｍ以下である。このエッチング工程により、凹部３３とガス流路１１とを設けた第三板状部材が形成される。
エッチング工程を行って形成される第三板状部材は、その全体的な外観はほぼ電極板３と同じであるが、凹部３３とは反対にある面（冷却板と接する第一面に相当）の粗さが、この段階では鏡面として形成されておらず、第一面３０１と異なっている。以下の説明や図４では、電極板３の第一面３０１に対応する第三板状部材の構成に同じ名称と同じ符号を用いてそれらの説明を省略し、且つ第三板状部材の構成にはさらに符号としてＷを付け、さらに第三板状部材の符号を３Ｗとする。
（ポリッシュ工程）
ポリッシュ工程では、凹部３３Ｗとは反対側にある第一面３０１Ｗ、第三面３０３Ｗ、凹部３３Ｗの順番で研磨を行う。なお、凹部３３Ｗを鏡面に形成しない場合には、第二面３０２Ｗと内周面３０４Ｗの研磨を省いてもよい。
ポリッシュ工程では、凹部３３Ｗとは反対側にある第一面３０１Ｗ、第三面３０３Ｗ、凹部３３Ｗの順番で研磨を行う。なお、凹部３３Ｗを鏡面に形成しない場合には、第二面３０２Ｗと内周面３０４Ｗの研磨を省いてもよい。
ポリッシュ工程のうち、第三板状部材３Ｗ（本発明の電極用板状部材）を研磨して第一面３０１を形成する冷却面形成工程（本発明の板状部材を研磨する方法）は、図３（ｂ）に示すように、第三板状部材３Ｗを研磨用定盤５０の上に載せる載置工程と、第三板状部材３Ｗを研磨用定盤５０に載置した状態で凹部３３Ｗに液体６０を張って第二面３０２Ｗとガス流路１１Ｗとを液体で覆う液張工程と、第三板状部材３Ｗをプレッシャープレートによって上方から研磨用定盤５０に押し付けた状態で研磨用定盤５０を回転させて第三板状部材３Ｗの凹部３３Ｗとは反対側にある第一面３０１Ｗを研磨する冷却面研磨工程と、を備えている。
（載置工程）
図４（ａ）に示すように、載置工程では、第三板状部材３Ｗの凹部３３Ｗが上方を臨むように、凹部３３Ｗとは反対に側にある第一面３０１Ｗ（本実施形態の電極用板状部材の第一面）を研磨用定盤５０に当てて、第三板状部材３Ｗを研磨用定盤５０に載置する。研磨用定盤５０は、図示省略の研磨クロスを設けており、この研磨クロスが研磨対象の第一面３０１Ｗに当たっている。
図４（ａ）に示すように、載置工程では、第三板状部材３Ｗの凹部３３Ｗが上方を臨むように、凹部３３Ｗとは反対に側にある第一面３０１Ｗ（本実施形態の電極用板状部材の第一面）を研磨用定盤５０に当てて、第三板状部材３Ｗを研磨用定盤５０に載置する。研磨用定盤５０は、図示省略の研磨クロスを設けており、この研磨クロスが研磨対象の第一面３０１Ｗに当たっている。
（液張工程）
液張工程では、第三板状部材３Ｗの凹部３３Ｗを、複数のガス流路１１Ｗが貫通したガス導入部３１Ｗと第二面３０２Ｗのまわりで第三板状部材３Ｗの周縁部３２Ｗが厚さ方向に突き出た突出部３２ＡＷとからなる液溜め部として用いる。図４（ｂ）に示すように、第三板状部材３Ｗの凹部３３Ｗが上方を臨んだ状態で、凹部３３Ｗに液体６０を張って、第二面３０２Ｗの全体を液体６０で覆う。ガス流路１１Ｗの中は液体６０で満たされる。凹部３３Ｗに溜める液体６０の量は、例えば凹部３３Ｗの容積の少なくとも２０％以上である。液体６０は、電極板の表面に影響を与えない物質からなり、例えば水や水酸化テトラメチルアンモニウム（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ：ＴＭＡＨ）の水溶液を用いることができる。水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）は例えば１ｍａｓｓ％以上５ｍａｓｓ％以下であり、水を用いる場合と比べて、第二面３０２Ｗ、内周面３０４Ｗやガス流路１１Ｗの内周面１１３Ｗに対して研磨液の濃度が薄くならない等の利点がある。
液張工程では、第三板状部材３Ｗの凹部３３Ｗを、複数のガス流路１１Ｗが貫通したガス導入部３１Ｗと第二面３０２Ｗのまわりで第三板状部材３Ｗの周縁部３２Ｗが厚さ方向に突き出た突出部３２ＡＷとからなる液溜め部として用いる。図４（ｂ）に示すように、第三板状部材３Ｗの凹部３３Ｗが上方を臨んだ状態で、凹部３３Ｗに液体６０を張って、第二面３０２Ｗの全体を液体６０で覆う。ガス流路１１Ｗの中は液体６０で満たされる。凹部３３Ｗに溜める液体６０の量は、例えば凹部３３Ｗの容積の少なくとも２０％以上である。液体６０は、電極板の表面に影響を与えない物質からなり、例えば水や水酸化テトラメチルアンモニウム（Ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ：ＴＭＡＨ）の水溶液を用いることができる。水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）は例えば１ｍａｓｓ％以上５ｍａｓｓ％以下であり、水を用いる場合と比べて、第二面３０２Ｗ、内周面３０４Ｗやガス流路１１Ｗの内周面１１３Ｗに対して研磨液の濃度が薄くならない等の利点がある。
（冷却面研磨工程）
図４（ｃ）に示すように、冷却面研磨工程では、研磨用定盤５０に載置した第三板状部材３Ｗの上方から、プレッシャープレート７０を第三板状部材３Ｗの第三面３０３Ｗに当てて凹部３３Ｗの開口を塞ぎ、さらに第三板状部材３Ｗに荷重を加えて第三板状部材３Ｗを研磨用定盤５０に押し付ける。このように第三板状部材３Ｗを研磨用定盤５０に押し付けた状態で研磨用定盤５０を回転させ、また図示省略の供給装置から、研磨液８０を研磨用定盤５０と第三板状部材３Ｗとの間に供給して、第一面３０１Ｗを研磨クロスと研磨液８０とによって研磨する。研磨液８０は、コロイダルシリカやダイヤモンド砥粒等の研磨材を含有したスラリーからなる。この冷却面研磨工程では、第一面３０１Ｗの研磨を、凹部３３Ｗに液体６０を張った状態で行う。この冷却面研磨工程によって例えば表面の中心線平均粗さＲａが０．０２μｍ以下の第一面３０１を形成する。
またポリッシュ工程では、周縁部３２Ｗの研磨と、必要に応じて凹部３３Ｗの研磨とを行って、第三面３０３Ｗ、第二面３０２Ｗ、内周面３０４Ｗを鏡面に形成する。
図４（ｃ）に示すように、冷却面研磨工程では、研磨用定盤５０に載置した第三板状部材３Ｗの上方から、プレッシャープレート７０を第三板状部材３Ｗの第三面３０３Ｗに当てて凹部３３Ｗの開口を塞ぎ、さらに第三板状部材３Ｗに荷重を加えて第三板状部材３Ｗを研磨用定盤５０に押し付ける。このように第三板状部材３Ｗを研磨用定盤５０に押し付けた状態で研磨用定盤５０を回転させ、また図示省略の供給装置から、研磨液８０を研磨用定盤５０と第三板状部材３Ｗとの間に供給して、第一面３０１Ｗを研磨クロスと研磨液８０とによって研磨する。研磨液８０は、コロイダルシリカやダイヤモンド砥粒等の研磨材を含有したスラリーからなる。この冷却面研磨工程では、第一面３０１Ｗの研磨を、凹部３３Ｗに液体６０を張った状態で行う。この冷却面研磨工程によって例えば表面の中心線平均粗さＲａが０．０２μｍ以下の第一面３０１を形成する。
またポリッシュ工程では、周縁部３２Ｗの研磨と、必要に応じて凹部３３Ｗの研磨とを行って、第三面３０３Ｗ、第二面３０２Ｗ、内周面３０４Ｗを鏡面に形成する。
（洗浄工程）
例えば、洗浄工程は、第一面３０１や凹部３３Ｗを流水洗浄、又は超音波洗浄が実施される。この洗浄工程は、ポリッシュ工程で用いられた研磨クロスの砥粒や研磨されたＳｉ屑、研磨液８０を構成する有機物など付着したものを洗い流し、さらに乾燥を行う。
上記のように、冷却面研磨工程を経て、電極板３が完成する。電極板３は、第一面３０１をプラズマエッチング装置１の冷却板１４に密着させ、エッチングガスの出口１１２が形成された第二面３０２がプラズマ面としてプラズマが生成される空間Ｓを臨んで、使用に供される。
例えば、洗浄工程は、第一面３０１や凹部３３Ｗを流水洗浄、又は超音波洗浄が実施される。この洗浄工程は、ポリッシュ工程で用いられた研磨クロスの砥粒や研磨されたＳｉ屑、研磨液８０を構成する有機物など付着したものを洗い流し、さらに乾燥を行う。
上記のように、冷却面研磨工程を経て、電極板３が完成する。電極板３は、第一面３０１をプラズマエッチング装置１の冷却板１４に密着させ、エッチングガスの出口１１２が形成された第二面３０２がプラズマ面としてプラズマが生成される空間Ｓを臨んで、使用に供される。
実施形態の電極板３の製造方法の冷却面研磨工程（ポリッシュ工程）では、研磨クロスや研磨液８０を用いた第一面３０１Ｗの研磨が、液体６０を凹部３３Ｗに溜めた状態で行われるため、研磨液８０がガス流路１１Ｗを通って凹部３３Ｗ内に入ったとしても、予め入れられている液体６０と混じり、冷却面研磨工程の後に、凹部３３Ｗ内の混合液は排出され、第二面３０２Ｗに研磨液８０が多く残ることを防止することができる。
実施形態の電極板３によれば、プラズマ面を構成する第二面３０２のうち、ガス流路１１の出口１１２に隣接した周辺領域ＡＲ１では、研磨液８０の残渣が少なく、面状付着物が占める割合が１０％以下であり、有機物由来のシミが出口１１２のまわりで大きく形成されることを抑えることができる。さらにガス流路１１の全数Ｎのうち、内周面１１３に付着物として有機物がついた数ｎの割合（ｎ／Ｎ）×１００［％］を、少なくとも例えば２０％以下にすることができる。これによりプラズマエッチング装置に電極板３を搭載して使用した状態では、異常放電やパーティクルの発生を、図９に示す凹部４３０の平坦底４３１にシミが大きくできた従来の上部極板４００に比べて、低減することができる。
一方、出口１１２に隣接した周辺領域ＡＲ１において有機物が占める割合が１０％を超えている場合やガス流路１１の内周面に付着物がついた数ｎの割合（ｎ／Ｎ）×１００［％］が２０％を超えている場合には、図９に示すシミが大きくできた従来の上部極板４００と同様に、異常放電やパーティクルの発生が多くなり、プラズマ処理を正常に行えなくなる。
一方、出口１１２に隣接した周辺領域ＡＲ１において有機物が占める割合が１０％を超えている場合やガス流路１１の内周面に付着物がついた数ｎの割合（ｎ／Ｎ）×１００［％］が２０％を超えている場合には、図９に示すシミが大きくできた従来の上部極板４００と同様に、異常放電やパーティクルの発生が多くなり、プラズマ処理を正常に行えなくなる。
本発明は、上記の実施形態に限らず実施をすることができる。
電極板に形成されるガス流路１１の数やそれらの配置は図示例に限られるものではない。凹部の形状も図示例に限らず、例えば内周面３０４は、第二面３０２に対して垂直に立ち上がっている形状に代えて、図９（ａ）に示す従来の上部電極４００の内周面４２１と同様に、テーパー状に形成してもよい。
電極板に形成されるガス流路１１の数やそれらの配置は図示例に限られるものではない。凹部の形状も図示例に限らず、例えば内周面３０４は、第二面３０２に対して垂直に立ち上がっている形状に代えて、図９（ａ）に示す従来の上部電極４００の内周面４２１と同様に、テーパー状に形成してもよい。
第三板状部材３Ｗの冷却面となる第一面３０１Ｗを研磨する際に第三板状部材３Ｗの凹部３３Ｗの状態を変えたポリッシュ工程と洗浄工程（乾燥を含む。）を経て作製した各電極板において、シミの発生と、ガス流路の付着物の有無、プラズマエッチング処理装置で電極板を使用した際の異常放電の回数を確認した。
各ポリッシュ工程での凹部３３Ｗの状態としては、液体を張る場合と液体を張らない場合とがあり、液体を張る場合には凹部３３Ｗの容積に対する割合を１０％、２０％、５０％、９０％のいずれとし、さらに液体は水又は水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）からなる。
本発明の実施例１～４では、凹部３３Ｗにその容積の２０％以上の液体を張り、また実施例４では水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いる。液体を凹部３３Ｗに張らない場合と凹部の容積に対する割合が１０％，１９％である場合とを比較例１～３とする。
実施例１～４と比較例１～３とのいずれのポリッシュ工程においても、研磨用定盤５０や研磨液８０は同じものを用い、研磨時間や研磨クロスの回転数などはいずれでも同じとした。またいずれのポリッシュ工程でも、同形状の第三板状部材３Ｗを研磨の対象とした。なお、第三板状部材３Ｗは、第一面３０１Ｗの直径が３４０ｍｍ、第二面３０２Ｗの直径が３００ｍｍ、ガス流路１１Ｗの径（φ：直径）が０．５ｍｍ、ガス流路１１Ｗの数が２０個であり、ガス導入部３１Ｗの厚さｔ１が１０ｍｍ、周縁部３２Ｗの厚さｔ２が２０ｍｍ、突出部３２ＡＷの高さｈが１０ｍｍである。
（シミの発生：有機物が占める面積の割合）
ＳＥＭによって、ポリッシュ工程と洗浄工程（乾燥を含む。）を経た第二面３０２Ｗのガス流路の出口の周辺領域ＡＲ１で、１００倍の倍率で矩形の視野範囲（縦Ｌ１が９６０μｍ、横Ｗ１が１２８０μｍ）に収まる一部の領域を観察場所として、ＳＥＭ画像を作成する。観察する一部の小領域は、図５に示すようにガス流路１１の出口１１２Ｗの中心Ｃ″のまわりにある四か所ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４である。なお、各試料いずれも、ガス流路の配置は同じであり、さらに各ガス流路のピッチが大きいことから、前記の特定方法とその条件により周辺領域ＡＲ１を特定するための最大半径ｒｍａｘを２ｍｍとした。
ここで、ガス流路１１の出口１１２Ｗの中心Ｃ″を通る直交する二つの軸Ｘ、Ｙを想定すると、二つの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１３は中心Ｃ１１，Ｃ１２をＸ軸上に配置し、また周縁としての仮想の境界のうち、長辺がＸ軸と平行に設けられ、短辺がＹ軸と平行に設けられており、さらにガス流路１１側の短辺はガス流路１１の出口１１２Ｗの中心Ｃ″から寸法ｘ１分離れていて、ガス流路１１の出口１１２Ｗが小領域ＡＲ１１，ＡＲ１３の間に配置されている。残りの二つの二つの小領域ＡＲ１２，ＡＲ１４は中心Ｃ１２，Ｃ１４をＹ軸上に配置し、また周縁としての仮想の境界のうち、長辺がＸ軸と平行に設けられ、短辺がＹ軸と平行に設けられており、さらにガス流路１１側の長辺はガス流路１１の出口１１２Ｗの中心Ｃ″から寸法ｙ１分離れていて、ガス流路１１の出口１１２Ｗが小領域ＡＲ１２，ＡＲ１４の間に配置されている。これらの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４は隣接してガス流路１１の出口１１２Ｗを囲っており、またガス流路１１の出口１１２Ｗからオフセットされていることから、小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４とガス流路１１の出口１１２Ｗとの間の箇所ＡＲ１５は観察に利用されない。なお、オフセット量ｘ１，ｙ１はガス流路１１Ｗの出口１１２Ｗの半径ｒ１よりも大きく設定されており（ｘ１＞ｒ１，ｙ１＞ｒ１）、オフセット量ｘ１とオフセット量ｙ１とを等しく設定することもでき、実施例ではオフセット量ｘ１，ｙ１をそれぞれ０．５ｍｍに設定した。
ＳＥＭで取得した四つの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４の各ＳＥＭ画像を画像処理によって、有機物が検出されて色が濃く表れる画素と、有機物が検出されずに色が薄く表れる画素とを識別してモノクローム画像に変換し（二値化処理）、さらに各ＳＥＭ画像からそれぞれの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４において有機物が占める面積の割合（以下、小領域面積率と称す。）を算出する。これら４つの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４の小領域面積率から小領域面積率の平均値Ｍ１（以下、第一平均値と称す。）を求める。この第一平均値Ｍ１は、観察対象のガス流路１１Ｗの出口１１２Ｗまわりのシミの発生の度合いを示している。
さらに第二面３０２Ｗには複数のガス流路１Ｗが形成されていることから、２０個のガス流路１１Ｗのうち、任意の五つを選択して、選択した五つのガス流路１１Ｗそれぞれの第一平均値Ｍ１を求め、さらに複数の第一平均値Ｍ１から第一平均値の平均値Ｍ２（以下、第二平均値：本発明の面積率）を求めた。選択する数を六つ以上にしても、得られる面積率に大きな差異はないため、五つとした。この第二平均値Ｍ１は、第二面３０２Ｗにおけるシミの発生の度合いを示している。
なお、二値化処理や面積率の算出には、画像処理ソフトウェア（ＩｍａｇｅＪ）を用いた。
実施例１～４と比較例１～３における有機物の残渣の面積率（第二平均値Ｍ２）を表１に示す。
ＳＥＭによって、ポリッシュ工程と洗浄工程（乾燥を含む。）を経た第二面３０２Ｗのガス流路の出口の周辺領域ＡＲ１で、１００倍の倍率で矩形の視野範囲（縦Ｌ１が９６０μｍ、横Ｗ１が１２８０μｍ）に収まる一部の領域を観察場所として、ＳＥＭ画像を作成する。観察する一部の小領域は、図５に示すようにガス流路１１の出口１１２Ｗの中心Ｃ″のまわりにある四か所ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４である。なお、各試料いずれも、ガス流路の配置は同じであり、さらに各ガス流路のピッチが大きいことから、前記の特定方法とその条件により周辺領域ＡＲ１を特定するための最大半径ｒｍａｘを２ｍｍとした。
ここで、ガス流路１１の出口１１２Ｗの中心Ｃ″を通る直交する二つの軸Ｘ、Ｙを想定すると、二つの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１３は中心Ｃ１１，Ｃ１２をＸ軸上に配置し、また周縁としての仮想の境界のうち、長辺がＸ軸と平行に設けられ、短辺がＹ軸と平行に設けられており、さらにガス流路１１側の短辺はガス流路１１の出口１１２Ｗの中心Ｃ″から寸法ｘ１分離れていて、ガス流路１１の出口１１２Ｗが小領域ＡＲ１１，ＡＲ１３の間に配置されている。残りの二つの二つの小領域ＡＲ１２，ＡＲ１４は中心Ｃ１２，Ｃ１４をＹ軸上に配置し、また周縁としての仮想の境界のうち、長辺がＸ軸と平行に設けられ、短辺がＹ軸と平行に設けられており、さらにガス流路１１側の長辺はガス流路１１の出口１１２Ｗの中心Ｃ″から寸法ｙ１分離れていて、ガス流路１１の出口１１２Ｗが小領域ＡＲ１２，ＡＲ１４の間に配置されている。これらの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４は隣接してガス流路１１の出口１１２Ｗを囲っており、またガス流路１１の出口１１２Ｗからオフセットされていることから、小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４とガス流路１１の出口１１２Ｗとの間の箇所ＡＲ１５は観察に利用されない。なお、オフセット量ｘ１，ｙ１はガス流路１１Ｗの出口１１２Ｗの半径ｒ１よりも大きく設定されており（ｘ１＞ｒ１，ｙ１＞ｒ１）、オフセット量ｘ１とオフセット量ｙ１とを等しく設定することもでき、実施例ではオフセット量ｘ１，ｙ１をそれぞれ０．５ｍｍに設定した。
ＳＥＭで取得した四つの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４の各ＳＥＭ画像を画像処理によって、有機物が検出されて色が濃く表れる画素と、有機物が検出されずに色が薄く表れる画素とを識別してモノクローム画像に変換し（二値化処理）、さらに各ＳＥＭ画像からそれぞれの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４において有機物が占める面積の割合（以下、小領域面積率と称す。）を算出する。これら４つの小領域ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４の小領域面積率から小領域面積率の平均値Ｍ１（以下、第一平均値と称す。）を求める。この第一平均値Ｍ１は、観察対象のガス流路１１Ｗの出口１１２Ｗまわりのシミの発生の度合いを示している。
さらに第二面３０２Ｗには複数のガス流路１Ｗが形成されていることから、２０個のガス流路１１Ｗのうち、任意の五つを選択して、選択した五つのガス流路１１Ｗそれぞれの第一平均値Ｍ１を求め、さらに複数の第一平均値Ｍ１から第一平均値の平均値Ｍ２（以下、第二平均値：本発明の面積率）を求めた。選択する数を六つ以上にしても、得られる面積率に大きな差異はないため、五つとした。この第二平均値Ｍ１は、第二面３０２Ｗにおけるシミの発生の度合いを示している。
なお、二値化処理や面積率の算出には、画像処理ソフトウェア（ＩｍａｇｅＪ）を用いた。
実施例１～４と比較例１～３における有機物の残渣の面積率（第二平均値Ｍ２）を表１に示す。
（ガス流路の付着物の有無）
非接触式画像測定機（株式会社ミツトヨ製のQV606-PRO_BT2G(SP)）にて、ポリッシュ工程と洗浄工程（乾燥を含む。）を経たガス流路１１Ｗを第二面３０２Ｗ側（プラズマ面側）から、全てのガス流路１１Ｗを撮像し、非接触式画像測定機の画像処理によって、ガス流路１１Ｗの全数（Ｎ＝２０）に対する、内周面１１３Ｗに付着物９０が付いたガス流路１１Ｗの数が占める割合（ｎ／Ｎ）×１００［％］を算出した。
画像処理では、各ガス流路１１Ｗの内周面１１３Ｗの付着物の有無の判断と、付着物９０が付着したガス流路１１Ｗの割合の算出とが行われる。
画像処理における、付着物の有無の判断は、エッジ検出によって撮像画像からガス流路１１Ｗの内周面の輪郭形状（付着物が付着しているものは付着物の輪郭を含む。）を取得し、この円形の輪郭の真円度から付着物の有無を判断する。非接触式画像測定機の画像処理で真円度を求め、さらに真円度０．０１０ｍｍ以上であれば内周面に付着物、つまり有機物の残渣があるとした。
このような付着物の有無の判断を全てのガス流路１１Ｗに対して行い、付着物９０が付着したガス流路１１Ｗの割合の算出を算出した。
図６（ａ）は付着物が内周面１１３Ｗに付着しているガス流路の撮影画像であり、図６（ｂ）は付着物が内周面１１３Ｗに付着していないガス流路１１Ｗの撮影画像である。
実施例１～４と比較例１～３の付着物９０が付着したガス流路１１Ｗの割合を表１に示す。
非接触式画像測定機（株式会社ミツトヨ製のQV606-PRO_BT2G(SP)）にて、ポリッシュ工程と洗浄工程（乾燥を含む。）を経たガス流路１１Ｗを第二面３０２Ｗ側（プラズマ面側）から、全てのガス流路１１Ｗを撮像し、非接触式画像測定機の画像処理によって、ガス流路１１Ｗの全数（Ｎ＝２０）に対する、内周面１１３Ｗに付着物９０が付いたガス流路１１Ｗの数が占める割合（ｎ／Ｎ）×１００［％］を算出した。
画像処理では、各ガス流路１１Ｗの内周面１１３Ｗの付着物の有無の判断と、付着物９０が付着したガス流路１１Ｗの割合の算出とが行われる。
画像処理における、付着物の有無の判断は、エッジ検出によって撮像画像からガス流路１１Ｗの内周面の輪郭形状（付着物が付着しているものは付着物の輪郭を含む。）を取得し、この円形の輪郭の真円度から付着物の有無を判断する。非接触式画像測定機の画像処理で真円度を求め、さらに真円度０．０１０ｍｍ以上であれば内周面に付着物、つまり有機物の残渣があるとした。
このような付着物の有無の判断を全てのガス流路１１Ｗに対して行い、付着物９０が付着したガス流路１１Ｗの割合の算出を算出した。
図６（ａ）は付着物が内周面１１３Ｗに付着しているガス流路の撮影画像であり、図６（ｂ）は付着物が内周面１１３Ｗに付着していないガス流路１１Ｗの撮影画像である。
実施例１～４と比較例１～３の付着物９０が付着したガス流路１１Ｗの割合を表１に示す。
（異常放電の回数）
作製した電極板をプラズマエッチング装置のチャンバー内に設けて、プラズマエッチング装置を以下のエッチング条件の下、５時間放電を行い、放電中のマッチングボックスの電圧異常が発生した回数を計測した。
（エッチング条件）
ウエハサイズ ： φ１５０ｍｍ
チャンバー内の圧力 ： ３Ｐａ
エッチングガスの組成 ： Ａｒ ２００ｓｃｃｍ／ＣＦ４ １００ｓｃｃｍ／Ｏ２ ５ｓｃｃｍ
高周波電力 ： ＨＦ １２００Ｗ， ＬＦ １５０Ｗ
なお、ｓｃｃｍとは、ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎの略であり、１ａｔｍ（大気圧１０１３Ｐａ）で、０℃あるいは２５℃などの一定温度で規格化された１分間あたりの流量（ｃｃ）をいう。
実施例１～４と比較例１～３における異常放電の回数を表１に示す。
作製した電極板をプラズマエッチング装置のチャンバー内に設けて、プラズマエッチング装置を以下のエッチング条件の下、５時間放電を行い、放電中のマッチングボックスの電圧異常が発生した回数を計測した。
（エッチング条件）
ウエハサイズ ： φ１５０ｍｍ
チャンバー内の圧力 ： ３Ｐａ
エッチングガスの組成 ： Ａｒ ２００ｓｃｃｍ／ＣＦ４ １００ｓｃｃｍ／Ｏ２ ５ｓｃｃｍ
高周波電力 ： ＨＦ １２００Ｗ， ＬＦ １５０Ｗ
なお、ｓｃｃｍとは、ｓｔａｎｄａｒｄ ｃｃ／ｍｉｎの略であり、１ａｔｍ（大気圧１０１３Ｐａ）で、０℃あるいは２５℃などの一定温度で規格化された１分間あたりの流量（ｃｃ）をいう。
実施例１～４と比較例１～３における異常放電の回数を表１に示す。
実施例１～４では、凹部３３Ｗの容積の少なくとも２０.０％で液体を張ることで、研磨液の残渣の面積率（第二平均値）が０以上５％以下のシミが無い状態に第二面３０２Ｗを形成し、さらに付着物９０が内周面１１３Ｗに付いたガス流路１１Ｗの割合を１４．０％以下としてガス流路１１Ｗの内部においても付着物９０を低減することで、プラズマエッチング装置に搭載して使用した際に放電の発生を抑えることができることを確認した。なお、ガス流路の内周面の１０μｍ未満の付着物（有機物）は、微小であることから異常放電に大きな影響を及ぼしていないと考える。
図７（ａ）は実施例３でガス流路１１Ｗの出口１１２Ｗの中心Ｃ″のまわりにある観察場所のＳＥＭ画像であり、ＳＥＭ画像では、シミは電極板の本来の表面に比べて暗い箇所として表れる。また、図７（ｂ）は図７（ａ）の２５６階調（０～２５５）のグレイスケール画像（ＳＥＭ画像）を二値化したモノクローム画像である。グレイスケール画像に対する画像処理（二値化）では、付着物が付着して変色したシミを表す画素の階調と電極板の本来の表面の箇所を表す画素の階調との間の閾値を設定して、電極板の本来の表面の箇所を閾値よりも高い階調（明るい）の画素として取り扱って白で表し、一方、付着物、つまり変色した有機物由来のシミは閾値よりも低い階調（暗い）の画素として取り扱って黒で表しており、このモノクローム画像においてもシミの割合が５．５％であり、シミの発生が抑えられている。
比較例１，２では、第二面３０２Ｗ上の研磨液の残渣の面積率（第二平均値）が約４０％を占め、さらに付着物９０が内周面１１３Ｗに付いたガス流路１１Ｗの割合も約半数となって、異常放電が多く発生することを確認した。比較例３では、第二面３０２Ｗ上の研磨液の残渣の面積率（第二平均値）と、付着物９０が内周面１１３Ｗに付いたガス流路１１Ｗの割合とが比較例１，２に比べて小さいが、異常放電が多く発生することを確認した。
図８は比較例１のガス流路１１Ｗとその周辺を倍率１倍で撮像した像であり、研磨液の残渣によってシミが形成されている。また、図７（ｃ）は比較例１でガス流路１１Ｗの出口１１２Ｗの中心Ｃ″のまわりにある観察場所のＳＥＭ画像であり、図７（ｄ）は図７（ｃ）のＳＥＭ画像を二値化したモノクローム画像であり、このモノクローム画像におけるシミの割合は４３．１％であり、シミが広い範囲に亘って多く発生している。
図７（ａ）は実施例３でガス流路１１Ｗの出口１１２Ｗの中心Ｃ″のまわりにある観察場所のＳＥＭ画像であり、ＳＥＭ画像では、シミは電極板の本来の表面に比べて暗い箇所として表れる。また、図７（ｂ）は図７（ａ）の２５６階調（０～２５５）のグレイスケール画像（ＳＥＭ画像）を二値化したモノクローム画像である。グレイスケール画像に対する画像処理（二値化）では、付着物が付着して変色したシミを表す画素の階調と電極板の本来の表面の箇所を表す画素の階調との間の閾値を設定して、電極板の本来の表面の箇所を閾値よりも高い階調（明るい）の画素として取り扱って白で表し、一方、付着物、つまり変色した有機物由来のシミは閾値よりも低い階調（暗い）の画素として取り扱って黒で表しており、このモノクローム画像においてもシミの割合が５．５％であり、シミの発生が抑えられている。
比較例１，２では、第二面３０２Ｗ上の研磨液の残渣の面積率（第二平均値）が約４０％を占め、さらに付着物９０が内周面１１３Ｗに付いたガス流路１１Ｗの割合も約半数となって、異常放電が多く発生することを確認した。比較例３では、第二面３０２Ｗ上の研磨液の残渣の面積率（第二平均値）と、付着物９０が内周面１１３Ｗに付いたガス流路１１Ｗの割合とが比較例１，２に比べて小さいが、異常放電が多く発生することを確認した。
図８は比較例１のガス流路１１Ｗとその周辺を倍率１倍で撮像した像であり、研磨液の残渣によってシミが形成されている。また、図７（ｃ）は比較例１でガス流路１１Ｗの出口１１２Ｗの中心Ｃ″のまわりにある観察場所のＳＥＭ画像であり、図７（ｄ）は図７（ｃ）のＳＥＭ画像を二値化したモノクローム画像であり、このモノクローム画像におけるシミの割合は４３．１％であり、シミが広い範囲に亘って多く発生している。
１ プラズマエッチング装置
３ 電極板
３Ｗ 第三板状部材（電極用板状部材）
３１，３１Ｗ ガス導入部
３２，３２Ｗ 周縁部
３０１ 第一面
３０２ 第二面
３０３ 第三面
３０４ 内周面
３０５ 外周面
３０１Ｗ 第一面（電極用板状部材の第一面）
３０２ｗ 第二面（電極用板状部材の第二面）
３３，３３Ｗ 凹部
１１，１１Ｗ ガス流路（ガス流路）
１１１，１１１Ｗ 入口
１１２，１１２Ｗ 出口
１１３，１１３Ｗ 内周面
１４ 冷却板
５０ 研磨用定盤
６０ 液体
７０ プレッシャープレート
８０ 研磨液
９０ 付着物
ＡＲ１ 周辺領域
ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４ 小領域
３ 電極板
３Ｗ 第三板状部材（電極用板状部材）
３１，３１Ｗ ガス導入部
３２，３２Ｗ 周縁部
３０１ 第一面
３０２ 第二面
３０３ 第三面
３０４ 内周面
３０５ 外周面
３０１Ｗ 第一面（電極用板状部材の第一面）
３０２ｗ 第二面（電極用板状部材の第二面）
３３，３３Ｗ 凹部
１１，１１Ｗ ガス流路（ガス流路）
１１１，１１１Ｗ 入口
１１２，１１２Ｗ 出口
１１３，１１３Ｗ 内周面
１４ 冷却板
５０ 研磨用定盤
６０ 液体
７０ プレッシャープレート
８０ 研磨液
９０ 付着物
ＡＲ１ 周辺領域
ＡＲ１１，ＡＲ１２，ＡＲ１３，ＡＲ１４ 小領域
Claims (3)
- 複数のガス流路が貫通したガス導入部と、このガス導入部のまわりに形成された周縁部と、を備え、
前記ガス導入部と前記周縁部とで面一の第一面が形成され、さらに前記ガス導入部が前記周縁部よりも厚さ方向に薄く形成されていて、前記ガス導入部の前記第一面側とは反対に位置する第二面のまわりで、前記周縁部が厚さ方向に突き出た突出部を備えており、
前記ガス流路は、入口が前記第一面に形成され、出口が前記第二面に形成され、
前記第二面で、前記ガス流路の前記出口に隣接する周辺領域は付着物が占める面積の割合を１０％以下とし、
前記ガス流路の全数のうち、付着物を内周面に付着した前記ガス流路の数が占める割合を２０％以下とすることを特徴とする、プラズマ処理装置用の電極板。 - 複数のガス流路が貫通したガス導入部とこのガス導入部のまわりに設けられた前記周縁部とで面一状に形成された第一面を有すると共に、前記ガス導入部が前記周縁部よりも厚さ方向に薄く形成されていて前記ガス導入部の前記第一面側とは反対に位置する第二面のまわりで前記周縁部が厚さ方向に突き出た突出部を備えている、電極用板状部材を研磨する研磨工程を備え、
前記研磨工程は、前記ガス導入部と前記突出部とからなる液溜め部の容積の少なくとも２０％の液体を前記液溜め部に張った状態で、前記第一面を研磨用定盤に当て、さらに前記第一面と前記研磨用定盤との間に研磨液を供給しながら前記第一面の研磨を行うことを特徴とする、プラズマ処理装置用の電極板の製造方法。 - 前記研磨工程の後に、研磨した前記電極用板状部材の前記第一面と、前記液溜め部と前記ガス流路とを洗浄する洗浄工程をさらに備えたことを特徴とする、請求項２に記載のプラズマ処理装置用の電極板の製造方法。
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