JP2002110655A - Jig for fixing rie substrate - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＲＩＥ用基板固定
治具に関し、更に詳しくは、薄膜磁気ヘッド、集積回
路、その他の薄膜を積層して得られる各種の素子のＲＩ
Ｅ工程において用いられるＲＩＥ用基板固定治具に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a substrate fixing jig for RIE, and more particularly, to an RI of various elements obtained by laminating thin film magnetic heads, integrated circuits, and other thin films.
The present invention relates to an RIE substrate fixing jig used in the E step.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）は、
フッ素や塩素などを含むエッチングガスに高周波電圧を
加えて放電させ、発生したイオンを衝突させることによ
って、基板表面の薄膜をエッチングする方法である。Ｒ
ＩＥは、微細加工が可能であるため、ＬＳＩや薄膜磁気
ヘッド等、薄膜を積層して得られる各種の電子素子、集
積回路、光学部品等のエッチング工程において用いられ
ている。2. Description of the Related Art RIE (Reactive Ion Etching)
In this method, a high-frequency voltage is applied to an etching gas containing fluorine, chlorine, or the like to cause discharge, and the generated ions collide with the etching gas, thereby etching the thin film on the substrate surface. R
Since the IE can be finely processed, it is used in an etching process for various electronic elements, integrated circuits, optical components, and the like obtained by laminating thin films, such as LSIs and thin-film magnetic heads.
【０００３】図４に、ＲＩＥ装置の概略構成図を示す。
図４において、ＲＩＥ装置１０は、チャンバ１２内部
に、アノード１４とカソード１６とを対向させたもので
ある。アノード１４は、接地され、カソード１６は、カ
ソード１６を水冷するための冷却装置１８を介して高周
波電源２０に接続されている。FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of an RIE apparatus.
In FIG. 4, the RIE apparatus 10 has an anode 14 and a cathode 16 opposed to each other inside a chamber 12. The anode 14 is grounded, and the cathode 16 is connected to a high frequency power supply 20 via a cooling device 18 for cooling the cathode 16 with water.
【０００４】また、アノード１４の先端には、多数のピ
ンホール１４ａ、１４ａ…が設けられている。これは、
アノード１４に供給されたＲＩＥ用ガスをシャワー状に
して、チャンバー１２内部に排出するためである。ま
た、基板２２は、固定治具２４によってカソード１６上
に固定され、基板２２とカソード１６の隙間には、基板
２２を冷却するためのＨｅガスを流すようになってい
る。固定治具２４は、カソード１６と基板２２とを、シ
ール材２６を介して密着させ、Ｈｅガスがチャンバ１２
内へ漏洩するのを防止するために用いられるものであ
る。At the tip of the anode 14, a number of pinholes 14a are provided. this is,
This is because the RIE gas supplied to the anode 14 is made into a shower state and discharged into the chamber 12. The substrate 22 is fixed on the cathode 16 by a fixing jig 24, and a He gas for cooling the substrate 22 flows through a gap between the substrate 22 and the cathode 16. The fixing jig 24 brings the cathode 16 and the substrate 22 into close contact with each other via a sealing material 26, and the He gas is
It is used to prevent leakage inside.
【０００５】このような構成を備えたＲＩＥ装置１０に
よるエッチングは、以下のような手順により行われる。
すなわち、まず、図示しない真空ポンプによりチャンバ
１２内部を所定の真空度となるまで排気する。次いで、
カソード１６に高周波を印加しながら、アノード１４の
ピンホール１４ａからチャンバ１２内にＲＩＥ用ガスを
供給し、アノード１４とカソード１６の中間にプラズマ
を発生させる。ＲＩＥによるエッチングは、このプラズ
マ内部のイオンが、カソード１６上に置かれた基板２２
に衝突し、基板２２表面の薄膜を削り取ることによって
進行する。[0005] Etching by the RIE apparatus 10 having such a configuration is performed in the following procedure.
That is, first, the inside of the chamber 12 is evacuated to a predetermined degree of vacuum by a vacuum pump (not shown). Then
While applying a high frequency to the cathode 16, an RIE gas is supplied into the chamber 12 from the pinhole 14 a of the anode 14 to generate a plasma between the anode 14 and the cathode 16. In the etching by RIE, the ions inside the plasma are transferred to the substrate 22 placed on the cathode 16.
And proceeds by scraping off the thin film on the surface of the substrate 22.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ＲＩＥ装置１０内部に
発生したプラズマは、所定の速度でガスが流れながら、
その形状が保たれる。ＲＩＥにおいては、このガスの流
れが円滑である部分は、エッチングが円滑に進行し、ガ
スの流れが阻害される部分は、エッチングも阻害される
という性質がある。The plasma generated inside the RIE device 10 is generated while the gas flows at a predetermined speed.
Its shape is maintained. In the RIE, the portion where the gas flow is smooth has a property that the etching proceeds smoothly, and the portion where the gas flow is hindered has the property that the etching is also hindered.
【０００７】一方、基板２２表面に薄膜を均一に成膜し
た後、ＲＩＥを行うと、基板２２の中心から外周部に向
かってエッチングが進行する。この時、基板２２の中心
部においては、表面が平坦であり、ガスは速やかに流れ
るので、エッチングは、円滑に進行する。On the other hand, when RIE is performed after a thin film is uniformly formed on the surface of the substrate 22, etching proceeds from the center of the substrate 22 to the outer peripheral portion. At this time, since the surface is flat at the center of the substrate 22 and the gas flows quickly, the etching proceeds smoothly.
【０００８】しかしながら、基板２２の外周部は、図５
（ａ）に示すように、固定治具２４の内周面と基板２２
の外周面が当接しているために、ガスの流れが阻害され
る。そのため、基板２２の外周部においては、薄膜３０
のエッチングが円滑に行われず、薄膜３０の一部分（以
下、これを「残膜」という。）３０ａが残留するという
問題がある。However, the outer peripheral portion of the substrate 22 is
As shown in (a), the inner peripheral surface of the fixing jig 24 and the substrate 22
Since the outer peripheral surfaces of the abutment are in contact with each other, the flow of gas is hindered. Therefore, in the outer peripheral portion of the substrate 22, the thin film 30
Is not smoothly performed, and there is a problem that a part (hereinafter, referred to as “remaining film”) 30 a of the thin film 30 remains.
【０００９】基板２２の外周部に残膜３０ａがあると、
ＲＩＥ中に残膜３０ａが揮発して、基板２２の中央部に
残査となって付着する場合がある。残査は、静電的又は
化学反応によって基板２２に付着しているので、洗浄し
ただけでは取れないが、基板２２から素子を切り離し、
素子を実際に使用した時には、機械的振動によって、素
子から残査が脱落する場合がある。使用中に素子から残
差が脱落すると、素子の破損、動作エラー等が発生し、
信頼性を低下させる原因となる。When there is a residual film 30a on the outer peripheral portion of the substrate 22,
During the RIE, the residual film 30a may volatilize and adhere to the central portion of the substrate 22 as a residue. Since the residue is attached to the substrate 22 by an electrostatic or chemical reaction, it cannot be removed only by cleaning, but the element is separated from the substrate 22,
When the element is actually used, residues may fall off the element due to mechanical vibration. If the residuals fall off from the element during use, element damage, operation errors, etc. will occur,
This may cause a decrease in reliability.
【００１０】また、図５（ｂ）に示すように、基板２２
を固定治具２４により固定してＲＩＥを行う場合、基板
２２と同時に、固定治具２４もエッチングされる。固定
治具２４は、一般に、金属製であるので、エッチングに
より除去された金属元素は、酸化物３２ａとなって飛散
する。これが、基板２２表面に付着物３２として堆積す
ると、付着物３２が堆積した部分のエッチングが妨げら
れる。また、付着物３２が堆積したまま素子として使用
すると、使用中に付着物３２が脱落し、素子の信頼性を
低下させる原因となる。[0010] As shown in FIG.
When RIE is performed by fixing the fixing jig 24 with the fixing jig 24, the fixing jig 24 is also etched simultaneously with the substrate 22. Since the fixing jig 24 is generally made of metal, the metal element removed by etching is scattered as an oxide 32a. If this deposits on the surface of the substrate 22 as the deposit 32, etching of the portion where the deposit 32 is deposited is hindered. Further, when the device is used as an element with the attached matter 32 deposited thereon, the attached matter 32 falls off during use, which causes a reduction in the reliability of the element.
【００１１】本発明が解決しようとする課題は、基板外
周部に残膜が発生しにくいＲＩＥ用基板固定治具を提供
することにある。また、本発明が解決しようとする他の
課題は、ＲＩＥ中に、基板表面に金属酸化物が堆積する
ことのないＲＩＥ用基板固定治具を提供することにあ
る。An object of the present invention is to provide an RIE substrate fixing jig in which a residual film is less likely to be formed on the outer peripheral portion of the substrate. Another object of the present invention is to provide a RIE substrate fixing jig in which metal oxide does not deposit on the substrate surface during RIE.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係るＲＩＥ用基板固定治具は、基板を遊嵌可
能な貫通孔を有する本体と、前記貫通孔の上端に設けら
れた複数個の爪部とを備え、前記貫通孔の上端角部に
は、テーパ部が設けられていることを要旨とするもので
ある。In order to solve the above-mentioned problems, a RIE substrate fixing jig according to the present invention is provided with a main body having a through hole through which a substrate can be loosely fitted, and an upper end of the through hole. A plurality of claws are provided, and a tapered portion is provided at an upper end corner of the through hole.
【００１３】基板を遊嵌するための貫通孔の上端角部に
テーパ部を設けると、基板外周部におけるガスの流れが
円滑になる。そのため、基板外周部においても薄膜が均
一にエッチングされ、残膜が残らない。また、これによ
って、基板中央部における残査の付着、及び、使用中の
残査の脱落に起因する信頼性の低下が抑制される。If a tapered portion is provided at the upper end corner of the through hole for loosely fitting the substrate, the flow of gas at the outer peripheral portion of the substrate becomes smooth. Therefore, the thin film is uniformly etched even in the outer peripheral portion of the substrate, and no residual film remains. This also suppresses the adhesion of the residue at the center of the substrate and the decrease in reliability due to the drop of the residue during use.
【００１４】また、本発明に係る２番目のＲＩＥ用基板
固定治具は、基板を遊嵌可能な貫通孔を有する本体と、
前記貫通孔の上端に設けられた複数個の爪部とを備え、
少なくとも前記本体の上面には、ダイヤモンドライクカ
ーボン膜がコーティングされていることを要旨とするも
のである。Further, a second RIE substrate fixing jig according to the present invention comprises: a main body having a through hole through which a substrate can be loosely fitted;
Comprising a plurality of claws provided at the upper end of the through hole,
At least the upper surface of the main body is coated with a diamond-like carbon film.
【００１５】固定治具本体の少なくとも上面にダイヤモ
ンドライクカーボン（以下、これを「ＤＬＣ」とい
う。）膜をコーティングすると、ＲＩＥ中に固定治具表
面のＤＬＣ膜がエッチングされる。ＤＬＣ膜の主成分
は、炭素であるので、固定治具表面から削り取られた炭
素は、二酸化炭素となって気化し、飛散する。そのた
め、基板表面への金属酸化物の堆積が抑制される。When at least the upper surface of the fixing jig body is coated with a diamond-like carbon (hereinafter, referred to as "DLC") film, the DLC film on the fixing jig surface is etched during RIE. Since the main component of the DLC film is carbon, the carbon scraped off from the surface of the fixing jig is vaporized and scattered as carbon dioxide. Therefore, deposition of the metal oxide on the substrate surface is suppressed.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施の形態に
ついて図面を参照しながら詳細に説明する。図１に、本
発明の第１の実施の形態に係るＲＩＥ用基板固定治具を
示す。図１において、ＲＩＥ用基板固定治具（以下、こ
れを単に「固定治具」という。）４０は、本体４２と、
複数個の爪部４６とを備えている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a substrate fixing jig for RIE according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an RIE substrate fixing jig (hereinafter simply referred to as a “fixing jig”) 40 includes a main body 42 and
A plurality of claw portions 46 are provided.
【００１７】本体４２は、その中心に貫通孔４２ａを有
するリング状を呈している。貫通孔４２ａの内径は、仮
想線（二点差線）で示す基板２２の外径より若干大きく
なっている。クリアランスの大きさは、基板２２の着脱
が容易となるように定められるものであり、特に限定さ
れるものではない。The main body 42 has a ring shape having a through hole 42a at its center. The inner diameter of the through hole 42a is slightly larger than the outer diameter of the substrate 22 indicated by a virtual line (two-dot line). The size of the clearance is determined so that the substrate 22 can be easily attached and detached, and is not particularly limited.
【００１８】貫通孔４２ａの上端角部には、図１（ｃ）
に示すように、テーパ部４２ｂが設けられている。テー
パ部４２ｂの角度（本体４２の水平面とテーパ面のなす
角度）αは、６０゜以下が好ましい。テーパ部４２ｂの
角度αが６０゜を超えると、基板２２外周部におけるガ
スの流れが阻害されるので好ましくない。At the upper end corner of the through-hole 42a, FIG.
As shown in the figure, a tapered portion 42b is provided. The angle α of the tapered portion 42b (the angle between the horizontal plane of the main body 42 and the tapered surface) is preferably 60 ° or less. If the angle α of the tapered portion 42b exceeds 60 °, the flow of gas in the outer peripheral portion of the substrate 22 is disturbed, which is not preferable.
【００１９】また、テーパ部先端の高さｔ１は、基板２
２の外周部の高さｔ２の１／２以下が好ましい。テーパ
部先端の高さｔ１が、基板２２の外周部の高さｔ２の１
／２を超えると、基板２２外周部におけるガスの流れが
阻害されるので好ましくない。なお、基板２２の上面角
部が面取されている場合には、「基板の外周部の高さ」
とは、基板２２の底面から面取部分までの高さを言う。
また、基板２２の上面角部が面取りされていない場合に
は、「基板の外周部の高さ」とは、基板２２の厚さをい
う。The height t 1 of the tip of the tapered portion is
2 is preferably equal to or less than の of the height t 2 of the outer peripheral portion. The height t 1 of the tip of the tapered portion is one of the height t 2 of the outer peripheral portion of the substrate 22.
If the ratio exceeds / 2, the flow of gas in the outer peripheral portion of the substrate 22 is hindered, which is not preferable. When the corner of the upper surface of the substrate 22 is chamfered, “the height of the outer peripheral portion of the substrate”
Means the height from the bottom surface of the substrate 22 to the chamfered portion.
When the upper surface corner of the substrate 22 is not chamfered, “the height of the outer peripheral portion of the substrate” refers to the thickness of the substrate 22.
【００２０】さらに、本体４２には、固定治具４０をＲ
ＩＥ装置のカソードに固定するためのボルト穴４４が設
けられている。ボルト穴４４の個数及び位置は、特に限
定されるものではないが、図１に示す例においては、６
０゜間隔で合計６個のボルト穴４４が設けられている。Further, a fixing jig 40 is attached to the
A bolt hole 44 for fixing to the cathode of the IE device is provided. Although the number and position of the bolt holes 44 are not particularly limited, in the example shown in FIG.
A total of six bolt holes 44 are provided at 0 ° intervals.
【００２１】爪部４６は、貫通孔４２ａに嵌め込んだ基
板２２をＲＩＥ装置のカソードに押圧することにより、
両者を密着させ、冷却用のＨｅガスの漏洩を阻止するた
めのものである。爪部４６は、Ｈｅの漏洩を防止可能な
ものである限り、その形状、取付の個数及び取付間隔
は、特に限定されるものではない。図１に示す例におい
ては、台形状の爪部４６が、６０゜間隔で合計６個設け
られている。The claw portion 46 presses the substrate 22 fitted in the through hole 42a against the cathode of the RIE apparatus,
The two are brought into close contact to prevent leakage of the He gas for cooling. The shape, the number of attachments, and the attachment interval of the claw portion 46 are not particularly limited as long as the claw portion 46 can prevent leakage of He. In the example shown in FIG. 1, a total of six trapezoidal claws 46 are provided at 60 ° intervals.
【００２２】次に、本実施の形態に係る固定治具４０の
作用について説明する。固定治具本体の内周面（すなわ
ち、貫通孔４２ａの表面）と基板の外周面とが当接する
部分は、一般に、ガスの流れが阻害されやすい。そのた
め、固定治具で固定された基板に対してＲＩＥを行う
と、図５（ａ）に示すように、基板の外周部には、残膜
が残りやすい。Next, the operation of the fixing jig 40 according to the present embodiment will be described. In general, the gas flow is likely to be hindered at the portion where the inner peripheral surface of the fixing jig main body (that is, the surface of the through hole 42a) and the outer peripheral surface of the substrate abut. Therefore, when RIE is performed on the substrate fixed by the fixing jig, a residual film is likely to remain on the outer peripheral portion of the substrate as shown in FIG.
【００２３】これに対し、本体４２の貫通孔４２ａの上
端角部にテーパ部４２ｂを設けると、図２（ａ）に示す
ように、基板２２の外周部近傍におけるガスの流れが円
滑になる。そのため、基板２２表面に形成された薄膜３
０には、その中央部のみならず、外周部においてもイオ
ンが均一に衝突する。従って、所定時間エッチングを行
うと、図２（ｂ）に示すように、基板２２表面に形成さ
れた薄膜３０は、均一にエッチングされ、基板２２の外
周部に残膜が残らない。On the other hand, when the tapered portion 42b is provided at the upper end corner of the through hole 42a of the main body 42, the flow of gas near the outer peripheral portion of the substrate 22 becomes smooth as shown in FIG. Therefore, the thin film 3 formed on the surface of the substrate 22
At 0, ions collide uniformly not only at the center but also at the outer periphery. Accordingly, when the etching is performed for a predetermined time, the thin film 30 formed on the surface of the substrate 22 is uniformly etched as shown in FIG.
【００２４】ＲＩＥを用いて製造される素子としては、
例えば、プレーナ型の薄膜磁気ヘッドがある。プレーナ
型の薄膜磁気ヘッドは、磁極先端を磁気記録媒体に直接
接触させながら記録・再生を行うタイプの磁気ヘッドで
ある。磁極には、通常、パーマロイ等の高透磁率材料が
用いられるが、磁極を直接、磁気記録媒体と接触させる
と、磁極の摩耗が著しいので、磁極の周囲には、ＤＬＣ
からなる接触パッドが設けられる。The devices manufactured using RIE include:
For example, there is a planar type thin film magnetic head. The planar type thin film magnetic head is a type of magnetic head that performs recording / reproducing while bringing the tip of a magnetic pole into direct contact with a magnetic recording medium. A high magnetic permeability material such as permalloy is usually used for the magnetic pole. However, if the magnetic pole is brought into direct contact with a magnetic recording medium, the magnetic pole is significantly worn.
Is provided.
【００２５】このような接触パッドは、まず、基板上に
磁極を突設した後、基板全面に均一にＤＬＣ膜を形成
し、次いで、磁極の周囲を除いてＲＩＥによりＤＬＣ膜
の不要部分を除去することにより製造されている。この
時に、基板の外周部にＤＬＣの残膜が残ると、ＲＩＥ中
に残膜の一部が揮発し、ＤＬＣが除去された基板中央部
に微粒子状のＤＬＣが残査となって付着する。残査が付
着した状態で、基板から薄膜磁気ヘッドを切り離し、磁
気記録媒体上を走行させると、周期的に加わる機械的振
動によって残査が磁気記録媒体上に脱落する。そのた
め、残査によってヘッドが破損したり、あるいは、読み
取り時及び書き込み時に信号検出エラーが発生し、信頼
性を低下させる原因となる。In such a contact pad, first, a magnetic pole is projected on a substrate, then a DLC film is uniformly formed on the entire surface of the substrate, and then unnecessary portions of the DLC film are removed by RIE except for the periphery of the magnetic pole. It is manufactured by doing. At this time, if a residual film of DLC remains on the outer peripheral portion of the substrate, a part of the residual film volatilizes during RIE, and fine DLC adheres as a residue to the central portion of the substrate from which DLC has been removed. When the thin-film magnetic head is separated from the substrate and runs on the magnetic recording medium in a state where the residue is attached, the residue falls off on the magnetic recording medium due to mechanical vibration applied periodically. For this reason, the head may be damaged by the residue, or a signal detection error may occur at the time of reading and writing, which may cause a reduction in reliability.
【００２６】これに対し、本発明に係る固定治具を薄膜
磁気ヘッドのＲＩＥ工程に用いると、ＲＩＥによりＤＬ
Ｃ膜を除去する際に、基板外周部に残膜が残らない。そ
のため、ＲＩＥ中に、基板中央部にＤＬＣ残査が付着す
ることがない。また、残査の脱落に起因する薄膜磁気ヘ
ッドの破損、あるいは、読み取り時及び書き込み時に信
号検出エラーの発生がなく、薄膜磁気ヘッドの信頼性低
下を抑制できる。On the other hand, when the fixing jig according to the present invention is used in the RIE process of a thin film magnetic head,
When the C film is removed, no residual film remains on the outer peripheral portion of the substrate. Therefore, DLC residue does not adhere to the center of the substrate during RIE. Further, there is no breakage of the thin-film magnetic head due to the loss of the residue, and no signal detection error occurs at the time of reading and writing, and it is possible to suppress a decrease in the reliability of the thin-film magnetic head.
【００２７】次に、本発明の第２の実施の形態に係る固
定治具について説明する。図３（ａ）に、本実施の形態
に係る固定治具の拡大断面図を示す。図３（ａ）におい
て、固定治具５０は、基板２２を遊嵌可能な貫通孔５２
ａを有するリング状の本体５２の上面、内周面（貫通孔
５２ａの表面）及び外周面に、ＤＬＣ膜５４がコーティ
ングされている。また、貫通孔５２ａの上端には、図示
はしないが、基板２２をＲＩＥ装置のカソードに押圧す
るための複数個の爪部が設けられている。Next, a fixing jig according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3A is an enlarged sectional view of the fixing jig according to the present embodiment. In FIG. 3A, a fixing jig 50 has a through hole 52 into which the substrate 22 can be loosely fitted.
The DLC film 54 is coated on the upper surface, the inner peripheral surface (the surface of the through hole 52a), and the outer peripheral surface of the ring-shaped main body 52 having a. Although not shown, a plurality of claw portions for pressing the substrate 22 against the cathode of the RIE apparatus are provided at the upper end of the through hole 52a.
【００２８】ここで、ＲＩＥは、異方性が強いので、Ｄ
ＬＣ膜５４は、少なくとも本体５２の上面に形成されて
いればよい。しかしながら、放電によって発生したイオ
ンの一部が本体の側面に回り込むこともあるので、本体
５２の外周面及び内周面（すなわち、貫通孔５２ａの表
面）にもＤＬＣ膜をコーティングすることが望ましい。
なお、本体５２の底面には、ＤＬＣ膜５４のコーティン
グは不要であるが、ＤＬＣ膜がコーティングされていて
も良い。Here, since RIE has strong anisotropy, D
The LC film 54 may be formed at least on the upper surface of the main body 52. However, since some of the ions generated by the discharge may go around the side surface of the main body, it is preferable to coat the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the main body 52 (that is, the surface of the through hole 52a) with the DLC film.
Note that the bottom surface of the main body 52 does not need to be coated with the DLC film 54, but may be coated with the DLC film.
【００２９】また、固定治具５０表面のＤＬＣ膜５４
は、ＲＩＥ中にエッチングされるので、固定治具５０の
寿命を長くするためには、ＤＬＣ膜５４の膜厚は厚い程
良い。一方、ＤＬＣ膜５４の膜厚が厚すぎると、ＤＬＣ
膜５４が剥離しやすくなる傾向がある。従って、ＤＬＣ
膜５４の厚さは、最も寿命が長くなるように、ＲＩＥ条
件、本体５２の材質等に応じて定めるのが好ましい。The DLC film 54 on the surface of the fixing jig 50
Is etched during RIE, so that the life of the fixing jig 50 is prolonged, the thicker the DLC film 54 is, the better. On the other hand, if the DLC film 54 is too thick,
The film 54 tends to peel off. Therefore, DLC
The thickness of the film 54 is preferably determined according to the RIE conditions, the material of the main body 52, and the like so that the life is maximized.
【００３０】なお、固定治具５０のその他の構成につい
ては、貫通孔５２ａの上端角部にテーパ部が設けられて
いない点を除き、第１の実施の形態に係る固定治具４０
と同一であるので、説明を省略する。The other configuration of the fixing jig 50 is the same as that of the fixing jig 40 according to the first embodiment except that the upper end corner of the through hole 52a is not provided with a tapered portion.
Therefore, the description is omitted.
【００３１】次に、本実施の形態に係る固定治具５０の
作用について説明する。基板を固定治具により固定して
ＲＩＥを行う場合、基板と同時に、固定治具もエッチン
グされる。この時、固定治具５０表面に金属が露出して
いると、エッチングにより除去された金属元素が酸化物
となって飛散し、基板２２表面に付着物となって堆積す
る。基板２２表面に付着物が堆積すると、エッチングが
妨げられる。また、素子を使用している最中に、付着物
が脱落すると、素子を破損したり、あるいは、動作エラ
ーの原因となる。Next, the operation of the fixing jig 50 according to the present embodiment will be described. When RIE is performed while fixing the substrate with a fixing jig, the fixing jig is also etched simultaneously with the substrate. At this time, if the metal is exposed on the surface of the fixing jig 50, the metal element removed by the etching will be scattered as an oxide and deposited on the surface of the substrate 22 as an adhering substance. When deposits accumulate on the surface of the substrate 22, etching is hindered. In addition, if the deposits fall off during the use of the device, the device may be damaged or an operation error may occur.
【００３２】これに対し、本体５２の少なくとも上面に
ＤＬＣ膜５４をコーティングすると、ＤＬＣの主成分は
炭素であるので、ＲＩＥにより削り取られた炭素は、二
酸化炭素となって気化し、飛散するだけである。そのた
め、金属酸化物の堆積によってエッチングが妨げられた
り、あるいは、素子として使用している最中に、素子か
ら金属酸化物が脱落することもない。On the other hand, when at least the upper surface of the main body 52 is coated with the DLC film 54, the main component of the DLC is carbon, so that the carbon removed by RIE is vaporized as carbon dioxide and only scatters. is there. Therefore, the etching is not hindered by the deposition of the metal oxide, and the metal oxide does not fall off from the element during use as the element.
【００３３】例えば、上述した薄膜磁気ヘッドの接触パ
ッドを形成するためのＲＩＥ工程において、基板表面に
付着物が堆積すると、付着物直下にあるＤＬＣ膜のエッ
チングが妨げられる。また、基板表面に付着物が堆積し
たまま素子を切り出すと、使用中に素子から付着物が脱
落し、故障の原因となる。これに対し、ＲＩＥ工程にお
いて、その表面がＤＬＣ膜でコーティングされた固定治
具５０を用いれば、金属酸化物の付着が抑制されるの
で、ＲＩＥが妨げられることがない。また、ヘッドの走
行中に付着物が脱落することもないので、ヘッドの信頼
性が向上する。For example, in the above-described RIE process for forming the contact pad of the thin-film magnetic head, if a deposit is deposited on the substrate surface, the DLC film immediately below the deposit is prevented from being etched. In addition, if the element is cut out while deposits are deposited on the surface of the substrate, the deposits fall off from the element during use, causing a failure. On the other hand, in the RIE process, if the fixing jig 50 whose surface is coated with the DLC film is used, the adhesion of the metal oxide is suppressed, so that the RIE is not hindered. In addition, since the attached matter does not fall off during running of the head, the reliability of the head is improved.
【００３４】次に、本発明の第３の実施の形態に係る固
定治具について説明する。図３（ｂ）に、本実施の形態
に係る固定治具の拡大断面図を示す。図３（ｂ）におい
て、固定治具６０は、基板２２を遊嵌可能な貫通孔６２
ａを有するリング状の本体６２の上面、内周面（すなわ
ち、貫通孔６２ａの表面）及び外周面に、ＤＬＣ膜６４
がコーティングされている。また、貫通孔６２ａの上端
角部には、テーパ部６２ｂが設けられている。さらに、
貫通孔６２ａの上端には、図示はしないが、基板２２を
ＲＩＥ装置のカソードに押圧するための複数個の爪部が
設けられている。Next, a fixing jig according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 3B is an enlarged sectional view of the fixing jig according to the present embodiment. In FIG. 3B, the fixing jig 60 has a through hole 62 into which the substrate 22 can be loosely fitted.
The DLC film 64 is provided on the upper surface, the inner peripheral surface (that is, the surface of the through-hole 62a) and the outer peripheral surface of the ring-shaped main body 62 having a.
Is coated. Further, a tapered portion 62b is provided at the upper end corner of the through hole 62a. further,
Although not shown, a plurality of claw portions for pressing the substrate 22 against the cathode of the RIE apparatus are provided at the upper end of the through hole 62a.
【００３５】なお、テーパ部６２ｂの角度αは６０゜以
下が好ましい点、及び、テーパ部先端の高さｔ１は、基
板２２の外周部の高さｔ２の１／２以下が好ましい点
は、第１の実施の形態に係る固定治具４０と同様であ
る。また、ＤＬＣ膜６２は、少なくとも本体６２の上面
にコーティングされていれば良い点、及び、ＤＬＣ膜６
２の膜厚は、ＲＩＥ条件等に応じて最適な厚さとするの
が好ましい点は、第２の実施の形態に係る固定治具５０
と同様である。さらに、固定治具６０のその他の構成
は、第１の実施の形態に係る固定治具４０と同一である
ので、説明を省略する。The angle α of the tapered portion 62b is preferably 60 ° or less, and the height t 1 of the tip of the tapered portion is preferably １ ／ or less of the height t 2 of the outer peripheral portion of the substrate 22. This is the same as the fixing jig 40 according to the first embodiment. The DLC film 62 only needs to be coated on at least the upper surface of the main body 62.
The thickness of the fixing jig 50 according to the second embodiment is preferably set to an optimum thickness according to RIE conditions and the like.
Is the same as Further, the other configuration of the fixing jig 60 is the same as that of the fixing jig 40 according to the first embodiment, and thus the description is omitted.
【００３６】次に、本実施の形態に係る固定治具６０の
作用について説明する。本実施の形態に係る固定治具６
０は、貫通孔６２ａの上端角部にテーパ部６２ｂが設け
られているので、基板２２表面の薄膜を均一にエッチン
グすることができ、基板２２外周部に残膜が残ることは
ない。また、少なくとも本体６２の上面にＤＬＣ膜６４
がコーティングされているので、ＲＩＥ中に金属酸化物
が基板２２表面に堆積することもない。そのため、これ
を例えば、薄膜磁気ヘッドの接触パッドを形成するため
のＲＩＥ工程に使用すれば、ＤＬＣ残査や金属酸化物の
付着を防止することができ、信頼性の高い薄膜磁気ヘッ
ドを製造することができる。Next, the operation of the fixing jig 60 according to the present embodiment will be described. Fixing jig 6 according to the present embodiment
In No. 0, since the tapered portion 62b is provided at the upper end corner of the through hole 62a, the thin film on the surface of the substrate 22 can be uniformly etched, and no residual film remains on the outer peripheral portion of the substrate 22. A DLC film 64 is formed on at least the upper surface of the main body 62.
Is coated, no metal oxide is deposited on the surface of the substrate 22 during RIE. Therefore, if this is used in, for example, an RIE process for forming a contact pad of a thin-film magnetic head, DLC residue and adhesion of metal oxide can be prevented, and a highly reliable thin-film magnetic head is manufactured. be able to.
【００３７】以上、本発明の実施の形態について詳細に
説明したが、本発明は、上記実施の形態に何ら限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の改変が可能である。Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. is there.
【００３８】[0038]
【発明の効果】本発明に係るＲＩＥ用基板固定治具は、
基板を嵌めこむための貫通孔の上端角部にテーパ部を設
けたので、ＲＩＥの際に、基板外周部に残膜が残りにく
いという効果がある。また、これによって、基板中央部
における残査の付着、及び、使用中の残査の脱落に起因
する素子の信頼性の低下が抑制されるという効果があ
る。The RIE substrate fixing jig according to the present invention comprises:
Since a tapered portion is provided at the upper end corner of the through hole for fitting the substrate, there is an effect that a residual film hardly remains on the outer peripheral portion of the substrate during RIE. This also has the effect of suppressing the adhesion of the residue at the central portion of the substrate and the decrease in the reliability of the element due to the loss of the residue during use.
【００３９】また、本発明に係る２番目のＲＩＥ用基板
固定治具は、少なくとも、本体の上面にダイヤモンドラ
イクカーボン膜がコーティングされているので、ＲＩＥ
中に、基板表面への金属酸化物の堆積が抑制されるとい
う効果がある。In the second jig for fixing an RIE substrate according to the present invention, at least the upper surface of the main body is coated with a diamond-like carbon film.
There is an effect that deposition of metal oxide on the substrate surface is suppressed.
【図１】 図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に
係るＲＩＥ用基板固定治具の平面図であり、図１（ｂ）
は、そのＡ−Ａ’線断面図、図１（ｃ）は、そのＢ−
Ｂ’線拡大断面図である。FIG. 1A is a plan view of an RIE substrate fixing jig according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
Is a cross-sectional view taken along the line AA ′, and FIG.
It is a B 'line expanded sectional view.
【図２】 図１に示すＲＩＥ用基板固定治具を用いてＲ
ＩＥを行ったときのエッチングの進行状況を説明する図
である。FIG. 2 shows an example of a method for fixing R using the RIE substrate fixing jig shown in FIG.
It is a figure explaining the progress of etching at the time of performing IE.
【図３】 図３（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に
係るＲＩＥ用基板固定治具の拡大断面図であり、図３
（ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係るＲＩＥ用基
板固定治具の拡大断面図である。FIG. 3A is an enlarged sectional view of an RIE substrate fixing jig according to a second embodiment of the present invention.
(B) is an enlarged sectional view of the RIE substrate fixing jig according to the third embodiment of the present invention.
【図４】 ＲＩＥ装置の概略構成図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an RIE apparatus.
【図５】 従来のＲＩＥ工程における不具合を説明する
図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a defect in a conventional RIE process.
４０、５０、６０ ＲＩＥ用基板固定治具（固定
治具） ４２、５２、６２ 本体 ４２ａ、５２ａ、６２ａ 貫通孔 ４２ｂ、６２ｂ テーパ部 ４６ 爪部 ５４、６４ ＤＬＣ膜40, 50, 60 RIE substrate fixing jig (fixing jig) 42, 52, 62 Main body 42a, 52a, 62a Through hole 42b, 62b Tapered portion 46 Claw portion 54, 64 DLC film
Claims (7)
と、前記貫通孔の上端に設けられた複数個の爪部とを備
え、 前記貫通孔の上端角部には、テーパ部が設けられている
ことを特徴とするＲＩＥ用基板固定治具。1. A main body having a through hole through which a substrate can be loosely fitted, and a plurality of claws provided at an upper end of the through hole, and a taper portion is provided at an upper end corner of the through hole. A substrate fixing jig for RIE characterized by being used.
の外周部の高さの１／２以下である請求項１に記載のＲ
ＩＥ用基板固定治具。2. The R according to claim 1, wherein the height of the tip of the tapered portion is not more than half the height of the outer peripheral portion of the substrate.
IE substrate fixing jig.
る請求項１又は２に記載のＲＩＥ用基板固定治具。3. The RIE substrate fixing jig according to claim 1, wherein the angle of the tapered portion is 60 ° or less.
と、前記貫通孔の上端に設けられた複数個の爪部とを備
え、 少なくとも前記本体の上面には、ダイヤモンドライクカ
ーボン膜がコーティングされていることを特徴とするＲ
ＩＥ用基板固定治具。4. A main body having a through hole through which a substrate can be loosely fitted, and a plurality of claws provided at an upper end of the through hole, wherein at least an upper surface of the main body is coated with a diamond-like carbon film. R characterized by being performed
IE substrate fixing jig.
設けられていることを特徴とする請求項４に記載のＲＩ
Ｅ用基板固定治具。5. The RI according to claim 4, wherein a tapered portion is provided at an upper end corner of the through hole.
E substrate fixing jig.
の外周部の高さの１／２以下である請求項５に記載のＲ
ＩＥ用基板固定治具。6. The R according to claim 5, wherein the height of the tip of the tapered portion is not more than half the height of the outer peripheral portion of the substrate.
IE substrate fixing jig.
る請求項５又は６に記載のＲＩＥ用基板固定治具。7. The RIE substrate fixing jig according to claim 5, wherein the angle of the tapered portion is 60 ° or less.
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|---|---|---|---|---|
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| JP2022166811A (en) * | 2021-04-21 | 2022-11-02 | Toto株式会社 | Member for semiconductor manufacturing apparatus, and semiconductor manufacturing apparatus |
| US11749507B2 (en) | 2021-04-21 | 2023-09-05 | Toto Ltd. | Semiconductor manufacturing apparatus member and semiconductor manufacturing apparatus |
-
2000
- 2000-10-04 JP JP2000305256A patent/JP2002110655A/en active Pending
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