JP3273980B2 - 両面同時エッチング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハードディスクのような
基板の表面をエッチングをするための両面同時エッチン
グ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来の基板ホルダーを示すもので
あるが、板状部材からなる基板ホルダーは全体として３
０で示され、これに多数の基板保持部３１が形成されて
いる。この基板保持部３１の詳細は図４に示されている
ように、ほぼ円形の開口３２が形成され、点線で示すよ
うな角度範囲で、開口３２の下側領域に円弧状の溝３３
が形成されている。これに、例えばハードディスクのよ
うに表と裏にカーボン膜の両面にエッチング処理がなさ
れるドーナツ形の基板Ｄが保持される。

【０００３】図５は溝３３に基板Ｄが保持されているの
を示す。基板Ｄが保持された基板ホルダー３０は図６に
示されているように、仕込室Ａから駆動機構３７により
エッチング室Ｂ内に搬入される。エッチング室Ｂでは図
７に示すように、基板ホルダー３０とアース電極３９、
３９とが対向して配設されており、アース電極３９、３
９の四隅には図６の一点鎖線（基板ホルダー３０の手前
にはアース電極３９があるがこれを一点鎖線で示す。）
で示すように高周波電極３８の径よりも大きい開口３９
ａが形成され、ここを高周波電極３８が貫通して基板ホ
ルダー３０に対向して非接触状態で設けられている。こ
のような構造により、エッチング室Ｂが所定のエッチン
グ雰囲気となると、高周波電極３８が軸心方向の基板ホ
ルダー側に移動（一点鎖線）することにより、導電体で
ある基板ホルダー３０面に接触してこれに高周波電位が
印加され、この基板ホルダー３０を介して基板Ｄに高周
波電位が印加されて、基板Ｄはエッチング処理される。

【０００４】このような従来の両面同時エッチング装置
は、基板ホルダーに複数枚の基板を保持させて、基板に
高周波電位を直接印加させることなく、基板ホルダーを
介して基板に高周波電位を印加させて、同時に基板の両
面にエッチング処理を行なっていた。これは、基板の外
周には「チャンファー」と呼ばれる特殊形状の部分があ
り、外周面を均一に保持する構造とできず、基板の外周
のうちある限られた箇所で基板ホルダーの溝に載せる。
このため、基板ホルダーの溝と各基板の接触や接触の度
合いが一様でなく、基板ホルダーからの各基板への高周
波電位の伝達が均一とならない。また、基板の外周部の
限られた箇所から高周波電位が印加されるので、基板の
電位分布が同心円状にできないという問題があった。

【０００５】以上説明したように本出願人は両面同時エ
ッチング装置に関する問題に鑑みて、これを解決するた
め、次のような両面同時エッチング装置を開発した。

【０００６】図８は基板の表裏の両面を同時にエッチン
グすることができる両面同時エッチング装置１を示し、
両面同時エッチング装置１は真空槽３の底壁部６に円筒
状のロッド１０が垂直に貫通し、かつ気密に配設されて
いる。ロッド１０は真空槽３と電気的に隔絶された中空
円柱状の高周波電極１４と、そのまわりを囲繞するアー
スシールド１０’とから成り、高周波電極１４の上端部
はアースシールド１０’の上端部より僅かに上方に突出
している。高周波電極１４の内部空間１４ａには、図示
されていないが、必要に応じて冷却水が流せるようにな
っている。また、高周波電極１４の上端部は図に示され
ている通り、エッチング処理される基板Ｄ（例えばハー
ドディスク）が載置されるようになっている。

【０００７】高周波電極１４とアースシールド１０’と
からなるロッド１０は矢印ａに示すように垂直方向に上
下動が可能であり、高周波電極１４は高周波電位が印加
できるように、高周波電源１９に接続されており、アー
スシールド１０’はアースに接続されている。また、高
周波電極１４の上方には、この上端面に対向して、基板
保持部９ａが形成された円柱形のロッド９が絶縁物９ｂ
を介して上蓋４に固定されており、ロッド９のまわりは
基板保持部９ａの先端部を除いて、アースシールド９’
囲繞されている。図ではロッド１０が下方に位置してい
る状態を示しているが、これが上方に移動すると、基板
Ｄはロッド１０の高周波電極１４とロッド９の基板保持
部９ａとの間に挟持される。

【０００８】また、真空槽３内には、一対の平板状のア
ース電極１１、１２が設けられ、これらは共に基板Ｄと
同様にドーナツ形の平板形状であり、これらのアース電
極１１、１２は基板Ｄのエッチング面とそれぞれ平行に
配設され、上側に配設されているアース電極１１はこれ
に形成された開口をロッド９に貫通されて、下側のアー
ス電極１２はこれに形成された開口をロッド１０に貫通
されて配設されている。

【０００９】更に、両面同時エッチング装置１にはエッ
チング室Ｃ内を所定のエッチャントガス雰囲気にするガ
ス導入口８が壁部５に設けられ、エッチング装置１に仕
切バルブ１３を介して連接している搬送装置２内には基
板Ｄを搬入、搬送するための搬送機構１６が設けられ、
これにより基板Ｄは高周波電極１４上に載置される。ま
た、真空槽３の底壁部６には排気口７が配設され、仕切
バルブ１５を介して排気ポンプ１８が接続されている。

【００１０】このような構造を有する両面同時エッチン
グ装置において、基板Ｄがガス導入口８からエッチング
ガスが導入され、バルブ１５を介して真空ポンプ１８に
より所定の圧力に排気されているエッチング室Ｃの高周
波電極１４の直上に移送されると、ロッド１０が図示さ
れていない駆動手段により上方に移動し、基板Ｄがロッ
ド９の下端部の基板保持部９ａに当接したところで、ロ
ッド１０がその位置で静止する。これにより、基板Ｄが
高周波電極１４と基板保持部９ａとの間で挟持される。

【００１１】次に、エッチング室Ｃが所定の雰囲気、圧
力となると、高周波電源１９から高周波電極１４に高周
波電位が印加され、基板Ｄのエッチング処理面にエッチ
ングがなされる。このような構成により基板Ｄの電位分
布を同心円状とすることができた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従来の両面同時エッチ
ング装置では、基板の外周部が基板の中央部に比べて、
著しくエッチングレートが大きくなり、基板内のエッチ
ング分布の均一性を維持することができない。これは基
板外周端でＦｒｉｎｇｉｎｇ Ｆｉｅｌｄの影響によ
り、基板中央部と外周部が均一な電界に曝されていない
ことに起因する。例えば、ハードディスクは、基板の中
央部から外周端の数ｍｍ内側まで、性能を発揮する素子
が形成されているので、外周部でのエッチングの不均一
性はハードディスクとしての機能を阻害する原因とな
る。

【００１３】本発明は上記問題に鑑みてなされ、基板表
面の中央部、外周部を問わず基板表面全体に均一なエッ
チング特性が得られる両面同時エッチング装置を提供す
ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】以上の目的は、真空室内
に接地電位に接続された第１のアース電極と、前記第１
のアース電極と対向して設けられた第２のアース電極
と、先端部に高周波電極を有し前記第１のアース電極を
貫通した第１のロッドと、先端部に基板保持部を有し前
記第２のアース電極の開口部を貫通した第２のロッド
と、前記高周波電極と前記基板保持部とによってその中
央部を挟まれ直接高周波電位を印加される円板状の被エ
ッチング材料と、該被エッチング材料とほぼ同一形状の
開口が形成され且つ該被エッチング材料と同心的に配設
され且つ部分的に当接する導電材からなる平板とを有す
ることを特徴とする両面同時エッチング装置によって達
成される。

【００１５】

【作用】被エッチング材料の外周に、この被エッチング
材料とほぼ同一形状の開口が形成された導電材からなる
平板を設け、この平板と被エッチング材料を当接させた
ので、被エッチング材料の中央部と外周部とが均一な電
界に曝され、被エッチング材料の外周部での積極的なエ
ッチングの進行を抑え、被エッチング材料の中央部から
外周部まで均一なエッチング特性が得られる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例における両面同時エッ
チング装置について図面を参照して説明する。尚、本実
施例では従来例で説明したのと同様に、被エッチング材
料についてハードディスクである基板Ｄを用いて説明す
る。

【００１７】図１は本発明に係わるエッチング装置５０
を示し、このエッチング装置５０は真空槽５１の底壁部
５３に、これを貫通して円筒状のロッド５６が設けられ
ている。ロッド５６は矢印ｂに示すように底壁部５３に
対して、垂直方向に摺動可能に、かつ気密に取り付けら
れている。また、ロッド５６は真空槽５１と電気的に隔
絶された中空円柱状の高周波電極６２と、そのまわりを
囲繞するアースシールド５６’とから成り、高周波電極
６２の上端部はアースシールド５６’の上端部より僅か
に上方に突出している。高周波電極６２の内部空間６２
ａには、図示されていないが、必要に応じて冷却水が流
せるようになっている。図では既に基板Ｄが高周波電極
６２上で固定されているところを示す。基板Ｄは図３に
示すように、ハードディスクなどのように開口ｈが形成
された環状形をしており、表面がカーボン被膜で覆われ
ており、表裏両面にエッチング処理がなされる。

【００１８】図１に示すように、高周波電極６２の上
面、すなわち基板Ｄの載置面にはこれに対向して円筒状
のロッド５５が設けられている。ロッド５５は先端に基
板保持部５５ａを設けた絶縁体５５ｂと、そのまわりを
基板保持部５５ａの先端部を除いて囲繞するアースシー
ルド５５’とからなり、平板状のアース電極５７に形成
された円形の開口を貫通して、真空槽５１の上蓋５４に
固定され、アース電極５７の開口はロッド５５の外周面
に接触しない程度の隙間が空くように形成される。アー
ス電極５７は図１に示されているように基板Ｄが高周波
電極６２と基板保持部５５ａとの間に挟持されたとき
に、基板Ｄ面と平行となるように配設されている。ま
た、アース電極５７の下方にはこれに対向して平板状の
アース電極５８が設けられ、これもアース電極５７と同
様に、ロッド５６がこれに形成された開口を貫通したと
きに、ロッド５６の外周面に接触しない程度の隙間が空
くように開口が形成され、基板Ｄが高周波電極６２と基
板保持部５５ａとの間に挟持されたときに、基板Ｄ面と
平行となるように配設され、導電体である支持部材５８
ａ、５８ａを介して底壁部５３に取り付けられている。

【００１９】図１又は図３に示されるように、真空槽５
１の底壁部５３には、円柱形のスタッド部４１が高周波
電極６２の中心点を基準に１２０度間隔で３箇所配置さ
れている。これらのスタッド部４１は全て同一構造であ
り、詳細は図２に示されるように、円柱形の支柱４２が
底壁部５３に垂直方向に固定され、この支柱４２はアー
ス電極５８に非接触状態で貫通して配置され、このため
アース電極５８には支柱４２を貫通させる程度の開口５
８ａが３箇所形成されている。また、支柱４２の上部に
は軸４５が植設された絶縁材４３が固着され、この軸部
４５に基板電位拡張用補償電極４０（以下、電極４０と
呼ぶ。）が、これに形成されている開口を挿通させて、
絶縁材４３上に載置される。電極４０はこの絶縁材４３
と４４との間で挟着されて取り付けられ、絶縁材４４は
これとばね受け４７との間に圧縮状態で張設されたばね
４６のばね力を受けて、電極４０を絶縁材４３側に付勢
させる。また絶縁材４４は図２に示すように、断面形状
が凸形の円筒体であり、凸形の突出部を電極４０に形成
された開口に挿入させて、電極４０が位置ずれするのを
防いでいる。

【００２０】電極４０は導電材からなり、図１又は図３
に示されるように環状でほぼ基板Ｄと同じ厚みの平板で
あり、内孔である孔Ｈの内径は基板Ｄの外形とほぼ同一
に形成されている。また、図１に示されるように電極４
０の孔Ｈには段部が形成され、図示されているようにロ
ッド５６が上方に移動すると、基板Ｄはこの段部に嵌合
するが、基板Ｄの外周縁部のチャンファーは段部に触れ
ることなく、基板Ｄの外周部の上面が軽く電極４０に触
れる。この基板Ｄの外周部の上面における電極４０との
接触度は周部で均一である必要はなく、部分的に接触し
ていてもよい。電極４０は絶縁材４３、４４を介在させ
て取り付けられているので、基板Ｄと接触していない状
態ではフローティング状態となり、高周波電源が基板に
印加された状態ではその電位となる。

【００２１】尚、図示されていないが、真空槽５１には
壁部５２にガス導入口が配設され、底壁部５３に排気口
が設けられ、仕切バルブを介して排気ポンプが接続され
ている。

【００２２】以上、本発明の第１実施例による両面同時
エッチング装置５０の構成について説明したが、次にそ
の作用について説明する。

【００２３】両面同時エッチング装置５０は基板Ｄが図
示されていない搬送手段により、高周波電極６２上に移
送されると、ロッド５６が上方に移動し、図１に示され
ているように基板Ｄがロッド５５下端の基板保持部５５
ａに当接したところで、ロッド５６がその位置で静止す
る。これにより、基板Ｄが高周波電極６２と基板保持部
５５ａとの間で挟持されると同時に、基板Ｄの外周部上
面が電極４０の孔Ｈの段部にかるく接触する。すなわ
ち、チャンファーと呼ばれる素子が構築されていない部
分に接触させる。次に、図示されていない排気ポンプに
より真空槽５１内のエッチング室Ｅが減圧され、ガス導
入口からエッチングガスが導入される。エッチング室Ｅ
が所定の雰囲気、圧力となると、高周波電極６２に図示
されていない高周波電源により高周波電位が供給され、
基板Ｄに高周波電位が印加され、基板Ｄのエッチング処
理面にエッチングがなされる。

【００２４】このとき、高周波電極から基板Ｄに印加さ
れた電位は導電材である電極４０にも導電し、基板Ｄの
中央部とほぼ同一の電界が基板Ｄの外周部にまで拡大さ
れ、すなわち、基板Ｄの外周部で生じていたＦｒｉｎｇ
ｉｎｇ Ｆｉｅｌｄの影響を基板外周部から、電極４０
の外周部へ除去し、基板Ｄの外周部は基板Ｄの中央部と
ほぼ同じ電界に曝されることになり、基板Ｄの表裏面は
中央部から外周部にかけて均一なエッチングがなされ
る。

【００２５】本実施例におけるエッチング装置５０は生
産用装置であり、スタッド部４１は図２に示されるよう
にスプリング構造をとっており、絶縁材４４がばね４６
のばね力に抗すると軸部材４５を上方に移動することが
できる。従って、基板Ｄのエッチング処理が終了し、次
の基板Ｄと取り換える場合はロボット等により、電極４
０を上方に移動させることにより、電極４０が邪魔とな
らず、即座に基板Ｄを交換できるようにしている。この
ように基板Ｄを連続的に交換することにより、基板Ｄの
内部から外周部まで均一なエッチング処理のなされた基
板Ｄが大量生産できる。

【００２６】以上説明したように本実施例によれば、基
板Ｄの中央部から電極４０に至るまで、エッチングレー
トが等しく、エッチング速度が向上し、かつ均一に行な
われるので高品質の基板を作成することができる。基板
Ｄの中央部と外周部でのエッチング分布を厳格にしなけ
ればならないときは、特に有効である。

【００２７】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。

【００２８】例えば、以上の実施例では生産用装置とし
て説明してスタッド部に、スプリング機構を設けたが、
バッチ式装置で用いる場合はこのスタッドを用いること
なく電極４０を単品で基板に搭載しても同様な効果を有
する。更に、以上実施例では基板Ｄを高周波電極上に水
平方向に載置してエッチング処理する例を説明したが、
基板Ｄを垂直方向に保持してエッチング処理するように
構成してもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の両面同時エ
ッチング装置によれば、被エッチング材料の内部から外
周部に至るまで均一なエッチング分布を得ることがで
き、被エッチング材料の品質を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による両面同時エッチング装置
の正面図である。

【図２】同エッチング装置の環状部材周辺の平面図であ
る。

【図３】同エッチング装置のスタッドの詳細を示す部分
破断正面図である。

【図４】従来における両面同時エッチング装置の基板ホ
ルダーの正面図である。

【図５】同基板ホルダーの基板保持部に基板が保持され
ているところを示す側面図である。

【図６】同エッチング装置の内部を示す図である。

【図７】同側面図である。

【図８】本出願人が開発したエッチング装置の正面図で
ある。

【符号の説明】

４０ 電極 ５０ 両面同時エッチング装置 ５７ アース電極 ５８ アース電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C23F 4/00 G11B 5/84 H01L 21/3065

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空室内に接地電位に接続された第１の
   アース電極と、前記第１のアース電極と対向して設けら
   れた第２のアース電極と、先端部に高周波電極を有し前
   記第１のアース電極を貫通した第１のロッドと、先端部
   に基板保持部を有し前記第２のアース電極の開口部を貫
   通した第２のロッドと、前記高周波電極と前記基板保持
   部とによってその中央部を挟まれ直接高周波電位を印加
   される円板状の被エッチング材料と、該被エッチング材
   料とほぼ同一形状の開口が形成され且つ該被エッチング
   材料と同心的に配設され且つ部分的に当接する導電材か
   らなる平板とを有することを特徴とする両面同時エッチ
   ング装置。