JP2001049469A

JP2001049469A - プラズマ加工装置

Info

Publication number: JP2001049469A
Application number: JP11221052A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Takei; 滋郎竹居
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 1999-08-04
Publication date: 2001-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルム状の加工材料を効率的にドライエッ
チングできるプラズマ加工装置を提供する。【解決手段】ロール状に巻かれたフィルム状の加工材
料Ｓを巻き出してドライエッチングするのに使用される
プラズマ加工装置であって、少なくとも、巻き出し部、
テンションコントロール部、蛇行防止部、プラズマ加工
部、反転部、巻き取り部の各ユニットに分かれており、
それらのユニットを選択的に組み合わせて連続的に並べ
た状態で設置可能とする。目的に合わせて加工材料Ｓの
片面もしくは両面を効率よく処理することが可能とな
る。しかも、各ユニットを製造するだけで異なる目的の
装置が可能となり、また使用者も安価に購入することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体搭載用のパ
ッケージ材料、パッケージ材料を載せるフレキシブル基
板、磁気ディスク装置における磁気ヘッドサスペンショ
ンなどの微細加工品の製造工程において使用されるプラ
ズマ加工装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記した如き微細加工品のうち、磁気デ
ィスク装置における磁気ヘッドサスペッションを例に採
って従来技術を説明する。

【０００３】従来、磁気ヘッドは、ロードビームとマウ
ントプレートとフレキシャからなるジンバルサスペンシ
ョンと、ジンバルサスペンションの先端に取り付けられ
たスライダとから構成されている。ロードビームは磁気
ヘッドを搭載したスライダに所定の荷重を与えるために
必要な十分に高い剛性を有し、ジンバルサスペンション
は磁気ヘッドを搭載したスライダがディスク面のうねり
に追従するために必要な十分に低い剛性を有している。
そして、磁気ディスク装置は、ディスク停止中はスライ
ダとディスクは接触しており、ディスクが回転すること
によりスライダとディスク間に発生する浮上力と、サス
ペンションによる押しつけ荷重とが釣り合う位置でスラ
イダが浮上するようになっている。

【０００４】また、磁気ヘッドの磁気コアとドライブ装
置本体の電気回路との電気的接続には、一部が絶縁被覆
チューブに挿入されたワイヤからなるリード線が用いら
れており、そのリード線の絶縁被覆チューブは磁気ヘッ
ドサスペンション上に引き回し配置され、固定爪でロー
ドビーム及びマウントプレートにかしめられて固定され
ている。

【０００５】近年、磁気ディスク装置の小型化、薄型化
が進んでディスク間隔が狭くなり、これに伴ってスライ
ダや磁気ヘッドサスペンションも小型化、薄型化してい
る。そのため、絶縁被覆チューブがスライダや磁気ヘッ
ドサスペンションに対して相対的に大きくなり、絶縁被
覆チューブの剛性による負荷がスライダのディスク面へ
のうねりへの追従特性を低下させたり、ディスク面に絶
縁被覆チューブが接触して断線するといった問題が生じ
ている。

【０００６】磁気ヘッド構造の変遷では、一体機械加工
でコイル手巻きであるモノリシック構造から分割機械加
工でコイル手巻きであるコンポジットへと変化し、現在
では薄膜法による書き込み・読み込みのコイル形成であ
るインダクティブが主流となっている。

【０００７】しかしながら、近年の磁気ディスク装置の
記憶容量の増大を達成するため、高感度の磁気ヘッドと
して、ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｒｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）
ヘッドの開発が進んでいる。このＭＲヘッドは読み込み
専用の高感度磁気ヘッドであるため、書き込み専用の薄
膜ヘッドが必要であり、磁気ヘッドの磁気コアとドライ
ブ装置本体の電気回路の電気的接続には、従来２本のリ
ード線で良かったのに対し、このＭＲヘッドでは４本の
リード線を必要とし、結果、従来の絶縁被覆チューブで
は、絶縁被覆チューブの剛性が大きくなりスライダの運
動特性に悪影響を及ぼす傾向にある。

【０００８】これらの問題を解決する方法として、特開
平４−２７２６３５号に、絶縁被覆チューブを用いる代
わりにロードビーム或いはジンバルサスペンションに絶
縁層を形成し、この絶縁層上に電気導電路を形成するこ
とにより、結果としてスライダに余計な負荷がかかるこ
となく、スライダのディスク面のうねりへの良好な追従
特性が保たれ、磁気ヘッドサスペンションの振動を抑制
できるとしている。

【０００９】しかしながら、ポリイミドを代表とする一
般的な絶縁層は、サスペンション材料のＳＵＳ（ステン
レス）と配線材料の銅の金属材料と熱膨張係数が異な
り、温度変化に対し、サスペンションとしての重要なバ
ネ係数に影響を与える。そのため、使用される金属材料
とＨＤＤ使用温度範囲で熱膨張係数が近い絶縁層材料と
して新規のポリイミドが提案され使用され始めた。しか
しながら、この材料は、従来ポリイミドの加工に使用さ
れていたアルカリを主成分とするウェットエッチング法
では精度及び品質上から加工が困難であり、プラズマ加
工装置によるドライエッチング法を利用しなければなら
ない。

【００１０】図１はこのようなドライエッチングに使用
されるプラズマ加工装置の概略構成図である。図中１０
は図示しない真空ポンプに接続された真空チャンバー
で、その中には下部にカソード電極１１と上部にアノー
ド電極１２を配置している。カソード電極１１はＲＦ絶
縁材料１３を介して真空チャンバー１０に固定され、か
つＲＦ導入管１４でＲＦ電源１５に繋がっている。ま
た、カソード電極１１の中には冷却管１６が通されてい
る。一方、アノード電極１２は、カソード電極１１の上
方に等距離を持って配置されており、アノード電極１２
に対しガス導入管１７を介して加工ガスが導入される。
またアノード電極１２と真空チャンバー１０は電気的に
アースされている。ここで示したプラズマ発生構造はカ
ソード・カップリング方式であるが、アノード電極１２
にＲＦをかけるアノード・カップリング方式、カソード
電極１１、アノード電極１２に交互にＲＦをかけるホロ
ー・カソード方式も使用される。このプラズマ加工装置
では、平板状のカソード電極１１の上にシート状の加工
材料Ｓを載置した状態でドライエッチングを行う。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の一般的
なプラズマ加工装置は、シート状の加工材料を一枚ずつ
処理する枚葉式である。したがって、工業的に大量生産
ができず、大きさの制限があり、また処理目的に合わせ
た機構の選択等の問題が多かった。そこで、一部では、
フィルム状の加工材料をプラズマ中に通すようにした装
置も開発されている。しかしながら、その開発された装
置では、高周波が印可する材料または導通のある材料を
加工した場合、材料の交換時に作業者の安全を考慮して
装置を停止する必要があった。また、装置がすべて一体
化しており、使用者は処理目的に合わせた装置の開発や
改造を行う必要があり製品価格の上昇を招いていた。

【００１２】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、フィルム
状の加工材料を効率的にドライエッチングできるプラズ
マ加工装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のプラズマ加工装置は、ロール状に巻かれた
フィルム状の加工材料を巻き出してドライエッチングす
るのに使用されるプラズマ加工装置であって、少なくと
も、巻き出し部、テンションコントロール部、蛇行防止
部、プラズマ加工部、反転部、巻き取り部の各ユニット
に分かれており、それらのユニットを選択的に組み合わ
せて連続的に並べた状態で設置可能としたことを特徴と
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】図２及び図３は本発明に係るプラ
ズマ加工装置の設置例を示す概略構成図であり、それぞ
れ片面処理と両面処理の場合を示している。これらの図
においてＡは巻き出し部のユニット、Ｂは排気部のユニ
ット、Ｃはテンションコントロール部及び蛇行防止部の
ユニット、Ｄはプラズマ加工部のユニット、Ｅは反転部
のユニット、Ｆは巻き取り部のユニットである。

【００１５】プラズマ加工部のユニットＤは加工中にお
いて真空状態になることが必要である。したがって、連
結される全てのユニットも真空状態になることが望まし
い。このために、各ユニットをそれぞれ真空ポンプに接
続し、しかも各ユニット同士をガスケット、Ｏリング又
は磁性流体シールで連結する。図示の例では、巻き出し
部のユニットＡと巻き取り部のユニットＦが大気に曝さ
れてはいるが、排気部のユニットＢを介して次のテンシ
ョンコントロール部のユニットＣに連結している。巻き
出し部のユニットＡと巻き取り部のユニットＦに真空チ
ャンバーを用いるならば、排気部のユニットＢは省略で
きる。

【００１６】プラズマ加工部は、温調可能で電気的にア
ースされた回転可能な円筒状の電極２０に加工材料Ｓを
巻き付ける構造であって、かつその円筒状の電極２０の
周囲を覆うようにプラズマ発生機構２１（図示の例では
３個）を配置した構造をしている。そして、そのプラズ
マ発生機構２１としては、円筒状の電極２０に高周波を
利用したバアイスを使用しない電子共鳴型のものか、或
いは、円筒状の電極２０に高周波を印可しない容量結合
型のものを使用する。

【００１７】使用者はそのユニットを選択配置すること
で目的とする加工を行うことができる。つまり片面処理
の場合は図２に示すように、ユニットＡ→ユニットＢ→
ユニットＣ→ユニットＤ→ユニットＣ→ユニットＢ→ユ
ニットＦであり、両面処理の場合は図３に示すように、
ユニットＡ→ユニットＢ→ユニットＣ→ユニットＤ→ユ
ニットＥ→ユニットＣ→ユニットＤ→ユニットＣ→ユニ
ットＢ→ユニットＦである。このように、製造者は共通
するユニットの開発をするだけで、後はユニットの選択
だけで違う目的の装置の製造が可能となり、かつ使用者
も安価に購入できる。またプラズマ加工部のユニットＤ
は、その加工材料Ｓを温調可能で電気的にアースされた
回転可能な円筒状の電極２０に巻き付けられる構造を有
し、プラズマ発生機構２１がその電極２０の周囲を覆う
ように配置されていて、そのプラズマ発生機構２１が加
工材料Ｓに高周波等の電気を印可しない構造となってい
るので加工材料Ｓの交換時も連続に運転できる。

【００１８】

【実施例】以下、図４に示す磁気ヘッドサスペンション
の製造工程を例に挙げて本発明の実施例を説明する。

【００１９】図４（ａ）に示す配線付き磁気ヘッドサス
ペンションの加工材料は、厚さ２０μｍのステンレス４
１からなるバネ材の上に、絶縁層であるポリイミド４２
を介して導電性層であるＣｕ４３をラミネート法にて積
層したものである。

【００２０】図４（ｂ）は、ステンレス４１上とＣｕ４
３上の両面に感光性材料であるアクリル系ドライフィル
ムレジスト４４をラミネートし、その後の露光、現像工
程によりレジスト４４をパターニングしたものである。
具体的には、旭化成製「ＡＱ−５０３８」を１００℃で
ラミネートし、露光はｇ線により３０ｍＪ／ｃｍ²の露
光量で行った後、１ｗｔ％ＮａＣＯ₃により３０℃でス
プレー現像した。

【００２１】その後、図４（ｃ）に示すように、ステン
レス４１とＣｕ４３をエッチングする。この場合、一般
的な塩化鉄からなるエッチング液を使用し、片面ラッピ
ング法を利用して片面ずつエッチングした。そして、水
酸化ナトリウムからなる剥離液でレジスト４４を剥離し
て図４（ｄ）に示す如く両面の金属がパターニングされ
たサスペンション基材が得られる。

【００２２】その後、絶縁材料であるポリイミド４２を
ドライエッチングする目的で、レジスト４５をディップ
コーティング、ロールコート、ダイコート、ラミネート
法等にて片面または両面成膜し、露光、現像工程によ
り、図４（ｅ）に示すように、絶縁層であるポリイミド
４２を残すところの上部のみを残してパターニングす
る。具体的には、旭化成製「ＡＱ−５０３８」を１００
℃でラミネートし、露光はｇ線により３０ｍＪ／ｃｍ²
の露光量で行った後、１ｗｔ％ＮａＣＯ₃により３０℃
でスプレー現像した。

【００２３】続いて、図４（ｆ）に示すようにプラズマ
加工によりポリイミド４２をドライエッチングする。本
実施例では、このドライエッチングを図３に示すタイプ
のプラズマ加工装置を使用して行った。すなわち、ロー
ル状に巻き取った加工材料を巻き出し部のユニットＡに
セットし、ここから加工材料Ｓを繰り出して順にユニッ
トＢ→ユニットＣ→ユニットＤ→ユニットＥ→ユニット
Ｃ→ユニットＤ→ユニットＣ→ユニットＢ→ユニットＦ
に送り、最後の巻き取り部のユニットＦにて巻き取るよ
うにセットした。そして、プラズマ加工装置を作動させ
ることで、両面処理を一括でかつ連続に行うことができ
た。

【００２４】プラズマ加工部のユニットＤにおける加工
条件として、圧力は０．０５〜８０Ｐａとする。またエ
ッチングガスとしては、酸素を主成分とし添加ガスとし
てＣＦ₄を２〜４０％、また必要であれば窒素を１〜１
５％加えたものを使用する。ＣＦ₄の代わりにＣＨ
Ｆ₃、ＳＦ₆、ＮＦ₃等のフッ素からなるガスまたはそ
れらの混合ガスでもよい。装置にもよるが、エッチング
ガスの流量は３０〜３０００ｓｃｃｍほどで行う。エッ
チングガスは流量が多いほどエッチングレートは速くな
る傾向を示すが、一定量以上加えても飽和するので、プ
ラズマ加工装置の排気能力等に合わせる方がよい。ま
た、パワーは単位断面積当たり０．１〜４Ｗ／ｃｍ²で
行う。

【００２５】次いで、図４（ｇ）に示すように、マスク
材として使用したレジスト４５を剥離してサスペンショ
ン基材の加工が終了する。この剥離工程では、５０〜７
０℃の水酸化ナトリウム５〜２１ｗｔ％の高温アルカリ
溶液を用いた。これが一般的であるが、使用するポリイ
ミド４２等がアルカリ耐性に乏しい場合は、エタノール
アミン等の有機アルカリを使用してもよい。

【００２６】最後に、図示はしてないが、上記の方法に
より形成されたフレキシャからなるジンバルサスペンシ
ョンの配線上にはめっきレジストが形成され、そのめっ
きレジストから露出した導電性配線層にＮｉ／Ａｕめっ
きが施される。これは、磁気ヘッドスライダとサスペン
ションの電気的接続とサスペンションから制御側への電
気系接続のための表面処理であり、Ｎｉ／Ａｕめっきに
限ったものではない。また、ハンダめっきもしくは印刷
等で代用される場合もある。そして、図示はしていない
が、最終的に機械加工等のアッセンブリ加工を行い、Ｈ
ＤＤ用配線付きサスペンションが完成する。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ロール
状に巻かれたフィルム状の加工材料を巻き出してドライ
エッチングするのに使用されるプラズマ加工装置であっ
て、少なくとも、巻き出し部、テンションコントロール
部、蛇行防止部、プラズマ加工部、反転部、巻き取り部
の各ユニットに分かれており、それらのユニットを選択
的に組み合わせて連続的に並べた状態で設置可能とした
ことにより、目的に合わせて加工材料の片面もしくは両
面を効率よく処理することが可能となる。しかも、各ユ
ニットを製造するだけで異なる目的の装置が可能とな
り、また使用者も安価に購入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のプラズマ加工装置の概略構成図である。

【図２】本発明に係るプラズマ加工装置の設置例を示す
概略構成図である。

【図３】本発明に係るプラズマ加工装置の他の設置例を
示す概略構成図である。

【図４】磁気ヘッドサスペンションの製造手順を示す工
程図である。

【符号の説明】

１１カソード電極１２アノード電極１３ＲＦ絶縁材料１４ＲＦ導入管１５ＲＦ電源１６冷却管１７ガス導入管１８リフター１９フック２０電極２１プラズマ発生機構４１ステンレス４２ポリイミド４３Ｃｕ４４レジスト４５レジストＡ巻き出し部のユニットＢ排気部のユニットＣテンションコントロール部及び蛇行防止部のユニッ
トＤプラズマ加工部のユニットＥ反転部のユニットＦ巻き取り部のユニットＳ加工材料

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロール状に巻かれたフィルム状の加工材
料を巻き出してドライエッチングするのに使用されるプ
ラズマ加工装置であって、少なくとも、巻き出し部、テ
ンションコントロール部、蛇行防止部、プラズマ加工
部、反転部、巻き取り部の各ユニットに分かれており、
それらのユニットを選択的に組み合わせて連続的に並べ
た状態で設置可能としたこと特徴とするプラズマ加工装
置。
【請求項２】プラズマ加工部が、温調可能で電気的に
アースされた回転可能な円筒状の電極に加工材料を巻き
付ける構造であって、かつその円筒状の電極の周囲を覆
うようにプラズマ発生機構を配置した構造をしており、
かつそのプラズマ発生機構が、円筒状の電極に高周波を
利用したバアイスを使用しない電子共鳴型であるか、ま
たは円筒状の電極に高周波を印可しない容量結合型であ
る請求項１に記載のプラズマ加工装置。