JP2005093672A - プラズマ処理装置及び情報記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被加工体における端部近傍の部位を他の部位と同様に加工することができるプラズマ処理装置及び情報記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】 反応性イオンエッチング装置１０は、中心孔を有する円板形状の試料（被加工体）１２の外周側面及び内周側面に嵌合するための治具１４及び１６を備え、治具１４、１６の表面と、試料１２の表面と、の段差の絶対値が試料１２の厚さよりも小さくなるように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば半導体、情報記録媒体等の製造分野で用いられる、プラズマを利用して円板形状の被加工体の表面を加工するためのプラズマ処理装置及び該プラズマ処理装置を用いた情報記録媒体の製造方法に関する。

従来、例えば半導体等の製造分野において、プラズマを利用して円板形状の被加工体に成膜加工、ドライエッチング加工等の処理を施すプラズマ処理装置が広く利用されている。このようなプラズマ処理装置を用いることで、精密で効率的な加工を実現することができる。

磁気記録媒体等の情報記録媒体の製造分野においても、このようなプラズマ処理装置を利用することで精密で効率的な加工を行うことが期待されている。例えば、磁気記録媒体、光記録媒体等の情報記録媒体は、良好な記録・再生特性を得るため表面が平坦であることが重要であるが、プラズマを利用したバイアススパッタリング等の成膜手法を用いれば基板上に均一な厚さの記録層を成膜することができ、これにより表面が平坦な情報記録媒体を効率良く製造することができる。又、成膜後、プラズマを利用したドライエッチングを用いて被加工体の表面を加工することも可能である。

特に、ハードディスク等の磁気記録媒体はヘッド浮上高さを安定させるために、表面の平坦性が重視されるため、プラズマを利用した成膜加工、平坦化加工等の応用が期待されている。

更に、ハードディスク等の磁気記録媒体は、記録層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良により著しい面記録密度の向上が図られており、今後も一層の面記録密度の向上が期待されているが、ヘッドの加工限界、磁界の広がりに起因するサイドフリンジ、クロストーク等の問題が顕在化し、従来の改良手法による面記録密度の向上は限界にきており、一層の面記録密度の向上を実現可能である磁気記録媒体の候補として、連続記録層を多数の記録要素に分割してなるディスクリートタイプの磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。記録要素の間には非磁性材を充填し、記録要素及び非磁性材の表面を平坦化することが好ましい。

連続記録層の微細な分割を実現する加工技術としては、ＮＨ_３（アンモニア）ガス等の含窒素ガスが添加されたＣＯ（一酸化炭素）ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチング（例えば、特許文献２参照）等のプラズマを利用したドライエッチングの手法を利用しうる。尚、反応性イオンエッチングのためのマスクの加工においてもハロゲン系のガスを反応ガスとする反応性イオンエッチング等のプラズマを利用したドライエッチングの手法を利用しうる。又、記録要素の間に非磁性材を充填するために、バイアススパッタリング等のプラズマを利用した成膜手法を利用しうる。

特開平９−９７４１９号公報 特開平１２―３２２７１０号公報

しかしながら、被加工体の（径方向の）端部近傍の部位と他の部位とでプラズマの分布がばらつく傾向があり、プラズマを利用して被加工体に成膜加工を施した場合、被加工体における端部近傍の部位の膜厚と、他の部位の膜厚とに差が生じ、被加工体の全面に均一な膜厚で成膜できないという問題があった。

又、プラズマを利用したドライエッチングにおいても、被加工体の端部近傍におけるエッチングレートと、他の部位におけるエッチングレートとに差が生じて、被加工体の全面を均一な形状に加工できないという問題があった。

このため、情報記録媒体の製造のためにプラズマを利用したドライエッチングを用いた場合、端部近傍の部位を記録領域として利用することができず、それだけ記憶容量が低下するという問題がある。

又、半導体等の製造分野では一般的に、１枚の円板形状の基板上に複数のチップ等を形成するため、プラズマを利用した成膜加工、ドライエッチング加工等の後に、端部近傍の部位を除去することも考えられるが、それだけ生産効率が低下するという問題がある。尚、情報記録媒体の場合、プラズマを利用した成膜加工、ドライエッチング加工等の後に、端部近傍の部位を除去しても、除去加工により残された部分の端部近傍がダメージを受けやすく、全面を記録領域として利用することは困難である。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、被加工体における端部近傍の部位を他の部位と同様に加工することができるプラズマ処理装置及び該プラズマ処理装置を利用した情報記録媒体の製造方法を提供することをその課題とする。

本発明は、被加工体の径方向側面に嵌合するための治具をプラズマ処理装置に備え、治具の表面と、被加工体の表面と、の段差の絶対値を被加工体の厚さよりも小さくすることで、被加工体の全面を均一に加工できるようにし、上記課題を解決したものである。

このように、治具の表面と、被加工体の表面と、の段差の絶対値を被加工体の厚さよりも小さくすることで被加工体の全面を均一に加工できる理由は必ずしも明らかではないが、概ね以下のように考えられる。

従来のプラズマ処理装置では、被加工体を保持するためのホルダ等の部材と、被加工体との間に段差があり、この被加工体の端部における形状的な変化のために被加工体の端部近傍では他の部位よりもプラズマの密度が高くなり、被加工体の端部近傍におけるエッチングレートが他の部位におけるエッチングレートよりも大きくなると考えられる。尚、成膜加工の場合は、成膜作用と、プラズマによるエッチング作用と、が同時に進行し、成膜作用がエッチング作用を上回ることで成膜が進行するので、プラズマによるエッチングレートに差があることで、同様に膜厚に差が生じると考えられる。

特に、バイアススパッタリング、反応性イオンエッチング等の被加工体にバイアスパワーを印加するプラズマ処理では、被加工体の端部近傍におけるエッチングレートが他の部位におけるエッチングレートよりも大きくなる傾向が顕著であるが、これは、被加工体の端部近傍において他の部位よりもバイアスパワーが大きくなりやすく、このバイアスパワーのために被加工体の端部近傍に更にプラズマが集中しやすくなるためと考えられる。

これに対して、被加工体の径方向側面に嵌合するための治具をプラズマ処理装置に備え、治具の表面と、被加工体の表面と、の段差の絶対値を被加工体の厚さよりも小さくすることで、被加工体の端部近傍における形状的な変化が緩和されるため、被加工体の全面においてプラズマの密度が均一化され、これにより、被加工体の端部近傍におけるエッチングレートと、他の部位におけるエッチングレートと、の差が低減されると考えられる。

即ち、次のような本発明により、上記課題の解決を図ったものである。

（１）プラズマを利用して円板形状の被加工体の表面を加工するためのプラズマ処理装置であって、前記被加工体の外周側面に嵌合するための治具が備えられ、該治具の表面と、前記被加工体の表面と、の段差の絶対値が該被加工体の厚さよりも小さくなるように構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。

（２）プラズマを利用して中心孔を有する円板形状の被加工体の表面を加工するためのプラズマ処理装置であって、前記被加工体の外周側面及び内周側面の少なくとも一方に嵌合するための治具が備えられ、該治具の表面と、前記被加工体の表面と、の段差の絶対値が該被加工体の厚さよりも小さくなるように構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。

（３）前記治具の表面と前記被加工体の表面との段差の絶対値が０．４ｍｍ以下であるように構成されたことを特徴とする前記（１）又は（２）のプラズマ処理装置。

（４）前記治具と前記被加工体との径方向の隙間が２ｍｍ以下であるように構成されたことを特徴とする前記（１）乃至（３）のいずれかのプラズマ処理装置。

（５）前記治具が導電性を有することを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかのプラズマ処理装置。

（６）前記治具で前記被加工体を保持するように構成されたことを特徴とする前記（１）乃至（５）のいずれかのプラズマ処理装置。

（７）前記（１）乃至（６）のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用いて円板形状の情報記録媒体を製造することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。

尚、本出願において「情報記録媒体」という用語は、情報の記録、再生に磁気を用いるハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク等に限定されず、情報の記録、再生に光を用いる光ディスク、磁気と光を併用するＭＯ（Ｍａｇｎｅｔ Ｏｐｔｉｃａｌ）等の光磁気記録媒体、磁気と熱を併用する熱アシスト型の記録媒体等も含む意義で用いることとする。

本発明によれば、円板形状の被加工体の全面を均一に加工することができ、情報記録媒体の記憶容量を向上させることができる。又、半導体等の生産効率を向上させることができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の第１実施形態は、図１に示されるようなプラズマを利用した反応性イオンエッチング装置（プラズマ処理装置）１０に関するものであり、反応性イオンエッチング装置１０は、中心孔を有する円板形状の試料（被加工体）１２の外周側面及び内周側面に嵌合するための治具１４及び１６を備え、図２に拡大して示されるように、これら治具１４、１６の表面１４Ａ、１６Ａと、試料１２の表面１２Ａと、の段差の絶対値が試料１２の厚さよりも小さくなるように構成されたことを特徴としている。他の構造については従来の反応性イオンエッチング装置と同様であるので説明を適宜省略することとする。

反応性イオンエッチング装置１０は、ヘリコン波プラズマ方式であり、拡散チャンバー１０Ａと、拡散チャンバー１０Ａ内に試料１２を保持するための円板状のＥＳＣ（静電チャック）ステージ電極１０Ｂと、プラズマを発生するための石英製ベル・ジャー１０Ｃと、を備えている。

ＥＳＣステージ電極１０Ｂにはバイアス電圧を印加するためのバイアス電源１０Ｄが結線されている。尚、バイアス電源は、周波数が１．６ＭＨｚの交流電源である。

石英製ベル・ジャー１０Ｃは下端が拡散チャンバー１０Ａ内に開口し、下部近傍には反応ガスを給気するための給気孔１０Ｅが設けられている。又、石英製ベル・ジャー１０Ｃの周囲には、電磁コイル１０Ｆと、アンテナ１０Ｇが配設され、アンテナ１０Ｇにはプラズマ発生電源１０Ｈが結線されている。尚、プラズマ発生電源１０Ｈは、周波数が１３．５６ＭＨｚの交流電源である。

試料１２は、図３に拡大して示されるように、基板１２Ａ上にＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）層１２Ｂが均一な膜厚で成膜され、ＳｉＯ_２層１２Ｂ上の一部に更にマスク層１２Ｃが形成された構成とされている。尚、マスク層１２Ｃの材料は、ＣＦ_４ガス、ＳＦ_６ガス等のハロゲン系のガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングに対するエッチングレートが低い材料とされている。

治具１４は、導電性を有する略円環形状体で、ＥＳＣステージ電極１０Ｂの外周に嵌合している。治具１４の材料としては、例えば、ステンレス鋼等を用いることができる。又、治具１４は、ＥＳＣステージ電極１０Ｂよりも上方に突出しており、この突出部分において試料１２の外周に嵌合し、試料１２を保持するように構成されている。この突出部分の突出量は試料１２の厚さと略等しくされ、これにより治具１４は、表面１４Ａが、試料１２の表面１２Ａとほぼ一致するように構成されている。尚、後述するように、治具１４の表面１４Ａと試料１２の表面１２Ａとの段差Ｈ１の絶対値は０．４ｍｍ以下であるように構成することが好ましい。又、治具１４と試料１２との径方向の隙間Ｗ１は２ｍｍ以下であるように構成することが好ましい。

治具１６は、導電性を有する略円板形状で、試料１２の内周に嵌合するように構成されている。治具１６の材料としては治具１４と同様に、例えば、ステンレス鋼等を用いることができる。又、治具１６は治具１４と同様に、厚さが試料１２の厚さと略等しくされ、表面１６Ａが、試料１２の表面１２Ａとほぼ一致するように構成されている。尚、治具１６の表面１６Ａと試料１２の表面１２Ａとの段差Ｈ２の絶対値も０．４ｍｍ以下とすることが好ましい。又、治具１６と試料１２との径方向の隙間Ｗ２も２ｍｍ以下とすることが好ましい。

次に、反応性イオンエッチング装置１０の作用について説明する。

まず、試料１２を治具１４に嵌合させつつＥＳＣステージ電極１０Ｂに載置・固定し、更に、試料１２の中心孔に治具１６を嵌合する。この状態でＥＳＣステージ電極１０Ｂにバイアス電圧を印加すると、導電性を有する治具１４、１６にもバイアス電圧が印加される。更に、電磁コイル１０Ｆが磁界を発し、アンテナ１０Ｇがヘリコン波を発するとヘリコン波は磁界に沿って伝播し、石英製ベル・ジャー１０Ｃの内部に高密度のプラズマが発生する。給気孔１０ＥからＣＦ_４ガス、ＳＦ_６ガス等のハロゲン系の反応ガスを供給するとラジカルが拡散チャンバー１０Ａ内に拡散して試料１２のＳｉＯ_２層１２Ｂと化学反応する。又、イオンがバイアス電圧により誘導されてＳｉＯ_２層１２Ｂの表面に衝突し、化学反応により脆性化したＳｉＯ_２層１２Ｂの表面を除去する。

この際、試料１２の外周には治具１４が嵌合しており、治具１４の表面１４Ａと試料１２の表面１２Ａとの段差Ｈ１の絶対値、治具１４と試料１２との径方向の隙間Ｗ１はいずれも微小に制限されているので、プラズマの密度は試料１２の外周の端部近傍で変化することがない。又、試料１２の内周には治具１６が嵌合しており、治具１６の表面１６Ａと試料１２の表面１２Ａとの段差Ｈ２の絶対値、治具１６と試料１２との径方向の隙間Ｗ２も微小に制限されているので、プラズマの密度は試料１２の内周の端部近傍でも変化することがない。

即ち、プラズマの密度は試料１２の全面において均一な状態に保持されており、ＳｉＯ_２層１２Ｂは、内周、外周のいずれの側の端部においても他の部位と等しいエッチングレートで除去され、全面が均一な膜厚に加工される。このように、全面を均一に加工することができるので、例えば半導体等の分野において、歩留まりを向上させることができる。又、情報記録媒体の分野においては、記録領域を拡大し、記憶容量の増大を図ることができる。

尚、本第１実施形態において、反応性イオンエッチング装置１０はヘリコン波プラズマ方式であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、平行平板方式、マグネトロン方式、２周波励磁方式、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式等、他の方式の反応性イオンエッチング装置にも本発明を適用可能である。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本第２実施形態は、前記第１実施形態に係る反応性イオンエッチング装置１０に加え、図４に示されるようなバイアススパッタリング装置４０を用いて、図５に示されるような被加工体５０に加工を施し、図６に示されるようなディスクリートタイプの磁気記録媒体６０を製造する方法に関する。

バイアススパッタリング装置４０は、前記第１実施形態に係る反応性イオンエッチング装置１０と同様に、治具１４と、治具１６と、を備えることを特徴としている。他の構造については従来のバイアススパッタリング装置と同様であるので説明を適宜省略する。

バイアススパッタリング装置４０は、真空チャンバー４０Ａと、真空チャンバー４０Ａ内でＳｉＯ_２（非磁性材）のターゲット４０Ｂを保持するためのターゲットホルダ４０Ｃと、真空チャンバー４０Ａ内で被加工体５０を保持するためのＥＳＣステージ電極１０Ｂと、を備えている。

真空チャンバー４０Ａは、Ａｒ（アルゴン）ガス等のスパッタリングガスを給気するための給気孔４０Ｄと、スパッタリングガスを排気するための排気孔４０Ｅと、が設けられている。

ターゲットホルダ４０Ｃには、電源４０Ｆが結線され、ＥＳＣステージ電極１０Ｂには、電源４０Ｇが結線されている。

尚、治具１４、１６及びＥＳＣステージ電極１０Ｂについては前記第１実施形態で説明済みであるので説明を省略する。

被加工体５０は、中心孔を有する略円板形状（図示省略）であり、ガラス基板５０Ａに、下地層５０Ｂ、軟磁性層５０Ｃ、配向層５０Ｄ、連続記録層５０Ｅ、マスク層５０Ｆがこの順で形成された構造とされている。

下地層５０Ｂは材料がＣｒ（クロム）又はＣｒ合金で厚さが３０〜２０００ｎｍ、軟磁性層５０Ｃは材料がＦｅ（鉄）合金又はＣｏ（コバルト）合金で厚さが５０〜３００ｎｍ、配向層５０Ｄは材料がＣｏＯ、ＭｇＯ、ＮｉＯ等で厚さが３〜３０ｎｍ、連続記録層５０Ｅは材料がＣｏ（コバルト）合金で厚さが５〜３０ｎｍであり、これらの層はガラス基板５０Ａの全面に成膜されている。

マスク層５０Ｆは、材料がＴｉＮ（窒化チタン）で、連続記録層５０Ｅ上に所定のパターンで部分的に形成されている。

磁気記録媒体６０は、垂直記録型のディスクリートタイプの磁気ディスクで、連続記録層５０Ｅがトラックの径方向に微細な間隔で多数の記録要素６２に分割されると共に、記録要素６２の間の凹部６４に非磁性体６６が充填され、記録要素６２及び非磁性体６６に保護層６８、潤滑層７０がこの順で形成された構成とされている。又、記録要素６２と非磁性体６６の間には隔膜７２が形成されている。

非磁性体６６は材料がＳｉＯ_２、保護層６８は材料がダイヤモンドライクカーボンと呼称される硬質炭素膜で厚さが１〜５ｎｍ、潤滑層７０は材料がＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）で厚さが１〜２ｎｍである。隔膜７２の材料は、保護層６８と同様にダイヤモンドライクカーボンである。

尚、本出願において「ダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」という）」という用語は、炭素を主成分とし、アモルファス構造であって、ビッカース硬度測定で２００〜８０００ｋｇｆ／ｍｍ²程度の硬さを示す材料という意義で用いることとする。

次に、バイアススパッタリング装置４０の作用及び磁気記録媒体６０の製造方法について説明する。

まず、前記図５に示される被加工体５０を用意する。被加工体５０はガラス基板１２に、下地層５０Ｂ、軟磁性層５０Ｃ、配向層５０Ｄ、連続記録層５０Ｅ、マスク層５０Ｆを、この順でスパッタリングにより形成し、更に他のマスク層、レジスト層等を形成して、リソグラフィ、ドライエッチング等の手法でマスク層５０Ｆの一部を除去することにより得られる。尚、このリソグラフィ、ドライエッチング等については公知の種々の手法を利用することができるので、ここでは説明を省略する。

次に、反応性イオンエッチング装置１０を用いて被加工体５０を加工する。具体的には被加工体５０の外周、内周に治具１４、１６を嵌合させた状態でＥＳＣステージ電極１０Ｂにバイアス電圧を印加し、反応ガスとしてＣＯ（一酸化炭素）及びＮＨ_３（アンモニア）を用いて、連続記録層５０Ｅにおけるマスク層５０Ｆから露出した部位を除去し、図７に示されるように記録要素６２に分割する。

被加工体５０の外周、内周には治具１４、１６が嵌合しているので、プラズマの密度が被加工体５０の外周、内周の端部近傍で変化することがなく、プラズマの密度は被加工体５０の全面で均一である。従って、連続記録層５０Ｅにおけるマスク層５０Ｆから露出した部位は、内周、外周のいずれの側の端部近傍においても他の部位と等しいエッチングレートで除去され、連続記録層５０Ｅは被加工体５０の全面において均一な精度で記録要素６２に分割される。

次に、反応性イオンエッチング等により記録要素６２上に残存するマスク層５０Ｆを完全に除去し、ＮＨ_３ガス等の還元性のガスを用いてドライ洗浄してから、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により記録要素６２上に隔膜７２を１〜２０ｎｍの厚さで成膜する。

次に、バイアススパッタリング装置４０を用いて記録要素６２の間の凹部６４に非磁性体６６を充填する。具体的には被加工体５０の外周、内周に治具１４、１６を嵌合させた状態でＥＳＣステージ電極１０Ｂにバイアス電圧を印加し、給気孔４０Ｄから真空チャンバー４０Ａ内にスパッタリングガスを給気すると、スパッタリングガスはターゲット４０Ｂに衝突してＳｉＯ_２の粒子が飛散し、被加工体５０の表面に堆積する。ＳｉＯ_２の粒子は記録要素６２の凹凸形状に倣って一様に堆積しようとするので、図８中に２点鎖線で示されるように表面が凹凸形状で成膜される傾向がある。

一方、バイアス電圧によりスパッタリングガスは被加工体５０の方向に付勢されて堆積済みのＳｉＯ_２に衝突し、堆積済みのＳｉＯ_２の一部を図８中に矢印で示されるようにエッチングする。このエッチング作用は、堆積済みのＳｉＯ_２のうち、突出した部分を他部よりも速く選択的に除去する傾向があるので、ＳｉＯ_２は、図８中に実線で示されるように表面の凹凸が均されて成膜され、成膜の進行と共に図９に示されるように表面の凹凸は記録要素６２の凹凸よりも著しく低減される。

更に、被加工体５０の外周、内周には治具１４、１６が嵌合しているので、プラズマの密度が被加工体５０の外周、内周の端部近傍で変化することがなく、プラズマの密度は被加工体５０の全面で均一である。従って、ＳｉＯ_２は、内周、外周のいずれの側の端部近傍においても他の部位と等しい膜厚で形成される。

次に、イオンビームエッチング、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法等により非磁性体６６を、図１０に示されるように記録要素６２の上面まで除去し、記録要素６２及び非磁性材６６の表面を平坦化する。非磁性体６６は、バイアススパッタリングの工程で既に表面の凹凸が記録要素６２の凹凸よりも著しく低減されているので、平坦化工程で表面を充分に平坦化することができる。

次に、ＣＶＤ法により保護層６８を形成し、ディッピング法により保護層６８の上に潤滑層７０を塗布することにより、前記図６に示される磁気記録媒体６０が完成する。

以上のように、治具１４、１６を被加工体５０に嵌合させて反応性イオンエッチング、バイアススパッタリング等のプラズマ処理を行うことで、磁気記録媒体６０は全面が均一な精度で加工される。従って、磁気記録媒体６０は内周、外周の端部近傍まで記録領域として利用することができ、それだけ記憶容量が大きい。

尚、本第２実施形態において、記録要素６２（連続記録層５０Ｅ）の下に下地層５０Ｂ、軟磁性層５０Ｃ、配向層５０Ｄが形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録要素６２の下の層の構成は、磁気記録媒体の種類に応じて適宜変更すればよい。例えば、下地層５０Ｂ、軟磁性層５０Ｃのいずれか一方を省略してもよい。又、基板５０Ａ上に連続記録層を直接形成してもよい。

又、本第２実施形態において、磁気記録媒体６０は記録要素６２がトラックの径方向に微細な間隔で並設された垂直記録型のディスクリートタイプの磁気ディスクであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録要素がトラックの周方向（セクタの方向）に微細な間隔で並設された磁気ディスク、トラックの径方向及び周方向の両方向に微細な間隔で並設された磁気ディスク、記録要素が螺旋形状をなす磁気ディスクの製造についても本発明は当然適用可能である。

又、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯ等の光磁気ディスク、磁気と熱を併用する熱アシスト型の記録ディスク等の他の情報記録媒体についても、例えば、成膜等の工程のプラズマ処理に本発明を適用することで全面に均一な膜厚で成膜して端部近傍まで記録領域として利用することができ、記憶容量を増大する効果が得られる。

又、前記第１及び第２実施形態は、反応性イオンエッチング装置、バイアススパッタリング装置について本発明を適用したものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、プラズマを利用して円板形状の被加工体の表面を加工する様々なプラズマ処理装置について本発明は適用可能である。

又、前記第１及び第２実施形態において、治具１４、１６はいずれも導電性を有しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、治具が非導電性であっても、被加工体に治具が嵌合することで被加工体上の部位によるプラズマ分布のばらつきを抑制し、加工のばらつきを制限する一定の効果が得られる。尚、被加工体にバイアス電圧を印加するプラズマ処理においては、前記第１及び第２実施形態と同様に、導電性を有する治具を用いることが好ましい。

又、前記第１及び第２実施形態において、被加工体の内周、外周双方に治具１４、１６を嵌合させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、被加工体の内周、外周のいずれか一方だけに治具を嵌合させた場合も、嵌合させた側の端部の加工精度を良好に維持することができるので、歩留まりの向上、記憶容量の増加等の一定の効果が得られる。

又、前記第１及び第２実施形態において、治具１４はＥＳＣステージ電極１０Ｂに嵌合しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１１に示される、本発明の第３実施形態のように、ＥＳＣステージ電極１０Ｂの外周に嵌合し、試料１２（被加工体５０）を載置・固定するためのホルダ８０と、試料１２（被加工体５０）の外周に嵌合する治具８２とを別体としてもよい。

又、前記第１〜第３実施形態において、試料１２（被加工体５０）をＥＳＣステージ電極１０Ｂに直接載置しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１２に示される、本発明の第４実施形態のように、ＥＳＣステージ電極１０Ｂ上にトレイ８４を載置・固定し、トレイ８４上に試料１２（被加工体５０）、治具８２、１６を載置・固定してもよい。

又、前記第１〜第４実施形態において、治具１４（８２）、１６は別体であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１３に示される、本発明の第５実施形態のように、１つの一体の治具８６が試料１２（被加工体５０）の内周及び外周に嵌合するようにしてもよい。

又、前記第１〜第５実施形態において、治具１４（８２）、１６、８６はＥＳＣステージ電極１０Ｂと別体であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１４に示される、本発明の第６実施形態のように、治具８８がＥＳＣステージ電極を兼ねる構成としてもよい。

又、前記第１〜第６実施形態において、試料１２（被加工体５０）は中心孔を有する円板形状であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、中心孔がない円板形状の被加工体のプラズマ処理についても本発明は当然適用可能である。この場合、図１５に示される本発明の第７実施形態のように、被加工体９０の外周に治具１４を嵌合すればよい。

又、前記第１〜第７実施形態は、試料１２（被加工体５０）を１個ずつプラズマ処理する例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の円板形状の被加工体に外周において嵌合する１個の治具を用いて、複数の被加工体を同時にプラズマ処理してもよい。尚、被加工体が中心孔を有する円板形状である場合、複数の被加工体に内周及び外周双方において嵌合する１個の治具を用いるとよい。この場合も、治具が被加工体に嵌合することで、各被加工体の全面を均一に加工することができる。又、複数同時にプラズマ処理することで一層効率良く、半導体、情報記録媒体等を製造することができる。

上記第１実施形態のとおり、治具１４の表面１４Ａと試料１２の表面１２Ａとの段差Ｈ１の絶対値はほぼ０とし、又、治具１４と試料１２との径方向の隙間Ｗ１は０．１ｍｍ以下として試料１２のＳｉＯ_２層１２Ｂを反応性イオンエッチングにより加工した。又、治具１６の表面１６Ａと試料１２の表面１２Ａとの段差Ｈ２の絶対値もほぼ０とし、治具１６と試料１２との径方向の隙間Ｗ２も０．１ｍｍ以下とした。尚、試料１２の厚さは０．６５ｍｍとし、反応ガスはＳＦ_６ガスを用いてエッチング条件を以下のように設定した。

ＳＦ_６ガスの流量 ：２０ｓｃｃｍ
真空チャンバー内の圧力：０．３５Ｐａ
ソースパワー ：１０００Ｗ
バイアスパワー ： １５０Ｗ

加工後、ＳｉＯ_２層１２Ｂの表面のマスク１２Ｃを除去し、ＳｉＯ_２層１２Ｂの表面におけるマスク１２Ｃで被覆されていた部位（エッチングされなかった部位）とマスク１２Ｃから露出していた部位（エッチングされた部位）との段差を、触針式段差計を用いて外周側の端部から径方向内側に３．５ｍｍの範囲まで測定し、エッチングレート（Å／ｍｉｎ）を算出した。

外周側の端部からの距離とエッチングレートとの関係を図１６中に符号Ａを付した曲線で示す。

上記実施例１に対し、治具１４を５種類用意し、治具１４と試料１２との径方向の隙間Ｗ１を、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍに調節した。尚、いずれの治具１４についても表面１４Ａと試料１２の表面１２Ａとの段差Ｈ１の絶対値は上記実施例１と同様にほぼ０とした。他の条件も上記実施例１と同様として、試料１２のＳｉＯ_２層１２Ｂを反応性イオンエッチングにより加工し、加工後、ＳｉＯ_２層１２Ｂの表面のマスク１２Ｃを除去し、ＳｉＯ_２層１２Ｂの表面におけるマスク１２Ｃで被覆されていた部位とマスク１２Ｃから露出していた部位との段差を、外周側の端部から径方向内側に３．５ｍｍまでの範囲で測定し、治具１４の種類毎にエッチングレートの分布を算出した。エッチングレートの分布は、具体的には、次式（Ｉ）により算出した。

分布＝{（Ｒｍａｘ−Ｒｍｉｎ）／（２×Ｒａｖｅ）}×１００…（Ｉ）

尚、Ｒｍａｘは、複数の測定部位におけるエッチングレートの最大値、Ｒｍｉｎは同最小値、Ｒａｖｅは、複数の測定部位におけるエッチングレートの相加平均である。

エッチングレートの分布（％）と治具１４及び試料１２の径方向の隙間Ｗ１（ｍｍ）との関係を図１７に示す。尚、上記実施例１におけるエッチングレートの分布（％）も、図１７中にＷ１の値が０．１以下のデータとして併記する。

上記実施例１に対し、治具１４を４種類用意し、治具１４の表面１４Ａと試料１２の表面１２Ａとの段差Ｈ１を、＋０．６５ｍｍ、＋０．４ｍｍ、−０．４ｍｍ、−０．６５ｍｍに調節した。ここで、符号＋は試料１２の表面１２Ａが治具１４の表面１４Ａよりも高いことを示し、符号−は試料１２の表面１２Ａが治具１４の表面１４Ａよりも低いことを示す。尚、いずれの治具１４についても治具１４と試料１２との径方向の隙間Ｗ１は上記実施例１と同様に０．１ｍｍ以下とした。他の条件も上記実施例１と同様として、試料１２のＳｉＯ_２層１２Ｂを反応性イオンエッチングにより加工し、加工後、ＳｉＯ_２層１２Ｂの表面のマスク１２Ｃを除去し、ＳｉＯ_２層１２Ｂの表面におけるマスク１２Ｃで被覆されていた部位とマスク１２Ｃから露出していた部位との段差を、外周側の端部から径方向内側に３．５ｍｍまでの範囲で測定し、治具１４の種類毎にエッチングレートの分布を上記式（Ｉ）により算出した。

エッチングレートの分布（％）と治具１４の表面１４Ａ及び試料１２の表面１２Ａの段差Ｈ１との関係を図１８に示す。尚、上記実施例１におけるエッチングレートの分布（％）も、図１８中にＨ１の値が０のデータとして併記する。
[比較例]

上記実施例１に対し、試料１２の外周に治具１４を嵌合しなかった。他の条件は上記実施例１と同様として、試料１２のＳｉＯ_２層１２Ｂを反応性イオンエッチングにより加工した。

加工後、ＳｉＯ_２層１２Ｂの表面のマスク１２Ｃを除去し、ＳｉＯ_２層１２Ｂの表面におけるマスク１２Ｃで被覆されていた部位とマスク１２Ｃから露出していた部位との段差を、触針式段差計を用いて外周側の端部から径方向内側に３．５ｍｍの範囲まで測定し、エッチングレート（Å／ｍｉｎ）を算出した。外周側の端部からの距離とエッチングレートとの関係を図１６中に符号Ｂを付した曲線で
示す。

又、エッチングレートの分布を上記式（Ｉ）により算出した。エッチングレートの分布（％）を図１７中に、Ｗ１の値を∞の符号で表したデータで示す。

図１６より、比較例は端部からの距離が短い程、エッチングレートが増大する傾向があるのに対し、実施例１は端部からの距離に拘らず、エッチングレートが安定しており、試料１２の全面について均一な精度でエッチングが行われていることが確認された。

又、ハードディスク等の磁気記録媒体の場合、記録領域として利用する部位は、エッチングレートの分布が１．５％以下であることが好ましいが、図１７より、Ｗ１が２．０ｍｍ以下であれば、エッチングレートの分布が１．５％以下に抑制されることが確認された。又、図１７より、Ｗ１が１．０ｍｍ以下であれば、エッチングレートの分布が１．０％以下に安定し、より好ましいことがわかる。又、図１８より、Ｈ１の絶対値が０．４ｍｍ以下であれば、エッチングレートの分布が１．５％以下に抑制されることが確認された。
更に、図１８より、Ｈ１の絶対値が等しければ、試料１２の表面１２Ａが治具１４の表面１４Ａよりも高い場合（符号が＋の場合）の方が、低い場合（符号が−の場合）よりも、エッチングレートの分布が小さく抑制され、良好であることがわかる。

本発明は、例えば半導体、情報記録媒体等の製造分野で円板形状の被加工体の表面を加工するために利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る反応性イオンエッチング装置の全体構造を模式的に示す、一部断面図を含む側面図 同反応性イオンエッチング装置の治具の構造を拡大して示す側断面図 同反応性イオンエッチング装置で加工する試料の構造を模式的に示す側断面図 本発明の第２実施形態に係るバイアススパッタリング装置の全体構造を模式的に示す、一部断面図を含む側面図 同バイアススパッタリング装置で加工する被加工体の構造を模式的に示す側断面図 同第２実施形態で得られる磁気記録媒体の構造を模式的に示す側断面図 前記被加工体の連続記録層が記録要素に分割された状態を模式的に示す側断面図 同被加工体の記録要素上に非磁性体が成膜される過程を模式的に示す側断面図 同非磁性体の成膜が完了した状態を模式的に示す側断面図 記録要素及び非磁性体の表面が平坦化された状態を模式的に示す側断面図 本発明の第３実施形態に係る治具の構造を模式的に示す側断面図 本発明の第４実施形態に係る治具の構造を模式的に示す側断面図 本発明の第５実施形態に係る治具の構造を模式的に示す側断面図 本発明の第６実施形態に係る治具の構造を模式的に示す側断面図 本発明の第７実施形態に係る治具の構造を模式的に示す側断面図 本発明の実施例１及び比較例における、外周側の端部からの距離とエッチングレートとの関係を示すグラフ 本発明の実施例１、実施例２及び比較例における、エッチングレートの分布（％）と治具及び試料の径方向の隙間との関係を示すグラフ 本発明の実施例１、実施例３及び比較例における、エッチングレートの分布（％）と治具１４の表面１４Ａ及び試料１２の表面１２Ａの段差の関係を示すグラフ

符号の説明

１０…反応性イオンエッチング装置
１２…試料
１４、１６、８２、８６、８８…治具
４０…バイアススパッタリング装置
５０、９０…被加工体
６０…磁気記録媒体
Ｈ１、Ｈ２…治具の表面と被加工体の表面との段差
Ｗ１、Ｗ２…治具と被加工体との径方向の隙間

Claims (7)

1. プラズマを利用して円板形状の被加工体の表面を加工するためのプラズマ処理装置であって、
   前記被加工体の外周側面に嵌合するための治具が備えられ、該治具の表面と、前記被加工体の表面と、の段差の絶対値が該被加工体の厚さよりも小さくなるように構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
2. プラズマを利用して中心孔を有する円板形状の被加工体の表面を加工するためのプラズマ処理装置であって、
   前記被加工体の外周側面及び内周側面の少なくとも一方に嵌合するための治具が備えられ、該治具の表面と、前記被加工体の表面と、の段差の絶対値が該被加工体の厚さよりも小さくなるように構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記治具の表面と前記被加工体の表面との段差の絶対値が０．４ｍｍ以下であるように構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかにおいて、
   前記治具と前記被加工体との径方向の隙間が２ｍｍ以下であるように構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
   前記治具が導電性を有することを特徴とするプラズマ処理装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記治具で前記被加工体を保持するように構成されたことを特徴とするプラズマ処理装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載のプラズマ処理装置を用いて円板形状の情報記録媒体を製造することを特徴とする情報記録媒体の製造方法。

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