JP3273979B2 - 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５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５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
うに表と裏に形成された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。図６
は溝３３に基板Ｄが保持されているのを示し、基板Ｄが
保持された基板ホルダー３０は図７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に搬入
される。エッチング室Ｂでは図８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、３９の四隅には図７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３９ａ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３０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。

【０００３】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。

【０００４】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。

【０００５】図９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。

【０００６】高周波電極１４とアースシールド１０’と
から成るロッド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で囲
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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】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、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。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の両面エッチング
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
周端で被エッチング材料が欠落するために、エッチャン
トガスによる積極的なエッチングが外周部で進行して、
基板の中央部よりも外周部のエッチングレートが著しく
大きくなり、基板内のエッチング分布を悪くするからで
ある。

【００１１】本発明は上記問題に鑑みてなされ、基板の
中央部、外周部を問わず基板の表面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。

【００１２】

【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の少なくとも表面
層と同一材質で且つ該被エッチング材料の径よりもわず
かに大きい円形の開口が形成され、且つ該被エッチング
材料と同心的に配設された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。

【００１３】または以上の目的は、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の少なくとも表面層と同一材質
で且つ該被エッチング材料の径と同一径の円形の開口が
形成され且つ該被エッチング材料を前記開口に内接させ
て配設した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。

【００１４】

【作用】被エッチング材料の少なくとも表面層と同一材
質の材料で、かつ被エッチング材料の径より僅かに大き
い円形の開口が形成された平板を被エッチング材料の外
周部に近接して設けたので、又は被エッチング材料の少
なくとも表面層と同一材質の材料で、かつ被エッチング
材料と同一径の円形の開口が形成された平板を設け、被
エッチング材料を平板の開口に内接させて設けたので、
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
行を抑えることができる。

【００１５】

【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。

【００１６】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２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。

【００１７】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は先端部に
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開
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。

【００１８】図１に示されるように、真空槽５１の底壁
部５３には導電体である円柱形状のスタッド６１が垂直
方向に固定され、このスタッド６１は図２に示されるよ
うに、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。スタッド６１はアース電極５８
を非接触状態で貫通して配置され、このためアース電極
５８にはスタッド６１を貫通させる程度の開口が３箇所
形成されている。また、それぞれのスタッド６１の上部
にはエッチング補償用外周構造物６０（以下、環状部材
６０とする。）を支持する支持部６１ａが形成されてい
る。

【００１９】環状部材６０は図２に示されているよう
に、環状で平板からなり、材質は基板Ｄの表面のカーボ
ン被膜と同じ素材からなるカーボンで形成されている。
また、環状部材６０の内径は基板Ｄの外形よりも僅かに
大きく形成されており、環状部材６０と基板Ｄを同心的
に重ねた場合は非接触状態となり、環状部材６０の内周
と基板Ｄの外周は極めて接近した状態となる。環状部材
６０には３箇所の孔が形成され、これらの孔を支持部６
１ａの上部に形成されたねじ部に挿通し、支持部６１ａ
の段部の上に載置されて螺着固定される。この環状部材
６０はロッド５５の下端面とほぼ同じ高さの水平面上に
配設され、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は、環状部材６０と基板Ｄは同
一水平面上の高さに位置する。基板Ｄは図示されていな
い搬送手段により、正しく高周波電極６２と同心的に載
置されることから、基板Ｄが図示されているように、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と環状部材６０は極めて僅かな隙間ｓを開
けて配置される。

【００２０】尚、真空槽５１の各壁部５２〜５４はアー
ス電位である。また、図示されていないが、真空槽５１
には従来例のエッチング装置１と同様に、ガス導入口が
配設され、真空槽５１の底壁部５３には排気口が設けら
れ、仕切バルブを介して排気ポンプが接続されている。

【００２１】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。

【００２２】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の下端の基板保持部５
５ａ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。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。

【００２３】基板Ｄの外周部に環状部材６０が極めて近
接して配置されており、エッチングのなされる面と、同
材質であるカーボン部材が基板Ｄの表裏面の中央部から
外周部に至り、更に環状部材６０にまで連続的に同一水
平面上に続く。従って、基板Ｄと環状部材６０との境の
僅かな隙間を除き、欠落することはない。このため、基
板Ｄの外周部でのエッチャントガスによる積極的なエッ
チングを環状部材６０のカーボン部材が抑え、基板Ｄの
中央部から外周部に至るまでエッチングレートが等しく
なり、エッチングが均一になされる。本実施例では、環
状部材６０と基板Ｄとの境に隙間があるがこの隙間は極
めて小さく、基板Ｄの外周部でのエッチング分布の劣化
には影響が生じない。

【００２４】以上のように本実施例によれば、基板Ｄの
中央部から環状部材６０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。

【００２５】次に、本発明の第２実施例による両面同時
エッチング装置について説明する。尚、本実施例では環
状部材周辺に関する構成のみ説明し、第１実施例と同じ
構成については同じ符号を付して説明する。

【００２６】図３及び図４に示す環状部材７０は環状で
平板からなり、材質は基板Ｄの表面のカーボン被膜と同
じ素材からなるカーボンで形成されている。また、環状
部材７０の内径は基板Ｄの外形とほぼ同一に形成されて
おり、環状部材７０と基板Ｄを同心的に重ねた場合は、
環状部材７０の内周に基板Ｄの外周が内接した状態とな
る。環状部材７０には３箇所の孔が形成され、これらの
孔を図４に示すようにスタッド７１の上部支持部７１ａ
の上部に形成されたねじ部に通し、絶縁体からなるスタ
ッド７１の、支持部７１ａの段部の上に載置されて螺着
固定される。この環状部材７０はロッド５５の下端面と
ほぼ同じ高さの水平面上に配設され、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は、
環状部材７０と基板Ｄは同一水平面上の高さに位置す
る。基板Ｄは図示されていない搬送手段により、正しく
高周波電極６２と同心的に載置されることから、基板Ｄ
が図示されているように高周波電極６２と基板保持部５
５ａとの間に挟持されたときに、基板Ｄと環状部材７０
は同心的に内接して接触状態で配置される。

【００２７】以上、本発明の第２実施例について説明し
たが、本実施例でも第１実施例と同様な効果を奏するの
は明らかである。尚、第１実施例では環状部材６０をア
ース電位としたが、本実施例ではスタッド７１を絶縁体
とし、基板Ｄが環状部材７０に接触してないときは、環
状部材はフローティング電位となり、高周波電位が印加
された基板Ｄと接触したときは基板Ｄの電位と同電位と
なる。環状部材は基板Ｄに対して絶縁された場合でも同
電位とする場合でもいずれを問わない。

【００２８】以上、本発明の各実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれら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。

【００２９】例えば、以上の各実施例ではハードディス
クである基板Ｄを説明したが、このハードディスクの外
周縁部はチャンファーと呼ばれる特殊形状の部位があ
り、この部位は変形を避けるため強く触れることができ
ず、例えば外周部にこのようなチャンファーのような特
殊形状のない被エッチング材料であれば、スタッドによ
る支持部を設けず、あらかじめ環状部材に直接被エッチ
ング材料を嵌め込んでもよい。更に、各実施例と基板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
る例で説明したが、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。

【００３０】

【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、エッチング速度が増し、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】本発明の第１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】同第２実施例によるエッチング装置の正面図で
ある。

【図４】同エッチング装置の環状部材周辺の平面図であ
る。

【図５】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６】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７】同エッチング装置の内部を示す正面図である。

【図８】同側面図である。

【図９】本出願人が最近開発したエッチング装置の正面
図である。

【符号の説明】

５０ 両面同時エッチング装置 ５７ アース電極 ５８ アース電極 ６０ 環状部材 ７０ 環状部材 ８０ 両面同時エッチング装置

───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)

(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
   料の少なくとも表面層と同一材質で且つ該被エッチング
   材料の径よりもわずかに大きい円形の開口が形成され、
   且つ該被エッチング材料と同心的に配設された平板とを
   有することを特徴とする両面同時エッチング装置。
2. 【請求項２】 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
   料の少なくとも表面層と同一材質で且つ該被エッチング
   材料の径と同一径の円形の開口が形成され且つ該被エッ
   チング材料を前記開口に内接させて配設した平板とを有
   することを特徴とする両面同時エッチング装置。