JP2003217899A - プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 - Google Patents
プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板に、放電破壊を起すことなくプラズマを
用いて基板表面のエッチングを行うことができるプラズ
マ処理装置を提供する。 【解決手段】 放電室１２内にプラズマガス１６を発生
させ、放電室１２内に磁場を発生し、放電室１２のプラ
ズマガスを電磁石１１によって高密度化し、高密度化さ
れたプラズマガスを用いて基板１８のエッチングを行う
プラズマ処理装置において、基板１８のエッチングを開
始する前に前記高密度化されたプラズマガス中のイオン
の基板１８への直接的な到達を回避するための導電性の
遮蔽板１９と、該遮蔽板１９に負電位Ｖｓを供給するＤ
Ｃ電源２０とを有するこを特徴とするプラズマ処理装
置。
用いて基板表面のエッチングを行うことができるプラズ
マ処理装置を提供する。 【解決手段】 放電室１２内にプラズマガス１６を発生
させ、放電室１２内に磁場を発生し、放電室１２のプラ
ズマガスを電磁石１１によって高密度化し、高密度化さ
れたプラズマガスを用いて基板１８のエッチングを行う
プラズマ処理装置において、基板１８のエッチングを開
始する前に前記高密度化されたプラズマガス中のイオン
の基板１８への直接的な到達を回避するための導電性の
遮蔽板１９と、該遮蔽板１９に負電位Ｖｓを供給するＤ
Ｃ電源２０とを有するこを特徴とするプラズマ処理装
置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラズマを用いて
基板表面のエッチングを行うプラズマ処理装置およびプ
ラズマ処理方法に関する。
基板表面のエッチングを行うプラズマ処理装置およびプ
ラズマ処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＨＤＤ(hard disk drive)の磁気
記録密度を安定して向上させるために、磁気記録媒体や
磁気ヘッドにおいて、さまざまな手法が開発されてい
る。磁気ヘッド特にスピンバルブ型磁気抵抗薄膜ヘッド
は、半絶縁性基板であるアルチック基板（Ａｌ，Ｔｉ酸
化物）基板上に、反強磁性層と磁化固定層と非磁性伝導
層と磁化自由層の複数の多層薄膜（スピンバルブ型磁気
抵抗薄膜）から構成され、また、トンネル型磁気抵抗
（ＴＭＲ）薄膜ヘッドは、非磁性伝導層の替わりに薄い
絶縁層を用いた構成となっている。いずれの構成のヘッ
ド構造においても層間結合磁界を小さくする必要から、
それぞれ非磁性伝導層と絶縁層を前者では１.０〜１.５
ｎｍ,後者では０.６〜０.７ｎｍのように非常に薄い構
成としている。
記録密度を安定して向上させるために、磁気記録媒体や
磁気ヘッドにおいて、さまざまな手法が開発されてい
る。磁気ヘッド特にスピンバルブ型磁気抵抗薄膜ヘッド
は、半絶縁性基板であるアルチック基板（Ａｌ，Ｔｉ酸
化物）基板上に、反強磁性層と磁化固定層と非磁性伝導
層と磁化自由層の複数の多層薄膜（スピンバルブ型磁気
抵抗薄膜）から構成され、また、トンネル型磁気抵抗
（ＴＭＲ）薄膜ヘッドは、非磁性伝導層の替わりに薄い
絶縁層を用いた構成となっている。いずれの構成のヘッ
ド構造においても層間結合磁界を小さくする必要から、
それぞれ非磁性伝導層と絶縁層を前者では１.０〜１.５
ｎｍ,後者では０.６〜０.７ｎｍのように非常に薄い構
成としている。
【０００３】このように非磁性伝導層や絶縁層は共に非
常に薄いので、これらを挟む前後の層の平坦化が非常に
重要になってきている。これは、界面に凹凸があると、
上部磁性層の凹部と下部磁性層の凸部とにそれぞれ発生
した局部磁界が反対の磁極同士が結合する相互作用（ネ
ール結合：Neel coupling）によりＨin（層間結合磁
界：interlayer coupling field）を大きくすることに
起因すると一般に説明されている。
常に薄いので、これらを挟む前後の層の平坦化が非常に
重要になってきている。これは、界面に凹凸があると、
上部磁性層の凹部と下部磁性層の凸部とにそれぞれ発生
した局部磁界が反対の磁極同士が結合する相互作用（ネ
ール結合：Neel coupling）によりＨin（層間結合磁
界：interlayer coupling field）を大きくすることに
起因すると一般に説明されている。
【０００４】このように磁気記録層の各界面の平坦化の
ためには、磁気記録膜を膜付けする前の基板表面の清浄
化および平坦化が必要である。一方、IDEMA Japan News
NO.42に報告があるように、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗:gia
nt magnetoresistance）ヘッド製造や検査工程では、数
Ｖの電界によって基板表面が帯電して絶縁破壊を起すヘ
ッド損傷問題の可能性が指摘されており、僅かな帯電状
態の制御が必要となってきている。
ためには、磁気記録膜を膜付けする前の基板表面の清浄
化および平坦化が必要である。一方、IDEMA Japan News
NO.42に報告があるように、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗:gia
nt magnetoresistance）ヘッド製造や検査工程では、数
Ｖの電界によって基板表面が帯電して絶縁破壊を起すヘ
ッド損傷問題の可能性が指摘されており、僅かな帯電状
態の制御が必要となってきている。
【０００５】しかしながら、スパッタエッチング法では
基板が直接プラズマに晒されるために、表面の帯電状況
は制御することは困難であった。また、デバイスへチャ
ージアップ等のダメージ軽減のために考案されたイオン
ビーム法では、特開平5-290996号公報に開示されている
ように、発生したプラズマから引き出された正イオンに
電子を付着させて中性化することによってエッチング等
の処理を行ない、又、特開平10-284297号公報のように
短時間のパルス変調によるプラズマ放電と基板への低周
波RF(radio frequency)電界の印加によって、正イオン
と負イオンを半周期ごとに基板入射させる手法も開示さ
れている。しかし、いずれの場合にも装置構造が複雑に
なる。
基板が直接プラズマに晒されるために、表面の帯電状況
は制御することは困難であった。また、デバイスへチャ
ージアップ等のダメージ軽減のために考案されたイオン
ビーム法では、特開平5-290996号公報に開示されている
ように、発生したプラズマから引き出された正イオンに
電子を付着させて中性化することによってエッチング等
の処理を行ない、又、特開平10-284297号公報のように
短時間のパルス変調によるプラズマ放電と基板への低周
波RF(radio frequency)電界の印加によって、正イオン
と負イオンを半周期ごとに基板入射させる手法も開示さ
れている。しかし、いずれの場合にも装置構造が複雑に
なる。
【０００６】例えば、磁場発生手段を用いたイオンビー
ム法では、一般に、プラズマのON、OFFによりクリーニ
ングを行なうので、遮蔽板が配置されているない。従っ
て放電室内にプラズマを発生すると、浮遊電位状態の基
板側に、一瞬的な２.４Ｖ程度の帯電が観測され、この
初期の帯電により静電破壊が引き起こされる。これはイ
オンに比べ電子速度が速いため、基板に電子の方が先に
到達するためと考えられる。
ム法では、一般に、プラズマのON、OFFによりクリーニ
ングを行なうので、遮蔽板が配置されているない。従っ
て放電室内にプラズマを発生すると、浮遊電位状態の基
板側に、一瞬的な２.４Ｖ程度の帯電が観測され、この
初期の帯電により静電破壊が引き起こされる。これはイ
オンに比べ電子速度が速いため、基板に電子の方が先に
到達するためと考えられる。
【０００７】前述のように初期の帯電を防ぐために基板
とプラズマ源との間にアース電位あるいは浮遊電位の状
態の遮蔽板を設置する。その遮蔽板を開けた場合には、
遮蔽板の閉状態における基板の帯電量約０.５Ｖ（−０.
５Ｖに帯電した状態）から開状態にすると最大約３Ｖ
（−３Ｖ）の変化している帯電状態が観測されている。
これは、発生した磁界の磁力線にのって飛来する電子衝
撃により発生した総合的な２次電子によるものと推定さ
れる。
とプラズマ源との間にアース電位あるいは浮遊電位の状
態の遮蔽板を設置する。その遮蔽板を開けた場合には、
遮蔽板の閉状態における基板の帯電量約０.５Ｖ（−０.
５Ｖに帯電した状態）から開状態にすると最大約３Ｖ
（−３Ｖ）の変化している帯電状態が観測されている。
これは、発生した磁界の磁力線にのって飛来する電子衝
撃により発生した総合的な２次電子によるものと推定さ
れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構
造や手法によって、絶縁性の基板、特に、磁気ヘッド用
基板の帯電を浮遊電位に対し絶対値が数Ｖ以下の電位に
なるようにして、基板が絶縁破壊を起し素子が破壊され
る現象を防止することを目的とする。
問題点を解決するためになされたものであり、簡単な構
造や手法によって、絶縁性の基板、特に、磁気ヘッド用
基板の帯電を浮遊電位に対し絶対値が数Ｖ以下の電位に
なるようにして、基板が絶縁破壊を起し素子が破壊され
る現象を防止することを目的とする。
【０００９】すなわち、本発明の目的は、絶縁性基板や
デバイス素子を形成した基板に、放電破壊を起すことな
くプラズマ中のイオンを用いて基板表面のエッチングを
行うことができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方
法を提供することにある。
デバイス素子を形成した基板に、放電破壊を起すことな
くプラズマ中のイオンを用いて基板表面のエッチングを
行うことができるプラズマ処理装置及びプラズマ処理方
法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
れば、放電室（１２）内にプラズマガス（１６）を発生
させるプラズマ発生手段（１３、２１）と、前記放電室
内に磁場を発生し、前記放電室内のプラズマガスを高密
度化する磁場発生手段（１１）とを有し、高密度化され
たプラズマガスを用いて基板（１８）のエッチングを行
うプラズマ処理装置において、前記基板のエッチングを
開始する前に前記高密度化されたプラズマガス中の正イ
オンの前記基板への直接的な到達を回避するための導電
性の遮蔽板（１９）と、該遮蔽板に負電位Ｖｓを供給す
る負電位供給手段（２０）とを有することを特徴とする
プラズマ処理装置が得られる。
れば、放電室（１２）内にプラズマガス（１６）を発生
させるプラズマ発生手段（１３、２１）と、前記放電室
内に磁場を発生し、前記放電室内のプラズマガスを高密
度化する磁場発生手段（１１）とを有し、高密度化され
たプラズマガスを用いて基板（１８）のエッチングを行
うプラズマ処理装置において、前記基板のエッチングを
開始する前に前記高密度化されたプラズマガス中の正イ
オンの前記基板への直接的な到達を回避するための導電
性の遮蔽板（１９）と、該遮蔽板に負電位Ｖｓを供給す
る負電位供給手段（２０）とを有することを特徴とする
プラズマ処理装置が得られる。
【００１１】本発明の第２の態様によれば、前述の第１
の態様によるプラズマ処理装置において、前記遮蔽板に
供給されている負電位Ｖｓは、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖ
であることを特徴とするプラズマ処理装置が得られる。
の態様によるプラズマ処理装置において、前記遮蔽板に
供給されている負電位Ｖｓは、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖ
であることを特徴とするプラズマ処理装置が得られる。
【００１２】本発明の第３の態様によれば、放電室（１
２）内にプラズマガス（１６）を発生させる第１のステ
ップと、前記放電室内に磁場を発生し、前記放電室内の
プラズマガスを高密度化する第２のステップとを有し、
前記放電室内の高密度化されたプラズマガスを用いて基
板（１８）のエッチングを行うプラズマ処理方法におい
て、前記第１のステップは、前記プラズマガス中の正イ
オンの前記基板への直接的な到達を遮蔽できる位置に位
置させた導電性の遮蔽板（１９）に、負電位Ｖｓを供給
した状態にて、前記放電室内に前記プラズマガスを発生
させるステップであることを特徴とするプラズマ処理方
法が得られる。
２）内にプラズマガス（１６）を発生させる第１のステ
ップと、前記放電室内に磁場を発生し、前記放電室内の
プラズマガスを高密度化する第２のステップとを有し、
前記放電室内の高密度化されたプラズマガスを用いて基
板（１８）のエッチングを行うプラズマ処理方法におい
て、前記第１のステップは、前記プラズマガス中の正イ
オンの前記基板への直接的な到達を遮蔽できる位置に位
置させた導電性の遮蔽板（１９）に、負電位Ｖｓを供給
した状態にて、前記放電室内に前記プラズマガスを発生
させるステップであることを特徴とするプラズマ処理方
法が得られる。
【００１３】本発明の第４の態様によれば、前述の第３
の態様によるプラズマ処理方法において、前記遮蔽板に
供給されている負電位Ｖｓは、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖ
であることを特徴とするプラズマ処理方法が得られる。
の態様によるプラズマ処理方法において、前記遮蔽板に
供給されている負電位Ｖｓは、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖ
であることを特徴とするプラズマ処理方法が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００１５】図１を参照すると、本発明の第１の実施形
態によるプラズマ処理装置が示されている。尚、この図
１は、この発明を理解できる程度に形状、大きさ、およ
び配置関係を概略的に示しているので、この発明は図示
例に限定されることがない。
態によるプラズマ処理装置が示されている。尚、この図
１は、この発明を理解できる程度に形状、大きさ、およ
び配置関係を概略的に示しているので、この発明は図示
例に限定されることがない。
【００１６】本プラズマ処理装置では、磁場発生手段で
ある電磁石１１と放電室１２内にＡｒガスを導入するた
めの配管１３とを備えた放電室１２が、真空排気された
プラズマ処理室１４内に配置され、放電室１２の前面で
プラズマ通過用の貫通孔を有する電極１５がその孔の中
心軸を放電室１２の中心と同軸に配置されている。プラ
ズマ１６を発生させるための放電室１２、放電室１２内
に放電室１２中心から外側方向に向かって磁場を発生
し、放電室内のプラズマガスを高密度化する電磁石１
１、電極１５等を含む構造体をプラズマ源と称する。
ある電磁石１１と放電室１２内にＡｒガスを導入するた
めの配管１３とを備えた放電室１２が、真空排気された
プラズマ処理室１４内に配置され、放電室１２の前面で
プラズマ通過用の貫通孔を有する電極１５がその孔の中
心軸を放電室１２の中心と同軸に配置されている。プラ
ズマ１６を発生させるための放電室１２、放電室１２内
に放電室１２中心から外側方向に向かって磁場を発生
し、放電室内のプラズマガスを高密度化する電磁石１
１、電極１５等を含む構造体をプラズマ源と称する。
【００１７】このプラズマ源と対向するように基板ホル
ダー１７が配置されていて、この上に基板搬送室（図示
せず）から基板１８が搬送される。プラズマ源と基板ホ
ルダー１７との間には、導電性の遮蔽板１９が配置され
ていて、遮蔽板１９は、それに負電位Ｖｓを供給するた
めのＤＣ（直流）電源２０に接続されている。
ダー１７が配置されていて、この上に基板搬送室（図示
せず）から基板１８が搬送される。プラズマ源と基板ホ
ルダー１７との間には、導電性の遮蔽板１９が配置され
ていて、遮蔽板１９は、それに負電位Ｖｓを供給するた
めのＤＣ（直流）電源２０に接続されている。
【００１８】遮蔽板１９は、開閉可能であり、遮蔽板１
９は、閉状態（図示の状態）にて、プラズマガス１６中
の正イオンの基板１８への直接的な到達を回避する。
９は、閉状態（図示の状態）にて、プラズマガス１６中
の正イオンの基板１８への直接的な到達を回避する。
【００１９】なお、放電室１２はそれに正電位（典型的
には、＋１０００Ｖ〜＋１５００Ｖ）を供給するための
ＤＣ電源２１に接続され、電極１５はそれに負電位Ｖｈ
（典型的には、−１００Ｖ）を供給するためのＤＣ電源
２２に接続されている。
には、＋１０００Ｖ〜＋１５００Ｖ）を供給するための
ＤＣ電源２１に接続され、電極１５はそれに負電位Ｖｈ
（典型的には、−１００Ｖ）を供給するためのＤＣ電源
２２に接続されている。
【００２０】遮蔽板１９に供給されている負電位Ｖｓ
は、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖである。
は、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖである。
【００２１】本発明のプラズマ処理方法を図１に基づい
て説明する。
て説明する。
【００２２】まず、プラズマ処理室１４内を所定の真空
度に排気する。
度に排気する。
【００２３】次に、閉状態の遮蔽板１９に、負の電位Ｖ
ｓ（但し、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖ）を印加する。
ｓ（但し、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖ）を印加する。
【００２４】続いて、プラズマ源（放電室１２内）にＡ
ｒガスを導入し、放電室（アノードとして作用する）１
２には、＋１０００Ｖから＋１５００Ｖまでの正の電位
になるように、また、電極１５には−１００Ｖ程度の負
の電位になるようにＤＣ電力を供給する。一方、プラズ
マ処理室１４はアース電位である。これと共に、電磁石
１１に電力を供給して磁場を発生させる。これにより放
電室１２内のＡｒガスがプラズマ化し、プラズマ１６と
なり、プラズマ１６が電極１５の貫通孔から基板１８側
に引き出される。この時基板１８側では、基板１８は、
予め負の電位Ｖｓ（但し、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖ）を
印加した遮蔽板１９で覆われている。尚、電極１５に印
加する負の印加電位は、放電室１２に印加する正の電位
により適正化される。
ｒガスを導入し、放電室（アノードとして作用する）１
２には、＋１０００Ｖから＋１５００Ｖまでの正の電位
になるように、また、電極１５には−１００Ｖ程度の負
の電位になるようにＤＣ電力を供給する。一方、プラズ
マ処理室１４はアース電位である。これと共に、電磁石
１１に電力を供給して磁場を発生させる。これにより放
電室１２内のＡｒガスがプラズマ化し、プラズマ１６と
なり、プラズマ１６が電極１５の貫通孔から基板１８側
に引き出される。この時基板１８側では、基板１８は、
予め負の電位Ｖｓ（但し、−１００Ｖ≦Ｖｓ＜０Ｖ）を
印加した遮蔽板１９で覆われている。尚、電極１５に印
加する負の印加電位は、放電室１２に印加する正の電位
により適正化される。
【００２５】遮蔽板１９には、上記の負の電位を印加し
てあるため、プラズマ源からの正イオンは遮蔽板１９で
収集される。ところで、電極１５の貫通孔から基板１８
側に出てくるのはイオンだけでなく、電子も発散磁界に
沿ってドリフト運動しながら基板１８側にやってくる。
遮蔽板１９は前述のように負の電位のため、電子は遮蔽
板１９から追い返えされるが、遮蔽板１９を避けて基板
１８側に回り込んだ電子によって、基板１８のエッチン
グ前にすでに基板１８の表面が覆われてしまうと推定さ
れる。次にこの遮蔽板１９を開けてエッチングを開始す
ると、既に基板に半導体を形成した加工基板１８を使用
して作成した磁気ヘッドには損傷の問題が発生しなかっ
た。
てあるため、プラズマ源からの正イオンは遮蔽板１９で
収集される。ところで、電極１５の貫通孔から基板１８
側に出てくるのはイオンだけでなく、電子も発散磁界に
沿ってドリフト運動しながら基板１８側にやってくる。
遮蔽板１９は前述のように負の電位のため、電子は遮蔽
板１９から追い返えされるが、遮蔽板１９を避けて基板
１８側に回り込んだ電子によって、基板１８のエッチン
グ前にすでに基板１８の表面が覆われてしまうと推定さ
れる。次にこの遮蔽板１９を開けてエッチングを開始す
ると、既に基板に半導体を形成した加工基板１８を使用
して作成した磁気ヘッドには損傷の問題が発生しなかっ
た。
【００２６】本プラズマ処理装置の基板帯電量を、図２
のように、基板１８を基板ホルダー１７上に絶縁物２９
を介して置き、基板１８に接続した浮遊電位測定器３０
により測定した。上記と同様に放電室１２に＋１５００
Ｖ、電極１５に−１００Ｖを印加後、電磁石１１をオン
して磁界を発生させ、プラズマを発生させた場合は、帯
電量は約−０．４Ｖが観測された。この場合、加工基板
は損傷を受けていないことが分かった。
のように、基板１８を基板ホルダー１７上に絶縁物２９
を介して置き、基板１８に接続した浮遊電位測定器３０
により測定した。上記と同様に放電室１２に＋１５００
Ｖ、電極１５に−１００Ｖを印加後、電磁石１１をオン
して磁界を発生させ、プラズマを発生させた場合は、帯
電量は約−０．４Ｖが観測された。この場合、加工基板
は損傷を受けていないことが分かった。
【００２７】従って、負電位を印加された遮蔽板１９を
使用した場合には、さらに良い効果が得られると推測さ
れる。これは遮蔽板１９の電位がおよそ数十Ｖといわれ
るプラズマ電位よりかなり低い電位であるため、その周
辺の電子が退けられ、イオンだけの空間であるイオンシ
ースができる。このイオンシースに厚さは、プラズマと
の電位差（陰極降下）に比例するので、遮蔽板１９がア
ース電位の場合よりもより効果的にイオンが捕獲される
と考えられる。前述のように絶縁破壊を起す原因と考え
られる帯電は、プラズマ源から飛来する電子と、基板の
イオン衝撃により生ずる２次電子との合算になると考え
られる。遮蔽板１９を開けてのエッチング時には、基板
１８に到達する電子の量は、遮蔽板１９の状態（電気的
な状態）に関わらず同じと考えられるので、帯電量の違
いはイオンエッチングの結果から生じる２次電子量に起
因するのではないかと推測される。
使用した場合には、さらに良い効果が得られると推測さ
れる。これは遮蔽板１９の電位がおよそ数十Ｖといわれ
るプラズマ電位よりかなり低い電位であるため、その周
辺の電子が退けられ、イオンだけの空間であるイオンシ
ースができる。このイオンシースに厚さは、プラズマと
の電位差（陰極降下）に比例するので、遮蔽板１９がア
ース電位の場合よりもより効果的にイオンが捕獲される
と考えられる。前述のように絶縁破壊を起す原因と考え
られる帯電は、プラズマ源から飛来する電子と、基板の
イオン衝撃により生ずる２次電子との合算になると考え
られる。遮蔽板１９を開けてのエッチング時には、基板
１８に到達する電子の量は、遮蔽板１９の状態（電気的
な状態）に関わらず同じと考えられるので、帯電量の違
いはイオンエッチングの結果から生じる２次電子量に起
因するのではないかと推測される。
【００２８】アース電位状態の遮蔽板１９に覆われてい
る場合の基板１８の表面は、プラズマに起因する電子に
覆われると共に、遮蔽板１９から退けられた電子に追随
してきたイオンが流入し、結果的に帯電量が若干減少す
るが、遮蔽板１９を開けてエッチングを開始した時に生
じる基板１８からの２次電子の発生量は徐々に増加し、
放電破壊を生じるような帯電量となる。これに対し、遮
蔽板１９に負の電位を印加した場合には、基板１８を遮
蔽した時の適度な基板帯電量により、電子が真空中に放
出されるエネルギー準位（真空準位）が上昇する結果、
同じエネルギーのイオン衝撃を受けても２次電子が大幅
に放出されにくくなり、この結果、放電破壊を起す帯電
量を超えることなく基板表面をエッチングすることがで
きるのではないかと推定される。
る場合の基板１８の表面は、プラズマに起因する電子に
覆われると共に、遮蔽板１９から退けられた電子に追随
してきたイオンが流入し、結果的に帯電量が若干減少す
るが、遮蔽板１９を開けてエッチングを開始した時に生
じる基板１８からの２次電子の発生量は徐々に増加し、
放電破壊を生じるような帯電量となる。これに対し、遮
蔽板１９に負の電位を印加した場合には、基板１８を遮
蔽した時の適度な基板帯電量により、電子が真空中に放
出されるエネルギー準位（真空準位）が上昇する結果、
同じエネルギーのイオン衝撃を受けても２次電子が大幅
に放出されにくくなり、この結果、放電破壊を起す帯電
量を超えることなく基板表面をエッチングすることがで
きるのではないかと推定される。
【００２９】図３には、本発明の第２の実施形態による
プラズマ処理装置が示されている。このプラズマ処理装
置では、プラズマ通過用の貫通孔を有する電極５０が放
電室３０と、絶縁物２３を介して一体化されている。こ
れ以外は、このプラズマ処理装置は、図１のプラズマ処
理装置と同じである。
プラズマ処理装置が示されている。このプラズマ処理装
置では、プラズマ通過用の貫通孔を有する電極５０が放
電室３０と、絶縁物２３を介して一体化されている。こ
れ以外は、このプラズマ処理装置は、図１のプラズマ処
理装置と同じである。
【００３０】図４には、本発明の第３の実施形態による
プラズマ処理装置が示されている。このプラズマ処理装
置では、放電室３０内に放電室の３０の中心方向に磁場
を発生する手段である電磁石１０がプラズマ処理室１４
の外部に設置されている。これ以外は、このプラズマ処
理装置は、図１のプラズマ処理装置と同じである。
プラズマ処理装置が示されている。このプラズマ処理装
置では、放電室３０内に放電室の３０の中心方向に磁場
を発生する手段である電磁石１０がプラズマ処理室１４
の外部に設置されている。これ以外は、このプラズマ処
理装置は、図１のプラズマ処理装置と同じである。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、絶縁性基板やデバイス素子を形成した基板に、
放電破壊を起すことなくプラズマを用いて基板表面のエ
ッチング（クリーニング）を行うことができるプラズマ
処理装置及びプラズマ処理方法を提供することができ
る。
よれば、絶縁性基板やデバイス素子を形成した基板に、
放電破壊を起すことなくプラズマを用いて基板表面のエ
ッチング（クリーニング）を行うことができるプラズマ
処理装置及びプラズマ処理方法を提供することができ
る。
【図１】本発明の第１の実施形態によるプラズマ処理装
置の概略図である。
置の概略図である。
【図２】図１のプラズマ処理装置の基板帯電量の測定系
を説明するための概略図である。
を説明するための概略図である。
【図３】本発明の第２の実施形態によるプラズマ処理装
置の概略図である。
置の概略図である。
【図４】本発明の第３の実施形態によるプラズマ処理装
置の概略図である。
置の概略図である。
１１ 電磁石
１２ 放電室
１３ 配管
１４ プラズマ処理室
１５ 電極
１６ プラズマ
１７ 基板ホルダー
１８ 基板
１９ 遮蔽板
２０ ＤＣ電源
２１ ＤＣ電源
２２ ＤＣ電源
２３ 絶縁物
２９ 絶縁物
３０ 浮遊電位測定器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１月２４日（２００２．１．２
４）
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】近年、ＨＤＤ(hard disk drive)の磁気
記録密度を安定して向上させるために、磁気記録媒体や
磁気ヘッドにおいて、さまざまな手法が開発されてい
る。磁気ヘッド特にスピンバルブ型磁気抵抗薄膜ヘッド
は、半絶縁性基板であるアルチック基板（Ａｌ，Ｔｉ酸
化物）上に、反強磁性層と磁化固定層と非磁性伝導層と
磁化自由層の複数の多層薄膜（スピンバルブ型磁気抵抗
薄膜）から構成され、また、トンネル型磁気抵抗（ＴＭ
Ｒ）薄膜ヘッドは、非磁性伝導層の替わりに薄い絶縁層
を用いた構成となっている。いずれの構成のヘッド構造
においても層間結合磁界を小さくする必要から、それぞ
れ非磁性伝導層と絶縁層を前者では１.０〜１.５ｎｍ,
後者では０.６〜０.７ｎｍのように非常に薄い構成とし
ている。
記録密度を安定して向上させるために、磁気記録媒体や
磁気ヘッドにおいて、さまざまな手法が開発されてい
る。磁気ヘッド特にスピンバルブ型磁気抵抗薄膜ヘッド
は、半絶縁性基板であるアルチック基板（Ａｌ，Ｔｉ酸
化物）上に、反強磁性層と磁化固定層と非磁性伝導層と
磁化自由層の複数の多層薄膜（スピンバルブ型磁気抵抗
薄膜）から構成され、また、トンネル型磁気抵抗（ＴＭ
Ｒ）薄膜ヘッドは、非磁性伝導層の替わりに薄い絶縁層
を用いた構成となっている。いずれの構成のヘッド構造
においても層間結合磁界を小さくする必要から、それぞ
れ非磁性伝導層と絶縁層を前者では１.０〜１.５ｎｍ,
後者では０.６〜０.７ｎｍのように非常に薄い構成とし
ている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】例えば、磁場発生手段を用いたイオンビー
ム法では、プラズマのON、OFFによりエッチングを行な
うので、遮蔽板が配置されていない場合が多い。従って
放電室内にプラズマを発生すると、浮遊電位状態の基板
側に、一瞬的な２.４Ｖ程度の帯電が観測され、この初
期の帯電により静電破壊が引き起こされる。これはイオ
ンに比べ電子速度が速いため、基板に電子の方が先に到
達するためと考えられる。
ム法では、プラズマのON、OFFによりエッチングを行な
うので、遮蔽板が配置されていない場合が多い。従って
放電室内にプラズマを発生すると、浮遊電位状態の基板
側に、一瞬的な２.４Ｖ程度の帯電が観測され、この初
期の帯電により静電破壊が引き起こされる。これはイオ
ンに比べ電子速度が速いため、基板に電子の方が先に到
達するためと考えられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】図３には、本発明の第２の実施形態による
プラズマ処理装置が示されている。このプラズマ処理装
置では、プラズマ通過用の貫通孔を有する電極１５が放
電室１２と、絶縁物２３を介して一体化されている。こ
れ以外は、このプラズマ処理装置は、図１のプラズマ処
理装置と同じである。
プラズマ処理装置が示されている。このプラズマ処理装
置では、プラズマ通過用の貫通孔を有する電極１５が放
電室１２と、絶縁物２３を介して一体化されている。こ
れ以外は、このプラズマ処理装置は、図１のプラズマ処
理装置と同じである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３０】図４には、本発明の第３の実施形態による
プラズマ処理装置が示されている。このプラズマ処理装
置では、放電室１２内に放電室１２中心から外側方向に
向かって磁場を発生する手段である電磁石１１がプラズ
マ処理室１４の外部に設置されている。これ以外は、こ
のプラズマ処理装置は、図１のプラズマ処理装置と同じ
である。
プラズマ処理装置が示されている。このプラズマ処理装
置では、放電室１２内に放電室１２中心から外側方向に
向かって磁場を発生する手段である電磁石１１がプラズ
マ処理室１４の外部に設置されている。これ以外は、こ
のプラズマ処理装置は、図１のプラズマ処理装置と同じ
である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３１】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、絶縁性基板やデバイス素子を形成した基板に、
放電破壊を起すことなくプラズマを用いて基板表面のエ
ッチングを行うことができるプラズマ処理装置及びプラ
ズマ処理方法を提供することができる。
よれば、絶縁性基板やデバイス素子を形成した基板に、
放電破壊を起すことなくプラズマを用いて基板表面のエ
ッチングを行うことができるプラズマ処理装置及びプラ
ズマ処理方法を提供することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4K057 DA02 DA16 DD01 DG15 DM25
DM40 DN01
5D034 DA04
5F004 AA06 BA03 BB12 BD03 CA05
CA09 DA23
Claims (4)
- 【請求項１】 放電室内にプラズマガスを発生させるプ
ラズマ発生手段と、前記放電室内に磁場を発生し、前記
放電室内のプラズマガスを高密度化する磁場発生手段と
を有し、高密度化されたプラズマガスを用いて基板のエ
ッチングを行うプラズマ処理装置において、 前記基板のエッチングを開始する前に前記高密度化され
たプラズマガス中の正イオンの前記基板への直接的な到
達を回避するための導電性の遮蔽板と、 該遮蔽板に負電位Ｖｓを供給する負電位供給手段とを有
することを特徴とするプラズマ処理装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載のプラズマ処理装置にお
いて、 前記遮蔽板に供給されている負電位Ｖｓは、−１００Ｖ
≦Ｖｓ＜０Ｖであることを特徴とするプラズマ処理装
置。 - 【請求項３】 放電室内にプラズマガスを発生させる第
１のステップと、前記放電室内に磁場を発生し、前記放
電室内のプラズマガスを高密度化する第２のステップと
を有し、前記放電室内の高密度化されたプラズマガスを
用いて基板のエッチングを行うプラズマ処理方法におい
て、 前記第１のステップは、前記プラズマガス中の正イオン
の前記基板への直接的な到達を遮蔽できる位置に位置さ
せた導電性の遮蔽板に、負電位Ｖｓを供給した状態に
て、前記放電室内に前記プラズマガスを発生させるステ
ップであることを特徴とするプラズマ処理方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載のプラズマ処理方法にお
いて、 前記遮蔽板に供給されている負電位Ｖｓは、−１００Ｖ
≦Ｖｓ＜０Ｖであることを特徴とするプラズマ処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002008259A JP2003217899A (ja) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002008259A JP2003217899A (ja) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003217899A true JP2003217899A (ja) | 2003-07-31 |
Family
ID=27646570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002008259A Pending JP2003217899A (ja) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | プラズマ処理装置及びプラズマ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003217899A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005104203A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-03 | Fujitsu Limited | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
| WO2006073127A1 (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-13 | Ulvac, Inc. | 磁性多層膜の製造方法 |
| JP2016219450A (ja) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 株式会社アルバック | 基板処理装置 |
| CN110197785A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-03 | 苏州加拉泰克动力有限公司 | 一种制备防炫光玻璃的蚀刻系统及制备方法 |
-
2002
- 2002-01-17 JP JP2002008259A patent/JP2003217899A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005104203A1 (ja) * | 2004-03-31 | 2005-11-03 | Fujitsu Limited | 基板処理装置および半導体装置の製造方法 |
| WO2006073127A1 (ja) * | 2005-01-05 | 2006-07-13 | Ulvac, Inc. | 磁性多層膜の製造方法 |
| JPWO2006073127A1 (ja) * | 2005-01-05 | 2008-06-12 | 株式会社アルバック | 磁性多層膜の製造方法 |
| KR100883164B1 (ko) * | 2005-01-05 | 2009-02-10 | 가부시키가이샤 아루박 | 자성 다층막의 제조방법 |
| JP2016219450A (ja) * | 2015-05-14 | 2016-12-22 | 株式会社アルバック | 基板処理装置 |
| CN110197785A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-03 | 苏州加拉泰克动力有限公司 | 一种制备防炫光玻璃的蚀刻系统及制备方法 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050106 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060626 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060719 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061115 |