(57)【要約】【課題】  導電体でない基板でも効率よくバイアスを印加し、かつ、基板の表裏両面に形成されたパターンに損傷を与えずに両面処理ができるプラズマエッチング装置を実現する。【解決手段】  基板支持部材が被エッチング基板面鉛直方向に可動する可動式基板支持部材を備える。【効果】  被エッチング基板を保持した可動式基板支持部材を、バイアス電圧を出力する電極側に密着させることで、バイアス電圧が印加される電極と基板の間の距離を縮め、基板に効率よくバイアスを印加できる。【選択図】  図１
2008153249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空容器内に保持された被エッチング基板に対して、該被エッチング基板に対向配置された電極に高周波電圧を印加してプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記被エッチング基板をエッチングするプラズマエッチング装置において、
前記被エッチング基板、基板を支持する可動式基板支持部材を有し、
前記電極と前記被エッチング基板は、被エッチング基板の片面をエッチングした後、前記可動式基板支持部材が前記被エッチング基板に対し鉛直方向に可動し、被エッチング基板の該片面とは反対側の面をエッチングすることを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項２】
真空容器内に保持された中央部に空孔を有する円環状の被エッチング基板に対し、当該被エッチング基板に対向配置された電極に高周波電圧を印加してプラズマを生成し、当該プラズマを用いて前記被エッチング基板をエッチングするプラズマエッチング装置において、
前記電極に設けられた、前記円環状被エッチング基板の空孔を埋める絶縁体部材を備えたことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のプラズマエッチング装置において、
前記可動式基板支持部材の被エッチング基板を支持している最外周部分が前記可動式基板に保持された被エッチング基板表面より0mmより大きく3mm未満の範囲で突出しており、可動式基板支持部材の突出部が前記電極に接することで、被エッチング基板と電極の間に隙間をあけ、被エッチング基板と電極の接触を防ぐことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の電極、被エッチング基板、被エッチング基板を支持する可動式基板支持部材において、前記基板支持部材内に伸縮材を挿入することにより、前記伸縮材が電極や被エッチング基板や可動式基板支持部材にかかる衝撃を吸収し、衝撃により電極や被エッチング基板や可動式基板支持部材の破損を防ぐことを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項５】
請求項１または２記載のプラズマエッチング装置において、
前記高周波電源が基板にバイアスを印加するバイアス電圧とプラズマを生成するためのソース電圧の２種類の高周波電圧のうち、一方を選択して出力できることを特徴とするプラズマエッチング装置。
【請求項６】
請求項１から５に記載のプラズマエッチング装置を用いて被エッチング基板にエッチングを施すエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録層が凹凸パターンで形成されている磁気記録媒体の製造装置、製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスク装置は、円環状の磁気記録媒体を高速で回転させ、磁気ヘッドによりディジタル信号を記録・再生している。従来では、磁気記録媒体は、表面が非常に平坦な円環状のアルミニウム基板、もしくは強化ガラス基板に、磁性体をスパッタリング等により蒸着したものを用いていた。記録密度の上昇に伴い、該記録媒体に対し、記録層を構成する磁性体の微粒子化、磁性体材料の変更、磁性体の積層構造の工夫、垂直記録方式の採用等により、面記録密度の向上が図られてきた。しかるに、媒体に起因したノイズやクロストーク、熱ゆらぎ耐性等の問題により、既存の記録媒体では記録密度向上の限界が見え始めた。そこで、磁気記録層に所定の凹凸を設ける事により、さらなる記録密度向上を実現できる磁気記録媒体、いわゆるディスクリートトラックメディアや、パターンドメディア等の記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
磁気記録層に凹凸を設けるプロセスは、大まかに二種類に分類できる。一つ目は、基板に磁性体を蒸着したものに所望のマスクを施し、非マスク部の磁性体を直接エッチングする方法である。もう一つは、基板自体もしくは、基板に堆積させた窒化シリコンや酸化シリコン等の非磁性体膜(以降、両者を含め基板と称する)に所望のマスクを施し、該基板にエッチングにより凹凸加工を施したものに、磁性体を蒸着させる方法である。
【０００４】
基板もしくは磁性体にマスクを施す方法としては、ナノインプリント法や光リソグラフィー、電子線リソグラフィー等がある。また、マスクを施された基板もしくは磁性体をエッチングする方法には、ウエットエッチングや、プラズマエッチング、イオンビームエッチング、イオンミリング、中性ビームエッチング等のドライエッチングが考えられる。特に、半導体デバイスの製造で広く用いられているプラズマエッチング技術は、量産性まで考慮した、基板もしくは磁性体の凹凸加工への応用が期待できる。
【０００５】
プラズマエッチングは、減圧された処理室に処理用のガスを導入し、平板アンテナやコイル状アンテナ等を介して、処理室にソース電源より高周波電力を投入することで該ガスをプラズマ化し、これにより発生したイオンやラジカルを基板に照射することにより進行する。プラズマ源には、プラズマを発生させる方式の違いにより、有磁場マイクロ波タイプ、誘導結合(ICP:Inductively Coupled Plasma)タイプ、容量結合(CCP:Capacitively Coupled Plasma)タイプ等、様々な方式が存在している。
【０００６】
さらに、基板を載置する電極に高周波バイアスを印加することにより、プラズマ中のイオンを積極的に基板に引き込む事ができ、これによりエッチング速度の向上や、垂直加工性の向上が実現できる。該高周波バイアスは、プラズマ生成に用いられるソース電源の周波数よりも一桁から三桁低い周波数を用いる事が多い。
【０００７】
【特許文献１】特開平9-97419号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来のプラズマエッチング装置を用いて磁気記録媒体に凹凸加工を施そうとすると、基板裏面のパターン損傷や、基板裏面への異物の付着が問題となる。磁気記録媒体は、媒体一枚あたりの記録容量を上げるために表裏両面を記録層として用いている。したがって、ディスクリートトラックメディアやパターンドメディアも、表裏両面に凹凸加工を施す必要が生じる。基板の表側、即ち、プラズマに接する面の処理を行っている間に、基板の裏側が電極表面に接すると、基板裏側の凹凸パターンが損傷を受ける、もしくは、基板裏側の凹凸パターンに異物が付着する問題が発生する。これにより、凹凸パターンに重大な欠陥を引き起こす可能性が高くなる。
【０００９】
これを避けるためには、基板をステージに直接載置せず、基板の両面がプラズマと接するように、プラズマ中に基板を保持し、基板の表裏両面を一括でエッチングする方法が考えられる。しかし、このような両面一括の処理方法は、非導電体である基板にバイアスを印加する事が困難であり、エッチング速度が上がらない事、垂直加工が困難になる事が問題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記した課題を解決するためのものであり、真空排気手段、ガス供給手段、対向する二つの電極、それぞれの電極に接続された二つの高周波電源、略円環状被エッチング基板、略円環状被エッチング基板を保持する可動式基板支持部材を有するプラズマエッチング装置において、可動式基板支持部材内にクランプされた被エッチング基板が被エッチング基板面鉛直方向に可動することを特徴とするプラズマエッチング装置である。
【００１１】
そして、前記可動式基板支持部材の被エッチング基板を支持している最外周部分は可動式基板支持部材内にクランプされた被エッチング基板の表面よりも0ｍｍより大きく3mm未満の範囲で、突出した構造をしている。
【００１２】
また、前記対向する二つの電極表面には、両方とも中心絶縁体部材が備わっており、該中心絶縁体部材が略円環状被エッチング基板中央にある空孔を埋めることできる。
【００１３】
さらに、前記可動式基板支持部材内部に伸縮材を挿入することで、電極と可動式基板支持部材が接触時に生じる衝撃を該伸縮材が吸収し、電極、可動式基板支持部材、被エッチング基板にかかる衝撃を低減することができる。
【００１４】
加えて、前記高周波電源は基板にバイアスを印加するバイアス電圧と、プラズマを生成するためのソース電圧の２種類の高周波電圧のうち、一方を選択して出力することができる。
【発明の効果】
【００１５】
可動式基板支持部材にクランプされた被エッチング基板が被エッチング基板面鉛直方向に可動することで、被エッチング基板を装着した可動式基板支持部材を、バイアス電圧を印加した電極側に密着させることができ、被エッチング基板に効率よくバイアスを印加することが可能となる。
【００１６】
そして、可動式基板支持部材の基板を支持している最外周部は可動式基板支持部材内にクランプされた被エッチング基板の表面と裏面よりも0mmより大きく、3mm未満の範囲で突出した構造をしており、電極と被エッチング基板が接近したとき、可動式基板支持部材の突出部が電極と接触することで、電極と被エッチング基板の間に0mmより大きく3mm未満の範囲で隙間が生じる。前記隙間により、電極と被エッチング基板表面が接触するのを防ぐことができ、基板表面のエッチング処理を行っている間に、基板裏面に形成されたパターンの損傷を回避できる。
【００１７】
また、前記電極表面に備えつけた中心絶縁体部材が、略円環状被エッチング基板中央の空孔を塞ぐことで、略円環状被エッチング基板中央の空孔からプラズマやプロセスガスが処理面と反対側の面に回りこみ、処理面と反対側の面が汚染されることを防ぐことができる。
【００１８】
さらに、基板支持部材の内部に伸縮材を挿入することで、可動式基板支持部材、基板、電極にかかる衝撃が低減し、可動式基板支持部材、基板、電極の破損を防止できる。また、該伸縮材が電極、可動式基板支持部材、被エッチング基板にかかる圧力を低減するため、可動式基板支持部材を電極側に一定の圧力で押しつけた状態、つまり可動式基板支持部材と電極の密着性が向上した状態での加工が可能となる。密着性が増すことで、基板側面からプラズマやプロセスガスが処理面と反対側の面に回りこむのを防ぐことができ、処理面と反対側の面が汚染されることを防ぐことができる。
【００１９】
加えて、バイアス電圧とソース電圧の２種類の高周波電圧のうち一方を選択して出力できる高周波電源を対向する二つの電極にそれぞれ接続し、可動式基板支持部材と密着した一方の電極にはバイアス電圧を、対向した位置にあるもう一方の電極にはソース電圧を印加することで、基板にバイアスを効率よく印加した状態でのプラズマ処理が可能となる。上記方法により、被エッチング基板の表面を処理した後、可動式基板支持部材を用いて上記とは反対の電極に可動式基板支持部材を密着させ、可動式基板支持部材と密着した電極にはバイアス電圧を、もう一方の電極にはソース電圧を印加することで、基板裏面を処理できる。このように基板の表面と裏面を順番にエッチングすることにより、基板の表裏両面を処理することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を用いて発明の実施例を説明する。
発明の実施形態を最もよく表す概略図を、図１に示す。真空排気された導電性の真空容器1内には第一の電極2と、それと対向する位置に第二の電極3が前記真空容器1内に縦に配置されている。前記二つの電極の間には、可動式基板支持部材4と該可動式基板支持部材内にクランプされた被エッチング基板5が備わっており、可動式基板支持部材が前記二つの電極の間を可動する動きに連動して、被エッチング基板も前記二つの電極間を可動できる。第一の電極2は固定電極台6と、第二の電極3は可動式電極台7と一体化されている。第一の電極2は第一の高周波電源8と接続され、第二の電極3は第二の高周波電源9と接続されている。固定電極台６及び可動式電極台７は前記した両電極を支持するとともに、両電極と真空容器１とを絶縁する役割を担っている。
【００２１】
第一の電極2と第二の電極3は二つの用途で使用する。一つはプラズマを生成、維持するための電磁波を放出するために、もう一つは被エッチング基板にバイアスを印加するために用いる。前記二つの電極の面積は被エッチング基板5の加工面の面積以上であれば、その形状にはこだわらないが、基板上に均一なプラズマを生成するため、または基板に均一なバイアスを印加するためには、上下左右対称な構造であることが望ましい。上下左右対称な電極構造の一例としては、円形や長方形などの電極構造があげられる。前記二つの電極は導電性やプラズマ耐性が高く、プラズマに長時間さらされても異物や汚染などの要因とならない材質が望ましい。すなわち、アルミニウム、各種アルミ合金、チタン合金、ステンレス、ボロンドープシリコン等が好ましい。もしくはアルミニウム等の金属表面にアルマイト処理を施したり、アルミナ、チタニア、イットリア等の溶射膜を形成したりした物も好ましい。前記二つの電極は、例えば、一方をプラズマ生成に使用しているとき、他方は基板にバイアスを印加するために使用し、基板の片面を処理する方法や、もしくは両方をプラズマ生成に使用し基板の両面を処理する方法として使用するなど、目的に合わせて使用法を選択することができる。
【００２２】
可動式電極台4と固定電極台6内部には、電極に高周波電圧を印加するための導電体や真空容器内にプロセスガスを導入するためのガス導入経路が備わっている。
【００２３】
可動式基板支持部材4は、基板下面支持ホルダー、基板上面支持ホルダーなどの部材から成っており、基板下面支持ホルダーと基板上面支持ホルダーの間に被エッチング基板を設置し、基板下面支持ホルダーと基板上面支持ホルダーにより被エッチング基板を機械的にクランプする機能が備わっている。可動式基板支持部材4にクランプされた被エッチング基板5は、可動式基板支持部材4が第一の支持部材台10上を基板面鉛直方向、つまり矢印aの方向に可動するのに連動し、被エッチング基板も電極間を可動できる。本図では可動式基板支持部材4は第一の支持部材台10上を可動する構造になっているが、電極間を移動できる機構が備わっておれば、その構造にはこだわらない。可動式基板支持部材4と側壁には光等の検出手段を用いた第一の位置決め機構11が備わっており、被エッチング基板5と固定電極台6上に設置された第一の電極2の間の距離を精度よく計測し調整することが可能である。
【００２４】
可動式電極台7は真空ベローズ12を通して、真空容器の外に突き出した構造になっており、可動式電極台支持部材13が第二の支持部材台14上を基板面鉛直方向、つまり、矢印bの方向に可動するのに連動し、可動できる。これにより、対向する二つの電極間の距離を、所望の条件に合わせた最適な距離に設定することができる。可動式電極台7と側壁には光等の検出手段を用いた第二の位置決め機構15が備わっており、対向する二つの電極間の距離を精度よく計測し調整することが可能である。
【００２５】
高周波電源8及び9は、高周波バイアスとしての100kHz以上13.56MHz以下の周波数と、プラズマソースとしての10MHz以上1GHz以下の周波数のうち一方を選択して出力することができ、用途により使い分けることができる。例えば、可動式基板支持部材4を稼動し、被エッチング基板5を第一の電極2に接近させた状態のときは、第一の高周波電源8をバイアス電源として用い、第一の電極2から被エッチング基板にバイアスを印加するために使用する。このとき第二の高周波電源9はソース電源として用い、第二の電極3から電磁波を放出し、プラズマを生成するために使用する。こうすることにより、被エッチング基板に効率よくバイアスを印加した状態でのプラズマエッチングが可能となる。
【００２６】
磁気ディスク基板のように中央に空孔のある略円環状基板を処理する場合、前記二つの電極上に耐熱ガラス、石英、アルミナ、ジルコニア、窒化シリコン、ポリイミド樹脂などの絶縁体材料でできた中心絶縁体部材16を設けることにより、略円環状基板の空孔を塞ぎ、プラズマやプロセスガスが該空孔から処理面と反対側の面に回りこむのを防止することができる。これにより、一方の被エッチング基板面をプラズマ処理しているときに、反対側の面、つまり、プラズマに直接触れるのが望ましくない面に該空孔から、プラズマやプロセスガスが回り込み、前記反対側の面のパターンが損傷したり汚染したりすることを防ぐことができる。
【００２７】
図２は第一の高周波電源8と第二の高周波電源9の回路構成の概略である。前記二つの高周波電源は同じ構造をしており、以後両者をまとめてデュアルモード高周波電源と記載する。デュアルモード高周波電源は高周波バイアスを印加するバイアス電源19と高周波パワーを供給するソース電源20からなっており、バイアス電源19は被エッチング基板に効率よくイオンを引き込むために用い、イオンが追随できる100kHz以上13.56MHz以下の周波数が望ましく、また、ソース電源２０はプラズマを生成、維持するために用い、電子を加速し効率よくプラズマを発生させる10MHz以上1GHz以下の周波数が望ましい。バイアス電源19とソース電源20はスイッチ21により、両者のうち一方を選択して出力することができる。
【００２８】
本図ではバイアス電源とソース電源を異なる周波数領域で記載したが、周波数領域が1MHz以上100MHz以下の場合、バイアス電源とソース電源を同じ周波数で用いることもできる。このとき、バイアス電源から出力する電圧とソース電源から出力する電圧の位相が１８０°ずれていることが望ましい。これは、位相を半周期ずらすことで対向する電極間にプラズマを閉じ込めやすくするためである。また、バイアス電源とソース電源を同じ周波数で用いた場合、高周波電源の内部構造はバイアス電源もしくはソース電源のどちらか一方のみでよく、スイッチも必要ないためコストの削減に繋がる。
【００２９】
可動式基板支持部材4の構造の一例を図3Aに、囲み線Xの拡大図を図3Bに、可動式基板支持部材を移動させ可動式基板支持部材と電極が密着したときの模式図を図3Cに示す。可動式基板支持部材は基板下面支持ホルダー22と基板上面支持ホルダー23、基板支持棒24からなり、図3Aのように被エッチング基板5を両面から挟み、保持する構造をとる。これ以後、基板下面支持ホルダーと基板上面支持ホルダーをまとめて、基板支持ホルダーと記載する。基板支持ホルダーの基板を支持している最外周部は基板面から0.5mm突出した構造をとる。これは図3C に示すように可動式基板支持部材4を電極2に密着させたとき、基板5と電極2の間に隙間をあけ、両者を非接触にすることで基板表面に形成されたパターンの損傷を防ぐためである。
【００３０】
基板と電極の間に隙間をあけ、両者を非接触にする構造であれば、電極の一部が突出しており、基板と電極の間に隙間をあける構造であっても構わない。このとき、電極上の突出部は、可動式基板支持部材を電極に密着させたとき、突出部が被エッチング基板上に形成されたパターンと接触しない位置になければならない。また、可動式基板部材と電極を密着させたとき、電極面と被エッチング基板面が平行になっていることが望ましく、突出部は全て等しい高さで揃っていることが望ましい。
【００３１】
可動式基板支持部材は耐熱ガラス、石英、アルミナ、ジルコニア等の絶縁材料が望ましい。これは基板支持ホルダーで消費されるバイアス電力を低減し、印加されるバイアス電力の大部分を基板上に形成されるプラズマで消費するためである。可動式基板支持部材と電極の接触時に両者にかかる圧力により、基板支持部材内部にある基板5、基板支持部材、電極の破損を防ぐため、図3Bに示すように、基板下面支持ホルダー・基板上面支持ホルダーの内部にステンレスバネなどプラズマや熱に耐性のある伸縮材25を挿入するのが望ましい。伸縮材25により、基板を設置した基板支持部材を高速で電極側に移動し、基板支持部材と電極が衝突したとしても、衝撃を和らげ、基板、基板支持部材、電極の破損を防止できる。また、伸縮材が基板にかかる圧力を低減するため、基板支持部材を電極側に一定の圧力で押しながら加工処理でき、基板支持部材と電極の密着性をあげた状態でエッチングすることが可能である。これにより、基板側面から処理面と反対側の面にプラズマとプロセスガスが回り込む量を低減できる。
【００３２】
本図では基板支持ホルダー内に被エッチング基板を一枚保持した状態を示しているが、基板支持ホルダー内に２枚以上の被エッチング基板を保持する構造であっても構わない。この場合、当然のことながら、一回のエッチングで処理できる基板枚数が増え、スループットの向上に繋がる。
【００３３】
図7に本発明を用いてエッチングを行っている際の模式図を示す。本模式図は、被エッチング基板を装着した可動式基板支持部材4を電極２に密着させ、第一の高周波電源8をバイアス電源として、第二の高周波電源９をソース電源として使用し、エッチングを行っている様子を表している。被エッチング基板を装着した可動式基板支持部材を電極３に密着させ、第二の高周波電源9をバイアス電源として、第一の高周波電源8をソース電源として使用する際は、図7の模式図を左右反対にし、高周波電源８を高周波電源９に、電極２を電極３に代えることで同様に表される。
【００３４】
被エッチング基板4と電極2の間には隙間201が設けられており、被エッチング基板4と電極2を非接触にすることで、被エッチング基板に形成されたパターンの損傷を防ぐことができる。また、被エッチング基板5上には電極３から放射された電磁波により生成されたプラズマ203が存在しており、電極２には高周波バイアス電源より周波数100kHz以上13.56MHz以下のバイアスが印加されている。被エッチング基板上に形成されたプラズマ203と被エッチング基板4の間には、被エッチング基板4にバイアスを印加することにより、イオンシース202が形成される。この状態を電気的な等価回路で表したのが、図8である。ここで、隙間201は、高周波バイアスに対して、キャパシタンス成分とみなせ、シース２0３は、あるインピーダンスを持った非線形素子とみなせる。
【００３５】
図8において、Z201は隙間201の単位面積あたりの高周波インピーダンスを、Z202は被エッチング基板４上部に形成されるシース202の単位面積あたりの高周波インピーダンスを示している。本等価回路では、被エッチング基板4、プラズマ203は導体とみなし省略した。
【００３６】
図9は図8の等価回路を用い、隙間dの厚さ、つまり、高周波インピーダンスZ201を変化させたとき、シースを模擬した高周波インピーダンスZ202で消費される電力密度の印加電圧依存性を具体的に見積もった結果である。図9の縦軸は隙間201の厚さdを変化させたときに高周波インピーダンスZ202で消費される電力密度を示し、横軸は第一の高周波電源8からの出力電圧の振幅を示している。ここでは、第一の高周波電源8から出力されるバイアス電圧の周波数を800kHz、隙間202の比誘電率を1、プラズマ密度を1.0×1010 ( / c m3)、プラズマの電子温度を2eVとして見積もってある。
【００３７】
図9の結果より、隙間dの厚さが3mm以上からシースを模擬した高周波インピーダンスZ202で消費される電力密度が0.1(W/cm2)未満になり、ほとんどシースで電力が消費されない、すなわち、被エッチング基板にバイアスがかかりにくくなる。そのため、隙間dの厚さは３mm未満でなければならない。隙間dは被エッチング基板を保持した稼動式基板支持部材と電極を密着させたとき、被エッチング基板と電極の間にできる空間の距離であり、基板支持ホルダーの突出部の高さと同値とみなせる。すなわち、基板支持ホルダーの突出部の高さは3mm未満でなければならない。本図では、プラズマ密度を1.0×1010( / cm3)と見積もったが、プラズマ密度がより高密度になった場合、被エッチング基板にバイアスがかかりにくくなる。そのため、効率よく被エッチング基板にバイアスを印加するためには該突出部の高さは1mm以下であることが望ましい。
【００３８】
被エッチング基板に効率よくバイアスを印加するためには、被エッチング基板と電極が非接触、つまり、隙間dの厚さが0mmを超過している限り、小さければ、小さい程、望ましい。しかし、突出部の高さが0.05mm未満では寸法誤差一割以下の加工精度を持ち、基板支持ホルダーの突出部を作製することが困難となる。そのため、該突出部の高さが0.05mm未満では、可動式基板支持部材と電極を密着させたとき、被エッチング基板と電極の隙間の寸法に一割以上のばらつきが生じ、面内分布よく被エッチング基板を加工することが難しくなる。そのため、該基板支持ホルダーの突出部の高さは0.05mm以上であることが望ましい。
【００３９】
図10は、ガラス部材上にフォトレジスト材を塗布したSi基板を配置した場合と、そのままフォトレジスト材を塗布したSi基板を配置した場合のフォトレジスト材のエッチングレートを計測した実験結果を示す。該実験において、プロセスガスはアルゴンと酸素を混合したガスを用いた。また、図１１のd値はガラスの比誘電率を4とし、比誘電率１の真空層つまり、図9で用いた隙間ｄの厚さに換算した、換算膜厚を表す。シース消費電力とエッチングレートは対応した関係にあることがわかっており、図10の実験結果は図9のd=0.25mmの計算結果と同じ傾向を示している。このことから図9における見積もりが正しいことがわかる。
【００４０】
以上のことから、該基板支持ホルダーの突出部の高さは0mmを超過し、3mm未満でなければならず、被エッチング基板に効率よくバイアスを印加し、面内分布よく被エッチング基板を加工するためには該突出部の高さは0.05mm以上1mm以下であることが望ましい。
【００４１】
電極の構造の一例を図4Aに、図4AのOX断面図を図4Bに示す。ガス導入経路26から導入されたプロセスガスは電極内に多数ある直径0.1mm以上5mm以下のガス噴出孔27から噴出され、基板表面のプロセスガス濃度を均一にする。電極台28は固定電極台6と可動式電極台7の両者を模式的に表したものを示し、電極29とは第一の電極２と第二の電極３の両者を模式的に表したものを示す。
【００４２】
電極29は冷却路30を備えており、冷媒を流すことにより電極を冷却することができる。本図では電極29内に冷却路が備わっているが、電極を効率よく冷却できる構造であれば、電極台29内に冷却路が備わっていても構わない。電極をバイアス源として用いる場合は、ガス導入経路26からHeなど熱伝導率のよいガスを電極と基板の隙間にパージすることにより、基板と電極の間の熱伝導率が向上し、電極と供に基板を冷却することも可能である。
【００４３】
また、前記したように、電極表面に備えつけた中心絶縁体部材16が、略円環状被エッチング基板中央の空孔を塞ぐことで、略円環状被エッチング基板中央の空孔からプラズマやプロセスガスが処理面と反対側の面に回りこみ、処理面と反対側の面が汚染されることを防ぐ構造となっている。
【００４４】
次に可動式基板支持部材の動作図を表す図5を用い、被エッチング基板5の表裏両面をエッチングする方法を述べる。ここで表面とは可動式電極台側の基板面、裏面とは固定電極台側の基板面を指す。
【００４５】
表面を加工する場合は、基板5を装着した可動式基板支持部材4を第一の電極2と密着させ、図5(A)の形態にする。その後、第二の高周波電源9はソース電源として、第一の高周波電源8はバイアス電源として使用し、基板の表面をエッチングする。つまり、第二の高周波電源が出力した高周波を第二の電極3が電磁波として放出し、第一のガス導入経路31から導入されたプロセスガスをプラズマ化する。同時に、第一の高周波電源8はバイアス電源として使用し、第一の電極2に近接した被エッチング基板5に効率よくバイアス電圧を印加することができる。このとき、第二のガス導入経路32から第一の電極2と被エッチング基板5の隙間にHeなど熱伝導率のよい気体をパージすることにより、基板を冷却しながら加工することができる。
【００４６】
裏面を加工する場合も同様に、基板5を装着した可動式基板支持部材4を第二の電極3と密着させ、図5(B)の形態にする。その後、第一の高周波電源8はソース電源として、第二の高周波電源9はバイアス電源として使用し、基板の裏面をエッチングする。つまり、第一の高周波電源が出力した高周波を第一の電極2が電磁波として放出し、第二のガス導入経路32から導入されたプロセスガスをプラズマ化する。同時に、第二の高周波電源はバイアス電源として使用し、第二の電極3に近接した被エッチング基板5に効率よくバイアス電圧を印加することができる。このとき、第一のガス導入経路31から第二の電極3と被エッチング基板5の隙間にHeなど熱伝導率のよい気体をパージすることにより、基板を冷却しながら加工することができる。
【００４７】
また、基板にバイアス電圧を印加する必要がない場合は、図5(C)の形態にし、第一の高周波電源と第二の高周波電源をともにソース電源として使用し、第一のガス導入経路と第二のガス導入経路から同時にプロセスガスを導入し、被エッチング基板の表裏両面に接する対称なプラズマを生成する。こうすることにより、被エッチング基板の表裏両面を一度に処理することができる。
【００４８】
図6に本発明の第二の実施形態を示す。電極2、電極3、被エッチング基板5を真空容器内に横に配置した場合も図７の構造で、電極2、電極3、被エッチング基板5を真空容器内に縦に配置した図1と同様にエッチング可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明による、装置形態の第一の実施形態の概略を示す図である。
【図２】本発明で用いた、高周波電源の一例を示す模式図である。
【図３】本発明で用いた、可動式基板支持部材の構造の一例を示す模式図である。
【図４】本発明で用いた、導電体部材の構造の一例を示す模式図である。
【図５】本発明により、基板両面を加工する方法を示す動作図である。
【図６】本発明による、装置形態の第二の実施形態の概略を示す図である。
【図７】本発明を用いてエッチングをおこなっている際の模式図である。
【図８】図８を電気的な等価回路で表した図である。
【図９】隙間201の厚さに対する、シース消費電力の変化を見積もった図である。
【図１０】隙間201の厚さに対する、エッチングレートの変化を実験した結果である。
【符号の説明】
【００５０】
1：真空容器、2：第一の電極、３：第二の電極、４：可動式基板支持部材、５：被エッチング基板、６：固定電極台、７：可動式電極台、８：第一の高周波電源、９：第二の高周波電源、１０：第一の支持部材台、１１：第一の位置決め機構、１２：真空ベローズ、１３：可動式電極台支持部材、１４：第二の支持部材台、１５：第二の位置決め機構、１６：中心絶縁体部材、１９：バイアス電源、２０：ソース電源、２１：スイッチ、２２：基板下面支持ホルダー、２３：基板上面支持ホルダー、２４：基板支持棒、２５：伸縮材、２６：ガス導入経路、２７：ガス噴出孔、２８：電極台、２９：電極、３０：冷却路、３１：第一のガス導入経路、３２：第二のガス導入経路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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