JP3213029B2 - Plasma processing apparatus for disk substrate and processing method thereof - Google Patents
Plasma processing apparatus for disk substrate and processing method thereofInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はディスク基板用プラズマ
処理装置および処理方法に係わり、特に被処理ディスク
基板を間欠的に搬送し、静止している間に順次プラズマ
処理を行う連続処理型プラズマ処理装置およびこれを用
いたプラズマ処理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma processing apparatus and a processing method for a disk substrate, and more particularly to a continuous plasma processing apparatus for intermittently transporting a disk substrate to be processed and sequentially performing a plasma processing while the disk substrate is stationary. The present invention relates to an apparatus and a plasma processing method using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】被処理基材をそのままあるいはホルダー
などに搭載したものを順次反応器に送り込み、プラズマ
を発生させて該被処理基材の表面を改質またはエッチン
グしたり、被処理基材表面に薄膜を形成した後、該基材
を送り出すステップを繰り返すことによって連続的に多
数の基材をプラズマ処理する装置は、工業的に広く用い
られている。この一つの例として、特開昭62−502
846号公報に記載されたような磁気ディスクや光ディ
スクの多層膜を順次形成するスパッタ成膜装置などがあ
る。2. Description of the Related Art A substrate to be treated as it is or mounted on a holder or the like is sequentially fed into a reactor to generate plasma to modify or etch the surface of the substrate to be treated, or to modify the surface of the substrate to be treated. An apparatus for continuously plasma-treating a large number of substrates by forming a thin film on the substrate and repeating the step of feeding the substrate is widely used industrially. One example of this is disclosed in JP-A-62-502.
There is a sputter deposition apparatus for sequentially forming a multilayer film of a magnetic disk or an optical disk as described in JP-A-846.
【0003】一方、高周波プラズマにおいて、電極面積
の非対称性によって生ずる自己バイアス効果を利用して
高エネルギーイオンによるエッチングやイオンアシスト
成膜を行う方法が公知であり、リアクティブイオンエッ
チングや高硬度カーボン膜の成膜が行われている。これ
らの処理では、通常高周波を印加する側の電極上で処理
が行われるが、特開昭62−83471号公報に開示さ
れているように、高周波電極の面積を大きくすることに
よって接地側基板上でも同様の処理を行うと、工業的に
大きな効果がある。すなわち、前記のような連続多数枚
処理を考えると、基板を接地電位のままにできることは
装置構成上非常に有利であった。On the other hand, in a high-frequency plasma, a method of performing etching with high energy ions or ion-assisted film formation utilizing a self-bias effect caused by asymmetry of an electrode area is known, such as reactive ion etching or a high hardness carbon film. Is formed. In these processes, the process is usually performed on the electrode to which a high frequency is applied. However, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-83471, by increasing the area of the high-frequency electrode, the process is performed on the ground side substrate. However, if the same treatment is performed, there is a great industrial effect. That is, considering the continuous multi-sheet processing as described above, the fact that the substrate can be kept at the ground potential was very advantageous in terms of the apparatus configuration.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術を用いた
ディスク基板用の連続プラズマ処理装置において、ディ
スク基板の両面を同時にプラズマ処理する場合では、特
に、ディスク基板の穴円周部分では成膜膜厚が不均一で
あり、希望とする処理ができなくなるという問題があっ
た。In the continuous plasma processing apparatus for a disk substrate using the conventional technique, when plasma processing is performed on both surfaces of the disk substrate at the same time, particularly, a film is formed on the circumference of the hole of the disk substrate. There is a problem in that the thickness is not uniform, and desired processing cannot be performed.
【0005】この原因は、被処理ディスク基板の穴か
ら、両面で発生したプラズマが漏洩、干渉して、空間的
に偏りのあるプラズマとなり、特に、ディスク基板の穴
円周部分ではプラズマが集中するということにあった。[0005] This is because the plasma generated on both sides leaks and interferes from the holes of the disk substrate to be processed, resulting in spatially biased plasma, and particularly, the plasma concentrates around the hole circumference of the disk substrate. That was it.
【0006】本発明が解決しようとする課題は、ディス
ク基板のプラズマ処理において、プラズマが電極と被処
理ディスク基板とに囲まれた空間から漏洩するのを防ぐ
とともに、ディスク穴部にプラズマが集中することによ
って穴部付近の処理効果が変動するのを防ぐにはどのよ
うな手段を講じればよいかという点にある。An object of the present invention is to prevent plasma from leaking from a space surrounded by an electrode and a disk substrate to be processed in plasma processing of a disk substrate, and to concentrate plasma in a disk hole. What measures should be taken to prevent the processing effect near the hole from fluctuating.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、本発明に係わるディスク基板用プラズマ処理装置
は、プラズマが生成される、ディスク基板両面の被処理
面上において、それぞれの面に対向して被処理面上の空
間を取り囲み得る形状の部材と、ディスク基板中心部の
穴に対向する箇所に突出した部材とにより構成されてい
る電極を有し、プラズマ処理時には、該電極の端部とデ
ィスク基板端部または少なくとも一つの被処理基板搭載
したホルダーの端部、および、電極の突出先端部とディ
スク基板の穴部とを、それぞれプラズマの漏洩を防止す
る間隙に保持する構造となっている。 一般には、高電
圧の電極と接地電位の部分の間隔、および、同電位部分
同士との間隔を狭くすればプラズマを遮ることができる
のは、広く知られている。しかし、通常のプラズマ処理
が行われるガス圧は0.01〜0.5Torr程度であ
り、このようなガス圧の場合にプラズマを遮るには、前
者の場合では、その間隔を3mm以下に、後者の場合で
は、その間隔を10mm以下としなければならない。本
発明に係わるディスク基板用プラズマ処理装置では、こ
れらの条件を満足する構造としている。すなわち、電極
の突出先端部が高電圧の場合には、それとディスク基板
穴部との間隔を3mm以下とし、突出先端部が接地電位
の場合には10mm以下とする。特に、先端を接地電位
とすると、その間隔に精度的な余裕を持たせることが可
能となり、ディスク基板の搬入、搬送の操作性が向上で
きる。In order to solve the above problems, a plasma processing apparatus for a disk substrate according to the present invention is provided on a surface to be processed on both surfaces of a disk substrate where plasma is generated. And an electrode composed of a member having a shape capable of surrounding a space on the surface to be processed, and a member protruding at a position opposed to a hole in the center of the disk substrate. And the end of the disk substrate or the end of the holder on which at least one substrate to be processed is mounted, and the protruding tip of the electrode and the hole of the disk substrate are each held in a gap for preventing plasma leakage. I have. In general, it is widely known that the plasma can be blocked by reducing the distance between the high-voltage electrode and the ground potential portion and the distance between the same potential portions. However, the gas pressure at which normal plasma processing is performed is about 0.01 to 0.5 Torr. In order to block plasma at such a gas pressure, in the former case, the interval is set to 3 mm or less, and In the case of (1), the interval must be 10 mm or less. The disk substrate plasma processing apparatus according to the present invention has a structure satisfying these conditions. That is, when the protruding tip of the electrode is at a high voltage, the distance between the protruding tip and the disc substrate hole is 3 mm or less, and when the protruding tip is at the ground potential, it is 10 mm or less. In particular, when the tip is set to the ground potential, it is possible to provide a margin for accuracy in the interval, thereby improving the operability of loading and transporting the disk substrate.
【0008】前述の自己バイアス効果を利用するとき
は、電極にプラズマが接する部分の面積と、処理部にプ
ラズマが接する部分との比が、自己バイアスが形成され
る面積比となっている。十分な自己バイアス電圧が発生
するためにはこの比は少なくとも2倍以上あることが必
要であり、好ましくは3倍以上がよい。When the self-bias effect is used, the ratio of the area of the portion where the plasma contacts the electrode to the portion where the plasma contacts the processing portion is the area ratio where the self-bias is formed. In order to generate a sufficient self-bias voltage, this ratio needs to be at least twice or more, preferably three times or more.
【0009】また、電極の一部に、ガス導入、排気のた
めの管をつなぐこともある。In some cases, a tube for gas introduction and exhaust is connected to a part of the electrode.
【0010】また、プラズマが電極と被処理ディスク基
板に囲まれた空間から漏洩するのを防ぐさらに効果的な
方法として、ディスク基板の搬送と同期させて電極本体
と被処理ディスク基板との間隙を変化させることによ
り、プラズマが発生しているときだけプラズマを遮るの
に必要な間隔に保持する方法がある。この間隔は、一般
には5ミリ以下であるが、2ミリ以下にするとさらに効
果があがる。As a more effective method for preventing the plasma from leaking from the space surrounded by the electrode and the disk substrate to be processed, a gap between the electrode body and the disk substrate to be processed is synchronized with the transport of the disk substrate. By changing it, there is a method of keeping the plasma at an interval required to block the plasma only when the plasma is being generated. This interval is generally 5 mm or less, but if it is 2 mm or less, the effect is further enhanced.
【0011】[0011]
【作用】本発明によると、穴部におけるプラズマの集中
を防ぐことにより偏りのないプラズマを発生させること
で、ディスク基板への均一な成膜ができる。さらに、プ
ラズマを閉じ込めて処理するため、膜が付着するのは被
処理ディスク基板および電極の内部のみであり、クリー
ニングも容易である。また、隣接する他の処理部への影
響も低減できる。According to the present invention, uniform plasma can be formed on a disk substrate by generating plasma without bias by preventing concentration of plasma in the hole. Further, since the plasma is confined and processed, the film adheres only to the inside of the disk substrate and the electrode to be processed, and cleaning is easy. Further, the influence on other adjacent processing units can be reduced.
【0012】これらに加え、前記したように高周波を印
加する電極の面積を大きくしてディスク基板側に生ずる
大きなバイアス電圧を利用した処理法においては、プラ
ズマが漏洩することは電極面積の関係を逆転させること
になり、期待した効果が全く得られなくなるという致命
的な問題を解決できる。In addition to the above, in the processing method using a large bias voltage generated on the disk substrate side by increasing the area of the electrode to which the high frequency is applied as described above, the leakage of the plasma reverses the relationship between the electrode areas. This can solve the fatal problem that the expected effect cannot be obtained at all.
【0013】一般には、ディスク基板の穴の部分にブラ
インド板を設ければ、穴部のプラズマ集中を防ぐことが
可能である。しかし、実際には、ブラインド板のセット
は、ディスク基板製造の生産性を低下させる要因となる
ばかりでなく、ごみなどの発生の原因ともなり、結果的
に製品の性能を損なうこととなる。本発明によれば、こ
のような欠点なしにプラズマ集中を容易に回避できる。Generally, if a blind plate is provided in a hole portion of a disk substrate, it is possible to prevent plasma concentration in the hole portion. However, in practice, the set of blind plates not only causes a decrease in productivity of disk substrate manufacturing, but also causes the generation of dust and the like, resulting in impaired product performance. According to the present invention, plasma concentration can be easily avoided without such disadvantages.
【0014】[0014]
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described.
【0015】図1は、本発明のディスク基板用プラズマ
処理装置の一実施例の構成を示したものである。FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a plasma processing apparatus for a disk substrate according to the present invention.
【0016】本発明によるプラズマ処理装置は少なくと
も、大気圧以下の圧力に排気可能な真空槽1と、そのな
かを処理すべきディスク基板2またはそれを搭載したホ
ルダー3を少なくとも一方向に搬送するための搬送機構
4と、高電圧を印加しプラズマを発生させるための電極
5および突出した電極先端部に設けた接地電位部材端部
24cと、前記電極5に高電圧を印加するための電圧印
加装置7と、ガス状物質をプラズマ発生領域に導入する
ためのガス導入機構8と、真空槽1内部を大気圧以下に
保持するための排気機構9と、真空槽1と排気機構9と
を仕切るバルブ9aとから構成される。A plasma processing apparatus according to the present invention transports at least one direction of a vacuum chamber 1 capable of evacuating to a pressure lower than the atmospheric pressure and a disk substrate 2 to be processed in the vacuum chamber 1 or a holder 3 having the disk substrate 2 mounted thereon. Transport mechanism 4, an electrode 5 for applying a high voltage to generate plasma, a ground potential member end 24c provided at a protruding electrode tip, and a voltage applying device for applying a high voltage to the electrode 5. 7, a gas introduction mechanism 8 for introducing a gaseous substance into the plasma generation region, an exhaust mechanism 9 for keeping the inside of the vacuum chamber 1 at or below atmospheric pressure, and a valve for separating the vacuum chamber 1 from the exhaust mechanism 9. 9a.
【0017】このほか、図1に示す装置には、基板を仕
込む仕込み室10、基板を取り出す取り出し室11、仕
込み室や取り出し室と反応室を仕切る仕切り弁12が付
属している。In addition, the apparatus shown in FIG. 1 is provided with a charging chamber 10 for charging a substrate, an unloading chamber 11 for unloading a substrate, and a gate valve 12 for separating the charging chamber and the unloading chamber from the reaction chamber.
【0018】これらの内部には、ディスク基板2または
ホルダー3を搬送する搬送機構4が設けてある。また、
仕込み室10および取り出し室11のガスは、各々バル
ブ9aを介して排気機構9により排気される。A transport mechanism 4 for transporting the disk substrate 2 or the holder 3 is provided inside these. Also,
The gas in the preparation chamber 10 and the gas in the take-out chamber 11 are exhausted by the exhaust mechanism 9 via the respective valves 9a.
【0019】なお、これらの仕込み室10および取り出
し室11は省略してもよい。The charging chamber 10 and the take-out chamber 11 may be omitted.
【0020】本実施例に用いる電極の構造は、例えば、
図2に示したように、電極の駆動機構6を有するものに
することができる。図2の中で、(a)は、電極5と電
極5を取り囲むアースカバー24を一緒に、ディスク基
板のホルダー3に対し垂直方向に動かし、プラズマを閉
じ込めるものであり、スパッタリング成膜やプラズマC
VDなどに用いることができる。The structure of the electrode used in this embodiment is, for example,
As shown in FIG. 2, it is possible to have an electrode driving mechanism 6. In FIG. 2A, the plasma is confined by moving the electrode 5 and the earth cover 24 surrounding the electrode 5 together in a direction perpendicular to the holder 3 of the disk substrate.
It can be used for VD and the like.
【0021】(b)は、高電圧のかかる電極5自身でデ
ィスク基板2または、ディスク基板のホルダー3を取り
囲み、この電極5の外部でプラズマが発生しないように
アースカバー24が施され、全体を一緒に動かす形式で
ある。このような電極を用い、高周波プラズマを発生さ
せると、ディスク基板2の基板に大きな電圧降下が生
じ、反応性イオンエッチングや硬質カーボン膜の形成を
行うことができる。2B, the electrode 5 to which a high voltage is applied surrounds the disk substrate 2 or the holder 3 of the disk substrate, and an earth cover 24 is provided so that plasma is not generated outside the electrode 5. It is a form that moves together. When high-frequency plasma is generated using such an electrode, a large voltage drop occurs on the substrate of the disk substrate 2, and reactive ion etching and formation of a hard carbon film can be performed.
【0022】(c)は、電極5から電極突出部5aを分
離して設け、アースカバー24からは接地電位部材24
cを分離して設け、それぞれ電気的には接続された状態
として構成されている。このものは、電極突出部5aと
接地電位部材端部24cとを、電極5とアースカバー2
4の動きとは独立して動かすことができ、ディスク基板
2の穴に対する接地電位部材端部24cの位置を微調整
できる。FIG. 3C shows that the electrode protruding portion 5 a is provided separately from the electrode 5, and the ground potential member 24 is provided from the ground cover 24.
c are provided separately, and each is electrically connected. In this device, the electrode protruding portion 5a and the ground potential member end 24c are connected to the electrode 5 and the ground cover 2a.
4, the position of the ground potential member end portion 24c with respect to the hole of the disk substrate 2 can be finely adjusted.
【0023】ただし、本図においては片側の電極のみを
示しており、実際には図2に示す電極を処理すべきディ
スク基板2あるいはホルダー3を中心に対向させて用い
る。このとき、2つの処理部のガス圧やガス流量、印加
電圧や電流などを独立に制御することによって、2つの
処理部の処理効率の差(成膜速度や膜質、エッチング速
度など)を最小にすれば、両面同時に均一なプラズマ処
理を行うことができる。However, only one electrode is shown in this drawing, and the electrodes shown in FIG. 2 are actually used facing the disk substrate 2 or holder 3 to be processed. At this time, by independently controlling the gas pressure and gas flow rate, the applied voltage and the current, etc. of the two processing units, the difference in the processing efficiencies of the two processing units (film formation speed, film quality, etching speed, etc.) is minimized. Then, uniform plasma processing can be performed on both surfaces simultaneously.
【0024】図3は、図2のディスク基板用プラズマ処
理装置を用いたプラズマ処理方法を実施する際の一例と
して、ディスク基板導入から処理、排出までの工程を図
示したものである。FIG. 3 shows a process from introduction of a disk substrate to processing and discharge as an example of implementing a plasma processing method using the disk substrate plasma processing apparatus of FIG.
【0025】すなわち、ディスク基板導入の場合は、図
3(a)に示すように、向かい合った電極5を処理部1
3から遠ざけておき、ディスク基板2が処理部13にセ
ットされた後、図3(b)に示すように、電極5をディ
スク基板2の両側からプラズマが漏洩しない距離まで近
づけて、電圧印加装置7から高電圧を印加し、プラズマ
を発生させる。処理後はプラズマ停止の後、図3(c)
に示すように、電極5を再びディスク基板2から遠ざ
け、ディスク基板2を排出する。That is, in the case of introducing a disk substrate, as shown in FIG.
3 and the disk substrate 2 is set in the processing unit 13, and then, as shown in FIG. 3B, the electrode 5 is brought close to a distance where plasma does not leak from both sides of the disk substrate 2, A high voltage is applied from 7 to generate plasma. After the treatment, the plasma is stopped, and FIG.
As shown in (2), the electrode 5 is moved away from the disk substrate 2 again, and the disk substrate 2 is discharged.
【0026】ところで、図3に示したディスク基板は、
搬送機構4によって一方向に導入、搬出されたが、搬送
方向については、逆方向への搬送も可能である。例え
ば、図3(a)の状態から図3(b)の状態に処理を移
し、再び図3(a)の状態に戻すことができる。By the way, the disk substrate shown in FIG.
Although introduced and carried out in one direction by the carrying mechanism 4, the carrying direction can be reversed. For example, the processing can be shifted from the state of FIG. 3A to the state of FIG. 3B and return to the state of FIG. 3A again.
【0027】本発明のプラズマ処理装置を適用した磁気
ディスクの製造装置の一例を図4に示す。この装置は、
ディスク基板2をホルダー3に搭載し、これをレール1
4にのせて搬送し、仕込み室15、前処理室20、スパ
ッタ室16、仕切り室17、プラズマCVD室18、取
り出し室19の順に移動させ、下地膜、磁性膜、保護膜
の順に成膜して取り出すものである。FIG. 4 shows an example of a magnetic disk manufacturing apparatus to which the plasma processing apparatus of the present invention is applied. This device is
The disk substrate 2 is mounted on the holder 3 and the rail 1
4 and moved in the order of the preparation chamber 15, the pretreatment chamber 20, the sputtering chamber 16, the partition chamber 17, the plasma CVD chamber 18, and the take-out chamber 19 to form a base film, a magnetic film, and a protective film in this order. And take it out.
【0028】これらの処理室のうち、プラズマCVD室
18の部分に本発明の機構が取り付けられている。この
部分を縦に切った断面を図5に示す。この構造は、前述
した図2(b)に示すものと同様の構造となっている。
ここでは、このような構造の電極5を2組用い、プラズ
マ生成空間を内側にして対向配置した構造となってい
る。The mechanism of the present invention is attached to the plasma CVD chamber 18 among these processing chambers. FIG. 5 shows a cross section obtained by cutting this portion vertically. This structure is similar to the structure shown in FIG.
Here, a structure is used in which two sets of electrodes 5 having such a structure are used, and they are arranged facing each other with the plasma generation space inside.
【0029】電極の基板対向面部5bは絶縁材25に取
り付けられ固定されている。また、電極側面部5cの、
ディスク基板2に近接している電極端部5dは、ディス
ク基板のホルダーとほぼ平行になるように内側に曲げら
れてプラズマの漏洩を防止している。The substrate facing surface portion 5b of the electrode is attached and fixed to an insulating material 25. In addition, of the electrode side surface portion 5c,
The electrode end 5d close to the disk substrate 2 is bent inward so as to be substantially parallel to the holder of the disk substrate to prevent plasma leakage.
【0030】また、電極側面部5cは、その外側にアー
スカバー24を設けて、2重構造としてある。また、電
極端部5dの外側にも、アースカバー端部24aが併設
されて、2重構造としてある。The electrode side surface portion 5c is provided with an earth cover 24 outside the electrode side portion 5c to have a double structure. An earth cover end 24a is also provided outside the electrode end 5d to form a double structure.
【0031】電極突出部5aは、その中に接地電位部材
24bを設けており、2重構造としてある。接地電位部
材24bは、ディスク基板2の穴の近傍に設ける接地電
位部材端部24cに接続されている。The electrode protruding portion 5a has a ground potential member 24b provided therein, and has a double structure. The ground potential member 24b is connected to a ground potential member end 24c provided near the hole of the disk substrate 2.
【0032】さらに、接地電位部材24bは、ガス導入
機構8から供給されるガス状物質を導入可能なように、
中空状の管に数十箇所のガス導入口24dを設けてい
る。その外側を囲む電極突出部5aにも、ガス状物質が
導入可能なように数十箇所のガス導入口5eを設けてい
る。Further, the ground potential member 24b is provided so that the gaseous substance supplied from the gas introduction mechanism 8 can be introduced.
Dozens of gas inlets 24d are provided in a hollow tube. Dozens of gas inlets 5e are provided in the electrode protruding portion 5a surrounding the outside so that gaseous substances can be introduced.
【0033】二組の電極5の、それぞれの前記平行に曲
げられた電極端部5dの外側にあるアースカバー端部2
4a相互の間には、間隙部23を設けている。この間隙
部23を通じてディスク基板のホルダー3を搬入する。The earth cover ends 2 of the two sets of electrodes 5 outside the respective parallel bent electrode ends 5d.
A gap 23 is provided between the adjacent parts 4a. The holder 3 of the disk substrate is carried in through the gap 23.
【0034】電極5全体を支持する絶縁材25の4つの
角の部分にはシリンダー22が取り付けられている。こ
のシリンダー22を同時に動かすことにより、電極5と
アースカバー24を一緒に動かすことができ、間隙部2
3の間隔を変えることができる。A cylinder 22 is attached to four corners of an insulating material 25 supporting the entire electrode 5. By simultaneously moving the cylinder 22, the electrode 5 and the earth cover 24 can be moved together, and the gap 2
3 can be changed.
【0035】また、電極側面部5cの高電圧のかかる部
分は、2重構造の内側であり、外側は、アースカバー2
4の接地電位となっている。このため、仮にディスク基
板ホルダー3がずれても、接地電位同士の接触となり何
ら問題を生じない。また、接地電位部材端部24cの内
径を、ディスク基板2の穴の内径に対し同等以上とする
ことで、ディスク基板2が左右に揺れても接地電位部材
24cに接触するのみで、同電位間の接触となり問題を
生じない。なお、本実施例では、二組の電極対向面部5
b、5bの各背面に排気機構9を接続している。The portion of the electrode side surface 5c to which a high voltage is applied is inside the double structure, and the outside is the ground cover 2
4 is the ground potential. For this reason, even if the disk substrate holder 3 is displaced, the ground potentials come into contact with each other, and no problem occurs. Further, by setting the inner diameter of the ground potential member end 24c to be equal to or larger than the inner diameter of the hole of the disk substrate 2, even if the disk substrate 2 swings right and left, it only comes into contact with the ground potential member 24c. Contact and no problem occurs. In this embodiment, two sets of electrode facing surfaces 5 are provided.
Exhaust mechanism 9 is connected to each back surface of b and 5b.
【0036】本実施例の製造装置において、前処理室2
0は、単に加熱でもよいが、プラズマCVD室18と同
じ構造のものとし、アルゴンなどの不活性ガスのプラズ
マを発生させることにより、基板表面を軽くエッチング
する構成としてもよい。In the manufacturing apparatus of this embodiment, the pretreatment chamber 2
Although 0 may be simply heating, it may have the same structure as the plasma CVD chamber 18 and generate a plasma of an inert gas such as argon to lightly etch the substrate surface.
【0037】次に、上記装置を用いて磁気ディスクを実
際に製造した例について説明する。Next, an example in which a magnetic disk is actually manufactured by using the above apparatus will be described.
【0038】直径5.25インチのディスク基板を1枚
ずつホルダーに搭載したものを20セット仕込み室15
にセットし、真空排気した。20 sets of 5.25 inch diameter disk substrates mounted on a holder one by one
And evacuated.
【0039】スパッタ室16のスパッタ用カソードに
は、あらかじめ下地膜用のCrターゲットと磁性膜用の
CoCrTa合金ターゲットを一対ずつセットし、いっ
たん真空排気した後、アルゴンを導入し、ガス圧を10
mTorrに保って、直流プラズマを発生させ、1〜2時
間ダミースパッタを行った後、プラズマを停止させた。A pair of a Cr target for a base film and a CoCrTa alloy target for a magnetic film are set in advance in the sputtering cathode of the sputtering chamber 16 and once evacuated, argon is introduced, and a gas pressure of 10 is set.
DC plasma was generated while maintaining the pressure at mTorr, and after performing dummy sputtering for 1 to 2 hours, the plasma was stopped.
【0040】次に、前記ホルダーを1枚取り出し室19
側に向かって搬送し、前処理室20に到達したところ
で、いったんとめて加熱し、約200度Cまで基板を加
熱した。Next, the single holder is taken out of the chamber 19.
The substrate was conveyed toward the side, and when it reached the pre-processing chamber 20, the substrate was once heated and heated to about 200 ° C.
【0041】次に、このホルダーをスパッタ室16に搬
送すると同時に、次のホルダーを仕込み室15から前処
理室20に送った。このように、それぞれの処理室で処
理を行いながらホルダーを順次送り出した。このように
して、スパッタ室16で、ディスク基板にCrを約30
0nmスパッタし、次に、CoCrTa合金を50nm
スパッタした。ついで、プラズマCVD室18に搬送し
た。Next, at the same time as transferring this holder to the sputtering chamber 16, the next holder was sent from the charging chamber 15 to the pretreatment chamber 20. As described above, the holders were sequentially sent out while performing the processing in each processing chamber. In this way, in the sputtering chamber 16, about 30 Cr was added to the disk substrate.
0 nm sputtered, and then a CoCrTa alloy
Sputtered. Then, it was transferred to the plasma CVD chamber 18.
【0042】プラズマCVD室18へ搬送の際は、処理
槽内をあらかじめ排気し、かつ電極5をディスク基板か
ら遠ざかる方向に動かしておき、間隙部23について、
ホルダー3が容易に通る間隔を確保した。ホルダー3が
処理部に到達し、停止した時点で、上記電極5をディス
ク基板方向に動かし、間隙部23の間隔を小さくして、
電極とホルダーの間隔を狭めた。At the time of transfer to the plasma CVD chamber 18, the inside of the processing tank is evacuated in advance, and the electrode 5 is moved in a direction away from the disk substrate.
An interval through which the holder 3 easily passes was secured. When the holder 3 reaches the processing section and stops, the electrode 5 is moved in the direction of the disk substrate to reduce the distance between the gaps 23,
The distance between the electrode and the holder has been reduced.
【0043】そしてCH4ガスを導入し、圧力が50m
Torr一定となるように流量と排気速度を調節した。そ
の後、周波数13.56MHzの高電圧を印加し、プラ
ズマを発生させた。実効電力は2kWであった。Then, CH 4 gas was introduced, and the pressure was 50 m.
The flow rate and the pumping speed were adjusted so that Torr was constant. Thereafter, a high voltage having a frequency of 13.56 MHz was applied to generate plasma. The effective power was 2 kW.
【0044】プラズマを1分間保持した後、電圧印加を
停止し、電極5を再びディスク基板2から遠ざけ、ガス
を止め、排気した後、ディスク基板ホルダーを、取り出
し室19に送ると同時に、次のディスク基板を導入し
た。After holding the plasma for one minute, the application of the voltage is stopped, the electrode 5 is moved away from the disk substrate 2 again, the gas is stopped, and the gas is evacuated. A disk substrate was introduced.
【0045】上記のサイクルを繰り返すことにより、2
0枚のホルダーに搭載したディスク基板に保護膜を形成
した。By repeating the above cycle, 2
A protective film was formed on a disk substrate mounted on zero holder.
【0046】この後、装置を止めて処理室内部を点検し
たが、電極部以外には膜の付着は見られず、ゴミなどの
生成も認められなかった。Thereafter, the apparatus was stopped and the inside of the processing chamber was inspected, but no film adhesion was observed except for the electrode portion, and no generation of dust or the like was observed.
【0047】また、ディスク基板上に成膜された保護膜
の膜厚分布は、従来だと±10%程度であったが、±3
%に向上した。The film thickness distribution of the protective film formed on the disk substrate was about ± 10% in the related art, but ± 3%.
%.
【0048】そして、製作した磁気ディスクに磁気ヘッ
ド、モータ、アーム等を付属させ構成した図6に示すよ
うな磁気ディスク装置においては、電気出力のばらつき
が、従来だと±10%程度であったが、±3%に向上し
た。これは、保護膜の膜厚分布が向上し、磁気ヘッドか
らの漏洩磁界が、磁気ディスク基板上でより均一になっ
たためである。In a magnetic disk device as shown in FIG. 6 in which a magnetic head, a motor, an arm, and the like are attached to a manufactured magnetic disk, the variation in electric output is about ± 10% in the related art. Was improved to ± 3%. This is because the film thickness distribution of the protective film was improved, and the leakage magnetic field from the magnetic head became more uniform on the magnetic disk substrate.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明によれば、発生したプラズマを必
要な部分のみに閉じ込めることができる。そのため、被
処理ディスク基板の内外円周部分にプラズマが集中する
ことなく、均一な成膜が可能となる。また、不要な部分
に膜がついたり、プラズマで加熱されたりすることがな
く、装置のメンテナンス上大きな効果がある。According to the present invention, the generated plasma can be confined only to a necessary portion. Therefore, a uniform film can be formed without the plasma being concentrated on the inner and outer circumferential portions of the disk substrate to be processed. In addition, there is no film attached to unnecessary portions or heating by plasma, which is a great effect for maintenance of the apparatus.
【0050】従って、多数枚のディスク基板を順次搬送
して、偏りのないプラズマ処理するための効率のよい装
置を提供することができ、多工程連続処理装置の適用範
囲を大きく広げることができる。Therefore, it is possible to provide an efficient apparatus for sequentially transporting a large number of disk substrates and performing plasma processing without bias, thereby greatly expanding the applicable range of the multi-step continuous processing apparatus.
【図1】本発明によるプラズマ処理装置の一実施例の基
本構成を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a basic configuration of an embodiment of a plasma processing apparatus according to the present invention.
【図2】本発明の実施例で用いる電極の構造例を示す断
面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of an electrode used in an embodiment of the present invention.
【図3】本発明によるプラズマ処理方法の一例を示す断
面図である。FIG. 3 is a sectional view showing an example of a plasma processing method according to the present invention.
【図4】本発明の他の実施例の構成を示す正面図であ
る。FIG. 4 is a front view showing the configuration of another embodiment of the present invention.
【図5】図4に示す装置のプラズマCVD部を取り出し
室側から見た断面図である。5 is a cross-sectional view of the plasma CVD unit of the apparatus shown in FIG. 4, as viewed from the chamber.
【図6】本発明により製作した磁気ディスクを用いた磁
気ディスク装置である。FIG. 6 is a magnetic disk drive using a magnetic disk manufactured according to the present invention.
1 真空槽 2 ディスク基板 3 ホルダー 4 搬送機構 5 電極 5a 電極突出部 5b 電極の基板対向面部 5c 電極側面部 5d 内側に曲げた電極端部 5e 突出した電極のガス導入口 6 駆動機構 7 電圧印加装置 8 ガス導入機構 9 排気機構 9a バルブ 10 仕込み室 11 取り出し室 12 仕切り弁 13 処理部 14 レール 15 仕込み室 16 スパッタ室 17 仕切り室 18 プラズマCVD室 19 取り出し室 20 前処理室 22 シリンダー 23 間隙部 24 アースカバー 24a アースカバー端部 24b 接地電位部材 24c 接地電位部材端部 24d 接地電位部材のガス導入口 25 絶縁材 26 磁気ディスク 27 ヘッド 28 アーム 29 モータ 30 カバー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vacuum tank 2 Disk substrate 3 Holder 4 Transfer mechanism 5 Electrode 5a Electrode protruding part 5b Electrode facing surface part 5c Electrode side part 5d Electrode end bent inward 5e Gas inlet of protruded electrode 6 Drive mechanism 7 Voltage applying device Reference Signs List 8 gas introduction mechanism 9 exhaust mechanism 9a valve 10 charging chamber 11 extraction chamber 12 gate valve 13 processing unit 14 rail 15 charging chamber 16 sputter chamber 17 partition chamber 18 plasma CVD chamber 19 extraction chamber 20 pretreatment chamber 22 cylinder 23 gap section 24 earth Cover 24a Ground cover end 24b Ground potential member 24c Ground potential member end 24d Gas inlet of ground potential member 25 Insulation material 26 Magnetic disk 27 Head 28 Arm 29 Motor 30 Cover
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 重 則幸 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 小田原工場内 (72)発明者 家近 啓吾 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 小田原工場内 (72)発明者 本田 好範 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 小田原工場内 (72)発明者 藤巻 成彦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 生産技術研究所内 (72)発明者 鬼頭 諒 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−191880(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 16/00 - 16/56 H01L 21/205 C23C 14/00 - 14/58 ──────────────────────────────────────────────────の Continued from the front page (72) Inventor Noriyuki Shige 2880 Kozu, Kozuhara, Odawara City, Kanagawa Prefecture Inside the Odawara Plant, Hitachi, Ltd. (72) Keigo Iechika 2880 Kozu, Kozu, Odawara City, Kanagawa Prefecture, Japan Inside the Odawara Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoshinori Honda 2880 Kozu, Odawara-shi, Kanagawa Prefecture Inside Odawara Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shigehiko Fujimaki 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture, Hitachi, Ltd. inventor Ryo Kito Kanagawa Prefecture, Totsuka-ku, Yokohama-shi Yoshida-cho, 292 address Hitachi, Ltd. production technology in the Laboratory (56) reference Patent Sho 57-191880 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7 , DB name) C23C 16/00-16/56 H01L 21/205 C23C 14/00-14/58
Claims (11)
より低い状態に保つための排気手段と、該真空容器中に
プラズマを発生させるための電極と、該電極に電圧を印
加するための電圧供給手段と、プラズマ発生部にガス状
物質を供給する手段とを備えるプラズマ処理装置を一組
として、この一組を一つの真空容器中に二組有し、ディ
スク基板の両面をプラズマ処理するプラズマ処理装置に
おいて、二つの電極は、ディスク基板両面の被処理面上
のプラズマが生成される空間を取り囲み得る形状の電極
部材と、ディスク基板中心部の穴に対向する箇所に設け
た突出した電極部材とにより構成されることを特徴とす
るディスク基板用プラズマ処理装置。1. A vacuum vessel, exhaust means for keeping the pressure in the vacuum vessel lower than atmospheric pressure, an electrode for generating plasma in the vacuum vessel, and applying a voltage to the electrode For supplying a gaseous substance to the plasma generating unit as one set, and two sets of this set in one vacuum vessel, and both sides of the disk substrate are subjected to plasma. In the plasma processing apparatus for processing, the two electrodes are formed of an electrode member having a shape capable of surrounding a space where plasma is generated on both surfaces to be processed of the disk substrate, and a projection provided at a position opposed to a hole at the center of the disk substrate. And a plasma processing apparatus for a disk substrate.
処理装置において、電極を構成する、ディスク基板の被
処理面上の空間を取り囲み得る形状の電極部材と、ディ
スク基板中心部の穴に対向する箇所に設けた突出した電
極部材とが、それぞれ単独に、あるいは一体となってデ
ィスク基板またはディスク基板のホルダーから相対的に
移動できる機構を備えることを特徴とするディスク基板
用プラズマ処理装置。2. A disk substrate plasma processing apparatus according to claim 1, wherein said electrode member has a shape capable of surrounding a space on a processing surface of said disk substrate, said electrode member comprising an electrode, and said electrode member faces a hole at a center portion of said disk substrate. A plasma processing apparatus for a disk substrate, comprising: a mechanism in which a protruding electrode member provided at a position to be moved is independently or integrally movable relative to a disk substrate or a holder of the disk substrate.
プラズマ処理装置において、電極を構成する突出した電
極部材の先端部分に、接地電位部材を有することを特徴
とするディスク基板用プラズマ処理装置。3. The plasma processing apparatus for a disk substrate according to claim 1, wherein a ground potential member is provided at a tip end of the protruding electrode member constituting the electrode. .
ディスク基板用プラズマ処理装置において、電極を構成
する突出した電極部材の側面部にガス状物質の導入口を
設け、該電極と被処理部とで囲まれる空間に直接ガス状
物質を送り込む機構を有することを特徴とするディスク
基板用プラズマ処理装置。4. The plasma processing apparatus for a disk substrate according to claim 1, wherein a gaseous substance introduction port is provided on a side surface of the protruding electrode member constituting the electrode, and the electrode is connected to the electrode member. A plasma processing apparatus for a disk substrate, comprising: a mechanism for directly feeding a gaseous substance into a space surrounded by a processing target portion.
ディスク基板用プラズマ処理装置において、真空容器内
の電極の一部にガス排気口を設け、該電極と処理部とで
囲まれる空間内のガスを該排気口から排気する構成とす
ることを特徴とするディスク基板用プラズマ処理装置。5. A plasma processing apparatus for a disk substrate according to claim 1, wherein a gas exhaust port is provided in a part of the electrode in the vacuum vessel, and the gas exhaust port is surrounded by the electrode and the processing unit. A plasma processing apparatus for a disk substrate, wherein a gas in a space is exhausted from the exhaust port.
ディスク基板用プラズマ処理装置において、真空容器内
の電極に電圧を印加することによってプラズマを発生さ
せたとき、該電極にプラズマが接する面積が、処理部お
よび接地された電極部材にプラズマが接する部分の面積
に比べ2倍以上となるようにしたことを特徴とするディ
スク基板用プラズマ処理装置。6. The plasma processing apparatus for a disk substrate according to claim 1, wherein the plasma is generated by applying a voltage to an electrode in a vacuum vessel. A plasma processing apparatus for a disk substrate, wherein the contact area is at least twice as large as the area of the plasma contacting the processing section and the grounded electrode member.
ディスク基板用プラズマ処理装置を含んで構成された磁
気ディスク製造装置。7. A magnetic disk manufacturing apparatus comprising the disk substrate plasma processing apparatus according to any one of claims 1 to 6.
の電極と、プラズマが生成されるディスク基板両面の被
処理面上の空間とを有するプラズマ処理装置を用いて行
うディスク基板用プラズマ処理方法において、プラズマ
処理を行う際には、該電極の端部を、ディスク基板端部
または少なくとも一つの被処理基板を搭載したホルダー
の端部に、および電極突出部をディスク基板の穴部に、
それぞれプラズマの漏洩を防止する間隙に保持し、ディ
スク基板の搬入・搬出時には、電極を相対的にディスク
基板またはホルダーから退避させることを特徴とするデ
ィスク基板用プラズマ処理方法。8. A plasma processing method for a disk substrate performed by using a plasma processing apparatus having an electrode for generating plasma in a vacuum vessel and a space on a surface to be processed on both surfaces of the disk substrate where plasma is generated. In performing the plasma treatment, the end of the electrode, the end of the disk substrate or the end of the holder on which at least one substrate to be processed is mounted, and the electrode protruding portion in the hole of the disk substrate,
A plasma processing method for a disk substrate, wherein the electrodes are held in gaps for preventing plasma leakage, and the electrodes are relatively retracted from the disk substrate or the holder when the disk substrate is loaded or unloaded.
の被処理ディスク基板を搭載したホルダーを、複数の真
空室に連続して順に送り込むプラズマ連続処理方法にお
いて、少なくとも一つの真空室で、請求項8に記載のデ
ィスク基板用プラズマ処理方法によりプラズマ処理を行
うことを特徴とするプラズマ連続処理方法。9. A treated disc substrate or at least one holder mounted to be processed disk substrate of the plasma a continuous processing method of feeding in order continuously to a plurality of vacuum chambers, with at least one vacuum chamber, in claim 8 A plasma continuous processing method, wherein the plasma processing is performed by the disk substrate plasma processing method described above.
マ処理方法または請求項9に記載のプラズマ連続処理方
法により磁気ディスク基板の磁性膜上に保護膜を成膜す
ることを特徴とする磁気ディスク製造方法。10. A magnetic disk, wherein a protective film is formed on a magnetic film of a magnetic disk substrate by the disk substrate plasma processing method according to claim 8 or the plasma continuous processing method according to claim 9. Production method.
を用い、磁気ディスク基板に少なくとも記録層と保護層
をこの順に形成する磁気ディスクの製造方法において、
保護層の形成工程が、少なくとも、該磁気ディスク基板
を請求項1に記載された真空容器であるプラズマ処理室
に搬入する工程と、該プラズマ処理室に炭化水素ガスを
導入する工程と、該処理室を構成する電極に高周波電圧
を印加しプラズマを発生させ、前記磁気ディスク基板に
炭素膜を形成する工程と、前記磁気ディスク基板を搬出
する工程とを含んでなることを特徴とする磁気ディスク
製造方法。11. A method of manufacturing a magnetic disk, comprising forming at least a recording layer and a protective layer on a magnetic disk substrate in this order by using the magnetic disk manufacturing apparatus according to claim 7.
A protective layer forming step, wherein at least the magnetic disk substrate is carried into a plasma processing chamber which is the vacuum vessel according to claim 1, a hydrocarbon gas is introduced into the plasma processing chamber, Manufacturing a magnetic disk by applying a high-frequency voltage to electrodes constituting a chamber to generate plasma, forming a carbon film on the magnetic disk substrate, and carrying out the magnetic disk substrate. Method.
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---|---|---|---|
JP30476391A JP3213029B2 (en) | 1991-11-20 | 1991-11-20 | Plasma processing apparatus for disk substrate and processing method thereof |
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JPH05140752A JPH05140752A (en) | 1993-06-08 |
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