离子束处理方法和离子束处理装置的制造方法_4

文档序号:8269980阅读:来源:国知局
生成部件的功率(电力)的功能。
[0100]控制装置20被配置为从位置传感器14接收与基板保持件10的转动位置有关的信息。在控制装置20接收到与转动位置有关的信息的情况下,目标功率计算部60a基于从检测基板保持件10的转动位置的位置传感器14输入的基板保持件10的当前转动位置的值来计算针对该位置的目标功率(目标电力)。例如,通过预先将基板保持件10的转动位置和目标功率之间的对应关系作为映射存储到控制装置20中所包括的存储器等中,可以进行目标功率的值的计算。基于目标功率计算部60a所计算出的目标功率,输出信号生成部60b生成用于调整为该目标功率的输出信号,并且将该输出信号输出至电源12。控制装置20被配置为将输出信号生成部60b所生成的输出信号发送至电源12。
[0101]注意,在图10的示例中,电源12包括:功率输出部12b,其被配置为向等离子体生成部件供给电力;以及反馈控制部12a,其被配置为基于目标值和从位置传感器14输出的实际值(转动位置或转动速度)之间的偏差来确定功率输出部12b的操作值。然而,反馈控制不是本发明的必要组成。
[0102]此外,在本实施方式中,基板保持件的转动方法可以与第一实施方式相同是连续转动、或者可以与第二实施方式相同是非连续脉冲转动。
[0103]图1lA是根据本实施方式的对等离子体生成部件的供给电力进行控制并且基板(基板保持件)连续转动的情况的说明图。图1lB是根据本实施方式的对等离子体生成部件的供给电力进行控制并且基板(基板保持件)非连续转动的情况的说明图。在基板的非连续转动的情况下,可以在向等离子体生成部件的供给电力固定的情况下,通过改变转动停止时间来进行与转动角Θ相对应的离子束照射量的控制。
[0104]在根据图1lA和IlB的实施方式中,功率控制部60能够通过使用与公式(I)相同的四倍周期正弦函数,来计算与基板11的转动角Θ相对应的放电用功率。更具体地,功率控制部60在基板11 (基板保持件10)(在一个周期内)进行一次转动期间,生成用于对等离子体生成部件的供给电力进行四周期调制的输出信号。在该处理中,等离子体生成部件的供给电力可以平滑且连续地改变,或者可以逐级地改变。如图1lA和IlB所示,功率控制部60可以控制放电用电源12,以使得以栅网9与图案槽的延伸方向侧相对的转动角Θ =0°、90°、180°和270°所供给的功率(电力)可以达到最大值以使基板11的离子束入射量最大,而使得以除上述转动角以外的某些转动角所供给的功率(电力)可以达到最小值以使基板11的离子束入射量最小。
[0105]因而,在本实施方式中,可以通过使载置在基板保持件上的基板被定位成相对于栅网9倾斜、并且通过对放电用电源12进行控制以使得来自功率控制部60的供给电力增大而使来自图案槽的延伸方向的离子束照射量变大,来产生本发明的效果。另外,为了使形状的均匀性良好,优选将以基板11为中心呈对称的转动位置(例如,在135°和315°处)的施加电压设置成相等。
[0106]第四实施方式
[0107]在第三实施方式中,说明了通过控制等离子体生成部件的供给电力来提高被处理面的均匀性的方法。在本实施方式中,在改变束引出电压的情况下对精细图案之间的槽进行加工。在离子束蚀刻中,在等离子体生成部2中生成等离子体之后,通过利用施加至栅网9的电压引出等离子体生成部2的离子来形成束。在这方面,从等离子体生成部2中引出的离子束的能量依赖于束引出电压,因此在根据基板的转动相位改变电压的情况下对精细图案之间的槽进行加工。
[0108]图3示出图2中的栅网9的放大图。通过使用图3来说明本实施方式中的束引出电压。
[0109]在图3中,上侧是等离子体生成部2,并且下侧是处理空间I。栅网9包括从等离子体生成部2侧观看的情况下依次配置的第一电极70、第二电极71和第三电极72。图3示出利用电极从等离子体生成部2中所生成的等离子体引出离子并由此形成离子束的状态。利用第一电极用电源73向第一电极70施加正电压。利用第二电极用电源74向第二电极71施加负电压。由于向第一电极70施加正电压,因此由于与第一电极70的电位差而使离子加速。
[0110]第三电极72还被称为接地电极并且接地。通过对第二电极71和第三电极72之间的电位差进行控制,可以通过使用静电透镜效应将离子束的离子束直径控制在预定数值范围内。
[0111]在本实施方式中,基板保持件和第三电极通常处于接地电位。由于该原因,根据施加于第一电极的正电压来确定离子束能量。因此,在本实施方式中,施加于第一电极的电压是束引出电压。以下说明在通过改变施加至第一电极的电压来改变束引出电压的情况下的实施方式。
[0112]此外,在本实施方式中,与所有其它实施方式相同,必要特征是使载置在基板保持件10上的基板11被定位成相对于栅网9倾斜、并且使来自图案槽的延伸方向的离子束照射量变大。
[0113]图12是根据本实施方式的控制装置20的框图。在本实施方式中,控制装置20包括作为电压控制部件的施加电压控制部80,其中该电压控制部件用于根据位置传感器14所检测到的转动位置来控制要施加至第一电极70的电压(束引出电压)。施加电压控制部80包括目标电压计算部80a和输出信号生成部80b,并且具有用以基于基板11的转动相位和栅网9之间的位置关系来控制第一电极70的施加电压的功能。
[0114]控制装置20被配置为从位置传感器14接收与基板保持件10的转动位置有关的信息。在控制装置20接收到与转动位置有关的信息的情况下,目标电压计算部80a基于从检测基板保持件10的转动相位的位置传感器14所输入的基板保持件10的当前转动相位的值来计算针对该位置的目标电压。例如,通过将基板保持件10的转动位置和目标电压之间的对应关系作为映射预先存储在控制装置20中所包括的存储器等中,可以进行目标电压的值的计算。基于目标电压计算部80a所计算出的目标功率,输出信号生成部80b生成用于将施加电压调整为目标电压的输出信号,并且将该输出信号输出至第一电极用电源73。控制装置20被配置为将输出信号生成部80b所生成的输出信号发送至第一电极用电源73。
[0115]注意,在图12的示例中,第一电极用电源73包括:施加电压输出部73b,其被配置为向第一电极70施加电压;以及反馈控制部73a,其被配置为基于目标值和从位置传感器14输出的实际值(转动位置或转动速度)之间的偏差来确定施加电压输出部73b的操作值。然而,反馈控制不是本发明的必要构成。
[0116]此外,在本实施方式中,基板保持件的转动方法可以与第一实施方式相同是连续转动、或者可以与第二实施方式相同是非连续脉冲转动。
[0117]图13A是根据本实施方式的对束引出电压(即,第一电极70的施加电压)进行控制并且基板(基板保持件)连续转动的情况的说明图。图13B是根据本实施方式的对栅网9的施加电压进行控制并且基板(基板保持件)非连续转动的情况的说明图。在基板非连续转动的情况下,可以通过在栅网9的施加电压固定的状态下改变转动停止时间,来进行针对与转动角Θ相对应的离子束照射量的控制。
[0118]在根据图13A和13B的实施方式中,施加电压控制部80能够通过使用与公式(I)相同的四倍周期正弦函数,来计算与基板11的转动角Θ相对应的施加电压。更具体地,施加电压控制部80在基板11(基板保持件10)(在一个周期内)进行一次转动期间,生成用于对束引出电压进行四周期调制的输出信号。在该处理中,束引出电压可以平滑且连续地改变,或者可以逐级地改变。例如,如图13A和13B所示,施加电压控制部80可以按照如下控制第一电极用电源73。具体地,可以将栅网9位于图案槽的延伸方向侧的转动角Θ =0°、90°、180°和270°处的向第一电极70施加的电压控制为达到最大值以使离子束能量最大,由此使来自图案槽的延伸方向的离子束入射量变大。另一方面,可以将在栅网9位于图案槽的非延伸方向侧的情况下向第一电极70施加的电压控制为达到最小值以使离子束能量最小。在使离子束能量最小的情况下,可以将要施加至栅网9的电压设置为零以停止向基板11的离子束的照射。
[0119]这样,在本实施方式中,可以通过使载置在基板保持件上的基板定位成相对于栅网9倾斜、并且通过施加电压控制部80控制第一电极用电源73的施加电压以使得可以使来自图案槽的延伸方向的离子束照射量变大,来产生本发明的效果。另外,为了使形状的均匀性良好,优选将以基板11为中心呈对称的转动位置(例如,在135°和315°处)的供给电力设置成相等。
[0120]在本实施方式中,通过改变要施加至第一电极的电压来改变束引出电压。然而,可以利用其它方法来改变束引出电压。例如,可以通过将比第一电极的正电压低的正电压施加至第三电极以使施加至第三电极的电压改变,来改变束引出电压。作为代替,可以通过改变要施加至基板保持件的电压来改变离子束入射到基板上时的能量。
[0121]此外,在本实施方式中,栅网9不必包括三个电极。这是因为,如上所述,本实施方式的本质是根据基板的转动相位来改变离子束的能量。
[0122]第五实施方式
[0123]可以将本发明的实施方式与另一蚀刻方法组合。以下说明将本发明与反应离子蚀刻(RIE)组合的示例。作为RIE的蚀刻部件,已知有使用平行平板电极所产生的电容耦合等离子体的蚀刻装置和使用天线线圈所产生的电感耦合等离子体的蚀刻装置。RIE的优点在于:不同于IBE,RIE没有限制离子的入射角,因此能够通过将离子引入精细图案之间的间隙来对被处理物体进行蚀刻。然而,在诸如MRAM所用的TMR元件等的上述包括金属膜的结构的情况下,离子的物理蚀刻往往相对于通过化学反应的蚀刻占主导。通过物理蚀刻所去除的磁性金属难以挥发,并且再沉积到TMR元件的侧壁上。由于该原因,由于与传统的IBE加工方法相同、蚀刻产物残留在图案槽的底部上,因此难以进行针对精细图案的RIE加工。
[0124]如果在RIE加工之后进行根据本发明的实施例方式的IBE加工,则可以通过裁切效果去除由于RIE而再沉积在图案的侧壁上的蚀刻产物,或者可以对难以加工的图案槽的底部进行加工。可以通过使用被配置为检测等离子体光的波长的发光分析装置进行端点检测来得知用于在RIE和IBE之间进行切换的时刻。在对于RIE和IBE使用不同装置的情况下,可以使用安装在不同场所处的装置来在进行RIE加工之后、利用根据本发明的实施方式的IBE对精细图案进行加工,或者可以使用共通的输送路径以在不存在破坏真空的状态下进行这些处理。
[0125]第六实施方式
[0126]通过使用本发明的实施方式,可以在均匀性良好的情况下对另一装置所处理的精细图案进行进一步裁切。可以通过改变供给至图2所示的电磁
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