JP2012142398A - Ion beam etching device, method and controller - Google Patents

Ion beam etching device, method and controller Download PDF

Info

Publication number
JP2012142398A
JP2012142398A JP2010293526A JP2010293526A JP2012142398A JP 2012142398 A JP2012142398 A JP 2012142398A JP 2010293526 A JP2010293526 A JP 2010293526A JP 2010293526 A JP2010293526 A JP 2010293526A JP 2012142398 A JP2012142398 A JP 2012142398A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
state
grid
ion beam
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010293526A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5657378B2 (en
Inventor
Kichizo Kodaira
吉三 小平
Koji Tsunekawa
孝二 恒川
Isao Takeuchi
功 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Anelva Corp
Original Assignee
Canon Anelva Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Anelva Corp filed Critical Canon Anelva Corp
Priority to JP2010293526A priority Critical patent/JP5657378B2/en
Publication of JP2012142398A publication Critical patent/JP2012142398A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5657378B2 publication Critical patent/JP5657378B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Magnetic Heads (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce variation in the characteristics among manufactured elements in the substrate plane, by reducing the impact due to the incident amount which is different in each incident direction when a structure of protrusions and recesses is formed on the substrate by an ion beam of oblique incidence in an IBE.SOLUTION: When a substrate faces a grid electrode for ion extraction obliquely, the state where the grid electrode is located on the first direction side that is parallel with a processed surface formed by ion beam etching and also parallel with the substrate surface is referred to as the first state, and the state where the grid electrode is located on the second direction side that is perpendicular to the first direction and parallel with the substrate surface is referred to as the second state. Rotational speed of the substrate in the first state is set higher than that in the second state.

Description

本発明は、半導体デバイス、電子デバイス、磁気デバイス、表示デバイス等の製造工程、特にハードディスク装置の磁気ヘッドにおける読み出し部の加工工程において、凹凸構造を形成するためのエッチング装置、エッチング方法及び制御装置に関する。   The present invention relates to an etching apparatus, an etching method, and a control apparatus for forming a concavo-convex structure in a manufacturing process of a semiconductor device, an electronic device, a magnetic device, a display device, etc., particularly in a processing process of a reading portion in a magnetic head of a hard disk device .

コンピュータ等の情報処理装置の外部記録装置として使用される磁気記録再生装置であるハードディスク装置は、近年大容量化、小型化が要求され続けている。この要求に伴い、磁気記録の高記録密度化が進んでいる。   In recent years, a hard disk drive, which is a magnetic recording / reproducing device used as an external recording device of an information processing apparatus such as a computer, has been required to have a large capacity and a small size. With this demand, the recording density of magnetic recording is increasing.

この磁気記録の高密度化に伴い、記録情報の再生に巨大磁気抵抗(以下GMRという)効果やトンネル磁気抵抗(以下TMRという)効果を用いた磁気抵抗効果(以下MRという)素子が用いられている。   Along with the increase in the density of magnetic recording, magnetoresistive elements (hereinafter referred to as MR) using a giant magnetoresistance (hereinafter referred to as GMR) effect and tunneling magnetoresistance (hereinafter referred to as TMR) effect are used for reproducing recorded information. Yes.

従来、MR素子を形成する場合には、MR膜を成膜してからイオンビームエッチング(以下IBEという)によって加工が行われている。通常IBEの加工では、基板を一定の速度で回転させながら行われている。   Conventionally, when forming an MR element, an MR film is formed and then processed by ion beam etching (hereinafter referred to as IBE). In general, IBE processing is performed while rotating the substrate at a constant speed.

しかし、この加工方法では、イオンビームの発散とイオンエネルギーの減衰によって、基板上の各素子のエッチング量及び加工後のテーパ角度に分布が生じるという問題がある。この様な素子形状のばらつきは素子の微細化に伴い、動作不良、歩留まり等の原因となる可能性がある。   However, this processing method has a problem that a distribution occurs in the etching amount of each element on the substrate and the taper angle after processing due to the divergence of the ion beam and the attenuation of the ion energy. Such variation in element shape may cause operation failure, yield, etc. as the element is miniaturized.

具体的に図1を用いて説明する。図1はMR膜を形成した基板に対してIBEを行う様子を表している。ここで実際のイオンビームには図2に示すように発散が存在する。よってプラズマ形成空間からイオンビームを引き出すグリッドと基板間の距離が長くなるにつれイオンビームが発散するため、グリッドから遠い点ではイオンビームの入射量が減少する。またイオンビームのエネルギーはグリッドと基板間の距離が長くなるにつれ減衰していく。即ち、グリッドと距離が近い部分ではイオンビームの入射量及び入射エネルギーが大きくなり、グリッドと距離が遠い部分ではイオンビームの入射量及び入射エネルギーが小さくなる。この様子を図3の拡大表示部に模式的に示す。グリッドと基板の距離が近い点Xは入射するイオンビーム量及びエネルギーが大きく、グリッドと基板の距離が遠い点Yは入射するイオンビーム量及びエネルギーが小さくなる様子を表している。この結果、点Xと点Yではエッチング量に差が生じてしまう。   This will be specifically described with reference to FIG. FIG. 1 shows how IBE is performed on a substrate on which an MR film is formed. Here, the actual ion beam has divergence as shown in FIG. Therefore, since the ion beam diverges as the distance between the grid for extracting the ion beam from the plasma formation space and the substrate increases, the incident amount of the ion beam decreases at a point far from the grid. The energy of the ion beam attenuates as the distance between the grid and the substrate increases. That is, the incident amount and incident energy of the ion beam are increased at a portion close to the grid, and the incident amount and incident energy of the ion beam are decreased at a portion far from the grid. This is schematically shown in the enlarged display portion of FIG. A point X where the distance between the grid and the substrate is close indicates that the amount and energy of the incident ion beam are large, and a point Y where the distance between the grid and the substrate is large indicates a state where the amount and energy of the incident ion beam are small. As a result, there is a difference in the etching amount between the point X and the point Y.

上述した基板面内のエッチング量の分布は、基板を一定速度で回転制御しながら行うことで各点の平均のエッチング量を均一にすることが可能になる。しかし、この方法によれば、また新たな問題が生じる。   The distribution of the etching amount within the substrate surface described above can be made uniform by making the average etching amount at each point uniform by performing rotation control of the substrate at a constant speed. However, this method creates a new problem.

具体的に図3及び図4を用いて説明する。まず、図3において、グリッドと距離が近い点Xが遠い点Yよりもイオンビームの入射量及びエネルギーが多くなる。この様子を、イオンビームを表す矢印を用いて模式的に示している。次に基板が180度回転し、グリッドと点X及び点Yの位置関係が図3と反対になった状態を図4に示す。この状態では、点Xはグリッドからの距離が遠く、イオンビームの入射量及びエネルギーが小さくなり、点Yはグリッドからの距離が近く、イオンビームの入射量及びエネルギーが大きくなる。ここで図3と図4のそれぞれの状態において入射したイオンビーム量及びその入射方向を比較したものを図5に示す。破線の矢印は図3の状態において入射したイオンビーム、実線の矢印は図4の状態において入射したイオンビームを表している。図5から分かるように、基板を一定速度で回転制御することにより、基板面内の各点における平均のイオンビームの入射量を均一にできるが、イオンビームの入射方向によってイオンビームの入射量が異なるという問題が生じる。   This will be specifically described with reference to FIGS. First, in FIG. 3, the incident amount and energy of the ion beam are larger at the point X that is close to the grid than at the point Y that is far away. This state is schematically shown by using an arrow representing an ion beam. Next, FIG. 4 shows a state where the substrate is rotated 180 degrees and the positional relationship between the grid and the points X and Y is opposite to that in FIG. In this state, the point X is far from the grid, and the incident amount and energy of the ion beam are small, and the point Y is short from the grid, and the incident amount and energy of the ion beam are large. FIG. 5 shows a comparison of the amount of incident ion beam and the incident direction in each of the states of FIGS. A broken arrow indicates an ion beam incident in the state of FIG. 3, and a solid arrow indicates an ion beam incident in the state of FIG. As can be seen from FIG. 5, by controlling the rotation of the substrate at a constant speed, the average ion beam incident amount at each point in the substrate surface can be made uniform, but the ion beam incident amount depends on the ion beam incident direction. The problem of being different arises.

このため、基板を一定速度で回転制御しながらIBEを行った場合、点Xと点Yでは同じ方向を向く面でもそのエッチング量やテーパ角度が均一とはならない。このような問題は基板が大面積となるに連れより顕著となってくる。   For this reason, when the IBE is performed while controlling the rotation of the substrate at a constant speed, the etching amount and the taper angle are not uniform even on the surfaces facing the same direction at the point X and the point Y. Such a problem becomes more noticeable as the substrate becomes larger.

本発明は上述した問題に鑑み、IBEにおいてイオンビームの斜め入射を行って凹凸構造を形成する際に、入射方向ごとに入射量が異なることによる影響を低減し、作製された素子間の特性のバラつきを低減させることを目的とする。   In view of the above-described problems, the present invention reduces the influence of different incident amounts in each incident direction when forming an uneven structure by obliquely irradiating an ion beam in IBE, and improves the characteristics between the fabricated elements. The purpose is to reduce variation.

上記課題を解決するために、本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、基板を保持するための基板ホルダとを備えたイオンビームエッチング装置であって、前記基板ホルダは回転可能であり、且つ前記グリッドに対しての傾斜角度が変更可能であり、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、前記基板の回転速度を制御するための回転制御手段とを備え、前記回転制御手段は、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第2の状態における前記基板の前記回転速度を前記第2の状態における前記基板の前記回転速度よりも速くすることを特徴とする。
また、本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、基板を保持するための基板ホルダとを備えたイオンビームエッチング装置であって、前記基板ホルダは回転可能であり、且つ前記グリッドに対しての傾斜角度が変更可能であり、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、前記基板の回転停止時間を制御するための回転制御手段とを備え、前記回転制御手段は、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記基板の前記回転停止時間を前記第2の状態における前記基板の前記回転停止時間よりも長くすることを特徴とする。
また、本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、基板を保持するための基板ホルダとを備えたイオンビームエッチング装置であって、前記基板ホルダは回転可能であり、且つ前記グリッドに対しての傾斜角度が変更可能であり、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、前記プラズマ形成手段への供給電力を制御するための電力制御手段とを備え、前記電力制御手段は、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記プラズマ形成手段への前記供給電力を前記第2の状態における前記プラズマ形成手段への前記供給電力よりも大きくすることを特徴とする。
また、本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、基板を保持するための基板ホルダとを備えたイオンビームエッチング装置であって、前記基板ホルダは回転可能であり、且つ前記グリッドに対しての傾斜角度が変更可能であり、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、前記グリッドへの印加電圧を制御することで、ビーム引き出し電圧を制御する電圧制御手段と、前記電圧制御手段は、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記ビーム引き出し電圧を前記第2の状態における前記ビーム引き出し電圧よりも大きくすることを特徴とする。
また、本発明は、イオンビームエッチング方法であって、回転可能であり、且つグリッドに対して傾斜可能な基板ホルダ上に基板を載置する基板載置工程と、プラズマ形成空間に放電用ガスを導入し、プラズマ形成手段によってプラズマを形成するプラズマ形成工程と、前記プラズマ形成空間に形成されたプラズマからグリッドによってイオンを引き出し、イオンビームを形成するイオンビーム形成工程と、前記基板と前記グリッドが斜向かいに位置するように前記基板ホルダを傾斜させる傾斜工程と、前記基板を回転させながら前記イオンビームを照射し、前記基板を処理する基板処理工程とを有し、前記基板処理工程は、前記基板の回転位置を検出する回転位置検出工程と、前記回転位置検出工程により検出された前記基板の回転位置に基づき、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記基板のエッチング量を前記第2の状態における前記基板のエッチング量よりも大きくなるように制御を行う制御工程とを有することを特徴とする。
また、本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、回転可能であり、且つ前記グリッドに対して傾斜可能な基板ホルダと、前記基板ホルダ上に基板が保持された際に、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、前記基板ホルダの回転を制御する回転制御手段とを備えたイオンビームエッチング装置を制御するための制御装置であって、前記位置検出手段から前記回転位置に関する情報を取得する手段と、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第2の状態における前記基板の回転速度を前記第1の状態における前記基板の回転速度よりも速くなるように、前記回転制御手段を制御するための制御信号を生成する手段と、前記生成された制御信号を前記回転制御手段に送信する手段とを有することを特徴とする。
また、本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、回転可能であり、且つ前記グリッドに対して傾斜可能な基板ホルダと、前記基板ホルダ上に基板が保持された際に、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、前記位置検出手段の検出した回転位置に応じて、前記基板の回転停止時間を制御する回転制御手段とを備えたイオンビームエッチング装置を制御するための制御装置であって、前記位置検出手段から前記回転位置に関する情報を取得する手段と、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記基板の回転停止時間を前記第2の状態における前記基板の回転停止時間よりも長くなるように、前記回転制御手段を制御するための制御信号を生成する手段と、
前記生成された制御信号を前記回転制御手段に送信する手段とを有することを特徴とする。
また、本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、回転可能であり、且つ前記グリッドに対して傾斜可能な基板ホルダと、前記基板ホルダ上に基板が保持された際に、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、前記プラズマ形成手段への供給電力を制御する電力制御手段とを備えたイオンビームエッチング装置を制御するための制御装置であって、前記位置検出手段から前記回転位置に関する情報を取得する手段と、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記供給電力を前記第2の状態における前記供給電力よりも大きくなるように、前記電力制御手段を制御するための制御信号を生成する手段と、前記生成された制御信号を前記電力制御手段に送信する手段とを有することを特徴とする。
さらに、本発明は、プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、回転可能であり、且つ前記グリッドに対して傾斜可能な基板ホルダと、
前記基板ホルダ上に基板が保持された際に、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、前記グリッドへの印加電圧を制御することでビーム引き出し電圧を制御する電圧制御手段とを備えたイオンビームエッチング装置を制御するための制御装置であって、前記位置検出手段から前記回転位置に関する情報を取得する手段と、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記ビーム引き出し電圧を前記第2の状態における前記ビーム引き出し電圧よりも大きくなるように、前記電圧制御手段を制御するための制御信号を生成する手段と、前記生成された制御信号を前記電圧制御手段に送信する手段とを有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a plasma forming means for forming plasma, a plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means, and ions from the plasma formed in the plasma forming space. An ion beam etching apparatus comprising a grid to be pulled out and a substrate holder for holding a substrate, wherein the substrate holder is rotatable, and an inclination angle with respect to the grid can be changed. A position detecting means for detecting the rotational position of the substrate and a rotation control means for controlling the rotational speed of the substrate, wherein the rotation control means is configured to detect ions when the substrate is diagonally opposite the grid. The grid is on a first direction side parallel to the surface to be processed formed by beam etching and parallel to the substrate surface. When the grid is positioned on the second direction side that is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface, the second state is the first state. The rotation speed of the substrate in the second state is higher than the rotation speed of the substrate in the second state.
The present invention also includes a plasma forming unit for forming plasma, a plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming unit, a grid for drawing ions from the plasma formed in the plasma forming space, and a substrate. An ion beam etching apparatus comprising a substrate holder for holding the substrate holder, wherein the substrate holder is rotatable and an inclination angle with respect to the grid is changeable, and detects a rotational position of the substrate. And a rotation control means for controlling the rotation stop time of the substrate. The rotation control means is formed by ion beam etching when the substrate is diagonally opposite the grid. A state in which the grid is positioned on a first direction side parallel to the surface to be processed and parallel to the substrate surface. When the state in which the grid is located on the second direction side that is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the substrate in the first state The rotation stop time is longer than the rotation stop time of the substrate in the second state.
The present invention also includes a plasma forming unit for forming plasma, a plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming unit, a grid for drawing ions from the plasma formed in the plasma forming space, and a substrate. An ion beam etching apparatus comprising a substrate holder for holding the substrate holder, wherein the substrate holder is rotatable and an inclination angle with respect to the grid is changeable, and detects a rotational position of the substrate. And a power control means for controlling the power supplied to the plasma forming means, the power control means by ion beam etching when the substrate is diagonally opposite the grid. The grid is positioned on a first direction side that is parallel to the surface to be formed and parallel to the substrate surface. When the state is the first state and the state in which the grid is positioned on the second direction side that is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the first state The power supplied to the plasma forming means in the state is made larger than the power supplied to the plasma forming means in the second state.
The present invention also includes a plasma forming unit for forming plasma, a plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming unit, a grid for drawing ions from the plasma formed in the plasma forming space, and a substrate. An ion beam etching apparatus comprising a substrate holder for holding the substrate holder, wherein the substrate holder is rotatable and an inclination angle with respect to the grid is changeable, and detects a rotational position of the substrate. Position detecting means, voltage control means for controlling a beam extraction voltage by controlling a voltage applied to the grid, and the voltage control means, when the substrate is diagonally opposite the grid, The first direction side is parallel to the surface to be processed formed by beam etching and parallel to the substrate surface. When the state where the lid is located is the first state, and the state where the grid is located on the second direction side which is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, The beam extraction voltage in the first state is set larger than the beam extraction voltage in the second state.
The present invention also relates to an ion beam etching method, a substrate placing step of placing a substrate on a substrate holder that is rotatable and tiltable with respect to a grid, and a discharge gas in a plasma forming space. A plasma forming step of introducing and forming plasma by plasma forming means; an ion beam forming step of extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space by a grid to form an ion beam; and the substrate and the grid are inclined. A tilting process for tilting the substrate holder so as to face the substrate; and a substrate processing process for processing the substrate by irradiating the ion beam while rotating the substrate. A rotational position detecting step for detecting the rotational position of the substrate, and a rotational position of the substrate detected by the rotational position detecting step. Then, the state in which the grid is located on the first direction side parallel to the surface to be processed formed by ion beam etching and parallel to the substrate surface is defined as a first state, and is perpendicular to the first direction. And when the state where the grid is located on the second direction side parallel to the substrate surface is the second state, the etching amount of the substrate in the first state is the amount of the etching in the second state. And a control step of performing control so as to be larger than the etching amount of the substrate.
The present invention also provides a plasma forming means for forming plasma, a plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means, a grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space, and a rotatable structure And a substrate holder tiltable with respect to the grid, position detecting means for detecting a rotational position of the substrate when the substrate is held on the substrate holder, and rotation of the substrate holder. A control device for controlling an ion beam etching apparatus comprising a rotation control means for controlling, the means for obtaining information on the rotational position from the position detection means, and the substrate being diagonally opposite the grid In the case, the first surface is parallel to the surface to be processed formed by ion beam etching and parallel to the substrate surface. A state where the grid is located on the opposite side is defined as a first state, and a state where the grid is located on a second direction side which is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is a second state. And means for generating a control signal for controlling the rotation control means so that the rotation speed of the substrate in the second state is faster than the rotation speed of the substrate in the first state. And means for transmitting the generated control signal to the rotation control means.
The present invention also provides a plasma forming means for forming plasma, a plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means, a grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space, and a rotatable structure And a substrate holder tiltable with respect to the grid, a position detecting means for detecting a rotational position of the substrate when the substrate is held on the substrate holder, and detection by the position detecting means A control device for controlling an ion beam etching apparatus comprising a rotation control means for controlling a rotation stop time of the substrate in accordance with the rotated position, wherein information on the rotational position is acquired from the position detection means. And means to be processed formed by ion beam etching when the substrate is diagonally opposite the grid The first state is the state where the grid is positioned on the first direction side parallel to the substrate surface and the second direction is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface. When the state where the grid is located on the direction side of the second state is the second state, the rotation stop time of the substrate in the first state is made longer than the rotation stop time of the substrate in the second state. Means for generating a control signal for controlling the rotation control means;
Means for transmitting the generated control signal to the rotation control means.
The present invention also provides a plasma forming means for forming plasma, a plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means, a grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space, and a rotatable structure And a substrate holder tiltable with respect to the grid, a position detecting means for detecting a rotational position of the substrate when the substrate is held on the substrate holder, and a plasma forming means. A control device for controlling an ion beam etching apparatus comprising power control means for controlling supply power, the means for obtaining information on the rotational position from the position detection means, When facing, parallel to the surface to be processed formed by ion beam etching and parallel to the substrate surface A state where the grid is located on a certain first direction side is a first state, and a state where the grid is located on a second direction side which is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface. Means for generating a control signal for controlling the power control means so that the supply power in the first state is larger than the supply power in the second state when in the second state; And means for transmitting the generated control signal to the power control means.
Further, the present invention provides a plasma forming means for forming plasma, a plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means, a grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space, and a rotatable structure And a substrate holder tiltable with respect to the grid;
A position detection means for detecting a rotational position of the substrate when the substrate is held on the substrate holder; and a voltage control means for controlling a beam extraction voltage by controlling a voltage applied to the grid. A control device for controlling an ion beam etching apparatus provided with means for obtaining information on the rotational position from the position detection means, and when the substrate is diagonally opposite the grid, A state in which the grid is positioned on a first direction side parallel to the surface to be formed and parallel to the substrate surface is defined as a first state, and is perpendicular to the first direction and the substrate surface When the state where the grid is located on the second direction side parallel to the second state is the second state, the beam extraction voltage in the first state is the second state. And a means for generating a control signal for controlling the voltage control means and a means for transmitting the generated control signal to the voltage control means so as to be larger than the beam extraction voltage in And

本発明を用いることで、従来のIBEによって処理された素子に比べ、作製された素子間の特性のバラつきを低減させることが可能となる。   By using the present invention, it is possible to reduce variation in characteristics between manufactured devices as compared to devices processed by conventional IBE.

イオンビームエッチングを模式的に示した図である。It is the figure which showed ion beam etching typically. イオンビームの発散を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the divergence of an ion beam. イオンビーム入射量とイオンエネルギーの基板面内の分布を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the distribution in the substrate surface of ion beam incident amount and ion energy. イオンビーム入射量とイオンエネルギーの基板面内の分布を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the distribution in the substrate surface of ion beam incident amount and ion energy. イオンビーム入射方向と、イオンビームの入射量及びイオンエネルギーの関係を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the relationship between an ion beam incident direction, the incident amount of an ion beam, and ion energy. 本発明の一実施形態に係るイオンビームエッチング装置を示す図である。It is a figure which shows the ion beam etching apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る、グリッドと基板との位置関係および基板の位相を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the positional relationship of a grid and a board | substrate and the phase of a board | substrate based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るイオンビームエッチングにおける基板ホルダの回転速度の制御マップを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the control map of the rotational speed of the substrate holder in the ion beam etching which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のイオンビームエッチングによって基板を加工する様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a board | substrate is processed by the conventional ion beam etching. 従来のイオンビームエッチングによって加工された基板を示す図である。It is a figure which shows the board | substrate processed by the conventional ion beam etching. 従来のイオンビームエッチングによって加工された基板を示す図である。It is a figure which shows the board | substrate processed by the conventional ion beam etching. 本発明の一実施形態に係るイオンビームエッチングを用いる処理対象の一例としての磁気抵抗効果膜を示す図である。It is a figure which shows the magnetoresistive effect film | membrane as an example of the process target using the ion beam etching which concerns on one Embodiment of this invention. 磁気抵抗効果素子を示す図である。It is a figure which shows a magnetoresistive effect element. (a)は、本発明の一実施形態に係る、基板回転の回転速度を制御する場合の、連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図であり、(b)は、本発明の一実施形態に係る、基板回転の回転速度を制御する場合の、非連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図である。(A) is explanatory drawing about the case where a board | substrate (substrate holder) is rotated continuously in the case of controlling the rotational speed of board | substrate rotation based on one Embodiment of this invention, (b) is this invention. It is explanatory drawing about the case where a board | substrate (board | substrate holder) is rotated discontinuously when controlling the rotational speed of board | substrate rotation based on one Embodiment. 本発明の一実施形態に係る制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. (a)は、本発明の一実施形態に係る、プラズマ形成空間への投入電力を制御する場合の、連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図であり、(b)は、本発明の一実施形態に係る、プラズマ形成空間への投入電力を制御する場合の、非連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図である。(A) is explanatory drawing about the case where a board | substrate (substrate holder) is rotated continuously in the case of controlling the input electric power to the plasma formation space based on one Embodiment of this invention, (b), It is explanatory drawing about the case where a board | substrate (substrate holder) is rotated discontinuously when controlling the input electric power to the plasma formation space based on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るグリッドの構成及び機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure and function of a grid which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. (a)は、本発明の一実施形態に係る、グリッドへの印加電圧を制御する場合の、連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図であり、(b)は、本発明の一実施形態に係る、グリッドへの印加電圧を制御する場合の、非連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図である。(A) is explanatory drawing about the case where a board | substrate (board | substrate holder) is rotated continuously in the case of controlling the applied voltage to a grid based on one Embodiment of this invention, (b) is this invention. It is explanatory drawing about the case where a board | substrate (board | substrate holder) is rotated discontinuously when controlling the voltage applied to a grid based on one Embodiment.

(第1の実施形態)
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。なお、以下で説明する図面で、同機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略することもある。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments. In the drawings described below, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof may be omitted.

図6は本発明に係るイオンビームエッチング装置の概略図を示す。
イオンビームエッチング装置100は処理空間1とプラズマ形成空間2で構成されている。
プラズマ形成空間2にプラズマを形成するためのプラズマ形成手段として、ベルジャー4、ガス導入部5、ベルジャー4内に誘導磁界を発生するアンテナ6、アンテナ6に高周波電力(ソース電力)を供給する放電用電源12、放電用電源12とアンテナ6の間に設けられた整合器7、電磁コイル8が設置されており、処理空間1との境界にはグリッド9が設置されている。放電用電源12から供給された高周波電力がアンテナ6に供給され、ベルジャー4内部のプラズマ形成空間2にプラズマが形成されるようになっている。
処理空間1には排気ポンプ3が設置されている。また、処理空間1内には基板ホルダ10があり、基板11が載置されている。基板11は基板ホルダ10により固定される。基板11の固定手段としてESC電極を用いた静電吸着やクランプチャックなど種々の固定手段を用いることが可能である。
放電用ガスは、放電用ガスを溜めている不図示のボンベから、不図示の配管、不図示のバルブ、不図示の流量調整器を介して、ガス導入部5よりプラズマ形成空間2内に導入される。
プラズマ形成空間2にプラズマが形成された後、グリッド9に電圧を印加して、プラズマ形成空間2内のイオンをビームとして引き出す。引き出されたイオンビームは、ニュートラライザー13により電気的に中和されて、基板11に照射される。基板ホルダ10は、イオンビームに対して傾斜角度が変更可能となっており、また基板11をその面内方向に回転(自転)できる構造となっている。
FIG. 6 shows a schematic view of an ion beam etching apparatus according to the present invention.
The ion beam etching apparatus 100 includes a processing space 1 and a plasma formation space 2.
As plasma forming means for forming plasma in the plasma forming space 2, the bell jar 4, the gas introduction part 5, the antenna 6 that generates an induced magnetic field in the bell jar 4, and the discharge for supplying high-frequency power (source power) to the antenna 6 A matching unit 7 and an electromagnetic coil 8 provided between the power supply 12, the discharge power supply 12 and the antenna 6 are installed, and a grid 9 is installed at the boundary with the processing space 1. The high frequency power supplied from the discharge power supply 12 is supplied to the antenna 6, and plasma is formed in the plasma forming space 2 inside the bell jar 4.
An exhaust pump 3 is installed in the processing space 1. Further, there is a substrate holder 10 in the processing space 1, and a substrate 11 is placed thereon. The substrate 11 is fixed by the substrate holder 10. Various fixing means such as electrostatic chucking using an ESC electrode or a clamp chuck can be used as the fixing means for the substrate 11.
The discharge gas is introduced into the plasma formation space 2 from the gas introduction unit 5 through a pipe (not shown), a valve (not shown), and a flow rate regulator (not shown) from a cylinder (not shown) that stores the discharge gas. Is done.
After the plasma is formed in the plasma forming space 2, a voltage is applied to the grid 9 to extract ions in the plasma forming space 2 as a beam. The extracted ion beam is electrically neutralized by the neutralizer 13 and irradiated onto the substrate 11. The substrate holder 10 can change an inclination angle with respect to the ion beam, and has a structure capable of rotating (spinning) the substrate 11 in the in-plane direction.

基板ホルダ10には、位置検出手段としての位置センサ14が設けられており、基板11の回転位置を検出することができる。本実施形態では、位置センサ14として、ロータリーエンコーダを用いている。位置センサ14としては、上述のロータリーエンコーダのように回転する基板11の回転位置を検出できるものであればいずれの構成を用いても良い。   The substrate holder 10 is provided with a position sensor 14 as position detecting means, and can detect the rotational position of the substrate 11. In the present embodiment, a rotary encoder is used as the position sensor 14. As the position sensor 14, any configuration may be used as long as it can detect the rotational position of the rotating substrate 11 like the above-described rotary encoder.

なお、本実施形態では、位置センサ14等のセンサによって基板11や基板ホルダ10の回転位置を直接検出することによって基板ホルダ10に保持された基板11の回転位置を検出しているが、基板11の回転位置を検出できればいずれの構成を用いても良い。例えば、基板ホルダ10の回転速度や回転時間から計算により求めるなど、基板11の回転位置を間接的に求めても良い。   In the present embodiment, the rotational position of the substrate 11 held by the substrate holder 10 is detected by directly detecting the rotational position of the substrate 11 or the substrate holder 10 by a sensor such as the position sensor 14. Any configuration may be used as long as the rotation position can be detected. For example, the rotation position of the substrate 11 may be obtained indirectly, for example, by calculation from the rotation speed or rotation time of the substrate holder 10.

基板11は、基板ホルダ10の載置面上に水平状態を保って保持されている。基板11の材料としては、例えば、円板状のシリコンウェハを用いるが、これに限定されるものではない。   The substrate 11 is held on the mounting surface of the substrate holder 10 while maintaining a horizontal state. As a material of the substrate 11, for example, a disk-shaped silicon wafer is used, but is not limited thereto.

次に、図7を参照して、本実施形態のイオンビームエッチング装置100に備えられ、上述の各構成要素を制御する制御装置20について説明する。図7は本実施形態における制御装置を示すブロック図である。   Next, with reference to FIG. 7, the control device 20 provided in the ion beam etching apparatus 100 of the present embodiment and controlling the above-described components will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a control device in the present embodiment.

図7に示すように、本実施形態の制御装置20は、例えば、一般的なコンピュータと各種のドライバを備える。すなわち、制御装置20は、種々の演算、制御、判別などの処理動作を実行するCPU(不図示)と、このCPUによって実行される様々な制御プログラムなどを格納するROM(不図示)とを有する。また、制御装置20は、上記CPUの処理動作中のデータや入力データなどを一時的に格納するRAM、およびフラッシュメモリやSRAM等の不揮発性メモリなど(不図示)を有する。このような構成において、制御装置20は、上記ROMに格納された所定のプログラム又は上位装置の指令に従ってイオンビームエッチングを実行する。その指令に従って放電時間、放電電力、グリッドへの印加電圧、プロセス圧力、および基板ホルダ10の回転などの各種プロセス条件がコントロールされる。また、イオンビームエッチング装置100内の圧力を計測する圧力計(不図示)や、基板の回転位置を検出する位置検出手段としての位置センサ14などのセンサの出力値も取得可能であり、装置の状態に応じた制御も可能である。   As shown in FIG. 7, the control apparatus 20 of this embodiment is provided with a general computer and various drivers, for example. That is, the control device 20 includes a CPU (not shown) that executes processing operations such as various calculations, controls, and determinations, and a ROM (not shown) that stores various control programs executed by the CPU. . In addition, the control device 20 includes a RAM that temporarily stores data during the processing operation of the CPU, input data, and the like, and a nonvolatile memory such as a flash memory and an SRAM (not shown). In such a configuration, the control device 20 executes ion beam etching in accordance with a predetermined program stored in the ROM or a command from the host device. Various process conditions such as discharge time, discharge power, applied voltage to the grid, process pressure, and rotation of the substrate holder 10 are controlled according to the command. In addition, output values of sensors such as a pressure gauge (not shown) for measuring the pressure in the ion beam etching apparatus 100 and a position sensor 14 as a position detection means for detecting the rotation position of the substrate can be acquired. Control according to the state is also possible.

また、制御装置20は、位置センサ14の検出した回転位置に応じて、基板11の回転速度を制御する回転制御手段としてホルダ回転制御部21を備える。ホルダ回転制御部21は、目標速度算出部21aと、駆動信号生成部21bと、を備え、基板11の回転位置とグリッド9との位置関係に基づいて、基板の回転位置に応じて基板ホルダ10の回転部の回転を制御して基板11の回転速度を制御する機能を有する。制御装置20は、位置センサ14から、基板11の回転位置に関する情報を受信するように構成されている。制御装置20が上記回転位置に関する情報を受信すると、目標速度算出部21aは、基板11の回転位置を検知する位置センサ14から出力される基板11の現在の回転位置の値に基づいて、当該位置における目標回転速度を算出する。この目標回転速度の値は、例えば、基板11の回転位置と、目標回転速度との対応関係を予めマップとして保持しておくことで、演算可能である。駆動信号生成部21bは、目標速度算出部21aにより算出された目標回転速度に基づき、当該目標回転速度とするための駆動信号を生成し、回転駆動機構30に出力する。制御装置20は、駆動信号生成部21bにて生成された上記駆動信号を回転駆動機構30に送信するように構成されている。   Further, the control device 20 includes a holder rotation control unit 21 as a rotation control unit that controls the rotation speed of the substrate 11 according to the rotation position detected by the position sensor 14. The holder rotation control unit 21 includes a target speed calculation unit 21a and a drive signal generation unit 21b. Based on the positional relationship between the rotation position of the substrate 11 and the grid 9, the substrate holder 10 is changed according to the rotation position of the substrate. The function of controlling the rotation speed of the substrate 11 by controlling the rotation of the rotating part. The control device 20 is configured to receive information regarding the rotational position of the substrate 11 from the position sensor 14. When the control device 20 receives the information on the rotational position, the target speed calculation unit 21a determines the position based on the current rotational position value of the substrate 11 output from the position sensor 14 that detects the rotational position of the substrate 11. The target rotational speed at is calculated. The value of the target rotation speed can be calculated, for example, by holding the correspondence relationship between the rotation position of the substrate 11 and the target rotation speed as a map in advance. The drive signal generation unit 21 b generates a drive signal for setting the target rotation speed based on the target rotation speed calculated by the target speed calculation unit 21 a and outputs the drive signal to the rotation drive mechanism 30. The control device 20 is configured to transmit the drive signal generated by the drive signal generation unit 21 b to the rotation drive mechanism 30.

なお、図7の例では、回転駆動機構30は、基板ホルダ10を駆動するモータなどのホルダ回転駆動部31と、目標値と位置センサ14から出力される実値(回転位置や回転速度)との偏差に基づきホルダ回転駆動部31の操作値を決定するフィードバック制御部32と、を備え、サーボ機構により基板ホルダ10を駆動する。しかし、フィードバック制御は本発明の必須の構成ではなく、モータもDCモータ、ACモータのいずれであってもよい。回転駆動機構30は、制御装置20から受信した駆動信号に基づいて、ホルダ回転駆動部31を駆動し、基板ホルダ10を回転させる。   In the example of FIG. 7, the rotation drive mechanism 30 includes a holder rotation drive unit 31 such as a motor that drives the substrate holder 10, a target value, and an actual value (rotation position or rotation speed) output from the position sensor 14. And a feedback control unit 32 that determines an operation value of the holder rotation driving unit 31 based on the deviation of, and drives the substrate holder 10 by a servo mechanism. However, feedback control is not an essential component of the present invention, and the motor may be either a DC motor or an AC motor. The rotation drive mechanism 30 drives the holder rotation drive unit 31 based on the drive signal received from the control device 20 to rotate the substrate holder 10.

次に、本実施形態のイオンビームエッチング装置100の作用と、この装置を用いて実施するイオンビームエッチング方法について説明する。   Next, the operation of the ion beam etching apparatus 100 of this embodiment and the ion beam etching method performed using this apparatus will be described.

本実施形態に係るイオンビームエッチング装置100を用いたイオンビームエッチング方法は、まず、基板ホルダ10上に処理対象である基板11を設置する。基板11は、例えば、隣接する真空搬送チャンバ(不図示)に備えられたハンドリング・ロボットにより、ゲートバルブ(不図示)を通じて処理空間1内の基板ホルダ10上に運ばれる。   In the ion beam etching method using the ion beam etching apparatus 100 according to the present embodiment, first, the substrate 11 to be processed is placed on the substrate holder 10. The substrate 11 is carried onto the substrate holder 10 in the processing space 1 through a gate valve (not shown) by, for example, a handling robot provided in an adjacent vacuum transfer chamber (not shown).

次に、プラズマ形成空間2の内部にガス導入部5からAr等の放電用ガスを導入する。反応性イオンビームエッチングを行う場合には、プラズマ形成空間2の内部にアルコールガス、炭化水素ガス、酸化炭素ガス等を導入する。   Next, a discharge gas such as Ar is introduced into the plasma forming space 2 from the gas introduction part 5. When reactive ion beam etching is performed, alcohol gas, hydrocarbon gas, carbon oxide gas, or the like is introduced into the plasma forming space 2.

その後、放電用電源12から高周波電力を供給し、プラズマ形成空間2で放電を行う。そして、グリッド9に電圧を印加し、プラズマ形成空間2よりイオンを引き出してイオンビームを形成する。グリッド9により引き出されたイオンビームはニュートラライザー13により中和され、電気的に中性となる。中和されたイオンビームは基板ホルダ10上の基板11に照射され、イオンビームエッチングが行われる。   Thereafter, high frequency power is supplied from the discharge power source 12 to discharge in the plasma forming space 2. A voltage is applied to the grid 9 to extract ions from the plasma forming space 2 to form an ion beam. The ion beam extracted by the grid 9 is neutralized by the neutralizer 13 and becomes electrically neutral. The neutralized ion beam is applied to the substrate 11 on the substrate holder 10 to perform ion beam etching.

イオンビームエッチング中に、基板ホルダ10が回転して基板11の処理が行われる。そして、基板ホルダ10が回転中にグリッド9に対して斜向かいの状態において、位置センサ14が基板11の回転位置を検出する。該検出された回転位置に応じたホルダ回転制御部21の制御により、位置センサ14が検出した回転位置に応じて、基板11の回転速度を制御する。なお、本発明に斜向かいとは、基板ホルダ10とグリッド9が対向した状態で、さらに基板ホルダ10がグリッド9に対して傾斜した状態を指す。   During the ion beam etching, the substrate holder 10 is rotated and the substrate 11 is processed. Then, the position sensor 14 detects the rotational position of the substrate 11 in a state where the substrate holder 10 is obliquely opposed to the grid 9 while the substrate holder 10 is rotating. The rotation speed of the substrate 11 is controlled according to the rotation position detected by the position sensor 14 by the control of the holder rotation control unit 21 according to the detected rotation position. In the present invention, the diagonally opposite means a state in which the substrate holder 10 and the grid 9 face each other and the substrate holder 10 is further inclined with respect to the grid 9.

以下に、基板11の回転速度の制御についてさらに詳しく説明する。図8は、本実施形態のグリッド9と基板11の位置関係および基板11の位相を説明するための図である。また、図9は、HDD用の磁気ヘッドの読み出し部の加工を行う際の、本実施形態に係る装置を用いたイオンビームエッチング方法における基板の回転速度の制御マップを示す説明図である。   Hereinafter, the control of the rotation speed of the substrate 11 will be described in more detail. FIG. 8 is a diagram for explaining the positional relationship between the grid 9 and the substrate 11 and the phase of the substrate 11 according to this embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a control map of the rotation speed of the substrate in the ion beam etching method using the apparatus according to the present embodiment when processing the reading unit of the HDD magnetic head.

図8を用いて本実施形態におけるグリッド9と基板11の位置関係を説明する。基板11は回転可能な基板ホルダ10の上に載置され、イオンビームエッチング中に、基板ホルダ10がグリッド9と斜向かいとなるように傾斜させる。なお、本実施形態に係るイオンビームエッチング装置100におけるイオンビームエッチングは基板11とグリッド9が常に斜向かいの位置関係にある必要は無く、斜向かいの位置関係となるのがイオンビームエッチングプロセスの一部であったとしても適用可能である。
図8に示すように、基板の回転位相(回転角)θは、グリッド9に最も近い位置を90°、最も遠い位置を270°と定義し、回転角θが90°の位置から時計回りに90°回転した点を0°、該90°の位置から反時計回りに90°回転した点を180°と定義している。便宜的に基板回転の始点を、基板11のノッチまたはオリフラ15が180°の位置にある時としているが、これに限定するものではない。
The positional relationship between the grid 9 and the substrate 11 in this embodiment will be described with reference to FIG. The substrate 11 is placed on a rotatable substrate holder 10 and is tilted so that the substrate holder 10 is diagonally opposite to the grid 9 during ion beam etching. Note that the ion beam etching in the ion beam etching apparatus 100 according to the present embodiment does not always require the substrate 11 and the grid 9 to be in a diagonally-facing positional relationship. Even if it is a part, it is applicable.
As shown in FIG. 8, the rotation phase (rotation angle) θ of the substrate is defined as 90 ° closest to the grid 9 and 270 ° farthest, and clockwise from the position where the rotation angle θ is 90 °. A point rotated 90 ° is defined as 0 °, and a point rotated 90 ° counterclockwise from the 90 ° position is defined as 180 °. For convenience, the starting point of the substrate rotation is set when the notch or orientation flat 15 of the substrate 11 is at a position of 180 °, but is not limited thereto.

本実施形態に係る装置を用いたイオンビームエッチング方法の一例では、図8、図9、および下記式(1)に示すように、基板の回転位相θに対し、基板の回転速度yが正弦波となるように、回転速度を制御する。   In an example of the ion beam etching method using the apparatus according to the present embodiment, the rotational speed y of the substrate is a sine wave with respect to the rotational phase θ of the substrate, as shown in FIGS. The rotational speed is controlled so that

y=Asin(2(θ−α))+B ・・・(1)
A=a・B ・・・(2)
y = Asin (2 (θ−α)) + B (1)
A = a · B (2)

すなわち、本発明の回転制御手段としてのホルダ回転制御部21は、上記式(1)に基づいて、基板11の回転角θの2倍周期の正弦波関数として回転速度を算出する。ここで、Aは回転速度の振幅であり、式(2)に示すように、基準速度Bに変動率aを乗じたものである。αは位相差であり、変動率aと位相差αを変えることによって、基板面内のイオンビーム入射角毎のエッチング量及びテーパ角度の分布を最適化することができる。なお、基板の回転位相θの範囲は0°≦θ<360°である。   That is, the holder rotation control unit 21 as the rotation control means of the present invention calculates the rotation speed as a sine wave function having a cycle twice the rotation angle θ of the substrate 11 based on the above formula (1). Here, A is the amplitude of the rotational speed, and is obtained by multiplying the reference speed B by the variation rate a as shown in the equation (2). α is a phase difference, and the distribution of the etching amount and the taper angle for each ion beam incident angle within the substrate surface can be optimized by changing the fluctuation rate a and the phase difference α. The range of the rotation phase θ of the substrate is 0 ° ≦ θ <360 °.

図9の例では、基準速度Bを30rpmに設定し、変動率aを0.3とし、位相差αを45°とした時の基板回転位相θに対する基板回転速度yを示している。この場合、基板11のノッチまたはオリフラ15が0°および180°の位置にある時に基板回転数(回転速度)が最も遅くなり、90°および270°の位置にある時に最も速くなることを意味する。   In the example of FIG. 9, the substrate rotation speed y with respect to the substrate rotation phase θ when the reference speed B is set to 30 rpm, the variation rate a is 0.3, and the phase difference α is 45 ° is shown. In this case, when the notch or orientation flat 15 of the substrate 11 is at the positions of 0 ° and 180 °, the substrate rotation speed (rotational speed) is the slowest, and when it is at the positions of 90 ° and 270 °, it is the fastest. .

逆に基板11のノッチまたはオリフラ15が0°および180°の位置にある時に基板回転数が最も速くなり、90°および270°の位置にある時に最も遅くなるようにするためには、位相差αを−45°または135°に設定すれば良い。   Conversely, in order to make the substrate rotation speed the fastest when the notch or orientation flat 15 of the substrate 11 is at the positions of 0 ° and 180 °, and the slowest when it is at the positions of 90 ° and 270 °, the phase difference α may be set to −45 ° or 135 °.

ここで、回転速度を回転位相によって変化させることによる具体的な作用及び効果を、図10を用いて説明する。   Here, specific actions and effects obtained by changing the rotation speed according to the rotation phase will be described with reference to FIG.

図10において40はフォトレジスト、41はイオンビームエッチング対象物を表している。40はフォトレジストである必要は無く、イオンビームエッチングによって加工する際にマスクとして機能するものを用いることができる。
ここで図10の状態から台形のトレンチ構造をイオンビームエッチングによって形成する場合を考える。まず図9の比較例で示す条件で加工した場合の、イオンビームエッチング対象物の加工後の形状を図11に示す。本発明に係る課題でも述べたように、グリッド9と基板11の位置関係からエッチング量のイオンビーム入射角度依存、加工後のテーパ角度の分布が生じる。同様に課題において述べたとおり、これはグリッド9に近い点と遠い点でイオンビームの入射量やエネルギーが異なるからである。
In FIG. 10, reference numeral 40 represents a photoresist, and 41 represents an ion beam etching object. 40 does not need to be a photoresist, and can function as a mask when processed by ion beam etching.
Consider the case where a trapezoidal trench structure is formed by ion beam etching from the state of FIG. First, FIG. 11 shows the shape of an ion beam etching target object after processing under the conditions shown in the comparative example of FIG. As described in the problem related to the present invention, the etching amount depends on the ion beam incident angle and the distribution of the taper angle after processing is caused by the positional relationship between the grid 9 and the substrate 11. Similarly, as described in the problem, this is because the incident amount and energy of the ion beam differ between a point close to the grid 9 and a point far from the grid 9.

ここで図12に示すように、グリッド9と近い点において、グリッドと対向する面を41a、41aと対向する面を41bとする。遠い点では、グリッド9と対向する面を41d、41dと対向する面を41cとする。なお、180度回転させれば41aは41dの位置となり、41bは41cの位置となるので、41aと41dは等価であり、41bは41cと等価である。本実施形態は、この41a〜41dの各面とグリッド9が対向する時間を減少させることによって冒頭で述べた問題の解決を図っている。すなわち、41a〜41dとグリッド9が対向しているときは、基板の回転速度を早くすることで41a〜41dとグリッド9が対向している時間を短くし、41a〜41dとグリッド9が対向していないときは、基板の回転速度を遅くすることで41a〜41dとグリッド9が対向していない時間を長くしている。41a〜41dとグリッド9が対抗していない状態では、41a及び41b、41c及び41dに入射するイオンビーム量とエネルギーは等しくなる。また41a〜41dがグリッド9と対抗していないときに、41a〜41dに入射するイオンビームは、41a〜41dの面と平行に近い関係となるため、イオンビーム入射量がイオンビームの入射角に依存することによるテーパ角度への影響が小さくなる。また、41a〜41dがグリッド9と対向していないときに、41a〜41dの各面に入射したイオンビームの入射量及びエネルギーは基板を回転させることで平均化され均一となる。
なお、本発明においては、加工後の41a〜41dの側面において、エッチング量やテーパ角度の分布が通常よりも増すことになる。即ち本発明は、全ての方向において同等の高い均一性が求められる処理に適用するのでは無く、上述した例で示したような磁気ヘッドの読み出しセンサや磁気ヘッドの主磁極などのように、方向により求められる均一性が異なる対象物の加工に最も好適に適用される。
Here, as shown in FIG. 12, at a point close to the grid 9, the surface facing the grid is 41a, and the surface facing 41a is 41b. At a distant point, the surface facing the grid 9 is 41d, and the surface facing the 41d is 41c. If rotated by 180 degrees, 41a becomes the position 41d and 41b becomes the position 41c. Therefore, 41a and 41d are equivalent, and 41b is equivalent to 41c. In the present embodiment, the problem described at the beginning is solved by reducing the time during which the faces 9a to 41d and the grid 9 face each other. That is, when 41a-41d and the grid 9 are facing each other, the time during which the 41a-41d and the grid 9 are facing is shortened by increasing the rotation speed of the substrate, and 41a-41d and the grid 9 are facing each other. If not, the time during which the grids 9 are not opposed to each other is lengthened by slowing the rotation speed of the substrate. In a state where 41a to 41d and the grid 9 do not face each other, the amount of ion beam and energy incident on 41a and 41b, 41c and 41d are equal. Further, when 41a to 41d are not opposed to the grid 9, the ion beam incident on 41a to 41d is in a relationship close to parallel to the surfaces of 41a to 41d, so that the ion beam incident amount is equal to the incident angle of the ion beam. The influence on the taper angle due to the dependence is reduced. Further, when 41a to 41d are not opposed to the grid 9, the incident amount and energy of the ion beam incident on each surface of 41a to 41d are averaged and made uniform by rotating the substrate.
In the present invention, on the side surfaces 41a to 41d after processing, the distribution of the etching amount and the taper angle is increased more than usual. That is, the present invention is not applied to a process that requires the same high uniformity in all directions, but the direction of the magnetic head read sensor or the magnetic pole of the magnetic head as shown in the above example. Is most suitably applied to processing of objects having different uniformity.

本実施形態の作用効果を図12及び図9を用いてさらに具体的に説明する。図12で41a及び41bの均一性を向上させたい場合、41a及び41bとグリッド9が対向する時間を短くする。すなわち、図9において41aとグリッド9が対向する回転位相は90度(もしくは270度)、41bとグリッド9が対向する回転位相は270度(もしくは90度)となる。そして41a及び41bとグリッドが対向しない回転位相0度及び180度では回転速度を低下させてイオンビームエッチングを行う。なお、ここでは説明の便宜上、加工後の面である41a及び41bとグリッド9との関係を用いて説明したが、イオンビームエッチング開始前には上述したような面は当然ながら形成されていない。従ってイオンビームエッチングによって形成される面で、均一性が望まれる面と向かい合う時間を短くするように基板の回転速度の制御を行っていく。   The effect of this embodiment is demonstrated more concretely using FIG.12 and FIG.9. In order to improve the uniformity of 41a and 41b in FIG. 12, the time for 41a and 41b and the grid 9 to oppose is shortened. That is, in FIG. 9, the rotation phase at which 41a and the grid 9 face each other is 90 degrees (or 270 degrees), and the rotation phase at which 41b and the grid 9 face each other is 270 degrees (or 90 degrees). Then, the ion beam etching is performed by reducing the rotation speed at the rotation phases 0 degrees and 180 degrees where the grids 41a and 41b do not face each other. Here, for convenience of explanation, the description has been made using the relationship between the processed surfaces 41a and 41b and the grid 9, but the surface as described above is naturally not formed before the ion beam etching is started. Therefore, the rotation speed of the substrate is controlled so as to shorten the time of facing the surface where uniformity is desired on the surface formed by ion beam etching.

図9及び図12の例では、HDD用磁気ヘッドの読み出し部の加工を例に、41a及び41bや41c及び41dといった、一つの凸部において対向する2面を被処理面として説明した。しかし、仮に被処理面が1面だけだったとしても、本実施形態は適用可能である。すなわち、図12から分かるように41a及び41dではテーパ角度が異なっている。ここで、41a及び41dとグリッド9が対向する時間を短くしてエッチングを行うことで、図12に示されるようなテーパ角度の分布を低減することが可能となる。よって本実施形態の本質は、加工後に均一性が求められる被処理面とグリッド9が対向する時間を他の面がグリッド9と対向する時間よりも短くすることにある。なお、本発明において、「被処理面」とはイオンビームエッチングによって形成され、もしくは処理される面のうち、より均一性が望まれる面のことを指す。従って、上述した、HDD用磁気ヘッドの読み出し部の例では、41a及び41bを「被処理面」と呼び、説明している。   In the example of FIGS. 9 and 12, the processing of the reading unit of the HDD magnetic head has been described as an example, and two surfaces facing each other in one convex portion, such as 41a and 41b, 41c and 41d, have been described as processed surfaces. However, even if there is only one surface to be processed, this embodiment is applicable. That is, as can be seen from FIG. 12, the taper angles are different between 41a and 41d. Here, it is possible to reduce the taper angle distribution as shown in FIG. 12 by performing etching while shortening the time in which 41a and 41d and the grid 9 face each other. Therefore, the essence of the present embodiment is that the time for which the surface to be processed and the grid 9 that are required to be uniform after processing is opposed is shorter than the time for which the other surface is opposed to the grid 9. In the present invention, the “surface to be processed” refers to a surface that is formed by ion beam etching or that is desired to be more uniform among surfaces to be processed. Therefore, in the example of the reading unit of the HDD magnetic head described above, 41a and 41b are referred to as “surfaces to be processed” and are described.

本実施形態では、図9に示す制御マップを制御装置20が有するROM等のメモリに予め格納しておけば良い。このように、上記制御マップを予めメモリに格納しておくことによって、目標速度算出部21aは、位置センサ14から基板11の回転位置に関する情報を受信すると、上記メモリに格納された図9に示す制御マップを参照し、現在の基板11の回転角θに対応する回転速度を抽出し、目標回転速度を取得し、該取得された目標回転速度を駆動信号生成部21bに出力する。従って、回転角θが0度、180度といった41aや41bがグリッド9と対向しないとき(以下第1の状態ともいう)には基板11の回転速度を最も遅く制御でき、かつ回転角θが90度、270度といった41aや41bがグリッド9と対向するとき(以下第2の状態ともいう)には基板11の回転速度を最も速く制御することができる。   In the present embodiment, the control map shown in FIG. 9 may be stored in advance in a memory such as a ROM included in the control device 20. Thus, by storing the control map in the memory in advance, when the target speed calculation unit 21a receives information on the rotational position of the substrate 11 from the position sensor 14, it is shown in FIG. 9 stored in the memory. Referring to the control map, the rotation speed corresponding to the current rotation angle θ of the substrate 11 is extracted, the target rotation speed is acquired, and the acquired target rotation speed is output to the drive signal generation unit 21b. Therefore, when the rotation angle θ is 0 degree or 180 degrees and 41a and 41b do not face the grid 9 (hereinafter also referred to as the first state), the rotation speed of the substrate 11 can be controlled to be the slowest and the rotation angle θ is 90. When 41a and 41b such as 270 degrees and 270 degrees face the grid 9 (hereinafter also referred to as a second state), the rotation speed of the substrate 11 can be controlled most quickly.

なお、本発明において、「被処理面」とは、イオンビームエッチングが施される全ての面もしくはイオンビームエッチによって形成される全ての面を指すのではなく、イオンビームエッチングにおいて形成される面のうち、特に均一性及び対称性が望まれる面を指すものとする。   In the present invention, the “surface to be processed” does not indicate all surfaces subjected to ion beam etching or all surfaces formed by ion beam etching, but includes surfaces formed by ion beam etching. Of these, a surface where uniformity and symmetry are particularly desired is pointed out.

また、本発明において、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ基板の面内方向に平行である方向を、第1の方向とする。さらに、第1の方向と垂直であり且つ基板面内に平行である方向を、第2の方向とする。すなわち、基板ホルダ10がグリッド9と斜向かいの位置にある場合に、第1の方向側にグリッド9が位置する状態が第1の状態となり、第2の方向側にグリッド9が位置する状態が第2の状態となる。   In the present invention, the first direction is a direction parallel to the surface to be processed formed by ion beam etching and parallel to the in-plane direction of the substrate. Furthermore, a direction perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is defined as a second direction. That is, when the substrate holder 10 is diagonally opposite the grid 9, the state in which the grid 9 is located on the first direction side is the first state, and the state in which the grid 9 is located on the second direction side is the state. The second state is entered.

このように、本実施形態で重要なことは、41aと41bとにおける形状のバラツキの原因となる第2の状態でのイオンビームエッチングよりも、第1の状態でのイオンビームエッチングを支配的にすることである。従って、ホルダ回転制御部21が、第2の状態における基板11の回転速度を、第1の状態における基板11の回転速度よりも大きくなるように基板ホルダ10の回転を制御しさえすれば、第1の状態でのエッチングを第2の状態でのエッチングよりも支配的にすることができ、本発明の効果を得ることができる。言い換えると、第1の方向からのイオンビームの入射成分を、第2の方向からのイオンビームの入射成分よりも多くすることで、本発明の効果を得ることができる。   As described above, what is important in this embodiment is that the ion beam etching in the first state is dominant over the ion beam etching in the second state, which causes variations in the shapes of 41a and 41b. It is to be. Therefore, as long as the holder rotation control unit 21 controls the rotation of the substrate holder 10 so that the rotation speed of the substrate 11 in the second state is larger than the rotation speed of the substrate 11 in the first state, the first rotation is performed. Etching in the first state can be made more dominant than etching in the second state, and the effects of the present invention can be obtained. In other words, the effect of the present invention can be obtained by making the incident component of the ion beam from the first direction larger than the incident component of the ion beam from the second direction.

なお、上述においては、基板11に形成された凹凸構造としてトレンチ構造について説明したが、本発明は他の凹凸構造の形成、例えば磁気ヘッドの主磁極の形成などに対しても有効である。   In the above description, the trench structure has been described as the concavo-convex structure formed on the substrate 11, but the present invention is also effective for the formation of other concavo-convex structures, for example, the formation of the main pole of the magnetic head.

(実施例1)
図13はハードディスクドライブ(HDD)用磁気ヘッドに用いられるTMR素子を形成するための磁気抵抗効果膜50を示す説明図である。ここで、TMR素子とは、磁気効果素子(TMR(Tunneling Magneto resistance:トンネル磁気抵抗効果)素子)である。
Example 1
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a magnetoresistive film 50 for forming a TMR element used in a magnetic head for a hard disk drive (HDD). Here, the TMR element is a magnetic effect element (TMR (Tunneling Magnetoresistance) element).

図13に示すように、磁気抵抗効果膜50の基本層構成は、磁化固定層、トンネルバリア層及び磁化自由層を有する磁気トンネルジャンクション部分(MTJ部分)を含む。例えば、磁化固定層は強磁性材料、トンネルバリア層は金属酸化物(酸化マグネシウム、アルミナなど)絶縁材料、および磁化自由層は強磁性材料からなっている。上記磁気抵抗効果膜50は、基板11上に形成された下部電極上に形成されている。   As shown in FIG. 13, the basic layer configuration of the magnetoresistive film 50 includes a magnetic tunnel junction portion (MTJ portion) having a magnetization fixed layer, a tunnel barrier layer, and a magnetization free layer. For example, the magnetization fixed layer is made of a ferromagnetic material, the tunnel barrier layer is made of a metal oxide (magnesium oxide, alumina, etc.) insulating material, and the magnetization free layer is made of a ferromagnetic material. The magnetoresistive film 50 is formed on the lower electrode formed on the substrate 11.

磁気抵抗効果膜50は、イオンビームエッチングにより加工され図14に示されるようなTMR素子51が形成される。その後、スパッタリングなどの成膜方法によって側壁面に絶縁膜52、下部金属膜53、磁性膜54、上部金属膜55が成膜される。この時、TMR素子の側壁のテーパ角度や形状は両側壁面で均一であることが望ましく、さらに基板面上の全面に規則配列したTMR素子間においてもそのテーパ角度や形状が均一及び対称であることが望ましい。そこで本実施形態のイオンビームエッチング装置およびイオンビームエッチング方法を用いることによって前述の形状の均一性及び対称性を向上させることができる。   The magnetoresistive film 50 is processed by ion beam etching to form a TMR element 51 as shown in FIG. Thereafter, an insulating film 52, a lower metal film 53, a magnetic film 54, and an upper metal film 55 are formed on the sidewall surface by a film forming method such as sputtering. At this time, the taper angle and shape of the sidewall of the TMR element are desirably uniform on both side walls, and the taper angle and shape are uniform and symmetrical between the TMR elements regularly arranged on the entire surface of the substrate surface. Is desirable. Therefore, the uniformity and symmetry of the shape can be improved by using the ion beam etching apparatus and the ion beam etching method of the present embodiment.

(第2の実施形態)
上述のように、第1の実施形態では、グリッド9から基板11に対するイオンビームの入射量を一定に保ちつつ、基板ホルダ10の回転速度を、第1の状態と第2の状態とで異なるように制御しているが、該基板ホルダ10の回転方式を、連続回転としても良いし、非連続パルス回転としても良い。本実施形態では、該非連続パルス回転の形態について説明する。
(Second Embodiment)
As described above, in the first embodiment, the rotational speed of the substrate holder 10 is different between the first state and the second state while keeping the incident amount of the ion beam from the grid 9 to the substrate 11 constant. However, the rotation method of the substrate holder 10 may be continuous rotation or non-continuous pulse rotation. In the present embodiment, the form of the non-continuous pulse rotation will be described.

図15(a)は、第1の実施形態に係る、連続で基板ホルダ10を回転する場合について、基板ホルダ10の回転速度を制御する場合の説明図であり、図15(b)は、本実施形態に係る、非連続で基板ホルダ10を回転する場合について、基板回転の回転停止時間を制御する場合の説明図である。   FIG. 15A is an explanatory diagram for controlling the rotation speed of the substrate holder 10 in the case where the substrate holder 10 is continuously rotated according to the first embodiment, and FIG. It is explanatory drawing in the case of controlling the rotation stop time of a substrate rotation about the case where the substrate holder 10 is rotated discontinuously according to the embodiment.

基板ホルダ10の回転を連続的に行う場合は、ホルダ回転制御部21は、図15(a)に示すように、式(1)に従って基板11が一回転(1周期)する間に該基板11の回転速度を2周期変調させるように、基板11の回転速度(角速度ω)を連続的に変化させるように駆動信号を生成する。すなわち、ホルダ回転制御部21は、基板11が連続的に回転するように基板ホルダ10の回転を制御する。なお、図15(a)において、fは、グリッド9からのイオンビームの基準照射量であり、ωは基準角速度である。 When the substrate holder 10 is continuously rotated, as shown in FIG. 15 (a), the holder rotation control unit 21 rotates the substrate 11 during one rotation (one cycle) according to the equation (1). The drive signal is generated so as to continuously change the rotation speed (angular speed ω) of the substrate 11 so that the rotation speed of the substrate 11 is modulated for two periods. That is, the holder rotation control unit 21 controls the rotation of the substrate holder 10 so that the substrate 11 rotates continuously. In FIG. 15A, f 0 is the reference dose of the ion beam from the grid 9, and ω 0 is the reference angular velocity.

一方、基板11(基板ホルダ10)の回転を非連続的(クロック状)に行う場合は、ホルダ回転制御部21は、回転停止時間sを図15(b)に示すように制御する。すなわち、ホルダ回転制御部21は、例えば、基板11が所定の複数の回転角でその回転を停止し、それ以外の回転角では一定の角速度(回転速度)で基板ホルダ10の回転部が回転するように該基板ホルダ10の回転を制御する。このような制御により、基板11が非連続的に回転するように基板11の回転速度は制御される。なお、基板ホルダ10の回転部の回転速度は上述のように一定であって良いし、変化させても良い。ここで、縦軸に回転速度(角速度ω)を、横軸に時間tをとる場合の、角速度が0になっている時間を、“回転停止時間s”と呼ぶことにする。すなわち、回転停止時間sとは、基板ホルダ10を非連続に回転させる場合の、基板ホルダ10の回転を停止している時間を指す。sは、基準回転停止時間である。 On the other hand, when the substrate 11 (substrate holder 10) is rotated discontinuously (clockwise), the holder rotation control unit 21 controls the rotation stop time s as shown in FIG. That is, for example, the holder rotation control unit 21 stops the rotation of the substrate 11 at a predetermined plurality of rotation angles, and the rotation unit of the substrate holder 10 rotates at a constant angular velocity (rotation speed) at other rotation angles. Thus, the rotation of the substrate holder 10 is controlled. By such control, the rotation speed of the substrate 11 is controlled so that the substrate 11 rotates discontinuously. The rotational speed of the rotating part of the substrate holder 10 may be constant as described above or may be changed. Here, the time when the angular velocity is 0 when the rotational speed (angular velocity ω) is taken on the vertical axis and the time t is taken on the horizontal axis is called “rotation stop time s”. That is, the rotation stop time s indicates a time during which the rotation of the substrate holder 10 is stopped when the substrate holder 10 is rotated discontinuously. s 0 is the reference rotation stop time.

本実施形態では、第1の実施形態における、面41a及び41bがグリッド9と対向する時間を短くし、41a及び41bがグリッドと対向しない時間を長くすることが本質である。このようにすることで、41a及び41bのテーパ角度の基板面内の均一性を向上させることが可能となる。上述のように、本実施形態では、基板11(基板ホルダ10)を一回転させる間に、第1の状態と第2の状態とは2回ずつ現れる。よって、基板11(基板ホルダ10)を1回転(1周期)する間に、基板11(基板ホルダ10)の停止時間を正弦的に2周期変調させることによって、第1の状態と第2の状態の時間をそれぞれ変化させている。   In the present embodiment, it is essential to shorten the time in which the surfaces 41a and 41b face the grid 9 and lengthen the time in which the surfaces 41a and 41b do not face the grid in the first embodiment. By doing in this way, it becomes possible to improve the uniformity in the substrate surface of the taper angle of 41a and 41b. As described above, in the present embodiment, the first state and the second state appear twice each time the substrate 11 (substrate holder 10) is rotated once. Therefore, the first state and the second state are obtained by modulating the stop time of the substrate 11 (substrate holder 10) sinusoidally two cycles while the substrate 11 (substrate holder 10) rotates once (one cycle). The time of each is changed.

(第3の実施形態)
第1及び第2の実施形態では、基板ホルダ10の回転速度を制御する形態について説明したが、本実施形態では、放電用電源12からプラズマ形成手段への供給電力を制御することによって、基板へのイオンビームの入射量を制御し、凹凸構造における被処理面間の形状の均一性及び対称性の向上を図る。すなわち、イオンビームエッチングにおいて、イオンビームの照射量はプラズマ形成空間2において形成されるプラズマのプラズマ密度と関係するため、プラズマ形成手段への供給電力を変化させることで、プラズマ形成空間2のプラズマ密度を変化させることが可能となる。これにより基板11の角度位相に応じてイオンビームの照射量を変化させることができる。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments, the form of controlling the rotation speed of the substrate holder 10 has been described. In this embodiment, the power supplied from the discharge power supply 12 to the plasma forming means is controlled to the substrate. The amount of incident ion beam is controlled to improve the uniformity and symmetry of the shape between the surfaces to be processed in the concavo-convex structure. That is, in ion beam etching, the ion beam irradiation amount is related to the plasma density of the plasma formed in the plasma forming space 2, so that the plasma density in the plasma forming space 2 can be changed by changing the power supplied to the plasma forming means. Can be changed. Thereby, the ion beam irradiation amount can be changed in accordance with the angular phase of the substrate 11.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、基板ホルダ10が回転する場合において、加工後に均一性が求められる面とグリッド9が対向する状態でのエッチング量を相対的に少なくすることが大きな特徴である。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the substrate holder 10 rotates, the etching amount in a state where the grid 9 faces the surface where uniformity is required after processing is relatively reduced. Is a big feature.

図16は、本実施形態に係る制御装置20のブロック図である。本実施形態では、制御装置20は、位置センサ14の検出した回転位置に応じて、プラズマ形成手段へのパワー(電力)を制御する電力制御手段としてのパワー制御部60を備える。パワー制御部60は、目標パワー算出部60aと、出力信号生成部60bと、を備え、基板11の回転位置とグリッド9との位置関係に基づいて、プラズマ形成手段へのパワー(電力)を制御する機能を有する。   FIG. 16 is a block diagram of the control device 20 according to the present embodiment. In the present embodiment, the control device 20 includes a power control unit 60 as a power control unit that controls the power (power) to the plasma forming unit in accordance with the rotational position detected by the position sensor 14. The power control unit 60 includes a target power calculation unit 60a and an output signal generation unit 60b, and controls the power (power) to the plasma forming unit based on the positional relationship between the rotation position of the substrate 11 and the grid 9. It has the function to do.

制御装置20は、位置センサ14から、基板ホルダ10の回転位置に関する情報を受信するように構成されている。制御装置20が上記回転位置に関する情報を受信すると、目標パワー算出部60aは、基板ホルダ10の回転位置を検知する位置センサ14から入力する基板ホルダ10の現在の回転位置の値に基づいて、当該位置における目標パワー(目標電力)を算出する。この目標パワーの値は、例えば、基板ホルダ10の回転位置と、目標パワーと、の対応関係を予めマップとして制御装置20が備えるメモリ等に保持しておくことで、演算可能である。出力信号生成部60bは、目標パワー算出部60aにより算出された目標パワーに基づき、当該目標パワーとするための出力信号を生成し、電源12に出力する。制御装置20は、出力信号生成部60bにて生成された上記出力信号を電源12に送信するように構成されている。   The control device 20 is configured to receive information regarding the rotational position of the substrate holder 10 from the position sensor 14. When the control device 20 receives the information on the rotational position, the target power calculation unit 60a is configured based on the current rotational position value of the substrate holder 10 input from the position sensor 14 that detects the rotational position of the substrate holder 10. The target power (target power) at the position is calculated. The value of the target power can be calculated, for example, by holding the correspondence between the rotation position of the substrate holder 10 and the target power in advance in a memory or the like provided in the control device 20 as a map. Based on the target power calculated by the target power calculation unit 60 a, the output signal generation unit 60 b generates an output signal for setting the target power and outputs the output signal to the power supply 12. The control device 20 is configured to transmit the output signal generated by the output signal generation unit 60 b to the power supply 12.

なお、図16の例では、電源12は、プラズマ形成手段に電力を供給するパワー出力部12aと、目標値と位置センサ14から出力される実値(回転位置や回転速度)との偏差に基づきパワー出力部12aの操作値を決定するフィードバック制御部12bと、を備える。しかし、フィードバック制御は本発明の必須の構成ではない。   In the example of FIG. 16, the power source 12 is based on the deviation between the power output unit 12 a that supplies power to the plasma forming unit and the actual value (rotation position or rotation speed) output from the target value and the position sensor 14. A feedback control unit 12b that determines an operation value of the power output unit 12a. However, feedback control is not an essential configuration of the present invention.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、基板ホルダの回転方式は、連続回転であっても良いし、非連続パルス回転であっても良い。   Also in this embodiment, as in the first embodiment, the rotation method of the substrate holder may be continuous rotation or non-continuous pulse rotation.

図17(a)は、本実施形態に係る、プラズマ形成手段への供給電力を制御する場合の、連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図であり、図17(b)は、本実施形態に係る、プラズマ形成手段への供給電力を制御する場合の、非連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図である。   FIG. 17A is an explanatory diagram of a case where the substrate (substrate holder) is continuously rotated when the power supplied to the plasma forming means is controlled according to the present embodiment, and FIG. It is explanatory drawing about the case where a board | substrate (board | substrate holder) is rotated discontinuously when controlling the electric power supplied to the plasma formation means based on this embodiment.

本実施形態では、パワー制御部60は、式(1)と同様の2倍周期正弦波関数を用いて、基板11の回転角θに応じた放電用パワーを算出することができる。すなわち、パワー制御部60は、基板11(基板ホルダ10)が1回転(1周期)する間に、プラズマ形成手段への供給電力を2周期変調させるように出力信号を生成する。この時、プラズマ形成手段への供給電力は滑らかに連続的に変化させても良いし、幅を持たせて段階的に変化させても良い。パワー制御部60は、図15(a)、(b)に示すように、第1の状態である回転角θ=0°、180°のときに供給されるパワー(電力)を最大値にすることにより、基板11へのイオンビーム入射量が最大になり、第2の状態である回転角θ=90°、270°のときに上記パワーを最小値にすることにより、基板11へのイオンビーム入射量が最小になるように、放電用電源12を制御すれば良い。   In the present embodiment, the power control unit 60 can calculate the discharge power corresponding to the rotation angle θ of the substrate 11 using a double period sine wave function similar to the equation (1). That is, the power control unit 60 generates an output signal so as to modulate the power supplied to the plasma forming unit for two periods while the substrate 11 (substrate holder 10) rotates once (one period). At this time, the power supplied to the plasma forming means may be changed smoothly and continuously, or may be changed stepwise with a width. As shown in FIGS. 15A and 15B, the power control unit 60 maximizes the power (power) supplied when the rotation angle θ = 0 ° and 180 °, which is the first state. As a result, the amount of ion beam incident on the substrate 11 is maximized, and when the rotation angle θ = 90 °, 270 °, which is the second state, the above power is minimized, so that the ion beam on the substrate 11 is reduced. The discharge power source 12 may be controlled so that the incident amount is minimized.

このように本実施形態では、パワー制御部60は、第1の状態におけるプラズマ形成手段への供給電力を、第2の状態におけるプラズマ形成手段への供給電力よりも大きくなるように、放電用電源12を制御する。   As described above, in the present embodiment, the power control unit 60 uses the discharge power source so that the power supplied to the plasma forming unit in the first state is larger than the power supplied to the plasma forming unit in the second state. 12 is controlled.

(第4の実施形態)
第3の実施形態では、プラズマ形成手段への供給電力を制御することによって被処理面の均一性を向上させる方法について述べたが、本実施形態ではビーム引き出し電圧を変化させることで、被処理面間のテーパ角度の均一性向上を図る。イオンビームエッチングでは、プラズマ形成空間2においてプラズマが形成された後にグリッドに印加された電圧によって、プラズマ形成空間2のイオンが引き出されてビームが形成される。ここでプラズマ形成空間2から引き出されたイオンビームのエネルギーはビーム引き出し電圧に依存するため、該電圧を基板の回転位相に併せて変化させることで加工後の被処理面の均一性向上を図る。
(Fourth embodiment)
In the third embodiment, the method for improving the uniformity of the surface to be processed by controlling the power supplied to the plasma forming unit has been described. In the present embodiment, the surface to be processed is changed by changing the beam extraction voltage. The uniformity of the taper angle is improved. In ion beam etching, after plasma is formed in the plasma forming space 2, ions are extracted from the plasma forming space 2 by a voltage applied to the grid to form a beam. Here, since the energy of the ion beam extracted from the plasma forming space 2 depends on the beam extraction voltage, the uniformity of the processed surface after processing is improved by changing the voltage in accordance with the rotation phase of the substrate.

図18に、図6におけるグリッド9を拡大した様子を示す。図18を用いて本実施形態におけるビーム引き出し電圧について説明する。   FIG. 18 shows an enlarged view of the grid 9 in FIG. The beam extraction voltage in this embodiment will be described with reference to FIG.

図18の上側はプラズマ形成空間2であり、下側が処理空間1となっている。
グリッド9は、プラズマ形成空間2側から、第1電極70、第2電極71、第3電極72によって構成されている。図18は、電極によって、プラズマ形成空間2に生成されたプラズマからイオンを引き出して、イオンビームを形成している様子を表している。
第1電極70は第1電極用電源73により正の電圧が印加される。
第2電極71は第2電極用電源74により負の電圧が印加される。第1電極70に正の電圧が印加されるため、第1電極70との電位差によって、イオンが加速される。
第3電極72は、アース電極とも呼ばれ接地されている。第2電極71と第3電極72との電位差を制御することにより、静電レンズ効果を用いてイオンビームのイオンビーム径を所定の数値範囲内に制御することができる。
本実施形態においては、通常基板ホルダ及び第3電極は接地電位となっている。このため、イオンビームのエネルギーは第1電極に印加された正の電圧によって決定される。従って、本実施形態においては、第1電極に印加された電圧がビーム引き出し電圧となる。以下、この第1電極に印加された電圧を変化させることによって、ビーム引き出し電圧を変化させた場合の実施の形態を説明する。
The upper side of FIG. 18 is the plasma forming space 2, and the lower side is the processing space 1.
The grid 9 includes a first electrode 70, a second electrode 71, and a third electrode 72 from the plasma formation space 2 side. FIG. 18 shows a state in which ions are extracted from the plasma generated in the plasma formation space 2 by the electrodes to form an ion beam.
A positive voltage is applied to the first electrode 70 by a first electrode power source 73.
A negative voltage is applied to the second electrode 71 by the second electrode power source 74. Since a positive voltage is applied to the first electrode 70, ions are accelerated by a potential difference from the first electrode 70.
The third electrode 72 is also called a ground electrode and is grounded. By controlling the potential difference between the second electrode 71 and the third electrode 72, the ion beam diameter of the ion beam can be controlled within a predetermined numerical range using the electrostatic lens effect.
In the present embodiment, the substrate holder and the third electrode are normally at ground potential. For this reason, the energy of the ion beam is determined by the positive voltage applied to the first electrode. Therefore, in this embodiment, the voltage applied to the first electrode is the beam extraction voltage. Hereinafter, an embodiment in which the beam extraction voltage is changed by changing the voltage applied to the first electrode will be described.

本実施形態においても、いずれの実施形態と同様に、基板ホルダ10が回転する場合において、イオンビームエッチングにより形成される面のうち、均一性が求められる面とグリッド9が対向する状態でのエッチング量を相対的に少なくすることが大きな特徴である。   Also in this embodiment, as in any of the embodiments, when the substrate holder 10 rotates, the etching is performed in a state in which the grid 9 is opposed to the surface required to be uniform among the surfaces formed by ion beam etching. A major feature is to relatively reduce the amount.

図19は、本実施形態に係る制御装置20のブロック図である。本実施形態では、制御装置20は、位置センサ14の検出した回転位置に応じて、第1電極70に印加する電圧(ビーム引き出し電圧)を制御する電圧制御手段としての印加電圧制御部80を備える。印加電圧制御部80は、目標電圧算出部80aと、出力信号生成部80bと、を備え、基板11の回転位相とグリッド9との位置関係に基づいて、第1電極70への印加電圧を制御する機能を有する。   FIG. 19 is a block diagram of the control device 20 according to the present embodiment. In the present embodiment, the control device 20 includes an applied voltage control unit 80 as voltage control means for controlling the voltage (beam extraction voltage) applied to the first electrode 70 in accordance with the rotational position detected by the position sensor 14. . The applied voltage control unit 80 includes a target voltage calculation unit 80 a and an output signal generation unit 80 b, and controls the voltage applied to the first electrode 70 based on the positional relationship between the rotation phase of the substrate 11 and the grid 9. Has the function of

制御装置20は、位置センサ14から、基板ホルダ10の回転位置に関する情報を受信するように構成されている。制御装置20が上記回転位置に関する情報を受信すると、目標電圧算出部80aは、基板ホルダ10の回転位相を検知する位置センサ14から入力する基板ホルダ10の現在の回転位相の値に基づいて、当該位置における目標電圧を算出する。この目標電圧の値は、例えば、基板ホルダ10の回転位置と、目標電圧と、の対応関係を予めマップとして制御装置20が備えるメモリ等に保持しておくことで、演算可能である。出力信号生成部80bは、目標電圧算出部80aにより算出された目標パワーに基づき、当該目標電圧とするための出力信号を生成し、第1電極用電源73に出力する。制御装置20は、出力信号生成部80bにて生成された上記出力信号を第1電極用電源73に送信するように構成されている。   The control device 20 is configured to receive information regarding the rotational position of the substrate holder 10 from the position sensor 14. When the control device 20 receives the information on the rotational position, the target voltage calculation unit 80a is configured based on the current rotational phase value of the substrate holder 10 input from the position sensor 14 that detects the rotational phase of the substrate holder 10. Calculate the target voltage at the position. The value of the target voltage can be calculated, for example, by storing the correspondence between the rotation position of the substrate holder 10 and the target voltage in advance in a memory or the like provided in the control device 20 as a map. Based on the target power calculated by the target voltage calculation unit 80a, the output signal generation unit 80b generates an output signal for setting the target voltage, and outputs the output signal to the first electrode power source 73. The control device 20 is configured to transmit the output signal generated by the output signal generation unit 80 b to the first electrode power source 73.

なお、図19の例では、第1電極用電源73は、第1電極70に電圧を印加する印加電圧出力部73aと、目標値と位置センサ14から出力される実値(回転位置や回転速度)との偏差に基づき印加電圧出力部73aの操作値を決定するフィードバック制御部73bと、を備える。しかし、フィードバック制御は本発明の必須の構成ではない。   In the example of FIG. 19, the first electrode power source 73 includes an applied voltage output unit 73 a that applies a voltage to the first electrode 70, a target value, and an actual value (rotation position or rotation speed) output from the position sensor 14. ) And a feedback control unit 73b that determines an operation value of the applied voltage output unit 73a. However, feedback control is not an essential configuration of the present invention.

本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、基板ホルダの回転方式は、連続回転であっても良いし、第2の実施形態と同様に、非連続パルス回転であっても良い。   Also in this embodiment, the rotation method of the substrate holder may be continuous rotation as in the first embodiment, or may be non-continuous pulse rotation as in the second embodiment.

図20(a)は、本実施形態に係る、ビーム引き出し電圧(すなわち、第1電極70への印加電圧)を制御する場合の、連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図であり、図20(b)は、本実施形態に係る、グリッド9への印加電圧を制御する場合の、非連続で基板(基板ホルダ)を回転する場合についての説明図である。   FIG. 20A is an explanatory diagram of a case where the substrate (substrate holder) is continuously rotated when the beam extraction voltage (that is, the voltage applied to the first electrode 70) is controlled according to the present embodiment. FIG. 20B is an explanatory diagram of the case where the substrate (substrate holder) is rotated discontinuously when the voltage applied to the grid 9 is controlled according to the present embodiment.

本実施形態では、印加電圧制御部80は、式(1)と同様の2倍周期正弦波関数を用いて、基板11の回転角θに応じた印加電圧を算出することができる。すなわち、印加電圧制御部80は、基板11(基板ホルダ10)が1回転(1周期)する間に、ビーム引き出し電圧を2周期変調させるように出力信号を生成する。この時、ビーム引き出し電圧は滑らかに連続的に変化させても良いし、幅を持たせて段階的に変化させても良い。例えば、印加電圧制御部80は、図20(b)に示すように、第1の状態である回転角θ=0°、180°のときに第1電極70へ印加される電圧を最大値にすることによりイオンビームエネルギーが最大になり、第2の状態である回転角θ=90°、270°のときに電圧を最小値にすることによりイオンビームエネルギーが最小になるように、第1電極用電源73を制御すれば良い。   In the present embodiment, the applied voltage control unit 80 can calculate the applied voltage according to the rotation angle θ of the substrate 11 using a double-period sine wave function similar to Equation (1). That is, the applied voltage control unit 80 generates an output signal so as to modulate the beam extraction voltage for two cycles while the substrate 11 (substrate holder 10) rotates once (one cycle). At this time, the beam extraction voltage may be changed smoothly and continuously, or may be changed stepwise with a width. For example, as shown in FIG. 20B, the applied voltage control unit 80 maximizes the voltage applied to the first electrode 70 when the rotation angle θ = 0 °, 180 °, which is the first state. In this case, the ion beam energy is maximized, and the first electrode is configured such that the ion beam energy is minimized by minimizing the voltage when the rotation angle θ = 90 °, 270 °, which is the second state. The power source 73 may be controlled.

このように本実施形態では、電圧印加制御部80は、第1の状態にビーム引き出し電圧を、第2の状態におけるビーム引き出し電圧よりも大きくなるように、第1電極用電源73を制御して、ビーム引き出し電圧を制御する。   As described above, in this embodiment, the voltage application control unit 80 controls the first electrode power source 73 so that the beam extraction voltage in the first state is larger than the beam extraction voltage in the second state. Control the beam extraction voltage.

本実施形態においては、第1電極に印加する電圧を変化させることでビーム引き出し電圧を変化させたが、他の方法でビーム引き出し電圧を変化させても良い。例えば第3電極を第1電極より低い正の電圧を印加し、第3電極に印加する電圧を変化させることでビーム引き出し電圧を変化させても良い。また基板ホルダに印加する電圧を変化させることで、基板にイオンビームが入射する際のエネルギーを変化させても良い。
また、本実施形態において、グリッド9は必ず3枚の電極から構成されている必要は無い。これは、上述したように本実施形態の本質は、イオンビームのエネルギーを、基板の回転位相に応じて変化させることにあるからである。
In this embodiment, the beam extraction voltage is changed by changing the voltage applied to the first electrode. However, the beam extraction voltage may be changed by other methods. For example, the beam extraction voltage may be changed by applying a positive voltage lower than that of the first electrode to the third electrode and changing the voltage applied to the third electrode. Further, the energy applied when the ion beam enters the substrate may be changed by changing the voltage applied to the substrate holder.
In the present embodiment, the grid 9 does not necessarily need to be composed of three electrodes. This is because, as described above, the essence of the present embodiment is to change the energy of the ion beam in accordance with the rotation phase of the substrate.

以上の本発明の一実施形態では、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 In the embodiment of the present invention described above, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の一実施形態は、例示したHDD用磁気ヘッドのみならず、HDD用磁気記録媒体、磁気センサ、薄膜太陽電池、発行素子、圧電素子、半導体の配線形成など、多方面に利用可能である。
(その他の実施形態)
本発明の一実施形態では、第1の実施形態の基板の回転速度を制御する形態と、第3の実施形態のプラズマ形成手段への供給電力を制御する形態との双方を行っても良い。この場合は、制御装置20が、ホルダ回転制御部21およびパワー制御部60の双方を含むように制御装置20を構成すれば良い。
また本発明の一実施形態では、制御装置20は、イオンビームエッチング装置が備える基板ホルダの回転駆動機構や放電用電源を制御することができれば、該イオンビームエッチング装置に内蔵されても良いし、LAN等によるローカルな接続、または、インターネットといったWANによる接続を介して、イオンビームエッチング装置と別個に設けても良い。
また、前述した実施形態の機能を実現するように前述した実施形態の構成を動作させるプログラムを記憶媒体に記憶させ、該記憶媒体に記憶されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も上述の実施形態の範疇に含まれる。即ちコンピュータ読み取り可能な記憶媒体も実施例の範囲に含まれる。また、前述のコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体はもちろんそのコンピュータプログラム自体も上述の実施形態に含まれる。
かかる記憶媒体としてはたとえばフロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD―ROM、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ROMを用いることができる。
また前述の記憶媒体に記憶されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウエア、拡張ボードの機能と共同して、OS上で動作し前述の実施形態の動作を実行するものも前述した実施形態の範疇に含まれる。
One embodiment of the present invention can be used not only for the exemplified magnetic head for HDD but also for various fields such as HDD magnetic recording medium, magnetic sensor, thin film solar cell, issuing element, piezoelectric element, and semiconductor wiring formation. .
(Other embodiments)
In one embodiment of the present invention, both the form of controlling the rotation speed of the substrate of the first embodiment and the form of controlling the power supplied to the plasma forming means of the third embodiment may be performed. In this case, the control device 20 may be configured so that the control device 20 includes both the holder rotation control unit 21 and the power control unit 60.
In one embodiment of the present invention, the control device 20 may be incorporated in the ion beam etching apparatus as long as it can control the rotation driving mechanism of the substrate holder and the discharge power source provided in the ion beam etching apparatus. It may be provided separately from the ion beam etching apparatus through a local connection such as a LAN or a WAN connection such as the Internet.
There is also a processing method in which a program for operating the configuration of the above-described embodiment so as to realize the function of the above-described embodiment is stored in a storage medium, the program stored in the storage medium is read as a code, and executed on a computer. It is included in the category of the above-mentioned embodiment. That is, a computer-readable storage medium is also included in the scope of the embodiments. In addition to the storage medium storing the computer program, the computer program itself is included in the above-described embodiment.
As such a storage medium, for example, a floppy (registered trademark) disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, and a ROM can be used.
In addition, the processing is not limited to the single program stored in the above-described storage medium, but operates on the OS in cooperation with other software and expansion board functions to execute the operations of the above-described embodiments. This is also included in the category of the embodiment described above.

1 処理空間
2 プラズマ形成空間
3 排気ポンプ
4 ベルジャー
5 ガス導入部
6 アンテナ
7 整合器
8 電磁コイル
9 グリッド
10 基板ホルダ
11 基板
12 放電用電源
13 ニュートラライザー
14 位置センサ
15 ノッチ、オリフラ
20 制御装置
21 ホルダ回転制御部
21a 目標速度算出部
21b 駆動信号生成部
30 回転駆動機構
31 ホルダ回転駆動部
32 フィードバック制御部
40 フォトレジスト
50 磁気抵抗効果膜
51 磁気抵抗効果素子
52 絶縁膜
53 下部金属膜
54 磁性膜
55 上部金属膜
70 第1電極
71 第2電極
72 第3電極
73 第1電極用電源
74 第2電極用電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Processing space 2 Plasma formation space 3 Exhaust pump 4 Bell jar 5 Gas introduction part 6 Antenna 7 Matching device 8 Electromagnetic coil 9 Grid 10 Substrate holder 11 Substrate 12 Discharge power supply 13 Neutralizer 14 Position sensor 15 Notch, Orientation flat 20 Control device 21 Holder Rotation controller 21a Target speed calculator 21b Drive signal generator 30 Rotation drive mechanism 31 Holder rotation driver 32 Feedback controller 40 Photoresist 50 Magnetoresistive film 51 Magnetoresistive element 52 Insulating film 53 Lower metal film 54 Magnetic film 55 Upper metal film 70 First electrode 71 Second electrode 72 Third electrode 73 First electrode power source 74 Second electrode power source

Claims (31)

プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、
前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、
前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、
基板を保持するための基板ホルダとを備えたイオンビームエッチング装置であって、
前記基板ホルダは回転可能であり、且つ前記グリッドに対しての傾斜角度が変更可能であり、
前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記基板の回転速度を制御するための回転制御手段とを備え、
前記回転制御手段は、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第2の状態における前記基板の前記回転速度を前記第2の状態における前記基板の前記回転速度よりも速くすることを特徴とするイオンビームエッチング装置。
Plasma forming means for forming plasma;
A plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means;
A grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space;
An ion beam etching apparatus comprising a substrate holder for holding a substrate,
The substrate holder is rotatable, and an inclination angle with respect to the grid can be changed,
Position detecting means for detecting the rotational position of the substrate;
A rotation control means for controlling the rotation speed of the substrate,
When the substrate is diagonally opposite to the grid, the rotation control means is arranged so that the grid is parallel to the surface to be processed formed by ion beam etching and on the first direction side parallel to the substrate surface. When the state where the grid is located on the second direction side perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the first state is the positioned state. An ion beam etching apparatus characterized in that the rotational speed of the substrate in the state 2 is faster than the rotational speed of the substrate in the second state.
前記回転制御手段は、前記基板の回転角の正弦波関数として前記回転速度を算出し、該正弦波関数に基づいて前記基板の前記回転速度を制御することを特徴とする請求項1に記載のイオンビームエッチング装置。   The rotation control unit calculates the rotation speed as a sine wave function of a rotation angle of the substrate, and controls the rotation speed of the substrate based on the sine wave function. Ion beam etching equipment. 前記回転制御手段は、前記基板が1回転する間に前記回転速度の正弦波が2周期進行するように前記回転速度を制御することを特徴とする請求項2に記載のイオンビームエッチング装置。   3. The ion beam etching apparatus according to claim 2, wherein the rotation control unit controls the rotation speed so that a sine wave of the rotation speed travels for two cycles while the substrate rotates once. プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、
前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、
前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、
基板を保持するための基板ホルダとを備えたイオンビームエッチング装置であって、
前記基板ホルダは回転可能であり、且つ前記グリッドに対しての傾斜角度が変更可能であり、
前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記基板の回転停止時間を制御するための回転制御手段とを備え、
前記回転制御手段は、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記基板の前記回転停止時間を前記第2の状態における前記基板の前記回転停止時間よりも長くすることを特徴とするイオンビームエッチング装置。
Plasma forming means for forming plasma;
A plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means;
A grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space;
An ion beam etching apparatus comprising a substrate holder for holding a substrate,
The substrate holder is rotatable, and an inclination angle with respect to the grid can be changed,
Position detecting means for detecting the rotational position of the substrate;
A rotation control means for controlling the rotation stop time of the substrate,
When the substrate is diagonally opposite to the grid, the rotation control means is arranged so that the grid is parallel to the surface to be processed formed by ion beam etching and on the first direction side parallel to the substrate surface. When the state where the grid is located on the second direction side perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the first state is the positioned state. An ion beam etching apparatus characterized in that the rotation stop time of the substrate in the first state is longer than the rotation stop time of the substrate in the second state.
前記回転制御手段は、前記基板の回転角の正弦波関数として前記回転停止時間を算出し、該正弦波関数に基づいて前記基板の前記回転停止時間を制御することを特徴とする請求項4に記載のイオンビームエッチング装置。   The rotation control means calculates the rotation stop time as a sine wave function of the rotation angle of the substrate, and controls the rotation stop time of the substrate based on the sine wave function. The ion beam etching apparatus as described. 前記回転制御手段は、前記基板が1回転する間に前記回転停止時間の正弦波が2周期進行するように前記回転停止時間を制御することを特徴とする請求項5に記載のイオンビームエッチング装置。   6. The ion beam etching apparatus according to claim 5, wherein the rotation control unit controls the rotation stop time so that a sine wave of the rotation stop time advances for two cycles while the substrate rotates once. . プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、
前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、
前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、
基板を保持するための基板ホルダとを備えたイオンビームエッチング装置であって、
前記基板ホルダは回転可能であり、且つ前記グリッドに対しての傾斜角度が変更可能であり、
前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記プラズマ形成手段への供給電力を制御するための電力制御手段とを備え、
前記電力制御手段は、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記プラズマ形成手段への前記供給電力を前記第2の状態における前記プラズマ形成手段への前記供給電力よりも大きくすることを特徴とするイオンビームエッチング装置。
Plasma forming means for forming plasma;
A plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means;
A grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space;
An ion beam etching apparatus comprising a substrate holder for holding a substrate,
The substrate holder is rotatable, and an inclination angle with respect to the grid can be changed,
Position detecting means for detecting the rotational position of the substrate;
Power control means for controlling power supplied to the plasma forming means,
When the substrate is diagonally opposite to the grid, the power control means is arranged so that the grid is parallel to a surface to be processed formed by ion beam etching and on a first direction side parallel to the substrate surface. When the state where the grid is located on the second direction side perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the first state is the positioned state. An ion beam etching apparatus characterized in that the power supplied to the plasma forming means in the first state is larger than the power supplied to the plasma forming means in the second state.
前記電力制御手段は、前記基板の回転角の正弦波関数として前記供給電力を算出し、該正弦波関数に基づいて前記供給電力を制御することを特徴とする請求項7に記載のイオンビームエッチング装置。   The ion beam etching according to claim 7, wherein the power control unit calculates the supply power as a sine wave function of a rotation angle of the substrate, and controls the supply power based on the sine wave function. apparatus. 前記電力制御手段は、前記基板が1回転する間に前記供給電力の正弦波が2周期進行するように前記供給電力を制御することを特徴とする請求項8に記載のイオンビームエッチング装置。   9. The ion beam etching apparatus according to claim 8, wherein the power control unit controls the supply power so that a sine wave of the supply power travels for two periods while the substrate rotates once. プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、
前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、
前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、
基板を保持するための基板ホルダとを備えたイオンビームエッチング装置であって、
前記基板ホルダは回転可能であり、且つ前記グリッドに対しての傾斜角度が変更可能であり、
前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記グリッドへの印加電圧を制御することで、ビーム引き出し電圧を制御する電圧制御手段と、
前記電圧制御手段は、前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記ビーム引き出し電圧を前記第2の状態における前記ビーム引き出し電圧よりも大きくすることを特徴とするイオンビームエッチング装置。
Plasma forming means for forming plasma;
A plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means;
A grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space;
An ion beam etching apparatus comprising a substrate holder for holding a substrate,
The substrate holder is rotatable, and an inclination angle with respect to the grid can be changed,
Position detecting means for detecting the rotational position of the substrate;
Voltage control means for controlling the beam extraction voltage by controlling the voltage applied to the grid;
When the substrate is diagonally opposite to the grid, the voltage control means is arranged so that the grid is parallel to a surface to be processed formed by ion beam etching and on a first direction side parallel to the substrate surface. When the state where the grid is located on the second direction side perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the first state is the positioned state. An ion beam etching apparatus characterized in that the beam extraction voltage in the first state is larger than the beam extraction voltage in the second state.
前記電圧制御手段は、前記基板の回転角の正弦波関数として前記ビーム引き出し電圧を算出し、該正弦波関数に基づいて前記ビーム引き出し電圧を制御することを特徴とする請求項10に記載のイオンビームエッチング装置。   The ion according to claim 10, wherein the voltage control means calculates the beam extraction voltage as a sine wave function of the rotation angle of the substrate, and controls the beam extraction voltage based on the sine wave function. Beam etching equipment. 前記電力制御手段は、前記基板が1回転する間に前記ビーム引き出し電圧の正弦波が2周期進行するように前記ビーム引き出し電圧を制御することを特徴とする請求項11に記載のイオンビームエッチング装置。   12. The ion beam etching apparatus according to claim 11, wherein the power control unit controls the beam extraction voltage so that a sine wave of the beam extraction voltage travels for two cycles while the substrate rotates once. . イオンビームエッチング方法であって、
回転可能であり、且つグリッドに対して傾斜可能な基板ホルダ上に基板を載置する基板載置工程と、
プラズマ形成空間に放電用ガスを導入し、プラズマ形成手段によってプラズマを形成するプラズマ形成工程と、
前記プラズマ形成空間に形成されたプラズマからグリッドによってイオンを引き出し、イオンビームを形成するイオンビーム形成工程と、
前記基板と前記グリッドが斜向かいに位置するように前記基板ホルダを傾斜させる傾斜工程と、
前記基板を回転させながら前記イオンビームを照射し、前記基板を処理する基板処理工程とを有し、
前記基板処理工程は、
前記基板の回転位置を検出する回転位置検出工程と、
前記回転位置検出工程により検出された前記基板の回転位置に基づき、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記基板のエッチング量を前記第2の状態における前記基板のエッチング量よりも大きくなるように制御を行う制御工程とを有することを特徴とするイオンビームエッチング方法。
An ion beam etching method comprising:
A substrate mounting step of mounting the substrate on a substrate holder that is rotatable and tiltable with respect to the grid;
A plasma forming step of introducing a discharge gas into the plasma forming space and forming plasma by plasma forming means;
An ion beam forming step of drawing ions from the plasma formed in the plasma forming space by a grid to form an ion beam;
An inclining step of inclining the substrate holder so that the substrate and the grid are located diagonally;
A substrate processing step of processing the substrate by irradiating the ion beam while rotating the substrate;
The substrate processing step includes
A rotational position detecting step for detecting the rotational position of the substrate;
Based on the rotational position of the substrate detected by the rotational position detection step, the grid is positioned on a first direction side that is parallel to the surface to be processed formed by ion beam etching and parallel to the substrate surface. When the state is the first state and the state in which the grid is positioned on the second direction side that is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the first state And a control step of controlling the etching amount of the substrate in a state to be larger than the etching amount of the substrate in the second state.
前記制御工程は、前記基板の回転速度を制御する回転制御工程を有し、
前記回転制御工程は、前記第2の状態における前記基板の前記回転速度を前記第1の状態における前記基板の前記回転速度よりも速くすることで、前記第1の状態における前記基板のエッチング量を前記第2の状態における前記基板のエッチング量よりも大きくすることを特徴とする請求項13に記載のイオンビームエッチング方法。
The control step includes a rotation control step for controlling the rotation speed of the substrate,
The rotation control step increases the etching amount of the substrate in the first state by making the rotation speed of the substrate in the second state faster than the rotation speed of the substrate in the first state. The ion beam etching method according to claim 13, wherein the etching amount is larger than an etching amount of the substrate in the second state.
前記回転制御工程は、前記基板の回転角の正弦波関数として前記回転速度を算出し、該正弦波関数に基づいて前記基板の前記回転速度を制御することを特徴とする請求項14に記載のイオンビームエッチング方法。   The rotation control step calculates the rotation speed as a sine wave function of the rotation angle of the substrate, and controls the rotation speed of the substrate based on the sine wave function. Ion beam etching method. 前記回転制御工程は、前記基板が1回転する間に前記回転速度の正弦波が2周期進行するように前記回転速度を制御することを特徴とする請求項15に記載のイオンビームエッチング方法。   16. The ion beam etching method according to claim 15, wherein in the rotation control step, the rotation speed is controlled so that a sine wave of the rotation speed travels for two cycles while the substrate rotates once. 前期制御工程は、前記基板の回転停止時間を制御する回転制御工程を有し、
前記回転制御手段は、前記第1の状態における前記基板ホルダの前記回転停止時間を前記第2の状態における前記基板ホルダの前記回転停止時間よりも長くすることで、前記第1の状態における前記基板のエッチング量を前記第2の状態における前記基板のエッチング量よりも大きくすることを特徴とする請求項13に記載のイオンビームエッチング方法。
The first-stage control step includes a rotation control step for controlling the rotation stop time of the substrate,
The rotation control means sets the rotation stop time of the substrate holder in the first state to be longer than the rotation stop time of the substrate holder in the second state, so that the substrate in the first state The ion beam etching method according to claim 13, wherein an etching amount of the substrate is larger than an etching amount of the substrate in the second state.
前記回転制御工程は、前記基板の回転角の正弦波関数として前記回転停止時間を算出し、該正弦波関数に基づいて前記基板の前記回転停止時間を制御することを特徴とする請求項17に記載のイオンビームエッチング方法。   The rotation control step calculates the rotation stop time as a sine wave function of the rotation angle of the substrate, and controls the rotation stop time of the substrate based on the sine wave function. The ion beam etching method as described. 前記回転制御工程は、前記基板が1回転する間に前記回転停止時間の正弦波が2周期進行するように前記回転停止時間を制御することを特徴とする請求項18に記載のイオンビームエッチング方法。   19. The ion beam etching method according to claim 18, wherein the rotation control step controls the rotation stop time so that a sine wave of the rotation stop time advances for two cycles while the substrate rotates once. . 前期制御工程は、前記プラズマ形成手段への供給電力を制御する電力制御工程を有し、
前記電力制御工程は、前記第1の状態における前記供給電力を第2の状態における前記供給電力よりも大きくすることで、前記第1の状態における前記基板のエッチング量を前記第2の状態における前記基板のエッチング量よりも大きくすることを特徴とする請求項13に記載のイオンビームエッチング方法。
The first-stage control step includes a power control step for controlling power supplied to the plasma forming means,
The power control step increases the etching power of the substrate in the first state in the second state by making the supplied power in the first state larger than the supplied power in the second state. The ion beam etching method according to claim 13, wherein the etching amount is larger than the etching amount of the substrate.
前記電力制御工程は、前記基板の回転角の正弦波関数として前記供給電力を算出し、該正弦波関数に基づいて前記供給電力を制御することを特徴とする請求項20に記載のイオンビームエッチング方法。   21. The ion beam etching according to claim 20, wherein the power control step calculates the supply power as a sine wave function of a rotation angle of the substrate, and controls the supply power based on the sine wave function. Method. 前記電力制御工程は、前記基板が1回転する間に前記供給電力の正弦波が2周期進行するように前記供給電力を制御することを特徴とする請求項21に記載のイオンビームエッチング方法。   22. The ion beam etching method according to claim 21, wherein the power control step controls the supply power so that a sine wave of the supply power travels for two periods while the substrate rotates once. 前期制御工程は、前記グリッドへの印加電圧を制御することでビーム引き出し電圧を制御する電圧制御工程を有し、
前記電圧制御工程は、前記第1の状態における前記ビーム引き出し電圧を第2の状態における前記ビーム引き出し電圧よりも大きくすることで、前記第1の状態における前記基板のエッチング量を前記第2の状態における前記基板のエッチング量よりも大きくすることを特徴とする請求項13に記載のイオンビームエッチング方法。
The first-stage control step includes a voltage control step of controlling the beam extraction voltage by controlling the voltage applied to the grid,
The voltage control step increases the etching amount of the substrate in the first state by setting the beam extraction voltage in the first state to be larger than the beam extraction voltage in the second state. The ion beam etching method according to claim 13, wherein the etching amount is larger than the etching amount of the substrate.
前記電圧制御工程は、前記基板の回転角の正弦波関数として前記ビーム引き出し電圧を算出し、該正弦波関数に基づいて前記ビーム引き出し電圧を制御することを特徴とする請求項23に記載のイオンビームエッチング方法。   24. The ion according to claim 23, wherein the voltage control step calculates the beam extraction voltage as a sine wave function of the rotation angle of the substrate, and controls the beam extraction voltage based on the sine wave function. Beam etching method. 前記電圧制御工程は、前記基板が1回転する間に前記ビーム引き出し電圧の正弦波が2周期進行するように前記ビーム引き出し電圧を制御することを特徴とする請求項24に記載のイオンビームエッチング方法。   25. The ion beam etching method according to claim 24, wherein in the voltage control step, the beam extraction voltage is controlled such that a sine wave of the beam extraction voltage travels for two cycles while the substrate rotates once. . プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、
前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、
前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、
回転可能であり、且つ前記グリッドに対して傾斜可能な基板ホルダと、
前記基板ホルダ上に基板が保持された際に、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記基板ホルダの回転を制御する回転制御手段とを備えたイオンビームエッチング装置を制御するための制御装置であって、
前記位置検出手段から前記回転位置に関する情報を取得する手段と、
前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第2の状態における前記基板の回転速度を前記第1の状態における前記基板の回転速度よりも速くなるように、前記回転制御手段を制御するための制御信号を生成する手段と、
前記生成された制御信号を前記回転制御手段に送信する手段とを有することを特徴とする制御装置。
Plasma forming means for forming plasma;
A plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means;
A grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space;
A substrate holder that is rotatable and tiltable with respect to the grid;
Position detecting means for detecting the rotational position of the substrate when the substrate is held on the substrate holder;
A control device for controlling an ion beam etching apparatus comprising a rotation control means for controlling the rotation of the substrate holder,
Means for obtaining information on the rotational position from the position detection means;
When the substrate is diagonally opposite to the grid, a state in which the grid is positioned on a first direction side parallel to the processing surface formed by ion beam etching and parallel to the substrate surface is first. When the state where the grid is located on the second direction side perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the substrate in the second state Generating a control signal for controlling the rotation control means such that the rotation speed of the substrate is higher than the rotation speed of the substrate in the first state;
And a control unit for transmitting the generated control signal to the rotation control unit.
プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、
前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、
前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、
回転可能であり、且つ前記グリッドに対して傾斜可能な基板ホルダと、
前記基板ホルダ上に基板が保持された際に、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記位置検出手段の検出した回転位置に応じて、前記基板の回転停止時間を制御する回転制御手段とを備えたイオンビームエッチング装置を制御するための制御装置であって、
前記位置検出手段から前記回転位置に関する情報を取得する手段と、
前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記基板の回転停止時間を前記第2の状態における前記基板の回転停止時間よりも長くなるように、前記回転制御手段を制御するための制御信号を生成する手段と、
前記生成された制御信号を前記回転制御手段に送信する手段とを有することを特徴とする制御装置。
Plasma forming means for forming plasma;
A plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means;
A grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space;
A substrate holder that is rotatable and tiltable with respect to the grid;
Position detecting means for detecting the rotational position of the substrate when the substrate is held on the substrate holder;
A control device for controlling an ion beam etching apparatus comprising a rotation control means for controlling a rotation stop time of the substrate according to a rotation position detected by the position detection means,
Means for obtaining information on the rotational position from the position detection means;
When the substrate is diagonally opposite to the grid, a state in which the grid is positioned on a first direction side parallel to the processing surface formed by ion beam etching and parallel to the substrate surface is first. When the state in which the grid is located on the second direction side that is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the substrate in the first state Generating a control signal for controlling the rotation control means such that the rotation stop time of the substrate is longer than the rotation stop time of the substrate in the second state;
And a control unit for transmitting the generated control signal to the rotation control unit.
プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、
前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、
前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、
回転可能であり、且つ前記グリッドに対して傾斜可能な基板ホルダと、
前記基板ホルダ上に基板が保持された際に、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記プラズマ形成手段への供給電力を制御する電力制御手段とを備えたイオンビームエッチング装置を制御するための制御装置であって、
前記位置検出手段から前記回転位置に関する情報を取得する手段と、
前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記供給電力を前記第2の状態における前記供給電力よりも大きくなるように、前記電力制御手段を制御するための制御信号を生成する手段と、
前記生成された制御信号を前記電力制御手段に送信する手段とを有することを特徴とする制御装置。
Plasma forming means for forming plasma;
A plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means;
A grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space;
A substrate holder that is rotatable and tiltable with respect to the grid;
Position detecting means for detecting the rotational position of the substrate when the substrate is held on the substrate holder;
A control device for controlling an ion beam etching apparatus comprising power control means for controlling power supplied to the plasma forming means,
Means for obtaining information on the rotational position from the position detection means;
When the substrate is diagonally opposite to the grid, a state in which the grid is positioned on a first direction side parallel to the processing surface formed by ion beam etching and parallel to the substrate surface is first. When the second state is the state where the grid is positioned on the second direction side that is perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface, the supply in the first state Means for generating a control signal for controlling the power control means such that power is larger than the supplied power in the second state;
And a control unit for transmitting the generated control signal to the power control unit.
プラズマを形成するためのプラズマ形成手段と、
前記プラズマ形成手段によってプラズマが形成されるプラズマ形成空間と、
前記プラズマ形成空間で形成されたプラズマからイオンを引き出すグリッドと、
回転可能であり、且つ前記グリッドに対して傾斜可能な基板ホルダと、
前記基板ホルダ上に基板が保持された際に、前記基板の回転位置を検出するための位置検出手段と、
前記グリッドへの印加電圧を制御することでビーム引き出し電圧を制御する電圧制御手段とを備えたイオンビームエッチング装置を制御するための制御装置であって、
前記位置検出手段から前記回転位置に関する情報を取得する手段と、
前記基板が前記グリッドの斜向かいにある場合に、イオンビームエッチングによって形成される被処理面に平行であり且つ前記基板面に平行である第1の方向側に前記グリッドが位置する状態を第1の状態とし、前記第1の方向と垂直であり且つ前記基板面に平行である第2の方向側に前記グリッドが位置する状態を第2の状態としたとき、前記第1の状態における前記ビーム引き出し電圧を前記第2の状態における前記ビーム引き出し電圧よりも大きくなるように、前記電圧制御手段を制御するための制御信号を生成する手段と、
前記生成された制御信号を前記電圧制御手段に送信する手段とを有することを特徴とする制御装置。
Plasma forming means for forming plasma;
A plasma forming space in which plasma is formed by the plasma forming means;
A grid for extracting ions from the plasma formed in the plasma forming space;
A substrate holder that is rotatable and tiltable with respect to the grid;
Position detecting means for detecting the rotational position of the substrate when the substrate is held on the substrate holder;
A control device for controlling an ion beam etching apparatus comprising voltage control means for controlling a beam extraction voltage by controlling a voltage applied to the grid,
Means for obtaining information on the rotational position from the position detection means;
When the substrate is diagonally opposite to the grid, a state in which the grid is positioned on a first direction side parallel to the processing surface formed by ion beam etching and parallel to the substrate surface is first. When the state where the grid is located on the second direction side perpendicular to the first direction and parallel to the substrate surface is the second state, the beam in the first state Means for generating a control signal for controlling the voltage control means so that the extraction voltage is larger than the beam extraction voltage in the second state;
And a control unit for transmitting the generated control signal to the voltage control unit.
コンピュータを請求項26乃至29のいずれか1項に記載の制御装置として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。   A computer program causing a computer to function as the control device according to any one of claims 26 to 29. コンピュータにより読み出し可能なプログラムを格納した記憶媒体であって、請求項30に記載のコンピュータプログラムを格納したことを特徴とする記憶媒体。

A storage medium storing a computer-readable program, wherein the computer program according to claim 30 is stored.

JP2010293526A 2010-12-28 2010-12-28 Ion beam etching apparatus, method and control apparatus Active JP5657378B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010293526A JP5657378B2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Ion beam etching apparatus, method and control apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010293526A JP5657378B2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Ion beam etching apparatus, method and control apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012142398A true JP2012142398A (en) 2012-07-26
JP5657378B2 JP5657378B2 (en) 2015-01-21

Family

ID=46678391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010293526A Active JP5657378B2 (en) 2010-12-28 2010-12-28 Ion beam etching apparatus, method and control apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5657378B2 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014080823A1 (en) * 2012-11-26 2014-05-30 キヤノンアネルバ株式会社 Magnetoresistive effect element manufacturing method and device manufacturing method
JP2014160802A (en) * 2013-01-24 2014-09-04 Canon Anelva Corp Method of manufacturing fin fet and method of manufacturing device
US9276195B2 (en) 2013-03-22 2016-03-01 Hiroyuki Kanaya Magnetic random access memory
WO2016143594A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 東京エレクトロン株式会社 Method for etching magnetic layer
JP6118458B1 (en) * 2015-10-02 2017-04-19 キヤノンアネルバ株式会社 Ion beam etching method and ion beam etching apparatus
CN111201589A (en) * 2018-05-30 2020-05-26 应用材料公司 Controlling etch angle by substrate rotation in an angle etch tool
JP7496438B2 (en) 2020-05-22 2024-06-06 江蘇魯▲もん▼儀器股▲ふん▼有限公司 Ion source baffle, ion etching apparatus and method of use
JP7535617B2 (en) 2017-11-10 2024-08-16 ラム リサーチ コーポレーション Method and apparatus for anisotropic pattern etching and processing - Patents.com

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63166978A (en) * 1986-12-26 1988-07-11 Fujitsu Ltd Method for preparing sample for electron microscope
JPH0933410A (en) * 1995-07-25 1997-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Working method of sample for observation with transmission electron microscope and ion milling device used therefor
JP2004327543A (en) * 2003-04-22 2004-11-18 Shimadzu Corp Ion beam device
WO2010038421A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 キヤノンアネルバ株式会社 Sputtering apparatus and sputtering method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63166978A (en) * 1986-12-26 1988-07-11 Fujitsu Ltd Method for preparing sample for electron microscope
JPH0933410A (en) * 1995-07-25 1997-02-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Working method of sample for observation with transmission electron microscope and ion milling device used therefor
JP2004327543A (en) * 2003-04-22 2004-11-18 Shimadzu Corp Ion beam device
WO2010038421A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 キヤノンアネルバ株式会社 Sputtering apparatus and sputtering method

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2014080823A1 (en) * 2012-11-26 2017-01-05 キヤノンアネルバ株式会社 Method for manufacturing magnetoresistive element
WO2014080823A1 (en) * 2012-11-26 2014-05-30 キヤノンアネルバ株式会社 Magnetoresistive effect element manufacturing method and device manufacturing method
US9773973B2 (en) 2012-11-26 2017-09-26 Canon Anelva Corporation Process for producing magnetoresistive effect element and device producing method
TWI556481B (en) * 2012-11-26 2016-11-01 佳能安內華股份有限公司 Manufacturing method of magnetoresistance effect device and manufacturing method of device
JP2014160802A (en) * 2013-01-24 2014-09-04 Canon Anelva Corp Method of manufacturing fin fet and method of manufacturing device
US9276195B2 (en) 2013-03-22 2016-03-01 Hiroyuki Kanaya Magnetic random access memory
CN107210217A (en) * 2015-03-12 2017-09-26 东京毅力科创株式会社 The method being etched to magnetosphere
US10074800B2 (en) 2015-03-12 2018-09-11 Tokyo Electron Limited Method for etching magnetic layer including isopropyl alcohol and carbon dioxide
KR102363688B1 (en) * 2015-03-12 2022-02-17 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 How to etch a magnetic layer
JP2016171159A (en) * 2015-03-12 2016-09-23 東京エレクトロン株式会社 Method for etching magnetic layer
WO2016143594A1 (en) * 2015-03-12 2016-09-15 東京エレクトロン株式会社 Method for etching magnetic layer
KR20170126450A (en) * 2015-03-12 2017-11-17 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Method of etching the magnetic layer
US9966092B2 (en) 2015-10-02 2018-05-08 Canon Anelva Corporation Ion beam etching method and ion beam etching apparatus
JP6118458B1 (en) * 2015-10-02 2017-04-19 キヤノンアネルバ株式会社 Ion beam etching method and ion beam etching apparatus
KR101900334B1 (en) 2015-10-02 2018-09-20 캐논 아네르바 가부시키가이샤 Ion beam etching method and ion beam etching apparatus
KR20170052529A (en) * 2015-10-02 2017-05-12 캐논 아네르바 가부시키가이샤 Ion beam etching method and ion beam etching apparatus
JP7535617B2 (en) 2017-11-10 2024-08-16 ラム リサーチ コーポレーション Method and apparatus for anisotropic pattern etching and processing - Patents.com
CN111201589A (en) * 2018-05-30 2020-05-26 应用材料公司 Controlling etch angle by substrate rotation in an angle etch tool
CN111201589B (en) * 2018-05-30 2023-12-12 应用材料公司 Control of etch angle by substrate rotation in an angle etch tool
JP7496438B2 (en) 2020-05-22 2024-06-06 江蘇魯▲もん▼儀器股▲ふん▼有限公司 Ion source baffle, ion etching apparatus and method of use

Also Published As

Publication number Publication date
JP5657378B2 (en) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5657378B2 (en) Ion beam etching apparatus, method and control apparatus
JP5932033B2 (en) Ion beam processing method and ion beam processing apparatus
US10636634B2 (en) Sputtering apparatus, film deposition method, and control device
JP6053819B2 (en) Method for manufacturing magnetoresistive element
JP6271235B2 (en) Fin FET manufacturing method and device manufacturing method
US20110056912A1 (en) Plasma processing apparatus and plasma processing method
JP2011149104A (en) Sputtering equipment, sputtering method and method for manufacturing electronic device
US8796152B2 (en) Method for manufacturing a magnetoresistive sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131023

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140807

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141023

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20141111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20141126

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5657378

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250