JP2019173066A - 基板処理装置及びその制御方法、成膜装置、電子部品の製造方法 - Google Patents

基板処理装置及びその制御方法、成膜装置、電子部品の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】基板の面に対する表面処理を効率的に行うことのできる技術を提供する。【解決手段】基板処理装置が、基板を支持する支持手段と、前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、前記支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板と、前記第１及び第２のイオンソースとを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させながら、前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する制御を行う制御手段と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、基板処理装置及びその制御方法、成膜装置、電子部品の製造方法に関する。
半導体デバイスの成膜装置においては、成膜の前処理として、イオンビームによる基板表面の洗浄（異物の除去）やエッチングが行われることがある。従来、基板の両面に対しこのような前処理を行う場合には、特許文献１のように、チャンバ内に固定した基板の両側からイオンビームを照射する方法がとられていた。
特開２００８−１１７７５３号公報
しかしながら、特許文献１に開示されている従来方法では、１枚の基板を処理するたびに基板の取り替えが必要となるため、作業が煩雑であるとともに、生産性が極めて悪い。また、基板の全面にイオンビームを照射しなければならないため、大サイズの基板を処理できないという制約（あるいは、イオンソースの大型化を招くという不利）がある。
本発明は上記実情に鑑みなされたものであって、基板の面に対する表面処理を効率的に行うことのできる技術を提供することを目的とする。
本発明の第一側面は、基板を支持する支持手段と、前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、前記支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板と、前記第１及び第２のイオンソースとを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させながら、前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する制御を行う制御手段と、を有することを特徴とする基板処理装置を提供する。
この構成によれば、基板とイオンソースを相対移動させながら、基板の面（１枚の基板の両側の処理面、又は、２枚の基板のそれぞれの処理面）に対する表面処理を行うことができるため、生産性の高い処理が実現できる。また、イオンビームで基板の表面を第１の方向に走査する方式となるため、基板全体の面積よりも小さい照射範囲のイオンビームで足りる。したがって、比較的小型のイオンソースにより、大サイズの基板の処理が可能である。
本発明の第二側面は、基板を支持する支持手段と、前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、を備える基板処理装置の制御方法であって、前記支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板と、前記第１及び第２のイオンソースとを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させる工程と、前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する制御を行う工程と、を有することを特徴とする基板処理装置の制御方法を提供する。
本発明の第三側面は、上記基板処理装置と、前記基板処理装置によって処理された基板の表面に成膜処理を行う成膜処理部と、を備えることを特徴とする成膜装置を提供する。
本発明の第四側面は、電子部品の製造方法であって、上記基板処理装置によって、前記電子部品が実装される基板の表面を処理する工程と、前記基板の表面に成膜処理を行う工程と、を有することを特徴とする電子部品の製造方法を提供する。
本発明の第五側面は、電子部品の製造方法であって、基板を支持する支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板を用意する工程と、前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、前記基板とを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させる工程と、前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する工程と、前記基板の表面に成膜処理を行う工程と、を有することを特徴とする電子部品の製造方法を提供する。
本発明によれば、基板の面に対する表面処理を効率的に行うことができる。
図１はインライン型の成膜装置の内部構成を模式的に示した上視図である。 図２は成膜装置の動作を示すフローチャートである。 図３は基板処理装置の内部構成を上方からみた模式図である。 図４は基板処理装置の内部構成を基板の搬送方向にみた模式図である。 図５Ａ〜図５Ｄはイオンソースの構成を示す図である。 図６はバイアス部材が設置された様子を示す正面図である。 図７はビーム同士の衝突による処理ムラを説明する図である。 図８Ａ及び図８Ｂは第２実施形態のイオンソース配置の例を示す図である。 図９Ａ及び図９Ｂは第２実施形態のイオンソース配置の例を示す図である。 図１０はイオンビームを基板に垂直に当てた場合の課題を説明する図である。 図１１Ａ〜図１１Ｃは第３実施形態のイオンソース配置の例を示す図である。 図１２は第３実施形態のバイアス部材の変形例を示す図である。 図１３は第４実施形態の基板検知の構成を模式的に示す図である。 図１４は第４実施形態のイオンソース制御の一例を示すフローチャートである。 図１５は第４実施形態の基板検知の構成の変形例を示す図である。 図１６は２枚の基板のそれぞれの処理面にイオンビームを照射する様子を示す図である。
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がないかぎりは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
＜第１実施形態＞
（成膜装置の全体構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係る成膜装置１の全体的な内部構成を模式的に示した上視図である。成膜装置１は、成膜処理される基板２が収容されるストッカ室１１と、基板２の加熱処理を行う仕込室１２と、基板２の処理面に前処理や成膜処理を行う処理室１３と、を備える。処理室１３は、前処理エリア１３Ａと成膜エリア１３Ｂを含んでおり、前処理エリア１３Ａには、成膜処理に先立って基板２の処理面の洗浄等の前処理を行うための基板処理装置１４が設けられ、成膜エリア１３Ｂには、基板２の処理面に成膜処理を行う成膜処理部としてのスパッタ装置１５が設けられている。なお、前処理エリア１３Ａの基板処理装置１４の前段に設けられた空間は、基板処理装置１４による前処理を施す前の基板が待機するスペースである。本実施形態の成膜装置１は、基板２を支持・搬送しつつ加熱〜前処理〜成膜といった一連の処理を施す、いわゆるインライン型の構成を有している。
図２は、成膜装置１の動作を示すフローチャートである。ストッカ室１１には複数枚の基板２が収容されている。そのうち処理対象となる基板２が、ストッカ室１１から仕込室１２へ搬送され（ステップＳ１０１）、ヒータ１２１により加熱される（ステップＳ１０２）。本実施形態では、約十分ほどの加熱処理により、１００℃から１８０℃程度まで基板２を加熱する。その後、基板２が仕込室１２から処理室１３の前処理エリア１３Ａへ搬送される（ステップＳ１０３）。前処理エリア１３Ａでは、基板処理装置１４により基板２の処理面に対してイオンビーム照射による表面処理が施される（ステップＳ１０４）。次に、基板２が成膜エリア１３Ｂへ搬送され（ステップＳ１０５）、スパッタ装置１５により基板２の処理面に対しスパッタリング処理が施される（ステップＳ１０６）。スパッタリング処理で用いられるターゲット１５１、１５２は同種の材料でもよいし異なる材料でもよい。以上で、基板２に対する成膜処理が終了する。処理終了後の基板２はストッカ室１１へと排出される。
本実施形態に係る成膜装置１は、例えば、前処理を伴う種々の電極形成に適用可能である。具体例としては、例えば、ＦＣ−ＢＧＡ（Ｆｌｉｐ−Ｃｈｉｐ Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ
Ａｒｒａｙ）実装基板向けのメッキシード膜や、ＳＡＷ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）デバイス向けのメタル積層膜の成膜が挙げられる。また、ＬＥＤのボンディング部における導電性硬質膜、ＭＬＣＣ（Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）の端子部膜の成膜なども挙げられる。その他、電子部品パッケージにおける電磁シールド膜やチップ抵抗器の端子部膜の成膜にも適用可能である。基板２のサイズは特に限定されないが、本実施形態では、２００ｍｍ×２００ｍｍ程度のサイズの基板２を例示する。また、基板２の材料は任意であり、例えば、ポリイミド、ガラス、シリコン、金属、セラミックなどの基板が用いられる。本実施形態では、セラミックの両面にポリイミド系の樹脂コーティングがされた基板を用いる。
（基板処理装置）
図３及び図４に、本実施形態に係る基板処理装置１４の構成を示す。図３は、基板処理装置１４の内部構成を上方からみた模式図であり、図４は、基板処理装置１４の内部構成を基板２の搬送方向にみた模式図である。
本実施形態の基板処理装置１４は、イオンビーム照射により基板の表面（処理面）に対し洗浄ないしエッチングの処理を行うための装置であって、概略、チャンバ４１、基板支持部（支持手段）４２、第１のイオンソース４３ａ、第２のイオンソース４３ｂ、第１の高圧電源４４ａ、第２の高圧電源４４ｂ、第１のバイアス部材４５ａ、第２のバイアス部材４５ｂ、第１のバイアス電源４６ａ、第２のバイアス電源４６ｂ、及び、制御部４７を備える。符号４８ａは第１のイオンソース４３ａから照射されたイオンビーム、符号４８ｂは第２のイオンソース４３ｂから照射されたイオンビームを示す。
チャンバ４１は、処理室１３を構成する気密容器であり、不図示の排気ポンプにより真空状態又は減圧状態に維持される。チャンバ４１全体は電気的に接地されている。基板支持部４２は、基板２の処理面が鉛直方向に沿うように基板２を垂直な姿勢で支持しつつ、チャンバ４１の底面に敷設されたレール上を移動可能な構造を有する。レールは基板２の表面と平行な方向に延設されており、不図示のモータの駆動により基板支持部４２は基板２の表面に平行な方向に沿って移動する。
第１のイオンソース４３ａ及び第２のイオンソース４３ｂはイオンビームの照射手段である。本実施形態では２つのイオンソース４３ａ、４３ｂが、基板２を間に挟むような位置関係に配置され、基板２の両側の処理面に同時にイオンビームを照射可能な構成を採用している。具体的には、第１のイオンソース４３ａは、基板２の第１の面２０ａ（ここでは、搬送方向に向かって左手側の面を第１の面２０ａと呼ぶ）にイオンビームを照射し、第２のイオンソース４３ｂは、基板２の第２の面２０ｂ（ここでは、搬送方向に向かって右手側の面を第２の面２０ｂと呼ぶ）にイオンビームを照射する。なお、イオンソース−基板間の距離は約１００〜２００ｍｍに設定されている。第１の高圧電源４４ａ及び第２の高圧電源４４ｂはそれぞれ第１のイオンソース４３ａ及び第２のイオンソース４３ｂにアノード電圧（〜数ｋＶ）を印加するための電源である。
第１のバイアス部材４５ａは、第１のイオンソース４３ａのイオンビームのエッチング分布を補正（平滑化）するための部材であり、イオンビームを取り囲むように配置されている。第１のバイアス部材４５ａは、絶縁スペーサを介してチャンバ４１内壁に固定されており、第１のバイアス電源４６ａから数十Ｖ程度のバイアスが印加されている。また、第２のバイアス部材４５ｂは、第２のイオンソース４３ｂのイオンビームのエッチング分布を補正（平滑化）するための部材である。その構成は第１のイオンソース４３ｂと同様のため繰り返しの説明は割愛する。
なお、第１のイオンソース４３ａと第２のイオンソース４３ｂとは（配置は異なるが）基本的な構造は同じである。したがって、両者に共通する説明においては、両者を区別せず、単に「イオンソース４３」とも表記する。同じように、第１の面２０ａ側の構成か第２の面２０ｂ側の構成かを区別する必要が無い場合は、「高圧電源４４」、「バイアス部材４５」、「バイアス電源４６」とも表記する。
制御部４７は、基板処理装置１４の各部の動作を制御するための装置である。具体的には、制御部４７は、基板支持部４２の移動、不図示の排気ポンプの制御、高圧電源４４の制御（イオンソース４３のオン／オフ）、バイアス電源４６の制御などを行う。
（イオンソース）
図５Ａ〜図５Ｃを参照して、イオンソース４３の詳しい構成を説明する。図５Ａはイオンソース４３の側面図であり、図５Ｂはイオンソース４３のビーム照射面（端面）を示す正面図であり、図５Ｃはイオンソース４３のＡ−Ａ断面図である。
イオンソース４３は、概略、カソード５０、アノード５１、磁石５２を有して構成される。本実施形態ではカソード５０がイオンソース４３の筐体を兼ねている。カソード５０とアノード５１はそれぞれＳＵＳにより形成され、両者は電気的に絶縁されている。カソード５０はチャンバ４１に固定されることで、電気的に接地されている。一方、アノード５１は高圧電源４４に接続されている。この構成において、高圧電源４４からアノード５１に対し高圧が印加されると、筐体（カソード５０）のビーム照射面５５に設けられた出射開口からイオンビームが出射する。なお、イオンソース４３の原理としては、筐体の背面側からガスを導入して筐体内部でイオンを発生するタイプと、筐体の外側に存在する雰
囲気ガスをイオン化するタイプとがあるが、いずれを用いてもよい。ガスとしては、アルゴンガス、酸素ガス、窒素ガスなどを用いることができる。
本実施形態のイオンソース４３は、出射開口が長手方向と短手方向を持つように、約２５０ｍｍ×約７０ｍｍの長細い形状（ライン形状又はトラック形状）のビーム照射面５５を有している。そして、出射開口の長手方向が基板２の搬送方向に対して交差するように、イオンソース４３が配置されている。このような縦長のイオンソース４３を用いることで、基板２の縦方向（搬送方向に対して直交する方向）全体にイオンビームが照射されることとなる。したがって、搬送方向に沿った１回のビーム走査で基板２の全面に対しビームを照射でき、表面処理の高速化（生産性向上）を図ることができる。
ところで、図５Ｄは、イオンソース４３から出射されるイオンビームの長手方向のエッチング分布（強度分布）を示している。同図に示されるように、イオンビームの長手方向の強度は一様ではなく、イオンソース４３の磁場設計に依存して、破線５６のように中央部分の強度が大きくなるか、実線５７のように中央部分の強度が小さくなるかのいずれかの分布をとる。図５Ｄのようなエッチング分布の偏りがあると、基板２のエッチング量にムラが生じるため望ましくない。そこで、バイアス部材４５によってエッチング分布の偏りを補正することが好ましい。
（バイアス部材）
図６は、バイアス部材４５が設置された様子を示す正面図である。同図のように、バイアス部材４５は、矩形の枠体からなり、イオンソース４３のビーム照射面５５から出射されるイオンビームの周囲を取り囲むように設置される（ビーム照射面５５とバイアス部材４５は数ｍｍ程度の隙間をあけて配置される。）。バイアス部材４５は、導電性を有する材質であればどのような材料で形成してもよい。典型的には金属材料を用いればよく、枠体の剛性を考慮すると、ＳＵＳなどを好適に用いることができる。本実施形態では、板厚約１ｍｍのＳＵＳ板を折り曲げることにより、バイアス部材４５が形成されている。
ここで、イオンソース４３のエッチング分布が図５Ｄの破線５６のような場合には、イオンビーム（プラスイオン）と反発するように、バイアス部材４５にプラスバイアスをかける。これにより、端部のビームが収束し、端部のビーム強度が増すため、エッチング分布が平滑化される。一方、イオンソース４３のエッチング分布が図５Ｄの実線５７のような場合には、バイアス部材４５にマイナスバイアスをかけるとよい。これにより、端部のビームが発散し、端部のビーム強度が下がるため、エッチング分布が平滑化される。このように、バイアス部材４５によってイオンビームのエッチング分布の偏りを補正することにより、エッチング量のムラを抑制し、均一な表面処理を実現できる。
（表面処理の流れ）
イオンビーム照射による表面処理（ステップＳ１０４）の詳細を説明する。基板２が処理室１３の前処理エリア１３Ａへ搬送されると、制御部４７が、第１の高圧電源４４ａ及び第２の高圧電源４４ｂを制御し、第１のイオンソース４３ａ及び第２のイオンソース４３ｂのビーム照射を開始する。その状態で、制御部４７が、基板支持部４２を一定速度で移動させ、基板２をイオンビームに通過させる。
このような方法により、基板２の第１の面２０ａと第２の面２０ｂの両方にイオンビームが照射され、基板２の両面を同時に表面処理することができる。したがって、従来のように固定基板の両面を処理する方法に比べて、生産性の高い処理が実現できる。また、本実施形態のようにビーム走査を採用したことで、基板２の面積よりも小さい照射範囲のイオンビームで基板全体の処理を行うことができるため、イオンソース４３の小型化、ひいては装置全体の小型化を図ることができる。また、本実施形態のように、基板２の処理面
が鉛直方向に沿うような姿勢で基板２を支持し、処理面に対して水平方向にイオンビームを照射する構成を採用したことで、エッチングによって削られたパーティクルが重力によって落下し、基板２の処理面に残留しないため、パーティクルの残留による処理ムラの発生を防止することができるという利点もある。
＜第２実施形態＞
第１実施形態のように、基板２を移動させながら基板２の両側からイオンビームを照射する方法を採用した場合、ビーム同士の衝突による処理ムラが生ずるおそれがある。例えば図７に示すように、基板２がイオンビームの照射範囲を通過した後、第１のイオンソース４３ａのイオンビーム４８ａと第２のイオンソース４３ｂのイオンビーム４８ｂとが直接当たってしまうと、その衝突部分７０におけるプラズマが不安定な状態となり、周囲のプラズマにも影響を与え、基板表面に対するエッチング量にばらつきが生じるのである。第２実施形態は、このような課題に鑑みたものであり、ビーム同士の衝突による処理ムラを軽減するように、第１のイオンソース４３ａと第２のイオンソース４３ｂの配置を工夫した点に特徴を有する。
図８Ａは、第２実施形態に係るイオンソース配置の一例を示す図である。図８Ａにおいて、第１のイオンソース４３ａと第２のイオンソース４３ｂの中間に位置し、且つ、基板２の搬送方向に平行な仮想面８０を考える。本例の場合、仮想面８０は、基板２の厚み方向のちょうど中間点を通過し、且つ、基板２と平行な面となる。また、第１のイオンソース４３ａのイオンビームと仮想面８０とが交わる領域を第１の断面８１、第２のイオンソース４３ｂのイオンビームと仮想面８０とが交わる領域を第２の断面８２と呼ぶ。第１の断面８１は、第１のイオンソース４３ａのイオンビームの仮想面８０における照射領域を表し、第２の断面８２は、第２のイオンソース４３ｂのイオンビームの仮想面８０における照射領域を表している（なお、イオンビームは厳密には拡がりをもつかもしれないが、ここではイオンソースの幾何学的な配置を規定することが目的のため、イオンビームを拡がりをもたない平行ビームと仮定して考える。ビームの外縁部分（拡がった部分）はビームの中心部分に比べて強度が低下し、仮にビームの外縁同士が衝突したとしてもその影響は小さいため、平行ビームと仮定して考えても差し支えない。）。図８Ｂは、仮想面８０と各イオンビームの断面８１、８２を模式的に示す図である。
本実施形態では、図８Ｂに示すように、第１の断面８１と第２の断面８２とが仮想面８０上で異なる位置になるように、第１のイオンソース４３ａと第２のイオンソース４３ｂを配置する。このように２つのイオンソース４３ａ、４３ｂを配置することによって、基板２が存在しない状態におけるビーム同士の衝突範囲を小さくすることができる。したがって、（図７の状態と比べて）ビーム同士の衝突に起因する処理ムラを軽減することができる。
ここで、第１の断面８１と第２の断面８２との重なりはできるだけ小さい方が好ましい。ビーム同士の衝突範囲が小さいほど処理ムラの軽減効果が高いと期待できるためである。例えば、第１の断面８１と第２の断面８２との重なり面積が、第１の断面８１の面積の１／２より小さいことが好ましく、１／４より小さいことがより好ましく、１／８より小さいことがさらに好ましい。そして、最も好ましくは、第１の断面８１と第２の断面８２とが仮想面８０上で離間している（つまり、まったく重ならない）構成がよい。図９Ａ及び図９Ｂは、第１の断面８１と第２の断面８２とが完全に離間したイオンソース配置の例である。この構成によれば、基板２が存在しない状態においてもビーム同士の衝突が発生しないため、上述したようなビーム同士の衝突に起因する処理ムラは発生せず、高品質な表面処理を実現できる。
＜第３実施形態＞
図１０のようにイオンビーム４８を基板２に対し垂直に当てた場合、エッチングによって削られたパーティクル１００がイオンソース４３の方向に飛散し、イオンソース４３に付着してしまう可能性がある。第３実施形態は、このような課題に鑑みたものであり、基板２から飛散したパーティクル１００の付着を抑制するための構造に特徴を有する。
図１１Ａは、第３実施形態に係るイオンソース配置の一例を示す図である。図から分かるように、本実施形態では、イオンソース４３ａ、４３ｂを基板２に対し傾ける（つまり、イオンビームを基板２に対し非垂直に当てる）。このような配置を採ることにより、イオンビームの入射方向とは反対の方向にパーティクル１１０が飛散するようになるため、イオンソース４３ａ、４３ｂへのパーティクル１１０の付着を抑制することができる。また、イオンビームを基板２に対して斜めに当てることにより、エッチング量の向上、すなわち、表面処理の効率を向上できるという付加的な効果もある。さらに、図１１Ａのようにイオンビームを成膜エリア１３Ｂ側に向けた場合、飛散したパーティクル１１０が仕込室１２に侵入したり、仕込室１２と処理室１３の間の構造物（扉など）に付着したりすることを防止できるという効果もある。
なお、イオンビームを基板２に対しどの方向に傾けたとしても、上述したパーティクルの付着防止と表面処理の効率向上の効果を得ることはできる。ただし、本実施形態のようにライン形状のイオンソース４３を用いている場合には、長手方向の軸回りにイオンソース４３を回転させるようにイオンビームを傾けることが好ましい。言い換えると、イオンビーム（の軸）と基板２の搬送方向（の軸）とで張られる平面が基板２の表面と垂直になり、且つ、イオンビームが基板２の表面に対し非垂直に当たるように、イオンビームを傾けるとよい。このように傾けることによって、基板２の表面に照射されるビーム強度の偏りを避け、処理ムラを抑制することができるからである。
図１１Ｂは、イオンソース配置の他の例である。図１１Ｂでは、イオンビームを仕込室１２側に向けている。この構成でも、図１１Ａと同様、パーティクルの付着防止と表面処理の効率向上の効果を得ることができる。加えて、飛散したパーティクル１１０が成膜エリア１３Ｂに侵入したり、ターゲット１５１に付着したりすることを防止できるという効果もある。
図１１Ｃは、イオンソース配置の他の例である。図１１Ｃでは、第１のイオンソース４３ａと第２のイオンソース４３ｂを逆方向に傾けている。この構成でも、図１１Ａと同様、パーティクルの付着防止と表面処理の効率向上の効果を得ることができる。
図１２は、バイアス部材の変形例である。この例では、バイアス部材４５の一部分を延設し、その延設部分によってパーティクルが飛散し得るエリアをカバーしている。図１２の例の場合は、イオンビームが搬送方向の下流側を向くようにイオンソース４３を傾けているので、バイアス部材４５の搬送方向下流側に板状の延設部分１２０を設けている。このような構成により、バイアス部材４５がいわゆる防着部材としての役割も担い、パーティクルが基板処理装置１４内の構造物に付着することを防ぐことができる。
＜第４実施形態＞
図１３及び図１４を参照して、第４実施形態を説明する。本実施形態では、ビーム照射範囲に基板が存在しない場合にイオンビームの照射を停止することによって、ビーム同士の衝突の発生を防止するものである。図１３は、第４実施形態の基板処理装置１４における基板検知の構成を模式的に示す図であり、図１４は、第４実施形態のイオンソース制御の一例を示すフローチャートである。
図１３に示すように、前処理エリア１３Ａ内の基板２の搬送経路上に、基板２（又は基
板支持部４２）の有無を検知するための位置センサが４つ設けられている。位置センサ１３１は、第１のイオンソース４３ａをオンするためのセンサであり、位置センサ１３２は、第２のイオンソース４３ｂをオンするためのセンサである。また、位置センサ１３３は、第１のイオンソース４３ａをオフするためのセンサであり、位置センサ１３４は、第２のイオンソース４３ｂをオフするためのセンサである。
基板２が前処理エリア１３Ａに搬入された時点（初期状態）では、第１のイオンソース４３ａも第２のイオンソース４３ｂもオフになっているものとする。制御部４７は、１番目の位置センサ１３１により基板２の先端を検知すると（ステップＳ１４０）、第１のイオンソース４３ａのみオンにする（ステップＳ１４１）。このとき、第２のイオンソース４３ｂはオフなので、イオンビームの衝突が発生することはない。次に、制御部４７は、２番目の位置センサ１３２により基板２の先端を検知すると（ステップＳ１４２）、第２のイオンソース４３ｂをオンにする（ステップＳ１４３）。この時点では、第１のイオンソース４３ａからのイオンビームは基板２によって遮られ、第２のイオンソース４３ｂ側には漏れないため、イオンビームの衝突が発生することはない。
その後、制御部４７は、３番目の位置センサ１３３により基板２の先端を検知すると（ステップＳ１４４）、第１のイオンソース４３ａをオフにする（ステップＳ１４５）。さらに制御部４７は、４番目の位置センサ１３４により基板２の先端を検知すると（ステップＳ１４６）、第２のイオンソース４３ｂをオフにする（ステップＳ１４７）。このような停止制御により、基板２の後端が第２のイオンソース４３ｂのビーム照射範囲から外れるより前に第１のイオンソース４３ａが停止するので、イオンビームの衝突が発生することはない。
本実施形態の構成によれば、ビーム同士の衝突による表面処理への影響を可及的に防止することができる。また、無駄なビーム照射が無くなるので、消費電力の低減、並びに、イオンソースの劣化防止にも効果がある。さらに、基板２が存在しないときにビーム照射を停止することで、基板処理装置１４内の構造物にイオンビームが当たることが無くなるので、基板処理装置１４内の構造物の劣化防止にも効果がある。
なお、第４実施形態では４個の位置センサを設けたが、図１５のように、イオンソース４３のオン用の位置センサ１５１とオフ用の位置センサ１５２の２個の位置センサを設ける構成としてもよい。この場合、制御部４７は、１番目の位置センサ１５１で基板２の先端を検知したタイミングで第１のイオンソース４３ａと第２のイオンソース４３ｂの両方をオンにする。また、２番目の位置センサ１５２で基板２の先端を検知したタイミングで、２つのイオンソース４３ａ、４３ｂを同時にオフする。このような構成及び制御によっても、無駄なビーム照射を減らすことができるため、消費電力の低減、イオンソースや基板処理装置１４内の構造部の劣化防止などの効果が得られる。
＜その他＞
第１から第４実施形態を例示して本発明の好ましい具体例を説明したが、本発明の範囲はこれらの具体例に限定されることはなく、その技術思想の範囲内で適宜変形することができる。例えば、第１から第４実施形態で述べた構成や制御内容については、技術的な矛盾がない限り、互いに組み合わせてもよい。
また、上記実施形態では、イオンソース４３の前側にバイアス部材４５を設けたが、イオンビームの強度分布が特に問題なければ、バイアス部材４５は設置しなくてもよい。また、上記実施形態では、基板支持部４２に１枚の基板を支持させて、１枚の基板の両面にイオンビームを照射する構成を例示したが、本発明の基板処理装置は１枚の基板の両側の処理面を同時に処理する用途のみならず、２枚の基板のそれぞれの処理面を同時に処理す
る用途にも利用できる。例えば、図１６に示すように、基板２ａ、２ｂそれぞれの処理面２０ａ、２０ｂが外側（イオンソース側）を向き、裏面（処理面の反対面）２１ａ、２１ｂが対向するように、２枚の基板２ａ、２ｂを基板支持部４２に設置し、一方の基板２ａの片側の処理面２０ａと他方の基板２ｂの片側の処理面２０ｂの２つの面にイオンビームを照射してもよい。これは、基板支持部４２の基板ホルダの構造を変えるだけでよい。なお、図１６では２枚の基板２ａ、２ｂを平行に設置しているが、それぞれの処理面２０ａ、２０ｂが対応するイオンソースの側を向くようになっていれば、２枚の基板２ａ、２ｂが非平行な状態で基板支持部４２に設置されても構わない。また、上記実施形態では、基板支持部４２により基板を縦にして支持したが、基板の支持姿勢はこれに限られない。例えば、基板を横にして支持してもよいし、斜めに支持してもよい。また、上記実施形態では、イオンソース４３を固定し基板支持部４２を移動させる構成としたが、基板支持部４２を固定しイオンソース４３を移動させてもよいし、基板支持部４２とイオンソース４３の両方を移動させてもよい。また、上記第３実施形態では、２つのイオンソース４３をともに傾けて配置したが、いずれか一方のみを傾ける構成でも構わない。
なお、本明細書において、「平行」という用語は、特に断りのない限り又は技術的な制約や矛盾がない限り、数学的に厳密な平行（つまり２つの面又は線の間の角度が０度の状態）のみを意味するのではなく、２つの面又は線の間に所定の角度（例えば３０度より小さい角度）がある状態を含むものである。同様に、「垂直」や「直交」という用語は、２つの面又は線の間の角度が９０度である状態のみでなく、９０度から所定の角度だけ外れた状態（例えば９０度±３０度の範囲）を含む。同様に、「鉛直」という用語は、重力方向に一致する状態のみでなく、重力方向から所定の角度だけ外れた状態を含む。同様に、「水平」という用語は、重力方向と９０度で交わる状態のみでなく、９０度から所定の角度だけ外れた状態を含む。
１：成膜装置
２：基板
１４：基板処理装置
４２：基板支持部
４３，４３ａ，４３ｂ：イオンソース
４５，４５ａ，４５ｂ：バイアス部材
４７：制御部
４８，４８ａ，４８ｂ：イオンビーム
本発明の第一側面は、基板を支持する支持手段と、前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、前記支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板と、前記第１及び第２のイオンソースとを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させながら、前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する制御を行う制御手段と、を有し、前記第１のイオンソースと前記第２のイオンソースの中間に位置し、且つ、前記第１の方向に平行で、前記１枚の基板の両側の処理面の中間又は前記２枚の基板のそれぞれの処理面の中間を通る仮想面を考えたときに、前記第１のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における照射領域と、前記第２のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における照射領域とが、前記仮想面上で異なる位置になるように、前記第１及び第２のイオンソースが配置されていることを特徴とする基板処理装置を提供
する。
本発明の第二側面は、基板を支持する支持手段と、前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、を備える基板処理装置の制御方法であって、前記支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板と、前記第１及び第２のイオンソースとを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させる工程と、前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する制御を行う工程と、を有し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する制御を行う工程は、前記第１のイオンソースと前記第２のイオンソースの中間に位置し、且つ、前記第１の方向に平行で、前記１枚の基板の両側の処理面の中間又は前記２枚の基板のそれぞれの処理面の中間を通る仮想面を考えたときに、前記第１のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における照射領域と、前記第２のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における照射領域とが、前記仮想面上で異なる位置になるように配置された前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する制御を行う工程であることを特徴とする基板処理装置の制御方法を提供する。
本発明の第五側面は、電子部品の製造方法であって、基板を支持する支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板を用意する工程と、前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、前記基板とを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させる工程と、前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する工程と、前記基板の表面に成膜処理を行う工程と、を有し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する工程は、前記第１のイオンソースと前記第２のイオンソースの中間に位置し、且つ、前記第１の方向に平行で、前記１枚の基板の両側の処理面の中間又は前記２枚の基板のそれぞれの処理面の中間を通る仮想面を考えたときに、前記第１のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における照射領域と、前記第２のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における照射領域とが、前記仮想面上で異なる位置になるように配置された前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する工程であることを特徴とする電子部品の製造方法を提供する。

Claims (17)

  1. 基板を支持する支持手段と、
    前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、
    前記支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板と、前記第１及び第２のイオンソースとを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させながら、前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する制御を行う制御手段と、
    を有することを特徴とする基板処理装置。
  2. 前記第１のイオンソースと前記第２のイオンソースの中間に位置し、且つ、前記第１の方向に平行な仮想面を考えたときに、
    前記第１のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における照射領域と、前記第２のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における照射領域とが、前記仮想面上で異なる位置になるように、前記第１及び第２のイオンソースが配置されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 前記第１のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における断面と、前記第２のイオンソースのイオンビームの前記仮想面における断面とが、前記仮想面上で離間するように、前記第１及び第２のイオンソースが配置されている
    ことを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
  4. 前記第１及び第２のイオンソースの出射開口は、長手方向と短手方向とを含み、その長手方向が前記第１の方向と交差するように配置されている
    ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  5. 前記第１及び第２のイオンソースの前記長手方向の幅は、前記第１の方向に直交する方向の前記基板の幅よりも大きい
    ことを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
  6. 前記第１及び第２のイオンソースのうち少なくとも一方は、イオンビームが前記基板に対し非垂直に照射するように、配置されている
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  7. 前記第１及び第２のイオンソースの出射開口は、長手方向と短手方向とを含み、
    前記第１及び第２のイオンソースのうち少なくとも一方は、イオンビームの長手方向が前記基板に垂直に照射し、且つ、当該イオンビームの短手方向が前記基板に対し非垂直に照射するように、配置されている
    ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  8. 前記第１及び第２のイオンソースそれぞれから出射されるイオンビームの周囲を取り囲むように配置され、且つ、バイアスが印加されている、バイアス部材をさらに有する
    ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  9. 前記基板の有無を検知する検知手段をさらに有し、
    前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づき、前記第１のイオンソースのイオンビームの照射範囲に前記基板が存在しないと判断した場合に、前記第１のイオンソースからのイオンビームの照射をオフにし、前記検知手段の検知結果に基づき、前記第２のイオ
    ンソースのイオンビームの照射範囲に前記基板が存在しないと判断した場合に、前記第２のイオンソースからのイオンビームの照射をオフにする
    ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  10. 前記支持手段は、前記基板の前記処理面が鉛直方向に沿うように、前記基板を支持することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  11. 前記第１及び第２のイオンソースは、固定配置されており、
    前記支持手段は、移動可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の基板処理装置。
  12. 基板を支持する支持手段と、
    前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、を備える基板処理装置の制御方法であって、
    前記支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板と、前記第１及び第２のイオンソースとを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させる工程と、
    前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する制御を行う工程と、
    を有することを特徴とする基板処理装置の制御方法。
  13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の基板処理装置と、
    前記基板処理装置によって処理された基板の表面に成膜処理を行う成膜処理部と、
    を備えることを特徴とする成膜装置。
  14. 電子部品の製造方法であって、
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載の基板処理装置によって、前記電子部品が実装される基板の表面を処理する工程と、
    前記基板の表面に成膜処理を行う工程と、
    を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
  15. 電子部品の製造方法であって、
    基板を支持する支持手段により支持された１枚の基板又は前記支持手段によりそれぞれの処理面の反対面同士が対向して支持された２枚の基板を用意する工程と、
    前記基板を間に挟むような位置関係で配置された第１のイオンソース及び第２のイオンソースと、前記基板とを、基板の面に沿った第１の方向に相対的に移動させる工程と、
    前記１枚の基板の両側の処理面又は前記２枚の基板のそれぞれの前記処理面に対し、前記第１及び第２のイオンソースからイオンビームを照射する工程と、
    前記基板の表面に成膜処理を行う工程と、
    を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
  16. 前記支持手段は、前記基板の前記処理面が鉛直方向に沿うように、前記基板を支持することを特徴とする請求項１５に記載の電子部品の製造方法。
  17. 前記基板は、セラミックの表面に樹脂コーティングがされた基板であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の電子部品の製造方法。

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