JP6638479B2 - イオンビーム照射方法およびイオンビーム照射装置 - Google Patents
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Description
真空に排気される真空容器と、
前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
前記ホルダおよびそれに保持された基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
前記ホルダ、それに保持された基板および前記回転機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布を測定するビーム測定器とを備えているイオンビーム照射装置において、
前記ビーム測定器で測定した前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求め、
前記求めた電流密度分布および前記基板のスキャン波形を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記基板上の複数点におけるイオンビームの照射量密度を計算し、かつ当該照射量密度に基づいて前記基板上でのビーム照射量密度の均一性を計算し、
前記計算した均一性に基づいて、所望の均一性が得られる前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを決定し、
前記決定したスキャン数および回転数の組み合わせで前記基板にイオンビームを照射することを特徴としている。
(a)前記ビーム測定器で測定した前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求める電流密度分布演算手段と、
(b)前記求めた電流密度分布および前記基板のスキャン波形を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記基板上の複数点におけるイオンビームの照射量密度を計算し、かつ当該照射量密度に基づいて前記基板上でのビーム照射量密度の均一性を計算して、前記基板のスキャン数および回転数の各組み合わせ時の前記計算したビーム照射量密度の均一性の全てを出力する均一性演算手段と、
(c)前記ビーム照射量密度の均一性が出力された後、前記基板のスキャン数および回転数の複数の組み合わせの内の所定の組み合わせを選択する入力を受けて、当該選択された組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段と、
(d)前記基板へのイオンビーム照射時に、前記組み合わせ記憶手段に記憶している前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせになるように、前記スキャン機構および前記回転機構を制御する駆動制御手段とを有している。
真空に排気される真空容器と、
前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
前記ホルダおよびそれに保持された基板であってその上に複数の円柱状体が並べて形成されている基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
前記ホルダおよびそれに保持された基板を傾けて、前記基板の垂線と前記イオンビームの進行方向との成す角度である基板傾斜角を0度以上にすることのできる基板傾斜機構と、
前記ホルダ、それに保持された基板、前記回転機構および前記基板傾斜機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布を測定するビーム測定器とを備えているイオンビーム照射装置において、
前記基板傾斜機構を用いて前記基板傾斜角を0度を除く所定の角度に設定し、
前記ビーム測定器で測定した前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求め、
前記求めた電流密度分布、前記基板のスキャン波形および前記所定の基板傾斜角を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記複数の円柱状体のそれぞれの全側面に対する前記イオンビームによる処理量を計算し、かつ当該処理量に基づいて、前記複数の円柱状体の側面に対する処理量均一性を計算し、
前記計算した処理量均一性に基づいて、所望の処理量均一性が得られる前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを決定し、
前記決定したスキャン数および回転数の組み合わせで前記基板にイオンビームを照射することを特徴としている。
(a)前記基板傾斜機構を制御して、前記基板傾斜角を0度を除く所定の角度に制御する基板傾斜角制御手段と、
(b)前記ビーム測定器で測定した前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求める電流密度分布演算手段と、
(c)前記求めた電流密度分布、前記基板のスキャン波形および前記所定の基板傾斜角を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記複数の円柱状体のそれぞれの全側面に対する前記イオンビームによる処理量を計算し、かつ当該処理量に基づいて、前記複数の円柱状体の側面に対する処理量均一性を計算して、前記基板のスキャン数および回転数の各組み合わせ時の前記処理量均一性を出力する均一性演算手段と、
(d)前記処理量均一性が出力された後、前記基板のスキャン数および回転数の複数の組み合わせの内の所定の組み合わせを選択する入力を受けて、当該選択された組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段と、
(e)前記基板へのイオンビーム照射時に、前記組み合わせ記憶手段に記憶している前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせになるように、前記スキャン機構および前記回転機構を制御する駆動制御手段とを有している。
図3に、この発明に係るイオンビーム照射方法を実施するイオンビーム照射装置の一実施形態を示す。方向の理解を容易にするために、各図中に、1点で互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を図示している。例えば、Y方向およびZ方向は水平方向であり、X方向は垂直方向である。イオンビーム28は、この例では−Z方向(即ちZ方向と反対方向)に進行する。
次に、上記のようなイオンビーム照射装置におけるイオンビーム照射方法の実施形態を説明する。このイオンビーム照射方法の要点は次のとおりである。なお、この実施形態では、図3に示すように、基板6はイオンビーム28に対して傾けていない(即ち基板傾斜角θ=0度である)。
まず、上記ビーム測定器(例えばビーム測定器52)で測定した上記電流密度分布に基づいて、基板6の位置でのイオンビーム28のX方向における電流密度分布を求める。
次に、上記求めたビーム電流密度分布および基板6のスキャン波形を用いて、かつ基板6のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、基板6上の複数点におけるイオンビーム28の照射量密度を計算し、かつ当該照射量密度に基づいて基板6上でのビーム照射量密度の均一性を計算する。これを以下に詳述する。なおこの出願において、基板6のスキャン数は、基板6の機械的な往復走査数と同じ意味であり、例えば1スキャンは1往復走査のことである。
x(t)=g(t)
x(t)=R・cos(ωt+φ)
y(t)=R・sin(ωt+φ)
x(t)=g(t)+R・cos(ωt+φ)
y(t)=R・sin(ωt+φ)
ω(NS ・TS )=2π・NR
∴ω=2π(NR /NS )(1/TS )
ΔR=R/20(即ち半径を20等分)
Δφ=2π/72(即ち1周を72等分)
I(x)=I0 ・exp(−x2 /d2 )
f(x)=exp{−(x+4)2 /d2 }+exp{−(x+2)2 /d2 }
+exp{−x2 /d2 }+exp{−(x−2)2 /d2 }
+exp{−(x−4)2 /d2 }
U=(Wmax −Wmin )/(Wmax +Wmin )
そして、上記のようにして計算した均一性Uに基づいて、所望の均一性Uが得られる基板6のスキャン数NS および回転数NR の組み合わせを決定する。
そして、前記決定したスキャン数NS および回転数NR の組み合わせで基板6にイオンビーム28を照射する。
上記制御装置50は、上記(2)のイオンビーム照射方法を実施する機能を有していても良い。その場合の制御装置50の構成の例を以下に説明する。なお、以下に説明する制御装置50は、コンピュータを用いて構成しても良い。また、以下に説明する機能以外に、当該イオンビーム照射装置全体を制御する機能を有していても良い。後述する他の実施形態においても同様である。
当該他の実施形態に至る背景技術を以下に説明する。前記基板6として、基板上に複数の円柱状素子が並べて形成された基板を用いて、イオンビーム28の照射によって、各円柱状素子の側面にミリング等の処理を施す場合がある。
特許文献4:特開2011−166157
図17は、この発明に係るイオンビーム照射方法を実施するイオンビーム照射装置の他の実施形態を示す概略断面図であり、図3に対応している。
次に、上記のようなイオンビーム照射装置におけるイオンビーム照射方法の実施形態を説明する。このイオンビーム照射方法の要点は次のとおりである。
(b)前記ビーム測定器(例えばビーム測定器52)で測定した前記電流密度分布に基づいて、基板6の位置でのイオンビーム28のX方向における電流密度分布f(x)を求める。この工程を、図18中に示すように、電流密度分布を求める工程101と呼ぶことにする。
(c)前記求めた電流密度分布f(x)、基板6のスキャン波形および前記所定の基板傾斜角θを用いて、かつ基板6の前記スキャン数NS および回転数NR の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、基板6上の前記複数の円柱状体54のそれぞれの全側面に対するイオンビーム28による処理量を計算し、かつ当該処理量に基づいて、複数の円柱状体54の側面に対する処理量均一性を計算する。この工程を、図18中に示すように、均一性計算工程102aと呼ぶことにする。
(d)前記計算した処理量均一性に基づいて、所望の処理量均一性が得られる基板6のスキャン数NS および回転数NR の組み合わせを決定する。この工程を、図18中に示すように、組み合わせ決定工程103と呼ぶことにする。
(e)前記決定したスキャン数NS および回転数NR の組み合わせで基板6にイオンビーム28を照射する。この工程を、図18中に示すように、イオンビーム照射工程104と呼ぶことにする。
前記基板傾斜機構12、回転機構10およびスキャン機構14によって、図19に示すように、基板6を基板傾斜角θに傾けた状態で、例えば矢印C方向に回転および矢印D方向にスキャンすることができる。
x(t)=g(t)
基板6を回転だけさせる場合、基板6上の点Q(x,y)の、基板平面にとった座標系(X’,Y’,Z’)における時間移動(X'(t) ,Y'(t) )は、基板6上の初期位置(R,φ)を用いて表すと次式となる。ここで、Rは初期位置の半径、φは初期角(即ちスキャン方向であるX軸に対する時刻t=0での角度)、ωは基板回転の角速度である。
x'(t)=R・cos(ωt+φ)
y'(t)=R・sin(ωt+φ)
x(t)=R・cos(ωt+φ)・cos(θ)
y(t)=R・sin(ωt+φ)
x(t)=g(t)+R・cos(ωt+φ)・cos(θ)
y(t)=R・sin(ωt+φ)
傾けた基板6上の円柱状体54の側面にイオンビーム28を照射して処理を施す場合、当該側面に対するビーム入射角によって処理速度が異なるので、これについて以下に説明する。以下では、処理の例としてイオンミリングを取り上げている。
角度θ傾けた基板6上の角柱(より具体的には四角柱)56の側面に対するビーム入射角βを図21に示す。ここでは、関係が見やすいように、前記円柱状体54の代わりに角柱56を使用している。ビーム入射角βは、当該角柱56の側面の面法線i'p とイオンビーム28の進行方向との成す角度である。pは側面番号である。円柱状体54の場合は、ビーム入射角βは、当該円柱状体54の側面の面法線i'p とイオンビーム28の進行方向との成す角度である。
i' =i・cos(θ)+k・sin(θ)
j' =j
i'(ωt)=i' ・cos(ωt)+j' ・sin(ωt)
=i・cos(θ)・cos(ωt)+k・sin(θ)・
cos(ωt)+j・sin(ωt)
i'p(ωt)=i・cos(θ)・cos(ωt+ηp )+k・sin(θ)・
cos(ωt+ηp )+j・sin(ωt+ηp )
cos(βp )=sin(θ)・cos(ωt+ηp )
βp =acos{sin(θ)・cos(ωt+ηp )}
次に、ビーム入射角βによるビーム電流密度の変化を計算する。イオンビーム28のビーム電流密度がIのとき、円柱状体54の、ビーム入射角がβp の側面に対するビーム電流密度I’は、図24を参照すれば分るように、次式で表される。
I' =I/{1/cos(βp )}
=I・cos(βp )
ω(NS ・TS )=2π・NR
∴ω=2π(NR /NS )(1/TS )
p=20(即ち円柱を正20角柱で近似)
ΔR=R/20(即ち半径を20等分)
Δφ=2π/72(即ち1周を72等分)
Usm=(Dpmax−Dpmin)/(Dpmax+Dpmin)
次に、上記均一性計算工程102aに従ってミリング均一性Usmを計算したより具体例を説明する。
I(x)=I0 ・exp(−x2 /d2 )
f(x)=exp{−(x+4)2 /d2 }+exp{−(x+2)2 /d2 }
+exp{−x2 /d2 }+exp{−(x−2)2 /d2 }
+exp{−(x−4)2 /d2 }
上記制御装置50は、上記(6)のイオンビーム照射方法を実施する機能を有していても良い。その場合の制御装置50の構成の例を以下に説明する。以下においては、図14、図15に示した例と同一または相当する部分には同一符号を付し、図14、図15に示した例との相違点を主に説明する。
6 基板
8 ホルダ
10 回転機構
14 スキャン機構
20 イオン源
22 プラズマ生成部
24 引出し電極系
26 イオンビーム引出し領域
28 イオンビーム
50 制御装置
52 ビーム測定器
54 円柱状体
62 電流密度分布演算部
64、64a 均一性演算部
66 組み合わせ記憶部
68 駆動制御部
70 電流密度分布記憶部
72 基板傾斜角制御部
100 基板傾斜角設定工程
101 電流密度分布を求める工程
102、102a 均一性計算工程
103 組み合わせ決定工程
104 イオンビーム照射工程
A1 イオンビームが引き出される領域
B1 イオンビームが引き出されない領域
NS 基板のスキャン数
NR 基板の回転数
θ 基板傾斜角
Claims (10)
- 真空に排気される真空容器と、
前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
前記ホルダおよびそれに保持された基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
前記ホルダ、それに保持された基板および前記回転機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布を測定するビーム測定器とを備えているイオンビーム照射装置において、
前記ビーム測定器で測定した前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求め、
前記求めた電流密度分布および前記基板のスキャン波形を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記基板上の複数点におけるイオンビームの照射量密度を計算し、かつ当該照射量密度に基づいて前記基板上でのビーム照射量密度の均一性を計算し、
前記計算した均一性に基づいて、所望の均一性が得られる前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを決定し、
前記決定したスキャン数および回転数の組み合わせで前記基板にイオンビームを照射することを特徴とするイオンビーム照射方法。 - 真空に排気される真空容器と、
前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
前記ホルダおよびそれに保持された基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
前記ホルダ、それに保持された基板および前記回転機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布であって前記基板のスキャン数および回転数の決定に用いるものを記憶しておく記憶手段とを備えているイオンビーム照射装置において、
前記記憶している前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求め、
前記求めた電流密度分布および前記基板のスキャン波形を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記基板上の複数点におけるイオンビームの照射量密度を計算し、かつ当該照射量密度に基づいて前記基板上でのビーム照射量密度の均一性を計算し、
前記計算した均一性に基づいて、所望の均一性が得られる前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを決定し、
前記決定したスキャン数および回転数の組み合わせで前記基板にイオンビームを照射することを特徴とするイオンビーム照射方法。 - 前記基板のスキャン波形は実質的に三角波であり、
前記イオンビームの照射量密度および均一性の計算をする際に、前記基板のスキャン数および回転数が互いに同じである組み合わせを除外しておく請求項1または2記載のイオンビーム照射方法。 - (A)真空に排気される真空容器と、
(B)前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
(C)前記ホルダおよびそれに保持された基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
(D)プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
(E)前記ホルダ、それに保持された基板および前記回転機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
(F)前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布を測定するビーム測定器と、
(G)少なくとも前記回転機構および前記スキャン機構を制御する機能を有している制御装置とを備えているイオンビーム照射装置であって、
前記制御装置は、
(a)前記ビーム測定器で測定した前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求める電流密度分布演算手段と、
(b)前記求めた電流密度分布および前記基板のスキャン波形を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記基板上の複数点におけるイオンビームの照射量密度を計算し、かつ当該照射量密度に基づいて前記基板上でのビーム照射量密度の均一性を計算して、前記基板のスキャン数および回転数の各組み合わせ時の前記計算したビーム照射量密度の均一性の全てを出力する均一性演算手段と、
(c)前記ビーム照射量密度の均一性が出力された後、前記基板のスキャン数および回転数の複数の組み合わせの内の所定の組み合わせを選択する入力を受けて、当該選択された組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段と、
(d)前記基板へのイオンビーム照射時に、前記組み合わせ記憶手段に記憶している前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせになるように、前記スキャン機構および前記回転機構を制御する駆動制御手段とを有している、ことを特徴とするイオンビーム照射装置。 - (A)真空に排気される真空容器と、
(B)前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
(C)前記ホルダおよびそれに保持された基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
(D)プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
(E)前記ホルダ、それに保持された基板および前記回転機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
(F)少なくとも前記回転機構および前記スキャン機構を制御する機能を有している制御装置とを備えているイオンビーム照射装置であって、
前記制御装置は、
(a)前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布であって前記基板のスキャン数および回転数の決定に用いるものを記憶しておく電流密度分布記憶手段と、
(b)前記記憶している前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求める電流密度分布演算手段と、
(c)前記求めた電流密度分布および前記基板のスキャン波形を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記基板上の複数点におけるイオンビームの照射量密度を計算し、かつ当該照射量密度に基づいて前記基板上でのビーム照射量密度の均一性を計算して、前記基板のスキャン数および回転数の各組み合わせ時の前記計算したビーム照射量密度の均一性の全てを出力する均一性演算手段と、
(d)前記ビーム照射量密度の均一性が出力された後、前記基板のスキャン数および回転数の複数の組み合わせの内の所定の組み合わせを選択する入力を受けて、当該選択された組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段と、
(e)前記基板へのイオンビーム照射時に、前記組み合わせ記憶手段に記憶している前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせになるように、前記スキャン機構および前記回転機構を制御する駆動制御手段とを有している、ことを特徴とするイオンビーム照射装置。 - 真空に排気される真空容器と、
前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
前記ホルダおよびそれに保持された基板であってその上に複数の円柱状体が並べて形成されている基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
前記ホルダおよびそれに保持された基板を傾けて、前記基板の垂線と前記イオンビームの進行方向との成す角度である基板傾斜角を0度以上にすることのできる基板傾斜機構と、
前記ホルダ、それに保持された基板、前記回転機構および前記基板傾斜機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布を測定するビーム測定器とを備えているイオンビーム照射装置において、
前記基板傾斜機構を用いて前記基板傾斜角を0度を除く所定の角度に設定し、
前記ビーム測定器で測定した前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求め、
前記求めた電流密度分布、前記基板のスキャン波形および前記所定の基板傾斜角を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記複数の円柱状体のそれぞれの全側面に対する前記イオンビームによる処理量を計算し、かつ当該処理量に基づいて、前記複数の円柱状体の側面に対する処理量均一性を計算し、
前記計算した処理量均一性に基づいて、所望の処理量均一性が得られる前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを決定し、
前記決定したスキャン数および回転数の組み合わせで前記基板にイオンビームを照射することを特徴とするイオンビーム照射方法。 - 真空に排気される真空容器と、
前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
前記ホルダおよびそれに保持された基板であってその上に複数の円柱状体が並べて形成されている基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
前記ホルダおよびそれに保持された基板を傾けて、前記基板の垂線と前記イオンビームの進行方向との成す角度である基板傾斜角を0度以上にすることのできる基板傾斜機構と、
前記ホルダ、それに保持された基板、前記回転機構および前記基板傾斜機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布であって前記基板のスキャン数および回転数の決定に用いるものを記憶しておく電流密度分布記憶手段とを備えているイオンビーム照射装置において、
前記基板傾斜機構を用いて前記基板傾斜角を0度を除く所定の角度に設定し、
前記記憶している前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求め、
前記求めた電流密度分布、前記基板のスキャン波形および前記所定の基板傾斜角を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記複数の円柱状体のそれぞれの全側面に対する前記イオンビームによる処理量を計算し、かつ当該処理量に基づいて、前記複数の円柱状体の側面に対する処理量均一性を計算し、
前記計算した処理量均一性に基づいて、所望の処理量均一性が得られる前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを決定し、
前記決定したスキャン数および回転数の組み合わせで前記基板にイオンビームを照射することを特徴とするイオンビーム照射方法。 - 前記イオン源は、前記ホルダに保持された基板に対して、当該基板の位置における寸法が、当該基板および当該基板がスキャンされる領域を包含する大きさよりも大きい寸法のイオンビームを照射するものである請求項1、2、3、6または7記載のイオンビーム照射方法。
- (A)真空に排気される真空容器と、
(B)前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
(C)前記ホルダおよびそれに保持された基板であってその上に複数の円柱状体が並べて形成されている基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
(D)プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
(E)前記ホルダおよびそれに保持された基板を傾けて、前記基板の垂線と前記イオンビームの進行方向との成す角度である基板傾斜角を0度以上にすることのできる基板傾斜機構と、
(F)前記ホルダ、それに保持された基板、前記回転機構および前記基板傾斜機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
(G)前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布を測定するビーム測定器と、
(H)少なくとも前記回転機構、前記スキャン機構および前記基板傾斜機構を制御する機能を有している制御装置とを備えているイオンビーム照射装置であって、
前記制御装置は、
(a)前記基板傾斜機構を制御して、前記基板傾斜角を0度を除く所定の角度に制御する基板傾斜角制御手段と、
(b)前記ビーム測定器で測定した前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求める電流密度分布演算手段と、
(c)前記求めた電流密度分布、前記基板のスキャン波形および前記所定の基板傾斜角を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記複数の円柱状体のそれぞれの全側面に対する前記イオンビームによる処理量を計算し、かつ当該処理量に基づいて、前記複数の円柱状体の側面に対する処理量均一性を計算して、前記基板のスキャン数および回転数の各組み合わせ時の前記処理量均一性を出力する均一性演算手段と、
(d)前記処理量均一性が出力された後、前記基板のスキャン数および回転数の複数の組み合わせの内の所定の組み合わせを選択する入力を受けて、当該選択された組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段と、
(e)前記基板へのイオンビーム照射時に、前記組み合わせ記憶手段に記憶している前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせになるように、前記スキャン機構および前記回転機構を制御する駆動制御手段とを有している、ことを特徴とするイオンビーム照射装置。 - (A)真空に排気される真空容器と、
(B)前記真空容器内に収納されていて基板を保持するホルダと、
(C)前記ホルダおよびそれに保持された基板であってその上に複数の円柱状体が並べて形成されている基板を当該基板の中心部周りに回転させる回転機構と、
(D)プラズマを生成するプラズマ生成部および当該プラズマから電界の作用でイオンビームを引き出す引出し電極系を有していて、引き出したイオンビームを前記ホルダに保持された基板に照射するイオン源であって、前記引出し電極系は、イオンビームが引き出される領域とイオンビームが引き出されない領域とをX方向に所定の周期で交互に配列しており、かつ前記イオンビームが引き出される領域から、前記基板の位置において、前記X方向と実質的に直交するY方向において前記基板の寸法以上の範囲で実質的に均一な電流密度分布のイオンビームを引き出すイオン源と、
(E)前記ホルダおよびそれに保持された基板を傾けて、前記基板の垂線と前記イオンビームの進行方向との成す角度である基板傾斜角を0度以上にすることのできる基板傾斜機構と、
(F)前記ホルダ、それに保持された基板、前記回転機構および前記基板傾斜機構を、所定のスキャン波形で実質的に前記X方向に機械的に往復でスキャンするスキャン機構と、
(G)少なくとも前記回転機構、前記スキャン機構および前記基板傾斜機構を制御する機能を有している制御装置とを備えているイオンビーム照射装置であって、
前記制御装置は、
(a)前記基板傾斜機構を制御して、前記基板傾斜角を0度を除く所定の角度に制御する基板傾斜角制御手段と、
(b)前記X方向における前記イオンビームの電流密度分布であって前記基板のスキャン数および回転数の決定に用いるものを記憶しておく電流密度分布記憶手段と、
(c)前記記憶している前記電流密度分布に基づいて、前記基板の位置での前記イオンビームの前記X方向における電流密度分布を求める電流密度分布演算手段と、
(d)前記求めた電流密度分布、前記基板のスキャン波形および前記所定の基板傾斜角を用いて、かつ前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせを複数の組み合わせで変えて、各組み合わせについて、前記複数の円柱状体のそれぞれの全側面に対する前記イオンビームによる処理量を計算し、かつ当該処理量に基づいて、前記複数の円柱状体の側面に対する処理量均一性を計算して、前記基板のスキャン数および回転数の各組み合わせ時の前記処理量均一性を出力する均一性演算手段と、
(e)前記処理量均一性が出力された後、前記基板のスキャン数および回転数の複数の組み合わせの内の所定の組み合わせを選択する入力を受けて、当該選択された組み合わせを記憶する組み合わせ記憶手段と、
(f)前記基板へのイオンビーム照射時に、前記組み合わせ記憶手段に記憶している前記基板のスキャン数および回転数の組み合わせになるように、前記スキャン機構および前記回転機構を制御する駆動制御手段とを有している、ことを特徴とするイオンビーム照射装置。
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