KR20230149721A - 에칭 장치 - Google Patents

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KR20230149721A
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ion beam
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etching
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KR1020230037379A
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토시하루 우치다
히로키 스가와라
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캐논 톡키 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 보다 간소한 장치를 사용하여 에칭을 행하는 기술을 제공한다.
[해결 수단] 기판에 에칭용의 이온 빔을 조사하는 이온 소스를 포함하는 조사 장치와, 기판을 반송하여, 복수회, 이온 빔의 조사 영역의 기판에 의한 통과를 행하게 하는 반송 장치를 구비하고, 이온 빔의 조사 방향은, 조사 영역에 있는 기판의 표면의 법선에 대해 경사져 있고, 복수회의 조사 영역의 기판에 의한 통과에는, 제1 통과와 제2 통과가 적어도 포함되고, 제1 통과에 있어서의 이온 빔의 기판에 대한 조사 방향과, 제2 통과에 있어서의 이온 빔의 기판에 대한 조사 방향은, 서로 다른 에칭 장치를 사용한다.

Description

에칭 장치{ETCHING DEVICE}
본 발명은, 에칭 장치에 관한 것이다.
유기 EL 표시 장치나 액정 표시 장치 등의 플랫 패널 표시 장치가 사용되고 있다. 예를 들면 유기 EL 표시 장치는, 2개의 마주 보는 전극의 사이에, 발광을 일으키는 유기물층인 발광층을 갖는 기능층이 형성된, 다층 구성의 유기 EL 소자를 포함하고 있다. 유기 EL 소자의 기능층이나 전극층은, 성막 장치의 챔버 내에서, 스퍼터링이나 증착 등의 수법에 의해, 유리 기판에 마스크를 통해 성막 재료를 부착시킴으로써 형성된다. 또한, 스퍼터링 등에 의해 형성된 막에 대해, 이온 빔을 조사하는 이온 빔 에칭에 의해, 막의 일부를 깎아 제거하는 처리를 행하는 것이 알려져 있다.
이온 빔 에칭과 관련하여, 피조사 대상을 회전 또는 이동시키면서 이온 빔을 조사하는 방법이 제안되고 있다.
특허문헌 1(일본특허공표 특표2013-503414호 공보)에는, 평행 이온 빔이 조사되는 인라인 처리 시스템에 있어서, 원형 기판을 회전시키면서 이동시키는 구성이 개시되어 있다.
특허문헌 1: 일본특허공표 특표2013-503414호 공보
종래 기술에서는, 기판을 회전시키면서 반송시키기 위해, 기판을 특수한 캐리어에 재치하고 있다. 그 때문에, 대형의 기판에 대응하면 장치가 대형화된다고 하는 과제가 있다.
이에, 본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 보다 간소한 장치를 사용하여 에칭을 행하는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명은, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
기판에 에칭용의 이온 빔을 조사하는 이온 소스를 포함하는 조사 장치와,
상기 기판을 반송하여, 복수회, 상기 이온 빔의 조사 영역의 상기 기판에 의한 통과를 행하게 하는 반송 장치를 구비하고,
상기 이온 빔의 조사 방향은, 상기 조사 영역에 있는 상기 기판의 표면의 법선에 대해 경사져 있고,
상기 복수회의 상기 조사 영역의 상기 기판에 의한 통과에는, 제1 통과와 제2 통과가 적어도 포함되고, 상기 제1 통과에 있어서의 상기 이온 빔의 상기 기판에 대한 조사 방향과, 상기 제2 통과에 있어서의 상기 이온 빔의 상기 기판에 대한 조사 방향은, 서로 다른 것을 특징으로 하는 에칭 장치이다.
본 발명은, 또한, 이하의 구성을 채용한다. 즉,
기판에 에칭용의 이온 빔을 조사하는 이온 소스를 포함하는 조사 장치와,
상기 기판을 반송하여, 복수회, 상기 이온 빔의 조사 영역의 상기 기판에 의한 통과를 행하게 하는 반송 장치를 구비하고,
상기 이온 빔의 조사 방향은, 상기 조사 영역에 있는 상기 기판의 표면의 법선에 대해 경사져 있고,
상기 복수회의 상기 조사 영역의 상기 기판에 의한 통과에는, 제1 통과와 제2 통과가 적어도 포함되고,
상기 제1 통과와 상기 제2 통과의 사이에, 상기 이온 빔의 조사 영역 밖에서, 상기 기판의 표면과 평행한 면내에서 상기 기판을 회전시키는 회전 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치이다.
본 발명에 의하면, 보다 간소한 장치를 사용하여 에칭을 행하는 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따른 성막 장치의 내부의 개략 구성도이다.
도 2는 실시예 1에 따른 성막 장치의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 3은 실시예 1에 따른 성막 장치에 있어서의 에칭 동작 설명도이다.
도 4는 실시예 1에 따른 성막 장치의 내부의 개략 구성도이다.
도 5는 실시예 1에 따른 이온 소스의 설명도이다.
도 6은 실시예 1에 따른 에칭 에리어의 설명도이다.
도 7은 실시예 1에 따른 이온 빔 조사 방향의 설명도이다.
도 8은 실시예 1에 따른 이온 빔 조사에 의해 형성되는 막의 설명도이다.
도 9는 실시예 2에 따른 에칭 에리어의 설명도이다.
도 10은 실시예 2에 따른 이온 빔의 조사 방향의 가변 기구의 설명도이다.
도 11은 실시예 3에 따른 에칭 에리어의 설명도이다.
도 12는 실시예 4에 따른 에칭 에리어의 설명도이다.
도 13은 실시예 5에 따른 에칭 에리어의 설명도이다.
도 14는 실시예 6에 따른 에칭 에리어의 설명도이다.
도 15는 실시예 7에 따른 에칭 에리어의 설명도이다.
도 16은 실시예 7에 따른 에칭 에리어의 변형예의 설명도이다.
도 17은 실시예 8에 따른 에칭 에리어의 설명도이다.
도 18은 실시예 8에 따른 에칭 에리어의 설명도의 계속이다.
도 19는 실시예 8에 따른 에칭 에리어의 변형예의 설명도이다.
도 20은 요철 기판에 형성되는 막을 나타내는 단면도이다.
이하에, 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 단, 이하의 실시 형태는 본 발명의 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위는 이들 구성에 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서의, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 플로우, 제조 조건, 치수, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 이들만으로 한정하는 취지의 것이 아니다.
본 발명은, 기판 등의 성막 대상물의 표면에 스퍼터링이나 증착에 의해 성막 재료의 박막을 형성하는 성막 장치에 바람직하다. 본 발명은, 성막 장치, 성막 방법, 에칭 장치, 에칭 방법, 성막 장치나 에칭 장치의 제어 방법으로서 파악할 수 있다. 본 발명은 또한, 전자 디바이스의 제조 장치나 그 제어 방법, 전자 디바이스의 제조 방법으로서도 파악할 수 있다. 본 발명은 또한, 성막 방법, 에칭 방법이나 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이나, 해당 프로그램을 저장한 기억 매체로서도 파악할 수 있다. 기억 매체는, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 비일시적인 기억 매체일 수 있다.
본 발명은, 피처리 대상인 기판의 표면에 원하는 패턴의 박막을 형성하는 성막 장치에 바람직하게 적용할 수 있다. 기판의 재료로서는, 유리, 수지, 금속, 실리콘 등 임의의 것을 이용할 수 있다. 성막 재료로서는, 유기 재료, 무기 재료(금속, 금속산화물) 등 임의의 것을 이용할 수 있다. 기판에는, 기판 재료의 표면에 이미 하나 이상의 성막이 행해진 것을 포함해도 된다. 본 발명의 기술은, 전형적으로는, 전자 디바이스나 광학 부재의 제조 장치에 적용된다. 특히, 유기 EL 소자를 구비하는 유기 EL 디스플레이, 이를 사용한 유기 EL 표시 장치 등의 유기 전자 디바이스에 바람직하다. 본 발명은 또한, 박막 태양 전지, 유기 CMOS 이미지 센서에도 이용할 수 있다.
(실시예1)
도 1∼도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예 1에 따른 성막 방법 및 성막 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 성막 장치의 내부의 개략 구성을 나타내는 단면도이며, 성막 장치의 내부 전체를 상방으로부터 본 경우의 개략 구성을 나타내고 있다. 도 2는 본 발명의 실시예 1에 따른 성막 장치의 동작을 나타내는 플로우차트이다. 도 3은 본 발명의 실시예 1에 따른 성막 장치에 있어서의 에칭 동작 설명도이다. 도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 성막 장치의 내부의 개략 구성도며, 에칭용 빔 조사 장치가 설치되어 있는 부근을, 기판의 반송 방향으로 본 개략 구성을 나타내고 있다. 도 5는 본 발명의 실시예 1에 따른 에칭용 빔 조사 장치로서의 이온 소스의 설명도이며, 도 5(a)는 이온 소스의 빔 조사면을 나타내는 정면도이며, 도 5(b)는 도 5(a) 중 AA 단면도이며, 도 5(c)는 이온 빔의 긴 길이방향의 에칭 강도를 나타내는 그래프이다. 도 6은 본 실시예의 에칭 에리어(300c)의 구성을 측면에서 본 도면이다. 도 7은 이온 빔 조사 방향과 기판의 요철 관계를 나타내는 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예 1에 따른 이온 빔 조사의 효과에 대한 설명도이다.
<성막 장치의 전체 구성>
특히, 도 1을 참조하여, 본 실시예에 따른 성막 장치(1)의 전체 구성에 대해서 설명한다. 성막 장치(1)는, 성막 처리되는 기판(10)이 수용되는 스톡커실(100)과, 실내를 대기 상태와 진공 상태로 전환하는 기압 전환실(200)과, 기판(10)의 처리면에 각종 처리를 행하는 처리실(300)을 구비하고 있다.
스톡커실(100)은, 기판(10)을 보유지지하면서 반송 가능한 기판 반송 장치(15)를 복수 수용하는 역할을 담당하고 있다. 이 스톡커실(100)에는, 복수의 기판 반송 장치(15)가 재치되는 재치대(111)와, 재치대(111)를 왕복 이동시키는 구동 기구를 구비하고 있다. 이 구동 기구는, 볼나사를 회전시키는 모터 등의 구동원(121)과, 재치대(111)의 이동 방향을 규제하는 가이드 레일(122) 등에 의해 구성된다. 다만, 재치대(111)를 왕복 이동시키는 구동 기구에 대해서는, 이러한 구성에 한정되는 것이 아니며, 각종 공지기술을 채용할 수 있다. 또한, 재치대(111)에는, 기판 반송 장치(15)의 이동 방향을 규제하는 가이드 레일(112)이 복수 설치되어 있다. 성막 장치(1)는, 기판(10)이 기판 반송 장치로 반송되면서 각종의 처리를 받는, 인라인 반송형의 장치이다.
기압 전환실(200)은, 대기 상태에 있는 스톡커실(100)로부터 반입되는 기판 반송 장치(15)를, 진공 상태에 있는 처리실(300)로 보내기 위해, 처리실(300)에 보내지기 이전 단계에서, 실내를 대기 상태로부터 진공 상태로 전환하는 역할을 담당하고 있다. 또한, 본 실시예에 따른 기압 전환실(200)에는, 기판(10)을 가열하는 히터(221, 222)가 설치되어 있다. 즉, 기판(10)의 재료에 따라서는, 상온인 채로 처리실(300)에 반송되면, 기판(10)으로부터 각종 가스가 발생하여, 성막 시에 악영향을 미치게 된다. 이에, 그러한 기판(10)에 대해서는, 히터(221, 222)로 가열하여 가스를 강제적으로 조기에 발생시킴으로써, 처리실(300) 내에서의 가스 발생을 억제한다. 또한, 기압 전환실(200)에도, 기판 반송 장치(15)의 이동 방향을 규제하는 가이드 레일(210)이 설치되어 있다.
처리실(300)은, 내부가 진공 분위기가 되는 챔버(301)와, 기판 반송 장치(15)의 이동 방향을 규제하는 가이드 레일(302)을 구비하고 있다. 한편, 실시예에 따라서는, 처리실(300)에서 기판 반송 장치(15)를 왕복 이동시키는 경우가 있다. 왕복 이동을 위한 기구에 대해서는, 볼나사에 의한 구동 기구나 랙 앤드 피니언(rack and pinion) 기구 등의 각종 공지기술을 적용할 수 있다.
처리실(300) 내에는, 전처리 에리어(300a)와, 성막 에리어(300b)와, 에칭 에리어(300c)가 설치되어 있다. 전처리 에리어(300a)에는, 성막 처리에 앞서 기판(10)의 처리면의 세정 등의 전처리를 행하기 위한 기판 처리 장치(310)가 설치되어 있다. 성막 에리어(300b)에는, 기판(10)의 처리면에 성막 처리를 행하는 성막 재료조사 장치로서의 스퍼터 장치(320)가 설치되어 있다. 에칭 에리어(300c)에는, 스퍼터 장치(320)에 의해 기판(10) 상에 형성된 막에 대해 에칭을 행하는 에칭용 빔 조사 장치(330)가 설치되어 있다. 한편, 도 1의 에칭 에리어(300c)는 간략화된 것이며, 보다 상세한 구성에 대해서는 실시예별로 설명한다.
전처리 에리어(300a)의 기판 처리 장치(310)의 전단에 설치된 공간은, 기판 처리 장치(310)에 의한 전처리를 실시하기 전의 기판 반송 장치(15)가 대기하는 공간이다. 본 실시예에 따른 성막 장치(1)는, 기판(10)을 보유지지하여 반송하면서, 기판(10)에 대해 일련의 처리를 실시하는, 이른바 인라인형의 구성을 이루고 있다.
도 1에 나타낸 구성은 일례를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 성막 장치는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판(10)이, 피성막면이 위(또는 아래)를 향한 상태로 기판 캐리어에 보유지지된 채, 기판 캐리어의 이동에 따라 복수의 챔버 사이를 이동하는 구성이어도 된다.
<성막 장치의 전체적인 동작>
성막 장치(1)가 구비하는 제어 장치(C)는, 재치대(111)를 왕복 이동시키는 구동 기구, 기압 전환실(200) 내의 기압, 히터(221, 222), 처리실(300) 내의 기압, 기판 처리 장치(310), 스퍼터 장치(320) 및, 에칭용 빔 조사 장치(330)의 제어뿐만 아니라, 기판 반송 장치(15)에 의한 기판(10)의 반송 제어를 행한다. 제어 장치(C)는, 처리 플로우의 각종 동작(성막 공정, 에칭 공정 등)의 제어를 실행한다. 제어 장치(C)는, 예를 들면, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성 가능하다. 이 경우, 제어 장치(C)의 기능은, 메모리 또는 스토리지에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행함으로써 실현된다. 컴퓨터로서는, 범용의 컴퓨터를 이용해도 되고, 임베디드형의 컴퓨터 또는 PLC(programmable logic controller)를 이용해도 된다. 또는, 제어 장치(C)의 기능의 일부 또는 전부를 ASIC이나 FPGA와 같은 회로로 구성해도 된다. 또한, 제어 장치(C)는, 제어 대상이 되는 각종 장치 등과 접속된 배선을 통해, 제어 명령을 전달하도록 구성해도 되고, 무선에 의해, 각종 장치 등에 대해 제어 명령을 전달하도록 구성해도 된다.
(처리 플로우)
이하, 특히, 도 2를 참조하여, 성막 장치(1)의 전체적인 동작에 대해서 설명한다.
<<준비 공정>>
스톡커실(100)에는, 각각 기판(10)을 보유지지하는 기판 반송 장치(15)가 복수 수용되어 있다. 그 중 처리 대상이 되는 기판(10)을 보유지지하는 기판 반송 장치(15)가, 스톡커실(100)로부터 기압 전환실(200)로 반송된다(스텝(S101)). 기압 전환실(200)에서, 감압 동작이 행하여져, 실내가 대기 상태로부터 진공 상태로 전환된다. 또한, 기판(10)의 재료에 따라서는, 기판(10)에의 가열 처리가 동시에 행해진다(스텝(S102)). 예를 들면, 약 10분 정도의 가열 처리에 의해, 100℃에서 180℃ 정도까지 기판(10)이 가열된다. 그 후, 기판(10)은, 기압 전환실(200)로부터 처리실(300)의 전처리 에리어(300a)로 반송된다(스텝(S103)). 전처리 에리어(300a)에서는, 기판 처리 장치(310)에 의해 기판(10)의 처리면에 대해 이온 빔 조사에 의한 표면 처리가 실시된다(스텝(S104)).
<<성막 공정>>
다음으로, 기판(10)은 성막 에리어(300b)에 반송되어(스텝(S105)), 스퍼터 장치(320)에 의해 기판(10)의 처리면에 대해 스퍼터링 처리가 실시된다(스텝(S106)). 스퍼터 장치(320)에 대해서는, 공지기술이므로, 그 상세한 설명은 생략하나, 고전압이 인가됨으로써, 성막 재료가 방출되는 타겟 등을 구비하고 있다. 한편, 타겟에 대해서는, 평판 형상의 것을 채용할 수도 있고, 회전 가능하도록 구성된 원통 형상의 것을 채용할 수도 있다.
<<에칭 공정>>
성막 처리가 실시된 기판(10)은, 에칭 에리어(300c)로 반송되어(스텝(S107)), 에칭용 빔 조사 장치(330)에 의한 에칭 처리가 실시된다(스텝(S108)).
한편, 도 1과 같은, 처리실(300)의 일단측에 설치된 스톡커실(100)과 기압 전환실(200)에 있어서, 기판 반송 장치(15)의 반입과 반출을 행하는 구성에 한정되지는 않는다. 예를 들면, 처리실(300)의 일단측에 설치된 스톡커실(100)과 기압 전환실(200)에 대해서는, 기판 반송 장치(15)의 반입 동작만 행하도록 하고, 처리실(300)의 타단측에 기판 반송 장치(15)의 반출을 행하기 위한 기압 전환실과, 처리후의 기판(10)을 수용하기 위한 스톡커실을 설치하는 구성을 채용할 수도 있다. 기판의 반출입에 관한 구성은, 에칭 처리를 행할 때의 기판(10)의 반송 경로에 따라서, 적절히 설계하면 된다.
본 실시예에 따른 성막 장치(1)는, 예를 들면, 전처리를 수반하는 다양한 전극 형성에 적용 가능하다. 구체예로서는, 예를 들면, FC-BGA(Flip-Chip Ball Grid Array) 실장 기판에 적합한 도금 시드막이나, SAW(Surface Acoustic Wave) 디바이스용의 메탈 적층막의 성막을 들 수 있다. 또한, LED의 본딩부에 있어서의 도전성 경질막, MLCC(Multi-Layered Ceramic Capacitor)의 단자부막의 성막 등도 들 수 있다. 기타, 전자 부품 패키지에 있어서의 전자 쉴드막이나 칩 저항기의 단자부막의 성막에도 적용 가능하다. 기판(10)의 사이즈는 특히 한정되지 않지만, 본 실시예에서는, 200mm×200mm정도의 사이즈의 기판(10)을 사용하고 있다. 또한, 기판(10)의 재료는 임의이며, 예를 들면, 폴리이미드, 유리, 실리콘, 금속, 세라믹 등의 기판이 사용된다.
또한, 하나의 변형예로서, 스텝(S107∼S108)의 처리를 반복해도 된다. 그 경우, S108의 에칭 처리후에, 제어 장치(C)에 의해, 스퍼터링 회수(X)가 소정의 회수(N)에 도달하였는지 여부가 판정된다. N에 도달하지 않은 경우에는, 기판(10)은, 성막 에리어(300b)로 되돌려져, 성막 처리와 에칭 처리가 다시 실시된다. 성막 처리와 에칭 처리가 N회 반복된 후, 처리 후의 기판(10)은, 기압 전환실(200)에 보내져, 진공 상태로부터 대기 상태로 전환된 후, 스톡커실(100)로 반출된다.
이 변형예에 의하면, 1회의 스퍼터링에 의해 형성된 막두께의 불균형이, 그 스퍼터링의 직후의 에칭 처리에 의해 해소된다. 그리고, 스퍼터링과 에칭 처리를 반복함으로써 서서히 막두께가 두꺼워져 가기 때문에, 형성되는 막의 두께를 균일하게 할 수 있다. 또한, 여기서, 도 20(b)의 상태로부터 더 스퍼터링을 진행시키면, 정상면(11a)에 퇴적된 막(20)이 오버행(overhang) 하는 경우가 있다. 그 결과, 저면(12a)에 퇴적된 막(20)의 볼록 형상의 끝자락 부분과, 정상면(11a)에 퇴적된 막(20)의 오버행 부분의 사이에 간극(보이드)이 생길 가능성이 있다. 그러나, 이 변형예에 의하면, 스퍼터링과 에칭 처리가 교대로 반복되기 때문에, 막(20)에 있어서의 간극의 발생을 방지할 수 있다. 이 변형예와 같이, 에칭 에리어(300c)와 성막 에리어(300b)의 처리를 반복하여 행하는 수법은, 후술하는 각 실시예에도 적용 가능하다.
<기판 처리 장치 및 에칭용 빔 조사 장치>
특히, 도 3 및 도 4를 참조하여, 기판 처리 장치(310) 및 에칭용 빔 조사 장치(330)에 대해서 설명한다. 기판 처리 장치(310)와 에칭용 빔 조사 장치(330)의 기본적인 구성은 동일하다. 즉, 이들 기판 처리 장치(310)와 에칭용 빔 조사 장치(330)는, 이온 빔 조사에 의해 기판의 표면(처리면)에 대해 세정 내지 에칭의 처리를 행하기 위한 장치이다. 따라서 여기서는, 에칭용 빔 조사 장치(330)에 대해서 설명한다. 에칭용 빔 조사 장치(330)는, 이온 소스(331)와, 이온 소스(331)에 전압을 인가하는 고압 전원(336)을 구비하고 있다. 도 4에는, 이온 소스(331)로부터 조사된 이온 빔(341)도 나타내고 있다.
처리실(300)에 있어서의 챔버(301)은 기밀 용기이며, 배기 펌프(303)에 의해, 그 내부는 진공 상태(또는 감압 상태)로 유지된다. 가스 공급 벨브(304)를 열고, 챔버(301) 내로 가스를 공급함으로써, 처리에 대한 적절한 가스 분위기(또는 압력대)로 적절히 변경을 할 수 있다. 챔버(301) 전체는 전기적으로 접지되어 있다. 기판 반송 장치(15)는, 기판(10)의 처리면이 연직 방향을 따르도록 기판(10)을 수직인 자세로 보유지지하면서, 챔버(301)의 저면에 부설된 가이드 레일(302) 위를 이동 가능하도록 구성되어 있다. 가이드 레일(302)은 기판(10)의 표면과 평행한 방향으로 연설되어 있으며, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 기판 반송 장치(15)는 기판(10)의 표면에 평행한 방향을 따라 이동한다.
기판 반송 장치(15)는, 기판(10)을 보유지지하는 보유지지 부재(기판 홀더)(15a)와, 보유지지 부재(15a)를 지지하는 지지 부재(반송 캐리어)(15b)와, 보유지지 부재(15a)와 지지 부재(15b)를 전기적으로는 절연하면서 기계적으로 접속하는 접속 부재(15c)와, 지지 부재(15b)의 하단에 설치되는 전동체(轉動體; 15d)를 구비하고 있다. 전동체(15d)가 가이드 레일(302) 위를 전동함으로써, 기판 반송 장치(15)는, 가이드 레일(302)을 따라 이동한다. 여기서, 보유지지 부재(15a)에 의한 기판(10)을 보유지지하는 면을 보유지지면(F)이라고 칭한다.
도 3은, 기판 반송 장치(15)가 Y방향으로 이동하면서 에칭 처리가 행해지는 에칭 공정 중의, 에칭용 빔 조사 장치(330)와 기판 반송 장치(15)의 모습을 나타내고 있다. 한편, 이온 소스(331)와 기판(10) 사이의 거리는 약 100∼200mm에 설정되어 있다. 또한, 고압 전원(336)은 이온 소스(331)에 애노드 전압(∼수 kV)을 인가하도록 구성되어 있다.
<이온 소스>
특히, 도 5를 참조하여, 이온 소스(331)에 대해서, 보다 상세하게 설명한다. 이온 소스(331)는, 캐소드(332)와, 빔 조사면(333)과, 애노드(334)와, 영구자석(335)을 구비하고 있다. 본 실시예에서는 캐소드(332)가 이온 소스(331)의 케이스를 겸하고 있다. 캐소드(332)와 애노드(334)는 각각 SUS로 형성되며, 양자는 전기적으로 절연되어 있다. 캐소드(332)는 챔버(301)에 고정됨으로써, 전기적으로 접지되어 있다. 한편, 애노드(334)는 고압 전원(336)에 접속되어 있다. 이 구성에 있어서, 고압 전원(336)으로부터 애노드(334)에 대해 고압이 인가되면, 케이스(캐소드(332))의 빔 조사면(333)에 설치된 출사 개구로부터 이온 빔이 출사한다. 또한, 이온 소스(331)의 원리로서는, 케이스의 배면측에서 가스를 도입하여 케이스 내부에서 이온을 발생하는 타입과, 케이스의 외측에 존재하는 분위기 가스를 이온화하는 타입이 있으나, 어느 것을 사용해도 된다. 도 4에서는, 후자의 경우를 나타내고 있으며, 가스 공급 벨브(304)를 여는 것에 의해, 챔버(301) 내에 가스가 공급된다. 가스로서는, 아르곤 가스, 산소 가스, 질소 가스 등을 사용할 수 있다.
본 실시예에 따른 이온 소스(331)는, 출사 개구의 개구부가 긴 길이방향과 짧은 길이방향을 갖도록, 약 300∼400mm×약 70mm의 길고 가는 형상(라인 형상 또는 트랙 형상)의 빔 조사면(333)을 갖고 있다. 이에 의해 이온 소스(331)는, 리니어 이온 소스로서 구성된다. 그리고, 출사 개구의 긴 길이방향이 기판(10)의 반송 방향에 대해 교차하도록, 이온 소스(331)가 배치되어 있다. 이러한 세로로 긴 이온 소스(331)를 사용함으로써, 기판(10)의 종방향(반송 방향에 대해 직교하는 방향) 전역에 걸쳐 이온 빔이 조사 가능하게 된다. 바꾸어 말하면, 기판(10)의, 반송 방향에 직교하는 Z방향에 있어서의 상변에 위치하는 점으로부터, 하변에 위치하는 점까지의 사이를 가로지르는, 이온 빔의 조사 영역을 설정할 수 있다. 이러한 이온 빔의 조사 영역을 통과하도록 기판(10)을 반송함으로써, 반송 방향을 따른 1회의 빔 주사로 기판(10)의 전체면에 대해 빔을 조사할 수 있다. 그 결과, 표면 처리의 고속화(생산성 향상)를 도모할 수 있다.
도 5(c)는, 이온 소스(331)로부터 출사되는 이온 빔의 긴 길이방향의 에칭 강도를 나타내고 있다. 동 도면에 나타낸 바와 같이, 이온 빔의 길이방향의 강도는 일정하지 않으며, 이온 소스(331)의 자장 설계에 의존하여, 파선(L2)과 같이 중앙 부분의 강도가 크게 되거나, 실선(L1)과 같이 중앙 부분의 강도가 작게 되는 것 중 어느 하나의 분포를 취한다. 도 5(c)와 같은 에칭 강도의 분포에 치우침이 있으면, 에칭량에 불균일이 발생하기 때문에 바람직하지 않다. 이에, 기판(10)에 대해, 1.5∼2배 정도의 사이즈의 빔 조사면(333)을 이용함으로써, 에칭 강도의 분포를 균일하게 할 수 있다.
<기판 처리 장치에 의한 표면 처리의 흐름>
상술한 바와 같이 구성되는 기판 처리 장치(310)에 의하면, 기판(10)이 처리실(300)의 전처리 에리어(300a)에 반송되면, 제어 장치(C)가, 고압 전원을 제어하고, 이온 소스에 의한 빔 조사를 개시한다. 그 상태로, 제어 장치(C)가, 기판 반송 장치(15)를 일정 속도로 이동시켜, 기판(10)을 이온 빔에 통과시킨다. 이러한 방법에 의해, 기판(10)의 표면에 이온 빔이 조사되어, 기판(10)의 표면측은 표면 처리(세정 처리)가 실시된다. 이러한 빔 주사를 행하는 구성을 채용함으로써, 기판(10)의 면적보다도 작은 조사 범위의 이온 빔으로 기판 전체의 처리를 행할 수 있기 때문에, 이온 소스의 소형화, 나아가 장치 전체의 소형화를 도모할 수 있다. 또한, 기판(10)의 처리면이 연직 방향을 따르는 자세로 기판(10)을 지지하고, 처리면에 대해 수평 방향으로 이온 빔을 조사하는 구성을 채용함으로써, 에칭에 의해 깎인 파티클이 중력에 의해 낙하하여, 기판(10)의 처리면에 잔류하지 않기 때문에, 파티클의 잔류에 의한 처리 불균일의 발생을 방지할 수 있다고 하는 이점도 있다.
<에칭 공정>
에칭 공정에 대해서 설명한다. 먼저, 도 20을 참조하여, 요철이 있는 기판에의 성막에 대해서 설명한다. 도 20(a)는, 볼록부(11)와 오목부(12)를 갖는 기판(10)에 대해 스퍼터 장치(320)에 의한 스퍼터링이 행해지는 모습을 나타내고, 스퍼터 장치(320)의 타겟으로부터 방출되는 성막 재료가 화살표로 나타내어져 있다. 도 20(b)는, 스퍼터링의 결과, 기판(10)의 표면에 형성된 막(20)을 나타내고 있다. 이와 같이, 요철 기판에의 성막에 있어서, 볼록부(11)의 정상면(11a)이나 오목부(12)의 저면(12a)과 비교하여 측벽부(13)에 막이 형성되기 어려운, 즉, 측벽 커버리지가 낮아진다고 하는 과제를, 본원 발명자들은 발견하였다. 이에, 요철 기판에 형성된 막에 대해 이온 빔을 사용한 에칭 처리를 행하여, 막두께를 균일하게 하는 것을 검토하였다.
도 6 및 도 7을 참조하여, 에칭 공정에 대해서, 보다 상세하게 설명한다. 본 실시예에 따른 성막 방법 및 성막 장치는, 볼록부(11)와 오목부(12)가 형성된 기판(10)의 표면상에 박막을 형성할 때에 바람직하게 사용된다. 본 실시예의 에칭 공정은, 기판(10)에 있어서의 요철의 방향을 불문하고 바람직하게 사용된다. 예를 들면, 기판(10) 상에 평행하게 홈이 파져 요철을 이루는 경우여도 되고, 종횡 방향으로 요철 형상이 형성되는 경우여도 되고, 직선적이지 않고 곡선적인 홈이 파여 요철을 이루고 있는 경우여도 된다. 또한, 복수의 직선 또는 곡선의 요철이 조합되어 복잡한 형상을 이루고 있어도 된다. 또한, 기판(10)에 구멍이 설치되어 있는 경우여도 된다. 본 실시예에 따른 에칭 공정에 있어서는, 상기와 같은 여러가지 요철이 있는 경우여도, 다방향으로부터 이온 빔이 비스듬히 조사되는 에칭을 행함으로써, 성막 시의 막두께를 균일하게 할 수 있다.
도 6은, 본 실시예에서의 에칭 에리어(300c)의 구성을 나타내는 측면도이다. 기판(10)은, 이온 빔을 조사받으면서 에칭 에리어(300c)를 이동한다. 기판(10)에는, 표시로서의 오리엔테이션 플랫(10a)이 설치되어 있다. 도면 중에서는 기판 반송 장치(15)의 보유지지 부재(15a)는 생략되어 있으나, 편의상, 보유지지 부재(15a)의 외주의 궤적을 파선(15a’)으로 나타내고 있다. 이하의 설명에 있어서, 반송되는 기판(10)을 보유지지하는 보유지지 부재(15a)에 의한 보유지지면(F)의 법선을, 편의상,「법선(N)」이라고 칭한다.
도시된 바와 같이, 에칭 에리어(300c)에는, 4개의 이온 소스(331a∼331d)가 설치되어 있다. 먼저, 각 이온 소스의 설치 각도에 대해서 설명한다. X방향의 정측에서 YZ평면을 보았을 때(즉, 도 6의 지면(紙面)에 정면으로 보았을 때), 이온 소스(331a) 및 이온 소스(33lb)의 긴 길이방향이 반송 방향인 Y방향과 이루는 각도는, 이온 소스(331c) 및 이온 소스(331d)의 긴 길이방향이 Y방향과 이루는 각도와 다르다. 본 실시예에서는, 이온 소스(331a 및 33lb)의 긴 길이방향은, Y방향에 대해 지면에서 -45° 기울어져 있다. 또한, 이온 소스(331c 및 331d)의 긴 길이방향은, Y방향에 대해 지면에서 45° 기울어져 있다. 각 이온 소스의 긴 길이방향의 길이는, 이러한 경사각을 갖고 설치한 경우에, 기판(10)의 Z방향에서의 상단부와 하단부를 포함하도록 설계된다. 이에 의해, 기판(10)이 이동하면서 각 이온 소스의 조사 영역을 통과할 때에, 기판(10)의 전체면에 이온 빔이 조사된다. 이온 소스(331a)에 의한 조사 영역의 통과를 제1 통과라고 하고, 이하, 이온 소스(33lb)∼이온 소스(331d)에 의한 조사 영역의 통과를, 제2 통과∼제4 통과라고 한다.
한편, 여기서는 기판 반송 방향과 이온 소스의 긴 길이방향의 각도를 45°로 하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 45°로부터 어긋나 있어도 되고, 이온 소스마다 각도가 달라도 된다. 기판(10)에 대해 다방향으로부터 이온 빔을 조사할 수 있는 것이면, 반송 방향과 이온 소스의 긴 길이방향의 각도는 불문한다. 단, 반송 방향과 이온 소스의 긴 길이방향이 평행에 가까울수록, 이온 소스의 사이즈를 크게 할 필요가 있기 때문에, 전형적으로는 45°±15°의 범위로 하면 된다. 보다 바람직하게는, 45°±5°의 범위로 하면 된다.
다음으로, 각 이온 소스로부터의 이온 빔 조사 방향에 대해서 설명한다. 이온 소스(331a)로부터의 이온 빔(341a)의 조사 방향(제1 조사 방향)은, 이온 소스(33lb)로부터의 이온 빔(34lb)의 조사 방향(제2 조사 방향)과 다르다. 여기서, 도 6의 B-B선에서의 단면, 즉, 보유지지면(F)에 직교하고, 또한, 이온 소스(331a) 및 이온 소스(33lb)의 긴 길이방향과 직교하는 면을 제1 면으로 한다. 제1 면에 있어서, 제1 조사 방향과 제2 조사 방향은, 법선(N)에 대해 선대칭이 되도록, 법선(N)에 대해 경사져 있다. 즉, 제1 통과와 제2 통과에 있어서의 이온 빔의 조사 방향은 서로 다르다.
마찬가지로, 이온 소스(331c)로부터의 이온 빔(341c)의 조사 방향(제3 조사 방향)은, 이온 소스(331d)로부터의 이온 빔(341d)의 조사 방향(제4 조사 방향)과 다르다. 도 6의 C-C선에서의 단면, 즉, 보유지지면(F)에 직교하고, 또한, 이온 소스(331c) 및 이온 소스(331d)의 긴 길이방향과 직교하는 면을 제2 면으로 한다. 제2 면에 있어서, 제3 조사 방향과 제4 조사 방향은, 법선(N)에 대해 선대칭이 되도록, 법선(N)에 대해 경사져 있다. 즉, 제3 통과와 제4 통과에 있어서의 이온 빔의 조사 방향은 서로 다르다. 또한, 본 실시예에서는, 제1 통과∼제4 통과의 조사 방향은 서로 다르다. 단, 복수회의 통과 중에, 같은 조사 방향으로부터 이온 빔의 조사를 받는 경우가 있어도 된다. 복수회의 통과 중에, 다른 조사 방향으로부터 조사를 행하는 조합이 적어도 1조 있으면 된다.
4개의 이온 소스(331a∼331d)의 설치 각도와, 이온 빔(341a∼341d)의 조사 방향이 상술한 바와 같이 설정됨으로써, 기판(10)의 전체면에 대해 4방향으로부터 비스듬히 이온 빔을 조사하는 것이 가능하게 된다. 도 7은, 요철이 있는 기판(10)이 에칭 에리어(300c)를 이동할 때의 이온 빔 조사 방향의 변화를 나타낸다. 여기서는, 도 6의 D-D선에 있어서의 기판(10)의 단면을 나타내고 있다.
기판(10)이 에칭 에리어(300c)에 반입되면, 먼저, 이온 소스(331a)로부터의 이온 빔(341a)의 조사 영역을 통과한다. 이 때 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 이온 빔(341a)은, 기판(10)에 대해 법선(N)으로부터 각도(α)만큼 기울어져 조사된다. 다음으로 기판(10)은, 이온 소스(33lb)로부터의 이온 빔(34lb)의 조사 영역을 통과한다. 이 때 도 7(b)에 나타낸 바와 같이, 이온 빔(34lb)은, 기판(10)에 대해 법선(N)으로부터 각도(β)만큼 기울어져 조사된다. 본 실시예에서는, 각도(α)와 각도(β)는 같으며, 이온 빔(341a)의 조사 각도와 이온 빔(34lb)의 조사 각도가 법선(N)에 대해 선대칭이 되도록 설계되어 있다.
다음으로, 기판(10)은, 이온 소스(331c)로부터의 이온 빔(341c)의 조사 영역을 통과한다. 이 때 도 7(c)에 나타낸 바와 같이, 이온 빔(341c)은, 지면에서 안쪽으로부터 앞쪽을 향해 기울어져 조사된다. 다음으로, 기판(10)은, 이온 소스(331d)로부터의 이온 빔(341d)의 조사 영역을 통과한다. 이 때 도 7(d)에 나타낸 바와 같이, 이온 빔(341)은, 지면에서 앞쪽에서부터 안쪽을 향해 기울어져 조사된다. 본 실시예에서는, 이온 빔(341c)의 조사 각도와 이온 빔(341d)의 조사 각도가 법선(N)에 대해 선대칭이 되도록 설계되어 있다.
한편, 이온 빔(341a)와 법선(N)이 이루는 각도(α), 및 이온 빔(34lb)과 법선(N)이 이루는 각도(β)는, 30°±10°정도가 바람직하다. 각도(α)나 각도(β)가 지나치게 작으면, 법선 방향으로부터 통상의 에칭 처리를 행한 경우와 큰 차이가 없는 효과밖에 얻을 수 없게 된다. 한편, 각도(α)나 각도(β)가 지나치게 크면, 이온 빔이 오목부(12)의 저면까지 도달하지 않게 된다. 단, 각도는 이에 한정되지 않으며, 요철의 형상이나 피치, 오목부 저면의 폭이나 측벽부의 높이에 따라 적절히 정할 수 있다. 또한, 이온 빔(341c 및 341d)이 법선(N)과 이루는 각도에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 에칭 처리후의 막두께의 균일성을 높이는 관점에서는, 볼록부(11)의 단면 형상과 오목부(12)의 단면 형상이 대칭적인 형상인 경우에는, α=β로 하면 바람직하다. 단, 각도(α)와 각도(β)는 반드시 동일하지 않아도 된다.
도 8은, 실시예 1에 따른 이온 빔 조사에 의해 형성되는 막의 설명도이다. 도 8(a)는, 기판(10) 표면의 요철 형상의 일례를 모식적으로 설명하는 도면이며, 막(20)을 제거한 상태를 나타내고 있다. 도시 예의 기판(10)에는, 종횡 방향으로 우물정(井)자 형상의 오목부(12)가 형성되어 있다. 이 기판(10)에 대해, 이온 빔(341a∼341d)은 90도씩 방향을 바꾸어 4방향으로부터 조사된다.
도 8(b)는, 도 8(a)의 E-E선에 대응하는 단면도이다. 도 8(b)는, 요철이 있는 기판(10)에 스퍼터링을 하였을 때, 볼록부(11)의 정상부나 오목부(12)의 저면과 비교하여 측벽부(13)에 막(20)이 형성되기 어려운 모습을 나타내고 있다. 그러나, 반송되는 기판(10)에 대해 본 실시예의 구성으로 에칭 처리를 행함으로써, 기판(10)의 표면 전체에 대해, 4방향으로부터, 비스듬히(법선(N)에 대해 경사각을 가진 상태로), 이온 빔(341a∼341d)을 조사할 수 있다.
여기서, 이온 빔이 막(20)에 조사되면, 막(20)은 이온 빔의 조사 방향에 대해 수직 형상으로 서서히 깎여진다. 따라서, 이온 빔(341a)가 기판(10)에 조사되면, 도 8(b) 중, 볼록부(11)의 정상면에 형성된 막(20) 중, 도면 중 우측 부근을 중심으로 깎여진다(부호(20a1)). 또한, 오목부(12)의 저면에 형성된 막(20) 중, 도면 중 좌측 부근을 중심으로 깎여진다(부호(20b1)). 한편, 에칭에 의해 깎여진 재료의 일부는, 막에 부착되고, 막의 일부가 된다. 이 때, 특히, 에칭용 빔이 조사되지 않는 부분에 부착되기 쉽기 때문에, 막두께가 얇은 부분이 부착된 재료에 의해 두꺼워지는 경향이 된다. 계속해서, 이온 빔(34lb)이 기판(10)에 조사되면, 볼록부(11)의 정상면에 형성된 막(20) 중, 도면 중 좌측 부근을 중심으로 깎여진다(부호(20a2)). 또한, 오목부(12)의 저면에 형성된 막(20) 중, 도면 중 우측 부근을 중심으로 깎여진다(부호(20b2)). 이 때도 마찬가지로, 깎여진 성막 재료의 일부가, 막에 부착되어 그 일부가 된다.
그 후, 이온 빔(341c 및 341d)에 대해서도 마찬가지로, 볼록부(11)의 정상면에 형성된 막이나 오목부(12)의 저면에 형성된 막을 깎아내어, 일부가 측벽부에 부착되어 막의 일부가 된다. 도 8(c)는, 4방향으로부터의 이온 빔 조사가 종료하여 에칭 처리가 완료되었을 때의 기판(10)의 단면도이며, 막(20)의 막두께가 에칭 처리 전과 비교하여 균일하게 되어 있다. 바꾸어 말하면, 측벽부에 있어서의 상대적인 막두께 부족이 해소되어, 측벽 커버리지가 양호하게 되어 있다.
<효과>
본 실시예에 따른 성막 방법 및 성막 장치에 의하면, 스퍼터링에 의한 성막 후에, 기판의 반송 방향에 대해 복수의 방향으로부터의 에칭이 행해진다. 그 결과, 막두께가 두꺼운 부분은 깎여지고, 막이 얇은 부분은 두껍게 된다. 이에 의해 막의 표면이 평탄하게 되어 막두께가 균일하게 고르게 된다.
한편, 본 실시예에서는 4방향으로부터의 에칭으로 하였으나, 이에는 한정되지 않는다. 예를 들면, 기판상의 요철의 형상이나 사이즈(폭이나 높이)에 따라서는, 120도씩 3방향으로부터의 이온 빔 조사나, 60도씩 6방향으로부터의 이온 빔 조사 등, 4방향 이외이어도 된다. 또한, 본 실시예에서는 90°씩 각도를 바꾸어 4회의 이온 빔 조사를 행하였으나, 엄밀하게 90도씩이 아니어도 되며, 예를 들면 90°로부터 ±15°정도의 어긋남이 있어도 된다. 보다 바람직하게는, 4회의 이온 빔 조사의 각도가 대략(실질적으로) 90°씩 다르면 된다. 대략(실질적으로) 90°란, 다방향으로부터 에칭을 행하는 것에 의한 효과에 큰 영향이 없는 범위에서 90°에 근접하는 각도 범위를 가리키고, 전형적으로는 90°±5°이다.
또한, 본 실시예에서는 스퍼터링과 에칭 처리를 1회씩 행하였으나, 스퍼터링과 에칭 처리의 조합을 복수회 반복해도 된다. 이에 의해, 막 전체의 막두께를 서서히 두껍게 할 수 있다. 나아가, 스퍼터링과 에칭 처리의 반복 회수를 일정 이상으로 함으로써, 상면이 평면 형상인 막(20)을 형성할 수도 있다. 물론, 스퍼터링에 의한 성막 후의 기판이나, 요철이 있는 기판에 한하지 않고, 복수의 방향으로부터 이온 빔을 조사하여 에칭을 행하는 처치 일반에, 본 실시예의 장치를 사용할 수 있다.
(실시예2)
도 9 및 도 10을 사용하여, 본 발명의 실시예 2에 대해서 설명한다. 상기 실시예 1에서는, 기판(10)이 에칭 에리어(300c)를 1회 통과하는 동안에 4방향으로부터 이온 빔을 조사하였다. 본 실시예에서는, 기판(10)이 에칭 에리어(300c) 내를 왕복하는 동안에, 4방향으로부터 에칭 빔을 조사한다. 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 1과 동일하기 때문에, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다.
도 9(a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 에칭 에리어(300c)에는, 2개의 이온 소스(331e, 331f)가 설치되어 있다. 먼저, 각 이온 소스의 설치 각도에 대해서 설명한다. 도면의 지면에 정면으로 보았을 때, 이온 소스(331e)의 긴 길이방향이 반송 방향과 이루는 각도는, 이온 소스(331f)의 긴 길이방향이 반송 방향과 이루는 각도와 다르다. 본 실시예에서는, 이온 소스(331e)의 긴 길이방향은 반송 방향에 대해 -45° 기울어져 있고, 이온 소스(331f)의 긴 길이방향은 반송 방향에 대해 45° 기울어져 있다. 이에 의해, 기판(10)이 이동하면서 각 이온 소스의 조사 영역을 통과할 때에, 기판(10)의 전체면에 이온 빔이 조사된다. 그 밖의 점에서는, 기판 반송 방향과 이온 소스의 긴 길이방향의 각도 관계는 상기 실시예 1과 마찬가지이다.
다음으로, 각 이온 소스로의 이온 빔 조사 방향에 대해서 설명한다. 도 9(a)에 있어서, 이온 소스(331e)로부터의 이온 빔(341e)은, 조사 방향이 지면 좌측 하향이며, 법선(N)에 대해 비스듬히 조사된다. 또한, 이온 소스(331f)로부터의 이온 빔(341f)은, 조사 방향이 지면 좌측 상향이며, 법선(N)에 대해 비스듬히 조사된다.
도 9(a)에 있어서 기판(10)이 에칭 에리어(300c)를 아래로부터 위로 다 통과하면, 기판 반송 장치(15)는, 도 9(b)에 나타낸 바와 같이, 기판(10)을 역방향으로(위로부터 아래로) 반송한다. 이 때의 이온 빔 조사 방향에 대해서 설명한다. 본 실시예의 에칭용 빔 조사 장치(330)는, 이온 소스(331)의 방향을 변경하고, 이온 빔(341)의 조사 방향을 가변으로 하는 가변 기구를 구비하고 있다. 가변 기구는 이온 빔(341)의 조사 방향을, 도 10(a)와 같이 기판(10)에 대해 경사방향(지면에서 우측 하향)으로부터, 도 10(b)와 같이 역방향(지면에서 좌측 하향)으로 전환할 수 있다. 가변 기구로서는 예를 들면, 이온 소스(331)의 회전축을 회전시키는 모터와, 회전축의 베어링으로 이루어지는 구성을 채용할 수 있다. 단, 가변 기구에 대해서는 이에 한정되지 않고, 각종 공지기술을 채용할 수 있다. 한편, 기판 처리 장치(310)의 경우에는, 이러한 가변 기구를 설치할 필요는 없다. 물론, 어떠한 기술적 이유에 따라서는, 기판 처리 장치(310)에 있어서도, 이온 빔의 조사 방향을 가변으로 하는 가변 기구를 설치하여도 상관없다.
이온 빔 조사 방향의 전환 후의 상태를 나타내는 도 9(b)에서는, 이온 소스(331f)로부터의 이온 빔(341f)의 조사 방향은 지면 우측 하향으로 전환되고(부호(341f’)로 나타냄), 이온 소스(331e)로부터의 이온 빔(341e)의 조사 방향은 지면 우측 상향으로 전환된다(부호(341e')로 나타냄).
이온 빔의 조사 방향을, 기판(10)의 법선(N)을 포함하는 단면에서 생각하면, 법선(N)을 경계로 하여 단면을 제1 측과 제2 측으로 나누었을 때, 가변 기구는, 이온 소스(331e)의 이온 빔(341e)이 제1 측에 조사되도록 조사 방향이 법선(N)으로부터 경사져 있는 제1 상태와, 이온 빔(341e)이 제2 측에 조사되도록 조사 방향이 법선(N)으로부터 경사져 있는 제2 상태를 전환 가능하다고 말할 수 있다. 이는, 이온 소스(331f)에 대해서도 마찬가지이다.
이와 같이 본 실시예에서는, 2개의 이온 소스(331e 와 331f)로부터의 이온 빔 조사 방향이 반송 방향에 대해 서로 다르고, 또한, 이온 빔 조사 방향을 가변 기구에 의해 전환할 수 있다. 나아가, 기판 반송 장치(15)는, 기판(10)이 에칭 에리어(300c)를 왕복하도록 반송한다. 이와 같이 본 실시예에서는, 기판(10)의 왕복 반송과, 이온 빔의 조사 방향 변환을 조합함으로써, 기판(10)에 대해 4방향으로부터 이온 빔을 조사하여 에칭을 행할 수 있다. 그 결과, 요철이 있는 형상의 기판(10)이더라도, 정상면이나 저면과 측벽부의 막두께를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 본 실시예를 실시예 1과 비교하면, 에칭용 빔 조사 장치(330)에 가변 기구가 필요한다. 또한, 기판(10)을 왕복 이동시킬 필요가 있기 때문에, 기판 반송 장치(15)의 구성이나 기판(10)의 반송 경로가 복잡화될 가능성이 있다. 또한, 택트 타임이 길어질 가능성이 있다. 그 반면, 조사 장치의 수 자체는 줄일 수 있기 때문에, 비용면이나 장치의 설치 공간의 면에서 삭감 효과가 있다.
(실시예3)
도 11을 사용하여, 본 발명의 실시예 3에 대해서 설명한다. 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 2와 동일하기 때문에, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 이온 소스(331)는, 이온 빔 조사 방향을 가변으로 하는 기구인 점에서 실시예 2와 다르다.
도 11(a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 에칭 에리어(300c)에는, 2개의 이온 소스(331g 및 331h)가 설치되어 있다. 먼저, 각 이온 소스의 설치 각도에 대해서 설명한다. 지면에 정면으로 보았을 때, 도 11(a)의 상태에서는, 이온 소스(331g 및 331h)의 긴 길이방향은, 반송 방향에 대해 -45° 기울어져 있다. 본 실시예의 에칭용 빔 조사 장치(330)는, 이온 소스(331g 및 331h)를, YZ평면 내에서 90°회전시키는 이온 소스 회전 기구(370)(회전 장치)를 구비하고 있다(회전을 화살표(R)로 나타낸다). 도 11(b)는 이온 소스 회전 기구(370)에 의한 회전 후의 상태를 나타내고 있고, 이온 소스(331g 및 331h)의 긴 길이방향은, 반송 방향에 대해 45° 기울어져 있다. 이온 소스 회전 기구(370)로서는 예를 들면, 이온 소스(331g 및 331h)를 포함하는 에칭용 빔 조사 장치(330)를 지지하는 베이스와, 해당 베이스를 YZ면 내에서 회전시키는 회전축 및 구동 기구로 이루어지는 구성을 채용할 수 있다. 단, 회전 기구에 대해서는 이에 한정되지 않고, 각종 공지기술을 채용할 수 있다. 한편, 기판 처리 장치(310)의 경우에는, 이러한 회전 기구를 설치할 필요는 없다. 물론, 어떠한 기술적 이유에 따라서는, 기판 처리 장치(310)에 있어서도, 회전 기구를 설치하여도 상관없다.
이러한 구성에 의해. 도 11(a)에 있어서의 이온 소스(331g)로부터의 이온 빔(341g)은, 조사 방향이 지면 좌측 하향이 되고, 이온 소스(331h)로부터의 이온 빔(341h)은, 조사 방향이 지면 우측 상향이 된다. 또한, 도 11(b)에 있어서의 이온 소스(331g)로부터의 이온 빔(341g')은, 조사 방향이 지면 우측 하향이 되고, 이온 소스(331h)로부터의 이온 빔(341h)'은, 조사 방향이 지면 좌측 상향이 된다.
또한, 실시예 2와 마찬가지로, 기판 반송 장치(15)는, 기판(10)을 왕복 이동시킬 수 있다. 이와 같이 본 실시예에서는, 기판(10)의 왕복 반송과, 이온 소스를 회전시킴으로써 이온 빔의 조사 방향을 변환하는 기구를 조합함으로써, 기판(10)에 대해 4방향으로부터 이온 빔을 조사할 수 있다. 따라서, 요철이 있는 형상의 기판(10)이더라도, 정상면이나 저면과 측벽부의 막두께를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 본 실시예를 실시예 1과 비교하면, 이온 소스 회전 기구가 필요하다. 또한, 기판(10)을 왕복 이동시킬 필요가 있기 때문에, 기판 반송 장치(15)의 구성이나 기판(10)의 반송 경로가 복잡화될 가능성이 있다. 또한, 택트 타임이 길어질 가능성이 있다. 그 반면, 조사 장치의 수 자체는 줄일 수 있기 때문에, 비용면이나 장치의 설치 공간의 면에서 삭감 효과가 있다.
(실시예4)
도 12를 사용하여, 본 발명의 실시예 4에 대해서 설명한다. 기본적인 구성 및 작용에 대해서는 실시예 2, 실시예 3과 동일하기 때문에, 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다. 본 실시예의 에칭용 빔 조사 장치(330)는, 이온 빔 조사 방향을 가변으로 하는 기구인 점에서, 실시예 2와 실시예 3을 조합하고 있다.
도 12(a)에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 에칭 에리어(300c)에는, 이온 소스(331i)가 설치되어 있다. 먼저, 이온 소스의 설치 각도에 대해서 설명한다. 지면에 정면으로 보았을 때, 도 12(a)의 상태에서는, 이온 소스(331i)의 긴 길이방향은, 반송 방향에 대해 -45° 기울어져 있다. 이 상태로 기판(10)이 지면 상방을 향해 반송되면, 지면 우측 상방향으로부터 이온 빔(341i1)이 조사된다.
본 실시예의 에칭용 빔 조사 장치(330)는, 실시예 2와 마찬가지로, 이온 빔(341)의 조사 방향을 가변으로 하는 가변 기구를 구비하고 있다. 도 12(a)에서 기판(10)의 반송이 완료되면, 화살표(S1)로 나타낸 바와 같이 가변 기구가 동작하고, 이온 빔(341)의 조사 방향이 변화된다. 도 12(b)의 상태에서 기판(10)이 지면 하방을 향해 반송되면, 지면 좌측 하방향으로부터 이온 빔(341i2)이 조사된다.
본 실시예의 에칭용 빔 조사 장치(330)는, 나아가, 실시예 3과 마찬가지로 이온 소스(331)를 YZ평면 내에서 90°회전시키는 회전 기구를 구비하고 있다(화살표(R)로 나타냄). 도 12(c)는 회전 기구에 의한 회전 후의 상태를 나타내고 있고, 이온 소스(331i)의 긴 길이방향은, 반송 방향에 대해 45° 기울어져 있다. 이 상태로 기판(10)이 지면 상방을 향해 반송되면, 지면 우측 하방향으로부터 이온 빔(341i3)이 조사된다.
계속해서, 가변 기구가, 화살표(S1)로 나타낸 바와 같이, 이온 빔(341)의 조사 방향을 다시 변경하여 도 12(d)의 상태가 된다. 이 상태로 기판(10)이 지면 하방을 향해 반송되면, 지면 좌측 상방향으로부터 이온 빔(341i4)이 조사된다.
또한, 실시예 2, 실시예 3과 마찬가지로, 기판 반송 장치(15)는 기판(10)을 왕복 이동시킨다. 본 실시예의 구성에 있어서도, 기판(10)에 대해 4방향으로부터 이온 빔을 조사할 수 있다. 따라서, 요철이 있는 형상의 기판(10)이더라도, 정상면이나 저면과 측벽부의 막두께를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 본 실시예에서는, 에칭용 빔 조사 장치(330)에 있어서, 조사 각도의 가변 기구와, 이온 소스 긴 길이방향의 회전 기구가 필요하다. 또한, 기판(10)을 왕복 이동시킬 필요가 있기 때문에, 기판 반송 장치(15)의 구성이나 기판(10)의 반송 경로가 복잡화될 가능성이 있다. 또한, 택트 타임이 길어질 가능성이 있다. 그 반면, 조사 장치의 수가 하나가 되기 때문에, 비용면이나 장치의 설치 공간의 면에서 삭감 효과가 있다.
(실시예 5)
도 13을 사용하여, 본 발명의 실시예 5에 대해서 설명한다. 본 실시예의 설명에 있어서, 실시예 1∼4와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다. 본 실시예에서는, 기판의 피성막면이 Z방향 상측을 향하고 있는 구성으로 하고 에칭용의 이온 빔은 Z방향의 상방으로부터 조사된다. 즉 기판(10)은, XY평면 내를 이동한다. 이러한 구성은, 기판(10)을 보유지지하는 기판 캐리어가 레일에 의해 지지되면서 이동하는 평면이동 기구에 의해 실현될 수 있다. 이러한 기판 캐리어와 그 구동 기구를 구비하는 인라인형의 이동 기구에 대해서는 이미 알려져 있기 때문에, 상세한 설명을 생략한다.
본 실시예의 에칭 에리어(300c)는, 기판(10)이 Y방향으로 반송되는 제1 에칭 에리어(300c1), 기판(10)이 X방향으로 반송되는 제2 에칭 에리어(300c2), 기판(10)이 Y방향으로 반출되는 반출 에리어(300d)를 포함한다. 본 실시예의 기판 반송 장치(15)는, 기판(10)의 XY평면 내에서의 방향을 바꾸지 않고, 이동 방향을 변화시킨다. 즉 기판 반송 장치(15)는, 기판(10)에 대해서, 전후 방향을 유지(XY평면에 있어서의 오리엔테이션 플랫(10a)의 방향을 일정하게 함)한 채, 기판(10)의 반송 방향을 Y방향으로부터 X방향으로, 또한 X방향으로부터 Y방향으로 변화시키는, 기판 방향 전환 기구의 역할을 겸하고 있다.
제1 에칭 에리어(300c1)에는, 이온 소스(331j 및 331k)가 설치되어 있다. 이온 소스(331j 및 331k)의 긴 길이방향은 기판(10)의 반송 방향(Y방향)에 대해 직교하고 있다. 또 이온 소스(331j, 331k)의 긴 길이방향의 길이는, 이온 빔(341j, 341k)의 조사 영역이 기판(10)의 X방향의 양단을 포함하도록 설계된다. 이온 빔(341j와 341k)의 조사 방향은, 기판(10)에 대해 비스듬히 고정되어 있다. 이에 의해, 이온 빔(341j)는 기판(10)에 대해 전방측으로부터 조사되고, 이온 빔(341k)는 기판(10)에 대해 후방측으로부터 조사된다. 기판(10)이 이러한 제1 에칭 에리어(300c1)를 통과함으로써, 기판(10)의 전체면에 전후로부터의 이온 빔이 조사된다.
마찬가지로, 제2 에칭 에리어(300c2)에는, 이온 소스(331l, 331m)가 설치되어 있다. 이온 소스(331l, 331m)의 긴 길이방향은 기판(10)의 반송 방향(X방향)에 대해 직교하고 있다. 또 이온 소스(331l, 331m)의 긴 길이방향의 길이는, 이온 빔(341l, 341m)의 조사 영역이 기판(10)의 Y방향의 양단을 포함하도록 설계된다. 이온 빔(341l과 341m)의 조사 방향은, 기판(10)에 대해 비스듬히 고정되어 있다. 이에 의해, 이온 빔(341l)은 기판(10)에 대해 우측으로부터 조사되고, 이온 빔(341m)은 기판(10)에 대해 좌측으로부터 조사된다. 기판(10)이 이러한 제2 에칭 에리어(300c2)를 통과함으로써, 기판(10)의 전체면에 좌우로부터의 이온 빔이 조사된다.
본 실시예의 구성에 있어서도, 기판(10)에 대해 4방향으로부터 이온 빔을 조사할 수 있다. 따라서, 요철이 있는 형상의 기판(10)이더라도, 정상면이나 저면과 측벽부의 막두께를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 한편, 본 실시예에서는 기판(10)이 XY평면 내를 이동하는 것으로 하였으나, 상기 각 실시예와 마찬가지로 YZ평면 내를 이동하는 구성이어도 상관없다. 장치 내에서의 기판(10)의 전후 방향을 변경하지 않고 이동 방향을 변경함과 함께, 이동중의 기판에 대하여 복수의 방향으로부터 이온 빔을 조사할 수 있는 것이면 된다. 또한, 기판(10)의 이동 방향에 대해 이온 소스의 긴 길이방향을 직교하는 것으로 하였으나, 반드시 직교에 한정될 필요는 없으며, 기판(10)의 전체면에 이온 빔을 조사할 수 있는 것이면 된다.
(실시예6)
도 14를 사용하여, 본 발명의 실시예 6에 대해서 설명한다. 본 실시예의 설명에 있어서, 실시예 5과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다.
본 실시예의 에칭 에리어(300c)에서는, 기판(10)이 Y방향으로 반송된다. 에칭 에리어(300c)에는, 제1 에칭 에리어(300c1), 제2 에칭 에리어(300c2)가 포함되고, 또한 제1 에칭 에리어(300c1)와 제2 에칭 에리어(300c2)의 사이에, 기판(10)을 90° 회전시키는 면내 회전 기구(380)가 배치된 회전 에리어(300c3)가 설치되어 있다. 기판 반송 장치(15)과 면내 회전 기구(380) 간의 기판(10) 전달에 대해서는, 로봇 암 등 임의의 기존 기술을 채용할 수 있다. 또는, 면내 회전 기구(380)에, 기판 반송 장치(15)의 기판 캐리어용 가이드 레일과 연속하는 레일을 배치해도 된다.
제1 에칭 에리어(300c1)에는, 이온 소스(331n, 331o)가 설치되어 있다. 이온 소스(331n, 331o)의 긴 길이방향은 기판(10)의 반송 방향에 대해 직교하고 있다. 또 이온 소스(331j, 331k)의 긴 길이방향의 길이는, 이온 빔(341n, 341o)의 조사 영역이 기판(10)의 X방향의 양단을 포함하도록 설계된다. 이온 빔(341n과 341o)의 조사 방향은, 기판(10)에 대해 비스듬히 고정되어 있다. 이에 의해, 이온 빔(341n)은 기판(10)에 대해 전방측으로부터 조사되고, 이온 빔(341o)는 기판(10)에 대해 후방측으로부터 조사된다. 기판(10)이 이러한 제1 에칭 에리어(300c1)를 통과함으로써, 기판(10)의 전체면에 전후에서부터의 이온 빔이 조사된다. 계속해서, 면내 회전 기구(380)에 의해, 기판(10)이 90°회전된다(화살표(T)).
마찬가지로, 제2 에칭 에리어(300c2)에는, 이온 소스(331p, 331q)가 설치되어 있다. 이온 소스(331p 및 331q)의 설치 방향이나, 이온 빔(341p 및 341q)의 조사 방향은, 제1 에칭 에리어(300c1)와 마찬가지로 설계되어 있다. 이러한 제2 에칭 에리어(300c2)를, 면내 회전 기구(380)에 의해 90°회전된 기판(10)이 통과함으로써, 기판(10)의 전체면에, 제1 에칭 에리어(300c1)와는 90° 다른 방향에서, 이온 빔이 조사된다.
본 실시예의 구성에 있어서도, 기판(10)에 대해 4방향으로부터 이온 빔을 조사할 수 있다. 따라서, 요철이 있는 형상의 기판(10)이더라도, 정상면이나 저면과 측벽부의 막두께를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 한편, 본 실시예에서는 실시예 5과 같이 기판(10)이 XY평면 내를 이동하는 것으로 하였으나, 상기 각 실시예와 마찬가지로 YZ평면 내를 이동하는 구성이어도 상관없다. 또한, 기판(10)의 이동 방향에 대해 이온 소스의 긴 길이방향을 직교하는 것으로 하였으나, 반드시 직교에 한정될 필요는 없으며, 기판(10)의 전체면에 이온 빔을 조사할 수 있는 것이면 된다.
(실시예7)
도 15를 사용하여, 본 발명의 실시예 7에 대해서 설명한다. 본 실시예의 설명에 있어서, 실시예 6과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다.
본 실시예의 에칭 에리어(300c)에서는, 기판(10)이 Y방향으로 왕복하여 반송된다. 에칭 에리어(300c)에는, 제1 에칭 에리어(300c1)와, 기판(10)을 90°회전시키는 면내 회전 기구(380)가 배치된 회전 에리어(300c3)가 설치되어 있다.
제1 에칭 에리어(300c1)에는, 이온 소스(331r, 331s)가 설치되어 있다. 이온 소스(331r, 331s)의 긴 길이방향은 기판(10)의 반송 방향에 대해 직교하고 있다. 또 이온 소스(331r, 331s)의 긴 길이방향의 길이는, 기판(10)이 어떤 방향으로 회전하고 있더라도 이온 빔(341r, 341s)의 조사 영역이 기판(10)의 양단을 포함하도록 설계된다. 이온 빔(341r과 341s)의 조사 방향은, 기판(10)에 대해 비스듬히 고정되어 있다. 이에 의해, 왕로에 있어서는, 이온 빔(341r)은 기판(10)에 대해 전방측으로부터 조사되고, 이온 빔(341s)는 기판(10)에 대해 후방측으로부터 조사된다. 계속해서, 면내 회전 기구(380)에 의해, 기판(10)이 90°회전된다(화살표(T)).
귀로에 있어서는, 제1 에칭 에리어(300c1)를 면내 회전 기구(380)에 의해 90°회전된 기판(10)이 통과함으로써, 기판(10)의 전체면에, 왕로와는 90° 다른 방향으로부터 이온 빔이 조사된다.
본 실시예의 구성에 있어서도, 기판(10)에 대해 4방향으로부터 이온 빔을 조사할 수 있다. 따라서, 요철이 있는 형상의 기판(10)이더라도, 정상면이나 저면과 측벽부의 막두께를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 한편, 기판(10)의 반송 방향에 대해 이온 소스의 긴 길이방향을 직교하는 것으로 하였으나, 반드시 직교에 한정될 필요는 없으며, 기판(10)의 전체면에 이온 빔을 조사할 수 있는 것이면 된다. 예를 들면, 도 16에 나타낸 바와 같이, 이온 소스의 긴 길이방향이 반송 방향에 대해 45° 경사지는 구성이어도 된다. 또한, 이 경사각은 45°에 한정되지 않는다.
(실시예8)
도 17, 도 18을 사용하여, 본 발명의 실시예 8에 대해서 설명한다. 본 실시예의 설명에 있어서, 실시예 7과 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명은 생략한다.
본 실시예의 에칭 에리어(300c)에서는, 기판(10)이 Y방향으로 왕복하여 반송된다. 에칭 에리어(300c)에는, 제1 에칭 에리어(300c1)가 설치되어 있다. 제1 에칭 에리어(300c1)의 양단에는, 기판(10)을 90°회전시키는 면내 회전 기구(380)가 배치된 회전 에리어(300c3 및 300c4)가 설치되어 있다. 2개의 회전 에리어(300c3과 300c4)는, 마찬가지의 구성을 취할 수 있다.
제1 에칭 에리어(300c1)에는, 단일 이온 소스(331t)가 설치되어 있다. 이온 소스(331t)의 긴 길이방향은 기판(10)의 반송 방향에 대해 직교하고 있다. 또 이온 소스(331t)의 긴 길이방향의 길이는, 기판(10)이 어떤 방향으로 회전하고 있더라도 이온 빔(341t)의 조사 영역이 기판(10)의 양단을 포함하도록 설계된다. 이온 빔(341t)의 조사 방향은, 기판(10)에 대해 비스듬히 고정되어 있다.
에칭이 개시되면, 먼저 도 17(a)와 같이, 오리엔테이션 플랫(10a)이 우측 위를 향한 상태로 기판(10)이 제1 에칭 에리어(300c1) 내로 반송되면서, 이온 빔(341t)의 조사를 받는다. 조사 후, 회전 에리어(300c4)의 면내 회전 기구(380)가, 기판(10)을 90°회전시킨다(화살표(T1)). 다음으로, 도 17(b)와 같이, 오리엔테이션 플랫(10a)이 우측 아래를 향한 상태로 기판(10)이 제1 에칭 에리어(300c1) 내로 반송되면서, 이온 빔(341t)의 조사를 받는다. 조사 후, 회전 에리어(300c3)의 면내 회전 기구(380)가, 기판(10)을 90°회전시킨다(화살표T2). 이하 마찬가지로, 도 18(a), 도 18(b)의 순으로, 기판(10)의 90°회전과 이온 빔의 조사가 반복된다.
본 실시예의 구성에 있어서도, 기판(10)에 대해 4방향으로부터 이온 빔을 조사할 수 있다. 따라서, 요철이 있는 형상의 기판(10)이더라도, 정상면이나 저면과 측벽부의 막두께를 균일하게 하는 것이 가능하게 된다. 한편, 본 실시예에서는 실시예 5과 같이 기판(10)이 XY평면 내를 이동하는 것으로 하였으나, 상기 각 실시예와 마찬가지로 YZ평면 내를 이동하는 구성이어도 상관없다. 또한, 기판(10)의 반송 방향에 대해 이온 소스의 긴 길이방향을 직교하는 것으로 하였으나, 반드시 직교에 한정될 필요는 없으며, 기판(10)의 전체면에 이온 빔을 조사할 수 있는 것이면 된다. 예를 들면, 도 19에 나타낸 바와 같이, 이온 소스의 긴 길이방향이 반송 방향에 대해 45° 경사지는 구성이어도 된다. 또한, 이 경사각은 45°에 한정되지 않는다.
(기타)
상기 실시예에 있어서는, 에칭용 빔이 이온 빔인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 에칭용 빔은, 이온 빔에 한정되지 않고, 레이저 빔을 이용할 수도 있다. 예를 들면, 에칭 대상이 되는 막의 재료가 무기막(SiN 등), 산화물막(SiO2, ITO 등), 금속막(Al, Cu 등)인 경우에는, 이온 빔(Ar, Xe 등의 희가스에 의해 생성되는 이온 빔)을 사용하면 바람직하다. 이에 대해, 에칭 대상이 되는 막의 재료가 유기막(유기 화합물 등)인 경우에는, 레이저 빔을 사용하면 바람직하다. 전자의 경우에는 빔 직경이 비교적 큰 것에 비해, 후자의 경우에는 빔 직경이 비교적 작다라는 특징이 있다. 또한, 후자의 경우에는, 막 중 또는 하지층에 광열 변환 재료가 포함되어 있으면 더욱 유효하다.
10: 기판
11: 볼록부
12: 오목부
15: 기판 반송 장치
20: 막
300: 처리실
300c: 에칭 에리어
330: 에칭용 빔 조사 장치
331: 이온 소스
341: 이온 빔

Claims (21)

  1. 기판에 에칭용의 이온 빔을 조사하는 이온 소스를 포함하는 조사 장치와,
    상기 기판을 반송하여, 복수회, 상기 이온 빔의 조사 영역의 상기 기판에 의한 통과를 행하게 하는 반송 장치를 구비하고,
    상기 이온 빔의 조사 방향은, 상기 조사 영역에 있는 상기 기판의 표면의 법선에 대해 경사져 있고,
    상기 복수회의 상기 조사 영역의 상기 기판에 의한 통과에는, 제1 통과와 제2 통과가 적어도 포함되고,
    상기 제1 통과에 있어서의 상기 이온 빔의 상기 기판에 대한 조사 방향과, 상기 제2 통과에 있어서의 상기 이온 빔의 상기 기판에 대한 조사 방향은, 서로 다른 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이온 소스는, 상기 이온 빔을 조사하는 개구부가 긴 길이방향을 갖는 선형(linear) 이온 소스인 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 이온 소스의 설치 방향은, 상기 긴 길이방향이 상기 반송 장치에 의한 상기 기판의 반송 방향에 대해 비스듬하게 되도록 하는 방향인 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조사 장치는, 2개의 상기 이온 소스를 포함하고,
    상기 2개의 이온 소스의 상기 반송 방향에 대한 설치 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이온 소스의 설치 방향은, 상기 긴 길이방향이 상기 반송 방향에 대해 45°±15°이 되도록 하는 방향인 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이온 소스의 설치 방향은, 상기 긴 길이방향이 상기 반송 방향에 대해 45°±5°이 되도록 하는 방향인 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 조사 장치는, 4개의 상기 이온 소스를 포함하고,
    상기 4개의 이온 소스의 상기 반송 방향에 대한 설치 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 4개의 이온 소스의 설치 방향은, 실질적으로 90°씩 다른 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 반송 장치는, 상기 기판을 상기 반송 방향에 있어서 왕복 이동시키는 것이 가능하고,
    상기 조사 장치는, 2개의 상기 이온 소스를 포함하고,
    상기 2개의 이온 소스의 상기 반송 방향에 대한 설치 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판의 상기 법선을 포함하는 단면을, 상기 법선을 경계로 하여 제1 측과 제2 측으로 나누었을 때, 상기 2개의 이온 소스는 각각, 상기 이온 빔이 상기 제1 측에 조사되도록 상기 조사 방향이 상기 법선으로부터 경사져 있는 제1 상태와, 상기 이온 빔이 상기 제2 측에 조사되도록 상기 조사 방향이 상기 법선으로부터 경사져 있는 제2 상태의 사이에서 전환 가능한 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  11. 제10항에 있어서
    상기 2개의 이온 소스는, 상기 기판이 상기 반송 방향의 왕로를 이동하고 있는 동안은, 상기 제1 상태로 상기 이온 빔을 조사하고, 상기 기판이 상기 반송 방향의 귀로를 이동하고 있는 동안은, 상기 제2 상태로 상기 이온 빔을 조사하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 2개의 이온 소스의 설치 방향은, 실질적으로 90° 다른 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 2개의 이온 소스의 설치 방향은, 실질적으로 180°다르고,
    상기 2개의 이온 소스는 각각, 상기 반송 방향에 대한 상기 긴 길이방향의 각도를 실질적으로 90°변경하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 2개의 이온 소스는, 상기 기판이 상기 반송 방향의 왕로를 이동하고 있는 동안과, 상기 기판이 상기 반송 방향의 귀로를 이동하고 있는 동안에서, 상기 반송 방향에 대한 상기 긴 길이방향의 각도를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 반송 장치는, 상기 기판을 상기 반송 방향에 있어서 왕복 이동시키는 것이 가능하고,
    상기 기판의 상기 법선을 포함하는 단면을, 상기 법선을 경계로 하여 제1 측과 제2 측으로 나누었을 때, 상기 이온 소스는, 상기 이온 빔이 상기 제1 측에 조사되도록 상기 조사 방향이 상기 법선으로부터 경사져 있는 제1 상태와, 상기 이온 빔이 상기 제2 측에 조사되도록 상기 조사 방향이 상기 법선으로부터 경사져 있는 제2 상태의 사이에서 전환 가능하고,
    상기 이온 소스는, 상기 반송 방향에 대한 상기 긴 길이방향의 각도를 변경하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 이온 소스는, 상기 제1 상태와 상기 제2 상태 간의 전환과, 상기 반송 방향에 대한 상기 긴 길이방향의 각도의 변경을 조합함으로써, 상기 기판에 대해 상기 이온 빔을 4방향으로부터 조사하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  17. 제2항에 있어서,
    상기 이온 빔의 조사 영역 밖에서, 상기 기판의 표면과 평행한 면내에서 상기 기판을 회전시키는 회전 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 반송 장치는, 상기 기판을 상기 반송 장치에 의한 반송 방향에 있어서 왕복 이동시키는 것이 가능하고,
    상기 회전 장치는, 상기 기판이 상기 반송 방향의 왕로를 이동하면서 상기 이온 빔의 조사를 받은 후에 상기 기판을 회전시킴으로써, 상기 기판이 상기 반송 방향의 귀로에 있어서, 상기 왕로와는 다른 각도로부터 상기 이온 빔의 조사를 받도록 하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  19. 기판에 에칭용의 이온 빔을 조사하는 이온 소스를 포함하는 조사 장치와,
    상기 기판을 반송하여, 복수회, 상기 이온 빔의 조사 영역의 상기 기판에 의한 통과를 행하게 하는 반송 장치를 구비하고,
    상기 이온 빔의 조사 방향은, 상기 조사 영역에 있는 상기 기판의 표면의 법선에 대해 경사져 있고,
    상기 복수회의 상기 조사 영역의 상기 기판에 의한 통과에는, 제1 통과와 제2 통과가 적어도 포함되고,
    상기 제1 통과와 상기 제2 통과의 사이에, 상기 이온 빔의 조사 영역 밖에서, 상기 기판의 표면과 평행한 면내에서 상기 기판을 회전시키는 회전 장치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 이온 소스는, 상기 이온 빔을 조사하는 개구부가 긴 길이방향을 갖는 선형 이온 소스인 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 반송 장치는, 상기 기판을 상기 반송 장치에 의한 반송 방향에 있어서 왕복 이동시키는 것이 가능하고,
    상기 회전 장치는, 상기 기판이 상기 반송 방향의 왕로를 이동하면서 상기 이온 빔의 조사를 받은 후에 상기 기판을 회전시킴으로써, 상기 기판이 상기 반송 방향의 귀로에 있어서, 상기 왕로와는 다른 각도로부터 상기 이온 빔의 조사를 받도록 하는 것을 특징으로 하는 에칭 장치.
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