TWI594309B - Ion beam processing method and ion beam processing device - Google Patents

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TWI594309B
TWI594309B TW102122960A TW102122960A TWI594309B TW I594309 B TWI594309 B TW I594309B TW 102122960 A TW102122960 A TW 102122960A TW 102122960 A TW102122960 A TW 102122960A TW I594309 B TWI594309 B TW I594309B
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Yoshimitsu Kodaira
Isao Takeuchi
Mihoko Nakamura
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Canon Anelva Corp
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Description

離子束處理方法及離子束處理裝置
本發明係關於離子束處理裝置。尤其，關於適用於半導體記憶體等之微細圖案之加工的離子束蝕刻裝置。
在半導體記憶體或記錄光碟、磁頭等之加工中廣泛使用離子束蝕刻(以下也稱為IBE)技術(例如，專利文獻1)。IBE法是對放電部輸入電力而形成電漿，並利用藉由對柵極施加電壓而從電漿引出離子，來形成離子束。該離子束射入至基板，主要對基板上之材質進行物理性蝕刻。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2008-218829號公報
[發明之概要]
上述IBE因物理性之蝕刻要素大，故藉由被蝕刻材從基板上飛散來進行蝕刻。因此，當隨著藉由光微影技術所形成之圖案進行IBE時，有飛散之被蝕刻材再附著於圖案之側壁的情形。為了除去該再附著膜，使用使基板對離子束之前進方向傾斜而進行IBE的方法。
另外，在被稱為下一代的MRAM或RRAM(註冊商標)等之加工中，為了提升記錄密度，必須加工非常微細的圖案。於藉由IBE加工如此微細圖案之時，從對基板傾斜方向射入的離子束難以到達至圖案溝之底部附近。以下，使用圖1具體說明該點。圖1是表示圖案至作堆積於基板11上的膜之時的狀態。離子束1從對基板11傾斜方向射入。當如圖1般進行基板11之圖案製作時，被形成在元件110之間的溝部T變深，溝T之底部附近相對於離子束I位於相鄰接之元件110的陰影。因此，難以充分除去再附著膜R。再者，因離子束I難以射入至溝部T之底部，故難以進行蝕刻。
本發明是為了解決上述課題而創作出者，提供即使對微細的圖案也能夠抑制再附著膜的堆積之處理方法及離子束處理裝置。
為了解決上述課題，本發明是利用藉由柵極從電漿源被引出的離子束，對被載置在基板保持器的基板進行處理的方法，其特徵為：使上述基板處於對上述柵極傾斜，並一面使上述基板向面內方向旋轉一面進行離子束蝕刻之時，進行離子束處理，使得從被形成在上述基板上 之圖案溝延伸之方向側射入的離子束所致的蝕刻量，大於從其他方向側射入的離子束所致的蝕刻量。
並且，本案發明具備：電漿源；柵極，其係用以從上述電漿源引出離子束；和基板保持器，其係能夠將基板載置成對上述柵極傾斜，並且能向上述基板的面內方向旋轉，該離子束裝置之特徵為：具備控制部，其係用以控制上述基板保持器中之上述基板的旋轉；和位置檢測部，其係用以檢測出上述基板的旋轉位置，上述控制部係根據上述位置檢測部之檢測結果，於上述柵極位於被形成在上述基板上的圖案之溝部延伸的方向側之時，使上述基板保持器之旋轉速度慢於其他情況。
藉由使用本發明，在藉由以往的IBE所進行之傾斜射入中，能夠抑制再附著膜堆積於加工困難的微細圖案溝之底部，並且加工微細圖案。
1‧‧‧處理空間
2‧‧‧電漿生成部
3‧‧‧排氣泵
4‧‧‧鐘形罩
5‧‧‧氣體導入部
6‧‧‧RF天線
7‧‧‧匹配器
8‧‧‧電磁鐵
9‧‧‧柵極
10‧‧‧基板保持器
11‧‧‧基板
12‧‧‧放電用電源
12a‧‧‧反饋控制部
12b‧‧‧功率輸出部
13‧‧‧中和器
14‧‧‧位置感測器
15‧‧‧溝槽
16‧‧‧基板搬運口
20‧‧‧控制裝置
100‧‧‧離子束蝕刻裝置
110‧‧‧元件
T‧‧‧溝部
60‧‧‧功率控制部
60a‧‧‧目標功率算出部
60b‧‧‧輸出訊號生成部
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
73a‧‧‧反饋控制部
73b‧‧‧施加電壓輸出部
80‧‧‧施加電壓控制部
80a‧‧‧目標電壓算出部
80b‧‧‧輸出訊號生成部
74‧‧‧第2電極用電源
21‧‧‧保持器旋轉控制部
21a‧‧‧目標速度算出部
21b‧‧‧驅動訊號生成部
30‧‧‧旋轉驅動機構
31‧‧‧保持器旋轉驅動部
32‧‧‧反饋控制部
40‧‧‧TMR元件
41‧‧‧光阻
42‧‧‧上部電極
43‧‧‧磁化自由層
44‧‧‧隧道位障層
45‧‧‧磁化固定層
46‧‧‧反強磁性層
47‧‧‧下部電極
圖1為示意性表示以往之IBE加工方法中之微細圖案的圖示。
圖2為表示與本發明之一實施型態有關之離子束蝕刻裝置之圖示。
圖3為用以說明與本發明之一實施型態有關的柵極之構成及功能的圖示。
圖4為表示與本發明之一實施型態有關之控制裝置之 方塊圖。
圖5表示基板上之長方形之圖案的配列方向的圖示。
圖6為用以說明與本發明之一實施型態有關的柵極和基板之位置關係及基板的相位的圖示。
圖7A為針對與本發明之一實施型態有關的控制基板旋轉的旋轉速度情況下連續使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖。
圖7B為針對與本發明之一實施型態有關的控制基板旋轉的旋轉速度情況下非連續使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖。
圖8為示意性地表示離子束射入至基板之樣子的圖示。
圖9A為示意性地表示蝕刻加工前之基板上的光阻的圖示。
圖9B為示意性地表示MRAM用之TMR元件之配列的圖示。
圖10為表示與本發明之一實施型態有關之控制裝置之方塊圖。
圖11A為針對與本發明之一實施型態有關的控制對電漿生成部輸入電力之情況下連續使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖。
圖11B為針對與本發明之一實施型態有關的控制對電漿生成部輸入電力之情況下非連續使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖。
圖12為表示與本發明之一實施型態有關之控制裝置之方塊圖。
圖13A為針對與本發明之一實施型態有關的控制對柵極施加電壓的情況下連續使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖。
圖13B為針對與本發明之一實施型態有關的控制對柵極施加電壓的情況下非連續使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖。
圖14為用以說明被形成在本發明能適用之基板上的圖案之一例的圖示。
圖15為用以說明被形成在本發明能適用之基板上的圖案之一例的圖示。
圖16A為示意性地表示本發明之一實施型態中離子束射入至基板之樣子的圖示。
圖16B為示意性地表示本發明之一實施型態中離子束射入至基板之樣子的圖示。
圖17A為用以說明基板上之離子束之投影線的圖示。
圖17B為用以說明基板上之圖案溝之延伸方向的圖示。
圖17C為用以說明基板上之圖案溝之延伸方向的圖示。
圖18為用以說明與本發明之一實施型態有關的柵極和基板之位置關係、基板的相位及基板之旋轉速度之關係的圖示。
圖19為用以說明與本發明之一實施型態有關的柵極和基板之位置關係、基板的相位及基板之旋轉速度及基板對柵極的傾斜角度的圖示。
圖20為用以說明被形成在本發明能適用之基板上的圖案之一例的圖示。
圖21為用以說明與本發明之一實施型態有關的柵極和基板之位置關係、基板的相位及基板之停止旋轉時間之關係的圖示。
以下，雖然參照圖面說明本發明之實施型態，但是本發明並不限定於本實施型態，只要在不脫離其主旨之範圍下可做適當變更。並且，在以下說明的圖面中，對具有相同功能者賦予相同符號，省略其重複說明。
(第1實施型態)
圖2表示電漿處理裝置之概略圖。離子束蝕刻裝置100是由處理空間1和當作電漿源之電漿生成部2所構成。在處理空間1配置排氣泵3。在電漿生成部2設置有鐘形罩4、氣體導入部5、RF天線6、匹配器7、電磁鐵8，在與處理空間1之境界配置有柵極9。
柵極9由複數片之電極所構成。在本發明中，藉由例如圖3所示之3片電極構成柵極9。從鐘形罩4側依序為第1電極70、第2電極71、第3電極72。在 第1電極被施加正的電壓，在第2電極被施加負的電壓，藉由電位差加速離子。第3電極72也被稱為接地電極而被接地。藉由控制第2電極71和第3電極72之電位差，使用靜電透鏡效果，可以將離子束之直徑控制在特定之數值範圍內。離子束是藉由中和器13中和。該柵極9是以對製程氣體持有耐性之材質為佳。就以柵極之材質而言，可舉出鉬或鈦、碳化鈦、熱解石墨。再者，即使以除此之外的材質形成柵極9，在其表面塗佈鉬或鈦、碳化鈦亦可。
在處理空間1內具有基板保持器10，且該基板保持器10連接有無圖示之ESC電極。藉由該ESC電極，被載置在基板保持器10之基板11藉由靜電吸附被固定。再者，就以其他基板固定手段而言，可以使用夾鉗支撐等之各種固定手段。藉由從氣體導入部5導入製程氣體，對RF天線6施加高頻，可以使電漿生成部2內產生蝕刻氣體之電漿。然後，藉由對柵極9施加直流電壓，並將電漿生成部2內之離子以射束引出，照射至基板11，進行基板11之處理。被引出之離子束藉由中和器13被電性中和，被照射至基板11。
基板保持器10可以使基板11向其面內方向旋轉(自轉)。基板保持器10具備用以控制基板之旋轉速度、基板之旋轉次數及基板保持器10對柵極9之傾斜的旋轉控制手段和檢測出基板之旋轉位置的手段。再者，即使在該基板保持器10具備有可以檢測出基板之旋轉開 始位置的手段亦可。在本實施型態中，在基板保持器10設置有作為位置檢測手段之位置感測器14，可以檢測出基板11之旋轉位置。作為位置感測器14，使用旋轉編碼器。作為位置感測器14，若如上述旋轉編碼器般可以檢測出旋轉之基板11之旋轉位置者，即使使用任何之構成亦可。
並且，在本實施型態中，藉由位置感測器14等之感測器，直接檢測出基板11或基板保持器10之旋轉位置，檢測出被基板保持器10所保持之基板11的旋轉位置，但是若為可以檢測出基板11之旋轉位置，即使使用任何構成亦可。例如，即使從基板保持器10之旋轉速度或旋轉時間經計算而求出等，間接地求出基板11之旋轉位置亦可。
基板的旋轉開始位置是藉由檢測出基板之定向平面或溝槽。或是，利用檢測出被設置在基板之對準標記或圖案之配列，可以精度佳地求出旋轉開始位置。即使將上述位置感測器14當作基板之旋轉開始位置感測器使用亦可，即使與位置感測器14不同，另設置用以檢測出對準標記或圖案配列的檢測手段亦可。就以該檢測手段而言，即使在無圖示之搬運路徑上設置原子力顯微鏡、光學測量或掃描型電子顯微鏡等亦可，設置搭載該測量器之測量裝置，與離子束蝕刻裝置100鄰接而設置亦可。
基板11是在基板保持器10之載置面上保持水平狀態而被保持。就以基板11之材料而言，雖然例如 使用圓板狀之矽晶圓，但是並不限定於此。基板保持器10可以對離子束任意傾斜。
圖5為能夠適用本發明之基板11之一例。圖5表示放大被形成在基板11之圖案之一部分的樣子。在基板11上形成多數元件J。本發明之特徵在於使載置於基板保持器之基板對柵極傾斜，一面使基板保持器之旋轉速度變化一面使來自圖5所示之圖案溝延伸方向D之側的離子束照射量較其他情況多。
針對來自圖案溝延伸之方向D之側的離子束之蝕刻量，和來自其他方向之側的離子束之蝕刻量的比較，使用圖17A~C。
首先，如圖17A所示般，考慮使經柵極9被引出之離子束投影至包含基板11之表面的面的線分P。接著，將該被投影之線分P分解成圖17B所示之圖案溝延伸之方向D，和兩個方向D之中間方向的MD成分，並該被投影之線分P之成分比較方向D和方向MD中哪一個較大。依此，可以進行來自圖案溝延伸之方向D之側的離子束之蝕刻量，和來自其他之方向之側的離子束之蝕刻量的比較。
在本實施型態中，如圖17B所示般，從0度朝向180度之方向和從180度朝向0度之方向，及從90度朝向270度之方向和從270度朝向90度之方向為圖案溝延伸之方向D。然後，兩個方向D之中間的從45度朝向225度之方向和從225度朝向45度之方向，及從135度朝向315度之方向和從315度朝向135度之方向成為方向 MD。
使用圖17C說明更具體的例。考慮從對基板11所構成角度100度之方向射入之離子束a，和從角度120度之方向射入之離子束b。離子束a對方向D所構成的角度為10度，對方向MD所構成之角度為35度。當比較離子束a之方向D之成分和方向MD之成分時，為cos10°：cos35°≒0.98：0.82，方向D之成分之一方比較大。
另外，離子束b對方向D所構成的角度為30度，對方向MD所構成之角度為15度。當比較離子束b之方向D之成分和方向MD之成分時，為cos30°：cos15°≒0.87：0.97，方向MD之成分之一方比較大。因此，可以說離子束a為從圖案溝延伸之方向側射入之離子束，離子束b為從其中間方向側射入之離子束。
即是，離子束被投影至包含基板11之表面的線分P，較圖案溝之延伸方向D彼此之中間方向MD靠近圖案溝之延伸方向D之時，相對於圖案溝之延伸方向D的蝕刻量成為支配性。因此，可以說與離子束有關之被投影的線分P若較中間方向MD靠近圖案溝之延伸方向D，該離子束則是從圖案溝延伸之方向側射入者。
再者，使基板11載置成對柵極9傾斜，具體而言是指使柵極9和基板11位於基板11之中心法線對柵極9之中心法線持有特定角度而相交之位置上。即是，是指柵極9和基板11平行時，將柵極9之中心法線和基板保持器10之中心法線構成之角度設為0°，將柵極9之中心法線和基板 11之中心法線交叉成垂直之角度設為90°之情況下，將基板11對柵極9之角度設定成0°至90°(不含0°或90°)之範圍。所設定之角度於以削除圖案溝底部為主要目的之時適合使用10°~40°，於以除去元件之側壁等之再附著膜或側壁蝕刻為目的之時，適合使用30°~80°。
在本發明中，如上述般柵極9和基板11為平行狀態下，將基板11對柵極9之傾斜角度設為0°。然後，基板11相對於面內之中心點為對稱，因以中心點為軸而旋轉，故傾斜角度從0°之狀態僅傾斜特定角度之時，其角度在所有傾斜方向等效。即是，在傾斜角度為0°之狀態下，將某方向定義成+，將相反方向定義成-，即使使傾斜+30°，其與-30°之傾斜等效。
因此，在本案說明書中，原則上將角度記載成正的值。
並且，柵極9之中心法線是指從具有圓形之柵極之中心點，延伸於垂直方向之直線。通常，基板11之中心法線與柵極9之中心法線交叉之位置載置基板11。於柵極9並非圓形，例如具有正六角形或正八角形之形狀的情況下，藉由連結各自相向的對角線彼此而所取得之中心的交點成為中心點。於正五角形或正七角形之情況下，從各自之頂點朝向相向之邊的垂線彼此之交點成為中心點。再者，將基板11配置成對柵極9之中心法線偏移之情況下，結合基板11之偏移量柵極9之中心點也偏移。
換言之，本發明中之柵極9之中心法線為沿著藉由柵極9被引出之離子束的前進方向的線分。
當然，上述柵極9之中心點或基板11之中心點在基板11之處理工程中，在幾乎無影響之範圍下即使具有微差亦可。
再者，藉由從圖案溝延伸之方向照射離子束，可以減輕鄰接之圖案彼此之遮蔽影響，並能夠一面除去圖案之溝底部之再附著膜一面加工微細圖案。
接著，參照圖4，針對本實施型態之離子束蝕刻裝置100所具備，控制上述各構成要素之控制裝置20予以說明。圖4為表示本實施型態中之控制裝置的方塊圖。
本實施型態之控制裝置20具備例如一般的電腦和各種驅動器。即是，控制裝置20具有實行各種運算、控制、判別等之處理動作的CPU(未圖示)，和儲存藉由該CPU而被實行的各種控制程式等之ROM或HDD(未圖示)等。再者，控制裝置20具有暫時儲存上述CPU處理動作中之資料或輸入資料等之RAM，快閃記憶體或SRAM等之非揮發性記憶體等(未圖示)。在如此之構成中，控制裝置20隨著被儲存在上述ROM等之特定的程式或上位裝置之指令而實行離子束蝕刻。隨著其指令，控制放電時間、對柵極的施加電壓、製程壓力及基板保持器10之旋轉及傾斜等之各種製程條件。再者，能夠取得測量離子束蝕刻裝置100內之壓力的壓力計(未圖示)， 或當作檢測出基板之旋轉位置的位置檢測手段的位置感測器14之感測器之輸出值，亦可進行因應裝置之狀態的控制。
再者，控制裝置20係因應位置感測器14之檢測的旋轉位置，具備保持器旋轉控制部21以作為控制基板11之旋轉速度的旋轉控制手段。保持器旋轉控制部21具備目標速度算出部21a，和驅動訊號生成部21b，具有根據基板11之旋轉位置和柵極9之位置關係，因應基板之旋轉位置控制基板保持器10之旋轉部之旋轉而控制基板11之旋轉速度的功能。控制裝置20被構成從位置感測器14接收與基板11之旋轉位置有關的資訊。當控制裝置20接收到與上述旋轉位置有關的資訊時，目標速度算出部21a根據從檢測基板11之旋轉位置的位置感測器14被輸出之基板11之現在的旋轉位置之值，算出該位置中之目標旋轉速度。該目標旋轉速度之值，藉由例如事先保持基板11之旋轉位置，和目標旋轉速度之對應關係以當作對映圖，則能夠運算。驅動訊號生成部21b係根據藉由目標速度算出部21a所算出之目標旋轉速度，生成用以成為該目標旋轉速度的驅動訊號，輸出至旋轉驅動機構30。控制裝置20係被構成將在驅動訊號生成部21b生成之上述驅動訊號發送至旋轉驅動機構30。
並且，在圖4之例中，旋轉驅動機構30具備驅動基板保持器10之馬達等之保持器旋轉驅動部31，和根據目標值和從位置感測器14所輸出之實值(旋轉位置 或旋轉速度)之偏差，決定保持器旋轉驅動部31之操作值的反饋控制部32，藉由伺服機構驅動基板保持器10。但是，反饋控制並非是本發明之必要構成，馬達即使為DC馬達、AC馬達中之任一者皆可。旋轉驅動機構30是根據從控制裝置20所接收到之驅動訊號，驅動保持器旋轉驅動部31，使基板保持器10旋轉。
接著，針對圖2所示之本實施型態之離子束蝕刻裝置100之作用，和使用該裝置而實施之離子束蝕刻方法予以說明。
在本實施型態所涉及之離子束蝕刻裝置100中進行處理的基板，準備如圖5所示般，例如長方形之圖案隔著一定間隔，以縱橫之兩端對齊之方式整列成格子狀而形成者。將基板11藉由未圖示之搬運手段，例如相鄰接之真空搬運腔室所具備之搬運機器入，通過基板搬運口16而載置在處理空間1內之基板保持器10。基板搬運口16具有未圖示之閘閥，該閘閥之構造為隔離成處理空間1和鄰接之真空搬運腔室之氛圍不會混合。被載置之基板11使用溝槽或定向平面檢測出基板之旋轉開始位置。或是，藉由利用光學照相機等讀取設置在基板11之對準標記，檢測出旋轉開始位置。旋轉開始位置即使在基板保持器10載置基板11之前檢測出亦可，即使在基板保持器10載置基板11之後檢測出亦可。根據檢測基板11之旋轉開始位置之結果，進行因應之後在離子束蝕刻中之柵極9和基板11之位置關係的基板11之旋轉速度的控制。
接著，自氣體導入部5對電漿生成部2之內部導入Ar等之放電用氣體。於進行反應性離子束蝕刻之情況下，對電漿生成部2之內部導入氬氣體、碳化氫氣體、氧化碳氣體等。
之後，從放電用電源12供給高頻電力，在電漿生成部2進行放電。然後，對柵極9施加電壓，藉由電漿生成部2引出離子而形成離子束。藉由柵極9被引出之離子束藉由中和器13被中和，成為電性中性。被中和之離子束被照射至基板保持器10上之基板11，進行離子束蝕刻。
當基板11被載置在基板保持器10時，ESC電極動作，基板藉由靜電吸附被固定。被載置在基板保持器10之基板11，傾斜成適合處理位置，例如對柵極9傾斜20度。傾斜角度藉由考慮基板之圖案狀況、製程氣體、製程壓力及電漿密度等，決定特定角度。
載置基板11之基板保持器10對柵極9傾斜之後，基板保持器10向基板11之面內方向開始旋轉。位置感測器14檢測出基板11之旋轉位置，並藉由因應該被檢測出之旋轉位置的保持器旋轉控制部21之控制，因應位置感測器14所檢測出之旋轉位置，控制基板11之旋轉速度。
以下，針對基板11之旋轉速度之控制，予以更詳細說明。圖6為用以說明本實施型態之閘極9和基板11之位置關係及基板11之相位的圖示。再者，圖7A係 表示與本實施型態有關的離子束蝕刻方法中之基板之旋轉速度的控制映射圖的說明圖。
使用圖5、圖6說明本實施型態中之柵極9和基板11之旋轉位置關係。基板11被載置在能夠旋轉之基板保持器10上，在離子束蝕刻中，基板保持器10對柵極9傾斜。如圖5所示般，想像在基板上長方形形狀之圖案具有一定間隔，整列配置成縱橫之兩端對齊，將與從基板11之溝槽15包含基板11之中心的直線平行之軸設為縱軸，以縱軸成為長方形形狀圖案之長邊之方式，在基板上配置圖案，在基板上長方形形狀之圖案持有一定間隔，整列配置成縱軸之兩端對齊的狀態。然後，如圖6所示般，基板之旋轉相位(旋轉角)θ係以溝槽15為基點，當來自柵極9之離子束射入至沿著圖案之長邊的溝部延伸的方向時，將溝槽15側設為0°，將相向側設為180°。當離子束射入至沿著圖案之短邊側之溝部延伸的方向時，從溝槽15側順時鐘方向定義成90°和270°。為了方便定義基板旋轉之起點、圖案形狀及圖案配列方向，但是並不限定於此。
在使用與本實施型態有關之裝置的離子束蝕刻方法之一例中，如圖7A及下述式(1)所示般，以相對於基板之旋轉相位θ，基板之旋轉速度y成為正弦波之方式，控制旋轉速度。
y=Asin(4(θ-α))+B．．．(1)
A=a．B．．．(2)
即是，作為本發明之旋轉控制手段的保持器旋轉控制部21，是根據上式(1)，算出旋轉速度以作為基板11之旋轉角θ之4倍周期之正弦波函數。在此，A為旋轉速度之振幅，如式(2)所示般，在基準速度B乘上變動率a。α為相位差，藉由改變變動率a和相位差α，可以使基板面內之離子束之每入射角之蝕刻量及錐形角度之分布。並且，基板之旋轉相位θ之範圍為0°≦θ<360°。
在圖7A之例中，表示將基準速度B設定成ω0，將變動率a設為0以上之任意數值，將相位差α設為22.5°之時的相對於基板旋轉相位θ之基板旋轉速度y。此時，意味著基板11之溝槽15在0°、90°、180°、270°之時，基板旋轉數(旋轉速度)最慢。
在此，使用圖7A及圖9A、B說明藉由旋轉相位使旋轉速度變化的具體性的作用及效果。
在圖9A中，41表示光阻，42表示離子束蝕刻的對象物的金屬之多層膜之最上面的上部電極。不一定需要光阻41，於藉由離子束蝕刻進行加工時可以使用刀當作光罩而發揮功能者。在此，想像從圖9A之狀態藉由離子束蝕刻如圖9B般形成長方體形狀之TMR元件40之情形。
在此，如圖7A所示般，基板旋轉位置對柵極9，於朝向沿著圖案之長邊側的溝部延伸之方向，即是相 向於溝槽15之某0°之位置時，藉由使基板之旋轉速度變慢，離子束被射入至圖案之長邊側，圖案之溝充分被蝕刻。然後，以藉由使基板之旋轉速度變慢成在基板180°旋轉之位置相同而沿著圖案之長邊方向之方式，均勻地進行蝕刻至圖案溝之底部。即使在另一方之圖案溝延伸之方向的圖案之短邊側方向，亦可以藉由在旋轉位置為90°和270°時放慢旋轉速度，一面沿著圖案抑制堆積物至溝之底部一面進行蝕刻。對於長方形之圖案之溝，藉由從沿著圖案之溝的4方向照射離子束，長方形之外周之溝部被蝕刻至底部。此時，於在長邊側和短邊側之溝看見蝕刻量之差時，例如有長邊側之溝部淺，短邊側之溝部深等之形狀差時，藉由更放慢長邊側之旋轉速度，增加離子束之射入量，可以使溝部之深度成為均勻，均勻地加工微細圖案之形狀。
在本實施型態中，若事先在控制裝置20所具有之ROM等之記憶體儲存圖7A所示之控制映射圖時即可。如此一來，藉由在記憶體事先儲存上述控制映射圖，當目標速度算出部21a從位置感測器14接收與基板11之旋轉位置有關的資訊時，參照被儲存於上述記憶體之圖7A所示之控制映射圖，並抽出與現在之基板11之旋轉角θ對應的旋轉速度，取得目標旋轉速度，將該所取得之目標旋轉速度輸出至驅動訊號生成部21b。因此，柵極9和基板11在旋轉角θ為0°、90°、180°、270°相向，當從圖案之溝延伸之方向照射離子束之時，可以將基板11之旋轉速度控制成 最慢，並且於從旋轉角θ為45°、135°、225°、315°之般圖案的溝部不延伸之方向照射離子束之時，可以將基板11之旋轉速度控制成最快。
基板保持器10之旋轉速度之變化即使為圖7A所示之正弦函數以外亦可。例如圖18所示般，在基板11之旋轉角度為0°~22.5°、67.5°~112.5°、157.5°~202.5°、247.5°~292.5°、337.5°~360°之範圍下，將基板之旋轉速度設為第1速度，在22.5°~67.5°、112.5°~157.5°、202.5°~247.5°、292.5°~337.5°之範圍下，將基板之旋轉速度設為較第1速度快的第2速度，即使為使用兩個值之旋轉速度變化亦可。
再者，θ在0°、90°、180°、270°時基板11之旋轉速度最慢，θ在45°、135°、225°、315°時，即使使旋轉速度階段性地變化成基板11之旋轉速度成為最快亦可。
如此一來，在本實施型態中重要的是藉由使載置於基板保持器10之基板11對柵極9處於傾斜，及以來自圖案溝延伸之方向側的離子束照射量變多之方式，使基板之旋轉速度變慢，可以取得本發明之效果。為了使形狀之均勻性成為良好，使以基板11為中心而對稱之旋轉位置(例如，135度和315度)之旋轉速度相等為佳。圖8表示從圖案溝延伸之方向側照射離子束之樣子之一例。位於被配列之圖案之最外周的圖案較內側之圖案容易被蝕刻。為了更提升圖案形狀之均勻性，即使在圖案之最外周形成虛擬圖案亦可。
(實施例1)
圖9A、B為表示具備被使用於MRAM之上下電極的TMR元件之說明圖。如圖9B所示般，TMR元件40之基本層構成包含上部電極42、磁化自由層43、隧道位障層44、磁化固定層45、反強磁性層46及下部電極47。例如，磁化固定層係由強磁性材料所構成，隧道位障層是由金屬氧化物(氧化鎂、氧化鋁等)絕緣材料所構成，及磁化自由層是由強磁性材料所構成。
TMR元件40係藉由以濺鍍等之成膜方法在基板上疊層上述金屬膜之工程，和如圖9A所示般在該被疊層之金屬膜上(此時最上層為上部電極42)圖案製作光阻41之工程，和將圖案製作轉印到該金屬膜並藉由離子束蝕刻加工圖9B所示般之TMR元件之工程所形成。藉由被細密配列之TRM元件之微細圖案使用本實施型態之離子束蝕刻裝置及離子束蝕刻方法，可以抑制蝕刻生成物再附著於圖案之底部並使元件分離。
(第2實施型態)
如上述般，在第1實施型態中，雖然進行使基板保持器10之旋轉速度變慢的控制，使得從柵極9對基板11之離子束的射入角度及圖案溝延伸之方向側的離子束照射量變多，但即使將該基板保持器10之旋轉方式設為連續旋轉亦可，即使設為非連續脈衝旋轉亦可。在本實施型態 中，針對該非連續脈衝旋轉之形態予以說明。
圖7A是針對與第1實施型態有關的連續使基板保持器10旋轉之情形，為控制基板保持器10之旋轉速度之情況的說明圖，圖7B是針對與本實施型態有關的非連續使基板保持器10旋轉之情況，控制基板旋轉之旋轉停止時間之時的說明圖。
於連續性進行基板保持器10之旋轉之時，保持器旋轉控制部21如圖7A所示般，以依照式(1)在基板11進行一旋轉(1周期)之期間使該基板11之旋轉速度調變4周期之方式，生成驅動訊號使得基板11之旋轉速度(角速度ω)連續性變化。即是，保持器旋轉控制部21係控制基板保持器10之旋轉使得基板11連續性旋轉。並且，在圖7A中，f0為來自柵極9之離子束的基準照射量，ω0為基準角速度。
另外，於非連續性地(時脈狀)進行基板11(基板保持器10)之旋轉的情況，保持器旋轉控制部21係如圖7B所示般控制旋轉停止停間s。即是，保持器旋轉控制部21係控制該基板保持器10之旋轉，使得例如基板11在特定之複數旋轉角停止其旋轉，並在除此之外的旋轉角以一定之角度速度(旋轉速度)使基板保持器10之旋轉部旋轉。藉由如此之控制，基板11之旋轉速度被控制成基板11非連續性地旋轉。並且，基板保持器10之旋轉部之旋轉速度如上述般即使為一定亦可，即使變化亦可。在此，取縱軸為旋轉速度(角速度ω)，取橫軸為時 間t之時，將角速度成為0的時間稱為“旋轉停止時間s”。即是，旋轉停止時間s是指停止使基板保持器10非連續性旋轉之時的基板保持器10之旋轉的時間。s0為基板旋轉停止時間。
即使在本實施型態中，也與第1實施型態相同，使載置於基板保持器之基板處於對柵極9傾斜，及增加來自圖案溝延伸之方向側的離子束照射量為本質上的特徵。如上述般，當柵極9位於圖案溝延伸之方向側之時，藉由增長基板之旋轉停止時間，可以取得與第1實施型態相同之效果。在本實施型態中，於使基板11(基板保持器10)旋轉一圈之期間，藉由對柵極9位於沿著圖案之長邊側的延伸方向側及沿著圖案之短邊側之延伸方向之時的旋轉停止時間進行正弦性4周期調變，增長圖案之溝部延伸的方向側(基板之旋轉位置為0°、90°、180°、270°)之旋轉停止時間。另外，藉由縮短柵極9位於圖案之溝部不延伸之方向側之時的停止時間，使來自圖案之溝部延伸之方向側的離子束照射量較來自圖案之溝部不延伸之方向側的離子束照射量多。再者，於在長邊方向和短邊方向之溝部看見蝕刻量之差時，例如有長邊側之溝部淺，短邊側之溝部深等之形狀差時，藉由更增長長邊側之旋轉停止時間，增加離子束之照射量，可以使溝部之深度成為均勻，均勻地加工微細圖案之形狀。為了使形狀之均勻性成為良好，使以基板11為中心而對稱之旋轉位置(例如，135度和315度)之旋轉停止時間相等為佳。
(第3實施型態)
在第1及第2實施型態中，雖然針對控制基板保持器10之旋轉速度的形態予以說明，但在本實施型態中，藉由控制從放電用電源12對電漿生成手段供給電力，控制離子束朝基板之射入量，並進行微細圖案之溝部的加工。即是，在離子束蝕刻中，離子束之照射量因與在電漿生成部2中被形成之電漿之電漿密度具有關係，故藉由使朝向電漿生成手段之供給電力變化，能夠使電漿生成部2之電漿密度變化。依此，可以因應基板11之角度相位而使離子束之照射量變化。
即使在本實施型態中，也與第1實施型態相同，使載置於基板保持器之基板處於對柵極9傾斜，及增加來自圖案溝延伸之方向側的離子束照射量為本質上的特徵。
圖10為與本實施型態有關之控制裝置20之方塊圖。在本實施型態中，控制裝置20具備作為因應位置感測器14所檢測出之旋轉位置，而控制朝向電漿生成手段之功率(電力)的電力控制手段的功率控制部60。功率控制部60根據目標功率算出部60a、輸出訊號生成部60b，具有根據基板11之旋轉位置和柵極9之位置關係，控制朝向電漿生成手段之功率(電力)的功能。
控制裝置20被構成從位置感測器14接收與基板保持器10之旋轉位置有關的資訊。當控制裝置20接 收到與上述旋轉位置有關的資訊時，目標功率算出部60a根據從檢測基板保持器10之旋轉位置的位置感測器14所輸入之基板保持器10之現在的旋轉位置之值，算出該位置中之目標功率(目標電力)。該目標功率之值藉由將例如基板保持器10之旋轉位置和目標功率之對應關係以映射圖事先儲存於控制裝置20所具備之記憶體等，能夠進行運算。輸出訊號生成部60b根據藉由目標功率算出部60a所算出之目標功率，生成用以成為該目標功率之輸出訊號，並輸出至電源12。控制裝置20係被構成將在輸出訊號生成部60b生成之上述輸出訊號發送至電源12。
並且，在圖10之例中，電源12具備對電漿生成手段供給電力的功率輸出部12b，和根據目標值和從位置感測器14被輸出之實值(旋轉位置或旋轉速度)之偏差，決定功率輸出部12b之操作值的反饋控制部12a。但是，反饋控制並非本發明之必須構成。
即使在本實施型態中，基板保持器之旋轉方式即使為與第1實施型態相同連續旋轉亦可，即使與第2實施型態相同為非連續脈衝旋轉亦可。
圖11A為針對與本實施型態有關的控制朝電漿生成手段的供給電力之時的連續使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖，圖11B為針對與本實施型態有關的控制朝電漿生成手段之供給電力之時的非連續性使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖。針對非連續性使基板旋轉之時，即使將朝電漿生成手段之供給電力設為一定，並使 旋轉停止時間變化，依此進行因應旋轉角θ之離子束照射量之控制亦可。
在與圖11A、B有關的實施型態中，功率控制部60使用與式(1)相同之4倍周期正弦波函數，可以算出因應基板11之旋轉角θ的放電用功率。即是，功率控制部60係在基板11(基板保持器10)一旋轉(1周期)之期間，以使朝電漿生成手段之供給電力進行4周期調變之方式生成輸出訊號。此時，即使使朝電漿生成手段的供給電力順暢地連續變化亦可，即使持有寬度而階段性地變化亦可。功率控制部60若如圖11A、B所示般，若控制放電用電源12，使藉由將柵極9相向於圖案之溝部延伸之方向側的旋轉角θ=0°、90°、180°、270°之時被供給之功率(電力)設為最大值，朝向基板11之離子束射入量成為最大，於上述旋轉角之外時，藉由將功率設為最小值，朝向基板11之離子束射入量成為最小即可。
如此一來，在本實施型態中，藉由以使載置於基板保持器之基板處於對柵極9傾斜，及來自圖案溝延伸之方向側的離子束照射量變多之方式，控制放電用電源12以使來自功率控制部60之供給電力變大，可以取得本發明之效果。再者，為了使形狀之均勻性成為良好，使以基板11為中心而對稱之旋轉位置(例如，135度和315度)之施加電壓相等為佳。
(第4實施型態)
在第3實施型態中，雖然針對藉由控制朝向電漿生成手段之供給電力，來提升被處理面之均勻性的方法予以敘述，但是在本實施型態中藉由使射束引出電壓變化，進行微細圖案之溝部的加工。在離子束蝕刻中，藉由在電漿生成部2中於形成電漿後被施加於柵極9之電壓，電漿生成部2之離子被引出而形成射束。在此，因從電漿生成部2被引出之離子束之能量依存於射束引出電壓，故使該電壓與基板之旋轉位相一起變化，進行微細圖案之溝部的加工。
圖3表示放大圖2中之柵極9的樣子。使用圖3針對本實施型態中之射束引出電壓予以說明。
圖3之上側為電漿生成部2，下側為處理空間1。柵極9係從電漿生成部2側藉由第1電極70、第2電極71、第3電極72而被構成。圖3是表是藉由電極從在電漿生成部2所生成之電漿引出離子而形成離子束的樣子。第1電極70是藉由第1電極用電源73施加正的電壓。第2電極71是藉由第2電極用電源74施加負的電壓。因在第1電極70施加正的電壓，故藉由與第1電極70之電位差，離子被加速。
第3電極72也被稱為接地電極而被接地。藉由控制第2電極71和第3電極72之電位差，使用靜電透鏡效果，可以將離子束之離子束徑控制在特定之數值範圍內。
在本實施型態中，通常基板保持器及第3電極成為接地電位。因此，離子束之能量藉由被施加於第1電極之正 的電壓而被決定。因此，在本實施型態中，被施加於第1電極之電壓成為射束引出電壓。以下，說明藉由使被施加於該第1電極之電壓變化，並使射束引出電壓變化之情況的實施型態。
即使在本實施型態中，也與任一實施型態相同，使載置於基板保持器10之基板11處於對柵極9傾斜，及增加來自圖案溝延伸之方向側的離子束照射量為本質上的特徵。
圖12為與本實施型態有關之控制裝置20之方塊圖。在本實施型態中，控制裝置20具備作為因應位置感測器14所檢測的旋轉位置而控制施加於第1電極70之電壓(射束引出電壓)的電壓控制手段的施加電壓控制部80。施加電壓控制部80根據目標電壓算出部80a、輸出訊號生成部80b，具有根據基板11之旋轉位置和柵極9之位置關係，控制朝向第1電極70之施加電壓的功能。
控制裝置20被構成從位置感測器14接收與基板保持器10之旋轉位置有關的資訊。當控制裝置20接收到與上述旋轉位置有關的資訊時，目標電壓算出部80a根據從檢測基板保持器10之旋轉位置的位置感測器14所輸入之基板保持器10之現在的旋轉相位之值，算出該位置中之目標電壓。該目標電壓之值藉由將例如基板保持器10之旋轉位置和目標電壓之對應關係以映射圖事先儲存於控制裝置20所具備之記憶體等，能夠進行運算。輸出訊號生成部80b根據藉由目標電壓算出部80a所算出之目 標功率，生成用以成為該目標電壓之輸出訊號，並輸出至第1電極用電源73。控制裝置20係被構成將在輸出訊號生成部80b生成之上述輸出訊號發送至第1電極用電源73。
並且，在圖12之例中，第1電極用電源73具備對第1電極70施加電壓的施加電壓輸出部73b，和根據目標值和從位置感測器14被輸出之實值(旋轉位置或旋轉速度)之偏差，決定施加電壓輸出部73b之操作值的反饋控制部73a。但是，反饋控制並非本發明之必須構成。
即使在本實施型態中，也與第1實施型態相同，基板保持器之旋轉方式即使為連續旋轉亦可，即使與第2實施型態相同為非連續脈衝旋轉亦可。
圖13A為針對與本實施型態有關的控制射束引出電壓(即是，朝第1電極70之施加電壓)之時的連續使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖，圖13B為針對與本實施型態有關的控制朝柵極9之施加電壓之時的非連續性使基板(基板保持器)旋轉之時的說明圖。針對非連續性使基板旋轉之時，即使將朝柵極9之施加電壓設為一定，並使旋轉停止時間變化，依此進行因應旋轉角θ之離子束照射量之控制亦可。
在與圖13A、B有關的實施型態中，施加電壓控制部80使用與式(1)相同之4倍周期正弦波函數，可以算出因應基板11之旋轉角θ的施加電壓。即是，施加電壓 控制部80係在基板11(基板保持器10)一旋轉(1周期)之期間，以使射束引出電壓進行4周期調變之方式生成輸出訊號。此時，即使使射束引出電壓順暢地連續變化亦可，即使持有寬度而階段性地變化亦可。例如，施加電壓控制部80係如圖13A、B所示般，於柵極9位於圖案之溝部延伸的方向側之旋轉角為θ=0°、90°、180°、270°時，藉由將被施加於第1電極70之電壓設為最大值，離子束能量成為最大，來自圖案之溝部延伸的方向側之離子束之射入量變多。另外，若控制第1電極用電源73，使得於柵極9位於圖案之溝部不延伸之方向側時，藉由將被施加於第1電極70之電壓設為最小值，離子束能量成為最小即可。為了將離子束能量設為最小，即使將施加於柵極9之電壓設為零，並停止對基板11照射離子束亦可。
如此一來，在本實施型態中，藉由以使載置於基板保持器之基板處於對柵極9傾斜，及來自圖案溝延伸之方向側的離子束照射量變多之方式，藉由施加電壓控制部80控制第1電極用電源73之施加電壓，可以取得本發明之效果。再者，為了使形狀之均勻性成為良好，使以基板11為中心而對稱之旋轉位置(例如，135度和315度)之供給電力相等為佳。
在本實施型態中，雖然藉由使施加於第1電極之電壓變化，變化射束引出電壓，但即使藉由其他方法使射束引出電壓變化亦可。例如，即使藉由對第3電極施加較第1電極低的正電壓，並使施加於第3電極之電壓變 化，來變化射束引出電壓亦可。再者，藉由使施加於基板保持器之電壓變化，使離子束射入至基板之時的能量變化亦可。
再者，在本實施型態中，柵極9不一定要從3片電極構成。該是因為如上述般本實施型態之本質因應基板之旋轉相位而使離子束之能量變化。
(第5實施型態)
本發明之實施型態亦可以與另外之蝕刻方法組合。以下表示組合反應性離子蝕刻(RIE：Reactive Ion Etching)和本發明之例。就以藉由RIE之蝕刻手段而言，所知的有使用藉由平行平板電極之電容耦合電漿之蝕刻裝置或藉由使用天線線圈之感應耦合電漿的蝕刻裝置。就以RIE之優點而言，因如IBE般離子之射入角被限制，故離子被引入至微細圖案之間隙，可以蝕刻被處理物。但是，以上述MRAM用之TMR元件般之金屬膜所構成的構造體，非化學反應且離子所產生的物理蝕刻容易成為支配性。因在物理蝕刻被削除之磁性金屬難以發揮，再附著於TMR元件之側壁，故與以往之IBE之加工方法同樣被蝕刻之生成物，因殘留在圖案溝之底部，故難以進行加工。
於進行藉由RIE之加工後，藉由進行本發明之實施型態所涉及之IBE的加工，可以藉由RIE以修整效果除去再附著於圖案之側壁的蝕刻生成物，或加工難以加工之圖案溝之底部。RIE和IBE之切換時序可以使用檢測 出電漿光之波長的發光分析器檢測出終點得知。於RIE與IBE為不同之裝置時，為了RIE之加工後藉由本發明之實施型態之IBE加工微細圖案，即使利用另外場所的設備亦可，即使使用共通之搬運路徑而真空一致性地進行處理亦可。
(第6實施型態)
若使用本發明之實施型態時，可以均勻性佳地修整在另外裝置被加工的微細圖案。可以變更圖2所示之電磁鐵8之電流，並可以變更電漿之密度分布。電漿密度分布之調整具體而言，電磁鐵8使用螺線管線圈，如圖2所示般，設置成包圍鐘形罩之外周。螺線管線圈連接於未圖示之直流電源。當在螺線管線圈流通電流時，依右手螺旋法則產生磁場，形成從電漿生成部之中心朝向外側使電子呈同心圓狀擴散之磁力線。當在螺線管線圈流通小的電流時，電漿密度有中心變高之傾向。當增大在螺線管線圈流通之電流的值時，電漿密度分布擴散至外側而被平坦化。利用原子力顯微鏡、光學測量或掃描型電子顯微鏡等，對在另外的裝置被加工之微細圖案進行基板面內之膜厚分布傾向分析，根據該分析結果，調整電磁鐵8之電流。例如，針對利用RIE加工後的微細圖案，想像在基板內中心部之膜厚厚，外周之膜厚薄的情況。此時，將流通於電磁鐵之電流調整成中心之電漿密度變高，外周之電漿密度變低。因與電漿密度成比例決定藉由柵極9被引出之離子束 中之粒子之數量，故離子密度高之中心部之蝕刻速度變快。因此，藉由將本發明與其他蝕刻方法的蝕刻工程組合，可以進行微細之圖案之加工後的偏差補正。雖然圖2所示之電磁鐵8為單數，但是即使又在外側追加電磁鐵，藉由內側和外側之複數之電磁鐵之相互作用，調整電漿密度亦可。
(第7實施型態)
在本發明之實施型態中，藉由一面使射入角度變化一面進行蝕刻，可以多方向除去再附著之膜，並可以提升修整效果。在本實施型態中，以離子束之射入角度沿著圖案溝之方式，使載置於基板保持器之基板11處於對柵極9傾斜，使基板之傾斜角度變化(例如，傾斜角度從30度至20度)而照射離子束。藉由改變基板之傾斜角度，離子束之射入角度變化，容易從圖案之側壁進行溝底部之修整。
使用圖16A、B詳細說明。圖16A表示持有特定傾斜而離子束射入基板11之狀態。圖16B比起圖16A之離子束，從相對於基板11更垂直之方向照射離子束。如此一來，藉由從垂直方向照射離子束，可對元件J進行從與圖16A之離子束不同之角度的蝕刻。即是，在本實施型態中，在將基板11保持第1傾斜角度之狀態(例如，圖16A之狀態)開始進行離子束照射，之後使基板11旋轉特定次數之後，變化成使基板保持於與第1傾斜角度不同 之第2傾斜角度的狀態(例如，圖16B之狀態)，並持續進行離子束照射。傾斜角度並不限定於兩個，即使為3個以上亦可。
並且，即使在從更垂直方向進行的離子束照射，如上述實施型態般，藉由使來自圖案溝延伸之方向側的離子束照射量變多，如圖16B所示般，能夠有效率地對元件J之側壁照射離子束。即是，在圖16A之狀態下，離子束從幾乎與元件J之側壁平行之方向射入，並從與元件J之側壁垂直之方向的射入由於相鄰接之元件而受到限制。另外，在圖16B之狀態中，為了使離子束之射入角更垂直，可以增加離子束從與元件J之側壁垂直之方向的射入量。並且，藉由增加來自圖案溝延伸之方向側的離子束照射量，可以使離子束從與元件J之側壁垂直之方向的射入量，大於離子束從其他方向的射入量，並可以進行有效率的修整。基板之傾斜除了每次旋轉次數固定之外，即使藉由擺動以短的切換來變更亦可。
(第8實施型態)
在上述第7實施型態中，表示於使一定次數以上基板11旋轉之後，使基板11對柵極9之傾斜角度變化之形態。
對此，在本實施型態中，與第1實施型態中之基板11之旋轉速度一起使基板11對柵極9之傾斜角度變化。以下，針對本實施型態之詳細使用圖19予以說明。
圖19表示基板11之旋轉速度因應其旋轉位置而變化之樣子。除此之外，以基板11對柵極9之傾斜角度Φ為40°為基準，在20°~60°之範圍下變化。Φ理想上為在基板11之旋轉速度為最慢之狀態下成為最大，在基板11之旋轉速度最慢之狀態下成為最小。藉由進行如此之控制，離子束沿著基板11之圖案溝而射入之時，可以有效率地除去附著於元件之側壁的再附著膜，在一方之離子束難以射入之狀態下，藉由使離子束從接近於垂直之角度射入，能夠邊抑制相鄰接之元件之陰影的影響，邊進行蝕刻。
(第9實施型態)
在第2實施型態中，表示相對於基板之相位，使旋轉停止時間變化成正弦函數狀，依此使射入至基板之離子束之能量變化成正弦函數狀之情況。對此，在本實施型態中，僅在柵極9位於圖案溝延伸之方向的附近之狀態下，停止基板旋轉。
圖21表示基板11之旋轉停止時間因應旋轉位置而變化之樣子。在本實施型態中，柵極9位於圖案溝延伸之方向的旋轉角0°、90°、180°、270°附近之特定之旋轉角中停止基板旋轉，於照射一定時間離子束之後，再次進行旋轉。實際的元件分離後之TMR元件側壁對基板具有一定傾斜角，再者因射入至基板之離子束也存在漫射，故即使在實施本實施型態之情況下，也對元件側壁之再附著膜照射離子束。
除了僅在柵極9位於圖案溝延伸之方向之時停止基板之旋轉外，即使組合第3實施型態或第4實施型態所述般之離子束照射量或離子束電壓之變化亦可。此時，僅在柵極9位於圖案溝延伸之方向之時，增大射入於基板之離子束之能量，除此之外，縮小離子束之能量。
再者，即使組合第1實施型態般之旋轉速度之變化亦可，即使組合第7實施型態或第8實施型態中所述之基板之傾斜角度之變化亦可。
再者，即使柵極9位於圖案溝延伸之方向之附近的狀態下，邊僅使基板保持器10之旋轉相位變化，邊進行離子束蝕刻亦可。例如，在旋轉角0°、90°、180°、270°附近之特定旋轉角停止基板旋轉之後，以各角度為中心在±10°之範圍使基板保持器10之旋轉角度振動而對基板11照射離子束亦可。如此一來，藉由一面使基板保持器10微小變化一面進行處理，能夠均勻地加工基板面內。
在以上之本發明之各實施型態中，在不脫離本發明之主旨的範圍下可作各種變更。
上述各實施型態不僅係將例示之長方體形狀之圖案配列成縱橫之兩端對齊而圖案溝成為正交，亦可適用如圖14所示般之離散軌道媒體或縱橫比大的線與間隙形狀，及圖15所示般之基板之處理面不僅為正弦波形型，亦可適用矩形波形型、三角波形型、梯型波形型等。
再者，上述各實施型態亦可適用於圖20所示般將長方體形狀之圖案配列成兩端在傾斜方向對齊之型 態。此時，如圖20所示般，沿著圖案溝之方向D彼此也以非互相垂直之特定角度在傾斜方向相交。再者，並不限定於長方體形狀圖案，即使在圓柱狀圖案中亦可利用上述實施型態。
本發明知各實施型態並不限於例示之MRAM用之TMR元件，亦可利用於HDD用磁頭、HDD用磁性記錄媒體、磁性感測器、薄膜太陽電池、發光元件、壓電元件、半導體之配線形成等之多方面。
1‧‧‧處理空間
2‧‧‧電漿生成部
3‧‧‧排氣泵
4‧‧‧鐘形罩
5‧‧‧氣體導入部
6‧‧‧RF天線
7‧‧‧匹配器
8‧‧‧電磁鐵
9‧‧‧柵極
10‧‧‧基板保持器
11‧‧‧基板
12‧‧‧放電用電源
13‧‧‧中和器
14‧‧‧位置感測器
16‧‧‧基板搬運口
100‧‧‧離子束蝕刻裝置

Claims (8)

  1. 一種離子束處理方法，是利用藉由柵極從電漿源被引出的離子束，對被載置在基板保持器的基板進行處理的方法，其特徵為：使上述基板處於對上述柵極傾斜，並一面使上述基板向面內方向旋轉一面進行離子束蝕刻之時，進行離子束處理，使得從被形成在上述基板上之圖案溝沿著上述基板之表面延伸之方向側射入的離子束所致的蝕刻量，大於從上述圖案溝不沿著上述表面延伸之方向側射入的離子束所致的蝕刻量。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之離子束處理方法，其中於上述柵極位於上述圖案溝沿著上述表面延伸的方向側時，使上述基板的旋轉速度慢於其他情況。
  3. 如申請專利範圍第1項所記載之離子束處理方法，其中上述基板的旋轉重複上述基板的旋轉及旋轉之停止，於上述柵極位於上述圖案溝沿著上述表面延伸的方向側時，使上述基板的旋轉停止時間長於其他情況。
  4. 如申請專利範圍第1項所記載之離子束處理方法，其中於上述柵極位於上述圖案溝沿著上述表面延伸的方向側之時，藉由控制施加於上述柵極的電壓使上述離子束之能量高於其他情況。
  5. 如申請專利範圍第1項所記載之離子束處理方法，其中於上述柵極位於上述圖案溝沿著上述表面延伸的方向側之時，藉由控制施加於上述電漿源的電力使上述離子束中之離子密度高於其他情況。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中之任一項所記載之離子束處理方法，其中於從上述圖案溝沿著上述表面延伸之方向側射入離子束之時的上述基板對上述柵極之傾斜角度，大於從其他方向側射入離子束之時的上述基板對上述柵極之傾斜角度。
  7. 一種離子束裝置，具備：電漿源；柵極，其係用以從上述電漿源引出離子束；和基板保持器，其係能夠將基板載置成對上述柵極傾斜，並且能向上述基板的面內方向旋轉，該離子束裝置之特徵為：具備控制部，其係用以控制上述基板保持器中之上述基板的旋轉；和位置檢測部，其係用以檢測出上述基板的旋轉位置，上述控制部係根據上述位置檢測部之檢測結果，於上述柵極位於被形成在上述基板上的圖案溝沿著上述基板之表面延伸的方向側之時，使上述基板保持器之旋轉速度慢於上述柵極位於上述圖案溝不沿著上述表面延伸之方向側的情況。
  8. 如申請專利範圍第7項所記載之離子束裝置，其中：上述控制部係根據上述位置檢測部之檢測結果，使上述柵極位於上述圖案溝沿著上述表面延伸的方向側之時的上述基板對上述柵極之傾斜角度，大於上述柵極位於其他方向側之時的上述基板對上述柵極之傾斜角度。
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