專利名稱：離子束蝕刻方法和離子束蝕刻裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及離子束蝕刻方法和離子束蝕刻裝置。
背景技術(shù)：
已知一種離子束蝕刻方法，其通過向被加工物的表面照射離子束來對該被加工物實施蝕刻(例如，參照日本特表2002-510428號公報)。這種離子束是，通過把在離子源的放電容器內(nèi)所生成的等離子體中的離子，用引出電極引出而獲得的。
但是，如果為了引出離子束而在引出電極上施加電壓，則存在著引出電極因放電容器內(nèi)所生成的等離子體的熱量而發(fā)生變形的危險。例如，在用由三個金屬板組成的引出電極的場合，由于從等離子體供給到各金屬板的熱量相互不同，所以各金屬板的變形量不同。因而，在各金屬板上所形成的引出孔的中心位置相互錯開。如果用這種引出電極引出離子束，則產(chǎn)生如下問題(1)因為離子束的出射方向不是成為一定方向，故離子束強(qiáng)度的徑向分布變得不均一；(2)離子束的引出效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明目的在于提供一種離子束蝕刻方法和離子束蝕刻裝置，其能夠抑制引出電極的由于熱量所產(chǎn)生的變形。
為了解決上述課題，本發(fā)明的離子束蝕刻方法包括用由引出電極所引出的離子束蝕刻被加工物的蝕刻工序；和由惰性氣體冷卻前述引出電極的冷卻工序。在這里，冷卻工序可以在實施蝕刻工序之后實施，也可以在蝕刻工序之前實施。
在本發(fā)明的離子束蝕刻方法中，通過實施冷卻工序可以抑制引出電極的由于熱量所產(chǎn)生的變形。
例如，在蝕刻工序之前實施冷卻工序的場合，可以預(yù)先在冷卻工序中抑制引出電極的變形。因此，在冷卻工序之后的蝕刻工序中，可以用變形受到抑制的引出電極引出離子束。因此，可以使離子束強(qiáng)度的徑向分布均一化，同時可以提高離子束的引出效率。
又例如，在蝕刻工序之后實施冷卻工序的場合，即使在蝕刻工序中引出電極的溫度得到上升，也可以通過實施冷卻工序來抑制引出電極的變形。
此外，優(yōu)選在前述冷卻工序中搬送前述被加工物。另外，可以從冷卻工序之前開始被加工物的搬送，也可以在冷卻工序之后繼續(xù)被加工物的搬送。
在此情況下，在冷卻工序中并行地進(jìn)行引出電極的冷卻和被加工物的搬送。因而，可以縮短離子束蝕刻方法的整個工序的處理時間。
此外，優(yōu)選為，前述冷卻工序在前述蝕刻工序之前實施，上述離子束蝕刻方法在前述冷卻工序之前，還包括用前述引出電極預(yù)先引出離子束的預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序。
在此情況下，可以通過預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序確認(rèn)是否可以得到想要的離子束。此外，即使在預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序中引出電極的溫度得到上升，也可以通過實施冷卻工序來抑制引出電極的變形。
此外，前述惰性氣體優(yōu)選與在前述蝕刻工序中用于生成前述離子束中的離子的離子生成用氣體相同。由此，可以簡便地冷卻引出電極。
此外，在前述冷卻工序中，優(yōu)選使前述惰性氣體的流量大于前述離子生成用氣體的流量。由此，可以高效地冷卻引出電極。
另外，優(yōu)選為在前述冷卻工序中搬送前述被加工物；在前述蝕刻工序之前實施前述冷卻工序；上述離子束蝕刻方法，在前述冷卻工序之前，還包括用前述引出電極預(yù)先引出離子束的預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序。另外，可以從冷卻工序之前開始被加工物的搬送，也可以在冷卻工序之后繼續(xù)被加工物的搬送。
此時，在冷卻工序中并行地進(jìn)行引出電極的冷卻和被加工物的搬送。因此，可以縮短離子束蝕刻方法的整個工序的處理時間。另外，可以通過預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序確認(rèn)是否可以得到想要的離子束。另外，即使在預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序中引出電極的溫度得到上升，也可以通過冷卻工序來抑制引出電極的變形。
本發(fā)明的離子束蝕刻裝置備有離子源，用來從前述離子源引出離子束的引出電極，以及用來冷卻前述引出電極的冷卻機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的離子束蝕刻裝置中，可以通過冷卻機(jī)構(gòu)抑制引出電極的由于熱量所產(chǎn)生的變形。因此，使離子束強(qiáng)度的徑向分布均一化的同時，也提高了離子束的引出效率。


圖1是表示實施方式有關(guān)的離子束蝕刻裝置的構(gòu)成的示意圖。
圖2是表示圖1中所示的離子束蝕刻裝置的主要部分的構(gòu)成的示意圖。
圖3是表示用來實施實施方式有關(guān)的離子束蝕刻方法的順序的流程圖。
圖4是表示用來實施根據(jù)實施方式的離子束蝕刻方法的順序的流程圖。
圖5是表示用來實施根據(jù)實施方式的離子束蝕刻方法的順序的流程圖。
圖6是示意地表示從供電裝置供給到線圈的RF電力值與時間的關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)的說明本發(fā)明的實施方式。另外，在附圖的說明中，對同一或等同的要素用同一符號，省略重復(fù)說明。
圖1是表示實施方式有關(guān)的離子束蝕刻裝置(也稱作離子銑削裝置)的構(gòu)成的示意圖。圖2是表示圖1中所示的離子束蝕刻裝置的主要部分的構(gòu)成的示意圖。
圖1中所示的離子束蝕刻裝置100可良好地適用于HDD用的薄膜磁頭(例如GMR磁頭、TMR磁頭)的制造中。特別是，可良好地適用于規(guī)定薄膜磁頭的浮動高度的ABS面或倒棱部的加工中。離子束蝕刻裝置100備有離子源40，和用來從離子源40引出離子束IB的引出電極E。離子束IB在蝕刻室30內(nèi)行進(jìn)，蝕刻被收容于蝕刻室30內(nèi)的襯底W(被加工物)。引出電極E由例如鉬(Mo)構(gòu)成，其被配置在蝕刻室30與離子源40之間。襯底W是例如硅晶片。離子束IB包括例如Ar+等陽離子。此外，離子束IB不限于陽離子。
在蝕刻室30內(nèi)設(shè)置有用來中和離子束IB的中和器34。在例如離子束IB為Ar+等陽離子的場合，從中和器34放出電子e-。由該電子e-，例如，可以抑制在蝕刻室30內(nèi)的空間充滿正電荷，并且可以抑制襯底W的帶電等。其結(jié)果，可以提高離子束IB的引出效率，同時可以抑制離子束IB在徑向上的發(fā)散。
此外，在蝕刻室30內(nèi)設(shè)置有可以根據(jù)需要而阻斷離子束IB的閘門32。閘門32配置在襯底W與引出電極E之間。作為閘門32，例如可以用機(jī)械式閘門或靜電式閘門等。進(jìn)一步，在蝕刻室30內(nèi)設(shè)置有用來將襯底W保持在規(guī)定的位置上的托盤架(tray holder)36。托盤架36優(yōu)選由被冷機(jī)(未畫出)所冷卻的冷卻水來冷卻。
此外，在本實施方式中，蝕刻室30經(jīng)由連接部52連接于輸送室20。此外，輸送室20經(jīng)由連接部50連接于樣品出入室10。襯底W從樣品出入室10經(jīng)由輸送室20被導(dǎo)入至蝕刻室30中。
例如，轉(zhuǎn)子泵RP以及渦輪分子泵TP分別連接于樣品出入室10、輸送室20和蝕刻室30。另外，也可以用干泵來代替轉(zhuǎn)子泵RP。通過轉(zhuǎn)子泵RP和渦輪分子泵TP等，蝕刻室30內(nèi)部維持規(guī)定的壓力(例如0.05Pa)。
輸送室20內(nèi)配置有，例如，安裝在旋轉(zhuǎn)軸22上的機(jī)器人手臂24。機(jī)器人手臂24的前端可以保持用來收容襯底W的托盤26。托盤26上優(yōu)選設(shè)置有未圖示的夾緊部。襯底W由該夾緊部而被固定于托盤26。另外，在托盤26中也可以收容多個襯底W。機(jī)器人手臂24在長度方向上伸縮自如。因此，機(jī)器人手臂24可以把置于樣品出入室10內(nèi)的托盤26搬送到蝕刻室30內(nèi)。
離子源40備有放電容器42和線圈44，線圈44設(shè)置在放電容器42的外部，其用來在放電容器42內(nèi)生成等離子體。放電容器42優(yōu)選由例如以石英或鋁氧化物等電介質(zhì)材料為主要成分的材料組成。
在線圈44的一端經(jīng)由例如阻抗適配器46連接有供電裝置48。線圈44的另一端例如被接地。供電裝置48是，例如高頻電源或高頻放大器。在此情況下，供電裝置48的頻率優(yōu)選為幾MHz～十幾MHz(例如，2～13.5MHz)。在一實施例中，供電裝置48的頻率為例如4MHz。優(yōu)選供電裝置48根據(jù)放電容器42的容量和形狀，在線圈44上施加例如200～2000W的電力。
放電容器42上形成有用來導(dǎo)入例如惰性氣體的開口43。配管P1的一端連接于開口43。配管P1的另一端經(jīng)由氣體箱GB連接于氣體供給源G1。氣體供給源G1將惰性氣體供給到放電容器42內(nèi)。作為惰性氣體可以合適地使用例如Ar氣體、He氣體等稀有氣體。從傳熱率的觀點出發(fā)優(yōu)選使用He氣體，從成本的觀點考慮優(yōu)選使用Ar氣體。氣體箱GB從上游側(cè)依次具有閥V1、質(zhì)量流量控制器MFC1和閥V2。由質(zhì)量流量控制器MFC1可以調(diào)整供給到放電容器42內(nèi)的惰性氣體的流量。
從氣體供給源G1所供給的惰性氣體，優(yōu)選是用來在放電容器42內(nèi)生成等離子體P的離子生成用氣體的同時，也是用來冷卻引出電極E的冷卻用氣體。由此，可以簡便地冷卻引出電極E。另外，也可以是如下情況從氣體供給源G1所供給的惰性氣體是冷卻用氣體，從與氣體供給源G1不同的氣體供給源所供給的惰性氣體是離子生成用氣體。
此外，在托盤架36上，例如，形成有供給用來冷卻襯底W的襯底冷卻用氣體的開口33。開口33優(yōu)選形成在托盤架36的表面36a。另外，通過使開口33的朝向(角度)傾斜，也可以在托盤架36的側(cè)面形成開口33。作為這種襯底冷卻用氣體，可以合適地使用He氣體等稀有氣體。配管P2的一端連接于開口33。配管P2的另一端經(jīng)由氣體箱GB連接于氣體供給源G2。氣體箱GB從上游側(cè)依次具有閥V3、質(zhì)量流量控制器MFC2和閥V4。由質(zhì)量流量控制器MFC2可以調(diào)整襯底冷卻用氣體的流量。由該襯底冷卻用氣體可以抑制蝕刻中的襯底W的溫度的上升。
具體地說，例如，襯底冷卻用氣體接觸托盤26，經(jīng)由托盤26冷卻襯底W。托盤架36和托盤26也可以具有使襯底冷卻用氣體直接接觸到襯底W的結(jié)構(gòu)。作為這種結(jié)構(gòu)可以舉出，例如；在托盤26的底面部形成有成為氣體流路的孔的結(jié)構(gòu)；托盤架36的表面36a為包圍托盤26的周圍的大致環(huán)狀，向托盤26的中心從表面36a供給襯底冷卻用氣體的結(jié)構(gòu)等等。
引出電極E優(yōu)選包括簾柵極E1、加速柵極E2和減速柵極E3。引出電極E也可以沒有減速柵極E3。簾柵極E1、加速柵極E2和減速柵極E3從放電容器42的內(nèi)側(cè)依次向外側(cè)配置。簾柵極E1、加速柵極E2和減速柵極E3是，例如，分別形成有多個(例如一萬個以下)引出孔的金屬板。簾柵極E1的引出孔的中心位置、加速柵極E2的引出孔的中心位置、以及減速柵極E3的引出孔的中心位置，優(yōu)選設(shè)計成從金屬板的厚度方向看時相互重合。
簾柵極E1可以分離等離子體P與加速柵極E2。簾柵極E1與用來連續(xù)地施加正的高電壓的電源60連接。施加在簾柵極E1的電壓為例如2kV。施加在簾柵極E1的電壓決定離子束IB的離子束能量。
加速柵極E2也稱作抑制電極。加速柵極E2與例如用來連續(xù)地施加負(fù)的高電壓的電源62連接。施加在加速柵極E2的電壓為例如-600～-800V。減速柵極E3也稱作接地電極，被接地。通過調(diào)整加速柵極E2與減速柵極E3的電位差，可以用透鏡效應(yīng)把離子束IB的離子束直徑控制在規(guī)定的數(shù)值范圍內(nèi)。
又例如，如下所述地，離子束IB從離子源40出射。首先，把放電容器42內(nèi)減壓到例如10-5Pa左右的壓力，從氣體供給源G1把Ar氣體等惰性氣體引入到放電容器42內(nèi)。接著，通過從供電裝置48向線圈44供電，在放電容器42內(nèi)生成等離子體P。由引出電極E把該等離子體P中的Ar+等的離子以離子束IB引出。
在這里，等離子體P中的Ar+等的離子撞擊在引出電極E上，致使引出電極E的溫度上升。此外，向引出電極E施加電壓也會導(dǎo)致引出電極E的溫度的上升。因而，如果進(jìn)行蝕刻，則引出電極E的溫度必然上升。
但是，在離子束蝕刻裝置100中，可以用從氣體供給源G1和氣體箱GB(冷卻機(jī)構(gòu))所供給的惰性氣體來冷卻引出電極E。通過進(jìn)行引出電極E的冷卻，可以抑制引出電極E的溫度上升。其結(jié)果，可以抑制引出電極E的由于熱量所產(chǎn)生的變形。由此，可以將簾柵極E1、加速柵極E2和減速柵極E3的各引出孔的中心的相對錯位抑制在規(guī)定的范圍內(nèi)。因而，可以使離子束強(qiáng)度的徑向分布均一化的同時，提高離子束IB的引出效率。另外，也可以冷卻引出電極的同時冷卻托盤架36等單元。
如果使離子束強(qiáng)度的徑向分布均一化，則可以使襯底W的蝕刻量(蝕刻深度)的面內(nèi)分布均一化，所以，可以進(jìn)行高精度且再現(xiàn)性優(yōu)良的蝕刻。另一方面，如果離子束IB的引出效率提高，則可以縮短蝕刻時間，并且可以減小從供電裝置48供給到線圈44的電力值的歷時變動。
圖3～圖5是表示用來實施根據(jù)實施方式的離子束蝕刻方法的順序的流程圖。圖4是繼圖3之后的流程圖，圖5是繼圖4之后的流程圖。可以用上述離子束蝕刻裝置100很好地實施根據(jù)本實施方式的離子束蝕刻方法。
下面，參照圖1～圖5就根據(jù)本實施方式的離子束蝕刻方法進(jìn)行說明。根據(jù)本實施方式的離子束蝕刻方法包括由惰性氣體冷卻引出電極E的冷卻工序S52；用由引出電極E所引出的離子束IB蝕刻襯底W的蝕刻工序S54(參照圖4)。
在本實施方式中，在實施冷卻工序S52后實施蝕刻工序S54。此外，優(yōu)選在冷卻工序S52之前實施用引出電極E預(yù)先引出離子束IB的預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序S50(參照圖3)。通過預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序S50可以確認(rèn)是否可以得到想要的離子束IB。另外，也可以不實施預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序S50。
更具體地說，根據(jù)本實施方式的離子束蝕刻方法可以通過依次經(jīng)過下述工序S1～工序S29而很好地實施。下面，就作為供給給放電容器42的惰性氣體用例如Ar氣體的情況進(jìn)行說明。在此情況下，Ar氣體發(fā)揮作為離子生成用氣體(用來在放電容器42內(nèi)生成等離子體P)和冷卻用氣體(用來冷卻引出電極E)的功能。
在工序S1中，把收容了襯底W的托盤26送入樣品出入室10內(nèi)。此時，樣品出入室10是VENT(通大氣的)狀態(tài)。此外，輸送室20和蝕刻室30內(nèi)的壓力被設(shè)定在規(guī)定的真空度。
在工序S2中，用轉(zhuǎn)子泵RP和渦輪分子泵TP進(jìn)行樣品出入室10內(nèi)的抽真空。在這里，優(yōu)選首先由轉(zhuǎn)子泵RP進(jìn)行粗抽吸，在樣品出入室10內(nèi)的壓力成為幾Pa的時刻切換成渦輪分子泵TP進(jìn)行抽真空。由此，可以使樣品出入室10內(nèi)達(dá)到高真空度(例如1×10-5～1×10-4Pa)。
在工序S3中，判斷樣品出入室10內(nèi)是否達(dá)到了可以搬送托盤26的規(guī)定的真空度。其結(jié)果，當(dāng)判斷出達(dá)到規(guī)定的真空度時，在工序S4中，從氣體供給源G1向放電容器42內(nèi)導(dǎo)入規(guī)定流量的Ar氣體。Ar氣體的流量通過氣體箱GB進(jìn)行控制。此時，優(yōu)選在蝕刻室30內(nèi)有從中和器34出射的電子e-。另一方面，當(dāng)判斷出未達(dá)到規(guī)定的真空度時，返回到工序S2，進(jìn)行樣品出入室10內(nèi)的抽真空。
工序S4之后實施預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序S50。預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序S50優(yōu)選包括工序S5、工序S6和工序S7。在工序S5中，用供電裝置48向線圈44供給RF電力。由此，在放電容器42內(nèi)生成含有Ar+、電子以及中性的Ar原子等的活性種的等離子體P。這里，優(yōu)選逐漸增加RF電力的值。因活性種的撞擊，放電容器42和引出電極E被加熱，同時放電容器42的內(nèi)表面被凈化。特別是，簾柵極E1的溫度上升顯著高于加速柵極E2和減速柵極E3的溫度上升。
在工序S6中，用電源60、62給引出電極E施加電壓。由此，從引出電極E出射離子束IB。此時，閘門32成為關(guān)閉狀態(tài)，所以離子束IB被閘門32阻斷。
在工序S7中，判斷離子束IB的預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)是否已結(jié)束。其結(jié)果，當(dāng)判斷出預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束時，在工序S8中切斷向引出電極E施加的電壓。離子束IB的照射時間為例如5分鐘左右。如果預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)已結(jié)束，則離子束IB的照射穩(wěn)定。另一方面，當(dāng)判斷出預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)未結(jié)束時，返回到工序S5，繼續(xù)向線圈44供給RF電力。
在工序S9中切斷向線圈44的RF電力的供給。由此停止離子束IB的照射。然后，停止從中和器34的電子e-的出射。在工序S10中打開閘門32。
工序S10之后實施冷卻工序S52。冷卻工序S52優(yōu)選包括工序S11、工序S12和工序S13。在工序S11中，優(yōu)選使從氣體供給源G1向放電容器42內(nèi)供給的Ar氣體的流量大于在工序S4中的Ar氣體的流量，更優(yōu)選使其最大(例如300sccm)。此時，優(yōu)選使蝕刻室30內(nèi)的壓力為預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)時的100倍以上。Ar氣體的流量由氣體箱GB來控制。
在工序S12中搬送托盤26。托盤26由機(jī)器人手臂24從樣品出入室10內(nèi)搬送到蝕刻室30內(nèi)的托盤架36的表面36a上的原點位置，并被固定在原點位置。襯底W與托盤26一起被搬送。
在工序S13中，通過使托盤架36旋轉(zhuǎn)和傾斜把托盤26設(shè)置在規(guī)定位置。由此調(diào)整離子束IB相對于襯底W的入射角。
在工序S14中停止Ar氣體的供給。在工序S15中進(jìn)行蝕刻室30內(nèi)的抽真空。在工序S16中判斷是否已達(dá)到規(guī)定的真空度。其結(jié)果，當(dāng)判斷出達(dá)到規(guī)定的真空度時，在工序S17中，與工序S4同樣地從氣體供給源G1向放電容器42內(nèi)引入規(guī)定流量的Ar氣體。另一方面，當(dāng)判斷出未達(dá)到規(guī)定的真空度時，返回到工序S15，進(jìn)行蝕刻室30內(nèi)的抽真空。此時，優(yōu)選在蝕刻室30內(nèi)有從中和器34出射的電子e-。此外，由于蝕刻室30與放電容器42由引出電極E的孔相連接，所以，如果進(jìn)行蝕刻室30內(nèi)的抽真空，則放電容器42內(nèi)也成為與蝕刻室30內(nèi)等同的真空度。
工序S17之后實施蝕刻工序S54。蝕刻工序S54優(yōu)選包括工序S18、工序S19和工序S20。在工序S18中，與工序S5同樣地從供電裝置48向線圈44供給RF電力。由此，在放電容器42內(nèi)生成等離子體P。在這里，優(yōu)選逐漸增加RF電力。由于該等離子體P，放電容器42和引出電極E被加熱。此外，為了在蝕刻中抑制襯底W的溫度上升，優(yōu)選使由冷機(jī)冷卻的冷卻水和熱交換的He氣體在襯底W與托盤26之間流動。在工序S19中，與工序S6同樣地，用電源60、62向引出電極E施加電壓。由此，從引出電極E出射離子束IB，使離子束IB轟擊襯底W從而開始蝕刻。
在工序S20中判斷是否經(jīng)過了規(guī)定的蝕刻時間。其結(jié)果，當(dāng)判斷出經(jīng)過了規(guī)定的蝕刻時間時，在工序S21中切斷施加在引出電極E的電壓。另一方面，當(dāng)判斷出未經(jīng)過規(guī)定的蝕刻時間時，返回到工序S18，繼續(xù)向線圈44供給RF電力。
在工序S22中切斷向線圈44供給的RF電力。由此停止離子束IB的照射。然后，停止從中和器34的電子e-的出射。
在工序S23中停止Ar氣體的供給。在工序S24中關(guān)閉閘門32。在工序S25中，通過使托盤架36旋轉(zhuǎn)和傾斜使托盤26回到原點位置。在工序S26中搬送托盤26。托盤26由機(jī)器人手臂24從托盤架36的表面36a上的原點位置搬送到樣品出入室10內(nèi)。
在工序S27中，進(jìn)行樣品出入室10的VENT。在工序S28里判斷是否已結(jié)束了VENT。其結(jié)果，當(dāng)判斷出已結(jié)束VENT時，從樣品出入室10取出托盤26。另一方面，當(dāng)判斷出未結(jié)束VENT時，返回到工序S27，進(jìn)行樣品出入室10的VENT。
如以上說明所述，根據(jù)本實施例的離子束蝕刻方法包括冷卻工序S52，所以可以抑制引出電極E的由于熱量所發(fā)生的變形。具體地說，例如，即使在預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序S50中引出電極E的溫度上升，也可以通過實施冷卻工序S52使引出電極E的溫度降低。因而，可以抑制引出電極E的由于熱量所發(fā)生的變形。
此外，由于預(yù)先在冷卻工序S52中緩和了引出電極E的變形，所以在冷卻工序S52后的蝕刻工序S54中，可以用變形得到緩和的引出電極E引出離子束IB。因此，可以使蝕刻工序S54中的離子束強(qiáng)度的徑向分布均一化的同時，提高離子束IB的引出效率。
圖6是示意地表示從供電裝置48向線圈44供給的RF電力的值與時間的關(guān)系的曲線圖。如曲線圖中所示，在時刻t1開始蝕刻，在時刻t2停止蝕刻。在此情況下，在時刻t1～時刻t2間引出電極E的溫度上升。如果引出電極E的溫度上升，則有離子束IB的引出效率降低的傾向，所以為了維持引出效率，就有必要增加RF電力的值。在根據(jù)本實施方式的離子束蝕刻方法中，在時刻t2～時刻t3間切斷RF電力，冷卻引出電極E。由此，引出電極E的由于熱量所產(chǎn)生的變形得到緩和。
然后，在時刻t3開始下一次蝕刻，在時刻t4停止蝕刻。在這里，由于在時刻t2～時刻t3間引出電極E被冷卻，所以在時刻t3，抑制了引出電極E的由于熱量所發(fā)生的變形。由此，即時在時刻t3～時刻t4間也可以施加與在時刻t1～時刻t2間同樣的RF電力。因而，通過在時刻t2～時刻t3間進(jìn)行引出電極E的冷卻，可以抑制RF電力的值的歷時變動。由此，可以進(jìn)行高精度且再現(xiàn)性良好的蝕刻。
此外，在本實施方式中，由于在冷卻工序S52中搬送襯底W，所以并行地進(jìn)行襯底W的搬送和引出電極E的冷卻。因而，縮短了離子束蝕刻方法的整個工序的處理時間。此外，優(yōu)選使工序S11中的Ar氣體的流量大于工序S4和工序S17中的Ar氣體的流量。由此，可以有效地冷卻引出電極E。特別是，優(yōu)選使工序S11中的Ar氣體的流量最大。
此外，雖然根據(jù)本實施方式的離子束蝕刻方法也可以良好地適用于進(jìn)行深蝕刻的場合，但是，在進(jìn)行淺的蝕刻的場合特別有效。又例如，在加工薄膜磁頭的ABS面時，淺蝕刻稱作“shallow etching”，深蝕刻稱作“cavity etching”。
以上就本發(fā)明的最佳實施方式進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限定于上述實施方式。
例如，也可以在蝕刻工序S54之后實施冷卻工序S52。在此情況下，即使在蝕刻工序S54中引出電極E由于熱量而發(fā)生了變形，通過實施冷卻工序S52，引出電極E的變形也可以受到抑制。
此外，也可以在冷卻工序S52中搬送襯底W。例如，也可以在預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序S50與冷卻工序S52之間搬送襯底W。
此外，作為用來冷卻引出電極E的惰性氣體，也可以使用與用來在放電容器42內(nèi)生成等離子體P的離子生成用氣體不同的惰性氣體。例如，也可以用He氣體冷卻引出電極E，作為離子生成用氣體使用Ar氣體。
本發(fā)明提供可以抑制引出電極的由于熱量發(fā)生的變形的離子束蝕刻方法和離子束蝕刻裝置。
權(quán)利要求
1.一種離子束蝕刻方法，其特征在于，包括蝕刻工序，用由引出電極所引出的離子束蝕刻被加工物；冷卻工序，由惰性氣體冷卻所述引出電極。
2.如權(quán)利要求1中所述的離子束蝕刻方法，其特征在于，在所述冷卻工序中搬送所述被加工物。
3.如權(quán)利要求1中所述的離子束蝕刻方法，其特征在于，在所述蝕刻工序之前實施所述冷卻工序，在所述冷卻工序之前，還包括用所述引出電極預(yù)先引出離子束的預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序。
4.如權(quán)利要求1中所述的離子束蝕刻方法，其特征在于，所述惰性氣體與在所述蝕刻工序中用來生成所述離子束中的離子的離子生成用氣體相同。
5.如權(quán)利要求4中所述的離子束蝕刻方法，其特征在于，在所述冷卻工序中，使所述惰性氣體的流量大于所述離子生成用氣體的流量。
6.如權(quán)利要求1中所述的離子束蝕刻方法，其特征在于，在所述冷卻工序中搬送所述被加工物，在所述蝕刻工序之前實施所述冷卻工序，在所述冷卻工序之前，還包括用所述引出電極預(yù)先引出離子束的預(yù)熱運(yùn)轉(zhuǎn)工序。
7.一種離子束蝕刻裝置，其特征在于，具備離子源；用來從所述離子源引出離子束的引出電極；用來冷卻所述引出電極的冷卻機(jī)構(gòu)。
全文摘要
根據(jù)實施方式的離子束蝕刻方法，包括由惰性氣體冷卻引出電極(E)的冷卻工序(S52)，和用由引出電極(E)所引出的離子束(IB)蝕刻被加工物(W)的蝕刻工序(S54)。
文檔編號H01J37/08GK1896315SQ200610101820
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月11日
發(fā)明者堀田哲廣, 久保田尚樹 申請人:Tdk株式會社