离子束蚀刻方法和离子束蚀刻设备技术

提供一种离子束蚀刻方法，由此可以在不会使装置大型化的情况下，即使在低入射角静止条件下也能够进行高度均一的IBE处理。该离子束蚀刻方法包括以下步骤：改变开口部相对于基板的位置；使用通过所述开口部的离子束来蚀刻所述基板；以及随着所述离子束入射到所述基板的位置的中心远离所述离子源，减小倾斜角。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子束蚀刻方法和离子束蚀刻设备
本专利技术涉及离子束蚀刻法和离子束蚀刻设备。
技术介绍
已经例如在作为磁记录介质的硬盘驱动器所使用的磁传感器的生产的多个步骤中使用离子束蚀刻(下文也称为IBE)处理。磁传感器的磁头元件的形状是三维结构。在蚀刻处理之后，基板表面中设置的元件的形状必须是高度均一的。为了使元件的形状均一，在元件的形状是镜像对称的情况下，在基板转动的状态下进行蚀刻处理，而在元件的形状是非镜像对称的情况下，在基板固定在任意方向上的状态下进行蚀刻处理。可以利用以下事实来形成具有非镜像对称形状的元件：蚀刻之后获得的元件的形状由离子束在基板表面上的入射角来决定、以及离子束的入射角由处理期间的基板倾斜角来决定。为了在生产磁头的步骤中形成具有非对称形状的元件，在一些情况下可以以约20度的相对低的入射角来处理保持静止的基板(在下文中，该条件称为低入射角静止条件)。在对保持静止的基板进行IBE处理的情况下，在基板面内，元件的形状可能是不均一的。这种不均一性可归因于以下事实：当基板在面内方向倾斜时，与离子源的距离根据基板表面上的位置而变化，因此从离子源发射的离子束的入射角根据基板表面上的位置而变化。这种不均一性还可归因于离子源内的等离子体密度分布所导致的离子束的偏向角。低入射角静止条件下的基板表面的不均一性还取决于离子束的能量。特别是，400V以上的加速电压的离子束使得即使在低入射角静止条件下也能实现高度均一的处理，这是因为这样的离子束具有离子的高移动速度因此具有离子的高直进性。然而，利用小于400V的加速电压的离子束，由于移动速度低且离子的路径发生偏移，因此低入射角静止条件下的基板面内的蚀刻量和元件的形状变得不均一。已经提出了用于获得基板面内的具有均一形状的元件的设备。专利文献1的IBE设备通过对具有小开口直径的离子源和基板进行二维移动、使用点状离子束来扫描基板表面。专利文献2的IBE设备通过在与矩形离子源的长轴垂直的方向上移动基板、使用狭缝状的离子束来扫描基板表面。在这种IBE设备中，将用于形成狭缝状的离子束的平板遮光器设置在离子源和基板之间，以针对基板的移动方向来控制离子束在基板表面上的入射角。引文列表专利文献专利文献1：美国专利申请No.2008/110745专利文献2：美国专利申请No.2013/206583
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题使用具有小开口直径的离子源的专利文献1的IBE设备具有小的蚀刻区域，并且能够针对离子束的各照射区域精细地控制蚀刻区域。然而，专利文献1的IBE设备需要很长的时间来对基板的整个面进行蚀刻处理。为此，处理单个基板所需的时间随着基板的尺寸的增加而增加。此外，由于在二维平面中扫描基板，因此设备的尺寸增加。使用矩形离子源的专利文献2的IBE设备与专利文献1的设备相比能够同时处理更大的区域，并且需要的处理时间更短。然而，由于基板是线性移动的，因此设备的尺寸大型化。为了解决上述问题而作出了本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种在不会使设备大型化的情况下、即使在低入射角静止条件下也能够进行高度均一的IBE处理的离子束蚀刻方法和离子束蚀刻设备。解决问题的技术方案根据本专利技术的离子束蚀刻方法是在离子束蚀刻设备中进行的离子束蚀刻方法，所述离子束蚀刻设备包括：离子源，用于向基板发射离子束；基板保持器，用于保持所述基板并改变所述基板相对于所述离子源的倾斜角；以及遮光器，其具有使所述离子束通过的开口部并且能够改变所述开口部相对于所述基板的位置，所述离子束蚀刻方法包括以下步骤：改变所述开口部相对于所述基板的位置；利用通过所述开口部的离子束来蚀刻所述基板；以及随着所述离子束入射到所述基板的位置的中心远离所述离子源，减小所述倾斜角。根据本专利技术的离子束蚀刻设备是如下的离子束蚀刻设备，包括：离子源，用于向基板发射离子束；基板保持器，用于保持所述基板，并且改变所述基板相对于所述离子源的倾斜角；以及遮光器，其具有使所述离子束通过的开口部，并且能够改变所述开口部相对于所述基板的位置。所述离子束蚀刻设备还包括：位置控制单元，用于改变所述开口部相对于所述基板的位置；蚀刻控制单元，用于使用通过所述开口部的离子束来蚀刻所述基板；以及倾斜角控制单元，用于随着所述离子束入射到所述基板的位置的中心远离所述离子源，减小所述倾斜角。专利技术的效果根据本专利技术，随着离子束入射到基板的位置的中心远离离子源而减小基板的倾斜角，因此可以使得离子束在基板上的靠近离子源的一侧或远离离子源的一侧的入射角是均一的。因此，可以使得基板中形成的元件的形状高度均一。这使得能够在不会使设备大型化的情况下，在低入射角静止条件下实现高度均一的蚀刻处理。此外，基板上形成的元件形状的不均一性的降低使得能够提高成品的产量。附图说明图1A是根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的示意图。图1B是根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的示意图。图1C是根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的示意图。图2A是根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备中的离子束蚀刻处理的示意图。图2B是根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备中的离子束蚀刻处理的示意图。图3A是示出用于调节离子束入射角的基板倾斜角控制的图。图3B是示出用于调节离子束入射角的基板倾斜角控制的图。图3C是示出用于调节离子束入射角的基板倾斜角控制的图。图3D是示出用于调节离子束入射角的基板倾斜角控制的图。图4A是示出用于调节离子束分散的遮光控制的图。图4B是示出用于调节离子束分散的遮光控制的图。图5是根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的控制装置的示意图。图6A是示出根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的控制的图。图6B是示出根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的控制的图。图6C是示出根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的控制的图。图7是示出根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的控制方法的图。图8是示出根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的控制方法的图。图9A是示出蚀刻后的元件的形状的图。图9B是示出蚀刻后的元件的形状的图。图10A是使用根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的离子束蚀刻的示意图。图10B是使用根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备的离子束蚀刻的示意图。图11A是示出通过使用根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备实现的蚀刻分布的图。图11B是示出通过使用根据本专利技术的实施例的离子束蚀刻设备实现的蚀刻分布的图。具体实施方式接下来，参考附图说明本专利技术的实施例。注意，以下说明的部件、布置等是实施本专利技术的示例；因此，本专利技术不限于此，并且当然可以在本专利技术的要旨内以各种方式进行修改。图1A～1C是IBE设备100的示意图，其中图1A是IBE设备100的示意图，图1B是遮光装置50的示意图，以及图1C是遮光装置50的立体图。IBE设备100包括真空容器1、排气装置2、离子源10、中和器30、基板保持器40和遮光装置50。离子源10、中和器30、基板保持器40和遮光装置50电连接至未示出的控制装置，并且通过该控制装置进行控制。注意，将图1A中的中和器30所在的一侧定义为上侧。离子源10包括等离子体源容器20、引出电极21、环形天线23、未示出的电源装置、未示出的气体引入装置和未示出的电磁线圈。等离子体源容器20和环形天线23设置在离子源10中。引出电极21设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种离子束蚀刻方法，其在离子束蚀刻设备中进行，所述离子束蚀刻设备包括：离子源，用于向基板发射离子束；基板保持器，用于保持所述基板并改变所述基板相对于所述离子源的倾斜角；以及遮光器，其具有使所述离子束通过的开口部并且能够改变所述开口部相对于所述基板的位置，其特征在于，所述离子束蚀刻方法包括以下步骤：改变所述开口部相对于所述基板的位置；利用通过所述开口部的离子束来蚀刻所述基板；以及随着所述离子束入射到所述基板的位置的中心远离所述离子源，减小所述倾斜角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种离子束蚀刻方法，其在离子束蚀刻设备中进行，所述离子束蚀刻设备包括：离子源，用于向基板发射离子束；基板保持器，用于保持所述基板并改变所述基板相对于所述离子源的倾斜角；以及遮光器，其具有使所述离子束通过的开口部并且能够改变所述开口部相对于所述基板的位置，其特征在于，所述离子束蚀刻方法包括以下步骤：改变所述开口部相对于所述基板的位置；利用通过所述开口部的离子束来蚀刻所述基板；以及随着所述离子束入射到所述基板的位置的中心远离所述离子源，减小所述倾斜角。2.根据权利要求1所述的离子束蚀刻方法，其特征在于，随着所述位置的中心远离所述离子源，增加蚀刻时间。3.一种离子束...

【专利技术属性】
技术研发人员：神谷保志，赤坂洋，坂本清尚，
申请(专利权)人：佳能安内华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP