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JP7802603B2 - Etching equipment - Google Patents
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JP7802603B2 - Etching equipment - Google Patents

Etching equipment

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JP7802603B2 JP2022069772A JP2022069772A JP7802603B2 JP 7802603 B2 JP7802603 B2 JP 7802603B2 JP 2022069772 A JP2022069772 A JP 2022069772A JP 2022069772 A JP2022069772 A JP 2022069772A JP 7802603 B2 JP7802603 B2 JP 7802603B2
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Description

本発明は、エッチング装置に関する。 The present invention relates to an etching apparatus.

有機EL表示装置や液晶表示装置などのフラットパネル表示装置が用いられている。例えば有機EL表示装置は、2つの向かい合う電極の間に、発光を起こす有機物層である発光層を有する機能層が形成された、多層構成の有機EL素子を含んでいる。有機EL素子の機能層や電極層は、成膜装置のチャンバ内で、スパッタリングや蒸着などの手法により、ガラス基板にマスクを介して成膜材料を付着させることで形成される。また、スパッタリング等によって形成された膜に対して、イオンビームを照射するイオンビームエッチングにより、膜の一部を削って除去する処理を行うことが知られている。 Flat panel display devices such as organic electroluminescence (EL) displays and liquid crystal display devices are used. For example, an organic EL display device includes a multilayer organic EL element in which a functional layer having a light-emitting layer, an organic material layer that emits light, is formed between two opposing electrodes. The functional layer and electrode layer of an organic EL element are formed by depositing film-forming material onto a glass substrate through a mask using techniques such as sputtering or vapor deposition in the chamber of a film-forming device. It is also known that a film formed by sputtering or other methods can be subjected to ion beam etching, in which an ion beam is irradiated to remove part of the film.

イオンビームエッチングについて、被照射対象を回転または移動させながらイオンビームを照射する方法が提案されている。 For ion beam etching, a method has been proposed in which the object to be irradiated is irradiated with an ion beam while rotating or moving it.

特許文献1(特表2013-503414号公報)には、平行イオンビームが照射されるインライン処理システムにおいて、円形基板を回転させながら移動させる構成が開示されている。 Patent Document 1 (JP 2013-503414 A) discloses a configuration in which a circular substrate is moved while being rotated in an inline processing system in which a parallel ion beam is irradiated.

特表2013-503414号公報Special Publication No. 2013-503414

従来技術では、基板を回転させながら搬送させるために、基板を特殊なキャリアに載置している。そのため、大型の基板に対応すると装置が大型になるという課題がある。 In conventional technology, substrates are placed on special carriers so that they can be transported while being rotated. This poses the problem of the equipment becoming larger when handling large substrates.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、より簡素な装置を用いてエッチングを行う技術を提供することである。 The present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide a technology for performing etching using simpler equipment.

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の
通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記照射装置は、2つの前記イオンソースを含み、前記2つのイオンソースの前記搬送方向に対する設置方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記長手方向が前記搬送方向に対して45°±5°となるような方向である
ことを特徴とするエッチング装置である。
The present invention employs the following configuration:
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation region a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
the irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate in the first pass and the irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate in the second pass
the irradiation directions of the ion beams with respect to the substrate during the respective passes are different from each other;
an installation direction of the ion source such that a longitudinal direction of an opening for irradiating the ion beam is oblique to a transport direction of the substrate by the transport device;
the irradiation device includes two ion sources, and the installation directions of the two ion sources with respect to the transport direction are different from each other;
The ion source is installed in a direction such that the longitudinal direction is at an angle of 45°±5° with respect to the transport direction.
The etching apparatus is characterized by the above .

本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記照射装置は、4つの前記イオンソースを含み、
前記4つのイオンソースの前記搬送方向に対する設置方向は互いに異なる
ことを特徴とするエッチング装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記搬送装置は、前記基板を前記搬送方向において往復移動させることが可能であり、
前記照射装置は、2つの前記イオンソースを含み、
前記2つのイオンソースの前記搬送方向に対する設置方向は互いに異なり、
前記基板の前記法線を含む断面を、前記法線を境界として第1の側と第2の側に分けたとき、前記2つのイオンソースはそれぞれ、前記イオンビームが前記第1の側に照射され
るように前記照射方向が前記法線から傾斜している第1の状態と、前記イオンビームが前記第2の側に照射されるように前記照射方向が前記法線から傾斜している第2の状態と、の間で切り替え可能である
ことを特徴とするエッチング装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記搬送装置は、前記基板を前記搬送方向において往復移動させることが可能であり、
前記照射装置は、2つの前記イオンソースを含み、
前記2つのイオンソースの前記搬送方向に対する設置方向は互いに異なり、
前記2つのイオンソースの設置方向は、略180°異なり、
前記2つのイオンソースはそれぞれ、前記搬送方向に対する前記長手方向の角度を略90°変更することが可能である
ことを特徴とするエッチング装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記搬送装置は、前記基板を前記搬送方向において往復移動させることが可能であり、
前記基板の前記法線を含む断面を、前記法線を境界として第1の側と第2の側に分けたとき、前記イオンソースは、前記イオンビームが前記第1の側に照射されるように前記照射方向が前記法線から傾斜している第1の状態と、前記イオンビームが前記第2の側に照射されるように前記照射方向が前記法線から傾斜している第2の状態と、の間で切り替え可能であり、
前記イオンソースは、前記搬送方向に対する前記長手方向の角度を変更することが可能である
ことを特徴とするエッチング装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンビームの照射領域の外において、前記基板の表面と平行な面内で前記基板を回転させる回転装置をさらに備え、
前記搬送装置は、前記基板を前記搬送装置による搬送方向において往復移動させることが可能であり、
前記回転装置は、前記基板が前記搬送方向の往路を移動しながら前記イオンビームの照射を受けた後に前記基板を回転させることにより、前記基板が前記搬送方向の復路において、前記往路とは異なる角度から前記イオンビームの照射を受けるようにする
ことを特徴とするエッチング装置である。
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過と前記第2の通過の間に、前記イオンビームの照射領域の外において、前記基板の表面と平行な面内で前記基板を回転させる回転装置をさらに備え、
前記回転装置は、前記基板が前記搬送装置により搬送方向において往復移動するとき、前記基板が前記搬送方向の往路を移動しながら前記イオンビームの照射を受けた後に前記基板を回転させることにより、前記基板が前記搬送方向の復路において、前記往路とは異なる角度から前記イオンビームの照射を受けるようにする
ことを特徴とするエッチング装置である。
The present invention also employs the following configuration:
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other;
an installation direction of the ion source such that a longitudinal direction of an opening for irradiating the ion beam is oblique to a transport direction of the substrate by the transport device;
the irradiation device includes four of the ion sources;
The four ion sources are installed in different directions relative to the transport direction.
The etching apparatus is characterized by the above .
The present invention also employs the following configuration:
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other;
an installation direction of the ion source such that a longitudinal direction of an opening for irradiating the ion beam is oblique to a transport direction of the substrate by the transport device;
the transport device is capable of reciprocating the substrate in the transport direction,
the irradiation device includes two of the ion sources;
the two ion sources are installed in different directions relative to the transport direction;
When a cross section of the substrate including the normal line is divided into a first side and a second side with the normal line as a boundary, the two ion sources each emit the ion beam onto the first side.
and a second state in which the irradiation direction is inclined from the normal line so that the ion beam is irradiated onto the second side.
The etching apparatus is characterized by the above.
The present invention also employs the following configuration:
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other;
an installation direction of the ion source such that a longitudinal direction of an opening for irradiating the ion beam is oblique to a transport direction of the substrate by the transport device;
the transport device is capable of reciprocating the substrate in the transport direction,
the irradiation device includes two of the ion sources;
the two ion sources are installed in different directions relative to the transport direction;
The installation directions of the two ion sources are different by approximately 180°.
The angle of the longitudinal direction of each of the two ion sources relative to the transport direction can be changed by approximately 90°.
The etching apparatus is characterized by the above.
The present invention also employs the following configuration:
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other;
an installation direction of the ion source such that a longitudinal direction of an opening for irradiating the ion beam is oblique to a transport direction of the substrate by the transport device;
the transport device is capable of reciprocating the substrate in the transport direction,
when a cross section of the substrate including the normal line is divided into a first side and a second side with the normal line as a boundary, the ion source is switchable between a first state in which the irradiation direction is inclined from the normal line so that the ion beam is irradiated onto the first side, and a second state in which the irradiation direction is inclined from the normal line so that the ion beam is irradiated onto the second side,
The ion source is capable of changing the angle of the longitudinal direction with respect to the transport direction.
The etching apparatus is characterized by the above.
The present invention also employs the following configuration:
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other;
a rotation device that rotates the substrate in a plane parallel to the surface of the substrate outside the irradiation region of the ion beam;
the transport device is capable of reciprocating the substrate in a transport direction by the transport device,
The rotation device rotates the substrate after the substrate is irradiated with the ion beam while moving along the outward path in the transport direction, so that the substrate is irradiated with the ion beam from an angle different from that of the outward path in the transport direction on the return path in the transport direction.
The etching apparatus is characterized by the above.
The present invention also employs the following configuration:
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
a rotation device that rotates the substrate in a plane parallel to a surface of the substrate outside an irradiation region of the ion beam between the first pass and the second pass;
When the substrate is reciprocated in the transport direction by the transport device, the rotation device rotates the substrate after the substrate is irradiated with the ion beam while moving on the outward path in the transport direction, so that the substrate is irradiated with the ion beam from an angle different from that on the outward path in the transport direction on the return path in the transport direction.
The etching apparatus is characterized by the above.

本発明によれば、より簡素な装置を用いてエッチングを行う技術を提供することができる。 The present invention provides a technology for performing etching using simpler equipment.

実施例1に係る成膜装置の内部の概略構成図である。1 is a schematic diagram illustrating the internal configuration of a film forming apparatus according to a first embodiment. 実施例1に係る成膜装置の動作を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing the operation of the film forming apparatus according to the first embodiment. 実施例1に係る成膜装置におけるエッチング動作説明図である。5A to 5C are explanatory views of an etching operation in the film forming apparatus according to the first embodiment. 実施例1に係る成膜装置の内部の概略構成図である。1 is a schematic diagram illustrating the internal configuration of a film forming apparatus according to a first embodiment. 実施例1に係るイオンソースの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an ion source according to the first embodiment. 実施例1に係るエッチングエリアの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an etching area according to the first embodiment. 実施例1に係るイオンビーム照射方向の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an ion beam irradiation direction according to the first embodiment. 実施例1に係るイオンビーム照射により形成される膜の説明図である。3A and 3B are explanatory diagrams of a film formed by ion beam irradiation according to the first embodiment. 実施例2に係るエッチングエリアの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an etching area according to Example 2. 実施例2に係るイオンビームの照射方向の可変機構の説明図である。10 is an explanatory diagram of a mechanism for varying the irradiation direction of an ion beam according to a second embodiment. FIG. 実施例3に係るエッチングエリアの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an etching area according to Example 3. 実施例4に係るエッチングエリアの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an etching area according to Example 4. 実施例5に係るエッチングエリアの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an etching area according to Example 5. 実施例6に係るエッチングエリアの説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of an etching area according to Example 6. 実施例7に係るエッチングエリアの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an etching area according to Example 7. 実施例7に係るエッチングエリアの変形例の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a modified example of an etching area according to the seventh embodiment. 実施例8に係るエッチングエリアの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an etching area according to Example 8. 実施例8に係るエッチングエリアの説明図の続きである。13 is a continuation of the explanatory diagram of the etching area according to Example 8. FIG. 実施例8に係るエッチングエリアの変形例の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a modified example of an etching area according to the eighth embodiment. 凹凸基板に形成される膜を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a film formed on a textured substrate.

以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成およびソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Embodiments of the present invention are described in detail below. However, the following embodiments merely exemplify preferred configurations of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these configurations. Furthermore, unless otherwise specified, the hardware and software configurations, processing flow, manufacturing conditions, dimensions, materials, shapes, etc. of the device in the following description are not intended to limit the scope of the present invention to these alone.

本発明は、基板等の成膜対象物の表面にスパッタリングや蒸着により成膜材料の薄膜を形成する成膜装置に好適である。本発明は、成膜装置、成膜方法、エッチング装置、エッチング方法、成膜装置やエッチング装置の制御方法、として捉えられる。本発明はまた、電子デバイスの製造装置やその制御方法、電子デバイスの製造方法としても捉えられる。本発明はまた、成膜方法、エッチング方法や制御方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュ
ータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。
The present invention is suitable for a film formation apparatus that forms a thin film of a film formation material on the surface of a film formation target such as a substrate by sputtering or vapor deposition. The present invention can be understood as a film formation apparatus, a film formation method, an etching apparatus, an etching method, and a method for controlling a film formation apparatus or an etching apparatus. The present invention can also be understood as an electronic device manufacturing apparatus, a control method thereof, and a method for manufacturing an electronic device. The present invention can also be understood as a program that causes a computer to execute the film formation method, etching method, or control method, or a storage medium storing the program. The storage medium may be a non-transitory storage medium readable by a computer.

本発明は、被処理対象である基板の表面に所望のパターンの薄膜を形成する成膜装置に好ましく適用できる。基板の材料としては、ガラス、樹脂、金属、シリコンなど任意のものを利用できる。成膜材料としては、有機材料、無機材料(金属、金属酸化物)など任意のものを利用できる。基板には、基板材料の表面に既に1つ以上の成膜が行われたものを含んでもよい。本発明の技術は、典型的には、電子デバイスや光学部材の製造装置に適用される。特に、有機EL素子を備える有機ELディスプレイ、それを用いた有機EL表示装置などの有機電子デバイスに好適である。本発明はまた、薄膜太陽電池、有機CMOSイメージセンサにも利用できる。 The present invention is preferably applicable to film formation apparatuses that form thin films of desired patterns on the surface of substrates to be processed. Any substrate material can be used, including glass, resin, metal, and silicon. Any film formation material can be used, including organic and inorganic materials (metals and metal oxides). Substrates may include substrates on whose surfaces one or more films have already been formed. The technology of the present invention is typically applied to manufacturing equipment for electronic devices and optical components. It is particularly suitable for organic electronic devices, such as organic EL displays equipped with organic EL elements and organic EL display devices using such displays. The present invention can also be used in thin-film solar cells and organic CMOS image sensors.

(実施例1)
図1~図8を参照して、本発明の実施例1に係る成膜方法及び成膜装置について説明する。図1は本発明の実施例1に係る成膜装置の内部の概略構成を示す断面図であり、成膜装置の内部全体を上方から見た場合の概略構成を示している。図2は本発明の実施例1に係る成膜装置の動作を示すフローチャートである。図3は本発明の実施例1に係る成膜装置におけるエッチング動作説明図である。図4は本発明の実施例1に係る成膜装置の内部の概略構成図であり、エッチング用ビーム照射装置が設けられている付近を、基板の搬送方向に見た概略構成を示している。図5は本発明の実施例1に係るエッチング用ビーム照射装置としてのイオンソースの説明図であり、図5(a)はイオンソースのビーム照射面を示す正面図であり、図5(b)は図5(a)中のAA断面図であり、図5(c)はイオンビームの長手方向のエッチング強度を示すグラフである。図6は本実施例のエッチングエリア300cの構成を側面から見た図である。図7はイオンビーム照射方向と基板の凹凸の関係を示す図である。図8は本発明の実施例1に係るイオンビーム照射の効果についての説明図である。
Example 1
A film formation method and a film formation apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic internal configuration of the film formation apparatus according to the first embodiment of the present invention, showing the overall internal configuration of the film formation apparatus as viewed from above. FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the film formation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of the etching operation in the film formation apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic internal configuration diagram of the film formation apparatus according to the first embodiment of the present invention, showing the schematic configuration of the vicinity of the etching beam irradiation device as viewed in the substrate transport direction. FIG. 5 is an explanatory diagram of an ion source as the etching beam irradiation device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5(a) is a front view showing the beam irradiation surface of the ion source, FIG. 5(b) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5(a), and FIG. 5(c) is a graph showing the etching intensity in the longitudinal direction of the ion beam. FIG. 6 is a side view of the configuration of the etching area 300c according to this embodiment. FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the ion beam irradiation direction and the unevenness of the substrate. FIG. 8 is an explanatory diagram of the effect of ion beam irradiation according to the first embodiment of the present invention.

<成膜装置の全体構成>
特に、図1を参照して、本実施例に係る成膜装置1の全体構成について説明する。成膜装置1は、成膜処理される基板10が収容されるストッカ室100と、室内を大気状態と真空状態とに切り替える気圧切替室200と、基板10の処理面に各種処理を行う処理室300とを備えている。
<Overall configuration of film formation apparatus>
The overall configuration of a film forming apparatus 1 according to this embodiment will be described with particular reference to Figure 1. The film forming apparatus 1 includes a stocker chamber 100 that accommodates substrates 10 to be subjected to film forming processing, an air pressure switching chamber 200 that switches the interior of the chamber between atmospheric and vacuum conditions, and a processing chamber 300 that performs various processes on the processing surface of the substrate 10.

ストッカ室100は、基板10を保持しながら搬送可能な基板搬送装置15を複数収容する役割を担っている。このストッカ室100には、複数の基板搬送装置15が載置される載置台111と、載置台111を往復移動させる駆動機構とを備えている。この駆動機構は、ボールねじを回転させるモータなどの駆動源121と、載置台111の移動方向を規制するガイドレール122などにより構成される。ただし、載置台111を往復移動させる駆動機構については、このような構成に限られることはなく、各種公知技術を採用し得る。また、載置台111には、基板搬送装置15の移動方向を規制するガイドレール112が複数設けられている。成膜装置1は、基板10が基板搬送装置に搬送されながら各種の処理を受ける、インライン搬送型の装置である。 The stocker chamber 100 houses multiple substrate transfer devices 15 capable of holding and transporting substrates 10. The stocker chamber 100 is equipped with a mounting table 111 on which the multiple substrate transfer devices 15 are placed, and a drive mechanism for reciprocating the mounting table 111. This drive mechanism is composed of a drive source 121, such as a motor that rotates a ball screw, and guide rails 122 that regulate the direction of movement of the mounting table 111. However, the drive mechanism for reciprocating the mounting table 111 is not limited to this configuration, and various known technologies can be employed. The mounting table 111 is also equipped with multiple guide rails 112 that regulate the direction of movement of the substrate transfer devices 15. The film formation apparatus 1 is an inline transport type apparatus in which substrates 10 undergo various processes while being transported by the substrate transfer devices.

気圧切替室200は、大気状態にあるストッカ室100から搬入される基板搬送装置15を、真空状態にある処理室300に送り込むために、処理室300に送られるよりも前の段階で、室内を大気状態から真空状態に切り替える役割を担っている。また、本実施例に係る気圧切替室200には、基板10を加熱するヒータ221、222が設けられている。すなわち、基板10の材料によっては、常温のまま処理室300に搬送されると、基板10から各種ガスが発生し、成膜時に悪影響が出てしまう。そこで、そのような基板10については、ヒータ221、222により加熱してガスを強制的に早期に発生させてしまうことで、処理室300内でのガス発生を抑制する。また、気圧切替室200にも、基
板搬送装置15の移動方向を規制するガイドレール210が設けられている。
The atmospheric pressure switching chamber 200 switches the chamber from atmospheric pressure to vacuum pressure before the substrate transfer device 15 is transferred from the stocker chamber 100, which is in atmospheric pressure, to the processing chamber 300, which is in vacuum pressure. The atmospheric pressure switching chamber 200 in this embodiment is also provided with heaters 221 and 222 for heating the substrate 10. Specifically, depending on the material of the substrate 10, if the substrate 10 is transferred to the processing chamber 300 at room temperature, various gases may be generated from the substrate 10, adversely affecting film formation. Therefore, for such substrates 10, the heaters 221 and 222 heat the substrate 10 to forcibly generate gas early, thereby suppressing gas generation within the processing chamber 300. The atmospheric pressure switching chamber 200 is also provided with guide rails 210 for regulating the movement direction of the substrate transfer device 15.

処理室300は、内部が真空雰囲気となるチャンバー301と、基板搬送装置15の移動方向を規制するガイドレール302とを備えている。なお、実施例によっては、処理室300において基板搬送装置15を往復移動させる場合がある。往復移動のための機構については、ボールねじによる駆動機構やラックアンドピニオン機構などの各種公知技術を適用できる。 The processing chamber 300 includes a chamber 301 with a vacuum atmosphere inside, and guide rails 302 that regulate the direction of movement of the substrate transfer device 15. Depending on the embodiment, the substrate transfer device 15 may be moved back and forth within the processing chamber 300. Various known technologies, such as a ball screw drive mechanism or a rack and pinion mechanism, can be applied to the mechanism for this reciprocating movement.

処理室300内には、前処理エリア300aと、成膜エリア300bと、エッチングエリア300cとが設けられている。前処理エリア300aには、成膜処理に先立って基板10の処理面の洗浄等の前処理を行うための基板処理装置310が設けられている。成膜エリア300bには、基板10の処理面に成膜処理を行う成膜材料照射装置としてのスパッタ装置320が設けられている。エッチングエリア300cには、スパッタ装置320により基板10上に形成された膜に対してエッチングを行うエッチング用ビーム照射装置330が設けられている。なお、図1のエッチングエリア300cは簡略化されたものであり、より詳細な構成については実施例ごとに説明する。 The processing chamber 300 is provided with a pre-processing area 300a, a film-forming area 300b, and an etching area 300c. The pre-processing area 300a is provided with a substrate processing device 310 for performing pre-processing such as cleaning the processing surface of the substrate 10 prior to the film-forming process. The film-forming area 300b is provided with a sputtering device 320 as a film-forming material irradiation device for performing a film-forming process on the processing surface of the substrate 10. The etching area 300c is provided with an etching beam irradiation device 330 for etching the film formed on the substrate 10 by the sputtering device 320. Note that the etching area 300c in Figure 1 is simplified, and a more detailed configuration will be described for each embodiment.

前処理エリア300aの基板処理装置310の前段に設けられた空間は、基板処理装置310による前処理を施す前の基板搬送装置15が待機するスペースである。本実施例に係る成膜装置1は、基板10を保持しながら搬送しつつ、基板10に対して一連の処理を施す、いわゆるインライン型の構成をなしている。 The space provided in front of the substrate processing apparatus 310 in the pre-processing area 300a is a space where the substrate transport device 15 waits before being subjected to pre-processing by the substrate processing apparatus 310. The film formation apparatus 1 in this embodiment has a so-called in-line configuration, in which a series of processes are performed on the substrate 10 while holding and transporting it.

図1に示した構成は一例を示したに過ぎず、本発明の成膜装置はこれに限定されない。例えば、基板10が、被成膜面が上(または下)を向いた状態で基板キャリアに保持されたまま、基板キャリアの移動に伴って複数のチャンバー間を移動する構成であってもよい。 The configuration shown in Figure 1 is merely an example, and the film formation apparatus of the present invention is not limited to this. For example, the substrate 10 may be held by a substrate carrier with the surface to be film-formed facing upward (or downward), and moved between multiple chambers as the substrate carrier moves.

<成膜装置の全体的な動作>
成膜装置1が備える制御装置Cは、載置台111を往復移動させる駆動機構、気圧切替室200内の気圧、ヒータ221、222、処理室300内の気圧、基板処理装置310、スパッタ装置320、及び、エッチング用ビーム照射装置330の制御の他、基板搬送装置15による基板10の搬送制御を行う。制御装置Cは、処理フローの種々の動作(成膜工程、エッチング工程など)の制御を実行する。制御装置Cは、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、I/Oなどを有するコンピュータにより構成可能である。この場合、制御装置Cの機能は、メモリ又はストレージに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。コンピュータとしては、汎用のパーソナルコンピュータを用いてもよいし、組込型のコンピュータ又はPLC(programmable logic controller)を用いてもよい。あるいは、制御装置Cの機能の一部又は全部をASICやFPGAのような回路で構成してもよい。また、制御装置Cは、制御対象となる各種装置等と接続された配線を通じて、制御命令を伝達するように構成してもよいし、無線により、各種装置等に対して制御命令を伝達するように構成してもよい。
<Overall Operation of Film Forming Apparatus>
The control device C included in the film forming apparatus 1 controls the drive mechanism for reciprocating the mounting table 111, the air pressure in the air pressure switching chamber 200, the heaters 221 and 222, the air pressure in the processing chamber 300, the substrate processing apparatus 310, the sputtering apparatus 320, and the etching beam irradiation apparatus 330, as well as the transport of the substrate 10 by the substrate transport device 15. The control device C controls various operations of the processing flow (film forming process, etching process, etc.). The control device C can be configured, for example, by a computer having a processor, memory, storage, I/O, etc. In this case, the functions of the control device C are realized by the processor executing a program stored in the memory or storage. The computer may be a general-purpose personal computer, an embedded computer, or a PLC (programmable logic controller). Alternatively, some or all of the functions of the control device C may be configured by circuits such as ASICs or FPGAs. In addition, the control device C may be configured to transmit control commands via wiring connected to various devices to be controlled, or may be configured to transmit control commands to various devices wirelessly.

(処理フロー)
以下、特に、図2を参照して、成膜装置1の全体的な動作について説明する。
(Processing flow)
The overall operation of the film forming apparatus 1 will be described below, particularly with reference to FIG.

<<準備工程>>
ストッカ室100には、それぞれ基板10を保持する基板搬送装置15が複数収容されている。そのうち処理対象となる基板10を保持する基板搬送装置15が、ストッカ室100から気圧切替室200に搬送される(ステップS101)。気圧切替室200において、減圧動作が行われ、室内が大気状態から真空状態に切り替えられる。また、基板10
の材料によっては、基板10への加熱処理が同時に行われる(ステップS102)。例えば、約十分ほどの加熱処理により、100℃から180℃程度まで基板10が加熱される。その後、基板10は、気圧切替室200から処理室300の前処理エリア300aに搬送される(ステップS103)。前処理エリア300aでは、基板処理装置310により基板10の処理面に対してイオンビーム照射による表面処理が施される(ステップS104)。
<<Preparation process>>
The stocker chamber 100 accommodates a plurality of substrate transfer devices 15, each of which holds a substrate 10. One of the substrate transfer devices 15, which holds a substrate 10 to be processed, is transferred from the stocker chamber 100 to the atmospheric pressure switching chamber 200 (step S101). In the atmospheric pressure switching chamber 200, a depressurization operation is performed, and the interior of the chamber is switched from atmospheric pressure to vacuum.
Depending on the material, a heat treatment is simultaneously performed on the substrate 10 (step S102). For example, the substrate 10 is heated to about 100°C to 180°C by about ten minutes of heat treatment. The substrate 10 is then transferred from the pressure switching chamber 200 to the pre-treatment area 300a of the processing chamber 300 (step S103). In the pre-treatment area 300a, the substrate processing apparatus 310 performs surface treatment on the processing surface of the substrate 10 by irradiating it with an ion beam (step S104).

<<成膜工程>>
次に、基板10は成膜エリア300bに搬送され(ステップS105)、スパッタ装置320により基板10の処理面に対しスパッタリング処理が施される(ステップS106)。スパッタ装置320については、公知技術であるので、その詳細な説明は省略するが、高電圧が印加されることにより、成膜材料が放出されるターゲット等を備えている。なお、ターゲットについては、平板状のものを採用することもできるし、回転可能に構成された円筒状のものを採用することもできる。
<<Film formation process>>
Next, the substrate 10 is transported to the film formation area 300b (step S105), where the processing surface of the substrate 10 is subjected to sputtering by the sputtering device 320 (step S106). The sputtering device 320 is a well-known technique and will not be described in detail here. However, the sputtering device 320 includes a target that emits film formation material when a high voltage is applied. The target may be a flat plate or a rotatable cylindrical target.

<<エッチング工程>>
成膜処理が施された基板10は、エッチングエリア300cに搬送され(ステップS107)、エッチング用ビーム照射装置330によるエッチング処理が施される(ステップS108)。
<<Etching process>>
The substrate 10 that has been subjected to the film forming process is transported to the etching area 300c (step S107), and is subjected to etching by the etching beam irradiation device 330 (step S108).

なお、図1のような、処理室300の一端側に設けられたストッカ室100と気圧切替室200において、基板搬送装置15の搬入と搬出を行う構成には限定されない。例えば、処理室300の一端側に設けられたストッカ室100と気圧切替室200については、基板搬送装置15の搬入動作のみ行うようにして、処理室300の他端側に基板搬送装置15の搬出を行うための気圧切替室と、処理後の基板10を収容するためのストッカ室とを設ける構成を採用することもできる。基板の搬出入に関する構成は、エッチング処理を行う際の基板10の搬送経路に応じて、適宜設計すればよい。 1, in which the stocker chamber 100 and air pressure switching chamber 200 located at one end of the processing chamber 300 perform the loading and unloading of the substrate transfer device 15. For example, the stocker chamber 100 and air pressure switching chamber 200 located at one end of the processing chamber 300 may be configured to perform only the loading operation of the substrate transfer device 15, while the other end of the processing chamber 300 may be configured to have an air pressure switching chamber for unloading the substrate transfer device 15 and a stocker chamber for storing processed substrates 10. The configuration for loading and unloading substrates may be designed appropriately depending on the transport path of the substrate 10 during etching processing.

本実施例に係る成膜装置1は、例えば、前処理を伴う種々の電極形成に適用可能である。具体例としては、例えば、FC-BGA(Flip-Chip Ball Grid Array)実装基板向けのメッキシード膜や、SAW(Surface Acoustic Wave)デバイス向けのメタル積層膜の成膜が挙げられる。また、LEDのボンディング部における導電性硬質膜、MLCC(Multi-Layered Ceramic Capacitor)の端子部膜の成膜なども挙げられる。その他、電子部品パッケージにおける電磁シールド膜やチップ抵抗器の端子部膜の成膜にも適用可能である。基板10のサイズは特に限定されないが、本実施例では、200mm×200mm程度のサイズの基板10を用いている。また、基板10の材料は任意であり、例えば、ポリイミド、ガラス、シリコン、金属、セラミックなどの基板が用いられる。 The film deposition apparatus 1 according to this embodiment can be used for forming various electrodes, including pre-processing. Specific examples include plating seed films for FC-BGA (Flip-Chip Ball Grid Array) mounting substrates and metal laminate films for SAW (Surface Acoustic Wave) devices. Other applications include the deposition of conductive hard films for LED bonding sections and terminal films for MLCC (Multi-Layered Ceramic Capacitors). The apparatus can also be used for the deposition of electromagnetic shielding films for electronic component packages and terminal films for chip resistors. While the size of the substrate 10 is not particularly limited, this embodiment uses a substrate 10 measuring approximately 200 mm x 200 mm. The substrate 10 can be made of any material, including polyimide, glass, silicon, metal, and ceramic.

なお、1つの変形例として、ステップS107~S108の処理を繰り返してもよい。その場合、S108のエッチング処理後に、制御装置Cによって、スパッタリング回数Xが所定の回数Nに達したか否かが判定される。Nに達していない場合には、基板10は、成膜エリア300bに戻されて、成膜処理とエッチング処理が再度施される。成膜処理とエッチング処理がN回繰り返された後に、処理後の基板10は、気圧切替室200に送られて、真空状態から大気状態に切り替えられた後に、ストッカ室100に搬出される。 In one variation, steps S107 and S108 may be repeated. In this case, after the etching process in S108, the control device C determines whether the number of sputtering cycles X has reached a predetermined number N. If N has not been reached, the substrate 10 is returned to the film formation area 300b, where the film formation and etching processes are performed again. After the film formation and etching processes have been repeated N times, the processed substrate 10 is sent to the air pressure switching chamber 200, where the vacuum state is switched to atmospheric pressure, and the processed substrate 10 is then transported to the stocker chamber 100.

この変形例によれば、1回のスパッタリングにより形成された膜厚の不均衡が、そのスパッタリングの直後のエッチング処理により解消される。そして、スパッタリングとエッチング処理を繰り返すことで徐々に膜厚が厚くなっていくので、形成される膜の厚さを一様にすることができる。また、ここで、図20(b)の状態からさらにスパッタリングを
進めると、頂面11aに堆積した膜20がオーバーハングする場合がある。その結果、底面12aに堆積した膜20の凸形状の裾の部分と、頂面11aに堆積した膜20のオーバーハング部分との間に隙間(ボイド)ができる可能性がある。しかし、この変形例によれば、スパッタリングとエッチング処理が交互に繰り返されるので、膜20における隙間の発生を防止できる。この変形例のように、エッチングエリア300cと成膜エリア300bの処理を繰り返し行う手法は、後掲の各実施例にも適用可能である。
According to this modification, uneven film thicknesses formed by a single sputtering operation are eliminated by the etching process immediately after the sputtering. Repeating the sputtering and etching processes gradually increases the film thickness, thereby achieving a uniform film thickness. Furthermore, if sputtering is continued from the state shown in FIG. 20(b), the film 20 deposited on the top surface 11a may overhang. As a result, gaps (voids) may form between the bottom portion of the convex shape of the film 20 deposited on the bottom surface 12a and the overhanging portion of the film 20 deposited on the top surface 11a. However, according to this modification, sputtering and etching processes are alternately repeated, thereby preventing the formation of gaps in the film 20. This method of repeatedly processing the etching area 300c and the film formation area 300b, as in this modification, can also be applied to the respective embodiments described below.

<基板処理装置及びエッチング用ビーム照射装置>
特に、図3及び図4を参照して、基板処理装置310及びエッチング用ビーム照射装置330について説明する。基板処理装置310とエッチング用ビーム照射装置330の基本的な構成は同一である。すなわち、これら基板処理装置310とエッチング用ビーム照射装置330は、イオンビーム照射により基板の表面(処理面)に対し洗浄ないしエッチングの処理を行うための装置である。よってここでは、エッチング用ビーム照射装置330について説明する。エッチング用ビーム照射装置330は、イオンソース331と、イオンソース331に電圧を印加する高圧電源336とを備えている。図4には、イオンソース331から照射されたイオンビーム341も示している。
<Substrate Processing Apparatus and Etching Beam Irradiation Apparatus>
In particular, the substrate processing apparatus 310 and the etching beam irradiation apparatus 330 will be described with reference to Figures 3 and 4. The substrate processing apparatus 310 and the etching beam irradiation apparatus 330 have the same basic configuration. That is, the substrate processing apparatus 310 and the etching beam irradiation apparatus 330 are apparatuses for performing cleaning or etching processes on the surface (processing surface) of a substrate by irradiating it with an ion beam. Therefore, only the etching beam irradiation apparatus 330 will be described here. The etching beam irradiation apparatus 330 includes an ion source 331 and a high-voltage power supply 336 that applies a voltage to the ion source 331. Figure 4 also shows an ion beam 341 irradiated from the ion source 331.

処理室300におけるチャンバー301は気密容器であり、排気ポンプ303によって、その内部は真空状態(又は減圧状態)に維持される。ガス供給弁304を開き、チャンバー301内にガスを供給することで、処理に対する適切なガス雰囲気(又は圧力帯)に適宜変更ができる。チャンバー301全体は電気的に接地されている。基板搬送装置15は、基板10の処理面が鉛直方向に沿うように基板10を垂直な姿勢で保持しつつ、チャンバー301の底面に敷設されたガイドレール302上を移動可能に構成されている。ガイドレール302は基板10の表面と平行な方向に延設されており、不図示の駆動機構により基板搬送装置15は基板10の表面に平行な方向に沿って移動する。 The chamber 301 in the processing chamber 300 is an airtight container, and its interior is maintained at a vacuum (or reduced pressure) by an exhaust pump 303. By opening the gas supply valve 304 and supplying gas into the chamber 301, the gas atmosphere (or pressure zone) can be appropriately changed to an appropriate one for the processing. The entire chamber 301 is electrically grounded. The substrate transfer device 15 is configured to be movable on guide rails 302 installed on the bottom surface of the chamber 301 while holding the substrate 10 in a vertical position so that the processing surface of the substrate 10 is aligned vertically. The guide rails 302 extend in a direction parallel to the surface of the substrate 10, and the substrate transfer device 15 moves in a direction parallel to the surface of the substrate 10 by a drive mechanism (not shown).

基板搬送装置15は、基板10を保持する保持部材(基板ホルダ)15aと、保持部材15aを支える支持部材(搬送キャリア)15bと、保持部材15aと支持部材15bとを電気的には絶縁しつつ機械的に接続する接続部材15cと、支持部材15bの下端に設けられる転動体15dとを備えている。転動体15dがガイドレール302上を転動することにより、基板搬送装置15は、ガイドレール302に沿って移動する。ここで、保持部材15aによる基板10を保持する面を保持面Fと称する。 The substrate transport device 15 comprises a holding member (substrate holder) 15a that holds the substrate 10, a support member (transport carrier) 15b that supports the holding member 15a, a connection member 15c that mechanically connects the holding member 15a and the support member 15b while electrically insulating them, and a rolling element 15d provided at the lower end of the support member 15b. The rolling element 15d rolls on the guide rail 302, causing the substrate transport device 15 to move along the guide rail 302. Here, the surface where the substrate 10 is held by the holding member 15a is referred to as the holding surface F.

図3は、基板搬送装置15がY方向に移動しながらエッチング処理がなされるエッチング工程中の、エッチング用ビーム照射装置330と基板搬送装置15の様子を示している。なお、イオンソース331と基板10と間の距離は約100~200mmに設定されている。また、高圧電源336はイオンソース331にアノード電圧(~数kV)を印加するように構成されている。 Figure 3 shows the etching beam irradiation device 330 and the substrate transport device 15 during the etching process, in which the etching process is performed while the substrate transport device 15 moves in the Y direction. The distance between the ion source 331 and the substrate 10 is set to approximately 100 to 200 mm. The high-voltage power supply 336 is configured to apply an anode voltage (up to several kV) to the ion source 331.

<イオンソース>
特に、図5を参照して、イオンソース331について、より詳細に説明する。イオンソース331は、カソード332と、ビーム照射面333と、アノード334と、永久磁石335とを備えている。本実施例ではカソード332がイオンソース331の筐体を兼ねている。カソード332とアノード334はそれぞれSUSにより形成され、両者は電気的に絶縁されている。カソード332はチャンバー301に固定されることで、電気的に接地されている。一方、アノード334は高圧電源336に接続されている。この構成において、高圧電源336からアノード334に対し高圧が印加されると、筐体(カソード332)のビーム照射面333に設けられた出射開口からイオンビームが出射する。なお、イオンソース331の原理としては、筐体の背面側からガスを導入して筐体内部でイオンを発生するタイプと、筐体の外側に存在する雰囲気ガスをイオン化するタイプとがある
が、いずれを用いてもよい。図4においては、後者の場合を示しており、ガス供給弁304を開くことで、チャンバー301内にガスが供給される。ガスとしては、アルゴンガス、酸素ガス、窒素ガスなどを用いることができる。
<Ion source>
The ion source 331 will be described in more detail with reference to FIG. 5 . The ion source 331 includes a cathode 332, a beam irradiation surface 333, an anode 334, and a permanent magnet 335. In this embodiment, the cathode 332 also serves as the housing of the ion source 331. The cathode 332 and the anode 334 are each made of SUS and are electrically insulated from each other. The cathode 332 is fixed to the chamber 301 and is thus electrically grounded. Meanwhile, the anode 334 is connected to a high-voltage power supply 336. In this configuration, when a high voltage is applied from the high-voltage power supply 336 to the anode 334, an ion beam is emitted from an exit opening provided on the beam irradiation surface 333 of the housing (cathode 332). The ion source 331 operates in two ways: one that generates ions inside the housing by introducing gas from the rear side of the housing, and another that ionizes ambient gas outside the housing. Either method may be used. 4 shows the latter case, in which gas is supplied into the chamber 301 by opening the gas supply valve 304. The gas may be argon gas, oxygen gas, nitrogen gas, or the like.

本実施例に係るイオンソース331は、出射開口の開口部が長手方向と短手方向を持つように、約300~400mm×約70mmの長細い形状(ライン形状又はトラック形状)のビーム照射面333を有している。これによりイオンソース331は、リニアイオンソースとして構成される。そして、出射開口の長手方向が基板10の搬送方向に対して交差するように、イオンソース331が配置されている。このような縦長のイオンソース331を用いることで、基板10の縦方向(搬送方向に対して直交する方向)全域に渡ってイオンビームが照射可能となる。言い換えると、基板10の、搬送方向に直交するZ方向における上辺に位置する点から、下辺に位置する点までの間をまたぐような、イオンビームの照射領域を設定できる。このようなイオンビームの照射領域を通過するように基板10を搬送することで、搬送方向に沿った1回のビーム走査で基板10の全面に対しビームを照射できる。その結果、表面処理の高速化(生産性向上)を図ることができる。 The ion source 331 in this embodiment has a beam irradiation surface 333 that is elongated (line-shaped or track-shaped) and measures approximately 300 to 400 mm x approximately 70 mm, so that the opening of the exit aperture has both a longitudinal and a lateral direction. This configures the ion source 331 as a linear ion source. The ion source 331 is positioned so that the longitudinal direction of the exit aperture intersects with the transport direction of the substrate 10. Using such a vertically elongated ion source 331 enables the ion beam to be irradiated across the entire longitudinal direction (direction perpendicular to the transport direction) of the substrate 10. In other words, an ion beam irradiation area can be set that spans the area between a point located on the upper edge of the substrate 10 and a point located on the lower edge in the Z direction perpendicular to the transport direction. By transporting the substrate 10 through this ion beam irradiation area, the entire surface of the substrate 10 can be irradiated with the beam in a single beam scan along the transport direction. As a result, surface treatment can be performed at a higher speed (improved productivity).

図5(c)は、イオンソース331から出射されるイオンビームの長手方向のエッチング強度を示している。同図に示されるように、イオンビームの長手方向の強度は一様ではなく、イオンソース331の磁場設計に依存して、破線L2のように中央部分の強度が大きくなるか、実線L1のように中央部分の強度が小さくなるかのいずれかの分布をとる。図5(c)のようなエッチング強度の分布に偏りがあると、エッチング量にムラが生じるため望ましくない。そこで、基板10に対して、1.5~2倍程度のサイズのビーム照射面333を用いることで、エッチング強度の分布を均一することができる。 Figure 5(c) shows the longitudinal etching intensity of the ion beam emitted from the ion source 331. As shown in the figure, the longitudinal intensity of the ion beam is not uniform, and depending on the magnetic field design of the ion source 331, the intensity is either higher in the central portion as shown by the dashed line L2, or lower in the central portion as shown by the solid line L1. A bias in the etching intensity distribution, as shown in Figure 5(c), is undesirable because it results in uneven etching amounts. Therefore, by using a beam irradiation surface 333 that is approximately 1.5 to 2 times the size of the substrate 10, the etching intensity distribution can be made uniform.

<基板処理装置による表面処理の流れ>
上記のように構成される基板処理装置310によれば、基板10が処理室300の前処理エリア300aに搬送されると、制御装置Cが、高圧電源を制御し、イオンソースによるビーム照射を開始する。その状態で、制御装置Cが、基板搬送装置15を一定速度で移動させ、基板10をイオンビームに通過させる。このような方法により、基板10の表面にイオンビームが照射され、基板10の表面側は表面処理(洗浄処理)が施される。このようなビーム走査を行う構成を採用したことで、基板10の面積よりも小さい照射範囲のイオンビームで基板全体の処理を行うことができるため、イオンソースの小型化、ひいては装置全体の小型化を図ることができる。また、基板10の処理面が鉛直方向に沿うような姿勢で基板10を支持し、処理面に対して水平方向にイオンビームを照射する構成を採用したことで、エッチングによって削られたパーティクルが重力によって落下し、基板10の処理面に残留しないため、パーティクルの残留による処理ムラの発生を防止することができるという利点もある。
<Surface treatment flow using substrate treatment equipment>
In the substrate processing apparatus 310 configured as described above, when the substrate 10 is transferred to the pre-processing area 300a of the processing chamber 300, the control device C controls the high-voltage power supply to initiate beam irradiation from the ion source. In this state, the control device C moves the substrate transfer device 15 at a constant speed, causing the substrate 10 to pass through the ion beam. In this manner, the surface of the substrate 10 is irradiated with the ion beam, and the front side of the substrate 10 is subjected to surface treatment (cleaning treatment). By adopting such a beam scanning configuration, the entire substrate can be processed with an ion beam having an irradiation range smaller than the area of the substrate 10, thereby enabling a miniaturization of the ion source and, ultimately, the overall apparatus. Furthermore, by adopting a configuration in which the substrate 10 is supported with the processing surface of the substrate 10 aligned vertically and the ion beam is irradiated horizontally relative to the processing surface, particles removed by etching fall due to gravity and do not remain on the processing surface of the substrate 10, thereby advantageously preventing uneven processing due to residual particles.

<エッチング工程>
エッチング工程について説明する。まず、図20を参照して、凹凸のある基板への成膜について説明する。図20(a)は、凸部11と凹部12を有する基板10に対してスパッタ装置320によるスパッタリングが行われる様子を示し、スパッタ装置320のターゲットから放出される成膜材料が矢印で示されている。図20(b)は、スパッタリングの結果、基板10の表面に形成された膜20を示している。このように、凹凸基板への成膜において、凸部11の頂面11aや凹部12の底面12aと比べて側壁部13に膜が形成されにくい、つまり、サイドウォールカバレッジが低くなるという課題を、本願発明者らは発見した。そこで、凹凸基板に形成された膜に対してイオンビームを用いたエッチング処理を行い、膜厚を一様にすることを検討した。
<Etching process>
The etching process will be described. First, referring to FIG. 20, film formation on a substrate with irregularities will be described. FIG. 20(a) shows sputtering performed by a sputtering device 320 on a substrate 10 having protrusions 11 and recesses 12, with arrows indicating the film formation material emitted from the target of the sputtering device 320. FIG. 20(b) shows a film 20 formed on the surface of the substrate 10 as a result of sputtering. As described above, the present inventors have discovered a problem in film formation on an irregular substrate: a film is less likely to form on the sidewalls 13 than on the top surfaces 11a of the protrusions 11 or the bottom surfaces 12a of the recesses 12, i.e., sidewall coverage is low. Therefore, they investigated the possibility of performing an ion beam etching process on a film formed on an irregular substrate to achieve a uniform film thickness.

図6及び図7を参照して、エッチング工程について、より詳細に説明する。本実施例に
係る成膜方法及び成膜装置は、凸部11と凹部12が形成された基板10の表面上に薄膜を形成する際に好適に用いられる。本実施例のエッチング工程は、基板10における凹凸の方向を問わず好適に用いられる。例えば、基板10上に平行に溝が掘られて凹凸を成す場合でも、縦横方向に凹凸形状が形成される場合でも、直線的ではなく曲線的な溝が掘られて凹凸を成している場合でもよい。また、複数の直線または曲線の凹凸が組み合わさって複雑な形状を成していてもよい。また、基板10に穴が設けられている場合でもよい。本実施例に係るエッチング工程においては、上記のような様々な凹凸がある場合でも、多方向からイオンビームが斜めに照射されるようなエッチングを行うことで、成膜時の膜厚を一様にできる。
The etching process will be described in more detail with reference to FIGS. 6 and 7 . The film formation method and film formation apparatus according to this embodiment are preferably used when forming a thin film on the surface of a substrate 10 on which protrusions 11 and recesses 12 are formed. The etching process according to this embodiment is preferably used regardless of the direction of the unevenness of the substrate 10. For example, the unevenness may be formed by parallel grooves on the substrate 10, or by unevenness formed in the vertical and horizontal directions, or by unevenness formed by curved grooves rather than linear grooves. Furthermore, a complex shape may be formed by combining multiple linear or curved unevennesses. Furthermore, the substrate 10 may have holes. In the etching process according to this embodiment, even when there are various unevennesses as described above, etching is performed by obliquely irradiating ion beams from multiple directions, thereby achieving a uniform film thickness during film formation.

図6は、本実施例でのエッチングエリア300cの構成を示す側面図である。基板10は、イオンビームを照射されながらエッチングエリア300cを移動する。基板10には、目印としてのオリフラ10aを設けている。図中では基板搬送装置15の保持部材15aは省略しているが、便宜上、保持部材15aの外周の軌跡を破線15a’で示している。以下の説明において、搬送される基板10を保持する保持部材15aによる保持面Fの法線を、便宜上、「法線N」と称する。 Figure 6 is a side view showing the configuration of the etching area 300c in this embodiment. The substrate 10 moves through the etching area 300c while being irradiated with an ion beam. The substrate 10 is provided with an orientation flat 10a as a marker. The holding member 15a of the substrate transport device 15 is omitted from the figure, but for convenience, the trajectory of the outer periphery of the holding member 15a is indicated by a dashed line 15a'. In the following description, for convenience, the normal to the holding surface F of the holding member 15a that holds the transported substrate 10 will be referred to as the "normal line N."

図示したように、エッチングエリア300cには、4つのイオンソース331a~331dが設けられている。まず、各イオンソースの設置角度について説明する。X方向の正側からYZ平面を見たとき(すなわち図6の紙面に正対視したとき)、イオンソース331a及びイオンソース331bの長手方向が搬送方向であるY方向と成す角度は、イオンソース331c及びイオンソース331dの長手方向がY方向と成す角度と異なっている。本実施例では、イオンソース331a及び331bの長手方向は、Y方向に対して紙面で-45°傾いている。また、イオンソース331c及び331dの長手方向は、Y方向に対して紙面で45°傾いている。各イオンソースの長手方向の長さは、このような傾き角をもって設置した場合に、基板10のZ方向での上端部と下端部を含むように設計される。これにより、基板10が移動しながら各イオンソースの照射領域を通過するときに、基板10の全面にイオンビームが照射される。イオンソース331aによる照射領域の通過を第1の通過とし、以下、イオンソース331b~イオンソース331dによる照射領域の通過を、第2の通過~第4の通過とする。 As shown, four ion sources 331a to 331d are provided in the etching area 300c. First, the installation angle of each ion source will be described. When viewed in the YZ plane from the positive X direction (i.e., when viewed directly on the paper surface of Figure 6), the angle between the longitudinal direction of ion source 331a and ion source 331b and the Y direction, which is the transport direction, is different from the angle between the longitudinal direction of ion source 331c and ion source 331d and the Y direction. In this embodiment, the longitudinal directions of ion sources 331a and 331b are tilted at -45° relative to the Y direction on the paper surface. Furthermore, the longitudinal directions of ion sources 331c and 331d are tilted at 45° relative to the Y direction on the paper surface. The longitudinal length of each ion source, when installed with such an inclination angle, is designed to include the upper and lower ends of the substrate 10 in the Z direction. As a result, the entire surface of the substrate 10 is irradiated with the ion beam as the substrate 10 moves and passes through the irradiation areas of each ion source. The passage of ion source 331a through the irradiation area is referred to as the first pass, and the passages of ion sources 331b through 331d through the irradiation area are referred to as the second through fourth passes.

なお、ここでは基板搬送方向とイオンソースの長手方向の角度を45°としたが、これに限定されない。例えば、45°からずれがあってもよいし、イオンソースごとに角度が異なっていてもよい。基板10に対して多方向からイオンビームを照射できるのであれば、搬送方向とイオンソース長手方向の角度は問わない。ただし、搬送方向とイオンソース長手方向が平行に近づくほど、イオンソースのサイズを大きくする必要があるため、典型的には45°±15°の範囲とするとよい。より好ましくは、45°±5°の範囲とするとよい。 Here, the angle between the substrate transport direction and the longitudinal direction of the ion source is set to 45°, but this is not limiting. For example, it may deviate from 45°, or the angle may be different for each ion source. As long as the ion beam can be irradiated onto the substrate 10 from multiple directions, the angle between the transport direction and the longitudinal direction of the ion source is not important. However, since the size of the ion source needs to be increased as the transport direction and the longitudinal direction of the ion source become more parallel, a range of 45°±15° is typically recommended. A range of 45°±5° is more preferable.

次に、各イオンソースからのイオンビーム照射方向について説明する。イオンソース331aからのイオンビーム341aの照射方向(第1の照射方向)は、イオンソース331bからのイオンビーム341bの照射方向(第2の照射方向)と異なっている。ここで、図6のB-B線での断面、すなわち、保持面Fに直交し、かつ、イオンソース331a及びイオンソース331bの長手方向と直交する面を第1の面とする。第1の面において、第1の照射方向と第2の照射方向は、法線Nに対して線対称となるように、法線Nに対して傾斜している。すなわち、第1の通過と第2の通過におけるイオンビームの照射方向は互いに異なる。 Next, the ion beam irradiation direction from each ion source will be described. The irradiation direction (first irradiation direction) of ion beam 341a from ion source 331a is different from the irradiation direction (second irradiation direction) of ion beam 341b from ion source 331b. Here, the cross section taken along line B-B in Figure 6, i.e., the plane perpendicular to holding surface F and perpendicular to the longitudinal direction of ion source 331a and ion source 331b, is defined as the first plane. In the first plane, the first irradiation direction and the second irradiation direction are inclined with respect to normal line N so as to be symmetrical with respect to normal line N. In other words, the irradiation directions of the ion beam in the first pass and the second pass are different from each other.

同様に、イオンソース331cからのイオンビーム341cの照射方向(第3の照射方向)は、イオンソース331dからのイオンビーム341dの照射方向(第4の照射方向
)と異なっている。図6のC-C線での断面、すなわち、保持面Fに直交し、かつ、イオンソース331c及びイオンソース331dの長手方向と直交する面を第2の面とする。第2の面において、第3の照射方向と第4の照射方向は、法線Nに対して線対称となるように、法線Nに対して傾斜している。すなわち、第3の通過と第4の通過におけるイオンビームの照射方向は互いに異なる。なお本実施例では、第1の通過~第4の通過の照射方向は互いに異なっている。ただし、複数回の通過の中に、同じ照射方向からイオンビームの照射を受ける場合があってもよい。複数回の通過の中に、異なる照射方向から照射を行う組み合わせが少なくとも一組あればよい。
Similarly, the irradiation direction (third irradiation direction) of the ion beam 341c from the ion source 331c is different from the irradiation direction (fourth irradiation direction) of the ion beam 341d from the ion source 331d. The cross section taken along line CC in FIG. 6, i.e., the plane perpendicular to the holding surface F and perpendicular to the longitudinal direction of the ion source 331c and the ion source 331d, is defined as the second plane. In the second plane, the third irradiation direction and the fourth irradiation direction are inclined with respect to the normal N so as to be symmetrical with respect to the normal N. That is, the irradiation directions of the ion beam in the third pass and the fourth pass are different from each other. In this embodiment, the irradiation directions of the first pass to the fourth pass are different from each other. However, there may be cases where the ion beam is irradiated from the same irradiation direction during multiple passes. It is sufficient that there is at least one combination of irradiation from different irradiation directions during multiple passes.

4つのイオンソース331a~331dの設置角度と、イオンビーム341a~341dの照射方向が上記のように設定されることにより、基板10の全面に対して4方向から斜めにイオンビームを照射することが可能になる。図7は、凹凸のある基板10がエッチングエリア300cを移動する際のイオンビーム照射方向の変化を示す。ここでは、図6のD-D線における基板10の断面を示している。 By setting the installation angles of the four ion sources 331a-331d and the irradiation directions of the ion beams 341a-341d as described above, it becomes possible to irradiate the entire surface of the substrate 10 with ion beams obliquely from four directions. Figure 7 shows the change in the ion beam irradiation direction as the uneven substrate 10 moves through the etching area 300c. This shows a cross section of the substrate 10 taken along line D-D in Figure 6.

基板10がエッチングエリア300cに搬入されると、まず、イオンソース331aからのイオンビーム341aの照射領域を通過する。このとき図7(a)に示すように、イオンビーム341aは、基板10に対して法線Nから角度αだけ傾いて照射される。次に基板10は、イオンソース331bからのイオンビーム341bの照射領域を通過する。このとき図7(b)に示すように、イオンビーム341bは、基板10に対して法線Nから角度βだけ傾いて照射される。本実施例では、角度αと角度βは同一であり、イオンビーム341aの照射角度とイオンビーム341bの照射角度が法線Nに対して線対称となるように設計されている。 When the substrate 10 is carried into the etching area 300c, it first passes through the irradiation area of the ion beam 341a from the ion source 331a. At this time, as shown in FIG. 7(a), the ion beam 341a is irradiated onto the substrate 10 at an angle α from the normal N. Next, the substrate 10 passes through the irradiation area of the ion beam 341b from the ion source 331b. At this time, as shown in FIG. 7(b), the ion beam 341b is irradiated onto the substrate 10 at an angle β from the normal N. In this embodiment, the angles α and β are the same, and the irradiation angles of the ion beam 341a and the ion beam 341b are designed to be symmetrical with respect to the normal N.

次に基板10は、イオンソース331cからのイオンビーム341cの照射領域を通過する。このとき図7(c)に示すように、イオンビーム341cは、紙面において奥側から手前側に向かって傾いて照射される。次に基板10は、イオンソース331dからのイオンビーム341dの照射領域を通過する。このとき図7(d)に示すように、イオンビーム341は、紙面において手前側から奥側に向かって傾いて照射される。本実施例では、イオンビーム341cの照射角度とイオンビーム341dの照射角度が法線Nに対して線対称となるように設計されている。 Next, the substrate 10 passes through the irradiation area of the ion beam 341c from the ion source 331c. At this time, as shown in FIG. 7(c), the ion beam 341c is irradiated at an angle from the back side to the front side on the paper. Next, the substrate 10 passes through the irradiation area of the ion beam 341d from the ion source 331d. At this time, as shown in FIG. 7(d), the ion beam 341c is irradiated at an angle from the front side to the back side on the paper. In this embodiment, the irradiation angles of the ion beam 341c and the ion beam 341d are designed to be symmetrical with respect to the normal line N.

なお、イオンビーム341aと法線Nがなす角度α、及びイオンビーム341bと法線Nがなす角度βは、30°±10°程度が好適である。角度αや角度βが小さすぎると、法線方向から通常のエッチング処理を行った場合と大差ない効果しか得られなくなる。一方、角度αや角度βが大きすぎると、イオンビームが凹部12の底面まで届かなくなる。ただし角度はこれに限定されず、凹凸の形状やピッチ、凹部底面の幅や側壁部の高さに応じて適宜定めることができる。また、イオンビーム341c及び341dが法線Nとなす角についても同様である。また、エッチング処理後の膜厚の一様性を高める観点からは、凸部11の断面形状と凹部12の断面形状が対称的な形状の場合には、α=βとすると好適である。ただし、角度αとβは必ずしも同一でなくてもよい。 The angle α between the ion beam 341a and the normal N, and the angle β between the ion beam 341b and the normal N are preferably approximately 30°±10°. If the angles α and β are too small, the effect will be similar to that achieved when performing a normal etching process from the normal direction. On the other hand, if the angles α and β are too large, the ion beam will not reach the bottom of the recess 12. However, the angles are not limited to this and can be determined appropriately depending on the shape and pitch of the irregularities, the width of the bottom of the recess, and the height of the sidewall. The same applies to the angles that the ion beams 341c and 341d make with the normal N. Furthermore, from the perspective of improving the uniformity of the film thickness after the etching process, if the cross-sectional shapes of the protrusions 11 and the recesses 12 are symmetrical, it is preferable to set α=β. However, the angles α and β do not necessarily have to be the same.

図8は、実施例1に係るイオンビーム照射により形成される膜の説明図である。図8(a)は、基板10表面の凹凸形状の一例を模式的に説明する図であり、膜20を取り除いた状態を示している。図示例の基板10には、縦横方向に井桁状の凹部12が形成されている。この基板10に対して、イオンビーム341a~341dは90度ずつ向きを変えて四方向から照射される。 Figure 8 is an explanatory diagram of a film formed by ion beam irradiation in Example 1. Figure 8(a) is a diagram illustrating an example of the uneven shape on the surface of the substrate 10, showing the state after the film 20 has been removed. The substrate 10 in the illustrated example has grid-shaped recesses 12 formed in the vertical and horizontal directions. Ion beams 341a to 341d are irradiated onto this substrate 10 from four directions, changing their direction by 90 degrees each.

図8(b)は、図8(a)のE-E線に対応する断面図である。図8(b)は、凹凸のある基板10にスパッタリングをしたときに、凸部11の頂部や凹部12の底面と比べて
側壁部13に膜20が形成されにくい様子を示している。しかし、搬送される基板10に対して本実施例の構成でエッチング処理を行うことにより、基板10の表面全体に対して、四方向から、斜めに(法線Nに対して傾き角を持った状態で)、イオンビーム341a~341dを照射することができる。
8(b) is a cross-sectional view corresponding to line E-E in FIG. 8(a). FIG. 8(b) shows how, when sputtering is performed on an uneven substrate 10, it is more difficult to form a film 20 on the sidewalls 13 than on the tops of the convex portions 11 or the bottom surfaces of the concave portions 12. However, by performing an etching process on the transported substrate 10 using the configuration of this embodiment, it is possible to irradiate the entire surface of the substrate 10 with ion beams 341a to 341d obliquely (at an angle relative to the normal N) from four directions.

ここで、イオンビームが膜20に照射されると、膜20はイオンビームの照射方向に対して垂直状に徐々に削られる。従って、イオンビーム341aが基板10に照射されると、図8(b)中、凸部11の頂面に形成された膜20のうち、図中右側付近を中心に削られる(符号20a1)。また、凹部12の底面に形成された膜20のうち、図中左側付近を中心に削られる(符号20b1)。なお、エッチングにより削られた材料の一部は、膜に付着して、膜の一部となる。このとき、特に、エッチング用ビームが照射されない部分に付着し易いため、膜厚の薄い部分が付着した材料により厚くなる傾向となる。続いて、イオンビーム341bが基板10に照射されると、凸部11の頂面に形成された膜20のうち、図中左側付近を中心に削られる(符号20a2)。また、凹部12の底面に形成された膜20のうち、図中右側付近を中心に削られる(符号20b2)。このときも同様に、削られた成膜材料の一部が、膜に付着してその一部となる。 When the ion beam is irradiated onto the film 20, the film 20 is gradually removed perpendicular to the direction of the ion beam irradiation. Therefore, when the ion beam 341a is irradiated onto the substrate 10, the film 20 formed on the top surface of the convex portion 11 is removed mainly near the right side of the figure (reference symbol 20a1) in FIG. 8(b). Similarly, the film 20 formed on the bottom surface of the concave portion 12 is removed mainly near the left side of the figure (reference symbol 20b1). Note that some of the material removed by etching adheres to the film and becomes part of the film. Since this tends to adhere particularly to areas not irradiated with the etching beam, the thinner portions tend to become thicker due to the adhered material. Subsequently, when the ion beam 341b is irradiated onto the substrate 10, the film 20 formed on the top surface of the convex portion 11 is removed mainly near the left side of the figure (reference symbol 20a2). Similarly, the film 20 formed on the bottom surface of the concave portion 12 is removed mainly near the right side of the figure (reference symbol 20b2). In this case, too, some of the scraped film material adheres to the film and becomes part of it.

その後、イオンビーム341c及び341dについても同様に、凸部11の頂面に形成された膜や凹部12の底面に形成された膜を削り取り、一部が側壁部に付着して膜の一部となる。図8(c)は、四方向からのイオンビーム照射が終了してエッチング処理が完了したときの基板10の断面図であり、膜20の膜厚がエッチング処理前と比べて一様になっている。言い換えると、側壁部における相対的な膜厚不足が解消され、サイドウォールカバレッジが良好になっている。 Then, ion beams 341c and 341d similarly scrape away the film formed on the top surfaces of the convex portions 11 and the film formed on the bottom surfaces of the concave portions 12, with some of the film adhering to the sidewalls and becoming part of the film. Figure 8(c) is a cross-sectional view of the substrate 10 when the etching process is completed after ion beam irradiation from four directions has ended, and the film thickness of film 20 is now uniform compared to before the etching process. In other words, the relative film thickness deficiency on the sidewalls has been resolved, resulting in improved sidewall coverage.

<効果>
本実施例に係る成膜方法及び成膜装置によれば、スパッタリングによる成膜後に、基板の搬送方向に対して複数の方向からのエッチングが行われる。その結果、膜厚の厚い部分は削られ、膜の薄い部分は厚くなる。これにより膜の表面が平坦となり膜厚が一様に均される。
<Effects>
According to the film forming method and film forming apparatus of this embodiment, after a film is formed by sputtering, etching is performed from multiple directions relative to the substrate transport direction. As a result, thicker film portions are removed and thinner film portions are thickened. This flattens the film surface and makes the film thickness uniform.

なお、本実施例では四方向からのエッチングとしたが、これには限定されない。例えば、基板上の凹凸の形状やサイズ(幅や高さ)によっては、120度ずつ三方向からのイオンビーム照射や、60度ずつ六方向からのイオンビーム照射など、四方向以外でもよい。また、本実施例では90°ずつ角度を変えて4回のイオンビーム照射を行ったが、厳密に90度ずつでなくてもよく、例えば90°から±15°程度のずれがあってもよい。より好ましくは、4回のイオンビーム照射の角度が略90°ずつ異なっていればよい。略90°とは、多方向からエッチングを行うことによる効果に大きな影響のない範囲で90°に近接する角度範囲を指し、典型的には90°±5°である。 In this example, etching was performed from four directions, but this is not limited to this. For example, depending on the shape and size (width and height) of the irregularities on the substrate, other directions are also possible, such as ion beam irradiation from three directions at 120 degrees each, or ion beam irradiation from six directions at 60 degrees each. Also, in this example, ion beam irradiation was performed four times at angles changed by 90 degrees, but it does not have to be exactly 90 degrees each; for example, a deviation of approximately ±15 degrees from 90 degrees is acceptable. More preferably, the angles of the four ion beam irradiations should be approximately 90 degrees apart. "Approximately 90 degrees" refers to an angle range close to 90 degrees that does not significantly affect the effect of etching from multiple directions, and is typically 90° ±5°.

また、本実施例ではスパッタリングとエッチング処理を1回ずつ行ったが、スパッタリングとエッチング処理の組み合わせを複数回繰り返してもよい。これにより、膜全体の膜厚を徐々に厚くすることができる。さらに、スパッタリングとエッチング処理の繰り返し回数を一定以上にすることで、上面が平面状の膜20を形成することもできる。もちろん、スパッタリングによる成膜後の基板や、凹凸のある基板に限らず、複数の方向からイオンビームを照射してエッチングを行う処置一般に、本実施例の装置を用いることができる。 In addition, while sputtering and etching were performed once each in this example, the combination of sputtering and etching may be repeated multiple times. This allows the overall film thickness to be gradually increased. Furthermore, by repeating sputtering and etching a certain number of times or more, it is possible to form a film 20 with a flat upper surface. Of course, the device of this example can be used not only for substrates after film formation by sputtering or substrates with irregularities, but also for general procedures in which etching is performed by irradiating ion beams from multiple directions.

(実施例2)
図9及び図10を用いて、本発明の実施例2について説明する。上記実施例1では、基板10がエッチングエリア300cを1回通過する間に四方向からイオンビームを照射し
た。本実施例では、基板10がエッチングエリア300c内を往復する間に、四方向からエッチングビームを照射する。基本的な構成および作用については実施例1と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
Example 2
9 and 10 , a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the substrate 10 was irradiated with ion beams from four directions while passing through the etching area 300c once. In this embodiment, the substrate 10 is irradiated with etching beams from four directions while traveling back and forth within the etching area 300c. Since the basic configuration and operation are the same as those of the first embodiment, the same components are designated by the same reference numerals and their description will be omitted.

図9(a)に示したように、本実施例のエッチングエリア300cには、2つのイオンソース331e、331fが設けられている。まず、各イオンソースの設置角度について説明する。図の紙面に正対視したとき、イオンソース331eの長手方向が搬送方向と成す角度は、イオンソース331fの長手方向が搬送方向と成す角度と異なっている。本実施例では、イオンソース331eの長手方向は搬送方向に対して-45°傾いており、イオンソース331fの長手方向は搬送方向に対して45°傾いている。これにより、基板10が移動しながら各イオンソースの照射領域を通過するときに、基板10の全面にイオンビームが照射される。その他の点では、基板搬送方向とイオンソースの長手方向の角度の関係は上記実施例1と同様である。 As shown in FIG. 9(a), two ion sources 331e and 331f are provided in the etching area 300c of this embodiment. First, the installation angle of each ion source will be described. When viewed directly on the paper in the figure, the angle between the longitudinal direction of ion source 331e and the transport direction is different from the angle between the longitudinal direction of ion source 331f and the transport direction. In this embodiment, the longitudinal direction of ion source 331e is inclined at -45° with respect to the transport direction, and the longitudinal direction of ion source 331f is inclined at 45° with respect to the transport direction. As a result, as the substrate 10 moves and passes through the irradiation areas of each ion source, the entire surface of the substrate 10 is irradiated with the ion beam. In other respects, the relationship between the substrate transport direction and the angle between the longitudinal directions of the ion sources is the same as in Example 1 above.

次に、各イオンソースからのイオンビーム照射方向について説明する。図9(a)において、イオンソース331eからのイオンビーム341eは、照射方向が紙面左下向きであり、法線Nに対して斜めに照射される。また、イオンソース331fからのイオンビーム341fは、照射方向が紙面左上向きであり、法線Nに対して斜めに照射される。 Next, the direction of ion beam irradiation from each ion source will be described. In Figure 9(a), the irradiation direction of ion beam 341e from ion source 331e is downward and left on the page, and is irradiated obliquely with respect to normal line N. Furthermore, the irradiation direction of ion beam 341f from ion source 331f is upward and left on the page, and is irradiated obliquely with respect to normal line N.

図9(a)において基板10がエッチングエリア300cを下から上へ通過し終えると、基板搬送装置15は、図9(b)に示すように、基板10を逆向きに(上から下へ)搬送する。このときのイオンビーム照射方向について説明する。本実施例のエッチング用ビーム照射装置330は、イオンソース331の向きを変更して、イオンビーム341の照射方向を可変とする可変機構を備えている。可変機構はイオンビーム341の照射方向を、図10(a)のように基板10に対して斜め向き(紙面において右下向き)から、図10(b)のように逆向き(紙面において左下向き)に切り替えることができる。可変機構としては例えば、イオンソース331の回転軸を回転させるモータと、回転軸の軸受と、からなる構成を採用できる。ただし、可変機構についてはこれに限定されず、各種公知技術を採用し得る。なお、基板処理装置310の場合には、このような可変機構を設ける必要はない。もちろん、何らかの技術的理由によっては、基板処理装置310においても、イオンビームの照射方向を可変とする可変機構を設けても構わない。 In FIG. 9(a), after the substrate 10 has passed through the etching area 300c from bottom to top, the substrate transport device 15 transports the substrate 10 in the opposite direction (from top to bottom) as shown in FIG. 9(b). The ion beam irradiation direction at this time will be described. The etching beam irradiation device 330 of this embodiment is equipped with a variable mechanism that changes the orientation of the ion source 331 to vary the irradiation direction of the ion beam 341. The variable mechanism can switch the irradiation direction of the ion beam 341 from an oblique direction (downward and rightward in the drawing) relative to the substrate 10 as shown in FIG. 10(a) to the opposite direction (downward and leftward in the drawing) as shown in FIG. 10(b). The variable mechanism can be configured, for example, to include a motor that rotates the rotation shaft of the ion source 331 and a bearing for the rotation shaft. However, the variable mechanism is not limited to this, and various known technologies can be employed. Note that the substrate processing apparatus 310 does not require such a variable mechanism. Of course, for some technical reason, the substrate processing apparatus 310 may also be provided with a variable mechanism that changes the direction of ion beam irradiation.

イオンビーム照射方向の切り替え後の状態を示す図10(b)においては、イオンソース331fからのイオンビーム341fの照射方向は紙面右下向きに切り替わり(符号341f’で示す)、イオンソース331eからのイオンビーム341eの照射方向は紙面右上向きに切り替わる(符号341e’で示す)。 In Figure 10(b), which shows the state after the ion beam irradiation direction has been switched, the irradiation direction of ion beam 341f from ion source 331f has switched to the lower right on the page (indicated by reference symbol 341f'), and the irradiation direction of ion beam 341e from ion source 331e has switched to the upper right on the page (indicated by reference symbol 341e').

イオンビームの照射方向を、基板10の法線Nを含む断面において考えると、法線Nを境界として断面を第1の側と第2の側に分けたとき、可変機構は、イオンソース331eのイオンビーム341eが第1の側に照射されるように照射方向が法線Nから傾斜している第1の状態と、イオンビーム341eが第2の側に照射されるように照射方向が法線Nから傾斜している第2の状態と、を切り替え可能であると言える。これは、イオンソース331fについても同様である。 Considering the ion beam irradiation direction in a cross section including the normal N of the substrate 10, and dividing the cross section into a first side and a second side with the normal N as the boundary, it can be said that the variable mechanism is capable of switching between a first state in which the irradiation direction is tilted from the normal N so that the ion beam 341e of the ion source 331e is irradiated onto the first side, and a second state in which the irradiation direction is tilted from the normal N so that the ion beam 341e is irradiated onto the second side. The same is true for the ion source 331f.

このように本実施例では、2つのイオンソース331eと331fからのイオンビーム照射方向が搬送方向に対して互いに異なっており、かつ、イオンビーム照射方向を可変機構により切り替えることができる。さらに、基板搬送装置15は、基板10がエッチングエリア300cを往復するように搬送する。このように本実施例では、基板10の往復搬送と、イオンビームの照射方向変換を組み合わせることで、基板10に対して四方向からイオンビームを照射してエッチングを行うことができる。その結果、凹凸がある形状の基
板10であっても、頂面や底面と側壁部の膜厚を一様にすることが可能となる。本実施例を実施例1と比較すると、エッチング用ビーム照射装置330に可変機構が必要となる。また、基板10を往復移動させる必要があるため、基板搬送装置15の構成や基板10の搬送経路が複雑化する可能性がある。また、タクトタイムが長くなる可能性がある。その反面、照射装置の数自体は減らすことができるため、コスト面や装置の設置スペースの面で削減効果がある。
As described above, in this embodiment, the ion beam irradiation directions from the two ion sources 331e and 331f are different from each other relative to the transport direction, and the ion beam irradiation direction can be switched using a variable mechanism. Furthermore, the substrate transport device 15 transports the substrate 10 back and forth through the etching area 300c. In this embodiment, by combining the back-and-forth transport of the substrate 10 with the change in the ion beam irradiation direction, etching can be performed by irradiating the substrate 10 with ion beams from four directions. As a result, even for substrates 10 with uneven shapes, it is possible to achieve a uniform film thickness on the top surface, bottom surface, and sidewalls. Compared to Example 1, this embodiment requires a variable mechanism in the etching beam irradiation device 330. Furthermore, since the substrate 10 needs to be moved back and forth, the configuration of the substrate transport device 15 and the transport path of the substrate 10 may become complicated. Furthermore, the takt time may become longer. On the other hand, the number of irradiation devices can be reduced, resulting in savings in terms of cost and installation space.

(実施例3)
図11を用いて、本発明の実施例3について説明する。基本的な構成および作用については実施例2と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本実施例のイオンソース331は、イオンビーム照射方向を可変にする機構の点で実施例2と異なる。
Example 3
Third Embodiment A third embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 11. The basic configuration and operation are the same as those of the second embodiment, so the same components are denoted by the same reference numerals and their description will be omitted. The ion source 331 of this embodiment differs from that of the second embodiment in the mechanism for varying the ion beam irradiation direction.

図11(a)に示したように、本実施例のエッチングエリア300cには、2つのイオンソース331g及び331hが設けられている。まず、各イオンソースの設置角度について説明する。紙面に正対視したとき、図11(a)の状態では、イオンソース331gおよび331hの長手方向は、搬送方向に対して-45°傾いている。本実施例のエッチング用ビーム照射装置330は、イオンソース331gおよび331hを、YZ平面内で90°回転させるイオンソース回転機構370(回転装置)を備えている(回転を矢印Rで示す)。図11(b)はイオンソース回転機構370による回転後の状態を示しており、イオンソース331gおよび331hの長手方向は、搬送方向に対して45°傾いている。イオンソース回転機構370としては例えば、イオンソース331gおよび331hを含むエッチング用ビーム照射装置330を支持するベースと、当該ベースをYZ面内で回転させる回転軸および駆動機構と、からなる構成を採用できる。ただし、回転機構についてはこれに限定されず、各種公知技術を採用し得る。なお、基板処理装置310の場合には、このような回転機構を設ける必要はない。もちろん、何らかの技術的理由によっては、基板処理装置310においても回転機構を設けても構わない。 As shown in Figure 11(a), two ion sources 331g and 331h are provided in the etching area 300c of this embodiment. First, the installation angle of each ion source will be explained. When viewed directly on the paper, in the state shown in Figure 11(a), the longitudinal directions of ion sources 331g and 331h are tilted at -45° with respect to the transport direction. The etching beam irradiation device 330 of this embodiment is equipped with an ion source rotation mechanism 370 (rotation device) that rotates ion sources 331g and 331h by 90° in the YZ plane (rotation is indicated by arrow R). Figure 11(b) shows the state after rotation by the ion source rotation mechanism 370, where the longitudinal directions of ion sources 331g and 331h are tilted at 45° with respect to the transport direction. The ion source rotation mechanism 370 can be configured, for example, to include a base that supports the etching beam irradiation device 330 including the ion sources 331g and 331h, and a rotation axis and drive mechanism that rotates the base in the YZ plane. However, the rotation mechanism is not limited to this, and various known technologies can be used. Note that the substrate processing apparatus 310 does not need to be provided with such a rotation mechanism. Of course, for some technical reason, the substrate processing apparatus 310 may also be provided with a rotation mechanism.

このような構成により。図11(a)におけるイオンソース331gからのイオンビーム341gは、照射方向が紙面左下向きとなり、イオンソース331hからのイオンビーム341hは、照射方向が紙面右上向きとなる。また、図9(b)におけるイオンソース331gからのイオンビーム341g’は、照射方向が紙面右下向きとなり、イオンソース331hからのイオンビーム341h’は、照射方向が紙面左上向きとなる。 With this configuration, the irradiation direction of ion beam 341g from ion source 331g in FIG. 11(a) is toward the bottom left of the page, and the irradiation direction of ion beam 341h from ion source 331h is toward the top right of the page. Also, the irradiation direction of ion beam 341g' from ion source 331g in FIG. 9(b) is toward the bottom right of the page, and the irradiation direction of ion beam 341h' from ion source 331h is toward the top left of the page.

さらに実施例2と同様に、基板搬送装置15は、基板10を往復移動させることができる。このように本実施例では、基板10の往復搬送と、イオンソースを回転させることでイオンビームの照射方向を変換する機構を組み合わせることで、基板10に対して四方向からイオンビームを照射することができる。したがって、凹凸がある形状の基板10であっても、頂面や底面と側壁部の膜厚を一様にすることが可能となる。本実施例を実施例1と比較すると、イオンソース回転機構が必要となる。また、基板10を往復移動させる必要があるため、基板搬送装置15の構成や基板10の搬送経路が複雑化する可能性がある。また、タクトタイムが長くなる可能性がある。その反面、照射装置の数自体は減らすことができるため、コスト面や装置の設置スペースの面で削減効果がある。 Furthermore, as in Example 2, the substrate transport device 15 can move the substrate 10 back and forth. In this example, by combining the back and forth transport of the substrate 10 with a mechanism that rotates the ion source to change the irradiation direction of the ion beam, the substrate 10 can be irradiated with an ion beam from four directions. Therefore, even for substrates 10 with uneven shapes, it is possible to achieve a uniform film thickness on the top surface, bottom surface, and sidewalls. Compared to Example 1, this example requires an ion source rotation mechanism. Furthermore, since the substrate 10 needs to be moved back and forth, the configuration of the substrate transport device 15 and the transport path of the substrate 10 may become more complex. Furthermore, the takt time may become longer. On the other hand, the number of irradiation devices themselves can be reduced, which has the effect of reducing costs and the installation space required for the devices.

(実施例4)
図12を用いて、本発明の実施例4について説明する。基本的な構成および作用については実施例2、実施例3と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本実施例のエッチング用ビーム照射装置330は、イオンビーム照射方向を可変にする機構の点で、実施例2と実施例3を組み合わせている。
Example 4
Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to Figure 12. The basic configuration and operation are the same as those of Embodiments 2 and 3, so the same components are given the same reference numerals and their description will be omitted. The etching beam irradiation device 330 of this embodiment is a combination of Embodiments 2 and 3 in terms of the mechanism for varying the ion beam irradiation direction.

図12(a)に示したように、本実施例のエッチングエリア300cには、イオンソース331iが設けられている。まず、イオンソースの設置角度について説明する。紙面に正対視したとき、図12(a)の状態では、イオンソース331iの長手方向は、搬送方向に対して-45°傾いている。この状態で基板10が紙面上方に向けて搬送されると、紙面右上方向からイオンビーム341i1が照射される。 As shown in Figure 12(a), an ion source 331i is provided in the etching area 300c of this embodiment. First, the installation angle of the ion source will be explained. When viewed facing the page, in the state shown in Figure 12(a), the longitudinal direction of the ion source 331i is tilted at -45° with respect to the transport direction. When the substrate 10 is transported upward in this state, an ion beam 341i1 is irradiated from the upper right direction of the page.

本実施例のエッチング用ビーム照射装置330は、実施例2と同様に、イオンビーム341の照射方向を可変にする可変機構を備えている。図12(a)で基板10の搬送が完了すると、矢印S1に示したように可変機構が動作して、イオンビーム341の照射方向が変化する。図12(b)の状態で基板10が紙面下方に向けて搬送されると、紙面左下方向からイオンビーム341i2が照射される。 The etching beam irradiation device 330 of this embodiment, like that of Example 2, is equipped with a variable mechanism that changes the irradiation direction of the ion beam 341. When the transportation of the substrate 10 is completed in Figure 12(a), the variable mechanism operates as shown by arrow S1, changing the irradiation direction of the ion beam 341. When the substrate 10 is transported downward in the state of Figure 12(b), the ion beam 341i2 is irradiated from the lower left of the page.

本実施例のエッチング用ビーム照射装置330は、さらに、実施例3と同様にイオンソース331をYZ平面内で90°回転させる回転機構を備えている(矢印Rで示す)。図12(c)は回転機構による回転後の状態を示しており、イオンソース331iの長手方向は、搬送方向に対して45°傾いている。この状態で基板10が紙面上方に向けて搬送されると、紙面右下方向からイオンビーム341i3が照射される。 The etching beam irradiation device 330 of this embodiment further includes a rotation mechanism that rotates the ion source 331 by 90° in the YZ plane, as in Example 3 (indicated by arrow R). Figure 12(c) shows the state after rotation by the rotation mechanism, with the longitudinal direction of the ion source 331i tilted at 45° with respect to the transport direction. When the substrate 10 is transported upward in this state, the ion beam 341i3 is irradiated from the lower right of the page.

続いて、可変機構が、矢印S1で示すように、イオンビーム341の照射方向を再度変更して図12(d)の状態となる。この状態で基板10が紙面下方に向けて搬送されると、紙面左上方向からイオンビーム341i4が照射される。 Then, the variable mechanism again changes the irradiation direction of the ion beam 341, as indicated by arrow S1, to the state shown in Figure 12(d). In this state, when the substrate 10 is transported downward on the paper, the ion beam 341i4 is irradiated from the upper left of the paper.

さらに実施例2、実施例3と同様に、基板搬送装置15は基板10を往復移動させる。本実施例の構成においても、基板10に対して四方向からイオンビームを照射することができる。したがって、凹凸がある形状の基板10であっても、頂面や底面と側壁部の膜厚を一様にすることが可能となる。本実施例では、エッチング用ビーム照射装置330において、照射角度の可変機構と、イオンソース長手方向の回転機構と、が必要となる。また、基板10を往復移動させる必要があるため、基板搬送装置15の構成や基板10の搬送経路が複雑化する可能性がある。また、タクトタイムが長くなる可能性がある。その反面、照射装置の数が1個となるため、コスト面や装置の設置スペースの面で削減効果がある。 Furthermore, as in Examples 2 and 3, the substrate transport device 15 moves the substrate 10 back and forth. In the configuration of this example, the substrate 10 can be irradiated with an ion beam from four directions. Therefore, even if the substrate 10 has an uneven shape, it is possible to achieve a uniform film thickness on the top surface, bottom surface, and sidewalls. In this example, the etching beam irradiation device 330 requires a mechanism for varying the irradiation angle and a mechanism for rotating the ion source in the longitudinal direction. Furthermore, since the substrate 10 needs to be moved back and forth, the configuration of the substrate transport device 15 and the transport path of the substrate 10 may become complicated. Furthermore, the takt time may become longer. On the other hand, since the number of irradiation devices is reduced to one, there are savings in terms of costs and installation space for the device.

(実施例5)
図13を用いて、本発明の実施例5について説明する。本実施例の説明において、実施例1~4と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。本実施例では、基板の被成膜面がZ方向上側を向いている構成とし、エッチング用のイオンビームはZ方向の上方から照射される。すなわち基板10は、XY平面内を移動する。このような構成は、基板10を保持する基板キャリアがレールによって支持されながら移動する平面移動機構により実現できる。かかる基板キャリアとその駆動機構を備えるインライン型の移動機構については既知であるため、詳細な説明を省略する。
Example 5
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13 . In the description of this embodiment, the same components as those of the first to fourth embodiments are given the same reference numerals, and a description thereof will be omitted. In this embodiment, the substrate surface to be deposited faces upward in the Z direction, and the etching ion beam is irradiated from above in the Z direction. In other words, the substrate 10 moves within the XY plane. This configuration can be realized by a planar movement mechanism in which a substrate carrier holding the substrate 10 moves while being supported by rails. Such an in-line movement mechanism comprising a substrate carrier and its drive mechanism is known, and therefore a detailed description thereof will be omitted.

本実施例のエッチングエリア300cは、基板10がY方向に搬送される第1のエッチングエリア300c1、基板10がX方向に搬送される第2のエッチングエリア300c2、基板10がY方向に搬出される搬出エリア300dを含む。本実施例の基板搬送装置15は、基板10のXY平面内での向きを変えずに、移動方向を変化させる。すなわち基板搬送装置15は、基板10について、前後方向を保ったまま(XY平面におけるオリフラ10aの向きを一定にしたまま)、基板10の搬送方向をY方向からX方向に、またX方向からY方向に変化させる、基板方向転換機構の役割を兼ねている。 In this embodiment, the etching area 300c includes a first etching area 300c1 where the substrate 10 is transported in the Y direction, a second etching area 300c2 where the substrate 10 is transported in the X direction, and an unloading area 300d where the substrate 10 is unloaded in the Y direction. The substrate transport device 15 in this embodiment changes the movement direction of the substrate 10 without changing its orientation in the XY plane. In other words, the substrate transport device 15 also serves as a substrate direction changing mechanism, changing the transport direction of the substrate 10 from the Y direction to the X direction and from the X direction to the Y direction while maintaining the front-to-back direction of the substrate 10 (keeping the orientation of the orientation flat 10a in the XY plane constant).

第1のエッチングエリア300c1には、イオンソース331j及び331kが設けら
れている。イオンソース331j及び331kの長手方向は基板10の搬送方向(Y方向)に対して直交している。またイオンソース331j、331kの長手方向の長さは、イオンビーム341j、341kの照射領域が基板10のX方向の両端を含むように設計される。イオンビーム341jと341kの照射方向は、基板10に対して斜めに固定されている。これにより、イオンビーム341jは基板10に対して前側から照射され、イオンビーム341kは基板10に対して後側から照射される。基板10がこのような第1のエッチングエリア300c1を通過することで、基板10の全面に前後からのイオンビームが照射される。
Ion sources 331j and 331k are provided in the first etching area 300c1. The longitudinal directions of the ion sources 331j and 331k are perpendicular to the transport direction (Y direction) of the substrate 10. The longitudinal lengths of the ion sources 331j and 331k are designed so that the irradiation areas of the ion beams 341j and 341k include both ends of the substrate 10 in the X direction. The irradiation directions of the ion beams 341j and 341k are fixed obliquely with respect to the substrate 10. As a result, the ion beam 341j irradiates the substrate 10 from the front side, and the ion beam 341k irradiates the substrate 10 from the rear side. As the substrate 10 passes through this first etching area 300c1, the entire surface of the substrate 10 is irradiated with the ion beams from the front and rear.

同様に、第2のエッチングエリア300c2には、イオンソース331l、331mが設けられている。イオンソース331l、331mの長手方向は基板10の搬送方向(X方向)に対して直交している。またイオンソース331l、331mの長手方向の長さは、イオンビーム341l、341mの照射領域が基板10のY方向の両端を含むように設計される。イオンビーム341lと341mの照射方向は、基板10に対して斜めに固定されている。これにより、イオンビーム341lは基板10に対して右側から照射され、イオンビーム341mは基板10に対して左側から照射される。基板10がこのような第1のエッチングエリア300c2を通過することで、基板10の全面に左右からのイオンビームが照射される。 Similarly, ion sources 331l and 331m are provided in the second etching area 300c2. The longitudinal direction of ion sources 331l and 331m is perpendicular to the transport direction (X direction) of the substrate 10. The longitudinal lengths of ion sources 331l and 331m are designed so that the irradiation areas of ion beams 341l and 341m include both ends of the substrate 10 in the Y direction. The irradiation directions of ion beams 341l and 341m are fixed obliquely with respect to the substrate 10. As a result, ion beam 341l is irradiated onto the substrate 10 from the right side, and ion beam 341m is irradiated onto the substrate 10 from the left side. As the substrate 10 passes through this first etching area 300c2, the entire surface of the substrate 10 is irradiated with ion beams from both the left and right.

本実施例の構成においても、基板10に対して四方向からイオンビームを照射することができる。したがって、凹凸がある形状の基板10であっても、頂面や底面と側壁部の膜厚を一様にすることが可能となる。なお、本実施例では基板10がXY平面内を移動するものとしたが、上記各実施例と同様にYZ平面内を移動する構成であっても構わない。装置内での基板10の前後方向を変更せずに移動方向を変更するとともに、移動中の基板に対して複数の方向からイオンビームを照射できるのであればよい。また、基板10の移動方向に対してイオンソースの長手方向を直交するものとしたが、必ずしも直交に限る必要はなく、基板10の全面にイオンビームを照射できるのであればよい。 In the configuration of this embodiment, the substrate 10 can also be irradiated with an ion beam from four directions. Therefore, even if the substrate 10 has an uneven shape, it is possible to achieve a uniform film thickness on the top, bottom, and sidewalls. Note that in this embodiment, the substrate 10 moves within the XY plane, but it may also be configured to move within the YZ plane as in the above embodiments. It is sufficient that the direction of movement of the substrate 10 can be changed without changing its front-to-back orientation within the device, and that the ion beam can be irradiated from multiple directions onto the moving substrate. Furthermore, although the longitudinal direction of the ion source is perpendicular to the direction of movement of the substrate 10, it does not necessarily have to be perpendicular, as long as the entire surface of the substrate 10 can be irradiated with the ion beam.

(実施例6)
図14を用いて、本発明の実施例6について説明する。本実施例の説明において、実施例5と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
Example 6
Sixth embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 14. In the description of this embodiment, the same components as those in the fifth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施例のエッチングエリア300cでは、基板10がY方向に搬送される。エッチングエリア300cには、第1のエッチングエリア300c1、第2のエッチングエリア300c2が含まれ、さらに第1のエッチングエリア300c1と第2のエッチングエリア300c2の間に、基板10を90°回転させる面内回転機構380が配置された回転エリア300c3が設けられている。基板搬送装置15と面内回転機構380の間の基板10の受け渡しについては、ロボットアームなど任意の既存技術を採用できる。あるいは、面内回転機構380に、基板搬送装置15の基板キャリア用ガイドレールと連続するようなレールを配置してもよい。 In this embodiment, the substrate 10 is transported in the Y direction in the etching area 300c. The etching area 300c includes a first etching area 300c1 and a second etching area 300c2. Between the first etching area 300c1 and the second etching area 300c2, a rotation area 300c3 is provided, in which an in-plane rotation mechanism 380 that rotates the substrate 10 by 90 degrees is disposed. Any existing technology, such as a robot arm, can be used to transfer the substrate 10 between the substrate transport device 15 and the in-plane rotation mechanism 380. Alternatively, a rail that is continuous with the guide rail for the substrate carrier of the substrate transport device 15 may be disposed on the in-plane rotation mechanism 380.

第1のエッチングエリア300c1には、イオンソース331n、331oが設けられている。イオンソース331n、331oの長手方向は基板10の搬送方向に対して直交している。またイオンソース331j、331kの長手方向の長さは、イオンビーム341n、341oの照射領域が基板10のX方向の両端を含むように設計される。イオンビーム341nと341oの照射方向は、基板10に対して斜めに固定されている。これにより、イオンビーム341nは基板10に対して前側から照射され、イオンビーム341oは基板10に対して後側から照射される。基板10がこのような第1のエッチングエリア300c1を通過することで、基板10の全面に前後からのイオンビームが照射される。続いて、面内回転機構380によって、基板10が90°回転される(矢印T)。 Ion sources 331n and 331o are provided in the first etching area 300c1. The longitudinal direction of ion sources 331n and 331o is perpendicular to the transport direction of the substrate 10. The longitudinal lengths of ion sources 331j and 331k are designed so that the irradiation areas of ion beams 341n and 341o include both ends of the substrate 10 in the X direction. The irradiation directions of ion beams 341n and 341o are fixed obliquely relative to the substrate 10. As a result, ion beam 341n irradiates substrate 10 from the front side, and ion beam 341o irradiates substrate 10 from the rear side. As substrate 10 passes through this first etching area 300c1, the entire surface of the substrate 10 is irradiated with the ion beams from both the front and rear. Next, the in-plane rotation mechanism 380 rotates the substrate 10 90 degrees (arrow T).

同様に、第2のエッチングエリア300c2には、イオンソース331p、331qが設けられている。イオンソース331p及び331qの設置方向や、イオンビーム341p及び341qの照射方向は、第1のエッチングエリア300c1と同様に設計されている。このような第2のエッチングエリア300c2を、面内回転機構380により90°回転された基板10が通過することによって、基板10の全面に、第1のエッチングエリア300c1とは90°異なる方向から、イオンビームが照射される。 Similarly, ion sources 331p and 331q are provided in the second etching area 300c2. The installation direction of ion sources 331p and 331q and the irradiation direction of ion beams 341p and 341q are designed to be the same as those in the first etching area 300c1. When the substrate 10, rotated 90° by the in-plane rotation mechanism 380, passes through this second etching area 300c2, the entire surface of the substrate 10 is irradiated with the ion beam from a direction 90° different from that of the first etching area 300c1.

本実施例の構成においても、基板10に対して四方向からイオンビームを照射することができる。したがって、凹凸がある形状の基板10であっても、頂面や底面と側壁部の膜厚を一様にすることが可能となる。なお、本実施例では実施例5と同様、基板10がXY平面内を移動するものとしたが、上記各実施例と同様にYZ平面内を移動する構成であっても構わない。また、基板10の移動方向に対してイオンソースの長手方向を直交するものとしたが、必ずしも直交に限る必要はなく、基板10の全面にイオンビームを照射できるのであればよい。 In the configuration of this embodiment, the substrate 10 can also be irradiated with an ion beam from four directions. Therefore, even if the substrate 10 has an uneven shape, it is possible to make the film thickness uniform on the top surface, bottom surface, and sidewalls. Note that in this embodiment, as in Example 5, the substrate 10 moves within the XY plane, but it may also be configured to move within the YZ plane as in the above examples. Also, although the longitudinal direction of the ion source is perpendicular to the direction of movement of the substrate 10, it does not necessarily have to be perpendicular, as long as the entire surface of the substrate 10 can be irradiated with an ion beam.

(実施例7)
図15を用いて、本発明の実施例7について説明する。本実施例の説明において、実施例6と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
Example 7
Seventh embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 15. In the description of this embodiment, the same components as those in the sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施例のエッチングエリア300cでは、基板10がY方向に往復して搬送される。エッチングエリア300cには、第1のエッチングエリア300c1と、基板10を90°回転させる面内回転機構380が配置された回転エリア300c3が設けられている。 In this embodiment, the substrate 10 is transported back and forth in the Y direction in the etching area 300c. The etching area 300c includes a first etching area 300c1 and a rotation area 300c3 in which an in-plane rotation mechanism 380 that rotates the substrate 10 by 90° is located.

第1のエッチングエリア300c1には、イオンソース331r、331sが設けられている。イオンソース331r、331sの長手方向は基板10の搬送方向に対して直交している。またイオンソース331r、331sの長手方向の長さは、基板10がどの向きに回転していてもイオンビーム341r、341sの照射領域が基板10の両端を含むように設計される。イオンビーム341rと341sの照射方向は、基板10に対して斜めに固定されている。これにより、往路においては、イオンビーム341rは基板10に対して前側から照射され、イオンビーム341sは基板10に対して後側から照射される。続いて、面内回転機構380によって、基板10が90°回転される(矢印T)。 Ion sources 331r and 331s are provided in the first etching area 300c1. The longitudinal direction of ion sources 331r and 331s is perpendicular to the transport direction of the substrate 10. The longitudinal lengths of ion sources 331r and 331s are designed so that the irradiation area of ion beams 341r and 341s includes both ends of the substrate 10 regardless of the direction in which the substrate 10 is rotated. The irradiation direction of ion beams 341r and 341s is fixed obliquely relative to the substrate 10. As a result, on the outward journey, ion beam 341r irradiates substrate 10 from the front side, and ion beam 341s irradiates substrate 10 from the rear side. Next, the substrate 10 is rotated 90° by the in-plane rotation mechanism 380 (arrow T).

復路においては、第1のエッチングエリア300c1を面内回転機構380により90°回転された基板10が通過することによって、基板10の全面に、往路とは90°異なる方向からイオンビームが照射される。 On the return trip, the substrate 10 is rotated 90° by the in-plane rotation mechanism 380 and passes through the first etching area 300c1, causing the entire surface of the substrate 10 to be irradiated with the ion beam from a direction 90° different from that on the outward trip.

本実施例の構成においても、基板10に対して四方向からイオンビームを照射することができる。したがって、凹凸がある形状の基板10であっても、頂面や底面と側壁部の膜厚を一様にすることが可能となる。なお、基板10の搬送方向に対してイオンソースの長手方向を直交するものとしたが、必ずしも直交に限る必要はなく、基板10の全面にイオンビームを照射できるのであればよい。例えば、図16に示すように、イオンソースの長手方向が搬送方向に対して45°傾く構成であってもよい。また、この傾き角は45°に限定されない。 In the configuration of this embodiment, the substrate 10 can also be irradiated with an ion beam from four directions. Therefore, even if the substrate 10 has an uneven shape, it is possible to make the film thickness uniform on the top surface, bottom surface, and sidewalls. Note that although the longitudinal direction of the ion source is perpendicular to the transport direction of the substrate 10, this does not necessarily have to be perpendicular, as long as the entire surface of the substrate 10 can be irradiated with an ion beam. For example, as shown in Figure 16, the longitudinal direction of the ion source may be tilted at 45 degrees with respect to the transport direction. Furthermore, this tilt angle is not limited to 45 degrees.

(実施例8)
図17、図18を用いて、本発明の実施例8について説明する。本実施例の説明において、実施例7と同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Example 8)
An eighth embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 17 and 18. In the description of this embodiment, the same components as those in the seventh embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施例のエッチングエリア300cでは、基板10がY方向に往復して搬送される。
エッチングエリア300cには、第1のエッチングエリア300c1が設けられている。第1のエッチングエリア300c1の両端には、基板10を90°回転させる面内回転機構380が配置された回転エリア300c3及び300c4が設けられている。2つの回転エリア300c3と300c4は、同様の構成をとることができる。
In the etching area 300c of this embodiment, the substrate 10 is transported back and forth in the Y direction.
The etching area 300c includes a first etching area 300c1. Rotation areas 300c3 and 300c4 are provided at both ends of the first etching area 300c1, and each rotation area 300c3 and 300c4 includes an in-plane rotation mechanism 380 that rotates the substrate 10 by 90°. The two rotation areas 300c3 and 300c4 can have the same configuration.

第1のエッチングエリア300c1には、単一のイオンソース331tが設けられている。イオンソース331tの長手方向は基板10の搬送方向に対して直交している。またイオンソース331tの長手方向の長さは、基板10がどの向きに回転していてもイオンビーム341tの照射領域が基板10の両端を含むように設計される。イオンビーム341tの照射方向は、基板10に対して斜めに固定されている。 A single ion source 331t is provided in the first etching area 300c1. The longitudinal direction of the ion source 331t is perpendicular to the transport direction of the substrate 10. The longitudinal length of the ion source 331t is designed so that the irradiation area of the ion beam 341t includes both ends of the substrate 10 regardless of the direction in which the substrate 10 is rotated. The irradiation direction of the ion beam 341t is fixed at an angle relative to the substrate 10.

エッチングが開始されると、まず図17(a)のように、オリフラ10aが右上を向いた状態で基板10が第1のエッチングエリア300c1内を搬送されながら、イオンビーム341tの照射を受ける。照射の後、回転エリア300c4の面内回転機構380が、基板10を90°回転させる(矢印T1)。次に図17(b)のように、オリフラ10aが右下を向いた状態で基板10が第1のエッチングエリア300c1内を搬送されながら、イオンビーム341tの照射を受ける。照射の後、回転エリア300c3の面内回転機構380が、基板10を90°回転させる(矢印T2)。以下同様に、図18(a)、図18(b)の順に、基板10の90°回転とイオンビームの照射が繰り返される。 When etching begins, as shown in FIG. 17(a), the substrate 10 is irradiated with the ion beam 341t while being transported through the first etching area 300c1 with the orientation flat 10a facing upward and to the right. After irradiation, the in-plane rotation mechanism 380 in the rotation area 300c4 rotates the substrate 10 by 90 degrees (arrow T1). Next, as shown in FIG. 17(b), the substrate 10 is irradiated with the ion beam 341t while being transported through the first etching area 300c1 with the orientation flat 10a facing downward and to the right. After irradiation, the in-plane rotation mechanism 380 in the rotation area 300c3 rotates the substrate 10 by 90 degrees (arrow T2). Similarly, the 90-degree rotation of the substrate 10 and the irradiation of the ion beam are repeated in the order shown in FIG. 18(a) and FIG. 18(b).

本実施例の構成においても、基板10に対して四方向からイオンビームを照射することができる。したがって、凹凸がある形状の基板10であっても、頂面や底面と側壁部の膜厚を一様にすることが可能となる。なお、本実施例では実施例5と同様、基板10がXY平面内を移動するものとしたが、上記各実施例と同様にYZ平面内を移動する構成であっても構わない。また、基板10の搬送方向に対してイオンソースの長手方向を直交するものとしたが、必ずしも直交に限る必要はなく、基板10の全面にイオンビームを照射できるのであればよい。例えば、図19に示すように、イオンソースの長手方向が搬送方向に対して45°傾く構成であってもよい。また、この傾き角は45°に限定されない。 In the configuration of this embodiment, the substrate 10 can also be irradiated with an ion beam from four directions. Therefore, even if the substrate 10 has an uneven shape, it is possible to make the film thickness uniform on the top surface, bottom surface, and sidewalls. Note that in this embodiment, as in Example 5, the substrate 10 moves within the XY plane, but it may also be configured to move within the YZ plane as in the above embodiments. Also, while the longitudinal direction of the ion source is perpendicular to the transport direction of the substrate 10, this does not necessarily have to be perpendicular, as long as the entire surface of the substrate 10 can be irradiated with an ion beam. For example, as shown in Figure 19, the longitudinal direction of the ion source may be tilted 45° with respect to the transport direction. Furthermore, this tilt angle is not limited to 45°.

(その他)
上記の実施例においては、エッチング用ビームがイオンビームの場合について説明した。しかしながら、エッチング用ビームは、イオンビームに限られず、レーザービームを用いることもできる。例えば、エッチングの対象となる膜の材料が、無機膜(SiNなど)、酸化物膜(SiO、ITOなど)、金属膜(Al、Cuなど)の場合には、イオンビーム(Ar、Xeなどの希ガスにより生成されるイオンビーム)を用いると好適である。これに対して、エッチングの対象となる膜の材料が、有機膜(有機化合物など)の場合には、レーザービームを用いると好適である。前者の場合にはビーム径が比較的大きいのに対して、後者の場合にはビーム径が比較的小さいといった特徴がある。また、後者の場合には、膜中か下地層に光熱変換材料が含まれていると更に有効である。
(others)
In the above embodiment, the etching beam is described as an ion beam. However, the etching beam is not limited to an ion beam, and a laser beam can also be used. For example, when the material of the film to be etched is an inorganic film (e.g., SiN), an oxide film (e.g., SiO 2 , ITO), or a metal film (e.g., Al, Cu), it is preferable to use an ion beam (an ion beam generated by a rare gas such as Ar or Xe). On the other hand, when the material of the film to be etched is an organic film (e.g., an organic compound), it is preferable to use a laser beam. In the former case, the beam diameter is relatively large, while in the latter case, the beam diameter is relatively small. Furthermore, in the latter case, it is even more effective if a photothermal conversion material is contained in the film or in the underlying layer.

10…基板、11…凸部、12…凹部、15…基板搬送装置、20…膜、300…処理室、300c…エッチングエリア、330…エッチング用ビーム照射装置、331…イオンソース、341…イオンビーム 10...substrate, 11...protrusion, 12...recess, 15...substrate transport device, 20...film, 300...processing chamber, 300c...etching area, 330...etching beam irradiation device, 331...ion source, 341...ion beam

Claims (14)

基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向はいに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記照射装置は、2つの前記イオンソースを含み、前記2つのイオンソースの前記搬送方向に対する設置方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記長手方向が前記搬送方向に対して45°±5°となるような方向である
ことを特徴とするエッチング装置。
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other ;
an installation direction of the ion source is a direction in which a longitudinal direction of an opening for irradiating the ion beam is oblique to a transport direction of the substrate by the transport device;
the irradiation device includes two ion sources, and the installation directions of the two ion sources with respect to the transport direction are different from each other;
The ion source is installed in a direction such that the longitudinal direction is at an angle of 45°±5° with respect to the transport direction.
An etching apparatus characterized by:
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記照射装置は、4つの前記イオンソースを含み、
前記4つのイオンソースの前記搬送方向に対する設置方向は互いに異なる
ことを特徴とするッチング装置。
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation region a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other;
an installation direction of the ion source such that a longitudinal direction of an opening for irradiating the ion beam is oblique to a transport direction of the substrate by the transport device;
the irradiation device includes four of the ion sources;
The etching apparatus is characterized in that the four ion sources are installed in mutually different directions with respect to the transport direction.
前記4つのイオンソースの設置方向は、略90°ずつ異なる
ことを特徴とする請求項に記載のエッチング装置。
3. The etching apparatus according to claim 2 , wherein the four ion sources are arranged in directions that differ from each other by approximately 90 degrees.
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記搬送装置は、前記基板を前記搬送方向において往復移動させることが可能であり、
前記照射装置は、2つの前記イオンソースを含み、
前記2つのイオンソースの前記搬送方向に対する設置方向は互いに異なり、
前記基板の前記法線を含む断面を、前記法線を境界として第1の側と第2の側に分けたとき、前記2つのイオンソースはそれぞれ、前記イオンビームが前記第1の側に照射されるように前記照射方向が前記法線から傾斜している第1の状態と、前記イオンビームが前記第2の側に照射されるように前記照射方向が前記法線から傾斜している第2の状態と、の間で切り替え可能である
ことを特徴とするッチング装置。
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other;
an installation direction of the ion source such that a longitudinal direction of an opening for irradiating the ion beam is oblique to a transport direction of the substrate by the transport device;
the transport device is capable of reciprocating the substrate in the transport direction,
the irradiation device includes two of the ion sources;
the two ion sources are installed in different directions relative to the transport direction;
When a cross section of the substrate including the normal line is divided into a first side and a second side with the normal line as a boundary, each of the two ion sources is switchable between a first state in which the irradiation direction is inclined from the normal line so that the ion beam is irradiated onto the first side, and a second state in which the irradiation direction is inclined from the normal line so that the ion beam is irradiated onto the second side.
An etching apparatus characterized by:
前記2つのイオンソースは、前記基板が前記搬送方向の往路を移動している間は、前記第1の状態で前記イオンビームを照射し、前記基板が前記搬送方向の復路を移動している間は、前記第2の状態で前記イオンビームを照射する
ことを特徴とする請求項に記載のエッチング装置。
5. The etching apparatus according to claim 4, wherein the two ion sources irradiate the ion beam in the first state while the substrate is moving in the outward direction in the transport direction, and irradiate the ion beam in the second state while the substrate is moving in the return direction in the transport direction .
前記2つのイオンソースの設置方向は、略90°異なる
ことを特徴とする請求項に記載のエッチング装置。
6. The etching apparatus according to claim 5 , wherein the two ion sources are installed in directions that differ by approximately 90 degrees.
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記
搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記搬送装置は、前記基板を前記搬送方向において往復移動させることが可能であり、
前記照射装置は、2つの前記イオンソースを含み、
前記2つのイオンソースの前記搬送方向に対する設置方向は互いに異なり、
前記2つのイオンソースの設置方向は、略180°異なり、
前記2つのイオンソースはそれぞれ、前記搬送方向に対する前記長手方向の角度を略90°変更することが可能である
ことを特徴とするッチング装置。
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other;
The ion source is installed in such a way that the longitudinal direction of the opening for irradiating the ion beam is
a direction oblique to a transport direction of the substrate by a transport device,
the transport device is capable of reciprocating the substrate in the transport direction,
the irradiation device includes two of the ion sources;
the two ion sources are installed in different directions relative to the transport direction;
The installation directions of the two ion sources are different by approximately 180°.
An etching apparatus, wherein the angle of the longitudinal direction of each of the two ion sources relative to the transport direction can be changed by approximately 90°.
前記2つのイオンソースは、前記基板が前記搬送方向の往路を移動している間と、前記基板が前記搬送方向の復路を移動している間とで、前記搬送方向に対する前記長手方向の角度を異ならせる
ことを特徴とする請求項に記載のエッチング装置。
8. The etching apparatus according to claim 7, wherein the two ion sources have different angles of their longitudinal directions with respect to the transport direction while the substrate is moving on the outward path in the transport direction and while the substrate is moving on the return path in the transport direction .
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンソースの設置方向は、前記イオンビームを照射する開口部の長手方向が前記搬送装置による前記基板の搬送方向に対して斜めになるような方向であり、
前記搬送装置は、前記基板を前記搬送方向において往復移動させることが可能であり、
前記基板の前記法線を含む断面を、前記法線を境界として第1の側と第2の側に分けたとき、前記イオンソースは、前記イオンビームが前記第1の側に照射されるように前記照射方向が前記法線から傾斜している第1の状態と、前記イオンビームが前記第2の側に照射されるように前記照射方向が前記法線から傾斜している第2の状態と、の間で切り替え可能であり、
前記イオンソースは、前記搬送方向に対する前記長手方向の角度を変更することが可能である
ことを特徴とするッチング装置。
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the first pass and an irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate during the second pass are different from each other;
an installation direction of the ion source such that a longitudinal direction of an opening for irradiating the ion beam is oblique to a transport direction of the substrate by the transport device;
the transport device is capable of reciprocating the substrate in the transport direction,
when a cross section of the substrate including the normal line is divided into a first side and a second side with the normal line as a boundary, the ion source is switchable between a first state in which the irradiation direction is inclined from the normal line so that the ion beam is irradiated onto the first side, and a second state in which the irradiation direction is inclined from the normal line so that the ion beam is irradiated onto the second side,
10. An etching apparatus, wherein the ion source is capable of changing an angle of the longitudinal direction with respect to the transport direction.
前記イオンソースは、前記第1の状態と前記第2の状態の間の切り替えと、前記搬送方向に対する前記長手方向の角度の変更と、を組み合わせることにより、前記基板に対して前記イオンビームを四方向から照射することが可能である
ことを特徴とする請求項に記載のエッチング装置。
10. The etching apparatus according to claim 9, wherein the ion source is capable of irradiating the substrate with the ion beam from four directions by combining switching between the first state and the second state and changing the angle of the longitudinal direction with respect to the transport direction .
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向と、前記第2の
通過における前記イオンビームの前記基板に対する照射方向は互いに異なり、
前記イオンビームの照射領域の外において、前記基板の表面と平行な面内で前記基板を回転させる回転装置をさらに備え
前記搬送装置は、前記基板を前記搬送装置による搬送方向において往復移動させることが可能であり、
前記回転装置は、前記基板が前記搬送方向の往路を移動しながら前記イオンビームの照射を受けた後に前記基板を回転させることにより、前記基板が前記搬送方向の復路において、前記往路とは異なる角度から前記イオンビームの照射を受けるようにする
ことを特徴とするッチング装置。
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
the irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate in the first pass and the irradiation direction of the ion beam with respect to the substrate in the second pass
the irradiation directions of the ion beams with respect to the substrate during the respective passes are different from each other;
a rotation device that rotates the substrate in a plane parallel to the surface of the substrate outside the irradiation region of the ion beam ;
the transport device is capable of reciprocating the substrate in a transport direction by the transport device,
The rotation device rotates the substrate after the substrate is irradiated with the ion beam while moving along the outward path in the transport direction, so that the substrate is irradiated with the ion beam from an angle different from that of the outward path in the transport direction on the return path in the transport direction.
An etching apparatus characterized by:
前記イオンソースは、前記イオンビームを照射する前記開口部が前記長手方向を有する、リニアイオンソースであるThe ion source is a linear ion source in which the opening for irradiating the ion beam has the longitudinal direction.
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のエッチング装置。12. The etching apparatus according to claim 1, wherein the etching apparatus is a gas-permeable gas.
基板にエッチング用のイオンビームを照射するイオンソースを含む照射装置と、
前記基板を搬送して、複数回、前記イオンビームの照射領域の前記基板による通過を行わせる搬送装置と、
を備え、
前記イオンビームの照射方向は、前記照射領域にある前記基板の表面の法線に対して傾斜しており、
前記複数回の前記照射領域の前記基板による通過には、第1の通過と第2の通過が少なくとも含まれ、
前記第1の通過と前記第2の通過の間に、前記イオンビームの照射領域の外において、前記基板の表面と平行な面内で前記基板を回転させる回転装置をさらに備え
前記回転装置は、前記基板が前記搬送装置により搬送方向において往復移動するとき、前記基板が前記搬送方向の往路を移動しながら前記イオンビームの照射を受けた後に前記基板を回転させることにより、前記基板が前記搬送方向の復路において、前記往路とは異なる角度から前記イオンビームの照射を受けるようにする
ことを特徴とするエッチング装置。
an irradiation device including an ion source that irradiates a substrate with an ion beam for etching;
a transport device that transports the substrate and causes the substrate to pass through the ion beam irradiation area a plurality of times;
Equipped with
an irradiation direction of the ion beam is inclined with respect to a normal to a surface of the substrate in the irradiation region;
the plurality of passes of the substrate through the irradiation region includes at least a first pass and a second pass;
a rotation device that rotates the substrate in a plane parallel to a surface of the substrate outside an irradiation region of the ion beam between the first pass and the second pass ;
When the substrate is reciprocated in the transport direction by the transport device, the rotation device rotates the substrate after the substrate is irradiated with the ion beam while moving on the outward path in the transport direction, so that the substrate is irradiated with the ion beam from an angle different from that on the outward path in the transport direction on the return path in the transport direction.
An etching apparatus characterized by:
前記イオンソースは、前記イオンビームを照射する開口部が長手方向を有するリニアイオンソースである
ことを特徴とする請求項13に記載のエッチング装置。
14. The etching apparatus according to claim 13 , wherein the ion source is a linear ion source having an opening for irradiating the ion beam in a longitudinal direction.
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