[发明专利]离子束蚀刻方法和离子束蚀刻设备

说明书

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

技术领域

本发明涉及离子束蚀刻法和离子束蚀刻设备。

背景技术

已经例如在作为磁记录介质的硬盘驱动器所使用的磁传感器的生产的多个步骤中使用离子束蚀刻(下文也称为IBE)处理。磁传感器的磁头元件的形状是三维结构。在蚀刻处理之后，基板表面中设置的元件的形状必须是高度均一的。为了使元件的形状均一，在元件的形状是镜像对称的情况下，在基板转动的状态下进行蚀刻处理，而在元件的形状是非镜像对称的情况下，在基板固定在任意方向上的状态下进行蚀刻处理。可以利用以下事实来形成具有非镜像对称形状的元件：蚀刻之后获得的元件的形状由离子束在基板表面上的入射角来决定、以及离子束的入射角由处理期间的基板倾斜角来决定。

为了在生产磁头的步骤中形成具有非对称形状的元件，在一些情况下可以以约20度的相对低的入射角来处理保持静止的基板(在下文中，该条件称为低入射角静止条件)。在对保持静止的基板进行IBE处理的情况下，在基板面内，元件的形状可能是不均一的。这种不均一性可归因于以下事实：当基板在面内方向倾斜时，与离子源的距离根据基板表面上的位置而变化，因此从离子源发射的离子束的入射角根据基板表面上的位置而变化。这种不均一性还可归因于离子源内的等离子体密度分布所导致的离子束的偏向角。

低入射角静止条件下的基板表面的不均一性还取决于离子束的能量。特别是，400V以上的加速电压的离子束使得即使在低入射角静止条件下也能实现高度均一的处理，这是因为这样的离子束具有离子的高移动速度因此具有离子的高直进性。然而，利用小于400V的加速电压的离子束，由于移动速度低且离子的路径发生偏移，因此低入射角静止条件下的基板面内的蚀刻量和元件的形状变得不均一。

已经提出了用于获得基板面内的具有均一形状的元件的设备。专利文献1的IBE设备通过对具有小开口直径的离子源和基板进行二维移动、使用点状离子束来扫描基板表面。专利文献2的IBE设备通过在与矩形离子源的长轴垂直的方向上移动基板、使用狭缝状的离子束来扫描基板表面。在这种IBE设备中，将用于形成狭缝状的离子束的平板遮光器设置在离子源和基板之间，以针对基板的移动方向来控制离子束在基板表面上的入射角。

引文列表

专利文献

专利文献1：美国专利申请No.2008/110745

专利文献2：美国专利申请No.2013/206583

发明内容

发明要解决的技术问题

使用具有小开口直径的离子源的专利文献1的IBE设备具有小的蚀刻区域，并且能够针对离子束的各照射区域精细地控制蚀刻区域。然而，专利文献1的IBE设备需要很长的时间来对基板的整个面进行蚀刻处理。为此，处理单个基板所需的时间随着基板的尺寸的增加而增加。此外，由于在二维平面中扫描基板，因此设备的尺寸增加。使用矩形离子源的专利文献2的IBE设备与专利文献1的设备相比能够同时处理更大的区域，并且需要的处理时间更短。然而，由于基板是线性移动的，因此设备的尺寸大型化。

为了解决上述问题而作出了本发明，并且本发明的目的是提供一种在不会使设备大型化的情况下、即使在低入射角静止条件下也能够进行高度均一的IBE处理的离子束蚀刻方法和离子束蚀刻设备。

解决问题的技术方案