TWI509654B - Ion beam processing device, electrode group, and electrode group - Google Patents

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Yasushi Yasumatsu
Naoyuki Okamoto
Masashi Tsujiyama
Fumihito Suzuki
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Description

離子束處理裝置、電極組以及電極組之洗淨方法
本發明，係有關於離子束處理裝置、電極組以及電極組之洗淨方法。
在各式各樣的電子構件等之製造中，會進行採用離子束之處理。尤其廣泛使用：供以對於半導體注入雜質的離子注入裝置、對於基板照射離子束而進行加工之離子束蝕刻裝置(以下簡記為IBE裝置)等。離子束處理裝置，係包含：將成為離子源之電漿予以產生的離子產生室、基板被載置於保持部而進行處理的處理室、設於該離子產生室與該處理室之間的供以引出離子之電極組。該電極組係已知下者：包含具有多數個離子通過孔之3個電極，在其材料方面使用在耐熱性/抗濺鍍性方面優異之Mo(鉬)(參見專利文獻1)。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
[專利文獻1]日本發明專利公開2010-118290號公報
〔非專利文獻〕
[非專利文獻1]日本國立天文台編著「理科年表 平成13年」丸善股份有限公司 平成12年11月30日p.475
[非專利文獻2]“P.G.Pyrolytic Graphite”〔online〕巴工業股份有限公司〔平成25年4月9日檢索〕網路〈URL：http：//www.tomo-e.co.jp/cmsfiles/product/i-707724-r1.pdf〉
[非專利文獻3]“鐵鎳合金”〔online〕日立金屬股份有限公司〔平成25年4月6日檢索〕網路〈URL：http：//www.hitachi-metals.co.jp/prod/prod01/pdf/hando_bra.pdf〉
IBE裝置中之電極組係已知下者：如專利文獻1所示，具備施加正電壓之第1電極、施加負電壓之第2電極及接地電位之第3電極的至少3個電極，此等各電極之材料係Mo。
使用如此之IBE裝置而進行利用了離子束之基板的蝕刻處理時，從離子產生室中之電漿流至電極組的離子係藉第1電極與第2電極之間的電壓差而被加速。所加速之離子，係通過設於電極組所具備的各電極之離子通過孔而作為離子束被放出至處理室。然而，所加速之離子的一部分係無法通過離子通過孔而帶著巨大能量衝撞第2電極。為此，伴隨IBE裝置之使用，第2電極的尤其離子通過孔附近會被蝕刻。此時從第2電極所飛散之第2電極的物質係 主要附著於第1電極之第2電極側(未面向於電漿之側)。
如此之往第1電極的附著物係可藉進行洗淨而作除去。然而，在歷來之裝置中係第1電極之材料及第2電極之材料為相同，故第1電極、及附著於第1電極上之從第2電極所濺鍍之物質的密著性為高，在洗淨程序中此附著物之剝離為困難。另外第1電極與第2電極為相同材料，故在洗淨程序終無法進行利用了反應性之附著物的選擇性除去，需要藉鼓風處理等之物理處理方法而除去附著物。進行利用了物理方法之除去時，會對於電極施加機械力，故電極會隨著洗淨程序之重複而變化。為此，亦存在電極之壽命會變短，變得難以重複使用這樣的問題。
本案發明，係為了解決上述之課題而創作者。在離子束處理裝置中，存在以下問題：於電極組所具有之施加正電壓之第1電極，會附著包含施加負電壓之第2電極的物質之附著物。對此，目的在於提供：作成可進行利用了反應性之該附著物的選擇性除去之離子束處理裝置、電極組、及電極組之洗淨方法。
為了達成如此之目的，本發明之第1態樣，係一種離子束處理裝置，藉離子束照射而進行處理，特徵在於：具備：離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持處理對象物之保持部；複數個電極，其等係供以區分離子產生室與處理室，同時將在離子產生室所產生之離子引出至處理室而形成離子束，該複數 個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極係在該第1電極之鄰邊，配置於比第1電極靠近處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔的第2電極；以及電源，其係供以對於第1電極與第2電極以使在離子產生室的離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；第1電極之材料與第2電極之材料係不同，第1電極之材料的線膨脹係數α1 及第2電極之材料的線膨脹係數α2 係滿足α1 <α2 之關係。
本發明之第2態樣，係一種離子束處理裝 置，藉離子束照射而進行處理，特徵在於：具備：離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持處理對象物之保持部；複數個電極，其等係供以區分離子產生室與處理室，同時將在離子產生室所產生之離子引出至處理室而形成離子束，該複數個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極係在該第1電極之鄰邊，配置於比第1電極靠近處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔的第2電極；以及電源，其係供以對於第1電極與第2電極以使在離子產生室的離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；第1電極之材料與第2電極之材料係不同，進一步具備配置在比第2電極靠近處理室之側的第3電極，與施加於第1電極及第2電極之電位中的任一者皆不同之電位被給予第3電 極，第3電極之材料與第2電極之材料係不同。
本發明之第3態樣，係一種離子束處理裝置，藉離子束照射而進行處理，特徵在於：具備：離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持處理對象物之保持部；複數個電極，其等係供以區分離子產生室與處理室，同時將在離子產生室所產生之離子引出至處理室而形成離子束，該複數個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極係在該第1電極之鄰邊，配置於比第1電極靠近處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔的第2電極；以及電源，其係供以對於第1電極與第2電極以使在離子產生室的離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；第1電極之材料與第2電極之材料係不同，複數個電極係具有複數個平板狀電極，複數個平板狀電極係具有供以使離子通過的多數個離子通過孔，將平板狀電極之各者的各離子通過孔之位置與材料之線膨脹係數設定成：在離子束之非照射時，各平板狀電極上之各離子通過孔，係配置在從相對於其他平板狀電極而垂直之方向所見時在面內方向不一致之位置，在離子束之照射時，由於因溫度上升之熱脹，各離子通過孔比非照射時之位置而移動於與其他平板狀電極之離子通過孔在面內方向一致之方向。
本發明之第4態樣，係一種方法，對於離子束處理裝置所具備之第1電極進行洗淨，該離子束處理裝 置係藉離子束照射而進行處理，並具備：離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持處理對象物之保持部；複數個電極，其等係供以區分離子產生室與處理室，同時將在離子產生室所產生之離子引出至處理室而形成離子束，該複數個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極係在該第1電極之鄰邊，配置於比第1電極靠近處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔的第2電極；以及電源，其係供以對於第1電極與第2電極以使在離子產生室的離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；第1電極之材料與第2電極之材料係不同，該方法之特徵在於：包含：準備對於第2電極之材料的溶解率大於對於第1電極之材料的溶解率之洗淨用物質的步驟；以及藉使洗淨用物質產生反應，而將附著於第1電極的第2電極之材料從第1電極除去之步驟。
本發明之第5態樣，係一種電極組，含於本 發明之第1態樣的離子束處理裝置中，此外係本發明之第4態樣之洗淨方法的對象物，供以從離子源將離子作引出而形成離子束，特徵在於：電極組係具有複數個電極，複數個電極係包含：具有供以使離子通過的離子通過孔，設於離子源側之第1電極；以及具有供以使離子通過的離子通過孔，設於第1電極之與離子源之相反側的第2電極；第1電極之材料與第2電極之材料係不同。
本發明之第6態樣，係一種離子束處理裝 置，藉離子束照射而進行處理，特徵在於：具備：離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持處理對象物之保持部；複數個電極，其等係供以區分離子產生室與處理室，同時將在離子產生室所產生之離子引出至處理室而形成離子束，該複數個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極係在該第1電極之鄰邊，配置於比第1電極靠近處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔的第2電極；以及電源，其係供以對於第1電極與第2電極以使在離子產生室的離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；第1電極之材料與第2電極之材料係不同，進一步具備配置在比第2電極靠近處理室之側的第3電極，與施加於第1電極及第2電極之電位中的任一者皆不同之電位被給予第3電極，第3電極之材料與第2電極之材料係不同，前述第1電極係包含鈦，前述第2電極係包含熱解石墨。
依照本發明相關之離子束處理裝置、洗淨方 法及電極組，可提供一種離子束處理裝置、電極組、及電極組之洗淨方法，作成可對於因使用離子束處理裝置而在配置於離子產生室側之第1電極附著了含有在該第1電極之鄰邊並配置於靠近處理室之側的第2電極之物質的附著物之情形，進行利用了反應性之該附著物的選擇性除去。
70‧‧‧第1電極
71‧‧‧第2電極
72‧‧‧第3電極
73‧‧‧電壓源
74‧‧‧電壓源
75‧‧‧電漿
76‧‧‧離子束
100‧‧‧IBE裝置
101‧‧‧處理室
102‧‧‧離子產生室
103‧‧‧排氣泵浦
104‧‧‧鐘罩
105‧‧‧氣體導入部
106‧‧‧天線
107‧‧‧整合器
108‧‧‧電磁線圈
109‧‧‧電極組
110‧‧‧基板保持器
111‧‧‧基板
112‧‧‧放電用電源
113‧‧‧中和器
[圖1]作為本發明的實施形態相關之處理裝置的一例之IBE裝置的示意圖。
[圖2]是本發明的實施形態相關之IBE裝置的一部分之電極組的示意圖。
以下，參見圖式而說明本發明之實施形態。 另外，本發明不限定於本實施形態，在不脫離該要旨之範圍中可作適當變更。另外，在以下作說明之圖式中，具有同功能者係加上相同符號，亦有省略其重複的說明之情況。
將作為本實施形態之離子束處理裝置的一例 之IBE裝置的示意圖繪示於圖1，對於離子束處理裝置之構成進行說明。
IBE裝置100係具有離子產生室102與處理室101。
作為供以在離子產生室102內形成電漿的電漿形成手段，設置：鐘罩(放電容器)104、氣體導入部105、及供以在鐘罩104內將感應磁場予以產生之包含導電構材的天線106。在鐘罩104外進一步設置：對於天線106係供應高頻電力(源功率)之放電用電源112、設於放電用電源112與天線106之間的整合器107、及電磁線圈108。鐘罩104，係將離子產生室102與處理室101之內部保持 為真空之腔室外壁的一部分，亦為儲存藉放電而予以產生之電漿的容器。從放電用電源112所供應之高頻電力被供應至天線106，在鐘罩104內部的離子產生室102形成電漿。
處理室101係具備：中和離子束之中和器 113、是供以保持是處理對象物之基板111的保持部之基板保持器110、及供以對於離子產生室102與處理室101之內部進行排氣而保持成真空的排氣泵浦103。於該基板保持器110係連接著不圖示之ESC(Electrostatic Chuck)電極。藉此ESC電極，載置於基板保持器110之基板111藉靜電吸附而被固定。基板保持器110係具有固定基板之功能即可，亦可不為利用了藉ESC電極之靜電吸附者。例如可採用夾頭等之各種的基板固定方法。
在區分離子產生室102與處理室101之邊界 係設置具有將離子引出的離子通過孔之電極組109。將電極組109之示意圖繪示於圖2。
電極組109係具有複數個平板狀電極，其等係具有成為離子通過孔之孔部。在圖中係於各平板狀電極上圖示各1個離子通過孔，但亦可同樣的離子通過孔被配置多數個。例如，亦可網格(格子)狀縱橫配置多數個離子通過孔。如示於圖2，電極組109，係具有：從離子產生室102側朝向處理室101側而依序設置之第1電極70、第2電極71、及第3電極72。亦即，第1電極70係配置於最靠近離子產生室側，亦即配置於離子源側，第2電極71 係配置於第1電極70之鄰邊，配置於比該第1電極70靠近處理室101之側。此外，第3電極72係配置於最靠近處理室101側。在第1電極70及第2電極71係連接著電壓源73及電壓源74，對於第1電極係施加正電壓，而對於第2電極係施加負電壓。藉此，在第1電極與第2電極之間係產生供以加速離子之電位差。第3電極72，係作電性接地。藉控制第2電極71與第3電極72之電位差，可利用靜電透鏡效應而將離子束之徑控制於既定的數值範圍內。
對於使用了IBE裝置100之離子束照射的動 作進行說明。首先，從氣體導入部105對於離子產生室102內導入包含氬(Ar)等之惰性氣體的處理氣體。接著，對於天線106從放電用電源112施加高頻從而將離子產生室102內之處理氣體離子化，將包含離子之電漿75予以產生而準備離子源。形成於離子產生室102之電漿75所包含的離子係在通過設於電極組109之多數個離子通過孔時，藉給予第1電極70、及第2電極71之間的電位差而被加速。然後該離子係作為離子束76而被引出至處理室101。該離子束係被引出至處理室101後，藉中和器113而被中和，照射於基板111從而進行基板111表面的蝕刻處理。
如前所述，離子要通過設在電極組109所具 有之各電極的離子通過孔時，所加速之離子的一部分係無法通過離子通過孔而帶著巨大能量衝撞第2電極。為此， 伴隨IBE裝置100之使用，第2電極71的尤其離子通過孔附近會被蝕刻。此時從第2電極71所飛散之第2電極71的物質係主要附著於第1電極70之第2電極71側(未面向於電漿75之側)。此附著物，係對於離子束處理之穩定性帶來使第1電極70之離子通過孔的徑產生變化等不良影響，故變得需要定期作除去。為此，在離子束處理後會進行電極組109之洗淨程序。以下，針對電極組109之細節與洗淨，具體敘述實施形態。
(第1實施形態)
在本實施形態中，係第1電極70係以鉬(Mo)作為材料，第2電極71係以鈦(Ti)作為材料。另外，在本實施形態中，「第1電極70之材料為Mo」，並非企圖排除Mo以外之元素、化合物等。因此，只要可達到在電極組109中施加供以施加離子之正電壓的功能，則亦可第1電極70含有Mo以外之成分(元素、化合物、雜質等)。亦即，在本實施形態中，可說是：第1電極70，係在主成分方面包含Mo。此外，「第2電極71之材料為Ti」，並非企圖排除Ti以外之元素、化合物等。因此，只要可達到在電極組109中施加供以施加離子之負電壓的功能，則亦可第2電極71含有Ti以外之成分(元素、化合物、雜質等)。亦即，在本實施形態中，可說是：第2電極71，係在主成分方面包含Ti。
另外，在本說明書中，係進行「既定的電極之材料為 既定的物質」這樣的記載之情況下，其係表示上述既定的電極亦可包含既定的物質以外之成分(元素、化合物、雜質等)。
在本實施形態中，係進行離子束處理時，存在第2電極71因從電漿75所引出之離子而被蝕刻的情況，存在是第2電極71之材料的Ti因該蝕刻而飛散之情況。由於此飛散，在以Mo作為材料之第1電極70的表面會附著第2電極71之材料的Ti。另一方面，存在對於氫氟酸等之溶液的溶解率係Ti大於Mo這樣的性質。因此，對於第1電極70使用氫氟酸等之溶液作為洗淨用物質而進行洗淨，從而利用此性質使得Ti相對於Mo被選擇性溶解。為此，可選擇性對於因第2電極71被蝕刻而起之附著於第1電極70的Ti進行除去。如此，藉使第1電極70之材料與第2電極71不同，變得可藉選擇性蝕刻而除去因離子束處理而附著之附著物。藉此，變得可進行不施加機械力之化學處理，故減低或消解了在歷來的鼓風處理等之物理處理中成為問題之電極組109的變化。因此，電極組109之壽命變長，具有可重複使用這個優點。亦即，不藉鼓風處理等之物理方法而進行洗淨，仍可良好除去附著於第1電極70上之因第2電極71而起的附著物。
此外，因離子束處理而削去、飛散之第2電極71的材料係主要附著於第1電極70，但該一部分亦會附著於第3電極72。所以，較佳為第3電極72亦採用與第2電極71不同的材料。藉採取該方式，如同第1電極 70之洗淨，可第3電極72亦使用可選擇性溶解附著物之溶液而作洗淨，可容易進行第3電極72之洗淨。再者，使第3電極72為與第1電極70相同之材料，使得能以與第1電極70完全相同之程序進行電極組109之洗淨。亦可為了程序簡略化而同時作洗淨。具體而言例如，第1電極70及第3電極72係以Mo作為材料，第2電極71係以Ti作為材料即可。採取該方式時，可將附著於第1電極70及第3電極72之Ti藉氫氟酸溶液而除去。
此時使第1電極70之材料的熱脹量接近第2 電極71之材料的熱脹量，使得可減低附著於第1電極70上之包含第2電極71的物質之附著物的剝離。以下具體敘述有關於此點。
從第2電極71所飛散之物質係主要附著於第1電極70的接觸電漿75之側的相反側之面(處理室101側的面)。於此，直接接觸於電漿75之第1電極70係接收電漿75的能量。亦即，由於存在於第1電極70之處理室101側的面故比不直接接觸於電漿之附著物容易被加熱。 因此，第1電極70係成為比附著物還高溫。為此，假設第1電極70之材料與第2電極71之材料，亦即與附著物之材料的線膨脹係數為相同時，會變成第1電極70熱脹量(=線膨脹係數×溫度上升量)大於附著物。
另外，線膨脹係數，係表示每單位長度之因溫度的長度之變化率，有時會被稱作線膨脹率、熱脹率。線膨脹係數係材料固有的常數，藉決定材料，各電極之線膨脹係數 會確定。
如此，第1電極70之熱脹量大於附著在第1電極70之附著物的熱脹量之情況下，於該附著物會施加大的應力。若施加於附著物之應力為大，則附著物會從第1電極70剝離而飛散，有時會附著於基板111而使顆粒產生。 在要形成微細的圖案之半導體電路元件的製造中，係該顆粒可能成為斷線等之缺陷產生的主因。
因此，在本實施形態中，較佳為使第1電極70之線膨脹係數小於第2電極71之線膨脹係數。亦即，第1電極70之材料的線膨脹係數α1 及第2電極71之材料的線膨脹係數α2 係較佳為滿足α1 <α2 之關係。藉採取該方式，使第1電極70之熱脹量大於附著在第1電極70之附著物的熱脹量，減小施加於該附著物之應力使得可減低剝離，附著於基板111之顆粒亦被減低。
在與如此之材料的組合之例子方面，係對於 第1電極70採用Mo之情況下，在第2電極71方面採用Ti、鎳鐵合金(NiFe合金)、鎢(W)、鉭(Ta)等。另外對於第2電極71採用Ti之情況下，在第1電極70之材料方面係採用Mo和熱解石墨(PG)等之由碳所成的材料。藉選擇如此之材料，變得可實現前述之熱脹量的關係，可獲得前述之效果。
將線膨脹係數與後述之濺鍍率的值示於表1。 另外，表中之「＊(1)」等的符號，係指示引用了各值之文獻(非專利文獻1至3)者。
(第2實施形態)
在本實施形態中，係第1電極70係以Ti作為材料，第2電極71係以PG作為材料。此情況下，若進行離子束處理則在以Ti作為材料之第1電極70的表面會附著第2電極71之材料的PG。另一方面，存在對於濃硫酸、濃硝酸或其混合液等之溶液的溶解率係PG大於Ti這樣的性質。因此，利用此性質而藉濃硫酸、濃硝酸或其混合液等之溶液進行洗淨，PG會相對於Ti被選擇性溶解，故可除去所附著之PG。採取此方式，變得可將因離子束處理而附著於第1電極70之附著物藉選擇性蝕刻而除去，採取與第1實施形態相同方式而達成電極組109之變化被減低或消解之效果。此外，尤其PG係對於離子束之抗濺鍍性(抗濺鍍率)非常高，不易因離子束處理而飛散，附著物之往第1電極70的堆積量亦變少。因此，可減低電極組109之洗淨頻度或更換頻度。
如此，使第1電極70與第2電極71為不同的材料，同時使第2電極71為抗濺鍍性高於第1電極70之材料，使得可使第1電極70之洗淨為容易，且延長更換周期。藉此，可減低維護之工時及成本。
此外，如同第1實施形態，較佳為第3電極72採用 與第2電極71不同的材料。再者，更佳為第3電極72採用與第1電極70相同之材料。亦即，對照本實施形態而具體作記述時，第1電極70係以Ti作為材料，第2電極71係以PG作為材料，第3電極72係以Ti作為材料較佳。藉採取此方式，如同第1實施形態變得可容易進行第3電極72之洗淨。
此時，比較是第1電極70之材料的Ti與是 第2電極71之材料的PG之熱膨脹係數時，Ti之熱膨脹係數大於PG。因此，離子束處理中之第1電極70與第2電極71之熱脹量的差與第1電極70及第2電極71為相同物質之情況比較下可變大。此時，因熱脹量之差，在離子束處理時存在第1電極70及第2電極71所具備之離子通過孔的位置偏掉會成為問題之情形。近年來，為了提升電子構件等之製造效率，是被處理物之基板111逐漸大面積化。隨之，變成離子產生室102亦需要大型化，針對第1至第3電極亦傾向要求大口徑化。為此，前述之離子通過孔的位置偏掉變得容易成為問題。
為了改善如此之問題，尤其在第1電極70與第2電極71之間的熱脹量之差可能成為問題之大面積基板用的處理裝置中，係較佳為將第1電極70與第2電極71之離子通過孔形成於預先考量到熱脹之位置。亦即，在離子束之照射時，可成為：由於因溫度上升之熱脹，各電極之各離子通過孔比起非照射時之位置而移動於電極之離子通過孔在從垂直方向所見而在面內方向一致之方向。此外，依 該方式對於各離子通過孔之位置在考量到材料之線膨脹係數之下而進行設定即可。此時，在離子束之非照射時，亦即在非運轉時，係可成為：各電極上之各離子通過孔，係配置在相對於其他電極之離子通過孔在面內方向不完全一致之位置。
另外，在本說明中，為了簡略化說明而主要敘述有關於第1電極70與第2電極71之關係，但針對第2電極71與第3電極72之間的關係亦可採取同樣方式，達成同樣的效果。
(第3實施形態)
在本實施形態中，第1電極70以Mo作為材料，第2電極71以Ti作為材料這點係如同第1實施形態。在本實施形態中係進一步第1電極之表面的至少一部分被第2電極71所含之材料塗佈(被覆)。
如同在第1實施形態之項目所述，第1電極70與第2電極71的材料為不同之情況下，因熱脹量之差使得附著於第1電極70之物質會受到應力。由於此應力，附著於第1電極70之物質容易被剝離，成為於基板111之表面產生顆粒之原因的情形可能會成為問題。為此，在本項目所述之第3的本實施形態中係預先以第2電極71所含之材料而塗佈第1電極70。藉採取該方式，在離子束之照射時係變成：第2電極71之物質作為附著物並非直接附著於第1電極70上，而是隔著該塗佈膜而附著。此情 況下，由於附著物之物質與塗佈膜為相同物質，故附著物係以高密著性而附著於塗佈膜上。在本實施形態中係在是第1電極70的材料之Mo上塗佈Ti之薄膜。另外，無須一定塗佈第1電極70之所有表面，主要在附著第2電極71之被蝕刻物質的區域形成塗佈膜即可，亦即在第1電極70之與第2電極71對向之側的面至少形成塗佈膜即可。
塗佈膜係藉各種方法而形成。例如藉在第1 電極70上施行CVD(Chemical Vapor Deposition)、PVD(Physical Vapor Deposition)、電鍍法、熱噴塗等之各種的處理方法而形成。尤其從基材與塗佈膜之密著性的觀點而言，藉在密著性方面優異之熱噴塗處理而形成塗佈膜較佳。
要洗淨被塗佈之電極時，係將附著物按塗佈膜相對於基材而選擇性除去，之後再度藉熱噴塗處理而形成塗佈膜使得可重複使用。例如，本實施形態之情況下，如同第1實施形態藉氫氟酸等之溶液，將塗佈膜之Ti與附著於表面之Ti同時除去，之後藉熱噴塗處理而再次形成Ti膜，使得可重複使用。
在本實施形態中，亦如同在第1實施形態所述，使熱膨脹係數小於第2電極71之材料的材料作為第1電極70之材料較佳。目的在於：減低第1電極70之熱脹量、塗佈膜及附著物之熱脹量的差，從而獲得與第1實施形態同樣之效果。
另外，在本說明中，為了簡略化說明而主要僅敘述有關於第1電極70與第2電極71，但在第3電極72方面亦可如同第1電極70採用塗佈Ti之Mo，達成同樣的效果。
(第4實施形態)
本實施形態係將第2實施形態之第1電極70由Ti變更成Mo者。亦即，本實施形態係第1電極70以Mo作為材料，第2電極71以PG作為材料者。在本實施形態中亦可獲得與第2實施形態同樣的效果。進行離子束處理時，在以Mo作為材料之第1電極70上會附著第2電極71之材料的PG。此附著物，係如同前述之實施形態，可選擇性作蝕刻而除去。
(第5實施形態)
在本實施形態中，係第1電極70以Mo作為材料，第2電極71亦以Mo作為材料。但是，對於第1電極70之表面的至少一部分以鎳(Ni)作塗佈。藉採取該方式，在離子束處理時係變成如同第3實施形態在塗佈膜上形成附著物，雖然第1電極70與第2電極71之主要材料為相同，仍可獲得與第3實施形態同樣之效果。此外，除此之外，Ni係具有與Mo之間的密著力為良好這個性質，故具有附著物變得難以剝離之優點。
在第1電極70之洗淨中，在從Mo對於Ni之塗佈膜 選擇性作蝕刻之方法方面，可採用三氯化鐵之溶液。該選擇蝕刻以外之例如塗佈等的順序係可與第3實施形態同樣之方式而進行。
另外，在本說明中，為了簡略化說明而主要僅敘述有關於第1電極70與第2電極71，但在第3電極72方面亦可如同第1電極70採用塗佈Ni之Mo，達成同樣的效果。
(第6實施形態)
本實施形態係將第5實施形態的第2電極所含之材料由Mo變更成PG者。亦即，第1電極70係以Mo作為材料，第2電極71係以PG作為材料。但是，對於第1電極70之表面的至少一部分以鎳(Ni)作塗佈。藉採取該方式，在離子束處理時係變成如同第3實施形態在塗佈膜上形成附著物，可獲得與第3及第5實施形態同樣之效果。此外，如同在第2實施形態之項目所述，PG係與Mo相較下對於離子束之抗濺鍍性為非常高，附著物之往第1電極70的堆積量會變少。因此，可獲得可進一步減低電極組109之洗淨頻度或更換頻度這個附加的效果。
另外，在本說明中，為了簡略化說明而主要僅敘述有關於第1電極70與第2電極71，但在第3電極72方面亦可如同第1電極70採用塗佈Ni之Mo，達成同樣的效果。
(第7實施形態)
本實施形態係第1電極70以PG作為材料，第2電極71以Mo作為材料，第3電極72以Ti作為材料者。依本實施形態亦可獲得與第1實施形態同樣的效果。另外，在第1電極70之洗淨中，在從以PG作為材料之第1電極70對於附著物之Mo選擇性作蝕刻之方法方面，係可使用氫氟酸與硝酸之混合液。
(其他實施形態)
在上述實施形態中，係在離子束處理方面，說明有關於離子束蝕刻，但本發明，係只要為離子注入這個使用離子束之處理，可應用於任何形態。
如在以上之實施形態中所說明，使IBE裝置100之電極組109所具有之第1電極70及第2電極71的材料不同。藉此，對於因離子束處理而附著於第1電極70上之第2電極71的材料，藉採用第2電極71的溶解率大於第1電極70的溶解率之溶液的選擇性蝕刻而容易洗淨，變得可作除去。採取此方式，變得可進行不施加機械力之利用了反應性之化學處理，故減低或消解了在歷來的鼓風處理等之物理處理中成為問題之電極組109的變化。為此，可獲得以下效果：電極組109之壽命會延長，可重複使用。
100‧‧‧IBE裝置
101‧‧‧處理室
102‧‧‧離子產生室
103‧‧‧排氣泵浦
104‧‧‧鐘罩
105‧‧‧氣體導入部
106‧‧‧天線
107‧‧‧整合器
108‧‧‧電磁線圈
109‧‧‧電極組
110‧‧‧基板保持器
111‧‧‧基板
112‧‧‧放電用電源
113‧‧‧中和器

Claims (18)

  1. 一種離子束處理裝置，藉離子束照射而進行處理，特徵在於：具備：離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持前述處理的對象物之保持部，進行前述處理；複數個電極，其等係供以區分前述離子產生室與前述處理室，同時將在前述離子產生室所產生之離子引出至前述處理室而形成離子束，該複數個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於前述離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極在該第1電極之鄰邊，配置於比前述第1電極靠近前述處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔；以及電源，其係供以對於前述第1電極與前述第2電極以使在前述離子產生室的前述離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；前述第1電極之材料與前述第2電極之材料係不同，前述第1電極之材料的線膨脹係數α1 及前述第2電極之材料的線膨脹係數α2 係滿足α1 <α2 之關係。
  2. 一種離子束處理裝置，藉離子束照射而進行處理，特徵在於：具備： 離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持前述處理的對象物之保持部，進行前述處理；複數個電極，其等係供以區分前述離子產生室與前述處理室，同時將在前述離子產生室所產生之離子引出至前述處理室而形成離子束，該複數個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於前述離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極在該第1電極之鄰邊，配置於比前述第1電極靠近前述處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔；以及電源，其係供以對於前述第1電極與前述第2電極以使在前述離子產生室的前述離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；前述第1電極之材料與前述第2電極之材料係不同，進一步具備配置在比前述第2電極靠近前述處理室之側的第3電極，與施加於前述第1電極及前述第2電極之電位中的任一者皆不同之電位被給予前述第3電極，前述第3電極之材料與前述第2電極之材料係不同。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之離子束處理裝置，其中，前述複數個電極，係具有複數個平板狀電極，前述複數個平板狀電極係具有供以使離子通過的多數個離子通過孔。
  4. 如申請專利範圍第1項之離子束處理裝置，其中，前述第1電極係包含鉬，前述第2電極係包含從鈦、鎳鐵合金、鎢、鉭之群組中所選擇之1個以上的材料。
  5. 如申請專利範圍第1項之離子束處理裝置，其中，前述第1電極係包含熱解石墨，前述第2電極係包含鈦。
  6. 如申請專利範圍第3項之離子束處理裝置，其中，前述第2電極之材料的抗濺鍍率，係大於前述第1電極之材料的抗濺鍍率。
  7. 如申請專利範圍第2項之離子束處理裝置，其中，前述第1電極係包含鈦，前述第2電極係包含熱解石墨。
  8. 如申請專利範圍第1項之離子束處理裝置，其中，於前述第1電極之至少一部分塗佈前述第2電極所含有之材料。
  9. 如申請專利範圍第1、4或5項之離子束處理裝置，其中，於前述第1電極之至少一部分塗佈鎳。
  10. 如申請專利範圍第8項之離子束處理裝置，其中，僅於前述第1電極之與前述第2電極對向之側的面，塗佈前述第2電極所含有之材料。
  11. 如申請專利範圍第2項之離子束處理裝置，其中，前述第1電極與前述第3電極係包含相同材料。
  12. 一種離子束處理裝置，藉離子束照射而進行處理，特徵在於： 具備：離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持前述處理的對象物之保持部，進行前述處理；複數個電極，其等係供以區分前述離子產生室與前述處理室，同時將在前述離子產生室所產生之離子引出至前述處理室而形成離子束，該複數個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於前述離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極在該第1電極之鄰邊，配置於比前述第1電極靠近前述處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔；以及電源，其係供以對於前述第1電極與前述第2電極以使在前述離子產生室的前述離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；前述第1電極之材料與前述第2電極之材料係不同，前述複數個電極，係具有複數個平板狀電極，前述複數個平板狀電極係具有供以使離子通過的多數個離子通過孔，將前述平板狀電極之各者的前述各離子通過孔之位置與材料之線膨脹係數設定成：在離子束之非照射時，前述各平板狀電極上之前述各離子通過孔，係配置在從相對於其他平板狀電極而垂直之方向所見時在面內方向不一致之位置， 在離子束之照射時，由於因溫度上升之熱脹，前述各離子通過孔比前述非照射時之位置而移動於與其他平板狀電極之離子通過孔在面內方向一致之方向。
  13. 如申請專利範圍第12項之離子束處理裝置，其中，前述第2電極之材料的抗濺鍍率，係大於前述第1電極之材料的抗濺鍍率。
  14. 如申請專利範圍第12項之離子束處理裝置，其中，前述第1電極係包含鈦，前述第2電極係包含熱解石墨。
  15. 一種洗淨離子束處理裝置之第1電極的方法，對於離子束處理裝置所具備之第1電極進行洗淨，該離子束處理裝置係藉離子束照射而進行處理，並具備：離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持前述處理的對象物之保持部，進行前述處理；複數個電極，其等係供以區分前述離子產生室與前述處理室，同時將在前述離子產生室所產生之離子引出至前述處理室而形成離子束，該複數個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於前述離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極在該第1電極之鄰邊，配置於比前述第1電極靠近前述處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔；以及 電源，其係供以對於前述第1電極與前述第2電極以使在前述離子產生室的前述離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；前述第1電極之材料與前述第2電極之材料係不同，該方法之特徵在於：包含：準備對於前述第2電極之材料的溶解率大於對於前述第1電極之材料的溶解率之洗淨用物質的步驟；以及藉使前述洗淨用物質產生反應，而將附著於前述第1電極的前述第2電極之材料從前述第1電極除去之步驟。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中，前述第1電極係包含鈦，前述第2電極係包含熱解石墨。
  17. 一種電極組，供以在離子束處理裝置中從離子源將離子作引出而形成離子束，特徵在於：前述電極組係具有複數個電極，前述複數個電極，係包含：具有供以使離子通過的離子通過孔，設於前述離子源側之第1電極；以及具有供以使離子通過的離子通過孔，設於前述第1電極之與前述離子源之相反側的第2電極；前述第1電極之材料與前述第2電極之材料係不同，前述第1電極之材料的線膨脹係數α1 及前述第2電極之材料的線膨脹係數α2 係滿足α1 <α2 之關係。
  18. 一種離子束處理裝置，藉離子束照射而進行處 理，特徵在於：具備：離子產生室，其係具備離子產生手段；處理室，其係配置供以保持前述處理的對象物之保持部，進行前述處理；複數個電極，其等係供以區分前述離子產生室與前述處理室，同時將在前述離子產生室所產生之離子引出至前述處理室而形成離子束，該複數個電極包含第1電極、及第2電極，該第1電極係配置於前述離子產生室側，具有供以使離子通過的離子通過孔，該第2電極在該第1電極之鄰邊，配置於比前述第1電極靠近前述處理室之側，具有供以使離子通過之離子通過孔；以及電源，其係供以對於前述第1電極與前述第2電極以使在前述離子產生室的前述離子產生手段所產生之離子作加速的方式給予不同的電位；前述第1電極之材料與前述第2電極之材料係不同，前述第1電極係包含鈦，前述第2電極係包含熱解石墨。
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