CN107924805B - 气体喷射系统及对衬底施加残留物移除气体的方法 - Google Patents

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Abstract

一种离子束装置的气体喷射系统，所述气体喷射系统包括：提取板；提取孔，形成于提取板中以使离子束能够通过；第一气体分配器，可移除地固定至提取孔的第一侧上的提取板，第一气体分配器中形成有气体孔口；第二气体分配器，可移除地固定至提取孔的与第一侧相对的第二侧上的提取板，第二气体分配器中形成有气体孔口；第一气体导管，在第一气体分配器与安装至提取板的气体歧管之间延伸贯穿提取板；及第二气体导管，在第二气体分配器与气体歧管之间延伸贯穿提取板；以及被连接至气体歧管的残留物移除气体源。本发明也提供一种对衬底施加残留物移除气体的方法。

Description

气体喷射系统及对衬底施加残留物移除气体的方法
技术领域
本发明的实施例涉及离子束装置领域，且更具体而言涉及一种用于将残留物移除气体喷射至离子束装置的处理室内的设备以及方法。
背景技术
为了在半导体晶片或其他衬底上生成所期望的表面特征，可将具有规定能量的离子束以预先确定的图案投射至所述衬底的表面上，以将所述所期望的特征“蚀刻”至所述衬底中。在此蚀刻工艺中，所述衬底可在与由离子源投射至衬底上的离子束横切的方向上被机械地驱动或“扫描”。举例而言，若沿水平面朝垂直定向的衬底投射离子束，则所述衬底可在垂直方向上、和/或在与所述被投射的离子束垂直的横向方向上被扫描。因此，所述衬底的整个表面可被暴露至所述离子束。
以离子束蚀刻衬底会生成呈溅射原子形式的残留物，所述残留物自所述衬底的被蚀刻表面移去并重新沉积于所述衬底的另一部分上。若不被移除，则此残留物可对已完成的衬底的质量产生不利影响。为了移除所述残留物，可在蚀刻衬底之前、期间、和/或之后，将所述衬底暴露至例如甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、或异丙醇(isopropanol)等各种“残留物移除气体”。这些残留物移除气体可与自衬底的被蚀刻表面溅射出的原子发生反应而形成挥发性分子。可接着利用真空泵等将这些挥发性分子抽空。
传统上，残留物移除气体经由位置与正在被处理的衬底邻近的“淋浴头(showerhead)”结构被导入至离子束装置的处理室(process chamber)中。为了为所述衬底及所述离子束设备的组件提供充分的间隙，所述淋浴头通常位于距所述衬底某一距离处。因此，所述淋浴头的存在需要使处理室显著大于原本所需要者。此外，由于所述淋浴头位于距衬底显著的距离处，因此由所述淋浴头放出的残留物移除气体在漂移至与所述衬底接触之前扩散至处理室的很大部分。所述残留物移除气体中的很大部分在到达所述衬底的表面之前被自所述处理室移除，从而导致所述残留物移除气体的低效及无效递送。
有鉴于这些及其他考虑，本发明的改进可为有用的。
发明内容
提供本发明内容是为了以简明的形式介绍一系列概念。本发明内容并非旨在识别所主张的标的物的关键特征或基本特征，也并非旨在帮助确定所主张的标的物的范围。
根据本发明的离子束装置的气体喷射系统的示例性实施例可包括：提取板；提取孔，形成于所述提取板中以允许离子束通过所述提取板；以及气体分配器，可移除地固定至所述提取板，所述气体分配器中形成有气体孔口。
根据本发明的离子束装置的气体喷射系统的另一示例性实施例可包括：提取板；提取孔，形成于所述提取板中以使离子束能够通过所述提取板；第一气体分配器，在所述提取孔的第一侧上可移除地固定至所述提取板，第一气体分配器中形成有气体孔口；第二气体分配器，在所述提取孔的与第一侧相对的第二侧上可移除地固定至所述提取板，第二气体分配器中形成有气体孔口；第一气体导管，在第一气体分配器与安装至所述提取板的气体歧管之间延伸贯穿所述提取板；及第二气体导管，在第二气体分配器与气体歧管之间延伸贯穿所述提取板；以及气体源，连接成与所述气体歧管流体连通，所述气体源含有残留物移除气体。
根据本发明实施例的用于对衬底施加残留物移除气体的方法的示例性实施例可包括：在离子束装置的提取板的前面扫描所述衬底；自气体源对所述提取板供应所述残留物移除气体；以及自可移除地安装至所述提取板的气体分配器中的气体孔口放出所述残留物移除气体。
附图说明
作为实例，将参照附图阐述所公开设备的各种实施例，在附图中：
图1说明根据本发明离子束装置的示例性实施例的侧剖视图。
图2说明根据本发明气体喷射系统的示例性实施例的分解立体图。
图3说明根据本发明气体喷射系统的替代实施例的分解立体图。
图4说明根据本发明另一替代气体喷射系统的示例性实施例的分解立体图。
图5说明采用本发明离子束装置及气体喷射系统对衬底施加残留物移除气体的示例性方法的流程图。
[符号的说明]
100：离子束装置
102：等离子体室
104：等离子体
106：处理室
108、188：气体源
114：等离子体电源
115、215：气体喷射系统
116：偏压供应源
118、218：提取板
120：离子束
122：衬底
124：衬底平台
125、126：箭头
128：加热器
140、240：提取孔
162：平面
170a、270a：第一凹槽
170b、270b：第二凹槽
172a、272a：第一气体分配器
172b、272b：第二气体分配器
174a、174b、176a、176b：安装孔
177a、277a、177b、277b：气体孔口
178a：第一细长气体出口通道
178b：第二细长气体出口通道
180a、280a：第一气体导管
180b、280b：第二气体导管
182：气体歧管
184：出口
186：气体供应管线
192：表面
194a：第一气体分配器
194b：第二气体分配器
196a、196b：气体孔口
197：驱动机构
198：控制器
199：支撑臂
274a、274b、276a、276b：安装孔
278a：第一气体出口通道
278b：第二气体出口通道
282a：第一气体歧管
282b：第二气体歧管
284a：第一出口
284b：第二出口
286a：第一气体供应管线
286b：第二气体供应管线
288a：第一气体源
288b：第二气体源
300、310、320、330、340、350、360：方块
L：长度
W：宽度
X、Y：轴
具体实施方式
以下，将参照其中示出某些实施例的附图来更充分地阐述本发明实施例。本发明的标的物可被实施为诸多不同形式且不应被视为仅限于本文所提出的实施例。提供这些实施例是为了使本公开内容将通彻及完整，且将对所属领域中的技术人员充分地传达所述标的物的范围。在附图中，通篇中相同的编号指代相同的元件。
本发明实施例提供一种处理衬底的新颖系统及方法，且具体而言，一种处理衬底表面(例如，自衬底表面移除被蚀刻的残留材料)的新颖系统及方法。在特定实施例中，公开具有集成气体分配器的提取板，所述提取板用于在蚀刻衬底表面之前、期间、和/或之后，与衬底表面紧密接近地放出一或多种残留物移除气体。
图1示出根据本发明示例性实施例的离子束装置100(以下称为“装置100”)。装置100可包括等离子体室102。等离子体室102可如图所示容纳等离子体104。装置100可还包括处理室106。装置100可包括至少一个气体源108以向等离子体室102提供工作气体(在下文中阐述)。装置100可还包括电源(power source)(示出为等离子体电源114)，以产生用于点燃并维持等离子体104的电力。等离子体电源114可为射频电源(RF power source)、感应耦合等离子体(inductively coupled plasma，ICP)源、电容耦合等离子体(capacitivelycoupled plasma，CCP)源、螺旋波源(helicon source)、电子回旋共振(electroncyclotron resonance，ECR)源、间接受热式阴极(indirectly heated cathode，IHC)源、辉光放电(glow discharge)源、或所属领域中的技术人员所知的其他等离子体源。装置100可还包括如下文进一步阐述的用于将残留物移除气体导入至处理室106内的气体喷射系统115。装置100可还包括耦合至等离子体室102的偏压供应源(bias supply)116。
偏压供应源116可用以在等离子体室102与安置于处理室106中的衬底平台(substrate stage)124之间产生电压差。在图1所示的实施例中，在将处理室106及衬底平台124保持于地电位的同时，偏压供应源116可对等离子体室102相对于地电位施加正偏压。当等离子体104存在于等离子体室102中、且偏压供应源116对等离子体室102相对于地电位施加正偏压时，可自等离子体104提取包含正离子的离子束120。在装置100的其他实施例中，可将等离子体室102保持于地电位且可对衬底122及衬底平台124相对于地电位施加正偏压。
离子束120可经由提取板118提取，且可被引导入处理室106内保持于衬底平台124上的衬底122。在各种实施例中，衬底平台124可相对于提取板118移动。举例而言，衬底平台124可在平行于笛卡尔坐标系的Z轴的方向上移动，如由箭头125所指示示出。这样，衬底122的表面与提取板118之间的距离可有所变化。在各种实施例中，衬底平台124可用以在平行于衬底122的平面162的方向上相对于提取板118扫描衬底122。举例而言，如图1所示，衬底平台124可平行于Y轴而垂直移动，如箭头126所指示。如图1中所进一步示出，衬底平台124可包括用于加热衬底122的加热器128。
根据本发明的各种实施例，装置100的气体源108可对等离子体室102供应用于产生等离子体104的一或多种原料气体(feed gas)。这些原料气体可包括氖气(neon gas)、氙气(xenon gas)、及氩气(argon gas)。已发现自由上述惰性气体中的一或多者形成的等离子体中提取的离子束可有效地蚀刻包括硅在内的各种衬底材料。
参照图2，其示出说明装置100的示例性气体喷射系统115的分解图。气体喷射系统115可包括提取板118，所述提取板118具有贯穿其而形成的提取孔140以允许离子束120(图1)通过。提取孔140可具有沿X轴的宽度W及沿Y轴的长度L，其中W大于L。在某些实例中，W可具有在150mm至300mm范围内的或更大的值，而L可具有在3mm至30mm范围内的值。在此上下文中，本发明的各实施例并不受限制。因此，离子束120(图1)可作为束宽度大于束长度的带状束经由提取孔140而被提取。
提取板118可设置有第一细长空腔或第一凹槽170a及第二细长空腔或第二凹槽170b，所述第一细长空腔或第一凹槽170a及第二细长空腔或第二凹槽170b形成于提取板118的前表面中、提取孔140的相对的两侧上(例如，提取孔140的上方及下方，如图2所示)。第一凹槽170a及第二凹槽170b可适以分别接纳大小及形状与其相似的第一气体分配器172a及第二气体分配器172b。第一气体分配器172a及第二气体分配器172b可以紧密间隙的形式分别配合于第一凹槽170a及第二凹槽170b内并与其形成配合啮合，且可由机械固定件(未示出)可移除地固定至提取板118，所述机械固定件延伸贯穿分别形成于第一气体分配器172a及第二气体分配器172b中的一对安装孔174a与安装孔174b以及形成于第一凹槽170a及第二凹槽170b中的一对安装孔176a与安装孔176b。第一气体分配器172a及第二气体分配器172b可分别设置有第一多个气体孔口177a及第二多个气体孔口177b，以放出一或多种残留物移除气体至处理室106(图1所示)内，如下文所进一步阐述。
第一凹槽170a及第二凹槽170b可分别设置有形成于其中的第一细长气体出口通道178a及第二细长气体出口通道178b。第一细长气体出口通道178a及第二细长气体出口通道178b可被连接成分别与延伸贯穿提取板118内部的第一气体导管180a及第二气体导管180b流体连通。气体歧管182可安装至所述提取板的后部且可具有与第一气体导管180a及第二气体导管180b流体连通的出口184。气体供应管线186可连接至气体歧管182，以自加压气体源188对气体歧管182供应残留物移除气体(下文阐述)。上述各种结合部中的某些或全部(包括第一气体分配器172a及第二气体分配器172b分别与其第一凹槽170a及第二凹槽170b的结合部、第一气体导管180a及第二气体导管180b与气体歧管182的结合部、以及气体歧管182与气体供应管线186的结合部)可设置有各种密封件或密封配置(未示出)以提供流体密封性连接。
气体源188可含有一或多种残留物移除气体，选择所述一或多种残留物移除气体是由于其能够与来自衬底122(图1)的被蚀刻表面192的溅射原子发生反应，以形成用于自装置100(图1)的处理室106后续移除的挥发性分子。这些残留物移除气体可包括且并不限于：甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮(acetone)、一氧化碳、二氧化碳、氨气(ammonia)、一氧化二氮(nitrous oxide)、乙二醇(ethylene glycol)、氯气(chlorine)、氟气(fluorine)、三氟化氮(nitrogen trifluoride)、及氰化氢(hydrogen cyanide)。
预期存在其中提取板118设置有比上述更大或更小数目的气体分配器(及分别对应的凹槽与气体导管)的气体喷射系统115的实施例。举例而言，提取板118的第一气体分配器172a及第二气体分配器172b中的一者可被省略。在其他实施例中，提取板118可包括位于提取孔140的上方和/或下方的多个气体分配器。在其他实施例中，提取板118可包括位于与提取孔140水平地邻近的一或多个气体分配器。在其他实施例中，第一气体分配器172a及第二气体分配器172b可被形成为提取板118的成一体的、相接的、不可移除的部分。
预期存在气体喷射系统115的进一步实施例，其中第一凹槽170a及第二凹槽170b形成于提取板118的后表面(在图中不可见)中，且其中第一气体分配器172a及第二气体分配器172b被安置于并固定于提取板118的后部中的所述第一凹槽170a及第二凹槽170b内，由此使邻近提取板118的前部安置的衬底暴露至较少的硬件组件(例如，机械固定件)且由此相对于图2所示出的实施例而言所述硬件组件产生的污染物较少。
在装置100的运行(例如，如图1所示对安置于衬底平台124上的衬底122进行蚀刻)期间，可以上述方式对衬底平台124相对于提取板118进行扫描。举例而言，可对衬底平台124相对于提取板118进行垂直扫描，以将衬底122暴露至经由提取孔140投射的离子束120。当这样扫描衬底平台124时，由气体源188供应的残留物移除气体可经由气体供应管线186及气体歧管182而可控制地供给至提取板118的第一气体导管180a及第二气体导管180b(图2)。所述残留物移除气体可接着经由第一气体导管180a及第二气体导管180b流动至第一凹槽170a及第二凹槽170b(图2)中的第一气体出口通道178a及第二气体出口通道178b，随后所述残留物移除气体可经过第一气体分配器172a及第二气体分配器172b的气体孔口177a及气体孔口177b并可自气体孔口177a及气体孔口177b放出。因此，所述残留物移除气体可被直接喷至衬底122的移动表面192上，且随着所述残留物移除气体被施加至表面192，表面192被定位成紧密接近(例如，5毫米-25毫米)气体孔口177a及气体孔口177b。
由于气体孔口177a及气体孔口177b与衬底122的表面192之间的距离相对短，因此相对于传统淋浴头气体递送系统，气体喷射系统115可以较低流速及较高压力对表面192施加残留物移除气体，其中残留物移除气体在距衬底显著的距离(例如，25毫米-200毫米)处被导入至处理室内且在被动地沉降在衬底的表面上之前能够在整个处理室中扩散。因此，当被表面192接收时，自气体喷射系统115的气体孔口177a及气体孔口177b放出的残留物移除气体相对地集中且不扩散，从而产生较高的表面覆盖率及较高的气体表面碰撞率，且因此相对于传统淋浴头气体递送系统，更有效及更高效地施加残留物移除气体。因此，相对于传统淋浴头气体递送系统，在残留物移除气体的效力提高的同时，处理衬底所必需的残留物移除气体的总量可得到减少。
此外，由于在处理室106中不需要单独的淋浴头结构，因此处理室106可被制作得较小，且与采用传统淋浴头气体递送系统的离子束装置相比，装置100可因此具有较小的形状因数。再者，由于残留物移除气体是以集中射流的形式自气体孔口177a及气体孔口177b直接放出至衬底122的表面192上，因此在蚀刻衬底122之前、期间、和/或之后，可以精准、有针对性的方式对表面192施加残留物移除气体。在一个实例中，残留物移除气体可以各个单独射流的形式自第一气体分配器172a的气体孔口177a放出，所述各个单独射流可在与表面192接触之前，略微扩散且彼此交叠以共同地形成自提取孔140的下方放出的单个刀片状或单个带状的残留物移除气体。第二气体分配器172b中的气体孔口177b可以相似的方式放出残留物移除气体以形成自提取孔140的上方放出的刀片状或带状的残留物移除气体。因此，若衬底平台124在蚀刻工艺中从定位于提取孔140下方的衬底122开始而向上垂直地扫描衬底122，则自第一气体分配器172a中的气体孔口177a放出的残留物移除气体可在表面192暴露至离子束120之前被施加至衬底122的表面192，且自第二气体分配器172b中的气体孔口177b放出的残留物移除气体可在表面192暴露至离子束120之后被施加至衬底122的表面192。
第一气体分配器172a及第二气体分配器172b可自提取板118中其分别对应的第一凹槽170a及第二凹槽170b方便地移除(例如，通过移除机械固定件)，以利于装设气体孔口的形状、大小、和/或构型与第一气体分配器172a及第二气体分配器172b的气体孔口177a及气体孔口177b的形状、大小、和/或构型不同的替代气体分配器。举例而言，参照图3，具有分别对应的第一多个气体孔口196a及第二多个气体孔口196b的第一气体分配器194a及第二气体分配器194b可被装设于提取板118的第一凹槽170a及第二凹槽170b中，其中气体孔口196a及气体孔口196b间隔更为紧密且位置相对于第一气体分配器172a及第二气体分配器172b(图2)的气体孔口177a及气体孔口177b更靠近第一气体分配器194a及第二气体分配器194b的纵向中心，其中气体孔口177a及气体孔口177b间隔相对更宽且在第一气体分配器172a及第二气体分配器172b上相对更加散布。在另一实例中，气体孔口196a及气体孔口196b中的某些或全部可为细长槽(elongated slot)。在期望将残留物移除气体有针对性地施加至衬底的特定区域的各种情况下，这些气体孔口替代构型可为有益的。
再次参照图1，装置100可包括可操作地连接至气体源108的控制器198，以用于以预先确定(例如，预先程序化)的方式控制残留物移除气体向提取板118的递送。举例而言，控制器198可被可操作地连接至在扫描衬底122期间驱动衬底平台124(经由支撑臂199)的驱动机构197，且控制器198可被编程用以对残留物移除气体向提取板118的递送(且因此残留物移除气体自气体孔口177a及气体孔口177b的放出)与衬底平台124的位置及移动进行协调，从而以所期望的方式将残留物移除气体递送至衬底122。在一个实例中，控制器198可控制残留物移除气体被递送至提取板118的速率，以改变自气体孔口177a及气体孔口177b放出的残留物移除气体的压力。
参照图4，其示出说明根据本发明实施例的示例性替代气体喷射系统215的分解图。气体喷射系统215可相似于上述气体喷射系统115，且可代替气体喷射系统115而被实作于装置100(图1)中。气体喷射系统215可适以可控制地放出两种不同的残留物移除气体至处理室106内，其中所述残留物移除气体可被彼此分离且彼此独立地放出，如以下将更详细地阐述。
气体喷射系统215可包括提取板218，所述提取板218具有贯穿其形成的提取孔240以使离子束能够通过。提取孔240可具有沿X轴的宽度W及沿Y轴的长度L，其中W大于L。在某些实例中，W可具有在150mm至300mm范围内的或更大的值，而L可具有在3mm至30mm范围内的值。在此上下文中，本发明的各实施例并不受限制。因此，离子束可作为束宽度大于束长度的带状束经由提取孔240而被提取。
提取板218可设置有第一细长空腔或第一凹槽270a及第二细长空腔或第二凹槽270b，所述第一细长空腔或第一凹槽270a及第二细长空腔或第二凹槽270b形成于提取板218的前表面中、提取孔240的相对的两侧上(例如，提取孔240的上方及下方，如图4所示)。第一凹槽270a及第二凹槽270b可适以分别接纳大小及形状与其相似的第一气体分配器272a及第二气体分配器272b。第一气体分配器272a及第二气体分配器272b可以紧密间隙的形式分别配合于第一凹槽270a及第二凹槽270b内并与其形成配合啮合，且可由机械固定件(未示出)而被可移除地固定至提取板218，所述机械固定件延伸贯穿分别形成于第一气体分配器272a及第二气体分配器272b中的一对安装孔274a与安装孔274b以及形成于第一凹槽270a及第二凹槽270b中的一对安装孔276a与安装孔276b。第一气体分配器272a及第二气体分配器272b可分别设置有第一多个气体孔口277a及第二多个气体孔口277b，以放出一或多种残留物移除气体至处理室内，如下文所进一步阐述。
第一凹槽270a及第二凹槽270b可设置有分别形成于其中的细长的第一气体出口通道278a及细长的第二气体出口通道278b。第一气体出口通道278a可被连接成与延伸贯穿提取板218内部的第一气体导管280a流体连通。第一气体歧管282a可安装至提取板218的后部且可具有与第一气体导管280a流体连通的第一出口284a。第一气体供应管线286a可连接至第一气体歧管282a，以自经加压第一气体源288a对第一气体歧管282a供应第一残留物移除气体。相似地，第二气体出口通道278b可被连接成与延伸贯穿提取板218内部的第二气体导管280b流体连通。第二气体歧管282b可安装至提取板218的后部且可具有与第二气体导管280b流体连通的第二出口284b。第二气体供应管线286b可连接至第二气体歧管282b，以自经加压第二气体源288b对第二气体歧管282b供应第二残留物移除气体。
上述各种结合部中的某些或全部(包括第一气体分配器272a及第二气体分配器272b分别与其第一凹槽270a及第二凹槽270b的结合部、第一气体导管280a及第二气体导管280b与第一气体歧管282a及第二气体歧管282b的结合部、以及第一气体歧管282a及第二气体歧管282b与第一气体供应管线286a及第二气体供应管线286b的结合部)可设置有各种密封件或密封配置(未示出)以提供流体密封性连接。
第一气体源288a可含有第一残留物移除气体，选择所述第一残留物移除气体是由于其能够与来自衬底的被蚀刻表面的溅射原子发生反应，以形成用于自处理室后续移除的挥发性分子。这些残留物移除气体可包括且并不限于：甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、一氧化碳、二氧化碳、氨气、一氧化二氮、乙二醇、氯气、氟气、三氟化氮、及氰化氢。第二气体源288b可含有与第一气体源288a中含有的残留物移除气体相同或不同的第二残留物移除气体。
可采用气体喷射系统215在处理(例如，蚀刻)衬底期间在第一点处对衬底施加第一残留物移除气体并在处理期间在第二点处对衬底施加第二残留物移除气体。举例而言，若安置于提取板218前面的衬底在蚀刻工艺中从定位于提取孔240下方的所述衬底开始被向上垂直地扫描，则自第一气体分配器272a中的气体孔口277a放出的第一残留物移除气体可在表面暴露至经由提取孔240提取的离子束之前被施加至所述衬底的所述表面，且自第二气体分配器272b中的气体孔口277b放出的第二残留物移除气体可在所述表面暴露至所述离子束之后被施加至所述衬底的所述表面。在其中气体喷射系统215取代装置100(图1)中的气体喷射系统115的一个实例中，第一气体源288a及第二气体源288b可被可操作地连接至控制器198，且可由控制器198以预先确定(例如，预先程序化)的方式与由驱动机构197对衬底平台124的移动协调地执行在衬底处理期间的不同点处对衬底进行的第一残留物移除气体及第二残留物移除气体的上述施加。
参照图5，其示出说明根据本发明实施例的示例性方法的流程图。具体而言，所述方法是关于利用装置100(图1)在蚀刻衬底之前、期间、和/或之后对衬底施加一或多种残留物移除气体，其中相对于先前利用传统淋浴头气体递送系统所达成者，这种施加是以更有效及更高效的方式执行。将参照图1至图4中所示的装置100、提取板118及提取板218对所述方法进行详细阐述。
在图5所示的示例性方法的方块300处，可将衬底122安置于衬底平台124上，使衬底122的表面192平行于提取板118而定向且衬底122的顶边缘沿图1所示的Y轴在第一气体分配器的垂直下方定位。在所述方法的方块310处，控制器198可命令驱动机构197(经由支撑臂199)开始向上垂直地扫描衬底平台124及衬底122。
当在第一气体分配器172a的前面扫描衬底122时，在图5所示的示例性方法的方块320处，控制器198可命令气体源188开始以上述方式对提取板118供应残留物移除气体，从而使所述残留物移除气体自第一气体分配器172a及第二气体分配器172b的气体孔口177a及气体孔口177b放出。因此，可在表面192被离子束120蚀刻前对衬底122的表面192施加自第一气体分配器172a的气体孔口177a放出的残留物移除气体，其中表面192紧密接近(例如，5毫米-25毫米)气体孔口177a而安置。作为另外一种选择，若气体喷射系统215(图4)已取代装置100中的气体喷射系统115，则在图5所示的示例性方法的方块320处，控制器198可命令第一气体源288a开始以上述方式对提取板218供应第一残留物移除气体，从而使第一残留物移除气体自第一气体分配器272a的气体孔口277a放出。因此，可在表面192被离子束120蚀刻前对衬底122的表面192施加自第一气体分配器272a的气体孔口277a放出的第一残留物移除气体，其中表面192紧密接近(例如，5毫米-25毫米)气体孔口277a而安置。
在图5所示的示例性方法的方块330处，驱动机构197可继续向上垂直地扫描衬底平台124，其中衬底122的表面192通过离子束120的上方且表面192的所期望的部分被离子束120蚀刻。当在第二气体分配器172b的前面扫描衬底122时，在所述示例性方法的方块340处，可对衬底122的表面192施加自第二气体分配器172b的气体孔口177b放出的残留物移除气体，其中表面192紧密接近(例如，5毫米-25毫米)气体孔口177b而安置。因此，在表面192已被离子束120蚀刻之后，可对衬底122的表面192施加所述残留物移除气体。作为另外一种选择，若气体喷射系统215(图4)已取代装置100中的气体喷射系统115，则在图5所示的示例性方法的方块340处，当在第二气体分配器272b的前面扫描衬底122时，控制器198可命令第二气体源开始以上述方式对提取板218供应第二残留物移除气体，其中第二残留物移除气体可相同于或可不同于第一残留物移除气体。因此，可自第二气体分配器272b的气体孔口277b放出第二残留物移除气体，且可在表面192已被离子束120蚀刻之后，对衬底122的表面192施加第二残留物移除气体，其中表面192紧密接近(例如，5毫米-25毫米)气体孔口277b而安置。
为了将提取板118修改成在后续蚀刻施加中(即，在上述的及在图5中的方块300、310、320、330、340中所提出的施加之后)使用，在图5所示的示例性方法的方块350处，可将提取板118的第一气体分配器172a及第二气体分配器172b自提取板118移除(例如，通过移除多个固定提取板118的第一气体分配器172a及第二气体分配器172b的机械固定件)。在示例性方法的方块360处，可在提取板118中装设一对替换气体分配器(图2)，所述一对替换气体分配器具有与气体分配器172a及气体分配器172b的气体孔口的配置不同的气体孔口196a及气体孔口196b。
因此，相对于采用传统淋浴头气体递送系统将残留物移除气体导入至处理室内的离子束处理系统，上述用于将残留物移除气体导入至处理室内的装置100及对应方法可提供诸多优点。举例而言，一个此种优点为：由于气体孔口177a及气体孔口177b与正在进行处理的衬底的表面之间的距离相对短，因此相对于传统淋浴头气体递送系统，气体喷射系统115可以较低流速及较高压力对表面192施加残留物移除气体。因此，当被衬底表面接收时，自气体喷射系统115的气体孔口177a及气体孔口177b放出的残留物移除气体相对地集中且不扩散，从而相对于传统淋浴头气体递送系统而言使残留物移除气体更有效及更高效地施加。因此，相对于传统淋浴头气体递送系统，在残留物移除气体的效力提高的同时，处理衬底所必需的残留物移除气体的总量可得到减少。由气体喷射系统115赋予的又一优点为：由于在装置100的处理室106中不需要单独的淋浴头结构，因此处理室106可被制作得较小，且与采用传统淋浴头气体递送系统的离子束装置相比，装置100可因此具有较小的形状因数(form factor)。由气体喷射系统115赋予的又一优点为：由于残留物移除气体是以集中射流的形式自气体孔口177a及气体孔口177b直接放出至衬底的表面上，因此在蚀刻所述衬底之前、期间、和/或之后，可以精准、有针对性的方式对所述表面施加残留物移除气体。由气体喷射系统115赋予的又一优点为：由于第一气体分配器172a及第二气体分配器172b由可移除的机械固定件固定至提取板118，因此第一气体分配器172a及第二气体分配器172b可自提取板118方便地移除，且可将气体孔口的形状、大小、和/或构型与第一气体分配器172a及第二气体分配器172b的气体孔口不同的替用第一气体分配器及第二气体分配器装设于提取板118中来更好地适合特定的应用。由气体喷射系统215赋予的又一优点为：可在处理之前立刻对衬底表面施加第一残留物移除气体且可在处理之后立刻对衬底表面施加第二残留物移除气体。
本发明的范围不受本文所阐述的特定实施例的限制。实际上，除本文所阐述的该些实施例之外，对所属领域中的普通技术人员而言，本发明的其他各种实施例及对本发明的润饰可从以上说明及附图显而易见。因此，这些其他实施例及润饰旨在落于本发明的范围内。此外，尽管在本文中出于特定目的在特定环境中的特定实作方式的上下文中阐述了本发明，所属领域中的普通技术人员将认识到其适用性并非仅限于此。可出于任何数目的目的在任何数目的环境中有益地实作本发明的实施例。因此，必须考虑到本文中所阐述的本发明的全部范围及精神来看待以下提出的权利要求。

Claims (14)

1.一种气体喷射系统，用于离子束装置，其特征在于，所述气体喷射系统包括：
提取板，具有允许离子束通过所述提取板的提取孔；以及
气体分配器，安置于在所述提取板中所形成的凹槽内且可移除地耦合至所述提取板，所述气体分配器中形成有气体孔口，
所述提取板具有延伸贯穿所述提取板内部的气体导管，所述气体导管与所述凹槽流体连通，以对所述凹槽供应气体。
2.根据权利要求1所述的气体喷射系统，其中所述气体导管在所述凹槽与安装至所述提取板的气体歧管之间延伸。
3.根据权利要求1所述的气体喷射系统，其中所述气体分配器是第一气体分配器，且其中所述提取板还包括第二气体分配器，所述第二气体分配器中形成有气体孔口。
4.根据权利要求3所述的气体喷射系统，其中所述第一气体分配器位于所述提取孔的第一侧上，且所述第二气体分配器位于所述提取孔的与所述第一侧相对的第二侧上。
5.根据权利要求4所述的气体喷射系统，还包括第一气体导管及第二气体导管，所述第一气体导管在所述第一气体分配器与安装至所述提取板的气体歧管之间延伸贯穿所述提取板，所述第二气体导管在所述第二气体分配器与所述气体歧管之间延伸贯穿所述提取板。
6.根据权利要求5所述的气体喷射系统，还包括被连接成与所述气体歧管流体连通的气体源，所述气体源含有残留物移除气体。
7.根据权利要求4所述的气体喷射系统，还包括第一气体导管及第二气体导管，所述第一气体导管在所述第一气体分配器与安装至所述提取板的第一气体歧管之间延伸贯穿所述提取板，所述第二气体导管在所述第二气体分配器与安装至所述提取板的第二气体歧管之间延伸贯穿所述提取板。
8.根据权利要求7所述的气体喷射系统，还包括被连接成与所述第一气体歧管流体连通的第一气体源、及被连接成与所述第二气体歧管流体连通的第二气体源，所述第一气体源含有第一残留物移除气体，所述第二气体源含有第二残留物移除气体。
9.一种对衬底施加残留物移除气体的方法，其特征在于，包括：
在离子束装置的提取板的前面扫描所述衬底；
自气体源对所述提取板供应所述残留物移除气体；以及
在所述提取板中自气体分配器的气体孔口放出所述残留物移除气体，
所述气体分配器安置于在所述提取板中所形成的凹槽内且可移除地耦合至所述提取板，所述提取板具有延伸贯穿所述提取板内部的气体导管，所述气体导管与所述凹槽流体连通，以对所述凹槽供应气体。
10.根据权利要求9所述对衬底施加残留物移除气体的方法，其中所述气体分配器是位于所述提取板的提取孔的第一侧上的第一气体分配器，所述对衬底施加残留物移除气体的方法还包括自所述气体源对第二气体分配器供应所述残留物移除气体，并自所述第二气体分配器中的气体孔口放出所述残留物移除气体，所述第二气体分配器位于所述提取孔的与所述第一侧相对的第二侧上。
11.根据权利要求9所述对衬底施加残留物移除气体的方法，还包括控制器，所述控制器通过所述衬底相对于所述提取板的移动而自动地协调所述残留物移除气体自所述气体孔口的放出。
12.根据权利要求9所述对衬底施加残留物移除气体的方法，其中所述残留物移除气体是第一残留物移除气体，且所述气体分配器是位于所述提取板的提取孔的第一侧上的第一气体分配器，所述方法还包括自第二气体源对第二气体分配器供应第二残留物移除气体，并自所述第二气体分配器中的气体孔口放出所述第二残留物移除气体，所述第二气体分配器位于所述提取孔的与所述第一侧相对的第二侧上。
13.根据权利要求12所述对衬底施加残留物移除气体的方法，还包括控制器，所述控制器通过所述衬底相对于所述提取板的移动而自动地协调所述第一残留物移除气体自所述第一气体分配器的所述气体孔口的放出以及所述第二残留物移除气体自所述第二气体分配器的所述气体孔口的放出。
14.根据权利要求12所述对衬底施加残留物移除气体的方法，还包括：在将所述衬底的一部分暴露至经由所述提取孔提取的离子束之前将所述第一残留物移除气体放出至所述衬底的所述一部分上，并在将所述一部分暴露至经由所述提取孔提取的所述离子束之后将所述第二残留物移除气体放出至所述一部分上。
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