CN114391120A - 用于载具近接式掩模的方法以及装置 - Google Patents

Abstract

一种载具近接式掩模以及对其进行组装及使用其的方法可包括：提供第一载具本体、第二载具本体及一组一个或多个夹具。第一载具本体可具有一个或多个开口，所述一个或多个开口被形成为用于在衬底的第一侧上形成结构的近接式掩模。第一载具本体及第二载具本体可具有一个或多个接触区域，所述一个或多个接触区域与衬底的第一侧及第二侧上的一个或多个接触区域对准。所述一组一个或多个夹具可在接触区域处将衬底夹在第一载具本体与第二载具本体之间，以将衬底的工作区域悬置在第一载具本体与第二载具本体之间。所述开口用于界定边缘，以对射束进行卷积，从而在衬底上形成结构。

Description

用于载具近接式掩模的方法以及装置

技术领域

本公开的实施例涉及装置结构的衬底处理，且更具体来说涉及使用载具近接式掩模在衬底上处理结构。

背景技术

衬底装置需要小的尺寸，且以如此小的尺寸构建装置结构的能力具有挑战性。三维结构(例如光栅、光波导、鳍型场效晶体管(fin type field effect transistor，finFET)和/或类似结构)的合成涉及具有挑战性的处理问题。一个挑战涉及增强现实(augmented reality，AR)眼镜的产生。AR眼镜可使用光栅来衍射光且使用光波导来通过透镜(例如玻璃透镜或塑料透镜)将数字图像与真实图像相互混合。

产生AR眼镜的工艺相似于在晶片上产生半导体结构的工艺。举例来说，当在硅衬底上处理结构或者在玻璃衬底或塑料衬底上处理光栅结构时，将现有结构掩蔽以避免或最小化对现有结构造成的损坏。对于AR眼镜，对衬底或涂层造成的损坏会降低清晰度和/或在AR场景中引入畸变(distortion)。

针对这些及其他考虑因素提供本公开。

发明内容

在一个实施例中，一种载具近接式掩模可包括第一载具本体，所述第一载具本体具有一个或多个开口，所述一个或多个开口被形成为用于在衬底的第一侧上形成结构的近接式掩模。所述第一载具本体可具有一个或多个接触区域，且所述接触区域可与所述衬底的所述第一侧上的一个或多个接触区域对准。所述载具近接式掩模可包括第二载具本体，所述第二载具本体具有一个或多个接触区域，且所述接触区域可与所述衬底的第二侧上的一个或多个接触区域对准。所述载具近接式掩模可还包括一组一个或多个夹具，所述一组一个或多个夹具用于将所述第一载具本体与所述第二载具本体夹在一起。所述第一载具本体的所述一个或多个接触区域与所述第二载具本体的所述一个或多个接触区域可接触所述衬底的相对的侧，以将所述衬底的所述第一侧的工作区域及所述衬底的所述第二侧的工作区域悬置在所述第一载具本体与所述第二载具本体之间。

在另一实施例中，一种组装载具近接式掩模的方法可涉及提供衬底以及提供第一载具本体。所述第一载具本体可具有一个或多个开口，且所述一个或多个开口可被形成为用于在衬底的第一侧上形成结构的近接式掩模。所述第一载具本体可具有一个或多个接触区域，且所述接触区域可与所述衬底的所述第一侧上的一个或多个接触区域对准。所述方法可还涉及提供第二载具本体，所述第二载具本体具有一个或多个接触区域。所述接触区域可与所述衬底的第二侧上的一个或多个接触区域对准。

在又一实施例中，一种形成结构的方法可涉及在载具近接式掩模中提供衬底。所述衬底可具有所述衬底的第一侧的工作区域以及所述衬底的第二侧的工作区域，所述衬底位于所述载具近接式掩模的第一载具本体与所述载具近接式掩模的第二载具本体之间。所述衬底可悬置在所述第一载具本体与所述第二载具本体之间。所述第一载具本体可具有一个或多个开口，且所述一个或多个开口可被形成为用于在所述衬底的第一侧上形成结构的近接式掩模。所述第一载具本体可具有一个或多个接触区域，且所述接触区域可与所述衬底的所述第一侧上的一个或多个接触区域对准。所述第二载具本体可具有一个或多个接触区域，且所述接触区域可与所述衬底的第二侧上的一个或多个接触区域对准。所述第一载具本体的所述一个或多个接触区域与所述第二载具本体的所述一个或多个接触区域可接触所述衬底的相对的侧。

所述形成结构的方法可还涉及使用处理工具经由所述一个或多个开口处理所述衬底的所述第一侧上的所述工作区域，以在所述衬底的所述第一侧上形成所述衬底。所述第一载具本体的所述区域可掩蔽所述衬底的所述第一侧上的所述工作区域的一些部分。

在又一实施例中，在衬底中形成可变刻蚀深度轮廓的方法可涉及在载具中提供衬底。所述载具可包括与第二载具本体耦合的第一载具本体。所述衬底可耦合在所述第一载具本体与所述第二载具本体之间，且所述第一载具本体可具有用于暴露出所述衬底的工作区域的一个或多个开口。此外，所述一个或多个开口具有边缘，且来自处理工具的射束可与第一开口中的所述边缘中的第一边缘进行卷积，以生成卷积射束。所述卷积射束可对被所述第一开口暴露出的所述衬底的工作区域进行刻蚀，以靠近所述第一边缘在所述衬底中生成可变刻蚀深度轮廓。

在又一实施例中，一种载具近接式掩模可包括第一载具本体。所述第一载具本体可具有一个或多个开口，且所述一个或多个开口可形成近接式掩模，所述近接式掩模在衬底的第一侧上形成可变刻蚀深度轮廓。所述一个或多个开口中的第一开口可具有与离子射束进行卷积的边缘。所述边缘可具有被生成为与具有限定形状、频率及电流密度的离子射束进行卷积的形状，以使用所述离子射束来逼近期望的衍射轮廓。所述离子射束的所述期望的衍射轮廓可在所述衬底的所述第一侧中刻蚀所述可变刻蚀深度轮廓。

所述载具近接式掩模可还包括：第二载具本体，在所述衬底的第二侧上与所述第一载具本体进行耦合，以将所述衬底悬置在所述第一载具本体与所述第二载具本体之间；以及一组一个或多个夹具，用于将所述第一载具本体与所述第二载具本体夹在一起。

在又一实施例中，一种形成结构的方法可涉及在载具近接式掩模中提供衬底。所述衬底可在所述衬底的第一侧上具有工作区域且在所述衬底的第二侧上具有一个或多个工作区域。所述衬底可悬置在所述载具近接式掩模的第一载具本体与所述载具近接式掩模的第二载具本体之间，且所述第一载具本体可具有开口。每一开口可暴露出所述衬底的所述第一侧上的所述工作区域中的一者，且每一开口可具有第一边缘。

所述方法可还涉及由处理工具使射束跨越所述开口进行扫描，且使用所述处理工具经由所述一个或多个开口处理所述衬底的所述第一侧上的所述工作区域。所述处理可涉及将所述边缘与来自所述处理工具的所述射束进行卷积以生成卷积射束。每一卷积射束可对所述衬底的所述工作区域中的一者进行刻蚀，以靠近所述衬底的所述第一侧上的所述边缘中的对应一个边缘而在所述衬底中生成可变刻蚀深度轮廓。

附图说明

图1A示出根据本公开实施例的载具近接式掩模的第一载具本体的实施例的俯视图。

图1B示出根据本公开实施例的图1A中所示的载具近接式掩模的第二载具本体的实施例的俯视图。

图1C示出根据本公开实施例的图1B中所示的第二载具本体的替代实施例的俯视图。

图1D示出根据本公开实施例的图1B中所示的第二载具本体的替代实施例的俯视图。

图2A示出根据本公开实施例的载具近接式掩模的实施例的侧面剖视图的一部分，所述载具近接式掩模包括贴附在第一(顶部)载具本体与第二(底部)载具本体(例如图1A-1C中所示的载具本体)之间的衬底。

图2B-2C示出根据本公开实施例的图2A中所示的载具近接式掩模的实施例的侧面剖视图的一部分。

图2D示出根据本公开实施例的载具近接式掩模的实施例的侧面剖视图的一部分，所述载具近接式掩模具有用于载具本体与衬底之间的接触的去除区域(exclusion area)。

图3A示出包括具有聚焦光源、衍射光学元件及波导的增强现实眼镜的系统的实施例。

图3B-D示出根据本公开实施例的具有开口的载具近接式掩模的实施例的侧面剖视图的一部分，所述开口所具有的边缘在倾斜离子射束跨越所述开口开始扫描以及结束扫描时与倾斜离子射束进行卷积，以生成可变刻蚀深度轮廓。

图3E-F示出根据本公开实施例的载具近接式掩模及晶片的一部分的平面图，所述晶片具有经由开口被暴露到处理工具的工作区域，所述开口具有位于载具近接式掩模中以生成可变刻蚀深度轮廓的边缘。

图3G示出根据本公开实施例的在衬底中具有可变刻蚀深度轮廓的工作区域处的晶片的侧面剖视图的一部分。

图3H示出根据本公开实施例的载具近接式掩模中的开口的边缘的形状的替代实施例。

图3I示出根据本公开实施例的图表的实施例，所述图表示出两个相邻的载具近接式掩模开口的期望的可变刻蚀深度轮廓、实际可变刻蚀深度轮廓以及所述可变刻蚀深度轮廓之间的差值(delta)。

图3J示出根据本公开实施例的图表的实施例，所述图表示出与载具近接式掩模中的开口的正方形边缘进行卷积以在晶片中生成可变刻蚀深度轮廓的刻蚀射束轮廓及工作循环。

图4A示出根据本公开实施例的以示意形式示出的处理设备。

图4B示出用于图4A所示处理设备的抽取布置(extraction arrangement)的正视图。

图4C示出根据本公开实施例的以示意形式示出的另一处理设备。

图5示出根据本公开又一些实施例的示例性工艺流程。

图6示出根据本公开又一些实施例的另一示例性工艺流程。

图7示出根据本公开又一些实施例的另一示例性工艺流程。

图8示出根据本公开又一些实施例的另一示例性工艺流程。

具体实施方式

现将在下文中参照其中示出一些实施例的附图更充分地阐述本实施例。本公开的主题可被实施成许多不同的形式，且不被视为仅限于本文中所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开将全面及完整，且将向所属领域中的技术人员充分传达所述主题的范围。在附图中，相同的编号始终指代相同的元件。

本实施例提供用于掩蔽衬底结构以形成装置的新颖技术，所述装置包括在衬底(例如玻璃、塑料或二氧化硅)上形成的三维晶体管和/或光栅。在一些实施例中，所述装置可形成在衬底上的材料层中且可为光学透明材料，例如氧化硅、氮化硅、玻璃、二氧化钛或其他材料。众所周知，例如光栅及光波导等结构可被布置成形成各种类型的增强现实配备，且晶体管可被布置成形成各种形式的电路系统，包括处理电路系统及其他逻辑。

现转到图1A-1D，在俯视图中示出根据本公开实施例的用于载具近接式掩模的载具本体100、102、104及106。载具近接式掩模可将衬底耦合在第一载具本体与第二载具本体之间。载具近接式掩模可通过处理工具有利地提供对衬底的非接触处置(non-contacthandling)，以处理衬底的顶侧及底侧二者，非接触处置在一些实施例中包括对衬底的非接触翻转。被处理的衬底通常呈晶片的形式，且因此衬底常常被称为晶片。

可使用各种不同的材料以及各种不同的方式制造或组装载具近接式掩模。载具近接式掩模的材料选择取决于夹持方法、使用载具近接式掩模的工艺工具以及其他可能的相关因素。举例来说，使用非导电材料、半导电材料和/或导电材料制造、构建或组装载具近接式掩模。使用导电材料或半导体材料有助于静电夹持，而对载具近接式掩模使用非导电材料可能需要物理夹持。

第一载具本体100及第二载具本体102或104的厚度可取决于载具近接式掩模是否将提供结构支撑以在处理期间避免或减弱衬底的变形。在一些实施例中，第一载具本体100及第二载具本体102或104的厚度可取决于与衬底的平面(如图1A-1D中所示的X-Y平面)垂直且形成在第一载具本体100和/或第二载具本体102或104中的开口的边缘的面的期望高度。在又一些实施例中，第一载具本体100及第二载具本体102或104的厚度可取决于形成在第一载具本体100和/或第二载具本体102或104中的边缘的期望形状。

第一载具本体100及第二载具本体102或104的厚度也可取决于用于构建或组装第一载具本体100及第二载具本体102或104的材料的类型。举例来说，第一载具本体100及第二载具本体102或104可由钛、石墨、经涂布的铝、陶瓷、其组合或其合金和/或用于所述工艺的其他适当的材料组成。由钛制成的第一载具本体100及第二载具本体102或104的厚度可介于例如半毫米与两毫米之间。由经涂布的铝制成的第一载具本体100及第二载具本体102或104的厚度可介于例如一毫米与两毫米之间。且由石墨制成的第一载具本体100及第二载具本体102或104的厚度可介于例如两毫米与五毫米之间。

在许多实施例中，载具近接式工具可与处理工具及衬底进行内连，以使处理工具能够处理较小大小的衬底。举例来说，处理工具可被设计成处理特定大小的晶片，例如300毫米(millimeter，mm)的晶片、200mm的晶片、100mm的晶片或50mm的晶片。晶片的尺寸是指衬底的直径。通过将衬底的工作区域悬置在300mm的载具近接式掩模中，300mm的处理工具可处理高达300mm的多种大小的晶片(例如50mm、100mm、200mm及300mm的晶片)。

此外，尽管以下实例中的若干实例涉及用于刻蚀及沉积的处理工具，然而在对本文中的实施例的论述及权利要求中，任何受益于掩模及开口以及载具以避免直接处置衬底或在处理期间提供衬底的结构支撑的处理工具均被认为是处理工具。

图1A以俯视图示出第一载具本体100，所述俯视图由另外示出的笛卡尔坐标系(Cartesian coordinate system)的X-Y平面表示。第一载具本体100示出用于衬底(未示出)的顶部载具本体的实施例，以在衬底的非关键的接触区域处接触衬底的第一侧。第一载具本体100包括非关键的接触区域126及128，以接触衬底的第一侧上的对应的非关键的接触区域，从而悬置并掩蔽衬底的第一侧的关键区域或工作区域。

第一载具本体100与衬底的第一侧之间的接触区域126及128的数目及位置可取决于衬底的组成、衬底的大小、衬底的处理阶段、产品设计及处理工具。举例来说，衬底可包括柔性或非柔性的玻璃晶片、塑料晶片、硅晶片或另一衬底晶片。大的柔性晶片(例如200mm的玻璃晶片或300mm的玻璃晶片)可能需要比较小的晶片和/或非柔性晶片大的结构支撑，以在处理期间避免或减弱与例如晶片变形相关联的不利影响。依据衬底的处理阶段而定，形成在晶片上的结构和/或层可提供额外的结构支撑。

第一载具本体100示出用于支撑衬底的多种类型的非关键接触区域126及128。非关键接触区域可承受与掩蔽、刻蚀、平坦化、退火和/或类似工艺相关联的不利影响，而对形成在衬底上的所得结构具有最小限度的影响或微不足道的影响。

接触区域126表示通过例如一组一个或多个夹具与第二载具本体102或104耦合的区域。假设衬底与载具近接式掩模具有相同的大小，接触区域126可位于衬底的边缘去除区域(exclusionary edge)120中，如图1A中所示。衬底的边缘去除区域120被示出为围绕载具本体100、102及104的外侧的环。举例来说，如果载具近接式掩模是300mm且衬底呈300mm的晶片的形式，则衬底的边缘去除区域120可在衬底的边缘去除区域120处被夹在第一载具本体100与第二载具本体102或104之间。另一方面，如果载具近接式掩模是300mm且衬底包括100mm的晶片，则一组一个或多个夹具可将第一载具本体与第二载具本体耦合，且接触区域128可在衬底的边缘去除区域上接触衬底的第一侧，如图1D中所示及以下所论述。

接触区域128表示非关键的接触区域，例如衬底上的边缘去除区域的边界外侧的去除区域。举例来说，玻璃晶片可包括被去除区域隔开且被边缘去除区域环绕的多个目镜(eye piece)，边缘去除区域将被移除以作为处理的最后阶段中的一者。处理可移除去除区域以将晶片中的目镜中的每一者隔开。尽管图1A示出四个非关键接触区域128，然而其他实施例可具有更多或更少的非关键接触区域128。

在一些实施例中，载具本体100、102及104上的接触区域120及128中的一者或多者或者所有接触区域120及128可包括朝向衬底的延伸部，以将衬底悬置在第一载具本体100与第二载具本体(例如第二载具本体102或替代的第二载具本体104)之间。在又一些实施例中，衬底上的对应的接触区域包括一个或多个层，例如金属、膜、软掩模、硬掩模和/或类似层，以接触衬底的第一侧上的第一载具本体100且接触衬底的第二侧上的第二载具本体102或104。

第一载具本体100还包括用于处理衬底上的工作区域的开口124以及用于掩蔽衬底上的结构或掩蔽衬底的硬掩模区域122。开口124的图案依赖于工艺且形成近接式掩模。第一载具本体100中的开口124使得能够处理衬底的第一侧上的工作区域，而第一载具本体100的其余区域充当硬掩模122来阻挡处理。载具本体100及102中的开口124可包括倾斜边缘，以适应倾斜射束处理，例如倾斜反应离子刻蚀(reactive ion etching，RIE)、倾斜离子射束沉积、倾斜离子射束植入和/或类似工艺。

在一些实施例中，由第一载具本体100提供的掩蔽会提供宏观掩蔽且能够掩蔽隔开例如多于数毫米的结构。对于微观掩蔽，工艺工具可通过第一载具本体100中的开口124施加并刻蚀硬掩模或以其他方式移除硬掩模。当需要时，在从载具近接式掩模移除衬底之后和/或在将衬底组装在不同的载具或不同的载具近接式掩模中以进行进一步处理之前，工艺工具可采用例如平坦化等技术。

被实施成用于处理衬底的每一工艺步骤或工艺工具可有利地受益于使用一个或多个载具近接式掩模。载具近接式掩模提供硬掩模122及开口124，以有利地减少处理步骤的数目及处理衬底所涉及的成本。举例来说，通过在物理气相沉积(physical vapordeposition，PVD)和/或化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)期间提供硬掩模122，包括不具有开口的第二载具本体(例如第二载具本体104)可有利地保护衬底的第二侧上的结构以及通过衬底的第一侧形成的结构。因此，由于在PVD或CVD之前不必将掩模沉积或施加到衬底的第二侧且接着移除掩模，因此第二载具本体104会有利地减少处理步骤的数目。载具近接式掩模的另一优点是对柔性玻璃衬底晶片进行处置，而不必向玻璃添加金属以在结构上加固玻璃以进行处理。

为进行进一步例示，在第二载具本体102中包括一个或多个开口124可有利地减少例如在衬底的第二侧上对衬底上的膜中的结构进行刻蚀所涉及的步骤。举例来说，在不具有载具近接式掩模的情况下，可将光刻胶(resist)施加到衬底的第一侧。基于对光刻胶施加紫外光，可在图案中使光刻胶硬化，以在刻蚀期间在衬底的要被保护的部分之上形成掩模。此后，对衬底的未被掩模保护的部分进行刻蚀以形成沟槽，且使用化学机械平坦化技术将衬底平坦化，以移除掩模。

如果使用载具近接式掩模，则可不必进行施加光刻胶、施加紫外光及平坦化的步骤，从而有利地减少衬底的每一侧上的处理步骤的数目。载具近接式掩模还有利地提供结构支撑以在不直接处置衬底的情况下在工具中翻转衬底。

图1B以俯视图示出第二载具本体102，所述俯视图由同样示出的笛卡尔坐标系的X-Y平面表示。应注意，载具近接式掩模中的开口及接触区域的具体位置及数目是根据具体实施方案而定的。载具近接式掩模中的开口及接触区域的位置及数目取决于衬底的组成、衬底的大小、衬底的处理阶段、产品设计及处理工具以及其他考虑因素。

第二载具本体102是用于衬底(未示出)的底部载具本体的实施例，以在衬底的非关键的接触区域处接触衬底的第二侧(或底部)。与第一载具本体100相似，第二载具本体102包括非关键的接触区域126及128，以接触衬底的第二侧上的对应的非关键的接触区域，从而悬置并掩蔽衬底的第二侧的关键区域或工作区域。

接触区域126表示通过例如一组一个或多个夹具与第二载具本体102或104耦合的区域。假设衬底与载具近接式掩模具有相同的大小，接触区域126可位于衬底的边缘去除区域120中，如图1B中所示。接触区域126在垂直方向上沿z轴与第一载具本体100上的接触区域126对准，以有助于使用一组一个或多个夹具进行夹持。

接触区域128表示非关键接触区域，例如衬底的边缘去除区域的边界外侧的去除区域。在一些实施例中，接触区域128可在垂直方向上与第一载具本体100中的对应的接触区域128对准，且在又一些实施例中，接触区域128可不在垂直方向上与第一载具本体100中的对应的接触区域128对准。在实施例中，第二载具本体102中的接触区域128中的一些接触区域128可与第一载具本体100中的对应的接触区域128对准，且第二载具本体102中的接触区域128中的一些接触区域128可不与第一载具本体100中的对应的接触区域128对准。

在一些实施例中，载具本体100、102及104上的接触区域120及128中的一者或多者或者所有接触区域120及128可包括朝向衬底的延伸部，以将衬底悬置在第一载具本体100与第二载具本体(例如第二载具本体102)之间。在又一些实施例中，衬底上的对应的接触区域包括一个或多个层，例如金属、膜、软掩模、硬掩模和/或类似层，以接触衬底的第二侧上的第二载具本体102。

第二载具本体102包括用于处理衬底上的结构的开口124以及用于掩蔽衬底上的结构或掩蔽衬底的硬掩模区域122。开口124的图案依赖于工艺且形成近接式掩模。第二载具本体102中的开口124的图案可与第一载具本体100中的开口124的图案相协调，以在衬底上构建结构且避免衬底的第一侧上的结构与第二侧上的结构之间的干扰。举例来说，第二载具本体102中的开口124中的一者或多者可暴露出衬底的第二侧上的工作区域，所述工作区域与被第一载具本体100暴露出的衬底的第一侧上的工作区域相邻，以在衬底中构建结构或者在衬底中构建相邻的结构。

第二载具本体102中的开口124使得能够对衬底的第二侧上的工作区域进行处理，而第二载具本体102的其余区域充当硬掩模122来阻挡处理。与第一载具本体100中的开口124一样，无论宏观开口对于所述工艺来说是否足够，或者无论是否需要附加的处理来形成微观掩模，第二载具本体102会有利地减少处理步骤，减小处理区域，降低处理成本和/或减弱通过硬掩模122对被第二载具本体102保护的结构的无意修改。

图1C以俯视图示出第二载具本体104，所述俯视图由另外示出的笛卡尔坐标系的X-Y平面表示。第二载具本体104是用于通过工艺遮蔽衬底的整个第二侧的载具本体的实施例。举例来说，衬底可位于包括第一载具本体100及第二载具本体104的载具近接式掩模内，所述衬底通过例如静电夹具而被夹在第一载具本体100及第二载具本体104上的位置126处。可将衬底放置在室中，以通过溅镀工艺进行静电镀覆。在溅镀工艺期间，第二载具本体104可保护衬底的第二侧免受静电镀覆。因此，第二载具本体104通过减少或最小化衬底的第一侧的处理且消除对衬底的第二侧的处理而有利地减少与衬底的第一侧的静电镀覆相关联的处理步骤及成本。

第二载具本体102是用于衬底(未示出)的底部载具本体的实施例，以在衬底的非关键的接触区域处接触衬底的第二侧(或底部)。与第一载具本体100相似，第二载具本体102包括非关键的接触区域126及128，以接触衬底的第二侧上的对应的非关键的接触区域，从而悬置并掩蔽衬底的第二侧的关键区域或工作区域。此外，第二载具本体104的非关键的接触区域126可位于衬底的边缘去除区域120处。

图1D示出第一载具本体和/或第二载具本体106的实施例，第一载具本体和/或第二载具本体106被设计成适应小于处理工具大小的衬底，以用于由处理工具进行处理。衬底的大小由衬底的边缘去除区域130的直径表示。应注意，出于例示实施例的目的，衬底的边缘去除区域130与非关键的接触区域128对准。依据衬底的大小而定，非关键的接触区域128可位于其他位置处。还应注意，非关键的接触区域128与第一载具本体及第二载具本体106的开口124不必在垂直方向上对准。此外，第一载具本体106可包括开口，且第二载具本体106可不具有用于特定实施例的开口，以例如在处理期间掩蔽衬底的整个第二侧和/或提供结构支撑。

第一载具本体和/或第二载具本体106是俯视图，所述俯视图由另外示出的笛卡尔坐标系的X-Y平面表示。应注意，载具近接式掩模中的开口124及接触区域126、128及130的具体位置及数目是根据具体实施方案而定的。载具近接式掩模中的开口124及接触区域126、128及130的位置及数目取决于衬底的组成、衬底的大小、衬底的处理阶段、产品设计及处理工具以及其他考虑因素。在本实施例中，第一载具本体和/或第二载具本体106可包括非关键的接触区域130，以接触衬底来提供附加的结构支撑。

图2A示出沿衬底210的z-x平面的实施例的垂直横截面，衬底210被夹具228夹在第一载具本体100、第二载具本体102及衬底210的非关键接触区域126处。第一载具本体100包括开口124，开口124具有倾斜边缘222，倾斜边缘222相对于衬底的水平平面(x-y平面)具有倾角(angle of declination)θ(theta)。第一载具本体100可还具有硬掩模区域122，以掩蔽衬底上的结构，例如结构235。

在本实施例中，第一载具本体100包括位于第一载具本体100的接触区域126处的延伸部216，以在衬底210的第一(顶部)侧上的接触区域220处接触膜212。衬底210包括位于衬底210的第二侧上的膜222。第二载具本体102包括位于第二载具本体102的接触区域126处的延伸部218，以在衬底210的第二(底部)侧上的接触区域222处接触膜214。

两个工作区域234经由开口124被暴露到工艺工具，一个工作区域234经由第一载具本体100中的开口124而位于衬底210的第一侧上，且一个工作区域234经由第二载具本体102中的开口124而位于衬底的第二侧上。第一载具本体100的硬掩模122部分保护衬底210的第一侧上的第三工作区域235免受其他工作区域234的处理。

出于例示目的，工作区域234及235中的结构中的每一者相同。在其他实施例中，每一结构可不同。所述结构包括硬掩模226的图案及软掩模224的图案(例如光刻胶的可变牺牲层)。软掩模224的例示可能会夸大软掩模224的厚度变化，但实质上，软掩模224的较厚部分可减小刻蚀到软掩模224之后的膜212或214中的深度。

作为实例，工艺工具(例如倾斜反应离子刻蚀(RIE)工具)可处理工作区域234处的结构。首先，所述工具可通过反应溶液且通过第一载具本体100中的开口124形成倾斜离子射束230，以在衬底210的第一侧上的膜212中刻蚀沟槽228。指向硬掩模226的反应离子射束230可不对膜212进行刻蚀。指向被暴露出的膜212的反应离子射束230可对膜212中的较长沟槽228进行刻蚀，且穿过软掩模224而指向被暴露出的膜212的反应离子射束230可对膜212中的较短沟槽228进行刻蚀。

反应离子射束230可穿过第一载具本体100的开口224以任何角度到达膜212，但包括倾斜边缘222有利地提供了沿开口224的倾斜边缘222的路径，用于使反应离子射束到达衬底210的第一侧上的工作区域234中的膜212。在衬底210的第一侧上的工作区域234处进行倾斜反应离子刻蚀之后，可由处理工具或其他工具对衬底210进行翻转，而不是直接对衬底210进行处置，从而有助于对衬底210的第二侧上的工作区域234进行处理。

此后，反应离子射束242可穿过第二载具本体102中的开口224以任何角度到达膜214，但包括倾斜边缘222有利地提供了沿第二载具本体102中的开口224的倾斜边缘222的路径，以用于使反应离子射束242到达衬底210的第二侧上的工作区域234中的膜214。指向硬掩模226的反应离子射束242不对膜214进行刻蚀。指向被暴露出的膜214的反应离子射束242可对膜214中的长的沟槽228进行刻蚀，且穿过软掩模224指向被暴露出的膜214的反应离子射束242可对膜212中的短的沟槽228进行刻蚀。

应注意，在许多实施例中，反应离子射束可在特定方向上(例如沿X-Z平面)跨越与衬底210的平面平行的载具近接式掩模进行扫描110。包括倾斜边缘222可被设计成在反应离子射束的扫描110从载具近接式掩模的被掩蔽区域122跨越开口124的边缘222的过渡时有利地最小化或减弱反应离子射束230的衍射影响。在许多实施例中，反应离子射束的电流密度可在过渡期间被修改，以有利地最小化或减弱反应离子射束230的衍射影响。

图2B、2C及3示出用于载具近接式掩模的替代夹持布置。图2B示出第一载具本体100的z-x平面的垂直横截面，第一载具本体100具有被夹在第一载具本体100的非关键接触区域126处的延伸部216，且具有衬底210的非关键接触区域220，例如衬底210的边缘去除区域。夹具226还将第二载具本体102或104的延伸部218与衬底210的非关键区域222夹在第二载具本体102或104的非关键接触区域126处。图2B示出具有与载具本体100、102及104相同的直径的衬底210的实施例。

夹具226可包括与载具本体100、102及104且与工艺工具兼容的任何类型的夹持装置。举例来说，夹具226可包括机械夹具、静电夹具等。应注意，衬底210的第二侧是衬底210的与衬底210的第一侧相对的侧。

图2C示出第一载具本体100的z-x平面的垂直横截面，第一载具本体100与衬底210的非关键接触区域220(例如衬底210的边缘去除区域)被夹在第一载具本体100的非关键接触区域126处。在此实施例中，接触件220在第一载具本体100的接触区域220处形成在衬底210的边缘上。在非关键接触区域126处形成在衬底210上的接触件220可为膜、金属或任何其他适合于将衬底210与载具本体100及102或104夹在一起的材料。夹具226还将第二载具本体102或104的形成在衬底210的第二侧上的接触件222与衬底210的非关键区域126夹在第二载具本体102或104的非关键接触区域126处。图2B示出具有与载具本体100、102及104相同的直径的衬底210的实施例。

图2D示出第一载具本体106的z-x平面的垂直横截面，第一载具本体106与第二载具本体106的非关键接触区域126被夹在第一载具本体106的非关键接触区域126处。在此实施例中，第一载具本体及第二载具本体106具有比衬底210的直径大的直径。因此，衬底210在非关键接触区域128处被夹在第一载具本体106与第二载具本体106之间。与图2A中的实施例相似，衬底210可在接触区域128处在衬底210的第一侧和/或第二侧上具有膜。在其他实施例中，与图2B及2C中所示的实施例相似，在接触区域128处在衬底210上可形成有接触件，和/或第一载具本体106和/或第二载具本体106可包括朝衬底210突出的延伸部，以在第一载具本体106与第二载具本体106被夹在非关键接触区域126处时接触衬底210或衬底210上的接触件。

在本实施例中，第一载具本体106包括延伸部252，延伸部252朝衬底210延伸且经由膜254与衬底耦合，以将衬底210的工作区域悬置在第一载具本体106与第二载具本体106之间。第二载具本体106包括延伸部258，延伸部258朝衬底210延伸且经由膜256与衬底210耦合，以将衬底210的工作区域悬置在第一载具本体106与第二载具本体106之间。

第一载具本体106在非关键接触区域126处包括朝第二载具本体106延伸的延伸部216，且第二载具本体106在非关键接触区域126中包括朝第一载具本体106延伸的延伸部218。夹具226可维持延伸部216与延伸部218之间的接触，以将衬底210分别夹在第一载具本体的延伸部252与第二载具本体的延伸部258之间。此外，图2A-2C及2D所示的横截面示出一组一个或多个夹具中的单个夹具，所述单个夹具被设计成维持对应的载具本体100、102、104和/或106之间的接触。

在本公开的又一些实施例中，可提供倾斜离子作为离子射束230或242，以对沟槽(例如图2A中所示的沟槽228)进行刻蚀。

图3A示出包括增强现实眼镜的可穿戴显示系统332的实施例，所述增强现实眼镜具有位于框架335中的聚焦光源339及包括衍射光学元件334及338以及波导336的透镜333。透镜333可包括在图2A中所示的衬底210上形成的多个装置中的两者，且载具近接式掩模(例如图1A-D、2A-D及3B-G中所示的载具近接式掩模)的实施例的实施方案可有利地促进经由结合图3H-I论述的离子射束形成衍射光学元件334及338和/或波导336。

可穿戴显示系统332被布置成在距人眼的短距离内显示图像。此种可穿戴的头戴装置(headset)有时被称为头戴式显示器(head mounted display)，且设置有显示用户眼睛的几厘米内的图像的框架。图像可为显示器(例如微型显示器)上的由计算机产生的图像。例如衍射光学元件334及338以及波导336等光学组件被布置成传输期望图像的光，其中光在显示器上产生到达用户的眼睛，以使图像对用户可见。产生图像的显示器可形成光引擎的一部分，使得图像产生准直光射束(collimated light beam)。射束可由衍射光学元件334及338以及波导336进行引导，以提供对用户可见的图像。

在本实施例中，图3A示出可穿戴显示系统332的简单实施例。可穿戴显示系统332包括聚焦光源339(例如微投影仪)、输入衍射光学元件334、波导336及输出衍射光学元件338。其他实施例可包括更多的光学组件，且光学组件的布置是根据具体实施方案而定的。

聚焦光源339可将聚焦光输出到输入衍射光学元件334中。聚焦光可经由输入衍射光学元件334以全内反射(total internal reflection，TIR)临界角度(例如45度)进入透镜，且因此聚焦光可被捕获在透镜333中。波导336可导向聚焦光以穿过透镜333，且输出衍射光学元件338可向用户的眼睛输出聚焦光，以向用户呈现增强现实图像。

在一些实施例中，左透镜333与右透镜333可具有不同的聚焦光源339。举例来说，一些实施例向用户的左眼与右眼提供不同的图像，以向用户呈现三维图像。其他实施例可向透镜333中的一者提供延迟图像或偏移图像，以模拟或逼近三维图像。

图3B-D示出与第二载具本体102或104夹在一起的第一载具本体100的Z-X平面的垂直横截面。在此实施例中，倾斜的反应离子射束310在方向302上沿X-Z平面中的路径跨越第一载具本体100进行扫描。在倾斜的反应离子射束310跨越第一载具本体100的被掩蔽部分进行扫描时，倾斜的反应离子射束310的电流密度可处于低电流密度，以有利地节约资源，例如功率及离子。随着倾斜的反应离子射束310靠近开口的边缘，倾斜的反应离子射束310的电流密度可增大，以与边缘进行卷积，从而基于所述边缘的形状及倾斜的反应离子射束310的电流密度形成期望的衍射轮廓。

在图3B中，倾斜的反应离子射束310跨越开口124的边缘306进行扫描。当倾斜的反应离子射束310跨越开口124的边缘306进行扫描时，倾斜的反应离子射束310可包括直接穿过开口124的离子射束组件315及因光的波动性质而围绕边缘306弯曲的离子射束组件。围绕边缘306弯曲的离子射束组件可形成衍射轮廓317。衍射轮廓317可基于围绕边缘306弯曲且从边缘306的面305反射的离子射束组件的一些部分的相长干涉及相消干涉而形成。具体来说，当处理工具对倾斜的反应离子射束310进行扫描302时，倾斜的反应离子射束310的增大部分(组件315)将直接穿过开口124，且倾斜的反应离子射束310的减小部分将围绕边缘306弯曲。

在本实施例中，倾斜的反应离子射束310的部分将围绕边缘306弯曲且从边缘306的面305反射。在本实施例中，边缘306是正方形的，但其他实施例可包括具有不同形状的边缘，例如被倒角的边缘。依据倾斜的反应离子射束310的波长、倾斜的反应离子射束310的频率以及扫描302的扫描速度而定，倾斜的反应离子射束310的一些部分可从边缘306的面305的从第一载具本体100的面对衬底210的侧到第一载具本体100的背对衬底210的侧的整个高度反射。作为相消干涉及相长干涉的结果，倾斜的反应离子射束310的反射可进行转变以生成衍射轮廓317。此外，应注意，边缘306的面305可能不是完美的反射器，因此倾斜的反应离子射束310的一部分也将折射到第一载具本体100中，此会减小倾斜的反应离子射束310的反射的电流密度。

为进行例示，处理工具可相对于衬底210的平面以45度入射角发射倾斜的反应离子射束310。当倾斜的反应离子射束310朝边缘306进行扫描时，可不具有组件315，但倾斜的反应离子射束310的位于倾斜的反应离子射束310的波形的峰值处或峰值附近的部分可穿过开口且从第一载具组件100的开口124的边缘306的面305反射。随着倾斜的反应离子射束310更靠近边缘306进行扫描，倾斜的反应离子射束310的增大部分将围绕边缘306弯曲且因边缘306(正方形边缘)的面305的90度角而以45度角从边缘306的面305朝衍射轮廓317中的衬底310反射。基于倾斜的反应离子射束310的工作循环或调制以及倾斜的反应离子射束310的频率，交叠的反射可以规则图案相互干涉，从倾斜的反应离子射束310的部分的电流密度中减去交叠的反射，以及将交叠的反射加到倾斜的反应离子射束310的反射部分的电流密度。

当倾斜的反应离子射束310的围绕边缘306弯曲的部分的衍射轮廓317到达衬底210上的膜212时，衍射轮廓317可基于衍射轮廓317的反射部分的变化的电流密度来对膜212进行刻蚀。更具体来说，随着倾斜的反应离子射束310对更靠近边缘306的第一载具本体100进行扫描，倾斜的反应离子射束310的围绕边缘306弯曲的部分将进一步向下到达边缘306的面305，且随着倾斜的反应离子射束310同样撞击面305的最靠近衬底210的部分，倾斜的反应离子射束310的增大部分将直接穿过开口124。因此，随着倾斜的反应离子射束310从面305的更靠近衬底的部分反射，衍射轮廓317的电流密度会增大。此外，当倾斜的反应离子射束310的部分从面305反射时，倾斜的反应离子射束310的部分也将经由边缘306的面305折射到第一载具本体100中，从而减小衍射轮廓317的电流密度。

倾斜的反应离子射束310的从面305上的最低点反射的部分可具有最低的电流密度，且倾斜的反应离子射束310的从面305上的最高点反射的部分可具有最高的电流密度。此外，可改变倾斜的反应离子射束310的电流密度，以通过改变倾斜的反应离子射束310的工作循环或扫描302的速度来调整与衍射轮廓317相关联的电流密度，扫描302的速度是倾斜的反应离子射束310跨越边缘306进行扫描的速度。如图3B中所示，在一些实施例中，衍射轮廓317可在膜212或衬底210中刻蚀可变刻蚀深度轮廓319。

可变刻蚀深度轮廓319可沿衬底210的平面具有多个倾斜结构。所述多个倾斜结构可在X-Z平面中跨越开口124的宽度且平行于衬底210的平面(X-Y平面)界定深度轮廓，深度轮廓在X-Z平面中沿深度轮廓的长度变化。可变刻蚀深度轮廓319可在与开口124相关联的工作区域234内在距边缘306一定距离321处开始，距离321跨越开口124的宽度。在又一些实施例中，开口124的边缘304可被设计成消除或最小化倾斜的反应离子射束310的任何反射、折射或衍射，以避免修改可变刻蚀深度轮廓319。

在本文中，使离子射束跨越边缘(例如边缘306)进行扫描且扫描到开口(例如开口124)中的工艺被称为使离子射束与边缘进行卷积。尽管在本文中未示出，然而当离子射束的扫描从边缘304之上的开口124且朝载具近接式掩模的载具本体的被掩蔽区域跨越时，相同的工艺可使离子射束与边缘(例如边缘304)进行卷积。

在图3B中，倾斜的反应离子射束310在跨越边缘306进行扫描之后跨越开口124进行扫描302。当倾斜的反应离子射束310跨越开口进行扫描时，倾斜的反应离子射束330的工作循环(或调制)可建立被刻蚀到膜212中的沟槽322之间的距离、沟槽322的深度324以及沟槽的厚度326。在一些实施例中，开口124之上的倾斜的反应离子射束310的扫描速度和/或工作循环可相对于在倾斜的反应离子射束310扫描边缘306时的扫描速度和/工作循环而发生变化或被修改。此种调整可修改沟槽327之间的距离、沟槽深度324和/或沟槽厚度326。在一些实施例中，通过在膜212上直接施加倾斜的反应离子射束310来对沟槽322之间的间距进行刻蚀。

图3D示出在扫描302到达开口124的边缘304之后倾斜的反应离子射束330的扫描302。边缘304的形状可被设计成防止或消除倾斜的反应离子射束330朝衬底210的衍射、折射和/或反射的影响，以避免对可变刻蚀深度轮廓319的任何不利修改。在其他实施例中，边缘304的形状可被设计成与倾斜的反应离子射束330进行卷积，以执行可变刻蚀深度轮廓319的附加的刻蚀。

随着倾斜的反应离子射束310的扫描302过渡到开口124，许多实施例可修改倾斜的反应离子射束310的电流密度。此种修改可调整实际可变刻蚀深度轮廓319，以匹配或逼近期望的可变刻蚀深度轮廓。在许多实施例中，通过模拟扫描过程来计算实际可变刻蚀深度轮廓319，且将实际可变刻蚀深度轮廓319与期望的可变刻蚀深度轮廓进行比较，以确定实际可变刻蚀深度轮廓319与期望的可变刻蚀深度轮廓之间的差。

图3E-F示出载具近接式掩模及晶片的一部分的平面图，晶片具有经由载具近接式掩模中具有边缘的开口而被暴露到处理工具的工作区域，以生成可变刻蚀深度轮廓。图3E示出第一载具本体100的平面图，第一载具本体100具有夹具126以将衬底210耦合在第一载具本体100与第二载具本体102或104(不可见)之间。第一载具本体100包括开口124及被掩蔽区域122。

图3F示出衬底210的一部分，衬底210具有经由在第一载具本体100中具有边缘的开口124被暴露到处理工具的工作区域，以生成可变刻蚀深度轮廓。处理工具可跨越开口124的正方形边缘对倾斜的反应离子射束330进行扫描，以将倾斜的反应离子射束与正方形边缘进行卷积且生成衍射轮廓，以生成可变刻蚀深度轮廓的第一部分。处理工具可跨越开口124对倾斜的反应离子射束330进行扫描，以生成可变刻蚀深度轮廓的第二部分。

图3G示出衬底210的工作区域的一部分的横截面，衬底210具有通过结合图3B-3D阐述的工艺生成的实际可变刻蚀深度轮廓319，其中载具近接式掩模及衬底在图3E-F中示出。实际可变刻蚀深度轮廓319可沿衬底210的平面包括多个倾斜结构341。所述多个倾斜结构341可界定深度轮廓359。深度轮廓359与衬底的平面平行且跨越开口124的宽度的一部分沿深度轮廓的长度变化。所述多个倾斜结构341也可界定深度轮廓358。深度轮廓358与衬底的平面平行且跨越开口124的宽度的一部分沿深度轮廓的长度是恒定的。在一些实施例中，倾斜的反应离子射束330可相对于衬底210的平面以45度入射角被导入。在此种实施例中，倾斜的反应离子射束330可将45度的沟槽刻蚀到衬底210上的膜212中，沟槽的厚度与倾斜的反应离子射束330的工作循环及扫描速度以及射束刻蚀轮廓相关。在其他实施例中，倾斜的反应离子射束330可相对于衬底210的平面以零与90度之间的入射角被导入。

在本实例中，第一载具本体100与衬底210上的膜212之间的间隙为0.2毫米(mm)，且以角θ刻蚀沟槽，角θ相对于衬底210的平面成45度入射角，或者相对于与衬底210的平面垂直的平面成45度入射角。所述间隙影响衬底210或膜212的表面处的衍射轮廓317的宽度，所述宽度被示出为深度轮廓359。具有大于0.2mm(例如0.8mm或1.2mm)的间隙的实施例可具有宽度更大的深度轮廓359，且可从距开口124的边缘306更远的距离开始。此外，面305的高度318影响衍射轮廓317的宽度，且因此影响深度轮廓359。

本实施例示出线340到354以0.2mm的增量相对于边缘306的距离。具体来说，线340指示可变刻蚀深度轮廓319上的0.0mm的点。0.0mm的点是在X-Z平面中衬底210上的位于边缘306的面305正下方的点。线342示出距边缘306为0.2mm的距离。线344示出距边缘306为0.4mm的距离。线346示出距边缘306为0.6mm的距离。线348示出距边缘306为0.8mm的距离。线350示出距边缘306为1.0mm的距离。线352示出距边缘306为1.2mm的距离。且线354示出距边缘306为1.4mm的距离。

在沿衬底210的平面(X-Y平面)距开口124的边缘306约1.4mm的距离以及更远的距离处，沟槽341界定近似220纳米(nanometer，nm)的恒定沟槽深度356。

图3H示出载具近接式掩模中的开口的边缘的形状的替代实施例。具体来说，边缘360及362代替图3B-G中所示的实施例中的边缘306。边缘360及362示出两个不同的被倒角的边缘。边缘360及362二者均被倒角，以分别降低面364的高度366及368。针对边缘360的形状，可通过例如使边缘360呈正方形以及对边缘360进行倒角来生成边缘360，以生成倾斜表面，从而与倾斜的反应离子射束进行卷积，以使倾斜的反应离子射束的部分远离衬底210反射。针对边缘362的形状，可通过例如使边缘362呈正方形以及对边缘362进行倒角来生成边缘362，以生成倾斜表面。由于倾斜表面的定位，倾斜表面可能不会与倾斜的反应离子射束进行卷积。应注意，边缘362的倒角也会改变面309距衬底210的表面的距离，此具有与对第一载具本体100与衬底210的表面之间的间隙进行调整相似的效果。对于被倒角的边缘360及362二者，衍射轮廓的宽度可减小，此将减小图3G中所示的可变刻蚀深度轮廓359的宽度。

图3I示出图表370的实施例，图表370示出图3E-G中所示的实施例的期望的可变刻蚀深度轮廓372、实际可变刻蚀深度轮廓374以及两个相邻的载体近接式掩模开口的可变刻蚀深度轮廓之间的差值376。期望的可变刻蚀深度轮廓372示出在距边缘377一定距离处的深度371处开始的深度轮廓。此后，期望的可变刻蚀深度轮廓372紧密追踪实际可变刻蚀深度轮廓374。应注意，实际可变刻蚀深度轮廓374开始更靠近开口124的边缘306。在一些实施例中，可通过对正方形边缘(例如图3H中所示的边缘360及362)进行倒角来调整实际可变刻蚀深度轮廓374的宽度。此外，可通过调整面305距衬底210的表面210的距离来调整实际可变刻蚀深度轮廓374开始的距边缘306的距离。可通过例如调整载具近接式掩模与衬底210的表面之间的间隙或者通过例如对正方形边缘(例如边缘362)的底部进行倒角来生成边缘形状来完成对面305距衬底210的表面210的距离的调整。

图表370夸大了实际可变刻蚀深度轮廓374与期望的可变刻蚀深度轮廓372之间的差值376，以更清楚地示出轮廓不同之处以及轮廓所处的不同位置。

图3J示出图表380的实施例，图表380示出用于与载具近接式掩模中的开口的正方形边缘进行卷积、从而在如图3I中所示的晶片中生成可变刻蚀深度轮廓的刻蚀射束轮廓384及工作循环382。刻蚀射束轮廓384的曲线图示出倾斜的反应离子射束330的形状，倾斜的反应离子射束330跨越结合图2A及3B-G中论述的第一载具本体100中的开口124进行扫描。应注意，刻蚀射束轮廓384不是正方形的，因此射束的不同部分具有不同的电流密度。当射束与边缘306或被倒角的边缘360或362进行卷积时，不同的电流密度会影响衍射轮廓317。

对射束的工作循环382进行调制，以提供增大的射束调制权重来刻蚀沟槽322且提供减小的射束调制权重来形成对沟槽322之间的距离327进行界定的平行结构341。

现转到图4A，图4A示出以示意形式示出的处理设备400。处理设备400表示用于执行各向异性反应离子刻蚀或各向同性反应离子刻蚀的处理设备。处理设备400可为基于等离子体的处理系统，所述处理系统具有等离子体室402，以用于通过所属领域中的已知的任何方便的方法在等离子体室402中产生等离子体404。可如图所示提供抽取板406，抽取板406具有抽取开孔408，其中可抽取倾斜离子射束410，以将倾斜离子230或242导向衬底210。包括生成在衬底210上的结构的衬底210设置在工艺室424中。衬底210的衬底平面由所示的笛卡尔坐标系的X-Y平面表示，同时垂直于衬底的沿Z轴(Z方向)的平面。

如图4A中进一步所示，当使用偏压电源420经由载具近接式掩模的第一载具本体100中的开口124或已知系统中的衬底台板(substrate platen)414在等离子体室402与衬底210之间施加电压差时，可抽取倾斜离子射束410。偏压电源420可耦合到工艺室424，例如，其中工艺室424与衬底210被保持为相同的电势。

根据各种实施例，倾斜离子射束410可相对于垂线426以非零入射角(被示出为Φ)进行抽取。倾斜离子射束410内的离子轨迹可相互平行于彼此，或者可位于狭窄的角度范围内，例如彼此相差10度或小于10度。因此，Φ的值可表示入射角的平均值，其中各别的轨迹与平均值相差若干度。在一些实施例中，角Φ可为例如12度，以在沟槽中形成具有78度的倾角的侧壁。

在各种实施例中，倾斜离子射束410可被抽取为连续射束或已知系统中的脉冲离子射束。举例来说，偏压电源420可被配置成在等离子体室402与工艺室424之间供应电压差作为脉冲直流(direct current，DC)电压，其中脉冲电压的电压、脉冲频率及工作循环可彼此独立地进行调整。

在各种实施例中，合适的气体或气体的组合可由源422供应到等离子体室402。依据被提供到等离子体室402的种类物的确切组成，等离子体404可产生各种种类物来执行反应离子射束刻蚀。由源422提供的种类物可根据将被刻蚀的材料(例如用于刻蚀硅的已知反应离子刻蚀种类物)进行设计。

在各种实施例中，倾斜离子射束410可被设置成带状离子射束(ribbon ionbeam)，带状离子射束具有沿图4B中所示的笛卡尔坐标系的X方向延伸的长轴。在一些实施例中，通过相对于抽取开孔408对包括衬底210的衬底台板414进行扫描，且因此相对于沿扫描方向430的倾斜离子射束410对包括衬底210的衬底台板414进行扫描，倾斜离子射束410可经由第一载具本体100中的开口124以及衬底210的第一侧上的膜212对衬底210的被暴露出的部分进行刻蚀。在许多实施例中，倾斜离子射束不对图2A中所示的硬掩模226进行刻蚀。

在图4B所示的此实例中，倾斜离子射束410被设置成沿X方向延伸到射束宽度的带状离子射束，其中射束宽度足以暴露出衬底210的整个宽度，甚至是衬底210的沿X方向的最宽部分。示例性射束宽度可处于10cm、20cm、30cm或更大的范围内，而沿Y方向的示例性射束长度可处于2mm、3mm、5mm、10mm或20mm的范围内。射束宽度对射束长度的比率可处于5/1、10/1、20/1、50/1或100/1的范围内。实施例并不仅限于此上下文。

应注意，扫描方向430可表示沿Y方向在两个相反的(180度)方向上对衬底210的扫描，或者仅向左的扫描或仅向右的扫描。倾斜离子射束410的长轴沿与扫描方向430垂直的X方向延伸。因此，当沿扫描方向430从衬底210的左侧到右侧扫描衬底210到足够的长度时，整个衬底210可被暴露到倾斜离子射束410。

根据各种实施例，通过在各扫描之间将衬底210旋转180度，可在衬底210的多次扫描中供应倾斜离子230及242。因此，通过在第一次扫描与第二次扫描之间将衬底210旋转180度，在第一次扫描中可将倾斜离子230及242导向侧壁，而在第二次扫描中可将倾斜离子230及242导向另一侧壁，而不会改变离子射束(例如倾斜离子射束410)的实际取向。

在本公开的其他实施例中，可使用改进的设备在不同方向上提供衬底的同时刻蚀。现转到图4C，图4C示出以示意形式示出的另一处理设备440。处理设备440表示用于执行衬底的倾斜离子处理的处理设备，且除以下论述的差异之外，处理设备440可实质上相同于处理设备400。应注意，处理设备440包括相邻于抽取开孔408设置的射束阻挡器432。射束阻挡器432的大小及位置被确定成界定第一开孔408A及第二开孔408B，其中第一开孔408A形成第一倾斜离子射束410A，且第二开孔408B形成第二倾斜离子射束410B。所述两个倾斜离子射束可相对于垂线426界定大小相等、方向相反的入射角。使射束阻挡器相对于抽取板406沿Z轴偏移可帮助界定倾斜离子射束的角度。这样一来，第一倾斜离子射束410A与第二倾斜离子射束410B可以相似的方式且同时处理沟槽的相对的侧壁，如图2A中所大体示出。当被配置成如图4B中所示的带状射束的形状时，通过如图所示扫描衬底台板414，这些倾斜离子射束可将整个衬底210暴露到衬底210的反应离子刻蚀，以达到经由第一载具本体100中的开口124暴露出所述衬底的程度。

在经由第一载具本体100中的开口124对衬底210进行处理之后，如果第二载具本体102或104包括开口，则可由处理工具或其他工具对载具近接式掩模进行翻转，以有助于经由第二载具本体102中的开口对衬底210的第二侧进行处理。

图5示出根据本公开实施例的工艺流程500的实施例。在方块502处，提供衬底。衬底可包括用于处理的任何类型的衬底。在许多实施例中，衬底呈具有特定直径(例如50mm、100mm、200mm或300mm)的晶片形式。衬底还可包括一层或多层膜、硬掩模和/或软掩模。

在方块504处，提供第一载具本体，例如图1A-1D、2A-2C及3中所示的载具本体。第一载具本体可具有一个或多个开口，且所述一个或多个开口可形成近接式掩模，以在衬底的第一侧上形成结构。第一载具本体可具有一个或多个接触区域，且所述接触区域可与衬底的第一侧上的一个或多个接触区域对准。在一些实施例中，第一载具本体中的所述一个或多个开口可包括至少一个边缘，所述至少一个边缘相对于衬底的水平平面具有倾角θ。

在方块506处，提供第二载具本体。第二载具本体可具有一个或多个接触区域，所述接触区域与衬底的第二侧上的一个或多个接触区域对准。在一些实施例中，第二载具本体可包括一个或多个开口，且所述一个或多个开口可充当近接式掩模，以在衬底的第二侧上形成结构。

在方块508处，一组一个或多个夹具可将第一载具本体与第二载具本体夹在一起。此外，第一载具本体的所述一个或多个接触区域与第二载具本体的所述一个或多个接触区域可接触衬底的相对的侧，以将衬底的第一侧的工作区域及衬底的第二侧的工作区域悬置在第一载具本体与第二载具本体之间。在一些实施例中，第一载具本体及第二载具本体可为衬底提供结构支撑，以在处理期间减少衬底的变形。在又一些实施例中，第一载具本体及第二载具本体可包含导电材料或半导电材料，且所述一组一个或多个夹具可包括静电夹具，以将第一载具本体与第二载具本体静电夹在一起。

在方块510处，所述工艺可将第一载具本体的接触区域中的一者或多者与衬底的第一侧的去除区域对准，且将第二载具本体的接触区域中的一者或多者与衬底的第二侧的去除区域对准。在一些实施例中，与衬底的第一侧的去除区域对准的接触区域可包括至少一个与衬底的第一侧上的衬底的边缘去除区域对准的接触区域。此外，与衬底的第二侧的去除区域对准的接触区域可包括至少一个与衬底的第二侧上的衬底的边缘去除区域对准的接触区域。

在一个实施例中，第一载具本体上的所述一个或多个开口可与衬底的第一侧上的工作区域中形成结构的位置对准，且第二载具本体上的所述一个或多个开口可与衬底的第二侧上的工作区域中形成结构的位置对准。在此种实施例中，第一载具本体的所述一个或多个接触区域可包括与衬底的第一侧的去除区域对准的接触区域，且第二载具本体的所述一个或多个接触区域包括与衬底的第二侧的去除区域对准的接触区域。

图6示出根据本公开实施例的利用载具近接式掩模(例如图1A-1D、2A-2C及3中所示的载具近接式掩模)的示例性工艺流程600。在方块602处，在载具近接式掩模中提供衬底。衬底可在载具的第一载具本体与载具的第二载具本体之间具有衬底的第一侧的工作区域及衬底的第二侧的工作区域。衬底可悬置在第一载具本体与第二载具本体之间。

第一载具本体可具有被形成为近接式掩模的一个或多个开口，且所述一个或多个开口可有助于在衬底的第一侧上形成结构。第一载具本体可还具有一个或多个接触区域，且所述接触区域可与衬底的第一侧上的一个或多个接触区域对准。第二载具本体可还具有一个或多个接触区域，且所述接触区域可与衬底的第二侧上的一个或多个接触区域对准。在许多实施例中，第一载具本体的所述一个或多个接触区域与第二载具本体的所述一个或多个接触区域可接触衬底的相对的侧。

在方块604处，所述流程图可使用处理工具经由所述一个或多个开口对衬底的第一侧上的工作区域进行处理，以在衬底的第一侧上形成结构。第一载具本体的区域可掩蔽衬底的第一侧上的工作区域的一些部分。在一些实施例中，所述处理可涉及使倾斜离子被导向以跨越第一载具本体的所述一个或多个开口的至少一个边缘的倾斜斜面。

在方块606处，所述流程图可使用处理工具或另一工具翻转载具近接式掩模，以通过第二载具本体的所述一个或多个开口处理衬底的第二侧。

在方块608处，所述流程图可经由第二载具本体中的一个或多个开口对衬底的第二侧上的工作区域进行处理。所述处理可包括使倾斜离子被导向以跨越第一载具本体的所述一个或多个开口的至少一个边缘的倾斜斜面。在其他实施例中，所述处理可包括经由第二载具本体中的开口对工作区域进行掺杂。在又一些实施例中，所述处理可包括通过物理气相沉积、化学气相沉积或离子射束溅镀而经由第二载具本体中的开口进行沉积。在再一些其他实施例中，所述处理可包括光刻。举例来说，可经由第二载具本体中的开口施加光致抗蚀剂(photoresist)，紫外光可使光致抗蚀剂发生变更以提供刻蚀掩模，且可基于光致抗蚀剂的图案选择性地移除被暴露出的衬底或膜的一些部分。

图7示出根据本公开实施例的工艺流程700的实施例。在方块702处，提供衬底。衬底可包括用于处理的任何类型的衬底。在许多实施例中，衬底呈具有特定直径(例如50mm、100mm、200mm或300mm)的晶片形式。衬底还可包括一层或多层膜、硬掩模和/或软掩模。

在方块704处，提供载具。载具可包括与第二载具本体耦合的第一载具本体，且衬底可耦合在第一载具本体与第二载具本体之间。第一载具本体可具有一个或多个开口，以暴露出衬底的第一侧上的衬底的工作区域。此外，所述一个或多个开口具有边缘。在一些实施例中，边缘中的一者或多者可为正方形的。在又一些实施例中，边缘中的所述一者或多者可被倒角以减小可变刻蚀深度轮廓的长度。

在方块704处，工艺流程700可将第一开口中的边缘中的第一边缘与来自处理工具的射束进行卷积，以生成卷积射束。卷积射束可包括衍射轮廓，所述衍射轮廓是基于射束的频率、射束轮廓或射束的形状、边缘的形状及边缘的面的高度。在许多实施例中，卷积射束是由处理工具产生的射束的反射分量的衍射轮廓。衍射轮廓可对被第一开口暴露出的衬底的工作区域进行刻蚀，以靠近第一边缘在衬底中生成可变刻蚀深度轮廓。

可变刻蚀深度轮廓可沿衬底的平面包括多个倾斜结构，且所述多个倾斜结构可界定沿可变刻蚀深度轮廓的长度变化的深度轮廓。所述长度可平行于衬底的平面，且跨越衬底的表面上的第一开口的宽度突出。

图8示出根据本公开实施例的利用载具近接式掩模(例如图1A-1D、2A-2C及3中所示的载具近接式掩模)的示例性工艺流程800。在方块802处，在载具近接式掩模中提供衬底。衬底可在衬底的第一侧上包括工作区域且在衬底的第二侧上包括一个或多个工作区域。衬底可悬置在载具近接式掩模的第一载具本体与载具近接式掩模的第二载具本体之间。第一载具本体可具有开口，每一开口暴露出衬底的第一侧上的工作区域中的一者。此外，开口中的每一者可具有第一边缘以与射束进行卷积，从而界定可变刻蚀深度轮廓。

在方块804处，工艺流程800可由处理工具使射束跨越开口进行扫描。在方块806处，工艺流程800可使用处理工具而经由所述一个或多个开口对衬底的第一侧上的工作区域进行处理，以使边缘与射束进行卷积。使边缘与射束进行卷积可生成具有衍射轮廓的卷积射束。每一卷积射束可对衬底的工作区域中的一者进行刻蚀，以靠近衬底的第一侧上的边缘中的对应一个边缘而在衬底中生成可变刻蚀深度轮廓。

在第一轮处理期间，第一载具本体可掩蔽每隔一行装置，其中每隔一行装置具有不同的衍射光学元件。在其他实施例中，在第一轮处理期间，第一载具本体可掩蔽每隔x行装置。在此种实施例中，一个或多个后续载具掩模的组合可暴露出其余的行以进行处理。

在一些实施例中，随着射束从第一载具本体的被掩蔽区域过渡到第一载具本体的开口中的一者的边缘，处理工具可增大射束的电流密度，以调整与和掩模的边缘进行卷积的射束的衍射相关联的刻蚀深度，所述卷积射束的衍射轮廓是基于射束的频率、射束的形状及边缘的形状。在若干实施例中，处理工具可通过增大射束的工作循环、减小射束的扫描速率或者增大射束的工作循环与减小射束的扫描速率的组合来增大电流密度。

在一些实施例中，随着射束从第一载具本体的边缘过渡到第一载具本体的开口中，处理工具可减小射束的电流密度。在又一些实施例中，边缘中与射束进行卷积的至少一个边缘的形状包括正方形边缘。正方形边缘可与射束进行卷积，以形成可变刻蚀深度轮廓，可变刻蚀深度轮廓具有沿衬底的平面且与边缘的面的高度成比例的长度。所述面可位于与衬底的平面垂直的平面上，且可变刻蚀深度轮廓具有倾斜刻蚀轮廓。倾斜刻蚀轮廓可相对于衬底的平面具有入射角，且入射角可小于九十度且大于零度。

在许多实施例中，处理工具可生成沿衬底的平面具有多个倾斜结构的可变刻蚀深度轮廓。所述多个倾斜结构可跨越第一开口的宽度界定深度轮廓，所述深度轮廓沿深度轮廓的长度而变化。深度轮廓的长度也可平行于衬底的平面。

本公开的实施例提供了优于已知工艺的各种优点。用于处理衬底所实施的每一工艺步骤或工艺工具可有利地受益于使用一个或多个载具近接式掩模。载具近接式掩模提供硬掩模及开口，以有利地减少处理衬底所涉及的处理步骤的数目。举例来说，通过在物理气相沉积(PVD)和/或化学气相沉积(CVD)期间提供硬掩模，包括不具有开口的第二载具本体(例如所述第二载具本体)可有利地保护衬底的第二侧上的结构以及通过衬底的第一侧形成的结构。因此，由于在PVD或CVD之前，不必将掩模沉积或施加到衬底的第二侧，因此第二载具本体104会有利地减少处理步骤的数目。处理步骤数目的减少有利地节省了时间及成本。此外，即使步骤的数目没有减少，通过具有载具近接式掩模的工具处理的区域的大小的减小也有利地降低了成本。载具近接式掩模的另一优点是处置柔性玻璃衬底晶片，而不必将金属添加或结合到玻璃以在结构上加强玻璃以进行处理。载具近接式掩模的另一优点是能够通过选择开口的边缘的形状且以所选择的工作循环及扫描速度将开口的边缘与给定形状的离子射束进行卷积来对衍射光学元件的形成进行精细的微调。

本公开的范围不受本文中所述的具体实施例限制。实际上，通过以上说明及附图，对所属领域中的普通技术人员来说，除本文中所述实施例及修改之外，本公开的其他各种实施例及对本公开的各种修改也将显而易见。因此，这些其他实施例及修改均旨在落于本公开的范围内。此外，尽管在本文中已针对特定目的而在特定环境中在特定实施方案的上下文中阐述了本公开，然而所属领域中的普通技术人员将认识到，本公开的效用并不仅限于此且可针对任何数目的目的在任何数目的环境中有益地实施本公开。因此，应考虑到本文中所述本公开的全部范围及精神来理解以上所述的权利要求。

Claims (20)

1.一种载具近接式掩模，包括：

第一载具本体，所述第一载具本体具有一个或多个开口，所述一个或多个开口被形成为用于在衬底的第一侧上形成结构的近接式掩模，所述第一载具本体具有一个或多个接触区域，所述接触区域与所述衬底的所述第一侧上的一个或多个接触区域对准；

第二载具本体，具有一个或多个接触区域，所述第二载具本体的所述接触区域与所述衬底的第二侧上的一个或多个接触区域对准；以及

一组一个或多个夹具，用于将所述第一载具本体与所述第二载具本体夹在一起；

其中所述第一载具本体的所述一个或多个接触区域与所述第二载具本体的所述一个或多个接触区域接触所述衬底的相对的侧，以将所述衬底的所述第一侧的工作区域及所述衬底的所述第二侧的工作区域悬置在所述第一载具本体与所述第二载具本体之间。

2.根据权利要求1所述的载具近接式掩模，其中所述第一载具本体的所述一个或多个接触区域包括与所述衬底的所述第一侧的去除区域对准的接触区域，且所述第二载具本体的所述一个或多个接触区域包括与所述衬底的所述第二侧的去除区域对准的接触区域。

3.根据权利要求2所述的载具近接式掩模，其中与所述衬底的所述第一侧的所述去除区域对准的所述接触区域包括至少一个接触区域，所述至少一个接触区域与所述衬底的位于所述衬底的所述第一侧上的边缘去除区域对准，且与所述衬底的所述第二侧的所述去除区域对准的所述接触区域包括至少一个接触区域，所述至少一个接触区域与所述衬底的位于所述衬底的所述第二侧上的边缘去除区域对准。

4.根据权利要求1所述的载具近接式掩模，所述第一载具本体及所述第二载具本体为所述衬底提供结构支撑，以在处理期间减少所述衬底的变形。

5.根据权利要求1所述的载具近接式掩模，所述第一载具本体及所述第二载具本体包含导电材料或半导电材料，且所述一组一个或多个夹具包括静电夹具，以将所述第一载具本体与所述第二载具本体静电夹在一起。

6.根据权利要求1所述的载具近接式掩模，所述第一载具本体中的所述一个或多个开口包括至少一个边缘，所述至少一个边缘相对于所述衬底的水平平面具有倾角θ。

7.根据权利要求6所述的载具近接式掩模，所述第二载具本体包括一个或多个开口，所述一个或多个开口被形成为用于在所述衬底的所述第二侧上形成结构的近接式掩模。

8.根据权利要求7所述的载具近接式掩模，所述第一载具本体上的所述一个或多个开口与所述衬底的所述第一侧上的所述工作区域中形成所述结构的位置对准，且所述第二载具本体上的所述一个或多个开口与所述衬底的所述第二侧上的所述工作区域中形成所述结构的位置对准，其中所述第一载具本体的所述一个或多个接触区域包括与所述衬底的所述第一侧的去除区域对准的接触区域，且所述第二载具本体的所述一个或多个接触区域包括与所述衬底的所述第二侧的去除区域对准的接触区域。

9.一种对载具近接式掩模进行组装的方法，包括

提供衬底；

提供第一载具本体，所述第一载具本体具有一个或多个开口，所述一个或多个开口被形成为用于在所述衬底的第一侧上形成结构的近接式掩模，所述第一载具本体具有一个或多个接触区域，所述接触区域与所述衬底的所述第一侧上的一个或多个接触区域对准；

提供第二载具本体，所述第二载具本体具有一个或多个接触区域，所述第二载具本体的所述接触区域与所述衬底的第二侧上的一个或多个接触区域对准；以及

使一组一个或多个夹具将所述第一载具本体与所述第二载具本体夹在一起，所述第一载具本体的所述一个或多个接触区域与所述第二载具本体的所述一个或多个接触区域接触所述衬底的相对的侧，以将所述衬底的所述第一侧的工作区域及所述衬底的所述第二侧的工作区域悬置在所述第一载具本体与所述第二载具本体之间。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：将所述第一载具本体的所述接触区域中的一者或多者与所述衬底的所述第一侧的去除区域对准，且将所述第二载具本体的所述接触区域中的一者或多者与所述衬底的所述第二侧的去除区域对准。

11.根据权利要求10所述的方法，其中将所述第一载具本体的所述接触区域中的所述一者或多者对准包括将所述第一载具本体的所述接触区域中的所述一者或多者中的至少一者与所述衬底的位于所述衬底的所述第一侧上的边缘去除区域对准，且将所述第二载具本体的所述接触区域中的所述一者或多者对准包括将所述第二载具本体的所述接触区域中的所述一者或多者中的至少一者与所述衬底的位于所述衬底的所述第二侧上的边缘去除区域对准。

12.根据权利要求9所述的方法，所述第一载具本体及所述第二载具本体为所述衬底提供结构支撑，以在处理期间减少所述衬底的变形。

13.根据权利要求9所述的方法，其中夹在一起涉及将所述第一载具本体与所述第二载具本体静电夹在一起，其中所述一组一个或多个夹具包括静电夹具，所述第一载具本体及所述第二载具本体包含导电材料或半导电材料。

14.根据权利要求9所述的方法，所述第一载具本体中的所述一个或多个开口包括至少一个边缘，所述至少一个边缘相对于所述衬底的水平平面具有倾角θ。

15.根据权利要求14所述的方法，所述第二载具本体包括一个或多个开口，所述第二载具本体的所述一个或多个开口被形成为用于在所述衬底的所述第二侧上形成结构的近接式掩模。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：将所述第一载具本体的所述接触区域中的一者或多者与所述衬底的所述第一侧的去除区域对准，且将所述第二载具本体的所述接触区域中的一者或多者与所述衬底的所述第二侧的去除区域对准，将所述第一载具本体的所述接触区域中的一者或多者与所述衬底的所述第一侧的去除区域对准，且将所述第二载具本体的所述接触区域中的一者或多者与所述衬底的所述第二侧的去除区域对准。

17.一种形成结构的方法，包括

在载具中提供衬底，所述衬底在所述载具的第一载具本体与所述载具的第二载具本体之间具有所述衬底的第一侧的工作区域及所述衬底的第二侧的工作区域，所述衬底悬置在所述第一载具本体与所述第二载具本体之间，所述第一载具本体具有一个或多个开口，所述一个或多个开口被形成为用于在所述衬底的所述第一侧上形成结构的近接式掩模，所述第一载具本体具有一个或多个接触区域，所述第一载具本体的所述接触区域与所述衬底的所述第一侧上的一个或多个接触区域对准，所述第二载具本体具有一个或多个接触区域，所述第二载具本体的所述接触区域与所述衬底的所述第二侧上的一个或多个接触区域对准，所述第一载具本体的所述一个或多个接触区域与所述第二载具本体的所述一个或多个接触区域接触所述衬底的相对的侧；以及

使用处理工具经由所述一个或多个开口处理所述衬底的所述第一侧上的所述工作区域，以在所述衬底的所述第一侧上形成所述结构，其中所述第一载具本体的区域掩蔽所述衬底的所述第一侧上的所述工作区域的一些部分。

18.根据权利要求17所述的方法，其中处理包括使倾斜离子被导向以跨越所述第一载具本体的所述一个或多个开口的至少一个边缘的倾斜斜面。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二载具本体的区域在所述处理的期间掩蔽所述衬底的所述第一侧上的所述工作区域的一些部分。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第二载具本体包括一个或多个开口，所述第二载具本体的所述一个或多个开口被形成为用于在所述衬底的所述第二侧上形成结构的近接式掩模，且所述方法还包括翻转载具近接式掩模，以通过所述第二载具本体的所述一个或多个开口处理所述衬底的所述第二侧。

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