CN1231623A - 利用以倾斜角度施加的辐射去除材料 - Google Patents

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Abstract

一种用于从衬底(12)的表面上去除不需要材料的装置(10)和方法,在将以倾斜角(8)射到衬底(12)上的高能光子照射(11)不需要材料时,使对衬底惰性的气体流(18)流过有不需要材料的衬底表面。本发明使得能在不改变位于被去除的不需要材料的下面或附近的材料的物理特性的条件下去除不需要材料。在某些应用中,当垂直入射会损伤衬底或去除效果差时,非垂直入射能获得更有效的去除。

Description

利用以倾斜角度施加的辐射去除材料
在此涉及下述普通许可的申请和专利，其公开内容在此引用作为参考：美国专利申请第08/609,449号，1996年3月1日提交；美国专利申请第08/472,762号，1995年6月6日提交；美国专利中请第08/306,431号，1994年9月19日提交(在此称为“431中请”)；美国专利申请第08/335,258号，1994年11月9日提交(在此称为“258申请”)；美国专利申请第07/865,039号，1992年3月31日提交，现在是美国专利第5,531,857号；美国专利中请第07/611,198号，1990年11月9日提交，现在是美国专利第5,099,557号；美国专利申请第07/216,903号，1988年7月8日提交，现在是美国专利第5,024,968号；(所有这些申请和专利在此称为“Engelsberg的启发发明”)
本发明涉及从表面上去除材料。更具体地讲，发明涉及利用以斜交于衬底的入射角照射的辐射，在不改变留在衬底上的、在待去除材料下面或附近的材料的物理性质的条件下，从衬底表面去除材料。这种技术可应用于以下场合：使用垂直衬底表面施加的辐射将使材料去除得不充分，或者损伤在待去除材料下面或附近的衬底表面，或者兼而有之。
从衬底表面有效地去除不需要的材料是许多重要的材料处理和产品制备工艺中的一个关键问题。如258申请所描述的，不需要的材料(还可称之为污染物)包括颗粒、不需要的化学元素或化合物和材料薄膜或材料层。颗粒可以是尺度由亚微米到肉眼可见微粒的物质碎片。不需要的化学品包括在进行去除工艺时不需要的任何物质、元素或化合物。例如，在工艺的一个阶段，氢氧族化合物(-OH)是衬底表面上需要的反应催化剂，而在另一个阶段可能是不需要的污染物。材料薄膜或材料层可以是有机物，例如指纹带来的人体油脂、涂料和环氧树脂，或者是无机物，例如衬底材料的氧化物或与衬底接触的其它无机材料。
需要去除这种不需要的材料以便使衬底更适用于预定用途。例如，在某些精确的科学测量仪器中，如果仪器中的光学透镜或反射镜上覆盖一层极薄的表面污染物，那么测量精度将受到影响。类似地，在半导体中，少数分子污染物引起的表面缺陷通常会使光掩膜或晶片报废。即使少量降低石英光掩膜中的分子表面缺陷数也能大大地提高半导体晶片的成品率。类似地，在将电路层淀积在晶片上或者淀积在淀积层之间以前将硅晶片表面上的分子表面污染物去除，例如碳或氧，将显著地提高制造出的计算机芯片的质量。
选择去除衬底材料层可以在衬底表面形成十分微小的结构(所谓的“纳米结构”)。还可以选择性地去除材料(无论是衬底材料，氧化层还是其它材料层)，使衬底表面各处的去除量不同，以便改变衬底表面的形貌(例如平滑粗糙表面)。
材料处理设备通常需要进行去除不需要材料的处理以防止设备处理的产品受到污染。例如，生产设备将产生大量的、最终在生产过程中会污染硅晶片的不需要材料，这些生产设备包括放置晶片的处理腔，用于支托晶片通过石英加热管的石英晶片托舟(和加热管本身)，和将处理气体导入腔室的管道。相应地，周期性地清洗这些设备可以在生产过程中显著降低晶片的污染程度。
通常，任何用于从衬底上去除材料的工艺不应当影响剩余(需要)材料的物理性质。通常，不应当受到影响的物理性质包括晶格结构、电导率、密度、介电常数、电荷密度、霍耳系数和电子/空穴的扩散系数。特别是半导体应用(例如金属氧化物半导体(“MOS”)；场效应晶体管(“FET”)；双极型二极管(“BJT”))，物理性质包括MOS中的电容/面积；结电容；FET中由漏极到源极的沟道电流；BJT中的集电极-基极电压，发射极-基极电压；FET中的漏极-源极电压，栅极-源极电压；MOS阈值电压；MOS表面态电荷/面积；存储延时。此外，还不希望改变剩余材料的形貌(例如表面粗糙度)。
如258和431申请详细描述的，已经提出许多去除不需要材料的技术(也是正在使用的技术)。这些技术包括温法化学清洗(RCA工艺)，稀释的HF，超高声，和超声，超临界液体清洗，UV和臭氧清洗，刷清洗，气态HF，激光辅助液体清洗(包括Allen工艺和Tam工艺)，表面溶化，退火，冲蚀，等离子体清洗和干冰(CO2)清洗。
所有这些技术都有一些缺点，包括：不能去除非常小的颗粒；令人不希望地改变下面衬底的物理性质；消耗大量昂贵材料，例如超纯水和超纯气体；产生有毒副产品(例如HF酸)。Engelsberg的启发发明利用空间和时间浓度(能量和功率流)足以去除不需要材料、但不足以改变下面衬底的物理性质的高能光子辐照不需要的材料而将不需要材料从衬底的处理表面去除，它解决了问题并避免了这些现有技术的缺点。然而，在特定的环境下，Engelsberg的启发发明不能有效地去除不需要的材料，或者损伤留在衬底上的、在待去除材料下面或附近的材料。
本发明利用空间和时间密度(能量和功率流)足以去除不需要材料、但不足以改变下面衬底的物理性质的高能光子以不垂直于衬底表面的角度辐照不需要的材料，将不需要的材料从衬底的处理表面去除，它解决了前述的问题，并避免了现有技术和Engelsberg的启发发明的缺点。优选地，气体连续流过表面，将去除的材料带走以避免材料再次淀积在被处理衬底上的某处。气体最好相对于衬底和待去除材料是惰性的。此外，为了尽可能避免气流携带的污染物淀积在处理表面上，气流优选地处于层流气流状态(laminar flow regime)。
(高能光子的)辐射源可以是在本领域众知的、能提供具有所需能级的光子的任何装置，包括脉冲或连续波激光器和高能灯。在一些应用中，例如那些感兴趣的化学键需要近同步地使用多光子的应用，高输出功率的辐射源是优选的，例如脉冲紫外激光器。
本发明可以从带有图形的硅晶片上去除化学机械抛光(“CMP”)液剩余物。在垂直入射时，从晶片上去除液体剩余物的同时也破坏了铝电路图形。令人吃惊的是，利用倾斜入射角和降低的能量和功率流，可以去除液体，而不会产生损伤。
本发明还可以从裸硅表面去除氮化硅颗粒。这里，垂直入射的去除效果很差，而当辐射以倾斜角度照射衬底时可以有效地、无损伤地去除。
本发明还可以从乙烯树脂上去除聚氨酯泡沫。利用相同的能级，垂直入射时材料受到损伤，去除效果很差，而倾斜入射时可以无损伤地去除泡沫。
此外，本发明可以从石英光掩膜上的氧化铬上去除光刻胶颗粒。倾斜入射可以无损伤地去除颗粒。与此相反，垂直入射时，颗粒的去除效果很差，而且氧化铬与石英光掩膜剥离。
图1是根据Engelsberg的启发发明原理从衬底上去除不需要材料的方法和设备的简图。
图2是根据本发明原理从衬底上去除不需要材料的方法和设备的简图。
图3是由图1-2设备中的一台在衬底上产生的入射辐射区图案的简图。
图4A和4B是在一个实例中示例气体喷嘴位置的简图。
图5A和5B是示例辐射光束的焦平面配置的简图。
现在将详细描述本发明的优选实施方案，方案的实例示例在附图中。所有附图中的相同参考字符表示相同的元件。
1．基本处理方法和设备
图1简略地示出在不改变衬底物理性质的条件下从衬底的处理表面去除不需要材料的方法和设备。如图1所示，处理衬底12以便将不需要材料除去的设备10包括辐射系统400、气体系统500和相对移动系统600。辐射系统400包括辐射11(由高能光子组成)的源410,例如激光器，和将辐射11导入衬底12的处理表面的适用传送光学部件450。气体系统500包括气体18的源510和使气体18流过施加了辐射11的衬底12的至少部分表面的辅助传送系统550。气体18优选地相对于衬底12是惰性的，并流过衬底12以便在非反应气体环境中清洗衬底12。优选地，气体18是化学惰性气体，例如氦、氖或氩，并在层流气流状态下传送。相对移动系统600使待处理衬底12的处理表面部分相对于源11和任选的气体18移动。
设备10的这些部件的每一个组成元件(辐射源410，传送光学部件450，气体源510，气体传送系统550和相对移动系统600)可以与258申请描述的一致，并可以由技工进行选择以便根据本发明原理配置设备。例如，传送光学部件450包括反射镜、透镜、光纤、准直镜，光阑，合束器和其它元件。气体传送系统550包括导管、腔室、线路、阀门、过滤器、流量计和其它元件。相对移动系统600可以是任何能够相对于辐射11和气体18移动和转动衬底12的适用系统，它包括平面传送衬底的传送载物台、旋转衬底的旋转夹具，或传送光学部件中使辐射束11扫描衬底的可移动元件。下面将更加详细地描述设备10的示例性实施方案。
根据本发明的方法，高能光子以足以从衬底的处理表面去除不需要材料、但不足以改变需要留在衬底表面上的材料的物理性质的空间和时间密度(能量和功率流)照射到衬底的处理表面。
为去除不需要的材料，必须打断与处理表面下面和附近的材料相连的化学键(可以是相同材料、衬底材料或第三方材料)。引入的能量只有在至少等于化学键的形成能量时才能打断这种化学键。相同衬底材料的化学键形成能量(即，形成化学键释放的能量)示于下表1a。所示的化学键能是材料元素本身之间的化学键能(例如，Cr-Cr),和材料元素和氧之间的化学键能(例如，Cr-O)。各种碳化合物的化学键形成能示于下表1b。
                          表1a
    元素     化学键形成能量(ev/bond )
    本身     氧(-O)
    O     5.2
    Cr     16     4.5
    Si     3.4     5.3
    Mo     42     5.8
    Fe     10     4.1
    Ni     21     4.0
    Er     5.4
    Zr     8.1
    Ia     8.3
    W     7.0
                      表1b
    元素 化学键形成能量(eVbond)
    C     6.3
    Cl     4.1
    F     5.7
    H     3.5
    Mo     5.0
    O     112
    Si     4.7
    Zr     5.8
当光子携带的、传递到化学键的能量高于化学键形成能时，化学键断开。可以相信，能量效率低是这种打断化学键过程所固有的，因此，需要的光子能量大约是化学键形成能的两倍。如表1a和1b所示，氧化学键能在4.0到8.3eV量级，而有机(碳)化学键能在3.5到11.2eV量级。因此，需要的光子能量大约是7到22eV。
光子能量决定于其波长，其关系如下： E = hc λ 等式1其中，c是光速(3.00×108m/s),λ是波长(m),h是普朗克常数(4.14×10-15eVsec)。因此，光子源的选择决定于所需的光子能量，由此决定于所需的波长。下表1c列出各种激光器。表中列出激光器的媒质(媒质是指气体(g)、液体(1)、固体(s)或是等离子体(p))，光子波长λ(nm)和光子能量Eph(eV)。对于连续波激光器，还示出平均功率Pave(W)，对于脉冲激光器，示出单脉冲能量Epulse(J)、典型脉冲持续时间tpulse和脉冲峰值功率Ppeak(MW)。
                            表1c
    媒质     λ     Eph    Epulse   toulse      Pave    Ppeak
   (nm)    (eV)     (J)    (ns)      (W)    (MW)
C(6+)(p)     18  68.242    2.00E-03     50  4.00E-02
 ArF准分子激光器(g)    193   6.435    5.00E-01     50  1.00E+01
KrF准分子激光器(g)    248   5.008    5.00E-01     34  1.47E+01
He-Cd(g)    442   2.810  1.00E-02
Ar+(g)    515   2.412  1.00E+01
若丹明6G染料激光器(l)    560   2.218  1.00E-01
   640   1.941  1.00E-01
He-Ne(g)    633   1.962  1.00E-03
Kr+(g)    647   1.920  5.00E-01
红宝石激光器(S)    693   1.792    5.00E+00     50  1.00E+02
Ti(3+):Al2O3(s)    660   1.882  1.00E+01
  1180   1.053
Nd(3+):glass(s)   1060   1.172    5.00E+01     50  1.00E+03
Nd(3+):YAG(s)   1064   1.167  1.00E+01
KF色心激光器(s)   1250   0.994  5.00E-01
  1450   0.857  5.00E-01
He-Ne(g)   3390   0.366  1.00E-03
FEL(LANL)   9000   0.138    1.00E-03     50   2.00E-02
 40000   0.031    1.00E-03     50   2.00E-02
CO2(g)  10600   0.117  1.00E+02
H2O(g) 118700   0.010  1.00E-05
HCN(g) 336800   0.004  1.00E-03
比较上述激光器的光子能量和上述相同衬底材料所需的能量(考虑到效率不高)，显然在大多数情况下单个光子的能量不足以打断感兴趣的化学键。然而，可以相信，如果光子在非常短的时间内或者基本上是“同时”打到化学键上，那么化学键断开能可以由多个光子提供。
由于断开每个化学键都需要一定的能量，因此将确定数量的不需要材料从衬底的处理表面去除所需的总能量(即具有确定能量的光子总数)通常比例于材料中的化学键的数量。应当相信，光子只在处理表面的表层区域与化学键相互作用(即，最上面的一层或两层原子或分子(单层))。为了去除连续层材料(例如氧化层)，因此，考虑单层中材料的单位表面积和厚度是有益的。由此，对于确定的表面积，去除确定厚度的材料(单层的数目)需要有效地施加确定数量的能量(光子数)。当然，并不是所有打到衬底处理表面的光子对断开化学键有贡献——应当认为只有少量光子对断开化学键有贡献。其原因至少有一部分是由于吸收光子能量的有效位置(化学键或粒子对)只占表面积的一小部分。然而，至少对于确定的材料，可以相信在实际所需的光子数目和根据待打断的化学键数目确定的理论光子数目之间存在相对恒定的关系。因此，要考虑的有关参数是施加到衬底处理表面的能量流(单位面积的能量，或单位面积的光子数目)，它对应于去除的不需要材料的厚度。
如上所述，有些情况下感兴趣的化学键需要的能量比选择的辐射源辐射出的单个光子携带的能量更高。这种化学键在此称为“多光子化学键”。如上所述，只有当光子同时打击化学键时，才可以认为两个或多个光子的能量可叠加在一起提供打断多光子化学键所需的能量。这意味着化学键位置上的光子到达速率，也就是功率流(单位时间单位面积的能量)。此外，应当相信多光子化学键的断开具有随机性。对于衬底区域上的确定平均功率流，在任意确定的化学键位置存在平均光子到达率。然而，实际的光子到达率应当是在平均值附近随机分布的。由此，如果存在使光子能量累加进而打断多光子化学键的最小光子到达率(光子间的最大时间间隔)，与这种最小到达率对应的、施加到确定区域的平均功率流将使该区域中近半数的化学键位置暴露于所需的到达率(或更高的速率)。与此相反，即使平均功率流低于产生最小必须光子到达率所需的功率流，也可以预见，光子在某些化学键位置仍能在所需间隔内到达。
总之，为了从衬底处理表面去除确定厚度的不需要材料，必须将最小总能量流(单位面积中具有确定能级的光子总数)施加到不需要的材料上。如果包括多光子化学键，还需要特定的功率流，功率流越高，每个化学键遇上所需光子到达率的机会越大。由此，适用高能光子源的选择需要估计所需的光子能量，对于多光子化学键，需要估计可用功率。根据下面给出的数据将会清楚，为去除CMP剩余物和颗粒，优选光子源是脉冲UV激光器，该激光器具有极高的峰值功率和较高的光子能量。
一个重要考虑限制了可以施加到衬底处理表面的能量和功率流，即需要避免改变留在表面上的材料的物理性质。通常，材料物理性质的改变是由于材料的温度高于阈值温度。由施加辐射能量引起的材料表面温度的变化决定于材料的热传导性质和施加的功率和辐射能量流。需要作一些实验来寻找可用于确定衬底材料的最大功率和能量流。依赖汽化、冲蚀或表面熔化进行的现有激光清洗技术为在衬底材料中产生表面变化所需能量和功率流提供了一些指导。
在Engelsberg的启发发明中，光子优选地垂直于待处理的衬底部分平面照射，以便对于光子源的确定输出使表面的功率和能量流最大。曾经认为，倾斜照射光子的唯一作用是表面上的功率和功率流按照与相对于表面平面的入射角的正弦值对应的因子降低。然而，本发明证明，存在这样的情况，即尽管能量和功率流降低了，倾斜角度可以提高不需要材料的去除效果，这种降低的能量流减少了发生损伤的可能性。2．测试设备
测试设备简略地示例于图2。在该设备中(在图中标记为10A)，辐射源是激光器411，它是脉冲KrF受激准分子激光器，由LambdaPhysik按照型号LEXtra200出售。该激光器的波长是248nm(光子能量是5.01eV)，最大单脉冲输出能量600mJ，固定脉冲持续时间34ns(单脉冲最大功率17.65MW)。最大脉冲重复频率是30Hz，产生的最大平均功率18W。辐射光束的尺度在激光器输出端是23mm乘13mm。
辐射传送系统450包括，按照离开激光器411的辐射光束11所遇到的部件的顺序，光阑板452，转动反射镜453、454和455，和柱面透镜456。光阑板425可以阻断激光器411射出的高斯分布光子的“拖尾”，这样辐射光束11的空间能量分布在垂直于光束的平面内近似于均匀分布。确定适当孔径尺寸的方法是让几次激光轰击足以将光束图像照射到传真感光纸上。利用公制标度卡尺测量光束图像的长度和宽度。转动反射镜453-455是平面反射镜。反射镜455可以在反射镜支座457上升高和降低，并可以转动以调节波束到衬底表面的入射角(AI)Θ。在实例中使用的最小和最大入射角分别是6°和83.9°-在更大的入射角，辐射光束将通过辐射传送系统450反射回来。因此，在实例中讨论的垂直入射是指相对于处理表面的水平面大约为84°的入射角。柱面透镜456是一个焦距为200mm、由Acton，Massachusetts的Acton Research出售的2”×2”透镜。柱面透镜456可以在透镜支座458上升高或降低以便截断光束11，也可以远离或靠近衬底以便调节光束的焦点。可以调节柱面透镜456使辐射光束11的焦平面处于待处理衬底部分平面的上方(在此称为“前焦点”)或下方(在此称为“贯穿焦点”)(前焦点和贯穿焦点的作用将在第4部分详细讨论)。反射镜455和柱面透镜456固定在5-轴100mm的万向架上，并可以利用千分尺载物台调节。衬底表面上的波束宽度也可以利用千分尺载物台调节。任选地，可以增加元件459。它可以是起偏器、分束器或衰减器。所有的光学元件均镀以248nm光的增透膜。为了实现计算机控制，该设备可以是机械的、自动的。
辐射光束11沿着指向安装衬底12的载物台610的方向传送。如图3所示，载物台610可以沿X和Y方向移动(平行于载物台平面，在图3中由箭头X和Y指示)。辐射光束11一般产生宽为W、长为L的矩形入射辐射区611。区域611通过传送载物台610扫过衬底12的表面。
气体传送系统500包括与以下元件串联的液氮杜瓦瓶(4500升)：双态调节器；水/氧吸收器(MG工业氧吸收剂Oxisorb，可以将浓度吸收到0.01ppb)；微孔型304颗粒过滤器(可过滤到0.003μm)；与Cole-Parmer不锈钢流量控制器相连的流量计，部件标号H-32561-42，它是为氮气和惰性气体用途校准的；第二微孔型304颗粒过滤器(可过滤到0.003μm)；最后是在区域611附近终止的喷嘴551。喷嘴551喷出的气体流18流过区域611，喷嘴相对于区域611是固定的，这样载物台610和衬底12可相对于喷嘴移动。该气体传送系统适用于对典型的大气气体不敏感的材料，使设备比需要或期望在处理过程中将衬底与大气隔离的情况下所需的设备更简单(例如258申请中所公开的)。
视频摄像机700可以观察区域611，由此提供处理结果的可视数据。
在示例实施方案中，当辐射光束11施加到衬底12的表面上时，载物台610首先沿X方向纵向移动，在已经暴露在辐射光束11下的衬底12上产生细长的矩形扫描带612。载物台610可以换挡返回起始位置，并再次沿X方向移动，这样辐射光束11在扫描带612上形成另一次“行程”。在一次或多次行程之后，载物台610沿Y方向侧向移动，移动的距离大约等于长度L，然后再次沿X方向移动，形成紧邻前扫描带612的另一个扫描带。这样，待处理衬底12的表面部分顺序地暴露在辐射光束11和并存的气流18之下。
在激光器411的单个脉冲过程中由辐射光束11施加到衬底12的表面上任意一点的能量流(单位面积的能量)等于表面上的脉冲能量除以能量分布面积。这种关系可以表达为： F eps = E ps I · w 等式2
其中Feps是表面上单位面积的脉冲能量(J/cm2),Eps是表面上的脉冲能量(J),L和W是区域611的长度和宽度(mm)。类似地，脉冲功率流(Fpps)可以这样计算： F pps = F eps t p 等式3
其中tp是激光脉冲持续时间。
辐射光束11通过光学装置和光阑板将会发生能量损耗。因此，表面上的激光脉冲能量(Eps)小于发射的激光脉冲能量。LEXtra200激光器包括具有脉冲能量计的微型控制器，它可用于记录实验过程中激光能量的输出。然而，内部能量计并不是十分精确。为了得到更加精确的能量测量值，需要对实验设备进行校准以便得到针对内部能量计读数的校准因子以产生更加精确的读数。相应地，利用处理表面位置上的Molectron J50探头和JD1000功率计测量表面上的激光脉冲能量(Eps)，然后将测量到的能量读数与脉冲能量的内部能量计读数(Epm)比较。这样，得到包含光路损耗和能量计误差在内的校准因子(Rcorrection)。
Eps=Epm·Rcorrection           等式4该校准因子不是恒定的-已经发现它近似地随激光器的输出线性变化。脉冲能量决定于激光器的输入电压(VI)，该电压可以大约在17和22kV之间调节。激光输出能量(如内部能量计示出的)对于确定的电压设定值是变化的，这决定于激光器气体供应值等因素，因此，电压不能直接用于测量脉冲能量，但内部能量计是可以使用的。为了方便，将校准因子表示为电压设定值的函数，然后，应用于内部能量计的能量读数。校准因子的形式为： R correction = 1 m · V 1 + b 等式5其中m和b分别是线性关系式的斜率和截距。因此，处理表面上的单脉冲能量为： E ps = E pm m · V l + b 等式6
在示例实施方案中，扫描带612由一系列独立区域611构成(如图3中示于虚像中的第二区域611’所示)。区域611’偏离区域611的距离(ΔX)是激光脉冲间隔时间(激光脉冲重复频率RI的倒数)和载物台610的移动速度(扫描速度Vs)的乘积。因此，传送到衬底上的确定点的能量是单脉冲能量流(Feps)和该点接收的激光脉冲数(Npl)的乘积。脉冲数Npl等于区域611的宽度W除以载物台在脉冲间隔内移动的距离ΔX。当然，如果W不是ΔX的整数倍，同时每个点必须接收整数个的脉冲，那么每个点接收的脉冲数就不会相同。然而，上面给出的关系式足以精确地确定施加到每个扫描带612上的平均能量。此外，在开始另一条扫描带之前不是侧向转换载物台，而是将载物台保留在同一侧向位置，在同一位置开始另一条扫描带612，由此，在衬底上产生另一次“行程”。因此，传送的总能流(Fet)等于单行程能流(Fepa)乘以行程数(Npa)。
施加到衬底12的表面上的平均能流可以这样计算： F epa = F eps · R l · w V s 等式7单行程能流(Fepa)乘以行程数得到施加到确定点上的总能流：
Fet=Fepa·npa    等式8
在下面示出的实验数据中，下表2b给出了实验参数。
                       表2b
    参数             含义     单位
    Epm 脉冲能量(内部能量计)     mJ
    Eps 脉冲能量(表面)     mJ
    Feps 每脉冲能量流(表面)     J/crm2
    Fpps 每脉冲功率流(表面)     MW/cm2
    Fepa 每行程平均能量流     J/cm2
    Fet 总能量流(包括全部行程)     J/cm2
    L 611区的长度     mm
    Npl 打在一个点上的有效脉冲数     -
    Npa 行程数     -
    Rg 气体供给速率     ml/s
    Rl 激光重复率     s-1
    vs 激光扫描速度     mm/s
    Vl 激光器电压     kV
    W 611区的宽度     mm
    Al 辐照光的入射角      -
3．以各种入射角去除材料的实例
下面的实例描述针对不需要材料的基本处理方法和设备的应用。在每个实例中，对衬底材料的一个或多个样品进行一系列处理“操作”。每次操作包括在处理表面上形成单扫描带612，在扫描带上进行一次或多次行程。除非另外标注，样品均是在表面平面上处理的。
在这些实验中，其目的是以尽可能少的行程(优选的是单行程)和最高载物台速度去除所有不需要的材料，而不损伤处理表面。这对应于商业应用的最大处理率——在最少时间内处理衬底。如上所述，可以相信关键的工艺因素是单脉冲能流(Feps)，直接相关(以34ns的固定脉冲持续时间)的单脉冲功率流(Fpps)和总能流(Fet)。通过调节脉冲能量(Eps)、激光脉冲重复率(RI)、载物台速度(Vs)和入射区宽度(W)可以改变这些工艺因素。另外，辐射到处理表面的入射角(AI)是可变的。
A．化学机械抛光(CMP)液剩余物
在该例中，化学机械抛光(CMP)液剩余物从具有图形的硅晶片上去除。CMP在半导体工业中用于抛光微处理器和存储器部分的表面，是一种极难从硅晶片表面去除的污染物。现在的工业操作是单独使用双面刷清洗器、水、碱和表面活性剂，和它们的各种组合。
本例使用在150mm的晶片载体内用5％的抛光液密封的100mm晶片。晶片上形成M1(金属1)层图形。铝氧化物浆液用于平滑表面。晶片样品包括抛光的和未抛光的(抛光样品在表面上具有较少的液体剩余物)，然而，抛光样品和未抛光样品的去除效率没有差异。当进行本发明工艺时晶片仍然是湿的。起初，尽管去除了液体，但是在利用图4A所示的装置处理之后仍有水痕留在晶片表面上，图4A显示了以辐射区611为中心的气流扩展区18a。可以发现，稍微修正气流18的方向就可以完全去除水痕。如图4B所示，气体喷嘴551稍稍位于辐射区611之前，这样在晶片经受辐射和气流的复合处理之前气流扩展区18a中的气流18就可以去除残留在晶片上的水分。利用这种结构，流量为44l/min的氮气流的作用不仅是减少颗粒的再携入，而且有助于去除作为CMP工艺一部分的湿法化学浴产生的水痕。
利用以83.9°的入射角(AI)入射到表面上的辐射完成操作1-4。操作1和2均使衬底损伤。操作2的去除效果好于操作1，这可能是因为去除是在较高的能量和功率流下进行的。在操作3和4中使用了元件459(见图2)。在操作3中，使用了50％的分束器，发生了损伤，而且没有去除液体剩余物。操作4使用起偏器，其结果与操作3一样差。利用相对于衬底为15°角的辐射执行操作5。尽管避免了损伤，但是去除效果仍很差。
然后将辐射入射角调节到6°，这产生了令人惊讶的好结果。操作6和7以远低于操作1-5中使用的能量和功率流非常好地去除了剩余物，而且没有损伤衬底。因此，利用较低的能量和功率流可以产生较好的清除效果，这与常规的结果相反，因为清除效率通常是随着流量的下降而降低的。下表3a总结了CMP清洗液剩余物清除实验的结果。
                             表3a
操作   Vl     Epm   Eps    Rl vs  l   W   Feps    Fpps   Fepa   Npa   Fer   Al        结果
1  18.3     400  238   30 12  25 1.8   0.53    15.5   2.38     1   2.38  83.9 有损伤，没有去除
2  19.7     500  291   30 10  25 1.8   0.55    19.0   3.50     1   3.50  83.9 有损伤，去除效果好
3   22     600  170   30 5  25 1.8   0.38    11.1   4.07     1   4.57  83.9 有损伤，没有去除(分束器)
4  20.3     500  127   30 5  35 28   0.13    3.82   2.18     1   2.18  83.9 有损伤，没有去除(偏振器)
5   18     400  278   30 5  35 67   0.12    349   4.77     1   4.77  15 无损伤，去除效果差
6  18.8     500  358   30 5  35 14   0.07    215   6.13     1   6.13   6 无损伤，去除效果非常好
7  20.8     640  451   30 8  35 14   0.09    271   4.84     1   4.64   6 无损伤，去除效果非常好
B．氮化硅颗粒
在该例中，水悬浊液中的氮化硅颗粒淀积在裸硅上，并且使之干燥。这是非常粘的、十分致密的污染物(在150mm的晶片上多于10000个颗粒)。本例中使用的气流在操作1中是氩，在操作2-17中是氮。气体流速大约是44l/min。利用型号为3600XP的颗粒测量系统(PMS)硅晶片颗粒计数器测量处理前后衬底上的污染物数量。该颗粒计数器使用两个HeNe激光器：一个工作在p-极化状态，另一个工作在s-极化状态，其入射光束以30°角入射到晶片平面。颗粒计数器的集光光学装置垂直于晶片平面。这样，在处理前后，可以比较衬底上的、在一定尺寸范围内的污染物颗粒的数目。
处理效率可以通过计算“去除百分比”或“PR”来估计，计算公式如下：
PR(％)=(去除的颗粒/处理前的颗粒)×(100)尽管数据是针对一定尺寸范围的颗粒搜集的(所有的数据在下面给出)，计算了三种集合颗粒尺寸范围的PR值：0.1-0.3,0.4-10,0.1-10μm。
在操作1-2中，辐射以83.9°的入射角入射到表面。操作1和2利用非偏振光，在操作3和4中将起偏器作为元件459使用。其余操作利用非偏振光进行，并且以6.5°入射角(操作5-10)和10°(操作11-17)入射角照射表面。对于全部的颗粒尺寸范围(0.1-10μm)，83.9°入射角的平均去除率是66.1％，而入射角为10°和6.5°的颗粒去除率分别是80.8％和72.9％。因此，10°入射角是最有效的。对于0.1-0.3和0.4-10μm的颗粒尺寸范围，观测到同样的相对效率，尽管这种效果对于较大的颗粒尺寸更显著。
氮化硅颗粒去除实验的结果总结在下表3b1中。
下表3b2和3b3给出了详细的颗粒分析，它提供了尺寸范围从0.1到10μm的颗粒的“处理前”和“处理后”颗粒计数。
                               表3b1
操作    Vl   Epm  Eps    Rl  vs    l     W   Feps     Fpps    Fepa  Npa    Fet     Al     PR(.1-.3μm)      PR(.4-10μm)      PR(.1-10μm)
  1  20.6  600   222   30  12    36    1.9    0.33    9.84    1.59   7  11.12     84     91.0     83.8     88.4
  2  20.5  600   223   30   4    36    3.2    0.20    5.85    4.77   6  28.64     84     33.6    -23.7     28.5
  3  20.4  600   30   4    36    3.2  10     84     69.2     16.3     64.6
  4  21.3  600   30   1    36    2.1   3     84     85.3     71.2     82.9
对Al=83.9°的平均     69.8     36.9     66.1
  5  19.2  400   205   30   4    36    2.1    0.28     8.22    4.40   2   8.80    6.5     75.2     68.1     74.5
  6  19.5  400   205   30   4    36    2.1    0.28     8.20    4.40   3  13.17    6.5     79.4     75.3     79.0
  7  20.0  400   204   30   8    36    2.1    0.28     8.17    2.19   2   4.38    6.5     80.2     73.0     79.6
  8  20.5  550   280   30   8    36    4.6    0.17     5.11    3.00   2   6.00    6.5     69.8     4.3     65.8
  9  20.5  550   280   30   8    36    4.6    0.17     5.11    3.00   2   6.00    6.5     71.9     21.9     68.4
  10  19.0  450   231   30   8    36    4.6    0.14     4.23    2.48   7.44    6.5     73.9     15.1     70.0
对Al=6.5°的平均     75.1     42.9     72.9
  11   20.9  550   271   30   8    36    2.6    0.30     8.75    2.90  14.44     10     85.7     94.3     86.4
  12   20.7  550   271   30   8    36    2.6    0.30     8.76    2.90   5.81     10     68.0     49.3     69.4
  13   20.7  550   271   30   4    36    2.8    0.30     8.13    5.8  11.61     10     79.3     91.7     79.6
  14   21.0  550   271   30   8    36    2.8    0.28     8.12    2.90   8.69     10     78.8     86.4     79.8
  15   21.3  550   270   30   8    36    2.8    0.28     8.11    2.89  17.36     10     86.4     89.7     86.7
  16   18.8  450   224   30   4    36    2.8    0.23     6.72    4.80   9.60     10     72.4     85.5     74.1
  17   19.2  450   223   30   1    36    2.8    0.23     6.71    19.2  95.78     10     70.5     90.9     73.8
对Al=10°的平均     77.3     90.0     78.5
                           表3b2
操作 处理前0.1μm 处理后0.1μm 处理前0.2μm 处理后0.2μm 处理前0.3μm 处理后0.3μm 处理前0.4μm 处理后0.4μm 处理前0.5μm 处理后0.5μm 处理前0.6μm 处理后0.6μm 处理前0.7μm 处理后0.7μm
    1  10406     949 4392     147  1583     375     741    99     373     71     83     19     51     6
    2   1257     649  543     370   405     452     302    380     160    202     38     42     30     25
    3   9232    2036 3960     1460  1328     983     706    639     434     347     89     66     55     42
    4   4753     778 1747     133   859     169     537    49     311     45     71     40     45     32
    5   6656    1781 4088     539  1317     677     609    193     356     101     84     30     65     17
    6   7083    1466 3718     474  1272     552     518    131     344     59     82     13     55     19
    7   6399    1194 2520     316   953     442     483    127     298     88     71     13     29     8
    8   5912    1327 2249     783   697     563     329    296     156     188     43     51     27     11
    9   5682    1169 2153     732   675     487     293    252     234     193     41     36     30     7
   10   4888     893 1760     601   568     388     261    231     164     143     40     33     17     9
   11   4492     726 1854     132   558     126     282    22     171     6     33     1     20     0
   12   3131    1244  1254      95   432     203     279    203     149     22     21     6     3     1
   13   2923     641  1080     102   448     180     282    27     150     11     26     11     0
   14   1948     439   705      53   384     152     256    36     136     17     14     4     18     0
   15   3440     477  1327      90   500     147     288    32     123     14     37     28     1
   16   1796     614   941      89   431     172     255    46     148     18     33     4     17     1
   17   1191     482   713      78   480     143     249    27     133     11     23     3     27     0
                          表3b3
操作 处理前1.0μm 处理后1.0μm 处理前1.5μm 处理后1.5μm 处理前2.0μm 处理后2.0μm 处理前3.0μm 处理后3.0μm 处理前4.0μm 处理后4.0μm 处理前5.0μm 处理后5.0μm 处理前7.0μm 处理后7.0μm 处理前10μm 处理后10μm
    1     43     6     8     5     5     4     2     0     1     2     1     0     0     0     1     0
    2     9     12     3     6     4     5     0     1     2     3     0     1     0     0     0     0
    3     29     19     12     9     13     1     0     1     0     2     0     0     0     0     0     0
    4     17     52     8     31     10     13     4     6     0     9     0     4     0     2     0     6
    5     38     16     15     4     12     5     2     2     2     3     0     7     1     1     0     0
    6     43     12     11     10     7     8     2     2     2     2     2     4     1     1     0     3
    7     13     3     3     2     1     2     2     0     0     0     1     0     1     0     0     0
    8     17     3     2     1     2     1     2     0     0     0     0     2     0     0     0     0
    9     15     3     9     3     10     2     2     2     3     1     4     4     3     0     0     0
    10     15     7     4     5     5     4     3     1     7     3     2     3     4     3     0     1
    11     33     0     6     1     1     0     0     0     0     0     0     0     0     0     2     0
    12     0     1     0     2     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0     0
    13     4     0     3     0     3     0     1     0     1     0     0     0     0     0     1     0
    14     11     2     2     1     4     0     0     0     0     0     0     0     1     0     0     0
    15     8     0     2     0     1     0     1     0     0     0     1     0     0     0     4     1
    16     8     0     4     0     2     0     2     0     0     0     2     0     1     0     5     0
    17     11     0     0     0     1     0     0     0     0     0     0     0     0     0     1     0
C．从乙烯树脂上去除聚氨酯泡沫
在本例中，从ABS塑料乙烯树脂室内装饰品上去除聚氨酯泡沫。在近垂直入射角，83.9°，操作6和7中的聚氨酯泡沫似乎熔入乙烯树脂室内装饰品。与此相反，在操作1-5中，以6°的入射角可以干净地去除泡沫。行程数，Npa，决定于粘附在乙烯树脂表面上的泡沫厚度。这些结果是在类似的单行程流量(Fepa)和较低的单脉冲流量(Feps和Fpps)下获得的。本例的结果示例于下表3c。
                               表3c
操作  Vl  Epm Eps  Rl  vs  l   W  Feps  Fpps   Fepa Npa   Fet   Al     结果
1 20.1  500 294 30 4 28 18.4 0.057  1.68    7.9  1   7.9     6 泡沫被去除
2 20  500 294 30 3 28 18.4 0.057  1.68   10.5  3  31.6     6 泡沫被去除
3 20  500 294 30 3 28 18.4 0.057  1.68   10.5  8  84.1     6 泡沫被去除
4 20.5  550 322 30 3 28 18.4 0.063  1.84   11.5  3  34.5     6 最佳去除效果
5 20  500 294 30 3 28 18.4 0.057  1.68   10.5  8  84.1     6 去除效果差(偏振器)
6 20.4  500 238 30 3 28 8.6 0.099  2.91    8.5  5  425   83.9 有损伤，未洗干净
7 20.5  550 261 30 3 28 8.6 0.109  3.19    9.3  1  9.3   83.9 有损伤，未洗干净
D．石英光掩膜上的铬薄膜上的颗粒
在本例中，从由镀以铬薄层的石英形成的光掩膜上去除颗粒。操作1-17以83.9°的入射角执行，而操作18-21使用7°的入射角。操作19-21利用起偏器作为元件459(见图2)。对于近垂直入射操作，能量和功率流的范围分别是0.04-0.07J/cm2和1.2-2.0MW/cm2。在这些操作当中，过半数的操作或者效率不高，或者损伤衬底。与此相反，“倾斜角”操作具有更大的流量范围，却不损伤衬底材料，而且有效。这些结果表明，对于非垂直入射，去除这种颗粒的操作窗显然要大得多。本例的结果示于下表3d。
                          表3d
操作 Vl  Epm Eps Rl  vs  l  W  Feps  Fpps  Fepa  Npa  Fet    Al           结果
1 19  504 55 30 5 27 50 0.04  1.2     12     1 1.2   83.9 去除很少
2 19  510 56 30 3 27 5.0 0.04  1.2     21     1 2.1   83.9 没有去除
3 21  597 63 30 3 27 5.0 0.05  1.4     23     1 2.3   83.9 去除很少
4 21  597 63 30 3 27 4.0 0.05  1.7     23     1 2.3   83.9 去除很好
5 21  590 62 30 3 27 4.0 0.06  1.7     23     1 2.3   83.9 去除颗粒，有些模糊
6 22  656 67 30 3 27 4.0 0.05  1.8     25     1 2.5   83.9 没有明显去除颗粒
7 22  653 67 30 3 27 4.0 0.06  1.8     2.5     1 2.5   83.9 去除很好Cr有些损伤
8 22  657 67 30 3 27 4.0 0.06  1.8     2.5     1 2.5   83.9 去除很好
9 22  657 67 30 5 27 4.0 0.06  1.8     1.5     1 1.5   83.9 去除很好
10 22  657 67 30 3 27 4.0 0.06  1.8     2.5     2 5.0   83.9 去除很好，第二次行程没有变化
11 22  656 67 30 3 27 3.8 0.07  2.0     2.5     1 2.5   83.9 有些损伤
12 20  563 60 30 3 27 3.8 0.06  1.7     2.2     1 2.2   83.9 没有损伤
13 18  408 45 30 3 27 3.8 0.04  1.3     1.7     1 1.7   83.9 没有损伤
14 21  623 65 30 3 27 3.8 0.06  1.9     2.4     1 2.4   83.9 没有损伤
15 22  653 67 30 3 27 3.8 0.07  1.9     2.5     1 2.5   83.9 去除
16 20  560 60 30 3 27 3.8 0.06  1.7     2.2     1 2.2   83.9 去除
17 18  427 48 30 3 27 3.8 0.05  1.4     1.8     1 1.8   83.9 没有去除
18 19  400 20 30 10 29  12 0.01  0.2     0.2     1 0.2     7 去除效果优异
19 20  450 130 30 10 29 7.3 0.06  1.8     1.3     1 1.3     7 去除效果优异(S-极化偏振器)
20 20  450 130 30 10 29 7.3 0.06  1.8     1.3     1 1.3     7 去除效果优异(P-极化偏振器)
21 21  550 160 30 10 29 7.3 0.08  2.2     1.7     1 1.7     7 去除效果优异(S-极化偏振器)
4．使用前焦点和贯穿焦点入射的材料去除实例
如上所述，柱面透镜456的焦平面可以聚焦在待处理衬底表面之前或贯穿该平面。前焦点和贯穿焦点分别示于图5A和5B。
下例给出混合结果。一些实例说明前焦点好，另一些说明使用贯穿焦点的去除效果好而且损伤小。应当认为，焦平面的位置代表另一个可变工艺变量--由本发明人发现--，它影响着本发明的主要目的：去除效率和避免损伤。所有操作均使用氮作为流动气体，其引入速率是44l/min。
A．X-射线板印掩膜
在本例中，颗粒从具有金箔层的石英光掩膜上去除。在利用贯穿焦点和p-模式起偏器459的操作1-8和11-16中发现较好的去除效果。另一方面，在使用前焦点同时不使用起偏器的操作17-21中发生损伤。实例的结果示例于下表4a。
                         表4a
操作  Vl  Epm Eps Rl vs  l   W  Feps  Fpps    Fepa  Npa  Fet  Al     结果
1 21.0 500  150 30 15 36 15.5  0.03  0.77     0.81  1  0.81  5.8 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
2 20.7 500  150 30 15 36 15.5  0.03  0.77     0.81  1  0.81  5.8 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
3 29.5 500  150 30 15 36 15.5  0.03  0.77     0.81  1  0.81  5.8 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
4 20.3 500  150 30 15 36 15.5  0.03  0.77     0.81  1  0.81  5.8 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
5 29.9 500  150 30 15 36  14  0.03  0.85     0.81  1  0.81  5.8 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
6 18.1 350  100 30 15 36  14  0.02  0.60     0.57  1  0.57  5.8 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
7 20.9 500  150  30 15 36  17  0.02  0.70     0.81  1  0.81  5.8 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
8 20.1 500   60 30 15 27  13  0.02  0.52     0.46  1  0.46  6.1 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
9 20.1 500   60 30 15  13  28  0.02  0.49     0.94  1  0.94  6.1 有损伤(P-极化偏振器)
10 19.9 500   60 15 15  13  28  0.02  0.50     0.47  1  0.47  6.1 有损伤(P-极化偏振器)
11 20.0 500   40 30 15  13  28  0.01  0.32     0.60  1  0.60  6.1 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
12 19.9 500   40 30 15  13  28  0.91  0.32     0.60  1  0.60  6.1 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
13 20.1 500   30 30 15  13  28  0.01  0.27     0.51  1  0.51  6.1 去除良好没有损伤(双P极化偏振器)
14 20.3 500   40 30 15  13  28  0.01  0.32     0.60  4  2.41  6.1 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
15 22.0 620   50 30 15  13  28  0.01  0.38     0.73  1  0.73  6.1 去除良好没有损伤(P-极化偏振器和分束器)
16 22.0 620   40 30 15  13  28  0.01  0.32     0.61  1  0.61  6.1 去除良好没有损伤(双P极化偏振器)
17 17.1 300  100 30 15 30  14  0.02  0.68     0.65  1  0.65  5.8 有损伤
18 17.6 350  110 30 15 30  14  0.03  0.80     0.76  1  0.76  5.8 有损伤
19 18.2 400  130 30 15 30  14  0.03  0.91     0.87  1  0.87  5.8 有损伤
20 18.8 450  150 30 15 30  14  0.03  1.02     0.97  1  0.97  5.8 有损伤
21 19.6 500  160 30 15 30  14  0.04  1.13     1.08  1  1.08  5.8 有损伤
B．石英光掩膜
在本例中，颗粒从具有铬薄层的石英光掩膜上去除。在使用前焦点的操作2和3中发现较好的去除效果，而在使用贯穿焦点的操作1中发生损伤。本例的结果示例于下表4b。
                        表4b
操作 Vl Epm Eps  Rl Vs  l Feps  Fpps  Fepa  Noa Fet Al     结果
 1  500  66 30 10 28 9.4  0.025  0.735     0.71     1  0.71  6.1 损伤(S极化偏振器)
 2  500  66 30 10 28 9.4  0.025  0.735     0.71     1  0.71  6.1 去除良好，无损伤(S极化偏振器)
 3  550  71 30 20 28 9.4  0.027  0.794     0.038     1  0.038  6.1 去除良好，无损伤(S极化偏振器)

Claims (20)

1．在不影响保留在处理表面、靠近不需要材料或在不需要材料下面的需要材料的物理性质的条件下，从衬底的处理表面去除不需要材料的方法，包括以下步骤：
选择衬底和需要从衬底的处理表面去除不需要材料，这种不需要的材料不能利用以近乎垂直于处理表面施加的、其预定空间和时间浓度不足以改变期望材料的物理性质的高能光子构成的处理表面辐射去除；
利用以倾斜角度施加的、其预定空间和时间浓度足以使不需要材料与处理表面脱离的高能光子照射处理表面；和
同时在不需要材料上引入相对于衬底惰性的气流。
2．根据权利要求1的方法，其中倾斜角大约小于20°。
3．根据权利要求2的方法，其中倾斜角大约小于10°。
4．根据权利要求1的方法，其中需要的材料是硅。
5．根据权利要求4的方法，其中不需要的材料从铝氧化物和氮化硅组成的材料组中选择。
6．根据权利要求1的方法，其中需要的材料是铬。
7．根据权利要求1的方法，其中需要的材料是ABS聚合物，不需要的材料是聚氨酯。
8．根据权利要求1的方法，其中高能光子的能量大约是5eV/光子。
9．根据权利要求8的方法，其中高能光子由脉冲KrF准分子激光器产生。
10．在不影响保留在衬底上、靠近不需要的材料或在不需要材料下面的需要材料的物理性质的条件下，从衬底的处理表面去除不需要材料的设备，具有衬底座、将辐射导向安装在衬底座上的衬底的辐射传送系统、和与将辐射导向安装在衬底座上的衬底的同时引入相对于衬底惰性的气流的气体传送系统，其特征在于辐射传送系统以小于20°的倾斜角将辐射导向安装在衬底座上的衬底。
11．根据权利要求10所述的设备，其中辐射传送系统包括激光器和位于激光器射出的辐射路径上的转动反射镜，辐射传送系统还包括转动反射镜支架，该支架可调节地支撑转动反射镜使转动反射镜至少可以在垂直方向调节。
12．根据权利要求11所述的设备，其中辐射传送系统还包括柱面透镜，它位于激光器射出的辐射路径中，和柱面透镜支撑组件，该组件包括沿垂直轴和水平轴调节柱面透镜的装置，以便相对于衬底座调节辐射的焦点。
13．根据权利要求12所述的设备，还包括衬底座调节装置，用于在x和y轴表示的平面内调节座支架。
14．根据权利要求10所述的设备，还包括衬底座调节装置，用于在x和y轴表示的平面内调节座支架。
15．根据权利要求14所述的设备，其中衬底座调节装置首先沿x和y轴之一移动衬底座支架，然后沿x和y轴的另一轴移动。
16．根据权利要求15所述的设备，其中x轴相对于施加到衬底上的辐射方向横向延伸，气体传送系统包括中心轴位于施加到衬底上的辐射之前的喷嘴，用以在辐射前为衬底提供干燥处理。
17．根据权利要求10所述的设备，其中气体传送系统将逆向于传送到衬底上的辐射的方向引导气体。
18．根据权利要求10所述的设备，其中辐射传送系统包括调节施加到衬底座上的衬底部分的辐射入射角的装置，和相对于施加的辐射移动衬底座以便在衬底上移动材料扫描带的装置。
19．根据权利要求18所述的设备，其中调节装置包括在5-10度范围内改变入射角的装置。
20．根据权利要求19所述的设备，其中调节装置能够以角度的十分之一作为步长改变入射角。
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