EP3529824A1 - Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten einer oberfläche eines substrates mittels eines teilchenstrahls - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten einer oberfläche eines substrates mittels eines teilchenstrahls

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EP3529824A1
EP3529824A1 EP17793862.8A EP17793862A EP3529824A1 EP 3529824 A1 EP3529824 A1 EP 3529824A1 EP 17793862 A EP17793862 A EP 17793862A EP 3529824 A1 EP3529824 A1 EP 3529824A1
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EP
European Patent Office
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substrate
particle beam
pulsed
processed
region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17793862.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Thoralf Dunger
Marcel Demmler
Carsten Schulze
Thomas Tonert
Michael Zeuner
Matthias Nestler
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Scia Systems GmbH
Original Assignee
Scia Systems GmbH
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/3174—Etching microareas

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for processing a surface of a substrate by means of a particle beam.
  • Component surface applied, for example, if the
  • Surface of a device has bumps and the surface of a target, ie. from a target surface, deviates, for example, has too much or too little material.
  • a surplus of material can, for example, by means of
  • Ion beam etching an ion beam is moved relative to a surface to be treated.
  • the surface to be treated can be divided into several surface segments.
  • the ion beam remains in each case during grating
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a substrate 400 having a surface 406 which is adapted to a given homogeneity or roughness 402 by means of a
  • Ion beam to be processed in each surface segment, one is to be treated
  • the ion beam is repeated several times, i. in several irradiation passes,
  • ion beams with high temporal constancy become the current density distribution used the entire process time to achieve a given precise local substrate removal or substrate deposition. For each scan, this may be a minimum amount of material, also referred to as a base etch 408 (base etch).
  • base etch base etch
  • the pedestal etching 406 is dependent on the beam profile of the ion beam, the energy of the ions, the technically maximum possible travel speed and the line feed.
  • the amount of abradable material per scan is limited to a maximum of 404 due to thermal stress on the substrate. For example, with each scan, ion irradiation can provide a
  • Material layer can be removed with a thickness in a range of 5 nm to 30 nm. To achieve larger ablations is therefore scanned several times over the substrate.
  • the pedestal etch results in unnecessary removal of material over the entire surface of the device being treated, thereby unnecessarily processing time and reducing homogeneity in the target plane 402.
  • an electrically switched ion beam is used whose pulse duration to the respective
  • the total residence time to be used is divided equally between the number of scans S1, S2, S3. With each pulse, however, switching on and off of the ion beam is connected to the surface segment.
  • flank profile Material removal is indicated by the on and off process temporal flank profile on.
  • the flank profile as well as the place where the Heidelbergvorgan takes place may temporally and / or spatially have fluctuations.
  • the flank profile causes a systematic error in ion beam etching.
  • each irradiation period has edge profiles of the switching on and off of the ion beam, so that the systematic error of the individual periods accumulates. This reduces the precision of ion beam machining.
  • a flank profile as well as the place where the Heidelbergvorgan takes place may temporally and / or spatially have fluctuations.
  • the flank profile causes a systematic error in ion beam etching.
  • each irradiation period has edge profiles of the switching on and off of the ion beam, so that the systematic error of the individual periods accumulates. This reduces the precision of ion beam machining.
  • a method of processing a surface of a substrate by means of a particle beam includes
  • Substrate processed with the particle beam that impinges unpulsed on the surface of the substrate In at least a second area of the surface of the substrate, the
  • Edited particle beam that impinges pulsed on the surface of the substrate.
  • the pulsed and unpulsed irradiation of the surface of the substrate may be performed in a scan, i. one
  • the method comprises irradiating the surface of the substrate with the particle beam, wherein when irradiated in a first region of the surface of the substrate, the surface of the
  • Substrate is processed with the particle beam which, pulsed at a first duty cycle, strikes the surface of the substrate.
  • the surface of the substrate is processed with the particle beam pulsed at a second duty cycle, striking the surface of the substrate.
  • the second duty cycle is different from the first duty cycle.
  • the duty cycle can also be referred to as a duty cycle, sample rate or duty cycle.
  • the surface can be divided into several, equal segments or areas, which by means of
  • Particle beam processed ie irradiated, be.
  • the segments are processed with the same or constant energy density of the particle beam per segment.
  • Duty cycle results from the ratio of time with switched on beam in the segment to the total residence time of the beam in the segment.
  • the duty cycle thus relates in various embodiments to the residence time per area segment.
  • the size of a segment results from the beam profile of the particle beam, for example, the half-width of a Gaussian beam and / or the step size, i. the minimal, mechanical change of the position of the particle beam on the surface of the substrate.
  • the non-processing of the surface of the substrate has a duty factor of 0.0.
  • Unpulsed editing has a duty cycle of 1.0.
  • Pulsed processing has a duty cycle greater than 0.0 and less than 1.0.
  • the first duty cycle may have a value in a range of 0.0 to 1.0.
  • the second duty cycle may have a value in a range of 0.0 to 1.0.
  • Duty cycle for example, has a value greater than 0.0 and less than 1.0.
  • the method has an unpulsed irradiation in which the surface of the substrate is processed with the particle beam, the
  • Unpulsed irradiation may also be referred to as continuous wave irradiation.
  • the pulsed irradiation can at
  • Abscheidungsrate between the individual segments are varied, for example, to realize a pulse amplitude modulation or pulse frequency modulation.
  • the dwell time per area segment or per pulse is reduced or increased with respect to an unpulsed processing
  • Deposition rate can be varied and vividly the
  • Amplitude of the pulse can be increased or reduced.
  • pulsed processing may involve machining the surface of the substrate with relatively narrow pulses, i. less
  • the feed rate is the advance of the particle beam within a scan line to control the residence time in the areas of the surface in the scan line.
  • the line feed is the delivery of the particle beam from a scan line to the subsequent scan line.
  • the line feed can have no direct influence on the residence time of the particle beam in each case in a region of the surface.
  • the pulsed irradiation of the surface without or substantially without pulse break and with increased or reduced pulse amplitude, for example based on an unpulsed irradiation of the same area of the surface, ie by means of pulse amplitude modulation.
  • the method further includes
  • determining the number of pulsed processes may include determining pulse widths
  • Duty cycle for the pulsed processing of the surface of the substrate with the particle beam From this, the required number of pulses whose width, (edge) shape and position determined, for example, be optimized, so that a systematic error of the method is reduced.
  • the pulse distribution can, for example, the position of
  • a reference point is, for example, the edge or the center of a region to be processed.
  • Pulse distribution for example, a mirror-symmetric distribution of the pulses with respect to the center of a too
  • the particle beam may strike the surface of the substrate in a pulsed manner such that the pulses are arranged symmetrically with respect to the center of the pulsed processed region. This allows a more homogeneous surface of the pulsed processed area.
  • the method further comprises setting a base level above or below one Surface in at least a portion of the substrate.
  • the substrate is pulsed in the area when the surface of the area is machined
  • the area can otherwise be processed unpulsed or not processed by means of the particle beam.
  • the base plane may be defined above or below a surface in at least a portion of the substrate.
  • the substrate is pulsed in the region when the surface of the region is at a predetermined ratio to the base plane and the region is otherwise unpulsed or unprocessed.
  • the base plane is the plane which is formed by means of a rough machining method, for example, a chemical mechanical polishing, on the average.
  • a pulsed, erosive irradiation can
  • Irradiation can be carried out, for example, in the event that the surface of a segment of the surface is arranged above the base plane or in the vicinity of the base plane.
  • the surface is located, for example, in the vicinity of the base plane when a predetermined target plane is not yet reached by means of an unpulsed irradiation.
  • material is removed from the surface of the substrate in an unpulsed manner. If the surface in this area is in the base plane, the type of irradiation for this area, i. the mode to be changed, for example, be switched to a pulsed material removal.
  • the material removal can in this
  • Target level is arranged. Subsequently, the editing can this area is a non-irradiation, ie the
  • Particle beam can be used for the following scan passes
  • the surface of the substrate is pulsed in various embodiments and processed unpulsed.
  • the pulsed processing and the unpulsed processing can be carried out simultaneously or at different times, for example in different scan passes. If the surface is located slightly above the base plane, a pulsed
  • Edit for example, have a superposition of pulsed and unpulsed processing. This can be done in
  • Scanning operations are reduced and / or the precision of the processing can be increased, for example, the roughness or
  • Ripple of the surface of the substrate can be reduced after processing.
  • the method further comprises determining the first duty cycle and the second
  • the pulsed irradiation takes place in an area of the surface after the unpulsed
  • the unpulsed irradiation of a portion of the surface occurs after the pulsed irradiation of the same portion of the surface.
  • the unpulsed irradiation of the entire surface of the substrate after the pulsed and unpulsed irradiation takes place in a region of the surface.
  • the particle beam is a beam of neutral particles, an ion beam, a beam of particle bundles, a beam of neutral particle conglomerates (neutral particle clusters, so-called gas clusters), a beam of ionized particle conglomerates (so-called
  • neutral particles are understood as outward, uncharged particles, for example, atoms, molecules or conglomerates of one of the two. However, neutral particles can be
  • Surface with the particle beam material can be removed from the surface or part of the surface of the substrate. For example, editing is on
  • Imaging with the particle beam material deposited on the surface or part of the surface of the substrate is a magnetron sputtering. Magnetron sputtering occurs in the radiation source
  • coiled web for example a helix
  • Sputtering material of the radiation source circuits This lengthens the path length of the electrons in the excitation gas and increases the number of collisions per charge carrier. The result is an intense low-pressure plasma, a so-called gastric plasma.
  • Magnetronplasmas are accelerated by an electrical potential on the surface of the sputtering material and dissolve neutral particles from this surface via impact processes of the sputtering material. These triggered neutral particles in turn form a particle flow in
  • the beam may also be referred to as a neutral particle beam.
  • the beam may also be referred to as a neutral particle beam.
  • the beam may also be referred to as a neutral particle beam.
  • Magnetron sputter a high-energy impulse magnetron sputtering HiPIMS.
  • a pulser i. a circuit breaker, used for power control.
  • a pulsed discharges with powers greater than 1 MW magnetron sputtering a higher degree of ionization of the particle beam can be achieved, which can for example lead to a change in the properties of a grown layer, such as a higher adhesive strength of the grown layer.
  • the first area may be different than the second area.
  • the second area may be different in time and / or space.
  • the second area is arranged next to the first area.
  • the second area may be at a different time, i. another irradiation, be pulsed processed as the first area.
  • the method further includes
  • surface texture may be before
  • Irradiation can be detected. Based on the
  • Surface texture can be a base plane, a
  • Target level the size of the segments of the surface and the duty cycle of the irradiation in the individual
  • Radiation passes are determined per segment.
  • the heat input into the substrate can be reduced since Part of the amount of heat between the scans is dissipated by heat dissipation and heat radiation. This allows the thermal stress in the first area
  • the method further comprises determining a target plane above or below the surface of the substrate.
  • the substrate is in at least one
  • the method further comprises further irradiating the surface of the substrate. Upon further irradiation is in a range of
  • the particle beam is blocked, so that the surface in this area is not processed by the particle beam.
  • the blocking of the particle beam can take place, for example, by means of a shutter and / or switching off the particle beam.
  • the method has at least one other, further irradiation.
  • Irradiation is processed on the other, further irradiation with the particle beam which impinges pulsed on the surface of the substrate.
  • a previously unpulsed area can be pulsed at another time, for example in a later scan.
  • an apparatus for processing a surface of a substrate by means of a particle beam has a particle beam source which is adapted to Surface of the substrate to be processed with a particle beam.
  • the device also has a
  • Source control for controlling the particle beam on.
  • the source control is for irradiating the surface of the
  • Substrate is arranged with the particle beam, wherein in a first region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is processed with the particle beam which impinges unpulsed on the surface of the substrate; and wherein, in a second region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is processed with the particle beam pulsed on the surface of the substrate.
  • an apparatus for processing a surface of a substrate by means of a particle beam has a particle beam source which is set up to process the surface of the substrate with a particle beam.
  • the device also has a particle beam source which is set up to process the surface of the substrate with a particle beam.
  • the device also has a particle beam source which is set up to process the surface of the substrate with a particle beam.
  • Source control for controlling the particle beam on.
  • the source control is for irradiating the surface of the
  • Substrate is processed with the particle beam, wherein in a first region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is processed with the particle beam, which, pulsed with a first duty cycle, striking the surface of the substrate; and wherein in a second region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is processed with the particle beam, with a second
  • Pulsed pulsed strikes the surface of the substrate, wherein the second duty cycle is different from the first duty cycle.
  • the device has a
  • Process chamber on. At least a part of the radiation source and the substrate are arranged in the process chamber, for example during the irradiation. Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
  • Figure 1 shows a device according to various aspects
  • Figure 2 is a block diagram for source control of a
  • Figure 3 is a diagram of the method according to various aspects
  • FIG. 1 schematically illustrates a device 100.
  • a device 100 is suitable, for example, for the surface of a substrate 114 by means of a
  • Particle beam 104 to edit.
  • the device 100 has a particle beam source 102 which is set up to emit a particle beam 104 which impinges on a region of the surface of the substrate 114 in a region 106 (also called impinging region).
  • the particle beam source 102 is adapted to process the surface of the substrate with a particle beam, for example to remove a material of the substrate or to deposit a material on the surface.
  • the radiation source 102 is an ion beam source and the particle beam 104 is, for example, a focusing ion beam having a Gaussian shape
  • the ion beam is used in this example to remove a thin layer from a substrate.
  • the ion beam source may be configured as a wide-beam ion beam source.
  • the apparatus 100 further includes a source controller 112 for controlling the particle beam 104.
  • a source controller 112 may alter, control, pause, cancel and / or readjust the parameters and properties of the particle beam automatically or manually or with a corresponding combination. This can, for example, the position or the electrical operating currents for various components of
  • Particle beam source 102 relate. Likewise, this can
  • Source control 112 relates to direct or indirect parameters of the particle beam 104, such as properties of a beam neutralizer, composition and dose for source gases for the particle beam source, and / or temperatures of various components.
  • the source controller 112 may alter the parameters of the particle beam source 102 and thus the particle beam 104. For example, an acceleration voltage can be changed, which has an effect on the kinetic energy of the charged particles in the particle beam.
  • Source controller 112 may also include and control or regulate a gas supply (not shown) or plasma excitation (not shown) to the particle beam source 102 such that the number of particles in the particle beam 104
  • a gas supply can be general for
  • Plasma excitation is generally required for charged particle beam sources to supply the necessary charge carriers (e.g., ions) to a charged or non-neutral particle beam 104 from the supplied gas
  • the source controller 112 is configured with the particle source 102 to irradiate the surface of the substrate 114, wherein in a first region of the surface of the substrate 114, the surface of the substrate 114 is processed with the particle beam 104 impinging unpulsed on the surface of the substrate 114 in a second area of Surface of the substrate 114, the surface of the substrate 114 is processed with the particle beam 104, the pulsed impinges on the surface of the substrate 114.
  • the source control 112 for irradiation is arranged such that in a first region of the surface of the substrate 114, the surface of the substrate 114 is processed with the particle beam 104, which, pulsed with a first duty cycle, strikes the surface of the substrate 114 and in a second area of
  • the surface of the substrate 114 is processed with the particle beam 104, pulsed with a second duty cycle, strikes the surface of the substrate 114, wherein the second duty cycle is different from the first duty cycle.
  • the source controller 112 is further arranged with the particle source 102 for unpulsed irradiation of the surface of the substrate, wherein in the unpulsed irradiation the
  • Substrate 114 hits.
  • the device 100 has a
  • Process chamber 122 on. At least part of the
  • Radiation source 102 and substrate 114 are in the
  • Process chamber 122 is arranged, for example during irradiation.
  • the device 100 has a process chamber 122 shown in section, in the interior of which a particle beam source 102 is arranged, which is set up to emit a particle beam 104.
  • the particle beam source 102 may be in a wall of the
  • Process chamber 122 may be mounted (movable or fixed) or mounted within the process chamber 122 (for example, on the bottom of a door of the process chamber 122, for example on a carriage on which the particle beam source 102 is fixed and along which the particle beam source 102 can be moved).
  • the process chamber 122 may further include a temperature controller that controls the temperature of the process chamber walls and adjacent devices.
  • a temperature controller that controls the temperature of the process chamber walls and adjacent devices.
  • a temperature controller may be useful, since the result of processing the substrate 114 with the particle beam 104 may be temperature-dependent.
  • An electrical connection for example to a ground, may be useful in various embodiments to counteract an electrical charge of the substrate 114 during processing with the particle beam.
  • the process chamber 122 may further include a
  • the substrate is electrically connected to a reference potential, for example a ground potential, to prevent charging.
  • the process chamber 122 may also be a suitable
  • the position of the particle beam source 102 can by means of a holder (not shown) and by means of
  • Source control 112 to be changed.
  • the holder may be configured to allow a translatory movement in one, in two or in all three spatial directions and / or a rotary movement around one, two or around all three spatial axes.
  • the substrate can be moved accordingly.
  • the particle beam 104 may impinge on an impact region 106 on the surface of the substrate.
  • Processing a substrate 114 have the following:
  • a substrate 114 may be premeasured, for example, the surface finish, such as the
  • Asperity be determined interferometrically.
  • the information of the surface unevenness can in one
  • Memory of a determination device 122 for example, a processor, such as a programmable
  • Initial state of the substrate 114 are stored.
  • the substrate 114 may then be held in the substrate holder and the process chamber 122 may be held by means of a
  • Vacuum system to be evacuated to a suitable process pressure.
  • the holder may be positioned such that the particle beam 104 impinges on a shield, for example a diaphragm, when the particle beam source 102 is switched on.
  • Particle beam source 102 are turned on. Depending on
  • Particle beam source 102 has a stable particle beam 104, ie, for example, that the particle 104 has only small fluctuations in intensity.
  • the impact area 106 of the particle beam 104 can be changed.
  • the substrate 114 it may be advantageous for the substrate 114 to be in the plane of the focus of the particle beam 104. As a result, the impact area 106 is in its
  • the substrate 114 may be located out of the plane of the focus. As a result, the thermal power density can be reduced.
  • the two-dimensional removal rate of the particle beam 104 on the substrate 114 can be determined. This two-dimensional
  • Removal rate can be the Gaussian two-dimensional
  • the substrate 114 can be brought to the substrate holder in the process chamber 122 and the process chamber 122 by means of a vacuum system to a suitable
  • the particle beam source 102 can then be put into operation with a stable particle beam 104.
  • Distribution density function of the particle beam can be performed. This can lead to a two-dimensional distribution density function being adapted in the corresponding parameters such that a two-dimensional distribution density function is used
  • Determination device 122 take place. This calculation may use the two-dimensional correlated distribution density function to determine a motion profile for the particle beam 104 relative to the substrate 114. Alternatively, the two-dimensional removal rate of the foot point may be used to create this motion profile and store it in a memory of the source controller 112, for example. This movement profile can be positions, respective
  • Impact area 106 of the particle beam 104 on the substrate include.
  • the motion profile may include data for velocities, which velocities describe the velocity of movement of the particle beam 104 relative to the surface of the substrate 114.
  • the motion profile can have one, two or more scan passes.
  • a scan pass the first scan pass
  • a particle beam pulsed, unpulsed or not impinge on the surface of the substrate.
  • the detector 122 may be electrically connected to the source controller 112 and / or the bracket (not shown) so that the motion profile may be performed. Subsequently, by means of the source control 112 and the holder, the impact area 106 of the particle beam 104 can be guided over the surface of the substrate 114 in accordance with the movement profile, which corresponds to a processing of the surface of the substrate 114. The processed substrate 114 may then be removed from the process chamber 122. An implemented in the determination means 122
  • the method may calculate the motion profile such that the surface of the substrate after the
  • the time averaged beam intensity in a pulsed particle beam By using a pulsed particle beam, the time averaged beam intensity in a pulsed particle beam, the time averaged beam intensity in a pulsed particle beam, the time averaged beam intensity in a pulsed particle beam, the time averaged beam intensity in a pulsed particle beam, the time averaged beam intensity in a pulsed particle beam, the time averaged beam intensity in a pulsed particle beam, the time averaged beam intensity in a
  • the movement profile is in different
  • Embodiments Part of a method for processing a surface of a substrate 114 by means of
  • the method comprises irradiating the surface of the
  • Substrate 104 with the particle 104 on Upon irradiation, in a first region of the surface of the substrate, the surface of the substrate is processed with the particle beam which impinges unpulsed on the surface of the substrate. In a second area of the surface of the substrate, the surface of the substrate when irradiated with the
  • Edited particle beam that impinges pulsed on the surface of the substrate.
  • the surface of the substrate is processed with the particle beam, which, pulsed with a first duty cycle, strikes the surface of the substrate.
  • Pulsed pulsed hits the surface of the substrate.
  • the second duty cycle is different from the first duty cycle.
  • the pulsed irradiation takes place, for example, after an unpulsed irradiation of the surface of the substrate and / or of a region of the surface of the substrate.
  • the unpulsed irradiation of the surface of the substrate takes place, for example, after an unpulsed irradiation of the surface of the substrate and / or of a region of the surface of the substrate.
  • the particle beam is, for example, a beam of neutral particles, a cluster beam, a cluster ion beam, an ion beam or an electron beam.
  • the method of processing a surface of a substrate is magnetron sputtering.
  • material can be removed from the surface of the substrate and / or material on the surface of the substrate
  • the first area ie the unpulsed area
  • the second area ie the pulsed area.
  • the non-pulsed area can be processed pulsed in a later processing, such as another scan. All components of the device, such as current measuring device, bracket or current probe can be adapted to the particular environment. For example, in the case of operation of the device in a vacuum
  • FIG. 2 shows a block diagram for source control of a device according to various embodiments.
  • the source controller 112 has one or more terminals 202 by means of which the device may be connected or integrated in a device-external environment, for example a safety controller or a controller
  • the source controller 112 may include a processor 204, a computer 204, or other computing device 204 (hereinafter referred to as a process module computer PMC) that receives and evaluates and controls the individual signals of the components and modules of the device.
  • PMC process module computer
  • the PMC 204 may be a freely programmable processor
  • a microprocessor or a nanoprocessor or a hard-wired logic, or a firmware or, for example, an application-specific integrated circuit (ASIC) or a field-programmable gate array (FPGA).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • FPGA field-programmable gate array
  • an axis system 206 that includes a particle beam circuit 208 (beam) and an acceleration circuit 210 (also
  • accelerator circuit 210 by means of a Switch circuit 212 is connected to the
  • the particle beam switching circuit 208 and the acceleration circuit 210 may each have a power supply, which may in principle be technically equal to each other.
  • the switch circuit 212 may each have an electrically switchable switch, for example a
  • the switch circuit 212 may be so
  • Particle beam switching circuit 208 and the accelerator circuit 210 can be electrically connected to the radiation source 102 and, alternatively, a
  • Ground potential or another electrical potential to the radiation source 102 are switched. Thereby, the particle beam can be easily pulsed and the position of the pulses on the surface and its energy can be easily adjusted.
  • FIG. 3 shows a diagram of the method according to various exemplary embodiments.
  • the motion profile described above may, in various embodiments, include a method 300 of processing a surface 302 of a substrate by means of a method
  • Be particle beam 104 Be particle beam 104.
  • FIG. 3 a cross-sectional profile of a surface 302 of a substrate to be processed by means of a particle beam 104 is shown.
  • the particle beam is in several passes (scans) Sl, S2, S3 over the surface driven or guided. Meanwhile, material may be pulsed 310 from the surface of the substrate, ie
  • CW operation 306 are removed or the surface remains unprocessed. For example, if the surface is not processed, the particle beam is turned off or blocked, leaving no material from the surface
  • the non-edit has a duty cycle of 0.0.
  • Unpulsed editing has a duty cycle of 1.0.
  • Pulsed processing has a duty cycle greater than 0.0 and less than 1.0.
  • Ablation rate 332 can be obtained at constant energy density of the particle beam by means of the residence time per position
  • the residence time can be adjusted for example by means of the feed rate of the particle beam.
  • Feed rate and thus the residence time a modulation of the absorbed dose can be achieved.
  • a change in the feed rate and thus the dwell time is / would be from the velocity profile 334 of FIG.
  • Particle beam visible the
  • Particle beam at a lower speed over a first region 336 are performed as a second region 338th
  • the surface to be processed can be irradiated at maximum speed for segments with a surface substantially below a base plane 320 and at lower speed in the edge region (illustrated in the diagram 334 for the respective scans).
  • the surface of the substrate exposed in the respective scan of the plurality of scans S1, S2, S3 is processed in such a way by means of the particle beam 104 that the largest possible portion 318 of the material in a segment is unpulsed
  • a remaining remainder 314 is removed by pulsing in a scan by means of the smallest possible duty cycle.
  • the duty cycle can be realized by means of a pulse or by means of a plurality of pulses, which are for example applied symmetrically to the center of a segment in the segment.
  • the number of pulses can be reduced or minimized.
  • the error generated by the flanks of the pulses in the processing of the substrate can be reduced compared to a purely pulsed processing.
  • the error caused by the flanks and the position assignment of the pulses for example, by the continuous particle beam profile when switching on and off the impact of the particle beam on the surface
  • the method includes, for example, detecting a
  • Excess material or the lack of material can be determined starting from the surface 302 of the substrate with respect to a predetermined target plane 330.
  • the target plane 330 is, for example, a layer thickness to be achieved and / or homogeneity of the surface of the substrate.
  • the method may include determining a target plane 330 above or below the surface 302 of the substrate.
  • the substrate can be processed at least in a region of the surface of the substrate until it reaches the target plane.
  • the surface 302 can be divided into several segments.
  • the segments are, for example, flat,
  • the method may further include defining a base plane 320 above or below a surface 302 in at least a portion of the substrate.
  • the substrate can be defining a base plane 320 above or below a surface 302 in at least a portion of the substrate.
  • Base level 320 meets a predetermined condition.
  • pulsed processing may take place if the surface 302 of the respective segment should be below the base plane 320
  • Segments with a surface above the Base level can be arranged. Segments with a surface above the Base level can be processed, for example, unpulsed, whereby a quick material removal takes place.
  • the base plane 320 may be below and / or above the
  • Surface 302 of the segments of the substrate may be arranged.
  • the base plane 320 is a plane that, by means of a coarse editing of the
  • Surface of the substrate is obtained, for example by means of a (chemical) mechanical polishing.
  • the base plane 320 is a plane up to the achievement of which only the feed rate for varying the dwell time is used.
  • a number of pulsed processes 310 and unpulsed processings 308 may be determined to detect from the surface 302 prior to the beginning of the process
  • the determination of the number of pulsed processing 308 may include, for example, determining pulse widths, pulse amplitudes, pulse shapes, and / or pulse distribution.
  • the method includes, for example, determining the
  • Duty cycle for each area of the surface to be machined By controlling the duty cycle, power and current density fluctuations of the beam source can be compensated within a designated error range, as may occur, for example, by thermal drifting.
  • the temporally averaged source emission current can be used as the measured variable and the
  • Duty cycle are adjusted so that the source - emission current and thus the time averaged
  • Process parameter is kept constant.
  • the particle beam may hit the surface of the substrate in a pulsed manner such that the pulses are symmetrical to the center of the pulsed processed region, ie
  • the symmetrically pulsed irradiated segments have thereby, for example, in relation to a point-symmetrical to the center of the segment point-symmetric machining and / or with respect to an asymmetric machining, a higher homogeneity.
  • the pulsed processing includes multiple pulses 304 that may be located at the edge or between the edge and the center of a segment.
  • the method includes further irradiating 312 the surface of the substrate. Upon further irradiation 312 is in a range of
  • the particle 104 is blocked, for example by means of a shutter or by means of a switch circuit of the source controller 112. By blocking can be prevented, that the surface in this area is processed by the particle beam.
  • the beam source for example the ion source, can be switched off completely, i. the
  • Duty cycle is 0.0.
  • the ion beam is guided from one position to another position of the substrate without performing a processing without coating or etching surface segments.

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Abstract

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Substrates mittels eines Teilchenstrahls. Das Verfahren weist ein Bestrahlen der Oberfläche (302) des Substrates (114) auf, wobei in einem ersten Bereich (308) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104) bearbeitet wird, der ungepulst (306) auf die Oberfläche (302) des Substrates (114) trifft; und wobei in einem zweiten Bereich (310) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104) bearbeitet wird, der gepulst (304) auf die Oberfläche (302) des Substrates (114) trifft.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM BEARBEITEN EINER OBERFLÄCHE EINES SUBSTRATES MITTELS EINES TEILCHENSTRAHLS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Substrates mittels eines Teilchenstrahls . In der Industrie werden Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines beschichteten Halbleiters oder einer anderen
Bauteiloberfläche angewendet, beispielsweise wenn die
Oberfläche eines Bauelements Unebenheiten aufweist und die Oberfläche von einer Zielform (target) , d.h. von einer Ziel- Oberfläche, abweicht, beispielsweise zu viel oder zu wenig Material aufweist.
Ein Materialüberschuss kann beispielsweise mittels
Ionenstrahlätzens entfernt werden. Beim ortsselektiven
Ionenstrahlätzen wird ein Ionenstrahl gegenüber einer zu behandelnden Oberfläche bewegt. Die zu behandelnde Oberfläche kann in mehrere Oberflächensegmente unterteilt werden. Der Ionenstrahl verbleibt beim Rastern jeweils in einem
Oberflächensegment für eine vorgegebene Zeit.
In FIG.4 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Substrats 400 mit einer Oberfläche 406 gezeigt, die auf eine vorgegebene Homogenität bzw. Rauheit 402 mittels eines
Ionenstrahls bearbeitet werden soll. Beim Ionenstrahlätzen wird in jedem Oberflächensegment einer zu behandelnden
Oberfläche 406 Material entfernt. Der Ionenstrahl wird dazu mehrfach, d.h. in mehreren Bestrahlungsdurchgängen,
sogenannte Scans Sl, S2, S3; über die Oberfläche gefahren und trägt bei jedem Scan eine Menge an Material ab.
Derzeit werden bei der Oberflächenmodifizierung Ionenstrahlen mit hoher zeitlicher Konstanz der Stromdichteverteilung über die gesamte Prozessdauer genutzt, um einen vorgegebenen präzisen lokalen Substrat-Abtrag oder eine Substrat- Deposition zu erreichen. Bei jedem Scan kann dies eine Mindestmenge an Material sein, die auch als Basis- oder Sockel-Ätzung 408 (base etch) bezeichnet wird. Die Sockel-Ätzung 406 ist abhängig von dem Strahlprofil des Ionenstrahls, der Energie der Ionen, der technisch maximal möglichen Verfahr-Geschwindigkeit und dem Zeilenvorschub (line feed) . Die Menge abtragbaren Materials je Scan ist auf Grund der thermischen Belastung des Substrats auf einen Maximalwert 404 begrenzt. Bei jedem Scan kann mittels der Ionenbestrahlung beispielsweise eine
Materialschicht mit einer Dicke in einem Bereich von 5 nm bis 30 nm entfernt werden. Zum Erreichen größerer Abträge wird daher mehrfach über das Substrat gescannt.
Die Sockelätzung führt jedoch zu einem unnötigen Entfernen von Material über die gesamte Oberfläche des zu behandelnden Bauelements, wodurch unnötig Prozesszeit anfällt und die Homogenität in der Zielebene 402 reduziert wird.
Alternativ wird ein elektrisch geschalteter Ionenstrahl verwendet, dessen Pulsdauer auf das jeweilige
Oberflächensegment abgestimmt ist. Diejenigen Stellen des Substrats, für die eine geringere Änderung vorgesehen ist, werden mit geringerer Verweilzeit und gleichzeitig kürzerer Pulsdauer des Ionenstrahls bearbeitet, während diejenigen Stellen des Substrats, für die ein größerer Materialabtrag vorgesehen ist, mit entsprechend größerer Verweilzeit und längerer Pulsdauer des Ionenstrahls bearbeitet werden. Dabei wird die insgesamt aufzuwendende Verweilzeit gleichmäßig auf die Anzahl der Scans Sl, S2, S3 aufgeteilt. Mit jedem Puls ist auf dem Oberflächensegment jedoch ein Ein- und Ausschalten des Ionenstrahls verbunden. Der
Materialabtrag weist durch den Ein- und Ausschaltvorgang ein zeitliches Flankenprofil auf. Das Flankenprofil als auch der Ort, an dem der Schaltvorgan stattfindet kann zeitlich und/oder räumlich Fluktuationen aufweisen. Das Flankenprofil bewirkt einen systematischen Fehler beim Ionenstrahlätzen . Dadurch weist jeder Bestrahlungs-Zeitraum Flankenprofile vom Ein- und Ausschalten des Ionenstrahls auf, so dass sich der systematische Fehler der einzelnen Zeiträume aufsummiert. Dies reduziert die Präzision der Ionenstrahlbearbeitung . In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden eine
Vorrichtung und ein Verfahren zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Substrates mittels eines Teilchenstrahls
bereitgestellt, welche zumindest einige der oben genannten Nachteile mildert oder sogar gänzlich vermeidet.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Substrates mittels eines Teilchenstrahls bereitgestellt. Das Verfahren weist ein
Bestrahlen der Oberfläche des Substrats mit einem
Teilchenstrahl auf. Beim Bestrahlen wird in einem ersten Bereich der Oberfläche des Substrats die Oberfläche des
Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet, der ungepulst auf die Oberfläche des Substrats trifft. In mindestens einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats wird die
Oberfläche des Substrats beim Bestrahlen mit dem
Teilchenstrahl bearbeitet, der gepulst auf die Oberfläche des Substrats trifft.
Das gepulste und ungepulste Bestrahlen der Oberfläche des Substrates kann in einem Scan-Vorgang, d.h. einem
Bearbeitungsdurchgang der Oberfläche des Substrates erfolgen.
Durch Kombination des ungepulsten Bestrahlens beim ersten Bearbeiten und des gepulsten Bestrahlens beim zweiten
Bearbeiten kann die Anzahl an Pulsen zum Bearbeiten der
Oberfläche reduziert oder minimiert werden. Dadurch kann der Fehler, der durch die Flanken der Pulse in der Bearbeitung des Substrates erzeugt wird, im Vergleich zu einer rein gepulsten Bearbeitung reduziert oder minimiert werden. Andernfalls würde sich der Fehler jedes Pulses über alle Bestrahlungsdurchgänge (Scans) aufsummieren . Der Fehler, der durch die Flanken der Pulse erzeugt wird, wird
beispielsweise durch das stetige Teilchenstrahlprofil beim Ein- und Ausschalten des Auftreffens des Teilchenstrahls auf der Oberfläche erzeugt.
Im Vergleich zu einer ungepulsten Bearbeitung der Oberfläche, d.h. einer Dauerstrichbearbeitung, kann eine unnötige oder unzureichende Bearbeitung der Oberflächen vermieden oder reduziert werden. Dadurch kann die Bearbeitung der Oberfläche präziser sein und die Oberfläche eine geringere Rauheit bzw. eine höhere Homogenität oder Konformität mit einer
vorgegebenen Oberflächenbeschaffenheit aufweisen.
In weiteren, verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Verfahren ein Bestrahlen der Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl auf, wobei beim Bestrahlen in einem ersten Bereich der Oberfläche des Substrats die Oberfläche des
Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet wird, der, mit einem ersten Tastverhältnis gepulst, auf die Oberfläche des Substrats trifft. In mindestens einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats wird die Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet, der mit einem zweiten Tastverhältnis gepulst, auf die Oberfläche des Substrats trifft. Das zweite Tastverhältnis ist unterschiedlich zu dem ersten Tastverhältnis.
Das Tastverhältnis kann auch als Tastgrad, Tastrate oder Tastverhältnis bezeichnet werden. Zur Ermittlung des
Tastverhältnisses kann die Oberfläche in mehrere, gleichgroße Segmente oder Bereiche unterteilt werden, die mittels des
Teilchenstrahls bearbeitet, d.h. bestrahlt, werden. Für die Ermittlung des Tastverhältnisses wird ferner angenommen, dass die Segmente mit gleicher bzw. konstanter Energiedichte des Teilchenstrahls je Segment bearbeitet werden. Das
Tastverhältnis ergibt sich damit aus dem Verhältnis aus Zeit mit zugeschaltetem Strahl im Segment zur gesamten Verweilzeit des Strahls im Segment. Das Tastverhältnis bezieht sich in verschiedenen Ausgestaltungen somit auf die Verweilzeit je Flächensegment .
Die Größe eines Segments, d.h. deren Kantenlänge, ergibt sich beispielsweise aus dem Strahlprofil des Teilchenstrahls, beispielsweise der Halbwertsbreite bei einem Gauß-förmigen Strahl und/oder der Schrittweite, d.h. der minimalen, mechanischen Änderung der Position des Teilchenstrahls auf der Oberfläche des Substrates.
Anschaulich weist das nicht-Bearbeiten der Oberfläche des Substrates ein Tastverhältnis von 0,0 auf. Das ungepulste Bearbeiten weist ein Tastverhältnis von 1,0 auf. Das gepulste Bearbeiten weist ein Tastverhältnis größer 0,0 und kleiner 1,0 auf.
Das erste Tastverhältnis kann beispielsweise einen Wert in einem Bereich von 0,0 bis 1,0 aufweisen. Das zweite
Tastverhältnis weist beispielsweise einen Wert größer als 0,0 und kleiner als 1,0 auf.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Verfahren ein ungepulstes Bestrahlen auf, bei dem die Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet wird, der
ungepulst auf die Oberfläche des Substrats trifft.
In verschiedenen Ausgestaltungen können eine gepulste
Bestrahlung und eine ungepulste Bestrahlung in einem Bereich bzw. Segment der Oberfläche überlagert sein. Eine ungepulste Bestrahlung kann auch als eine Dauerstrich-Bestrahlung bezeichnet werden. Die gepulste Bestrahlung kann bei
konstanter Energiedichte beispielsweise eine geringere Abtragungs- oder Abscheiderate aufweisen als die ungepulste Bestrahlung. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Pulsbreite und Ein-/Ausschaltvorgänge des Teilchenstrahls (und damit verbunden weniger oder geringere Flanken der
Teilchenstrahlsteuerung) . Dadurch kann eine verlässlichere Bearbeitung der Oberfläche bewirkt werden.
In verschiedenen Ausgestaltungen können jedoch die
Verweilzeit je Segment und die Abtragungs- bzw.
Abscheidungsrate zwischen den einzelnen Segmenten variiert werden, beispielsweise um eine Pulsamplitudenmodulation oder eine Pulsfrequenzmodulation zu realisieren. Beispielsweise wird die Verweilzeit je Flächensegment bzw. je Puls reduziert oder erhöht bezüglich einer ungepulsten Bearbeitung,
beispielsweise bei konstanter Energiedichte des
Teilchenstrahls. Dadurch kann die Abtragungs- bzw.
Abscheidungsrate variiert werden und anschaulich die
Amplitude des Pulses erhöht bzw. reduziert werden. Die
Abtragungs- bzw. Abscheidungsrate der gepulsten Bearbeitung kann jedoch gemittelt über das jeweilige Flächensegment auch der Abtragungs- bzw. Abscheidungsrate der ungepulsten
Bearbeitung entsprechen. Beispielsweise kann die gepulste Bearbeitung ein Bearbeiten der Oberfläche des Substrates mit relativ schmalen Pulsen, d.h. geringer
Vorschubgeschwindigkeit des Teilchenstrahls, mit hoher
Verweilzeit aufweisen. Die Vorschubgeschwindigkeit ist der Vorschub des Teilchenstrahls innerhalb einer Scanzeile zur Steuerung der Verweilzeit in den Bereichen der Oberfläche in der Scanzeile. Der Zeilenvorschub ist die Zustellung des Teilchenstrahls von einer Scanzeile auf die darauffolgende Scanzeile. Der Zeilenvorschub kann keinen direkten Einfluss auf die Verweilzeit des Teilchenstrahls in jeweils einem Bereich der Oberfläche haben. In einer Ausgestaltung erfolgt das gepulste Bestrahlen der Oberfläche ohne oder im Wesentlichen ohne Pulspause und mit erhöhter oder reduzierter Pulsamplitude, beispielsweise bezogen auf ein ungepulstes Bestrahlen des gleichen Bereichs der Oberfläche, d.h. mittels Pulsamplitudenmodulation.
In einer Ausgestaltung weist das Verfahren ferner ein
Ermitteln einer Anzahl an gepulsten Bearbeitungen und
ungepulsten Bearbeitungen für jeden zu bearbeitenden Bereich der Oberfläche auf. Indem anschaulich die Bearbeitung des Substrates vor dem Bearbeitungsbeginn festgelegt wird, wird eine Optimierung der Bearbeitung der Oberfläche ermöglicht.
In noch einer Ausgestaltung kann das Ermitteln der Anzahl an gepulsten Bearbeitungen ein Ermitteln von Pulsbreiten,
Pulsamplituden, Pulsformen, Pulsposition und/oder einer
Pulsverteilung aufweisen. Beispielsweise ergibt sich aus der Menge an abzutragendem bzw. abzuscheidendem Material ein
Tastverhältnis für die gepulste Bearbeitung der Oberfläche des Substrates mit dem Teilchenstrahl. Daraus kann die erforderliche Anzahl an Pulsen, deren Breite, (Flanken-) Form und Position ermittelt, beispielsweise optimiert werden, so dass ein systematischer Fehler des Verfahrens reduziert wird.
Die Pulsverteilung kann beispielsweise die Position von
Pulsen aufweisen, beispielsweise bezüglich eines oder mehrere Bezugspunkte. Ein Bezugspunkt ist beispielsweise der Rand oder die Mitte eines zu bearbeitenden Bereichs. Eine
Pulsverteilung kann beispielsweise eine spiegelsymmetrische Verteilung der Pulse bezüglich der Mitte eines zu
bearbeitenden Bereichs sein. In noch einer weiteren Ausgestaltung kann der Teilchenstrahl derart gepulst auf die Oberfläche des Substrats treffen, dass die Pulse symmetrisch zur Mitte des gepulst bearbeiteten Bereichs angeordnet sind. Dies ermöglicht eine homogenere Oberfläche des gepulst bearbeiteten Bereichs.
In noch einer Ausgestaltung weist das Verfahren ferner ein Festlegen einer Basisebene über oder unterhalb einer Oberfläche in mindestens einem Bereich des Substrates auf. Das Substrat wird in dem Bereich gepulst bearbeitet, wenn die Oberfläche des Bereichs mittels der Bearbeitung ein
vorgegebenes Verhältnis zu der Basisebene aufweist.
Der Bereich kann ansonsten ungepulst bearbeitet werden oder nicht mittels des Teilchenstrahls bearbeitet werden.
Mit anderen Worten: die Basisebene kann über oder unterhalb einer Oberfläche in mindestens einem Bereich des Substrates festgelegt werden. Das Substrat wird in dem Bereich gepulst bearbeitet, wenn die Oberfläche des Bereichs ein vorgegebenes Verhältnis zu der Basisebene aufweist, und der Bereich ansonsten ungepulst oder nicht bearbeitet wird. Beispielsweise ist die Basisebene die Ebene, die mittels eines groben Bearbeitungsverfahrens, beispielsweise einem chemisch mechanischen Polieren, im Mittel ausgebildet wird. Eine gepulste, materialabtragende Bestrahlung kann
beispielsweise erfolgen für den Fall, dass die Oberfläche eines Segments der Oberfläche unterhalb der Basisebene angeordnet ist. Eine ungepulste, materialabtragende
Bestrahlung kann beispielsweise erfolgen für den Fall, dass die Oberfläche eines Segments der Oberfläche oberhalb der Basisebene oder in der Nähe der Basisebene angeordnet ist. Die Oberfläche befindet sich beispielsweise in der Nähe der Basisebene, wenn mittels eines ungepulsten Bestrahlens eine vorgegebene Zielebene noch nicht erreicht wird.
Beispielsweise wird in einem Bereich des Substrates Material ungepulst von der Oberfläche des Substrates entfernt. Ist die Oberfläche in diesem Bereich in der Basisebene, kann für diesen Bereich die Bestrahlungsart, d.h. der Modus, geändert werden, beispielsweise auf einen gepulsten Materialabtrag umgeschaltet werden. Der Materialabtrag kann in diesem
Bereich beispielsweise gepulst erfolgen, beispielsweise bis die Oberfläche dieses Bereiches in einer vorgegebenen
Zielebene angeordnet ist. Anschließend kann das Bearbeiten dieses Bereiches ein nicht-Bestrahlen sein, d.h. der
Teilchenstrahl kann für folgende Scan-Durchgänge der
Oberfläche des Substrates in diesem Bereich blockiert werden. Mit anderen Worten: mindestens ein Bereich der Oberfläche des Substrates wird in verschiedenen Ausführungsbeispielen gepulst bearbeitet und ungepulst bearbeitet. Das gepulste Bearbeiten und das ungepulste bearbeiten kann gleichzeitig oder zeitlich versetzt, beispielsweise in unterschiedlichen Scan-Durchgängen, erfolgen. Sollte die Oberfläche geringfügig oberhalb der Basisebene angeordnet sein, kann ein gepulstes
Bearbeiten beispielsweise eine Überlagerung von gepulster und ungepulster Bearbeitung aufweisen. Dadurch kann in
verschiedenen Ausführungsbeispielen die Anzahl an
Scanvorgängen reduziert werden und/oder die Präzision der Bearbeitung erhöht werden, beispielsweise die Rauheit oder
Welligkeit der Oberfläche des Substrates nach dem Bearbeiten reduziert sein.
In noch einer Ausgestaltung weist das Verfahren ferner ein Ermitteln des ersten Tastverhältnisses und des zweiten
Tastverhältnisses für jeden zu bearbeitenden Bereich der Oberfläche auf.
In noch einer Ausgestaltung erfolgt das gepulste Bestrahlen in einem Bereich der Oberfläche nach dem ungepulsten
Bestrahlen in dem gleichen Bereich der Oberfläche.
In noch einer Ausgestaltung erfolgt das ungepulste Bestrahlen eines Bereichs der Oberfläche nach dem gepulsten Bestrahlen des gleichen Bereichs der Oberfläche.
In noch einer Ausgestaltung erfolgt das gepulste und
ungepulste Bestrahlen in einem Bereich der Oberfläche nach dem ungepulsten Bestrahlen der gesamten Oberfläche des
Substrates. Alternativ erfolgt das ungepulste Bestrahlen der gesamten Oberfläche des Substrates nach dem gepulsten und ungepulsten Bestrahlen in einem Bereich der Oberfläche. In verschiedenen Ausgestaltungen ist der Teilchenstrahl ein Strahl neutraler Teilchen, ein Ionenstrahl, ein Strahl von Teilchenbündel, ein Strahl von Neutralteilchenkonglomeraten (Neutralteilchencluster, sogenannte Gascluster) , ein Strahl von ionisierten Teilchenkonglomeraten (sogenannte
Gasclusterionen) oder ein Elektronenstrahl. Als neutrale Teilchen werden dabei als nach außen, ungeladene Teilchen verstanden, beispielsweise Atome, Moleküle oder Konglomerate von einem der beiden. Neutrale Teilchen können jedoch
beispielsweise Partialladungen oder Dipole oder ähnliches aufweisen. Ionen oder Elektronen sind in diesem Sinne keine neutralen Teilchen. In verschiedenen Ausgestaltungen kann beim Bearbeiten der
Oberfläche mit dem Teilchenstrahl Material von der Oberfläche oder einem Teil der Oberfläche des Substrates entfernt werden. Beispielsweise ist das Bearbeiten ein
Ionenstrahlätzen.
Alternativ oder zusätzlich wird beim Bearbeiten der
Oberfläche mit dem Teilchenstrahl Material auf der Oberfläche oder einem Teil der Oberfläche des Substrates abgeschieden. Beispielsweise ist das Bearbeiten ein Magnetronsputtern . Beim Magnetronsputtern werden in der Strahlungsquelle ein
elektrisches Feld und ein magnetisches Feld überlagert, so dass die Elektronen eines Anregungsplasmas auf eine
gewendelte Bahn, beispielsweise eine Schraubenlinie,
abgelenkt werden und über der Oberfläche des
Zerstäubungsmaterials der Strahlungsquellekreisen. Dadurch wird die Weglänge der Elektronen im Anregungsgas verlängert und die Zahl der Stöße pro Ladungsträger erhöht sich. Es entsteht ein intensives Niederdruckplasma, ein sogenanntes Magentronplasma . Die positiven Ladungsträger dieses
Magnetronplasmas werden durch ein elektrisches Potential auf die Oberfläche des Zerstäubungsmaterials beschleunigt und lösen über Stoßprozesse Neutralteilchen aus dieser Oberfläche des Zerstäubungsmaterials aus. Diese ausgelösten Neutralteilchen wiederum bilden einen Teilchenstrom in
Richtung des Substrates, einen Neutralteilchenstrahl. In besonderen Ausführungsformen kann der Strahl auch
teilionisiert auftreten.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist das
Magnetronsputtern ein Hochenergieimpulsmagnetronsputtern (high-power impulse magnetron sputtering HiPIMS) .
Beispielsweise wird ein Pulser, d.h. ein Leistungsschalter, zur Leistungsregelung verwendet. Durch pulsartige Entladungen mit Leistungen größer 1 MW kann beim Magnetronsputtern ein höherer Ionisierungsgrad des Teilchenstrahls erreicht werden, was beispielsweise zu einer Änderung der Eigenschaften einer aufgewachsenen Schicht führen kann, beispielsweise einer höheren Haftfestigkeit der aufgewachsenen Schicht.
In einer Ausgestaltung kann der erste Bereich unterschiedlich zu dem zweiten Bereich sein. Der zweite Bereich kann zeitlich und/oder räumlich unterschiedlich sein. Beispielsweise ist der zweite Bereich neben dem ersten Bereich angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Bereich zu einem anderen Zeitpunkt, d.h. einem anderen Bestrahlen, gepulst bearbeitet werden als der erste Bereich.
In einer Ausgestaltung weist das Verfahren ferner ein
Erfassen einer Oberflächenbeschaffenheit mindestens eines Teils der Oberfläche des Substrates auf. Die
Oberflächenbeschaffenheit kann beispielsweise vor dem
Bestrahlen erfasst werden. Basierend auf der
Oberflächenbeschaffenheit können eine Basisebene, eine
Zielebene, die Größe der Segmente der Oberfläche sowie die Tastverhältnisse der Bestrahlung in den einzelnen
Bestrahlungsdurchgängen (Scans) je Segment ermittelt werden.
Mittels der mehreren Scans je Oberflächensegment kann die in das Substrat eingetragene Wärmeleistung reduziert werden, da ein Teil der Wärmemenge zwischen den Scans durch Wärmeableitung und Wärmeabstrahlung abgeführt wird. Dadurch kann die thermische Verspannung in dem ersten Bereich
reduziert werden, so dass das Substrat einer geringeren
Bruchgefahr unterliegt oder andere nachteilige thermische Beeinflussungen des Substrats vermieden werden.
In noch einer Ausgestaltung weist das Verfahren ferner ein Ermitteln einer Zielebene über oder unterhalb der Oberfläche des Substrates auf. Das Substrat wird in mindestens einem
Bereich der Oberfläche des Substrates bis zum Erreichen der Zielebene bearbeitet.
In noch einer weiteren Ausgestaltung weist das Verfahren ferner ein weiteres Bestrahlen der Oberfläche des Substrats auf. Beim weiteren Bestrahlen wird in einem Bereich der
Oberfläche des Substrats, in dem beispielsweise die Zielebene erreicht wurde, der Teilchenstrahl blockiert, so dass die Oberfläche in diesem Bereich nicht von dem Teilchenstrahl bearbeitet wird. Das blockieren des Teilchenstrahls kann beispielsweise mittels einer Blende (Shutter) und/oder einem Abschalten des Teilchenstrahls erfolgen.
In noch einer weiteren Ausgestaltung weist das Verfahren mindestens ein anderes, weiteres Bestrahlen auf. Der erste Bereich der Oberfläche des Substrates des ungepulsten
Bestrahlens wird beim anderen, weiteren Bestrahlen mit dem Teilchenstrahl bearbeitet, der gepulst auf die Oberfläche des Substrates trifft. Mit anderen Worten: ein zuvor ungepulst bearbeiteter Bereich kann zu einem anderen Zeitpunkt, beispielsweise in einem späteren Scan, gepulst bearbeitet werden .
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Substrates mittels eines Teilchenstrahls bereitgestellt. Die Vorrichtung weist eine Teilchenstrahlquelle auf, die eingerichtet ist, die Oberfläche des Substrates mit einem Teilchenstrahl zu bearbeiten. Die Vorrichtung weist ferner eine
Quellensteuerung zum Steuern des Teilchenstrahls auf. Die Quellensteuerung ist zum Bestrahlen der Oberfläche des
Substrats mit dem Teilchenstrahl eingerichtet, wobei in einem ersten Bereich der Oberfläche des Substrats die Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet wird, der ungepulst auf die Oberfläche des Substrats trifft; und wobei in einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats die Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet wird, der gepulst auf die Oberfläche des Substrats trifft.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine Vorrichtung zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Substrates mittels eines Teilchenstrahls bereitgestellt. Die Vorrichtung weist eine Teilchenstrahlquelle auf, die eingerichtet ist, die Oberfläche des Substrates mit einem Teilchenstrahl zu bearbeiten. Die Vorrichtung weist ferner eine
Quellensteuerung zum Steuern des Teilchenstrahls auf. Die Quellensteuerung ist zum Bestrahlen der Oberfläche des
Substrats mit dem Teilchenstrahl eingerichtet, wobei in einem ersten Bereich der Oberfläche des Substrats die Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet wird, der, mit einem ersten Tastverhältnis gepulst, auf die Oberfläche des Substrats trifft; und wobei in einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats die Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet wird, mit einem zweiten
Tastverhältnis gepulst, auf die Oberfläche des Substrats trifft, wobei das zweite Tastverhältnis unterschiedlich zu dem ersten Tastverhältnis ist.
In einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung eine
Prozesskammer auf. Wenigstens ein Teil der Strahlungsquelle und das Substrat sind in der Prozesskammer angeordnet, beispielsweise während des Bestrahlens. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine Vorrichtung gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen;
Figur 2 ein Blockdiagramm zur Quellensteuerung einer
Vorrichtung gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen;
Figur 3 ein Diagramm zum Verfahren gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen; und
Figur 4 ein Diagramm zum Bearbeiten einer Oberfläche eines
Substrates .
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische
Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird
Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl
verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der
Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
FIG . l stellt schematisch eine Vorrichtung 100 dar. Eine solche Vorrichtung 100 ist beispielsweise geeignet, um die Oberfläche eines Substrats 114 mittels eines
Teilchenstrahls 104 zu bearbeiten.
Die Vorrichtung 100 weist eine Teilchenstrahlquelle 102 auf, die eingerichtet ist, einen Teilchenstrahl 104 zu emittieren, welcher in einem Gebiet 106 (auch Auftreffgebiet genannt) auf einen Bereich der Oberfläche des Substrats 114 auftrifft.
Die Teilchenstrahlquelle 102 ist eingerichtet, die Oberfläche des Substrates mit einem Teilchenstrahl zu bearbeiten, beispielsweise ein Material des Substrats abzutragen oder ein Material auf der Oberfläche abzuscheiden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Strahlungsquelle 102 eine Ionenstrahlquelle und der Teilchenstrahl 104 beispielsweise ein fokussierender Ionenstrahl mit einer Gauß-förmigen
Ladungs-Stromverteilungsdichte . Der Ionenstrahl wird in diesem Beispiel dafür benutzt, eine dünne Schicht von einem Substrat abzutragen. Die Ionenstrahlquelle kann als eine Breitstrahl-Ionenstrahlquelle eingerichtet sein.
Die Vorrichtung 100 weist ferner eine Quellensteuerung 112 zum Steuern des Teilchenstrahls 104 auf. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann eine solche Quellensteuerung 112 die Parameter und Eigenschaften des Teilchenstrahls automatisch oder manuell oder mit einer entsprechenden Kombination verändern, steuern, pausieren, abbrechen und/oder nachregeln. Dies kann beispielsweise die Position oder die elektrischen Betriebsströme für verschiedene Bauteile der
Teilchenstrahlquelle 102 betreffen. Ebenso kann diese
Quellensteuerung 112 direkte oder indirekte Parameter des Teilchenstrahls 104 betreffen, beispielsweise Eigenschaften einer Strahlneutralisierungseinrichtung, Zusammensetzung und Dosis für Ausgangsgase für die Teilchenstrahlquelle und/oder Temperaturen von verschiedenen Bauteilen.
Außerdem kann die Quellensteuerung 112 die Parameter der Teilchenstrahlquelle 102 und damit des Teilchenstrahls 104 verändern. Beispielsweise kann eine Beschleunigungsspannung verändert werden, welche sich auf die kinetische Energie der geladenen Teilchen im Teilchenstrahl auswirkt. Die
Quellensteuerung 112 kann außerdem eine Gaszufuhr (nicht dargestellt) oder eine Plasmaanregung (nicht dargestellt) zur Teilchenstrahlquelle 102 enthalten und steuern oder regeln, so dass die Anzahl der Teilchen im Teilchenstrahl 104
geregelt werden kann. Eine Gaszufuhr kann allgemein für
Teilchenstrahlquellen benötigt werden, um einen
Teilchenstrahl 104 aufrecht zu erhalten. Eine Plasmaanregung wird allgemein für Teilchenstrahlquellen benötigt, die mit geladenen Teilchen betrieben werden, um aus dem zugeführten Gas die notwendigen Ladungsträger (z.B. Ionen) für einen geladenen bzw. nicht-neutralen Teilchenstrahl 104 zu
erzeugen .
Die Quellensteuerung 112 ist mit der Teilchenquelle 102 zum Bestrahlen der Oberfläche des Substrats 114 eingerichtet, wobei in einem ersten Bereich der Oberfläche des Substrats 114 die Oberfläche des Substrats 114 mit dem Teilchenstrahl 104 bearbeitet wird, der ungepulst auf die Oberfläche des Substrats 114 trifft und wobei in einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats 114 die Oberfläche des Substrats 114 mit dem Teilchenstrahl 104 bearbeitet wird, der gepulst auf die Oberfläche des Substrats 114 trifft. Alternativ oder zusätzlich ist die Quellensteuerung 112 zum Bestrahlen derart eingerichtet, dass in einem ersten Bereich der Oberfläche des Substrats 114 die Oberfläche des Substrats 114 mit dem Teilchenstrahl 104 bearbeitet wird, der, mit einem ersten Tastverhältnis gepulst, auf die Oberfläche des Substrats 114 trifft und in einem zweiten Bereich der
Oberfläche des Substrats 114 die Oberfläche des Substrats 114 mit dem Teilchenstrahl 104 bearbeitet wird, mit einem zweiten Tastverhältnis gepulst, auf die Oberfläche des Substrats 114 trifft, wobei das zweite Tastverhältnis unterschiedlich zu dem ersten Tastverhältnis ist.
Die Quellensteuerung 112 ist weiterhin mit der Teilchenquelle 102 zum ungepulsten Bestrahlen der Oberfläche des Substrats eingerichtet, wobei beim ungepulsten Bestrahlen die
Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl 104
bearbeitet wird, der ungepulst auf die Oberfläche des
Substrats 114 trifft.
In einer Ausgestaltung weist die Vorrichtung 100 eine
Prozesskammer 122 auf. Wenigstens ein Teil der
Strahlungsquelle 102 und das Substrat 114 sind in der
Prozesskammer 122 angeordnet, beispielsweise während des Bestrahlens. Mit anderen Worten: Die Vorrichtung 100 weist eine im Schnitt dargestellte Prozesskammer 122 auf, in deren Innerem eine Teilchenstrahlquelle 102 angeordnet ist, welche eingerichtet ist, einen Teilchenstrahl 104 zu emittieren.
Die Teilchenstrahlquelle 102 kann in einer Wand der
Prozesskammer 122 montiert sein (bewegbar oder fest) oder innerhalb der Prozesskammer 122 montiert sein (beispielsweise auf dem Boden einer Tür der Prozesskammer 122, beispielsweise auf einem Schlitten, auf dem die Teilchenstrahlquelle 102 befestigt ist und entlang dessen die Teilchenstrahlquelle 102 bewegt werden kann) .
Die Prozesskammer 122 kann ferner einen Temperaturregler aufweisen, welcher die Temperatur der Prozesskammerwände und angrenzenden Vorrichtungen regelt. In verschiedenen
Ausführungsbeispielen kann ein Temperaturregler sinnvoll sein, da das Ergebnis einer Bearbeitung des Substrats 114 mit dem Teilchenstrahl 104 temperaturabhängig sein kann. Eine elektrische Verbindung, beispielsweise zu einer Erdung, kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen sinnvoll sein, um einer elektrischen Aufladung des Substrats 114 während einer Bearbeitung mit dem Teilchenstrahl entgegenzuwirken. Die Prozesskammer 122 kann ferner eine
Strahlneutralisierungseinrichtung aufweisen mittels der die Aufladung des Substrats 114 während einer Bearbeitung mit dem Teilchenstrahl entgegenwirkt werden kann. Beispielsweise ist das Substrat mit einem Bezugspotential, beispielsweise einem Erdungspotential, elektrisch verbunden, um eine Aufladung zu verhindern .
Die Prozesskammer 122 kann außerdem eine geeignete
Vakuumanlage aufweisen, durch welche der Druck im Inneren der Prozesskammer 122 geregelt werden kann, womit ein Vakuum in gewünschter Weise innerhalb der Prozesskammer 122 erzeugt werden kann.
Die Position der Teilchenstrahlquelle 102 kann mittels einer Halterung (nicht dargestellt) und mittels der
Quellensteuerung 112 verändert werden.
Die Halterung kann eingerichtet sein, eine translatorische Bewegung in eine, in zwei oder in alle drei Raumrichtungen und/oder eine rotatorische Bewegung um eine, zwei oder um alle drei Raumachsen herum zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann das Substrat entsprechend bewegt werden. Der Teilchenstrahl 104 kann in einem Auftreffgebiet 106 auf der Oberfläche des Substrats auftreffen. Mittels der
Halterung kann das Auftreffgebiet 106 auf jede Position bzw. jeden Bereich auf der Oberfläche des Substrates 114
verschoben werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann ein Verfahren zur
Bearbeitung eines Substrats 114 folgendes aufweisen:
Ein Substrat 114 kann vorgemessen werden, beispielsweise kann die Oberflächenbeschaffenheit, beispielsweise die
Oberflächenunebenheit, interferometrisch ermittelt werden. Die Information der Oberflächenunebenheit kann in einem
Speicher einer Ermittlungseinrichtung 122 (beispielsweise einem Prozessor, beispielsweise einem programmierbaren
Prozessor und/oder einer festverdrahteten Logik) als
Ausgangszustand des Substrats 114 gespeichert werden. Das Substrat 114 kann anschließend in dem Substrathalter gehaltert und die Prozesskammer 122 mittels einer
Vakuumanlage auf einen geeigneten Prozessdruck evakuiert werden. Die Halterung kann so positioniert sein, dass der Teilchenstrahl 104 bei Einschalten der Teilchenstrahlquelle 102 auf eine Abschirmung, beispielsweise eine Blende, auftrifft .
Anschließend kann mittels der Quellensteuerung 112 die
Teilchenstrahlquelle 102 eingeschalten werden. Je nach
Ausführungsform kann gewartet werden, bis die
Teilchenstrahlquelle 102 einen stabilen Teilchenstrahl 104 aufweist, d.h. beispielsweise dass der Teilchenstrahl 104 nur noch geringe Intensitätsschwankungen aufweist. Mittels der Quellensteuerung 112 und der Halterung kann das Auftreffgebiet 106 des Teilchenstrahls 104 verändert werden. Je nach gewünschter Anwendung kann es von Vorteil sein, dass das Substrat 114 in der Ebene des Fokus des Teilchenstrahls 104 ist. Dadurch ist das Auftreffgebiet 106 in seiner
räumlichen Ausdehnung minimiert und damit die Ortsauflösung einer gewünschten Bearbeitung eines Substrats 114 maximal. Alternativ kann das Substrat 114 außerhalb der Ebene des Fokus angeordnet sein. Dadurch kann die Wärmeleistungsdichte reduziert werden. Durch Vermessung der Oberflächeneigenschaften des Substrats 114, beispielsweise der Oberflächenunebenheit, mittels beispielsweise interferometrischer Methoden und Vergleich mit den zuvor ermittelten Daten des Substrats 114, kann die zweidimensionale Abtragsrate des Teilchenstrahls 104 auf dem Substrat 114 ermittelt werden. Diese zweidimensionale
Abtragsrate kann der Gauß-förmigen zweidimensionalen
Abtragsrate entsprechen.
Anschließend kann das Substrat 114 auf den Substrathalter in die Prozesskammer 122 gebracht werden und die Prozesskammer 122 mittels einer Vakuumanlage auf einen geeigneten
Prozessdruck evakuiert werden. Wie oben beschrieben, kann anschließend die Teilchenstrahlquelle 102 mit einem stabilen Teilchenstrahl 104 in Betrieb genommen werden.
Anschließend kann eine Ermittlung der zweidimensionalen
Verteilungsdichtefunktion des Teilchenstrahls durchgeführt werden. Dies kann dazu führen, dass eine zweidimensionale Verteilungsdichtefunktion in den entsprechenden Parametern derart angepasst wird, so dass eine zweidimensionale
korrelierte Verteilungsdichtefunktion erzeugt wird, welche die zweidimensionale Abtragsrate des Strahlauftreffgebietes (des sogenannten Fußpunktes) hinreichend genau modelliert. Die entsprechende Genauigkeit richtet sich nach dem
gewünschten Ergebnis für ein bearbeitetes Substrat 114. Anschließend kann eine Berechnung mittels der
Ermittlungseinrichtung 122 stattfinden. Diese Berechnung kann die zweidimensionale korrelierte Verteilungsdichtefunktion benutzen, um ein Bewegungsprofil für den Teilchenstrahl 104 relativ zu dem Substrat 114 zu ermitteln. Alternativ kann die zweidimensionale Abtragsrate des Fußpunktes genutzt werden, um dieses Bewegungsprofil zu erstellen und beispielsweise in einem Speicher der Quellensteuerung 112 zu speichern. Dieses Bewegungsprofil kann Positionen, jeweilige
Verweildauern, Tastverhältnisse und Pulsformen des
Auftreffgebiets 106 des Teilchenstrahls 104 auf dem Substrat beinhalten. Alternativ kann das Bewegungsprofil Daten für Geschwindigkeiten beinhalten, wobei diese Geschwindigkeiten die Geschwindigkeit der Bewegung des Teilchenstrahls 104 relativ zur Oberfläche des Substrats 114 beschreiben.
Das Bewegungsprofil kann einen, zwei oder mehr Scan- Durchgänge aufweisen. In einem Scan-Durchgang wird die
Teilchenstrahlquelle über jeden Bereich der Oberflächen geführt. Dabei kann ein Teilchenstrahl gepulst, ungepulst oder nicht (beispielsweise in dem der Strahl mittels einer Blende geblockt wird) auf die Oberfläche des Substrates auftreffen .
Die Ermittlungseinrichtung 122 kann mit der Quellensteuerung 112 und/oder der Halterung elektrisch verbunden sein (nicht dargestellt) , so dass das Bewegungsprofil ausgeführt werden kann. Anschließend kann mittels der Quellensteuerung 112 und der Halterung das Auftreffgebiet 106 des Teilchenstrahls 104 entsprechend dem Bewegungsprofils über die Oberfläche des Substrats 114 geführt werden, was einer Bearbeitung der Oberfläche des Substrats 114 entspricht. Das bearbeitete Substrat 114 kann anschließend aus der Prozesskammer 122 entfernt werden. Ein in der Ermittlungseinrichtung 122 implementiertes
Verfahren kann das Bewegungsprofil beispielsweise derart berechnen, dass die Oberfläche des Substrats nach der
Bearbeitung ein gewünschtes Muster oder eine möglichst ebene Oberfläche aufweist.
Zur Erzeugung eines lokal unterschiedlichen Abtrages, oder einer lokal unterschiedlichen Deposition, wird das Substrat und/oder der Teilchenstrahl mit mechanischen
Positioniersystemen bewegt und/oder der Teilchenstrahl gepulst, beispielsweise mit unterschiedlichen
Tast erhältnissen .
Aufgrund der technisch begrenzten Dynamik mechanischer
Systeme beträgt die minimale Verweilzeit pro
Oberflächensegment typischerweise mindestens einige Zehntel Millisekunden .
Durch die Verwendung eines gepulsten Teilchenstrahls kann die zeitlich gemittelte Strahlintensität in einem
Oberflächensegment verringert werden. Dadurch kann die minimale lokale Verweilzeit verringert werden.
Das Bewegungsprofil ist in verschiedenen
Ausführungsbeispielen Teil eines Verfahrens zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Substrates 114 mittels des
Teilchenstrahls 104.
Das Verfahren weist ein Bestrahlen der Oberfläche des
Substrats 104 mit dem Teilchenstrahl 104 auf. Beim Bestrahlen wird in einem ersten Bereich der Oberfläche des Substrats die Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet, der ungepulst auf die Oberfläche des Substrats trifft. In einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats wird die Oberfläche des Substrats beim Bestrahlen mit dem
Teilchenstrahl bearbeitet, der gepulst auf die Oberfläche des Substrats trifft. Alternativ oder zusätzlich wird beim Bestrahlen in einem ersten Bereich der Oberfläche des Substrats die Oberfläche des Substrats mit dem Teilchenstrahl bearbeitet, der, mit einem ersten Tastverhältnis gepulst, auf die Oberfläche des Substrats trifft. In einem zweiten Bereich der Oberfläche des Substrats wird die Oberfläche des Substrats mit dem
Teilchenstrahl bearbeitet, der mit einem zweiten
Tastverhältnis gepulst, auf die Oberfläche des Substrats trifft. Das zweite Tastverhältnis ist unterschiedlich zu dem ersten Tastverhältnis.
Das gepulste Bestrahlen erfolgt beispielsweise nach einem ungepulsten Bestrahlen der Oberfläche des Substrates und/oder eines Bereiches der Oberfläche des Substrates. Alternativ erfolgt das ungepulste Bestrahlen der Oberfläche des
Substrates und/oder eines Bereiches der Oberfläche des
Substrates nach dem gepulsten Bestrahlen. Der Teilchenstrahl ist beispielsweise ein Strahl neutraler Teilchen, ein Clusterstrahl , ein Clusterionenstrahl , ein Ionenstrahl oder ein Elektronenstrahl. Beispielsweise ist das Verfahren zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Substrates ein Magnetronsputtern .
Beim Bearbeiten der Oberfläche mit dem Teilchenstrahl kann Material von der Oberfläche des Substrates entfernt werden und/oder Material auf der Oberfläche des Substrates
abgeschieden werden.
Der erste Bereich, d.h. der ungepulst bearbeitete Bereich, kann unterschiedlich zu dem zweiten Bereich, d.h. dem gepulst bearbeiteten Bereich sein. Der ungepulst bearbeitete Bereich kann bei einem späteren Bearbeitungen, beispielsweise ein weiteren Scan, gepulst bearbeitet werden. Alle Bauteile der Vorrichtung, beispielsweise Strom- Messeinrichtung, Halterung oder Stromsonde können an die jeweilige Umgebung angepasst sein. Beispielsweise können im Falle des Betriebs der Vorrichtung in einem Vakuum
Stromführungen, Schmierfette und Bauteilmaterialien angepasst sein .
Das Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen wird noch ausführlicher im Zusammenhang mit FIG.3 dargestellt.
FIG.2 zeigt ein Blockdiagramm zur Quellensteuerung einer Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen. Die Quellensteuerung 112 weist einen oder mehrere Anschlüsse 202 auf mittels deren die Vorrichtung in einer Vorrichtung- externen Umgebung verbunden bzw. integriert sein kann, beispielweise einer Sicherheitssteuerung oder einer
Fernüberwachung .
Die Quellensteuerung 112 kann einen Prozessor 204, einen Computer 204 oder eine sonstige Datenverarbeitungsvorrichtung 204 aufweisen (nachfolgend als Prozess-Modul-Computer PMC bezeichnet) , welche die einzelnen Signale der Komponenten und Module der Vorrichtung empfängt und auswertet und dieselben steuert oder regelt.
Der PMC 204 kann ein frei programmierbarer Prozessor
(beispielsweise ein Mikroprozessor oder ein Nanoprozessor) sein oder eine hartverdrahtete Logik, oder eine Firmware oder beispielsweise ein applikationsspezifischer Schaltkreis (application specific integrated circuit, ASIC) oder ein feldprogrammierbares Gate-Array ( field-programmable gate array, FPGA) sein.
Mit dem PMC 204 ist unter anderem ein Achsensystem 206 verbunden, dass mit einem Teilchenstrahl-Schaltkreis 208 (beam) und einem Beschleunigung-Schaltkreis 210 (auch
bezeichnet als Accelerator-Schaltkreis 210) mittels eines Schalterschaltkreises 212 verbundenen ist, um den
Teilchenstrahl 104 der Strahlquelle 102 und dessen
Strahlprofil zu steuern. Der Teilchenstrahl-Schaltkreis 208 und der Beschleunigung- Schaltkreis 210 können jeweils eine Spannungsversorgung aufweisen, die zueinander grundsätzlich technisch gleich ausgeprägt sein können. Der Schalterschaltkreis 212 kann jeweils einen elektrisch schaltbaren Schalter, beispielsweise einen
Leistungstransistor, zwischen der Strahlungsquelle 102 und dem Teilchenstrahl-Schaltkreis 208 und/oder zwischen der Strahlungsquelle 102 und dem Accelerator-Schaltkreis 210 aufweisen. Der Schalterschaltkreis 212 kann derart
eingerichtet sein, dass das elektrische Potential des
Teilchenstrahl-Schaltkreises 208 bzw. des Accelerator- Schaltkreises 210 elektrisch auf die Strahlungsquelle 102 aufgeschaltet werden kann bzw. alternativ kann ein
Massepotential oder ein anderes, elektrisches Potential auf die Strahlungsquelle 102 aufgeschaltet werden. Dadurch kann der Teilchenstrahl auf einfache Weise gepulst werden und die Position der Pulse auf der Oberfläche und deren Energie auf einfache Weise eingestellt werden.
FIG.3 zeigt ein Diagramm zum Verfahren gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen .
Das oben beschriebene Bewegungsprofil kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Verfahren 300 zum Bearbeiten einer Oberfläche 302 eines Substrates mittels eines
Teilchenstrahles 104 sein.
Im oberen Teil der FIG.3 ist ein Querschnittsprofil einer mittels eines Teilchenstrahls 104 zu bearbeitenden Oberfläche 302 eines Substrates gezeigt. Der Teilchenstrahl wird in mehreren Durchgängen (Scans) Sl, S2, S3 über die Oberfläche gefahren bzw. geführt. Währenddessen kann Material von der Oberfläche des Substrates gepulst 310, d.h. mittels
Teilchenstrahlpulsen 304 oder ungepulst 308, d.h. im
Dauerstrichbetrieb 306 entfernt werden, oder die Oberfläche unbearbeitet verbleiben. Bei nicht-Bearbeiten der Oberfläche wird der Teilchenstrahl beispielsweise ausgeschaltet oder blockiert, so dass kein Material von der Oberfläche
abgetragen wird. Das nicht-Bearbeiten weist ein Tastverhältnis von 0,0 auf. Das ungepulste Bearbeiten weist ein Tastverhältnis von 1,0 auf. Das gepulste Bearbeiten weist ein Tastverhältnis größer 0,0 und kleiner 1,0 auf.
Unterhalb des Querschnittsprofils sind jeweils die lokale Abtragungsrate 332 für die Segmente der Oberfläche und das Geschwindigkeitsprofil 334 und die unterschiedlichen Scans Sl, S2, S3 zu dem Querschnittsprofil gezeigt. Die
Abtragungsrate 332 kann bei konstanter Energiedichte des Teilchenstrahls mittels der Verweilzeit je Position
eingestellt werden. Die Verweilzeit kann beispielsweise mittels der Vorschubgeschwindigkeit des Teilchenstrahls eingestellt werden. Durch lokale Variation der
Vorschubgeschwindigkeit und somit der Verweilzeit kann eine Modulation der Energiedosis erreicht werden. Eine Änderung der Vorschubgeschwindigkeit und somit der Verweilzeit ist/wäre aus dem Geschwindigkeitsprofil 334 des
Teilchenstrahls ersichtlich. Beispielsweise kann der
Teilchenstrahl mit einer geringeren Geschwindigkeit über einen ersten Bereich 336 geführt werden als über einen zweiten Bereich 338.
Die Summe des in mehreren Scans Sl, S2, S3 abgetragenen Materials entspricht ungefähr dem im Querschnittsprofil dargestellten Material oberhalb der - unten noch
ausführlicher beschriebenen - Zielebene 330, falls die Oberfläche 302 des Substrates unterhalb einer - unten noch ausführlicher beschriebenen - Basisebene 320 angeordnet ist.
Die zu bearbeitende Oberfläche kann bei Segmenten mit einer Oberfläche im Wesentlichen unterhalb einer Basisebene 320 mit maximaler Geschwindigkeit bestrahlt werden und im Randbereich mit geringerer Geschwindigkeit (veranschaulicht im Diagramm 334 für die jeweiligen Scans) . Die in dem jeweiligen Scan der mehreren Scans Sl, S2, S3 freiliegende Oberfläche des Substrates wird derart mittels des Teilchenstrahls 104 bearbeitet, das ein möglichst großer Anteil 318 des Materials in einem Segment ungepulst
abgetragen wird, beispielsweise bei einer
vorrichtungsspezifischen, minimalen Abtragungszeit und
Verweilzeit für jeweils ein Segment. Ein verbleibender Rest 314 wird in einem Scan mittels eines möglichst minimalen Tastverhältnisses gepulst abgetragen. Das Tastverhältnis kann dabei mittels eines Pulses oder mittels mehrerer Pulse, die beispielsweise symmetrisch zur Mitte eines Segments in dem Segment appliziert werden, realisiert werden.
Durch Kombination des ungepulsten Bearbeitens 308 mit dem gepulsten Bearbeiten 310 kann die Anzahl an Pulsen reduziert oder minimiert werden. Dadurch kann der Fehler, der durch die Flanken der Pulse in der Bearbeitung des Substrates erzeugt wird, im Vergleich zu einer rein gepulsten Bearbeitung reduziert werden. Der Fehler, der durch die Flanken und die Positionszuordnung der Pulse verursacht wird, wird beispielsweise durch das stetige Teilchenstrahlprofil beim Ein- und Ausschalten des Auftreffens des Teilchenstrahls auf der Oberfläche
abgebildet .
Im Vergleich zu einer ungepulsten Bearbeitung der Oberfläche, d.h. einer Dauerstrichbearbeitung, kann eine unnötige oder unzureichende Bearbeitung der Oberflächen vermieden oder reduziert werden. Dadurch kann die Bearbeitung der Oberfläche präziser sein und die Oberfläche eine geringere Rauheit bzw. eine höhere Homogenität oder Konformität mit einer
vorgegebenen Oberflächenbeschaffenheit aufweisen.
Das Verfahren weist beispielsweise ein Erfassen einer
Oberflächenbeschaffenheit mindestens eines Teils der
Oberfläche des Substrates auf. Beispielsweise kann der
Materialüberschuss oder der Materialmangel ausgehend von der Oberfläche 302 des Substrates bezüglich einer vorgegebenen Zielebene 330 ermittelt werden. Die Zielebene 330 ist beispielsweise eine zu erreichende Schichtdicke und/oder Homogenität der Oberfläche des Substrates.
Mit anderen Worten: das Verfahren kann ein Ermitteln einer Zielebene 330 über oder unterhalb der Oberfläche 302 des Substrates aufweisen. Das Substrat kann mindestens in einem Bereich der Oberfläche des Substrates bis zum Erreichen der Zielebene bearbeitet werden.
Die Oberfläche 302 kann in mehrere Segmente unterteilt werden. Die Segmente sind beispielsweise flächige,
zweidimensionale Bereiche, die der Oberfläche des Substrates zugeordnet sind.
Das Verfahren kann ferner ein Festlegen einer Basisebene 320 über oder unterhalb einer Oberfläche 302 in mindestens einem Bereich des Substrates aufweisen. Das Substrat kann
beispielsweise in Segmenten gepulst bearbeitet werden, wenn die Oberfläche des jeweiligen Segments bezüglich der
Basisebene 320 eine vorgegebene Bedingung erfüllt.
Beispielsweise kann bei einem materialabtragenden Verfahren ein gepulstes Bearbeiten erfolgen, sollte die Oberfläche 302 des jeweiligen Segments unterhalb der Basisebene 320
angeordnet sein. Segmente mit einer Oberfläche oberhalb der Basisebene können beispielsweise ungepulst bearbeitet werden, wodurch ein schneller Materialabtrag erfolgt.
Die Basisebene 320 kann unterhalb und/oder oberhalb der
Oberfläche 302 der Segmente des Substrates angeordnet sein.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist die Basisebene 320 eine Ebene, die mittels eines groben Bearbeitens der
Oberfläche des Substrates erhalten wird, beispielsweise mittels eines (chemisch-) mechanischen Polierens.
Alternativ oder zusätzlich ist die Basisebene 320 eine Ebene, bis zu deren Erreichen alleinig die Vorschubgeschwindigkeit zur Variation der Verweilzeit genutzt wird.
Für die einzelnen Segmente kann eine Anzahl an gepulsten Bearbeitungen 310 und ungepulsten Bearbeitungen 308 ermittelt werden, um von der Oberfläche 302 vor dem Beginn der
Bestrahlung mit dem Teilchenstrahl 104 zu der Zielebene zu gelangen.
Das Ermitteln der Anzahl an gepulsten Bearbeitungen 308 kann beispielsweise ein Ermitteln von Pulsbreiten, Pulsamplituden, Pulsformen und/oder einer Pulsverteilung aufweisen.
Das Verfahren weist beispielsweise ein Ermitteln des
Tastverhältnisses für jeden zu bearbeitenden Bereich der Oberfläche auf. Durch die Regelung des Tastverhältnisses können weiterhin Leistungs- und Stromdichteschwankungen der Strahlquelle innerhalb eines vorgesehenen Fehlerbereiches kompensiert werden, wie sie zum Beispiel durch thermische Driften auftreten können. Dazu kann der zeitlich gemittelte Quellen-Emissionsstrom als Messgröße verwendet und das
Tastverhältnis so eingeregelt werden, dass der Quellen - Emissionsstrom und damit die zeitlich gemittelte
lonenstromdichte unter Beibehaltung der sonstigen
Prozessparameter konstant gehalten wird. Der Teilchenstrahl kann beispielsweise derart gepulst auf die Oberfläche des Substrats treffen, dass die Pulse symmetrisch zur Mitte des gepulst bearbeiteten Bereichs, d.h. des
Segments, angeordnet sind. Der Teilchenstrahl weist
beispielsweise ein Gauß-förmiges Strahlprofil auf. Die symmetrisch, gepulst bestrahlten Segmente weisen dadurch, beispielsweise gegenüber einer zum Mittelpunkt des Segments punktsymmetrischen Bearbeitung und/oder bezüglich einer asymmetrischen Bearbeitung, eine höhere Homogenität auf.
Die gepulste Bearbeitung weist beispielsweise mehrere Pulse 304 auf, die am Rand oder zwischen dem Rand und der Mitte eines Segments angeordnet sein können.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen weist das Verfahren ein weiteres Bestrahlen 312 der Oberfläche des Substrats auf. Beim weiteren Bestrahlen 312 wird in einem Bereich der
Oberfläche des Substrats, in dem die Zielebene 330 erreicht wurde, der Teilchenstrahl 104 blockiert, beispielsweise mittels einer Blende oder mittels eines Schalterschaltkreises der Quellensteuerung 112. Mittels des Blockierens kann verhindert werden, dass die Oberfläche in diesem Bereich von dem Teilchenstrahl bearbeitet wird. Mit anderen Worten: beim weiteren Bearbeiten kann die Strahlquelle, beispielsweise die Ionenquelle, komplett abgeschaltet werden, d.h. das
Tastverhältnis beträgt 0,0. Beispielsweise für den Fall, dass der Ionenstrahl ohne Ausführung einer Bearbeitung von einer Position auf eine andere Position des Substrats geführt wird, ohne Oberflächensegmente zu beschichten oder zu ätzen.
Durch die aufeinander angepasste gleichzeitige Verwendung von Verweilzeit und Pulsdauer als Prozessparameter kann die
Geschwindigkeit des Substrats oder des Ionenstrahles
gleichmäßiger gestaltet werden und der gesamte Prozess verläuft moderater, so dass sich eine längere Lebensdauer der Komponenten des Positionierungssystemes ergibt.

Claims

Patentansprüche
Verfahren (300) zum Bearbeiten einer Oberfläche (302) eines Substrates (114) mittels eines Teilchenstrahls (104), wobei das Verfahren (300) ein Bestrahlen der Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem
Teilchenstrahl aufweist,
o wobei in einem ersten Bereich (308) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104) bearbeitet wird, der ungepulst (306) auf die
Oberfläche (302) des Substrates (114) trifft; und o wobei in mindestens einem zweiten Bereich (310) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104) bearbeitet wird, der gepulst (304) auf die Oberfläche (302) des Substrates (114) trifft.
Verfahren (300) zum Bearbeiten einer Oberfläche (302) eines Substrates (114) mittels eines Teilchenstrahls (104), wobei das Verfahren (300) ein Bestrahlen der Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem
Teilchenstrahl aufweist
o wobei in einem ersten Bereich (308) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104) bearbeitet wird, der, mit einem ersten Tastverhältnis gepulst (304), auf die Oberfläche (302) des
Substrates (114) trifft; und
o wobei in mindestens einem zweiten Bereich (310) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104) mit einem zweiten Tastverhältnis gepulst (304) bearbeitet wird, wobei das zweite Tastverhältnis unterschiedlich zu dem ersten Tastverhältnis ist. Verfahren (300) gemäß Anspruch 1 oder 2, das Verfahren (300) ferner aufweisend:
Ermitteln einer Anzahl an gepulsten Bearbeitungen und ungepulsten Bearbeitungen für jeden zu bearbeitenden Bereich der Oberfläche.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 3, das Verfahren (300) ferner aufweisend:
wobei das Ermitteln der Anzahl an gepulsten
Bearbeitungen ein Ermitteln von Pulsbreiten,
Pulsamplituden, Pulsformen, Pulsposition und/oder einer Pulsverteilung aufweist.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Teilchenstrahl (104) derart gepulst (304) auf die Oberfläche (302) des Substrates (114) trifft, dass die Pulse symmetrisch zur Mitte des gepulst (304) bearbeiteten Bereichs angeordnet sind.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das Verfahren (300) ferner aufweisend:
Festlegen einer Basisebene (320) über oder unterhalb einer Oberfläche (302) in mindestens einem Bereich des Substrates (114),
wobei das Substrat (114) in dem Bereich gepulst (304) bearbeitet wird, wenn die Oberfläche (302) des Bereichs ein vorgegebenes Verhältnis zu der Basisebene (320) aufweist, und
der Bereich ansonsten ungepulst oder nicht bearbeitet wird .
Verfahren (300) gemäß Anspruch 2, das Verfahren (300) ferner aufweisend:
Ermitteln des ersten Tastverhältnisses und des zweiten Tastverhältnisses für jeden zu bearbeitenden Bereich der Oberfläche .
8. Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das gepulste Bestrahlen in einem Bereich der
Oberfläche nach dem ungepulsten Bestrahlen Oberfläche in dem gleichen Bereich der Oberfläche erfolgt.
9. Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei das ungepulste Bestrahlen eines Bereichs der
Oberfläche nach dem gepulsten Bestrahlen des gleichen Bereichs der Oberfläche erfolgt.
10. Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9,
wobei der Teilchenstrahl (104) ein Strahl neutraler Teilchen, ein Strahl von Teilchenbündel, ein Ionenstrahl oder ein Elektronenstrahl ist.
11. Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10,
wobei beim Bearbeiten der Oberfläche (302) mit dem
Teilchenstrahl (104) Material von der Oberfläche (302) oder einem Teil der Oberfläche des Substrates (114) entfernt wird.
12. Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11,
wobei beim Bearbeiten der Oberfläche (302) mit dem
Teilchenstrahl (104) Material auf der Oberfläche (302) oder einem Teil der Oberfläche des Substrates (114) abgeschieden wird.
13. Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12,
wobei der erste Bereich unterschiedlich zu dem zweiten Bereich ist.
14. Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, das Verfahren (300) aufweisend: Erfassen einer
Oberflächenbeschaffenheit mindestens eines Teils der Oberfläche (302) des Substrates. Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, das Verfahren (300) aufweisend:
Ermitteln einer Zielebene über oder unterhalb der
Oberfläche (302) des Substrates, wobei das Substrat in einem Bereich der Oberfläche (302) des Substrates (114) bis zum Erreichen der Zielebene bearbeitet wird.
Verfahren (300) gemäß Anspruch 15, das Verfahren (300) aufweisend :
ein weiteres Bestrahlen der Oberfläche (302) des
Substrates (114), wobei in einem Bereich (312) der
Oberfläche (302) des Substrates (114), in dem die
Zielebene erreicht wurde, der Teilchenstrahl (104) blockiert wird, so dass die Oberfläche (302) in diesem Bereich (312) nicht von dem Teilchenstrahl (104) bearbeitet wird.
Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Verfahren mindestens ein anderes, weiteres Bestrahlen aufweist, wobei der erste Bereich der
Oberfläche des Substrates des ungepulsten Bestrahlens beim anderen, weiteren Bestrahlen mit dem Teilchenstrahl (104) bearbeitet wird, der gepulst (306) auf die
Oberfläche (302) des Substrates (114) trifft.
Vorrichtung zum Bearbeiten einer Oberfläche (302) eines Substrates (114) mittels eines Teilchenstrahls (104), wobei die Vorrichtung aufweisend:
eine Teilchenstrahlquelle eingerichtet, die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit einem Teilchenstrahl (104) zu bearbeiten; und
• eine Quellensteuerung (112) eingerichtet zum
Steuern des Teilchenstrahls (104), wobei die
Quellensteuerung (112) eingerichtet ist zum Bestrahlen der Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem
Teilchenstrahl , o wobei in einem ersten Bereich (308) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104)
bearbeitet wird, der ungepulst (306) auf die
Oberfläche (302) des Substrates (114) trifft; und o wobei in einem zweiten Bereich (310) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104)
bearbeitet wird, der gepulst (304) auf die Oberfläche (302) des Substrates (114) trifft.
Vorrichtung zum Bearbeiten einer Oberfläche (302) eines Substrates (114) mittels eines Teilchenstrahls (104), wobei die Vorrichtung aufweisend:
eine Teilchenstrahlquelle eingerichtet, eine Oberfläche (302) eines Substrates (114) mit einem Teilchenstrahl (104) zu bearbeiten; und
eine Quellensteuerung (112) eingerichtet zum Steuern des Teilchenstrahls (104), wobei die Quellensteuerung (112) eingerichtet ist zum Bestrahlen der Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl,
■ wobei in einem ersten Bereich (308) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104)
bearbeitet wird, der, mit einem ersten Tastverhältnis gepulst (304), auf die Oberfläche (302) des
Substrates (114) trifft; und
■ wobei in einem zweiten Bereich (310) der Oberfläche (302) des Substrates (114) die Oberfläche (302) des Substrates (114) mit dem Teilchenstrahl (104)
bearbeitet wird, mit einem zweiten Tastverhältnis gepulst (304), auf die Oberfläche (302) des
Substrates (114) trifft, wobei das zweite
Tastverhältnis unterschiedlich zu dem ersten
Tastverhältnis ist. Vorrichtung gemäß Anspruch 18 oder 19, ferner aufweisend eine Prozesskammer (122),
wobei wenigstens ein Teil der Strahlungsquelle (102) und das Substrat (114) in der Prozesskammer (122) angeordnet sind .
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