TW201537607A - 用於氣體團簇離子束系統之基板邊緣輪廓修正用多步驟位置特定程序 - Google Patents

Abstract

本發明係揭露一種用於通過氣體團簇離子束（GCIB）或任何其他類型之離子束來掃描基板或其他工作件的裝置、系統、及方法。工作件掃描裝置係配置為接收及固持基板以供GCIB之照射，並且用以使用以下兩種運動在兩個方向上通過GCIB掃描基板：往復的快速掃描運動、及慢速掃描運動。慢速掃描運動係使用伺服馬達及傳動帶驅動系統來致動，此傳動帶驅動系統係配置為降低工作件掃描裝置的故障率。

Description

用於氣體團簇離子束系統之基板邊緣輪廓修正用多步驟位置特定程序

［相關申請案之交互參照］

依據37 C.F.R § 1.78 (a)(4)，本申請案主張在2013年11月20日所提申之共同申請中之臨時申請案第61/906,610號、及在2013年12月13日所提申之臨時申請案第61/915,894號的優先權。

本發明係關於一種用於使用氣體團簇離子束（GCIB）來照射基板的系統及方法，且更具體而言，係關於一種用於通過GCIB來掃描基板的改進之裝置、系統、及方法。

氣體團簇離子束（GCIBs）係用以在基板上摻雜、蝕刻、清潔、平坦化、及成長或沉積層。為了本討論之目的，氣體團簇為奈米尺寸的材料聚集體，其在標準溫度及壓力的條件下為氣態。此種氣體團簇可由鬆散地結合在一起的包含數個至數千個分子或更多的聚集體所組成。氣體團簇可藉由電子轟擊而離子化，這允許氣體團簇形成為具有可控制能量的定向射束。此種團簇離子通常各帶有正電荷，此正電荷係由以下兩者之乘積所給定：電子電荷量與代表團簇離子之電荷狀態的大於或等於1之整數。較大尺寸的團簇離子通常是最有用的，因為其每團簇離子能夠帶有大量的能量，同時每單個分子又僅具有適度的能量。離子團簇在與基板撞擊時會崩解。在特定的崩解之離子團簇中的各單個分子僅帶有總團簇能量的一小部分。因此，大的離子團簇之撞擊效應相當大，但僅限於極淺的表面區域。這使得氣體團簇離子可有效用於許多表面變型製程，而沒有產生較深之次表面損傷（此為傳統離子束處理的特性）的傾向。

名為「METHOD AND APPARATUS FOR SCANNING A WORKPIECE THROUGH AN ION BEAM」的相關美國專利申請案第11/565,267號於2006年11月30日所提申、2009年10月27日公告為美國專利第7,608,843號、並藉由參照其整體內容而併入於本文中，該件專利描述了一種用以通過氣體團簇離子束（GCIB）來掃描工作件（例如晶圓、基板等等）的工作件掃描機構。於其中所描述的掃描儀具有兩種運動，其結合時可允許GCIB到達工作件的每一點。第一運動係為通過GCIB的工作件之快速往復運動（即，快速掃描運動），其中工作件係附接於類似倒單擺的臂；橫過工作件的所得之GCIB路徑具有弧形形狀。第二運動係為該臂之旋轉中心的慢速直線運動（即，慢速掃描運動），其會導致橫過工作件之GCIB所依循的不同的平行弧形路徑，從而允許對工作件的整個區域進行處理。其中所描述之實施例的快速掃描運動馬達及固持工作件的該臂之旋轉中心係裝設於垂直之梭驅動組件的梭上，其中，其向上的運動係藉著慢速掃描伺服馬達經由滑輪及傳動帶將梭向上拉動而致動。然而，向下的運動係依靠重力來完成，亦即，慢速掃描伺服馬達使傳動帶從滑輪退繞，從而允許梭、快速掃描馬達、及臂一起向下移動。

此種工作件掃描機構有許多缺點。例如，由於慢速掃描運動之至少一方向係依靠重力，因此慢速掃描運動只能是在垂直或接近垂直的方向上。其次，污染物或梭驅動組件的故障可能會使慢速掃描運動卡在沿著梭驅動組件之軌道的梭的某些位置，重力在某些情況下會無法依製程配方之需求將梭、快速掃描馬達、及臂向下拉動，而導致工作件未正確地受到處理。甚至更糟的是，若重力在某些點克服了卡住的梭，且若已先將足夠的傳動帶之長度從滑輪退繞，則整個梭、快速掃描馬達、及攜帶工作件的臂會突然發生自由落體，導致過大的力施加至傳動帶、滑輪、及慢速掃描伺服馬達，而通常會導致慢速掃描伺服馬達故障。

本發明係試圖改正重力輔助之工作件掃描機構的上述缺點。

本發明之一實施態樣係為一種用於通過GCIB來掃描工作件的裝置，包含：一細長構件，適用於裝設一工作件；一旋轉機構，將該細長構件裝設於旋轉點，並配置為沿著弧形路徑通過GCIB來反覆掃描該工作件；一慢速掃描機構，將該細長構件及該旋轉機構懸吊，並配置為造成該旋轉機構及該細長構件的直線運動，以使該工作件之不同部分通過GCIB，該慢速掃描機構包含具有軌道及梭的梭驅動組件，該旋轉機構係附接於梭並由梭所懸吊；一第一滑輪；一第二滑輪；一傳動帶，裝設於該等滑輪上並附接於梭；及一驅動機構，用以致動該傳動帶。

本發明之另一實施態樣係為一種裝置，其中該驅動機構包含：一伺服馬達，具有一驅動軸；一第一鏈輪，附接於該驅動軸；一真空旋轉饋通；一第二鏈輪，附接於該真空旋轉饋通；及一齒輪式傳動帶，裝設於該第一及第二鏈輪上。

本發明之另一實施態樣係為用於使用GCIB來處理工作件的系統，包含：一噴嘴，用以由氣體形成氣體團簇射束；一分離器，用以將非所欲的氣體團簇由氣體團簇射束移除；一解離器，用以將氣體團簇射束離子化而形成GCIB；一加速器，用以加速GCIB；一工作件掃描機構，封閉於處理腔室中並配置為通過GCIB來掃描該工作件，該工作件掃描機構包含：一細長構件，適用於裝設一工作件；一旋轉機構，將該細長構件裝設於旋轉點，並配置為沿著弧形路徑通過GCIB來反覆掃描該工作件；一慢速掃描機構，將該細長構件及該旋轉機構懸吊，並配置為造成該旋轉機構及該細長構件的直線運動，以使該工作件之不同部分通過GCIB，該慢速掃描機構包含具有軌道及梭的梭驅動組件，該旋轉機構係附接於梭並由梭所懸吊；一第一滑輪；一第二滑輪；一傳動帶，裝設於該等滑輪上並附接於梭；及一驅動機構，用以致動該傳動帶。

本發明之又另一實施態樣係為一種用於通過離子束來掃描工作件的方法，包含以下步驟：將一工作件裝設於一細長構件的端部之處並在GCIB路徑內；使用附接於該細長構件上之旋轉點的旋轉機構以部分地反覆旋轉該細長構件，以沿著弧形路徑通過GCIB進行該工作件的反覆掃描；使該細長構件及該旋轉機構沿著慢速掃描機構移動，該旋轉機構係附接於該慢速掃描機構並由該慢速掃描機構所懸吊，此移動步驟使工作件的不同部分在反覆掃描期間通過GCIB路徑，該慢速掃描機構包含：一梭驅動組件，具有軌道及梭，該旋轉機構係附接於梭並由梭所懸吊；一第一滑輪；一第二滑輪；一傳動帶，裝設於該等滑輪上並附接於梭；及一驅動機構，用以致動該傳動帶，其中，此移動步驟包含：致動該驅動機構及該傳動帶，以造成沿著軌道的梭的直線運動。

在以下的描述中，為了有助於本發明之透徹理解且為了解釋而非限制之目的，係提出特定細節，例如微影、塗佈器/顯影器、及間隙填充處理系統的特定幾何結構、及各種元件及製程的描述。然而，應理解的是，本發明可在悖離這些特定細節的其他實施例中實施。

在以下的描述中，用語離子束及氣體團簇離子束（GCIB）將可互換使用，因為本文中所描述的工作件掃描機構可用於使用普通的（即，單體）離子束及氣體團簇離子束（GCIB）來處理工作件。

在以下的描述中，用語工作件、基板、及晶圓將可互換使用，以表示由離子束或氣體團簇離子束（GCIB）所處理的工作件。工作件可包含導體、半導體、或介電質基板，其具有或不具有形成其上之各種經圖案化或未經圖案化的膜。再者，工作件可具有任何形狀（例如圓形、矩形等等）及尺寸（例如6英吋、8英吋、12英吋、或更大直徑的圓形晶圓）。範例工作件包含晶圓或半導體晶圓、平板顯示器（FPD）、液晶顯示器（LCD）等等。

現參照圖1，用以修改、沉積、生長、或摻雜層的GCIB處理系統100係根據一實施例加以描繪。GCIB處理系統100包含真空容室102、供待處理之基板152固定於其上的基板固持件150、及真空泵抽系統170A、170B、及170C。基板152可以是半導體基板、晶圓、平板顯示器（FPD）、液晶顯示器（LCD）、或任何其他工作件。GCIB處理系統100係配置為產生用以處理基板152的GCIB。

仍參照圖1中的GCIB處理系統100。真空容室102包含三個連通的腔室，即，來源腔室104、離子化/加速腔室106、及處理腔室108，以提供減壓的封閉空間。藉由真空泵抽系統170A、170B、及170C將此三個腔室分別抽空至適當的操作壓力。在此三個連通的腔室104、106、108中，氣體團簇射束可在第一腔室（來源腔室104）中形成，而GCIB可在第二腔室（離子化/加速腔室106）中形成，於其中係使氣體團簇射束離子化並加速。接著，在第三腔室（處理腔室108）中，可使用加速的GCIB對基板152進行處理。

在圖1的示例性實施例中，GCIB處理系統100包含兩個氣體供應器及兩個噴嘴110、1010。具有數個（非兩個）噴嘴及數個（非兩個）氣體供應器的額外實施例將於之後討論，所有這些情況均落入本發明的範疇內。兩個氣體供應器之各者係分別連接於兩個滯止腔室116及1016以及噴嘴110及1010之一者。第一氣體供應器包含第一氣體來源111、第二氣體來源112、第一氣體控制閥113A、第二氣體控制閥113B、及氣體計量閥113。例如，儲存於第一氣體來源111中的第一氣體組成分在加壓下係允許通過第一氣體控制閥113A而到一或多個氣體計量閥113。此外，例如，儲存於第二氣體來源112中的第二氣體組成分在加壓下係允許通過第二氣體控制閥113B而到一或多個氣體計量閥113。進一步地，例如，第一氣體供應器的第一氣體組成分、或第二氣體組成分、或此兩者，可包含可壓縮的惰性氣體、載體氣體、或稀釋氣體。舉例來說，惰性氣體、載體氣體、或稀釋氣體可包含稀有氣體，亦即，He、Ne、Ar、Kr、Xe、或Rn。

類似地，第二氣體供應器包含第一氣體來源1011、第二氣體來源1012、第一氣體控制閥1013A、第二氣體控制閥1013B、及氣體計量閥1013。例如，儲存於第一氣體來源1011中的第一氣體組成分在加壓下係允許通過第一氣體控制閥1013A而到一或多個氣體計量閥1013。此外，例如，儲存於第二氣體來源1012中的第二氣體組成分在加壓下係允許通過第二氣體控制閥1013B而到一或多個氣體計量閥1013。進一步地，例如，第二氣體供應器的第一氣體組成分、或第二氣體組成分、或此兩者，可包含可壓縮的惰性氣體、載體氣體、或稀釋氣體。舉例來說，惰性氣體、載體氣體、或稀釋氣體可包含稀有氣體，亦即，He、Ne、Ar、Kr、Xe、或Rn。

此外，可各使用第一氣體來源111及1011、以及第二氣體來源112及1012以產生離子化團簇。第一氣體來源111、1011及第二氣體來源112、1012的材料組成分包含主要原子（或分子）物種，亦即，欲引入以用於摻雜、沉積、修改、或成長層的第一及第二原子組成。

包含第一氣體組成分及/或第二氣體組成分的高壓、可壓縮氣體係通過氣體供應管114而由第一氣體供應器引入至滯止腔室116中，並通過經適當成形的噴嘴110而噴射至實質上較低壓力之真空中。由於高壓、可壓縮氣體從滯止腔室116至來源腔室104之較低壓力區域的膨脹所致，氣體速度係加速至超音速，且氣體團簇射束係從噴嘴110射出。

類似地，包含第一氣體組成分及/或第二氣體組成分的高壓、可壓縮氣體係通過氣體供應管1014而由第二氣體供應器引入至滯止腔室1016中，並通過經適當成形的噴嘴1010而噴射至實質上較低壓力之真空中。由於高壓、可壓縮氣體從滯止腔室1016至來源腔室104之較低壓力區域的膨脹所致，氣體速度係加速至超音速，且氣體團簇射束係從噴嘴1010射出。

噴嘴110及1010係裝設得相當靠近，以至於由噴嘴110、1010所產生的個別之氣體團簇射束在到達氣體分離器120之前，係在來源腔室104的真空環境中實質上合併成單一個氣體團簇射束118。氣體團簇射束118的化學組成代表了由第一氣體供應器及第二氣體供應器所提供、並經由噴嘴110及1010所注入的組成分之混合物。

當靜焓與由噴射流中之膨脹所引起的動能互換時，噴射流的固有冷卻效應會使氣體噴射流之一部分壓縮並形成具有團簇的氣體團簇射束118，各團簇係由數個至數千個弱接合的原子或分子所組成。位於噴嘴110及1010的出口之下游處且在來源腔室104與離子化/加速腔室106之間的氣體分離器120，係部分地使氣體團簇射束118之周圍邊緣上的氣體分子（其可能不會被壓縮成團簇）與氣體團簇射束118之核心中的氣體分子（其可能已形成團簇）分離。除了其他原因之外，此氣體團簇射束118之一部分的選擇可使下游區域中的壓力降低，在下游區域（例如解離器122及處理腔室108）中較高的壓力可能是不利的。此外，氣體分離器120定義了進入離子化/加速腔室106之氣體團簇射束的初始尺寸。

第一氣體供應器及第二氣體供應器可配置為獨立地控制引入至滯止腔室116及1016的氣體混合物之滯止壓力及溫度。可藉由在各氣體供應器中使用適當的溫度控制系統（例如，加熱器及/或冷卻器）（未顯示）來實現溫度控制。此外，操縱器可例如經由滯止腔室116而機械式地耦接於噴嘴110，操縱器係配置為將耦接之噴嘴110獨立於噴嘴1010相對於氣體分離器120定位。同樣地，操縱器可例如經由滯止腔室1016而機械式地耦接於噴嘴1010，操縱器係配置為將耦接之噴嘴1010獨立於噴嘴110相對於氣體分離器120定位。因此，可獨立地操縱多噴嘴組件中之各噴嘴，以相對於單一個氣體分離器120適當定位。

在氣體團簇射束118已於來源腔室104中形成之後，可藉由解離器122將氣體團簇射束118中的組分氣體團簇離子化以形成GCIB 128。解離器122可包含從一或更多燈絲124產生電子的電子撞擊解離器，電子會被加速且引導，以與離子化/加速腔室106內部之氣體團簇射束118中的氣體團簇碰撞。在與氣體團簇發生碰撞撞擊時，具有足夠能量的電子會使電子從氣體團簇中的分子射出以產生離子化的分子。氣體團簇的離子化可導致帶電氣體團簇離子的群體，其通常具有淨正電荷。

如圖1中所示，射束電子裝置130係用以使GCIB 128離子化並抽取、加速、及聚集GCIB 128。射束電子裝置130包含燈絲電源供應器136，燈絲電源供應器136可提供電壓V_F 以加熱解離器燈絲124。

此外，射束電子裝置130包含在離子化/加速腔室106中的一組經適當偏壓的高電壓電極126，高電壓電極126可將團簇離子由解離器122抽取出。高電壓電極126接著可將抽取出的團簇離子加速至所期望之能量，並將其聚集以定義GCIB 128。GCIB 128中之團簇離子的動能其範圍通常從約1000電子伏特（1 keV）至數十keV。例如，可將GCIB 128加速到1至100 keV。

如圖1中所示，射束電子裝置130更包含陽極電源供應器134，陽極電源供應器134可將電壓V_A 提供至解離器122的陽極，以使從解離器燈絲124射出的電子加速、並使電子轟擊氣體團簇射束118中的氣體團簇，而這將產生團簇離子。

此外，如圖1中所示，射束電子裝置130包含抽取電源供應器138，抽取電源供應器138可提供電壓V_E 以將高電壓電極126之至少一者偏壓，俾從解離器122的離子化區域抽取離子並且形成GCIB 128。例如，抽取電源供應器138可將一電壓提供至高電壓電極126的第一電極，此電壓係小於或等於解離器122的陽極電壓。

再者，射束電子裝置130可包含加速器電源供應器140，加速器電源供應器140可提供電壓V_ACC 以將高電壓電極126之一者相對於解離器122偏壓，從而使總GCIB加速能量等於約V_ACC 電子伏特（eV）。例如，加速器電源供應器140可將一電壓提供至高電壓電極126的第二電極，此電壓係小於或等於解離器122的陽極電壓及第一電極的抽取電壓。

又，進一步地，射束電子裝置130可包含透鏡電源供應器142、144，可設置透鏡電源供應器142、144俾以電位（例如V_L1 及V_L2 ）將某些高電壓電極126偏壓以聚集GCIB 128。舉例來說，透鏡電源供應器142可將一電壓提供至高電壓電極126的第三電極，此電壓係小於或等於解離器122的陽極電壓、第一電極的抽取電壓、及第二電極的加速器電壓；而透鏡電源供應器144可將一電壓提供至高電壓電極126的第四電極，此電壓係小於或等於解離器122的陽極電壓、第一電極的抽取電壓、第二電極的加速器電壓、及第三電極的第一透鏡電壓。

應注意的是，可使用離子化方案及抽取方案二者的許多變型。儘管在此所描述的方案係有助於教示之目的，但另一抽取方案可涉及將解離器及抽取電極（或抽取光學裝置）之第一元件設定在V_ACC 。這通常需要對解離器電源供應器的控制電壓進行光纖程式化，但可建立較簡單的整體光學裝置系列。無論解離器及抽取透鏡之偏壓的細節如何，本文中所描述之本發明皆是有用的。

可使用位於高電壓電極126下游並在離子化/加速腔室106中的射束過濾器146來消除來自GCIB 128的單體、或單體與輕團簇離子，以定義進入處理腔室108的經過濾的處理之GCIB 128A。在一實施例中，射束過濾器146實質上使具有100個或更少之原子或分子或此二者的團簇之數量減少。射束過濾器146可包含磁體組件，該磁體組件係用以對整個GCIB 128施加磁場以幫助濾波處理。

仍參照圖1，射束閘148係設置於離子化/加速腔室106中並在GCIB 128之路徑上。射束閘148具有開啟狀態及關閉狀態，在開啟狀態下，係允許GCIB 128從離子化/加速腔室106通往處理腔室108以定義處理之GCIB 128A；在關閉狀態下，係阻擋GCIB 128進入處理腔室108。一控制電纜可將控制信號由控制系統190傳遞至射束閘148。該控制信號係可控制地使射束閘148在開啟狀態或關閉狀態之間切換。

基板152（可為晶圓或半導體晶圓、平板顯示器（FPD）、液晶顯示器（LCD）、或其他待受GCIB處理所處理的基板）係設置在處理腔室108中並在處理之GCIB 128A的路徑上。由於大部分的應用係考慮到在具有空間上均勻結果的情況下處理大型基板，故可能需要掃描系統以處理之GCIB 128A均勻地掃描整個大區域，以產生空間上同質之結果。

X掃描致動器160提供基板固持件150在X掃描運動之方向（進出紙面）上的直線運動。Y掃描致動器162提供基板固持件150在Y掃描運動164（其通常正交於X掃描運動）之方向上的直線運動。X掃描與Y掃描運動的組合以類似光柵的掃描運動將基板固持件150所固持的基板152轉移過處理之GCIB 128A，俾藉由用以處理基板152的處理之GCIB 128A對基板152之表面造成均勻（或以其他方式程式化）的照射。

基板固持件150將基板152設置為相對於處理之GCIB 128A之軸線呈一角度，俾使處理之GCIB 128A相對於基板152表面具有射束入射角166。射束入射角166可以是90度或一些其他角度，但通常為90度或接近90度。在Y掃描期間，基板152及基板固持件150分別會從所示之位置移動至由標號152A及150A所指出之交替位置「A」。應注意的是，在此二個位置之間移動時，係通過處理之GCIB 128A來掃描基板152；而在二個端點位置時，係完全移出處理之GCIB 128A的路徑（過掃描）。儘管在圖1中並未明確顯示，但類似的掃描及過掃描係在（通常）正交的X掃描運動方向（進出紙面）上進行。

射束電流感測器180可設置於處理之GCIB 128A的路徑上且在基板固持件150後方，以便在基板固持件150掃描超出處理之GCIB 128A的路徑時，截取處理之GCIB 128A的樣本。射束電流感測器180通常是法拉第杯或類似物，其除了射束進入開口之外是密閉的，且通常係藉由電絕緣底座182固定於真空容室102之壁。

如圖1中所示，控制系統190係通過電纜而連接於X掃描致動器160及Y掃描致動器162，並控制X掃描致動器160及Y掃描致動器162，以將基板152放置於處理之GCIB 128A之中或之外、並相對於處理之GCIB 128A均勻地掃描基板152，以藉由處理之GCIB 128A來達成基板152的所期望之處理。控制系統190係經由電纜來接收由射束電流感測器180所收集之採樣的射束電流，從而監測GCIB，並在已遞送預定劑量時藉由將基板152從處理之GCIB 128A移開而控制基板152所接收的GCIB劑量。

在圖2中所示的實施例中，GCIB處理系統100'可類似於圖1的實施例且更包含X-Y定位平台253，X-Y定位平台253係可操作的以將基板252固持並使其在二個軸上移動，而相對於處理之GCIB 128A有效地掃描基板252。例如，X運動可包含進出紙面的運動，而Y運動可包含沿著方向264的運動。

處理之GCIB 128A係在基板252之表面上的投射撞擊區域286處、且相對於基板252之表面呈射束入射角266地撞擊基板252。藉著X-Y運動，X-Y定位平台253可將基板252之表面的各部分定位在處理之GCIB 128A的路徑上，俾使該表面的每一區域均可與投射撞擊區域286重合，以藉由處理之GCIB 128A進行處理。X-Y控制器262係通過電纜將電信號提供至X-Y定位平台253，以控制在X軸方向及Y軸方向之各者上的位置及速度。X-Y控制器262係通過電纜接收來自控制系統190的控制信號，並可受控制系統190操控。X-Y定位平台253係根據習知的X-Y平台定位技術而以連續運動或以步進運動來移動，俾將基板252的不同區域定位在投射撞擊區域286之內。在一實施例中，X-Y定位平台253可由控制系統190以可程式化方式所操作，俾以可程式化的速度使基板252之任何部分掃描通過投射撞擊區域286，以藉由處理之GCIB 128A進行GCIB處理。

定位平台253的基板固持表面254係導電的、且係連接於由控制系統190所操作的劑量測定處理器。定位平台253的電絕緣層255可使基板252及基板固持表面254與定位平台253之基座部260隔離。由撞擊的處理之GCIB 128A在基板252中所引起的電荷係傳導通過基板252及基板固持表面254，且一信號係通過定位平台253而耦合至控制系統190以供劑量測定量測。劑量測定量測具有用以將GCIB電流積分以判定GCIB處理劑量的積分手段。在某些情況下，電子的目標中和來源（未顯示）（有時被稱為電子潮）可用以中和處理之GCIB 128A。在此種情況下，法拉第杯（未顯示，但可類似於圖1中的射束電流感測器180）可用以確保儘管在有額外之電荷來源的情況下仍有準確的劑量測定，其理由在於典型的法拉第杯僅允許高能量正離子進入而被量測。

在操作中，控制系統190會發出將射束閘148開啟的信號，以使用處理之GCIB 128A來照射基板252。控制系統190會監測基板252所收集到的GCIB電流之量測結果，以計算基板252所接收到的累積劑量。當基板252所接收到的劑量達到預定劑量時，控制系統190會關閉射束閘148，而基板252的處理即完成。基於基板252之特定區域所接收到的GCIB劑量之量測結果，控制系統190可調整掃描速度以達成適當的射束駐留時間來處理基板252的不同區域。

替代地，處理之GCIB 128A可以固定速度且以固定模式掃描基板252的表面各處；然而，GCIB的強度係調變的（可稱為Z軸調變）以將特意不均勻的劑量傳遞至樣本。可藉由許多方法之任一者在GCIB處理系統100'中調變GCIB的強度，這些方法包含：改變來自GCIB來源供應器的氣體流；藉由改變燈絲電壓V_F 或改變陽極電壓V_A 而調變解離器122；藉由改變透鏡電壓V_L1 及/或V_L2 而調變透鏡焦距；或以可變的射束阻擋件、可調整的擋門、或可變的開孔而機械式地阻擋GCIB之一部分。調變的變化可以是連續的類比變化或可以是時間調控的切換或閘控。

處理腔室108可更包含原位的量測系統。例如，原位的量測系統可包含具有光發送器280及光接收器282的光學診斷系統，其配置為分別以入射光學信號284照射基板252及接收來自基板252的散射光學信號288。光學診斷系統包含光學窗以允許入射光學信號284及散射光學信號288通過而進出處理腔室108。此外，光發送器280及光接收器282分別可包含發送光學裝置及接收光學裝置。光發送器280會接收並回應來自控制系統190的控制用之電信號。光接收器282會將量測信號送回至控制系統190。

原位的量測系統可包含配置為監測GCIB處理之進行的任何儀器。根據一實施例，原位的量測系統可構成光學散射儀系統。此散射儀系統可包含結合射束輪廓橢圓儀（橢圓偏光計）及射束輪廓反射儀（反射計）的散射計，其可由Therma-Wave, Inc.（1250 Reliance Way, Fremont, CA 94539）或Nanometrics, Inc. （1550 Buckeye Drive, Milpitas, CA 95035）購得。

例如，原位的量測系統可包含整合式光學數位輪廓儀（integrated Optical Digital Profilometry, iODP）散射儀模組，其配置為量測由在GCIB處理系統100'中執行一處理製程所產生的製程性能資料。量測系統可例如量測或監測由處理製程所產生的量測資料。可例如利用此量測資料來決定將此處理製程特徵化的製程性能資料，例如製程速率、相對製程速率、特徵部輪廓角度、關鍵尺寸、特徵部厚度或深度、特徵部形狀等等。舉例來說，在用於將材料方向性地沈積於基板上的製程中，製程性能資料可包含關鍵尺寸（CD）（例如特徵部（即穿孔、線部等等）中的頂部、中間部或底部CD）、特徵部深度、材料厚度、側壁角度、側壁形狀、沈積速率、相對沈積速率、其任何參數的空間上分佈、用以將其任何空間上分佈之均勻性特徵化的參數等等。在透過來自控制系統190之控制信號以操作X-Y定位平台253時，原位的量測系統可標定基板252的一或更多特徵。

在圖3中所示的實施例中，GCIB處理系統100"可類似於圖1的實施例且更包含壓力單元腔室350，壓力單元腔室350例如位在離子化/加速腔室106之出口區域或其附近。壓力單元腔室350包含惰性氣體來源352及壓力感測器354，惰性氣體來源352係配置為將背景氣體供應至壓力單元腔室350以提高壓力單元腔室350中的壓力，而壓力感測器354係配置為量測壓力單元腔室350中的提高之壓力。

壓力單元腔室350可配置為修改GCIB 128之射束能量分佈，以產生經修改的處理之GCIB 128A'。此種射束能量分佈的修改係藉由以下方式達成：導引GCIB 128沿著GCIB路徑通過壓力單元腔室350內的加壓區，俾使GCIB之至少一部分穿越加壓區。射束能量分佈的修改程度可由沿著GCIB路徑之至少一部分的壓力-距離積分而加以特徵化，其中係以路徑長度（d）表示距離（或壓力單元腔室350的長度）。當壓力-距離積分的值增加（藉由增加壓力及/或路徑長度（d））時，射束能量分佈會變寬且峰值能量會降低。當壓力-距離積分的值減低（藉由減少壓力及/或路徑長度（d））時，射束能量分佈會變窄且峰值能量會增加。設計壓力單元的進一步細節可由名為「METHOD AND APPARATUS FOR IMPROVED PROCESSING WITH A GAS-CLUSTER ION BEAM」的美國專利第7,060,989號決定，該件專利之內容係藉由參照其整體內容而併入於本文中。

控制系統190包含微處理器、記憶體、及數位I/O埠，數位I/O埠能夠產生足以與GCIB處理系統100（或100'、100"）通信並對其啟動輸入、以及足以監測來自GCIB處理系統100（或100'、100"）之輸出的控制電壓。此外，控制系統190可耦接於真空泵抽系統170A、170B、及170C、第一氣體來源111及1011、第二氣體來源112及1012、第一氣體控制閥113A及1013A、第二氣體控制閥113B及1013B、射束電子裝置130、射束過濾器146、射束閘148、X掃描致動器160、Y掃描致動器162、及射束電流感測器180，並可與其交換資訊。例如，可根據一製程配方，使用儲存於記憶體中的程式來對GCIB處理系統100之上述元件啟動輸入，以在基板152上執行GCIB製程。

然而，控制系統190可被實施成一般用途的電腦系統，其回應於執行記憶體中所含有的一或更多連串之一或更多指令的處理器，而執行本發明之基於微處理器的處理步驟之一部分或全部。此種指令可從另一電腦可讀取媒體（例如硬碟或可卸除式媒體驅動器）讀入至控制器記憶體中。亦可採用多處理裝置中之一或更多處理器作為控制器微處理器，以執行主記憶體中所含有的一連串指令。在替代實施例中，可使用硬佈線電路來取代軟體指令、或與軟體指令結合。因此，這些實施例並不限於硬體電路及軟體的任何特定組合。

如上所述，控制系統190可用以配置任何數量的處理元件，且控制系統190可收集、提供、處理、儲存、及顯示來自處理元件的資料。控制系統190可包含數個應用程式以及數個控制器，以控制處理元件之一或更多者。例如，控制系統190可包含圖形使用者界面（GUI）元件（未顯示），該GUI元件可提供能讓使用者監測及/或控制一或更多處理元件的界面。

控制系統190可相對於GCIB處理系統100（或100'、100"）設置於本地端，或可相對於GCIB處理系統100（或100'、100"）設置於遠端。例如，控制系統190可使用直接連線、內部網路、及/或網際網路而與GCIB處理系統100交換資料。控制系統190可耦接至內部網路於例如用戶端（亦即，元件生產者等等）之處；或可耦接至內部網路於例如供應商端（亦即，設備製造者）之處。替代地或額外地，控制系統190可耦接至網際網路。此外，另一電腦（亦即控制器、伺服器等等）可存取控制系統190，以經由直接連線、內部網路、及/或網際網路而與其交換資料。

可透過夾持系統（未顯示）將基板152（或252）固定於基板固持件150（或基板固持件250），該夾持系統例如為機械夾持系統或電夾持系統（例如靜電夾持系統）。此外，基板固持件150（或250）可包含加熱系統（未顯示）或冷卻系統（未顯示），其係配置為調整及/或控制基板固持件150（或250）及基板152（或252）的溫度。

真空泵抽系統170A、170B、及170C可包含泵抽速度能高達每秒約5000公升（及更大）的渦輪分子真空幫浦（turbo-molecular vacuum pumps, TMP）、及用以調節腔室壓力的閘閥。在習知的真空處理裝置中，可採用每秒1000至3000公升的TMP。TMPs對於低壓處理（通常係小於約50 mTorr）相當有用。雖然未顯示，但可理解的是，壓力單元腔室350亦可包含真空泵抽系統。此外，用以監測腔室壓力的裝置（未顯示）可耦接於真空容室102或三個真空的腔室104、106、108之任一者。壓力量測裝置可例如為電容式壓力計或游離壓力計。

圖2及圖3中亦顯示了噴嘴操縱器的替代實施例。並非如圖1中所示各噴嘴110、1010係耦接於可個別操控的操縱器，噴嘴110、1010可彼此耦接，並一起耦接於單一個操縱器。相對於氣體分離器120的噴嘴110、1010之定位於是可作為一組物件而集體操縱，而非個別操縱。

現參照圖4，其係顯示用以將氣體團簇噴射流（圖1、2、及3的氣體團簇射束118）離子化的氣體團簇解離器（圖1、2、及3的122）之剖面300。剖面300係垂直於GCIB 128之軸線。對於典型的氣體團簇尺寸（2000至15000個原子）而言，離開氣體分離器（圖1、2、及3的120）開孔且進入解離器（圖1、2、及3的122）的團簇將以約130至1000電子伏特（eV）的動能行進。在此等低能量的情況下，解離器122內有任何偏離空間電荷中性均將導致噴射流的急速分散而顯著損失射束電流。圖4係顯示一自我中和解離器。如同其他解離器，氣體團簇係藉由電子撞擊而離子化。在此設計中，熱電子（310所表示之七個範例）係從複數個線狀熱離子燈絲302a、302b、及302c（通常是鎢）射出，且係藉由電子推斥極電極306a、306b、及306c以及射束形成電極304a、304b、及304c所提供的適當電場之作用而加以抽取及聚集。熱電子310會通過氣體團簇噴射流及噴射流軸線，並接著撞擊對面的射束形成電極304b以產生低能量的二次電子（例如312、314、及316所表示者）。

雖然（為了簡化起見）未顯示，但線狀熱離子燈絲302b及302c亦會產生熱電子，此熱電子之後會產生低能量的二次電子。所有的二次電子有助於藉由下列方式來確保離子化之團簇噴射流保持空間電荷中性：提供可依所需被吸引至正離子化之氣體團簇噴射流中的低能量電子，以維持空間電荷中性。射束形成電極304a、304b、及304c係相對於線狀熱離子燈絲302a、302b、及302c被施加正偏壓，而電子推斥極電極306a、306b、及306c係相對於線狀熱離子燈絲302a、302b、及302c被施加負偏壓。絕緣體308a、308b、308c、308d、308e、及308f係支撐電極304a、304b、304c、306a、306b、及306c並使其電性絕緣。舉例來說，此自我中和解離器係有效的並可達成超過1000微安培的氬GCIBs。

替代地，解離器可利用從電漿抽取電子以將團簇離子化。此等解離器的幾何結構係與本文所描述的三燈絲式解離器十分不同，但操作原理及解離器的控制則相當類似。例如，解離器的設計可類似於名為「IONIZER AND METHOD FOR GAS-CLUSTER ION-BEAM FORMATION」的美國專利第7,173,252號中所描述之解離器，該件專利內容係藉由參照其整體內容而併入於本文中。

氣體團簇解離器（圖1、2、及3的122）可配置為藉由改變GCIB 128的電荷狀態而修改GCIB 128的射束能量分佈。舉例來說，電荷狀態可藉由下列方式加以修改：調整氣體團簇之電子撞擊引發離子化中所使用之電子的電子通量、電子能量、或電子能量分佈。

現參照圖5A及5B，其係顯示工作件掃描機構500之一實施例。工作件掃描機構500係封閉於處理腔室510中，處理腔室510可例如為圖1、2、及3的處理系統100、100'、或100''之處理腔室108之一者。處理腔室510的用途是，在使用GCIB照射工作件520期間將工作件520封閉於低壓環境中而無汙染物。工作件520係使用夾盤530而附接於掃描臂540的第一端，掃描臂540包含用以使工作件520以弧形路徑580掃描橫過GCIB 505的細長構件，GCIB 505係從例如圖1、2、及3的處理系統100、100'、或100''之離子化/加速腔室106之一者進入處理腔室510。取決於組態，夾盤530可使用機械夾持、真空抽吸、或使用靜電夾持而將工作件520固定於掃描臂540。靜電夾持的夾盤530的一示例性實施例係描述於名為「ELECTROSTATIC CHUCK POWER SUPPLY」的美國專利第7,948,734號、及名為「ELECTROSTATIC CHUCK POWER SUPPLY」的美國專利申請案第12/749,999號中，此兩件專利均藉由參照其整體內容而併入於本文中。

遠離工作件520及夾盤530的掃描臂540之第二端（即，旋轉點）係附接於快速掃描馬達550的旋轉輸出軸，快速掃描馬達550係用作旋轉機構而沿著弧形路徑580在快速掃描運動方向上致動工作件520。快速掃描馬達550的一示例性實施例係描述於名為「METHOD AND APPARATUS FOR SCANNING A WORKPIECE THROUGH AN ION BEAM」的美國專利第7,608,843號中，該件專利亦藉由參照其整體內容而併入於本文中。快速掃描馬達550本身係由慢速掃描機構560所支撐，慢速掃描機構560將於之後進行更詳細的說明。慢速掃描機構560係配置為沿著直線路徑在慢速掃描運動方向570上移動快速掃描馬達550、掃描臂540、夾盤530、及工作件520。

雖然圖5A及5B的實施例顯示出慢速掃描機構560係在垂直方向上排列且因此掃描臂540係用作倒單擺，但慢速掃描機構560亦可以水平方向安裝、或以水平及垂直之間的某些角度安裝，而仍可允許GCIB 505到達工作件520的所有位置。例如，在一實施例中，慢速掃描機構560可沿著處理腔室510的底壁而水平地安裝。在另一示例性實施例中，慢速掃描機構560可沿著處理腔室510的上壁而水平地裝設。

為了便於裝載及卸載工作件，在一實施例中，掃描臂540可包含選用性的關節545，以允許掃描臂540以彎曲運動590充分向後彎曲，俾使工作件520可在水平位置自夾盤530裝載及卸載，如圖5B中所示。可使用馬達（未顯示）來致動關節545，而關節致動系統的一實施例係描述於名為「METHOD AND APPARATUS FOR SCANNING A WORKPIECE THROUGH AN ION BEAM」的美國專利第7,608,843號中，該件專利係藉由參照其整體內容而併入於本文中。

透過通訊線路598進行通訊的控制器595係用以控制工作件掃描機構500。可將控制器595實施為單獨的控制器，或者可將其實施為圖1、2、及3的處理系統100、100'、或100''之控制系統190的一部分。控制器595包含微處理器、記憶體、及數位I/O埠，此數位I/O埠能夠產生足以與工作件掃描機構500通訊並對其啟動輸入的電壓。此外，控制器595可耦接於快速掃描馬達550、慢速掃描機構560、夾盤530、關節545等等並可與其交換資訊。例如，可根據一製程配方，利用儲存於記憶體中的程式來對工作件掃描機構500之上述元件啟動輸入，以在工作件520上進行GCIB處理。可將控制器595實施為一般用途的電腦系統，其回應於執行記憶體中所含有的一或更多連串之一或更多指令的處理器，而執行本發明之基於微處理器的處理步驟之一部分或全部。此種指令可從另一電腦可讀取媒體（例如硬碟或可卸除式媒體驅動器）讀入至控制器記憶體中。亦可使用多處理裝置中之一或更多處理器作為控制器微處理器，以執行主記憶體中所含有的一連串指令。在替代實施例中，可使用硬佈線電路來取代軟體指令、或與軟體指令結合。因此，這些實施例並不限於硬體電路及軟體的任何特定組合。

圖6及圖7係顯示工作件掃描機構500之慢速掃描機構560的示例性實施例。圖6及圖7之示例性實施例係顯示安裝為使慢速掃描運動係在垂直方向上，但如先前所提，亦可使用其他的安裝角度。圖6係顯示此組件的部分切除圖（但有周圍結構，例如處理腔室510）。圖7係顯示在沒有周圍結構之情況下的圖。

在慢速掃描機構560的核心係為梭驅動組件605，其包含軌道610及梭620。梭620具有附接點660，快速掃描馬達550可附接於附接點660，軌道610允許梭620（及所有附接於其的結構，即，快速掃描馬達550、掃描臂540、夾盤530、及工作件520）沿著定義慢速掃描運動方向570的直線路徑自由移動。止動器612A及612B係附接在軌道610的端部處，以防止梭620滑離軌道610。

滑輪630及640係大致平行於梭驅動組件而安裝，傳動帶650A、B係裝設於滑輪630及640上。傳動帶650A、B包含完整的環，且可以是平坦傳動帶或齒輪式傳動帶。傳動帶650A、B係由與GCIB製程相容的材料所製成，以減少氣體釋放及污染，並且可由金屬或聚合物材料所製成。在一實施例中，傳動帶650A、B可由單一個鏈條或材料環（未顯示）所製成。在另一實施例中，傳動帶650A、B可由兩個部分650A及650B所構成，其各者係分別獨立地在附接點652A、652B、653B等處附接於滑輪630及640。在此後者實施例中，各滑輪630及640包含兩個並排的滑輪，此兩個並排的滑輪係附接在一起或係一體加工的。又，在此後者實施例中，係選擇較大的滑輪630及640之直徑，俾在傳動帶部分650A及650B未由其各自之附接點652A、652B、653B等分離的情況下，使滑輪630及640的角程（angular travel）允許全部範圍的梭620之慢速掃描運動。

傳動帶650A、B之一部分650B係在附接點660附近附接於梭620，以幫助在慢速掃描運動方向570上致動梭620。在一實施例中，傳動帶650A、B可以是齒輪式傳動帶，在此種情況下，係使用鏈輪630及640以代替滑輪630及640。

仍參照圖5A、5B、6、及7，為了致動傳動帶650A、B並因而達成快速掃描馬達550的慢速掃描運動，係提供掃描臂540、夾盤530、及工作件520、驅動機構670。驅動機構670可附接於滑輪630、640之任一者；而圖7及圖8係顯示附接於裝設在沿著梭驅動組件605之上部位置中的滑輪630的驅動機構670。驅動機構670包含裝設於處理腔室510之壁上的真空旋轉饋通（feedthrough）680，滑輪630係附接於此真空旋轉饋通。真空旋轉饋通680可在未破壞處理腔室510內所維持之真空的情況下，允許將旋轉運動從處理腔室510外部之伺服馬達690施加於滑輪630上。在真空旋轉饋通680與伺服馬達690之間，可裝設選用性的減速變速器685。在一實施例中，減速變速器685可包含一對鏈輪700及710，齒輪式傳動帶720係裝設於鏈輪700及710上。替代地，減速變速器685可包含一對滑輪700及710，平坦傳動帶720係裝設於滑輪700及710上。在又另一替代實施例中，減速變速器685可包含例如減速齒輪組以取代傳動帶驅動器。減速變速器685之目的係為了至少部分地將伺服馬達690的rpms降低至安全地操作慢速掃描機構560所需之水準。使用選用性的減速齒輪組692可達成將伺服馬達690的rpms額外再降低，減速齒輪組692可以是或可以不是伺服馬達690本身的一部分。

為了操作工作件掃描機構500的慢速掃描機構560，係基於來自控制器595的控制信號來致動伺服馬達690。在一實施例中，來自伺服馬達690的旋轉運動係經由鏈輪700及710、及齒輪式傳動帶720而傳送至真空旋轉饋通680。真空旋轉饋通可提供旋轉運動至附接於其的滑輪630，滑輪630可致動傳動帶650A、B以使梭620開始移動。最後，受傳動帶650A、B所拉動，梭620會沿著由梭驅動組件605之軌道610所定義的直線路徑滑動，而引導附接於其的快速掃描馬達550、掃描臂540、夾盤530、及工作件520。

圖8係顯示利用一對鏈輪700及710、及齒輪式傳動帶720的減速變速器685之一示例性實施例。較大的鏈輪700係附接於真空旋轉饋通680之一端部。較小的鏈輪710係附接於伺服馬達的驅動軸695。前面已提過，需要限制鏈輪700、真空旋轉饋通680、及滑輪630之運動的旋轉範圍，以防止傳動帶650A、B的超程（overtravel），超程可能會導致傳動帶650A、B之部分650A及650B自滑輪630及640分離。為了防止這種情況，係將一組限制開關760A及760B裝設於減速變速器685中，其可提供信號給控制器595以在處於鏈輪700、真空旋轉饋通680、及滑輪630的行程之允許旋轉範圍的最末端時，切斷伺服馬達690的電源。適當尺寸的限制開關擊件750係用以在處於鏈輪700、真空旋轉饋通680、及滑輪630的行程之允許旋轉範圍的最末端時，觸發限制開關760A及760B之狀態。

相較於例如在名為「METHOD AND APPARATUS FOR SCANNING A WORKPIECE THROUGH AN ION BEAM」之美國專利第7,608,843號（其藉由參照其整體內容而併入於本文中）中所描述的蝸輪組，減速變速器685之設計的優點包含簡易性、較低的成本、及對於由沿著梭驅動組件605之軌道610的梭620之摩擦力變化所引起的衝擊有較高的回復力。伴隨著使用兩個滑輪630及640、及裝設於其上的傳動帶650A、B，本發明減輕了在美國專利第7,608,843號中所描述的及之前所討論的工作件掃描機構的許多故障模式。為了將蝸輪對的自然動作換成「制動」，即，於其中可防止轉矩負載的驟增被傳遞至驅動此蝸輪的伺服馬達，在一實施例中，本發明之伺服馬達690可配備有制動器。

圖9A及9B係顯示梭驅動組件605的實施例。參照圖9B，梭驅動組件605包含軌道610，軌道610包含裝設於其上的導引件770。滑件780係被允許沿著導引件770滑動，梭620及附接點660係附接於滑件780以供快速掃描馬達550附接。導引件770及滑件780定義了梭驅動組件605的對稱性縱向平面790，而在本實施例中，梭620及附接點660均位於對稱性縱向平面790之外。此種不對稱組態相較於先前技術的對稱梭驅動組件具有許多優點，包含較不易發生由來自GCIB之污染物所致的故障，這是因為如可在圖5A、5B、及6中所看出，例如，圖9A及9B的梭驅動組件可安裝成使得使導引件770及滑件780曝露的開口係定向成遠離GCIB 505進入處理腔室510之方向，從而減少由於污染物及阻塞所致的故障率。

在一實施例中，係利用這些參數之任一者或任何組合而在GCIB處理系統中形成GCIB，此GCIB具有實質上接近高斯輪廓的射束輪廓（如圖7中所示）。在其他實施例中，其他的射束輪廓亦是可能的。

如圖10中所示，具有實質上高斯輪廓的射束輪廓450形成。在沿著GCIB長度的軸向位置處（例如，基板表面），射束輪廓的特徵在於半峰全寬（FWHM）452及最大寬度454（例如，在5%之峰值強度的全寬）。

在建立GCIB之後，流動係行進至520，在此處係針對一基板獲取量測資料。此量測資料可包含參數資料，例如，與上部層或形成於基板之上部層中或上的一或更多元件相關的幾何、機械、電性、及/或光學參數。例如，量測資料包含但不限於：可由上述量測系統所量測的任何參數。此外，例如，量測數據可包含薄膜厚度、薄膜高度、表面粗糙度、表面污染、特徵部深度、溝槽深度、穿孔深度、特徵部寬度、溝槽寬度、穿孔寬度、關鍵尺寸（CD）、電阻、或其二或更多者之任何組合的量測結果。此外，例如，量測資料可包含一或更多表面聲波（SAW）裝置的一或更多可量測參數，例如SAW頻率。

成形開孔的特徵可在於一橫剖面尺寸。該橫剖面尺寸可包含直徑或寬度。另外，此一或更多成形開孔的形狀可包含圓形、橢圓形、方形、矩形、三角形、或具有任意形狀的橫剖面。再度參考圖10，可形成具有實質上接近高斯輪廓之射束輪廓450的GCIB。作為一範例，係選擇此開孔的橫剖面尺寸456以包含小於或等於GCIB之FWHM的直徑。

圖11係顯示圍繞GCIB 128A'的基板152之示例性圓形掃描，GCIB 128A'係沿著圓形路徑而至少部分地與基板接觸。因此，GCIB 128A'可在基板152的周圍附近蝕刻或沉積薄膜。可如此做以補償基板152的邊緣輪廓，此邊緣輪廓具有比基板152之內部區域還高或還低的厚度。舉例來說，若基板152的邊緣厚度偏離基板的其餘部分，則藉由GCIB 128A'的基板152之圓形掃描可蝕刻薄膜，以使厚度偏差減至最小。因此，如圖5A-5B中所示，可編程或配置工作件掃描機構500，以能夠在基板152的周圍附近進行蝕刻或沉積。

在圖11中，可藉由使用如圖5A及5B中所示的工作件掃描機構500而使基板152能夠以旋轉運動來移動。為了易於說明及解釋之目的，在圖11中僅顯示工作件掃描機構500的掃描臂540。在一實施例中，圓形掃描可使GCIB 128A'能沿著基板之周圍接觸，以隨著基板152圍繞GCIB 128A'進行旋轉運動而蝕刻基板或上層薄膜。例如，基板152可經由掃描臂540而耦接於工作件掃描機構500，如在前面圖5A-5B之說明中所描述。工作件掃描機構500可以旋轉方向580而在兩個點之間移動，同時亦以直線運動570移動。旋轉運動580或徑向運動及直線運動570的組合使圓周運動575能夠進行，圓周運動575允許GCIB 128A'以旋轉掃描而掃描橫過基板152的邊緣。如圖11中所示，基板152的掃描可始於在基板152之邊緣處或其附近的一個點。工作件掃描機構500可使基板以旋轉運動575移動，俾使GCIB 128A'係循著圍繞基板152的圓形路徑。例如，圍繞GCIB 128A'的基板152之運動係藉由轉動的基板1521、1522、1523之位置加以說明，其顯示出此圓形掃描可如何完成。為了易於說明及解釋之目的，如圖11中所示，僅有四個轉動的基板1521、1522、1523。實際上，GCIB 128A'可在多於基板152及轉動的基板1521、1522、1523所示之四個點處與基板152有更多接觸。舉例來說，GCIB 128A'可沿著圓形路徑而與基板152接觸，此圓形路徑可起始於及結束於基板152上的相同點。在完成第一圓形掃描後，工作件掃描機構500可將基板定位，以增加或減少圓形掃描半徑（未顯示），並開始另一圓形掃描而沿著圍繞基板152的另一圓形路徑進行蝕刻或沉積。可依所欲持續進行掃描半徑定位，以在基板上GCIB 128A'與基板152交截之處進行蝕刻或沉積。如此一來，可在未改變或未實質上改變基板152的其餘部分之厚度輪廓的情況下，將基板152的邊緣厚度輪廓最佳化。

圖12係顯示在圓形掃描期間基板152與GCIB 128A'間之角度、距離、及速度關係的圖。可藉由在兩個點之間以旋轉運動振盪的第一掃描運動580（徑向）、及在結合時可形成圍繞基板152之圓形路徑575的第二掃描運動570（直線），而控制圓形掃描的速度及方向。

在一實施例中，可藉由以下方式來實施圓形掃描1100：透過可代表介於GCIB 128A'與基板152之中心間之角度的角度δ 1112，得知從基板152之中心起算的掃描半徑1102、角度θ 1110、及GCIB 128A'之相對位置。在一實施例中，基板半徑可以是至少150 mm。藉由控制第一掃描運動速度1106及第二掃描運動速度1108，可使圓形掃描的速度1104或停留時間最佳化。速度1104可以是恆定的，並可用以導出第一掃描運動速度1106及第二掃描運動速度1108，如圖12中所示。例如，第一掃描運動速度1106可由以下等式所導出：

第二掃描運動速度1108可由以下等式所導出：

在一實施例中，在掃描製程期間速度1104可以是恆定的，以在基板周圍保持相似的停留時間。然而，考量到厚度輪廓的變化（未顯示），可改變GCIB 128A'的特性以在相同的圓形掃描中增加或減少局部的蝕刻速率或沉積速率。類似地，藉由在圓形掃描期間改變速度1104，可改變蝕刻速率或沉積速率。如此一來，可將GCIB 128A'的停留時間最佳化，以考量到可能沿著由工作件掃描機構500所實施之圓形掃描圖案存在的厚度變化。

圖13顯示了基板152，其顯示出在GCIB處理系統100中於蝕刻或沉積製程期間可進行的圓形掃描路徑。為了易於說明及解釋，在圖13中僅顯示三個圓形掃描路徑。第一半徑1302可以是位於基板152之邊緣處或其附近的起始或結束半徑。在某些實施例中，第一半徑1302可略大於基板152的半徑，以考量到GCIB 128A'的輪廓及/或強度。在某些情況下，射束輪廓可相當大且相較於其他輪廓可撞擊較大的面積。因此，在第一半徑1302掃描期間，整個GCIB 128A'的射束輪廓可不必全與基板接觸。在某些實施例中，由於有多於一個的圓形掃描1100，故整個GCIB 128A'的射束輪廓可不全部與基板接觸。然而，在其他實施例中，第一半徑1302可小於基板152的半徑。

在第一半徑1302掃描之後，可進行第二半徑1304掃描。第二半徑1304可小於第一半徑1302，如圖13中所示。然而，在其他實施例中未必要如此。通常，第二半徑1304掃描係代表在蝕刻或沉積製程期間可進行的許多其他圓形掃描。例如，一製程可包含在第一半徑1302與第三半徑1306間之半徑上變化的二或更多圓形掃描。第三半徑1306可以是起始半徑或結束半徑。當從基板152之中心量測起時，第三半徑1306可以是比第一半徑1302及第二半徑1304還短的距離。掃描的數量及半徑可至少部分地基於基板152的厚度輪廓及/或GCIB 128'的特性。在某些實施例中，圓形掃描可在第一半徑1302與第三半徑1306或第二半徑1304之間振盪。例如，第一半徑1302可以是可在第一半徑1302與第三半徑1306之間移動的GCIB掃描用之起始半徑及結束半徑。起始半徑及結束半徑可根據基板152之邊緣處的厚度輪廓而改變。

圖14A係顯示藉由GCIB處理系統100在基板152上實施圓形掃描（例如，第一半徑1302掃描）的簡化之示例性實施例。圖14A顯示了基板152及任何上覆薄膜之厚度輪廓1400的橫剖面。在本實施例中，在起始半徑所示的GCIB 128A'係大於基板152的半徑。然而，即使在起始半徑可能大於基板152的半徑時，GCIB 128A'的射束輪廓仍可能撞擊厚度輪廓。起始半徑及基板152的半徑可從基板152的中心線1402量測起。

圓形掃描1100可藉由以下方式完成：使基板152在起始點（未顯示）與結束點（未顯示）之間以旋轉運動旋轉1404，此起始點與結束點可以是相同的位置。如圖14A中所示，可將基板152定位朝向GCIB 128A'以供涵蓋基板152之另一部分的另一圓形掃描。基於GCIB 128'的射束輪廓，二或更多掃描的撞擊可重疊於基板152或上覆薄膜的相同或類似部分。

圖14B係顯示在基板152之厚度輪廓1400上使用圓形掃描的示例性結果。在此實施例中，可將下層薄膜之部分1406蝕刻掉，以使厚度輪廓1400的變化減至最小。因此，基板152先前的非均勻性（例如，厚度輪廓1400）可能不會對基板152的額外處理（例如蝕刻、圖案化、沉積…等等）造成影響、或僅造成較小的影響。舉例來說，額外處理可包含但不限於：在整個基板152各處蝕刻上覆薄膜。

圖15係顯示在起始半徑1302與結束半徑1306間的基板152之區域上的GCIB能量分佈1500。在本實施例中，在基板152之邊緣附近的掃描密度1504係高於較靠近基板152之中心的掃描密度1502。掃描密度係由在圓形掃描期間，GCIB 128A'的射束輪廓、以及其彼此間及與基板152的相對位置所組成。例如，各圓形掃描可由射束輪廓曲線之至少一者來表示。掃描密度曲線圖顯示出最高的掃描密度係發生於從基板152的邊緣（例如，x軸上的0）起算1 mm附近。全部射束輪廓的整合可用以產生遍及整個基板的GCIB能量分佈1500。在本實施例中，蝕刻製程係限於從基板的邊緣延伸至由邊緣起算4 mm之處的環形區域。然而，在其他實施例中，製程區域可達由基板152的邊緣起算10 mm或更多之處。

在一實施例中，GCIB能量分佈1500可對應於基板152的厚度輪廓，其中，高密度區域1504可對應於基板152或上覆薄膜之較高厚度。在本實施例中，可藉由降低圓形掃描之間的距離來形成較高密度區域1504。在另一實施例（未顯示）中，可藉由降低基板的速度以增加GCIB 128A'在基板152之特定部分上的停留時間，而形成高能量區域。在另一實施例中，亦可藉由增加GCIB 128A'的能量或其他特性而形成高能量區域。

圖16係顯示使用GCIB處理系統100來實施基板152之圓形掃描的一示例性方法。基板152可具有非均勻的厚度輪廓，其在某種程度上可能會影響後續的製程，這可能會影響元件的良率及/或性能。在一實施例中，比起在基板152的內部部分，厚度輪廓在基板的邊緣附近可能具有較高的厚度。一種方法可以是開發一種蝕刻製程，其在基板152的邊緣處具有比在中心處更高的蝕刻速率。另一種方法可以是選擇性地蝕刻較厚的區域，以降低整個基板152的厚度非均勻性，並接著均勻地蝕刻整個基板152。GCIB處理系統100可用以實施選擇性蝕刻製程及後續的均勻蝕刻製程。

在方塊1602中，GCIB處理系統100可配置為將工作件（例如基板152）定位且固定於工作件掃描機構500。工作件可由矽、矽鍺、或任何其他半導體材料所組成。在一實施例中，工作件可以是圓形的且具有至少100 mm的半徑。在一實施例中，工作件可包含在基板之周圍邊緣區域與內部區域之間顯現出空間上變化的表面特性。在一特定實施例中，此表面特性可以是工作件或工作件之表面上薄膜的厚度。例如，此空間上變化可由整個工作件或覆蓋工作件的薄膜之厚度上變化來表示。厚度輪廓1400可以是空間上變化的一種表示。然而，在其他實施例中，表面特性可包含但不限於：表面輪廓、表面粗糙度、表面組成、表面層組成、工作件及/或薄膜的機械性質、工作件及/或薄膜的電性質、或工作件及/或薄膜的光學性質、或其二或更多者之任何組合。

如上所述，工作件掃描機構500可配置為將工作件的特定部分放置於GCIB 128A'的軌跡中。

在方塊1604，工作件掃描機構500可沿著實質上圓形路徑通過第一GCIB（例如GCIB 128A'）來執行工作件的第一掃描運動（例如圓周運動575），此第一掃描運動係使工作件的周圍邊緣區域曝露於第一GCIB。GCIB的曝照可降低周圍邊緣區域與內部區域間之表面特性的空間上變化或其他特徵。此降低作用之一範例為厚度輪廓1400的變化。圖14A可顯示工作件的進入狀態，而圖14B可顯示工作件的後第一掃描狀態。

在一實施例中，第一掃描運動可包含：工作件掃描機構500使工作件沿著實質上圓形路徑移動，此實質上圓形路徑係起始於及結束於實質上相同的位置。在其他實施例中，工作件掃描機構500可使工作件以連串的圓周運動移動，其中此等圓周運動之一或更多者係具有不同的半徑。例如，在圖13中，起始半徑（例如第一半徑1302）可以是第一掃描運動的第一圓周運動，而結束半徑（例如第三半徑1306）可以是第一掃描運動的最後圓周運動。簡言之，第一掃描運動可包含：沿著二或更多同心圓形路徑掃描工作件。此同心圓形路徑可包含具有不同半徑的圓。

在另一實施例中，工作件掃描機構500的第一掃描運動可包含：將工作件裝設於細長構件（例如掃描臂540）的第一端部。可使用附接於旋轉點的旋轉機構（例如快速掃描馬達550）來旋轉此細長構件。在一特定實施例中，旋轉點可遠離此細長構件的端部。

工作件掃描機構500可使細長構件及旋轉機構與慢速掃描機構560一起移動，同時伴隨旋轉。此運動可使工作件之周圍邊緣區域的不同部分通過第一GCIB，並依循一實質上圓形路徑。除了圓周運動外，第一GCIB 128A'的特性亦可被改變。此特性可包含但不限於：劑量及/或能量。

完整的第一掃描應沿著工作件的周圍區域改變表面特性。在一情況下，沿著周圍區域的表面特性可更類似於內部工作件的表面特性。因此，後續的處理可應用於整個工作件而不只周圍區域。

在方塊1608，工作件掃描機構500可沿著非圓形路徑通過第二GCIB來執行工作件的第二掃描運動，此第二掃描運動係使工作件的外圍邊緣區域及內部區域曝露於第二GCIB。第二掃描運動可包含：沿著橫過工作件的直線或弧形路徑反覆掃描工作件。

第二掃描運動可包含：將工作件裝設於工作件掃描機構500之細長構件的第一端部。接著，使用附接於細長構件上之旋轉點的旋轉機構以部分地反覆旋轉細長構件。旋轉點可遠離第一端部，這使得工作件的一或更多掃描係依循弧形路徑（例如，未完全形成圓的弧形）。第二掃描運動亦可包含：使細長構件及旋轉機構與慢速掃描機構一起移動，旋轉機構係附接於慢速掃描機構560並自慢速掃描機構560懸吊。因此，在反覆掃描期間，第二掃描運動可使工作件的不同部分通過第二GCIB之路徑。在一特定實施例中，第二GCIB的特性亦可被改變。此特性可包含但不限於：劑量及/或能量，且第一GCIB在至少一GCIB參數上與第二GCIB不同。

圖17係顯示使用GCIB處理系統100來實施基板152之圓形掃描1100的另一示例性方法。

在方塊1702，將工作件裝設於掃描系統（例如工作件掃描機構500）上，此掃描系統可配置為通過一帶電粒子束來掃描工作件。在一實施例中，該帶電粒子束可包含但不限於：氣體團簇離子束（GCIB）。

在方塊1704，掃描系統可沿著至少一圓形路徑通過帶電粒子束來執行工作件的第一掃描運動。此圓形路徑可起始於及結束於工作件上實質上相同的位置。然而，圓形路徑可具有不同的曲率半徑。如在前面圖13的說明中所述，圓形路徑可沿著工作件的周圍邊緣區域延伸。在一特定實施例中，周圍區域可包含由工作件之邊緣起算達10 mm的區域。如在前面圖11的說明中所述，該帶電粒子束可在未實質上改變工作件之內部區域之表面特性的情況下，改變工作件之周圍區域中的表面特性。因此，當完成第一掃描時，周圍區域及內部區域的表面特性彼此可更相似。

在方塊1706，掃描系統可沿著非圓形路徑通過帶電粒子束來執行工作件的第二掃描，此非圓形路徑係起始於及結束於工作件上實質上不同的位置。此非圓形路徑可沿著橫過工作件的直線或弧形路徑延伸。

圖18係顯示使用GCIB處理系統100來實施基板152之圓形掃描1100的另一示例性方法。在一實施例中，可藉由GCIB處理系統100來執行選擇性蝕刻。然而，後續的處理可能是在可能無法實施GCIB製程的其他設備上進行。在此情況下，GCIB處理系統100可為基板152準備額外的處理，此額外的處理可不需要如前面圖16及17之說明中所述的第二掃描。另外，與決定進行圓形掃描有關的參數亦可在GCIB處理系統100上執行。該實施例之一實施方式係顯示於圖18中。

在方塊1802，GCIB處理系統100可將基板152裝設於一轉移系統（例如工作件掃描機構500）上，該轉移系統可將基板放置於與GCIB 128A'相交或靠近GCIB 128A'的位置。

在方塊1804，GCIB處理系統100可決定或接收製程參數，其可用以藉由利用基板152之旋轉運動來移除在基板邊緣附近的基板之一部分。此製程參數可包含但不限於：GCIB處理系統100所進行之掃描數量、掃描間隔、掃描速度、掃描的起始半徑、及掃描的結束半徑。在一實施例中，起始半徑及結束半徑係至少部分基於從基板上之一位置量測起的基板半徑。當基板為圓形時，此位置可以是基板152的中心。舉例來說，起始半徑（例如第一半徑1302）可包含由基板152的中心至GCIB 128A'的距離（當圍繞GCIB 128A'的基板之移動開始時）。結束半徑（例如第三半徑1306）可以是基板152之中心與GCIB 128A'所位於之處（當基板152之移動結束時）之間的距離。

在一實施例中，製程參數可至少部分基於基板152的厚度輪廓及GCIB的特性。可決定製程參數以蝕刻或沉積薄膜，俾使基板152從內部至周圍的表面特性之差異減到最小。如前面圖15之說明中所述，可將製程參數最佳化，以產生可能移除基板152之周圍部分的GCIB能量輪廓1500。除了上述的製程參數外，亦可改變GCIB 128A'的特性以實施GCIB能量輪廓1500。在一實施例中，此特性可包含但不限於：射束輪廓、劑量、能量、化學性質、或其任何組合。在一特定實施例中，射束輪廓可包含在射束中心的實質上恆定或平坦部分、及在GCIB 128A'周圍附近的傾斜部分。如此一來，射束輪廓可包含：第一部分，包括實質上恆定的GCIB條件；及第二部分，包括作為距離之函數並以比第一部分還高之速率改變的GCIB條件。此效果可由圖11中所示的高斯曲線加以說明。

在方塊1806，GCIB處理系統100可藉由利用轉移系統及製程參數而使基板以旋轉運動圍繞GCIB 128A'移動。與GCIB 128A'耦合的圓周運動可移除與GCIB 128A'相交的基板152之部分。

在一實施例中，基板的移動可包含：將基板放置於GCIB 128A'附近，俾使GCIB 128A'係位於從基板152之中心起算的起始半徑之處或之內。GCIB處理系統100可改變基板152所進行的圓周運動之半徑，俾使GCIB 128A'可對基板152的周圍區域進行處理。當已完成周圍區域的處理時，GCIB處理系統會使GCIB 128A'由基板152脫離。此處理可在圓形掃描的半徑與結束半徑相同或類似時完成。

在另一實施例中，GCIB處理系統100可包含可由電腦處理器所執行的電腦可執行指令。例如，電腦可執行指令可用以實施上述方法之任何部分或全部。

在整篇說明書中提及的「一實施例（one embodiment）」或「一實施例（an embodiment）」意謂與該實施例有關而描述之特定的特徵、結構、材料、或特性係包含於本發明之至少一實施例中，但並非代表其存在於每一實施例中。因此，在整篇說明書各處出現的用語「在一實施例中（in one embodiment）」或「在一實施例中（in an embodiment）」未必是指本發明之相同的實施例。此外，在一或更多實施例中可將特定的特徵、結構、材料、或特性以任何適當的方式結合。

各種操作將以最有助於理解本發明的方式依序描述成複數個獨立操作。然而，描述的順序不應被理解為暗示該等操作必須為順序相依。具體而言，該等操作無須依描述的順序來執行。可以與所述之實施例不同的順序來執行所述之操作。在額外的實施例中，可執行各種額外之操作，及/或可省略所述之操作。

熟習相關技藝者可理解到，根據以上教示，許多修改及變化皆有可能。熟習本技藝者應能識出圖中所顯示之各種元件的各種均等之組合及替代物。因此，所意欲為使本發明之範圍並非由此詳細說明所限制，而係由本文所附之申請專利範圍所限制。

100、100'、100''‧‧‧GCIB處理系統
102‧‧‧真空容室
104‧‧‧來源腔室
106‧‧‧離子化/加速腔室
108‧‧‧處理腔室
110、1010‧‧‧噴嘴
111、1011‧‧‧第一氣體來源
112、1012‧‧‧第二氣體來源
113、1013‧‧‧氣體劑量閥
113A、1013A‧‧‧第一氣體控制閥
113B、1013B‧‧‧第二氣體控制閥
114、1014‧‧‧氣體供應管
116、1016‧‧‧滯止腔室
118‧‧‧氣體團簇射束
120‧‧‧氣體分離器
122‧‧‧解離器
124‧‧‧（解離器）燈絲
126‧‧‧高電壓電極
128‧‧‧GCIB
128A‧‧‧GCIB
128A'‧‧‧GCIB
130‧‧‧射束電子裝置
134‧‧‧陽極電源供應器
136‧‧‧燈絲電源供應器
138‧‧‧抽取電源供應器
140‧‧‧加速器電源供應器
142‧‧‧透鏡電源供應器
144‧‧‧透鏡電源供應器
146‧‧‧射束過濾器
148‧‧‧射束閘
150‧‧‧基板固持件
150A‧‧‧交替位置
152‧‧‧基板
152A‧‧‧交替位置
1521‧‧‧轉動的基板
1522‧‧‧轉動的基板
1523‧‧‧轉動的基板
160‧‧‧X掃描致動器
162‧‧‧Y掃描致動器
164‧‧‧Y掃描運動
166‧‧‧射束入射角
170A、B、C‧‧‧真空泵抽系統
180‧‧‧射束電流感測器
182‧‧‧電絕緣底座
190‧‧‧控制系統
250‧‧‧基板固持件
252‧‧‧基板
253‧‧‧（X-Y）定位平台
254‧‧‧基板固持表面
255‧‧‧電絕緣層
260‧‧‧基座部
262‧‧‧X-Y控制器
264‧‧‧方向
266‧‧‧射束入射角
280‧‧‧光發送器
282‧‧‧光接收器
284‧‧‧入射光學信號
286‧‧‧投射撞擊區域
288‧‧‧散射光學信號
300‧‧‧剖面
302a~302c‧‧‧線狀熱離子燈絲
304a~304c‧‧‧（射束形成）電極
306a~306c‧‧‧（電子推斥極）電極
308a~308f‧‧‧絕緣體
310‧‧‧熱電子
312、314、316‧‧‧二次電子
350‧‧‧壓力單元腔室
352‧‧‧惰性氣體來源
354‧‧‧壓力感測器
450‧‧‧射束輪廓
452‧‧‧半峰全寬
454‧‧‧最大寬度
456‧‧‧橫剖面尺寸
500‧‧‧工作件掃描機構
505‧‧‧GCIB
510‧‧‧處理腔室
520‧‧‧工作件
530‧‧‧夾盤
540‧‧‧掃描臂
545‧‧‧關節
550‧‧‧快速掃描馬達
560‧‧‧慢速掃描機構
570‧‧‧慢速掃描運動方向（直線運動）
575‧‧‧圓周運動（圓形路徑）
580‧‧‧第一掃描運動（弧形路徑）
590‧‧‧彎曲運動
595‧‧‧控制器
598‧‧‧通訊線路
605‧‧‧梭驅動組件
610‧‧‧軌道
612A、B‧‧‧止動器
620‧‧‧梭
630‧‧‧滑輪
640‧‧‧滑輪
650A、B‧‧‧傳動帶
650A‧‧‧傳動帶部分
650B‧‧‧傳動帶部分
652A、B‧‧‧附接點
653B‧‧‧附接點
660‧‧‧附接點
670‧‧‧驅動機構
680‧‧‧真空旋轉饋通
685‧‧‧減速變速器
690‧‧‧伺服馬達
692‧‧‧減速齒輪組
695‧‧‧驅動軸
700‧‧‧鏈輪
710‧‧‧鏈輪
720‧‧‧齒輪式傳動帶（平坦傳動帶）
750‧‧‧限制開關擊件
760A、B‧‧‧限制開關
770‧‧‧導引件
780‧‧‧滑件
790‧‧‧對稱性縱向平面
1100‧‧‧圓形掃描
1102‧‧‧掃描半徑
1104‧‧‧速度
1106‧‧‧第一掃描運動速度
1108‧‧‧第二掃描運動速度
1110‧‧‧角度θ
1112‧‧‧角度δ
1302‧‧‧第一半徑（起始半徑）
1304‧‧‧第二半徑
1306‧‧‧第三半徑（結束半徑）
1400‧‧‧厚度輪廓
1402‧‧‧中心線
1404‧‧‧旋轉
1406‧‧‧部分
1500‧‧‧GCIB能量分佈（輪廓）
1502‧‧‧掃描密度
1504‧‧‧掃描密度（高密度區域）
1602、1604、1606‧‧‧方塊
1702、1704、1706‧‧‧方塊
1802、1804、1806‧‧‧方塊

參照以下的詳細說明且尤其是結合隨附圖式思考時，本發明之更完整理解及許多其伴隨之優點將變得更顯而易見，其中：

圖1根據本發明之一實施例，係為多噴嘴GCIB系統的示意圖。

圖2根據本發明之另一實施例，係為多噴嘴GCIB系統的示意圖。

圖3根據本發明之又另一實施例，係為多噴嘴GCIB系統的示意圖。

圖4係為GCIB系統中所使用的解離器之一實施例的示意圖。

圖5A及5B係為GCIB系統中所使用的工作件掃描機構之一實施例的示意圖。

圖6根據本發明之一實施例，係為慢速掃描機構的詳細且部分切除示意圖。

圖7根據本發明之一實施例，係為慢速掃描機構的詳細示意圖。

圖8根據本發明之一實施例，係為用於慢速掃描機構的驅動機構之一部分的詳細示意圖。

圖9A及9B根據本發明之一實施例，係為梭驅動組件的詳細示意圖。

圖10係顯示整個GCIB的射束強度之示例性輪廓。

圖11係顯示圍繞GCIB的基板之示例性圓形掃描。

圖12係顯示在圓形掃描期間基板與GCIB間之角度、距離、及速度關係的圖。

圖13係顯示圓形掃描之起始半徑及結束半徑的範例。

圖14A係顯示在具有示例性厚度輪廓的基板上實施圓形掃描的簡化之示例性實施例。

圖14B係顯示在基板之厚度輪廓上使用圓形掃描的示例性結果。

圖15係顯示在起始半徑及結束半徑間之基板區域上的GCIB能量分佈。

圖16係顯示使用GCIB系統來實施基板之圓形掃描的示例性方法。

圖17係顯示使用GCIB系統來實施基板之圓形掃描的另一示例性方法。

圖18係顯示使用GCIB系統來實施基板之圓形掃描的另一示例性方法。

152‧‧‧基板

540‧‧‧掃描臂

570‧‧‧慢速(第二)掃描運動：

575‧‧‧圓周運動(圓形路徑)

580‧‧‧第一掃描運動(弧形路徑)

1521‧‧‧轉動的基板

1522‧‧‧轉動的基板

1523‧‧‧轉動的基板

128A'‧‧‧GCIB

Claims (20)

1. 一種用於利用氣體團簇離子束（GCIB）來處理工作件的方法，包含： 一工作件提供步驟，提供一工作件，該工作件之特徵在於一表面特性，該表面特性在一周圍邊緣區域及一內部區域之間顯現出一空間上變化； 一第一掃描運動執行步驟，沿著一旋轉路徑通過一第一GCIB來執行該工作件之第一掃描運動，該第一掃描運動使該工作件之周圍邊緣區域曝露於該第一GCIB，並降低在該周圍邊緣區域及該內部區域間之該表面特性的空間上變化；及 一第二掃描運動執行步驟，沿著一非圓形路徑通過一第二GCIB來執行該工作件之第二掃描運動，該第二掃描運動使該工作件之周圍邊緣區域及內部區域曝露於該第二GCIB。
2. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，其中，該表面特性包含：薄膜厚度、表面輪廓、表面粗糙度、表面組成、層組成、該工作件的機械性質、該工作件的電性質、或該工作件的光學性質、或其二或更多者之任何組合。
3. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，其中，該第一GCIB在至少一GCIB參數上與該第二GCIB不同。
4. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，其中，該第一掃描運動執行步驟包含：沿著一實質上圓形路徑掃描該工作件，該實質上圓形路徑起始於及結束於相同或類似的位置。
5. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，其中，該第一掃描運動執行步驟包含：沿著二或更多同心圓形路徑掃描該工作件。
6. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，其中，該第一掃描運動執行步驟包含：沿著一實質上圓形路徑反覆掃描該工作件。
7. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，其中，該第二掃描運動執行步驟包含：沿著橫過該工作件的一直線或弧形路徑反覆掃描該工作件。
8. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，其中，該第一掃描運動執行步驟包含以下步驟： 將該工作件裝設於一細長構件之第一端部； 使用附接於該細長構件上之旋轉點的一旋轉機構以旋轉該細長構件，該旋轉點係遠離該第一端部，俾通過該第一GCIB進行該工作件之一或更多掃描； 使該細長構件及該旋轉機構沿著一慢速掃描機構移動，並同時進行該旋轉步驟，該旋轉機構附接於該慢速掃描機構並由該慢速掃描機構所懸吊，該移動步驟使該工作件之該周圍邊緣區域的不同部分沿著一旋轉路徑通過該第一GCIB。
9. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，其中，該第二掃描運動執行步驟包含以下步驟： 將該工作件裝設於一細長構件之第一端部； 使用附接於該細長構件上之旋轉點的一旋轉機構以部分地反覆旋轉該細長構件，該旋轉點係遠離該第一端部，俾通過該第二GCIB沿著一弧形路徑進行該工作件之一或更多掃描； 使該細長構件及該旋轉機構沿著一慢速掃描機構移動，該旋轉機構附接於該慢速掃描機構並由該慢速掃描機構所懸吊，該移動步驟在反覆掃描期間使該工作件之不同部分通過該第二GCIB之路徑。
10. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，更包含：一第一GCIB劑量改變步驟，在執行該第一掃描運動期間改變一第一GCIB劑量。
11. 如申請專利範圍第1項之用於利用GCIB來處理工作件的方法，更包含：一第二GCIB劑量改變步驟，在執行該第二掃描運動期間改變一第二GCIB劑量。
12. 一種用於通過帶電粒子束來掃描工作件的方法，包含： 一工作件裝設步驟，將一工作件裝設於一掃描系統上，該掃描系統係配置為通過一帶電粒子束來掃描該工作件； 一第一掃描運動執行步驟，沿著一圓形路徑通過該帶電粒子束來執行該工作件之第一掃描運動，該圓形路徑起始於及結束於該工作件上實質上相同的位置；及 一第二掃描執行步驟，沿著一非圓形路徑通過該帶電粒子束來執行該工作件之第二掃描，該非圓形路徑起始於及結束於該工作件上實質上不同的位置。
13. 如申請專利範圍第12項之用於通過帶電粒子束來掃描工作件的方法，其中，該帶電粒子束包含一氣體團簇離子束（GCIB）。
14. 如申請專利範圍第12項之用於通過帶電粒子束來掃描工作件的方法，其中，該圓形路徑係沿著該工作件之一周圍邊緣區域延伸。
15. 如申請專利範圍第12項之用於通過帶電粒子束來掃描工作件的方法，其中，該非圓形路徑係沿著橫過該工作件的直線或弧形路徑延伸。
16. 一種用於利用氣體團簇離子束（GCIB）來處理基板的方法，包含： 一基板裝設步驟，將該基板裝設於一轉移系統上，該轉移系統能將該基板放置於與該GCIB相交或靠近該GCIB的位置中； 一製程參數決定步驟，決定多個製程參數以利用該基板之一旋轉運動來移除在該基板之邊緣附近的該基板之一部分； 一基板移動步驟，利用該轉移系統及該等製程參數而使該基板以該旋轉運動圍繞該GCIB移動，以利用該GCIB移除該基板之該部分。
17. 如申請專利範圍第16項之用於利用GCIB來處理基板的方法，其中，該等製程參數包含下列一或更多者： 掃描數量； 掃描間隔； 掃描速度； 掃描的起始半徑；或 掃描的結束半徑。
18. 如申請專利範圍第16項之用於利用GCIB來處理基板的方法，其中，該基板移動步驟包含以下步驟： 將該基板放置於該GCIB附近，俾使該GCIB位於一起始半徑之處或之內； 至少部分地基於該基板之厚度輪廓而改變該基板的旋轉運動；及 當該GCIB位於一結束半徑之處時，使該GCIB由該基板脫離。
19. 如申請專利範圍第16項之用於利用GCIB來處理基板的方法，其中，該等製程參數係至少部分地基於該基板的厚度輪廓及該GCIB的特性。
20. 如申請專利範圍第19項之用於利用GCIB來處理基板的方法，其中，該GCIB的特性包含下列一或更多者： 該GCIB之射束輪廓； 該GCIB之一或更多能量位準； 該GCIB之一或更多劑量位準；或 該GCIB之一或更多化學成分。