TW202318471A - 提取組合件、處理裝置及緊密型成角度離子束裝置 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種提取組合件、一種處理裝置及一種緊密型成角度離子束裝置。所述提取組合件可包括提取板，所述提取板用於沿著電漿腔室的側放置並且具有沿著第一方向伸長的提取開孔且具有沿著與第一方向垂直的第二方向延伸的開孔高度。所述提取板對位於第一平面中的沿著提取開孔的內表面進行界定。射束阻擋器設置在提取開孔之上且具有設置在與第一平面不同的第二平面中的外表面。這樣一來，所述射束阻擋器沿著提取開孔的第一邊緣與提取板重疊達第一重疊距離且沿著提取開孔的第二邊緣與提取板重疊達第二重疊距離，以對沿著第一邊緣的第一提取狹縫及沿著第二邊緣的第二提取狹縫進行界定。

Description

提取組合件、處理裝置及緊密型成角度離子束裝置

本實施例涉及一種電漿處理裝置，且更具體來說涉及低角度離子束提取光學器件。 [相關申請的交叉參考]

本申請主張優先於在2021年10月17日提出申請且名稱為「緊密型低角度離子束提取組合件與處理裝置（COMPACT LOW ANGLE ION BEAM EXTRACTION ASSEMBLY AND PROCESSING APPARATUS）」的申請號為17/503,334的美國非臨時專利申請，所述美國非臨時專利申請是在2021年10月15日提出申請且名稱為「緊密型低角度離子束提取組合件與處理裝置」的申請號為17/502,777的美國非臨時申請的部分連續案（continuation-in-part）且主張優先於所述美國非臨時申請，且所述美國非臨時專利申請全文併入本申請供參考。

用於使用離子對基底進行處置的傳統裝置包括束線離子植入機及電漿浸沒離子植入工具（plasma immersion ion implantation tool）。所述兩者適合於植入一定能量範圍內的離子。在束線離子植入機中，從源提取離子，對離子進行質量分析且然後將離子傳輸到基底表面。在電漿浸沒離子植入裝置中，基底位於同一腔室中且電漿與電漿相鄰地產生。基底相對於電漿而被設定處於負電勢，且穿過基底前面的電漿鞘套（plasma sheath）的離子相對於基底主平面的法線或垂線而以零入射角度照射在基底上。近來已開發出一種新的處理裝置，所述新的處理裝置以緊密型配置提供用於基底處置的成角度離子束。通過位於靠近電漿放置的提取板中的特殊幾何形狀的開孔提取離子。所述離子是以提供不與基底主平面正交的入射角度的方式進行提取。此種裝置有利於對非平面表面進行處置，例如用於對具有沿著主平面的法線延伸的側壁的結構進行處置。

一種類型的緊密型成角度離子束裝置採用與電漿腔室相鄰的提取開孔，以從包含在電漿腔室中的電漿提取離子束。為對器件結構進行均勻地處理，可在提取開孔的中間佈置射束阻擋器（beam blocker）組件，所述組件生成一對成角度離子小射束，所述離子小射束以相對的角度被引導到基底（相對於基底主平面上的法線對稱），使得可在單次處置中暴露出器件結構的相對的表面（例如溝槽的相對的側壁）。

提取開孔常常具有細長形狀，因此提取高度可能為幾毫米到幾厘米且寬度高達幾百mm的一對帶狀離子束。在離子束寬於待處理的基底（例如300 mm的矽晶圓）的情形中，可通過在與提取開孔的伸長方向垂直的方向上對提取開孔前面的基底進行掃描而將整個基底暴露於所述兩個對稱的離子小射束。

盡管射束阻擋器的存在有利於形成成角度離子束，然而通過提取開孔所提取的射束電流由於射束阻擋器的存在而減少。可通過沿著電漿腔室的側提供多個提取開孔以同時產生多對對稱的離子小射束來解決射束電流的此種減少。然而，當電漿在電漿腔室內不均勻時，從沿著電漿腔室位於不同位置處的不同提取開孔提取的離子束可彼此不同。因此，基底的暴露於不同提取開孔的不同區可使用具有不同特性（例如不同入射角度）的不同離子束來進行處置。

使用成角度離子對基底進行處理的另一問題是入射角度的控制。儘管成角度離子束可由平均角度進行表徵，然而成角度離子束是以入射角度的分佈（有時被稱為「角展度（angular spread）」）而生成。在一些應用中，在相對較寬的角展度範圍內對基底進行處理是可接受的。在其他應用中，可能需要相對窄的角展度，包括相對低的平均入射角度。目前，缺少滿足以上要求的提取裝置。針對這些及其他考慮因素而提供本揭露。

提供此發明內容是為了以簡化的形式介紹以下將在具體實施方式中進一步闡述的一系列概念。此發明內容並不旨在標識所主張主題的關鍵特徵或必要特徵，也不旨在幫助確定所主張主題的範圍。

在一個實施例中，提供一種提取組合件，所述提取組合件包括提取板，所述提取板用於沿著電漿腔室的一側放置並且具有沿著第一方向伸長的提取開孔且具有沿著與所述第一方向垂直的第二方向延伸的開孔高度。所述提取板對位於第一平面中的沿著所述提取開孔的內表面進行界定。射束阻擋器設置在所述提取開孔之上且具有在與所述第一平面不同的第二平面中朝向所述提取板的內側設置的外表面。這樣一來，所述射束阻擋器沿著所述提取開孔的第一邊緣與所述提取板重疊達第一重疊距離且沿著所述提取開孔的第二邊緣與所述提取板重疊達第二重疊距離，以對沿著所述第一邊緣的第一提取狹縫及沿著所述第二邊緣的第二提取狹縫進行界定。

在另一實施例中，一種處理裝置可包括：電漿腔室，容納電漿；以及提取板，沿著電漿腔室的一側佈置，所述提取板具有沿著第一方向伸長的提取開孔且具有沿著與所述第一方向垂直的第二方向延伸的提取開孔高度。所述提取板可對位於第一平面中的沿著所述提取開孔的內表面進行界定。所述處理裝置還可包括射束阻擋器，所述射束阻擋器設置在所述提取開孔之上且具有在與所述第一平面不同的第二平面中朝向所述提取板的內側設置的外表面。這樣一來，所述射束阻擋器可沿著所述提取開孔的第一邊緣與所述提取板重疊達第一重疊距離且沿著所述提取開孔的第二邊緣與所述提取板重疊達第二重疊距離，以對沿著所述第一邊緣的第一提取狹縫及沿著所述第二邊緣的第二提取狹縫進行界定。

在又一實施例中，一種緊密型成角度離子束裝置包括：電漿腔室，容納電漿；以及提取組合件，與所述電漿腔室相鄰地設置且包括提取板，所述提取板沿著電漿腔室的一側佈置。所述提取板可包括沿著第一方向伸長的提取開孔且具有沿著與所述第一方向垂直的第二方向延伸的開孔高度，其中所述提取板對位於第一平面中的沿著所述提取開孔的內表面進行界定。所述裝置可包括射束阻擋器，所述射束阻擋器設置在所述提取開孔之上且具有在與所述第一平面不同的第二平面中朝向所述提取板的內側設置的外表面。所述裝置還可包括將所述射束阻擋器以可逆方式連接到所述提取板的耦合組合件，其中所述耦合組合件被配置成對所述提取板與所述射束阻擋器之間沿著所述第二方向的重疊距離進行調整且對所述提取組合件的狹縫寬度進行調整，所述狹縫寬度包括所述提取板與所述射束阻擋器之間沿著與所述第一平面及所述第二平面垂直的第三方向的距離。

現在將在下文中參照其中示出一些實施例的附圖更全面地闡述本實施例。然而，本揭露的主題可實施為許多不同的形式，且不應被解釋為僅限於本文中所述的實施例。確切來說，提供這些實施例是為了使本揭露將徹底及完整起見，且將向所屬領域中的技術人員充分傳達本主題的範圍。在圖式中，相同的編號始終指代相同的元件。

本文中所闡述的實施例提供使用包括射束阻擋器-提取板組合件的離子光學器件佈置來對被引導到基底的離子的角度分佈進行控制的裝置、系統及方法。具體來說，本實施例提供一種用於以受控的低入射角度及小的「角展度」從電漿產生離子束的新穎提取系統。本文中提到的「入射角度」可指離子束中的離子相對於例如與基底垂直的參考方向的平均入射角度，而用語「角展度」可指以平均角度為中心的入射角度的分佈寬度或範圍。

如以下所詳細闡述，揭露新穎的離子束裝置，其中使用提取系統來對離子束的入射角度進行反常控制，以阻擋電漿腔室中的電漿相對於待處理的基底的任何法線（垂直）視線。因此，所提取的離子束的射束電流可減少，此具有先前未實現的益處，即可產生具有低角展度的低角度離子束。對於高縱橫比器件結構的電漿處理，所提供的裝置、系統及方法提供具有離子束的益處，所述離子束可在不影響其他表面的情況下適當地對這些結構的目標表面（例如側壁）進行處置。

圖1A繪示出根據本揭露實施例的裝置100的實施例。圖1B繪示出示例性提取組合件的放大圖。裝置100包括電漿腔室1，在所述腔室中，由RF電源5、匹配網路6及RF天線4產生電感耦合電漿（inductively coupled plasma，ICP）。電漿腔室1可通過歧管2及操作氣體管線3接收氣態物質。為產生成角度離子束而提供提取組合件，所述提取組合件包括射束阻擋器7及提取板8。在一些實施例中，電漿腔室1以及射束阻擋器7及提取板8可由介電材料（例如，氧化鋁、石英、氮化鋁）形成。

工藝腔室20與電漿腔室1相鄰地設置。通過將電漿腔室保持處於地電勢且使用偏壓源12向設置在工藝腔室20中的基底10及基底固持件11施加負偏壓，可從電漿腔室1提取正離子。與已知的電漿處理工具（在已知的電漿處理工具中，晶圓上離子入射角度為零（相對於基底的主平面（x-y平面）的垂線（z軸）））不同，在本實施例中，離子小射束以非零入射角度照擊基底10的表面。舉例來說，在各種非限制性實施例中，這些非零入射角度可在-α及+α處關於零度對稱地設置。這些角度的量值是電漿密度與提取電壓（施加在基底上的負偏壓電壓）的函數。

在一些實施例中，可提供附加的氣體注射管線14，氣體注射管線14連接到氣體噴淋頭15以產生氣體流16。為了向基底10提供各種類型的運動，可提供垂直運動台17及旋轉運動台18。

提取板8對提取開孔22進行界定，其中射束阻擋器7位於提取開孔22附近，以對第一提取狹縫24及第二提取狹縫26進行界定。第一電漿彎月面（meniscus）及第二電漿彎月面被示出為電漿彎月面13，所述電漿彎月面13形成在所述兩個提取狹縫（第一提取狹縫24及第二提取狹縫26）中的每一者中（參見圖1B）。通過第一提取狹縫24及第二提取狹縫26提取離子束9（被示出為兩個單獨的小射束）。在處理期間，垂直運動台17可在所述兩個提取狹縫前面對基底10進行上下（沿著y軸）掃描。如圖1C中所示，提取開孔22、射束阻擋器7以及因此第一提取狹縫24及第二提取狹縫26可沿著x方向伸長，以延伸超過基底10的整個寬度。以此種方式，在沿著y軸進行掃描期間，基底10的整個基底表面可暴露於離子束9。對於給定的掃描速度，掃描次數是基於所需的離子劑量及可用的離子束電流來確定。

出於闡釋的目的，對於10 cm/s的基底掃描速度及在基底位置處沿著y軸的30 mm的離子束高度來說，任何基底表面在離子轟擊下花費的時間均是300毫秒。在離子束9被提取為脈衝頻率為40 kHz且工作循環為50%的脈衝離子束的情形中，基底表面在通過提取開孔前面的同時暴露於近似6,000次離子轟擊循環。在這些條件下，基底的處理良率（例如蝕刻速率）可為離子能量、離子通量、入射角度及欲由離子束9處理的材料的性質的複雜函數。利用旋轉運動平台18可實現高工藝均勻性，旋轉運動平台18使得晶圓能夠在整個360°範圍內以0.1°的增量旋轉。

現在轉到圖1D，示出根據本揭露實施例的提取組合件30的進一步細節。在此實施例中，具有提取開孔22的提取板8被提供為電絕緣的介電材料，如圖所示。提取開孔22可沿著第一方向（意指所示笛卡爾坐標系中的x方向）伸長。提取開孔22由沿著與第一方向垂直的第二方向（意指沿著y方向）延伸的開孔高度（被示出為H _EP）進行表徵。提取板8對位於第一平面P1中的沿著提取開孔22的內表面40進行界定。射束阻擋器7具有在第二平面P2中朝向提取板8的內側設置的外表面42，所述第二平面P2與第一平面P1不同但與第一平面P1平行。

如圖1D中進一步所示，射束阻擋器7由射束阻擋器高度（被示出為H _BL）進行表徵且被佈置成沿著提取開孔22的第一邊緣44與提取板8重疊達第一重疊距離O1且沿著提取開孔22的第二邊緣46與提取板8重疊達第二重疊距離O2。由於這些重疊距離，在提取組合件30的電漿側PL與提取組合件的基底側SU之間不存在垂直（沿著Z方向）視線。此種配置與已知提取組合件的配置不同，在已知提取組合件的配置中，射束阻擋器設置在提取開孔的中間以便於從電漿提取足夠的射束電流。然而，本發明人已發現，圖1D所示配置可提供特定的束特性，如以下所論述。

為對圖1A到圖1D所示架構的效果進行例示，圖2A到圖2C針對本揭露實施例的三種不同變型呈現出對靜電等勢線（electrostatic equipotential line）及離子軌跡的模擬。具體來說，在所示的模擬中，射束阻擋器7具有矩形橫截面，其具有以下尺寸：沿著z方向的5 mm的厚度以及高度h _BL。射束阻擋器可沿著x方向（與圖的平面垂直）延伸達450 mm。與射束阻擋器7相鄰的是提取板8，所述組件也形成電漿腔室200的壁中的一者。提取板8具有沿著x方向延伸達420 mm的矩形開孔且具有沿著y軸的高度h _EP。出於闡釋的目的，在圖2A中，射束阻擋器7與提取板8具有相等的高度h _BL=h _EP，且以射束阻擋器7與提取開孔22精確重疊的方式對準。由於射束阻擋器7的外表面42從提取板8的內表面40凹陷4 mm，因此阻擋器-提取板組合件形成兩個相同的狹縫（13b），通過所述狹縫提取小射束（被示出為離子束9）。射束阻擋器7及提取板8由介電材料（在此模擬中使用氧化鋁）製成，所述材料形成這些組件的主體塊（bulk），且在實際實施方案中可塗覆有薄的保護膜（也是介電質）以承受給定電漿腔室中的惡劣化學反應環境。

從靜電的觀點來看，射束阻擋器7及提取板8的介電材料對於電場線是透明的，此種透明意指電場線將穿透提取板8且將突出到電漿腔室200中的電漿中。通過狹縫13b出現的離子軌跡的特性由形成電漿與位於提取組合件的右側的真空之間的邊界的電漿彎月面的形狀及位置決定。彎月面的形成是「電漿壓力」與「靜電壓力」之間平衡的結果，「電漿壓力」試圖將電漿推出狹縫13b之外，「靜電壓力」試圖將電漿推入狹縫13b之內。對於前者來說，這兩種對抗作用通過電漿密度來進行量化，對於後者來說通過靜電場來進行量化。在數學上，此種條件被表達為電漿鞘套邊緣的玻姆電流（Bohm current）之間的平衡：

（1） 其中 e代表基本電荷， n _s 是鞘套邊緣的電漿密度（n _s=0.61n ₀，n ₀-塊狀電漿密度），且v _Bohm=(k _BT _e/m _i) ^1/2是玻姆速度，其中 k _B 、 T _e 及 m _i 分別指玻爾茲曼常數（Boltzmann constant）、電子溫度及離子質量。蔡爾德定律（Child-Langmuir）空間電荷限制電流由下式給出：

（2） 其中ε ₀是自由空間的介電常數，V _e是提取電壓且z是提取間隙長度（狹縫到晶圓的距離）。

在這些條件下，當射束阻擋器高度h _BL（沿著y方向）相對於沿著y方向的提取板高度h _EP增大時，電漿彎月面在電漿內部移動得更深且變得更凹。射束阻擋器7與提取板的相對重疊在圖2A到圖2C中被表達為參數∆y。如圖2A、圖2B及圖2C之間的級數所示，對於∆y，在0 mm到1 mm到2 mm的相應值之間，所提取的射束電流隨著彎月面退回到電漿內部而顯著減小，且在電漿腔室200與工藝腔室204之間不存在垂直視線。另外，相對於基底10的主平面（x-y）的垂線（z軸）的束平均入射角度稍微增大。

應注意，在射束阻擋器7與提取板8形成重疊的情況下，此種幾何形狀改變的副作用是射束角展度顯著減小，如以下所詳細闡述。換句話說，形成離子束9的小射束離子的軌跡以窄得多的入射角度範圍入射在基底10上。

圖3A及圖3B針對圖2A到圖2C中所繪示的三種幾何形狀繪示出發射率曲線的OPERA建模結果，所述OPERA建模使用電漿腔室（離子源）的離子源「平均」操作參數，此意指操作範圍的中間：V _e=1 kV、z _gap=10 mm（參見圖2C）且P=600 W。圖3A針對三種不同的離子提取幾何形狀繪製出平均入射角度隨著基底上位置的變化，其中∆y如圖所示發生變化。相對於z軸（零度）以絕對項繪製平均角度，使得所述兩個不同的小射束（所述小射束一同界定離子束9）對相對於垂線（z軸）的正入射角度或負入射角度進行界定。在發生離子碰撞的近似4 mm與12 mm（+或-）之間的位置處，當射束阻擋器7與提取板8的重疊對於∆y來說為2 mm時，平均角度稍微較高，例如相對於射束阻擋器7與提取板8的對於∆y的0 mm的重疊，平均入射角度增加2度到3度。

圖3B針對相同的三種不同離子提取幾何形狀繪製出電流密度隨著平均角度的變化，其中∆y如圖所示發生變化。與圖3A一樣，結果反映出關於零度（z軸）對稱設置的兩個不同小射束的效果。如圖所示，與重疊為1 mm或2 mm的情形相比，對於∆y為0 mm來說射束電流分佈在更寬的角度範圍內。更定量來說，當∆y從0 mm增大到2 mm時，射束角展度（beam angular spread，BAS）從10°減少到6°。

除了圖3A至圖3B的結果之外，圖3C、圖3D及圖3E針對0 mm、1 mm或2 mm的∆y值繪示出電流測量結果隨著束角的變化（對提取幾何形狀的示意性繪示在圖中的左側示出）。圖3C、圖3D及圖3E中所繪示的實驗結果是基於通過使Ar/CF ₄的混合物以20 sccm/10 sccm的比率流動到電漿腔室中且在2.25 kV的偏壓下通過給定提取組合件提取離子束而產生的電漿。在這些實驗中，提取板與基底之間的距離（z間隙）保持恆定處於30 mm。在這些實驗中，沿著y軸的提取開孔高度恆定處於30 mm。因此，通過選擇不同的射束阻擋器高度（從30 mm到32 mm到34 mm）來設定不同的∆y值。應注意，在這些實例中，射束阻擋器對稱地放置在提取開孔之上，使得∆y的值被確定為（射束阻擋器高度-提取開孔高度）/2。因此，34 mm的射束阻擋器與30 mm提取開孔的組合產生2 mm的∆y值。

如曲線圖中所示，2 mm的∆y值下的射束角展度（圖3E）實質上窄於0 mm的∆y值下的射束角展度（圖3C）。更定量來說，射束角展度（BAS）從零mm下的∆y的13.04°減小到等於2 mm的∆y下的9.4°，而平均束角度從13.6°增大到17.7°。另外，如圖3C中所示，對於0 mm的∆y值，朝向小於五度的非常低的角度的顯著離子電流的尾部對於等於2 mm的∆y來說被消除。

這些不同之處的重要性將在以下針對圖4A至圖4C進行著重闡述。轉到圖4A，示出用於對基底10進行處理的裝置100的一種實施方案。在此實例中，離子束9作為兩個小射束以相對於z軸具有+α或-α的平均角度的軌跡被引導到基底。基底10包括具有側壁SWL的圖案特徵。這樣一來，離子束9可照射這些特徵的各個部分（包括側壁SWL）。當排列成陣列時，這些特徵還對具有側壁SWL及底表面B的溝槽進行界定。依據α的大小及這些溝槽的縱橫比而定，離子束9可照射底表面B或者可不照射底表面B。

在使用成角度離子束來產生沿著y方向的溝槽伸長部的一個實例中，離子束9被設計成執行溝槽的側壁SWL的蝕刻。在具有溝槽特徵的一些器件結構中，縱橫比可能高達約4.5:1或高於4.5:1。在使用4.5:1縱橫比的實例的情況下，此種幾何形狀對約13°的接受束角度進行界定，此意指入射角度高於13度的離子束將不會完全照射側壁SWL，這是由於側壁SWL的下部部分將被溝槽特徵（例如，硬罩幕）的頂部遮蔽。因此，在用於對高縱橫比溝槽的側壁進行蝕刻的這些應用中，需要相對低的入射角度。另外，垂直壁（SWL）的蝕刻將在不具有底表面B的任何凹槽的情況下執行。為實現這兩個目標，需要具有低射束角展度的良好定制的低角度離子束。圖4B呈現出良好定制的射束離子角度分佈（ion angular distribution，IAD）的實例，以滿足針對所描繪的給定溝槽特徵的以上要求（為清晰起見僅繪製出兩個對稱小射束中的一者）。離子小射束的平均角度被示出為α，射束角展度為∆α。在此種情形中，離子通量在一定角度範圍內照射，使得離子在不照射下表面B的情況下從頂部到底部照擊側壁SWL。因此，由於特徵的頂部由抗蝕刻材料（硬罩幕）製成，因此蝕刻沿著側壁SWL進行，而不具有沿著底表面B進行的蝕刻。

相反，圖4C繪示出不太良好定制的射束（less well tailored beam），所述射束具有相同的平均角度（同樣被示出為α）但具有更寬的角展度（被示出為∆β）。IAD中表示軌跡低於給定最小角度的離子的部分（在陰影部分中示出）到達溝槽的下表面B，而軌跡高於最大角度的離子同樣會導致對頂表面的過度蝕刻。因此，以上實例證明提供窄的離子角度分佈的有用性，包括針對低平均入射角度的有用性，其中入射角度的小的偏差可能通過對不希望的區進行照射而對基底處置過程產生負面影響。

圖5A繪示出根據本揭露附加實施例的提取組合件300。除了提取板8之外，提取組合件300更包括用於將射束阻擋器耦合到提取板8的耦合組合件310，其中射束阻擋器一般被示出為射束阻擋器7。耦合組合件310包括安裝銷302及屏蔽墊圈（screening washer）304，其中這些組件用於將射束阻擋器7連接到提取板8。如以下針對圖6A至圖6C所詳細闡述，耦合組合件310在射束阻擋器7相對於提取板8的放置且因此相對於提取開孔22的放置方面提供靈活性。如圖5B的詳細視圖中所示，此種靈活性使得對重疊∆y以及提取狹縫24、26的量值（被示出為狹縫寬度或sw）進行獨立調整。

現在轉到圖6A到圖6C，示出提取組合件300的三種不同配置。具體來說，示出其中主區段沿著x-z平面的透視剖視面。具體來說，x-z平面的視圖是沿著位於射束阻擋器-提取板組合件的中間的提取開孔22的端部部分E附近的區段A-A`，如圖6G的俯視圖中所表示。在圖6D至圖6F中，存在提取開孔22的區中的提取板8及射束阻擋器的橫截面（分別對應於圖6A到圖6C），如沿著y-z平面所示且在圖6G中的區段C-C`中所表示。

如圖6A中所示，耦合組合件310包括屏蔽墊圈304及安裝銷302以及鎖緊墊圈308。在圖6A所示配置中，提供射束阻擋器7的變型，被示出為射束阻擋器307。射束阻擋器307包括脊部309，所述脊部可被認為是第一脊部。同樣，第二脊部可在射束阻擋器307的相對的端部處（沿著x方向）位於射束阻擋器307上。耦合組合件310更包括墊片組合件306，所述組合件可包括一個或多個間隔件或墊片。如圖6A中所示，墊片組合件306中的單個墊片位於脊部309與提取板8之間。在提取板8與脊部309之間放置一個或多個墊片或間隔件有利於改變射束阻擋器307的外表面42與提取板8的內表面40之間的距離或 sw，如圖6D中所示。在圖6D的一個實例中，提取開孔22可具有沿著y軸的30 mm的高度，而射束阻擋器307具有32 mm的高度，從而沿著提取開孔22的每一邊緣提供射束阻擋器307與提取板8的1 mm的對稱重疊。在墊片組合件306的間隔件具有1 mm的厚度的一個實施方案中，提取狹縫24A的所得狹縫寬度（被示出為 sw）可為3.17 mm。

如圖6B中所示，耦合組合件310可用於將射束阻擋器7的另一變型（在此種情形中被示出為射束阻擋器317）連接到提取板8。射束阻擋器317更包括脊部319，所述脊部可被認為是第一脊部。同樣，第二脊部可在射束阻擋器317的相對的端部處（沿著x方向）位於射束阻擋器317上。耦合組合件310更包括墊片組合件316，所述組合件包括位於脊部319與提取板8之間的兩個間隔件。

在提取板8與脊部319之間放置兩個墊片或間隔件有利於進一步增大射束阻擋器317的外表面42與提取板8的內表面40之間的狹縫寬度距離或 sw，如圖6E中所示。在圖6E的一個實例中，提取開孔22可具有沿著y軸的30 mm的高度，而射束阻擋器317具有34 mm的高度，從而沿著提取開孔22的每一邊緣提供射束阻擋器317與提取板8的2 mm的對稱重疊。在墊片組合件306的間隔件具有1 mm的厚度的一個實施方案中，提取狹縫24B的所得 sw可為4.09 mm。

如圖6C中所示，耦合組合件310可用於將射束阻擋器7的另一變型（在此種情形中被示出為射束阻擋器327）連接到提取板8。射束阻擋器327更包括脊部329，所述脊部可被認為是第一脊部。同樣，第二脊部可在射束阻擋器327的相對的端部處（沿著x方向）位於射束阻擋器327上。耦合組合件310更包括墊片組合件326，所述組合件包括位於射束阻擋器327與提取板8之間的兩個間隔件。在此種實例中，由於脊部329遠離提取板8位於射束阻擋器327的上表面上，因此脊部329是「反向」脊部。因此，射束阻擋器327的外表面42進一步遠離提取板8的內表面40而間隔開，如圖6F中所示。

在圖6F的一個實例中，提取開孔22可具有沿著y軸的30 mm的高度，而射束阻擋器327具有34 mm的高度，從而沿著提取開孔22的每一邊緣提供射束阻擋器327與提取板8的2 mm的對稱重疊。在墊片組合件306的間隔件具有1 mm的厚度的一個實施方案中，提取狹縫24C的所得 sw可為5.77 mm。∆y及 sw的以上實例僅是示例性的且任何合適的附加組合可容易地由耦合組合件310提供。另外，儘管這些實例是以mm尺寸提供，然而根據各種實施例，重疊∆y可以提取開孔的狹縫寬度來表達，即提取開孔的兩個邊緣上的重疊對提取狹縫寬度（sw）的比率可介於近似0.1到1.0的範圍內。

因此，耦合組合件310提供一種對射束阻擋器與提取板之間的重疊程度（∆y）以及射束阻擋器與提取板之間沿著z方向的狹縫寬度或間隙進行修改的靈活方式。參照圖7A到圖7D進一步示出此種靈活性的優點。

與圖2A到圖2C所示模擬相似，圖7A到圖7D針對本揭露實施例的四種不同變型呈現出對靜電等勢線及離子軌跡的模擬。具體來說，這些圖中所示的模擬結果針對兩種不同射束阻擋器高度（產生∆y=1 mm及∆y=2 mm的值）以及兩種不同狹縫寬度sw=4 mm及sw=6 mm示出離子束形狀。這些模擬的結果示出增加射束阻擋器高度會轉化成較低的射束電流。這一結果並不是所期望的，這是由於如前面所述，在提取組合件的已知配置中，射束阻擋器不與提取板重疊，使得從電漿提取足夠的射束電流。這些圖中還示出，增大狹縫寬度會導致更大的晶圓上束占用面積及隱含的更大射束電流。因此，耦合組合件310通過容易地將不同配置的射束阻擋器及墊片組合件耦合到提取板來促進對射束阻擋器與提取板的重疊進行獨立調整的能力，以便使射束角展度變窄並對狹縫寬度進行獨立調整，從而增大或減小給定重疊的可提取射束電流量。

從表I中可看出，對於提升∆y =2 mm，6 mm狹縫寬度的所提取離子束電流將提供3.88 mA的射束電流，所述值比4 mm狹縫寬度的射束電流的值大17.5 %，其中∆y =0 mm。

狹縫寬度/ 阻擋器重疊	∆ y=0 mm	∆ y=+1 mm	∆ y=+2 mm	∆ y=+3 mm
SW = 4mm	3.30	2.36	1.58	0.98
SW = 6 mm	7.42	5.35	3.88	2.97

表I：不同提取狹縫寬度（SW）以及射束阻擋器與提取板之間的不同重疊（阻擋器提升）（∆y）的所提取離子束電流（以mA為單位）

根據本揭露，各種實施例可提供以下優點。作為第一個優點，本實施例提供能夠對高縱橫比孔洞進行蝕刻的優點，其中需要低入射角度及低角展度來適當地對孔洞的目標表面進行蝕刻。作為第二個優點，本揭露的實施例提供獨立於提取板與射束阻擋器之間的重疊量的所提取射束電流的容易的可調整性，以維持具有低角展度的離子束的可接受的射束電流水平。

本揭露的範圍不受本文中所述的具體實施例的限制。事實上，通過以上說明及附圖，除本文中所述的實施例以外，本揭露的其他各種實施例以及修改形式對所屬領域中的普通技術人員來說也將顯而易見。因此，此種其他實施例及修改形式旨在落於本揭露的範圍內。此外，儘管已在本文中在特定實施方案的上下文中在特定環境下出於特定目的闡述了本揭露，然而所屬領域中的普通技術人員將認識到其有用性並不僅限於此，且可在任意數目的環境下出於任意數目的目的有益地實施本揭露。因此，如下陳述的申請專利範圍應根據如在本文中闡述的本揭露的整個廣度及精神進行解釋。

1:電漿腔室 2:歧管 3:操作氣體管線 4:RF天線 5:RF電源 6:匹配網路 7、307、317、327:射束阻擋器 8:提取板 9:離子束 10:基底 11:基底固持件 12:偏壓源 13:電漿彎月面 13b:狹縫 14:氣體注射管線 15:氣體噴淋頭 16:氣體流 17:垂直運動台 18:旋轉運動台 20:工藝腔室 22:提取開孔 24:第一提取狹縫/提取狹縫 24A、24B、24C:提取狹縫 26:第二提取狹縫/提取狹縫 30:提取組合件 40:內表面 42:外表面 44:第一邊緣 46:第二邊緣 100:裝置 200:電漿腔室 204:工藝腔室 300:提取組合件 302:安裝銷 304:屏蔽墊圈 306、316、326:墊片組合件 308:鎖緊墊圈 309、319、329:脊部 310:耦合組合件 A-A’、C-C’:區段 B:底表面 E:端部部分 H _BL:射束阻擋器高度 h _BL:高度/射束阻擋器高度 H _EP:開孔高度 h _EP:高度/提取板高度 O ₁:第一重疊距離 O ₂:第二重疊距離 P1:第一平面 P2:第二平面 PL:電漿側 SU:基底側 SW:狹縫寬度 SWL:側壁 x:方向 x-y:平面/主平面 y:軸/第二方向/方向 z:軸/方向 Δy:參數/重疊 Δα:射束角展度 Δβ:角展度

圖1A繪示出裝置的實施例。 圖1B繪示出示例性提取組合件的放大圖。 圖1C繪示出根據本揭露實施例的基底及基底固持件相對於提取組合件的幾何形狀的前視圖。 圖1D示出根據本揭露實施例的提取組合件的細節。 圖2A到圖2C針對本揭露實施例的三種不同變型呈現出對靜電等勢線及離子軌跡的模擬。 圖3A及圖3B分別針對圖2A到圖2C中所示實施例的三種不同變型呈現出發射率曲線及角度分佈。 圖3C、圖3D及圖3E針對射束阻擋器與提取板之間的不同重疊值繪示出根據本揭露不同實施例的電流測量結果隨著束角度的變化。 圖4A示出用於對基底進行處理的裝置的一種實施方案。 圖4B呈現出良好定制的射束離子角度分佈（IAD）的實例。 圖4C繪示出具有與圖4B中所示相同的平均角度的不太良好定制的射束。 圖5A繪示出根據本揭露附加實施例的提取組合件。 圖5B示出圖5A所示提取組合件的詳細視圖。 圖6A到圖6F示出根據本揭露實施例的提取組合件的三種不同配置。 圖6G示出提取板-射束阻擋器組合件的後視圖及前視圖。 圖7A到圖7D針對本揭露實施例的四種不同變型呈現出對靜電等勢線及離子軌跡的模擬。

7:射束阻擋器

8:提取板

22:提取開孔

24:第一提取狹縫/提取狹縫

26:第二提取狹縫/提取狹縫

30:提取組合件

40:內表面

42:外表面

44:第一邊緣

46:第二邊緣

H_BL:射束阻擋器高度

H_EP:開孔高度

O₁:第一重疊距離

O₂:第二重疊距離

P1:第一平面

P2:第二平面

PL:電漿側

SU:基底側

x:方向

y:軸/第二方向/方向

z:軸/方向

Claims (20)

1. 一種提取組合件，包括： 提取板，用於沿著電漿腔室的一側放置，所述提取板具有沿著第一方向伸長的提取開孔且具有沿著與所述第一方向垂直的第二方向延伸的提取開孔高度，所述提取板在第一平面中沿著所述提取開孔界定內表面；以及 射束阻擋器，設置在所述提取開孔之上且具有在與所述第一平面不同的第二平面中朝向所述提取板的內側設置的外表面， 其中所述射束阻擋器沿著所述提取開孔的第一邊緣與所述提取板重疊第一重疊距離，且沿著所述提取開孔的第二邊緣與所述提取板重疊第二重疊距離，以界定沿著所述第一邊緣的第一提取狹縫及沿著所述第二邊緣的第二提取狹縫。
2. 如請求項1所述的提取組合件，其中所述提取板及所述射束阻擋器包含介電材料。
3. 如請求項1所述的提取組合件，其中所述第一平面及所述第二平面界定所述第一提取狹縫及所述第二提取狹縫的提取狹縫寬度，所述提取狹縫寬度是所述第一平面與所述第二平面之間沿著所述第一平面及所述第二平面的垂線的分隔距離。
4. 如請求項3所述的提取組合件，其中所述第一重疊距離及所述第二重疊距離等於所述提取狹縫寬度的10%到100%。
5. 如請求項4所述的提取組合件，其中所述提取狹縫寬度等於所述提取開孔高度的5%到40%。
6. 如請求項1所述的提取組合件，所述射束阻擋器包括沿著所述射束阻擋器的第一端部設置的第一脊部以及沿著所述射束阻擋器的第二端部設置的第二脊部。
7. 如請求項6所述的提取組合件，更包括墊片組合件，所述墊片組合件包括設置在所述提取板與所述第一脊部之間的第一組且更包括設置在所述提取板與所述第二脊部之間的第二組。
8. 如請求項1所述的提取組合件，其中所述提取板與所述射束阻擋器相互操作以從所述第一提取狹縫提取第一離子小射束且從所述第二提取狹縫提取第二離子小射束，其中所述第一離子小射束及所述第二離子小射束產生小於10度的射束角展度。
9. 如請求項8所述的提取組合件，其中來自所述第一提取狹縫的所述第一離子小射束及所述第二離子小射束界定相對於所述第一平面及所述第二平面的垂線小於20度的射束平均角度。
10. 一種處理裝置，包括： 電漿腔室，容納電漿；以及 提取板，沿著所述電漿腔室的一側佈置，所述提取板具有沿著第一方向伸長的提取開孔，且具有沿著與所述第一方向垂直的第二方向延伸的提取開孔高度，所述提取板在第一平面中沿著所述提取開孔界定內表面；以及 射束阻擋器，設置在所述提取開孔之上且具有在與所述第一平面不同的第二平面中朝向所述提取板的內側設置的外表面， 其中所述射束阻擋器沿著所述提取開孔的第一邊緣與所述提取板重疊第一重疊距離，且沿著所述提取開孔的第二邊緣與所述提取板重疊第二重疊距離，以界定沿著所述第一邊緣的第一提取狹縫及沿著所述第二邊緣的第二提取狹縫。
11. 如請求項10所述的處理裝置，其中所述提取板及所述射束阻擋器包含介電材料。
12. 如請求項10所述的處理裝置，其中所述第一平面及所述第二平面界定所述第一提取狹縫及所述第二提取狹縫的提取狹縫寬度，所述提取狹縫寬度是所述第一平面與所述第二平面之間沿著所述第一平面及所述第二平面的垂線的分隔距離。
13. 如請求項12所述的處理裝置，其中所述第一重疊距離及所述第二重疊距離等於所述提取狹縫寬度的10%到100%。
14. 如請求項12所述的處理裝置，其中所述提取狹縫寬度等於所述提取開孔高度的5%到40%。
15. 如請求項10所述的處理裝置，所述射束阻擋器包括沿著所述射束阻擋器的第一端部設置的第一脊部以及沿著所述射束阻擋器的第二端部設置的第二脊部。
16. 如請求項15所述的處理裝置，更包括墊片組合件，所述墊片組合件包括設置在所述提取板與所述第一脊部之間的第一組且更包括設置在所述提取板與所述第二脊部之間的第二組。
17. 如請求項10所述的處理裝置，其中所述提取板與所述射束阻擋器相互操作以從所述第一提取狹縫提取第一離子小射束且從所述第二提取狹縫提取第二離子小射束，其中所述第一離子小射束及所述第二離子小射束產生小於10度的射束角展度。
18. 如請求項17所述的處理裝置，其中來自所述第一提取狹縫的所述第一離子小射束及所述第二離子小射束界定相對於所述第一平面及所述第二平面的垂線小於20度的射束平均角度。
19. 一種緊密型成角度離子束裝置，包括： 電漿腔室，容納電漿；以及 提取組合件，與所述電漿腔室相鄰地設置且包括： 提取板，沿著所述電漿腔室的一側佈置，所述提取板具有沿著第一方向伸長的提取開孔，且具有沿著與所述第一方向垂直的第二方向延伸的開孔高度，所述提取板在第一平面中沿著所述提取開孔界定內表面； 射束阻擋器，設置在所述提取開孔之上且具有在與所述第一平面不同的第二平面中朝向所述提取板的內側設置的外表面；以及 耦合組合件，將所述射束阻擋器以可逆方式連接到所述提取板， 其中所述耦合組合件被配置成對所述提取板與所述射束阻擋器之間沿著所述第二方向的重疊距離進行調整，且對所述提取組合件的狹縫寬度進行調整，所述狹縫寬度包括所述提取板與所述射束阻擋器之間沿著與所述第一平面及所述第二平面垂直的第三方向的距離。
20. 如請求項19所述的緊密型成角度離子束裝置，所述射束阻擋器包括： 第一脊部及第二脊部，所述第一脊部沿著所述射束阻擋器的第一端部設置，所述第二脊部沿著所述射束阻擋器的第二端部設置；以及 墊片組合件，所述墊片組合件包括設置在所述提取板與所述第一脊部之間的第一組且更包括設置在所述提取板與所述第二脊部之間的第二組。

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