[发明专利]用于基片的射束处理的过程气体增强

说明书

描述了一种射束处理系统和操作方法。特别地，射束处理系统包括：具有喷嘴组件的射束源，该喷嘴组件被配置为通过喷嘴组件将主气体引入至真空容器，以便产生气体束，例如气体团簇束；以及可选地，电离器，其定位在喷嘴组件下游，并且被配置为电离气体束以产生经电离的气体束。射束处理系统还包括：处理室，基片定位在该处理室内以由气体束进行处理；以及辅助气体源，其中，辅助气体源包括：辅助气体供应系统，其输送辅助气体；以及辅助气体控制器，其可操作地控制注入到喷嘴组件下游的射束处理系统中的辅助气体的流动。

相关申请的交叉引用

根据37C.F.R.§1.78(a)(4)，本申请要求于2014年9月5日提交的共同未决的美国临时申请第62/046,878号的权益和优先权，其全部内容通过引用明确地并入本文。

技术领域

本发明涉及射束处理，例如气体团簇离子束(GCIB)处理。

背景技术

气体团簇离子束(GCIB)技术已经被证明是用于在包括微电子工件的工件上修改、蚀刻、清洁、平滑和形成薄膜的有用的处理技术。为了本讨论的目的，气体团簇是在标准温度和压力的条件下为气态的纳米尺寸的材料聚集体。这种气体团簇可以在高压气体从喷嘴膨胀到真空期间通过单独的气体原子(或分子)的凝结而形成，并且它们可以由包括几个到几千个或更多的原子/分子的聚集体构成，所述几个到几千个或更多的原子/分子通过称为范德华力的弱原子间力松散地结合在一起。气体团簇可以通过电子轰击被电离，这允许使用电场加速气体团簇以形成可控制的射束能量的定向射束。

可控能量的定向GCIB对工件的辐照可以用于根据对工件上的位置特定的剂量来处理工件。该技术被称为位置特定处理(location specific processing，LSP)，其中，GCIB的处理剂量或停留时间通过调整扫描速度跨整个工件变化。因此，可以与另一位置不同地处理工件上的一个位置。

在工业规模上工件的GCIB处理的几种新兴应用存在于半导体/微电子器件制造中。目前，随着先进CMOS(互补金属氧化物半导体)逻辑和存储器中的连续尺寸缩放，对尺寸变化性控制和材料操纵的要求同时升级并变得更具挑战性。因此，将GCIB处理插入工厂(fab)工作流程的机会正在扩大。然而，为了使GCIB处理成为可行和可持续的技术，实现方式必须确保在低的颗粒污染等的条件下对于吞吐量要求、材料选择性和过程产量的足够的处理速率。

发明内容

本发明的实施方式涉及射束处理，例如GCIB处理。特别地，本发明的一些实施方式涉及GCIB蚀刻处理。此外，本发明的其他实施方式涉及具有减少的颗粒污染的GCIB处理。

根据一个实施方式，描述了诸如气体团簇离子束(GCIB)处理系统的射束处理系统以及操作方法。特别地，描述了射束处理系统和操作方法。特别地，射束处理系统包括：具有喷嘴组件的射束源，该喷嘴组件被配置为通过喷嘴组件将主气体引入至真空容器，以便产生气体束，例如气体团簇束；以及可选地，电离器，其定位在喷嘴组件下游，并且被配置为电离气体束以产生经电离的气体束。射束处理系统还包括：处理室，基片定位在该处理室内以由气体束进行处理；以及辅助气体源，其中，辅助气体源包括：辅助气体供应系统，其输送辅助气体；以及辅助气体控制器，其可操作地控制注入到喷嘴组件下游的射束处理系统中的辅助气体的流动。

根据另一个实施方式，描述了一种处理基片的方法。该方法包括：在诸如气体团簇离子束(GCIB)处理系统的射束处理系统的处理室中提供基片；通过使主气体通过至少一个喷嘴膨胀到射束处理系统中来形成气体束，诸如GCIB；在所述至少一个喷嘴的出口下游的位置处将辅助气体供应到射束处理系统；以及独立于所述供应，将气体束辐照到基片的暴露表面上，以在辅助气体的存在下处理基片的暴露表面。

附图说明

在附图中：

图1是GCIB处理系统的图示；

图2是GCIB处理系统的另一个图示；