[发明专利]用于离子束研磨的离子喷射器和透镜系统

说明书

本文涉及用于离子束研磨的离子喷射器和透镜系统，本文的实施例涉及用于对半导体衬底执行离子蚀刻的方法和装置、以及用于形成这样的装置的方法。在一些实施例中，可以制造电极部件，电极部件包含具有不同目的的多个电极，每个电极以机械稳定的方式固定到下个。在电极固定在一起之后可以在每个电极中形成开口，因而保证开口在邻近电极之间良好对准。在一些情况下，电极由简并掺杂硅制成，并且电极部件通过静电键合固定在一起。还可以使用其他电极材料和固定的方法。在一些情况下，电极部件可以包含中空阴极发射极电极，其可以具有截锥形或者其他非圆筒开口形状。在一些情况下，还可以存在腔室衬垫和/或反射器。

本申请是申请日为2015年8月31日、中国专利申请号为201510548855.2、发明名称为“用于离子束研磨的离子喷射器和透镜系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体涉及半导体加工领域，具体涉及用于离子束研磨的离子喷射器和透镜系统。

背景技术

半导体器件的制造典型地涉及一系列操作，其中，各种材料沉积在半导体衬底上，并从其移除。材料移除的一个技术是离子束研磨，其涉及将离子输送至衬底的表面来以各向异性方式从表面物理和/或化学地移除原子和化合物。撞击离子冲击衬底表面，并通过动量转移(并在反应离子蚀刻的情况下通过反应)来移除材料。

发明内容

本文的各种实施例涉及用于执行离子束蚀刻来从衬底移除材料的方法和装置。某些实施例涉及方法，其用于形成被用于离子束蚀刻应用的电极部件。其他实施例涉及通过这样的方法形成的电极部件。本文呈现了很多不同的实施例。不同实施例的各种特征可以对于特定应用期望地组合。

在公开的实施例的一个方面中，提供一种制造用于离子束蚀刻反应器的电极部件的方法，所述方法包括：提供第一电极、第二电极和第三电极；提供并固定第一电极间结构，使其固定在第一电极和第二电极之间，并且提供并固定第二电极间结构，使其固定在第二电极和第三电极之间，其中，第一电极、第二电极、第三电极、第一电极间结构、以及第二电极间结构实质上彼此垂直对准，以形成电极部件；以及在第一电极、第二电极和第三电极中形成多个开口，且第一电极间结构和第二电极间结构被固定在电极部件中。

在一些实施例中，第一电极、第二电极和第三电极包括简并掺杂硅，而固定第一电极间结构包括将第一电极间结构附接至第一电极和/或第二电极，而固定第二电极间结构包括将第二电极间结构附接至第二电极和/或第三电极。在一些情况下，静电键合可以被用于在相关件之间创造非常好的连接。在其他实施例中，固定第一电极间结构包括将第一电极间结构直接沉积在第一电极或者第二电极上，和/或固定第二电极间结构包括将第二电极间结构直接沉积在第二电极或者第三电极上。在某些情况下，固定第一电极间结构包括提供附着剂或者玻璃熔块来在第一电极和第二电极之间固定第一电极间结构，和/或固定第二电极间结构包括提供附着剂或者玻璃熔块来在第二电极和第三电极之间固定第二电极间结构。在一些实施方式中，固定第一电极间结构并固定第二电极间结构包括在每个第一电极、第二电极和第三电极中形成两个或两个以上的引导孔，并将针插入通过引导孔。在这些或者其他情况下，固定第一电极间结构并固定第二电极间结构包括提供直接或者间接固定第一电极间结构和第二电极间结构、以及直接固定至少第一电极和第三电极的托架或夹子。在一些情况下，在形成开口之前，第一电极间结构和/或第二电极间结构可以是材料的连续层。

在一些实施例中，在第一电极、第二电极和第三电极中形成开口还包括在第一电极间材料和第二电极间材料中形成开口。方法还可以包括在形成开口之后，将电极部件浸在蚀刻溶液中，因而蚀刻和移除至少第一电极间层的一部分和第二电极间层的一部分。将电极部件浸在蚀刻溶液中可以导致形成支撑结构以接触第一电极和第二电极，或者接触第二电极和第三电极，支撑结构由第一电极间结构和第二电极间结构形成。可以在形成开口之前和/或之后成形第一、第二、和第三电极，以防止电极弯折。