JP2020503654A - 補償位置特定処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

ビームで加工物を処理するための装置および方法を説明する。本装置は、粒子ビームを形成するためのビームラインを有し、粒子ビームで加工物を処理する真空チャンバと、粒子ビームを通して加工物を並進させるためのスキャナとを含む。本装置は、スキャナに結合され、スキャナの走査特性を制御するように構成されているスキャナ制御回路と、少なくとも１つのビームライン構成要素に結合され、処理中に少なくとも２つの異なる状態間で切り替えるためのデューティサイクルに従って粒子ビームのビーム束を制御するように構成されているビーム制御回路とをさらに含む。

Description

この出願は、２０１７年１月９日に出願された米国仮特許出願第６２／４４４，１８８号に関連し、その優先権を主張し、その内容全体が参照により本明細書に援用される。

本発明の分野は、一般に、材料処理および電子デバイス製造の分野に関し、より具体的には、排他的ではないが、様々な加工物属性の空間処理に関する。

無線周波数（ＲＦ）フィルタ用途のための表面波音響（ＳＡＷ）デバイスを含む電子デバイスの製造において、生産性と歩留まりの要求を満たすために、複数のデバイス加工物にわたる特徴属性の高度な精密制御の必要性が急速に高まっている。ビーム処理システムならびに空間的に制御されたプラズマおよび非プラズマ処理システム等の非ビーム処理システムを含む現在の方法論が、高度な補正処理スキームのために考えられる。

一例として、荷電粒子ビームを含む粒子ビーム処理による位置特定処理は、加工物にわたる特徴属性の不均一性を補正するための高精度な方法である。加工物上の複数のサイトで測定される特徴の高さ、厚さ等の空間的に解像された特徴属性データを提供することで、特徴属性データにおける変動を許容かつ容認限度内に補正するための位置特定処理スキームを適用することができる。

本発明の実施形態は、一般に、材料処理および電子デバイス製造の分野に関し、より具体的には、排他的ではないが、様々な加工物属性の空間処理に関する。特に、補償位置特定処理を採用する装置および方法について説明する。本明細書では、とりわけ、走査速度およびビームデューティサイクルは、加工物の位置特定処理を実行するように調整される。

一実施形態によれば、ビームで加工物を処理するための装置および方法を説明する。装置は、粒子ビームを形成するためのビームラインを有し、粒子ビームで加工物を処理するための真空チャンバと、粒子ビームを通して加工物を並進させるためのスキャナとを含む。本装置は、スキャナに結合され、スキャナの走査特性を制御するように構成されているスキャナ制御回路と、少なくとも１つのビームライン構成要素に結合され、処理中に少なくとも２つの異なる状態間で切り替えるためのデューティサイクルに従って粒子ビームのビーム束を制御するように構成されているビーム制御回路とをさらに含む。

さらに別の実施形態によれば、粒子ビームで加工物を処理するための方法を説明する。本方法は、粒子ビームを形成し、粒子ビームで加工物を処理するための真空チャンバ内のスキャナ上に加工物を取り付けるステップと、真空チャンバ内で粒子ビームを生成するステップと、粒子ビームを通して加工物を走査するステップと、加工物を処理するための補正マップに応答してスキャナの少なくとも１つの走査特性を制御可能に調整するステップと、予め指定された走査特性限界に達するときに、少なくとも２つの異なる状態間で粒子ビームのビーム束をトグルするためのデューティサイクルを制御可能に調整するステップとを含む。

一実施形態によるビーム処理システムの図である。 一実施形態による加工物を処理する方法を示す。 一実施形態による加工物を処理する方法を示す。 別の実施形態による加工物を処理する方法を示す。 別の実施形態による加工物を処理する方法を示す。 一実施形態による補正処理システムの図である。 他の実施形態による加工物を処理するためのフローチャートである。 さらに別の実施形態によるデューティサイクル補償処理の適用を示す。

加工物の補正処理を行う方法およびシステムを種々の実施形態において説明する。当業者は、種々の実施形態が、特定の詳細の１つ以上なしに、または他の代替および／または追加の方法、材料、または構成要素で実施可能であることを認識するであろう。他の例では、本発明の種々の実施形態の態様を不明瞭にすることを避けるために、周知の構造、材料、または動作は図示せず、あるいは詳細に説明しない。同様に、説明の目的で、本発明を完全に理解するために、特定の番号、材料、および構成を明記する。それにもかかわらず、本発明は、特定の詳細なしに実施することができる。さらに、図示される種々の実施形態は、例示的な表現であり、必ずしも縮尺通りに描かれていないことが理解される。

本明細書全体を通じて「一実施形態」または「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明する特定の特徴、構造、材料、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味するが、それらがすべての実施形態に存在することを意味しない。従って、本明細書の様々な箇所における「一実施形態における」または「ある実施形態における」という語句が現れても、必ずしも本発明の同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、または特性は、１つ以上の実施形態において、任意の適切な方法で組み合わされてもよい。種々の追加の層および／または構造を含んでもよく、かつ／あるいは説明する特徴は、他の実施形態では省略されてもよい。

本明細書において使用される「加工物」とは、一般的に、本発明に従って処理される物体を指す。加工物は、デバイス、特に半導体または他のデバイスの任意の材料部分または構造を含むことができ、例えば、半導体ウェハのようなベース加工物構造、または薄膜のようなベース加工物構造の上あるいはこれを覆う層とすることができる。従って、加工物は、パターンが形成されたあるいはパターンが形成されていない、いかなる特定のベース構造、下部層または上部層に限定されることを意図せず、むしろ、任意のそのような層またはベース構造および層および／またはベース構造の任意の組み合わせを含むことが考えられている。下記の説明は、特定の種類の加工物を参照することがあるが、これは単に説明を目的としており、限定するものではない。

補正能力を向上させるために、拡張ダイナミックレンジおよび補正能力を備えた、加工物の位置特定処理を行うための方法およびシステムを、種々の実施形態に従って説明する。補正処理システムは、ビーム処理システムであり、補正プロセスは、処理粒子ビームを生成するステップを含み、補正プロセスを適用するステップは、ビーム走査パターンに沿って処理粒子ビームを加工物のターゲット領域に照射するステップを含む。本補正プロセスは、さらに、粒子ビームを通して加工物を走査するステップと、加工物を処理するための補正マップに応答してスキャナの少なくとも１つの走査特性を制御可能に調整するステップと、予め指定された走査特性限界が達成されると、少なくとも２つの異なる状態間で粒子ビームのビーム束をトグルするためのデューティサイクルを制御可能に調整するステップとを含む。それを行う際、例えば走査速度などの補正条件が、例えば最大走査速度または最大走査加速度などの装置の限界を超えるときに、処理を実行することができる。

本明細書で説明する実施形態は、加工物の任意のサイズまたは形状に適用することができる。一例として、加工物は、ディスク状物体（もしくはウェハ）または矩形物体（もしくはパネル）を含むことができる。加工物の横方向寸法（例えば、幅、直径など）は、例えば、おおよそ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍまたはそれ以上であり得る。粒子ビームを生成する装置は、中性ビーム、加速中性ビーム、荷電粒子ビーム、非荷電粒子ビーム、イオンビーム、ガスクラスタビーム（ＧＣＢ）、またはガスクラスタイオンビーム（ＧＣＩＢ）、またはそれらの任意の部分もしくはそれらの任意の組み合わせを生成するための機器を含むことができる。

次に、図面を参照すると、同様の参照番号は、複数の図全体にわたって対応する部分を示す。図１に示すように、一実施形態によるガスクラスタイオンビーム（ＧＣＩＢ）処理システム１００を説明する。上記のように、処理システムは、交互組成の粒子ビーム、例えば中性ビーム、イオンビーム、荷電粒子ビーム、ガスクラスタビームを生成するためのシステムを含むことができる。単一ビームシステムについて説明するが、処理システムは、複数の粒子ビームを形成するための複数のビームラインを含むことができる。特に、ＧＣＩＢ処理システム１００は、ガスクラスタビームを生成するために、ノズルアセンブリ１１０を通じて一次ガスを真空容器１０２に導入するように構成された、ノズルアセンブリ１１０を有するＧＣＩＢ源１０１を含む。スキマー１１２は、ノズルアセンブリ１１０の下流に配置され、ガスクラスタビームの周辺部分を偏向するか、または「スキム（skim）」するように構成されている。

ＧＣＩＢ処理システム１００は、ガスクラスタビームの一部をイオン化してガスクラスタイオンビームを形成するイオナイザ１３１と、ガスクラスタイオンビームを加速する加速電極アセンブリ１３３と、ガスクラスタイオンビームの一部をフィルタリングまたは除去するビームフィルタ１３７とを含む。ＧＣＩＢ処理システム１００はまた、ビーム中の電荷を中和するための中和器（図示せず）を含むことができる。

ＧＣＩＢ処理システム１００は、さらに、加工物ホルダ１５０を含み、その上に、処理される加工物１５２が、スキャナ１８４および走査アーム１８２を使用して真空容器１０２内で固定および走査される。スキャナ制御回路１８０がスキャナ１８４に結合され、スキャナ１８４の走査特性を制御するように構成されている。走査特性は、走査速度、走査経路、走査加速、走査位置、またはこれらの２つ以上の任意の組み合わせを含むことができる。

真空容器１０２は、３つの連通チャンバ、すなわちソースチャンバ１０４、イオン化／加速チャンバ１０６、および減圧エンクロージャを提供するための処理チャンバ１０８を含む。３つのチャンバは、１つ以上の真空ポンピングシステムによって適切な動作圧力に排気される。３つの連通チャンバ１０４、１０６、１０８では、ガスクラスタビームを第１のチャンバ（ソースチャンバ１０４）内で形成することができ、ＧＣＩＢを第２のチャンバ（イオン化／加速チャンバ１０６）内で形成することができ、ここで、ガスクラスタビームはイオン化され加速される。次いで、第３のチャンバ（処理チャンバ１０８）で、加速されたＧＣＩＢを、加工物１５２を処理するために利用することができる。真空容器１０２はまた、圧力セルチャンバ１５５を含むことができる。圧力セルチャンバ１５５は、セルガス供給システム１５３および圧力セルチャンバ１５５を含み、圧力セルチャンバ１５５内の圧力を上昇させるために不活性ガスなどのバックグラウンドガスを圧力セルチャンバ１５５に供給するセルガス源１５１に結合されている。

ＧＣＩＢ処理システム１００は、任意で、二次ガス源（１２５、１３５、１４５）を含むことができ、二次ガス源（１２５、１３５、１４５）は、二次ガスを供給する二次ガス供給システム（１２２、１３２、１４２）と、ＧＣＩＢ処理システム１００内、ノズルアセンブリ１１０の下流に注入される二次ガスの流れを動作可能に制御する二次ガスコントローラ（１２０、１３０、１４０）とを含む。一実施形態では、二次ガス源１２５は、ソースチャンバ１０４内、ノズルアセンブリ１１０の出口１１１の下流に二次ガスを搬送するように配置されている。別の実施形態では、二次ガス源１３５は、イオン化／加速チャンバ１０６内、スキマー１１２の下流に二次ガスを搬送するように配置されている。別の実施形態では、二次ガス源１４５は、処理チャンバ１０８内、最終開口１６０の下流に二次ガスを搬送するように配置されている。別の実施形態では、二次ガス源（１２５、１３５、１４５）の任意の組み合わせが使用されてもよい。

別の実施形態では、二次ガス源１４５は、処理チャンバ１０８内、最終開口１６０の下流に、分離距離１７０だけ加工物１５２の露出面から離隔した位置で、ＧＣＩＢと交差する経路に沿って、二次ガスを搬送するように配置される（例えば、二次ガスは、基板とのＧＣＩＢの衝撃領域またはその近傍で、処理チャンバ１０８に指向される）。分離距離１７０は、１０ｍｍ未満、５ｍｍ未満、２ｍｍ未満、または実質的にゼロとすることができる（二次ガスは、基板の露出面においてＧＣＩＢと交差するジェットまたはビームとすることができる）。

二次ガスコントローラ（１２０、１３０、１４０）は、１つ以上の流量制御バルブ、流量センサ、または圧力センサに結合することができる。そして、二次ガスコントローラ（１２０、１３０、１４０）は、二次ガスが注入される圧力（例えば、全圧力／よどみ圧力）、二次ガスの流量、またはこれらの組み合わせを制御することができる。

ガスクラスタイオンビームシステムの設計に関するさらなる詳細は、２００９年４月２３日に出願された「Multiple Nozzle Gas Cluster Ion Beam System」と題する米国特許出願公開第２０１０／０１９３７０１号、および２０１０年３月２６日に出願された「Multiple Nozzle Gas Cluster Ion Beam Processing System and Method of Operating」と題する米国特許出願公開第２０１０／０１９３４７２号に提供されており、それらの内容全体が参照により本明細書に援用される。

ＧＣＩＢ処理システム１００は、さらに、イオナイザ１３１および／または加速電極アセンブリ１３３のような少なくとも１つのビームライン構成要素に結合され、処理中に少なくとも２つの異なる状態間で切り替えるためのデューティサイクルに従って粒子ビームのビーム束を制御するように構成されているビーム制御回路１８５を含む。ビーム制御回路１８５は、実質的にオン状態と実質的にオフ状態の間で粒子ビームをトグルすることができ、ここで、オン状態に対するビーム束は、オフ状態よりもかなり大きくすることができる。

上述のように、ビーム制御回路１８５は、イオナイザ１３１に結合することができ、イオナイザ１３１は、荷電状態と非荷電状態の間で粒子ビームをトグルするように制御することができる。一実施形態では、ビーム制御回路１８５は、イオナイザ１３１から出て粒子ビームと交差する電子束を制御することができる。一例として、イオナイザ１３１の出口電極上の電圧を制御することにより、この目的を達成することができる。出口電極に印加される電圧信号は、電圧ディザ信号を含むことができる。電圧ディザ信号は、方形波を含む任意の波形とすることができる。

代替的には、別の実施形態によれば、ビーム制御回路１８５は、加速電極アセンブリ１３３に結合することができ、加速電極アセンブリ１３３は、少なくとも２つの異なる加速状態間で粒子ビームをトグルするように制御される。代替的には、別の実施形態によれば、ビーム制御回路１８５は、粒子ビーム偏向電極（図示せず）に結合することができ、ビーム偏向電極は、加工物との交差状態および非交差状態を含む少なくとも２つの偏向状態間で粒子ビームをトグルするように制御される。代替的には、さらに別の実施形態によれば、ビーム制御回路１８５は、ビームゲート（図示せず）に結合することができ、ここで、ビームゲートは、ビームゲート閉塞状態とビームゲート非閉塞状態の間で粒子ビームをトグルするように制御される。

ビーム制御回路１８５は、少なくとも２つの異なる状態間でビームを制御することができ、ここで、少なくとも２つの異なる状態は、オン状態およびオフ状態を含む。少なくとも２つの異なる状態は、非ゼロビーム束およびゼロまたはほぼゼロビーム束を含む、２つの異なるビーム束とすることができる。

図２Ａおよび図２Ｂを参照して、処理システムのダイナミックレンジを拡張するための第１の例を説明する。図２Ａは、時間に対する走査速度２１０（右側のｙ軸）およびデューティサイクル２２０（左側のｙ軸）のプロット２００を提供する。図２Ａに示すように、スキャナ制御回路は、加工物に補正マップを適用するときに最大走査速度２１５に達する可能性がある。加工物のいくつかの領域は、より多くの処理を必要とするが、加工物の他の領域は、より少ない処理を必要とする。加工物上で領域のより少ない処理を達成するために、加工物は、より高い走査速度で走査され、より少ない処理を必要とする領域が、より少ない時間ビームに露出されるようにする。図２Ａは、最大走査速度条件（例えば、所望の条件が最大走査速度を超え、キャップされた実際の条件をもたらす）に遭遇する加工物走査を示す。

最大走査速度に達することの補償として、ビーム制御回路１８５は、最大走査速度に達することに応答して、少なくとも２つの異なる状態間でビーム束を切り替えるためのデューティサイクルを減少させる。図２Ｂは、時間に対する走査速度２６０（右側のｙ軸）およびデューティサイクル２７０（左側のｙ軸）のプロット２５０を提供する。図２Ｂに示すように、スキャナ制御回路は、加工物に補正マップを適用するときに最大走査速度２６５に達する可能性がある。その結果、デューティサイクルは、１００％（常にオン状態でのビーム束）から１００％未満（正味１００％オン状態未満であるオン状態とオフ状態の間で切り替えられるビーム束）に低減される。例えば、デューティサイクルを８０％に低減することができ、ビーム束は、処理継続時間の８０％に対してはゼロではなく、処理継続時間の２０％に対しては実質的にゼロである。

図３Ａおよび図３Ｂを参照して、処理システムのダイナミックレンジを拡張する第２の例を説明する。図３Ａは、時間に対する走査速度３１０（右側のｙ軸）およびデューティサイクル３２０（左側のｙ軸）のプロット３００を提供する。図３Ａに示されるように、スキャナ制御回路は、加工物に補正マップを適用するときに最大走査加速度３２５に達する可能性がある。加工物のいくつかの領域は、より多くの処理を必要とするが、加工物の他の領域は、より少ない処理を必要とし、補正勾配（加工物上の特徴属性の空間的変化率と相関する、時間における走査速度の変化率）は、高速の加速および減速を必要とすることがある。大きな補正勾配が存在する加工物上の領域のより少ない処理を達成するために、加工物は、より高い走査加速度および走査速度で走査され、より少ない処理を必要とする領域は、より少ない時間ビームに露出されるようにする。図３Ａは、最大走査加速度条件（例えば、所望の条件が最大走査加速度を超え、キャップされた実際の条件をもたらす）に遭遇する加工物走査を示す。

最大走査加速度に達することの補償として、ビーム制御回路１８５は、最大走査加速度に達することに応答して、少なくとも２つの異なる状態間でビーム束をトグルするためのデューティサイクルを減少させる。図３Ｂは、時間に対する走査速度３６０（右側のｙ軸）およびデューティサイクル３７０（左側のｙ軸）のプロット３５０を提供する。図３Ｂに示すように、スキャナ制御回路は、加工物に補正マップを適用するときに最大走査速度３６５または最大走査加速度３２５に達する可能性がある。その結果、デューティサイクルは、１００％（常にオン状態でのビーム束）から１００％未満（正味１００％オン状態未満であるオン状態とオフ状態の間で切り替えられるビーム束）に低減される。例えば、デューティサイクルを８０％に低減することができ、ビーム束は、処理継続時間の８０％に対してはゼロではなく、処理継続時間の２０％に対しては実質的にゼロである。

さらに、ＧＣＩＢ処理システム１００は、スキャナ制御回路１８０およびビーム制御回路１８５に命令し、加工物の空間的に異なる表面特性（すなわち、加工物属性）を変化させるための制御データを規定する補正マップに応答してビーム処理のダイナミックレンジを拡張するようにプログラム可能に構成されているコントローラ１９０を含む。

図５は、一実施形態による粒子ビームによる加工物の処理するための方法を示すフローチャート５００を提供し、図４は、一実施形態による補正処理システムの説明図を提供する。

フローチャート５００に示される方法は、５１０で開始し、粒子ビームを形成し、粒子ビームで加工物を処理するための真空チャンバ内のスキャナ上に加工物を取り付ける。５２０では、粒子ビームが真空チャンバ内に生成され、５３０では、加工物が粒子ビームを通して走査される。５４０では、スキャナの少なくとも１つの走査特性は、加工物を処理するための補正マップに応答して制御可能に調整される。そして、５５０において、予め指定された走査特性限界に達成するときは、デューティサイクルは、少なくとも２つの異なる状態間で粒子ビームのビーム束をトグルするように制御可能に調整される。

スキャナの少なくとも１つの走査特性および粒子ビームのデューティサイクルを制御可能に調整するために、加工物の測定属性を空間的に変更するための補正マップが計算される。それは、ワークピースの少なくとも一部に診断的に関連するデータソースからのパラメトリックデータのセットを受信することで開始する。加工物は、例えば、電子デバイス基板、ＲＦフィルタ基板、半導体基板、またはフラットパネルディスプレイまたはデバイスを含むことができる。

パラメトリックデータの集合を含むデータソースは、ワークピースまたは他の製造ワークピース上で測定されたデータを提供することができる。例えば、パラメトリックデータのセットは、ＲＦフィルタ測定セットからのデータを含む。測定された属性を含むパラメトリックデータのセットは、インサイチュまたはエクスサイチュで補正処理システムに結合された計測システムを使用して取得することができる。計測システムは、幾何学的、機械的、光学的、および／または電気的試験／計測システムを含むが、これらに限定されず、あらゆる種類の加工物診断システムを含むことができる。例えば、計測システムは、光学ディジタルプロフィロメトリー（ＯＤＰ）、散乱測定、エリプソメトリー、反射率測定、干渉測定、Ｘ線蛍光分光法、走査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）、トンネル電子顕微鏡法（ＴＥＭ）、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）、または４点プローブセンシング、またはこれらの２つ以上の任意の組み合わせを含むことができる。

例えば、計測システムは、光学散乱測定システムを構成することができる。散乱測定システムは、Therma-Wave, Inc.（1250 Reliance Way, Fremont, CA 94539）またはNanometrics, Inc. （1550 Buckeye Drive, Milpitas, CA 95035）から商業的に入手可能なビームプロファイルエリプソメトリー（エリプソメーター）およびビームプロファイル反射率測定（反射率計）を組み込んだ散乱計を含むことができる。追加的に、例えば、インサイチュの計測システムは、加工物上の計測データを測定するように構成された統合光学デジタルプロフィロメトリー（ｉＯＤＰ）散乱測定モジュールを含むことができる。

パラメトリックデータのセットは、加工物上の２つ以上の位置で測定することができる。さらに、このデータは、１つ以上のワークピースに対して取得および収集することができる。１つ以上のワークピースは、例えば、ワークピースのカセットを含むことができる。パラメトリックデータの集合は、１つ以上のワークピースのうちの少なくとも１つ上の２つ以上の位置で測定され、例えば、１つ以上のワークピースの各々上の複数の位置で取得することができる。その後、複数のワークピースの各々上の複数の位置は、データフィッティングアルゴリズムを使用して、測定されたサイトから測定されていないサイトに拡大することができる。例えば、データフィッティングアルゴリズムは、補間（線形または非線形）または外挿（線形または非線形）またはこれらの組み合わせを含むことができる。

さらに、パラメトリックデータのセットを含むデータソースは、シミュレートされたデータ、または経験的に決定されたデータを含むこともできる。例えば、シミュレートされたデータは、コンピュータモデル生成データを含むことができる。追加的に、例えば、経験的に決定されたデータは、過去の経験、実験、観察、測定、またはシミュレーションから生成または収集されたデータを含むことができる。

パラメトリックデータのセットは、加工物、加工物上に形成された任意の層またはサブ層、および／または加工物上の装置の任意の部分に関連する幾何学的、機械的、電気的、および／または光学的パラメータを含むことができる。例えば、測定された属性は、膜厚、表面および／または界面粗さ、表面汚染、フィーチャー深さ、トレンチ深さ、ビア深さ、フィーチャー幅、トレンチ幅、ビア幅、臨界寸法（ＣＤ）、表面粗さ、または電気抵抗、またはこれらの２つ以上の任意の組み合わせを含むことができる。

加工物を粒子ビームで処理するための処理システムを使用して、補正プロセスの適用される特性、すなわちスキャナの少なくとも１つの走査特性および粒子ビームのデューティサイクルを、少なくとも部分的にパラメトリックデータに基づいて、加工物上の位置の関数として空間的に変調して、加工物属性の目標プロファイルを達成することができる。この修正プロセスは、エッチングプロセス、蒸着プロセス、成長プロセス、平滑化プロセス、ドーピングプロセス、修正プロセス、またはこれらの２つ以上の任意の組み合わせを含み、加工物の加工物属性の目標プロファイルを達成することができる。

図４に示すように、パラメトリックデータのセット４００が取得されると、パラメトリックデータのセットは、スキャナの少なくとも１つの走査特性についての第１の制御データ４０１と、粒子ビームのデューティサイクルについての第２の制御データ４０２を含み、補正データを計算し、補正プロセスを生成するために計算要素４１０、４２０に提供される。コントローラ４３０は、データおよび制御信号を介してスキャナ制御回路４４０およびビーム制御回路４５０と通信し、命令して、制御データ４０１、４０２を実行する。データ信号および制御信号は、物理的接続（例えば、ケーブル）、無線接続、またはこれらの組み合わせを介して、計測システムと計算要素４１０、４２０の間で通信することができる。追加的に、パラメトリックデータは、イントラネットまたはインターネット接続を介して通信されてもよい。代替的には、パラメトリックデータのスーパーセットは、コンピュータ読み取り可能媒体を介して計測システムとコントローラとの間で通信することができる。

加工物の補正処理のために、補正データを計算する。より詳細には、補正データは、測定された属性についての初期プロファイルおよびターゲットプロファイルを使用して計算することができる。所与の加工物に対する補正データは、入ってくる初期プロファイルに関連するパラメトリックデータと所与の加工物に対するターゲットプロファイルとの間の変化を達成するために、加工物上の位置の関数として、走査速度、粒子ビームのデューティサイクル、ビーム線量、他の／追加のプロセスパラメータ（例えば、温度）等の処理システム特性の変調のためのプロセス条件を含むことができる。例えば、所与の加工物に対する補正データは、所与の加工物に対するパラメトリックデータの不均一性を補正するために補正処理システムを使用するためのプロセス条件を決定することを含むことができる。代替的には、例えば、所与のワークピースに対する補正データは、所与のワークピースに対するパラメトリックデータの特に意図された不均一性を生成するために、補正処理システムを使用するためのプロセス条件を決定することを含むことができる。

図６は、さらに別の実施形態によるデューティサイクル補償処理の適用を示す。ワークピース６００は、粒子ビームを通して走査され、ワークピース６００の少なくとも一部６０１を通じて、粒子ビームは、図示のように、オン状態（例えば、１）およびオフ状態（例えば、０）のような少なくとも２つの異なるビームスイッチ状態の間でトグルまたはパルシングされる。ビームスイッチ状態は、４つの異なるデューティサイクル、すなわち、比較的低いデューティサイクル６１０、比較的高いデューティサイクル６２０、１００％デューティサイクル６３０、および可変デューティサイクル６４０について示される。ビームスイッチ周波数（またはパルス周波数）は１００Ｈｚを超えることができ、１００Ｈｚから１０ｋＨｚの範囲、または好ましくは５００Ｈｚから５ｋＨｚの範囲とすることができる。

図２Ｂおよび図３Ｂ、ならびに図６の一部は、ビームデューティサイクルが１００％に設定されていることが示されている。しかし、ビームデューティサイクルを１００％に設定し、それに従って、典型的にはデューティサイクルを減少させることによって調整する必要はない（図２Ｂおよび図３Ｂ）。ビームデューティサイクルは、１００％未満の値に設定することができ、それにより、加工物にわたるプロセス条件の変化に適応するために、デューティサイクルの増減のいずれかを可能にする。ビームデューティサイクルの変動は、周期的、非周期的、定期的、非定期的、連続的、または不連続的とすることができる。ビームデューティサイクルは、加工物にわたって不連続に変動することができる。例えば、加工物のある部分は、公称１００％ビームデューティサイクルに設定されたビームで処理することができ、加工物の他の部分は、公称０％に設定されたビームデューティサイクルに設定されたビームで処理することができる。

本発明の特定の実施形態のみを上記で詳細に説明したが、当業者であれば、この発明の新規の教示および利点から実質的に逸脱することなく、実施態様において多くの変更が可能であることを容易に理解するであろう。したがって、このようなすべての変更は、本発明の範囲内に含まれることを意図している。

Claims (20)

1. ビームで加工物を処理するための装置であって、
   粒子ビームを形成するためのビームラインを有し、加工物を該粒子ビームで処理するための真空チャンバと、
   前記粒子ビームを通して前記加工物を並進させるためのスキャナと、
   前記スキャナに結合され、前記スキャナの走査特性を制御するように構成されているスキャナ制御回路と、
   少なくとも１つのビームラインコンポーネントに結合され、処理中に少なくとも２つの異なる状態間で切り替えるためのデューティサイクルに従って前記粒子ビームのビーム束を制御するように構成されているビーム制御回路と、を含む装置。
2. 前記粒子ビームが、荷電粒子ビームまたは非荷電粒子ビームを含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記粒子ビームが、中性ビーム、ガスクラスタビーム、ガスクラスタイオンビーム、イオンビーム、電子ビーム、またはこれらの組み合わせを含む、請求項２に記載の装置。
4. 前記真空チャンバが、複数の粒子ビームを形成するための複数のビームラインを含む、請求項１に記載の装置。
5. 前記走査特性は、走査速度、走査経路、走査加速度、走査位置、またはこれらの２つ以上の任意の組み合わせを含む、請求項１に記載の装置。
6. 前記スキャナ制御回路および前記ビーム制御回路に命令して、前記加工物の空間的に異なる表面特性を変化させるための補正マップに応答してビーム処理のダイナミックレンジを拡大するようにプログラム可能に構成されているコントローラをさらに含む、請求項１に記載の装置。
7. 前記ビーム制御回路は、実質的にオン状態と実質的にオフ状態の間で前記粒子ビームをトグルし、前記オン状態に対する前記ビーム束は、前記オフ状態よりもかなり大きい、請求項１に記載の装置。
8. 前記ビーム制御回路は、イオナイザに結合され、該イオナイザは、荷電状態と非荷電状態の間で前記粒子ビームをトグルするように制御される、請求項１に記載の装置。
9. 前記ビーム制御回路は、前記イオナイザから出て前記粒子ビームと交差する電子束を制御する、請求項８に記載の装置。
10. 前記ビーム制御回路は、加速電極に結合され、該加速電極は、少なくとも２つの異なる加速状態間で前記粒子ビームをトグルするように制御される、請求項１に記載の装置。
11. 前記ビーム制御回路は、粒子ビーム偏向電極に結合され、該粒子ビーム偏向電極は、前記加工物との交差状態および非交差状態を含む少なくとも２つの偏向状態間で前記粒子ビームをトグルするように制御される、請求項１に記載の装置。
12. 前記ビーム制御回路は、ビームゲートに結合され、該ビームゲートは、ビームゲート閉塞状態とビームゲート非閉塞状態の間で前記粒子ビームをトグルするように制御される、請求項１に記載の装置。
13. 前記少なくとも２つの異なる状態は、オン状態およびオフ状態を含む、請求項１に記載の装置。
14. 前記スキャナ制御回路が最大走査速度に達し、前記ビーム制御回路は、該最大走査速度に達することに応答して、少なくとも２つの異なる状態間で前記ビーム束を切り替えるための前記デューティサイクルを減少させる、請求項１に記載の装置。
15. 前記スキャナ制御回路が最大走査加速度に達し、前記ビーム制御回路は、該最大走査加速度に達することに応答して、少なくとも２つの異なる状態間で前記ビーム束を切り替えるための前記デューティサイクルを減少させる、請求項１に記載の装置。
16. 粒子ビームで加工物を処理する方法であって、以下を含む方法：
    粒子ビームを形成し、該粒子ビームで加工物を処理するための真空チャンバ内のスキャナ上に該加工物を取り付けるステップと、
    前記真空チャンバ内に粒子ビームを生成するステップと、
    前記粒子ビームを通して前記加工物を走査するステップと、
    前記加工物を処理するための補正マップに応答して、前記スキャナの少なくとも１つの走査特性を制御可能に調整するステップと、
    予め指定された走査特性限界に達するときは、少なくとも２つの異なる状態間で前記粒子ビームのビーム束をトグルするようにデューティサイクルを制御可能に調整するステップと、を含む方法。
17. 前記粒子ビームが、荷電粒子ビームまたは非荷電粒子ビームを含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記粒子ビームは、中性ビーム、ガスクラスタビーム、ガスクラスタイオンビーム、イオンビーム、電子ビーム、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１６に記載の方法。
19. 前記デューティサイクルは、最大走査速度に達するときに制御可能に調整される、請求項１６に記載の方法。
20. 前記デューティサイクルは、最大走査加速度に達するときに制御可能に調整される、請求項１７に記載の方法。

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