[发明专利]借助粒子束处理表面的方法

说明书

本发明涉及一种借助粒子束(106)处理表面(110)的方法，该表面包括初始拓扑，所述方法包括根据表面(110)的目标拓扑，借助粒子束(106)以粒子束(106)相对于表面(110)为第一角度处理表面(110)。该方法还包括根据表面(110)的目标拓扑，借助粒子束(106)以粒子束(106)相对于表面(110)为第二角度对表面(110)进行后续处理，其中第二角度不同于第一角度。

技术领域

本发明各实施例涉及借助粒子束处理表面的方法。

背景技术

通过粒子束(比如离子束或电子束)可以精确修改表面或其拓扑。例如，可以使用粒子束辅助法来处理光学结构元件的表面或电子结构元件(例如芯片或芯片制造中的芯片前体)的表面。

待处理的表面的特征通常在于它们具有待处理的(例如待移除的)非平整区域或具有不同尺寸标度的尺寸的结构。粒子束在表面上的照射区域越小，空间分辨率(可以利用其对该表面进行处理)就越高，并且可以成功处理的非平整性或结构就越小。

因此，在传统的粒子束辅助法中，使用相对小的照射区域(例如具有相应的相对小的直径)，以便能够在一次操作中既处理相对小的结构也处理相对大的结构。然而，因此，例如仅具有待在相对较大的尺寸规模上处理的非平整性或结构的表面区域被以相对不必要的小的照射区域处理。这会影响方法的持续时间，其构成了相应的成本因素，这是因为照射区域越小，用粒子束扫描整个表面可能需要的时间就越长。长的处理时间也可能使待处理表面损坏的风险增大，这是因为粒子束可能导致静电击穿和/或闪络以及局部高温。

DE102012022168A1公开了一种用于在材料块上制造平坦表面的方法。根据该方法，通过使用粒子束的粒子束蚀刻从材料块移除第一材料体积来移除该材料块的基本平坦的第一表面区域，其中，粒子束柱的束轴与第一表面区域之间的角度小于10°。此外，根据该方法，通过使用离子束的粒子束蚀刻从该材料块中移除第二材料体积来产生基本平坦的第二表面区域，其中，束轴与第二表面区域之间的角度大于30°。

Schindler等人在2001年发表于SPIE Vol.4440第217至227页的论文“用于光学元件制造的离子束和等离子体射流蚀刻、用于光学元件制造的光刻和微机械处理技术(IonBeam and Plasma Jet Etching for Optical Component Fabrication，Lithographicand Micromachining Techniques for Optica l Component Fabrication，Proceedings)”中描述了离子束蚀刻的各种技术和应用领域。

Takino等人在“光学表面的超精密处理(Ultraprecision Machini ng ofOptical Surfaces)”中(URL：ht中：//www.jspe.or.jp/wp/wp-content/ uploads/isupen/2llls/2011s-l-2.pdf)描述了复杂成形光学元件的离子束处理。

EP1680800B1描述了一种用于表面的离子束处理的方法和装置，其中通过改变离子加速度、离子能量分布、离子流密度、离子密度分布和/或通过脉冲离子束来改变离子束的特性。

发明内容

在各实施例中，可以说明性地提供一种方法，其中，使用粒子束对表面进行多次(即，至少两次)处理，其中，粒子束在照射区域中作用于表面(例如，蚀刻/材料移除)。在每次处理时，可以以在粒子束和表面之间每次另外的(换句话说，不同的)角度引导粒子束照射表面。由于在每次处理时，角度对于例如粒子束在表面上的照射区域的几何形状和尺寸而言都是不同的，因此在每种情况下获得相应处理的不同空间分辨率。因此可以通过利用不同的空间分辨率(其适应于不同的尺寸标度)对表面进行多次处理来处理不同尺寸标度上的表面的非平整性或结构。因此，例如，可以减少处理的持续时间，降低资源消耗(例如用于冷却的水、用于产生粒子束的气体和用于操作设备的电流)并且降低使表面损坏或使与表面相关联的衬底损坏的风险。