使用多电极提取源用以斜角蚀刻的装置及技术的制作方法

相关申请

本申请主张在2018年12月7日提出申请且标题为共线自由基及离子通量的连续带状源(continuousribbonsourceofco-linearradicalandionflux)的美国临时专利申请第62/776,722号的优先权，并且还主张在2018年12月7日提出申请且标题为具有可变三极管及更高元件以及所产生的新型结构的可调平均角度离子束处理系统(tunablemeanangleionbeamprocessingsystemhavingvariabletriodeandhigherelementsandnovelstructuresgenerated)的美国临时专利申请第62/776,734号的优先权，所述申请中的每一者全文并入本文供参考。

本公开涉及产生包括光学元件的斜角结构的衬底处理，且更具体来说，涉及用于形成表面浮雕光栅(surfacereliefgrating)的装置及技术的方法。

背景技术：

对衬底进行处理以产生例如斜角沟槽、斜角光栅等斜角结构既有若干挑战也有机遇。作为实例，长期以来使用例如光学透镜等光学元件来操纵光以获得各种优点。可使用斜角表面浮雕光栅来生产光学元件，所述斜角表面浮雕光栅可通过将斜角沟槽直接蚀刻到衬底或衬底上的膜堆叠中来进行生产。为改善光栅性质，可能需要控制光栅特征的侧壁的角度。

鉴于这些及其他考虑，提供了本公开。

技术实现要素：

在一个实施例中，提供了一种等离子体源。所述等离子体源可包括：等离子体室，所述等离子体室包括界定第一平面的第一侧；以及提取组件，邻近所述等离子体室的一侧设置，所述提取组件包括至少两个电极。第一电极可紧邻所述等离子体室的所述一侧设置，其中第二电极界定沿垂直于所述第一平面的第一方向从所述第一电极的垂直位移，其中所述第一电极包括第一孔，且所述第二电极包括第二孔。所述第一孔可界定沿平行于所述第一平面的第二方向从所述第二孔的横向位移，其中所述垂直位移及所述横向位移界定相对于所述第一平面的垂线的非零倾斜角。

在另一实施例中，提供了一种图案化衬底的方法。所述方法可包括：提供所述衬底，其中所述衬底的主表面界定衬底平面，其中所述衬底包括光栅层及位于所述光栅层下方的基底层；以及在邻近所述衬底的等离子体室中产生等离子体。所述方法还可包括向邻近所述等离子体室的提取组件施加提取电压，所述提取组件包括至少两个电极，其中所述至少两个电极界定斜角提取通道，所述斜角提取通道相对于所述衬底平面的垂线以非零倾斜角设置。因此，可从所述提取组件提取斜角离子束，所述斜角离子束相对于所述衬底平面界定非零入射角，其中所述斜角离子束蚀刻所述光栅层以形成斜角光栅。

在又一实施例中，一种系统可包括等离子体室，所述等离子体室包括界定第一平面的第一侧。所述系统可包括邻近所述等离子体室的一侧设置的提取组件，其中所述提取组件包括至少两个电极，其中所述至少两个电极界定斜角提取通道，所述斜角提取通道相对于所述衬底平面的垂线以非零倾斜角设置。所述系统还可包括衬底台，所述衬底台被配置为支撑衬底，其中所述衬底的主表面界定平行于所述第一平面的衬底平面，其中所述衬底台还被配置为相对于所述斜角提取通道扫描所述衬底。所述系统还可包括提取电源，所述提取电源耦合到所述提取组件且被配置成施加电压，其中当在所述等离子体室中存在等离子体时，斜角离子束通过所述提取组件被导向到所述衬底，所述斜角离子束相对于所述第一平面界定非零入射角。

附图说明

附图示出本公开的示例性方法，包括其原理的实际应用，附图如下：

图1a及图1b示出示例性系统的示意图。

图1c示出根据本公开实施例的提取组件的细节。

图1d示出根据本公开实施例的另一提取组件的细节。

图2a及图2b示出示例性系统的示意图。

图3a及图3b示出在两种不同情况下根据本公开实施例的操作的几何形状(geometry)；

图4呈现根据本公开实施例的工艺流程；以及

图5呈现根据本公开实施例的另一工艺流程。

附图不一定按比例绘制。附图仅仅是表示形式，并不旨在描绘本公开的特定参数。附图旨在描绘本公开的示例性实施例，且因此不被认为在范围上具有限制性。在附图中，相同的编号代表相同的元件。

具体实施方式

现在将在下文中参照其中示出一些实施例的附图更充分地描述本实施例。本公开的主题可以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于在本文中阐述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开彻底及完整，并向所属领域的技术人员充分传达主题的范围。在附图中，相同的数字始终指代相同的元件。

在各种实施例中，提供了包括多电极提取组件的新型等离子体源。在一些实施例中，等离子体源的多电极提取组件与衬底支架结合布置，以产生相对于衬底平面的垂线以非零入射角撞击衬底的斜角离子及斜角自由基。可布置其中产生能量离子(energeticion)及自由基的多电极提取装置，使得自由基及离子的通量是共线的，自由基通量及离子通量两者的平均角度相同，并且这两种通量的角度扩展相似。

在一些非限制性实施例中，提供被严格控制的斜角蚀刻工艺，用于对沟槽、线或孔洞进行斜角蚀刻，其中侧壁几何形状需要被严格控制。在一些实施例中，公开了使用新型等离子体源以形成斜角光栅结构的斜角蚀刻，而在额外的实施例中，所述新型等离子体源用于产生具有接近平行的侧壁及高纵横比的接触孔洞及沟槽。各种额外的实施例提供蚀刻方法来界定斜角特征，其中斜角特征的横截面类似平行四边形。启用这些新型的器件结构是因为包括新型离子源及提取组件的装置克服了已知蚀刻源的问题，在所述问题中自由基通量向量与离子通量向量不匹配，从而导致产生具有不平行侧壁的蚀刻结构。

在其他实施例中，提供包括多电极提取组件的等离子体源来执行如在本文中以下所述的可变角度处理。在一些实施例中，电极被分成两部分。可执行施加位移电压(voltageshift)以产生垂直转向电场(steeringelectricfield)，或者可产生通过不对称地对提取元件进行物理移位以产生类似的转向电场。

图1a示出根据本公开实施例的系统100的总体横截面。系统100包括离子源102，所述离子源可被配置为等离子体室以产生等离子体104。根据各种非限制性实施例，离子源102可包括或可耦合到提取组件106，例如二极管、三极管(triode)或四极管(tetrode)提取组件。在各种实施例中，提取组件106可包括大致矩形及细长的提取孔，以产生具有大致矩形横截面的斜角离子束110，如图1b所示。根据各种非限制性实施例，提取孔以及离子束的纵横比(x-维(x-dimension)/y-维)可以是2/1、3/1、5/1、10/1、50/1、100/1或大于100/1。在各种非限制性实施例中，离子源102可被配置为射频(rf)等离子体室，而其他类型的离子源室也是可能的，包括间接加热的阴极源、微波源或其他已知源。虽然在图1b中未示出，但在一些实施例中，提取组件106可以是包括提取孔、抑制孔及接地孔的三极管配置。实施例并非仅限于此上下文中。

在各种非限制性实施例中，离子源102可被耦合以从至少一个气体源(图中未示出)接收气体，因此等离子体104可包括稀有气体、氮气、氧气、氢气、碳氢化合物cyhx、含卤素的分子(cxfy、nfx、sfx等)或以上的任意组合。在各种实施方式中，离子源102可在给定的提取电势下相对于衬底114(示出为设置在衬底台112上)偏置，以在给定的离子能量下产生斜角离子束110。如图所示，衬底114可布置在处理室122中。在图1a所示的实施例中，提取组件包括紧邻由离子源102形成的等离子体室的一侧设置的第一电极106a，并且还包括第二电极106b。第一电极106a以及第二电极106b可平行于第一平面(例如，与所示笛卡尔坐标系的x-y平面平行的平面)。如图1a所示，第二电极106b界定沿垂直于第一平面的第一方向(沿所示笛卡尔坐标系的z轴)从第一电极106a的垂直位移。根据各种非限制性实施例，此位移可约为几毫米到几厘米。

如图所示，在图1a中，第一电极106a包括第一孔126a，而第二电极106b包括第二孔126b，其中第一孔126a界定沿平行于第一平面的第二方向从第二孔126b的横向位移(示出为d)。在此实例中，第二方向是沿着y轴。第一电极106a与第二电极106b之间的垂直位移以及第一孔126a与第二孔126b之间的横向位移界定相对于第一平面(x-y平面)的垂线120的非零倾斜角θ。换句话说，第一孔126a沿z轴且沿y轴从第二孔126b位移，因此在z-y平面中孔之间的移位界定相对于z轴的非零倾斜角θ，如图1a所示。因此，可以说第一孔126a、第二孔126b及孔之间的空间界定斜角提取通道126，斜角提取通道126的轴以非零倾斜角θ对准。此外，斜角离子束110也可沿与斜角提取通道126的非零倾斜角θ一致的非零入射角被导向通过斜角提取通道126并到达衬底114。因此，在一些实施例中，斜角离子束110的中心一般可沿着斜角提取通道126的轴。在各种非限制性实施例中，θ的值可在5度与85度之间变化。

除了产生离子之外，等离子体104可产生非电离物质，例如多个自由基，其中所述多个自由基作为自由基束108被导向通过斜角提取通道126，自由基束108具有与斜角离子束110的非零入射角θ匹配的束轨迹。此种几何形状在图1a中大致示出，其中自由基束108被描绘为开放箭头(openarrow)。自由基束108可包括中性粒子。在一些非限制性实例中，除了其他气体(稀有气体、氧气、氮气、氢气、碳氢化合物cyhx等)的混合物之外，还从含卤素的分子气体(cxfy、nfx、sfx等)产生反应性自由基。举例来说，离子源102的输入气体可包括四氟化碳(cf4)。未离解的cf4是非常具有惰性的(像惰性氩或n2)，但当在等离子体104中离解时(通过等离子体能量电子)，母体cf4将被分解成子片段(daughterfragment)，例如cf3、cf2、cf、f、c。现在具有开放键的含有氟的子片段具有化学反应性且可用于表面蚀刻工艺。除了产生中性cfx自由基之外，还会有例如cfx⁺等电离自由基(这些自由基可形成斜角离子束110的一部分)，而在各种实施例中，自由基束108中的总通量可大部分是中性粒子。

尽管由于自由基束108种类的中性特性而使得自由基束108不受提取组件106的电操纵，但当自由基束108穿过斜角提取通道126时，自由基束108可被准直。

因此，通过使离开等离子体104的自由基通量准直从而与斜角离子束110的能量离子通量平行并共线，斜角提取通道126的多个孔提供了在已知基于等离子体的离子束工具中无法获得的处理能力，在所述工具中流出的自由基(中性粒子)可能未必遵循离子束中离子的轨迹。

作为系统100的应用实例，可执行反应性斜角离子束蚀刻以使用在离子源102中产生的反应等离子体来蚀刻衬底中的斜角结构。因此，斜角离子束110及自由基束108可一致作用以形成斜角反应离子蚀刻束，从而执行对衬底114的反应离子蚀刻。如图1a所示，衬底114可包括衬底基底118及设置在衬底基底118上的层116。层116可以是任何适当的将被蚀刻以形成例如器件结构的层。在一个实例中，层116可以是光栅层。因此，可通过蚀刻层116内的结构而在层116中生成光栅。在一些实施例中，斜角结构117可蚀刻到层116中，其中斜角结构117的倾斜角可匹配斜角离子束110及自由基束108的非零入射角。

由于斜角离子束110的离子种类及自由基束108的自由基通量可沿相同的平均轨迹(平行于非零倾斜角θ)被导向，并且可被准直以限制各个束的发散，因此对层116的蚀刻可被准直使得斜角结构117的侧壁是线性的或平坦的并且彼此平行。应注意，斜角结构117的大小可能未按比例绘制，其中沿z轴及y轴的尺寸可以是微米或亚微米数量级。实施例并非仅限于此上下文。通过提供蚀刻具有平行侧壁的斜角结构117的能力，提供了对光栅性质(例如，光栅的光学性质)的优异控制。

在各种实施例中，衬底台112可为可扫描的，使得可沿y轴对衬底114进行扫描，例如其中主衬底表面在扫描期间被布置成平行于x-y平面。如此一来，作为扫描衬底114的结果，整个衬底114都可被暴露于斜角离子束110及自由基束108，而在任一给定情况下，仅衬底114的矩形部分(见图1b的阴影区域)被暴露于离子通量或自由基通量。由扫描衬底台112提供的附加特征是能够根据衬底114上的位置来微调或调节由斜角离子束110及自由基束108提供的蚀刻操作。

图1c示出提取组件106的实施例的细节。如图所示，提取组件是双电极组件，所述双电极组件包括具有第一孔126a的第一电极106a，而第二电极106b包括第二孔126b。提取组件的电极是交错的(界定交错的形状)，每个电极具有上部105、斜角部分107及下部109，其中上部105及下部109平行于x-y平面，而斜角部分107相对于x-y平面形成非零倾斜角。第一电极106a及第二电极106b的斜角部分107分别包括孔107a及孔107b。孔107a相对于孔107b沿y方向横向位移(参见由d表示的位移)。孔107a及孔107b可沿宽度方向(x方向)伸长，如图1b大致所示。在各种非限制性实施例中，斜角部分可延伸到20毫米到50毫米的长度l，而孔107a及107b的高度可约为5毫米到20毫米。

此外，由于给定的孔可被视为沿斜角部分的平面延伸，因此可以说所述孔是斜角的。因此，由第一电极106a与第二电极106b之间的电压差界定的电场沿一般垂直于斜角部分107的倾斜角且被示出为θ的非零入射角(相对于x-y平面的垂线，且也相对于上部105及下部109的平面)对准。因此，通过以恰当的倾斜角布置斜角部分107，可相对于衬底以所需的角度对斜角离子束进行导向，其中衬底的平面平行于x-y平面。

应注意，在其他实施例中，可使用平面电极产生斜角离子束，如图1d所示。在此实例中，平面提取组件156包括平行于x-y平面的第一电极156a及第二电极156b，其中孔158a相对于孔158b沿平行于第一平面的y方向第二方向在x-y平面内发生横向位移。如图1d所示，由于所建立的电场的方向，孔相对于彼此的移位具有以相反方式使离子束160的入射角发生移位的效果。因此，图1d的实施例表现出限制性，因为孔的移位可能会夹断沿相反方向加速的离子束。另外，从离子源102提取的中性或自由基通量将不会与离子束160的方向对准，而是倾向于以不同的方向行进。

在本公开的额外实施例中，系统及处理装置可设置有多电极提取组件，所述多电极提取组件具有对束角度进行原位角度调整约某一物理平均角度的能力。现在转向图2a，示出了根据本公开实施例的系统200的总体横截面。系统200可包括上文关于系统100阐述的各种部件，其中相同的部件被标记为相同的。如同系统100一样，邻近离子源102提供提取组件。在此种情形中，示出具有三个电极的提取组件206，而根据其他非限制性实施例，两电极(二极管)或四电极(四极管)布置也是可能的。在各种实施例中，提取组件206可包括大致矩形及细长的提取孔，以产生具有大致矩形横截面的斜角离子束210，如图2b所示。根据各种非限制性实施例，提取孔以及离子束的纵横比(x-维/y-维)可以是2/1、3/1、5/1、10/1、50/1、100/1或大于100/1。在各种实施例中，离子源102可被配置为射频等离子体室，而其他类型的离子源室也是可能的。

在各种实施方式中，可使用提取电源214使离子源102在给定的提取电势下相对于衬底114(示出为设置在衬底台112上)偏置，以在给定的离子能量下产生斜角离子束210。如图所示，衬底114可布置在处理室122中。在图2a所示的实施例中，提取组件206包括紧邻由离子源102形成的等离子体室的一侧设置的第一电极206a、以及第二电极206b及第三电极206c。这些电极可以与例如在图1c中关于提取组件106所述者类似的方式彼此位移，以在提取组件206中界定非零倾斜角θ，此几何形状可向斜角离子束210赋予与非零倾斜角θ一致的非零入射角。在各种非限制性实施例中，θ的值可在5度与85度之间变化。在一个实施例中，第一电极206a可设置为正电势，第二电极206b可相对于地设置为负电势，且第三电极206c可设置为接地。

除了提供提取电压以提取斜角离子束210之外，提取电源214还可个别地向提取组件206的一个或多个电极供应电压，以操纵提取组件206的孔区212中的电场。如此一来，尽管第一电极206a、第二电极206b及第三电极206c中的孔的相互偏移可为斜角离子束210设置第一入射角(示出为θ)，但提取电源214可通过个别地向电极供应电压来调节或轻微调整θ的值。举例来说，在一些实施例中，提取电源214及提取组件206可为平均值为45度的θ提供在40度至50度之间变化的可调性。

在各种实施例中，在衬底114暴露于斜角离子束210期间，可动态地提供对θ值的调节。此种动态调节允许衬底114的不同部分被斜角离子束210以不同方式进行处理。举例来说，如先前关于系统100所论述，衬底台112可至少沿y轴被扫描。因此，通过在扫描衬底114期间调节施加到提取组件206的不同电极的电极电势，斜角离子束210可在不同区中相对于垂线120以不同的入射角撞击衬底114。此种动态调节的能力可允许斜角结构的平均倾斜角在衬底114上变化。

如图2a进一步所示，系统200可包括耦合到提取组件206的电极驱动器216。具体来说，电极驱动器216可耦合到提取组件206的一个或多个电极。电极驱动器216可例如沿y轴相对于其他电极使提取组件206的至少一个电极机械地移位，以改变提取组件的各个孔的相对位置，并因此改变倾斜角的值。根据一些实施例，类似于以上所述使用提取电源214的动态调整，在衬底114暴露于斜角离子束210期间，可动态地提供电极驱动器216对θ值的调节。

为了便于调节θ值(例如，动态调节)，系统200可包括控制器218，其中控制器218可耦合到一个或多个部件，例如提取电源214、电极驱动器216或衬底台112。在动态操作中，控制器218可控制提取电源214、电极驱动器216或两者的组合，以在暴露于斜角离子束期间(例如，在扫描衬底台112期间)改变θ的值。

转向图3a及图3b，示出了在两种不同情况下根据本公开实施例的处理操作的几何形状。在图3a及图3b的情景中，在不同阶段示出了对层116的蚀刻。图3a的提取组件使用分别耦合到正电势及接地的第一电极206a及第三电极206c。在图3a中，以上所述的层116被示出为处于处理的早期阶段，并且被标记为层116a。将光栅掩模215设置在层116的顶面上，以在层116经受反应性斜角离子蚀刻时在层116内界定斜角结构。光栅掩模215及层116可以是所属领域中已知的不同材料的任何适当的组合，使得通过结合斜角离子束提供的恰当反应离子蚀刻化学来完成对层116的选择性蚀刻。举例来说，层116可以是氧化物，而光栅掩模215是氮化物或碳系材料。在图3a的情景中，斜角离子束210a以被示出为θ1的第一非零入射角θ1(相对于z轴)被导向到层116。同时，可沿y轴向左扫描衬底114，如实心箭头所示。在这种情况下，层116的一部分已暴露于斜角离子束210a以蚀刻斜角结构218a，其中斜角结构218a可具有以值θ1或接近值θ1进行取向的侧壁。

在图3b的情景中，已沿y轴进一步向左扫描衬底114，因此在图3b的情况下，整个层116(现在被描绘为层116b)已经暴露于离子束。在图3b中，提取组件206的电极已经相对于彼此移位。在此种情况下，斜角离子束210b以被示出为θ2的第二非零入射角θ2(相对于z轴)被导向到层116，在此种情形中θ2的值小于θ1的值。入射角减小的结果是蚀刻斜角结构218b产生可以值θ2或接近值θ2进行取向的更陡的侧壁。因此，层116b提供具有斜角结构的斜角光栅，其中倾斜角根据沿y轴的位置而变化。

如上所述，系统200能够改变提取组件206的提取通道的倾斜角，或者以其他方式操纵提取组件206的电极以动态地改变离子束的入射角，例如在暴露于离子束期间原位改变。以相同的方式，可操纵提取组件306，以在衬底处理期间原位操纵非零入射角。因此，可通过在调整提取组件306的同时扫描衬底114来产生层116b，因此层116b的所得结构是以动态方式产生的。在各种实施例中，可根据沿衬底的位置以连续方式、台阶状方式、连续及台阶状方式的组合、或者根据用于改变层中斜角结构的倾斜角的任何适当的预定轮廓来改变由系统200产生的斜角离子束的入射角。

同样，在具有平面提取组件(例如，平面提取组件156)的实施例中，可改变等离子体的电参数、提取电压系统或电极的相对定位，以动态地改变所提取离子束的非零入射角。

尽管没有明确示出，但在进一步的实施例中，可以与图3a及图3b所示的针对斜角离子束的操作类似的方式改变斜角自由基束的入射角。在其中不同电极内的孔被系统地移位以改变斜角提取通道的轴的倾斜角的一些实例中，自由基束的入射角的变化可固有地随着提取通道的倾斜角的变化而变化。换句话说，由于斜角提取通道在物理上限制了从离子源发射的中性粒子的轨迹，因此改变提取通道的倾斜角的孔的相对位置的变化也会改变从离子源发射的中性粒子(例如，自由基)的平均方向。在其他实施例中，当向提取组件206的一个或多个电极施加静电偏转(electrostaticdeflection)以改变斜角离子束的入射角时，斜角自由基束的入射角可能未必以伴随的方式改变，因为斜角自由基束可完全由中性物质构成。

此外，虽然图3a及图3b所示的操作表明，在蚀刻开始于右侧部分之前衬底的左侧部分可被完全蚀刻使得在衬底的单次扫描中界定光栅的最终结构，但根据各种实施例，可在多次扫描中执行不一致的蚀刻操作。因此，可通过重复执行相同的蚀刻配方以在多次扫描中改变整个衬底上的入射角来改变在整个衬底上斜角结构的平均入射角。

图4描绘根据本公开的各种实施例的工艺流程400。在方块402处，在处理室中提供衬底，其中衬底被布置成在衬底平面内具有主表面。衬底可包括衬底基底及设置在衬底基底上的层，例如光栅层。在方块404处，在邻近处理室的等离子体室中产生等离子体，其中等离子体包括离子及自由基。

在方块406处，在等离子体室与处理室之间提供提取组件。在一些实施例中，提取组件可被布置成从等离子体室的一侧延伸。根据各种实施例，提取组件可包括至少两个电极，例如三个电极或四个电极。可在每个电极内设置孔，其中不同电极中的孔被布置成界定斜角提取通道。斜角提取通道可具有沿相对于衬底平面的垂线的非零倾斜角对准的轴。

在方块408处，向提取组件施加提取电压，其中斜角离子束及自由基束以相对于垂线的非零入射角被提取并导向到衬底。在不同的实施例中，提取电压可作为连续电压或脉冲电压被施加。因此，斜角离子束及自由基束可蚀刻光栅层以在衬底中形成斜角光栅，其中斜角光栅包括具有第一侧壁及平行于第一侧壁的第二侧壁的斜角结构。

图5描绘根据本公开的其他实施例的又一工艺流程，所述又一工艺流程被示出为工艺流程500。在方块502处，工艺从上述方块404继续进行。在方块502中，在等离子体室与处理室之间提供可调节的提取组件，其中可调节的提取组件包括界定斜角提取通道的至少两个电极，所述斜角提取通道具有相对于衬底平面的垂线以第一非零倾斜角对准的轴。

在方块504处，当衬底被设置在第一位置处时，向可调节的提取组件施加提取电压，其中斜角离子束以相对于衬底平面的垂线的第一非零入射角被提取并导向到衬底。在各种非限制性实施例中，此入射角的值可介于5度至85度之间。

在方块506处，沿位于衬底平面内的扫描方向从第一位置到第二位置扫描衬底。

在方块508处，在施加提取电压的同时，将控制信号施加到提取组件，其中当衬底设置在第二位置处时，斜角离子束以相对于衬底平面的垂线的第二非零入射角被提取并导向到衬底。在一些实例中，可施加控制信号来调节施加到提取组件的一个或多个电极的电压，以使斜角离子束静电偏转通过斜角提取通道，并且改变斜角离子束的轨迹，同时不移动斜角提取通道的电极。在其他实施例中，可向电极驱动器施加控制信号，以调节至少一个电极相对于电极组件的其他电极的相对位置，并且更改斜角提取通道的非零倾斜角。在又一些实施例中，控制信号可改变施加到至少一个电极的电压，以及至少一个电极相对于电极组件的其他电极的相对位置。

与产生反应离子束蚀刻的已知处理装置相比，本实施例提供了各种优点。首先，本实施例的提取组件提供了一种配置，其中斜角离子束以及自由基束可被提取并导向到衬底，同时使用对衬底的简单线性扫描来保持等中心扫描。在此种意义上说，“等中心扫描”是指衬底的机械扫描方向位于与被处理衬底表面平行的平面内的扫描。此优点避免了例如当离子束或自由基束表现出束发散性时用不同的束密度处理衬底的不同部分。在扫描方向可能不平行于衬底平面的非等中心扫描中，衬底的更远离束源的部分可能从发散离子束和/或自由基束接收较少的通量密度。本实施例的另一优点是，由于能够将准直离子束通量及自由基束通量从提取通道导向到衬底，因此能够精确蚀刻平行且线性的侧壁。又一优点在于能够在本实施例的三极管配置中实现更高的束电流、聚焦控制及电子抑制。本公开实施例的另一优点是能够原位微调斜角离子束和/或斜角自由基束的入射角，从而允许产生新型蚀刻工艺(例如，“滚动k向量(rollingkvector)”蚀刻)，以生成用于光栅中的新型斜角结构。

尽管在本文中已经阐述了本公开的某些实施例，但本公开并非仅限于此，因为本公开的范围与所属领域所允许的范围同样宽泛，并且说明书可以同样方式进行阅读。因此，以上说明不应被解释为限制性的。相反，以上说明仅仅是特定实施例的示例。所属领域中的技术人员将在所附权利要求的范围及精神内设想其他修改形式。