專利名稱：工件的離子束銑削及其程度的確定和控制的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工件的離子束銑削，且更特別地，涉及一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的方法、裝置和系統(tǒng)。本發(fā)明通常可應用于多種不同領域中，如半導體制造、微分析測試、材料科學、計量學、光刻技術、微機械加工和納米制造技術。本發(fā)明通常可在對多種不同類型的工件進行離子束銑削的多種不同應用中得以實施。特別地，本發(fā)明可在制備或/和分析多種不同類型的工件的多種不同應用中得以實施，所述工件特別地以廣泛應用于上述典型領域中的樣品或材料，例如取自半導體晶片或芯片的那些樣品或材料，的形式存在。
工件(樣品)的離子束銑削(蝕刻)、引導離子束、使離子束產(chǎn)生偏轉、以及使離子束產(chǎn)生旋轉的過程、及其理論、原理和實施方式、及其相關應用和學科在現(xiàn)有技術中是眾所周知的且已經(jīng)進行了講授，且目前已被廣泛實施。為了建立起本發(fā)明的范圍、意義和應用領域的概念，下文是用于披露本發(fā)明的技術術語的選擇性解釋定義和典型使用情況。
背景技術：
工件此處，以非限制性方式，工件通常指的是多種不同類型材料，如半導體材料、陶瓷材料、純金屬材料、金屬合金材料、聚合物材料、其復合材料或取自所述材料的材料中的任意材料。
例如，對于工件為半導體型材料的情況而言，工件通常以取自(晶片的)單個電路小片、晶片部段或整個晶片的樣品的形式存在。通常情況下，利用微分析樣品制備技術，例如轉讓給本申請人/受讓人的于2005年2月3日申請的題目為“用于進行微分析的樣品制備”的美國臨時專利申請No.60/649,080中披露的技術，對這種工件(樣品)進行預制備。利用微分析樣品制備技術對工件(樣品)進行預制備的基礎在于通過利用一種或多種類型的切割、劈裂、切削或/和拋光過程而使工件(樣品)預備件的尺寸的至少一個尺度(長度、寬度或/和厚度、深度或高度)減少或減薄從而對工件(樣品)的預備件的至少一部分進行“分割(sectioning)”或“分段(segmenting)”，由此產(chǎn)生準備進行另一種工藝，如離子束銑削，的預制工件(樣品)。這種預制工件(樣品)具有處于約10微米至約50微米之間的范圍內的至少一個尺度(長度、寬度或/和厚度、深度或高度)，且另一個尺度處于約2毫米與約3毫米之間的范圍內。
工件的離子束銑削工件的離子束銑削通常指的是使離子束撞擊到工件表面上，由此離子束與表面的相互作用導致從表面且因此從工件上去除材料。在多種領域中，聚焦離子束(FIB)銑削和寬離子束(BIB)銑削是眾所周知的、被講授且被使用，工件的離子束銑削技術(ion beam milling)。通常情況下，聚焦離子束(FIB)銑削指的是源自于液體金屬源如液體鎵的高能、集中且充分聚焦的離子束，所述離子束入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削，由此聚焦離子束與表面的相互作用導致從工件表面上去除材料。通常情況下，寬離子束(BIB)銑削指的是源自于惰性氣體源如氬或氙的能量較低且聚焦不那么充分的寬離子束，所述離子束入射且撞擊在工件表面上并對所述工件表面進行銑削，由此寬離子束與表面的相互作用導致從工件表面上去除材料。
通常情況下，包括使離子束入射且撞擊在工件表面上，由此使離子束與表面的相互作用導致產(chǎn)生“選擇”類型的從表面上去除材料的過程，的離子束銑削可被認為是離子束“蝕刻”。在本發(fā)明的范圍和背景下，此處，離子束銑削通常指的是使離子束入射且撞擊在工件表面上，由此使離子束與表面的相互作用導致產(chǎn)生非選擇或選擇類型的從工件表面上去除材料的過程。
引導離子束在短語“引導離子束”中，術語“引導”通常等效于同義術語導引(guiding)、調節(jié)(regulating)、控制(controlling)及其相關的不同語法形式。因此，引導離子束通常等效于導引、調節(jié)或控制離子束。通常情況下，受到引導、導引、調節(jié)或控制的離子束沿或順沿方向、軸線、路徑或軌跡朝向此處通常被稱作工件的目標、實體或靶被引導、導引、調節(jié)或控制。這種引導、導引、調節(jié)或控制離子束的過程可通過多種不同類型的方式得以實現(xiàn)，所述方式在離子束和相關技術的現(xiàn)有技術中是眾所周知的、被講授和使用。
使離子束產(chǎn)生偏轉在短語“使離子束產(chǎn)生偏轉”中，術語“偏轉”通常等效于同義術語偏向(swerving)、轉向(turning aside)、彎曲(bending)、偏離(deviating)，或另一種可選方式是，等效于分別導致產(chǎn)生偏向、導致產(chǎn)生轉向、導致產(chǎn)生彎曲、導致產(chǎn)生偏離的同義短語及其相關不同語法形式。因此，使離子束產(chǎn)生偏轉通常等效于使離子束產(chǎn)生偏向、轉向、彎曲或偏離，或另一種可選方式是，分別導致離子束產(chǎn)生偏向、轉向、彎曲或偏離，或另一種可選方式是，分別導致離子束被偏向、轉向、彎曲或偏離，從而分別導致離子束產(chǎn)生偏轉、轉向、彎曲或偏離。通常情況下，分別使離子束從第一方向、路徑、軸線或軌跡偏轉或導致離子束從第一方向、路徑、軸線或軌跡偏向、轉向、彎曲或偏離至第二方向、路徑、軸線或軌跡。這種使離子束產(chǎn)生偏轉、導致離子束產(chǎn)生偏向、轉向、彎曲或偏離的過程可通過多種不同類型的方式得以實現(xiàn)，所述方式在離子束和相關技術的現(xiàn)有技術中是眾所周知的、被講授和使用。
使離子束產(chǎn)生旋轉在短語“使離子束產(chǎn)生旋轉”中，術語“旋轉”通常等效于同義術語關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生轉動(turning)或自旋(spinning)，或另一種可選方式是，等效于同義術語分別關于、圍繞或相對于軸線導致產(chǎn)生轉動或導致產(chǎn)生自旋及其相關不同語法形式。因此，使離子束產(chǎn)生旋轉通常等效于使離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生轉動或自旋，或另一種可選方式是，分別導致離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生轉動或自旋，或另一種可選方式是，分別導致離子束關于、圍繞或相對于軸線被轉動或自旋，從而分別導致離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生轉動或自旋。
通常情況下，離子束關于、圍繞或相對于軸線被旋轉(產(chǎn)生旋轉)、被轉動(產(chǎn)生轉動)或被自旋(產(chǎn)生自旋)，其中軸線是離子束軸線或通常與離子束共用相同的空間和時間域的元件或部件的軸線。此外，這種使離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生旋轉、轉動或自旋的過程對應于使離子束關于、圍繞或相對于該軸線產(chǎn)生角位移，其中軸線是離子束軸線或通常與離子束共用相同的空間和時間域的元件或部件的軸線。這種使離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生旋轉、轉動或自旋的過程可通過在離子束和相關技術的現(xiàn)有技術中已公知的、被講授和使用的方式得以實現(xiàn)。例如，通過使離子束源，如產(chǎn)生或生成離子束的裝置或組件，關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生旋轉、轉動或自旋，然而，在這種情況下，指出離子束相對于離子束源處于靜止(靜態(tài)或固定)狀態(tài)是重要的。
圖1是示出了典型工件及其選擇特征和參數(shù)的透視示意圖，所述工件為包括表面(具有掩模元件)的半導體晶片或芯片的一部分的典型預制樣品，所述樣品由樣品保持器元件保持，其中要例如通過實施本發(fā)明而對樣品進行離子束銑削，所述銑削過程例如作為制備樣品以進行微分析的過程的一部分或/和作為分析樣品的過程的一部分。
現(xiàn)有技術中對工件實施離子束銑削的過程由于無法同時且自動地實現(xiàn)與制備或/和分析工件相關的下列四個特征或方面而受到限制(1)樣品的一部分的厚度或薄度，(2)將具有特定位置的靶設置在經(jīng)過銑削的工件中的能力，(3)具有特定位置的靶在工件內的深度，和(4)經(jīng)過銑削的工件表面的質量，包括經(jīng)過銑削表面的選擇性控制。
因此需要具有對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的方法、裝置和系統(tǒng)，且具有所述方法、裝置和系統(tǒng)將是極為有利的。需要通?？蓱糜诙喾N不同領域中，如半導體制造、微分析測試、材料科學、計量學、光刻技術、微機械加工和納米制造技術中的這種發(fā)明。此外，需要通?？稍趯Χ喾N不同類型的工件進行離子束銑削的多種不同應用中得以實施的這種發(fā)明。此外，需要特別地可在制備或/和分析多種不同類型的工件的多種不同應用中得以實施的這種發(fā)明，所述工件特別地以廣泛應用于上述典型領域中的樣品或材料，例如取自半導體晶片或芯片的那些樣品或材料，的形式存在。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及表面的離子束銑削，且更特別地，涉及一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的方法、裝置和系統(tǒng)。本發(fā)明通常可應用于多種不同領域中，如半導體制造、微分析測試、材料科學、計量學、光刻技術、微機械加工和納米制造技術。本發(fā)明通?？稍趯Χ喾N不同類型的工件進行離子束銑削的多種不同應用中得以實施。特別地，本發(fā)明可在制備或/和分析多種不同類型的工件的多種不同應用中得以實施，所述工件特別地以廣泛應用于上述典型領域中的樣品或材料，例如取自半導體晶片或芯片的那些樣品或材料，的形式存在。
因此，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法，所述方法包括提供離子束；并且引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的方法，所述方法包括通過使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束，并且使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束，而引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的裝置，所述裝置包括用于提供離子束的離子束源組件；和用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的裝置，所述裝置包括用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和用于使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括離子束單元，其中所述離子束單元包括用于提供離子束的離子束源組件，和用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削；和操作性地連接至所述離子束單元以為所述離子束單元和所述工件提供且保持真空環(huán)境的真空單元，其中所述真空單元包括所述工件。
根據(jù)下面所述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的其它特征，所述系統(tǒng)進一步包括操作性地連接至所述離子束單元且連接至所述真空單元以為所述離子束單元和所述真空單元提供電子器件且使得能夠對所述離子束單元和所述真空單元進行工藝控制的電子器件和工藝控制設施。
根據(jù)下面所述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的其它特征，所述系統(tǒng)進一步包括選自組群的至少一個附加單元，所述組群包括工件成像和銑削檢測單元、工件操控和定位單元、防振單元、部件成像單元和至少一個工件分析單元，其中每個附加單元被操作性地連接至所述真空單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括離子束單元，其中所述離子束單元包括用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和用于使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件；和操作性地連接至所述離子束單元以為所述離子束單元提供且保持真空環(huán)境的真空單元。
根據(jù)下面所述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的其它特征，所述系統(tǒng)進一步包括操作性地連接至所述離子束單元且連接至所述真空單元以為所述離子束單元和所述真空單元提供電子器件且使得能夠對所述離子束單元和所述真空單元進行工藝控制的電子器件和工藝控制設施。
根據(jù)下面所述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的其它特征，所述系統(tǒng)進一步包括選自組群的至少一個附加單元，所述組群包括工件成像和銑削檢測單元、工件操控和定位單元、防振單元、部件成像單元和至少一個工件分析單元，其中每個附加單元被操作性地連接至所述真空單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種用于確定和控制工件的離子束銑削程度的方法，所述方法包括提供所述工件的至少一個參數(shù)的一組預定值，所述至少一個參數(shù)選自組群，所述組群包括所述工件的厚度、所述工件內的靶的深度和所述工件的至少一個表面的形貌特征；利用用于對工件進行所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法對所述工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能提供離子束；并且引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削；對所述工件的所述至少一個參數(shù)進行原位實時測量以形成所述至少一個參數(shù)的一組測量值；將所述成組的所述測量值與所述提供的成組的所述預定值進行對比以形成與所述對比過程相關的一組差值；反饋所述成組的所述差值以繼續(xù)所述對所述工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程，直至所述差值在預定范圍內。
根據(jù)下面所述的本發(fā)明的優(yōu)選實施例中的其它特征，所述工件的所述至少一個表面的選擇程度對應于作為所述工件的一個所述預定參數(shù)的所述形貌特征。
通過以選自包括手動、半自動、全自動及其組合的方式的組群的方式實施過程、步驟和子步驟而實施本發(fā)明，所述實施過程包括以選自包括手動、半自動、全自動及其組合的方式的組群的方式使用和操作系統(tǒng)單元、系統(tǒng)子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件、元件和外圍設備、設施、附件和材料。此外，根據(jù)用于實施所披露發(fā)明的特定實施例的實際過程、步驟、子步驟、系統(tǒng)單元、系統(tǒng)子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件、元件和外圍設備、設施、附件和材料，所述過程、步驟和子步驟是通過利用硬件、軟件或/和其綜合組合而得以實施的，且所述系統(tǒng)單元、系統(tǒng)子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件、元件和外圍設備、設施、附件和材料通過利用硬件、軟件或/和其綜合組合而進行操作。
特別地，用于實施本發(fā)明的軟件包括操作地連接并進行作用的以軟件程序、軟件例行程序、軟件子例行程序、軟件符號語言、軟件編碼、軟件指令或協(xié)議、軟件算法或/和其組合的形式存在的寫入或印刷數(shù)據(jù)。用于實施本發(fā)明的硬件包括操作地連接并進行作用的電、電子、磁、電磁、電-機械和光學的系統(tǒng)單元、系統(tǒng)子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件、元件和外圍設備、設施、附件和材料，所述硬件可包括一個或多個計算機芯片、集成電路、電子電路、電子子電路、硬接線電路或/和其組合，涉及數(shù)字或/和模擬操作。因此，本發(fā)明是通過利用剛才所述的軟件和硬件的綜合組合而得以實施的。


在此僅通過實例并結合附圖對本發(fā)明進行描述?，F(xiàn)在詳細地參見附圖，應該強調，特定方式是通過實例示出的且目的僅在于對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行示例性描述，且被示出的原因在于提供被認為對本發(fā)明的原理和概念方面進行了最有用且易于理解的描述的方式。就這方面而言，并未試圖以比對于本發(fā)明進行基本理解所必需的細節(jié)更詳細的方式示出本發(fā)明的結構細節(jié)，對附圖進行的描述使本領域的技術人員易于理解本發(fā)明實際上可實施的多種形式。在圖中圖1是示出了典型工件及其選擇特征和參數(shù)的透視示意圖，所述工件為包括表面(具有掩模元件)的半導體晶片或芯片的一部分的典型預制樣品，所述樣品由樣品保持器元件保持，其中要例如通過實施本發(fā)明而對樣品進行離子束銑削，所述銑削過程例如作為制備樣品以進行微分析的過程的一部分或/和作為分析樣品的過程的一部分；圖2是根據(jù)本發(fā)明的示出了對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的過程的典型優(yōu)選實施例的側視示意圖，圖中特別示出了與工件成像和銑削檢測單元和真空單元的真空室組件相關的離子束單元，且所有這些都與工件及其表面相關；圖3是根據(jù)本發(fā)明的示出了如圖2所示的典型優(yōu)選實施例的更詳細型式的側視示意圖，圖中特別示出了裝置的典型特定優(yōu)選實施例，所述裝置為包括用于使離子束產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件的離子束單元，且圖中示出了工件成像和銑削檢測單元的典型特定優(yōu)選實施例；圖4是根據(jù)本發(fā)明的示出了如圖2和圖3所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的過程的側視示意圖，圖中特別示出了裝置的更詳細水平的部件型式的剖視側視圖，所述裝置為包括被構造且功能在于使離子束產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件的離子束單元；圖5是根據(jù)本發(fā)明的示出了如圖2、圖3和圖4所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程的透視示意圖，圖中特別示出了包括在離子束單元的離子束引導和多次偏轉組件中的被構造且功能在于使離子束產(chǎn)生兩次偏轉的離子束第一偏轉組件和離子束第二偏轉組件中的每個偏轉組件的典型特定優(yōu)選實施例；圖6a-圖6e是根據(jù)本發(fā)明的一起示出了通過第一離子束偏轉組件和第二離子束偏轉組件而受到引導且經(jīng)過多次偏轉的離子束相對于與工件共軸的隨意對準的縱向軸線產(chǎn)生的旋轉(角度)順序的透視示意圖，所述離子束對應于圍繞縱向軸線在0°與360°之間的范圍內進行旋轉且被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削的具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束；圖7a是根據(jù)本發(fā)明的示出了被導向、入射且撞擊在第一類典型工件(大致成形為矩形的板片)的表面上并且對所述表面進行銑削的受到引導的經(jīng)過多次偏轉(兩次或三次偏轉)的離子束的透視近視示意圖，圖中特別示出了離子束、表面和工件的相對幾何形狀和尺寸；圖7b是根據(jù)本發(fā)明的示出了被導向、入射且撞擊在第二類典型工件(半導體晶片或芯片的一部分的典型樣品，其中通過例如與圖1所示的樣品保持器元件相似的樣品保持器元件保持表面(具有掩模))的表面上并且對所述工件表面進行銑削的受到引導的經(jīng)過多次偏轉(兩次或三次偏轉)的離子束的透視近視示意圖，圖中特別示出了離子束、表面和工件的相對幾何形狀和尺寸；圖8是根據(jù)本發(fā)明的示出了如圖2所示的典型優(yōu)選實施例的更詳細型式的側視示意圖，圖中特別示出了包括用于使離子束產(chǎn)生三次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件的離子束單元的典型特定優(yōu)選實施例，和工件成像和銑削檢測單元的典型特定優(yōu)選實施例；圖9是根據(jù)本發(fā)明的示出了如圖2和圖8所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的過程的側視示意圖，圖中特別示出了包括被構造且功能在于使離子束產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件的離子束單元的更詳細水平的部件型式的剖視側視圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的示出了如圖2、圖8和圖9所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程的透視示意圖，圖中特別示出了包括在離子束單元的離子束引導和多次偏轉組件中且被構造且功能在于使離子束產(chǎn)生三次偏轉的離子束第一偏轉組件、離子束第二偏轉組件和離子束第三偏轉組件中的每個偏轉組件的典型特定優(yōu)選實施例；圖11是根據(jù)本發(fā)明的示出了對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)的典型優(yōu)選實施例的框圖，所述系統(tǒng)包括離子束單元和真空單元，且借助于進一步包括選自組群的至少一個附加單元而示出了多個可能的特定典型優(yōu)選實施例，所述組群包括工件成像和銑削檢測單元、工件操控和定位單元、防振單元、部件成像單元和工件分析單元；圖12是根據(jù)本發(fā)明的示出了如圖11所示的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)及其附加單元的透視圖的(等距)示意圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的示出了如圖11和圖12所示的系統(tǒng)的頂視圖的(等距)示意圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明的示出了作為圖12和圖13所示的系統(tǒng)的一部分的工件成像和銑削檢測單元的典型特定優(yōu)選實施例及其主要部件的透視圖的(等距)示意圖，所述主要部件與離子束單元、工件操控和定位單元、部件成像單元相關，且所有這些都與工件相關；圖15是根據(jù)本發(fā)明的示出了作為圖12和圖13所示的系統(tǒng)的一部分的工件操控和定位單元的典型特定優(yōu)選實施例及其主要部件的透視圖的(等距)示意圖，圖中特別示出了沒有工件(a)和具有工件(b)的工件保持器組件的近視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的示出了利用作為圖11、圖12和圖13所示的系統(tǒng)的一部分的與圖14所示的工件相關的工件成像和銑削檢測單元的典型特定優(yōu)選實施例及其主要部件以及離子束單元和工件操控和定位單元以確定和控制工件的離子束銑削程度的組合的剖視圖(上部(a))和頂視圖(下部(b))的示意圖；和圖17a和圖17b是根據(jù)本發(fā)明的示出了作為利用圖14和圖16所示的工件成像和銑削檢測單元中包括的透射電子檢測器組件確定和控制工件的離子束銑削程度的過程的一部分的確定經(jīng)過銑削的工件內的靶的深度的過程的剖視示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及表面的離子束銑削，且更特別地，涉及一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的方法、裝置和系統(tǒng)。本發(fā)明通?？蓱糜诙喾N不同領域中，如半導體制造、微分析測試、材料科學、計量學、光刻技術、微機械加工和納米制造技術。本發(fā)明通常可在對多種不同類型的工件進行離子束銑削的多種不同應用中得以實施。特別地，本發(fā)明可在制備或/和分析多種不同類型的工件的多種不同應用中得以實施，所述工件特別地以廣泛應用于上述典型領域中的樣品或材料，例如取自半導體晶片或芯片的那些樣品或材料，的形式存在。
本發(fā)明的一個主要方面提供了一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能提供離子束；并且引導所述提供的離子束并使所述提供的 離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削。
本發(fā)明的另一個主要方面是用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的子組合，由此提供了一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的方法，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能通過使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束，并且使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束，而引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束。
本發(fā)明的另一個主要方面提供了一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的裝置，所述裝置包括下列主要部件及其功能用于提供離子束的離子束源組件；和用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削。
本發(fā)明的另一個主要方面是用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的裝置的子組合，由此提供了一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的裝置，所述裝置包括下列主要部件及其功能用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和用于使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件。
本發(fā)明的另一個主要方面提供了一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括下列主要部件及其功能離子束單元，其中所述離子束單元包括用于提供離子束的離子束源組件，和用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削；和操作性地連接至所述離子束單元以為所述離子束單元和所述工件提供且保持真空環(huán)境的真空單元。所述真空單元優(yōu)選包括所述工件。
所述系統(tǒng)優(yōu)選進一步包括操作性地連接至所述離子束單元且連接至所述真空單元以為所述離子束單元和所述真空單元提供電子器件且使得能夠對所述離子束單元和所述真空單元進行工藝控制的電子器件和工藝控制設施。可選且優(yōu)選地，所述系統(tǒng)進一步包括選自組群的至少一個附加單元，所述組群包括工件成像和銑削檢測單元、工件操控和定位單元、防振單元、部件成像單元和至少一個工件分析單元，其中每個附加單元被操作性地連接至所述真空單元。所述電子器件和工藝控制設施優(yōu)選還被操作性地連接至每個附加單元從而以與所述離子束單元和所述真空單元操作性地成一體的方式為每個附加單元提供電子器件且使得能夠對每個附加單元進行工藝控制。
本發(fā)明的另一個主要方面是用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)的子組合，由此提供了一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括下列主要部件及其功能離子束單元，其中所述離子束單元包括用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和用于使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件；和用于使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件；和操作性地連接至所述離子束單元以為所述離子束單元提供且保持真空環(huán)境的真空單元。
所述系統(tǒng)優(yōu)選進一步包括操作性地連接至所述離子束單元且連接至所述真空單元以為所述離子束單元和所述真空單元提供電子器件且使得能夠對所述離子束單元和所述真空單元進行工藝控制的電子器件和工藝控制設施。可選且優(yōu)選地，所述系統(tǒng)進一步包括選自組群的至少一個附加單元，所述組群包括工件成像和銑削檢測單元、工件操控和定位單元、防振單元、部件成像單元和至少一個工件分析單元，其中每個附加單元被操作性地連接至所述真空單元。所述電子器件和工藝控制設施優(yōu)選還被操作性地連接至每個附加單元從而以與所述離子束單元和所述真空單元操作性地成一體的方式為每個附加單元提供電子器件且使得能夠對每個附加單元進行工藝控制。
本發(fā)明的另一個主要方面提供了一種用于確定和控制工件的離子束銑削程度的方法，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能提供所述工件的至少一個參數(shù)的一組預定值，所述至少一個參數(shù)選自組群，所述組群包括所述工件的厚度、所述工件內的靶的深度和所述工件的至少一個表面的形貌特征；利用用于對工件進行所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法對所述工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能提供離子束；并且引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件的表面進行銑削；對所述工件的所述至少一個參數(shù)進行原位實時測量以形成所述至少一個參數(shù)的一組測量值；將所述成組測量值與所述提供的成組預定值進行對比以形成與所述對比過程相關的一組差值；反饋所述成組差值以繼續(xù)對所述工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程，直至所述差值在預定范圍內。
在所述方法中，所述工件的所述至少一個表面的選擇程度對應于作為所述工件的一個所述預定參數(shù)的所述形貌特征。
因此，本發(fā)明所基于的是一種獨特的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的方法、裝置和系統(tǒng)及其子組合。
應該理解，除非在此要不然進行特別說明，否則本發(fā)明不限于應用于下列示例性描述和附圖中闡述的操作或實施的過程、步驟和子步驟的次序或順序以及數(shù)量的細節(jié)，也不限于系統(tǒng)單元、子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件、元件和外圍設備、設施、附件和材料的類型、成分、構造、布置、次序和數(shù)量的細節(jié)。本發(fā)明能夠具有其它實施例且能夠以多種方式被實施或實現(xiàn)。盡管可利用與在此示例性地描述的那些相似或等效的過程、步驟、子步驟和系統(tǒng)單元、子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件、元件和外圍設備、設施、附件和材料實施或檢驗本發(fā)明，但在此對適當?shù)倪^程、步驟、子步驟和系統(tǒng)單元、子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件、元件和外圍設備、設施、附件和材料進行了示例性描述。
還應該理解，除非在此要不然進行特別限定或說明，否則本披露內容在此通篇所采用的所有技術和科學詞語、術語或/和短語具有與本發(fā)明所屬領域的技術人員通常理解的意義相同或相似的意義。本披露內容在此通篇所采用的短語、術語和符號的目的在于進行描述且不應視作進行限制。應該充分理解，除非要不然進行特別說明，否則術語“操作性地連接”通常被用于此且等效于指的是相應的同義短語“操作性地聯(lián)接”和“操作性地附接”，其中操作性連接、操作性聯(lián)接或操作性附接根據(jù)的是物理、或/和電、或/和電子、或/和機械、或/和電-機械方式或本質，涉及多種類型和種類的硬件或/和軟件設備和部件。此外，在上面的背景技術部分中引入、限定、描述或/和例示的所有技術和科學詞語、術語或/和短語等同或相似地可應用于對本發(fā)明的優(yōu)選實施例、實例和所附權利要求的示例性描述中。
特別地，在本發(fā)明的范圍和背景中，對于短語“工件”而言，在此，以非限制性方式，工件通常指的是多種不同類型材料，如半導體材料、陶瓷材料、純金屬材料、金屬合金材料、聚合物材料、其復合材料或取自所述材料的材料中的任意材料。
例如，對于工件為半導體型材料的情況而言，工件通常以取自(晶片的)單個電路小片、晶片部段或整個晶片的樣品的形式存在。通常情況下，利用微分析樣品制備技術，例如轉讓給本申請人/受讓人的于2005年2月3日申請的題目為“用于進行微分析的樣品制備”的美國臨時專利申請No.60/649,080中披露的技術，對這種工件(樣品)進行預制備。利用微分析樣品制備技術對工件(樣品)進行預制備的基礎在于通過利用一種或多種類型的切割、劈裂、切削或/和拋光過程而使工件(樣品)預備件的尺寸的至少一個尺度(長度、寬度或/和厚度、深度或高度)減少或減薄從而對工件(樣品)的預備件的至少一部分進行“分割(sectioning)”或“分段(segmenting)”，由此產(chǎn)生準備進行另一種工藝，如離子束銑削，的預制工件(樣品)。這種預制工件(樣品)具有處于約10微米至約50微米之間的范圍內的至少一個尺度(長度、寬度或/和厚度、深度或高度)，且另一個尺度處于約2毫米與約3毫米之間的范圍內。
特別地，對于短語“工件的離子束銑削”而言，在此，工件的離子束銑削通常指的是使離子束撞擊到工件表面上，由此離子束與表面的相互作用導致從表面且因此從工件上去除材料。通常情況下，聚焦離子束(FIB)銑削指的是源自于液體金屬源如液體鎵的高能、集中且充分聚焦的離子束，所述離子束入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削，由此聚焦離子束與表面的相互作用導致從工件表面上去除材料。通常情況下，寬離子束(BIB)銑削指的是源自于惰性氣體源如氬或氙的能量較低且聚焦不那么充分的寬離子束，所述離子束入射且撞擊在工件表面上并對所述工件表面進行銑削，由此寬離子束與表面的相互作用導致從工件表面上去除材料。
通常情況下，包括使離子束入射且撞擊在工件表面上，由此使離子束與表面的相互作用導致產(chǎn)生“選擇”類型的從表面上去除材料的過程，的離子束銑削可被認為是離子束“蝕刻”。在本發(fā)明的范圍和背景下，此處，離子束銑削通常指的是使離子束入射且撞擊在工件表面上，由此使離子束與表面的相互作用導致產(chǎn)生非選擇或選擇類型的從工件表面上去除材料的過程。
特別地，對于短語“引導離子束”而言，術語“引導”通常等效于同義術語導引(guiding)、調節(jié)(regulating)、控制(controlling)及其相關的不同語法形式。因此，引導離子束通常等效于導引、調節(jié)或控制離子束。通常情況下，受到引導、導引、調節(jié)或控制的離子束沿或順沿方向、軸線、路徑或軌跡朝向此處通常被稱作工件的目標、實體或靶被引導、導引、調節(jié)或控制。
特別地，對于短語“使離子束產(chǎn)生偏轉”而言，術語“偏轉”通常等效于同義術語偏向(swerving)、轉向(turning aside)、彎曲(bending)、偏離(deviating)，或另一種可選方式是，等效于分別導致產(chǎn)生偏向、導致產(chǎn)生轉向、導致產(chǎn)生彎曲、導致產(chǎn)生偏離的同義短語及其相關不同語法形式。因此，使離子束產(chǎn)生偏轉通常等效于使離子束產(chǎn)生偏向、轉向、彎曲或偏離，或另一種可選方式是，分別導致離子束產(chǎn)生偏向、轉向、彎曲或偏離，或另一種可選方式是，分別導致離子束被偏向、轉向、彎曲或偏離，從而分別導致離子束產(chǎn)生偏轉、轉向、彎曲或偏離。通常情況下，分別使離子束從第一方向、路徑、軸線或軌跡偏轉或導致離子束從第一方向、路徑、軸線或軌跡偏向、轉向、彎曲或偏離至第二方向、路徑、軸線或軌跡。
因此，基于前面對短語“使離子束產(chǎn)生偏轉”的描述、定義和理解，此處的短語“使離子束產(chǎn)生多次偏轉”通常指的是使離子束產(chǎn)生一次以上特別是至少兩次且通常產(chǎn)生一次以上的任何數(shù)量的次數(shù)的偏轉，所述一次以上的任何數(shù)量的次數(shù)對應于多次次數(shù)或多次，因此對應于術語“多次偏轉”。作為本發(fā)明的第一特定實例或實施例，使離子束產(chǎn)生兩次次數(shù)或兩次偏轉在此被表示為短語“使離子束產(chǎn)生兩次偏轉”。作為本發(fā)明的第二特定實例或實施例，使離子束產(chǎn)生三次次數(shù)或三次偏轉在此被表示為短語“使離子束產(chǎn)生三次偏轉”。因此，通常情況下，為了描述本發(fā)明，使離子束產(chǎn)生至少兩次次數(shù)的偏轉在此被表示為短語“使離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉”或等效地被表示為“使離子束產(chǎn)生多次偏轉”。應該充分理解，本發(fā)明決不限于通過使所述離子束產(chǎn)生兩次或三次偏轉而使離子束產(chǎn)生多次偏轉。通常情況下，本發(fā)明可被實施，其中使離子束產(chǎn)生多次偏轉包括使離子束產(chǎn)生三次次數(shù)以上、四次次數(shù)以上等次數(shù)的偏轉。
以相應的方式，此處的短語“經(jīng)過多次偏轉的離子束”指的是經(jīng)過一次以上特別是至少兩次偏轉且通常經(jīng)過一次以上的任何數(shù)量的次數(shù)的偏轉的離子束，所述一次以上的任何數(shù)量的次數(shù)對應于多次次數(shù)或多次，因此對應于術語“經(jīng)過多次偏轉的”。作為本發(fā)明的相應的第一特定實例或實施例，經(jīng)過兩次次數(shù)或兩次偏轉的離子束在此被表示為短語“經(jīng)過兩次偏轉的離子束”。作為本發(fā)明的相應的第二特定實例或實施例，經(jīng)過三次次數(shù)或三次偏轉的離子束在此被表示為短語“經(jīng)過三次偏轉的離子束”。因此，以相應的方式，通常情況下，為了描述本發(fā)明，經(jīng)過至少兩次次數(shù)的偏轉的離子束在此被表示為短語“經(jīng)過多次偏轉的離子束”或等效地被表示為“經(jīng)過至少兩次偏轉的離子束”。應該充分理解，本發(fā)明決不限于經(jīng)過多次偏轉的離子束為經(jīng)過兩次或三次偏轉的離子束的情況。通常情況下，本發(fā)明可被實施，其中經(jīng)過多次偏轉的離子束是經(jīng)過三次次數(shù)以上、四次次數(shù)以上等次數(shù)的偏轉的離子束。
因此，基于前面對短語“引導離子束”和“使離子束產(chǎn)生偏轉”的描述、定義和理解，此處的短語“引導離子束并使所述離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉”通常指的是在使離子束產(chǎn)生一次以上特別是至少兩次且通常產(chǎn)生一次以上的任何數(shù)量的次數(shù)的偏轉的過程之前、過程中、過程之后引導離子束。作為本發(fā)明的第一特定實例或實施例，引導離子束、隨后使受到引導的離子束產(chǎn)生兩次次數(shù)或兩次偏轉并且隨后引導經(jīng)過兩次偏轉的離子束的過程在此被表示為短語“引導離子束并使所述離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉”。作為本發(fā)明的第二特定實例或實施例，引導離子束、隨后使受到引導的離子束產(chǎn)生三次次數(shù)或三次偏轉的過程在此被表示為短語“引導離子束并使所述離子束產(chǎn)生至少三次偏轉”。因此，通常情況下，為了描述本發(fā)明，使離子束產(chǎn)生至少兩次次數(shù)的偏轉在此被表示為短語“引導離子束并使所述離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉”或等效地被表示為“引導離子束并使所述離子束產(chǎn)生多次偏轉”。應該充分理解，本發(fā)明決不限于通過引導離子束并使所述離子束產(chǎn)生兩次或三次偏轉而引導離子束并使離子束產(chǎn)生多次偏轉。通常情況下，本發(fā)明可被實施，其中引導離子束且使離子束產(chǎn)生多次偏轉包括引導離子束并使離子束產(chǎn)生三次次數(shù)以上、四次次數(shù)以上等次數(shù)的偏轉。
以相應的方式，短語“受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束”指的是在產(chǎn)生一次以上特別是至少兩次且通常產(chǎn)生一次以上的任何數(shù)量的次數(shù)的偏轉的過程之前、過程中、過程之后受到引導的離子束，所述一次以上的任何數(shù)量的次數(shù)對應于多次次數(shù)或多次，因此對應于術語“受到引導的經(jīng)過多次偏轉的”。作為本發(fā)明的相應的第一特定實例或實施例，在產(chǎn)生兩次次數(shù)或兩次偏轉的過程之前、過程中和過程之后受到引導的離子束在此被表示為短語“受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束”。作為本發(fā)明的相應的第二特定實例或實施例，在產(chǎn)生三次次數(shù)或三次偏轉的過程之前、過程中和過程之后受到引導的離子束在此被表示為短語“受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束”。因此，以相應的方式，通常情況下，為了描述本發(fā)明，在產(chǎn)生至少兩次次數(shù)的偏轉的過程之前、過程中和過程之后受到引導的離子束在此被表示為短語“受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束”或等效地被表示為短語“受到引導的經(jīng)過至少兩次偏轉的離子束”。應該充分理解，本發(fā)明決不限于受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束為受到引導的經(jīng)過兩次或三次偏轉的離子束的情況。通常情況下，本發(fā)明可被實施，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束是在產(chǎn)生三次次數(shù)以上、四次次數(shù)以上等次數(shù)的偏轉的過程之前、過程中和過程之后離子束。
特別地，對于短語“使受到引導的經(jīng)過多次偏轉(經(jīng)過至少兩次偏轉)的離子束產(chǎn)生旋轉”而言，術語“旋轉”通常等效于同義術語關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生轉動(turning)或自旋(spinning)，或另一種可選方式是，等效于同義術語分別關于、圍繞或相對于軸線導致產(chǎn)生轉動或導致產(chǎn)生自旋及其相關不同語法形式。因此，使受到引導的經(jīng)過多次偏轉(經(jīng)過至少兩次偏轉)的離子束產(chǎn)生旋轉通常等效于使受到引導的經(jīng)過多次偏轉(經(jīng)過至少兩次偏轉)的離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生轉動或自旋，或另一種可選方式是，分別導致受到引導的經(jīng)過多次偏轉(經(jīng)過至少兩次偏轉)的離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生轉動或自旋，或另一種可選方式是，分別導致受到引導的經(jīng)過多次偏轉(經(jīng)過至少兩次偏轉)的離子束關于、圍繞或相對于軸線被轉動或自旋，從而分別導致受到引導的經(jīng)過多次偏轉(經(jīng)過至少兩次偏轉)的離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生轉動或自旋。
通常情況下，受到引導的經(jīng)過多次偏轉(經(jīng)過至少兩次偏轉)的離子束關于、圍繞或相對于軸線被旋轉(產(chǎn)生旋轉)、被轉動(產(chǎn)生轉動)或被自旋(產(chǎn)生自旋)，其中軸線是離子束軸線或通常與離子束共用相同的空間和時間域的元件或部件的軸線。此外，這種使受到引導的經(jīng)過多次偏轉(經(jīng)過至少兩次偏轉)的離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生旋轉、轉動或自旋的過程對應于使受到引導的經(jīng)過多次偏轉(經(jīng)過至少兩次偏轉)的離子束關于、圍繞或相對于軸線產(chǎn)生角位移，其中軸線是離子束軸線或通常與離子束共用相同的空間和時間域的元件或部件的軸線。
此外，正如此處使用的，術語“約”指的是相關值的±10％。
結合下列示例性描述和附圖會更好地理解本發(fā)明的典型優(yōu)選實施例、其它可選優(yōu)選實施例、特定構型以及附加且可選的方面、特征或其特性的過程、步驟、子步驟、系統(tǒng)單元、系統(tǒng)子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件、元件和外圍設備、設施、附件和材料以及操作和實施方式。在下列示例性描述和附圖中，相同的附圖標記和字母表示相同的系統(tǒng)單元、子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件和元件以及外圍設備、設施、附件和材料。
在對本發(fā)明進行的下列示例性描述中，包括了對于充分理解適當?shù)摹笆沟媚軌颉崩煤蛯嵤┧栋l(fā)明的方式而言所需的主要或基本過程、步驟和子步驟以及主要或基本系統(tǒng)單元、系統(tǒng)子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件和元件以及外圍設備、設施、附件和材料。因此，在此至多僅對就使得能夠實施本發(fā)明而言次重要且本領域技術人員易于公知或/和在與本發(fā)明相關的現(xiàn)有技術和技術文獻中可以獲得的多個可能的初步、中間、次要或/和可選的過程、步驟、或/和子步驟、或/和系統(tǒng)單元、系統(tǒng)子單元、裝置、組件、子組件、機構、結構、部件和元件以及外圍設備、設施、附件和材料進行簡要的描述。
在對本發(fā)明進行的下列示例性描述中，以非限制性方式，通常的闡述方式如下用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法；作為用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的子組合的用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的方法；用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的裝置；作為用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的裝置的子組合的用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的裝置；用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)；作為用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)的子組合的用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的系統(tǒng)；和用于確定和控制工件的離子束銑削程度的方法。
因此，本發(fā)明的一個主要方面是提供一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能提供離子束；并且引導提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
現(xiàn)在參見圖，圖2是示出了對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的過程的典型優(yōu)選實施例的側視示意圖，圖中特別示出了與工件成像和銑削檢測單元300和真空單元的真空室組件210相關的離子束單元100，且所有這些都與工件及其表面相關。
大致而言，圖2完全足以示例性地描述本發(fā)明的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法。然而，為了確保理解所述方法，在這里對圖3、圖4、圖5、圖6、圖8、圖9和圖10進行附加的參考，還可參考所述圖以便理解根據(jù)本發(fā)明的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的多個不同的典型特定優(yōu)選實施例的實施過程。
圖3是示出了如圖2所示的典型優(yōu)選實施例的更詳細型式的側視示意圖，圖中特別示出了裝置的典型特定優(yōu)選實施例，所述裝置為包括用于使離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120的離子束單元100，且圖中示出了工件成像和銑削檢測單元300的典型特定優(yōu)選實施例。
圖4是示出了如圖2和圖3所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的過程的側視示意圖，圖中特別示出了裝置的更詳細水平的部件型式的剖視側視圖，所述裝置為包括被構造且功能在于使離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120的離子束單元100。
圖5是示出了如圖2、圖3和圖4所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程的透視示意圖，圖中特別示出了包括在離子束單元100的離子束引導和多次偏轉組件120中的被構造且功能在于使離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束第一偏轉組件122和離子束第二偏轉組件124中的每個偏轉組件的典型特定優(yōu)選實施例。
圖6a-圖6e是一起示出了通過第一離子束偏轉組件122和第二離子束偏轉組件124a和124b而受到引導且經(jīng)過多次偏轉的離子束相對于與工件共軸的隨意對準的縱向軸線40產(chǎn)生的旋轉(角度)順序的透視示意圖，所述離子束對應于圍繞縱向軸線40在0°與360°之間的范圍內進行旋轉且被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削的具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束20。
圖7a是示出了被導向、入射且撞擊在第一類典型工件(大致成形為矩形的板片)的表面上并且對所述表面進行銑削的受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20(經(jīng)過兩次偏轉)或22(經(jīng)過三次偏轉)的透視近視示意圖，圖中特別示出了離子束20或22、表面和工件的相對幾何形狀和尺寸。
圖7b是示出了被導向、入射且撞擊在第二類典型工件(半導體晶片或芯片的一部分的典型樣品，其中通過例如與圖1所示的樣品保持器元件相似的樣品保持器元件保持表面(具有掩模))的表面上并且對所述工件表面進行銑削的受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20(經(jīng)過兩次偏轉)或22(經(jīng)過三次偏轉)的透視近視示意圖，圖中特別示出了離子束20或22、表面和工件的相對幾何形狀和尺寸。
圖8是示出了如圖2所示的典型優(yōu)選實施例的更詳細型式的側視示意圖，圖中特別示出了包括用于使離子束10產(chǎn)生三次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120的離子束單元100的典型特定優(yōu)選實施例，和工件成像和銑削檢測單元300的典型特定優(yōu)選實施例。
圖9是示出了如圖2和圖8所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的過程的側視示意圖，圖中特別示出了包括被構造且功能在于使離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120的離子束單元100的更詳細水平的部件型式的剖視側視圖。
圖10是示出了如圖2、圖8和圖9所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程的透視示意圖，圖中特別示出了包括在離子束單元100的離子束引導和多次偏轉組件120中且被構造且功能在于使離子束產(chǎn)生三次偏轉的離子束第一偏轉組件122、離子束第二偏轉組件124和離子束第三偏轉組件140中的每個偏轉組件的典型特定優(yōu)選實施例。
因此，參見圖2并附加地參見圖3、圖4、圖5、圖6、圖8、圖9和圖10，用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法包括提供離子束10；并且引導提供的離子束10并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次(例如兩次或三次)偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
通常情況下，存在部分地根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的特定空間(方向、取向、構型)模式或方式且根據(jù)所述過程的特定時間(定時)模式或方式的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的多個不同的典型特定優(yōu)選實施例，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。特別地，使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的特定空間(方向、取向、構型)模式或方式是線性或旋轉的。特別地，使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的特定時間(定時)模式或方式是連續(xù)、不連續(xù)(周期性、非周期性或脈沖性的)或連續(xù)和不連續(xù)(周期性、非周期性或脈沖性)相組合的。此外，可根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的每種特定時間(定時)模式或方式，即連續(xù)、不連續(xù)(周期性、非周期性或脈沖性的)或連續(xù)和不連續(xù)(周期性、非周期性或脈沖性的)相組合的模式或方式，實施使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的每種特定空間(方向、取向、構型)模式或方式，即線性或旋轉的模式或方式。
更具體而言，就使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的特定空間(方向、取向、構型)模式或方式來說，使提供的離子束產(chǎn)生多次偏轉(例如兩次或三次偏轉)并線性或旋轉地引導所述提供的離子束以形成相應的受到線性或旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉(分別經(jīng)過兩次或三次偏轉)離子束20a、20b或20c，其中所述相應的受到線性或旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被分別線性或旋轉地導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
更具體而言，就使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的特定時間(定時)模式或方式來說，使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉(例如兩次或三次偏轉)且連續(xù)、不連續(xù)或連續(xù)和不連續(xù)相組合地引導所述提供的離子束以形成相應的連續(xù)、不連續(xù)或連續(xù)和不連續(xù)相組合的受到引導的經(jīng)過多次偏轉(分別經(jīng)過兩次或三次偏轉)的離子束20a、20b或20c，其中所述相應的連續(xù)、不連續(xù)或連續(xù)和不連續(xù)相組合的受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被分別連續(xù)、不連續(xù)或連續(xù)和不連續(xù)相組合地導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
因此，對于根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的每種特定時間(定時)模式或方式實施的使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的每種特定時間(定時)模式而言，使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉(例如兩次或三次偏轉)且連續(xù)、不連續(xù)或連續(xù)和不連續(xù)相組合地，線性或旋轉地引導所述提供的離子束以形成相應的連續(xù)、不連續(xù)或連續(xù)和不連續(xù)相組合的受到線性或旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉(分別經(jīng)過兩次或三次偏轉)的離子束20a、20b或20c，其中所述相應的連續(xù)、不連續(xù)或連續(xù)和不連續(xù)相組合的受到線性或旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被分別連續(xù)、不連續(xù)或連續(xù)和不連續(xù)相組合地，線性或旋轉地導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
下文對根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉(例如兩次或三次偏轉)并引導所述提供的離子束的過程的不同特定空間(方向、取向、構型)模式或方式且根據(jù)所述過程的不同特定時間(定時)模式或方式的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的上述(具有空間和時間特征的)典型特定優(yōu)選實施例中的每個實施例進行更詳細的示例性描述。為此，如圖2所示，提供的離子束10與在此被稱作縱向軸線40的縱向軸線基本上共軸的情況通常可應用于每個典型特定優(yōu)選實施例。此外，如圖2所示，工件與縱向軸線40基本上共軸的情況通?？蓱糜诿總€典型特定優(yōu)選實施例。對于典型的三維xyz坐標軸系統(tǒng)50而言，任意的縱向軸線40沿x軸的方向、順沿x軸進行延伸且與所述x軸共軸。
工件的離子束銑削的線性空間模式或方式參見圖2，提供的離子束10沿縱向軸線40[即x軸(在z＝0的域中)]的方向且順沿所述軸線被線性引導且進行延伸。隨后，受到線性引導的提供的離子束10產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且被線性引導，且被轉化或轉變成，且變?yōu)椋艿骄€性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c，所述離子束分別沿從上面的縱向軸線40[即x軸(在正z軸域中)]或從下面的縱向軸線40[即x軸(在負z軸域中)]的方向，或沿縱向軸線40[即x軸(在z＝0的域中)]的方向且順沿所述縱向軸線，朝向工件被線性引導且進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
更具體而言，前面的描述對應于用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的三個(具有線性空間特征的)主要典型特定優(yōu)選實施例，所述三個主要典型特定優(yōu)選實施例分別根據(jù)的是使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉(例如兩次或三次偏轉)并引導所述提供的離子束的過程的不同特定線性空間(方向、取向、構型)模式或方式，其中受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被線性地導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
此外，根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉(例如兩次或三次偏轉)并線性引導所述提供的離子束的過程的三種主要不同特定時間(定時)模式或方式實施用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的這三個(具有線性空間特征的)主要典型特定優(yōu)選實施例中的每個實施例，所述三種主要不同特定時間(定時)模式或方式選自組群，所述組群包括使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并線性引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式、使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并線性引導所述提供的離子束的過程的不連續(xù)(周期性、非周期性或脈沖性)類型的時間(定時)模式或方式以及使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并線性引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型和不連續(xù)類型的組合類型的時間(定時)模式或方式，其中受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被線性地導向、入射或撞擊在工件表面上且對所述工件表面進行銑削。下面緊接著對用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的這種典型特定優(yōu)選實施例進行示例性描述。
在第一主要(具有線性空間特征的)典型特定優(yōu)選實施例中，提供的離子束10產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被線性引導以形成受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a，所述受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿從上面的縱向軸線40[即x軸(在正z軸域中)]的方向朝向工件被線性引導且進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并線性引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)地產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)地線性引導以形成時間連續(xù)地受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a，所述時間連續(xù)地受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿從上面的縱向軸線40[即x軸(在正z軸域中)]的方向朝向工件被時間連續(xù)地線性引導且進行延伸，隨后時間連續(xù)地入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并線性引導所述提供的離子束的過程的不連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導以形成時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a，所述時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿從上面的縱向軸線40[即x軸(在正z軸域中)]的方向朝向工件被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導且進行延伸，隨后時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并線性引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型和不連續(xù)類型的組合類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導以形成時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a，所述時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿從上面的縱向軸線40[即x軸(在正z軸域中)]的方向朝向工件被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導且進行延伸，隨后時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
在第二主要(具有線性空間特征的)典型特定優(yōu)選實施例中，提供的離子束10產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被線性引導以形成受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20b，所述受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿從下面的縱向軸線40[即x軸(在負z軸域中)]的方向朝向工件被線性引導且進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)地產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)地線性引導以形成時間連續(xù)地受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20b，所述時間連續(xù)地受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿從下面的縱向軸線40[即x軸(在負z軸域中)]的方向朝向工件被時間連續(xù)地線性引導且進行延伸，隨后時間連續(xù)地入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的不連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導以形成時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20b，所述時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿從下面的縱向軸線40[即x軸(在負z軸域中)]的方向朝向工件被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導且進行延伸，隨后時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型和不連續(xù)類型的組合類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導以形成時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20b，所述時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿從下面的縱向軸線40[即x軸(在負z軸域中)]的方向朝向工件被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導且進行延伸，隨后時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
在第三主要(具有線性空間特征的)典型特定優(yōu)選實施例中，提供的離子束10產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被線性引導以形成受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c，所述受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿縱向軸線40[即x軸(在z＝0的域中)]且因此沿工件軸線40的方向且順沿所述軸線朝向工件被線性引導且進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并線性引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)地產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)地線性引導以形成時間連續(xù)地受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c，所述時間連續(xù)地受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿縱向軸線40[即x軸(在z＝0的域中)]且因此沿工件軸線40的方向且順沿所述軸線朝向工件被時間連續(xù)地線性引導且進行延伸，隨后時間連續(xù)地入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并線性引導所述提供的離子束的過程的不連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導以形成時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c，所述時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿縱向軸線40[即x軸(在z＝0的域中)]的方向且順沿所述縱向軸線朝向工件被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導且進行延伸，隨后時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并線性引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型和不連續(xù)類型的組合類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導以形成時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c，所述時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到線性引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束沿縱向軸線40[即x軸(在z＝0的域中)]的方向且順沿所述縱向軸線朝向工件被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)線性引導且進行延伸，隨后時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
工件的離子束銑削的旋轉空間模式或方式參見圖2，提供的離子束10沿縱向軸線40[即x軸(在z＝0的域中)]的方向且順沿所述軸線被線性引導且進行延伸。隨后，受到線性引導的提供的離子束10產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且被旋轉引導，且被轉化或轉變成，且變?yōu)椋艿叫D引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c，所述離子束分別“呈錐形”或“類錐形地”(在圖2中由透視法繪制的大的虛線圓52表示)，或“呈圓柱形地”(在圖2中由透視法繪制的小的虛線圓54表示)圍繞縱向軸線40朝向工件被旋轉引導且進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
更具體而言，前面的描述對應于用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的兩個(具有旋轉空間特征的)主要典型特定優(yōu)選實施例，所述兩個主要典型特定優(yōu)選實施例分別根據(jù)的是使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉(例如兩次或三次偏轉)并引導所述提供的離子束的過程的不同特定旋轉空間(方向、取向、構型)模式或方式，其中受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b或20c被旋轉地導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
此外，根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉(例如兩次或三次偏轉)并旋轉引導所述提供的離子束的過程的三種主要不同特定時間(定時)模式或方式實施用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的這兩個(具有旋轉空間特征的)主要典型特定優(yōu)選實施例中的每個實施例，所述三種主要不同特定時間(定時)模式或方式選自組群，所述組群包括使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并旋轉引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式、使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并旋轉引導所述提供的離子束的過程的不連續(xù)(周期性、非周期性或脈沖性)類型的時間(定時)模式或方式以及使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并旋轉引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型和不連續(xù)類型的組合類型的時間(定時)模式或方式，其中受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被旋轉地導向、入射或撞擊在工件表面上且對所述工件表面進行銑削。下面緊接著對用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的這種典型特定優(yōu)選實施例進行示例性描述。
在第一主要(具有旋轉空間特征的)典型特定優(yōu)選實施例中，提供的離子束10產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被旋轉引導以形成受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b，所述受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束圍繞縱向軸線40朝向工件被旋轉引導且“呈錐形”或“類錐形地”進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并呈錐形或類錐形地旋轉引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)地產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)地旋轉引導以形成時間連續(xù)地受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b，所述時間連續(xù)地受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束圍繞縱向軸線40朝向工件被時間連續(xù)地旋轉引導且呈錐形或類錐形地進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并呈錐形或類錐形地旋轉引導所述提供的離子束的過程的不連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)旋轉引導以形成時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b，所述時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束圍繞縱向軸線40朝向工件被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)旋轉引導且呈錐形或類錐形地進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并呈錐形或類錐形地旋轉引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型和不連續(xù)類型的組合類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)旋轉引導以形成時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性的)受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b，所述時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束圍繞縱向軸線40朝向工件被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)旋轉引導且呈錐形或類錐形地進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
在第二主要(具有旋轉空間特征的)典型特定優(yōu)選實施例中，提供的離子束10產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被旋轉引導以形成受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c，所述受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束圍繞縱向軸線40朝向工件被旋轉引導且“呈圓柱形地”進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削，其中提供的離子束10與縱向軸線40共軸。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并呈圓柱形地旋轉引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)地產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)地旋轉引導以形成時間連續(xù)地受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c，所述時間連續(xù)地受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束圍繞縱向軸線40朝向工件被時間連續(xù)地旋轉引導且呈圓柱形地進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并呈圓柱形地旋轉引導所述提供的離子束的過程的不連續(xù)類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)旋轉引導以形成時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c，所述時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束圍繞縱向軸線40朝向工件被時間不連續(xù)地(周期性或非周期性地)旋轉引導且呈圓柱形地進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并呈圓柱形地旋轉引導所述提供的離子束的過程的連續(xù)類型和不連續(xù)類型的組合類型的時間(定時)模式或方式，提供的離子束10時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)產(chǎn)生至少兩次偏轉(多次偏轉)且隨后被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)旋轉引導以形成時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性的)受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c，所述時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束圍繞縱向軸線40朝向工件被時間連續(xù)且不連續(xù)地(周期性或非周期性地)旋轉引導且呈圓柱形地進行延伸，隨后入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
參見圖2，就上面示例性描述的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的兩個(具有旋轉空間特征的)主要典型特定優(yōu)選實施例和實施每個所述優(yōu)選實施例的三種時間(定時)模式而言，受到錐形或類錐形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b是根據(jù)順時針方向、逆時針方向或順時針方向和逆時針方向的組合方向圍繞縱向軸線40(圓52)進行運動的。
此外，受到錐形或類錐形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b圍繞縱向軸線40(圓52)的順時針方向、逆時針方向或順時針方向和逆時針方向的組合方向根據(jù)的是部分旋轉方式，即大于0°且小于360°，或/和根據(jù)的是至少一次完全旋轉方式，即等于或大于360°。此外，受到錐形或類錐形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b圍繞縱向軸線40(圓52)的這種部分或/和完全旋轉方式根據(jù)的是前后擺動類型的錐形或類錐形旋轉運動，或/和根據(jù)的是連續(xù)或/和不連續(xù)(周期性、非周期性或脈沖性的)振動類型的錐形或類錐形旋轉運動。此外，根據(jù)剛才所述的順時針方向、逆時針方向或順時針方向和逆時針方向的組合方向的任何方向的受到錐形或類錐形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b圍繞縱向軸線(圓52)進行的旋轉運動通常被投影為圓或橢圓。
受到圓柱形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c是根據(jù)順時針方向、逆時針方向或順時針方向和逆時針方向的組合方向圍繞縱向軸線40(圓54)進行運動的。此外，對于受到圓柱形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c而言，由于縱向軸線40與提供的離子束10同軸，因此受到圓柱形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c圍繞縱向軸線40的順時針或逆時針旋轉方向等效于受到圓柱形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c圍繞提供的離子束10的軸線且因此圍繞受到圓柱形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c的軸線的順時針或逆時針旋轉方向。
此外，受到圓柱形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c圍繞縱向軸線40(圓54)的順時針方向、逆時針方向或順時針方向和逆時針方向的組合方向根據(jù)的是部分旋轉方式，即大于0°且小于360°，或/和根據(jù)的是至少一次完全旋轉方式，即等于或大于360°。此外，受到圓柱形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c圍繞縱向軸線40(圓54)的這種部分或/和完全旋轉方式根據(jù)的是前后擺動類型的圓柱形旋轉運動，或/和根據(jù)的是連續(xù)或/和不連續(xù)(周期性、非周期性或脈沖性的)振動類型的圓柱形旋轉運動。此外，根據(jù)剛才所述的順時針方向、逆時針方向或順時針方向和逆時針方向的組合方向的任何方向的受到圓柱形旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20c圍繞縱向軸線(圓54)進行的圓柱形旋轉運動通常被投影為圓。
受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束所具有的主要特征參數(shù)參見圖2，對于上面進行了示例性描述的根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的特定線性或旋轉空間(方向、取向、構型)模式或方式且根據(jù)所述過程的特定連續(xù)或不連續(xù)時間(定時)模式或方式的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的不同典型特定優(yōu)選實施例而言，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削，可應用下列主要參數(shù)表征受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時的特征。
離子束的直徑或寬度受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時的直徑或寬度。對于工件的寬離子束(BIB)型離子束銑削過程而言，離子束的直徑或寬度優(yōu)選在約30微米與約2000微米(2毫米)之間的范圍內，且更優(yōu)選在約200微米與約1000微米(1毫米)之間的范圍內。對于工件的聚焦離子束(FIB)型離子束銑削過程而言，離子束的直徑或寬度優(yōu)選在約5納米與約100納米之間的范圍內。
離子束的強度(能量)受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時的強度(能量)。優(yōu)選在約0.5keV(千電子伏特)與約12keV(千電子伏特)之間的范圍內，且更優(yōu)選在約1keV與約10keV之間的范圍內。
離子束強度(能量)的一階時間導數(shù)d(離子束強度或能量)/dt，其中t表示時間。受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c的強度(能量)隨時間的變化率對應于受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時的強度(能量)的時間變化率。
離子束強度(能量)的二階時間導數(shù)d2(離子束強度或能量)/dt2，其中t表示時間。受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c的強度(能量)的一階時間導數(shù)的變化率對應于受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時的強度(能量)的時間導數(shù)的時間變化率。
離子束的電流密度或通量受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時的二維(面積)電流密度或通量，所述電流密度或通量以受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c的單位剖面面積的電流的單位表示。優(yōu)選在約0.08mA/cm2(毫安/平方厘米)與約500mA/cm2(毫安/平方厘米)之間的范圍內，且更優(yōu)選在約0.1mA/cm2與約30mA/cm2之間的范圍內。
離子束的旋轉角度或角位移受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時圍繞縱向軸線40的旋轉角度或角位移。在0°與360°/旋轉之間的范圍內。
離子束的旋轉角度或角位移的一階時間導數(shù)d(離子束的旋轉角度或角位移)/dt，其中t表示時間。受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時圍繞縱向軸線40的旋轉角度或角位移隨時間的變化率對應于受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時圍繞縱向軸線40的旋轉角度或角位移的時間變化率。
離子束的旋轉角度或角位移的二階時間導數(shù)d2(離子束的旋轉角度或角位移)/dt2，其中t表示時間。受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時圍繞縱向軸線40的旋轉角度或角位移的一階時間導數(shù)隨時間的變化率對應于受到旋轉引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削時圍繞縱向軸線40的旋轉角度或角位移的一階時間導數(shù)的時間變化率。
離子束的方向、路徑或軌跡受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c的方向、路徑或軌跡對應于上面示例性描述的使提供的離子束10相對于縱向軸線40的特定線性或(呈錐形或類錐形，或呈圓柱形)產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的特定線性或(錐形或類錐形，或圓柱形)旋轉空間(方向、取向、構型)模式或方式，同時受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
本發(fā)明的另一個主要方面是上文所述的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的子組合，由此提供了一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的方法，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能通過使提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束，并且使受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束，而引導提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束。
因此，參見圖2并附加地參見圖3、圖4、圖5、圖8、圖9和圖10，用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的方法包括通過使提供的離子束10產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束(例如，在圖3和圖8中被示作16a或16b；且在圖4、圖5、圖9和圖10中被示作16)，并且使受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束(分別為16a或16b，或16)產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c的類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束，而引導提供的離子束10并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c。
本發(fā)明的另一個主要方面提供了一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的裝置，所述裝置包括下列主要部件及其功能用于提供離子束的離子束源組件；和用于引導提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
圖3是示出了如圖2所示的典型優(yōu)選實施例的更詳細型式的側視示意圖，圖中特別示出了裝置的典型特定優(yōu)選實施例，所述裝置為包括用于使離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120的離子束單元100，且圖中示出了工件成像和銑削檢測單元300的典型特定優(yōu)選實施例。
圖4是示出了如圖2和圖3所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的過程的側視示意圖，圖中特別示出了裝置的更詳細水平的部件型式的剖視側視圖，所述裝置為包括被構造且功能在于使離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120的離子束單元100。
上面對根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的特定線性或旋轉空間(方向、取向、構型)模式或方式且根據(jù)所述過程的特定連續(xù)或不連續(xù)時間(定時)模式或方式的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的不同典型特定優(yōu)選實施例進行的示例性描述通?？捎糜趯ρb置進行示例性描述，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削，如圖2所示，所述裝置為如圖3和圖4所示的離子束單元100，其中離子束單元100包括特定地用于使提供的離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120。
因此，如圖2、圖3和圖4所示，用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的裝置，所述裝置為離子束單元100，包括下列主要部件及其功能用于提供離子束10的離子束源組件110；和用于引導提供的離子束10并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b(在圖2和圖3中；且在圖4中通常被示作20)的離子束引導和多次偏轉組件120，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b(在圖2和圖3中；在圖4中被示作20)被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
正如所述，離子源組件110用于提供離子束10。通常情況下，離子束源組件110通過使例如非離子化粒子供應物離子化而產(chǎn)生離子束10，例如通過非離子化粒子供應組件112將所述非離子化粒子供應物供應至離子束源組件110。通常情況下，非離子化粒子供應組件112與離子束源組件110分離或成一體。非離子化粒子供應組件112優(yōu)選與離子束源組件110分離且被操作性地連接至所述離子束源組件，例如圖3和圖4所示。
通常情況下，非離子化粒子供應物大體上為任何類型和相態(tài)的化學物質，所述化學物質能夠被離子化以使得在離子化形式下能夠對工件進行銑削。非離子化粒子供應物優(yōu)選選自包括氣體和液體金屬的組群。典型的氣體型的非離子化粒子供應物是惰性氣體如氬或氙。典型的液體金屬型非離子化粒子供應物為液體鎵。
本發(fā)明的裝置即離子束單元100用于對工件實施寬離子束(BIB)類型的銑削，或另一種可選方式是用于對工件實施聚焦離子束(FIB)類型的銑削。因此，對于本發(fā)明的裝置即離子束單元100的寬離子束(BIB)類型的實施方式而言，非離子化粒子供應物為惰性氣體如氬或氙。另一種可選方式是，對于本發(fā)明的裝置即離子束單元100的聚焦離子束(FIB)銑削類型的實施方式而言，非離子化粒子供應物為液體金屬類型的非離子化粒子供應物，特別是液體鎵。非離子化粒子供應物112優(yōu)選為惰性氣體如氬或氙以防止在工件的離子束銑削過程中在工件表面上或工件表面內產(chǎn)生人為異物或使所述產(chǎn)生情況最小化，由此改進經(jīng)過銑削的表面的質量。
通常情況下，在離子束單元100中的離子束源組件110可具有多種不同類型。例如，離子束源組件110是雙等離子管(BIB)類型的離子束源組件，或另一種可選方式是，所述離子束源組件是電子緊湊(BIB)類型的離子束源組件，其中每種非離子化粒子供應物112是惰性氣體如氬或氙。
圖5是示出了如圖2、圖3和圖4所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程的透視示意圖，圖中特別示出了包括在離子束單元100的離子束引導和多次偏轉組件120中的被構造且功能在于使離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束第一偏轉組件122和離子束第二偏轉組件124中的每個偏轉組件的典型特定優(yōu)選實施例。
參見圖2、圖3、圖4和圖5，離子束引導和多次偏轉組件120用于引導提供的離子束10并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a和20b(在圖2和圖3中；在圖4和圖5中為20)，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b(在圖2和圖3中；在圖4和圖5中為20)被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
離子束引導和多次偏轉組件120包括下列主要部件及其功能用于使提供的離子束10產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束16a或16b(在圖3中；在圖4和圖5中為16)的離子束第一偏轉組件122和用于使受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束16a或16b(在圖3中；在圖4和圖5中為16)產(chǎn)生偏轉且引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而分別形成分別具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b(在圖2和圖3中；在圖4和圖5中為20)的類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束20a或20b(在圖2和圖3中；在圖4和圖5中為20)的離子束第二偏轉組件124。
通常情況下，離子束第一偏轉組件122包括一組兩對優(yōu)選對稱設置的靜電板或電極，其中每對靜電板或電極隔開預定分離距離。例如，參見圖4和圖5，離子束第一偏轉組件122包括一組兩對優(yōu)選對稱設置的靜電板或電極，即第一對對稱設置的靜電板或電極122a和第二對對稱設置的靜電板或電極122b，其中每對靜電板或電極隔開一定的分離距離。
在離子束第一偏轉組件122中，將分別由指定的操作性連接的電源例如P1或P2提供的電壓供應給每對靜電板或電極，即第一對靜電板或電極122a和第二對靜電板或電極122b，圖4特別示出了所述情況。在離子束第一偏轉組件122的操作過程中，由電源P1供應至第一對靜電板或電極122a和由電源P2供應至第二對靜電板或電極122b的電壓大小決定了為形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束16a或16b(在圖3中；在圖4和圖5中為16)，提供的離子束10相對于縱向軸線40的空間(線性和旋轉)偏轉程度，所述提供的離子束通常且優(yōu)選為受到引導的聚焦離子束14。
操作離子束第一偏轉組件122的重要目的在于以優(yōu)化的空間(線性或/和旋轉)和時間(連續(xù)或/和不連續(xù))方式使提供的離子束10產(chǎn)生偏轉且引導所述提供的離子束進入離子束第二偏轉組件124的內電極空間內，所述提供的離子束通常且優(yōu)選為受到引導的聚焦離子束14。
參見圖4，離子束第一偏轉組件122使提供的離子束10根據(jù)在此被稱作θD的偏轉角或偏轉的角度相對于縱向軸線40產(chǎn)生偏轉，所述提供的離子束通常且優(yōu)選為受到引導的聚焦離子束14。圖4中特別示出了這種情況，其中受到引導的聚焦離子束14進入、根據(jù)偏轉角度θD產(chǎn)生偏轉且以受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束16的形式離開離子束第一偏轉組件122。
通常情況下，離子束第二偏轉組件124包括一組兩個(內部和外部)對稱且同心設置且呈球形或橢圓形成形或構造的靜電板或電極，其中靜電板或電極均勻地(即沿周向地)分開預定分離距離。例如，參見圖4和圖5，離子束第二偏轉組件124包括一組兩個對稱且同心設置且呈球形或橢圓形成形或構造的靜電板或電極，即內部對稱設置且呈球形或橢圓形成形或構造的靜電板或電極124a，和外部對稱設置且呈球形或橢圓形成形或構造的靜電板或電極124b，其中靜電板或電極隔開一定的分離距離。
在離子束第二偏轉組件124中，將分別由指定的操作性連接的電源例如P3或P4提供的電壓供應給每個靜電板或電極即內部靜電板或電極124a和外部靜電板或電極124b，圖4特別示出了所述情況。在離子束第二偏轉組件124的操作過程中，由電源P3供應至內部靜電板或電極124a和由電源P4供應至外部靜電板或電極124b的電壓大小決定了用于分別形成分別具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b(在圖2和圖3中；在圖4和圖5中為20)的類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束20a或20b(在圖2和圖3中；在圖4和圖5中為20)，受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束16a或16b(在圖3中；在圖4和圖5中為16)相對于縱向軸線40的空間(線性和旋轉)偏轉程度。
操作離子束第二偏轉組件124的重要目的在于以優(yōu)化的空間(線性或/和旋轉)和時間(連續(xù)或/和不連續(xù))方式，分別以分別作為經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束20a或20b(在圖2和圖3中；在圖4和圖5為20)的形式，使受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束16a或16b(在圖3中；在圖4和圖5為16)產(chǎn)生偏轉且引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束，以使得作為受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束20a或20b被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。
參見圖4，離子束第二偏轉組件124使受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束16根據(jù)在此被稱作θI的入射角或入射的角度相對于縱向軸線40在工件表面上產(chǎn)生偏轉，其中分別作為經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束20a或20b被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。分別作為受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a或20b的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束20a或20b相對于縱向軸線40且在工件表面上的最大入射角或入射的角度θI優(yōu)選在約0°與約90°之間的范圍內，且更優(yōu)選在約0°與約30°之間的范圍內。
如圖4所示，αD(90-θD)對應于離子束第二偏轉組件124的內部靜電板或電極124a的頂角的一半，而αI(90-θI)對應于面對工件的離子束第二偏轉組件124的第二靜電板或電極124b的頂角的一半。
參見圖3和圖4，在離子束單元100中，離子束引導和多次偏轉組件120優(yōu)選進一步包括用于對提供的離子束10進行聚焦和引導以形成受到引導的聚焦離子束14的離子束聚焦組件126。參見圖4，離子束聚焦組件126包括的主要部件有第一靜電透鏡132、第二靜電透鏡134和孔口136。
第一靜電透鏡132用于對由離子束源組件110提供的離子束10進行初步聚焦。將由指定的操作性連接的電源如P5提供的電壓供應給第一靜電透鏡132，圖4特別示出了這種情況。
第二靜電透鏡134用于對由離子束源組件110提供的離子束10進行進一步聚焦且將所述離子束引導至離子束第一偏轉組件122的第一對靜電板或電極122a和第二對靜電板或電極122b之間的內電極空間。將由指定的操作性連接的電源如P6提供的電壓供應給第二靜電透鏡132，圖4特別示出了這種情況。
孔口136用于限制或約束由離子束源組件110提供的離子束10的直徑。
參見圖3和圖4，在離子束單元100的離子束引導和多次偏轉組件120中，離子束聚焦組件126可選且優(yōu)選被操作性地連接至或進一步包括離子束偏轉子組件12g以使提供的離子束10沿縱向軸線40[即x軸(在z＝0的域中)]的方向且順沿所述縱向軸線產(chǎn)生偏轉，以便高度精確地保持提供的離子束10與縱向軸線40共軸。
參見圖3和圖4，在離子束單元100中，離子束引導和多次偏轉組件120優(yōu)選進一步包括用于引出和引導由離子束源組件110提供的離子束10從而形成受到引導的引出離子束12的離子束引出器組件130。
參見圖3和圖4，在離子束單元100中，離子束引導和多次偏轉組件120優(yōu)選進一步包括離子束真空室組件150以便罩住離子束引導和多次偏轉組件120的多個組件、子組件、部件和元件且當離子束單元100被操作性地連接至真空單元特別是下文結合圖11、圖12和圖13進一步描述的系統(tǒng)70的真空單元200的真空室組件210時允許保持所述離子束單元的真空環(huán)境。
圖5是示出了如圖2、圖3和圖4所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程的透視示意圖，圖中特別示出了包括在離子束單元100的離子束引導和多次偏轉組件120中的被構造且功能在于使離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束第一偏轉組件122和離子束第二偏轉組件124中的每個偏轉組件的典型特定優(yōu)選實施例。
圖6a-圖6e是一起示出了通過第一離子束偏轉組件122和第二離子束偏轉組件124a和124b而受到引導且經(jīng)過多次偏轉的離子束相對于與工件共軸的隨意對準的縱向軸線40產(chǎn)生的旋轉(角度)順序的透視示意圖，所述離子束對應于圍繞縱向軸線40在0°與360°之間的范圍內進行旋轉且被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削的具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束20。
圖7a是示出了被導向、入射且撞擊在第一類典型工件(大致成形為矩形的板片)的表面上并且對所述表面進行銑削的受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20(經(jīng)過兩次偏轉)或22(經(jīng)過三次偏轉)的透視近視示意圖，圖中特別示出了離子束20或22、表面和工件的相對幾何形狀和尺寸。圖7b是示出了被導向、入射且撞擊在第二類典型工件(半導體晶片或芯片的一部分的典型樣品，其中通過例如與圖1所示的樣品保持器元件相似的樣品保持器元件保持表面(具有掩模))的表面上并且對所述工件表面進行銑削的受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20(經(jīng)過兩次偏轉)或22(經(jīng)過三次偏轉)的透視近視示意圖，圖中特別示出了離子束20或22、表面和工件的相對幾何形狀和尺寸。受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20(經(jīng)過兩次偏轉)或22(經(jīng)過三次偏轉)的直徑d優(yōu)選在約30微米與約2000微米(2毫米)之間的范圍內，且更優(yōu)選在約200微米與約1000微米(1毫米)之間的范圍內。
圖8是示出了如圖2所示的典型優(yōu)選實施例的更詳細型式的側視示意圖，圖中特別示出了包括用于使離子束10產(chǎn)生三次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120的離子束單元100的典型特定優(yōu)選實施例，和工件成像和銑削檢測單元300的典型特定優(yōu)選實施例。
上面對根據(jù)使提供的離子束10產(chǎn)生多次偏轉并引導所述提供的離子束的過程的特定線性或旋轉空間(方向、取向、構型)模式或方式且根據(jù)所述過程的特定連續(xù)或不連續(xù)時間(定時)模式或方式的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法的不同典型特定優(yōu)選實施例進行的示例性描述通常可用于對裝置進行示例性描述，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20a、20b或20c被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削，如圖2所示，所述裝置為如圖8所示的離子束單元100，其中離子束單元100包括特定地用于使提供的離子束10產(chǎn)生三次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120。
圖9是示出了如圖2和圖8所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的過程的側視示意圖，圖中特別示出了包括被構造且功能在于使離子束10產(chǎn)生兩次偏轉的離子束引導和多次偏轉組件120的離子束單元100的更詳細水平的部件型式的剖視側視圖。
圖10是示出了如圖2、圖8和圖9所示的對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程的透視示意圖，圖中特別示出了包括在離子束單元100的離子束引導和多次偏轉組件120中且被構造且功能在于使離子束產(chǎn)生三次偏轉的離子束第一偏轉組件122、離子束第二偏轉組件124和離子束第三偏轉組件140中的每個偏轉組件的典型特定優(yōu)選實施例。
本發(fā)明的另一個主要方面是用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的裝置的子組合，由此提供了一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的裝置，所述裝置包括下列主要部件及其功能用于引導提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和使受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件。
本發(fā)明的另一個主要方面提供了一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括下列主要部件離子束單元，其中所述離子束單元包括用于提供離子束的離子束源組件，和用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削；和操作性地連接至所述離子束單元以為所述離子束單元和所述工件提供且保持真空環(huán)境的真空單元。
真空單元優(yōu)選包括工件。更具體而言，工件優(yōu)選被包括在真空單元的真空室組件內部，例如借助于將工件操作性地連接至工件操控和定位單元而相對于受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束且相對于真空單元的真空室組件處于靜止(靜態(tài)或固定)構型，或處于活動構型以及處于可去除構型。
系統(tǒng)優(yōu)選進一步包括操作性地連接至離子束單元且連接至真空單元以為離子束單元和真空單元提供電子器件且使得能夠對所述離子束單元和所述真空單元進行工藝控制的電子器件和工藝控制設施?？蛇x且優(yōu)選地，系統(tǒng)進一步包括選自組群的至少一個附加單元，所述組群包括工件成像和銑削檢測單元、工件操控和定位單元、防振單元、部件成像單元和工件分析單元，其中每個附加單元被操作性地連接至真空單元。電子器件和工藝控制設施優(yōu)選還被操作地連接至每個附加單元從而以操作性地與離子束單元和真空單元成一體的方式為每個附加單元提供電子器件且使得能夠對所述每個附加單元進行工藝控制。
圖11是示出了用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)的典型優(yōu)選實施例的框圖，所述系統(tǒng)通常在此被稱作系統(tǒng)70，所述系統(tǒng)包括的主要部件有上文示例性描述的離子束單元100和真空單元200。真空單元200優(yōu)選包括工件。圖12是示出了如圖11所示的用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)70及其附加單元的透視圖的(等距)示意圖。圖13是示出了如圖11和圖12所示的系統(tǒng)70的頂視圖的(等距)示意圖。
在圖11、圖12和圖13所示的系統(tǒng)70中，上文結合圖2-圖10進行了示例性描述的離子束單元100包括用于提供離子束10的離子束源組件110和用于引導提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20的離子束引導和多次偏轉組件120，其中受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削。真空單元200被操作性地連接至離子束單元100以為離子束單元100和工件提供且保持真空環(huán)境。如圖11、圖12和圖13所示，系統(tǒng)70優(yōu)選進一步包括操作性地連接(例如，在圖11中，由與離子束單元100和真空單元200的操作連接線相交的更大的橢圓表示)至離子束單元100且連接至真空單元200以為離子束單元100和真空單元200提供電子器件且使得能夠對所述離子束單元和所述真空單元進行工藝控制的電子器件和工藝控制設施800。
可選且優(yōu)選地，系統(tǒng)70進一步包括選自組群的至少一個附加單元，所述組群包括工件成像和銑削檢測單元300、工件操控和定位單元400、防振單元500、部件成像單元600和至少一個工件分析單元700，其中每個附加單元被操作性地連接至真空單元200。電子器件和工藝控制設施800優(yōu)選還被操作性地連接至每個附加單元從而以操作性地與離子束單元100和真空單元200成一體的方式為每個附加單元提供電子器件且使得能夠對所述每個附加單元進行工藝控制。
因此，本發(fā)明提供了用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)即系統(tǒng)70的多個其它可選特定典型優(yōu)選實施例。
以非限制性方式，如圖12和圖13所示，系統(tǒng)70的多個單元或其部件被直接安裝到且操作性地連接到具有固定或可移動的臺座、架臺或框架類型的系統(tǒng)支承組件900上，所述系統(tǒng)支承組件包括適當構造的支承元件、腿部、托架和可移動元件如輪部，而其它系統(tǒng)單元或其部件被安裝到那些被直接安裝到系統(tǒng)支承組件900上的系統(tǒng)單元或其部件上。
正如所述，參見圖11、圖12和圖13，在系統(tǒng)70中，優(yōu)選包括工件的真空單元200被操作性地連接至離子束單元100以為離子束單元100和工件提供且保持真空環(huán)境。真空單元200還用作離子束單元100和工件以及系統(tǒng)70的可選附加單元的整體結構或殼體。
對于真空單元200的功能和操作而言，真空單元200包括下列主要部件真空室組件210、工件插入/去除組件220、真空計組件、前級泵組件、高真空泵組件和真空分配組件。
如圖2、圖3、圖4、圖8和圖9特別示出的與離子束單元100以及工件成像和銑削檢測單元300相關且如圖12示出的與多個系統(tǒng)單元相關的真空室組件210用作為離子束單元100及其部件以及系統(tǒng)70的多個可能的可選附加單元及其部件提供真空環(huán)境的結構。真空室組件210還用作離子束單元100及其部件以及系統(tǒng)70的多個可能的可選附加單元及其部件的整個結構或殼體。例如，工件優(yōu)選被包括在真空單元200的真空室210組件內部，例如借助于將工件操作性地連接至工件操控和定位單元400而相對于受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20且相對于真空單元200的真空室組件210處于靜止(靜態(tài)或固定)構型，或處于活動構型以及處于可去除構型。
真空室組件210是系統(tǒng)70的整個真空環(huán)境位置。真空室組件210被操作性地連接至離子束單元100，且連接至系統(tǒng)70的每個可選的附加單元如工件成像和銑削檢測單元300、工件操控和定位單元400、防振單元500、部件成像單元600和至少一個工件分析單元700。真空室組件210罩住工件插入/去除組件220和真空計組件。真空單元200的其它組件即真空計組件、前級泵組件、高真空泵部件和真空分配組件位于系統(tǒng)70的各個不同位置處，且被操作性地連接至真空室組件210。
工件插入/去除組件220(例如圖12部分示出地)的作用在于例如通過工件操控和定位單元400(圖15)而使得能夠將工件插入真空室組件210內且使得能夠從真空室組件210中去除工件。工件插入/去除組件220的第一特定典型實施例以密封快門或快門狀元件的形式存在，所述元件在將工件插入真空室組件210內或從真空室組件210中去除工件的時間里進行操作。工件插入/去除組件220的第二特定典型實施例以氣鎖的形式存在。
對于包括工件操控和定位單元400的系統(tǒng)70的典型優(yōu)選實施例而言，則例如以氣鎖形式存在的工件插入/去除組件220的作用在于通過工件操控和定位單元400在將工件插入真空室組件210內或從真空室組件210中去除工件的時間里保持在真空單元200的真空室組件210的所有范圍內存在真空環(huán)境。這種工件插入/去除組件220通常包括的主要部件有室和連接閥。
參見圖15，在這種實施例中，室用作發(fā)生將工件裝載到工件保持器組件420上或從工件保持器組件420上卸載工件的過程的區(qū)域或體積空間。室的內部環(huán)境處于大氣壓力或真空狀態(tài)下，這取決于將工件裝載到工件保持器組件420上或從工件保持器組件420上卸載工件的實際階段。對于包括工件操控和定位單元400的系統(tǒng)70的典型優(yōu)選實施例而言，則例如工件操控和定位單元400的5軸/6DOF(自由度)工件操控和定位組件410被用于在氣鎖組件的室與真空單元200的真空室組件210之間傳遞工件保持器組件420。
進一步地，在這種實施例中，連接閥的作用在于將氣鎖組件的室的區(qū)域或體積空間聯(lián)接至真空室組件210的區(qū)域或體積空間，以及使氣鎖組件的室的區(qū)域或體積空間與真空室組件210的區(qū)域或體積空間分開。通常情況下，連接閥基本上是作用在于且被構造以使得能夠手動、半自動或全自動地將第一室的區(qū)域或體積空間聯(lián)接至第二室的區(qū)域或體積空間，以及使第一室的區(qū)域或體積空間與第二室的區(qū)域或體積空間分開的任何類型的閥。連接閥優(yōu)選進行作用且被構造以使得能夠在使氣鎖組件的室的區(qū)域或體積空間與真空室組件210的區(qū)域或體積空間聯(lián)接或分離的過程中進行全自動操作。這種自動連接閥是氣動或電類型的閥。另一種可選方式是，連接閥進行作用且被構造以使得能夠在使氣鎖組件的室的區(qū)域或體積空間與真空室組件210的區(qū)域或體積空間聯(lián)接或分離的過程中進行手動操作。典型類型的手動連接閥是具有通過手動柄部打開或關閉的類型的閥。
對于不包括樣品操控和定位單元400的系統(tǒng)70的典型優(yōu)選實施例而言，則以氣鎖形式存在的工件插入/去除組件220進一步包括工件保持器接收器。
真空計組件的作用在于，在通過工件操控和定位單元400將工件裝載到工件保持器組件420上或從工件保持器組件420上卸載工件的過程之前、過程中或過程之后的任何時間連續(xù)地計量或監(jiān)控真空室組件210內存在的真空狀態(tài)和氣鎖組件的室內存在的真空狀態(tài)。真空計組件包括的主要部件有操作性地連接至真空室組件210的至少一個真空計和操作性地連接至氣鎖組件的室的至少一個真空計。
在真空單元200中，前級泵組件和高真空泵組件分別用于將真空室組件210泵吸降壓至約10-3Torr和降壓至10-6Torr。真空單元200可選地包括用于提供且保持超高真空條件的組件和相關設備，例如使真空室組件210和系統(tǒng)70的可選附件單元中存在壓力低至約10-10Torr的真空環(huán)境。
真空分配組件用于將不同的預定真空水平分配至被操作性地連接至真空單元200的真空室組件210的系統(tǒng)70的不同單元并保持所述真空水平，且用于清除系統(tǒng)70的不同單元中的正壓力。例如，在通過工件操控和定位單元400將工件裝載到工件保持器組件420上或從工件保持器組件420上卸載工件的過程之前、過程中或過程之后的任何時間對真空單元200的氣鎖組件進行清除。
參見圖11、圖12、圖13和圖14，系統(tǒng)70可選且優(yōu)選地包括用于使工件成像并確定和控制工件的離子束銑削程度的工件成像和銑削檢測單元300。工件成像和銑削檢測單元300優(yōu)選被操作性地連接至真空單元200的真空室組件210。
圖14是示出了作為圖12和圖13所示的系統(tǒng)70的一部分的工件成像和銑削檢測單元300的典型特定優(yōu)選實施例及其主要部件的透視圖的(等距)示意圖，所述主要部件與離子束單元100、工件操控和定位單元400、部件成像單元600相關，且所有這些都與工件相關。
參見圖14，工件成像和銑削檢測單元300包括的主要部件有掃描電子顯微鏡(SEM)鏡筒組件310、二次電子檢測器組件320、背散射電子檢測器組件330和透射電子檢測器組件340。工件成像和銑削檢測單元300及選擇的其主要部件如圖2、圖3、圖4、圖8、圖9、圖16和圖17所示，正如在此所述，所述單元和主要部件與多個系統(tǒng)單元及其組件操作性地相關。
掃描電子顯微鏡鏡筒組件用于產(chǎn)生在此被標記為302(在圖2、圖3、圖4、圖8、圖9、圖17a和圖17b中)且被標記為PE(在圖16、圖17a和圖17b中)的一次電子的電子束探針，所述電子束探針沿工件表面進行掃描。
在系統(tǒng)70中可選且優(yōu)選地包括有工件成像和銑削檢測單元300的情況下，則其中所包括的掃描電子顯微鏡鏡筒組件310，以及二次電子檢測器組件320或/和背散射電子檢測器組件330還可用于對工件表面進行物理分析。另一種可選方式是，或此外，由于工件對于電子而言是透明的，因此掃描電子顯微鏡鏡筒組件310可借助于利用工件成像和銑削檢測單元300的透射電子檢測器組件340而在STEM(掃描透射電子顯微鏡)模式下進行操作從而對工件的塊體材料進行物理分析。
二次電子檢測器組件320用于檢測在此被標記為318(圖3和圖8)且被標記為SE(圖16)的二次電子，所述二次電子由于一次電子302(圖2、圖3、圖4、圖8、圖9、圖17a和圖17b)和PE(圖16、圖17a和圖17b)與工件表面之間的相互作用的結果而從工件的表面被發(fā)出。對檢測到的二次電子318的信號進行處理以獲得工件表面的圖像。二次電子檢測器組件320優(yōu)選在實施本發(fā)明的過程中進行連續(xù)操作。
背散射電子檢測器組件330用于檢測從工件的子表面或/和表面層產(chǎn)生背散射的一次電子302(圖2、圖3、圖4、圖8、圖9、圖17a和圖17b)和PE(圖16、圖17a和圖17b)。對檢測到的經(jīng)過背散射的一次電子308(圖3和圖8)的信號進行處理以獲得工件表面的圖像。背散射電子檢測器組件330優(yōu)選在實施本發(fā)明的過程中進行連續(xù)操作。
透射電子檢測器組件340用于檢測透射穿過工件的一次電子302(圖2、圖3、圖4、圖8、圖9、圖17a和圖17b)和PE(圖16、圖17a和圖17b)。透射電子檢測器組件340優(yōu)選在實施本發(fā)明的過程中進行連續(xù)操作。
為簡要起見，在圖2中，在此被共同標記為304的二次電子和背散射電子被大致示作由工件成像和銑削檢測單元300檢測的情況。
參見圖11、圖12、圖13和圖15，系統(tǒng)70可選且優(yōu)選地包括工件操控和定位單元400以操控工件。工件操控和定位單元400被操作性地連接至真空單元200的真空室組件210。
圖15是示出了作為圖11、圖12和圖13所示的系統(tǒng)70的一部分的工件操控和定位單元400的典型特定優(yōu)選實施例及其主要部件的透視圖的(等距)示意圖，圖中特別示出了沒有工件(a)和具有工件(b)的工件保持器組件420的近視圖。如圖15所示，工件操控和定位單元400包括的主要部件有5軸/6DOF(自由度)工件操控器組件410、工件保持器組件420和校準組件430。
5軸/6DOF(自由度)工件操控器組件410用于相對于受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20且相對于真空單元200的真空室組件210操控和定位工件。
工件保持器組件420用于有利于將工件插入真空室組件210內，且有利于從真空單元200的真空室組件210中去除工件。工件保持器組件420附加地用于在對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程中保持工件。
校準組件420用于使得能夠相對于離子束單元100的受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20且相對于由工件成像和銑削檢測單元300的透射電子顯微鏡鏡筒組件310透射出的一次電子束對工件進行校準。
對于包括工件操控和定位單元400的系統(tǒng)70的典型優(yōu)選實施例而言，則例如工件操控和定位單元400的5軸/6DOF(自由度)工件操控和定位組件410用于在氣鎖組件的室與真空單元200的真空室組件210之間傳遞工件保持器組件420。
參見圖11、圖12和圖13，系統(tǒng)70可選且優(yōu)選地包括用于防止在系統(tǒng)70的操作過程中發(fā)生振動或使所述振動最小化的防振單元500。防振單元500及其部件被直接安裝到或操作性地連接到系統(tǒng)支承組件900上。防振單元500包括多個電-氣動或/和電-機械主動阻尼組件，例如在圖13中大致標記為500的四個電-氣動主動阻尼組件，的主要部件。電子器件和工藝控制設施800被操作性地連接至防振單元500以為防振單元500提供電子器件且使得能夠對所述防振單元進行工藝控制。
參見圖11、圖12、圖13和圖14，系統(tǒng)70可選且優(yōu)選地包括用于使工件以及選擇的可選且優(yōu)選的附加單元特別是工件成像和銑削檢測單元300、工件操控和定位單元400和至少一個工件分析單元700的部件成像的部件成像單元600。部件成像單元600還用于使離開離子束引導和多次偏轉組件120且被導向、入射且撞擊在工件表面上并且對所述工件表面進行銑削的受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20成像，圖14特別示出了這種情況。
部件成像單元600被操作性地連接至真空室組件210。部件成像單元具有作為主要部件的在圖12、圖13和圖14中大致標記為600的攝像機。電子器件和工藝控制設施800優(yōu)選被操作性地連接至部件成像單元600以為部件成像單元600提供電子器件且使得能夠對所述部件成像單元進行工藝控制。
參見圖11，系統(tǒng)70可選且優(yōu)選地包括用于對工件進行分析的至少一個工件分析單元700。通常情況下，包括離子束單元100和真空單元200和至少一個工件分析單元700的系統(tǒng)70可特別被實施以對多種不同類型的工件進行分析，所述工件特別地以廣泛應用于上述典型領域中的樣品或材料，例如取自半導體晶片或芯片的那些樣品或材料，的形式存在。
通常情況下，每個工件分析單元700被至少部分操作性地連接至真空單元200的真空室組件210。電子器件和工藝控制設施800優(yōu)選被操作性地連接至每個工件分析單元700以為每個工件分析單元700提供電子器件且使得能夠對所述每個工件分析單元進行工藝控制。
工件分析單元700例如為利用離子束單元100的受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20的SIMS(二次離子質譜儀)，所述離子束入射且撞擊在工件表面上(并非必需對所述工件表面進行銑削)。對于系統(tǒng)70的這種典型特定實施例而言，真空單元200優(yōu)選包括用于提供和保持超高真空條件的組件及相關設備，例如使真空室組件210中存在壓力低至約10-10Torr的真空環(huán)境，所述真空室組件包括二次離子質譜儀的部件。另一種可選方式是，工件分析單元700是利用由工件成像和銑削檢測單元300的掃描電子顯微鏡鏡筒組件310產(chǎn)生的一次電子束PE的EDS(能譜儀)。
在系統(tǒng)70中可選且優(yōu)選地包括有工件成像和銑削檢測單元300的情況下，則其中所包括的掃描電子顯微鏡鏡筒組件310還可用于對工件表面進行物理分析。另一種可選方式是，或此外，由于工件對于電子而言是透明的，因此掃描電子顯微鏡鏡筒組件310可借助于利用工件成像和銑削檢測單元300的透射電子檢測器組件340而在掃描透射電子顯微鏡模式下進行操作從而對工件的塊體材料進行物理分析。
在系統(tǒng)70中，電子器件和工藝控制設施800除了為離子束單元100和真空單元200提供電子器件且使得能夠對所述離子束單元和所述真空單元進行工藝控制以外，還用于為可選的附加的進行操作性連接的系統(tǒng)單元提供電子器件且使得能夠對所述單元進行工藝控制。
電子器件和工藝控制設施800除了被操作性地連接至離子束單元100和真空單元200以外，還被操作性地連接至每個可選的附加單元，即系統(tǒng)70的工件成像和銑削檢測單元300、工件操控和定位單元400、防振單元500、部件成像單元600或/和至少一個工件分析單元700。
電子器件和工藝控制設施800具有任何數(shù)量的下列主要部件中心控制面板或板、至少一個計算機、微處理器或中央處理單元(CPU)，以及相關聯(lián)的計算機軟件、電源、功率轉換器、控制器、控制器板、各種印刷電路板(PCBs)，例如包括輸入/輸出(I/O)和D/A(數(shù)模)和A/D(模數(shù))功能、電纜、電線、連接器、屏蔽裝置、接地裝置、各種電界面和網(wǎng)絡連接器。
參見圖4和圖9，電子和工藝控制設施800被操作性地連接至離子束單元100的多個電源且與所述電源成一體，所述電源通常且特別是離子束源組件110以及離子束引導和多次偏轉組件120的電源。
本發(fā)明的另一個主要方面是用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)的子組合，由此提供了一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括下列主要部件及其功能離子束單元，其中離子束單元包括用于引導提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，離子束引導和多次偏轉組件包括用于使提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和用于使受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件；和操作性地連接至離子束單元以為離子束單元提供且保持真空環(huán)境的真空單元。
因此，參見圖2-圖14，用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的系統(tǒng)包括下列主要部件及其功能上面進行了示例性描述的離子束單元100，其中離子束單元100包括用于引導提供的離子束10并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束20的離子束引導和多次偏轉組件120，離子束引導和多次偏轉組件120包括用于使提供的離子束10產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束16的離子束第一偏轉組件122，和用于使受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束16產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束20的離子束第二偏轉組件124；和操作性地連接至離子束單元100以為離子束單元100提供且保持真空環(huán)境的真空單元200。
本發(fā)明的另一個主要方面提供了一種用于確定和控制工件的離子束銑削程度的方法，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能提供工件的至少一個參數(shù)的一組預定值，所述至少一個參數(shù)選自組群，所述組群包括工件厚度、工件內的靶的深度和工件的至少一個表面的形貌特征；利用用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法對所述工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能提供離子束；并且引導提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述所述工件的表面進行銑削；對工件的所述至少一個參數(shù)進行原位實時測量以形成所述至少一個參數(shù)的一組測量值；將成組測量值與提供的成組預定值進行對比以形成與所述對比過程相關的一組差值；反饋所述成組差值以繼續(xù)對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程，直至所述差值在預定范圍內。
在用于確定和控制工件的離子束銑削程度的方法中，工件的至少一個表面的選擇程度對應于作為工件的一個預定參數(shù)的形貌特征。
用于確定和控制工件的離子束銑削程度的方法根據(jù)的是對三個參數(shù)的閉路反饋控制，所述三個參數(shù)為工件厚度、工件內的靶90的深度和工件的至少一個表面的形貌特征。盡管用于測量(確定)厚度的方法是已公知的，然而，本發(fā)明提供了對這些參數(shù)實施進行實時原位控制的能力，且為了以自動方式進行所述實時原位控制，由此工件的離子束銑削過程被控制以終止于預定厚度，且靶90位于預定深度處，且在有選擇性或沒有選擇性，所述選擇性包括選擇性程度，的情況下獲得包括受控形貌特征的邊界表面(頂表面和底表面)，并且使這些表面或者(優(yōu)選)平行于縱向軸線40或者相對于所述縱向軸線而言不產(chǎn)生預定偏置角度。
通過組合或獨立地利用對靜態(tài)工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并進行包括利用SE(掃描電子)、BSE(背散射電子)和TE(透射電子)檢測器的實時原位掃描電子顯微鏡/掃描透射電子顯微鏡成像(具有最佳分辨率)的方法，能夠實施該控制過程。在另一典型特定優(yōu)選實施例中，借助包括工件操控和定位單元400以通過使工件相對于縱向軸線40旋轉180度而改變工件的位置，從而允許通過掃描電子顯微鏡的電子束對工件的頂表面或底表面進行成像。用于控制工件中的靶90的深度的典型方法是通過工件操控和定位單元400使工件產(chǎn)生傾斜并記錄由工件成像和銑削檢測單元300的透射電子檢測器340借助于圖像反映出的靶90相比于靶90的非傾斜圖像92所產(chǎn)生的相應的移置ΔL。由在此稱作β的傾斜角度和靶90的圖像92產(chǎn)生的移置幅度或程度計算工件內的靶90的深度，如圖16、圖17a和圖17b所示。
圖16是示出了利用作為圖11、圖12和圖13所示的系統(tǒng)70的一部分的如圖14所示與工件相關的工件成像和銑削檢測單元300的典型特定優(yōu)選實施例及其主要部件以及離子束單元100以及工件操控和定位單元400以確定和控制工件的離子束銑削的程度的過程的組合剖視圖(上部(a))和頂視圖(下部(b))的示意圖。在圖16中，80指的是透射電子檢測器組件340的檢測器部段即342、344和346的投影，其中每個檢測器部段作為分別操作性地連接至作為系統(tǒng)70的電子器件和工藝控制設施800的一部分的獨立電子電路的獨立檢測器進行操作。來自透射電子檢測器組件340的檢測器部段即342、344和346的信號可根據(jù)任何所需組合特別是與明視場和暗視場掃描透射電子顯微鏡圖像相關地用于測量或成像。
圖17a和圖17b是示出了作為利用圖14和圖16所示的工件成像和銑削檢測單元中包括的透射電子檢測器組件確定和控制工件的離子束銑削程度的過程的一部分的確定經(jīng)過銑削的工件內的靶90的深度的過程的剖視示意圖。
基于上面對新穎性和創(chuàng)造性方面以及有益且有利的方面、特征或特性進行的描述，本發(fā)明成功地克服了目前已公知的離子束銑削技術的限制且拓寬了所述技術的范圍。
應該意識到，還可在單個實施例中組合地提供為清晰起見而在獨立實施例的背景中進行描述的本發(fā)明的某些方面和特征。反過來，還可獨立地或以任何適當?shù)淖咏M合方式提供為清晰起見而在單個實施例的背景中進行描述的本發(fā)明的多個方面和特征。
本說明書中提到的所有公開文獻、專利和專利申請文獻的整體內容作為參考被引用包括于本說明書內，所述引用的程度與對每個單個公開文獻、專利或專利申請文獻進行特定且獨立的描述以在此作為參考被引用的程度相同。此外，本申請中對任何參考文獻的引用或說明不應被解釋為將這種參考文獻視為可用于本發(fā)明的現(xiàn)有技術。
盡管已經(jīng)結合本發(fā)明的特定實施例和實例對本發(fā)明進行了描述，但顯然本領域的技術人員將易于理解多種其它可選方式、變型和改變。因此，其旨在包括落入所附權利要求的精神和廣義范圍內的所有這種其它可選方式、變型和改變。
權利要求
1.一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法，所述方法包括提供離子束；并且引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉的過程包括使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束，并且使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束的類型。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉的過程包括對所述提供的離子束進行聚焦和引導以形成受到引導的聚焦離子束。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中所述對所述提供的離子束進行聚焦和引導的過程包括作為所述形成所述受到引導的聚焦離子束的過程的一部分的使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉的過程。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉的過程包括引出和引導所述提供的離子束以形成受到引導的引出離子束。
7.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中所述引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉的過程包括使所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束的類型。
9.一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的方法，所述方法包括通過使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束，并且使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束，而引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉的過程包括對所述提供的離子束進行聚焦和引導以形成受到引導的聚焦離子束。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述對所述提供的離子束進行聚焦和引導的過程包括作為所述形成所述受到引導的聚焦離子束的過程的一部分的使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉的過程。
12.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉的過程包括引出和引導所述提供的離子束以形成受到引導的引出離子束。
13.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中所述引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉的過程包括使所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束從而形成具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束的另一種所述類型的受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束。
14.一種用于確定和控制工件的離子束銑削程度的方法，所述方法包括提供所述工件的至少一個參數(shù)的一組預定值，所述至少一個參數(shù)選自組群，所述組群包括所述工件的厚度、所述工件內的靶的深度和所述工件的至少一個表面的形貌特征；利用用于對工件進行所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的方法對所述工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削，所述方法包括下列主要步驟以及部件及其功能提供離子束；并且引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述所述工件的表面進行銑削；對所述工件的所述至少一個參數(shù)進行原位實時測量以形成所述至少一個參數(shù)的一組測量值；將所述成組的所述測量值與所述提供的成組的所述預定值進行對比以形成與所述對比過程相關的一組差值；反饋所述成組的所述差值以繼續(xù)所述對所述工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的過程，直至所述差值在預定范圍內。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述工件的所述至少一個表面的選擇程度對應于所述工件的所述形貌特征。
16.一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的裝置，所述裝置包括用于提供離子束的離子束源組件；和用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削。
17.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和用于使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件。
18.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束的類型。
19.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于對所述提供的離子束進行聚焦和引導以形成受到引導的聚焦離子束的離子束聚焦組件。
20.根據(jù)權利要求19所述的裝置，其中所述離子束聚焦組件包括用于作為所述形成所述受到引導的聚焦離子束的過程的一部分而使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉的離子束偏轉子組件。
21.根據(jù)權利要求16所述的裝置，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于引出和引導所述提供的離子束以形成受到引導的引出離子束的離子束引出器組件。
22.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束的離子束第三偏轉組件。
23.根據(jù)權利要求22所述的裝置，其中所述受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束的類型。
24.一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的裝置，所述裝置包括用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和用于使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件。
25.根據(jù)權利要求24所述的裝置，其中所述離子束引導和多次偏轉組件進一步包括用于對所述提供的離子束進行聚焦和引導以形成受到引導的聚焦離子束的離子束聚焦組件。
26.根據(jù)權利要求25所述的裝置，其中所述離子束聚焦組件包括用于作為所述形成所述受到引導的聚焦離子束的過程的一部分而使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉的離子束偏轉子組件。
27.根據(jù)權利要求25所述的裝置，其中所述離子束引導和多次偏轉組件進一步包括用于引出和引導所述提供的離子束以形成受到引導的引出離子束的離子束引出器組件。
28.根據(jù)權利要求25所述的裝置，其中所述離子束引導和多次偏轉組件進一步包括用于使所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束從而形成具有另一種所述類型的所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束。
29.一種用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括離子束單元，其中所述離子束單元包括用于提供離子束的離子束源組件，和用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削；和操作性地連接至所述離子束單元以為所述離子束單元和所述工件提供且保持真空環(huán)境的真空單元，其中所述真空單元包括所述工件。
30.根據(jù)權利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和用于使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件。
31.根據(jù)權利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束的類型。
32.根據(jù)權利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于對所述提供的離子束進行聚焦和引導以形成受到引導的聚焦離子束的離子束聚焦組件。
33.根據(jù)權利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述離子束聚焦組件包括用于作為所述形成所述受到引導的聚焦離子束的過程的一部分而使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉的離子束偏轉子組件。
34.根據(jù)權利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于引出和引導所述提供的離子束以形成受到引導的引出離子束的離子束引出器組件。
35.根據(jù)權利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束的離子束第三偏轉組件。
36.根據(jù)權利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束的類型。
37.根據(jù)權利要求30所述的系統(tǒng)，進一步包括操作性地連接至所述離子束單元和所述真空單元以為所述離子束單元和所述真空單元提供電子器件和工藝控制的電子器件和工藝控制設施。
38.根據(jù)權利要求30所述的系統(tǒng)，進一步包括選自組群的至少一個附加單元，所述組群包括工件成像和銑削檢測單元、工件操控和定位單元、防振單元、部件成像單元和至少一個工件分析單元，其中每個所述附加單元被操作性地連接至所述真空單元。
39.一種用于使提供的離子束產(chǎn)生受到引導的多次偏轉的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括離子束單元，其中所述離子束單元包括用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，所述離子束引導和多次偏轉組件包括用于使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述提供的離子束從而形成受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束的離子束第一偏轉組件，和用于使所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過一次偏轉的離子束從而形成具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束類型的受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束的離子束第二偏轉組件；和操作性地連接至所述離子束單元以為所述離子束單元提供且保持真空環(huán)境的真空單元。
40.根據(jù)權利要求39所述的系統(tǒng)，其中所述離子束引導和多次偏轉組件進一步包括用于對所述提供的離子束進行聚焦和引導以形成受到引導的聚焦離子束的離子束聚焦組件。
41.根據(jù)權利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述離子束聚焦組件包括用于作為所述形成所述受到引導的聚焦離子束的過程的一部分而使所述提供的離子束產(chǎn)生偏轉的離子束偏轉子組件。
42.根據(jù)權利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述離子束引導和多次偏轉組件進一步包括用于引出和引導所述提供的離子束以形成受到引導的引出離子束的離子束引出器組件。
43.根據(jù)權利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述離子束引導和多次偏轉組件進一步包括用于使所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束產(chǎn)生偏轉并引導所述受到引導的經(jīng)過兩次偏轉的離子束從而形成具有所述經(jīng)過多次偏轉的離子束的另一種所述類型的受到引導的經(jīng)過三次偏轉的離子束。
44.根據(jù)權利要求40所述的系統(tǒng)，進一步包括操作性地連接至所述離子束單元和所述真空單元以為所述離子束單元和所述真空單元提供電子器件和工藝控制的電子器件和工藝控制設施。
45.根據(jù)權利要求40所述的系統(tǒng)，進一步包括選自組群的至少一個附加單元，所述組群包括工件成像和銑削檢測單元、工件操控和定位單元、防振單元、部件成像單元和至少一個工件分析單元，其中每個所述附加單元被操作性地連接至所述真空單元。
全文摘要
用于對工件進行受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束銑削并確定和控制其程度的方法、裝置和系統(tǒng)。提供離子束；并且引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削。裝置包括離子束源組件；和用于引導所述提供的離子束并使所述提供的離子束產(chǎn)生至少兩次偏轉從而形成受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束的離子束引導和多次偏轉組件，其中所述受到引導的經(jīng)過多次偏轉的離子束被導向、入射且撞擊在所述工件的表面上并且對所述工件表面進行銑削。
文檔編號H01J37/147GK101069260SQ200580036411
公開日2007年11月7日 申請日期2005年8月24日 優(yōu)先權日2004年8月24日
發(fā)明者D·博古斯拉夫斯基, V·徹里平, C·史密思 申請人:西拉半導體工程實驗室有限公司