專利名稱：激光處理系統(tǒng)，載物件和激光處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種激光處理系統(tǒng)，一種激光處理方法以及一種能夠用于激光處理系統(tǒng)和激光處理方法中的載物件。
背景技術(shù)：
激光已經(jīng)廣泛應(yīng)用于處理物體，其中，所述處理可以包括改變物體材料特性和從物體上去除材料。為此目的，具有足夠光束能量和光子能量的激光束被通過激光掃描器引導(dǎo)到物體的預(yù)定處理位置。這可以通過基于處理位置在激光掃描器的坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)調(diào)整激光掃描器的掃描位置而實(shí)現(xiàn)。為此目的，期望的處理位置的坐標(biāo)必須被轉(zhuǎn)換為激光掃描器的掃描位置。優(yōu)選地，這種轉(zhuǎn)換的參數(shù)經(jīng)過校準(zhǔn)。校準(zhǔn)激光掃描器的系統(tǒng)和方法是已知的，例如來自US 6, 501,061 Bl和US 2005/0205778A1，通過引用將這些文件的全部公開內(nèi)容合并于此。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的激光處理系統(tǒng)和激光處理方法，在需要小于0. Olmm的精度的應(yīng)用和/或在需要物體在激光處理的位置與使用附加裝置的檢查或處理的位置之間移動(dòng)的應(yīng)用中，具有不足的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種激光處理系統(tǒng)和一種激光處理方法，其能夠相對(duì)高精度地處理物體，并且/或者能夠在使用激光束處理的位置與使用其他光束處理或檢查的位置之間來回輸送物體。根據(jù)實(shí)施例，載物件被配置為在激光處理裝置與用于處理或檢查物體的附加裝置中保持物體，并且在該兩個(gè)裝置之間來回輸送所述物體。根據(jù)實(shí)施例，載物件包括被配置為保持物體的至少一個(gè)物體載體、具有至少一個(gè)孔徑的至少一個(gè)孔徑板、以及至少一個(gè)光導(dǎo)，該光導(dǎo)具有出口和由所述至少一個(gè)孔徑提供的至少一個(gè)入口。利用這種載物件，也可以將安裝在所述物體載體上的物體定位在激光處理裝置中，以便使用激光裝置的激光束在選定的位置處理物體。還可以通過在所述至少一個(gè)孔徑板的一個(gè)或多個(gè)孔徑上掃描激光束來校準(zhǔn)激光裝置的激光掃描器，并且其中根據(jù)激光掃描器提供的當(dāng)前掃描偏轉(zhuǎn)檢測從光導(dǎo)的出口出現(xiàn)的激光。至少一個(gè)孔徑板的至少一個(gè)孔徑的直徑可以小于2mm，小于1mm，小于500 μ m,小于200 μ m,小于100 μ m,小于50 μ m,小于20 μ m,小于10 μ m,小于5 μ m或小于2 μ m。另一方面，直徑也可以大于0. Ιμ ，大于Ιμ ，大于2μπ 或大于5μ 。根據(jù)實(shí)施例，載物件可以從激光處理裝置中移除而不移動(dòng)檢測器。因此可以在不移動(dòng)檢測器的情況下將載物件輸送到另一處理裝置或檢測裝置中。根據(jù)實(shí)施例，光導(dǎo)被設(shè)置為使得通過孔徑板上的孔徑進(jìn)入光導(dǎo)的激光不直接入射在檢測器上。如果激光具有較高的強(qiáng)度并可能損壞檢測器，則這樣的激光直接入射可能是不期望的。這可以通過將光導(dǎo)設(shè)計(jì)為使得從光導(dǎo)出口射出的激光的強(qiáng)度被光導(dǎo)內(nèi)的內(nèi)反射減弱來避免。根據(jù)這里的實(shí)施例，光導(dǎo)被配置為在孔徑和光導(dǎo)出口之間的直線上不存在光路， 從而通過孔徑入射到光導(dǎo)中的激光束在其從光導(dǎo)的出口射出之前必須經(jīng)歷光導(dǎo)內(nèi)的一次或多次內(nèi)反射。根據(jù)實(shí)施例，光導(dǎo)具有至少兩個(gè)相互成角度延伸的直線通道部分。例如，所述角度可以大于20°。根據(jù)實(shí)施例，一種處理系統(tǒng)，包括基座和具有安裝在基座上的激光掃描器的激光裝置，其中所述激光掃描器被配置為在掃描區(qū)域上掃描激光束。所述處理系統(tǒng)還包括被配置為支撐用于處理的物體的載物件，并且其中，在載物件上提供具有至少一個(gè)孔徑的至少一個(gè)孔徑板。載物件提供具有由至少一個(gè)孔徑提供的入口和至少一個(gè)出口的光導(dǎo)。相對(duì)于基座安裝光檢測器，使得通過孔徑進(jìn)入光導(dǎo)的激光束的激光從光導(dǎo)出口射出并入射到光檢測器上。在此，可以通過使用激光掃描器在孔徑上掃描激光束以及記錄由光檢測器檢測的依賴于激光掃描器提供的掃描偏轉(zhuǎn)的光強(qiáng)度確定孔徑相對(duì)于激光掃描器的位置。載物件的孔徑的所確定的位置可以，例如提供載物件坐標(biāo)系統(tǒng)的原點(diǎn)或其他參照點(diǎn)。如果處理位置相對(duì)于載物件坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)已知，其中，期望在所述處理位置處理物體，則可以高精度地將激光束引導(dǎo)到期望的處理位置。可以在載物件上提供兩個(gè)或更多個(gè)孔徑，其中所述兩個(gè)或更多個(gè)孔徑提供所述一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)的入口。所述一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)具有一個(gè)或多個(gè)出口用以向一個(gè)或多個(gè)光檢測器提供入射激光。因此，可以確定對(duì)應(yīng)于兩個(gè)或更多個(gè)孔徑的位置的掃描偏轉(zhuǎn)，以便確定載物件的坐標(biāo)系統(tǒng)在激光掃描器的坐標(biāo)系統(tǒng)中的兩個(gè)或更多個(gè)參考點(diǎn)。這還可以提高將激光束引導(dǎo)至物體上所期望的處理位置的精度。根據(jù)實(shí)施例，激光處理系統(tǒng)包括被配置為相對(duì)于激光掃描器位移載物件的輸送裝置。根據(jù)這里的實(shí)施例，可以將載物件從第一位置移動(dòng)到第二位置，在第一位置中，物體和至少一個(gè)孔徑位于激光掃描器的掃描區(qū)域中，在第二位置中，物體和至少一個(gè)孔徑位于激光掃描器的掃描區(qū)域之外。根據(jù)本實(shí)施例，載物件的位移不改變至少一個(gè)光檢測器相對(duì)于激光掃描器的位置。相應(yīng)地，物體和至少一個(gè)孔徑能夠相對(duì)于激光掃描器位移。根據(jù)其它實(shí)施例，當(dāng)載物件在其第一位置時(shí)位于真空室外，當(dāng)載物件在其第二位置時(shí)位于真空室內(nèi)，其中載物件從第一位置到第二位置的移動(dòng)路徑橫穿真空室的門。根據(jù)這里的示例實(shí)施例，光檢測器位于真空室外。根據(jù)另一示例實(shí)施例，當(dāng)載物件位于其第二位置時(shí)，真空室的門可以關(guān)閉并且可以對(duì)真空室抽真空。根據(jù)其它實(shí)施例，當(dāng)載物件在其第一位置時(shí)其可以位于另一腔室內(nèi)，其中所述另一腔室可以抽真空，或填充預(yù)定成分的氣體，諸如惰性氣體。根據(jù)示例實(shí)施例，當(dāng)載物件在第一位置時(shí)，物體和至少一個(gè)孔徑位于激光掃描器的掃描區(qū)域內(nèi)，當(dāng)載物件在第二位置時(shí)，可以使用另一檢查或處理裝置掃描物體和/或至少一個(gè)孔徑。根據(jù)這里的實(shí)施例，另一檢查或處理裝置包括產(chǎn)生粒子束的粒子束裝置(諸如電子束裝置或離子束裝置)，可以在物體上掃描該粒子束以便檢查或修改物體。根據(jù)實(shí)施例，電子束裝置包括電子顯微鏡。根據(jù)實(shí)施例，一種處理方法包括在要被檢查或處理的物體上掃描粒子束，并對(duì)由于粒子束的掃描而從物體上射出的粒子進(jìn)行第一檢測。該掃描可以是使用例如電子束或是離子束的掃描，所檢測的粒子可以是例如由入射粒子導(dǎo)致的電子，諸如二次電子或背散射電子。由第一掃描得到的檢測信號(hào)可以被分析，以便生成例如物體的被掃描區(qū)域的圖像。還可以利用該信號(hào)確定物體上要經(jīng)受后續(xù)處理的區(qū)域。根據(jù)示例實(shí)施例，在粒子束裝置的坐標(biāo)系統(tǒng)中確定這些區(qū)域。根據(jù)實(shí)施例，該激光處理方法還包括在激光裝置和粒子束裝置間來回輸送物體。 具體地，該方法包括輸送物體離開粒子束裝置而朝向激光掃描器，以使物體最終位于激光掃描器的掃描區(qū)域內(nèi)。然后，通過使用激光掃描器將激光束引導(dǎo)到物體的處理區(qū)域而使用激光束處理物體。激光束接著將輻射能量提供到處理位置以便從物體上移除材料或修改材料。根據(jù)這里的實(shí)施例，激光束被引導(dǎo)到對(duì)應(yīng)于基于第一檢測而確定的處理位置的處理位置，從而通過使用粒子束的掃描首先確定有效處理位置，接著使用被激光掃描器引導(dǎo)到處理位置的激光光束處理該有效處理位置。根據(jù)實(shí)施例，該激光處理方法包括使用粒子束裝置掃描至少一個(gè)孔徑，并且對(duì)所述掃描產(chǎn)生的粒子進(jìn)行第二檢測。根據(jù)這里的實(shí)施例，基于第二檢測確定至少一個(gè)孔徑相對(duì)物體的位置。在此，特別地，可以確定物體的處理位置相對(duì)至少一個(gè)孔徑的坐標(biāo)。根據(jù)實(shí)施例，該激光處理方法包括在至少一個(gè)孔徑上掃描激光束，并且對(duì)橫穿至少一個(gè)孔徑的激光進(jìn)行第三檢測。可以通過分析第三檢測中記錄的檢測信號(hào)確定至少一個(gè)孔徑相對(duì)于激光掃描器的位置。如果先前已經(jīng)確定處理位置相對(duì)于至少一個(gè)孔徑的位置， 則現(xiàn)在可以高精度地將激光束弓I導(dǎo)到這些處理位置。


本發(fā)明前述以及其他有利特征，通過以下相關(guān)的附圖連同本發(fā)明典型實(shí)施例的詳細(xì)描述，將會(huì)更加明顯。需要注意的是，并不是本發(fā)明所有可能的實(shí)施例都呈現(xiàn)這里表示的優(yōu)勢的每個(gè)、每一個(gè)或任一個(gè)。圖1是激光處理系統(tǒng)的實(shí)施例的示意圖，圖2是可以用于圖1中的激光處理系統(tǒng)的載物件的實(shí)施例的示意前視圖，圖3是圖2所示的載物件沿III-III線的截面示意圖，圖4是根據(jù)另一實(shí)施例的載物件的截面圖，圖5是激光處理方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式在以下描述的示例實(shí)施例中，相同功能和結(jié)構(gòu)的組件盡量使用相同的附圖標(biāo)記表示。因此，為了理解一個(gè)具體實(shí)施例的各個(gè)單獨(dú)組件的特征，應(yīng)該參考本發(fā)明的其他實(shí)施例和發(fā)明內(nèi)容的描述。圖1是處理系統(tǒng)1的示意圖。處理系統(tǒng)1包括粒子束裝置，該粒子束裝置包括兩個(gè)粒子束柱，包括產(chǎn)生電子束5 的電子束柱3和產(chǎn)生離子束9的離子束柱7，其中所述電子束5和離子束9兩者都可以被弓I 導(dǎo)至處理區(qū)域11內(nèi)的位置。電子束柱3用來引導(dǎo)電子束5到位于處理區(qū)域11內(nèi)的物體上，以及檢測二次電子或背散射電子。可以通過引導(dǎo)電子束到物體上多個(gè)不同位置以及檢測與這些位置關(guān)聯(lián)的二次電子或背射電子的強(qiáng)度，確定物體的一部分的電子顯微圖像?？梢曰谏鲜鲭娮语@微圖像，確定物體需要進(jìn)一步處理的處理位置。進(jìn)一步處理可能包括在物體的處理位置上沉積材料或者從物體的處理區(qū)域上去除材料。離子束柱7用來引導(dǎo)離子束9到這樣的處理位置。離子束9可以從物體的處理位置上移除材料，并且可以激活在物體表面的處理位置上的材料沉積。在此，可以向處理位置上提供處理氣體，其中，由離子束激活所述處理氣體，從而通過諸如刻蝕的處理從物體上移除材料，或者激活的處理氣體可以在物體上沉積材料。此外，離子束可以用來產(chǎn)生物體的圖像，類似于電子束。離子束9僅允許在有限速率下從物體移除材料。如果使用離子束從物體上去除期望量的材料需要不期望的處理時(shí)間量，則可以使用激光束實(shí)現(xiàn)材料的去除。出于此目的，處理系統(tǒng)1包括具有激光掃描器15的激光裝置，激光掃描器15被配置為引導(dǎo)激光束17到掃描區(qū)域13并在掃描區(qū)域13上掃描激光束17。使用激光束從物體上去除材料的速率比使用離子束可獲得的去除速率大。電子束柱3包括產(chǎn)生電子束5的電子源21，電子源21包括陰極23，陽極25和會(huì)聚透鏡系統(tǒng)27。電子束柱3還包括將電子束5聚焦至處理區(qū)域11內(nèi)的物鏡31，還可能包括位于束柱內(nèi)的電子檢測器四。電子束柱3還包括束偏轉(zhuǎn)器33，以改變電子束5入射到物體上的位置以及掃描處理區(qū)域內(nèi)的整個(gè)物體表面上的入射位置。由于入射電子束而從物體釋放的粒子(諸如二次電子或背散射電子)可以通過檢測器四或其他檢測器進(jìn)行檢測， 以產(chǎn)生在掃描的處理區(qū)域內(nèi)的物體的電子顯微圖像。離子束柱7包括離子源39和電極41，用于成形和加速離子束9。離子束柱7還包括光束偏轉(zhuǎn)器43和聚焦線圈或聚焦電極45，以聚焦離子束9到處理區(qū)域11內(nèi)以及在物體的區(qū)域上掃描離子束。處理系統(tǒng)1包括規(guī)定真空空間51的真空室53，可以使用連接到真空室53的吸氣口的真空泵(圖1中未示出)對(duì)真空空間51抽真空。諸如空氣的適當(dāng)氣體、處理氣體或惰性氣體可以通過入口 57而被提供到真空室51中，以破壞真空。電子束柱3包括至少一個(gè)或多個(gè)泵浦孔59、以及連接到分離的真空泵(圖1中未示出)的吸氣口 61，以甚至在處理氣體被提供到真空室51中時(shí)也允許電子源21連續(xù)工作。涉及提供一個(gè)或多個(gè)粒子束用于處理物體的系統(tǒng)的背景信息可以從 US2005/0184251ALUS 68，559，38A 和 US 2009/0309025A1 中獲得，通過引用將以上所述文件的全部公開信息合并到本發(fā)明的公開中。激光掃描器15包括激光器71和光學(xué)部件73，其被配置為成形和聚焦激光束17。 通過一個(gè)或多個(gè)反射鏡75或光導(dǎo)，將激光束17提供到接近真空室53的位置。激光束入射在掃描鏡77上，掃描鏡77將光束引導(dǎo)向要被處理的物體。掃描鏡77可以被傾斜，如箭頭 79所指示，以便在處理區(qū)域13上掃描激光束17。激光束17穿過設(shè)置在真空室53中的窗口 81，真空室53還規(guī)定激光掃描器的真空空間83。真空空間83可以通過門87與真空空間51分離。所述門87包括可以由驅(qū)動(dòng)桿 89在圖中實(shí)線表示的門的開啟位置與虛線表示的門的關(guān)閉位置之間移動(dòng)的板。門85可以提供真空緊閉鎖使得針對(duì)真空室53密封該板，從而在真空空間51和83中可以保持不同壓力或性質(zhì)的真空?？梢酝ㄟ^泵浦口 91對(duì)真空空間83抽真空，并且可以通過入口 93對(duì)其提供空氣或某些其他氣體。要被處理的物體被安裝在載物件101上，并且可以被連同載物件101 —起在兩個(gè)位置間來回輸送。處理系統(tǒng)101包括輸送裝置103來實(shí)現(xiàn)物體的這種位移。在所示示例中， 輸送裝置103包括桿105，其在其一端處載有連接器108，連接器108被配置為可拆卸地附接載物件101。由于載物件101附接到桿105，所述桿可以移動(dòng)載物件101，從圖1中右邊的、載物件101被以實(shí)線表示的位置(其中物體位于處理區(qū)域111內(nèi))，到虛線表示載物件 101的位置(其中物體位于激光束17的處理區(qū)域13內(nèi))。相似的，可以通過操作輸送裝置 103將載物件101從圖1中左邊的位置移動(dòng)到右邊的位置。輸送裝置103包括設(shè)置在真空室53中的密封口 107，其中所述密封口 107相對(duì)于真空室53密封桿105，且允許輸送桿105的平移，用于在不破壞真空空間51和83的情況下將載物件101在兩個(gè)位置之間移動(dòng)。當(dāng)在兩個(gè)位置間移動(dòng)載物件101時(shí)，可以提供軌道 109或類似支撐物來支撐載物件101?？梢酝ㄟ^操作連接器108將載物件101從桿105上釋放，從而可以從真空空間51內(nèi)部取出桿105，同時(shí)載物件101保持位于真空空間51中，從而可以關(guān)閉門87，以便提高真空空間51內(nèi)的真空。當(dāng)載物件101位于真空空間51中時(shí)，它由臺(tái)架(stage) 111支撐，臺(tái)架111被配置為相對(duì)粒子束5和9位移載物件101，使得束5和9可以被從不同的方向弓丨導(dǎo)到物體上。臺(tái)架111包括基體113以及一個(gè)或多個(gè)中間部件115，用以承載固定載物件101的部件117。 部件113、115和117可以相對(duì)于彼此移動(dòng)，以允許載物件101在三個(gè)線性方向x、y和ζ上位移，以及允許載物件101相對(duì)于粒子束5和9取向在兩個(gè)角向θ和φ上。當(dāng)載物件101位于真空空間83內(nèi)時(shí)，它由臺(tái)架121支撐，臺(tái)架121允許定位載物件101，使得物體位于激光掃描器15的掃描區(qū)域13內(nèi)。允許使用激光束以及一個(gè)或多個(gè)粒子束組合處理物體的處理系統(tǒng)的其他實(shí)施例已經(jīng)在US 2010/0051828Α1中公開，通過引用將其全部公開合并于此。圖2是載物件101位于圖1的左邊位置時(shí)的前視圖，圖3是載物件101沿圖2中的III-III線的剖視圖。載物件101包括基體121，基體121可以由例如具有圓形上表面135的板提供。載物件101包括多個(gè)由設(shè)置在基體121中的鏜孔(bore)提供的固定件(支撐固定件)123。 在參照?qǐng)D2和3的示例中，載物件101具有七個(gè)固定件123，其中一個(gè)固定件位于圓形基體 121的中心，其他六個(gè)固定件繞中心固定件分布。在中心固定件123中接收物體載體125， 并且物體載體125承載要被處理的物體127。在七個(gè)固定件123中的三個(gè)中接收孔徑載體 129。每個(gè)孔徑載體129包括本體131和鎖銷(pin) 133，鎖銷133可以插入到鏜孔123中直至本體131接觸到載物件101的基體121的上表面135?；w121上可以提供其他配置
8或數(shù)量的固定件。特別地，可以為物體載體和孔徑載體提供不同類型的固定件，從而孔徑載體不能安裝到為物體載體提供的固定件中?？讖捷d體和/或物體載體也可以被固定地設(shè)置在載物件101上而不能從載物件上移除?？讖捷d體的本體131包括L形通道139，其具有在圖3中垂直取向的第一通道部分141、以及在圖3中水平取向的第二通道部分143，從而第一和第二通道部分141、143相對(duì)于彼此在90°的角度之下延伸，尤其是大于20°。通道139提供具有入口的光導(dǎo)，入口由孔徑147提供，孔徑147被設(shè)置在孔徑板中，孔徑板安裝在孔徑載體上，孔徑載體安裝在本體131上?？梢栽谳d物件101的上表面135上掃描激光束17，其中在激光束17的某些掃描位置處，激光束可能穿過孔徑157并且進(jìn)入光導(dǎo)139中。如圖3示出了這樣的掃描位置。進(jìn)入通道139的激光在通道的壁上被反射和散射一次或多次，并且該光的一部分可以作為散射光束153從光導(dǎo)139的出口 149射出。散射光束153入射到光檢測器151上，光檢測器 151被配置為輸出表示入射激光強(qiáng)度的信號(hào)。在圖示的實(shí)施例中，光檢測器151位于真空空間83內(nèi)。根據(jù)其它的實(shí)施例，光檢測器151可以位于真空空間83外，其中在真空室53中提供適合的窗口，以允許從光導(dǎo)的出口射出的激光到達(dá)光檢測器。光檢測器相對(duì)于真空室 53固定地安裝，且不能與載物件101 —起移動(dòng)。在這個(gè)圖示的方案中，真空室53提供共同基座，相對(duì)于該共同基座激光裝置、粒子束裝置和光檢測器被固定地安裝，并且載物件可相對(duì)于該共同基座移動(dòng)。如上所述，通道139為激光束17的激光提供光導(dǎo)，其中，激光通過孔徑147進(jìn)入光導(dǎo)，從而孔徑板145和孔徑147提供光導(dǎo)的入口，并且其中通過出口 149從光導(dǎo)射出的激光可以被檢測器151接收。通過在孔徑147上掃描激光并分析光檢測器151的檢測信號(hào)，可以在激光掃描器15的坐標(biāo)系中確定孔徑147的位置。有關(guān)相對(duì)于激光掃描器確定孔徑位置的背景信息可以從US6，501，061B1和US 2005/0205778A1中獲得，通過引用將這些文件的全部公開合并于此。在圖示的實(shí)施例中，激光束穿過孔徑147并進(jìn)入光導(dǎo)的部分不直接入射到光檢測器151上。由于入射光線在它們?nèi)肷涞綑z測器之前經(jīng)歷一次或多次反射，只有一部分進(jìn)入光導(dǎo)的激光入射到檢測器上。這樣導(dǎo)致了激光強(qiáng)度的顯著減弱并防止了在激光直接入射到檢測器上的情況下可能發(fā)生的光檢測器的損壞。然而，根據(jù)其他的實(shí)施例， 可以配置光導(dǎo)使穿過孔徑147的激光直接入射到檢測器上。在這樣的情況下，優(yōu)選提供光衰減器，如濾光器，以防止對(duì)光檢測器的損壞。在圖示的實(shí)施例中，通過具有相對(duì)于彼此在90°的角度之下延伸的兩個(gè)通道部分 141,143的L形通道形成光導(dǎo)。根據(jù)其他實(shí)施例，可以提供具有三個(gè)或更多個(gè)通道部分或具有彎曲通道部分的光導(dǎo)。雖然圖示實(shí)施例的光導(dǎo)由設(shè)置在孔徑載體的本體131上的空心通道提供，但根據(jù)其他實(shí)施例，也可以通過透明的光導(dǎo)材料提供光導(dǎo)，如玻璃或塑料。此外，這種光導(dǎo)透明材料可以是非線性光學(xué)材料，其獲得入射激光的頻移，或者該材料可以提供熒光光學(xué)性質(zhì)。如果激光在紫外線或紅外線波長范圍內(nèi)，而光檢測器敏感的波長范圍不同于激光，諸如可見光，則選擇上述光導(dǎo)材料會(huì)有優(yōu)勢。安裝在載物件101上的每個(gè)孔徑載體1 被取向?yàn)槭沟脧母鱾€(gè)孔徑載體的出口射出的激光束153入射到共同的光檢測器151上(見圖幻。利用這種配置，可以通過在各個(gè)孔徑上掃描激光束17并分析單個(gè)光檢測器151的檢測信號(hào)，來確定所有三個(gè)孔徑147的位置。根據(jù)替代的實(shí)施例，提供多個(gè)光檢測器，其中每個(gè)光檢測器與一個(gè)單獨(dú)的孔徑載體關(guān)聯(lián)，并被配置為僅從一個(gè)孔徑載體接收光。光檢測器可以是任何類型的，只要其被配置為檢測從孔徑載體131的出口 149射出的光。例如，光檢測器可以包括光電二極管或CCD傳感器。圖4是根據(jù)另一實(shí)施例的載物件IOla的截面示意圖。載物件IOla包括兩個(gè)孔徑板145a，其中每一個(gè)孔徑板14 中提供一個(gè)孔徑147a。載物件IOla為兩個(gè)孔徑147a提供共同的光導(dǎo)139a，其中通過為光導(dǎo)139a提供入口的孔徑147a進(jìn)入光導(dǎo)139a的激光從單個(gè)共同的出口 149a射出，從而使其入射到光檢測器15Ia上。如圖3所示，孔徑載體1 可以包括壁155，其從布置孔徑147的面157突出高度 h。高度h的范圍可以在2mm到15mm的范圍內(nèi)。高度h的示例值是5mm和10mm。壁155 具有防止由物體127的處理產(chǎn)生的粒子沉積在孔徑147處的功能。沉積在孔徑147處的粒子可能改變孔徑的幾何結(jié)構(gòu)，并且當(dāng)使用激光束對(duì)其掃描時(shí)會(huì)使確定孔徑位置的精確性變差。壁155可以完全地圍繞孔徑延伸，或者只沿著孔徑邊緣的一部分延伸，從圖2的前視圖中很明顯。在圖示示例中，在載物件101上，分離的物體載體和孔徑載體被用來安裝物體和孔徑。根據(jù)其他示例實(shí)施例，物體和孔徑直接施加到載物件，沒有中間載體，并且其中光導(dǎo)由載物件的基體提供。根據(jù)其他實(shí)施例，孔徑和物體固定到分離的載體，所述載體固定到載物件。示例性的變化包括(a)物體和孔徑固定到不同的物體載體和孔徑載體；(b)物體固定到第一物體載體，所有孔徑被設(shè)置在第二孔徑載體上，第二孔徑載體可以是例如環(huán)形板；(c)物體和孔徑固定到共同的支撐體，諸如載物件的基體。根據(jù)其他實(shí)施例，從載物件的出口射出的光被另一光導(dǎo)(諸如光纖束)收集，并被提供到靠近光檢測器的位置。該另一光導(dǎo)可以安裝在載物件上。此外，光導(dǎo)的出口可以被取向?yàn)槭拱l(fā)射的光被引導(dǎo)到檢測器，光檢測器可以位于離出口較遠(yuǎn)的位置。根據(jù)其他實(shí)施例，光導(dǎo)的通道部分可以具有不同的直徑。根據(jù)其他實(shí)施例，光導(dǎo)的通道部分被完全或部分地填充透明的光導(dǎo)材料(諸如玻璃)、波長轉(zhuǎn)換材料或其他材料。根據(jù)其他實(shí)施例，光導(dǎo)的至少一個(gè)通道部分的內(nèi)表面被修改為具有特殊的物理特性。該修改可能包括提供預(yù)定的表面粗糙度或提供鍍膜，例如鍍膜具有特殊的電介質(zhì)特性、 抗腐蝕特性等等。根據(jù)其他實(shí)施例，提供光導(dǎo)入口的孔徑的直徑是可變的。這種可變的孔徑可以由虹膜(iris)型孔徑提供。根據(jù)其他實(shí)施例，提供光導(dǎo)入口的孔徑具有非圓形狀，諸如橢圓形或多邊形。根據(jù)其他實(shí)施例，提供光導(dǎo)入口的孔徑的直徑或形狀可以被改變。例如，可以在滑塊或輪上提供多個(gè)孔徑，其中分別借助于滑塊或輪的運(yùn)動(dòng)，可以將期望選擇的孔徑定位在光導(dǎo)處。根據(jù)其他實(shí)施例，一個(gè)孔徑板可能具有多個(gè)孔徑，這些孔徑具有相同的直徑和幾何形狀，或者具有不同的直徑和/或不同的幾何形狀。在這樣的示例中，較大直徑的孔徑可以被掃描并用于孔徑位置的快速確定，較小的孔徑可以被掃描并用于孔徑位置更精確的確定。根據(jù)其他實(shí)施例，如果一個(gè)或多個(gè)孔徑當(dāng)前不被使用或者它們應(yīng)該被保護(hù)免受污染，則它們可以被遮蓋。適當(dāng)?shù)陌寤蛏w可以用來保護(hù)孔徑免受在利用激光束處理物體過程中可能產(chǎn)生的污染。根據(jù)其他實(shí)施例，在孔徑板的凹入部分中提供規(guī)定光導(dǎo)入口的孔徑。圖5是說明處理方法的實(shí)施例的流程圖。根據(jù)示例實(shí)施例，使用圖1所示的處理系統(tǒng)以及圖2至4中所示的載物件執(zhí)行如圖5中所示的處理方法。在該方法中，要被處理的物體安裝在載物件的物體載體上。在載物件上還提供一個(gè)或多個(gè)孔徑。將載物件移動(dòng)到檢查裝置，諸如電子顯微鏡。在步驟201中，相對(duì)于檢查系統(tǒng)位移載物件，使得可以通過檢查系統(tǒng)的束探頭掃描物體，如果檢查系統(tǒng)是電子顯微鏡，該束探頭是電子束探頭。下面參照電子顯微鏡說明本實(shí)施例。然而，也可以使用其他的檢查系統(tǒng)，例如離子束檢查系統(tǒng)而不是電子顯微鏡。在步驟203中掃描物體，其中檢測二次電的子強(qiáng)度，以便生成物體中利用電子束掃描的區(qū)域的電子顯微圖像。在步驟205中確定期望去除物體材料的位置。在電子顯微鏡的坐標(biāo)系中確定這樣的處理位置的坐標(biāo)。在步驟207中，相對(duì)于電子顯微鏡位移載物件，從而可以利用電子束掃描孔徑板上的孔徑。在步驟209中利用電子束掃描孔徑，在步驟211中通過分析掃描期間記錄的所檢測的二次電子強(qiáng)度確定被掃描孔徑的坐標(biāo)。步驟207、209和211可以重復(fù)，以獲得兩個(gè)或多個(gè)孔徑在電子顯微鏡的坐標(biāo)系中的位置。在步驟205中確定的處理位置的坐標(biāo)，在步驟212中被轉(zhuǎn)換到載物件的坐標(biāo)系統(tǒng)中，其中載物件的坐標(biāo)系統(tǒng)包括孔徑的位置作為參考點(diǎn)。相應(yīng)地，在步驟212中可以知道處理位置相對(duì)于孔徑的位置的位置。承載物體和孔徑并使物體和孔徑固定地附接到載物件的載物件，在步驟215中被輸送到激光裝置中。相對(duì)于激光裝置的激光掃描器定位載物件，使得物體和孔徑位于由激光裝置產(chǎn)生的激光束的掃描區(qū)域內(nèi)。在步驟217中使用激光束掃描孔徑，并且由一個(gè)或多個(gè)光檢測器記錄穿過孔徑的激光的強(qiáng)度。在步驟219中根據(jù)所檢測的激光強(qiáng)度確定孔徑在激光裝置的坐標(biāo)系中的位置。在步驟221中確定將載物件的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為激光裝置的坐標(biāo)。步驟221還包括通過所確定的轉(zhuǎn)換，計(jì)算處理位置在激光裝置的坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。對(duì)于每個(gè)處理位置，在步驟223中將激光引導(dǎo)至各個(gè)處理位置，在步驟225中在處理位置處從物體上去除材料。通過使用步驟221中所確定的激光裝置的坐標(biāo)，對(duì)每個(gè)處理位置重復(fù)進(jìn)行步驟223和225。所有以上步驟或各個(gè)單獨(dú)步驟或從以上步驟中選取的組合可以被重復(fù)執(zhí)行直到完成所期望的處理。特別地，在激光裝置和檢查裝置中的處理可以被重復(fù)執(zhí)行直到完成所期望的處理。例如，可以通過將檢查結(jié)果(諸如利用電子顯微鏡記錄的電子顯微圖像)與所期望的模型圖像或其他標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，確定所期望的處理的完成。例如，在步驟227中，可以將承載物體和孔徑的載物件輸送回到電子顯微鏡中，以核實(shí)是否如期望地完成了利用激光束的處理。接下來，步驟201、203和205可以被再次執(zhí)行，以便確定其他處理位置?？梢栽诓襟E207、209和211中再次確定孔徑的位置。然而，這樣的處理是可選的，因?yàn)榭讖皆陔娮语@微鏡的坐標(biāo)系統(tǒng)中的位置之前已被確定。然而，在電子顯微鏡中對(duì)孔徑位置的重復(fù)確定可以提高確定其它處理位置的坐標(biāo)的精度。在確定其它處理位置之后，物體可以被輸送到激光裝置(步驟215)用于其它的材料去除。如果不必要使用激光裝置進(jìn)行其它材料去除，則可以在步驟201、203和205中確定使用離子束處理的處理位置的坐標(biāo)。隨后，可以引導(dǎo)離子束至處理位置，以便使用離子束從物體上去除材料或者使用離子束在物體上沉積材料。 雖然已經(jīng)參照其某些示例實(shí)施例說明了本發(fā)明，但很明顯，許多替代、修改和變化對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。因此，這里公開的發(fā)明的示例實(shí)施例是說明性的而絕不是限定性的。在不脫離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍和精神的前提下，可以進(jìn)行各種變化。
權(quán)利要求
1.一種處理系統(tǒng)，包括共同基座；載物件，其被配置為承載用于檢查或處理的物體；至少一個(gè)孔徑板，其被設(shè)置在所述載物件上，其中所述孔徑板具有至少一個(gè)孔徑；激光裝置，其被安裝在所述共同基座上，并被配置為在掃描區(qū)域上掃描激光束；輸送裝置，其被配置為相對(duì)于所述共同基座將所述載物件從第一位置位移到第二位置，其中，當(dāng)所述載物件在所述第一位置時(shí)，所述物體和所述至少一個(gè)孔徑位于所述激光裝置的掃描區(qū)域內(nèi)；至少一個(gè)光導(dǎo)，其被設(shè)置在所述載物件上，其中所述光導(dǎo)具有出口以及由所述至少一個(gè)孔徑提供的入口 ；以及至少一個(gè)光檢測器，其被安裝在相對(duì)于所述共同基座的固定位置處，并被配置為檢測從所述光導(dǎo)的出口出射的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述載物件在所述第一位置時(shí)，所述載物件位于真空室外，其中，當(dāng)所述載物件在所述第二位置時(shí)，所述載物件位于所述真空室內(nèi)， 其中，所述載物件在所述第一位置和所述第二位置之間的位移路徑穿過所述真空室的門， 并且其中，所述真空室和所述門被配置為，使得當(dāng)所述載物件在所述第二位置時(shí)，關(guān)閉所述門并可以對(duì)所述真空室抽真空。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng)，還包括粒子束裝置，其被安裝在所述共同基座上并被配置為在掃描區(qū)域上掃描粒子束，其中，當(dāng)所述載物件在所述第二位置時(shí)，所述物體和所述至少一個(gè)孔徑可被選擇性地定位于所述粒子束裝置的掃描區(qū)域中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的任意一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其中，所述載物件包括多個(gè)支撐固定件，所述每個(gè)支撐固定件被配置為接收在其上安裝了至少一個(gè)孔徑板的孔徑載體，或者接收在其上可以安裝要被檢查或處理的物體的物體載體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的任意一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，所述載物件包括多個(gè)孔徑和多個(gè)光導(dǎo)，其中每個(gè)光導(dǎo)具有一個(gè)入口和一個(gè)出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的任意一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)包括多個(gè)光檢測器以及所述至少一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)出口，其中每個(gè)光檢測器被配置為檢測從一個(gè)出口出射的光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的任意一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)的光檢測器檢測被配置為檢測從所述至少一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)出口出射的光。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7的任意一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其中所述載物件具有多個(gè)孔徑，每個(gè)孔徑提供具有一個(gè)出口的一個(gè)光導(dǎo)的多個(gè)入口中的一個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8的任意一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)孔徑板包括至少一個(gè)壁，所述至少一個(gè)壁在所述激光束的入射方向上從所述孔徑板的平表面部分突出超過 0. 5mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9的任意一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)孔徑板的至少一個(gè)孔徑的直徑小于2mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10的任意一項(xiàng)所述的處理系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)孔徑板的所有孔徑的直徑都小于2mm。
12.—種載物件，具體用于如權(quán)利要求1-11之一所述的處理系統(tǒng)，所述載物件包括至少一個(gè)物體載體，其被配置為安裝要被檢查或處理的物體； 至少一個(gè)孔徑板，其具有直徑小于2mm的至少一個(gè)孔徑；以及至少一個(gè)光導(dǎo)，其具有入口和出口，所述入口由所述至少一個(gè)孔徑板的至少一個(gè)孔徑提供。
13.一種處理方法，包括在要檢查或處理的物體上掃描粒子束，以及對(duì)由于所述粒子束的掃描而從所述物體射出的粒子進(jìn)行第一檢測；在相對(duì)于所述物體固定安裝的孔徑板的至少一個(gè)孔徑上掃描粒子束，以及對(duì)由所述粒子束引起的、從所述孔徑板射出的粒子進(jìn)行第二檢測；將所述物體和所述至少一個(gè)孔徑輸送到激光裝置的掃描區(qū)域中，同時(shí)保持所述物體和所述至少一個(gè)孔徑之間的幾何關(guān)系固定；在所述至少一個(gè)孔徑上掃描所述激光裝置的激光束，以及對(duì)穿過所述孔徑的激光進(jìn)行第三檢測；以及基于所述第一檢測、所述第二檢測和所述第三次檢測，使用所述激光束處理所述物體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的處理方法，還包括基于所述第一檢測確定所述物體上的處理位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的處理方法，還包括基于所述第一檢測和所述第二檢測，確定所述物體上的所述處理位置相對(duì)所述至少一個(gè)孔徑的坐標(biāo)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的處理方法，還包括基于所確定的坐標(biāo)和所述第三檢測，確定所述激光裝置的掃描器的至少一個(gè)掃描位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的處理方法，其中，所述物體的處理包括根據(jù)至少一個(gè)確定的掃描位置調(diào)整所述激光裝置的掃描位置，并將激光能量引導(dǎo)到所述物體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種處理系統(tǒng)，包括共同基座(53)；載物件(101)，被配置為承載用于檢查或處理的物體；提供在所述載物件上的至少一個(gè)孔徑板，具有至少一個(gè)孔徑；安裝在所述共同基座上的激光裝置(15)，被配置為在掃描區(qū)域(13)上掃描激光束(17)；輸送裝置(103)，其被配置為相對(duì)于所述共同基座將所述載物件從第一位置位移到第二位置，其中，當(dāng)所述載物件在所述第一位置時(shí)，所述物體和所述至少一個(gè)孔徑位于所述激光裝置的掃描區(qū)域內(nèi)；設(shè)置在所述載物件上的至少一個(gè)光導(dǎo)，其中所述光導(dǎo)具有出口以及由所述至少一個(gè)孔徑提供的入口；以及至少一個(gè)光檢測器(151)，被安裝在相對(duì)于所述共同基座的固定位置處，并被配置為檢測從所述光導(dǎo)的出口出射的光。
文檔編號(hào)B23K26/12GK102229023SQ20111008451
公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月17日
發(fā)明者霍爾格·多默 申請(qǐng)人:卡爾蔡司Nts有限責(zé)任公司