專(zhuān)利名稱(chēng):通過(guò)離子束掃描工件的方法和裝置的制作方法
通過(guò)離子束掃描工件的方法和裝置發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及通過(guò)離子束掃描工件來(lái)進(jìn)行電子束處理的方法和 裝置，更具體的說(shuō)，涉及用于高速機(jī)械掃描以獲得改進(jìn)的處理時(shí)間的方法 和裝置。發(fā)明背景用于處理表面的團(tuán)簇離子束(cluster ion beam)的使用在本技術(shù)領(lǐng)域：
是公知的(例如，可參見(jiàn)Deguchi等人的5,814,194號(hào)美國(guó)專(zhuān)利)。在本 說(shuō)明書(shū)中，氣體團(tuán)簇(gas-clusters)是指在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力條件下為氣態(tài) 的材料的納米大小的聚集體(nano-sized aggregates)。這種氣體團(tuán)簇典型 地由幾到幾千個(gè)分子松散地結(jié)合形成團(tuán)簇的聚集體組成。團(tuán)簇可以通過(guò)電 子轟擊或者其它手段電離，使其形成具有可控能量的定向射束。這種離子 每個(gè)典型地?cái)y帶有ye的正電荷(其中，e是電子電荷，《是表示團(tuán)簇離子 電荷狀態(tài)的一到幾的整數(shù))。非電離的團(tuán)簇也可以存在于團(tuán)簇離子束中。 大號(hào)的團(tuán)簇離子由于每個(gè)團(tuán)簇離子能夠攜帶實(shí)質(zhì)能量，因此通常是最有用 的，雖然每分子僅具有有限的能量。團(tuán)簇在發(fā)生碰撞時(shí)分解，其中，每個(gè) 單獨(dú)的分子僅攜帶整個(gè)團(tuán)簇離子能量的一小部分。因此，大的團(tuán)簇離子的 碰撞效應(yīng)是有用的，但僅限于極其淺表的區(qū)域。這使得團(tuán)簇離子對(duì)各種表 面改性處理都是有效的，而不會(huì)產(chǎn)生傳統(tǒng)的單離子束處理所具有的深層損 壞的特點(diǎn)。在之前引用的參考文獻(xiàn)(專(zhuān)利號(hào)為US 5,814,194的美國(guó)專(zhuān)利)中描述 了用于制造和加速氣體團(tuán)簇離子束(GCIB)的方法。目前，可利用的團(tuán)簇離 子源生成具有很寬的尺寸分布、N的團(tuán)簇離子(其中，N-每個(gè)團(tuán)簇離子中 分子的數(shù)目，在類(lèi)似氬的單原子氣體的情況中，單原子氣體的原子將被稱(chēng)為分子，而這種單原子氣體的電離原子將被稱(chēng)為分子離子，或者在本說(shuō)明 書(shū)中被簡(jiǎn)單地稱(chēng)為單體離子)。通過(guò)用GCIB轟擊表面可以達(dá)到許多有用的表面處理效果。這些處理效果包括但不一定僅限于清潔、平整、蝕刻、摻雜以及薄膜的形成或增長(zhǎng)。在用氣體團(tuán)簇離子束處理工件時(shí)，通常需要使用掃描技術(shù)來(lái)對(duì)大于GCIB橫截面的工件提供均衡的處理，現(xiàn)有技術(shù)中，有時(shí)使用靜電射束掃 描橫穿工件掃描GCIB。由于可用的GCIB隨著射束生成技術(shù)的提高已經(jīng) 取得增長(zhǎng)靜電掃描己經(jīng)變得很少應(yīng)用，并且它已經(jīng)變成通過(guò)固定的GCIB 機(jī)械掃描工件以實(shí)現(xiàn)大工件的均衡處理的慣常方法。這樣，工件(通常、 但不一定是半導(dǎo)體晶片)被夾持在安裝于X-Y型掃描平臺(tái)的夾具中。這些 X-Y型機(jī)械掃描器對(duì)于以離子束均衡處理工件是有效的，為了實(shí)現(xiàn)均衡處 理，需要用離子束掃描光柵或其它在工件上形成完整處理圖案的圖案中的 工件，其中，與離子束的大小相比或者與工件上入射離子束光的空間強(qiáng)度的任何非均衡性相比，掃描模式的間距是精細(xì)的。此外，如果執(zhí)行對(duì)工件 的多次、完全掃描，均衡性會(huì)有所改進(jìn)，這樣為離子束強(qiáng)度的少許暫時(shí)變 化提供了補(bǔ)償。因此，為了很快地實(shí)現(xiàn)完全覆蓋，需要能執(zhí)行對(duì)工件的快 速掃描，并且需要時(shí)，執(zhí)行多次完全掃描。然而，現(xiàn)有的X-Y型機(jī)械掃描 裝置由于在快速加速相關(guān)的質(zhì)量所存在的實(shí)際困難，相對(duì)移動(dòng)較慢。此 外，通過(guò)強(qiáng)力技術(shù)嘗試加快動(dòng)作會(huì)致使過(guò)度振動(dòng)傳遞到離子束處理設(shè)備的 框架支撐構(gòu)件，通常導(dǎo)致可靠性問(wèn)題和/或其它實(shí)際問(wèn)題的產(chǎn)生。已公布的Vanderpot等人的公布號(hào)為US2005/0230643A1 、 US2005/0232748A1、以及US2005/0232749A1的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中公開(kāi)了使 用一種新的反向旋轉(zhuǎn)的定子發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)通過(guò)離子束掃描工件或者使工件 往復(fù)運(yùn)動(dòng)、用以減少傳遞振動(dòng)的方法和裝置，同時(shí)提供了弓形掃描路徑中 的高掃描速度和加速度。這里以參考引用的方式將公布號(hào)為 US2005/0230643A1、 US2005/0232748A1以及US2005/0232749A1的美國(guó) 專(zhuān)利申請(qǐng)中的所有內(nèi)容結(jié)合于此。因?yàn)檠刂交蛘呓咏降能壍喇a(chǎn)生GCIB處理射束通常更為實(shí) 際，所以需要這樣處理象半導(dǎo)體晶片這樣的工件，即，使得在處理過(guò)程中 工件表面處于垂直的平面上(并且因此在與待處理的表面接近垂直的方向 上截取離子束)。另一方面，象半導(dǎo)體晶片這樣的平面工件通常在標(biāo)準(zhǔn)的 容器中運(yùn)輸，在這樣的容器中，工件被夾持著致使它們的平面表面實(shí)質(zhì)上 為水平面。通過(guò)使用使工件保持實(shí)質(zhì)上水平方向移動(dòng)工件的遙控設(shè)備或者 自動(dòng)化的處理系統(tǒng)，從工件的運(yùn)輸容器中移出平面工件裝載到夾具上用于 在離子束中處理通常更容易的并且更加可靠(或者是想要的)。因此，本發(fā)明的目的在于提供通過(guò)離子束快速掃描工件以均衡處理的 方法和裝置。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供通過(guò)離子束快速掃描工件的方法和裝 置，其減少振動(dòng)傳輸?shù)紾CIB處理設(shè)備的掃描器支撐構(gòu)件以及GCIB處理 設(shè)備的其它部分。本發(fā)明的更進(jìn)一歩的目的在于提供將工件水平裝載和卸載到掃描器 工件夾具上、而同時(shí)允許在離子束處理過(guò)程中工件處于垂直方向上的方法 和裝置。
發(fā)明內(nèi)容
在一實(shí)施例中，通過(guò)離子束路徑掃描工件的方法包含下列步驟在長(zhǎng)形構(gòu)件的一端將工件安裝在離子束路徑內(nèi)；圍繞長(zhǎng)形構(gòu)件上遠(yuǎn)離工件的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)部分、反復(fù)旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)形構(gòu)件，從而沿著弓形路徑通過(guò)離子束路徑對(duì)工件進(jìn)行反復(fù)掃描；在位于一端和旋轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的接合處彎曲長(zhǎng)形構(gòu)件，將一端移出離子束路徑，從而便于在一端安裝和移除單個(gè)工件。工件可以是半導(dǎo)體基片，彎曲長(zhǎng)形構(gòu)件的步驟使工件移動(dòng)到實(shí)質(zhì)上水平的位置。上述方法可以進(jìn)一步包含下列步驟在位于長(zhǎng)形構(gòu)件周?chē)耐?殼內(nèi)維持部分真空；當(dāng)長(zhǎng)形構(gòu)件被彎曲以及工件被處理成在實(shí)質(zhì)上水平的位置時(shí)，通過(guò)外殼中可閉合的口在一端安裝和移除單個(gè)工件。部分、反復(fù)地旋轉(zhuǎn)的步驟可以使用安裝有長(zhǎng)形構(gòu)件的電動(dòng)機(jī)，上述方 法可以進(jìn)一步包含維持位于長(zhǎng)形構(gòu)件和電動(dòng)機(jī)周?chē)耐鈿?nèi)部分真空的 步驟。上述方法可以進(jìn)一步包含在反復(fù)掃描的過(guò)程中，向上或向下移動(dòng)長(zhǎng) 形構(gòu)件從而使工件的不同部分穿過(guò)離子束路徑的步驟，其中，移動(dòng)長(zhǎng)形構(gòu) 件的步驟包括對(duì)抗重力懸置電動(dòng)機(jī)和長(zhǎng)形構(gòu)件，并因此升高和降低電動(dòng)機(jī) 和長(zhǎng)形構(gòu)件。上述方法還可以進(jìn)一步包含導(dǎo)引外殼內(nèi)懸置的電動(dòng)機(jī)和長(zhǎng)形 構(gòu)件的升高和降低的步驟。部分、反復(fù)地旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)形構(gòu)件的步驟可以使用具 有適于作為轉(zhuǎn)子的反作用物的旋轉(zhuǎn)定子的電動(dòng)機(jī)。彎曲步驟可以包括下列步驟朝第一位置機(jī)械地靠置長(zhǎng)形構(gòu)件，其 中， 一端延伸到與離子束路徑交叉；接合長(zhǎng)形構(gòu)件在一端和接合處之間的 部分；以及在接合長(zhǎng)形構(gòu)件部分的步驟中，交替使用移動(dòng)步驟從而對(duì)抗機(jī) 械靠置彎曲長(zhǎng)形構(gòu)件。安裝的步驟可以使用靜電夾盤(pán)夾持半導(dǎo)體工件或者 其它實(shí)質(zhì)上為平面的工件。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)離子束路徑掃描工件的裝置包含長(zhǎng)形構(gòu)件， 該長(zhǎng)形構(gòu)件用于在長(zhǎng)形構(gòu)件的一端將工件安裝在離子束路徑內(nèi)；以及旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將長(zhǎng)形構(gòu)件安裝在位于長(zhǎng)形構(gòu)件上遠(yuǎn)離一端的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)， 并且更進(jìn)一步用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件的部分、反復(fù)旋轉(zhuǎn)，沿著弓形 路徑通過(guò)離子束路徑反復(fù)掃描安裝在一端的工件，其中，長(zhǎng)形構(gòu)件包括接 合處，該接合處位于一端和旋轉(zhuǎn)點(diǎn)之間，并用于使長(zhǎng)形構(gòu)件彎曲從而將一 端移出離子束路徑，以便于在一端安裝和移除單個(gè)構(gòu)件。當(dāng)彎曲長(zhǎng)形構(gòu)件時(shí)，長(zhǎng)形構(gòu)件可以用于使平面工件朝向?qū)嵸|(zhì)上水平的 位置。上述裝置可以進(jìn)一步包含外殼，該外殼位于長(zhǎng)形構(gòu)件以及任何安裝 于一端的工件的周?chē)?，并用于保持其中部分真空，其中，上述外殼包括?閉合的口，該口便于在實(shí)質(zhì)上水平位置的長(zhǎng)形構(gòu)件的一端安裝和移除單個(gè)工件。上述裝置還可以進(jìn)一步包含外殼，該外殼位于長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的 周?chē)⒂糜诒３制渲胁糠终婵?；機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置對(duì)抗重力將長(zhǎng)形構(gòu) 件和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)懸置在外殼內(nèi)，并且用于使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件向上和向下線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，以使安裝在一端的工件的不同部分在反復(fù)掃描過(guò)程中穿過(guò)離子 束。上述裝置還可以進(jìn)一步包含一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)弓I構(gòu)件，該導(dǎo)引構(gòu)件固定于 外殼內(nèi)并用于導(dǎo)引懸置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的升降。懸置長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī) 械裝置可以包括彈性抗拉構(gòu)件和可旋轉(zhuǎn)的滾筒，其中，彈性抗拉構(gòu)件被安 裝到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并用于環(huán)繞滾筒以允許滾筒旋轉(zhuǎn)升高和降低旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng) 形構(gòu)件。上述裝置甚至可以進(jìn)一步包含電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)優(yōu)選位于外殼的 外側(cè)并用于控制滾筒的旋轉(zhuǎn)。長(zhǎng)形構(gòu)件可以包括靜電夾盤(pán)，該靜電夾盤(pán)位于一端并設(shè)置成用于將工 件安裝到長(zhǎng)形構(gòu)件。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以包括電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有用作轉(zhuǎn)子的 反作用物的旋轉(zhuǎn)定子。上述裝置可以進(jìn)一步包含靠置機(jī)構(gòu)，該靠置機(jī)構(gòu)用于將接合處周?chē)拈L(zhǎng)形構(gòu)件靠置到位于離子束路徑內(nèi)的一端的延伸位置；以及接合機(jī)構(gòu)，該 接合機(jī)構(gòu)用于選擇性地接合長(zhǎng)形構(gòu)件在一端和接合處之間的一部分，其 中，長(zhǎng)形構(gòu)件的可選擇性接合的部分用于使長(zhǎng)形構(gòu)件在通過(guò)接合機(jī)構(gòu)選擇 性地接合時(shí)，響應(yīng)長(zhǎng)形構(gòu)件的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)在接合處彎曲。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)離子束路徑掃描工件的裝置，包含長(zhǎng)形構(gòu) 件，該長(zhǎng)形構(gòu)件用于在長(zhǎng)形構(gòu)件的一端將工件安裝在離子束路徑內(nèi)；旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將長(zhǎng)形構(gòu)件安裝在位于長(zhǎng)形構(gòu)件上遠(yuǎn)離一端的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)， 并進(jìn)一步用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件的部分、反復(fù)旋轉(zhuǎn)，沿著弓形路徑 通過(guò)離子束路徑反復(fù)掃描安裝在一端的工件；外殼，該外殼位于長(zhǎng)形構(gòu)件 和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)周?chē)⒂糜诰S持其中的部分真空；以及機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置 對(duì)抗重力將長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)懸置在外殼內(nèi)，并且用于使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng) 形構(gòu)件向上和向下線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，以使安裝在一端的工件的不同部分在反復(fù)掃 描過(guò)程中穿過(guò)離子束。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以包括電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有用作轉(zhuǎn)子的反作用物的旋轉(zhuǎn) 定子。懸置長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的機(jī)械裝置可以包括彈性抗拉構(gòu)件和可旋 轉(zhuǎn)的滾筒，彈性抗拉構(gòu)件可以在相對(duì)的一端安裝到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和滾筒，并且用于環(huán)繞滾筒以允許滾筒的旋轉(zhuǎn)升高和降低旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件。上述裝 置可以進(jìn)一步包含電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)優(yōu)選位于外殼的外側(cè)并用于控制滾筒 的旋轉(zhuǎn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)離子束路徑掃描工件的方法包含下列步驟 在長(zhǎng)形構(gòu)件的一端將工件安裝在離子束路徑內(nèi)；圍繞長(zhǎng)形構(gòu)件上遠(yuǎn)離工件 的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，用安裝長(zhǎng)形構(gòu)件的電動(dòng)機(jī)部分、反復(fù)地旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)形構(gòu)件，以沿著 弓形路徑通過(guò)離子束對(duì)工件進(jìn)行反復(fù)掃描；維持位于長(zhǎng)形構(gòu)件和電動(dòng)機(jī)周 圍的外殼內(nèi)的部分真空；以及向上或向下移動(dòng)長(zhǎng)形構(gòu)件以使工件的不同部 分在反復(fù)掃描的過(guò)程中穿過(guò)離子束路徑，其中，移動(dòng)長(zhǎng)形構(gòu)件的步驟包括 對(duì)抗重力懸置電動(dòng)機(jī)和長(zhǎng)形構(gòu)件并因此升降電動(dòng)機(jī)和長(zhǎng)形構(gòu)件。移動(dòng)長(zhǎng)形構(gòu)件的步驟可以包括通過(guò)彈性抗拉構(gòu)件旋轉(zhuǎn)安裝到電動(dòng)機(jī) 上的滾筒的步驟，其中，抗拉構(gòu)件的一端用于環(huán)繞隨其旋轉(zhuǎn)的滾筒。部分、 反復(fù)旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)形構(gòu)件的步驟可以使用電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有用作轉(zhuǎn)子的反作 用物的旋轉(zhuǎn)定子。附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明為了更好地理解本發(fā)明，以及其它的和更多的目的，請(qǐng)參照附圖和詳 細(xì)說(shuō)明，其中
圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)GCIB處理裝置的基本部件的示意圖；圖2表示使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工件掃描器的GCIB處理裝置的處 理室300的示意圖，其中，掃描器的工件夾具表示為處于工件裝載/卸載 位置；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的GCIB處理裝置的垂直掃描運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)400的詳細(xì)視圖；圖4表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的夾持工件的掃描臂500的詳細(xì)視圖；圖5表示使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工件掃描器的GCIB處理裝置的處 理室300A的示意圖，其中，掃描器的工件夾具表示為處于工件處理位置；圖6表示使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工件掃描器的GCIB處理裝置的處 理室300B的示意圖，其中，掃描器的工件夾具表示為處于工件裝載/卸 載位置，并說(shuō)明工件裝載/卸載過(guò)程的細(xì)節(jié)；圖7A和7B表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于從掃描器的工件夾具放 置或移走工件的裝載和卸載過(guò)程的某些細(xì)節(jié)；圖8表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于從掃描器的工件夾具放置或移走 工件的裝載和卸載過(guò)程的附加細(xì)節(jié)；圖9表示使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工件掃描器的GCIB處理裝置的處 理室300D的示意圖；以及圖10表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的掃描器600的一部分的示意圖，并說(shuō) 明某些發(fā)動(dòng)機(jī)和平衡裝置的細(xì)節(jié)。附圖的詳細(xì)說(shuō)明圖1表示現(xiàn)有技術(shù)中公知形式的GCIB處理裝置100的典型構(gòu)造的基 本部件的示意圖，可以將其說(shuō)明如下真空容器102被分成三個(gè)相通的室， 源極室104、離子化/加速室106以及處理室108。這三個(gè)室分別通過(guò)真 空泵系統(tǒng)146a、 146b和146c被抽空到合適的操作壓力?？赡Y(jié)的源極氣 體112，如氬，或閥113以及氣體流入管114進(jìn)入停滯室116并通過(guò)適當(dāng) 形狀的噴嘴110被噴射到實(shí)質(zhì)上低壓的真空內(nèi)。形成超聲波氣體射流 118。噴口的擴(kuò)展處引起的冷卻使氣體射流118的一部分凝結(jié)成團(tuán)簇，每 個(gè)團(tuán)簇由幾到幾千弱連結(jié)的原子或分子組成。氣體撇渣器孔120部分地分 離未從團(tuán)簇射流中凝結(jié)成團(tuán)簇射流的氣體分子，以使下游區(qū)域中的壓力最 小化，在該區(qū)域中，這種較高的壓力將是有害的(比如，離子發(fā)生器122、 高壓電極126以及處理室108)。合適的可凝結(jié)源極氣體112包括，但不 必僅限于氬氣、氮?dú)狻⒍趸?、氧氣以及其它氣體和/或氣體混合物。含有氣體團(tuán)簇的超聲波氣體射流118形成之后，團(tuán)簇在離子發(fā)生器 122中電離。離子發(fā)生器122典型為電子撞擊離子發(fā)生器，該電子撞擊離 子發(fā)生器從一個(gè)或多個(gè)白熱燈絲124產(chǎn)生熱電子并加速和指引電子，使它們與氣體射流118中的氣體團(tuán)簇碰搔其中，該射流穿過(guò)離子發(fā)生器122。 電子撞擊將電子從團(tuán)簇中排出，使團(tuán)簇的一部分變成正離子化的。某些團(tuán) 簇可以使不止一個(gè)電子排出并可以變成多離子化的。 一組適當(dāng)偏壓的高壓 電極126從離子發(fā)生器中吸取團(tuán)簇離子，形成束，然后將它們加速到所需 的能量(典型具有從幾百伏到幾十千伏的加速度勢(shì))并聚集它們形成 GCIB128。燈絲電源136提供燈絲電壓Vf以加熱離子發(fā)生器燈絲124。正 極電源134提供正極電壓VA以加速?gòu)臒艚z124放射出的熱電子，使它們 照射包含氣體射流118的團(tuán)簇來(lái)生成離子。吸取器電源138提供吸取電壓 VE來(lái)偏壓高壓電極，以從離子發(fā)生器122的離子化區(qū)域吸取離子并形成 GCIB128。加速器電源140提供加速電壓VACC以相對(duì)與離子發(fā)生器122 偏壓高壓電極，這樣導(dǎo)致總的GCIB加速度勢(shì)等于VAcx:。可以提供一個(gè)或 多個(gè)透鏡電源(例如所示的142和144)來(lái)用聚焦電壓(例如Vu和Vl2) 偏壓高壓電極以聚焦GCIB128?？梢允峭ㄟ^(guò)GCIB工藝處理的半導(dǎo)體晶片或者其它工件的工件152被 夾持在工件夾具150上，該夾具可以位于GCIB128的路徑中。因?yàn)榇蠖?數(shù)的應(yīng)用期望大工件的處理具有空間上一致的結(jié)果，所以需要越過(guò)大面積 均衡地掃描GCIB128從而產(chǎn)生空間上均一的結(jié)果的掃描系統(tǒng)。上述GCIB 128是固定的，具有GCIB軸129，并且工件152被通過(guò) GCIB128機(jī)械地掃描從而將GCIB128的作用分散在工件152的表面上。X—掃描致動(dòng)器202提供了工件夾具150在X—掃描運(yùn)動(dòng)208方向(進(jìn) 出紙平面)中的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)。Y—掃描致動(dòng)器204提供了工件夾具150在與 X—掃描運(yùn)動(dòng)208典型成直角的Y—掃描運(yùn)動(dòng)210方向中的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)。X 一掃描和Y—掃描運(yùn)動(dòng)結(jié)合起來(lái)以類(lèi)光柵掃描的運(yùn)動(dòng)移動(dòng)被工件夾具150 夾持的工件152穿過(guò)GCIB128,從而使GCIB128對(duì)工件152的表面進(jìn)行 均勻的(或者經(jīng)編程的)照射，以處理工件152。工件夾具150將工件152 置于相對(duì)于GCIB128的軸成一定角度的位置，使得GCIB128相對(duì)于工件 152表面具有束入射角206。束入射角206可以是90度或者一些其它角度 但是典型為90度或者接近90度。在Y—掃描過(guò)程中，工件152和工件夾 具150從所示的位置移動(dòng)到交替位置"A"，分別表示為152A和150A。值得注意的是在上述兩個(gè)位置之間移動(dòng)時(shí)，工件152通過(guò)GCIB128掃描， 并且工件152在兩個(gè)極端位置被完全移出GCIB128的路徑(過(guò)掃描)。 盡管在圖1中沒(méi)有明確地表示，但是在(典型地)成直角的X—掃描運(yùn)動(dòng) 208方向上(進(jìn)出紙平面)執(zhí)行類(lèi)似的掃描和過(guò)掃描。在GCIB128的路徑上，射束電流傳感器218位于工件150較遠(yuǎn)的一 邊，這樣當(dāng)工件夾具150在GCIB128的路徑外掃描時(shí)，來(lái)截取GCIB128 的樣本。射束電流傳感器218典型為法拉第筒(faraday cup)或者類(lèi)似的、 除了射束進(jìn)入口外都閉合的結(jié)構(gòu)，并且典型地用電絕緣安裝件212接在真 空容器102的壁上。可以是以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的控制器的控制器220，通過(guò)電纜216連 接到X—掃描致動(dòng)器202和Y—掃描致動(dòng)器204并控制X—掃描致動(dòng)器202 和Y—掃描致動(dòng)器204，從而將工件152置于GCIB128內(nèi)或外，并且通過(guò) GCIB128相對(duì)于GCIB128均勻地掃描工件152以達(dá)到所需的對(duì)工件152 的處理?？刂破?20接收射束電流傳感器218采集的經(jīng)由導(dǎo)線(xiàn)214的抽樣 射束電流，并因此監(jiān)控GCIB，并且當(dāng)已經(jīng)釋放了預(yù)定的所需的量時(shí)，通 過(guò)從GCIB128移走工件152來(lái)控制工件152接收的GCIB量。圖2表示使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工件掃描器的GCIB處理裝置的處 理室300的側(cè)面示意圖。處理室302被封入處理室壁304中，該壁形成將 真空區(qū)域密封在腔室內(nèi)并將標(biāo)準(zhǔn)大氣壓分隔到腔室外的屏障。處理室302 具有射束開(kāi)口 308，其與射束生成系統(tǒng)(未示出)相通，穿過(guò)該射束生成 系統(tǒng)，GCIB可以沿著射束軸306被導(dǎo)向處理室302內(nèi)。處理室壁304還 具有工件傳遞開(kāi)口310，其與配置的工件裝載鎖(未示出)相通，該工件 裝載鎖是真空鎖(能在真空或者大氣壓力下操作)，以使能將工件從處理 室302中的真空外轉(zhuǎn)移到處理室302的內(nèi)訊傳遞開(kāi)口 310具有門(mén)閥3U 該門(mén)閥具有門(mén)閥致動(dòng)器314，用于為密封或開(kāi)啟工件傳遞開(kāi)口 310而打開(kāi) 和關(guān)閉門(mén)閥312，因此，(當(dāng)開(kāi)啟時(shí))允許工件真空到真空傳遞并在大氣 壓力下操作配置的工件裝載鎖，(當(dāng)密封時(shí))允許工件大氣到大氣傳遞進(jìn) 入裝載鎖。處理室302封有根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械掃描系統(tǒng)。全封閉掃描電機(jī)殼 316，其內(nèi)部可以在大氣壓下操作并且其封入用來(lái)驅(qū)動(dòng)軸332的旋轉(zhuǎn)掃描 發(fā)動(dòng)機(jī)315該旋轉(zhuǎn)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)穿過(guò)(優(yōu)選)鐵磁流體旋轉(zhuǎn)直通密封件338o 軸332由旋轉(zhuǎn)軸承334和336支撐。全封閉掃描電機(jī)殼316外的軸332的 末端有轂(hub) 340用來(lái)安裝掃描臂，該掃描臂包含通過(guò)環(huán)樞關(guān)節(jié)322 連接至上部掃描臂320的下部掃描臂318。如圖2所示，上部掃描臂320 支點(diǎn)位于環(huán)樞關(guān)節(jié)322，從而將上部掃描臂320置于適合于裝載和卸載工 件的水平位置。上部掃描臂320配有工件夾具324，優(yōu)選靜電硅片夾，用 于夾持工件330，典型地(但不一定)為半導(dǎo)體片。工件從后方被夾持， 被夾具夾持的對(duì)面是沒(méi)有障礙物的，因此可以暴露用于離子束處理。可以 使用任何類(lèi)型的工件夾具，比如首選的靜電硅片夾或者機(jī)械夾具。當(dāng)旋轉(zhuǎn)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)315可控地定位軸332和轂340、以使下部掃描臂 318是垂直的(朝著圖2的頂部)、并且上部掃描臂320支點(diǎn)位于環(huán)樞關(guān) 節(jié)322時(shí)，在上部掃描臂320上的撞擊點(diǎn)可以擱在可調(diào)節(jié)的制動(dòng)器328上 對(duì)齊以使工件夾具324和任何被夾持的工件330與工件傳遞開(kāi)口 310水平 對(duì)齊。工件324和任何工件330這樣對(duì)齊后，通過(guò)工件傳遞開(kāi)口 310將工 件330傳遞出去(或進(jìn)入)處理室302是很容易的，這在下文的對(duì)圖6和 圖7的描述中將加以說(shuō)明。垂直的驅(qū)動(dòng)滾筒356可以被驅(qū)動(dòng)處于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這在下文將被充分的 論述。垂直的驅(qū)動(dòng)滾筒356接有例如是不銹鋼纜繩或者(優(yōu)選)不銹鋼箔 帶的彈性抗拉構(gòu)件358。包含旋轉(zhuǎn)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)315、掃描發(fā)動(dòng)機(jī)殼316、分 別為上部和下部掃描臂320和318以及工件夾具324的掃描總成被限定為 通過(guò)一個(gè)或多個(gè)安裝到掃描發(fā)動(dòng)機(jī)殼316和處理室外殼304壁上的直線(xiàn)軸 承(未示出)在垂直方向上移動(dòng)，并被彈性抗拉構(gòu)件358垂直懸置。當(dāng)垂 直驅(qū)動(dòng)滾筒356旋轉(zhuǎn)時(shí)，(包含315、 316、 320、 318和324的)掃描總 成根據(jù)垂直驅(qū)動(dòng)滾筒356的旋轉(zhuǎn)垂直上下移動(dòng)。上部掃描臂320如下所示在可被控制的樞軸關(guān)節(jié)322處相對(duì)于下部掃 描臂318做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選螺線(xiàn)管或者直線(xiàn)型氣動(dòng)裝置(linear pneumatic actuator)的線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)器(linear actuator) 366通過(guò)直線(xiàn)型真空引線(xiàn)(linearvacuum feedthrough) 364 (優(yōu)選金屬波紋管)將可控的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)傳遞到處 理室302內(nèi)。線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)器366連接于繞軸旋轉(zhuǎn)的凸輪驅(qū)動(dòng)桿(cam actuating lever) 360的一端。凸輪驅(qū)動(dòng)桿360具有固定的支點(diǎn)362，使得凸輪驅(qū)動(dòng) 桿360遠(yuǎn)離連接至線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)器366端的一端響應(yīng)線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)器366做繞軸旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。下部凸輪354在下部凸輪樞軸342處可旋轉(zhuǎn)地連接至下部掃描臂 318。例如是不銹鋼纜繩或者(優(yōu)選)不銹鋼箔帶的第二彈性抗拉構(gòu)件352 連接至下部凸輪354和上部凸輪346。上部凸輪346在樞軸關(guān)節(jié)322處連 接于上部掃描臂320。桿臂348也在樞軸關(guān)節(jié)322處連接于上部掃描臂 320?？梢园鄠€(gè)彈簧的拉簧350連接于桿臂348。彈簧350相對(duì)的一端 在接近轂340的點(diǎn)連接于下部掃描臂318上的固定錨點(diǎn)368。當(dāng)線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)器366可控地縮進(jìn)時(shí)，其拉動(dòng)凸輪驅(qū)動(dòng)桿360的連接端， 使凸輪驅(qū)動(dòng)桿360的遠(yuǎn)端從處理室壁繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)到一個(gè)位置，在該位置，它 能在剛性地連接至下部凸輪354的下部桿臂353的末端接合凸輪導(dǎo)輥 344。當(dāng)控制旋轉(zhuǎn)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)315來(lái)決定軸332和轂340的位置使得下部 掃描臂318垂直、進(jìn)而當(dāng)垂直的驅(qū)動(dòng)滾筒356被可控地旋轉(zhuǎn)從而將掃描總 成(包含315、 316、 320、 318和324)從最初較低的位置舉起時(shí)，凸輪驅(qū) 動(dòng)桿360與凸輪導(dǎo)輥344接合。當(dāng)垂直的驅(qū)動(dòng)滾筒356進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)時(shí)，抬 起掃描總成，通過(guò)凸輪驅(qū)動(dòng)桿360使下部桿臂353相對(duì)于上升中的下部掃 描臂318位置降低，使其旋轉(zhuǎn)下部凸輪354并經(jīng)第二彈性抗拉構(gòu)件352引 起上部凸輪346中相反地旋轉(zhuǎn)，這使上部掃描臂320從初始的垂直位置朝 其水平位置降低或彎曲(如圖2所示)。圖3表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的GCIB處理裝置的垂直掃描運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)400的詳細(xì)視圖。垂直掃描發(fā)動(dòng)機(jī)402可控地旋轉(zhuǎn)垂直的驅(qū)動(dòng)滾筒356b 垂直的驅(qū)動(dòng)滾筒356具有安裝點(diǎn)404，在該點(diǎn)安裝有彈性抗拉構(gòu)件358， 優(yōu)選不銹鋼箔帶。彈性抗拉構(gòu)件358同樣在安裝點(diǎn)410安裝至具有兩個(gè)連 接器408的支架上述兩個(gè)連接器連接至掃描發(fā)動(dòng)機(jī)殼316(如圖2所示)。 上述支架依靠在線(xiàn)性軸承406上，該軸承(以及未示出的其它的線(xiàn)性軸承 和導(dǎo)桿)限制了支架的運(yùn)動(dòng)，并將掃描發(fā)動(dòng)機(jī)殼316連接至線(xiàn)性垂直運(yùn)動(dòng)，由垂直掃描發(fā)動(dòng)機(jī)402的旋轉(zhuǎn)和重力控制，其可以通過(guò)彈簧或者其它的靠 置力選擇性地?cái)U(kuò)張，圖中未示出。可選地，位于外殼相對(duì)的壁(未示出) 的相對(duì)的導(dǎo)桿或軸承(未示出)可以用于在整個(gè)過(guò)程的各個(gè)步驟中穩(wěn)定掃 描總成。垂直的掃描發(fā)動(dòng)機(jī)402用來(lái)按照要求可控地和可逆地上下掃描掃 描總成(包含圖2所示的315、 316、 320、 318和324的)用于工件掃描， 以及用來(lái)上下移動(dòng)掃描總成以控制(圖2所示的)上部掃描臂320在圖2 所示的工件裝載/卸載位置和圖5所示的掃描位置之間移動(dòng)的繞軸旋轉(zhuǎn)動(dòng) 作。圖4表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例夾持工件330的掃描臂500的詳細(xì)視 圖。掃描臂500包含上部掃描臂320，其通過(guò)樞軸關(guān)節(jié)322連接至下部掃 描臂318。掃描臂500的下端具有安裝孔502，用于安裝至旋轉(zhuǎn)掃描發(fā)動(dòng) 機(jī)315的轂340 (340和315示于圖2)從而確定用于掃描臂500的旋轉(zhuǎn)的 點(diǎn)。上部掃描臂320具有夾持工件330的工件夾具324 (在圖4中是隱藏 的，而在圖2中是可見(jiàn)的)。旋轉(zhuǎn)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)315 (圖2)能以可逆的弓 形掃描動(dòng)作504可控地振動(dòng)掃描臂500和工件330。垂直掃描發(fā)動(dòng)機(jī)402 (如圖3所示)能以可逆的垂直掃描動(dòng)作506可控地振動(dòng)掃描臂500和工 件。圖4還表示了參照?qǐng)D2所確定和討論的掃描臂500的各種細(xì)節(jié)。圖5表示使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工件掃描器的GCIB處理裝置的處 理室300A的示意圖，其中，掃描器的工件夾具表示為處于工件處理位置。 在圖5中所表示的起始于圖2所示的工件裝載/卸載位置的工件處理位置 通過(guò)使用垂直掃描發(fā)動(dòng)機(jī)402 (示于圖3)來(lái)完成，以降低整個(gè)掃描總成 (包含全部示于圖2的315、 316、 320、 318和324)。首先，工件傳遞開(kāi) 口 310可以通過(guò)門(mén)閥312關(guān)閉從而將真空處理室302與負(fù)載鎖312 (未示 出)隔離。掃描總成降低的運(yùn)動(dòng)首先導(dǎo)致下部凸輪354 (圖2)和上部凸 輪346 (圖2)旋轉(zhuǎn)，由于彈簧350的作用，使上部掃描臂320從圖2所 示的裝載/卸載位置繞軸旋轉(zhuǎn)到圖5所示的垂直處理位置。當(dāng)上部掃描臂 320到達(dá)其垂直位置時(shí)，通過(guò)垂直掃描發(fā)動(dòng)機(jī)402對(duì)掃描總成的進(jìn)一步降 低使凸輪導(dǎo)輥344脫離凸輪驅(qū)動(dòng)桿360。然后，通過(guò)可控地將線(xiàn)性起動(dòng)器 366從其縮進(jìn)位置(示于圖2)轉(zhuǎn)換到它的延伸位置(示于圖5)，凸輪驅(qū)動(dòng)桿360因此從它能接合凸輪導(dǎo)輥344的位置移開(kāi)，并且掃描總成在垂直 掃描發(fā)動(dòng)機(jī)402 (圖3)的控制下在垂直掃描運(yùn)動(dòng)506中自由上下移動(dòng)。 通過(guò)垂直掃描發(fā)動(dòng)機(jī)402 (圖3)和旋轉(zhuǎn)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)315 (圖2)的受控的、 協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)，被工件夾具324夾持的工件330被可控地通過(guò)離子束軸306 掃描，從而提供對(duì)工件330的整個(gè)表面的射束處理?？傊?，垂直掃描運(yùn)動(dòng) 506需要相對(duì)慢于旋轉(zhuǎn)的弓形掃描運(yùn)動(dòng)504 (圖4)從而產(chǎn)生離子束的入射 點(diǎn)在工件330上的類(lèi)光柵掃描模式。垂直掃描發(fā)動(dòng)機(jī)402 (圖3)的振動(dòng) 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致垂直驅(qū)動(dòng)滾筒356的相應(yīng)的振動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)382，該垂直驅(qū)動(dòng) 滾筒356進(jìn)而在彈性抗拉構(gòu)件358中產(chǎn)生振動(dòng)的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)380，所述彈性 抗拉構(gòu)件在工件330產(chǎn)生相應(yīng)的垂直掃描運(yùn)動(dòng)506。圖6表示使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工件掃描器的GCIB處理裝置的處 理室300B的示意圖以及表示工件裝載/卸載過(guò)程的一些細(xì)節(jié)，其中，掃描 器的工件夾具324表示為處于工件裝載/卸載的位置。門(mén)閥312是打開(kāi)的， 因此工件轉(zhuǎn)移口 310也是打開(kāi)的。工件轉(zhuǎn)移臂390在第一位置被表示為 390A，在第二位置被表示為390B。工件轉(zhuǎn)移臂390是遙控設(shè)備或者自動(dòng) 化的工件轉(zhuǎn)移系統(tǒng)的一部分，其在工件裝載過(guò)程中操作將工件從處理室 302 (圖2)外面的裝載鎖(未示出)移動(dòng)到處理室內(nèi)和晶片夾具324上(用 于工件卸載時(shí)則逆向)。夾持工件330的工件轉(zhuǎn)移臂390穿過(guò)工件轉(zhuǎn)移口 310到達(dá)第一位置，在第一位置將工件放置在工件夾具上，在該位置的工 件用330A表示。然后，工件轉(zhuǎn)移臂390降低到被表示為390B的第二位 置，在該位置將工件330安置到工件夾具324上，該位置的工件被表示為 330B。工件夾具324 (優(yōu)選靜電夾盤(pán))然后被起動(dòng)用來(lái)夾持安裝在工件夾 具324上的工件。最后，工件轉(zhuǎn)移臂向后撤回穿過(guò)工件傳遞口310，并且 門(mén)閥312將工件傳遞口 310密封。圖7A、 7B和圖8表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例用于從掃描器的工件夾具 放置和移走工件330的裝載和卸載的附加細(xì)節(jié)。圖7A表示在之前對(duì)圖6 的說(shuō)明中被稱(chēng)之為第一位置的晶片轉(zhuǎn)移的俯視圖，圖7B表示其側(cè)視圖。 圖8表示在之前對(duì)圖6的說(shuō)明中被稱(chēng)之為第二位置的晶片轉(zhuǎn)移的側(cè)視圖。圖6、 7A、 7B和圖8結(jié)合在一起表示將工件330裝載到工件夾具324上 的過(guò)程。使用相反的過(guò)程從工件夾具卸載工件。圖9表示使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的工件掃描器的GCIB處理裝置的處 理室300D的示意圖。除了之前描述的結(jié)構(gòu)和功能之外，圖9還表示靈活 的冷卻、供電以及控制接線(xiàn)398，該接線(xiàn)398將移動(dòng)的掃描發(fā)動(dòng)機(jī)殼316 連接到對(duì)于掃描發(fā)動(dòng)機(jī)和包括工件夾具的掃描總成來(lái)說(shuō)是必要的設(shè)備。圖10表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的掃描總成600的一部分的示意圖， 并表示某些發(fā)動(dòng)機(jī)和平衡的細(xì)節(jié)。旋轉(zhuǎn)掃描發(fā)動(dòng)機(jī)315 (圖2)包含連接 于軸332 (圖2)的永久磁鐵轉(zhuǎn)子總成602和定子總成604。旋轉(zhuǎn)的編碼輪 608連接至軸332 (圖2)以便于從掃描發(fā)動(dòng)機(jī)得到精確的位置反饋，從 而便于控制。為了減少傳遞到掃描發(fā)動(dòng)機(jī)殼316和傳遞到掃描總成支撐結(jié) 構(gòu)的振動(dòng)和其它反應(yīng)動(dòng)作，根據(jù)(Vanderpot等的)US 2005/0230643Al、 US 2005/0232748A1和US 2005/0232749 Al號(hào)專(zhuān)利文件中所教導(dǎo)的原理， 定子總成604優(yōu)選反向旋轉(zhuǎn)的定子總成，該定子總成對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子總成602 的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。此外，下部掃描臂318 (圖2)在轂340 (圖2)的下面并 且相對(duì)立于掃描臂的工件夾具末端，具有安裝在其下端的平衡裝置總成 610。上述平衡裝置總成610根據(jù)傳統(tǒng)原理被設(shè)計(jì)成靜態(tài)地和/或動(dòng)態(tài)地平 衡掃描臂總成，使得旋轉(zhuǎn)的弓形掃描運(yùn)動(dòng)504 (圖4)較平滑地操作。盡管本發(fā)明已經(jīng)針對(duì)各種實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但是應(yīng)該認(rèn)識(shí)到本發(fā)明 還可以有落入本發(fā)明的理念內(nèi)的進(jìn)一步的或者其它的實(shí)施例的廣泛的變 化。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)離子束路徑掃描工件的方法，包含以下步驟
在長(zhǎng)形構(gòu)件的一端將工件安裝在離子束路徑內(nèi)；
圍繞長(zhǎng)形構(gòu)件上遠(yuǎn)離工件的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)部分、反復(fù)地旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)形構(gòu)件，從而沿著弓形路徑通過(guò)離子束路徑對(duì)工件進(jìn)行反復(fù)掃描；以及
在位于一端和旋轉(zhuǎn)點(diǎn)之間的接合處彎曲長(zhǎng)形構(gòu)件，將一端移出離子束路徑，從而便于在一端安裝和移除單個(gè)工件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，工件是半導(dǎo)體基片，其 中，彎曲長(zhǎng)形構(gòu)件的步驟使工件移動(dòng)到實(shí)質(zhì)上水平的位置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求
2所述的方法，進(jìn)一步包含以下步驟在位于長(zhǎng)形構(gòu)件周?chē)耐鈿?nèi)維持部分真空；以及當(dāng)長(zhǎng)形構(gòu)件被彎曲以及工件被處理成在實(shí)質(zhì)上水平的位置時(shí)，通過(guò)外 殼中可閉合的口在一端安裝和移除單個(gè)工件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，部分、反復(fù)地旋轉(zhuǎn)的步 驟使用安裝有長(zhǎng)形構(gòu)件的電動(dòng)機(jī)，并且進(jìn)一步包含維持位于長(zhǎng)形構(gòu)件和電 動(dòng)機(jī)周?chē)耐鈿?nèi)部分真空的步驟。
5. 根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，進(jìn)一步包含以下步驟-在反復(fù)掃描的過(guò)程中，向上或向下移動(dòng)長(zhǎng)形構(gòu)件從而使工件的不同部 分穿過(guò)離子束路徑，其中，移動(dòng)長(zhǎng)形構(gòu)件的步驟包括對(duì)抗重力懸置電動(dòng)機(jī)和長(zhǎng)形構(gòu)件，并 因此升高和降低電動(dòng)機(jī)和長(zhǎng)形構(gòu)件。
6. 根據(jù)權(quán)利要求
5所述的方纟去進(jìn)一步包含導(dǎo)引外殼內(nèi)懸置的電動(dòng)機(jī) 和長(zhǎng)形構(gòu)件的升高和降低的步驟。
7. 根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其特征在于，部分、反復(fù)地旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)形 構(gòu)件的步驟使用具有適于作為轉(zhuǎn)子的反作用物的旋轉(zhuǎn)定子的電動(dòng)機(jī)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方t去其特征在于，彎曲步驟包括下列步驟: 朝第一位置機(jī)械地靠置長(zhǎng)形構(gòu)件，其中， 一端延伸到與離子束路徑交叉；接合長(zhǎng)形構(gòu)件在一端和接合處之間的部分；以及在接合長(zhǎng)形構(gòu)件部分的步驟中，交替使用移動(dòng)的步驟從而對(duì)抗機(jī)械靠 置彎曲長(zhǎng)形構(gòu)件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，安裝的步驟使用靜電夾 盤(pán)用于夾持半導(dǎo)體工件。
10. —種通過(guò)離子束路徑掃描工件的裝置，包含長(zhǎng)形構(gòu)件，該長(zhǎng)形構(gòu)件用于在長(zhǎng)形構(gòu)件的一端將工件安裝在離子束路 徑內(nèi)；以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將長(zhǎng)形構(gòu)件安裝在位于長(zhǎng)形構(gòu)件上遠(yuǎn)離一端的 旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，并且更進(jìn)一步用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件的部分、反復(fù)地旋 轉(zhuǎn)，沿著弓形路徑通過(guò)離子束路徑反復(fù)掃描安裝在一端的工件；其中，長(zhǎng)形構(gòu)件包括接合處，該接合處位于一端和旋轉(zhuǎn)點(diǎn)之間，并用 于使長(zhǎng)形構(gòu)件彎曲從而將一端移出離子束路徑，以便于在一端安裝和移除 單個(gè)構(gòu)件。
11. 根據(jù)權(quán)利要求
10所述的裝置，其特征在于，當(dāng)彎曲長(zhǎng)形構(gòu)件時(shí)， 長(zhǎng)形構(gòu)件用于使平面工件朝向?qū)嵸|(zhì)上水平的位置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求
ll所述的裝置，進(jìn)一步包含外殼，該外殼位于長(zhǎng)形 構(gòu)件和任何安裝于一端的工件的周?chē)?，并用于保持其中部分真空，其中?該外殼包括可閉合的口，該口便于在實(shí)質(zhì)上水平位置的長(zhǎng)形構(gòu)件的一端安 裝和移除單個(gè)工件。
13. 根據(jù)權(quán)利要求
10所述的裝置，進(jìn)一步包含外殼，該外殼位于長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的周?chē)⒂糜诒３制渲胁糠终婵?；機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置對(duì)抗重力將長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)懸置在外殼 內(nèi)，并且用于使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件向上和向下線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，以使安裝在一 端的工件的不同部分在反復(fù)掃描過(guò)程中穿過(guò)離子束。
14. 根據(jù)權(quán)利要求
13所述的裝置，進(jìn)一步包含一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)引構(gòu)件，該導(dǎo)引構(gòu)件固定于外殼內(nèi)并用于導(dǎo)引懸置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的升高和降低。
15. 根據(jù)權(quán)利要求
13所述的裝置，其特征在于，懸置長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)的機(jī)械裝置包括彈性抗拉構(gòu)件和可旋轉(zhuǎn)的滾筒，其中，彈性抗拉構(gòu)件 被安裝到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，并用于環(huán)繞滾筒以允許滾筒的旋轉(zhuǎn)升高和降低旋轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件。
16. 根據(jù)權(quán)利要求
15所述的裝置，進(jìn)一步包含電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)位于 外殼的外側(cè)并用于控制滾筒旋轉(zhuǎn)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求
10所述的裝置，其特征在于，長(zhǎng)形構(gòu)件包括靜電夾 盤(pán)，該靜電夾盤(pán)位于一端并設(shè)置成用于將工件安裝到長(zhǎng)形構(gòu)件。
18. 根據(jù)權(quán)利要求
10所述的裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng) 機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有用作轉(zhuǎn)子的反作用物的旋轉(zhuǎn)定子。
19. 根據(jù)權(quán)利要求
10所述的裝置，進(jìn)一步包含靠置機(jī)構(gòu)，該靠置機(jī)構(gòu)用于將接合處周?chē)拈L(zhǎng)形構(gòu)件靠置到位于離子 束路徑內(nèi)的一端的延伸位置；以及接合機(jī)構(gòu)，該接合機(jī)構(gòu)用于選擇性地接合長(zhǎng)形構(gòu)件在一端和接合處之 間的一部分，其中，長(zhǎng)形構(gòu)件的可選擇性接合的部分用于使長(zhǎng)形構(gòu)件在通過(guò)接合機(jī) 構(gòu)選擇性地接合時(shí)，響應(yīng)長(zhǎng)形構(gòu)件的線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)在接合處彎曲。
20. —種通過(guò)離子束路徑掃描工件的裝置，包含長(zhǎng)形構(gòu)件，該長(zhǎng)形構(gòu)件用于在長(zhǎng)形構(gòu)件的一端將工件安裝在離子束路 徑內(nèi)；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將長(zhǎng)形構(gòu)件安裝在位于長(zhǎng)形構(gòu)件上遠(yuǎn)離一端的 旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，并進(jìn)一步用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件的部分、反復(fù)地旋轉(zhuǎn)，沿著弓形路徑通過(guò)離子束路徑反復(fù)掃描安裝在一端的工件；外殼，該外殼位于長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)周?chē)⒂糜诰S持其中的部分真 空；以及機(jī)械裝置，該機(jī)械裝置對(duì)抗重力將長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)懸置在外殼 內(nèi)，并且用于使旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件向上和向下線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，以使安裝在一 端的工件的不同部分在反復(fù)掃描過(guò)程中穿過(guò)離子束。
21. 根據(jù)權(quán)利要求
20所述的裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電動(dòng) 機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有用作轉(zhuǎn)子的反作用物的旋轉(zhuǎn)定子。
22. 根據(jù)權(quán)利要求
20所述的裝置，其特征在于，懸置長(zhǎng)形構(gòu)件和旋轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)的機(jī)械裝置包括彈性抗拉構(gòu)件和可旋轉(zhuǎn)的滾筒，其中，彈性抗拉構(gòu)件 在相對(duì)的一端安裝到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和滾筒，并且用于環(huán)繞滾筒以允許滾筒的旋 轉(zhuǎn)升高和降低旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和長(zhǎng)形構(gòu)件。
23. 根據(jù)權(quán)利要求
21所述的裝置，進(jìn)一步包含電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)位于 外殼的外側(cè)并用于控制滾筒的旋轉(zhuǎn)。
24. —種通過(guò)離子束路徑掃描工件的方法，包含以下步驟在長(zhǎng)形構(gòu)件的一端將工件安裝在離子束路徑內(nèi)；圍繞長(zhǎng)形構(gòu)件上遠(yuǎn)離工件的旋轉(zhuǎn)點(diǎn)，用安裝長(zhǎng)形構(gòu)件的電動(dòng)機(jī)部分、 反復(fù)地旋轉(zhuǎn)長(zhǎng)形構(gòu)件，以沿著弓形路徑通過(guò)離子束對(duì)工件進(jìn)行反復(fù)掃描；維持位于長(zhǎng)形構(gòu)件和電動(dòng)機(jī)周?chē)耐鈿?nèi)的部分真空；以及向上或向下移動(dòng)長(zhǎng)形構(gòu)件以使工件的不同部分在反復(fù)掃描的過(guò)程中 穿過(guò)離子束路徑，其中，移動(dòng)長(zhǎng)形構(gòu)件的步驟包括對(duì)抗重力懸置電動(dòng)機(jī)和長(zhǎng)形構(gòu)件并因 此升高和降低電動(dòng)機(jī)和長(zhǎng)形構(gòu)件。
25. 根據(jù)權(quán)利要求
23所述的方法，其特征在于，移動(dòng)長(zhǎng)形構(gòu)件的步驟 包括通過(guò)彈性抗拉構(gòu)件旋轉(zhuǎn)安裝到電動(dòng)機(jī)上的滾筒的步驟，其中，抗拉構(gòu) 件的一端用于環(huán)繞隨其旋轉(zhuǎn)的滾筒。
26. 根據(jù)權(quán)利要求
23所述的方法，其特征在于，部分、反復(fù)地旋轉(zhuǎn)長(zhǎng) 形構(gòu)件的步驟使用電動(dòng)機(jī)，該電動(dòng)機(jī)具有用作轉(zhuǎn)子的反作用物的旋轉(zhuǎn)定子。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明提供了用于將工件安裝在長(zhǎng)形構(gòu)件上，控制工件通過(guò)離子束路徑進(jìn)行掃描的方法和裝置。長(zhǎng)形構(gòu)件上的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)能夠?qū)ぜM(jìn)行部分、反復(fù)的掃描。在連接處彎曲長(zhǎng)形構(gòu)件從而將工件移進(jìn)和移出離子束路徑。這便于單個(gè)工件的安裝和移除。用于旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)可以懸置在部分真空的外殼內(nèi)；上述發(fā)動(dòng)機(jī)還可以用于升高和降低長(zhǎng)形組件和工件用以垂直掃描。
文檔編號(hào)G21K5/10GKCN101336456SQ200680052235
公開(kāi)日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2006年11月30日
發(fā)明者艾瑞克·R·哈林頓, 阿弗拉姆·法伊特斯, 馬修·C·格維因 申請(qǐng)人:艾派恩有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan