工件的离子束铣削及其程度的确定和控制的制作方法

专利名称：工件的离子束铣削及其程度的确定和控制的制作方法
技术领域：
本发明涉及工件的离子束铣削，且更特别地，涉及一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的方法、装置和系统。本发明通常可应用于多种不同领域中，如半导体制造、微分析测试、材料科学、计量学、光刻技术、微机械加工和纳米制造技术。本发明通常可在对多种不同类型的工件进行离子束铣削的多种不同应用中得以实施。特别地，本发明可在制备或/和分析多种不同类型的工件的多种不同应用中得以实施，所述工件特别地以广泛应用于上述典型领域中的样品或材料，例如取自半导体晶片或芯片的那些样品或材料，的形式存在。
工件(样品)的离子束铣削(蚀刻)、引导离子束、使离子束产生偏转、以及使离子束产生旋转的过程、及其理论、原理和实施方式、及其相关应用和学科在现有技术中是众所周知的且已经进行了讲授，且目前已被广泛实施。为了建立起本发明的范围、意义和应用领域的概念，下文是用于披露本发明的技术术语的选择性解释定义和典型使用情况。
背景技术：
工件此处，以非限制性方式，工件通常指的是多种不同类型材料，如半导体材料、陶瓷材料、纯金属材料、金属合金材料、聚合物材料、其复合材料或取自所述材料的材料中的任意材料。
例如，对于工件为半导体型材料的情况而言，工件通常以取自(晶片的)单个电路小片、晶片部段或整个晶片的样品的形式存在。通常情况下，利用微分析样品制备技术，例如转让给本申请人/受让人的于2005年2月3日申请的题目为“用于进行微分析的样品制备”的美国临时专利申请No.60/649,080中披露的技术，对这种工件(样品)进行预制备。利用微分析样品制备技术对工件(样品)进行预制备的基础在于通过利用一种或多种类型的切割、劈裂、切削或/和抛光过程而使工件(样品)预备件的尺寸的至少一个尺度(长度、宽度或/和厚度、深度或高度)减少或减薄从而对工件(样品)的预备件的至少一部分进行“分割(sectioning)”或“分段(segmenting)”，由此产生准备进行另一种工艺，如离子束铣削，的预制工件(样品)。这种预制工件(样品)具有处于约10微米至约50微米之间的范围内的至少一个尺度(长度、宽度或/和厚度、深度或高度)，且另一个尺度处于约2毫米与约3毫米之间的范围内。
工件的离子束铣削工件的离子束铣削通常指的是使离子束撞击到工件表面上，由此离子束与表面的相互作用导致从表面且因此从工件上去除材料。在多种领域中，聚焦离子束(FIB)铣削和宽离子束(BIB)铣削是众所周知的、被讲授且被使用，工件的离子束铣削技术(ion beam milling)。通常情况下，聚焦离子束(FIB)铣削指的是源自于液体金属源如液体镓的高能、集中且充分聚焦的离子束，所述离子束入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削，由此聚焦离子束与表面的相互作用导致从工件表面上去除材料。通常情况下，宽离子束(BIB)铣削指的是源自于惰性气体源如氩或氙的能量较低且聚焦不那么充分的宽离子束，所述离子束入射且撞击在工件表面上并对所述工件表面进行铣削，由此宽离子束与表面的相互作用导致从工件表面上去除材料。
通常情况下，包括使离子束入射且撞击在工件表面上，由此使离子束与表面的相互作用导致产生“选择”类型的从表面上去除材料的过程，的离子束铣削可被认为是离子束“蚀刻”。在本发明的范围和背景下，此处，离子束铣削通常指的是使离子束入射且撞击在工件表面上，由此使离子束与表面的相互作用导致产生非选择或选择类型的从工件表面上去除材料的过程。
引导离子束在短语“引导离子束”中，术语“引导”通常等效于同义术语导引(guiding)、调节(regulating)、控制(controlling)及其相关的不同语法形式。因此，引导离子束通常等效于导引、调节或控制离子束。通常情况下，受到引导、导引、调节或控制的离子束沿或顺沿方向、轴线、路径或轨迹朝向此处通常被称作工件的目标、实体或靶被引导、导引、调节或控制。这种引导、导引、调节或控制离子束的过程可通过多种不同类型的方式得以实现，所述方式在离子束和相关技术的现有技术中是众所周知的、被讲授和使用。
使离子束产生偏转在短语“使离子束产生偏转”中，术语“偏转”通常等效于同义术语偏向(swerving)、转向(turning aside)、弯曲(bending)、偏离(deviating)，或另一种可选方式是，等效于分别导致产生偏向、导致产生转向、导致产生弯曲、导致产生偏离的同义短语及其相关不同语法形式。因此，使离子束产生偏转通常等效于使离子束产生偏向、转向、弯曲或偏离，或另一种可选方式是，分别导致离子束产生偏向、转向、弯曲或偏离，或另一种可选方式是，分别导致离子束被偏向、转向、弯曲或偏离，从而分别导致离子束产生偏转、转向、弯曲或偏离。通常情况下，分别使离子束从第一方向、路径、轴线或轨迹偏转或导致离子束从第一方向、路径、轴线或轨迹偏向、转向、弯曲或偏离至第二方向、路径、轴线或轨迹。这种使离子束产生偏转、导致离子束产生偏向、转向、弯曲或偏离的过程可通过多种不同类型的方式得以实现，所述方式在离子束和相关技术的现有技术中是众所周知的、被讲授和使用。
使离子束产生旋转在短语“使离子束产生旋转”中，术语“旋转”通常等效于同义术语关于、围绕或相对于轴线产生转动(turning)或自旋(spinning)，或另一种可选方式是，等效于同义术语分别关于、围绕或相对于轴线导致产生转动或导致产生自旋及其相关不同语法形式。因此，使离子束产生旋转通常等效于使离子束关于、围绕或相对于轴线产生转动或自旋，或另一种可选方式是，分别导致离子束关于、围绕或相对于轴线产生转动或自旋，或另一种可选方式是，分别导致离子束关于、围绕或相对于轴线被转动或自旋，从而分别导致离子束关于、围绕或相对于轴线产生转动或自旋。
通常情况下，离子束关于、围绕或相对于轴线被旋转(产生旋转)、被转动(产生转动)或被自旋(产生自旋)，其中轴线是离子束轴线或通常与离子束共用相同的空间和时间域的元件或部件的轴线。此外，这种使离子束关于、围绕或相对于轴线产生旋转、转动或自旋的过程对应于使离子束关于、围绕或相对于该轴线产生角位移，其中轴线是离子束轴线或通常与离子束共用相同的空间和时间域的元件或部件的轴线。这种使离子束关于、围绕或相对于轴线产生旋转、转动或自旋的过程可通过在离子束和相关技术的现有技术中已公知的、被讲授和使用的方式得以实现。例如，通过使离子束源，如产生或生成离子束的装置或组件，关于、围绕或相对于轴线产生旋转、转动或自旋，然而，在这种情况下，指出离子束相对于离子束源处于静止(静态或固定)状态是重要的。
图1是示出了典型工件及其选择特征和参数的透视示意图，所述工件为包括表面(具有掩模元件)的半导体晶片或芯片的一部分的典型预制样品，所述样品由样品保持器元件保持，其中要例如通过实施本发明而对样品进行离子束铣削，所述铣削过程例如作为制备样品以进行微分析的过程的一部分或/和作为分析样品的过程的一部分。
现有技术中对工件实施离子束铣削的过程由于无法同时且自动地实现与制备或/和分析工件相关的下列四个特征或方面而受到限制(1)样品的一部分的厚度或薄度，(2)将具有特定位置的靶设置在经过铣削的工件中的能力，(3)具有特定位置的靶在工件内的深度，和(4)经过铣削的工件表面的质量，包括经过铣削表面的选择性控制。
因此需要具有对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的方法、装置和系统，且具有所述方法、装置和系统将是极为有利的。需要通常可应用于多种不同领域中，如半导体制造、微分析测试、材料科学、计量学、光刻技术、微机械加工和纳米制造技术中的这种发明。此外，需要通常可在对多种不同类型的工件进行离子束铣削的多种不同应用中得以实施的这种发明。此外，需要特别地可在制备或/和分析多种不同类型的工件的多种不同应用中得以实施的这种发明，所述工件特别地以广泛应用于上述典型领域中的样品或材料，例如取自半导体晶片或芯片的那些样品或材料，的形式存在。

发明内容
本发明涉及表面的离子束铣削，且更特别地，涉及一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的方法、装置和系统。本发明通常可应用于多种不同领域中，如半导体制造、微分析测试、材料科学、计量学、光刻技术、微机械加工和纳米制造技术。本发明通常可在对多种不同类型的工件进行离子束铣削的多种不同应用中得以实施。特别地，本发明可在制备或/和分析多种不同类型的工件的多种不同应用中得以实施，所述工件特别地以广泛应用于上述典型领域中的样品或材料，例如取自半导体晶片或芯片的那些样品或材料，的形式存在。
因此，根据本发明，提供了一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法，所述方法包括提供离子束；并且引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的方法，所述方法包括通过使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束，并且使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有受到引导的经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束，而引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成所述受到引导的经过多次偏转的离子束。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的装置，所述装置包括用于提供离子束的离子束源组件；和用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的装置，所述装置包括用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和用于使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有所述受到引导的经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统，所述系统包括离子束单元，其中所述离子束单元包括用于提供离子束的离子束源组件，和用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削；和操作性地连接至所述离子束单元以为所述离子束单元和所述工件提供且保持真空环境的真空单元，其中所述真空单元包括所述工件。
根据下面所述的本发明的优选实施例中的其它特征，所述系统进一步包括操作性地连接至所述离子束单元且连接至所述真空单元以为所述离子束单元和所述真空单元提供电子器件且使得能够对所述离子束单元和所述真空单元进行工艺控制的电子器件和工艺控制设施。
根据下面所述的本发明的优选实施例中的其它特征，所述系统进一步包括选自组群的至少一个附加单元，所述组群包括工件成像和铣削检测单元、工件操控和定位单元、防振单元、部件成像单元和至少一个工件分析单元，其中每个附加单元被操作性地连接至所述真空单元。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的系统，所述系统包括离子束单元，其中所述离子束单元包括用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和用于使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有所述经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件；和操作性地连接至所述离子束单元以为所述离子束单元提供且保持真空环境的真空单元。
根据下面所述的本发明的优选实施例中的其它特征，所述系统进一步包括操作性地连接至所述离子束单元且连接至所述真空单元以为所述离子束单元和所述真空单元提供电子器件且使得能够对所述离子束单元和所述真空单元进行工艺控制的电子器件和工艺控制设施。
根据下面所述的本发明的优选实施例中的其它特征，所述系统进一步包括选自组群的至少一个附加单元，所述组群包括工件成像和铣削检测单元、工件操控和定位单元、防振单元、部件成像单元和至少一个工件分析单元，其中每个附加单元被操作性地连接至所述真空单元。
根据本发明的另一个方面，提供了一种用于确定和控制工件的离子束铣削程度的方法，所述方法包括提供所述工件的至少一个参数的一组预定值，所述至少一个参数选自组群，所述组群包括所述工件的厚度、所述工件内的靶的深度和所述工件的至少一个表面的形貌特征；利用用于对工件进行所述受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法对所述工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能提供离子束；并且引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削；对所述工件的所述至少一个参数进行原位实时测量以形成所述至少一个参数的一组测量值；将所述成组的所述测量值与所述提供的成组的所述预定值进行对比以形成与所述对比过程相关的一组差值；反馈所述成组的所述差值以继续所述对所述工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程，直至所述差值在预定范围内。
根据下面所述的本发明的优选实施例中的其它特征，所述工件的所述至少一个表面的选择程度对应于作为所述工件的一个所述预定参数的所述形貌特征。
通过以选自包括手动、半自动、全自动及其组合的方式的组群的方式实施过程、步骤和子步骤而实施本发明，所述实施过程包括以选自包括手动、半自动、全自动及其组合的方式的组群的方式使用和操作系统单元、系统子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和外围设备、设施、附件和材料。此外，根据用于实施所披露发明的特定实施例的实际过程、步骤、子步骤、系统单元、系统子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和外围设备、设施、附件和材料，所述过程、步骤和子步骤是通过利用硬件、软件或/和其综合组合而得以实施的，且所述系统单元、系统子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和外围设备、设施、附件和材料通过利用硬件、软件或/和其综合组合而进行操作。
特别地，用于实施本发明的软件包括操作地连接并进行作用的以软件程序、软件例行程序、软件子例行程序、软件符号语言、软件编码、软件指令或协议、软件算法或/和其组合的形式存在的写入或印刷数据。用于实施本发明的硬件包括操作地连接并进行作用的电、电子、磁、电磁、电-机械和光学的系统单元、系统子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和外围设备、设施、附件和材料，所述硬件可包括一个或多个计算机芯片、集成电路、电子电路、电子子电路、硬接线电路或/和其组合，涉及数字或/和模拟操作。因此，本发明是通过利用刚才所述的软件和硬件的综合组合而得以实施的。


在此仅通过实例并结合附图对本发明进行描述。现在详细地参见附图，应该强调，特定方式是通过实例示出的且目的仅在于对本发明的优选实施例进行示例性描述，且被示出的原因在于提供被认为对本发明的原理和概念方面进行了最有用且易于理解的描述的方式。就这方面而言，并未试图以比对于本发明进行基本理解所必需的细节更详细的方式示出本发明的结构细节，对附图进行的描述使本领域的技术人员易于理解本发明实际上可实施的多种形式。在图中图1是示出了典型工件及其选择特征和参数的透视示意图，所述工件为包括表面(具有掩模元件)的半导体晶片或芯片的一部分的典型预制样品，所述样品由样品保持器元件保持，其中要例如通过实施本发明而对样品进行离子束铣削，所述铣削过程例如作为制备样品以进行微分析的过程的一部分或/和作为分析样品的过程的一部分；图2是根据本发明的示出了对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的过程的典型优选实施例的侧视示意图，图中特别示出了与工件成像和铣削检测单元和真空单元的真空室组件相关的离子束单元，且所有这些都与工件及其表面相关；图3是根据本发明的示出了如图2所示的典型优选实施例的更详细型式的侧视示意图，图中特别示出了装置的典型特定优选实施例，所述装置为包括用于使离子束产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件的离子束单元，且图中示出了工件成像和铣削检测单元的典型特定优选实施例；图4是根据本发明的示出了如图2和图3所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的过程的侧视示意图，图中特别示出了装置的更详细水平的部件型式的剖视侧视图，所述装置为包括被构造且功能在于使离子束产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件的离子束单元；图5是根据本发明的示出了如图2、图3和图4所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程的透视示意图，图中特别示出了包括在离子束单元的离子束引导和多次偏转组件中的被构造且功能在于使离子束产生两次偏转的离子束第一偏转组件和离子束第二偏转组件中的每个偏转组件的典型特定优选实施例；图6a-图6e是根据本发明的一起示出了通过第一离子束偏转组件和第二离子束偏转组件而受到引导且经过多次偏转的离子束相对于与工件共轴的随意对准的纵向轴线产生的旋转(角度)顺序的透视示意图，所述离子束对应于围绕纵向轴线在0°与360°之间的范围内进行旋转且被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削的具有受到引导的经过多次偏转的离子束的类型的受到引导的经过两次偏转的离子束；图7a是根据本发明的示出了被导向、入射且撞击在第一类典型工件(大致成形为矩形的板片)的表面上并且对所述表面进行铣削的受到引导的经过多次偏转(两次或三次偏转)的离子束的透视近视示意图，图中特别示出了离子束、表面和工件的相对几何形状和尺寸；图7b是根据本发明的示出了被导向、入射且撞击在第二类典型工件(半导体晶片或芯片的一部分的典型样品，其中通过例如与图1所示的样品保持器元件相似的样品保持器元件保持表面(具有掩模))的表面上并且对所述工件表面进行铣削的受到引导的经过多次偏转(两次或三次偏转)的离子束的透视近视示意图，图中特别示出了离子束、表面和工件的相对几何形状和尺寸；图8是根据本发明的示出了如图2所示的典型优选实施例的更详细型式的侧视示意图，图中特别示出了包括用于使离子束产生三次偏转的离子束引导和多次偏转组件的离子束单元的典型特定优选实施例，和工件成像和铣削检测单元的典型特定优选实施例；图9是根据本发明的示出了如图2和图8所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的过程的侧视示意图，图中特别示出了包括被构造且功能在于使离子束产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件的离子束单元的更详细水平的部件型式的剖视侧视图；图10是根据本发明的示出了如图2、图8和图9所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程的透视示意图，图中特别示出了包括在离子束单元的离子束引导和多次偏转组件中且被构造且功能在于使离子束产生三次偏转的离子束第一偏转组件、离子束第二偏转组件和离子束第三偏转组件中的每个偏转组件的典型特定优选实施例；图11是根据本发明的示出了对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统的典型优选实施例的框图，所述系统包括离子束单元和真空单元，且借助于进一步包括选自组群的至少一个附加单元而示出了多个可能的特定典型优选实施例，所述组群包括工件成像和铣削检测单元、工件操控和定位单元、防振单元、部件成像单元和工件分析单元；图12是根据本发明的示出了如图11所示的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统及其附加单元的透视图的(等距)示意图；图13是根据本发明的示出了如图11和图12所示的系统的顶视图的(等距)示意图；图14是根据本发明的示出了作为图12和图13所示的系统的一部分的工件成像和铣削检测单元的典型特定优选实施例及其主要部件的透视图的(等距)示意图，所述主要部件与离子束单元、工件操控和定位单元、部件成像单元相关，且所有这些都与工件相关；图15是根据本发明的示出了作为图12和图13所示的系统的一部分的工件操控和定位单元的典型特定优选实施例及其主要部件的透视图的(等距)示意图，图中特别示出了没有工件(a)和具有工件(b)的工件保持器组件的近视图；图16是根据本发明的示出了利用作为图11、图12和图13所示的系统的一部分的与图14所示的工件相关的工件成像和铣削检测单元的典型特定优选实施例及其主要部件以及离子束单元和工件操控和定位单元以确定和控制工件的离子束铣削程度的组合的剖视图(上部(a))和顶视图(下部(b))的示意图；和图17a和图17b是根据本发明的示出了作为利用图14和图16所示的工件成像和铣削检测单元中包括的透射电子检测器组件确定和控制工件的离子束铣削程度的过程的一部分的确定经过铣削的工件内的靶的深度的过程的剖视示意图。
具体实施例方式
本发明涉及表面的离子束铣削，且更特别地，涉及一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的方法、装置和系统。本发明通常可应用于多种不同领域中，如半导体制造、微分析测试、材料科学、计量学、光刻技术、微机械加工和纳米制造技术。本发明通常可在对多种不同类型的工件进行离子束铣削的多种不同应用中得以实施。特别地，本发明可在制备或/和分析多种不同类型的工件的多种不同应用中得以实施，所述工件特别地以广泛应用于上述典型领域中的样品或材料，例如取自半导体晶片或芯片的那些样品或材料，的形式存在。
本发明的一个主要方面提供了一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能提供离子束；并且引导所述提供的离子束并使所述提供的 离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削。
本发明的另一个主要方面是用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的子组合，由此提供了一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的方法，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能通过使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束，并且使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有受到引导的经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束，而引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束。
本发明的另一个主要方面提供了一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的装置，所述装置包括下列主要部件及其功能用于提供离子束的离子束源组件；和用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削。
本发明的另一个主要方面是用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的装置的子组合，由此提供了一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的装置，所述装置包括下列主要部件及其功能用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和用于使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有所述受到引导的经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件。
本发明的另一个主要方面提供了一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统，所述系统包括下列主要部件及其功能离子束单元，其中所述离子束单元包括用于提供离子束的离子束源组件，和用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削；和操作性地连接至所述离子束单元以为所述离子束单元和所述工件提供且保持真空环境的真空单元。所述真空单元优选包括所述工件。
所述系统优选进一步包括操作性地连接至所述离子束单元且连接至所述真空单元以为所述离子束单元和所述真空单元提供电子器件且使得能够对所述离子束单元和所述真空单元进行工艺控制的电子器件和工艺控制设施。可选且优选地，所述系统进一步包括选自组群的至少一个附加单元，所述组群包括工件成像和铣削检测单元、工件操控和定位单元、防振单元、部件成像单元和至少一个工件分析单元，其中每个附加单元被操作性地连接至所述真空单元。所述电子器件和工艺控制设施优选还被操作性地连接至每个附加单元从而以与所述离子束单元和所述真空单元操作性地成一体的方式为每个附加单元提供电子器件且使得能够对每个附加单元进行工艺控制。
本发明的另一个主要方面是用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统的子组合，由此提供了一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的系统，所述系统包括下列主要部件及其功能离子束单元，其中所述离子束单元包括用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和用于使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件；和用于使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件；和操作性地连接至所述离子束单元以为所述离子束单元提供且保持真空环境的真空单元。
所述系统优选进一步包括操作性地连接至所述离子束单元且连接至所述真空单元以为所述离子束单元和所述真空单元提供电子器件且使得能够对所述离子束单元和所述真空单元进行工艺控制的电子器件和工艺控制设施。可选且优选地，所述系统进一步包括选自组群的至少一个附加单元，所述组群包括工件成像和铣削检测单元、工件操控和定位单元、防振单元、部件成像单元和至少一个工件分析单元，其中每个附加单元被操作性地连接至所述真空单元。所述电子器件和工艺控制设施优选还被操作性地连接至每个附加单元从而以与所述离子束单元和所述真空单元操作性地成一体的方式为每个附加单元提供电子器件且使得能够对每个附加单元进行工艺控制。
本发明的另一个主要方面提供了一种用于确定和控制工件的离子束铣削程度的方法，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能提供所述工件的至少一个参数的一组预定值，所述至少一个参数选自组群，所述组群包括所述工件的厚度、所述工件内的靶的深度和所述工件的至少一个表面的形貌特征；利用用于对工件进行所述受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法对所述工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能提供离子束；并且引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件的表面进行铣削；对所述工件的所述至少一个参数进行原位实时测量以形成所述至少一个参数的一组测量值；将所述成组测量值与所述提供的成组预定值进行对比以形成与所述对比过程相关的一组差值；反馈所述成组差值以继续对所述工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程，直至所述差值在预定范围内。
在所述方法中，所述工件的所述至少一个表面的选择程度对应于作为所述工件的一个所述预定参数的所述形貌特征。
因此，本发明所基于的是一种独特的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的方法、装置和系统及其子组合。
应该理解，除非在此要不然进行特别说明，否则本发明不限于应用于下列示例性描述和附图中阐述的操作或实施的过程、步骤和子步骤的次序或顺序以及数量的细节，也不限于系统单元、子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和外围设备、设施、附件和材料的类型、成分、构造、布置、次序和数量的细节。本发明能够具有其它实施例且能够以多种方式被实施或实现。尽管可利用与在此示例性地描述的那些相似或等效的过程、步骤、子步骤和系统单元、子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和外围设备、设施、附件和材料实施或检验本发明，但在此对适当的过程、步骤、子步骤和系统单元、子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和外围设备、设施、附件和材料进行了示例性描述。
还应该理解，除非在此要不然进行特别限定或说明，否则本披露内容在此通篇所采用的所有技术和科学词语、术语或/和短语具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的意义相同或相似的意义。本披露内容在此通篇所采用的短语、术语和符号的目的在于进行描述且不应视作进行限制。应该充分理解，除非要不然进行特别说明，否则术语“操作性地连接”通常被用于此且等效于指的是相应的同义短语“操作性地联接”和“操作性地附接”，其中操作性连接、操作性联接或操作性附接根据的是物理、或/和电、或/和电子、或/和机械、或/和电-机械方式或本质，涉及多种类型和种类的硬件或/和软件设备和部件。此外，在上面的背景技术部分中引入、限定、描述或/和例示的所有技术和科学词语、术语或/和短语等同或相似地可应用于对本发明的优选实施例、实例和所附权利要求的示例性描述中。
特别地，在本发明的范围和背景中，对于短语“工件”而言，在此，以非限制性方式，工件通常指的是多种不同类型材料，如半导体材料、陶瓷材料、纯金属材料、金属合金材料、聚合物材料、其复合材料或取自所述材料的材料中的任意材料。
例如，对于工件为半导体型材料的情况而言，工件通常以取自(晶片的)单个电路小片、晶片部段或整个晶片的样品的形式存在。通常情况下，利用微分析样品制备技术，例如转让给本申请人/受让人的于2005年2月3日申请的题目为“用于进行微分析的样品制备”的美国临时专利申请No.60/649,080中披露的技术，对这种工件(样品)进行预制备。利用微分析样品制备技术对工件(样品)进行预制备的基础在于通过利用一种或多种类型的切割、劈裂、切削或/和抛光过程而使工件(样品)预备件的尺寸的至少一个尺度(长度、宽度或/和厚度、深度或高度)减少或减薄从而对工件(样品)的预备件的至少一部分进行“分割(sectioning)”或“分段(segmenting)”，由此产生准备进行另一种工艺，如离子束铣削，的预制工件(样品)。这种预制工件(样品)具有处于约10微米至约50微米之间的范围内的至少一个尺度(长度、宽度或/和厚度、深度或高度)，且另一个尺度处于约2毫米与约3毫米之间的范围内。
特别地，对于短语“工件的离子束铣削”而言，在此，工件的离子束铣削通常指的是使离子束撞击到工件表面上，由此离子束与表面的相互作用导致从表面且因此从工件上去除材料。通常情况下，聚焦离子束(FIB)铣削指的是源自于液体金属源如液体镓的高能、集中且充分聚焦的离子束，所述离子束入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削，由此聚焦离子束与表面的相互作用导致从工件表面上去除材料。通常情况下，宽离子束(BIB)铣削指的是源自于惰性气体源如氩或氙的能量较低且聚焦不那么充分的宽离子束，所述离子束入射且撞击在工件表面上并对所述工件表面进行铣削，由此宽离子束与表面的相互作用导致从工件表面上去除材料。
通常情况下，包括使离子束入射且撞击在工件表面上，由此使离子束与表面的相互作用导致产生“选择”类型的从表面上去除材料的过程，的离子束铣削可被认为是离子束“蚀刻”。在本发明的范围和背景下，此处，离子束铣削通常指的是使离子束入射且撞击在工件表面上，由此使离子束与表面的相互作用导致产生非选择或选择类型的从工件表面上去除材料的过程。
特别地，对于短语“引导离子束”而言，术语“引导”通常等效于同义术语导引(guiding)、调节(regulating)、控制(controlling)及其相关的不同语法形式。因此，引导离子束通常等效于导引、调节或控制离子束。通常情况下，受到引导、导引、调节或控制的离子束沿或顺沿方向、轴线、路径或轨迹朝向此处通常被称作工件的目标、实体或靶被引导、导引、调节或控制。
特别地，对于短语“使离子束产生偏转”而言，术语“偏转”通常等效于同义术语偏向(swerving)、转向(turning aside)、弯曲(bending)、偏离(deviating)，或另一种可选方式是，等效于分别导致产生偏向、导致产生转向、导致产生弯曲、导致产生偏离的同义短语及其相关不同语法形式。因此，使离子束产生偏转通常等效于使离子束产生偏向、转向、弯曲或偏离，或另一种可选方式是，分别导致离子束产生偏向、转向、弯曲或偏离，或另一种可选方式是，分别导致离子束被偏向、转向、弯曲或偏离，从而分别导致离子束产生偏转、转向、弯曲或偏离。通常情况下，分别使离子束从第一方向、路径、轴线或轨迹偏转或导致离子束从第一方向、路径、轴线或轨迹偏向、转向、弯曲或偏离至第二方向、路径、轴线或轨迹。
因此，基于前面对短语“使离子束产生偏转”的描述、定义和理解，此处的短语“使离子束产生多次偏转”通常指的是使离子束产生一次以上特别是至少两次且通常产生一次以上的任何数量的次数的偏转，所述一次以上的任何数量的次数对应于多次次数或多次，因此对应于术语“多次偏转”。作为本发明的第一特定实例或实施例，使离子束产生两次次数或两次偏转在此被表示为短语“使离子束产生两次偏转”。作为本发明的第二特定实例或实施例，使离子束产生三次次数或三次偏转在此被表示为短语“使离子束产生三次偏转”。因此，通常情况下，为了描述本发明，使离子束产生至少两次次数的偏转在此被表示为短语“使离子束产生至少两次偏转”或等效地被表示为“使离子束产生多次偏转”。应该充分理解，本发明决不限于通过使所述离子束产生两次或三次偏转而使离子束产生多次偏转。通常情况下，本发明可被实施，其中使离子束产生多次偏转包括使离子束产生三次次数以上、四次次数以上等次数的偏转。
以相应的方式，此处的短语“经过多次偏转的离子束”指的是经过一次以上特别是至少两次偏转且通常经过一次以上的任何数量的次数的偏转的离子束，所述一次以上的任何数量的次数对应于多次次数或多次，因此对应于术语“经过多次偏转的”。作为本发明的相应的第一特定实例或实施例，经过两次次数或两次偏转的离子束在此被表示为短语“经过两次偏转的离子束”。作为本发明的相应的第二特定实例或实施例，经过三次次数或三次偏转的离子束在此被表示为短语“经过三次偏转的离子束”。因此，以相应的方式，通常情况下，为了描述本发明，经过至少两次次数的偏转的离子束在此被表示为短语“经过多次偏转的离子束”或等效地被表示为“经过至少两次偏转的离子束”。应该充分理解，本发明决不限于经过多次偏转的离子束为经过两次或三次偏转的离子束的情况。通常情况下，本发明可被实施，其中经过多次偏转的离子束是经过三次次数以上、四次次数以上等次数的偏转的离子束。
因此，基于前面对短语“引导离子束”和“使离子束产生偏转”的描述、定义和理解，此处的短语“引导离子束并使所述离子束产生至少两次偏转”通常指的是在使离子束产生一次以上特别是至少两次且通常产生一次以上的任何数量的次数的偏转的过程之前、过程中、过程之后引导离子束。作为本发明的第一特定实例或实施例，引导离子束、随后使受到引导的离子束产生两次次数或两次偏转并且随后引导经过两次偏转的离子束的过程在此被表示为短语“引导离子束并使所述离子束产生至少两次偏转”。作为本发明的第二特定实例或实施例，引导离子束、随后使受到引导的离子束产生三次次数或三次偏转的过程在此被表示为短语“引导离子束并使所述离子束产生至少三次偏转”。因此，通常情况下，为了描述本发明，使离子束产生至少两次次数的偏转在此被表示为短语“引导离子束并使所述离子束产生至少两次偏转”或等效地被表示为“引导离子束并使所述离子束产生多次偏转”。应该充分理解，本发明决不限于通过引导离子束并使所述离子束产生两次或三次偏转而引导离子束并使离子束产生多次偏转。通常情况下，本发明可被实施，其中引导离子束且使离子束产生多次偏转包括引导离子束并使离子束产生三次次数以上、四次次数以上等次数的偏转。
以相应的方式，短语“受到引导的经过多次偏转的离子束”指的是在产生一次以上特别是至少两次且通常产生一次以上的任何数量的次数的偏转的过程之前、过程中、过程之后受到引导的离子束，所述一次以上的任何数量的次数对应于多次次数或多次，因此对应于术语“受到引导的经过多次偏转的”。作为本发明的相应的第一特定实例或实施例，在产生两次次数或两次偏转的过程之前、过程中和过程之后受到引导的离子束在此被表示为短语“受到引导的经过两次偏转的离子束”。作为本发明的相应的第二特定实例或实施例，在产生三次次数或三次偏转的过程之前、过程中和过程之后受到引导的离子束在此被表示为短语“受到引导的经过三次偏转的离子束”。因此，以相应的方式，通常情况下，为了描述本发明，在产生至少两次次数的偏转的过程之前、过程中和过程之后受到引导的离子束在此被表示为短语“受到引导的经过多次偏转的离子束”或等效地被表示为短语“受到引导的经过至少两次偏转的离子束”。应该充分理解，本发明决不限于受到引导的经过多次偏转的离子束为受到引导的经过两次或三次偏转的离子束的情况。通常情况下，本发明可被实施，其中受到引导的经过多次偏转的离子束是在产生三次次数以上、四次次数以上等次数的偏转的过程之前、过程中和过程之后离子束。
特别地，对于短语“使受到引导的经过多次偏转(经过至少两次偏转)的离子束产生旋转”而言，术语“旋转”通常等效于同义术语关于、围绕或相对于轴线产生转动(turning)或自旋(spinning)，或另一种可选方式是，等效于同义术语分别关于、围绕或相对于轴线导致产生转动或导致产生自旋及其相关不同语法形式。因此，使受到引导的经过多次偏转(经过至少两次偏转)的离子束产生旋转通常等效于使受到引导的经过多次偏转(经过至少两次偏转)的离子束关于、围绕或相对于轴线产生转动或自旋，或另一种可选方式是，分别导致受到引导的经过多次偏转(经过至少两次偏转)的离子束关于、围绕或相对于轴线产生转动或自旋，或另一种可选方式是，分别导致受到引导的经过多次偏转(经过至少两次偏转)的离子束关于、围绕或相对于轴线被转动或自旋，从而分别导致受到引导的经过多次偏转(经过至少两次偏转)的离子束关于、围绕或相对于轴线产生转动或自旋。
通常情况下，受到引导的经过多次偏转(经过至少两次偏转)的离子束关于、围绕或相对于轴线被旋转(产生旋转)、被转动(产生转动)或被自旋(产生自旋)，其中轴线是离子束轴线或通常与离子束共用相同的空间和时间域的元件或部件的轴线。此外，这种使受到引导的经过多次偏转(经过至少两次偏转)的离子束关于、围绕或相对于轴线产生旋转、转动或自旋的过程对应于使受到引导的经过多次偏转(经过至少两次偏转)的离子束关于、围绕或相对于轴线产生角位移，其中轴线是离子束轴线或通常与离子束共用相同的空间和时间域的元件或部件的轴线。
此外，正如此处使用的，术语“约”指的是相关值的±10％。
结合下列示例性描述和附图会更好地理解本发明的典型优选实施例、其它可选优选实施例、特定构型以及附加且可选的方面、特征或其特性的过程、步骤、子步骤、系统单元、系统子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件、元件和外围设备、设施、附件和材料以及操作和实施方式。在下列示例性描述和附图中，相同的附图标记和字母表示相同的系统单元、子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件和元件以及外围设备、设施、附件和材料。
在对本发明进行的下列示例性描述中，包括了对于充分理解适当的“使得能够”利用和实施所披露发明的方式而言所需的主要或基本过程、步骤和子步骤以及主要或基本系统单元、系统子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件和元件以及外围设备、设施、附件和材料。因此，在此至多仅对就使得能够实施本发明而言次重要且本领域技术人员易于公知或/和在与本发明相关的现有技术和技术文献中可以获得的多个可能的初步、中间、次要或/和可选的过程、步骤、或/和子步骤、或/和系统单元、系统子单元、装置、组件、子组件、机构、结构、部件和元件以及外围设备、设施、附件和材料进行简要的描述。
在对本发明进行的下列示例性描述中，以非限制性方式，通常的阐述方式如下用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法；作为用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的子组合的用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的方法；用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的装置；作为用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的装置的子组合的用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的装置；用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统；作为用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统的子组合的用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的系统；和用于确定和控制工件的离子束铣削程度的方法。
因此，本发明的一个主要方面是提供一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能提供离子束；并且引导提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
现在参见图，图2是示出了对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的过程的典型优选实施例的侧视示意图，图中特别示出了与工件成像和铣削检测单元300和真空单元的真空室组件210相关的离子束单元100，且所有这些都与工件及其表面相关。
大致而言，图2完全足以示例性地描述本发明的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法。然而，为了确保理解所述方法，在这里对图3、图4、图5、图6、图8、图9和图10进行附加的参考，还可参考所述图以便理解根据本发明的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的多个不同的典型特定优选实施例的实施过程。
图3是示出了如图2所示的典型优选实施例的更详细型式的侧视示意图，图中特别示出了装置的典型特定优选实施例，所述装置为包括用于使离子束10产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件120的离子束单元100，且图中示出了工件成像和铣削检测单元300的典型特定优选实施例。
图4是示出了如图2和图3所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的过程的侧视示意图，图中特别示出了装置的更详细水平的部件型式的剖视侧视图，所述装置为包括被构造且功能在于使离子束10产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件120的离子束单元100。
图5是示出了如图2、图3和图4所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程的透视示意图，图中特别示出了包括在离子束单元100的离子束引导和多次偏转组件120中的被构造且功能在于使离子束10产生两次偏转的离子束第一偏转组件122和离子束第二偏转组件124中的每个偏转组件的典型特定优选实施例。
图6a-图6e是一起示出了通过第一离子束偏转组件122和第二离子束偏转组件124a和124b而受到引导且经过多次偏转的离子束相对于与工件共轴的随意对准的纵向轴线40产生的旋转(角度)顺序的透视示意图，所述离子束对应于围绕纵向轴线40在0°与360°之间的范围内进行旋转且被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削的具有受到引导的经过多次偏转的离子束的类型的受到引导的经过两次偏转的离子束20。
图7a是示出了被导向、入射且撞击在第一类典型工件(大致成形为矩形的板片)的表面上并且对所述表面进行铣削的受到引导的经过多次偏转的离子束20(经过两次偏转)或22(经过三次偏转)的透视近视示意图，图中特别示出了离子束20或22、表面和工件的相对几何形状和尺寸。
图7b是示出了被导向、入射且撞击在第二类典型工件(半导体晶片或芯片的一部分的典型样品，其中通过例如与图1所示的样品保持器元件相似的样品保持器元件保持表面(具有掩模))的表面上并且对所述工件表面进行铣削的受到引导的经过多次偏转的离子束20(经过两次偏转)或22(经过三次偏转)的透视近视示意图，图中特别示出了离子束20或22、表面和工件的相对几何形状和尺寸。
图8是示出了如图2所示的典型优选实施例的更详细型式的侧视示意图，图中特别示出了包括用于使离子束10产生三次偏转的离子束引导和多次偏转组件120的离子束单元100的典型特定优选实施例，和工件成像和铣削检测单元300的典型特定优选实施例。
图9是示出了如图2和图8所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的过程的侧视示意图，图中特别示出了包括被构造且功能在于使离子束10产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件120的离子束单元100的更详细水平的部件型式的剖视侧视图。
图10是示出了如图2、图8和图9所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程的透视示意图，图中特别示出了包括在离子束单元100的离子束引导和多次偏转组件120中且被构造且功能在于使离子束产生三次偏转的离子束第一偏转组件122、离子束第二偏转组件124和离子束第三偏转组件140中的每个偏转组件的典型特定优选实施例。
因此，参见图2并附加地参见图3、图4、图5、图6、图8、图9和图10，用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法包括提供离子束10；并且引导提供的离子束10并使所述提供的离子束产生至少两次(例如两次或三次)偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c，其中受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
通常情况下，存在部分地根据使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的特定空间(方向、取向、构型)模式或方式且根据所述过程的特定时间(定时)模式或方式的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的多个不同的典型特定优选实施例，其中受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。特别地，使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的特定空间(方向、取向、构型)模式或方式是线性或旋转的。特别地，使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的特定时间(定时)模式或方式是连续、不连续(周期性、非周期性或脉冲性的)或连续和不连续(周期性、非周期性或脉冲性)相组合的。此外，可根据使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的每种特定时间(定时)模式或方式，即连续、不连续(周期性、非周期性或脉冲性的)或连续和不连续(周期性、非周期性或脉冲性的)相组合的模式或方式，实施使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的每种特定空间(方向、取向、构型)模式或方式，即线性或旋转的模式或方式。
更具体而言，就使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的特定空间(方向、取向、构型)模式或方式来说，使提供的离子束产生多次偏转(例如两次或三次偏转)并线性或旋转地引导所述提供的离子束以形成相应的受到线性或旋转引导的经过多次偏转(分别经过两次或三次偏转)离子束20a、20b或20c，其中所述相应的受到线性或旋转引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被分别线性或旋转地导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
更具体而言，就使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的特定时间(定时)模式或方式来说，使提供的离子束10产生多次偏转(例如两次或三次偏转)且连续、不连续或连续和不连续相组合地引导所述提供的离子束以形成相应的连续、不连续或连续和不连续相组合的受到引导的经过多次偏转(分别经过两次或三次偏转)的离子束20a、20b或20c，其中所述相应的连续、不连续或连续和不连续相组合的受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被分别连续、不连续或连续和不连续相组合地导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
因此，对于根据使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的每种特定时间(定时)模式或方式实施的使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的每种特定时间(定时)模式而言，使提供的离子束10产生多次偏转(例如两次或三次偏转)且连续、不连续或连续和不连续相组合地，线性或旋转地引导所述提供的离子束以形成相应的连续、不连续或连续和不连续相组合的受到线性或旋转引导的经过多次偏转(分别经过两次或三次偏转)的离子束20a、20b或20c，其中所述相应的连续、不连续或连续和不连续相组合的受到线性或旋转引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被分别连续、不连续或连续和不连续相组合地，线性或旋转地导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
下文对根据使提供的离子束10产生多次偏转(例如两次或三次偏转)并引导所述提供的离子束的过程的不同特定空间(方向、取向、构型)模式或方式且根据所述过程的不同特定时间(定时)模式或方式的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的上述(具有空间和时间特征的)典型特定优选实施例中的每个实施例进行更详细的示例性描述。为此，如图2所示，提供的离子束10与在此被称作纵向轴线40的纵向轴线基本上共轴的情况通常可应用于每个典型特定优选实施例。此外，如图2所示，工件与纵向轴线40基本上共轴的情况通常可应用于每个典型特定优选实施例。对于典型的三维xyz坐标轴系统50而言，任意的纵向轴线40沿x轴的方向、顺沿x轴进行延伸且与所述x轴共轴。
工件的离子束铣削的线性空间模式或方式参见图2，提供的离子束10沿纵向轴线40[即x轴(在z＝0的域中)]的方向且顺沿所述轴线被线性引导且进行延伸。随后，受到线性引导的提供的离子束10产生至少两次偏转(多次偏转)且被线性引导，且被转化或转变成，且变为，受到线性引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c，所述离子束分别沿从上面的纵向轴线40[即x轴(在正z轴域中)]或从下面的纵向轴线40[即x轴(在负z轴域中)]的方向，或沿纵向轴线40[即x轴(在z＝0的域中)]的方向且顺沿所述纵向轴线，朝向工件被线性引导且进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
更具体而言，前面的描述对应于用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的三个(具有线性空间特征的)主要典型特定优选实施例，所述三个主要典型特定优选实施例分别根据的是使提供的离子束10产生多次偏转(例如两次或三次偏转)并引导所述提供的离子束的过程的不同特定线性空间(方向、取向、构型)模式或方式，其中受到线性引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被线性地导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
此外，根据使提供的离子束10产生多次偏转(例如两次或三次偏转)并线性引导所述提供的离子束的过程的三种主要不同特定时间(定时)模式或方式实施用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的这三个(具有线性空间特征的)主要典型特定优选实施例中的每个实施例，所述三种主要不同特定时间(定时)模式或方式选自组群，所述组群包括使提供的离子束10产生多次偏转并线性引导所述提供的离子束的过程的连续类型的时间(定时)模式或方式、使提供的离子束10产生多次偏转并线性引导所述提供的离子束的过程的不连续(周期性、非周期性或脉冲性)类型的时间(定时)模式或方式以及使提供的离子束10产生多次偏转并线性引导所述提供的离子束的过程的连续类型和不连续类型的组合类型的时间(定时)模式或方式，其中受到线性引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被线性地导向、入射或撞击在工件表面上且对所述工件表面进行铣削。下面紧接着对用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的这种典型特定优选实施例进行示例性描述。
在第一主要(具有线性空间特征的)典型特定优选实施例中，提供的离子束10产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被线性引导以形成受到线性引导的经过多次偏转的离子束20a，所述受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿从上面的纵向轴线40[即x轴(在正z轴域中)]的方向朝向工件被线性引导且进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并线性引导所述提供的离子束的过程的连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续地产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续地线性引导以形成时间连续地受到线性引导的经过多次偏转的离子束20a，所述时间连续地受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿从上面的纵向轴线40[即x轴(在正z轴域中)]的方向朝向工件被时间连续地线性引导且进行延伸，随后时间连续地入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并线性引导所述提供的离子束的过程的不连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间不连续地(周期性或非周期性地)线性引导以形成时间不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束20a，所述时间不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿从上面的纵向轴线40[即x轴(在正z轴域中)]的方向朝向工件被时间不连续地(周期性或非周期性地)线性引导且进行延伸，随后时间不连续地(周期性或非周期性地)入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并线性引导所述提供的离子束的过程的连续类型和不连续类型的组合类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)线性引导以形成时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束20a，所述时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿从上面的纵向轴线40[即x轴(在正z轴域中)]的方向朝向工件被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)线性引导且进行延伸，随后时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
在第二主要(具有线性空间特征的)典型特定优选实施例中，提供的离子束10产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被线性引导以形成受到线性引导的经过多次偏转的离子束20b，所述受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿从下面的纵向轴线40[即x轴(在负z轴域中)]的方向朝向工件被线性引导且进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续地产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续地线性引导以形成时间连续地受到线性引导的经过多次偏转的离子束20b，所述时间连续地受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿从下面的纵向轴线40[即x轴(在负z轴域中)]的方向朝向工件被时间连续地线性引导且进行延伸，随后时间连续地入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的不连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间不连续地(周期性或非周期性地)线性引导以形成时间不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束20b，所述时间不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿从下面的纵向轴线40[即x轴(在负z轴域中)]的方向朝向工件被时间不连续地(周期性或非周期性地)线性引导且进行延伸，随后时间不连续地(周期性或非周期性地)入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的连续类型和不连续类型的组合类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)线性引导以形成时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束20b，所述时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿从下面的纵向轴线40[即x轴(在负z轴域中)]的方向朝向工件被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)线性引导且进行延伸，随后时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
在第三主要(具有线性空间特征的)典型特定优选实施例中，提供的离子束10产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被线性引导以形成受到线性引导的经过多次偏转的离子束20c，所述受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿纵向轴线40[即x轴(在z＝0的域中)]且因此沿工件轴线40的方向且顺沿所述轴线朝向工件被线性引导且进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并线性引导所述提供的离子束的过程的连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续地产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续地线性引导以形成时间连续地受到线性引导的经过多次偏转的离子束20c，所述时间连续地受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿纵向轴线40[即x轴(在z＝0的域中)]且因此沿工件轴线40的方向且顺沿所述轴线朝向工件被时间连续地线性引导且进行延伸，随后时间连续地入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并线性引导所述提供的离子束的过程的不连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间不连续地(周期性或非周期性地)线性引导以形成时间不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束20c，所述时间不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿纵向轴线40[即x轴(在z＝0的域中)]的方向且顺沿所述纵向轴线朝向工件被时间不连续地(周期性或非周期性地)线性引导且进行延伸，随后时间不连续地(周期性或非周期性地)入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并线性引导所述提供的离子束的过程的连续类型和不连续类型的组合类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)线性引导以形成时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束20c，所述时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)受到线性引导的经过多次偏转的离子束沿纵向轴线40[即x轴(在z＝0的域中)]的方向且顺沿所述纵向轴线朝向工件被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)线性引导且进行延伸，随后时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
工件的离子束铣削的旋转空间模式或方式参见图2，提供的离子束10沿纵向轴线40[即x轴(在z＝0的域中)]的方向且顺沿所述轴线被线性引导且进行延伸。随后，受到线性引导的提供的离子束10产生至少两次偏转(多次偏转)且被旋转引导，且被转化或转变成，且变为，受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c，所述离子束分别“呈锥形”或“类锥形地”(在图2中由透视法绘制的大的虚线圆52表示)，或“呈圆柱形地”(在图2中由透视法绘制的小的虚线圆54表示)围绕纵向轴线40朝向工件被旋转引导且进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
更具体而言，前面的描述对应于用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的两个(具有旋转空间特征的)主要典型特定优选实施例，所述两个主要典型特定优选实施例分别根据的是使提供的离子束10产生多次偏转(例如两次或三次偏转)并引导所述提供的离子束的过程的不同特定旋转空间(方向、取向、构型)模式或方式，其中受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a或20b或20c被旋转地导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
此外，根据使提供的离子束10产生多次偏转(例如两次或三次偏转)并旋转引导所述提供的离子束的过程的三种主要不同特定时间(定时)模式或方式实施用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的这两个(具有旋转空间特征的)主要典型特定优选实施例中的每个实施例，所述三种主要不同特定时间(定时)模式或方式选自组群，所述组群包括使提供的离子束10产生多次偏转并旋转引导所述提供的离子束的过程的连续类型的时间(定时)模式或方式、使提供的离子束10产生多次偏转并旋转引导所述提供的离子束的过程的不连续(周期性、非周期性或脉冲性)类型的时间(定时)模式或方式以及使提供的离子束10产生多次偏转并旋转引导所述提供的离子束的过程的连续类型和不连续类型的组合类型的时间(定时)模式或方式，其中受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被旋转地导向、入射或撞击在工件表面上且对所述工件表面进行铣削。下面紧接着对用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的这种典型特定优选实施例进行示例性描述。
在第一主要(具有旋转空间特征的)典型特定优选实施例中，提供的离子束10产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被旋转引导以形成受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a或20b，所述受到旋转引导的经过多次偏转的离子束围绕纵向轴线40朝向工件被旋转引导且“呈锥形”或“类锥形地”进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并呈锥形或类锥形地旋转引导所述提供的离子束的过程的连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续地产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续地旋转引导以形成时间连续地受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a或20b，所述时间连续地受到旋转引导的经过多次偏转的离子束围绕纵向轴线40朝向工件被时间连续地旋转引导且呈锥形或类锥形地进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并呈锥形或类锥形地旋转引导所述提供的离子束的过程的不连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间不连续地(周期性或非周期性地)旋转引导以形成时间不连续地(周期性或非周期性地)受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a或20b，所述时间不连续地(周期性或非周期性地)受到旋转引导的经过多次偏转的离子束围绕纵向轴线40朝向工件被时间不连续地(周期性或非周期性地)旋转引导且呈锥形或类锥形地进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并呈锥形或类锥形地旋转引导所述提供的离子束的过程的连续类型和不连续类型的组合类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)旋转引导以形成时间连续且不连续地(周期性或非周期性的)受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a或20b，所述时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)受到旋转引导的经过多次偏转的离子束围绕纵向轴线40朝向工件被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)旋转引导且呈锥形或类锥形地进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
在第二主要(具有旋转空间特征的)典型特定优选实施例中，提供的离子束10产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被旋转引导以形成受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20c，所述受到旋转引导的经过多次偏转的离子束围绕纵向轴线40朝向工件被旋转引导且“呈圆柱形地”进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削，其中提供的离子束10与纵向轴线40共轴。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并呈圆柱形地旋转引导所述提供的离子束的过程的连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续地产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续地旋转引导以形成时间连续地受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20c，所述时间连续地受到旋转引导的经过多次偏转的离子束围绕纵向轴线40朝向工件被时间连续地旋转引导且呈圆柱形地进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并呈圆柱形地旋转引导所述提供的离子束的过程的不连续类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间不连续地(周期性或非周期性地)旋转引导以形成时间不连续地(周期性或非周期性地)受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20c，所述时间不连续地(周期性或非周期性地)受到旋转引导的经过多次偏转的离子束围绕纵向轴线40朝向工件被时间不连续地(周期性或非周期性地)旋转引导且呈圆柱形地进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
根据使提供的离子束10产生多次偏转并呈圆柱形地旋转引导所述提供的离子束的过程的连续类型和不连续类型的组合类型的时间(定时)模式或方式，提供的离子束10时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)产生至少两次偏转(多次偏转)且随后被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)旋转引导以形成时间连续且不连续地(周期性或非周期性的)受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20c，所述时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)受到旋转引导的经过多次偏转的离子束围绕纵向轴线40朝向工件被时间连续且不连续地(周期性或非周期性地)旋转引导且呈圆柱形地进行延伸，随后入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
参见图2，就上面示例性描述的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的两个(具有旋转空间特征的)主要典型特定优选实施例和实施每个所述优选实施例的三种时间(定时)模式而言，受到锥形或类锥形旋转引导的经过多次偏转的离子束20a或20b是根据顺时针方向、逆时针方向或顺时针方向和逆时针方向的组合方向围绕纵向轴线40(圆52)进行运动的。
此外，受到锥形或类锥形旋转引导的经过多次偏转的离子束20a或20b围绕纵向轴线40(圆52)的顺时针方向、逆时针方向或顺时针方向和逆时针方向的组合方向根据的是部分旋转方式，即大于0°且小于360°，或/和根据的是至少一次完全旋转方式，即等于或大于360°。此外，受到锥形或类锥形旋转引导的经过多次偏转的离子束20a或20b围绕纵向轴线40(圆52)的这种部分或/和完全旋转方式根据的是前后摆动类型的锥形或类锥形旋转运动，或/和根据的是连续或/和不连续(周期性、非周期性或脉冲性的)振动类型的锥形或类锥形旋转运动。此外，根据刚才所述的顺时针方向、逆时针方向或顺时针方向和逆时针方向的组合方向的任何方向的受到锥形或类锥形旋转引导的经过多次偏转的离子束20a或20b围绕纵向轴线(圆52)进行的旋转运动通常被投影为圆或椭圆。
受到圆柱形旋转引导的经过多次偏转的离子束20c是根据顺时针方向、逆时针方向或顺时针方向和逆时针方向的组合方向围绕纵向轴线40(圆54)进行运动的。此外，对于受到圆柱形旋转引导的经过多次偏转的离子束20c而言，由于纵向轴线40与提供的离子束10同轴，因此受到圆柱形旋转引导的经过多次偏转的离子束20c围绕纵向轴线40的顺时针或逆时针旋转方向等效于受到圆柱形旋转引导的经过多次偏转的离子束20c围绕提供的离子束10的轴线且因此围绕受到圆柱形旋转引导的经过多次偏转的离子束20c的轴线的顺时针或逆时针旋转方向。
此外，受到圆柱形旋转引导的经过多次偏转的离子束20c围绕纵向轴线40(圆54)的顺时针方向、逆时针方向或顺时针方向和逆时针方向的组合方向根据的是部分旋转方式，即大于0°且小于360°，或/和根据的是至少一次完全旋转方式，即等于或大于360°。此外，受到圆柱形旋转引导的经过多次偏转的离子束20c围绕纵向轴线40(圆54)的这种部分或/和完全旋转方式根据的是前后摆动类型的圆柱形旋转运动，或/和根据的是连续或/和不连续(周期性、非周期性或脉冲性的)振动类型的圆柱形旋转运动。此外，根据刚才所述的顺时针方向、逆时针方向或顺时针方向和逆时针方向的组合方向的任何方向的受到圆柱形旋转引导的经过多次偏转的离子束20c围绕纵向轴线(圆54)进行的圆柱形旋转运动通常被投影为圆。
受到引导的经过多次偏转的离子束所具有的主要特征参数参见图2，对于上面进行了示例性描述的根据使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的特定线性或旋转空间(方向、取向、构型)模式或方式且根据所述过程的特定连续或不连续时间(定时)模式或方式的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的不同典型特定优选实施例而言，其中受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削，可应用下列主要参数表征受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时的特征。
离子束的直径或宽度受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时的直径或宽度。对于工件的宽离子束(BIB)型离子束铣削过程而言，离子束的直径或宽度优选在约30微米与约2000微米(2毫米)之间的范围内，且更优选在约200微米与约1000微米(1毫米)之间的范围内。对于工件的聚焦离子束(FIB)型离子束铣削过程而言，离子束的直径或宽度优选在约5纳米与约100纳米之间的范围内。
离子束的强度(能量)受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时的强度(能量)。优选在约0.5keV(千电子伏特)与约12keV(千电子伏特)之间的范围内，且更优选在约1keV与约10keV之间的范围内。
离子束强度(能量)的一阶时间导数d(离子束强度或能量)/dt，其中t表示时间。受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c的强度(能量)随时间的变化率对应于受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时的强度(能量)的时间变化率。
离子束强度(能量)的二阶时间导数d2(离子束强度或能量)/dt2，其中t表示时间。受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c的强度(能量)的一阶时间导数的变化率对应于受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时的强度(能量)的时间导数的时间变化率。
离子束的电流密度或通量受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时的二维(面积)电流密度或通量，所述电流密度或通量以受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c的单位剖面面积的电流的单位表示。优选在约0.08mA/cm2(毫安/平方厘米)与约500mA/cm2(毫安/平方厘米)之间的范围内，且更优选在约0.1mA/cm2与约30mA/cm2之间的范围内。
离子束的旋转角度或角位移受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时围绕纵向轴线40的旋转角度或角位移。在0°与360°/旋转之间的范围内。
离子束的旋转角度或角位移的一阶时间导数d(离子束的旋转角度或角位移)/dt，其中t表示时间。受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时围绕纵向轴线40的旋转角度或角位移随时间的变化率对应于受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时围绕纵向轴线40的旋转角度或角位移的时间变化率。
离子束的旋转角度或角位移的二阶时间导数d2(离子束的旋转角度或角位移)/dt2，其中t表示时间。受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时围绕纵向轴线40的旋转角度或角位移的一阶时间导数随时间的变化率对应于受到旋转引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削时围绕纵向轴线40的旋转角度或角位移的一阶时间导数的时间变化率。
离子束的方向、路径或轨迹受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c的方向、路径或轨迹对应于上面示例性描述的使提供的离子束10相对于纵向轴线40的特定线性或(呈锥形或类锥形，或呈圆柱形)产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的特定线性或(锥形或类锥形，或圆柱形)旋转空间(方向、取向、构型)模式或方式，同时受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
本发明的另一个主要方面是上文所述的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的子组合，由此提供了一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的方法，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能通过使提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束，并且使受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有受到引导的经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束，而引导提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束。
因此，参见图2并附加地参见图3、图4、图5、图8、图9和图10，用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的方法包括通过使提供的离子束10产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束(例如，在图3和图8中被示作16a或16b；且在图4、图5、图9和图10中被示作16)，并且使受到引导的经过一次偏转的离子束(分别为16a或16b，或16)产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c的类型的受到引导的经过两次偏转的离子束，而引导提供的离子束10并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c。
本发明的另一个主要方面提供了一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的装置，所述装置包括下列主要部件及其功能用于提供离子束的离子束源组件；和用于引导提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
图3是示出了如图2所示的典型优选实施例的更详细型式的侧视示意图，图中特别示出了装置的典型特定优选实施例，所述装置为包括用于使离子束10产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件120的离子束单元100，且图中示出了工件成像和铣削检测单元300的典型特定优选实施例。
图4是示出了如图2和图3所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的过程的侧视示意图，图中特别示出了装置的更详细水平的部件型式的剖视侧视图，所述装置为包括被构造且功能在于使离子束10产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件120的离子束单元100。
上面对根据使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的特定线性或旋转空间(方向、取向、构型)模式或方式且根据所述过程的特定连续或不连续时间(定时)模式或方式的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的不同典型特定优选实施例进行的示例性描述通常可用于对装置进行示例性描述，其中受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削，如图2所示，所述装置为如图3和图4所示的离子束单元100，其中离子束单元100包括特定地用于使提供的离子束10产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件120。
因此，如图2、图3和图4所示，用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的装置，所述装置为离子束单元100，包括下列主要部件及其功能用于提供离子束10的离子束源组件110；和用于引导提供的离子束10并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束20a或20b(在图2和图3中；且在图4中通常被示作20)的离子束引导和多次偏转组件120，其中受到引导的经过多次偏转的离子束20a或20b(在图2和图3中；在图4中被示作20)被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
正如所述，离子源组件110用于提供离子束10。通常情况下，离子束源组件110通过使例如非离子化粒子供应物离子化而产生离子束10，例如通过非离子化粒子供应组件112将所述非离子化粒子供应物供应至离子束源组件110。通常情况下，非离子化粒子供应组件112与离子束源组件110分离或成一体。非离子化粒子供应组件112优选与离子束源组件110分离且被操作性地连接至所述离子束源组件，例如图3和图4所示。
通常情况下，非离子化粒子供应物大体上为任何类型和相态的化学物质，所述化学物质能够被离子化以使得在离子化形式下能够对工件进行铣削。非离子化粒子供应物优选选自包括气体和液体金属的组群。典型的气体型的非离子化粒子供应物是惰性气体如氩或氙。典型的液体金属型非离子化粒子供应物为液体镓。
本发明的装置即离子束单元100用于对工件实施宽离子束(BIB)类型的铣削，或另一种可选方式是用于对工件实施聚焦离子束(FIB)类型的铣削。因此，对于本发明的装置即离子束单元100的宽离子束(BIB)类型的实施方式而言，非离子化粒子供应物为惰性气体如氩或氙。另一种可选方式是，对于本发明的装置即离子束单元100的聚焦离子束(FIB)铣削类型的实施方式而言，非离子化粒子供应物为液体金属类型的非离子化粒子供应物，特别是液体镓。非离子化粒子供应物112优选为惰性气体如氩或氙以防止在工件的离子束铣削过程中在工件表面上或工件表面内产生人为异物或使所述产生情况最小化，由此改进经过铣削的表面的质量。
通常情况下，在离子束单元100中的离子束源组件110可具有多种不同类型。例如，离子束源组件110是双等离子管(BIB)类型的离子束源组件，或另一种可选方式是，所述离子束源组件是电子紧凑(BIB)类型的离子束源组件，其中每种非离子化粒子供应物112是惰性气体如氩或氙。
图5是示出了如图2、图3和图4所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程的透视示意图，图中特别示出了包括在离子束单元100的离子束引导和多次偏转组件120中的被构造且功能在于使离子束10产生两次偏转的离子束第一偏转组件122和离子束第二偏转组件124中的每个偏转组件的典型特定优选实施例。
参见图2、图3、图4和图5，离子束引导和多次偏转组件120用于引导提供的离子束10并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束20a和20b(在图2和图3中；在图4和图5中为20)，其中受到引导的经过多次偏转的离子束20a或20b(在图2和图3中；在图4和图5中为20)被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
离子束引导和多次偏转组件120包括下列主要部件及其功能用于使提供的离子束10产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束16a或16b(在图3中；在图4和图5中为16)的离子束第一偏转组件122和用于使受到引导的经过一次偏转的离子束16a或16b(在图3中；在图4和图5中为16)产生偏转且引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而分别形成分别具有受到引导的经过多次偏转的离子束20a或20b(在图2和图3中；在图4和图5中为20)的类型的受到引导的经过两次偏转的离子束20a或20b(在图2和图3中；在图4和图5中为20)的离子束第二偏转组件124。
通常情况下，离子束第一偏转组件122包括一组两对优选对称设置的静电板或电极，其中每对静电板或电极隔开预定分离距离。例如，参见图4和图5，离子束第一偏转组件122包括一组两对优选对称设置的静电板或电极，即第一对对称设置的静电板或电极122a和第二对对称设置的静电板或电极122b，其中每对静电板或电极隔开一定的分离距离。
在离子束第一偏转组件122中，将分别由指定的操作性连接的电源例如P1或P2提供的电压供应给每对静电板或电极，即第一对静电板或电极122a和第二对静电板或电极122b，图4特别示出了所述情况。在离子束第一偏转组件122的操作过程中，由电源P1供应至第一对静电板或电极122a和由电源P2供应至第二对静电板或电极122b的电压大小决定了为形成受到引导的经过一次偏转的离子束16a或16b(在图3中；在图4和图5中为16)，提供的离子束10相对于纵向轴线40的空间(线性和旋转)偏转程度，所述提供的离子束通常且优选为受到引导的聚焦离子束14。
操作离子束第一偏转组件122的重要目的在于以优化的空间(线性或/和旋转)和时间(连续或/和不连续)方式使提供的离子束10产生偏转且引导所述提供的离子束进入离子束第二偏转组件124的内电极空间内，所述提供的离子束通常且优选为受到引导的聚焦离子束14。
参见图4，离子束第一偏转组件122使提供的离子束10根据在此被称作θD的偏转角或偏转的角度相对于纵向轴线40产生偏转，所述提供的离子束通常且优选为受到引导的聚焦离子束14。图4中特别示出了这种情况，其中受到引导的聚焦离子束14进入、根据偏转角度θD产生偏转且以受到引导的经过一次偏转的离子束16的形式离开离子束第一偏转组件122。
通常情况下，离子束第二偏转组件124包括一组两个(内部和外部)对称且同心设置且呈球形或椭圆形成形或构造的静电板或电极，其中静电板或电极均匀地(即沿周向地)分开预定分离距离。例如，参见图4和图5，离子束第二偏转组件124包括一组两个对称且同心设置且呈球形或椭圆形成形或构造的静电板或电极，即内部对称设置且呈球形或椭圆形成形或构造的静电板或电极124a，和外部对称设置且呈球形或椭圆形成形或构造的静电板或电极124b，其中静电板或电极隔开一定的分离距离。
在离子束第二偏转组件124中，将分别由指定的操作性连接的电源例如P3或P4提供的电压供应给每个静电板或电极即内部静电板或电极124a和外部静电板或电极124b，图4特别示出了所述情况。在离子束第二偏转组件124的操作过程中，由电源P3供应至内部静电板或电极124a和由电源P4供应至外部静电板或电极124b的电压大小决定了用于分别形成分别具有受到引导的经过多次偏转的离子束20a或20b(在图2和图3中；在图4和图5中为20)的类型的受到引导的经过两次偏转的离子束20a或20b(在图2和图3中；在图4和图5中为20)，受到引导的经过一次偏转的离子束16a或16b(在图3中；在图4和图5中为16)相对于纵向轴线40的空间(线性和旋转)偏转程度。
操作离子束第二偏转组件124的重要目的在于以优化的空间(线性或/和旋转)和时间(连续或/和不连续)方式，分别以分别作为经过多次偏转的离子束20a或20b的受到引导的经过两次偏转的离子束20a或20b(在图2和图3中；在图4和图5为20)的形式，使受到引导的经过一次偏转的离子束16a或16b(在图3中；在图4和图5为16)产生偏转且引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束，以使得作为受到引导的经过多次偏转的离子束20a或20b的受到引导的经过两次偏转的离子束20a或20b被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。
参见图4，离子束第二偏转组件124使受到引导的经过一次偏转的离子束16根据在此被称作θI的入射角或入射的角度相对于纵向轴线40在工件表面上产生偏转，其中分别作为经过多次偏转的离子束20a或20b的受到引导的经过两次偏转的离子束20a或20b被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。分别作为受到引导的经过多次偏转的离子束20a或20b的受到引导的经过两次偏转的离子束20a或20b相对于纵向轴线40且在工件表面上的最大入射角或入射的角度θI优选在约0°与约90°之间的范围内，且更优选在约0°与约30°之间的范围内。
如图4所示，αD(90-θD)对应于离子束第二偏转组件124的内部静电板或电极124a的顶角的一半，而αI(90-θI)对应于面对工件的离子束第二偏转组件124的第二静电板或电极124b的顶角的一半。
参见图3和图4，在离子束单元100中，离子束引导和多次偏转组件120优选进一步包括用于对提供的离子束10进行聚焦和引导以形成受到引导的聚焦离子束14的离子束聚焦组件126。参见图4，离子束聚焦组件126包括的主要部件有第一静电透镜132、第二静电透镜134和孔口136。
第一静电透镜132用于对由离子束源组件110提供的离子束10进行初步聚焦。将由指定的操作性连接的电源如P5提供的电压供应给第一静电透镜132，图4特别示出了这种情况。
第二静电透镜134用于对由离子束源组件110提供的离子束10进行进一步聚焦且将所述离子束引导至离子束第一偏转组件122的第一对静电板或电极122a和第二对静电板或电极122b之间的内电极空间。将由指定的操作性连接的电源如P6提供的电压供应给第二静电透镜132，图4特别示出了这种情况。
孔口136用于限制或约束由离子束源组件110提供的离子束10的直径。
参见图3和图4，在离子束单元100的离子束引导和多次偏转组件120中，离子束聚焦组件126可选且优选被操作性地连接至或进一步包括离子束偏转子组件12g以使提供的离子束10沿纵向轴线40[即x轴(在z＝0的域中)]的方向且顺沿所述纵向轴线产生偏转，以便高度精确地保持提供的离子束10与纵向轴线40共轴。
参见图3和图4，在离子束单元100中，离子束引导和多次偏转组件120优选进一步包括用于引出和引导由离子束源组件110提供的离子束10从而形成受到引导的引出离子束12的离子束引出器组件130。
参见图3和图4，在离子束单元100中，离子束引导和多次偏转组件120优选进一步包括离子束真空室组件150以便罩住离子束引导和多次偏转组件120的多个组件、子组件、部件和元件且当离子束单元100被操作性地连接至真空单元特别是下文结合图11、图12和图13进一步描述的系统70的真空单元200的真空室组件210时允许保持所述离子束单元的真空环境。
图5是示出了如图2、图3和图4所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程的透视示意图，图中特别示出了包括在离子束单元100的离子束引导和多次偏转组件120中的被构造且功能在于使离子束10产生两次偏转的离子束第一偏转组件122和离子束第二偏转组件124中的每个偏转组件的典型特定优选实施例。
图6a-图6e是一起示出了通过第一离子束偏转组件122和第二离子束偏转组件124a和124b而受到引导且经过多次偏转的离子束相对于与工件共轴的随意对准的纵向轴线40产生的旋转(角度)顺序的透视示意图，所述离子束对应于围绕纵向轴线40在0°与360°之间的范围内进行旋转且被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削的具有受到引导的经过多次偏转的离子束的类型的受到引导的经过两次偏转的离子束20。
图7a是示出了被导向、入射且撞击在第一类典型工件(大致成形为矩形的板片)的表面上并且对所述表面进行铣削的受到引导的经过多次偏转的离子束20(经过两次偏转)或22(经过三次偏转)的透视近视示意图，图中特别示出了离子束20或22、表面和工件的相对几何形状和尺寸。图7b是示出了被导向、入射且撞击在第二类典型工件(半导体晶片或芯片的一部分的典型样品，其中通过例如与图1所示的样品保持器元件相似的样品保持器元件保持表面(具有掩模))的表面上并且对所述工件表面进行铣削的受到引导的经过多次偏转的离子束20(经过两次偏转)或22(经过三次偏转)的透视近视示意图，图中特别示出了离子束20或22、表面和工件的相对几何形状和尺寸。受到引导的经过多次偏转的离子束20(经过两次偏转)或22(经过三次偏转)的直径d优选在约30微米与约2000微米(2毫米)之间的范围内，且更优选在约200微米与约1000微米(1毫米)之间的范围内。
图8是示出了如图2所示的典型优选实施例的更详细型式的侧视示意图，图中特别示出了包括用于使离子束10产生三次偏转的离子束引导和多次偏转组件120的离子束单元100的典型特定优选实施例，和工件成像和铣削检测单元300的典型特定优选实施例。
上面对根据使提供的离子束10产生多次偏转并引导所述提供的离子束的过程的特定线性或旋转空间(方向、取向、构型)模式或方式且根据所述过程的特定连续或不连续时间(定时)模式或方式的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法的不同典型特定优选实施例进行的示例性描述通常可用于对装置进行示例性描述，其中受到引导的经过多次偏转的离子束20a、20b或20c被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削，如图2所示，所述装置为如图8所示的离子束单元100，其中离子束单元100包括特定地用于使提供的离子束10产生三次偏转的离子束引导和多次偏转组件120。
图9是示出了如图2和图8所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的过程的侧视示意图，图中特别示出了包括被构造且功能在于使离子束10产生两次偏转的离子束引导和多次偏转组件120的离子束单元100的更详细水平的部件型式的剖视侧视图。
图10是示出了如图2、图8和图9所示的对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程的透视示意图，图中特别示出了包括在离子束单元100的离子束引导和多次偏转组件120中且被构造且功能在于使离子束产生三次偏转的离子束第一偏转组件122、离子束第二偏转组件124和离子束第三偏转组件140中的每个偏转组件的典型特定优选实施例。
本发明的另一个主要方面是用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的装置的子组合，由此提供了一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的装置，所述装置包括下列主要部件及其功能用于引导提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和使受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件。
本发明的另一个主要方面提供了一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统，所述系统包括下列主要部件离子束单元，其中所述离子束单元包括用于提供离子束的离子束源组件，和用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削；和操作性地连接至所述离子束单元以为所述离子束单元和所述工件提供且保持真空环境的真空单元。
真空单元优选包括工件。更具体而言，工件优选被包括在真空单元的真空室组件内部，例如借助于将工件操作性地连接至工件操控和定位单元而相对于受到引导的经过多次偏转的离子束且相对于真空单元的真空室组件处于静止(静态或固定)构型，或处于活动构型以及处于可去除构型。
系统优选进一步包括操作性地连接至离子束单元且连接至真空单元以为离子束单元和真空单元提供电子器件且使得能够对所述离子束单元和所述真空单元进行工艺控制的电子器件和工艺控制设施。可选且优选地，系统进一步包括选自组群的至少一个附加单元，所述组群包括工件成像和铣削检测单元、工件操控和定位单元、防振单元、部件成像单元和工件分析单元，其中每个附加单元被操作性地连接至真空单元。电子器件和工艺控制设施优选还被操作地连接至每个附加单元从而以操作性地与离子束单元和真空单元成一体的方式为每个附加单元提供电子器件且使得能够对所述每个附加单元进行工艺控制。
图11是示出了用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统的典型优选实施例的框图，所述系统通常在此被称作系统70，所述系统包括的主要部件有上文示例性描述的离子束单元100和真空单元200。真空单元200优选包括工件。图12是示出了如图11所示的用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统70及其附加单元的透视图的(等距)示意图。图13是示出了如图11和图12所示的系统70的顶视图的(等距)示意图。
在图11、图12和图13所示的系统70中，上文结合图2-图10进行了示例性描述的离子束单元100包括用于提供离子束10的离子束源组件110和用于引导提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束20的离子束引导和多次偏转组件120，其中受到引导的经过多次偏转的离子束20被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削。真空单元200被操作性地连接至离子束单元100以为离子束单元100和工件提供且保持真空环境。如图11、图12和图13所示，系统70优选进一步包括操作性地连接(例如，在图11中，由与离子束单元100和真空单元200的操作连接线相交的更大的椭圆表示)至离子束单元100且连接至真空单元200以为离子束单元100和真空单元200提供电子器件且使得能够对所述离子束单元和所述真空单元进行工艺控制的电子器件和工艺控制设施800。
可选且优选地，系统70进一步包括选自组群的至少一个附加单元，所述组群包括工件成像和铣削检测单元300、工件操控和定位单元400、防振单元500、部件成像单元600和至少一个工件分析单元700，其中每个附加单元被操作性地连接至真空单元200。电子器件和工艺控制设施800优选还被操作性地连接至每个附加单元从而以操作性地与离子束单元100和真空单元200成一体的方式为每个附加单元提供电子器件且使得能够对所述每个附加单元进行工艺控制。
因此，本发明提供了用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统即系统70的多个其它可选特定典型优选实施例。
以非限制性方式，如图12和图13所示，系统70的多个单元或其部件被直接安装到且操作性地连接到具有固定或可移动的台座、架台或框架类型的系统支承组件900上，所述系统支承组件包括适当构造的支承元件、腿部、托架和可移动元件如轮部，而其它系统单元或其部件被安装到那些被直接安装到系统支承组件900上的系统单元或其部件上。
正如所述，参见图11、图12和图13，在系统70中，优选包括工件的真空单元200被操作性地连接至离子束单元100以为离子束单元100和工件提供且保持真空环境。真空单元200还用作离子束单元100和工件以及系统70的可选附加单元的整体结构或壳体。
对于真空单元200的功能和操作而言，真空单元200包括下列主要部件真空室组件210、工件插入/去除组件220、真空计组件、前级泵组件、高真空泵组件和真空分配组件。
如图2、图3、图4、图8和图9特别示出的与离子束单元100以及工件成像和铣削检测单元300相关且如图12示出的与多个系统单元相关的真空室组件210用作为离子束单元100及其部件以及系统70的多个可能的可选附加单元及其部件提供真空环境的结构。真空室组件210还用作离子束单元100及其部件以及系统70的多个可能的可选附加单元及其部件的整个结构或壳体。例如，工件优选被包括在真空单元200的真空室210组件内部，例如借助于将工件操作性地连接至工件操控和定位单元400而相对于受到引导的经过多次偏转的离子束20且相对于真空单元200的真空室组件210处于静止(静态或固定)构型，或处于活动构型以及处于可去除构型。
真空室组件210是系统70的整个真空环境位置。真空室组件210被操作性地连接至离子束单元100，且连接至系统70的每个可选的附加单元如工件成像和铣削检测单元300、工件操控和定位单元400、防振单元500、部件成像单元600和至少一个工件分析单元700。真空室组件210罩住工件插入/去除组件220和真空计组件。真空单元200的其它组件即真空计组件、前级泵组件、高真空泵部件和真空分配组件位于系统70的各个不同位置处，且被操作性地连接至真空室组件210。
工件插入/去除组件220(例如图12部分示出地)的作用在于例如通过工件操控和定位单元400(图15)而使得能够将工件插入真空室组件210内且使得能够从真空室组件210中去除工件。工件插入/去除组件220的第一特定典型实施例以密封快门或快门状元件的形式存在，所述元件在将工件插入真空室组件210内或从真空室组件210中去除工件的时间里进行操作。工件插入/去除组件220的第二特定典型实施例以气锁的形式存在。
对于包括工件操控和定位单元400的系统70的典型优选实施例而言，则例如以气锁形式存在的工件插入/去除组件220的作用在于通过工件操控和定位单元400在将工件插入真空室组件210内或从真空室组件210中去除工件的时间里保持在真空单元200的真空室组件210的所有范围内存在真空环境。这种工件插入/去除组件220通常包括的主要部件有室和连接阀。
参见图15，在这种实施例中，室用作发生将工件装载到工件保持器组件420上或从工件保持器组件420上卸载工件的过程的区域或体积空间。室的内部环境处于大气压力或真空状态下，这取决于将工件装载到工件保持器组件420上或从工件保持器组件420上卸载工件的实际阶段。对于包括工件操控和定位单元400的系统70的典型优选实施例而言，则例如工件操控和定位单元400的5轴/6DOF(自由度)工件操控和定位组件410被用于在气锁组件的室与真空单元200的真空室组件210之间传递工件保持器组件420。
进一步地，在这种实施例中，连接阀的作用在于将气锁组件的室的区域或体积空间联接至真空室组件210的区域或体积空间，以及使气锁组件的室的区域或体积空间与真空室组件210的区域或体积空间分开。通常情况下，连接阀基本上是作用在于且被构造以使得能够手动、半自动或全自动地将第一室的区域或体积空间联接至第二室的区域或体积空间，以及使第一室的区域或体积空间与第二室的区域或体积空间分开的任何类型的阀。连接阀优选进行作用且被构造以使得能够在使气锁组件的室的区域或体积空间与真空室组件210的区域或体积空间联接或分离的过程中进行全自动操作。这种自动连接阀是气动或电类型的阀。另一种可选方式是，连接阀进行作用且被构造以使得能够在使气锁组件的室的区域或体积空间与真空室组件210的区域或体积空间联接或分离的过程中进行手动操作。典型类型的手动连接阀是具有通过手动柄部打开或关闭的类型的阀。
对于不包括样品操控和定位单元400的系统70的典型优选实施例而言，则以气锁形式存在的工件插入/去除组件220进一步包括工件保持器接收器。
真空计组件的作用在于，在通过工件操控和定位单元400将工件装载到工件保持器组件420上或从工件保持器组件420上卸载工件的过程之前、过程中或过程之后的任何时间连续地计量或监控真空室组件210内存在的真空状态和气锁组件的室内存在的真空状态。真空计组件包括的主要部件有操作性地连接至真空室组件210的至少一个真空计和操作性地连接至气锁组件的室的至少一个真空计。
在真空单元200中，前级泵组件和高真空泵组件分别用于将真空室组件210泵吸降压至约10-3Torr和降压至10-6Torr。真空单元200可选地包括用于提供且保持超高真空条件的组件和相关设备，例如使真空室组件210和系统70的可选附件单元中存在压力低至约10-10Torr的真空环境。
真空分配组件用于将不同的预定真空水平分配至被操作性地连接至真空单元200的真空室组件210的系统70的不同单元并保持所述真空水平，且用于清除系统70的不同单元中的正压力。例如，在通过工件操控和定位单元400将工件装载到工件保持器组件420上或从工件保持器组件420上卸载工件的过程之前、过程中或过程之后的任何时间对真空单元200的气锁组件进行清除。
参见图11、图12、图13和图14，系统70可选且优选地包括用于使工件成像并确定和控制工件的离子束铣削程度的工件成像和铣削检测单元300。工件成像和铣削检测单元300优选被操作性地连接至真空单元200的真空室组件210。
图14是示出了作为图12和图13所示的系统70的一部分的工件成像和铣削检测单元300的典型特定优选实施例及其主要部件的透视图的(等距)示意图，所述主要部件与离子束单元100、工件操控和定位单元400、部件成像单元600相关，且所有这些都与工件相关。
参见图14，工件成像和铣削检测单元300包括的主要部件有扫描电子显微镜(SEM)镜筒组件310、二次电子检测器组件320、背散射电子检测器组件330和透射电子检测器组件340。工件成像和铣削检测单元300及选择的其主要部件如图2、图3、图4、图8、图9、图16和图17所示，正如在此所述，所述单元和主要部件与多个系统单元及其组件操作性地相关。
扫描电子显微镜镜筒组件用于产生在此被标记为302(在图2、图3、图4、图8、图9、图17a和图17b中)且被标记为PE(在图16、图17a和图17b中)的一次电子的电子束探针，所述电子束探针沿工件表面进行扫描。
在系统70中可选且优选地包括有工件成像和铣削检测单元300的情况下，则其中所包括的扫描电子显微镜镜筒组件310，以及二次电子检测器组件320或/和背散射电子检测器组件330还可用于对工件表面进行物理分析。另一种可选方式是，或此外，由于工件对于电子而言是透明的，因此扫描电子显微镜镜筒组件310可借助于利用工件成像和铣削检测单元300的透射电子检测器组件340而在STEM(扫描透射电子显微镜)模式下进行操作从而对工件的块体材料进行物理分析。
二次电子检测器组件320用于检测在此被标记为318(图3和图8)且被标记为SE(图16)的二次电子，所述二次电子由于一次电子302(图2、图3、图4、图8、图9、图17a和图17b)和PE(图16、图17a和图17b)与工件表面之间的相互作用的结果而从工件的表面被发出。对检测到的二次电子318的信号进行处理以获得工件表面的图像。二次电子检测器组件320优选在实施本发明的过程中进行连续操作。
背散射电子检测器组件330用于检测从工件的子表面或/和表面层产生背散射的一次电子302(图2、图3、图4、图8、图9、图17a和图17b)和PE(图16、图17a和图17b)。对检测到的经过背散射的一次电子308(图3和图8)的信号进行处理以获得工件表面的图像。背散射电子检测器组件330优选在实施本发明的过程中进行连续操作。
透射电子检测器组件340用于检测透射穿过工件的一次电子302(图2、图3、图4、图8、图9、图17a和图17b)和PE(图16、图17a和图17b)。透射电子检测器组件340优选在实施本发明的过程中进行连续操作。
为简要起见，在图2中，在此被共同标记为304的二次电子和背散射电子被大致示作由工件成像和铣削检测单元300检测的情况。
参见图11、图12、图13和图15，系统70可选且优选地包括工件操控和定位单元400以操控工件。工件操控和定位单元400被操作性地连接至真空单元200的真空室组件210。
图15是示出了作为图11、图12和图13所示的系统70的一部分的工件操控和定位单元400的典型特定优选实施例及其主要部件的透视图的(等距)示意图，图中特别示出了没有工件(a)和具有工件(b)的工件保持器组件420的近视图。如图15所示，工件操控和定位单元400包括的主要部件有5轴/6DOF(自由度)工件操控器组件410、工件保持器组件420和校准组件430。
5轴/6DOF(自由度)工件操控器组件410用于相对于受到引导的经过多次偏转的离子束20且相对于真空单元200的真空室组件210操控和定位工件。
工件保持器组件420用于有利于将工件插入真空室组件210内，且有利于从真空单元200的真空室组件210中去除工件。工件保持器组件420附加地用于在对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程中保持工件。
校准组件420用于使得能够相对于离子束单元100的受到引导的经过多次偏转的离子束20且相对于由工件成像和铣削检测单元300的透射电子显微镜镜筒组件310透射出的一次电子束对工件进行校准。
对于包括工件操控和定位单元400的系统70的典型优选实施例而言，则例如工件操控和定位单元400的5轴/6DOF(自由度)工件操控和定位组件410用于在气锁组件的室与真空单元200的真空室组件210之间传递工件保持器组件420。
参见图11、图12和图13，系统70可选且优选地包括用于防止在系统70的操作过程中发生振动或使所述振动最小化的防振单元500。防振单元500及其部件被直接安装到或操作性地连接到系统支承组件900上。防振单元500包括多个电-气动或/和电-机械主动阻尼组件，例如在图13中大致标记为500的四个电-气动主动阻尼组件，的主要部件。电子器件和工艺控制设施800被操作性地连接至防振单元500以为防振单元500提供电子器件且使得能够对所述防振单元进行工艺控制。
参见图11、图12、图13和图14，系统70可选且优选地包括用于使工件以及选择的可选且优选的附加单元特别是工件成像和铣削检测单元300、工件操控和定位单元400和至少一个工件分析单元700的部件成像的部件成像单元600。部件成像单元600还用于使离开离子束引导和多次偏转组件120且被导向、入射且撞击在工件表面上并且对所述工件表面进行铣削的受到引导的经过多次偏转的离子束20成像，图14特别示出了这种情况。
部件成像单元600被操作性地连接至真空室组件210。部件成像单元具有作为主要部件的在图12、图13和图14中大致标记为600的摄像机。电子器件和工艺控制设施800优选被操作性地连接至部件成像单元600以为部件成像单元600提供电子器件且使得能够对所述部件成像单元进行工艺控制。
参见图11，系统70可选且优选地包括用于对工件进行分析的至少一个工件分析单元700。通常情况下，包括离子束单元100和真空单元200和至少一个工件分析单元700的系统70可特别被实施以对多种不同类型的工件进行分析，所述工件特别地以广泛应用于上述典型领域中的样品或材料，例如取自半导体晶片或芯片的那些样品或材料，的形式存在。
通常情况下，每个工件分析单元700被至少部分操作性地连接至真空单元200的真空室组件210。电子器件和工艺控制设施800优选被操作性地连接至每个工件分析单元700以为每个工件分析单元700提供电子器件且使得能够对所述每个工件分析单元进行工艺控制。
工件分析单元700例如为利用离子束单元100的受到引导的经过多次偏转的离子束20的SIMS(二次离子质谱仪)，所述离子束入射且撞击在工件表面上(并非必需对所述工件表面进行铣削)。对于系统70的这种典型特定实施例而言，真空单元200优选包括用于提供和保持超高真空条件的组件及相关设备，例如使真空室组件210中存在压力低至约10-10Torr的真空环境，所述真空室组件包括二次离子质谱仪的部件。另一种可选方式是，工件分析单元700是利用由工件成像和铣削检测单元300的扫描电子显微镜镜筒组件310产生的一次电子束PE的EDS(能谱仪)。
在系统70中可选且优选地包括有工件成像和铣削检测单元300的情况下，则其中所包括的扫描电子显微镜镜筒组件310还可用于对工件表面进行物理分析。另一种可选方式是，或此外，由于工件对于电子而言是透明的，因此扫描电子显微镜镜筒组件310可借助于利用工件成像和铣削检测单元300的透射电子检测器组件340而在扫描透射电子显微镜模式下进行操作从而对工件的块体材料进行物理分析。
在系统70中，电子器件和工艺控制设施800除了为离子束单元100和真空单元200提供电子器件且使得能够对所述离子束单元和所述真空单元进行工艺控制以外，还用于为可选的附加的进行操作性连接的系统单元提供电子器件且使得能够对所述单元进行工艺控制。
电子器件和工艺控制设施800除了被操作性地连接至离子束单元100和真空单元200以外，还被操作性地连接至每个可选的附加单元，即系统70的工件成像和铣削检测单元300、工件操控和定位单元400、防振单元500、部件成像单元600或/和至少一个工件分析单元700。
电子器件和工艺控制设施800具有任何数量的下列主要部件中心控制面板或板、至少一个计算机、微处理器或中央处理单元(CPU)，以及相关联的计算机软件、电源、功率转换器、控制器、控制器板、各种印刷电路板(PCBs)，例如包括输入/输出(I/O)和D/A(数模)和A/D(模数)功能、电缆、电线、连接器、屏蔽装置、接地装置、各种电界面和网络连接器。
参见图4和图9，电子和工艺控制设施800被操作性地连接至离子束单元100的多个电源且与所述电源成一体，所述电源通常且特别是离子束源组件110以及离子束引导和多次偏转组件120的电源。
本发明的另一个主要方面是用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统的子组合，由此提供了一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的系统，所述系统包括下列主要部件及其功能离子束单元，其中离子束单元包括用于引导提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，离子束引导和多次偏转组件包括用于使提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和用于使受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件；和操作性地连接至离子束单元以为离子束单元提供且保持真空环境的真空单元。
因此，参见图2-图14，用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的系统包括下列主要部件及其功能上面进行了示例性描述的离子束单元100，其中离子束单元100包括用于引导提供的离子束10并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束20的离子束引导和多次偏转组件120，离子束引导和多次偏转组件120包括用于使提供的离子束10产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束16的离子束第一偏转组件122，和用于使受到引导的经过一次偏转的离子束16产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束20的离子束第二偏转组件124；和操作性地连接至离子束单元100以为离子束单元100提供且保持真空环境的真空单元200。
本发明的另一个主要方面提供了一种用于确定和控制工件的离子束铣削程度的方法，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能提供工件的至少一个参数的一组预定值，所述至少一个参数选自组群，所述组群包括工件厚度、工件内的靶的深度和工件的至少一个表面的形貌特征；利用用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法对所述工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能提供离子束；并且引导提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述所述工件的表面进行铣削；对工件的所述至少一个参数进行原位实时测量以形成所述至少一个参数的一组测量值；将成组测量值与提供的成组预定值进行对比以形成与所述对比过程相关的一组差值；反馈所述成组差值以继续对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程，直至所述差值在预定范围内。
在用于确定和控制工件的离子束铣削程度的方法中，工件的至少一个表面的选择程度对应于作为工件的一个预定参数的形貌特征。
用于确定和控制工件的离子束铣削程度的方法根据的是对三个参数的闭路反馈控制，所述三个参数为工件厚度、工件内的靶90的深度和工件的至少一个表面的形貌特征。尽管用于测量(确定)厚度的方法是已公知的，然而，本发明提供了对这些参数实施进行实时原位控制的能力，且为了以自动方式进行所述实时原位控制，由此工件的离子束铣削过程被控制以终止于预定厚度，且靶90位于预定深度处，且在有选择性或没有选择性，所述选择性包括选择性程度，的情况下获得包括受控形貌特征的边界表面(顶表面和底表面)，并且使这些表面或者(优选)平行于纵向轴线40或者相对于所述纵向轴线而言不产生预定偏置角度。
通过组合或独立地利用对静态工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并进行包括利用SE(扫描电子)、BSE(背散射电子)和TE(透射电子)检测器的实时原位扫描电子显微镜/扫描透射电子显微镜成像(具有最佳分辨率)的方法，能够实施该控制过程。在另一典型特定优选实施例中，借助包括工件操控和定位单元400以通过使工件相对于纵向轴线40旋转180度而改变工件的位置，从而允许通过扫描电子显微镜的电子束对工件的顶表面或底表面进行成像。用于控制工件中的靶90的深度的典型方法是通过工件操控和定位单元400使工件产生倾斜并记录由工件成像和铣削检测单元300的透射电子检测器340借助于图像反映出的靶90相比于靶90的非倾斜图像92所产生的相应的移置ΔL。由在此称作β的倾斜角度和靶90的图像92产生的移置幅度或程度计算工件内的靶90的深度，如图16、图17a和图17b所示。
图16是示出了利用作为图11、图12和图13所示的系统70的一部分的如图14所示与工件相关的工件成像和铣削检测单元300的典型特定优选实施例及其主要部件以及离子束单元100以及工件操控和定位单元400以确定和控制工件的离子束铣削的程度的过程的组合剖视图(上部(a))和顶视图(下部(b))的示意图。在图16中，80指的是透射电子检测器组件340的检测器部段即342、344和346的投影，其中每个检测器部段作为分别操作性地连接至作为系统70的电子器件和工艺控制设施800的一部分的独立电子电路的独立检测器进行操作。来自透射电子检测器组件340的检测器部段即342、344和346的信号可根据任何所需组合特别是与明视场和暗视场扫描透射电子显微镜图像相关地用于测量或成像。
图17a和图17b是示出了作为利用图14和图16所示的工件成像和铣削检测单元中包括的透射电子检测器组件确定和控制工件的离子束铣削程度的过程的一部分的确定经过铣削的工件内的靶90的深度的过程的剖视示意图。
基于上面对新颖性和创造性方面以及有益且有利的方面、特征或特性进行的描述，本发明成功地克服了目前已公知的离子束铣削技术的限制且拓宽了所述技术的范围。
应该意识到，还可在单个实施例中组合地提供为清晰起见而在独立实施例的背景中进行描述的本发明的某些方面和特征。反过来，还可独立地或以任何适当的子组合方式提供为清晰起见而在单个实施例的背景中进行描述的本发明的多个方面和特征。
本说明书中提到的所有公开文献、专利和专利申请文献的整体内容作为参考被引用包括于本说明书内，所述引用的程度与对每个单个公开文献、专利或专利申请文献进行特定且独立的描述以在此作为参考被引用的程度相同。此外，本申请中对任何参考文献的引用或说明不应被解释为将这种参考文献视为可用于本发明的现有技术。
尽管已经结合本发明的特定实施例和实例对本发明进行了描述，但显然本领域的技术人员将易于理解多种其它可选方式、变型和改变。因此，其旨在包括落入所附权利要求的精神和广义范围内的所有这种其它可选方式、变型和改变。
权利要求
1.一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法，所述方法包括提供离子束；并且引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转的过程包括使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束，并且使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成受到引导的经过两次偏转的离子束。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述受到引导的经过两次偏转的离子束具有所述经过多次偏转的离子束的类型。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转的过程包括对所述提供的离子束进行聚焦和引导以形成受到引导的聚焦离子束。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述对所述提供的离子束进行聚焦和引导的过程包括作为所述形成所述受到引导的聚焦离子束的过程的一部分的使所述提供的离子束产生偏转的过程。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转的过程包括引出和引导所述提供的离子束以形成受到引导的引出离子束。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转的过程包括使所述受到引导的经过两次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过两次偏转的离子束从而形成受到引导的经过三次偏转的离子束。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述受到引导的经过三次偏转的离子束具有所述经过多次偏转的离子束的类型。
9.一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的方法，所述方法包括通过使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束，并且使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有受到引导的经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束，而引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成所述受到引导的经过多次偏转的离子束。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转的过程包括对所述提供的离子束进行聚焦和引导以形成受到引导的聚焦离子束。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述对所述提供的离子束进行聚焦和引导的过程包括作为所述形成所述受到引导的聚焦离子束的过程的一部分的使所述提供的离子束产生偏转的过程。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转的过程包括引出和引导所述提供的离子束以形成受到引导的引出离子束。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转的过程包括使所述受到引导的经过两次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过两次偏转的离子束从而形成具有所述经过多次偏转的离子束的另一种所述类型的受到引导的经过三次偏转的离子束。
14.一种用于确定和控制工件的离子束铣削程度的方法，所述方法包括提供所述工件的至少一个参数的一组预定值，所述至少一个参数选自组群，所述组群包括所述工件的厚度、所述工件内的靶的深度和所述工件的至少一个表面的形貌特征；利用用于对工件进行所述受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的方法对所述工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削，所述方法包括下列主要步骤以及部件及其功能提供离子束；并且引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述所述工件的表面进行铣削；对所述工件的所述至少一个参数进行原位实时测量以形成所述至少一个参数的一组测量值；将所述成组的所述测量值与所述提供的成组的所述预定值进行对比以形成与所述对比过程相关的一组差值；反馈所述成组的所述差值以继续所述对所述工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的过程，直至所述差值在预定范围内。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述工件的所述至少一个表面的选择程度对应于所述工件的所述形貌特征。
16.一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的装置，所述装置包括用于提供离子束的离子束源组件；和用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和用于使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述受到引导的经过两次偏转的离子束具有所述经过多次偏转的离子束的类型。
19.根据权利要求16所述的装置，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于对所述提供的离子束进行聚焦和引导以形成受到引导的聚焦离子束的离子束聚焦组件。
20.根据权利要求19所述的装置，其中所述离子束聚焦组件包括用于作为所述形成所述受到引导的聚焦离子束的过程的一部分而使所述提供的离子束产生偏转的离子束偏转子组件。
21.根据权利要求16所述的装置，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于引出和引导所述提供的离子束以形成受到引导的引出离子束的离子束引出器组件。
22.根据权利要求17所述的装置，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述受到引导的经过两次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过两次偏转的离子束从而形成受到引导的经过三次偏转的离子束的离子束第三偏转组件。
23.根据权利要求22所述的装置，其中所述受到引导的经过三次偏转的离子束具有所述经过多次偏转的离子束的类型。
24.一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的装置，所述装置包括用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和用于使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有所述受到引导的经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件。
25.根据权利要求24所述的装置，其中所述离子束引导和多次偏转组件进一步包括用于对所述提供的离子束进行聚焦和引导以形成受到引导的聚焦离子束的离子束聚焦组件。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述离子束聚焦组件包括用于作为所述形成所述受到引导的聚焦离子束的过程的一部分而使所述提供的离子束产生偏转的离子束偏转子组件。
27.根据权利要求25所述的装置，其中所述离子束引导和多次偏转组件进一步包括用于引出和引导所述提供的离子束以形成受到引导的引出离子束的离子束引出器组件。
28.根据权利要求25所述的装置，其中所述离子束引导和多次偏转组件进一步包括用于使所述受到引导的经过两次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过两次偏转的离子束从而形成具有另一种所述类型的所述受到引导的经过多次偏转的离子束的受到引导的经过三次偏转的离子束。
29.一种用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削的系统，所述系统包括离子束单元，其中所述离子束单元包括用于提供离子束的离子束源组件，和用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削；和操作性地连接至所述离子束单元以为所述离子束单元和所述工件提供且保持真空环境的真空单元，其中所述真空单元包括所述工件。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和用于使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述受到引导的经过两次偏转的离子束具有所述经过多次偏转的离子束的类型。
32.根据权利要求30所述的系统，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于对所述提供的离子束进行聚焦和引导以形成受到引导的聚焦离子束的离子束聚焦组件。
33.根据权利要求32所述的系统，其中所述离子束聚焦组件包括用于作为所述形成所述受到引导的聚焦离子束的过程的一部分而使所述提供的离子束产生偏转的离子束偏转子组件。
34.根据权利要求30所述的系统，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于引出和引导所述提供的离子束以形成受到引导的引出离子束的离子束引出器组件。
35.根据权利要求30所述的系统，其中所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述受到引导的经过两次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过两次偏转的离子束从而形成受到引导的经过三次偏转的离子束的离子束第三偏转组件。
36.根据权利要求35所述的系统，其中所述受到引导的经过三次偏转的离子束具有所述经过多次偏转的离子束的类型。
37.根据权利要求30所述的系统，进一步包括操作性地连接至所述离子束单元和所述真空单元以为所述离子束单元和所述真空单元提供电子器件和工艺控制的电子器件和工艺控制设施。
38.根据权利要求30所述的系统，进一步包括选自组群的至少一个附加单元，所述组群包括工件成像和铣削检测单元、工件操控和定位单元、防振单元、部件成像单元和至少一个工件分析单元，其中每个所述附加单元被操作性地连接至所述真空单元。
39.一种用于使提供的离子束产生受到引导的多次偏转的系统，所述系统包括离子束单元，其中所述离子束单元包括用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，所述离子束引导和多次偏转组件包括用于使所述提供的离子束产生偏转并引导所述提供的离子束从而形成受到引导的经过一次偏转的离子束的离子束第一偏转组件，和用于使所述受到引导的经过一次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过一次偏转的离子束从而形成具有所述经过多次偏转的离子束类型的受到引导的经过两次偏转的离子束的离子束第二偏转组件；和操作性地连接至所述离子束单元以为所述离子束单元提供且保持真空环境的真空单元。
40.根据权利要求39所述的系统，其中所述离子束引导和多次偏转组件进一步包括用于对所述提供的离子束进行聚焦和引导以形成受到引导的聚焦离子束的离子束聚焦组件。
41.根据权利要求40所述的系统，其中所述离子束聚焦组件包括用于作为所述形成所述受到引导的聚焦离子束的过程的一部分而使所述提供的离子束产生偏转的离子束偏转子组件。
42.根据权利要求40所述的系统，其中所述离子束引导和多次偏转组件进一步包括用于引出和引导所述提供的离子束以形成受到引导的引出离子束的离子束引出器组件。
43.根据权利要求40所述的系统，其中所述离子束引导和多次偏转组件进一步包括用于使所述受到引导的经过两次偏转的离子束产生偏转并引导所述受到引导的经过两次偏转的离子束从而形成具有所述经过多次偏转的离子束的另一种所述类型的受到引导的经过三次偏转的离子束。
44.根据权利要求40所述的系统，进一步包括操作性地连接至所述离子束单元和所述真空单元以为所述离子束单元和所述真空单元提供电子器件和工艺控制的电子器件和工艺控制设施。
45.根据权利要求40所述的系统，进一步包括选自组群的至少一个附加单元，所述组群包括工件成像和铣削检测单元、工件操控和定位单元、防振单元、部件成像单元和至少一个工件分析单元，其中每个所述附加单元被操作性地连接至所述真空单元。
全文摘要
用于对工件进行受到引导的经过多次偏转的离子束铣削并确定和控制其程度的方法、装置和系统。提供离子束；并且引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削。装置包括离子束源组件；和用于引导所述提供的离子束并使所述提供的离子束产生至少两次偏转从而形成受到引导的经过多次偏转的离子束的离子束引导和多次偏转组件，其中所述受到引导的经过多次偏转的离子束被导向、入射且撞击在所述工件的表面上并且对所述工件表面进行铣削。
文档编号H01J37/147GK101069260SQ200580036411
公开日2007年11月7日 申请日期2005年8月24日 优先权日2004年8月24日
发明者D·博古斯拉夫斯基, V·彻里平, C·史密思 申请人:西拉半导体工程实验室有限公司