[發(fā)明專利]致動(dòng)器輔助定位系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010229849.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111755304B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G.勒格羅夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: FEI公司
• 主分類號(hào): H01J37/20
• 分類號(hào): H01J37/20;H01L21/67;H01L21/68
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;王瑋

一種定位系統(tǒng)可包含引導(dǎo)件；被配置成接合和輸送工件的載體元件；具有動(dòng)子元件的馬達(dá)；聯(lián)接到所述載體元件的約束件；和設(shè)置在所述約束件和所述載體元件之間的致動(dòng)器。所述引導(dǎo)件可相對(duì)于一水平參考平面移動(dòng)，使得聯(lián)接到所述引導(dǎo)件的所述載體元件相對(duì)于所述水平參考平面傾斜。所述馬達(dá)的至少所述動(dòng)子元件可聯(lián)接到所述載體元件，并且可被配置成沿所述引導(dǎo)件移動(dòng)所述載體元件。所述約束件可被配置成選擇性地接合所述引導(dǎo)件，以當(dāng)所述引導(dǎo)件傾斜出所述水平參考平面時(shí)，約束所述載體元件沿所述引導(dǎo)件在至少一個(gè)方向上的移動(dòng)。所述致動(dòng)器可被配置成當(dāng)所述約束件與所述引導(dǎo)件接合時(shí)，使所述載體元件沿所述引導(dǎo)件相對(duì)于所述約束件移位。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及用于移動(dòng)和約束工件的定位系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

工件的顯微成像和處理（例如，通過(guò)銑削），如使用包括一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)儀器（例如，掃描電子顯微鏡（SEM）、離子柱、激光器和/或其它束生成儀器）的多束系統(tǒng)，可能需要沿多個(gè)自由度精確定位工件，以便捕獲圖像或處理所需區(qū)域。此外，在包含這類儀器的處理室中，通常必須以一定角度布置各種儀器、工具和/或感測(cè)元件，以便適應(yīng)室的空間約束。

通常，定位系統(tǒng)包含工件可安裝到其上的載體元件和一組致動(dòng)器，如馬達(dá)，其被布置成沿平行于X軸線、Y軸線和Z軸線的方向移動(dòng)載體元件，其中X軸線、Y軸線和Z軸線相互正交。典型的定位系統(tǒng)可在四個(gè)自由度上移動(dòng)，具有三個(gè)垂直平移和圍繞Z軸線的旋轉(zhuǎn)。然而，一些定位系統(tǒng)可在五個(gè)自由度上移動(dòng)，其中三個(gè)垂直平移和繞兩個(gè)軸旋轉(zhuǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，一些定位系統(tǒng)的載體元件可旋轉(zhuǎn)出X-Y平面并呈傾斜配置。這種傾斜配置允許控制工件相對(duì)于儀器的角度，如由SEM生成的電子束、由離子柱生成的聚焦離子束（FIB）和/或由激光器生成的激光束。

一些現(xiàn)有的定位系統(tǒng)是使用壓電馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的。然而，在如半導(dǎo)體制造的高通量應(yīng)用中，壓電馬達(dá)可能會(huì)很快磨損。其它定位系統(tǒng)已嘗試使用線性馬達(dá)來(lái)解決此問(wèn)題。線性馬達(dá)快速準(zhǔn)確；然而，它們必須通電才能起作用，并且在馬達(dá)通電時(shí)生成的磁場(chǎng)會(huì)通過(guò)偏轉(zhuǎn)束而對(duì)成像和/或處理的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，定位系統(tǒng)通常會(huì)在束系統(tǒng)不工作時(shí)移動(dòng)工件，并且一旦載體元件就位，馬達(dá)就會(huì)斷電。

然而，如上所述，一些定位系統(tǒng)可呈傾斜配置。在這類配置中，載體元件的傾斜位置導(dǎo)致定位系統(tǒng)的不對(duì)稱加載。一旦線性馬達(dá)斷電，則制動(dòng)機(jī)構(gòu)可用來(lái)防止不對(duì)稱加載的載體元件移動(dòng)。然而，在傾斜或不對(duì)稱加載的軸線上進(jìn)行工件處理的選定位置處，從通電運(yùn)動(dòng)或驅(qū)動(dòng)狀態(tài)到斷電狀態(tài)的過(guò)渡會(huì)導(dǎo)致位置損失（例如，由于系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)部件沿軸線方向的松弛或運(yùn)動(dòng)）。

因此，持續(xù)需要用于在空間約束的處理室內(nèi)以高精度定位工件的改進(jìn)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本文所述的是用于定位系統(tǒng)的制動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)施例，以及使用這類系統(tǒng)的方法。

在一個(gè)代表性實(shí)施例中，定位系統(tǒng)可包括引導(dǎo)件、聯(lián)接到引導(dǎo)件的載體元件、包括動(dòng)子元件的馬達(dá)、聯(lián)接到載體元件的約束件以及設(shè)置在約束件和載體元件之間的致動(dòng)器。引導(dǎo)件可相對(duì)于水平參考平面移動(dòng)，使得載體元件相對(duì)于水平參考平面傾斜。載體元件可被配置成接合和輸送工件。馬達(dá)的至少動(dòng)子元件可聯(lián)接到載體元件并且被配置成沿引導(dǎo)件移動(dòng)載體元件。約束件可被配置成選擇性地接合引導(dǎo)件，以當(dāng)引導(dǎo)件傾斜出水平參考平面時(shí)，約束載體元件沿引導(dǎo)件在至少一個(gè)方向上的移動(dòng)。致動(dòng)器可被配置成當(dāng)約束件與引導(dǎo)件接合時(shí)，使載體元件沿引導(dǎo)件相對(duì)于約束件移位。

在一些實(shí)施例中，引導(dǎo)件可為線性引導(dǎo)件，其還包括線性軸承，所述線性軸承包括第一端部和第二端部。當(dāng)線性軸承傾斜出水平參考平面時(shí)，第二端部可沿平行于水平參考平面的第一軸線與第一端部間隔開(kāi)，并且第二端部可沿垂直于水平參考平面的第二軸線與第一端部間隔開(kāi)，使得第二端部高于第一端部。

在一些實(shí)施例中，致動(dòng)器和約束件可定位在線性軸承的第一端部和載體元件之間，并且致動(dòng)器可被配置成將載體元件推向線性軸承的第二端部。