CN111755304B - 致动器辅助定位***和方法 - Google Patents

致动器辅助定位***和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111755304B
CN111755304B CN202010229849.1A CN202010229849A CN111755304B CN 111755304 B CN111755304 B CN 111755304B CN 202010229849 A CN202010229849 A CN 202010229849A CN 111755304 B CN111755304 B CN 111755304B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carrier element
guide
restraint
actuator
along
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010229849.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111755304A (zh
Inventor
G.勒格罗夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FEI Co
Original Assignee
FEI Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FEI Co filed Critical FEI Co
Publication of CN111755304A publication Critical patent/CN111755304A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111755304B publication Critical patent/CN111755304B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H01J2237/20264—Piezoelectric devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H01J2237/20278—Motorised movement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H01J2237/20278—Motorised movement
    • H01J2237/20285—Motorised movement computer-controlled
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H01J2237/20292—Means for position and/or orientation registration

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

一种定位***可包含引导件；被配置成接合和输送工件的载体元件；具有动子元件的马达；联接到所述载体元件的约束件；和设置在所述约束件和所述载体元件之间的致动器。所述引导件可相对于一水平参考平面移动，使得联接到所述引导件的所述载体元件相对于所述水平参考平面倾斜。所述马达的至少所述动子元件可联接到所述载体元件，并且可被配置成沿所述引导件移动所述载体元件。所述约束件可被配置成选择性地接合所述引导件，以当所述引导件倾斜出所述水平参考平面时，约束所述载体元件沿所述引导件在至少一个方向上的移动。所述致动器可被配置成当所述约束件与所述引导件接合时，使所述载体元件沿所述引导件相对于所述约束件移位。

Description

致动器辅助定位***和方法
技术领域
本公开涉及用于移动和约束工件的定位***的***和方法。
背景技术
工件的显微成像和处理（例如，通过铣削），如使用包括一个、两个或多个仪器（例如，扫描电子显微镜（SEM）、离子柱、激光器和/或其它束生成仪器）的多束***，可能需要沿多个自由度精确定位工件，以便捕获图像或处理所需区域。此外，在包含这类仪器的处理室中，通常必须以一定角度布置各种仪器、工具和/或感测元件，以便适应室的空间约束。
通常，定位***包含工件可安装到其上的载体元件和一组致动器，如马达，其被布置成沿平行于X轴线、Y轴线和Z轴线的方向移动载体元件，其中X轴线、Y轴线和Z轴线相互正交。典型的定位***可在四个自由度上移动，具有三个垂直平移和围绕Z轴线的旋转。然而，一些定位***可在五个自由度上移动，其中三个垂直平移和绕两个轴旋转。举例来说，一些定位***的载体元件可旋转出X-Y平面并呈倾斜配置。这种倾斜配置允许控制工件相对于仪器的角度，如由SEM生成的电子束、由离子柱生成的聚焦离子束（FIB）和/或由激光器生成的激光束。
一些现有的定位***是使用压电马达驱动的。然而，在如半导体制造的高通量应用中，压电马达可能会很快磨损。其它定位***已尝试使用线性马达来解决此问题。线性马达快速准确；然而，它们必须通电才能起作用，并且在马达通电时生成的磁场会通过偏转束而对成像和/或处理的质量产生不利影响。因此，定位***通常会在束***不工作时移动工件，并且一旦载体元件就位，马达就会断电。
然而，如上所述，一些定位***可呈倾斜配置。在这类配置中，载体元件的倾斜位置导致定位***的不对称加载。一旦线性马达断电，则制动机构可用来防止不对称加载的载体元件移动。然而，在倾斜或不对称加载的轴线上进行工件处理的选定位置处，从通电运动或驱动状态到断电状态的过渡会导致位置损失（例如，由于***的一个或多个部件沿轴线方向的松弛或运动）。
因此，持续需要用于在空间约束的处理室内以高精度定位工件的改进***。
发明内容
本文所述的是用于定位***的制动机构的实施例，以及使用这类***的方法。
在一个代表性实施例中，定位***可包括引导件、联接到引导件的载体元件、包括动子元件的马达、联接到载体元件的约束件以及设置在约束件和载体元件之间的致动器。引导件可相对于水平参考平面移动，使得载体元件相对于水平参考平面倾斜。载体元件可被配置成接合和输送工件。马达的至少动子元件可联接到载体元件并且被配置成沿引导件移动载体元件。约束件可被配置成选择性地接合引导件，以当引导件倾斜出水平参考平面时，约束载体元件沿引导件在至少一个方向上的移动。致动器可被配置成当约束件与引导件接合时，使载体元件沿引导件相对于约束件移位。
在一些实施例中，引导件可为线性引导件，其还包括线性轴承，所述线性轴承包括第一端部和第二端部。当线性轴承倾斜出水平参考平面时，第二端部可沿平行于水平参考平面的第一轴线与第一端部间隔开，并且第二端部可沿垂直于水平参考平面的第二轴线与第一端部间隔开，使得第二端部高于第一端部。
在一些实施例中，致动器和约束件可定位在线性轴承的第一端部和载体元件之间，并且致动器可被配置成将载体元件推向线性轴承的第二端部。
在一些实施例中，致动器元件可定位在载体元件和线性轴承的第二端部之间，并且可被配置成将载体元件拉向线性轴承的第二端部。
在一些实施例中，***还包括设置在约束件和载体元件之间的偏置构件。偏置构件可被配置成至少每当约束件与引导件接合时，使载体元件偏置于致动器。
在一些实施例中，偏置构件可被配置成当约束件从引导件脱离时，使约束件朝向载体元件移动。
在一些实施例中，约束件可为联接到载体元件的第一端部的第一约束件，并且***还可包括联接到载体元件的第二端部的第二约束件。
在一些实施例中，致动器包括可在收缩配置和膨胀配置之间移动的压电致动器。
在一些实施例中，定位***还可包括一个或多个挠曲元件。挠曲元件可联接到约束件并与载体元件接合。挠曲元件可被配置成在沿引导件的轴线的方向上弹性变形以允许载体元件相对于约束件运动，并且可被配置成抵抗沿垂直于引导件的轴线的各轴线的变形。
在一些实施例中，引导件可为旋转引导件。
在一个代表性实施例中，多束***可包括扫描电子显微镜（SEM）、离子柱和如上所述的定位***，其被设置成选择性地定位工件以用SEM进行成像或从离子柱接收离子束。
一种代表性方法可包括用马达沿引导件移动载体元件；使引导件与联接到载体元件的约束件接合，以约束载体元件沿引导件在至少一个方向上的移动；以及致动设置在约束件和载体元件之间的致动器，以沿引导件相对于约束件移动载体元件。马达的至少一个动子元件可联接到载体元件，载体元件可相对于水平参考平面倾斜，引导件可相对于水平参考平面移动，并且载体元件可被配置成接合并输送工件。
在一些实施例中，马达是线性马达，并且沿引导件移动载体元件还包括使线性马达通电并移动动子元件。所述方法还可包括在致动致动器之前，使线性马达断电。
在一些实施例中，方法还可包括使用联接到载体元件的位置编码器来确定载体元件沿引导件的位置；以及致动致动器以将载体元件沿引导件从所确定的位置移动到目标位置。
在一些实施例中，目标位置是第一目标位置，并且所述方法还可包括使约束件从引导件脱离，致动致动器以相对于载体元件移动约束件；以及使引导件与约束件重新接合以将载体元件约束在第二目标位置处。
在一些实施例中，致动器包括压电致动器。
在一些实施例中，致动压电致动器可包括向压电致动器施加正电压，以将压电致动器从中性配置移动到膨胀配置。
在一些实施例中，致动压电致动器可包括向压电致动器施加负电压，以将压电致动器从中性配置移动到收缩配置。
在一些实施例中，方法还可包括用扫描电子显微镜（SEM）对联接到载体元件的工件进行成像；致动致动器以相对于SEM沿引导件重新定位载体元件和工件；以及用SEM对工件进行第二次成像。
在一个代表性实施例中，***可包括引导件、联接到引导件的载体元件、包括动子元件的马达、联接到载体元件并被配置成选择性地接合引导件的约束件、设置在约束件和载体元件之间的致动器，和控制器。引导件可相对于水平参考平面移动，使得载体元件相对于水平参考平面倾斜。载体元件可被配置成接合和输送工件。至少动子元件可联接到载体元件。控制器可被配置成向马达传输控制信号以沿引导件移动载体元件；向约束件传输控制信号以接合引导件，以约束载体元件沿引导件在至少一个方向上的移动；并且向致动器传输控制信号以致动致动器，以沿引导件相对于约束件移动载体元件。
从下面参考附图进行的详细描述中，本公开的前述和其它目的、特征和优点将变得更加明显。
附图说明
图1图示了双束***的代表性实施例。
图2图示了定位***的代表性实施例的透视图。
图3图示了线性马达的代表性实施例的透视图。
图4图示了约束件的代表性实施例的透视图。
图5图示了安装在线性引导件上的图4的约束件的端视横截面图。
图6图示了另一种定位***的代表性实施例的透视图。
图7图示了安装在线性引导件上的位置设定组件的代表性实施例的侧视图。
图8是压电致动器的代表性实施例的横截面侧视图。
图9是控制***的代表性实施例的示意框图。
图10是用于使用位置设定组件来定位载体元件的代表性方法的流程图。
图11A-11D图示了使用位置设定组件来定位载体元件的示例性方法。
图12A-12C图示了使用位置设定组件来定位载体元件的另一示例性方法。
图13图示了安装在引导件上的位置设定组件的另一代表性实施例的局部横截面侧视图。
图14是安装在旋转引导件上的位置设定组件的代表性实施例的示意图。
图15图示了用于实施所公开的方法和设备的代表性计算机控制***。
具体实施方式
本公开涉及用于例如沿倾斜轴线和/或沿旋转轴线（其中***的元件承受不对称负载）移动载体元件（如晶片台组件）的***和方法。本文所述的***可允许工件（如半导体晶片）相对于一个或多个工具（例如，扫描电子显微镜（SEM）、离子柱、激光束等）在处理室（例如，真空室）中准确地定位，在所述处理室中由于空间约束，工具可以各种角度定位。举例来说，本文所述的某些***可包括被配置成快速接合制动轨道构件或引导件（如线性或旋转引导件）的其它元件的压电致动的约束件或制动机构，以及被配置成相对于约束件沿引导件推动或拉动大块台（如晶片卡盘）的压电致动器。当例如大块台倾斜出水平参考平面时，这类***可便于沿倾斜轴线精确定位大块台（及其上的工件），从而允许***补偿马达、制动器等上的不对称负载，这可能导致现有***中位置精度的下降。这类***还可与旋转引导件一起使用，以便于相对于多束***的工具以选定的角度精确地定位大块台（及其上的工件）。
参考图1，在代表性实施例中，多束***可以被配置成包括扫描电子显微镜（SEM）102和离子束柱104的双束***100。SEM 102可包括一个或多个带电粒子束（CPB）透镜，如聚光透镜116和物镜106。在一些实施例中，一个或多个CPB透镜可为磁力透镜，并且具体地说，物镜106可为磁力物镜。离子束柱被布置成向工件W提供聚焦离子束（FIB），并且SEM 102被定位用于产生工件W的图像。
SEM 102和离子束柱104可安装到真空室108，所述真空室容纳用于保持工件W的可移动定位***110。真空室108可使用真空泵（未示出）抽空。如下面进一步详细论述，定位***110可如相对于坐标系150所示沿X轴线、Y轴线和Z轴线移动，其中Y轴线垂直于页面的平面。
在一些实施例中，SEM 102可竖直地布置在工件W的上方，并且可用来对工件W进行成像，离子束柱104可以一定角度布置，并且可用来加工和/或处理工件W。图1示出了SEM102和离子束柱104的示例性定向。
SEM 102可包括电子源112，并且可被配置成操纵来自电子源112的“原始”辐射束，并对其执行如聚焦、像差减轻、裁剪（使用孔）、滤波等操作。SEM 102可产生沿粒子光轴线115传播的输入带电粒子束114（例如，电子束）。SEM 102通常可包括用于将束114聚焦到样品S上的一个或多个透镜（例如，CPB透镜），如聚光透镜116和物镜106。在一些实施例中，SEM102可设置有偏转单元118，所述偏转单元118可被配置成操纵束115。举例来说，可以扫描运动（例如，光栅或向量扫描）跨被研究的样品操纵束114。
双束***100还可包括计算机处理设备和/或控制单元128，其用于尤其控制偏转单元118、带电粒子束（CPB）透镜106、116和检测器（未示出），并用于在显示单元上显示从检测器收集的信息。在一些情况下，提供控制计算机130以建立各种激发，记录成像数据并总体上控制SEM与FIB两者的运行。
仍参考图1，离子束柱104可包括离子源（例如，等离子体源120）和离子束光学器件122。在图示的实施例中，离子束柱104是等离子体聚焦离子束（PFIB），然而，在其它实施例中，离子束柱104可为具有液态金属离子源（LMIS）的标准聚焦离子束（FIB）或与聚焦离子束柱相容的任何其它离子源。离子束柱104可沿离子光轴125产生和/或导向离子束124。如上所述，离子柱104可用来对工件执行成像、处理和/或加工操作，如切割、铣削、蚀刻、沉积等。
在离子束是PFIB的实施例中，离子源120可经由气体歧管165而流体联接到多种气体，所述气体歧管165包含通过相应阀联接到离子源120的气体源。在离子源120的运行期间，可引入气体，其中气体变得带电或电离化，由此形成等离子体。然后，可将从等离子体提取的离子加速穿过离子束柱104，从而成为离子束。在其它实施例中，***100可包括一个或多个激光器，或其它类型的铣削或诊断工具。
如上所述，这类多束***可包括被配置成保持和定位工件W的定位***。在一些实施例中，定位***可为被配置成沿至少三个线性轴线（例如，如相对于坐标系150所示，X轴线、Y轴线和Z轴线）并围绕至少一个旋转轴线（例如，围绕垂直延伸穿过工件的轴线旋转）定位工件的四轴线定位***。如本文所用，除非以绝对术语（如“完全垂直”）陈述，否则术语“垂直”包含术语“基本垂直”。举例来说，当对象相对于参考对象或平面以110°至70°之间的角度定向时，对象相对于参考对象或平面基本垂直。图2示出了示例性四轴线定位***200，其包括基座元件201、滑架组件203和载体元件206。
基座元件201可包括第一引导件202。如本文所用，术语“引导件”指导向、控制或引导对象沿特定轴线或围绕特定轴线的运动的部件或部件***。因此，“线性引导件”导向或引导沿选定轴线的平移或线性运动，而“旋转引导件”或“旋转引导件”导向围绕选定轴线的旋转或角运动。因此，第一引导件202可被配置为平行于X轴线延伸的线性引导件。滑架组件203可联接到基座元件201，使得它可沿第一线性引导件202平移。滑架组件203可包括平行于Y轴线延伸的第二线性引导件204。载体元件206可联接到滑架组件203，使得它可沿第二线性引导件204平移。通过重叠两个线性（平移）移动，可在X-Y平面上移动工件。载体元件206还可被配置成沿平行于Z轴线的轴线（例如，在图2所示的定向上向上和向下）平移，并且围绕垂直延伸穿过载体元件206的轴线旋转。
每个线性引导件202、204可包括多种可延伸或不可延伸的线性构件或元件中的一个或多个，包含但不限于：轨道、伸缩构件、制动引导件或制动带、线性导轨或轴承（如滚轮、滚珠或滚针线性导轨）和/或它们的任何组合。举例来说，在图示的实施例中，线性引导件202可包括沿Y轴线彼此间隔开的第一线性轴承230、第二线性轴承232、第三线性轴承234和第四线性轴承236。线性引导件204可包括沿X轴线彼此间隔开的第一线性轴承238和第二线性轴承240。
线性引导件202可包括马达208，并且线性引导件204可包括对应的马达210。马达208可沿第一线性引导件202平移滑架组件203，并且马达210可沿第二线性引导件204平移载体元件206。在图示的实例中，马达208和210被配置为线性马达，如线性感应马达。然而，在其它实施例中，马达可为例如压电马达、包括齿条和小齿轮的旋转电动马达（例如，无刷直流（BLDC）马达）或它们的组合。
在一些实施例中，定位***200可包括一个或多个附加马达（未示出），如伺服马达（例如，无刷AC马达、BLDC马达、步进马达等）。附加马达可被配置成例如在平行于Z轴线的方向上平移载体元件206，和/或围绕***的一个或多个轴线（如垂直延伸穿过载体元件206的轴线）旋转载体元件206。
在一些实施例中，线性引导件202、204还可包括一个或多个引导构件或约束引导件220（参见图6和7）。每个马达208、210可具有一个或多个对应的约束引导件220。在一些实施例中，线性轴承中的一个或多个（例如，轴承230、232、234、236、238、240）可用作约束引导件220。在其它实施例中，每个约束引导件可为分别平行于第一或第二线性引导件202、204的线性轴承延伸的单独的线性引导件（例如，单独的轨道、伸缩构件、制动引导件或制动带、线性导轨或轴承（如滚轮、滚珠或滚针线性导轨））。一个或多个约束件可联接到载体元件206，并且可被配置成选择性地接合约束引导件220，以约束载体元件沿约束引导件220在至少一个方向上的移动。
图3图示了线性马达300的代表性实施例，如可与本文所述的任何定位***组合使用。线性马达300可包含通常以302表示的固定定子，以及驱动机构或动子（也称为“动子元件”）304，所述驱动机构或动子可沿由定子的长度限定的轴线相对于定子移动。定子302可包括沿壳体的内部顶表面排列的第一组磁体306，以及沿壳体的内部下部表面排列的相对的第二组磁体308，使得磁体阵列在它们之间形成通道。在某些实施例中，磁体阵列306和308可被布置成使得连续磁体的极性沿定子302的长度交替（例如，北、南、北南等），并且使得第一组磁体306的每个磁体对应于第二组磁体308的相反极性的磁体。在某些实施例中，磁体306和308可包括当施加电流（也称为“通电”）时产生磁场的线圈。动子304可包括第三组磁体310。第三组磁体310可延伸到在第一组磁体306和第二组磁体308之间形成的通道中，并且可通过与磁体阵列306和308相互作用而沿定子302推进。
图4-5图示了被配置为制动组件的约束件400的示例性实施例，所述约束件400可联接到载体元件206。约束件400可具有第一接合配置和第二脱离位置，在第一接合配置，约束件400被约束相对于轨道构件416移动（参见例如图5），在第二脱离位置，约束件400可相对于（例如，沿）轨道构件416移动。轨道构件416可为线性引导件的部件，如包括一个或多个线性轴承的线性引导件202和204，或者轨道构件416可为旋转引导件的一部分，例如，如图6所示的旋转引导件216。
约束件400可包括具有第一端部404和第二端部406的膨胀构件或致动器构件402、联接到第一端部404的第一夹紧构件408以及联接到第二端部406的第二夹紧构件410。约束件400还可包括两个相对的挠性元件412、414，其被配置成设置在轨道构件416的任一侧上且安装到平行于轨道构件并在轨道构件上方延伸的安装构件417。每个夹紧构件408、410可接触相应的挠性元件412、414。
膨胀构件402可被配置成在具有第一长度L1的第一或中性配置和具有第二长度L2的第二或膨胀配置之间移动。L2可大于L1。在一些实施例中，膨胀构件402可包括压电致动器（例如，被配置为压电盘的堆叠，称为“压电堆叠”），所述压电致动器被配置成当膨胀构件402通电（例如，通过施加电压）时，从中性配置移动到膨胀配置或收缩配置任一者。举例来说，当施加正电压时，膨胀构件402可从中性配置移动到膨胀配置。在特定实例中，当施加200 V DC时，压电堆叠可膨胀30 µm。压电堆叠在下面参考致动器504更详细地论述。
在一些实施例中，膨胀构件402可移动到具有第三长度的第三配置或收缩配置，以便增加约束件400的夹紧力。第三长度可小于第一长度L1。当施加负电压时，膨胀构件402可从膨胀配置和/或中性配置移动到收缩配置。在其它实施例中，膨胀构件402可包括多种其它线性致动器中的任一种，如音圈马达、螺杆致动器等。
在图示的实施例中，膨胀构件402具有阶梯状的圆柱形状，其中第一端部404具有第一直径且第二端部406具有第二直径。然而，在其它实施例中，膨胀构件可为沿其长度具有均匀直径的圆柱体。在其它实施例中，取决于所需的特定特性，膨胀构件可具有任何形状，包含但不限于矩形等。
在图示的实施例中，约束件400被配置为被动约束件，使得当膨胀构件402处于中性配置时，如图4-5所示，约束件处于接合配置且约束件的移动被阻止。换言之，当约束件400处于没有施加电压的默认状态时，夹紧构件408、410朝向轨道构件416向内偏转构件412和414，使得它们挤压或夹紧轨道构件416。当施加电压使得膨胀构件402移动到膨胀配置时，约束件处于脱离配置，使得第一和第二端部404、406向夹紧构件408、410施加力（例如，推力）。这使夹紧构件408、410远离挠性元件412、414，使它们从轨道构件416脱离，并且允许约束件400相对于轨道构件416移动。
在其它实施例中，约束件400可被配置为主动约束件，使得膨胀构件402的致动引起夹持构件408、410向挠性元件412、414施加挤压力或夹持力，这继而可向轨道构件416施加夹紧力。
在一些实施例中，约束件400还可包括调节元件418和用于将调节元件418保持就位的锁定机构420。调节机构418可被调节以例如改变第一和第二挠性元件412、414之间的距离，以便改变约束件400与轨道构件416的摩擦配合。
在一些实施例中（如图2所示），载体元件206可垂直于Z轴线设置。这允许电子束以垂直于工件W的表面的角度撞击到工件W上。然而，由于在多束***中，仪器相对于彼此以一定角度定位（如图1所示，其中离子柱与SEM以一定角度定位），一个或多个仪器可不垂直撞击工件，而是以一定角度撞击工件，这可能导致工件W的不均匀处理。举例来说，在铣削处理中，工件面向离子束的一侧可比工件的相对侧更大程度地变薄。因此，在某些应用中，将工件垂直于、基本垂直于或以相对于离子束柱或另一仪器的小角度定位是有利的。
为了图示的目的，以下实例参考线性引导件进行描述。然而，所公开的***还适用于旋转引导件，如弯曲的引导件和相关联的马达，以实现***的任何部分围绕选定轴线的旋转运动。
图6示出了定位***200的另一代表性实施例，其中第二线性引导件204、马达210（参见图2）和载体元件206可移动、旋转或倾斜出水平参考平面214。在一些实施例中，水平参考平面214可延伸穿过定位***的基座元件201（例如，X-Y平面），使得由线性引导件204限定的轴线212相对于水平参考平面倾斜。如前所述，***200可分别沿X轴线、Y轴线和Z轴线移动，如相对于坐标系150所示。在图示的实施例中，线性引导件202具有平行于X轴线延伸的两个线性轴承230、232，并且线性引导件204具有平行于Y轴线延伸的两个线性轴承238、240。
线性引导件204可具有沿两个轴线（例如，Y轴线和Z轴线）与第二端部207移位或间隔开的第一端部205。第一端部205可沿Y轴线与第二端部207间隔开，并且第二端部207可沿Z轴线与第一端部205间隔开，使得线性引导件204倾斜。载体元件206可具有朝向线性引导件204的第一端部205定向的第一端部209和朝向线性引导件204的第二端部207定向的第二端部211。
第二线性引导件204、马达210和载体元件206可使用旋转引导件216旋转，所述旋转引导件216可旋转以调节倾斜角度θ（参见例如图7）。在一些实施例中，θ可在0度至大约90度之间。在其它实施例中，θ可在15度至80度之间，30度至60度之间，45度至90度之间。在一些特定实施例中，θ可为15度、30度、45度或60度。
定位***200可包括一个或多个位置设定、位置保持或工位保持组件500（参见例如图7），其被配置成将载体元件206沿引导件（例如，线性引导件204）设定或维持在选定位置处。更具体地说，线性引导件204可包括如上所述的线性轴承238、240，并且还可包括线性轴承220。在一些实施例中，线性轴承220可被配置为线性轴承238、240中的一个，然而，在其它实施例中，线性轴承220可被配置为平行于线性轴承238、240延伸的单独的线性轴承。
一个或多个位置设定组件可联接到载体元件206。在一些实施例中，载体元件206可包括联接到载体元件206的第一端部209或第二端部211的单个位置设定组件500。在其它实施例中，载体元件可包括一个或多个位置设定组件500。举例来说，载体元件206可包括位于第一端部209处的第一位置设定组件和位于第二端部211处的第二位置设定组件。
图7图示了示例性位置设定组件500，其可滑动地联接到被配置为线性轴承220的引导件。位置设定组件500可包括类似于约束件400的约束件502、致动器504、驱动机构506（例如，如马达210的动子）和位置编码器508，所述位置编码器508被配置成基于联接到线性轴承220或与线性轴承220一体形成的编码器标尺218来确定载体元件206的位置。驱动机构506可联接到定位***200的载体元件206，使得载体元件206可沿线性轴承220平移。
可在具有第一长度的中性配置、具有第二长度的膨胀配置和具有第三长度的收缩配置之间致动致动器504。第二长度可大于第一长度，第一长度可大于第三长度。电压（正和/或负）的施加可用来在中性配置、膨胀配置和收缩配置之间移动致动器504。致动器可被致动以将载体元件的位置调节相对小的距离（例如，大约1-100 μm），或者使用迭代较小的移动将载体元件的位置调节较大的距离，如在下面更详细地描述。
在一些实施例中，致动器504可在整个多束***的使用过程中保持通电，以便将载体元件206保持在选定位置处。施加到致动器504的电压可被锁定（例如，可施加恒定的DC电压），使得致动器在成像和/或处理期间提供很少或没有机械或电噪声。
在图示的实施例中，致动器504包括被配置为压电叠堆的压电致动器。如图8所示，示例性致动器600可包括彼此相邻且至少部分地容纳在壳体604内的多个压电元件602。在一些实施例中，每对元件可在它们之间具有被配置成向元件施加电压的相应的电极。延伸部分606可联接到多个压电元件的一端。壳体604可包括开口608，延伸部分606可延伸穿过开口608。当向多个压电元件602施加电压时，它们可从中性或收缩配置移动到膨胀配置（例如，当施加正电压时），和/或从中性或膨胀配置移动到收缩配置（例如，当施加负电压时）。压电元件602的膨胀和/或收缩引起延伸部分606相对于壳体的对应移动。
致动器504（和约束件400的膨胀构件402，如上所述）可包括一种或多种压电材料，包含但不限于陶瓷（包含天然存在的和合成的陶瓷）、晶体（包含天然存在的和合成的晶体）、III-V和II-VI族半导体、聚合物、有机纳米结构或它们的任何组合。压电材料在施加正电压时会膨胀，而在施加负电压时会收缩。收缩和/或膨胀的量和速度可取决于所施加电压的大小。
再次参考图7，在图示的实施例中，位置设定组件500联接到载体元件206的第二端部211（例如，在图7所示的定向上在载体元件上方）。然而，在其它实施例中（如图13中所示的实施例），位置设定组件可联接到载体元件206的第一端部209（例如，在图7所示的定向上在载体元件下方）。在其它实施例中，定位***200可包括两个或多个位置设定组件500，其可例如分别联接到载体元件206的第一端部209和第二端部211。
在一些实施例中，定位***200还可包括控制器700，所述控制器700被配置成控制定位***200的一个或多个部件，包含一个或多个位置设定组件。
现在参考图9，在示例性操作中，控制器700可从位置编码器508接收输入。输入可为例如包括载体元件206的位置的位置数据。控制器700可将位置数据与选定位置702进行比较。如果位置数据与选定位置不匹配，则控制器可致动定位***的一个或多个部件，包含但不限于约束件502、驱动机构506和/或致动器504，以便沿线性引导件调节载体元件206的位置。在一些情况下，控制器700可通过例如从位置编码器508接收第一位置数据并将第一位置数据与选定位置进行比较来迭代地起作用。如果控制器700确定第一位置数据与选定位置不匹配，则控制器可致动约束件502、驱动机构506和/或致动器504中的至少一个，以便载体元件206的位置调节到第二位置。然后，控制器可从位置编码器508接收第二位置数据，并且可将第二位置数据与选定位置进行比较。如果控制器确定第二位置数据与选定位置不匹配，则控制器可致动约束件502、驱动机构506和/或致动器504中的至少一个，以便调节载体元件206的位置。这些迭代移动可继续，直到控制器700确定载体元件206已到达选定位置702。
参考图10，定位载体元件206的代表性方法800包括用马达（例如，马达210）沿引导件（如线性引导件204）移动载体元件206，马达的至少动子元件联接到载体元件，载体元件相对于水平参考平面倾斜，引导件可相对于水平参考平面移动，载体元件206被配置成接合和输送工件。在804，可使用联接到载体元件206的约束件504来接合引导件，以约束载体元件沿引导件在至少一个方向上的移动。在806，设置在约束件和载体元件之间的致动器可被致动，以沿引导件相对于约束件移动载体元件。
参考图11A-11D，当线性引导件和载体元件倾斜时，可以以下示例性方式使用或操作位置设定组件500。如图11A所示，约束件502可从线性轴承220脱离（例如，通过使图4的约束件400的膨胀构件402通电），并且驱动机构506可被启动以沿线性轴承220使载体元件206移动到选定位置或朝向选定位置移动。位置编码器508可使用编码器标尺218读取位置设定组件500的位置，并确定何时载体元件206已到达选定位置。
一旦载体元件206已到达选定位置，就可使驱动机构506断电（例如，通过停止流向马达的电流），并且可接合约束件502（例如，通过断电或从膨胀构件去除所施加的电压），如图11B所示。然而，如图11C所示，接合约束件502和使驱动机构506断电之间的过渡可导致位置的微小变化（例如，大约1-5 μm），从而导致载体元件206移出或远离选定位置到达第二位置，如箭头222所示。在一些情况下，位置变化是由使驱动机构506断电和接合约束件502之间的时间延迟引起的。在其它情况下，由于约束组件500不能无限刚性，因此***的一个或多个部件可能会松弛、拉伸或压缩，和/或***中的反冲会引起位置变化。
参考图11D，然后，致动器504可被致动（例如，通过向致动器施加电压），以减轻这些位置变化。在图示的实例中，可通过向致动器施加负电压来使致动器504收缩。致动器504的收缩向驱动机构506（且因此向载体元件206）施加力（例如，拉力），使得载体元件在上坡位置沿线性轴承220移动并返回到箭头224所示的选定位置。致动器504可保持在收缩位置（例如，通过保持施加到致动器的电压），直到对工件W的成像和/或处理已完成。
在某些实施例中，可通过改变（例如，增加或减少）施加到压电致动器的电压来进行相对小的位置调节。这可允许例如工件（如晶片）的特定特征在致动器的运动范围内的工具或诊断束下的顺序定位。举例来说，载体元件206以及因此工件W可被移动到第一位置，使得工件的第一特征（例如，晶体管或其它电路元件）定位在扫描电子显微镜（SEM）的束中。然后，SEM可对第一特征进行成像。一旦第一特征已被充分成像，则致动器504可被致动（例如，膨胀）以将载体元件206和工件W移动到第二位置，使得工件的第二特征定位在SEM的束中。然后，SEM可对第二特征进行成像。可重复此序列，以便对沿运动轴线定位的任意数量的特征进行成像。
参考图12A-12C，在一些实施例中，制动组件500可用来将载体元件206从第一位置移动到第二位置。这些移动可称为“对中移动”。
如图12A所示，驱动机构506可沿线性轴承220将载体元件206移动到第一位置。一旦处于第一位置，约束件就可接合且驱动机构506可断电。为了将载体元件移动到第二位置，如图12B所示，约束件502可脱离并且致动器504可被致动（例如，延伸），以相对于载体元件206沿线性轴承220（例如，在图12B所示的定向上沿线性引导件向上）移动约束件502。如图12C所示，然后，约束件502可重新接合线性轴承220，并且致动器504可被致动（例如，收缩），以相对于约束件502移动载体元件206（例如，以在图12C所示的定向上将载体元件向上拉向约束件502）。
由于载体元件206的相对大的质量或惯性刚度，以及致动器504（如压电致动器）和约束件502可被致动的相对高的速度，当约束件脱离时，载体元件206可沿线性轴承220以递增向上移动，而不会使线性轴承向下滑动。
如上所述，在一些实施例中，位置设定组件500可使用迭代移动来使载体元件移动比致动器504的单次致动所可能的更大距离。举例来说，驱动机构506可将载体元件沿线性引导件200定位在第一位置处。然后，可使驱动机构506断电，并且约束件502可接合线性轴承220，以将载体元件206设定在第一位置处。然后，约束件502可脱离，并且致动器504被致动以相对于载体元件206移动约束件。然后，约束件502可被接合，并且致动器504可被致动以相对于约束件502移动载体元件206，从而将载体元件设定在第二位置处。然后，可再次脱离约束件502，并且致动器504被致动以相对于载体元件206移动约束件。然后，约束件502可被接合且致动器504可被致动以相对于约束件502移动载体元件206，从而将载体元件设置在第三位置处。这一系列动作可迭代地重复，直到载体元件沿倾斜的线性引导件到达上坡或下坡的选定位置。
参考联接到载体元件206的第二端部211（例如，在图11A-12C所示的定向上的上部端部）的位置设定组件500描述了上述方法。然而，这些方法也可与定位***200的实施例一起使用，其中位置设定组件联接到载体元件206的第一端部209，如下面进一步详细描述。
在一些实施例中，定位***200可包括多个类似于组件500配置的位置设定组件，如在载体元件206的第一端部209处的第一位置设定组件和在载体元件206的第二端部211处的第二位置设定组件。换言之，***可包括在载体元件206的两侧上的位置设定组件。第一位置设定组件可具有第一约束件和第一致动器，并且第二位置设定组件可具有第二约束件和第二致动器。在这类实施例中，可以下面的示例性方式设定载体元件206的位置。
驱动机构可将载体元件206移动到第一位置。第一约束件可接合线性轴承220。第一致动器可被致动，从而相对于第一约束件沿引导件轨道将载体元件移动到第二位置。然后，第二约束件可接合线性轴承220，从而将载体元件206设定在第二位置处。然后，第一约束件可脱离，并且第一致动器收缩以相对于载体元件移动第一约束件。然后，第一约束件可接合线性引导件且可重复一系列动作，直到载体元件到达选定位置。
图13图示了位置设定组件900的另一示例性实施例。位置设定组件900可包括类似于约束件400和502的约束件902，如上述位置编码器508的位置编码器（未示出）、一个或多个挠性元件904（例如，在图示的实施例中为两个）、偏置构件906和可类似于致动器504配置的致动器908。位置设定组件900可可滑动地接合引导件910，如线性引导件204（参见图6），其可包括一个或多个线性轴承（例如，线性轴承238、240）。在图示的实施例中，出于图示的目的，引导件910包括线性轴承。线性轴承可为上述线性轴承238、240中的一个，或者线性轴承可为平行于线性轴承238、240延伸的单独的线性轴承。在其它实施例中，引导件910可为具有弯曲配置的旋转引导件。位置设定组件900可被配置成将载体元件206沿引导件910定位在选定位置处。
位置设定组件900可经由偏置构件906联接到载体元件206。挠曲元件904可联接到约束件902且可接合载体元件。挠曲元件904可被配置成在沿引导件910的轴线的方向上弹性变形，以允许载体元件206沿引导件910的移动，并且抵抗沿垂直于引导件910的轴线的各轴线的变形。每个挠曲元件904可具有在移动方向上（例如，平行于引导件910）延伸的厚度T和垂直于移动方向（例如，在图13所示的定向上进入页面中）延伸的长度。在一些实施例中，厚度T可小于或等于0.5 mm，并且长度L可大于10 mm（例如15 mm或20 mm），从而约束载体元件沿线性引导件910轴向移动。挠曲元件904可为例如弹簧钢刀片。
偏置构件906可具有联接到约束件902的第一端部912和联接到载体元件206的第二端部914。在某些实施例中，偏置构件906可被配置成使载体元件206偏置于致动器908。在图示的实施例中，偏置构件是拉伸螺旋弹簧，然而，在其它实施例中，偏置构件可为被配置成使载体元件偏置于致动器的任何构件。
致动器908可具有第一端部916和第二端部918。第一端部916可联接到约束件902，并且第二端部918可被配置成邻接载体元件206的表面。在其它实施例中，第一端部916可邻接约束件902且第二端部918可联接到载体元件206。当被致动时（例如，通过施加电压），致动件908可被配置成在中性配置、收缩配置和/或膨胀配置之间移动，如以上关于致动器504所描述。
位置设定组件900可用来以下面的示例性方式设定载体元件206的位置。马达（例如，马达210）可被通电以将载体元件206移动到第一位置。一旦载体元件206处于第一位置（例如，由位置编码器确定），就可使马达断电，并且约束件902可接合引导件910。然后，致动器908可被致动（例如，通过施加电压）以沿引导件910将载体元件206相对于约束件902移动到第二位置。然后，约束件902可从引导件910脱离且可停用致动器908（例如，通过去除施加的电压）。偏置构件906可朝向载体元件206偏置或移动约束件902（以及因此致动器908）。然后，可将约束件902与引导件910重新接合，以将载体元件206设定在第二位置处。可根据需要重复此顺序，直到载体元件206到达选定位置。
当致动器908被致动时，挠曲元件904可挠曲，从而允许载体元件206相对于约束件902移动，而不会使约束件902从载体元件206脱离。挠曲元件904还可减少或防止载体元件206在其它轴线上的不期望的移动（如进入或离开页面的平面）。
如前所述，上述位置设定组件及其使用方法也可与旋转引导件一起使用，以设定或调节载体元件206围绕***的一个或多个轴线的角度位置。在这类实施例中，位置设定组件可以与上述基本相同的方式起作用，以进行小的移动来调节定位***的角度。
现在参考图14，位置设定组件1000可用来沿旋转引导件1002调节载体元件206的周向和/或角度位置（例如，相对于图6的水平参考平面214），如箭头1014所示。位置设定组件1000可包括约束件1004、致动器1006、联接到载体元件206的驱动机构1008（例如，如动子元件或马达的轴）和位置编码器1010，所述位置编码器1010被配置成基于编码器标尺1012确定位置设定组件1000沿旋转引导件1002的位置。在某些实施例中，约束件1004可类似于约束件502配置，并且致动器1006可类似于致动器504配置。
在使用中，位置设定组件可基本如上所述地起作用。举例来说，驱动机构1008可沿旋转引导件1002将载体元件206移动到第一位置。一旦处于第一位置，约束件1004就可被接合且驱动机构1008可被断电。为了将载体元件移动到第二位置，致动器1006可被致动（例如，延伸）以相对于约束件1004（例如，在图14所示的定向上沿旋转引导件向上）移动载体元件206。然后，约束件1004可脱离，并且致动器1006被致动（例如，收缩）以相对于载体元件206移动约束件1004（例如，在图14所示的定向上将约束件向上拉向载体元件）。然后，约束件1004可与引导件1002重新接合，以将载体元件206设定在第二位置处。可根据需要重复此顺序，直到载体元件206到达选定位置。在其它实施例中，图13中图示的配置也可适于与旋转引导件一起使用。
在一些实施例中，如组件1000的位置设定组件也可用来如通过旋转载体元件206的晶片卡盘213（参见图6）（或接合在其上的晶片）调节工件的角位置。在这类实施例中，位置设定组件可联接到与晶片卡盘213相关联的旋转引导件。
在一些实施例中，控制器700可被配置为数字信号处理（DSP）控制***。在一些特定实施例中，DSP可为专用实时DSP控制***。
图15和以下论述旨在提供其中可实施所公开的技术的示例性计算环境的简要概括描述。举例来说，控制器700可类似于下面描述的计算环境来配置。此外，所公开的技术可用包含以下的其它计算机***配置来实施：手持装置、数字信号处理器（DSP）、多处理器***、基于微处理器或可编程消费型电子产品、网络PC、微型计算机、大型计算机等。还可在由通过通信网络链接的远程处理装置执行任务的分布式计算环境中实践所公开的技术。
参考图15，用于实施所公开的技术的示例性***包含呈示例性常规PC 1100形式的通用控制器，所述PC 1100包含一个或多个处理单元1102、***存储器1104和将包含***存储器1104的各种***部件联接到一个或多个处理单元1102的***总线1106。***总线1106可为使用多种总线架构中的任一个的若干类型的总线结构中的任一个，包含存储器总线或存储器控制器、***总线和局部总线。示例性***存储器1104包含只读存储器（ROM）1108和随机存取存储器（RAM）1110。含有有助于在PC 1100内的元件之间传递信息的基本例程的基本输入/输出***（BIOS）1112存储在ROM 1108中。在图15的实例中，用于控制SEM和FIB的定位***的运动、成像、处理和其它操作模式的数据和处理器可执行指令存储在存储器1110A中，并且用于鉴定和量化束分量的数据和处理器可执行指令存储在存储器1110B中。
示例性PC 1100还包含一个或多个存储装置1130，如用于从硬盘读取和向硬盘写入的硬盘驱动器、用于从可移动磁盘读取或向可移动磁盘写入的磁盘驱动器以及光盘驱动器。这类存储装置可分别通过硬盘驱动器接口、磁盘驱动器接口和光盘驱动器接口连接到***总线1106。驱动器及其相关联的计算机可读介质为PC 1100提供计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它数据的非易失性存储。可存储可由PC访问的数据的其它类型的计算机可读介质，如磁带盒、闪存卡、数字视频盘。
许多程序模块可存储在存储装置1130中，所述存储装置1130包含操作***、一个或多个应用程序、其它程序模块和程序数据。用户可通过一个或多个输入装置1140（如键盘）和指向装置（如鼠标）向PC 1100中输入命令和信息。监视器1146或其它类型的显示装置也经由如视频适配器的接口连接到***总线1106。
PC 1100可使用到一个或多个远程计算机（如远程计算机1160）的逻辑连接而在网络环境中操作。在一些实例中，包含一个或多个网络或通信连接1150。远程计算机1160可为另一PC、服务器、路由器、网络PC或对等装置或其它公共网络节点，并且通常包含上文相对于PC 1100所描述的元件中的许多或所有，尽管仅存储器存储装置1162已在图15中图示。个人计算机1100和/或远程计算机1160可连接到逻辑局域网（LAN）和广域网（WAN）。
已参考图示的实施例描述和图示了本公开的原理，将认识到，图示的实施例可在布置和细节上进行修改而不脱离这类原理。例如，以软件示出的图示的实施例的元件可以硬件实施，反之亦然。而且，来自任何实例的技术可与任何其它实例中的一个或多个实例所描述的技术组合。
一般注意事项
为了此描述的目的，本文描述了本公开的实施例的某些方面、优点和新颖特征。所公开的方法、设备和***不应以任何方式解释为限制性的。相反，本公开涉及各种公开的实施例（单独和以彼此的各种组合和子组合）的所有新颖和非显而易见的特征和方面。所述方法、设备和***不限于任何特定方面、特征或其组合，所公开的实施例也不要求存在任何一个或多个特定优点或解决问题。
尽管以特定的顺序描述了所公开的实施例中的一些的操作以方便呈现，但应理解，除非特定排序是在下面所阐述的特定语言所要求的，否则此描述方式涵盖重新布置。举例来说，在某些情况下，可重新布置或同时执行顺序地描述的操作。此外，为简明起见，附图可能未示出所公开的方法可与其它方法结合使用的各种方式。另外，本说明书有时使用像“提供”和“实现”的术语来描述所公开的方法。这些术语是被执行的实际操作的高级抽象。对应于这些术语的实际操作可取决于特定实施方式而变化且易于由本领域普通技术人员辨别。
本文所述的所有特征彼此独立，并且除非在结构上不可能，否则可与本文所述的任何其它特征组合使用。
除非上下文另外明确规定，否则如本申请中和权利要求书中所用，单数形式“一个（a/an）”和“所述（the）”包含复数形式。另外，术语“包含（include）”意指“包括（comprise）”。此外，术语“联接”和“相关联”通常意指电、电磁和/或物理上（例如，机械地或化学地）联接或链接，并且不排除在缺乏特定相反语言的联接项或相关联项之间存在中间元件。
在下面的描述中，可使用某些术语，如“上”、“下”、“上部”、“下部”、“水平”、“竖直”、“左”、“右”等。这些术语在适用时用于在处理相对关系时提供一些清晰的描述。但是，这些术语并不旨在暗示绝对的关系、位置和/或定向。举例来说，对于一个对象，“上部”表面只需通过翻转对象就可变成“下部”表面。尽管如此，它仍是同一对象。
除非另有说明，否则在说明书或权利要求书中使用的表示材料数量、角度、压力、分子量、百分比、温度、时间等的所有数字均应理解为由术语“约”修饰。因此，除非另有含蓄或明确指示，否则所陈述的数值参数是近似值，所述近似值可取决于所寻求的所需性质和/或在本领域普通技术人员熟悉的测试条件/方法下的检测极限。当将实施例与所论述的现有技术直接且明确地区分开时，除非叙述了单词“约”，否则实施例编号不是近似的。此外，并非本文叙述的所有替代方案均是等同物。
鉴于本公开的原理可应用于许多可能的实施例，应认识到，图示的实施例仅仅为优选实例且不应被视为限制本公开的范围。相反，本公开的范围至少与所附权利要求书一样广泛。因此，我们要求保护所有落入这些权利要求的范围和精神内的东西。

Claims (20)

1.一种定位***，其包括：
引导件，所述引导件可相对于水平参考平面移动，使得联接到所述引导件的载体元件相对于所述水平参考平面倾斜，所述载体元件被配置成接合并输送工件；
马达，其包括动子元件，至少所述动子元件联接到所述载体元件并被配置成沿所述引导件移动所述载体元件；
约束件，其联接到所述载体元件，所述约束件包括第一致动器和制动构件，所述约束件被配置成选择性地接合所述引导件，以当所述引导件倾斜出所述水平参考平面时，约束所述载体元件沿所述引导件在至少一个方向上的移动；和
第二致动器，其设置在所述约束件和所述载体元件之间，所述第二致动器被配置成当所述约束件与所述引导件接合时，使所述载体元件沿所述引导件相对于所述约束件的第一致动器和制动构件移位。
2.根据权利要求1所述的定位***，其中：
所述引导件是线性引导件，其还包括：
线性轴承，其包括第一端部和第二端部；且
其中当所述线性轴承倾斜出所述水平参考平面时，所述第二端部沿平行于所述水平参考平面的第一轴线与所述第一端部间隔开，并且所述第二端部沿垂直于所述水平参考平面的第二轴线与所述第一端部间隔开，使得所述第二端部高于所述第一端部。
3.根据权利要求2所述的定位***，其中：
所述第二致动器和所述约束件定位在所述线性轴承的所述第一端部和所述载体元件之间；且
所述第二致动器被配置成将所述载体元件推向所述线性轴承的所述第二端部。
4.根据权利要求2所述的定位***，其中所述第二致动器定位在所述载体元件和所述线性轴承的所述第二端部之间，并且被配置成将所述载体元件拉向所述线性轴承的所述第二端部。
5.根据权利要求1所述的定位***，其中所述***还包括设置在所述约束件和所述载体元件之间的偏置构件，所述偏置构件被配置成至少每当所述约束件与所述引导件接合时，使所述载体元件偏置于所述第二致动器。
6.根据权利要求5所述的定位***，其中所述偏置构件被配置成当所述约束件从所述引导件脱离时，使所述约束件朝向所述载体元件移动。
7.根据权利要求1所述的定位***，其中所述约束件是联接到所述载体元件的第一端部的第一约束件，并且其中所述***还包括联接到所述载体元件的第二端部并且沿所述引导件的纵向轴线与所述第一约束件间隔开的第二约束件。
8.根据权利要求1所述的定位***，其中所述第二致动器包括可在收缩配置和膨胀配置之间移动的压电致动器。
9.根据权利要求1所述的定位***，其中所述引导件是旋转引导件。
10.一种多束***，其包括：
扫描电子显微镜（SEM）；
离子柱；和
根据权利要求1所述的定位***，其被设置成选择性地定位工件以用所述扫描电子显微镜进行成像或从所述离子柱接收离子束。
11.一种定位***，其包括：
引导件，所述引导件可相对于水平参考平面移动，使得联接到所述引导件的载体元件相对于所述水平参考平面倾斜，所述载体元件被配置成接合并输送工件；
马达，其包括动子元件，至少所述动子元件联接到所述载体元件并被配置成沿所述引导件移动所述载体元件；
约束件，其联接到所述载体元件，所述约束件被配置成选择性地接合所述引导件，以当所述引导件倾斜出所述水平参考平面时，约束所述载体元件沿所述引导件在至少一个方向上的移动；和
致动器，其设置在所述约束件和所述载体元件之间，所述致动器被配置成当所述约束件与所述引导件接合时，使所述载体元件沿所述引导件相对于所述约束件移位；
还包括联接到所述约束件并与所述载体元件接合的一个或多个挠曲元件，所述挠曲元件被配置成在沿所述引导件的轴线的方向上弹性变形，以允许所述载体元件相对于所述约束件运动，并且被配置成抵抗沿垂直于所述引导件的所述轴线的各轴线的变形。
12.一种用于移动和约束载体元件的方法，其包括：
用马达沿引导件移动载体元件，所述马达的至少动子元件联接到所述载体元件，所述载体元件相对于水平参考平面倾斜，所述引导件可相对于所述水平参考平面移动，所述载体元件被配置成接合并输送工件；
使所述引导件与联接到所述载体元件的约束件接合，以约束所述载体元件沿所述引导件在至少一个方向上的移动，所述约束件包括第一致动器和制动构件；和
致动设置在所述约束件和所述载体元件之间的第二致动器，以在所述约束件与所述引导件接合时沿所述引导件相对于所述约束件的第一致动器和制动构件移动所述载体元件。
13.根据权利要求12所述的方法，其中
所述马达是线性马达；
沿所述引导件移动所述载体元件还包括使所述线性马达通电并移动所述动子元件；且
所述方法还包括在致动所述第二致动器之前，使所述线性马达断电。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述方法还包括：
用联接到所述载体元件的位置编码器确定所述载体元件沿所述引导件的位置；和
致动所述第二致动器以将所述载体元件沿所述引导件从所确定的位置移动到目标位置。
15.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二致动器包括压电致动器。
16.根据权利要求15所述的方法，其中致动所述压电致动器包括向所述压电致动器施加正电压，以将所述压电致动器从中性配置移动到膨胀配置。
17.根据权利要求15所述的方法，其中致动所述压电致动器包括向所述压电致动器施加负电压，以将所述压电致动器从中性配置移动到收缩配置。
18.根据权利要求12所述的方法，其中所述方法还包括：
用扫描电子显微镜（SEM）对联接到所述载体元件的工件进行成像；
致动所述第二致动器以相对于所述扫描电子显微镜沿所述引导件重新定位所述载体元件和所述工件；和
用所述扫描电子显微镜对所述工件进行第二次成像。
19.一种用于移动和约束载体元件的方法，其包括：
用线性马达沿引导件移动载体元件，所述线性马达的至少动子元件联接到所述载体元件，所述载体元件相对于水平参考平面倾斜，所述引导件可相对于所述水平参考平面移动，所述载体元件被配置成接合并输送工件；
使所述引导件与联接到所述载体元件的约束件接合，以约束所述载体元件沿所述引导件在至少一个方向上的移动；
使所述线性马达断电；
用联接到所述载体元件的位置编码器确定所述载体元件沿所述引导件的位置；
致动设置在所述约束件和所述载体元件之间的致动器，以将所述载体元件沿所述引导件相对于所述约束件从所确定的位置移动到第一目标位置，
使所述约束件从所述引导件脱离；
致动所述致动器以相对于所述载体元件移动所述约束件；和
使所述引导件与所述约束件重新接合以将所述载体元件约束在第二目标位置处。
20.一种用于移动和约束载体元件的***，其包括：
引导件，所述引导件可相对于水平参考平面移动，使得联接到所述引导件的载体元件相对于所述水平参考平面倾斜，所述载体元件被配置成接合并输送工件；
马达，其包括动子元件，至少所述动子元件联接到所述载体元件；
约束件，其联接到所述载体元件并被配置成选择性地接合所述引导件，所述约束件包括第一致动器和制动构件；
第二致动器，其设置在所述约束件和所述载体元件之间；和
控制器，其被配置成：
向所述马达传输控制信号以沿所述引导件移动所述载体元件；
向所述约束件传输控制信号以接合所述引导件，以约束所述载体元件沿所述引导件在至少一个方向上的移动；和
向所述第二致动器传输控制信号以致动所述第二致动器，以在所述约束件与所述引导件接合时沿所述引导件相对于所述约束件的第一致动器和制动构件移动所述载体元件。
CN202010229849.1A 2019-03-28 2020-03-27 致动器辅助定位***和方法 Active CN111755304B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/368566 2019-03-28
US16/368,566 US10825646B2 (en) 2019-03-28 2019-03-28 Actuator-assisted positioning systems and methods

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111755304A CN111755304A (zh) 2020-10-09
CN111755304B true CN111755304B (zh) 2022-09-27

Family

ID=69845206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010229849.1A Active CN111755304B (zh) 2019-03-28 2020-03-27 致动器辅助定位***和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10825646B2 (zh)
EP (1) EP3716311A1 (zh)
KR (1) KR102462969B1 (zh)
CN (1) CN111755304B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6740894B1 (en) * 2003-02-21 2004-05-25 Axcelis Technologies, Inc. Adjustable implantation angle workpiece support structure for an ion beam implanter utilizing a linear scan motor
US8334520B2 (en) * 2008-10-24 2012-12-18 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam apparatus
JP2015191751A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ アクティブブレーキ、アクティブブレーキを備えた試料ステージ、及び荷電粒子装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003301872A (ja) * 2002-04-08 2003-10-24 Miki Pulley Co Ltd リニアモータ装置のブレーキ機構
EP1418017A3 (en) * 2002-08-29 2008-12-24 Canon Kabushiki Kaisha Positioning apparatus, charged particle beam exposure apparatus, and semiconductor device manufacturing method
NL1022426C2 (nl) 2003-01-17 2004-07-26 Fei Co Werkwijze voor het vervaardigen en transmissief bestralen van een preparaat alsmede deeltjes optisch systeem.
US20110240410A1 (en) * 2005-02-25 2011-10-06 Rodolfo Robledo Barrio Elevator brake actuator having a shape-changing material for brake control
EP1780764A1 (en) 2005-11-01 2007-05-02 FEI Company Stage assembly, particle-optical apparatus comprising such a stage assembly, and method of treating a sample in such an apparatus
JP4936934B2 (ja) * 2007-03-02 2012-05-23 株式会社日立ハイテクノロジーズ ステージ機構、及びそれを備えた電子顕微鏡、並びにステージ機構の位置決め制御方法
JP5119001B2 (ja) * 2008-02-28 2013-01-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料ステージ
JP5203781B2 (ja) * 2008-04-08 2013-06-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料ステージ装置及びその制御方法
DE102010041678B4 (de) 2010-09-29 2023-12-28 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Teilchenstrahlgerät mit einem Probenträger
JP5881377B2 (ja) * 2011-11-09 2016-03-09 株式会社日立ハイテクノロジーズ 試料位置決め装置、試料ステージ、荷電粒子線装置
JP6250331B2 (ja) * 2012-08-30 2017-12-20 株式会社日立ハイテクサイエンス 複合荷電粒子ビーム装置及び薄片試料加工方法
EP2765591B1 (en) 2013-02-08 2016-07-13 FEI Company Sample preparation stage
JP6523623B2 (ja) * 2014-07-07 2019-06-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置およびステージ制御方法
US9558911B2 (en) * 2014-08-01 2017-01-31 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Method for analyzing and/or processing an object as well as a particle beam device for carrying out the method
US9905393B2 (en) * 2015-03-26 2018-02-27 Hitachi High-Technologies Corporation Stage apparatus with braking system for lens, beam, or vibration compensation
EP3141336B1 (de) 2015-09-10 2019-01-16 Schneeberger Holding AG Positionierungsanordnung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6740894B1 (en) * 2003-02-21 2004-05-25 Axcelis Technologies, Inc. Adjustable implantation angle workpiece support structure for an ion beam implanter utilizing a linear scan motor
US8334520B2 (en) * 2008-10-24 2012-12-18 Hitachi High-Technologies Corporation Charged particle beam apparatus
JP2015191751A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ アクティブブレーキ、アクティブブレーキを備えた試料ステージ、及び荷電粒子装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20200312605A1 (en) 2020-10-01
EP3716311A1 (en) 2020-09-30
KR20200115350A (ko) 2020-10-07
US10825646B2 (en) 2020-11-03
CN111755304A (zh) 2020-10-09
KR102462969B1 (ko) 2022-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6252705B1 (en) Stage for charged particle microscopy system
US20110253905A1 (en) Specimen holder assembly
US7851769B2 (en) Motorized manipulator for positioning a TEM specimen
US20110260057A1 (en) Charged particle beam apparatus
Den Heijer et al. Improving the accuracy of walking piezo motors
JP2010123354A (ja) 荷電粒子線装置
US9618101B2 (en) Actuator, sample positioning device, and charged particle beam system
CN111755304B (zh) 致动器辅助定位***和方法
US6943945B2 (en) Two axis state for microscope
KR102559888B1 (ko) 하전 입자 빔 장치
WO2019158448A1 (en) Substrate positioning device and electron beam inspection tool
KR102641280B1 (ko) 기판에 대한 임계 치수 측정을 위한 방법, 및 기판 상의 전자 디바이스를 검사하고 절단하기 위한 장치
EP3823153B1 (en) System and methods of clamp compensation
US11244805B2 (en) Electron microscope stage
WO2022137427A1 (ja) 荷電粒子顕微鏡およびステージ
EP3716310A1 (en) Substrate positioning device and electron beam inspection tool

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant