材料加工方法和用于执行该方法的材料加工系统技术方案

一种材料加工系统，包括用于将粒子束引导到第一加工区域的粒子束柱和用于将激光束引导到第二加工区域的激光扫描仪。一种用于操作该材料加工系统的方法，该方法包括：用粒子束扫描置于物体上的第一标记；第一次用该激光束扫描该第一标记，并且用该激光束在该物体上产生第二标记；用该粒子束扫描该第二标记；以及基于用该粒子束扫描该第二标记，第二次用该激光束扫描该第一标记、并且用该激光束去除该物体的材料。体的材料。体的材料。

【技术实现步骤摘要】
材料加工方法和用于执行该方法的材料加工系统


[0001]本专利技术涉及一种材料加工方法以及用于执行该材料加工方法的材料加工系统。

技术介绍

[0002]常规的材料加工系统包括具有电子束柱的电子显微镜，该电子束柱用于在物体的第一加工区域上方进行电子束扫描、并且检测由扫描电子束在物体处生成的电子，以便产生物体的电子显微镜图像。常规系统还包括离子束柱，该离子束柱用于将离子束引导到第一加工区域中的可选择位置，以便在该位置从物体上去除材料。材料加工系统可以用于通过用离子束去除材料来暴露物体上的感兴趣区域，以便能够使用电子显微镜生成所述暴露的感兴趣区域的电子显微镜图像。例如，物体中的感兴趣区域可以是封装集成电路或灌封集成电路中的电路元件。
[0003]用离子束来去除材料是可精确控制的，这意味着可以在物体的期望区域中暴露即使很小或很薄的结构。然而，用离子束进行加工可实现的材料去除速率较低，其结果是用于暴露位于物体表面之下的感兴趣区域的时间消耗很大。
[0004]因此，常规材料加工系统还包括激光扫描仪，该激光扫描仪用于将激光束引导到第二加工区域中的可选择位置，以便在物体被布置在该第二加工区域中时以比用离子束可实现的去除速率大的去除速率从该物体上去除材料。
[0005]尽管用激光束可实现的材料去除速率大于用离子束可实现的去除速率，但在用激光束去除材料期间可实现的精度显著低于在用离子束去除材料期间可实现的精度。出于这个原因，以使得感兴趣区域继续被剩余材料覆盖的方式来使用激光束从物体上去除材料，该剩余材料被保留作为防止感兴趣区域受损的保护措施。然后通过用离子束去除材料来去除已保留的该材料，以便暴露感兴趣区域。由于离子束的材料去除速率与激光束相比较低，因此去除被保留作为保护措施的剩余材料也需要大量时间，并且期望减少所述时间。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术的目的是提出一种材料加工方法和对应的材料加工系统，其中，可以在相对较短的时间段内通过激光束去除材料和通过离子束去除材料以暴露物体上的感兴趣区域。
[0007]本专利技术提出了一种用于材料加工系统的材料加工方法，该材料加工系统包括至少一个粒子束柱、以及激光扫描仪。
[0008]根据本专利技术的实施例，该至少一个粒子束柱被配置为将至少一个粒子束引导到第一加工区域，并且该激光扫描仪被配置为将激光束引导到第二加工区域。第二加工区域可以与第一工作区域重叠。为了避免电子束柱和/或离子束柱被在用激光束加工物体期间可能产生的粒子所污染，可以将第二工作区域布置为与第一加工区域相距一定距离。如果有必要，其他可能的特征(诸如可以根据需要特别定位的挡板)也可以提供防止这种污染的保护。
[0009]根据实施例，该至少一个粒子束柱包括电子束柱，该电子束柱被配置为将电子束引导到第一加工区域。电子束可以用于从布置在第一加工区域中的物体上去除材料。为此目的，材料加工系统可以包括工艺气体供应设备，以便将可由电子束活化的合适工艺气体供应至第一加工区域，以便通过刻蚀来从物体上去除材料。还可以在包含在第一加工区域中的扫描区域上方进行电子束扫描，其中，检测在扫描期间由入射到物体上的电子束生成的信号(诸如反向散射电子)，以便生成电子显微镜图像，该电子显微镜图像表示例如以空间分辨方式检测到的信号强度。在这种情况下，电子束柱提供了电子显微镜的功能。
[0010]该至少一个粒子束柱还可以包括离子束柱，该离子束柱被配置为将离子束引导到第一加工区域。离子束可以用于从布置在第一加工区域中的物体上去除材料，为此目的，同样可以供应工艺气体。离子束还可以用于在物体处生成信号(诸如电子)，检测这些信号以根据所生成的信号的(以空间分辨方式检测到的)强度来生成图像。在这种情况下，离子束柱提供了离子显微镜的功能。
[0011]根据示例性实施例，材料加工系统包括电子显微镜和离子束柱两者，这两者被布置为使得电子束和离子束都可以至少被引导到第一加工区域的多个部分。
[0012]激光扫描仪被配置为将激光束引导到第二加工区域中的可选择位置。特别地，激光束可以被开启和关闭，并且如果激光扫描仪的束路径被设置为使得其被引导到物体上的期望位置，则可以开启激光束以从物体上去除材料。激光束可以是脉冲激光束。特别地，所生成的激光脉冲的脉冲持续时间可以在纳秒范围内。根据示例性实施例，脉冲持续时间在飞秒范围内。在如此短的脉冲持续时间内，可以实现相对精确的材料加工，因为在物体的表面上，激光束入射到的材料通过蒸发和其他机制而被去除，而物体上剩余的大体积材料不会被热效应损坏或破坏。因此，生成例如飞秒量级的短激光脉冲(例如，在)的激光扫描仪尤其适合用在材料加工系统和材料加工方法的实施例中，因为可以执行用激光束去除材料、直到紧邻感兴趣区域的位置。
[0013]根据示例性实施例，该材料加工方法包括第一次用激光束扫描置于物体上的第一标记，并且用激光束在物体上产生第二标记。在第一次扫描第一标记之前，可以借助于运送系统将物体移动到第二加工区域中。根据示例性实施例，第一标记此时已经置于物体处。
[0014]根据示例性实施例，第一次用该激光束扫描该第一标记包括确定该第一标记在该激光扫描仪的坐标系中的位置。这意味着，第一标记被配置为使得其适合于在借助于激光扫描仪用激光束扫描时被识别为标记，其结果是可确定第一标记在激光扫描仪的坐标系中的位置。
[0015]借助于激光束在物体上产生第二标记，例如通过借助于激光束来从物体上去除材料，其中，所去除的材料体积具有预定的形状，例如，线、十字、多个点等形状或另一几何形状。根据示例性实施例，通过激光束产生的第二标记不一定适合于被激光扫描仪识别为标记。根据示例性实施例，产生第二标记包括基于用激光束扫描第一标记来在激光扫描仪的坐标系中固定一个位置，以及将激光束引导到在激光扫描仪的坐标系中确定的该位置。在激光扫描仪的坐标系中的该位置可以基于例如物体的几何结构的模型。物体的几何结构的模型可以是例如物体的CAD模型或物体的图像，该CAD模型或图像基于所确定的第一标记的位置而被配准到激光扫描仪的坐标系中。
[0016]根据示例性实施例，该材料加工方法还包括用该至少一个粒子束扫描第一标记。
根据示例性实施例，在用该至少一个粒子束扫描标记之前，通过运送系统将物体移动到第一加工区域中。在用激光束扫描第一标记、并且用激光束产生第二标记之前或之后，可以用该至少一个粒子束扫描第一标记。
[0017]根据示例性实施例，该材料加工方法还包括用该至少一个粒子束扫描第二标记。根据示例性实施例，在用该至少一个粒子束扫描第二标记之前，通过运送系统将物体移动到第一加工区域中。
[0018]根据示例性实施例，用该至少一个粒子束扫描第一标记包括确定第一标记在该至少一个粒子束柱的坐标系中的位置。因此，用该至少一个粒子束扫描该第二标记可以包括确定该第二标记在该至少一个粒子束柱的坐标系中的位置。这意味着，在用该至少一个粒子束扫描时，第一标记和/或第二标记在各自的情况下均可以被识别为标记。例如，如果(在用粒子束扫描标记期本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用材料加工系统执行的材料加工方法，其中，该材料加工系统包括：至少一个粒子束柱，该至少一个粒子束柱被配置为将至少一个粒子束引导到第一加工区域，以及激光扫描仪，该激光扫描仪被配置为将激光束引导到第二加工区域，其中，该材料加工方法包括：用该至少一个粒子束扫描置于物体上的第一标记；第一次用该激光束扫描该第一标记，并且用该激光束在该物体上产生第二标记；用该至少一个粒子束扫描该第二标记；以及基于用该至少一个粒子束扫描该第二标记，第二次用该激光束扫描该第一标记、并且用该激光束去除该物体的材料。2.根据权利要求1所述的材料加工方法，其中，第一次用该激光束扫描该第一标记包括确定该第一标记在该激光扫描仪的坐标系中的位置。3.根据权利要求1或2所述的材料加工方法，其中，产生该第二标记包括：基于用该激光束扫描该第一标记来在该激光扫描仪的坐标系中固定一个位置，以及将该激光束引导到在该激光扫描仪的坐标系中确定的该位置。4.根据权利要求3所述的材料加工方法，其中，在该激光扫描仪的坐标系中固定该位置还基于该物体至少一部分的几何结构的模型。5.根据权利要求1至4之一所述的材料加工方法，其中，第一次用该至少一个粒子束扫描该第一标记包括确定该第一标记在该至少一个粒子束柱的坐标系中的位置。6.根据权利要求1至5之一所述的材料加工方法，其中，用该至少一个粒子束扫描该第二标记包括确定该第二标记在该至少一个粒子束柱的坐标系中的位置。7.根据权利要求1至6之一所述的材料加工方法，还包括：基于用该至少一个粒子束第一次扫描该第一标记、以及用该至少一个粒子束扫描该第二标记，确定该第二标记相对于该第一标记的位置。8.根据权利要求1至7之一所述的材料加工方法，还包括：在该激光扫描仪的坐标系中，相对于该第一标记的位置来固定一个位置，该第一标记的位置是基于用该激光束第一次扫描该第一标记而确定的；将该激光束引导到该位置以产生该第二标记；基于用该至少一个粒子束第一次扫描该第一标记、以及用该至少一个粒子束扫描该第二标记，确定该第二标记相对于该第一标记的位置；其中，基于该第二位置与该第一位置之间的差异来用该激光束去除该物体的材料。9.根据权利要求1至8之一所述的材料加工方法，还包括：在用该激光束第一次扫描该第一标记之前、并且在产生该第二标记之前，第二次用该至少一个粒子束扫描该第一标记，并且用该至少一个粒子束扫描该物体的至少一部分；基于用该至少一个粒子束扫描该物体的该部分，相对于该第一标记的位置来固...

【专利技术属性】
技术研发人员：S希勒，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：