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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen, die durch Ätzen
von Elementen, die an einem Wafer gebildet sind, zum Durchführen
einer Frequenzeinstellung in der Lage sind, oder bezieht sich auf
Vorrichtungen, die durch Aufbringen eines Frequenzeinstellmaterials
auf Elemente, die an einem Wafer gebildet sind, zum Durchführen
einer Frequenzeinstellung in der Lage sind.
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Es
gibt ein bekanntes Frequenzeinstellverfahren, bei dem die Frequenz
eines piezoelektrischen Elements durch Ätzen des piezoelektrischen Elements
mit einem Ionenstrahl eingestellt wird. Für eine höhere
Produktivität bei diesem Verfahren ist eine Mehrzahl von
Elementen an einem Wafer gebildet oder angeordnet, so dass die Frequenzen
der Mehrzahl von Elementen zu der gleichen Zeit eingestellt werden
können. Bei diesem Frequenzeinstellverfahren ist es nötig,
dass der Wafer mit einer Strukturmaske maskiert wird, um zu verhindern,
dass bei dem Wafer andere Bereiche als solche von erwünschten
Elementen mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden. Wenn jedoch jedes
Element von geringer Größe ist, ist es schwierig
den Ionenstrahl selektiv an lediglich ein erwünschtes Element
anzulegen. Deshalb kann eine Mehrzahl von Elementen als ein einziger
Bestrahlungsbereich, der bestrahlt werden soll, zusammen gruppiert
sein. Wenn derartige kleine Elemente an dem Wafer eng angeordnet
sind, ist es nötig, den Ionenstrahl einheitlich an die
gesamte Oberfläche des Wafers anzulegen. Abhängig
von der Größe oder Form eines Lochs in der Strukturmaske
jedoch ist es möglich, dass Bereiche angrenzend an einen
Bestrahlungszielbereich mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden, oder
ist es möglich, dass die Kante bzw. der Rand des Bestrahlungszielbereichs
eventuell nicht ausreichend mit dem Ionenstrahl bestrahlt wird.
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Die
ungeprüfte
japanische
Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-26673 offenbart
ein Frequenzeinstellverfahren, bei dem die Frequenz jedes piezoelektrischen
Elements durch Anlegen eines Ionenstrahls an eine Mehrzahl von Elektroden,
die an einer Oberfläche eines piezoelektrischen Substrats gebildet
sind, und dadurch Ätzen der Elektroden eingestellt wird.
Dieses Verfahren betrifft ein Bestimmen einer Korrelation zwischen
einer Ionenstrahlbestrahlungszeit und der Größe
einer Frequenzänderung, ein Messen der Frequenz jedes Elements
an dem piezoelektrischen Substrat, ein Bestimmen der Größe einer
Frequenzeinstellung für jedes Element auf der Basis einer
Differenz zwischen der gemessenen Frequenz und einem Soll-Wert,
ein Bestimmen der Ionenstrahlbestrahlungs zeit für jedes
Element auf der Basis der bestimmten Größe einer
Frequenzeinstellung durch ein Verwenden der Korrelation, und ein Anlegen
eines Ionenstrahls an jedes Element während der bestimmten
Bestrahlungszeit.
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Die
ungeprüfte
japanische
Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2004-56455 offenbart
eine Frequenzeinstellvorrichtung, die zum Einstellen der Frequenzen
von piezoelektrischen Elementen durch ein Durchführen eines
Ionenstrahlätzens in einer Vakuumkammer in der Lage ist.
Die Frequenzeinstellvorrichtung umfasst ein piezoelektrisches Substrat mit
einer Mehrzahl von Elektroden, die an der Oberfläche desselben
gebildet sind; eine Basisplatte mit einer Öffnung zum selektiven
Ermöglichen, dass die Mehrzahl von Elektroden an dem piezoelektrischen Substrat
freigelegt wird; eine Ionenquelle, die konfiguriert ist, um einen
Ionenstrahl simultan an die Mehrzahl von Elektroden anzulegen, die
von der Öffnung in der Basisplatte freigelegt sind; eine
Schutzplatte, die konfiguriert ist, um eine Region um die Öffnung
in der Basisplatte herum, an die der Ionenstrahl angelegt wird,
davor zu schützen, geätzt zu werden; Verschlussmechanismen,
die so zahlreich wie die Anzahl der Elektroden vorgesehen sind,
die von der Öffnung in der Basisplatte freigelegt sind,
und in der Lage sind, unabhängig angetrieben zu werden;
und eine Maskierungsplatte zum Blockieren des Ionenstrahlleckens
durch Zwischenräume zwischen den Verschlussmechanismen.
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Wie
es in 8, 9A und 9B dargestellt
ist, gibt es zusätzlich eine Frequenzeinstellvorrichtung,
die zum simultanen Einstellen der Frequenzen einer Mehrzahl von
Elementen in der Lage ist, die senkrecht zu einer Waferförderrichtung
angeordnet sind. Bei dieser Vorrichtung wird ein Wafer 50,
an dem eine Mehrzahl von Elementen 51 in einer Matrix angeordnet
ist, durch eine Fördereinheit (nicht gezeigt) in eine Waferförderrichtung
gefördert, die durch einen Pfeil (siehe 8)
angegeben ist. Der Wafer 50 läuft unter einer
Strukturmaske 52 durch, die ein Maskenloch 53 aufweist.
Das Maskenloch 53 ist ein schlitzähnliches (langes)
Loch, das gestattet, dass eine Spalte bzw. Säule von Elementen,
die senkrecht zu der Förderrichtung des Wafers 50 angeordnet
sind, freiliegend ist. Eine Mehrzahl von Verschlüssen 54 (hier
sechs Verschlüsse 54) ist an der Strukturmaske 52 angeordnet.
Jeder der Verschlüsse 54 wird bezüglich
des Maskenlochs 53 in der Waferförderrichtung
unabhängig betätigt. Durch selektives Bedecken
des schlitzähnlichen Maskenlochs 53 mit der Mehrzahl
von Verschlüssen 54 kann eine Bestrahlungszeit
eingestellt werden, während derer jedes der Elemente 51 mit
einem Ionenstrahl bestrahlt wird.
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In
dem Fall der ungeprüften
japanischen
Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2002-26673 ist eine
Strukturmaske mit Maskenlöchern, die den jeweiligen Positionen
der Elektroden entsprechen, an dem piezoelektrischen Substrat angeordnet.
Diese Maskenlö cher sind voneinander beabstandet und der Ionenstrahl
kann nicht an Regionen angelegt werden, in denen es keine Maskenlöcher
gibt. Daher ist diese Strukturmaske nicht für eine Verwendung
bei einem Bestrahlen kleiner Elemente geeignet, die an dem piezoelektrischen
Substrat eng angeordnet sind. Da zusätzlich ein drehbarer
scheibenförmiger Verschluss mit einer doppelschichtigen
Struktur verwendet wird, braucht es Zeit, die Verschlussstellung zu
verändern. Da zudem der Verschluss während einer
Drehung eine Öffnung durchlaufen kann, kann die Genauigkeit
einer Frequenzeinstellung verschlechtert sein.
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In
dem Fall der Frequenzeinstellvorrichtung, die in der ungeprüften
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 2004-56455 offenbart ist, ist der Ionenstrahl durch
die Maskierungsplatte blockiert, die direkt über einem
Wafer angeordnet ist. Die Form von Löchern in dieser Maskierungsplatte
ist jedoch nicht zum Bearbeiten kleiner Elemente geeignet, die an
dem Wafer eng angeordnet sind, wie in dem Fall der ungeprüften
japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 2002-26673 , die oben beschrieben ist.
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In
dem Fall der in 8 dargestellten Vorrichtung
können die Verschlüsse 54 zum Bedecken des
schlitzähnlichen Maskenlochs 53 Seite an Seite mit
Zwischenräumen zwischen Benachbarten (siehe 9A)
angeordnet oder in eine vertikale Richtung gestapelt sein (siehe 9B).
In dem Fall von 9A tritt der Ionenstrahl durch
die Zwischenräume zwischen benachbarten Verschlüssen 54 ein. Dies
kann Einstellungsfehler bewirken, wenn die Elemente 51 an
dem Wafer 50 eng angeordnet sind. In dem Fall von 9B ist
eine Maskierungsposition (d. h. ein Abstand von dem Wafer 50)
nicht konstant, da eine Maskierungsform nicht nur durch die Strukturmaske 52,
sondern auch durch die angrenzenden Verschlüsse 54 bestimmt
ist. Da der Ionenstrahl dazu neigt, sich auszubreiten, kann eine
Veränderung bei einer Maskierungsposition eine Veränderung
bei der Größe einer Ausbreitung bzw. Spreizung
des Ionenstrahls bewirken. Folglich kann die Größe
einer Ätzung in angrenzenden Bereichen oder die Größe
einer Ätzung an dem Rand eines Zielbereichs bzw. Sollbereichs
verringert sein.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Frequenzeinstellvorrichtung
mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch
1 und Anspruch 2 gelöst.
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Folglich
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Frequenzeinstellvorrichtung
zu schaffen, die dazu in der Lage ist, mit einem Wafer umzugehen,
der viele Elemente aufweist, die eng an demselben angeordnet sind,
und in der Lage ist, simultan und genau die Frequenzen einer Mehrzahl von
Elementen an dem Wafer einzustellen, während eine Ionenstrahlmaskierungsposition
(d. h. ein Abstand von dem Wafer) konstant gehalten wird.
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Um
die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, umfasst gemäß bevorzugten
Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine Frequenzeinstellvorrichtung
eine Fördereinheit, die konfiguriert ist, um einen Wafer,
an dem eine Mehrzahl von Elementen eng angeordnet ist, in eine Richtung
zu fördern; eine Ionenkanone zum Ätzen, wobei
die Ionenkanone konfiguriert ist, um den Wafer mit einem Ionenstrahl
zu bestrahlen, während der Wafer gefördert wird;
eine Strukturmaske mit einer Mehrzahl von Maskenlöchern,
die ermöglichen, dass lediglich Zielbereiche des Wafers
freigelegt sind, wobei die Strukturmaske dem Wafer in eine Richtung
vorgelagert ist, in der sich der Ionenstrahl bewegt; und eine Mehrzahl von
Verschlüssen, die jeweils konfiguriert sind, um eine Bestrahlungszeit
einzustellen, während derer ein Zielbereich mit dem Ionenstrahl
bestrahlt wird, und dadurch eine Frequenz in dem Zielbereich einzustellen.
Jedes der Maskenlöcher in der Strukturmaske entspricht
einem Bereich des Wafers. Die Maskenlöcher sind in eine
Waferförderrichtung, in die der Wafer gefördert
wird, abwechselnd verlagert bzw. verschoben und sind in einer Mehrzahl
von Spalten senkrecht zu der Waferförderrichtung angeordnet. Die
Verschlüsse sind angeordnet, um den jeweiligen Maskenlöchern
zu entsprechen, um so in der Lage zu sein, die entsprechenden Maskenlöcher
einzeln zu öffnen und zu schließen. Eine Frequenzeinstellung für
Bereiche in einer Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung
wird in mehreren Schritten durchgeführt.
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Gemäß bevorzugten
Ausführungsbeispielen der vorlegenden Erfindung umfasst
eine Frequenzeinstellvorrichtung eine Fördereinheit, die
konfiguriert ist, um einen Wafer, an dem eine Mehrzahl von Elementen
eng angeordnet ist, in eine Richtung zu fördern; eine Frequenzeinstellmaterialaufbringungseinheit,
die konfiguriert ist, um ein Frequenzeinstellmaterial auf den Wafer
aufzubringen, während der Wafer gefördert wird;
eine Strukturmaske mit einer Mehrzahl von Maskenlöchern,
die ermöglichen, dass lediglich Zielbereiche des Wafers
freigelegt werden, wobei die Strukturmaske dem Wafer in eine Richtung vorgelagert
ist, in die das Frequenzeinstellmaterial aufgebracht wird; und eine
Mehrzahl von Verschlüssen, die jeweils konfiguriert sind,
um eine Aufbringungszeit einzustellen, während derer das
Frequenzeinstellmaterial auf einen Zielbereich aufgebracht wird,
und dadurch eine Frequenz in dem Zielbereich einzustellen. Jedes
der Maskenlöcher in der Strukturmaske entspricht einem
Bereich des Wafers. Die Maskenlöcher sind abwechselnd in
eine Waferförderrichtung verlagert, in die der Wafer gefördert
wird, und sind in einer Mehrzahl von Spalten senkrecht zu der Waferförderrichtung
angeordnet. Die Verschlüsse sind angeordnet, um den jeweiligen
Maskenlöchern zu entsprechen, um so in der Lage zu sein,
die entsprechenden Maskenlöcher einzeln zu öffnen
und zu schließen.
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Eine
Frequenzeinstellung für Bereiche in einer Spalte senkrecht
zu der Waferförderrichtung wird in mehreren Schritten durchgeführt.
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Nun
wird eine Beschreibung einer Frequenzeinstellung abgegeben, die
unter Verwendung des Ionenstrahls durchgeführt wird. Wie
es oben beschrieben ist, entspricht jedes der Maskenlöcher
in der Strukturmaske einem Bereich des Wafers. Da die Maskenlöcher
derart angeordnet sind, dass eine Bearbeitung für Bereiche
in einer Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung in
mehreren Schritten durchgeführt wird, kann der Ionenstrahl
bei dem gleichen Abstand von dem Wafer in sowohl der X- als auch
der Y-Richtung blockiert werden. Somit ist die Wirkung eines Ausbreitens
des Ionenstrahls an dem Wafer im Wesentlichen die gleiche sowohl
in die X- als auch die Y-Richtung. Deshalb ist es möglich,
eine Verringerung der Größe eines Ätzens
in angrenzenden Bereichen und der Größe eines Ätzens
an dem Rand eines Zielbereichs zu minimieren. Da das Ätzen
einheitlich über die gesamte Oberfläche des Wafers
vorgenommen werden kann, ist es möglich, eine Frequenzeinstellung
für kleine Elemente (Bereiche) zu realisieren, die an dem
Wafer eng angeordnet sind.
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Obwohl
ein Bereich (ein Maskenloch) einem Element entsprechen kann, kann
eine höhere Bearbeitungseffizienz erreicht werden, wenn
ein Bereich eine Mehrzahl von Elementen umfasst. Eine optimale Bereichsgröße
kann auf der Basis des Ausgleichs zwischen der Bearbeitungseffizienz
und dem Genauigkeitspegel bestimmt werden, der für eine
Frequenzeinstellung nötig ist. Wenn viele Objekte an einem Wafer
gebildet sind, kann eine Frequenzeinstellung durch ein Anlegen der
gleichen Größe eines Ionenstrahls an denselben
vorgenommen werden, da eine Mehrzahl von benachbarten Elementen
im Wesentlichen hinsichtlich Frequenzvariationen gleich ist.
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Die
Fördereinheit fördert den Wafer intermittierend
mit einer Teilung bzw. Schrittweite von einem Bereich des Wafers.
Die Maskenlöcher der Strukturmaske können vorzugsweise
abwechselnd in die Waferförderrichtung um einen Abstand
von einem oder mehreren Elementen versetzt und in zwei Spalten senkrecht
zu der Waferförderrichtung angeordnet sein. Somit können
durch Bewirken, dass der Wafer relativ zu der Strukturmaske durchlauft,
alle Elemente oder Bereiche einheitlich eingestellt werden. Da zusätzlich
die Verschlüsse in einer Richtung senkrecht zu der Waferförderrichtung
beabstandet sind, können die Abmessungen jedes Verschlusses
gesetzt sein, derart, dass ein Maskenloch vollständig geschlossen
werden kann. Dies kann das Problem eines Leckens des Ionenstrahls
lösen. Eventuell ist es bevorzugter, dass die Maskenlöcher
der Strukturmaske um einen Abstand von einer oder mehreren Schrittweiten
abwechselnd in der Waferförderrich tung verlagert und in
zwei Spalten senkrecht zu der Waferförderrichtung angeordnet
sind. Dies kann die Anordnung von Bereichen und eine Datenverarbeitung
erleichtern.
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Die
Verschlüsse können vorzugsweise in eine erste
Verschlussgruppe zum Schließen der Maskenlöcher
in einer ersten Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung
und eine zweite Verschlussgruppe zum Schließen der Maskenlöcher
in einer zweiten Spalte senkrecht zu der Waferförderrichtung
unterteilt sein. Erste Betätiger, die konfiguriert sind,
um die erste Verschlussgruppe anzutreiben, und zweite Betätiger,
die konfiguriert sind, um die zweite Verschlussgruppe anzutreiben,
können vorzugsweise einander gegenüberliegend
an beiden Seiten der Strukturmaske in der Waferförderrichtung
angeordnet sein. Obwohl die erste Verschlussgruppe und die zweite
Verschlussgruppe auf der gleichen Seite der Strukturmaske angeordnet
sein können, kann diese Anordnung eine gegenseitige Beeinflussung
bzw. Störung zwischen angrenzenden Verschlüssen
oder Betätigern bewirken. Wenn die ersten und die zweiten
Betätiger an beiden Seiten der Strukturmaske angeordnet
sind, ist es möglich, die Maskenlöcher ordnungsgemäß zu öffnen
und zu schließen, während verhindert ist, dass
angrenzende Verschlüsse und angrenzende Betätiger
einander stören bzw. gegenseitig beeinflussen.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist jedes
Element vorab gebildet, derart, dass die Frequenz desselben niedriger
als ein Sollwert ist. Gemäß der gemessenen Frequenz
des Elements kann dann ein Zielbereich des Wafers durch Ionenstrahlbestrahlung
geätzt werden, so dass eine Frequenzeinstellung vorgenommen
werden kann. Im Gegensatz dazu kann jedes Element vorab gebildet sein,
derart, dass die Frequenz desselben höher als ein Sollwert
ist. Dann kann gemäß der gemessenen Frequenz des
Elements ein Frequenzeinstellmaterial auf den Zielbereich aufgebracht
werden. Alternativ können nach einer Messung der Frequenz
jedes Elements dann Elemente, deren gemessene Frequenzen niedriger
als ein Sollwert sind, mit einem Ionenstrahl geätzt werden,
während ein Frequenzeinstellmaterial auf Elemente aufgebracht
werden kann, deren gemessene Frequenzen höher als der Sollwert sind.
Der Pegel einer Frequenzeinstellung, die durch ein Ätzen
oder eine Aufbringung des Frequenzeinstellmaterials vorgenommen
wird, kann abhängig von der Struktur des Elements variieren.
Das heißt, es kann irgendein Pegel einer Frequenzeinstellung vorgenommen
werden, solange eine Frequenz, die vorab verschoben ist, näher
an den Sollwert gebracht werden kann.
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Gemäß den
bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung
ist es somit möglich, Zwischenräume oder Überlappungen
zwischen angrenzenden Bereichen zu minimieren, so dass die gesamte
Oberfläche des Wafers mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden
kann. Selbst wenn kleine Elemente eng an dem Wafer angeordnet sind,
kann eine Frequenzeinstellung einheitlich vorgenommen werden, ungeachtet
der Position (d. h. entweder in der Mitte oder an dem Rand) in jedem
Bereich. Da zusätzlich eine Bearbeitung für eine
Spalte von Bereichen, die senkrecht zu der Waferförderrichtung
angeordnet ist, in mehreren Schritten durchgeführt wird,
kann eine Frequenzeinstellung für die gesamte Oberfläche
des Wafers durch ein Bewegen des Wafers in eine Richtung effizient
vorgenommen werden.
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Gemäß den
bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung
ist es ebenfalls möglich, Zwischenräume oder Überlappungen
zwischen benachbarten Bereichen zu minimieren, so dass das Frequenzeinstellmaterial
auf die gesamte Oberfläche des Wafers aufgebracht werden
kann. Selbst wenn kleine Elemente an dem Wafer eng angeordnet sind,
kann eine Frequenzeinstellung einheitlich ungeachtet der Position
(d. h. entweder in der Mitte oder an dem Rand) in jedem Bereich
vorgenommen werden. Da zusätzlich eine Bearbeitung für eine
Spalte von Bereichen, die senkrecht zu der Waferförderrichtung
angeordnet ist, in mehreren Schritten durchgeführt wird,
kann eine Frequenzeinstellung für die gesamte Oberfläche
des Wafers durch Bewegen des Wafers in eine Richtung effizient vorgenommen
werden.
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Andere
Merkmale, Elemente, Charakteristika und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlicher.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden
nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen naher
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht, die einen Hauptteil
der Frequenzeinstellvorrichtung von einer Ionenkanone von 1 aus
betrachtet darstellt;
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3A und 3B Draufsichten,
die eine Beziehung zwischen einer Strukturmaske und einem Wafer
darstellen;
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4 eine
Draufsicht, die eine Beziehung zwischen der Strukturmaske und Verschlüssen
darstellt;
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5 eine
Draufsicht, die eine Beziehung zwischen einer Strukturmaske und
einem Wafer gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6 eine
Draufsicht, die eine Beziehung zwischen einer Strukturmaske und
Verschlüssen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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7A und 7B einen
Wafer, um zu zeigen, wie eine Frequenzeinstellung bei dem dritten Ausführungsbeispiel
von 6 durchgeführt wird;
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8 eine
schematische Draufsicht, die eine Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einer
verwandten Technik darstellt; und
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9A und 9B Querschnittsansichten entlang
der Linie IX-IX von 8.
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Es
werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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1. Ausführungsbeispiel
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1 bis 4 stellen
ein Beispiel einer Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einem
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Eine Frequenzeinstellvorrichtung 1 umfasst
eine umschlossene Bearbeitungskammer 2 und eine Vakuumpumpe 4,
die mit einer Seite der Bearbeitungskammer 2 verbunden
ist, wobei eine sich öffnende/schließende Tür 3 zwischen
der Bearbeitungskammer 2 und der Vakuumpumpe 4 angeordnet
ist. Durch Antreiben der Vakuumpumpe 4 kann der Grad eines
Vakuums in der Bearbeitungskammer 2 bei einem vorbestimmten
Pegel beibehalten werden.
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Eine
Ionenkanone 5 zum Ätzen ist an der Decke der Bearbeitungskammer 2 angeordnet.
Wie es in 1 dargestellt ist, ist die Ionenkanone 5 zum Emittieren
eines Ionenstrahls IB (IB = ion beam) nach unten in einer im Wesentlichen
konstanten Intensität pro Einheitsfläche innerhalb
einer vorbestimmten Region in der Lage.
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Eine
bewegliche Stufe bzw. Bühne (Fördereinheit) 6 ist
an dem unteren Ende der Bearbeitungskammer 2 angeordnet.
Ein Wafer 10, wie beispielsweise ein piezoelektrisches
Substrat, ist an der beweglichen Bühne 6 positioniert
und gehalten. Wie es in 2 und 3B dargestellt
ist, sind Bereiche 10a, die jeweils eine Mehrzahl von Elementen umfassen,
die als eine einzige Einheit zusammen gruppiert sind, an dem Wafer 10 in
einer Matrix mit einer konstanten Teilung bzw. Schrittweite P (P
= pitch) eng angeordnet. Die bewegliche Bühne 6 ist
zum intermittierenden Fördern des Wafers 10 in
die Pfeilrichtung mit der Teilung P von einem Bereich 10a in
der Lage. Bevor der Wafer 10 zu der Frequenzeinstellvorrichtung 1 gefördert
wird, wird eine Frequenz in jedem Bereich 10a des Wafers 10 vorab
in eine Richtung entgegengesetzt zu einer Richtung verschoben, in der
die Frequenz durch eine Ionenstrahlbestrahlung geändert
wird. Dann wird die Frequenz in jedem Bereich 10a durch
Ionenstrahlbestrahlung eingestellt, um näher an einem Sollwert
zu sein. Eine Schicht, die an dem Wafer 10 gebildet und
durch Ionenstrahlbestrahlung geätzt ist, kann eine Elektrodenschicht, eine
Schutzschicht oder eine Schicht aus irgendeinem Material sein, solange
eine Frequenzeinstellung vorgenommen werden kann. Die Frequenz in
jedem Bereich 10a des Wafers 10 wird vorab gemessen,
so dass die Größe einer Frequenzverschiebung relativ zu
dem Sollwert bestimmt ist.
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Eine
Verschlussbasis 11 ist horizontal an einer gegebenen Position über
der beweglichen Bühne 6 angeordnet. Die Verschlussbasis 11 weist
eine Öffnung 11a bei der Mitte derselben auf.
Die Größe der Öffnung 11a entspricht
im Wesentlichen dieser von einer Region, die mit dem Ionenstrahl
durch die Ionenkanone 5 bestrahlt werden soll. Eine Strukturmaske 15 ist
an der Öffnung 11a der Verschlussbasis 11 positioniert
und gesichert. Die Strukturmaske 15 schützt eine
spezifische Region des Wafers 10, außer Zielbereichen,
davor, mit dem Ionenstrahl bestrahlt zu werden. Es ist bevorzugt,
dass die Strukturmaske 15 an einer Position getragen ist,
die so eng an dem Wafer 10 liegt wie möglich.
Wie es in 3A dargestellt ist, ist die
Strukturmaske 15 mit einer Mehrzahl von Maskenlöchern 15a und 15b versehen, die
jeweils einem Bereich 10a des Wafers 10 entsprechen.
Die Größe von jedem der Maskenlöcher 15a und 15b ist
gemäß dem Abstand zwischen der Strukturmaske 15 und
dem Wafer 10 und dem Ausbreitungswinkel des Ionenstrahls
bestimmt und ist gesetzt, um im Wesentlichen die gleiche wie die
Größe jedes Bereichs 10a zu sein. Um
eine Bearbeitung für eine Spalte des Wafers 10 in
drei Schritten durchzuführen, sind die Maskenlöcher 15a und 15b in
einer Waferförderrichtung (X-Richtung) abwechselnd verlagert
und somit in zwei Spalten in eine Richtung (Y-Richtung) senkrecht
zu der Waferförderrichtung angeordnet. Das heißt,
die Maskenlöcher 15a in ungeradzahligen Zeilen
und die Maskenlöcher 15b in geradzahligen Zeilen
sind voneinander in die X-Richtung (Förderrichtung) versetzt.
Wie es beispielsweise in 3B dargestellt
ist, wenn die Bereiche 10a des Wafers 10 in neun
Zeilen (a) bis (i) angeordnet sind, entsprechen die Maskenlöcher 15a auf
der in Förderrichtung nachgelagerten Seite (linken Seite)
den jeweiligen Bereichen 10a in den ungeradzahligen Zeilen
(a), (c), (e), (g) und (i), während die Maskenlöcher 15b auf
der in Förderrichtung vorgelagerten Seite (rechten Seite)
den jeweiligen Bereichen 10a in geradzahligen Zeilen (b),
(d), (f) und (h) entsprechen. Die zwei Spalten der Maskenlöcher 15a und 15b sind voneinander
in der X-Richtung um einen Abstand d beabstandet, der einer Spalte
der Bereiche 10a entspricht. Der Abstand d zwischen den
zwei Spalten der Maskenlöcher 15a und 15b kann
abhängig von dem Abstand einer Bereichsteilung oder dergleichen einer
Spalte (einer Bereichsteilung = PX, PY) oder einer Mehrzahl von Spalten der Bereiche 10a entsprechen.
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Wie
es in 2 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von Betätigern 12 (12a und 12b)
an der Verschlussbasis 11 gesichert, wobei die Öffnung 11a zwischen
den Betätigern 12a und 12b positioniert
ist. Wie es in 4 dargestellt ist, sind die
Verschlüsse 14a mit den jeweiligen Betätigern 12a über
jeweilige Stäbe 13 verbunden, während
die Verschlüsse 14b mit den jeweiligen Betätigern 12b über
jeweilige Stäbe 13 verbunden sind. Die Verschlüsse 14a und 14b werden
einzeln durch die jeweiligen Betätiger 12 horizontal
betätigt. Es ist erwünscht, dass die Betätiger 12 lineare
Betätiger, wie beispielsweise Solenoide oder Schwingspulenmotoren
sind, die zum Bewegen zwischen zwei Stellungen mit hoher Geschwindigkeit in
der Lage sind. Die Verschlüsse 14a und 14b entsprechen
den Maskenlöchern 15a bzw. 15b, um so die
entsprechenden Maskenlöcher 15a und 15b einzeln
zu öffnen und zu schließen. Das heißt,
die Verschlüsse 14a auf der linken Seite und die
Verschlüsse 14b auf der rechten Seite in 4 werden
in entgegengesetzte Richtungen betätigt, so dass die Verschlüsse 14a die
Maskenlöcher 15a auf der linken Seite öffnen
und schließen und die Verschlüsse 14b die
Maskenlöcher 15b auf der rechten Seite öffnen und
schließen. Es ist bevorzugt, dass die Verschlüsse 14a und 14b an
einer Position bewegt werden, die so eng wie möglich an
der oberen Oberfläche der Strukturmaske 15 liegt.
Um jedes der Maskenlöcher 15a und 15b vollständig
zu bedecken, sind eine Länge L und eine Breite W (W = width)
von jedem der Verschlüsse 14a und 14b größer
als die jeweiligen Abmessungen PX bzw. PY von jedem der Maskenlöcher 15a und 15b gemacht.
Bei dem Beispiel von 4 wird lediglich der obere linke
Betätiger 12a betätigt, so dass der obere
linke Verschluss 14a das obere linke Maskenloch 15a schließt.
Eine Steuerung 16 (siehe 1) steuert
die Bewegung der beweglichen Bühne 6 und von jedem
der Betätiger 12, so dass eine Frequenzeinstellung
für die Bereiche 10a in jeder Spalte senkrecht
zu der Waferförderrichtung in mehreren Schritten durchgeführt
wird. Für jeden Bereich 10a des Wafers 10 ist
die Größe einer Frequenzverschiebung relativ zu
einem Sollwert in der Steuerung 16 in Zuordnung mit einer
Bestrahlungszeit gespeichert, während derer der Bereich 10a mit dem
Ionenstrahl bestrahlt werden soll.
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Nachdem
der Wafer 10 zu einer Position unterhalb der Strukturmaske 15 gefördert
ist, werden alle Verschlüsse 14a und 14b geöffnet,
so dass alle die Bereiche 10a, die den Maskenlochern 15a und 15b entsprechen,
durch die Maskenlöcher 15a und 15b hindurch
mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden. Dann werden die Verschlüsse 14a und 14b sequen tiell
in einer Reihenfolge von demjenigen aus geschlossen, der dem Bereich 10a entspricht,
für den eine erwünschte Bestrahlungszeit (d. h.
eine Bestrahlungszeit entsprechend der Größe einer
Frequenzverschiebung) abläuft. Nachdem alle Verschlüsse 14a und 14b geschlossen
sind, wird der Wafer 10 um einen Abstand einer Teilung
in die Förderrichtung gefördert.
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Unter
Bezugnahme auf 3A und 3B wird
als Nächstes die Reihenfolge einer Aussetzung bzw. Belichtung
der Bereiche 10a von den entsprechenden Maskenlöchern 15a und 15b,
d. h. die Reihenfolge einer Ionenstrahlbestrahlung, beschrieben. In 3B gibt
jede der eingekreisten Zahlen (1 bis 7) in den jeweiligen Bereichen 10a die
Reihenfolge einer Aussetzung an.
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Wenn
das vordere Ende (linke Ende) des Wafers 10 zu einer Position
unterhalb der Strukturmaske 15 gebracht ist, werden zuerst
vier Bereiche 10a bei A-b, A-d, A-f und A-h von den entsprechenden
Maskenlöchern 15b auf der rechten Seite freigelegt.
Somit werden die vier Bereiche 10a, die von den vier entsprechenden
Maskenlöchern 15b freigelegt sind, mit dem Ionenstrahl
bestrahlt und wird die Bestrahlungszeit für jeden der vier
Bereiche 10a durch den entsprechenden Verschluss 14b eingestellt.
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Nachdem
alle Verschlüsse 14b geschlossen sind, wird der
Wafer 10 um einen Abstand einer Teilung in die Förderrichtung
gefördert. Dann werden zweitens vier Bereiche 10a bei
B-b, B-d, B-f und B-h von den entsprechenden Maskenlöchern 15b auf
der rechten Seite freigelegt. Da an diesem Punkt der Wafer 10 noch
nicht die Maskenlöcher 15a auf der linken Seite
erreicht hat, ist keiner der Bereiche 10a von den Maskenlöchern 15a auf
der linken Seite freigelegt. Die vier Bereiche 10a, die
von den vier entsprechenden Maskenlöchern 15b auf
der rechten Seite freigelegt sind, werden mit dem Ionenstrahl bestrahlt
und die Bestrahlungszeit für jeden der vier Bereiche 10a wird
durch den entsprechenden Verschluss 14b eingestellt.
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Nachdem
alle Verschlüsse 14b geschlossen sind, wird der
Wafer 10 um einen Abstand einer Teilung in die Förderrichtung
gefördert. Dann werden drittens fünf Bereiche 10a bei
A-a, A-c, A-e, A-g und A-i von den entsprechenden Maskenlöchern 15a auf der
linken Seite freigelegt, während vier Bereiche 10a bei
C-b, C-d, C-f und C-h von den entsprechenden Maskenlöchern 15b auf
der rechten Seite freigelegt werden. Die Bereiche 10a,
die von den entsprechenden Maskenlöchern 15a und 15b freigelegt
sind, werden mit dem Ionenstrahl bestrahlt und die Bestrahlungszeit
für jeden der neun Bereiche 10a wird durch den
entsprechenden Verschluss 14a oder 14b eingestellt.
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Die
nachfolgenden Vorgänge, die im Grunde die gleichen wie
dieser des dritten Vorgangs sind, der oben beschrieben ist, werden
nicht beschrieben, um Redundanz zu vermeiden.
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Wie
es oben beschrieben ist, ist die Strukturmaske 15 mit den
Maskenlöchern 15a und 15b versehen, die
jeweils einem Bereich 10a entsprechen, so dass eine Frequenzeinstellung
für die Bereiche 10a in einer Spalte senkrecht
zu der Waferförderrichtung in mehreren Schritten durchgeführt
werden kann. Selbst wenn daher die Bereiche 10a eng angeordnet
sind, kann der gesamte Wafer 10 mit dem Ionenstrahl einheitlich
bestrahlt werden. Zusätzlich können die Maskenlöcher 15a und 15b durch
die entsprechenden Verschlüsse 14a und 14b einzeln
geöffnet und geschlossen werden und kann die Maskierungshöhe
(d. h. Abstand von dem Wafer 10) konstant gehalten werden.
Daher ist es weniger wahrscheinlich, dass Bereiche benachbart zu
Zielbereichen mit dem Ionenstrahl bestrahlt werden. Gleichzeitig
ist es möglich, das Problem zu lösen, bei dem der
Rand jedes Zielbereichs mit dem Ionenstrahl nicht ausreichend bestrahlt
wird.
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2. Ausführungsbeispiel
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5 stellt
eine Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst ein Bereich 10a des
Wafers 10 ein Array von vier mal vier Elementen. Die Bereiche 10a sind
auf einer Grundlage von Zeile für Zeile um einen Abstand
einer halben Teilung (zwei Elementen entsprechend) in die Förderrichtung
verlagert. Das heißt, die Bereiche 10a in den
geradzahligen Zeilen sind in die Förderrichtung um einen
Abstand einer halben Teilung von den Bereichen 10a in den
ungeradzahligen Zeilen verlagert. Die Größe einer
Verlagerung d1 ist nicht auf einen Abstand
einer halben Teilung (zwei Elementen entsprechend) begrenzt. Bei
der Strukturmaske 15 sind eine Spalte der Maskenlöcher 15a und
eine Spalte der Maskenlöcher 15b voneinander in
die Förderrichtung des Wafers 10 um einen Abstand
d2 beabstandet, der kleiner als eine Teilung
P ist. Der Abstand d2, der bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel gleich der Größe
einer Verlagerung d1 ist, kann auf einen
Wert gesetzt sein, der durch die folgende Gleichung bestimmt ist:
d2 = n × p + d1 (n
= 1, 2 oder dergleichen).
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Der
Wafer 10 wird intermittierend relativ zu der Strukturmaske 15 in
eine Pfeilrichtung mit einer Teilung von einem Bereich 10a gefördert.
Jede der eingekreisten Zahlen (1 bis 3) in den jeweiligen Bereichen 10a gibt
die Reihenfolge einer Aussetzung an. Zuerst werden zwei Spalten
von Elementen in jedem Bereich, die mit einer eingekreisten Zahl
1 markiert sind, von dem entsprechenden Maskenloch 15b auf der
vorgelagerten Seite freigelegt und frequenzmäßig
eingestellt. Als Nächstes werden die Bereiche 10a,
die mit einer eingekreisten Zahl 2 markiert sind, von den entsprechenden
Maskenlöchern 15b freigelegt und frequenzmäßig
eingestellt. Dann werden die Bereiche 10a, die mit einer
eingekreisten Zahl 3 markiert sind, von den entsprechenden Maskenlöchern 15a und 15b freigelegt
und frequenzmäßig eingestellt. Gleichermaßen
werden die Bereiche 10a, die den Maskenlöchern 15a und 15b entsprechen,
sequentiell frequenzmäßig eingestellt. Der Abstand
d2 zwischen den Spalten der Maskenlöcher 15a und 15b kann
einer Spalte von Elementen, drei Spalten von Elementen oder dergleichen
entsprechen. Das heißt, der Abstand d2 kann
auf einer Grundlage von Elementspalte für Elementspalte
bestimmt werden, abhängig von der Anordnung der Bereiche 10a.
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3. Ausführungsbeispiel
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6 stellt
eine Frequenzeinstellvorrichtung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dar. Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jede einer Mehrzahl
von Strukturmasken 20 und 21 verwendet, um Bereiche
lediglich in spezifischen Zeilen bzw. Reihen zu bearbeiten. Somit
wird eine Frequenzeinstellung für Bereiche in jeder Spalte
senkrecht zu der Waferförderrichtung in mehreren Schritten
durchgeführt. Die zwei Strukturmasken 20 und 21 sind
voneinander um einen vorbestimmten Abstand D in die Waferförderrichtung
beabstandet. Es ist bevorzugt, dass der Abstand D ein ganzzahliges
Vielfaches der Bereichsteilung P ist. Die Strukturmaske 20 ist
mit Maskenlöchern 20a1 , 20a3 , 20a5 , 20a7 und 20a9 versehen,
die auf gestaffelte Weise angeordnet sind. Die Maskenlöcher 20a1 , 20a3 , 20a5 , 20a7 und 20a9 entsprechen Bereichen in jeweiligen
ungeradzahligen Zeilen (d. h. der ersten, dritten, fünften,
siebten und neunten Zeile). Genauer gesagt sind die Maskenlöcher 20a1 , 20a5 und 20a9 in der ersten, fünften bzw.
neunten Zeile in der gleichen Spalte gebildet. Diese Spalte ist
von der anderen Spalte der Maskenlöcher 20a3 und 20a7 in
der dritten bzw. siebten Zeile in die Förderrichtung (X-Richtung) um
einen Abstand d beabstandet, der einer oder mehreren Spalten entspricht.
Die Maskenlöcher 20a1 , 20a5 und 20a9 werden
durch entsprechende Verschlüsse 22a, die auf der
linken Seite der Strukturmaske 20 angeordnet sind, einzeln
geöffnet und geschlossen. Die Maskenlöcher 20a3 und 20a7 werden
durch entsprechende Verschlüsse 22b, die auf der
rechten Seite der Strukturmaske 20 angeordnet sind, einzeln
geöffnet und geschlossen.
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Die
andere Strukturmaske 21 ist mit Maskenlöchern 21a2 , 21a4 , 21a6 und 21a8 versehen,
die auf gestaffelte Weise angeordnet sind. Die Maskenlöcher 21a2 , 21a4 , 21a6 und 21a8 entsprechen
Bereichen in jeweiligen geradzahligen Zeilen (d. h. der zweiten,
vierten, sechsten und achten Zeile). Genauer gesagt sind die Maskenlöcher 21a2 und 21a in der zweiten bzw.
sechsten Zeile in der gleichen Spalte gebildet. Diese Spalte ist
von der anderen Spalte der Maskenlöcher 21a4 und 21a8 in
der vierten bzw. achten Zeile in die Förderrichtung (X-Richtung)
um einen Abstand d beabstandet, der einer oder mehreren Spalten
entspricht. Die Maskenlöcher 21a2 und 21a6 werden durch jeweilige Verschlüsse 23a,
die auf der linken Seite der Strukturmaske 21 angeordnet
sind, geöffnet und geschlossen. Die Maskenlöcher 21a4 und 21a8 werden
durch entsprechende Verschlüsse 23b, die auf der
rechten Seite der Strukturmaske 21 angeordnet sind, einzeln
geöffnet und geschlossen.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden bei dem Wafer 10,
der die Strukturmaske 21 durchlaufen hat, lediglich Bereiche 10b in
den geradzahligen Zeilen frequenzmäßig eingestellt,
wie es durch eine Schattierung in 7A angegeben
ist. Dann durchläuft der Wafer 10 weiter die Strukturmaske 20,
so dass Bereiche 10c in den ungeradzahligen Zeilen frequenzmäßig
eingestellt werden, wie es durch eine Schattierung in 7B angegeben
ist. Bei dem Wafer 10, der die zwei Strukturmasken 20 und 21 durchlaufen
hat, ist somit die Frequenzeinstellung für die Bereiche 10b und 10c in
allen Zeilen abgeschlossen. In dem Fall von 7A und 7B werden
die Bereiche 10b in den geradzahligen Zeilen zuerst frequenzmäßig
eingestellt, da die Strukturmaske 21 (siehe 6)
in Waferförderrichtung vorgelagert positioniert ist. Wie
es klar wird, werden die Bereiche 10c in den ungeradzahligen
Zeilen zuerst frequenzmäßig eingestellt, falls
die Strukturmaske 20 in Waferförderrichtung vorgelagert
positioniert ist.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Bereiche in
einer Spalte senkrecht zu der Förderrichtung in vier Schritten
frequenzmäßig eingestellt. Selbst wenn viele sehr
kleine Bereiche in einem Wafer eng angeordnet sind, können
daher angrenzende Verschlüsse und Betätiger ohne
gegenseitige Beeinflussung angeordnet sein. Wie es oben beschrieben
ist, sind die Strukturmasken 20 und 21 um den
Abstand D in die Förderrichtung voneinander beabstandet.
Daher ist es möglich, Betätiger zu verwenden,
die jeweils eine axiale Länge aufweisen, die viel länger
als die Größe des entsprechenden Bereichs ist.
Es wird klar, dass die Anzahl von Strukturmasken, die in die Förderrichtung
angeordnet sind, nicht auf zwei begrenzt ist, sondern drei oder
mehr betragen kann.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele
begrenzt, die oben beschrieben sind, und kann verschiedenartig modifiziert
werden. Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele die Fälle
beschreiben, bei denen jeder Bereich eines Wafers und jedes Maskenloch
einer Strukturmaske beide von im Wesentlichen quadratischer Form
sind, ist die vorliegende Erfindung auch auf den Fall anwendbar,
bei dem dieselben beide von im Wesentlichen rechteckiger Form sind.
Obwohl die obigen Ausführungsbeispiele die Fälle
beschreiben, bei denen eine Mehrzahl von Elementen in einem Bereich enthalten
ist, ist die vorliegende Erfindung auch auf den Fall anwendbar,
bei dem ein Bereich einem Element entspricht. Obwohl die obigen
Ausführungsbeispiele die Fälle beschreiben, bei
denen eine Mehrzahl von Elementen an einem Wafer eng gebildet ist, ist
die vorliegende Erfindung auch auf den Fall anwendbar, in dem eine
Mehrzahl von Elementen auf einer Ablage eng angeordnet ist. Obwohl
die obigen Ausführungsbeispiele die Fälle beschreiben,
in denen ein Ionenstrahl nach unten in die vertikale Richtung angelegt
wird, ist die vorliegende Erfindung auch auf den Fall anwendbar,
in dem ein Ionenstrahl nach oben oder horizontal angelegt wird.
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Während
bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung oben beschrieben
wurden, sollte klar sein, dass Variationen und Modifikationen Fachleuten
auf dem Gebiet offensichtlich werden, ohne von dem Schutzbereich
und der Wesensart der Erfindung abzuweichen. Der Schutzbereich der
Erfindung soll deshalb einzig durch die folgenden Ansprüche
bestimmt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2002-26673 [0003, 0006, 0007]
- - JP 2004-56455 [0004, 0007]