[發明專利]靜電透鏡構件

有效

• 申請號: 200980148233.3
• 申請日: 2009-10-01
• 公開（公告）號: CN102232237A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 斯蒂金.W.H.K.斯廷布林克;約翰.J.康寧格;彼得.維爾特曼
• 申請（專利權）人: 邁普爾平版印刷IP有限公司
• 主分類號: H01J37/04
• 分類號: H01J37/04;H01J37/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳曉帆;沙捷

技術領域

本發明涉及靜電透鏡或靜電透鏡陣列。而且，本發明涉及包括這樣的靜電透鏡或靜電透鏡陣列的帶電粒子微影系統。此外，本發明涉及制造在靜電透鏡中使用的絕緣構件的方法。

背景技術

靜電透鏡被用在帶電粒子波束柱中，用于像掃描式電子顯微鏡和微影設備的應用中。靜電透鏡典型地包括在帶電粒子波束的方向上堆疊的導電板，所述導電板通常是配備有導電層的硅板。該導電板可通過例如由玻璃或其它合適的絕緣材料制成的電絕緣隔離器分開。這些板和隔離器具有對準的孔徑，這些孔徑使帶電粒子波束能夠沿帶電粒子傳輸路徑穿過板。這些板可被充電成能夠實現帶電粒子波束的例如聚焦、阻斷和轉向的行為。

在這些板之間可施加的電場取決于這些板的材料性質和這些板相對于彼此的定位。而且，在這些板之間的絕緣屏障(例如由玻璃或真空裝置制成的電絕緣隔離器)的性質和結構是很重要的。如果絕緣屏障被加載到超過其電介質強度，將發生從絕緣狀態到高導電狀態的驟變。這樣的轉變可能以放電或閃絡(flashover)的形式發生。

固態絕緣體的表面經常為這樣的放電提供路徑。如果這樣的放電發生在固態電介質中，典型地沿板間絕緣體表面發生，沿放電產生的放電路徑的改變可能導致絕緣體電介質強度永久降低。結果，絕緣體被劣化而且靜電透鏡不能維持高電場，透鏡的性能降低。

減少導電板之間的這種放電的常規嘗試依賴于與直接距離(即板間最短距離)相比，增加沿電擊穿很可能發生的表面的擊穿路徑的長度。在第JP2000260242和JP2005214908號日本專利的公開中描述了該方法的實例，其中與電極連接的位置處包括有斜面的或矩形的凹槽。

然而，保持電極板接近在一起的要求限制了增加電極間放電路徑長度的能力。而且，如果需要在彼此近距離接近的導電板之間施加高電場，例如，引起10-50V/微米的將被覆蓋的電場，則僅僅增加表面擊穿路徑長度可能是不夠的。因此，需要進一步設計一種措施以使靜電透鏡能夠在這些條件下操作，而不存在相當大的電擊穿風險。

發明內容

本發明的目標是提供一種在電擊穿方面的性能與現有技術相比有所改善的靜電透鏡或靜電透鏡陣列。

本發明的見解包括由電場造成的從其中一個導電(電極)板牽引電子以及電子從其中一個導電板的發射，使閃絡發生，或至少使閃絡發動。而且，在負電極處對電子的牽引將高于正電極處，因此在負電極處應該尤其保持較低的電場。

已經認識到，電場增強在導致閃絡方面起到一定作用，并且對這種情況的認識引導產生防止閃絡的更好的方法。應該避免或減少任何電場增強，尤其是在負電極處。絕緣構件的一部分和其中一個導電板之間的空隙造成該空隙中局部電場的增強或提高。與板間距離相比，該空隙的寬度越小，該空隙中電場的任何增強將會越大。這樣的電場增強使得空隙的位置更加容易發生閃絡。當這樣的空隙在所謂的三重點(triple?point)(即存在空氣/真空、導體和絕緣體之間的邊界處的點)處出現時，放電的可能性增加得相當大。三重點鄰近電壓更負的或更低的導電元件出現的情況尤其如此。這種在三重點處的空隙實際上可能會因為絕緣體邊緣處的破裂或開裂而發生，或由于在制造導電板或絕緣構件期間制造失誤或公差導致的表面不規則性而發生。

本發明試圖提供一種尤其在三重點處，且尤其在與靜電透鏡或靜電透鏡陣列中電壓更負或更低的電極相鄰近處限制電場增強的措施，以容許透鏡或透鏡陣列經受住高電場，同時減少放電的發生。這些措施可用于避免采用路徑延長措施的必要性。

為了這樣的目的，依據本發明的一方面，靜電透鏡包括具有第一孔徑的第一導電板，具有第二孔徑的第二導電板，第二孔徑與第一孔徑基本對準；用于向第一導電板供應第一電壓并向第二導電板供應第二電壓的電壓電源，第一電壓低于第二電壓；以及絕緣構件，用于將第一導電板與第二導電板分開。絕緣構件包括與第一導電板接觸的第一部分和與第二導電板接觸的第二部分，第一部分具有垂懸部分，而第二部分具有在絕緣構件的邊緣處的齒狀部分，其中在垂懸部分與第二導電板之間形成間隙。

通過這種措施，可減少在第一部分和第一導電板之間絕緣構件邊緣處的空隙中的任何電場增強。電場增強將分布在小空隙上方和在出現空隙的絕緣材料懸垂部分下面的較大間隙上方。由于通常該空隙非常小而間隙大得多，在該空隙中場增強與場被完全集中在空隙中時相比將被顯著減少。在電壓為正的或較高的電極處(大的)間隙構件的位置進一步增強了有益效果，因為通過這種方式，在可能最容易導致閃絡的電壓為負的或較低的電極處的任意空隙的有害效果被減小。