專利名稱：增強(qiáng)集成度的投射透鏡組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至圖像平面的投射透鏡組件。具體地講，本發(fā)明涉及易于控制的健壯且緊湊的投射透鏡組件。
背景技術(shù)：
美國(guó)專利6，946，662公開了用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至圖像平面上的透鏡組件。該透鏡組件包括多個(gè)電極，這些電極具有形成多個(gè)帶電射束孔徑的射束通過區(qū)。這些電極沿光路進(jìn)行堆疊，其中，通過絕緣部件將這些電極進(jìn)行隔離。在電極的邊沿處，所述電極被夾持在一起以形成透鏡組件。經(jīng)由減小電子光學(xué)系統(tǒng)，由透鏡組件提供的圖像被減小并且投射到晶片上。該透鏡組件用于校正后來(lái)當(dāng)射束縮小時(shí)在投射路徑上出現(xiàn)的射束象 差。在美國(guó)專利6，946，662中公開的系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于為了提供所需的校正該透鏡組件需要是復(fù)雜的。美國(guó)專利7，091, 504公開了一種電子束曝光設(shè)備,包括會(huì)聚電子光學(xué)系統(tǒng),包括靜電透鏡的陣列，其中，每個(gè)透鏡將對(duì)應(yīng)的各個(gè)小射束直接會(huì)聚在晶片上并且截面小于300nm。由于這個(gè)系統(tǒng)不需要減小電子光學(xué)系統(tǒng)，所以能夠避免由于這個(gè)減小電子光學(xué)系統(tǒng)導(dǎo)致的射束象差的影響。在美國(guó)專利7，091，504中公開的系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于該電子光學(xué)系統(tǒng)需要被布置為更靠近目標(biāo)。另外，為了在下游方向上提供穩(wěn)定的靜電場(chǎng)，例如在美國(guó)專利6，946，662中公開的現(xiàn)有技術(shù)的電極基片是薄的并且布置為彼此靠近，即在電極的側(cè)面使用絕緣部件隔離較小距離。這些薄電極形成投射透鏡組件的最弱部分；當(dāng)受到操控時(shí)這些電極易于破裂或變形，并且當(dāng)由于電極之間的高電勢(shì)差在電極之間出現(xiàn)火花時(shí)，電極經(jīng)常受到嚴(yán)重?fù)p壞而不能夠繼續(xù)使用。置換電極會(huì)導(dǎo)致使用它們的平板印刷設(shè)備的大量停工時(shí)間。本發(fā)明的目的在于提供用于將大量帶電粒子小射束例如幾萬(wàn)束或更多直接投射到目標(biāo)上的結(jié)構(gòu)健壯和緊湊的模塊化投射透鏡組件。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供能夠易于操控和維護(hù)并且可以作為一個(gè)單元進(jìn)行安置的模塊化投射透鏡組件。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供易于在精度規(guī)范內(nèi)組裝的緊湊模塊化投射透鏡組件和用于組裝這個(gè)投射透鏡組件的方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供了一種用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至圖像平面的投射透鏡組件，所述投射透鏡組件包括用于會(huì)聚大量帶電粒子小射束中的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子小射束的第一電極和第二電極、包括用于允許所述大量帶電粒子小射束通過的通孔的外殼，所述第一和第二電極均包括用于使得所述大量帶電粒子小射束中的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子小射束通過的、與所述通孔對(duì)齊的透鏡孔陣列，其中所述外殼包括周圍壁并且具有上游遠(yuǎn)邊和下游遠(yuǎn)邊，以及所述投射透鏡組件還包括至少一個(gè)支撐元件，包括用于使得大量帶電粒子小射束通過的通孔，其中，所述至少一個(gè)支撐元件附連到外殼，以及其中，第一電極和第二電極由所述至少一個(gè)支撐元件進(jìn)行支撐，其中，第一和第二電極布置在由外殼的下游遠(yuǎn)邊限定的平面內(nèi)或附近。在投射透鏡組件的操縱過程中，這些電極基本上由外殼的周圍壁進(jìn)行保護(hù)。此外，由于各個(gè)電極位于外殼的下游部分，所以用于帶電粒子小射束的投射透鏡可以被布置為靠近目標(biāo)。 在一個(gè)實(shí)施例中，第一電極和第二電極通過粘合劑連接的方式附連到支撐元件。由于沒有使用與第二電極自身相比更向下游凸起的夾具或螺釘，所以第二電極由此能夠被安置為非?？拷繕?biāo)，即處于在50微米到100微米的范圍的距離內(nèi)。此外，在投射透鏡組件的構(gòu)造過程中，通過在粘合劑連接中使用或多或少粘合劑并且然后將粘合劑進(jìn)行固化可以容易地調(diào)整電極之間的距離。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐元件由非導(dǎo)電材料構(gòu)造。支撐元件可以由此用作電絕緣體。在一個(gè)實(shí)施例中，投射透鏡組件包括所述一個(gè)或多個(gè)支撐元件中位于外殼的下游遠(yuǎn)邊和上游遠(yuǎn)邊之一或二者處的支撐元件。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，投射透鏡組件包括位于外殼的下游遠(yuǎn)邊的支撐元件和位于外殼的上游遠(yuǎn)邊的另一個(gè)支撐元件。在一個(gè)實(shí)施例中，第二電極在下游方向形成投射透鏡組件的遠(yuǎn)端。因此，第二電極可以安置為非?？拷繕?biāo)，例如在50微米內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，第一和第二電極分別布置在支撐兀件的上游表面和下游表面上，第一電極與所述周圍壁隔離，并且支撐元件橋接第一電極與周圍壁之間的距離。由于投射透鏡組件的最下游電極也是投射透鏡組件的下游遠(yuǎn)端，所以投射透鏡組件的最下游電極與要進(jìn)行圖案化的目標(biāo)之間的距離可以被最小化。此外，除了對(duì)電極進(jìn)行支撐以外，支撐元件用于分散在電極上施加的力并且防止其變形。優(yōu)選的是，支撐元件包括諸如硼硅玻璃的絕緣材料的主層，它可以被容易地加工到精度規(guī)范和公差。由于電極由此健壯安裝在投射透鏡組件內(nèi)并且在一定程度上防止受到震動(dòng)和其它沖擊力的作用，所以本發(fā)明提供了可以相對(duì)容易進(jìn)行置換并且整塊的健壯模塊。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐元件的上游表面至少部分由連接到第一電極的第一導(dǎo)電涂層進(jìn)行覆蓋。導(dǎo)線可以容易地附連到第一涂層上的任何地方以向第一電極提供用于會(huì)聚帶電粒子小射束的電勢(shì)。或者，導(dǎo)線可以直接連接到第一電極。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐元件的下游表面基本由連接到第二電極的第二導(dǎo)電涂層進(jìn)行覆蓋。這兩個(gè)涂層具有雙重功能。首先，它們用作用于建立各個(gè)電極之間的電勢(shì)差的導(dǎo)體，并且第二，這些涂層基本將透鏡組件的下游端與外部電磁輻射屏蔽，并且由此可以形成法拉第籠(Faraday cage)的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，投射透鏡組件還包括布置在第一電極的上游的第三電極。優(yōu)選的是，第三電極和第二電極保持恒定電勢(shì)，而第一電極的電勢(shì)可以被校準(zhǔn)以將用于各個(gè)獨(dú)立投射透鏡組件的會(huì)聚強(qiáng)度固定到指定水平。因此，形成了用于可調(diào)整的會(huì)聚帶電粒子小射束的透鏡的陣列，對(duì)于其會(huì)聚的調(diào)整基本不會(huì)影響由第三電極和第二電極橫跨的空間外部的電場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二涂層從支撐元件的下游表面上的通孔，跨越支撐元件的外沿，徑向延伸至支撐元件的上游表面的外圍區(qū)域，并且第一涂層從支撐元件的上游表面上的通孔朝外徑向延伸。優(yōu)選的是，第二涂層完全覆蓋支撐元件的下游面對(duì)表面和外邊沿。用于第一電極的導(dǎo)電導(dǎo)線可以附連到第一涂層上的任何地方，第一涂層與它進(jìn)行導(dǎo)電連接。這有利于為電極安置導(dǎo)線。在一個(gè)實(shí)施例中，通過粘合劑的徑向延伸帶加強(qiáng)支撐元件的下游面對(duì)表面和/或上游面對(duì)表面。即使在制造以后，也能由此增強(qiáng)支撐元件的支撐能力。
在一個(gè)實(shí)施例中，周圍壁導(dǎo)電并且連接到第二涂層。周圍壁和第二涂層由此為橫穿投射透鏡組件的帶電粒子小射束提供基本的電磁屏蔽。此外，使用導(dǎo)電粘合劑可以將這種結(jié)構(gòu)的支撐元件粘結(jié)到周圍壁的下游遠(yuǎn)邊而不需要向第二涂層或第二電極附連任何其它導(dǎo)線。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐元件還包括通孔的周圍處或附近的介電擊穿保護(hù)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，支撐元件的通孔具有臺(tái)階式直徑，該臺(tái)階式直徑在支撐元件的上游表面附近較小而在支撐元件的下游表面附近較大。此外，在第一涂層和/或第二涂層的外圍處或之間也可以具有介電擊穿保護(hù)結(jié)構(gòu)。保護(hù)結(jié)構(gòu)防止在第一電極與第二電極之間出現(xiàn)火花，允許在第一電極和第二電極之間施加更高電壓以及產(chǎn)生用于會(huì)聚帶電粒子小射束的更加均勻的電場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選包括硼娃玻璃的支撐兀件的非導(dǎo)電材料將第一電極和第二電極分開大約200微米或更小的距離。在一個(gè)實(shí)施例中，支撐元件以及第一電極和/或第二電極基本是平面的。在一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)支撐元件包括第一支撐元件、第二支撐元件和蓋元件，它們各自具有用于大量帶電粒子小射束的通孔，其中，所述蓋元件布置在周圍壁的上游遠(yuǎn)邊，第二支撐元件將蓋元件與第一電極或第一支撐元件進(jìn)行互連。在透鏡組件的制造過程中，一旦周圍壁和支撐元件彼此附連以后，蓋元件能夠用于基本上密封外殼的上游側(cè)。第二支撐元件與蓋元件之間的任何空間能夠填充粘合劑。這種設(shè)計(jì)在一定程度上減輕了對(duì)制造公差的要求并且增加整個(gè)投射透鏡組件的結(jié)構(gòu)集成度。在一個(gè)實(shí)施例中，第二支撐元件設(shè)置有偏轉(zhuǎn)器單元，用于在掃描方向上形成大量小射束的偏轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)在于，僅僅在投射透鏡組件的構(gòu)造過程中(而非在向平板印刷系統(tǒng)內(nèi)插入投射透鏡組件的過程中)需要對(duì)齊偏轉(zhuǎn)器單元與會(huì)聚透鏡電極，由此減少了當(dāng)檢查或置換投射透鏡組件時(shí)的平板印刷系統(tǒng)的停工時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，蓋兀件包括蓋兀件的上游面對(duì)表面上的導(dǎo)電材料和與外殼的周圍壁進(jìn)行鄰接的非導(dǎo)電材料。導(dǎo)電上游表面可與偏轉(zhuǎn)器單元進(jìn)行導(dǎo)電連接。蓋元件由此可以在與周圍壁電隔離的同時(shí)提供對(duì)外部電磁輻射的一定屏蔽。在一個(gè)實(shí)施例中，投射透鏡陣列還包括射束停止器陣列，用于至少部分阻止由射束阻擋器陣列進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的帶電粒子小射束到達(dá)目標(biāo)。當(dāng)射束停止器陣列布置在偏轉(zhuǎn)器單元的上游時(shí)，用于掃描其移動(dòng)的帶電粒子小射束的軸心點(diǎn)可以被布置為基本靠近由至少兩個(gè)電極形成的透鏡的圖像平面。或者，射束停止器陣列可以布置在透鏡與偏轉(zhuǎn)器單元之間。用于掃描其移動(dòng)的小射束的軸心點(diǎn)于是可以被布置在基本與射束停止器陣列相同的平面內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器單元適于將大量小射束繞它們的關(guān)聯(lián)的軸心點(diǎn)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，這些軸心點(diǎn)位于基本與射束停止器陣列相同的平面內(nèi)。結(jié)果，由偏轉(zhuǎn)器單元執(zhí)行的帶電粒子小射束的任何掃描偏轉(zhuǎn)基本不會(huì)改變小射束光斑在射束停止器陣列上的位置。射束停止器陣列中的孔徑由此能夠保持較小，尤其小于單個(gè)小射束的直徑。顯而易見，例如由位于偏轉(zhuǎn)器單元的上游的射束阻擋器執(zhí)行的小射束的任何非掃描偏轉(zhuǎn)將射束停止器陣列上的小射束光斑移至遠(yuǎn)離它的關(guān)聯(lián)孔徑的位置，從而防止小射束傳播通過射束停止器陣列。在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)支撐元件包括蓋元件,蓋元件具有用于允許大量帶電粒子小射束通過的通孔，其中，外殼包括由上游邊沿定義的上游開口端，其中，蓋元件適于基本覆蓋外殼的上游開口端，其中，第一和第二電 極被包括在射束光學(xué)器件內(nèi)，以及其中，通過在蓋元件的下游面對(duì)表面上施用的粘合劑體，由蓋元件支撐射束光學(xué)器件。在這個(gè)實(shí)施例中，射束光學(xué)器件的下游部分基本上可以是自由懸掛的。因此，當(dāng)射束光學(xué)器件處于基本垂直的定向時(shí)，與通常在帶電粒子射束平板印刷系統(tǒng)中一樣，不再需要在外殼的周圍壁的下游部分上支撐射束光學(xué)器件的重量。在構(gòu)造過程中通過改變蓋元件與射束光學(xué)器件之間的距離可以調(diào)整投射透鏡組件的高度而不需要考慮下游支撐元件與外殼的下游遠(yuǎn)邊之間的距離。在一個(gè)實(shí)施例中，至少在透鏡組件的制造過程中，蓋元件設(shè)置有額外通孔，用于從所述蓋元件的上游位置向蓋元件的下游面對(duì)表面應(yīng)用粘合劑。此外，一旦蓋被安置在周圍壁上，這些通孔還可用于到達(dá)投射透鏡組件的內(nèi)部的某些部分。例如，可以經(jīng)由這些通孔將蓋元件粘結(jié)到射束光學(xué)器件。除了有利于構(gòu)造投射透鏡組件以外，當(dāng)氣體被排出投射透鏡組件的內(nèi)部時(shí)，額外通孔還縮短氣體分子必須傳播的路徑。 在一個(gè)實(shí)施例中，下游方向上粘合劑體的高度適于將蓋元件與第二電極分開預(yù)定距離，優(yōu)選在2毫米到2厘米的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，第二電極在下游方向形成射束光學(xué)器件的遠(yuǎn)端。在一個(gè)實(shí)施例中，第二電極在下游方向上形成投射透鏡組件的遠(yuǎn)端。由此可以將要暴露給帶電粒子小射束的目標(biāo)安置為非?？拷诙姌O，從而提供所述小射束的銳利會(huì)聚。在一個(gè)實(shí)施例中，投射透鏡組件還包括在基本與通孔的方向垂直的定向上固定附連到所述射束光學(xué)器件和周圍壁并且適于將射束光學(xué)器件定位在距離周圍壁的基本固定距離處的一個(gè)或多個(gè)定位元件。盡管當(dāng)投射透鏡組件處于基本垂直使用位置時(shí)這些定位元件通常不適于支撐射束光學(xué)器件的整個(gè)重量，但是通過這些定位元件能夠充分實(shí)現(xiàn)射束光學(xué)器件的水平對(duì)齊和/或固定，從而提供更加健壯更加準(zhǔn)確對(duì)齊的投射透鏡組件。在一個(gè)實(shí)施例中，周圍壁包括導(dǎo)電材料，從而提供改進(jìn)的投射透鏡組件的內(nèi)部的電磁屏蔽。在一個(gè)實(shí)施例中，定位元件的至少一個(gè)是導(dǎo)電的并且將第二電極與所述周圍壁進(jìn)行導(dǎo)電連接。外殼和第二電極就可以由此保持相同電勢(shì)而不需要使用額外的電線。優(yōu)選的是，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電定位元件使用導(dǎo)電粘合劑附連到射束光學(xué)器件和周圍壁。在另一個(gè)實(shí)施例中，定位元件將射束光學(xué)器件的另一個(gè)部分例如另一個(gè)電極與周圍壁進(jìn)行電連接。在一個(gè)實(shí)施例中，蓋元件包括蓋元件的上游面對(duì)表面上的導(dǎo)電表面和與外殼的周圍壁鄰接的非導(dǎo)電材料。蓋元件由此在與周圍壁進(jìn)行電隔離的同時(shí)提供對(duì)外部電磁輻射的
一些屏蔽。在一個(gè)實(shí)施例中，蓋元件的下游面對(duì)表面包括導(dǎo)電表面，所述蓋元件的上游表面和下游表面上的導(dǎo)電表面沿蓋元件中的一個(gè)或多個(gè)通孔進(jìn)行連接和延伸。導(dǎo)電表面還改進(jìn)了電磁屏蔽并且還降低了蓋元件上靜電的增加。在一個(gè)實(shí)施例中，粘合劑體是電連接射束光學(xué)器件與蓋元件的下游面對(duì)表面上的導(dǎo)電表面的導(dǎo)電粘合劑體。蓋元件的上游面對(duì)導(dǎo)電表面和下游面對(duì)導(dǎo)電表面二者由此可以與射束光學(xué)器件的至少一部分進(jìn)行導(dǎo)電連接而不需要在它們之間附連額外的導(dǎo)線。在一個(gè)實(shí)施例中，蓋兀件還包括含有電絕緣材料并且布置在蓋兀件 的導(dǎo)電表面與非導(dǎo)電材料的整個(gè)邊界處的一個(gè)或多個(gè)封裝環(huán)。這些封裝環(huán)基本上降低了在投射透鏡組件內(nèi)出現(xiàn)火花的可能。在一個(gè)實(shí)施例中，射束光學(xué)器件還包括布置在第一電極的上游并且適于提供大量小射束的掃描偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)器單元。優(yōu)選的是，偏轉(zhuǎn)器單元包括導(dǎo)電連接到蓋元件的導(dǎo)電表面以為通過射束光學(xué)器件的小射束提供高度的電磁屏蔽的導(dǎo)電外表面。在一個(gè)實(shí)施例中，射束光學(xué)器件還包括布置在偏轉(zhuǎn)器單元與第二電極之間的射束停止器陣列。通過相對(duì)靠近第二電極安置射束停止器陣列，降低了在小射束通過第二電極之前小射束的分散，即小射束輪廓保持銳利地限定。在一個(gè)實(shí)施例中，投射透鏡組件還包括導(dǎo)電隔離物，所述隔離物與射束停止器陣列和第一電極鄰接并且將它們進(jìn)行導(dǎo)電連接。在這個(gè)實(shí)施例中，第一電極和射束停止器陣列的電勢(shì)相同。通過測(cè)量第一電極的電勢(shì)，能夠測(cè)量由入射在射束停止器陣列或者通過所述射束停止器陣列的帶電粒子導(dǎo)致的電壓。此外，在這個(gè)實(shí)施例中，由于射束停止器陣列和第一電極的電勢(shì)相同，所以避免了它們之間的帶電粒子的加速。在一個(gè)實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器單元適于使得大量小射束繞它們的關(guān)聯(lián)的軸心點(diǎn)進(jìn)行掃描偏轉(zhuǎn)，這些軸心點(diǎn)基本位于與射束停止器陣列相同的平面內(nèi)。在這個(gè)實(shí)施例中，帶電粒子小射束的任何掃描偏轉(zhuǎn)基本不會(huì)改變射束停止器陣列上小射束光斑的位置。射束停止器陣列中的孔徑由此能夠保持較小，尤其小于單個(gè)小射束的直徑。顯而易見，例如由位于偏轉(zhuǎn)器單元的上游的射束阻擋器執(zhí)行的小射束的任何非掃描偏轉(zhuǎn)將阻擋器陣列上的小射束光斑移至遠(yuǎn)離它的關(guān)聯(lián)孔徑的位置，從而防止小射束通過射束停止器陣列。在一個(gè)實(shí)施例中，投射透鏡組件包括布置在偏轉(zhuǎn)器單元的上游的射束停止器陣列，其中，偏轉(zhuǎn)器單元適于繞基本位于第一電極與第二電極之間的平面內(nèi)的關(guān)聯(lián)的軸心點(diǎn)偏轉(zhuǎn)大量小射束。由此在與掃描偏轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)地保持會(huì)聚的同時(shí)，這些小射束可以使得它們的軸心點(diǎn)非?？拷繕?biāo)平面。在一個(gè)實(shí)施例中，在蓋元件與接下來(lái)的下游結(jié)構(gòu)之間應(yīng)用粘合劑體以在它們之間形成基本環(huán)形連接。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這個(gè)連接是氣密的。在一個(gè)實(shí)施例中，該組件適于作為單個(gè)單元在平板印刷系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行安置和/或置換。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至目標(biāo)的帶電粒子射束平板印刷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括如本文所述的投射透鏡組件。具體地講，這個(gè)系統(tǒng)包括布置在投射透鏡組件的上游用于提供大量帶電粒子小射束的射束源和用于提供大量小射束中被選擇的小射束的阻擋偏轉(zhuǎn)的射束阻擋器。更具體地講，這個(gè)系統(tǒng)適于在真空環(huán)境下工作。在目標(biāo)的圖案化過程中，優(yōu)選例如通過將目標(biāo)與周圍壁二者都導(dǎo)電連接到大地，使得它們保持在相同電勢(shì)。
根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供了一種用于組裝用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至圖像平面的投射透鏡組件的方法，所述投射透鏡組件包括外殼，包括周圍壁并且具有上游遠(yuǎn)邊和下游遠(yuǎn)邊，射束光學(xué)器件，包括用于會(huì)聚大量帶電粒子小射束中的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子小射束的第一電極和第二電極，以及蓋元件，所述外殼和蓋元件包括用于使得大量帶電粒子小射束通過的通孔，并且所述第一和第二電極均包括用于使得所述大量帶電粒子小射束中的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子小射束通過的透鏡孔陣列，其中，蓋元件適于基本覆蓋外殼的上游邊，其中，所述方法包括如下步驟將射束光學(xué)器件與蓋元件的通孔對(duì)齊，從而使得大量帶電粒子小射束通過，以及使得射束光學(xué)器件與蓋元件隔開一定間隙，將蓋元件固定到外殼，從而使得蓋元件覆蓋外殼的上游邊，在射束光學(xué)器件與蓋元件之間的間隙中填入粘合劑體，從而基本上以支撐方式將射束光學(xué)器件與蓋元件進(jìn)行接合，使得粘合劑體固化。通過這種組裝投射透鏡組件的方法，不需要手頭具有不同高度的大量隔離物就可以容易地調(diào)整透鏡組件的總高度。此外，由于還可包括用于提供小射束的掃描偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)器單元的射束光學(xué)器件基本上以支撐方式與蓋元件接合，所以組件的構(gòu)造和維護(hù)被簡(jiǎn)化；僅僅從射束光學(xué)器件到蓋元件的距離需要進(jìn)行對(duì)齊，并且由于投射透鏡組件基本上可以在下游側(cè)上開口，所以易于接近外殼內(nèi)的部件。最后，由于在下游側(cè)支撐射束光學(xué)器件不需要額外的支撐元件，所以可以制造更輕和更緊湊的投射透鏡組件。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括在粘合劑還沒有固化時(shí)調(diào)整射束光學(xué)器件與蓋元件之間的距離的附加步驟。由此與當(dāng)使用預(yù)先形成的固體隔離物時(shí)相比較，能夠在短得多的時(shí)間內(nèi)非常準(zhǔn)確地調(diào)整這個(gè)距離。當(dāng)在投射透鏡組件的構(gòu)造過程中蓋元件與射束光學(xué)器件進(jìn)一步分開時(shí)，粘合劑體的高度將增加并且它的寬度將減小，并且可以采用更多粘合劑補(bǔ)償這個(gè)減小。類似的是，當(dāng)射束光學(xué)器件與蓋元件更靠近時(shí)，粘合劑體的高度將下降并且它的寬度將增加。在這種情況下，可以去除一些粘合劑。相比較，當(dāng)僅僅使用薄片粘合劑時(shí)，這種調(diào)整是不可行的，這是因?yàn)楫?dāng)蓋元件與射束光學(xué)器件彼此離開時(shí)這個(gè)薄片將被撕開。優(yōu)選的是，使用當(dāng)固化時(shí)熱膨脹系數(shù)同與之接合的表面類似的粘合劑。即使當(dāng)投射透鏡組件加熱或冷卻時(shí)，蓋元件相對(duì)于射束光學(xué)器件的定向由此保持基本恒定。當(dāng)粘合劑是非常低收縮粘合劑時(shí)，固化過程中與它接合的表面上的應(yīng)力被最小化。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整射束光學(xué)器件與蓋元件之間的距離，從而使得第二電極與蓋元件之間的距離等于預(yù)定距離。由此，即使當(dāng)單個(gè)射束光學(xué)器件的高度在一定程度上發(fā)生變化時(shí)，仍可以生成基本相同高度的投射透鏡組件。在一個(gè)實(shí)施例中，在調(diào)整所述距離的步驟中包括如下步驟通過射束光學(xué)器件引 導(dǎo)大量小射束朝向布置在目標(biāo)平面內(nèi)的小射束輪廓傳感器，所述小射束輪廓傳感器適于測(cè)量對(duì)應(yīng)的大量小射束輪廓并且改變所述距離直到達(dá)到所述大量小射束的最佳測(cè)量會(huì)聚。只要粘合劑還沒有固化，投射透鏡組件的會(huì)聚和其它屬性就能夠被測(cè)量并且通過略微改變射束光學(xué)器件相對(duì)于蓋元件的位置至少部分地進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)選的是，在這個(gè)步驟的過程中，小射束的強(qiáng)度小于在目標(biāo)曝光過程中通常使用的小射束的強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施例中，至少在組裝過程中，在通孔周圍布置有額外通孔，并且填充射束光學(xué)器件與蓋元件之間的間隙的步驟包括經(jīng)由所述額外通孔注入粘合劑。由此通過從各個(gè)角度在蓋元件上施用粘合劑可以容易地形成粘合劑體，這是因?yàn)橥ㄟ^用于使得大量小射束通過的通孔可以到達(dá)粘合劑體的內(nèi)側(cè)并且通過額外通孔可以到達(dá)粘合劑體的外側(cè)。相反，這些通孔還可用于去除過多粘合劑，只要它還沒有固化即可。在已經(jīng)形成粘合劑體以后，例如可以通過采用粘合劑填充額外通孔將額外通孔進(jìn)行封閉。或者，當(dāng)保持敞開時(shí)，額外通孔可用于抽取投射透鏡組件內(nèi)的真空或者通過投射透鏡組件循環(huán)清潔氣體或等離子體。在一個(gè)實(shí)施例中，投射透鏡組件還包括適于將射束光學(xué)器件定位在距離周圍壁的預(yù)定距離處的定位元件，并且該方法還包括將定位元件附連到射束光學(xué)器件和周圍壁的步驟。在粘合劑的構(gòu)造和固化過程中，這些定位元件幫助將射束光學(xué)器件與周圍壁隔開期望距離。此外，一旦構(gòu)造了投射透鏡組件以后，定位元件防止射束光學(xué)器件的下游端的鐘擺狀 運(yùn)動(dòng)。根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供了用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至圖像平面的投射透鏡組件，所述投射透鏡組件包括外殼，具有周圍壁并且設(shè)置有上游遠(yuǎn)邊和下游遠(yuǎn)邊 ’第一電極和第二電極，用于會(huì)聚大量帶電粒子小射束的一個(gè)或多個(gè)；和支撐兀件，包括非導(dǎo)電材料，所述外殼和支撐元件包括用于允許大量帶電粒子小射束通過的通孔，并且所述第一電極和第二電極均包括與用于使得大量帶電粒子小射束中的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子小射束通過的通孔對(duì)齊的透鏡孔陣列，其中，支撐元件附連到外殼的下游遠(yuǎn)邊，第二電極在下游方向上形成投射透鏡組件的遠(yuǎn)端，并且第一電極與所述周圍壁隔開，支撐元件橋接第一電極與周圍壁之間的距離。在一個(gè)實(shí)施例中，第一電極和第二電極由支撐元件進(jìn)行支撐并且布置在支撐元件上或附近。因此，這兩個(gè)電極可以布置在支撐元件的下游。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一電極和第二電極分別布置在支撐元件的上游表面和下游表面上。因此，通過外殼和支撐元件防止第一電極受到損壞。能夠獨(dú)立地在任何可行地方應(yīng)用在說明書中描述和所示的各個(gè)方面和特征。這些各個(gè)方面尤其是在權(quán)利要求中描述的方面和特征可以形成分案專利申請(qǐng)的主題。


將基于在附圖中所示的示例性實(shí)施例闡述本發(fā)明，其中圖IA示出了現(xiàn)有技術(shù)的帶電粒子曝光系統(tǒng)的示意圖；圖IB和圖IC示出了另外帶電粒子曝光系統(tǒng)的示意圖及其細(xì)節(jié)；圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的實(shí)施例的截面圖；圖2B示出了圖2A的部分260的放大圖；圖2C示出了投射透鏡組件的另外實(shí)施例的截面圖；圖2D示出了投射透鏡組件的另一個(gè)實(shí)施例的截面圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的另外電極布置的示意圖4A和圖4B分別示出了沿圖2B的線A-A的截面圖和投射透鏡組件的俯視圖；圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的截面示意圖，其中在偏轉(zhuǎn)器單元與電極之間布置射束停止器；圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的截面示意圖，其中在偏轉(zhuǎn)器單元的上游布置射束停止器；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的投射透鏡組件的實(shí)施例的示意性截面圖；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的另一個(gè)實(shí)施例的示意性截面圖； 圖8A、8B和SC分別示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的另一個(gè)實(shí)施例的示意性截面圖、俯視圖和仰視圖；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的另一個(gè)實(shí)施例的一部分的截面示意圖；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的一部分的截面示意圖；圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的一部分的截面示意圖；圖12A和圖12B示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式在圖IA中示出了從現(xiàn)有技術(shù)獲知的光學(xué)柱I。帶電粒子射束源2發(fā)射帶電粒子射束，該帶電粒子射束橫穿雙重八極3和準(zhǔn)直透鏡4，然后撞擊在孔徑陣列5上?？讖疥嚵腥缓髮⑸涫纸獬纱罅繋щ娏Ｗ有∩涫?，這些帶電粒子小射束然后由聚光器陣列6進(jìn)行會(huì)聚。在射束阻斷器(beam blanker)陣列7處，各個(gè)小射束可被阻斷(即可被偏轉(zhuǎn))，從而使得以后它們?cè)谒鼈兊能壽E上遇到射束停止器陣列8而非穿過射束停止器陣列8中的孔。沒有被阻斷的小射束然后穿過偏轉(zhuǎn)器單元9，偏轉(zhuǎn)器單元9適于形成X和Y方向上所述小射束的掃描偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)器單兀通常是宏偏轉(zhuǎn)器(macro deflector),在它的外表面上覆蓋有導(dǎo)電材料。在它們的軌跡的末端，沒有被阻斷的小射束穿過透鏡陣列10，透鏡陣列10適于將所述小射束會(huì)聚在目標(biāo)11的表面上。射束停止器陣列8、偏轉(zhuǎn)器單元9和透鏡陣列10 —起構(gòu)成投影透鏡組件12，投影透鏡組件12提供被阻斷的束的阻擋、大量小射束的掃描偏轉(zhuǎn)和未阻斷的小射束的縮小。圖IB示出了另一個(gè)光學(xué)柱31。帶電粒子射束源32發(fā)射帶電粒子射束，該帶電粒子射束橫穿雙重八極33和準(zhǔn)直透鏡34，然后撞擊在孔徑陣列35上?？讖疥嚵腥缓髮⑸涫纸獬啥鄠€(gè)帶電粒子子射束，這些帶電粒子子射束然后由聚光器陣列36進(jìn)行會(huì)聚。在射束阻斷器陣列37處，這些子射束被分解成大量小射束。各個(gè)小射束可被阻斷(即可被偏轉(zhuǎn))從而使得以后它們?cè)谒鼈兊能壽E上遇到射束停止器陣列38而非穿過射束停止器陣列38中的孔。沒有被阻斷的小射束然后穿過偏轉(zhuǎn)器單元39，偏轉(zhuǎn)器單元39適于提供X和/或Y方向上所述小射束的掃描偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)器單元通常包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)元件，適于提供所述多組小射束的掃描偏轉(zhuǎn)。在它們的軌跡的末端，沒有被阻斷的小射束穿過透鏡陣列40，透鏡陣列40適于將所述小射束會(huì)聚在目標(biāo)41的表面上。射束停止器陣列38、偏轉(zhuǎn)器單元39和透鏡陣列40 —起構(gòu)成投影透鏡組件42，投影透鏡組件42提供被阻斷的小射束的阻擋、大量小射束的掃描偏轉(zhuǎn)和未阻斷的小射束的縮小。圖IC示意性示出了如圖IB所示的光學(xué)柱的細(xì)節(jié)，示出了三個(gè)小射束bl、b2和b3的軌跡。來(lái)自帶電粒子射束源的射束的子射束從孔徑陣列35出射并且由聚光器陣列36進(jìn)行會(huì)聚。然后，在射束阻擋器陣列37處，子射束被分解成小射束bl、b2和b3，射束阻擋器陣列37適于向各個(gè)小射束提供阻擋偏轉(zhuǎn)。在所示的附圖中，小射束bl、b2和b3的都沒有發(fā)生阻擋偏轉(zhuǎn)，從而使得所述小射束穿過射束停止器陣列38中的公共孔。未被阻擋的小射束然后由偏轉(zhuǎn)器單兀39執(zhí)行掃描偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)器單兀39包括適于向多個(gè)小射束提供掃描偏轉(zhuǎn)的MEMS元件39a和39b。在它們軌跡的末端，沒有被阻擋的小射束穿過適于將所述小射束聚焦在目標(biāo)41的表面上的透鏡陣列40。射束停止器陣列38、偏轉(zhuǎn)器單元39和透鏡陣列40 一起構(gòu)成投射透鏡組件42，投射透鏡組件42提供阻擋的小射束的阻擋、大量小射束的掃描偏轉(zhuǎn)和未被阻擋的小射束的縮小。圖2A示出了根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的投射透鏡組件200的實(shí)施例的截面圖。所示的實(shí)施例包括具有導(dǎo)電周圍壁230 (優(yōu)選金屬性)的外殼。投射透鏡組件還包括蓋元件210和 位于所述外殼的下游末端的支撐元件240。用于帶電粒子小射束通過的通孔213從蓋元件210的上游表面進(jìn)行延伸，穿過投射透鏡組件的內(nèi)部，朝向第一電極201，穿過支撐元件240并且最終在第二電極202中流出。大量帶電粒子小射束可以穿過所述通孔，然后撞擊在目標(biāo)270上。在所示的實(shí)施例中，支撐元件平行于第一和第二電極延伸。優(yōu)選的是，支撐元件在離開第一和第二電極中的透鏡孔陣列的方向徑向延伸。為了避免在目標(biāo)與投射透鏡組件之間形成電場(chǎng)，二者可以都接地和/或彼此電連接。根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)健壯的投射透鏡組件可以完整地安置在已知平板印刷系統(tǒng)中或者可以出于維修目的而被置換或移除。大量帶電粒子小射束首先穿過蓋元件210中的通孔213。蓋元件210的主體由非導(dǎo)電材料形成，盡管它的上游表面包括導(dǎo)電涂層211和它的下游表面的一部分包括另一個(gè)導(dǎo)電涂層212，這兩個(gè)導(dǎo)電涂層用于將透鏡組件的內(nèi)部與外部電磁干擾進(jìn)行屏蔽。優(yōu)選的是，兩個(gè)導(dǎo)電涂層在通孔的側(cè)面接合，形成單個(gè)連續(xù)的表面。由非導(dǎo)電材料(優(yōu)選陶瓷材料)形成的封裝環(huán)251和252封裝這些涂層與蓋元件210之間的角，從而減少在這些角形成火花的機(jī)會(huì)。一旦帶電粒子小射束橫穿通孔，它們穿過偏轉(zhuǎn)器單元220，偏轉(zhuǎn)器單元220適于提供大量小射束的掃描偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)器單元可以使用對(duì)應(yīng)數(shù)目的偏轉(zhuǎn)器將帶電粒子小射束偏轉(zhuǎn)任何次數(shù)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器單元包括X和Y偏轉(zhuǎn)器。偏轉(zhuǎn)器單元的基底222處的導(dǎo)線224a和224b (優(yōu)選三軸導(dǎo)線)適于攜帶指示偏轉(zhuǎn)器單元是否正確工作的控制信號(hào)。偏轉(zhuǎn)器單元基本由支撐元件240進(jìn)行支撐，然而還優(yōu)選通過導(dǎo)電粘合連接件221附連到蓋元件210。偏轉(zhuǎn)器單元由此用作第二支撐元件，用于將蓋元件與支撐元件240進(jìn)行互連，從而增加組件的結(jié)構(gòu)健壯性。優(yōu)點(diǎn)在于，采用導(dǎo)電粘合劑以便于投射透鏡組件的構(gòu)建，即允許加寬公差，從而一方面降低元件制造的成本和精力以及另一方面這些元件的組裝的成本和精力。根據(jù)在這個(gè)方面的本發(fā)明主要見識(shí)，通過在蓋元件210的下游面對(duì)導(dǎo)電涂層212與偏轉(zhuǎn)器單元220之間的間隙中填入或多或少量的導(dǎo)電粘合劑來(lái)補(bǔ)償它們之間的距離的輕微變化。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，粘合劑是這樣一種類型的粘合劑一旦固化就而在真空中具有很低揮發(fā)性和與粘合劑所粘合的表面對(duì)應(yīng)的熱膨脹系數(shù)(如果不與之相同的話)。偏轉(zhuǎn)器單元的基底222安裝在絕緣體223上，絕緣體223將偏轉(zhuǎn)器單元與第一電極201進(jìn)行電絕緣。第一和第二電極201和202都包括透鏡孔陣列，每個(gè)透鏡孔與可穿過它的帶電粒子小射束對(duì)應(yīng)。支撐元件240包括非導(dǎo)電材料的層243、支撐元件的上游面對(duì)表面上的第一導(dǎo)電涂層241和支撐元件的下游面對(duì)表面上的第二導(dǎo)電涂層242。第一和第二導(dǎo)電涂層彼此電絕緣。第一電極201導(dǎo)電連接到支撐元件的上游面對(duì)表面上的第一導(dǎo)電涂層241。附連到第一涂層的導(dǎo)線209a和209b適于向第一電極提供電信號(hào),優(yōu)選使得第一和第二電極之間的電勢(shì)差產(chǎn)生用于聚焦帶電粒子小射束的場(chǎng)，其中，所述電極之間的電勢(shì)差在4kV的范圍內(nèi)。布置在支撐元件240的下游面對(duì)表面上的第二電極202電連接到所述第二導(dǎo)電涂層242，第二導(dǎo)電涂層242優(yōu)選覆蓋所述下游面對(duì)表面的全部或大部分。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第二涂層跨過支撐元件的外沿進(jìn)行延伸并且與外殼的周圍壁230進(jìn)行電接觸。周圍壁和第一涂層由此適于提供透鏡組件的內(nèi)部的至少部分電磁屏蔽。 優(yōu)點(diǎn)在于，支撐元件的優(yōu)選包括硼硅玻璃的絕緣層243足夠強(qiáng)壯到基本支撐偏轉(zhuǎn)器單元的重量，然而足夠薄從而使得在第一和第二電極之間產(chǎn)生強(qiáng)大和均勻的電場(chǎng)。圖2B示出了圖2A的部分260的放大視圖。能夠清楚地看出，已經(jīng)沉積在絕緣層243上的第一和第二涂層241和242通過絕緣層和間隙244a彼此進(jìn)行電絕緣。間隙244a填入了非導(dǎo)電粘合劑。優(yōu)選的是，用于投射透鏡組件的粘合劑具有低熱膨脹系數(shù)。為了防止在第一和第二涂層的角處產(chǎn)生火花，介電擊穿保護(hù)結(jié)構(gòu)253安置在周圍壁230與支撐元件240之間的接觸點(diǎn)。支撐元件240的通孔處的絕緣層243中的小凹口 246用于防止在第一和第二電極之間以及在它們對(duì)應(yīng)的靠近通孔的涂層產(chǎn)生火花。圖2C示出了投射透鏡的另一個(gè)實(shí)施例，其中，偏轉(zhuǎn)器單元220的重量基本上完全由支撐元件240進(jìn)行支撐，即偏轉(zhuǎn)器單元沒有以支撐方式連接到蓋元件210。優(yōu)選通過可拆卸連接器附連到偏轉(zhuǎn)器單元的隔離的電線225以導(dǎo)電方式將偏轉(zhuǎn)器單元的外表面連接到蓋元件的下游面對(duì)導(dǎo)電涂層，從而確保它們具有基本相同電勢(shì)。在這個(gè)實(shí)施例中，蓋元件可去除地附連到周圍壁230。在另一個(gè)實(shí)施例中，電線225穿過周圍壁以與蓋元件的上游面對(duì)表面連接。圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的另一個(gè)實(shí)施例。第二電極202和第三電極203電連接到外殼并且基本處于地電勢(shì)。第一電極201通過支撐元件240與第二電極202進(jìn)行電絕緣并且通過絕緣體223與第三電極203進(jìn)行電絕緣。導(dǎo)線209a和209b附連到第一電極201以向第一電極提供電信號(hào)，從而使得在第一和第二電極之間以及第一和第三電極之間產(chǎn)生電場(chǎng)，以會(huì)聚帶電粒子小射束。通常，在這個(gè)實(shí)施例中所述第一電極201與第二電極202及第三電極203之間的電勢(shì)差在-3，4kV的范圍內(nèi)。第一電極201的外沿通過非導(dǎo)電粘合劑體進(jìn)行封裝，用于防止在第一電極201的外沿處形成火花。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種投射透鏡組件的一部分的示意圖。該投射透鏡組件以與圖2所示的投射透鏡組件類似的方式進(jìn)行構(gòu)造，并且除了第一電極301和第二電極302以外還包括布置在第一電極301的上游的第三電極303。支撐元件340通過膠帶345進(jìn)行增強(qiáng)，膠帶345沉積在第一導(dǎo)電涂層341上。優(yōu)選的是，相鄰元件使用合適粘合劑進(jìn)行彼此接合。第三電極303和第一電極301彼此間隔并且通過絕緣隔離物324進(jìn)行電絕緣。第三電極穿過導(dǎo)電射束停止器陣列322和導(dǎo)電隔離物323導(dǎo)電連接到偏轉(zhuǎn)器單元320的外表面。偏轉(zhuǎn)器單元320的外表面以及由此第三電極303優(yōu)選相對(duì)于大地保持恒定電勢(shì)(例如，-4kV)。第二電極302再次通過第二導(dǎo)電涂層342導(dǎo)電連接到周圍壁(未示出)。優(yōu)選的是，周圍壁和第二電極302保持在與要進(jìn)行圖案化的目標(biāo)相同的基本恒定電勢(shì)(通常，大地電勢(shì))。通過改變第一電極301的電勢(shì),第一電極與第三電極303之間的電場(chǎng)以及第一電極301與第二電極302之間的電場(chǎng)發(fā)生變化。第一電極的電勢(shì)通常可以在-4. 3kV的范圍內(nèi)變化。以這種方式形成靜電透鏡的陣列，能夠產(chǎn)生用于會(huì)聚大量帶電粒子小射束的自適應(yīng)電場(chǎng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，第三電極和第二電極基本保持在大地電勢(shì)，第一電極相對(duì)于第三電極和第二電極基本保持恒定電勢(shì)(例如，_3、4kV)。在這個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選通過在第一電極與第三電極之間應(yīng)用電絕緣粘合劑形成將第一電極與第三電極進(jìn)行彼此電絕緣的絕緣隔離物324。圖4A示出了沿線A-A的圖2B的投射透鏡組件的截面圖。徑向延伸遠(yuǎn)離第一電極201和第二電極202 (未示出)的透鏡孔陣列的支撐元件240包括位于它的上游表面的第一導(dǎo)電涂層241。另外更加詳細(xì)地示出了周圍壁230和介電保護(hù)結(jié)構(gòu)253。支撐元件240的 上游表面設(shè)置有徑向延伸的粘合劑帶245，從而進(jìn)一步增加支撐元件的支撐能力。在優(yōu)選非導(dǎo)電粘合劑帶設(shè)置在支撐元件的下游面對(duì)表面上的情況下，必須小心粘合劑帶的脊背在下游方向上不能夠投射越過第二電極。第二電極于是可以仍安置為非常靠近目標(biāo)。圖4B示出了圖2A的投射透鏡組件的俯視圖，其中，大量小射束的通孔213、介電擊穿保護(hù)環(huán)251和蓋元件210的上游面對(duì)導(dǎo)電涂層211是可見的。優(yōu)選包括非導(dǎo)電陶瓷材料的環(huán)251封裝上游面對(duì)導(dǎo)電涂層211的外沿以防止在該沿形成火花。在圖5A中給出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的實(shí)施例中的帶電粒子小射束軌跡的示意圖。在這個(gè)實(shí)施例中，射束停止器陣列522已經(jīng)布置在偏轉(zhuǎn)器單元520與第三電極503之間。小射束510a、510b和510c穿過偏轉(zhuǎn)器單元520，偏轉(zhuǎn)器單元520適于在X和/或Y方向上提供所述小射束的掃描偏轉(zhuǎn)。通過偏轉(zhuǎn)器單元520的導(dǎo)電外表面進(jìn)行封裝的是偏轉(zhuǎn)器板527,偏轉(zhuǎn)器板527通過含有絕緣材料526的隔離物與偏轉(zhuǎn)器單兀的外表面進(jìn)行電隔離。在到達(dá)偏轉(zhuǎn)器單元之前，小射束510a已經(jīng)被給定阻擋偏轉(zhuǎn)，并且由此被引導(dǎo)至射束停止器陣列522的非小射束通過區(qū)。未被阻擋的小射束510b和510c橫穿偏轉(zhuǎn)器單元，并且繞它們的對(duì)應(yīng)軸心點(diǎn)(pivot point)Pb和Pc進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，軸心點(diǎn)Pb和Pc基本位于與射束停止器陣列522相同的平面內(nèi)。由于每個(gè)小射束的軸心點(diǎn)基本位于與射束停止器陣列相同的平面內(nèi)，所以未被阻擋的射束光斑不會(huì)在射束停止器陣列上移動(dòng)，即由偏轉(zhuǎn)器單元執(zhí)行的偏轉(zhuǎn)基本不會(huì)影響未被阻擋的小射束在其對(duì)應(yīng)軸心點(diǎn)處的強(qiáng)度分布。未被阻擋的小射束510b和510c然后通過第一電極501和第二電極502中的透鏡孔，在第一電極501和第二電極502之間產(chǎn)生電場(chǎng)505a，該電場(chǎng)505a適于將帶電粒子小射束會(huì)聚到目標(biāo)570上。這些電極通過隔離物523、524和525進(jìn)行隔離。由于在這個(gè)布置中射束停止器陣列和小射束的軸心點(diǎn)可以定位為相對(duì)靠近透鏡電極，尤其是靠近透鏡電極的主平面(與射束停止器陣列安置在偏轉(zhuǎn)器單元的上游相比較)，所以小射束象差明顯減小。這使得在目標(biāo)上形成更加銳利地限定的小射束光斑并且能夠以更高分辨率對(duì)目標(biāo)進(jìn)行圖案化。圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的另一個(gè)實(shí)施例，其中，射束停止器陣列522布置在偏轉(zhuǎn)器單元520的上游。帶電粒子小射束510a在到達(dá)射束停止器陣列之前已經(jīng)被給定阻擋偏轉(zhuǎn)并且由此撞擊在射束停止器陣列的非小射束通過區(qū)上。帶電粒子小射束510b和510c通過射束停止器陣列522并且由偏轉(zhuǎn)器單元520給出掃描偏轉(zhuǎn)。然后，在撞擊目標(biāo)570之前，使用電極501、502和503將這些小射束進(jìn)行會(huì)聚。由于第二電極502形成投射透鏡組件的下游遠(yuǎn)端，所以帶電粒子小射束的軸心點(diǎn)的位置非?？拷繕?biāo)570并且基本與掃描偏轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)保持會(huì)聚狀態(tài)。圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)的投射透鏡組件600的實(shí)施例。所示的實(shí)施例包括具有導(dǎo)電周圍壁230 (優(yōu)選金屬性)的外殼。投射透鏡組件還包括蓋元件210，基本上覆蓋所述外殼的上游端處的開口。用于帶電粒子小射束通過的通孔213從蓋元件210的上游表面進(jìn)行延伸，穿過投射透鏡組件的內(nèi)部，朝 向第一電極201，穿過非導(dǎo)電隔離物215，并且最終在第二電極202中流出。大量帶電粒子小射束可以橫穿所述通孔，然后撞擊在目標(biāo)270上。為了避免在目標(biāo)與投射透鏡組件之間形成電場(chǎng)，這二者可以都連接到大地和/或彼此導(dǎo)電連接。根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件可以整體地安置在已知平板印刷系統(tǒng)中或者可以出于維修目的而被置換或移除。大量的帶電粒子小射束首先穿過蓋元件210中的通孔213。蓋元件210的主體由非導(dǎo)電材料形成，盡管它的上游表面包括導(dǎo)電表面211和它的下游表面的一部分包括另一個(gè)導(dǎo)電表面212，這兩個(gè)導(dǎo)電表面用于將透鏡組件的內(nèi)部與外部電磁干擾進(jìn)行屏蔽。優(yōu)選的是，兩個(gè)導(dǎo)電表面在通孔的側(cè)面接合，形成單個(gè)連續(xù)表面。由非導(dǎo)電材料(優(yōu)選陶瓷材料)形成的封裝環(huán)251和252封裝這些導(dǎo)電表面與蓋元件210之間的角，從而減少在這些角形成火花的機(jī)會(huì)。一旦帶電粒子小射束橫穿蓋元件的通孔，它們穿過射束光學(xué)器件217，射束光學(xué)器件217將大量小射束引導(dǎo)至目標(biāo)270。在所示的實(shí)施例中，射束光學(xué)器件包括安裝在非導(dǎo)電隔離物223上的基底222處的掃描偏轉(zhuǎn)器單元220，還包括第一電極201、非導(dǎo)電隔離物215和第二電極202。偏轉(zhuǎn)器單元220適于提供大量小射束的掃描偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)器單元可以使用對(duì)應(yīng)數(shù)目的偏轉(zhuǎn)器將帶電粒子小射束偏轉(zhuǎn)任何次數(shù)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器單元包括X和Y偏轉(zhuǎn)器。偏轉(zhuǎn)器單元的基底222處的導(dǎo)線224a和224b (優(yōu)選三軸導(dǎo)線)適于攜帶指示偏轉(zhuǎn)器單元是否正確工作的控制信號(hào)。射束光學(xué)器件基本由蓋元件210進(jìn)行支撐并且通過導(dǎo)電粘合劑連接件221與之附連。根據(jù)在這個(gè)方面的本發(fā)明主要見識(shí)，通過調(diào)整填充間隙的導(dǎo)電粘合劑體221的高度，能夠在投射透鏡組件的構(gòu)造過程中補(bǔ)償蓋元件210的下游面對(duì)導(dǎo)電表面212與偏轉(zhuǎn)器單元220之間的距離的變化。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，粘合劑是這樣一種類型一旦固化就在真空中具有很低揮發(fā)性和具有對(duì)應(yīng)于所粘合的表面的熱膨脹系數(shù)(如果不相同的話)。偏轉(zhuǎn)器單元的基底222安裝在絕緣體223上，絕緣體223將偏轉(zhuǎn)器單元與第一電極201進(jìn)行電絕緣。第一電極201和第二電極202均包括透鏡孔陣列，所述陣列的每個(gè)孔與可穿過它的帶電粒子小射束對(duì)應(yīng)。導(dǎo)線209附連到第一電極201并且適于向其提供電信號(hào)，優(yōu)選使得產(chǎn)生用于會(huì)聚帶電粒子小射束的場(chǎng)的第一電極201和第二電極202之間的電勢(shì)差在4kV的范圍內(nèi)。布置在定位元件240的下游面對(duì)表面上的第二電極202通過導(dǎo)線218導(dǎo)電連接到周圍壁230。通常，一旦射束光學(xué)器件被組裝以后，射束光學(xué)器件的高度(在這種情況下，從第二透鏡陣列202的下游遠(yuǎn)端到偏轉(zhuǎn)器單元220的上游遠(yuǎn)端的距離)不能夠進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明的方法，然而，通過改變將第二電極與蓋元件粘合在一起的粘合劑體221的高度，可以十分容易地調(diào)整從第二電極的遠(yuǎn)邊到蓋元件的上游表面的總距離。在投射透鏡組件的構(gòu)造過程中可以使用蓋元件210中的另外的通孔214a和214b，以注入粘合劑以填充射束光學(xué)器件與蓋元件之間的間隙。圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件700的另一個(gè)實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，射束光學(xué)器件717沒有包括用于提供大量帶電粒子小射束的掃描偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)器單元。偏轉(zhuǎn)器單元可以位于平板印刷系統(tǒng)中的投射透鏡組件的上游。射束光學(xué)器件717包括第一電極201和第二電極202，它們由非導(dǎo)電隔離物215進(jìn)行隔離，非導(dǎo)電隔離物215還形成射束光學(xué)器件的一部分。第一電極201導(dǎo)電連接到蓋兀件210的下游面對(duì)表面。包括導(dǎo)電表面212的下游面對(duì)表面與第一電極之間的連接由導(dǎo)電粘合劑體221形成。導(dǎo)線218將第二電極202與周圍壁230進(jìn)行電連接，從而二者都是大地電勢(shì)。尤其是當(dāng)這些電極較薄并且安置為彼此靠近以形成強(qiáng)且均勻的電場(chǎng)時(shí)，粘合劑體的高度是整個(gè)投射透鏡組件的高度的重 要因素。在投射透鏡組件的構(gòu)造的過程中，通過改變粘合劑體的高度可以便利地將整個(gè)投射透鏡組件的高度調(diào)整到期望高度。圖8A示出了與圖6所示實(shí)施例類似的投射透鏡組件的另一個(gè)實(shí)施例，還包括定位元件249a和249b。在外殼的下游開口附近，通過這些定位元件249a和249b，射束光學(xué)器件被排列為與通孔的方向大致垂直。除了提供射束光學(xué)器件相對(duì)于外殼的位置的額外穩(wěn)定性以外，定位元件還可以有利于投射透鏡組件的構(gòu)造，即簡(jiǎn)化與通孔的方向垂直的射束光學(xué)器件的對(duì)齊。在這個(gè)實(shí)施例中，定位元件包括延長(zhǎng)的、較薄且基本剛性的結(jié)構(gòu)，并且優(yōu)選使用導(dǎo)電粘合劑附連到周圍壁230和射束光學(xué)器件217。在所示的實(shí)施例中，定位元件包括導(dǎo)電材料并且附連到第二電極202和周圍壁230，從而將它們保持在相同電勢(shì)。定位元件249a和24%保持射束光學(xué)器件的遠(yuǎn)端與周圍壁之間的距離基本恒定(否則射束光學(xué)器件的遠(yuǎn)端將自由懸掛)，增加投射透鏡組件的結(jié)構(gòu)整體性并且限制第二電極202相對(duì)于周圍壁的平移和/或振蕩運(yùn)動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，定位元件僅僅用于投射透鏡組件的構(gòu)造過程中而不出現(xiàn)在完成的廣品中。圖SB示出了沿由線A指示的截面的圖6的投射透鏡組件的俯視圖，即沒有示出蓋元件210的最外圍區(qū)域。在從所述蓋元件210的通孔213徑向向外的方向上移動(dòng)，能夠看見上游面對(duì)導(dǎo)電表面211包圍額外通孔214a和214b。額外通孔布置在通孔213周圍并且有利于注射針頭等等通過以在蓋元件的下游面對(duì)表面與射束光學(xué)器件的上游面對(duì)表面之間沉積粘合劑體。進(jìn)一步向外移動(dòng)，上游面對(duì)導(dǎo)電表面211與蓋元件210的非導(dǎo)電部分之間的邊沿通過由非導(dǎo)電材料形成的封裝環(huán)251進(jìn)行封裝，以減少在該邊沿出現(xiàn)火花的機(jī)會(huì)。圖SC示出了沿線A指示的截面的圖6的投射透鏡組件的仰視圖。第二電極202通過定位元件249a和249b電連接到周圍壁230。在第二電極202的后面，能夠看見非導(dǎo)電隔離物215的一部分，也能看見部分額外通孔214a和214b。這些額外通孔在蓋元件210的導(dǎo)電表面212中流出，所述材料增強(qiáng)投射透鏡組件的電磁屏蔽屬性。導(dǎo)電表面212與蓋元件210的非導(dǎo)電部分之間的邊沿由封裝環(huán)252進(jìn)行封裝，以防止在該邊沿處出現(xiàn)火花。定位元件249a和24%與通孔213的方向大致垂直地延伸，并且適于基本上沿它們橫跨的平面固定射束光學(xué)器件的位置。換言之，當(dāng)?shù)诙姌O202和定位元件249a和24%處于水平定向時(shí)，定位元件基本上限制射束光學(xué)器件相對(duì)于周圍壁的水平移動(dòng)。由于定位元件限制沿它們延伸的方向的移動(dòng)，所以即使當(dāng)定位元件已經(jīng)固定附連到射束光學(xué)器件和周圍壁時(shí)仍能夠執(zhí)行射束光學(xué)器件與蓋元件之間的距離的微小調(diào)整。在另一個(gè)實(shí)施例中，定位元件可以由膜形成，該膜在基本與通孔的方向垂直的定向上固定附連到射束光學(xué)器件和周圍壁并且適于將射束光學(xué)器件定位在距離周圍壁的基本固定距離處。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)投射透鏡組件的一部分的示意圖。該投射透鏡組件按照與圖8A所示的投射透鏡組件類似的方式進(jìn)行構(gòu)造，并且除了包括第一電極301和第二電極302以外，還設(shè)置有孔徑陣列的第三電極303布置在第一電極301的上游。優(yōu)選的是，使用合適粘合劑將相鄰元件接合在一起。第三電極303和第一電極301彼此隔離并且通過絕緣隔離物324進(jìn)行電隔離。第三電極通過導(dǎo)電射束停止器陣列322和導(dǎo)電隔離物323導(dǎo)電連接到偏轉(zhuǎn)器單元320的外表面。偏轉(zhuǎn)器單元320的外表面以及由此第三電極優(yōu)選相對(duì)于大地保持恒定電勢(shì)(例如，_4kV)。第二電極302經(jīng)由定位元件349a和349b電連接到周圍壁(未示出)并且通過非導(dǎo)電隔離物315與第一電極301絕緣和分開。定位元件用于沿由第二電極跨越的平面 對(duì)齊射束光學(xué)器件的下游端，即，在所示的定向上，定位元件水平對(duì)齊射束光學(xué)器件的下游端。非導(dǎo)電隔離物315設(shè)置有臺(tái)階部分346，從而增加沿隔離物315的表面從第一電極到第二電極的路徑的長(zhǎng)度。這種增大的路徑長(zhǎng)度有助于降低在第一電極和第二電極之間出現(xiàn)火花的可能性。周圍壁和第二電極302優(yōu)選保持在與要進(jìn)行圖案化的目標(biāo)相同的基本恒定電勢(shì)(通常，大地電勢(shì))。通過改變第一電極301的電勢(shì),第一電極301與第三電極303之間的電場(chǎng)以及第一電極301與第二電極302之間的電場(chǎng)發(fā)生變化。第一電極的電勢(shì)通?？梢栽?4. 3kV的范圍內(nèi)變化。以這種方式形成靜電透鏡的陣列，從而能夠產(chǎn)生用于會(huì)聚大量帶電粒子小射束的自適應(yīng)電場(chǎng)。在圖10中給出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件700的實(shí)施例中的帶電粒子小射束的示意圖。在這個(gè)實(shí)施例中，射束停止器陣列522布置在偏轉(zhuǎn)器單元520與第三電極503之間。小射束510a、5IOb和510c穿過偏轉(zhuǎn)器單元520，偏轉(zhuǎn)器單元520適于在X和Y方向上提供所述小射束的掃描偏轉(zhuǎn)。被偏轉(zhuǎn)器單兀520的導(dǎo)電外表面包圍的是偏轉(zhuǎn)器板527,偏轉(zhuǎn)器板527通過含有絕緣材料的隔離物526與偏轉(zhuǎn)器單元的外表面進(jìn)行電隔離。在到達(dá)偏轉(zhuǎn)器單元之前，小射束510a已經(jīng)被給出阻擋偏轉(zhuǎn)，并且由此被引導(dǎo)入射到射束停止器陣列522的非小射束通過區(qū)。未被阻擋的小射束510b和510c橫穿偏轉(zhuǎn)器單元并且繞它們對(duì)應(yīng)軸心點(diǎn)Pb和Pc進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，軸心點(diǎn)Pb和Pc位于基本與射束停止器陣列522相同的平面內(nèi)。由于每個(gè)小射束的軸心點(diǎn)基本位于與射束停止器陣列相同的平面內(nèi)，所以未被阻擋的射束光斑不會(huì)在射束停止器陣列上移動(dòng)，即由偏轉(zhuǎn)器單元執(zhí)行的偏轉(zhuǎn)基本不會(huì)影響未被阻擋的小射束在其對(duì)應(yīng)軸心點(diǎn)處的強(qiáng)度分布。未被阻擋的小射束510b和510c然后通過第一電極501和第二電極502中的透鏡孔,在第一電極501和第二電極502之間產(chǎn)生電場(chǎng)505a，該電場(chǎng)505a適于將帶電粒子小射束會(huì)聚到目標(biāo)570上。這些電極通過隔離物523、524和515分開。由于在這個(gè)布置中射束停止器陣列和小射束的軸心點(diǎn)可以定位為相對(duì)靠近各個(gè)電極，尤其是靠近各個(gè)電極所橫跨的平面(與射束停止器陣列安置在偏轉(zhuǎn)器單元的上游相比較)，所以小射束象差明顯降低。這使得在目標(biāo)上形成更加銳利地限定的小射束光斑并且以更高分辨率對(duì)目標(biāo)進(jìn)行圖案化。
圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件的另一個(gè)實(shí)施例，其中，射束停止器陣列522布置在偏轉(zhuǎn)器單元520的上游。在到達(dá)射束停止器陣列之前，帶電粒子小射束510a已經(jīng)被給定阻擋偏轉(zhuǎn)并且由此撞擊在它的非小射束通過區(qū)上。帶電粒子小射束510b和510c通過射束停止器陣列522并且由偏轉(zhuǎn)器單元520給出掃描偏轉(zhuǎn)。然后，在撞擊目標(biāo)570之前，使用電極501、502和503將這些小射束進(jìn)行會(huì)聚。由于第二電極502形成投射透鏡組件的下游遠(yuǎn)端，所以帶電粒子小射束的軸心點(diǎn)的位置非?？拷繕?biāo)570并且基本與掃描偏轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)地保持會(huì)聚狀態(tài)。盡管在所示的實(shí)施例中，使用適于提供兩個(gè)電場(chǎng)的宏偏轉(zhuǎn)器(macrodeflector)執(zhí)行小射束的掃描偏轉(zhuǎn)，但是在另一個(gè)實(shí)施例中，偏轉(zhuǎn)器單元可適于提供用于小射束的掃描偏轉(zhuǎn)的多個(gè)場(chǎng)(例如，如圖IA所示的每個(gè)小射束一個(gè)或多個(gè)電場(chǎng)或者每組小射束一個(gè)或多個(gè)電場(chǎng))。
圖12A示出了組裝上述一些實(shí)施例的方法的流程圖。在步驟901中，射束光學(xué)器件與蓋元件的通孔進(jìn)行對(duì)齊從而使得射束光學(xué)器件和蓋元件彼此保持預(yù)定距離。接下來(lái)，在步驟902，對(duì)齊的蓋元件附連到外殼的上游從而使得它覆蓋外殼的上游邊沿。在步驟903，射束光學(xué)器件與蓋元件之間的間隙被填入粘合劑體，從而基本上以支撐方式將射束光學(xué)器件與蓋元件進(jìn)行接合。最后，在步驟904，粘合劑體被固化。該方法可以更加便利地制造這些投射透鏡組件并且還可以利用該方法更加準(zhǔn)確地得到所需的投影透鏡組件尺寸。圖12B示出了該方法的另一個(gè)實(shí)施例，其中，在粘合劑固化之前，在步驟903b中，在投射透鏡組件的構(gòu)造過程中調(diào)整投射透鏡組件的蓋元件與射束光學(xué)器件的下游遠(yuǎn)邊之間的距離。這種方法可以將所述距離調(diào)整到預(yù)定值。在這個(gè)調(diào)整步驟中，例如通過在構(gòu)造過程中在投射透鏡組件的下游布置用于大量小射束的射束輪廓傳感器，以及在調(diào)整距離的同時(shí)測(cè)量對(duì)應(yīng)的射束輪廓，可以測(cè)量射束會(huì)聚屬性。在另一個(gè)實(shí)施例中，該距離被調(diào)整到預(yù)定值。總而言之，本發(fā)明公開了用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至位于下游方向上的圖像平面的投射透鏡組件和用于組裝這種投射透鏡組件的方法。具體地講，本發(fā)明公開了結(jié)構(gòu)整體性增強(qiáng)和/或最下游電極的位置精度增大的模塊化投射透鏡組件。應(yīng)該明白，以上說明用于示出優(yōu)選實(shí)施例的操作并非用于限制本發(fā)明的范圍?；谝陨厦枋?，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白由本發(fā)明的精神和范圍包圍的許多變型。例如，本發(fā)明的原理還可以應(yīng)用到用于將一個(gè)或更多光束引導(dǎo)至圖像屏幕的投射透鏡組件。在這種情況下，電極可替換為光學(xué)器件，并且射束阻擋器可替換為光調(diào)制器。作為另一個(gè)例子，多個(gè)小射束可以穿過第一和第二電極的透鏡孔陣列中的相同孔。此外，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，根據(jù)本發(fā)明的投射透鏡組件可以包括大于或等于兩個(gè)的任何數(shù)目的電極。
權(quán)利要求
1.一種用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至圖像平面的投射透鏡組件，所述投射透鏡組件包括用于會(huì)聚大量帶電粒子小射束中的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子小射束的第一電極和第二電極、包括用于允許所述大量帶電粒子小射束通過的通孔的外殼， 所述第一和第二電極均包括用于使得所述大量帶電粒子小射束中的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子小射束通過的、與所述通孔對(duì)齊的透鏡孔陣列， 其特征在于 所述外殼包括周圍壁并且具有上游遠(yuǎn)邊和下游遠(yuǎn)邊，以及 所述投射透鏡組件還包括 至少一個(gè)支撐元件，包括用于使得大量帶電粒子小射束通過的通孔，其中，所述至少一個(gè)支撐元件附連到外殼，以及 其中，第一電極和第二電極由所述至少一個(gè)支撐元件進(jìn)行支撐，其中，第一和第二電極布置在由外殼的下游遠(yuǎn)邊限定的平面內(nèi)或附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的投射透鏡組件，其中，第一電極和第二電極通過粘合劑連接的方式附連到支撐元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2的投射透鏡組件，其中，支撐元件由非導(dǎo)電材料構(gòu)造。
4.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，包括所述一個(gè)或多個(gè)支撐元件中位于外殼的下游遠(yuǎn)邊和上游遠(yuǎn)邊之一或二者處的支撐元件。
5.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，第二電極在下游方向形成投射透鏡組件的遠(yuǎn)端。
6.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，第一和第二電極分別布置在支撐元件的上游表面和下游表面上，第一電極與所述周圍壁隔離，并且支撐元件橋接第一電極與周圍壁之間的距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的投射透鏡組件，其中，支撐元件的上游表面至少部分由連接到第一電極的第一導(dǎo)電涂層進(jìn)行覆蓋。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的投射透鏡組件，其中，支撐元件的下游表面基本由連接到第二電極的第二導(dǎo)電涂層進(jìn)行覆蓋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的投射透鏡組件，其中，第二涂層從支撐元件的下游表面上的通孔，跨越支撐元件的外沿，徑向延伸至支撐元件的上游表面的外圍區(qū)域，并且第一涂層從支撐元件的上游表面上的通孔朝外徑向延伸。
10.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，還包括定位在第一電極的上游的第三電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的投射透鏡組件，其中，第三電極和第二電極均保持在基本恒定電勢(shì)，并且其中，第一電極的電勢(shì)適于帶電粒子小射束的預(yù)定會(huì)聚。
12.根據(jù)權(quán)利要求5到11的任何一個(gè)的投射透鏡組件，其中，周圍壁導(dǎo)電并且導(dǎo)電連接到第二涂層。
13.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，通過固化粘合劑材料帶，優(yōu)選徑向延伸的帶，加強(qiáng)支撐元件的下游面對(duì)表面和/或上游面對(duì)表面。
14.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，支撐元件還包括通孔周圍處或附近的介電擊穿保護(hù)結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的投射透鏡組件，其中，所述介電擊穿保護(hù)結(jié)構(gòu)沿支撐元件的通孔的方向具有臺(tái)階式直徑。
16.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，支撐元件將第一電極和第二電極分開小于200微米。
17.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，支撐元件、第一電極和第二電極基本是平的。
18.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，包括布置在電極的上游并且適于提供大量帶電粒子小射束的掃描偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)器單元。
19.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，至少一個(gè)支撐元件包括第一支撐元件、第二支撐元件和蓋元件，它們各自具有用于大量帶電粒子小射束的通孔，其中，所述蓋元件布置在周圍壁的上游遠(yuǎn)邊，其中，第二支撐元件將蓋元件與第一電極或第一支撐元件進(jìn)行互連。
20.根據(jù)權(quán)利要求18和19的投射透鏡組件，其中，所述第二支撐元件包括所述偏轉(zhuǎn)器單元。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的投射透鏡組件，其中，蓋元件包括蓋元件的上游面對(duì)表面上的導(dǎo)電材料和與外殼的周圍壁進(jìn)行鄰接的非導(dǎo)電材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求18到21的任何一個(gè)的投射透鏡組件，還包括布置在偏轉(zhuǎn)器單元與第二電極之間的射束停止器陣列。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的投射透鏡組件，其中，射束停止器陣列與最上游電極通過導(dǎo)電隔離物進(jìn)行隔開并且被導(dǎo)電連接。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23的投射透鏡組件，其中，偏轉(zhuǎn)器單元適于將大量帶電粒子小射束繞它們的關(guān)聯(lián)的軸心點(diǎn)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，這些軸心點(diǎn)位于基本與射束停止器陣列相同的平面內(nèi)。
25.根據(jù)權(quán)利要求18到21的任何一個(gè)的投射透鏡組件，包括布置在偏轉(zhuǎn)器單元的上游的射束停止器陣列，所述偏轉(zhuǎn)器單元適于將大量帶電粒子小射束繞它們的關(guān)聯(lián)的軸心點(diǎn)進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，這些軸心點(diǎn)基本位于第一和第二電極之間的平面內(nèi)。
26.一種用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至目標(biāo)上的帶電粒子射束平板印刷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件。
27.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，至少一個(gè)支撐元件包括蓋元件，蓋元件包括用于使得大量帶電粒子小射束通過的通孔， 其中，外殼包括由上游邊定義的上游開口端， 其中，蓋元件適于基本覆蓋外殼的上游開口端， 其中，第一和第二電極被包括在射束光學(xué)器件內(nèi)，以及 其中，通過在蓋元件的下游面對(duì)表面上施用的粘合劑體，由蓋元件支撐射束光學(xué)器件。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的投射透鏡組件，其中，至少在構(gòu)造過程中，蓋元件設(shè)置有額外通孔。
29.根據(jù)權(quán)利要求27或28的投射透鏡組件，其中，粘合劑體的高度適于將蓋元件與第二電極隔開預(yù)定距離。
30.根據(jù)權(quán)利要求27到29的任何一個(gè)的投射透鏡組件，其中，第二電極在下游方向形成射束光學(xué)器件的遠(yuǎn)端。
31.根據(jù)權(quán)利要求27到30的任何一個(gè)的投射透鏡組件，還包括在基本與通孔的方向垂直的定向上固定附連到所述射束光學(xué)器件和周圍壁并且適于將射束光學(xué)器件定位在距離周圍壁的基本固定距離處的一個(gè)或多個(gè)定位元件。
32.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，周圍壁包括導(dǎo)電材料。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32的投射透鏡組件，其中，定位元件的至少一個(gè)是導(dǎo)電的并且將第二電極與所述周圍壁進(jìn)行導(dǎo)電連接。
34.根據(jù)權(quán)利要求27到33的任何一個(gè)的投射透鏡組件，其中，蓋元件包括蓋元件的上游面對(duì)表面上的導(dǎo)電表面和與外殼的周圍壁鄰接的非導(dǎo)電材料。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的投射透鏡組件，其中，蓋元件包括位于蓋元件的下游面對(duì)表面上的導(dǎo)電表面，位于蓋元件的上游表面和下游表面上的所述導(dǎo)電表面沿蓋元件中的一個(gè)或多個(gè)通孔連接并延伸。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的投射透鏡組件，其中，粘合劑體是將射束光學(xué)器件與位于蓋元件的下游面對(duì)表面上的導(dǎo)電表面導(dǎo)電連接的導(dǎo)電粘合劑體。
37.根據(jù)權(quán)利要求27到36的任何一個(gè)的投射透鏡組件，所述蓋元件還包括一個(gè)或多個(gè)封裝環(huán)，所述一個(gè)或多個(gè)封裝環(huán)包括電絕緣材料并且布置在蓋元件的導(dǎo)電表面與非導(dǎo)電材料的邊界上。
38.根據(jù)權(quán)利要求27到37的任何一個(gè)的投射透鏡組件，其中，所述射束光學(xué)器件還包括布置在第一電極的上游并且適于提供大量小射束的掃描偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)器單元。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的投射透鏡組件，其中，射束光學(xué)器件還包括布置在偏轉(zhuǎn)器單元與第二電極之間的射束停止器陣列。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的投射透鏡組件，還包括導(dǎo)電隔離物，所述隔離物與射束停止器陣列和第一電極鄰接，并且把射束停止器陣列和第一電極進(jìn)行導(dǎo)電連接。
41.根據(jù)權(quán)利要求38或39的投射透鏡組件，其中，偏轉(zhuǎn)器單元適于使得大量小射束繞它們的關(guān)聯(lián)軸心點(diǎn)進(jìn)行掃描偏轉(zhuǎn)，這些軸心點(diǎn)基本位于與射束停止器陣列相同的平面內(nèi)。
42.根據(jù)權(quán)利要求38的投射透鏡組件，包括布置在偏轉(zhuǎn)器單元的上游的射束停止器陣列，其中，偏轉(zhuǎn)器單元適于使大量小射束繞關(guān)聯(lián)的軸心點(diǎn)偏轉(zhuǎn)，這些軸心點(diǎn)基本位于第一電極與第二電極之間的平面內(nèi)。
43.根據(jù)權(quán)利要求27到42的任何一個(gè)的投射透鏡組件，其中，在蓋元件與鄰近的下游結(jié)構(gòu)之間應(yīng)用粘合劑體以在它們之間形成基本環(huán)形連接。
44.根據(jù)權(quán)利要求27到43的任何一個(gè)的投射透鏡組件，其中，粘合劑體在下游方向上具有在2毫米與2厘米之間的高度。
45.根據(jù)權(quán)利要求27到44的任何一個(gè)的投射透鏡組件，其中，蓋元件基本完全支撐射束光學(xué)器件。
46.根據(jù)權(quán)利要求27到45的任何一個(gè)的投射透鏡組件，其中，蓋元件是至少一個(gè)或多個(gè)支撐兀件之一。
47.根據(jù)上述任何一個(gè)權(quán)利要求的投射透鏡組件，其中，該組件適于作為單個(gè)單元在平板印刷系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行安置和/或置換。
48.一種利用多個(gè)帶電粒子小射束的平板印刷系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求I到47的任何一個(gè)的投射透鏡組件。
49.一種用于組裝投射透鏡組件的方法，所述投射透鏡組件用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至圖像平面，所述投射透鏡組件包括 外殼，包括周圍壁并且具有上游遠(yuǎn)邊和下游遠(yuǎn)邊， 射束光學(xué)器件，包括用于會(huì)聚大量帶電粒子小射束中的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子小射束的第一電極和第二電極，以及 蓋元件， 所述外殼和蓋元件包括用于使得大量帶電粒子小射束通過的通孔，并且所述第一和第二電極均包括用于使得所述大量帶電粒子小射束中的一個(gè)或多個(gè)帶電粒子小射束通過的透鏡孔陣列， 其中，蓋元件適于基本覆蓋外殼的上游邊， 其中，所述方法包括如下步驟 將射束光學(xué)器件與蓋元件的通孔對(duì)齊，從而使得大量帶電粒子小射束通過，以及使得射束光學(xué)器件與蓋兀件隔開一定間隙， 將蓋元件固定到外殼，從而使得蓋元件覆蓋外殼的上游邊， 在射束光學(xué)器件與蓋元件之間的間隙中填入粘合劑體，從而基本上以支撐方式將射束光學(xué)器件與蓋元件進(jìn)行接合， 使得粘合劑體固化。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，包括如下附加步驟 在粘合劑還沒有固化時(shí)調(diào)整射束光學(xué)器件與蓋元件之間的距離。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的方法，其中，調(diào)整射束光學(xué)器件與蓋元件之間的距離，從而使得第二電極與蓋元件之間的距離等于預(yù)定距離。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，在調(diào)整所述距離的步驟中包括如下步驟通過射束光學(xué)器件引導(dǎo)大量小射束朝向布置在目標(biāo)平面內(nèi)的小射束輪廓傳感器，所述小射束輪廓傳感器適于測(cè)量對(duì)應(yīng)的大量小射束輪廓并且改變所述距離直到達(dá)到所述大量小射束的最佳測(cè)量會(huì)聚。
53.根據(jù)權(quán)利要求49到52的任何一個(gè)的方法，其中，至少在組裝過程中，蓋元件包括布置在通孔周圍的額外通孔，其中，在射束光學(xué)器件與蓋元件之間的間隙中進(jìn)行填充的步驟包括通過所述額外通孔注入粘合劑。
54.根據(jù)權(quán)利要求49到53的任何一個(gè)的方法，其中，投射透鏡組件還包括適于將射束光學(xué)器件定位在距離周圍壁的預(yù)定距離處的定位元件，并且其中，所述方法還包括將定位元件附連到射束光學(xué)器件和周圍壁的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于將大量帶電粒子小射束引導(dǎo)至位于下游方向上的圖像平面上的投射透鏡組件模塊和用于組裝這種投射透鏡組件的方法。具體地講，本發(fā)明公開了結(jié)構(gòu)集成度增強(qiáng)和/或最下游電極的安置精度增大的模塊化投射透鏡組件。
文檔編號(hào)H01J37/317GK102648509SQ201080053362
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月9日
發(fā)明者B·施普爾, J·J·科寧, S·W·H·斯藤布林克 申請(qǐng)人:邁普爾平版印刷Ip有限公司