适用于粒子束装置的台架装置的制作方法

适用于粒子束装置的台架装置
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年4月10日提交的ep申请19168375.4的优先权，该申请通过整体引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种装置。该装置可以被用作如下系统的一部分，其中电子束入射在被保持在升高的负电压下的衬底台上。该装置可以在扫描电子显微镜设备中具有特定应用，可用于检查诸如硅晶片之类的衬底。这种硅晶片可以使用例如光刻装置来印刷。


背景技术：

4.在半导体工艺中，不可避免地会生成缺陷。此类缺陷可能会影响装置性能，甚至会导致故障。器件良率可能因此受到影响，导致成本增加。为了控制半导体工艺良率，缺陷监测很重要。在缺陷监测中有用的一种工具是sem(扫描电子显微镜)装置，sem装置使用一个或多个电子束扫描样本的目标部分。sem是粒子束装置的一个示例。
5.可能需要提供一种新的粒子束装置，其可以被用作检查装置的一部分，并且其至少部分地解决了与现有技术的sem装置相关联的一个或多个问题。


技术实现要素：

6.根据本发明的第一方面，提供了一种粒子束装置，包括：导电物体；以及被配置为支撑物体的载物台，该载物台包括：台体；以及设置在台体的表面的至少一部分上的导电涂层；其中导电物体被设置为使得导电物体的至少一部分面向导电涂层，并且其中在导电涂层的边缘部分处或在导电涂层的边缘部分附近台体被提供有如下特征，所述特征被布置为使得当电压被施加到导电物体和导电涂层两者时，降低边缘部分的附近区域的电场强度。
7.粒子束装置可以形成例如扫描电子显微镜(sem)装置的一部分。这种sem装置可用于检查物体(例如，硅晶片、掩模版)。其上提供有导电涂层的台体的表面部分可以被用来支撑硅晶片。导电物体可以被提供为在使用sem检查时使入射在硅晶片上的电子束中的电子减速。这可能有助于防止对硅晶片的损坏。导电物体可以被提供为加速二次电子和背向散射电子朝向sem中的检测器。
8.当粒子束装置被用作sem的一部分时，导电涂层可以被保持在与导电物体的电位相似的电位(其例如可以是
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10kv的量级，例如
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10、
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30、
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50、
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90或
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100kv)。当硅晶片被支撑在其上提供导电涂层的台体的表面上时，这对于降低其附近区域的电场强度可能是有用的。继而，这可以减少这种电场对由sem进行的测量的影响。导电物体通常可以是平面的。为了在硅晶片的附近区域达成电场强度的所述降低，导电涂层(以及在其上提供导电涂层的台体的表面的部分)也可以是大致平坦的并且可以被布置为基本上平行于导电物体。
9.通常，粒子束装置周围的组件可以处于与粒子束装置的导电涂层和导电物体的电
位不同的电位。例如，其中设置有粒子束装置的真空室可以连接到电接地。因此，在这些外部组件与粒子束装置的导电涂层和导电物体之间可能存在电场。粒子束装置与粒子束装置周围的组件之间的间隔可以远大于粒子束装置的导电涂层与导电物体之间的间隔。由于导电物体和导电涂层之间足够小的间隙，电场可能类似于以下情况：如果导电物体和导电涂层是单个导体，其中电气等电位线通常围绕导电物体和导电涂层的组合系统。应当了解，由于导电物体和导电涂层之间的有限间隙，电场将部分地延伸到导电物体和导电涂层之间的间隙中。
10.由于边缘效应，在导电涂层的边缘处可能发生电场的增强。这种电场增强可能会引发电子的冷场发射，这可能会导致电弧放电。这是有问题的，并且本发明的第一方面降低了所述电场增强。通过提供靠近导电涂层的边缘部分的特征来降低电场增强。特别地，相对于在该特征不存在的情况下将产生的电场，导电涂层的边缘部分的附近区域的电场降低。
11.该特征可以包括在台体的表面上的轮廓形状。所述轮廓形状可以具有位于导电涂层的主平面之外的组成部分，并且导电涂层的边缘部分可以被设置在所述轮廓形状上。
12.由于由导电涂层、导电物体和任何外部组件所限定的系统的几何形状，导电涂层的边缘的附近区域的电场增强可能发生，这些外部组件被保持在与导电涂层和导电物体的电位不同的电位。
13.一般来说，电气等电位线将趋向于遵循导体的形状(电场线垂直于电气等电位线)。导体的任何尖锐边缘都将导致这种尖锐边缘的附近区域的电场的强烈增强。如上面所解释的，当导电物体和导电涂层彼此靠近并保持相同电位时，等电位线将倾向于遵循由导电物体和导电涂层所限定的组合系统的一般形状。然而，导电涂层上的任何尖锐边缘仍将导致电场增强。应当了解，就其性质而言，相对薄的导电涂层将具有相对尖锐的边缘。
14.由导电物体和导电涂层所限定的系统的几何形状可以通过在其上提供导电涂层的台体的表面上引入轮廓形状来修改。由于导电涂层是涂层，因此它遵循在其上提供导电涂层的台体的表面的拓扑结构，包括轮廓形状。轮廓形状可以被定位为使得导电涂层的边缘被包含在轮廓形状内。轮廓形状可以限定导电涂层的边缘的几何形状，使得该轮廓形状的附近区域的电场边缘效应(以及由此的电场增强)降低。
15.可以存在比导电物体与导电涂层的主平面之间的距离更大的、在导电物体与位于导电涂层的主平面之外的轮廓形状的组成部分之间的距离。
16.轮廓形状可以包括凹槽。
17.凹槽可以包括是圆的分段的横截面。
18.凹槽可以包括具有圆形边缘的大致矩形的横截面。
19.轮廓形状可以包括弯曲的表面或边缘。
20.轮廓形状可以包括凹槽。凹槽可以包括一个或多个弯曲边缘。凹槽的横截面可以被描述为圆的一部分、圆角矩形的一部分或其他形状。导电涂层可以遵循凹槽的表面。导电涂层可以包括被设置在凹槽内的端部部分。
21.通过遵循凹槽的表面，导电涂层的端部部分可以被定位为使得：相对于没有提供凹槽，其位于电场强度降低的位置处。此外，凹槽的弯曲边缘(导致导电涂层的弯曲端部部分)可以修改凹槽的附近区域的电场，以使得：相对于没有提供凹槽，降低了电场线的集中。这些效应可以降低导电涂层的边缘部分的附近区域的电场增强。
22.该特征可以包括在台体的表面上的凹槽，其中导电涂层的边缘部分可以被设置在所述凹槽处或所述凹槽附近，并且其中可以在凹槽内提供导体。
23.通过提供凹槽，可以在靠近导电涂层的边缘部分处提供更大厚度的导体。有利地，导体可以在导电涂层的边缘部分处提供导电材料的更大曲率半径，从而降低电场强度。导体可以例如包括大致圆柱形。
24.该特征可以包括被提供在台体的表面上的辅助凹槽。
25.可以提供辅助凹槽。辅助凹槽可以位于台体的上表面上。辅助凹槽可以被描述为与台体的大致平坦的上表面的偏差，类似于上述凹槽。导电涂层不可以进入辅助凹槽。辅助凹槽可以是空的。通常在围绕台体的真空或低压气体与形成台体的材料之间的介电常数将存在差异。因此，提供辅助凹槽可以使导电涂层和导电物体之间的电场的一部分成形。这可以降低导电涂层的边缘部分的附近区域的电气等电位线的空间集中。这可以降低电场增强。
26.该特征可以包括绝缘材料，该绝缘材料覆盖台体和导电涂层的边缘部分之间的相交部。
27.绝缘材料可以基本上覆盖整个导电涂层。
28.电三结可以由导体、绝缘体和介质相遇的点来定义。可以提供绝缘材料作为对导电涂层的涂层，以使得导电涂层完全被绝缘材料覆盖。绝缘材料的这种布置可以从系统中去除所有电三结。这可以降低导电涂层的边缘处的电场增强。有利地，绝缘材料还可以用于在粒子束装置的处理和清洁期间保护导电涂层免受损坏。此外，导电涂层的这种保护可以防止在导电涂层上形成尖锐特征(例如，刮擦)，这可以形成进一步的电场放大源。
29.绝缘材料可以仅覆盖导电涂层的一部分。
30.绝缘材料可以与台体和导电涂层的边缘部分之间的一个或多个相交部相接触。
31.电场增强(导致电子的冷场发射的可能性更大)可以在电三结处很明显。台体可以由绝缘体形成。因此电三结可以在导电涂层的边缘处形成，导电涂层、台体和周围介质(例如真空)在导电涂层的边缘处相遇。
32.在台体和导电涂层的边缘部分和环境之间的相交部处的电三结可以被绝缘材料移位到如下区域，该区域中的电场强度低于在移位之前的电三结的边缘部分的区域中的电场强度。
33.应当了解，在移位之前的电三结的边缘部分的区域中的电场强度可能旨在指在没有绝缘材料时的电三结的边缘部分的区域中的电场强度。
34.绝缘材料可以作为导电涂层的涂层而被提供，以使得导电涂层仅在导电涂层的一个或多个边缘处被绝缘材料覆盖。绝缘材料的这种布置可以有效地将一个或多个电三结从导电涂层的一个或多个边缘移位到更靠近导电涂层的中心部分的位置。这可以降低导电涂层的边缘处的电场增强。
35.一个或多个电三结可能已移位到的导电涂层上的位置可以对应于存在低电场或零电场的区域。这可能是由于导电涂层和导电物体被保持在相同的电位。因此，将电三结移位到所述位置是有利的，因为在这些位置可能出现低电场增强或零电场增强。
36.可以的是，在台体和导电涂层的边缘部分之间的所有相交部都被绝缘材料覆盖。
37.绝缘材料可以具有电导率，以使得在使用中，有限(非零)电流可以流过绝缘材料。
38.电荷可以在绝缘材料上积累。这种电荷积累可能在粒子束装置的使用期间发生，其中导电涂层可以被保持在非零电位。通过由具有非零电导率的物质形成绝缘材料，可以逐渐去除电荷积累。
39.绝缘材料可以具有比台体的介电常数更大的介电常数。
40.粒子束装置可以是：电子束装置、扫描电子显微镜、电子束直写器、电子束投影光刻装置、电子束检测装置、电子束缺陷验证装置或电子束量测装置。
41.根据本发明的第二方面，提供了一种载物台，用于根据本发明的第一方面的粒子束装置中。
42.根据本发明的第三方面，提供了一种被配置为支撑物体的载物台，包括：台体；提供在台体的表面上的第一导电构件；提供在台体的表面上或内部的第二导电构件；以及具有比台体的电阻低的电阻的补充构件；其中该补充构件被设置在台体的表面上，以使得该补充构件在第一导电构件和第二导电构件之间延伸，并且其中，在补充构件与第一导电构件和第二导电构件中的每一个之间形成电连接。
43.载物台可以形成粒子束装置的一部分，粒子束装置可以形成例如sem系统的一部分。用于作为sem系统一部分的载物台中，补充构件可以是多层镜面或镜面涂层。补充构件可以仅占据台体的表面的一部分，补充构件设置在该一部分上。
44.第一导电构件可以包括导电涂层。第一导电构件可以被提供在台体的上表面上。第二导电构件可以包括导电底座。第二导电构件可以被提供在台体的下表面上。备选地，第二导电构件可以是设置在台体内的电气导电构件。备选地，第二导电构件可以是在其上设置台体的电气导电表面。
45.在使用中，第一导电构件和第二导电构件之间可能存在电位差(例如，10kv量级的电位差)。由于补充构件被设置在台体的表面上以使得补充构件在第一导电构件和第二导电构件之间延伸，发明人已经意识到，在补充构件与第一导电构件和第二导电构件中的每一个之间没有形成电连接的情况下，相对于台体，补充构件的较低电阻可能导致第一导电构件和第二导电构件之间的电位的空间集中下降。电位的这种空间集中下降可能导致在设置在第一导电构件和第二导电构件之间的、但本身未被补充构件覆盖的台表面的各部分的附近区域的电场增强。
46.通过在补充构件与第一导电构件和第二导电构件中的每一个之间形成电连接，第一导电构件和第二导电构件之间的整个电位差被施加到补充构件上。结果，更均匀的电位梯度可以存在于在其上设置了补充构件的台体的表面上，从而导致零电场增强或低电场增强。
47.补充构件和导电构件之间的电接触通常可以跨补充构件和/或导电构件的整个边缘上进行。备选地，补充构件和导电构件之间的电接触可以仅在补充构件和/或导电构件的边缘的一个或多个部分处进行。有利地，跨导电构件和/或补充构件的整个边缘在补充构件和导电构件之间形成电连接，可以导致导电构件和补充构件之间的良好电连接。此外，这样的布置可能导致跨其上设置了补充构件的台体的表面的电位下降，该电位在空间上不集中，导致零电场增强或低电场增强。
48.补充构件与两个导电构件中的每一个之间的电连接，可以通过导电构件中的一个或多个与补充构件之间的直接接触来形成。
49.补充构件与两个导电构件中的每一个之间的电连接，可以通过提供单独的导电部分来形成。
50.载物台可以可适用于在以下装置中：电子束装置、扫描电子显微镜、电子束直写器、电子束投影光刻装置、电子束检测装置、电子束缺陷验证装置或电子束量测装置。
51.第一导电构件可以作为台体上的涂层而被提供。
52.第二导电构件可以作为台体上的涂层而被提供。
53.补充构件可以是提供在台体的表面上的镜面，或者可以作为台体上的镜面涂层而被提供。
附图说明
54.现在将参考附图通过示例的方式描述本发明的实施例，其中：
55.图1a和图1b是根据本发明实施例的电子束检查工具的示意图；
56.图2a和图2b是可以被应用于本发明实施例的电子光学系统的示意图；
57.图3示意性地描绘了ebi系统的可能控制架构；
58.图4示出了示例粒子束装置的一部分和衬底；
59.图5示出了本发明的第一实施例的粒子束装置的一部分和衬底；
60.图6示出了图5中所示的粒子束装置的一部分和衬底的替代视图；
61.图7示出了与图5中所示的粒子束装置的一部分相对应的电气等电位线曲线图；
62.图8示出了与图4中所示的粒子束装置的一部分相对应的电气等电位线曲线图；
63.图9示出了本发明的第二实施例的粒子束装置的一部分和衬底；
64.图10示出了与图9中所示的粒子束装置的一部分相对应的电气等电位线曲线图；
65.图11示出了本发明的第三实施例的粒子束装置的一部分和衬底；
66.图12示出了与图11中所示的粒子束装置的一部分相对应的电气等电位线曲线图；
67.图13示出了本发明的第四实施例的粒子束装置的一部分和衬底；
68.图14示出了并入了图5和图11中所示的粒子束装置的特征的、与根据本发明的粒子束装置的第五实施例相对应的电气等电位线曲线图；以及
69.图15a、图15b和图15c示出了根据本发明第六、第七和第八实施例的载物台。
具体实施例
70.现在将参考附图更全面地描述本发明的各种示例实施例，其中示出了本发明的一些示例实施例。在附图中，为了清楚起见，可能夸大了层和区域的厚度。
71.本文公开了本发明的详细的说明性实施例。然而，本文公开的具体结构和功能细节仅代表描述本发明的示例实施例的目的。然而，本发明可以以多种替代形式来体现并且不应被解释为仅限于本文阐述的实施例。
72.因此，虽然本发明的示例实施例能够是各种修改和替代形式，但是其实施例在附图中以示例的方式示出并且将在本文中详细描述。然而，应当理解，无意将本发明的示例实施例限制为所公开的特定形式，而是相反，本发明的示例实施例涵盖落入本发明范围内的所有修改、等同物和替代物。贯穿附图的描述，相同的数字是指相同的元件。
73.如本文中所使用的，术语“晶片”通常是指由半导体或非半导体材料形成的衬底。
这种半导体或非半导体材料的示例包括但不限于单晶硅、砷化镓和磷化铟。这种衬底通常可以在半导体制造工厂中被找到和/或加工。
74.术语“衬底”可以是晶片(如上)或玻璃衬底，并且术语“图案化设备”可以是“掩模版”，其也可以被称为“掩模”。
75.在本发明中，“轴向”意指“在装置、柱或诸如透镜之类的器件的光轴方向上”，而“径向”意指“在垂直于光轴的方向上”。通常，光轴从阴极开始到样品结束。在所有附图中，光轴总是指z轴。
76.术语“交叉”是指电子束聚焦的点。
77.术语“虚拟源”意指从阴极发射的电子束可以被追溯到“虚拟”源。
78.根据本发明的检查工具涉及带电粒子源，尤其是可以被应用于sem、电子束检查工具或ebdw的电子束源。在本领域中，电子束源也可以被称为电子枪(电子gun)。
79.关于附图，需要注意的是，这些附图不是按比例绘制的。特别地，附图中的一些元素的比例可能被极大地夸大以强调元素的特性。还需要注意的是，这些附图不是按相同比例绘制的。已经使用相同的附图标记来指示在多于一张附图中示出的可以类似配置的元件。
80.在附图中，为了清楚起见，每个组件的相对尺寸以及每个组件之间的相对尺寸可能被夸大。在以下对附图的描述中，相同或相似的附图标记是指相同或相似的组件或实体，并且仅描述关于各个实施例的不同之处。
81.因此，虽然本发明的示例实施例能够是各种修改和替代形式，但是其实施例在附图中以示例的方式示出并且将在本文中详细描述。然而，应当理解，无意将本发明的示例实施例限制为所公开的特定形式，而是相反，本发明的示例实施例涵盖落入本发明范围内的所有修改、等同物和替代物。
82.图1a和图1b示意性地描绘了根据本发明实施例的电子束(e
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beam)检查(ebi)系统100的俯视图(1a)和横截面图(1b)。所示的实施例包括外壳110和用作接口的一对装载端口120，以接收待检查的物体和输出已检查的物体。所示的实施例还包括物体转移系统(称为efem)，装置前端模块130，其被配置为处理和/或运输物体至装载端口以及从装载端口运输。在所示的实施例中，efem 130包括处理机器人140，其被配置为在ebi系统100的装载锁定150和装载端口之间运输物体。装载锁定150是在以下之间的接口：在外壳110外部和efem 130中出现的大气条件、与在ebi系统100的真空室160中出现的真空条件。在所示的实施例中，真空室160包括电子光学系统170，其被配置为将电子束投射到待检查的物体上，例如半导体衬底或晶片。ebi系统100还包括定位设备180，其被配置为相对于由电子光学系统170生成的电子束来移动物体190。在一个实施例中，定位设备180至少部分地被布置在真空室160内。
83.在一个实施例中，定位设备180可以包括多个定位器的级联布置，诸如用于将物体定位在基本水平(xy)平面中的xy台架和用于将物体定位在垂直(z)方向上的z台架。
84.在一个实施例中，定位设备可以包括粗略定位器和精细定位器的组合，粗略定位器被配置为在相对大的距离上提供物体的粗略定位，精细定位器被配置为在相对小的距离上提供物体的精细定位。
85.在一个实施例中，定位设备180还包括用于在由ebi系统100执行的检查过程期间
保持物体的载物台。在这样的实施例中，物体190可以借助于诸如静电夹具或真空夹具之类的夹具而被夹持在载物台上。这种夹具可以被集成在载物台中。
86.根据本发明，定位设备180包括用于定位载物台的第一定位器和用于定位第一定位器和载物台的第二定位器。
87.在一个实施例中，真空室160包括电磁屏蔽以屏蔽外部电磁影响。这种电磁屏蔽也可以被称为emi(电磁干扰)屏蔽。
88.在一个实施例中，电磁屏蔽被配置为屏蔽检查工具100的检测器免受外部影响。
89.图2a示意性地描绘了可以被应用于根据本发明的电子束检查工具或系统的电子光学系统200的实施例。电子光学系统200包括被称为电子枪210的电子束源和成像系统240。
90.电子枪210包括电子源212、抑制器214、阳极216、孔径集合218和聚束器220。电子源212可以是肖特基发射器。更具体地，电子源212可以包括陶瓷衬底、两个电极、钨丝和钨针。两个电极可以被平行固定到陶瓷衬底，并且两个电极的另一侧可以被分别连接到钨丝的两个端部。钨可以被稍微弯曲以形成用于放置钨针的尖端。可以在钨针的表面上提供zro2涂层，并且将其加热到1500℃以使其熔融并覆盖钨针，但不覆盖钨针的针尖。熔融的zro2可以减小钨的功函数，并且降低所发射的电子的能量势垒，并且因此更高效地发射电子束202。然后，通过向抑制器214施加负电，电子束202被抑制。因此，具有大发散角的电子束被抑制为初级电子束202，并且因此电子束202的亮度被增强。通过阳极216的正电荷，电子束202可以被提取，并且然后可以通过使用具有不同孔径尺寸的可调孔径218来控制电子束202的库仑强制力，以消除孔径218外部不需要的电子束。为了会聚电子束202，聚束器220被应用于电子束202，聚束器220还提供放大。图2中所示的聚束器220例如可以是能够会聚电子束202的静电透镜。另一方面，聚束器220也可以是磁透镜。
91.如图2b中所示的成像系统240包括消隐器248、孔径集合242、检测器244、四个偏转器集合250、252、254、256、线圈对262、轭260、过滤器246和电极270。电极270被用来延迟和偏转电子束202，并且由于上极片和样本300的组合而还具有静电透镜功能。线圈262和轭260被配置为磁物镜。
92.上述电子束202是通过加热电子针并将电场施加到阳极216而生成的。可能需要将电子针加热足够长的时间以稳定电子束202。对于用户端，这可能是耗时且不方便的。因此，消隐器248被应用到会聚的电子束202用于暂时偏转电子束202远离样本而不是关闭它。
93.偏转器250、256被应用来将电子束202扫描到大的视场，并且偏转器252、254被用于将电子束202扫描到小的视场。所有偏转器250、252、254、256可以控制电子束202的扫描方向。偏转器250、252、254、256可以是静电偏转器或磁偏转器。轭260的开口面向样本300，这将磁场浸入到样本300中。电极270被放置在轭260的开口下方，并且因此样本300将不会被损坏。为了校正电子束202的色差，延迟器270、样本300和上极片形成透镜以消除电子束202的色差。
94.当电子束202轰击到样本300中时，二次电子将从样本300的表面发出。接下来二次电子被过滤器246引导到检测器244。
95.图3示意性地描绘了ebi系统300的可能的控制架构。如图1中所指示，ebi系统100包括装载端口120、物体转移系统130、装载/锁定150、电子光学系统170和定位设备180。定
位设备180包括z台架302和xy台架305。如图所示，ebi系统的这些各种组件可以配备有相应的控制器，诸如连接到物体转移系统130的物体转移系统控制器310、装载/锁定控制器315、台架控制器330、检测器控制器320(用于检测器244的控制)和电子光学控制器325。这些控制器可以例如经由通信总线345可通信地连接到系统控制器计算机335和图像处理计算机340。在所示的实施例中，系统控制器计算机335和图像处理计算机340可以连接到工作站350。
96.装载端口120将物体190(例如，晶片)装载到物体转移系统130，并且物体转移系统控制器310控制物体转移系统130将物体190转移到装载/锁定150。装载/锁定控制器315控制装载/锁定150到腔室160，以使得待检查的物体190可以被固定在夹具355上，例如静电夹具，也称为电子卡盘。定位设备，例如z台架302和xy台架305，使得物体190能够在台架控制器330的控制下移动。在一个实施例中，可以使用诸如压电致动器之类的压电组件来调整z台架302的高度。电子光学控制器325可以控制电子光学系统170的所有条件，并且检测器控制器320可以接收来自电子光学系统(检测器244)的电信号并将其转换成图像信号。系统控制器计算机335可操作为将命令发送到对应的控制器。在接收到图像信号之后，图像处理计算机340可以处理图像信号以识别缺陷。
97.下面详细描述的本发明的实施例涉及图1中所示的定位设备180。特别地，本发明的实施例涉及如上所述的载物台。
98.图4示出了粒子束装置400的一部分的横截面，包括：导电物体402；台体404；导电涂层406；导电底座408；和补充构件410。粒子束装置400通常可以是图1中所示的ebi系统100的形式。导电物体402也在图2a和图2b中被示出。
99.台体404是大致立方体的。台体的两个尺寸在大小上基本上相等。台体的第三个尺寸小于其他两个尺寸。台体404的形状可以被描述为大致平面的。如此，台体404的两个相对表面是大致方形形状，并构成上表面416和下表面418。台体404由电绝缘体形成。台体404的上表面416包括凹部412。凹部412是大致圆形的。导电涂层406和导电底座408是电导体。导电涂层406和导电底座408分别被提供在台体404的上表面416的一部分和下表面418的一部分上。补充构件410被设置在导电涂层406和导电底座408之间的台体404的表面上。台体404、导电涂层406、导电底座408和补充构件410构成载物台422。载物台422可以与形成图1中所示的定位设备180的一部分的载物台相对应。
100.作为上述粒子束装置400的变型，可以不提供导电底座408。相反，台体404的下表面418可以直接或间接地搁置在导电表面上。在台体404的下表面418的一部分上提供导电底座408可以允许表面电荷从组件转移到导电底座408。有利地，这可以允许电荷排放，电荷排放可以防止电荷在台体404的下表面418上积累。
101.导电物体402具有圆形边缘。导电物体402的形状可以被描述为大致平面的。导电物体402和台体404被设置在真空室(未示出)内，台体404靠近导电物体402。这样的真空室可以对应于图1中所示的真空室160。主体404被布置为使得台体404的上表面416面对导电物体402。台体404的上表面416基本上平行于导电物体402。导电物体402可以被固定到真空室的壁。导电物体402可以被布置为使得导电物体402相对于真空室的位置是固定的。台体404相对于电子光学系统200是可移动的。应当了解，为简单起见，图4中省略了真空室和任何其他周围组件。
102.在使用中，衬底414可以由卡盘430保持，卡盘430设置在凹部412内的导电涂层406上，并且电子束可以被入射到衬底414上。卡盘430可以包括电极的布置。卡盘430中的电极布置可以可操作为通过静电引力将衬底414夹持就位。卡盘430可以被描述为静电夹具。附加地或备选地，卡盘430可以包括真空夹具。可以使用参照图1至图3描述的上述类型的扫描电子显微镜装置来生成和控制电子束。可以在导电物体402的相对侧上生成电子束，台体404被设置在该导电物体402的相对侧上。导电物体402可以包括孔径，以允许电子束被入射到衬底414上。这对于使用电子束对衬底414进行成像是有用的。
103.导电物体402可以被保持在负电位。所述电位可以是
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1kv、
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10kv或更低的量级。这可以在电子束中的电子被入射到衬底414上之前使它们减速。这可能对于防止进入的电子束对衬底414的损坏是有用的。此外，当导电物体402被用作sem装置的一部分时，将导电物体402保持在该负电位可以被用于加速二次电子和背向散射电子朝向检测器。
104.导电涂层406可以被保持在与导电物体402的电位基本相等的电位。这对于降低导电涂层406和导电物体402之间的电场强度可能是有用的(即，当衬底414被支撑在其上提供有导电涂层406的台体404的表面上时，在衬底414的附近区域)。降低衬底414的附近区域的电场强度，可以降低这种电场对作为扫描电子显微镜装置一部分的电子束所进行的测量的影响。
105.其上设置有衬底414的台体404可以相对于导电物体402和电子束而被移位。这可以使得衬底414的不同部分能够被电子束检查。补充构件410可以是镜面，诸如多层镜面。多层镜面可用于使用例如干涉仪来测量台体404的当前位置。
106.在一个实施例中，补充构件410可以是镜面涂层。
107.可以选择用于导电涂层406和/或镜面涂层的材料，以使得涂层的发射率具有优选值。例如，可以使用在台体404的镜面涂层处的干涉仪来测量台体404的当前位置。由于台体404的热变形，台体404的温度变化可能导致台体404的当前位置的测量误差。针对导电涂层406和/或镜面涂层选择具有低发射率的材料，增加了导电涂层和/或镜面涂层的反射率。具有低发射率的导电涂层406和/或镜面涂层反射从周围入射到涂层上的辐射、并减少由于吸收辐射而导致的台体404的温度升高。低发射率的材料示例是铬、钛、氮化钛等。
108.可以在台体404的上表面416上提供导电板而不是导电涂层406。在使用中，该导电板被保持在与导电物体402的电位基本上相等的电位。如上面所讨论的，这可能对于降低设置在凹部412内的衬底414的附近区域的电场强度是有用的。然而，导电板可以仅覆盖台体404的上表面416的外围部分并且可以不延伸到凹部412中。有利地，导电涂层406确实延伸到凹部412中(在衬底414被设置的下方)，如图4中所图示。结果，通过使用导电涂层406，与使用导电板相比，可以更好地降低设置在凹部412内的衬底414的附近区域的电场强度。导电涂层406的重量小于导电板。因为台体404是一个移动组件，这种重量上的减轻是有益的。此外，由于导电涂层406是涂层(而不是单独的组件，如导电板)，因此改善了载物台422的动态属性。这可以在相对于入射电子束定位衬底414时导致误差减少。
109.导电底座408可以被保持在与导电涂层406和导电物体402的电位不同的电位。诸如真空室之类的周围组件，可以被保持在与导电涂层406和导电物体402的电位不同的电位。导电底座408可以被保持在0v。诸如真空室之类的周围组件，可以被保持在0v。因此，在粒子束装置400的各部分(导电涂层406和导电物体402)与诸如真空室和/或导电底座408之
类的周围组件之间可能存在电场。
110.如上所述的粒子束装置400的属性可能导致在台体404的一个或多个部分的附近区域的所述电场的局部增强。局部电场增强可能增加在粒子束装置400内的电子冷场发射的可能性。这可能导致在粒子束装置400内的电弧，这是有问题的。本发明的实施例包括通常图4中所示的粒子束装置400的一部分的形式的布置，并且其被布置为使得降低这种电场增强。
111.本发明的一些实施例通过在导电涂层406的边缘部分420附近提供有特征的台体404来降低所述电场增强，所述特征被布置为使得当电压被施加到导电物体402和导电涂层406两者时，降低边缘部分420的附近区域的电场强度。这种实施例的示例在图5到图14中被示出。在所述实施例中，通过在导电涂层406的边缘部分420的附近区域提供特征来降低电场增强。特别地，相对于在该特征不存在的情况产生的电场，导电涂层406的边缘部分420产生的电场降低。
112.具体地，本发明的一些实施例通过提供台体404来降低所述电场增强，台体404具有在导电涂层406的边缘部分420附近的特征，其中该特征包括在其上提供有导电涂层406的台体404的上表面416上的轮廓形状，并且其中所述轮廓形状具有位于导电涂层406的主平面之外的组成部分，并且其中导电涂层406的边缘部分420被设置在所述轮廓形状上。应当了解，导电涂层406的主平面是上面参考图1和图2描述的xy平面(即，垂直于z方向的平面)。应当了解，主平面可以是基本上平行于台体404的上表面416的平面，衬底414可以保持在该平面上。
113.现在参照图5、图6和图7描述根据本发明第一实施例的粒子束装置500。
114.图5中所示的粒子束装置500与图4中所示的粒子束装置400共享若干共同特征。将仅描述粒子束装置500和粒子束装置400之间的区别。通常与图4中所示的粒子束装置400的特征(或任何其他附图的特征)相对应并且可能大致相同的图5中所示的粒子束装置500的任何特征与其共享共同的附图标记。
115.图5示出了通过根据本发明实施例的粒子束装置500的一部分的横截面。除了图4的粒子束装置400的组件之外，粒子束装置500包括凹槽502。图6示出了粒子束装置500的相同部件的平面图，其示出了台体404的上表面416，但是为了清楚起见，未示出导电物体402。图5中所示的横截面平面在图6中被标记为602。
116.凹槽502位于台体404的上表面416上。凹槽502可以被描述为偏离台体404的大致平坦的上表面416。凹槽502可以被描述为轮廓形状。凹槽502位于台体404的上表面416的外边缘和凹部412之间。凹槽502形成围绕导电涂层406的连续通道(见图6)。凹槽502的横截面是大致圆形的(见图5)。
117.相对于图4中所示的粒子束装置400，通过在其上提供有导电涂层406的台体404的上表面416上引入凹槽502，在根据本发明的第一实施例的粒子束设备500中，修改由导电物体402和导电涂层406所限定的系统的几何形状。由于导电涂层406是涂层，所以它遵循台体404的上表面416的拓扑结构，包括凹槽502。凹槽502的被定位为使得导电涂层406的边缘部分420被包含在凹槽内502。凹槽502限定了导电涂层406的边缘部分420的几何形状，以使得降低了凹槽502的附近区域的电场边缘效应(从而降低了电场增强)。当导电涂层406的边缘部分420被布置为基本上平行于电气等电位线时，可以降低电场边缘效应。
118.电气等电位线示出了空间中沿着线的每个点都具有相同电位的区域。相互相邻的电气等电位线图示出了固定幅度的电位中的差异。所述固定幅度可以被描述为等电位标绘分辨率。电场强度用电气等电位线的空间接近度来表示；彼此靠近绘制的线表示相对较高的电场强度，反之亦然。电气等电位线可以被简称为“等电位线”。
119.图5和图6中所示的粒子束装置500的组件与周围组件之间的间隔可以明显大于导电涂层406和导电物体402之间的间隔。由于导电物体402和导电涂层406之间的足够小的间隙，粒子束装置500的附近区域的电场与在导电物体402和导电涂层406是单个导体的情况下存在的电场相似，电气等电位线通常围绕导电物体402和导电涂层406的组合系统，如图7中所示。由于导电物体402和导电涂层406之间的有限间隙，电场将部分延伸到导电物体402和导电涂层406之间的间隙中，还如图7中所示。
120.导电涂层406的边缘部分420的附近区域的电场增强可能由于由导电涂层406、导电物体402和粒子束装置500的周围组件所限定的系统的几何形状而发生，周围组件被保持在与导电涂层406和导电物体402的电位不同的电位。导电涂层406的任何尖锐边缘将导致这些尖锐边缘的附近区域的电场的强烈增强。如上面所解释的，当导电物体402和导电涂层406彼此靠近并被保持在相同电位时，等电位线将趋向于遵循由导电物体402和导电涂层406所限定的组合系统的大致形状。然而，导电涂层406上的任何尖锐边缘仍可能导致电场增强。应当了解，就其性质而言，相对薄的导电涂层406将具有相对尖锐的边缘。
121.图7示出了当导电物体402和导电涂层406被保持在负电位(诸如
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1kv、
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10kv或更低)并且周围组件，即导电底座408和真空室(未示出)被保持在相对正电位(例如0v)时，图5中所示的粒子束装置500的一部分的部分700中的电气等电位线的曲线图。靠近导电涂层406，等电位线通常遵循导电涂层406的形貌，包括设置在凹槽502内的导电涂层406的部分。在图7中所示的等电位标绘分辨率下，导电物体402与导电涂层406的内部中心部分之间不存在等电位线。这说明导电物体402与导电涂层406的内部中心部分之间的电场强度在该区域中比在其他区域中小得多。台体404的未被导电涂层406覆盖的部分和导电物体402之间的等电位线通常弯曲以遵循导电物体402的形貌。在导电涂层406的边缘部分420的附近地区702，等电位线部分地环绕导电涂层406的边缘部分420。等电位线在该附近地区702中在空间上集中。使用根据本发明第一实施例的粒子束装置500，在导电涂层406的边缘部分420的附近地区702处的最高电场强度是5.5
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‑1。
122.理论上，在边缘处的电场强度可以接近无穷大(在没有表面电荷的情况下以及在无限薄的涂层或完美尖锐边缘的情况下)。然而，应当了解，为了模拟的目的，可以选择相关的计算参数，其使得能够估计粒子束装置的不同实施例的电场强度。因此，虽然电场强度的数值可能仅是说明性的，但是它们提供了比较粒子束装置的不同实施例中的电场强度降低效果的有效方法。
123.图8示出了当导电物体402和导电涂层406被保持在负电位(诸如
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1kv、
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10kv或更低)并且周围组件，即导电底座408和真空室(未示出)被保持在相对正电位(例如0v)时，图4中所示的粒子束装置400的一部分的部分800中的电气等电位线的曲线图。在导电涂层406的边缘部分420的附近地区802，等电位线显著地环绕导电涂层406的边缘部分420。等电位线在该附近地区802中高度空间集中。使用粒子束装置400，在导电涂层406的边缘部分420的附近地区802中的最高电场强度是4.3
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‑1。
124.有利地，如从图7和图8中可以看出的，通过提供导电涂层406遵循的凹槽502并且将导电涂层406的边缘部分420设置在凹槽502中，相对于在不提供凹槽502的情况下存在的电场强度(见图8)，在导电涂层406的边缘部分420的附近区域的电场强度(见图7)降低。
125.使用根据图5中所示的本发明第一实施例的粒子束装置500，边缘部分420位于电场强度相对于图4中所示的粒子束装置400降低的位置处。此外，使用根据本发明第一实施例的粒子束装置500，凹槽502的弯曲边缘(导致导电涂层406的弯曲边缘部分420)修改凹槽502附近的电场，以使得：相对于没有提供凹槽502(即，相对于粒子束装置400)，电气等电位线间隔得更远，从而指示电场强度的降低。相对于没有提供凹槽502，这些效应降低了导电涂层406的边缘部分420的附近区域的电场增强。
126.在本发明的替代实施例中，凹槽502的横截面可以是大致矩形的。凹槽502的大致矩形横截面可以具有圆形边缘。有利地，从制造的角度来看，大致矩形的凹槽502可以相对简单地形成在台体404中(例如，通过机械加工)。在本发明的替代实施例中，凹槽502的横截面可以既不是大致圆形也不是大致矩形的形状。而是，凹槽502的横截面可以是不同的形状。不管凹槽502的形状如何，导电涂层406的边缘部分420都可以被设置在凹槽502内。应当了解，在本发明的替代实施例中，提供在台体404的上表面416上的轮廓形状可以不是凹槽502的轮廓形状。而是，轮廓形状可以与台体404的大致平坦的上表面416具有任何偏差。轮廓形状可以使得轮廓形状的表面在台体404的上表面416下方。轮廓形状可以使得轮廓形状的表面在台体404的上表面416上方。台体404的上表面416之间的间隙可以很小。因此，具有在台体404的上表面416下方的表面的轮廓形状可以在使用中有利于在衬底414和导电物体402之间维持小的间隙。轮廓形状可以包括弯曲表面或边缘。在所有这样的实施例中，导电涂层406的边缘部分420可以被设置在轮廓形状上。
127.本发明的一些实施例通过提供具有在导电涂层406的边缘部分420附近的特征的台体404来降低电场增强，其中该特征包括台体404的表面上的凹槽，并且其中导电涂层406的边缘部分420被设置为与所述凹槽相邻，并且其中在凹槽内提供导体。图9和图10中示出了此类实施例的示例。
128.现在参考图9和图10描述根据本发明第二实施例的粒子束装置900。
129.图9中所示的粒子束装置900与图4中所示的粒子束装置400共享若干共同特征。将仅描述粒子束装置900和粒子束装置400之间的区别。通常与图4中所示的粒子束装置400的特征(或任何其他附图的特征)相对应的、并且可能大致相同的图9中所示的粒子束装置900的任何特征与其共享共同的附图标记。
130.图9示出了通过根据本发明实施例的粒子束装置900的一部分的横截面。除了图4的粒子束装置400的组件之外，粒子束装置900包括：凹槽902；和导体904。
131.凹槽902位于台体404的上表面416上。凹槽902可以被描述为偏离台体404的大致平坦的上表面416。凹槽902位于台体404的上表面416的外边缘和凹部412之间。凹槽902的横截面是大致矩形的。凹槽902形成围绕导电涂层406的连续通道，与图5中所示的粒子束装置500的凹槽502类似布置。然而，与图5中所示的粒子束装置500不同，导电涂层406的边缘部分420未被包含在凹槽902内。相反，导电涂层406的边缘部分420被设置为邻近凹槽902。在该实施例的变型中，导电涂层406可以延伸以使得导电涂层406的一部分被设置在凹槽902内。然而，如下所述，如果导电涂层406被提供在凹槽902内，则提供导体904可能对导体
904的附近区域的电场几乎没有影响。
132.在本发明的一个替代实施例中，凹槽902的横截面可以具有任何不同的形状，例如，凹槽902的横截面可以是大致圆形的。有利地，从制造的角度来看，大致矩形的凹槽902可以相对简单地形成在台体404中(例如，通过机械加工)。在本发明的替代实施例中，凹槽902的横截面可以既不是大致圆形也不是大致矩形的形状。
133.导体904是电导体。导体904包括圆柱形构件。构成导体904的圆柱形构件的半径以及导体904的整体比例使得导体904可以完全配合在凹槽902内。导体904被设置在凹槽902内。导体904在导电涂层406的边缘部分420处提供具有更大曲率半径的导电材料。
134.在使用中，导体904被保持在如下电位，该点位基本上等于导电涂层406和导电物体402被保持的电位。
135.由于导电物体402、导电涂层406和导体904彼此非常靠近并被保持在相同的电位，所以电气等电位线将趋向于遵循由导电物体402、导电涂层406和导体904所限定的组合系统的大致形状。在该实施例的变型中，导电涂层406可以接触导体904。电气等电位线可能与导电涂层406不接触导体904时大致相同。
136.图10示出了当导电物体402、导电涂层406和导体904被保持在负电位(诸如
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10kv或更低)并且周围组件，即导电底座408和真空室(未示出)被保持在相对正电位(例如0v)时，图9中所示的粒子束装置900的一部分的部分1000中的电气等电位线的曲线图。例如，例如与图8中所示的布置相比，在导电涂层406的边缘部分420的附近地区1002中，等电位线部分地环绕导体904并且(在当前等电位标绘分辨率下)在导电涂层406的边缘部分420处较少集中。等电位线在附近地区1002中在空间上集中。使用根据本发明第二实施例的粒子束装置900，在导电涂层406的边缘部分420的附近1002处的最高电场强度是4.6
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‑1。
137.有利地，如从图8和图10可以看出，通过在凹槽902内提供导体904，其中导体904被保持在与导电物体402和导电涂层406相同的电位，相对于其中没有提供凹槽902或导体904的布置，在导电涂层406的边缘部分420的附近地区1002中的电场强度降低。使用根据本发明第二实施例的粒子束装置900，导体904的弯曲边缘修改了导电涂层406的边缘部分420的附近区域的电场，使得相对于在凹槽902中没有提供的导体904(即，相对于图4中所示的粒子束装置400)，电气等电位线间隔得更远，从而指示降低的电场强度。
138.通过提供凹槽902，可以在靠近导电涂层406的边缘部分420处提供更大厚度的导体904。更大厚度的导体904可以在导电涂层406的边缘部分420的附近区域具有改善的电场强度降低属性。
139.替代包括圆柱形构件的导体904，导体904可以包括导线。导线可以成形为使得它可以被描述为盘绕导线。导线可以围绕与上述圆柱形构件的纵向轴线相对应的轴线缠绕。导线的相邻部分之间的间隙可能很窄。由盘绕导线所限定的大致外部形状可以对应于由上述圆柱形构件所限定的圆柱形形状。由盘绕导线所形成的导体904可以比由圆柱形构件形成的导体904(图9中所示)具有更小的质量和/或更柔韧。有利地，这可以允许更容易地组装导体904和/或允许更大范围的装配公差。由盘绕导线形成导体904可以导致电场强度的降低，这与在导体904由圆柱形构件形成(如图9中所示)的情况下所实现的电场强度降低等效。
140.应当了解，导体904可以由单片导电材料或由多片导电材料形成。由多片导电材料形成导体904制造可以更简单。从中形成导体的单片导电材料可能不包括尖锐边缘。从中形成导体的单片导电材料可以被设置为使得所述单片被定位成彼此非常靠近。
141.本发明的一些实施例通过提供具有靠近导电涂层406的边缘部分420的特征的台体404来降低电场增强，其中该特征包括覆盖台体404和导电涂层406的边缘部分420之间的相交部、并且与所述相交部相接触的绝缘材料。此类实施例的示例如图11至图14中所示。
142.现在参考图11和图12描述根据本发明第三实施例的粒子束装置1100。
143.图11中所示的粒子束装置1100与图4所示的粒子束装置400共享若干共同特征。将仅描述粒子束装置1100和粒子束装置400之间的区别。通常与图4中所示的粒子束装置400的特征(或任何其他附图的特征)相对应、并且可能大致相同的图11中所示的粒子束装置1100的任何特征与其共享共同的附图标记。
144.图11示出了通过根据本发明实施例的粒子束装置1100的部分横截面。除了图4的粒子束装置400的组件之外，粒子束装置1100包括绝缘材料1102。
145.绝缘材料1102是电绝缘体。图11中所示的绝缘材料1102的介电常数高于设置在导电物体402和台体404的上表面416之间的介质的介电常数。这种布置可能是有利的。在本实施例的变型中，绝缘材料1102的介电常数可以不高于设置在导电物体402和台体404的上表面416之间的介质的介电常数。当使用粒子束装置1100作为扫描电子显微镜系统的一部分用于检查衬底414时，设置在导电物体402和台体404的上表面416之间的介质通常是真空或低压气体。
146.绝缘材料1102被布置为使得它与台体404和导电涂层406的一部分相接触。绝缘材料1102与导电涂层406的边缘部分420相接触，以使得绝缘材料1102与台体404和导电涂层406的边缘部分420之间的相交部相接触。在该实施例中，绝缘材料1102从台体404的上表面416的周边部分、在导电涂层406的边缘部分420上方朝向台体404的上表面416的中心部分延伸。绝缘材料1102的形状因此可以被描述为具有中心大致圆形孔径的大致矩形涂层。绝缘材料1102基本上覆盖导电涂层406的边缘部分420。导电涂层406的边缘部分420因此可以仅与台体404和绝缘材料1102相接触。
147.电三结可以由导体、绝缘体和第三介质相遇的点来限定。第三介质可以是真空、低压气体或环境空气。电场增强在电三结处很明显。台体404由绝缘体形成并且导电涂层406由导体形成。在图4中所示的粒子束装置400中，在导电涂层406的边缘部分420处形成电三结426，导电涂层406、台体404和真空或低压气体在此处相遇。
148.绝缘材料1102可以被描述为封装电三结426。有利地，这可以抵消来自电三结426的电子的冷场发射。
149.绝缘材料1102的介电属性降低了图11和图12中所示的粒子束装置1100的导电涂层406的边缘部分420的附近区域的电场强度(例如，相对于图4中所示的粒子束装置400的电三结426处的电场强度)。通过提供绝缘材料1102，在图4中所示的粒子束装置400中形成的电三结426被移位以形成被移位的电三结1104。这两种效应都降低了导电涂层406的边缘处的电场增强。下面将进一步描述这些影响。
150.提供作为根据本发明第三实施例的粒子束装置1100的一部分的绝缘材料1102，覆盖了在不存在这种绝缘材料1102(见图4)的情况下将在导电涂层406的边缘部分420处形成
的电三结426，并且在另一个位置形成移位的电三结1104。绝缘材料1102有效地将形成在导电涂层406的边缘部分420处的电三结426移位到更靠近更优选位置的位置。例如，这个更优选的位置可以是电场强度比在电三结426处更弱的位置。这个更优选的位置可以比电三结426更远离导电涂层406的中心部分(即，更靠近凹槽412)，如图11和图12中所示。
151.图12示出了当导电物体402和导电涂层406被保持在负电位(诸如
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10kv或更低)并且周围组件，即导电底座408和真空室(未示出)被保持在相对正的电位(例如0v)时，图11中所示的粒子束装置1100的一部分的部分700中的电气等电位线的曲线图。在导电涂层406的边缘部分420的附近地区1202中，等电位线部分地环绕导电涂层406的边缘部分420。使用根据本发明第三实施例的粒子束装置1100，在导电涂层406的边缘部分420的附近地区1202中的最高电场强度是2.1
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107vm
‑1。然而，这种相对高的电场强度不会促进电子的冷场发射，因为导电涂层406的边缘部分420被绝缘材料1102封装。
152.在移位的电三结1104附近，不存在等电位线(在当前等电位标绘分辨率下)。因此，移位的电三结1104的位置对应于电场强度比电三结426(如图4中所示)处的电场强度更弱的区域。移位的电三结1104的位置可以对应于存在低电场或零电场的区域。由于导电涂层406和导电物体402被保持在相同的电位，在该区域中可能存在低电场或零电场。因此，将电三结移位至所述区域是有利的，因为在这些位置处可能出现低电场或零电场增强。
153.相对于在导电涂层406的边缘部分420的附近地区1202中未提供绝缘材料1102(即，相对于图4中所示的粒子束装置400)，绝缘材料1102的介电属性导致降低的电场强度。电三结仍然存在(即，导电涂层406、台体404、绝缘材料1102结)，但是形成绝缘材料1102的材料可以被选择为具有与台体404相似或更大的介电常数。这降低了导电涂层406的边缘部分420处的电场增强。因此，包括绝缘材料1102是有利的，因为电场强度被降低，导致电子冷场发射和因此产生电弧的可能性降低。
154.处理在高压装置中形成的电三结的替代的已知方法利用了在电三结处很明显的电子的冷场发射。这样的已知方法有效地提供了由绝缘材料围绕电三结但与其间隔开的布置。这种布置充当围绕电三结(通常形成为台体404的拓展和/或附加)的电子捕获器。电子捕获器被布置为靠近电三结并与其间隔开，从而创建隐藏的电三结。从隐藏的电三结发射的电子聚集在(绝缘)电子捕获器上。在电子捕获器上收集的电子改变了电三结的附近区域的电场。这些电场改变降低了进一步的电子冷场发射的可能性。
155.然而，处理在高压装置中形成的电三结的这种已知方法难以制造。
156.发明人已经意识到，在图4中所示的粒子束装置400的设置中，可以实现处理电三结的问题的新颖解决方案。根据本发明第三实施例的粒子束装置1100没有去除电三结；相反，电三结被移位到一个低电场或零电场的位置。如此，当使用粒子束装置1100时，电场强度放大(电三结的已知问题)不会造成问题。
157.现在参考图13描述根据本发明第四实施例的粒子束装置1300。
158.图13中所示的粒子束装置1300与图11中所示的粒子束装置1100共享若干共同特征。将仅描述粒子束装置1300和粒子束装置1100之间的区别。通常与图11中所示的粒子束装置1100的特征(或任何其他附图的特征)相对应、并且可能大致相同的图13中所示的粒子束装置1300的任何特征与其共享共同的附图标记。
159.图13示出了通过根据本发明实施例的粒子束装置1300的一部分的横截面。粒子束
装置1300包括绝缘材料1302。形成(粒子束装置1300的)绝缘材料1302的材料与形成(粒子束装置1100的)绝缘材料1102的材料具有相同的电属性。
160.绝缘材料1302被布置为使得它与台体404和导电涂层406相接触。绝缘材料1302与导电涂层406的边缘部分420相接触。在台体404的上表面416上提供绝缘材料1302。绝缘材料1302遵循导电涂层406的形貌进入到凹部412中。绝缘材料1302的形状因此可以被描述为大致矩形的涂层。绝缘材料1302完全覆盖导电涂层406，包括边缘部分420。导电涂层406因此仅与台体404和绝缘材料1302相接触。
161.在使用中，衬底414被设置在凹部412内的绝缘材料1302上。
162.电场增强在电三结处很明显。在图4中所示的粒子束装置400中，电三结426形成在导电涂层406的边缘部分420处，导电涂层406、台体404和真空或低压气体(设置在台体404的上表面416和导电物体402之间)在此处相遇。根据图13中所示的粒子束装置1300的绝缘材料1302的布置从系统中去除了所有这样的电三结(即，导电涂层406、台体404、真空结)。电三结仍然存在(即，导电涂层406、台体404、绝缘材料1302结)，但是形成绝缘材料1302的材料可以被选择为具有与台体404相似或更大的介电常数。这降低了导电涂层406的边缘部分420处的电场增强，导致电子冷场发射和因此产生电弧的可能性降低。
163.有利地，绝缘材料1302用于在粒子束装置1300的处理和清洁期间保护导电涂层406免受损坏。此外，导电涂层406的这种保护可以防止在导电涂层406上形成尖锐特征(例如，刮擦)，这可以形成进一步的电场放大源。
164.粒子束装置1100、1300的绝缘材料1102、1302可以具有非零电导率。电荷可以在绝缘材料1102、1302上积累。这种电荷积累可以在粒子束装置1100、1300的使用期间发生，其中导电涂层406被保持在非零电位。通过由具有非零(但相对较小)电导率的物质形成绝缘材料1102、1302，可以逐渐去除电荷积累，而不会在电三结处引起显著的电场增强。绝缘材料1102、1302可以具有合适的表面电阻以允许电荷积累可以被逐渐去除，同时将绝缘材料1102、1302中的功率耗散限制到可接受的水平。例如，绝缘材料1102、1302可以具有大约为～10
13
m
‑2量级的表面电阻。对于在深度为0.1m且周长为1m的台体404上保持在10kv量级电位的导电涂层406，这种表面电阻可以将功率耗散限制在大约1mw以下。
165.应当了解，为了防止或至少降低在电三结处的显著电场增强，粒子束装置1100、1300的绝缘材料1102、1302可以由具有与形成台体404的材料相似或更大的电属性的材料来形成。
166.将进一步了解，迄今为止描述的来自本发明实施例的特征可以彼此组合使用。例如，图5中所示的根据本发明第一实施例的粒子束装置500的特征可以与图11中所示的根据本发明第三实施例的粒子束装置1100的特征相结合，从而形成图14中所示的根据本发明第五实施例的粒子束装置1400。
167.图14示出了当导电物体402和导电涂层406被保持在负电位(诸如
‑
1kv、
‑
10kv或更低)并且周围组件，即导电底座408和真空室(未示出)被保持在相对正电位(诸如0v)时，粒子束装置400的第五实施例的电气等电位线的曲线图。在所述第五实施例中，导电涂层406的边缘部分420被提供在台体404的上表面416上的凹槽502内(如图5中所示的粒子束装置500中首次引入的那样)。此外，在导电涂层406的边缘部分420附近提供绝缘材料1102(如图11中所示的粒子束装置1100中首次引入的那样)。绝缘材料1102的边缘与导电涂层406的边
缘部分420相接触。
168.经由前面参考图7和图8描述的机制，在凹槽502内提供导电涂层406的边缘部分420相对于没有提供这个特征而言降低了电场增强。有效地，由于导电涂层406延伸到凹槽502中(并遵循凹槽502的形貌)，导电涂层406的端部420提供更大的曲率半径以供电气等电位线遵循。经由先前参考图12描述的机制，在导电涂层406的边缘部分420附近提供绝缘材料1102相对于没有提供该特征而言降低了电场增强。使用根据图14中所示的本发明第五实施例的粒子束装置1400，导电涂层406的边缘部分420的附近地区1402中的最高电场强度是2.7
×
106vm
‑1。如粒子束装置1400所示，结合分别降低导电涂层406的边缘部分420附近的电场强度的特征，与通过孤立地使用所述特征达成的电场强度降低相比，导致电场强度的更大降低。
169.本发明的实施例可以包括凹槽502，其中设置有导电涂层406的端部部分420(诸如图5和图14中所示的粒子束装置500、1400)。如上所述，凹槽502的横截面可以是大致圆形、大致矩形、或者既不是大致圆形也不是大致矩形的形状。凹槽502的横截面形状包括曲线可能是有利的。凹槽502的横截面形状不包含尖锐边缘可能是有利的。对于具有大致圆形横截面的凹槽502，这种横截面的特征在于可以是圆的分段。凹槽502具有在本发明的不同实施例中由圆的不同分段描绘的横截面。例如，图5中所示的粒子束装置500包括凹槽502，其横截面由与小于半圆相对应的圆分段描绘。图14中所示的粒子束装置1400包括凹槽502，其横截面由与大于半圆相对应的圆分段描绘。
170.应当了解，无论凹槽502的横截面如何，都可以提供或不提供绝缘材料1102。例如，粒子束装置的实施例可以包括如图14中所示的凹槽502和导电涂层406，但没有图14中所示的绝缘材料。同样，粒子束装置的实施例可以包括图5中所示的凹槽502和导电涂层406，并且还可以包括绝缘材料1102。
171.将进一步了解，可以提供多于一个的凹槽。例如，根据本发明的粒子束装置的实施例可以包括其上提供有导电涂层406的凹槽502(见图5至图7)，并且还可以包括辅助凹槽。辅助凹槽可以位于台体404的上表面416上。辅助凹槽可以被描述为偏离台体404的大致平坦的上表面416。辅助凹槽可以被描述为轮廓形状。辅助凹槽可以位于台体404的上表面416的外边缘和凹槽502之间。辅助凹槽可以被描述为围绕凹槽502。凹槽502和导电涂层406可以以与图5至图7中所示的方式基本相同的方式被成形并设置。导电涂层406可以不进入辅助凹槽。辅助凹槽可以是空的。辅助凹槽的横截面可以与凹槽502的横截面相似，或者可以与凹槽502的横截面不同。在围绕台体404的真空或低压气体与形成台体404的材料之间的介电常数通常会有差异。辅助凹槽的提供因此可以使导电涂层406和导电物体402之间的电场的一部分成形。这可以减少导电涂层406的边缘部分420的附近区域的电气等电位线的空间集中。这可以降低电场增强。模拟(例如，计算机模拟)可以被用来优化辅助凹槽的形状、尺寸和/或位置。
172.本发明的一些实施例通过形成台体404上所提供的组件之间的电连接来降低台体404的一个或多个部分的附近区域的电场增强。具体地，通过在导电涂层406和补充构件410之间；并且在补充构件410和导电底座408之间形成电连接，本发明的一些实施例降低了所述电场增强。当在导电涂层406和导电底座408上施加电压时，这些电连接降低了台体404的附近区域的电场强度。在所述实施例中，相对于在不存在所述电连接的情况下产生的电场，
在台体404的附近区域的电场降低。图15a、图15b和图15c中示出了此类实施例的示例。
173.现在分别参考图15a、图15b和图15c描述根据本发明第六、第七和第八实施例的载物台。
174.图15中所示的载物台1500a、1500b、1500c与其他图中所示的载物台422共享若干共同特征。载物台1500a、1500b、1500c可以形成粒子束装置的一部分。载物台1500a、1500b、1500c可以对应于形成图1中所示的定位设备180的一部分的载物台。载物台1500a、1500b、1500c可以以类似于粒子束装置400、500、900、1100、1300、1400的导电物体402和载物台422的布置方式而被设置在导电物体附近。下面将仅描述载物台1500a、1500b、1500c与先前附图的载物台422之间的差异。通常与任何其他附图中所示的载物台422的特征相对应的、并且可能大致相同的图15中所示的载物台1500a、1500b、1500c的任何特征与其共享共同的附图标记。
175.图15a示出了载物台1500a的一部分424(见图4)的横截面。导电涂层406和导电底座408可以被描述为导电构件1502。
176.补充构件410被提供在台体404的上表面416和台体404的下表面418之间的台体404的表面上。补充构件410因此可以被描述为被提供在导电构件1502之间的台体404的表面上。导电构件1502之间的台体404的这个表面可以被描述为侧表面1504。补充构件410延伸以覆盖台体404的大部分侧表面1504。
177.在图15a中所示的载物台1500a中，导电涂层406延伸超过台体404的上表面416的边缘。导电涂层406的边缘被成形为使得导电涂层406的所述边缘与补充构件410相接触。类似地，导电底座408延伸超过台体404的下表面418的边缘。导电底座408的边缘被成形为使得导电底座408的所述边缘与补充构件410相接触。
178.台体404的所述侧表面1504可以被描述为被导电涂层406、导电底座408和补充构件410的组合所覆盖。与补充构件410相接触的导电涂层406的边缘与补充构件410部分重叠。与补充构件410相接触的导电底座408的边缘与补充构件410部分重叠。这些重叠可以在导电涂层406、补充构件410和导电底座408之间产生良好的电接触。
179.如上所述，在使用中，导电涂层406通常被保持在大的负电位(诸如
‑
10kv)并且导电底座408通常被保持在地电位或中电位(诸如0v)。因此，在使用中，在导电构件1502之间存在电位差。通过在两个导电构件1502中的每一个和补充构件410之间形成电连接，两个导电构件1502之间的整个电位差被施加到补充构件410上。结果，在台体404的侧表面1504上提供了电位梯度。
180.发明人已经认识到，在两个导电构件1502中的每一个与补充构件410之间没有形成电连接的情况下(诸如在图4中所示的粒子束装置400中)，补充构件410相对于台体404的低电阻导致两个导电构件1502之间的电位的空间集中下降。电位的这种空间集中下降导致在台体404的附近区域的电场增强，特别是在区域428中的电场增强(见图4)。特别地，在图4中所示的粒子束装置400中，电位的空间集中下降导致靠近台体404的侧表面1504的未被补充构件410覆盖的部分428的电场增强。
181.有利地，图15a中所示的根据本发明第六实施例的载物台1500a提供了导电涂层406和补充构件410之间、以及补充构件410和导电底座408之间的电连接。因此，沿着台体404的侧表面1504的电位下降不被集中在空间受限的区域中。因此防止了在台体404的侧表
面1504处的电场增强，其将存在于例如图4中所示的粒子束装置400中。在使用中，小而非零的电流可以在导电涂层406和导电底座408之间流动。所述电流可以取决于导电涂层406和导电底座408之间的电压差，以及取决于补充构件410的电阻率。
182.图15b和图15c示出了图15a中所示的载物台1500aa的变型，其定义了本发明的第七和第八实施例。图15b和图15c中所示的载物台1500b、1500c，以与图15a中所示的载物台1500a类似的布置，在导电涂层406和补充构件410之间；并且在补充构件410和导电底座408之间形成电连接。图15b和图15c图示出了如何实现所述电连接的形成的变型。经由与上面参照图15a的载物台1500a描述的那些相同的机制来防止靠近台体404的电场增强。
183.现在参考图15b描述根据本发明第七实施例的载物台1500b。导电涂层406和补充构件410之间存在电连接。补充构件410和导电底座408之间存在电连接。这些电连接相对于图4中所示的粒子束装置400的载物台422，通过延伸导电涂层406、导电底座408和补充构件410的一个或多个尺寸来形成。
184.在图15b中所示的载物台1500b中，导电涂层406延伸以使得其与台体404的侧表面1504相邻。导电底座408延伸以使得其与台体404的侧表面1504相邻。补充构件410延伸以与导电涂层406和导电底座408相接触。
185.与补充构件410相接触的导电涂层406的边缘与补充构件410存在重叠。与补充构件410相接触的导电底座408的边缘与补充构件410存在重叠。这些重叠可以在导电涂层406、补充构件410和导电底座408之间产生良好的电接触。
186.载物台1500a、1500b可以被描述为根据本发明的实施例，其中两个导电构件1502中的每一个与补充构件410之间的电连接通过导电构件1502和补充构件410之间的直接接触来形成。备选地，在本发明的其他实施例中，与两个导电构件1502中的每一个与补充构件410之间的电连接经由提供单独的导电构件1506a、1506b而形成。
187.现在参考图15c描述根据本发明第八实施例的载物台1500c。导电涂层406和补充构件410之间存在电连接。补充构件410和导电底座408之间存在电连接。这些电连接相对于图4中所示的粒子束装置400，通过提供导电构件1502中的每一个与补充构件410之间的导电构件1506a、1506b来形成。
188.导电构件1506a被提供在导电涂层406和补充构件410之间，以使得导电构件1506a与导电涂层406和补充构件410相接触。导电构件1506b被提供在导电底座408和补充构件410之间，以使得导电构件1506b与导电底座408和补充构件410相接触。导电构件1506a、1506b由作为电导体的材料形成。导电构件1506a、1506b可以被成形为使得它们不会增加载物台1500c的整体尺寸。
189.在任何载物台1500a、1500b、1500c中，可能需要延伸补充构件410以尽可能多地覆盖台体404的侧表面1504。这提供了更大物理距离，在该物理距离上导电构件1502之间的电位可以下降。有利地，这可以在台体404的侧表面1504的附近区域产生更低的电场强度。
190.在载物台1500a、1500b、1500c中的任一个中，导电涂层406和补充构件410之间、以及在补充构件410和导电底座408之间的电接触，可以大致上跨补充构件410和导电涂层406的每个边缘的整体和/或跨导电底座408和补充构件410的每个边缘的整体来进行。备选地，导电涂层406和补充构件410之间以及在补充构件410和导电底座208之间的电接触，可以仅在对应边缘的一个或多个部分处进行。
191.补充构件410的电阻可以具有下限。这可以限制通过补充构件410流入的电流。这可能对于防止加热补充构件410和/或台体404是有用的。
192.在载物台1500a、1500b、1500c中的任一个中，补充构件410和导电构件1502之间的电接触可以大致上跨补充构件410和/或导电构件1502的整个边缘进行。备选地，补充构件410和导电构件1502之间的电接触可以仅在补充构件410和/或导电构件1502的边缘的一个或多个部分处进行。有利地，跨补充构件410和/或电导构件1502的整个边缘、在补充构件410和导电构件1502之间形成电连接，可以导致导电构件1502和补充构件410之间的良好电连接。此外，这样的布置可以导致在其上设置有补充构件410的台体404的表面上的电位下降，该电位下降未集中在空间有限的区域中。这可能导致电场增强降低。
193.另外的实施例可以在以下条款中描述：
194.1.一种粒子束装置，包括：
195.导电物体；和
196.载物台，被配置为支撑物体，该载物台包括：
197.台体；和
198.导电涂层，被提供在台体的表面的至少一部分上；
199.其中导电物体被布置为使得导电物体的至少一部分面向导电涂层，并且其中台体在导电涂层的边缘部分处或在导电涂层的边缘部分附近提供有如下特征，该特征被布置为当电压被施加到导电物体和导电涂层两者时，降低边缘部分的附近区域的电场强度。
200.2.根据条款1所述的粒子束装置，其中该特征包括在台体的表面上的轮廓形状，其中所述轮廓形状具有位于导电涂层的主平面之外的组成部分，并且其中导电涂层的边缘部分被设置在所述轮廓形状上。
201.3.根据条款2所述的粒子束装置，其中导电物体与位于导电涂层的主平面之外的轮廓形状的组成部分之间的距离，大于导电物体与导电涂层的主平面之间的距离。
202.4.根据条款3所述的粒子束装置，其中轮廓形状包括凹槽。
203.5.根据条款4所述的粒子束装置，其中凹槽包括作为圆的分段的横截面。
204.6.根据条款4所述的粒子束装置，其中所述凹槽包括具有圆形边缘的大致矩形的横截面。
205.7.根据条款2至6中任一项所述的粒子束装置，其中轮廓形状包括弯曲的表面或边缘。
206.8.根据条款1所述的粒子束装置，其中该特征包括在台体的表面上的凹槽，并且其中导电涂层的边缘部分被设置在凹槽处或凹槽附近，并且其中在凹槽内提供导体。
207.9.根据条款4至条款8中任一项所述的粒子束装置，其中该特征包括提供在台体的表面上的辅助凹槽。
208.10.根据前述条款中任一项所述的粒子束装置，其中该特征包括覆盖台体和导电涂层的边缘部分之间的相交部的绝缘材料。
209.11.根据条款10所述的粒子束装置，其中绝缘材料基本上覆盖整个导电涂层。
210.12.根据条款10所述的粒子束装置，其中绝缘材料仅覆盖所述导电涂层的一部分。
211.13.根据条款10至条款12中任一项所述的粒子束装置，其中绝缘材料与在台体和导电涂层的边缘部分之间的一个或多个相交部相接触。
212.14.当从属于条款12时，根据条款13所述的粒子束装置，其中在台体和导电涂层的边缘部分与环境之间的相交部处的电三结被绝缘材料移位到如下区域，该区域中的电场强度低于在移位之前的电三结的边缘部分的区域中的电场强度。
213.15.根据条款10至14中任一项所述的粒子束装置，其中台体和导电涂层的边缘部分之间的所有相交部都被所述绝缘材料覆盖。
214.16.根据条款10至15中任一项所述的粒子束装置，其中绝缘材料具有电导率，以使得在使用中，有限电流可以流过绝缘材料。
215.17.根据条款10至16中任一项所述的粒子束装置，其中绝缘材料的介电常数大于台体的介电常数。
216.18.根据前述条款中任一项所述的粒子束装置，其中粒子束装置是电子束装置、扫描电子显微镜、电子束直写器、电子束投影光刻装置、电子束检查装置、电子束缺陷验证装置或电子束量测装置。
217.19.一种载物台，用于在根据前述条款中任一项所述的粒子束装置中。
218.20.一种被配置为支撑物体的载物台，包括：
219.台体；
220.第一导电构件，被提供在台体的表面上；
221.第二导电构件，被提供在台体的表面上或在台体内；和
222.补充构件，该补充构件具有比台体的电阻更低的电阻；
223.其中该补充构件被设置在台体的表面上，以使得该补充构件在第一导电构件和第二导电构件之间延伸，并且其中在第一导电构件和第二导电构件中的每一个与补充构件之间形成电连接。
224.21.根据条款20所述的载物台，其中补充构件与两个导电构件中的每一个之间的电连接，通过导电构件中的一个或多个与补充构件之间的直接接触来形成。
225.22.根据条款20所述的载物台，其中补充构件与两个导电构件中的每一个之间的电连接经由提供单独的导电部分来形成。
226.23.根据条款20至条款22中任一项所述的载物台，其中载物台适用于在电子束装置、扫描电子显微镜、电子束直写器、电子束投影光刻装置、电子束检查装置、电子束缺陷验证装置或电子束量测装置中。
227.24.根据条款20至条款23中任一项所述的载物台，其中第一导电构件作为台体上的涂层而被提供。
228.25.根据条款20至条款24中任一项所述的载物台，其中第二导电构件作为台体上的涂层而被提供。
229.26.根据条款20至条款25中任一项所述的载物台，其中补充构件是提供在台体的表面上的镜面。
230.27.根据条款20至条款25中任一项所述的载物台，其中补充构件作为台体上的镜面涂层而被提供。
231.28.根据条款10所述的粒子束装置，其中台体和绝缘材料的边缘部分之间的相交部被布置如下区域中，在该区域中电场强度低于在台体和导电涂层的边缘部分之间的相交部的区域中的电场强度。
232.在描述本公开中所述的粒子束装置和载物台的功能行为时，已经给出了特定电压。应当了解，这些电压仅作为示例而被给出并且不旨在进行限制。例如，导电物体402和导电涂层406已被描述为被保持在
‑
1kv、
‑
10kv或更低的电位，并且导电底座408和真空室已被描述为被保持在0v。导电物体402和导电涂层406可以被保持在任何较大负电位，诸如
‑
80kv。导电底座408和真空室可以备选地被保持在相对于导电物体402和导电涂层406被保持在的电压而言为正的电压，诸如
‑
40kv。
233.在描述本公开中所述的粒子束装置和载物台的布置时已经给出了具体的形状。应当了解，这些形状仅作为示例而被给出并且不旨在进行限制。例如，台体404和导电物体402已被描述为是大致立方体的。台体404可以备选地是大致梯形的，可以包括一个或多个中空部分，和/或可以包括弯曲边缘。在实践中，台体404的顶表面416通常被选择为平坦的。导电物体402可以备选地包括共同构成导电物体402的多个构件。所述多个构件可以具有非平凡的形状。所述多个构件可以重叠或者可以被放置为在它们之间具有通常很小的间隙。所述多个构件可以处于不同的高度(在衬底414之上)。
234.在描述组件的相对布置时已经给出了具体的取向。应当了解，这些取向仅作为示例而被给出并且不旨在进行限制。例如，定位设备180的xy台架已被描述为可操作来将物体定位在基本上水平的平面中。定位设备180的xy台架可以备选地可操作来将物体定位在垂直平面或倾斜平面中。组件的取向可以与本文所述的取向不同，同时维持所述组件的预期功能效果。
235.尽管在本文中可以对光刻装置在ic制造中的使用进行具体参考，但是应当理解，本文描述的光刻装置可以具有其他应用。可能的其他应用包括制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头等。
236.尽管在本文中可以在光刻装置的上下文中对本发明的实施例进行具体参考，但是本发明的实施例可以被用于其他装置中。本发明的实施例可以形成掩模检查装置、量测装置或测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案化设备)之类的物体的任何装置的一部分。这些装置通常可以被称为光刻工具。这种光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
237.虽然上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，可以以不同于所描述的方式来实践本发明。以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离下面阐述的权利要求的范围的情况下可以对本发明进行如所描述的修改。