[发明专利]高压屏蔽装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序所定义的高压屏蔽设计，具体源自于在现代带电粒子光刻系统中应用已知的高压技术的愿望和需求。

主要在高压工程领域遇到这些屏蔽设计。在已知的结构中，通常通过以特定的和相当大的距离间隔设置电路的正极和负极以防止电击穿。在其它的方案中，放电路径被延长了，例如，通过在所述路径中提供波动或其它类型的不平整。

实践中已知类型的解决方案导致庞大的结构和/或复杂的结构。这在技术密集型领域尤其突出，并因此产生了非常不希望的光刻的成本和资本密集型环境。因此，本发明的一个目的是实现相当小的空间消耗和/或相对简单的屏蔽设计，特别是使高压部件能够在光刻环境中应用，更具体地在带电粒子光刻机器内部应用。

背景技术

这样的屏蔽设计特别适于(但不限于)用在带电粒子束投影系统中用以无掩模光刻。该系统一般是已知的，并由于缺少使用、改变和安装掩模的的必要性而具有按需制造和可能较低的工具成本的优点。该系统的一个例子，被公开在WO 2007/013802中，包括在真空室中操作的带电粒子柱以及带电粒子源，所述带电粒子源包括带电粒子提取装置，用于从所述所提取的带电粒子创建多个平行小射束的装置，包括电极和多个静电透镜结构。该静电透镜用于聚焦和消除小射束的目的，其中消除是通过偏转一个或多重的这种带电离子束以防止该粒子束或多重小射束到达目标(例如晶片)来实现的。为了实现基于计算机的图像图案被投影到所述目标上的最终部分，未被消除的小射束在最后一组静电透镜处被投影到所述目标上。

所述带电粒子柱也需要多重电引线向该粒子柱馈电以提供信号接入。为了向真空室提供所述信号接入，一般必须提供馈电通道，该馈电通道使所述电引线通过真空室壁以在真空室和外部环境之间提供电耦接。可能需要所述电引线以提供和维持高压信号。

在使用了通常高于1kV的电位的高压的地方，大体上必须提供充分的电绝缘和屏蔽以防止高压信号电击穿或导致电子蠕变的发生。

当正极和负极之间的电位足够高，以致于所产生的电场导致从一个电极到另一个电极的通过隔离这些电极的空间的放电，这就发生了电击穿。

当各个电子跨正极和负极之间的表面迁移时发生电子蠕变，所述电子被从负极上高效地抽取。随着电位增加到更高的值或当金属部件非常薄时，该效应变得更加明显，例如当使用了导电涂覆层的情形下。

当发生了电场增强时，由于该电场的几何构造的效应，这些两种现象都更有可能发生。在电场和相应的电场线或等压线被规范地均衡间隔的地方，产生了恒定和统一的电场强度，在电场几何形状中的畸变(例如由凸出或尖锐边缘所导致的)有效地将等压线推在一起，局部地增加了电场强度。该所增加的电场强度将增加电击穿和电子蠕变的概率。在一个典型的应用中，该电场可达10kV/mm，而在某些高性能带电粒子应用系统中将发生高达30kV/mm的电场强度。

为了防止前面所提到的现象的发生，通常在两极之间保持足够大的距离以防止电击穿，这意味着这样的屏蔽设计本质上具有大的尺寸。在以平面样式间隔开所述电极时，该尺寸的劣势可能很明显并且导致大的直径，这意味着例如在真空室中的端口需要比所期望的更大。可选地，这样的屏蔽设计能够垂直于平面间隔所述电极，导致所述屏蔽所占的体积增加。

可从US4231003中了解到这样实际体现的屏蔽设计，其中公开了同轴的真空馈电通道。该已知的馈电通道包括：具有一个真空端和一个大气端以连接外部和内部引线的第一圆形金属棒。金属针被第一陶瓷圆柱体封闭，该第一陶瓷圆柱体再以气密的方式被第一金属圆柱体封闭。第二陶瓷圆柱体封闭该第一金属圆柱体。第二金属圆柱体气密地封闭第二陶瓷圆柱体并且被气密地固定到真空腔。在这种方式下，为一个引线提供了馈电通道，同时保持了真空密封并在真空腔和该电信号之间提供了电绝缘。

在高压隔离的另一个领域，US7045794描述了防止电击穿的叠层透镜结构和使用该透镜结构的方法。在该叠层透镜结构中，其包括导电层和在导电层之间的绝缘层，在电击穿可能发生的表面上制作凹槽以增加击穿路径的长度。此外，可在所述凹槽中形成锯齿状以进一步地增加该表面击穿路径长度。在另一个实施例中，用断流器形成了硅透镜。该方案依赖于该表面击穿路径的长度的增加。

从例如US5117117和US4176901中可获知其它的屏蔽设计。

发明内容