專利名稱：控制多微柱中的電子束的方法以及使用所述方法的多微柱的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于控制多微柱中的電子束的方法，并且尤其涉及一種用于控制從多微柱的電子發(fā)射器發(fā)射的電子束的方法。而且，本發(fā)明涉及能夠使用所述控制方法的多微柱。
背景技術：
傳統(tǒng)的微柱可以認為是通過使用在例如陰極射線管(CRT)、掃描電子顯微鏡、電子束光刻設備等設備中控制電子束的原理對電子柱體進行微型化的高效率的微小電子柱體。盡管傳統(tǒng)上僅開發(fā)了單微柱，但是對多微柱的需求以及制造單微柱結(jié)合類型的多微柱和晶圓類型的多微柱的可能性是顯然的。
在微柱中，電子束通常通過電子發(fā)射器產(chǎn)生、通過各種透鏡發(fā)射并且通過偏轉(zhuǎn)器進行偏轉(zhuǎn)。在現(xiàn)有的單微柱中，通過在各個透鏡系統(tǒng)或者偏轉(zhuǎn)器中施加單獨的電壓而控制電子束。在韓國專利申請No.2003-66003中公開了單微柱結(jié)構(gòu)的一個示例并且示于圖1中。參考圖1，單微柱10基本上由電子發(fā)射器(未圖示)、源頭透鏡13、偏轉(zhuǎn)器15以及聚焦透鏡16組成。而且，單微柱10包括用于支撐電子發(fā)射器的電子發(fā)射器固定器11、用于容納源頭透鏡13的固定器底座12、用于容納偏轉(zhuǎn)器15的柱體底座14，用于容納聚焦透鏡16的以及透鏡板17。
對單微柱中的單個電子束的控制已進行了充分地研究。然而，在多微柱情況下，如何集成多個單微柱并且如何控制電子束的問題尚待解決。換言之，如何控制多個單微柱的問題仍尚待解決。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明的一個目標是提供一種用于在多微柱中控制電子束的方法，該方法能夠從多個單元微柱中每一個的各個電子發(fā)射器發(fā)射電子以形成電子束，并且有效控制所述電子束以簡單而有效的控制所述多微柱。
本發(fā)明的另一個目標是提供一種晶圓類型的多微柱，對該晶圓類型多微柱可以應用上述方法。
本發(fā)明的又一個目標是提供一種結(jié)合晶圓類型多微柱和傳統(tǒng)多微柱的混合多微柱，對該混合多微柱可以應用上述方法。
技術解決方案本發(fā)明的一個典型實施例提供了一種用于在多微柱中控制電子束的方法，其中用于發(fā)射電子以形成并且控制電子束的單元微柱排列為n×m的矩陣。所述方法包括使用從如下方法中選擇的方法選擇性地控制各個電子發(fā)射器和電子透鏡的步驟，這些方法包括第一類型，對單元微柱的電子穿過的所有孔徑或者所有電子發(fā)射器施加單個電壓，第二類型，對各個單元微柱(孔徑或者電子發(fā)射器)施加電壓，第三類型，對每個單元微柱的各個相同方向(坐標)的電極施加相同電壓，以及第四類型，對各個單元微柱和電極(方向或者坐標)施加電壓；根據(jù)第一或者第二類型施加電壓給各個電子發(fā)射器和透鏡的各個吸引器以引起發(fā)射和電子流的步驟；以及根據(jù)第三或者第四類型施加電壓以偏轉(zhuǎn)電子束的步驟。
本發(fā)明的另一個典型實施例提供了一種具有單元微柱的多微柱，所述單元微柱包括電子發(fā)射器和至少一個透鏡，并且排列為n×m的矩陣。所述多微柱的特征在于根據(jù)從如下方法中選擇的方法選擇性地構(gòu)建各個電子發(fā)射器和各個電子透鏡，這些方法包括第一類型，對單元微柱的電子穿過的所有孔徑或者所有電子發(fā)射器施加單個電壓，第二類型，對各個單元微柱(孔徑或者電子發(fā)射器)施加電壓，第三類型，對每個單元微柱的各個相同方向(坐標)的電極施加相同電壓，以及第四類型，對各個單元微柱和電極(方向或者坐標)施加電壓；以及根據(jù)第一或者第二類型施加電壓給各個電子發(fā)射器或者透鏡的各個吸引器以引起發(fā)射和電子流。
在多微柱的配置中，電子發(fā)射器、源頭透鏡、偏轉(zhuǎn)器以及聚焦透鏡通常以該順序排列。聚焦透鏡可以設置在偏轉(zhuǎn)器之前。而且，聚焦透鏡和偏轉(zhuǎn)器可以結(jié)合在一起。換言之，包含源頭透鏡和/或聚焦透鏡在內(nèi)的透鏡以及偏轉(zhuǎn)器的排列可以根據(jù)需要而改變。
通常的，多微柱由組件組成，以通過施加電壓到電子發(fā)射器產(chǎn)生電子的方式形成電子束，并且根據(jù)需要控制電子束的強度(電流)和方向。特別的，由于電子發(fā)射器和源頭透鏡的吸引器之間的電勢差而從各個電子發(fā)射器發(fā)射出電子。發(fā)射電子通過穿過源頭透鏡而形成電子束，并且形成的電子束被偏轉(zhuǎn)和/或聚焦。對此，電子束的量、方向等被控制。通過這種方式多微柱被驅(qū)動。
根據(jù)在多微柱中形成并且控制電子束的方法，通常從電子發(fā)射器發(fā)射電子，僅有必需的小部分發(fā)射電子形成電子束，并且形成的電子束根據(jù)需要被偏轉(zhuǎn)并且聚焦在樣本上。對此，多微柱通常由用于發(fā)射電子的電子發(fā)射器、用于將從電子發(fā)射器發(fā)射的電子形成為電子束的源頭透鏡、用于偏轉(zhuǎn)電子束的偏轉(zhuǎn)器、以及用于將偏轉(zhuǎn)的電子束聚焦到目標樣本上的聚焦透鏡組成。當然，可以構(gòu)建具有上述功能的不同類型的多微柱，但是該多微柱仍將包括被形成并且聚焦到樣本上的電子束。組成微柱的各個透鏡或者偏轉(zhuǎn)器可以根據(jù)需要而選擇。
根據(jù)本發(fā)明的用于在多微柱中控制電子束的方法被設計為以各種方式施加電壓給電子發(fā)射器和透鏡從而控制各個電子束的形成、電流以及傳播。換言之，基于各個部分的特性按照盡可能簡單的方式施加電壓給需要被控制的各個部分，從而有效控制電子束。多微柱是通過組合單元微柱而形成的，各個單元微柱對應于現(xiàn)有的單微柱。各個單元微柱的組件等同于或者充分類似于現(xiàn)有的單微柱。換言之，本發(fā)明的多微柱的各個組件，例如電子發(fā)射器、電子透鏡和偏轉(zhuǎn)器，具有基于在現(xiàn)有文獻和相關專利中公開的傳統(tǒng)單微柱的工作原理的基本工作原理。關于此原理的文獻包括E.Kratschmer等人提出的“An Electron Beam Microcolumn With Improved Resolution，Beam Current，and Stability”(J.Vac.Sci.Technol.B13(6)，pp.2498-2503，1995)，以及“Experimental Evaluation of a 20×20mm Footprint Microcolumn”(J.Vac.Sci.Technol.B14(6)，pp.3792-3796，1996)。相關專利包括US6,297,584，US6,281,508，以及US6,195,214。
多微柱可以由多個單微柱串聯(lián)或并聯(lián)排列的單柱體模塊(SCM)組成，或者由兩個或更多標準化的單片集成的柱體模塊(MCMs)，即采用2×1或者2×2作為一組的微柱組成。此外，還存在由晶圓級的柱體模塊(WCM)組成的多柱結(jié)構(gòu)，其中一片晶圓作為柱體的透鏡部分。
在T.H.P.Chang等人的“Electron Beam Microcolumns for Lithography andRelated Applications”(J.Vac.Sci.Technol.B14，pp.3774-3781，1996)中公開了這種基本概念。
另一種模式為混合多模式，其中一個或者多個柱體可以通過SCM、MCM或者WCM設置在一起，并且微柱的某些透鏡部件可以采用SCM、MCM或者WCM。基本實驗結(jié)果公開在以下論文中Ho-Seob KIM等人的“Multi-Beam Microcolumns Based on Arrayed SCM and WCM”(Journal of theKorean Physical Society，Vol.45，No.5，pp.1214-1217，2004)，Ho-Seob KIM等人的“Microelectronic Engineering”(pp.78-79，pp.55-61，2005)，以及“ArrayedMicrocolumn Operation With a Wafer-Scale Einzel Lens.”。
根據(jù)本發(fā)明的用于在多微柱中控制電子束的方法被設計為共同或者單獨的控制各個單元微柱的組件，例如電子發(fā)射器、電子透鏡以及偏轉(zhuǎn)器，從而有效控制整個多微柱的電子束。
根據(jù)本發(fā)明的用于控制電子束的方法可以應用到各種多微柱，例如成組使用現(xiàn)有的單微柱、使用晶圓類型多微柱以及結(jié)合晶圓類型多微柱和現(xiàn)有單微柱的混合多微柱。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的用于控制電子束的方法可以在任何多微柱中使用，但是為了更容易理解本發(fā)明，下面參考附圖來描述控制晶圓類型多微柱的基本組件的電子發(fā)射器、包含吸引器的源頭透鏡、偏轉(zhuǎn)器以及聚焦透鏡的方法。在圖2至圖5中，描述了由四個單元微柱組成的多微柱。然而，單元微柱的數(shù)量可以變化，只要具有兩個或以上并且可以同樣應用所述控制方法的原理即可。
首先，簡要描述根據(jù)本發(fā)明的在多微柱中控制電子束的原理。
對所有電子發(fā)射器均施加相同的電壓。如圖6所示，在晶圓類型微柱中，各個電子發(fā)射器形成為一層并且被施加相同電壓。換言之，設置預定電壓，并且施加一種電壓到所有電子發(fā)射器。同時，現(xiàn)有的微柱被布線并且被控制以使得所有電子發(fā)射器被施加相同的電壓。在此情況下，盡管施加了相同電壓，但是從電子發(fā)射器發(fā)射的電子束的強度和方向可能不同。
因此，吸引器控制從各個電子發(fā)射器發(fā)射的電子，并且所需電子束的量和方向也需要控制。因此，另外施加單獨電壓從而獨立地控制各個吸引器。施加給各個電子發(fā)射器和/或各個吸引器的電壓可以通過檢查最終從各個單元微柱發(fā)射的電子束電流(穿過各個透鏡和偏轉(zhuǎn)器的最終電流)而確定。這可以通過現(xiàn)有單微柱的控制方法而執(zhí)行。例如，當在預定單元微柱中使用的電子束電流低于預設參考值時，通常對電子發(fā)射器額外的施加負電壓以發(fā)射電子。因此，并不影響在吸引器額外的施加正電壓。如果一個電子束電流遠大于其他電流，則將更低的正電壓(或者更高的負電壓)施加給對應的吸引器。特別的，各個電子束的電流是在多微柱中測量的，最低的正電壓(或者最高的負電壓)被施加給電子束電流最大的單元微柱的吸引器，并且相對高的正電壓(或者低的負電壓)被施加給其他吸引器。
該方法的優(yōu)點在于單元微柱的各個電子束的能量可以控制為均等地到達樣本。電子束可以通過所述方法的相反關系來控制。詳細來說，由于各個電子發(fā)射器的電子發(fā)射是由于電子發(fā)射器和吸引器之間的電勢差導致的，電子發(fā)射器被單獨控制并且吸引器被共同控制。而且，當一個或者多個電子控制電極層被添加到與吸引器一起時，通過加速和限制電子，提高各個電子束、探測束電流等等的效率和分辨率是可能的。
并且，被包含吸引器的源頭透鏡控制的電子束分別被偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)。所述偏轉(zhuǎn)依賴于多微柱的使用而被不同的控制。根本的，各個單元偏轉(zhuǎn)器具有多個電極。通過對各個電極施加單獨電壓而在所需方向上偏轉(zhuǎn)電子束。因此，在偏轉(zhuǎn)器中，如果四個偏轉(zhuǎn)器中的每一個偏轉(zhuǎn)器具有四個電極，則總共施加16個不同的電壓。然而，當施加不同電壓給所有電極難以控制時，當多微柱的電子束的控制并不精確時，當對各個預設坐標等同地執(zhí)行掃描時，或者當上述幾者結(jié)合時，在各個單元坐標施加相同的電壓，從而將整個電子束控制在相同的方向。因此，待控制的目標的數(shù)量可以輕而易舉地降低。在此情況下，待控制的電壓數(shù)量與單元坐標的數(shù)量相同。
與偏轉(zhuǎn)無關的其他單元透鏡可以不具有單獨電極，通過施加相同電壓來控制電子束。
有益效果根據(jù)本發(fā)明的在多微柱中控制電子束的方法能夠簡單而容易地控制多微柱的電子束。并且，根據(jù)本發(fā)明的多微柱允許有效地執(zhí)行所述控制方法。


圖1為傳統(tǒng)的單微柱的分解透視圖；
圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明的第一類型的多微柱的電子束控制層的平面圖；圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明的第二類型的多微柱的電子束控制層的平面圖；圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明的第三類型的多微柱的電子束控制層的平面圖；圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明的第四類型的多微柱的電子束控制層的平面圖；圖6為顯示根據(jù)本發(fā)明的多微柱中的電子束的控制的截面圖；圖7為顯示根據(jù)本發(fā)明的多微柱的晶圓類型電子發(fā)射器層的示意透視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明的復雜多微柱的局部的示意透視圖；圖9為顯示根據(jù)本發(fā)明的第二類型的另一個控制層的實例的平面圖；圖10為顯示根據(jù)本發(fā)明的第三和/或第四類型的另一個控制層的實例的平面圖；圖11A和圖11B為顯示根據(jù)本發(fā)明的多微柱的工作的典型實施例的概念圖；圖12A和圖12B為顯示根據(jù)本發(fā)明的多微柱的工作的另一個典型實施例的概念圖；圖13A和圖13B為顯示根據(jù)本發(fā)明的多微柱的一個典型實施例的分解透視圖。
具體實施例方式
下面詳細描述根據(jù)本發(fā)明典型實施例的多微柱中的電子束的精確控制。
圖2至圖5顯示了支持應用根據(jù)本發(fā)明的用于在多微柱中控制電子束的方法的典型實施例，其中根據(jù)電壓施加方法對各個晶圓類型電子透鏡或者偏轉(zhuǎn)器進行分類。
在第一類型中，單個電壓被施加給電子穿過的孔徑或者各個單元微柱的電子發(fā)射器。如圖2所示，單個電壓被施加給所有的層。當單個電壓從外部被施加給連接22時，相同電壓被施加給各個單元微柱的組件，例如透鏡孔徑。
在第二類型中，不同的電壓被施加給各個孔徑或者各個單元微柱的電子發(fā)射器。如圖3所示，不同電壓被施加給各層的各個單元微柱的組件(孔徑或者電子發(fā)射器)。不同電壓從外部被施加給電極32。
在第三類型中，相同的電壓被施加給孔徑或者各個單元微柱的電子發(fā)射器的各個相同方向(坐標)的電極。如圖4所示，在對應于各層的各個單元微柱的各個組件(孔徑)的坐標處的電極施加相同電壓。因此，施加的單獨控制電壓對應于受控制的坐標的數(shù)量而與單元微柱的數(shù)量無關。
在第四類型中，施加不同電壓給各個孔徑(或者電子發(fā)射器)和各個單元微柱的各個電極(方向或者坐標)。如圖5所示，對在各個坐標的各層的各個單元微柱的各個組件(孔徑)提供電極，并且對各個孔徑的電極施加不同電壓，從而單獨控制各個單元微柱中的電子束。因此，可以單獨施加對應于單元微柱的數(shù)量和受控坐標的數(shù)量的乘積的控制電壓。
單元微柱的透鏡具有至少一個具有一個孔的層。所述孔具有一定形狀以確定所發(fā)射波束的形狀，并且通常為圓形。可替換地，所述孔可以具有多邊形形狀，例如三角形、矩形等等。另外，所述孔可以具有字符形狀，例如L、D等等，以及特別的符號等等。具有該形狀的孔在偏轉(zhuǎn)前或后和/或偏轉(zhuǎn)中在層中定位，從而為電子束定形。
按照第一類型電壓被施加給各個單元電子發(fā)射器，并且按照第二類型單獨的電壓被施加給源頭透鏡的各個吸引器，反之亦然。這樣，可以從電子發(fā)射器發(fā)射電子束。
當施加給電子發(fā)射器時，電壓被施加給上述的源頭透鏡的各個單元吸引器，從而使得從各個單元微柱發(fā)射的電子束的電流恒定。對此，在各個單元微柱的吸引器處檢查電子束電流并且反饋，從而可以確定施加給各個單元吸引器的電壓。電子束電流可以在吸引器中以及附加的電極層中控制。另外，電子束電流可以使用與現(xiàn)有單微柱中相同的方法來檢查和補償。當需要不同的能量或者電子束電流時，基于預設數(shù)據(jù)的相對電壓或者預設電壓可以施加到各個單元吸引器。當按照第二類型施加給電子發(fā)射器時，僅需控制施加給各個單元電子發(fā)射器的電壓，而不需要控制施加給各個吸引器的電壓?？商鎿Q地，電壓可以按照第二類型同時施加給電子發(fā)射器和吸引器。
穿過各個單元吸引器的電子束具有預設強度。因此，可以按照第一類型施加相同電壓給各個透鏡層，從而精確控制源頭透鏡的其他透鏡層所需的電子束的形狀、電流和/或能量。當然，可以施加不同電壓給各個透鏡層，并且各個透鏡層可以控制為第二類型。然而，易于將各個透鏡層控制為第一類型。因此，當源頭透鏡的各個單元透鏡層被控制為第一類型時，各個單元微柱的電子束由于施加了相同電壓而具有相同形狀。
穿過源頭透鏡的電子束被偏轉(zhuǎn)器偏轉(zhuǎn)。為了被控制為第三或者第四類型，單元偏轉(zhuǎn)器具有兩個或者更多電極，并且對各個電極施加單獨的電壓。因此，可以精確控制電子束的偏轉(zhuǎn)。通過這種方式，按照與單個偏轉(zhuǎn)器中相同的方法控制各個偏轉(zhuǎn)。而且，如上所述，可以按照第三類型通過施加相同電壓給各個單元坐標以執(zhí)行偏轉(zhuǎn)。為了整體上在相同方向上精確偏轉(zhuǎn)，可以在各個單元微柱中使用兩個單元偏轉(zhuǎn)器。在此情況下，按照第四類型第一偏轉(zhuǎn)器在各個單元偏轉(zhuǎn)器的單元坐標施加不同電壓，從而精確控制各個單元電子束的方向。然后，按照第三類型第二偏轉(zhuǎn)器在各個單元坐標施加相同電壓，從而整體上在相同方向上偏轉(zhuǎn)穿過第一偏轉(zhuǎn)器的電子束，反之亦然。
穿過偏轉(zhuǎn)器的電子束被聚焦透鏡聚焦，并且控制為最終的電子束。此處，按照第一類型對單元微柱的各個聚焦透鏡的組件施加相同電壓，并且對聚焦透鏡的各個透鏡層施加不同電壓。聚焦透鏡通常根據(jù)需要而使用兩個或者三個透鏡層，并且分別施加電壓給各個透鏡層。因此，具有相同形狀的電子束被聚焦到目標物體上。
盡管能夠使用圖5中的第四類型的典型實施例具有復雜的布線，電壓可以按照圖2、圖3和圖4中的第一、第二和第三類型的任何一者而施加。而且，在能夠使用第三類型的典型實施例中，電壓可以按照第一或者第二類型而施加。在能夠使用第二類型的典型實施例中，電壓可以按照第一類型而施加。因此，如果各個組件的控制方法必須改變，則兩個典型實施例均布線為具有第四類型或者其他修改類型的構(gòu)造?？梢愿鶕?jù)需要選擇并且使用上述任何一種類型。
以上基于晶圓類型描述了電子束控制方法。然而，在組合常規(guī)單微柱(圖1)以形成多微柱的情況下的控制方法是相同的。換言之，當執(zhí)行附圖所示的布線來控制向各個透鏡或者偏轉(zhuǎn)器施加電壓的方法時，可以充分使用本發(fā)明的方法。換言之，相同的電壓被施加給各個電子發(fā)射器并且不同的電壓被施加給各個吸引器。而且，偏轉(zhuǎn)器被布線為附圖所示的第三或者第四類型以施加電壓，并且聚焦透鏡被布線為第一或者第二類型以施加電壓。
下面描述在多微柱中發(fā)射電子束以掃描樣本的方法。
參考圖6，按照第一類型施加單個的電壓給電子發(fā)射器61以產(chǎn)生各個電子發(fā)射器61與各個吸引器62之間的電勢差，并且按照第二類型施加單獨的電壓給吸引器62。從而，各個電子發(fā)射器61發(fā)射電子。然而，各個電子發(fā)射器可能具有不同形狀和其自身特性。因此，為了使得各個單元微柱的電子束電流均勻，對源頭透鏡的吸引器62施加補償電壓。(反過來也是可能的，并且補償電壓可以根據(jù)單元微柱的各個組成部件而不同。)為了控制發(fā)射的電子束的加速、形狀和/或吞吐量，按照第一類型對源頭透鏡的一個或者多個其他層63施加相同電壓。為了更加精確控制，可以添加一個或者多個層。如果需要，可以按照第一或者第二類型施加電壓。
為了精確控制電子束的掃描路徑，為各個單元微柱分配兩個偏轉(zhuǎn)器64和65。然而，可以使用所需數(shù)量的偏轉(zhuǎn)器，例如一個或者多個偏轉(zhuǎn)器。第一偏轉(zhuǎn)器64按照第四類型被精確控制，并且第二偏轉(zhuǎn)器65按照第三類型被控制，從而各個單元微柱的電子束可以在相同方向上執(zhí)行掃描。而且，可以使用第二偏轉(zhuǎn)器65加寬掃描角度。在此情況下，第二偏轉(zhuǎn)器65可以按照第三或者第四類型被控制。
聚焦透鏡(例如Einzel透鏡)使用一個或者多個透鏡層。所需電壓按照第一類型被施加給各個透鏡層，從而聚焦透鏡對電子束進行聚焦。在本典型實施例中，第一、第二和第三透鏡層66、67和68被用于更加精確的聚焦。為了聚焦電子束，優(yōu)選的，對相鄰的透鏡層不施加相同的電壓。
電子發(fā)射器61和吸引器62、源頭透鏡的層63、第一透鏡層66以及第三透鏡層68中的任何一者可以接地并且不通過單獨的施加電壓而使用。
組合偏轉(zhuǎn)器和聚焦透鏡的結(jié)構(gòu)由三個透鏡層組成。在這三個透鏡層中，第一和第三透鏡層按照第一或者第二類型被控制，并且第二透鏡層按照第三或者第四類型被控制。第二透鏡層的數(shù)量可以為一個或者更多。
執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的用于控制電子束的方法的多微柱是通過在n×m矩陣中排列晶圓類型柱體和/或現(xiàn)有的微柱而形成的。
下面，描述所述多微柱的示例。首先，作為最基本的示例，描述晶圓類型的多微柱。
在單微柱中，電子透鏡典型的由孔徑周圍的薄膜而形成，并且偏轉(zhuǎn)器經(jīng)常使用厚度大于所述薄膜的常規(guī)的電極或者導線形成。此處，所述薄膜具有幾微米至數(shù)千微米的厚度。作為晶圓類型的多微柱，如同所述薄膜一樣使用電子透鏡層并且組成晶圓。源頭透鏡或者聚焦透鏡可以通過組合透鏡層的方式來執(zhí)行其功能。偏轉(zhuǎn)器被做得更厚，并且并不需要按照薄膜類型在孔徑附近形成。因此，電子透鏡和偏轉(zhuǎn)器均通過以下所述的四種類型的控制方法的組合而被控制。首先，參考附圖描述晶圓類型的微柱。在附圖中，一個晶圓層包括四個單元微柱，各個單元微柱分配到一個孔。為了控制電子束，四個電極(90度)形成在各個孔中。晶圓層中包含的微柱的數(shù)量和為控制工作而分配的電極的數(shù)量根據(jù)需要而被調(diào)整。在本典型實施例中，為了方便理解本發(fā)明數(shù)量被簡單的設置為四個。以下四種類型的透鏡層可以分別被認為是一個模塊。
作為施加單個電壓到單元微柱部件的所有孔徑或者電子發(fā)射器的第一類型(見圖2)，由一種材料形成整個層20從而相同的電壓被施加給整個層20而與單元組件(孔徑21)無關，并且向整個層20提供了連接22，從而從外部為整個層20提供電壓。換言之，當施加電壓到所述連接時，整個層由相同材料形成，使得在整個層上施加相同電壓。可以使用能夠施加電壓以產(chǎn)生相同的電勢的導體或者半導體作為所述材料。
作為分別施加電壓到單元微柱部件的各個孔徑或者電子發(fā)射器的第二類型(見圖3)，僅對層30的各個單元孔徑31提供一個電極32，并且單獨施加電壓給各個單元孔徑。為了將各個電極連接到外部，連接33的數(shù)量在優(yōu)選模式下等于孔徑的數(shù)量，也就是得到了單元微柱的數(shù)量。換言之，一個晶圓層適合于對各個孔徑包括一個電極，從而控制電壓可以對應于單元微柱例如吸引器的數(shù)量而單獨施加。第二類型的主要材料類似于第一類型的主要材料，并且需要在孔徑之間絕緣。在附圖中，單元絕緣部件包圍孔徑31，優(yōu)選具有圓形形狀，并且它可以具有某種其他形狀，例如多邊形形狀。
作為施加相同電壓到單元微柱部件的孔徑或者電子發(fā)射器的相同方向(坐標)的電極的第三類型(見圖4)，向?qū)?0的各個單元孔徑41在對應坐標處提供電極42，并且施加相同電壓給各個坐標的電極。因此，各個對應電極通過一個連接43(優(yōu)選模式)連接到外部，從而可以施加對應于受控制坐標的數(shù)量而與單元微柱的數(shù)量無關的單獨的控制電壓。如圖4中的第三類型所示，一層的各個孔徑包括四個角度為90度的電極。特別的，四個電極位于在各個坐標上的12點、3點、6點、9點方向。因此，第三類型可以在各個孔徑的坐標處各施加四個不同電壓。
作為分別施加電壓到單元微柱部件的各個孔徑(或者電子發(fā)射器)和各個電極(方向或者坐標)的第四類型(見圖5)，向?qū)?0的各個單元孔徑51在各個坐標處提供電極52，并且分別施加電壓給各個孔徑的電極。由此在各個單元微柱中單獨控制電子束。因此，單獨施加的控制電壓的數(shù)量和提供的連接53的數(shù)量必須等于單元微柱的數(shù)量和受控制坐標的數(shù)量的乘積。第四類型可以施加不同電壓給各個孔徑的四個電極。因此，在本典型實施例中，總共可以施加16個不同電壓。在此情況下，可以在各個坐標按照第三類型施加相同電壓，或者可以分別施加電壓給單元孔徑的各個電極而與坐標無關。
第一類型用于聚合或者發(fā)散(散布)電子束或者控制電子發(fā)射器與吸引器之間的電勢差。第二類型用于補償電子發(fā)射器和吸引器之間的電勢差并且補償電子束的總體電流。也就是說，電子發(fā)射器和吸引器結(jié)合第一和第二類型使用?？商鎿Q地，電子發(fā)射器和吸引器可以僅按照第二類型使用。第三類型用于同時在多微柱中的指定方向上集體移置電子束。第四類型主要用于單獨控制各個單元微柱中的電子束。特別的，第四類型可以具有多種修改。根據(jù)一種修改，當必須施加相同電壓給所有孔徑的相同坐標的電極或者必須個別地施加單獨電壓給單元孔徑時，指定孔徑之間的整個相鄰區(qū)域被用于電極并且孔徑之間的空間通過絕緣材料被絕緣。這樣，第四類型可以在特定使用情況下被替換。在此情況下，當為各個分支孔徑提供相同電極時，僅需改變對應于孔徑數(shù)量的不同電壓，從而可以減少與控制工作相關的情形的數(shù)量。因此，由于與控制工作相關的情形的數(shù)量多，第四類型更難制造，但是易于修改。第四類型可以作為第一、第二或者第三類型。第三類型可以作為第一或者第二類型。并且，第二類型可以作為第一類型。因此，當需要對各個組件進行不同地修改或者改變各個組件單元的控制方法時，可以通過提供第四類型構(gòu)造或者更加不同地修改類型的構(gòu)造、執(zhí)行布線并且根據(jù)需要改變控制方法而使用多微柱。
盡管基于包括四個單元微柱的多微柱、參考使用四個電極控制穿過第三或者第四類型的單元微柱的各個孔徑的電子束的情況而描述了本發(fā)明，但是單元微柱的數(shù)量或者排列可以根據(jù)需要而改變。各個孔徑使用一個或者多個方向電極并沒有關系。然而，通常使用四個至八個電極。雖然使用一個或者多個電極，但是為控制電子束而給電極施加電壓的類型可以按照相同或者相似的方式執(zhí)行。
可以通過結(jié)合上述各種類型的層來控制根據(jù)本發(fā)明的晶圓類型多微柱的構(gòu)造。
限在參考圖7，電子發(fā)射器70可以形成為第一或者第二類型，但是它由一個晶圓層組成，從而按照第一類型施加相同電壓。盡管施加了相同電壓，發(fā)射的電子束可以依賴于各個電子發(fā)射器的尖端71而改變。這是因為由于各種原因例如尖端形狀的差別而導致實際上并沒有發(fā)射相同量的電子。各個電子發(fā)射器可以為現(xiàn)有的電子發(fā)射器，例如通常使用的鎢(W)發(fā)射器，肖特基發(fā)射器，硅(Si)發(fā)射器，鉬發(fā)射器，CNT(納米碳管)發(fā)射器等等。各個發(fā)射器均適合于被連接，以具有相同電壓。
因此，為了使得從電子發(fā)射器發(fā)射的電子束電流均勻，第一電子透鏡(源頭透鏡)的各個吸引器的電壓必須根據(jù)各個發(fā)射器而施加?；诖嗽颍鲗颖挥脼榈诙愋?。對于吸引器，各個孔徑需要單獨的電壓，而不需要單獨的方向。因此，優(yōu)選的，各個單元孔徑具有一個包圍整個孔徑的圓形電極以組成單元微柱。此處，從各個電子發(fā)射器發(fā)射的電子束的使用可以通過穿過柱體的電子束電流來檢查，從而可以對各個電子發(fā)射器區(qū)別地提供所需的電壓。由此，可以使得從電子發(fā)射器發(fā)射的電子束電流均勻一致。作為一個示例，源頭透鏡類似于電子發(fā)射器具有第二類型的吸引器層和第一類型的其他層。換言之，其他層用于控制電子束的形狀。優(yōu)選的，其他層在特殊情況下被用為第三類型，在其他情況下被用為第一類型。除了吸引器之外的源頭透鏡的層的數(shù)量是考慮到對電子束形狀的控制而確定的，并且依賴于所需的控制精度可以為一個或者更多?？商鎿Q地，電子發(fā)射器70和吸引器之間的關系可以相反。特別的，電子發(fā)射器70可以被用為第二類型，并且吸引器被用為第一類型。在此情況下，也可以獲得相同結(jié)果。
偏轉(zhuǎn)器需要一個或者多個電極，并且在多微柱中可以被用為第三或者第四類型。如果所有電子束同時掃描相同的坐標，則偏轉(zhuǎn)器可以被用為第三類型。為了使得電子束在多微柱中掃描相同坐標，第一偏轉(zhuǎn)器按照第四類型精確控制電子束，然后按照第三類型在各個坐標處施加相同電壓。由此，電子束可以掃描指定的坐標或者方向。此處，相反情況也是可能的，并且依賴于實際情況可能是更佳的。當根據(jù)需要單獨控制各個電子束時，所有層可以僅按照第四類型使用。而且，可以使用第三和第四類型對電子發(fā)射器和吸引器更加精確地控制電子束。因此，可以對上述基于根據(jù)本發(fā)明的多微柱中的各個組件的類型進行不同的選擇。在對偏轉(zhuǎn)具有最低要求的最簡單示例中，所有組件可以形成為第一類型。
可以使用附加偏轉(zhuǎn)器以加寬各個電子束的角度和掃描范圍。換言之，兩個或者更多電極被對稱排列以加寬掃描范圍，并且這樣可以根據(jù)需要而增加偏轉(zhuǎn)器。附加偏轉(zhuǎn)器的數(shù)量可以根據(jù)所需掃描范圍等等而確定。
各個聚焦透鏡(第二透鏡)用于控制掃描到樣本上的電子束的形狀。對此，盡管聚焦透鏡根據(jù)需要包括一個或者多個層，但是通常使用三個層。所述層均按照第一類型使用并且對其施加不同電壓。而且，相同電壓被施加到一層的各個孔徑。由此，掃描到樣本上的電子束被聚焦透鏡聚焦。施加給用于聚焦的第二電子透鏡的電壓與電子能量有關。因此，當電子發(fā)射器70的各個單元微柱具有相同能量時，優(yōu)選使用第一類型的層作為第二電子透鏡。相反的，如果各個單元微柱具有不同能量，則優(yōu)選使用第二類型的層。而且，所有層被用為第二類型，能夠?qū)Σㄊ哪芰窟M行補償。換言之，當電子發(fā)射器被用為第二類型時，并且當由于柱體結(jié)構(gòu)(單微柱)的差異而需要改變到達樣本的波束能量時，可以控制施加給整個聚焦透鏡的電壓。
由于在各個透鏡或者偏轉(zhuǎn)器中使用相同的類型，所施加的電壓不必相同，所以可以根據(jù)需要而施加不同的電壓。此處，當施加相同電壓時，可以使用一個電源。各個晶圓類型的層被絕緣層(未顯示)絕緣，所述絕緣層可以通過使用制造半導體晶圓的常規(guī)方法或者MEMS(微電子機械系統(tǒng))工藝來制造。
更具體的說，如圖7所示，電子發(fā)射器層70是通過在電子發(fā)射器的層上形成(或者接合)對應于單元微柱的數(shù)量的n×m個發(fā)射器尖端來構(gòu)造的，所述電子發(fā)射器的現(xiàn)有尖端和整個層由相同材料形成，或者所述電子發(fā)射器整體由硅材料形成。當施加電壓給電子發(fā)射器時，電子從電子發(fā)射器的尖端發(fā)射。而且，僅在各個電子發(fā)射器層的中心形成尖端，尖端之外的其他部分被絕緣，并且各個尖端被施加相同電壓。
晶圓類型的多微柱可以層疊形成，這與區(qū)分單微柱的各個透鏡或者偏轉(zhuǎn)器的方式不同。然而，各個層或者電極的孔徑的標準可以根據(jù)附圖所示的各個類型而確定。需要孔徑的數(shù)量等于單元微柱的數(shù)量。因此，所述層根據(jù)各個類型并且通過確定對各個層應用哪種類型而形成。各個類型是通過形成對其從外部施加電壓的一個或者多個連接、形成各個孔徑的電極、或者由可施加電壓的材料形成整體結(jié)構(gòu)而制造的。在形成電極后，除了電極之外的所有部件使用孔徑的焦點上的絕緣材料。各個電極的布線可以使用附圖中的示例來執(zhí)行。在各個層例如單微柱之間必須保留間距。此處，各個間距由絕緣層形成。所述絕緣層形成為適當尺寸的孔徑或者小孔，從而不會阻擋電子束的路徑。而且，圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二類型的另一個控制層的示例的平面圖。該示例涉及在各個單元微柱中通過例如蝕刻第一類型的透鏡層而形成的作為單元透鏡的電極。包含透鏡孔91的單元透鏡92被蝕刻并且與其它相鄰單元透鏡一起被絕緣，從而單獨施加電壓給各個單元微柱的區(qū)域。為了施加電壓給各個單元透鏡，可以通過單獨的蝕刻部分而執(zhí)行布線(在具有很多單元微柱時)。在此情況下，單元透鏡92可以通過蝕刻之外的其他工藝形成，但是最優(yōu)選的還是通過蝕刻形成。這是因為在上部或者下部絕緣層上接合并且蝕刻常規(guī)的透鏡層比通過例如接合的方式結(jié)合各個部件更加快速和準確。
圖10為顯示根據(jù)本發(fā)明的主要形成偏轉(zhuǎn)器層的第三和/或第四類型的另一個控制層的示例的平面圖，該層用于通過細分并且蝕刻圖9中的層而形成各個電極，而不是單獨形成電極的坐標。也就是說，制造方法可以與用來形成圖9所示的層的方法相同。因此，如圖10所示，各個單元透鏡或者偏轉(zhuǎn)器在單元孔徑91a的焦點上細分并且蝕刻單元電極92a、92b、92c和92d，從而在單元電極之間絕緣。在圖10所示示例中，僅通過布線差異而區(qū)分第三和第四類型。布線可能通過使用圖9所示的各個蝕刻部分而進行，并且接線方法可以通過例如在類似于圖4或者圖5所示的蝕刻部分外部或者內(nèi)部的圖案而執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明的用于控制多微柱中的電子束的方法可以等同于除了晶圓類型多微柱之外在n×m陣列中排列通常的單微柱。而且，常規(guī)類型和晶圓類型之間的中間類型可以形成根據(jù)本發(fā)明的多微柱。例如，如圖8所示，混合類型的多微柱80包括具有電子發(fā)射器尖端82和將尖端82固定到單元微柱上的固定物81的電子發(fā)射器層；具有吸引器層83、絕緣層84以及其他透鏡層85的源頭透鏡；偏轉(zhuǎn)器86；以及具有第一透鏡層87、第二層88以及第三層89的聚焦透鏡。在晶圓類型的各個層上分別提供四個組件并且可以固定到如同現(xiàn)有單微柱的封裝90上。在此情況下，電子發(fā)射器層可以使用圖7中的電子發(fā)射器層70。在此混合類型情況下，整個多微柱的封裝90中，除晶圓類型層外的各個部分的組件單元使用固定裝置例如所述固定物而插入并且固定，從而對應于被用為單微柱復合體的單元微柱，例如通過固定電子發(fā)射器尖端82到固定物81上。另外，由于預先通過多路復用傳統(tǒng)單微柱的薄膜而制造晶圓類型的源頭或者聚焦透鏡是可能的，整個多微柱可以通過采用圖1所示的封裝90、預先設置電子發(fā)射器、源頭透鏡、偏轉(zhuǎn)器以及聚焦透鏡的位置并且預先形成晶圓類型的源頭和聚焦透鏡而制造。而且，混合類型的多微柱可以通過僅形成晶圓類型的電子發(fā)射器和源頭透鏡以及常規(guī)單微柱形式的其他部件并且使用類似于封裝90中的固定物或者電子發(fā)射器的裝置而制造。換言之，在混合類型的情況下，可以通過各種方式制造多微柱。
波束抑制層可以參考所述控制方法來添加到任意層之間的多微柱上，但是優(yōu)選位于偏轉(zhuǎn)器之前。并且，盡管其結(jié)構(gòu)可以被用為第三或者第四類型，其優(yōu)選被用為具有兩個電極的第三類型。依賴于實際情況，第四類型可能更有效。而且，為了形成預定形狀的電子束，透鏡層可以添加在偏轉(zhuǎn)之前、之后或者中間作為第一類型。在此情況下，可以僅通過接地第一類型而控制電子束的形狀。用于形成預定形狀的波束抑制層和透鏡層通過根據(jù)需要確定位置和數(shù)量來使用。因此，多微柱中各層的結(jié)構(gòu)可以為第一、第二、第三和第四類型中的任何一者或者其結(jié)合。
下面參考圖11至圖13描述本發(fā)明的各個典型實施例。
圖11和圖12顯示了微柱工作的典型實施例。圖11顯示了具有上述聚焦透鏡的典型實施例，圖12顯示了不具有單獨的聚焦透鏡的典型實施例。
在圖11A中，從電子發(fā)射器100發(fā)射的電子束B穿過源頭透鏡130的孔。然后，電子束B被偏轉(zhuǎn)器40偏轉(zhuǎn)并且被聚焦透鏡160聚焦在樣本上。該典型實施例與上述示例不同在于具有一個偏轉(zhuǎn)器，并且與上述工作或者多微柱非常類似。
圖11B顯示了去除單獨的偏轉(zhuǎn)器從而使用偏轉(zhuǎn)器類型的透鏡層執(zhí)行聚焦和偏轉(zhuǎn)的典型實施例。該技術在文獻“Lens and Deflector Design forMicrocolumn”(Journal of Vacuum & Science Technology，B13(6)，pp.2445-2449，1995)以及“The Electrostatic Moving Objective Lens and Optimized DeflectionSystems for Microcolumn”(Joumal of Vacuum & Science Technology，B13(6)，pp.3802-3807，1995)中進行了公開。對于圖11B所示的微柱，第三或者第四類型的偏轉(zhuǎn)器類型透鏡層被插入聚焦透鏡161的中間層中，以作為第三或者第四類型工作而不需要圖11A所示的偏轉(zhuǎn)器140，從而執(zhí)行聚焦和偏轉(zhuǎn)。
在圖12A中，從電子發(fā)射器100發(fā)射的電子束B’穿過源頭透鏡130的孔。源頭透鏡130由上部透鏡層130a、中部透鏡層130b以及下部透鏡層130c組成。此處，上部透鏡層130a作為激勵從電子發(fā)射器100發(fā)射電子的吸引器。中間透鏡層130b作為加速從電子發(fā)射器100發(fā)射的電子并且執(zhí)行聚焦的加速器。下部透鏡層130c改善電子束B’在樣本上的聚焦并且限制有效的電子束。該聚焦后的電子束被偏轉(zhuǎn)器40偏轉(zhuǎn)到樣本。
在圖12B中，從電子發(fā)射器100發(fā)射的電子束B’穿過源頭透鏡130的孔并且被偏轉(zhuǎn)并且聚焦到樣本上。圖12B的源頭透鏡130由上部透鏡層130a、中部透鏡層130b’和下部透鏡層130c組成。圖12B的微柱的特征在于透鏡在結(jié)構(gòu)上類似于源頭透鏡，特別的，中部透鏡層130b’同時執(zhí)行偏轉(zhuǎn)功能，并且只有三個透鏡層構(gòu)成簡單的微柱。換言之，使用同時作為偏轉(zhuǎn)器的透鏡層允許具有所述透鏡的微柱有簡單的結(jié)構(gòu)。而且，在圖12B的配置中，所有的三個透鏡層可以被用為同時作為偏轉(zhuǎn)器的透鏡層，但是執(zhí)行偏轉(zhuǎn)的透鏡層在透鏡的布線或者控制方面比常規(guī)透鏡更加復雜。因此，優(yōu)選的，僅使用所需數(shù)量的所述透鏡層。在具有圖12B所示配置的微柱中，上部透鏡層130a作為吸引器以激勵從電子發(fā)射器100發(fā)射電子。中部透鏡層130b’執(zhí)行加速器功能，對從電子發(fā)射器100發(fā)射的電子進行加速并且同時執(zhí)行聚焦和偏轉(zhuǎn)功能。下部透鏡層130c執(zhí)行聚焦功能，改善電子束B’在樣本上的聚焦，并且限制有效的電子束。
圖12所示的根據(jù)本發(fā)明的微柱被用于在源頭透鏡的透鏡層之間形成電壓差，從而同時對穿過源頭透鏡的電子束進行聚焦。
執(zhí)行上述偏轉(zhuǎn)功能的操作可以使用上述的第三或者第四類型，并且透鏡可以使用第三或者第四類型。盡管為了方便起見在附圖中顯示了一個單元微柱，但是通過如上所述的多路復用n×m陣列中的單元微柱可以同等地操作和/或配置多微柱。
圖11和圖12的多微柱的操作和配置類似于上述的微柱。換言之，電子發(fā)射器100和源頭透鏡的吸引器通過相關互補的方式而以第一和第二類型進行同等地控制，并且通過配置第一和第二類型的方式而構(gòu)建多微柱。并且，使用第三或者第四類型的透鏡層構(gòu)造偏轉(zhuǎn)器140或者作為偏轉(zhuǎn)器的透鏡，并且控制偏轉(zhuǎn)器的方法為第三或者第四類型。使用第一類型的透鏡層將其他常規(guī)的透鏡層控制為第一類型，或者根據(jù)需要使用第二類型的透鏡層將其控制為第二類型。偏轉(zhuǎn)功能和聚焦透鏡、或者其他源頭透鏡的特定透鏡層(吸引器、加速器等等)的功能可以不加變化的使用上述原理。
在圖11B和12B的多微柱中，各個透鏡層適合于一起執(zhí)行偏轉(zhuǎn)功能，但是優(yōu)選的偏轉(zhuǎn)器數(shù)量與所需層的數(shù)量一樣多。當在對應透鏡層的特定方向的電極之間保持電勢差時執(zhí)行偏轉(zhuǎn)功能。而且，如上所述，因為通常施加相同電壓給各個層，所以通過對各個偏轉(zhuǎn)器的對應層累積各個電極的電勢以施加累積電勢而執(zhí)行聚焦。換言之，不同的電勢差被施加到各個層的電極以進行各個偏轉(zhuǎn)，并且聚焦或者其他功能的電壓被均等施加。然后，根據(jù)偏轉(zhuǎn)需要保持特定電極的電勢差，并且施加聚焦或者其他功能所需的電壓到所有電極。當然，當如上所述并未在接地狀態(tài)施加單獨電壓時，僅施加偏轉(zhuǎn)所需的電壓而不需任何改變。在此情況下，可以通過結(jié)合偏轉(zhuǎn)和其他功能(例如聚焦)而簡化控制方法。
圖13以圖示顯示了基于圖11和12的操作的多微柱的配置。
圖13A為根據(jù)本發(fā)明的多微柱的一個典型實施例的分解透視圖，其中使用電子透鏡形成多微柱170。圖13A中的多微柱包括多電子發(fā)射器171，源頭透鏡173，以及由兩個第三或者第四類型的偏轉(zhuǎn)器類型透鏡176b組成的偏轉(zhuǎn)器176。也就是說，圖12A所示的典型實施例配置為多微柱。偏轉(zhuǎn)器類型透鏡176b之間的層作為絕緣層以確保偏轉(zhuǎn)器的絕緣和隔離。
而且，圖13B為顯示根據(jù)本發(fā)明的多微柱的另一個典型實施例的分解透視圖，具有類似于上述圖12B的模式的簡單的多電子柱體配置。此處，多電子柱體由透鏡層組成，其中透鏡層173的中間層173b同時執(zhí)行第三或者第四類型的偏轉(zhuǎn)功能而不需要單獨的偏轉(zhuǎn)器。
在圖13B中，通過組合透鏡層而形成源頭透鏡和偏轉(zhuǎn)器。盡管沒有詳細描述透鏡層之間的配置，但是絕緣層可以置于其間，并且可以通過傳統(tǒng)方法連接透鏡。
圖12和圖13所示的源頭透鏡同時執(zhí)行現(xiàn)有源頭透鏡的功能和聚焦功能。本發(fā)明的源頭透鏡不同于傳統(tǒng)的源頭透鏡。圖12和圖13所示的典型實施例作為多微柱可以應用到所有類型的使用電子發(fā)射器發(fā)射電子束的設備。換言之，本發(fā)明可以應用到電子顯微鏡，電子束分析器，電子束光刻設備，以及很薄但是具有很大的顯示區(qū)域的掃描場發(fā)射顯示器(SFED)。
并且，為了臨時中斷或者偏轉(zhuǎn)從多微柱發(fā)射的電子束，可以在多微柱的透鏡層之間添加波束熄滅透鏡層，并且優(yōu)選的在偏轉(zhuǎn)之前。在此可以使用第三或者第四類型。換言之，因為通過偏離于電子束被發(fā)射處的坐標而在透鏡層吸收或者偏轉(zhuǎn)所有電子是沒有關系的，所以僅需要施加產(chǎn)生電子束電流所需的電壓。在此情況下，如同偏轉(zhuǎn)器一樣，不需要很多電極，通常兩個電極即足夠。當相反電壓或者電壓被施加到一個電極，電子束被中斷或者偏轉(zhuǎn)。因此，優(yōu)選使用兩個電極和第三類型(通常一側(cè)接地)。
工業(yè)實用性由于上述多微柱非常微小和輕型，因此可以在傳統(tǒng)的XYZ機器人、機械臂機器人等等中使用。當應用到多關節(jié)機器人等時，在多微柱可以很容易附在工業(yè)或者測量設備中，可以通過各種方式使用多微柱。例如，所述多微柱可以應用到已經(jīng)應用了傳統(tǒng)多微柱的光刻或者測量領域，從而實現(xiàn)更大范圍的效果。在此情況下，連接方法可以為傳統(tǒng)的方法而不加修改，例如在工業(yè)機器人等等中使用多微柱。通常的，電子束設備具有按照預定角度固定到樣本上的多微柱，并且樣本上、下、左、右移動，或者在預定角度傾斜?？商鎿Q地，多微柱可以在自身實時傾斜、上下左右移動的同時測量樣本。這種方法對于測量大面積樣本非常有效。而且，由于所述微柱可以自身移動或者與樣本一起移動，因此可以縮短測量時間并且提高測量效率。
而且，可以對薄的大面積顯示器(薄膜類型)例如SFED使用所述多微柱控制方法或者修改后的多微柱。
權(quán)利要求
1.一種用于在多微柱中控制電子束的方法，其中發(fā)射電子以形成并且控制電子束的單元微柱排列為n×m的矩陣，所述方法包括使用從如下方法中選擇的方法選擇性控制各個電子發(fā)射器和電子透鏡，這些方法包括第一類型，對單元微柱的電子穿過的所有孔徑或者所有電子發(fā)射器施加單個電壓，第二類型，對各個單元微柱(孔徑或者電子發(fā)射器)施加電壓，第三類型，對每個單元微柱的各個相同方向(坐標)的電極施加相同電壓，以及第四類型，對各個單元微柱和電極(方向或者坐標)施加電壓；根據(jù)第一或者第二類型施加電壓給各個電子發(fā)射器和透鏡的各個吸引器以引起發(fā)射和電子流；以及根據(jù)第三或者第四類型施加電壓以偏轉(zhuǎn)電子束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括對各個電子束進行聚焦的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的方法，其中所述偏轉(zhuǎn)和聚焦步驟是同時執(zhí)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一者所述的方法，其中在所述偏轉(zhuǎn)步驟中、所述偏轉(zhuǎn)步驟之前或者所述偏轉(zhuǎn)步驟之后根據(jù)第一類型對具有預定形狀的透鏡層施加電壓，從而形成預定形狀的各個電子束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一者所述的方法，其中根據(jù)第三或者第四類型控制波束熄滅層以中斷各個電子束。
6.一種具有單元微柱的多微柱，用于在nxm矩陣中發(fā)射電子以形成并且控制電子束，其特征在于根據(jù)從如下方法中選擇的方法選擇性地構(gòu)建各個電子發(fā)射器和各個電子透鏡，這些方法包括第一類型，對單元微柱的電子穿過的所有孔徑或者所有電子發(fā)射器施加單個電壓，第二類型，對各個單元微柱(孔徑或者電子發(fā)射器)施加電壓，第三類型，對每個單元微柱的各個相同方向(坐標)的電極施加相同電壓，以及第四類型，對各個單元微柱和電極(方向或者坐標)施加電壓；以及根據(jù)第一或者第二類型施加電壓給各個電子發(fā)射器或者透鏡的各個吸引器以引起發(fā)射和電子流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多微柱，其進一步包括作為偏轉(zhuǎn)器的根據(jù)第三或者第四類型構(gòu)建的透鏡層或者偏轉(zhuǎn)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或者7所述的多微柱，其中所述電子發(fā)射器和透鏡具有通過半導體制造或者MEMS(微電子機械系統(tǒng))工藝形成為晶圓類型并且通過絕緣層絕緣的層。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任何一者所述的多微柱，其中所述多微柱附于工業(yè)機器人并且與之一起使用，所述工業(yè)機器人包括XYZ機器人或者機械臂機器人，或者多關節(jié)傳送機械裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至9中任何一者所述的多微柱，其中所述多微柱的各個透鏡的一層的孔徑具有預定形狀以形成具有所述預定形狀的各個電子束。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10中任何一者所述的多微柱，其進一步包括在偏轉(zhuǎn)器或者作為偏轉(zhuǎn)器的透鏡之前的第三或者第四類型的波束熄滅層，從而中斷或者偏轉(zhuǎn)所述多微柱的電子束。
全文摘要
提供了一種控制多微柱中的電子束的方法，其中具有電子發(fā)射器、透鏡以及偏轉(zhuǎn)器的單元微柱被排列在n×m矩陣中。電壓被均等或者不同地施加給各個電子發(fā)射器或者吸引器。相同的控制電壓或者不同電壓被施加給各個吸引器的控制劃分區(qū)域中的坐標區(qū)域從而偏轉(zhuǎn)電子束。并不對應于吸引器的透鏡層被共同或者單獨控制以有效控制單元微柱的電子束。而且，提供了使用所述方法的多微柱。
文檔編號H01J37/147GK1973350SQ200580020391
公開日2007年5月30日 申請日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月5日
發(fā)明者金浩燮, 金秉辰 申請人:電子線技術院株式會社