用于对物体进行辐射的粒子-光学装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种利用粒子束对物体进行辐射的粒子－光学装置。该装置包括一个壳体，在该壳体内设置有定位装置（１），用于在壳体内对所述物体进行定位。该定位装置（１）包括：基准体（２），被支撑在所述壳体的一支撑部分上；和运动系统，该运动系统能被操纵，并带有一物体承载台（９），用于相对于所述基准体（２）以至少一个自由度对保持在该物质承载台上的物体进行操纵，该装置还包括控制装置和至少一个由压电位置致动器（２５）与压电力传感器（３５）构成的组合（２３、３０），所述致动器与传感器串联设置，由此所述控制装置依赖于来自至少一个传感器的至少一个输入信号为至少与所述传感器相关联的致动器产生一个控制信号，其特征在于：所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器被设置在所述壳体与基准体之间，所述基准体经由所述至少一个组合支靠在所述壳体的支撑部分上。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用粒子束对物体进行辐射的粒子—光学装置，其包括一个壳体，在该壳体内设置有定位装置，用于在壳体内对所述物体进行定位，该定位装置包括基准体，被承载在所述壳体的一支撑部分上；和运动系统，该运动系统能被操纵，并带有一物体承载台，用于相对于所述基准体以至少一个自由度对保持在该物体承载台上的物体进行操纵，所述粒子—光学装置还包括控制装置和至少一个由压电位置致动器与压电力传感器构成的组合，所述致动器与传感器串联设置，由此所述控制装置依赖于来自至少一个传感器的至少一个输入信号为至少与所述传感器相关联的致动器产生一个控制信号。
技术介绍
由串联设置的压电位置致动器与压电力传感器构成的组合已经在技术文献中公开，且常常用术语“智能盘”来表示它。在每个“智能盘”中，均有一个控制系统，来自所述传感器的一电压信号形式的输出信号作为控制系统的一个输入信号被控制系统接收，作为其反馈，控制系统为所述相关的致动器产生一个控制信号。由此，所述致动器的动作可以旨在抵抗由传感器检测到的力，例如由与微小振动相关联的加速力引起的力，这一现象可被利用来抵抗小的振动。由控制单元产生的控制信号与控制单元接收的输入信号之间存在的关系也用术语“控制器传递”来表示，该“控制器传递”具有特定的频率关联特性和特定的放大系数(也用术语“增益”表示)。欧洲专利申请EP 1225482 A1公开了一种根据开始段落的粒子—光学装置。所述文献描述了一种使用UV(紫外线)束、电子束或离子束处理用于集成半导体电路的晶片的光刻装置。为此，利用具有透镜的光学系统来产生粒子束，且聚焦在晶片上的期望的位置上。该光学系统——或者具体说是它们的透镜——通过三个透镜支撑件被支撑在一块水平主板上。每个透镜支撑件均包括一对“智能盘”。所述主板可以被认为是经由具有典型特征频率为1Hz量级的空气弹簧和阻尼器连接到固定的地方。在透镜下面放置晶片，晶片由一晶片台支撑，晶片台可以在水平面内及垂直方向上操纵晶片，以便能够跟随由所述空气弹簧和阻尼器的弹性所引起的主板的振动。为此，设有一个或多个干涉计，包括部分用于确保主板与晶片之间的垂直距离保持恒定的控制电路，以便可以正确对焦。一般来说，透镜有在50-150Hz范围之间的第一特征频率。因而，例如由装置附近的设备产生的环境噪声或地面振动就可能引起透镜的共振。这样的振动可能最终导致一种情形粒子束的定位(水平方向)精度和/或粒子束在晶片上的对焦不再充分。通过采用“智能盘”(总共有6个，分别对应于透镜的6个自由度)，由上述共振所引起的振动就可以得到有效阻尼，由此可以实现粒子束在晶片上的改进的对焦精度。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种粒子—光学装置，从而，特征频率位于75-1000Hz范围内的、影响粒子束和待辐射物体相互定位的共振能够被阻尼。下面首先更具体地参照一种电子显微镜，尤其是一种扫描电子显微镜，其中，所述定位装置的结构与EP 1225482 A1中的定位装置的结构不同，因此这些定位装置也将展现出完全不同的、更加复杂的和占优势的振动特性。在此情况下，人们应认识到电子显微镜中的样品不仅要在与粒子束垂直的平面内能够被操纵(由定位装置)，而且还要在与粒子束平行的方向上被操纵，且被操纵的范围比EP 1225482 A1中对在装置中的晶片在与粒子束平行方向上操纵的范围要大许多。此外，还要求电子显微镜中的定位装置适合把样品倾斜一个较大的倾斜范围，比如60度，为此，定位装置上设有合适的导向装置。其结果是，在电子显微镜中的定位装置的固有刚度往往明显低于根据EP 1225482 A1的装置中所能得到的刚度。此外，通常事实上对电子显微镜中的定位装置的稳定性要求比对根据EP 1225482 A1的装置的相应稳定性要求更高。虽然本专利技术特别适合在电子显微镜中的应用，但是它并不只仅限于此，它也能应用在其它类型的粒子—光学装置中，比如EP 1225482 A1中所述类型的装置中。在本专利技术进一步的优选实施例中，本专利技术尤其旨在优化利用“智能盘”在阻尼振动方面所提供的可能性，并且允许以一种简单方式和低的制造成本对“智能盘”进行结合。因此，根据本专利技术的粒子—光学装置的特征首先在于所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器被设置在所述壳体与基准体之间，所述基准体经由所述至少一个组合支靠在所述壳体的所述支撑部分上。本专利技术如此认为就一定类型的粒子—光学装置而言，粒子束在物体上的定位精度和对焦精度的确定因素由所述光学系统的共振特性确定的程度，不如由定位装置的共振特性确定的程度大，并且利用根据本专利技术的特色措施，所以可以很好地实现对这样的共振现象的很有利的阻尼。总之，在根据本专利技术的装置中，优选的是至少设置有三个由串联设置的致动器与传感器构成的组合。利用本专利技术，还可以改善其稳定性。为了尽可能少地面对这种串联设置的致动器与传感器结构本身的有限刚度的问题——其结果是，在外力影响下，定位装置可能在相对较低的频率下产生不利的共振，进而就会产生定位和对焦的不精确和降低的稳定性——，最好把至少三个组合设置在靠近所述基准体的周边处。在本专利技术中，将至少三个组合设置于靠近所述基准体的三个角部也是优选的。事实上，通常定位装置的干扰共振会发生在两个相互垂直的方向上，优选的是，至少三个组合的所在位置之间的两条连接线彼此垂直相交。根据本专利技术的有显著优点的实施例，支撑构件位于所述壳体和所述基准体之间，该支撑构件是对经由所述至少一个组合的支撑作用的补充，经由该支撑构件，所述基准体额外支靠在所述壳体的支撑部分上，因此，所述支撑构件的数量与所述组合的数量之和至少为4。如同此后将更清楚的那样，如果所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器和所述至少一个支撑构件没有被设置在所述壳体与所述基准体之间，而是通常被设置在其它的、在其之间拟用“智能盘”来进行有源阻尼的主体之间，例如如同根据EP 1225482 A1的装置中那样被设置在主板与透镜之间，那么该具体实施例也可以有很大的优点。以在四个位置代替在三个位置把所述基准体支撑在所述壳体的支撑部分上的很大的优越性在于，以这种方式，基准体的刚度特性将会显著地更加有利，其结果是定位装置的特征频率(需要被抑制/阻尼)将会提高，当然如果所述至少四个支撑位置位于所述基准体的四个角部(尽量靠近角点)，那么基准体的变形现象的不利较小。由于采用四个支撑位置，会出现“超定情形”，因此，应该防止的是在实际上仅以三个支撑位置支撑的情况。因此，在根据本专利技术的装置的装配过程中，应确保所述四个支撑部分精确地垂直于基准体的平面定位，使得四个支撑位置实际上都起作用，其中，所述四个支撑部分中至少有一个是采用由压电致动器与传感器构成的组合的形式并且至少有一个是采用支撑构件的形式。为此，优选的是，支撑位置中至少有一个支撑位置在高度上是可调的。优选的是，所述至少一个支撑构件包括至少另外一个由压电位置致动器与压电力传感器构成的组合，其中，所述致动器与传感器串联设置，至少另外一个组合被作为所述至少一个组合的补充，因此，所述组合的数量与所述另外组合的数量之和至少为4。这样，就由所述另外的组合——也可以在结构中利用一有源构件来阻尼共振的方式而言，人们会有更多的自由度。伴随应用四个支撑位置的“超定情形”所产生的另外一个后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用粒子束对物体进行辐射的粒子－光学装置，其包括一个壳体，在该壳体内设置有定位装置，用于在壳体内对所述物体进行定位，该定位装置包括：基准体，被承载在所述壳体的一支撑部分上；和运动系统，该运动系统能被操纵，并带有物体承载台，用于相对于所述基准体以至少一个自由度对保持在该物体承载台上的物体进行操纵，该装置还包括控制装置和至少一个由压电位置致动器与压电力传感器构成的组合，所述致动器与传感器串联设置，由此所述控制装置依赖于来自至少一个传感器的至少一个输入信号为至少与所述传感器相关联的致动器产生一个控制信号，其特征在于：所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器被设置在所述壳体与基准体之间，所述基准体经由所述至少一个组合支靠在所述壳体的支撑部分上。

【技术特征摘要】
NL 2003-3-10 10228861.一种利用粒子束对物体进行辐射的粒子—光学装置，其包括一个壳体，在该壳体内设置有定位装置，用于在壳体内对所述物体进行定位，该定位装置包括基准体，被承载在所述壳体的一支撑部分上；和运动系统，该运动系统能被操纵，并带有物体承载台，用于相对于所述基准体以至少一个自由度对保持在该物体承载台上的物体进行操纵，该装置还包括控制装置和至少一个由压电位置致动器与压电力传感器构成的组合，所述致动器与传感器串联设置，由此所述控制装置依赖于来自至少一个传感器的至少一个输入信号为至少与所述传感器相关联的致动器产生一个控制信号，其特征在于所述至少一个组合中串联设置的致动器与传感器被设置在所述壳体与基准体之间，所述基准体经由所述至少一个组合支靠在所述壳体的支撑部分上。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于至少三个组合被优选地设置于靠近所述基准体的一周边。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于至少三个组合被分别设置于所述基准体的至少三个角部。4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于至少三个组合所在位置之间的两条连接线彼此垂直相交。5.根据前述任何一项权利要求所述的装置，其特征在于至少一个支撑构件被置于所述壳体和所述基准体之间，经由该支撑构件——对经由所述至少一个组合的支撑的补充——所述基准体额外支靠在所述壳体的支撑部分上，由此，所述支撑构件的数量与所述组合的数量之和至少为4。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述至少一个支撑构件包括至少一个由压电位置致动器与压电力传感器构成的其它组合，所述致动器与传感器串联设置，所述至少一个其它组合是对所述至少一个组合的补充，由此，所述组合的数量与所述其它组合的数量之和至少为4。7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于所述控制装置包括第一组合装置，用于把分别来自于至少一个第一传感器和一个第二传感器的至少一个第一输入信号与一个第二输入信号组合成一个第一组合输入信号，在该第一组合输入信号的基础上，所述控制装置产生一个第一相互控制信号，用于至少与第一传感器和第二传感器相关联的相应致动器。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于所述控制装置包括第二组合装置，用于把分别来自于至少所述第二传感器和一个第三传感器的至少所述第二输入信号与一个第三输入信号组合成一个第二组合输入信号，在该第二组合输入信号的基础上，所述控制装置产生一个第二相互控制信号，用于至少与所述第二传感器和第三传感器相关联的相应致动器，由此，所述控制装置包括第三组合装置，用于把所述第一相互控制信号与第二相互控制信号组合成一个用于所述第二致动器的组合相互控制信号。9.根据权利要求6和7所述的装置，其特征在于所述第一组合装置用于把分别来自于至少所述第一传感器、第二传感器、一个第三传感器以及一个第四传感器的至少所述第一输入信号、第二输入信号、一个第三输入信号以及一个第四输入信号组合成所述第一组合输入信号，在该第一组合输入信号的基础上，所述控制装置产生第一相互控制信号，用于分别与所述第一传感器、第二传感器、第三传感器以及第四传感器相关联的致动器。10.根据权利要求8和9所述的装置，其特征在于所述第二组合装置用于把分别来自于至少所述第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器的至少所述第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号组合成所述第二组合输入信号，其处理方式不同于所述第一组合装置把所述第一输入信号、第二输入信号、一个第三输入信号以及一个第四输入信号组合成所述第一组合输入信号的方式，在该第二组合输入信号的基础上，所述控制装置产生第二相互控...

【专利技术属性】
技术研发人员：A维斯彻尔，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]