[发明专利]真空腔中产生真空的带电粒子光刻设备及方法

说明书

本发明的背景

1、技术领域

本发明涉及一种带电粒子光刻设备。本发明另外涉及一种在真空腔中产生真空且应用于例如带电粒子多子束光刻或检测系统的方法。本发明另外涉及此类光刻设备及支撑真空腔的框架的配置。本发明另外涉及此类光刻设备及抽汲系统的配置。

2、现有技术说明

带电粒子及光光刻机及检测机典型地在真空环境中操作。此需要真空腔足够大以放置光刻机或机器组。真空腔必须足够坚固且真空紧密以支撑所需真空，同时具有开口以供电学、光学及电力电缆进入腔室，在腔室中装载晶圆或靶材及使得可接近机器以供维修及操作需要。在涉及带电粒子机的情况下，真空腔亦必须提供屏蔽以防止外部电磁场干扰机器的操作。

先前真空腔设计具有各种缺点，诸如相对于光刻机的处理量过重，过量使用占地面积，门尺寸小及开口周围电磁屏蔽不良。先前设计需要在工厂中进行昂贵且耗时的制造制程，此制程通常在运往腔室的使用地点前需要完全装配腔室，且自工厂至其使用地点的运输成本通常较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种解决先前设计的缺陷的改良真空腔。根据本发明的一个方面，真空腔包含封闭内部空间的多个壁板。所述壁板使用多个连接部件进行装配以形成腔室，所述连接部件以预定配置对壁板定位。真空腔另外包含一或多个在壁板边缘处提供的密封部件，且壁板经配置使得因内部空间中形成真空而在壁板的边缘处形成真空紧密密封。

连接部件可经调适成可卸除连接壁板及使得可拆卸。连接部件优选经调适成对壁板定位，同时使壁板在小的预定范围内移动。连接部件可经调适成对壁板定位，同时在内部空间中形成真空时允许壁板移动且抵靠密封部件更紧密密封。连接部件可经设计以对壁板定位而在壁板边缘处未提供真空紧密密封，且可经设计以将壁板定位于在壁板边缘处提供接近真空的紧密密封的位置，及/或可经设计以朝向在壁板边缘处提供真空紧密密封的位置引导壁板。

壁板边缘处的真空紧密密封可藉由操作与内部空间连接的抽吸装置来实现，该抽吸装置的排气(air displacement)量充分大于经由接近真空的紧密密封进入内部空间中的空气的流速以在内部空间中产生真空。

真空腔可经建构为具有全支撑框架，其中壁板与该框架连接以封闭内部空间，或具有全支撑壁板且无框架或仅在初始装配期间具有支撑框架，或此类设计的混合形式。具有全支撑框架的真空腔包含框架，其中壁板与该框架连接且由该框架支撑，壁板抵靠框架密封以提供真空紧密密封。具有全支撑壁板的真空腔包含边缘处彼此连锁且彼此抵靠密封的壁板以形成真空紧密结构。框架可完全省略，或可使用足以在装配期间对壁提供支撑的框架。混合形式包含提供一些支撑的框架及提供一些支撑的壁板，壁板抵靠框架密封，且壁板亦彼此建立界面连接且彼此抵靠密封。

所有此类设计均可使用高度模组化设计，其使得制造前置时间缩短，例如为四周或更短。框架可由独立框架部件及转角组件建构且当场装配，且壁板可制造为用于当场装配的独立单元。此设计允许制造较大体积的标准化尺寸的独立组件，从而减少制造成本。其亦使得真空腔可经拆卸以“扁平包装”套件(kit set)形式运送，从而降低自工厂运输至腔室使用地点的成本。真空腔可经设计用于封闭小体积。对于一些应用(例如带电粒子光刻机)的适合尺寸，1m×1m×1m的内部空间可为适合的。真空腔优选能够保持至少10^-3毫巴且优选10^-6毫巴的压力。

真空腔可包括壁与壁的连接。壁板优选使用连接部件彼此可卸除连接。一或多个壁板可包含连锁区以与一或多个其他壁板连锁，阻止壁板在内部空间中所形成的真空的影响下移动。真空紧密密封优选藉由在腔室内部空间中形成真空时施加于壁板上的力在壁板之间形成。

壁板亦可具有阶梯状边缘以提供壁板之间的连锁。两个壁板的阶梯状边缘可形成连锁配置，其中针对第一壁板的外表面所施加的力使第一壁板抵靠第二壁板的阶梯状边缘更紧密密封，且针对第二壁板的外表面所施加的力使第二壁板抵靠第一壁板的阶梯状边缘更紧密密封。可在壁板的相对阶梯状边缘之间应用粘着剂，且可使用连接部件对壁板定位。连接部件可能仅穿透壁板的一部分厚度且可能包含销或螺栓。可在两个壁板的倾斜边缘间插入条状部件，各壁板的倾斜边缘抵靠条状部件的相对表面形成密封。可在各壁板的倾斜边缘与条状部件的相对表面间安置O形环，且可使用连接部件连接壁板与条状部件。可在各壁板的倾斜边缘与条状部件的相对表面之间使用粘着剂。