CN105874560A - 电极冷却布置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种准直器电极，其包括设置有中心电极孔(82)的电极主体(81)，其中所述电极主体限定介于两个相反的主要表面之间的电极高度，并且其中所述电极主体在所述电极主体内部容纳用于传送冷却液体(102)的冷却导管(105)。所述电极主体优选地具有圆盘形状或扁圆环形状。本发明还涉及一种适用于带电粒子束产生器的准直器电极堆叠，其包括：第一准直器电极和第二准直器电极，其各自设置有用于传送所述冷却液体(102)的冷却导管(105)；以及连接导管(110)，其用于所述第一及第二准直器电极的所述冷却导管之间的液体连接。

Description

电极冷却布置

技术领域

本发明一般地涉及一种电极堆叠、一种带电粒子束产生器，以及一种带电粒子光刻系统。此外，本发明涉及一种适用于电极堆叠的电极。

背景技术

在半导体工业内，对高准确且可靠地制造较小结构存在持续增长的期望。光刻是这种制造工艺的关键部分。在无掩模光刻系统中，带电粒子细束(beamlet)可用以将图案转印至目标上。这些细束可单独受控制以获得所要的图案。

为在商业上可行，需要带电粒子光刻系统能够满足对实质晶圆产出量及严格误差容限的具有挑战性的需求。可通过使用更多细束及因此更多电流来获得较高产出量

然而，处置较大数目的细束导致对更多控制电路的需要。操作控制电路可引起光刻系统内的加热。此外，电流的增加产生与光刻系统中的组件相互作用的更多带电粒子。带电粒子与光刻系统内部的系统组件之间的碰撞可引起相应组件的显著加热。束操纵组件的所产生的加热可导致热变形，该热变形降低光刻工艺的准确度。

大数目的细束的使用由于细束之间的粒子间相互作用(例如，库仑相互作用)而进一步增加不可接受的不准确度的风险。

可通过缩短粒子源与目标之间的路径来减小粒子间相互作用的效应。可通过使用更强电场来操纵带电粒子而达成路径缩短，这需要在带电粒子光刻系统中各种电极之间施加较大电位差。

由于存在更强的粒子束电流和电场，光刻系统内部的粒子碰撞和发热将变得更强烈。所得热变形可能对场准确度并对束处理准确度具有显著的负面影响。

发明内容

合乎需要的将是，提供允许使用大数目的带电粒子细束且同时即使在高束电流和强电场条件下也提供相当大的热机械稳定性的带电粒子束产生器和光刻系统，以及其组件。

因此，根据第一方面，提供了一种准直器电极，其包括电极主体，其中该电极主体设置有中心电极孔。电极主体限定两个相反的主要表面之间的电极高度，并且电极主体在该电极主体内部容纳用于传送冷却液体的冷却导管。

在本文中使用圆柱坐标来描述带电粒子束产生器的空间关系。带电粒子流的宏观方向被称为“轴向方向”Z’。在本文中使用术语“上游”来标明与带电粒子流相反的方向。相反地，在本文中使用术语“下游”来标明随同带电粒子流一起的方向。在当前示例中，术语“上游”和“下游”分别对应于负轴向方向-Z和正轴向方向Z。垂直于轴向方向Z的束电流密度分布的重心(即，平均位置)限定所谓的“光轴”A。“径向方向”R对应于横向平面中径向地远离光轴A的任何方向。“角方向”表明沿着横向平面中的径向位置的(无穷小)旋转角。

根据实施例，准直器电极包括设置有中心电极孔的电极主体。该电极主体限定两个相反的主要表面之间的电极高度，并且该电极主体在该电极主体内部容纳用于传送冷却液体的冷却导管。优选地，电极主体具有圆盘形状或扁圆环形状。

根据实施例，冷却导管形成为导管。

优选地，导管由钛制成。钛是展示出低磁场响应并且具有相对高熔融温度的坚硬金属。通过围绕导管来铸造电极主体，可有效地在铝电极主体内部形成钛导管(归因于铝的低得多的熔融温度)。

将导管用作冷却导管允许适合地选择导管的材料。特别地，可使用导热且导电的相对坚硬材料，而准直器电极可由不同的材料制成。

根据实施例，电极主体由铝制成。铝是轻型材料，其促进准直器堆叠的构建和可用性。铝还具有良好的导电性和非磁性性质，这在带电粒子束操纵应用中是有利的。此外，铝具有良好的导热性，这有助于使由带电粒子散射和碰撞引起的热能消散。

根据实施例，冷却导管包括：第一开口，其用于连接至液体供应结构；以及第二开口，其用于连接至液体排放结构。

根据另一实施例，第一开口和第二开口位于第一准直器电极和第二准直器电极的侧表面中。

将冷却导管的第一开口和第二开口定位在环形电极主体的侧表面中有助于使不同准直器电极之间的空间不含潜在地干扰结构。特别地，因为冷却液体供应和/或移除发生自电极堆叠的侧面(即，总体上沿着径向和/角方向)，所以液体供应结构和/或液体排放结构不必占用准直器电极之间的空间。

根据又一实施例，每个准直器电极的第一开口和第二开口彼此靠近地位于准直器电极的侧表面中。

将第一及开口彼此接近地定位在准直器电极的侧表面中允许将冷却液体供应结构和冷却液体排放结构两者放置于准直器系统的相同侧。这为必要时在准直器系统旁边放置其它组件提供更多空间。

根据实施例，冷却导管经由在电极主体内部且围绕孔所设置的导管轨迹来互连第一开口和第二开口。

通过允许冷却导管具有围绕孔来穿过电极的轨迹，可更均匀地冷却该电极。

根据实施例，孔具有关于准直器电极的光轴的圆对称，并且其中冷却导管包括：基本圆形部分，其围绕孔延伸；以及两个基本笔直端部分，其用于连接该圆形部分与第一开口和第二开口。

此布置在准直器电极具有圆形孔的情况下是特别有利的。在这种情况下，冷却导管的围绕孔的基本圆形部分在其轨迹上位于离该孔的侧壁相同的距离处，从而产生准直器电极的中心部分的更均匀冷却。电极孔可由基本圆形通孔形成，该基本圆形通孔位于电极主体中并沿着轴向方向延伸。

根据另一实施例，一方面电极孔的直径与另一方面介于电极孔的周边与冷却导管的圆形部分之间的径向距离ΔR2之间的关系由限定。

根据又一实施例，导管被整合在准直器电极的电极主体内部。

将导管整合在准直器电极中改良了冷却效率。此外，显著减小了在导管的位置处产生局部电场浓度的风险。

根据实施例，电极主体至少部分地由铸造材料组成，并且其中导管被包括在所述铸造材料中。电极主体优选地经由铝铸造而形成。

根据实施例，电极主体的顶表面设置有具有与导管对应的形状的凹部，并且导管位于凹部内部。

具有经适当形成的凹部以用于将导管放置在其中的准直器电极是相对易于制造的。

根据实施例，导管借助于导热的粘合材料在凹部内部附接至准直器电极。

借助于导热的粘合材料将导管附接至准直器电极改良了热导率，并因此产生更有效的冷却。

根据实施例，导管包括：下沟槽部分，其具有限定在外部的矩形表面以及限定在内部的曲面沟槽；以及上盖部分，其用于密封限定在该下沟槽部分的内部的曲面沟槽，从而形成用于冷却液体的流道。

根据实施例，准直器电极包括沿着电极主体的外电极周边的至少两个电极支撑部分以及电极支撑构件。每个电极支撑构件将外电极周边与对应电极支撑部分互连，从而在该电极支撑部分与该外电极周边之间限定热膨胀空间。电极支撑构件适于在轴向方向上共同地支撑电极主体的重量。

根据另一实施例，电极支撑构件包括可移动细长臂，该可移动细长臂在第一端处连接至外电极周边并且利用第二端连接连接至电极支撑部分。

根据又一实施例，可移动细长臂包括臂变窄部，该臂变窄部允许对应电极支撑部分在径向-角向平面中相对于电极主体的挠曲，同时防止对应电极支撑部分在轴向方向上相对于电极主体的挠曲。

根据第二方面，并且根据以上本文所描述的效果和优点，提供了一种适用于带电粒子束产生器的准直器电极堆叠。该准直器电极堆叠包括根据发明的第一方面的多个准直器电极，并且适于准直带电粒子束。至少第一准直器电极和第二准直器电极各自设置有用于传送冷却液体的冷却导管。该冷却导管包括：第一开口，其用于连接至液体供应结构；以及第二开口，其用于连接至液体排放结构。该准直器电极堆叠包括连接导管，该连接导管被布置为在第一准直器电极的第二开口与第二准直器电极的第一开口之间建立液体连接。

准直器电极的堆叠布置允许构建具有相对低重量的束产生器。第一及第二准直器电极中的冷却导管允许沿着电极传输冷却液体，从而在电极主体与冷却液体之间交换热能。冷却液体因此可从准直器电极吸收过量热，并容许调节准直器电极的热致变形。连接导管允许在电极之间建立液体连接。连接导管可例如由中间管状元件形成。连接导管使相应的准直器电极的第一开口和第二开口互连，并因此在这些准直器电极之间建立串联液体连接。堆叠内的数个准直器电极的串联液体连接使得能实现同时冷却，同时仅需要单个冷却液体供应结构和冷却液体排放结构来供应并移除冷却液体。

在设计有效冷却的准直器电极堆叠中，挑战在于，使电极至冷却液体的热传递的效率最大化，并且同时使经由冷却液体的电极电荷损失最小化。

所提出的多电极准直器堆叠被配置以用于产生沿着轴向方向的电位分布的渐进式(逐步)变化。通过使所提出的准直器电极堆叠布置中的相应电极的第一及第二开口串联地互连，在操作期间施加在相邻电极之间的电位差预期小于针对具有平行电极冷却布置(即，包括冷却供应导管和排放导管至每个电极的不同连接的冷却布置)的准直器电极堆叠的电位差。由于冷却液体跨两个电极之间的连接导管所经历的电位差相对较小，经由穿过冷却液体的散逸电流的电极电荷的损失预期为较小。

准直器电极堆叠中的两个、数个或甚至所有准直器电极可形成为在相应的第一及第二开口之间设置有连接导管的电极。在准直器电极之间具有连接导管的串联的冷却液体配置相对易于构建和/或重新配置，这大大地促进维护、优化测试以及对变化的操作条件的适应。

根据实施例，第一准直器电极和第二准直器电极的电极主体同轴地布置成电极孔沿着准直器电极堆叠的光轴对准。

根据实施例，如沿着光轴观察，第二准直器电极位于第一准直器电极的上游。

在许多带电粒子束准直器实施方式中，位于下游的准直器电极更易受反向散射电子和/或次级电子的冲击，从而产生更高热负载。通过在将冷却液体传送至位于上游的第二电极之前将冷却液体供应至位于下游的第一电极，第一电极处的冷却液体的较低温度将允许吸收更多的过量热，从而产出经加热的电极与冷却液体之间更好的总体热交换效率。

优选地，第一准直器电极和第二准直器电极为准直器电极堆叠中的直接相邻的准直器电极。

根据实施例，连接导管形成为中间管状元件，该中间管状元件包括：第一基本笔直部分，其背对第一开口；第二基本笔直部分，其背对第二开口；以及基本弯曲部分，其连接第一笔直部分与第二笔直部分。

包括两个笔直部分以及中间弯曲部分的中间管状元件减小了中间管状元件挫曲的风险，并且更安全地保证冷却液体穿过中间管状元件的连续传送。

根据实施例，连接导管的至少一部分由电绝缘材料制成，优选地由氧化铝制成。

氧化铝为优选材料，因为其具有相对低的质量密度，具有低的体电导率，并且易于用于制造目的。

根据实施例，连接导管设置有至少一个波纹管结构，该至少一个波纹管结构适于容纳第一准直器电极与第二准直器电极之间有差异的热变形。

根据实施例，冷却液体为具有低电导率的超纯水或油。

根据实施例，电极主体设置有面向带电粒子源的顶表面，以及背对该带电粒子源的底表面，该底表面和该顶表面经由侧表面互连，该侧表面限定外电极周边。

根据实施例，准直器电极通过间隔结构相互位移，该间隔结构由电绝缘材料制成。

根据另一实施例，间隔结构沿着轴向方向在准直器电极之间提供电极间间距。

根据第三方面，并且根据以上本文所描述的效果和优点，提供了一种适用于带电粒子光刻系统的带电粒子束产生器。该带电粒子束产生器包括：带电粒子源，其用于产生带电粒子束；以及根据本发明的第二方面的准直器电极堆叠。

根据第四方面，并且根据以上本文所描述的效果和优点，提供了一种用于曝露目标的带电粒子光刻系统。该带电粒子光刻系统包括：根据本发明的第三方面的带电粒子束产生器，其用于产生带电粒子束；孔阵列，其用于从该带电粒子束形成多个细束；以及细束投射器，其用于将细束投射至目标的表面上。

根据实施例，该带电粒子光刻系统包括细束调制器，该细束调制器用于使细束图案化以形成已调制细束，其中细束投射器被布置以用于将已调制细束投射至目标的表面上。

根据实施例，该带电粒子光刻系统包括：液体供应结构，其用于将冷却液体自冷却液体泵朝向准直器系统传送；以及液体排放结构，其用于将冷却液体自准直器系统传送回至冷却液体泵。

根据另一实施例，该带电粒子光刻系统包括：冷却液体泵，其连接至液体供应结构和液体排放结构中的至少一个，以用于使该冷却液体循环穿过准直器电极堆叠。

根据又一实施例，冷却液体泵适于使冷却液体在闭合回路中自液体排放结构朝向液体供应结构再循环，并且其中该带电粒子光刻系统适于借助于热交换器单元从流出液体排放结构的冷却液体移除热能。

根据再一实施例，该带电粒子光刻系统包括过滤器布置，该过滤器布置适于在操作期间从再循环冷却液体移除导电粒子。

附图说明

现将仅通过示例、参考随附示意性图描述实施例，图中对应的附图标记指示对应的部分，并且图中：

图1示意地示出根据实施例的带电粒子光刻系统的透视图；

图2呈现根据实施例的带电粒子光刻系统的真空腔室的正视图；

图3示出根据实施例的束产生器的示意性侧视图；

图4示出根据实施例的准直器电极堆叠的透视图；

图5示出根据实施例的准直器电极的透视图；

图6示出根据实施例的准直器电极堆叠的示意性横截面侧视图；

图7a至图7d示出根据实施例的准直器电极的横截面俯视图和侧视图；

图8示出根据实施例的束产生器的详细俯视图；

图9至图11示出根据另一实施例的束产生器的透视图；

图12图示出根据实施例的束产生器的下部分的横截面侧视图；

图13示出根据实施例的准直器电极堆叠中的支撑柱的横截面侧视图；

图14示出根据实施例的准直器电极堆叠中的冷却导管的横截面侧视图；以及

图15示出根据另一实施例的准直器电极堆叠中的支撑系统。

诸图仅意欲出于例示性目的，并且不作为对权利要求所主张的范围或保护的限制。

具体实施方式

下文为对本发明的某些实施例的描述，该描述仅通过示例并参考图来给出。

光刻系统

图1示意地示出诸如光刻系统10的目标处理机器的透视图。这种光刻系统10适于半导体目标31的光刻处理(例如，在抗蚀剂覆盖的半导体基板上产生诸多结构)。光刻系统10包括(在下侧处)用于容纳投射柱46的真空腔室30，以及(在上侧处，即定位于真空腔室30上方)用于容纳电子设备22的机柜12。

机柜12包括可封闭外壳，该可封闭外壳由壁板限定并且在前侧上设置有供进出机柜12的内部的开口14。提供用于覆盖开口14的两扇门15。壁和门限定立方体形状，其可以密封方式封闭以防止空气进入机柜12。机柜12包封侧向间隔机架18，机架18承载搁架20以用于收容电子设备22。在顶侧32上，真空腔室30设置有包括界面壁35的凹入段，该界面壁35具有出入端口36，其用以允许自真空腔室30内部的束投射柱46伸出的导管/电缆26穿过该出入端口到达机柜12内部的电子设备22。

真空腔室30被布置为容纳目标31和投射柱46。真空腔室30包括真空外壳39(外层)，其被配置为在其内部保持真空环境(通常为10^-3巴或更低)。在真空外壳39内部，提供了支撑外壳40(中间层)，以及具有载体框架42的载体外壳41(最内部区域)。在载体外壳41内部，通过载体框架42支撑投射柱46。投射柱46被配置以用于产生并操纵被用于处理目标31的多个处理细束47。投射柱46可包括各种光学元件。示范性元件可为：孔阵列，其用于从带电粒子束形成多个细束；细束调制器，其用于使细束图案化以形成已调制细束；以及细束投射器，其用于将已调制细束投射至目标31的表面上。

图2示出带电粒子光刻系统10的实施例的简化示意图。这些光刻系统例如描述于美国专利第6,897,458号、第6,958,804号、第7,019,908号、第7,084,414号、第7,129,502号、第8,089,056号及第8,254,484号；美国专利申请公开第2007/0064213号、第2009/0261267号；US 2011/0073782、US 2011/0079739及US 2012/0091358中，这些全部让与本发明的所有者并且特此全部以全文引用方式并入。

图2呈现目标处理系统10的真空腔室30的正视图。在真空腔室30内部，通过载体框架42容纳具有带电粒子束产生器50的投射柱46。带电粒子束产生器50形成为束产生器模块，该束产生器模块可插入至带电粒子光刻系统10的真空腔室30内部的载体框架42中并且可自该载体框架42移除。载体外壳41和载体框架42借助于连接至悬置底座43的悬置构件44(例如，板片弹簧)可移动地悬置在支撑外壳40内，该悬置底座43又借助于多个刚性但可侧向铰接的悬置杆45与载体外壳41可移动地互连。

带电粒子束54由带电粒子束产生器50产生，并且随后由设置在投射柱46中的各种光学元件来操纵。

在本文中使用术语“折射”来一般地指示使束的数个部分偏转的动作。在本文中使用术语“准直”来指示使束的各种部分更加平行的动作。

第一束产生器实施例

图3示出根据实施例的束产生器模块50的示意性横截面视图。横截面视图被限定在轴向-径向平面(即，轴向方向Z和径向方向R所跨越的平面)中。

图3中示出束产生器腔室51，该束产生器腔室51包封组成束产生器50的元件、组件和/或模块。束产生器50包括带电粒子束源52、准直器堆叠70，以及用于在束产生器腔室51内部产生真空的真空泵122、123(仅示出真空泵122)。

束源52被容纳在束源真空腔室53内，该束源真空腔室53又位于束产生器腔室51内。束源52被固定至准直器堆叠70的顶侧，并且被配置为产生沿着光轴A的带电粒子束54。束源腔室53包封源真空泵单元120，该源真空泵单元120允许在束源52附近局部地产生超低真空，以改良束源52的辐射发射效率并延长束源52的有效辐射寿命。

由带电粒子源52产生的带电粒子束54可在沿着光轴A行进的同时最初具有径向向外发散的性质。准直器电极堆叠70然后可用来选择性地折射带电粒子束54的多个部分，从而准直束，即，使得束分布的各部分在下游以更大共线性沿着光轴A行进。

准直器堆叠70包括准直器电极71-80的轴向布置式堆叠(即，序列)，准直器电极71-80沿着轴向方向Z借助于由电绝缘材料制成的间隔结构89而相互位移。准直器电极71-80由扁平环形主体81形成，每个扁平环形主体81包括电极孔82。在所示出的实施例中，环形主体81沿着光轴A以相等距离Hd位移，并且电极孔82沿着光轴A同轴地对准。电极主体81优选地由导电且机械刚性的材料制成。足够的电导率使得能够容易地将均匀分布的电荷施加至准直器电极71-80的每个相应的表面上。足够的机械刚性允许准直器电极71-80保持固定的空间配置并且因此在粒子束54的产生期间维持稳定的电位差。优选地，电极71-80由铝制成。铝是轻型材料，其具有良好的导电性及非磁性性质，并且其此外提供足够的导热性以用于使在带电粒子束产生期间聚积的热能消散。

将多个准直器电极71-80和间隔结构89形成为同轴对准的电极堆叠70提供了优化准直器堆叠70内沿着光轴A的不同位置处的电场分布的可能性。多个分开的准直器电极71-80的使用允许相对轻型设计。

准直器电极71-80沿着垂直方向Z的厚度H1、H5、He可足以在相应电极主体81内部容纳液体导管105，同时即使是在相当大热应力下也确保在束产生期间电极主体81的足够的结构完整性。

准直器堆叠70中最上方准直器电极71(即，带电粒子束54在堆叠70上游首先遇到并贯穿的准直器电极71)包括渐扩的曲面孔。准直器堆叠70中最后的准直器电极80(即，带电粒子束54沿着光轴A在下游最后遇到的准直器电极)具有相对小的内部厚度H10。参考图6进一步讨论堆叠的电极性质。

准直器电极71-80借助于电绝缘间隔结构89相对于彼此间隔开。间隔结构89限定电极71-80之间的最小距离Hd，该最小距离Hd即使在束产生期间相对大电位差(大约为每毫米数千伏特的电位差)被施加于电极之间的情况下也防止发生相邻电极之间的放电。

间隔结构89由也具有对机械压缩的高阻力的电绝缘材料制成，以使电极之间的距离保持固定并且避免电极被电连接(即，变成等电位面)。间隔结构89可例如由陶瓷制成。优选地，每个间隔结构89被设置在一对相邻准直器电极之间。三个这些间隔结构89被设置在每一对相邻准直器电极之间，以提供两个稳定的3点支撑平面(每个相邻准直器电极有一个稳定的3点支撑平面)，同时维持明确限定的电极间间距Hd。

准直器堆叠70借助于在三个侧面上围绕堆叠70的支撑凸出部92b和支撑腿93悬置在束产生器腔室51内。支撑腿93用以相对于外部参考框架(例如，载体框架42)固定准直器堆叠70。

本文中在下面结合图7a至图7d描述冷却布置(例如，包括元件110-114及116-119)的实施例。

第一准直器电极堆叠实施例

图4示出根据实施例的准直器电极堆叠70的透视图。此实施例包括十个准直器电极71-80，其用于使在轴向方向Z中沿着光轴A传播的电子束54成形。

第一准直器电极71包括：源啮合构件，其用于在第一准直器电极71的顶侧上将带电粒子束源52固定至第一准直器电极71；以及源对准构件，其用于将所产生的带电粒子束54的光轴A与准直器孔的中线对准。

所选准直器电极71-74、76-80中的每一个包括沿着外电极周边的三个支撑部分86。每个支撑部分86在一侧上容纳间隔结构89，并且可能在相反侧上容纳另一间隔结构89。在此实施例中，间隔结构89由具有扁平端表面的圆柱形对象形成，该圆柱形对象支撑电极支撑部分86或者由电极支撑部分86支撑。具有统一直径的圆柱形间隔结构89易于大量制造，这促进准直器堆叠70的构建和维护。另外，圆柱形间隔结构89的修圆的形状有助于减少这些间隔结构对电极准直器堆叠70内部的电场的扰动效应。通过制造具有统一预定间隔物高度Hs的间隔结构89来进一步促进并且标准化准直器堆叠70的构建。这允许全部准直器电极71-80沿着轴向方向Z被有效地对准并且被间隔相等的预定相互距离Hd。

在所示出的实施例中，这些电绝缘圆柱形间隔结构89中的三者被布置在每一对相邻电极之间。三个间隔结构89形成径向且角向等距间隔的三脚架，即，每个间隔结构89位于离光轴A相等的径向距离处，并且三个间隔结构89绕光轴A相互间隔180°角。所得的三点支撑允许以稳定方式沿着准直器电极的相应横向平面承载这些准直器电极，并且允许具有高准确度(通常具有低于10微米的最大对准误差)的电极对准。相等的径向和/或角间距并非必要的，但是其产生促进准确准直器对准的较佳的稳固布置。

相邻准直器电极的电极支撑部分86与居间的间隔结构89轴向地对准以限定与轴向方向Z平行地定向的支撑柱90。在此实施例中限定三个支撑柱90。

支撑柱90各自设置有夹紧构件91a、91b，夹紧构件91a、91b用于将支撑部分86与居间的间隔结构89保持在一起。横木91a被设置在支撑柱90的轴向末端处。借助于两个预拉紧杆91b沿着轴向方向Z将横木91a拉在一起，预拉紧杆91b在杆端部处连接横木91a。夹紧构件91a、91b由刚性材料制成，该刚性材料具有足够的抗拉强度以提供稳固的夹紧机构，可通过该夹紧机构将准直器电极71-80和间隔结构89轴向压缩至相互固定的位置中。每个预拉紧杆91b可设置有变窄部91c，以容纳准直器堆叠70与相应预拉紧杆91b之间有差异的热膨胀。夹紧构件91a、91b优选地由非磁性材料制成，以避免产生对由带电粒子束54产生的磁场的扰动场响应。鉴于上述情况，夹紧构件91a、91b优选地由钛制成。

准直器电极堆叠70包括三个堆叠支撑腿93。每个支撑腿连接至准直器堆叠70的中部区域75a。支撑腿93协作以相对于外部参考框架来支撑准直器堆叠70。外部参考框架可例如为载体框架42，其悬置在图1中所示出的带电粒子光刻系统10的真空腔室30的内部。

在束产生期间，可在准直器堆叠70内从外部源(例如，由经由载体框架42到达准直器堆叠70的底板振动，以及由经由准直器电极71-80中的冷却导管105加以泵送的冷却液体中发生的流体波动)诱发机械共振。通过经由将支撑腿93连接至中部区域75a来支撑准直器堆叠70，减少了参与所诱发的机械共振的堆叠部分的长度和重量。

所诱发的机械共振可与线性运动、旋转运动或两者有关。通过减小有效堆叠长度，增加了垂直于轴向方向Z的偏转的有效线性弹簧常数，因为较短柱90形成较硬柱。较硬柱减少堆叠中的电极71-80的横向偏转响应。利用较硬柱90的情况下，电极71-80将相对于彼此发生较少振动，并因此相对于环境发生较少振动，这将最终改良束投射准确度。

此外，通过在堆叠的垂直质心处大约在堆叠的中间啮合堆叠，减少了横向平面中针对整个堆叠且绕旋转轴的惯性矩，这也减少了整个堆叠对外部驱动的较低频率扭矩振荡的旋转偏转响应。

在图4中示出的实施例中，准直器堆叠70的中部区域75a(即，垂直质心)被选择为对应于准直器堆叠70的中部准直器电极75。这里，中部电极75由自源52(在图4中未示出但在图3中示出)向下游计数的第五准直器电极75形成。这里(与例如第六电极76形成对照)第五电极作为中部电极的偏好与较厚的第一电极71及源52对堆叠70造成的额外重量有关。

中部准直器电极75包括电极主体92a，该电极主体92a设置有沿着外电极周边的三个堆叠支撑凸出部92b。沿着中部电极75的外周边径向延伸的堆叠支撑凸出部92b提供稳固的支撑构造，该支撑构造可例如经由中部电极75的一体式铸造而容易地制成。电极主体92a和凸出部92b具有足够的机械强度以用于共同地支撑准直器电极堆叠70的总重量W。每个堆叠支撑腿93连接至相应的堆叠支撑凸出部92b。

在替代实施例(未示出)中，支撑腿93可与支撑柱90中的间隔结构89啮合(作为啮合中部准直器电极75的替代，或除啮合中部准直器电极75之外还与间隔结构89啮合)以建立与外部参考框架的平衡支撑连接。

在图4的实施例中，每个堆叠支撑腿93包括用于将支撑腿连接至中部堆叠区域75a(例如，至支撑凸出部92b)的腿接头94。此外，每个堆叠支撑腿93包括用于将支撑腿93连接至外部参考框架的腿底座95。在腿底座95附近，堆叠支撑腿93具有三角形支撑结构，该三角形支撑结构具有至少部分地沿着相反的角方向来定向的单独腿构件93a-93b。腿构件93a-93b可由机械刚性但电绝缘材料制成。在这些腿构件93a-93b的上方和下方，每个支撑腿93包括两个径向偏转部分96a-96b，该径向偏转部分96a-96b用于允许腿接头94在径向方向R上相对于腿底座95位移。在图4的实施例中，径向偏转部分96a-96b包括梁，梁的横截面具有限定挠性狭窄中部区域的曲面I形轮廓。每个梁基本上垂直于(局部)径向方向来定向，从而允许I形轮廓仅在局部径向-轴向平面中挠曲，同时在局部角方向上保持机械硬度。腿接头94与相应腿底座95之间允许的径向位移可例如由在束产生期间中部堆叠区域75a(例如，中部电极75)相对于腿底座95的径向定向的热变形引起。设想中部准直器电极75在束产生期间保持在相对高的正电位，这将产生冲击此中部电极75的大量次级/背向散射电子。所产生的加热将导致准直器电极75的径向膨胀，而外部参考框架将不经历这种热变形。有差异的径向变形可由径向偏转部分96a、96b以及这些偏转部分96a、96b之间的腿构件93a-93b的径向倾斜来有效地容纳。

在替代实施例(未示出)中，支撑系统也可被不同地成形。例如，可在具有腿构件93a-93b的三角形结构上方和/或下方包括额外的腿区段，以便形成例如A字形支撑腿。此外，径向偏转部分96a-96b可不同地形成，例如具有不同横截面轮廓。

根据各种实施例，外部参考框架(例如，载体框架42)可经由支撑构件93在中部区域75a中支撑电极堆叠70，支撑构件93可定向在以下方向中的任一个中：向下轴向方向Z(施加于支撑腿93上的压缩应力；在图4中示出)、向上轴向方向–Z(施加于支撑构件93上的拉伸应力；未示出)、径向方向R(支撑构件93上的弯曲应力；未示出)，或其组合。

准直器电极

图5示出中间准直器电极72-74、76-79的实施例的透视图。中间准直器电极72-74、76-79由扁平电极主体81形成，所述扁平电极主体81由导电且机械刚性材料制成，其中在扁平主体81的中心处设置准直器孔82。准直器孔82沿着轴向方向Z来观察基本上是圆形的，并且限定内部孔径此外，在沿着角方向Φ的横截面(即，轴向-径向平面中的横截面)中观察，圆形孔82具有修圆的(即，经曲面修整的)孔周边82a。修圆的孔周边82a有助于避免沿着孔周边82a的较高局部电场集中。修圆的孔周边82a可被成形以避免产生高于每毫米5千伏特的局部电场强度。

准直器电极71-80包括沿着外电极周边85的三个支撑部分86。每个支撑部分86被配置为在一侧上容纳一个间隔结构89(例如，针对第一电极71和最后电极80)或在每一侧上容纳间隔结构89(例如，针对中间电极72、73、74、76、77、78、79)。

准直器电极71-80之间的间隔结构89优选地具有沿着轴向方向Z的相等高度Hs。具有相等高度的间隔结构89促进针对隔离物89以及针对将要附接在准直器电极之间的其它结构(例如，下面讨论的中间冷却导管)的制造标准化。优选地，隔离物高度Hs小于自准直器孔周边82a至附近隔离物89的侧向表面的最短径向距离ΔR1的三分之一。从而将准直器孔82处由于存在隔离物结构89而导致的电场扰动减小至可以忽略的水平。

准直器电极71-80设置有沿着电极板主体81的外电极周边85的三个电极支撑臂87。三个电极支撑臂87优选地围绕外电极周边85等距间隔地(沿着角坐标以相等距离)分布。电极支撑臂87沿着外周边85稍微径向地突出，并且基本上沿着角方向Φ延伸。每个电极支撑臂87可包括至少一个刚性臂部分87a，该至少一个刚性臂部分87a在一个远端上经由挠性臂变窄部87b连接至电极主体81的外周边85。每个电极支撑臂87可在其相对的远端上连接至对应的电极支撑部分86。每个电极支撑部分86可由圆形平台形成。第二挠性臂变窄部87c可被设置在刚性臂部分87a与电极支撑部分86之间。刚性臂部分87a和挠性臂变窄部87b-87c优选地具有沿着轴向方向的高度，该高度与所对应的准直器电极的高度相同或至少相当，以便提供足够的机械刚度/强度以用于在轴向方向Z上支撑准直器电极。在挠性臂变窄部87b-87c中的每一个中设置的变窄部总体上在径向-角向平面中的方向上限定，并且更优选地沿着(局部)径向方向R定向。在此实施例中，挠性臂变窄部87b-87c有效地形成板片弹簧，板片弹簧主要允许所对应的电极支撑部分86在径向-角向平面中相对于电极主体81变形和挠曲，同时防止所对应的电极支撑部分86在轴向方向Z上相对于电极主体81挠曲。每个电极支撑臂87在电极支撑主体81与电极支撑臂87之间限定热膨胀狭缝88。热膨胀狭缝88也在径向-角向平面中并且基本上沿着角方向Φ延伸。

具有一个或多个挠性臂变窄部87b-87c的可径向移动的臂87以及热膨胀空间88使得电极主体81能够总体上在径向-角向平面中并且更具体地在径向方向R上变形(膨胀/收缩)，同时保持支撑部分86与相邻准直器电极的对应支撑部分86轴向地对准。预期在准直器电极堆叠70的使用期间，准直器电极71-80将保持在不同电位值下，并且接收不同量的(次级/背向散射)电子辐射以及不同量的所得热能。可移动臂87和膨胀空间88有效地容纳在带电粒子束54的产生和准直期间发生的电极71-80的变化的且不同的热致径向变形，由此，支撑柱90(参见图4)保持沿着轴向方向Z相互对准。

在图4中示出的实施例中的中部准直器电极75及相邻的中间准直器电极被设计以在束产生期间经受较大的正电位。此外，堆叠70中的最后电极80被设计以经受相当大的电位(大约+0.5千伏特至+1.5千伏特)。这些电极中的任一个将施加于次级电子及背向散射电子上的所得的相当大吸引力将引起巨大的电子碰撞和吸收，并因此引起相当大的热产生。例如，中部准直器电极75的径向膨胀将迫使电极支撑柱90径向向外移动，这将向外拉其它准直器电极的支撑部分86。然而，设置在剩余准直器电极上的可径向移动的支撑臂87将容纳此径向膨胀，从而保持所有电极71-80同轴地对准。

施加电位

图6示出根据实施例的准直器电极堆叠70的示意性横截面侧视图。准直器电极堆叠70包括十个准直器电极71-80，其中第五准直器电极75构成中部准直器电极。所示出的横截面仅示意地描绘准直器电极堆叠70的此实施例的数个特性尺寸。为简单起见，省略此实施例的许多构造细节(例如，未示出准直器孔、电极支撑部分和间隔结构的详细形状)。

一般而言，使用由间隔结构89分离的多个准直器电极71-80以形成同轴布置的准直器电极堆叠70提供了优化准直器堆叠70中沿着光轴A的不同位置处的电场分布的可能性。至少五个相邻准直器电极之间的电位差的逐步变化产生沿着轴向方向A的相对平滑地变化的电场分布。包括五个或更多个准直器电极的电极堆叠允许产生可具有多个负电场最小值以及多个正电场最大值的电场分布，并因此产出足够的自由度以用于产生可不仅准直带电粒子束54而且减少带电粒子束54中的球面像差的电场。利用多准直器电极堆叠经由所施加电位值的变化，从而容易地找到针对特定应用的较佳的束特性。

发明人注意到，在一个特定实施例中，在准直器堆叠70中使用十个准直器电极71-80提供以下两个自由度之间的良好平衡：一方面为，产生沿着轴向方向Z的相对渐进式的电位分布，而另一方面为，获得足够的电极间间距Hd以用于提供对真空泵122、123的良好视线、足够的电极冷却以及构造简单性。

在图6中示出的准直器电极堆叠70的实施例中，所有中间准直器电极72、73、74、76、77、78、79的中间电极厚度He基本上相同。本文中的术语“基本上相同”是指具有在可达成的制造公差内的相同值的中间电极厚度He。对于由铝制成的准直器电极，中间电极厚度He可在10毫米至20毫米的范围内，优选地在12毫米至15毫米的范围内，并且更优选地等于13.6毫米。使用相等厚度的中间电极允许这些电极主体的大量生产，并且简化中间准直器电极到准直器堆叠中的组装。在替代实施例中，所有电极可具有相同厚度。然而，在其它实施例中，一些或所有电极厚度可为不同的。

准直器堆叠70中最上方准直器电极71(即，带电粒子束54在堆叠70上游且沿着光轴A首先遇到并贯穿的准直器电极71)包括较小上部孔直径随后是渐扩式曲面孔扩孔71a。较小上部孔径和曲面孔扩孔71a允许由束源52产生的带电粒子束54经历渐进式电场变化。第一准直器电极71的第一电极厚度H1在由1.5·He≤H1≤2.5·He限定的范围内。具有在指定范围中的厚度的第一准直器电极71允许准直器堆叠70的上游端(即，顶部)具有自相对小的束源孔至相对较大的准直器孔的平滑过渡，并且允许第一电极具有足够的强度以用于直接支撑可安装在该第一电极上的束源52的重量。在本文中使用术语“平滑”来指示表面(这里为孔表面)不具有宏观尺度上的急剧的曲率变化(即，尖锐的脊、角隅或裂缝)。急剧的曲率变化将在电场中产生不合乎需要的较大局部变化。

中部准直器电极75被设置在第一准直器电极71与最后准直器电极80之间。中间准直器电极72、73、74、76、77、78、79位于第一准直器电极71与最后准直器电极80之间，并且在中部准直器电极75的两侧上。中部准直器电极75的中部电极厚度H5在由1.5·He≤H1≤2.5·He限定的范围内。优选地，中部电极厚度H5处于22毫米至26毫米之间的范围内，并且更优选地等于24毫米。具有在指定范围中的厚度H5的中部准直器电极75允许准直器堆叠70的中心区域75a具有足够的强度和弯曲刚度以用于防止准直器电极堆叠70例如绕横向轴(垂直于轴向方向Z)振动。

在替代实施例中，中部电极75可具有基本上等于中间电极72-74、76-79的厚度He的厚度H5。这可例如通过使用机械强度较大的材料来达成，或在堆叠支撑结构啮合准直器堆叠中的其它和/或更多电极的情况下达成。参考图15对此加以进一步说明。

准直器堆叠70中的最后准直器电极80(即，带电粒子束54最后遇到的准直器电极)具有径向内部部分80a，该径向内部部分80a具有最后电极内部厚度H10。内部厚度H10处于由H10<He/3限定的范围内。最后电极80的内部厚度H10优选地具有相对小的值以有效地维持具有与带电粒子束54相反的极性的电位，同时仅延伸较小轴向距离。这在孔周边附近产生高度局部化的吸引性电场。具有相反极性的较薄最后电极80产生针对带电粒子束的负球面像差，以补偿已在准直器堆叠70的在前部分中产生的束中的正球面像差。

最后准直器电极80在径向外部部分80b处具有最后电极外部厚度H10’。最后电极外部厚度H10’优选地等于中间电极厚度He，以使最后电极80的机械强度更大，并且也提供足够的高度以用于在向外部分内部容纳冷却导管。如图6中所示，从内部部分80a至向外部分80b的过渡可涉及从内部厚度H10至外部厚度H10’的轴向逐步增加。这产生径向内部部分80a的内部孔径以及径向外部部分80b的外部孔径根据优选实施例，最后准直器电极80的内部主体厚度H10在5毫米或更小的范围内，外部主体厚度H10’在10毫米或更大的范围内，内部孔径为60毫米，并且外部孔径为100毫米。

在最后电极80的下游，设置了用于由带电粒子束54形成多个细束的孔阵列58。孔阵列58可以是准直器电极堆叠70的结构组件。另选地，孔阵列58可形成聚光透镜模块56的一部分，该聚光透镜模块56在投射柱46中布置为紧接于束产生器模块50的下游(沿着光轴A来观察)。孔阵列58包括下部中心表面和倾斜侧向表面。在操作期间，孔阵列58优选地保持在接地电位。孔阵列58的形状产生最后准直器电极80的(相对)薄的径向内部电极部分80a的内周边之间的足够距离，以避免带电的最后准直器电极80(的尖锐边缘)与孔阵列58之间的放电。孔阵列58的形状也确保孔阵列58与最后准直器电极80的径向向外部电极部分80b之间的间距保持为较小，以在准直器电极堆叠70内部保持相对于在束产生器模块50外部和/或在聚光透镜模块56外部的区域的真空。

图6有助于例示用于在束产生和处理期间操作准直器电极堆叠70的此实施例的示范性方法。在此实施例中，准直器电极71-80沿着光轴A以相等距离Hd呈同轴布置来定位。

在其它实施例中，准直器电极可以不同的电极间距离来定位。参见例如参考图9至图11所讨论的实施例。

将对准直器电极71-80施加不同的静电位值(即，电压)。准直器电极堆叠70、带电粒子束产生器50或带电粒子光刻系统10可包括一组不同电压源151-160。每个电压源151-160包括用于将所选电位施加至相应的准直器电极71-80的输出端子。电连接被设置在每个电压源151-160的输出端子与相应的准直器电极71-80的电接点109之间。优选地，电压源151-160在束产生器50的操作期间可独立地且动态地调整。另选地，电压源151-160可形成为单个电源，该电源具有适合的适配器和分压器以将其输出转换为要施加至所对应的准直器电极71-80的不同所选电压值。

以下为两个数值模拟(每个柱一个)的表，该表对应于准直器电极的优选布置，并且对应于施加至电极71-80的两个优选电位分布。表中的电极编号的序列对应于在参考例如图4和图6的描述中所使用的准直器电极71-80的序列。

各种电极的所列出电位值对应于相对于接地电位的电位差。可通过所对应的电压源151-160将电位值中的每一个施加至准直器电极71-80。在操作期间，定位为紧接在最后准直器电极80的下游的孔阵列58优选地保持在接地电位。用于操作带电粒子束产生器50的方法可包括：-利用束源52产生电子束54；-沿着光轴A穿过准直器电极堆叠70的孔82投射所产生的电子束；-将电位施加至准直器电极71-80上，其包括：-使第一准直器电极71保持在接地电位；-使中部准直器电极75保持在最高正电位；以及-使最后准直器电极80保持在低正电位。

跨准直器电极上所施加的电位差用来产生均匀的横向电子束表面电流密度，同时减少角度误差。在束产生期间，电子束54自束源52发射，该电子束54具有如在径向-轴向平面中的横截面中所观察的局部渐扩的轮廓线。

施加至第三、第四及第五准直器电极73-75的大幅增加的电位值产生充当对贯穿的电子束54的正透镜的局部电场分布。这用来在径向-轴向横截面中朝向光轴A折射电子束54的局部轮廓线，并且使电子束54的分布收敛。由于径向-角向平面中的电场强度的径向变化，正透镜效应可使电子束54中的电子获得在径向-角向平面中所观察的不均匀的轴向速度分布(这导致球面像差效应)。

施加至第六、第七、第八及第九准直器电极76-79的大幅减小的电位值产生充当对贯穿的电子束54的负透镜的局部电场分布。这也在径向-轴向横截面中但现在远离光轴A来折射电子束54的局部轮廓线。电子束和电场的径向分布的变化可再次促成球面像差效应。

施加至最后准直器电极80的正电位(相对于接地参考)在贯穿的电子束54中(或一般而言，针对带负电的粒子束)产生负球面像差。所产生的负球面像差将(至少部分地)补偿已在准直器堆叠70的在前部分中产生的任何正球面束像差。

电压源151-160优选地被设置为在准直器电极71-80上产生电位，使得随着电子束54自束产生器50向下游发射时，该电子束54的最终局部轮廓线被适当地准直(即，至少尽可能地使该束在径向-轴向横截面中平行)。可动态地调整由电压源151-160产生的电位，以便更改沿着轴向方向的电位值的分布和/或更改电场的局部幅度。正透镜和负透镜的轴向中心可因此沿着轴向方向和/或场幅度变化而移动。在操作期间施加至准直器电极71-80的电位的可独立调整性促进对改变操作条件(例如，束电流、真空条件、屏蔽条件等)的重新配置和优化。

该方法还可包括：-使在中部电极75之前的第二准直器电极72保持在负电位。另外，该方法也可包括：-使紧接在最后准直器电极80之前的两个中间准直器电极78、79中的至少一个保持在低负电位。将负电位施加于在最后准直器电极80之前的最后中间准直器电极78-79中的一个或两个有助于使源自于在准直器电极堆叠70下游的区域的次级电极和/或反向散射电极偏转。次级电子可例如在电子束54中的初级电子与孔阵列58碰撞期间产生。局部负电位有助于减少冲击带强正电的中部准直器电极75的电子的数目。

根据上述特定数值示例，用于操作束产生器50的方法的另外实施例可包括：-使紧接在最后准直器电极80之前的两个中间准直器电极78、79保持在具有-300伏特至-500伏特的值的固定电位；-使第二准直器电极72保持在具有-3千伏特至-4千伏特的值的固定电位；-使中部准直器电极(75)保持在具有+20千伏特至+30千伏特的值的固定电位；以及-使最后准直器电极80保持在处于+500伏特至+1100伏特的范围内的正电位。

第一冷却布置实施例

图7a至图7d示出根据实施例的准直器电极71-80的横截面俯视图和侧视图。所示出的准直器电极71-80设置有用于传送冷却液体102的冷却导管105，该冷却导管105包括：第一开口103，其用于连接至液体供应结构117；以及第二开口104，其用于连接至液体排放结构118。

冷却导管105的存在可进一步改良电场控制的准确度和可靠性，因为可调节准直器电极71-80的热致变形。冷却导管105可减少由发热导致的准直器电极71-80的膨胀，该发热例如由曝露于散射电子和/或次级电子导致。冷却液体102内的导电性应最小化，以避免聚积在准直器电极中的至少一个上的电荷朝向其它准直器电极传输的数量足够大以致于更改施加至电极的电位。尽管更强大的电荷源可用以补偿经由冷却液体的任何电荷传输，但是这种电荷散逸由于因穿过冷却液体的所得电流的电阻式加热而不太合乎需要，此加热消极地影响液体的冷却能力。可通过使用超纯水(UPW)或不导电油作为冷却液体来达成电分离。优选地，在粒子束产生器50的操作期间不断地或间歇式地过滤UPW。

如图7a至图7d中所示，准直器电极包括环形电极主体81(在适用时，包含针对各种实施例的上撇号)，该环形电极主体81设置有面向带电粒子源52的顶表面83以及背对带电粒子源52的底表面84。底表面84和顶表面83经由侧表面85彼此连接，该侧表面85限定外电极周边。第一开口103和第二开口104位于侧表面85中。使冷却导管105的第一开口103和第二开口104位于侧表面85中有助于使堆叠70中的不同准直器电极71-80之间的空间不含潜在干扰性(即，电场扰动)结构。特别地，因为冷却液体供应和/或移除由电极71-80的侧向侧发生，所以液体供应结构117和/或液体移除结构118不需要占据准直器电极71-80之间的任何空间。

第一开口103和第二开口104位于准直器电极71-80的相同侧。使第一开口103和第二开口104位于相同侧允许将冷却液体供应结构117和冷却液体排放结构118放置在准直器堆叠70的相同侧，这为要在准直器堆叠70旁边/围绕准直器堆叠70放置其它组件提供更多空间。

冷却导管105沿着围绕电极孔82的延伸穿过电极主体81的轨迹来连接第一开口103与第二开口104。冷却导管105包括：围绕孔82的基本圆形部分105a；以及两个基本笔直端部分105b，其用于连接圆形部分105a与第一开口103和第二开口104。此布置在电极孔82为圆形孔的情况下特别有利。这里，基本圆形导管部分105a描绘出离孔周边82a恒定距离的轨迹，这导致准直器电极71-80的中心部分的更均匀冷却。

冷却导管105由管状结构形成，该管状结构具有定向在径向方向上的管开口103、104。相对坚硬的导热及导电材料优选作为用于冷却管的构造材料。例如，钛为强金属非磁性金属。设置在准直器电极主体81中/上的钛冷却管105将不会响应于沿着光轴行进的(附近)带电粒子的通量而产生显著的磁场干扰或磁应力。此外，钛具有相对高的熔融温度(约1940开尔文)，这使钛成为用于制造准直器电极内部的冷却导管105的非常适合的金属，此制造是通过围绕钛冷却管105由基本上较低熔点的金属(例如，具有约930开尔文的熔融温度的铝)铸造准直器电极主体82。另选地，钼可用作用于构建冷却管的材料。

冷却管105可具有圆形横截面，以用于内部达成相对均匀的液体流。这种圆形冷却管105的外径可在0.6厘米至1厘米的范围内，并且对应内径在0.4厘米至0.8厘米的范围内。

如图7a中所示，导管105可被整合(例如，铸造)在准直器电极71-80的主体81内。一体式形成改良了冷却效率。此外，通过将管整合在电极内，这些管将不会从主体表面突出并且不会产生局部电场集中，否则其将扰动跨电极孔82上的期望的场分布。电极71-80之间发电花的可能性也减小(针对定位于电极表面的顶部上或自电极表面突出的导管，情况将并非如此)。此外，使导管105被整合在准直器电极主体81内将增加可用于自由分子的侧向空间(即，平均自由路径)，所述自由分子在准直器堆叠70中移动以径向向外行进并被移除，例如被吸气泵122、123吸收，吸气泵122、123径向向外定位于离准直器堆叠70某一距离处。在准直器电极与冷却液体102之间的热传递效率必须最大化的情况下，优选经由围绕冷却导管105铸造电极材料来形成电极。

导管105的圆形部分105a优选地位于远离电极孔82的孔周边82a足够的径向导管距离ΔR2处。这确保流经冷却导管105的圆形部分105a的冷却液体102的冷却效应沿着角坐标保持相对均匀(即，流入液体与流出液体之间的温差保持为相对小)，使得电极主体81的有差异的热膨胀作为角坐标的函数而保持大致相同。

例如，对于具有铝准直器电极(具有每米开尔文237瓦特的典型体热导率)的准直器堆叠实施例，准直器电极包括具有约60毫米的孔径的电极孔82，该准直器电极具有约13.6毫米的电极厚度，该准直器电极容纳作为冷却液体的水流，并且其中在操作期间以高达60℃的温度来加热这些准直器电极中的至少一个，径向导管距离ΔR2被优选地选择为20毫米或更大。在此示例中应注意，圆形导管部分105a的典型总直径将为100毫米或更大。

另选地，如图7c中所示，导管105可被容纳在凹部106内部，该凹部106在电极主体81’的顶侧83’上设置于该电极主体81’中。将凹部106铣削至电极主体81’中且将导管105放置在该凹部106中是用于制造电极的相对便宜的方法。可将导热的粘合材料107围绕冷却管105设置在凹部106中，以便将管固定至电极主体81’并且增加有效的热传递接口。将导管附接在凹部中也将减少沿着管105传播的局部机械共振。

在图7d中所示出的又一实施例中，导管105”可具有矩形外横截面，即，如在沿着径向-轴向平面的横截面中所观察的矩形外周边。此导管105”也被容纳在凹部106’中，该凹部106’被设置在电极主体81”内部并且在电极主体81”的顶侧83’上具有开口。凹部106’在该凹部的(轴向)内部部分中设置有互补的矩形轮廓线，从而以改良以下两者之间的热接触的方式来容纳矩形导管105”：一方面为导管105”的下侧及侧向侧，并且另一方面为凹部106’的下侧及侧向侧。在此实施例中，导管105”包括：下沟槽部分105c，其具有用于容纳冷却液体102”的曲面内部空隙；以及平坦上盖部分105d，其用于以密封方式(例如，通过将上盖部分105d雷射焊接至下沟槽部分105c的直立侧向壁上)封闭该曲面内部空隙。凹部106’的(轴向)外部部分可具有圆角(修圆的)形状，以促进将导管105”插入至凹部106’中。

在这些实施例中的任一个中，设置中间导管(例如，管状元件)110以用于连接准直器电极的第二开口104与电极堆叠70的后续准直器电极的第一开口103。使用中间管状元件110提供了冷却准直器堆叠70内的多于一个的准直器电极的能力，而仅需要单个冷却液体供应结构117和冷却液体移除结构118来分别供应并移除冷却液体。如果将要冷却准直器电极堆叠70的多于一个的准直器电极，则此实施例相对易于实施。

在图3的实施例中，中间管状元件110由例如氧化铝的电绝缘材料制成。这防止电极(在这些电极之间建立了液体连接)被电连接(即，变成等电位面)。这种电连接将抵消具有不同电极的初始目的。在替代实施例中，中间管状元件可包括由导电材料制成的部分以及由电绝缘材料制成的耦合部分(参见例如图14)。

在图3中所示出的实施例中，准直器电极71-80中的冷却导管105串联连接，以输送冷却液体依序穿过后续准直器电极71-80。最后准直器电极80的供应导管开口103连接至用于将冷却液体输送至准直器堆叠70中的冷却液体供应管117。第一准直器电极71的排放导管开口104连接至用于将冷却液体从准直器堆叠70输送出去的冷却液体排放管118。冷却液体泵116(具有排热装置)被设置在束产生器腔室51的外部。供应管117和排放管118在预定位置处并以气密方式穿透束产生器腔室51。在束产生器腔室51的外部，供应管117和排放管118与冷却液体泵116的供应端口和排放端口(未指示)耦合。在束产生器腔室51的内部，供应管117和排放管118设置有另外的波纹管结构119以用于抑制运动波动，以便防止来自外部的瞬时力和机械共振经由供应管117和排放管118输送至准直器堆叠70。优选地，另外的波纹管结构119比管直径短，以便有效地减弱振动。

根据所示出的实施例，冷却液体优选地最初在下游区域泵送至准直器堆叠70(即，供应至最后电极80)，并且经加热的冷却液体在上游区域从准直器堆叠70泵送出去(即，从第一电极71排放)。此布置产生冷却液体沿着负轴向方向-Z的净流。在许多应用中，位于电极堆叠70下游的准直器电极经受反向散射电子和/或次级电子的更多碰撞和吸收，这产生更高热负载。这里优选的是将冷却液体最初供应至下游电极并且随后将(变热的)冷却液体输送至更靠上的电极，以便提供经加热的电极与冷却液体之间更有效的热交换。

还在图3中示出的是，中间管状元件110包括：第一基本笔直部分111，其径向背对第一开口103；第二基本笔直部分112，其径向背对第二开口104；以及基本弯曲部分113，其连接第一笔直部分111与第二笔直部分112。包括这些笔直部分111、112以及介于这些笔直部分111、112之间的弯曲部分113的中间管状元件110减小了挫曲的风险，并且更安全地保证冷却液体穿过中间管状元件110的连续传送。中间管状元件110可设置有至少一个波纹管结构114。波纹管114使得能实现针对准直器电极与相邻准直器电极之间任何有差异的热变形的运动补偿。这些电极的不均匀加热以及所得的变形差异将不会导致经由中间管状元件110在电极之间施加额外应力。波纹管结构114也有助于抑制/消除耦合至准直器堆叠70中的机械振动。

真空泵送系统实施例

图8示出根据实施例的束产生器的详细俯视图。如以上本文所讨论的，此束产生器可包括带电粒子源52和准直器堆叠70。

带电粒子束产生器50被容纳在束产生器真空腔室51内部。带电粒子束产生器50包括设置在离准直器电极堆叠70的外周边某一距离ΔR处的至少一个真空泵单元122、123。真空泵单元122、123形成具有泵送孔122a、123a的细长结构，该泵送孔122a、123a与光轴平行地定向，并且具有跨越准直器高度的至少一部分的孔高度Hp。

在图8的实施例中，束产生器腔室51设置有用于在操作期间在产生器腔室51和准直器堆叠70内部维持低真空的至少两个真空泵单元122、123。真空泵单元122、123被设置在离准直器电极堆叠70的外周边某一径向距离ΔR处。取决于气体分子从环境至束产生器腔室51中的期望流入量，真空泵单元的数目可增加至例如三个或四个。真空泵单元122、123通过移除行进穿过束产生器腔室51的分子来维持真空。泵送单元122、123可例如包括两个吸气泵，吸气泵经由化学反应或表面吸附从束产生器腔室51移除自由移动的气体分子。

泵送单元122、123的有效泵送表面122a、123a沿着准直器堆叠70的大部分或优选地沿着准直器堆叠70的整个高度Hc延伸。具有基本上沿着准直器堆叠70的高度Hc延伸的相应泵送表面122a、123a的泵送单元122、123的定位产生束产生器腔室51内的空间节约。泵送孔122a、123a优选地面向外准直器周边(该外准直器周边由准直器电极71-80的外周边85描绘)。

准直器电极堆叠70包括具有支撑部分86的三个支撑柱90。每个支撑柱90(例如，其支撑部分86)沿着外电极周边85延伸跨过相应的角度范围ΔΦ1、ΔΦ2、ΔΦ3。泵送单元122、123的泵送孔122a、123a各自跨越角度泵范围ΔΦp，该角度泵范围ΔΦp不与三个角度范围ΔΦ1、ΔΦ2、ΔΦ3中的任何一个重叠。所示出的配置提供良好泵送效率。

电极堆叠70可包括具有设置在其中的冷却导管105的准直器电极71-80(即，“可冷却准直器电极”)。在这种情况下，电极堆叠70还包括用于连接第一准直器电极的第二开口104与相邻准直器电极的第一开口103的中间管状元件110。中间管状元件110被设置在外电极周边85处，跨越管角度范围ΔΦt。除泵送单元122、123的以上角度定位性质之外，泵送孔122a、123a的角度泵送范围ΔΦp也与管角度范围ΔΦt没有重叠。

第二束产生器实施例

图9示出根据另一实施例的束产生器50’的透视图。与以上(特别地参考图3至图8)描述的准直器电极堆叠70有关的特征和效应也可存在于图9至图13中所示出的准直器电极堆叠70’的实施例中，并且这里将不再次全部讨论。在图9至图13中的束产生器50’实施例的讨论中，类似的附图标记被用于类似的特征，但由上撇号指示以区分实施例。

图9中的束产生器50’包括准直器电极堆叠70’和束源真空腔室(或“源腔室”)53’，该束源真空腔室包封用于产生沿着光轴A’的带电粒子束的束源52’。光轴A’沿着准直器电极堆叠70’的内部延伸。

准直器电极堆叠70’包括十个准直器电极71’-80’，每个准直器电极71’-80’具有电极孔82’。电极孔82’沿着光轴A’同轴地对准，并且被配置以用于电气操纵沿着光轴A’与轴向方向Z’基本上平行地传播的电子束。

第一准直器电极71’被设置在准直器堆叠70’的上游端。束源52’在更上游处固定在第一准直器电极71’的外面上或附近(参见图11)。所选准直器电极71’-74’、76’-80’中的每一个包括沿着外电极周边的三个支撑部分86’。支撑部分86’在面向轴向方向Z’的一侧上容纳间隔结构89’。支撑部分86’可在面向负轴向方向–Z’的相反侧上进一步容纳另一间隔结构89’。间隔结构89’是电绝缘的且抗机械压缩。间隔结构89’可形成为具有统一间隔物高度和扁平端表面的圆柱形对象，该圆柱形物件支撑相邻电极71’-74’、76’-80’的电极支撑部分86’或者由这些电极支撑部分86’支撑。

在所示出的实施例中，三个这些间隔结构89’被布置在每一对相邻电极之间。优选地，三个间隔结构89’形成三脚架配置。间隔结构89’位于离光轴A’基本上相等的径向距离处，并且绕光轴A’相互间隔约180°度的角距离。在下面参考图13进一步说明间隔结构89’和支撑柱90’的布置。

准直器电极堆叠70’包括三个堆叠支撑腿93’。每个支撑腿连接至准直器堆叠70’相对于轴向方向Z’的中部区域75a’。支撑腿93’协作以相对于外部参考框架来支撑准直器堆叠70’，该外部参考框架可由图1中的带电粒子光刻系统10的载体框架42形成。也可通过当前描述的准直器配置达成针对图4的准直器电极堆叠所描述的共振调节效应。

准直器堆叠70’的中部区域75a’被选择为对应于中部准直器电极75’，在这种情况下，中部准直器电极75’是自源52’开始且沿着轴向方向Z’继续前进来向下游计数的第五准直器电极75’。中部准直器电极75’包括由机械强度较大的三角形平板形成的电极主体，该三角形平板具有三个角隅92b’及三个中间电极主体边缘92c。每个角隅92b’在朝向轴向方向Z’的一侧上容纳间隔结构89’并且在朝向负轴向方向–Z’的相反侧上容纳另一间隔结构89’。

每个堆叠支撑腿93’连接至相应的电极主体边缘92c。在图9至图11的实施例中，每个堆叠支撑腿93’包括径向突出的三脚架93a’-96c’，该径向突出的三脚架93a’-96c’在三个不同区域中连接至准直器堆叠70’。堆叠支撑腿93’包括腿底座95’，该腿底座95’具有用于将支撑腿93’连接至外部参考框架的支撑脚99。堆叠支撑腿93’包括第一及第二腿构件93a’-93b’，第一及第二腿构件93a’-93b’径向向内且在局部相反的角方向上自腿底座95’朝向中部堆叠区域75a’延伸。堆叠支撑腿93’包括两个腿接头94a’-94b’，该两个腿接头94a’-94b’用于将第一及第二腿构件93a’-93b’连接至中部堆叠区域75a’，例如连接至第五电极75’的对应电极主体边缘92c’。在此实施例中，腿接头94a’-94b与电极主体的上表面齐平，以保持由第五电极75’产生的电场的角对称。

每个堆叠支撑腿93’也可包括第三腿构件93c，该第三腿构件93c自腿底座95’朝向电极堆叠70’中的最下方电极79’-80’中的一个延伸。

腿构件93a’-93c优选地由机械刚性材料制成。每个腿构件93a’-93c’的至少中间部分主要由电绝缘材料制成，以使所支撑的电极彼此电绝缘并且与腿底座95’电绝缘。第一及第二腿构件93a’-93b’中的每一个包括径向偏转部分96a’-96b’，该径向偏转部分96a’-96b’被配置以用于允许所对应的腿接头94a’-94b在径向方向R’上相对于腿底座95’位移。在图9的实施例中，径向偏转部分96a’-96b’包括具有曲面I形横截面的梁，该横截面限定挠性狭窄中部区域。每个I形梁主要垂直于(局部)径向方向而定向，且允许I形轮廓在(局部)径向-轴向平面内挠曲，同时在(局部)角方向上保持具有机械硬度。

如图10中所示，腿底座95’连接至支撑脚99，该支撑脚99包括第一支撑脚部分99a和第二支撑脚部分99b。支撑脚部分99a-99b形成相对于彼此可移动地布置的不同主体。支撑脚部分99a-99b可通过定位于第一支撑脚部分99a与第二支撑脚部分99b之间的弹性构件100加以互连。弹性构件100容许第一脚部分99a与第二脚部分99b在预定范围内相互位移。弹性构件100可例如由两个板片弹簧100a-100b形成，两个板片弹簧100a-100b与轴向方向Z’和(局部)角方向Φ’平行地延伸。两个板片弹簧100a-100b以离光轴A’的不同径向距离相互平行地定向。每个板片弹簧基本上面向径向方向R’(即，其薄片表面法线至少部分地指向径向方向R’)。一个支撑脚99的板片弹簧100a-100b中的每一个单独地允许沿着径向-轴向方向的弹性挠曲。板片弹簧100a-100b共同地允许第一脚部分99a与第二脚部分99b以平行四边形方式沿着径向方向R’弹性挠曲。这允许第一脚部分99a在径向挠曲期间保持其相对于第二脚部分99b(和外部参考框架)的定向。板片弹簧100a-100b可例如由薄片钢构成。

所描述的堆叠支撑配置允许每个堆叠支撑腿93’的腿接头94a’-94b’与所对应的腿底座95’之间的径向位移，以及每个堆叠支撑腿93’的第一脚部分99a与第二脚部分99b之间的径向位移。协作的三个堆叠支撑腿93’产生堆叠支撑配置，该堆叠支撑配置可方便地容纳中部电极75’相对于腿底座95’的有差异的径向变形，同时保持准直器电极堆叠70’沿着光轴A’对准。

支撑脚99可包括用于微调所对应的支撑腿93’的高度的一个或多个调整构件99c。通过单独地改变三个支撑腿93’的支撑高度，可准确地调整准直器堆叠70’相对于外部框架42的总高度和倾斜。

腿底座95’也可包括垫片98，该垫片98以在下面本文进一步描述的方式与周围的束产生器腔室51’协作。

在图9至图13的实施例中，源真空腔室53’包封束源52’。

源真空腔室53’由具有三个去角角隅的腔室壁形成，该腔室壁具有在径向-角向平面中限定的横截面，该横截面具有总体上三角形形状。真空源腔室的壁的所得的不规则六角形横截面形状是被以使三个去角壁角隅与下方准直器堆叠70’的三个支撑柱90’对准的方式来布置。准直器电极堆叠70’与源真空腔室53’并不直接机械连接。类似地，束源52’与源真空腔室53’并不直接机械连接。替代地，第一准直器电极71’包括：啮合构件，其用于将带电粒子束源52’在第一准直器电极71’的上侧上固定至第一准直器电极71’；以及源对准构件，其用于定向所产生的带电粒子束的光轴A’与电极孔82’的中线。

每个堆叠支撑腿93’包括用于对准并支撑源真空腔室53’的两个腔室支撑构件101。在此实施例中，每个腔室支撑构件由自所对应的腿底座95处的腿连接件101a朝向腔室连接件101b延伸的细长支撑杆101形成，该腔室连接件101b局部地支撑源腔室53’。可沿着支撑构件101设置至少一个变窄部101c，以容纳有差异的热膨胀。图9至图10中所示出的实施例包括六个这些支撑杆100，所述支撑杆100向上且径向向内延伸。

图9中所示出的支撑配置允许束源腔室53’和准直器电极堆叠70’经由相同的支撑结构93’-101c支撑在相同的外部参考框架42上，同时避免束源腔室53’与准直器电极堆叠70’之间的直接机械耦合。此支撑配置可有利地减少束源腔室53’中的压致变形对准直器堆叠70’的对准的影响。相反地，该支撑配置可有利地减少电极堆叠70’的热致变形对源腔室53’的几何形状以及源腔室53’内部的真空条件的影响。另选地或另外，所提出的支撑配置使源腔室53’的额外重量及大小与准直器电极堆叠70’机械去耦，从而减少或甚至消除源腔室53’对准直器电极堆叠70’的机械共振(本征)频率的贡献。准直器堆叠70’的所得的机械共振频率因此变得更高并且在频率空间中更加局部化。所提出的用于使源真空腔室53’与电极准直器堆叠70’去耦的支撑配置可独立于以下紧接着讨论的电极准直器堆叠70’与束产生器真空腔室51’之间的机械去耦解决方案来实施为单独的改良。

第二真空系统实施例

图10至图11示出束产生器实施例50’的透视图，该束产生器实施例50’包括束产生器真空腔室(或“产生器腔室”)51’和真空泵送系统。与图8中具有产生器腔室51的束产生器50有关的特征和效应也可存在于下面所描述的具有产生器腔室51’的束产生器50’中，并且这里将不再次全部讨论。在图10至图11中的实施例的讨论中，类似的附图标记用于类似的特征，但由上撇号指示以区分实施例。

图10至图11中仅部分地示出束产生器真空腔室51’。在图10中，仅描绘束产生器腔室51’的后腔室部分51a和下腔室部分51b。上腔室部分和侧向腔室部分形成完整束产生器腔室51’的一部分，但从图10中省略以示出产生器腔室51’内部的带电粒子束产生器50’。在图11中描绘产生器腔室51’的侧向腔室部分51c-51e。

束产生器真空腔室51’设置有用于在操作期间在产生器腔室51’内部维持低真空的真空泵单元122’-123’(例如，吸气器)。真空泵122’-123’附接至泵支撑结构124，并且真空泵122’-123’定向成其主体轴与轴向方向Z基本上平行。泵支撑结构124具有基本上面向准直器堆叠70’的弯曲表面部分(沿着径向方向R来观察)。真空泵122’-123’附接在泵支撑结构124的基本上背对准直器堆叠70’的表面部分上。通过泵支撑结构124进行的电屏蔽以及真空泵122’-123’的向外方向有助于减少真空泵122’-123’的例如多边形形状对准直器堆叠70’内部所产生的电场的扰动效应。

准直器电极堆叠70’的每个支撑柱90’沿着外电极周边延伸跨过相应角度范围ΔΦ1’、ΔΦ2’、ΔΦ3’。图11中仅示出范围ΔΦ1’。在每个支撑柱90’中的对准的通孔内部具有夹紧构件91a’-91b’的配置有利地减小柱宽度并因而还减小每个支撑柱90’延伸跨过的角度范围ΔΦ1’、ΔΦ2’、ΔΦ3’。减小的柱宽度产生更大窗口以用于准直器区域内部的分子不受阻碍地朝向真空泵单元122’-123行进，从而产生更高的泵送效率。

下文描述准直器电极堆叠70’与束产生器腔室51’之间的机械去耦机构。

如沿着轴向方向A’所观察的，准直器电极堆叠70’的堆叠支撑腿93’径向向外延伸并且突出超过准直器电极71’-80’的外周边。也沿着轴向方向A’来观察，产生器腔室51’的下真空腔室部分51b描绘延伸超过准直器电极71’-80’的外周边的外腔室周边130(如果准直器电极堆叠70’定位于产生器腔室51’内部)。在堆叠支撑腿93’的角坐标处，外腔室圆周130相对于堆叠支撑腿底座95’“内接”(即，外腔室周边130局部地位于离光轴A’某一径向距离处，gai径向距离比腿底座95’离光轴A’的径向距离小)。

为容纳突出的堆叠支撑腿93’，下真空腔室部分51b在腔室壁中设置有三个侧向腔室孔132。腔室孔132位于与相应的堆叠支撑腿93’对应的角坐标处。优选地，每个侧向腔室孔132具有与对应支撑腿93’的局部外周边互补的形状。在图10的实施例中，每个侧向腔室孔132具有总体上矩形形状以容纳具有局部矩形横截面的对应腿底座95’。侧向腔室孔132优选地成形为与对应支撑腿93’的局部周边(横截面)类似(即，一致)，但其它孔形状是可能的，只要可容纳支撑脚(的局部周边)并且允许支撑脚穿过腔室壁突出，同时避免与产生器腔室51’的壁直接刚性连接即可。

如以上本文所描述的，堆叠支撑构件93’可各自包括用于连接至周围产生器腔室93’的垫片98。垫片98被布置且被配置为将所对应的堆叠支撑构件93’沿着侧向腔室孔132的边缘挠性地连接至下真空腔室部分51b。另外，垫片98被形成为覆盖并密封侧向腔室孔132与支撑腿93’之间的空隙。所得的密封配置允许在侧向腔室孔132的两侧上(即，在产生器腔室51’内部和外部)施加不同的真空条件。在图10至图11的实施例中，每个堆叠支撑构件93’的垫片98由扁平矩形垫圈形成，该扁平矩形垫圈由合成橡胶(更具体地，真空兼容的氟聚合物弹性体，如)制成，该扁平矩形垫圈围绕堆叠支撑构件93’的腿底座95’。

所得的束产生器配置允许在产生器腔室51’内部容纳准直器堆叠70’，同时允许准直器堆叠70’和产生器腔室51’独立地由外部参考框架支撑。从而避免准直器堆叠70’与产生器腔室51’之间的直接刚性机械耦合。

所提出的准直器堆叠70’与束产生器腔室51’之间的机械去耦可有利地减少产生器源腔室51’的压致变形对准直器堆叠70’的对准的影响，并且/或者减少电极堆叠70’的热致变形对产生器腔室51’的几何形状的影响。

另选地或另外，所提出的机械去耦可减少或甚至消除产生器腔室51’对准直器电极堆叠70’的机械共振(本征)频率的贡献。

另选地或另外，所提出的束产生器配置允许准直器堆叠70’在产生器腔室51’内部所产生的真空条件下操作，而仍可从真空腔室51’外部调整准直器堆叠70’的位置及对准。这大大地促进了准直器堆叠的对准和性能测试，并且有助于改良束准确度。

所提出的具有机械去耦的支撑配置允许构建具有相对薄的壁及相对低的质量的产生器腔室51’。所描述的束产生器实施例50’可因此方便地形成为模块，该模块可插入至设置在带电粒子光刻系统10(例如，图1中所示)的真空腔室30内部的载体框架42中并且可从该载体框架42移除。

如以上本文所指出的，可单独实施所提出的支撑配置中的任何一个(即，一方面用于使束产生器腔室51’与电极准直器堆叠70’机械去耦，并且另一方面用于使源真空腔室53’与电极准直器堆叠70’机械去耦)。然而，参考图9至图10所描述的实施例例示了也可通过利用相同的堆叠支撑结构来同时实施这些去耦解决方案，并且从而使所需空间及构造复杂性保持相对低。

两个机械去耦解决方案可被视为不同解决方案，并且这些解决方案中的任一个都不需要准直器堆叠支撑件93’-96b连接至准直器堆叠70’的中部区域75a’。束产生器腔室51’与电极准直器堆叠70’之间的所描述的机械去耦可一般地应用在任何束产生器中，该束产生器包括：真空腔室，其内部具有电极堆叠；以及堆叠支撑件，其附接至准直器电极堆叠的侧向区域。

然而，参考图9至图10所描述的实施例例示了这些去耦解决方案可连同啮合在准直器堆叠70’的中部区域75a’中的准直器堆叠支撑件93’-96b一起实施，以有利地降低准直器电极堆叠70’对以上本文所讨论的所有三个共振频率效应的共振敏感性，同时利用相同的堆叠支撑结构并且从而使所需空间及构造复杂性保持相对低。

图12示意地示出，在束产生器50’的此第二实施例的下(即，下游)侧上，准直器电极堆叠70’和束产生器腔室51’被配置为保持机械分离。束产生器腔室51’和准直器电极堆叠70’可因此保持单独地由外部参考框架42支撑。图12示出了束产生器腔室51’包括底板134，该底板134形成图10中所示出的下腔室部分51b的一部分。底板134包括：径向内部腔室板部分134a，其相对较薄并且位于径向靠近准直器电极堆叠处；以及径向向外腔室板部分134b，其比径向内部腔室板部分134a厚并且位于径向更接近外腔室周边130处。内部板部分134a位于靠近最后准直器电极80’处。特别地，内部板部分134a在径向方向R’上靠近径向内部电极部分80a’，并且在轴向方向Z’上靠近径向外部电极部分80b’。在内部板部分134a与最后准直器电极80’之间限定狭窄间隙ΔZ。此间隙ΔZ优选地沿着径向方向R’具有恒定高度。优选地，间隙ΔZ的高度为大约0.5毫米或更小。

此外，描绘此间隙ΔZ的表面优选地具有平滑曲率，特别地在内部板部分134a的径向向内远端处具有平滑曲率，以避免最后准直器电极80’(其在操作期间可保持在大约1千伏特的电位)与束产生器腔室51’的内部板部分134a(其在操作期间优选地保持在接地电位)之间的放电。

所得的支撑配置允许束产生器腔室51’和准直器电极堆叠70’独立地由外部参考框架42支撑。例如，外部参考框架42可在束产生器腔室51’的底板134处支撑束产生器腔室51’，而侧向突出的堆叠支撑腿93’承载准直器电极堆叠70’并且又在束产生器腔室51’外部由外部参考框架42支撑。

图12还例示了堆叠支撑腿93’可连接至倒数第二个准直器电极79’以增加稳定性。堆叠支撑腿93’包括用于连接第三腿构件93c’与倒数第二个电极79’的主体边缘的第三腿接头94c。第三腿接头94c可例如借助于螺纹式连接或其它已知的方法固定至倒数第二个准直器电极79’。第三腿构件93c可包括第三偏转部分96c，该第三偏转部分96c容许堆叠支撑腿93容纳以下两者之间有差异的热变形：一方面由第一及第二腿构件93a’-93b’支撑的中间准直器电极75’(参见图9)，与另一方面由第三腿构件93c支撑的倒数第二个电极79’。

此外，图12例示了准直器电极78’-80’之间的电极间高度Hd’可为恒定的。特别地，倒数第二个电极79’与最后电极80’的径向内部电极部分80a’之间的电极间高度Hd’优选地等于倒数第三个电极78’与倒数第二个电极79’之间的电极间高度Hd’。

第二支撑柱实施例

图13例示第二准直器堆叠70’实施例中的支撑柱90’的配置。相邻准直器电极的电极支撑部分86’与居间的间隔结构89’轴向地对准以限定堆叠支撑柱90’，该堆叠支撑柱90’与轴向方向Z’基本上平行地定向。在此实施例中形成三个支撑柱90’。电极支撑部分86’和间隔结构89’中的每一个设置有通孔，该通孔与轴向方向Z’基本上平行地延伸。每个支撑柱90’中的通孔相互对准以形成一体式柱通孔。支撑柱90’的对准的通孔容纳夹紧构件91a’-91d’，该夹紧构件91a’-91d’用于将支撑部分86’和中间间隔结构89’保持在一起。夹紧构件包括例如轴向预拉紧杆91b’，该轴向预拉紧杆91b’将预拉紧杆的两个远端91a’拉在一起。两个远杆端91a’分别耦合至第一电极71’和最后(即，外部)的电极80’。每个预拉紧杆91b’设置有两个变窄部91c’，以容纳准直器堆叠70’与相应预拉紧杆91b’之间有差异的热变形。另外，弹簧构件91d可被设置在每个预拉紧杆91b’的一个或两个远杆端91a’上，以提供针对准直器堆叠70’与相应预拉紧杆91b’之间有差异的轴向热变形的额外补偿机构。夹紧构件91a’、91b’优选地由例如钛的坚硬且非磁性材料制成。足够的径向间隔被设置在每个预拉紧杆91b’的外周边与电极支撑部分86’中的通孔的内周边之间，预拉紧杆91b’被容纳在这些通孔内部。

在圆柱形通孔及杆的情况下，支撑部分86中的通孔的内径以及间隔结构89中的通孔的内径皆大于预拉紧杆91b’的外径

径向间隔用来维持一方面相应电极71’-80’与另一方面每个预拉紧杆91b’之间的电分离，即使这些电极在准直器电极堆叠70’的操作期间经历热径向变形。归因于此实施例的电极支撑部分86’内部的所需通孔，电极支撑部分86’的典型直径将大于图4至图5中所示出的准直器电极实施例中的电极支撑部分86的直径，例如约为1.5倍大。

第二冷却导管实施例

图14示意地例示图9至图11中所示出的准直器电极堆叠70’的实施例中的冷却布置的一部分。图14示出第二、第三及第四准直器电极72’-74’，准直器电极72’-74’形成为各自在电极主体内部设置有冷却导管105’的准直器电极。互连导管(形成为中间管状元件)110’被设置在第一电极(例如，第四电极74’)的第一导管开口103与第二电极(例如，第三电极73’)的第二导管开口104’之间。在此实施例中，每一对互连的电极直接相邻，并且电极和互连导管的所得串级形成串联冷却布置。在此实施例中，每个互连导管110’包括第一笔直导管部分111’、弯曲导管部分113’以及第二笔直导管部分112’。在此实施例中，导管部分111’-113’由例如钛的机械强度较大且非磁性材料制成。与图3中所示出的实施例形成对照，不存在设置在导管部分111’-113’之间的导管波纹管。替代地，每个互连导管110’的笔直导管部分111’-112’中的至少一个设置有绝缘管连接器115。对应导管部分111’-112’在绝缘管连接器115内部中断，并且在两个远导管端处终止。这些远导管端借助于绝缘管连接器115a-115b以不透液体的方式固定至绝缘管连接器115的两个相反端。绝缘管连接器115a-115b可由具有O形环的压缩配件形成。绝缘管连接器115由电绝缘材料(例如，氧化铝)制成，该电绝缘材料提供互连的导管部分之间的电绝缘。所提出的具有绝缘管连接器115的导管布置确保减少互连的准直器电极之间的放电。

也与图3中所示出的实施例形成对照，第二冷却布置中的供应管117’和排放管118’不设置有另外的导管波纹管。替代地，供应管117’和排放管118’(在图9至图10中示出)具有相当大的长度并且设置有弯曲区域以用于抑制源自于束产生器50’外部的机械共振。

第三准直器堆叠实施例

图15示出包括堆叠支撑系统93”的准直器电极堆叠70”的另一实施例，堆叠支撑系统93”用于相对于外部参考框架(42，未示出)支撑准直器电极堆叠70”并且连接至准直器电极堆叠70”的侧向区域97。侧向区域对应于准直器堆叠70”的外周边，其沿着径向坐标总体上面向外。在此实施例中，堆叠支撑腿93”的一个腿构件93a”与第三准直器电极73”啮合。堆叠支撑腿93”的另一腿构件93c”’与第八准直器电极78”啮合。在此实施例中，准直器电极71”-80”的高度He基本上相等。另外，电极间距离Hd基本上相等。第三准直器电极73”和第八准直器电极78”包括具有电极支撑臂的电极支撑部分86”，该电极支撑臂具有足够的机械强度以相对于堆叠支撑腿93”共同地支撑整个准直器电极堆叠70”的重量。因此，第三准直器电极73”和第八准直器电极78”也包括热膨胀空间88”，该热膨胀空间88”用于容纳电极主体81”与支撑部分86”之间有差异的热变形，同时使支撑柱90”保持在固定位置中。

以上描述意欲为例示性的，而不具有限制性。对于技术人员而言将显而易见的是，在不脱离下面陈述的权利要求的范围的情况下，可设想本发明的替代实施例及等效实施例并付诸实践。

例如，以上对准直器电极堆叠实施例和带电粒子束产生器实施例的描述表明，存在刚好三个电极堆叠支撑柱和三个电极堆叠支撑腿。尽管数目三对于高稳定性及构造简单性来说是优选的，但也可设想具有仅两个柱和/或腿或具有三个以上柱和/或腿的配置。

准直器堆叠中的支撑腿可与支撑柱中的间隔结构啮合(作为啮合中部准直器电极的替代，或除啮合中部准直器电极之外还与支撑柱中的间隔结构啮合)，以建立相对于外部参考框架的平衡悬置。

堆叠支撑系统可不同于所描述的三角形和三脚架腿结构来成形。在以上实施例中描述的堆叠支撑系统自电极堆叠总体上向下延伸至外部参考框架。一般而言，外部参考框架(例如，载体框架42)可经由支撑构件在中部区域中支撑电极堆叠，该支撑构件可定向在以下方向中的任一个中：向下轴向方向Z(施加于图4中的支撑腿93上的压缩应力)、向上轴向方向–Z(施加于支撑构件上的拉伸应力)、径向方向R(支撑构件上的弯曲应力)、平衡的相反角方向Φ，或其组合。此外，径向偏转部分可不同地形成，例如具有不同的形状、横截面轮廓，或者由其它弹性材料制成。

已参考电子束光刻术处理讨论了各种实施例。然而，以上本文所讨论的原理可同样适用于产生其它带电粒子束类型(例如，正离子束或负离子束)，并且同样适用于其它类型的带电粒子束处理方法(例如，基于电子束的目标检查)。

已参考适于准直带电粒子束的准直器电极堆叠讨论了实施例。应理解，也涵盖通常被配置以用于操纵一个或多个带电粒子束的路径、形状及动能的电极堆叠。

紧接在下面呈现条款集，该条款集限定电极、电极布置以及束产生器的各方面和实施例。这些条款集可为分案申请的主题。这些条款也与包括以上本文所描述的组件的替代实施例有关，针对替代实施例，用上撇号指示附图标记。仅为了简洁和清晰起见，已从以下在权利要求和条款中指示的(非限制性)附图标记中省略用上撇号标记的元件附图标记，但仍然应在任何适用处考虑插入这些元件附图标记。

条款集A

a1.准直器电极堆叠(70)，其包括：

-至少三个准直器电极(71-80)，其用于准直沿着光轴(A)的带电粒子束(54)，其中每个准直器电极包括具有电极孔(82)的电极主体(81)，该电极孔(82)用于允许带电粒子束通过，其中电极主体沿着与光轴基本上平行的轴向方向(Z)间隔开，并且其中电极孔沿着光轴同轴地对准；

-多个间隔结构(89)，其被设置在每一对相邻准直器电极之间并且由电绝缘材料制成，该多个间隔结构(89)用于沿着轴向方向以预定距离来定位准直器电极，并且其中准直器电极(71-80)中的每一个电连接至单独的电压输出端(151-160)。

a2.根据条款a1的准直器电极堆叠(70)，其中每个电压输出端(151-160)可被单独调整。

a3.根据条款a1或a2的准直器电极堆叠(70)，其中电极主体(81)具有布置在基本上垂直于轴向方向(Z)的径向-角向平面中的圆盘形状，其中电极孔(82)由穿过该电极主体并沿着轴向方向延伸的基本圆形的切口形成。

a4.根据条款a1至a3中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中该至少三个准直器电极(71-80)沿着轴向方向(Z)布置为：

-第一准直器电极(71)，其被设置在准直器堆叠的上游端处；

-最后准直器电极(80)，其被设置在准直器堆叠的下游端处；以及

-至少一个中间电极(72-79)，其被设置在第一准直器电极(71)与最后准直器电极(80)之间。

a5.根据条款a4的准直器电极堆叠(70)，其中该至少一个中间电极(72、73、74、76、77、78、79)具有沿着轴向方向(Z)的电极厚度(He)。

a6.根据条款a4或a5的准直器电极堆叠(70)，其中一方面相邻中间电极(72、73、74、76、77、78、79)之间的电极间距离(Hd)以及另一方面沿着轴向方向(Z)的中间电极厚度(He)由关系式0.75·He≤Hd≤1.5·He来限定。

a7.根据条款a4至a6中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中第一准直器电极(71)具有在由1.5·He≤H1≤2.5·He限定的范围内的第一厚度(H1)。

a8.根据条款a4至a7中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中第一准直器电极(71)包括具有轴向扩孔(71a)的第一电极孔，该轴向扩孔(71a)沿着光轴(A)在下游方向上以平滑曲面轨迹朝向远离该光轴(A)的径向方向(R)渐扩。

a9.根据条款a4至a8中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中最后准直器电极(80)的径向内部部分(80a)的最后电极厚度(H10)在由3·H10≤He限定的范围内。

a10.根据条款a4至a9中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中最后准直器电极(80)的径向向外部分(80b)的厚度(H10’)基本上等于中间电极厚度(He)。

a11.根据条款a4至a10中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中准直器电极(71-80)沿着轴向方向(Z)布置，使得至少三个中间电极(72-79)被设置在第一准直器电极(71)与最后准直器电极(80)之间。

a12.根据条款a11的准直器电极堆叠(70)，其中该至少三个中间电极(72-79)的中部准直器电极(75)具有在由1.5·He≤H1≤2.5·He限定的范围内的厚度(H5)。

a13.根据条款a1至a12中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中每个间隔结构(89)的高度(Hs)与介于隔离物(89)与准直器孔(82)的孔周边(82a)之间的最短径向距离(ΔR1)之间的关系由3·Hs≤ΔR1限定。

a14.带电粒子束产生器(50)，其包括：

-束源(52)，其用于产生沿着光轴(A)的带电粒子束(54)；

-根据条款a1至a13中任一项的准直器电极堆叠(70)；

其中第一准直器电极(71)被设置在准直器堆叠的上游端处，其中准直器电极(71-80)的电极孔(82)沿着光轴对准，并且其中该束源直接固定至第一准直器电极(71)的顶侧上。

a15.包括电极堆叠(70)的准直器系统，该电极堆叠(70)包括多个电极(71-80)，该多个电极(71-80)用于准直沿着所述堆叠的光轴(A)的带电粒子束(54)，每个准直器电极包括：具有电极孔(82)的电极主体(81)，该电极孔(82)用于允许带电粒子束的传输；以及电连接，其用于为电极提供电位，其中电极主体沿着轴向方向(Z)间隔式地布置，并且其中电极孔沿着光轴同轴地对准；

其中在使用中，电极堆叠(70)的中部电极(75)被充电以与其它准直器电极(71-74、76-80)相比保持在最高正电位，并且其中在电极堆叠(70)的上游方向上在中部电极(75)之前的两个电极中的每一个被配置为保持在比中部电极(75)在下游方向上的相邻电极的电位更低的电位。

a16.根据条款a15的准直器系统，其中在使用中，最后准直器电极(80)被充电以保持在正电位，并且其中位于中部电极(75)与最后电极(80)之间的至少一个电极(76-79)设置有比最后电极(80)的电位更低的电位。

a17.根据条款a15的准直器系统，其中至少两个电极(76-79)被包括在中部电极(75)与最后电极(80)之间，该至少两个电极(76-79)中的倒数第二个电极被充电以获得负电位。

a18.用于操作根据条款a14的带电粒子束产生器(50)的方法，其中该方法包括：

-利用束源(52)产生电子束(54)；

-沿着光轴(A)穿过准直器电极堆叠(70)的孔(82)投射所产生的电子束；以及

-将电位(V1-V10)施加至准直器电极(71-80)上，其包括：

-使第一准直器电极(71)保持在接地电位；

-使中部准直器电极(75)保持在最高正电位，以及

-使最后准直器电极(80)保持在低正电位。

a19.用于操作根据条款a18的束产生器(50)的方法，其中将电位(V1-V10)施加至准直器电极(71-80)上包括：

-在中部准直器电极(75)与定位成紧接在该中部准直器电极的上游的相邻准直器电极(74)之间施加电位差，以及

-在相邻准直器电极(74)与定位成紧接在相邻准直器电极的上游的另外的相邻准直器电极(73)之间施加另外的电位差；

其中该另外的电位差大于该电位差。

a20.用于操作根据条款a18或a19的束产生器(50)的方法，其中将电位(V1-V10)施加至准直器电极(71-80)上包括：

-使在中部电极(75)上游的第二准直器电极(72)保持在负电位。

a21.用于操作根据条款a18至a19中任一项的束产生器(50)的方法，其中将电位(V1-V10)施加至准直器电极(71-80)上包括：

-使倒数第二个电极(79)和倒数第三个电极(78)中的至少一个保持在低负电位。

a22.用于操作根据条款a18至a21中任一项的束产生器(50)的方法，其中将电位(V1-V10)施加至准直器电极(71-80)上包括：

-使紧接在最后准直器电极(80)之前的两个中间准直器电极(78、79)中的至少一个保持在具有在-300伏特与-500伏特之间的值的固定电位；

-使第二准直器电极(72)保持在具有在-3千伏特与-4千伏特之间的值的固定电位；

-使中部准直器电极(75)保持在具有在+20千伏特与+30千伏特之间的值的固定电位；以及

-使最后准直器电极(80)保持在具有在+500伏特与+1100伏特之间的值的正电位。

条款集B

b1.电极堆叠(70)，特别地为准直器电极堆叠，其中该电极堆叠包括：

-多个堆叠的电极(71-80)，其用于操纵沿着光轴(A)的带电粒子束(54)，其中每个电极包括具有电极孔(82)的电极主体(81)，该电极孔(82)用于容许带电粒子束通过，其中电极主体沿着与光轴基本上平行的轴向方向(Z)相互间隔开，并且其中电极孔沿着光轴同轴地对准，以及

-间隔结构(89)，其主要由电绝缘材料构成，并且布置在每一对相邻的电极之间，以用于沿着轴向方向(Z)以预定相互距离来定位电极(71-80)；

其中第一电极和第二电极(71-80)各自包括具有一个或多个支撑部分(86)的电极主体(81)，其中每个支撑部分被配置为容纳至少一个间隔结构(89)，

其中该电极堆叠形成有至少一个夹紧构件(91-91c)，该至少一个夹紧构件(91-91c)被配置以用于将第一电极和第二电极的相应的支撑部分(86)与位于第一电极和第二电极之间的至少一个间隔结构(89)保持在一起。

b2.根据条款b1的电极堆叠(70)，其中第一电极和/或第二电极的电极主体(81)具有圆盘形状或扁圆环形状。

b3.根据条款b1或b2的电极堆叠(70)，其中第一及第二电极(71-80)中的至少一个包括沿着电极主体(81)的径向外周边(85)的三个支撑部分(86)，其中所述三个支撑部分共同地支撑电极主体的重量。

b4.根据条款b3的电极堆叠(70)，其中支撑部分(86)具有足够的刚性以防止该支撑部分沿着轴向方向(Z)相对于电极主体(81)偏转。

b5.根据条款b3至b4中任一项的电极堆叠(70)，其中相邻的电极(71-80)的电极支撑部分(86)与居间的间隔结构(89)轴向地对准以限定与轴向方向(Z)平行的支撑柱(90)。

b6.根据条款b5的电极堆叠(70)，其中每个支撑柱(90)与相应的夹紧构件(91-91c)连接，以用于将支撑部分(86)与居间的间隔结构(89)保持在一起。

b7.根据条款b3至b6中任一项的电极堆叠(70)，其中支撑部分(86)借助于电极支撑构件(87)以可径向移动的方式连接至所对应的电极(71-80)的电极主体(81)。

b8.根据条款b7的电极堆叠(70)，其中电极支撑构件(87)沿着向外电极周边(85)设置，从而在电极支撑部分与外电极周边之间限定热膨胀空间(88)。

b9.根据条款b7或b8的电极堆叠(70)，其中电极支撑构件(87)包括可移动细长臂(87a-87c)，可移动细长臂(87a-87c)在第一端处连接至外电极周边(85)并且利用第二端连接至对应的电极支撑部分(86)。

b10.根据条款b9的电极堆叠(70)，其中可移动细长臂(87a-87c)包括挠性臂变窄部(87b-87c)，所述挠性臂变窄部(87b-87c)允许所对应的电极支撑部分(86)在径向-角向平面中相对于电极主体(81)的偏转，同时防止所对应的电极支撑部分(86)在轴向方向(Z)上相对于电极主体(81)的偏转。

b11.根据条款b10的电极堆叠(70)，其中挠性臂变窄部(87b-87c)被包括在可移动细长臂的至少一个端部分上。

b12.根据条款b9至b11中任一项的电极堆叠(70)，其中可移动细长臂(87a-87c)基本上沿着角方向(Φ)延伸，并且其中热膨胀空间(88)形成基本上沿着角方向的狭缝。

b13.根据条款b5至b12中任一项的电极堆叠(70)，其中对应的支撑柱(90)的支撑部分(86)和间隔结构(89)包括轴向对准的通孔，其中该通孔共同地限定空隙，该空隙容纳对应的夹紧构件(91-91c)，并且其中夹紧构件被预拉紧以将压缩力施加于与轴向方向(Z)平行的支撑柱(90)上。

b14.根据条款b13的电极堆叠(70)，其中支撑部分(86)和/或间隔结构(89)中的通孔的内径基本上大于夹紧构件(91a-91c)的外径

b15.根据条款b14的电极堆叠(70)，其中通孔的内径与夹紧构件(91a-91c)的外径之间的差异保持径向空隙开放，该径向空隙用于提供一方面的夹紧构件(91a-91c)与另一方面的支撑部分(86)和/或间隔结构(89)之间的电绝缘。

b16.根据条款b1至b15中任一项的电极堆叠(70)，其中沿着轴向方向(Z)观察，第一电极和/或第二电极的电极主体(81)的厚度(He)是在所第一电极与第二电极之间的电极间距离(Hd)的数量级中。

b17.带电粒子束产生器(50)，其包括：

-束源(52)，其用于产生沿着光轴(A)的带电粒子束(54)；

-根据条款b1至b16中任一项的电极堆叠(70)，其具有堆叠支撑系统(93-101c)；

其中第一电极(71)被设置在所述电极堆叠的上游端处并且该束源被设置在第一电极的上游，并且

其中束源(52)以及电极(71-80)的电极孔(82)沿着光轴同轴地对准。

b18.根据条款b17的带电粒子束产生器(50)，其适于作为粒子束准直器来操作，特别地，其中该带电粒子束产生器被配置以用于在第一电极与第二电极之间施加电位差，并且在第二电极与第三电极之间施加另外的电位差，其中该另外的电位差大于所述电位差。

b19.根据条款b18的带电粒子束产生器(50)，其中至少第三电极设置有用于传导冷却液体(102)的冷却导管(105)。

b20.根据条款b17至b19中任一项的带电粒子束产生器(50)，其包括：

-产生器真空腔室(51)，其用于容纳电极堆叠(70)，其中该产生器真空腔室包括腔室孔(132)，该腔室孔(132)适于使堆叠支撑系统(93-101c)的突出支撑部分(95、99-100b)穿过，从而允许突出支撑部分在该产生器真空腔室的外部并且相对于外部参考框架(42)建立单独支撑连接，以及

-垫片(98)，其中每个垫片适于密封介于相应的腔室孔(132)与对应的突出支撑部分(95、99-100b)之间的空隙。

b21.根据条款b17至b20中任一项的带电粒子束产生器(50)，其形成为束产生器模块，其中束产生器真空腔室(51)可插入至设置在带电粒子光刻系统(10)的真空腔室(30)的内部的载体框架(42)中，可由该载体框架(42)支撑，并且可自该载体框架(42)移除。

b22.根据条款b11至b13中任一项的带电粒子束产生器(50)，其包括：

-源腔室(53)，其位于电极堆叠(70)的上游端上并且适于在其内部容纳束源(52)，以及

-源腔室支撑构件(101-101c)，其用于将源腔室(53)直接支撑在堆叠支撑系统(93-96b)上。

b23.一种用于处理目标(31)的带电粒子光刻系统(10)，该系统包括：

-真空腔室(30)，其包封载体框架(42)；

-根据条款b17至b22中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中该束产生器由该载体框架容纳；

-其中电极堆叠(70)包括三个堆叠支撑构件(93-101c)，每个支撑构件在第一端处连接至该电极堆叠的中部区域(75a)，并且在第二端处连接至载体框架，以便将该电极堆叠支撑在该载体框架上。

b24.一种电极(71-80)，其适于在带电粒子束产生器中使用并且包括环形电极主体(81)，该环形电极主体(81)设置有顶表面(83)和底表面(84)，该底表面和该顶表面经由侧表面(85)彼此连接，该侧表面(85)限定外电极周边，其中所述电极包括沿着电极周边(85)的三个支撑部分(86)，其中每个支撑部分被配置为容纳至少一个间隔结构(89)。

b25.根据条款b24的电极(71-80)，其包括沿着外电极周边(85)的三个可径向移动的电极支撑臂(87)，其中每个电极支撑臂将外电极周边与对应的电极支撑部分(86)互连，从而在该电极支撑部分与该外电极周边之间限定热膨胀空间(88)。

b26.根据条款b25的电极(71-80)，其中电极支撑臂(87)包括径向细长主体，该径向细长主体在一端处连接至外电极周边(85)并且利用相反端连接至电极支撑部分(86)，其中该细长主体基本上沿着角方向(Φ)延伸，并且其中热膨胀空间(88)形成同样基本上沿着该角方向延伸的狭缝。

b27.根据条款b24至b26中任一项的电极(71-80)，其包括整体式电极主体(81)，该整体式电极主体(81)优选地具有铸造金属，更优选地主要由铝构成。

条款集D

d1.一种适用于带电粒子光刻系统(10)的带电粒子束产生器(50)，该带电粒子束产生器包括：

-带电粒子源(52)，其用于产生沿着光轴(A)的带电粒子束(54)；

-准直器电极堆叠(70)，其用于准直该带电粒子束，其中该电极堆叠沿着光轴跨越准直器高度(Hc)；

-产生器真空腔室(51)，其用于容纳准直器电极堆叠(70)和带电粒子源(52)；以及

-至少一个真空泵系统(122、123)，其被设置在产生器真空腔室(51)内部离该准直器电极堆叠的外周边(85)一距离(ΔRp)处，其中该至少一个真空泵系统跨越与光轴(A)基本上平行地定向的有效泵送表面(122a、123a)，并且其中该有效泵送表面具有跨越准直器高度(Hc)的至少一部分的表面高度(Hp)。

d2.根据条款d1的带电粒子束产生器(50)，其中有效泵送表面(122a、123a)的表面高度(Hp)具有最低限度上大约为准直器电极堆叠(70)的直径的值。

d3.根据条款d1至d2中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中该真空泵系统包括至少四个吸气器(122、123)，该至少四个吸气器(122、123)布置成相互邻近且与轴向方向(Z)基本上平行，并且在相应的有效泵送表面(122a、123a)沿着准直器高度(Hc)的最大部分的情况下延伸。

d4.根据条款d1至d3中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中真空泵系统(122、123)与准直器电极堆叠(70)的外周边(85)之间的距离(ΔRp)大于该准直器电极堆叠中两个相邻电极之间的典型电极间距离(Hd)。

d5.根据条款d1至d4中任一项的带电粒子束产生器(50)，其包括泵支撑结构(124)，该泵支撑结构(124)被布置在产生器真空腔室(51)内部并且被配置以用于借助于可选择性释放的连接来承载该真空泵系统的泵单元(122、123)。

d6.根据条款d1至d5中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中准直器堆叠(70)包括三个支撑柱(90)，该三个支撑柱(90)沿着外准直器周边延伸跨过三个不同角度柱范围(ΔΦ1、ΔΦ2、ΔΦ3)，并且其中泵送系统(122、123)的有效泵送表面(122a、123a)跨越不与三个角度柱范围中的任一个重叠的角度泵范围(ΔΦp)。

d7.根据条款d6的带电粒子束产生器(50)，其中有效泵送表面(122a、123a)所跨越的角度泵范围(ΔΦp)与限定在两个支撑柱(90)之间的角度范围很大程度上重合。

d8.根据条款d1至d7中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中准直器堆叠(70)包括准直器电极(71-80)的序列，每个准直器电极包括电极主体(81)，该电极主体(81)用于维持电位并且设置有孔(82)，该孔(82)用于容许带电粒子束(54)通过。

d9.根据条款d8的带电粒子束产生器(50)，其中准直器电极(71-80)包括沿着轴向方向(Z)布置的以下电极：

-第一准直器电极(71)，其被设置在准直器堆叠的上游端处；

-最后准直器电极(80)，其被设置在准直器堆叠的下游端处；

-至少一个中间电极(72、73、74、76、77、78、79)，其被设置在该第一准直器电极与该最后准直器电极之间。

d10.根据条款d9的带电粒子束产生器(50)，其中该至少一个中间准直器电极具有厚度(He)，并且其中准直器电极沿着光轴(A)以预定距离(Hd)相互间隔开，其中预定相互距离(Hd)通过0.75·He≤Hd≤1.5·He来限定。

d11.根据条款d8至d10中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中至少一个准直器电极(71、72、73、74、76、77、78、79、80)包括三个支撑部分(86)，该三个支撑部分(86)沿着外电极周边(85)延伸跨过三个相应的角度范围(ΔΦ1、ΔΦ2、ΔΦ3)，其中每个支撑部分(86)被配置为容纳用于以预定距离(Hd)相互间隔相邻电极主体(81)的至少一个间隔结构(89)。

d12.根据条款d11的带电粒子束产生器(50)，其中相邻准直器电极的支撑部分(86)与居间的间隔结构(89)同轴地对准以沿着轴向方向(Z)在三个角度柱范围(ΔΦ1、ΔΦ2、ΔΦ3)中的一个处限定支撑柱(90)。

d13.根据条款d8至d12中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中准直器电极中的至少两个包括用于传送冷却液体(102)的冷却导管(105)，每个冷却导管包括：第一开口(103)，其用于连接至液体供应结构，以及第二开口(104)，其用于连接至液体排放结构，并且其中该电极堆叠包括中间管状元件(110)，该中间管状元件(110)用于连接第一准直器电极的第二开口与第二准直器电极的第一开口。

d14.根据条款d13的带电粒子束产生器(50)，其中准直器电极(71-80)包括环形电极主体(81、81’)，该环形电极主体(81、81’)设置有面向带电粒子源(52)的顶表面(83)，以及背对该带电粒子源的底表面(84)，该底表面和该顶表面经由侧表面(85)互连，该侧表面(85)限定外电极周边，并且其中第一开口(103)和第二开口(104)位于该侧表面中。

d15.根据条款d14的带电粒子束产生器(50)，其中第一开口(103)和第二开口(104)位于准直器电极(71-80)的相同侧表面上。

d16.根据条款d13至d15中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中中间管状元件(110)被设置在外电极周边(85)处，沿着外电极周边(85)跨越管角度范围(ΔΦt)，并且其中泵送孔(122a、123a)的角度泵范围(ΔΦp)不与该导管角度范围重叠。

d17.根据条款d13至d16中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中冷却导管(105)由整合在准直器电极主体(81)内的导管形成。

使导管整合在准直器电极主体内将增加可用于自由分子的侧向空间(即，平均自由路径)，自由分子在准直器堆叠中移动以径向向外行进并被移除，例如被吸气泵吸收，吸气泵径向向外定位于离该准直器堆叠某一距离处。

d18.根据条款d1至d17中任一项的带电粒子束产生器(50)，其包括容纳在束产生器腔室(51)内的束源真空腔室(53)，其中束源(52)被容纳在束源真空腔室内，并且其中准直器堆叠(70)定位于该束源真空腔室外部。

d19.根据条款d18的带电粒子束产生器(50)，其中束源腔室(53)包封至少一个源真空泵单元(120)，该至少一个源真空泵单元(120)用于产生该束源腔室与束产生器腔室(51)之间的压力差。

束源(52)附近的差压超低真空有助于改良其辐射发射效率并延长其有效辐射寿命。

d20.根据条款d1至d19中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中该束产生器形成为束产生器模块，该束产生器模块可插入至设置在带电粒子光刻系统(10)的真空腔室(30)内部的载体框架(42)中并且可自该载体框架(42)移除，其中该束产生器包括包封束源(52)和准直器堆叠(70)的束产生器腔室(51)。

d21.特别地根据条款d1至d20中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中准直器电极堆叠(70)包括堆叠支撑系统(93-101c)，该堆叠支撑系统(93-101c)用于相对于外部参考框架(42)来支撑该准直器电极堆叠，其中产生器真空腔室(51)包括腔室孔(132)，腔室孔(132)适于使堆叠支撑系统(93-101c)的突出支撑部分(95、99-100b)穿过，从而允许突出支撑部分在产生器真空腔室(51)外部建立与外部参考框架(42)的单独支撑接口。

d22.根据条款d21的带电粒子束产生器(50)，其包括垫片(98)，其中每个垫片适于密封介于相应腔室孔(132)与对应突出支撑部分(95、99-100b)之间的空隙，以便在该产生器真空腔室的外部与内部之间建立真空障壁。

d23.特别地根据条款d1至d22中任一项的带电粒子束产生器(50)，其包括源真空腔室(53)，该源真空腔室(53)在其内部容纳束源(52)，其中带电粒子源(52)和源真空腔室(53)被设置在该准直器电极堆叠的上游及产生器真空腔室(51)内部，并且其中堆叠支撑系统(93-101c)包括源腔室支撑构件(101-101c)，源腔室支撑构件(101-101c)用于将源真空腔室(53)直接支撑在堆叠支撑系统(93-96b)上。

d24.根据条款1至23中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中有效泵送表面(122a、123a)的表面宽度具有最低限度上大约为准直器电极堆叠(70)的直径的值。

d25.用于曝露目标(31)的带电粒子光刻系统(10)，该系统包括：

-根据条款d1至d24中任一项的带电粒子束产生器(50)，其用于产生带电粒子束(54)；

-孔阵列(58)；其用于由该带电粒子束形成多个细束；以及

-细束投射器(66)，其用于将细束投射至目标的表面上。

条款集E

e1.一种准直器电极堆叠(70)，其包括：

-多个堆叠的准直器电极(71-80)，其用于准直沿着光轴(A)的带电粒子束(54)；

其中每个准直器电极包括具有电极孔(82)的电极主体(81)，该电极孔(82)用于容许带电粒子束通过，其中电极主体沿着与光轴基本上平行的轴向方向(Z)相互间隔开，并且其中电极孔沿着光轴同轴地对准；以及

-堆叠支撑系统(93-101c)，其用于相对于外部参考框架(42)来支撑该准直器电极堆叠，并且连接至该准直器电极堆叠的侧向区域(75a、92b、97)。

e2.根据条款1的准直器电极堆叠(70)，其中堆叠支撑系统(93-96b)包括沿着准直器电极堆叠(70)的外周边分布的堆叠支撑构件(93-101c)，该周边围绕光轴(A)在角方向(Φ)上延伸，其中堆叠支撑构件协作以相对于外部参考框架(42)来支撑该准直器电极堆叠。

e3.根据条款e2的准直器电极堆叠(70)，其中每个堆叠支撑构件(93-101c)包括：

-接头(94-94b)，其用于将该支撑构件连接至该准直器堆叠的侧向区域(75a、92b、97)；

-底座(95、99、99a-99b)，其用于将该支撑构件连接至外部参考框架(42)；以及

-至少一个挠性径向偏转部分(96a-96b、100a-100b)，其用于允许接头在径向方向(R)上相对于底座位移。

e4.根据条款e2或e3的准直器电极堆叠(70)，其中每个堆叠支撑构件包括堆叠支撑腿(93’-101c’)，该堆叠支撑腿(93’-101c’)连接至位于该准直器电极堆叠的中部区域(75a)中的中部准直器电极(75)。

e5.根据条款e2或e3的准直器电极堆叠(70”)，其包括十个堆叠的准直器电极(71”-80”)，其中每个堆叠支撑构件具有堆叠支撑腿(93”-101c”)，该堆叠支撑腿(93”-101c”)包括：

-腿构件(93a”)，其连接至第二或第三准直器电极(72”-73”)；以及

-另外腿构件(93c”)，其连接至第八或第九准直器电极(78”-79”)。

e6.根据条款e1至e5中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中支撑系统(93-101c)连接至该准直器电极堆叠的中部区域(75a)。

e7.根据条款e1至e6中任一项的准直器电极堆叠(70)，其包括具有电绝缘材料的间隔结构(89)，所述间隔结构(89)用于沿着轴向方向(Z)以预定相互距离来定位准直器电极(71-80)。

e8.根据条款e7的准直器电极堆叠(70)，其中准直器电极(71-80)中的至少一个包括沿着外电极周边(85)的三个支撑部分(86)，其中每个支撑部分被配置为容纳至少一个间隔结构(89)。

e9.根据条款e8的准直器电极堆叠(70)，其中相邻准直器电极(71-80)的电极支撑部分(86)与居间的间隔结构(89)轴向地对准以限定与轴向方向(Z)平行的支撑柱(90)。

e10.根据条款e9的准直器电极堆叠(70)，其中每个支撑柱(90)设置有夹紧构件(91-91c)，该夹紧构件(91-91c)用于将支撑部分(86)与居间的间隔结构(89)保持在一起。

e11.根据条款e10的准直器电极堆叠(70)，其中对应支撑柱(90)的支撑部分(86)和间隔结构(89)包括轴向对准的通孔，该通孔容纳夹紧构件(91-91c)，并且其中该夹紧构件被预拉紧以将压缩力施加于与轴向方向(Z)平行的支撑柱(90)上。

e12.根据条款e8至e11中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中准直器电极(71-80)包括沿着外电极周边(85)的三个可径向移动的电极支撑构件(87)，其中每个电极支撑构件将该外电极周边与对应电极支撑部分(86)互连，从而在该电极支撑部分与该外电极周边之间限定热膨胀空间(88)。

e13.根据条款e12的准直器电极堆叠(70)，其中电极支撑构件(87)包括可径向移动的细长臂，该细长臂在第一端处连接至外电极周边(85)并且利用第二端连接至电极支撑部分(86)，其中该臂基本上沿着角方向(Φ)延伸，并且其中热膨胀空间(88)形成也基本上沿着该角方向延伸的狭缝。

e14.一种带电粒子束产生器(50)，其包括：

-束源(52)，其用于产生沿着光轴(A)的带电粒子束(54)；

-根据条款e1至e13中任一项的准直器电极堆叠(70)，其具有堆叠支撑系统(93-101c)；

其中第一准直器电极(71)被设置在准直器堆叠的上游端处，其中该束源被设置在第一准直器电极的上游，并且其中束源(52)与准直器电极(71-80)的电极孔(82)沿着光轴同轴地对准。

e15.根据条款e14的带电粒子束产生器(50)，其包括：

-产生器真空腔室(51)，其用于在其内部容纳准直器电极堆叠(70)，其中该产生器真空腔室包括腔室孔(132)，所述腔室孔(132)适于使堆叠支撑系统(93-101c)的突出支撑部分(95、99-100b)穿过，从而允许突出支撑部分在该产生器真空腔室外部建立与外部参考框架(42)的单独支撑接口，以及

-垫片(98)，其中每个垫片适于密封介于相应腔室孔(132)与对应突出支撑部分(95、99-100b)之间的空隙。

e16.根据条款e12至e15中任一项的带电粒子束产生器(50)，其形成为束产生器模块，其中束产生器真空腔室(51)可插入至设置在带电粒子光刻系统(10)的真空腔室(30)内部的载体框架(42)中，可由该载体框架(42)支撑，并且可自该载体框架(42)移除。

e17.根据条款e12至e16中任一项的带电粒子束产生器(50)，其包括：

-源腔室(53)，其位于准直器电极堆叠(70)的上游端上并且适于在其内部容纳束源(52)，以及

-源腔室支撑构件(101-101c)，其用于将源腔室(53)直接支撑在堆叠支撑系统(93-96b)上。

e18.用于处理目标(31)的带电粒子光刻系统(10)，该系统包括：

-真空腔室(30)，其包封载体框架(42)；

-根据条款e12至e17中任一项的带电粒子束产生器(50)，其中该束产生器由该载体框架容纳；

-其中准直器堆叠(70)包括三个堆叠支撑构件(93-101c)，每个支撑构件在第一端处连接至该准直器堆叠的中部区域(75a)，并且在第二端处连接至该载体框架，以便将该准直器堆叠支撑在该载体框架上。

Claims (35)

1.一种准直器电极，其包括电极主体(81)，所述电极主体(81)优选地具有圆盘形状或扁圆环形状，其中所述电极主体设置有中心电极孔(82)，其中所述电极主体限定介于两个相反的主要表面之间的电极高度(He)，并且其中所述电极主体在所述电极主体内部容纳用于传送冷却液体(102)的冷却导管(105)。

2.根据权利要求1的准直器电极，其中所述冷却导管(105)形成为优选地由钛制成的导管(105)。

3.根据权利要求1或2的准直器电极，其中所述电极主体(81)由铝制成。

4.根据权利要求1至3中任一项的准直器电极，其中所述冷却导管(105)包括：第一开口(103)，其用于连接至液体供应结构(117)；以及第二开口(104)，其用于连接至液体排放结构(118)。

5.根据权利要求1至3中任一项的准直器电极，其中所述冷却导管(105)连接至设置在所述电极主体(81)的外周边(85)外部的电绝缘导管构件。

6.根据权利要求4或5的准直器电极，其中所述第一开口(103)和所述第二开口(104)位于所述第一及第二准直器电极的侧表面(85)中。

7.根据权利要求6的准直器电极，其中每个准直器电极的所述第一开口(103)和所述第二开口(104)彼此靠近地位于所述准直器电极的所述侧表面(85)中。

8.根据权利要求4至7中任一项的准直器电极，其中所述冷却导管(105)经由在所述电极主体(81)内部且围绕所述孔(82)所设置的导管轨迹(105a-105d)来互连所述第一开口(103)和所述第二开口(104)。

9.根据权利要求5至8中任一项的准直器电极，其中所述孔(82)具有关于所述准直器电极的光轴(A)的圆对称，并且其中所述冷却导管(105)包括：基本圆形部分(105a)，其围绕所述孔(82)延伸；以及两个基本笔直端部分(105b)，其用于连接所述圆形部分与所述第一开口(103)和所述第二开口(104)。

10.根据权利要求9的准直器电极，其中一方面所述电极孔(82)的直径与另一方面介于所述电极孔(82)的周边(82a)与所述冷却导管(105)的所述圆形部分(105a)之间的径向距离(ΔR2)之间的关系由限定。

11.根据权利要求2至10中任一项的准直器电极，其中所述导管(105)被整合在所述准直器电极的所述电极主体(81)内部。

12.根据权利要求2至11中任一项的准直器电极，其中所述电极主体(81)至少部分地由铸造材料组成，特别地由铸铝组成，并且其中所述导管(105)被包括在所述铸造材料中。

13.根据权利要求2至10中任一项的准直器电极，其中所述电极主体(81)的顶表面(83)设置有凹部(106)，所述凹部(106)具有对应于所述导管(105)的形状，并且其中所述导管位于所述凹部内部。

14.根据权利要求13的准直器电极堆叠(70)，其中所述导管(105)借助于导热的粘合材料(107)在所述凹部(106)内部附接至所述准直器电极(71-80)。

15.根据权利要求2至14中任一项的准直器电极，其中所述导管(105)包括：

-下沟槽部分(105c)，其具有限定在外部的矩形表面以及限定在内部的曲面沟槽，以及

-上盖部分(105d)，其用于密封限定在所述下沟槽部分的内部的曲面沟槽，从而形成用于所述冷却液体(102)的流道。

16.根据权利要求2至15中任一项的准直器电极，其包括沿着所述电极主体(81)的向外电极周边(85)的至少两个电极支撑部分(86)以及电极支撑构件(87)，其中每个电极支撑构件将所述电极周边与对应电极支撑部分(86)互连，从而在所述电极支撑部分与所述外电极周边之间限定热膨胀空间(88)，并且其中所述电极支撑构件(87)适于在所述轴向方向(Z)上共同地支撑所述电极主体(81)的重量。

17.根据权利要求16的准直器电极，其中所述电极支撑构件(87)包括可移动细长臂(87a-87c)，所述可移动细长臂(87a-87c)在第一端处连接至所述外电极周边(85)并且利用第二端连接至所述电极支撑部分(86)。

18.根据权利要求17的准直器电极，其中所述可移动细长臂(87a-87c)包括臂变窄部(87b-87c)，所述臂变窄部(87b-87c)允许所述对应电极支撑部分(86)在径向-角向平面中相对于所述电极主体(81)的挠曲，同时防止所述对应电极支撑部分(86)在所述轴向方向(Z)上相对于所述电极主体(81)的挠曲。

19.一种适用于带电粒子束产生器(50)的准直器电极堆叠(70)，其中所述准直器电极堆叠包括：

-根据权利要求1至18中任一项的多个准直器电极(71-80)，并且所述多个准直器电极(71-80)适于准直带电粒子束(54)，

其中至少第一准直器电极和第二准直器电极各自设置有用于传送冷却液体(102)的冷却导管(105)，所述冷却导管包括：第一开口(103)，其用于连接至液体供应结构(117)；以及第二开口(104)，其用于连接至液体排放结构(118)，

并且其中所述准直器电极堆叠包括连接导管(110)，所述连接导管(110)被布置为在所述第一准直器电极的所述第二开口(104)与所述第二准直器电极的所述第一开口(103)之间建立液体连接。

20.根据权利要求19的准直器电极堆叠(70)，其中所述第一准直器电极和所述第二准直器电极的所述电极主体(81)同轴地布置成所述电极孔(82)沿着所述准直器电极堆叠的光轴(A)对准。

21.根据权利要求20的准直器电极堆叠(70)，其中如沿着光轴(A)来观察，所述第二准直器电极位于所述第一准直器电极的上游。

22.根据权利要求19至21中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中所述连接导管(110)形成为中间管状元件(110)，所述中间管状元件(110)包括：第一基本笔直部分(111)，其背对所述第一开口(103)；第二基本笔直部分(112)，其背对所述第二开口(104)；以及基本弯曲部分(113)，其连接所述第一笔直部分与所述第二笔直部分。

23.根据权利要求19至22中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中所述连接导管(110)的至少一部分由电绝缘材料制成，优选地由氧化铝制成。

24.根据权利要求19至23中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中所述连接导管(110)设置有至少一个波纹管结构(114)，所述至少一个波纹管结构(114)适于容纳所述第一准直器电极与所述第二准直器电极之间有差异的热变形。

25.根据权利要求19至24中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中所述冷却液体(102)为具有低电导率的超纯水或油。

26.根据权利要求19至25中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中所述电极主体(81)设置有面向所述带电粒子源(52)的顶表面(83)，以及背对所述带电粒子源的底表面(84)，所述底表面和所述顶表面经由侧表面(85)互连，所述侧表面(85)限定外电极周边。

27.根据权利要求19至26中任一项的准直器电极堆叠(70)，其中所述准直器电极通过间隔结构(89)相互位移，所述间隔结构(89)由电绝缘材料制成。

28.根据权利要求27的准直器电极堆叠(70)，其中所述间隔结构(89)沿着所述轴向方向(Z)在所述准直器电极之间提供电极间间距(Hd)。

29.一种适用于带电粒子光刻系统(10)的带电粒子束产生器(50)，所述带电粒子束产生器包括：

-带电粒子源(52)，其用于产生带电粒子束(54)，以及

-根据权利要求19至28中任一项的准直器电极堆叠(70)。

30.一种用于曝露目标(31)的带电粒子光刻系统(10)，所述系统包括：

-根据权利要求29的带电粒子束产生器(50)，其用于产生带电粒子束(54)；

-孔阵列(58)，其用于从所述带电粒子束形成多个细束，以及

-细束投射器(66)，其用于将所述细束投射至所述目标的表面上。

31.根据权利要求30的带电粒子光刻系统(10)，其还包括细束调制器(56、60)，所述细束调制器(56、60)用于使所述细束图案化以形成已调制细束，并且其中所述细束投射器(66)被布置以用于将已调制细束投射至所述目标(31)的所述表面上。

32.根据权利要求30或31的带电粒子光刻系统(10)，其包括：液体供应结构(117)，其用于将冷却液体自冷却液体泵(116)朝向所述准直器系统传送；以及液体排放结构(118)，其用于将冷却液体自所述准直器系统传送回至所述冷却液体泵(116)。

33.根据权利要求32的带电粒子光刻系统(10)，其包括冷却液体泵(116)，所述冷却液体泵(116)连接至所述液体供应结构(117)和所述液体排放结构(118)中的至少一个，以用于使所述冷却液体循环穿过所述准直器电极堆叠(70)。

34.根据权利要求33的带电粒子光刻系统(10)，其中所述冷却液体泵(116)适于使所述冷却液体(102)在闭合回路中自所述液体排放结构(118)朝向所述液体供应结构(117)再循环，并且其中所述带电粒子光刻系统适于借助于热交换器单元从流出所述液体排放结构(118)的所述冷却液体移除热能。

35.根据权利要求34的带电粒子光刻系统(10)，其包括过滤器布置，所述过滤器布置适于在操作期间从再循环冷却液体(102)移除导电粒子。