CN112166383A - 粒子束设备 - Google Patents

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Abstract

一种设备包括：用于封闭物品支撑件的真空腔；物品支撑件被配置为支撑物品使得在物品支撑件与物品之间限定有体积，物品支撑件包括被配置为为物品提供支撑平面的多个支撑突起；用于向该体积提供流体使得流体在物品与物品支撑件之间提供热传递的管路；以及用于控制向该体积的流体供应的控制器，其中控制器被配置为控制流体供应单元基本上在物品达到稳定温度时开始去除流体。

Description

粒子束设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年5月28日提交的欧洲专利申请18174642.1的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种粒子束设备、一种光刻设备以及相关的方法和组件。粒子束设备可以是电子束检查设备。
背景技术
在半导体工艺中，不可避免地生成缺陷。这样的缺陷甚至会影响器件性能，甚至导致故障。因此，器件产率可能会受到影响，从而导致成本增加。为了控制半导体工艺产率，缺陷监测很重要。用于缺陷监测的一种工具是SEM(扫描电子显微镜)，它使用一个或多个电子束扫描样品的目标部分。
在检查工具的操作期间，衬底通常由衬底台保持。检查工具通常将包括用于相对于电子束定位衬底台和衬底的衬底定位装置。这可以用于在电子束的工作范围内将目标区域定位在衬底上，即需要检查的区域。当将衬底装载到衬底台上时，衬底和衬底台可以处于不同的温度。因此，在将衬底装载到衬底台上之后，在衬底与衬底台之间存在热传递。这种热传递可能导致衬底(和/或衬底台)变形。在这样的变形过程中，即在衬底台或衬底正在经历热变形的同(例如，热膨胀)时，目标区域的检查可能无法进行或准确性降低。
一旦衬底台和衬底已经达到热平衡，衬底台和衬底将基本上保持其形状和尺寸不变，并且检查过程将不再受到热膨胀的影响。因此，为了执行准确的检查，可能需要等待相当长的一段时间才能开始检查。这降低了检查设备的产率。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种设备，包括：
真空室，用于封闭物品支撑件；
物品支撑件被配置为支撑物品使得在物品支撑件与物品之间限定有体积，物品支撑件包括被配置为为物品提供支撑平面的多个支撑突起；
管路，用于向该体积提供流体使得流体在物品与物品支撑件之间提供热传递；以及
控制器，用于控制向该体积的流体供应，
其中控制器被配置为控制流体供应单元以基本上在物品达到稳定温度的时刻开始去除流体。
这可以具有如下优点：被提供给该体积的流体提高了物品与物品支撑件之间的热传递速率，这进而减少了对于衬底调节朝向物品支撑件的温度所需要的时间量。这可以允许更快地开启粒子束。这可以提高粒子束设备的产率。这可以具有可以将真空室内的真空水平保持在期望水平的优点。可以在真空度较高的腔室内使用回填流体。
稳定温度可以包括小于1mK、10mK、100mK或1K的时间和/或空间温度变化。
真空室可以是放置物品的处理室或用于将物品转移到处理室的转移室。
粒子束设备还可以包括用于向该体积提供流体和/或从该体积中去除流体的泵。
泵可以是用于将流体泵送到该体积中的第一泵和用于将流体从该体积中泵出的第二泵。
流体可以是气体或液体。
控制器可以被配置为控制流体供应以供应流体直到物品达到稳定温度。
控制器可以被配置为控制流体供应以基本上在物品由物品支撑件支撑之后立即供应流体。
控制器可以被配置为控制流体供应使得从体积中去除流体持续特定时间段。
控制器可以被配置为控制流体供应以停止供应流体，然后控制流体供应使得从该体积中去除流体。
物品支撑件可以包括用于将物品夹持到支撑结构上的夹具。
夹具可以是静电夹具或机械夹具。
物品可以是图案形成装置。物品可以是平版印刷衬底。
该设备可以是粒子束设备、电子束设备、电子束检查设备、光刻设备或转移设备之一。
根据本发明的第二方面，提供了一种在真空室中执行物品的热调节的方法，该方法包括：向物品与支撑物品的物品支撑件之间的体积供应流体，流体在物品与物品支撑件之间提供热传递，物品支撑件包括为物品提供支撑平面的多个支撑突起；以及基本上在物品达到稳定温度的时刻开始除去流体。
稳定温度可以包括小于1mK、10mK、100mK或1K的时间和/或空间温度变化。
该方法还可以包括在由物品支撑件支撑物品的同时间歇地供应流体。
该方法还可以包括供应流体直到物品达到稳定温度。
该方法还可以包括基本上在由物品支撑件支撑物品之后立即供应流体。
该方法还可以包括从体积中去除流体持续特定时间段。
该方法还可以包括在停止流体的供应之后从该体积中去除流体。
流体可以是气体。
该方法还可以包括供应气体持续1分钟到2分钟之间的时段。
该方法还可以包括从该体积中去除气体持续10秒到20秒之间的时段。
根据本发明的第三方面，提供了一种根据本发明的第一方面的设备，其中该设备是粒子束设备，该粒子束设备包括：被配置为生成粒子束以照射物品的粒子束发生器；以及用于控制粒子束发生器的另外的控制器，其中另外的控制器被配置为：如果该体积内部的压强低于特定值，则控制粒子束发生器向物品照射粒子束。
根据本发明的第四方面，提供了根据本发明的第一方面的设备，其中该设备是粒子束设备、电子束设备、扫描电子显微镜、电子束直接写入器、电子束投影光刻设备、电子束检查设备、电子束缺陷验证设备、电子束量测设备、光刻设备或转移设备中的一个。
附图说明
现在将仅通过示例的方式参考所附的示意图来描述本发明的实施例，在附图中：
-图1示出了根据本发明的实施例的光刻设备的示意概述图；
-图2示出了根据本发明的实施例的电子束检查设备的示意概述图；
-图3示出了根据本发明的实施例的电子束检查设备中的衬底和衬底台的示意概述图。
具体实施方式
在本文件中，术语“辐射”和“束”用于涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线辐射(例如，波长为365、248、193、157或126nm)和EUV(极端)紫外辐射(例如，波长在约5-100nm范围内)。术语“束”还可以是指诸如电子束等粒子束。
本文中使用的术语“掩模版”、“掩模”或“图案形成装置”可以广义地解释为是指可以用来向入射辐射束赋予与将在衬底的目标部分中形成的图案相对应的图案化横截面的通用图案形成装置。在此上下文中也可以使用术语“光阀”。除了经典的掩模(透射或反射、二进制、相移、混合等)，其他这样的图案形成装置的示例还包括可编程反射镜阵列和可编程LCD阵列。
图1示出了包括辐射源SO和光刻设备LA的光刻系统。辐射源SO被配置为生成EUV辐射束B并且将EUV辐射束B提供给光刻设备LA。光刻设备LA包括：照射系统IL、被配置为支撑图案形成装置MA(例如，掩模)的支撑结构MT、投影系统PS和被配置为支撑衬底W(例如，晶片)的衬底台WT(例如，晶片台)。
照射系统IL被配置为在EUV辐射束B入射到图案形成装置MA之前调节EUV辐射束B。此外，照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11。琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11一起为EUV辐射束B提供期望的横截面形状和期望的强度分布。除了琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11或代替琢面场反射镜装置10和琢面光瞳反射镜装置11，照射系统IL可以包括其他镜或装置。
在这样调节之后，EUV辐射束B与图案形成装置MA相互作用。这种相互作用的结果是，生成了图案化的EUV辐射束B'。投影系统PS被配置为将图案化的EUV辐射束B'投射到衬底W上。为此，投影系统PS可以包括多个反射镜13、14，被配置为将图案化的EUV辐射束B'投射到由衬底台WT保持的衬底W上。投影系统PS可以对图案化的EUV辐射束B'应用减小因子，从而形成具有比图案化装置MA上的对应特征小的特征的图像。例如，可以应用减少因子4或8。尽管投影系统PS在图1中被示出为仅具有两个反射镜13、14，但是投影系统PS可以包括不同数目的反射镜(例如，六个或八个反射镜)。
衬底W可以包括先前形成的图案。在这种情况下，光刻设备LA将由图案化的EUV辐射束B'形成的图像与先前形成在衬底W上的图案对准。
可以在辐射源SO中，在照射系统IL中和/或在投影系统PS中提供相对真空、即在远低于大气压的压强下的少量气体(例如，氢气)。
辐射源SO可以是激光产生等离子体(LPP)源、放电产生等离子体(DPP)源、自由电子激光器(FEL)、或能够生成EUV辐射的任何其他辐射源。
图1示出了连接到光刻设备LA(即，在轨道上)的电子束(电子束)检查设备200。电子束检查设备200可以被配置为检查光刻设备中的衬底台WT上的衬底W。也就是说，检查在生产中进行(在线)。在其他示例中，电子束检查设备200可以位于光刻设备LA外部。也就是说，电子束检查设备200可以是用于检查物品的独立系统。该描述的提醒将与电子束检查设备有关，但是应当理解，电子束检查设备可以被包括在光刻设备LA内以根据需要检查光刻设备LA中的任何物品。尽管图1描绘了EUV光刻设备，但电子束检查设备也可以用于使用其他波长辐射(诸如DUV(深紫外))的光刻设备中。
检查设备用于确定衬底W的一个或多个性质。检查设备可以集成到光刻设备LA或光刻胞LC中，或者可以是独立装置。
用于确定物品(诸如半导体衬底、图案形成装置等)的一种或多种性质的检查设备可以采取各种不同的形式。例如，检查设备可以使用光子电磁辐射来照射物品并且检测被物品重定向的辐射；这样的检查设备可以称为明场检查设备。明场检查设备可以使用波长例如在150-900nm范围内的辐射。检查设备可以是基于图像的，即，拍摄物品的图像，和/或是基于衍射的，即，测量衍射辐射的强度。检查设备可以检查产品特征(例如，要使用衬底来形成的集成电路的特征或掩模的特征)和/或检查特定测量目标(例如，覆盖目标、聚焦/剂量目标、CD量规图案等)。
例如，半导体晶片的检查大部分是利用基于光学元件的亚分辨率(明场检查)工具完成的。但是，在某些情况下，要测量的某些特征太小而无法使用明场检查有效地测量。例如，对半导体器件的特征中的缺陷进行明场检查可能具有挑战性。此外，随着时间的流逝，使用图案化工艺制造的特征(例如，使用光刻法制造的半导体特征)正在变小，并且在很多情况下，特征的密度也在增加。因此，由于明场检查的分辨率限制，未来的半导体节点将挑战当前光学检查测量小缺陷(例如，图案形状缺陷、电缺陷等)以及测量这些节点的更小和/或更密集的特征的可扩展性。此外，明视场检查可以具有相对较低的捕获率和/或对于给定的捕获率，可以增加烦扰率，这可能导致使用明视场检查花费的时间和成本增加。
因此，使用并且期望使用更高分辨率的检查技术。检查技术的示例是使用电子束(电子束)检查设备的电子束检查。电子束检查涉及将电子束聚焦在要检查的物品上的小点上。通过在被检物品的区域内在电子束与物品之间提供相对运动(以下称为扫描电子束)并且使用电子检测器收集二次和/或背散射电子来形成图像。然后处理图像数据以例如标识缺陷。
因此，在一个实施例中，检查设备可以是电子束检查设备(例如，与扫描电子显微镜(SEM)相同或相似)，该检查设备产生物品上的结构(例如，诸如集成电路等器件的部分或全部结构)的图像。
在本申请的上下文中，“物品”可以是晶片、掩模版、掩模或衬底中的任何一种。“物品”可以是要在使用光刻投影技术的制造装置中处理的衬底。物品可以是光刻投影设备、诸如掩模检查或清洁设备等掩模处理设备、或掩模制造设备中的光刻投影掩模(或掩模版)或掩模坯料(blank)。物品可以是被夹持在辐射系统的光路中或者可以被夹持在电子束检查设备的电子束路径(或某个其他粒子束的路径)中的任何其他物品或光学元件，
图2描绘了电子束检查设备200的实施例。从电子源201发射的一次电子束202被聚光透镜203会聚，然后穿过束偏转器204、E×B偏转器205，以及物镜206以照射工作台101(例如，衬底台WT)上焦点处的物品100(例如，衬底W)。也就是说，电子束检查设备200包括电子束柱，该电子束柱被配置为提供电子束并且检测来自放置在电子束的束路径中的物品100的散射或二次电子。
当用电子束202照射物品100时，从物品100生成二次电子。二次电子例如由E×B偏转器205偏转并且由二次电子检测器207检测。通过同步地例如通过束偏转器204对电子束进行二维扫描，或者同步地通过电子束偏转器204在X或Y方向上重复扫描电子束202，以及同时通过工作台101在X或Y方向中的另一方向上连续移动物品100，检测从样品生成的电子，可以获取二维电子束图像。因此，在一个实施例中，电子束检查设备具有由电子束检查设备可以向其中提供电子束的角度范围(例如，偏转器204可以提供电子束202的角度范围)所限定的电子束的视场。因此，视场的空间范围是电子束的角度范围可以入射到表面上的空间范围(其中表面可以是固定的，也可以相对于视场移动)。
由二次电子检测器207检测到的信号通过模/数(A/D)转换器208被转换成数字信号，并且该数字信号被发送到图像处理系统300。在一个实施例中，图像处理系统300可以具有存储器303用以存储全部或部分数字图像，以供处理单元304处理。处理单元304(例如，专门设计的硬件或硬件和软件的组合)被配置为将数字图像转换或处理为表示数字图像的数据集。此外，图像处理系统300可以具有被配置为将数字图像和对应的数据集存储在参考数据库中的存储介质301。显示装置302可以与图像处理系统300连接，从而操作员可以在图形用户界面的帮助下进行设备的必要操作。
图2所示的设备是单电子束柱检查系统的示例，即，它具有产生、控制和检测单电子束的单电子束柱。但是，单电子束柱检查系统检查诸如标准300毫米晶片等物品可能花费很长时间。由于需要测量较小的缺陷和/或特征而需要较小的束尺寸，这种情况可能会进一步加剧。使用较小的束或像素尺寸来检测较小的缺陷和/或特征可能会导致噪声和产率的损失(例如，由于减少电子电流以限制对物品的任何损坏)。电子电流的增加可以提高产率，但会影响分辨率。
通过提供来自特定电子束柱(多束柱)的多个电子束，可以增加产率(例如，每单位时间的检查面积)。此外，多束柱电子束检查系统的多个束可以在物品100(例如，半导体晶片、掩模版等)的上下文中实现。
多束电子束检查设备的产率受到物品100与物品工作台101达到热平衡所花费的时间的限制。
图3示出了电子束检查设备400的物品和物品支撑件的实施例的截面侧视图，物品在该示例性情况下是衬底402，物品支撑件(例如工作台)在该示例性情况下是衬底台404。处理室403是在电子束路径中放置衬底402的室。处理室403是真空室。诸如涡轮泵403P的泵经由连接件403C连接到处理室403，以便将处理室403中的真空水平维持在期望水平。涡轮泵403P可以恒定地打开。在检查衬底402期间，处理室403中的真空水平可以是5e-7托(6.67e-5Pa)。涡轮泵403P可以将真空水平保持在2e-6托(2.67e-4Pa)以下。这是因为，这是可以安全地打开用于电子束检查的高电压所需要的气压。如果气体压力至少不在这个水平或低于这个水平，则由于高电压而存在产生电弧的危险。在其他示例中，该泵可以是与涡轮泵不同类型的泵，只要它适合于在腔室内建立真空即可。
衬底台404和衬底402可以在电子束检查设备400的处理室403中。衬底台404接收并且支撑衬底402，使得在衬底台404与衬底402之间限定有体积405。彼此同心定位的两个O形环，即内部O形环406A和外部O形环406B，位于衬底台404与衬底402之间。体积405进一步由外部O形环406B限定。两个O形环406A、406B限定了分段的隔室405A、405B，其允许差动泵送，如稍后将更详细地描述的。这样可以更有效地抽走气体。外部O形环406B位于衬底402的边缘附近，其中内部O形环406A相对于外部O形环406B朝向衬底402的中央。但是，在其他示例中，该体积可以在基本上全部衬底402上延伸。该体积可以具有不同的尺寸，只要它限定在衬底台404与衬底402之间即可。
衬底台404将衬底402放置在来自电子束检查设备400的电子束柱(未示出)的电子束下方以进行测量。衬底台404通常在水平面中进行X、Y点对点移动。
衬底台404在真空下操作，例如，在真空室内。这是因为，电子束检查设备400需要真空来进行电子束检查。衬底台404包括静电夹具407。静电夹具407可以是衬底台404的一部分或者被包括在衬底台404中。在其他示例中，静电夹具407可以与衬底台分离。
静电夹具407在移动期间经由电荷将衬底402保持到衬底台404。电源407A提供电荷通过电线407B，将衬底402连接到静电夹具407。
多个突节408(即，支撑突起)从衬底台404的平面412向上延伸。突节408限定用于衬底402的支撑平面414。在该示例中，突节408在衬底台404的平面412上间隔开。在某些示例中，每个突节可以与其相邻突节等距地间隔开。突节408防止颗粒引起衬底402与衬底台404之间的不均匀夹持，即，当附接到衬底台404时，突节408有助于衬底402平坦。突节408具有圆形顶部，但是在其他示例中，突节可以具有任何合适的形状。突节408被设置为二维阵列，以跨其表面410支撑衬底402。应当理解，在示例中，衬底台404可以包括任何数目的突节。在其他示例中，在衬底与静电夹具之间可以存在单个突起，例如，环形或方形形状的突起。在其他示例中，可以存在具有围绕衬底台404的圆周间隔开的多个突节的阵列，而突节不存在中央部分。
利用从静电夹具407提供的静电荷抵靠突节408夹持衬底402，即，衬底402被拉向抵靠突节408。换言之，在施加有电压时，衬底402可以通过静电夹持力被保持在平面414中。然而，由于突节408的形状，在突节408与衬底402之间将仅存在有限的物理接触。也就是说，在衬底402与突节408之间存在间隙，这导致受限的物理接触，即，与完全接触时相比热传导较少。夹持力是用于确定衬底402与突节408之间的接触面积的关键参数。
衬底402与静电夹具407之间的热传递包括传导和辐射。对于高热传递系数，传导应当是主要的热传递机制。热传递将确定对于衬底402调节朝向静电夹具407的温度所需要的时间量。也就是说，衬底402达到稳定温度的时间。稳定温度可以约为22℃。在其他示例中，稳定温度可以是在18-24℃的范围内的设定点。当偏离设定点的任何偏差小于30mK时，可以认为温度是稳定的。当衬底402已经达到稳定温度时，衬底402和静电夹具407将处于热平衡。使衬底402达到稳定温度可以被认为是(热)调节衬底402。针对不同应用(例如，光刻设备、量测设备、检查设备)、不同要求(例如，衬底402的定位精度要求)、不同热环境(例如，在衬底402周围存在热负荷/散热片)、不同衬底材料的材料性质(例如，衬底402的热膨胀系数)、设备的不同配置(例如，衬底夹具的设计)等，被认为是稳定温度的温度偏差可以不同。例如，根据应用，可以将1mK、10mK、100mK、1K或更高的时间和/或空间温度变化视为稳定温度。
电子束检查设备400包括管路416，该管路416用于将来自气泵418的气体(可以称为回填气体)馈送(例如，供应或提供)到体积405中。气体可以是例如氮、氢或氦。可以存在阀420，位于气泵418与体积405之间。管路416包括气体管道422和通道424，气体管道422从气泵418延伸到形成在衬底台404中的通道424。通道424通向体积405中，并且从气体管道422流入通道424中的气体将逸出到体积405中。更具体地，通道424通向内部O形环406A与外部O形环406B之间的分段隔室405B中。通道424是敞开的并且围绕整个衬底台404圆形地延伸。
还提供了中央通道425，尽管连接结构未示出，但是该中央通道425也由气泵418通过管路416馈送气体。中央通道425通向体积405中，因此气体可以通过管路416被馈送到体积405中。更具体地，中央通道425通向由内部O形环406A限定的分段隔室405A中。在该示例中，中央通道425是位于衬底台404的中央的单个开口。
体积405中的气压可以在100-800Pa的范围内。在其他示例中，体积中的气压范围可以更宽。在其他示例中，气体通道可以仅部分地围绕衬底台延伸。在其他示例中，气体通道可以具有通向该体积的单个或多个开口，并且这些开口可以在衬底台周围间隔开，例如围绕圆周的多个孔。在其他示例中，可以使用液体代替气体流入该体积中。与使用气体相比，使用液体可以提供改善的热传递(例如，热传导)。但是，使用液体比，使用气体可以更快地实现期望的真空水平。更一般地，可以将流体馈送到该体积中。
提供真空泵426以从体积405中去除气体，并且在体积405中建立真空。更一般地，真空泵426可以是被配置为从体积405中去除气体的泵。在一些示例中，气泵和真空泵可以是同一泵，或者至少使用同一供应管线。也就是说，泵可以被配置为将气体泵送到该体积以及从该体积中泵出气体。
真空泵426通过真空管428和真空通道430与体积405连通。真空通道430位于衬底402的边缘附近，即，与通道424相比较远离衬底402的中央。存在阀432，位于真空泵426与体积405之间。真空通道430通向体积405，并且气体将从体积405流入通道424中。更具体地，真空通道430通向内部O形环406A与外部O形环406B之间的分段隔室405B中。真空通道430是敞开的，并且围绕整个衬底台404沿圆形延伸。
还提供了中央真空通道431，尽管连接结构未示出，但是也能够通过中央真空通道431从体积405中去除气体。真空通道431位于内部O形环406A附近，即，比通道425远离衬底402的中央。中央真空通道431通向体积405中，因此可以从体积405中馈送气体。更具体地，中央真空通道431通向由内部O形环406A限定的分段隔室405A中。真空通道431是敞开的，并且围绕整个衬底台404沿圆形延伸。在其他示例中，真空通道可以仅部分地围绕衬底台延伸。在其他示例中，真空通道可以具有通向该体积的单个或多个开口，该开口可以围绕衬底台间隔开，例如，围绕圆周的多个孔。
衬底台404可以包括加热器434。衬底台404可以包括散热器436。这些分别用于增加或降低衬底台404的温度，这又可以影响衬底402的温度。
气体通过管路416被提供给体积405，并且体积405中的气体在衬底402与静电夹具407(以及因此衬底台404)之间提供热传递。衬底402与静电夹具407之间通过体积405中的气体的热传递可以通过传导和/或对流进行。与体积405中不存在气体(即，体积基本上处于真空压强)的系统相比，衬底402与静电夹具407之间的热传递被改善了。因此，提供气体给体积405增加了衬底402与静电夹具407之间的热传递速率，这又减少了对于衬底调节朝向静电夹具407的温度所需要的时间量。这可以改善电子束检查设备的产率。
一旦衬底402已经达到稳定温度，并且因此可以被检查，则停止气体到体积405的馈送。也就是说，气体通过管路416到体积405的馈送中断。气体的馈送可以由控制器(未示出)控制，该控制器可以被配置为在期望的时间打开或关闭气泵418。一旦气体停止流向体积405，就可以启动真空泵426以从体积405中除去气体。这是因为，需要真空水平才能对衬底402进行电子束检查。
在本发明的实施例中，可以在衬底402达到稳定温度之前停止气体到体积405的馈送。在该实施例中，可以在衬底402达到稳定温度之后去除气体。甚至在衬底402达到稳定温度之前，真空泵426就可以开始从体积405中去除气体。由于从体积405中去除气体需要一定的时间，并且在从体积405中去除气体的过程中，衬底402与气体之间的热传递持续进行，因此衬底402在从体积405中去除气体其间或之后不久可以达到稳定温度。在本发明的实施例中，即使在衬底402达到稳定温度之前以及在气体到体积405的馈送继续的同时，真空泵426就可以开始从体积405中去除气体。
如前所述，为了允许进行电子束检查，涡轮泵403P连续运行以在处理室403中(即，在由外部O形环406B限定的体积405之外)保持所需要的真空水平。然而，部分气体可以泄漏通过O形环406B，以逸出到处理室403中。部分气体也可以泄漏通过内部O形环406A而进入内部O形环406A与外部O形环406B之间的空间。当流入体积405的气流关闭时，涡轮泵403P将必须恢复真空，但是这将花费一些时间，具体取决于已经泄漏通过O形环406B的气体量。为了使从体积405释放到处理室403中的气体量最小，如上所述，通过真空泵426将气体从体积405中泵出。因此，O形环406A、406B、体积405中的分段隔室405A、405B、以及通向真空泵426的真空通道430、431允许差动泵送能够减少到处理室403的气体泄漏。相对于通道424和中央通道425，靠近外部O形环406B和内部O形环406A的真空通道430和中央真空通道431也有助于减少到处理室403的气体泄漏。
一旦真空压强已经达到开始进行电子束检查所需要的水平，就可以停止真空泵426。处理室403中的真空压强可以在6e-5Pa至3e-4Pa的范围内。可以从体积405中泵出气体达10秒或更长时间。可以从该体积中泵出气体达20秒。泵抽气体持续这些时间量可以在体积405中提供所需要的真空水平，从而可以在处理室403中实现所需要的真空水平。在其他示例中，可以从体积中泵出气体达不同的时间，只要可以实现期望的用于检查的真空水平即可。更一般地，可以从体积405中泵出气体达特定的一段时间。控制器可以被配置为在期望时间打开或关闭真空泵426。一旦真空泵426已经停止，就可以打开电子束检查衬底402。真空泵426可以被停止，因为如果处理室402中的真空压强太低，它可能产生回流。
来自电子束柱的电子束在期望的位置被碰撞进入衬底402中。然后，使用电子束柱，即电子束检测器，检测从衬底402散射的电子或二次电子。然后可以检查结果以确定在衬底402中是否存在任何缺陷等。在其他示例中，可以在对衬底402进行检查的全部或部分时间内打开真空泵426(即，泵送)。
尽管在所描述的示例中，通过关闭和打开气泵来停止和启动气流(往返于体积)，但是在其他示例中，可以通过以另一种方式允许和防止气流通过管路来停止和启动气流，诸如通过例如关闭阀门等。因此，向该体积的气体馈送可以通过关闭和打开气泵或者通过关闭阀门等来控制。气体馈送可以通过控制器来控制。在其他示例中，远离该体积的气体馈送也可以通过控制器来控制。
在一些示例中，O形环406A、406B中的一者或两者可能不提供气密密封。这表示，气体可能会通过O形环406A、406B泄漏到体积405外部，即泄漏到处理室403中。在某些示例中，真空泵426可能会在气泵418处于开启状态(即，泵送)的部分或全部时间内打开(即，泵送)，以便除去部分气体，从而在处理室403中保持真空水平。这可能是为了阻止部分或大部分气体流过O形环406A、406B进入处理室403中。
在一些示例中，当衬底台404接收衬底402时，开始将气体馈送到体积405。也就是说，基本上在衬底台404接收衬底402之后立即馈送气体。这使得气体可以帮助尽快地调节衬底402。
气体的馈送可能仅持续相对较短的时间。气体的馈送时间可以明显短于衬底402被衬底台404支撑的时间。术语“被支撑”可以被认为是表示被接收、被夹持、被保持等。也就是说，在衬底402被衬底台404支撑的整个时间中，不馈送气体。这是因为，连续的气流可能使得难以实现电子束检查所需要的真空水平。衬底402通常由衬底台404支撑足够进行衬底402的检查那么长的时间，然后将另一衬底装载到衬底台404上。衬底402由衬底台404支撑的时间包括：衬底402达到稳定温度所需要的时间，以及电子束柱进行期望检查所需要的时间。馈送气体仅仅到衬底402达到稳定温度。一旦衬底402达到稳定温度，就关闭气体。可以馈送气体1分钟至2分钟。可以馈送气体至少1分钟和/或最多2分钟。馈送气体这些示例性时间长度可以允许实现对衬底402的热调节。这些时间也可以与实施调节的位置有关。在其他示例中，可以在更少的时间或更长的时间内馈送气体。在其他示例中，可以馈送气体少于1分钟。在一些示例中，将气体馈送到体积405中、停止气体馈送、然后将气体从体积405中泵出直到处理室403中的真空处于发生电子束检查的水平的这个序列可以少于1分钟。在这些示例中，涡轮泵403P连续运行以从处理室403中泵出气体。
对于衬底402调节朝向静电夹具407的温度所需要的时间量由以下等式1计算：
Figure BDA0002801991230000151
τ是所花费的时间；m是衬底的质量；Cp是衬底(例如，硅)的比热；h是热传递系数；A是衬底的表面积。
作为先前的静电夹具的示例，即在衬底与静电夹具之间的体积中没有气体，h＝4.5W/m2K。使用h的这个值，并且在等式1中，m＝0.128kg的值，Cp(硅)＝713J/kgK，A＝0.07m2；τ＝289.73秒。
惯常情况下，在稳定情况下使用3τ。在这种情况下，3τ＝14.49分钟。因此，大约需要15分钟来预先调节衬底。
然而，例如，当在体积405中使用气体时，热传递系数(h)＝200W/m2K。因此，热传递系数已经从h＝约5W/m2K提高到200W/m2K。这表示，使用与上述计算相同的值，并且仅用新值替换为h；τ＝6.52秒。在稳定情况下再次使用3τ：3τ＝19.58secs。因此，使用体积405中的气体的情况下，调节衬底402仅需要大约20秒。
应当理解，在体积405中气体的使用极大地减少了调节衬底402(即，衬底402达到稳定温度)所花费的时间。
衬底402达到热平衡的速度的增加表示与之前的系统相比，电子束检查设备的检查可以更快地开始。这是因为，当将衬底装载到静电夹具上(由静电夹具接收)时，观察到很高的热漂移。在现有技术的系统中，衬底达到稳定温度所花费的时间可以是15-30分钟。在衬底的温度朝向热平衡漂移的时间期间，衬底可能正在改变形状(例如，膨胀或收缩)，这将影响电子束检查设备进行的任何测量的准确性。因此，衬底应当处于稳定温度以执行衬底检查。
使用体积405中存在的气体(即，已经经由管路416馈送到体积405的气体)使衬底402达到稳定温度的速度更快意味着，电子束检查设备400中衬底402的产率增加。这是因为，电子束检查可以更快开始，因此可以减少电子束检查的总时间。例如，这可以允许多束电子束检查设备实现每小时两个衬底的产率，而这在以前是不可能的。
在其他示例中，物品可以不是衬底，并且可以是例如图案形成装置(例如，掩模或掩模版)。图案形成装置可以用于将图案赋予辐射束的横截面。类似地，在其他示例中，物品支撑件可以不是衬底支撑件，而可以是例如支撑结构。
尽管以上描述涉及用于将衬底附接到衬底台的静电夹具，但是在其他示例中，可以使用其他类型的夹具，诸如机械夹具。
在其他示例中，使用体积中的气体对物品进行热调节可能不会发生在电子束检查设备的处理室中，而可能发生在一个或多个转移室中。转移室是真空室。转移室可以包括物品支撑件，并且可以被配置为将物品转移到处理室或从处理室转移出物品。物品可以穿过电子束检查设备中的一系列转移室。在其他示例中，转移设备(诸如负载锁)可以包括转移室，物品可以通过该转移室进入处理室。装载锁止可以与电子束检查设备分开。
在其他示例中，真空室可以不是电子束检查设备的一部分，而是可以是不同类型的设备的一部分。例如，封闭物品支撑件并且在其中使用气体对物品进行热调节的真空室可以是粒子束设备、电子束设备、光刻设备、或包括真空室和物品支撑件的任何其他合适的设备的一部分。粒子束设备可以包括类似于上述电子束检查设备的电子源的粒子束源。粒子束源可以用于检查物品。粒子束源可以用于图案化物品。
经由管路进行气体馈送以将气体提供至物品与物品支撑件之间的体积使得气体提供物品与物品支撑件之间的热传递，可以以与上述关于电子束检查设备类似的方式发生在这些设备中的任何设备的真空室中。此外，对于这些设备中的任何设备，也可以以与以上针对电子束检查设备所述的类似方式从该体积中去除气体。更一般地，使用一定体积的气体对物品进行热调节可以发生在系统中的任何真空室中。
可以在以下条款中描述其他实施例：
1.一种设备，包括：
真空室，用于封闭物品支撑件；
所述物品支撑件被配置为支撑物品使得在所述物品支撑件与所述物品之间限定有体积，所述物品支撑件包括被配置为为所述物品提供支撑平面的多个支撑突起；
管路，用于向所述体积提供流体使得所述流体在所述物品与所述物品支撑件之间提供热传递；以及
控制器，用于控制流向所述体积的流体供应，
其中所述控制器被配置为控制所述流体供应，以在显著短于由所述物品支撑件支撑所述物品的时间的时间段内供应所述流体。
2.根据条款1所述的设备，其中所述真空室是放置所述物品的处理室或用于将所述物品转移到处理室的转移室。
3.根据前述条款中任一项所述的设备，还包括泵，所述泵用于向所述体积提供所述流体和/或用于从所述体积中去除流体。
4.根据条款3所述的设备，其中所述泵是用于将所述流体泵送到所述体积中的第一泵和用于将所述流体从所述体积中泵出的第二泵。
5.根据前述条款中任一项所述的设备，其中所述流体是气体。
6.根据前述条款中任一项所述的设备，其中所述控制器被配置为控制所述流体供应，以供应所述流体直到所述物品达到稳定温度。
7.根据前述条款中任一项所述的设备，其中所述控制器被配置为控制所述流体供应，以基本上在所述物品被所述物品支撑件支撑之后立即供应所述流体。
8.根据前述条款中任一项所述的设备，其中所述控制器被配置为控制所述流体供应，使得从所述体积中去除流体持续特定时间段。
9.根据前述条款中任一项所述的设备，其中所述控制器被配置为控制所述流体供应以停止供应所述流体，然后控制所述流体供应使得从所述体积中去除流体。
10.根据前述条款中任一项所述的设备，其中所述物品支撑件包括用于将所述物品夹持到所述支撑结构上的夹具。
11.根据条款10所述的设备，其中所述夹具是静电夹具或机械夹具。
12.根据前述条款中任一项所述的设备，其中所述物品是图案形成装置或光刻衬底。
13.根据前述条款中任一项所述的设备，其中所述设备是粒子束设备、电子束设备、电子束检查设备、光刻设备或转移设备之一。
14.一种在真空室中执行物品的热调节的方法，包括：
向所述物品与支撑所述物品的物品支撑件之间的体积供应流体，所述流体在所述物品与所述物品支撑件之间提供热传递，所述物品支撑件包括为所述物品提供支撑平面的多个支撑突起；
在明显短于由所述物品支撑件支撑所述物品的时间的时间段供应所述流体。
15.根据条款14所述的方法，还包括在所述物品由所述物品支撑件支撑的同时，间歇地供应所述流体。
16.根据条款14或15中任一项所述的方法，还包括供应所述流体直到所述物品达到稳定温度。
17.根据条款14至16中任一项所述的方法，还包括基本在所述物品由所述物品支撑件支撑之后立即供应所述流体。
18.根据条款14至17中任一项所述的方法，还包括从所述体积中去除所述流体持续特定时间段。
19.根据条款14至18中任一项所述的方法，还包括在停止所述流体的所述供应之后从所述体积中去除所述流体。
20.根据条款14至19中任一项所述的方法，其中所述流体是气体。
21.根据条款20所述的方法，还包括供应所述气体持续1分钟至2分钟之间的时段。
22.根据条款20或21中任一项所述的方法，还包括从所述体积中去除所述气体持续10秒到20秒之间的时段。
23.一种光刻设备，包括：
衬底台，被配置为保持衬底；
其中根据条款1至13中任一项所述的设备被包括在所述光刻设备中和/或连接到所述光刻设备。
24.根据条款23所述的光刻设备，包括：
照射系统，被配置为调节辐射束；
支撑结构，被构造为支撑图案形成装置，所述图案形成装置能够在所述辐射束的横截面中赋予所述辐射束图案以形成图案化辐射束。
投影系统，被配置为将所述图案化辐射束投影到所述衬底上。
25.一种粒子束设备，包括：
粒子束源；
真空室，用于封闭物品支撑件；
所述物品支撑件被配置为支撑物品，使得在所述物品支撑件与所述物品之间限定有体积，所述物品支撑件包括被配置为为所述物品提供支撑平面的多个支撑突起；以及
管路，用于向所述体积提供流体，使得所述流体在所述物品与所述物品支撑件之间提供热传递。
尽管在本文中可以具体参考光刻设备在IC的制造中的使用，但是应当理解，本文所述的光刻设备可以具有其他应用。其他可能的应用包括集成光学系统的制造、磁畴存储器、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的图案的引导和检测。在其他示例中，光刻设备可以提供使用电子束、x射线或纳米压印光刻在衬底上提供图案。也就是说，光刻设备可以是电子束、x射线或纳米压印设备。
尽管在本文中可以在光刻设备的上下文中具体参考本发明的实施例，但是本发明的实施例可以在其他设备中使用。本发明的实施例可以形成掩模检查设备、量测设备、或者测量或处理诸如晶片(或其他衬底)或掩模(或其他图案形成装置)等对象的任何设备的一部分。这些设备通常可以称为光刻工具。这样的光刻工具可以使用真空条件或环境(非真空)条件。
尽管以上可能已经在光学光刻的上下文中具体参考了本发明的实施例的使用，但是应当理解，在上下文允许的情况下，本发明不限于光学光刻，并且可以在例如压印光刻等其他应用中使用。
尽管本文可以在检查设备的上下文中具体参考本发明的实施例，但是物镜台可以适用于：电子束设备、扫描电子显微镜、电子束直接记录器、电子束投影光刻设备、电子束检查设备、电子束缺陷验证设备或电子束量测设备。
在上下文允许的情况下，本发明的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。本发明的实施例还可以被实现为存储在机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁存储介质；光学存储介质；闪存设备；电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、例程、指令可以在本文中描述为执行某些动作。然而，应当意识到，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由计算设备、处理器、控制器或其他设备执行固件、软件、例程、指令等导致的，并且这样做可能导致致动器或其他设备与现实世界互动。
尽管上面已经描述了本发明的特定实施例，但是应当理解，本发明可以以不同于所描述的方式来实践。上面的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，对于本领域的技术人员很清楚的是，在不脱离下面阐述的权利要求的范围的情况下，可以对所描述的本发明进行修改。

Claims (15)

1.一种设备，包括：
真空室，用于封闭物品支撑件；
所述物品支撑件被配置为支撑物品，使得在所述物品支撑件与所述物品之间限定有体积，所述物品支撑件包括被配置成为所述物品提供支撑平面的多个支撑突起；
管路，用于向所述体积提供流体，使得所述流体在所述物品与所述物品支撑件之间提供热传递；以及
控制器，用于控制向所述体积的流体供应，
其中所述控制器被配置为控制流体供应单元，以基本上在所述物品达到稳定温度的时刻开始去除所述流体。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述稳定温度包括小于1mK、10mK、100mK或1K的时间和/或空间的温度变化。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述真空室是放置所述物品的处理室或用于将所述物品转移到处理室的转移室。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述流体供应单元包括泵，所述泵用于向所述体积提供所述流体和/或从所述体积中去除流体。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述流体是气体或液体。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述物品支撑件包括用于将所述物品夹持到所述支撑结构上的夹具。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述物品是图案形成装置或光刻衬底。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备是粒子束设备、电子束设备、扫描电子显微镜、电子束直接写入器、电子束投影光刻设备、电子束检查设备、电子束缺陷验证设备、电子束量测设备、光刻设备或转移设备中的一种。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述设备是粒子束设备，所述粒子束设备还包括：
粒子束发生器，被配置为生成粒子束以照射所述物品；以及
另外的控制器，用于控制所述粒子束发生器，
其中所述另外的控制器被配置为：如果所述体积内部的压强低于特定值，则控制所述粒子束发生器向所述物品照射所述粒子束。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述粒子束设备是电子束设备，所述粒子束发生器是电子光学系统，并且所述粒子束是电子束。
11.一种在真空室中执行物品的热调节的方法，所述方法包括：
向所述物品与支撑所述物品的物品支撑件之间的体积供应流体，所述流体在所述物品与所述物品支撑件之间提供热传递，所述物品支撑件包括为所述物品提供支撑平面的多个支撑突起；以及
基本上在所述物品达到稳定温度的时刻开始除去所述流体。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述稳定温度包括小于1mK、10mK、100mK或1K的时间和/或空间温度变化。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括在所述物品由所述物品支撑件支撑的同时，间歇地供应所述流体。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述流体是气体或液体。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括：如果所述体积内部的压强低于特定值，则使用由粒子束发生器生成的粒子束照射所述物品。
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