CN113169015A - 高电压真空馈通件 - Google Patents

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Abstract

提供了用于提供电连接的馈通件。馈通件包括导体和石英或玻璃结构，石英或玻璃结构被配置为包围导体的至少一部分并且提供对导体的隔离。导体和石英或玻璃结构可以被同轴布置。馈通件可以在容纳样本的真空室内部与外部之间提供电连接。

Description

高电压真空馈通件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年12月5日提交的EP申请18210534.6的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
根据本公开的装置和方法总体上涉及电连接，并且更具体地涉及在高电压和高真空条件下使用的馈通件。
背景技术
在集成电路(IC)的制造过程中，检查未完成或已完成的电路部件来确保它们根据设计制造并且没有缺陷。利用光学显微镜或带电粒子(例如，电子)束显微镜的检查系统(诸如，扫描电子显微镜(SEM))可以被采用。SEM被放置在真空室中，并且馈通件可以在室壁中实现为将SEM与室外部的部件电连接。然而，馈通件的绝缘层的介电击穿可能导致短路，从而导致室内部与外部之间的电连接故障，甚至导致SEM的操作故障。需要本领域的进一步改进。
发明内容
根据本公开的一些实施例，提供了用于提供电连接的馈通件。馈通件可以包括：导体；以及石英管，被配置为包围导体的至少一部分并且提供对导体的隔离。导体可以是金属，诸如铝、铜、银、钴、镍、金、钨、镁、铂或不锈钢等。导体可以具有圆柱形状。导体和石英管可以被同轴布置。导体可以包括在公共平面中布置的多个导体。导体可以包括刚性或柔性印刷电路板。在穿通件中，石英管的至少一个端部可以具有凹部。在馈通件中，石英管可以是弯曲的管。在馈通件中，石英管的第一部分的厚度可以大于石英管的第二部分的厚度。
馈通件还可以包括粘附层，粘附层被布置在导体与石英管之间并且以气密方式将导体附接到石英管。粘附层可以是毛细管粘合剂或者真空脱气粘合剂。导体和石英管可以被可拆卸地安装。
馈通件还可以包括：第一连接件，被布置在导体的第一端部处并且将导体连接至电源；以及第二连接件，被布置在导体的第二端部处并且将导体连接到电气部件。馈通件还可以包括：保持多个石英管的多个保持件；以及保持多个保持件的凸缘。馈通件可以进一步包括密封件，密封件以气密方式将馈通件与壳体密封。密封件可以是O形环或适合于在真空系统中确保真空的任何密封剂。
根据本公开的一些实施例，提供了用于提供电连接的馈通件。馈通件可以包括：导体；以及玻璃管，被配置为包围导体的至少一部分并且提供对导体的隔离。玻璃管可以由无碱玻璃制成。玻璃管的热膨胀系数可以接近导体的热膨胀系数。馈通件可以在包围扫描电子显微镜(SEM)的室中实现，使得馈通件可以在SEM与室外部的部件之间提供电连接。介于10kV至100kV之间的电压可以通过馈通件而被传递到SEM。
根据本公开的一些实施例，提供了真空系统。真空系统可以包括：真空室，用于容纳样本；以及馈通件，用于在室的内部与外部之间提供电连接，馈通件可以包括导体和石英管，石英管包围导体的至少一部分。真空室可以包括孔径，馈通件被插入孔径中。真空系统可以进一步包括粘附层，粘附层被布置在导体与石英管之间并且以气密方式将导体附接到石英管。在真空系统中，电导体的第一端部可以被布置在真空中，并且电导体的第二端部被布置在大气中。在真空系统中，真空室中布置的石英管的第一部分的厚度可以大于空气中布置的石英管的第二部分的厚度。在真空系统中，石英管可以是弯曲的管。在真空系统中，馈通件可以沿着真空室的整个圆周一直贯穿真空室的壁。在真空系统中，馈通件可以在10kV至100kV之间的电压范围内使用。在真空系统中，真空室的压力可以在10-4mbar至10- 8mbar之间的范围内。
根据本公开的一些实施例，提供了真空系统。真空系统可以包括：真空室，用于容纳样本；以及馈通件，用于在室的内部与外部之间提供电连接，馈通件包括导体和玻璃管，玻璃管包围导体的至少一部分。
根据本公开的一些实施例，提供了形成电馈通件的方法。该方法可以包括：在导体的外表面上施加粘附层；以及将导体插入石英管中，使得石英管的内表面以气密方式附接到导体的外表面。
根据本公开的一些实施例，提供了形成电馈通件的方法。该方法可以包括：将石英管弯曲；通过将柔性导体按压入石英管中，将柔性导体插入石英管中；以及在石英管与柔性导体之间的间隙中施加毛细管粘合剂。
以下的主题是通过详细解释并在所附的附图中图示的各种具体的示例性实施例来教导的。
附图说明
图1是图示了根据本公开的一些实施例的示例性馈通件的截面视图的示意图。
图2A是图示了形成和安装图1的馈通件的示例性方法的流程图，并且图2B是图示了根据本公开的一些实施例的形成和安装图1的馈通件的另一示例性方法的流程图。
图3是图示了根据本公开的一些实施例的另一示例性馈通件的截面视图的示意图。
图4A是图示了形成和安装图3的馈通件的示例性方法的流程图，并且图4B是图示了根据本公开的一些实施例的形成和安装图3的馈通件的另一示例性方法的流程图。
图5是图示了根据本公开的一些实施例的另一示例性馈通件的截面视图的示意图。
图6A是图示了形成和安装图5的馈通件的示例性方法的流程图，并且图6B是图示了根据本公开的一些实施例的形成和安装图5的馈通件的另一示例性方法的流程图。
图7是图示了根据本公开的一些实施例的另一示例性馈通件的截面视图的示意图。
图8是示出了根据本公开的一些实施例的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图，电子束检查(EBI)系统具有针对本公开的馈通件的室。
图9是图示了根据本公开的一些实施例的示例性电子束工具的示意图，电子束工具可以是图8的示例性电子束检查(EBI)系统的一部分。
图10是示出了根据本公开的一些实施例的图示了用于保持馈通件的示例性凸缘的示意图的顶视图。
图11是示出了根据本公开的一些实施例的图示了图10的凸缘在真空室中的示例性安装的示意图的截面视图。
具体实施方式
现在将详细参考示例性实施例，示例性实施例的示例在附图中图示。以下描述参考附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实施方式并不表示根据本发明的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求中记载的与本发明有关的各方面一致的装置和方法的示例。例如，尽管在利用扫描电子显微镜(SEM)生成晶片图像和缺陷检测的上下文中描述了一些实施例，但是本公开不限于此。类似地，可以应用其他类型的真空系统，诸如透射电子显微镜(TEM)和扫描隧道显微镜(STM)。本公开的一些实施例可以在任何真空系统中使用，诸如在物理/化学气相沉积室、反应性离子蚀刻室等中使用。
电子设备的增强的计算能力在减小了设备的物理尺寸的同时，可以通过在集成电路芯片上显著增加电路部件(诸如晶体管、电容器、二极管等)的封装密度来实现。例如，在智能电话中，IC芯片(即，拇指指甲大小的尺寸)可以包括超过20亿个晶体管，每个晶体管的尺寸小于人头发的1/1000。毫不奇怪，半导体IC制造是一个复杂的过程，需要数百个单独的步骤。即使一个步骤出错，也有可能极大地影响最终产品的功能。甚至一个“杀手级缺陷”也可能导致器件故障。制造过程的目标是改进过程的总产率。例如，要使50个步骤的过程获得75％的产率，每个单独步骤的产率必须大于99.4％，并且如果单独步骤的产率为95％，则整个过程的产率将降至7％。
在半导体制造过程的各个步骤中，图案缺陷会出现在晶片、芯片或掩模中的至少一个上，从而导致所制造的半导体器件故障，从而大大降低产率。随着半导体器件(以及任何缺陷)的尺寸的不断减小，标识缺陷变得越来越具有挑战性且成本更高。当前，半导体制造线中的工程师通常花费数小时(甚至有时数天)来标识小缺陷的位置，以最大程度地减少对最终产品的影响。
常规的光学检查技术在检查小缺陷(例如，纳米级缺陷)方面无效。为了满足半导体行业的需求，已开发了先进的电子束检查(EBI)工具，诸如具有高分辨率和大景深的扫描电子显微镜(SEM)。在SEM中，单个初级电子束的电子或者多个初级电子束的电子可以被聚焦在被检查的晶片的一个或多个扫描位置处。初级电子与晶片相互作用，并且可以被反向散射或者可能导致晶片发射次级电子。包括反向散射电子和次级电子的电子束的强度可能基于晶片的内部和/或外部结构的性质而变化。
在大气压下，电子(或者其他带电粒子)经常与空气中的气体分子发生碰撞，并且偏离其路径。在大气压下，电子的平均自由程对于实际检查应用而言太小。因此，通过真空泵从中除去空气和其他气体的真空室被用于容纳SEM的室，并且真空馈通件被用于真空室外部的电源(例如，高电压源)与真空室内部的电气设备之间的电连接。
通常，真空馈通件包括电导体(例如，圆形金属杆)以及包围并屏蔽电导体的绝缘体(例如，陶瓷)。尽管陶瓷具有许多优点，诸如在热处理过程中具有很高的稳定性和低的除气率，但是特别是在绝缘体、金属和真空非常接近的地方(即，三相点)处，它们在高真空或高电压下的介电强度受到限制。使用陶瓷的另一固有挑战是导体材料和陶瓷材料处于键合接触，并且更换损坏的陶瓷材料将需要更换整个馈通件。此外，在制造过程中，陶瓷在高温下被烧结(即，在不会熔融的情况下，通过加热而变成粘结块)而使其真空密封。为了形成馈通件，可能需要在高温(>100℃)下将金属钎焊到烧结陶瓷中，要求金属和陶瓷的热膨胀系数良好匹配，以防止冷却期间的机械应力和裂纹形成，从而进一步限制了陶瓷材料以及金属导体的选择。
所公开的实施例在没有增加馈通件的介电隔离层的尺寸(或厚度)的情况下，提供了具有能够承受高真空和高电压的介电强度的真空馈通件。因此，馈通件可以在没有介电击穿的风险的情况下，在高电压条件下，在检查系统的高真空室中使用，从而防止了检查系统的故障并且导致更高的产量。
所公开的实施例不仅提供了小尺寸的高电压真空馈通件，而且还提供了与具有各种尺寸的许多电气部件兼容的便宜、易于维修且通用的馈通件。此外，所公开的实施例提供了可以根据空间限制而调整的自适应馈通件。
如本文所使用的，除非另有明确说明，除非不可行，否则术语“或者”涵盖所有可能的组合。例如，如果声明数据库可以包括A或者B，则除非另有明确说明或不可行，否则数据库可以包括A或者B或者A和B。作为第二示例，如果声明数据库可以包括A、B或者C，则除非另有说明或不可行，否则数据库可以包括A、或者B、或者C、或者A和B、或者A和C、或者B和C、或者A和B和C。
现在参考图1，图示了根据本公开的一些实施例的示例性馈通件的截面图的示意图。如图1所示，馈通件150包括导体100、粘附层104和石英管102。在一些实施例中，馈通件150通过具有室壁200的真空室(例如，SEM室)的孔径来实现。室壁200具有面向在真空室内部创建的真空的内表面220以及面向环境大气的外表面210。真空室的压力可以在10-4mbar至10-10mbar之间的范围内。在高于10-4mbar的压力下(例如，在1000mbar至10-4mbar的压力范围内)，高电压受其他物理因素(包括气体中的帕邢放电)的限制。另一方面，在SEM真空系统中不能容易地获得低于10-10mbar的压力。在一些实施例中，馈通件150被插入真空室的室壁200的孔径中，并且诸如O形环的密封件(未示出)以气密方式或适用于保持真空系统中的真空的任何密封剂来密封馈通件150。在一些实施例中，馈通件150被插入真空室的室壁200中，跨越室一直到真空室壁的相对侧。
在一些实施例中，导体100由诸如铝、铜、银、钴、镍、金、钨、镁、铂或不锈钢等的金属(或金属合金)形成。尽管金属可以是纯金属而不是金属合金，但是为了简单起见，下文中使用的术语金属包括纯金属以及金属合金。在一些实施例中，金属是具有低热膨胀系数的金属或者具有与石英材料或玻璃材料的热膨胀系数接近的热膨胀系数的金属。例如，金属与石英/玻璃之间的热膨胀系数失配可以小于15％。如果热膨胀系数失配大于15％，则馈通件可能不适合在升高的温度下进行处理或应用，例如，将胶水固化或少量加热来加快除气和泵送速度，因为热失配会导致玻璃或胶水破裂。在一些实施例中，导体100包括彼此电隔离并且被布置在公共平面上的多个导体，诸如印刷电路板上的导体。多个导体之间的最大电压差可以在10V至100V之间的范围内。在一些实施例中，导体100包括(多个)刚性或柔性印刷电路板。在一些实施例中，导体100是具有圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、卵形或六边形等截面形状的杆。在一些实施例中，导体100沿着导体的长度方向具有均匀的直径。在一些实施例中，导体100沿着导体的长度方向具有不均匀的直径，例如，导体在真空侧的部分的直径可以小于导体的其他部分的直径，从而可以防止电击穿。在一些实施例中，导体100的全长L1大于室壁200的厚度，即，室壁200的内表面220与外表面210之间的距离。在一些实施例中，导体100在高电压下使用。例如，电压范围在10kV至100kV之间，这对于真空系统中包括SEM的设备来说是足够的电压范围。
在图1中，导体100具有位于室内部的连接件106，室具有室壁200。连接件106可以是带螺纹的(例如，带M3螺纹)或者可以不带螺纹。连接件106的长度L4可以变化，例如，在一些应用中为2cm的长度，在其他应用中为1cm的长度。在图1中，导体100包括位于具有室壁200的室外部的另一连接件108。连接件108的长度L5可以变化，例如，在一些应用中为5cm的长度，在其他应用中为4cm的长度。连接件108可以是带螺纹的或可以不带螺纹。例如，连接件108可以带M3螺纹，在两个相邻螺纹之间具有0.5mm的间隔。长度L5可以大于长度L4，或者可以小于长度L4，即，连接件108可以比连接件106长，或者可以比连接件106短。连接件106可以被电连接到诸如图9的扫描电子显微镜的部件，被放置在具有室壁200的真空室内部，并且连接件108可以被连接到真空室外部的部件，诸如电源(未示出)，从而确保室的内部与外部之间的电连接。在一些实施例中，连接件106和连接件108可以是导体100的一部分。在其他实施例中，连接件106和连接件108是不同于导体100并且被附接到导体100的附加材料件。
在图1中，石英管102包围导体100的至少一部分并且提供对导体100的隔离。在一些实施例中，石英管102可以是中空杆，中空杆的内部或外部截面形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形或六边形。在一些实施例中，石英管102可以是中空杆，中空杆的形状为以下形状中的任何一种：圆柱形、椭圆柱形、具有正方形截面的长方体、具有矩形截面的长方体、三棱柱或六棱柱形状等。导体100和石英管102可以被同轴布置。根据馈通件150进行操作的条件(例如，真空水平或电压水平等)，石英管102可以具有几毫米到几厘米的厚度。在一些实施例中，石英管102的击穿电压为大约100kV/mm，并且石英管102的厚度可以为大约1mm，使得石英管102可以承受高达100kV的电压。石英管102在位于真空侧的端部处具有凹部110。凹部110使得更容易使用粘合剂(诸如，胶水)来填充导体100与石英管102之间的间隙，并且还避免了在导体100、石英管102(绝缘体)和真空相遇的地方(三相点)产生高电场，从而防止在三相点处发生电击穿。在三相点处，在金属处场发射的电子可以很容易地穿过真空到达绝缘体表面附近的区域，从而在绝缘体的表面上感应表面电荷。由于表面电荷，在高真空或高电压下使用的陶瓷很容易发生介电击穿，从而导致真空系统短路甚至故障。凹部110可以是具有在35度至65度之间的角度θ的倾斜形状。如果角度太大，诸如大于65度，则防止在三相点处的高电场可能是无效的。另一方面，如果角度太小，诸如小于35度，则可能在石英管的端部处产生尖锐拐角，从而降低机械强度。在一些实施例中，石英管102的内表面长度L3大于真空室的室壁200的厚度，使得石英管102的仅一部分被室壁200包围。在一些实施例中，石英管102的后表面240被定位在室壁200的外表面210处。在一些实施例中，石英管102延伸超出连接件106可向其放电的部件，诸如室壁200。石英管102可以被配置为延伸超出部件一段距离，其中距离被确定为防止连接件106跨真空而向任何附近部件(诸如室壁200的内表面220)放电。例如，石英管102可以延伸超出内表面220 1cm或2cm。
在一些实施例中，代替使用石英，管102由玻璃材料制成。玻璃可以是离子含量低的玻璃，诸如无碱玻璃，或者是具有高热膨胀系数的玻璃，诸如钙锌硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃和含碲玻璃等。在一些实施例中，玻璃的热膨胀系数与馈通件的导体的热膨胀系数基本匹配。在一些实施例中，“基本匹配”是指热膨胀系数的失配小于15％。为了简单起见，下文中将石英管和玻璃管统称为“石英管”。
在图1中，石英管102的内表面通过粘附层104、以气密的方式而被附接到导体100。在一些实施例中，粘附层104覆盖石英管102的整个内表面长度L3。在其他实施例中，粘附层104覆盖石英管102的内表面长度L3的一部分。例如，在一些实施例中，石英管210在真空侧的一部分未使用粘合剂来填充。这可以进一步避免在导体、绝缘体和真空相遇的三相点处的高电场，从而防止在三相点处的电击穿。在一些实施例中，石英管210在环境大气侧的一部分没有使用粘合剂来填充。粘附层104可以是毛细管粘合剂或者真空脱气的粘合剂等。在一些实施例中，石英管102被可拆卸地安装到导体100。粘附层104可以为石英管102提供机械强度，从而改进馈通件的机械强度，使得特别是在其中密封剂(例如，O形圈)压缩石英管的馈通件部分处，馈通件可以承受外部压力。
图1的左部分是馈通件150的正视图。在正视图中，导体100具有直径D1、包围导体100的粘附层104具有外直径D2，并且石英管102具有外直径D3。D1、D2和D3的值可以基于待施加到馈通件150的期望电压和SEM(或其他真空设备)操作的期望真空水平来确定。在一些实施例中，D1、D2和D3可以分别是2cm、2.5cm和5cm。
馈通件150中使用的石英管102向馈通件150提供高的介电强度，使得馈通件150可以在不会发生介电击穿的情况下，承受高真空或高电压。这样高的介电强度可以在不增加石英隔离层(例如，石英管102)的尺寸(或厚度)的情况下提供，从而减小真空馈通件150的尺寸。此外，通过使用廉价且易于更换的石英管102，降低了馈通件150的制造成本。具有不同尺寸(长度和厚度)的石英管的易于获得性也为各种设备的馈通件的应用提供了灵活性。
图2A是图示了形成和安装图1的馈通件的示例性方法的流程图，并且图2B是图示了根据本公开的一些实施例的形成和安装图1的馈通件的另一示例性方法的流程图。如图2A所示，在步骤S201中，凹部在石英管(诸如图1中的石英管102)的一个端部处形成。凹部可以是图1的凹部110，凹部角度在35度至65度之间的范围内。石英管的具有凹部的端部被放置在真空室的真空侧中。通过在绝缘体(石英管)、导体(在S202中描述)和真空相遇的点(三相点)处形成凹部，可以防止在三相点处的介电击穿。
在步骤S202中，诸如图1的粘附层104的粘附层被施加在诸如图1的导体100的导体的外表面上。在一些实施例中，粘附层被施加在导体的整个外表面上。在一些实施例中，粘附层被施加在导体的外表面的一部分上，使得待被放置在真空侧的导体的一部分未被粘合剂覆盖。通过部分地施加粘附层，可以避免在三相点处的高电场，从而防止在三相点处的介电击穿。
在步骤S203中，导体被插入石英管中，并且导体被气密地附接到石英管的内表面来形成馈通件。通过在导体与石英管之间施加粘附层，石英管的机械强度可以被改进，从而使得特别是在馈通件中密封剂(例如，O形圈)压缩石英管的部分处，馈通件能够承受更高的压力。
在步骤S204中，馈通件通过室壁而被插入真空室中并且使用密封剂密封。对于本领域普通技术人员而言，附加步骤可以被添加到图2A的流程图中，并且步骤可以被减去并重新布置。
如图2B所示，在步骤S211中，凹部在诸如图1中的石英管102的石英管的一个端部处形成。凹部可以是图1的凹部110，凹部角度在35度至65度之间的范围内。
在步骤S212中，诸如图1的导体100的导体被插入石英管中。在步骤S213中，粘合剂例如使用毛细管填充而被填充到石英管与导体之间的间隙中。在步骤S211中形成的凹部可以使得更容易将粘合剂填充到石英管与导体之间的间隙中。在一些实施例中，粘合剂填充石英管与导体之间的整个间隙。在一些实施例中，粘合剂部分地填充石英管与导体之间的间隙，使得导体的一部分(例如，被放置在真空中的部分)没有被粘合剂覆盖。通过部分地施加粘附层，可以避免在三相点处的高电场，从而防止在三相点处的电击穿。粘合剂的填充部分可以使得导体被气密地附接到石英管的内表面来形成馈通件。
在步骤S214中，馈通件通过室壁而被插入真空室中并且使用密封剂密封。对于本领域普通技术人员而言，附加步骤可以被添加到图2B的流程图中，并且步骤可以被减去并重新布置。
现在参考图3，图示了根据本公开的一些实施例的另一示例性馈通件的截面图的示意图。如图3所示，馈通件150包括导体100、粘附层104和石英管102。与图1相比，图3中的石英管具有两个部分，第一部分Q1和第二部分Q2，其中第一部分Q1的厚度大于第二部分Q2的厚度。较薄的第二部分位于具有室壁200的室外部，而较厚的第一部分位于室内部。真空室外部的部分处于大气环境中，并且因此与真空室内部的部分相比，介电击穿的风险较小。通过减薄不易受到介电击穿的部分，减小了馈通件的尺寸，并且石英管的较薄部分可以方便地使用各种尺寸的部件(例如，凸缘或连接件)来实现，从而改进了馈通件的兼容性。
图4A是图示了形成和安装图3的馈通件的示例性方法的流程图，并且图4B是图示了根据本公开的一些实施例的形成和安装图3的馈通件的另一示例性方法的流程图。如图4A所示，在步骤S401中，诸如图3中的石英管102的石英管的一部分被减薄，使得石英的一部分的厚度小于石英管的另一部分的厚度。
在步骤S402中，凹部在石英管的较厚部分的端部处形成。凹部可以是图3的凹部110，凹部角度在35度至65度之间的范围内。石英管具有凹部的端部被放置在真空室的真空侧中。通过在绝缘体(石英管)、导体和真空相遇的点(三相点)处形成凹部，可以防止在三相点处的电击穿。在步骤S403中，诸如图3的粘附层104的粘附层被施加在诸如图3的导体100的导体的外表面上。在一些实施例中，粘附层被施加在导体的整个外表面上。在一些实施例中，粘附层被施加在导体的外表面的一部分上，使得待放置在真空侧的导体的一部分未被粘合剂覆盖。通过部分地施加粘附层，可以避免在三相点处的高电场，从而防止在三相点处的电击穿。在步骤S404中，导体被插入石英管中，被气密地附接到石英管的内表面来形成馈通件。通过在导体与石英管之间施加粘附层，可以改进石英管的机械强度，从而使得特别是在馈通件中密封剂(例如，O形环)压缩石英管的部分处，馈通件能够承受更高的压力。在步骤S405中，馈通件通过室壁而被插入真空室中并且使用密封剂密封。在一些实施例中，代替将石英管减薄，具有不同厚度的两个石英管被附接到导体来形成馈通件。两个石英管可以具有相同的内径，但是可以具有不同的外径。此处省略该处理的详细描述。对于本领域普通技术人员而言，附加步骤可以被添加到图4A的流程图中，并且步骤可以被减去并重新布置。
在图4B中，在步骤S411中，诸如图3中的石英管102的石英管的一部分被减薄，使得石英的一部分的厚度大于石英管的另一部分的厚度。在步骤S412中，凹部在石英管的较厚部分的端部处形成。凹部可以是图1的凹部110，凹部角度在35度至65度之间的范围内。在步骤S413中，诸如图3的导体100的导体被插入石英管中。在步骤S414中，粘合剂例如使用毛细管填充而被填充到石英管与导体之间的间隙中。在步骤S412中形成的凹部可以使得更容易将粘合剂填充到石英管与导体之间的间隙中。在一些实施例中，粘合剂填充石英管与导体之间的整个间隙。在一些实施例中，粘合剂部分地填充石英管与导体之间的间隙，使得导体的一部分(例如，待被放置在真空中的部分)没有被粘合剂覆盖。粘合剂的填充部分使得导体被气密地附接到石英管的内表面来形成馈通件。在步骤S415中，馈通件通过室壁而被插入真空室中并且使用密封剂密封。在一些实施例中，代替将石英管减薄，例如通过粘合剂的毛细管填充，具有不同厚度的两个石英管被附接到导体，以形成馈通件。两个石英管可以具有相同的内径，但是可以具有不同的外径。此处省略该处理的详细描述。对于本领域普通技术人员而言，附加步骤可以被添加到图4B的流程图中，并且步骤可以被减去并重新布置。
现在参考图5，图示了根据本公开的一些实施例的另一示例性馈通件的截面图的示意图。与图1相比，图5的馈通件具有弯曲部分B，弯曲部分B位于具有室壁200的室的外部。弯曲部分B可以包括石英管102的弯曲部分、粘附层104的弯曲部分和导体100的弯曲部分。弯曲角度α可以是90度至270度之间的任何角度。在一些实施例中，馈通件的弯曲是具有任何期望曲率的弯曲屈曲(未示出)。诸如在空间有限或者在真空室外部的开口附近放置其他部件的情况下，石英管102的弯曲部分出于空间兼容性的目的可能是方便的。
图6A是图示了形成和安装图5的馈通件的示例性方法的流程图，并且图6B是根据本公开的一些实施例的图示了形成和安装图5的馈通件的另一示例性方法的流程图。如图6A所示，在步骤S601中，诸如图1的导体100的导体被弯曲成期望的角度或曲率(例如，如图5所示)。
在步骤S602中，凹部在第一石英管的一个端部处形成。在步骤S603中，弯曲导体的第一分支被插入第一石英管中，并且弯曲导体的第二分支被插入第二石英管中。第一石英管和第二石英管然后被焊接或胶合来形成单件石英管。两个石英管可以具有相同的内径，但是可以具有不同的外径。在步骤S604中，粘合剂例如使用毛细管填充而被填充到石英管与导体之间的间隙中，从而形成馈通件。在步骤S602中形成的凹部可以使得更容易将粘合剂填充到石英管与导体之间的间隙中。在一些实施例中，粘合剂填充石英管与导体之间的整个间隙。在一些实施例中，粘合剂部分地填充石英管与导体之间的间隙，使得导体的一部分(待被放置在真空中的部分)未被粘合剂覆盖。在步骤S605中，馈通件通过室壁而被插入真空室中并且使用密封剂密封。对于本领域普通技术人员而言，附加步骤可以被添加到图6A的流程图中，并且步骤可以被减去并重新布置。
在图6B中，在步骤S611中，凹部在石英管(诸如图1中的石英管102)的一个端部处形成。在步骤S612中，石英管被弯曲成期望角度或曲率。在步骤S613中，通过将柔性导体按压入石英管中，柔性导体被插入弯曲石英管中。在步骤S614中，粘合剂被填充到柔性导体与弯曲石英管之间的间隙中并且柔性导体被气密地附接到石英管的内表面来形成馈通件。在步骤S615中，馈通件通过室壁而被插入真空室中并且使用密封剂密封。对于本领域普通技术人员而言，附加步骤可以被添加到图6B的流程图中，并且步骤可以被减去并重新布置。
现在参考图7，图示了根据本公开的一些实施例的另一示例性馈通件的截面图的示意图。馈通件150包括导体100、粘附层104和石英管102。与图5相比，图7的馈通件具有石英管102的弯曲部分Q2，弯曲部分Q2位于真空室的外部。弯曲部分Q2的厚度小于石英管102的部分Q1的厚度。通过添加将石英管的一部分减薄的过程，图7所示的馈通件可以通过图6所示的方法来实现。较薄的部分位于真空室外部、处于大气环境中，并且因此与石英管102在真空室内部的部分相比，介电击穿的风险较小。通过减薄不易受到介电击穿的部分，可以减小馈通件的尺寸，并且石英管的较薄部分可以通过各种尺寸的部件(例如，凸缘或连接件)而方便地实现，从而改进了馈通件的兼容性。而且，通过以任何期望的角度或曲率弯曲馈通件150在真空室外部的部分，馈通件150可以被连接到位于室外部的任何位置处的元件，从而改进了馈通件的空间兼容性。
现在参考图8，图示了根据本公开的一些实施例的示例性电子束检查系统的示意图。如图8所示，电子束检查系统800包括主室802、装载/锁定室804、电子束工具806和设备前端模块808。电子束工具806位于主室802内。设备前端模块808包括第一装载端口808a和第二装载端口808b。设备前端模块808可以包括(多个)附加的装载端口。第一装载端口808a和第二装载端口808b接收晶片盒，晶片盒容纳晶片(例如，半导体晶片或者由(多个)其他材料制成的晶片)或待检查的样本(晶片和样本在下文中被统称为“晶片”)。设备前端模块808中的一个或多个机械臂(未示出)将晶片运送到装载/锁定室804。装载/锁定室804被连接到装载/锁定真空泵系统(未示出)，装载/锁定真空泵系统去除了装载/锁定室804中的气体分子，达到低于大气压的第一压力。在达到第一压力之后，一个或多个机械臂(未示出)将晶片从装载/锁定室804运送到主室802。主室802被连接到主室真空泵系统(未示出)，主室真空泵系统去除了主室802中的气体分子，达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，晶片通过电子束工具806来进行检查。主室802的室壁包括孔径，孔径用于使得本发明的馈通件150穿过并且被诸如O形环的密封剂(未示出)密封。虽然本公开提供了容纳电子束检查系统的主室802的示例，但是应当注意的是，本公开的各个方面在其最广泛的意义上并不限于容纳电子束检查系统的室。相反，应当理解的是，上述原理也可以应用于具有各种真空水平的任何其他室。
现在参考图9，图示了根据本公开的一些实施例的可以是图8的示例性电子束检查(EBI)系统的一部分的示例性电子束工具的示意图。如图9所示，电子束工具806包括电动载物台900和由电动载物台900支撑来保持待检查晶片903的晶片保持件902。电子束工具806进一步包括物镜组件904、电子检测器906(包括电子传感器表面)、物镜孔径908、聚光透镜910、射束限制孔径912、喷枪孔径914、阳极916和阴极918。在一些实施例中，物镜组件904可以包括经修改的摆动物镜延迟浸没透镜(SORIL)，SORIL包括极片904a、控制电极904b、偏转器904c和激励线圈904d。电子束工具806可以附加地包括能量色散X射线光谱仪(EDS)检测器(未示出)来表征晶片上的材料。
通过在阳极916与阴极918之间施加电压，从阴极918发射初级电子束920。初级电子束920穿过喷枪孔径914和射束限制孔径912，喷枪孔径914和射束限制孔径912可以确定进入聚光透镜910的电子束大小，聚光透镜910位于射束限制孔径912下方。聚光透镜910在射束进入物镜孔径908之前聚焦初级电子束920，以布置电子束在进入物镜组件904之前的尺寸。偏转器904c将初级电子束920偏转为利于射束在晶片上的扫描。例如，在扫描过程中，偏转器904c可以被控制为在不同时间点，将初级电子束920顺序地偏转到晶片903的顶表面的不同位置上，以为晶片903的不同部分提供用于图像重建的数据。此外，偏转器904c还可以被控制为在不同的时间点、在特定位置处，将初级电子束920偏转到晶片903的不同侧面上，以为该位置处的晶片结构提供用于立体图像重建的数据。此外，在一些实施例中，阳极916和阴极918可以被配置为生成多个初级电子束920，并且电子束工具806可以包括多个偏转器904c，以在相同时间将多个初级电子束920投射到晶片的不同部分/侧面，从而为晶片903的不同部分提供用于图像重建的数据。
激励线圈904d和极片904a生成的磁场从极片904a的一个端部处开始，并且在极片904a的另一端部处终止。晶片903被初级电子束920扫描的部分可以被浸没在磁场中并且可以被充电，这进而创建电场。电场减小了初级电子束920在与晶片碰撞之前，撞击在晶片表面附近的能量。与极片904a电隔离的控制电极904b控制晶片上的电场，以防止晶片的微弧形并确保适当的射束聚焦。
在接收初级电子束920之后，次级电子束922可以从晶片903的一部分发射。次级电子束922可以在电子检测器906的传感器表面上形成束斑。电子检测器906可以生成表示束斑强度的信号(例如，电压、电流等)并且将信号提供给处理系统(未示出)。次级电子束922的强度以及所产生的束斑可以根据晶片903的外部或内部结构而变化。此外，如上所述，次级电子束920可以被投影到晶片顶表面的不同位置上，以生成不同强度的初级电子束922(和所产生的束斑)。因此，通过将束斑的强度与晶片903的位置映射，处理系统可以重建反映晶片903的内部或外部结构的图像。一旦晶片图像通过电子束工具806被获取，晶片图像可以被传输到计算机系统(未示出)，计算机系统可以执行对准和缺陷检测。
现在参考图10，示出了用于保持馈通件的示例性凸缘的示意图的俯视图，并且图11是示出了根据本公开的一些实施例的图10的凸缘在真空室中的示例性安装的示意图的截面图。如图所示，螺母1000被配置为与衬套1030一起被安装到真空凸缘1050，真空凸缘1050进而被安装到真空室壁200。螺母1000可以具有内径为Di的孔径，内径Di稍大于例如在图1中示出的导体100的直径D1。锥形边缘与孔径连接，并且锥形边缘的直径Dm略大于孔径直径Di。螺母1000还可以具有直径为Do的外部圆形部分，并且外部圆形部分以两个相对边缘之间的距离Ln与螺母1000的六边形外周连接。而且，螺母1000可以具有外深度Hn和内螺纹壁1010。螺母1000的外深度Hn可以根据衬套1030的长度而变化。螺母1000被配置为推动衬套1030来按压O形环1060，并且同时螺母1000的内螺纹壁1010与凸缘1050的外螺纹壁1040连接。通过按压O形环1030，诸如图1的馈通件150的馈通件可以被稳定在真空室中。在一些实施例中，馈通件由一个凸缘1050来保持。
凸缘1050具有用于馈通件穿过的中心孔。而且，凸缘1050具有螺钉孔1070，螺钉孔1070用于使得螺钉穿过凸缘1050并进入室壁200的另一螺钉孔1070’，从而使得凸缘1050与真空室壁200稳定。螺钉孔1070和1070’可以带有螺纹或无螺纹。螺钉孔1070与真空室壁200的螺钉孔1070’对准。为了确保真空室中的真空，在凸缘1050上形成O形环槽1090。在一些实施例中，凸缘1050可以具有六个螺钉孔1070，但是螺钉孔的数量没有特别限制，只要凸缘1050利用真空室壁200稳定并且室内部的真空可以被确保，可以是任何数量的螺钉孔。
可以使用以下条款来进一步描述实施例：
1.一种用于提供电连接的馈通件，包括：
导体；以及
被配置为包围所述导体的至少一部分的石英结构，被配置为为所述导体提供隔离，并且被配置为延伸超过真空室的内壁的距离，以防止所述导体与所述真空室内部的部件之间的放电。
2.根据条款1所述的馈通件，其中所述导体包括金属或金属合金。
3.根据条款2所述的馈通件，其中所述金属或金属合金包括铝、铜、银、钴、镍、金、钨、镁、铂或不锈钢中的至少一种。
4.根据条款1至3中任一项所述的馈通件，其中所述导体是杆，所述杆的内部或外部截面形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、卵形或六边形中的任何一种。
5.根据条款4所述的馈通件，其中所述导体和石英结构被同轴地布置，其中所述部件是所述真空室，并且其中所述距离大于或等于一厘米。
6.根据条款1至5中至少一项所述的馈通件，其中所述导体包括多个导体，并且其中当所述真空室保持真空时，确定所述距离以防止所述导体与所述部件之间的放电。
7.根据条款6所述的馈通件，其中所述多个导体被布置在公共平面中。
8.根据条款7所述的馈通件，其中所述多个导体包括印刷电路板。
9.根据条款1所述的馈通件，其中所述导体包括刚性或柔性印刷电路板。
10.根据条款1至9中至少一项所述的馈通件，其中所述石英结构的至少一个端部具有凹部。
11.根据条款10所述的馈通件，其中所述凹部的角度在35°至65°之间的范围内。
12.根据条款1至11中至少一项所述的馈通件，其中所述石英结构是弯曲圆柱体。
13.根据条款1至12中至少一项所述的馈通件，其中所述石英结构的第一部分的厚度大于所述石英结构的第二部分的厚度。
14.根据条款1至13中至少一项所述的馈通件，还包括粘附层，所述粘附层被布置在所述导体与所述石英结构之间并且以气密方式将所述导体附接到所述石英结构。
15.根据条款14所述的馈通件，其中所述粘附层是毛细管粘合剂。
16.根据条款14至15中至少一项所述的馈通件，其中所述粘附层是真空脱气粘合剂。
17.根据条款1至13中至少一项所述的馈通件，其中所述导体和所述石英结构被可拆卸地安装。
18.根据条款1至17中至少一项所述的馈通件，其中所述导体还包括：
第一连接件，被布置在所述导体的第一端部处并且将所述导体连接到电源；以及
第二连接件，被布置在所述导体的第二端部处并且将所述导体连接到电气部件，其中被配置为延伸超过所述真空室的所述内壁的所述距离以防止所述导体与所述部件之间的放电的所述石英结构包括：被配置为延伸超过所述真空室的所述内壁的所述距离以防止所述第二连接件与所述部件之间的放电的所述石英结构。
19.根据条款1至18中至少一项所述的馈通件，还包括保持多个石英结构的多个保持件。
20.根据条款19所述的馈通件，其中凸缘保持多个保持件。
21.根据条款1至20中至少一项所述的馈通件，还包括密封件，所述密封件以气密方式将所述馈通件与壳体密封。
22.根据条款21所述的馈通件，其中所述壳体是真空室。
23.根据条款21至22中至少一项所述的馈通件，其中所述密封件包括密封剂。
24.根据条款1至23中至少一项所述的馈通件，其中所述石英结构是中空杆，所述中空杆的内部或外部截面形状为圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形或六边形中的任何一种。
25.根据条款1至23中至少一项所述的馈通件，其中所述石英结构是中空杆，所述中空杆的形状为圆柱体、椭圆圆柱体、具有正方形截面的长方体、具有矩形截面的长方体、三棱柱或六棱柱中的任何一种。
26.一种用于提供电连接的馈通件，包括：
导体；以及
玻璃结构，包围所述导体的至少一部分并且为所述导体提供隔离。
27.根据条款26中至少一项所述的馈通件，其中所述玻璃结构由无碱玻璃、钙硼硅酸钙玻璃、碱性铝磷酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃或含碲玻璃中的任何一种制成。
28.根据条款26中至少一项所述的馈通件，其中所述玻璃结构的热膨胀系数与所述导体的热膨胀系数之间的失配小于15％。
29.根据条款1至28所述的馈通件，其中所述馈通件在扫描电子显微镜(SEM)的室中实现，使得所述馈通件在所述室的内部与外部的部件之间提供电连接。
30.根据条款29所述的馈通件，其中范围在10kV至100kV之间的电压通过所述馈通件被传递到所述SEM。
31.一种真空系统，包括：
真空室，用于容纳样本；以及
馈通件，用于在所述室的内部与外部之间提供电连接，所述馈通件包括：
导体；以及
石英结构，包围所述导体的至少一部分。
32.根据条款31所述的真空系统，其中所述真空室包括孔径，所述馈通件被插入所述孔径中。
33.根据条款31所述的真空系统，还包括粘附层，所述粘附层被布置在所述导体与所述石英结构之间并且以气密方式将所述导体附接到所述石英结构。
34.根据条款31至33中至少一项所述的真空系统，其中所述电导体的第一端部被布置在真空中，并且所述电导体的第二端部被布置在大气中。
35.根据条款31至34中至少一项所述的真空系统，其中被布置在所述真空室中的所述石英结构的第一部分的厚度大于被布置在空气中的所述石英结构的第二部分的厚度。
36.根据条款31至35中至少一项所述的真空系统，其中所述石英结构是弯曲圆柱体。
37.根据条款31至36中至少一项所述的真空系统，其中所述馈通件沿着所述真空室的圆周一直贯穿所述真空室的壁。
38.根据条款31至37中至少一项所述的真空系统，其中所述馈通件在50kV至100kV之间的范围内的电压下使用。
39.根据条款31至38中至少一项所述的真空系统，其中所述真空室的压力在10- 4mbar至10-10mbar之间的范围内。
40.一种真空系统，包括：
真空室，用于容纳样本；以及
馈通件，用于在所述室的内部与外部之间提供电连接，所述馈通件包括：
导体；以及
玻璃结构，包围所述导体的至少一部分。
41.根据条款40所述的真空系统，其中所述玻璃结构由无碱玻璃、钙锌硼硅酸盐玻璃、碱性铝磷酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼铝硅酸盐玻璃或含碲玻璃中的任何一种制成。
42.根据条款40所述的真空系统，其中所述玻璃结构的热膨胀系数与所述导体的热膨胀系数之间的失配小于15％。
43.一种形成电馈通件的方法，所述方法包括：
在导体的外表面上施加粘附层；以及
将所述导体插入石英结构中，使得所述石英结构的所述内表面以气密方式附接到所述导体的所述外表面。
44.一种形成电馈通件的方法，所述方法包括：
将石英结构弯曲；
通过将柔性导体按压入所述石英管中，来将所述柔性导体插入所述石英结构中；以及
将毛细管粘合剂施加在所述石英结构与所述柔性导体之间的间隙中。
45.根据条款21至22中至少一项所述的馈通件，其中所述密封件包括O形环。
附图中的流程图和框图图示了根据各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作的示例。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可以表示包括用于实现所指定的(多个)逻辑功能的一个或多个可执行指令的模块、段或代码部分。还应当注意的是，在一些备选实施方式中，框中指出的功能可以不按附图中指出的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，连续示出的两个框实际上可以基本上同时执行，或者这些框有时可以以相反的顺序来执行。还应当注意的是，框图或流程图图示的每个框以及框图或流程图图示中的框的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
应当理解的是，所描述的实施例不是互相排斥的，并且结合一个示例实施例描述的元件、部件、材料或步骤可以以合适的方式与其他实施例进行组合或从其他实施例中去除来实现期望的设计目标。
本文中对“一些实施例”或“一些示例性实施例”的引用是指结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以被包括在至少一个实施例中。说明书中各个地方出现的短语“一个实施例”、“一些实施例”或“一些示例性实施例”并不一定指代相同的实施例，也不一定是与其他实施例互斥的单独的或备选的实施例。
应当理解的是，本文阐述的示例方法的步骤不一定必须以所述顺序执行，并且这样的方法的步骤的顺序应当理解为仅是示例。同样，在与各种实施例一致的方法中，附加步骤可以被包括在这样的方法中，并且某些步骤可以被省略或组合。
如在本申请中所使用的，词语“示例性”在本文中被用来意指用作示例、实例或说明。本文中被描述为“示例性”的任何方面或设计不必被解释为相对于其他方面或设计是优选的或有利的。相反，该词语的使用旨在以具体方式来呈现概念。
此外，除非另有说明或从上下文中清楚地指向单数形式，否则在本申请和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应被解释为表示“一个或多个”。
除非另有明确说明，否则每个数值和范围应被解释为近似值，就好像词语“约”或“近似”位于该值或范围的值之前。
在权利要求中使用附图标号或附图标记旨在标识便于权利要求的解释的所要求保护的主题的一个或多个可能的实施例。这样的使用不应被解释为必须将那些权利要求的范围限制为在对应附图中示出的实施例。
尽管以下方法权利要求中的元件(如果存在)以特定序列被记载并且带有对应的标记，除非权利要求的记载以其他方式暗示了用于实现这些元件中的一些或全部的特定序列，否则这些元件并不一定旨在限于按该特定顺序来实现。
将进一步理解的是，本领域技术人员可以在不脱离如以下权利要求所述的范围的情况下，在已描述和图示的部件的细节、材料和布置上进行各种改变，以解释所描述的实施例的性质。

Claims (15)

1.一种用于提供电连接的馈通件，包括：
导体，以及
石英结构，被配置为包围所述导体的至少一部分，被配置为向所述导体提供隔离，并且被配置为延伸超过真空室的内壁的距离，以防止所述导体与所述真空室内部的部件之间的放电。
2.根据权利要求1所述的馈通件，其中所述导体和所述石英结构被同轴地布置，其中所述部件是所述真空室，并且其中所述距离大于或等于一厘米。
3.根据权利要求1所述的馈通件，其中所述导体包括多个导体，并且其中所述距离被确定为防止在所述真空室保持真空时，所述导体与所述部件之间的放电。
4.根据权利要求3所述的馈通件，其中所述导体包括印刷电路板的多个导体。
5.根据权利要求1所述的馈通件，其中所述石英结构的至少一个端部具有凹部，并且所述凹部的角度在35°至65°之间。
6.根据权利要求1所述的馈通件，还包括粘附层，所述粘附层被布置在所述导体与所述石英结构之间，并且以气密方式将所述导体附接到所述石英结构。
7.根据权利要求1所述的馈通件，其中所述导体还包括：
第一连接件，被布置在所述导体的第一端部处并且将所述导体连接到电源；以及
第二连接件，被布置在所述导体的第二端部处并且将所述导体连接到电气部件，其中被配置为延伸超过所述真空室的所述内壁的所述距离以防止所述导体与所述部件之间的放电的所述石英结构包括：被配置为延伸超过所述真空室的所述内壁的所述距离以防止所述第二连接件与所述部件之间的放电的所述石英结构。
8.根据权利要求1所述的馈通件，还包括密封件，所述密封件以气密方式将所述馈通件与壳体密封。
9.根据权利要求8所述的馈通件，其中所述壳体是真空室。
10.根据权利要求1所述的馈通件，其中所述石英结构的第一部分的厚度大于所述石英结构的第二部分的厚度。
11.根据权利要求1所述的馈通件，其中所述导体和所述石英结构被可拆卸地安装。
12.根据权利要求1所述的馈通件，其中所述馈通件在扫描电子显微镜(SEM)的室中实现，使得所述馈通件在所述室的内部与外部的部件之间提供电连接。
13.根据权利要求12所述的馈通件，其中介于10kV至100kV之间的电压通过所述馈通件被传递到所述SEM。
14.一种真空系统，包括：
真空室，用于容纳样本；以及
馈通件，用于在所述室的内部与外部之间提供电连接，所述馈通件包括：
导体；以及
石英结构或玻璃结构，包围所述导体的至少一部分。
15.一种形成电馈通件的方法，所述方法包括：
在导体的外表面上施加粘附层；以及
将所述导体插入石英结构或玻璃结构中，使得所述石英结构或所述玻璃结构的内表面以气密方式附接到所述导体的所述外表面。
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