增强集成度的投射透镜组件的制作方法

专利名称：增强集成度的投射透镜组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于将大量带电粒子小射束引导至图像平面的投射透镜组件。具体地讲，本发明涉及易于控制的健壮且紧凑的投射透镜组件。
背景技术：
美国专利6，946，662公开了用于将大量带电粒子小射束引导至图像平面上的透镜组件。该透镜组件包括多个电极，这些电极具有形成多个带电射束孔径的射束通过区。这些电极沿光路进行堆叠，其中，通过绝缘部件将这些电极进行隔离。在电极的边沿处，所述电极被夹持在一起以形成透镜组件。经由减小电子光学系统，由透镜组件提供的图像被减小并且投射到晶片上。该透镜组件用于校正后来当射束缩小时在投射路径上出现的射束象 差。在美国专利6，946，662中公开的系统的缺点在于为了提供所需的校正该透镜组件需要是复杂的。美国专利7，091, 504公开了一种电子束曝光设备,包括会聚电子光学系统,包括静电透镜的阵列，其中，每个透镜将对应的各个小射束直接会聚在晶片上并且截面小于300nm。由于这个系统不需要减小电子光学系统，所以能够避免由于这个减小电子光学系统导致的射束象差的影响。在美国专利7，091，504中公开的系统的缺点在于该电子光学系统需要被布置为更靠近目标。另外，为了在下游方向上提供稳定的静电场，例如在美国专利6，946，662中公开的现有技术的电极基片是薄的并且布置为彼此靠近，即在电极的侧面使用绝缘部件隔离较小距离。这些薄电极形成投射透镜组件的最弱部分；当受到操控时这些电极易于破裂或变形，并且当由于电极之间的高电势差在电极之间出现火花时，电极经常受到严重损坏而不能够继续使用。置换电极会导致使用它们的平板印刷设备的大量停工时间。本发明的目的在于提供用于将大量带电粒子小射束例如几万束或更多直接投射到目标上的结构健壮和紧凑的模块化投射透镜组件。本发明的另一个目的在于提供能够易于操控和维护并且可以作为一个单元进行安置的模块化投射透镜组件。本发明的另一个目的在于提供易于在精度规范内组装的紧凑模块化投射透镜组件和用于组装这个投射透镜组件的方法。

发明内容
因此，根据第一方面，本发明提供了一种用于将大量带电粒子小射束引导至图像平面的投射透镜组件，所述投射透镜组件包括用于会聚大量带电粒子小射束中的一个或多个带电粒子小射束的第一电极和第二电极、包括用于允许所述大量带电粒子小射束通过的通孔的外壳，所述第一和第二电极均包括用于使得所述大量带电粒子小射束中的一个或多个带电粒子小射束通过的、与所述通孔对齐的透镜孔阵列，其中所述外壳包括周围壁并且具有上游远边和下游远边，以及所述投射透镜组件还包括至少一个支撑元件，包括用于使得大量带电粒子小射束通过的通孔，其中，所述至少一个支撑元件附连到外壳，以及其中，第一电极和第二电极由所述至少一个支撑元件进行支撑，其中，第一和第二电极布置在由外壳的下游远边限定的平面内或附近。在投射透镜组件的操纵过程中，这些电极基本上由外壳的周围壁进行保护。此外，由于各个电极位于外壳的下游部分，所以用于带电粒子小射束的投射透镜可以被布置为靠近目标。 在一个实施例中，第一电极和第二电极通过粘合剂连接的方式附连到支撑元件。由于没有使用与第二电极自身相比更向下游凸起的夹具或螺钉，所以第二电极由此能够被安置为非常靠近目标，即处于在50微米到100微米的范围的距离内。此外，在投射透镜组件的构造过程中，通过在粘合剂连接中使用或多或少粘合剂并且然后将粘合剂进行固化可以容易地调整电极之间的距离。在一个实施例中，支撑元件由非导电材料构造。支撑元件可以由此用作电绝缘体。在一个实施例中，投射透镜组件包括所述一个或多个支撑元件中位于外壳的下游远边和上游远边之一或二者处的支撑元件。在一个优选实施例中，投射透镜组件包括位于外壳的下游远边的支撑元件和位于外壳的上游远边的另一个支撑元件。在一个实施例中，第二电极在下游方向形成投射透镜组件的远端。因此，第二电极可以安置为非常靠近目标，例如在50微米内。在一个实施例中，第一和第二电极分别布置在支撑兀件的上游表面和下游表面上，第一电极与所述周围壁隔离，并且支撑元件桥接第一电极与周围壁之间的距离。由于投射透镜组件的最下游电极也是投射透镜组件的下游远端，所以投射透镜组件的最下游电极与要进行图案化的目标之间的距离可以被最小化。此外，除了对电极进行支撑以外，支撑元件用于分散在电极上施加的力并且防止其变形。优选的是，支撑元件包括诸如硼硅玻璃的绝缘材料的主层，它可以被容易地加工到精度规范和公差。由于电极由此健壮安装在投射透镜组件内并且在一定程度上防止受到震动和其它冲击力的作用，所以本发明提供了可以相对容易进行置换并且整块的健壮模块。在一个实施例中，支撑元件的上游表面至少部分由连接到第一电极的第一导电涂层进行覆盖。导线可以容易地附连到第一涂层上的任何地方以向第一电极提供用于会聚带电粒子小射束的电势。或者，导线可以直接连接到第一电极。在一个实施例中，支撑元件的下游表面基本由连接到第二电极的第二导电涂层进行覆盖。这两个涂层具有双重功能。首先，它们用作用于建立各个电极之间的电势差的导体，并且第二，这些涂层基本将透镜组件的下游端与外部电磁辐射屏蔽，并且由此可以形成法拉第笼(Faraday cage)的一部分。在一个实施例中，投射透镜组件还包括布置在第一电极的上游的第三电极。优选的是，第三电极和第二电极保持恒定电势，而第一电极的电势可以被校准以将用于各个独立投射透镜组件的会聚强度固定到指定水平。因此，形成了用于可调整的会聚带电粒子小射束的透镜的阵列，对于其会聚的调整基本不会影响由第三电极和第二电极横跨的空间外部的电场。在一个实施例中，第二涂层从支撑元件的下游表面上的通孔，跨越支撑元件的外沿，径向延伸至支撑元件的上游表面的外围区域，并且第一涂层从支撑元件的上游表面上的通孔朝外径向延伸。优选的是，第二涂层完全覆盖支撑元件的下游面对表面和外边沿。用于第一电极的导电导线可以附连到第一涂层上的任何地方，第一涂层与它进行导电连接。这有利于为电极安置导线。在一个实施例中，通过粘合剂的径向延伸带加强支撑元件的下游面对表面和/或上游面对表面。即使在制造以后，也能由此增强支撑元件的支撑能力。
在一个实施例中，周围壁导电并且连接到第二涂层。周围壁和第二涂层由此为横穿投射透镜组件的带电粒子小射束提供基本的电磁屏蔽。此外，使用导电粘合剂可以将这种结构的支撑元件粘结到周围壁的下游远边而不需要向第二涂层或第二电极附连任何其它导线。在一个实施例中，支撑元件还包括通孔的周围处或附近的介电击穿保护结构。优选的是，支撑元件的通孔具有台阶式直径，该台阶式直径在支撑元件的上游表面附近较小而在支撑元件的下游表面附近较大。此外，在第一涂层和/或第二涂层的外围处或之间也可以具有介电击穿保护结构。保护结构防止在第一电极与第二电极之间出现火花，允许在第一电极和第二电极之间施加更高电压以及产生用于会聚带电粒子小射束的更加均匀的电场。在一个实施例中，优选包括硼娃玻璃的支撑兀件的非导电材料将第一电极和第二电极分开大约200微米或更小的距离。在一个实施例中，支撑元件以及第一电极和/或第二电极基本是平面的。在一个实施例中，所述至少一个支撑元件包括第一支撑元件、第二支撑元件和盖元件，它们各自具有用于大量带电粒子小射束的通孔，其中，所述盖元件布置在周围壁的上游远边，第二支撑元件将盖元件与第一电极或第一支撑元件进行互连。在透镜组件的制造过程中，一旦周围壁和支撑元件彼此附连以后，盖元件能够用于基本上密封外壳的上游侧。第二支撑元件与盖元件之间的任何空间能够填充粘合剂。这种设计在一定程度上减轻了对制造公差的要求并且增加整个投射透镜组件的结构集成度。在一个实施例中，第二支撑元件设置有偏转器单元，用于在扫描方向上形成大量小射束的偏转。优点在于，仅仅在投射透镜组件的构造过程中(而非在向平板印刷系统内插入投射透镜组件的过程中)需要对齐偏转器单元与会聚透镜电极，由此减少了当检查或置换投射透镜组件时的平板印刷系统的停工时间。在一个实施例中，盖兀件包括盖兀件的上游面对表面上的导电材料和与外壳的周围壁进行邻接的非导电材料。导电上游表面可与偏转器单元进行导电连接。盖元件由此可以在与周围壁电隔离的同时提供对外部电磁辐射的一定屏蔽。在一个实施例中，投射透镜阵列还包括射束停止器阵列，用于至少部分阻止由射束阻挡器阵列进行偏转的带电粒子小射束到达目标。当射束停止器阵列布置在偏转器单元的上游时，用于扫描其移动的带电粒子小射束的轴心点可以被布置为基本靠近由至少两个电极形成的透镜的图像平面。或者，射束停止器阵列可以布置在透镜与偏转器单元之间。用于扫描其移动的小射束的轴心点于是可以被布置在基本与射束停止器阵列相同的平面内。在一个实施例中，偏转器单元适于将大量小射束绕它们的关联的轴心点进行偏转，这些轴心点位于基本与射束停止器阵列相同的平面内。结果，由偏转器单元执行的带电粒子小射束的任何扫描偏转基本不会改变小射束光斑在射束停止器阵列上的位置。射束停止器阵列中的孔径由此能够保持较小，尤其小于单个小射束的直径。显而易见，例如由位于偏转器单元的上游的射束阻挡器执行的小射束的任何非扫描偏转将射束停止器阵列上的小射束光斑移至远离它的关联孔径的位置，从而防止小射束传播通过射束停止器阵列。在一个实施例中，至少一个支撑元件包括盖元件,盖元件具有用于允许大量带电粒子小射束通过的通孔，其中，外壳包括由上游边沿定义的上游开口端，其中，盖元件适于基本覆盖外壳的上游开口端，其中，第一和第二电 极被包括在射束光学器件内，以及其中，通过在盖元件的下游面对表面上施用的粘合剂体，由盖元件支撑射束光学器件。在这个实施例中，射束光学器件的下游部分基本上可以是自由悬挂的。因此，当射束光学器件处于基本垂直的定向时，与通常在带电粒子射束平板印刷系统中一样，不再需要在外壳的周围壁的下游部分上支撑射束光学器件的重量。在构造过程中通过改变盖元件与射束光学器件之间的距离可以调整投射透镜组件的高度而不需要考虑下游支撑元件与外壳的下游远边之间的距离。在一个实施例中，至少在透镜组件的制造过程中，盖元件设置有额外通孔，用于从所述盖元件的上游位置向盖元件的下游面对表面应用粘合剂。此外，一旦盖被安置在周围壁上，这些通孔还可用于到达投射透镜组件的内部的某些部分。例如，可以经由这些通孔将盖元件粘结到射束光学器件。除了有利于构造投射透镜组件以外，当气体被排出投射透镜组件的内部时，额外通孔还缩短气体分子必须传播的路径。 在一个实施例中，下游方向上粘合剂体的高度适于将盖元件与第二电极分开预定距离，优选在2毫米到2厘米的范围内。在一个实施例中，第二电极在下游方向形成射束光学器件的远端。在一个实施例中，第二电极在下游方向上形成投射透镜组件的远端。由此可以将要暴露给带电粒子小射束的目标安置为非常靠近第二电极，从而提供所述小射束的锐利会聚。在一个实施例中，投射透镜组件还包括在基本与通孔的方向垂直的定向上固定附连到所述射束光学器件和周围壁并且适于将射束光学器件定位在距离周围壁的基本固定距离处的一个或多个定位元件。尽管当投射透镜组件处于基本垂直使用位置时这些定位元件通常不适于支撑射束光学器件的整个重量，但是通过这些定位元件能够充分实现射束光学器件的水平对齐和/或固定，从而提供更加健壮更加准确对齐的投射透镜组件。在一个实施例中，周围壁包括导电材料，从而提供改进的投射透镜组件的内部的电磁屏蔽。在一个实施例中，定位元件的至少一个是导电的并且将第二电极与所述周围壁进行导电连接。外壳和第二电极就可以由此保持相同电势而不需要使用额外的电线。优选的是，一个或多个导电定位元件使用导电粘合剂附连到射束光学器件和周围壁。在另一个实施例中，定位元件将射束光学器件的另一个部分例如另一个电极与周围壁进行电连接。在一个实施例中，盖元件包括盖元件的上游面对表面上的导电表面和与外壳的周围壁邻接的非导电材料。盖元件由此在与周围壁进行电隔离的同时提供对外部电磁辐射的
一些屏蔽。在一个实施例中，盖元件的下游面对表面包括导电表面，所述盖元件的上游表面和下游表面上的导电表面沿盖元件中的一个或多个通孔进行连接和延伸。导电表面还改进了电磁屏蔽并且还降低了盖元件上静电的增加。在一个实施例中，粘合剂体是电连接射束光学器件与盖元件的下游面对表面上的导电表面的导电粘合剂体。盖元件的上游面对导电表面和下游面对导电表面二者由此可以与射束光学器件的至少一部分进行导电连接而不需要在它们之间附连额外的导线。在一个实施例中，盖兀件还包括含有电绝缘材料并且布置在盖兀件 的导电表面与非导电材料的整个边界处的一个或多个封装环。这些封装环基本上降低了在投射透镜组件内出现火花的可能。在一个实施例中，射束光学器件还包括布置在第一电极的上游并且适于提供大量小射束的扫描偏转的偏转器单元。优选的是，偏转器单元包括导电连接到盖元件的导电表面以为通过射束光学器件的小射束提供高度的电磁屏蔽的导电外表面。在一个实施例中，射束光学器件还包括布置在偏转器单元与第二电极之间的射束停止器阵列。通过相对靠近第二电极安置射束停止器阵列，降低了在小射束通过第二电极之前小射束的分散，即小射束轮廓保持锐利地限定。在一个实施例中，投射透镜组件还包括导电隔离物，所述隔离物与射束停止器阵列和第一电极邻接并且将它们进行导电连接。在这个实施例中，第一电极和射束停止器阵列的电势相同。通过测量第一电极的电势，能够测量由入射在射束停止器阵列或者通过所述射束停止器阵列的带电粒子导致的电压。此外，在这个实施例中，由于射束停止器阵列和第一电极的电势相同，所以避免了它们之间的带电粒子的加速。在一个实施例中，偏转器单元适于使得大量小射束绕它们的关联的轴心点进行扫描偏转，这些轴心点基本位于与射束停止器阵列相同的平面内。在这个实施例中，带电粒子小射束的任何扫描偏转基本不会改变射束停止器阵列上小射束光斑的位置。射束停止器阵列中的孔径由此能够保持较小，尤其小于单个小射束的直径。显而易见，例如由位于偏转器单元的上游的射束阻挡器执行的小射束的任何非扫描偏转将阻挡器阵列上的小射束光斑移至远离它的关联孔径的位置，从而防止小射束通过射束停止器阵列。在一个实施例中，投射透镜组件包括布置在偏转器单元的上游的射束停止器阵列，其中，偏转器单元适于绕基本位于第一电极与第二电极之间的平面内的关联的轴心点偏转大量小射束。由此在与扫描偏转无关地保持会聚的同时，这些小射束可以使得它们的轴心点非常靠近目标平面。在一个实施例中，在盖元件与接下来的下游结构之间应用粘合剂体以在它们之间形成基本环形连接。在一个优选实施例中，这个连接是气密的。在一个实施例中，该组件适于作为单个单元在平板印刷系统内进行安置和/或置换。根据第二方面，本发明提供了用于将大量带电粒子小射束引导至目标的带电粒子射束平板印刷系统，所述系统包括如本文所述的投射透镜组件。具体地讲，这个系统包括布置在投射透镜组件的上游用于提供大量带电粒子小射束的射束源和用于提供大量小射束中被选择的小射束的阻挡偏转的射束阻挡器。更具体地讲，这个系统适于在真空环境下工作。在目标的图案化过程中，优选例如通过将目标与周围壁二者都导电连接到大地，使得它们保持在相同电势。
根据第三方面，本发明提供了一种用于组装用于将大量带电粒子小射束引导至图像平面的投射透镜组件的方法，所述投射透镜组件包括外壳，包括周围壁并且具有上游远边和下游远边，射束光学器件，包括用于会聚大量带电粒子小射束中的一个或多个带电粒子小射束的第一电极和第二电极，以及盖元件，所述外壳和盖元件包括用于使得大量带电粒子小射束通过的通孔，并且所述第一和第二电极均包括用于使得所述大量带电粒子小射束中的一个或多个带电粒子小射束通过的透镜孔阵列，其中，盖元件适于基本覆盖外壳的上游边，其中，所述方法包括如下步骤将射束光学器件与盖元件的通孔对齐，从而使得大量带电粒子小射束通过，以及使得射束光学器件与盖元件隔开一定间隙，将盖元件固定到外壳，从而使得盖元件覆盖外壳的上游边，在射束光学器件与盖元件之间的间隙中填入粘合剂体，从而基本上以支撑方式将射束光学器件与盖元件进行接合，使得粘合剂体固化。通过这种组装投射透镜组件的方法，不需要手头具有不同高度的大量隔离物就可以容易地调整透镜组件的总高度。此外，由于还可包括用于提供小射束的扫描偏转的偏转器单元的射束光学器件基本上以支撑方式与盖元件接合，所以组件的构造和维护被简化；仅仅从射束光学器件到盖元件的距离需要进行对齐，并且由于投射透镜组件基本上可以在下游侧上开口，所以易于接近外壳内的部件。最后，由于在下游侧支撑射束光学器件不需要额外的支撑元件，所以可以制造更轻和更紧凑的投射透镜组件。在一个实施例中，该方法包括在粘合剂还没有固化时调整射束光学器件与盖元件之间的距离的附加步骤。由此与当使用预先形成的固体隔离物时相比较，能够在短得多的时间内非常准确地调整这个距离。当在投射透镜组件的构造过程中盖元件与射束光学器件进一步分开时，粘合剂体的高度将增加并且它的宽度将减小，并且可以采用更多粘合剂补偿这个减小。类似的是，当射束光学器件与盖元件更靠近时，粘合剂体的高度将下降并且它的宽度将增加。在这种情况下，可以去除一些粘合剂。相比较，当仅仅使用薄片粘合剂时，这种调整是不可行的，这是因为当盖元件与射束光学器件彼此离开时这个薄片将被撕开。优选的是，使用当固化时热膨胀系数同与之接合的表面类似的粘合剂。即使当投射透镜组件加热或冷却时，盖元件相对于射束光学器件的定向由此保持基本恒定。当粘合剂是非常低收缩粘合剂时，固化过程中与它接合的表面上的应力被最小化。在一个实施例中，调整射束光学器件与盖元件之间的距离，从而使得第二电极与盖元件之间的距离等于预定距离。由此，即使当单个射束光学器件的高度在一定程度上发生变化时，仍可以生成基本相同高度的投射透镜组件。在一个实施例中，在调整所述距离的步骤中包括如下步骤通过射束光学器件引 导大量小射束朝向布置在目标平面内的小射束轮廓传感器，所述小射束轮廓传感器适于测量对应的大量小射束轮廓并且改变所述距离直到达到所述大量小射束的最佳测量会聚。只要粘合剂还没有固化，投射透镜组件的会聚和其它属性就能够被测量并且通过略微改变射束光学器件相对于盖元件的位置至少部分地进行调整。优选的是，在这个步骤的过程中，小射束的强度小于在目标曝光过程中通常使用的小射束的强度。在一个实施例中，至少在组装过程中，在通孔周围布置有额外通孔，并且填充射束光学器件与盖元件之间的间隙的步骤包括经由所述额外通孔注入粘合剂。由此通过从各个角度在盖元件上施用粘合剂可以容易地形成粘合剂体，这是因为通过用于使得大量小射束通过的通孔可以到达粘合剂体的内侧并且通过额外通孔可以到达粘合剂体的外侧。相反，这些通孔还可用于去除过多粘合剂，只要它还没有固化即可。在已经形成粘合剂体以后，例如可以通过采用粘合剂填充额外通孔将额外通孔进行封闭。或者，当保持敞开时，额外通孔可用于抽取投射透镜组件内的真空或者通过投射透镜组件循环清洁气体或等离子体。在一个实施例中，投射透镜组件还包括适于将射束光学器件定位在距离周围壁的预定距离处的定位元件，并且该方法还包括将定位元件附连到射束光学器件和周围壁的步骤。在粘合剂的构造和固化过程中，这些定位元件帮助将射束光学器件与周围壁隔开期望距离。此外，一旦构造了投射透镜组件以后，定位元件防止射束光学器件的下游端的钟摆状 运动。根据第四方面，本发明提供了用于将大量带电粒子小射束引导至图像平面的投射透镜组件，所述投射透镜组件包括外壳，具有周围壁并且设置有上游远边和下游远边 ’第一电极和第二电极，用于会聚大量带电粒子小射束的一个或多个；和支撑兀件，包括非导电材料，所述外壳和支撑元件包括用于允许大量带电粒子小射束通过的通孔，并且所述第一电极和第二电极均包括与用于使得大量带电粒子小射束中的一个或多个带电粒子小射束通过的通孔对齐的透镜孔阵列，其中，支撑元件附连到外壳的下游远边，第二电极在下游方向上形成投射透镜组件的远端，并且第一电极与所述周围壁隔开，支撑元件桥接第一电极与周围壁之间的距离。在一个实施例中，第一电极和第二电极由支撑元件进行支撑并且布置在支撑元件上或附近。因此，这两个电极可以布置在支撑元件的下游。在一个优选实施例中，第一电极和第二电极分别布置在支撑元件的上游表面和下游表面上。因此，通过外壳和支撑元件防止第一电极受到损坏。能够独立地在任何可行地方应用在说明书中描述和所示的各个方面和特征。这些各个方面尤其是在权利要求中描述的方面和特征可以形成分案专利申请的主题。


将基于在附图中所示的示例性实施例阐述本发明，其中图IA示出了现有技术的带电粒子曝光系统的示意图；图IB和图IC示出了另外带电粒子曝光系统的示意图及其细节；图2A示出了根据本发明的投射透镜组件的实施例的截面图；图2B示出了图2A的部分260的放大图；图2C示出了投射透镜组件的另外实施例的截面图；图2D示出了投射透镜组件的另一个实施例的截面图；图3示出了根据本发明的投射透镜组件的另外电极布置的示意图4A和图4B分别示出了沿图2B的线A-A的截面图和投射透镜组件的俯视图；图5A示出了根据本发明的投射透镜组件的截面示意图，其中在偏转器单元与电极之间布置射束停止器；图5B示出了根据本发明的投射透镜组件的截面示意图，其中在偏转器单元的上游布置射束停止器；图6示出了根据本发明的另一个实施例的投射透镜组件的实施例的示意性截面图；图7示出了根据本发明的投射透镜组件的另一个实施例的示意性截面图； 图8A、8B和SC分别示出了根据本发明的投射透镜组件的另一个实施例的示意性截面图、俯视图和仰视图；图9示出了根据本发明的投射透镜组件的另一个实施例的一部分的截面示意图；图10示出了根据本发明的投射透镜组件的一部分的截面示意图；图11示出了根据本发明的投射透镜组件的一部分的截面示意图；图12A和图12B示出了根据本发明的方法的实施例的流程图。
具体实施例方式在图IA中示出了从现有技术获知的光学柱I。带电粒子射束源2发射带电粒子射束，该带电粒子射束横穿双重八极3和准直透镜4，然后撞击在孔径阵列5上。孔径阵列然后将射束分解成大量带电粒子小射束，这些带电粒子小射束然后由聚光器阵列6进行会聚。在射束阻断器(beam blanker)阵列7处，各个小射束可被阻断(即可被偏转)，从而使得以后它们在它们的轨迹上遇到射束停止器阵列8而非穿过射束停止器阵列8中的孔。没有被阻断的小射束然后穿过偏转器单元9，偏转器单元9适于形成X和Y方向上所述小射束的扫描偏转。偏转器单兀通常是宏偏转器(macro deflector),在它的外表面上覆盖有导电材料。在它们的轨迹的末端，没有被阻断的小射束穿过透镜阵列10，透镜阵列10适于将所述小射束会聚在目标11的表面上。射束停止器阵列8、偏转器单元9和透镜阵列10 —起构成投影透镜组件12，投影透镜组件12提供被阻断的束的阻挡、大量小射束的扫描偏转和未阻断的小射束的缩小。图IB示出了另一个光学柱31。带电粒子射束源32发射带电粒子射束，该带电粒子射束横穿双重八极33和准直透镜34，然后撞击在孔径阵列35上。孔径阵列然后将射束分解成多个带电粒子子射束，这些带电粒子子射束然后由聚光器阵列36进行会聚。在射束阻断器阵列37处，这些子射束被分解成大量小射束。各个小射束可被阻断(即可被偏转)从而使得以后它们在它们的轨迹上遇到射束停止器阵列38而非穿过射束停止器阵列38中的孔。没有被阻断的小射束然后穿过偏转器单元39，偏转器单元39适于提供X和/或Y方向上所述小射束的扫描偏转。偏转器单元通常包括微机电系统(MEMS)元件，适于提供所述多组小射束的扫描偏转。在它们的轨迹的末端，没有被阻断的小射束穿过透镜阵列40，透镜阵列40适于将所述小射束会聚在目标41的表面上。射束停止器阵列38、偏转器单元39和透镜阵列40 —起构成投影透镜组件42，投影透镜组件42提供被阻断的小射束的阻挡、大量小射束的扫描偏转和未阻断的小射束的缩小。图IC示意性示出了如图IB所示的光学柱的细节，示出了三个小射束bl、b2和b3的轨迹。来自带电粒子射束源的射束的子射束从孔径阵列35出射并且由聚光器阵列36进行会聚。然后，在射束阻挡器阵列37处，子射束被分解成小射束bl、b2和b3，射束阻挡器阵列37适于向各个小射束提供阻挡偏转。在所示的附图中，小射束bl、b2和b3的都没有发生阻挡偏转，从而使得所述小射束穿过射束停止器阵列38中的公共孔。未被阻挡的小射束然后由偏转器单兀39执行扫描偏转,偏转器单兀39包括适于向多个小射束提供扫描偏转的MEMS元件39a和39b。在它们轨迹的末端，没有被阻挡的小射束穿过适于将所述小射束聚焦在目标41的表面上的透镜阵列40。射束停止器阵列38、偏转器单元39和透镜阵列40 一起构成投射透镜组件42，投射透镜组件42提供阻挡的小射束的阻挡、大量小射束的扫描偏转和未被阻挡的小射束的缩小。图2A示出了根据本发明的改进的投射透镜组件200的实施例的截面图。所示的实施例包括具有导电周围壁230 (优选金属性)的外壳。投射透镜组件还包括盖元件210和 位于所述外壳的下游末端的支撑元件240。用于带电粒子小射束通过的通孔213从盖元件210的上游表面进行延伸，穿过投射透镜组件的内部，朝向第一电极201，穿过支撑元件240并且最终在第二电极202中流出。大量带电粒子小射束可以穿过所述通孔，然后撞击在目标270上。在所示的实施例中，支撑元件平行于第一和第二电极延伸。优选的是，支撑元件在离开第一和第二电极中的透镜孔阵列的方向径向延伸。为了避免在目标与投射透镜组件之间形成电场，二者可以都接地和/或彼此电连接。根据本发明的结构健壮的投射透镜组件可以完整地安置在已知平板印刷系统中或者可以出于维修目的而被置换或移除。大量带电粒子小射束首先穿过盖元件210中的通孔213。盖元件210的主体由非导电材料形成，尽管它的上游表面包括导电涂层211和它的下游表面的一部分包括另一个导电涂层212，这两个导电涂层用于将透镜组件的内部与外部电磁干扰进行屏蔽。优选的是，两个导电涂层在通孔的侧面接合，形成单个连续的表面。由非导电材料(优选陶瓷材料)形成的封装环251和252封装这些涂层与盖元件210之间的角，从而减少在这些角形成火花的机会。一旦带电粒子小射束横穿通孔，它们穿过偏转器单元220，偏转器单元220适于提供大量小射束的扫描偏转。偏转器单元可以使用对应数目的偏转器将带电粒子小射束偏转任何次数。在一个优选实施例中，偏转器单元包括X和Y偏转器。偏转器单元的基底222处的导线224a和224b (优选三轴导线)适于携带指示偏转器单元是否正确工作的控制信号。偏转器单元基本由支撑元件240进行支撑，然而还优选通过导电粘合连接件221附连到盖元件210。偏转器单元由此用作第二支撑元件，用于将盖元件与支撑元件240进行互连，从而增加组件的结构健壮性。优点在于，采用导电粘合剂以便于投射透镜组件的构建，即允许加宽公差，从而一方面降低元件制造的成本和精力以及另一方面这些元件的组装的成本和精力。根据在这个方面的本发明主要见识，通过在盖元件210的下游面对导电涂层212与偏转器单元220之间的间隙中填入或多或少量的导电粘合剂来补偿它们之间的距离的轻微变化。在一个优选实施例中，粘合剂是这样一种类型的粘合剂一旦固化就而在真空中具有很低挥发性和与粘合剂所粘合的表面对应的热膨胀系数(如果不与之相同的话)。偏转器单元的基底222安装在绝缘体223上，绝缘体223将偏转器单元与第一电极201进行电绝缘。第一和第二电极201和202都包括透镜孔阵列，每个透镜孔与可穿过它的带电粒子小射束对应。支撑元件240包括非导电材料的层243、支撑元件的上游面对表面上的第一导电涂层241和支撑元件的下游面对表面上的第二导电涂层242。第一和第二导电涂层彼此电绝缘。第一电极201导电连接到支撑元件的上游面对表面上的第一导电涂层241。附连到第一涂层的导线209a和209b适于向第一电极提供电信号,优选使得第一和第二电极之间的电势差产生用于聚焦带电粒子小射束的场，其中，所述电极之间的电势差在4kV的范围内。布置在支撑元件240的下游面对表面上的第二电极202电连接到所述第二导电涂层242，第二导电涂层242优选覆盖所述下游面对表面的全部或大部分。在一个优选实施例中，第二涂层跨过支撑元件的外沿进行延伸并且与外壳的周围壁230进行电接触。周围壁和第一涂层由此适于提供透镜组件的内部的至少部分电磁屏蔽。 优点在于，支撑元件的优选包括硼硅玻璃的绝缘层243足够强壮到基本支撑偏转器单元的重量，然而足够薄从而使得在第一和第二电极之间产生强大和均匀的电场。图2B示出了图2A的部分260的放大视图。能够清楚地看出，已经沉积在绝缘层243上的第一和第二涂层241和242通过绝缘层和间隙244a彼此进行电绝缘。间隙244a填入了非导电粘合剂。优选的是，用于投射透镜组件的粘合剂具有低热膨胀系数。为了防止在第一和第二涂层的角处产生火花，介电击穿保护结构253安置在周围壁230与支撑元件240之间的接触点。支撑元件240的通孔处的绝缘层243中的小凹口 246用于防止在第一和第二电极之间以及在它们对应的靠近通孔的涂层产生火花。图2C示出了投射透镜的另一个实施例，其中，偏转器单元220的重量基本上完全由支撑元件240进行支撑，即偏转器单元没有以支撑方式连接到盖元件210。优选通过可拆卸连接器附连到偏转器单元的隔离的电线225以导电方式将偏转器单元的外表面连接到盖元件的下游面对导电涂层，从而确保它们具有基本相同电势。在这个实施例中，盖元件可去除地附连到周围壁230。在另一个实施例中，电线225穿过周围壁以与盖元件的上游面对表面连接。图2D示出了根据本发明的投射透镜组件的另一个实施例。第二电极202和第三电极203电连接到外壳并且基本处于地电势。第一电极201通过支撑元件240与第二电极202进行电绝缘并且通过绝缘体223与第三电极203进行电绝缘。导线209a和209b附连到第一电极201以向第一电极提供电信号，从而使得在第一和第二电极之间以及第一和第三电极之间产生电场，以会聚带电粒子小射束。通常，在这个实施例中所述第一电极201与第二电极202及第三电极203之间的电势差在-3，4kV的范围内。第一电极201的外沿通过非导电粘合剂体进行封装，用于防止在第一电极201的外沿处形成火花。图3示出了根据本发明的另一种投射透镜组件的一部分的示意图。该投射透镜组件以与图2所示的投射透镜组件类似的方式进行构造，并且除了第一电极301和第二电极302以外还包括布置在第一电极301的上游的第三电极303。支撑元件340通过胶带345进行增强，胶带345沉积在第一导电涂层341上。优选的是，相邻元件使用合适粘合剂进行彼此接合。第三电极303和第一电极301彼此间隔并且通过绝缘隔离物324进行电绝缘。第三电极穿过导电射束停止器阵列322和导电隔离物323导电连接到偏转器单元320的外表面。偏转器单元320的外表面以及由此第三电极303优选相对于大地保持恒定电势(例如，-4kV)。第二电极302再次通过第二导电涂层342导电连接到周围壁(未示出)。优选的是，周围壁和第二电极302保持在与要进行图案化的目标相同的基本恒定电势(通常，大地电势)。通过改变第一电极301的电势,第一电极与第三电极303之间的电场以及第一电极301与第二电极302之间的电场发生变化。第一电极的电势通常可以在-4. 3kV的范围内变化。以这种方式形成静电透镜的阵列，能够产生用于会聚大量带电粒子小射束的自适应电场。在另一个实施例中，第三电极和第二电极基本保持在大地电势，第一电极相对于第三电极和第二电极基本保持恒定电势(例如，_3、4kV)。在这个实施例中，优选通过在第一电极与第三电极之间应用电绝缘粘合剂形成将第一电极与第三电极进行彼此电绝缘的绝缘隔离物324。图4A示出了沿线A-A的图2B的投射透镜组件的截面图。径向延伸远离第一电极201和第二电极202 (未示出)的透镜孔阵列的支撑元件240包括位于它的上游表面的第一导电涂层241。另外更加详细地示出了周围壁230和介电保护结构253。支撑元件240的 上游表面设置有径向延伸的粘合剂带245，从而进一步增加支撑元件的支撑能力。在优选非导电粘合剂带设置在支撑元件的下游面对表面上的情况下，必须小心粘合剂带的脊背在下游方向上不能够投射越过第二电极。第二电极于是可以仍安置为非常靠近目标。图4B示出了图2A的投射透镜组件的俯视图，其中，大量小射束的通孔213、介电击穿保护环251和盖元件210的上游面对导电涂层211是可见的。优选包括非导电陶瓷材料的环251封装上游面对导电涂层211的外沿以防止在该沿形成火花。在图5A中给出了根据本发明的投射透镜组件的实施例中的带电粒子小射束轨迹的示意图。在这个实施例中，射束停止器阵列522已经布置在偏转器单元520与第三电极503之间。小射束510a、510b和510c穿过偏转器单元520，偏转器单元520适于在X和/或Y方向上提供所述小射束的扫描偏转。通过偏转器单元520的导电外表面进行封装的是偏转器板527,偏转器板527通过含有绝缘材料526的隔离物与偏转器单兀的外表面进行电隔离。在到达偏转器单元之前，小射束510a已经被给定阻挡偏转，并且由此被引导至射束停止器阵列522的非小射束通过区。未被阻挡的小射束510b和510c横穿偏转器单元，并且绕它们的对应轴心点(pivot point)Pb和Pc进行偏转，轴心点Pb和Pc基本位于与射束停止器阵列522相同的平面内。由于每个小射束的轴心点基本位于与射束停止器阵列相同的平面内，所以未被阻挡的射束光斑不会在射束停止器阵列上移动，即由偏转器单元执行的偏转基本不会影响未被阻挡的小射束在其对应轴心点处的强度分布。未被阻挡的小射束510b和510c然后通过第一电极501和第二电极502中的透镜孔，在第一电极501和第二电极502之间产生电场505a，该电场505a适于将带电粒子小射束会聚到目标570上。这些电极通过隔离物523、524和525进行隔离。由于在这个布置中射束停止器阵列和小射束的轴心点可以定位为相对靠近透镜电极，尤其是靠近透镜电极的主平面(与射束停止器阵列安置在偏转器单元的上游相比较)，所以小射束象差明显减小。这使得在目标上形成更加锐利地限定的小射束光斑并且能够以更高分辨率对目标进行图案化。图5B示出了根据本发明的投射透镜组件的另一个实施例，其中，射束停止器阵列522布置在偏转器单元520的上游。带电粒子小射束510a在到达射束停止器阵列之前已经被给定阻挡偏转并且由此撞击在射束停止器阵列的非小射束通过区上。带电粒子小射束510b和510c通过射束停止器阵列522并且由偏转器单元520给出扫描偏转。然后，在撞击目标570之前，使用电极501、502和503将这些小射束进行会聚。由于第二电极502形成投射透镜组件的下游远端，所以带电粒子小射束的轴心点的位置非常靠近目标570并且基本与扫描偏转无关保持会聚状态。图6示出了根据本发明的改进的投射透镜组件600的实施例。所示的实施例包括具有导电周围壁230 (优选金属性)的外壳。投射透镜组件还包括盖元件210，基本上覆盖所述外壳的上游端处的开口。用于带电粒子小射束通过的通孔213从盖元件210的上游表面进行延伸，穿过投射透镜组件的内部，朝 向第一电极201，穿过非导电隔离物215，并且最终在第二电极202中流出。大量带电粒子小射束可以横穿所述通孔，然后撞击在目标270上。为了避免在目标与投射透镜组件之间形成电场，这二者可以都连接到大地和/或彼此导电连接。根据本发明的投射透镜组件可以整体地安置在已知平板印刷系统中或者可以出于维修目的而被置换或移除。大量的带电粒子小射束首先穿过盖元件210中的通孔213。盖元件210的主体由非导电材料形成，尽管它的上游表面包括导电表面211和它的下游表面的一部分包括另一个导电表面212，这两个导电表面用于将透镜组件的内部与外部电磁干扰进行屏蔽。优选的是，两个导电表面在通孔的侧面接合，形成单个连续表面。由非导电材料(优选陶瓷材料)形成的封装环251和252封装这些导电表面与盖元件210之间的角，从而减少在这些角形成火花的机会。一旦带电粒子小射束横穿盖元件的通孔，它们穿过射束光学器件217，射束光学器件217将大量小射束引导至目标270。在所示的实施例中，射束光学器件包括安装在非导电隔离物223上的基底222处的扫描偏转器单元220，还包括第一电极201、非导电隔离物215和第二电极202。偏转器单元220适于提供大量小射束的扫描偏转。偏转器单元可以使用对应数目的偏转器将带电粒子小射束偏转任何次数。在一个优选实施例中，偏转器单元包括X和Y偏转器。偏转器单元的基底222处的导线224a和224b (优选三轴导线)适于携带指示偏转器单元是否正确工作的控制信号。射束光学器件基本由盖元件210进行支撑并且通过导电粘合剂连接件221与之附连。根据在这个方面的本发明主要见识，通过调整填充间隙的导电粘合剂体221的高度，能够在投射透镜组件的构造过程中补偿盖元件210的下游面对导电表面212与偏转器单元220之间的距离的变化。在一个优选实施例中，粘合剂是这样一种类型一旦固化就在真空中具有很低挥发性和具有对应于所粘合的表面的热膨胀系数(如果不相同的话)。偏转器单元的基底222安装在绝缘体223上，绝缘体223将偏转器单元与第一电极201进行电绝缘。第一电极201和第二电极202均包括透镜孔阵列，所述阵列的每个孔与可穿过它的带电粒子小射束对应。导线209附连到第一电极201并且适于向其提供电信号，优选使得产生用于会聚带电粒子小射束的场的第一电极201和第二电极202之间的电势差在4kV的范围内。布置在定位元件240的下游面对表面上的第二电极202通过导线218导电连接到周围壁230。通常，一旦射束光学器件被组装以后，射束光学器件的高度(在这种情况下，从第二透镜阵列202的下游远端到偏转器单元220的上游远端的距离)不能够进行调整。根据本发明的方法，然而，通过改变将第二电极与盖元件粘合在一起的粘合剂体221的高度，可以十分容易地调整从第二电极的远边到盖元件的上游表面的总距离。在投射透镜组件的构造过程中可以使用盖元件210中的另外的通孔214a和214b，以注入粘合剂以填充射束光学器件与盖元件之间的间隙。图7示出了根据本发明的投射透镜组件700的另一个实施例。在这个实施例中，射束光学器件717没有包括用于提供大量带电粒子小射束的扫描偏转的偏转器单元。偏转器单元可以位于平板印刷系统中的投射透镜组件的上游。射束光学器件717包括第一电极201和第二电极202，它们由非导电隔离物215进行隔离，非导电隔离物215还形成射束光学器件的一部分。第一电极201导电连接到盖兀件210的下游面对表面。包括导电表面212的下游面对表面与第一电极之间的连接由导电粘合剂体221形成。导线218将第二电极202与周围壁230进行电连接，从而二者都是大地电势。尤其是当这些电极较薄并且安置为彼此靠近以形成强且均匀的电场时，粘合剂体的高度是整个投射透镜组件的高度的重 要因素。在投射透镜组件的构造的过程中，通过改变粘合剂体的高度可以便利地将整个投射透镜组件的高度调整到期望高度。图8A示出了与图6所示实施例类似的投射透镜组件的另一个实施例，还包括定位元件249a和249b。在外壳的下游开口附近，通过这些定位元件249a和249b，射束光学器件被排列为与通孔的方向大致垂直。除了提供射束光学器件相对于外壳的位置的额外稳定性以外，定位元件还可以有利于投射透镜组件的构造，即简化与通孔的方向垂直的射束光学器件的对齐。在这个实施例中，定位元件包括延长的、较薄且基本刚性的结构，并且优选使用导电粘合剂附连到周围壁230和射束光学器件217。在所示的实施例中，定位元件包括导电材料并且附连到第二电极202和周围壁230，从而将它们保持在相同电势。定位元件249a和24%保持射束光学器件的远端与周围壁之间的距离基本恒定(否则射束光学器件的远端将自由悬挂)，增加投射透镜组件的结构整体性并且限制第二电极202相对于周围壁的平移和/或振荡运动。在另一个实施例中，定位元件仅仅用于投射透镜组件的构造过程中而不出现在完成的广品中。图SB示出了沿由线A指示的截面的图6的投射透镜组件的俯视图，即没有示出盖元件210的最外围区域。在从所述盖元件210的通孔213径向向外的方向上移动，能够看见上游面对导电表面211包围额外通孔214a和214b。额外通孔布置在通孔213周围并且有利于注射针头等等通过以在盖元件的下游面对表面与射束光学器件的上游面对表面之间沉积粘合剂体。进一步向外移动，上游面对导电表面211与盖元件210的非导电部分之间的边沿通过由非导电材料形成的封装环251进行封装，以减少在该边沿出现火花的机会。图SC示出了沿线A指示的截面的图6的投射透镜组件的仰视图。第二电极202通过定位元件249a和249b电连接到周围壁230。在第二电极202的后面，能够看见非导电隔离物215的一部分，也能看见部分额外通孔214a和214b。这些额外通孔在盖元件210的导电表面212中流出，所述材料增强投射透镜组件的电磁屏蔽属性。导电表面212与盖元件210的非导电部分之间的边沿由封装环252进行封装，以防止在该边沿处出现火花。定位元件249a和24%与通孔213的方向大致垂直地延伸，并且适于基本上沿它们横跨的平面固定射束光学器件的位置。换言之，当第二电极202和定位元件249a和24%处于水平定向时，定位元件基本上限制射束光学器件相对于周围壁的水平移动。由于定位元件限制沿它们延伸的方向的移动，所以即使当定位元件已经固定附连到射束光学器件和周围壁时仍能够执行射束光学器件与盖元件之间的距离的微小调整。在另一个实施例中，定位元件可以由膜形成，该膜在基本与通孔的方向垂直的定向上固定附连到射束光学器件和周围壁并且适于将射束光学器件定位在距离周围壁的基本固定距离处。图9示出了根据本发明的另一个投射透镜组件的一部分的示意图。该投射透镜组件按照与图8A所示的投射透镜组件类似的方式进行构造，并且除了包括第一电极301和第二电极302以外，还设置有孔径阵列的第三电极303布置在第一电极301的上游。优选的是，使用合适粘合剂将相邻元件接合在一起。第三电极303和第一电极301彼此隔离并且通过绝缘隔离物324进行电隔离。第三电极通过导电射束停止器阵列322和导电隔离物323导电连接到偏转器单元320的外表面。偏转器单元320的外表面以及由此第三电极优选相对于大地保持恒定电势(例如，_4kV)。第二电极302经由定位元件349a和349b电连接到周围壁(未示出)并且通过非导电隔离物315与第一电极301绝缘和分开。定位元件用于沿由第二电极跨越的平面 对齐射束光学器件的下游端，即，在所示的定向上，定位元件水平对齐射束光学器件的下游端。非导电隔离物315设置有台阶部分346，从而增加沿隔离物315的表面从第一电极到第二电极的路径的长度。这种增大的路径长度有助于降低在第一电极和第二电极之间出现火花的可能性。周围壁和第二电极302优选保持在与要进行图案化的目标相同的基本恒定电势(通常，大地电势)。通过改变第一电极301的电势,第一电极301与第三电极303之间的电场以及第一电极301与第二电极302之间的电场发生变化。第一电极的电势通常可以在-4. 3kV的范围内变化。以这种方式形成静电透镜的阵列，从而能够产生用于会聚大量带电粒子小射束的自适应电场。在图10中给出了根据本发明的投射透镜组件700的实施例中的带电粒子小射束的示意图。在这个实施例中，射束停止器阵列522布置在偏转器单元520与第三电极503之间。小射束510a、5IOb和510c穿过偏转器单元520，偏转器单元520适于在X和Y方向上提供所述小射束的扫描偏转。被偏转器单兀520的导电外表面包围的是偏转器板527,偏转器板527通过含有绝缘材料的隔离物526与偏转器单元的外表面进行电隔离。在到达偏转器单元之前，小射束510a已经被给出阻挡偏转，并且由此被引导入射到射束停止器阵列522的非小射束通过区。未被阻挡的小射束510b和510c横穿偏转器单元并且绕它们对应轴心点Pb和Pc进行偏转，轴心点Pb和Pc位于基本与射束停止器阵列522相同的平面内。由于每个小射束的轴心点基本位于与射束停止器阵列相同的平面内，所以未被阻挡的射束光斑不会在射束停止器阵列上移动，即由偏转器单元执行的偏转基本不会影响未被阻挡的小射束在其对应轴心点处的强度分布。未被阻挡的小射束510b和510c然后通过第一电极501和第二电极502中的透镜孔,在第一电极501和第二电极502之间产生电场505a，该电场505a适于将带电粒子小射束会聚到目标570上。这些电极通过隔离物523、524和515分开。由于在这个布置中射束停止器阵列和小射束的轴心点可以定位为相对靠近各个电极，尤其是靠近各个电极所横跨的平面(与射束停止器阵列安置在偏转器单元的上游相比较)，所以小射束象差明显降低。这使得在目标上形成更加锐利地限定的小射束光斑并且以更高分辨率对目标进行图案化。
图11示出了根据本发明的投射透镜组件的另一个实施例，其中，射束停止器阵列522布置在偏转器单元520的上游。在到达射束停止器阵列之前，带电粒子小射束510a已经被给定阻挡偏转并且由此撞击在它的非小射束通过区上。带电粒子小射束510b和510c通过射束停止器阵列522并且由偏转器单元520给出扫描偏转。然后，在撞击目标570之前，使用电极501、502和503将这些小射束进行会聚。由于第二电极502形成投射透镜组件的下游远端，所以带电粒子小射束的轴心点的位置非常靠近目标570并且基本与扫描偏转无关地保持会聚状态。尽管在所示的实施例中，使用适于提供两个电场的宏偏转器(macrodeflector)执行小射束的扫描偏转，但是在另一个实施例中，偏转器单元可适于提供用于小射束的扫描偏转的多个场(例如，如图IA所示的每个小射束一个或多个电场或者每组小射束一个或多个电场)。
图12A示出了组装上述一些实施例的方法的流程图。在步骤901中，射束光学器件与盖元件的通孔进行对齐从而使得射束光学器件和盖元件彼此保持预定距离。接下来，在步骤902，对齐的盖元件附连到外壳的上游从而使得它覆盖外壳的上游边沿。在步骤903，射束光学器件与盖元件之间的间隙被填入粘合剂体，从而基本上以支撑方式将射束光学器件与盖元件进行接合。最后，在步骤904，粘合剂体被固化。该方法可以更加便利地制造这些投射透镜组件并且还可以利用该方法更加准确地得到所需的投影透镜组件尺寸。图12B示出了该方法的另一个实施例，其中，在粘合剂固化之前，在步骤903b中，在投射透镜组件的构造过程中调整投射透镜组件的盖元件与射束光学器件的下游远边之间的距离。这种方法可以将所述距离调整到预定值。在这个调整步骤中，例如通过在构造过程中在投射透镜组件的下游布置用于大量小射束的射束轮廓传感器，以及在调整距离的同时测量对应的射束轮廓，可以测量射束会聚属性。在另一个实施例中，该距离被调整到预定值。总而言之，本发明公开了用于将大量带电粒子小射束引导至位于下游方向上的图像平面的投射透镜组件和用于组装这种投射透镜组件的方法。具体地讲，本发明公开了结构整体性增强和/或最下游电极的位置精度增大的模块化投射透镜组件。应该明白，以上说明用于示出优选实施例的操作并非用于限制本发明的范围。基于以上描述，本领域技术人员可以明白由本发明的精神和范围包围的许多变型。例如，本发明的原理还可以应用到用于将一个或更多光束引导至图像屏幕的投射透镜组件。在这种情况下，电极可替换为光学器件，并且射束阻挡器可替换为光调制器。作为另一个例子，多个小射束可以穿过第一和第二电极的透镜孔阵列中的相同孔。此外，在不脱离本发明的范围的情况下，根据本发明的投射透镜组件可以包括大于或等于两个的任何数目的电极。
权利要求
1.一种用于将大量带电粒子小射束引导至图像平面的投射透镜组件，所述投射透镜组件包括用于会聚大量带电粒子小射束中的一个或多个带电粒子小射束的第一电极和第二电极、包括用于允许所述大量带电粒子小射束通过的通孔的外壳， 所述第一和第二电极均包括用于使得所述大量带电粒子小射束中的一个或多个带电粒子小射束通过的、与所述通孔对齐的透镜孔阵列， 其特征在于 所述外壳包括周围壁并且具有上游远边和下游远边，以及 所述投射透镜组件还包括 至少一个支撑元件，包括用于使得大量带电粒子小射束通过的通孔，其中，所述至少一个支撑元件附连到外壳，以及 其中，第一电极和第二电极由所述至少一个支撑元件进行支撑，其中，第一和第二电极布置在由外壳的下游远边限定的平面内或附近。
2.根据权利要求I的投射透镜组件，其中，第一电极和第二电极通过粘合剂连接的方式附连到支撑元件。
3.根据权利要求I或2的投射透镜组件，其中，支撑元件由非导电材料构造。
4.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，包括所述一个或多个支撑元件中位于外壳的下游远边和上游远边之一或二者处的支撑元件。
5.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，第二电极在下游方向形成投射透镜组件的远端。
6.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，第一和第二电极分别布置在支撑元件的上游表面和下游表面上，第一电极与所述周围壁隔离，并且支撑元件桥接第一电极与周围壁之间的距离。
7.根据权利要求6的投射透镜组件，其中，支撑元件的上游表面至少部分由连接到第一电极的第一导电涂层进行覆盖。
8.根据权利要求6或7的投射透镜组件，其中，支撑元件的下游表面基本由连接到第二电极的第二导电涂层进行覆盖。
9.根据权利要求8的投射透镜组件，其中，第二涂层从支撑元件的下游表面上的通孔，跨越支撑元件的外沿，径向延伸至支撑元件的上游表面的外围区域，并且第一涂层从支撑元件的上游表面上的通孔朝外径向延伸。
10.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，还包括定位在第一电极的上游的第三电极。
11.根据权利要求10的投射透镜组件，其中，第三电极和第二电极均保持在基本恒定电势，并且其中，第一电极的电势适于带电粒子小射束的预定会聚。
12.根据权利要求5到11的任何一个的投射透镜组件，其中，周围壁导电并且导电连接到第二涂层。
13.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，通过固化粘合剂材料带，优选径向延伸的带，加强支撑元件的下游面对表面和/或上游面对表面。
14.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，支撑元件还包括通孔周围处或附近的介电击穿保护结构。
15.根据权利要求14的投射透镜组件，其中，所述介电击穿保护结构沿支撑元件的通孔的方向具有台阶式直径。
16.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，支撑元件将第一电极和第二电极分开小于200微米。
17.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，支撑元件、第一电极和第二电极基本是平的。
18.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，包括布置在电极的上游并且适于提供大量带电粒子小射束的扫描偏转的偏转器单元。
19.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，至少一个支撑元件包括第一支撑元件、第二支撑元件和盖元件，它们各自具有用于大量带电粒子小射束的通孔，其中，所述盖元件布置在周围壁的上游远边，其中，第二支撑元件将盖元件与第一电极或第一支撑元件进行互连。
20.根据权利要求18和19的投射透镜组件，其中，所述第二支撑元件包括所述偏转器单元。
21.根据权利要求19或20的投射透镜组件，其中，盖元件包括盖元件的上游面对表面上的导电材料和与外壳的周围壁进行邻接的非导电材料。
22.根据权利要求18到21的任何一个的投射透镜组件，还包括布置在偏转器单元与第二电极之间的射束停止器阵列。
23.根据权利要求22的投射透镜组件，其中，射束停止器阵列与最上游电极通过导电隔离物进行隔开并且被导电连接。
24.根据权利要求22或23的投射透镜组件，其中，偏转器单元适于将大量带电粒子小射束绕它们的关联的轴心点进行偏转，这些轴心点位于基本与射束停止器阵列相同的平面内。
25.根据权利要求18到21的任何一个的投射透镜组件，包括布置在偏转器单元的上游的射束停止器阵列，所述偏转器单元适于将大量带电粒子小射束绕它们的关联的轴心点进行偏转，这些轴心点基本位于第一和第二电极之间的平面内。
26.一种用于将大量带电粒子小射束引导至目标上的带电粒子射束平板印刷系统，所述系统包括根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件。
27.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，至少一个支撑元件包括盖元件，盖元件包括用于使得大量带电粒子小射束通过的通孔， 其中，外壳包括由上游边定义的上游开口端， 其中，盖元件适于基本覆盖外壳的上游开口端， 其中，第一和第二电极被包括在射束光学器件内，以及 其中，通过在盖元件的下游面对表面上施用的粘合剂体，由盖元件支撑射束光学器件。
28.根据权利要求27的投射透镜组件，其中，至少在构造过程中，盖元件设置有额外通孔。
29.根据权利要求27或28的投射透镜组件，其中，粘合剂体的高度适于将盖元件与第二电极隔开预定距离。
30.根据权利要求27到29的任何一个的投射透镜组件，其中，第二电极在下游方向形成射束光学器件的远端。
31.根据权利要求27到30的任何一个的投射透镜组件，还包括在基本与通孔的方向垂直的定向上固定附连到所述射束光学器件和周围壁并且适于将射束光学器件定位在距离周围壁的基本固定距离处的一个或多个定位元件。
32.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，周围壁包括导电材料。
33.根据权利要求31或32的投射透镜组件，其中，定位元件的至少一个是导电的并且将第二电极与所述周围壁进行导电连接。
34.根据权利要求27到33的任何一个的投射透镜组件，其中，盖元件包括盖元件的上游面对表面上的导电表面和与外壳的周围壁邻接的非导电材料。
35.根据权利要求34的投射透镜组件，其中，盖元件包括位于盖元件的下游面对表面上的导电表面，位于盖元件的上游表面和下游表面上的所述导电表面沿盖元件中的一个或多个通孔连接并延伸。
36.根据权利要求35的投射透镜组件，其中，粘合剂体是将射束光学器件与位于盖元件的下游面对表面上的导电表面导电连接的导电粘合剂体。
37.根据权利要求27到36的任何一个的投射透镜组件，所述盖元件还包括一个或多个封装环，所述一个或多个封装环包括电绝缘材料并且布置在盖元件的导电表面与非导电材料的边界上。
38.根据权利要求27到37的任何一个的投射透镜组件，其中，所述射束光学器件还包括布置在第一电极的上游并且适于提供大量小射束的扫描偏转的偏转器单元。
39.根据权利要求38的投射透镜组件，其中，射束光学器件还包括布置在偏转器单元与第二电极之间的射束停止器阵列。
40.根据权利要求39的投射透镜组件，还包括导电隔离物，所述隔离物与射束停止器阵列和第一电极邻接，并且把射束停止器阵列和第一电极进行导电连接。
41.根据权利要求38或39的投射透镜组件，其中，偏转器单元适于使得大量小射束绕它们的关联轴心点进行扫描偏转，这些轴心点基本位于与射束停止器阵列相同的平面内。
42.根据权利要求38的投射透镜组件，包括布置在偏转器单元的上游的射束停止器阵列，其中，偏转器单元适于使大量小射束绕关联的轴心点偏转，这些轴心点基本位于第一电极与第二电极之间的平面内。
43.根据权利要求27到42的任何一个的投射透镜组件，其中，在盖元件与邻近的下游结构之间应用粘合剂体以在它们之间形成基本环形连接。
44.根据权利要求27到43的任何一个的投射透镜组件，其中，粘合剂体在下游方向上具有在2毫米与2厘米之间的高度。
45.根据权利要求27到44的任何一个的投射透镜组件，其中，盖元件基本完全支撑射束光学器件。
46.根据权利要求27到45的任何一个的投射透镜组件，其中，盖元件是至少一个或多个支撑兀件之一。
47.根据上述任何一个权利要求的投射透镜组件，其中，该组件适于作为单个单元在平板印刷系统内进行安置和/或置换。
48.一种利用多个带电粒子小射束的平板印刷系统，包括根据权利要求I到47的任何一个的投射透镜组件。
49.一种用于组装投射透镜组件的方法，所述投射透镜组件用于将大量带电粒子小射束引导至图像平面，所述投射透镜组件包括 外壳，包括周围壁并且具有上游远边和下游远边， 射束光学器件，包括用于会聚大量带电粒子小射束中的一个或多个带电粒子小射束的第一电极和第二电极，以及 盖元件， 所述外壳和盖元件包括用于使得大量带电粒子小射束通过的通孔，并且所述第一和第二电极均包括用于使得所述大量带电粒子小射束中的一个或多个带电粒子小射束通过的透镜孔阵列， 其中，盖元件适于基本覆盖外壳的上游边， 其中，所述方法包括如下步骤 将射束光学器件与盖元件的通孔对齐，从而使得大量带电粒子小射束通过，以及使得射束光学器件与盖兀件隔开一定间隙， 将盖元件固定到外壳，从而使得盖元件覆盖外壳的上游边， 在射束光学器件与盖元件之间的间隙中填入粘合剂体，从而基本上以支撑方式将射束光学器件与盖元件进行接合， 使得粘合剂体固化。
50.根据权利要求49的方法，包括如下附加步骤 在粘合剂还没有固化时调整射束光学器件与盖元件之间的距离。
51.根据权利要求50的方法，其中，调整射束光学器件与盖元件之间的距离，从而使得第二电极与盖元件之间的距离等于预定距离。
52.根据权利要求51的方法，在调整所述距离的步骤中包括如下步骤通过射束光学器件引导大量小射束朝向布置在目标平面内的小射束轮廓传感器，所述小射束轮廓传感器适于测量对应的大量小射束轮廓并且改变所述距离直到达到所述大量小射束的最佳测量会聚。
53.根据权利要求49到52的任何一个的方法，其中，至少在组装过程中，盖元件包括布置在通孔周围的额外通孔，其中，在射束光学器件与盖元件之间的间隙中进行填充的步骤包括通过所述额外通孔注入粘合剂。
54.根据权利要求49到53的任何一个的方法，其中，投射透镜组件还包括适于将射束光学器件定位在距离周围壁的预定距离处的定位元件，并且其中，所述方法还包括将定位元件附连到射束光学器件和周围壁的步骤。
全文摘要
本发明涉及用于将大量带电粒子小射束引导至位于下游方向上的图像平面上的投射透镜组件模块和用于组装这种投射透镜组件的方法。具体地讲，本发明公开了结构集成度增强和/或最下游电极的安置精度增大的模块化投射透镜组件。
文档编号H01J37/317GK102648509SQ201080053362
公开日2012年8月22日 申请日期2010年10月8日 优先权日2009年10月9日
发明者B·施普尔, J·J·科宁, S·W·H·斯藤布林克 申请人:迈普尔平版印刷Ip有限公司