被配置为用于增强的真空紫外(VUV)光谱辐射通量的设备以及具有该设备的系统的制作方法

本公开内容的实施方式分别涉及基板的带电控制或在基板上的静电电荷的减少。特别地，在大面积基板上提供电荷控制或静电电荷的减少。实施方式涉及用于增强的真空紫外(vuv)光谱辐射通量的设备以及具有这种设备的系统，特别涉及一种用于真空腔室中的基板的电荷控制设备、一种带电粒子束装置、以及一种基板上的电荷控制方法。

背景技术：

例如为了提供显示器、电路板和/或太阳能电池，目前的趋势是在基板上制造数量越来越多的电子装置且特别是光电装置。特别地，对诸如平面屏幕的平面显示元件的需求日益增加。其中使用例如为薄膜晶体管(tft)的控制元件的液晶显示器(lcd)和其它显示元件的标准增加。此外，显示器分辨率的提高导致结构尺寸(临界尺寸)减小及层厚度减小，这提高了此种显示装置对esd所引起的缺陷的敏感度。

平板显示器的基板可由玻璃或其他绝缘材料制成。在基板的传送和处理期间可能积聚在基板表面上的电荷可能导致基板的电极化(electricalpolarization)。如此可能在基板传送和处理期间因静电放电(esd)而增加损坏的风险。因此，保护基板免受可能由静电放电而引起的损坏将是有益的。此外，基板的充电可能导致在电子束检查(ebi)期间成像的劣化。

真空紫外辐射(vuv)旨在通过在减压的环境中直接离子化剩余的分子来消隐静电电荷。真空lcd制造设备，特别是利用电子束的装置(sem等)，无法从传统的电离器(ionizer)静电中和中受益，因为它们的工作机制需要气态环境。此外，考虑到基板的尺寸，利用现有的辐射源难以在大面积基板上进行电荷的中和。

技术实现要素：

根据一个实施方式，提出一种电荷控制设备，用于控制在真空腔室中的基板上的电荷。所述设备包括光源、镜及镜支撑件。所述光源发射具有发散度的辐射束。所述镜被配置为反射所述辐射束，其中弯曲的所述镜的镜表面的曲率被配置为减小所述辐射束的发散度。所述镜支撑件被配置为可旋转地支撑弯曲的所述镜，其中所述镜的旋转改变所述辐射束的方向。

根据另一实施方式，提出一种带电粒子束装置。所述带电粒子束装置包括带电粒子束显微镜以及电荷控制设备。所述带电粒子束显微镜被配置为用于对提供在真空腔室中的基板的一部分进行成像。所述电荷控制设备用于控制所述真空腔室中的所述基板上的电荷。所述电荷控制设备包括光源、镜及镜支撑件。所述光源发射具有发散度的辐射束。所述镜被配置为反射所述辐射束，其中弯曲的所述镜的镜表面的曲率被配置为减小所述辐射束的发散度。所述镜支撑件被配置为可旋转地支撑弯曲的所述镜，其中所述镜的旋转改变所述辐射束的方向。

根据另外的实施方式，提出一种控制基板上的电荷的方法。所述方法包括以下步骤：利用镜的弯曲表面减小光源的辐射束的发散度；以及通过所述镜的旋转，使从所述弯曲表面反射的反射辐射束在所述基板上移动。

附图说明

为了能详细理解上述特征的方式，可通过参考实施方式来获得如上简要概述的更特定的描述。附图有关于实施方式，且描述于下：

图1a和图1b示出根据本公开内容的实施方式的电荷控制设备；

图2a和图2b示出根据本公开内容的实施方式的在真空腔室中并具有例如vuv灯的另外的电荷控制设备；

图3示出根据本公开内容的实施方式的电荷控制设备的进一步细节；

图4a至4c示出根据本公开内容的实施方式的并包括用于旋转镜的马达的电荷控制设备的进一步细节；

图5示出根据本公开内容的实施方式的包括电荷控制设备的带电粒子束装置；以及

图6示出示出根据本公开内容的实施方式的电荷控制方法的流程图。

具体实施方式

现将详细参考各个实施方式，其中的一个或多个示例在图中示出。每个示例以解释的方式提供，并非意为限制。此外，作为一个实施方式的一部分所示出或描述的特征可以用在其它实施方式上或与其它实施方式结合使用，以产生又一实施方式。旨在使说明书包括此类修改和变化。

在以下对附图的描述中，相同的标号代表相同的部件。仅描述了关于各个实施方式的差异。图中所示的结构不一定按照实际比例绘制，而是用于更好地理解实施方式。

本文所用的术语“基板”包括非柔性基板(例如玻璃基板或玻璃板)以及柔性基板(诸如卷材或箔片)两者。基板可以是涂布的基板，其中例如通过物理气相沉积(pvd)工艺或化学气相沉积(cvd)工艺将一个或多个材料薄层涂布或沉积在基板上。

本文描述的实施方式涉及大面积基板，特别是用于显示器市场的大面积基板。根据一些实施方式，大面积基板或相应的基板支撑件可具有至少1m²的尺寸。所述尺寸可以从约1.375m2(1100mmx1250mm—第5代)至约9m²，更特别地从约2m²至约9m²，或甚至高达12m²。根据本文所述实施方式的结构、设备及方法被提供以用于的基板或基板接收区可为本文所述的大面积基板。举例来说，大面积基板或载体可以是第5代—对应于约1.375m²的基板(1.1mx1.25m)、第7.5代—对应于约4.39m²的基板(1.95mx2.25m)、第8.5代—对应于约5.7m²的基板(2.2mx2.5m)、或甚至是第10代—对应于约9m²的基板(2.88mx3130m)。甚至更大的世代(诸如第11代和第12代)及对应的基板面积可类似地被实施。

在不限制本申请的保护范围的情况下，下文中，带电粒子束装置(例如带电粒子束显微镜或其部件)将被示例性地指示为包括二次或背散射粒子(诸如电子)的检测的带电粒子束装置。实施方式还可以应用于检测微粒的装置和部件，所述微粒诸如是电子或离子、光子、x射线或其它信号形式的二次及/或背散射带电粒子，以便获得样本影像。当提及微粒时，此些微粒应被理解为光信号以及粒子，微粒在光信号中是光子，微粒在粒子中是离子、原子、电子或其它粒子。如本文所述，关于检测的论述和描述是针对扫描电子显微镜中的电子而示例性描述的。其它类型的带电粒子(例如正离子)可被各种不同仪器中的装置利用。

根据本文的可与其它实施方式结合的实施方式，信号(带电粒子)束、或信号(带电粒子)子束(beamlet)被称为二次和/或背散射粒子束。通常，通过主射束或主细射束照射在样本上而产生信号束或二次束。主带电粒子束或主带电粒子细束由粒子束源产生，且被引导并偏转于待检查或成像的样本上。

本公开内容的实施方式涉及一种电荷控制设备，例如静电电荷去除器。所述电荷控制设备被配置为用于将静电电荷从真空腔室中的基板去除。特别地，根据本公开内容的电荷控制设备适用于且被配置为用于大面积基板，例如具有1.4m²或更大尺寸(诸如5m²或更大)的基板。例如，真空腔室可具有狭缝阀，所述狭缝阀例如用于真空腔室的真空紧密密封，并被配置为用于装载大面积基板。

根据本公开内容的电荷控制设备可被提供为用于显示器制造，例如用于lcd显示器或oled显示器。此外，由于降低了esd损坏的风险，因此可以改善大面积基板的玻璃传送。根据另外的实施方式，可以提供柔性基板(诸如卷材或箔片)上的电荷控制或静电电荷的去除。根据一些实施方式，这例如可以用于柔性显示器的制造。

电荷控制设备可包括光源，诸如真空uv(vuv)光源。例如，vuv光源可在真空环境中去除静电电荷。用vuv光源去除静电电荷可能是有益的，因为不会如利用发射带电粒子的淹没式枪(floodgun)的情况那样产生相反极性的电荷。

根据本公开内容的电荷控制设备包括镜，其中镜表面具有弯曲表面，所述弯曲表面被配置为减小从光源发射的辐射束的发散度。此外，所述镜由镜支撑件支撑，使得反射的辐射束的传播方向能被改变。

图1a和图1b示出电荷控制设备100。图1a示出侧视图，图1b示出俯视图。光源110(在图1a中以箭头示意性地示出)发射光束113。光束沿着传播方向111(即光轴)传播。镜120包括镜主体122和镜表面125。镜表面是弯曲的。该弯曲表面被配置为减小光束113的发散度。反射光束115具有比被引导至镜上的光束113小的发散度。

如参照图1b描述，具有镜主体122和镜表面125的镜120可绕轴121旋转。镜的旋转使反射光束115的传播方向改变，如箭头121'所示。镜的运动允许将反射光束115引导至基板上的各个位置。例如，反射光束可以扫过基板。通过使反射光束扫过(sweep)或扫描(scan)基板，可从基板的各个位置控制电荷，例如可去除静电电荷。

根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，镜120可以是抛物面镜。弯曲的镜表面125可以是圆形抛物面的一部分。因此，镜120可以分别具有焦距或焦点。在抛物面镜的焦点处具有交叉点(crossover)112的入射光束使得反射光束平行或基本平行。光源和镜可相对于彼此布置，使得在抛物面镜的焦点处提供辐射束的交叉点。在镜表面125上发生反射后，光束113的发散度得以减小。例如，可以产生平面波，即平行束。

本文描述的实施方式允许降低局部辐照度的减少，其与距光源的平方距离直接成比例，光源例如是具有例如30°发散度的vuv灯。具有所述距离的vuv灯的辐照度降低将高效vuv灯的有效范围限制为例如500mm，其中所述灯具有例如30°的发散度。以距vuv灯500mm的典型距离来说，与vuv灯输出处的小于40mm的斑点相比，vuv照射斑点的直径可为约290mm。在500毫米距离处以w/cm²为单位的辐射通量比vuv灯输出低约50倍。因此，对于大面积基板来说，例如对于超大型真空lcd制造设备，要在系统周围安装多个vuv灯，以确保在整个显示器基板上实现均匀的vuv照射。

因此，本公开内容的实施方式允许减少灯的数量，以使辐射有效地去除大面积基板上的电荷。根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，在光源处提供离轴抛物面镜，例如提供于vuv灯的辐射路径上。光源可以提供于离轴拋物面焦点处。利用离轴抛物面镜将具有例如30°的vuv灯照射角度的发散入射光束准直成例如具有所设计的尺寸的平行辐射通量。在vuv光谱平行辐射通量的情况下，vuv灯辐射能到达长距离区，并且能够到达大的全显示器尺寸空间。

本公开内容的实施方式提供被配置为用于增强的真空紫外(vuv)光谱辐射通量的设备、具有所述设备的系统及其操作方法。例如，提供用于真空腔室中的基板的电荷控制设备。所述电荷控制设备包括：光源，发射具有发散度的辐射束；被配置为反射辐射束的镜，其中弯曲的镜的镜表面的曲率被配置为减小辐射束的发散度；以及被配置为可旋转地支撑弯曲的镜的镜支撑件，其中镜的旋转改变辐射束的方向。

图2a和图2b示出提供于真空腔室210中的电荷控制设备的侧视图和俯视图。一个或多个图1a中所示的电荷控制设备100被提供于真空腔室中。图2a示出两个电荷控制设备。图2b示出例如四个电荷控制设备。反射的辐射束可提供至基板20的表面。基板20可设置于基板支撑件220，例如基板支撑台。驱动装置222可被提供以在真空腔室210内移动基板20。另外地或替代地，驱动装置可用于将基板20移动到真空腔室中或离开真空腔室。根据其它变型，基板可由具有机械臂的机器人装载于真空腔室210中。根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，基板支撑件可以是真空吸盘或静电吸盘。例如，静电吸盘可由于静电吸引力而固持基板，并可用于用于显示器制造的系统。

电荷控制设备可包括光源110。光源可发射具有发散度的辐射束，例如在交叉点112后发散。镜120具有弯曲表面，以减少辐射束的发散度。具有减小的发散度的反射辐射束(例如反射光束115)从镜传播至目标表面，例如基板表面。具有弯曲镜表面125的镜120由镜支撑件230支撑。镜支撑件230支撑镜，其中镜可例如绕着轴232旋转。镜绕着例如轴232的旋转使反射的辐射束移动，如箭头121’所标示，反射的辐射束例如是反射光束115。因此，反射的光束可被导引至基板20上的不同位置。这在图2b中示例性地示出。

根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，电荷控制设备也可提供于空闲(idle)位置中。图2b中所示的左上电荷控制设备示例性地示出此情况。镜120旋转90°或更多，例如180°，使得反射的辐射束(例如反射光束115)被引导在束消隐器270上。束消隐器270可包括束阻挡元件。对于入射到束阻挡元件上的光束，束阻挡元件可不具有、或者具有极微小的反射。

将反射光束115引导在束消隐器上使基板20免于照射，而不需要关闭光源110。这对于关于图5示例性描述的成像系统而言可能特别有利，其中，在真空腔室中提供敏感的检测器，例如光电倍增器(pm)。由于可用于本文描述的电荷控制设备的光源难以关闭，且特别是难以开启，所以辐射束的消隐提供了改良的工艺控制。

根据一些实施方式，当被电荷控制设备处理时，例如当从基板移除静电电荷时，基板可以是静止的，例如是静止在如图2a所示的基板支撑台220上。根据可与本公开内容的其它实施方式结合的进一步实施方式，在利用本文描述的一个或多个电荷控制设备进行处理期间，可使基板移动通过真空腔室210。如图2b中以箭头290所表示。例如，当用辐射束消隐时，基板可以连续地或准连续地(quasi-continuously)移动通过真空腔室210。辐射束可以利用根据本文描述的实施方式的设备来生成，或者可以利用根据本文描述的实施方式的方法来生成。

根据一些实施方式，真空腔室可包括两个电荷控制设备。例如，第一电荷控制设备可提供于一个角落，第二电荷控制设备可提供于真空腔室的与所述一个角落相对的另外角落。所述另外角落可沿着真空腔室的侧边或沿着真空腔室的对角线提供。

图3示出电荷控制设备100，示出本公开内容的另外实施方式。辐射束的发射器可提供于光源110的外壳130中。此外，可例如在外壳130中提供具有一个或多个透镜330的透镜组件。透镜组件能产生交叉点112。交叉点112可提供在镜120的弯曲表面125的焦点中。例如，弯曲表面125可以是抛物面镜的镜表面。辐射束(例如光束113)在镜表面处被反射，且例如朝向基板重新导向。镜120由镜支撑件230支撑。镜120可由镜支撑件可旋转地支撑。例如，镜可绕着轴232旋转。

如图3所示，光源110(诸如vuv源)可垂直地设置在拋物线顶点轴上。具有例如20°至40°照射角的辐射束被投射到离轴抛物面镜上，并且从镜反射为准直光斑，即反射光束。准直光斑，即具有比光源的照射角小的发散度的反射光束，被引导在大表面上。束可通过90°至180°的旋转而被引导在大表面上，诸如利用马达旋转。完整的360°旋转可能是有可能的。

如图3所示，镜支撑件230可进一步支撑光源110。这使得镜120和其焦点之间相对于由光源产生的交叉点112能够稳定定位。根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，光源可以是vuv灯。例如，光源可发射在200nm或更低的uv范围的光。光源可以是具有50％或更多的光谱能量分布低于200nm的辐射波长的vuv源。特别地，辐射可具有170nm或更低，诸如约160nm的波长。例如，可以提供功率为100w或更高，诸如180w或更高的氘放电灯。辐射束的光谱可主要从120nm到400nm，例如在121nm、125nm和160nm处具有高辐射密度。作为另一个示例，可以提供主发射波长为128nm的氩灯。

图4a至图4c示出根据本公开内容的实施方式的电荷控制设备的进一步细节的变型。图4a示出侧视截面图，图4b示出侧视图，图4c是当与图4a相比时，示出例如俯视的另外的截面图。光源110(例如vuv灯)设置在镜支撑件230(诸如镜箱)上。在镜支撑件中，离轴镜120设置在心轴(arbor)或轴(shaft)上。心轴424可为真空馈通的一部分。镜120可在镜箱(即镜支撑件230)中旋转例如360°。

vuv灯以光源原点或光源交叉点与vuv离轴镜焦距一致的方式设置在镜支撑件上。vuv光源设置在离轴抛物面镜的焦点上。光源可设置在弯曲的镜的亲本拋物线(parentparabola)的光轴上，及/或亲本拋物线的焦点处，即镜可以是离轴镜。离轴抛物面镜可通过耦接到馈通心轴424的马达410旋转。例如，马达可顺时针和逆时针摆动例如90°至180°，以使vuv光斑振荡。

根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，为了减少马达磨损，可以提供曲柄摇杆机构420，例如四连杆曲柄摇杆机构或四杆曲柄摇杆机构。因此，镜120可在马达410仅沿一个方向(即顺时针或逆时针)旋转的情况下顺时针和逆时针摆动。这可减少因加速和减速顺序引起的马达和齿轮损坏。曲柄摇杆机构420可设置在箱子中。曲柄摇杆机构420可被配置为用于特定的离轴抛物面镜摆角。

图5示出带电粒子束装置或带电粒子束显微镜500。电子束(未示出)可由电子束源512产生。在枪腔室510内，可以提供如抑制器、提取器和/或阳极的其它束成形装置。电子束源可包括tfe发射器。枪腔室可被抽空至10^-8mbar至10^-9mbar的压力。

在带电粒子束显微镜500的柱的另外真空腔室520中可以设置会聚透镜。其它电子光学元件可以设置在所述另外真空腔室中。所述其它电子光学元件可选自由下述元件组成的群组：消象散器、用于色差和/或球面像差的校正元件、以及用于将主带电粒子束与物镜540的光轴对准的对准偏转器。

主电子束可通过物镜540聚焦在基板20上。基板20位于基板支撑件220上的基板位置上。当电子束撞击到基板20上时，信号电子(例如二次和/或背散射电子、和/或x射线)从基板20释放，其可由检测器539检测到。

在关于图5描述的示例性实施方式中，提供会聚透镜523。两级偏转系统(未示出)可设置在会聚透镜和例如限束孔径(例如束成形孔)之间，以用于使束与孔对准。如图5所示，物镜540可具有磁性透镜部件，所述磁性透镜部件具有极片并具有线圈。物镜将主电子束聚焦在基板20上。此外，上电极552和下电极554形成物镜540的静电透镜部件。下电极554连接到电压源(未示出)。下电极是物镜的浸没式透镜部件(即减速场透镜部件)的减速电极，其通常处于使带电粒子在基板上的着陆能量为2kev或更低(例如500v或1kev)的电位。物镜可以是静电磁复合透镜，具有例如轴向间隙或径向间隙，或者物镜可以是静电减速场透镜。

此外，可提供扫描偏转器组件。扫描偏转器组件可例如是磁性的，但是优选为静电扫描偏转器组件，其被配置为用于高像素率。扫描偏转器组件可为单级组件。或者，也可提供两级或甚至三级偏转器组件以用于扫描。各级可沿光轴设置在不同位置处。

图5所示的带电粒子束显微镜500在检测真空区530中包括检测器539。检测器539包括闪烁体布置。闪烁体布置具有开口(未示出)，例如是闪烁体布置的中心的开口。所述开口用于使主带电粒子束路径通过检测器。闪烁体布置可被分段，以具有两个或更多个闪烁体区段。

在基板20或基板20的部分成像之后，电荷可累积在带电粒子束撞击的区域上。电荷累积可能会对测量产生不利影响。例如，样品充电会改变样品的电位，这会影响主带电粒子束在基板上的着陆能量。此外，改变样品的电位可改变信号电子的收集效率，这也可能以意想不到的方式影响测量，即对测量产生不利影响。因此，需要控制基板上的电荷。

根据可与本文描述的其它实施方式结合的一些实施方式，关于基板的电荷控制(例如，关于电荷控制设备)可被理解为从基板去除静电电荷。

图5示出在真空腔室210中的两个电荷控制设备100。电荷控制设备可用于从基板去除可能由于带电粒子束撞击而累积的电荷。

如上所述，电荷控制设备具有可旋转的镜。可旋转的镜可允许将反射的辐射束移动到空闲位置，例如朝向束消隐器。在使用带电粒子束装置(例如带电粒子束显微镜500)进行测量期间，开启检测器539，检测器539可包括闪烁体和光电倍增器。检测器(例如光电倍增器)可能对从电荷控制设备发射的光敏感。为了避免光电倍增器暴露于来自电荷控制设备的辐射束，例如来自vuv灯的束，可操作电荷控制设备以使反射束处于空闲位置，其中反射的辐射束例如由束消隐器阻挡。这避免了将光电倍增器暴露于来自光源的辐射。根据可与本公开内容的其它实施方式结合的一些实施方式，本文所述的电荷控制设备可用于带电粒子束装置，例如用于电子束检查(ebi)的带电粒子束装置。

根据又另外的实施方式，在基板的处理(例如基板的成像或其它处理步骤)期间可能已经在基板上累积的电荷可能产生静电放电(esd)。特别是在基板与基板支撑件(例如真空吸盘或静电吸盘)分离时，可能因esd而出现高电压。高电压会破坏基板上的电子或光电装置。基板的传送和/或传输对于由esd引起的缺陷可能是关键的。平板显示器的基板可由玻璃或其它绝缘材料制成。在基板的传送和处理期间可累积在基板表面上的电荷可能导致基板的电极化。如此可能于基板传送和处理期间因静电放电(esd)而增加损坏的风险。伴随逐渐减小的基板厚度和更小的临界尺寸，电子装置对esd损伤变得越来越敏感。例如在传送及/或传输基板之前，通过从基板去除静电电荷，可减少或消隐静电放电esd造成损坏的风险。本文描述的实施方式可用于包括玻璃传送的工艺，例如在关于图2a和图2b所描述的真空腔室中。

图6示出了图示用于控制基板(特别是大面积基板)上的电荷的方法的实施方式的流程图，以及操作根据本文描述的实施方式的电荷控制设备的方法。如方框602所示，利用镜的弯曲表面减小光源的辐射束的发散度。为了照射基板以进行电荷控制，反射束(即，从镜的弯曲表面反射的束)通过镜的旋转而移动。此由方框604指示。

根据又另外的实施方式，在传送诸如玻璃基板的基板之前提供上述电荷控制，例如静电电荷的去除。特别地，在从基板支撑件释放基板之前提供电荷去除，诸如是恰好在从基板支撑件释放基板之前提供电荷去除。根据附加的或替代的实施方式，可将束移动于空闲位置中。例如，空闲位置可以是将反射束导向束消隐器的镜的旋转位置。反射束的阻挡对于利用带电粒子束装置对基板，诸如大面积基板，的成像特别有用。

本公开内容具有数个优点，包括电荷控制(例如通过去除静电电荷)，其具有在真空中操作的能力及/或针对大面积基板进行操作的能力，特别是针对尺寸为1.4m²或更大的基板、或尺寸为5.7m²或更大的基板。此外，操作的反射束可移动到所需的位置。另外，所需的位置可包括空闲位置，以避免检测器暴露于例如vuv灯的光束。本文描述的电荷控制对于使用带电粒子显微镜(诸如ebi)进行成像、以及对于具有降低的esd影像风险的玻璃传送特别有利。

虽然前述内容针对一些实施方式，但是在不脱离基本范围的情况下，可以设计出其它和进一步的实施方式，且范围由随附的权利要求书确定。