【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术是关于微型器件和它们的制造方法。更具体而言，本专利技术涉及在真空设备(如电子扫描显微镜和电子束微影机中)中影响带电粒子束的微型静电器件。
技术介绍
1、在半导体或集成电路(ic)制造的所有方面，尤其当器件尺寸减小和晶圆尺寸增加时，都需要线宽尺寸、厚度变化和表面粗糙度的测量以及缺陷的检查。扫描电子显微镜(sem)用聚焦电子射束，通过光栅扫描图案扫描晶圆表面来生成样品基板(例如晶圆)的图像。在用电子射束辐照时，晶圆基板从电子束入射点(电子探针点)发射背散射电子和二次电子。背散射电子或二次电子可以用电子检测器收集并检测，然后在电子射束扫描时形成晶圆表面图像。sem成像可以达到小至一纳米的分辨率，但每个晶圆的长扫描时间导致低吞吐量。为了提高sem的吞吐量，已经致力于将单个电子射束转换为多个电子射束，同时获得每个单独射束的电子探针点生成的图像，从而获得较大的样品表面图像。电子射束转换单元用来将单个电子射束转换成多个电子射束。它可以包括微透镜、微偏转器、微补偿器和微像散器，以便分别聚焦、引导、偏转、形状校正和补偿多个电子射束。电子射束转换单元和相关微型器件的示例可以在美国专利6,617,587、6,617,595、6,943,349和9,691,586中找到。
2、电场对带电粒子射束有直接作用力。影响带电粒子射束的常见操作是施加单极或多极电场。沿带电粒子射束路径排列电极的静电微型器件已用于许多电子射束转换单元中。在这种静电系统中，微透镜可以使用环形单电极来聚焦电子射束；微偏转器可以使用偶极、四极或八极电极配置，以偏转和
技术实现思路
1、本专利技术提供了一系列静电微型器件的设计和制造方法，此器件操纵带电粒子射束。这些器件可用作为微透镜、微偏转器、微补偿器、或微像散器，并且在电子扫描显微镜和电子束微影等设备中操纵和影响带电粒子射束。
2、本专利技术的静电器件在放电和电性击穿方面有改进性能。在真空环境中，当在中间有绝缘薄板的两块平行导电板之间施加高电压时，在电绝缘薄板之间、掩埋界面处、绝缘板裸露的边缘和表面，都可能发生放电和电性击穿。这种放电和电性击穿是许多静电器件的常见失效和故障。
3、在第一方面，本静电器件包括顶部硅层、底部硅层和其间的掩埋层。掩埋层包括二氧化硅。包括同心的顶部硅层和底部硅层射束开口的射束开口穿过器件，使带电粒子射束能从中通过。底部射束开口的直径可以比顶部射束开口的直径大。该器件被包封在绝缘层中。一个或多个电极和接地平面覆盖此绝缘层。第一电极覆盖顶部射束开口的至少一部分。接地平面覆盖底部射束开口的至少一部分。电极和接地结构(接地平面和接地轨道)通过微型沟槽和微型底切被物理和电分离。微型栅栏围绕着底部射束开口。
4、在第二方面，一种静电器件的制造方法从具有顶部硅层、底部硅层和设置在顶部硅层和底部硅层之间的掩埋绝缘层的晶圆开始。该方法在顶部硅层中形成顶部射束开口和一个或多个微型沟槽和微型底切。该方法在底部硅层中形成底部射束开口和一个或多个微型沟槽、微型栅栏、微型桥和微型底切。晶圆表面用绝缘层包封，并且导电层沉积在选定的表面上。该方法可以包括用深反应离子蚀刻(drie)工艺来蚀刻微型沟槽。
5、在第三方面，另一种制造静电器件的方法从两个硅晶圆开始。二氧化硅在第二个硅晶圆上热生长。穿过第一和第二硅晶圆蚀刻一个或多个孔，并且将两个硅晶圆接合在一起。表面用绝缘层包封，并且导电层沉积在选定的表面上。该方法可以包括用深反应离子蚀刻(drie)工艺来蚀刻微型沟槽。
6、电极和接地结构被制成表面导电的，而不是用电极和接地结构的体积提供在真空空间中产生电场的导电路径。更具体地说，电绝缘层将表面处的导电层与电极和接地结构的体积完全分离。表面导电电极的优点是防止通过电极和接地结构的内部将强电场施加在掩埋的绝缘层的两侧。表面导电电极设计显著地降低了跨掩埋绝缘层和在绝缘层的掩埋界面处发生放电和电性击穿的可能性。为了制造表面导电电极，导电层被选择性地沉积在有绝缘层包封的微型结构上。相邻电极和接地结构的导电表面层由包封绝缘层的介电表面隔开。
7、另一方面，在形成的微型沟槽、微型底切、微型栅栏和微型桥这些微型结构中的有限隐藏空间内形成介电表面，从而分隔相邻导电表面层。在这些有限的隐藏空间内增大介电表面路径长度和介电表面积，显著地降低了在绝缘层的电介质表面隔离处可能发生的放电和电性击穿的可能性。
8、又一方面，本专利技术也提供了一种实施方式，即减少在带电粒子射束路径上暴露的电介质表面上被捕获电荷数量，以改进静电器件的性能。沿带电粒子射束路径在暴露的电介质表面上被捕获的电荷，会随机影响在静电器件中对施加的电场的控制。
9、另外，暴露于带电粒子射束路径和空间电荷的介电表面被导电材料的薄层完全包封。分隔相邻导电表面层的上述介电表面完全被限制在小空间中，并且隐藏于带电粒子射束路径和空间电荷的外。因此，分隔相邻导电表面层的介电表面不会暴露于带电粒子射束，也不会暴露于真空空间中的其他电荷。由此结论，本专利技术的静电器件消除了由捕获的表面电荷引起的对带电粒子射束的干扰或串扰。
10、本专利技术的另一方面提供了一种狭长电极设计和制造的方法，该狭长电极包括具有支撑锚的悬垂电极桥。该狭长电极方法可以在高密度区域实施电极和接地布线，并减少电介质表面和真空系统中的颗粒放电的可能性。
11、更具体地说，本专利技术的静电器件的优点是通过其整体微型结构设计和制造方法体现的。以下是关键实施的简要说明。
12、在一种实施方式中，本专利技术的微静电器件包括多个硅层、掩埋的薄氧化硅层、包封薄电绝缘层和沈积薄导电层。
13、在另一种实施方式中，静电器件由包括至少两层硅基板制成，其中有一薄二氧化硅层掩埋在硅层之间。硅层用于机械结构化而不是导电。中间二氧化硅层用于机械结构化以及提供电绝缘。
14、在实施方式中，硅层和二氧化硅层被构造形成通孔、狭本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种静电器件，包括：
2.如权利要求1所述的静电器件进一步包括：
3.如权利要求2所述的静电器件，其中：
4.如权利要求2所述的静电器件，其中：
5.如权利要求1所述的静电器件进一步包括：
6.如权利要求1所述的静电器件，其中：
7.如权利要求6所述的静电器件，其中：
8.如权利要求1所述的静电器件，其中：
9.如权利要求1所述的静电器件，其中：
10.如权利要求9所述的静电器件，其中：
11.一种制造静电器件的方法，包括：
12.如权利要求11所述的方法，其中：
13.如权利要求11所述的方法，其中：
14.如权利要求11所述的方法，其中：
15.如权利要求11所述的方法，其中：
16.如权利要求11所述的方法，其中：
17.如权利要求11所述的方法，其中：
18.如权利要求11所述的方法，其中：
19.如权利要求11所述的方法，进一步包括：
20.
21.如权利要求20所述的用于制造静电器件的方法，进一步包括：使用蚀刻来分离芯片。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种静电器件，包括：
2.如权利要求1所述的静电器件进一步包括：
3.如权利要求2所述的静电器件，其中：
4.如权利要求2所述的静电器件，其中：
5.如权利要求1所述的静电器件进一步包括：
6.如权利要求1所述的静电器件，其中：
7.如权利要求6所述的静电器件，其中：
8.如权利要求1所述的静电器件，其中：
9.如权利要求1所述的静电器件，其中：
10.如权利要求9所述的静电器件，其中：
11.一种制造静电器件的方法，包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：王宣祁，
申请(专利权)人：维亚梅姆斯技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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