CN110574139B - 使用多个带电粒子束的设备 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了一种设备，其包括：第一导电层；第二导电层；多个光学元件，在第一导电层和第二导电层之间，其中多个光学元件被配置为影响多个带电粒子束；第三导电层，在第一导电层和第二导电层之间；以及电绝缘层，物理连接到光学元件，其中电绝缘层被配置为使光学元件与第一导电层和第二导电层电绝缘。

Description

使用多个带电粒子束的设备
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年4月28日提交的美国申请62/492,043的优先权，并且其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及一种用于检查或观察在装置制造过程(诸如集成电路(IC)的制造)中使用的样本(诸如晶片和掩模)的设备。
背景技术
装置制造过程可以包括将期望图案施加到衬底上。图案化装置(可替代地，其被称为掩模或掩模版)可以用于生成期望图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或几个管芯的部分)上。图案的转印通常是经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。单个衬底可以包含被依次图案化的邻近目标部分的网络。光刻设备可以用于该转印。一种类型的光刻设备称为步进器，其中通过一次将整个图案曝光到目标部分上，来辐射每个目标部分。另一种类型的光刻设备称为扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上经由辐射束扫描图案、同时平行于该方向或反平行于该方向同步扫描衬底，来辐射每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上，来将图案从图案化装置转印到衬底。
为了监控装置制造过程的一个或多个步骤(例如，曝光、抗蚀剂处理、蚀刻、显影、烘烤等)，可以检查通过装置制造过程图案化的衬底或本文使用的图案化装置，其中可以测量衬底或图案化装置的一个或多个参数。例如，该一个或多个参数可以包括边缘位置误差(EPE)，其是衬底或图案化装置上的图案的边缘与图案的预期设计的对应边缘之间的距离。检查还可能发现图案缺陷(例如，连接失败或分离失败)和未经邀请的粒子。
检查在装置制造过程中使用的衬底和图案化装置可以帮助提高产率。从检查中获得的信息可以用于标识缺陷，或调整装置制造过程。
发明内容
本文中公开了一种设备，其包括：第一导电层；第二导电层；多个光学元件，在第一导电层和第二导电层之间，其中多个光学元件被配置为影响多个带电粒子束；第三导电层，在第一导电层和第二导电层之间；以及电绝缘层，物理连接到光学元件，其中电绝缘层被配置为使光学元件与第一导电层和第二导电层电绝缘。
根据一个实施例，第三导电层包括多个孔，其中孔容纳光学元件。
根据一个实施例，光学元件与第三导电层电绝缘。
根据一个实施例，第三导电层电连接到第一导电层、第二导电层、或两者。
根据一个实施例，第一导电层和第二导电层包括开口，其中开口和光学元件共同形成多个带电粒子束的路径。
根据一个实施例，开口具有倒置漏斗或扩孔形状。
根据一个实施例，第三导电层位于光学元件中的至少两个光学元件之间。
根据一个实施例，第一导电层、第二导电层、以及第三导电层共同形成容置光学元件的腔，其中腔被配置为将光学元件彼此电屏蔽。
根据一个实施例，电绝缘层包括离散部分，离散部分中的每个离散部分物理连接到光学元件中的一个光学元件。
根据一个实施例，电绝缘层物理连接到第一导电层、第二导电层、或第三导电层。
根据一个实施例，电绝缘层被配置为向光学元件提供机械支撑。
根据一个实施例，电绝缘层相对于光学元件位于上游。
根据一个实施例，电绝缘层相对于光学元件位于下游。
根据一个实施例，电绝缘层在第三导电层和第一导电层之间延伸。
根据一个实施例，电绝缘层使第一导电层与第三导电层、第二导电层、和光学元件绝缘。
根据一个实施例，电绝缘层包括通过电绝缘层的导电通孔，其中导电通孔将第一导电层电连接到第三导电层。
根据一个实施例，导电通孔环绕由第一导电层、第二导电层、以及第三导电层形成的腔，并且该腔容纳光学元件中的一个光学元件。
根据一个实施例，电绝缘层在第三导电层和第二导电层之间延伸。
根据一个实施例，电绝缘层使第二导电层与第三导电层、第一导电层、和光学元件绝缘。
根据一个实施例，电绝缘层包括通过电绝缘层的导电通孔，其中该导电通孔将第二导电层电连接到第三导电层。
根据一个实施例，第一导电层、第二导电层、以及第三导电层包括半导体或金属。
根据一个实施例，光学元件选自由以下项组成的组：透镜、消像散器、偏转器、及其组合。
根据一个实施例，光学元件被配置为生成选自由以下项组成的组的电场：圆透镜静电场、静电偶极场、以及静电四极场。
根据一个实施例，光学元件中的至少一个光学元件包括多个极。
根据一个实施例，第一导电层、第二导电层、以及第三导电层被配置为减少光学元件的串扰或场分布变形。
根据一个实施例，该设备还包括检测器，其被配置为捕获由束和样本的相互作用产生的信号。
根据一个实施例，该信号包括二次电子或背散射电子、俄歇电子、X射线或阴极发光。
根据一个实施例，带电粒子包括电子。
本文中公开了一种设备，其包括：第一导电层；第二导电层；多个光学元件，在第一导电层和第二导电层之间，其中多个光学元件被配置为影响多个带电粒子束；第三导电层，在第一导电层和第二导电层之间；以及电绝缘层，物理连接到光学元件，其中电绝缘层被配置为使光学元件与第一导电层和第二导电层电绝缘；其中电绝缘层在第三导电层和第一导电层之间、或在第三导电层和第二导电层之间延伸。
本文中公开了一种设备，其包括：第一导电层；第二导电层；多个光学元件，在第一导电层和第二导电层之间，其中多个光学元件被配置为影响多个带电粒子束；第三导电层，在第一导电层和第二导电层之间；电绝缘层，物理连接到光学元件，其中电绝缘层被配置为使光学元件与第一导电层和第二导电层电绝缘；以及第四导电层，与第一导电层接触并且在第一导电层的上游。
本文中公开了一种设备，其包括：第一导电层；第二导电层；多个光学元件，在第一导电层和第二导电层之间，其中多个光学元件被配置为影响多个带电粒子束；第三导电层，在第一导电层和第二导电层之间；电绝缘层，物理连接到光学元件，其中电绝缘层被配置为使光学元件与第一导电层和第二导电层电绝缘；以及第五导电层，与第二导电层接触并且在第二导电层的下游。
本文中公开了一种系统，其包括：源，被配置为产生带电粒子；光学系统，被配置为利用带电粒子在样本的表面上生成多个探测斑点，并且扫描表面上的探测斑点，该光学系统包括上述设备中的任何设备。
根据一个实施例，源是电子枪。
附图说明
图1A示意性地示出了可以使用多个带电粒子束进行带电粒子束检查的设备，其中多个束中的带电粒子来自单个源(“多束”设备)。
图1B示意性地示出了备选多束设备。
图1C示意性地示出了备选多束设备。
图2A示意性地示出了多束设备中的源转换单元中的两个光学元件之间的串扰。
图2B示意性地示出了沿着图2A的截面A-A的横截面视图。
图3A、图3B、图3C、图3D、图3E、以及图3F各自示意性地示出了根据一个实施例的多束设备中的源转换单元的一部分。
图3G示意性地示出了沿着图3C或图3D的截面B-B的横截面视图。
图3H和图3I各自示意性地示出了根据一个实施例的多束设备的源转换单元的一部分。
图4A示意性地示出了对图3C的部分中的两个部分进行堆叠。
图4B示出了源转换单元的另一示例，其除了两个部分中的一个部分是图3H中的部分之外，与图4A中的源转换单元相似。
图5A示意性地示出了对图3C的部分中的三个部分进行堆叠。
图5B示出了源转换单元的另一示例，其除了三个部分中的一个部分是图3H中的部分，与图5A中的源转换单元相似。
图6A示意性地示出了对图3D的部分中的三个部分进行堆叠。
图6B示出了源转换单元的另一示例，其除了三个部分中的一个部分是图3I中的部分之外，与图6A中的源转换单元相似。
图7A示意性地示出了源转换单元，其包括彼此堆叠的图3C的部分中的三个部分和在上游的图3D的一部分。
图7B示出了源转换单元的另一示例，其除了三个部分中的一个部分是图3H中的部分之外，与图7A中的源转换单元相似。
具体实施方式
存在各种用于检查样本(例如，衬底和图案化装置)的技术。一种检查技术是光学检查，其中光束被引导到衬底或图案化装置，并且记录表示光束和样本的相互作用(例如，散射、反射、衍射)的信号。另一种检查技术是带电粒子束检查，其中带电粒子(例如，电子)束被引导到样本，并且记录表示带电粒子和样本的相互作用(例如，二次发射和背散射发射)的信号。
带电粒子束检查可以具有比光学检查更高的分辨率，这是因为前者中使用的带电粒子的波长比后者中使用的光的波长短。随着衬底和图案化装置上的图案的尺寸随着装置制造过程的发展而变得越来越小，带电粒子束检查变得越来越广泛地被使用。由于其中使用的带电粒子之间的相互作用(例如，库仑效应)，带电粒子束检查的生产量相对低。可以使用多于一个带电粒子束来增加生产量。
在一个示例中，多个带电粒子束可以同时扫描样本上的多个区域。多个束的扫描可以是同步或独立的。多个区域之间可以有交叠，或者多个区域可以彼此隔离。可以通过多个检测器收集由束和样本的相互作用生成的信号。检测器的数目可以小于、等于或大于束的数目。可以单独控制或共同控制多个束。
多个带电粒子束可以在样本的表面上形成多个探测斑点。探测斑点可以分别或同时扫描表面上的多个区域。每个束的带电粒子可以从探测斑点的位置生成信号。信号的一个示例是二次电子。二次电子通常具有小于50eV的能量。当束的带电粒子是电子时，信号的另一示例是背散射电子。背散射电子通常具有接近束的电子的着陆能量的能量。可以通过多个检测器分别或同时收集来自探测斑点的位置的信号。
多个束可以分别来自多个源，或来自单个源。如果束来自多个源，则多个列可以扫描表面并且将束聚焦到表面上，并且由束生成的信号可以分别由列中的检测器检测。使用来自多个源的束的设备可以称为多列设备。列可以是独立的，或共享多轴磁性或电磁复合物镜(参见美国专利号8,294,095，其公开内容整体通过引用并入本文)。由多列设备生成的探测斑点可以隔开的距离高达30-50mm。
如果束来自单个源，则源转换单元可以用于形成单个源的多个虚像或实像。像中的每个像和单个源可以被视为束(由于所有子束都来自同一源，因此也称为“子束”)的发射器。源转换单元可以具有导电层，导电层具有多个开口，导电层可以将来自单个源的带电粒子分为多个束(也称为“子束”)。源转换单元可以具有光学元件，其可以影响子束形成单个源的多个虚像或实像。像中的每个像可以被视为发射子束中的一个子束的源。子束可以以微米距离隔开。可以具有投影系统和偏转扫描单元的单个列可以用于扫描样本的多个区域，并且将子束聚焦在样本的多个区域上。由子束生成的信号可以分别由单个列内部的检测器的多个检测元件检测。使用来自单个源的束的设备可以称为多束设备。
存在至少两种方法来形成单个源的像。在第一种方法中，每个光学元件具有静电微透镜，其聚焦一个子束，从而形成一个实像(例如，参见美国专利号7,244,949，其公开内容整体通过引用并入本文)。在第二种方法中，每个光学元件具有静电微偏转器，其使一个子束偏转，从而形成一个虚像(例如，参见美国专利号6,943,349和美国专利申请号15/065,342，它们的公开内容整体通过引用并入本文)。第二种方法中带电粒子之间的相互作用(例如，库仑效应)可能弱于第一种方法中的相互作用，因为实像具有更高的电流密度。
图1A示意性地示出了可以使用多个带电粒子束进行带电粒子束检查的设备400，其中多个束中的带电粒子来自单个源(多束设备)。设备400具有源401，其可以在自由空间中产生带电粒子。在一个示例中，带电粒子是电子，并且源401是电子枪。设备400具有光学系统419，其可以利用带电粒子在样本407的表面上生成多个探测斑点，并且扫描样本407的表面上的探测斑点。光学系统419可以具有聚束透镜404和主孔径405，主孔径405相对于聚束透镜404位于上游或下游。如本文中所使用的，表达“部件A相对于部件B位于上游”意指在设备的正常操作中，带电粒子束在到达部件B之前到达部件A。如本文中所使用的，表达“部件B相对于部件A位于下游”意指在设备的正常操作中，带电粒子束在到达部件A之后到达部件B。光学系统419具有源转换单元410，其被配置为形成源401的多个虚像(例如，虚像402和403)。虚像和源401各自可以被视为子束(例如，子束431、432和433)的发射器。源转换单元410可以具有导电层412和光学元件411，导电层412具有多个开口，导电层412可以将来自源401的带电粒子分为多个子束，光学元件411可以影响子束形成源401的虚像。光学元件411可以是微偏转器，其被配置为使子束偏转。子束的电流可能受到导电层412中的开口的尺寸或聚束透镜404的聚焦能力的影响。光学系统419包括物镜406，其被配置为聚焦多个子束，从而将多个探测斑点形成到样本407的表面上。源转换单元410还可以具有微补偿器，其被配置为减少或消除探测斑点的像差(例如，场曲和像散)。
图1B示意性地示出了备选多束设备。聚束透镜404使来自源401的带电粒子准直。源转换单元410的光学元件411可以包括微补偿器413。微补偿器413可以与微偏转器分离，或者可以与微偏转器集成。如果分离，则微补偿器413可以位于微偏转器的上游。微补偿器413被配置为补偿聚束透镜404或物镜406的离轴像差(例如，场曲、像散和畸变)。离轴像差可能会对由离轴(即，不沿着设备的主光轴)子束形成的探测斑点的尺寸或位置产生负面影响。通过子束的偏转可能无法完全消除物镜406的离轴像差。微补偿器413可以补偿物镜406的残余离轴像差(即，不能通过子束的偏转而消除的离轴像差的部分)、或探测斑点的尺寸的不均匀性。微补偿器413中的每个微补偿器413与导电层412中的开口中的一个开口对准。微补偿器413可以各自具有四个或更多极。子束的电流可能受到导电层412中的开口的尺寸和/或聚束透镜404的位置的影响。
图1C示意性地示出了备选多束设备。源转换单元410的光学元件411可以包括预弯曲微偏转器414。预弯曲微偏转器414是被配置为在子束通过导电层412中的开口之前使子束弯曲的微偏转器。
可以在以下专利中找到对使用来自单个源的多个带电粒子束的设备的附加描述：美国专利申请公开2016/0268096、2016/0284505和2017/0025243、美国专利9607805、美国专利申请15/365,145、15/213,781、15/216,258和62/440,493、以及PCT申请PCT/US17/15223，它们的公开内容整体通过引用并入本文。
当源转换单元(例如，图1A、图1B或图1C中的源转换单元410)中的两个光学元件(例如，图1A、图1B或图1C中的微偏转器或微补偿器)彼此靠近时，它们之间可能存在串扰。即，由一个光学元件引起的电场可以延伸到另一光学元件的束路径中，并且影响通过该另一光学元件传输的束。例如，源转换单元410中的微偏转器可以通过电场使子束弯曲，并且由一个微偏转器生成的电场可以延伸到相邻微偏转器的束路径中，从而除了由该相邻微偏转器生成的电场引起的弯曲之外，还引起通过该相邻微偏转器的子束弯曲一定量。同样，例如，由源转换单元410中的微补偿器中的一个微补偿器生成的电场(例如，四极场或圆透镜场)可以延伸到相邻微补偿器的束路径中，从而除了由该相邻微补偿器生成的电场引起的影响之外，还影响通过该相邻微补偿器的子束一定量。
如果光学元件彼此更加靠近(例如，集成到一个晶片或晶片堆叠中)，则串扰倾向于更严重。作为一个示例，图2A示意性地示出了集成在晶片堆叠中的两个光学元件611和612之间的串扰。图2B示意性地示出了沿着图2A的截面A-A的横截面视图。光学元件611和612附接到绝缘层616。具有开口(例如，形状为圆形)的导电板617位于光学元件611和612的上游，或者具有开口(例如，形状为圆形)的导电板618位于光学元件611和612的下游。光学元件611和612可以具有圆形电极或多个极。当光学元件611的电势被设置为与导电板617和618的电势不同时，生成电场，以影响沿着通过光学元件611的束路径613传输的子束(例如，补偿该子束的场曲像差)。图2A和图2B中的等势线615表示以下情况时的电场：导电板617和618以及光学元件612处于相同电势，该相同电势与光学元件611的电势不同，导电板617和618中的开口为圆形，并且光学元件611和612具有圆形电极。如由等势线615的广延尺寸所示的，电场延伸到通过光学元件612的束路径614中。因此，穿过光学元件612的子束不仅会受到光学元件612生成的电场的影响，而且还受到光学元件611生成的电场的影响，即，光学元件611和612具有串扰。
如图2B所示，因为包围光学元件611的结构不是轴对称的，所以等势线615不是轴对称的。因此，光学元件611生成的电场不仅包括补偿场曲像差的轴对称分量(也称为圆透镜场)，而且还包括诸如偏转场和消像散器场之类的高阶旋转对称分量。高阶分量增加了穿过光学元件611的子束的像差。
图3A和图3B各自示意性地示出了根据一个实施例的多束设备的源转换单元的一部分700。部分700具有夹在第一导电层720和第二导电层740之间的多个光学元件710(例如，微偏转器、微透镜、微消像散器、微补偿器)。第一导电层720和第二导电层740具有开口，开口与光学元件710共同形成子束的路径(例如，路径701、702和703)。部分700还具有第三导电层730，该第三导电层730具有容纳光学元件710的多个孔。第三导电层730在第一导电层720和第二导电层740之间延伸。第三导电层730电连接到第一导电层720或第二导电层740或两者。第三导电层730位于光学元件710中的至少两个光学元件710之间，即，这两个光学元件710的束路径所在的平面与第三导电层730交叉。第三导电层730的孔之间的壁可以在光学元件710之间提供静电屏蔽。部分700具有电绝缘层750。电绝缘层750物理连接到光学元件710。例如，电绝缘层750可以具有离散部分，离散部分中的每个离散部分物理连接到光学元件710中的一个光学元件。电绝缘层750物理连接到第一导电层720、第二导电层740、或第三导电层730。电绝缘层750可以向光学元件710提供机械支撑，并且使光学元件710与第一导电层720、第二导电层740、以及第三导电层730电绝缘。第一导电层720、第二导电层740、以及第三导电层730共同形成彼此电屏蔽的腔760，其中腔760中的每个腔容置光学元件710中的一个光学元件。腔760的横截面形状可以为圆形。第一导电层720、第二导电层740、以及第三导电层730还可以是导磁的，以磁屏蔽束路径免受外部杂散磁场的影响。在图3A和图3B所示的示例中，电绝缘层750相对于光学元件710分别位于上游和下游。在图3A和图3B所示的示例中，第三导电层730电连接到第一导电层720和第二导电层740两者。
图3C和图3D各自示意性地示出了根据一个实施例的多束设备的源转换单元的一部分700。除了电绝缘层750在第三导电层730和第一导电层720之间延伸之外，图3C中所示的示例与图3A中的示例相同。电绝缘层750使第一导电层720与光学元件710电绝缘。电绝缘层750还可以使第一导电层720与第三导电层730和第二导电层740电绝缘。电绝缘层750可以具有通过它的一个或多个导电通孔723，并且导电通孔723将第一导电层720电连接到第三导电层730。电绝缘层750可以非常薄，诸如小于100微米、小于50微米、或小于10微米。电绝缘层750可以是氧化物、氮化物、或任何其他合适材料。
除了电绝缘层750在第三导电层730和第二导电层740之间延伸之外，图3D所示的示例与图3B所示的示例相同。电绝缘层750使第二导电层740与光学元件710电绝缘。电绝缘层750还可以将第二导电层740与第三导电层730和第一导电层720绝缘。电绝缘层750可以具有通过它的一个或多个导电通孔723，从而通过一个或多个导电通孔723将第二导电层740电连接到第三导电层730，并且导电通孔723将第二导电层740电连接到第三导电层730。电绝缘层750可以非常薄，诸如小于100微米、小于50微米、或小于10微米。电绝缘层750可以是氧化物、氮化物或任何其他合适材料。
图3E和图3F各自示意性地示出了根据一个实施例的多束设备的源转换单元的一部分700。除了电绝缘层750具有环绕腔760中的每个腔760的导电通孔723、并且导电通孔723将第三导电层730电连接到第一导电层720或第二导电层740之外，图3E和图3F中所示的示例分别与图3C和图3D中的示例相同。图3G示意性地示出了沿着图3C或图3D的截面B-B的横截面视图。
图3H示意性地示出了根据一个实施例的多束设备的源转换单元的一部分700。除了部分700另外具有在第一导电层720的上游的第四导电层721之外，图3H所示的示例与图3C的示例相同。第四导电层721可以直接键合到第一导电层720。第四导电层721和第一导电层720可以具有相同的材料。第四导电层721具有开口，使该开口的侧壁变薄，以减少带电粒子在其上的散射。为了使侧壁变薄，开口可以具有如图3H所示的倒置漏斗或扩孔形状。
图3I示意性地示出了根据一个实施例的多束设备的源转换单元的一部分700。除了部分700另外具有在第二导电层740的下游的第五导电层741之外，图3I所示的示例与图3D中的示例相同。第五导电层741可以直接键合到第二导电层740。第五导电层741和第二导电层740可以具有相同的材料。第五导电层741具有开口，使该开口的侧壁变薄，以减少带电粒子在其上的散射。为了使侧壁变薄，开口可以具有如图3I所示的倒置漏斗或扩孔形状。
适用于第一导电层720、第三导电层730、以及第二导电层740的材料可以包括半导体(例如，硅)和金属(例如，金)。第一导电层720、第三导电层730、以及第二导电层740不必具有相同的材料。第一导电层720、第二导电层740、以及第三导电层730可以分别由半导体晶片、具有金属(例如，金)涂层的半导体晶片、或具有金属(例如，金)涂层的电介质板制成。光学元件710可以由半导体晶片制成。光学元件710和第三导电层730可以由相同的半导体晶片、具有金属(例如，金)涂层的相同半导体晶片、或具有金属(例如，金)涂层的相同电介质板制成。图3A至图3I中所示的源转换单元可以帮助减少或消除光学元件710的串扰和场分布变形。
源转换单元可以具有彼此堆叠的图3A至图3I中的部分700。例如，图4A示意性地示出了包括彼此堆叠的图3C的部分810和820两者的源转换单元。堆叠中上游的部分810的第二导电层740和堆叠中下游的部分820的第一导电层720可以合并为单个层。部分810中的光学元件710可以是微偏转器；部分820中的光学元件710可以是微补偿器，其可以包括微透镜和微消像散器。在备选方案中，沿着相同路径的光学元件710可以共同用作微补偿器。部分820的第二导电层740中的开口或部分810的第一导电层720中的开口可以用作图1A、图1B或图1C中的导电层412中的开口。可以使开口的侧壁变薄，以减少带电粒子在其上的散射。为了使侧壁变薄，开口可以具有如图4A所示的倒置漏斗或扩孔形状。
图4B示出了源转换单元的另一示例，其除了部分810是图3H中的部分之外，与图4A中的源转换单元相似。
图5A示意性地示出了源转换单元，其包括彼此堆叠的图3C的部分910、920和930三者。堆叠中上游的部分910的第二导电层740和堆叠中部的部分920的第一导电层720可以合并为单个层；堆叠中部的部分920的第二导电层740和堆叠中下游的部分930的第一导电层720可以合并为单个层。部分910和920中的光学元件710可以是微补偿器、微透镜和微消像散器；部分930中的光学元件710可以是微偏转器。部分910的第一导电层720中的开口可以用作图1B或图1C中的导电层412中的开口。可以使开口的侧壁变薄，以减少带电粒子在其上的散射。为了使侧壁变薄，开口可以具有如图5A所示的倒置漏斗或扩孔形状。
图5B示出了源转换单元的另一示例，其除了部分910是图3H中的部分之外，与图5A中的源转换单元相似。
图6A示意性地示出了源转换单元，其包括彼此堆叠的图3D的部分910、920和930三者。堆叠中上游的部分910的第二导电层740和堆叠中部的部分920的第一导电层720可以合并为单个层；堆叠中部的部分920的第二导电层740和堆叠中下游的部分930的第一导电层720可以合并为单个层。部分910和920中的光学元件710可以是微补偿器、微透镜和微消像散器；部分930中的光学元件710可以是微偏转器。部分910的第一导电层720中的开口可以用作图1B或图1C中的导电层412中的开口。可以使开口的侧壁变薄，以减少带电粒子在其上的散射。为了使侧壁变薄，开口可以具有如图6A所示的倒置漏斗或扩孔形状。
图6B示出了源转换单元的另一示例，其除了部分930是图3I中的部分之外，与图6A中的源转换单元相似。
图7A示意性地示出了源转换单元，其包括彼此堆叠的图3C的部分910、920和930三者(即，图5A的结构)、以及在部分910、920和930的堆叠的上游的图3D的部分940。部分910和920中的光学元件710可以是微补偿器、微透镜和微消像散器；部分930中的光学元件710可以是微偏转器。部分910的第一导电层720中的开口可以用作图1C中的导电层412中的开口。可以使开口的侧壁变薄，以减少带电粒子在其上的散射。为了使侧壁变薄，开口可以具有如图6A所示的倒置漏斗形状。部分940中的光学元件710可以是预弯曲微偏转器。可以使部分940的第一导电层720中的开口的侧壁变薄，以减少带电粒子在其上的散射。为了使侧壁变薄，开口可以具有倒置漏斗或扩孔形状。
图7B示出了源转换单元的另一示例，其除了部分910是图3H中的部分之外，与图7A中的源转换单元相似。
尽管上述公开内容是关于多束设备(即，可以使用多个带电粒子束进行带电粒子束检查的设备，其中多个束中的带电粒子来自单个源)做出的，但是实施例可以适用于多列设备(即，可以使用多个带电粒子束进行带电粒子束检查的设备，其中多个带电粒子束从多个源产生)。在美国专利8,294,095中可以找到对多列设备的附加描述，其公开内容整体通过引用并入本文。
进一步地，可以使用以下条款对实施例进行描述：
1.一种设备，包括：
第一导电层；
第二导电层；
多个光学元件，在第一导电层和第二导电层之间，其中该多个光学元件被配置为影响多个带电粒子束；
第三导电层，在第一导电层和第二导电层之间；以及
电绝缘层，物理连接到光学元件，其中电绝缘层被配置为使光学元件与第一导电层和第二导电层电绝缘。
2.条款1的设备，其中第三导电层包括多个孔，其中孔容纳光学元件。
3.条款1-2中任一项的设备，其中光学元件与第三导电层电绝缘。
4.条款1-3中任一项的设备，其中第三导电层电连接到第一导电层、第二导电层、或两者。
5.条款1-4中任一项的设备，其中第一导电层和第二导电层包括开口，其中开口和光学元件共同形成多个带电粒子束的路径。
6.条款5的设备，其中开口具有倒置漏斗或扩孔形状。
7.条款1-6中任一项的设备，其中第三导电层位于光学元件中的至少两个光学元件之间。
8.条款1-7中任一项的设备，其中第一导电层、第二导电层、以及第三导电层共同形成容置光学元件的腔，其中腔被配置为将光学元件彼此电屏蔽。
9.条款1-8中任一项的设备，其中电绝缘层包括离散部分，离散部分中的每个离散部分物理连接到光学元件中的一个光学元件。
10.条款1-9中任一项的设备，其中电绝缘层物理连接到第一导电层、第二导电层、或第三导电层。
11.条款1-10中任一项的设备，其中电绝缘层被配置为向光学元件提供机械支撑。
12.条款1-11中任一项的设备，其中电绝缘层相对于光学元件位于上游。
13.条款1-12中任一项的设备，其中电绝缘层相对于光学元件位于下游。
14.条款1-13中任一项的设备，其中电绝缘层在第三导电层和第一导电层之间延伸。
15.条款14的设备，其中电绝缘层使第一导电层与第三导电层、第二导电层、和光学元件绝缘。
16.条款14的设备，其中电绝缘层包括通过电绝缘层的导电通孔，其中导电通孔将第一导电层电连接到第三导电层。
17.条款16的设备，其中导电通孔环绕由第一导电层、第二导电层、以及第三导电层形成的腔，并且该腔容纳光学元件中的一个光学元件。
18.条款1-13中任一项的设备，其中电绝缘层在第三导电层和第二导电层之间延伸。
19.条款18的设备，其中电绝缘层使第二导电层与第三导电层、第一导电层、和光学元件绝缘。
20.条款18的设备，其中电绝缘层包括通过电绝缘层的导电通孔，其中导电通孔将第二导电层电连接到第三导电层。
21.条款20的设备，其中导电通孔环绕由第一导电层、第二导电层、以及第三导电层形成的腔，并且该腔容纳光学元件中的一个光学元件。
22.条款1-21中任一项的设备，其中第一导电层、第二导电层、以及第三导电层包括半导体或金属。
23.条款1-22中任一项的设备，其中光学元件选自由以下项组成的组：透镜、消像散器、偏转器、及其组合。
24.条款1-23中任一项的设备，其中光学元件被配置为生成选自由以下项组成的组的电场：圆透镜静电场、静电偶极场、以及静电四极场。
25.条款1-24中任一项的设备，其中光学元件中的至少一个光学元件包括多个极。
26.条款1-25中任一项的设备，其中第一导电层、第二导电层、以及第三导电层被配置为减少光学元件的串扰或场分布变形。
27.条款1-26中任一项的设备，还包括检测器，其被配置为捕获由束和样本的相互作用产生的信号。
28.条款27的设备，其中信号包括二次电子或背散射电子、俄歇电子、X射线、或阴极发光。
29.条款1-28中任一项的设备，其中带电粒子包括电子。
30.一种设备，包括：
第一导电层；
第二导电层；
多个光学元件，在第一导电层和第二导电层之间，其中多个光学元件被配置为影响多个带电粒子束；
第三导电层，在第一导电层和第二导电层之间；以及
电绝缘层，物理连接到光学元件，其中电绝缘层被配置为使光学元件与第一导电层和第二导电层电绝缘；
其中电绝缘层在第三导电层和第一导电层之间、或在第三导电层和第二导电层之间延伸。
31.一种设备，包括：
第一导电层；
第二导电层；
多个光学元件，在第一导电层和第二导电层之间，其中多个光学元件被配置为影响多个带电粒子束；
第三导电层，在第一导电层和第二导电层之间；
电绝缘层，物理连接到光学元件，其中电绝缘层被配置为使光学元件与第一导电层和第二导电层电绝缘；以及
第四导电层，与第一导电层接触并且在第一导电层的上游。
32.一种设备，包括：
第一导电层；
第二导电层；
多个光学元件，在第一导电层和第二导电层之间，其中多个光学元件被配置为影响多个带电粒子束；
第三导电层，在第一导电层和第二导电层之间；
电绝缘层，物理连接到光学元件，其中电绝缘层被配置为使光学元件与第一导电层和第二导电层电绝缘；以及
第五导电层，与第二导电层接触并且在第二导电层的下游。
33.一种系统，包括：
源，被配置为产生带电粒子；
光学系统，被配置为利用带电粒子在样本的表面上生成多个探测斑点，并且扫描表面上的探测斑点，该光学系统包括条款1-32中任一项的设备。
34.条款33的系统，其中源是电子枪。
尽管本文中所公开的概念可以用于检查样本(诸如硅晶片)或图案化装置(诸如玻璃上的铬)，但是应当理解，所公开的概念可以与任何类型的样本一起使用，例如，检查除硅晶片以外的其他衬底。
上文的描述旨在是说明性的而非限制性的。因此，对于本领域的技术人员而言，将显而易见的是，可以如所描述的进行修改，而不脱离下文所阐述的权利要求的范围。

Claims (14)

1.一种使用多个带电粒子束的设备，包括：
第一导电层；
第二导电层；
多个光学元件，所述多个光学元件在所述第一导电层和所述第二导电层之间，其中所述多个光学元件被配置为影响所述多个带电粒子束；
第三导电层，所述第三导电层在所述第一导电层和所述第二导电层之间；以及
电绝缘层，所述电绝缘层物理连接到所述光学元件，其中所述电绝缘层被配置为使所述光学元件与所述第一导电层和所述第二导电层电绝缘；
其中所述设备的特征在于：所述电绝缘层包括离散部分，所述离散部分中的每个离散部分物理连接到所述光学元件中的一个光学元件。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第三导电层包括多个孔，其中所述孔容纳所述光学元件。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述光学元件与所述第三导电层电绝缘。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第三导电层电连接到所述第一导电层、所述第二导电层、或两者。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一导电层和所述第二导电层包括开口，其中所述开口和所述光学元件共同形成所述多个带电粒子束的路径。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述开口具有倒置漏斗或扩孔形状。
7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第三导电层位于所述光学元件中的至少两个光学元件之间。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一导电层、所述第二导电层、以及所述第三导电层共同形成容置所述光学元件的腔，其中所述腔被配置为将所述光学元件彼此电屏蔽。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述电绝缘层物理连接到所述第一导电层、所述第二导电层、或所述第三导电层。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述电绝缘层被配置为向所述光学元件提供机械支撑。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述电绝缘层相对于所述光学元件位于上游。
12.根据权利要求1所述的设备，其中所述电绝缘层相对于所述光学元件位于下游。
13.根据权利要求1所述的设备，其中所述电绝缘层在所述第三导电层和所述第一导电层之间延伸，和/或
其中所述电绝缘层使所述第一导电层与所述第三导电层、所述第二导电层和所述光学元件绝缘。
14.根据权利要求1所述的设备，其中所述电绝缘层在所述第三导电层和所述第二导电层之间延伸。
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