CN111383879B - 用于产生多个粒子束的设备以及多束式粒子束系统 - Google Patents

Abstract

一种用于产生多个粒子束3的设备，该设备包括粒子源11、具有多个开口15的第一多孔板13、具有多个开口19的第二多孔板17、第一粒子透镜21、第二粒子透镜22、第三粒子透镜23以及控制器27，该控制器为第一粒子透镜21、第二粒子透镜22以及第三粒子透镜23中的每一个透镜提供可调节的激励。

Description

用于产生多个粒子束的设备以及多束式粒子束系统

技术领域

本发明涉及一种用于产生多个粒子束的设备以及一种用多个粒子束工作的多束式粒子束系统。

背景技术

WO 2005/024881已经公开了一种多束式粒子束系统，该多束式粒子束系统包括用于产生撞击多孔板的粒子的粒子源。该多孔板包括多个开口，粒子穿过这些开口，并且这些开口在多孔板的下游的束路径中形成多个粒子束。进一步，该多束式粒子束系统包括将各个粒子束聚焦在物体处的物镜。通过该多束式粒子束系统，借助于粒子束将各个粒子束聚焦在物体上，每个粒子束将粒子源成像在物体的表面上。由单个粒子束在物体上产生的焦点的品质取决于粒子源在物体上的成像的品质。各种因素都会削弱这种品质。这些因素之一是形成各个粒子束的粒子之间的静电排斥。

为了减少形成粒子束的粒子的这种静电排斥，US 2017/0025241 A1和US 2017/0025243 A1提出在其开口限定了各个粒子束的多孔板的上游的束路径中布置靠近源的另外的多孔板，所述另外的多孔板的开口被随后形成粒子束的粒子穿过，但是这些粒子中的至少一些粒子不被允许穿过这些开口，并且随后将不会对粒子束的形成有贡献。这减少了在任何给定的时间、在两个多孔板之间的束路径中存在的粒子数量，而没有降低各个粒子束的强度。因此，在束路径的这个区域中减小了作用在随后形成粒子束的粒子上的库仑排斥。因此，这可以理论上提高粒子源在物体的表面上成像的品质。

然而，已发现在粒子源与形成多个粒子束的多孔板之间的束路径中布置另外的多孔板的概念在实践中是难以实现的。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种用于产生多个粒子束的设备，该设备在粒子源与用于产生多个粒子束的多孔板之间的束路径中包括另外的多孔板，并且该另外的多孔径板相对容易操纵的。

根据本发明的示例性实施例，一种用于产生多个粒子束的设备包括：粒子源、包括多个开口的第一多孔板以及包括多个开口的第二多孔板，并且该第二多孔板被布置在设备的、在粒子源与第一多孔板之间的束路径中。该粒子源被配置用于在该设备的操作期间产生穿过该第二多孔板中的该多个开口的粒子。在此，期望的是穿过第二多孔板中的该多个开口的粒子中的至少一些粒子同样穿过第一多孔板中的开口，以便在第一多孔板的下游的束路径中形成该多个粒子束。已经发现，难以将第一和第二多孔板相对于彼此定位成以及在第一或第二多孔板中将开口布置成使得这个目的得以实现并且各个粒子束具有较高的束强度。

鉴于这个目的，根据另外的示例性实施例的用于产生多个粒子束的设备包括：第一粒子透镜，该第一粒子透镜被布置在第二多孔板与第一多孔板之间的束路径中；第二粒子透镜，该第二粒子透镜被布置在第一粒子透镜与第一多孔板之间的束路径中；以及控制器，该控制器被配置用于为第一粒子透镜提供可调节的激励并且同样为第二粒子透镜提供可调节的激励。特别地，该控制器可以被实施为使得提供给第一粒子透镜的激励是独立于提供给第二粒子透镜的激励而可调节的。

由粒子源产生的粒子可以作为发散束撞击第二多孔板。该第二多孔板可以由平坦的板形成，在该平坦的板中设置有开口。然而，第二多孔板也可以是弯曲的板，在该弯曲的板中设置有开口。

该第一多孔板可以是平坦的板，在该平坦的板中设置有开口。然而，第一多孔板也可以是弯曲的板，在该弯曲的板中设置有开口。

穿过第二多孔板中的开口的粒子已经形成了粒子束，这些粒子束中的每个粒子束应穿过第一多孔板中的开口之一。第二多孔板中的开口彼此以给定的间隔布置。这些间隔限定了由第二多孔板中的开口形成的粒子束在第一多孔板的平面中的距离。在第一多孔板的所述平面中，粒子束之间的这些间隔通常不对应于第一多孔板中的开口之间的间隔。然而，可以将第一和第二粒子透镜的激励设置成使得获得这种对应关系并且已经穿过第二多孔板中的开口的粒子原则上也能够穿过第一多孔板中的开口。

鉴于此而进行的第一和第二粒子透镜的激励改变通常也导致来自已经穿过第二多孔板中的开口的粒子的、撞击第一多孔板的粒子束的发散度的改变。然后，这种发散度的改变又导致在第一多孔板的下游的束路径中形成的粒子束的发散度的改变。当改变对第一和第二粒子透镜的激励时，可能期望将这个发散度设置为目标值并且还保持这个值。然而，这确实是可能的，因为设置对第一和第二粒子透镜的激励提供了两个自由度，这可以用于协助独立于设置撞击第一多孔板的粒子束的间隔而设置在第一多孔板下游的束路径中形成的粒子束的发散度。

通常，第一和第二粒子透镜的激励的改变还引起穿过第二多孔板中的开口的粒子束的排列图案在第一多孔板的平面内绕第一和/或第二粒子透镜的光轴旋转。然而，撞击第一多孔板的粒子束的排列图案应当对应于第一多孔板中的开口的排列图案，使得在第一多孔板下游的束路径中产生具有高的束强度的粒子束。通过例如使第一多孔板和第二多孔板相对于彼此扭转，可以实现粒子束的排列图案在第一多孔板的平面内的可能改变的旋转。例如，这可以通过机械致动器来实现。

根据另外的示例性实施例，用于产生多个粒子束的设备进一步包括第三粒子透镜，该第三粒子透镜被布置在第二粒子透镜与第一多孔板之间的束路径中，该控制器进一步被配置用于为第三粒子透镜提供可调节的激励。特别地，独立于第一粒子透镜的激励和/或独立于第二粒子透镜的激励，第三粒子透镜的激励可以是可调节的。第三粒子透镜的激励的可调节性提供了第三自由度，用于形成入射在第一多孔板的平面中的粒子束的图案，使得鉴于它们彼此之间的间隔、鉴于它们的发散度以及鉴于绕粒子透镜的光轴的扭转，这些是可调节的。

根据示例性实施例，第一多孔板中的开口的直径和第二多孔板中的开口的直径彼此以如下方式被匹配：使得穿过第二多孔板中的开口的粒子中的一些粒子穿过第一多孔板中的开口，并且其他的粒子撞击第一多孔板并且不穿过第一多孔板中的开口。这意味着，在第一多孔板下游的束路径中形成的粒子束的截面由第一多孔板中的开口的形式限定。另外的多孔板可以被布置在第一多孔板下游的束路径中，所述另外的多孔板通过使所述粒子束仅部分地穿过这些另外的多孔板来进一步限定粒子束。然而，这些另外的多孔板也可以具有开口，这些开口的直径被选择为大到使得粒子束整体穿其而过，并且在被包含在粒子束中的粒子方面，这些开口不直接影响粒子束。然而，这种开口可以提供电势或磁场，以便在形成粒子束的粒子的轨迹方面影响穿过开口的粒子束。特别地，作为其结果，可以在各个粒子束上提供比如聚焦或发散透镜或/和偏转器或/和消像散器的那些效果。

根据示例性实施例，控制器被配置用于将第一、第二和第三粒子透镜的激励设置成使得这些粒子束沿如下方向分别穿过第一多孔板中的开口，该方向位于包含第一多孔板中的被相应粒子束所穿过的开口的中心并且包含第一、第二或第三粒子透镜的光轴的平面内。

这意味着，形成在第一多孔板下游的束路径中形成的粒子束的粒子，除了可能的发散或会聚之外，都沿直线延伸，并且例如当它们穿过第一多孔板中的开口时不沿螺旋轨迹行进。然而，如果第一多孔板下游的束路径中的粒子被暴露于另外的磁场，则粒子可以再次沿着螺旋轨迹移动。

根据另外的示例性实施例，该设备进一步包括第一消像散器，该第一消像散器被布置在第二多孔板与第一多孔板之间的束路径中，其中控制器进一步被配置用于为第一消像散器提供可调节的激励。根据本文中的另外的示例性实施例，该设备进一步包括第二消像散器，该第二消像散器被布置在第一消像散器与第一多孔板之间的束路径中，其中控制器进一步被配置用于为第二消像散器提供可调节的激励，该可调节的激励特别地可以独立于第一消像散器的激励被设置。

取决于提供一个还是两个消像散器，这些消像散器提供了一个或两个另外的自由度，以影响穿过第二多孔板中的开口的粒子束的撞击位置在第一多孔板的平面中的排列图案，并且特别地以补偿第一、第二或第三粒子透镜的可能的成像像差。

根据另外的示例性实施例，该设备进一步包括第四粒子透镜，该第四粒子透镜被布置在粒子源与第二多孔板之间的束路径中，其中控制器进一步被配置用于为第四粒子透镜提供可调节的激励。第四粒子透镜的激励的改变导致由粒子源产生的并撞击第二多孔板的粒子束的发散度的改变。这种发散度的改变进一步导致穿过第二多孔板中的开口的粒子的粒子密度的改变，并因此导致由第二个多孔板中的开口形成的粒子束的束强度或束电流的改变。由于这些粒子束的粒子进而穿过第一多孔板的开口并形成在第一多孔板的下游的束路径中形成的粒子束，因此第四粒子透镜的激励的改变改变了在第一多孔板的下游的束路径中形成的粒子束的束强度或束电流。当在实践中使用该设备时，可能期望能够改变由该设备产生的粒子束的强度。

由于通过第四粒子透镜的激励的改变而产生的粒子束的强度的改变导致撞击第二多孔板的粒子的发散度的改变，这导致由第二多孔板中的开口形成的粒子束撞击第一多孔板的位置的排列图案的改变。然而，这些改变可以通过第一、第二和第三粒子透镜的激励的相应改变来补偿，使得在第一多孔板下游的束路径中形成的粒子束继续由第一多孔板中的开口形成。

根据本发明的另外的实施例，提供了多束式粒子束系统，该多束式粒子束系统包括如上所述的用于产生多个粒子束的设备以及用于将粒子束聚焦在物体上的物镜。根据示例性实施例，多束式粒子束系统是多束式粒子束显微镜，该多束式粒子束显微镜包括用于检测由粒子束在物体处产生的信号的检测器装置。

附图说明

下文参考附图来解释本发明的示例性实施例。在图中：

图1示出了根据一个实施例的多束式粒子束系统的示意图；并且

图2示出了根据一个实施例的用于产生多个粒子束的设备的示意性截面图。

具体实施方式

图1是多束式粒子束系统1的示意图，该多束式粒子束系统用多个粒子束工作。多束式粒子束系统1产生多个粒子束，这些粒子束撞击要检查的物体，以便在那里产生从物体发出并随后被检测的电子。多束式粒子束系统1为扫描电子显微镜(SEM)类型，其使用多个初级电子束3，这些初级电子束入射在物体7的表面上的位置5处并在那里产生多个电子束斑。要检查的物体7可以为任何期望的类型，并且包括例如半导体晶片、生物样品以及具有小型化元件等的装置。物体7的表面被布置在物镜系统100的物镜102的物面101中。

图1中的放大的截取部I1示出了物面101的平面视图，该物面具有在平面101中形成的撞击位置5的规则矩形阵列103。在图1中，撞击位置的数量为25，形成5×5阵列103。为了简化图示，撞击位置的数量25是所选择的较小的数量。实际上，束或撞击位置的数量可以被选择为显著更大，比如20×30、100×100等。

在所示的实施例中，撞击位置5的阵列103是在相邻的撞击位置之间具有恒定的间隔P1的、基本上规则的矩形阵列。间隔P1的示例性值为1微米、10微米和40微米。然而，阵列103也可以例如具有其他对称性，比如六边形对称性。

在物面101中形成的束斑的直径可以是较小的。所述直径的示例性值为1纳米、5纳米、100纳米和200纳米。用于对束斑5整形的粒子束3聚焦由物镜系统100实现。

撞击物体的粒子产生从物体7的表面发出的电子。从物体7的表面发出的电子被物镜102整形以形成电子束9。检查系统1提供了电子束路径11以便将该多个电子束9馈送到检测系统200。检测系统200包括电子光学单元，该电子光学单元具有投影透镜205以将电子束9引导到电子多排检测器209上。

图1中的截取部I2示出了平面211的平面视图，各个检测区域位于在该平面中，电子束9入射在这些检测区域上的位置213处。撞击位置213位于阵列217中、彼此之间具有规则的间隔P2。间隔P2的示例性值为10微米、100微米和200微米。

在图1中非常示意性地展示出的用于产生多个粒子束的设备300中产生初级电子束3，所述设备包括至少一个电子源301、至少一个准直透镜303、以及多孔板装置305和可选的场透镜307。电子源301产生发散电子束309，该电子束被该至少一个准直透镜303准直以形成照射多孔板装置305的束311。

图1中的截取部I3示出了多孔板装置305的平面视图。多孔板装置305包括其中形成有多个开口315的多孔板313。开口315的中点317被布置成阵列319，该阵列与物面101中的束斑5形成的阵列103相对应。开口315的中点317之间的间隔P3可以具有5微米、100微米和200微米的示例性值。开口315的直径D小于这些开口的中点之间的间隔P3。直径D的示例性值是0.2×P3、0.4×P3和0.8×P3。

照射束311的电子穿过开口315并形成电子束3。照射束311的、撞击板313的电子被板吸收，并且对电子束3的形成没有贡献。

多孔板装置305可以以在平面325中形成束焦点323的方式来聚焦电子束3。焦点323的直径可以为例如10纳米、100纳米和1微米。

场透镜307和物镜102提供第一成像粒子光学单元，用于将在其中形成焦点的平面325成像到物面101上，使得在物体7的表面那里形成撞击位置5或束斑的阵列103。

物镜102和投影透镜装置205提供第二成像粒子光学单元，用于将物面101成像到检测平面211上。因此，物镜102是作为第一和第二粒子光学单元两者的一部分的透镜，而场透镜307仅属于第一粒子光学单元且投影透镜205仅属于第二粒子光学单元。

束开关400被布置在第一粒子光学单元的在多孔板装置305与物镜系统100之间的束路径中。束开关400还是第二粒子光学单元的一部分、在物镜系统100与检测系统200之间的束路径中。

可以从国际专利申请WO 2005/024881、WO 2007/028595、WO 2007/028596和WO2007/060017以及申请号为DE 10 2013 016 113 A1、DE 10 2013 014 976 A1和DE 102014 008 083 A1的德国专利申请中获得关于这种多束式粒子束系统以及其中所使用的部件(比如粒子源、多孔板和透镜)的进一步信息，这些申请的全部范围内的披露内容通过引用并入本申请。

在图2的纵向截面中示意性地展示了用于产生多个粒子束3的设备300。设备300包括粒子源11、具有多个开口15的第一多孔板13以及具有多个开口19的第二多孔板17。第一粒子透镜21被布置在第二多孔板17与第一多孔板13之间的束路径中。第二粒子透镜22被布置在第一粒子透镜21与第一多孔板13之间的束路径中。第三粒子透镜23被布置在第二粒子透镜22与第一多孔板13之间的束路径中。第四粒子透镜24被布置在粒子源11与第二多孔板17之间的束路径中。

第一、第二、第三和第四粒子透镜21、22、23和24的激励分别是由控制器27可调节的，在每种情况下控制器通过馈送线为粒子透镜21、22、23和24提供可调节的激励。粒子透镜21、22、23和24可以是对穿过相应粒子透镜的粒子束具有聚焦效应的磁粒子透镜。聚焦效应的强度对应于提供给相应透镜的激励，即，在磁粒子透镜的情况下所提供的激励电流。然而，粒子透镜也可以是提供静电场的静电粒子透镜，该静电场为穿过相应粒子透镜的粒子束提供聚焦或发散效应。这些效应是由静电场产生的，为了激励所述静电场，控制器将施加给相应粒子透镜的电极的可调电压提供给透镜。粒子透镜还可以各自提供磁场与静电场的组合，以便对穿过相应粒子透镜的粒子束提供聚焦或发散效应。

在操作期间，粒子源11产生发散的粒子束31，该粒子束穿过第四粒子透镜24并撞击第二多孔板17。撞击多孔板17的束31的粒子中的一些粒子经第二多孔板17中的开口19穿过第二多孔板，而其他的粒子被第二多孔板17吸收并且不穿过开口19。经第二多孔板的开口19穿过第二多孔板的束31的粒子在第二多孔板17下游的束路径中形成多个粒子束33。

每个粒子束33在撞击第一多孔板13之前依次穿过第一粒子透镜21、第二粒子透镜22和第三粒子透镜23。粒子束33中的每个粒子束的其中一些粒子穿过第一多孔板13中的开口15之一，并且在第一多孔板13的下游的束路径中形成粒子束3之一。粒子束33中的每个粒子束的其他粒子撞击多孔板13，并且被其吸收而不穿过第一多孔板13中的开口15之一。

光阑35可以被布置在第一多孔板13的上游或下游的束路径中，所述光阑具有供所有束3都穿过的开口36，并且控制器27能够对所述开口施加不同于第一多孔板13的电势的电势，以便在第一多孔板13与光阑35之间产生电场。在每种情况下这种电场可以对各个粒子束3具有聚焦效应，并且可以有助于形成束焦点323，这些束焦点被物镜102成像在物体7的表面101上。

期望在第一多孔板13的下游的束路径中以预定的发散度或会聚度形成粒子束。在图2的图示中，粒子束3在第一多孔板13的下游的束路径中形成一组平行束3。为了实现这一点，撞击第一多孔板13的粒子束33必须以适当的会聚度或发散度入射到第一多孔板13上。可以通过设置提供给粒子透镜21、22和23的激励来设置这种会聚度或发散度。

在第一多孔板13的下游的束路径中形成的粒子束3由第一多孔板13中的开口15限定。这意味着在第一多孔径板13的正下游的粒子束3中的每个粒子束的截面由相应粒子束3穿过的开口15的截面决定。

类似地，第二多孔板17下游的束路径中的束33由第二多孔板17中的开口19限定。

对第四粒子透镜24的激励的改变导致粒子束31在入射到第二多孔板17上时的发散度的改变。由于束31在入射到第二多孔板17上时的发散度的改变是在第二多孔板17的上游的束路径中进行的，即，在距第二多孔板一定距离处，因此改变粒子束31的发散度也改变了第二多孔板17的、被粒子束31照射的面积的大小。图2展示了第四粒子透镜24的主平面44，该主平面是与光轴47正交的平面，所述平面距第二多孔板17具有一定距离。

由于第二多孔板17上被粒子束31照射的面积改变，当粒子束31的束电流保持不变时，穿过第二多孔板17中的开口19的粒子束33的束电流也改变。此外，穿过第一多孔板13中的开口15的粒子束33的束电流根据撞击第一多孔板13的粒子束33的束电流而改变。因此，显然可以通过改变对第四粒子透镜24的激励来改变由设备300产生的粒子束3的束电流。然而，改变粒子束3的束电流会伴随着束31撞击第二多孔板17时的、以及在第二多孔板17下游的束路径中粒子束33被形成的发散度的改变。然而，如上所述，在第一多孔板的下游形成的粒子束3的发散度应该保持不变。这可以通过由控制器27改变对第一、第二和第三粒子透镜21、22和23的激励来实现。能够改变三个粒子透镜21、22和23的三个激励提供了影响粒子束33的三个自由度。

需要这些自由度中的第一自由度在第二多孔板17下游的束路径中以如下方式改变粒子束33的发散度：粒子束33以为了获得在第一多孔径板13的下游的束路径中粒子束3的发散度而期望的发散度入射到第一多孔板13上。

需要第二自由度来设置粒子束33之间的间隔，这些粒子束以该间隔入射在第一多孔板13上。这些间隔应当对应于第一多孔板13中的开口15之间的间隔，使得粒子束33中的每个粒子束的粒子也穿过第一多孔板13中的相应开口15。

由于以下原因需要第三自由度：如果粒子束33穿过粒子透镜21、22和23，并且如果这些透镜之一是磁粒子透镜，则由该粒子透镜提供的磁场导致粒子束在磁场内分别沿螺旋形轨迹延伸。这意味着在图2的图示中在第二多孔板17正下方的图平面中延伸的粒子束33在穿过粒子透镜21、22和23之一之后被扭转离开图2的图平面，并且不撞击为粒子束33设置的并且位于图平面中的第一多孔板13中的开口15。

因此，第三自由度用于以如下方式设置粒子束33绕由所有粒子透镜21、22和23提供的光轴47的扭转：粒子束33撞击第一多孔板13中的、为此而设置的开口15，并形成设置在第一多孔板13下游的束路径中的粒子束3。因此，可以将对粒子透镜的激励设置为使得，在图2中展示的粒子束3沿位于图2的图平面内的方向穿过第一多孔板13中的开口15。更普遍地表示成，粒子束沿如下方向穿过第一多孔板13中的开口15：该方向位于包含第一、第二和第三粒子透镜21、22、23的光轴47并且包含第一多孔板13中的被相应粒子束3穿过的开口15的中心的平面中。

可以将被布置在第一多孔板13与第二多孔板17之间的三个粒子透镜21到23的激励设置为使得由这三个粒子透镜21到23构成的透镜系统具有位于粒子源11附近的源侧焦点。有利地是，但并非必须，由粒子透镜21至23组成的透镜系统的源侧焦点与粒子源11的位置重合。这可以实现的是，经准直的或虚拟准直的粒子束照射第一多孔板13中的开口15，并且由第一多孔板13产生的粒子束3从第一多孔板13中以远心的方式射出。可以通过改变第四粒子透镜24的激励来实现穿过第一多孔板13中的开口的粒子束3的束电流的改变。第四粒子透镜24被布置为非常靠近粒子源11，因此非常接近由被布置在第一多孔板13与第二多孔板17之间的这三个粒子透镜21至23组成的透镜系统的源侧焦点。为了在改变粒子束33中的束电流时精确地维持粒子束3的远心度，必须改变由这三个粒子透镜21至23构成的透镜系统的激励。

而且，可以改变被布置在第一多孔板13与第二多孔板17之间的这三个粒子透镜21至23的激励，使得由这三个粒子透镜21至23组成的透镜系统的共同源侧焦点保持静止，但同时，由这三个粒子透镜21至23组成的透镜系统的主平面离其源侧焦点并且因此离粒子源11的距离也发生改变。其结果是，可以改变入射到第一多孔板13上时粒子束33之间的间隔(间距)，而不改变入射到第一多孔板13上时粒子束33的远心度。由这三个粒子透镜21至23组成的透镜系统的主平面的位移所需的激励改变可以在此以如下方式被分布在这三个粒子透镜21至23之中(如果粒子透镜21到23中的一些透镜被实施为磁透镜)：使得粒子束33没有附加的旋转。

总的来说，由于所描述的布置以及对这四个粒子透镜21至24的激励的所描述的选择，粒子束33的束电流、当粒子束33入射在第一多孔板13上时其远心度以及彼此之间的间隔(间距)可以彼此独立地改变，而不产生粒子束33整体相对于第一多孔板13的旋转。

装置300进一步包括被布置在第二多孔板17与第一多孔板13之间的束路径中的第一消像散器41。控制器27被配置用于为第一消像散器41提供可调节的激励。该设备进一步包括第二消像散器42，该第二消像散器被布置在第一消像散器41与第一多孔板13之间的束路径中。控制器27被配置用于为第二消像散器42提供可调节的激励。

消像散器41和42提供取决于所述消像散器的激励并且影响穿过消像散器41和42的一组粒子束33的多极场，以便影响粒子束33的撞击位置在第一多孔板13的平面中的排列图案、并且特别地以便补偿第一、第二或第三粒子透镜21、22、23的可能的成像像差。其结果是，粒子束3撞击物体7的角度可以通过适当地致动消像散器41和42来改变。此外，为了进一步补偿光学单元(比如物镜102的)的像差，例如除了这两个消像散器41和42之外，还可以将另外的消像散器布置在第一多孔板13的上游或下游，所述另外的消像散器提供了影响粒子束的另外的自由度。为了获得甚至进一步的自由度，例如可以将一个或多个束偏转器布置在第一多孔板13的上游或下游，并且消像散器本身也可以作为偏转器工作。

特别地，除了校正第一、第二和第三粒子透镜21、22和23的成像像差和/或校正后续透镜系统的成像像差所需的激励之外，可以将产生对于所有粒子束33均是均匀的共同偏转的偶极场叠加在消像散器41、42上。其结果是，可以改变粒子束33与第一多孔板13的平面之间的角度，并且因此可以改变粒子束33入射在第一多孔板13上的角度。此外，叠加在第一消像散器41的消像散器激励上的偶极场可以具有与叠加在第二消像散器42的消像散器激励上的偶极场相反的极性。其结果是，除了粒子束33入射在第一多孔板13上的角度之外，还可以改变粒子束33入射在第一多孔板13上的位置。

此外，或者作为第一多孔板13的替代方案，多排偏转器阵列可以被布置在图2中不再展示的平面325中(见图1)，束焦点是在所述平面中产生。这种多排偏转器阵列具有用于粒子束33中的每个粒子束的开口。围绕这些开口中的每一个开口布置两个、三个、四个、八个或更多电极，能够对所述电极彼此独立地施加电势，使得每个粒子束经受的偏转对于每个粒子束而言都是独立可调的和可变的。使用这种多排偏转器阵列，可以单独设置粒子束3在样品7上的入射角。这种多排偏转器阵列可以形成第一多孔板13，或者可以附加于第一多孔板13而存在。在后一种情况下，应将由三个粒子透镜(这三个粒子透镜的激励是可单独调节的)构成的另外的透镜系统布置在第一多孔板13与多排偏转器阵列之间。这种另外的透镜系统的透镜的适当激励(所述激励彼此匹配)可以设置粒子束的远心度、粒子束彼此之间的距离(间距)以及当粒子束彼此独立地入射在多排偏转器阵列上时粒子束相对于多排偏转器阵列的开口的取向(旋转)，如上所述。

Claims (16)

1.一种用于产生多个粒子束的设备，包括：

粒子源；

第一多孔板，该第一多孔板包括多个开口；

第二多孔板，该第二多孔板包括多个开口，所述第二多孔板被布置在该设备的、在该粒子源与该第一多孔板之间的束路径中；

第一粒子透镜，该第一粒子透镜被布置在该第二多孔板与该第一多孔板之间的束路径中；

第二粒子透镜，该第二粒子透镜被布置在该第一粒子透镜与该第一多孔板之间的束路径中；以及

控制器，该控制器被配置用于为该第一粒子透镜提供可调节的激励并且为该第二粒子透镜提供可调节的激励；

其特征在于：第三粒子透镜，该第三粒子透镜被布置在该第二粒子透镜与该第一多孔板之间的束路径中；

其中，该控制器被进一步配置用于为该第三粒子透镜提供可调节的激励，并且该控制器被配置为以彼此匹配的方式提供所述第一、第二和第三粒子透镜的激励，并以如下方式改变所述激励：使得在已经穿过该第二多孔板之后入射在该第一多孔板上时这些粒子束之间的距离是可调的。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，该粒子源被配置用于在该设备的操作期间产生穿过该第二多孔板中的该多个开口的粒子。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，由该粒子源产生的粒子作为发散束撞击该第二多孔板。

4.根据权利要求2所述的设备，其中，该控制器被配置用于将该第一、第二和第三粒子透镜的激励设置为使得穿过该第二多孔板中的该多个开口的粒子穿过该第一多孔板中的这些开口并在该第二多孔板的下游的束路径中形成该多个粒子束。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，该第一多孔板中的这些开口的直径和该第二多孔板中的这些开口的直径彼此以如下方式被匹配：使得穿过该第二多孔板中的该多个开口的粒子中的第一部分粒子还穿过该第一多孔板中的开口，并且穿过该第二多孔板中的该多个开口的粒子中的第二部分粒子撞击该第一多孔板并且不穿过该第一多孔板中的这些开口。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，该第一、第二和第三粒子透镜具有穿过该第一多孔板的共同光轴；

其中，该控制器被配置用于将该第一、第二和第三粒子透镜的激励设置成使得这些粒子束中的每个粒子束沿如下方向穿过该第一多孔板中的开口，该方向位于包含该光轴并且包含该第一多孔板中的被该粒子束所穿过的开口的中心的平面内。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，该控制器被进一步配置用于将该第一、第二和第三粒子透镜的激励设置成使得这些粒子束中的每个粒子束沿平行于该光轴定向的方向穿过该第一多孔板中的开口。

8.根据权利要求1所述的设备，进一步包括第一消像散器，该第一消像散器被布置在该第二多孔板与该第一多孔板之间的束路径中，

其中，该控制器被进一步配置用于为该第一消像散器提供可调节的激励。

9.根据权利要求8所述的设备，进一步包括第二消像散器，该第二消像散器被布置在该第一消像散器与该第一多孔板之间的束路径中，

其中，该控制器被进一步配置用于为该第二消像散器提供可调节的激励。

10.根据权利要求1所述的设备，进一步包括第四粒子透镜，该第四粒子透镜被布置在该粒子源与该第二多孔板之间的束路径中；以及

其中，该控制器被进一步配置用于为该第四粒子透镜提供可调节的激励。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，该控制器被配置用于以彼此匹配的方式提供该第一、第二、第三和第四粒子透镜的激励，并且以如下方式改变所述激励：使得在已经穿过该第二多孔板之后入射在该第一多孔板上时，这些粒子束之间的距离是可变的。

12.根据权利要求11所述的设备，其中，该控制器被配置用于以彼此匹配的方式提供该第一、第二、第三和第四粒子透镜的激励，并且以如下方式改变所述激励：使得在已经穿过该第二多孔板之后入射在该第一多孔板上时这些粒子束之间的距离以及穿过该第一多孔板的粒子束的束电流是独立于彼此可变的。

13.根据权利要求12所述的设备，其中，该控制器被配置用于以彼此匹配的方式提供该第一、第二、第三和第四粒子透镜的激励，并且以如下方式改变所述激励：使得在已经穿过该第二多孔板之后入射在该第一多孔板上时这些粒子束之间的距离、穿过该第一多孔板的粒子束的束电流、以及穿过该第一多孔板的粒子束的远心度是独立于彼此可变的。

14.根据权利要求9所述的设备，其中，该控制器被配置用于将产生偶极的激励叠加在该第一消像散器和/或该第二消像散器的可调节的激励上。

15.一种用多个粒子束工作的多束式粒子束系统，其中，该多束式粒子束系统包括：

根据权利要求1至14中任一项所述的用于产生多个粒子束的设备；以及

用于将该粒子束聚焦在物体上的物镜。

16.根据权利要求15所述的多束式粒子束系统，进一步包括用于检测由该粒子束在该物体上产生的信号的检测器装置。