CN111527582B - 使用带电粒子束的装置 - Google Patents

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Abstract

已经公开了一种用于多光束检查的多光束装置，其具有改进的源转换单元，该改进的源转换单元具有高电气安全性、机械可用性以及机械稳定性。该源转换单元包括具有多个图像形成元件的图像形成元件阵列、具有多个微补偿器的畸变补偿器阵列、以及具有多个预弯曲微偏转器的预弯曲元件阵列。在阵列中的每个中，相邻元件被放置在不同层中，并且一个元件阵列包括放置在不同层中的两个或更多个子元件。微补偿器的子元件可以具有不同的功能，诸如微透镜和微消象散器。

Description

使用带电粒子束的装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年10月2日提交的美国申请62/567,134的优先权，并且通过引用将其整体并入本文中。
技术领域
本文中提供的实施例公开了一种包括提供多个子束的改进的源转换单元的多光束装置。
背景技术
在半导体制造过程的各个步骤中，图案缺陷和/或不期望的粒子可能在制造过程期间出现于晶圆和/或掩模上，其可以在很大程度上降低产出。为了满足通过减小半导体器件的尺寸带来的分辨率和可靠性检查的需求，并且为了满足制造过程的高吞吐量和高产出的需求，已经在检查系统中利用了多个粒子束以利用单个主电子束替代先前采用的低电压扫描电子显微镜(LVSEM)来一次检查样本对象的表面的一个单个区域。
多个带电粒子束一次同时形成样本的表面的截面的小扫描区域上的多个光束光斑。这种类型的平行扫描不仅改进扫描的效率，而且基本上减少带电粒子相互作用(库仑效应)，因为多个带电粒子束的每个光束的电流与针对单个带电粒子束需要的更大电流相比较小。这些类型的改进可以减少由于具有大电流的光束中的强库仑效应引起的检查的分辨率恶化。
在检查系统中利用的多个光束可以来自多个源或来自单个源。如果光束来自多个源，则多列可以扫描并且使光束聚焦到表面上，并且由光束生成的信号可以分别由列中的检测器检测。使用来自多个源的光束的装置可以被称为多列装置。
如果带电粒子束来自单个源，那么源转换单元可以用于形成单个光束源的多幅虚拟或真实图像。源转换单元可以具有导电层，该导电层具有将来自单个源的带电粒子分成多个子束(其也被称作子束)的多个孔径。源转换单元可以具有可以影响子束形成单个源的多幅虚拟或真实图像的微元件。使用来自单个源的光束的装置可以被称为多光束装置。
存在形成单个源的多个图像的不同方法。在一些源转换单元中，每个微元件用作使一个子束聚焦并形成一幅真实图像的静电微透镜。在一些源转换单元中，每个微元件用作使一个子束偏转并形成一幅虚拟图像的静电微偏转器。
源转换单元可以包括一个子束限制机构、一个畸变补偿器阵列机构、以及一个图像形成机构。子束限制机构包括将主带电粒子束分成多个子束的多个光束限制孔径。畸变补偿器阵列机构包括关于每个子束的补偿场曲率畸变和/或象散畸变的微补偿器元件。图像形成机构包括多个图像形成微元件，并且每个图像形成微元件可以是圆透镜或偏转器。多个图像形成微元件使多个子束聚焦或偏转以形成多幅平行的真实或虚拟图像。在主带电粒子束是非平行电子束的一些情况下，源转换单元还可以包括预弯曲元件机构，该预弯曲元件机构包括使多个子束弯曲从而以垂直角度进入光束限制机构的多个预弯曲微偏转器元件。
此外，这些机构中的一个中的元件的间距等于其他机构的对应元件的间距。因此，子束的间距因此与对应元件的间距相同。为了从单个源获得更多子束，优选使元件的间距尽可能多。因此，由MEMS技术制作这些机构。但是这些间距不可以被减少到由机构中的元件的电气安全性、机械可用性以及机械稳定性确定的限制以外。
源转换单元的现有结构遭受机械和电气约束以进一步减小元件的间距。一个约束是表面上的元件的制造过程的机械可用性。另一约束是：一旦其达到制造中使用的导电材料的物理限制，元件的结构的机械稳定性。此外，相邻元件之间的电气串扰可以将电气安全性考虑引入源转换单元中。
因此，具有子束的较小间距以及同时具有克服机械和电气约束的机械稳定性和电气安全性的源转换单元在多光束检查系统中是高度期望的以进一步改进半导体制造过程的吞吐量。
发明内容
本公开的实施例提供了一种用于多光束检查的多光束装置，其具有改进的源转换单元，该改进的源转换单元具有高电气安全性、机械可用性以及机械稳定性。在一些实施例中，提供了一种源转换单元。该源转换单元包括具有多个图像形成元件的图像形成元件阵列、以及具有多个微补偿器的畸变补偿器阵列。多个微补偿器包括放置在多个畸变补偿器层中的子微补偿器。一些子微补偿器还被配置为用作微透镜，并且一些其他子微补偿器还被配置为用作微消象散器。
在一些实施例中，提供了一种源转换单元。该源转换单元包括具有多个图像形成元件的图像形成元件阵列。多个图像形成元件被放置在两个或更多个图像形成层中。
在一些实施例中，提供了一种源转换单元。该源转换单元包括具有多个图像形成元件的图像形成元件阵列、以及具有多个微补偿器的畸变补偿器阵列。多个图像形成元件被放置在两个或更多个图像形成层中。多个微补偿器被放置在两个或更多个畸变补偿器层中。多个微补偿器中的一个还可以包括放置在不同畸变补偿器层中的一个微透镜元件和一个微消象散器元件。
在一些实施例中，提供了一种源转换单元。该源转换单元包括具有多个图像形成元件的图像形成元件阵列、具有多个微补偿器的畸变补偿器阵列、以及具有多个预弯曲微偏转器的预弯曲元件阵列。多个图像形成元件被放置在两个或更多个图像形成层中。多个微补偿器被放置在两个或更多个畸变补偿器层中。多个微补偿器中的一个还可以包括放置在不同畸变补偿器层中的一个微透镜元件和一个微消象散器元件。预弯曲元件阵列包括两个或更多个预弯曲层，并且预弯曲微偏转器被放置在对应于多个子束的预弯曲层中。
在一些实施例中，提供了一种源转换单元。该源转换单元包括具有两个或更多个图像形成层的图像形成元件阵列、具有两个或更多个畸变补偿器层的畸变补偿器元件阵列、以及具有两个或更多个预弯曲层的预弯曲元件阵列。该源转换单元还被配置为包括一起形成针对图像形成元件阵列、畸变补偿器元件阵列以及预弯曲元件阵列中的每个元件的静电屏蔽的多个屏蔽层和绝缘层。
在一些实施例中，提供了一种多光束检查系统。该多光束检查系统包括根据本公开的实施例的源转换单元。
附图说明
图1是图示了与本公开的实施例一致的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图。
图2是图示了与本公开的实施例一致的可以是图1的示例性电子束检查系统的部分的示例性电子束工具的示意图。
图3A是图示了与本公开的实施例一致的具有多个畸变补偿器层和图像形成元件层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示意图。
图3B和图3C是图示了与本公开的实施例一致的示例性元件的配置的示意图。
图4A、图4B和图4C是图示了与本公开的实施例一致的具有多个图像形成层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示意图。
图5A和图5B是图示了与本公开的实施例一致的具有多个畸变补偿器层和多个图像形成层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示意图。
图6A、图6B和图6C是图示了与本公开的实施例一致的具有多个预弯曲层、多个畸变补偿器层和多个图像形成层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示意图。
图7是图示了具有多个层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的配置的示意图。
图8A是图示了与本公开的实施例一致的具有多个图像形成层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的配置的示意图。
图8B和图8C是图示了与本公开的实施例一致的具有多个畸变补偿器层和多个图像形成层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的配置的示意图。
图9A和图9B是图示了与本公开的实施例一致的具有多个预弯曲层、多个畸变补偿器层和多个图像形成层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的配置的示意图。
具体实施方式
现在将对示例性实施例详细进行参考，若干实施例的示例被图示在附图中。以下描述引用附图，在附图中，不同附图中的相同数字表示相同或相似的元件，除非另行表示。在示例性实施例的以下描述中阐述的实施方式不表示与本发明一致的所有实施方式。代替地，它们仅仅是与如随附权利要求中记载的本发明相关的方面一致的装置和方法的示例。
本发明涉及多光束检查(MBI)系统，其利用多个带电粒子束来同时形成观察中的样本对象的表面的截面的多个扫描区域的图像从而在半导体的制造过程中以高分辨率和高吞吐量来检查表面的质量。
本公开的实施例提供带电粒子束检查系统，其提供用于减小子束的间距的源转换单元，同时保持图像形成元件阵列、畸变补偿器阵列和/或预弯曲元件阵列中的元件的间距在范围内。本文中公开的实施例可以改进源转换单元的电气安全性、机械可用性以及机械稳定性。
所公开的实施例提供可以有助于对源转换单元的电气安全性、机械可用性以及机械稳定性的这些改进的若干特征。例如，在一些实施例中，源转换单元包括具有放置在两层或更多层中的图像形成微偏转器的图像形成元件阵列，其中，使相邻子束偏转的相邻图像形成微偏转器未被放置在相同层中。在一些实施例中，源转换单元包括具有放置在两层或更多层中的微补偿器的畸变补偿器阵列，其中，补偿相邻子束的畸变的相邻微补偿器未被放置在相同层中。在一些实施例中，源转换单元包括具有放置在四层或更多层中的(微补偿器的)子微补偿器的畸变补偿器阵列，其中，补偿相邻子束的畸变的相邻子微补偿器未处于相同层中。在其他实施例中，源转换单元包括具有放置在两层或更多层中的预弯曲微偏转器的预弯曲元件阵列，其中，使相邻子束偏转的相邻预弯曲微偏转器未被处于相同层中。并且在一些实施例中，层中的每层具有提供屏蔽每个元件的静电屏蔽结构的结构以及其自相邻元件的子束路径和子束路径。
此外，所公开的实施例提供改进电气安全性的若干特征。例如，在一些实施例中，畸变补偿器阵列的每层中的子微补偿器的电极的数量被减少，同时在每层中，子微补偿器中的一些具有环形结构以用作微透镜并且其他具有多极结构以用作微消象散器。在一些实施例中，图像形成元件阵列的微偏转器被分成两个或更多个子微偏转器，并且这些子微偏转器要被放置在两层或更多层中。在一些实施例中，预弯曲元件阵列的微偏转器被分成两个或更多个子微偏转器，并且这些子微偏转器要被放置在两层或更多层中。在这些实施例中的预弯曲元件阵列的图像形成元件阵列中，每个子束可以通过对应微偏转器的子微偏转器连续地偏转。因此，由偏转目的所要求的施加到每个子微偏转器的偏转电压可以被配置为小于对应微偏转器的偏转电压。这改进源转换单元的电气安全性。
如本文中所使用的，除非另行具体陈述，术语“或”包含所有可能组合，除了不可行的情况。例如，如果陈述了数据库可以包括A或B，那么，除非另行具体陈述或不可行，否则数据库可以包括A、或B、或A和B。作为第二示例，如果陈述了数据库可以包括A、B或C，那么，除非另行具体陈述或不可行，否则数据库可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。
现在参考图1，该图图示了与本公开的实施例一致的示例性电子束检查(EBI)系统1。如图1中所示出的，带电粒子束检查系统1包括主腔室10、装载/锁定腔室20、电子束工具100以及设备前端模块(EFEM)30。电子束工具100位于主腔室10内。
EFEM 30包括第一装载部分30a和第二装载部分30b。EFEM 30可以包括(一个或多个)额外的装载部分。第一装载部分30a和第二装载部分30b接收包含要检查的晶圆(例如，半导体晶圆或由(一种或多种)其他材料制作的晶圆)或样本(晶圆和样本下文统称为“晶圆”)的前开口晶圆盒(FOUP)。EFEM 30中的一个或多个机械臂将晶圆运输到装载/锁定腔室20。
装载/锁定腔室20连接到装载/锁定真空泵送系统(未示出)，其移除装载/锁定腔室20中的气体分子以到达大气压以下的第一压力。在到达第一压力只会，一个或多个机械臂(未示出)将晶圆从装载/锁定腔室20运输到主腔室10。主腔室10连接到主腔室真空泵送系统(未示出)，其移除主腔室10中的气体分子以到达第一压力以下的第二压力。在到达第二压力之后，晶圆经受通过电子束工具100的检查。尽管本公开提供了容纳电子束检查系统的主腔室10的示例，但是应当注意，本公开在其最宽泛意义上的方面不限于容纳电子束检查系统的腔室。相反，应认识到，前述原理也可以适用于其他腔室。
现在参考图2，该图图示了与本公开的实施例一致的可以是图1的示例性带电粒子束检查系统的部分的示例性电子束工具的示意图。电子束工具100(也在本文中称为装置)包括电子源101、具有枪孔径103的枪孔径板171、聚光透镜110、源转换单元120、主投影光学系统130、样本台(未示出在图2中)、次光学系统150、以及电子检测设备140M。主投影光学系统130可以包括物镜131。电子检测设备140M可以包括多个检测元件140_1、140_2和140_3。光束分离器160和偏转扫描单元132可以被放置在主投影光学系统130内部。
电子源101、枪孔径板171、聚光透镜110、源转换单元120、光束分离器160、偏转扫描单元132以及主投影光学系统130可以与电子束工具100的主光轴100_1对齐。次光学系统150和电子检测设备140M可以与电子束工具100的次光轴150_1对齐。
电子源101可以包括阴极、提取器或阳极，其中，主电子可以从阴极发射并且被提取或加速以形成主电子束102，主电子束102形成交叉(虚拟或真实)101s。主电子束102可以被可视化为从交叉101s发射。
源转换单元120可以包括图像形成元件阵列(未示出在图2中)和光束限制孔径阵列(未示出在图2中)。图像形成元件阵列可以包括多个微偏转器或微透镜以形成具有主电子束102的多个子束的交叉101s的多幅平行图像(虚拟或真实)。光束限制孔径阵列可以限制多个子束。图2示出了三个子束102_1、102_2和102_3作为示例，并且应认识到，源转换单元120可以处理任何数量的子束。
聚光透镜110可以聚焦主电子束102。源转换单元120下游的子束102_1、102_2和102_3的电流可以通过调节聚光透镜110的聚焦功率或通过改变光束限制孔径阵列内的对应光束限制孔径的径向大小来改变。物镜131可以将子束102_1、102_2和102_3聚焦到样本190上以进行检查并且可以在样本190的表面上形成三个探头光斑102_1s、102_2s和102_3s。枪孔径板171可以阻挡主电子束102的未使用的外围电子以减轻库仑效应。库仑效应可以放大探头光斑102_1s、102_2s和102_3s中的每个的大小，并且因此恶化检查分辨率。
光束分离器160可以是包括生成静电偶极场E1和磁偶极场B1(其中的两者未示出在图2中)的静电偏转器的维恩滤波器类型的光束分离器。如果它们被应用，那么由静电偶极场E1施加在子束102_1、102_2和102_3上的力可以与由磁性偶极场B1施加在电子上的力在大小上相等并且在反向上相反。子束102_1、102_2和102_3可以因此以零偏转角直接通过光束分离器160。
偏转扫描单元132可以使子束102_1、102_2和102_3偏转以扫描在样本190的表面的截面中的三个小扫描区域上的探头光斑102_1s、102_2s和102_3s。响应于子束102_1、102_2和102_3入射在探头光斑102_1s、102_2s和102_3s处，次电子束102_1se、102_2se和102_3se可以从样本190发射。次电子束102_1se、102_2se和102_3se中的每个可以包括具有包括次电子(能量≤50eV)和背散射电子(在50eV与子束102_1、102_2和102_3的着陆能量之间的能量)的能量的分布的电子。光束分离器160可以将次电子束102_1se、102_2se和102_3se指向次光学系统150。次光学系统150可以将次电子束102_1se、102_2se和102_3se聚焦到电子探测设备140M的探测元件140_1、140_2和140_3上。探测元件140_1、140_2和140_3可以检测对应的次电子束102_1se、102_2se和102_3se，并且生成用于构建样本190的对应的扫描区域的图像的对应信号。
现在参考图4A，其图示了与本公开的实施例一致的多光束检查系统中的示例性源转换单元120的一部分的示例性结构的示图。如图3A中所示出的，源转换单元120包括子束限制孔径阵列121、图像形成元件阵列122、以及提供在层123-1和123-2中的畸变补偿器阵列123。此外，尽管图3A示出了处理子束的1x3阵列的这些阵列中的每个阵列，但是应认识到，这些阵列可以处理子束的任何数量的阵列。
子束限制孔径阵列121包括三个光束限制孔径121_1、121_2和121_3。平行主电子束102入射到子束限制孔径阵列121上并且经由对应的光束限制孔径121_1 -121_3被分成三个子束102_1、102_2和102_3。此外，光束限制孔径121_1 -121_3的间距可以被设置以形成样本表面上的探头光斑的等同间距。
图像形成元件阵列122包括图像形成微偏转器122_1、122_2和122_3。图像形成微偏转器122_1-122_3可以分别使子束102_1-102_3偏转以形成生成主电子束102的电子源的三幅图像。
提供在畸变补偿器层123-1和123-2中的畸变补偿器阵列123包括多个微补偿器123_1、123_2和123_3。微补偿器123_1-123_3中的每个包括放置在层123-1和123-2中的两个子微补偿器。即，微补偿器123_1-123_3分别包括子微补偿器123-1_1和123-2_1、123-1_2和123-2_2、以及123-1_3和123-2_3。
在微补偿器123_1-123_3中的每个中，两个子微补偿器(例如，子微补偿器123-1_1和123-2_1)中的一个具有环形电极结构，诸如图3B中示出的结构，以用作微透镜，并且其他具有包括至少四个静电极或电极的多极结构，诸如图3C中的，以用作微消象散器。在美国专利No 9,607,805中进一步描述了环形电极和多极结构，其整体被并入本文中。应认识到，当相同电压被施加到所有极时，图3C的多极结构还可以用作微透镜。
在畸变补偿器阵列123的每层123-1和123-2中，三个子微补偿器不共享相同功能。即，对于层123-1，子微补偿器123-1_1、123-1_2和123-1_3的集合包括用作微透镜的至少一个子微补偿器和用作微消象散器的至少一个子微补偿器。例如，子微补偿器123-1_2、123-1_3和123-2_1可以用作微透镜，而子微补偿器123-1_1、123-2_2和123-2_3可以用作微消象散器，或者反之亦然。在微补偿器123_1-123_3中的每个中，微透镜和微消象散器分别补偿子束102_1-102_3中的一个子束的场曲率畸变和象散畸变。微透镜使用一个聚焦电压来操作，而微消象散器使用至少两个象散电压来操作。通过将微消象散器中的一些和微透镜中的一些放置在一层中并将其他消象散器和微透镜放置在另一层中，将每层中的极连接的电路相较于将所有微消象散器都放置在一层中并将所有微透镜都放置在另一层中减少。这因此改进电气安全性。
现在参考图3B和图3C，其是图示与本公开的实施例一致的电极的配置的示意图。具体地，图3B示出了当电压电位被施加时被配置为用作微透镜的环形电极。图3C示出了具有四个电极e1-e4的多极结构，其可以被配置为基于施加到电极中的一个电极的电压以不同方式起作用。例如，当一个电压被施加到所有电极时，多极结构被配置为用作微透镜。当具有相同绝对值但是相反方向的两个电压被施加到两对相反电极时，多极结构被配置为用作微消象散器。例如，在图3C中，当V1被施加到极e1和e3时，并且当-V1被施加到极e2和e4时，多极结构用作微消象散器。并且当零电压被施加到一对相反极并且具有相同绝对值但是相反方向的两个电压被施加到另一对相反极时，多极结构被配置为用作消象散器。例如，在图3C中，当e2和e4被施加到0、e1被施加到V2并且e3被施加到-V2时，多极结构用作微偏转器。当用作微偏转器时，当V2增加时，子束的偏转的角度也增加。
现在参考图4A、图4B和图4C，其示出了图示了与本公开的实施例一致的具有多个图像形成层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示意图。
如图4A中所示出的，源转换单元120包括子束限制孔径阵列121和图像形成元件阵列122。此外，尽管图4A示出了处理子束的1x5阵列的这些阵列中的每个阵列，但是应认识到，这些阵列可以处理子束的任何数量的阵列。
子束限制孔径阵列121包括五个光束限制孔径121_1、121_2、121_3、121_4和121_5。平行主电子束102入射到子束限制孔径阵列121上并且经由对应的光束限制孔径121_1121_5被分成五个子束102_1、102_2、102_3、102_4和102_5。此外，光束限制孔径121_1 -121_5的间距可以被设置以形成样本表面上的探头光斑的等同间距。
图像形成元件阵列122包括五个图像形成微偏转器122_1、122_2、122_3、122_4和122_5。图像形成微偏转器122_1-122_5可以分别使子束102_1-102_5偏转以形成生成主电子束102的电子源的五幅图像。图像形成微偏转器122_1-122_5被放置在两个图像形成层122-1和122-2中。层122-1和122-2分别包括偏转平面122_1_0和122_2_0。偏转器的偏转功能可以被认为完全发生在偏转平面上。
102_1-102_5的任何两个相邻子束通过放置在两个不同图像形成层中的图像形成微偏转器122_1-122_5中的两个偏转，其中一个子束通过层122-1中的图像形成微偏转器偏转，并且另一子束通过层122-2中的图像形成微偏转器偏转。
例如，图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5被放置在层122-1中以使子束102_1、102_4和102_5偏转以形成生成主电子束102的电子源的三幅图像，同时图像形成微偏转器122_2和122_3被放置在层122-2中以使子束102_2和102_3偏转以形成电子源的两幅图像。应认识到，图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5可以被放置在层122-1中以使子束102_1、102_4和102_5偏转以形成电子源的三幅图像，同时图像形成微偏转器122_2和122_3被放置在层122-1中以使102_2和102_3偏转以形成电子源的两幅图像。
通过将图像形成微偏转器中的一些放置在层122-1中并且将一些其他图像形成微偏转器放置在层122-2中，图像形成微偏转器122_1-122_5的间距可以被配置为小于将所有图像形成微偏转器放置在一层中的间距。
如图4B中所示出的，源转换单元120包括子束限制孔径阵列121和图像形成元件阵列122。在一些实施例中，图像形成元件阵列122的一个或多个元件是补偿器元件。例如，元件122-1_1、122-2_2、122-2_3、122-1_4、122-1_5、122-3_1、122-4_2、122-4_3、122-3_4和122-3_5中的任一个或全部可以是补偿器元件。在一些实施例中，补偿器元件可以包括微透镜、消象散器、或微透镜和消象散器中的任一个。消象散器可以是微消象散器。补偿器元件可以微补偿器。此外，尽管图4B示出了处理子束的1x5阵列的这些阵列中的每个阵列，但是应认识到，这些阵列可以处理子束的任何数量的阵列。
子束限制孔径阵列121包括多个光束限制孔径121_1、121_2、121_3、121_4和121_5。平行主电子束102入射到子束限制孔径阵列121上并且经由对应的光束限制孔径121_1 -121_5被分成五个子束102_1、102_2、102_3、102_4和102_5。此外，光束限制孔径121_1 -121_5的间距可以被设置以形成样本表面上的探头光斑的等同间距。
图像形成元件阵列122包括五个图像形成微偏转器122_1、122_2、122_3、122_4和122_5。每个微偏转器包括放置在两个图像形成层中的两个图像形成子微偏转器。所有子微偏转器被放置在四个图像形成层122-1、122-2、122-3和122-4中。作为示例，图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5的图像形成子微偏转器122-1_1、122-1_4和122-1_5被放置在层122-1中，图像形成微偏转器122_2和122_3的图像形成子微偏转器122-2_2和122-2_3被放置在层122-2中，图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5的图像形成子微偏转器122-3_1、122-3_4和122-3_5被放置在层122-3中，图像形成微偏转器122_2和122_3的图像形成子微偏转器122-4_2和122-4_3被放置在层122-4中。图像形成微偏转器122_1-122_5中的每个的两个图像形成子微偏转器连续地使子束102_1-102_5中的一个偏转以形成生成主电子束102的电子源的一个图像。图像形成微偏转器122_1-122_5形成电子源的五幅图像。
应认识到，层和图像形成微偏转器的放置可以被配置为按照本公开的实施例的其他配置。
因为子束(诸如子束102_5)通过两个图像形成子微偏转器连续地偏转，所以两个图像形成子微偏转器(诸如122-1_5和122-3_5)中的每个的偏转电压可以小于单个对应的图像形成微偏转器(诸如图4A的图像形成微偏转器122_5)的偏转电压并且因此提供更大的电气安全性。通过将两个相邻的图像形成微偏转器的图像形成子微偏转器放置在四层中，两个相邻的图像形成微偏转器的间距可以被配置为小于当将子微偏转器放置在相同层中的两层中时需要的间距。
如图4C中所示出的，源转换单元120包括子束限制孔径阵列121和图像形成元件阵列122。此外，尽管图4C示出了处理子束的1x5阵列的这些阵列中的每个阵列，但是应认识到，这些阵列可以处理子束的任何数量的阵列。
子束限制孔径阵列121包括五个光束限制孔径121_1、121_2、121_3、121_4和121_5。平行主电子束102入射到子束限制孔径阵列121上并且经由对应的光束限制孔径121_1 -121_5被分成五个子束102_1、102_2、102_3、102_4和102_5。此外，光束限制孔径121_1 -121_5的间距可以被设置以形成样本表面上的探头光斑的等同间距。
图像形成元件阵列122包括五个图像形成微偏转器122_1、122_2、122_3、122_4和122_5，其被放置在三个图像形成层122-1、122-2和122-3中。两个边缘的微偏转器122_4和122_5中的每个包括放置在两个图像形成层中的两个图像形成子微偏转器。作为示例，边缘的图像形成微偏转器122_4和122_5的图像形成子微偏转器122-1_4和122-1_5和图像形成微偏转器122_1(图4C中的122-1_1)被放置在层122-1中，图像形成微偏转器122_2和122_3(图4C中的122-2_2和122-2_3)被放置在层122-2中，并且边缘的图像形成微偏转器122_4和122_5的图像形成子微偏转器122-3_4和123-1_5被放置在层122-3中。
图像形成微偏转器122_4的两个图像形成子微偏转器122-1_4和122-3_4连续地使子束102_4偏转以形成生成主电子束102的电子源的一个图像。图像形成微偏转器122_5的两个图像形成子微偏转器122-1_5和122-3_5连续地使子束102_5偏转以形成电子源的另一个图像。图像形成微偏转器122_1、122_2和122_3分别使子束102_1-102_3偏转以形成电子源的另外三幅图像。
因为子束102_4和102_5比其他三个子束102_1、102_2和102_3进一步远离源转换单元的中心，所以子束102_4和102_5具有更大的偏转角以便形成样本表面上的探头光斑的等同间距。在图4C中，子束102_4和102_5通过两个图像形成子微偏转器连续地偏转。例如，子束102_4通过图像形成子微偏转器122-1_4和122-3_4偏转。因此，两个图像形成子微偏转器122-1_4和122-3_4中的每个的偏转电压将小于单个图像形成微偏转器(例如，图4A中的图像形成微偏转器122_4)的偏转电压。这进一步确保电气安全性。图4A中的配置具有比图4B中示出的结构更简单的结构。应认识到，层和图像形成微偏转器的放置可以被配置为按照本公开的实施例的其他配置。
同时，通过将图像形成微偏转器中的一些放置在一个图像形成层中并且将一些其他图像形成微偏转器放置在另一图像形成层中，图像形成微偏转器122_1-122_5的间距可以被配置为小于当将所有图像形成微偏转器放置在一个图像形成层中时需要的间距。
图5A和图5B是图示了与本公开的实施例一致的具有多个畸变补偿器层和多个图像形成层的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示意图。
现在参考图5A，其中源转换单元120包括子束限制孔径阵列121、图像形成元件阵列122、以及畸变补偿器阵列123。此外，尽管图5A示出了处理子束的1x5阵列的这些阵列中的每个阵列，但是应认识到，这些阵列可以处理子束的任何数量的阵列。
子束限制孔径阵列121包括五个光束限制孔径121_1、121_2、121_3、121_4和121_5。平行主电子束102入射到子束限制孔径阵列121上并且经由对应的光束限制孔径121_1 -121_5被分成五个子束102_1、102_2、102_3、102_4和102_5。此外，光束限制孔径121_1 -121_5的间距可以被设置以形成样本表面上的探头光斑的等同间距。
图像形成元件阵列122包括五个图像形成微偏转器122_1、122_2、122_3、122_4和122_5，其被放置在两个图像形成层122-1和122-2中。作为示例，图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5被放置在层122-1中，并且图像形成微偏转器122_2和122_3被放置在层122-2中。图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5分别使子束102_1、102_4和102_5偏转以形成生成主电子束102的电子源的三幅图像。图像形成微偏转器122_2和122_3使子束102_2和102_3偏转以形成电子源的两幅图像。
畸变补偿器阵列123包括多个微补偿器123_1、123_2、123_3、123_4和123_5，其被放置在两个畸变补偿器层123-1和123-2中。作为示例，微补偿器123_1、122_4和123_5被放置在层123-1中，并且微补偿器123_2和123_3被放置在层123-2中。微补偿器123_1、122_4和123_5补偿子束102_1、102_4和102_5的场曲率畸变和/或象散畸变。微补偿器123_2和123_3补偿子束102_2和102_3的场曲率畸变和/或象散畸变。
同时，通过将图像形成微偏转器中的一些放置在一个图像形成层中并且将一些其他图像形成微偏转器放置在另一图像形成层中，并且通过将微补偿器中的一些放置在一个畸变补偿器层中并且将一些其他微补偿器放置在另一畸变补偿器层中，图像形成微偏转器和微补偿器的间距可以被配置为小于在将所有图像形成微偏转器都放置在一个图像形成层中并且将所有微补偿器都放置在一个畸变补偿器层中时需要的间距。
现在参考图5B。源转换单元120包括子束限制孔径阵列121、图像形成元件阵列122、以及畸变补偿器阵列123。此外，尽管图5B示出了处理子束的1x5阵列的这些阵列中的每个阵列，但是应认识到，这些阵列可以处理子束的任何数量的阵列。
子束限制孔径阵列121包括五个光束限制孔径121_1、121_2、121_3、121_4和121_5。平行主电子束102入射到子束限制孔径阵列121上并且经由对应的光束限制孔径121_1 -121_5被分成五个子束102_1、102_2、102_3、102_4和102_5。此外，光束限制孔径121_1 -121_5的间距可以被设置以形成样本表面上的探头光斑的等同间距。
图像形成元件阵列122包括五个图像形成微偏转器122_1、122_2、122_3、122_4和122_5，其被放置在图像形成层122-1和122-2中。作为示例，图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5被放置在层122-1中，并且图像形成微偏转器122_2和122_3被放置在层122-2中。图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5使子束102_1、102_4和102_5偏转以形成生成主电子束102的电子源的三幅图像。图像形成微偏转器122_2和122_3使子束102_2和102_3偏转以形成电子源的两幅图像。
畸变补偿器阵列123包括五个微补偿器123_1、123_2、123_3、123_4和123_5，其被放置在四个畸变补偿器层123-1、123-2、123-3和123-4中。123_1-123_5的每个微补偿器包括放置在四个畸变补偿器层中的两个中的两个子微补偿器。作为示例，微补偿器123_1包括层123-1和123-3中的子微补偿器123-1_1和123-3_1，微补偿器123_2包括层123-2和123-4中的子微补偿器123-2_2和123-4_2，微补偿器123_3包括层123-2和123-4中的子微补偿器123-2_3和123-4_3，微补偿器123_4包括层123-1和123-3中的子微补偿器123-1_4和123-3_4，并且微补偿器123_5包括层123-1和123-3中的子微补偿器123-1_5和123-3_5。
在微补偿器123_1-123_5中的每个中，两个子微补偿器(例如，子微补偿器123-1_1和123-3_1)中的一个具有环形电极结构，诸如图3B或图3C中示出的(在相同电压被施加到所有静电极的情况下)，以用作微透镜，并且其他具有包括至少四个静电极的多极结构，诸如图3C中的，以用作微消象散器。在微补偿器123_1-123_5中的每个中，用作微透镜的子微补偿器补偿场曲率畸变，并且用作微消象散器的子微补偿器补偿子束102_1-102_5中的对应一个的象散畸变。
处理两个相邻子束的两个相邻微补偿器的子微补偿器未放置在相同层中。例如，微补偿器123_5的子微补偿器123-1_5和123-3_5被放置在层123-1和123-3中，而微补偿器123_3的子微补偿器123-2_3和123-4_3被放置在层123-2和123-4中。
相同层中的子微补偿器可以被配置为具有相同功能。例如，在层123-1中，所有子微补偿器123-1_1、123-1_4和123-1_5被配置为用作微透镜。相同层中的子微补偿器还可以被配置为具有不同功能。例如，在层123-1中，子微补偿器123-1_1和123-1_4分别被配置为用作微透镜，并且子微补偿器123-1_5被配置为用作微消象散器。然而，因为需要将每层中的电极连接的电路当相同层中的子微补偿器被配置为不同地起作用时比当相同层中的子微补偿器被配置为起相同作用时更少，所以当相同层中的子微补偿器被配置为不同地起作用时电气安全性更高。
同时，通过将相邻的图像形成微偏转器放置在不同图像形成层中并且将相邻的微补偿器的子微补偿器放置在不同畸变补偿器层中，图像形成微偏转器和微补偿器的间距可以被配置为小于在将所有图像形成微偏转器都放置在一个图像形成层中并且将所有微补偿器都放置在一个畸变补偿器层中时需要的间距。
图6A、图6B和图6C是图示了与本公开的实施例一致的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示意图。
现在参考图6A，其示出了包括子束限制孔径阵列121、图像形成元件阵列122、畸变补偿器阵列123、以及预弯曲元件阵列124的源转换单元120。此外，尽管图6A示出了处理子束的1x5阵列的这些阵列中的每个阵列，但是应认识到，这些阵列可以处理子束的任何数量的阵列。
预弯曲元件阵列124包括五个预弯曲微偏转器124_1、124_2、124_3、124_4和124_5，其被放置在两个预弯曲层124-1和124-2中。作为示例，预弯曲微偏转器124_1、122_4和124_5被放置在预弯曲层124-1中，并且预弯曲微偏转器124_2和124_3被放置在层124-2中。发散的主电子束102入射到预弯曲元件阵列124上。预弯曲微偏转器124_1、124_4和124_5使主电子束102的子束102_1、102_4和102_5偏转以垂直地进入光束限制孔径阵列121的光束限制孔径121_1、121_4和121_5。预弯曲微偏转器124_2和124_3使主电子束102的子束102_2和102_3偏转以垂直地进入光束限制孔径阵列121的光束限制孔径121_2和121_3。
光束限制孔径121_1 -121_5限制子束102_1-102_5。此外，光束限制孔径121_1 -121_5的间距可以被设置以形成样本表面上的探头光斑的等同间距。
图像形成元件阵列122包括五个图像形成微偏转器122_1、122_2、122_3、122_4和122_5，其被放置在两个图像形成层122-1和122-2中。作为示例，图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5被放置在层122-1中，并且图像形成微偏转器122_2和122_3被放置在层122-2中。图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5使子束102_1、102_4和102_5偏转以形成生成主电子束102的电子源的三幅图像。图像形成微偏转器122_2和122_3使子束102_2和102_3偏转以形成电子源的两幅图像。
畸变补偿器阵列123包括五个微补偿器123_1、123_2、123_3、123_4和123_5，其被放置在四个畸变补偿器层123-1、123-2、123-3和123-4中。微补偿器123_1-123_5中的每个包括放置在四个畸变补偿器层中的两个中的两个子微补偿器。作为示例，微补偿器123_1包括层123-1和123-3中的子微补偿器123-1_1和123-3_1，微补偿器123_2包括层123-2和123-4中的子微补偿器123-2_2和123-4_2，微补偿器123_3包括层123-2和123-4中的子微补偿器123-2_3和123-4_3，微补偿器123_4包括层123-1和123-3中的子微补偿器123-1_4和123-3_4，并且微补偿器123_5包括层123-1和123-3中的子微补偿器123-1_5和123-3_5。
在微补偿器123_1-123_5中的每个中，两个子微补偿器(例如，子微补偿器123-1_1和123-3_1)中的一个具有环形电极结构，诸如图3B或图3C中示出的(当相同电压被施加到所有电极时)，以用作微透镜，并且其他具有包括至少四个电极的多极结构，诸如图3C中的，以用作微消象散器。在微补偿器123_1-123_5中的每个中，用作微透镜的子微补偿器补偿场曲率畸变，并且用作微消象散器的子微补偿器补偿子束102_1-102_5中的对应一个的象散畸变。
处理两个相邻子束的两个相邻微补偿器的子微补偿器未放置在相同层中。例如，微补偿器123_5的子微补偿器123-1_5和123-3_5被放置在层123-1和123-3中，而微补偿器123_3的子微补偿器123-2_3和123-4_3被放置在层123-2和123-4中。
相同层中的子微补偿器可以被配置为具有相同功能。例如，在层123-1中，所有子微补偿器123-1_1、123-1_4和123-1_5被配置为用作微透镜。相同层中的子微补偿器还可以被配置为具有不同功能。例如，在层123-1中，子微补偿器123-1_1和123-1_4分别被配置为用作微透镜，并且子微补偿器123-1_5被配置为用作微消象散器。然而，因为需要将每层中的电极连接的电路当相同层中的子微补偿器被配置为不同地起作用时比当相同层中的子微补偿器被配置为起相同作用时更少，所以当相同层中的子微补偿器被配置为不同地起作用时电气安全性更高。
同时，通过将相邻的图像形成微偏转器放置在不同图像形成层中，将相邻的微补偿器的子微补偿器放置在不同畸变补偿器层中，并且将相邻的预弯曲微偏转器放置在不同预弯曲层中，图像形成微偏转器、微补偿器和预弯曲微偏转器的间距可以被配置为小于在将所有图像形成微偏转器都放置在一个图像形成层中、将所有微补偿器都放置在一个畸变补偿器层中并且将所有预弯曲微偏转器放置在一个预弯曲层中时需要的间距。
现在参考图6B，其示出了包括子束限制孔径阵列121、图像形成元件阵列122、畸变补偿器阵列123、以及预弯曲元件阵列124的源转换单元120。此外，尽管图6B示出了处理子束的1x5阵列的这些阵列中的每个阵列，但是应认识到，这些阵列可以处理子束的任何数量的阵列。
预弯曲元件阵列124包括五个预弯曲微偏转器124_1、124_2、124_3、124_4和124_5，其被放置在四个预弯曲层124-1、124-2、124-3和124-4中。每个预弯曲微偏转器还被配置为包括放置在四个预弯曲层中的两个中的两个子微偏转器。例如，预弯曲微偏转器124_1包括预弯曲层124-1中的子微偏转器124_1-1和层124-3中的子微偏转器124_3-1。
每个预弯曲微偏转器的两个预弯曲子微偏转器使发散的主电子束102的一个子束偏转。预弯曲层124-1中的预弯曲子微偏转器124-1_1、124-1_4和124-1_5以及层124-3中的预弯曲子微偏转器124-3_1、124-3_4和124-3_5分别被配置为连续地使主电子束102的子束102_1、102_4和102_5偏转以垂直地进入光束限制孔径阵列121的光束限制孔径121_1、121_4和121_5。并且层124-2中的预弯曲子微偏转器124-2_2和124-2_3以及层124-4中的预弯曲子微偏转器124-4_2和124-4_3分别被配置为连续地使主电子束102的子束102_2和102_3偏转以垂直地进入光束限制孔径阵列121的光束限制孔径121_2和121_3。应认识到，预弯曲层和包括子微偏转器的预弯曲微偏转器的放置可以被配置为按照本公开的实施例的其他配置。
因为子束102_1-102_5中的每个通过两个预弯曲子微偏转器偏转，所以两个预弯曲子微偏转器(例如，预弯曲子微偏转器124_1-4和124-3_4)中的每个的偏转电压将小于单个预弯曲微偏转器(例如，图6A中的预弯曲微偏转器124_4)的偏转电压。这确保电气安全性。应认识到，层和预弯曲微偏转器的放置可以被配置为按照本公开的实施例的其他配置。
五个光束限制孔径121_1-121_5分别限制子束102_1-102_5。此外，光束限制孔径121_1 -121_5的间距可以被设置以形成样本表面上的探头光斑的等同间距。
图像形成元件阵列122包括五个图像形成微偏转器122_1、122_2、122_3、122_4和122_5，其被放置在两个图像形成层122-1和122-2中。作为示例，图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5被放置在层122-1中，图像形成微偏转器122_2和122_3被放置在层122-2中。图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5使子束102_1、102_4和102_5偏转以形成生成主电子束102的电子源的三幅图像。图像形成微偏转器122_2和122_3使子束102_2和102_3偏转以形成电子源的两幅图像。
畸变补偿器阵列123包括五个微补偿器123_1、123_2、123_3、123_4和123_5，其被放置在两个畸变补偿器层123-1和123-2中。作为示例，微补偿器123_1、122_4和123_5被放置在层123-1中，并且微补偿器123_2和123_3被放置在层123-2中。微补偿器123_1、122_4和123_5补偿子束102_1、102_4和102_5的场曲率畸变和象散畸变。微补偿器123_2和123_3补偿子束102_2和102_3的场曲率畸变和象散畸变。
现在参考图6C，其示出了包括子束限制孔径阵列121、图像形成元件阵列122、畸变补偿器阵列123、以及预弯曲元件阵列124的源转换单元120。此外，尽管图6C示出了处理子束的1x5阵列的这些阵列中的每个阵列，但是应认识到，这些阵列可以处理子束的任何数量的阵列。
预弯曲元件阵列124包括放置在三个预弯曲层124-1、124-2和124-3中的五个预弯曲微偏转器124_1、124_2、124_3、124_4和124_5。两个最外面的预弯曲微偏转器124_4和124_5中的每个包括不同层中的两个预弯曲子微偏转器。作为示例，预弯曲微偏转器124_1(图6C中的124-1_1)被放置在预弯曲层124-1中，预弯曲微偏转器124_2(图6C中的124-2_2)和124_3(图6C中的124-2_3)被放置在层124-3中，最外面的预弯曲微偏转器124_5的子微偏转器124-1_5和124-3_5被放置在预弯曲层124-1和124-3中，并且最外面的预弯曲微偏转器124_4的子微偏转器124-1_4和124-3_4被放置在预弯曲层124-1和124-3中。
发散的主电子束102入射到预弯曲元件阵列124上。主电子束102的子束102_1、102_2和102_3通过预弯曲微偏转器124_1、124_2和124_3偏转以垂直地进入子束限制孔径阵列121的光束限制孔径121_1、121_2和121_3。主电子束102的子束102_4和102_5分别通过预弯曲微偏转器124_4的预弯曲子微偏转器124-1_4和124-3_4以及预弯曲微偏转器124_5的预弯曲子微偏转器124-1_5和124-3_5连续地偏转以垂直地进入光束限制孔径阵列121的光束限制孔径121_4和121_5。
因为子束102_4和102_5比三个内部子束102_1、102_2和102_3进一步远离源转换单元的中心，所以子束102_4和102_5具有更大的偏转角。因为子束102_4和102_5中的每个通过两个预弯曲子微偏转器连续地偏转，所以两个预弯曲子微偏转器中的每个的偏转电压将小于图6A中的一个预弯曲子微偏转器的偏转电压并且因此提供更大的电气安全性。图6C中的配置具有比图6B中示出的结构更简单的结构。应认识到，预弯曲层和预弯曲微偏转器的放置可以被配置为按照本公开的实施例的其他配置。
光束限制孔径121_1 -121_5分别限制子束102_1-102_5。此外，光束限制孔径121_1 -121_5的间距可以被设置以形成样本表面上的探头光斑的等同间距。
图像形成元件阵列122包括五个图像形成微偏转器122_1、122_2、122_3、122_4和122_5，其被放置在两个图像形成层122-1和122-2中。作为示例，图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5被放置在层122-1中，并且图像形成微偏转器122_2和122_3被放置在层122-2中。图像形成微偏转器122_1、122_4和122_5使子束102_1、102_4和102_5偏转以形成生成主电子束102的电子源的三幅图像。图像形成微偏转器122_2和122_3使子束102_2和102_3偏转以形成电子源的两幅图像。
畸变补偿器阵列123包括五个微补偿器123_1、123_2、123_3、123_4和123_5，其被放置在两个畸变补偿器层123-1和123-2中。作为示例，微补偿器123_1、122_4和123_5被放置在层123-1中，并且微补偿器123_2和123_3被放置在层123-2中。微补偿器123_1、122_4和123_5补偿子束102_1、102_4和102_5的场曲率畸变和/或象散畸变。微补偿器123_2和123_3补偿子束102_2和102_3的场曲率畸变和/或象散畸变。
图7是图示了与本公开的实施例一致的多光束检查系统中的源转换单元的阵列结构的一部分的配置的示意图。具体地，图7示出了提供在具有静电屏蔽的两个层30-1和30-2中的阵列结构30的示例性结构。应认识到，阵列结构30的结构可以用于图像形成元件阵列(例如，图4A的图像形成元件阵列122)、畸变补偿器阵列(例如，图5A的畸变补偿器阵列123)、或预弯曲元件阵列(例如，图6A的预弯曲元件阵列124)。尽管图7仅仅示出了被提供在具有特定元件布置的两层中的阵列，但是应认识到，具有与本文中描述的实施例一致的各种元件布置的另外的层可以被添加。此外，尽管图7示出了五个子束路径孔31s，但是应认识到，可以使用子束路径孔的任何数量的阵列。
图7示出了跨层30-1和30-2的许多元件30e。例如，阵列结构30的层30-1包括对应于第一、第三和第五子束路径孔31s的三个元件30e，而层30-2包括对应于第二和第四子束路径孔31s的两个元件30e。取决于阵列的类型，元件30e可以用作涉及如图3C中所示出的两个或更多个分段电极的微偏转器，涉及如图3C中所示出的四个或更多个分段电极的微消象散器，或涉及如图3B或图3C中所示出的一个或多个分段电极的微透镜(当相同电压被施加到所有电极时)。元件30e中的每个元件可以生成静电场。例如，元件30e可以在用作微偏转器时生成偶极场，在用作微消象散器时用作四极场，或者在用作微透镜2用作圆透镜场。
为了避免元件30e的静电场的串扰，优选对每个元件30e的电屏蔽。为了经由电屏蔽腔提供对每个元件30e的电屏蔽，阵列结构30的结构包括具有通孔31s的导电板32、33、34。导电板32可以用作提供用于元件30e的静电屏蔽的电极保持板，而导电板33和34可以用作控制由元件30e生成的静电边缘场的电极盖板。板32-34的组合可以去除由元件30e生成的静电场的串扰。导电板32-34还可以在相同电位(诸如接地电位)操作并且实现静电场的对称分布，诸如针对微偏转器和微消象散器的旋转对称以及针对微透镜的轴对称。此外，针对每层，阵列结构30可以包括可以提供将电极与导电板34隔离的绝缘片的隔离器板35。
图8A是图示了与本公开的实施例一致的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示例性结构的示图。具体地，图8A示出了光类似于图7的阵列结构30的束限制孔径阵列121和图像形成元件阵列122。
光束限制孔径阵列121包括多个光束限制孔径(例如，图4A的光束限制孔径121_1-121_5)。光束限制孔径阵列121可以由具有通孔的顶部导电板(例如，图7的导电板33)形成。为了减少子束102_1、102_2、102_3、102_4和102-5的电子散射，光束限制孔径阵列121的通孔可以使用倒置扩孔的薄边来产生。
图像形成元件阵列122被提供在具有利用类似于图7的静电屏蔽布置的层122-1和层122-2中。应认识到，图像形成元件阵列的结构对应于图4A的图像形成元件阵列。图像形成元件阵列122的结构包括元件122e，其可以用作如图3C中所示出的涉及两个或更多个分段电极的微偏转器。这些微偏转器中的每个可以使子束102_1-102_5中的对应一个子束偏转。
图8B是图示了与本公开的实施例一致的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示例性结构的示图。具体地，图8B示出了光束限制孔径阵列121、类似于图7的阵列结构30的图像形成元件阵列122以及类似于图7的阵列结构30的畸变补偿器阵列123。应认识到，图8B中的源转换单元的结构对应于图5A的源转换单元。
光束限制孔径阵列121包括多个光束限制孔径(例如，图5A的光束限制孔径121_1-121_5)。光束限制孔径阵列121可以由具有通孔的顶部导电板(例如，图7的导电板33)形成。为了减少子束102_1、102_2、102_3、102_4和102-5的电子散射，光束限制孔径阵列121的通孔可以使用倒置漏斗的薄边来形成。
畸变补偿器阵列123被提供在具有利用类似于图7的静电屏蔽布置的层123-1和层123-2中。应认识到，畸变补偿器阵列的结构对应于图5A的畸变补偿器阵列。畸变补偿器阵列123的结构包括元件123e，其可以用作包括如图3C中所示出的涉及四个或更多个分段电极的微消象散器的微补偿器，或如图3B或图3C中所示出的涉及一个或多个环形电极的微透镜(当相同电压被施加到所有电极时)。这些微补偿器中的每个可以补偿子束102_1-102_5中的对应一个子束的畸变。
图像形成元件阵列122被提供在具有利用类似于图7的静电屏蔽布置的层122-1和层122-2中。应认识到，图像形成元件阵列的结构对应于图5A的图像形成元件阵列。图像形成元件阵列122的结构包括元件122e，其可以用作如图3C中所示出的涉及两个或更多个分段电极的微偏转器。这些微偏转器中的每个可以使子束102_1-102_5中的对应一个子束偏转。
图8C是图示了与本公开的实施例一致的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示例性结构的示图。具体地，图8C示出了光束限制孔径阵列121、类似于图7的阵列结构30的图像形成元件阵列122以及类似于图7的阵列结构30同时具有更多层的畸变补偿器阵列123。应认识到，图8C中的源转换单元的结构对应于图5B的源转换单元。
光束限制孔径阵列121包括多个光束限制孔径(例如，图5B的光束限制孔径121_1-121_5)。光束限制孔径阵列121可以由具有通孔的顶部导电板(例如，图7的导电板33)形成。为了减少子束102_1、102_2、102_3、102_4和102-5的电子散射，光束限制孔径阵列121的通孔可以使用倒置扩孔的薄边来形成。
畸变补偿器阵列123被提供在具有利用类似于图7的静电屏蔽布置的四个层123-1、123-2、123-3和层123-4中。应认识到，畸变补偿器阵列的结构对应于图5B的畸变补偿器阵列。畸变补偿器阵列122的结构包括补偿对应子束102_1-102_5的畸变的元件123e。微补偿器包括针对每个子束的跨多个层的两个元件123e(例如，针对子束102_5，层123-1和123-3中的两个元件123e)。在每个微补偿器中，元件123e中的一个可以用作如图3C中所示出的涉及四个或更多个分段电极的微消象散器，而另一元件可以用作如图3B或图3C中所示出的涉及一个或多个环形电极的微透镜(当相同电压被施加到所有电极时)。这些微补偿器中的每个可以补偿子束102_1-102_5中的对应一个子束的畸变。
如以上在图5B中所示出的，两个相邻的微补偿器的子微补偿器(元件)不在相同层中。此外，在一些实施例中，每层中的所有元件可以具有相同功能。例如，在层123-1中，所有元件123e可以用作微透镜。在其他实施例中，每层中的元件123e可以具有不同功能。例如，在层123-1中，对应于子束102_4和102_5的元件123e可以用作微透镜，而对应于子束102_1的元件123e可以用作微消象散器。
图像形成元件阵列122被提供在具有利用类似于图7的静电屏蔽布置的层122-1和层122-2中。应认识到，图像形成元件阵列的结构对应于图5B的图像形成元件阵列。图像形成元件阵列122的结构包括元件122e，其可以用作如图3C中所示出的涉及两个或更多个分段电极的微偏转器。这些微偏转器中的每个可以使子束102_1-102_5中的对应一个子束偏转。
图9A是图示了与本公开的实施例一致的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示例性结构的示图。具体地，图9A示出了预弯曲元件阵列124的结构以及图8C的阵列结构。预弯曲元件阵列124类似于图7的阵列结构30。应认识到，图9A中的源转换单元的结构对应于图6A的源转换单元。
预弯曲元件阵列124被提供在具有利用类似于图7的静电屏蔽布置的预弯曲层124-1和层124-2中。预弯曲元件阵列124的结构包括元件124e，其可以用作如图3C中所示出的涉及两个或更多个分段电极的微偏转器。这些微偏转器中的每个可以使子束102_1-102_5中的对应一个子束偏转。图9A示出了跨预弯曲层124-1和124-2的许多元件124e。例如，预弯曲层124-1包括对应于与子束102_1、102_4和102_5相关联的第一光束路径孔、第三光束路径孔和第五光束路径孔的三个元件124e，而层124-2包括对应于与子束102_2和102_3相关联的第二光束路径孔和第四光束路径孔的两个元件124e。
图9B是图示了与本公开的实施例一致的多光束检查系统中的示例性源转换单元的一部分的示例性结构的示图。具体地，图9B示出了预弯曲元件阵列124的结构以及图8B的阵列结构。预弯曲元件阵列124类似于图7的阵列结构30，除了具有更多层。应认识到，图9B中的源转换单元的结构对应于图6C的源转换单元。
预弯曲元件阵列124被提供在具有利用类似于图7的静电屏蔽布置的三个预弯曲层124-1至124-3中。预弯曲元件阵列124的结构包括元件124e，其可以用作如图3C中所示出的涉及两个或更多个分段电极的微偏转器。这些微偏转器中的每个可以使子束102_1-102_5中的对应一个子束偏转。图9B示出了跨预弯曲层124-1至124-3的许多元件124e，其中，最外面的通孔(对应于子束102_5和102_4)具有在预弯曲层124-1和预弯曲层124-3两者处的元件124e。
实施例还可以使用以下条款来描述：
1.一种源转换单元，包括：
图像形成元件阵列，具有多个图像形成元件，所述多个图像形成元件被配置为通过影响由带电粒子源生成的主带电粒子束的多个子束来形成所述带电粒子源的多个图像；以及
畸变补偿器阵列，具有被配置为补偿所述多个图像的畸变的多个微补偿器，其中每个微补偿器包括放置在第一组的一层中的微透镜元件和放置在所述第一组的另一层中的微消象散器元件，
其中所述第一组的层包括至少一个微透镜元件和至少一个微消象散器元件。
2.根据条款1所述的源转换单元，其中每个微透镜元件用作补偿场曲率畸变的微透镜并且每个微消象散器元件用作补偿象散畸变的微消象散器。
3.根据条款1和2中的任一项所述的源转换单元，还包括具有多个光束限制孔径的子束限制孔径阵列。
4.根据条款3所述的源转换单元，其中每个光束限制孔径限制所述多个子束中的一个子束的大小。
5.根据条款1至4中的任一项所述的源转换单元，还包括具有多个预弯曲微偏转器的预弯曲元件阵列。
6.根据条款5所述的源转换单元，其中每个预弯曲微偏转器使所述多个子束中的一个子束弯曲，以垂直地进入对应的光束限制孔径。
7.根据条款5和6中的任一项所述的源转换单元，其中一个或多个预弯曲微偏转器包括放置在第二组的不同层中的两个或更多个子微偏转器，以连续地使对应的一个子束弯曲。
8.根据条款5至7中的任一项所述的源转换单元，其中所述多个预弯曲微偏转器中的每个预弯曲微偏转器被放置在电屏蔽腔内部，以与其他预弯曲微偏转器被电屏蔽。
9.根据条款1至8中的任一项所述的源转换单元，其中所述多个图像形成元件中的每个图像形成元件被放置在电屏蔽腔内部，以与其他图像形成元件被电屏蔽。
10.根据条款1至9中的任一项所述的源转换单元，其中所述多个微补偿器中的每个微补偿器被放置在一个或多个电屏蔽腔内部，以与其他微补偿器被电屏蔽。
11.根据条款1至10中的任一项所述的源转换单元，其中，每个图像形成元件包括放置在第三组的不同层中的两个或更多个图像形成子元件，以连续地影响对应的一个子束，从而形成对应图像。
12.一种带电粒子束系统，包括根据条款1至11中的任一项所述的源转换单元。
13.一种源转换单元，包括：
图像形成元件阵列，具有放置在第一组的两层或更多层中的多个图像形成元件，其中所述多个图像形成元件通过影响由带电粒子源生成的主带电粒子束的多个子束来形成所述带电粒子源的多个图像。
14.根据条款13所述的源转换单元，其中每个图像形成元件包括微偏转器，以使所述多个子束中的一个子束偏转，以形成所述多个图像中的一个图像。
15.根据条款13所述的源转换单元，其中所述图像形成元件中的至少一些图像形成元件包括放置在所述第一组的两层中的两个微偏转器，以连续地使所述多个子束中的一个子束偏转，以形成所述多个图像中的一个图像。
16.根据条款13所述的源转换单元，其中所述多个图像形成元件中的一个包括一个微偏转器，以使所述多个子束中的一个子束偏转，以形成所述多个图像中的一个图像，并且所述多个图像形成元件中的另一个图像形成元件包括放置在所述第一组的两层中的两个微偏转器，以连续地使所述多个子束中的另一个子束偏转，以形成所述多个图像中的另一个图像。
17.根据条款13至16中的任一项所述的源转换单元，还包括：
畸变补偿器阵列，具有被放置在第二组的两层或更多层中的多个微补偿器，以补偿所述多个图像的畸变。
18.根据条款17所述的源转换单元，其中：
每个微补偿器包括放置在所述第二组中的不同层中的微透镜元件和微消象散器元件。
19.根据条款18所述的源转换单元，其中在所述多个微补偿器之中，微透镜元件中的一个微透镜元件和微消象散器元件中的一个微消象散器元件被放置在所述第二组的一个层中。
20.根据条款13至19中的任一项所述的源转换单元，还包括：
子束限制孔径阵列，具有多个光束限制孔径；以及
预弯曲元件阵列，其具有放置在第三组的两层或更多层中的多个预弯曲微偏转器，
其中，每个光束限制孔径限制所述多个子束中的一个子束的大小，并且每个预弯曲微偏转器使所述多个子束中的一个子束弯曲，以垂直地进入对应的光束限制孔径。
21.根据条款20所述的源转换单元，其中一个或多个预弯曲微偏转器包括放置在所述第三组的不同层中的两个或更多个子微偏转器，以连续地使对应的一个子束弯曲。
22.根据条款20和21中的任一项所述的源转换单元，其中所述多个预弯曲微偏转器中的每个预弯曲微偏转器被放置在电屏蔽腔内部，以与其他预弯曲微偏转器被电屏蔽。
23.根据条款17至22中的任一项所述的源转换单元，其中所述多个微补偿器中的每个微补偿器被放置在一个或多个电屏蔽腔内部，以与其他微补偿器被电屏蔽。
24.根据条款13至22中的任一项所述的源转换单元，其中所述多个图像形成元件中的每个图像形成元件被放置在电屏蔽腔内部，以与其他图像形成元件被电屏蔽。
25.一种源转换单元，包括：
图像形成元件阵列，具有多个图像形成元件，所述多个图像形成元件被配置为通过影响由带电粒子源生成的主带电粒子束的多个子束来形成所述带电粒子源的多个图像；
第一电导体元件盖板，具有用于所述多个子束穿过的多个第一光束路径孔；
第二电导体元件盖板，具有用于所述多个子束穿过的多个第二光束路径孔；
第三电导体元件盖板，具有用于所述多个子束穿过的多个第三光束路径孔；
第一电绝缘片，具有用于所述多个子束穿过的多个第一光束路径孔口；
第二电绝缘片，具有用于所述多个子束穿过的多个第二光束路径孔口；
第一电导体元件保持板，具有多个第一通孔；以及
第二电导体元件保持板，具有多个第二通孔，
其中所述多个图像形成元件被交替地放置在对应的第一通孔和第二通孔中，
其中所述第一通孔中的所述图像形成元件形成第一图像形成层，通过由所述第一电导体元件盖板和所述第二电导体元件盖板以及所述第一电导体元件保持板形成的电屏蔽第一腔来进行电屏蔽，并且通过所述第一电绝缘片与所述电屏蔽第一腔的壁隔离，
其中，所述第二通孔中的所述图像形成元件形成第二图像形成层，通过由所述第二电导体元件盖板和所述第三电导体元件盖板以及所述第二电导体元件保持板形成的电屏蔽第二腔来进行电屏蔽，并且通过所述第二电绝缘片与所述电屏蔽第二腔的壁隔离，
其中，受所述第一图像形成层中的一个图像形成元件影响的每个子束穿过一个对应的第二通孔，并且受所述第二图像形成层中的一个图像形成元件影响的每个子束穿过一个对应的第一通孔。
26.一种源转换单元，包括：
补偿器阵列，其具有包括微透镜元件和微消象散器元件的第一层子微补偿器。
27.一种源转换单元，包括：
图像形成元件阵列，其被配置为经由第一光束路径接收第一子束并且经由第二光束路径接收第二子束，其中，所述图像形成元件阵列包括具有对应于所述第一子束的第一图像形成元件的第一层和具有对应于所述第二子束的第二图像形成元件的第二层。
28.一种源转换单元，包括：
元件阵列，其具有通过所述元件阵列的第一层和所述元件阵列的第二层的第一光束路径孔和第二光束路径孔，
其中所述第一层包括被配置为影响通过所述第一光束路径孔的第一子束的第一元件，并且所述第二层包括被配置为影响通过所述第二光束路径孔的第二子束的第二元件，
其中所述第一层经由隔离器与所述第二层分离，并且
其中所述第一层包括所述第一元件与所述第二光束路径孔之间的静电屏蔽，并且所述第二层包括所述第二元件与所述第一光束路径孔之间的静电屏蔽。
29.根据条款13所述的源转换单元，其中所述图像形成元件中的一个或多个包括补偿器元件。
30.根据条款29所述的源转换单元，其中所述补偿器元件包括微透镜或消象散器中的任一个。
31.根据条款29所述的源转换单元，其中所述图像形成元件中的一个或多个包括包含微透镜的补偿器元件，其中所述图像形成元件中的一个或多个包括包含消象散器的补偿器，所述消象散器是微消象散器，并且其中所述图像形成元件中的一个或多个包括包含微透镜和消象散器的补偿器。
尽管已经结合各种实施例描述了本发明，但是通过考虑本文中公开的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对本领域技术人员将显而易见。旨在将说明和示例认为仅仅是示例性的，本发明的真实范围和精神由随附权利要求书指示。
以上描述旨在为说明性的而非限制性的。因此，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以如所描述进行修改而不脱离下面阐述的权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种源转换单元，包括：
图像形成元件阵列，具有放置在第一组层的两层或更多层中的多个图像形成元件，其中所述多个图像形成元件通过影响由带电粒子源生成的主带电粒子束的多个子束，来形成所述带电粒子源的多个图像，
其中所述图像形成元件阵列针对所述多个子束中的每个子束具有对应的路径孔，其中第一组路径孔对应于所述多个子束中的第一组子束，并且第二组路径孔对应于所述多个子束中的第二组子束，所述第一组路径孔不同于所述第二组路径孔，
其中第一层包括针对所述第一组路径孔的图像形成元件并且不包括针对所述第二组路径孔的图像形成元件，并且第二层包括针对所述第二组路径孔的图像形成元件并且不包括针对所述第一组路径孔的图像形成元件。
2.根据权利要求1所述的源转换单元，其中每个图像形成元件包括微偏转器，以使所述多个子束中的一个子束偏转，以形成所述多个图像中的一个图像。
3.根据权利要求1所述的源转换单元，其中所述图像形成元件中的至少一些图像形成元件包括放置在所述第一组层的两层中的两个微偏转器，以连续地使所述多个子束中的一个子束偏转，以形成所述多个图像中的一个图像。
4.根据权利要求1所述的源转换单元，其中所述多个图像形成元件中的一个图像形成元件包括一个微偏转器，以使所述多个子束中的一个子束偏转，以形成所述多个图像中的一个图像，并且所述多个图像形成元件中的另一个图像形成元件包括放置在所述第一组层的两层中的两个微偏转器，以连续地使所述多个子束中的另一个子束偏转，以形成所述多个图像中的另一个图像。
5.根据权利要求1所述的源转换单元，还包括：
畸变补偿器阵列，具有被放置在第二组层的两层或更多层中的多个微补偿器，以补偿所述多个图像的畸变。
6.根据权利要求5所述的源转换单元，其中：
每个微补偿器包括放置在所述第二组层中的不同层中的微透镜元件和微消象散器元件。
7.根据权利要求6所述的源转换单元，其中在所述多个微补偿器之中，微透镜元件中的一个微透镜元件和微消象散器元件中的一个微消象散器元件被放置在所述第二组层的一个层中。
8.根据权利要求1所述的源转换单元，还包括：
子束限制孔径阵列，具有多个光束限制孔径；以及
预弯曲元件阵列，具有放置在第三组层的两层或更多层中的多个预弯曲微偏转器，
其中每个光束限制孔径限制所述多个子束中的一个子束的大小，并且每个预弯曲微偏转器使所述多个子束中的一个子束弯曲，以垂直地进入对应的光束限制孔径。
9.根据权利要求8所述的源转换单元，其中一个或多个预弯曲微偏转器包括放置在所述第三组层的不同层中的两个或更多个子微偏转器，以连续地使对应的一个子束弯曲。
10.根据权利要求8所述的源转换单元，其中所述多个预弯曲微偏转器中的每个预弯曲微偏转器被放置在电屏蔽腔内部，以与其他预弯曲微偏转器被电屏蔽。
11.根据权利要求5所述的源转换单元，其中所述多个微补偿器中的每个微补偿器被放置在一个或多个电屏蔽腔内部，以与其他微补偿器被电屏蔽。
12.根据权利要求1所述的源转换单元，其中所述多个图像形成元件中的每个图像形成元件被放置在电屏蔽腔内部，以与其他图像形成元件被电屏蔽。
13.根据权利要求1所述的源转换单元，其中所述图像形成元件中的一个或多个图像形成元件包括补偿器元件。
14.根据权利要求13所述的源转换单元，其中所述补偿器元件包括微透镜或消象散器中的任何一项。
15.根据权利要求13所述的源转换单元，其中所述图像形成元件中的一个或多个图像形成元件包括包含微透镜的补偿器元件，其中所述图像形成元件中的一个或多个图像形成元件包括包含消象散器的补偿器，所述消象散器是微消象散器，并且其中所述图像形成元件中的一个或多个图像形成元件包括包含微透镜和消象散器的补偿器。
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