CN112805804B - 用于多电子束系统的偏转阵列设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用微透镜阵列MLA的光学特性化系统。所述系统可包含电子源及包含微偏转阵列MDA的MLA。所述MDA可包含绝缘体衬底及安置于所述绝缘体衬底上的多个六极静电偏转器。所述MDA可进一步包含多个电压连接线，所述多个电压连接线经配置以将所述多个六极静电偏转器电耦合到一或多个电压源。所述MDA可经配置以将来自所述电子源的初级电子束分裂成多个初级电子子束。所述系统可经配置以将所述多个初级电子子束聚焦于晶片平面处。

Description

用于多电子束系统的偏转阵列设备
相关申请案的交叉参考
本申请案依据35 U.S.C.§119(e)主张2018年10月12日申请、标题为“用于多电子束设备的微偏转阵列(MICRO DEFLECTION ARRAY FOR MULTI ELECTRON BEAMAPPARATUS)”、指定江欣荣(Xinrong Jiang)及克里斯·西尔斯(Chris Sears)为发明人的第62/744,856号美国临时申请案的权益，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及一种电子束系统，且更特定来说，涉及一种用于多电子束系统的静电偏转器设备。
背景技术
电子束检验系统通常利用微透镜阵列(MLA)以便将初级电子束分裂成多个初级电子子束。为了使用初级电子子束进行扫描，可将利用静电偏转的微偏转阵列(MDA)集成到微透镜阵列中。为了实现足够静电偏转性能，必须消除三阶偏转像差。然而，当前MDA方法已被证明是不足的。当前MDA系统需要大量静电偏转板及/或电压连接线(例如，电源线)，从而致使其笨重、过于复杂且针对数百个初级电子子束与MLA系统不兼容。另外，不需要大量静电偏转板及/或电压连接线的当前MDA方法无法充分消除三阶像差。因此，将期望提供一种解决上文识别的先前方法的一或多个缺点的系统及方法。
发明内容
根据本公开的一或多个实施例，公开一种系统。在一个实施例中，所述系统包含电子源。在另一实施例中，所述系统包含微透镜阵列(MLA)，所述微透镜阵列经配置以从所述电子源接收一或多个初级电子束，所述微透镜阵列包含微偏转阵列(MDA)。所述微偏转阵列可包含多个六极静电偏转器，所述多个六极静电偏转器经配置以将所述一或多个初级电子束分裂成多个初级电子子束。在另一实施例中，所述系统包含投影光学件，所述投影光学件经配置以接收所述多个初级电子子束且将所述多个初级电子子束聚焦到样本的表面上。
根据本公开的一或多个实施例，公开一种微偏转阵列。在一个实施例中，所述微偏转阵列包含绝缘体衬底。在另一实施例中，所述微偏转阵列包含经安置于所述绝缘体衬底上的多个六极静电偏转器，其中所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器包括六个偏转板。在另一实施例中，所述微偏转阵列包含经安置于所述绝缘体衬底上的多个电压连接线，所述多个电压连接线经配置以经由多个连接引脚将所述多个六极静电偏转器电耦合到一或多个电压源，其中所述一或多个电压源经配置以将一或多个聚焦电压施加到所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器。
根据本公开的一或多个实施例，公开一种六极静电偏转器。在一个实施例中，所述六极静电偏转器包含六个偏转板，所述六个偏转板围绕半径R布置，所述六个偏转板包括第一偏转板、第二偏转板、第三偏转板、第四偏转板、第五偏转板及第六偏转板。在另一实施例中，对所述第一偏转板、所述第三偏转板及所述第五偏转板施加第一聚焦电压，且其中对所述第二偏转板、所述第四偏转板及所述第六偏转板施加第二聚焦电压。
应理解，前文概述及下文详细描述两者仅仅是示范性及解释性的且未必限制如主张的本发明。被并入到本说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且连同概述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
参考附图，所属领域的技术人员可更好地理解本公开的众多优点，在附图中：
图1A说明四极静电偏转器的偏转分布场；
图1B说明八极静电偏转器的偏转分布场；
图1C说明十二极静电偏转器的偏转分布场；
图2说明八极静电偏转器；
图3说明根据本公开的一或多个实施例的多电子束设备；
图4说明根据本公开的一或多个实施例的微透镜阵列(MLA)的截面视图；
图5说明根据本公开的一或多个实施例的包含微透镜的微透镜阵列(MLA)的简化视图；
图6说明描绘根据本公开的一或多个实施例的初级电子子束的电子点的图；
图7说明根据本公开的一或多个实施例的双极性六极静电偏转器；
图8说明根据本公开的一或多个实施例的六极静电偏转器的偏转分布场；
图9说明根据本公开的一或多个实施例的单极性六极静电偏转器；
图10A描绘说明根据本公开的一或多个实施例的单极性六极静电偏转器的等势线的图形；
图10B描绘说明根据本公开的一或多个实施例的单极性八极静电偏转器的等势线的图形；
图11说明根据本公开的一或多个实施例的包含单极性六极静电偏转器的微偏转阵列(MDA)；
图12A说明根据本公开的一或多个实施例的图11中所说明的微偏转阵列(MDA)的单极性静电偏转器；
图12B说明根据本公开的一或多个实施例的图12A中所说明的单极性静电偏转器的绝缘体衬底；
图13说明根据本公开的一或多个实施例的具有绝缘体衬底的微偏转阵列(MDA)，所述绝缘体衬底用于保持MDA且对MDA供电；
图14说明根据本公开的一或多个实施例的光学特性化系统的简化示意图；及
图15说明根据本公开的一或多个实施例的使用多透镜阵列进行检验的方法的流程图。
具体实施方式
已关于特定实施例及其特定特征特定地展示及描述本公开。本文中所陈述的实施例被视为说明性而非限制性的。对于所属领域的一般技术人员来说应容易显而易见的是，在不脱离本公开的精神及范围的情况下，可对形式及细节进行各种改变及修改。
现将详细参考附图中所说明的所公开标的物。
大体上参考图1到15，根据本公开的一或多个实施例，公开多电子束系统。
本公开的实施例涉及一种待用于多电子束设备中的双极性六极静电偏转器。本公开的额外实施例涉及一种待用于多电子束设备中的单极性六极静电偏转器。本公开的进一步实施例涉及一种由单极性六极静电偏转器组成的微偏转阵列(MDA)。
如本文中先前所述，电子束检验系统通常利用包括数百个微透镜的微透镜阵列(MLA)以便将初级电子束分裂成多个初级电子子束。每一电子子束的尺寸是大约几十微米，且所述子束通常分开达大约几十微米的间隔距离。为了建置使用独立初级电子子束的微扫描系统，必须将微偏转阵列(MDA)集成到MLA中。集成微制造MDA通常需要使用静电偏转。为了实现足够静电偏转性能，必须消除三阶偏转像差。
利用静电偏转的当前微偏转阵列(MDA)系统已采取各种形式，包含四极静电偏转器、八极静电偏转器及十二极静电偏转器。这些可参考图1A到1C进一步理解。
图1A说明四极静电偏转器102的偏转分布场100a。图1B说明八极静电偏转器104的偏转分布场100b。图1C说明十二极静电偏转器106的偏转分布场100c。
如图1A到1C中所说明，四极静电偏转器102、八极静电偏转器104及十二极静电偏转器106已用于现存单电子束光学系统中。静电偏转器通过双极性扫描信号(例如，针对四极静电偏转器102及十二极静电偏转器106的±1V，且针对八极静电偏转器104的±1V/±0.707V)使电子束在y方向上偏转。
比较偏转分布场100a、100b、100c，可见由四极静电偏转器102所产生的偏转分布场100a不如分别由八极静电偏转器104及十二极静电偏转器106所产生的偏转分布场100b、100c均质。另外，已发现四极静电偏转器102未充分消除三阶偏转像差。此不良偏转性能使四极静电偏转器102不适于许多多电子束检验系统。
相比之下，八极静电偏转器104及十二极静电偏转器106可展现更好偏转性能，这是因为其可消除三阶偏转像差。然而，八极静电偏转器104及十二极静电偏转器106的实用性可能受限，这是因为其各自需要多个电压源(例如，多个电压连接线)及大量偏转板。针对单个电子子束，八极静电偏转器104需要四个单独电压源(例如，多个电压连接线)及八个偏转板，而十二极静电偏转器106需要两个单独电压源及十二个偏转板。
由于八极静电偏转器104需要单独电压连接线来用于单个电子子束，因此八极静电偏转器104可能不适于使用数百到数千个初级电子子束的多电子束检验系统。在这些系统中，与八极静电偏转器104的电源及电压连接线相关联的成本过分高。此外，四个电压连接线中的每一者的物理占用面积通常太大而无法形成增加处理量所要的额外初级电子子束。相反地，十二极静电偏转器106的实用性可能受限于空间约束。将十二极静电偏转器106的十二个偏转板制造成尺寸为大约几十微米的偏转器本身是困难且复杂的过程。此外，将十二个偏转板有效地集成到具有数百到数千个子束的多电子束系统中可能在几何上及空间上受抑制。
因而，可发现四极静电偏转器102、八极静电偏转器104及十二极静电偏转器106中的每一者展现相应缺点，所述缺点可能使每一者不适于特定多电子束检验系统。因此，本公开的实施例涉及可解决这些先前方法的一或多个缺点的静电偏转器。更特定来说，本公开的一些实施例涉及使用六极静电偏转器。
为了比较本公开的实施例的所附优点，八极静电偏转器104的数学分析可被证明是说明性的。
图2说明八极静电偏转器104。本文中应注意，八极静电偏转器104可对应于图1B中所说明的八极静电偏转器104。如先前所述，八极静电偏转器104需要四个单独电压源(例如，±1V及±0.707V)及八个偏转板(例如，第一偏转板108a、第二偏转板108b、第三偏转板108c、第四偏转板108d、第五偏转板108e、第六偏转板108f、第七偏转板108g及第八偏转板108h)。
如图2中可见，双极性偏转信号±Vy及±aVy可用于y方向扫描。参数“a”用来控制偏转电势分布以便消除三阶偏转场及/或消除三阶偏转像差。值“R”定义八极静电偏转器104的内半径，且“δ”是偏转板108a到108h之间的间隙角。继续参考图2，令φ(r，θ)为r≤R及-π≤θ≤π中的静电电势分布。将φ(r，θ)展开为傅里叶级数得出方程式1：
Figure GDA0003011191100000051
本文中应注意，方程式1是拉普拉斯方程式的解，其定义八极静电偏转器104的偏转区域内的静电电势分布。本文中进一步应注意，方程式1中的A0、Ak及Bk由边界条件φ(R，θ)所定义且由方程式2、方程式3及方程式4所描述的傅里叶系数：
Figure GDA0003011191100000052
Figure GDA0003011191100000053
Figure GDA0003011191100000054
由经施加的偏转信号±Vy及±aVy所产生的关于(r，θ)的反对称电势分布可由方程式5及方程式6来描述：
φ(r，θ)＝-φ(r，-θ) (5)
φ(r，θ)＝-φ(-r，θ) (6)
方程式5中关于θ的奇数函数致使Ak(k＝0,1,2,3,…)全部等于零。相反地，方程式6的关于r(r<R)上的奇数函数允许方程式1中的极坐标r仅以奇数级幂出现。因此，可简化方程式1以产生方程式7：
Figure GDA0003011191100000055
针对单电子束偏转，电子束尺寸及偏转视场可能远小于偏转器尺寸(例如，r<<R)，使得方程式7(占用三阶项)足够准确地描述偏转电势分布。截断方程式7直到三阶项可由方程式8来说明：
Figure GDA0003011191100000061
将方程式8转换成笛卡尔坐标系产生方程式9：
φ(x，y)＝B1y+B3(3yx2-y3) (9)
针对八极静电偏转器104，如果将图2中所描绘的参数“a”(例如，±aVy)设置为等于1/√2＝0.707，那么可证明方程式9中的三阶傅里叶系数B3是零，如图1B中所描绘。就此来说，如图1B中所描绘，将参数“a”设置为等于0.707允许八极静电偏转器104消除三阶偏转像差。因而，图1B中的偏转分布场100b的中心区域看似相当均匀。江欣荣(Xinrong Jiang)及那兆丰(Zhao-feng Na)的1986年10月13日发布的“多极静电偏转器的现场解决方案(TheField Solutions for Multipole Electrostatic Deflectors)”中进一步详细地描述此关系，其全部内容以引用的方式并入。
类似地，关于十二极静电偏转器106(例如，图1C)，如果窄板角是16度、宽板角等于46度且板之间的间隙角δ是4度(例如，δ＝4°)，那么可证明方程式9中的三阶傅里叶系数B3是零。因此，十二极静电偏转器106还能够消除三阶偏转像差。在2011年2月16日申请的标题为“用于改进聚焦电子束仪器的处理量的多极静电偏转器(MULTIPOLE-POLEELECTROSTATIC DEFLECTOR FOR IMPROVING THROUGHPUT OF FOCUSED ELECTRON BEAMINSTRUMENTS)”、指定江欣荣(Xinrong Jiang)为发明人的第8,536,538B2号美国专利中进一步详细地描述此关系。此参考文献的全部内容以引用的方式并入本文中。
相反地，可发现针对图1A中所说明的四极静电偏转器102，方程式9中的三阶傅里叶系数B3不为零。这归因于不存在可用来控制边界条件的参数(例如，经施加的电压、板角或类似者)的事实。因此，如本文中先前所描述，四极静电偏转器102产生非零三阶偏转场，且无法消除三阶偏转像差。因而，四极静电偏转器102不适于许多多电子束检验系统。
图3说明根据本公开的一或多个实施例的多电子束设备300。多电子束设备300可包含(但不限于)电子源302、电子枪透镜304、孔隙306、微透镜阵列308(例如，MLA 308)、微偏转阵列310(例如，MDA 310)、转移透镜314及物镜316。
在一个实施例中，电子源302经配置以发射初级电子束301。电子源302可包含所属领域中已知的任何类型的电子枪或电子发射器，包含(但不限于)热场发射(TFE)源。在另一实施例中，枪透镜304可经配置以加速及/或聚焦初级电子束301以便形成初级电子束303。枪透镜304可进一步经配置以将初级电子束303引导到孔隙306。
在另一实施例中，初级电子束303经引导穿过孔隙306到微透镜阵列308(例如，MLA308)。如本文中先前所述，MLA 308可包含集成式微偏转阵列310(例如，MDA 310)。在一个实施例中，MDA 310可包含数百个微静电偏转器。MLA 308及MDA 310可经配置以将初级电子束303接收到多个初级电子子束305中。例如，MLA 308及/或MDA 310可经配置以接收初级电子束303且将初级电子束303分裂成几百个初级电子子束305。在另一实施例中，MLA 308/MDA310经配置以将初级电子子束305聚焦于交叉平面312处。就此来说，交叉平面312可被视为MLA 308/MDA 310的图像平面。此外，从电子源302到交叉平面的光学组件(例如，电子源302、电子枪透镜304、孔隙306、MLA 308、MDA 310及类似者)可被视为“照明光学件”。
在另一实施例中，初级电子子束305经引导到“投影光学件”。多电子束设备300的投影光学件可包含(但不限于)转移透镜314及物镜316。除用作MLA 308/MDA 310的图像平面以外，本文中应注意，交叉平面312还可被视为投影光学件(例如，转移透镜314及物镜316)的对象平面。因此，初级电子子束305由转移透镜314引导到物镜316。在另一实施例中，物镜316经配置以将初级电子子束305聚焦及引导到晶片平面318。就此来说，晶片平面318可被视为投影光学件(例如，转移透镜314、物镜316及类似者)的图像平面。投影光学件可经配置以按定义光学缩倍将初级电子子束305投影到晶片平面318。在一个实施例中，晶片平面318可对应于样本的表面，使得投影光学件经配置以将初级电子子束305引导及聚焦到样本的表面。
在另一实施例中，MLA 308/MDA 310可经配置以同时且独立地使初级电子子束305中的每一者在晶片平面318处进行扫描。晶片平面318处的初级电子子束305可用于所属领域中已知的任何特性化过程，包含(但不限于)检验、重检、基于图像的计量及类似者。
图4说明根据本公开的一或多个实施例的微透镜阵列308(例如，MLA 308)的截面视图。MLA 308可包含若干层，包含(但不限于)施加有聚焦电压V1的第一电极402、施加有聚焦电压Vf的聚焦电极404、施加有聚焦电压V2的第二电极406、第一绝缘层408a及第二绝缘层408b。
在一个实施例中，MLA 308可包含基于静电单透镜的MLA。例如，MLA 308的聚焦电极404可包含数百个静电单透镜。MLA 308的各个层的厚度可变化。例如，MLA 308的层(例如，第一电极402、聚焦电极404、第二电极406及绝缘层408a、408b)的厚度可为大约数十微米。
图5说明根据本公开的一或多个实施例的包含微透镜502的微透镜阵列308(例如，MLA 308)的简化视图。
在一个实施例中，MLA 308可包括数个聚焦微透镜502(例如，微静电偏转器502)。微静电偏转器502可包含所属领域已知的任何微透镜，包含(但不限于)微单透镜。在另一实施例中，可对微静电偏转器502中的每一者施加聚焦电压Vfij。在另一实施例中，每一微静电偏转器502包含具有中心505及直径(d)507的孔503。就此来说，每一孔503可为基本上圆形形状。然而，除非本文中另有所述，否则此不应被视为限制本公开的范围。在另一实施例中，微静电偏转器502以间隔距离(s)509隔开，其中间隔距离(s)509是在每一微静电偏转器502的孔503的中心505之间测量。
在另一实施例中，微静电偏转器502中的每一者之间的孔径(d)507及间隔距离(s)509可为大约几十微米。在一个实施例中，贯穿MLA 308，微静电偏转器502的孔径507及间隔直径(s)509是均匀的。然而，除非本文中另有所述，否则此不应被视为限制本公开。类似地，参考图4，本文中应注意，第一电极402、聚焦电极404及第二电极406的孔径507可为均匀的或不同的。在一个实施例中，孔隙306的孔径507小于第一电极402、聚焦电极404及第二电极406的最小孔径507。
在一个实施例中，可彼此独立地控制施加到微静电偏转器502中的每一者的电压(例如，经施加的电压Vfij)。在一个实施例中，经施加的电压Vfij可经配置以针对每一微静电偏转器502是相等的。在额外及/或替代实施例中，一或多个经施加的电压Vfij可在微静电偏转器502当中是不同的。例如，一或多个经施加的电压Vfij可彼此不同，使得Vfij≠Vfi+1j，Vfij≠Vfij+1，Vfij≠Vfi+1j+1及类似者。
微静电偏转器502可以所属领域已知的任何方式布置以便构成MLA 308。例如，如图5中所展示，微静电偏转器502可布置成六边形配置。本文中应注意，六边形配置可包括最接近于实现旋转对称性的配置，且可提供数个光学优点。在具有六边形配置的实施例中，MLA 308可包含微静电偏转器502的中心列511。本文中应注意，六边形配置MLA 308的中心列511可用来定义MLA 308中的微静电偏转器502的数目。此关系可参考图6进一步理解。
图6说明描绘根据本公开的一或多个实施例的初级电子子束的电子点602ij的图600。本文中应注意，具有六边形配置的MLA 308可在交叉平面312(例如，MLA 308的图像平面)中产生六边形配置的电子点602ij。
在一个实施例中，可由MLA 308同时且独立地控制初级电子子束305中的每一者。因此，可出于识别目的而标记指示电子子束305的电子点602ij中的每一者。如图6中所展示，可使用有序对(i,j)识别电子点602ij，其中i表示远离y轴601的列数，且j表示远离x轴603的行数。因此，i及j可由方程式10、方程式11及方程式12定义：
Figure GDA0003011191100000091
Figure GDA0003011191100000092
Figure GDA0003011191100000093
其中当i是奇数时方程式11定义j，当i是偶数时方程式12定义j，且Mc表示沿y轴601(例如，沿中心列511)的电子点602ij的数目。
在另一实施例中，可通过方程式13计算由MBtot所指示的初级电子子束305(或电子点602ij)的总数：
Figure GDA0003011191100000094
例如，参考图6，沿图600的中心列511存在21个初级电子子束305(例如，沿x轴603是j＝0)。此可被表示为Mc＝21。通过在方程式13中代入Mc＝21，可确定在六边形布置图600中总共存在331个电子点602ij(例如，初级电子子束305)。因此，针对图600，MBtot＝331。
方程式10到13还可应用于图5中所说明的MLA 308。例如，如图5中所展示，在MLA308的中心列511中存在5个微透镜502(例如，Mc＝5)。通过在方程式13中代入Mc＝5，可确定在MLA 308中总共存在19个微透镜502(例如，MBtot＝19)。
如本文中先前所述，为了单独地及/或独立地使数百个初级电子子束305进行扫描，必须将微偏转阵列(例如，MDA 310)集成到MLA 308中，如图3中所描绘。在一个实施例中，MDA 310包括数百个微扫描偏转器。在优选实施例中，MDA 310的微扫描偏转器尽可能简单且需要最少数目个电压源/电压连接线及最少数目个偏转板。所要电压连接线及/或偏转板的低数目简化MDA 310到MLA 308中的集成，减轻空间约束，且降低MDA 310的操作成本。然而，期望MDA 310的微扫描偏转器展现足够静电偏转性能，这是因为其充分消除三阶偏转场以便消除三阶偏转像差。
图7说明根据本公开的一或多个实施例的双极性六极静电偏转器702。六极静电偏转器702可包含第一偏转板704a、第二偏转板704b、第三偏转板704c、第四偏转板704d、第五偏转板704e及第六偏转板704f。本文中预期双极性六极静电偏转器702可在多电子束设备300的MLA 308内实施。然而，进一步应认识到，六极静电偏转器702不限于多电子束设备300。
在一个实施例中，双极性六极静电偏转器702包含具有±1V量值的双极性扫描信号。利用双极性扫描信号，双极性六极静电偏转器702仅需要两个电压源及两个电压连接线(例如，一个电压连接线用于+1V及一个电压连接线用于-1V)。如与需要四个电压连接线的图1B中所说明的八极静电偏转器104相比较，双极性六极静电偏转器702需要一半量的电压源及电压连接线。与八极静电偏转器104相比，较少数目个电压源及电压连接线便允许双极性六极静电偏转器702提供众多空间及成本优点。此外，双极性六极静电偏转器702具有图1C中所说明的十二极静电偏转器106的一半的偏转板(如与12个偏转板相比较的6个偏转板)，从而显著减轻空间约束及集成问题。
已发现，恰当地选择双极性六极静电偏转器702的板角β及间隙角δ可消除三阶偏转场及因此三阶偏转像差。双极性六极静电偏转器702的数学分析可被证明是说明性的。
利用双极性六极静电偏转器702的双极性电压配置，方程式5及方程式6中所说明的反对称关系成立。因此，由方程式7给出六极静电偏转器702的静电电势分布
Figure GDA0003011191100000101
其中傅里叶系数Bk(k＝1,3,5,…)由方程式4定义。傅里叶系数Bk可利用静电电势分布φ(r，θ)来计算，且可由方程式14定义：
Figure GDA0003011191100000102
接着可展开方程式14以产生方程式15：
Figure GDA0003011191100000103
其中k＝1，3，5，…及类似者。
本文中应注意，如果选择板角β及间隙角δ，使得满足方程式16，那么三阶傅里叶系数B3等于零：
β+δ＝20° (16)
方程式16可被称为双极性六极静电偏转器702的均匀场条件(UFC)。类似于前文，本文中应注意，双极性六极静电偏转器702不展现傅里叶系数B2及B4。此外，针对双极性六极静电偏转器702，傅里叶系数B3是零。因此，针对双极性六极静电偏转器702的关于(r，θ)的偏转电势分布(其中r<R)可被简化且由方程式17及方程式18定义：
φ(r，θ)＝B1r sinθ (17)
φ(x，y)＝B1y (18)
其中方程式17定义双极性六极静电偏转器702在极坐标中的偏转电势分布，且方程式18定义双极性六极静电偏转器702在笛卡尔坐标中的偏转电势分布。
因此，双极性六极静电偏转器702在y方向Ey上的偏转电强度由方程式19定义：
Figure GDA0003011191100000111
江欣荣(Xinrong Jiang)在2018年5月11日发布的“T1微型单透镜内置的MSA、MFA及MDA的评估(Evaluations of MSA,MFA and MDA built-in T1 Micro Einzel Lenses)”中描述双极性六极静电偏转器702的更详细数学分析，其全部内容以引用的方式并入本文中。
图8说明根据本公开的一或多个实施例的双极性六极静电偏转器702的偏转分布场805。
如图8中可见，在满足方程式16中针对板角β及间隙角δ所定义的均匀场条件(UFC)时，双极性六极静电偏转器702呈现相当宽的均匀偏转分布场805。通过将双极性电压±1V施加到偏转板704a到704f，双极性六极静电偏转器702产生基本上均质的偏转分布场805。比较偏转分布场805与偏转分布场100a、100b、100c，可明白，双极性六极静电偏转器702展现与四极静电偏转器102、八极静电偏转器104及十二极静电偏转器106的静电偏转性能一样好(如果非更好)的静电偏转性能。
此外，双极性六极静电偏转器702可提供优于各种其它偏转器的优点，其中双极性六极静电偏转器702仅需要两个电压源及两个电压连接线(如与八极静电偏转器104所要的四个电压连接线相比较)，且仅需要六个偏转板(如与八极静电偏转器104的八个偏转板及十二极静电偏转器106的十二个偏转板相比较)。本文中应注意，双极性六极静电偏转器702的高静电偏转性能及简单性可允许高光学性能及容易有效地集成到微扫描系统(例如，多电子束设备300)中。
图9说明根据本公开的一或多个实施例的单极性六极静电偏转器902。六极静电偏转器902可包含第一偏转板904a、第二偏转板904b、第三偏转板904c、第四偏转板904d、第五偏转板904e及第六偏转板904f。本文中预期，单极性六极静电偏转器902可在多电子束设备300的MDA 308内实施。然而，进一步应认识到，单极性六极静电偏转器902不限于多电子束设备300。本文中进一步应注意，除非本文另有所述，否则与双极性六极静电偏转器702相关联的描述可被视为适用于单极性六极静电偏转器902。
在一个实施例中，单极性六极静电偏转器902是具有单个偏转电压(V)的单极性六极静电偏转器。如果与需要两个电压源/电压连接线(例如，±1V)的双极性六极静电偏转器702相比较，单极性六极静电偏转器902仅需要一个电压连接线。本文中可明白，单极性六极静电偏转器902所要的较少电压连接线可提供数个操作成本及空间优点。例如，因为其仅需要一个电压连接线，所以可在MDA 310中集成更高密度的微单极性六极静电偏转器902，由此使多电子束设备300能够独立地且同时使数百到高达数千个子束进行扫描。
本文中应注意，针对单极性六极静电偏转器902，方程式5及方程式6中所说明的反对称条件可能不完全成立。因而，傅里叶系数Ak可能不等于零(例如，Ak≠0)，且单极性六极静电偏转器902的电势静电分布可完全由如下所重复的方程式1来描述：
Figure GDA0003011191100000121
对傅里叶系数A0求解，A0可由方程式20来描述：
Figure GDA0003011191100000122
类似地，傅里叶系数Ak可由方程式21及方程式22来描述：
Figure GDA0003011191100000123
Figure GDA0003011191100000124
其中方程式21定义当k＝1,3,5,…时的Ak，且方程式22定义当k＝2,4,6,…时的Ak。
可发现傅里叶系数Bk由方程式23及方程式24来描述：
Figure GDA0003011191100000125
Figure GDA0003011191100000126
其中方程式23定义当k＝2,4,6,…时的Bk，且方程式24定义当k＝1,3,5,…时的Bk。
另外，对于单极性六极静电偏转器902，可发现当方程式16中满足均匀场条件(UFC)时，傅里叶常数B3＝0(例如，当β+δ＝20°时B3＝0)。通过选择β及δ来满足如由方程式16所定义的UFC，且通过从方程式1删除五阶项及后续阶项，可由方程式25及方程式26定义单极性六极静电偏转器902的静电电势分布：
φ(r，θ)＝A0+B1r sinθ+r2A2cos 2θ＝A0+B1r sinθ+A2(r2cos2θ-r2sin2θ) (25)
φ(x，y)＝A0+B1y+A2(x2-y2) (26)
可针对单极性六极静电偏转器902计算如方程式25及方程式26中所表达的傅里叶系数A0、B1及A2且在表1中进行表达：
表1：单极性六极静电偏转器902的傅里叶系数
Figure GDA0003011191100000131
如方程式25及方程式26及表1中可见，存在针对单极性六极静电偏转器902的静电电势分布的二阶项(例如，A2项)。本文中进一步应注意，二阶项(例如，A2项)远小于零阶项(例如，A0项)及一阶项(例如，B1项)。此外，归因于间隙角δ与sinδ成正比，本文中应注意，如果单极性六极静电偏转器902的间隙角δ被设计为相对较小(例如，δ≤2°)，那么二阶项是可忽略的。
江欣荣(Xinrong Jiang)在2018年8月25日发布的“单极性六极静电偏转器的研究(Study of a single-polarity hexapole electrostatic deflector)”中描述单极性六极静电偏转器902的更详细数学分析，其全部内容以引用的方式并入。
本文中应注意，单极性六极静电偏转器902的数学分析的部分可应用于其它单极性静电偏转器。例如，图2中所说明的八极静电偏转器104可作为仅具有经施加的偏转信号Vy及aVy(其中
Figure GDA0003011191100000132
)的单极性八极静电偏转器104来操作。例如，单极性八极静电偏转器104可包含具有经施加的偏转信号Vy的第一偏转板108a，具有经施加的电压aVy的第二偏转板108b及第八偏转板108h，以及具有经施加的电压零的第三偏转板108c、第四偏转板108d、第五偏转板108e、第六偏转板108f及第七偏转板108g。
在此实例中，可类似于单极性六极静电偏转器902的静电电势分布计算单极性八极静电偏转器104的静电电势分布。就此来说，单极性八极静电偏转器104的静电电势分布可由方程式25及方程式26来描述。类似地，可针对单极性八极静电偏转器104计算如方程式25及方程式26中所表达的傅里叶系数A0、B1及A2且在表2中进行表达：
表2：单极性八极静电偏转器104的傅里叶系数
Figure GDA0003011191100000141
本文中应注意，本公开的单极性六极静电偏转器902提供优于单极性八极静电偏转器104的数个优点。例如，比较表1与表2，其中单极性六极静电偏转器902具有可忽略的二阶项(例如，A2项)，单极性八极静电偏转器104具有不可忽略的二阶项。非零阶二阶项(例如，A2项)致使单极性八极静电偏转器104展现横向偏转场，从而使静电偏转性能对多电子束系统(例如，多电子束设备300)是不足的。单极性六极静电偏转器902与单极性八极静电偏转器104的比较可参考图10A及10B进一步理解。
图10A描绘说明根据本公开的一或多个实施例的单极性六极静电偏转器902的等势线的图形1002。图10B描绘说明根据本公开的一或多个实施例的单极性八极静电偏转器104的等势线的图形1004。出于图10A到10B中所描绘的图形1002、1004的目的，偏转器的半径可被假定为等于一个单位(例如，R＝1)。
通过比较图形1002与图形1004，可明白，单极性六极静电偏转器902比八极静电偏转器104展现基本上更均匀的偏转分布场。此至少针对为偏转器半径R的一半的区域是成立的。除本文中所描述的其它原因以外，单极性八极静电偏转器104的非均匀偏转分布场使其与多电子束系统(例如，多电子束设备300)的使用不兼容。此外，归因于单极性十二极静电偏转器106展现类似于单极性八极静电偏转器104的偏转分布场的偏转分布场(图形1004)，因此单极性十二极静电偏转器106同样与多电子束系统(例如，多电子束设备300)的使用不兼容。
图11说明根据本公开的一或多个实施例的包含单极性六极静电偏转器902ij的微偏转阵列(MDA 1102)。
本文中应注意，图11中所说明的MDA 1102可集成到如图3中所说明的MLA 308中。例如，图3中所说明的MDA 310可包括图11中所说明的MDA 1102。然而，本文中进一步应注意，图3中的多电子束设备300的MDA 310可不限于图11中的MDA 1102的配置，其中在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可使用额外及/或替代配置。
在一个实施例中，MDA 1102包含多个单极性六极静电偏转器902ij。下标i及j可用来表示相应单极性六极静电偏转器902ij的布置及位置，如本文中先前关于图5到6所描述。因此，位置(i,j)处的单极性六极静电偏转器902可被称为单极性六极静电偏转器902ij。
图11中所说明的MDA 1102可使用所属领域中已知的任何半导体工艺集成及微制造到图3中所说明的MLA 308中。在一个实施例中，将MDA 1102制造到绝缘体衬底上以促进电压连接线的布置及偏转板904a到904f的固定。此可参考图12A到12B进一步理解。
在额外及/或替代实施例中，图11中所说明的MDA 1102可被并入及/或集成到第一电极402及/或第二电极406中，如图4中所说明。在此实施例中，本文中可预期，可对应地调整方程式27中的Vfij项，其中分别地，将MLA 308并入到第一电极402中得出方程式28且将MDA 1102并入到第二电极406中得出方程式29：
Vdij＝V1ij+ΔVdij (28)
Vdij＝V2ij+ΔVdij (29)
如本文中先前所述，MDA 1102的单极性静电偏转器902ij可用于使初级电子子束305在y方向上进行扫描。本文中预期，将MDA 1102旋转90°可导致MDA 1102，所述MDA 1102经配置以使初级电子子束305在x方向上进行扫描。在一个实施例中，可将y方向扫描MDAy1102及x方向扫描MDAx 1102集成到图4中所说明的电极(例如，第一电极402、聚焦电极404、第二电极406)的至少两者中。在此实施例中，完整MLAxy 308可经配置以在视场内个别地且同时地使初级电子子束305在x方向及y方向两者上进行扫描。
图12A说明根据本公开的一或多个实施例的图11中所说明的微偏转阵列(MDA1102)的单极性静电偏转器902ij。在一个实施例中，单极性六极静电偏转器902ij包含具有孔尺寸d(例如，孔径d)的孔903ij。每一孔903ij可为圆形或基本上圆形形状。例如，每一孔903ij可为具有中心905ij及直径d 907的圆形。
在一个实施例中，单极性六极静电偏转器902ij的偏转信号Vdij可由方程式27来描述：
Vdij＝Vfij+ΔVdij (27)
其中ΔVdij是偏转信号电压，Vfij是位置(i,j)处的单极性六极静电偏转器902ij(例如，位置(i,j)处的单透镜)的聚焦电压，且ΔVdij是位置(i,j)处的单极性六极静电偏转器902ij(例如，位置(i,j)处的单透镜)的扫描电压。
图12B说明根据本公开的一或多个实施例的单极性六极静电偏转器902ij的绝缘体衬底1202。绝缘体衬底1202可包含(但不限于)包含一或多个连接引脚1204及一或多个电压连接线1206。
本文中预期，可将单极性六极静电偏转器902ij植入绝缘体衬底1202上以便将MDA1102集成到MLA 308中。如先前所述，可将MDA 1102的单极性六极静电偏转器902ij集成及微制造到MLA 308中以便促进电压连接线1206的布置及偏转板904a到904f的固定。
在一个实施例中，经施加的聚焦电压可为相等的，使得Vfij＝Vf。例如，参考图12A中的单极性六极静电偏转器902ij，第二偏转板904b、第四偏转板904d及第六偏转板904f可展现相同经施加的聚焦电压Vf。在额外及/或替代实施例中，具有相同经施加的聚焦电压的偏转板904中的每一者可被制造为单板电极。例如，继续同一实例，第二偏转板904b、第四偏转板904d及第六偏转板904f可被制造为单板电极。
在其中多个偏转板904被制造为单板电极的实施例中，可最小化绝缘体衬底1202中所要的连接引脚1204的数目。例如，在其中第二偏转板904b、第四偏转板904d及第六偏转板904f被制造为单板电极的实施例中，单板电极可经耦合到单个连接引脚1204，其中剩余三个偏转板904可各自耦合到单独连接引脚1204。例如，如果第二偏转板904b、第四偏转板904d及第六偏转板904f被制造为单板电极，那么单板电极可经耦合到单个连接引脚1204d，第一偏转板904a可经耦合到连接引脚1204a，第三偏转板904c可经耦合到连接引脚1204b，且第五偏转板904e可经耦合到连接引脚1204c。
图13说明根据本公开的一或多个实施例的具有绝缘体衬底1202的微偏转阵列(MDA 1102)，所述绝缘体衬底1202用于保持MDA 1102且对MDA 1102供电。如图11中所展示，MDA 1102可包含安置于绝缘体衬底1202上的多个单极性六极静电偏转器902ij。
在一个实施例中，MDA 1102包含安置于绝缘体衬底1202上的一或多个电压连接线1206a、1206b、1206c、1206n。在另一实施例中，一或多个电压连接线1206可经配置以将一或多个单极性六极静电偏转器902电耦合到一或多个电压源。如本文中先前所述，单极性六极静电偏转器902可提供优于其它静电偏转器的几何/空间优点，其中单极性六极静电偏转器902可仅需要单个电压连接线1206。例如，在具有MBtot数目个单极性六极静电偏转器902(如方程式13中所定义)的MDA 1102中，MDA 1102可包含MBtot数目个电压连接线1206。
在一个实施例中，每一单极性六极静电偏转器902ij可包含具有孔尺寸d(例如，孔径d)的孔903ij。每一孔903ij可为圆形或基本上圆形形状。例如，每一孔903ij可为具有中心905ij及直径d的圆形。在另一实施例中，单极性六极静电偏转器902ij经布置使得每一孔903ij的中心905ij分开达间隔距离(s)909，其中间隔距离909被定义为相邻孔903ij的中心905ij之间的距离。在另一实施例中，单极性六极静电偏转器902ij经布置使得孔903ij的边缘分开达边缘间孔距离p。本文中应注意，单极性六极静电偏转器902的布置及配置可在每一单极性六极静电偏转器902的孔903ij之间产生通道1201a、1201b、1201n，其中通道1201由宽度p定义。在一个实施例中，MDA 1102的电压连接线1206经布置于通道1201内以免降低单极性六极静电偏转器902ij的光学性能。
如本文中先前所述，减少电压连接线1206的数目可能是期望的，其中减少电压连接线1206可减轻MDA 1102的空间约束。就此来说，减少电压连接线1206的数目可允许MDA1102内的增加偏转器密度。此外，增加偏转器密度(例如，单极性六极静电偏转器902ij密度及类似者)可提供增加的光学性能且允许光学系统(例如，多电子束设备300)以利用数百到高达数千个初级电子子束305。
实例可被证明是说明性的。在此实例中，将参考图13中所说明的六边形配置。假定每一孔903ij具有50μm的孔尺寸(例如，d＝50μm)，每一孔903ij之间的间隔是80μm(例如，s＝80μm)，且边缘间孔距离是19μm(例如，p＝19μm)。电压连接线1206可经布置于通道1201内。在此实例中，进一步假定沿MDA 1102的中心列存在21个单极性六极静电偏转器902ij(例如，Mc＝21)，从而根据方程式13给出总共331个单极性六极静电偏转器902ij(例如，MBtot＝331)。在此实例中，为了获得总共331个初级电子子束305(每一单极性六极静电偏转器902ij一个子束)，图3中的枪透镜304与孔隙306之间的初级电子束303的直径将为约2mm。
继续同一实例，最高密度的电压连接线1206将在中心列与相邻列之间的通道1201中。在此实例中，归因于沿MDA 1102的中心行存在21个单极性六极静电偏转器902ij(例如，Mc＝21)，将存在+y方向上“向上”延伸的11个电压连接线1206及-y方向上“向下”延伸的10个电压连接线1206。如先前所述，在此实例中，这些线延伸所在的通道1201是19μm(例如，p＝19μm)。假定每一电压连接线1206的宽度是1μm，此将允许11个电压连接线1206在通道1201内延伸，其中在每一电压连接线1206之间的间隔是0.8μm。
在此实例中，通道1201内的电压连接线1206的紧密间隔说明在制造MLA 308及/或MDA 308、1102时几何约束的重要性。特定来说，此实例中的连接线1206的间隔说明最小化各个别静电偏转器(例如，单极性六极静电偏转器902及类似者)所要的电压连接线1206的数目的重要性。特定来说，最小化每一静电偏转器所要的电压连接线1201的数目可增加MDA1102、308内的静电偏转器的集成密度。例如，表3中可说明各种类型的偏转器的最大偏转器集成数目。
表3：每个MDA的最大偏转器集成数目
偏转器类型 板# 连接线# 最大集成式偏转器/MDA
双极性八极 8 4 19
双极性十二极 12 2 91
双极性六极 6 2 91
单极性六极 6 1 331
具体来说，表3说明可基于各种类型的偏转器所要的电压连接线1201的数目集成到MDA 1102、308中的偏转器的最大数目。出于比较目的，产生表3，假定偏转器具有相同半径R、电压连接线1206的均匀宽度及间隔、及均匀边缘间孔距离p(例如，均匀通道1201宽度)。如表3中可见，利用单极性六极静电偏转器902所制造的MDA 1102可展现最高偏转器密度。此很大程度上归因于每一单极性六极静电偏转器902所要的电压连接线1206的低数目。另外，本文中预期，由利用单极性六极静电偏转器902所产生的MDA 1102提供的经改进的偏转器密度可允许此类MDA 1102提供增加的光学性能且允许光学系统(例如，多电子束设备300)利用数百到高达数千个初级电子子束305。
在本文中预期，具有个别静电偏转器(例如，单极性六极静电偏转器902及类似者)的MDA 1102、308可提供个别初级电子子束305的独立定位及对准。此外，本文中预期，为静电偏转器的每一者调整经施加的电压可提供个别且独立的电子子束305畸变校正及/或电子子束305定位误差校正。
图14说明根据本公开的一或多个实施例的光学特性化系统1400的简化示意图。光学特性化系统1400可包含所属领域中已知的任何特性化系统，包含(但不限于)检验系统、重检系统、基于图像的计量系统及类似者。就此来说，系统1400可经配置以对样本1407执行检验、重检或基于图像的计量。光学特性化系统1400可包含(但不限于)多电子束设备300、安置于样本载台1412上的样本1407、检测器组合件1414及控制器1418，所述控制器1418包含一或多个处理器1420及存储器1422。
在一个实施例中，系统1400的电子束设备300经配置以将初级电子子束305引导到样本1407。多电子束设备300可形成电子光学柱。在另一实施例中，多电子束设备300包含经配置以将初级电子子束305聚焦及/或引导到样本1407的表面的一或多个额外及/或替代电光元件。在另一实施例中，系统1400包含经配置以响应于初级电子子束305而收集从样本1407的表面发出的次级电子1405的一或多个电光元件1410。本文中应注意，多电子束设备300的一或多个电光元件及一或多个电光元件1410可包含经配置以引导、聚焦及/或收集电子的任何电光元件，包含(但不限于)一或多个偏转器、一或多个电光透镜、一或多个聚光透镜(例如，磁性聚光透镜)、一或多个物镜(例如，磁性聚光透镜)及类似者。
样本1407可包含所属领域已知的任何样本，包含(但不限于)晶片、光罩、光掩模及类似者。在一个实施例中，样本1407经安置于载台组合件1412上以促进样本1407的移动。在另一实施例中，载台组合件1412是可致动载台。例如，载台组合件1412可包含(但不限于)适于选择性地沿一或多个线性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)平移样本1407的一或多个平移载台。作为另一实例，载台组合件1412可包含(但不限于)适于选择性地沿旋转方向旋转样本1407的一或多个旋转载台。作为另一实例，载台组合件1412可包含(但不限于)适于选择性地沿线性方向平移样本1407及/或沿旋转方向旋转样本1407的旋转载台及平移载台。本文中应注意，系统1400可以所属领域已知的任何扫描模式操作。
应注意，多电子束设备300及/或系统1400的电光组合件不限于仅仅出于说明性目的而提供的图14中所描绘的电光元件。进一步应注意，系统1400可包含将初级电子子束305引导/聚焦到样本1407上且作为响应将经发出的次级电子1405收集及成像到检测器组合件1414上所必需的任何数目及类型的电光元件。
例如，系统1400可包含一或多个电子束扫描元件(未展示)。例如，一或多个电子束扫描元件可包含(但不限于)适于控制初级电子子束305相对于样本1407的表面的位置的一或多个电磁扫描线圈或静电偏转器。此外，可利用一或多个扫描元件以按所选择的图案使初级电子子束305跨样本1407进行扫描。
在另一实施例中，次级电子1405由偏转器317引导到检测器组合件1414的一或多个传感器1416。偏转器317可包含所属领域中已知的用于引导次级电子1405的任何光学元件，包含(但不限于)维恩滤波器(Wien filter)。系统1400的检测器组合件1414可包含所属领域中已知的适于从样本1407的表面检测多个次级电子1405的任何检测器组合件。在一个实施例中，检测器组合件1414包含电子检测器阵列。就此来说，检测器组合件1414可包含电子检测部分的阵列。此外，检测器组合件1414的检测器阵列的每一电子检测部分可经定位以便从与入射初级电子子束305中的一者相关联的样本1407检测电子信号。就此来说，检测器组合件1414的每一通道可对应于多电子束设备300的特定初级电子子束305。检测器组合件1414可包含所属领域已知的任何类型的电子检测器。例如，检测器组合件1414可包含微通道板(MCP)、PIN或p-n结检测器阵列，例如(但不限于)二极管阵列或雪崩光电二极管(APD)。作为另一实例，检测器组合件1414可包含高速闪烁器/PMT检测器。
虽然图14将系统1400说明包含仅包括次级电子检测器组合件的检测器组合件1414，但此不应被视为限制本公开。就此来说，应注意，检测器组合件1414可包含(但不限于)次级电子检测器、反向散射电子检测器及/或初级电子检测器(例如，柱内电子检测器)。在另一实施例中，系统100可包含多个检测器组合件1414。例如，系统100可包含次级电子检测器组合件1414、反向散射电子检测器组合件1414及柱内电子检测器组合件1414。
在另一实施例中，检测器组合件1414通信地耦合到包含一或多个处理器1420及存储器1422的控制器1418。例如，一或多个处理器1420可通信地耦合到存储器1422，其中一或多个处理器1420经配置以执行存储于存储器1422上的程序指令集。在一个实施例中，一或多个处理器1420经配置以分析检测器组合件1414的输出。在一个实施例中，程序指令集经配置以致使一或多个处理器1420分析样本1407的一或多个特性。在另一实施例中，程序指令集经配置以致使一或多个处理器1420修改系统1400的一或多个特性以便维持对样本1407及/或传感器1416的聚焦。例如，一或多个处理器1420可经配置以调整多电子束设备300、物镜1406或一或多个光学元件1402的一或多个特性，以便将来自多电子束设备300的初级电子子束305聚焦到样本1407的表面上。作为另一实例，一或多个处理器1420可经配置以调整物镜706及/或一或多个光学元件1410以便从样本1407的表面收集次级电子1405且将经收集的次级电子1405聚焦于传感器1416上。作为另一实例，一或多个处理器1420可经配置以调整施加到多电子束设备300的一或多个静电偏转器的一或多个聚焦电压以便独立地调整一或多个初级电子子束305的位置或对准。
本文中应注意，系统1400的一或多个组件可以所属领域中已知的任何方式通信地耦合到系统1400的各种其它组件。例如，一或多个处理器1420可经由有线连接(例如，铜线、光纤缆线及类似者)或无线连接(例如，RF耦合、IR耦合、数据网络通信(例如，WiFi、WiMax、蓝牙及类似者))彼此通信地耦合且通信地耦合到其它组件。作为另一实例，一或多个处理器可通信地耦合到多电子束设备300的一或多个组件(例如，电子源302、MLA 308、MDA 310及类似者)、一或多个电压源及类似者。
在一个实施例中，一或多个处理器1420可包含所属领域中已知的任何一或多个处理元件。在此意义上，一或多个处理器1420可包含经配置以执行软件算法及/或指令的任何微处理器型装置。在一个实施例中，一或多个处理器1420可由桌面计算机、主计算机系统、工作站、图像计算机、平行处理器、或经配置以执行经配置以操作系统1400的程序的其它计算机系统(例如，联网计算机)组成，如贯穿本公开所描述。应认识到，贯穿本公开所描述的步骤可由单个计算机系统或替代地多个计算机系统执行。此外，应认识到，贯穿本公开所描述的步骤可在一或多个处理器1420中的任何一或多者上实行。通常，术语“处理器”可广义地被定义为涵盖具有执行来自存储器1422的程序指令的一或多个处理元件的任何装置。此外，系统100的不同子系统(例如，多电子束设备300、MLA 308、MDA 310、检测器组合件1414、控制器1418及类似者)可包含适于实行贯穿本公开所描述的步骤的至少一部分的处理器或逻辑元件。因此，上文描述不应被解释为限制本公开，而仅仅是说明。
存储器1422可包含所属领域中已知的适于存储可由一或多个相关联处理器1420执行的程序指令的任何存储媒体。例如，存储器1422可包含非暂时性存储器媒体。例如，存储器1422可包含(但不限于)只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁性或光学存储装置(例如，磁盘)、磁带、固态驱动及类似者。进一步应注意，存储器1422可与一或多个处理器1420一起容纳于共同控制器壳体中。在替代实施例中，存储器1422可相对于处理器1420、控制器1418及类似者的物理位置远程地定位。在另一实施例中，存储器1422维持用于致使一或多个处理器1420实行贯穿本公开所描述的各个步骤的程序指令。
图15说明根据本公开的一或多个实施例的使用多透镜阵列进行检验的方法1500的流程图。本文中应注意，方法1500的步骤可全部或部分地由系统1400及/或多电子束设备300实施。然而，进一步应认识到，方法1500不限于系统100及/或多电子束设备300，其中额外或替代系统级实施例可实行方法1500的全部或部分步骤。
在步骤1502中，产生初级电子束。例如，电子源302可产生初级电子束303。电子源302可包含所属领域中已知的任何电子源，包含(但不限于)热场发射(TFE)源。
在步骤1504中，将初级电子束引导到包含多个静电偏转器的多透镜阵列(MLA)。例如，枪透镜304可经配置以将初级电子束303引导到孔隙306及微透镜阵列308(例如，MLA308)。MLA 308可包含集成式微偏转阵列310(例如，MDA 310)。在一个实施例中，MDA 310可包含数百个微静电偏转器。所述微静电偏转器可包含所属领域中已知的任何微静电偏转器，包含(但不限于)双极性六极静电偏转器、单极性六极静电偏转器及类似者。
在步骤1506中，利用多透镜阵列产生多个初级电子子束。例如，MLA 308及MDA 310可经配置以接收一或多个初级电子束且将一或多个初级电子束303分裂成多个初级电子子束305。
在步骤1508中，将多个初级电子子束引导到晶片平面。例如，多电子束设备300的投影光学件可经配置以将初级电子子束305引导到晶片平面318。投影光学件可包含(但不限于)转移透镜314及物镜316。
在步骤1510中，通过调整施加到多个静电偏转器的一或多个静电偏转器的一或多个电压来调整一或多个初级电子子束的位置。
所属领域的技术人员将认识到，本文中所描述的组件(例如，操作)、装置、对象及其所附论述为了概念清楚起见而用作实例且预期各种配置修改。因此，如本文中所使用，所陈述的特定实例及所附论述希望表示其更一般类别。通常，使用任何特定实例希望表示其类别，且不包含特定组件(例如，操作)、装置及对象不应被视为限制性。
所属领域的技术人员将明白，存在可通过其实现本文中所描述的过程及/或系统及/或其它技术的各种工具(例如，硬件、软件及/或固件)，且优选工具将随其中部署过程及/或系统及/或其它技术的上下文而变化。例如，如果实施者确定速度及准确性是最重要的，那么实施者可选择主要硬件及/或固件工具；替代地，如果灵活性是最重要的，那么实现者可选择主要软件实施方案；或者，又再次替代地，实施者可选择硬件、软件及/或固件的某个组合。因此，存在可通过其实现本文中所描述的过程及/或装置及/或其它技术的若干可能工具，所述工具中的任一者都不固有地优越于另一者，其中任何待利用工具是取决于其中将部署工具的上下文及其任一者可变化的实施者的特定考虑(例如，速度、灵活性或可预测性)的选择。
呈现先前描述以使所属领域的一般技术人员能够制作及使用如特定应用及其要求的上下文中所提供的发明。如本文中所使用，方向性术语(例如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“上”、“向上”、“下面”、“下”及“向下”)希望出于描述目的而提供相对位置，且并非希望指定绝对参考系。所描述实施例的各种修改对于所属领域的技术人员将是显而易见的，且本文中所定义的一般原理可应用于其它实施例。因此，本发明并非希望限于所展示及所描述的特定实施例，而是符合与本文中所公开的原理及新颖特征一致的最广范围。
关于本文中的基本上任何复数及/或单数术语的使用，所属领域的技术人员可根据上下文及/或应用从复数转换为单数及/或从单数转换为复数。为了清楚起见，本文未明确陈述各种单数/复数排列。
本文中所描述的全部方法可包含将方法实施例的一或多个步骤的结果存储于存储器中。结果可包含本文中所描述的任何结果且可以所属领域已知的任何方式存储。存储器可包含本文中所描述的任何存储器或所属领域已知的任何其它合适存储媒体。在已存储结果之后，结果可在存储器中存取且可由本文中所描述的任何方法或系统实施例使用，经格式化以向用户显示，由另一软件模块、方法或系统使用，及类似者。此外，结果可“永久性”、“半永久性”、“暂时性”存储或存储达一定时间周期。例如，存储器可为随机存取存储器(RAM)，且结果可能未必无限期地保留于存储器中。
进一步预期，上述方法的每一实施例可包含本文中所描述的(若干)任何其它方法的(若干)任何其它步骤。另外，可由本文中所描述的任何系统执行上述方法的每一实施例。
本文中所描述的标的物有时说明其它组件内所含或与其它组件连接的不同组件。应理解，如此描绘的架构仅仅是示范性的，且实际上可实施实现相同功能的许多其它架构。在概念意义上，实现相同功能的组件的任何布置有效地“相关联”，使得实现所期望功能。因此，本文中经组合以实现特定功能的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得实现所期望功能，而与架构或中间组件无关。同样地，如此相关联的任何两个组件还可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所期望功能，且能够如此相关联的任何两个组件还可被视为“可耦合”到彼此以实现所期望功能。可耦合的特定实例包含(但不限于)物理上可配合及/或物理上交互的组件及/或无线可交互及/或无线交互的组件及/或逻辑上交互及/或逻辑上可交互的组件。
此外，应理解，本发明由所附权利要求书定义。所属领域的技术人员将理解，通常，本文中及尤其所附权利要求书(例如，所附权利要求书的主体)中所使用的术语通常希望作为“开放”术语(例如，术语“包含(including)”应被解释为“包含(但不限于)”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包含(includes)”应被解释为“包含(但不限于)”及类似者)。所属领域的技术人员将进一步理解，如果希望特定数目个所介绍权利要求叙述，那么将在权利要求书中明确叙述此意图，且在缺失此叙述的情况下不存在此意图。例如，为了辅助理解，下文所附权利要求书可含有介绍性词组“至少一个”及“一或多个”的使用以介绍权利要求叙述。然而，此类词组的使用不应被解释为暗示由不定冠词“一”或“一个”介绍权利要求叙述将任何特定权利要求含有此所介绍权利要求叙述限于本发明仅含有一个此叙述，即使在同一权利要求包含介绍性词组“一或多个”或“至少一个”及不定冠词(例如“一”或“一个”(例如，“一”及/或“一个”通常应被解释为意味着“至少一个”或“一或多个”)时也是如此；用来介绍权利要求叙述的定冠词的使用也是如此。另外，即使明确叙述特定数目个所介绍权利要求叙述，所属领域的技术人员仍将认识到，此叙述通常应被解释为意味着至少所叙述数目(例如，“两个叙述”的纯粹叙述而没有其它修饰词通常意味着至少两个叙述，或两个或更多个叙述)。此外，在其中使用类似于“A、B及C中的至少一者，及类似者”的惯例的那些例子中，通常此构造希望具有所属领域的技术人员将理解所述惯例的意义(例如，“具有A、B及C中的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有A，仅具有B，仅具有C，一起具有A及B，一起具有A及C，一起具有B及C及/或一起具有A、B及C，及类似者的系统)。在其中使用类似于“A、B或C中的至少一者，及类似者”的惯例的那些例子中，通常此构造希望具有所属领域的技术人员将理解所述惯例的意义(例如，“具有A、B或C的至少一者的系统”将包含(但不限于)仅具有A，仅具有B，仅具有C，一起具有A及B，一起具有A及C，一起具有B及C及/或一起具有A、B及C，及类似者的系统)。所属领域的技术人员将进一步理解，实际上无论在描述、权利要求书或图式中，呈现两个或更多个替代术语的任何转折词及/或词组应被理解为预期包含所述术语中的一者、所述术语中的任一者或两个术语的可能性。例如，词组“A或B”将被理解为包含“A”或“B”或包含“A及B”的可能性。
据信本公开及许多其伴随优点将通过前文描述来理解，且将显而易见的是，在不脱离所公开标的物的情况下或在不牺牲其全部重要优点的情况下，可对组件的形式、构造及布置进行各种改变。所描述形式仅仅是解释性的，且所附权利要求书希望涵盖及包含此类改变。此外，应理解，本发明由所附权利要求书定义。

Claims (36)

1.一种检验系统，其包括：
电子源；
微透镜阵列MLA，其经配置以从所述电子源接收一或多个初级电子束，所述微透镜阵列包含微偏转阵列MDA，所述微偏转阵列包括经配置以消除三阶偏转像差的多个六极静电偏转器，其中所述微偏转阵列经配置以将所述一或多个初级电子束分裂成多个初级电子子束；及
投影光学件，其经配置以接收所述多个初级电子子束且将所述多个初级电子子束聚焦到样本的表面上。
2.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述微偏转阵列包括：
绝缘体衬底；
经安置于所述绝缘体衬底上的多个六极静电偏转器，其中所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器包括六个偏转板；及
经安置于所述绝缘体衬底上的多个电压连接线，所述多个电压连接线经配置以经由多个连接引脚将所述多个六极静电偏转器电耦合到一或多个电压源，其中所述一或多个电压源经配置以将一或多个聚焦电压施加到所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器。
3.根据权利要求1所述的检验系统，其进一步包括控制器，所述控制器包含一或多个处理器及存储器，其中所述一或多个处理器经配置以调整施加到所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器的所述一或多个聚焦电压。
4.根据权利要求3所述的检验系统，其中所述一或多个处理器进一步经配置以调整所述一或多个聚焦电压以便个别地调整所述多个初级电子子束的每一初级电子子束在样品平面处的位置。
5.根据权利要求1所述的检验系统，其进一步包括孔隙，所述孔隙经配置以从所述电子源接收所述初级电子束且将所述初级电子束引导到所述微透镜阵列MLA。
6.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述投影光学件包括转移透镜及物镜。
7.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述电子源包括热场发射TFE源。
8.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述多个六极静电偏转器包括多个双极性六极静电偏转器。
9.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述多个六极静电偏转器包括多个单极性六极静电偏转器。
10.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述多个六极静电偏转器布置成六边形配置。
11.根据权利要求10所述的检验系统，其中沿所述六边形配置的中心列的六极静电偏转器的数目由项Mc定义，使得所述微偏转阵列中的六极静电偏转器的总数MBtot由
Figure FDA0003577310110000021
定义。
12.根据权利要求1所述的检验系统，
其中对所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器的第一偏转板、第三偏转板及第五偏转板施加第一聚焦电压，且
其中对所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器的第二偏转板、第四偏转板及第六偏转板施加第二聚焦电压。
13.根据权利要求2所述的检验系统，
其中所述六个偏转板的每一偏转板由间隙角δ界定，且
其中第二偏转板、第三偏转板、第五偏转板及第六偏转板由板角β定义，使得β+δ＝20°。
14.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器利用单个电压连接线耦合到所述一或多个电压源。
15.根据权利要求1所述的检验系统，其中所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器包括微单透镜。
16.一种微偏转阵列，其包括：
绝缘体衬底；
经安置于所述绝缘体衬底上的多个六极静电偏转器，其中所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器包括经配置以消除三阶偏转像差的六个偏转板；及
经安置于所述绝缘体衬底上的多个电压连接线，所述多个电压连接线经配置以经由多个连接引脚将所述多个六极静电偏转器电耦合到一或多个电压源，其中所述一或多个电压源经配置以将一或多个聚焦电压施加到所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器。
17.根据权利要求16所述的微偏转阵列，其中所述微偏转阵列经配置以从电子源接收一或多个初级电子束且将所述一或多个初级电子束分裂成多个初级电子子束。
18.根据权利要求17所述的微偏转阵列，其中所述微偏转阵列经配置以个别地调整所述多个初级电子子束的每一初级电子子束的位置。
19.根据权利要求16所述的微偏转阵列，其中所述多个六极静电偏转器包括多个双极性六极静电偏转器。
20.根据权利要求16所述的微偏转阵列，其中所述多个六极静电偏转器包括多个单极性六极静电偏转器。
21.根据权利要求16所述的微偏转阵列，其中所述多个六极静电偏转器布置成六边形配置。
22.根据权利要求21所述的微偏转阵列，其中沿所述六边形配置的中心列的六极静电偏转器的数目由项Mc定义，使得所述微偏转阵列中的六极静电偏转器的总数MBtot由
Figure FDA0003577310110000031
定义。
23.根据权利要求16所述的微偏转阵列，
其中对所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器的第一偏转板、第三偏转板及第五偏转板施加第一聚焦电压，且
其中对所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器的第二偏转板、第四偏转板及第六偏转板施加第二聚焦电压。
24.根据权利要求16所述的微偏转阵列，
其中所述六个偏转板的每一偏转板由间隙角δ界定，且
其中第二偏转板、第三偏转板、第五偏转板及第六偏转板由板角β定义，使得β+δ＝20°。
25.根据权利要求16所述的微偏转阵列，其中所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器利用单个电压连接线耦合到所述一或多个电压源。
26.根据权利要求16所述的微偏转阵列，其中所述多个六极静电偏转器的每一六极静电偏转器包括微单透镜。
27.一种六极静电偏转器，其包括：
经配置以消除三阶偏转像差的六个偏转板，所述六个偏转板，其是围绕半径R布置，所述六个偏转板包括第一偏转板、第二偏转板、第三偏转板、第四偏转板、第五偏转板及第六偏转板；
其中对所述第一偏转板、所述第三偏转板及所述第五偏转板施加第一聚焦电压，且其中对所述第二偏转板、所述第四偏转板及所述第六偏转板施加第二聚焦电压。
28.根据权利要求27所述的六极静电偏转器，其中所述六极静电偏转器包括单极性静电偏转器。
29.根据权利要求27所述的六极静电偏转器，其中所述六极静电偏转器包括双极性静电偏转器。
30.根据权利要求27所述的六极静电偏转器，其中所述第一聚焦电压包括+1V且所述第二聚焦电压包括-1V。
31.根据权利要求27所述的六极静电偏转器，其中所述第二聚焦电压包含0V。
32.根据权利要求27所述的六极静电偏转器，其进一步包括绝缘体衬底，其中所述六个偏转板经安置于所述绝缘体衬底上。
33.根据权利要求27所述的六极静电偏转器，其中所述第二偏转板、所述第三偏转板、所述第五偏转板及所述第六偏转板由板角β定义。
34.根据权利要求33所述的六极静电偏转器，其中所述六个偏转板中的每一者由间隙角δ界定，其中β+δ＝20°。
35.根据权利要求27所述的六极静电偏转器，其进一步包括一或多个电压连接线，所述一或多个电压连接线经配置以将所述六个偏转板的三个或更多个偏转板电耦合到一或多个电压源。
36.根据权利要求27所述的六极静电偏转器，其中所述六极静电偏转器包括微单透镜。
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