CN113169017A - 多束式粒子束系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

披露了一种用于操作多束式粒子束系统的方法，该方法包括：生成多个粒子束，使得它们各自穿过完好的或有缺陷的多极元件；将这些粒子束聚焦在预定平面中；确定用于这些多极元件的偏转元件的激励；使用所确定的激励来激励完好的这些多极元件的偏转元件；以及对于有缺陷的多极元件的偏转元件修改所确定的激励，并且使用经修改的激励来激励这些有缺陷的多极元件的偏转元件；其中，该修改包括向所确定的激励添加校正激励，其中，这些校正激励对于该有缺陷的多极元件的所有偏转元件是相同的。

Description

多束式粒子束系统及其操作方法
本发明涉及使用多个粒子束操作的多束式粒子束系统，并且涉及用于操作多束式粒子束系统的方法。
DE US 2015/0348738 A1披露了多束式粒子束系统，这些多束式粒子束系统使用多个多孔板来将粒子束分裂成多个粒子束并且通过提供电场来影响该多个粒子束中的各个粒子束。例如，在粒子束穿过的多孔板中的开口处使用环形电极，以提供聚焦粒子束的静电场，并且使用沿圆周方向围绕开口分布布置的电极来提供偶极场或四极场，以便充当粒子束上的束偏转器或消像散器。
为此目的，有必要为该多个电极供应可设定的电压，该多个电极被安装在多孔板中的开口上以便影响粒子束。因为期望增加多束式粒子束系统可以操作的粒子束的数量，所以需要向多孔板处的非常大量的电极供应电压。
多孔板(其开口设置有电极)是复杂的部件，其生产涉及大量费用。在生产过程中不可避免地发生的错误导致一个或多个电极有缺陷，并且因此在操作过程中它们的电压不能被调整到期望的值。如果多孔板的许多电极中只有一个电极有缺陷，这通常意味着整个多孔板有缺陷并且不能被使用。在操作过程中在多孔板的各个电极处发生的缺陷还导致必须更换整个多孔板。多孔板生产中被认为过高的不良率和在多孔板操作过程中被认为过高的失效概率在此显然必须被接受。摆脱这种情况的一种可能的方式是开发用于多孔板的更可靠的生产方法，这些方法也变得更加复杂。
因此，本发明的目的是提出多束式粒子束系统及其操作方法，其降低了关于各个电极中的缺陷对多孔板的生产方法的要求。
根据本发明的实施例，一种用于操作多束式粒子束系统的方法包括：生成多个粒子束，其方式为使得该多个粒子束中的每个粒子束横穿多极元件，其中，每个多极元件具有多个偏转元件，该多个偏转元件被布置成沿圆周方向围绕该多极元件的中心分布，并且其中，这些多极元件中的每个多极元件是完好的或是有缺陷的。
可以用各种方式来生成该多个粒子束。例如，可以借助于指向具有多个开口的多孔板的粒子发射器来生成粒子束，使得在束路径中在多孔板下游生成该多个粒子束。此外，可以提供多个粒子发射器，其中，每个粒子发射器生成该多个粒子束之一。
粒子束系统通常包括粒子光学单元，该粒子光学单元使该多个粒子束指向物体并将其聚焦在那里。粒子光学单元不必没有故障并且可能经受像差。像差之一例如是像散，其对形成射束的该多个粒子束中的任何给定粒子束的影响取决于该粒子束在该射束内的位置。
为了至少部分地补偿像差对各个粒子束的影响，提供了这些多极元件，其中这些粒子束之一穿过这些多极元件中的每个多极元件。该多极元件的偏转元件(这些偏转元件被布置成沿圆周方向围绕多极元件的中心分布)在操作过程中被激励以便通过使粒子束的各个粒子偏转来生成影响穿过多极元件的粒子束的场。影响粒子束的场可以是电场和/或磁场。因此，偏转元件可以包括用于生成电场的电极和用于生成磁场的线圈。然后可以激励偏转元件，其方式为使得每个粒子束在预定平面中的聚焦满足至少一个预定标准。该预定平面可以是例如这些粒子束所指向的物体的表面。预定标准可以要求例如相应的粒子束聚焦在预定平面中，使得粒子束在此平面中的截面尽可能小或具有预定值，或者该截面的形状与圆形形状的偏差小于极限值。其他标准是可能的。
示例性多极元件具有两个电极，这些电极被布置成相对于该多极元件的中心彼此相对并且可以被激励，其方式为使得该多极元件像束偏转器一样作用于穿过其的粒子束，该束偏转器使该粒子束偏转可借助于这些激励设定的角度。另外的示例性多极元件具有四个电极，这些电极被布置成沿圆周方向围绕该多极元件的中心并且可以被激励，其方式为使得该多极元件像束偏转器一样作用于穿过其的粒子束，该束偏转器使该粒子束偏转可借助于这些激励设定的角度并且使该粒子束沿可借助于这些激励设定的方向偏转，或者该多极元件像消像散器一样作用于穿过其的粒子束，该消像散器以可借助于这些激励设定的强度像散地影响粒子束。另外的示例性多极元件具有八个电极，这些电极被布置成沿圆周方向围绕该多极元件的中心并且可以被激励，其方式为使得该多极元件像消像散器一样作用于穿过其的粒子束，该消像散器以可借助于这些激励设定的强度和取向像散地影响粒子束。
为了在粒子束系统的操作过程中激励偏转元件，可以提供控制器，该控制器向这些偏转元件供应激励。这些激励可以经由电力线从控制器传递到各个偏转元件。如果这些偏转元件是电极，则这些电力线是适于将由该控制器提供的电压传导至相应电极的导电连接件。如果这些偏转元件是线圈，则这些线是能够将线圈激励所需的电流传导至线圈的导电连接件。
在多孔板的生产过程中或在多孔板的操作过程中，可能发生导致各个多极元件不完好而是有缺陷的故障。例如，多极元件的单个偏转元件可能是有缺陷的，因为它在操作过程中不能如所期望的被激励。例如，通向相关偏转元件的电力线可能具有线中断。例如，形成所讨论的偏转元件的电极可能具有绝缘缺陷，结果是这个电极与多孔板或另一电极导电地连接，并且因此不能呈现期望的电压。例如，形成给定偏转元件的线圈可能具有线中断或短路，结果是通过该线圈的具有期望强度的电流是不可能的。
该方法进一步包括确定用于这些多极元件的偏转元件的激励以便影响穿过这些多极元件的粒子束，其中，用于这些多极元件中的每个多极元件的偏转元件的激励被确定成使得它们以期望的方式影响穿过该多极元件的粒子束。
该方法可以进一步包括使用所确定的激励来激励完好的这些多极元件的偏转元件。
为了在操作过程中激励这些多极元件的偏转元件，其方式为使得它们有利地影响各个粒子束，必须确定对于此必需的激励。根据示例性实施例，为此目的，对于这些多极元件中的每个多极元件，确定表示对穿过该多极元件的粒子束的期望影响的变量。该至少一个变量可以包括例如粒子束在入射在物体上时呈现的束像散的范围。呈消像散器形式并且所述粒子束所穿过的多极元件的各个偏转元件的激励则可以被确定，其方式为使得当使用所确定的激励来激励消像散器的偏转元件时，偏转元件对穿过消像散器的粒子束的影响使得实现由该至少一个变量表示的粒子束的影响。
每个多极元件的偏转元件的激励可以具体地被确定成使得该多极元件的激励的平均值对于所有多极元件具有相同的值。该平均值可以计算为该多极元件的偏转元件的激励的算术平均值。例如，如果偏转元件是电极，则确定激励包括确定电压，并且激励偏转元件包括向电极施加所确定的电压。激励的平均值然后由施加到电极的电压的平均值给出。如果所述平均值对于例如作为消像散器操作的所有多极元件是相同的，则各个多极元件或消像散器的效果仅在其对各个粒子束的偏转和消像散效果方面不同，而在其对粒子束的聚焦效果方面无不同。
完好的多极元件的偏转元件于是可以使用如上所述确定的激励来激励。
该方法可以进一步包括对于这些多极元件中的有缺陷的至少一个多极元件的偏转元件修改所确定的激励，并且使用经修改的激励来激励该有缺陷的多极元件的电极。
如果多极元件是有缺陷的，则将不可能使用如上所述确定的激励来激励有缺陷的多极元件的偏转元件。由于各个偏转元件的缺陷，例如，不可能使用已针对该偏转元件确定的激励来激励该偏转元件。在这种情况下，修改先前确定的激励的目的是实际上能够使用经修改的激励来激励多极元件的偏转元件，并且尽管如此仍然实现对穿过有缺陷的多极元件的粒子束的影响，至少部分地实现该影响的原始目的，例如，束像散的补偿。对有缺陷的多极元件的偏转元件的激励的修改考虑了以下事实：例如，这些偏转元件之一的激励不是可自由设定的而是特定的。
根据示例性实施例，修改所确定的激励包括确定经修改的激励，使得有缺陷的偏转元件被激励，使得其激励等于特定激励。例如，可以确定校正激励，该校正激励被添加到有缺陷的偏转元件的所确定的激励，以便计算经修改的激励，其中，校正激励和特定激励与所确定的激励之间的差一样大。
根据示例性实施例，修改用于多极元件的偏转元件的所确定的激励包括向所确定的激励添加校正激励。
根据另外的示例性实施例，这些校正激励对于有缺陷的多极元件的所有偏转元件可以是相同的。
根据另外的示例性实施例，尽管这些校正激励对于给定的有缺陷的多极元件的所有偏转元件是相同的，然而它们对于不同的有缺陷的多极元件可以是不同的。
根据示例性实施例，校正激励可以被计算为有缺陷的偏转元件的特定激励和如上所解释而确定的偏转元件的激励之间的差。
例如，如果有缺陷的偏转元件的经修改的激励与基于该缺陷特定的激励相匹配，则该有缺陷的多极元件的这些偏转元件可以使用经修改的激励来激励。具体地，可以以此方式激励例如作为消像散器操作的多极元件，其方式为使得它对穿过有缺陷的多极元件的粒子束以与完好消像散器几乎相同的方式提供期望的消像散或偏转效果。在此可以的是，使用经修改的激励来激励的多极元件对穿过它的粒子束提供进一步的效果，即，使用所确定的激励来激励的完好多极元件将不会提供。然而，在使用带有有缺陷的多极元件的多孔板的一些情况下，尽管有额外的效果，多束式粒子束系统仍可以成功地利用有缺陷的多极元件操作。
具体地，向多极元件的所有激励添加相同的校正激励导致基本上仅改变多极元件对粒子束的聚焦效果，而不改变其偏转或消像散效果。此外，发明人还发现，通常发生在此的聚焦变化在实践中通常是可忽略的，而通常随着激励的较小变化而极大地改变的偏转和消像散效果基本上保持不变。
因此，还可以使用具有对于多束式粒子束系统具有特定缺陷的多极元件的多孔板，这是多孔板中的特定生产误差导致可用的多孔板并且不会不良的原因。因此，可以降低在多孔板的生产过程中出现的不良率。如果在多束式粒子束系统的操作过程中出现缺陷，则可以进一步改变多孔板的多极元件的偏转元件的激励，其方式为使得将先前解释的经修改的激励供应给现在有缺陷的多极元件的偏转元件。因此，即使在多孔板的多极元件中的缺陷已经发生并且多孔板不必被更换之后，多束式粒子束系统也可以继续运行。
根据本发明的另外的实施例，多束式粒子束系统包括多个多孔板，该多个多孔板各自具有多个开口，其中，至少一个可控偏转元件被提供用于该多个多孔板中的每个多孔板中的第一子组开口，并且其中，该多个多孔板在束路径中前后布置。多束式粒子源被提供用于生成多个粒子束，其方式为使得每个粒子束穿过该多个多孔板的开口来相继地穿过该多个多孔板。
该至少一个偏转元件可以包括例如电极，该电极连接至电压源以便向该电极供应可设定电压，以便生成电场或改变对穿过该开口的粒子束的粒子具有偏转效果的现有电场。该至少一个偏转元件可以进一步包括例如线圈，该线圈连接至电流源以便向该线圈供应可设定电流，以便生成磁场或改变对穿过该开口的粒子束的粒子具有偏转效果的现有磁场。
例如，可以在该开口处精确地提供一个偏转元件，该一个偏转元件使穿过该开口的粒子束的粒子偏转，其方式为使得聚焦或散焦效果被施加在其上。此外，例如，可以在该开口处提供两个偏转元件，这两个偏转元件使穿过该开口的粒子束的粒子偏转，其方式为使得除了聚焦或散焦效果之外，还对其施加偏转效果。此外，例如，可以在该开口处提供四个偏转元件，这四个偏转元件使穿过该开口的粒子束的粒子偏转，其方式为使得聚焦或散焦效果和偏转效果被施加在其上，其取向是可设定的。此外，例如，可以在该开口处提供八个偏转元件，这八个偏转元件使穿过该开口的粒子束的粒子偏转，其方式为使得聚焦或散焦效果以及偏转或消像散效果被施加在其上，其取向是可设定的。
根据示例性实施例，该多个多孔板中的这些第一子组开口被布置的方式使得每个粒子束准确地穿过该多个多孔板中的设置有该至少一个可控偏转元件的一个开口。
该多个多孔板在其开口的数量和布置相同的方面而言可以具有相同的构造。这使得该多个粒子束中的每个粒子束尤其可以穿过该多个多孔板中的第一多孔板中的开口，然后穿过该多个多孔板的第二多孔板中的开口，并且如果该多个多孔板的数量大于二，则相应地穿过其他多孔板中的开口。该多个多孔板的不同之处在于，利用该多个多孔板中的开口的相同布置，具有可控偏转元件的这些开口的相应布置是不同的。在该多个多孔板中的每个多孔板中，具有可控偏转元件的开口的数量小于粒子束的数量。
该多个多孔板一起对该多个粒子束具有效果，该效果对应于在粒子束穿过的每个开口处具有至少一个偏转元件的常规多孔板的效果。由于与常规多孔板相比，每个多孔板的可控偏转元件的数量较少，所以对多孔板的偏转元件供应激励的要求较低。这在每种情况下可以简化该多个多孔板的生产，使得能够实现粒子束穿过的较大数量的开口，并且能够实现粒子束穿过的较大密度的开口。
根据示例性实施例，在该多个多孔板的至少一个多孔板中提供第二子组开口，这些第二子组开口不被包括在第一子组中并且具有至少一个偏转元件，尽管该至少一个偏转元件的激励是特定的并且不可独立设定。这例如使得可以根据相同的制造方法制造该多个多孔板中的所有开口，只要涉及偏转元件的生产。然而，第一子组开口和第二子组开口的不同之处在于，第二子组开口的偏转元件不是可激励的，例如通过不提供供应线来向第二子组开口的偏转元件供应激励。
根据本发明的示例性实施例，一种用于操作多束式粒子束系统的方法包括确定有缺陷的至少一个偏转元件以及向该有缺陷的偏转元件供应高电压脉冲以校正缺陷，该多束式粒子束系统具有带开口的多孔板，在每个多孔板上提供至少一个电极作为偏转元件。
用于多束式粒子束系统的多孔板是微机电系统(MEMS)，这些微机电系统具有密集的导体轨网络，这些导体轨具有在微米范围内的结构尺寸。通常，多孔板包括由作为导电材料的掺杂硅制成的基板。将充当绝缘体的SiO2层施加到基板。导体轨由铝层形成，该铝层被施加至SiO2层并使用光刻方法结构化。例如，使用导体轨来向设置在多孔板中的开口处的偏转元件供应电势或电流。为了提供这种功能，导体轨不应被中断，并且此外，导体轨不应与导电基板相接触。
已经显示，成品的多孔板偶尔在导体轨与导电基板之间具有短路。一个原因可能是绝缘SiO2层太薄，并因此具有有限的电阻。在导体轨与基板之间所产生的电流可能非常大，以至于用于提供要供应给偏转元件的激励的电压或电流源过载。这可能是绝缘SiO2层薄得不均匀而出于制造原因在一些局部区域中太薄的情况。假设在这些区域中的导体轨与基板之间的电阻的行为具有肖特基接触的特性。
发明人已经发现，向有缺陷的导体轨施加短高电压脉冲可以消除导体轨与基板之间的短路。发明人假设由导体轨与基板之间的短高电压脉冲引起的电流将缺陷加热，并且绝缘SiO2层在缺陷的区域中尺寸增大并且再次变得充分绝缘。在此已经证明，施加1kV至10kV之间的范围的电压持续0.01ms至5.0ms之间、特别是0.1ms至1.0ms之间的时间段是有利的。
根据本发明的示例性实施例，一种多束式粒子束系统包括具有多个开口的至少一个多孔板以及电压供应系统，其中，在该至少一个多孔板中的这些开口中的每个开口处设置有至少一个可控偏转元件，该电压供应系统被配置成经由供应线将可设定的激励供应至该至少一个多孔板的偏转元件。这意味着在该多束式粒子束系统的操作过程中，可以从该电压供应系统向该至少一个多孔板的每个偏转元件供应可设定的激励。该多孔板中的开口能够被分配成多个开口组，其中，被包含在一个开口组中的每个开口不被包含在另一开口组中。这意味着所考虑的多个组不包含共同的开口，或者这些组是不相交的。这种将开口划分成组的可能划分适用于多孔板中的多个开口，但不一定适用于多孔板中的所有开口。例如，划分成组适用于多孔板中的多于一半的开口。
根据示例性实施例，任何给定开口组中的所有开口各自具有连接至给定供应线的至少一个偏转元件，结果是同一组的多个开口的偏转元件共同连接至该给定供应线。
在常规的多束式粒子束系统中，多孔板中的所有开口的所有偏转元件能够被供应有可彼此独立设定的激励。这确保了穿过多孔板中的开口的每个粒子束可以准确地以所述粒子束期望或必需的方式受到由偏转元件提供的电场和/或磁场的影响。发明人已经发现，在实践中，许多偏转元件必须被供应有相同或相似的激励，以便关于补偿粒子束的束路径中的其他光学元件的成像像差而影响粒子束。具体地，发明人已经发现，如果这些开口具有多个偏转元件，例如以便消像散地影响穿过开口的粒子束，则相邻开口接收相同或相似的激励图案，以便根据需要影响穿过相邻开口的粒子束。
因此，以上说明的实施例提供用于属于同一组的不同开口的偏转元件的共用供应线。因此，相同的激励被供应给连接至共用供应线的偏转元件，这意味着这些偏转元件的激励不再可以彼此独立地设定。然而，反过来，可以显著减少用于向多孔板中的开口的偏转元件供应激励的供应线的数量。然而，由于开口组可以被选择成使得同一组的开口的至少一些偏转元件可以被供应有相同的激励，因此可以几乎如理想期望的那样激励偏转元件。
根据示例性实施例，任何给定组的多个开口各自具有作为最近邻的开口，该开口同样属于所述给定开口组。这意味着在多孔板的平面中，紧密相邻的开口属于共同的组。这是基于以下考虑：多孔板中的相互相邻的开口需要针对它们的偏转元件的类似激励，以便例如关于补偿粒子束穿过的光学单元的成像像差而影响穿过此开口的粒子束。根据示例性实施例，属于同一开口组的开口的数量以多孔板中的所有开口组上的算术平均值在2.0至3.0之间的范围内。
根据示例性实施例，任何给定组的开口并且特别是所有开口组中的开口具有相等数量的偏转元件(例如，八个偏转元件)，这些偏转元件被布置成沿圆周方向围绕该开口分布。
下文将基于附图来更详细地解释本发明的实施例。详细而言：
图1示出了多束式粒子束系统的示意性图示；
图2示出了由多个多孔板组成的布置的示意性截面图示；
图3示出了图2中的图示的第一多孔板的平面视图；
图4示出了来自图2的第二多孔板的平面视图；
图5示出了图3和图4的多孔板的变型的示意性平面视图；
图6示出了使用所确定的激励来激励的完好的多极元件的示意性图示；
图7示出了使用图6的所确定的激励来激励的有缺陷的多极元件的示意性图示；
图8示出了使用经修改的激励来激励的图7的有缺陷的多极元件的示意性图示；
图9示出了用于说明用于操作多束式粒子束系统的方法的流程图；
图10示出了对于多孔板中的多个开口要进行校正的束像散的示意性图示；
图11示出了用于通过共用供应线向不同开口的偏转元件供应激励的电路的解释；以及
图12示出了对应于图10的将多孔板中的开口划分成组的示意性图示。
图1是多束式粒子束系统1的示意性图示，该多束式粒子束系统使用多个粒子束操作。多束式粒子束系统1生成多个粒子束，这些粒子束入射在要检查的物体上，以便在那里生成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处并在那里生成多个电子束斑。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圆、生物样品以及小型化元件的布置等。物体7的表面被布置在物镜系统100的物镜102的物平面101中。
图1中的放大的细节I1示出了物平面101的平面视图，该物平面具有在平面101中形成的入射位置5的规则矩形场103。在图1中，入射位置的数量为25，其形成5×5的场103。为了简化图示的原因，入射位置的数量25是小的。在实践中，束或入射位置的数量可以被选择为显著更大，例如20×30、100×100等。
在所展示的实施例中，入射位置5的场103是在相邻的入射位置之间具有恒定间距P1的基本上规则的矩形场。间距P1的示例性值为1微米、10微米和40微米。然而，场103也可以例如具有其他对称性，例如六边形对称性。
在物平面101中形成的束斑的直径可以是小的。所述直径的示例性值为1纳米、5纳米、100纳米和200纳米。用于使束斑5成形的粒子束3的聚焦通过物镜系统100实现。
撞击物体的粒子生成从物体7的表面发出的电子。从物体7的表面发出的电子通过物镜102成形，以形成电子束9。检查系统1提供电子束路径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中的细节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。入射位置213位于场217中，彼此相距规则的间距P2。间距P2的示例性值为10微米、100微米和200微米。
这些初级电子束3生成于束生成装置300中，该束生成装置包括至少一个电子源301、至少一个准直透镜303、多孔板布置305和场透镜307。电子源301生成发散电子束309，该发散电子束由准直透镜303准直以形成照射多孔板布置305的束311。
图1中的细节I3示出了多孔板布置305的平面视图。多孔板布置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被布置在与由物平面101中的束斑5形成的场103相对应的场319中。开口315的中点317之间的间距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距P3。直径D的示例性值为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。入射在板313上的照射束311的电子被该板吸收，并且无助于电子束3的形成。
多孔板布置305可以通过在平面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，用于将其中形成焦点的平面325成像到物平面101上，使得在物体7的表面那里形成入射位置5或束斑的场103。
物镜102和投影透镜布置205提供第二成像粒子光学单元，用于将物平面101成像到检测平面211上。因此，物镜102是作为第一粒子光学单元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，并且投影透镜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布置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。
可以从国际申请WO 2005/024881 A2、WO 2007/028595 A2、WO 2007/028596 A1和WO 2007/060017 A2以及德国专利申请DE 10 2013 016 113 A1、DE 10 2013 014 976 A1和DE 10 2014 008 083 A1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(诸如例如粒子源、多孔板和透镜)的进一步信息，这些申请的披露内容以其全部通过引用并入本申请。
图2是多孔板布置305的部分截面图。它包括以上已经解释的多孔板313，该多孔板以及其开口315用于从照射粒子束311形成该多个粒子束3。多孔板布置305进一步包括多个另外的多孔板。在所说明的示例中的该多个另外的多孔板的数量是两个。
另外的这两个多孔板是具有消像散器333的第一多孔板331和具有消像散器337的第二多孔板335。多孔板331被布置在束路径中多孔板313的下游，并且多孔板335被布置在束路径中多孔板331的下游。多孔板331和335中的每个多孔板具有多个开口339，在束路径中多孔板313的下游形成的粒子束穿过该多个开口。为此目的，多孔板313中的开口315的中心、多孔板331中的开口339的中心和多孔板335中的开口339的中心沿着每个粒子束的束轴线341布置，结果是粒子束相继地穿过多孔板313中的开口315、多孔板331中的开口339和多孔板335中的开口339。在图2中，束轴线341与多孔板331正交地定向，因为照射多孔板313的粒子束311是平行束。然而，粒子束也可以是会聚或发散束，这意味着束轴线341并非全部与多孔板313正交地定向。
第一多孔板331的消像散器333和第二多孔板335的消像散器337各自由八个偏转元件334形成，该八个偏转元件被布置成沿圆周方向围绕开口339分布。
并非多孔板331和335的所有开口339都相应地设置有消像散器333和337。因此，偏转元件334没有设置在多孔板331和335的每个开口339处。而是，偏转元件334设置在第一多孔板331的第一子组开口339处并且还设置在第二多孔板335的第一子组开口339处。设置有偏转元件334的多孔板331和335的开口339的子组满足以下标准：穿过第一多孔板331和第二多孔板335的开口339的每个粒子束准确地穿过设置有偏转元件334的一个开口339。
图3示出了具有消像散器333的第一多孔板331的平面视图，并且图4示出了具有消像散器337的第二多孔板335的平面视图。从图3和图4可以看到，第一多孔板331和第二多孔板335各自具有61个开口339，这些开口以六边形图案布置。多孔板331和335均具有设置有偏转元件334的开口339，这些偏转元件被布置成沿圆周方向围绕相应的开口339分布。然而，多孔板331和335还均具有开口339，在这些开口处没有布置偏转元件334。图3中的线345包围第一多孔板331中的设置有偏转元件334的开口339的子组。该第一子组开口339是第一多孔板331的19个开口339，这些开口在开口339的六边形图案中居中布置。图3中的线347包围第一多孔板331的所有开口339。布置在线345外部和线347内的开口339形成第二子组开口339，在这些第二子组开口处没有设置偏转元件334。第一多孔板331的第二子组开口339中的开口339处于开口339的六边形布置的边缘处。
图4中还示出了线345和347。然而，在这种情况下，属于设置有偏转元件334的第一子组开口339的开口339被布置在线345外部和线347内，而具有不具有偏转元件334的开口339的第二子组开口339位于线345内。显然，在第一多孔板331处的第一子组和第二子组开口339的布置与第二多孔板335的第一子组和第二子组的布置互补，这意味着满足每个粒子束准确地穿过设置有偏转元件334的两个多孔板331和335中的一个开口的条件。
这两个多孔板331和335中的每个多孔板包括供应线349，以便向偏转元件334供应由供应电路351提供的可设定的激励。在图3和图4中仅示出了供应线349中的一些。如果偏转元件334是用于生成电场的电极，则供应电路351是电压供应装置。如果偏转元件334是用于生成磁场的线圈，则供应电路351是电流供应装置。供应电路351由控制器353控制，以便向偏转元件334供应合适的激励。显然，激励偏转元件334所需的供应线349的数量是第一子组开口339的数量的倍数。然而，由于相应多孔板331或335的第一子组开口339的数量小于相应多孔板331或335的开口339的总数，要设置在这两个多孔板331和335中的一个多孔板处的供应线349的数量与其中所有开口339都具有可控的偏转元件的常规多孔板相比显著更低。
根据未在图中示出的示例性实施例(其是参照图2、图3和图4说明的多孔板布置305的修改)，偏转元件334设置在所有开口339处。具体地，偏转元件334也设置在该多个多孔板331、335的第二子组开口339中的开口339处。然而，第二子组开口339的偏转元件334在这个修改的示例性实施例中是不可控的，因为所述偏转元件没有借助于线连接件349连接至电压源或电流源351。
图5示出了参照图2至图4说明的多孔板布置305的进一步修改，其与图2至图4的多孔板布置的不同之处在于第一子组和第二子组开口布置在多孔板上的方式。图5示出了具有消像散器333的第一多孔板331的平面视图。图5中的线361各自包围第一子组开口339的开口339组，这些第一子组开口配备有可控偏转元件334，而未被线361包围的第二子组开口339不具有可控偏转元件。被线包围的组被布置为箭头形状或回旋镖形状。相关联的第二多孔板335(图中未示出)具有与图5中示出的第一子组互补的第一子组开口339的布置。
在参照图2至图5描述的实施例中，在每个开口处提供八个偏转元件，结果是由此形成的多极元件可以作为消像散器来操作。所解释原理(在束路径中前后地提供多个多孔板，其方式为使得每个粒子束准确地穿过具有至少一个偏转元件的一个开口而该粒子束穿过的其他开口不具有该至少一个可控偏转元件)还可以应用于具有偏转元件或被布置成沿圆周方向围绕中心分布的例如两个或四个偏转元件的开口。
图6是偏转元件334的平面视图的示意性图示，这些偏转元件被布置成沿圆周方向围绕多孔板中的开口的中心371分布。偏转元件334一起形成消像散器333，以用于目标地补偿穿过开口的粒子束的束像散。为此目的，这些偏转元件使用激励来激励，这些激励被确定为使得尽可能地补偿束像散。在示出的示例中，这些偏转元件是电极，并且已经确定用于补偿的激励是供应给各个电极334的电压V1、V2......V8。
图7是对应于图6的偏转元件334的图示，但是在这种情况下，以334’表示的偏转元件是有缺陷的。例如，到这个偏转元件334’的供应线被中断，或者偏转元件334’连接至例如地或类似物上。如果图7的偏转元件或电极334被供应有图6的先前确定的电压V1、V2......V8，则有缺陷的电极334’不能呈现电压V4。相反，由于缺陷，该电极呈现不同的电压，其在图7中表示为V错误。于是不可以实现对穿过开口的粒子束的像差的令人满意的补偿。
图8是图7的偏转元件334与有缺陷的偏转元件334’的图示。然而，图8中的偏转元件是用与图7或图6中的那些相比已经修改的激励来激励的。通过将校正激励添加到图6的先前确定的激励来确定经修改的激励。具体地，将电压V1+dV、V2+dV......V8+dV供应给电极334。在此，校正激励dV对于所有偏转元件是相同的。校正激励dV的值被确定为使得满足以下关系：V4+dV＝V错误。
由于供应给有缺陷的电极334’的修改电压等于有缺陷的电极由于其缺陷而呈现的电压，因此可以用经修改的激励来实际上激励偏转元件。此外，各个偏转元件之间的激励差与完好的偏转元件的偏转元件中的激励之间的差相同(见图6)。由于这些差相同，具体地，可以以与完好消像散器完全相同的方式补偿穿过有缺陷的消像散器333的粒子束的束像散。施加给图8中的有缺陷的消像散器333的电极334的修改电压的平均值比施加给图6中的完好消像散器333的电极334的所确定电压的平均值高出值dV。因此，与穿过图6的完好消像散器333的束相比，经修改的激励对穿过图8的有缺陷的消像散器333的束施加聚焦透镜的额外效果。在一些情况下，此额外效果可能对束具有可被容忍的不利效果，因为尽管消像散器有缺陷，但补偿束像散的有利效果占主导。
以下将参照图9中所示的流程图解释用于操作粒子束装置的方法。在开始时，在步骤S1中确定多束式粒子束系统所操作的多个粒子束的任何出现的束像散。此确定可以基于使用多束式粒子束系统进行的测量来做出。然而，例如还可以基于存储在数据库中的信息来执行确定。
在步骤S3中，确定要施加给消像散器的电极以补偿束像散的电压。
在步骤S5中，确定哪些消像散器是完好的以及哪些消像散器是有缺陷的。此确定可以再次通过多束式粒子束系统上的测量来执行。还可以的是，完好的和有缺陷的消像散器是已知的，并且相关的信息可在数据库中获得，这意味着步骤S5中的确定可以通过评估所述信息来做出。数据库可以保持在例如多束式粒子束系统外部、多束式粒子束系统的控制装置中或布置在具有消像散器的多孔板处或其上的存储器中。
在步骤S7中将在步骤S3中确定的电压施加到在步骤S5中识别为完好消像散器的那些消像散器。
对于在步骤S5中被识别为有缺陷的消像散器的消像散器，通过将校正电压添加到在步骤S3中确定的电压来确定在步骤S9中修改的电压。
在步骤S11中将在步骤S9中确定的修改电压施加给有缺陷的消像散器。
在已经执行步骤S7和S11之后，在步骤S13中，向完好消像散器的电极和有缺陷的消像散器的电极均施加合适的电压，从而适当地影响穿过消像散器的粒子束。然后，多束式粒子束系统准备好使用，从而可以在步骤S15中利用多束式粒子束系统来执行任务。
在参照图6至图9描述的实施例中，这些多极元件具有八个偏转元件并且作为消像散器运行。然而，所解释的修改所确定的激励的原理可以总体上适用于具有被布置成沿圆周方向围绕中心分布的至少两个偏转元件的多极元件。
此外，在参照图2至图9描述的实施例中，多极元件的偏转元件是电极，这些电极通过施加电压来激励以生成使穿过多极元件的粒子束的粒子偏转的电场。然而，所确定的激励的修改还可以应用于其偏转元件是线圈的多极元件，这些线圈通过施加电流来激励以生成使穿过多极元件的粒子束的粒子偏转的磁场。
图10示出了91个向量361的场。向量361中的每个向量表示穿过多孔板331中的开口的粒子束的影响。该影响是像散影响，并且向量361通过其长度来表示像散影响的强度并且通过其方向来表示像散影响的取向。在图10的图示中，这些向量的支脚被布置在多孔板中的相应开口的中心处。显然，所解释的多孔板331中的开口以六边形图案布置。
多孔板331中的每个开口包括八个偏转元件，这些偏转元件被布置成沿圆周方向围绕该开口分布。可以向偏转元件供应可设定的激励，以便在开口中提供具有强度和取向的四极电场和/或磁场，使得可以对穿过开口的粒子束产生关于其强度和取向可设定的像散影响。
从图10中明显的是，向量361具有多个不同的长度和不同的取向。然而，同样明显的是，相互相邻的向量通常具有彼此没有很大不同的长度和取向。为此，在此说明的实施例中，通常通过使用用于相互相邻开口的偏转元件的共用供应线将相同的激励图案供应至所述相邻开口的偏转元件。
在图11中示意性示出了用于经由共用供应线向不同开口的偏转元件供应激励的电路。图11示出了两个消像散器333，每个消像散器具有八个偏转元件343，这些偏转元件各自沿圆周方向围绕多孔板331中的开口的中心371布置。因此，这两个消像散器333的偏转元件343的总数是十六个。这十六个偏转元件343仅经由八个供应线363被供应有来自电压供应系统351的激励。供应线363可以形成在多孔板的表面上。
当通过共用供应线363供应激励时，不可避免的是，不同的供应线彼此交叉并且仍然必须彼此绝缘。例如，通过在多孔板的基板上的两个导电层中形成供应线，这是可能的，其中这些导电层彼此绝缘，并且可以在这两个层之间形成导电连接件。
图12是对应于图10的向量361的场的图示，并且另外表示将多孔板331中的开口分配成开口组365。没有开口属于两个不同的组365。并非所有开口都必须属于组365。例如，布置在多孔板331的中心附近的七个开口不属于任何组365。开口到组365的划分被选择成使得同一组365中的开口的向量361在其长度和其取向方面彼此没有很大不同。在组365中各自包含两个到三个开口。由于每组365的向量361在其长度和取向方面彼此没有很大不同，所以提供通过共用供应线向每组的开口的偏转元件供应激励，如图11所示，用于两个开口的组的偏转元件343。然后，在给定的组365的每个开口处可以不是精确的而是几乎以理想期望并由图10中的向量361场表示的方式影响穿过该开口的粒子束。
已经示出，在使用多束式粒子束系统的许多情况下，可以保持将多孔板中的开口划分成多个组，如图12中通过举例所示。例如，使用它的情况在穿过多孔板中的开口的粒子束或通过布置在束路径中多孔板下游的光学单元指向物体的粒子束的动能方面可以不同。对于多个不同的动能，多孔板中的开口到组的相同划分(如图12中通过举例所示)将导致影响粒子束的能力方面的良好结果。这意味着在多孔板的生产过程中指定通过共用供应线将激励供应到多孔板的偏转元件、将多孔板集成到多束式粒子束系统中、并然后在各种使用情况下使用多束式粒子束系统是有意义的。

Claims (18)

1.一种用于操作多束式粒子束系统的方法，包括：
生成多个粒子束，使得该多个粒子束中的每个粒子束穿过多极元件，其中，每个多极元件具有多个偏转元件，该多个偏转元件被布置成沿圆周方向围绕该多极元件的中心分布，并且其中，这些多极元件中的每个多极元件是完好的或是有缺陷的；
将这些粒子束聚焦在预定平面中；
确定用于这些多极元件的偏转元件的激励以便影响穿过这些多极元件的粒子束，其中，用于这些多极元件中的每个多极元件的偏转元件的激励被确定成使得这些粒子束中的每个粒子束在该预定平面中的聚焦满足预定标准；
使用所确定的激励来激励完好的这些多极元件的偏转元件；以及
对于这些多极元件中的有缺陷的至少一个多极元件的偏转元件修改所确定的激励，并且使用经修改的激励来激励该有缺陷的多极元件的偏转元件；
其中，该修改包括向所确定的激励添加校正激励，其中，这些校正激励对于该有缺陷的多极元件的所有偏转元件是相同的。
2.如权利要求1所述的方法，
其中，该有缺陷的多极元件具有有缺陷的偏转元件，对于该有缺陷的偏转元件的激励是不可设定的并且是由该缺陷规定的特定激励，并且
其中，该修改包括确定这些校正激励，使得用来激励该有缺陷的偏转元件的激励等于该特定激励。
3.如权利要求1或2所述的方法，
其中，这些偏转元件是电极，
其中，确定这些激励包括确定电压，并且
其中，激励这些电极包括向这些电极施加这些电压。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：
检查这些多极元件，以及基于该检查来确定完好的多极元件和有缺陷的多极元件。
5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：
评估提供的数据集，以及基于所提供的数据集的评估来确定完好的多极元件和有缺陷的多极元件。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括：
对于这些多极元件中的每个多极元件来确定表示穿过该多极元件的粒子束的期望影响的变量。
7.如权利要求6所述的方法，
其中，对用于该多极元件的偏转元件的激励的确定发生为使得，当使用所确定的激励来激励该多极元件的偏转元件时，这些偏转元件对穿过该多极元件的粒子束的影响使得实现由该变量表示的该粒子束的影响。
8.如权利要求6或7所述的方法，
其中，这些变量包括该粒子束的待补偿的至少一个像散。
9.一种多束式粒子束系统，包括：
多个多孔板，该多个多孔板各自具有多个开口，其中，至少一个可控偏转元件被提供用于该多个多孔板中的每个多孔板中的第一子组开口，并且其中，该多个多孔板在束路径中前后布置；以及
多束式粒子源，该多束式粒子源用于生成多个粒子束，其方式为使得每个粒子束穿过该多个多孔板的开口来相继地穿过该多个多孔板；
其中，该多个多孔板中的这些第一子组开口被布置的方式使得每个粒子束准确地穿过该多个多孔板中的设置有该至少一个可控偏转元件的一个开口。
10.如权利要求9所述的粒子束系统，进一步包括
控制器，该控制器被配置成使用可设定的激励来激励该至少一个可控偏转元件。
11.如权利要求9或10所述的粒子束系统，
其中，在该多个多孔板中的至少一个多孔板中的第二子组开口中，提供至少一个偏转元件，该偏转元件的激励是特定的并且不可设定。
12.如权利要求9至11之一所述的粒子束系统，
其中，该至少一个可控偏转元件包括以导电方式连接至电压供应系统的至少一个电极。
13.一种特别是与如权利要求9至12之一所述的多束式粒子束系统相结合的多束式粒子束系统，该多束式粒子束系统包括：
至少一个多孔板，该至少一个多孔板具有多个开口，其中，在该至少一个多孔板中的这些开口中的每个开口处设置有至少一个可控偏转元件；以及
电压供应系统，该电压供应系统被配置成经由供应线将可设定的激励供应至这些偏转元件；
其中，该多孔板中的多个开口能够被分配成多个开口组；
其中，包含在这些开口组中的一个开口组中的每个开口不被包含在这些开口组中的任何其他开口组中；并且
其中，任何给定开口组中的所有开口各自具有连接至给定供应线的至少一个偏转元件，使得多个偏转元件共同连接至所述给定供应线。
14.如权利要求13所述的多束式粒子束系统，
其中，该多个组中的任何给定组的多个开口各自具有作为最近邻的开口，这些开口同样属于所述给定开口组。
15.如权利要求13或14所述的多束式粒子束系统，
其中，这些开口各自具有相同的多个偏转元件，这些偏转元件被布置成沿圆周方向围绕该开口分布。
16.如权利要求1 5所述的多束式粒子束系统，
其中，这些开口各自具有八个偏转元件。
17.如权利要求13至16之一所述的多束式粒子束系统，
其中，在所有组的算术平均值中，属于同一个开口组的开口的数量为二到三个。
18.如权利要求13至17之一所述的多束式粒子束系统，进一步包括：
多束式粒子源，该多束式粒子源用于生成多个粒子束，使得每个粒子束穿过该多孔板的开口之一来相继地穿过该多孔板；
粒子源，该粒子源用于生成在该多束式粒子束系统的操作过程中部分地穿过该多孔板中的这些开口的粒子；
多个透镜，该多个透镜布置在这些粒子的束路径中在该多孔板的上游或下游，
其中，该多孔板中的这些开口的偏转元件连接至这些供应线，并且该电压供应系统被配置成使得每个开口的偏转元件影响穿过该开口的粒子束，其方式为使得补偿由该多个透镜生成的场像散。
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