CN113424290A - 控制带电粒子束的能量散布的装置和方法 - Google Patents

控制带电粒子束的能量散布的装置和方法 Download PDF

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Abstract

在各方面中尤其地公开了一种带电粒子检查系统，其包括吸收部件和可编程带电粒子反射镜板，该可编程带电粒子反射镜板被布置为修改束中电子的能量分布并且对束进行整形以减少电子的能量散布和束的像差，其中吸收部件包括限定腔的结构，该腔具有内部表明以及设置在内部表上的超材料吸收体。在操作中，腔沿着束路径的一部分延伸。在其他实施例中，超材料包括吸收结构集合，该吸收结构集合被配置为设置在透明导电层上的吸收结构。进一步，公开了一种使用这种吸收部件并且使用可编程带电粒子反射镜板的方法，其中这种可编程带电粒子反射镜板包括像素集合，该像素集合被配置为生成定制电场以对束进行整形。

Description

控制带电粒子束的能量散布的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年1月23日提交的EP申请20153263.7、于2020年1月6日提交的EP申请20150384.4、和于2019年2月13日提交的EP申请19157009.2的优先权，它们通过引用整体并入本文。
技术领域
本文中所提供的实施例涉及具有一个或多个带电粒子束的带电粒子设备，诸如利用一个或多个电子束的电子显微镜装置。
背景技术
通过在晶片(也称为衬底)上创建图案来制造集成电路。晶片被支撑在用于创建图案的装备中的晶片台上。用于制造集成电路的过程的一部分包括查看或“检查”晶片的各个部分。这可以通过扫描电子显微镜或SEM来完成。
在光刻中使用SEM越来越需要低电子探测能量以使辐射损伤最小并且减轻充电效应。SEM观察需要极低着陆能量，以允许测量目标样品的次表面和纳米级信息，而具有由于减少相互作用体积所引起的最小化的束损坏深度以及最小化的充电。然而，随着探测能量的降低，物镜色差的有害影响变得明显，从而限制了可实现的空间分辨率。束的能量散布会导致色差。使用单色器可以减少这种散布。
发明内容
为了提供对实施例的基本理解，以下呈现了对一个或多个实施例的简化概述。该概述不是所有预期实施例的广泛概述，并不旨在标识所有实施例的关键或重要要素，也不旨在描绘任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或多个实施例的一些构思，作为稍后呈现的具体实施方式的序言。
根据实施例的一个方面，公开了一种使用包括超材料吸收体的单色器来减少电子束中电子的能量散布的装置和方法。
根据实施例的另一方面，公开了一种用于使电子束的能量散布变窄的装置，该装置包括结构，该结构限定沿电子束的路径的一部分延伸的腔，该腔具有内部表面；以及超材料吸收体，该超材料吸收体设置在内部表面上。超材料吸收体可以包括内部表面上的至少一部分上的介电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。超材料吸收体可以包括内部表面上的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。吸收结构可以是超材料完美吸收体。吸收结构可以是等离子体结构。吸收结构可以被配置为谐振地吸收电磁能。吸收结构可以被至少部分嵌入透明导电材料层中。吸收结构可以被制作在透明导电材料层的顶部上。吸收结构可以被印刷在透明导电材料层上。吸收结构可以包括多个块状元件，该块状元件包括金属材料。吸收结构可以包括石墨烯。吸收结构可以包括多个石墨烯薄片。吸收结构可以包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。吸收结构可以以周期性阵列布置。周期性阵列的节距可以被选择以实现对来自电子束的能量的最大吸收。透明导电材料可以包括氧化铟锡。透明导电材料可以包括掺杂氧化锌。透明导电材料可以包括碳纳米管。透明导电材料可以包括非晶材料。透明导电材料可以包括掺杂透明半导体。透明导电材料可以包括导电聚合物。透明导电材料可以包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。导电材料涂层可以包括金。导电材料涂层可以包括铝。导电材料涂层可以包括钛。导电材料涂层可以包括铬。该结构可以包括基本筒形柱。电子束所横穿的柱的部分的长度可以被选取以引起电子束中电子的预先确定量的减速。基本筒形柱可以包括导电材料。导电材料可以包括金。导电材料可以包括银。电子束可以沿着柱的中心轴线传播。基本筒形柱的半径可以沿电子束传播的方向减小。吸收结构的尺寸或节距可以沿其中电子束传播的方向发生变化。
根据实施例的另一方面，公开了一种用于生成基本单色电子束的装置，该装置包括电子束源；单色器，该单色器包括超材料吸收体，该超材料吸收体被布置为与电子束相互作用以产生基本单色电子束；物镜，该物镜被布置为聚焦基本单色电子束。单色器可以包括结构，该结构限定腔，该腔具有内部表面；以及超材料吸收体，该超材料吸收体设置在内部表面上。超材料吸收体可以包括内部表面的至少一部分上的介电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。超材料吸收体可以包括内部表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。吸收结构可以是超材料完美吸收体。吸收结构可以是等离子体结构。吸收结构可以被配置为谐振地吸收电磁能。吸收结构可以至少部分嵌入透明导电材料层中。吸收结构可以被制作在透明导电材料层的顶部上。吸收结构可以印刷在透明导电材料层上。吸收结构可以包括多个块状元件，该块状元件包括金属材料。吸收结构可以包括石墨烯。吸收结构可以包括多个石墨烯薄片。吸收结构可以包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。吸收结构可以以周期性阵列布置。周期性阵列的节距可以被选择以实现对来自电子束的能量的最大吸收。透明导电材料可以包括氧化铟锡。透明导电材料可以包括掺杂氧化锌。透明导电材料可以包括碳纳米管。透明导电材料可以包括非晶材料。透明导电材料可以包括掺杂透明半导体。透明导电材料可以包括导电聚合物。透明导电材料可以包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。导电材料涂层可以包括金。导电材料涂层可以包括铝。导电材料涂层可以包括钛。导电材料涂层可以包括铬。该结构可以包括基本筒形柱。电子束所横穿的柱的部分的长度可以被选取以引起电子束中电子的预先确定的数量的减速。基本筒形柱可以包括导电材料。导电材料可以包括金。导电材料可以包括银。电子束可以沿着柱的中心轴线传播。基本筒形柱的半径可以沿着电子束传播的方向减小。吸收结构的尺寸或节距可以沿其中电子束传播的方向发生变化。
根据实施例的另一方面，公开了一种用于生成基本单色电子束的装置，该装置包括第一孔径，该第一孔径被布置为阻挡电子束的一部分以产生经修改电子束；至少一个电磁会聚透镜，该至少一个电磁会聚透镜被布置为准直经修改电子束以产生经准直电子束；第二孔径，该第二孔径被布置为阻挡经准直电子束的一部分以产生经修改准直电子束；无源单色器，该无源单色器包括超材料吸收体，该超材料吸收体被布置为与经修改准直电子束相互作用，以使电子束的能量散布变窄；以及物镜，该物镜被布置为聚焦来自无源单色器的电子束。无源单色器可以包括结构，该结构限定腔，该腔具有内部表面以及设置在内部表面上的超材料吸收体。超材料吸收体可以包括内部表面的至少一部分上的介电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。超材料吸收体可以包括内部表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。吸收结构可以是超材料完美吸收体。吸收结构可以是等离子体结构。吸收结构可以被配置为谐振地吸收电磁能。吸收结构可以至少部分嵌入透明导电材料层中。吸收结构可以被制作在透明导电材料层的顶部上。吸收结构可以印刷在透明导电材料层上。吸收结构可以包括多个块状元件，这些块状元件包括金属材料。吸收结构可以包括石墨烯。吸收结构可以包括多个石墨烯薄片。吸收结构可以包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。吸收结构可以以周期性阵列布置。周期性阵列的节距可以被选择以实现对来自电子束的能量的最大吸收。透明导电材料可以包括氧化铟锡。透明导电材料可以包括掺杂氧化锌。透明导电材料可以包括碳纳米管。透明导电材料可以包括非晶材料。透明导电材料可以包括掺杂透明半导体。透明导电材料可以包括导电聚合物。透明导电材料可以包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。导电材料涂层可以包括金。导电材料涂层可以包括铝。导电材料涂层可以包括钛。导电材料涂层可以包括铬。该结构可以包括基本筒形柱。电子束所横穿的柱的部分的长度可以被选取以引起电子束中电子的预先确定量的减速。基本筒形柱可以包括导电材料。导电材料可以包括金。导电材料可以包括银。电子束可以沿着柱的中心轴线传播。基本筒形柱的半径可以沿着电子束传播的方向减小。吸收结构的尺寸或节距可以沿其中电子束传播的方向发生变化。
根据实施例的另一方面，公开了一种用于使电子束的能量散布变窄的装置，该装置包括结构，该结构限定沿电子束的路径的一部分延伸的腔，该腔具有内部表面，该内部表面适于从电子束中的电子吸收能量以使电子束的能量散布变窄。内部表面可以包括超材料吸收体。超材料吸收体可以包括内部表面上的至少一部分上的介电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。超材料吸收体可以包括内部表面上的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。吸收结构可以是超材料完美吸收体。吸收结构可以是等离子体结构。吸收结构可以被配置为谐振地吸收电磁能。吸收结构可以至少部分嵌入透明导电材料层中。吸收结构可以制作在透明导电材料层的顶部上。吸收结构可以印刷在透明导电材料层上。吸收结构可以包括多个块状元件，该块状元件包括金属材料。吸收结构可以包括石墨烯。吸收结构可以包括多个石墨烯薄片。吸收结构可以包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。吸收结构可以以周期性阵列布置。周期性阵列的节距可以被选择以实现对来自电子束的能量的最大吸收。透明导电材料可以包括氧化铟锡。透明导电材料可以包括掺杂氧化锌。透明导电材料可以包括碳纳米管。透明导电材料可以包括非晶材料。透明导电材料可以包括掺杂透明半导体。透明导电材料可以包括导电聚合物。透明导电材料可以包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。导电材料涂层可以包括金。导电材料涂层可以包括铝。导电材料涂层可以包括钛。导电材料涂层可以包括铬。该结构可以包括基本筒形柱。电子束所横穿的柱的部分的长度可以被选取以引起电子束中电子的预先确定量的减速。基本筒形柱可以包括导电材料。导电材料可以包括金。导电材料可以包括银。电子束可以沿着柱的中心轴线传播。基本筒形柱的半径可以沿电子束传播的方向减小。吸收结构的尺寸或节距可以沿其中电子束传播的方向发生变化。
根据实施例的另一方面，公开了一种减小电子束中的能量分布的宽度的方法，该方法包括以下步骤：使束穿过由沿着束的路径延伸的结构所限定的空间体积，该表面设有超材料吸收体，该超材料吸收体被布置为吸收来自电子的能量。超材料吸收体可以包括内部表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。超材料吸收体可以包括内部表面的至少一部分上的介电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。超材料吸收体可以包括内部表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层可以设有多个吸收结构。吸收结构可以是超材料完美吸收体。吸收结构可以是等离子体结构。吸收结构可以被配置为谐振地吸收电磁能。吸收结构可以至少部分嵌入透明导电材料层中。吸收结构可以制作在透明导电材料层的顶部上。吸收结构可以印刷在透明导电材料层上。吸收结构可以包括多个块状元件，该块状元件包括金属材料。吸收结构可以包括石墨烯。吸收结构可以包括多个石墨烯薄片。吸收结构可以包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。吸收结构可以以周期性阵列布置。周期性阵列的节距可以被选择以实现对来自电子束的能量的最大吸收。透明导电材料可以包括氧化铟锡。透明导电材料可以包括掺杂氧化锌。透明导电材料可以包括碳纳米管。透明导电材料可以包括非晶材料。透明导电材料可以包括掺杂透明半导体。透明导电材料可以包括导电聚合物。透明导电材料可以包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。导电材料涂层可以包括金。导电材料涂层可以包括铝。导电材料涂层可以包括钛。导电材料涂层可以包括铬。该结构可以包括基本筒形柱。电子束所横穿的柱的部分的长度可以被选取以引起电子束中电子的预先确定量的减速。基本筒形柱可以包括导电材料。导电材料可以包括金。导电材料可以包括银。电子束可以沿着柱的中心轴线传播。基本筒形柱的半径可以沿着电子束传播的方向减小。吸收结构的尺寸或节距可以沿其中电子束传播的方向发生变化。
下文参考附图对本发明的其他特征和优点以及本发明各个实施例的结构和操作进行详细描述。应当指出，本发明不限于本文中所描述的具体实施例。这样的实施例在本文中仅出于说明的目的而呈现。基于本文中所包含的教导，附加实施例对于相关领域的技术人员而言是显而易见的。
附图说明
并入本文中并且构成说明书的一部分的附图图示了本发明，并且与说明书一起还用来解释本发明的原理并使得一个或多个相关领域的技术人员能够制造并使用本发明。
图1是图示了与本公开的一些实施例一致的示例性电子束检查系统的示意图。
图2是图示了与本公开的一些实施例一致的示例性电子束检查系统的附加方面的示意图。
图3是图示了与本公开的一些实施例一致的示例性电子束检查系统的附加方面的侧视图。
图4A是诸如可以用于图3的系统中的单色器之类的单色器的局部透视图；图4B是沿着线B-B截取的图4A的横截面。
图5是诸如可以用于图1的系统中的单色器之类的单色器的局部透视图。
图6是图4A的单色器的横截面视图。
图7是根据实施例的一个方面的超材料吸收体的平面图。
图8是根据实施例的一个方面的超材料吸收体的平面图。
图9是示出了根据实施例的一个方面的方法中的示例性步骤的流程图。
图10A图示了与本公开的一些实施例一致的可以是图1的带电粒子检查系统的一部分的示例性电子束工具。
图10B是图示了与本公开的一些实施例一致的可编程像素化反射镜板和电压控件的运转的示意图。
图10C是图示了与本公开的一些实施例一致的用于校正多束系统中的不同子束的不同像差的可编程像素化反射镜板和电压控件的运转的另一示意图。
图10D是图示了与本公开的一些实施例一致的校正子束的像差的示例性方法的流程图。
图11图示了与本公开的一些实施例一致的可以是图1的带电粒子检查系统的一部分的示例性电子束工具。
图12A是与本公开的一些实施例一致的图11的吸收结构的示意平面图。
图12B是与本公开的一些实施例一致的图11的吸收结构的横截面视图。
图13是图示了与本公开的一些实施例一致的吸收结构和可编程像素化反射镜板的级联构造的运转的示意图。
图14是图示了与本公开的一些实施例一致的吸收结构和可编程像素化反射镜板的组合构造的运转的示意图。
图15是图示了与本公开的一些实施例一致的校正子束的像差和能量散布的示例性方法的流程图。
图16是图示了与本公开的一些实施例一致的校正子束的像差和能量散布的另一示例性方法的流程图。
具体实施方式
现在，详细参考示例性实施例，其示例在附图中说明。以下描述参考附图，其中除非另有表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或相似的元件。在示例性实施例的以下描述中所阐述的实现方式并不代表与本发明一致的所有实现方式。取而代之的是，它们仅是与如所附权利要求中所陈述的与本发明有关的各方面一致的系统、装置和方法的示例。为了清楚起见，附图中部件的相对尺寸可能被夸大。
电子设备由形成在被称为衬底的硅片上的电路构成。许多电路可以一起形成在同一硅片上，并且称为集成电路或IC。这些电路的尺寸已经显著减小，因此更多的电路可以适配在衬底上。例如，智能手机中的IC芯片可以小到指甲盖，但可能包含超过20亿个晶体管，每个晶体管的大小不到人发的1/1000。
这些极小IC的制造是一个复杂、耗时且昂贵的过程，通常包括数百个单独的步骤。即使一步的误差，也有可能导致成品出现缺陷，使其无法使用。因此制造过程的一个目标是避免这样的缺陷以使在该过程中制造的功能IC的数目最大，也就是说，提高过程的整体良率。
提高产率的一个组成部分是监测芯片制造过程以确保它正在生产足够数目的功能集成电路。监测过程的一种方式是在形成芯片电路结构的各个阶段检查该芯片电路结构。可以使用扫描电子显微镜(SEM)进行检查。SEM可以用于对这些极小结构进行成像，实际上是拍摄结构的“图片”。该图像可以用于确定结构是否正确形成以及它是否形成在正确位置中。如果结构具有缺陷，则可以调整工艺，以使缺陷不太可能再次发生。
顾名思义，SEM使用电子束，因为这样的束可以用于观察太小而不能被光学显微镜(也就是说，使用光的显微镜)看到的结构。一个或多个电子束中的电子不会都具有完全相同的能量。取而代之的是，能量会出现散布，该散布有时称为ΔE。然而，当获得SEM图像时，期望使用能量尽可能靠近的电子。换句话说，期望使ΔE尽可能小。所有电子都具有几乎相同能量的束称为单色的。同样，使束的能量散布更小的设备被称为单色器。
单色器通常分离具有不同能量的电子，并且使用狭缝来选择具有正确能量的电子并且阻挡其他电子，也就是说，狭缝允许具有期望能量的电子通过而阻挡不具有正确能量的电子。在这种单色器中，分离并丢弃具有不同能量的电子，并且仅选择具有期望能量的一小部分电子，从而产生仅包括所生成的电子的一小部分的电子束。因此，使用这种单色器提高成像分辨率的代价是损失电子束中的大部分电子，从而导致SEM的吞吐量降低。解决这个问题的一种方式是保留所有电子，但减慢其中一些电子的速度，以使它们都具有大致相同的能量。通常，这需要使电子通过不同的电场，这增加了复杂性。能够使用一种被动降低电子能量(也就是说，不必施加外部电场)的设备来使较快的电子减速，从而使电子的速度匹配，可能是有利的。
典型单色器的设计可能在实现单色电子方面引入障碍。例如，如果单色器的直径很大，则负责减少能量散布的物理过程变得很弱，从而需要SEM的较长柱来操纵束，因为束通过柱传播。另一方面，如果减小直径以加强物理效应，则可能导致传输损耗或衍射效应。而且，在SEM柱的内壁内制作单色器可能具有挑战性，并且约束了SEM内壁上吸收结构的备选方案。
在本申请的公开内容的一些实施例中，提供了一种系统，该系统包括吸收体，该吸收体有效吸走电子能量，使得电子最终都具有大约相同量的能量。当然，这只是简单描述，并且下文对实际细节进行更完整且更准确地阐述。在这样的系统的一些实施例中，吸收体可以设置在圆柱的内部表面上，电子穿过该圆柱以形成电子束。为了促进吸收体从过高能量电子吸收能量，电子需要足够靠近吸收体来通过，这对圆柱的设计提出了挑战，因为圆柱可能需要具有足够小的直径，以使得基本上所有电子都能在吸收体的某个小距离内通过。
在其他实施例中，为了便于使电子充分靠近吸收体，电子可以被引导到反射镜板并且吸收体可以安装在反射镜板上。反射镜板可以是可编程反射镜板，其被配置为校正一个或多个电子束中的像差。反射镜板中的每个像素连接到如下电压，该电压被配置为使得反射镜板生成被配置为校正束的像差的电场。当束的电子接近反射镜板时，它们也接近安装在反射镜板上的吸收体。反射镜板所生成的电场以校正像差的方式排斥电子。进一步地，电子在被反射之前充分靠近吸收体通过，从而发生吸收体所需的能量吸收，其中结果为基本所有经反射电子都具有相似能量。
为了增强SEM系统的性能，期望在不降低束电流且不抑制SEM系统的操作灵活性的情况下校正像差。例如，可能期望维持SEM系统参数(诸如初级束能量、束开角、以及到达检测器的次级电子的能量)的宽范围可调性。
在不限制本公开的范围的情况下，实施例的描述和附图可以示例性地称为使用电子束。然而，实施例并不用于将本发明限制于特定带电粒子。例如，用于束形成的系统和方法可以应用于光子、x射线和离子等。更进一步地，术语“束”可以是指初级电子束、初级电子子束、次级电子束、或次级电子子束等。
如本文中所使用的，除非另有明确说明，否则术语“或”涵盖所有可能组合，除不可行之外。例如，如果陈述部件可以包括A或B，则除非另有明确说明或不可行，否则部件可以包含A、或B、或A和B。作为第二示例，如果陈述部件可以包含A、B或C，则除非另有说明或不可行，否则部件可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。
在说明书和权利要求中，可以采用术语“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”、“垂直”、“水平”等。除非另有说明，否则这些术语旨在仅示出相对方位而非任何绝对方位，诸如相对于重力的方位。同样，诸如左、右、前、后等之类的术语旨在仅给出相对方位。
现在，参考图1，其图示了与本公开的一些实施例一致的示例性电子束检查(EBI)系统10。如图1所示，EBI系统10包括主腔室11、上料/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11内。
EFEM 30包括第一上料端口30a和第二上料端口30b。EFEM 30可以包括一个或多个附加上料端口。第一上料端口30a和第二上料端口30b可以例如接纳晶片前开式整合舱(FOUP)，该FOUP包含晶片(例如，半导体晶片或由一种或多种其他材料制成的晶片)或要检查样品(晶片和样品可以统称为下文的“晶片”)。EFEM 30中的一个或多个机器人臂(未示出)可以将晶片传送到上料/锁定腔室20。
上料/锁定腔室20连接到上料/锁定真空泵系统(未示出)，该上料/锁定真空泵系统移除上料/锁定腔室20中的气体分子以达到低于大气压的第一压力。在达到第一压力之后，一个或多个机器人臂(未示出)可以将晶片从上料/锁定腔室20运送到主腔室11。主腔室11连接到主腔室真空泵系统(未示出)，该系统移除主腔室11中的气体分子以达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，通过电子束工具100对晶片进行检查。电子束工具100可以是单束系统、多束系统或多柱系统、或这些的组合。控制器19以电子方式连接到电子束工具100。虽然控制器19在图1中处于被示为位于包括主腔室11、上料/锁定腔室20和EFEM 30的结构的外部，但是应当领会控制器19可以是该结构的一部分。
虽然本公开提供了容纳电子束检查系统的主腔室11的示例，但是应当指出，本公开的各方面在其最广泛的意义上不限于容纳电子束检查系统的腔室。相反，应当领会，本文中所讨论的原理还可以应用于在第二压力下操作的其他工具。
图2图示了可以是图1的EBI系统的一部分的示例性电子束工具100A。电子束工具100A(本文中也称为“装置100A”)包括电子源101、枪孔板171、会聚透镜110、源转换单元120、初级投影光学系统130、次级成像系统150、以及电子检测设备140M。初级投影光学系统130可以包括物镜131。可以在可移动台(未示出)上提供具有样品表面7的样品1。电子检测设备140M可以包括多个检测元件140_1、140_2和140_3。束分离器160和偏转扫描单元132可以放置在初级投影光学系统130内部。
电子源101、枪孔板171、会聚透镜110、源转换单元120、束分离器160、偏转扫描单元132和初级投影光学系统130可以与设备100A的主光轴100_1对准。次级成像系统150和电子检测设备140M可以与装置100A的辅助光轴150_1对准。
电子源101可以包括阴极(未示出)和提取器或阳极(未示出)，其中在操作期间，电子源101被配置为从阴极发射初级电子并且初级电子通过提取器或阳极被提取或加速以形成初级电子束102，该初级电子束102形成初级束交叉(虚拟或真实)101s。初级电子束102可以可视化为从初级束交叉101s发射。
源转换单元120可以包括图像形成元件阵列(图2中未示出)和束限制孔阵列(图2中未示出)。在一些实施例中，图像形成元件阵列可以包括多个微偏转器或微透镜，该多个微偏转器或微透镜可以影响初级电子束102的多个初级子束102_1、102_2、102_3并且形成初级束交叉101s的多个平行图像(虚拟或真实)，初级子束102_1、102_2和102_3中的每个初级子束一个平行图像。在一些实施例中，束限制孔阵列可以被配置为限制单独初级子束102_1、102_2和102_3的直径。图2示出了三个初级子束102_1、102_2和102_3作为示例，并且应当领会，源转换单元120可以被配置为形成任何数目的初级子束。例如，源转换单元120可以被配置为形成3×3初级子束阵列。源转换单元120还可以包括像差补偿器阵列，该像差补偿器阵列被配置为补偿探针斑102_1S、102_2S和102_3S的像差。在一些实施例中，像差补偿器阵列可以包括具有微透镜的场曲补偿器阵列，这些微透镜被配置为分别补偿探针斑102_1S、102_2S和102_3S的场曲像差。在一些实施例中，像差补偿器阵列可以包括具有微消像散器的像散补偿器阵列，这些微消像散器被配置为分别补偿探针斑102_1S、102_2S和102_3S的像散像差。在一些实施例中，图像形成元件阵列、场曲补偿器阵列和像散补偿器阵列可以分别包括多层的微偏转器、微透镜和微消像散器。
会聚透镜110被配置为聚焦初级电子束102。会聚透镜110还可以被配置为通过使会聚透镜110的焦度发生变化来调整源转换单元120下游的初级子束102_1、102_2和102_3的电流。子束102_1、102_2和102_3从而可以具有可以由会聚透镜110改变的聚焦状态。可替代地，电流可以通过更改对应于单独子束的束限制孔阵列内的束限制孔的径向尺寸来改变。因此，子束的电流在沿着子束轨迹的不同位置可能不同。可以调整子束电流，从而样品表面上的子束电流(例如，探针斑电流)被设置为期望量。
会聚透镜110可以是可移动会聚透镜，其可以被配置为使得其第一主平面的位置是可移动的。可移动会聚透镜可以被配置为磁性会聚透镜、或静电会聚透镜、或电磁会聚透镜(例如，复合会聚透镜)。在美国专利号9,922,799和美国专利申请公开2017/0025243中还对可移动会聚透镜进行了描述，两者整体并入本文。在一些实施例中，会聚透镜可以是防旋转透镜，该防旋转透镜可以在使子束电流发生变化的同时保持离轴子束的旋转角度不变。在一些实施例中，会聚透镜110可以是可移动抗旋转会聚透镜，该可移动抗旋转会聚透镜包括具有可移动第一主平面的抗旋转透镜。在国际申请号PCT/EP2017/084429中还对抗旋转或可移动抗旋转会聚透镜进行了描述，其通过引用整体并入。
物镜131可以被配置为将子束102_1、102_2和102_3聚焦到样品190上用于检查并且可以在当前实施例中在表面7上形成三个探针斑102_1S、102_2S和102_3S。在操作中，枪孔板171被配置为阻挡初级电子束102的外围电子以减少库仑相互作用效应。库仑相互作用效应可能会扩大初级子束102_1、102_2、102_3的探针斑102_1S、102_2S和102_3S中的每个探针斑的尺寸，从而降低检查分辨率。还示出了束单色器165，如下文所更详细地描述的。
在操作中，偏转扫描单元132被配置为偏转初级子束102_1、102_2和102_3以跨表面7的一段中的个体扫描区域扫描探针斑102_1S、102_2S和102_3S。响应于初级子束102_1、102_2和102_3在探针斑102_1S、102_2S和102_3S处对样品190的照射，次级电子从样品1中射出并且形成三个次级电子束102_1se、102_2se和102_3se，在操作中，三个次级电子束102_1se、102_2se和102_3se从样品1发射。次级电子束102_1se、102_2se和102_3se中的每个次级电子束通常包括具有不同能量的电子，这些电子包括次级电子(具有≤50eV的电子能量)和背向散射电子(具有50eV与初级子束102_1、102_2和102_3的着陆能量之间的电子能量)。次级成像系统150随后将次级电子束102_1se、102_2se和102_3se聚焦到电子检测设备140M的检测元件140_1、140_2和140_3上。检测元件140_1、140_2和140_3被布置为检测对应次级电子束102_1se、102_2se和102_3se并且生成可以发送到信号处理单元(未示出)的对应信号，例如，以构建样品1的对应扫描区域的图像。
图3图示了根据实施例的一个方面的布置。在这种系统中，电子源101用于生成大量电子101s。孔171用于移除不需要的电子，以使很好地减轻库仑相互作用。这产生束102。会聚透镜110和112准直电子束102。会聚透镜110和112可以与孔300一起用于改变束电流。(要被用作例如图2中的单色器165的)无源单色器310被设置在孔300的下方(即，下游)。无源单色器310的功能是减少电子束102的能量散布。然后，物镜131用于将该电子束102聚焦在样品1上。
图4A是图3所示的无源单色器310的局部透视图。可以看出，无源单色器310包括限定电子束102穿过的腔312(图4B)的结构。腔312可以是中空的，或它可以围合对光或电子束透明的材料。如所示出的，该结构可以为基本筒形并且具有与电子束102的路径重合的中心轴线。如图4B所示，该图4B是图4A的布置沿着线B-B截取的横截面，包围腔312的是吸收结构层314，如下文所更详细地描述的。该吸收结构层314设置在层316上，该层316包括例如介电材料或透明导电材料。透明导电材料会传导撞击层316上的杂散电子远离设备并且避免为壁充电。在预计杂散电子通量不显著的情况下，例如，如果束被充分准直，或当对于带电粒子束，可能充电不可见时，则可以使用介电材料。数字318表示由导电材料制成的结构的外壁。导电材料可以包括例如金或银。
在图4A的布置中，无源单色器310的外部配置为基本筒形。然而，对于一些应用，可能有益的是，根据束轴线上的位置更改无源单色器310的半径，使得无源单色器310具有束102进入无源单色器310的第一半径和束102离开无源单色器310的第二半径。在图5所示的示例中，周长R1大于周长R2，以使无源单色器310的整体配置为截头锥形。这种配置可以使无源单色器310更有效地从电子束102中的电子吸收能量。
如上文所提及的，无源单色器310可以通过嵌入吸收结构来实现，该吸收结构在由构成它们的材料及其几何特征确定的波长处以谐振方式吸收电磁能。由于吸收效率几乎达到100％，所以这些结构被称为等离子体/超材料完美吸收体。注意，这些结构在文献和本申请中被称为“完美”吸收体，即使它们的吸收效率低于100％。
图6示意性地示出了通过无源单色器310的平面，该平面具有嵌入或耦合到内壁的这些吸收结构314。这些吸收结构314可以采用若干个形式中的任一形式，诸如金属块、石墨烯薄片、或两者的组合，被印刷在设置在金属壁318上的层316的顶上。其他配置(诸如石墨烯带)也是已知的并且在本公开的范围之内。
图7是吸收结构314的图解平面图，这些吸收结构嵌入或耦合到层，诸如层316，该层可以是透明电极。在所示的特定布置中，吸收结构314是石墨烯薄片，但是，如上文所陈述的，可以使用其他吸收结构。吸收结构314与层316一起构成所谓的完美吸收体或超材料吸收体，也就是说，被设计为有效吸收电磁辐射的材料。应当看到，吸收结构314以具有节距P的周期性阵列嵌入或耦合到层316。除了通过选取吸收结构314的几何结构(形状和尺寸)和材料来调节超材料吸收体的性能之外，超材料吸收体的性能还可以通过更改节距P来调节。比如，在柱的开头，可以选择吸收结构314以与高能电子有效相互作用，然后在柱中，可以选择吸收结构314并且将其配置为以更有效地使低能电子减速。图8示出了被实现为金属块阵列314的超材料吸收体。块在电子束e的传播方向上的形状和节距方面发生变化。
如上文所讨论的，在一些应用中期望使用透明电极，该透明电极关于电磁辐射充当电介质但传导电荷。透明导电电极例如可以是氧化铟锡、掺杂氧化锌、碳纳米管、非晶材料、掺杂透明半导体或导电聚合物。透明导电电极可以例如是透明材料和具有涂层的导电材料的该涂层，该涂层例如，金、铝、钛或铬。
电子的减速是电子速度或能量的函数。与低能电子相比，高能电子在特定频率下与电磁模式强烈相互作用。结果，高能电子也可能比低能电子减速得更多。一旦电子充分减速，它们与吸收体的相互作用就变得如此微弱，以至于电子不再表现出任何明显能量偏移。因此，输出电子束将具有能量基本相同的电子。附加地，还可以选取电子束所横穿的单色器的部分的长度，以便仅引起入射电子的预选确定的数量的减速。
虽然结合其作为单色器的使用对上述布置进行了描述，但在不施加减速电位的情况下以被动方式对电子束能量进行下变频可能会同样有用。
一般而言，超材料吸收结构存在许多候选者，每个候选者各自具有其自身优点。在实践中，特定应用所施加的设计约束决定最佳候选者的选择。例如，根据实施例的一个方面，可能期望通过在光带或太赫兹带中吸收来使电子减速。超材料吸收体结构可以采用石墨烯微带，甚至可能是平面膜的形式。
根据实施例的另一方面，公开了一种使用超材料吸收体来减少电子束的能量散布的方法。参考图9，在第一步骤S10中，生成电子束。然后，在步骤S20中，“剪裁”电子束，也就是说，该电子束通过孔。在步骤S30中，使用具有超材料吸收体的单色器减少电子束的能量散布。在步骤S40中，通常使用物镜聚焦此时基本上是单色的电子束。在步骤S50中，经聚焦电子束被使得撞击样品以使用电子束照射样品。
图10A图示了与本公开的一些实施例一致的示例性电子束工具100B，该示例性电子束工具100B可以是图1的带电粒子检查系统的一部分。电子束工具100B(本文也称为装置100B)包括电子源101、第一透镜1010、第二透镜1031、束分离器1060、可编程带电粒子反射镜板1000、以及电压控件1050。为了简单起见，图10A中未示出通常存在的其他部件(诸如孔和偏转器)。具有样品表面1012的样品1011可以设置在可移动台(未示出)上。电子源101、透镜1010和透镜1031可以与装置100B的主光轴对准。
电子源101可以包括阴极(未示出)和提取器或阳极(未示出)，其中在操作期间，电子源101被配置为从阴极发射初级电子并且初级电子通过提取器或阳极提取或加速以形成初级电子束，该初级电子束被示为一系列波前，也就是说，振荡相位相同的一个或多个表面(真实或虚拟)。可以看出，如由源101发射的束的波前被示为基本上是球形的。
束分离器1060、反射镜板1000和电压控件1050被引入到束路径以校正像差。束分离器1060、反射镜板1000和电压控件1050引入在透镜之间以对波前进行预整形，以使预整形和像差的净效应是更适当聚焦的束。如下文更详细描述的，应当理解，束分离器1060、反射镜板1000和电压控件1050在装置100B中的放置仅是示例，并且束分离器1060、反射镜板1000和电压控件1050可以被放置在装置100B中的其他位置中。
束分离器1060可以是可以生成静电偶极场和磁偶极场的维恩(Wien)滤波器类型的束分离器。在一些实施例中，由静电偶极场施加在子束的电子上的力可以与磁偶极场施加在电子上的力幅度相等且方向相反。因此，子束可以零偏转角径直通过束分离器1060。然而，由束分离器1060生成的子束的总色散还可以是非零的。束分离器1060可以将传入子束朝向反射镜板1000引导，并且还引导从反射镜板1000反射的束进入另一方向。反射镜板1000可以校正传入子束的像差并且将经校正子束朝向束分离器1060反射。
此外，在下文所描述的示例中，主要就校正由透镜产生的像差方面对反射镜板1000进行描述。然而，反射镜板1000还可以或可替代地用于对带电粒子束进行整形。例如，反射镜板1000可以用于使束横截面轮廓在样品上呈环状而非斑状。这可以在某些应用中提供优势，诸如用于对接触孔洞的侧壁进行成像。作为另一示例，可以使束轮廓在晶片处发散得更小，以产生更大焦深。
在一些实施例中，装置100B可以包括与可调电压配对的附加光学元件(诸如电极)，或与放置在反射镜板1000与分离器1060之间的可调激励配对的磁性光学元件，以进一步影响电场和磁场以校正像差。多个驱动器可以与电极或磁光元件耦合，其中多个驱动器中的每个驱动器可以被配置为分别向对应电极或对应磁光元件提供可调电压或调整激励。与反射镜板1000耦合的附加光学元件可以用于校正由透镜1010或束分离器1060引起的可能附加像差，如由多极场引起的像差。比如，在一个示例实现方式中，反射镜板1000可以用于校正旋转对称像差或非对称像差，而附加光学元件可以用于校正由多极场引起的非对称像差。
反射镜板1000可以通过在反射镜板1000上施加负总电压或正总电压来反射反射镜表面上方的子束。例如，电压控件1050可以向反射镜板1000施加负总电压以从子束反射电子(或负离子)。在另一示例中，电压控件1050可以向反射镜板1000施加正总电压以从子束反射带正电粒子(或正离子)。子束朝向束分离器1060反射，其中经反射子束被引导进入另一方向，并且可以聚焦在样品上。图10A示出了以90度弯曲的子束，并且应当领会，子束可以以其他角度弯曲。而且，镜板1000可以还被配置为仅反射多个子束中的一个子束。
在一些实施例中，反射镜板1000和电压控件1050可以在单独部件中实现。在一些其他实施例中，反射镜板1000和电压控件1050可以在单个部件中实现。
在一些实现方式中，可以提供第二反射镜板以反射已经通过装置100B内部的反射镜板1000反射的子束。例如，从反射镜板1000反射的子束可以被引导到装置100B内(诸如在束分离器1060附近)实现的第二反射镜板。第二反射镜板可以将来自束分离器1060的传输子束朝向第二束分离器反射，其中第二束分离器引导经反射子束进入另一方向并且可以聚焦在样品上。
现在，参考图10B，其为与本发明的一些实施例一致的可编程像素化反射镜板1000及电压控件1050的运转的示意图。反射镜板1000可以包括像素集合1001至1007以对接近该像素集合的子束的轮廓进行整形。电压控件1050可以包括分别与像素集合1001至1007中的每个像素相关联的控制构件集合1051至1057。每个像素控制构件1051至1057被布置和配置为向关联像素施加信号(例如，电压)。因此，反射镜板1000是可编程的，其在于可以为每个像素或像素组以不同方式提供电压并且可以根据期望改变电压。像素控制构件1051至1057中的每个像素控制构件所提供的电压可以在反射镜板1000上方生成弯曲等电位面(定制电场)1090。等电位面1090可以确定来自子束1061的不同部分的电子的反射地点，并且该反射影响反射镜板1000所反射的子束1061r的形状和相位。因此，对电压的调整通过局部(即，子束1061受等电位面1090影响的一个或多个位置)调整子束1061来控制像差，并且使得经反射子束1061r能够获得一个或多个期望特性，诸如以期望分辨率聚焦样品上的某个点。虽然反射镜板1000布置有七个像素和对应七个控制构件，但是应当领会，可以布置不同数目的像素和控制构件，并且像素或控制构件可以以各种布置中的任一布置来布置。
在一些实施例中，像素1001至1007和对应像素控制构件1051至1057可以各自在单独部件中实现。在其他实施例中，像素1001至1007和对应像素控制构件1051至1057可以在单个部件中实现。
像素1001至1007可以各自包括矩形形状。显而易见的是，像素可以包括其他形状，诸如六边形、环形区段、正方形、其他合适形状、或这些的组合。例如，子束通常为旋转对称，因此使用作为环形区段共享的像素可以提供使所需电压控件和像素数目减小的优势。通过其他示例，通过使用六边形像素而非方形像素，可以在相同区域中实现更多像素。
在一些实施例中，像素的大小或像素1001至1007的形状可以在反射镜板1000上发生变化。例如，可以在反射镜板1000的需要更精确校正的区域中使用较小像素，从而可以在校正像差时提供更多准确性。电压控件1050可以向这些对应较小像素中的每个对应较小像素提供电压以提供更精确的束形状。在一些实施例中，像素1001至1007中的每个像素可以得到唯一控制。例如，电压控件可以向某些像素提供例如负电压以反射与这些像素相互作用的带负电粒子，并且可以向其他像素提供正电压以吸引可能落入对于该实例优选的束形状之外的带电粒子。
在一些实现方式中，反射镜板1000可以包括更大的像素以使束整形更容易控制和实现。例如，较大的像素可以各自覆盖比较小的像素更大的区域，并且可以对传入子束提供类似影响(例如，诸如反射或吸引)。在一些实现方式中，反射镜板1000可以包括较大像素和较小像素，其中较大像素可以用于被预期一致地反射子束的反射镜板的各部分中使用，而较小像素则可以用于反射镜板的可能处于如下位置的外围上的部分中，以便更好地控制束形状，上述位置即预期子束可能会与之相互作用的位置。
在一些实施例中，反射镜板1000可以为弯曲反射镜板。当反射镜板1000为弯曲时，可以降低用于校正像差的电压。可以通过机械致动器(诸如压电电机)机械调整和控制反射镜曲率。
在一些实施例中，可以通过使用具有机械可倾斜上部表面的单独像素来倾斜在反射镜板1000中实现的单独像素。可以由机械致动器(诸如压电电机)机械调整和控制可倾斜像素。倾斜像素可以从传入子束中移除带电粒子，并且所移除的带电粒子可以在反射镜板1000与束分离器之间散射。倾斜像素可以为带电粒子创建不同路径，其中不同路径可以用于通过反射镜板1000与束分离器之间或带电粒子束系统中的其他地方的束孔，来将带电粒子从传入子束中滤出。
在使用期间，聚焦电子束在样品的表面上扫描。在大视场上扫描聚焦电子束期间，源的图像在样品的表面上的形状和强度分布(例如，斑轮廓)可能会发生改变。使用可编程反射镜板1000能够通过动态配置可编程反射镜板1000来校正或减少这些扫描效应。如上文所陈述的，可编程反射镜板1000可以被配置为具有像素1001至1007的板，其中每个像素具有单独电压控件1051至1057。使用用于调整像素处的电压的电压控件1050可以局部改变电子波的相位，其中电压控件1050可以向像素提供AC电压，以通过以可变地反射传入子束来生成时间相关束形状。例如，在像素上方反射的电子波的部分可以实现或促进对电子斑(探针)形成的控制。作为具体示例，同步反射镜板电压与电子束在样品上的扫描实现或促进对整个扫描视场上的探针形成的动态控制。在另一示例中，当在样品上扫描大视场时，与中心相比较，子束的外边缘可能出现更多像差。通过向反射镜板1000施加AC电压，可以更精确地校正子束的外边缘的像差。
在一些实施例中，反射镜板1000可以提供在反射镜板1000的表面上的沿不同方向的有所不同的像素电压分布。束分离器1060可以向子束添加像差，并且因为子束沿一个方向偏转，像差可能是非旋转对称的。因此，子束正在失去旋转对称束形状并且为了校正形状，反射镜板可以使用沿两个不同的方向的不同的像素电压分布。
现在，参考图10C，其为与本发明的一些实施例一致的可编程像素化反射镜板1100以及用于校正多束系统中不同子束的不同像差的电压控件1150的运转的另一示意图。反射镜板1100可以包括三个像素集合1101至1105、1111至1115和1121至1125，并且电压控件1150可以包括分别与像素集合中的每个像素相关联的三个控制构件集合1151至1155、1161至1165和1171至1175。每个像素控制构件1151至1155、1161至1165和1171至1175被布置和配置为向关联像素施加信号(例如，电压)。像素控制构件1151至1155、1161至1165和1171至1175中的每个像素控制构件所提供的电压可以在反射镜板1100上方生成对应的三个弯曲等电位面1091至1093(定制电场)。等电位面可以确定来自三个子束的不同部分的电子的反射地点，并且该反射影响了反射镜板1100所反射的子束中的每个子束的形状和相位。
通过向每个像素集合提供不同的电压，在反射镜板1100中实现的每个像素集合还可以在反射镜板1100的表面上方的不同高度处反射子束。因此，反射镜板1100可以影响多个子束中的每个子束的形状和相位并且以不同的角度朝向束分离器反射受影响的子束，以使得SEM能够获得一个或多个期望特性，诸如对于子束中的每个子束而言以期望分辨率聚焦在样品上的不同点处。而且，通过从传入子束中的部分中局部地去除带电粒子，反射镜板1100除了控制相位之外或代替控制相位，还可以局部地控制电子波的幅度。反射镜板1100可以通过防止子束中的带电粒子朝向束分离器反射(例如，通过将带电粒子吸引到像素而非反射这些带电粒子)来实现对幅度的控制。
在一些实施例中，反射镜板1100可以通过使用像素上的正电压从子束局部地移除电子。带正电像素可以将像素上方的电子朝向反射镜板1100吸引并且吸收或散射反射镜板1100的表面上的电子。
反射镜板1100还可以通过在像素上使用负电压来移除子束中带正电粒子。源自反射镜板1100的散射粒子或次级电子可以在反射镜板1100与束分离器之间具有不同的路径，并且可以通过将束孔放置在反射镜板1100与束分离器之间的合适位置或带电粒子束系统的其他地方来滤出。
对于指派给特定子束或每个反射镜板的每个像素集合，像素上的电压分布可以不同。在一些实施例中，对于某些像素集合或反射镜板，电压分布可能相同，以限制所需单独电压控件的数目。
像素上的电压分布和整个反射镜板电压可以根据子束的着陆能量进行调整，以使得能够校正或减少与不同着陆能量有关的不同电子束系统设置下的像差。像素上的电压分布可以根据子束在样品上的位置进行调整。例如，子束的位置可以是子束是否离轴或与期望束斑离轴的程度的度量，以优化对子束的各种离轴位置处的像差的校正或减少。
像素上的电压分布和整个反射镜板电压可以根据子束的束电流进行调整，以使得能够校正或减少与不同的子束电流有关的不同电子束系统设置下的像差。像素上的电压分布和整个反射反射镜板电压可以根据子束在样品处的着陆角进行调整，以使得能够校正或减少与不同着陆角有关的不同电子束系统设置下的像差。
像素上的电压分布和整个反射镜板电压可以根据样品处的电场进行调整，以使得能够校正或减少与样品处的不同电场有关的不同电子束系统设置下的像差。
虽然图10C的反射镜板1100布置有三个像素集合和相关联的三个控制构件以校正三个子束的像差，但是应当领会，不同数目的像素集合、控制构件和子束可以以各种布置中的任何布置进行布置。
现在，参考图10D，其为与本公开的一些实施例一致的校正子束的像差的示例性方法1080的流程图。方法1080可以由电子束工具(例如，图10A的电子束工具100B)执行。而且，虽然方法1080描述了校正子束的像差，但是应当领会，方法1080还可以应用于校正多个子束的像差。
在步骤1081中，子束被朝向可编程带电粒子反射镜板(例如，图10A的可编程带电粒子反射镜板1000)引导。例如，子束可以由束分离器(例如，图10A的束分离器1060)引导。在一些实施例中，控制器(例如，图1的控制器19)可以指令束分离器将子束引导到可编程带电粒子反射镜板。
在步骤1082中，信号(例如，电压)被提供给可编程带电粒子反射镜板的像素(例如，图10B的像素1001至1007)。在一些实施例中，这些信号可以由电压控件(例如，图10A的电压控件1050)提供，其中每个像素可以具有对应电压控件(例如，图10B的电压控件1051至1057)。在一些实施例中，所提供的信号可以是负电压以反射电子(或负离子)并且吸引来自子束的带正电粒子。在一些实施例中，所提供的信号可以是正电压以反射带正电粒子(或正离子)并且吸引来自子束的电子。
像素可以包括用于影响所引导的子束的像素集合。例如，该像素集合可以被配置为对接近该像素集合的子束的轮廓进行整形。反射镜板中的像素集合中的每个像素可以具有单独电压控件，该电压控件被配置为在像素中建立电压。反射镜板因此是可编程的，在于电压可以以不同方式向每个像素或像素集合提供并且可以根据需要改变。所提供的电压可以生成定制电场(例如，图10B的等电位面1090)，定制电场被确定为对子束轮廓进行整形。对电压的调整还可以改变被包括在子束中的电子的相位。
在步骤1083中，经整形子束通过可编程带电粒子反射镜板反射以减少像差。子束通过施加到反射镜板上像素的电压来在反射镜板的表面上方反射。
在一些实施例中，方法1080还可以包括以下附加步骤：将经整形子束引导到样品表面(例如，图10A的样品表面1012)。在到达样品表面之前，经整形子束还可能受到物镜(例如，图10A的第二透镜1031)的影响，该物镜可以用于将经整形子束聚焦到样品表面上。
图11图示了与本公开的一些实施例一致的示例性电子束工具100C，该示例性电子束工具100C可以是图1的带电粒子检查系统的一部分。电子束工具100C(在本文中也称为装置100C)包括束分离器1060B和吸收部件1200。为了简单起见，图1中未示出通常存在的其他部件(诸如孔和偏转器)。
束分离器1060B和吸收部件1200被引入到束路径中以减少带电粒子子束的能量散布。如下文所更详细描述的，应当理解，束分离器1060B和吸收部件1200在装置100C中的放置仅仅是示例，并且束分离器1060B和吸收部件1200可以放置在设备100C中的其他位置。束分离器1060B可以类似于图10A中的束分离器1060进行工作，可以将传入子束朝向吸收部件1200引导，并且还将从吸收部件1200反射的束引导到另一方向。吸收部件1200可以减少传入子束的能量散布并且将减小的子束朝向束分离器1060B反射。
吸收部件1200可以吸收波长由其组成材料及其几何特征决定的电磁能。与传入子束的低能电子相比较时，传入子束的高能电子与特定频率下的电磁模式可以更为强烈地相互作用，更多地穿透负电位，并且更接近吸收部件1200。随着电子越来越接近吸收部件1200，传入子束的电子与吸收部件1200之间的相互作用可能变得更强，并且电子可能会因相互作用而将更多能量耗费到朝向吸收部件1200的电磁辐射。
吸收部件1200可以被配置为以电气方式偏置以在吸收部件1200上方生成负电位以通过将电压供应器连接到吸收部件1200的外层来反射传入子束。当然，这是个简单描述，并且下文在图12B中对实际细节进行更完整和准确地阐述。
图12A是吸收部件1200的示意性平面图。吸收部件1200可以包括吸收结构1201(其可以类似于图6的吸收结构314)的集合和层1202(其可以类似于图6的层316)。吸收结构1201可以采用嵌入或耦合到层1202的多种形式中的任一形式，诸如金属块或石墨烯薄片等、或这样的材料的组合。通过选取几何形状(形状和尺寸)并更改吸收结构1201之间的节距，吸收部件1200可以依据电子的着陆能量和减速来调节以使来自电子的能量损失最小或最佳。
图12B是吸收部件1200的横截面视图。如上文关于图12A所描述的，吸收部件1200可以包括吸收结构1201的集合、层1202和层1203(其可以类似于图6的层318)。如图12B所示，吸收结构1201设置在层1202上，该层包括例如介电材料或透明导电材料。透明导电材料将撞击在层1202上的杂散电子传导远离吸收部件1200并且避免对吸收部件1200充电。例如，层1202可以是氧化铟锡、掺杂氧化锌、碳纳米管、非晶材料、掺杂透明半导体、或导电聚合物等。层1202可以设置在层1203上，该层1203可以是导电材料，诸如例如，金或银。
吸收部件1200可以被配置为通过将电压供应连接到层1203而被电气偏置以在吸收部件1200上方生成电位来反射传入子束。在某些实施例中，吸收结构1201和层1202的电压可能与层1203相同或基本相似，并且在吸收部件1200的顶部上产生电场。在吸收部件1200上施加足够高的负电压或正电压可以反射来自朝向吸收部件1200行进的束中的带电粒子。
吸收部件1200可以包括提供功能与图6至图8所示的结构和层(例如，结构314和层316和318)的功能相似的结构和层(例如，结构1201和层1202和1203)，以使吸收部件1200可以吸收能量高于某个阈值的带电粒子的能量。
在一些实施例中，吸收部件1200可以包括其他类型的层，诸如多个金属和介电层。
图13是图示了与本公开的一些实施例一致的吸收部件1300和可编程像素化反射镜板1301的级联构造的运转的示意图。级联构造可以在电子束工具100D(本文中也称为装置100D)中实现。级联构造可以包括第一束分离器1360C、第二束分离器1360D、吸收部件1300和反射镜板1301。第一束分离器1360C的运转与图10A中的束分离器1060的运转相似，并且可以将传入子束朝向吸收部件1300引导，并且还将来自吸收部件1300的经反射束引导进入另一方向。在一些实施例中，第一束分离器1360C可以引导传入子束垂直于吸收部件1300落下。吸收部件1300的运转可以与图11中的吸收部件1200的运转相似，并且可以通过减少传入子束中的能量散布并且反射经操纵子束，来操纵传入子束102。第二束分离器1360D的运转也与图10A中的束分离器1060的运转相似，可以将传入子束朝向反射镜板1301引导，并且还将来自反射镜板1301的经反射束引导进入另一方向。
反射镜板1301的运转可以与图10A至图10C中的反射镜板1000的运转相似，并且校正传入子束的像差，其中像差可能已经由吸收部件1300引入。反射镜板1301还可以反射经校正子束。因此，级联构造可以确保像差和能量散布两者得到校正。
虽然图13的级联构造被布置为使得子束传播通过吸收部件1300，然后传播通过反射镜板1301，但是应当领会，反射镜板和吸收结构可以以各种布置中的任一布置(诸如吸收部件1300之前的反射镜板1301)进行布置。
图14是图示了与本公开的一些实施例一致的吸收部件1400的集合和可编程像素化反射镜板1401的组合构造的运转的示意图。组合构造可以在电子束工具100E(本文中也称为装置100E)中实现。组合构造可以包括束分离器1460、吸收部件1400的集合和反射镜板1401。束分离器1460的运转与图10A中的束分离器1060的运转相似，可以将传入子束朝向包括吸收部件1400的集合和反射镜板1401的组合结构引导，并且还将来自组合结构的经反射束引导进入另一方向。
一个或多个吸收部件1400可以嵌入或耦合到反射镜板1401的顶部。例如，反射镜板1401的每个像素可以具有不同的吸收部件1400，或像素集合可以具有吸收部件1400，或反射板的所有像素可以具有吸收部件1400。在一些实施例中，可以在反射镜板1401的每个像素上实现不同的吸收部件。反射镜板1401可以替代吸收部件1400的层(诸如图12B中的层1202)或吸收部件1400的外层(诸如图12B中的层1203)。吸收部件1400的运转与图11和图12A至图12B中的吸收部件1200的运转相似，并且可以通过减少传入子束中的能量散布来操纵传入子束。反射镜板1401的运转可以与图10A中的反射镜板1000的运转相似，反射镜板1401校正传入子束的像差，并且反射经校正子束。吸收部件1400和反射镜板1401可以同时操作以确保像差和能量散布两者得到校正。反射镜板1401所生成的电场可以排斥传入子束的带电粒子以校正像差，同时带电粒子在被反射镜板1401反射之前充分靠近吸收部件1400而通过，从而吸收部件可以吸收期望能量，其中结果为基本所有经反射带电粒子都具有相似能量。
现在，参考图15，其是图示了与本公开的一些实施例一致的校正子束的像差和能量散布的示例性方法1500的流程图。方法1500可以由电子束工具(例如，图14的电子束工具100E)执行。而且，虽然方法1500描述了校正子束的像差和能量散布，但是应当领会，方法1500还可以应用于校正多个子束的像差和能量散布。
在步骤1510中，子束朝向组合结构引导，该组合结构包括吸收部件(例如，图14的吸收部件1400)和可编程带电粒子反射镜板(例如，图14的可编程带电粒子反射镜板1401)。例如，子束可以由束分离器(例如，图14的束分离器1460)引导。虽然图15的实施例使用可编程反射镜板，但是应当领会，可以使用其他类型的反射镜板。在一些实施例中，控制器(例如，图1的控制器19)可以指令束分离器将子束引导到组合结构。
在步骤1520中，信号(例如，电压)被提供给可编程带电粒子反射镜板的像素(例如，图10B的像素1001至1007)。在一些实施例中，这些信号可以由电压控件(例如，图10A的电压控件1050)提供，其中每个像素可以具有对应电压控件(例如，图10B的电压控件1051至1057)。在一些实施例中，所提供的信号可以是负电压以反射电子(或负离子)并且吸引来自子束的带正电粒子(如果存在)。在一些实施例中，所提供的信号可以是正电压以反射带正电粒子(或正离子)并且吸引来自子束的电子(如果存在)。
像素可以包括用于影响所引导的子束的像素集合。例如，该像素集合可以被配置为对接近该像素集合的子束的轮廓进行整形。反射镜板中的像素集合中的每个像素可以具有单独电压控件，该单独电压控件被配置为在像素中建立电压。因此，反射镜板是可编程的，其在于电压可以以不同方式向每个像素或像素集合提供，并且可以根据需要改变。所提供的电压可以生成定制电场(例如，图10B的等电位面1090)，定制电场被确定以对子束轮廓进行整形。对电压的调整还可以改变子束中所包括的电子的相位。
在步骤1530中，吸收部件(例如，图14的吸收部件1400)可以通过使用吸收结构(例如，图12A和图12B中的吸收结构1201)减少所引导的束的能量散布来操纵从束分离器引导的束。
吸收部件可以吸收波长由其组成材料及其几何特征决定的电磁能。与传入子束的低能电子相比，传入子束的高能电子与特定频率下的电磁模式可以更为强烈地相互作用。强烈相互作用可能使得电子能够更多地穿透负电位并且更接近吸收部件。随着电子越来越接近吸收部件，传入子束的电子与吸收部件之间的相互作用可能变得更强，并且电子可能会因相互作用而将更多能量耗费到朝向吸收部件的电磁辐射。
在步骤1540中，经整形和操纵的子束被通过可编程带电粒子反射镜板和吸收部件反射以减少像差和能量散布。子束通过施加到反射镜板上的像素的电压在反射镜板的表面上方反射。
在一些实施例中，方法1500还可以包括以下附加步骤：将经整形和经操纵的子束引导到样品表面(例如，图10A的样品表面1012)。在到达样品表面之前，经整形和经操纵的子束还可以受到物镜(例如，图10A的第二透镜1031)的影响，该物镜可以用于将经整形和经操纵的子束聚焦到样品表面上。
现在，参考图16，其是图示了与本公开的一些实施例一致的校正子束的像差和能量散布的另一示例性方法1600的流程图。方法1600可以由电子束工具(例如，图13的电子束工具100D)执行。而且，虽然方法1600描述了校正子束的像差和能量散布，但是应当领会，方法1600还可以应用于校正多个子束的像差和能量散布。
在步骤1610中，子束被朝向吸收部件(例如，图13的吸收部件1300)引导。例如，子束可以由第一束分离器(例如，图13的束分离器1360C)引导。在一些实施例中，控制器(例如，图1的控制器19)可以指令第一束分离器将子束引导到吸收部件。
在步骤1620中，吸收部件可以通过使用吸收结构(例如，图12A和图12B中的吸收结构1201)减少所引导的束的能量散布来操纵从第一束分离器引导的束。
吸收部件可以吸收波长由其组成材料及其几何特征决定的电磁能。与传入子束的低能电子相比，传入子束的高能电子与特定频率下的电磁模式可以更为强烈地相互作用。强烈相互作用可能使得电子能够更多地穿透负电位并且更接近吸收部件。随着电子越来越接近吸收部件，传入子束的电子与吸收部件之间的相互作用可能变得更强，并且电子可能会因相互作用而将更多能量耗费到朝向吸收部件的电磁辐射。
在步骤1630中，经操纵的子束被通过吸收部件反射到第一束分离器。吸收部件可以被配置为以电气方式偏置以在吸收部件上方生成负电位或正电位以反射所引导的子束。
在步骤1640中，来自步骤1630的经反射的子束被通过第一束分离器朝向第二束分离器(例如，图13的束分离器1360D)引导。在一些实施例中，控制器(例如，图1的控制器19)可以指令第一束分离器将子束引导到第二束分离器。虽然实施例描述了使用束分离器，但是应当领会，另一光学元件可以用于引导子束。
在步骤1650中，来自步骤1640的所引导的子束朝向可编程带电粒子反射镜板(例如，图13的可编程带电粒子反射镜板1301)引导。例如，子束可以通过第二束分离器(例如，图13的束分离器1360D)引导。虽然图16的实施例使用了可编程反射镜板，但是应当领会，可以使用其他类型的反射镜板。在一些实施例中，控制器(例如，图1的控制器19)可以指令第二束分离器将子束引导到反射镜板。
在步骤1660中，信号(例如，电压)被提供给可编程带电粒子反射镜板的像素(例如，图10B的像素1001至1007)。在一些实施例中，这些信号可以通过电压控件(例如，图10A的电压控件1050)提供，其中每个像素可以具有对应电压控件(例如，图10B的电压控件1051至1057)。在一些实施例中，所提供的信号可以是负电压以反射电子(或负离子)并且吸引来自子束的带正电粒子。在一些实施例中，所提供的信号可以是正电压以反射带正电粒子(或正离子)并且吸引来自子束的电子。
像素可以包括像素集合，该像素集合被用于影响可能已经被吸收结构扭曲的所引导的子束。例如，该像素集合可以被配置为对接近该像素集合的子束的轮廓进行整形。反射镜板中的像素集合中的每个像素可以具有单独的电压控件，该单独的电压控件被配置为在像素中建立电压。因此，反射镜板是可编程的，其在于电压可以以不同方式向每个像素或像素集合提供，并且可以根据需要改变。所提供的电压可以生成定制电场(例如，图10B的等电位面1090)，定制电场被确定以对子束轮廓进行整形。对电压的调整还可以改变子束中所包括的电子的相位。
在步骤1670中，经整形子束通过可编程带电粒子反射镜板反射以减少像差。子束通过施加到反射镜板上像素的电压而在反射镜板表面上方反射。
在一些实施例中，方法1600还可以包括以下附加步骤：将经整形和经操纵的子束引导到样品表面(例如，图10A的样品表面1012)。在到达样品表面之前，经整形和经操纵的子束还可能受到物镜(例如，图10A的第二透镜1031)的影响，该物镜可以用于将经整形和经操纵的子束聚焦到样品表面上。
在一些实施例中，控制器可以控制带电粒子束系统。控制器可以包括计算机处理器。控制器可以指令带电粒子束系统的部件执行各种功能，诸如控制用于操纵一个或多个子束的各种驱动器、控制用于引导子束的束分离器、以及控制电压控件和可编程带电粒子反射镜板的对应像素。控制器可以包括作为存储介质的存储装置，诸如硬盘、云存储装置、随机存取存储器(RAM)、其他类型的计算机可读存储器等。控制器可以与云存储装置通信。可以提供非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质存储用于控制器19的处理器执行波束成形或与本公开一致的其他功能和方法的指令。非暂态介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、固态驱动器、磁带、或任何其他磁性数据存储介质、CD-ROM、任何其他光学数据存储介质、带有孔洞图案的任何物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM或任何其他闪存、NVRAM、高速缓存、寄存器、任何其他存储器芯片或盒式磁带、以及它们的联网版本。
还可以使用以下条款对实施例进行描述：
1.一种使电子束的能量散布变窄的装置，该装置包括：
结构，限定沿带电电子束的路径的一部分延伸的腔，该腔具有内部表面；以及
超材料吸收体，设置在内部表面上。
2.根据条款1所述的装置，其中超材料吸收体包括在内部表面的至少一部分上的介电材料层，其中透明导电材料层设有多个吸收结构。
3.根据条款1所述的装置，其中超材料吸收体包括在内部表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层设有多个吸收结构
4.根据条款3所述的装置，其中吸收结构是超材料完美吸收体。
5.根据条款3所述的装置，其中吸收结构是等离子体结构。
6.根据条款3所述的装置，其中吸收结构以谐振方式吸收电磁能。
7.根据条款3所述的装置，其中吸收结构至少部分嵌入或耦合到透明导电材料层。
8.根据条款3所述的装置，其中吸收结构被制作在透明导电材料层的顶部上。
9.根据条款3所述的装置，其中吸收结构被印刷在透明导电材料层上。
10.根据条款3所述的装置，其中吸收结构包括多个块状元件，该块状元件包括金属材料。
11.根据条款3所述的装置，其中吸收结构包括石墨烯。
12.根据条款3所述的装置，其中吸收结构包括多个石墨烯薄片。
13.根据条款3所述的装置，其中吸收结构包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。
14.根据条款3所述的装置，其中吸收结构以周期性阵列布置。
15.根据条款14所述的装置，其中选择周期性阵列的节距以实现对来自电子束的能量的最大吸收。
16.根据条款3所述的装置，其中透明导电材料包括氧化铟锡。
17.根据条款3所述的装置，其中透明导电材料包括掺杂氧化锌。
18.根据条款3所述的装置，其中透明导电材料包括碳纳米管。
19.根据条款3所述的装置，其中透明导电材料包括非晶材料。
20.根据条款3所述的装置，其中透明导电材料包括掺杂透明半导体。
21.根据条款3所述的装置，其中透明导电材料包括导电聚合物。
22.根据条款3所述的装置，其中透明导电材料包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。
23.根据条款22所述的装置，其中导电材料涂层包括金。
24.根据条款22所述的装置，其中导电材料涂层包括铝。
25.根据条款22所述的装置，其中导电材料涂层包括钛。
26.根据条款22所述的装置，其中导电材料涂层包括铬。
27.根据条款1所述的装置，其中结构包括基本筒形柱。
28.根据条款27所述的装置，其中电子束所横穿的柱的一部分的长度被选取以引起电子束中电子的预先确定量的减速。
29.根据条款27所述的装置，其中基本筒形柱体包括导电材料。
30.根据条款29所述的装置，其中导电材料包括金。
31.根据条款29所述的装置，其中导电材料包括银。
32.根据条款28所述的装置，其中电子束沿着柱的中心轴线传播。
33.根据条款28所述的装置，其中基本筒形柱的半径沿电子束传播的方向减小。
34.根据条款3所述的装置，其中吸收结构的尺寸沿其中电子束传播的方向发生变化。
35.一种生成基本单色电子束的装置，该装置包括：
电子束源；
单色器，包括超材料吸收体，该超材料吸收体被布置为与电子束相互作用以产生基本单色电子束；以及
物镜，被布置为聚焦基本单色电子束。
36.根据条款35所述的装置，其中单色器包括结构，该结构限定腔，该腔具有内部表面；以及超材料吸收体，该超材料吸收体设置在内部表面上。
37.根据条款36所述的装置，其中超材料吸收体包括内部表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层设有多个吸收结构。
38.根据条款37所述的装置，其中吸收结构是超材料完美吸收体。
39.根据条款37所述的装置，其中吸收结构包括等离子体吸收体。
40.根据条款37所述的装置，其中吸收结构谐振地吸收电磁能。
41.根据条款37所述的装置，其中吸收结构被至少部分嵌入或耦合到透明导电材料层。
42.根据条款37所述的装置，其中吸收结构被制作在透明导电材料层的顶部上。
43.根据条款37所述的装置，其中吸收结构被印刷在透明导电材料层上。
44.根据条款37所述的装置，其中吸收结构包括多个块状元件，该块状元件包括金属材料。
45.根据条款37所述的装置，其中吸收结构包括石墨烯。
46.根据条款37所述的装置，其中吸收结构包括多个石墨烯薄片。
47.根据条款37所述的装置，其中吸收结构包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。
48.根据条款37所述的装置，其中吸收结构以周期性阵列布置。
49.根据条款48所述的装置，其中周期性阵列的节距被选择以实现对来自电子束的能量的最大吸收。
50.根据条款37所述的装置，其中透明导电材料包括氧化铟锡。
51.根据条款37所述的装置，其中透明导电材料包括掺杂氧化锌。
52.根据条款37所述的装置，其中透明导电材料包括碳纳米管。
53.根据条款37所述的装置，其中透明导电材料包括非晶材料。
54.根据条款37所述的装置，其中透明导电材料包括掺杂透明半导体。
55.根据条款37所述的装置，其中透明导电材料包括导电聚合物。
56.根据条款37所述的装置，其中透明导电材料包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。
57.根据条款56所述的装置，其中导电材料涂层包括金。
58.根据条款56所述的装置，其中导电材料涂层包括铝。
59.根据条款56所述的装置，其中导电材料涂层包括钛。
60.根据条款56所述的装置，其中导电材料涂层包括铬。
61.根据条款36所述的装置，其中结构包括柱，该柱包括导电材料。
62.根据条款61所述的装置，其中导电材料包括金。
63.根据条款61所述的装置，其中导电材料包括银。
64.根据条款61所述的装置，其中柱为基本筒形。
65.根据条款61所述的装置，其中电子束所横穿的柱的部分的长度被选取以引起电子束中电子的预先确定量的减速。
66.根据条款64所述的装置，其中电子束沿着柱的中心轴线传播。
67.根据条款66所述的装置，其中柱的半径沿电子束传播的方向减小。
68.根据条款36所述的装置，其中吸收结构的几何特性沿电子束传播的方向发生变化。
69.一种用于生成基本单色电子束的装置，该装置包括：
第一孔径，被布置为阻挡电子束的一部分以产生经修改电子束；
至少一个电磁会聚透镜，被布置为准直经修改电子束以产生经准直电子束；
第二孔径，被布置为阻挡经准直电子束的一部分以产生经修改准直电子束；
无源单色器，包括超材料吸收体，该超材料吸收体被布置为与经修改准直电子束相互作用，以使电子束的能量散布变窄；以及
物镜，被布置为聚焦来自无源单色器的电子束。
70.根据条款69所述的装置，其中无源单色器包括结构，该结构限定腔，该腔具有内部表面以及设置在内部表面上的超材料吸收体。
71.根据条款70所述的装置，其中超材料吸收体包括内部表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层设有多个吸收结构。
72.根据条款71所述的装置，其中吸收结构包括等离子体吸收体。
73.根据条款71所述的装置，其中吸收结构谐振地吸收电磁能。
74.根据条款71所述的装置，其中吸收结构被至少部分嵌入或耦合到透明导电材料层。
75.根据条款71所述的装置，其中吸收结构被制作在透明导电材料层的顶部上。
76.根据条款71所述的装置，其中吸收结构被印刷在透明导电材料层上。
77.根据条款71所述的装置，其中吸收结构包括多个块状元件，这些块状元件包括金属材料。
78.根据条款71所述的装置，其中吸收结构包括石墨烯。
79.根据条款71所述的装置，其中吸收结构包括多个石墨烯薄片。
80.根据条款71所述的装置，其中吸收结构包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。
81.根据条款71所述的装置，其中吸收结构以周期性阵列布置。
82.根据条款81所述的装置，其中周期性阵列的节距被选择以实现对来自电子束的能量的最大吸收。
83.根据条款71所述的装置，其中透明导电材料包括氧化铟锡。
84.根据条款71所述的装置，其中透明导电材料包括掺杂氧化锌。
85.根据条款71所述的装置，其中透明导电材料包括碳纳米管。
86.根据条款71所述的装置，其中透明导电材料是非晶材料。
87.根据条款71所述的装置，其中透明导电材料包括掺杂透明半导体。
88.根据条款71所述的装置，其中透明导电材料包括导电聚合物。
89.根据条款71所述的装置，其中透明导电材料包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。
90.根据条款89所述的装置，其中导电材料涂层包括金。
91.根据条款89所述的装置，其中导电材料涂层包括铝。
92.根据条款89所述的装置，其中导电材料涂层包括钛。
93.根据条款89所述的装置，其中导电材料涂层包括铬。
94.根据条款70所述的装置，其中所述结构包括柱，该柱包括导电材料。
95.根据条款94所述的装置，其中导电材料包括金。
96.根据条款94所述的装置，其中导电材料包括银。
97.根据条款94所述的装置，其中柱为基本筒形。
98.根据条款94所述的装置，其中电子束沿着柱的中心轴线传播。
99.根据条款94所述的装置，其中柱的半径沿电子束传播的方向减小。
100.根据条款94所述的装置，其中电子束所横穿的柱的部分的长度被选取以引起电子束中电子的预先确定量的减速。
101.根据条款71所述的装置，其中吸收结构的几何特性沿电子束传播的方向发生变化。
102.一种用于使电子束的能量散布变窄的装置，该装置包括：
结构，该结构限定沿电子束的路径的一部分延伸的腔，该腔具有内部表面，该内部表面适于从电子束中的电子吸收能量以使电子束的能量散布变窄。
103.根据条款102所述的装置，其中内部表面包括超材料吸收体。
104.根据条款103所述的装置，其中超材料吸收体包括内部表面上的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层设有吸收结构。
105.根据条款104所述的装置，其中吸收结构包括等离子体吸收体。
106.根据条款104所述的装置，其中吸收结构谐振地吸收电磁能。
107.根据条款104所述的装置，其中吸收结构被至少部分嵌入或耦合到透明导电材料层。
108.根据条款104所述的装置，其中吸收结构被制作在透明导电材料层的顶部上。
109.根据条款104所述的装置，其中吸收结构被印刷在透明导电材料层上。
110.根据条款104所述的装置，其中吸收结构包括多个块状元件，这些块状元件包括金属材料。
111.根据条款104所述的装置，其中吸收结构包括石墨烯。
112.根据条款104所述的装置，其中吸收结构包括多个石墨烯薄片。
113.根据条款104所述的装置，其中吸收结构包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。
114.根据条款104所述的装置，其中吸收结构以周期性阵列布置。
115.根据条款114所述的装置，其中周期性阵列的节距被选择以实现对来自电子束的能量的最大吸收。
116.根据条款104所述的装置，其中透明导电材料包括氧化铟锡。
117.根据条款104所述的装置，其中透明导电材料包括掺杂氧化锌。
118.根据条款104所述的装置，其中透明导电材料包括碳纳米管。
119.根据条款104所述的装置，其中透明导电材料包括非晶材料。
120.根据条款104所述的装置，其中透明导电材料包括掺杂透明半导体。
121.根据条款104所述的装置，其中透明导电材料包括导电聚合物。
122.根据条款104所述的装置，其中透明导电材料包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。
123.根据条款122所述的装置，其中导电材料涂层包括金。
124.根据条款122所述的装置，其中导电材料涂层包括铝。
125.根据条款122所述的装置，其中导电材料涂层包括钛。
126.根据条款122所述的装置，其中导电材料涂层包括铬。
127.根据条款102所述的装置，其中结构包括柱，该柱包括导电材料。
128.根据条款127所述的装置，其中导电材料包括金。
129.根据条款127所述的装置，其中导电材料包括银。
130.根据条款127所述的装置，其中柱为基本筒形。
131.根据条款130所述的装置，其中电子束沿着柱的中心轴线传播。
132.根据条款130所述的装置，其中柱的半径沿电子束传播的方向减小。
133.根据条款130所述的装置，其中电子束所横穿的柱的部分的长度被选取以引起电子束中电子的预先确定量的减速。
134.根据条款104所述的装置，其中吸收结构的几何特性沿电子束传播的方向发生变化。
135.一种减小电子束中能量分布的宽度的方法，该方法包括以下步骤：使束穿过由沿着束的路径延伸的结构限定的空间体积，该结构具有表面，该表面设有超材料吸收体，该超材料吸收体被布置为吸收来自电子的能量。
136.根据条款135所述的方法，其中超材料吸收体包括在表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层设有多个吸收结构。
137.根据条款136所述的方法，其中吸收结构是超材料完美吸收体。
138.根据条款136所述的方法，其中吸收结构是等离子体结构。
139.根据条款136所述的方法，其中吸收结构谐振地吸收电磁能。
140.根据条款136所述的方法，其中吸收结构被至少部分嵌入或耦合到透明导电材料层。
141.根据条款136所述的方法，其中吸收结构被制作在透明导电材料层的顶部上
142.根据条款136所述的方法，其中吸收结构被印刷在透明导电材料层上。
143.根据条款136所述的方法，其中吸收结构包括多个块状元件，该块状元件包括金属材料。
144.根据条款136所述的方法，其中吸收结构包括石墨烯。
145.根据条款136所述的方法，其中吸收结构包括多个石墨烯薄片。
146.根据条款136所述的方法，其中吸收结构包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。
147.根据条款136所述的方法，其中吸收结构以周期性阵列布置。
148.根据条款147所述的方法，其中周期性阵列的节距被选择以实现对来自电子束的能量的最大吸收。
149.根据条款136所述的方法，其中透明导电材料包括氧化铟锡。
150.根据条款136所述的方法，其中透明导电材料包括掺杂氧化锌。
151.根据条款136所述的方法，其中透明导电材料包括碳纳米管。
152.根据条款136所述的方法，其中透明导电材料包括非晶材料。
153.根据条款136所述的方法，其中透明导电材料包括掺杂透明半导体。
154.根据条款136所述的方法，其中透明导电材料包括导电聚合物。
155.根据条款136所述的方法，其中透明导电材料包括本体，该本体包括透明材料和导电材料涂层。
156.根据条款155所述的方法，其中导电材料涂层包括金。
157.根据条款155所述的方法，其中导电材料涂层包括铝。
158.根据条款155所述的方法，其中导电材料涂层包括钛。
159.根据条款155所述的方法，其中导电材料涂层包括铬。
160.根据条款135所述的方法，其中结构包括基本筒形柱。
161.根据条款160所述的方法，其中基本筒形柱体包括导电材料。
162.根据条款160所述的方法，其中电子束沿着柱的中心轴线传播。
163.根据条款160所述的方法，其中基本筒形柱的半径沿电子束传播的方向减小。
164.根据条款160所述的方法，其中电子束所横穿的柱的部分的长度被选取以引起电子束中电子的预先确定量的减速。
165.根据条款136所述的方法，其中吸收结构的尺寸沿电子束传播的方向发生变化。
166.一种用于使带电粒子束的能量散布变窄的装置，该装置包括：
结构，限定沿带电电子束的路径的一部分延伸的腔，该腔具有内部表面；以及
超材料吸收体，设置在内部表面上。
167.根据条款166所述的装置，其中超材料吸收体包括在内部表面的至少一部分上的介电材料层，其中透明导电材料层设有多个吸收结构。
168.根据条款166所述的装置，其中超材料吸收体包括在内部表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中透明导电材料层设有多个吸收结构。
169.根据条款168所述的装置，其中吸收结构是超材料完美吸收体。
170.根据条款168所述的装置，其中吸收结构是等离子体结构。
171.根据条款168所述的装置，其中吸收结构谐振地吸收电磁能。
172.根据条款168所述的装置，其中吸收结构被至少部分嵌入或耦合到透明导电材料层。
173.根据条款168所述的装置，其中吸收结构被制作在透明导电材料层的顶部上。
174.根据条款168所述的装置，其中吸收结构被印刷在透明导电材料层上。
175.根据条款168所述的装置，其中所述吸收结构包括多个块状元件，该块状元件包括金属材料。
176.根据条款168所述的装置，其中吸收结构包括石墨烯。
177.根据条款168所述的装置，其中吸收结构包括多个石墨烯薄片。
178.根据条款168所述的装置，其中吸收结构包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。
179.根据条款168所述的装置，其中吸收结构以周期性阵列布置。
180.一种减小带电粒子束中的能量分布的宽度的方法，该方法包括以下步骤：使束穿过由沿着束的路径延伸的结构所限定的空间体积，该结构具有表面，该表面设有超材料吸收体，该超材料吸收体被布置为从带电粒子吸收能量。
181.一种装置，包括：
第一像素集合，被配置为对接近第一像素集合的第一子束进行整形；以及
第一像素控制构件集合，分别与第一像素集合中的每个像素相关联，每个像素控制构件被布置和配置为向关联像素施加信号用于对第一子束进行整形。
182.根据条款181所述的装置，其中第一像素集合具有电压分布，该电压分布被配置为基于与第一像素集合上方的第一子束相关联的带电粒子的反射来调整。
183.根据条款181或182中任一项所述的装置，其中第一子束被整形为引起像差的减少。
184.根据条款181至183中任一项所述的装置，其中第一像素集合和第一像素控制构件集合在部件中实现。
185.根据条款181至183中任一项所述的装置，其中第一像素集合和第一像素控制构件集合在单独部件中实现。
186.根据条款181至183中任一项所述的装置，其中第一像素集合中的每个像素和第一像素集合控制部件中的对应像素控制部件在部件中实现。
187.根据条款181至183中任一项所述的装置，其中第一像素集合中的每个像素和第一像素集合控制部件中的对应像素控制部件在单独部件中实现。
188.根据条款181至187中任一项所述的装置，其中信号触发关联像素以生成用于对第一子束进行整形的电场。
189.根据条款181至187中任一项所述的装置，其中第一像素集合还被配置为反射经整形的第一子束。
190.根据条款181至189中任一项所述的装置，其中信号包括负电压以使得关联像素能够反射第一子束的带负电粒子或从第一子束中移除带正电粒子。
191.根据条款181至190中任一项所述的装置，其中第一像素集合包括像素子集，该像素子集被倾斜为从第一子束移除带电粒子。
192.根据条款181至189中任一项所述的装置，其中信号包括正电压以使得关联像素能够反射第一子束的带正电粒子或从第一子束移除带负电粒子。
193.根据条款181至192中任一项所述的装置，其中信号包括AC电压以与在样品上扫描的束同步地对第一子束的轮廓进行整形。
194.根据条款181至193中任一项所述的装置，还包括：
第二像素集合，被配置为对接近第二像素集合的第二子束进行整形；以及
第二像素控制构件集合分别与第二像素中的每个像素相关联，每个像素控制构件被布置和配置为向关联像素施加信号以对第二子束进行整形。
195.根据条款194所述的装置，其中第一像素集合和第二像素集合是反射镜板的一部分。
196.根据条款194所述的装置，其中第一像素集合和第二像素集合中的每个像素集合包括矩形、六边形或环形区段像素集合。
197.根据条款194至196中任一项所述的装置，其中第一像素集合和第二像素集合以正方形图案或六边形图案布置。
198.根据条款181所述的装置，其中第一像素集合包括不同尺寸和形状的像素。
199.根据条款181所述的装置，其中第一像素集合设置在板状构件上，并且板状构件是弯曲的，板状构件的曲率通过机械致动器进行调整。
200.根据条款181所述的装置，其中第一像素控制构件集合被配置为施加负电压、零电压或正电压以对第一子束进行整形。
201.根据条款181所述的装置，其中第一像素集合具有电压分布，该电压分布被配置为基于与第一子束相关联的带电粒子的着陆能量来调整。
202.根据条款181所述的装置，其中第一像素集合具有电压分布，该电压分布被配置为基于与第一子束相关联的带电粒子的电流来调整。
203.根据条款181所述的装置，其中第一像素集合具有电压分布，该电压分布被配置为基于样品处的着陆角来调整。
204.根据条款181所述的装置，其中第一像素集合具有电压分布，该电压分布被配置为基于样品处的电场的幅度来调整。
205.一种用于操纵带电粒子子束的系统，包括：
带电粒子子束源；以及
可编程带电粒子反射镜板，被布置为接收子束并且被配置为对子束进行整形。
206.根据条款205所述的系统，还包括：
带电粒子子束源；以及
可编程带电粒子反射镜板，被布置为接收子束并且被配置为对子束进行整形。
207.根据条款205所述的系统，还包括：
多个电极，被配置为影响经引导的子束；以及
多个驱动器，分别与多个电极中的每个电极相关联，每个驱动器被配置为提供可调整电压。
208.根据条款205所述的系统，还包括：
多个电磁光学元件，与可调整激励耦合，被配置为影响经引导的子束；以及
多个驱动器，分别与多个电磁光学元件中的每个电磁光学元件相关联，每个驱动器被配置为调整对应电磁光学元件的激励。
209.根据条款205所述的系统，还包括：
光学元件，用于将子束引导到可编程带电粒子反射镜板，
其中可编程带电粒子反射镜板还可以被配置为将经整形子束引导到光学元件。
211.根据条款209所述的系统，其中光学元件被配置为接收和引导多个子束，并且可编程带电粒子反射镜板被布置为接收和反射多个子束。
211.根据条款205所述的系统，其中可编程带电粒子反射镜板在反射镜板中具有多个受控像素，多个子束中的每个子束与被配置为对相应子束进行整形的关联受控像素集合相对应。
212.一种用于对带电粒子的子束进行整形的方法，该方法包括：
使用光学元件将第一带电粒子子束朝向带电粒子反射镜板引导；以及
通过向带电粒子反射镜板的第一像素集合提供信号以生成电场并且通过反射经整形的子束，来使用带电粒子反射镜板对第一子束进行整形。
213.根据条款212所述的方法，其中经整形的子束被引导到光学元件。
214.根据条款212所述的方法，还包括：
使用光学元件将第二带电粒子子束朝向带电粒子反射镜板引导；以及
通过向带电粒子反射镜板的第二像素集合提供信号以生成电场并且通过将经整形的子束反射到光学元件，来使用带电粒子反射镜板对第二子束进行整形。
215.一种非暂态计算机可读介质，存储指令集合，该指令集合可由装置的控制器执行，以使得装置执行对带电粒子子束进行整形的方法，该方法包括：
使用光学元件将第一带电粒子子束朝向带电粒子反射镜板引导；以及
通过向带电粒子反射镜板的第一像素集合提供信号以生成电场并且通过将经整形的子束反射到光学元件，来使用带电粒子反射镜板对第一子束进行整形。
216.根据条款215所述的非暂态计算机可读介质，其中指令集合能够由装置的控制器执行以使得装置进一步执行：
使用光学元件将第二带电粒子子束朝向带电粒子反射镜板引导；以及
通过向带电粒子反射镜板的第二像素集合提供信号以生成电场并通过带电粒子反射镜板将经整形的子束反射到光学元件，来对第二子束进行整形。
217.一种装置，包括：
吸收部件，被配置为通过吸收电磁能来操纵接近吸收部件的子束以减少能量散布；以及
反射镜板，被配置成对子束进行整形，该反射镜板嵌入或耦合到吸收部件。
218.根据条款217所述的装置，其中吸收部件包括：
吸收结构集合，被配置为吸收电磁能；以及
透明导体层，嵌入或被耦合到该吸收结构集合，该透明导体层设置在反射镜板的顶部上。
219.根据条款218所述的装置，其中该吸收结构集合能够通过选取形状和尺寸并且更改吸收结构之间的节距来调节，以减少子束的能量散布。
220.根据条款218所述的装置，其中该吸收结构集合包括多个石墨烯薄片。
221.根据条款218所述的装置，其中该吸收结构集合包括金属元件。
222.根据条款218所述的装置，其中该吸收结构集合包括金属元件和多个石墨烯薄片的组合。
223.根据条款218所述的装置，其中透明导体层包括介电材料。
224.根据条款218所述的装置，其中透明导体层包括透明导电材料。
225.根据条款219所述的装置，其中透明导电材料将撞击在透明导体层上的子束的杂散电子传导远离吸收部件，并且避免对吸收部件充电。
226.根据条款217所述的装置，其中反射镜板包括：
像素集合，被配置为对接近像素组的子束进行整形；以及
像素控制构件集合，分别与该像素集合中的每个像素相关联，每个像素控制构件被布置和配置为将信号施加到关联像素用于对子束进行整形。
227.根据条款226所述的装置，其中像素集合具有电压分布，该电压分布被配置为基于与像素集合上方的子束相关联的带电粒子的反射来调整。
228.根据条款226所述的装置，其中子束被整形为引起像差的减少。
229.根据条款226所述的装置，其中信号触发关联像素以生成用于对子束进行整形的电场。
230.根据条款226所述的装置，其中该像素集合还被配置为反射经整形和经操纵的子束。
231.根据条款226所述的装置，其中像素集合中的每个像素具有对应吸收分量。
232.一种用于操纵带电粒子子束的系统，包括：
带电粒子子束源；以及
吸收部件，被配置为通过吸收电磁能减少能量散布来操纵接近吸收部件的子束。
233.根据条款232所述的系统，还包括：
可编程带电粒子反射镜板，被布置为接收子束并且被配置为对子束进行整形，该反射镜板嵌入或被耦合到吸收部件。
234.根据条款232和233中任一项所述的系统，还包括：
第一光学元件，被配置为将子束引导到吸收部件，
其中吸收部件还可以被配置为将经操纵子束引导到第一光学元件。
235.根据条款234所述的系统，其中第一光学元件被配置为接收和引导多个子束，并且吸收部件被布置为接收和反射多个子束。
236.根据条款234所述的系统，其中第一光学元件还可以被配置为将经操纵子束从吸收部件引导到另一方向。
237.根据条款233至236中任一项所述的系统，还包括：
第二光学元件，被配置为将子束引导到可编程带电粒子反射镜板，
其中可编程带电粒子反射镜板还可以被配置为将经整形子束引导到第二光学元件。
238.根据条款237所述的系统，其中第二光学元件被配置为接收和引导多个子束，并且可编程带电粒子反射镜板被布置为接收和反射多个子束。
239.根据条款237所述的系统，其中第二光学元件还可以被配置为将来自可编程带电粒子反射镜板的经整形子束引导到另一方向。
240.根据条款237所述的系统，其中第二光学元件位于第一光学元件的上游。
241.根据条款237所述的系统，其中第一光学元件位于第二光学元件的上游。
242.一种用于操纵带电粒子子束的方法，该方法包括：
使用光学元件将带电粒子子束朝向包括带电粒子反射镜板和吸收部件的结构引导；
使用吸收部件通过使用吸收部件的吸收结构操纵子束，以减少子束的能量散布；以及
使用带电粒子反射镜板通过向带电粒子反射镜板的像素集合提供信号以生成电场并通过反射经整形和经操纵子束，来对子束进行整形。
243.根据条款242所述的方法，其中经整形和经操纵子束被引导到光学元件。
244.一种用于操纵带电粒子子束的方法，该方法包括：
使用吸收部件通过使用吸收部件的吸收结构操纵子束，以减少子束的能量散布；以及
使用带电粒子反射镜板通过向带电粒子反射镜板的像素集合提供信号以生成电场并通过反射经整形子束，来对子束进行整形。
245.根据条款244所述的方法，还包括：使用第一光学元件将带电粒子子束朝向吸收部件引导。
246.根据条款245所述的方法，其中操纵子束包括：将经操纵子束反射到第一光学元件。
247.根据条款246所述的方法，还包括：使用第一光学元件将从吸收部件接收的子束朝向下游部件引导。
248.根据条款245至246中任一项所述的方法，还包括：使用第二光学元件将子束朝向带电粒子反射镜板引导。
249.根据条款248所述的方法，其中第二光学元件位于第一分离器的下游。
250.根据条款248所述的方法，其中经整形子束被反射到第二光学元件。
251.根据条款248所述的方法，还包括：使用第二光学元件将经整形子束朝向另一下游部件引导。
252.根据条款251所述的方法，其中另一下游部件包括第一光学元件。
253.一种存储非暂态计算机可读介质，存储指令集合，该指令集合能够由装置的控制器执行以使得装置执行操纵带电粒子子束的方法，该方法包括：
使用光学部件将带电粒子子束朝向包括带电粒子反射镜板和吸收部件的结构导引；
使用吸收部件通过使用吸收部件的吸收结构操纵子束，以减少子束的能量散布；以及
使用带电粒子反射镜板通过向带电粒子反射镜板的像素集合提供信号以生成电场并通过反射经整形和经操纵子束，来对子束进行整形。
254.一种非暂态计算机可读介质，存储指令集合，该指令集合能够由装置的控制器执行以使得装置执行操纵带电粒子子束的方法，该方法包括：
使用吸收部件通过使用吸收部件的吸收结构操纵子束以减少子束的能量散布；以及
使用带电粒子反射镜板通过向带电粒子反射镜板的像素集合提供信号以生成电场并通过反射经整形子束，来对子束进行整形。
具体实施例的前述描述将如此完全地揭示本发明的一般性质，以至于其他人能够在没有背离本发明的一般构思的情况下，针对这些具体实施例的各种应用，通过应用本领域技术内的知识容易进行修改和/或调整而无需过度实验。因此，基于本文中所呈现的教导和引导，这样的修改和修改旨在处于所公开的实施例的等同物的含义和范围内。应当理解，本文中的措辞或术语是为了描述而非限制的目的，使得本说明书的术语或措辞要由本领域技术人员根据教导和引导来解释。

Claims (15)

1.一种用于使带电粒子束的能量散布变窄的装置，所述装置包括：
结构，限定沿所述带电粒子束的路径的一部分延伸的腔，所述腔具有内部表面；以及
超材料吸收体，设置在所述内部表面上。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述超材料吸收体包括在所述内部表面的至少一部分上的介电材料层，其中所述透明导电材料层设有多个吸收结构。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述超材料吸收体包括在所述内部表面的至少一部分上的透明导电材料层，其中所述透明导电材料层设有多个吸收结构。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构是超材料完美吸收体。
5.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构是等离子体结构。
6.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构谐振地吸收电磁能。
7.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构至少部分嵌入或耦合到所述透明导电材料层。
8.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构被制作在所述透明导电材料层的顶部上。
9.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构被印刷在所述透明导电材料层上。
10.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构包括多个块状元件，所述多个块状元件包括金属材料。
11.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构包括石墨烯。
12.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构包括多个石墨烯薄片。
13.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构包括多个块状金属元件和多个石墨烯薄片的组合。
14.根据权利要求3所述的装置，其中所述吸收结构以周期性阵列布置。
15.一种减小带电粒子束中的能量分布的宽度的方法，所述方法包括以下步骤：使所述束穿过由沿着所述束的路径延伸的结构所限定的空间体积，所述结构具有表面，所述表面设有超材料吸收体，所述超材料吸收体被布置为从所述带电粒子吸收能量。
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