CN115702472A - 操纵器、操纵器阵列、带电粒子工具、多射束带电粒子工具和带电粒子射束的操纵方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在投射系统中操纵带电粒子射束的操纵器，该操纵器包括衬底，该衬底具有相对的主表面和贯穿通道，在这些主表面的每个主表面中限定有孔径，该贯穿通道具有在孔径之间延伸的互连表面，其中互连表面包括一个或多个电极。操纵器还包括分压器，该分压器包括串联连接的两个或更多个电阻元件，该分压器包括每对相邻电阻元件之间的中间节点，其中至少一个电阻元件形成在衬底内以便在这些相对的主表面之间延伸；其中中间节点电连接到一个或多个电极中的至少一个电极。

Description

操纵器、操纵器阵列、带电粒子工具、多射束带电粒子工具和 带电粒子射束的操纵方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月11日提交的EP申请20179514.3的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于操纵带电粒子射束的操纵器，以及一种包括操纵器的阵列的操纵器阵列，一种包括操纵器或操纵器阵列的带电粒子工具，一种包括操纵器或操纵器阵列的多射束带电粒子工具，以及一种使用操纵器、操纵器阵列、带电粒子工具或多射束带电粒子工具操纵带电粒子射束的方法。

背景技术

当制造半导体集成电路(IC)芯片时，作为例如光学效果和附带粒子的结果，在制造过程期间，在衬底(即，晶片)或掩模上，不可避免地出现非期望的图案缺陷，从而降低了成品率。因此，监测非期望的图案缺陷的程度是制造IC芯片时的重要过程。更一般地，对衬底或其他对象/材料的表面的检查和/或测量是其制造期间和/或之后的重要过程。

具有带电粒子射束的图案检查工具已经用于检查对象，例如，用于检测图案缺陷。这些工具通常使用电子显微镜技术，诸如扫描电子显微镜(SEM)。在SEM中，能量相对较高的电子的初级电子射束以最终减速步骤为目标，以便以相对较低的着陆能量着陆在样品上。电子射束作为探测斑点聚焦在样品上。探测斑点处的材料结构与来自电子射束的着陆电子之间的相互作用使得诸如次级电子、背散射电子或俄歇电子之类的电子从表面发射。可以从样品的材料结构发射所生成的次级电子。通过在样品表面上扫描作为探测斑点的初级电子射束，可以跨越样品的表面发射次级电子。通过从样品表面收集这些发射的次级电子，图案检查工具可以获得表示样品的表面的材料结构的特点的图像。

带电粒子射束的另一应用是光刻。带电粒子射束与衬底的表面上的抗蚀剂层发生反应。通过控制带电粒子射束所指向的抗蚀剂层上的位置，可以在抗蚀剂中产生期望图案。

改善用于这种应用的工具的性能的方式是使用生成带电粒子的多射束的带电粒子工具。通过使用带电粒子的多射束照射样品，多射束中的子射束中的每个子射束都以高效方式并行操作。

一般而言，需要改善带电粒子工具的性能和/或产出率，该带电粒子工具通过开发技术使用带电粒子的多射束照射样品，这些技术允许减小多射束的子射束之间的节距、增加入射到样品上的多射束中的射束的密度、和/或增加可以使用的子射束的数目。

发明内容

本发明的各实施例涉及一种用于操纵带电粒子射束的操纵器以及一种包括操纵器阵列的操纵器阵列。操纵器或操纵器阵列可以用于带电粒子工具，诸如多射束带电粒子工具。带电粒子工具可以是用于生成、照射、投射和/或检测一个或多个带电粒子射束的工具。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于在投射系统中操纵带电粒子射束的操纵器，该操纵器包：括衬底，该衬底具有相对的主表面和贯穿通道，在这些主表面中的每个主表面中限定有孔径，该贯穿通道具有在孔径之间延伸的互连表面；其中互连表面包括一个或多个电极；操纵器还包括分压器，该分压器包括串联连接的两个或更多个电阻元件，该分压器包括每对相邻电阻元件之间的中间节点，其中至少一个电阻元件形成在衬底内以便在这些相对的主表面之间延伸；其中中间节点电连接到一个或多个电极中的至少一个电极。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于在电子光学投射系统中操纵带电粒子射束的操纵器，该操纵器包括衬底，该衬底具有主表面和贯穿通道，在这些主表面中的每个主表面中限定有孔径，该贯穿通道具有在孔径之间延伸的互连表面并且包括围绕孔径布置的电极；分压器，该分压器包括在两个电极之间电气串联的两个或更多个电阻元件，该分压器被配置为在电极上分布所施加的电压，其中电阻元件中的至少一个电阻元件在衬底内在相对的主表面之间延伸。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于操纵带电粒子多射束的操纵器阵列，该操纵器阵列包括操纵器阵列，该操纵器阵列设在衬底中，该衬底具有相对的主表面和贯穿通道，每个操纵器在衬底中限定孔径，该贯穿通道具有在相应孔径之间延伸的互连表面；其中每个互连表面包括一个或多个电极；每个操纵器还包括分压器，该分压器包括串联连接的两个或更多个电阻元件，该分压器包括每对相邻电阻元件之间的中间节点，其中至少一个电阻元件形成在该衬底内以便在衬底的相对的主表面之间延伸；其中中间节点电连接到一个或多个电极中的至少一个电极。

根据本发明的另一方面，提供了一种带电粒子工具，包括：照射系统，该照射系统被配置为生成带电粒子射束；以及投射系统，该投射系统被配置为将带电粒子射束引导到样品上，其中投射系统包括操纵器或操纵器阵列。

根据本发明的另一方面，提供了一种多射束带电粒子工具，包括：照射系统，该照射系统被配置为生成带电粒子射束；以及投射系统，该投射系统被配置为将带电粒子射束转换为多射束、并且将多射束引导到样品上，其中投射系统包括操纵器或操纵器阵列。

根据本发明的另一方面，提供了一种使用操纵器、操纵器阵列、带电粒子工具或多射束带电粒子工具来操纵带电粒子射束的方法。

根据以下结合附图进行的描述，本发明的优点将变得显而易见，其中通过说明和示例对本公开的某些实施例进行阐述。

附图说明

通过结合附图对示例性实施例的描述，本公开的上述和其他方面变得更加显而易见，其中

图1是示意性地描绘了带电粒子射束检查装置；

图2示意性地描绘了带电粒子工具，该带电粒子工具可以形成图1的带电粒子射束检查装置的一部分；

图3示意性地描绘了图示了源转换单元的示例性配置的多射束工具；

图4a示意性地描绘了根据本发明的实施例的操纵器的平面图；

图4b示意性地描绘了图4a的操纵器的横截面；

图5a示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的操纵器的平面图；

图5b示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的操纵器的平面图；

图5c示意性地描绘了根据本发明的另一实施例的操纵器的平面图；以及

图6示意性地描绘了根据本发明的实施例的操纵器阵列。

具体实施方式

现在，详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。以下描述参考附图，其中除非另有说明，否则不同附图中的相同附图标记表示相同或相似元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现方式并不代表与本发明一致的所有实现方式。相对，它们仅仅是与所附权利要求中所述的与本发明有关的各方面一致的装置和方法的示例。

可以通过显著增加IC芯片上的电路部件(诸如晶体管、电容器、二极管等)的封装密度来减小设备的物理尺寸并增强电子设备的计算能力。这已经通过增加分辨率来实现，从而使得能够制造甚至更小的结构。例如，智能电话的IC芯片可以包括20亿个以上的晶体管，每个晶体管的尺寸小于人发的1/1000，该IC芯片的尺寸是拇指指甲的尺寸并且在2019年或更早可用。因此，半导体IC制造是一个具有数百个分开的步骤的复杂且耗时的过程并不令人惊讶。即使一个步骤中的误差也有可能显著影响最终产品的运转。仅一个“致命缺陷”就会导致设备故障。制造过程的目标是提高过程的总产率。例如，对于50步过程(其中一步可以指示在晶片上形成的层的数目)，为了获得75％的产率，每个单独步骤的产率必须大于99.4％。如果单个步骤的产率为95％，则总过程产率将低至7％至8％。

虽然在IC芯片制造设施中需要高过程产率，但是维持高衬底(即，晶片)产出率(被定义为每小时处理的衬底的数目)也很有必要。高过程产率和高衬底产出率可能会因缺陷的存在而受到影响。如果需要操作员干预来检查缺陷，则尤为如此。因此，通过检查工具(诸如扫描电子显微镜(“SEM”))对微米级缺陷和纳米级缺陷的高产出率检测和标识对于维持高产率和低成本很有必要。

SEM包括扫描设备和检测器装置。扫描设备包括照射装置和投射装置，该照射装置包括电子源，该电子源用于生成初级电子；该投射装置用于使用一个或初级电子的多个聚焦射束来扫描诸如衬底之类的样品。初级电子与样品相互作用，并且生成次级电子。在扫描样品时，检测装置从样品捕获次级电子，使得SEM可以产生样品的被扫描区域的图像。对于高产出率检查，检查装置中的一些检查装置使用初级电子的多个聚焦射束，即，初级电子的多射束。多射束的分量射束可以被称为子射束或束波。多射束可以同时扫描样品的不同部分。因此，多射束检查装置能够以比单射束检查装置高得多的速度检查样品。

在多射束检查装置中，使初级电子射束中的一些初级电子射束的路径位移远离扫描设备的中心轴线(即，初级电子光轴的中点)。为了确保所有电子射束以基本相同的入射角到达样品表面，需要操纵与中心轴线具有更大径向距离的子射束路径，以与路径更靠近中心轴线的子射束路径相比，移动通过更大的角度。这种更强的操纵可能导致像差，这些像差导致所得图像模糊和散焦。示例是球面像差，这些球面像差将每个子设施路径的焦点带入不同焦平面。特别地，对于不在中心轴线上的子射束路径，子射束中的焦平面的改变可能随着距离中心轴线的径向位移而增加。当检测到次级电子时，这些像差和离焦效应可以保持与次级电子相关联，例如，由子设施在目标上形成的斑点的形状和尺寸将会受到影响。因此，这些像差降低了在检查期间产生的所得图像的质量。

下文对已知多射束检查装置的实现方式进行描述。

附图是示意性的。因此，为了清楚起见，附图中部件的相对尺寸被放大。在附图的以下描述中，相同或相似的附图标记是指相同或相似的部件或实体，并且仅描述关于各个实施例的差异。虽然描述和附图针对电子光学装置，但是应当领会，这些实施例不用于将本公开限于特定带电粒子。因此，在本文件中对电子的引用可以更一般地被认为是对带电粒子的引用，其中带电粒子不一定是电子。

现在，参考图1，图1是图示了示例性带电粒子射束检查装置100的示意性图。图1的带电粒子射束检查装置100包括主腔室10、负载锁定腔室20、带电粒子工具40、设备前端模块(EFEM)30和控制器50。带电粒子工具40位于主腔室10内。带电粒子工具40可以是电子射束工具40。带电粒子工具40可以是单射束工具或多射束工具。

EFEM 30包括第一装载端口30a和第二装载端口30b。EFEM 30可以包括一个或多个附加装载端口。例如，第一装载端口30a和第二装载端口30b可以接纳衬底前开式晶片盒(FOUP)，该FOUP包含衬底(例如，半导体衬底或由一种或多种其他材料制成的衬底)或待检查样品(衬底、晶片和样品下文统称为“样品”)。EFEM 30中的一个或多个机器人臂(未示出)将样品输送到负载锁定腔室20。

负载锁定腔室20用于移除样品周围的气体。这产生了局部气体压力低于周围环境中的压力的真空。负载锁定腔室20可以连接到负载锁定真空泵系统(未示出)，该负载锁定真空泵系统移除负载锁定腔室20中的气体颗粒。负载锁定真空泵系统的操作使得负载锁定腔室能够达到低于大气压力的第一压力。在达到第一压力后，一个或多个机器人臂(未示出)将样品从负载锁定腔室20输送到主腔室10。主腔室10连接到主腔室真空泵系统(未示出)。主腔室真空泵系统移除主腔室10中的气体颗粒，使得样品周围的压力达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，样品被输送到电子射束工具，通过该电子束工具可以对其进行测量，该测量可以包括带电粒子淹没和/或检查。带电粒子工具40可以包括单射束电子光学装置或多射束电子光学装置。

控制器50电连接到带电粒子射束工具40。控制器50可以是被配置为控制带电粒子射束检查装置100的处理器(诸如计算机)。控制器50还可以包括被配置为执行各种信号和图像处理功能的处理电路系统。虽然控制器50在图1中被示为位于包括主腔室10、负载锁定腔室20和EFEM 30的结构外侧，但是应当领会，控制器50可以是工具的一部分或其结构的一部分。控制器50可以位于带电粒子射束检查装置的组成元件中的一个组成元件中或它可以分布在组成元件中的至少两个组成元件上。虽然本公开提供了容纳带电粒子工具的主腔室10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带电粒子工具的腔室。更确切地说，应当领会，上述原理也可以适用于在第二压力下操作的其他工具和装置的其他布置。

现在，参考图2，图2是图示了示例性带电粒子工具40的示意图。带电粒子工具40可以形成图1的带电粒子射束检查装置100的一部分。带电粒子工具40可以包括带电粒子检查工具200。如图1所示，带电粒子检查工具200可以是多射束检查工具200。可替代地，带电粒子检查工具200可以是单射束检查工具。带电粒子检查工具200包括电子源201、枪孔径板271、会聚透镜210、源转换单元220、初级投射装置230、电动载物台209和样品保持器207。电子源201、枪孔径板271、会聚透镜210和可选地源转换单元220是由带电粒子检查工具200组成的照射系统的部件。样品保持器207由电动载物台209支撑，以便保持和可选地定位样品208(例如，衬底或掩模)例如以供测量、检查或以供带电粒子淹没。初级投射系统230可以包括物镜231和可选地源转换单元220(如果它不是照射系统的一部分)。初级投射系统和照射系统一起可以被称为初级列或初级电子光学系统。射束分离器233和偏转扫描单元232可以位于初级投射系统230内部。带电粒子检查工具200还可以包括次级投射装置250和所关联的电子检测设备240(它们一起可以形成检测列或检测系统)。电子检测设备240可以包括多个检测元件241、242和243。射束分离器将所生成的电子从样品引导到第二列以供检测。其他检测器布置可以存在于例如与物镜231或源转换单元220相关联的第一列中。

用于生成初级射束的部件可以与带电粒子检查工具200的初级电子光轴对准。这些部件可以包括电子源201、枪孔径板271、会聚透镜210、源转换单元220、射束分离器233、偏转扫描单元232和初级投射装置230。次级投射装置250及其关联的电子检测设备240可以与带电粒子检查工具200的次级电子光轴251对准。

初级电子光轴204由带电粒子检查工具200的作为照射系统的一部分的电子光轴组成。次级电子光轴251是带电粒子检查工具200的作为检测系统(或检测列)的一部分的电子光轴。初级电子光轴204在本文中也可以被称为初级光轴(为了便于参考)或带电粒子光轴。次级电子光轴251在本文中也可以被称为次级光轴或次级带电粒子光轴。

电子源201可以包括阴极(未示出)和提取器或阳极(未示出)。在操作期间，电子源201被配置为从阴极发射电子作为初级电子。初级电子被提取器和/或阳极提取或加速，以形成初级电子射束202，该初级电子射束202形成初级射束交叉(虚拟或真实)203。初级电子射束202可以被可视化为从初级射束交叉203发射。

所形成的初级电子束202可以是单射束，并且可以根据单射束生成多射束。因此，在沿着射束路径的不同位置处，初级电子射束202可以是单射束或多射束。初级电子射束在其到达样品时，并且优选地在其到达投射系统之前可能为多射束。可以以若干个不同方式根据初级电子射束生成这种多射束。例如，多射束可以由位于交叉203之前的多射束阵列、位于源转换单元220中的多射束阵列或位于这些位置之间的任何点处的多射束阵列生成。多射束阵列可以包括跨越射束路径以阵列布置的多个电子射束操纵元件。每个操纵元件可能影响初级电子射束的至少一部分以生成子射束。因此，多射束阵列与入射初级射束路径相互作用以在多射束阵列的射束下方生成多射束路径。多射束阵列与初级射束的相互作用可以包括一个或多个孔径阵列，包括例如每个子射束的单独偏转器、同样例如每个子射束的透镜、消像散器和(像差)校正器。

操作时，枪孔径板271被配置为阻挡初级电子射束202的外围电子以减小库仑效应。库仑效应可以扩大初级子射束211、212、213的探测斑点221、222和223中的每个探测斑点的尺寸，因此降低了检查分辨率。枪孔径板271还可以包括多个开口，用于甚至在源转换单元220之前生成初级子射束(未示出)，并且可以被称为库仑孔径阵列。

会聚透镜210被配置为聚焦(或准直)初级电子射束202。在一个实施例中，会聚透镜210可以被设计为聚焦(或准直)初级电子射束202以变成基本平行射束并且基本垂直入射到源转换单元220上。会聚透镜210可能为可移动会聚透镜，该可移动会聚透镜可以被配置为使得其主平面的位置可移动。在一个实施例中，可移动会聚透镜可以被配置为例如沿着光轴204以物理方式移动。可替代地，可移动会聚透镜可以由两个或更多个电子光学元件(透镜)构成，其中会聚透镜的主平面随着各个电子光学元件的强度的变化而移动。(可移动)会聚透镜可以被配置为磁性透镜、静电透镜、或磁性透镜和静电透镜的组合。在另一实施例中，会聚透镜210可以是防旋转会聚透镜。当改变会聚透镜210的聚焦能力(准直能力)时和/或当会聚透镜的主平面移动时，抗旋转会聚透镜可以被配置为保持旋转角度不变。

在源转换单元220的实施例中，源转换单元220可以包括图像形成元件阵列、像差补偿器阵列、射束限制孔径阵列和预弯曲微偏转器阵列。预弯曲微偏转器阵列可能是可选的，并且可以存在于这样的实施例中，其中会聚透镜不会确保源自库仑孔径阵列的初级电子射束202的多个初级子射束211、212、213的路径基本垂直入射到例如射束限制孔径阵列、图像形成元件阵列和/或像差补偿器阵列上。在这种布置中，图像形成元件阵列可以用作多射束阵列，以在多射束路径中生成多个子射束，即，初级子射束211、212、213。图像形成阵列可以例如包括多个电子射束操纵器，诸如微偏转器、微透镜(或两者的组合)，以影响初级电子射束202的多个初级子射束211、212、213，并且形成初级射束交叉203的多个平行图像(虚拟图像或真实图像)，一个平行图像用于初级子射束211、212和213中的一个初级子射束。像差补偿器阵列可以例如包括场曲率补偿器阵列(未示出)和像散补偿器阵列(未示出)。场曲率补偿器阵列可以例如包括多个微透镜，以补偿初级子射束211、212和213的场曲率像差。像散补偿器阵列可以包括多个微消像散器，以补偿初级子射束211、212和213的像散像差。射束限制孔径阵列可以被配置为限制或限定各个初级子射束211、212和213的直径。图2示出了三个初级子射束211、212和213作为示例，并且应当理解，源转换单元220可以被配置为形成任何数目的初级子射束。控制器50可以连接到图1的带电粒子射束检查装置100的各种部件，诸如源转换单元220、电子检测设备240、初级投射系统230或电动载物台209。如下文所进一步详细解释的，控制器50可以执行各种图像和信号处理功能。控制器50还可以生成各种控制信号，以管控带电粒子射束检查装置的操作，该带电粒子射束检查装置包括带电粒子多射束装置。

会聚透镜210还可以被配置为通过使会聚透镜210的聚焦能力(准直能力)发生变化来调整源转换单元220的射束下方的初级子射束211、212、213的电流。可替代地或附加地，初级子射束211、212、213的电流可以通过更改射束限制孔阵列内的与各个初级子射束相对应的射束限制孔径的径向尺寸来改变。

物镜231可以被配置为将子射束211、212和213聚焦到样品208上以供检查，并且可以在样品208的表面上形成三个探测斑点221、222和223。

射束分离器233可能例如是维恩滤波器(图2中未示出)，该维恩滤波器包括生成静电偶极子场和磁偶极子场的静电偏转器。操作时，射束分离器233可以被配置为通过静电偶极子场在初级束波211、212和213的各个电子上施加静电力。在一个实施例中，静电力的大小相等，但方向与由射束分离器233的磁偶极子场施加在初级子射束211、212和213的各个初级电子上的磁力相反。因此，初级子射束211、212和213可以以至少基本零偏转角至少基本笔直地穿过射束分离器233。磁力的方向取决于电子的运动方向，而静电力的方向则不会取决于电子的运动方向。因此，因为次级电子和背散射电子与初级电子相比较通常沿相反方向移动，所以施加在次级电子和背散射电子上的磁力将会不再抵消静电力，结果，移动通过射束分离器233的次级电子和背散射电子将会偏离光轴204。

操作时，偏转扫描单元232被配置为偏转初级子射束211、212和213，以跨越样品208的表面的区段中的各个扫描区域扫描探测斑点221、222和223。响应于初级子射束211、212和213或探测斑点221、222和223在样品208上的入射，从样品208生成包括次级电子和背散射电子的电子。次级电子在三个次级电子射束261、262和263中传播。次级电子射束261、262和263通常具有次级电子(具有电子能量≤50eV)，并且还可以具有背散射电子中的至少一些背散射电子(具有介于50eV与初级子射束211、212和213的着陆能量之间的电子能量)。射束分离器233被布置为使次级电子射束261、262和263的路径朝向次级投射系统250偏转。次级投射系统250随后使次级电子射束261、262和263的路径聚焦到电子检测设备240的多个检测分区241、242和243上。检测分区可能例如是被布置为检测对应次级电子射束261、262和263的单独的检测元件241、242和243。检测分区生成对应信号，这些信号例如被发送到控制器50或信号处理系统(未示出)，例如，以构造样品208的对应扫描区域的图像。

检测元件241、242和243可以检测对应次级电子射束261、262和263。在次级电子射束入射到检测元件241、242和243上时，这些元件可以生成对应强度信号输出(未示出)。输出可以被引导到图像处理系统(例如，控制器50)。每个检测元件241、242和243可以包括一个或多个像素。检测元件的强度信号输出可以是由检测元件内的所有像素生成的信号之和。

控制器50可以包括图像处理系统，该图像处理系统包括图像获取器(未示出)和存储设备(未示出)。例如，控制器可以包括处理器、计算机、服务器、大型主机、终端、个人计算机、任何类型的移动计算设备等，或其组合。图像获取器可以包括控制器的处理功能的至少一部分。因此，图像获取器可以包括至少一个或多个处理器。图像获取器可以以通信方式耦合到装置40的准许信号通信的电子检测设备240，诸如电导体、光纤电缆、便携式存储介质、IR、蓝牙、因特网、无线网络、无线电等等，或其组合。图像获取器可以从电子检测设备240接收信号，可以处理包括在信号中的数据，并且可以根据其构造图像。因此，图像获取器可以获取样品208的图像。图像获取器还可以执行各种后处理功能，诸如生成轮廓，在所获取的图像上叠加指示符等。图像获取器可以被配置为执行对所获取的图像的亮度和对比度等的调整。存储装置可以是诸如硬盘、闪存驱动器、云存储、随机存取存储器(RAM)、其他类型的计算机可读存储器等之类的存储介质。存储装置可以耦合到图像获取器，并且可以用于将所扫描的原始图像数据保存为原始图像和经后处理的图像。

图像获取器可以与基于从电子检测设备240接收的成像信号获取样品的一个或多个图像。成像信号可以对应于用于进行带电粒子成像的扫描操作。所获取的图像可以是包括多个成像区域的单个图像。单个图像可以存储在存储装置中。单个图像可以是可以被划分为多个分区的原始图像。分区中的每个分区可以包括包含样品208的特征的一个成像区域。所获取的图像可以包括样品208的在一时段内被多次采样的单个成像区域的多个图像。多个图像可以存储在存储装置中。控制器50可以被配置为使用样品208的相同位置的多个图像执行图像处理步骤。

控制器50可以包括测量电路系统(例如，模数转换器)以获得所检测到的次级电子的分布。在检测时间窗口期间收集的电子分布数据可以与入射在样品表面上的初级子射束211、212和213中的每个初级子射束的对应扫描路径数据组合使用，以重构检查中的样品结构的图像。经重构的图像可以用于揭示样品208的内部结构或外部结构的各种特征。因此，经重构的图像可以用于显现样品中可能存在的任何缺陷。

控制器50可以例如还控制电动载物台209以在检查样品208之前或之后移动样品208。在一个实施例中，至少在样品检查期间，控制器50可以使得电动载物台209能够沿一方向(优选地，连续地)例如以恒定速度移动样品208。控制器50可以控制电动载物台209的移动，使得它依据各种参数改变样品208的移动速度。例如，控制器可以依据扫描过程的检查步骤的特点来控制载物台速度(包括其方向)。

尽管图2示出了带电粒子检查工具200使用三个初级电子子射束，但是应当领会，带电粒子检查工具200可以使用两个或更多个初级电子子射束，例如，9个、49个、121个、多于1000个、10,000个、以及多达100,000个。本公开不限制带电粒子检查工具200中使用的初级电子射束的数目。带电粒子检查工具200还可以是使用单个带电粒子射束的单射束检查工具200。

现在，参考图3，图3是图示了图1的示例性带电粒子射束检查装置的源转换单元220的示例性配置的示例性多射束工具300的示意性图。多射束工具300可以包括电子源301、子射束预形成孔径阵列372(还称为库仑孔径阵列372)、会聚透镜310(类似于图2的会聚透镜210)、源转换单元320(类似于图2的源转换单元220)、物镜331(类似于图2的物镜231)和样品308(类似于图2的样品208)。电子源301、库仑孔径阵列372和会聚透镜310可以是由工具300组成的照射装置的部件。源转换单元320和物镜331可以是由工具300组成的投射装置的部件。源转换单元320可以类似于图2的源转换单元220，其中图2的图像形成元件阵列是图像形成元件阵列322，图2的像差补偿器阵列是像差补偿器阵列324，图2的射束限制孔阵列是射束限制孔阵列321，并且图2的预弯曲微偏转器阵列是预弯曲微偏转器阵列323。电子源301、库仑孔径阵列372、会聚透镜310、源转换单元320和物镜331与装置的初级电子光轴304对准。电子源301通常沿着初级电子光轴304并且通过(虚拟或真实)源交叉301S来生成初级电子射束302。库仑孔径阵列372切割初级电子射束302的外围电子，以减小随之发生的库仑效应。库仑效应是由于不同子射束路径中电子之间的相互作用而导致的子射束像差的来源。通过子射束预形成机构的库仑孔径阵列372，初级电子射束302可以被修整成指定数目的子射束，诸如三个子射束311、312和313。尽管在前面和后面的描述中提及了三个子射束和它们的路径，但是应当理解，该描述旨在将装置、工具或系统应用于任何数目的子射束。

源转换单元320可以包括具有射束限制孔径的束波限制孔径阵列321，该束波限制孔径阵列被配置为限制初级电子射束302的子射束311、312和313的外尺寸。源转换单元320还可以包括图像形成元件阵列322，其具有成像微偏转器322_1、322_2和322_3。相应微偏转器与每个子射束的路径相关联。微偏转器322_1、322_2和322_3被配置为使子射束311、312和313的路径朝向电子光轴304偏转。经偏转的子射束311、312和313形成源交叉301S的虚拟图像。虚拟图像通过物镜331投射到样品308上，并且在其上形成探测斑点，它们是三个探测斑点391、392和393。每个探测斑点与子射束路径在样品表面上的入射位置相对应。源转换单元320还可以包括像差补偿器阵列324，该像差补偿器阵列324被配置为补偿可能存在于子射束中的每个子射束的像差。每个子射束中的像差可能存在于可能形成在样品表面上的探测斑点391、392和393上。像差补偿器阵列324可以例如包括具有微透镜的场曲率补偿器阵列(未示出)，即，像差补偿器阵列324可以包括微透镜阵列。场曲率补偿器和微透镜可以例如被配置为：针对探测斑点391、392和393中明显的场曲率像差，补偿各个子射束。像差补偿器阵列324可以包括具有微消像散器的像散补偿器阵列(未示出)，即，像差补偿器阵列324可以包括微消像散器阵列。可以例如控制微消像散器对子射束进行操作，以补偿否则存在于探测斑点391、392和393中的像散像差。

源转换单元320还可以包括具有预弯曲微偏转器323_1、323_2和323_3的预弯曲微偏转器阵列323，以分别弯曲子射束311、312和313。预弯曲微偏转器323_1、323_2和323_3可以将子射束的路径弯曲到束波限制孔径阵列321上。在一个实施例中，预弯曲微偏转器阵列323可以被配置为使子射束的子射束路径朝向束波限制孔径阵列321的平面的正交方向弯曲。在一个备选实施例中，会聚透镜310可以调整子射束到束波限制孔径阵列321上的路径方向。会聚透镜310可以例如聚焦(准直)三个子射束311、312和313以变成沿着主电子光轴304的基本平行射束，以使三个子射束311、312和313基本垂直入射到源转换单元320上，该源转换单元320可以与束波限制孔径阵列321相对应。在这种备选实施例中，预弯曲微偏转器阵列323可能并非必不可少。

图像形成元件阵列322、像差补偿器阵列324和预弯曲微偏转器阵列323可以包括多层子射束操纵设备，其中一些层可能呈阵列的形式，例如，微偏转器、微透镜或微消像散器。

在源转换单元320的当前示例中，初级电子射束302的子射束311、312和313的路径分别通过图像形成元件阵列322的微偏转器322_1、322_2和322_3朝向初级电子光轴304偏转。应当理解，子射束311的路径在到达微偏转器322_1之前可能已经与电子光轴304相对应，因而，微偏转器322_1可能不会使子射束311的路径偏转。

物镜331将子射束聚焦到样品308的表面上，即，它将三个虚拟图像投射到样品表面上。由三个子射束311至313在样品表面上形成的三个图像在该样品表面上形成三个探测斑点391、392和393。在一个实施例中，对子射束311至313的偏转角进行调整，以穿过或接近物镜331的前焦点，以减小三个探测斑点391至393的离轴像差。

在如图3所示的带电粒子检查工具300的实施例中，为了清楚起见，已经省略了次级电子的射束路径，射束分离器(类似于维恩过滤器233)、次级投射光学器件(类似于图2的次级投射光学器件250)和电子检测设备(类似于电子检测设备240)。然而，应当明白，图3的当前实施例中可能存在类似的射束分离器、次级投射光学器件和电子检测设备，以使用次级电子或背散射电子登记并生成样品表面的图像。

图2和图3中的上述部件中的至少一些部件可以单独地或彼此组合地被称为操纵器阵列或操纵器，因为它们操纵带电粒子的一个或多个射束或子射束的路径。

上文所描述的多射束检查工具包括单个带电粒子源。多射束工具包括照射装置和投射装置。照射装置可以从来自源的电子射束生成多射束带电粒子。该投射装置朝向样品投射多射束带电粒子。使用带电粒子的多射束对样品的表面的至少一部分进行扫描。

多射束工具包括用于操纵带电粒子的多射束的子射束的一个或多个电子光学设备。所施加的操纵可以是例如子射束路径的偏转和/或施加到子射束的聚焦操作。一个或多个电子光学设备可以包括MEMS，例如，静电致动MEMS。

带电粒子工具可以包括射束路径操纵器，该射束路径操纵器位于电子光学设备的射束上游，并且视需要，位于电子光学设备中。通过例如跨越整个射束操作的两个静电偏转器集合，可以沿垂直于带电粒子轴线(即，光轴)的方向线性操纵射束路径。两个静电偏转器集合可以被配置为沿正交方向使得射束路径偏转。每个静电偏转器集合可以包括沿着射束路径顺序定位的两个静电偏转器。每个集合的第一静电偏转器施加校正偏转，而第二静电偏转器将射束恢复到电子光学设备上的正确入射角。由第一静电偏转器施加的校正偏转可以是过校正，以使第二静电偏转器可以施加偏转，从而确保到MEMS的期望入射角。静电偏转器集合的位置可以在电子光学设备的若干个位置处。可以以旋转方式操纵射束路径。旋转校正可以通过磁性透镜来施加。附加地或可替代地，可以通过诸如会聚透镜布置之类的现有磁性透镜实现旋转校正。

尽管未示出，但是带电粒子工具的实施例还包括带电粒子投射装置，该带电粒子投射装置将来自源的带电粒子射束分成多个子射束。多个相应物镜可以将子射束投射到样品上。在一些实施例中，在来自物镜的射束的上游，设置多个会聚透镜。会聚透镜将子射束中的每个子射束聚焦到物镜的射束的上游的中间焦点。在一些实施例中，在来自物镜的射束的上游，设置准直器。可以提供校正器以减少聚焦误差和/或像差。在一些实施例中，这种校正器被集成到物镜中、或直接邻近物镜定位。在提供会聚透镜的情况下，这种校正器可以附加地或可替代地集成到会聚透镜中、或直接邻近会聚透镜定位、和/或定位在中间焦点中或直接邻近中间焦点定位。提供检测器以检测由样品发射的带电粒子。检测器可以集成到物镜中。检测器可以在物镜的底部表面上，以便在使用时面向样品。会聚透镜、物镜和/或检测器可以形成为MEMS器件或CMOS器件。

源转换单元220、320可以包括预弯曲微偏转器阵列323(包括偏转器阵列，特别是微偏转器阵列)、像差补偿器阵列324(包括消像散器阵列(特别是微消像散器阵列)、和/或透镜阵列(特别是微透镜阵列))、和图像形成阵列322(包括偏转器阵列，特别是微偏转器阵列)。这些阵列中的每个阵列包括具有一个或多个电极的电气元件(即，偏转器、消像散器和透镜)。可以向这些电极施加不同的电压，以便控制束波311、312、313。目前，分开对这些电极中的每个电极进行布线或布线以施加相应电压，即，通过相应的单独电线或布线，向每个电极提供电压。然而，向每个电极提供单独布线在设计操纵器时需要体积。这种布线需要电气元件之间的空间相对较大，使得电气元件之间的节距相对较大。

带电粒子检查工具200、300的产出率与带电粒子检查工具200、300中使用的束波211、212、213的数目成比例。因此，期望通过增加源转换单元220、320的阵列中的每个阵列中的电气元件的数目(以期望方式使之最大)，来使束波211、212、213的数目最大。增加每个阵列中电气元件的数目的一种方式是减小电气元件之间的节距。例如，通过减少为每个电气元件的电极提供电压所需的布线的数目，可以减小节距，从而减少布线所需的空间。

图4示意性地描绘了操纵器400的实施例。操纵器400用于在投射系统中操纵带电粒子射束的路径，例如，在图2或图3的带电粒子工具200、300的投射系统中操纵束波211、212、213中的一个束波的路径。图4a示出了操纵器400的平面图，而图4b示出了操纵器沿着图4a的线A-A的横截面。

如图4所示，操纵器400可以是多极布置，其中每个极是分开的电极，该极在操作时可能会影响穿过操纵器400的带电粒子射束的路径。操纵器400可以是偏转器，诸如图3的预弯曲微偏转器阵列323的一个微偏转器或图像形成阵列322中的一个微偏转器。可替代地，操纵器400可以是消像散器，诸如图3的像差补偿器阵列324的微消像散器中的一个微消像散器。还可替代地，操纵器400可以是透镜，诸如图3的像差补偿器阵列324的微透镜中的一个微透镜。作为透镜，操纵器400可以是单电极或在公共电位下操作的多极。一般而言，操纵器400可以是被配置为操纵(即，偏转、聚焦、变形、校正或以其他方式影响)带电粒子射束的路径的任何元件，例如，电气元件。

操纵器400包括衬底410。如图4b所示，衬底具有相对的主表面411、412。在相对的主表面411、412中的每个主表面中，限定了孔径413、414。操纵器400具有贯穿通道416，该贯穿通道416具有在孔径413、414之间延伸的互连表面418。

互连表面418包括一个或多个电极420a至420h。例如，如果操纵器400是微偏转器或微消像散器，则互连表面418可以包括多个电极420a至420h。相邻电极420a至420h可以彼此电隔离。每个电极可以在相对的主表面411、412之间延伸，例如，沿着两个主表面411、412之间的互连表面418的整个长度延伸。互连表面418可以包括至少四(4)个电极420a至420h，优选地，至少八(8)个电极420a至420h，还优选地，至少十六(16)个电极420a至420h。互连表面可以包括为四的倍数的多个电极420a至420h。互连表面418也可以仅包括一个电极420a，例如，当操纵器400是微透镜的一部分，诸如聚焦电极。

如图4a所示，操纵器400包括分压器。分压器包括串联连接的两个或更多个电阻元件432a至432d(例如，电阻器)。分压器包括每对相邻电阻元件432a至432d之间的中间节点434b至434d。分压器还包括两个端节点434a、434e。至少一个中间节点434b至434d，优选地，每个中间节点434b至434d电连接到一个或多个电极420a至420h中的至少一个电极。端节点434a、434e中的一个或两个端节点可以连接到一个或多个电极420a至420h。端节点434a、434e可以连接到布线490a、490b。优选地，每个电极420a至420h电连接到分压器的节点434a至434e。至少两个电极420a至420h可以电连接到分压器的不同节点434a至434e。优选地，分压器的每个节点434a至434e电连接到任一操纵器400的至多两个电极420a至420h。在附图中，相对表面411、412中的一个表面上的电连接以实线示出，而相对表面411、412中的另一表面上的电连接以虚线示出。在衬底410内形成至少一个电阻元件432a至432d，以便在相对的主表面411、412之间延伸。可以在电阻元件432a至432d与衬底410的主体之间提供绝缘体433a至433d。

提供分压器可以减少用于向操纵器400的电极420a至420h提供适当电压的布线的数目。例如，参考图4a，在没有分压器的情况下，具有八(8)个电极420a至420h的微偏转器需要多达八(8)个单独的布线，以用于向电极420a至420h提供不同的电压。对于分压器，可能仅需要两(2)个布线490a、490b，其中一个布线提供最大所需电压，而另一布线提供最小所需电压。这减小了布线所需的操纵器400周围的表面积。因为布线可以与一个或两个主表面相关联，所以减少与操纵器元件的连接就简化了布线设计。布线的交叉频率较低。如果操纵器在高电压下操作，考虑到放电的风险并且考虑到热负荷，则布线交叉就不可取。与所有电阻元件432a至432d形成在相对的主表面411、412中的一个主表面上的情形相比较，在衬底内形成至少一个电阻元件432a至432d就减小了分压器所需的空间。因此，与没有分压器的操纵器或具有仅包括在相对的主表面411、412上形成的电阻元件的分压器的操纵器相比，操纵器400可能更为紧凑。参见例如EP2702595的图5A和图5B，涉及分压器布置并应用于多极操纵器的公开内容在此通过引入并入。

如图4a所示，分压器可以沿着操纵器400的一侧延伸，并且包括与操纵器400的两侧上的电极420a至420h的电连接。可替代地，分压器可以围绕操纵器400的整个圆周延伸。例如，分压器可以包括在端节点434a、434e之间并联连接的两个分支，每个分支在操纵器400的不同侧上延伸。分压器可以根据需要沿着操纵器400的周边尽可能多地或尽可能少地延伸，并且可以例如沿着操纵器400的周边的三分之一、四分之一、五分之一或更小的比例延伸。分压器可以仅电连接到特定电极(例如，连接到电极420a、420c、420e、420g)，并且剩余电极可以可选地电连接到另一分压器。

优选地，如图4a所示，每个电阻元件432a至432d形成在衬底410内，以便在相对的主表面411、412之间延伸。与其中电阻元件432a至432d中的一些电阻元件形成在相对的主表面411、412中的一个主表面上的情形相比较，这可以进一步减小分压器所需的空间。在一些实施例中，在衬底410内形成至少两个电阻元件432a至432d，至少四个(4)电阻元件432a至432d，至少八个(8)电阻元件432a至432d或至少16个电阻元件432a至432d。

互连表面418可以包括向内表面(特别是径向向内表面)418a。互连表面418还可以包括向外表面418b(特别是径向向外表面)。向外表面418b可以形成向内表面418a中的一个或多个径向凹部的径向外端。尽管在图4a中示出了笔直的径向凹部，但是径向凹部可以具有任何其他形状。

向内表面418a(例如，整个向内表面418a)可以提供一个或多个电极420a至420h。互连表面418还可以包括相邻电极420a至420h之间的绝缘体。绝缘体可以由相邻电极420a至420h之间的向外表面418b和/或凹入表面418c的至少一部分提供。尽管图4a示出了整个向外表面418b和凹入表面418c提供绝缘体，但向外表面418b和凹入表面418c的至少一部分可以提供电极420a至420h。换言之，电极420a至420h可以延伸到凹入表面418c和/或向外表面418b的至少一部分。

如图4a所示，电阻元件432a至432d(或电阻元件432a至432d中的至少一个电阻元件)与向外表面418b相比可以被定位为远离贯穿通道416的中心轴线415。换言之，电阻元件432a至432d(或电阻元件432a至432d中的至少一个电阻元件)可以被定位为比径向凹部的深度进一步径向向外。电阻元件432a至432d可以被定位为相对靠近操纵器400，例如，在由向外表面418b形成的直径的小于10倍的距离内，优选地，小于5倍的距离内，进一步优选地，小于3倍或小于2倍的距离内。如图4a中那样定位电阻元件432a至432d为具有大横截面面积的电阻器提供了空间，因此允许电阻元件432a至432d的横截面面积发生大变化(因此电阻发生大变化)。

可替代地，如图5a所示，电阻元件432a至432d(或电阻元件432a至432d中的至少一个电阻元件)可以被定位为比向外表面418b进一步径向向内。换言之，这些径向凹部可以比这些电阻元件432a至432d或这些电阻元件432a至432d中的至少一个电阻元件进一步径向向外延伸。电阻元件432a至432d(或电阻元件432a至432d中的至少一个电阻元件)可以位于邻接的径向凹部之间。电阻元件432a至432d(或电阻元件432a至432d中的至少一个电阻元件)可以被定位为接近向内表面418a。电阻元件432a至432d的这种布置可以更加紧凑。然而，如图5a中布置的电阻元件432a至432d的横截面面积受到限制，因此限制了电阻元件432a至432d的横截面面积的变化(因此限制了电阻的变化)。

如图5b所示意性地示出的，电阻元件432a至432d(或电阻元件432a至432d中的至少一个电阻元件)基本可能为衬底410的向外表面418b与向内表面418a之间的部分，如元件435a至435d所示。电阻元件435a至435d可以由与衬底410的主体相同的材料制成，或可以与衬底410的主体相比被掺杂或以其他方式进行调整。电阻元件435a至435d(或电阻元件435a至435d中的至少一个电阻元件)可以在相邻径向凹部之间延伸。可以在电阻元件435a至435d与衬底410的主体之间提供绝缘体433a至433d。绝缘体433a至433d可以在相邻径向凹部之间延伸。电极420a至420h可以包括电阻元件435a至435d上的导电涂层。可以在电阻元件435a至435d与电极420a至420h之间提供绝缘体。图5b的布置使电阻元件435a至435d的可能横截面面积最大，同时在向外表面418b内提供电阻元件435a至435d。

如图5c所示，电阻元件432a至432d(或电阻元件432a至432d中的至少一个)可以包括内部部分436a至436d和外部部分437a至437d。内部部分436a至436d可以被定位为与向外表面418b相比较径向向内。内部部分436a至436d可以如关于图5a的电阻元件432a至432d所描述的那样定位。在一个布置中，内部部分436a至436d可以采取如图5b所示的电阻元件435a至435d的形式。外部部分437a至437d可以相对于向外表面418b径向向外定位。外部部分437a至437d可以如关于图4a的电阻元件432a至432d所描述的那样定位。每个电阻元件432a至432d、或一些电阻元件432a至432d的内部部分436a至436d和对应外部部分437a至437d可以串联电连接，如图5c所示。因此，内部部分436a至436d和外部部分437a至437d实际上是分压器中的单个电阻元件。与不使用串联布置的情形相比较，这种串联布置可能准许电阻元件的电阻增加。对于任何所施加的给定电压，电阻元件的较大电阻可以减小通过电阻元件的电流(因此减小由电阻元件耗散的功率)。可替代地，每个电阻元件432a至432d、或一些电阻元件432a至432d的内部部分436a至436d和对应外部部分437a至437d可以并联电连接(未示出)。与多个部分串联连接的布置相比较，这种布置允许减小电阻元件的电阻。此情形在一些情况下可能是有益的，例如，当分压器的两个中间节点之间的相对较小的电压降被需要，以实现特定电压分布时。在一个布置中，电阻元件中的一些电阻元件可以包括串联连接的多个部分，而电阻元件中的其他电阻元件可以包括并联连接的多个部分。

如图5c所示，在与相对的主表面411、412中的一个主表面平行的平面中，内部部分436a至436d的横截面面积或内部部分436a至436d中的至少两个内部部分的横截面面积可能基本相等。外部部分437a至437d或至少两个外部部分437a至437d的横截面面积可能不同。通过以适当方式形成外部部分437a至437d的横截面面积，这可能允许设置每个电阻元件432a至432d的电阻。

图4a和图5a至图5c示出了在衬底内定位和形成电阻元件432a至432d的不同方式。操纵器400可以包括图4a和图5a至图5c中的电阻元件432a至432d、435a至435d、436a至436d、437a至437d的任何组合。例如，操纵器400可以可选地包括一些电阻元件432a至432d，这些电阻元件比径向凹部的深度进一步径向向外(如图4a所示)。附加地或可替代地，操纵器400可以可选地包括一些电阻元件432a至432d，这些电阻元件比这些径向凹部的深度进一步径向向内(如图5a所示)。附加地或可替代地，操纵器400可以可选地包括一些电阻元件435a至435d，这些电阻元件435a至435d基本形成衬底410的向外表面418b与向内表面418a之间的部分(如图5b所示)。附加地或可替代地，操纵器400可以可选地包括一些电阻元件432a至432d，这些电阻元件包括内部部分436a至436d和外部部分437a至437d(如图5c所示)。

如图4a、图5a和图5c所示，在与相对的主表面411、412平行的平面中，电阻元件432a至432d的横截面可以包括圆形横截面。圆形横截面比其他横截面更容易制造。然而，电阻元件432a至432d的横截面也可以包括任何其他形状。例如，电阻元件432a至432d的横截面可以包括角形横截面，诸如正方形或矩形或其他多边形横截面、或椭圆形横截面。

如图4b所示，图4a中的电阻元件432a至432d的横截面可以基本恒定。如此，当横截面为圆形时，电阻元件432a至432d可以形成为圆柱形。可替代地，每个电阻元件432a至432d的横截面在尺寸和/或形状上可以沿着电阻元件432a至432d的长度(沿垂直于相对的主表面411、412的方向)发生变化。例如，电阻元件432a至432d可以朝向相对的主表面411、412中的一个主表面渐缩。这可以使电阻元件432a至432d的制造更容易。例如，当横截面为圆形时，电阻元件432a至432d可以形成为截头圆锥形。

如图4a所示，在与衬底410的相对的主表面411、412平行的平面中，电阻元件432a至432d的横截面可以具有不同的面积。电阻元件432a至432d的横截面面积可能发生变化，使得至少一些电阻元件432a至432d的横截面面积与其他电阻元件432a至432d的横截面面积不同。因为电阻元件432a至432d的横截面面积对电阻元件432a至432d的电阻有贡献，所以提供不同的横截面面积允许不同的电阻元件432a至432d具有不同的电阻。分压器中的不同电阻允许对分压器的电压分布进行设计。

从分压器的端节点到分压器的中间节点的电阻分布可以是围绕射束路径周围的操纵器的至少一部分的基本正弦分布。例如，该电阻分布可以在正弦曲线的20％内，优选地，10％内或5％或1％内。因为分压器230中的电压分布与电阻的分布成比例，所以电压分布可能为基本正弦。向操纵器400(特别是微偏转器)的电极432a至432d施加正弦电压分布在操纵器400的贯穿通道416中实现了基本均匀的E场。提供均匀E场(与非均匀E场相对)可以减少穿过E场的带电粒子射束中的像差。EP2702595在图3和图4中示出了正弦电压分布如何实现基本均匀的E场，并且其公开内容在此通过引用并入。

电阻元件432a至432d(例如，电阻元件432a至432d中的每个电阻元件或至少一个电阻元件)可以形成为穿硅过孔(TSV)。这可以通过蚀刻和扩散过程来实现，诸如US2007/0020926A的过程，其公开内容尤其是关于制造过程的公开内容通过引用并入。

如图6所示，可以在相对的主表面411、412中的每个主表面中限定孔径阵列。衬底410可以包括贯穿通道416的阵列。每个贯穿通道416可以具有在相应孔径413、414之间延伸的相应互连表面418。互连表面418中的每个互连表面可以如结合图4a、图4b和图5a至图5c所述的那样成形。每个互连表面418包括至少一个电极420a至420h。

因此，图6示意性地描绘了操纵器阵列500。操纵器阵列500可以用于操纵带电粒子多射束的路径，诸如图2和图3的多射束的路径。操纵器阵列500可以是图3的像差补偿器阵列324(例如，微透镜阵列和/或微消像散器阵列)、预弯曲微偏转器阵列323或图像形成阵列322(即，微偏转器阵列)。操纵器阵列500不限于如图2和图3所示的尺寸、功能和元件的操纵器阵列。操纵器阵列可以是电子光学设计中的任何操纵器阵列。

操纵器阵列500包括操纵器400'阵列。每个操纵器400'可以实质上与结合图4a、图4b和图5a至图5c所描述的操纵器400相对应。操纵器400'可以设在公共衬底410中。衬底可以具有相对的主表面411、412。每个操纵器400'可以在衬底410中限定孔径413、414和贯穿通道416，该贯穿通道416具有在相应孔径413、414之间延伸的互连表面。

图6示出了操纵器400'的3×3正方形阵列。然而，可以提供任何其他数目的操纵器400'作为操纵器阵列500的一部分。操纵器阵列500可以包括至少9个操纵器400'，优选地，至少16个或至少25个操纵器400'，进一步优选地，至少36个、49个或64个操纵器400'。操纵器阵列500可以包括更多个操纵器400'，例如，10000个或更多个操纵器400'。该阵列不必为正方形阵列。阵列可以具有任何规则的重复结构。操纵器400'可能呈规则重复结构布置。例如，该阵列可能为六边形阵列，优选地，规则六边形阵列。这可以允许操纵器400'的封装与矩形阵列相比较更为紧密。可替代地，操纵器阵列500可能为非规则阵列。例如，操纵器400'可能呈非规则正方形形状(诸如菱形或平行四边形图案)或非规则六边形布置。

操纵器阵列500可以包括中点510。中点510可以与多射束的中心射束路径对准。例如，中点510可以与预期电子光学路径(诸如主电子光学系统的主电子光学路径，该路径可以是图2或图3的带电粒子检查工具200、300的主光轴)对准。因此，中点510可能为电光中点。

操纵器阵列500中的每个操纵器400'可以具有专用分压器。对于每个贯穿通道416，可以提供对应分压器。如果与贯穿通道相关联的操纵器为多极设备，诸如偏转器或消像散器，则所施加的电位可能具有分压器，以将电位分配到多极设备的组成电极。因此，每个操纵器400'可以包括如关于图4a至图4b和图5a至图5c所描述的分压器。

可替代地或附加地，至少两个操纵器400'可以分享共同分压器430。可选地，分享共同分压器430的至少两个操纵器400'可以相对于操纵器阵列500以图案布置。例如，分享共同分压器的至少两个操纵器400'可以呈正方形(例如，呈操纵器400'的正方形阵列500)或六边形(例如，呈操纵器400'的六边形阵列500)布置。也就是说，图案可以具有重复形状，诸如正方形或六边形，并且图案的两个或更多个操纵器可以分享共同分压器。例如，图案可以是围绕阵列的中点的一系列同心形状。沿着同心图案的形状的一侧的操纵器可以连接到共同分压器。共同分压器430的至少一个中间节点434b至434d中的每个中间节点可以连接到至少两个电极420，该至少两个电极420中的每个电极形成不同操纵器400'的一部分。因此，共同分压器230的中间节点434b至434d可以连接到不同贯穿通道416的互连表面所包括的多个电极。优选地，至少两个操纵器400'的每个电极420电连接到共同分压器430的节点434a至434e中的一个节点。如此，至少两个操纵器400'的所有电极420分享共同分压器430。共同分压器430可以与关于图4a至图4b和图5a至图5c所描述的分压器相对应，其中节点434b至434d中的至少一个节点连接到两个或更多个操纵器400'的电极420。

可替代地或附加地，共同分压器430可能是操纵器阵列500中的所有操纵器400'所共用的。换言之，共同分压器430的至少一个中间节点434b至434d中的每个中间节点可以连接到操纵器阵列500中的每个操纵器400'的至少一个电极420。操纵器阵列500中的每个操纵器400'的每个电极420可以连接到共同分压器430的节点434a至434e中的一个节点。

可替代地或附加地，可以提供多个共同分压器430。每个共同分压器430可能是操纵器阵列500中的所有操纵器400'的子集所共用的。在一个布置中，共同分压器430的至少一个中间节点434b至434d中的每个中间节点可以连接到子集中的每个操纵器400'的至少一个电极420。子集中的每个操纵器400'的每个电极420可以连接到共同分压器430的节点434a至434e中的一个节点。例如，每个共同分压器430可能对于如下数目的操纵器400'所共用的，该数目在从2至32，优选地，从2至16，进一步优选地，从4至8的范围内。操纵器阵列500中的操纵器400'的数目与共同分压器430的数目的比例可能在从2至32的范围内，优选地，从2至16，进一步优选地，从4至8。可替代地，每个共同分压器430可以为更多数目的操纵器400'所共用，例如，为100、1000、10,000或更多个操纵器400'所共用。

由位于距中点510相等距离的贯穿通道416的互连表面418组成的电极420可以具有至分压器230的共同连接，即，分享共同分压器230。位于距中点510基本相等距离的操纵器400'可以形成分享共同分压器430的操纵器400'的子集。例如，参考图6，示出了呈正方形布置的操纵器，操纵器400'A、C、G和I位于距中点510相等距离处，因此可以分享共同分压器230。操纵器400'B、D、F和H也位于距中点510相等距离处，因此可以分享共同分压器230。特别地，共同分压器230的每个节点434a至434e可以连接到子集中的操纵器400'的如下电极420，这些电极420相对于中点510沿着相应互连表面418具有相同方位。

参考图6，电极B1、D1、F1和H1相对于中点510沿着它们各自的互连表面具有相同方位，因此连接到共同分压器的相同节点。同样，电极B2、D2、F2、H2，电极B3、D3、F3、H3和电极B4、D4、F4、H4相对于中点510沿着它们各自的互连表面分别具有相同方位，因此连接到共同分压器230的相同节点。图6中没有示出从共同分压器430的剩余节点到操作器400'B、D、F、H的剩余电极的连接，只是为了清楚起见，但是可以存在于该实施例中。可以设想类似布置，其中操纵器呈六边形图案或非规则正方形(例如，菱形或平行四边形图案)布置。因此，距中点510相等距离定位的操纵器400'可以以类似方式操纵带电粒子射束的路径。例如，对于作为微偏转器的操纵器400'，可能期望使束波212、213的路径偏转相同量，其中束波212、213的路径从中点51相等地偏移。因为使束波212、213的路径偏转相同量，所以操纵这些束波的路径的一些或全部操纵器400'可以分享共同分压器230。

因此，对于呈正方形布置的操纵器阵列500，每个共同分压器可以为四(4)个操纵器400'所共用。对于呈正方形布置的操纵器阵列500，操纵器阵列500中的操纵器400'的数目与共同分压器430的数目的比例可能为四(4)个操纵器400'。这是因为具有正方形栅格布置的阵列包括：相对于操纵器阵列500的中点以相等距离定位的、四个操纵器400'的组(因此这四个操纵器400'的每个组可以相对于中点(优选地，电子光轴)以相同方式操纵相应带电粒子子射束的路径)。

对于呈六边形布置的操纵器阵列500，每个共同分压器230为六(6)个操纵器400'所共用。对于呈六边形布置的操纵器阵列500，操纵器阵列500中的操纵器400'的数目与共同分压器430的数目的比例可能为六(6)个操纵器400'。具有呈六边形栅格布置的操纵器的阵列包括六个操纵器400'的组，该六个操纵器400'的组位于距操纵器阵列500的中点相等距离处，并且可以相对于中点(优选地，相对于电子光轴)以相同方式对对应子射束进行操作。

操作器阵列500中的分压器430和操作器400'的上述布置的任何组合都有可能。例如，操纵器阵列500中的每个操纵器400'或操纵器阵列500中的操纵器400'的子集中的每个操纵器400'可以分享共同分压器，并且同时电连接到单独分压器。在一些情况下，共同分压器430可以用于向操纵器400'的电极420施加相对较大的电压(以便对相应束波的路径具有相对校大的影响)，即，粗略控制。单独分压器可以用于将相对较小的电压施加到操纵器400'的电极420(以便在相应束波的路径上具有相对较小的校正效果)，即，精细控制。

在一个实施例中，提供了用于在电子光学投射系统中操纵带电粒子射束的操纵器400。操纵器400包括衬底410，该衬底具有：主表面411、412，在这些主表面中的每个主表面中限定了孔径413、414；和贯穿通道416，该贯穿通道416具有在孔径413、414之间延伸的互连表面418。互连表面418包括围绕孔径413、414布置的电极420a至420h。该操纵器包括分压器，该分压器包括在两个电极420a至420h之间电气串联的两个或更多个电阻元件432a至432d，该分压器被配置为在电极420a至420h上分布所施加的电压。电阻元件432a至432d中的至少一个电阻元件在衬底410内在相对的主表面411、412之间延伸。相邻电阻元件432a至432d之间的中间节点可以电连接到电极420a至420h中的至少一个电极。

在一个实施例中，提供了一种带电粒子工具，包括：照射系统，该照射系统被配置为生成带电粒子射束；以及投射系统，该投射系统被配置为将带电粒子射束引导到样品208上。投射系统包括操纵器400或操纵器阵列500。

在一个实施例中，提供了一种多射束带电粒子工具，包括：照射系统，该照射系统被配置为生成带电粒子射束；以及投射系统，该投射系统被配置为将带电粒子射束转换为多射束并且将多射束引导到样品208上。投射系统包括操纵器400或操纵器阵列500。

在一个实施例中，提供了一种使用操纵器400、操纵器阵列500、带电粒子工具40或多射束带电粒子工具40来操纵带电粒子射束的方法。

虽然已经结合各种实施例对本发明进行了描述，但是通过考虑本文中所公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员而言将会是显而易见的。说明书和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由所附权利要求指示。在整个说明书中对检查的引用也旨在是指测量，即，计量应用。

以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域的技术人员而言，显而易见的是，在没有背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下，可以根据描述进行修改。

实施例可以由以下条款中的一个或多个条款来定义：

条款1：一种用于在投射系统中操纵带电粒子射束的操纵器，该操纵器包括衬底，该衬底具有相对的主表面和贯穿通道，在这些主平面中的每个主表面中限定有孔径，该贯穿通道具有在孔径之间延伸的互连表面；其中互连表面包括一个或多个电极；该操纵器还包括分压器，该分压器包括串联连接的两个或更多个电阻元件，该分压器包括每对相邻电阻元件之间的中间节点，其中至少一个电阻元件形成在衬底内以便在相对的主表面之间延伸；其中中间节点电连接到一个或多个电极中的至少一个电极。

条款2：根据条款1所述的操纵器，其中每个电阻元件形成在衬底内，以便在相对的主表面之间延伸。

条款3：根据条款1或2所述的操纵器，其中互连表面包括：向内表面，该向内表面提供一个或多个电极；以及向外表面，该向外表面形成向内表面中的一个或多个径向凹部的径向外端。

条款4：根据条款3所述的操纵器，其中互连表面包括相邻电极之间的绝缘体，该绝缘体由相邻电极之间的向外表面和/或凹入表面的至少一部分提供。

条款5：根据条款3或4所述的操纵器，其中电阻元件中的至少一个电阻元件与向外表面相比较被定位为远离贯通通道的中心轴线。

条款6：根据条款3至5中任一项所述的操纵器，其中两个或更多个电阻元件被定位为比径向凹部的深度进一步径向向外。

条款7：根据条款3至6中任一项所述的操纵器，其中电阻元件中的至少一个电阻元件被定位为比向外表面进一步径向向内。

条款8：根据条款3至7中任一项所述的操纵器，其中径向凹部比这些电阻元件中的至少一个电阻元件进一步径向向外延伸。

条款9：根据条款3至8中任一项所述的操纵器，其中电阻元件中的至少一个电阻元件被定位在多个邻接凹部之间。

条款10：根据条款3至9中任一项所述的操纵器，其中电阻元件中的至少一个电阻元件基本上是衬底的向外表面与向内表面之间的部分。

条款11：根据条款3至10中任一项或多项所述的操纵器，其中两个或更多个电阻元件中的至少一个电阻元件包括：内部部分，该内部部分与向外表面相比较被定位为径向向内；以及外部部分，该外部部分与向外表面相比较被定位为径向向外。

条款12：根据条款11所述的操纵器，其中在与相对的主表面中的一个主表面平行的平面中，内部部分中的至少两个内部部分的横截面面积基本相等。

条款13：根据条款11或12所述的操纵器，其中在与相对的主表面中的一个主平面平行的平面中，至少两个外部部分的横截面面积不同。

条款14：根据条款11至13中任一项所述的操纵器，其中每个电阻元件的内部部分和外部部分串联连接或并联连接。

条款15：根据条款1至14中任一项所述的操纵器，其中在与衬底的相对的主表面平行的平面中，电阻元件的横截面具有不同的面积，使得电阻元件具有不同的电阻。

条款16：根据条款1至15中任一项所述的操纵器，其中在与衬底的相对的主表面平行的平面中，两个或更多个电阻元件中的至少一个电阻元件的横截面包括圆形横截面。

条款17：根据条款1至16中任一项所述的操纵器，其中衬底内的至少一个电阻元件被形成为圆柱形或截头圆锥形。

条款18：根据条款1至17中任一项所述的操纵器，其中衬底内的至少一个电阻元件被形成为穿硅过孔。

条款19：根据条款1至18中任一项所述的操纵器，其中从分压器的端节点到分压器的中间节点的电阻分布为基本正弦曲线分布。

条款20：根据条款1至19中任一项所述的操纵器，其中互连表面包括多个电极，相邻电极彼此电隔离，其中每个电极电连接到分压器的节点。

条款21：根据条款1至20中任一项所述的操纵器，其中至少两个电极电连接到分压器的不同节点。

条款22：根据条款1至21中任一项所述的操纵器，其中互连表面包括为四的倍数的一定数目的电极。

条款23：根据条款22所述的操纵器，其中互连表面包括至少四个电极，优选地，至少八个电极。

条款24：根据条款1至13中任一项所述的操纵器，其中多个电极中的每个电极在衬底的相对的主表面之间延伸。

条款25：根据条款1至24中任一项所述的操纵器，其中操纵器是偏转器，该偏转器被配置为使带电粒子射束路径相对于贯穿通道的中心轴线偏转。

条款26：根据条款1至25中任一项所述的操纵器，其中孔径阵列被限定在相对的主表面中的每个主表面中，并且其中衬底包括贯穿通道阵列，每个贯穿通道具有在相应孔径之间延伸的相应互连表面，其中每个互连表面包括至少一个电极。

条款27：根据条款26所述的操纵器，其中对于每个贯穿通道：操纵器包括分压器，该分压器包括串联连接的两个或更多个电阻元件，该分压器包括每对相邻电阻元件之间的中间节点，其中至少一个电阻元件形成在衬底内以便在衬底的相对的主表面之间延伸；其中中间节点电连接到多个电极中的至少一个电极。

条款28：根据条款26或27所述的操纵器，其中中间节点被连接到由不同贯穿通道的互连表面组成的多个电极。

条款29：根据条款26至28中任一项所述的操纵器，其中阵列具有规则的重复结构，诸如矩形阵列或六边形阵列。

条款30：根据条款26至29中任一项所述的操纵器，阵列包括中点，该中点能够与多射束的中心射束路径对准，其中位于距中点相等距离处的贯穿通道的互连表面所包含的电极具有与分压器的共同连接。

条款31：一种用于在电子光学投射系统中操纵带电粒子射束的操纵器，该操纵器包括衬底，该衬底具有主表面和贯穿通道，在这些主表面中的每个主表面中限定有孔径，该贯穿通道具有在孔径之间延伸的互连表面并且包括围绕孔径布置的电极；分压器，该分压器包括在两个电极之间电气串联的两个或更多个电阻元件，该分压器被配置为在电极上分布所施加的电压，其中电阻元件中的至少一个电阻元件在衬底内在相对的主表面之间延伸。

条款32：根据条款31所述的操纵器，其中相邻电阻元件之间的中间节点电连接到电极中的至少一个电极。

条款33：一种用于操纵带电粒子多射束的操纵器阵列，该操纵器阵列包括操纵器阵列，该操纵器阵列设在衬底中，该衬底具有相对的主表面和贯穿通道，每个操纵器在主表面中限定孔径，该贯穿通道具有在相应孔径之间延伸的互连表面；其中每个互连表面包括一个或多个电极；每个操纵器还包括分压器，该分压器包括串联连接的两个或更多个电阻元件，该分压器包括每对相邻电阻元件之间的中间节点，其中至少一个电阻元件形成在衬底内以便在衬底的相对的主表面之间延伸；其中中间节点电连接到一个或多个电极中的至少一个电极。

条款34：一种带电粒子工具，包括：照射系统，该照射系统被配置为生成带电粒子射束；以及投射系统，该投射系统被配置为将带电粒子射束引导到样品上，其中投射系统包括根据条款1至32中任一项所述的操纵器或根据条款33所述的操纵器阵列。

条款35：一种多射束带电粒子工具，包括：照射系统，该照射系统被配置为生成带电粒子射束；以及投射系统，该投射系统被配置为将带电粒子射束引导到样品上，其中投射系统包括根据条款26至32中任一项所述的操纵器或根据条款33所述的操纵器阵列。

条款36：一种使用根据条款1至32中任一项所述的操纵器、根据条款33所述的操纵器阵列、根据条款34所述的带电粒子工具或根据条款35所述的多射束带电粒子工具操纵带电粒子射束的方法。

Claims (15)

1.一种用于在投射系统中操纵带电粒子射束的操纵器，所述操纵器包括：

衬底，具有相对的主表面和贯穿通道，在所述主平面中的每个主表面中限定有孔径，所述贯穿通道具有在所述孔径之间延伸的互连表面；

其中所述互连表面包括一个或多个电极；

所述操纵器还包括分压器，所述分压器包括串联连接的两个或更多个电阻元件，所述分压器包括每对相邻电阻元件之间的中间节点，其中至少一个电阻元件形成在所述衬底内以便在所述相对的主表面之间延伸；

其中所述中间节点电连接到所述一个或多个电极中的至少一个电极。

2.根据权利要求1所述的操纵器，其中每个电阻元件形成在所述衬底内，以便在所述相对的主表面之间延伸。

3.根据权利要求1或2所述的操纵器，其中所述互连表面包括：向内表面，所述向内表面提供所述一个或多个电极；以及向外表面，所述向外表面形成所述向内表面中的一个或多个径向凹部的径向外端。

4.根据权利要求3所述的操纵器，

其中所述互连表面包括相邻电极之间的绝缘体，所述绝缘体由所述相邻电极之间的所述向外表面和/或凹入表面的至少一部分提供；和/或

其中所述电阻元件中的至少一个电阻元件与所述向外表面相比被定位为远离所述贯通通道的中心轴线；和/或

其中所述两个或更多个电阻元件被定位为比所述径向凹部的深度进一步径向向外；和/或

其中所述电阻元件中的至少一个电阻元件被定位为比所述向外表面进一步径向向内；和/或其中所述径向凹部比所述电阻元件中的至少一个电阻元件进一步径向向外延伸；和/或

其中所述电阻元件中的至少一个电阻元件被定位在多个邻接凹部之间；和/或

其中所述电阻元件中的至少一个电阻元件基本上是所述衬底的在所述向外表面与所述向内表面之间的部分；和/或

其中所述多个电极中的每个电极在所述衬底的所述相对的主表面之间延伸。

5.根据权利要求3或4中任一项所述的操纵器，其中所述两个或更多个电阻元件中的至少一个电阻元件包括：内部部分，所述内部部分与所述向外表面相比较被定位为径向向内；以及外部部分，所述外部部分与所述向外表面相比较被定位为径向向外。

6.根据权利要求5所述的操纵器，

其中在与所述相对的主表面中的一个主表面平行的平面中，所述内部部分中的至少两个内部部分的横截面面积基本相等；和/或

其中在与所述相对的主表面中的一个主平面平行的平面中，至少两个外部部分的横截面面积不同；和/或

其中每个电阻元件的所述内部部分和所述外部部分串联连接或并联连接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的操纵器，

其中在与所述衬底的所述相对的主表面平行的平面中，所述电阻元件的横截面具有不同的面积，使得所述电阻元件具有不同的电阻；和/或

其中在与所述衬底的所述相对的主表面平行的平面中，所述两个或更多个电阻元件中的至少一个电阻元件的横截面包括圆形横截面；和/或

其中所述衬底内的至少一个电阻元件被形成为圆柱形或截头圆锥形；和/或

其中所述衬底内的至少一个电阻元件被形成为穿硅过孔；和/或

其中从所述分压器的端节点到所述分压器的所述中间节点的电阻分布为基本正弦曲线分布；和/或

其中所述互连表面包括多个电极，相邻电极彼此电隔离，其中每个电极电连接到所述分压器的节点；和/或

其中至少两个电极电连接到所述分压器的不同节点；和/或其中所述互连表面包括为四的倍数的一定数目的电极，优选地，至少八个电极。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的操纵器，其中所述操纵器是偏转器，所述偏转器被配置为使带电粒子射束路径相对于所述贯穿通道的中心轴线偏转。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的操纵器，其中孔径阵列被限定在所述相对的主表面中的每个主表面中，并且其中所述衬底包括贯穿通道阵列，每个贯穿通道具有在所述相应孔径之间延伸的相应互连表面，其中每个互连表面包括至少一个电极。

10.根据权利要求9所述的操纵器，其中对于每个贯穿通道：所述操纵器包括分压器，所述分压器包括串联连接的两个或更多个电阻元件，所述分压器包括每对相邻电阻元件之间的中间节点，其中至少一个电阻元件形成在所述衬底内以便在所述衬底的所述相对的主表面之间延伸；其中所述中间节点电连接到所述多个电极中的至少一个电极。

11.根据权利要求9或10所述的操纵器，其中所述中间节点被连接到由不同贯穿通道的所述互连表面组成的多个电极。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的操纵器，其中所述阵列具有规则的重复结构，诸如矩形阵列或六边形阵列。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的操纵器，所述阵列包括中点，所述中点能够与所述多射束的中心射束路径对准，其中位于距所述中点相等距离处的所述贯穿通道的所述互连表面所包含的所述电极具有与所述分压器的共同连接。

14.一种带电粒子工具，包括：

照射系统，被配置为生成带电粒子射束，以及

投射系统，被配置为将所述带电粒子射束引导到样品上，其中所述投射系统包括根据权利要求1至13中任一项所述的操纵器。

15.一种操纵带电粒子射束的方法，其使用根据权利要求1至13中任一项所述的操纵器或根据权利要求14所述的带电粒子工具。

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