CN116802764A - 电子透镜 - Google Patents

Abstract

本文中公开了一种电子光学器件、透镜组件和电子光学装置列。电子光学器件包括阵列衬底和邻接衬底，并且被配置为在衬底之间提供电位差。孔径阵列被限定在衬底中的每个衬底中，以用于电子束波的路径。阵列衬底具有阶梯式厚度，使得阵列衬底在与孔径阵列相对应的区域中比阵列衬底的另一区域更薄。

Description

电子透镜

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年12月23日提交的EP申请20216933.0和于2021年8月17日提交的EP申请21191728.1的优先权，其各自通过引用整体并入本文。

技术领域

本文中所提供的各实施例一般涉及电子光学器件、透镜组件和电子光学装置列。

背景技术

当制造半导体集成电路(IC)芯片时，在制造过程期间，衬底(例如，晶片)或掩模上可能会出现不期望的图案缺陷，从而降低产率。可能由于例如光学效应和入射粒子或诸如化学机械抛光的蚀刻、沉积之类的其他处理步骤而出现缺陷。因此，监测不期望图案缺陷的范围是制造IC芯片时的重要过程。更一般地，对衬底或其他物体/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。

具有带电粒子束的图案检查工具已经用于检查物体，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，具有相对较高能量的电子的初级电子束以最终减速步骤，以便以相对较低的着陆能量着陆在目标上。电子束被聚焦为目标上的探测点。探测点处的材料结构与来自电子束的着陆电子之间的相互作用使得电子从表面发射，诸如次级电子、背散射电子或俄歇电子。可以从目标的材料结构发射所生成的次级电子。

通过使初级电子束作为探测点在目标表面上进行扫描，可以跨越目标的表面发射次级电子。通过收集从目标表面发射的次级电子，图案检查工具可以获得表示目标的表面的材料结构的特性的类图像信号。在这种检查中，所收集的次级电子由工具内的检测器检测。检测器响应于入射粒子而生成信号。在检查样品的区域时，信号包括被处理为生成与所检查的样品的区域相对应的检查图像的数据。图像可以包括像素。每个像素可以与所检查的区域的一部分相对应。通常，电子束检查工具具有单个射束，并且可以被称为单射束SEM。已经尝试在工具中引入多电子束检查(或“多射束工具”)，该多电子束检查可以被称为多射束SEM(MBSEM)。

用于电子光学装置列的另一应用是光刻。带电粒子束与衬底的表面上的抗蚀剂层反应。通过控制带电粒子束被导向的抗蚀剂层上的位置，可以产生抗蚀剂中的期望图案。

电子光学装置列可以是用于生成、照射、投射和/或检测一个或多个带电粒子束的装置。带电粒子束的路径由电磁场(即，静电场及磁场)控制。杂散电磁场可能不期望地使射束转向。

在一些电子光学装置列中，两个电极之间通常生成静电场。对于增加使用射束电流的系统，在多电子束检查工具中需要提高多射束的着陆能量。因此，在例如形成能够操作多电子束的子射束的静电透镜的两个电极之间施加电位差。因此，在电位差升高的情况下使用已知架构时存在灾难性静电击穿的风险。

发明内容

本发明提供在较高电位差下实现期望电子光学性能的合适架构。根据本发明的一个方面，提供一种用于操纵电子束波的透镜组件，该透镜组件包括电子光学器件，用于操纵电子束波，该器件包括：阵列衬底，在阵列衬底中，用于电子束波的路径的孔径阵列被限定，该衬底具有阶梯式厚度，使得阵列衬底在与孔径阵列相对应的区域中比在阵列衬底的另一区域中更薄；邻接衬底，在该邻接衬底中，用于电子束波的路径的另一孔径阵列被限定；间隔件，被设置在衬底之间以分开衬底使得衬底的相对表面彼此共面，该间隔件具有内表面，该内表面限定用于电子束波的路径的开口并且面对束波的路径，其中电子光学器件被配置为在衬底之间提供电位差。

根据结合附图进行的以下描述，本发明的优点将变得显而易见，在附图中通过说明和示例的方式，对本发明的某些实施例进行阐述。

附图说明

根据结合附图对示例性实施例进行的描述，本公开的上述和其他方面将变得更显而易见。

图1是图示了示例性带电粒子束检查装置的示意图。

图2是图示了作为图1的示例性检查装置的一部分的示例性多射束电子光学装置列的示意图。

图3是作为图1的示例性检查装置的一部分的包括准直器元件阵列和扫描偏转器阵列的示例性电子光学系统的示意图。

图4是包括图3的电子光学系统的示例性电子光学系统阵列的示意图。

图5是作为图1的示例性检查装置的一部分的备选示例性电子光学系统的示意图。

图6是作为图3、图4和图5的电子光学系统的一部分的示例性电子光学器件的示意图。

图7是图示了图6的电子光学器件中的间隔件周围的静电场的示图。

图8是具有带有波纹形状的内表面的形成电子光学器件的一部分的间隔件的示意图。

图9是包括绝缘线连接件和电阻器的示例性物镜组件的示意图。

图10是间隔件中包括通过涂有金属的通孔(还被称为‘过孔’)的连接件的示例性物镜组件的示意图。

图11是包括倒装芯片连接件的示例性物镜组件的示意图。

图12是包括在接地电压下操作的水冷却系统的示例性物镜组件的示意图。

图13A、图13B和图13C是备选示例性检测器布置的示意图。

现在，详细参考示例性实施例，其示例在附图中进行说明。以下描述参考附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同附图标记表示相同或相似的元件。在以下示例性实施例描述中阐述的实现方式并不表示与本发明一致的所有实现方式。相反，它们仅为与关于所附权利要求中所列举的与本发明相关的各方面一致的装置和方法的示例。

具体实施方式

通过显著增加IC芯片上的诸如晶体管、电容器、二极管等之类的电路部件的封装密度，可以完成对器件的物理尺寸的减小和对电子器件的计算能力的增强。这可以通过增加分辨率来实现，从而使得能够制作更小的结构。半导体IC制造是具有数百个单独步骤的复杂且耗时的工艺。IC芯片的制造工艺的任何步骤中的误差都有可能对最终产品的功能造成不利影响。仅一个缺陷就可能会造成器件故障。期望提高工艺的总产率。例如，为了获得50步骤工艺(其中步骤可能指示形成在晶片上的层的数目)的75％产率，每个单独步骤必须具有高于99.4％的产率。如果单独步骤具有95％的产率，则总工艺产率将低至7％至8％。

还期望维持高衬底(即，晶片)生产量(被定义为每小时处理的衬底的数目)。高工艺产率和高衬底生产量可能会受到缺陷存在的影响。如果需要操作员干预来检查缺陷，则情况尤其如此。通过检查工具(诸如扫描电子显微镜(“SEM”))进行高生产量检测和对微米尺度缺陷和纳米尺度缺陷的识别对于维持IC芯片的高产率和低成本是期望的。

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，该照射装置包括用于生成初级电子的电子源，该投射装置用于使用一个或多个聚焦的初级电子束来扫描诸如衬底之类的目标。初级电子与目标相互作用并且生成相互作用产品，诸如次级电子和/或背散射电子。检测装置在扫描目标时捕获来自目标的次级电子和/或背散射电子，使得SEM可以产生目标的经扫描的区域的图像。体现这些SEM特征的电子光学工具的设计可能具有单个射束。为了诸如用于检查的较高生产量，装置的一些设计使用初级电子的多个聚焦束，即，多射束。多射束的组成射束可以被称作子射束或束波。多射束可以同时扫描目标的不同部分。因此，相比于单射束检查装置，多射束检查装置可以例如通过以较高速度移动目标而更快速地检查目标。

在多射束检查装置中，使初级电子束中的一些初级电子束的路径远离扫描设备的中心轴移位，即，初级电子光学轴的中点(本文中还被称为带电粒子轴)。为了确保所有电子束以基本上相同的入射角到达样品表面，相比于路径更靠近中心轴的子射束路径，需要操纵距中心轴具有较大径向距离的子射束路径移动通过更大的角度。这种更强操纵可能会引起像差，这些像差导致所得图像模糊且离焦。示例是将每个子射束路径的焦点引入到不同焦平面中的球面像差。具体地，对于并非在中心轴上的子射束路径，子射束在焦平面上的改变随着距中心轴的径向移位而更大。当检测来自目标的次级电子时，这种像差和离焦效应可能保持与来自目标的等次级电子相关联，例如，由子射束在目标上形成的斑点的形状和大小将会受到影响。因此，这种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，出于清楚起见，夸大附图中的部件的相对尺寸。在对附图的以下描述中，相同或相似的附图标记是指相同或相似的部件或实体，并且仅描述关于个别实施例的差异。虽然本说明书和附图涉及一种电子光学装置，但是应当领会，实施例并不用以将本公开限制为特定带电粒子。因此，在整个本文件中，对电子的引用和关于电子所提及的项的引用更一般地可以被认为对带电粒子的引用和关于带电粒子所提及的项的引用，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束检查装置100的示意图。图1的检查装置100包括真空腔室10、装载锁定腔室20、电子光学装置列40(还被称为电子束装置列)、装备前端模块(EFEM)30和控制器50。电子光学装置列40可能在真空腔室10内。

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。第一装载端口30a和第二装载端口30b可以例如接纳含有待检查衬底(例如，半导体衬底或由其他(多种)材料制成的衬底)或目标的衬底前开式传送盒(FOUP)(衬底、晶片和样品下文统称为“目标”)。EFEM 30中的一个或多个机械臂(未示出)将目标输送到装载锁定腔室20。

装载锁定腔室20用以去除目标周围的气体。装载锁定腔室20可以连接到装载锁定真空泵系统(未示出)，该装载锁定真空泵系统去除装载锁定腔室20中的气体粒子。装载锁定真空泵系统的操作使得装载锁定腔室能够达到低于大气压力的第一压力。主腔室10连接到主腔室真空泵系统(未示出)。主腔室真空泵系统去除主腔室10中的气体分子，使得目标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，将目标输送到通过其可以检查目标的电子光学装置列40。电子光学装置列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电连接到电子光学装置列40。控制器50可以是被配置为控制带电粒子束检查装置100的处理器(诸如计算机)。控制器50还可以包括处理电路系统，该处理电路系统被配置为执行各种信号和图像处理功能。虽然控制器50在图1中被示为位于包括主腔室10、装载锁定腔室20和EFEM 30的结构的外部，但是应当领会，控制器50可以是结构的一部分。控制器50可以位于带电粒子束检查装置的组成元件中的一个组成元件中或其可能分布在组成元件中的至少两个组成元件上方。虽然本公开提供容纳电子束检查工具的主腔室10的示例，但是应当指出，本公开的各方面在其最广泛意义上不限于容纳电子束装置列的腔室。相反，应当领会，前述原理还可以应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，该图2是图1的检查装置100的示例性多射束电子光学装置列40的示意图。在一个备选实施例中，检查装置100是单射束检查装置。电子光学装置列40可以包括电子源201、射束形成器阵列372(还被称为枪孔径板、库仑孔径阵列或预子束形成孔径阵列)、会聚透镜310、源转换器(或微光学阵列)320、物镜331和目标308。在一个实施例中，会聚透镜310为磁性的。目标308可以由载物台上的支撑件支撑。载物台可能是机动的。载物台移动，使得通过入射电子对目标308进行扫描。电子源201、射束形成器阵列372、会聚透镜310可能是由电子光学装置列40包括的照射装置的部件。下文更详细地描述的源转换器320(还被称为源转换单元)和物镜331可能是由电子光学装置列40包括的投射装置的部件。

电子源201、射束形成器阵列372、会聚透镜310、源转换器320和物镜331与电子光学装置列40的初级电子光学轴304对准。电子源201可能生成大体上沿着电子光学轴304并且具有源交叉点(虚拟或真实)301S的初级束302。在操作期间，电子源201被配置为发射电子。通过提取器和/或阳极提取或加速电子以形成初级束302。

射束形成器阵列372切割初级电子束302的外围电子以降低随之发生的库仑效应。初级电子束302可能通过射束形成器阵列372而被修整成指定数目的子射束，诸如三个子射束311、312和313。应当理解，描述旨在应用于具有任何数目(诸如一个、两个或多于三个)的子射束的电子光学装置列40。操作时，射束形成器阵列372被配置为阻挡外围电子以降低库仑效应。库仑效应可以增大探测点391、392、393中的每个探测点的尺寸，并且因此降低检查分辨率。射束形成器阵列372减少由投射在射束中的电子之间的库仑相互作用而产生的像差。射束形成器阵列372可以包括用于甚至在源转换器320之前生成初级子射束的多个开口。

源转换器320被配置为将由射束形成器阵列372传输的射束(包括子射束(如果存在))转换为朝向目标308投射的子射束。在一个实施例中，源转换器是单元。备选地，术语源转换器可以简单地用作用于从子射束形成束波的部件组的统称。

如图2所示，在一个实施例中，电子光学装置列40包括具有孔径图案(即，以某一形式布置的孔径)的射束限制孔径阵列321，该孔径图案被配置为限定朝向目标308投射的束波(或子射束)的外部尺寸。在一个实施例中，射束限制孔径阵列321是源转换器320的一部分。在一个备选实施例中，射束限制孔径阵列321是位于主装置列的上游的系统的一部分。在一个实施例中，射束限制孔径阵列321将子射束311、312、313中的一个或多个子射束划分为束波，使得朝向目标308投射的束波的数目大于传输通过射束形成器阵列372的子射束的数目。在一个备选实施例中，射束限制孔径阵列321保持入射在射束限制孔径阵列321上的子射束的数目，在这种情况下，子射束的数目可能与朝向目标308投射的束波的数目相等。

如图2所示，在一个实施例中，电子光学装置列40包括具有预弯曲偏转器323_1、323_2和323_3的预弯曲偏转器阵列323，以分别弯曲子射束311、312和313。预弯曲偏转器323_1、323_2和323_3可以使子射束311、312和313的路径弯曲到射束限制孔径阵列321上。

电子光学装置列40还可以包括具有图像形成偏转器322_1、322_2和322_3的图像形成元件阵列322。存在与每个束波的路径相关联的相应偏转器322_1、322_2和322_3。偏转器322_1、322_2和322_3被配置为使束波的路径朝向电子光学轴304偏转。经偏转的束波形成源交叉点301S的虚像(未示出)。在当前实施例中，这些虚像通过物镜331投射到目标308上并且在该目标上形成探测点391、392、393。电子光学装置列40还可以包括像差补偿器阵列324，该像差补偿器阵列被配置为补偿可能存在于子射束中的每个子射束中的像差。在一个实施例中，像差补偿器阵列324包括透镜，该透镜被配置为对相应束波进行操作。该透镜可以采取透镜阵列的形式。阵列中的透镜可以对多射束的不同束波进行操作。像差补偿器阵列324可以例如包括例如具有微透镜的场曲率补偿器阵列(未示出)。场曲率补偿器和微透镜可以例如被配置为补偿个别子射束的在探测点391、392和393中明显的场曲率像差。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)。例如，可以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的预弯曲偏转器阵列323，以分别弯曲子射束311、312和313。预弯曲偏转器323_1、323_2和323_3可以将子射束的路径弯曲到射束限制孔径阵列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射束限制孔径阵列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可以将子射束的路径方向调整到射束限制孔径阵列321上。会聚透镜310可以例如将三个子射束311、312和313聚焦以使其变为沿着初级电子光学轴304的基本上平行的射束，使得三个子射束311、312和313基本上垂直入射到源转换器320上，该源转换器320可以与射束限制孔径阵列321相对应。在这种备选实施例中，预弯曲偏转器阵列323可能不是必需的。

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，其中一些子射束操纵设备可以呈阵列的形式，例如：微偏转器、微透镜或微消像散器。可以旋转方式操纵射束路径。可以通过磁透镜施加旋转校正。旋转校正可以附加地或备选地通过诸如会聚透镜布置之类的现有磁透镜来实现。

在电子光学装置列40的当前示例中，束波分别由图像形成元件阵列322的偏转器322_1、322_2和322_3朝向电子光学轴304偏转。应当理解，束波路径可能在到达偏转器322_1、322_2和322_3之前已经与电子光学轴304相对应。

物镜331将束波聚焦到目标308的表面上，即，其将三个虚拟图像投射到目标表面上。目标表面上的由三个子射束311至313形成的三个图像在目标表面上形成三个探测点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，以减小或限制三个探测点391至393的离轴像差。在一种布置中，物镜331为磁性的。尽管提及三个束波，但是这仅作为示例。可能存在任何数目的束波。

操纵器被配置为操纵一个或多个带电粒子束。术语操纵器涵盖偏转器、透镜和孔径。预弯曲偏转器阵列323、像差补偿器阵列324和图像形成元件阵列322可以单独地或彼此组合地被称作操纵器阵列，因为它们操纵带电粒子的一个或多个子射束或束波。透镜和偏转器322_1、322_2和322_3可以被称为操纵器，因为它们操纵带电粒子的一个或多个子射束或束波。

在一个实施例中，提供射束分离器(未示出)。射束分离器可以位于源转换器320的下游。射束分离器可能是例如维恩滤光器，其包括静电偶极子场和磁偶极子场。射束分离器可以在射束路径的方向上被定位在屏蔽件(下文更详细地描述的)的相邻区段之间。屏蔽件的内表面可以在射束分离器的径向内侧。备选地，射束分离器可以位于屏蔽件内。操作时，射束分离器可以被配置为通过静电偶极子场将静电力施加在子射束的单个电子上。在一个实施例中，静电力与通过射束分离器的磁偶极子场施加在子射束的单个初级电子上的磁力在大小上相等但在方向上相反。因此，子射束可以以至少基本上为零的偏转角度至少基本上笔直地穿过射束分离器。磁力的方向取决于电子的运动方向，而静电力的方向并不取决于电子的运动方向。因此，因为次级电子和背散射电子相较于初级电子大体上在相反方向上移动，所以施加在次级电子和背散射电子上的磁力将不再抵消静电力，并且结果，将使移动通过射束分离器的次级电子和背散射电子偏转远离电子光学轴304。

在一个实施例中，提供次级装置列(未示出)，该次级装置列包括检测元件，用于检测对应的次级带电粒子束。在次级射束入射到检测元件时，这些元件可以生成对应的强度信号输出。输出可以被引导到图像处理系统(例如，控制器50)。每个检测元件可以包括可以呈栅格形式的阵列。阵列可以具有一个或多个像素；每个像素可以与阵列的元件相对应。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的总和。

在一个实施例中，提供次级投射装置及其相关联的电子检测设备(未示出)。次级投射装置及其相关联的电子检测设备可以与次级装置列的次级电子光学轴对准。在一个实施例中，射束分离器被布置为使次级电子束的路径朝向次级投射装置偏转。随后，次级投射装置将次级电子束的路径聚焦到电子检测设备的多个检测区域上。次级投射装置及其相关联的电子检测设备可以使用次级电子或背散射电子记录并且生成目标308的图像。

在一个实施例中，检查装置100包括单个源。

电子光学装置列内的任何元件或元件集合可以是可替换的或现场可替换的。装置列中的一个或多个电子光学部件(尤其是对子射束进行操作或生成子射束的电子光学部件，诸如孔径阵列和操纵器阵列)可以包括一个或多个微机电系统(MEMS)。预弯曲偏转器阵列323可以是MEMS。MEMS是使用微型制造技术制成的小型化机械和机电元件。在一个实施例中，电子光学装置列40包括孔径、透镜和被形成为MEMS的偏转器。在一个实施例中，诸如透镜和偏转器322_1、322_2和322_3之类的操纵器是被动地、主动地、作为整个阵列、单独地或在阵列内成组地可控的，以便控制朝向目标308投射的带电粒子的束波。

在一个实施例中，电子光学装置列40可以包括带电粒子路径上的备选部件和/或附加部件，诸如透镜和其他部件，其中一些已经在前面参考图1和图2进行了描述。稍后被更详细地描述的图3和图4示出了这些布置的示例。具体地，实施例包括将来自源的带电粒子束划分为多个子射束的电子光学装置列40。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，多个会聚透镜被设置在物镜的上游。会聚透镜使子射束中的每个子射束聚焦到物镜的上游的中间焦点。在一些实施例中，准直器被设置在物镜的上游。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，这些校正器被集成到物镜中或与物镜直接相邻定位。在提供会聚透镜情况下，这些校正器可以附加或备选地被集成到会聚透镜中或与会聚透镜直接相邻定位，和/或被定位在中间焦点中或与中间焦点直接相邻定位。提供检测器以检测由样品发射的带电粒子。检测器可以被集成到物镜中。检测器可以在物镜的底部表面上，以便在使用时面对样品。检测器可以包括阵列，该阵列可以与多射束布置的束波的阵列相对应。检测器阵列中的检测器可以生成可以与所生成的图像的像素相关联的检测信号。会聚透镜、物镜和/或检测器可以被形成为MEMS器件或CMOS器件。

图3是示例性电子光学系统的另一设计的示意图。电子光学系统可以包括源201和电子光学装置列。电子光学装置列可以包括上部射束限制器252、准直器元件阵列271、控制透镜阵列250、扫描偏转器阵列260、物镜阵列241、射束成形限制器242和检测器阵列。源201提供带电粒子(例如，电子)束。聚焦在样品208上的多射束从由源201提供的射束导出。可以从射束导出子射束，例如，使用限定射束限制孔径阵列的射束限制器。源201理想地为在亮度与总发射电流之间具有良好折衷的高亮度热场发射器。

上部射束限制器252限定射束限制孔径阵列。上部射束限制器252可以被称为上部射束限制孔径阵列或上游射束限制孔径阵列。上部射束限制器252可以包括具有多个孔径的板(其可以为板状体)。上部射束限制器252从由源201发射的带电粒子束形成子射束。可以通过上部射束限制器252阻挡(例如，吸收)射束中除了有助于形成子射束的部分之外的部分，以便不干扰下游的子射束。上部射束限制器252可以被称为子射束限定孔径阵列。

准直器元件阵列271被设置在上部射束限制器的下游。每个准直器元件准直相应的子射束。准直器元件阵列271可以使用MEMS制造技术形成以便在空间上紧凑。在一些实施例中，如图3所例示的，准直器元件阵列271是源201的下游的射束路径中的第一偏转或聚焦电子光学阵列元件。在另一布置中，准直器可以完全或部分采取宏准直器的形式。这种宏准直器可以在上部射束限制器252的上游，因此其在生成多射束之前对来自源的射束进行操作。磁透镜可以用作宏准直器。

准直器元件阵列的下游存在控制透镜阵列250。控制透镜阵列250包括多个控制透镜。每个控制透镜包括至少两个电极(例如，两个或三个电极)，该至少两个电极连接到相应电位源。控制透镜阵列250可以包括两个或更多个(例如，三个)板电极阵列，该板电极阵列连接到相应电位源。控制透镜阵列250与物镜阵列241相关联(例如，该两个阵列被彼此靠近定位和/或机械地彼此连接和/或作为单元被一起控制)。控制透镜阵列250被定位在物镜阵列241的上游。控制透镜预聚焦子射束(例如，在子射束到达物镜阵列241之前对子射束施加聚焦动作)。预聚焦可能会减少子射束的发散或增加子射束的会聚率。

如所提及的，控制透镜阵列250与物镜阵列241相关联。如上文所描述的，控制透镜阵列250可以被视为例如作为物镜阵列组件的一部分提供除物镜阵列241的电极242、243之外的电极。控制透镜阵列250的附加电极允许用于控制子射束的电子光学参数的另一自由度。在一个实施例中，控制透镜阵列250可以被视为物镜阵列241的附加电极，从而实现物镜阵列241的相应物镜的附加功能性。在一种布置中，这些电极可以被视为物镜阵列的一部分，从而向物镜阵列241的物镜提供附加功能。在这种布置中，控制透镜被认为是对应物镜的一部分，甚至在控制透镜仅被称为物镜的一部分的程度上也是如此。

为了便于说明，本文中通过椭圆形状的阵列示意性地描绘透镜阵列。每个椭圆形状表示透镜阵列中的透镜中的一个透镜。按照惯例，椭圆形状用于表示透镜，类似于光学透镜中经常采用的双凸面形式。然而，在诸如本文中所讨论的带电粒子布置的上下文中，应当理解，透镜阵列将通常以静电方式操作，并且因此可能不需要采取双凸面形状的任何物理元件。如上文所描述的，透镜阵列可以替代地包括具有孔径的多个板。

可以提供包括多个扫描偏转器的扫描偏转器阵列260。可以使用MEMS制造技术来形成扫描偏转器阵列260。每个扫描偏转器在样品208上扫描相应子射束。因此，扫描偏转器阵列260可以包括用于每个子射束的扫描偏转器。每个扫描偏转器可以使子射束在一个方向(例如，平行于单个轴，诸如X轴)上或在两个方向(例如，相对于两个不平行轴，诸如X轴和Y轴)上偏转。偏转是为了跨越样品208在一个或两个方向上(即，一维地或二维地)扫描子射束。在一个实施例中，EP2425444中所描述的扫描偏转器可以用于实现扫描偏转器阵列260，该文献的全部内容特别是关于扫描偏转器的部分在此通过引用并入。扫描偏转器阵列260(例如，使用如上文所提及的MEMS制造技术形成)可以比宏扫描偏转器在空间上更为紧凑。在另一布置中，可以在上部射束限制器252的上游使用宏扫描偏转器。其功能可能类似或等同于扫描偏转器阵列，尽管其在生成多射束的束波之前对来自源的射束进行操作。

提供包括多个物镜的物镜阵列241以将子射束引导到样品208上。每个物镜包括连接到相应电位源的至少两个电极(例如，两个或三个电极)。物镜阵列241可以包括连接到相应电位源的两个或更多个(例如，三个)板电极阵列。由板电极阵列形成的每个物镜可以是对不同子射束进行操作的微透镜。每个板限定多个孔径(其还可以被称为孔)。板中的每个孔径的位置与一个或多个其他板中的一个或多个对应孔径的位置相对应。对应孔径限定物镜，因此，对应孔径的每个集合使用时对多射束中的同一子射束进行操作。每个物镜将多射束的相应子射束投射到样品208上。

物镜阵列可以连同扫描偏转器阵列260、控制透镜阵列250和准直器元件阵列271中的任一者或全部形成物镜阵列组件的一部分。物镜阵列组件还可以包括射束成形限制器242。射束成形限制器242限定射束限制孔径阵列。射束成形限制器242可以被称为下部射束限制器、下部射束限制孔径阵列或最终射束限制孔径阵列。射束成形限制器242可以包括具有多个孔径的板(其可以为板状体)。射束成形限制器242在控制透镜阵列250的至少一个电极(可选地，所有电极)的下游。在一些实施例中，射束成形限制器242在物镜阵列241的至少一个电极(可选地，所有电极)的下游。

在一种布置中，射束成形限制器242在结构上与物镜阵列241的电极302集成在一起。理想地，射束成形限制器242被定位在低静电场强度的区域中。射束限制孔径中的每个射束限制孔径与物镜阵列241中的对应物镜对准。对准使得来自对应物镜的子射束的一部分可以穿过射束限制孔径并且撞击到样品208上。每个射束限制孔径具有射束限制效应，从而仅允许入射到射束成形限制器242上的子射束的选定部分穿过射束限制孔径。选定部分可以使得只有穿过物镜阵列中的相应孔径的中心部分的相应子射束的一部分到达样品。中心部分可以具有圆形横截面并且/或者以子射束的射束轴为中心。

在一个实施例中，电子光学系统被配置为(例如，通过控制施加到控制透镜阵列250的电极的电位)控制物镜阵列组件，使得控制透镜的焦距大于控制透镜阵列250与物镜阵列241之间的间隔。因此，控制透镜阵列250和物镜阵列241可以相对靠近地被定位在一起，其中来自控制透镜阵列250的聚焦动作太弱而不能在控制透镜阵列250与物镜阵列241之间形成中间焦点。控制透镜阵列和物镜阵列一起操作以形成到同一表面的组合焦距。没有中间焦点的组合操作可能会降低像差的风险。在其他实施例中，物镜阵列组件可以被配置为在控制透镜阵列250与物镜阵列241之间形成中间焦点。

可以提供电源以将相应电位施加到控制透镜阵列250的控制透镜和物镜阵列241的物镜的电极。

除物镜阵列241的提供以外，提供控制透镜阵列250还提供了用于控制子射束的特性的附加自由度。即使当相对靠近地提供控制透镜阵列250和物镜阵列241时，也提供附加自由度，例如，使得不在控制透镜阵列250与物镜阵列241之间形成中间焦点。控制透镜阵列250可以用于相对于射束的缩小率优化射束开口角和/或控制递送到物镜阵列241的射束能量。控制透镜可以包括两个或三个或更多个电极。如果存在两个电极，则一起控制缩小率和着陆能量。如果存在三个或更多个电极，则可以独立控制缩小率和着陆能量。因此，控制透镜可以被配置为调整相应子射束的缩小率和/或射束开口角和/或在衬底上的着陆能量(例如，使用电源以将合适的相应电位施加到控制透镜和物镜的电极)。这种优化可以在不对物镜的数目具有过度负面影响的情况下并且在不过度降低物镜的像差的情况下(例如，在不减少物镜的强度的情况下)实现。使用控制透镜阵列使得物镜阵列能够在其最佳电场强度下操作。应当指出，对缩小率和开口角的引用旨在是指相同参数的变化。在理想布置中，缩小率范围与对应开口角的乘积恒定。然而，开口角可能会受到孔径的使用的影响。

在一个实施例中，着陆能量可以被控制为预定范围内(例如，1000eV至5000eV)的期望值。理想地，着陆能量主要通过控制离开控制透镜的电子的能量来变化。优选地，物镜内的电位差在这种变化期间保持恒定，使得物镜内的电场保持尽可能高。另外，施加到控制透镜的电位可以用于优化射束开口角和缩小率。控制透镜可以用来根据着陆能量的改变而改变缩小率。理想地，每个控制透镜包括三个电极，以便提供两个独立控制变量。例如，电极中的一个电极可以用于控制放大率，同时不同电极可以用于独立控制着陆能量。备选地，每个控制透镜可能仅具有两个电极。当仅存在两个电极时，电极中的一个电极可能需要控制放大率和着陆能量两者。

提供检测器阵列(未示出)以检测从样品208发射的带电粒子。所检测的带电粒子可以包括由SEM检测到的带电粒子中的任一带电粒子，包括从样品208发射的次级电子和/或背散射电子。检测器可以是提供面对样品208的装置列的表面(例如，装置列的底部表面)的阵列。备选地，检测器阵列位于底部表面的上游，例如，物镜阵列或控制透镜阵列中或上游。检测器阵列的元件可以与多射束布置的束波相对应。通过阵列的元件检测电子而生成的信号被传输到处理器以用于生成图像。该信号可以与图像的像素相对应。

在其他实施例中，提供宏扫描偏转器和扫描偏转器阵列260两者。在这种布置中，子射束在样品表面上的扫描可以通过一起(优选地，同步)控制宏扫描偏转器和扫描偏转器阵列260来实现。

在一个实施例中，如图4所例示的，提供电子光学系统阵列500。阵列500可以包括本文中所描述的多个电子光学系统中的任一电子光学系统。电子光学系统中的每个电子光学系统将相应多射束同时聚焦到同一样品的不同区域上。每个电子光学系统可以从来自不同相应源201的带电粒子束形成子射束。每个相应源201可以是多个源201中的一个源。可以提供多个源201的至少一子集作为源阵列。源阵列可以包括多个源201，该多个源201被设置在公共衬底上。多个多射束同时聚焦到同一样品的不同区域上允许增加同时被处理(例如，被评估)的样品208的区域。阵列500中的电子光学系统可以被布置为彼此相邻以便将相应多射束投射到样品208的相邻区域上。

任何数目的电子光学系统可以用在阵列500中。优选地，电子光学系统的数目在从2(优选地，9)至200的范围内。在一个实施例中，电子光学系统被布置成矩形阵列或六边形阵列。在其他实施例中，电子光学系统以不规则阵列或以具有除矩形或六边形之外的几何形状的规则阵列提供。阵列500中的每个电子光学系统当参考单个电子光学系统时可以以本文中所描述的方式中的任一方式被配置，例如，如上文所描述的，尤其是关于参考图6所示出和描述的实施例所描述的。在于2020年7月6日提交的EPA 20184161.6中对这种布置的细节进行了描述，关于物镜如何被并入和适合用于多装置列布置在此通过引用并入。

在图4的示例中，阵列500包括上文参考图3所描述的类型的多个电子光学系统。因此，该示例中的电子光学系统中的每个电子光学系统包括扫描偏转器阵列260和准直器元件阵列271两者。如上文所提及的，由于扫描偏转器阵列260和准直器元件阵列271的空间紧凑性，这有助于电子光学系统彼此靠近定位，所以扫描偏转器阵列260和准直器元件阵列271特别较适合于并入电子光学系统阵列500。电子光学装置列的这种布置可能优于使用磁透镜作为准直器的其他布置。将磁透镜并入旨在用于多装置列布置中的电子光学装置列中可能具有挑战性。

除如下文所描述和图5所图示的特征之外，多射束电子光学装置列的备选设计可能具有与关于图3所描述的特征相同的特征。就多射束装置列具有准直器及其部件的描述而言，如通过引用并入本文的于2020年2月21日提交的EP申请20158804.3所公开的，多射束电子光学装置列的备选设计可以包括物镜阵列布置241的上游的会聚透镜阵列231。因为与会聚透镜阵列231相关联的射束限制孔径阵列可以对来自源201的射束的多射束的束波211、212、213进行成形，所以这种设计无需射束成形限制器阵列242或上部射束限制器阵列252。会聚透镜的射束限制孔径阵列还可以充当透镜阵列中的电极。

束波211、212、213的路径远离会聚透镜阵列231发散。会聚透镜阵列231将所生成的束波聚焦到会聚透镜阵列231与物镜阵列组件241之间的中间焦点(即，朝向控制透镜阵列和物镜阵列)。准直器阵列271可以在中间焦点处而非与物镜阵列组件241相关联。

准直器可以减少发散束波路径的发散。准直器可以准直发散束波路径，使得它们朝向物镜阵列组件基本上平行。校正器阵列可能存在于多射束路径中，例如，与会聚透镜阵列、中间焦点和物镜阵列组件相关联。检测器240可以被集成到物镜241中。检测器240可以在物镜241的底部表面上，以便在使用时面对样品。

电子光学系统阵列可以具有如参考图3的多射束装置列所描述的这种设计的多个多射束装置列，如图4所示。这种布置被示出和描述在于2020年2月21日提交的EP申请20158732.6中，该文献通过引用关于多射束工具的多装置列布置而被并入本文，该多装置列布置特征在于所公开的在中间焦点处具有准直器的多射束装置列的设计。

多射束工具的其他备选设计包括多个单射束装置列。出于本文中所描述的本发明的目的生成的单个射束可以类似或等同于通过单个装置列生成的多射束。这种多装置列工具可能具有一百个装置列，每个装置列生成单个射束或束波。在该其他备选设计中，单射束装置列可能具有公共真空系统，每个装置列具有单独的真空系统，或者装置列的组被分配不同的真空系统。每个装置列可能具有相关联的检测器。

电子光学装置列40可能是检查(或量测检查)工具的部件或电子束光刻工具的一部分。多射束带电粒子装置可以用于若干个不同的应用，这些不同的应用通常包括电子显微镜和光刻，而非仅SEM。

电子光学轴304描述带电粒子通过源201并且从该源输出的路径。除非明确提及，否则多射束的子射束及束波可能全部基本上平行于至少通过操纵器或电子光学阵列的电子光学轴304。电子光学轴304可能与电子光学装置列40的机械轴相同或不同。

电子光学装置列40可以包括如图6所示的用于操纵电子束波的电子光学器件700。例如，物镜阵列241和/或会聚透镜阵列231可以包括电子光学器件700。具体地，物镜331和/或会聚透镜310和/或控制透镜250可以包括电子光学器件700。

电子光学器件被配置为在两个或更多个衬底之间提供电位差。在充当电极的衬底之间生成静电场。静电场产生两个衬底之间的吸引力。吸引力可能会随电位差的增加而增加。

在电子光学器件中，衬底中的至少一个衬底具有阶梯式厚度，使得阵列衬底在与孔径阵列相对应的区域中比在阵列衬底的另一区域中更薄。因为如果衬底为恒定厚度并且例如太薄，则在高电位差下衬底经历可能会产生弯曲的较高静电力，所以具有例如其中衬底的两个部分具有不同厚度的阶梯式厚度是有利的。衬底的弯曲可能会不利地影响射束到射束均匀性。因此，厚衬底有利于减轻弯曲。然而，如果衬底在孔径阵列的区域中太厚，则会导致不期望的电子束波变形。因此，孔径阵列周围的薄衬底有利于减轻电子束波变形。也就是说，在比衬底的其余部分薄的衬底的区域中，可以限定孔径阵列。因此，在不增加束波变形的可能性的情况下，衬底的阶梯式厚度减少了弯曲的可能性。

图6所示的示例性电子光学器件包括阵列衬底710、邻接衬底720和间隔件730。(注意术语“阵列衬底”是用于使衬底与本说明书中提及的其他衬底不同的术语)。在阵列衬底中，孔径阵列711被限定为用于电子束波的路径。孔径阵列中的孔径的数目可以与多射束布置中的子射束的数目相对应。在一种布置中，存在比多射束中的子射束更少的孔径，使得子射束路径的组穿过孔径。例如，孔径可以延伸跨过多射束路径；孔径可能是条带或狭缝。间隔件730被设置在衬底之间以分隔衬底。电子光学器件被配置为在阵列衬底710与邻接衬底720之间提供电位差。

在邻接衬底720中，另一孔径阵列721被限定为用于电子束波的路径。邻接衬底720还可能具有阶梯式厚度，使得邻接衬底在与孔径阵列对应的区域中比在邻接衬底的另一区域中更薄。优选地，被限定在邻接衬底720中的孔径阵列721具有与被限定在阵列衬底710中的孔径阵列711相同的图案。在一种布置中，两个衬底中的孔径阵列的图案可能不同。例如，邻接衬底720中的孔径的数目可能少于或大于阵列衬底710中孔径的数目。在一种布置中，对于多射束的子射束的全部路径，邻接衬底中存在单个孔径。优选地，阵列衬底710和邻接衬底720中的孔径基本上相互良好地对准。孔径之间的这种对准是为了限制透镜像差。

阵列衬底和邻接衬底各自在衬底的最厚点处的厚度可能高达1.5mm(优选地，1mm、更优选地，500μm)。在一种布置中，下游的衬底(即，更靠近样品的衬底)在其最厚点处的厚度可能介于200μm与300μm之间。优选地，下游的衬底在其最厚点处的厚度介于200μm与150μm之间。上游的衬底(即，更远离样品的衬底)在其最厚点处的厚度可能高达500μm。

衬底710的较薄区域与衬底的另一区域(例如，较厚区域)(例如，其提供阶梯)之间的阵列衬底的表面优选地正交于衬底的面对邻接衬底720的表面和/或多射束的路径。同样，较厚区域(径向向外)与内部区域(径向向内)之间的阶梯处的邻接衬底720的表面优选地可以正交于邻接衬底的面对阵列衬底710的表面。

涂层可以被设置在阵列衬底和/或邻接衬底的表面上。优选地，涂层被设置在阵列衬底和邻接衬底两者上。涂层减少否则可能会导致不想要的射束扭曲的表面充电。

涂层被配置为经受阵列衬底与邻接衬底之间的可能电击穿事件。优选地，提供低欧姆涂层，并且更优选地，提供0.5欧姆/平方或更小的涂层。优选地，涂层被设置在下游的衬底的表面上。更优选地，涂层被设置在衬底中的至少一个衬底与间隔件之间。低欧姆涂层减少衬底的不期望的表面充电。

阵列衬底和/或邻接衬底可以包括低体电阻材料，优选地，1Ohm.m或更低的材料。更优选地，阵列衬底和/或邻接衬底包括掺杂硅。具有低体电阻的衬底的优点在于，它们不大可能发生故障，因为放电电流经由体而非例如经由薄涂层供应/排出。

阵列衬底包括第一晶片。可以对第一晶片进行蚀刻，以生成具有不同厚度的区域。可以在与孔径阵列相对应的区域中对第一晶片进行蚀刻，使得阵列衬底在与孔径阵列相对应的区域中较薄。例如，可以对晶片的第一侧面进行蚀刻或可以对晶片的两个侧面进行蚀刻以产生衬底的阶梯式厚度。蚀刻可以通过深度反应离子蚀刻进行。备选地或附加地，可以通过激光钻孔或机械加工产生衬底的阶梯式厚度。

备选地，阵列衬底可以包括第一晶片和第二晶片。可以在第一晶片中限定孔径阵列。第一晶片可以被设置为与间隔件接触。第二晶片被设置在第一晶片的表面上不与孔径阵列相对应的区域中。第一晶片和第二晶片可以通过晶片键合而接合。阵列衬底在与孔径阵列相对应的区域中的厚度可以是第一晶片的厚度。阵列衬底在除孔径阵列的区域以外的另一区域(例如，孔径阵列的径向外侧)中的厚度可能是第一晶片与第二晶片的组合厚度。因此，阵列衬底在第一晶片与第二晶片之间具有阶梯式厚度。

阵列衬底和邻接衬底中的一者位于另一衬底的上游。阵列衬底和邻接衬底中的一者相对于另一衬底带负电荷。优选地，上游衬底的电位相对于例如接地电位、源或样品高于下游衬底的电位。电子光学器件可以被配置为在阵列衬底与邻接衬底之间提供5kV或更大的电位差。优选地，电位差为10kV或更大。更优选地，电位差为20kV或更大。

优选地，间隔件730被设置在阵列衬底与邻接衬底之间，使得衬底的相对表面彼此共面。间隔件730的内表面731面对束波的路径。间隔件730限定用于电子束波的路径的开口732。

导电涂层(例如，涂层740)可以被施加到间隔件。优选地，提供低欧姆涂层，更优选地，提供0.5欧姆/平方或更小的涂层。

优选地，涂层在面对带负电荷的衬底的空间的表面上，该带负电荷的衬底相对于其他衬底带负电荷。优选地，下游的衬底相对于上游的衬底带负电荷。涂层应当被放置在与带负电荷的衬底相同的电位处。优选地，涂层在间隔件的面对带负电荷的衬底的表面上。更优选地，涂层电连接到带负电荷的衬底。涂层可以用于填充间隔件与带负电荷的衬底之间的任何可能空缺。

在间隔件上不存在这种涂层情况下，那些空缺中可能出现电场增强。该电场增强可能在这些空缺中产生电击穿，从而导致下部电极的电位不稳定性。该电位不稳定性导致随时间改变透镜强度，从而使电子束离焦。

内表面731被成形为使得内表面上的衬底之间的蠕变路径比衬底之间的最小距离长。优选地，间隔件的内表面被成形为提供10kV/mm或更小，优选地，3kV/mm或更小的蠕变长度。

图6的示例性电子光学器件700包括限定开口732的间隔件730。内表面是理想情况下通过间隔件730的开口的表面。间隔件730具有阶梯式厚度。内表面是阶梯式的。内表面可以具有面对束波的路径的至少一部分。全部束波的路径穿过开口。最靠近电子束波的路径的间隔件的区域中的间隔件730的厚度小于更远离电子束波的路径的区域中的间隔件730的厚度。在例如如图6所描绘的布置中，间隔件730的开口732在上游侧的宽度比在下游侧的宽度更大，该宽度可以是直径。也就是说，在间隔件中限定了孔径或开口，该孔径或开口可以限定具有表面的贯穿通道。贯穿通道可以在沿着穿过孔径的射束路径的不同位置处具有至少两个不同直径。例如，在具有不同直径的贯穿通道的部分之间的阶梯式表面成角度，并且优选地，平行于阵列衬底和邻接衬底中的至少一者和/或正交于射束路径。阶梯式表面可以是内表面731的一部分。内表面具有面对电子束波的路径的各部分。内表面可以具有窄部分和宽部分。内表面的窄部分可以与间隔件的最靠近电子束波的路径的区域相对应。窄部分的尺寸可以在通过开口的方向上被设计为间隔件的最靠近电子束波的路径的区域中的间隔件730的厚度。内表面的宽部分可能与更远离电子束波的路径的区域相对应。相比于与上游衬底710接触的表面区域，间隔件730与下游衬底720接触的表面区域更大。在另一布置中，被限定在间隔件中的开口在间隔件的下游侧的宽度比在间隔件的上游侧的宽度更大。上游衬底和下游衬底中的一者相对于另一者带正电荷。优选地，被限定在间隔件中的开口在间隔件最靠近相对于另一衬底带正电荷的衬底的一侧的宽度更大。

图7图示了阵列衬底710与邻接衬底720之间的间隔件730的内表面731上的阶梯周围的静电场。在该示例中，邻接衬底720在阵列衬底710的下游。间隔件730的内表面731与阵列衬底之间的区域中的电子光学器件相对电容率ε_r近似为1。各种材料可以用于制作间隔件，诸如陶瓷和玻璃。由于阶梯式间隔件730，所以结构的相对电容率ε_r增加，因此相对电容率在间隔件的区域820中大于1，优选地，例如，为5。因此，阶梯式间隔件形状是有利的，因为它减少下游衬底720上的“三交点”830(例如，下游衬底与间隔件的最内的内表面相遇的下游衬底上的位置)附近的静电场强度。相比于上游衬底710，下游的衬底720相对于样品的电位更小。减小三交点830附近的静电场强度有助于减少放电事件的发生。

在相对于样品具有较低电位差情况下，下游衬底相对于上游衬底带负电荷。实际上，在相对于上游衬底带负电荷的情况下，下游衬底在例如从三交点放电的情况下为电极供电。在其中相比于间隔件的上游侧，被限定在间隔件730中的开口在间隔件的下游侧上的宽度更大的布置中，除以下项之外，适用相同描述：相比于下游衬底720，上游衬底710相对于样品的电位差更小；以及‘三交点’830在上游衬底710上，例如，上游衬底与间隔件的最内的内表面相遇的上游衬底上的位置。

另外，与直壁间隔件相比较，间隔件730的阶梯式内表面731增加表面蠕变放电的路径长度。贯穿通道的表面上的最短路径在呈阶梯式时，例如，在具有阶梯式表面时，可能较长。在延伸或延长最短路径时，可以延伸蠕变长度。

如图8所图示的，间隔件930的内表面931(例如，阶梯式表面的至少一部分)可以包括用于形成或限定波纹的沟槽。波纹可以包围围绕开口。优选地，波纹是同心的。因此，例如，通过增加内表面931上的最短路径长度、通过向间隔件的内表面提供波纹形状，进一步增加蠕变长度。因此，作为内表面931的部分的波纹状位置的存在减小了横跨衬底(例如，在上游衬底与下游衬底之间)进行不想要的放电的可能性。

间隔件在其最厚点处的厚度介于0.1mm与2mm之间。优选地，间隔件的厚度介于0.5mm与1.6mm之间、更优选地，0.8mm至1.6mm之间。

间隔件被配置为限制可以通过对间隔件表面进行充电(例如，电荷随时间在内表面931上积聚或收集)所引起的电子束扭曲。电荷积聚可能受到最外面的电子束波的路径与间隔件的(面对电子束波的路径的)内表面之间的距离的限制。在设计间隔件时，电子束波的路径与间隔件的内表面之间的距离应随间隔件厚度的增加而增加。间隔件中的开口产生阵列衬底和邻接衬底的未支撑区域。未支撑区域越大，衬底的弯曲就越大。衬底的弯曲可能会导致不想要的射束到射束透镜强度变化。然而，如果间隔件中的开口较小，则对间隔件的表面进行充电可能会导致扭曲。因此，需要提供开口尺寸以适当方式设计的间隔件。开口应当足够小以限制衬底弯曲，但应当足够大以减少对间隔件的表面进行充电的可能性。

如上文所描述的，间隔件具有阶梯式厚度，使得被限定在间隔件中的开口在一侧上具有较大的宽度而在另一侧上具有较小的宽度。优选地，内表面为阶梯式，其中相比于下部射束部分(或窄部分)，上部射束部分(宽部分)距离束波的路径更远。在这种布置中，开口在间隔件中的开口的内表面的下部射束部分上的宽度较小。(在另一实施例中，相比于下部射束部分，上部射束部分可能更靠近束波的路径，因此可以被称为替代下部射束部分的窄部分)。

间隔件中的开口的较小宽度的最大尺寸可能介于4mm与30mm之间、优选地，介于4mm与25mm之间，更优选地，介于8mm与20mm之间，还更优选地，介于10mm与20mm之间。优选地，最大尺寸是直径。

间隔件的厚度可能取决于施加在衬底之间的预期电位差，即，衬底中的每个衬底与样品和/或接地电位或参考电位之间的电位差。注意，参考电位可以是接地电位。参考电位可以是样品的电位。样品可以处于任何合适电位(诸如接地电位)，系统中的最大电位(诸如5kV至20kV之类的任何值)，或接地电位、最大电位或任何其他选定参考电位的任何偏移。因此，随着所施加的电位增加或甚至升高，间隔件和/或衬底(例如，阵列衬底和邻接衬底)应当优选地变得更厚。此外，如上文所讨论的，开口的直径随着间隔件的厚度的增加而增加。因此，增加了未被间隔件支撑的阵列衬底和/或邻接衬底的区域。这是因为间隔件不接触开口的区域中的衬底。因此，衬底弯曲的可能性由于开口的直径的增加而增加。进一步地，在操作期间，所施加的电位在上游衬底与下游衬底之间生成静电场。该电场在衬底之间生成吸引力。因此，为了避免弯曲，可以例如通过减小电极之间的电位差来减小电场。备选地或附加地，减小开口的直径以增加电极的支撑件的刚度。因此，考虑到电极的弯曲和间隔件与子射束的接近度(其可能会扭曲子射束)，对开口的直径进行优化。

电子光学器件可以被设置在透镜组件中，以用于操纵电子束波。透镜组件例如可以是物镜组件或会聚透镜组件或可以是物镜组件或会聚透镜组件的一部分。诸如物镜组件之类的透镜组件还可以包括附加透镜阵列，该附加透镜阵列包括至少两个衬底，诸如控制透镜阵列。

透镜组件可以包括保护电阻器610。保护电阻器可以位于诸如电源线之类的电布线(诸如电源线)中，该电布线将衬底(诸如上游衬底或下游衬底)连接到电源。电布线可以向衬底提供电位。保护电阻器610可以被配置为在电源线中的电容透镜中提供受控放电。因此，保护电阻器610防止损坏透镜组件。

此外，在透镜组件中，可以提供信号通信以使得能够将数据传输到透镜组件和从透镜组件传输数据，具体地，透镜组件的元件，诸如衬底(例如，上游衬底或下游衬底)或检测器。检测器可以是检测器阵列。

图9、图10和图11示出了用于操纵电子束波的示例性透镜组件，该示例性透镜组件包括阵列衬底710、邻接衬底720和保护电阻器610。透镜组件被配置为例如使用间隔件在衬底之间提供电位差。阵列衬底710、邻接衬底720和间隔件730可以采取参考图6、图7和图8所描述和描绘的形式、结构和布置。孔径阵列被限定在阵列衬底710中以用于电子束波的路径。至少一个孔径被限定在邻接衬底720中以用于电子束波的路径。邻接衬底720被设置在阵列衬底710的下游。阵列衬底和/或邻接衬底可以具有阶梯式厚度。保护电阻器610被配置为在电源线中的电容透镜中提供受控放电。

优选地，保护电阻器电连接到电路板。可以存在电连接到邻接衬底的电路板和/或可以电连接到阵列衬底的电路板。优选地，电路板包括陶瓷材料。优选地，电路板包括诸如陶瓷之类的材料，该材料具有良好的介电强度和热导率，并且在真空环境中具有低出气率。透镜组件可以包括连接器，该连接器被配置为将阵列衬底和/或邻接衬底电连接到电路板。在一种布置中，保护衬底可以在电路板中，例如，作为电路板的组成元件。

图9、图10和图11的透镜组件包括第一电路板621，该第一电路板621例如经由连接器630电连接到邻接衬底720。透镜组件还包括第二电路板622，该第二电路板622例如通过诸如连接导线之类的连接器电连接到阵列衬底710。高压电缆650电连接到第一电路板621。可以使用诸如焊料之类的连接材料800形成连接件。电缆650提供将电位施加到衬底(例如，邻接衬底720)的手段。在某些设计中，电位被施加到整个衬底，施加到具有不同电位的衬底中的不同元件，并且动态施加到整个衬底或衬底内的元件。第二电路板622和上游衬底710可以连接到高压电缆650。另外，电缆650可以向透镜组件传输数据和/或从透镜组件传输数据。

图9的示例性透镜组件包括连接器630，以将邻接衬底720电连接到第一电路板621。连接器630被电绝缘材料631围绕。绝缘材料631的介电强度为25kV/mm或更大，优选地，100kV/mm或更大，更优选地，200kV/mm或更大。使用电绝缘材料则减少了放电事件的发生。

连接器630可以是导线，并且可以形成导线接合连接件。间隔件730可以限定连接器630可以穿过的连接开口，例如，以连接到邻接衬底或下游衬底。因此，第一电路板621和/或保护电阻器610可以被设置在间隔件730的与邻接衬底720相对的一侧上。绝缘材料631可以填充间隔件730中的连接器开口。在一种布置中，保护电阻器可以在第一电路板中，例如，作为第一电路板的组成元件。

在图10和图11的示例性透镜组件中，除了本文中所描述的部件之外，所描绘的透镜组件的部件均与图9的部件相似。绝缘材料631被设置为与保护电阻器610和第一电路板621接触。可选地，保护电阻器和/或电路板可以被封装在绝缘材料631中，使得保护电阻器和/或电路板不暴露于真空。绝缘材料631可以防止电子从诸如连接器630、保护电阻器610和/或电路板621之类的电子部件和电气部件的封装表面发射。绝缘材料可以减小在导体处生成的电场，否则该电场会妨碍电气部件的性能。绝缘材料可以覆盖和可选地封装例如这些附图所示的尽可能多或尽可能少的电导体中的任何导体。使用电绝缘材料则减少了放电事件的发生。

图10的示例性透镜组件包括间隔件730，该间隔件730限定连接贯通通道，还被称为过孔，该连接贯通通道在上游表面和下游表面中的开口之间延伸。连接贯通通道在邻接衬底730与第一电路板621之间延伸。贯通通道的表面涂覆有导电涂层660。导电涂层660将邻接衬底720电连接到第一电路板621。这种连接可以被称为‘过孔’。导电涂层660可以是金属涂层。这种配置的益处在于，不会暴露尖锐边缘或薄的导线接合线。因此，减少了不想要的放电的可能性。

连接贯通通道可以至少在开口处填充导电填料，诸如导电胶。导电填料可以提供电连接件。除了导电涂层之外或代替导电涂层，可以提供导电填料。备选地或附加地，金属物体可以被设置在连接开口内以提供衬底与电路板之间的电连接件。

在图11的示例性透镜组件中，第一电路板位于间隔件730附近。间隔件的面对下游的表面和电路板可以在相似平面中。间隔件的面对下游的表面和电路板可以与邻接衬底720接触。第一电路板621经由倒装芯片连接件电连接到邻接衬底720。通过这种配置，无需如图9和图10所示的通过间隔件730的连接开口。同样，倒装芯片连接件可以用于将阵列衬底电连接到第一电路板621或第二电路板622。倒装芯片连接件可以将第一电路板621的下游表面的电触点与邻接衬底的上游表面的电触点连接。倒装芯片连接件可以包括例如球栅阵列670，以将第一电路板621的下游表面和邻接衬底720的上游表面的电触点进行互连。倒装芯片连接件可以包括贯通硅过孔。贯通硅过孔可以延伸通过电路板。贯通硅过孔可以在一端处与电路板的上游侧(即，其中板上的部件可能所在的侧)上的电路电连接。贯通硅过孔在另一端处在电路板的面对下游的表面上提供电触点。

尽管图9、图10和图11示出了物镜组件，但是这些特征可以被包括在会聚透镜组件中。这种会聚透镜组件可以以如图5所示出和参照图5所描述的会聚透镜阵列231为特征。会聚透镜组件是透镜组件的一个示例，该透镜组件可以在没有参照图9、图10和图11所描绘和描述的布置的体积约束的情况下进行设计。会聚透镜阵列可以被配置为从源发射的电子束生成电子束波。优选地，被限定在衬底中的孔径阵列生成电子束波。会聚透镜组件可以包括保护电阻器，该保护电阻器被配置为电源线中的电容透镜中提供受控放电。会聚透镜组件可以包括诸如图6所示的电子光学器件之类的电子光学器件。阵列衬底和/或在邻接衬底中限定的孔径阵列可以例如从由源提供的射束生成电子束波。阵列衬底和邻接衬底各自在衬底的最厚点处的厚度可能高达1.5mm，优选地，1mm，更优选地，700μm，还更优选地，500μm。注意，如果电子光学设计中的体积如此提供，则诸如邻接衬底720之类的特征可以采取较大尺寸，诸如厚度的较大尺寸。

透镜组件可以是物镜组件，例如，如图12所示。与图9、图10和图11所示的布置相似，物镜组件可以包括电子光学器件的下游的检测器240。检测器可以被包括在检测器组件中。检测器可以包括硅，并且优选地，检测器基本上包括硅。检测器可以包括检测器阵列，例如，检测器元件的检测器阵列，该检测器阵列被配置为检测从样品发射的电子。检测器元件可以与每个子射束路径相关联。检测器阵列可以采取于2020年7月提交的2019P00407EP中描述和描绘的检测器阵列的形式和功能，该文献关于检测器阵列的形式通过引用在此并入。优选地，检测器的至少一部分与物镜阵列相邻和/或与物镜阵列集成；例如，检测器阵列与邻接衬底730相邻或与其成一体。

在图9至图11所描绘的布置中，检测器阵列经由邻接衬底电连接。因此，检测器阵列经由邻接衬底进行信号连接。因此，检测器阵列可以经由第一电路板621(其可以是陶瓷)、连接件630、电缆650、过孔660和倒装芯片连接件被连接。

在图12所描绘的布置中，检测器组件可以包括检测电路板680。检测电路板680电连接到检测器阵列。检测电路板可以经由倒装芯片连接件电连接到检测器阵列。倒装芯片连接件可以包括球栅阵列。倒装芯片连接件可以包括贯通硅过孔。倒装芯片连接件和贯通硅过孔的特征可以如参照图11所描绘的倒装芯片连接件和贯通硅过孔所描述的。在图12中，邻接衬底720中的每个邻接衬底电连接到第一电路板621，并且检测器阵列连接到检测电路板680。备选地，电路板中的一个电路板可以电连接到邻接衬底和检测器阵列两者。同样，在图12中，第二电路板622电连接到阵列衬底710。备选地，阵列衬底可以电连接到与邻接衬底和/或检测器阵列电连接到的同一电路板。

检测器组件可以包括陶瓷。优选地，检测器组件包括检测电路板中的陶瓷材料。更优选地，检测电路板包括陶瓷电路板。可以对诸如物镜组件之类的透镜组件进行热调节。因此，可以对物镜组件的元件(诸如上游衬底、下游衬底和检测组件)进行热调节。因此，可以对检测器和检测电路板进行热调节。优选地，可以通过冷却主动实现热调节。因此，可以主动冷却检测电路板。如果检测电路包括陶瓷，则对检测电路的冷却也可以通过包括诸如陶瓷之类的高导热性材料的物镜组件的元件的热传导来冷却物镜组件的其他部分。可以被冷却的物镜组件的其他部分包括检测器组件、阵列衬底和邻接衬底中的一者或两者。可以通过例如通过与冷却系统直接接触或间接接触进行热调节来直接冷却或间接冷却第一电路板和第二电路板。第一印刷电路板和第二印刷电路板可以适合于热调节，因为它们可以各自包括陶瓷材料(从而促进热调节，并因此冷却)。在冷却检测器组件时，由于通过检测电路的导热性，所以可以冷却检测器及其检测器元件。在另一布置中，作为检测电路板的主动热调节的补充或替代，通过例如与冷却系统接触来主动冷却探测器。

可以经由用于数据传输的电连接件或玻璃纤维来提供向检测器传输信号或从检测器传输信号的连接件。通过电绝缘，玻璃纤维连接件使得能够在接地电位处进行检测器控制和数据处理。因此，相比于经由电连接件，经由玻璃纤维进行信号通信需要更少的绝缘材料。例如，可以提供玻璃纤维连接件以向/从检测电路传输数据。可以提供光耦合器来传输来自检测电路板的信号。光耦合器可以被安装到检测电路板，用于连接到光纤，例如，玻璃纤维。

检测器可以包括读出芯片。用于电子束波的路径的开口可以被限定在读出芯片中。优选地，开口是开口阵列。更优选地，开口阵列与限定在阵列衬底中的阵列孔径阵列相对应。优选地，读出芯片中的每个开口与至少一个电子束波的路径相对应。

可以提供与衬底接触的读出芯片，该衬底可以是阵列衬底和邻接衬底的下游衬底。在另一布置中，读出芯片可以被安装到检测电路板或与检测电路板集成。在所述布置中，下游衬底是相邻衬底。读出芯片可以向下游衬底提供附加强度，例如，刚度，从而可以进一步减小衬底的不想要的弯曲的可能性。

在图13A和图13B的示例性检测器240中，检测器阵列511被设置在读出芯片521的下游。检测器阵列511可以经由倒装芯片连接件电连接到读出芯片。倒装芯片连接件可以具有如参照图11和图12所描述的诸如贯通过孔、电气触点和球栅阵列之类的特征。在图13A中，在读出芯片521中限定是尺寸被设计为用于整个多射束的路径的孔径。检测器阵列中的孔径阵列与读出芯片521中的单个孔径对准。

在图13B中，多个孔径被限定在读出芯片522中。孔径可以具有与被限定在检测器阵列511中的孔径阵列的图案相对应的图案。备选地，读出芯片中的孔径可以与两个或更多个子射束的路径相对应，从而与检测器阵列511的两个或更多个孔径相对应。

在图13C的示例性检测器组件中，检测器阵列512在读出芯片523内。检测器阵列512是在读出芯片523中的至少一个开口的下游。检测器阵列512提供读出芯片523的下游表面。在一种备选布置中，检测器阵列可以被设置在读出芯片内，例如，被集成到读出芯片中，使得读出芯片在检测器阵列的上游和下游。

检测器240可以被包括在透镜组件241中。透镜组件还可以包括冷却电路，该冷却电路被配置为对透镜组件进行热调节。优选地，冷却电路与检测器热接触，更优选地，与检测电路板热连通，因此与检测器阵列热连通。可以提供主动冷却或被动冷却来对透镜组件进行热调节。可以作为水冷却系统来提供冷却。水冷却系统可以以接地或高压提供。如果以高压提供水，则水优选地被去离子化。水导电和使用常规水会导致放电。在US20180113386A1和US2012/0292524中提供了对向电子光学装置列中的电子光学元件的阵列(优选地，朝向装置列的下游端)提供热调节的描述，两者关于电子光学阵列中的冷却系统和结构的公开内容通过引用在此并入。

优选地，读出芯片523通过窄间隙与邻接衬底720分开。由于真空，所以读出芯片523和邻接衬底被热隔离，例如，不处于热接触。也就是说，读出芯片523例如和邻接衬底被间隔开。由于读出芯片253是检测器240的一部分，该检测器240又包括检测器阵列512，所以检测器240和/或检测器阵列512可以例如通过窄间隙与邻接衬底720部分间隔开。依据具体布置，检测器240和/或检测器阵列512与邻接衬底热隔离。因此，从检测器消散的任何热量不会被传递到邻接衬底720。衬底具有比检测器更为严格的热稳定性要求，因此优选地不使衬底过热。

图12的示例性物镜包括检测器阵列512、读出芯片523、检测电路板680、光纤651和冷却系统690。冷却系统可以采取主动热调节系统的形式。检测器阵列经由读出芯片513与检测电路板680之间的倒装芯片连接件被连接到检测电路板680。检测电路板680由冷却系统690冷却。冷却系统690可以是通过诸如检测器阵列512之类的物镜组件的导热元件进行热连接的管道。检测电路板可以与冷却电路进行连接，并且其中可以包括读出芯片和检测器阵列的载体衬底连接到检测电路板。如所描绘的，冷却管道被定位为远离多射束路径与检测电路板接触。因此，检测电路板680优选地包括陶瓷，使得通过检测电路板680的导热性冷却读出芯片513。冷却系统690的管道处于接地电位或参考电位。在另一布置中，冷却电路处于高电位。在这种布置中，管道可以被定位为与检测电路板621进行热接触。管道的位置可以更接近多射束路径。使冷却电路处于高电压意味着电路板上可能需要较少的高电压隔离。因此，透镜布置可以填充较少的空间。因此，水冷却管道可以被定位为更靠近消散更多热量的有源电子器件，例如，检测器阵列和物镜组件。如所指出的，体现本发明的一个方面的物镜组件实际上透镜组件的其他特征可以是冷却系统，诸如关于图12所示出和描述的系统，例如，冷却系统690。

检测电路板680被配置为经由光纤651传输和/或接收信号通信。下游的衬底740经由绝缘电线630与第一电路板621电连接。因此，物镜具有经由与检测器阵列512连接的光纤651和经由与下游衬底740连接的电缆650的信号通信。

检测器可以形成电子光学装置列的一部分，诸如图1至图5中的任一附图中的电子光学装置列40。电子光学装置列可以被配置为从源射束生成束波并且将束波朝向样品投射。检测器可以被设置为面对样品，并且被配置为检测从样品发射的电子。检测器可以包括电流检测器的阵列。与检测器阵列的信号通信可以包括经由可以被包括在物镜组件中的光纤的信号通信。电子光学系统可以包括电子光学装置列。电子光学系统还包括被配置为发射电子束的源。

电子光学系统阵列中可以包括多个电子光学系统。电子光学系统阵列的电子光学系统优选地被配置为将相应多射束同时聚焦到同一样品的不同区域上。

在以下带有编号的条款中对本发明的各实施例进行陈述。

条款1：一种用于操纵电子束波的电子光学器件，所述器件包括：阵列衬底，在所述阵列衬底中，限定用于所述电子束波的路径的孔径阵列，所述衬底具有阶梯式厚度，使得所述阵列衬底在与所述孔径阵列相对应的区域中比所述阵列衬底的另一区域更薄；以及邻接衬底，在所述邻接衬底中，限定用于所述电子束波的所述路径的至少一个孔径，并且优选地，限定了另一孔径阵列；其中所述电子光学器件被配置为在所述衬底之间提供电位差。

条款2：根据条款1所述的电子光学器件，其中所述阵列衬底和所述邻接衬底中的一者在另一者的上游，并且优选地，相比于下游的所述衬底，上游的所述衬底优选地相对于参考电位具有更高的电位差。

条款3：根据条款2所述的电子光学器件，其中下游的所述衬底在其最厚点处的厚度介于200μm于300μm之间。

条款4：根据条款1至3中任一项所述的电子光学器件，其中理想情况下，所述衬底之间的所述电位差为5kV或更大。

条款5：根据条款1至4中任一项所述的电子光学器件，其中所述衬底的较薄的所述区域与所述衬底的所述另一区域之间的所述衬底的表面正交于面对所述邻接衬底的所述衬底的所述表面。

条款6：根据条款1至5中任一项所述的电子光学器件，还包括间隔件，所述间隔件被设置在所述衬底之间以分开所述衬底，使得所述衬底的所述相对表面彼此共面，所述间隔件具有面对所述束波的所述路径的内表面。

条款7：根据条款6所述的电子光学器件，其中所述间隔件限定用于所述电子束波的所述路径的开口。

条款8：根据条款6和7中任一项所述的电子光学器件，其中所述内表面被成形为使得所述内表面上的所述衬底之间的蠕变路径比所述衬底之间的最小距离长。

条款9：根据条款8所述的电子光学器件，其中所述内表面包括波纹，优选地，所述波纹是同心的和/或所述波纹围绕所述开口。

条款10：根据条款6至8中任一项所述的电子光学器件，其中所述阵列衬底包括第一晶片和第二晶片，在所述第一晶片中，限定孔径阵列，所述第一晶片被设置为与所述间隔件接触；并且所述第二晶片被设置在所述第一晶片的表面上不与所述孔径阵列相对应的区域中。

条款11：根据条款1至9中任一项所述的电子光学器件，其中所述阵列衬底包括第一晶片，所述第一晶片被蚀刻以生成具有不同厚度的所述区域。

条款12：根据条款6至11中任一项所述的电子光学器件，其中所述内表面为阶梯式，其中相比于下部射束部分，上部射束部分距离所述束波的所述路径更远。

条款13：根据条款12所述的电子光学器件，其中所述间隔件中的所述开口的所述内表面的所述下部射束部分中的所述开口具有最大尺寸，优选地，所述尺寸为介于4mm与30mm之间的直径。

条款14：根据条款6至13中任一项所述的电子光学器件，其中所述间隔件在其最厚点处的厚度介于0.1mm与2mm之间。

条款15：根据条款1至14中任一项所述的电子光学器件，其中0.5欧姆/平方或更低的涂层被设置在所述衬底中的至少一个衬底的所述表面上。

条款16：根据条款1至15中任一项所述的电子光学器件，其中所述衬底中的至少一个衬底包括1Ohm.m或更低的材料。

条款17：根据条款1至16中任一项所述的电子光学器件，其中所述衬底中的至少一个衬底包括掺杂硅。

条款18：根据条款1至17中任一项所述的电子光学器件，其中被限定在所述邻接衬底中的所述孔径阵列具有与被限定在所述阵列衬底中的所述孔径阵列相同的图案。

条款19：一种用于操纵电子束波的透镜组件，包括根据任一前述条款所述的电子光学器件。

条款20：根据条款19所述的透镜组件，还包括保护电阻器，所述保护电阻器被配置为在电源线中的电容透镜中提供受控放电。

条款21：一种用于操纵电子束波的透镜组件，包括：阵列衬底，在所述阵列衬底中，限定用于电子束波的路径的孔径阵列；邻接衬底，在所述邻接衬底中，限定用于所述电子束波的所述路径的至少一个孔径；以及保护电阻器，被配置为在电源线中的电容透镜中提供受控放电，其中所述透镜组件被配置为在所述衬底之间提供电位差。

条款22：根据条款20和21中任一项所述的透镜组件，还包括电路板，所述电路板电连接到所述阵列衬底和/或所述邻接衬底；其中优选地，所述保护电阻器电连接到所述电路板。

条款23：根据条款22所述的透镜组件，其中所述电路板包括陶瓷材料。

条款24：根据条款22和23中任一项所述的透镜组件，还包括连接器，所述连接器被配置为将所述阵列衬底和/或所述邻接衬底电连接到所述电路板；其中所述连接器被25kV/mm或更大的材料围绕。

条款25：根据条款22和23中任一项所述的透镜组件，其中所述电路板经由倒装芯片连接件电连接到所述阵列衬底和/或所述邻接衬底。

条款26：根据条款19至25中任一项所述的透镜组件，其中所述透镜组件是会聚透镜阵列，并且被配置为从由源发射的电子束生成所述电子束波，优选地，被限定在所述阵列衬底中的所述孔径阵列生成所述电子束波。

条款27：一种物镜组件，包括根据条款18至25中任一项所述的透镜组件，理想情况下，还包括期望地在所述电子光学器件的下游的检测器组件，所述检测器组件包括检测器阵列，所述检测器阵列被配置为检测从所述样品发射的电子，优选地，所述检测器的至少一部分与所述物镜阵列相邻和/或与所述物镜阵列集成；备选地，根据条款18至25中任一项所述的透镜组件包括检测器，所述检测器被配置为检测从所述样品发射的电子，理想情况下，所述检测器的至少一部分与所述透镜阵列相邻和/或与所述透镜阵列集成。

条款28：根据条款27所述的物镜组件，其中所述检测器组件包括检测电路板，所述检测电路板经由倒装芯片连接件电连接到所述检测器阵列。

条款29：根据条款27和28中任一项所述的物镜组件，其中所述检测器组件包括陶瓷，优选地，所述检测器组件包括检测电路板，所述检测电路板包括陶瓷材料。

条款30：根据条款27至29中任一项所述的物镜组件，其中所述检测器组件还包括读出芯片。

条款31：根据条款30所述的物镜组件，其中用于所述电子束波的所述路径的开口被限定在所述读出芯片中，优选地，所述开口是开口阵列。

条款32：根据条款30和31中任一项所述的物镜组件，其中用于所述束波的所述路径的开口被限定在所述读出芯片中，每个开口与至少一个电子束波的所述路径相对应。

条款33：根据条款30至32中任一项所述的物镜组件，其中所述检测器阵列被设置在所述读出芯片的下游。

条款34：根据条款31至33中任一项所述的物镜组件，其中所述检测器阵列在所述读出芯片内，优选地，所述检测器阵列在所述读出芯片中的所述至少一个开口的下游，并且/或者所述检测器阵列提供所述读出芯片的下游表面。

条款35：根据条款27至34中任一项所述的物镜组件，其中所述检测器组件被配置为被热调节。

条款36：根据条款27至35中任一项所述的物镜组件，其中与检测器阵列的信号通信包括经由光纤的信号通信，所述物镜阵列组件包括光纤。

条款37：根据条款27至36中任一项所述的物镜组件，其中所述检测器组件的至少一部分与所述邻接衬底间隔开，优选地，热隔离，所述检测器组件的所述至少一部分优选地包括：所述检测器阵列和/或所述读出芯片，可选地，所述检测器组件。

条款38：根据条款19至37中任一项所述的透镜组件，还包括冷却电路，所述冷却电路被配置为对所述透镜组件进行热调节，其中优选地，所述冷却电路与所述检测器组件热接触，更优选地，与所述检测电路板热连通，并且从而与所述检测器阵列热连通。

条款39：一种用于电子束工具的电子光学系统的物镜组件，所述物镜阵列组件被配置为将多射束聚焦在样品上，并且包括：物镜阵列，每个物镜被配置为将所述多射束的相应子射束投射到所述样品上；以及检测器组件，包括检测器阵列，所述检测器阵列被配置为检测从所述样品发射的电子，所述检测器组件的至少一部分优选地与所述物镜阵列相邻和/或与所述物镜阵列集成，其中：至少所述检测器组件，优选地，所述检测器阵列被配置为被热调节；与检测器阵列的信号通信包括经由光纤的信号通信，所述物镜阵列组件包括光纤；并且/或者所述物镜阵列包括根据条款19至25或27至37所述的透镜组件。

条款40：一种电子光学装置列，被配置为从源射束生成束波并且将所述束波朝向样品投射，所述电子光学装置列包括面对所述样品的检测器并且包括电流检测器的阵列，其中：所述检测器组件包括检测器阵列，所述检测器阵列被配置为检测从所述样品发射的电子；至少所述检测器组件被配置为被热调节；与所述检测器阵列的信号通信包括经由光纤的信号通信，所述物镜阵列组件包括光纤；并且/或者所述检测器组件包括根据条款27至37中任一项所述的检测器组件的特征。

条款41：根据条款40所述的电子光学装置列，其中所述检测器组件包括陶瓷，优选地，所述检测电路板包括陶瓷材料。

条款42：根据条款40和40中任一项所述的电子光学装置列，其中所述检测器组件还包括读出芯片。

条款43：一种电子光学系统，包括：源，被配置为发射电子束；以及根据条款40至42中任一项所述的电子光学装置列；或包括根据条款27至39中任一项所述的物镜组件。

条款44：一种电子光学系统阵列，包括：根据条款43所述的多个所述电子光学系统，其中所述电子光学系统被配置为将相应多射束同时聚焦到同一样品的不同区域上。

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，对于本领域技术人员而言，本发明的其他实施例将是显而易见的。说明书和示例仅被认为是示例性的，其中本发明的真实范围和精神由所附权利要求指示。

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，在没有脱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。

Claims (15)

1.一种用于操纵电子束波的透镜组件，包括用于操纵电子束波的电子光学器件，所述器件包括：

阵列衬底，在所述阵列衬底中，用于电子束波的路径的孔径阵列被限定，所述衬底具有阶梯式厚度，使得所述阵列衬底在与所述孔径阵列相对应的区域中比所述阵列衬底的另一区域更薄；

邻接衬底，在所述邻接衬底中，用于所述电子束波的所述路径的另一孔径阵列被限定；

间隔件，被设置在所述衬底之间以分开所述衬底，使得所述衬底的相对表面彼此共面，所述间隔件具有内表面，所述内表面限定用于所述电子束波的所述路径的开口并且面对所述束波的所述路径，

其中所述电子光学器件被配置为在所述衬底之间提供电位差。

2.根据权利要求1所述的透镜组件，其中所述阵列衬底和所述邻接衬底中的一者在另一者的上游。

3.根据权利要求2所述的透镜组件，其中相比于下游的所述衬底，上游的所述衬底具有相对于参考电位的较高电位差。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的透镜组件，其中所述衬底的、在所述衬底的所述较薄区域与所述衬底的另一区域之间的表面正交于所述衬底的、面对所述邻接衬底的所述表面。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的透镜组件，其中所述内表面被成形为使得所述内表面之上的所述衬底之间的蠕变路径比所述衬底之间的最小距离长。

6.根据权利要求5所述的透镜组件，其中所述内表面包括波纹，优选地，所述波纹是同心的和/或所述波纹围绕所述开口。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的透镜组件，其中所述阵列衬底包括：

第一晶片，在所述第一晶片中，所述开口阵列被限定，所述第一晶片被设置为与所述间隔件接触；以及

第二晶片，被设置在所述第一晶片的表面上不与所述孔径阵列相对应的区域中。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的透镜组件，其中所述阵列衬底包括第一晶片，所述第一晶片被蚀刻以生成具有不同厚度的所述区域。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的透镜组件，其中所述内表面为阶梯式的，其中相比于下部射束部分，上部射束部分距离所述束波的所述路径更远。

10.根据条款1至9中任一项的电子光学器件，其中0.5欧姆/平方或更低的涂层被设置在所述衬底中的至少一个衬底的所述表面上。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的透镜组件，其中被限定在所述邻接衬底中的所述孔径阵列具有与被限定在所述阵列衬底中的所述孔径阵列相同的图案。

12.根据权利要求1至11所述的透镜组件，还包括保护电阻器，所述保护电阻器被配置为在电源线中的电容透镜中提供受控放电。

13.根据权利要求12所述的透镜组件，还包括电路板，所述电路板电连接到所述阵列衬底和/或所述邻接衬底；

其中优选地，所述保护电阻器电连接到所述电路板。

14.根据权利要求13所述的透镜组件，还包括连接器，所述连接器被配置为将所述阵列衬底和/或所述邻接衬底电连接到所述电路板；其中所述连接器被25kV/mm或更大的材料围绕。

15.根据权利要求1至14所述的透镜组件，还包括检测器阵列，所述检测器阵列被配置为检测从样品发射的电子。