JP2024050537A - 静電レンズ設計 - Google Patents

Abstract

【課題】荷電粒子ビームを集束させるためのマニピュレータレンズデバイスの提供。【解決手段】マニピュレータレンズデバイスは、ビームパス用の開口の縦軸に沿う第１の構造（４０１）を含む。さらに、開口を取り囲む表面（４０６）を有する第２の構造（４０２）と、第２の構造を第１の構造に接続し第２の構造を取り囲むサポート（４０３）と、第２の構造の表面（４０６）上に設けられた電極配置（４０７）とを含む。第１の構造（４０１）の第１の表面（４０４）、電極配置（４０７）、及び第１の構造（４０１）の第２の表面（４０５）が、縦軸と平行な方向において互いに分離され、配置される。サポート（４０３）の縦軸に沿った範囲は、第２の構造の表面（４０６）及び／又は電極配置（４０７）の範囲よりも小さい。さらに上記マニピュレータレンズデバイスは、マルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるマルチアレイレンズを構成する。【選択図】図４

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２０年２月２８日に出願された欧州特許出願第２０１６０２８２．８号の優先権を主張するものであり、この特許出願は、全体として本明細書に援用される。

[0002] 本明細書に提供される実施形態は、一般に、荷電粒子照明装置に関し、より具体的には、荷電粒子ビーム照明装置内で使用するためのビームマニピュレータの設計に関する。

[0003] 半導体集積回路（ＩＣ）チップを製造する際に、例えば、光学効果及び偶発的粒子の結果として、望ましくないパターン欠陥が、製作プロセス中に、基板（すなわち、ウェーハ）又はマスク上で不可避的に生じ、それによって歩留まりが低下する。したがって、望ましくないパターン欠陥の程度をモニタリングすることは、ＩＣチップの製造において重要なプロセスである。より一般的に、基板又は他の物体／材料の表面の検査及び／又は測定は、その製造中及び／又は製造後において重要なプロセスである。

[0004] 荷電粒子ビームを用いたパターン検査ツールは、物体を検査するために、例えば、パターン欠陥を検出するために使用されてきた。これらのツールは、一般的に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの電子顕微鏡法技術を使用する。ＳＥＭでは、比較的高いエネルギーの電子の一次電子ビームが、比較的低い着地エネルギーでサンプル上に着地するために、最終減速ステップでターゲットにされる。電子ビームは、サンプル上にプロービングスポットとして集束される。プロービングスポットにおける材料構造と、電子ビームからの着地電子の相互作用により、二次電子、後方散乱電子、又はオージェ電子などの電子が表面から放出される。発生した二次電子は、サンプルの材料構造から放出され得る。サンプル表面にわたり、プロービングスポットとして一次電子ビームを走査することによって、サンプルの表面にわたり二次電子を放出させることができる。サンプル表面からのこれらの放出二次電子を収集することによって、パターン検査ツールは、サンプルの表面の材料構造の特徴を表す画像を取得し得る。

[0005] 荷電粒子ビームの別の用途は、リソグラフィである。荷電粒子ビームは、基板表面上のレジスト層と反応する。レジストにおける所望のパターンは、荷電粒子ビームが誘導されるレジスト層上の場所を制御することによって作成することができる。

[0006] このような用途のためのツールの性能を向上させる方法は、荷電粒子マルチビームを発生させる荷電粒子ビーム照明装置を使用することである。荷電粒子マルチビームでサンプルを照明することによって、マルチビームの各サブビームは、効果的に並行して動作する。

[0007] マルチビームのサブビーム間のピッチの減少及び／又は使用され得るサブビームの数への増加を可能にする技術を開発することによって、荷電粒子マルチビームでサンプルを照明する荷電粒子ビーム照明装置の性能を向上させる一般的必要性が存在する。

[0008] 本明細書で提供される実施形態は、荷電粒子ビーム照明装置で使用するためのマニピュレータレンズデバイス（manipulator lensing device）を開示する。荷電粒子ビーム照明装置を使用して、荷電粒子マルチビームを発生させることができる。マニピュレータレンズデバイスは、アレイ内の各マニピュレータレンズデバイスが、荷電粒子マルチビームのそれぞれのサブビームに作用するように構成された、マニピュレータレンズデバイスのアレイでの使用に特に適している。荷電粒子ビーム照明装置は、例えば、検査装置又はリソグラフィ装置内に含まれてもよい。

[0009] 本発明の第１の態様によれば、荷電粒子ビームを集束させるためのマニピュレータレンズデバイスであって、マニピュレータレンズデバイスが、中を通して開口が形成される第１の構造であって、マニピュレータレンズデバイスを通る荷電粒子ビームのパスが、開口の縦軸に実質的に沿う、第１の構造と、表面を有する第２の構造であって、縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の第１の部分に沿って、表面が開口を取り囲む、第２の構造と、縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の第１の部分の少なくとも一部に沿って、第２の構造を第１の構造に接続し、及び第２の構造と第１の構造との間の接続が縦軸の周りで対称であるように第２の構造を取り囲むサポートと、電極配置が開口の縦軸を取り囲み、縦軸に対して直角な平面内で、第２の構造の表面が電極配置を取り囲むように、第２の構造の表面上に設けられた電極配置と、を含み、第１の構造の第１の表面が、縦軸に対して直角な平面内で、及び開口の縦軸の少なくとも第２の部分に沿って開口を取り囲むように、第１の表面が配置され、第１の構造の第２の表面が、縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の少なくとも第３の部分に沿って開口を取り囲むように、第２の表面が配置され、第２の構造の表面が、第１の構造の第１の表面と第２の表面との間に縦軸に沿って配置され、電極配置と第１の構造の第１の表面との間に第１のギャップが存在するように、電極配置及び第１の構造の第１の表面が、縦軸と平行な方向において互いに分離され、電極配置と第１の構造の第２の表面との間に第２のギャップが存在するように、電極配置及び第１の構造の第２の表面が、縦軸と平行な方向において互いに分離される、マニピュレータレンズデバイスが提供される。

[0010] 本発明の第２の態様によれば、複数の第１の態様によるマニピュレータレンズデバイスを含むマニピュレータレンズアレイであって、すべてのマニピュレータレンズデバイスの開口が、同じ第１の構造によって構成される、マニピュレータレンズアレイが提供される。

[0011] 本発明の第３の態様によれば、マニピュレータレンズデバイスの第１の部分をマニピュレータレンズデバイスの第２の部分に接着する方法が提供される。

[0012] 本発明の第４の態様によれば、荷電粒子ビームを集束させるためのアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、荷電粒子ビームを集束させるための電圧が印加される集束電極配置と、アインツェルレンズの本体上の第１の電極配置と、アインツェルレンズの本体上の第２の電極配置と、を含み、アインツェルレンズの縦軸に沿って、集束電極配置が、第１の接地電極配置と第２の接地電極配置との間に配置され、集束電極配置が、第１の接地電極配置及び第２の接地電極配置の両方から電気的に分離され、集束電極配置が、１つ又は複数の電極が上に形成される構造と、縦軸に対して直角な平面内で、縦軸の周りで対称な接続を用いて、構造をアインツェルレンズの本体に機械的に接続するサポートと、を含む、アインツェルレンズが提供される。

[0013] 本発明の第５の態様によれば、使用時に、ビームパスにおいて荷電粒子ビームを集束させるように構成されたアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、第１の電位に設定されるように構成された第１の電極と、第２の電位にあるように構成された集束電極であって、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで対称的に延在する集束電極と、実質的に第１の電位にあるように構成された第２の電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、集束電極が、第１の電極及び第２の電極から電気的に分離されるように構成され、サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに平行なクリープ長（creep length）をもたらすように、集束電極が、ビームパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、アインツェルレンズが提供される。

[0014] 本発明の第６の態様によれば、使用時に、ビームパスにおいて荷電粒子ビームを集束させるように構成されたアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、第１の電位に設定されるように構成された第１の電極と、第２の電位にあるように構成された集束電極であって、集束電極が、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで対称的に延在し、並びに集束電極が、構造上に極表面を含む、集束電極と、実質的に第１の電位にあるように構成された第２の電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、これらの電極が、集束電極が第１の電極と第２の電極との間にあるようにビームパスに沿って配置され、集束電極が、第１の電極及び第２の電極から電気的に分離されるように構成される、アインツェルレンズが提供される。

[0015] 本発明の第７の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、ビームパスに沿った中間アップビーム及びダウンビーム電極であり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極を含み、集束電極が、アップビーム電極及びダウンビーム電極の両方から電気的に分離され、集束電極が、極表面及びサポートを含み、サポートが、ビームパスの周りで実質的に対称であり、ビームパスに対して直角な平面内で極表面を支持するように構成され、及び極表面を電気的に接続するように構成される、マルチアレイアインツェルレンズが提供される。

[0016] 本発明の第８の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、アップビーム電極及びダウンビーム電極の中間にあり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは分離されるように、及び異なる電位にあるように構成された集束電極であって、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで実質的に対称的に延在する集束電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに平行なクリープ長をもたらすように、集束電極が、ビームパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、マルチアレイアインツェルレンズが提供される。

[0017] 本発明の第９の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び動作中に入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、集束電極を支持し、及び電気的に分離するためのサポートと、を含み、集束電極が、ビームレットパスの周りで実質的に回転対称である、マルチアレイレンズが提供される。

[0018] 本発明の第１０の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、を含み、集束電極が、極表面及びサポートを含み、サポートが、ビームレットパスの周りで対称であり、ビームパスに対して直角な平面内で極表面を支持するように構成され、集束電極を入口電極から分離するように電気的に構成され、及び極表面を接続するように電気的に構成される、マルチアレイレンズが提供される。

[0019] 本発明の第１１の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、アップビーム電極及びダウンビーム電極の中間にあり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは分離されるように、及び異なる電位にあるように構成された集束電極であって、集束電極が、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで実質的に対称的に延在する、集束電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに対するサポートのシールドを提供するように、集束電極が、ビームレットパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、マルチアレイアインツェルレンズが提供される。

[0020] 本発明の第１２の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、入口電極に対して集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、動作時にレンズがビームレットパスの周りで回転対称電界を発生させるように集束電極及びサポートが構成される、マルチアレイレンズが提供される。

[0021] 本発明の他の利点は、実例及び例として、本発明の特定の実施形態が記載される、添付の図面と併せた以下の説明から明らかとなるだろう。

[0022] 本開示の上記及び他の態様は、添付の図面と併せた例示的実施形態の説明からより明白となるだろう。

[0023]例示的な荷電粒子ビーム検査装置を示す概略図である。 [0024]図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置の一部である例示的なマルチビーム装置を示す概略図である。 [0025]図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置のソース変換ユニットの例示的な構成を示す例示的なマルチビーム装置の概略図である。 [0026]第１の実施形態による、概略レンズ設計の断面を示す。 [0027]第１の実施形態による、概略レンズ設計の断面を示す。 [0028]第１の実施形態によるレンズの断面を示す概略平面図である。 [0029]ある実施形態によるレンズアレイの断面を示す。 [0030]第２の実施形態によるレンズを含むレンズアレイの断面を示す。 [0031]第３の実施形態による概略レンズ設計の断面を示す。 [0032]第３の実施形態によるレンズを含むレンズアレイの断面を示す。 [0033]第４の実施形態によるレンズを含むレンズアレイの断面を示す。

[0034] これより、例示的な実施形態を詳細に参照し、その例を、添付の図面に示す。以下の説明は、添付の図面を参照し、別段の表示がない限り、異なる図面における同一の番号は、同一又は類似の要素を表す。例示的な実施形態の以下の説明に記載される実装形態は、本発明と一致するすべての実装形態を表すわけではない。代わりに、それらの実装形態は、添付の請求項において記述されるように、本発明に関連する態様と一致する装置及び方法の単なる例である。

[0035] デバイスの物理的サイズを減少させる、電子デバイスの計算能力の向上は、ＩＣチップ上のトランジスタ、キャパシタ、ダイオードなどの回路コンポーネントの実装密度を大幅に増加させることによって達成することができる。これは、さらに小さい構造の作製を可能にする分解能の向上によって可能にされてきた。例えば、親指の爪の大きさであり、２０１９年以前に利用可能なスマートフォンのＩＣチップは、２０億を超えるトランジスタを含むことができ、各トランジスタのサイズは、人間の毛髪の１／１０００未満である。したがって、半導体ＩＣ製造が、数百の個々のステップを有する、複雑で時間のかかるプロセスであることは驚くに値しない。たとえ１つのステップのエラーであっても、最終製品の機能に劇的に影響を与える可能性がある。たった１つの「キラー欠陥」が、デバイスの故障を生じさせ得る。製造プロセスの目標は、プロセスの全体的な歩留まりを向上させることである。例えば、５０のステップを有するプロセス（ここでは、ステップが、ウェーハ上に形成される層の数を示し得る）に関して７５％の歩留まりを得るためには、個々のステップは、９９．４％を超える歩留まりを有していなければならない。個々のステップが９５％の歩留まりを有する場合、全体的なプロセス歩留まりは、７％と低い。

[0036] ＩＣチップ製造設備において、高いプロセス歩留まりが望ましい一方で、一時間当たりに処理される基板の数と定義される高い基板（すなわち、ウェーハ）スループットを維持することも必須である。高いプロセス歩留まり及び高い基板スループットは、欠陥の存在による影響を受け得る。これは、欠陥を調査するためにオペレータの介入が必要な場合に特に当てはまる。したがって、検査ツール（走査電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）など）によるマイクロスケール及びナノスケール欠陥の高スループット検出及び識別は、高い歩留まり及び低いコストを維持するために必須である。

[0037] ＳＥＭは、走査デバイス及び検出器装置を含む。走査デバイスは、一次電子を発生させるための電子源を含む照明装置と、一次電子の１つ又は複数の集束ビームで基板などのサンプルを走査するための投影装置と、を含む。一次電子は、サンプルと相互作用し、二次電子を発生させる。検出装置は、ＳＥＭがサンプルの走査エリアの画像を生成できるように、サンプルが走査されるときに、サンプルからの二次電子を捕捉する。高スループットの検査のために、検査装置の一部は、一次電子の複数の集束ビーム、すなわち、マルチビームを使用する。マルチビームの成分ビームは、サブビーム又はビームレットと呼ばれることがある。マルチビームは、サンプルの異なる部分を同時に走査することができる。したがって、マルチビーム検査装置は、単一ビーム検査装置よりもはるかに高速でサンプルを検査することができる。

[0038] マルチビーム検査装置では、一次電子ビームの幾つかのパスが、走査デバイスの中心軸、すなわち、一次電子光軸の中点から外れる。すべての電子ビームが実質的に同じ入射角で、サンプル表面に達することを確実にするために、中心軸からより大きな半径方向距離を有するサブビームパスは、中心軸により近いパスを伴うサブビームパスよりも大きな角度を移動するように操作される必要がある。このより強力な操作は、収差を生じさせることがあり、収差は、サンプル基板のぼやけた焦点外画像をもたらす。具体的には、中心軸上にないサブビームパスに関して、サブビームの収差は、中心軸からの半径方向変位と共に増大し得る。このような収差は、二次電子の検出時に二次電子に関連付けられたままであり得る。したがって、このような収差は、検査中に生成される画像の品質を低下させる。

[0039] 既知のマルチビーム検査装置の実装形態を以下に説明する。

[0040] 図は、概略図である。したがって、図面では、コンポーネントの相対寸法は、明瞭にするために拡大される。以下の図面の説明では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様のコンポーネント又はエンティティを指し、個々の実施形態に対する違いのみを説明する。説明及び図面は電子光学装置を対象とするが、実施形態は、本開示を特定の荷電粒子に限定するためには使用されないことが理解される。したがって、本文書全体を通して、電子への言及は、より一般的に、荷電粒子への言及であると見なすことができ、荷電粒子は、必ずしも電子ではない。

[0041] ここで図１を参照すると、図１は、例示的な荷電粒子ビーム検査装置１００を示す概略図である。図１の荷電粒子ビーム検査装置１００は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、電子ビームツール４０、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）３０、及びコントローラ５０を含む。電子ビームツール４０は、メインチャンバ１０内に位置する。

[0042] ＥＦＥＭ３０は、第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂを含む。ＥＦＥＭ３０は、追加の１つ又は複数の装填ポートを含んでもよい。第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂは、例えば、検査予定の基板（例えば、半導体基板若しくは他の材料で作られた基板）又はサンプルを含む基板前面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ（front opening unified pod））を受け取ることができる（以下では、基板、ウェーハ、及びサンプルは、まとめて「サンプル」と呼ばれる）。ＥＦＥＭ３０の１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）は、装填ロックチャンバ２０にサンプルを運ぶ。

[0043] 装填ロックチャンバ２０は、サンプルの周囲の気体を取り除くために使用される。これは、周囲環境の圧力より低い局所気体圧力である真空を生じさせる。装填ロックチャンバ２０は、装填ロック真空ポンプシステム（図示せず）に接続されてもよく、装填ロック真空ポンプシステムは、装填ロックチャンバ２０内の気体粒子を取り除く。装填ロック真空ポンプシステムの動作により、装填ロックチャンバが大気圧を下回る第１の圧力に達することが可能になる。第１の圧力に達した後、１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）が、装填ロックチャンバ２０からメインチャンバ１０にサンプルを運ぶ。メインチャンバ１０は、メインチャンバ真空ポンプシステム（図示せず）に接続される。メインチャンバ真空ポンプシステムは、サンプルの周囲の圧力が第１の圧力を下回る第２の圧力に達するように、メインチャンバ１０内の気体粒子を取り除く。第２の圧力に達した後に、サンプルは、電子ビームツールに運ばれ、サンプルは、電子ビームツールによって検査され得る。電子ビームツール４０は、マルチビームの電子光学装置を含み得る。

[0044] コントローラ５０は、電子ビームツール４０に電子的に接続される。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査装置１００を制御するように構成されたプロセッサ（コンピュータなど）でもよい。コントローラ５０は、様々な信号及び画像処理機能を実行するように構成された処理回路も含み得る。図１では、コントローラ５０は、メインチャンバ１０、装填ロックチャンバ２０、及びＥＦＥＭ３０を含む構造の外部のものとして示されているが、コントローラ５０は、構造の一部でもよいことが理解される。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査装置のコンポーネント要素の１つの内部に位置してもよく、又はコントローラ５０は、コンポーネント要素の少なくとも２つに分散されてもよい。本開示は、電子ビーム検査ツールを収納するメインチャンバ１０の例を提供しているが、本開示の態様は、広い意味で、電子ビーム検査ツールを収納するチャンバに限定されないことに留意すべきである。むしろ、前述の原理は、第２の圧力下で動作する装置の他のツール及び他の配置にも適用できることが理解される。

[0045] ここで図２を参照すると、図２は、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置１００の一部であるマルチビーム検査ツールを含む例示的な電子ビームツール４０を示す概略図である。マルチビーム電子ビームツール４０（本明細書では、装置４０とも呼ばれる）は、電子源２０１、ガンアパーチャプレート２７１、集光レンズ２１０、ソース変換ユニット２２０、一次投影装置２３０、電動ステージ２０９、及びサンプルホルダ２０７を含む。電子源２０１、ガンアパーチャプレート２７１、集光レンズ２１０、ソース変換ユニット２２０は、マルチビーム電子ビームツール４０によって包含される照明装置のコンポーネントである。サンプルホルダ２０７は、検査のためにサンプル２０８（例えば、基板又はマスク）を保持するために、電動ステージ２０９によって支持される。マルチビーム電子ビームツール４０は、二次投影装置２５０及び関連する電子検出デバイス２４０をさらに含み得る。一次投影装置２３０は、対物レンズ２３１を含み得る。電子検出デバイス２４０は、複数の検出要素２４１、２４２、及び２４３を含み得る。ビームセパレータ２３３及び偏向走査ユニット２３２は、一次投影装置２３０内に配置され得る。

[0046] 一次ビームを発生させるために使用されるコンポーネントは、装置４０の一次電子光軸とアライメントされ得る。これらのコンポーネントは、電子源２０１、ガンアパーチャプレート２７１、集光レンズ２１０、ソース変換ユニット２２０、ビームセパレータ２３３、偏向走査ユニット２３２、及び一次投影装置２３０を含み得る。二次投影装置２５０及びそれに関連した電子検出デバイス２４０は、装置４０の二次電子光軸２５１とアライメントされ得る。

[0047] 一次電子光軸２０４は、照明装置である電子ビームツール４０の部分の電子光軸によって構成される。二次電子光軸２５１は、検出装置である電子ビームツール４０の部分の電子光軸である。一次電子光軸２０４は、本明細書では、（参照しやすいように）主光軸、又は一次荷電粒子光軸とも呼ばれることがある。二次電子光軸２５１は、本明細書では、副光軸又は二次荷電粒子光軸とも呼ばれることがある。

[0048] 電子源２０１は、カソード（図示せず）、及び抽出器又はアノード（図示せず）を含み得る。動作中に、電子源２０１は、一次電子として電子をカソードから放出するように構成される。一次電子は、抽出器及び／又はアノードによって抽出又は加速されることによって、一次ビームクロスオーバー（虚像又は実像）２０３を形成する一次電子ビーム２０２を形成する。一次電子ビーム２０２は、一次ビームクロスオーバー２０３から放出されると視覚化することができる。

[0049] この配置では、一次電子ビームは、それがサンプルに到達する時までには、好ましくは、それが投影装置に到達する前には、マルチビームである。このようなマルチビームは、多くの異なるやり方で、一次電子ビームから発生させることができる。例えば、マルチビームは、クロスオーバーの前に位置するマルチビームアレイ、ソース変換ユニット２２０に位置するマルチビームアレイ、又はこれらの場所の間にある任意の地点に位置するマルチビームアレイによって発生させることができる。マルチビームアレイは、ビームパスにわたりアレイに配置された複数の電子ビーム操作要素を含み得る。各操作要素は、サブビームを発生させるように一次電子ビームに影響を与え得る。したがって、マルチビームアレイは、入射一次ビームパスと相互作用することによって、マルチビームアレイのダウンビームでマルチビームパスを生成する。

[0050] ガンアパーチャプレート２７１は、動作時に、クーロン効果を低減するために、一次電子ビーム２０２の周辺電子をブロックするように構成される。クーロン効果は、一次サブビーム２１１、２１２、２１３のプローブスポット２２１、２２２、及び２２３のそれぞれのサイズを拡大し、したがって、検査分解能を低下させ得る。ガンアパーチャプレート２７１は、クーロンアパーチャアレイとも呼ばれることがある。

[0051] 集光レンズ２１０は、一次電子ビーム２０２を集束させるように構成される。集光レンズ２１０は、平行ビームとなり、ソース変換ユニット２２０に垂直に入射するように一次電子ビーム２０２を集束させるように設計され得る。集光レンズ２１０は、第１の主平面の位置が可動であるように構成され得る可動集光レンズでもよい。可動集光レンズは、磁性を持つように構成されてもよい。集光レンズ２１０は、回転防止集光レンズでもよく、及び／又はそれは可動であってもよい。

[0052] ソース変換ユニット２２０は、像形成要素アレイ、収差補償器アレイ、ビーム制限アパーチャアレイ、及び事前屈曲マイクロ偏向器アレイを含み得る。事前屈曲マイクロ偏向器アレイは、ビーム制限アパーチャアレイ、像形成要素アレイ、及び収差補償器アレイに垂直に入るように、一次電子ビーム２０２の複数の一次サブビーム２１１、２１２、２１３を偏向させ得る。この配置では、像形成要素アレイは、マルチビームパスにおいて複数のサブビーム、すなわち一次サブビーム２１１、２１２、２１３を発生させるためのマルチビームアレイとして機能し得る。像形成アレイは、一次電子ビーム２０２の複数の一次サブビーム２１１、２１２、２１３に影響を与えるため、及び一次ビームクロスオーバー２０３の複数の平行像（虚像又は実像）を形成するために、マイクロ偏向器、マイクロレンズ（又は両者の組み合わせ）などの複数の電子ビームマニピュレータを含み得る（一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３のそれぞれに対して１つずつ）。収差補償器アレイは、像面湾曲補償器アレイ（図示せず）、及び非点収差補償器アレイ（図示せず）を含み得る。像面湾曲補償器アレイは、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の像面湾曲収差を補償するための複数のマイクロレンズを含み得る。非点収差補償器アレイは、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の非点収差を補償するための複数のマイクロ非点収差補正装置を含んでもよい。ビーム制限アパーチャアレイは、個々の一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の直径を制限するように構成され得る。図２は、一例として３つの一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３を示すが、ソース変換ユニット２２０は、任意の数の一次サブビームを形成するように構成され得ることが理解されるものとする。コントローラ５０は、ソース変換ユニット２２０、電子検出デバイス２４０、一次投影装置２３０、又は電動ステージ２０９などの図１の荷電粒子ビーム検査装置１００の様々な部分に接続され得る。以下により詳細に説明するように、コントローラ５０は、様々な画像及び信号処理機能を行い得る。コントローラ５０は、荷電粒子マルチビーム装置を含む荷電粒子ビーム検査装置の動作を制御するための様々な制御信号を生成することもできる。

[0053] 集光レンズ２１０はさらに、集光レンズ２１０の集束力を異ならせることによって、ソース変換ユニット２２０のダウンビームで一次サブビーム２１１、２１２、２１３の電流を調整するように構成され得る。代替的又は追加的に、一次サブビーム２１１、２１２、２１３の電流は、個々の一次サブビームに対応するビーム制限アパーチャアレイ内のビーム制限アパーチャの半径方向サイズを変えることによって変更され得る。電流は、ビーム制限アパーチャの半径方向サイズ、及び集光レンズ２１０の集束力の両方を変えることによって変更され得る。集光レンズが可動であり、及び磁性を持つ場合、回転角度を有してソース変換ユニット２２０を照明するオフアクシスサブビーム２１２及び２１３が生じ得る。回転角度は、集束力又は可動集光レンズの第１の主平面の位置と共に変化する。回転防止集光レンズである集光レンズ２１０は、集光レンズ２１０の集束力が変化する間に、回転角度が不変のままであるように構成され得る。可動でもある、このような集光レンズ２１０は、集光レンズ２１０の集束力及びそれの第１の主平面の位置が変化するときに、回転角度を変化させないことが可能である。

[0054] 対物レンズ２３１は、検査のためにサンプル２０８上にサブビーム２１１、２１２、及び２１３を集束させるように構成することができ、サンプル２０８の表面に３つのプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を形成することができる。

[0055] ビームセパレータ２３３は、例えば、静電双極子場及び磁気双極子場（図２では図示せず）を生成する静電偏向器を含むウィーンフィルタでもよい。動作時には、ビームセパレータ２３３は、静電双極子場によって、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の個々の電子に対して静電力をかけるように構成され得る。この静電力は、ビームセパレータ２３３の磁気双極子場によって個々の電子にかかる磁力に対して、大きさは等しいが、方向は反対方向である。したがって、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３は、少なくとも実質的にゼロの偏向角度で、ビームセパレータ２３３を少なくとも実質的に真っすぐに通過し得る。

[0056] 偏向走査ユニット２３２は、動作時に、サンプル２０８の表面の一セクションの個々の走査エリアにわたってプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を走査するために、一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３を偏向させるように構成される。サンプル２０８上への一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３又はプローブスポット２２１、２２２、及び２２３の入射に応答して、二次電子及び後方散乱電子を含む電子が、サンプル２０８から発生する。二次電子は、３つの二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３において伝搬する。二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３は、一般的に、（５０ｅＶ以下の電子エネルギーを有する）二次電子を有し、（５０ｅＶと一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の着地エネルギーとの間の電子エネルギーを有する）後方散乱電子の少なくとも一部も有し得る。ビームセパレータ２３３は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３のパスを二次投影装置２５０に向けて偏向させるように配置される。続いて、二次投影装置２５０は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３のパスを電子検出デバイス２４０の複数の検出領域２４１、２４２、及び２４３上に集束させる。検出領域は、対応する二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を検出するように配置された別個の検出要素２４１、２４２、及び２４３でもよい。検出領域は、対応する信号を生成し、これらの信号は、例えば、サンプル２０８の対応する走査エリアの画像を構築するために、コントローラ５０又は信号処理システム（図示せず）に送られる。

[0057] 検出要素２４１、２４２、及び２４３は、対応する二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を検出することができる。検出要素２４１、２４２、及び２４３への二次電子ビームの入射時に、要素は、対応する強度信号出力（図示せず）を生成し得る。出力は、画像処理システム（例えば、コントローラ５０）に向けられ得る。各検出要素２４１、２４２、及び２４３は、１つ又は複数のピクセルを含み得る。検出要素の強度信号出力は、検出要素内のすべてのピクセルによって生成された信号の合計でもよい。

[0058] コントローラ５０は、画像取得器（図示せず）及びストレージデバイス（図示せず）を含む画像処理システムを含み得る。例えば、コントローラは、プロセッサ、コンピュータ、サーバ、メインフレームホスト、端末、パーソナルコンピュータ、任意の種類のモバイルコンピューティングデバイスなど、又はそれらの組み合わせを含み得る。画像取得器は、コントローラの処理機能の少なくとも一部を含み得る。したがって、画像取得器は、少なくとも１つ又は複数のプロセッサを含み得る。画像取得器は、数ある中でも特に、導電体、光ファイバケーブル、ポータブル記憶媒体、ＩＲ、Bluetooth、インターネット、ワイヤレスネットワーク、ワイヤレス無線機、又はこれらの組み合わせなどの信号通信を可能にする装置４０の電子検出デバイス２４０に通信可能に結合され得る。画像取得器は、電子検出デバイス２４０から信号を受信し、信号に含まれるデータを処理し、そこから画像を構築することができる。したがって、画像取得器は、サンプル２０８の画像を取得することができる。画像取得器は、輪郭の生成、及び取得画像へのインジケータの重畳などの様々な後処理機能を行うこともできる。画像取得器は、取得画像の明度及びコントラストなどの調整を行うように構成され得る。ストレージは、ハードディスク、フラッシュドライブ、クラウドストレージ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他のタイプのコンピュータ可読メモリなどの記憶媒体でもよい。ストレージは、画像取得器と結合されてもよく、走査された生の画像データをオリジナルの画像として保存したり、後処理された画像を保存したりするために使用することができる。

[0059] 画像取得器は、電子検出デバイス２４０から受信された撮像信号に基づいてサンプルの１つ又は複数の画像を取得することができる。撮像信号は、荷電粒子撮像を実施するための走査動作に対応し得る。取得画像は、複数の撮像エリアを含む単一の画像であり得る。単一の画像は、ストレージに保存することができる。単一の画像は、複数の領域に分割され得るオリジナルの画像であり得る。各領域は、サンプル２０８の特徴を含む１つの撮像エリアを含み得る。取得画像は、ある期間にわたって複数回サンプリングされたサンプル２０８の単一の撮像エリアの複数の画像を含み得る。複数の画像は、ストレージに保存することができる。コントローラ５０は、サンプル２０８の同じ場所の複数の画像を用いて画像処理ステップを行うように構成され得る。

[0060] コントローラ５０は、検出された二次電子の分布を得るために、測定回路（例えば、アナログ－デジタル変換器）を含み得る。検出時間窓の間に収集された電子分布データは、サンプル表面に入射した一次サブビーム２１１、２１２、及び２１３の各々の対応する走査パスデータと組み合わせて、検査中のサンプル構造の画像を再構築するために使用することができる。再構築された画像は、サンプル２０８の内部又は外部の構造の様々なフィーチャを明らかにするために使用することができる。したがって、再構築された画像は、サンプルに存在し得るいかなる欠陥も明らかにするために使用することができる。

[0061] コントローラ５０は、サンプル２０８の検査中にサンプル２０８を移動させるように電動ステージ２０９を制御することができる。コントローラ５０は、電動ステージ２０９が、少なくともサンプルの検査中に、好ましくは継続的に、例えば、一定の速度で、ある方向にサンプル２０８を移動させることを可能にし得る。コントローラ５０は、電動ステージ２０９が、様々なパラメータに依存するサンプル２０８の移動の速度を変えるように、電動ステージ２０９の移動を制御することができる。例えば、コントローラは、走査プロセスの検査ステップの特性に応じて、ステージ速度（その方向を含む）を制御することができる。

[0062] 図２は、装置４０が３つの一次電子サブビームを使用することを示しているが、装置４０は、２つ以上の数の一次電子サブビームを使用し得ることが理解される。本開示は、装置４０で使用される一次電子ビームの数を限定しない。

[0063] ここで図３を参照すると、図３は、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置のソース変換ユニットの例示的な構成を示す例示的なマルチビーム装置の概略図である。装置３００は、電子源３０１、プレサブビーム形成アパーチャアレイ３７２、集光レンズ３１０（図２の集光レンズ２１０に類似）、ソース変換ユニット３２０、対物レンズ３３１（図２の対物レンズ２３１に類似）、及びサンプル３０８（図２のサンプル２０８に類似）を含み得る。電子源３０１、プレサブビーム形成アパーチャアレイ３７２、集光レンズ３１０は、装置３００によって包含される照明装置のコンポーネントであり得る。ソース変換ユニット３２０、対物レンズ３３１は、装置３００によって包含される投影装置のコンポーネントであり得る。ソース変換ユニット３２０は、図２のソース変換ユニット２２０に類似してもよく、ソース変換ユニット３２０では、図２の像形成要素アレイは、像形成要素アレイ３２２であり、図２の収差補償器アレイは、収差補償器アレイ３２４であり、図２のビーム制限アパーチャアレイは、ビーム制限アパーチャアレイ３２１であり、図２の事前屈曲マイクロ偏向器アレイは、事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３である。電子源３０１、プレサブビーム形成アパーチャアレイ３７２、集光レンズ３１０、ソース変換ユニット３２０、及び対物レンズ３３１は、装置の一次電子光軸３０４とアライメントされる。電子源３０１は、概ね一次電子光軸３０４に沿って、及びソースクロスオーバー（虚像又は実像）３０１Ｓを有する一次電子ビーム３０２を発生させる。プレサブビーム形成アパーチャアレイ３７２は、結果として生じるクーロン効果を低減するために、一次電子ビーム３０２の周辺電子をカットする。クーロン効果は、異なるサブビームパスの電子間の相互作用による、サブビームに対する収差の原因である。一次電子ビーム３０２は、プレサブビーム形成機構のプレサブビーム形成アパーチャアレイ３７２によって、指定された数のサブビーム（３つのサブビーム３１１、３１２、及び３１３など）に削減され得る。３つのサブビーム及びそれらのパスが、前述及び以下の説明で参照されるが、この説明は、任意の数のサブビームを用いた装置、ツール、又はシステムへの適用を意図したものであることが理解されるものとする。

[0064] ソース変換ユニット３２０は、一次電子ビーム３０２のサブビーム３１１、３１２、及び３１３を制限するように構成されたビーム制限アパーチャを備えたビームレット制限アパーチャアレイ３２１を含み得る。ソース変換ユニット３２０は、像形成マイクロ偏向器３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３を備えた像形成要素アレイ３２２も含み得る。各サブビームのパスに関連付けられたそれぞれのマイクロ偏向器が存在する。マイクロ偏向器３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３は、サブビーム３１１、３１２、及び３１３のパスを電子光軸３０４に向けて偏向させるように構成される。偏向されたサブビーム３１１、３１２、及び３１３は、ソースクロスオーバー３０１Ｓの虚像を形成する。虚像は、対物レンズ３３１によってサンプル３０８上に投影され、及びサンプル上にプローブスポットを形成し、これらのプローブスポットは、３つのプローブスポット３９１、３９２、及び３９３である。各プローブスポットは、サンプル表面上のサブビームパスの入射場所に対応する。ソース変換ユニット３２０は、各サブビームの収差を補償するように構成された収差補償器アレイ３２４をさらに含み得る。各サブビームの収差は、一般的に、サンプル表面上に形成されるプローブスポット３９１、３９２、及び３９３上に存在する。収差補償器アレイ３２４は、マイクロレンズを備えた像面湾曲補償器アレイ（図示せず）を含み得る。像面湾曲補償器及びマイクロレンズは、プローブスポット３９１、３９２、及び３９３において顕著な像面湾曲収差に関してサブビームを補償するように構成される。収差補償器アレイ３２４は、マイクロ非点収差補正装置を備えた非点収差補償器アレイ（図示せず）を含み得る。マイクロ非点収差補正装置は、そうでなければプローブスポット３９１、３９２、及び３９３に存在する非点収差を補償するためにサブビームに対して作用するように制御される。

[0065] ソース変換ユニット３２０は、サブビーム３１１、３１２、及び３１３をそれぞれ屈曲させる事前屈曲マイクロ偏向器３２３＿１、３２３＿２、及び３２３＿３を備えた事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３をさらに含み得る。事前屈曲マイクロ偏向器３２３＿１、３２３＿２、及び３２３＿３は、サブビームのパスをビームレット制限アパーチャアレイ３２１上へと屈曲させることができる。ビームレット制限アパーチャアレイ３２１への入射のサブビームパスは、ビームレット制限アパーチャアレイ３２１の配向平面に対して直角となり得る。集光レンズ３１０は、サブビームのパスをビームレット制限アパーチャアレイ３２１上へと誘導し得る。集光レンズ３１０は、一次電子光軸３０４に沿って平行ビームとなるように、３つのサブビーム３１１、３１２、及び３１３を集束させることができ、したがって、このサブビームは、ソース変換ユニット３２０に垂直に入射し、ソース変換ユニット３２０は、ビームレット制限アパーチャアレイ３２１に対応し得る。

[0066] 像形成要素アレイ３２２、収差補償器アレイ３２４、及び事前屈曲マイクロ偏向器アレイ３２３は、サブビーム操作デバイスの複数の層を含んでもよく、サブビーム操作デバイスの幾つかは、形式又はアレイでもよい（例えば、マイクロ偏向器、マイクロレンズ、又はマイクロ非点収差補正装置）。

[0067] ソース変換ユニット３２０では、一次電子ビーム３０２のサブビーム３１１、３１２、及び３１３は、一次電子光軸３０４に向けて、それぞれ像形成要素アレイ３２２のマイクロ偏向器３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３によって偏向される。サブビーム３１１のパスは、マイクロ偏向器３２２＿１に到達する前に既に電子光軸３０４と対応し得るため、サブビーム３１１のパスは、マイクロ偏向器３２２＿１によって偏向されなくてもよいことが理解されるものとする。

[0068] 対物レンズ３３１は、サブビームをサンプル３０８の表面上に集束させ、すなわち、対物レンズ３３１は、３つの虚像をサンプル表面上に投影する。３つのサブビーム３１１～３１３によってサンプル表面上に形成された３つの像は、サンプル表面上に３つのプローブスポット３９１、３９２、及び３９３を形成する。サブビーム３１１～３１３の偏向角度は、３つのプローブスポット３９１～３９３のオフアクシス収差を低減するように、対物レンズ３１１によって調整される。３つの偏向されたサブビームは、結果として、対物レンズ３３１の前側焦点を通過し、又は対物レンズ３３１の前側焦点に近づく。

[0069] 図２及び図３の上記のコンポーネントの少なくとも幾つかは、それらが、１つ又は複数の荷電粒子ビーム又はサブビームを操作するため、個々に、又は互いに組み合わせて、マニピュレータアレイ、又はマニピュレータと呼ばれることがある。

[0070] 上記のマルチビーム検査ツールは、単一の荷電粒子源を備えたマルチビーム荷電粒子光学装置を含む。荷電粒子光学装置は、照明装置及び投影装置を含む。照明装置は、ソースの電子ビームから荷電粒子マルチビームを発生させることができる。投影装置は、サンプルに向けて荷電粒子マルチビームを投影する。サンプル表面の少なくとも一部は、荷電粒子マルチビームで走査され得る。

[0071] 実施形態は、荷電粒子の照明装置及び／又は投影装置で使用するためのレンズの新しい設計を提供する。レンズは、荷電粒子ビーム又はサブビームを集束させること、又はデフォーカスさせることによって、ビームを操作することができる。

[0072] 実施形態によるレンズは、レンズアレイでの使用に特に適している。レンズは、コンパクトな設計を有するため、アレイ内のレンズは、互いの近くに位置し得る。ある実施形態によるレンズアレイでは、各レンズによって操作される荷電粒子ビームは、荷電粒子マルチビームのサブビームでもよい。

[0073] 実施形態による各レンズは、マニピュレータレンズデバイス及び／又はマイクロレンズと呼ばれることがある。

[0074] 図４は、第１の実施形態による、レンズ設計の断面を示す。断面は、レンズを通る荷電粒子ビームのパスを含む平面内にある。一般的に、ビームパスは、紙面の上から下へ向かう。

[0075] レンズは、基板で構成され得る。レンズは、半導体基板の少なくとも２つの層に形成され得る。しかしながら、以下により詳細に説明するように、レンズは、半導体基板の少なくとも４つの層に形成されてもよい。

[0076] レンズは、内部に開口が形成される第１の構造４０１を含む。平面図では、開口は、円形でもよい。開口は、レンズを通る荷電粒子ビームのパスのためのアパーチャである。レンズは、開口を通過する荷電粒子を操作する（例えば、集束させる、又はデフォーカスさせる）ように配置される。開口を通る荷電粒子のパスは、例えば、マルチビームパスが、マルチレンズアレイのレンズに入る前に実質的にコリメートされる場合、開口の縦軸に実質的に沿ってもよく、及び／又は平行でもよい。代替的に、開口を通る荷電粒子のパスは、開口の縦軸に対してある角度を成してもよい。開口の縦軸は、レンズが使用される装置／ツールの部分の荷電粒子光軸に平行でもよい。

[0077] 第１の構造４０１は、半導体基板の複数の層を含み得る。例えば、第１の構造４０１は、半導体基板の少なくとも４つの層を含み得る。

[0078] 第１の構造４０１は、開口の第１の端部から、開口の縦軸に沿う方向に延在する開口の壁を提供する第１の表面４０４を含む。第１の表面４０４は、第１の構造４０１のアップビーム端部に存在し得る。第１の表面４０４は、１つ又は複数の電極を含む電極配置でもよい。第１の表面４０４は、接地電位を提供し得る。

[0079] 第１の構造４０１は、開口の第２の端部から、開口の縦軸に沿う方向に延在する開口の壁を提供する第２の表面４０５を含む。第２の表面４０５は、第１の構造４０１のダウンビーム端部に存在し得る。開口の第２の端部は、開口の第１の端部の反対側である。第２の表面４０５は、１つ又は複数の電極を含む電極配置でもよい。第２の表面４０５は、接地電位を提供し得る。

[0080] 第１の表面４０４及び第２の表面４０５は、同じ電位でもよく、これは、接地電位でもよく、又は接地電位とは異なる電位でもよい。代替的に、第１の表面４０４の電位は、第２の表面４０５とは異なる電位でもよい。第１の表面４０４及び第２の表面４０５は、どのような電位にあってもよく、接地電位にあることに限定されない。

[0081] レンズは、第２の構造４０２を含む。第２の構造４０２は、開口の縦軸に対して直角な平面内で、及び開口の縦軸の第１の部分に沿って、第２の構造４０２が開口を取り囲むように環状でもよい。

[0082] 第２の構造４０２は、表面４０６を含む。電極配置４０７は、第２の構造４０２の表面４０６上に設けられる。電極配置４０７は、開口の縦軸に沿う方向に延在する開口の壁を提供する。縦軸に対して直角な平面において、電極配置４０７は、開口を取り囲み、第２の構造４０２の表面は、電極配置４０７を取り囲む。

[0083] 電極配置４０７は、１つ又は複数の電極を含み得る。電極配置４０７の各電極は、第１の表面４０４の電位及び第２の表面４０５の電位の両方と異なる電位を提供し得る。第１の表面４０４及び第２の表面４０５に印加される電位とは異なる電位を電極配置４０７に印加することによって、レンズは、アインツェルレンズの既知の動作特性に従って、荷電粒子ビームを操作することができる。すなわち、アインツェルレンズとして動作する際に、第１の表面及び第２の表面は、共通電位を有し、電極配置の１つ又は複数の電極の表面は、第１の表面及び第２の表面とは異なる電位を有する。

[0084] 図４に示されるように、第２の構造４０２上の電極配置４０７は、第２の構造４０２の両端上に、開口の縦軸に対して直角な少なくとも１つの平面において延在し得る。電極配置４０７は、代替的に、第２の構造４０２の一方の端部の上にのみ延在してもよい。

[0085] 第２の構造４０２は、サポート４０３によって第１の構造４０１に物理的に取り付けられる。サポート４０３は、開口の縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の第１の部分の少なくとも一部に沿って、サポート４０３が第２の構造４０２を取り囲むように、環状であってもよい。サポート４０３は、開口の縦軸の周りで均一及び／又は対称的な、第２の構造４０２と第１の構造４０１との間の接続を提供する。

[0086] 図４に示されるように、縦軸に沿って、サポート４０３の範囲は、第２の構造４０２の表面の範囲よりも小さくてもよい。サポート４０３の長手方向中点は、第２の構造４０２の長手方向中点と同じ平面内に存在してもよい。

[0087] レンズは、第２の構造４０２上の電極配置４０７のフィードライン４０８を含む。フィードライン４０８は、開口の縦軸に対して直角な平面内に設けられてもよく、フィードライン４０８の一部又はすべてが、開口を取り囲んでもよい。フィードライン４０８は、電極配置４０７に対して少なくとも電気的に接続され、及び電極配置４０７に対して物理的に接続されることも可能である。電極配置４０７に対するフィードライン４０８の接続は、電極配置４０７の長手方向中点に存在してもよく、これは、第２の構造４０２の長手方向中点であってもよい。フィードライン４０８は、縦軸に対して直角な平面内でサポート４０３を通って第２の構造４０２内へと入ることによって電極配置４０７に接続してもよい。

[0088] 第１の構造４０１の第１の表面４０４は、開口の縦軸に対して直角な平面内で、及び開口の縦軸の少なくとも第２の部分に沿って、開口を取り囲む。

[0089] 第１の構造４０１の第２の表面４０５は、開口の縦軸に対して直角な平面内で、及び開口の縦軸の少なくとも第３の部分に沿って、開口を取り囲む。

[0090] 開口の縦軸に沿って、第２の構造４０２の表面上の電極配置４０７は、第１の構造４０１の第１の表面と第２の表面との間に配置される。

[0091] 第２の構造４０２の表面上の電極配置４０７は、開口の縦軸と平行な方向において、第１の構造４０１の第１の表面４０４から分離される。したがって、電極配置４０７と第１の構造４０１の第１の表面４０４との間に第１のギャップが存在する。例えばビームパスに対して直角なギャップの表面は、互いに対向する電極配置４０７の表面及び第１の構造の第２の表面４０４を提供し得る。

[0092] 第２の構造４０２の表面上の電極配置４０７は、開口の縦軸と平行な方向において、第１の構造４０１の第２の表面から分離される。したがって、電極配置４０７と第１の構造４０１の第２の表面との間に第２のギャップが存在する。例えばビームパスに対して直角なギャップの表面は、電極配置４０７の表面及び第１の構造４０１の第２の表面４０５を提供し得る。

[0093] 第２の構造４０２上の電極配置４０７は、少なくとも第１のギャップ及び第２のギャップにより、第１の表面及び第２の表面から物理的に分離される。第１のギャップ及び第２のギャップのそれぞれの長さは、レンズが意図された動作条件下で使用されたときに、第２の構造４０２上の電極配置４０７が第１の表面及び第２の表面から電気的に分離されるように決定される。すなわち、電極配置４０７は、電気絶縁サポートを介して第１の構造４０１などのレンズ配置の他の導電体に接続される。

[0094] レンズは、開口の縦軸を中心に実質的に対称的でもよい。

[0095] レンズの全体的構造は、アインツェルレンズのものである。このようなアインツェルレンズでは、アップビーム電極及びダウンビーム電極は、実質的に同じ電位を有し、中間電極は、異なる電位を有する。このような電位差は、ビームが実質的に同じエネルギー又は速度を有してアインツェルレンズから出て離れることを可能にし、及び中間電極がビームに対する集束効果を達成することを可能にする。したがって、第２の構造４０２上の電極配置４０７と、第１の構造４０１の第１の表面及び第２の表面との間の電位差は、開口を通過する荷電粒子に対する集束効果を有し得る。

[0096] 第２の構造４０２は、サポート４０３によって第１の構造４０１に接続され、サポート４０３は、電気絶縁体でもよい。具体的には、サポート４０３は、誘電体でもよい。したがって、第２の構造４０２は、サポート４０３によって第１の構造４０１から電気的に絶縁される。

[0097] 第２の構造４０２は、基板の表面上に設けられた第２の構造４０２の電極配置４０７を備えた基板を含む本体と見なすことができる。

[0098] レンズは、第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分を含むと見なすことができる。第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分は、図４に示されるように、フィードラインを含む平面の上及び下にあるとそれぞれ定義される。したがって、開口の縦軸に対して直角であり、及び実質的にフィードライン４０８の長手方向位置に存在する平面の一方の側の第１のレンズ部分。第１のレンズ部分は、フィードライン４０８を含まなくてもよく、フィードライン４０８の少なくとも一部を含んでもよく、又はフィードライン４０８のすべてを含んでもよい。第２のレンズ部分は、第１のレンズ部分に対して上記平面の反対側に存在する。第２のレンズ部分は、フィードライン４０８を含まなくてもよく、フィードライン４０８の少なくとも一部を含んでもよく、又はフィードライン４０８のすべてを含んでもよい。

[0099] レンズを製造する方法は、レンズの第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分を別々に製造し、その後、レンズを形成するために第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分を互いに接着させることである。

[00100] 第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分のそれぞれは、互いに実質的に同一でもよい。しかしながら、実施形態は、第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分が互いに異なるレンズ設計も含む。これらのレンズ部分は、フィードラインのアップビーム及びダウンビームで非対称でもよい。レンズは、フィードライン４０８に対して非対称でもよい。

[00101] 第１の部分及び送信部分は、既知の半導体製造プロセスを使用して、基板の１つ又は複数の層において製造されてもよい。

[00102] 第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分は、幾つかの既知の技術の何れかを用いて互いに接着されてもよい。有利に、図４は、図示及び説明したように、ビームレットパスの周りに回転対称電界を動作時に発生させるように構成及び配置された電極配置４０７及びサポート４０３の開示ジオメトリを有するレンズを提供する。

[00103] 図５は、第１の実施形態のより詳細な説明又は代替実装形態による、第１のレンズ部分を示す。図５のレンズ設計では、第２の構造４０２及び第２の構造４０２と同じ平面内の第１の構造４０１の基板要素４０９が、基板の第１の１つ又は複数の層のセットである、基板の同じ１つ又は複数の層から作られてもよい。第２の構造４０２とは異なる平面内にある第１の構造４０１の基板要素４１０は、基板の第２の１つ又は複数の層のセットから作られてもよい。第１の表面４０４は、第１の層のセットと第２の層のセットとの間の境界で、第１の構造４０１内に延在する電極を含み得る。部分４１０は、レンズの入口電極４０４を提供し得る。

[00104] 第２のレンズ部分は、第１のレンズ部分と実質的に同じでもよい。第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分は、フィードラインの両側にあってもよい。ある配置では、第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分は、フィードラインを中心に互いの実質的な鏡像でもよい。第１の実施形態の本実装形態によるレンズは、第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分を互いに接着することによって作られてもよい。第２のレンズ部分は、第２のレンズ部分の第２の構造４０２とは異なる平面内にある、対応する基板要素４１０を特徴とし得る。基板要素４１０は、基板を含み得る。第２のレンズ部分の基板要素４１０は、動作時に、レンズの出口電極である電極を提供する第１の表面４０４を有し得る。

[00105] 図６は、第１の実施形態の本実装形態によるレンズの断面を示す概略平面図である。断面は、開口の縦軸に対して直角であり、及びフィードライン４０８に存在する平面内にある。断面内で、電極配置４０７が開口を完全に取り囲むことが明らかである。第２の構造４０２は、電極配置４０７を取り囲む。サポート４０３は、第２の構造４０２を取り囲む。第１の構造４０１は、サポート４０３を取り囲む。

[00106] 本実施形態によるレンズ設計は、幾つかの有利な特性を持つ。

[00107] 第１の表面４０４、第２の表面４０５、及び第２の構造４０２上の電極配置４０７は、縦軸の周りで回転均一／対称である。これらは、開口内の荷電粒子が主に影響を受けるレンズの主な露出面である。したがって、レンズの開口中を移動する荷電粒子は、本質的に、非対称レンズ設計に起因する非対称な様式で操作されない。

[00108] サポート４０３を提供する絶縁体は、第２の構造４０２を第１の構造４０１から電気的に絶縁する。ある配置では、第１の構造４０１は、基板本体４０９及び入口本体４１０を含んでもよい。サポート４０３は、第２の構造４０２を電気的に絶縁するが、基板本体４０９に対して第２の構造４０２を機械的に接続し得る。絶縁体（これは、誘電体でもよい）の使用に伴う問題は、絶縁体の表面上に電荷が蓄積され得ることである。これは、レンズを通る荷電粒子のパスに影響を与え得る。

[00109] クリープ長は、互いに対して電位差を有する２つの電極表面間の分離表面（絶縁表面など）にわたる距離と定義することができる。電極表面が互いに電気的に分離されるためには、電極表面は、少なくとも最低限必要なクリープ長分だけ互いから分離される必要がある。電極表面が、少なくとも最低限必要なクリープ長分だけ互いから分離されない場合、電流のリークフローが、一方の電極表面から分離表面を横断して他方の電極表面へと流れ得る。最低限必要なクリープ長は、電極表面間の電位差に依存し得る。したがって、隣接する電極表面間の実際のクリープ長が、電極表面間に印加され得る電位差を制限し得る。したがって、クリープ長は、サポート４０３の半径方向寸法を決定し得る。第２の構造４０２と基板本体４０９との間のギャップの半径方向寸法は、少なくとも部分的に、サポート４０３より上側の第２の構造４０２と基板本体との間の真空ギャップの特性によって決定され得る。真空ギャップは、クリープ長とは異なる半径方向寸法要件を有する。真空ギャップは、望ましくは、基板本体４０９と第２の構造との間の動作電位差が破壊電圧又は電界を超えないように、半径方向に必要な大きさにされる。ある特定の寸法のギャップに関して、動作電位差が破壊電圧を超えた場合、基板本体４０９と第２の構造４０２との間の放電のリスクがある。

[00110] 実施形態によるレンズ設計は、幾つかの直角にアライメントされた分離表面（例えば、水平にアライメントされた分離表面及び垂直にアライメントされた分離表面の両方）を用いて電極の表面（例えば、表面４０７及び４０４）を分離するジオメトリを有し得る。有利なことに、これは、隣接する電極の表面間で比較的長いクリープ長が達成されることを可能にする。したがって、クリープ長は、隣接する電極表面が、比較的大きな電位差で動作することを可能にする。図４及び図５に示される配置では、クリープ長要件を有する図示された唯一の表面は、半径方向表面であることに留意されたい。この表面は、第２の構造４０２と基板要素４０９との間に延在する真空ギャップを有するサポート４０３の表面であるだろう。

[00111] 実施形態によるレンズ設計のジオメトリは、開口中を移動する荷電粒子に対する絶縁体の露出面の影響も減少させることができる。サポート４０３よりも大きな第２の構造４０２の長手方向範囲により、絶縁体は、開口中を移動する電子ビームから実質的にシールドされる。第２の構造４０２は、絶縁体と開口との間の荷電粒子の見通し経路を防止し得る。第２の構造４０２は、絶縁サポート４０３よりも大きい長手方向長さを有する。

[00112] レンズは、第２の構造４０２の実質的に長手方向中点に存在し得るフィードライン４０８を含む。電極配置４０７に対するフィードライン４０８の接続は、完全に電極配置４０７を取り囲み得る。フィードライン４０８は、サポート４０３及び第２の構造４０２によって完全にカバーされる。これは、フィードライン４０８が開口中を移動する荷電粒子に直接影響を与えることを防止する。有利なことに、フィードライン４０８を設けるこのやり方は、レンズの露出面の構造の軸を中心とした対称性を壊さない。

[00113] レンズ設計は、コンパクトであり、レンズの密アレイ、すなわち密レンズアレイでの使用にも適する。このようなレンズは、アレイが例えば層としての複数の基板に含まれるように、共通基板でもよい。したがって、特定のサイズのレンズアレイを埋めるために、より多くのレンズを使用することができる。ビーム配置は、六方最密などの密実装構造を有し得る。アレイ内のレンズ間のピッチは、既知のレンズ設計の場合よりも小さくなり得る。

[00114] レンズアレイは、複数のレンズを含む。アレイ内の各レンズは、荷電粒子マルチビームの異なるサブビームを集束させるように配置され得る。アレイ内のレンズの開口のすべての縦軸が、互いに実質的に平行でもよい。マルチビームのすべてのサブビームがコリメートされてもよく、開口の縦軸に沿う、又は開口の縦軸と平行な各サブビームのパス。しかしながら、実施形態は、マルチビーム内のサブビームが、発散又は収束すること、及びサブビームのパスの幾つか又はすべてが対応する開口の縦軸に対して角度を成すことも含む。

[00115] レンズアレイ内のすべてのレンズの１つ又は複数の層は、基板の同じ対応する１つ又は複数の層に形成されてもよい。

[00116] 図７は、レンズアレイの断面を示す。図７は、レンズアレイの２つのレンズを示し、各レンズは、第１の実施形態によるレンズである。断面は、レンズを通る荷電粒子のパスを含む平面内にある。レンズ設計は、比較的小さい隣接するレンズ間のピッチ、すなわち間隔を可能にする。したがって、密レンズアレイを提供することができる。

[00117] アレイ内の各レンズが、レンズの開口が形成される第１の構造４０１の部分によって、アレイ内のすべての隣接するレンズから分離されるように、アレイ内の各レンズの開口は、第１の構造４０１の部分によって完全に取り囲まれ、或いは取り巻かれる。有利なことに、これは、隣接するサブビーム間で生じる潜在的クロストークを実質的に減少させ、又は防止する。

[00118] 電極配置４０７は、例えば金から作られてもよい。金を使用する利点は、スパッタリングが容易であり、空気中で酸化しない点である。

[00119] 第２の構造４０２は、例えば、シリコン、ＳｉＣ、Ｇｅ、他のＩＶ族半導体、又は他の既知の基板材料から作られてもよい。

[00120] サポート４０３は、例えば、二酸化ケイ素、又は任意の他の絶縁材料から作られてもよい。

[00121] 第１の構造４０１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ、Ｇｅ、他のＩＶ族半導体、又は他の既知の基板材料から作られてもよい。

[00122] フィードライン４０８は、例えばアルミニウムから作られてもよい。

[00123] 図７の実施形態では、寸法「ａ」は、約３０μｍでもよい。寸法「ａ」は、ビームパスの方向における第１のギャップの寸法に対応する。寸法「ａ」は、ビームパスに対して直角な平面内のサポートの半径方向幅にも対応し得るが、サポートの半径方向幅は、異なる半径方向幅を有することも可能である。荷電粒子ビームのパスに対して直角な平面内の第２の構造４０２の幅である寸法「ｂ」は、約１０～１５μｍでもよい。開口の幅又は直径である寸法「ｃ」は、約１４０μｍでもよい。隣接するレンズ間の最短分離である寸法「ｄ」は、約１５μｍでもよく、寸法「ｗ」は、基板の厚さである。これは、約２５０μｍ～３００μｍでもよい。すべての基板は、同じ厚さを有し得る。代替的に、基板の幾つかは、異なる厚さを有してもよい。

[00124] 上記の寸法は、概算であり、実施形態は、上記の値の±２０％の範囲内、又はより大きな範囲内の寸法を含み得る。寸法「ｂ」及び「ｄ」の最小値は、製造プロセスの限界によって制限され得る。寸法「ｃ」は、レンズの性能要件によって制限され得る。一般的に言えば、ある特定の値より下に「ｃ」を減少させることにより、収差の増加がもたらされる。寸法「ａ」の最小値は、例えば最小クリープ長及び／又はフラッシュオーバーを回避するための最小寸法の観点から、レンズの動作要件によって制限され得る。例えば、第１のギャップが１０００Ｖの電位差に耐えることを必要とされる場合、寸法「ａ」の最小値は、４５μｍでもよい。しかしながら、第１のギャップが１００Ｖの電位差に耐えることを必要とされる場合、寸法「ａ」の最小値は、３μｍでもよく、寸法「ａ」の値は、真空フラッシュオーバーによって制限される。

[00125] 隣接するレンズ間のピッチは、意図されたビームパスに対して直角でもよい、開口の縦軸間の各レンズの平面内の分離である。ピッチに対する寸法寄与は、ａ、ｂ、及びｃを含む。隣接するレンズのそれぞれの電極配置及び関連の絶縁がピッチに寄与する。したがって、寸法寄与ａ及びｂは、ピッチを決定する際に、２度考慮されるべきである。ある実施形態では、最小ピッチは、
ｐ＝２ａ＋２ｂ＋ｃ＋ｄ＝約２３５μｍ～２４５μｍ
の範囲内である。

[00126] 図８は、第２の実施形態によるレンズを含む別のレンズアレイを示す。第２の実施形態によるレンズの設計は、第２の実施形態によるレンズがレンズアレイに形成されるときに、各レンズの開口が第１の構造４０１の部分によって完全に取り囲まれない点で、第１の実施形態によるレンズの設計とは異なる。レンズアレイ内の隣接するレンズに関して、各レンズの第１のギャップは、第１のチャネル８０１によって構成される。第１のチャネル８０１は、第１の構造４０１内で、隣接するレンズ間に、及びレンズ軸に対して実質的に直角に延在する。第１のチャネル８０１は、上部チャネル表面８０３及び下部チャネル表面を有してもよい。下部チャネル表面は、上部チャネル表面８０３に対向してもよい。下部チャネル表面は、隣り合う電極の半径方向被覆部分８０５と、半径方向被覆部分８０５と接する非被覆半径方向部分８０７とを含み得る第２の構造４０２の半径方向表面を含んでもよい。隣り合う電極間には、上部チャネル表面８０３に対向するサポートの表面であるサポート表面８０８がある。隣接するレンズのそれぞれの第１の表面４０４が、動作時に印加される共通電位を有するように、上部チャネル表面８０３は、レンズ間のチャネルを通って延在し得る。しかしながら、隣接するレンズのそれぞれの第２の構造４０２上の電極配置４０７は、互いに電気的に分離され得る。

[00127] 同様に、レンズアレイ内の上記隣接するレンズに関して、各レンズの第２のギャップは、第１の構造４０１内で、隣接するレンズ間に延在する第２のチャネル８０２によって構成され得る。第２のチャネル８０２は、第１の構造４０１内で、隣接するレンズ間に、及びレンズ軸に対して実質的に直角に延在する。第２のチャネル８０２は、上部チャネル表面及び下部チャネル表面８０４を有してもよい。隣接するレンズのそれぞれの第２の表面４０５が、動作時に印加される共通電位を有するように、下部チャネル表面８０４は、レンズ間のチャネルを通って延在し得る。

[00128] 上記の違いに対するすべての他の態様において、第２の実施形態のレンズ設計は、第１の実施形態のレンズ設計と実質的に同じでもよい。

[00129] 図８には示されないが、第１のチャネル及び第２のチャネルが線形ではなく、及び／又は突出によって減少したチャネル幅を有するように、レンズアレイは、隣接するレンズ間で第１の構造４０１において突出も含み得る。突出は、実質的に、図１１を参照して以下に説明され、図１１において参照符号１１１１及び１１１３によって示されるようなものでもよい。

[00130] 第２の実施形態によるレンズを含むレンズアレイの利点は、レンズアレイ内の隣接するレンズ間のピッチが、第１の実施形態によるレンズを含むレンズアレイのピッチよりも小さくてもよい点である。したがって、レンズアレイは、より密でもよい。

[00131] レンズ設計の寸法は、実質的に、図７に関して提供された通りでもよい。しかしながら、第２の実施形態のレンズ設計により、ピッチｐは、
ｐ＝ａ＋２ｂ＋ｃ＝約１９０μｍ～２００μｍ
にまで減少させることができる。

[00132] 図９は、第３の実施形態によるレンズ設計を示す。第３の実施形態によるレンズ設計は、第２の構造４０２のサポート４０３に対応する構造が絶縁体ではない点で、第１の実施形態のレンズ設計とは異なる。

[00133] 図９では、サポート４０３に対応する構造は、サポート部分９０５である。第２の構造４０２に対応する構造は、電極部分９０３である。第１の構造４０１、サポート部分９０５、及び電極部分９０３は、一体化構造を提供するために、すべて互いに一体であってもよい。第１の構造４０１、サポート部分９０５、及び電極部分９０３のすべては、実質的に基板を含み得る。電極部分９０３は、電気絶縁体９０１の１つ又は複数の層、及び１つ又は複数の電極配置４０７も含む。

[00134] 第３の実施形態によるレンズ設計は、全体的構造がアインツェルレンズの全体的構造でもよい点で、第１及び第２の実施形態のレンズ設計に類似する。

[00135] 電極部分９０３は、縦軸に対して直角な方向に延在する端部表面を含む。端部表面９１１は、第１の構造４０１の対向表面９１９と共に第１のギャップを部分的に定義する。電極配置４０７は、電極部分９０３の半径方向内側表面９０９上に設けられる。電極部分９０３は、半径方向外側対向表面９１３を有する。

[00136] サポート部分９０５は、電極部分９０３から半径方向外側にあり、第１の構造４０１の対向表面９１９に対向する対向表面９１５を有する。サポート部分９０５の対向表面９１５は、端部表面９１１よりも対向表面９１９第１の構造４０１から遠い。

[00137] サポート部分９０５の半径方向外側には、一体化構造内でサポート部分９０５を第１の構造４０１に接続する接続部分９０７がある。接続部分９０７は、電極部分９０３の半径方向外側表面９１３に対向する半径方向内側対向表面９１７を有する。第１の構造に接する接続部分９０７の部分は、ステムと呼ばれることがある。

[00138] 電極部分９０３は、それの表面の１つ又は複数の上に電気絶縁体９０１の層を含む。電極部分９０３の電極配置４０７は、電気絶縁体９０１の層上に設けられる。それによって、電極部分９０３の電極配置４０７は、接地電位にあってもよいサポート部分９０５と一体の電極部分９０３の部分から電気的に絶縁される。

[00139] 電気絶縁体９０１の層は、電極部分９０３の半径方向内側表面９０９の上に設けられてもよい。電気絶縁体９０１の層は、開口の縦軸に対して直角な方向において、電極部分９０３の端部表面９１１上にさらに設けられてもよい。電気絶縁体９０１の層は、電極部分９０３の半径方向外側表面９１３上にさらに設けられてもよい。

[00140] 図４を参照して上記で説明したように、レンズは、第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分を含むと見なすことができる。レンズの第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分は、図９に示されるように、フィードラインを含む平面の上及び下にあるとそれぞれ定義される。したがって、第１のレンズ部分は、開口の縦軸に対して直角であり、及び実質的にフィードラインの長手方向位置に存在する平面の一方の側に存在する。第１のレンズ部分は、フィードラインを含まなくてもよく、フィードラインの少なくとも一部を含んでもよく、又はフィードラインのすべてを含んでもよい。レンズの第２のレンズ部分は、第１のレンズ部分に対して上記平面の反対側に存在する。第２のレンズ部分は、フィードラインを含まなくてもよく、フィードラインの少なくとも一部を含んでもよく、又はフィードラインのすべてを含んでもよい。

[00141] また、電気絶縁体９０１の層がフィードラインより上にあるように、電気絶縁体９０１の層は、第１のレンズ部分の下面に沿って、又は第１のレンズ部分において、開口の縦軸に対して直角な方向にレンズ内へと延在してもよい。また、電気絶縁体９０１の層がフィードラインより下にあるように、電気絶縁体９０１の層は、第２のレンズ部分の上面に沿って、又は第２のレンズ部分において、開口の縦軸に対して直角な方向にレンズ内へと延在してもよい。それによって、図９に示されるように、フィードラインの上面及び下面のそれぞれは、電気絶縁体９０１の層によって、レンズの他の部分から電気的に分離され得る。

[00142] 第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分は、対応する配置を有する。したがって、レンズは、フィードラインを含む平面を中心に実質的に対称でもよい。

[00143] 上記の違いに対するすべての他の態様において、第３の実施形態のレンズ設計は、第１の実施形態のレンズ設計と実質的に同じでもよい。

[00144] 第１の実施形態のレンズ設計と第３の実施形態のレンズ設計の構造差の効果の１つは、開口中を移動する電子ビームから絶縁体が異なるやり方でシールドされる点である。第３の実施形態では、電気絶縁体９０１の露出面は、水平に延在する代わりに、長手方向に延在している。電気絶縁体９０１の露出面は、半径方向内側表面９０９に対して電極部分９０３の反対側に存在する。したがって、開口中を移動する荷電粒子と、電気絶縁体９０１の露出面との間の見通し経路が存在しない。

[00145] クリープ長を定義するレンズ構造の部分のジオメトリも異なる。サポート部分９０５の対向表面９１５は、接地電位にあってもよい。クリープ長は、電極部分９０３の半径方向外側表面９１３に沿った電気絶縁体９０１の露出面の全長を含むだろう。

[00146] 図１０は、第３の実施形態によるレンズを含むレンズアレイの断面を示す。図１０は、レンズアレイの２つのレンズを示し、各レンズは、第３の実施形態によるレンズである。断面は、レンズを通る荷電粒子のパスを含む平面内にある。レンズ設計は、比較的小さい隣接するレンズ間のピッチ、すなわち間隔を可能にし、したがって、密レンズアレイが提供されることを可能にする。

[00147] アレイ内の各レンズが、レンズの開口が形成される第１の構造４０１の部分によって、アレイ内のすべての隣接するレンズから分離されるように、アレイ内の各レンズの開口は、第１の構造４０１の部分によって完全に取り囲まれる。有利なことに、これは、隣接するサブビーム間で生じる潜在的クロストークを実質的に減少させ得る（防止さえ行い得る）。

[00148] 図１０では：中心軸に対して直角な平面内のレンズアレイの要素の様々な寸法を示す。寸法「ｂｘ」は、接続部分９０７の幅である。寸法ｂｘは、約１０μｍでもよい。寸法「ｄｘ」は、対向する半径方向内側対向表面９０９間のレンズの直径であり、それは、約１４０μｍでもよい。寸法「ｅｘ」は、電極部分９０３の半径方向幅であり、それは、約５μｍでもよい。寸法「ｇｘ」は、サポート部分９０５の半径方向幅であり、それは、約３０μｍでもよい。アレイ内の隣接するレンズ間のピッチｐｘは、寸法要素ｄｘ、ｅｘ、ｇｘ、及びｂｘに依存する。ある実施形態では、隣接するレンズ間の最小ピッチは、
ｐｘ＝ｄｘ＋２ｅｘ＋２ｇｘ＋ｂｘ＝約２２０μｍ
の範囲内である。

[00149] 図１１は、第４の実施形態によるレンズを含む別のレンズアレイを示す。第４の実施形態によるレンズの設計は、第４の実施形態によるレンズがレンズアレイに形成されるときに、各レンズの開口が第１の構造４０１の部分、すなわち接続部分９０７によって完全に取り囲まれない点で、第３の実施形態によるレンズの設計とは異なる。第４の実施形態では、第２の実施形態に関して上記で説明したのと類似のやり方で、隣接するレンズ間に設けられたチャネル１１０１、１１０２が存在する。したがって、レンズアレイ内の隣接するレンズに関して、各レンズの第１のギャップは、第１の構造４０１内で隣接するレンズ間に延在する第１のチャネル１１０１によって構成される。同様に、レンズアレイ内の上記隣接するレンズに関して、各レンズの第２のギャップは、第１の構造４０１内で隣接するレンズ間に延在する第２のチャネル１１０２によって構成される。

[00150] 上記の違いに対するすべての他の態様において、第４の実施形態のレンズ設計は、第３の実施形態のレンズ設計と実質的に同じでもよい。

[00151] 図１１に示されるように、レンズの各隣接対間に、第１の構造４０１は、第１の突出１１１１のセットを含んでもよく、突出１１１１が、隣接するレンズの第１のギャップ間の第１のチャネル１１０１の線形パスをブロックするように、各突出１１１１は、開口の縦軸と平行な方向に延在する。各突出１１１１は、隣接するレンズ間のチャネル１１０１と関連付けられてもよい。各突出のステムは、接続部分９０７のステムの部分と同じフィーチャを有してもよい。しかしながら、接続部分９０７の場合とは異なり、各突出の場合、半径方向内側対向表面９１７は、開口の縦軸に対して直角な端部表面との接合部で終端する。したがって、半径方向内側対向表面９１７は、第１の部分から延在し、隣接するレンズの第１のギャップ間の直線パスを塞ぐように必要な大きさにされる。半径方向内側対向表面９１７の一部は、電極部分９０３の半径方向外側表面９１３の一部と対向してもよい。

[00152] 同様に、レンズの各隣接対間に、第１の構造４０１は、第２の突出１１１３のセットを含んでもよく、第２の突出のセット内の各突出が、隣接するレンズの第２のギャップ間の第２のチャネル１１０２の線形パスをブロックし得るように、突出１１１３は、隣接するレンズ間で開口の縦軸と平行な方向に延在する。第１の突出１１１１のセットに関連付けられた類似のフィーチャが、第２の突出１１１３のセットに適用される。

[00153] 第１の突出１１１１のセット及び第２の突出１１１３のセット内の突出は、第１の表面４０４及び第２の表面４０５とそれぞれ同じ電位にあってもよい。したがって、突出は、接地されてもよい。

[00154] 第４の実施形態の代替実装形態では、第１のチャネル及び第２のチャネル内に突出は存在しない。図８に示されるチャネルなどの第１のチャネル及び第２のチャネルは、実質的に線形でもよい。

[00155] 第４の実施形態によるレンズを含むレンズアレイの利点は、レンズアレイ内の隣接するレンズ間のピッチが、第３の実施形態によるレンズを含むレンズアレイのピッチよりも小さくてもよい点である。したがって、レンズアレイは、より密でもよい。

[00156] レンズ設計の寸法は、実質的に、図１０に関して提供された通りでもよい。しかしながら、第４の実施形態のレンズ設計により、寸法「ｂｘ」は、１０μｍにまで減少させることができる。したがってしたがって、ピッチｐｘは、
ｐｘ＝ｄｘ＋２ｅｘ＋２ｇｘ＋ｂｘ＝約２１５μｍ
にまで減少させることができる。

[00157] 本実施形態によるレンズ設計は、幾つかの有利な特性を有する。

[00158] レンズの実施形態のすべては、幾つかの異なる利点のうちの１つ又は複数を提供する。具体的には、各レンズの露出面、すなわち、開口中の荷電粒子が潜在的に接触し得るレンズの表面は、縦軸の周りで回転均一／対称である。したがって、レンズの開口中を移動する荷電粒子は、本質的に、非対称レンズ設計に起因する非対称な様式で操作されない。

[00159] 各レンズ設計の構造は、開口中を移動する電子ビームから絶縁体の露出面を実質的にシールドする。

[00160] 各レンズのフィードライン４０８は、第２の構造４０２及びサポート４０３の少なくとも一部によってカバーされ、したがって、荷電粒子に直接影響を与えず、レンズの露出面の対称性を壊さない。

[00161] 実施形態によるレンズ設計は、長いクリープ長を有し得る。これは、ビームパスと少なくとも部分的に平行して、又はビームパスの方向に延在するコンポーネントと共に配向されたクリープ長によって、達成することができる。これは、隣接する電極間の比較的大きな電位差の使用を可能にし得る。クリープ長を少なくとも部分的にビームパスの方向に配向させることによって、レンズ設計の寸法の幾つかの減少、それによって、隣接するレンズ間のピッチの減少を可能にすることができる。

[00162] 各レンズは、レンズの２つの部分を別々に製造し、その後、２つの部分を互いに接着させることによって製造されてもよい。

[00163] レンズ設計は、コンパクトであり、レンズの密アレイ、すなわち密レンズアレイでの使用にも適する。実施形態によるレンズアレイは、マルチビームのすべてのサブビームを集束させるために使用することができる。

[00164] 実施形態は、上記の実施形態に対する幾つかの変更及びバリエーションを含む。

[00165] レンズ設計を提供するものとして実施形態を説明したが、レンズは、荷電粒子ビーム又はサブビームを操作するために使用することができるため、それらは、一般にマニピュレータと呼ばれることがある。実施形態によるレンズ又はレンズアレイの可能な用途は、荷電粒子ビーム又はサブビームの集束である。荷電粒子は、電子でもよい。実施形態による代替用途は、荷電粒子ビーム又はサブビームのデフォーカス、加速、又は減速を含む。

[00166] 荷電粒子に関連して実施形態を説明した。荷電粒子は、電子、又はプロトンなどの他のタイプの荷電粒子でもよい。

[00167] 実施形態によるレンズ又はレンズアレイを含むツールは、ＳＥＭだけではなく電子顕微鏡法一般及びリソグラフィを含む幾つかの異なる用途において使用することができる。

[00168] 例えば、実施形態は、実施形態によるレンズアレイを含むマルチビーム検査及び／又はメトロロジツールを含む。

[00169] 実施形態によるレンズは、半導体製造プロセスの当業者には公知であるだろう幾つかの技術を使用して作ることができる。具体的には、製造プロセスは、当業者には公知であるだろう以下のプロセス：酸化、リソグラフィ、エッチング、トレンチ充填、平坦化、Ｍｅ（例えば、金）堆積、Ｍｅスパッタリング及び接着の１つ又は複数を含み得る。

[00170] 実施形態による各レンズは、基板の４つ以上のセットを含み得る。これらの基板のセットは、別々に製造され、その後、レンズを形成するために互いに接着されてもよい。例えば、図５に示されるようなレンズの第１のレンズ部分は、電極配置４０７、第２の構造４０２、サポート４０３、及び第２の構造４０２と比べてサポート４０３の反対側にある基板を提供する、１つ又は複数の基板の第１のセットを含み得る。第１のレンズ部分は、第１の構造及び第１の表面４０４を提供する、１つ又は複数の基板の第２のセットも含み得る。レンズの第２のレンズ部分は、実質的に、フィードラインを含む平面を中心とした第１のレンズ部分の鏡像でもよい。したがって、第２のレンズ部分は、基板の２つのセットも含む。したがって、レンズは、レンズを形成するために互いに接着される基板の４つのセットを含む。別の配置では、基板の３つのセットが存在する。少なくとも２つの基板の第１のセットは、封入されたフィードライン４０８の両側に、電極配置４０７、サポート４０３、及び基板要素４０９を形成する。少なくとも１つの基板の第２のセットは、入口電極４０４のための構造を提供する。少なくとも１つの基板の第３のセットは、出口電極４０５のための構造を提供する。第２のセット及び第３のセットは、第１のセットがアセンブルされた後に第１のセットとアセンブルされてもよい。代替的に、第２のセット及び第３のセットは、第１のセットがアセンブルされる前に第１のセットの基板と接合されてもよい。

[00171] 実施形態による各レンズは、基板のスタックによって構成されてもよい。スタックは、レンズと同じ荷電粒子パス上の各レンズ以外の他の要素を含み得る。例えば、スタックは、荷電粒子パスにおけるレンズのアップビーム及び／又はダウンビームにある１つ又は複数の偏向器要素を含み得る。スペーサは、各レンズのアップビーム及び／又はダウンビーム側に設けられてもよい。各スペーサは、レンズと同じ荷電粒子パス上の別の要素からレンズを分離し得る。各スペーサは、完全に製造されたレンズに接着されてもよい。代替的に、スペーサは、レンズの第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分が互いに接着される前に、レンズの第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分のそれぞれに接着されてもよい。入口電極４０４及び出口電極４０５は、スペーサ要素と見なされ得る。

[00172] 図５に示されるレンズの第１のレンズ部分の基板の第１のセットのフィーチャは、幾つかの異なるやり方で製造されてもよい。例えば、２つのトレンチが、荷電粒子のための開口の両側のサポート４０３の場所において、基板内に作られてもよい。トレンチは、酸化物で充填されてもよい。その後、荷電粒子のための開口を提供し、各充填されたトレンチの開口側にある第２の構造４０２も形成する第３のトレンチが、２つの充填されたトレンチ間に形成されてもよい。次に、酸化物が図５に示されるようなサポート４０３に対応するように、トレンチ内の酸化物の長手方向長さを減少させるためのプロセスが行われてもよい。次に、図５に示されるように、導電層が表面上に形成されてもよい。

[00173] 実施形態によるレンズは、好ましくは、回転対称電極、好ましくは、円形回転対称電極を含む。電極が回転対称でなければ、これは、レンズを通る荷電粒子ビームの収差の程度を増大させ得る。電極のサポート構造は、回転対称でもよいが、これは必須ではない。電極のサポート構造が回転対称でない場合に、サポート構造が電極によって荷電粒子ビームからシールドされれば、収差の実質的な増加は存在しないことが可能である。ある配置では、サポートは、それがビームレットパスに対して円形回転対称性を有するように、円筒形である。ある配置では、サポート回転対称サポートは、好ましくは集束電極４０７の周辺周りの複数の等距離に間隔を空けた長手方向要素であり、２つ、３つ、４つ、又はそれより多い等距離に間隔を空けた長手方向サポート要素が存在してもよい。

[00174] ある配置では、図４、５、７、及び８の電極要素は、導電ドープシリコンでもよい。被覆される代わりに、第１の構造４０１及び第２の構造４０２は、ドープ基板を含んでもよい。

[00175] 実施形態は、上記の技術に対する幾つかの変更及びバリエーションを含む。

[00176] 実施形態全体を通して、開口の縦軸が記載される。この軸は、照明装置及び／又は投影装置を通る、並びに照明装置及び／又は投影装置から出力される荷電粒子のパスを表す荷電粒子光軸と同じでもよい。マルチビームのサブビームはすべて、荷電粒子光軸に対して実質的に平行でもよい。荷電粒子光軸は、照明装置及び／又は投影装置の機械軸と同じでもよく、又は異なってもよい。

[00177] 実施形態は、実施形態によれば、各開口の縦軸に対して角度を成す、レンズ又はアレイ内の複数のレンズのそれぞれを通る荷電粒子のビームパスも含む。すなわち、各レンズを通るビームパスは、レンズの縦軸に沿わない、又はレンズの縦軸と平行ではない。例えば、レンズアレイ内の複数のレンズは、マルチビーム内のそれぞれのサブビームを操作するようにそれぞれ配置されてもよく、マルチビーム内のサブビームは、互いに対して発散又は収束する。

[00178] 実施形態による技術を使用して、アインツェルレンズを構築することができる。しかしながら、実施形態は、２つの電極のみを備えたマニピュレータなどの他のタイプのマニピュレータの構築も含む。例えば、実施形態は、マニピュレータ全体が、第２のレンズ部分の電極配置４０７、第２の構造４０２、サポート４０３、及び基板本体４０９のみを追加的に含む図５に示される構造であることを含む。すなわち、第２のレンズ部分は、出口電極を提供する基板要素４１０を省いてもよい。このような配置では、レンズ配置は、３つの基板：第１のレンズ部分の基板要素４１０に対して１つ、並びに第１のレンズ部分及び第２のレンズ部分それぞれの第２の構造４０２のそれぞれに対して１つずつを含み得る。

[00179] 実施形態は、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、ビームパスに沿った中間アップビーム及びダウンビーム電極であり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極を含む、マルチアレイアインツェルレンズを含む。集束電極は、アップビーム電極及びダウンビーム電極の両方から電気的に分離される。集束電極は、極表面及びサポートを含んでもよい。サポートは、ビームパスの周りで実質的に対称でもよく、ビームパスに対して直角な平面内で極表面を支持するように構成されてもよく、及び極表面を電気的に接続するように構成されてもよい。

[00180] 実施形態は、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、アップビーム電極及びダウンビーム電極の中間にあり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは分離されるように、及び異なる電位にあるように構成された集束電極を含む、マルチアレイアインツェルレンズを含む。集束電極は、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで実質的に対称的に延在してもよい。各アインツェルレンズは、集束電極を支持するように構成されたサポートを含んでもよい。サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに平行なクリープ長をもたらすように、集束電極は、ビームパスに沿ってサポートよりもさらに延在してもよい。

[00181] 実施形態は、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び動作中に入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、集束電極を支持し、及び電気的に分離するためのサポートと、を含む、マルチアレイレンズを含む。集束電極は、ビームレットパスの周りで実質的に回転対称でもよい。アレイ内の各レンズは、出口電極をさらに含んでもよい。集束電極は、ビームレットパスに沿って出口電極のアップビームにあってもよく、及び動作中に出口電極とは異なる電位にあるように構成されてもよい。

[00182] 実施形態は、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、を含む、マルチアレイレンズを含む。集束電極は、極表面及びサポートを含んでもよい。サポートは、ビームレットパスの周りで対称でもよく、ビームパスに対して直角な平面内で極表面を支持するように構成されてもよく、集束電極を入口電極から電気的に分離するように構成されてもよく、及び極表面をフィードラインに接続するように構成されてもよい。アレイ内の各レンズは、出口電極をさらに含んでもよい。集束電極は、ビームレットパスに沿って出口電極のアップビームにあってもよく、及び動作中に出口電極とは異なる電位にあるように構成されてもよい。

[00183] 実施形態は、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、アップビーム電極及びダウンビーム電極の中間にあり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは分離されるように、及び異なる電位にあるように構成された集束電極を含む、マルチアレイアインツェルレンズを含む。集束電極は、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで実質的に対称的に延在してもよい。各レンズは、集束電極を支持するように構成されたサポートを含んでもよい。サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに対するサポートのシールドを提供するように、集束電極は、ビームレットパスに沿ってサポートよりもさらに延在してもよい。シールドは、サポートに対する集束電極の半径方向位置によって提供され得る。

[00184] 以下は、本発明の実施形態の概要である。

[00185] 本発明の第１の態様によれば、荷電粒子ビームを集束させるためのマニピュレータレンズデバイスであって、マニピュレータレンズデバイスが、中を通して開口が形成される第１の構造であって、マニピュレータレンズデバイスを通る荷電粒子ビームのパスが、開口の縦軸に実質的に沿う、第１の構造と、表面を有する第２の構造であって、縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の第１の部分に沿って、表面が開口を取り囲む、第２の構造と、縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の第１の部分の少なくとも一部に沿って、第２の構造を第１の構造に接続し、及び第２の構造と第１の構造との間の接続が縦軸の周りで対称であるように第２の構造を取り囲むサポートと、電極配置が開口の縦軸を取り囲み、縦軸に対して直角な平面内で、第２の構造の表面が電極配置を取り囲むように、第２の構造の表面上に設けられた電極配置と、を含み、第１の構造の第１の表面が、縦軸に対して直角な平面内で、及び開口の縦軸の少なくとも第２の部分に沿って開口を取り囲むように、第１の表面が配置され、第１の構造の第２の表面が、縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の少なくとも第３の部分に沿って開口を取り囲むように、第２の表面が配置され、第２の構造の表面が、第１の構造の第１の表面と第２の表面との間に縦軸に沿って配置され、電極配置と第１の構造の第１の表面との間に第１のギャップが存在するように、電極配置及び第１の構造の第１の表面が、縦軸と平行な方向において互いに分離され、電極配置と第１の構造の第２の表面との間に第２のギャップが存在するように、電極配置及び第１の構造の第２の表面が、縦軸と平行な方向において互いに分離される、マニピュレータレンズデバイスが提供される。

[00186] 好ましくは、第２の構造の表面は、開口を完全に取り囲み、サポートは、第２の構造を完全に取り囲み、第１の構造の第１の表面は、開口を完全に取り囲み、第１の構造の第２の表面は、開口を完全に取り囲み、及び／又は電極配置は、開口を完全に取り囲む。

[00187] 好ましくは、電極配置は、単一の電極である。

[00188] 好ましくは、縦軸に対して直角な平面内で、開口は円形である。

[00189] 好ましくは、縦軸に対して直角な平面内で、開口の半径は、縦軸の第１の部分及び第２の部分よりも、第１のギャップ及び第２のギャップにおいて大きい。

[00190] 好ましくは、縦軸に対して直角な平面内で、電極配置は環状である。

[00191] 好ましくは、縦軸に対して直角な平面内で、第２の構造は環状である。

[00192] 好ましくは、縦軸に対して直角な平面内で、サポートは環状である。

[00193] 好ましくは、縦軸に沿って、サポートの範囲は、第２の構造の表面の範囲よりも小さい。

[00194] 好ましくは、サポートの長手方向中点は、第２の構造の表面の長手方向中点と同じ平面内にある。

[00195] 好ましくは、マニピュレータレンズデバイスは、フィードラインをさらに含み、フィードラインが、電極配置に電気的に接続する。

[00196] 好ましくは、フィードラインは、サポートを通って第２の構造内に入る。

[00197] 好ましくは、フィードラインは、電極配置の長手方向中点において、電極配置に電気的に接続する。

[00198] 好ましくは、縦軸に対して直角な平面内で、電極配置は、フィードラインによって取り囲まれる。

[00199] 好ましくは、第１の電極配置は、第２の構造の少なくとも一方の端部にわたり、縦軸に対して直角な少なくとも１つの平面内で延在する。

[00200] 好ましくは、マニピュレータレンズデバイスは、縦軸の周りで対称である。

[00201] 好ましくは、荷電粒子は電子である。

[00202] 好ましくは、マニピュレータレンズデバイスは、第１の部分及び第２の部分を含み、マニピュレータレンズデバイスの第１の部分は、マニピュレータレンズデバイスの第２の部分に接着される。

[00203] 好ましくは、実質的にフィードラインの長手方向位置に存在し、及び縦軸に対して直角な平面は、第１の部分と第２の部分との間の境界を提供する。

[00204] 好ましくは、マニピュレータレンズデバイスの第２の部分は、マニピュレータレンズデバイスの第１の部分の実質的な鏡である。

[00205] 好ましくは、マニピュレータレンズデバイスの第１の部分は、第１の構造の第１の部分を含み、マニピュレータレンズデバイスの第２の部分は、第１の構造の第２の部分を含み、第１の構造の第１の部分は、基板の単一の層であり、第１の構造の第２の部分は、基板の単一の層である。

[00206] 好ましくは、第１の構造の第１の表面、及び第１の構造の第２の表面は、同じ電位にあり、任意選択的に、電位は接地電位である。

[00207] 好ましくは、サポートは、誘電体などの電気絶縁体である。

[00208] 好ましくは、第２の構造は、上記電気絶縁体にのみ接続される。

[00209] 好ましくは、第２の構造は、基板を含み、電極配置は、基板の表面上にある。

[00210] 好ましくは、第２の構造は、使用時に、電気絶縁体が荷電粒子ビームからシールドされるように構成される。

[00211] 好ましくは、サポートは基板を含み、第２の構造は基板を含み、第２の構造は、基板上に誘電体などの電気絶縁体の層を含み、電極配置は、電気絶縁体の層上に設けられる。

[00212] 本発明の第２の態様によれば、複数の第１の態様によるマニピュレータレンズデバイスを含むマニピュレータレンズアレイであって、すべてのマニピュレータレンズデバイスの開口が、同じ第１の構造によって構成される、マニピュレータレンズアレイが提供される。

[00213] 好ましくは、マニピュレータレンズデバイスのすべての開口の縦軸が、実質的に互いに平行である。

[00214] 好ましくは、マニピュレータアレイ内の各マニピュレータデバイスは、マルチビームの異なるサブビームを集束させるように構成される。

[00215] 好ましくは、各マニピュレータレンズデバイスが、開口が形成される第１の構造の部分によって、すべての隣接するマニピュレータレンズデバイスから分離されるように、各マニピュレータレンズデバイスの開口は、第１の構造の部分によって完全に取り囲まれる。

[00216] 好ましくは、隣接するマニピュレータレンズデバイスに関して、各マニピュレータレンズデバイスの第１のギャップは、第１の構造内でマニピュレータレンズデバイス間に延在する第１のチャネルによって構成され、マニピュレータレンズデバイスの各隣接対間で、第１の構造は、第１の突出のセット内の突出が、隣接するマニピュレータレンズデバイスの第１のギャップ間の第１のチャネルの線形パスをブロックするように、縦軸と平行に延在する第１の突出のセットを含み、各マニピュレータレンズデバイスの第２のギャップは、実質的に平面構造内でマニピュレータレンズデバイス間に延在する第２のチャネルによって構成され、マニピュレータレンズデバイスの各隣接対間で、第１の構造は、第２の突出構造のセット内の突出が、隣接するマニピュレータレンズデバイスの第２のギャップ間の第２のチャネルの線形パスをブロックするように、隣接するマニピュレータレンズデバイス間で長手方向と平行に延在する第２の突出のセットを含む。

[00217] 好ましくは、第１の突出のセット及び／又は第２の突出のセット内の突出の少なくとも幾つかは、接地接続である。

[00218] 本発明の第３の態様によれば、マニピュレータレンズデバイスの第１の部分をマニピュレータレンズデバイスの第２の部分に接着する方法が提供される。

[00219] 本発明の第４の態様によれば、荷電粒子ビームを集束させるためのアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、荷電粒子ビームを集束させるための電圧が印加される集束電極配置と、アインツェルレンズの本体上の第１の電極配置と、アインツェルレンズの本体上の第２の電極配置と、を含み、アインツェルレンズの縦軸に沿って、集束電極配置が、第１の接地電極配置と第２の接地電極配置との間に配置され、集束電極配置が、第１の接地電極配置及び第２の接地電極配置の両方から電気的に分離され、集束電極配置が、１つ又は複数の電極が上に形成される構造と、縦軸に対して直角な平面内で、縦軸の周りで対称な接続を用いて、構造をアインツェルレンズの本体に機械的に接続するサポートと、を含む、アインツェルレンズが提供される。

[00220] 好ましくは、アインツェルレンズは、縦軸に対して直角な平面内で、サポートを通って構造内に入り、集束配置の１つ又は複数の電極に電気的に接続するフィードラインをさらに含む。

[00221] 好ましくは、第１の電極配置及び第２の電極配置は、同じ電位にあり、任意選択的に、電位は、接地電位である。

[00222] 好ましくは、アインツェルレンズは、第１の電位に設定されるように構成された第１の電極と、第２の電位にあるように構成された集束電極と、実質的に第１の電位にあるように構成された第２の電極と、を含み、これらの電極は、集束電極が第１の電極と第２の電極との間にあるようにビームパスに沿って配置され、集束電極は、第１の電極及び第２の電極の両方から電気的に分離され、集束電極は、極表面と、ビームパスの周りで対称であり、並びにビームパスに対して直角な平面、極表面を支持し、及び極表面を電気的に接続するように構成されたサポートと、を含む。

[00223] 好ましくは、サポートは、サポートを通過して、極表面に電気的に接続するように構成されたフィードラインを含む。

[00224] 好ましくは、フィードラインは、縦軸に対して直角な平面内でサポートを通過する。

[00225] 本発明の第５の態様によれば、使用時に、ビームパスにおいて荷電粒子ビームを集束させるように構成されたアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、第１の電位に設定されるように構成された第１の電極と、第２の電位にあるように構成された集束電極であって、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで対称的に延在する集束電極と、実質的に第１の電位にあるように構成された第２の電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、集束電極が、第１の電極及び第２の電極から電気的に分離されるように構成され、サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに平行なクリープ長をもたらすように、集束電極が、ビームパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、アインツェルレンズが提供される。

[00226] 本発明の第６の態様によれば、使用時に、ビームパスにおいて荷電粒子ビームを集束させるように構成されたアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、第１の電位に設定されるように構成された第１の電極と、第２の電位にあるように構成された集束電極であって、集束電極が、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで対称的に延在し、並びに集束電極が、構造上に極表面を含む、集束電極と、実質的に第１の電位にあるように構成された第２の電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、これらの電極が、集束電極が第１の電極と第２の電極との間にあるようにビームパスに沿って配置され、集束電極が、第１の電極及び第２の電極から電気的に分離されるように構成される、アインツェルレンズが提供される。

[00227] 好ましくは、サポートは、電気絶縁体である。

[00228] 好ましくは、構造は、上記電気絶縁体にのみ接続される。

[00229] 好ましくは、構造は、基板を含み、１つ又は複数の電極は、基板の表面上にある。

[00230] 好ましくは、構造は、使用時に、電気絶縁体がアインツェルレンズによって集束された荷電粒子ビームからシールドされるように構成される。

[00231] 好ましくは、サポートは基板を含み、構造は基板を含み、構造は、基板上に電気絶縁体の層を含み、１つ又は複数の電極は、電気絶縁体の層上に設けられる。

[00232] 好ましくは、アインツェルレンズの縦軸に沿った構造の長手方向範囲は、サポートの長手方向範囲よりも長く、サポートの長手方向範囲と比べて構造の長手方向範囲を増大させることが、集束電極配置のクリープ長を増大させるように、構造及びサポートが配置される。

[00233] 本発明の第７の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、ビームパスに沿った中間アップビーム及びダウンビーム電極であり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極を含み、集束電極が、アップビーム電極及びダウンビーム電極の両方から電気的に分離され、集束電極が、極表面及びサポートを含み、サポートが、ビームパスの周りで実質的に対称であり、ビームパスに対して直角な平面内で極表面を支持するように構成され、及び極表面を電気的に接続するように構成される、マルチアレイアインツェルレンズが提供される。

[00234] 本発明の第８の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、アップビーム電極及びダウンビーム電極の中間にあり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは分離されるように、及び異なる電位にあるように構成された集束電極であって、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで実質的に対称的に延在する集束電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに平行なクリープ長をもたらすように、集束電極が、ビームパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、マルチアレイアインツェルレンズが提供される。

[00235] 本発明の第９の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び動作中に入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、集束電極を支持し、及び電気的に分離するためのサポートと、を含み、集束電極が、ビームレットパスの周りで実質的に回転対称である、マルチアレイレンズが提供される。

[00236] 好ましくは、アレイ内の各レンズは、出口電極をさらに含み、集束電極は、ビームレットパスに沿って出口電極のアップビームにあり、及び動作中に出口電極とは異なる電位にあるように構成される。

[00237] 本発明の第１０の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、を含み、集束電極が、極表面及びサポートを含み、サポートが、ビームレットパスの周りで対称であり、ビームパスに対して直角な平面内で極表面を支持するように構成され、集束電極を入口電極から分離するように電気的に構成され、及び極表面を接続するように電気的に構成される、マルチアレイレンズが提供される。

[00238] 好ましくは、アレイ内の各レンズは、出口電極をさらに含み、集束電極は、ビームレットパスに沿って出口電極のアップビームにあり、及び動作中に出口電極とは異なる電位にあるように構成される。

[00239] 本発明の第１１の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、アップビーム電極及びダウンビーム電極の中間にあり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは分離されるように、及び異なる電位にあるように構成された集束電極であって、集束電極が、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで実質的に対称的に延在する、集束電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに対するサポートのシールドを提供するように、集束電極が、ビームレットパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、マルチアレイアインツェルレンズが提供される。

[00240] 好ましくは、シールドは、サポートに対する集束電極の半径方向位置によって提供される。

[00241] 本発明の第１２の態様によれば、使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、入口電極に対して集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、動作時にレンズがビームレットパスの周りで回転対称電界を発生させるように集束電極及びサポートが構成される、マルチアレイレンズが提供される。

[00242] 様々な実施形態に関連して本発明を説明したが、ここに開示される本発明の明細書及び実施に鑑みて、本発明の他の実施形態が当業者には明らかとなるだろう。本明細書及び実施例は、単なる例示と見なされることが意図され、本発明の真の範囲及び精神は、以下の特許請求の範囲によって示される。

[00243] 上記の説明は、限定ではなく、理解を助けるものであることが意図される。したがって、以下に記載される請求項の範囲から逸脱することなく、説明されたように変更を加え得ることが当業者には明らかとなるだろう。

[00244] ある実施形態では、本発明は以下の条項によって提供され得る。

[00245] 条項１：荷電粒子ビームを集束させるためのマニピュレータレンズデバイスであって、マニピュレータレンズデバイスが、
中を通して開口が形成される第１の構造であって、マニピュレータレンズデバイスを通る荷電粒子ビームのパスが、開口の縦軸に実質的に沿う、第１の構造と、
表面を有する第２の構造であって、縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の第１の部分に沿って、表面が開口を取り囲む、第２の構造と、
縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の第１の部分の少なくとも一部に沿って、第２の構造を第１の構造に接続し、及び第２の構造と第１の構造との間の接続が縦軸の周りで対称であるように第２の構造を取り囲むサポートと、
電極配置が開口の縦軸を取り囲み、縦軸に対して直角な平面内で、第２の構造の表面が電極配置を取り囲むように、第２の構造の表面上に設けられた電極配置と、
を含み、
第１の構造の第１の表面が、縦軸に対して直角な平面内で、及び開口の縦軸の少なくとも第２の部分に沿って開口を取り囲むように、第１の表面が配置され、
第１の構造の第２の表面が、縦軸に対して直角な平面内で、及び縦軸の少なくとも第３の部分に沿って開口を取り囲むように、第２の表面が配置され、
第２の構造の表面が、第１の構造の第１の表面と第２の表面との間に縦軸に沿って配置され、
電極配置と第１の構造の第１の表面との間に第１のギャップが存在するように、電極配置及び第１の構造の第１の表面が、縦軸と平行な方向において互いに分離され、
電極配置と第１の構造の第２の表面との間に第２のギャップが存在するように、電極配置及び第１の構造の第２の表面が、縦軸と平行な方向において互いに分離される、マニピュレータレンズデバイス。

[00246] 条項２：第２の構造の表面が、開口を完全に取り囲み、サポートが、第２の構造を完全に取り囲み、第１の構造の第１の表面が、開口を完全に取り囲み、第１の構造の第２の表面が、開口を完全に取り囲み、及び／又は電極配置が、開口を完全に取り囲む、条項１に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00247] 条項３：電極配置が単一の電極である、条項１又は２に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00248] 条項４：縦軸に対して直角な平面内で、開口が円形である、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00249] 条項５：縦軸に対して直角な平面内で、開口の半径が、縦軸の第１の部分及び第２の部分よりも、第１のギャップ及び第２のギャップにおいて大きい、条項４に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00250] 条項６：縦軸に対して直角な平面内で、電極配置が環状である、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00251] 条項７：縦軸に対して直角な平面内で、第２の構造が環状である、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00252] 条項８：縦軸に対して直角な平面内で、サポートが環状である、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00253] 条項９：縦軸に沿って、サポートの範囲が、第２の構造の表面の範囲よりも小さい、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00254] 条項１０：サポートの長手方向中点が、第２の構造の表面の長手方向中点と同じ平面内にある、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00255] 条項１１：マニピュレータレンズデバイスが、フィードラインをさらに含み、フィードラインが、電極配置に電気的に接続する、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00256] 条項１２：フィードラインが、サポートを通って第２の構造内に入る、条項１１に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00257] 条項１３：フィードラインが、電極配置の長手方向中点において、電極配置に電気的に接続する、条項１１又は１２に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00258] 条項１４：縦軸に対して直角な平面内で、電極配置が、フィードラインによって取り囲まれる、条項１１～１３の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00259] 条項１５：第１の電極配置が、第２の構造の少なくとも一方の端部にわたり、縦軸に対して直角な少なくとも１つの平面内で延在する、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00260] 条項１６：マニピュレータレンズデバイスが、縦軸の周りで対称である、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00261] 条項１７：荷電粒子が電子である、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00262] 条項１８：マニピュレータレンズデバイスが、第１の部分及び第２の部分を含み、マニピュレータレンズデバイスの第１の部分が、マニピュレータレンズデバイスの第２の部分に接着される、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00263] 条項１９：実質的にフィードラインの長手方向位置に存在し、及び縦軸に対して直角な平面が、第１の部分と第２の部分との間の境界を提供する、条項１８が条項１１～１７の何れか一項に従属するときの条項１８に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00264] 条項２０：マニピュレータレンズデバイスの第２の部分が、マニピュレータレンズデバイスの第１の部分の実質的な鏡である、条項１９に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00265] 条項２１：マニピュレータレンズデバイスの第１の部分が、第１の構造の第１の部分を含み、マニピュレータレンズデバイスの第２の部分が、第１の構造の第２の部分を含み、第１の構造の第１の部分が、基板の単一の層であり、第１の構造の第２の部分が、基板の単一の層である、条項１８～２０の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00266] 条項２２：第１の構造の第１の表面、及び第１の構造の第２の表面が、同じ電位にあり、任意選択的に、電位が接地電位である、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00267] 条項２３：サポートが、誘電体などの電気絶縁体である、先行する条項の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00268] 条項２４：第２の構造が、電気絶縁体にのみ接続される、条項２３に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00269] 条項２５：第２の構造が、基板を含み、電極配置が、基板の表面上にある、条項２４に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00270] 条項２６：第２の構造が、使用時に、電気絶縁体が荷電粒子ビームからシールドされるように構成される、条項２３～２５の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00271] 条項２７：サポートが基板を含み、第２の構造が基板を含み、第２の構造が、基板上に誘電体などの電気絶縁体の層を含み、電極配置が、電気絶縁体の層上に設けられる、条項１～２２の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。

[00272] 条項２８：先行する条項の何れか一項に記載の複数のマニピュレータレンズデバイスを含むマニピュレータレンズアレイであって、すべてのマニピュレータレンズデバイスの開口が、同じ第１の構造によって構成される、マニピュレータレンズアレイ。

[00273] 条項２９：マニピュレータレンズデバイスのすべての開口の縦軸が、実質的に互いに平行である、条項２８に記載のマニピュレータレンズアレイ。

[00274] 条項３０：マニピュレータアレイ内の各マニピュレータデバイスが、マルチビームの異なるサブビームを集束させるように構成される、条項２８又は２９に記載のマニピュレータレンズアレイ。

[00275] 条項３１：各マニピュレータレンズデバイスが、開口が形成される第１の構造の部分によって、すべての隣接するマニピュレータレンズデバイスから分離されるように、各マニピュレータレンズデバイスの開口が、第１の構造の部分によって完全に取り囲まれる、条項２８～３０の何れか一項に記載のマニピュレータレンズアレイ。

[00276] 条項３２：隣接するマニピュレータレンズデバイスに関して、各マニピュレータレンズデバイスの第１のギャップが、第１の構造内でマニピュレータレンズデバイス間に延在する第１のチャネルによって構成され、マニピュレータレンズデバイスの各隣接対間で、第１の構造が、第１の突出のセット内の突出が、隣接するマニピュレータレンズデバイスの第１のギャップ間の第１のチャネルの線形パスをブロックするように、縦軸と平行に延在する第１の突出のセットを含み、各マニピュレータレンズデバイスの第２のギャップが、実質的に平面構造内でマニピュレータレンズデバイス間に延在する第２のチャネルによって構成され、マニピュレータレンズデバイスの各隣接対間で、第１の構造が、第２の突出構造のセット内の突出が、隣接するマニピュレータレンズデバイスの第２のギャップ間の第２のチャネルの線形パスをブロックするように、隣接するマニピュレータレンズデバイス間で長手方向と平行に延在する第２の突出のセットを含む、条項２８～３０の何れか一項に記載のマニピュレータレンズアレイ。

[00277] 条項３３：第１の突出のセット及び／又は第２の突出のセット内の突出の少なくとも幾つかが接地接続である、条項３２に記載のマニピュレータレンズアレイ。

[00278] 条項３４：条項１８又は条項１８に従属する何れかの条項に記載のマニピュレータレンズデバイスを製造する方法であって、マニピュレータレンズデバイスの第１の部分をマニピュレータレンズデバイスの第２の部分に接着することを含む、方法。

[00279] 条項３５：荷電粒子ビームを集束させるためのアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、荷電粒子ビームを集束させるための電圧が印加される集束電極配置と、アインツェルレンズの本体上の第１の電極配置と、アインツェルレンズの本体上の第２の電極配置と、を含み、アインツェルレンズの縦軸に沿って、集束電極配置が、第１の接地電極配置と第２の接地電極配置との間に配置され、集束電極配置が、第１の接地電極配置及び第２の接地電極配置の両方から電気的に分離され、集束電極配置が、１つ又は複数の電極が上に形成される構造と、縦軸に対して直角な平面内で、縦軸の周りで対称な接続を用いて、構造をアインツェルレンズの本体に機械的に接続するサポートと、を含む、アインツェルレンズ。

[00280] 条項３６：縦軸に対して直角な平面内で、サポートを通って構造内に入り、集束配置の１つ又は複数の電極に電気的に接続するフィードラインをさらに含む、条項３５に記載のアインツェルレンズ。

[00281] 条項３７：第１の電極配置及び第２の電極配置が、同じ電位にあり、任意選択的に、電位が接地電位である、条項３５又は３６に記載のアインツェルレンズ。

[00282] 条項３８：使用時に、ビームパスにおいて荷電粒子ビームを集束させるように構成されたアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、第１の電位に設定されるように構成された第１の電極と、第２の電位にあるように構成された集束電極と、実質的に第１の電位にあるように構成された第２の電極と、を含み、これらの電極が、集束電極が第１の電極と第２の電極との間にあるようにビームパスに沿って配置され、集束電極が、第１の電極及び第２の電極の両方から電気的に分離され、集束電極が、極表面と、ビームパスの周りで対称であり、並びにビームパスに対して直角な平面、極表面を支持し、及び極表面を電気的に接続するように構成されたサポートと、を含む、アインツェルレンズ。

[00283] 条項３９：サポートが、サポートを通過して、極表面に電気的に接続するように構成されたフィードラインを含む、条項３８に記載のアインツェルレンズ。

[00284] 条項４０：フィードラインが、縦軸に対して直角な平面内でサポートを通過する、条項３８に記載のアインツェルレンズ。

[00285] 条項４１：使用時に、ビームパスにおいて荷電粒子ビームを集束させるように構成されたアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、第１の電位に設定されるように構成された第１の電極と、第２の電位にあるように構成された集束電極であって、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで対称的に延在する集束電極と、実質的に第１の電位にあるように構成された第２の電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、集束電極が、第１の電極及び第２の電極から電気的に分離されるように構成され、サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに平行なクリープ長をもたらすように、集束電極が、ビームパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、アインツェルレンズ。

[00286] 条項４２：使用時に、ビームパスにおいて荷電粒子ビームを集束させるように構成されたアインツェルレンズであって、アインツェルレンズが、第１の電位に設定されるように構成された第１の電極と、第２の電位にあるように構成された集束電極であって、集束電極が、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで対称的に延在し、並びに集束電極が、構造上に極表面を含む、集束電極と、実質的に第１の電位にあるように構成された第２の電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、これらの電極が、集束電極が第１の電極と第２の電極との間にあるようにビームパスに沿って配置され、集束電極が、第１の電極及び第２の電極から電気的に分離されるように構成される、アインツェルレンズ。

[00287] 条項４３：サポートが電気絶縁体である、条項４２に記載のアインツェルレンズ。

[00288] 条項４４：構造が電気絶縁体にのみ接続される、条項４３に記載のアインツェルレンズ。

[00289] 条項４５：構造が基板を含み、１つ又は複数の電極が、基板の表面上にある、条項４２～４４の何れか一項に記載のアインツェルレンズ。

[00290] 条項４６：構造が、使用時に、電気絶縁体がアインツェルレンズによって集束された荷電粒子ビームからシールドされるように構成される、条項４２～４５の何れか一項に記載のアインツェルレンズ。

[00291] 条項４７：サポートが基板を含み、構造が基板を含み、構造が、基板上に電気絶縁体の層を含み、１つ又は複数の電極が、電気絶縁体の層上に設けられる、条項４２に記載のアインツェルレンズ。

[00292] 条項４８：アインツェルレンズの縦軸に沿った構造の長手方向範囲が、サポートの長手方向範囲よりも長く、サポートの長手方向範囲と比べて構造の長手方向範囲を増大させることが、集束電極配置のクリープ長を増大させるように、構造及びサポートが配置される、条項４２～４７の何れか一項に記載のアインツェルレンズ。

[00293] 条項４９：使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、ビームパスに沿った中間アップビーム及びダウンビーム電極であり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極を含み、集束電極が、アップビーム電極及びダウンビーム電極の両方から電気的に分離され、集束電極が、極表面及びサポートを含み、サポートが、ビームパスの周りで実質的に対称であり、ビームパスに対して直角な平面内で極表面を支持するように構成され、及び極表面を電気的に接続するように構成される、マルチアレイアインツェルレンズ。

[00294] 条項５０：使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、アップビーム電極及びダウンビーム電極の中間にあり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは分離されるように、及び異なる電位にあるように構成された集束電極であって、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで実質的に対称的に延在する集束電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに平行なクリープ長をもたらすように、集束電極が、ビームパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、マルチアレイアインツェルレンズ。

[00295] 条項５１：使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び動作中に入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、集束電極を支持し、及び電気的に分離するためのサポートと、を含み、集束電極が、ビームレットパスの周りで実質的に回転対称である、マルチアレイレンズ。

[00296] 条項５２：アレイ内の各レンズが、出口電極をさらに含み、集束電極が、ビームレットパスに沿って出口電極のアップビームにあり、及び動作中に出口電極とは異なる電位にあるように構成される、条項５１に記載のマルチアレイレンズ。

[00297] 条項５３：使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズ（レンズアレイとも呼ばれる）であって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、を含み、集束電極が、極表面及びサポートを含み、サポートが、ビームレットパスの周りで対称であり、ビームパスに対して直角な平面内で極表面を支持するように構成され、集束電極を入口電極から分離するように電気的に構成され、及び極表面を接続するように電気的に構成される、マルチアレイレンズ。

[00298] 条項５４：極表面が、ビームレットパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、請求項５３に記載のレンズアレイ。

[00299] 条項５５：磁極片が、ビームレットパス及びサポートを互いにシールドするように構成され、これが、好ましくは、サポートに対する集束電極の半径方向位置によって提供される、請求項５３又は５４に記載のレンズアレイ。

[00300] 条項５６：集束電極が、サポートを通して電気的に接続され、好ましくは、入口電極から電気的に分離される、条項５３～５５の何れか一項に記載のレンズアレイ。

[00301] 条項５７：アレイの各レンズが、集束電極を電気的に接続するように構成されたフィードラインをさらに含み、フィードラインが、好ましくはビームレットパスに直角な方向に、好ましくはサポートを通って延在する、条項５３～５６の何れか一項に記載のレンズアレイ。

[00302] 条項５８：フィードラインが、集束電極の長手方向中点において集束電極に接続する、条項５３～５７の何れか一項に記載のレンズアレイ。

[00303] 条項５９：サポートがビームレットパスに対して円形回転対称性を有するように、円筒形である、条項５３～５８の何れか一項に記載のレンズアレイ。

[00304] 条項６０：回転対称サポートが、集束電極の周辺周りの複数の長手方向要素である、条項５３～５９の何れか一項に記載のレンズアレイ。

[00305]

[00306] 条項６１：複数の長手方向要素が、集束電極の周辺周りで等距離に間隔を空ける、条項５３～６０の何れか一項に記載のレンズアレイ。

[00307] 条項６２：サポートが、好ましくは誘電体である絶縁体を含む、何れかの請求項５３～６１に記載のレンズアレイ。

[00308] 条項６３：アレイ内の各レンズが、出口電極をさらに含む、条項５３～６２の何れか一項に記載のレンズアレイ。

[00309] 条項６４：集束電極が、ビームレットパスに沿って出口電極のアップビームにあり、及び動作中に出口電極とは異なる電位にあるように構成される、条項６３に記載のレンズアレイ。

[00310] 条項６５：入口電極及び出口電極が、ビームレットパスに対して直角な平面内で、互いに対して鏡面対称を有する、請求項６３又は６４に記載のレンズアレイ。

[00311] 条項６６：レンズアレイが、基板、及び好ましくは少なくとも２つの隣り合う基板を含む、条項５３～６５の何れか一項に記載のレンズアレイ。

[00312] 条項６７：レンズアレイのレンズがアインツェルレンズである、条項５３～６６の何れか一項に記載のレンズアレイ。

[00313] 条項６８：使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイアインツェルレンズであって、アレイ内の各アインツェルレンズが、アップビーム電極及びダウンビーム電極の中間にあり、並びにアップビーム電極及びダウンビーム電極とは分離されるように、及び異なる電位にあるように構成された集束電極であって、集束電極が、ビームパスに沿って、及びビームパスの周りで実質的に対称的に延在する、集束電極と、集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、サポートとビームパスに沿った集束電極の寸法差がビームパスに対するサポートのシールドを提供するように、集束電極が、ビームレットパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、マルチアレイアインツェルレンズ。

[00314] 条項６９：シールドが、サポートに対する集束電極の半径方向位置によって提供される、条項６８に記載のマルチアレイアインツェルレンズ。

[00315] 条項７０：使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズであって、アレイ内の各レンズが、入口電極と、ビームレットパスに沿って入口電極のダウンビームにあり、及び入口電極とは異なる電位にあるように構成された集束電極と、入口電極に対して集束電極を支持するように構成されたサポートと、を含み、動作時にレンズがビームレットパスの周りで回転対称電界を発生させるように集束電極及びサポートが構成される、マルチアレイレンズ。

[00316] 条項７１：使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズアレイであって、アレイ内の各レンズが、条項１～２７の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス、又は条項３５～４８に記載のアインツェルレンズを含む、マルチアレイレンズアレイ。

[00317] 条項７２：マルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを投影するように構成された電子光学システムであって、投影光学システムが、条項４９～５０、６８、又は６９の何れか一項に記載のマルチアレイアインツェルレンズ、請求項２８～３３の何れか一項に記載のマニピュレータレンズアレイ、及び／又は条項５１～６７、７０、又は７１の何れか一項に記載のマルチアレイレンズアレイを含む、電子光学システム。

[00318] 条項７３：条項７２に記載の電子光学システムを含むマルチビーム検査及び／又はメトロロジツール。

[00298] 条項５４：極表面が、ビームレットパスに沿ってサポートよりもさらに延在する、条項５３に記載のレンズアレイ。

[00299] 条項５５：磁極片が、ビームレットパス及びサポートを互いにシールドするように構成され、これが、好ましくは、サポートに対する集束電極の半径方向位置によって提供される、条項５３又は５４に記載のレンズアレイ。

[00307] 条項６２：サポートが、好ましくは誘電体である絶縁体を含む、何れかの条項５３～６１に記載のレンズアレイ。

[00310] 条項６５：入口電極及び出口電極が、ビームレットパスに対して直角な平面内で、互いに対して鏡面対称を有する、条項６３又は６４に記載のレンズアレイ。

[00317] 条項７２：マルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを投影するように構成された電子光学システムであって、投影光学システムが、条項４９～５０、６８、又は６９の何れか一項に記載のマルチアレイアインツェルレンズ、条項２８～３３の何れか一項に記載のマニピュレータレンズアレイ、及び／又は条項５１～６７、７０、又は７１の何れか一項に記載のマルチアレイレンズアレイを含む、電子光学システム。

Claims (15)

1. 荷電粒子ビームを集束させるためのマニピュレータレンズデバイスであって、前記マニピュレータレンズデバイスが、
   中を通して開口が形成される第１の構造であって、前記マニピュレータレンズデバイスを通る荷電粒子ビームの前記パスが、前記開口の縦軸に実質的に沿う、第１の構造と、
   表面を有する第２の構造であって、前記縦軸に対して直角な平面内で、及び前記縦軸の第１の部分に沿って、前記表面が前記開口を取り囲む、第２の構造と、
   前記縦軸に対して直角な平面内で、及び前記縦軸の前記第１の部分の少なくとも一部に沿って、前記第２の構造を前記第１の構造に接続し、及び前記第２の構造と前記第１の構造との間の前記接続が前記縦軸の周りで対称であるように前記第２の構造を取り囲むサポートと、
   電極配置が前記開口の前記縦軸を取り囲み、前記縦軸に対して直角な平面内で、前記第２の構造の前記表面が前記電極配置を取り囲むように、前記第２の構造の前記表面上に設けられた前記電極配置と、
   を含み、
   前記第１の構造の第１の表面が、前記縦軸に対して直角な平面内で、及び前記開口の前記縦軸の少なくとも第２の部分に沿って前記開口を取り囲むように、前記第１の表面が配置され、
   前記第１の構造の第２の表面が、前記縦軸に対して直角な平面内で、及び前記縦軸の少なくとも第３の部分に沿って前記開口を取り囲むように、前記第２の表面が配置され、
   前記第２の構造の前記表面が、前記第１の構造の前記第１の表面と前記第２の表面との間に前記縦軸に沿って配置され、
   前記電極配置と前記第１の構造の前記第１の表面との間に第１のギャップが存在するように、前記電極配置及び前記第１の構造の前記第１の表面が、前記縦軸と平行な方向において互いに分離され、
   前記電極配置と前記第１の構造の前記第２の表面との間に第２のギャップが存在するように、前記電極配置及び前記第１の構造の前記第２の表面が、前記縦軸と平行な方向において互いに分離され、
   前記縦軸に沿って、前記サポートの範囲が、前記第２の構造の前記表面及び／又は電極配置の範囲よりも小さい、マニピュレータレンズデバイス。
2. 前記第２の構造の前記表面が、前記開口を完全に取り囲み、
   前記サポートが、前記第２の構造を完全に取り囲み、
   前記第１の構造の前記第１の表面が、前記開口を完全に取り囲み、
   前記第１の構造の前記第２の表面が、前記開口を完全に取り囲み、及び／又は
   前記電極配置が、前記開口を完全に取り囲む、請求項１に記載のマニピュレータレンズデバイス。
3. 前記電極配置が単一の電極である、請求項１又は２に記載のマニピュレータレンズデバイス。
4. 前記縦軸に対して直角な平面内で、前記開口が円形である、請求項１～３の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。
5. 前記縦軸に対して直角な平面内で、前記電極配置、前記第２の構造、及び前記サポートの少なくとも１つが環状である、請求項１～４の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。
6. 前記マニピュレータレンズデバイスが、フィードラインをさらに含み、前記フィードラインが、前記電極配置に電気的に接続する、請求項１～５の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。
7. ａ．前記フィードラインが、前記サポートを通って前記第２の構造内に入り、
   ｂ．前記フィードラインが、前記電極配置の長手方向中点において、前記電極配置に電気的に接続し、及び／又は
   ｃ．前記縦軸に対して直角な平面内で、前記電極配置が、前記フィードラインによって取り囲まれる、請求項６に記載のマニピュレータレンズデバイス。
8. 前記第１の電極配置が、第２の構造の少なくとも一方の端部にわたり、前記縦軸に対して直角な少なくとも１つの平面内で延在する、請求項１～７の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。
9. 前記マニピュレータレンズデバイスが、前記縦軸の周りで対称である、請求項１～８の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。
10. 前記第１の構造の前記第１の表面、及び前記第１の構造の前記第２の表面が、同じ電位にあり、任意選択的に、前記電位が接地電位である、請求項１～９の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。
11. 前記サポートが、誘電体などの電気絶縁体であり、任意選択的に、前記第２の構造が、前記電気絶縁体にのみ接続される、請求項１～１０の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。
12. 前記第２の構造が、使用時に、前記電気絶縁体が前記荷電粒子ビームからシールドされるように構成される、請求項１１に記載のマニピュレータレンズデバイス。
13. 前記サポートが基板を含み、
    前記第２の構造が基板を含み、
    前記第２の構造が、前記基板上に誘電体などの電気絶縁体の層を含み、及び
    前記電極配置が、前記電気絶縁体の層上に設けられる、請求項１～１２の何れか一項に記載のマニピュレータレンズデバイス。
14. 使用時にマルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを集束させるように構成されたマルチアレイレンズアレイであって、前記アレイ内の各レンズが、請求項１～１３の何れか一項の何れかに記載のマニピュレータレンズデバイスを含む、マルチアレイレンズアレイ。
15. マルチビームパスに沿って複数の荷電粒子ビームレットを投影するように構成された電子光学システムであって、前記投影光学システムが、請求項１４に記載のマルチアレイレンズアレイを含む、電子光学システム。