用于检查样本的方法及带电粒子束装置

技术特征：
1.一种用于利用初级子束的阵列辐照或检查样本的带电粒子束装置，所述带电粒子束装置包括：带电粒子束源，所述带电粒子束源用于产生初级带电粒子束；多孔隙透镜板，所述多孔隙透镜板具有多个孔隙，以用于从所述初级带电粒子束形成四个或更多个初级子束；两个或更多个电极，所述两个或更多个电极具有一个开口，以用于所述初级带电粒子束或所述四个或更多个初级子束，所述两个或更多个电极与所述多孔隙透镜板可以经偏压以提供聚焦效果；准直器，所述准直器用于使所述四个或更多个初级子束中的第一初级子束、第二初级子束、第三初级子束、以及第四初级子束相对于彼此偏转；射束分离单元，所述射束分离单元用于将所述四个或更多个初级子束与四个或更多个信号子束分离；检测单元，所述检测单元具有检测表面，一个或多个检测表面布置于所述四个或更多个初级子束的射束路径之间；扫描偏转器组件，所述扫描偏转器组件用于在所述样本的表面之上扫描所述四个或更多个初级子束；物镜单元，所述物镜单元具有三个或更多个电极，每个电极具有用于所述四个或更多个初级子束的开口，所述开口以开口距离间隔开，所述物镜单元被配置成将所述四个或更多个初级子束聚焦于所述样本上，以及将所述四个或更多个信号子束聚焦于所述检测表面上；以及平台，所述平台用于支撑所述样本。2.如权利要求1所述的带电粒子束装置，其中所述开口距离是200μm及以上，特别是400μm或以上。3.如权利要求1至2中的任一者所述的带电粒子束装置，其中所述物镜单元包括四个或更多个电极，以调整所述检测表面上的所述四个或更多个信号子束的光斑大小。4.如权利要求3所述的带电粒子束装置，其中所述四个或更多个信号子束的光斑大小适配于检测距离，特别是与所述开口距离类似的检测距离。5.如权利要求1至4中的任一者所述的带电粒子束装置，其中所述射束分离单元包括：第一静电偏转器；第二静电偏转器；以及磁偏转器，所述磁偏转器设置于所述第一静电偏转器与所述第二静电偏转器之间。6.如权利要求5所述的带电粒子束装置，其中所述第一静电偏转器、所述第二静电偏转器和所述磁偏转器形成磁路。7.如权利要求5至6中的任一者所述的带电粒子束装置，其中所述第一静电偏转器与所述第二静电偏转器各自包括在所述四个或更多个初级子束的行之间的至少两个细长电极。8.如权利要求1至7中的任一者所述的带电粒子束装置，其中所述多孔隙透镜板的所述多个孔隙形成孔隙阵列，并且其中所述孔隙阵列中的孔隙数量大于撞击在所述样本上的初级子束的数量。9.如权利要求1至8中的任一者所述的带电粒子束装置，其中所述多孔隙透镜板的所述
多个孔隙具有正方形形状或大致正方形的形状，其中所述大致正方形的形状是具有圆角的正方形形状。10.如权利要求1至9中的任一者所述的带电粒子束装置，进一步包括：加热器，所述加热器用于加热所述多孔隙透镜板。11.如权利要求1至10中的任一者所述的带电粒子束装置，进一步包括：对准系统，所述对准系统设置于所述多孔隙透镜板与所述准直器之间。12.如权利要求11所述的带电粒子束装置，其中所述对准系统包括至少一个四极，以适配所述四个或更多个初级子束之间的节距。13.如权利要求12所述的带电粒子束装置，进一步包括：在所述多孔隙透镜板与所述物镜单元之间的一个或多个孔隙阵列，所述一个或多个孔隙阵列各自具有用于所述四个或更多个初级子束的多个孔隙。14.如权利要求13所述的带电粒子束装置，其中所述准直器设置于所述一个或多个孔隙阵列的第一孔隙阵列与所述一个或多个孔隙阵列的第二孔隙阵列之间。15.如权利要求13至14中的任一者所述的带电粒子束装置，进一步包括：电流计，所述电流计附接至所述一个或多个孔隙阵列中的至少一个孔隙阵列上的一个或多个导电表面。16.如权利要求15所述的带电粒子束装置，其中所述对准系统设置于所述多孔隙透镜板与所述至少一个孔隙阵列之间。17.如权利要求13至14中的任一者所述的带电粒子束装置，进一步包括：孔隙阵列保持器，所述孔隙阵列保持器用于所述一个或多个孔隙阵列中的至少一者，所述孔隙阵列保持器将第一真空隔室与第二真空隔室分离。18.如权利要求1至17中的任一者所述的带电粒子束装置，其中所述准直器包括：用于使一行所述四个或更多个初级子束沿着第一方向偏转的两个或更多个第一细长电极，以及用于使一行所述四个或更多个初级子束沿着第二方向偏转的两个或更多个第二细长电极，所述第二方向与所述第一方向不同。19.如权利要求1至18中的任一者所述的带电粒子束装置，其中所述准直器被配置成使所述四个或更多个初级子束中的所述第一初级子束、所述第二初级子束、所述第三初级子束、以及所述第四初级子束偏转，以相对于彼此平行地从所述准直器发出。20.如权利要求1至19中的任一者所述的带电粒子束装置，其中所述物镜单元包括：一个或多个绝缘体板，所述一个或多个绝缘体板设置于所述三个或更多个电极中的两个电极之间，所述一个或多个绝缘体板具有一个开口，以用于使所述四个或更多个初级子束通过所述绝缘体板的所述一个开口。21.如权利要求20所述的带电粒子束装置，其中所述一个或多个绝缘板被配置成允许用于使朝向样本行进的所述初级子束减速的减速场，倒数第二个电极与最后一个电极之间的所述减速场是至少5kv/mm。22.如权利要求1至21中的任一者所述的带电粒子束装置，其中所述物镜单元的所述三个或更多个电极中的至少一者包括针对每个初级子束的四个或更多个偏转电极，特别是针对每个初级子束的八个或更多个偏转电极。23.如权利要求22所述的带电粒子束装置，其中所述四个或更多个偏转电极中的每一
者由绝缘线连接，以允许对所述偏转电极的单独偏压。24.如权利要求23所述的带电粒子束装置，其中所述绝缘线在由所述四个或更多个初级子束形成的阵列的一侧处连接至连接器。25.如权利要求1至24中的任一者所述的带电粒子束装置，其中用于支撑所述样本的所述平台包括：绝缘层，所述绝缘层被配置成允许对所述样本进行偏压。26.一种带电粒子束装置组件，包括：如权利要求1至25中的任一者所述的第一带电粒子束装置；以及第二带电粒子束装置，所述第二带电粒子束装置用于利用初级子束的阵列来辐照或检查所述样本，所述第二带电粒子束装置包括：带电粒子束源，所述带电粒子束源用于产生初级带电粒子束；多孔隙透镜板，所述多孔隙透镜板具有多个孔隙，以用于从所述初级带电粒子束形成四个或更多个初级子束；两个或更多个电极，所述两个或更多个电极具有一个开口，以用于所述初级带电粒子束或所述四个或更多个初级子束，所述两个或更多个电极与所述多孔隙透镜板可以经偏压以提供聚焦效果；准直器，所述准直器用于使所述四个或更多个初级子束中的第一初级子束、第二初级子束、第三初级子束、以及第四初级子束相对于彼此偏转；射束分离单元，所述射束分离单元用于将所述四个或更多个初级子束与四个或更多个信号子束分离；检测单元，所述检测单元具有检测表面，一个或多个检测表面布置于所述四个或更多个初级子束的射束路径之间；扫描偏转器组件，所述扫描偏转器组件用于在所述样本的表面之上扫描所述四个或更多个初级子束；以及物镜单元，所述物镜单元具有三个或更多个电极，每个电极具有用于所述四个或更多个初级子束的开口，所述开口以开口距离间隔开，所述物镜单元被配置成将所述四个或更多个初级子束聚焦于所述样本上，以及将所述四个或更多个信号子束聚焦于所述检测表面上。27.如权利要求26所述的带电粒子束装置组件，其中所述第一带电粒子束装置与所述第二带电粒子束装置是在所述样本之上彼此相邻地布置，以用于同时辐照或检查所述样本的表面的不同部分。28.一种用于利用四个或更多个初级子束来检查样本的方法，包括以下步骤：利用带电粒子源产生初级带电粒子束；利用多孔隙透镜板与两个或更多个电极产生所述四个或更多初级子束；利用准直器使所述四个或更多个初级子束中的第一初级子束、第二初级子束、第三初级子束、以及第四初级子束相对于彼此偏转；利用扫描偏转器组件在所述样本的表面之上扫描所述四个或更多个初级子束；利用物镜单元将所述四个或更多个初级子束聚焦在所述样本上，以产生四个或更多个信号子束，所述物镜单元的每个电极都具有用于所述四个或更多个初级子束的开口，所述
开口间隔开开口距离；将所述四个或更多个信号子束聚焦在检测表面上，其中一个或多个检测表面布置于所述四个或更多个初级子束的相应初级子束之间；以及利用射束分离单元将所述四个或更多个信号子束与所述四个或更多个初级子束分离，以将所述四个或更多个信号子束导引至所述检测表面。29.如权利要求28所述的方法，其中所述开口距离是200μm及以上，特别是400μm或以上。30.如权利要求28至29中的任一者所述的方法，进一步包括以下步骤：调整所述检测表面中的所述四个或更多个信号子束的光斑大小，特别是其中检测距离大于所述检测表面上的所述四个或更多个信号子束的所述光斑大小。31.如权利要求28至30中的任一者所述的方法，进一步包括以下步骤：利用加热器来加热所述多孔隙透镜板。32.如权利要求28至31中的任一者所述的方法，进一步包括以下步骤：控制准直器上游的对准系统，以最小化所测量的电流或最大化来自信号子束的信号。33.如权利要求28至32中的任一者所述的方法，使所述四个或更多个初级子束中的所述第一初级子束、所述第二初级子束、所述第三初级子束、以及所述第四初级子束偏转成相对于彼此平行。34.如权利要求28至33中的任一者所述的方法，其中所述物镜单元包括三个或更多个电极，所述方法进一步包括以下步骤：利用偏转场使所述四个或更多个初级子束在所述三个或更多个电极中的倒数第二个电极与最后一个电极之间减速，所述偏转场是至少5kv/mm。35.如权利要求28至34中的任一者所述的方法，进一步包括以下步骤：利用针对每个初级子束的四个或更多个偏转电极对所述物镜单元中的所述初级子束进行偏转和/或校正。36.如权利要求28至35中的任一者所述的方法，进一步包括以下步骤：对支撑所述样本的平台上的所述样本进行偏压，所述平台具有绝缘层。37.如权利要求28至36中的任一者所述的方法，进一步包括以下步骤：利用提取器从所述带电粒子束源提取所述初级带电粒子束；在提取器之后加速所述初级带电粒子束；以及利用所述两个或更多个电极使所述初级带电粒子束朝向所述多孔隙透镜板减速，其中所述多孔隙透镜板上游的所述两个或更多个电极中的最后一个电极与所述多孔隙透镜板之间的第一静电场小于在所述两个或更多个电极中的倒数第二个电极与最后一个电极之间的第二静电场。38.如权利要求37所述的方法，其中提供所述减速步骤使得由所述多孔隙透镜板与所述两个或更多个电极形成的透镜的cs和cc最小化，并且所述准直器处的所述四个或更多个初级子束的节距匹配于所述准直器的准直器节距。39.如权利要求37至38中的任一者所述的方法，其中提供所述减速步骤使得所述准直器处的所述孔隙的场曲率为零。40.一种对准四个或更多个初级子束的阵列的方法，包括以下步骤：
利用带电粒子源产生初级带电粒子束；利用多孔隙透镜板与两个或更多个电极产生所述四个或更多初级子束；利用准直器使所述四个或更多个初级子束中的第一初级子束、第二初级子束、第三初级子束、以及第四初级子束相对于彼此偏转；控制所述准直器上游的对准系统，以在孔隙阵列中的开口之上扫描所述四个或更多个初级子束；以及测量所述孔隙阵列上的一个或多个导电表面处的电流。41.如权利要求40所述的方法，其中所述对准系统被控制以最小化所述一个或多个导电表面处的所述电流。42.如权利要求41所述的方法，其中所述一个或多个导电表面设置于所述孔隙阵列中的所述开口之间。43.如权利要求40至42中的任一者所述的方法，其中所述对准系统被控制以增加来自信号子束的信号。44.如权利要求40至43中的任一者所述的方法，其中所述对准系统被控制以使所述一个或多个导电表面处的所述电流最大化。45.如权利要求41所述的方法，其中所述一个或多个导电表面设置于由所述孔隙阵列中的所述开口形成的开口阵列的外侧。46.如权利要求40至45中的任一者所述的方法，其中对所述对准系统的所述控制包括以下控制程序中的一者或多者：a)至少在所述孔隙板的平面中的第一方向上利用偏转场，特别是一个偏转场来扫描所述四个或更多个初级子束；b)在垂直于所述孔隙板的所述平面中的所述第一方向的第二方向上扫描所述四个或更多个初级子束；c)至少在所述孔隙板的平面中的第三方向上利用四极场来适配所述四个或更多个初级子束之间的节距；d)至少在所述孔隙板的平面中的第四方向上利用四极场来适配所述四个或更多个初级子束之间的节距；以及e)在所述孔隙板的所述平面中旋转由所述四个或更多个初级子束形成的阵列。47.如权利要求46所述的方法，其中依序执行控制程序a)和/或b)、控制程序c)和/或d)、以及控制程序e)。48.如权利要求46或47中的任一者所述的方法，其中以迭代方式依序执行控制程序a)和/或b)、控制程序c)和/或d)、以及控制程序e)。

技术总结
描述了一种用于辐照或检查样本的带电粒子束装置。带电粒子束装置包括用于产生初级带电粒子束的带电粒子束源以及具有用于形成四个或更多个初级的多个孔隙的多孔隙透镜板。提供具有用于初级带电粒子束或四个或更多个初级子束的一个开口的两个或更多个电极(例如，每个电极具有一个开口)。带电粒子束装置进一步包括准直器，以用于使四个或更多个初级子束中的第一初级子束、第二初级子束、第三初级子束、以及第四初级子束相对于彼此偏转。带电粒子束装置进一步包括具有三个或更多个电极的物镜单元，每个电极具有用于四个或更多个初级子束的开口。带电粒子束装置进一步包括用于支撑样本的平台。撑样本的平台。撑样本的平台。


技术研发人员：P
受保护的技术使用者：代尔夫特理工大学
技术研发日：2019.10.21
技术公布日：2022/7/28