带电粒子束设备、场曲校正器、及操作带电粒子束设备的方法

摘要

本发明描述一种带电粒子束设备(100)，所述带电粒子束设备(100)包括：束源(105)，经配置以产生沿着光轴(A)传播的的带电粒子束(101)；具有多个孔隙的孔隙设备(110)，所述孔隙经配置以从带电粒子束产生多个细束(102)；场曲校正器(120)。场曲校正器(120)包括：具有第一多个开口的第一多孔隙电极(121)，第一多个开口具有随着距光轴(A)的距离的函数而发生变化的直径；具有第二多个开口的第二多孔隙电极(122)；及调整设备(132)，经配置以调整第一多孔隙电极(121)的第一电位(U1)和第二多孔隙电极(122)的第二电位(U2)中的至少一者。另外，本发明描述一种场曲校正器(120)以及操作带电粒子束设备的方法。

说明书

技术领域

本文中所描述的实施例涉及带电粒子束设备，并且具体而言涉及扫描电子显微镜，扫描电子显微镜经配置以检验诸如晶片或其他基板的样品例如以检测图案缺陷。更具体而言，本文中所描述的实施例涉及带电粒子束设备，带电粒子束设备经配置以将多个带电粒子束(例如多个电子细束)特别用于检验系统应用、测试系统应用、缺陷审视或关键尺寸设定应用、表面成像应用等等。实施例进一步涉及场曲校正器以及操作带电粒子束设备的方法。

背景技术

现代半导体技术已产生对结构化及探测纳米规模或甚至次纳米规模的样品的高度需要。微米规模及纳米规模工艺控制、检验或结构化常常运用带电粒子束(例如，电子束)进行，带电粒子束在诸如电子显微镜的带电粒子束设备中产生、塑形、偏转并聚焦。出于检验目的，带电粒子束相较于例如光子束给予优良的空间分辨率，这是因为带电粒子束的波长短于光束的波长。

使用带电粒子束的检验设备(诸如扫描电子显微镜(scanning electronmicroscope；SEM))在多个工业领域中具有许多功能，包括但不限于电子电路的检验、平版印刷的曝光系统、检测设备、缺陷检验工具及集成电路的测试系统。在带电粒子束系统中，可使用具有高电流密度的精细探测。例如，在SEM的情况下，主要电子束产生可用以使样品成像并予以分析的信号带电粒子，如次级电子(secondary electron；SE)和/或背散射电子(backscattered electron；BSE)。

电子束类系统的一个缺陷为聚焦点内的有限探测电流。较高亮度源归因于电子-电子相互作用而可仅提供对于探测电流的有限改良。已进行了许多方法以减小电子束系统中的电子-电子相互作用，电子束系统使例如减小的直行长度和/或较高直行能量与电子束至就在样本的前的最终着陆能量的晚期减速相组合。然而，以高分辨率改良电子束产出率日益具有挑战性。

解决此类问题的一种方法为在单个柱中使用多个束(本文中也称作细束)。然而，多束系统的导引、扫描、偏转、塑形、校正和/或聚焦个别细束为具挑战性的，尤其在样本结构将于纳米规模分辨率以高产出率按快速方式扫描并检验时。具体来说，校正单个柱中多个束的畸变(诸如场曲)是具有挑战性的。此外，束畸变可取决于带电粒子束设备的工作模式，此举使得束畸变的可靠补偿甚至更困难。

因此，将为有益的是提供配置为多束系统的带电粒子束设备，带电粒子束设备提供待用于检验样本结构的高产出率及良好场品质。具体来说，将为有益的是提供带电粒子束设备，其经配置而在带电粒子束设备的不同工作模式下在减小的畸变情况下用于多束操作。

发明内容

鉴于以上内容，根据独立权利要求，提供一种带电粒子束设备、一种场曲校正器以及操作带电粒子束设备的方法。实施例的其他方面、优势及特征根据从属权利要求、具体实施方式和附图而是显而易见的。

根据本文中所描述的一个方面，提供一种带电粒子束设备。带电粒子束设备包括：束源，所述束源经配置以产生沿着光轴传播的带电粒子束；具有多个孔隙的孔隙设备，所述多个孔隙经配置以从带电粒子束产生多个细束；以及场曲校正器。场曲校正器包括：具有用于多个细束的第一多个开口的第一多孔隙电极，第一多个开口具有随着距光轴的距离的函数而发生变化的直径；具有用于多个细束的第二多个开口的第二多孔隙电极；以及调整设备，所述调整设备经配置以调整第一多孔隙电极的第一电位和第二多孔隙电极的第二电位中的至少一者。

根据本文中所描述的又一方面，提供一种场曲校正器。场曲校正器包括第一多孔隙电极，所述第一多孔隙电极具有用于紧接于彼此传播的多个带电粒子细束的第一多个开口。第一多个开口具有变化的直径。场曲校正器进一步包括具有用于多个细束的第二多个开口的第二多孔隙电极；以及调整设备，所述调整设备经配置以调整第一多孔隙电极的第一电位和第二多孔隙电极的第二电位中的至少一者。

根据本文中所描述的又一方面，提供一种用于对样品进行成像的扫描电子显微镜(scanning electron microscope；SEM)。扫描电子显微镜包括：束源，所述束源经配置以产生沿着光轴传播的电子束；如本文中所描述的用于多个带电粒子细束的场曲校正器；以及扫描偏转器，所述扫描偏转器经配置以使多个细束在样品之上进行扫描。

根据本文中所描述的又一方面，提供一种操作带电粒子束设备的方法，所述带电粒子束设备经配置用于运用多个细束检验样品。方法包括：将场曲校正器调整到带电粒子束设备的第一工作模式，以及以第一工作模式来操作带电粒子束设备。方法进一步包括：将场曲校正器调整到带电粒子束设备的第二工作模式；以及以第二工作模式来操作带电粒子束设备。

根据本文中所描述的又一方面，提供一种操作带电粒子束设备的方法。方法包括：产生沿着光轴传播的带电粒子束；从带电粒子束产生多个细束；运用场曲校正器补偿场曲；以及将多个细束聚焦于样品上。补偿场曲的步骤包括：运用第一多孔隙电极聚焦多个细束，所述第一多孔隙电极具有具变化的直径的第一多个开口；以及调整第一多孔隙电极的第一电位及具有第二多个开口的第二多孔隙电极的第二电位中的至少一者。

根据本文中所描述的一方面，提供一种带电粒子束设备，所述带电粒子束设备包括用于产生带电粒子束的束源、和场曲校正器。场曲校正器包括：第一多孔隙电极，所述第一多孔隙电极有具有变化的直径的第一多个开口；具有第二多个开口的第二多孔隙电极；以及调整设备，所述调整设备用于调整第一多孔隙电极的第一电位及第二多孔隙电极的第二电位中的至少一者。

实施例针对用于实行所公开的方法的装置，并且包括用于执行个别方法动作的装置部件。方法可通过硬件部件、通过适当软件编程的计算机、通过前述两者的任何组合或以任何方式执行。此外，实施例也针对操作前述装置的方法。

可与本文中描述的实施例组合的其他优势、特征、方面及细节根据从属权利要求、具体实施方式及附图而为显而易见的。

附图说明

因此，以本发明的上述特征可详细地予以理解的方式，上文简要概述的实施例的更特定描述可参考实施例。附图涉及一个或多个实施例，并且描述于下文。

图1A为根据本文中所描述的实施例的带电粒子束设备的示意性截面图；

图1B为具有经调整场曲校正的图1A的带电粒子束设备的示意性截面图；

图2为用于示出带电粒子束设备的第一工作模式中的场曲校正的示意图；

图3为用于示出带电粒子束设备的第二工作模式中的场曲校正的示意图；

图4A为根据本文中所描述的实施例的场曲校正器的示意性截面图；

图4B为示出图4A的场曲校正器在不同电位设定下的场曲校正的图形；

图5A为根据本文中所描述的实施例的场曲校正器的示意性截面图；

图5B为示出图5A的场曲校正器在不同电位设定下的场曲校正的图形；

图6为根据本文中所描述的实施例的场曲校正器的示意性截面图；

图7为根据本文中所描述的实施例的带电粒子束设备的示意性截面图；

图8为根据本文中所描述的实施例的示出操作带电粒子束设备的方法的流程图；并且

图9为根据本文中所描述的实施例的示出操作带电粒子束设备的方法的流程图。

具体实施方式

现将详细参照各种实施例，所述实施例中的一个或多个示例说明于附图中。在附图的以下描述内容内，相同的附图标号指示相同的部件。通常，描述仅涉及个别实施例的差异。每一示例通过解释来提供并且并非意谓为限制。另外，说明或描述为一个实施例的部分的特征可涉及其他实施例或结合其他实施例使用以产生又一实施例。旨在描述包括这样的修改以及变化。

半导体技术取决于在集成电路的生产期间使用的各种工艺的准确控制。举例而言，诸如晶片的基板及掩模必须经重复地检验，以便使问题或缺陷局部化。掩模或分划板(reticle)必须在基板处理期间在实际使用之前予以检验，以便确保掩模准确地界定预定图案。掩模图案中的任何缺陷在平版印刷中的使用期间将被转印至基板。诸如基板、晶片或掩模的样品的针对缺陷的检验通常包括相当短的时间内大的表面区域的检查。检验应尽可能地快，以便避免因检验工艺而使生产产出率降低。

扫描电子显微镜(scanning electron microscope；SEM)可用以检验样品以检测诸如图案缺陷之类的缺陷。样品的表面使用带电粒子束(例如电子束)进行扫描，带电粒子束可聚焦于样品的表面上。当带电粒子束命中样品时，产生并且检测到次级带电粒子(例如，次级电子)。样品的一位置处的图案缺陷可通过比较次级带电粒子的强度信号与例如对应于样品的同一位置的参考信号来检测。当仅一个带电粒子束用于扫描时，扫描可花费大量时间，且可能获得仅有限的产出率。

产出率可通过提供配置为多束系统的带电粒子束设备来增大。在多束系统中，产生多个带电粒子细束，所述带电细束在柱中紧接于彼此传播，以便可同时检验样品中的两个或两个以上的点。然而，控制、塑形及校正在一个柱中以紧密相对距离传播的多个细束为具挑战性的。根据本文中所描述的实施例，提供带电粒子束设备，此带电粒子束设备同时提供高产出率及高检验准确性。

图1A为根据本文中所描述的实施例的配置为多束设备的带电粒子束设备100的示意性截面图。

带电粒子束设备100包括束源105，束源105经配置以产生沿着光轴A传播的带电粒子束101。束源105可为经配置以产生电子束的电子源。替代地，束源可为经配置以产生离子束的离子源。带电粒子束101可以从束源105沿着光轴A通过柱而朝向样品传播。

诸如一个或多个偏转器、束校正器、透镜设备、孔隙、束弯曲器和/或束分离器之类的多个束影响元件(图1A中未示出)可沿着在束源与样品之间的束路径配置。举例而言，准直透镜系统108可配置于束源105下游从而对带电粒子束101进行准直，并且物镜系统109可配置于准直透镜系统108的下游且于样品的上游。

在一些实施例中，束源105可包括冷场发射器(cold field emitter；CFE)、肖特基(Schottky)发射器、热场发射器(thermal field emitter；TFE)或另一高电流电子束源中的至少一者以便增大产出率。高电流在100毫弧度或以上情况下被认为是10μA，例如在100毫弧度情况下被认为是例如至多5mA，例如30μA至1mA。根据典型实施方案，电流例如在+/-10％的偏差的情况下本质上均一地分布。根据可与本文中所描述的其他实施例组合的一些实施例中，束源可具有5毫弧度或以上的典型发射半角，例如，50毫弧度至200毫弧度的发射半角。在一些实施例中，束源可具有2nm或以上和/或40nm或以下的虚拟源大小。举例而言，若束源为肖特基发射器，则源的虚拟源大小为10nm至40nm。举例而言，若束源为冷场发射器(CFE)，则源的虚拟源大小可以为2nm至20nm。

根据可与本文中描述的其他实施例组合的实施例，TFE或能够提供大的束电流的另一高的减小亮度的源为亮度在发射角度经增大以提供10μA至100μA的最大值时并不下降超出最大值的20％的源。举例而言，肖特基或TFE发射器当前在5·10

带电粒子束设备100可包括具有多个孔隙的孔隙设备110，所述多个孔隙经配置以从带电粒子束101产生多个带电粒子细束102。举例而言，孔隙设备110可具有经配置以产生三个、五个、十个或更多个细束的三个、五个、十个或更多个孔隙。详细来说，孔隙设备110可具有用于产生五十或更多个细束的五十或更多个孔隙。孔隙设备110的孔隙中的每一者可经配置以从带电粒子束产生一个带电粒子细束。

孔隙设备110可包括孔隙形成为束限制孔的板。当带电粒子束101撞击其中形成有孔隙的板时，带电粒子可通过板中的孔隙传播以形成多个细束，并且带电粒子束101的剩余部分可通过板阻断。在一些实施例中，孔隙设备110的至少一个表面，例如，孔隙设备110的朝向束源105的表面可为导体或半导体表面以便减小或避免电荷在孔隙设备120上的累积。

请注意，配置于场曲校正器120的上游的孔隙设备110为可选部件，并且在一些实施例中，多个细束102可通过场曲校正器的多孔隙板从带电粒子束101产生。换言的，孔隙设备及场曲校正器可在一些实施例中经一体地形成。

根据本文中所描述的实施例，带电粒子束设备进一步包括场曲校正器120。场曲校正器120包括具有用于多个细束的第一多个开口的第一多孔隙电极121及具有用于多个细束的第二多个开口的第二多孔隙电极122。第二多孔隙电极122可配置于第一多孔隙电极121下游或上游，并且第二多个开口可与第一多个开口对准且与孔隙设备110的多个孔隙对准，使得多个细束传播通过第一多个开口及第二多个开口。多孔隙电极中的每一者可被提供为板元件，在所述板元件中，配置多个细束可传播通过的多个开口。

根据本文中所描述的实施例，第一多孔隙电极121提供对多个细束102的聚焦效应，其中对每一细束的聚焦效应的强度取决于相应的细束距光轴A的距离。换言之，通过第一多孔隙电极121对细束提供的聚焦效应可随着距光轴A的距离的函数而发生变化，使得距光轴较远的细束不同于靠近于光轴的细束地被聚焦。

详细而言，第一多孔隙电极121的第一多个开口可具有随着距光轴A的距离的函数发生变化的直径。在一些实施例中，第一多个开口的直径随着距光轴A的距离D增大而增大，如图1A中示意性地示出的。在一些实施例中，第一多个开口的直径随着距光轴A的距离D增大而减小。

配置为电极中的开口的常规静电透镜的聚焦效应典型地取决于影响电极的相对侧上的电场差的开口的直径。更具体而言，具有小型开口的电极相较于具有较大开口的电极对带电粒子束有较强聚焦效应。因此，具有变化的开口直径的多孔隙电极对传播通过多孔隙电极的开口的多个细束提供变化的聚焦效应。开口的直径的增大导致减小的电场强度，并且因此导致相应透镜的减小的电聚焦功率。

示意性地示出在图1A中的第一多孔隙电极121的聚焦效应随细束距光轴的距离的函数而减轻。因此，第一多孔隙电极121可以用于补偿带电粒子束设备在样品平面中的场曲。

根据本文中所描述的实施例的场曲校正器120进一步包括调整设备132，所述调整设备132经配置以调整第一多孔隙电极121的第一电位U1及第二多孔隙电极122的第二电位U2中的至少一者。通过调整第一电位U1(及维持恒定第二电位U2)，可改变第一多孔隙电极与第二多孔隙电极之间的电场，使得可调整场曲校正器的场曲校正的强度。通过调整第二多孔隙电极122的第二电位U2(及维持恒定第一电位U1)，可改变第一多孔隙电极与第二多孔隙电极之间的电场，并且可调整场曲校正器的场曲校正的强度。另外，通过调整第一电位U1及第二电位U2两者(例如，增大第一电位U1并降低第二电位U2，或者反之亦然)，可甚至更灵活地调整场曲校正器的场曲校正的强度。

本文中描述的实施例以校正多束带电粒子系统的场曲且详细来说调整场曲校正的量为目标。带电粒子束设备的不同工作模式在各种设定及束参数上可不同，例如，在带电粒子于样品上的着陆能量和/或在物镜系统与样品之间的工作距离上不同。因此，通过带电粒子束设备中光学部件引起的场曲可取决于操作带电粒子束设备所在的工作模式。

因此，有益的是提供一种场曲校正器120，场曲校正器120可经调整，使得根据操作带电粒子束设备的工作模式而将适当量的场曲校正提供于多个细束上。

现参照图2及图3，多束系统的“场曲”以及场曲的校正将简要地予以解释。图2为用于示出带电粒子束设备的第一工作模式中的场曲校正的示意图，并且图3为用于示出带电粒子束设备的第二工作模式中的场曲校正的示意图。第一工作模式及第二工作模式可通过束影响部件的特定进行设定(例如，工作距离、带电粒子能量、着陆能量和/或撞击于样品的细束的数目)来进行特征化。

场曲为带电粒子束设备中使得样品仅在图像的某些部分中显现为清晰的而非遍及此图像为均一地清晰的束畸变。场曲可通过光学部件(诸如束路径中的透镜)被引起，所述光学部件以弯曲方式而非以平坦方式投射图像，如图2中示意性地描绘的。如图2的左侧部分中所描绘，鉴于样品103可在沿着光轴A传播的中心细束的焦平面中，距光轴A更远的其他细束的焦点可能并不位于样品103的平面中而是在样品前方，使得样品的相应的区显现于焦点外部。如投影于光轴A上的中心细束的焦点与最外细束的焦点之间的距离在图2中被命名为“Δz2”，并且表示带电粒子束设备100在第一工作模式中于样品的平面中的场曲。

场曲Δz2可通过如本文中所描述的场曲校正器来补偿。场曲校正器120可将多个细束以束能量E

因此，当场曲校正器引起为Δz1的中间图像平面中的焦距变化时，若Δz1＝-Δz2×M

如图2的右侧部分中所描绘，归因于通过场曲校正器120引起的焦距变化，样品103的平面中通过束路径中束影响部件引起的场曲可得以补偿，使得所有细束的焦点本质上位于样品103的平面中。图像的清晰度可得以改良。

图3为用于示出带电粒子束设备的第二工作模式中场曲校正的示意图。在第二工作模式中，通过束路径中的束影响元件引起的场曲Δz2’可小于图2的第一工作模式中通过束影响元件引起的场曲Δz2。根据本文中所描述的实施例，通过场曲校正器120提供的焦距变化可经调整达不同量的Δz1’，使得Δz1’＝-Δz2’×M

回看图1A，通过场曲校正器120提供的场曲校正的强度可调整如下。场曲校正器120包括调整设备132，此调整设备132经配置以调整第一多孔隙电极121的第一电位U1及第二多孔隙电极122的第二电位U2中的至少一者。在一些实施例中，第二多孔隙电极122可配置于第一多孔隙电极121的下游。举例而言，第一多孔隙电极121与第二多孔隙电极122之间沿着光轴A的距离可为1cm或以下，或者5mm或以下。详细而言，可变电压供应器可以连接至第一多孔隙电极121和/或第二多孔隙电极122。

通过调整第二多孔隙电极122的第二电位U2，通过第一多孔隙电极121提供的焦距变化可得以调整。举例而言，在图1A中，第二电位U2设定为提供第一焦距变化Δz的第一值，焦距变化界定为中心细束的焦距与最外细束的焦距之间的通过场曲校正器引起的差。第二电位U2可设定为如下值：此值本质上补偿/校正通过带电粒子束设备的束影响元件引起的场曲，使得清晰图像可予以提供。

如图1B中示意性地描绘，第二电位U2可设定为提供比第一焦距变化Δz的第二焦距变化Δz’要小的第二值，焦距变化界定为中心细束的焦距与最外细束的焦距之间的通过场曲校正器引起的差。第二电位U2可经调整为如下值：此值本质上补偿通过第二工作模式中带电粒子束设备的束影响元件引起的场曲，使得清晰图像也可在第二工作模式中予以提供。

在可与本文中所描述的其他实施例组合的一些实施例中，第一多孔隙电极121的第一多个开口具有随着距光轴A的距离D的函数发生变化的直径。详细而言，相较于第一多个开口中的外部开口，与光轴A相交的第一多个开口的中心开口可较小，从而提供较强聚焦效应。详细而言，第一多个开口的直径可随着距光轴的距离D增大而增大，如图1A的右侧部分中示意性地描绘的，示出第一多孔隙电极121的示意性俯视图。

在一些实施例中，第一多个开口的直径可从例如中心开口的80μm或以下的第一直径增大至例如最外开口的100μm或以下的第二直径，或反反之亦然。更特定而言，第一多孔隙电极的中心开口可具有60μm或以下的直径，和/或直径可随着距光轴A的距离增大而增大至110μm或以上的第二直径。

在可与本文中所描述的其他实施例组合的一些实施例中，调整设备可经配置以尤其独立于彼此地调整第一多孔隙电极121的第一电位U1并且调整第二多孔隙电极122的第二电位U2。举例而言，调整设备132可以包括连接至第一多孔隙电极121的第一电压供应器及连接至第二多孔隙电极122的第二电压供应器。

举例而言，为了提供大的场曲校正，第一电位U1可设定为高电压，并且第二电位U2可设定为低电压(例如，第二多孔隙电极可接地)。举例而言，第一电位U1可设定为2kV或以上，尤其4kV或以上，并且第二多孔隙电极122可接地。大量场曲可经补偿或校正。

为了减小场曲校正的量，可减小第一电位U1，和/或可增大第二电位U2。举例而言，通过减小第一电位U1且通过增大第二电位U2，可减少场曲校正，同时多个细束在中间图像平面中的焦点位置可基本上保持固定。因此，总体束路径并非严重地受到场曲校正的调适的影响。

请注意，在一些实施例中，场曲校正器的多孔隙电极对多个细束具有聚焦效应，并且在场曲校正器下游产生实际束交叉。在其他实施例中，多个虚拟焦点可通过场曲校正器的多孔隙电极来提供。举例而言，多个细束可具有在待检验的样品的上游或下游的虚拟焦点。

根据本文中所描述的实施例，提供场曲校正器120，此场曲校正器120允许调适场曲校正的量，同时中心细束的焦距可在改变设备的工作模式时通过使第一电位U1及第二电位U2两者发生变化而本质上保持恒定或保持于某范围内。又，径向外部细束和/或任何细束在距光轴的给定距离处的焦距可保持本质上恒定。

举例而言，通过设定第一电位U1为最大电压且通过设定第二电位U2为零，可提供最大场曲校正。通过设定第二电位U2为最大电压且通过使第一电位U1接地，可提供经减小的场曲校正。中间图像平面可本质上保持固定。

图4A为根据本文中所描述的实施例的场曲校正器120的示意性横截面。图4A的场曲校正器120可具有图1A的场曲校正器的特征中的一些或全部，使得可参考以上解释，以上解释这里不予以重复。

详细而言，图4A的场曲校正器120包括：具有第一多个开口的第一多孔隙电极121，所述第一多个开口提供用于多个细束的变化的焦距；具有第二多个开口的第二多孔隙电极122，所述第二多个开口与第一多个开口对准；以及调整设备132，所述调整设备132经配置以调整第一多孔隙电极121的第一电位U1及第二多孔隙电极122的第二电位U2中的至少一者。

在可与本文中描述的其他实施例组合的一些实施例中，场曲校正器120可进一步包括在第一多孔隙电极121和第二多孔隙电极122的下游的具有第三多个开口的第三多孔隙电极123。替代地或另外地，场曲校正器120可进一步包括在第一多孔隙电极121和第二多孔隙电极122的上游的具有第四多个开口的第四多孔隙电极124。

第三多个开口可具有相同直径，和/或第四多个开口可具有相同直径，如图4A的右侧部分中示意性地描绘。

在一些实施例中，第三多孔隙电极123和/或第四多孔隙电极124可接地，如图4A中示意性地描绘的。详细而言，在一些实施例中，接地的第四多孔隙电极124可配置于第一多孔隙电极121上游，且接地的第三多孔隙电极123可配置于第二多孔隙电极122下游。

第四多孔隙电极124、第一多孔隙电极121、第二多孔隙电极122及第三多孔隙电极123可彼此对准，使得多个细束随后传播通过第四多个开口、第一多个开口、第二多个开口及第三多个开口。

当第四多孔隙电极124及第三多孔隙电极123接地时，场曲校正器120在不改变细束能量的情况下本质上具有单透镜阵列的效应。因此，脱离场曲校正器120的带电粒子本质上具有与进入场曲校正器120的带电粒子相同的能量。

单透镜常规地由沿着光轴具有串联的圆柱形开口的三个或三个以上电极组成。单透镜中的静电电位为对称的，使得带电粒子在脱离单透镜的后再次获得初始能量。详细而言，单透镜的第一电极及最后电极可接地，或可配置于同一电位。在单透镜中，径向向外带电粒子的径向速率通过至少一个中心电极变更，使得外部带电粒子朝向光轴集中。

如图4A中示意性地描绘，根据本文中描述的实施例的场曲校正器120包括沿着光轴A串联配置的至少四个多孔隙电极。两个外部多孔隙板(即，第三及第四多孔隙板)可接地或配置于相同电位，并且至少两个内部多孔隙板(即，第一及第二多孔隙板)可设定于不同电位，从而对多个细束提供取决于相应的细束距光轴A的距离的聚焦效应。因此，场曲校正器120具有单透镜阵列的效应，所述单透镜经配置以本质上在不改变细束能量情况下提供关于紧接于彼此传播的多个细束的变化的焦距。

场曲校正器的强度通过使第一电位U1及第二电位U2在相反方向上发生变化而本质上可在不改变场曲校正器的焦距情况下调整。

图4B为示出针对第二电位U2的不同设定的图4A的场曲校正器120的场曲校正的图形。图形展示通过场曲校正器按第一多孔隙电极121的孔隙的直径R(按μm计，x轴)的函数提供的焦距差(按μm计，y轴)。如从图4B可看出，当第二多孔隙电极122接地(U

图5A为根据本文中所描述的实施例的场曲校正器120的示意性横截面。图5A的场曲校正器120可具有图4A的场曲校正器的特征中的一些或全部，使得可参看以上解释，以上解释这里不予重复。

详细来说，图5A的场曲校正器120包括：具有第一多个开口的第一多孔隙电极121，所述第一多个开口提供关于多个细束的变化的焦距；具有与第一多个开口对准的第二多个开口的第二多孔隙电极122；以及调整设备132，所述调整设备132经配置以调整第一多孔隙电极121的第一电位U1及第二多孔隙电极122的第二电位U2中的至少一者。另外，提供具有第三多个开口的第三多孔隙电极123。另外，可提供具有第四多个开口的第四多孔隙电极124，其中第三多孔隙电极及第四多孔隙电极可接地。

根据可与本文中描述的其他实施例组合的实施例，第三多孔隙电极123的第三多个开口具有随着距光轴A的距离D的第二函数发生变化的直径。

在一些实施方案中，第二函数本质上为指定第一多孔隙板121的第一多个开口的直径的变化的(第一)函数的逆函数。详细来说，第一多个开口的直径可随着距光轴A的距离增大而增大，并且第三多个开口的直径可随着距光轴A的距离D增大而减小，或反之亦然。

详细来说，第三多个开口的直径可以与第一多个开口的直径从中心至外部区的变化相反的方式从中心至外部区发生变化。以此方式，场曲校正可从大的校正(U1为高的，U2接地)调整至零校正(U2为高的，U1接地)。在“大的校正模式”(U1为高的，U2接地)中，场曲校正以类似于如上文所论述的方式达成，并且第三多孔隙电极123的变化的直径本质上无影响。在“零校正模式”(U2为高的，U1接地)中，通过第一多孔隙电极121引入的焦距变化被减小，并且此外相反焦距变化通过第三多孔隙电极123引入。若开口直径经恰当地设定，则针对多个细束中的所有细束的净焦距相等，从而导致无残余场曲校正。再者，通过场曲校正器提供的焦距在使第一电位和第二电位如上文所指定发生变化时可本质上保持恒定。

图5B为示出针对第一电位U1及第二电位U2的不同设定的图5A的场曲校正器120的场曲校正的图形。图形展示通过场曲校正器按第一多孔隙电极121的孔隙的直径R(按μm计，x轴)的函数提供的焦距差(按μm计，y轴)。如从图5B可看出，当第二多孔隙电极122接地(U

根据本文中所描述的实施例，通过场曲校正器120提供的场曲校正例如在带电粒子束设备以不同工作模式操作时可经调整。同时，中间图像平面可在带电粒子束设备的不同工作模式下维持于恒定位置，使得总体束路径实质上在数个工作模式之间并不发生变化。

图6为根据本文中描述的实施例的场曲校正器120的示意性横截面图。图6的场曲校正器120可具有图5A的场曲校正器的特征中的一些或全部，使得可参考以上解释，以上解释这里不予重复。

描绘于图6中的场曲校正器120进一步包括静电多极设备610，静电多极设备610包括针对多个细束102中的每一者的至少一个多极单元。多极单元可经配置用于多个细束的畸变校正、多个细束的偏转或多个细束的消除中的至少一者。举例而言，多个细束中的每一者可经个别地偏转，使得多个细束显现为来自不同源。根据另一示例，多个细束102的球形畸变或高阶畸变可运用多极单元来个别地补偿。

在图6中描绘的实施例中，静电多极设备610配置于场曲校正器120上游。另外地或替代地，(另一)静电多极设备可配置于场曲校正器120的下游。

在一些实施方案中，静电多极设备610的多极单元可选自由以下各者组成的群：静电偶极、四极、六极及八极。举例而言，至少一个静电八极可经提供用于多个细束中的每一者，使得每一细束可以被个别地影响，例如经偏转或校正。在一些实施例中，可以提供更高阶静电多极元件，诸如具有12、14或20个极的多极。

在可与本文中描述的其他实施例组合的一些实施例中，多极设备可经提供用于影响例如在场曲校正器下游或上游沿着光轴传播的带电粒子束。多极设备可包括具有四个或更多个校正器电极，特定而言八个或更多个校正器电极，更特定而言12或更多个校正器电极，或甚至20或更多个校正器电极的静电校正器。高阶畸变可经校正或补偿。静电校正器的校正器电极可配置于本质上垂直于带电粒子束设备的光轴的平面中，例如场曲校正器的多孔隙电极中的一者的顶部上。

在一些实施例中，多极设备可进一步包括静电偏转器，其具有用于使带电粒子束偏转达偏转角度的至少两个偏转器电极。静电偏转器可直接配置于静电校正器上游或直接配置于静电校正器下游。举例而言，偏转器电极可沿着光轴在第一长度上沿伸，和/或静电校正器的校正器电极可沿着光轴在第二长度上沿伸，第二长度小于第一长度。

在一些实施例中，偏转器电极在光轴上的投影与校正器电极在光轴上的投影之间的距离小于第一长度，以便在多极设备的操作期间，通过偏转器电极产生的第一边缘场与通过校正器电极产生的第二边缘场空间上重叠。在一些实施例中，静电校正器经配置以补偿通过静电偏转器引起的带电粒子束的畸变。

在图6中描绘的实施例中，静电多极设备610的多极单元配置于场曲校正器120的指向上游方向的束进入表面。举例而言，多极单元可一体地形成于第四多孔隙电极124的朝向束源的表面。替代地或另外地，静电多极设备610的多极单元可配置于场曲校正器120的朝向下游方向的束脱离表面。举例而言，多极单元可以一体地形成于第三多孔隙电极123的朝向样品的表面。

因此，不仅场曲而且多个细束的其他束畸变可以被个别地校正。

图7为根据本文中描述的实施例的带电粒子束设备100的示意性截面图。带电粒子束设备100在一些实施例中可以为扫描电子显微镜。

带电粒子束设备100包括：束源105，例如，电子源，其经配置以产生沿着光轴A传播的带电粒子束101；以及根据本文中所描述的任何实施例的场曲校正器120。场曲校正器120可为可调整场曲校正器120，使得通过场曲校正器120提供的场曲校正可经调整至带电粒子束设备的工作模式。

带电粒子束设备100进一步包括选自由以下各者组成的群的束影响元件：准直透镜、转移透镜、物镜、电极、多极设备、偏转器及扫描偏转器。

根据本文中描述的实施例，场曲校正器的第二多孔隙电极122的第二电位可经调整，使得场曲校正器120引入的第一场曲与通过束影响元件中的一个或多者引起的第二场曲相反。因此，场曲校正可适应于带电粒子束设备的不同工作模式。

如图7中示意性地描绘，带电粒子束设备100进一步包括：物镜系统109，所述物镜系统109经计算以将多个细束102聚焦于样品103上；以及分段检测器701，所述分段检测器701经配置以检测发射自样品103的信号粒子。分段检测器701可包括多个检测器区段，所述多个检测器区段经配置以检测多个细束撞击样品之后便产生的信号粒子。第一检测器区段702和第二检测器区段703示意性地描绘于图7中，其中第一检测器区段702经配置以检测通过多个细束中的第一细束产生的信号粒子，并且第二检测器区段703经配置以检测通过多个细束中的第二细束产生的信号粒子。空间上被分辨的图像可被产生，和/或检验速度可通过并行检验来增大。

物镜系统109可包括组合式磁性静电物镜，此组合式磁性静电物镜包括磁性透镜部分及静电透镜部分。在一些实施例中，可提供经配置以减小带电粒子在样品上的着陆能量的减速场设备。举例而言，减速场电极可配置于样品上游。

根据可与本文中描述的其他实施例组合的实施例，束源105为电子源，带电粒子束为电子束，并且带电粒子束设备100为扫描电子显微镜(SEM)。

根据其他实施例，带电粒子束设备100为另一类型的电子显微镜。根据又其他实施例，带电粒子束设备为离子束设备，束源为离子源，并且带电粒子束为离子束。

如本文中所描述的扫描电子显微镜(SEM)经配置用于使样品成像。扫描电子显微镜包括：束源，所述束源经配置以产生沿着光轴传播的电子束；如本文中所描述的场曲校正器120；以及经配置用于在样品103之上扫描多个细束102的扫描偏转器705。

根据本文中描述的一个方面，提供如本文中所描述的多束带电粒子设备100的场曲校正器120。场曲校正器120包括：具有第一多个开口的第一多孔隙电极121，所述第一多个开口用于紧接于彼此传播的多个带电粒子细束；具有用于多个细束的第二多个开口的第二多孔隙电极122；以及调整设备132，所述调整设备132经配置以调整第二多孔隙电极的第二电位U2，从而调整场曲校正的强度。

在一些实施例中，具有用于产生多个细束的多个开口的孔隙设备110配置于场曲校正器120的上游。在其他实施例中，多个细束通过场曲校正器120，例如通过场曲校正器的多孔隙电极中的一者产生。举例而言，场曲校正器的第一多孔隙电极121、第二多孔隙电极122或另一多孔隙电极可经配置以从带电粒子束产生多个细束。

第一多孔隙电极121提供关于多个细束的焦距，此焦距随着距光轴A的距离D而发生变化，其中光轴A通过场曲校正器120的中心开口界定。换句话说，透过第一多孔隙电极设备121靠近于光轴A传播的细束与透过第一多孔隙设备从光轴A远程传播的细束不同地被聚焦(即，具有不同焦距)。

详细而言，第一多个开口可具有变化的直径。更特定而言，第一多个开口的直径随距光轴的距离D的函数而发生变化。详细而言，第一多个开口的直径随着距光轴A的距离增大而增大。

场曲校正器120可包括本文中所描述的其他特征，例如，如本文中所描述的第三多孔隙电极123和/或第四多孔隙电极124，使得可参考以上解释。

在一些实施例中，提供束分离器706，此束分离器用于分离从样品发射的信号电子与朝向样品传播的带电粒子束101的电子。束分离器可例如为磁性束分离器或韦恩(Wien)滤波器。

根据本文中所描述的另一方面，提供操作带电粒子束设备的方法。

图8为根据本文中所描述的实施例的示出操作带电粒子束设备的方法的流程图。在框810中，方法包括：将场曲校正器120调整到带电粒子束设备的第一工作模式，及以第一工作模式操作带电粒子束设备。在框820中，方法包括：将场曲校正器调整到带电粒子束设备的第二工作模式，及以第二工作模式操作带电粒子束设备。场曲校正器120可包括本文中所描述的场曲校正器的特征中的一些或全部，使得可参考以上解释，以上解释这里不予以重复。

在第一工作模式中通过场曲校正器120补偿的多个细束的第一场曲不同于在第二工作模式中通过场曲校正器120补偿的多个细束的第二场曲。

第一工作模式中及第二工作模式中多个细束的至少一个束特性或束参数可不同。举例而言，带电粒子束设备在第一工作模式中可以第一工作距离和/或以第一着陆能量操作，并且带电粒子束设备可在第二工作模式中以第二工作距离和/或以第二着陆能量操作。

根据本文中所描述的实施例，调整场曲校正器120包括调整配置于第一多孔隙电极121的下游的第二多孔隙电极122的第二电位。第一多孔隙电极提供关于多个细束的聚焦效应，此聚焦效应取决于相应的细束距光轴A的距离和/或随距光轴A的距离D的函数发生变化。光轴A通常通过场曲校正器120的中心开口来界定。另外，第一多孔隙电极121的第一电位U1可通过调整设备的相应的电压供应器来调整。

详细而言，第一多个开口的直径可以随着距光轴A的距离增大而增大(或减小)。

图9为根据本文中所描述的实施例的图示操作带电粒子束设备的方法的流程图。

在框910中，产生沿着光轴A传播的带电粒子束。

在框920中，多个细束尤其运用包括多个孔隙的孔隙设备从带电粒子束产生。

在框930中，运用如本文中所描述的场曲校正器120来补偿场曲。

在框940中，将多个细束聚焦于样品上。

在框930中的补偿场曲包括：运用具有第一多个开口的第一多孔隙电极121来聚焦多个细束，所述第一多个开口提供随着距光轴的距离的函数而发生变化的聚焦效应。详细而言，第一多个开口的直径可随着距光轴的距离的函数发生变化。

配置于第一多孔隙电极121的下游的具有第二多个开口的第二多孔隙电极122的第二电位可经调整，使得待检验样品的平面中的场曲本质上为零。因此，多个细束中所有细束的焦点可位于样品的平面中，使得样品的清晰图像可在带电粒子束设备的不同工作模式中予以提供。

方法可进一步包括检测通过样品发射的信号带电粒子，尤其为次级带电粒子和/或背散射粒子，其中通过细束中的每一者产生的信号带电粒子经由分段检测器设备而被个别地检测到。

尽管前述内容针对特定实施例，但可以在不背离本发明的基本范围的情况下设想其他及另外的实施例，并且本发明的范围通过所附的权利要求来确定。