一种粒子束系统，包括粒子源；具有下游形成粒子束的多个开口(353)的第一多孔板(351)；具有由粒子束穿透的多个开口(361)的第二多孔板(359)；具有由还穿透第一和第二多孔板的开口的全部粒子穿透的开口(365)的孔板(363)；具有由粒子束穿透的多个开口(357)并且具有针对束分别提供偶极场或四极场的多个场发生器(372)的第三多孔板(355)；以及将电势馈送至多孔板和孔板的控制器(369)，从而第二多孔板中的第二开口分别作为透镜作用在粒子束(3)上并将可调节激励馈送至场发生器。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及以多个粒子束操作的粒子束系统。
技术介绍
W02005/024881A2公开了以多个电子束操作从而使用一束电子束平行扫描要检查的物体的电子显微镜系统。该束电子束通过引导到多孔板上而产生，多孔板具有多个开口，电子束由电子源产生。电子束的电子中的一部分入射到多孔板上并在此被吸收，该束的另一部分穿透多孔板的开口，从而在每个开口下游的束路径中形成横截面由开口的横截面限定的电子束。此外，提供在多孔板上游和/或下游的束路径中的适当选择的电场使得多孔板中的每个开口作为透镜作用于穿透该开口的电子束上，从而所述电子束聚焦在离多孔板一距离的平面中。其中形成电子束的焦点的平面通过下游光学系统成像在要检查的物体的表面上，从而单独电子束入射到物体上作为聚焦的初级束。此处，它们产生从物体发射的后向散射的电子，或者产生形成为二次束并由另外的光学系统引导到探测器上的二次电子。此处，二次束中的每一个入射到独立的探测器元件上，从而以其检测到的电子强度提供涉及相应初级束入射到物体上的位置处的物体的信息。该束初级束在物体的表面上系统地扫描，从而以扫描电子显微镜的常规方法产生物体的电子显微图像。扫描电子显微镜的分辨率由入射到物体上的初级束的直径限制。因此，在多束电子显微镜方法中，所有束应该在物体上形成相同的小焦点。
技术实现思路
本专利技术相应地具有提出以多个粒子束操作并可以用于实现较高分辨率的粒子束系统的目标。根据本专利技术的实施例，提出一种粒子束系统，其包括配置为产生带电粒子束的粒子源。所述粒子束系统可以具有第一多孔板，其具有多个第一开口并布置在粒子的束路径中，使得所述束的粒子部分入射到第一多孔板上并且部分穿透第一多孔板的第一开口，从而截面由第一开口的截面限定的粒子束形成在每个第一开口下游的束路径中。粒子系统可以具有第二多孔板，其具有多个第二开口并且布置在粒子的束路径中，从而粒子束的粒子穿透第一多孔板中的第一开口中的一个和第二多孔板中的第二开口中的一个。此外，所述粒子束系统可以具有孔板，其布置在离第二多孔板一距离处并且具有由全部粒子穿透的单一开口，全部粒子还穿透第一和第二多孔板中的第一和第二开口。此外，所述粒子束系统可以具有第三多孔板，其具有多个第三开口并且布置在粒子的束路径中，从而穿透第一多孔板中的第一开口中的一个和第二多孔板中的第二开口中的一个的粒子束的粒子还穿透第三多孔板中的第三开口中的一个。第三多孔板可以支撑多个场发生器，场发生器中的一个分配给第三开口中的每一个，场发生器中的每一个配置为提供作用在穿透相应的第三开口的粒子上的偶极场和四极场。此外，粒子束系统具有控制器，其配置为将第一电势馈送至孔板和将第二电势馈送至第二多孔板，第一和第二电势被选择以使得第二多孔板中的第二开口分别作为透镜作用于粒子束的分别穿透所述第二开口的粒子上，以及配置为将可调节激励馈送到分配给第三多孔板的第三开口的场发生器。根据示例性实施例，可以调节可调节激励，使得偶极场或四极场的强度和偶极场或四极场的方向分别在围绕第三开口的周向上可调节。根据另外的示例性实施例，第二多孔板的第二开口的直径可为第一多孔板的相应第一开口的直径的至少1.05倍，特别是1.8倍。在另外的实施例中，第三多孔板的第三开口的直径可为第一多孔板的相应第一开口的直径的至少1.05倍。馈送至孔板的电势应当与馈送到多孔板的电势不同，从而在两个板之间会产生延伸到第二多孔板的电场。所述电场导致第二多孔板中的各开口作为透镜分别作用在穿透所述开口的粒子束上。所述透镜作用被选择以使得粒子束在第二多孔板下游的束路径中形成实焦点，或者在第二多孔板上游的束路径中形成虚焦点。通过下游的光学系统，所述焦点可以成像在平面内或成像到物体上。上游和/或下游的光学系统通常不是无像差的，并且因此粒子束产生在下游平面中或在物体上的那些焦点不具有期望的小直径。因此，可以提供第三多孔板，所述第三多孔板的开口同样由粒子束穿透。在该情况下，分配给所述开口的场发生器可以分开地操纵每个单独的束。因为场发生器可以提供具有可调节强度和方向的四极场，所以可补偿单独粒子束上由下游光学系统施加的像散，从而粒子束可以在物体的平面中形成小的圆焦点。第一多孔板中的开口应当具有比第二多孔板中提供粒子束上的透镜作用的相应开口小的直径。第一多孔板中的开口的直径限定第一多孔板下游的束路径中的粒子束的直径。如果第一多孔板布置在第二多孔板上游的束路径中，则第二多孔板的开口具有比穿透所述开口的粒子束大的直径。因此，由第二多孔板中的开口提供的透镜的直径比穿透所述透镜的粒子束大，并且因此所述透镜的透镜缺陷，特别是球差对粒子束聚焦的影响不会像粒子束的直径与提供透镜作用的开口的直径相等情况下一样强。但是，在第一多孔板布置在第二多孔板下游的束路径中时，上面的优点变成了负担，虽然提供透镜作用的开口的整个直径由粒子穿透。事实就是这样，因为粒子穿透第二多孔板的与第一多孔板中下游开口的截面对应的截面之外的开口，所以特别地，增加的球差遭受透镜作用，而且入射到下游的第一多孔板上并且不能穿透其开口，因此不会促成下游粒子束，并且还不会影响其聚焦。根据示例性实施例，第三多孔板布置在第二多孔板上游的束路径中。根据示例性实施例，在该情况下，第一多孔板布置在第三多孔板上游的束路径中。这具有的优点是，不会有第一多孔板限定的粒子束的粒子入射到第三多孔板和这里提供的场发生器上。因为电激励必须被馈送至场发生器，所以绝缘区提供在引线之间，所述区由于入射粒子而能够变得带电，并且能够导致干扰杂散场。根据另外的示例性实施例，第二多孔板布置在第一多孔板上游的束路径中。如上面所说明，形成由第一多孔板中的开口限定的粒子束的粒子仍然穿透第二多孔板中的开口的中心区域，从而由第二多孔板中的开口提供的透镜的球差不会严重影响粒子束的聚焦。然而，根据这里的实施例，第三多孔板仍然布置在第一多孔板下游的粒子的束路径中，使得尽可能小的粒子入射到第三多孔板上。根据示例性实施例，多孔板布置为彼此相距小距离。这种小距离的实例是第一多孔板的开口的直径的0.1倍至10.0倍，特别是0.3倍至3倍。这种小距离具有的优点是，在第一多孔板的开口边缘散射的粒子不入射到具有较大开口的下游孔板上，并且因此不能在那里产生电场会导致干扰的任意电荷。根据示例性实施例，分配给第三多孔板中的开口的场发生器具有八个电极，所述八个电极布置为分布在围绕开口的周向上。所述电极可以馈送电压，该电压可以由控制器调节，从而产生期望强度和方向的电四极场。根据替代实施例，场发生器可以包括布置为分布在围绕开口的周向上的至少四个线圈，并且所述线圈可以通过控制器而被供有可调节电流，从而产生可调节强度和方向的磁四极场。根据示例性实施例，电子电路安装在第三多孔板上或在其上安装第三多孔板的载体上。控制器可以配置为产生表示场发生器的激励的数据，并经由串行数据链路将它们发送至电子电路。场发生器中的每一个可以经由至少八个支线连接至电子电路。以所接收的数据为基础，电子电路产生当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
粒子束系统，包括：粒子源(301)，配置为产生带电粒子的束(309)；第一多孔板(351)，具有多个第一开口(353)，并布置在所述粒子的束路径中，使得所述束(309)的粒子部分撞击所述第一多孔板(351)并且部分穿透所述第一多孔板的所述第一开口(353)，从而截面由所述第一开口的截面限定的粒子束(3)形成在每个第一开口(353)下游的束路径中；第二多孔板(359)，具有多个第二开口(361)，并且布置在所述粒子的束路径中，从而所述粒子束的粒子穿透所述第一多孔板中的所述第一开口(353)中的一个和所述第二多孔板中的所述第二开口(361)中的一个；孔板(363)，布置在离所述第二多孔板(359)一距离处，并且具有由全部所述粒子穿透的开口(365)，全部所述粒子也穿透所述第一多孔板和所述第二多孔板中的所述第一开口和第二开口；第三多孔板(355)，具有多个第三开口(357)，并且布置在所述粒子的束路径中，从而穿透所述第一多孔板中的所述第一开口中的一个和所述第二多孔板中的所述第二开口中的一个的所述粒子束的粒子还穿透所述第三多孔板中的所述第三开口中的一个，所述第三多孔板支撑多个场发生器(372)，所述场发生器(372)中的一个分配给所述第三开口(357)中的每一个，所述场发生器(372)中的每一个配置为提供作用在穿透相应的第三开口的粒子上的偶极场或四极场；以及控制器(369)，配置为将第一电势馈送到所述孔板(363)并将第二电势馈送至所述第二多孔板(359)，选择所述第一和所述第二电势，使得所述第二多孔板(359)中的所述第二开口(361)分别地作为透镜作用于所述粒子束(3)的分别穿透所述第二开口的粒子上，并且配置为将可调节激励馈送到分配给所述第三多孔板(355)的所述第三开口(357)的所述场发生器(372)。...
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·蔡德勒，T·凯门，C·里德塞尔，R·伦克，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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