CN112970088A - 用于调节单独粒子束的电流的粒子束*** - Google Patents

用于调节单独粒子束的电流的粒子束*** Download PDF

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Abstract

公开了设定单独束电流的粒子束***，所述粒子束***包括以下：至少一个粒子源，其被配置为产生带电粒子的束；第一多透镜阵列，其包括实行聚焦的第一多个单独可调节粒子透镜并且被设置在粒子束路径中使得粒子中的至少一些以多个单独粒子束的形式穿过多透镜阵列中的开口；第二多孔板，其包括多个第二开口，并且被设置在第一多透镜阵列的下游的粒子束路径中且设置为使得通过第一多透镜阵列的粒子部分地照射第二多孔板且部分地穿过第二多孔板中的开口；以及控制器，其被配置为向第一多透镜阵列的粒子透镜供应单独可调节的电压，并且因此针对每个单独粒子束单独地设定相关联的粒子透镜的聚焦。

Description

用于调节单独粒子束的电流的粒子束***
技术领域
本发明涉及用多个粒子束操作的粒子束***。
背景技术
就像单束粒子显微镜，多束粒子显微镜可以用于在微观尺度上分析物体。例如，可以使用这些粒子显微镜记录表示物体的表面的物体图像。以这种方式，例如可以分析表面的结构。单束粒子显微镜中，带电粒子(诸如，例如电子、正电子、μ介子或离子)的单独粒子束用于分析物体，而在多束粒子显微镜中，多个粒子束用于该目的。多个粒子束(也被称为束)同时指向物体的表面，在同一时间段内与单束粒子显微镜相比，由此可以采样和分析物体的表面的显著更大的面积。
WO2005/024881 A2公开了形式为电子显微镜***的多粒子束***，其通过多个电子束操作，以便使用一束平行的电子束扫描待检查的物体。一束电子束是由电子源生成的电子束生成的，该电子束指向具有多个开口的多孔板。电子束中的一些电子照射多孔板且在那里被吸收并且束的另一部分穿过多孔板的开口，所以电子束被成形在每个开口下游的束路径中，所述电子束的横截面由开口的横截面限定。此外，在多孔板上游和/或下游的束路径中提供的适当选择的电场具有在多孔板中的每个开口对于通过开口的电子束充当的透镜的效果，所以电子束聚焦在位于距多孔板一距离的平面中。通过下游光学单元将形成电子束的焦点的平面成像到待检查的物体的表面上，使得单独电子束以聚焦的方式作为初级束照射物体。在那里，它们生成从物体发出的相互作用产物，诸如背向散射电子或二次电子，这些相互作用产物被成形以形成二次束，且由其他光学单元指向检测器。在那里，二次束中的每一个照射分离的检测器元件，使得由所述检测器元件检测到的电子强度在对应的初级束照射物体的位置处提供与物体相关的信息。在物体的表面之上***地扫描一束初级束，以便以扫描电子显微镜惯用的方式生成物体的电子显微图片。
在所描述的多粒子束***中，高分辨率和高通量与实践中令人满意和成功的使用高度相关。在该情况下，尤其必须设定粒子束的强度。
US 2017/0025241 A1公开了一种多束粒子束***，其中粒子束内的电流密度是可变的。具体而言，在从初级电子束均匀地形成多束之前，在此设定辐照度。为了设定辐照度，根据US 2017/0025241 A1使用双准直器，所述双准直器在束方向上直接布置在电子源的下游。通过改变双准直器的透镜激励，可以改变通过双准直器下游的多孔板中的开口的电子的电流密度。
然而，如果进一步增加利用的粒子束的数量，则上述多束粒子束***达到其限制。为了甚至为单独束获得足够的束强度，必须使用尽可能多的来自粒子源的粒子。然而，在那种情况下粒子源的发射特性变得更加重要，在整个利用的发射角度上的发射特性的均匀性更加精确。当使用相对较大的发射角时，粒子源(例如，热场发射(TFE)源)的发射特性在整个过程中不再是均匀。因此，在对应的粒子束***中的第一多孔板处的辐照也不再全部均匀，并且在不同的单独束中电流密度中存在相对较大的变化。然而，在多粒子检验***的情况下，***要求的是各个单独束之间的电流强度只有很小的变化，典型地小于百分之几，使得用相等数目的粒子或电子扫描多图像场的所有单独的像场。作为示例，这是获得具有近似相同亮度的单独图像的前提。单独图像的可获得分辨率还取决于单独束电流。
因此，在用多束粒子***操作的检验***中，由于改变的发射特性，因此具有大发射角的粒子源的使用成为挑战。
发明内容
因此，本发明的目的是提供用大量单独束的粒子束***，即使使用大数目的单独束，或者即使利用粒子源的大发射角，所述粒子束***也能很大程度上确保单独束的均匀性。特别是，粒子束***还应该适用于多束检验***。
该目的由独立专利权利要求来实现。根据从属专利权利要求，本发明的有利实施例是显而易见的。
根据本发明的第一方面，本发明涉及粒子束***，其包括以下：
至少一个粒子源，其被配置为生成带电粒子的束；
第一多透镜阵列，其包括第一单独可调节和聚焦的粒子透镜，并且被布置在粒子的束路径中使得至少一些粒子以多个单独的粒子束的形式穿过多透镜阵列中的开口；
第二多孔板，其包括多个第二开口，并且被布置在第一多透镜阵列的上游的粒子束路径中且使得通过第一多透镜阵列的粒子中的一些照射第二多孔板并在那里被吸收，并且通过第一多透镜阵列的粒子中的一些穿过第二多孔板中的开口；以及
控制器，其被配置为向第一多透镜阵列的粒子透镜供应单独可调节的电压，并且因此针对每个单独粒子束单独地调节相关联的粒子透镜的聚焦。
因此，根据本发明，提供了至少一个粒子源，尽管也可以提供多个粒子源。带电粒子可以是例如电子、正电子、μ介子或离子或其他带电粒子。优选地，带电粒子是例如使用热场发射源(TFE)生成的电子。然而，还可以使用其他粒子源。
在本专利申请的范围内，一方面多孔板与另一方面多透镜阵列之间有区别。多孔板是具有大量开口的板。在此，可以整体上向该多孔板施加电压。这可以但不必如此。在任何情况下，多孔板中的所有开口均具有统一的、全局相同的电势和磁势。相比之下，本专利申请范围内的多透镜阵列是与多孔板相比更复杂的部件：在本专利申请的范围内，多透镜阵列包括实质上彼此平行布置的多个透镜，每个透镜是单独且彼此独立地可调节的，使得透镜阵列的单独透镜可以具有彼此不同的屈光力，并且每个透镜可以在个体的基础上彼此独立地改变这些屈光力。
根据本发明的多透镜阵列根据有利的实施例变型包括以下：
具有多个开口的透镜多孔板；和
多个电极，
其中，在多个开口中的每一个处，多个电极中的至少一个以与透镜多孔板绝缘的方式布置，以便单独地影响穿过相应开口的单独粒子束。根据优选实施方式电极是环电极；然而，其他实施例变型也是可能的。在方位上分开的电极的情况下(诸如四极或八极)，同样可以对所有电极施加相同的电压。此外，可以通过在垂直于束方向的平面中包围透镜多孔板中的每个开口的线圈来带来聚焦效果。对于偏转线圈，这在DE 10 2014 008 083 B4中进行描述。
根据本发明，带电粒子首先穿过第一多透镜阵列，然后才穿过第二多孔板。在此重要的是，已经通过第一多透镜阵列的粒子中的一些照射第二多孔板，并在那里被吸收，并且已经通过第一多透镜阵列的粒子中的一些穿过第二多孔板的开口。因此，借助于第二多孔板将一些粒子从相应的单独粒子束中切断或阻挡。这有多少个粒子现在继而取决于第一个多透镜阵列中的粒子透镜的聚焦效果。例如，如果第一多透镜阵列对粒子产生强烈的聚焦效果，则例如单独粒子束的束直径在到达第二多孔板时会相对较小，这就是为什么更多的粒子可以然后穿过第二多孔板且更少的粒子被阻挡的原因。在粒子透镜的较不强聚焦设定的相反情况下，或者甚至在缺乏聚焦的情况下，更多的粒子在入射到第二多孔板上时被阻挡，并且更少的粒子穿过第二多孔径板的开口。这允许通过对第一多透镜阵列的粒子透镜中的聚焦设定进行单独调节来设定第二多孔板的下游的每单独束的电流密度或最终每单独束的带电粒子的数目。
控制器可以被实施为一个或多个部分，该控制器被配置为向第一多透镜阵列的粒子透镜供应单独可调节的电压并因此针对每个单独粒子束单独地调节相关联的粒子透镜的聚焦。如果在粒子束***中存在多个多透镜阵列，则根据一个实施例变型，可以提供用于所有多透镜阵列的中央控制器，以用于控制所有多透镜阵列。然而，也可以针对每个多透镜阵列使用分离的控制器。总体上，控制器通常集成在控制整个粒子束***的计算机***中。
多孔板中，特别是第二多孔板中的开口以及多透镜阵列、特别是第一多透镜阵列中的开口可以具有规则布置，例如以棋盘格状或六边形图案布置。在此，多透镜阵列内的开口优选是相同的或具有相同的直径。优选地，它们是圆形的。类似的陈述应用于多孔板中的开口。然而，也可以与该规则且相同的形状偏离。根据本发明的优选实施例变型，多孔板和多透镜阵列、特别是第一多透镜阵列且特别是第二多孔板，具有多于10个开口，优选地多于50个或90个，最优选地多于100个开口。根据本发明的特别有利的实施例变型，对于91个粒子束存在91个开口，或者对于127个单独粒子束存在127个开口，或者在一般情况下存在3n(n-1)+1个开口，并且可以彼此六边形地布置，其中n是任意自然数。
根据本发明的优选实施例变型，粒子束***还包括第一多孔板，该第一多孔板具有多个第一开口并且被布置在第一多透镜阵列的上游的粒子束路径中且被分配给所述第一多透镜阵列，其中，第一开口的直径小于第一多透镜阵列中的开口的直径，使得穿过第一多孔板的粒子也穿过第一多透镜阵列。因此，第一多孔板防止带电粒子照射第一多透镜阵列中不是开口的区域。因此，有效地防止了对第一多透镜阵列的表面进行无意地充电。在这种情况下，第一多孔板中的第一开口的中心通常精确地布置在第一多透镜阵列中的开口的中心上。这总体上改进粒子束***的精度。但是，自然也可以选择与其偏离的布置，只要维持对第一多透镜阵列的保护功能。
根据本发明的其他优选实施例，粒子束***还包括第二多透镜阵列，其具有第二多个单独可调节和聚焦的粒子透镜并且被布置在第一多透镜阵列的下游的粒子束路径中，使得穿过第一多透镜阵列的单独粒子束的粒子中的至少一些也穿过第二多透镜阵列，其中，存在针对单独粒子束向第一多透镜阵列和第二多透镜阵列的透镜的适当分配。在此，控制器还被设定为向第二多透镜阵列的粒子透镜供应单独可调节的电压，并且因此针对每个单独粒子束单独地设定相关联的粒子透镜的聚焦。
第二多透镜阵列实质上具有校正功能。如果考虑通过第一多透镜阵列中的聚焦粒子透镜的单独粒子束，则由于第一多透镜阵列中的粒子透镜的聚焦效果，针对该单独粒子束的焦点或焦距的位置改变。结果，单独粒子束可以不再被清晰地成像在中间像平面上。如果现在其他聚焦粒子透镜被设置在第一多透镜阵列的粒子透镜的下游，在这种情况下其他聚焦粒子透镜被提供在第二多透镜阵列中，则这可以再次实现单独粒子束在中间像平面上的精确聚焦。如果现在考虑单独粒子束的整个场以及所发生的聚焦或散焦效果，则因此可以借助于第二多透镜阵列总体上校正可能存在的场曲。
根据本发明的优选实施例变型，第二多透镜阵列布置在第二多孔板的下游的束路径中。因此，在此的情况是，因为在任何情况下使用了第二多孔板来阻挡单独粒子束的一些粒子，因此已经穿过第一多透镜阵列的单独粒子束中只有一些粒子也穿过第二多透镜阵列。在这种情况下，第二多孔板还可以保护第二多透镜阵列免受由入射在其上的带电粒子导致的无意充电。
根据本发明的替代实施例变型，第二多透镜阵列布置在第二多孔板的上游的束路径中。然后，在这种情况下，已经穿过第一多透镜阵列的单独粒子束的所有粒子实质上也都穿过第二多透镜阵列。然后，带电粒子只有在穿过第二多透镜阵列之后才被切断或阻挡。
根据本发明的其他优选实施例，第二多孔板中的第二开口的直径小于第二多透镜阵列中的开口的直径。如果第二多透镜阵列布置在第二多孔板的下游，则相应开口的该尺寸实现对于第二多透镜阵列的有效保护。此外，可能存在的透镜缺陷，特别是球差，具有较小的损害作用。
根据本发明的其他实施例，粒子束***还包括多重聚光器，特别是双重聚光器。根据本发明的优选实施例变型，第一多透镜阵列被布置在多重聚光器或双重聚光器的下游并且在第二多孔板的上游的束路径中。在这种情况下，遇到第一多透镜阵列的粒子束已经实质上平行地延伸。然而，第一多透镜阵列也可能已经被布置在多重聚光器或双重聚光器的上游的束路径中。较早的电流调节或对束路径中带电粒子的遮蔽会减少每束的粒子密度且减少库仑效应。然而，如果第一多透镜阵列布置在双重聚光器或多重聚光器的上游，则在这种情况下，针对结构必须考虑到非平行照明。
根据其他优选实施例变型，第一多孔板布置在多重聚光器的组成部分之间，特别是在双重聚光器内，并且第一多透镜阵列布置在多重聚光器，特别是双重聚光器的下游，且在第二个多孔板的上游。因此，即使在功能上第一多孔板和第一多透镜阵列被考虑为一个单元，在整个粒子束***内，该单元的组成部分——具体地一方面是第一多孔板且另一方面是第一多透镜阵列——也可以相对于彼此可变地布置或彼此间隔一距离布置。这允许更易于考虑可能存在的结构边界条件。
根据本发明的其他优选实施例，在粒子束***中还提供用于将单独粒子束聚焦在中间像平面上的粒子光学透镜。该粒子光学透镜可以被实施为一个或多个部分。作为示例，用于将单独粒子束聚焦在中间像平面上的粒子光学透镜可以是一个或多个附加的场透镜。在这种情况下，″附加″意思是除了诸如透镜组和透镜类型的上述部件以外，实际上还存在其他部件。然而，例如用于将单独粒子束聚焦在中间像平面上的粒子光学透镜也可以由第二多透镜阵列或更一般地由其他多透镜阵列形成。为此，然后可能需要选择第二多透镜阵列或其他多透镜阵列的粒子透镜的对应的高屈光力。
根据本发明的优选实施例，第一多透镜阵列和第二多孔板布置在中间像平面的上游的束路径中。该布置的形式有助于粒子束***的紧凑结构。
根据本发明的另一优选实施例变型，第一多透镜阵列和第二多孔板布置在中间像平面的下游的束路径中。这允许实现具有相对大的空间要求的结构，并且通常将单独粒子束成像在其他中间像平面上。
根据本发明的替代实施例变型，、选择粒子透镜的单独可调节的电压并且因此选择第一多透镜阵列的屈光力，使得在第一多透镜阵列与第二多透镜阵列之间出现其他中间像。在该实施例变型中，可以实现具有望远镜光学***的实施例，特别是当使用第三多透镜阵列时。
根据本发明的其他优选实施例，粒子束***还包括第三多透镜阵列，其具有第三多个单独可调节和聚焦的粒子透镜并且被布置在第一多透镜阵列的下游和第二多透镜阵列的下游的粒子束路径中，使得穿过第一多透镜阵列和第二多透镜阵列的单独粒子束的粒子中的至少一些也穿过第三多透镜阵列，其中，存在针对单独粒子束向第一多透镜阵列、第二多透镜阵列和第三多透镜阵列的透镜的适当分配。此外，控制器被配置为向第三多透镜阵列的粒子透镜供应单独可调节的电压，从而针对每个单独粒子束单独地设定相关联的粒子透镜的聚焦。借助于该实施例变型可以很好地实现前述望远镜光学***。在此，第三多透镜阵列也可以用于校正可能出现的场曲。再次取决于第三多透镜阵列的粒子透镜的屈光力，用于将单独粒子束聚焦在中间像平面上的附加场透镜可以是必要的，或者可以被省略。
根据本发明的其他优选实施例变型，粒子束***还包括具有多个第四开口的第四多孔板以及具有第四多个聚焦粒子透镜且布置在第四多孔板的下游的粒子束路径中的第四多透镜阵列。在此，第四多孔板和第四多透镜阵列被布置在第一多透镜阵列的源侧的束路径中，并且相对于彼此布置使得穿过第四多孔板的粒子也穿过第四多透镜阵列。此外，控制器被配置为向第四多透镜阵列的粒子透镜提供单独可调节的电压，并且因此针对每个单独粒子束分别设定相关联的粒子透镜的聚焦。所描述的实施例变型特别适用于其中在中间像平面上成像之后对单独粒子束进行电流调节的那些粒子束***。
原理上，在根据本发明的粒子束***中，也可以使用类似于上述变型的其他多透镜阵列。可以根据要求为它们提供相关联的多孔板。在这种情况下，然后例如可以针对布置在相关联的多透镜阵列的上游的每个多孔板来保护多透镜阵列免受由带电粒子导致的无意充电。
根据本发明的其他优选实施例，粒子束***还包括用于测量单独粒子束的电流，特别是用于在物平面的区域中的测量电流的测量装置。代替在物平面的区域或附近实行测量，可以在中间像平面附近或在照明柱中的任何其他点(在该处，束彼此分离)测量每个单独粒子束的电流。作为示例，测量装置可以包括至少一个电流敏感的传感器，例如至少一个法拉第杯，其可以被引入到束路径中。电流传感器有利地被提供有光阑，该光阑仅使来自垂直于束方向的特定区域的粒子到达传感器。有利地，最大横向范围，例如在圆形光阑的情况下的光阑直径，将小于在测量点处的束的间距。作为示例，在物体处将选择的光阑直径为20μ0，优选地10μ0，最优选地5μ。作为示例，电流传感器安装在位移台上，该位移台使电流传感器实质上垂直于束路径移动。然后可以相继接近所有单独粒子束的位置，使得在各个情况下恰好一个粒子束通过光阑。电流传感器和位移台优选地由计算机***，特别是由中央计算机***控制。因此，可以为每个单独粒子束确定电流的值。然后，电流的这些值自然也可以被确定为多透镜阵列MLA的透镜的激发值的函数。
根据本发明的优选实施例，测量装置被设定为使得可以同时针对多个单独粒子束实现电流的测量。这允许更快的测量，并且然后基于此也可以更快地调节电流。在该实施例中，测量装置可以包括例如多个电流传感器和多个光阑，所述光阑在空间中布置为使得每个单独粒子束恰好通过一个光阑且由恰好一个电流传感器捕获。如果传感器和光阑的数目少于单独粒子束的数目，则相应地需要较不频繁地移动位移台。如果传感器和光阑的数目大于或等于单独粒子束的数目，则在电流的测量期间无需移动位移台。替代地，所有单独粒子束也可以被施加到不同布置的、空间分辨的电流传感器上，例如2-dim CCD，并且每单独粒子束的电流可以例如通过将与所述束有关的CCD像素的CCD信号进行积分来确定。
根据本发明的其他方面，后者涉及在多个实施例变型中如上所述的用于粒子束***的单独粒子束的闭环电流调节的方法。在此，方法包括以下步骤：
借助于第一多透镜阵列，针对多个单独粒子束，特别是针对所有单独粒子束来调节单独束电流。
为了设定单独的束电流，粒子束***的控制器可以向第一多透镜阵列的粒子透镜供应适当的电压，因此单独粒子束或多或少地被强烈地聚焦。根据聚焦设定，然后在布置在第一多透镜阵列下游的束路径中的第二多孔板处阻挡或遮蔽适当的粒子数。
根据本发明的优选实施例，方法还包括以下步骤：
借助于第二多透镜阵列或其他多透镜阵列来校正单独粒子束的焦距。
作为示例，校正焦距用于校正在单独束电流已经被设定为要指定的焦点位置之后而改变的焦点位置。作为示例，要指定的焦点位置可以是原始聚焦位置或预先补偿主路径中的场曲的聚焦位置。出于校正的目的，粒子束***的控制器可以再次向第二多透镜阵列或其他多透镜阵列的粒子透镜供应适当的电压，由此针对单独粒子束以单独的方式再次实现适当的聚焦。优选地，用于校正目的的多透镜阵列位于第一多透镜阵列下游和/或第二多孔板下游的束路径中；但是，它也可以位于其上游。因此，校正多透镜阵列可以是第二多透镜阵列；然而，这不是强制性的，也可以使用不同的多透镜阵列。
根据本发明的一个优选实施例，方法还包括以下步骤：
在调节单独束电流之前，借助于第二多透镜阵列或其他多透镜阵列来调节单独粒子束的期望焦距。
因此，在该实施例变型中，在开始实际调节单独电流之前首先调节焦距。该程序为通过聚焦校正的随后电流调节创建了更简单的初始条件，并简化了最终校正。
根据本发明的一个优选实施例，方法还包括以下步骤：
针对多个单独粒子束，特别是针对单独粒子束来测量单独束电流；以及使用测量值来调节单独束电流。
作为示例，可以通过上述测量装置来实现测量。然后，可以自动地或使用软件来评估测量值。然后，针对由此的单独束在各个情况下出现单独束电流的必要校正，并且通过控制器再次针对每个多透镜相应地提供电压供应。
根据本发明的优选实施例，该方法被多次实行，并且特别是全部或部分地迭代实行。以这种方式，逐步实现对电流结果的可能最佳的调节。
根据本发明的其他方面，后者涉及粒子束***，该粒子束***包括以下：
至少一个粒子源，其被配置为生成带电粒子的束；
第一多消像散器阵列，其包括第一多个单独可调节的第一消像散器，并且被布置在粒子束路径中使得至少一些粒子以多个单独粒子束的形式穿过多消像散器阵列中的开口；
第二多孔板，其包括多个第二开口，并且被布置在第一多消像散器阵列的下游的粒子束路径中且布置为使得通过第一多消像散器阵列的粒子中的一些照射第二多孔板并在那里被吸收，并且通过第一多消像散器阵列的粒子中的一些穿过第二多孔板中的开口；
第二多消像散器阵列，其包括第二多个单独可调节的第二消像散器，并且被布置为在第二多孔板的下游的粒子束路径中，使得穿过第二多孔板的粒子中的至少一些也穿过第二多消像散器阵列；以及
控制器，其被配置为向第一多消像散器阵列的消像散器和第二多消像散器阵列的消像散器供应相应单独可调节电压以达到生成多极场，特别是四极或八极场的目的，并且因此针对每个单独粒子束在相关联的消像散器中单独设定像散，
其中，电压被选择为使得第一多消像散器阵列的消像散器的像散设定在各个情况下通过第二多消像散器阵列中的相关消像散器的相反的像散设定来补偿。
与具有聚焦效果的多透镜阵列相比较，以上述指定的方式使用多消像散器阵列的优点在于，需要较低的电压来影响单独粒子束。然而，需要用两个部件(即两个多消像散器阵列)来实行工作，以代替用一个部件(即单个多透镜阵列)来实行工作。
本发明的所描述的实施变型可以全部或部分地彼此组合，只要结果上不出现技术矛盾。
附图说明
参考附图将甚至更好地理解本发明。附图中：
图1示出了多束粒子显微镜的示意图；
图2示出了根据第一实施例的用于单独粒子束的电流调节的示意图；
图3示出了根据第二实施例的用于单独粒子束的电流调节的示意图；
图4示出了根据第三实施例的用于单独粒子束的电流调节的示意图；
图5示出了根据第四实施例的用于单独粒子束的电流调节的示意图；
图6示出了根据第五实施例的用于单独粒子束的电流调节的示意图；
图7示意性地示出了具有环电极的多透镜阵列的结构；
图8示出了根据本发明的第六实施例的借助于消像散器的单独粒子束的电流调节的示意图；
图9示意性地图示了消像散器的操作的模式；以及
图10示意性地示出了电流调节的替代示例。
具体实施方式
图1是在使用多个粒子束的多束粒子显微镜1的形式的粒子束***1的示意图。粒子束***1生成多个粒子束，这些粒子束照射待检查的物体，以便在那里生成从物体发出且随后被检测到的相互作用产物，例如二次电子。粒子束***1是扫描电子显微镜(SEM)类型，其使用多个初级粒子束3，所述多个初级粒子束3入射在物体7的表面上的多个位置5处并在那里生成在空间上彼此分离的多个电子束斑或斑。待检查的物体7可以是任何期望的类型，例如半导体晶片或生物样品，并且包括小型化元件等的布置。物体7的表面布置在物镜透镜***100的物镜透镜102的第一平面101(物平面)中。
图1中的放大的局部图I1示出了物平面101的俯视图，该物平面具有在第一平面101中形成的入射位置5的规则矩形场103。在图1中，入射位置的数目为25个，其形成5x5的场103。入射位置的数目25个是出于简化图示的原因而选择的数目。实际上，可以选择束的数目以及入射位置的数目显著更大，例如20×30、100×100等。
在所示的实施例中，入射位置5的场103是实质上规则矩形场，其在相邻入射位置之间具有恒定的间距P1。间距P1的示例性值为1微米、10微米和40微米。然而，场103也可以具有其他对称性，诸如六边形对称性。
在第一平面101中成形的束斑的直径可以是小的。所述直径的示例性值为1纳米、5纳米、10纳米、100纳米和200纳米。通过物镜透镜***100实行对用于成形束斑5的粒子束3的聚焦。
照射物体的初级粒子生成相互作用产物，例如二次电子、背向散射电子或出于其他原因已经经历运动反转的初级粒子，这些相互作用产物从物体7的表面或从第一平面101发出。从物镜7的表面发出的相互作用产物由物镜透镜102成形以形成二次粒子束9。粒子束***1提供用于将多个二次粒子束9引导到检测器***200的粒子束路径11。检测器***200包括具有用于将二次粒子束9指向粒子多检测器209的投射透镜205的粒子光学单元。
图1中的局部图I2示出了平面211的俯视图，其中其上在位置213处入射二次粒子束9的粒子多检测器209的单独检测区域被定位。入射位置213位于相对于彼此具有规则间距P2的场217中。间距P2的示例性值为10微米、100微米和200微米。
初级粒子束3在束生成设备300中生成，该束生成设备300包括至少一个粒子源301(例如，电子源)、至少一个准直透镜303、多孔布置305和场透镜307。粒子源301生成发散的粒子束309，其由准直透镜303准直或至少实质上准直，以便使照明多孔布置305的束311成形。
图1中的局部图I3示出了多孔布置305的俯视图。多孔布置305包括多孔板313，其具有形成在其中的多个开口或孔315。开口315的中点317布置在场319中，该场319被成像到由物平面101中的束斑5形成的场103上。孔315的中点317之间的间距P3的示例性值可以为5微米、100微米和200微米。孔315的直径D小于孔的中点之间的间距P3。直径D的示例性值是0.2×P3、0.4×P3和0.8×P3。
照明粒子束311的粒子穿过孔315并且形成粒子束3。照射板313的照明束311的粒子被板313吸收，并且对粒子束3的形成没有贡献。
由于施加的静电场，多孔布置305聚焦粒子束3中的每一个，使得在平面325中形成束焦点323。束焦点323的直径可以是例如10纳米、100纳米和1微米。
场透镜307和物镜102提供第一成像粒子光学单元，用于将其中形成束焦点的平面325成像到第一平面101上，使得在那里出现入射位置5的场103或束斑。如果将物体7的表面布置在第一平面中，则束斑对应地形成在物体表面上。
物镜透镜102和投射透镜布置205提供用于将第一平面101成像到检测平面211上的第二成像粒子光学单元。因此，物镜透镜102是作为第一粒子光学单元和第二粒子光学单元两者的一部分的透镜，而场透镜307仅属于第一粒子光学单元，并且投射透镜205仅属于第二粒子光学单元。
束开关400布置在多孔布置305和物镜透镜***100之间的第一粒子光学单元的束路径中。束开关400是在物镜透镜***100与检测器***200之间的束路径中也是第二光学单元的一部分。
可以从国际专利申请WO 2005/024881、WO 2007/028595、WO 2008/028596，WO2011/124352和WO 2007/060017以及申请号为DE 10 2013 026 113.4和DE 10 2013 014976.2的德国专利申请中获得关于这样的多束粒子束***和其中使用的部件的更多信息，诸如粒子源、多孔板和透镜，这些专利申请的全部公开内容通过引用并入本申请中。
多束粒子束***还包括计算机***10，该计算机***10被配置为既用于控制多束粒子束***的单独粒子光学部件，又用于评估和分析由多检测器209获得的信号。在这种情况下，计算机***10可以由多个单独计算机或部件构成。在此，计算机***10也可以连接到用于第一多透镜阵列并且可选地用于存在的其他多透镜阵列和/或多消像散器阵列的控制器550，和/或可以包括对应的控制器。此外，计算机***10可以连接到或包括用于测量单独粒子束的电流的测量装置。
借助于该测量装置，可以测量在物平面7的附近或在中间像平面325的附近或在照明柱中其他任何点处(在该处，束在空间上彼此分离)的每个单独粒子束的电流。为此，电流敏感的传感器——例如法拉第杯——可以被引入到束路径中。电流传感器有利地包括光阑，该光阑仅使来自垂直于束方向的某一区域中的粒子到达传感器。有利地，最大横向范围——例如在圆形光阑的情况下的光阑直径——小于在测量点处的束的间距。当在物平面中测量电流时，光阑直径例如为20μm，优选地10μm和最优选地5μm，即理想地在5至20μm之间。作为示例，电流传感器可以安装在位移台上，该位移台使电流传感器实质上垂直于束路径移动。可以相继接近所有单独粒子束3的位置，使得在各个情况下恰好有一个束通过光阑。电流传感器和位移台由计算机***10控制。因此，可以确定每个单独粒子束3的电流值。然后，电流的这些值自然也可以被确定为多透镜阵列MLA的透镜的激发值的函数。
代替连续测量每个单独粒子束3的电流值，还可以例如通过多个电流传感器和多个光阑在时间上并行确定电流值，该光阑在空间上布置为使得每个单独粒子束3通过恰好一个光阑，并由恰好一个电流传感器捕获。如果传感器和光阑的数目大于一个但小于单独粒子束3的数目，则位移台相应地需要在电流测量期间较不频繁地移动。如果传感器和光阑的数目大于或等于单独粒子束3的数目，则位移台地不需要在电流测量期间移动。替代地，所有单独粒子束3也可以被施加到不同布置的、空间分辨的电流传感器上，例如2-dim CCD，并且每单独粒子束的电流可以例如通过将与所述束有关的CCD像素的CCD信号进行积分来确定。
图2示出了根据第一实施例的用于单独粒子束的电流调节的示意图。该示意图不是按真实比例的，仅旨在于阐明本发明的基本方面。在所示的示例性情况下，粒子束***包括粒子源Q，该粒子源Q被配置为生成带电粒子的束，例如在这种情况下的电子。在此，最初生成发散的电子束，后者然后遇到多重聚光器，例如双重聚光器CL1…N。在从粒子源Q发出的粒子的束方向上，该实施例包括多重聚光器CL1…N下游的第一多孔板PA1、第一多透镜阵列MLA1、第二多孔板PA2、第二多透镜阵列MLA2和场透镜***FL1…N。
在通过双重聚光器CL1…N之后，电子束首先照射第一多孔板PA1，该第一多孔板具有多个第一开口，然后电子束穿过该多个第一开口。因此，在穿过第一多孔板PA1之后，出现多个单独粒子束S1、S2、S3。这些单独粒子束S1、S2、S3然后通过第一多透镜阵列MLA1。由于第一多孔板PA1被布置在第一多透镜阵列MLA1的上游的粒子束路径中，并且由于第一多孔板PA1中的开口的直径d2小于在第一多透镜阵列MLA1中的开口的直径d1，穿过第一多孔板PA1的所有粒子也穿过第一多透镜阵列MLA1。因此，第一多孔板PA1具有保护作用，并且防止无意地入射在第一多透镜阵列MLA1上或使第一多透镜阵列MLA1无意地带电。此外，开口的这种尺寸有助于使第一多透镜阵列MLA1的可能存在的透镜缺陷，特别是球差的影响保持得尽可能小。
第一多透镜阵列MLA1包括多个单独可调节和聚焦的粒子透镜。因此，可以不同地选择对每个单独粒子束S1、S2、S3的聚焦效果。在所示的示例中，在单独粒子束S1上的聚焦效果相对较弱，而在单独粒子束S3上的聚焦效果相对较强，而在单独粒子束S2上没有施加任何聚焦效果。因此，当每个单独粒子束S1、S2、S3入射在第二多孔板PA2上时，单独粒子束S1、S2、S3的束直径以及因此由相应的单独粒子束产生的照明光斑对于每个单独粒子束S1、S2、S3是不同的。单独粒子束S2具有最大的束直径，该单独粒子束S2不会由向其分配的第一多透镜阵列MLA1的粒子透镜进一步聚焦。聚焦最强的单独粒子束S3在入射在第二多孔板PA2上时具有最小的束直径。对于单独粒子束S1存在中等范围聚焦，从而在入射在第二多孔板PA2上时产生了中等范围的束直径。取决于单独粒子束S1、S2、S3的聚焦，现在存在或多或少地显著地遮蔽或阻挡由于撞击第二多孔板PA2而产生的粒子。因此，通过在第一多透镜阵列MLA1中的先前聚焦，可以针对每个开口并且因此针对每个粒子束S1、S2、S3单独地调节穿过多孔板PA2的带电粒子的数目。因此，第二多孔板在第一多透镜阵列PA1的下游的布置确保了对于单独粒子束可以进行单独的电流调节。
在所示示例中，第二多透镜阵列MLA2位于第二多孔板PA2下游的束路径中。所述第二多透镜阵列包括第二大量单独可调节和聚焦的粒子透镜，并且被布置在第一多透镜阵列MLA1的下游的粒子或电子的束路径中，使得穿过第一多透镜阵列MLA1的单独粒子束S1、S2、S3的粒子中的至少一些也穿过第二多透镜阵列MLA2。在此，对于每个单独粒子束S1、S2、S3，对第一多透镜阵列MLA1和第二多透镜阵列MLA2的透镜存在适当的分配。每个阵列MLA1和MLA2的透镜的数目优选地是相同的，并且所述透镜彼此对应地布置。使用第二多透镜阵列MLA2的透镜，可以相对于初级束路径13中的成像的场曲(可能在整体上存在的)来单独地校正单独束S1、S2、S3的聚焦位置。在穿过一个或多个场透镜FL1…N之后，聚焦在中间像平面325上。在第二多透镜阵列MLA2的粒子透镜的屈光力足够大的情况下，理论上也可以省略场透镜或场透镜***FL1…N。
由于第二多孔板PA2中的开口直径d3小于第二多透镜阵列MLA2中的开口直径d4，所以在此还可以成功地防止带电粒子撞击第二多透镜阵列MLA2的表面并且使之带电。因此，在这种情况下，第二多孔板PA2也在第二多透镜阵列MLA2上方发挥其相应的保护作用。此外，在适当尺寸的情况下，可能存在的透镜缺陷，特别是球差，在这种情况下在第二多透镜阵列MLA2中也具有较不明显的影响。
借助于测量装置，当前和聚焦位置的值的调节可以优选地以迭代的方式来实现。作为示例，可以在第一步骤中通过第二多透镜阵列MLA2来调节中间像平面325中的期望焦点位置。有利地，这可以在电子显微镜的范围内使用常规方法，例如通过一系列聚焦在高分辨率样品上，在物平面7中实现，其中通过常规方法，例如通过边缘陡度准则或通过傅立叶分析确定束腰沿束方向的位置。在第二步骤中，借助于第一多透镜阵列MLA1通过第一多透镜阵列MLA1的单独透镜的屈光力的适当单独改变来调节每单独粒子束S1、S2、S3的电流。然后，在第三步骤中，可以通过第二多透镜阵列MLA2的单独透镜的屈光力中的对应的单独变化或者通过另一个其他多透镜阵列MLA来重新调节中间像平面325中的焦点位置，以便补偿相应焦点在中间像平面325中的位移，该位移由第一多透镜阵列MLA1的屈光力的变化产生且对每个粒子束S1、S2、S3通常是单独的，使得所有粒子束S1、S2、S3的焦点都位于中间像平面325中。为此，可以有用的是，将第一多透镜阵列MLA1和第二多透镜阵列MLA2的每个透镜元件的激发强度的已知灵敏度应用于聚焦位置。
在一定程度上，第二多透镜阵列MLA2还应当补偿由场透镜、分束器和物镜透镜制成的随后的粒子光学单元的场曲，中间像平面325不是精确平面而是通常为弯曲的区域，然后在考虑到场曲的情况下将该中间像平面由随后的粒子光学单元成像在物平面上。即使当通过改变第一多透镜阵列MLA1的单独透镜的激发来调节或平衡单独粒子束中的粒子电流时，在此也通过改变第二多透镜阵列MLA2的单独透镜的激发来实现后校正，使得当考虑到场曲时，所有单独粒子束S1、S2、S3的焦点都位于由随后的粒子光学单元在物平面中成像的区域中。
因此，总之，可以使用图2所示的实施例变型以非常简单和优雅的方式为每个单独粒子束实现单独的电流调节。
图3示出了根据本发明的第二实施例的用于单独粒子束S1、S2、S3的电流调节的示意图。为了简化图示，在此仅将多孔板和多透镜阵列的组合图示为束路径中暗盒形式的单元。第二实施例与第一实施例的区别在于第一多孔板PA1和第一多透镜阵列MLA1的位置。在这种情况下，两者都已经布置在多重聚光器或双重聚光器CL1…N的上方，即在其源侧。然而，第一实施例和第二实施例在其他方面是相同的。替代地，也还可以分离由第一多孔板PA1和第一多透镜阵列MLA1制成的单元，并且可以将组成部分布置在其他位置；作为示例，第一多孔板PA1可以被布置在多重聚光器的透镜CL1与CL2之间，即，在双重聚光器或多重聚光器内，并且然后第一多透镜阵列1可以被布置在第二聚光透镜CL2与第二多孔板PA2之间。然而，光学元件的功能在原理上保持相同。
图4示出了根据本发明的第三实施例的单独粒子束的电流调节的示意图。因为已经在第一实施例的基础上详细描述单独的电流调节的原理，因此在这种情况下图4中的示意图也已经保持；得非常简单，并且仅该实施例变型的独特性及其与上述的实施例变型的区别将在下面讨论。图像的左侧示出了由第一多透镜阵列非常强的聚焦的情况，而图像的右侧示出了由第一多透镜阵列MLA1对单独粒子束的较不强的聚焦。在该第三实施例变型中使用的光学元件原理上与第一实施例中的光学元件相同。原理上，它们的定位也与第一实施例相当。然而，在此基本区别在于第一多透镜阵列MLA1的粒子透镜的屈光力。在第一多透镜阵列MLA1和第二多透镜阵列MLA2之间的每个单独粒子束中生成中间像，即每个单独粒子束的中间焦点(即束腰)在第一多透镜阵列MLA1和第二多透镜阵列MLA2之间的这种情况下，第一多透镜阵列的单独粒子透镜的聚焦效果非常强。然而，即使在每个单独粒子束中生成这样的中间焦点，也存在以下情况：根据第一多透镜阵列MLA1中的聚焦的强度，可以调节多少个粒子撞击第二多孔板PA2且在那里被吸收或者多少粒子穿过第二多孔板PA2中的开口。在所示的示例中，例如，与图像的右侧所示的情况相比，图像的左侧由第二多孔板PA2阻挡更多的粒子。随后，第二多透镜阵列MLA2可以再次校正由第一多透镜阵列MLA1的单独透镜的单独设定引起的束焦点在中间像平面325附近或中间像平面325中的不同位置，和/或补偿可能存在的场曲。在穿过一个或多个场透镜FL1…N之后，将单独粒子束在中间像平面325上成像或聚焦。
图5示出了根据本发明的第四实施例的单独粒子束的电流调节的示意图。第四实施例与图4所示的第三实施例的区别在于，在第二多透镜阵列MLA2的下游的束方向上附加地提供了第三多透镜阵列MLA3。第二多透镜阵列MLA2的粒子透镜仅在一定程度上对单独粒子束施加聚焦效果，使得单独粒子束在束方向上分别在第二多透镜阵列MLA2的下游被准直并且这些被准直的单独粒子束然后穿过随后布置的第三多透镜阵列MLA3。然后，可以通过第三多透镜阵列MLA3中的多个单独可调节和聚焦的粒子透镜来校正随后的粒子光学单元的可能存在的场曲。然后，由一个或多个场透镜FL1…N继而将单独粒子束聚焦在中间像平面325上；然而，在第三多透镜阵列MLA3的粒子透镜具有适当的屈光力的情况下，也可以省略这些场透镜。在最后提到的情况下，然后设定第三多透镜阵列的单独透镜的屈光力，使得第三多透镜阵列的每个单独透镜将穿过其的粒子束聚焦在中间像平面325中或者——如果随后粒子光学单元的场曲被校正的话——则将所述粒子束聚焦到由随后粒子光学单元在物平面中成像的区域中。
图6示出了根据本发明的第五实施例的单独粒子束的电流调节的示意图。再次，第一多透镜阵列MLA1和第二多孔板PA2是用于调节单独束电流本身的基本组成部分。在此，在该第五实施例中，第一多孔板PA1、第一多透镜阵列MLA1、第二多透镜阵列MLA2和第二多孔板PA2以及附加地提供的第三多透镜阵列MLA3以及随后的物镜FL1…N在束方向上仅布置在中间像平面SG的下游。出于聚焦在该中间像平面SG上的目的，从粒子源Q发出的带电粒子首先通过多重聚光器CL1…N，然后撞击第四多孔板PA4，同时该第四多孔板PA4是最靠近粒子源Q布置的多孔板，由此形成单独粒子束。因此，这些单独粒子束穿过第四多透镜阵列MLA4和其后布置的第一场透镜组FL1…N，并且因此被成像在中间像平面SG上。然后，只有通过第一多孔板PA1、第一多透镜阵列MLA1、第二多透镜阵列MLA2和第二多孔板PA2的系列布置来设定单独粒子束的单独电流，它们在束方向上布置在中间像平面SG的下游。像在上述实施例中一样，第三多透镜阵列和第二场透镜组FL1…N可以在束方向上布置在第二多孔板PA2的下游，以便在第二中间像平面SG2中生成每个单独粒子束中的束焦点。
在该实施例变型中应强调的是，第一多透镜阵列MLA1和第二多透镜阵列MLA2直接相继地布置并且布置在第二多孔板PA2的前面。因此，第一多透镜阵列MLA1和第二多透镜阵列MLA2的透镜形成″微双重聚光器″的类型，并且第一多透镜阵列MLA1和第二多透镜阵列MLA2中的相互对应的透镜的单独透镜——即穿过相同的单独粒子束的两个多透镜阵列的透镜——以组合的方式被激发，使得单独粒子束始终以实质上平行的方式一一即以准直地方式来撞击第二多孔板PA2。即使当第一多透镜阵列MLA1和第二多透镜阵列MLA2的屈光力是出于在单独粒子束中的电流调节的目的而改变时，在束方向上跟随的第三多透镜阵列MLA3的屈光力和/或随后的第二场透镜***的屈光力也不需要为了在第二中间像平面SG2生成束焦点而改变，并且可以代替地以恒定的屈光力来操作。这样实现的是，所有单独粒子束中的束焦点都是在远心条件下生成的，该条件对于所有单独粒子束而言都是均匀且恒定的，并且尽管进行电流调节也以相同的数值孔径生成。
如上所述，可以由第三多透镜阵列MLA3再次校正随后的粒子光学单元可能存在的场曲。在第三多透镜阵列MLA3的粒子透镜具有适当的屈光力的情况下，也可以省略随后的场镜FL1…N。然后，在第二中间像平面SG2上成像。
图7示出了多透镜阵列MLA的实施例变型的示意图，其是在本发明的范围内如何构造各种多透镜阵列MLA1至MLA4的方式。多透镜阵列MLA包括具有多个直径为d的开口的透镜多孔板510。通常，针对多透镜阵列的所有单独透镜，开口的直径d是相同的。此外，多透镜阵列MLA包括多个电极503、503′和503″，在所示示例中，这些电极是环电极。环电极503、503′和503″以与透镜多孔板510绝缘的方式布置在透镜多孔板510的每个开口处，以便单独地影响穿过相应开口的单独粒子束。为此，出于供应电压的目的，为每个电极503、503′和503〞提供相关联的线504、504′和504″，所述线通向控制器550。该控制器550可以在各个情况下单独地设定要施加到一个多透镜阵列MLA或多个多透镜阵列MLA的电极503、503′和503″的电压。在图7中未示出一个或多个反电极，每个环电极503、503′和503〞与该一个或多个反电极相互作用以便通过静电加速或延迟场形成静电透镜。多透镜阵列MLA可以例如借助于微结构技术中常规的方法，例如光刻方法与随后的蚀刻和/或沉积方法的组合来制造。
参照的事实是，控制器550的部件也可以立即布置在透镜多孔板510上，因此用于电压供应的线504、504′和504″中的一些也可以实现为导体迹线或在透镜多孔板510中。因此，可以减少在外部控制器与在粒子束设备的真空柱内布置的多透镜阵列之间的供应线的数目。
图8示意性地示出了根据第六实施例的借助于消像散器用于单独粒子束的电流调节的示意图。根据该实施例的用于电流调节的布置包括第一源侧或聚光器侧的第一多孔板PA1、粒子束的束方向上跟随的第一多消像散器STG1、在束方向上接着第一多消像散器STG1的第二多孔板PA2，以及接着第二多孔板PA2的第二多消像散器STG2。从聚光器(这里未示出)发出的粒子束首先撞击多孔板PA1或部分地穿过多孔板中的开口。以这种方式形成多个单独粒子束。然后，当第二多孔板PA2中的开口的开口直径d3小于第一多孔板PA1中的开口的直径d2时，单独粒子束穿过第一多消像散器STG1并且随后撞击具有多个适当开口的多孔板PA2。因此，由所述第一多孔板PA1形成的粒子束的直径大于在第二多孔板PA2中的开口的开口直径d3。由于单独粒子束部分地撞击板并且部分地穿过直径为d3的开口，现在可以再次从单独粒子束中去掉或阻挡某一数目的粒子。然后，单独粒子束的剩余粒子穿过第二多消像散器STG2，并且然后再穿过其他粒子光学部件(未显示)。
继而在图9中图示了多消像散器的主要操作模式。在此，图9a)示出了图8中的第一多消像散器STG1被去激活的状态，而图9b)示出了图8的第一多消像散器STG1被激活的状态。在各个情况下示出的是具有开口601的第二多孔板PA2的俯视图，该开口601的开口直径为d3。此外，分别图示了单独粒子束的照明斑602和602′。在第一多消像散器STG1处于去激活状态的情况下，照明斑602实质上是圆形的(图9a)。与之相比，当第一多消像散器STG1被激活时，照明斑602′实质上是椭圆形畸变的。因此，取决于第一多消像散器STG1是否被激活或被激发的强度，可以设定单独粒子束中多少个入射粒子实际穿过第二多孔板PA2的开口601。因此，可以以这种方式调节每个单独粒子束的电流。
对于随后的单独粒子束的成像，必须随后再次补偿由第一多消像散器STG1的单独消像散器带来的像散。为此，在第二多孔板PA2的下游提供第二多消像散器STG2，所述第二多消像散器的消像散器(即多极)以基于由第一多消像散器STG1的相关联的消像散器生成的像散的方式被激励，使得第二多消像散器STG2的每个消像散器精确地补偿了由相同的单独粒子束穿过的第一多消像散器STG1的分配的消像散器所生成的像散。此后，单独粒子束几乎不再具有像散。
作为示例，多个消像散器STG1和STG2的单独消像散器可以实施为四极或八极。原理上，使用四极就足够了。然而，如果消像散器被实施为八极，则可以根据需要改变所生成的四极的取向，所以多个像散方向因此是可用的。
与具有聚焦效果的多透镜阵列相比，以以上指定的方式使用多消像散器的优点在于，在消像散器的情况下影响单独粒子束需要比在多透镜阵列的透镜的情况下更低的电压。然而，代替使用至少一个多透镜阵列，必须通过至少两个多消像散器STG1和STG2来实行工作。
图10图示了借助于多透镜阵列的替代实施例的用于电流调节的替代示例。在该实施例中，多透镜阵列的每个单独的静电透镜都包括柱状屏蔽件505，该柱状屏蔽件505的柱面轴线与单独粒子束的束轴线平行地对准。环电极503布置在多透镜阵列的每个单独透镜的柱状屏蔽件505内，所述环电极503与屏蔽件505电绝缘，并且能够向针对多透镜阵列的每个单独透镜的所述环电极施加不同的电势。
在所示的示例中，每个环电极503都布置在柱状屏蔽件505的基底。在这种情况下，柱状屏蔽件505处于第一电势，该第一电势在这种情况下被任意假定为零电势。在顶部，柱状屏蔽件505具有开口或孔PA，单独粒子束3通过该开口或孔PA进入到柱状屏蔽件505的腔506中。单独粒子束3横穿腔506且在通过环电极503后离开腔穿过其他开口507，该环电极503布置在屏蔽件505的基底处。单独粒子束3中的带电粒子当离开屏蔽件时的数目取决于相对于屏蔽件505的电势施加到环电极503的电势。
图10(左)示出了没有电压施加到环电极503上的情况，即，环电极503处于与屏蔽件505相同的静电势(V＝0)。因此，由带负电的粒子(例如，图10所示示例中的电子)构成的单独粒子束3因此穿过腔506而不会偏转；其束直径仅由环电极503的开口直径裁切。在此，环电极503没有被屏蔽，并且粒子中的一些撞击环电极503，而另一些则穿过环电极503。因此，环电极503附加地采用限制束的孔的功能。
图10(中间)示出了将比屏蔽件505的静电势更低的静电势施加到环电极503的情况，所述静电势因.此对单独粒子束中的粒子具有延迟效应(V＜0)。结果，单独粒子束3在穿过腔506时变宽，直到其撞击电极503的表面。因此，与环电极503和屏蔽件503处于相同的静电势(V＝0)的初始情况相比，定量上存在更多的撞击电极503且被从单独粒子束3遮蔽的粒子。然而，因为穿过环电极503的粒子随后被加速回到屏蔽件505的电势，因此从柱状屏蔽件505发出的单独粒子束3然后再次被聚焦。
图10(右)示出了将比屏蔽件505的静电势更高的静电势施加到环电极503的情况，所述静电势因此对单独粒子束中的粒子具有加速效应(V＞0)。结果，单独粒子束3在穿过腔506时被聚焦，直到其撞击电极503的表面。因此，与环电极503和屏蔽件503处于相同的静电电势(V＝0)的情况相比，定量上更少的粒子撞击电极503且被从单独粒子束3遮蔽。从柱状屏蔽件发出的单独粒子束同样会再次聚焦。
如果使用带正电的粒子以代替带负电的粒子，则图10的中间和右图所示的效应将互换：在V＜0的情况下存在聚焦，并且在V＞0的情况下存在单独粒子束3的变宽。

Claims (29)

1.粒子束***，包括以下：
至少一个粒子源，其被配置为生成带电粒子的束；
第一多透镜阵列，其包括第一多个单独可调节和聚焦的粒子透镜并且被布置在粒子束路径中使得所述粒子中的至少一些以多个单独粒子束的形式穿过所述多透镜阵列中的开口；
第二多孔板，其包括多个第二开口，并且被布置在所述第一多透镜阵列的下游的粒子束路径中且布置为使得通过所述第一多透镜阵列的所述粒子中的一些照射所述第二多孔板并在那里被吸收，并且通过所述第一多透镜阵列的所述粒子中的一些穿过所述第二多孔板中的所述开口；以及
控制器，其被配置为向所述第一多透镜阵列的粒子透镜供应单独可调节的电压，并且因此针对每个单独粒子束单独地调节相关联的粒子透镜的聚焦。
2.根据权利要求1所述的粒子束***，还包括以下：
第一多孔板，其具有多个第一开口并且被布置在所述第一多透镜阵列的上游的粒子束路径中且分配给所述第一多透镜阵列，其中所述第一开口的直径小于所述第一多透镜阵列中的开口的直径，使得穿过所述第一多孔板的粒子也穿过所述第一多透镜阵列。
3.根据前述权利要求中任一项所述的粒子束***，还包括以下：
第二多透镜阵列，其具有第二多个单独可调节和聚焦的粒子透镜并且被布置在所述第一多透镜阵列的下游的粒子束路径中，使得穿过所述第一多透镜阵列的单独粒子束的所述粒子中的至少一些也穿过所述第二多透镜阵列，其中，存在针对所述单独粒子束向所述第一多透镜阵列和所述第二多透镜阵列的透镜的适当分配；
其中，所述控制器还被配置为向所述第二多透镜阵列的粒子透镜供应单独可调节的电压，并且因此针对每个单独粒子束单独地调节相关联的粒子透镜的聚焦。
4.根据权利要求3所述的粒子束***，其中，所述第二多透镜阵列布置在所述第二多孔板的下游的束路径中。
5.根据权利要求4所述的粒子束***，其中，所述第二多透镜阵列布置在所述第二多孔板的上游的束路径中。
6.根据权利要求4或5所述的粒子束***，其中，所述第二多孔板中的所述第二开口的直径小于所述第二多透镜阵列中的所述开口的直径。
7.根据前述权利要求中任一项所述的粒子束***，还包括以下：
多重聚光器，特别是双重聚光器。
8.根据权利要求7所述的粒子束***，其中，所述第一多透镜阵列布置在所述多重聚光器的下游和所述第二多孔板的上游的束路径中。
9.根据权利要求7所述的粒子束***，其中，所述第一多透镜阵列布置在所述多重聚光器上游的束路径中。
10.根据权利要求2和7所述的粒子束***，其中，所述第一多孔板布置在所述多重聚光器的构成部分之间，特别是在所述双重聚光器内，并且其中，所述第一多透镜阵列布置在所述多重聚光器，特别是双重聚光器的下游且在所述第二多孔板的上游。
11.根据前述权利要求中任一项所述的粒子束***，其中，还提供的有用于将所述单独粒子束聚焦在中间像平面上的粒子光学透镜。
12.根据权利要求11所述的粒子束***，其中，用于将所述单独粒子束聚焦在所述中间像平面上的所述粒子光学透镜是附加的场透镜。
13.根据权利要求11所述的粒子束***，其中，用于将所述单独粒子束聚焦在所述中间像平面上的所述粒子光学透镜由所述第二多透镜阵列形成。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的粒子束***，其中，所述第一多透镜阵列和所述第二多孔板布置在所述中间像平面的上游的束路径中。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的粒子束***，其中，所述第一多透镜阵列和所述第二多孔板布置在所述中间像平面的下游的束路径中。
16.根据权利要求3至15中任一项所述的粒子束***，其中，选择所述第一多透镜阵列的所述粒子透镜的单独可调节的电压，使得在所述第一多透镜阵列与所述第二个多透镜阵列之间出现中间像。
17.根据权利要求3至16中任一项所述的粒子束***，还包括以下：
第三多透镜阵列，其具有第三多个单独可调节和聚焦的粒子透镜并且被布置在所述第一多透镜阵列的下游和所述第二个多透镜阵列的下游的粒子束路径中，使得穿过所述第一多透镜阵列和所述第二多透镜阵列的单独粒子束的粒子中的至少一些也穿过所述第三多透镜阵列，其中针对所述单独粒子束，存在到所述第一多透镜阵列、所述第二多透镜阵列和所述第三多透镜阵列的透镜的适当分配；
其中，所述控制器还被配置为向所述第三多透镜阵列的粒子透镜供应单独可调节的电压，并且因此针对每个单独粒子束单独地调节相关联的粒子透镜的聚焦。
18.根据权利要求17所述的粒子束***，还包括以下：
第四多孔板，其具有多个第四开口，以及
第四多透镜阵列，其具有第四多个单独可调节和聚焦的粒子透镜并且被布置在所述第四多孔板的下游的粒子束路径中；
其中，所述第四多孔板和所述第四多透镜阵列被布置在所述第一多透镜阵列的源侧的束路径中，并且相对于彼此布置，使得穿过所述第四多孔板的粒子也穿过所述第四多透镜阵列；并且
其中，所述控制器还被配置为向所述第四多透镜阵列的粒子透镜供应单独可调节的电压，并且因此针对每个单独粒子束单独地调节相关联的粒子透镜的聚焦。
19.根据前述权利要求中任一项所述的粒子束***，其中，所述第一多透镜阵列、所述第二多透镜阵列、所述第三多透镜阵列和/或所述第四多透镜阵列分别包括以下：
具有多个开口的透镜多孔板；以及
多个电极，
其中，在所述多个开口中的每一个处，所述多个电极中的至少一个以与所述透镜多孔板绝缘的方式布置，以便单独地影响穿过相应开口的单独粒子束。
20.根据权利要求20所述的粒子束***，其中，所述电极是环电极。
21.根据前述权利要求中任一项所述的粒子束***，还包括以下：
用于测量所述单独粒子束的电流的测量装置，特别是用于测量物平面的区域中的电流的测量装置。
22.根据权利要求21所述的粒子束***，其中，所述测量装置被设定为使得能够同时针对多个单独粒子束实现电流的测量。
23.根据前述权利要求21或22所述的粒子束***，其中，所述测量装置包括至少一个法拉第杯。
24.根据权利要求1至23中任一项所述的用于粒子束***的单独粒子束的电流调节的方法，所述方法包括以下步骤：
借助于所述第一多透镜阵列，针对多个单独粒子束，特别是针对所有单独粒子束，调节单独束电流。
25.根据权利要求24所述的方法，所述方法还包括以下方法步骤：
借助于所述第二多透镜阵列或其他多透镜阵列来校正所述单独粒子束的焦距。
26.根据权利要求25所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
在调节所述单独束电流之前，借助于所述第二多透镜阵列或其他多透镜阵列来调节所述单独粒子束的期望焦距。
27.根据权利要求24或25所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
针对多个单独粒子束，特别是针对所有单独粒子束，测量单独束电流；以及
使用测量值来调节所述单独束电流。
28.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法被多次实行，且特别是全部或部分地迭代地实行。
29.粒子束***，包括以下：
至少一个粒子源，其被配置为生成带电粒子的束；
第一多消像散器阵列，其包括第一多个单独可调节的第一消像散器，并且被布置在粒子束路径中使得至少一些粒子以多个单独粒子束的形式穿过所述多消像散器阵列中的开口；
第二多孔板，其包括多个第二开口，并且被布置在所述第一多消像散器阵列的下游的粒子束路径中且布置为使得通过所述第一多消像散器阵列的所述粒子中的一些照射所述第二多孔板并在那里被吸收并且通过所述第一多消像散器阵列的所述粒子中的一些穿过所述第二多孔板中的开口；
第二多消像散器阵列，其包括第二多个单独可调节的第二消像散器，并且被布置为在所述第二多孔板的下游的粒子束路径中，使得穿过所述第二多孔板的所述粒子中的至少一些也穿过所述第二多消像散器阵列；以及
控制器，其被配置为向所述第一多消像散器阵列的消像散器和所述第二多消像散器阵列的消像散器供应相应单独可调节电压以达到生成多极场，特别是四极或八极场的目的，并且因此针对每个单独粒子束在相关联的消像散器中设定像散，
其中，所述电压被选择为使得所述第一多消像散器阵列的消像散器的像散设定在各个情况下通过所述第二多消像散器阵列中的相关消像散器的相反的像散设定来补偿。
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