JP7308981B2 - マルチ荷電粒子ビーム装置及びその動作方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０１９年５月３１日に出願された米国特許出願第６２／８５５，７１７号、及び２０２０年３月５日に出願された米国特許出願第６２／９８５，６６０号の優先権を主張するものであり、これらの特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[0002] 本明細書で提供される実施形態は、マルチビーム装置を開示し、より詳細には、荷電粒子ビームの荷電粒子間のクーロン相互作用効果を低減することによって結像分解能を向上させたマルチビーム荷電粒子顕微鏡を開示する。

[0003] 集積回路（ＩＣ）の製造プロセスでは、未完成の又は完成した回路コンポーネントは、設計に従って製造され且つ欠陥がないことを確実にするために検査される。光学顕微鏡又は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの、荷電粒子（例えば電子）ビーム顕微鏡を利用する検査システムを用いることができる。ＩＣコンポーネントの物理的サイズが小さくなり続けるにつれて、欠陥検出の精度及び歩留まりがより重要になる。スループットを向上させるために複数の電子ビームが使用され得るが、複数の電子ビーム間のクーロン相互作用効果によって、欠陥の信頼性の高い検出及び分析に要求される結像分解能が制限されることがあり、検査ツールが所望の目的に適さないものになる。

[0004] 本開示の一態様は、サンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置を対象とする。荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビームを一次光軸に沿って放射するように構成された荷電粒子源と、放射源変換ユニットと、複数のビームレットをサンプルの表面上に集束させて表面上に複数のプローブスポットを形成するように構成された対物レンズとを含むことがある。放射源変換ユニットは、第１の電圧にあるように構成されたアパーチャレンズ形成用電極プレートと、第１の電場を生成するために第１の電圧と異なる第２の電圧にあるように構成されたアパーチャレンズプレートであって、荷電粒子ビームの複数のビームレットをそれぞれ集束させるためにアパーチャレンズ形成用電極プレート及びアパーチャレンズプレートがアパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズを形成できるようにする、アパーチャレンズプレートと、複数のビームレットを像面上に集束させるように構成された結像レンズと、を含むことがある。

[0005] 結像レンズは、一次光軸に垂直な主平面を有することがある。結像レンズの主平面は、一次光軸に沿って移動可能であることがある。対物レンズは、一次光軸に垂直な主平面を有することがある。対物レンズの主平面は、一次光軸に沿って移動可能であることがある。サンプルは、一次光軸に沿って移動可能であることがある。ビーム制限アパーチャアレイは、一次光軸に垂直な平面内に配置され、平面内で移動可能である。

[0006] 複数のプローブスポットのピッチは、結像レンズの主平面、対物レンズの主平面、又はサンプルのうちの少なくとも１つを移動させることによって変更することができる。放射源変換ユニットは、複数のビームレットの電流を制限するように構成されたビーム制限アパーチャアレイを更に含む。ビーム制限アパーチャアレイは、複数のビーム制限アパーチャを含むことがあり、複数のビーム制限アパーチャのうちの少なくとも２つのビーム制限アパーチャは、サイズが異なることがある。ビーム制限アパーチャアレイは、アパーチャレンズプレートとビーム制限アパーチャアレイとの間に第２の電場を生成するために第３の電圧にあるように構成されることがある。アパーチャレンズプレートは、アパーチャレンズ形成用電極プレートの下流に位置決めされることがある。アパーチャレンズプレートは、複数のアパーチャレンズを形成するように構成された複数のアパーチャを含むことがある。複数のアパーチャレンズの各々は、静電レンズを含むことがある。

[0007] アパーチャレンズ形成用電極プレートは、荷電粒子ビームの一部の通過を可能にするように構成された開口を含むことがある。第１の電場は、アパーチャレンズ形成用電極プレートとアパーチャレンズプレートとの間で均一であることがある。第１の電場の大きさは、第２の電場の大きさと異なることがあり、それにより、アパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズの各アパーチャレンズに対応するレンズ場を形成する。第３の電圧は、第２の電場がゼロになるように第２の電圧と同様であることがある。第１の電圧と第２の電圧と第３の電圧は異なることがある。

[0008] 荷電粒子ビーム装置は、複数の二次ビームを二次結像システムに向けて偏向させるためのビームセパレータを更に含むことがあり、複数の二次ビームは、荷電粒子ビームの複数のビームレットの入射に起因してサンプルから出射される。

[0009] 荷電粒子ビーム装置は、一次光軸に垂直な主平面を有する転写レンズを更に含むことがある。転写レンズは、結像レンズの下流に配置されることがある。転写レンズの主平面は、一次光軸に沿った位置範囲内で移動可能であることがある。転写レンズは、転写レンズの主平面の位置が像面と一致するように、結像レンズから距離をおいて位置決めされることがある。転写レンズは、複数のビームレットがサンプルに垂直に入射するように複数のビームレットを対物レンズへ誘導するように構成されることがある。転写レンズは、複数のビームレットが収差の小さな複数のプローブスポットを形成するように複数のビームレットを対物レンズへ誘導するように構成されることがある。転写レンズの主平面の位置を移動させることによって、複数のプローブスポットのピッチを変更することができる。荷電粒子ビーム装置は、結像レンズと転写レンズの主平面との間の距離が増加するにつれて複数のプローブスポットのピッチが増加するように構成されることがある。

[0010] 荷電粒子ビーム装置は、結像レンズの下流に位置決めされたビームレット傾斜偏向器を更に含むことがある。ビームレット傾斜偏向器は、ビームレット傾斜偏向器の偏向面が像面と一致するように位置決めされることがある。ビームレット傾斜偏向器は、結像レンズと転写レンズとの間に位置決めされることがある。ビームレット傾斜偏向器の偏向面は、転写レンズの主平面と一致することがある。ビームレット傾斜偏向器は、サンプルの表面法線に対して傾斜角でサンプルに入射するように複数のビームレットを像面から偏向させるように構成されることがある。ビームレット傾斜偏向器は、静電偏向器又は磁気偏向器を含むことがある。複数のビームレットの傾斜角は、ビームレット傾斜偏向器の電気励起に基づいて調節されることがある。

[0011] 転写レンズは、転写レンズの光軸に沿って配置され且つ転写レンズ内に第３の電場を生成することができるように構成された複数の電極を含むことがある。複数の電極は、外側電極及び内側電極を含むことがある。転写レンズの光軸は、一次光軸と一致することがある。第３の電場は、転写レンズの主平面を像面と一致させることがある。

[0012] 荷電粒子ビーム装置は、結像レンズの下流に位置決めされたビームレット調節ユニットを更に含むことがある。ビームレット調節ユニットは、複数のビームレットの少なくともいくつかを偏向させて複数のビームレットが対物レンズに垂直に入射することができるように構成された偏向器アレイを含むことがある。ビームレット調節ユニットは、複数のプローブスポットの像面湾曲収差を補償するように構成された像面湾曲補償器アレイを含む。ビームレット調節ユニットは、複数のプローブスポットの非点収差を補償するように構成された非点収差補償器アレイを含むことがある。偏向器アレイは、非点収差補償器アレイ及び像面湾曲補償器アレイの下流に位置決めされることがある。ビームレット調節ユニットは、複数のビームレットが収差の小さな複数のプローブスポットを生成することができるように構成されることがある。

[0013] アパーチャレンズアレイは、複数の第１のアパーチャを備えたプレートによって実装されることがある。アパーチャレンズアレイは、複数の第２のアパーチャを含む複数のプレートによって実装されることがある。荷電粒子ビーム装置は、アパーチャレンズアレイと荷電粒子ビーム源との間に配置され且つ荷電粒子ビームの周辺荷電粒子を遮断するように構成された銃アパーチャプレートを更に含むことがある。

[0014] 本開示の別の態様は、荷電粒子ビーム装置を使用してサンプルを検査する方法を対象とする。方法は、荷電粒子ビームを生成するように荷電粒子源を作動させることと、アパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズであって、アパーチャレンズ形成用電極プレートとアパーチャレンズプレートとの間に第１の電場を生成することによって形成された複数のアパーチャレンズを使用して、荷電粒子ビームの複数のビームレットを集束させることと、を含むことがある。第１の電場を生成することは、アパーチャレンズ形成用電極プレートに第１の電圧を印加して、アパーチャレンズプレートに第１の電圧と異なる第２の電圧を印加することと、結像レンズを使用して、複数のビームレットを像面上に集束させることと、対物レンズを使用して、複数のビームレットをサンプルの表面上に集束させて表面上に複数のプローブスポットを形成することと、を含むことがある。

[0015] 方法は、ビーム制限アパーチャアレイを使用して、サンプルの表面に入射する複数のビームレットの電流を調節することを更に含むことがある。方法は、ビーム制限アパーチャアレイに第３の電圧を印加してアパーチャレンズプレートとビーム制限アパーチャアレイとの間に第２の電場を生成することを更に含むことがある。第２の電場の大きさは、第１の電場の大きさと異なることがある。

[0016] 複数のプローブスポットのピッチは、一次光軸に沿った結像レンズ、対物レンズ、又はサンプルのうちの少なくとも１つの位置に基づいて調節されることがある。方法は、転写レンズを使用して、複数のビームレットがサンプルに垂直に入射するように複数のビームレットを像面から対物レンズへ誘導することを更に含むことがある。転写レンズを使用して複数のビームレットを像面から対物レンズへ誘導することによって、収差の小さな複数のプローブスポットが生成されることがある。転写レンズは、転写レンズの主平面の位置が像面と一致するように、結像レンズから距離をおいて位置決めされることがある。

[0017] 方法は、一次光軸に沿った結像レンズに対する転写レンズの主平面の位置を変更することによって複数のプローブスポットのピッチを調節することを更に含むことがある。方法は、転写レンズの主平面の位置を像面と一致するように調節するために転写レンズ内に第３の電場を生成することを更に含むことがある。方法は、ビームレット傾斜偏向器を使用して、サンプルの表面法線に対して傾斜角でサンプルに入射するように複数のビームレットを像面から偏向させることを更に含むことがある。複数のビームレットの傾斜角は、ビームレット傾斜偏向器の電気励起に基づいて調節されることがある。ビーム傾斜偏向器は、ビームレット傾斜偏向器の偏向面が像面と一致するように位置決めされることがある。方法は、偏向器アレイを使用して、複数のビームレットの少なくともいくつかを偏向させて複数のビームレットが対物レンズに垂直又は実質的に垂直に入射できるようにすることを更に含むことがある。方法は、偏向器アレイを使用して、複数のビームレットの少なくともいくつかを偏向させて複数のビームレットが収差の小さな複数のプローブスポットを生成できるようにすることを更に含むことがある。

[0018] 方法は、像面湾曲補償器アレイを使用して、複数のプローブスポットの像面湾曲収差を補償することを更に含むことがある。方法は、非点収差補償器アレイを使用して、複数のプローブスポットの非点収差を補償することを更に含むことがある。方法は、銃アパーチャプレートを使用して、荷電粒子ビームの周辺荷電粒子がアパーチャレンズ形成用電極プレートに入射するのを阻止することを含むことがある。

[0019] 本開示の別の態様は、サンプルを検査する方法を荷電粒子ビーム装置に実施させるように荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能である１組の命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を対象とする。方法は、荷電粒子ビームを生成するように荷電粒子源を作動させることと、荷電粒子ビームの複数のビームレットをそれぞれ集束させるためにアパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズを形成することであって、複数のビームレットは、サンプルの表面上に投影される複数の像を形成して複数のプローブスポットを生成するために、結像レンズを使用して、結像面上に集束されることと、を含むことがある。アパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズを形成することは、アパーチャレンズ形成用電極プレートに第１の電圧を印加することと、アパーチャレンズ形成用電極プレートとアパーチャレンズプレートとの間に第１の電場が生成されるように、アパーチャレンズプレートに第１の電圧と異なる第２の電圧を印加することと、を含むことがある。

[0020] 荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能である１組の命令は、ビーム制限アパーチャアレイに第３の電圧を印加してアパーチャレンズプレートとビーム制限アパーチャアレイとの間に第２の電場を生成することと、荷電粒子ビームの複数のビームレットの電流を制限するように構成されたビーム制限アパーチャアレイを位置決めすることと、一次光軸に沿って結像レンズを位置決めして像面上に複数の像を形成することと、を荷電粒子ビーム装置に更に実施させる。

[0021] 本開示の別の態様は、サンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置を対象とする。装置は、荷電粒子ビームを一次光軸に沿って放射するように構成された荷電粒子源と、放射源変換ユニットと、複数のビームレットをサンプルの表面上に集束させて表面上に複数のプローブスポットを形成するように構成された対物レンズと、を含むことがある。放射源変換ユニットは、荷電粒子ビームの複数のビームレットを集束させるように構成されたアパーチャレンズアレイと、複数のビームレットを像面上に集束させるように構成された結像レンズと、を含むことがある。放射源変換ユニットは、複数のビームレットの電流を制限するように構成されたビーム制限アパーチャアレイを更に含むことがある。アパーチャレンズアレイは、アパーチャレンズ形成用電極プレートと、アパーチャレンズプレートと、を含むことがある。アパーチャレンズ形成用電極プレートは、第１の電圧にあるように構成されることがあり、アパーチャレンズプレートは、アパーチャ形成用レンズ電極プレートとアパーチャレンズプレートとの間に第１の電場を生成するために第１の電圧と異なる第２の電圧にあるように構成され、且つ第１の電場は、アパーチャレンズ形成用電極プレート及びアパーチャレンズプレートが、複数のアパーチャレンズを含むアパーチャレンズアレイを形成できるようにする。

[0022] 本開示の実施形態の他の利点が、添付の図面と併せて解釈される以下の説明から明らかになるであろう。添付の図面には、図示及び例示の目的で、本発明の特定の実施形態が記載されている。

[0023]本開示の実施形態と一致した、例示的な電子ビーム検査（ＥＢＩ）システムを示す概略図である。 [0024]本開示の実施形態と一致した、図１の例示的な電子ビーム検査システムの一部であり得る例示的な電子ビームツールを示す概略図である。 [0025]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0025]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0025]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0025]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0025]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0026]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0026]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0026]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0026]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0027]本開示の実施形態と一致した、サンプル表面に入射するビームレットの傾斜角と共にマルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0027]本開示の実施形態と一致した、サンプル表面に入射するビームレットの傾斜角と共にマルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0028]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0028]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0028]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0029]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0029]本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システムの例示的な構成を示す概略図である。 [0030]本開示の実施形態と一致した、電子光学システムにおいて複数のビームを使用してサンプルを検査する例示的な方法を表すプロセスフロー図である。

[0031] ここで、例示的な実施形態を詳細に参照する。これらの実施形態の例が、添付の図面に示されている。以下の説明は添付の図面を参照し、異なる図面中の同じ番号は、特に断りの無い限り、同じ又は同様の要素を表す。例示的な実施形態の以下の説明文中に記載される実装は、全ての実装を表すものではない。その代わり、それらは、添付の特許請求の範囲に列挙されるような開示された実施形態に関連する態様と一致する装置及び方法の単なる例にすぎない。例えば、実施形態によっては、電子ビームを利用する文脈で説明されているが、本開示は、そのように限定されるものではない。他の種類の荷電粒子ビームが同様に適用されることがある。更に、光学結像、光検出、ｘ線検出などの、光学結像システムが使用されることがある。

[0032] 電子デバイスは、基板と呼ばれるシリコン片上に形成された回路から構成される。多数の回路が、同じシリコン片上に一緒に形成されることがあり、集積回路又はＩＣと呼ばれる。多数のより多くの回路を基板上に収めることができるように、これらの回路の寸法は劇的に減少された。例えば、スマートフォン内のＩＣチップは、親指の爪程小さいことがありながら、２０億個を超えるトランジスタを含むことができ、各トランジスタの寸法は、人間の髪の毛の寸法の１／１０００よりも小さい。

[0033] これらの極端に小さなＩＣを製造することは、複雑で時間がかかり高価なプロセスであり、しばしば数百にのぼる個別ステップを含む。たった１つのステップでのエラーが、完成したＩＣにおける欠陥をもたらし、それによってそのＩＣを使い物にならなくする可能性がある。従って、製造プロセスの１つのゴールは、そのような欠陥を回避して、プロセスにおいて作製される機能的ＩＣの数を最大化すること、即ち、プロセスの全体的歩留まりを向上させることである。

[0034] 歩留まりを向上させる１つの構成要素は、チップ作製プロセスを監視して、十分な数の機能的集積回路が製造されていることを確認することである。プロセスを監視する１つの方法は、チップ回路構造を形成する様々な段階において、チップ回路構造を検査することである。検査は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を使用して実行することができる。ＳＥＭを使用すると、これらの非常に小さな構造を撮像する、要するに、これらの構造の「写真」を撮ることができる。この画像を使用して、構造が適切に形成されたかどうか、及び構造が適切な位置に形成されたかどうかを判断することができる。構造に欠陥がある場合、欠陥が再び発生する可能性が低くなるようにプロセスを調節することができる。

[0035] マルチビームＳＥＭなどの、マルチ荷電ビーム粒子結像システムは、ウェーハ検査スループットを向上させるのに役立つことがあるが、マルチビームＳＥＭの結像分解能が、クーロン相互作用効果によって悪影響を受けることがある。高いスループットを達成するために、ビームができるだけ多くの電子を含むことが望ましい。しかしながら、電子間の反発性のクーロン相互作用に起因して、非常に小さな容積内に多数の電子を閉じ込めることは困難である。その上、これらの相互作用によって、ビームの幅が広がり、電子の飛行方向が変更されることがある。結果として、プローブスポットが大きくなり、これにより、ＳＥＭの全体的な分解能に悪影響が及ぼされる。それゆえ、マルチビームＳＥＭの高い分解能を維持するためにクーロン相互作用効果を緩和することが望ましい。

[0036] 現在存在するマルチビームＳＥＭにおいて、直面し得るいくつかの問題の１つは、ビームレットの最終的なプローブ電流を決定するために電子が集束されてフィルタリングされる前に、電子が、顕微鏡コラムに沿って多くのコンポーネントを通ってより長い距離を進行するため、クーロン相互作用効果が増加することである。加えて、電子源により近い電気光学機構を使用して電子ビームレットが集束されたとしても、電子ビームレットの最終的なプローブ電流は、電子ビームがコンポーネントを通って進行するまで決定されないことがあり、それにより、クーロン相互作用効果の可能性が高まり、分解能及び検査スループットに悪影響が及ぼされる。それゆえ、クーロン相互作用効果を最小限に抑えるために電子源のできるだけ近くでビームレットを集束させてビームレットの最終的なプローブ電流を決定することを可能にする機構によって電子ビームレットを集束させてフィルタリングすることが望ましいことがある。

[0037] 本開示の実施形態によっては、マルチビーム装置は、一次光軸に沿って電子を放出して一次電子ビームを形成するように構成された電子源を含むことがある。装置はまた、第１の電圧にあるように構成されたアパーチャレンズ形成用電極プレートと、第１の電圧と異なる第２の電圧にあるように構成された複数のアパーチャを含むアパーチャレンズプレートと、を含む放射源変換ユニットを含むことがある。第１の電圧と第２の電圧との差によって、アパーチャレンズ形成用電極プレート及びアパーチャレンズプレートのアパーチャが複数のアパーチャレンズを形成できるようにする電場が生成されることがある。複数のアパーチャレンズの各々は、一次電子ビームの複数のビームレットを集束させるように構成されることがある。放射源変換ユニットは、複数のビームレットを中間像面上に集束させるように構成された結像レンズを更に含むことがある。装置は、複数のビームレットをサンプルの表面上に集束させて表面上に複数のプローブスポットを形成するように構成された対物レンズを更に含むことがある。

[0038] 図面における構成要素の相対的な寸法は、理解しやすいように誇張されていることがある。以下の図面の説明では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様の構成要素又はエンティティを指しており、個々の実施形態に関して異なる点のみが説明されている。本明細書で使用する場合、特段の断りが無い限り、「又は」という用語は、実行不可能である場合を除いて、全ての可能な組み合わせを包含する。例えば、構成要素がＡ又はＢを含むことがあると記載されている場合、特段の断りが無い限り又は実行不可能で無い限り、構成要素はＡ、又はＢ、又はＡ及びＢを含むことがある。第２の例として、構成要素がＡ、Ｂ、又はＣを含むことがあると記載されている場合、特段の断りが無い限り又は実行不可能で無い限り、構成要素はＡ、又はＢ、又はＣ、又はＡ及びＢ、又はＡ及びＣ、又はＢ及びＣ、又はＡ及びＢ及びＣを含むことがある。

[0039] ここで図１を参照すると、図１は本開示の実施形態と一致した、例示的な電子ビーム検査（ＥＢＩ）システム１００を示す。図１に示すように、荷電粒子ビーム検査システム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、及び機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）３０を含む。電子ビームツール４０は、メインチャンバ１０内部に配置されている。説明及び図面は電子ビームに関係しているが、実施形態は、本開示を特定の荷電粒子に制限するために使用されるのではないことが、理解されよう。

[0040] 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、追加の装填ポートを含むことがある。第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂは、検査されるべきウェーハ（例えば、半導体ウェーハ、又は他の材料で作られたウェーハ）又はサンプル（ウェーハ及びサンプルは、以降ではまとめて「ウェーハ」と呼ばれる）を収容するウェーハＦＯＵＰ（front opening unified pod）を受け取る。ＥＦＥＭ３０内の１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）が、ウェーハを装填ロックチャンバ２０に運ぶ。

[0041] 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、このポンプシステムは、大気圧よりも低い第１の圧力に達するように、装填ロックチャンバ２０内のガス分子を除去する。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）がウェーハを装填ロックチャンバ２０からメインチャンバ１０に運ぶ。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、このポンプシステムは、第１の圧力よりも低い第２の圧力に達するように、メインチャンバ１０内のガス分子を除去する。第２の圧力に達した後、ウェーハは電子ビームツール４０による検査にかけられる。実施形態によっては、電子ビームツール４０は、シングルビーム検査ツールを含むことがある。他の実施形態では、電子ビームツール４０は、マルチビーム検査ツールを含むことがある。

[0042] 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ことがあり、他のコンポーネントにも電子的に接続されることがある。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査システム１００の様々な制御を行うように構成されたコンピュータであり得る。コントローラ５０は、様々な信号及び画像の処理機能を実行するように構成された処理回路も含むことがある。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を含む構造の外部にあるものとして示されているが、コントローラ５０はこの構造の一部とすることもできることが理解されよう。

[0043] 本開示は、電子ビーム検査システムを収容するメインチャンバ１０の例を提供しているが、最も広い意味での本開示の態様は、電子ビーム検査システムを収容するチャンバに限定されないことに、留意されたい。むしろ、前述の原理は、他のチャンバにも適用され得ることが理解されよう。

[0044] ここで図２を参照すると、図２は、本開示の実施形態と一致した、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査システム１００の一部とすることができる例示的な電子ビームツール４０を示す概略図を示す。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と、放射源変換ユニット２２０と、一次投影光学システム２３０と、二次結像システム２５０と、電子検出デバイス２４０と、を含むことがある。装置４０の他の周知のコンポーネントは、必要に応じて追加／省略され得ることが理解されることがある。

[0045] 図２には示されていないが、実施形態によっては、電子ビームツール４０は、銃アパーチャプレートと、プレビームレット形成機構と、集光レンズと、電動サンプルステージと、サンプル（例えば、ウェーハ又はフォトマスク）を保持するためのサンプルホルダーと、を含むことがある。

[0046] 電子源２０１、放射源変換ユニット２２０、偏向走査ユニット２３２、ビームセパレータ２３３、及び一次投影光学システム２３０は、装置４０の一次光軸２０４と位置合わせされることがある。二次結像システム２５０及び電子検出デバイス１４０は、装置４０の二次光軸２５１と位置合わせされることがある。

[0047] 電子源２０１は、カソードと、抽出器又はアノードと、を含むことがあり、一次電子はカソードから放出され、抽出されるか又は加速されて一次電子ビーム２０２を形成することができ、一次電子ビーム２０２は、（仮想の又は現実の）一次ビームクロスオーバー２０３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から放射されるものとして視覚化することができる。

[0048] 放射源変換ユニット２２０は、アパーチャレンズアレイと、ビーム制限アパーチャアレイと、結像レンズと、を含むことがある。アパーチャレンズアレイは、アパーチャレンズ形成用電極プレートと、アパーチャレンズ形成用電極プレートの下方に位置決めされたアパーチャレンズプレートとを含むことがある。この文脈において、「下方」とは、電子源２０１から下流に進行する一次電子ビーム２０２がアパーチャレンズプレートよりも先にアパーチャレンズ形成用電極プレートを照射するような構造的配置を指す。アパーチャレンズ形成用電極プレートは、一次電子ビーム２０２の少なくとも一部が通過することを可能にするように構成されたアパーチャを有するプレートによって実装されることがある。アパーチャレンズプレートは、一次電子ビーム２０２が通り抜ける複数のアパーチャを有するプレート又は複数のアパーチャを有する複数のプレートによって実装されることがある。アパーチャレンズ形成用電極プレート及びアパーチャレンズプレートは、励起されてアパーチャレンズプレートの上方及び下方に電場を生成することがある。アパーチャレンズプレートの上方の電場は、レンズ場がアパーチャレンズプレートの各アパーチャ内に形成され、これにより、アパーチャレンズアレイが形成され得るように、アパーチャレンズプレートの下方の電場と異なることがある。

[0049] 実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイは、ビーム制限アパーチャを含むことがある。任意の数のアパーチャが、必要に応じて、使用され得ることが理解されよう。ビーム制限開口部アレイは、個々の一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３の直径を制限するように構成されることがある。図２は、例として３つの一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３を示しているが、放射源変換ユニット２２０は、任意の数の一次ビームレットを形成するように構成されてもよいことが理解されよう。

[0050] 実施形態によっては、結像レンズは、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３を像面上に集束させるように構成された集光結像レンズを含むことがある。結像レンズは、一次光軸２０４に直交する主平面を有することがある。結像レンズは、ビーム制限アパーチャアレイの下方に位置決めされることがあり、ビームレットが一次電子ビーム２０２の複数の集束された像を中間像面上に形成するように一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３を集束させるように構成されることがある。

[0051] 一次投影光学システム２３０は、対物レンズ２３１と、偏向走査ユニット２３２と、ビームセパレータ２３３と、を含むことがある。ビームセパレータ２３３及び偏向走査ユニット２３２は、一次投影光学システム２３０の内部に位置決めされることがある。対物レンズ２３１は、検査のためにビームレット２１１、２１２、及び２１３をサンプル２０８上に集束させるように構成されることがあり、サンプル２０８の表面上に３つのプローブスポット２１１Ｓ、２１２Ｓ、及び２１３Ｓをそれぞれ形成することができる。実施形態によっては、ビームレット２１１、２１２、及び２１３は、対物レンズ２３１に垂直に又は実質的に垂直に入射することがある。実施形態によっては、対物レンズによって集束させることは、プローブスポット２１１Ｓ、２１２Ｓ、及び２１３Ｓの収差を低減することを含むことがある。

[0052] サンプル２０８のプローブスポット２１１Ｓ、２１２Ｓ、及び２１３Ｓへの一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３の入射に応答して、サンプル２０８から電子が出現し、３つの二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３が生成され得る。二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３の各々は、通常、二次電子（５０ｅＶ以下の電子エネルギーを有する）及び後方散乱電子（５０ｅＶと一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３のランディングエネルギーとの間の電子エネルギーを有する）を含む。

[0053] 電子ビームツール４０は、ビームセパレータ２３３を含むことがある。ビームセパレータ２３３は、静電双極子場Ｅ１及び磁気双極子場Ｂ１（両方とも図２には図示せず）を生成する静電偏向器を含むウィーンフィルタ型であることがある。これらが適用される場合、静電双極子場Ｅ１によってビームレット２１１、２１２、及び２１３の電子に加わる力は、磁気双極子場Ｂ１によって電子に加わる力と大きさが等しく且つ向きが逆である。それゆえ、ビームレット２１１、２１２、及び２１３は、ゼロの偏向角でビームセパレータ２３３を真っ直ぐに通過することができる。

[0054] 偏向走査ユニット２３２は、ビームレット２１１、２１２、２１３を偏向させて、サンプル２０８の表面のセクション内の３つの小さな走査エリアにわたってプローブスポット２１１Ｓ、２１２Ｓ、及び２１３Ｓを走査するように構成されることがある。ビームセパレータ２３３は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を二次結像システム２５０に向けて誘導することがある。二次結像システム２５０は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を電子検出デバイス２４０の検出素子２４１、２４２、及び２４３上に集束させることができる。検出素子２４１、２４２、及び２４３は、対応する二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を検出し、サンプル２０８の対応する走査エリアの像を構築するために使用される対応する信号を生成するように構成されることがある。

[0055] 図２では、３つのプローブスポット２１１Ｓ、２１２Ｓ、及び２１３Ｓによってそれぞれ生成された３つの二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３は、一次光軸２０４に沿って電子源２０１に向かって上方に進行し、対物レンズ２３１及び偏向走査ユニット２３２を連続して通過する。３つの二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３は、二次結像システム２５０の二次光軸２５１に沿って二次結像システム２５０に入るようにビームセパレータ２３３（ウィーンフィルタなど）によって方向変換される。二次結像システム２５０は、３つの二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３を、３つの検出素子２４１、２４２、及び２４３を含む電子検出デバイス１４０上に集束させることがある。それゆえ、電子検出デバイス２４０は、３つのプローブスポット２１１Ｓ、２１２Ｓ、及び２１３Ｓによってそれぞれ走査された３つの走査領域の像を同時に生成することができる。実施形態によっては、電子検出デバイス２４０及び二次結像システム２５０は、１つの検出ユニット（図示せず）を形成する。実施形態によっては、限定されるものではないが、対物レンズ２３１、偏向走査ユニット２３２、ビームセパレータ２３３、二次結像システム２５０及び電子検出デバイス２４０などの、二次電子ビームの経路上の電子光学素子は、１つの検出システムを形成することがある。

[0056] 実施形態によっては、コントローラ５０は、画像取得器（図示せず）及びストレージ（図示せず）を含む画像処理システムを含むことがある。画像取得器は、１つ又は複数のプロセッサを含むことがある。例えば、画像取得器は、コンピュータ、サーバ、メインフレームホスト、端末、個人用コンピュータ、任意の種類の携帯コンピュータ装置など、又はそれらの組み合わせを含むことがある。画像取得器は、媒体、中でもとりわけ導電体、光ファイバーケーブル、携帯型記憶媒体、ＩＲ、Bluetooth、インターネット、無線ネットワーク、無線通信、又はそれらの組み合わせなどを介して、装置４０の電子検出デバイス２４０に通信可能に結合されることがある。実施形態によっては、画像取得器は、電子検出デバイス２４０から信号を受け取ることがあり、画像を構築することがある。画像取得器は、このようにサンプル２０８の画像を取得することができる。画像取得器は、輪郭線を生成すること、インジケータを取得画像に重ね合わせることなど、様々な後処理機能も実施することがある。画像取得器は、取得画像の輝度及びコントラスト等の調節を実施するように構成されることがある。実施形態によっては、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）、他の種類のコンピュータ可読メモリなどの記憶媒体であり得る。ストレージは、画像取得器に結合されることがあり、スキャンされた生の画像データを元画像として保存し、且つ処理後の画像を保存するために使用されることがある。

[0057] 実施形態によっては、画像取得器は、電子検出デバイス２４０から受け取っ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ある。撮像信号は、荷電粒子撮像を実施するためのスキャン動作に対応していることがある。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。この単一の画像は、ストレージ内に記憶されることがある。この単一の画像は、複数の領域に分割することができる元画像であり得る。これらの領域の各々は、サンプル２０８のフィーチャを包含する１つの撮像エリアを含むことがある。取得画像は、時系列に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むことがある。この複数の画像は、ストレージ内に記憶されることがある。実施形態によっては、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実行するように構成されることがある。

[0058] 実施形態によっては、コントローラ５０は、測定回路（例えば、アナログ／デジタル変換器）を含んで、検出された二次電子の分布を取得することがある。検出時間ウィンドウ中に収集された電子の分布データを、ウェーハ表面に入射する一次ビームレット２１１、２１２、２１３のそれぞれの対応するスキャンパスデータと組み合わせて使用して、検査中のウェーハ構造の画像を再構成することができる。再構成された画像を使用して、サンプル２０８の内部構造又は外部構造の様々な特徴を明らかにすることができ、それによって、再構成された画像を使用して、ウェーハ内に存在する可能性がある欠陥を明らかにすることができる。

[0059] 実施形態によっては、コントローラ５０は、検査中にサンプル２０８を移動させるように、電動ステージ（図示せず）を制御することがある。実施形態によっては、コントローラ５０は、電動ステージがある方向に連続的に一定の速度でサンプル２０８を移動できるようにすることがある。他の実施形態では、コントローラ５０は、電動ステージが、スキャンプロセスのステップに応じて、経時的にサンプル２０８の移動速度を変えられるようにすることがある。実施形態によっては、コントローラ５０は、二次電子ビーム２６１、２６２、及び２６３の像に基づいて、一次投影光学システム２３０又は二次結像システム２５０の構成を調節することがある。

[0060] 実施形態によっては、電子ビームツール４０は、放射源変換ユニット２２０から一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３を受け取ってサンプル２０８に向けて誘導するように構成されたビームレット制御ユニット２２５を含むことがある。ビームレット制御ユニット２２５は、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３が、サンプル２０８の表面に垂直又は実質的に垂直に入射するか、又は収差の小さな複数のプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を形成するように、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３を像面から対物レンズへ誘導するように構成された転写レンズを含むことがある。転写レンズは、固定又は可動レンズであることがある。可動レンズでは、レンズの集束力は、レンズの電気励起を調節することによって変更されることがある。

[0061] 実施形態によっては、ビームレット制御ユニット２２５は、サンプル２０８の表面法線に対して同じ又は実質的に同じランディング角（θ）でサンプル２０８の表面に斜めに入射するように一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３を傾斜させるように構成されたビームレット傾斜偏向器を含むことがある。ビームレットを傾斜させることは、一次ビームレット２１１、２１２、及び２１３のクロスオーバーを一次光軸２０４の僅かに外にシフトさせることを含むことがある。これは、ウェル、又はトレンチ、又はメサ構造の側壁などの三次元フィーチャ又は構造を含むサンプル又はサンプルの領域を検査する際に役立つことがある。

[0062] 実施形態によっては、ビームレット制御ユニット２２５は、上述したレンズの１つ又は全てによって引き起こされる非点収差及び像面湾曲収差などの収差を補償するように構成されたビームレット調節ユニットを含むことがある。ビームレット調節ユニットは、非点収差補償器アレイと、像面湾曲補償器アレイと、偏向器アレイと、を含むことがある。像面湾曲補償器アレイは、一次ビームレット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むことがあり、非点収差補償器アレイは、一次ビームレット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器を含むことがある。

[0063] 実施形態によっては、偏向器アレイの偏向器は、一次光軸２０４に向けて角度を変化させることによってビームレット２１１、２１２、及び２１３を偏向させるように構成されることがある。実施形態によっては、一次光軸２０４から遠くに離れた偏向器は、ビームレットをより大きく偏向させるように構成されることがある。更に、偏向器アレイは、複数の層（図示せず）を含むことがあり、偏向器は、別個の層として提供されることがある。偏向器は、互いに独立して個別に制御されるように構成されることがある。実施形態によっては、偏向器は、サンプル２０８の表面上に形成されたプローブスポット（例えば、２２１、２２２、及び２２３）のピッチを調節するように制御されることがある。本明細書で言及されるように、プローブスポットのピッチは、サンプル２０８の表面上の２つの直接隣り合うプローブスポット間の距離として定義されることがある。実施形態によっては、偏向器は、中間像面上に配置されることがある。

[0064] 実施形態によっては、コントローラ５０は、図２に示すように、放射源変換ユニット２２０、ビームレット制御ユニット２２５、及び一次投影光学システム２３０を制御するように構成されることがある。示されていないが、コントローラ５０は、限定されるものではないが、電子源２０１、放射源変換ユニット２２０、一次投影光学システム２３０、電子検出デバイス２４０、及び二次結像システム２５０のコンポーネントを含む、電子ビームツール４０の１つ又は複数のコンポーネントを制御するように構成されることがある。図２は、電子ビームツール４０が３つの一次電子ビームレット２１１、２１２、及び２１３を使用することを示しているが、電子ビームツール４０は、２つ以上の一次電子ビームレットを使用し得ることが理解されよう。本開示は、装置４０で使用される一次電子ビームレットの数を制限するものではない。

[0065] ここで図３Ａ～図３Ｅを参照すると、図３Ａ～図３Ｅは、本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システム３００Ａ～３００Ｅの例示的な構成のそれぞれの概略図である。電子光学システム３００Ａ～３００Ｅは、電子源３０１と、放射源変換ユニット３２０と、対物レンズ３３１と、を含むことがある。実施形態によっては、ビームセパレータ３３４は、図３Ｄ及び図３Ｅに示すように含まれることがある。電子源３０１、一次電子ビーム３０２、放射源変換ユニット３２０、対物レンズ３３１、及びビームセパレータ３３４は、図２で説明した対応する素子と同様又は実質的に同様であり得、同様の機能を果たし得ることが理解されよう。

[0066] 電子源３０１は、カソードから一次電子を放出するように構成されることがあり、この一次電子は抽出されるか又は加速されて一次電子ビーム３０２を形成し、一次電子ビーム３０２は、（仮想の又は現実の）一次ビームクロスオーバー３０３を形成する。実施形態によっては、一次電子ビーム３０２は、一次光軸３０４に沿った一次ビームクロスオーバー３０３から放射されるものとして視覚化することができる。実施形態によっては、電子光学システム３００Ａ及び３００Ｂの１つ又は複数の素子は、一次光軸３０４と位置合わせされることがある。放射源変換ユニット３２０は、ビーム制限アパーチャアレイ３２１と、アパーチャレンズアレイ３２２と、結像レンズ３２４と、を含むことがある。放射源変換ユニット３２０は、図２に関して説明したように、１つ又は複数の他の光学素子又は電気光学素子を含み得ることが理解されよう。

[0067] 図３Ａを参照すると、放射源変換ユニット３２０は、電子源３０１の直下流に位置決めされることがある。本開示の文脈で使用される場合、「下流」とは、電子源３０１から始まる一次電子ビーム３０２の経路に沿った素子の位置を指し、「直下流」とは、第１の素子と第２の素子との間に他の素子が存在しないような、一次電子ビーム３０２の経路に沿った第２の素子の位置を指す。例えば、図３Ａに示すように、放射源変換ユニット３２０は、電子源３０１と放射源変換ユニット３２０との間に他の光学素子又は電気光学素子が配置されないように、電子源３０１の直下流に位置決めされることがある。そのような構成は、中でもとりわけ、電子光学システム３００Ａの電気光学コラムの高さを低減し、その構造の複雑さを軽減するのに役立つことがある。実施形態によっては、アパーチャプレート（例えば、銃アパーチャプレート）（図示せず）は、放射源変換ユニット３２０に入射する前に一次電子ビーム３０２の周辺電子を遮断して、クーロン相互作用効果を低減するために、電子源３０１と放射源変換ユニット３２０との間に配置されることがある。

[0068] 放射源変換ユニット３２０は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、アパーチャレンズアレイ３２２を含むことがある。実施形態によっては、アパーチャレンズアレイ３２２は、複数のアパーチャを含むプレートによって実装されることがある。実施形態によっては、アパーチャレンズアレイ３２２は、複数のアパーチャを含む複数の部分プレートによって実装されることがある。アパーチャレンズアレイ３２２は、電子源３０１を出る一次電子ビームに対応する、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３をそれぞれ集束させるように構成されたアパーチャレンズ３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３を含むことがある。実施形態によっては、アパーチャレンズ３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３は、静電レンズを含むことがある。図３Ａは３つのアパーチャレンズを示しているが、アパーチャレンズアレイ３２２が任意の数のアパーチャレンズを含み得ることが理解されよう。アパーチャレンズアレイ３２２は、電子源３０１の直下流に位置決めされることがある。

[0069] 実施形態によっては、アパーチャレンズアレイ３２２は、図３Ｂに示すように、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌと、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰと、を含むことがある。アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌとアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰの両方の構成は、アパーチャレンズアレイ３２２のアパーチャレンズ３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３を提供することがある。実施形態によっては、３２２＿１などのアパーチャレンズは、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌとアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとの間に電場が生成される結果として形成されることがある。実施形態によっては、アパーチャレンズ３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３を形成することは、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰの上方及び下方に電場を生成することを含むことがある。アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰの上方の電場は、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌとアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとの間に生成されることがあり、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰの下方の電場は、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとビーム制限アパーチャアレイ３２１との間に生成されることがある。アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰの上方及び下方の電場は、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰの各アパーチャ内にレンズ場が形成されるように、大きさが異なることがあり、それにより、アパーチャレンズアレイ３２２のアパーチャレンズ３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３を形成する。

[0070] 実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌは、一次電子ビーム３０２の電子の通過を可能にするように構成された開口又はアパーチャを含む導電性構造として構成されることがある。例として、導電性構造は、電子が通過することを可能にするように構成されたアパーチャを形成するように配置されたプレート又は複数のプレートを含むことがある。アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌは、電子源３０１の直下流に且つ一次電子ビーム３０２が伝搬する一次光軸３０４に直交して位置決めされることがある。アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌのアパーチャの幾何学的中心は、一次光軸３０４と位置合わせされることがある。

[0071] 実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌのアパーチャは、例えば、一次電子ビーム３０２の断面直径よりも小さなアパーチャサイズを採用することによって又はアパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌと電子源３０１との間の距離を増加させることによって、一次電子ビーム３０２の電子の一部が通過することを可能にするように構成されることがある。実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌのアパーチャは、電子をフィルタリング又は遮断せずに一次電子ビーム３０２が通過することを可能にするように構成されることがある。

[0072] 実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌは、コネクタ（図示せず）を介してコントローラ（例えば、図２のコントローラ５０）と接続されることがある。コントローラは、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌに電圧Ｖ１を供給するように構成されることがある。コントローラ５０はまた、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌへの供給電圧Ｖ１を維持又は調節するように構成されることがある。

[0073] 実施形態によっては、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰは、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌの下流又は直下流に位置決めされることがあり、一次光軸３０４に直交していることがある。換言すれば、この構成では、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌは、電子源３０１とアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとの間に位置決めされることがある。実施形態によっては、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰは、一次電子ビーム３０２が通り抜ける複数のアパーチャを備えた導電性構造として構成されることがある。導電性構造は、複数のアパーチャを備えた単一のプレート又は複数のアパーチャを形成するように配置された複数のプレートによって実装されることがある。

[0074] 実施形態によっては、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰは、コネクタ（図示せず）を介して、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰに電圧Ｖ２を供給するように構成され得るコントローラ５０と接続されることがある。コントローラ５０はまた、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰへの供給電圧Ｖ２を維持又は調節するように構成されることがある。アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰが複数のプレートを含む構成では、複数のプレートの各々は、同じ電圧Ｖ２に維持されることがある。この例では好ましくないが、用途に基づいて、複数のプレートに異なる電圧が供給され得ることが理解されよう。

[0075] 実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌに印加される電圧Ｖ１は、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌ及びアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰがアパーチャレンズアレイ３２２の複数のアパーチャレンズを形成できるようにし得る、電場Ｅ１を生成するためにアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰに印加される電圧Ｖ２と異なることがある。そのような構成では、電圧Ｖ２に維持されるアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰの複数のアパーチャの各々は、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３を集束させるように構成された静電レンズとして機能する。換言すれば、アパーチャレンズアレイ３２２は、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌとアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとの間に非ゼロの電場Ｅ１が存在する場合に、集束レンズ又は集束レンズのアレイとして機能することがある。

[0076] 電圧Ｖ１及びＶ２の相対値は、一次電子ビーム３０２の電子がアパーチャレンズアレイ３２２を通り抜ける間に加速又は減速されるかどうかを決定することがある。電圧Ｖ１及びＶ２の例示的な値は、０～２０ＫＶの範囲であることがある。しかしながら、電圧Ｖ１及びＶ２の値は、限定されるものではないが、引出電圧、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３の所望のランディングエネルギー、プローブスポットのサイズ、検査される材料などを含む、に基づいて変化し得ることが理解されよう。

[0077] 実施形態によっては、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰにおいてアパーチャレンズアレイ３２２内の対応するアパーチャレンズを出る各ビームレットは、図３Ｂに示すように、平行ビームになるようにコリメートされることがある。実施形態によっては、アパーチャレンズアレイ３２２内の対応するアパーチャレンズを出る各ビームレットは、図３Ｃに示すように、平行ビームでないことがある。仮想放射源３０３から中間像面ＰＩまでの、図３Ｃのシステム３００Ｃの結像倍率は、図３Ｂのシステム３００Ｂの結像倍率よりも低いことがある。実施形態によっては、この倍率は、仮想放射源３０３のサイズと、サンプル３０８上の所要のスポットサイズと、仮想放射源３０３からサンプル３０８までのシステム全長の制限と、に基づいて最適化することができる。実施形態によっては、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３は、一次ビームレットの経路に影響を及ぼす電場の大きさに基づいて収束又は発散することがある。例えば、Ｅ１＞Ｅ２の場合、ビームレットは、収束するか又は平行であることがあり、Ｅ１＜Ｅ２の場合、ビームレットは発散することがある。

[0078] 実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３２１は、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３の電流を制限するように構成されることがある。実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３２１は、アパーチャレンズアレイ３２２の下流に又はアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰの直下流に且つ一次光軸３０４に直交して配置されることがある。実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３２１は、複数のビーム制限アパーチャを含む導電性構造として構成されることがある。ビーム制限アパーチャアレイ３２１は、コネクタ（図示せず）を介して、ビーム制限アパーチャアレイ３２１に電圧Ｖ３を供給するように構成され得るコントローラ５０と接続されることがある。コントローラ５０はまた、ビーム制限アパーチャアレイ３２１への供給電圧Ｖ３を維持又は調節するように構成されることがある。

[0079] 実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３２１に印加される電圧Ｖ３は、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとビーム制限アパーチャアレイ３２１との間に電場が存在しないか又は無視できる程度の電場Ｅ２が存在するようにアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰに印加される電圧Ｖ２と同様又は実質的に同様であることがある。本開示の文脈において、無視できる程度の電場は、以下では、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとビーム制限アパーチャアレイ３２１との間にレンズ効果が存在しない電場の最大値と呼ばれることがある。無視できる程度の電場Ｅ２の例示的な値は、０．０１～０．０５ＫＶ／ｍの範囲で変化することがある。無視できる程度の電場Ｅ２値は、限定されるものではないが、ツール状態、較正、複雑さを含む他の要因に基づいて異なり得ることが理解されよう。ゼロ又は無視できる程度の電場Ｅ２を維持する数多くの利点の１つは、ビーム制限アパーチャアレイが収差を生じさせない可能性があるため、向上した結像分解能であることがある。

[0080] 実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３２１に印加される電圧Ｖ３は、非ゼロの電場Ｅ２が存在するようにアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰに印加される電圧Ｖ２と異なることがある。実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌに印加される電圧Ｖ１は、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰに印加される電圧Ｖ２及びビーム制限アパーチャアレイ３２１に印加される電圧Ｖ３と異なることがある。

[0081] 実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌとアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとの間の電場Ｅ１は、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとビーム制限アパーチャアレイ３２１との間の電場Ｅ２と大きさが異なることがある（Ｅ１≠Ｅ２）。そのような構成では、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰの複数のアパーチャの各々が一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３を集束させるための静電レンズとして機能するように、アパーチャレンズアレイ３２２にレンズ効果が存在する。電場Ｅ２の大きさは、アパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰとビーム制限アパーチャアレイ３２１との間にレンズ効果が存在せず、結果的に、収差が低減された状態で一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３がビーム制限アパーチャを通過することを可能にするように、ゼロ又は非有意値であることがある。

[0082] プローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓをそれぞれ生成する一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３のビームレット電流又はプローブ電流は、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３が通り抜けるビーム制限アパーチャアレイ３２１のアパーチャのサイズに基づいて決定されることがある。実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３２１は、均一なサイズ、形状、断面、又はピッチを有する複数のビーム制限アパーチャを含むことがある。実施形態によっては、サイズ、形状、断面、ピッチなども不均一であることがある。ビーム制限アパーチャは、例えば、アパーチャのサイズ又は形状に基づいてビームレットのサイズ又はアパーチャを通過する電子の数を制限することによって、ビームレットの電流を制限するように構成されることがある。

[0083] 実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイ３２１は、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３が所望の形状及びサイズのアパーチャに入射し得るように、一次光軸３０４に直交する平面内のｘ軸及びｙ軸に沿って移動可能であることがある。例えば、ビーム制限アパーチャアレイ３２１は、形状及びサイズを有するアパーチャの複数の列を含むことがあり、各列内のアパーチャは同様のサイズ及び形状を有する。ビーム制限アパーチャアレイ３２１の位置は、所望のサイズ及び形状を有する一列のアパーチャが一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３にさらされ得るように調節されることがある。

[0084] 放射源変換ユニット３２０は、図３Ｂに示すように、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３を像面ＰＩ上に集束させるように構成された結像レンズ３２４を含むことがある。結像レンズ３２４は、一次光軸３０４に直交する主平面３２４＿２を有することがある。実施形態によっては、結像レンズ３２４は、ビーム制限アパーチャアレイ３２１の下流に又はビーム制限アパーチャアレイ３２１の直下流に位置決めされることがある。結像レンズ３２４は、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３を集束させて中間像面ＰＩ上に一次電子ビーム３０２の集束された複数の像を形成するように構成されることがある。

[0085] 実施形態によっては、結像レンズ３２４は、図３Ｂに示すように、一次光軸３０４に沿った位置範囲内で移動可能であることがある。像面ＰＩの位置は、例えば、結像レンズ３２４の集光力を変更することによって調節されることがある。結像レンズ３２４の集光力は、電気励起を変化させることによって、例えば、結像レンズ３２４に印加される電圧又は電流を変化させることによって調節されることがある。実施形態によっては、結像レンズ３２４は、静電レンズ又は磁気レンズであることがある。結像レンズ３２４はまた電磁レンズ又は複合レンズであり得ることが理解されよう。

[0086] 実施形態によっては、結像レンズ３２４の主平面３２４＿２又は結像レンズ３２４の位置は、サンプル３０８の表面上のプローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓのピッチを変更するように調節されることがある。実施形態によっては、一次光軸３０４に沿ったサンプル３０８の位置は、プローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓのピッチを変更するために変更されることがある。実施形態によっては、一次光軸３０４に沿った結像レンズ３２４の主平面３２４＿２の位置及びサンプル３０８の位置は、プローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓのピッチを変更するために変更されることがある。

[0087] 電子光学システム３００Ｂの対物レンズ３３１は、検査のためにビームレット３１１、３１２、及び３１３をサンプル３０８の表面上に集束させるように構成されることがあり、サンプル３０８の表面上にプローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓをそれぞれ形成することができる。図３Ｂに示すように、対物レンズ３３１は、主平面３３１＿２上に位置決めされることがあり、位置範囲内で調節可能であるように構成されることがある。実施形態によっては、対物レンズ３３１は、サンプル３０８に入射するビームレットの最終的なサイズを決定して、サンプル３０８上に形成されたプローブスポットの収差を低減するように構成されることがある。実施形態によっては、結像レンズ３２４の主平面３２４＿２の位置、又は対物レンズ３３１の主平面３３１＿２の位置、又はサンプル３０８の位置は、プローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓのピッチを調節するために、一次光軸３０４に沿って調節されことがある。

[0088] 図３Ｄ及び図３Ｅに示すように、サンプル３０８への一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３のプローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓの入射に応答して、サンプル３０８から電子が出現し、プローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓにそれぞれ対応する３つの二次電子ビーム３１１ｓｅ、３１２ｓｅ、及び３１３ｓｅが形成されることがある。実施形態によっては、電子システム３００Ｄ及び３００Ｅは、二次電子ビーム３１１ｓｅ、３１２ｓｅ、及び３１３ｓｅを一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３から分離して二次電子ビームを二次結像システム（図２の二次結像システム２５０）に向けて誘導するためのビームセパレータ３３４を含むことがある。

[0089] 図２に関して上記で説明したように、ビームセパレータ３３４は、静電双極子場及び磁気双極子場を生成する静電偏向器を含むウィーンフィルタ型であることがある。実施形態によっては、静電双極子場によって一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３の電子に加わる静電力は、磁気双極子場によって電子に加わる磁力と大きさが等しく且つ向きが逆である。よって、サンプル３０８に向かって進行する、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３は、ゼロの偏向角でビームセパレータ３３４を真っ直ぐに通過することができる。対照的に、サンプル３０８から出射されてサンプル３０８から離れるように進行する、二次電子ビーム３１１ｓｅ、３１２ｓｅ、及び３１３ｓｅは、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３から離れるように二次結像システムに向けて偏向されることがある。

[0090] １つの電子に加わる磁力は、電子の速度に依存する。一次電子ビーム３０２の電子は、エネルギー又は速度が異なることがあるので、ビームレット３１１、３１２、及び３１３の各々の電子に加わる磁力は同じでないことがある。よって、各ビームレットのいくつかの電子は、異なる非ゼロの偏向角を有することがある。それゆえ、ビームセパレータ３３４は、ビームレット３１１、３１２及び３１３の分散を生じさせる。ビームレット３１１、３１２及び３１３の集束面（例えば、放射源３０３の像面）において分散が起こらない場合、その影響によってサンプル３０８上のプローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ及び３１３Ｓが拡大される。それゆえ、実施形態によっては、ビームセパレータ３３４は、像面ＰＩ上に位置決めされることがある。結果として、ビームセパレータ３３４によって生じた分散によって引き起こされるプローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓのサイズの増加は、実質的に低減されるか又は更には完全に排除されることがある。

[0091] 図３Ｄに示すように、ビームセパレータ３３４は、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３の各々が平行ビームである電子光学システム（図３Ｂのシステム３００Ｂなど）に含まれることがある。図３Ｅに示すように、ビームセパレータ３３４は、一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３の各々が平行ビームではない電子光学システム（図３Ｃのシステム３００Ｃなど）に含まれることがある。

[0092] ここで図４Ａ～図４Ｄを参照すると、図４Ａ～図４Ｄは、本開示の実施形態と一致した、電子光学システム４００Ａ～４００Ｄの例示的な構成をそれぞれ示す。図３Ａ～図３Ｃのそれぞれの電子光学システム３００Ａ～３００Ｃの素子に加えて、電子光学システム４００Ａ～４００Ｄは、転写レンズ４３３を含む。電子源４０１、アパーチャレンズアレイ４２２とビーム制限アパーチャアレイ４２１と結像レンズ４２４とを含む放射源変換ユニット４２０、及び対物レンズ４３１は、電子光学システム３００Ａ～３００Ｃの対応する素子と同様又は実質的に同様であることがあり、同様の機能を果たすことがある。

[0093] 実施形態によっては、一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３がサンプル４０８に垂直に入射するように一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３を集束させて対物レンズ４３１の前側焦点面上にクロスオーバーを形成することが望ましいことがある。一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３を集束させて対物レンズ４３１の前側焦点面上にクロスオーバーを形成することは、例えば、電気励起を調節することで結像レンズ４２４の集光力を調節することによって達成されることがある。

[0094] 実施形態によっては、転写レンズ４３３は、図４Ａに示すように、電子光学システム４００Ａ内の対物レンズ４３１の前側焦点面上にクロスオーバーを形成するように一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３を誘導するために使用されることがある。よって、一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３は、サンプル４０８に垂直又は実質的に垂直に入射することができ、収差の小さな複数のプローブスポット４１１Ｓ、４１２Ｓ、及び４１３Ｓが形成されることがある。

[0095] 実施形態によっては、転写レンズ４３３は、固定レンズ又は可動レンズ（主平面が光軸４０４に沿って移動可能である）であることがある。転写レンズ４３３は、例えば、静電、磁気、又は電磁複合レンズであることがある。例えば、レンズの集束力を変更するために、レンズの電気励起を調節することで、レンズによって生成される磁場又は静電場を変化させることがある。転写レンズ４３３は、結像レンズ４２４の下流に又は結像レンズ４２４の直下流に配置されることがある。転写レンズ４３３は、像面（ＰＩ）と一致する一次光軸４０４に直交する主平面４３３＿２を有することがある。実施形態によっては、アパーチャレンズアレイ４２２及び結像レンズ４２４は、一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３を集束させて像面（ＰＩ）上に電子源４０１の複数の実像を形成するように構成されることがある。この例では、像面（ＰＩ）は、転写レンズ４３３の主平面４３３＿２と一致することがある。本開示の文脈において、「一致する」は、平面上又は平面の近くを含むことがある。本明細書で使用される場合、「近接する」とは、像面（ＰＩ）と転写レンズ４３３の主平面４３３＿２との物理的近接性を指すことがある。例えば、像面（ＰＩ）は、転写レンズ４３３が一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３を集束させずに、単に一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３を光軸４０４に向けて曲げ得るように、主平面４３３＿２の近接距離範囲内に形成されることがある。

[0096] 実施形態によっては、プローブスポット４１１Ｓ、４１２Ｓ、及び４１３Ｓのピッチは、一次光軸４０４に沿った像面（ＰＩ）の位置及び転写レンズ４３３の主平面４３３＿２の位置に基づいて決定されることがある。プローブスポット４１１Ｓ、４１２Ｓ、及び４１３Ｓのピッチは、像面（ＰＩ）及び主平面４３３＿２が結像レンズ４２４から離れるにつれて増加することがある。例えば、プローブスポットのピッチは、像面（ＰＩ）及び主平面４３３＿２が一次光軸４０４に沿って結像レンズ４２４のより近くに位置決めされたときよりも一次光軸４０４に沿って結像レンズ４２４から遠くに離れて位置決めされたときに、より大きくなる。これらの２つの平面の位置は、主平面４３３＿２の上側位置及び下側位置（ＰＵ及びＰＤとしてそれぞれ示す）として示す、図４Ａの４３３＿３によって表す、位置範囲内で一次光軸４０４に沿って調節可能であることがある。換言すれば、ＰＵは、対物レンズ４３１よりも結像レンズ４２４に近い位置範囲内の主平面４３３＿２の位置を示し、ＰＤは、結像レンズ４２４よりも対物レンズ４３１に近い位置範囲内の主平面４３３＿２の位置を示す。

[0097] 図４Ａは、転写レンズ４３３の主平面４３３＿２がＰＵのより近くに又は結像レンズ４２４のより近くに位置決めされ、それにより、プローブスポット４１１Ｓ、４１２Ｓ、及び４１３Ｓの小さなピッチが得られる、電子光学システム４００Ａを示す。そのような構成では、結像レンズ４２４の電気励起は、像面（ＰＩ）が転写レンズ４３３の主平面４３３＿２と一致するか又は主平面４３３＿２に近接するように調節されることがある。

[0098] 図４Ｂは、適度なピッチのプローブスポット４１１Ｓ、４１２Ｓ、及び４１３Ｓを有する電子光学システム４００Ｂを示す。そのような構成では、一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３は、結像レンズ４２４を出た後に一次光軸４０４に平行又は実質的に平行であることがある。

[0099] 図４Ｃは、転写レンズ４３３の主平面４３３＿２が結像レンズ４２４よりも対物レンズ４３１の近くに位置決めされ、それにより、プローブスポット４１１Ｓ、４１２Ｓ、及び４１３Ｓのより大きなピッチが得られる、電子光学システム４００Ｃを示す。この例では、結像レンズ４２４は、一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３が、主平面４３３＿２と一致するか又は主平面４３３＿２に近接する像面（ＰＩ）上に集束されるように、一次ビームレット４１２及び４１３を弱く集束させるように更に構成されることがある。図４Ｃに示すように、像面（ＰＩ）及び主平面４３３＿２は一致し、転写レンズ４３３の可動範囲４３３＿３のＰＤに近接する。

[00100] 図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃに示すように、実施形態によっては、アパーチャレンズプレート４２２－ＡＬＰにおいてアパーチャレンズアレイ４２２内の対応するアパーチャレンズを出る各ビームレットは、図３Ｂの電子光学システム３００Ｂと同様に、平行ビームになるようにコリメートされることがある。実施形態によっては、図４Ｄに示すように、アパーチャレンズアレイ４２２内の対応するアパーチャレンズを出る各ビームレットは、図３Ｃのシステム３００Ｃと同様に、平行ビームでないことがある（例えば、発散又は収束していることがある）。

[00101] ここで図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、図５Ａ及び図５Ｂは、本開示の実施形態と一致した、マルチビーム装置内の電子光学システム５００Ａ及び５００Ｂの例示的な構成を示す。図３Ｂの３００Ｂなどの電子光学システムの素子に加えて、電子光学システム５００Ａは、ビームレット傾斜偏向器５３４を含む。電子源５０１、アパーチャレンズアレイ５２２とビーム制限アパーチャアレイ５２１と結像レンズ５２４とを含む放射源変換ユニット５２０、及び対物レンズ５３１は、図３Ｂの電子光学システム３００Ｂの対応する素子と同様又は実質的に同様であることがあり、同様の機能を果たすことがある。

[00102] 集積回路（ＩＣ）デバイスは、多くの場合、薄膜デポジション、エッチングの技術、又は微小電気機械システムの他の周知の製造技術を使用して、シリコンウェーハなどの基板上にパターニングされた三次元構造の複数の層を含む。ウェーハのインラインプロセス検査中に、例えば、ビア、トレンチ、又はメサ構造の側壁に欠陥がないか検査することが望ましいことがある。電子光学システム３００Ｂ、及び４００Ａ～４００Ｄなどの、実施形態によっては、プローブビームレットのランディング角（サンプル表面の法線に対して形成された角度）はゼロ又はほぼゼロであり、例えば、トレンチ又はメサの側壁を検査する役割を果たすのに適していないことがある。

[00103] この問題に対処するために、電子光学システム５００Ａは、図５Ａに示すように、ビームレット傾斜偏向器５３４を含むことがある。ビームレット傾斜偏向器５３４は、静電偏向器又は磁気偏向器又は電磁偏向器を含むことがあり、ビーム傾斜偏向器５３４の偏向面が、結像レンズ５２４によって形成された像面（ＰＩ）と一致し得るように配置されることがある。実施形態によっては、ビームレット傾斜偏向器５３４は、サンプル５０８の表面法線に対して同じ又は実質的に同じランディング角（θ）でサンプル５０８の表面に斜めに入射するように一次ビームレット５１１、５１２、及び５１３を傾斜させるように構成されることがある。ビームレット傾斜偏向器５３４は、放射源変換ユニット５２０と対物レンズ５３１との間に配置されることがある。

[00104] 実施形態によっては、ビームレット傾斜偏向器５３４への通電が行われている場合、ビームレット傾斜偏向器５３４は、同じ又は実質的に同じランディング角でサンプル５０８の表面に入射するように一次ビームレット５１１、５１２、及び５１３を一緒に偏向させることがある。ビームレットを傾斜させることは、図５Ａに示すように、一次ビームレット５１１、５１２、及び５１３のクロスオーバーを一次光軸５０４の僅かに外に且つ対物レンズ５３１の前側焦点面に又はその近傍にシフトさせることを含むことがある。ビームレット傾斜偏向器５３４への通電が停止されている場合、一次電子ビームレット５１１、５１２、及び５１３は、サンプル５０８に垂直又は実質的に垂直に入射することがある。一次ビームレット５１１、５１２、及び５１３の傾斜角又はランディング角は、ビームレット傾斜偏向器５３４の電気励起に基づいて調節されることがある。

[00105] 図５Ｂに示すように、実施形態によっては、ビームレット傾斜偏向器５３４はまた、二次電子ビーム５１１ｓｅ、５１２ｓｅ、及び５１３ｓｅを一次ビームレット５１１、５１２、及び５１３から分離するビームセパレータ（図３Ｄ及び図３Ｅのビームセパレータ３３４など）として機能することもある。実施形態によっては、ビームレット傾斜偏向器５３４（ビームセパレータとしても機能する）は、像面ＰＩ上に位置決めされることがある。ビームレット傾斜偏向器５３４によって生じた分散によって引き起こされるプローブスポット５１１Ｓ、５１２Ｓ、及び５１３Ｓのサイズの増加は、ビームレット傾斜偏向器５３４を像面ＰＩ上に位置決めすることによって実質的に低減されるか又は更には完全に排除されることがある。

[00106] ここで図６Ａ～図６Ｃを参照すると、図６Ａ～図６Ｃは、本開示の実施形態と一致した、電子光学システム６００Ａ～６００Ｃの例示的な構成をそれぞれ示す。図５Ａの電子光学システム５００Ａの素子に加えて、電子光学システム６００Ａ～６００Ｃは、転写レンズ６３３を含むことがある。電子源６０１、アパーチャレンズアレイ６２２とビーム制限アパーチャアレイ６２１と結像レンズ６２４とを含む放射源変換ユニット６２０、対物レンズ６３１、及びビームレット傾斜偏向器６３４は、電子光学システム５００Ａの対応する素子と同様又は実質的に同様であり得、同様の機能を果たし得ることに留意されたい。転写レンズ６３３は、電子光学システム４００Ａ～４００Ｃの転写レンズ４３３と同様又は実質的に同様であることがあり、同様の機能を果たすことがある。

[00107] 図６Ａは、図４Ａ～図４Ｃ及び図５Ａに関してそれぞれ説明したように、マルチビーム検査装置内の転写レンズ及びビームレット傾斜偏向器を使用する利点を組み合わせ得る、電子光学システム６００Ａを示す。実施形態によっては、ビームレット傾斜偏向器６３４は放射源変換ユニット６２０のより近くに配置され得るが、ビームレット傾斜偏向器６３４は、好ましくは、偏向面が転写レンズ６３３の主平面６３３＿２と一致するように位置決めされることがある。実施形態によっては、図６Ａに示すように、ビームレット傾斜偏向器６３４の偏向面及び主平面６３３＿２は、像面（ＰＩ）と一致することがあり、一次光軸６０４に沿った転写レンズ６３３の位置範囲６３３＿３内に位置することがある。

[00108] 図６Ａでは、アパーチャレンズアレイ６２２及び結像レンズ６２４は、一次ビームレット６１１、６１２、及び６１３を集束させて、転写レンズ６３３の主平面６３３＿２と一致する、中間像面（ＰＩ）上に電子源６０１の複数の実像を形成する。実施形態によっては、像面（ＰＩ）は、転写レンズ６３３の主平面６３３＿２に近接することがある。ビームレット傾斜偏向器６３４はまた、像面（ＰＩ）上に又は像面（ＰＩ）に近接して配置されることがある。この構成では、傾斜角は、ビームレット傾斜偏向器６３４の電気励起を調節することによって変更されることがあり、その一方で、プローブスポット６１１Ｓ、６１２Ｓ、及び６１３Ｓのピッチは、主平面６３３＿２及び像面（ＰＩ）の位置を一次光軸６０４に沿って一緒に調節することによって変更されることがある。

[00109] 実施形態（図６Ｂ及び図６Ｃに示す実施形態など）によっては、転写レンズ６３３は、複数の電極６３３Ａ、６３３Ｂ、６３３Ｃ、及び６３３Ｄを含むことがある。図６Ｂ及び図６Ｃには４つの電極のみが示されているが、転写レンズ６３３が、必要に応じて、任意の数の電極を含み得ることが理解されよう。実施形態によっては、電極６３３Ａ、６３３Ｂ、６３３Ｃ、及び６３３Ｄは、一次光軸６０４と一致する、転写レンズ６３３の光軸（図示せず）に沿って位置決めされることがある。電極６３３Ａ、６３３Ｂ、６３３Ｃ、及び６３３Ｄは、多極構造によって実装されることがある。図６Ｂでは、転写レンズ６３３は、２つの外側電極６３３Ａ及び６３３Ｄと、２つの内側電極６３３Ｂ及び６３３Ｃとを含む。電極は、均一な距離又は不均一な距離だけ互いに隔てられることがある。電極間の距離は、転写レンズ６３３内又は２つ以上の電極間の電場を決定するのに役立つことがある。

[00110] 実施形態によっては、転写レンズ６３３は、コネクタを介してコントローラ（例えば、コントローラ５０）と接続されることがある。コントローラ５０は、電極６３３Ａ、６３３Ｂ、６３３Ｃ、及び６３３Ｄに電圧を印加して、要件に基づいて印加電圧を維持又は調節するように構成されることがある。転写レンズ６３３内に電場を生成するために、残りの電極に電圧ＶＴ２が印加される一方で、１つ又は複数の電極（例えば、電極６３３Ａ、６３３Ｂ、６３３Ｃ、及び６３３Ｄ）に電圧ＶＴ１が印加されることがある。電場は、主平面６３３＿２が像面（ＰＩ）と一致するか又は像面（ＰＩ）の近くにあるように結像レンズ６２４によって形成された像面（ＰＩ）の近くで生成されることがある。

[00111] 電子光学システム６００Ｂ内の転写レンズ６３３の電極６３３Ａ、６３３Ｂ、６３３Ｃ、及び６３３Ｄの例示的な構成が、図６Ｂに示されている。図６Ａの電子光学システム６００Ａと同様に、電子光学システム６００Ｂは、転写レンズ６３３とビームレット傾斜偏向器６３４（図示せず）とを含む。例として、図６Ｂでは、像面（ＰＩ）は、適度なピッチを有するプローブスポット６１１Ｓ、６１２Ｓ、及び６１３Ｓを生成するために配置され、一次ビームレット４１１、４１２、及び４１３は、結像レンズ６２４を出た後に一次光軸４０４に平行又は実質的に平行であることがある。プローブスポットのピッチは、例えば、像面（ＰＩ）の位置を変更するために結像レンズ６２４の電気励起を調節することによって調節されることがある。像面（ＰＩ）の位置が結像レンズ６２４よりも対物レンズ６３１に近いときには、プローブスポットのピッチが、（図４Ｃの電子光学システム４００Ｃ内に示すように）より大きくなることがある。

[00112] 図６Ｂに示すように、電圧ＶＴ１は、内側電極６３３Ｃに印加されることがあり、その一方で、電圧ＶＴ２は、内側電極６３３Ｂ並びに外側電極６３３Ａ及び６３３Ｄに印加されることがある。ＶＴ１及びＶＴ２は、互いに異なることがある。実施形態によっては、ＶＴ１及びＶＴ２は両方とも、非ゼロの電圧であることがある。この例では、電場は、主平面６３３＿２が像面（ＰＩ）と一致するか又は像面（ＰＩ）に近接するように転写レンズ６３３内に生成される。

[00113] 図６Ｃは、６００Ｂの実施形態と比較してピッチの小さなプローブスポット６１１Ｓ、６１２Ｓ、及び６１３Ｓを生成するために像面（ＰＩ）の位置が対物レンズ６３１よりも結像レンズ６２４に近い、電子光学システム６００Ｃを示す。このシナリオでは、電極６３３Ａと６３３Ｂとの間に電圧差が存在することがあり、その一方で、電極６３３Ｃ及び６３３Ｄは、電極６３３Ｂと同じ電圧に保持されることがある。この構成は、転写レンズ６３３の主平面６３３＿２が像面（ＰＩ）と一致するか又は像面（ＰＩ）に近接するように、電極６３３Ａと６３３Ｂとの間に電場を作り出すことがある。実施形態によっては、転写レンズ６３３は、一次ビームレット６１１、６１２、及び６１３を対物レンズ６３１の前側焦点面へ誘導するように構成されることがあり、ビームレット傾斜偏向器は必要でないことがある。図６Ｃに示すように、ビームレット傾斜偏向器６３４がない場合には、一次ビームレット６１１、６１２、及び６１３は、ゼロの傾斜角又はランディング角でサンプル６０８の表面に垂直又は実質的に垂直に入射することがある。

[00114] ここで図７Ａ及び図７Ｂを参照すると、図７Ａ及び図７Ｂは、本開示の実施形態と一致した、マルチビーム検査装置内の電子光学システム７００Ａ及び７００Ｂの例示的な構成を示す。図３Ｂ及び図３Ｃの電子光学システム３００Ｂ及び３００Ｃの素子に加えて、電子光学システム７００Ａ及び７００Ｂは、ビームレット調節ユニット７３５を含むことがある。電子源７０１、アパーチャレンズアレイ７２２とビーム制限アパーチャアレイ７２１と結像レンズ７２４とを含む放射源変換ユニット７２０、及び対物レンズ７３１は、電子光学システム３００Ｂ及び３００Ｃの対応する素子と同様又は実質的に同様であることがあり、同様の機能を果たすことがある。

[00115] 図７Ａに示すように、実施形態によっては、アパーチャレンズプレート７２２－ＡＬＰにおいてアパーチャレンズアレイ７２２内の対応するアパーチャレンズを出る各ビームレットは、図３Ｂの電子光学システム３００Ｂと同様に、平行ビームになるようにコリメートされることがある。実施形態によっては、図７Ｂに示すように、アパーチャレンズアレイ７２２内の対応するアパーチャレンズを出る各ビームレットは、図３Ｃのシステム３００Ｃと同様に、平行ビームでないことがある（例えば、発散又は収束していることがある）。各ビームレットは、結像レンズ７２４を出た後に一次光軸７０４に平行又は実質的に平行であることがある。仮想放射源７０３から中間像面ＰＩまでの結像倍率は、図７Ａにおける結像倍率よりも高いことがある。この倍率は、仮想放射源７０３のサイズと、サンプル７０８上の所要のスポットサイズと、仮想放射源７０３からサンプル７０８までのシステム全長の制限とに基づいて最適化することができる。

[00116] 電子光学システム７００Ａ及び７００Ｂは、ビームレット調節ユニット７３５を含むことがある。実施形態によっては、ビームレット調節ユニット７３５は、偏向器アレイ７３５＿１と、像面湾曲補償器アレイ７３５＿２と、非点収差補償器アレイ７３５＿３とを含むことがある。像面湾曲補償器アレイ７３５＿３は、一次ビームレット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むことがある。非点収差補償器アレイ７３５＿２は、一次ビームレット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器を含むことがある。

[00117] 実施形態によっては、一次ビームレット７１１、７１２、及び７１３は、像面湾曲収差及び非点収差を補償して、プローブスポット７１１Ｓ、７１２Ｓ、及び７１３Ｓでのビームレットの集束を改善するために、放射源変換ユニット７２０からビームレット調節ユニット７３５へ誘導されることがある。

[00118] 実施形態によっては、ビームレット調節ユニット７３５は、放射源変換ユニット７２０と対物レンズ７３１との間に配置されることがある。ビームレット調節ユニット７３５の１つの構成では、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、非点収差補償器アレイ７３５＿３は、放射源変換ユニット７２０の直下流に配置されることがあり、像面湾曲補償器アレイ７３５＿２は、非点収差補償器アレイ７３５＿３の直下流に配置されることがあり、偏向器アレイ７３５＿１は、像面湾曲補償器アレイ７３５＿２の直下流に配置されることがある。ビームレット調節ユニット７３５内の非点収差補償器アレイ７３５＿３、像面湾曲補償器アレイ７３５＿２、及び偏向器アレイ７３５＿１の他の配置も採用され得ることが理解されよう。

[00119] 実施形態によっては、偏向器アレイ７３５＿１は、偏向器アレイ７３５＿１の偏向面が、放射源変換ユニット７２０の結像レンズ７２４によって形成された像面（ＰＩ）（図示せず）と一致し得るか又は像面（ＰＩ）に近接するように位置決めされることがある。偏向器アレイ７３５＿１は、ビームレットを光軸７０４に向けて偏向させることができるように構成された複数のマイクロ偏向器を含むことがある。例えば、マイクロ偏向器は、一次ビームレット７１１、７１２、及び７１３が対物レンズ７３１の前側焦点面にクロスオーバーを形成し得るように、ビームレットの偏向角を個別に調節することがある。実施形態によっては、一次ビームレットは、サンプル７０８に垂直又は実質的に垂直に入射するか又は収差の小さな複数のプローブスポット７１１Ｓ、７１２Ｓ、及び７１３Ｓを形成できるようにされることがある。実施形態によっては、プローブスポット７１１Ｓ、７１２Ｓ、及び７１３Ｓのピッチは、例えば、一次光軸７０４に沿った結像レンズ７２４の主平面の位置、又は対物レンズ７３１の主平面の位置、又はサンプル７０８の位置に基づいて決定されることがある。像面（ＰＩ）の位置は、結像レンズ７２４の電気励起に基づいて調節されることがある。

[00120] 偏向されたビームレットの偏向角は、１つ又は複数の基準に基づいて設定されることがある。実施形態によっては、偏向器は、オフアクシスのビームレットを径方向外方に又は一次光軸７０４から離れるように（図示せず）偏向させることがある。実施形態によっては、偏向器は、オフアクシスのビームレットを径方向内方に又は一次光軸７０４に向けて偏向させるように構成されることがある。ビームレットの偏向角は、ビームレット７１１、７１２、及び７１３がサンプル７０８に垂直に入射するように設定されることがある。対物レンズ７３１などの、レンズに起因する像のオフアクシス収差は、レンズを通過するビームレットの経路を調節することによって低減されることがある。それゆえ、オフアクシスのビームレット７１２及び７１３の偏向角は、プローブスポット７１２Ｓ及び７１３Ｓが小さな収差を有するように設定されることがある。ビームレットは、ビームレット７１１、７１２、及び７１３をサンプル７０８に垂直に入射させるように偏向されることがある。実施形態によっては、偏向器は、プローブスポット７１１Ｓ、７１２Ｓ、及び７１３Ｓの収差が小さくなるように設定されることがある。実施形態によっては、偏向器は、ビームレット７１１、７１２、及び７１３をサンプル７０８に実質的に垂直に入射させ、その一方で、プローブスポット７１１Ｓ、７１２Ｓ、及び７１３Ｓが小さな収差を有するように設定されることがある。実施形態によっては、偏向器アレイ７３５＿１は、一次ビームレット７１１、７１２、及び７１３がサンプル７０８の表面法線に対して傾斜角でサンプル７０８の表面に入射し得るように、一次光軸７０４から外れた位置において対物レンズ７３１の前側焦点面を通過するように一次ビームレット７１１、７１２、及び７１３を偏向させるように構成されることがある。実施形態によっては、検査要件に基づいて一次ビームレット７１１、７１２、及び７１３の傾斜角を個別に変化させることがある。例えば、一次ビームレット７１１、７１２、及び７１３の傾斜角は、同様であるか、実質的に同様であるか、又は異なることがある。

[00121] 実施形態によっては、像面湾曲補償器アレイ７３５＿２は、プローブスポット７１１Ｓ、７１２Ｓ、及び７１３Ｓの像面湾曲を補償するように構成された複数のマイクロレンズを含むことがある。実施形態によっては、像面湾曲補償器アレイ７３５＿２は、複数のマイクロレンズの複数の層を含むことがある。像面湾曲補償器アレイ７３５＿２は、ビームレット調節ユニット７３５の非点収差補償器アレイ７３５＿３と偏向器アレイ７３５＿１との間に位置決めされることがある。多層アレイの例は、米国特許出願第６２／５６７，１３４号で更に説明されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[00122] 実施形態によっては、非点収差補償器アレイ７３５＿３は、複数のプローブスポット７１１Ｓ、７１２Ｓ、及び７１３Ｓの非点収差を補償するように構成された複数のマイクロ非点収差補正器を含むことがある。各マイクロ非点収差補正器は、対応する一次ビームレットの非点収差を補償するために四極子場を生成するように構成されることがある。実施形態によっては、非点収差補償器アレイ７３５＿３は、複数のマイクロ非点収差補正器の複数の層を含むことがある。

[00123] 実施形態によっては、図７Ａ又は図７Ｂには示されていないが、電子光学システム７００Ａ及び７００Ｂは、転写レンズ（例えば、図６Ａの転写レンズ６３３）又はビームレット傾斜偏向器（例えば、図６Ａのビームレット傾斜偏向器６３４）を含むことがある。ビームレット傾斜偏向器は、ビームレット傾斜偏向器の偏向面が偏向器アレイ７３５＿１の偏向面と一致するか又は偏向面に近接するように配置されることがある。ビームレット傾斜偏向器は、一次ビームレット７１１、７１２、及び７１３のクロスオーバーが一次光軸７０４の僅かに外に形成され且つ一次ビームレット７１１、７１２、及び７１３がサンプル７０８の表面法線に対して傾斜角でサンプル７０８の表面に入射するように一次ビームレット７１１、７１２、及び７１３を偏向させるように構成されることがある。実施形態によっては、転写レンズは、転写レンズの主平面が偏向器アレイ７３５＿１の偏向面及び像面（ＰＩ）と一致するように配置されることがある。実施形態によっては、転写レンズは、転写レンズの主平面の集束力又は位置を調節することによってプローブスポット７１１Ｓ、７１２Ｓ、及び７１３Ｓのピッチを変更できるように、偏向器アレイ７３５＿１の下方に配置されることがある。

[00124] ここで図８を参照すると、図８は、本開示の実施形態と一致した、電子光学システム内の複数のビームを使用してサンプルを検査する例示的な方法８００を表すフロー図を示す。方法８００は、例えば、図１に示すように、ＥＢＩシステム１００のコントローラ５０によって実行されることがある。コントローラ５０は、方法８００の１つ又は複数のブロックを実行するようにプログラムされることがある。例えば、コントローラ５０は、アパーチャレンズ形成用電極プレートに第１の電圧を印加して、他の機能を果たすことがある。

[00125] ステップ８１０では、荷電粒子源（例えば、図３Ｂの電子源３０１）は、荷電粒子ビーム（例えば、図３Ｂの一次電子ビーム３０２）を生成するように作動されることがある。電子源は、コントローラ（例えば、図１のコントローラ５０）によって作動されることがある。例えば、電子源は、一次電子を放出して一次光軸（例えば、図３Ｂの一次光軸３０４）に沿った電子ビームを形成するように制御されることがある。電子源は、例えば、コントローラのプロセッサが制御回路を通して電子源に電力を供給するための、ソフトウェア、アプリケーション、又は１組の命令を使用することによって、遠隔で作動されることがある。

[00126] ステップ８２０では、複数の一次電子ビームレット（例えば、図３Ａの一次ビームレット３１１、３１２、及び３１３）は、アパーチャレンズアレイ（例えば、図３Ａのアパーチャレンズアレイ３２２）の複数のアパーチャレンズ（例えば、図３Ａのアパーチャレンズ３２２＿１、３２２＿２、及び３２２＿３）によって集束されることがある。アパーチャレンズは、アパーチャレンズ形成用電極プレート（例えば、図３Ｂのアパーチャレンズ形成用電極プレート３２２－Ｅ－ｅｌ）とアパーチャレンズプレート（例えば、図３Ｂのアパーチャレンズプレート３２２－ＡＬＰ）との間に電場Ｅ１を作り出すことによって形成されることがある。

[00127] 実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレートは、一次電子ビームの通過を可能にするように構成された開口又はアパーチャを有する導電性構造を含むことがある。例として、導電性構造は、電子が通過することを可能にするように構成されたアパーチャを形成するように配置されたプレート又は複数のプレートを含むことがある。実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレートは、電子源の直下流に且つ一次電子ビームが伝搬する一次光軸に直交して位置決めされることがある。

[00128] 実施形態によっては、アパーチャレンズプレートは、一次電子ビームが通り抜ける複数のアパーチャを備えた導電性構造を含むことがある。導電性構造は、複数のアパーチャを備えた単一のプレート又は複数のアパーチャを形成するように配置された複数のプレートによって実装されることがある。アパーチャレンズプレートは、アパーチャレンズ形成用電極プレートの直下流に且つ一次光軸に直交して位置決めされることがある。

[00129] 実施形態によっては、アパーチャレンズ形成用電極プレート及びアパーチャプレートは、電圧Ｖ１及びＶ２をそれぞれ供給するためにコントローラと接続されることがある。コントローラはまた、供給電圧を維持又は調節するように構成されることがある。コントローラは、電場Ｅ１を生成するためにアパーチャレンズ形成用電極プレートとアパーチャレンズプレートとの間に、例えば、異なる電圧Ｖ１及びＶ２を印加することによって、電位差を維持することがある。電場Ｅ１の存在下で、アパーチャレンズプレートのアパーチャの各々は、静電レンズとして機能することがあり、それにより、アパーチャレンズアレイを形成する。アパーチャレンズアレイのアパーチャレンズは、アパーチャレンズプレートを通り抜けるビームレットを集束させるように構成されることがある。

[00130] ステップ８３０では、アパーチャレンズプレートを出る一次電子ビームレットの電流は、電流制限アパーチャアレイ（例えば、図３Ｂのビーム制限アパーチャアレイ３２１）を通過することによって調節されることがある。ビーム制限アパーチャアレイは、アパーチャレンズプレートの直下流に且つ一次光軸に直交して位置決めされることがある。実施形態によっては、ビーム制限アパーチャアレイは、複数のビーム制限アパーチャを含む導電性構造によって実装されることがある。

[00131] 実施形態によっては、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とアパーチャレンズプレートとの間に無視できる程度の電場Ｅ２が存在するように、Ｖ２と同じ又は実質的に同じ電圧Ｖ３を供給するためにコントローラと接続されることがある。無視できる程度の、好ましくはゼロの電場Ｅ２を維持することによって、一次電子ビームレットが、レンズ効果を受けずにビーム制限アパーチャアレイを通過できるようになることがある。ビーム制限アパーチャアレイとアパーチャレンズプレートとの間にゼロの又はゼロに近い電場Ｅ２を維持する利点の１つは、収差が低減され、それにより、結像分解能が高まることであり得る。

[00132] ビーム制限アパーチャアレイは、均一又は不均一なサイズ、断面、形状、及びピッチのアパーチャを含むことがある。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を通り抜ける一次電子ビームレットが所望のサイズ及び形状のアパーチャを通過し得るように、一次光軸に垂直な平面に沿って移動可能であることがある。一次電子ビームレットのサイズによって、電子の数が決定され、それにより、ビームレットの電流が決定されることがある。

[00133] ステップ８４０では、ビーム制限アパーチャアレイを出る一次電子ビームレットは、結像レンズ（例えば、図３Ｂの結像レンズ３２４）を使用して中間像面（例えば、図３Ｂの像面ＰＩ）上に集束されることがある。実施形態によっては、結像レンズは、ビーム制限アパーチャアレイの直下流に位置決めされ、一次電子ビームレットを中間像面ＰＩ上に集束させるように構成されることがある。

[00134] 実施形態によっては、一次光軸に沿った像面ＰＩの位置は、結像レンズの集光力を変更することによって調節されることがある。結像レンズの集光力は、結像レンズに電圧又は電流を供給することによって電気励起を調節することによって変更されることがある。結像レンズは、複数のプローブスポット（例えば、図３Ｂのプローブスポット３１１Ｓ、３１２Ｓ、及び３１３Ｓ）の所望のピッチに基づいて所望の電気励起を印加して一次光軸に沿った像面ＰＩの位置を変更するために、コントローラと接続されることがある。一次電子ビームレットは、対物レンズの前側焦点面を通過するように結像レンズによって誘導されることがある。

[00135] 電子光学システム４００Ａ～４００Ｃの例示的な構成を示す実施形態などの、実施形態によっては、転写レンズ（例えば、図４Ａの転写レンズ４３３）は、結像レンズと対物レンズとの間に配置されることがある。転写レンズは、一次電子ビームレットが対物レンズの前側焦点面を通過するように誘導するように構成されることがある。実施形態によっては、転写レンズは、固定レンズ又は可動レンズであることがある。転写レンズは、例えば、静電、磁気、又は電磁複合レンズであることがある。例えば、レンズの集束力を変更するか又はレンズの主平面の位置を変更するためにレンズの電気励起を調節することによって、レンズによって生成される磁場又は静電場を変化させることがある。転写レンズは、電気励起を調節するためにコントローラと接続されることがある。

[00136] 実施形態によっては、転写レンズは、転写レンズの主平面（例えば、図４Ａの主平面４３３＿２）が像面ＰＩと一致するか又は像面ＰＩに近接するように位置決めされることがある。主平面の位置は、転写レンズの電気励起に基づいて一次光軸に沿った位置範囲内で移動可能であることがある。プローブスポットのピッチを変化させるために転写レンズの主平面の位置を像面ＰＩと一致するように調節することが望ましいことがある。

[00137] プローブスポットのピッチは、結像レンズからの主平面の距離の増加に伴って増加することがある。例えば、プローブスポットのピッチは、主平面が一次光軸に沿って結像レンズのより近くに位置決めされたときよりも主平面が一次光軸に沿って結像レンズから遠くに離れて位置決めされたときに、より大きくなる。

[00138] ５００Ａの実施形態などの、実施形態によっては、ビームレット傾斜偏向器（例えば、図５Ａのビームレット傾斜偏向器５３４）は、サンプルの表面法線に対して同じ又は実質的に同じランディング角（θ）でサンプルの表面に斜めに入射するように一次電子ビームレットを傾斜させるために、結像レンズと対物レンズとの間に配置されることがある。これは、ウェーハ検査中に、メサ構造、又はビア、又はトレンチの側壁を検査するのに役立つことがある。

[00139] ビームレット傾斜偏向器は、ビーム傾斜偏向器の偏向面が像面ＰＩと一致し得るか又は像面ＰＩに近接し得るように位置決めされることがある。実施形態によっては、ビームレット傾斜偏向器への通電が行われている場合、ビームレット傾斜偏向器は、同じ又は実質的に同じランディング角でサンプルの表面に入射するように一次電子ビームレットを一緒に偏向させることがある。ビームレットを傾斜させることは、図５Ａに示すように、ビームレットのクロスオーバーを一次光軸の僅かに外に且つ対物レンズの前側焦点面の近傍にシフトさせることを含むことがある。ビームレット傾斜偏向器への通電が停止されている場合、一次電子ビームレットは、サンプルに垂直又は実質的に垂直に入射することがある。一次電子ビームレットの傾斜角又はランディング角は、コントローラと接続され得るビームレット傾斜偏向器の電気励起に基づいて調節されることがある。コントローラは、ビームレット傾斜偏向器によって傾斜角を調節することが望ましい電気励起を供給するように構成されることがある。

[00140] ６００Ａ～６００Ｃの実施形態などの、実施形態によっては、電子光学システムは、転写レンズとビームレット傾斜偏向器とを含むことがある。そのようなシステムでは、プローブスポットのピッチは、ビームレット傾斜偏向器を使用して一次電子ビームレットを傾斜させながら、結像レンズの主平面、又は転写レンズの主平面、又は対物レンズの主平面、又はサンプルの位置に基づいて調節されることがある。

[00141] ７００Ａ及び７００Ｂの実施形態などの、実施形態によっては、電子光学システムは、像面湾曲、非点収差を補償してプローブスポットの収差を低減するためのビームレット調節ユニット（例えば、図７Ａ及び図７Ｂのビームレット調節ユニット７３５）を含むことがある。例えば、ビームレット調節ユニットは、非点収差補償器アレイ（例えば、図７Ａ及び図７Ｂの非点収差補償器アレイ７３５＿３）と、像面湾曲補償器アレイ（例えば、図７Ａ及び図７Ｂの像面湾曲補償器アレイ７３５＿２）と、偏向器アレイ（例えば、図７Ａ及び図７Ｂの偏向器アレイ７３５＿１）とを含むことがある。一次電子ビームレットは、放射源変換ユニット（例えば、図７Ａ及び図７Ｂの放射源変換ユニット７２０）から、収差を低減し且つ非点収差及び像面湾曲を補償してプローブスポットの焦点を改善するために一次電子ビームレットを偏向させるビームレット調節ユニットへ誘導されることがある。

[00142] 実施形態によっては、ビームレット調節ユニットは、放射源変換ユニットと対物レンズとの間に配置されることがある。ビームレット調節ユニットの１つの構成では、非点収差補償器アレイは、放射源変換ユニットの直下流に配置されることがあり、像面湾曲補償器アレイは、非点収差補償器アレイの直下流に配置されることがあり、偏向器アレイは、像面湾曲補償器アレイの直下流に配置されることがある。ビームレット調節ユニットの素子の他の配置も可能であり得ることが理解されよう。

[00143] 実施形態によっては、偏向器アレイは、偏向器アレイの偏向面が、結像レンズによって形成された像面ＰＩと一致し得るか又は像面ＰＩに近接し得るように位置決めされることがある。偏向器アレイは、ビームレットを対物レンズに向けて偏向させることができるように構成された複数のマイクロ偏向器を含むことがある。例えば、マイクロ偏向器は、一次電子ビームレットが垂直に又は傾斜角でサンプルに入射するか又はサンプル上に小さな収差を有するように一次電子ビームレットの偏向角を個別に調節することがある。実施形態によっては、像面湾曲補償器アレイは、プローブスポットの像面湾曲を補償するように構成された複数のマイクロレンズを含むことがある。実施形態によっては、非点収差補償器アレイは、複数のプローブスポットの非点収差を補償するように構成された複数のマイクロ非点収差補正器を含むことがある。実施形態によっては、非点収差補償器アレイは、複数のマイクロ非点収差補正器の複数の層を含むことがある。実施形態によっては、像面湾曲補償器アレイは、複数のマイクロレンズの複数の層を含むことがある。実施形態によっては、偏向器アレイは、複数のマイクロ偏向器の複数の層を含むことがある。マイクロ偏向器は異なる極数を有することがあり、それらの例が米国特許出願第６２／７８７，１５７号で更に説明されており、この特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。

[00144] ステップ８５０では、一次電子ビームレットは、プローブスポットを生成するために対物レンズによってサンプル（例えば、図３Ａのサンプル３０８）の表面上に集束され投影されることがある。対物レンズは、一次電子ビームレットを集束させて一次電子ビームレットの収差を低減することによってプローブスポットの最終的なスポットサイズを決定するように構成されることがある。対物レンズは、プローブスポットのピッチを決定するために一次光軸に沿って移動可能であることがある。実施形態によっては、一次電子ビームレットの各々は、サンプル上にプローブスポットを形成することがある。一次電子ビームレットは、サンプル表面に垂直に入射することがある。サンプルに入射するビームレットの一次電子は、二次電子を生成することがある。二次電子検出器又は後散乱電子検出器を使用して二次電子が検出されることがあり、これにより、プローブされるサンプルに関する情報を明らかにする。

[00145] 実施形態については、以下の条項を使用して更に説明することができる。
１．サンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置であって、
荷電粒子ビームを一次光軸に沿って放射するように構成された荷電粒子源と、
放射源変換ユニットであって、
第１の電圧にあるように構成されたアパーチャレンズ形成用電極プレートと、
第１の電場を生成するために上記第１の電圧と異なる第２の電圧にあるように構成されたアパーチャレンズプレートであって、上記荷電粒子ビームの複数のビームレットをそれぞれ集束させるために上記アパーチャレンズ形成用電極プレート及び上記アパーチャレンズプレートがアパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズを形成できるようにする、アパーチャレンズプレートと、
上記複数のビームレットを像面上に集束させるように構成された結像レンズと、
を含む、放射源変換ユニットと、
上記複数のビームレットを上記サンプルの表面上に集束させて上記表面上に複数のプローブスポットを形成するように構成された対物レンズと、
を含む、荷電粒子ビーム装置。

２．上記結像レンズは、上記一次光軸に垂直な主平面を有する、条項１に記載の荷電粒子ビーム装置。

３．上記結像レンズの上記主平面は、上記一次光軸に沿って移動可能である、条項１及び２の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

４．上記対物レンズは、上記一次光軸に垂直な主平面を有する、条項１～３の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

５．上記対物レンズの上記主平面は、上記一次光軸に沿って移動可能である、条項１～４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

６．上記サンプルは、上記一次光軸に沿って移動可能である、条項１～５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

７．上記複数のプローブスポットのピッチは、上記結像レンズの上記主平面、上記対物レンズの上記主平面、又は上記サンプルのうちの少なくとも１つを移動させることによって変更することができる、条項４～６の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

８．上記放射源変換ユニットは、上記複数のビームレットの電流を制限するように構成されたビーム制限アパーチャアレイを更に含む、条項１～７の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

９．上記ビーム制限アパーチャアレイは、上記一次光軸に垂直な平面内に配置され、上記平面内で移動可能である、条項８に記載の荷電粒子ビーム装置。

１０．上記ビーム制限アパーチャアレイは、複数のビーム制限アパーチャを含み、上記複数のビーム制限アパーチャのうちの少なくとも２つのビーム制限アパーチャは、サイズが異なる、条項８及び９の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

１１．上記ビーム制限アパーチャアレイは、上記アパーチャレンズプレートと上記ビーム制限アパーチャアレイとの間に第２の電場を生成するために第３の電圧にあるように構成される、条項８～１０の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

１２．上記アパーチャレンズ形成用電極プレートは、上記荷電粒子ビーム源と上記アパーチャレンズプレートとの間に位置決めされる、条項１～１１の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

１３．上記アパーチャレンズ形成用電極プレートは、上記荷電粒子ビームの一部の通過を可能にするように構成された開口を含む、条項１～１２の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

１４．上記第１の電場は、上記アパーチャレンズ形成用電極プレートと上記アパーチャレンズプレートとの間で均一である、条項１～１３の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

１５．上記アパーチャレンズプレートは、上記アパーチャレンズ形成用電極プレートの下流に位置決めされる、条項１～１４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

１６．上記アパーチャレンズプレートは、複数のアパーチャレンズを形成するように構成された上記複数のアパーチャを含む、条項１～１５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

１７．上記複数のアパーチャレンズの各々は、静電レンズを含む、条項１６に記載の荷電粒子ビーム装置。

１８．上記第１の電場の大きさは上記第２の電場の大きさと異なり、それにより、上記アパーチャレンズアレイの上記複数のアパーチャレンズの各アパーチャレンズに対応するレンズ場を形成する、条項１１～１７の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

１９．上記第３の電圧は、上記第２の電場がゼロになるように上記第２の電圧と同様である、条項１１～１８の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

２０．上記第１の電圧と上記第２の電圧と上記第３の電圧は異なる、条項１１～１８の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

２１．上記複数のアパーチャレンズの各々は、上記対応するビームレットを平行ビームになるようにコリメートするように構成される、条項１１～２０の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

２２．上記複数のアパーチャレンズの各々は、上記第１の電圧、上記第２の電圧、及び上記第３の電圧のうちの少なくとも１つを調節することによって構成される、条項２１に記載の荷電粒子ビーム装置。

２３．複数の二次ビームを二次結像システムに向けて偏向させるためのビームセパレータを更に含み、上記複数の二次ビームは、上記荷電粒子ビームの上記複数のビームレットの入射に起因して上記サンプルから出射される、条項１～２２の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

２４．上記ビームセパレータは、上記ビームセパレータの偏向面が上記像面と一致するように位置決めされる、条項２３に記載の荷電粒子ビーム装置。

２５．上記一次光軸に垂直な主平面を有する転写レンズを更に含む、条項１～２４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

２６．上記転写レンズは、上記結像レンズの下流に配置される、条項２５に記載の荷電粒子ビーム装置。

２７．上記転写レンズの上記主平面は、上記一次光軸に沿った位置範囲内で移動可能である、条項２５及び２６の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

２８．上記転写レンズは、上記転写レンズの上記主平面の位置が上記像面と一致するように、上記結像レンズから距離をおいて位置決めされる、条項２５～２７の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

２９．上記転写レンズは、上記複数のビームレットが上記サンプルに垂直に入射するように上記複数のビームレットを上記像面から上記対物レンズへ誘導するように構成される、条項２５～２８の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

３０．上記転写レンズは、上記複数のビームレットが収差の小さな上記複数のプローブスポットを形成するように上記複数のビームレットを上記対物レンズへ誘導するように構成される、条項２５～２９の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

３１．上記複数のプローブスポットのピッチは、上記転写レンズの上記主平面の上記位置を移動させることによって変更することができる、条項２８～３０の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

３２．上記装置は、上記結像レンズと上記転写レンズの上記主平面との間の上記距離が増加するにつれて上記複数のプローブスポットの上記ピッチが増加するように構成される、条項３１に記載の荷電粒子ビーム装置。

３３．上記結像レンズの下流に位置決めされたビームレット傾斜偏向器を更に含む、条項１～３２の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

３４．上記ビームレット傾斜偏向器は、上記ビームレット傾斜偏向器の偏向面が上記像面と一致するように位置決めされる、条項３３に記載の荷電粒子ビーム装置。

３５．上記ビームレット傾斜偏向器は、上記結像レンズと上記転写レンズとの間に位置決めされる、条項３３及び３４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

３６．上記転写レンズの上記主平面は、上記一次光軸に沿った上記位置範囲内で移動可能である、条項３３～３５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

３７．上記ビームレット傾斜偏向器の上記偏向面は、上記転写レンズの上記主平面と一致する、条項３４～３６の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

３８．上記ビームレット傾斜偏向器の上記偏向面及び上記転写レンズの上記主平面は、上記像面と一致する、条項３４～３７の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

３９．上記ビームレット傾斜偏向器は、上記サンプルの表面法線に対して傾斜角で上記サンプルに入射するように上記複数のビームレットを偏向させるように構成される、条項３３～３８の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

４０．上記ビームレット傾斜偏向器は、静電偏向器又は磁気偏向器を含む、条項３３～３９の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

４１．上記複数のビームレットの上記傾斜角は、上記ビームレット傾斜偏向器の電気励起に基づいて調節される、条項３９及び４０の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

４２．上記ビームレット傾斜偏向器は、上記複数の二次ビームを上記二次結像システムに向けて偏向させることができるようにされる、条項３３～４１の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

４３．上記転写レンズは、上記転写レンズの光軸に沿って配置され且つ上記転写レンズ内に第３の電場を生成することができるように構成された複数の電極を含む、条項２５～４２の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

４４．上記複数の電極は、外側電極及び内側電極を含む、条項４３に記載の荷電粒子ビーム装置。

４５．上記転写レンズの上記光軸は、上記一次光軸と一致する、条項４３及び４４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

４６．上記第３の電場は、上記転写レンズの上記主平面を上記像面と一致させる、条項４３～４５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

４７．上記結像レンズの下流に位置決めされたビームレット調節ユニットを更に含む、条項１～２４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

４８．上記ビームレット調節ユニットは、上記複数のビームレットの少なくともいくつかを偏向させて上記複数のビームレットが上記対物レンズに垂直に入射することができるように構成された偏向器アレイを含む、条項４７に記載の荷電粒子ビーム装置。

４９．上記ビームレット調節ユニットは、上記複数のプローブスポットの像面湾曲収差を補償するように構成された像面湾曲補償器アレイを含む、条項４７及び４８の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

５０．上記ビームレット調節ユニットは、上記複数のプローブスポットの非点収差を補償するように構成された非点収差補償器アレイを含む、条項４７～４９の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

５１．上記偏向器アレイは、上記非点収差補償器アレイ及び上記像面湾曲補償器アレイの下流に位置決めされる、条項５０に記載の荷電粒子ビーム装置。

５２．上記ビームレット調節ユニットは、上記複数のビームレットが収差の小さな上記複数のプローブスポットを生成することができるように構成される、条項４７～５１の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

５３．上記アパーチャレンズアレイは、複数の第１のアパーチャを備えたプレートによって実装される、条項１～５２の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

５４．上記アパーチャレンズアレイは、複数の第２のアパーチャを含む複数のプレートによって実装される、条項１～５３の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

５５．上記アパーチャレンズアレイと上記荷電粒子ビーム源との間に配置され且つ上記荷電粒子ビームの周辺荷電粒子を遮断するように構成された銃アパーチャプレートを更に含む、条項１～５４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

５６．荷電粒子ビーム装置を使用してサンプルを検査する方法であって、
荷電粒子ビームを生成するように荷電粒子源を作動させることと、
アパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズであって、アパーチャレンズ形成用電極プレートとアパーチャレンズプレートとの間に第１の電場を生成することによって形成された上記複数のアパーチャレンズを使用して、上記荷電粒子ビームの複数のビームレットを集束させることであって、上記第１の電場を生成することは、
上記アパーチャレンズ形成用電極プレートに第１の電圧を印加することと、
上記アパーチャレンズプレートに上記第１の電圧と異なる第２の電圧を印加することと、を含むことと、
結像レンズを使用して、上記複数のビームレットを像面上に集束させることと、
対物レンズを使用して、上記複数のビームレットを上記サンプルの表面上に集束させて上記表面上に複数のプローブスポットを形成することと、
を含む、方法。

５７．ビーム制限アパーチャアレイを使用して、上記サンプルの上記表面に入射する上記複数のビームレットの電流を調節することを更に含む、条項５６に記載の方法。

５８．上記ビーム制限アパーチャアレイに第３の電圧を印加して上記アパーチャレンズプレートと上記ビーム制限アパーチャアレイとの間に第２の電場を生成することを更に含む、条項５７に記載の方法。

５９．上記第２の電場の大きさは、上記第１の電場の大きさと異なる、条項５８に記載の方法。

６０．上記複数のプローブスポットのピッチは、一次光軸に沿った上記結像レンズ、上記対物レンズ又は上記サンプルのうちの少なくとも１つの位置に基づいて調節されることがある、条項５６～５９の何れか一項に記載の方法。

６１．上記複数のアパーチャレンズの各々が上記対応するビームレットを平行ビームになるようにコリメートできるようにすることを更に含む、条項５６～６０の何れか一項に記載の方法。

６２．複数のアパーチャレンズの各々を有効にすることは、上記第１の電圧、上記第２の電圧、及び上記第３の電圧のうちの少なくとも１つを調節することを含む、条項６１に記載の方法。

６３．ビームセパレータを使用して、複数の二次ビームを二次結像システムに向けて偏向させることを更に含み、上記複数の二次ビームは、上記荷電粒子ビームの上記複数のビームレットの入射に起因して上記サンプルから出射される、条項５６～６２の何れか一項に記載の方法。

６４．上記ビームセパレータは、上記ビームセパレータの偏向面が上記像面と一致するように位置決めされる、条項６３に記載の方法。

６５．転写レンズを使用して、上記複数のビームレットが上記サンプルに垂直に入射するように上記複数のビームレットを上記対物レンズへ誘導することを更に含む、条項５６～６４の何れか一項に記載の方法。

６６．上記転写レンズを使用して上記複数のビームレットを上記対物レンズへ誘導することによって、収差の小さな上記複数のプローブスポットが生成される、条項６５に記載の方法。

６７．上記転写レンズは、上記転写レンズの主平面の位置が上記像面と一致するように、上記結像レンズから距離をおいて位置決めされる、条項６５及び６６の何れか一項に記載の方法。

６８．上記一次光軸に沿った上記結像レンズに対する上記転写レンズの上記主平面の上記位置を変更することによって上記複数のプローブスポットのピッチを調節することを更に含む、条項６７に記載の方法。

６９．上記転写レンズの上記主平面の上記位置を上記像面と一致するように調節するために上記転写レンズ内に第３の電場を生成することを更に含む、条項６７～６８の何れか一項に記載の方法。

７０．ビームレット傾斜偏向器を使用して、上記サンプルの表面法線に対して傾斜角で上記サンプルに入射するように上記複数のビームレットを偏向させることを更に含む、条項５６～６５の何れか一項に記載の方法。

７１．上記複数のビームレットの上記傾斜角は、上記ビームレット傾斜偏向器の電気励起に基づいて調節される、条項７０に記載の方法。

７２．上記ビーム傾斜偏向器は、上記ビームレット傾斜偏向器の偏向面が上記像面と一致するように位置決めされる、条項７０及び７１の何れか一項に記載の方法。

７３．上記ビームレット傾斜偏向器が上記複数の二次ビームを上記二次結像システムに向けて偏向させることができるようにすることを更に含む、条項７０～７２の何れか一項に記載の方法。

７４．上記偏向器アレイを使用して、上記複数のビームレットの少なくともいくつかを偏向させて上記複数のビームレットが上記対物レンズに垂直又は実質的に垂直に入射できるようにすることを更に含む、条項５６～６５の何れか一項に記載の方法。

７５．上記偏向器アレイを使用して、上記複数のビームレットの少なくともいくつかを偏向させて上記複数のビームレットが収差の小さな上記複数のプローブスポットを生成できるようにすることを更に含む、条項７４に記載の方法。

７６．像面湾曲補償器アレイを使用して、上記複数のプローブスポットの像面湾曲収差を補償することを更に含む、条項５６～６４及び７５の何れか一項に記載の方法。

７７．非点収差補償器アレイを使用して、上記複数のプローブスポットの非点収差を補償することを更に含む、条項５６～６４及び７４～７６の何れか一項に記載の方法。

７８．銃アパーチャプレートを使用して、上記荷電粒子ビームの周辺荷電粒子が上記アパーチャレンズ形成用電極プレートに入射するのを阻止することを更に含む、条項５６～７７の何れか一項に記載の方法。

７９．サンプルを検査する方法を荷電粒子ビーム装置に実施させるように、上記荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能である１組の命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、上記方法は、
荷電粒子ビームを生成するように荷電粒子源を作動させることと、
上記荷電粒子ビームの複数のビームレットをそれぞれ集束させるためにアパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズを形成することであって、上記複数のビームレットは、上記サンプルの表面上に投影される複数の像を形成して複数のプローブスポットを生成するために、結像レンズを使用して、結像面上に集束されることと、
を含む、非一時的なコンピュータ可読媒体。

８０．アパーチャレンズアレイの上記複数のアパーチャレンズを形成することは、
アパーチャレンズ形成用電極プレートに第１の電圧を印加することと、
上記アパーチャレンズ形成用電極プレートとアパーチャレンズプレートとの間に第１の電場が生成されるように、上記アパーチャレンズプレートに上記第１の電圧と異なる第２の電圧を印加することと、
を含む、条項７９に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。

８１．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能である上記１組の命令は、上記ビーム制限アパーチャアレイに第３の電圧を印加して上記アパーチャレンズプレートと上記ビーム制限アパーチャアレイとの間に第２の電場を生成することを上記荷電粒子ビーム装置に更に実施させる、条項８０に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。

８２．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能である上記１組の命令は、上記荷電粒子ビームの複数のビームレットの電流を制限するように構成された上記ビーム制限アパーチャアレイを位置決めすることを上記荷電粒子ビーム装置に更に実施させる、条項８１に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。

８３．荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能である上記１組の命令は、一次光軸に沿って上記結像レンズを位置決めして上記像面上に上記複数の像を形成することを上記荷電粒子ビーム装置に更に実施させる、条項７８～８２の何れか一項に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。

８４．サンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置であって、
荷電粒子ビームを一次光軸に沿って放射するように構成された荷電粒子源と、
上記荷電粒子ビームの複数のビームレットを集束させるように構成されたアパーチャレンズアレイと、上記複数のビームレットを像面上に集束させるように構成された結像レンズと、
を含む放射源変換ユニットと、
上記複数のビームレットを上記サンプルの表面上に集束させて上記表面上に複数のプローブスポットを形成するように構成された対物レンズと、
を含む、荷電粒子ビーム装置。

８５．上記放射源変換ユニットは、上記複数のビームレットの電流を制限するように構成されたビーム制限アパーチャアレイを更に含む、条項８４に記載の荷電粒子ビーム装置。

８６．上記アパーチャレンズアレイは、アパーチャレンズ形成用電極プレートと、アパーチャレンズプレートとを含む、条項８４及び８５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

８７．上記アパーチャレンズ形成用電極プレートは、第１の電圧にあるように構成され、上記アパーチャレンズプレートは、上記アパーチャ形成用レンズ電極プレートと上記アパーチャレンズプレートとの間に第１の電場を生成するために第１の電圧と異なる第２の電圧にあるように構成され、且つ
上記第１の電場は、上記アパーチャレンズ形成用電極プレート及び上記アパーチャレンズプレートが、複数のアパーチャレンズを含むアパーチャレンズアレイを形成できるようにする、
条項８６に記載の荷電粒子ビーム装置。

[00146] コントローラ（例えば、図１のコントローラ５０）のプロセッサが像検査、像取得、荷電粒子源を作動させること、アパーチャレンズ形成用電極プレートに電圧を印加すること、アパーチャレンズプレートに電圧を印加すること、転写レンズの電極に電圧を印加すること、ビームレット偏向、ビームレット傾斜、結像レンズの電気励起を調節すること、サンプルステージを移動させてサンプルの位置を調節することなどを実行するための命令を記憶する、非一時的なコンピュータ可読媒体が提供されることがある。非一時的な媒体の一般的な形態としては、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、ソリッドステートドライブ、磁気テープ、又は他の任意の磁気データ記録媒体、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、他の任意の光学データ記録媒体、穴のパターンを有する任意の物理的媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＰＲＯＭ（Programmable Read Only Memory）、及びＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ若しくは他の任意のフラッシュメモリ、ＮＶＲＡＭ（Non-Volatile Random Access Memory）、キャッシュ、レジスタ、他の任意のメモリチップ若しくはカートリッジ、及び前述のもののネットワーク化されたもの、が挙げられる。

[00147] 本開示の実施形態は、上記で説明し、添付の図面に図示した通りの構成に限定されるものではなく、また、本発明の範囲から逸脱することなく様々な修正及び変更を加えることができることを、理解されたい。本開示は、様々な実施形態に関連して説明されてきたが、本明細書に開示する本発明の仕様及び実施を考慮すると、本発明の他の実施形態が、当業者には明らかになるであろう。本明細書及び例は単なる例示としてみなされることが意図されており、本発明の真の範囲及び趣旨は、以下の特許請求の範囲によって示される。

[00148] 上記の説明は、例示することを意図しており、限定するものではない。従って、以下に記載する特許請求の範囲から逸脱することなく、前述のように、修正を加えることができることが、当業者には明らかであろう。

Claims (16)

1. サンプルを検査するための荷電粒子ビーム装置であって、
   荷電粒子ビームを一次光軸に沿って放射するように構成された荷電粒子源と、
   放射源変換ユニットであって、
   第１の電圧にあるように構成されたアパーチャレンズ形成用電極プレートと、
   第１の電場を生成するために前記第１の電圧と異なる第２の電圧にあるように構成されたアパーチャレンズプレートであって、前記荷電粒子ビームの複数のビームレットをそれぞれ集束させるために前記アパーチャレンズ形成用電極プレート及び前記アパーチャレンズプレートがアパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズを形成できるようにする、アパーチャレンズプレートと、
   前記荷電粒子ビームの経路において前記アパーチャレンズプレートの下流に位置決めされ、かつ、前記アパーチャレンズプレートに存在する前記複数のビームレットのビーム電流を制限するように構成されたビーム制限アパーチャアレイと、
   前記複数のビームレットを像面上に集束させるように構成された結像レンズと、
   を含む、放射源変換ユニットと、
   前記複数のビームレットを前記サンプルの表面上に集束させて前記表面上に複数のプローブスポットを形成するように構成された対物レンズと、
   を備える、荷電粒子ビーム装置。
2. 前記結像レンズは、前記一次光軸に垂直な主平面を有する、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
3. 前記結像レンズの主平面は、前記一次光軸に沿って移動可能である、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
4. 前記対物レンズは、前記一次光軸に垂直な主平面を有する、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
5. 前記対物レンズの主平面は、前記一次光軸に沿って移動可能である、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
6. 前記サンプルは、前記一次光軸に沿って移動可能である、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
7. 前記複数のプローブスポットのピッチは、前記結像レンズの主平面、前記対物レンズの前記主平面、又は、前記サンプルのうちの少なくとも１つを移動させることによって変更することができる、請求項４に記載の荷電粒子ビーム装置。
8. 前記ビーム制限アパーチャアレイは、前記一次光軸に垂直な平面内に配置され、前記平面内で移動可能である、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
9. 前記ビーム制限アパーチャアレイは、複数のビーム制限アパーチャを含み、
   前記複数のビーム制限アパーチャのうちの少なくとも２つのビーム制限アパーチャは、サイズが異なる、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
10. 前記ビーム制限アパーチャアレイは、前記アパーチャレンズプレートと前記ビーム制限アパーチャアレイとの間に第２の電場を生成するために第３の電圧にあるように構成される、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
11. 前記第２の電圧と前記第３の電圧は、実質的に同様である、請求項１０に記載の荷電粒子ビーム装置。
12. 前記第２の電圧と前記第３の電圧は、異なる、請求項１０に記載の荷電粒子ビーム装置。
13. 前記アパーチャレンズ形成用電極プレートは、前記荷電粒子ビーム源と前記アパーチャレンズプレートとの間に位置決めされる、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
14. 前記アパーチャレンズ形成用電極プレートは、前記荷電粒子ビームの一部の通過を可能にするように構成された開口を含む、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
15. 前記第１の電場は、前記アパーチャレンズ形成用電極プレートと前記アパーチャレンズプレートとの間で均一である、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。
16. サンプルを検査する方法を荷電粒子ビーム装置に実施させるように、前記荷電粒子ビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能である１組の命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記方法は、
    荷電粒子ビームを生成するように荷電粒子源を作動させることと、
    前記荷電粒子ビームの複数のビームレットをそれぞれ集束させるためにアパーチャレンズアレイの複数のアパーチャレンズを形成することと、
    前記アパーチャレンズアレイに存在する前記複数のビームレットのビーム電流を制限することと、を含み、
    前記複数のビームレットは、前記サンプルの表面上に投影される複数の像を形成して複数のプローブスポットを生成するために、結像レンズを使用して、結像面上に集束される、非一時的なコンピュータ可読媒体。

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