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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-26
(45)【発行日】2024-02-05
(54)【発明の名称】複数の荷電粒子ビームを使用する装置
(51)【国際特許分類】
H01J 37/141 20060101AFI20240129BHJP
H01J 37/145 20060101ALI20240129BHJP
H01J 37/147 20060101ALI20240129BHJP
H01J 37/28 20060101ALI20240129BHJP
【ＦＩ】
H01J37/141 Z
H01J37/145
H01J37/147 B
H01J37/28 B
【請求項の数】
13
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2022151436
(22)【出願日】2022-09-22
(62)【分割の表示】P 2021150383の分割
【原出願日】2017-12-22
(65)【公開番号】P2022174308
(43)【公開日】2022-11-22
【審査請求日】2022-10-21
(31)【優先権主張番号】62/440,493
(32)【優先日】2016-12-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】504151804
【氏名又は名称】エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ．
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】レン，ウェイミン
(72)【発明者】
【氏名】リウ，シュエドン
(72)【発明者】
【氏名】フー，シュエラン
(72)【発明者】
【氏名】チェン，ゾンウェイ
【審査官】右▲高▼ 孝幸
(56)【参考文献】
【文献】特開平１０－１０６４６７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｊ ３７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズであって、第１の磁界を生成し、前記可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された第１の磁気レンズと、
第２の磁界を生成し、前記光軸と位置合わせされるように構成された第２の磁気レンズと、
第３の磁界を生成し、前記光軸と位置合わせされるように構成された第３の磁気レンズと、を備え、
前記可動回転防止レンズの集束力及び主平面は、前記第１の磁界、前記第２の磁界及び／又は前記第３の磁界を変化させることによって調整可能であり、
前記第１の磁界、前記第２の磁界及び前記第３の磁界のうちの２つは、前記光軸上で反対の方向を有し、
前記第１の磁気レンズ、前記第２の磁気レンズ及び前記第３の磁気レンズは、それらの前記光軸上の位置が相互に異なるように配置されている、可動回転防止レンズ。
【請求項2】
前記集束力及び前記主平面は、前記荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、請求項１に記載の可動回転防止レンズ。
【請求項3】
前記回転角度は、ゼロである、請求項２に記載の可動回転防止レンズ。
【請求項4】
荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズであって、前記可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された回転防止レンズと、
前記光軸と位置合わせされるように構成された静電レンズと、を備え、
前記可動回転防止レンズの集束力及び主平面は、前記回転防止レンズの集束力及び／又は前記静電レンズの集束力を変化させることによって調整可能であり、
前記主平面は、前記荷電粒子ビームを生成する供給源に対して調整可能である、可動回転防止レンズ。
【請求項5】
前記集束力及び前記主平面は、前記荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、請求項４に記載の可動回転防止レンズ。
【請求項6】
前記回転角度は、ゼロである、請求項５に記載の可動回転防止レンズ。
【請求項7】
荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズであって、前記可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された第１の回転防止レンズと、
前記光軸と位置合わせされるように構成された第２の回転防止レンズと、を備え、
前記可動回転防止レンズの集束力及び主平面は、前記第１の回転防止レンズの集束力及び／又は前記第２の回転防止レンズの集束力を変化させることによって調整可能であり、
前記第２の回転防止レンズは、静電レンズである、可動回転防止レンズ。
【請求項8】
前記可動回転防止レンズの前記集束力及び前記主平面は、前記荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、請求項７に記載の可動回転防止レンズ。
【請求項9】
前記回転角度は、ゼロである、請求項８に記載の可動回転防止レンズ。
【請求項10】
荷電粒子ビームを集束させるための可動回転防止レンズを構成するための方法であって、前記可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされた第１の磁気レンズによって第１の磁界を生成することと、
前記光軸と位置合わせされた第２の磁気レンズによって第２の磁界を生成することと、
前記光軸と位置合わせされた第３の磁気レンズによって第３の磁界を生成することと、
前記第１の磁界、前記第２の磁界及び／又は前記第３の磁界によって前記可動回転防止レンズの集束力を生成することであって、前記第１の磁界、前記第２の磁界及び前記第３の磁界のうちの２つが、前記光軸上で反対の方向を有することと、を含み、
前記第１の磁気レンズ、前記第２の磁気レンズ及び前記第３の磁気レンズは、それらの前記光軸上の位置が相互に異なるように配置されている、方法。
【請求項11】
前記荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら前記第１の磁界、前記第２の磁界及び／又は前記第３の磁界を調整することによって、前記集束力を変更し、前記可動回転防止レンズの主平面を移動することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
荷電粒子ビームを集束させるための可動回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、前記マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納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、第１の磁界を生成するように第１の磁気レンズに指示することであって、前記第１の磁気レンズが、前記可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされることと、
第２の磁界を生成するように第２の磁気レンズに指示することであって、前記第２の磁気レンズが、前記光軸と位置合わせされることと、
第３の磁界を生成するように第３の磁気レンズに指示することであって、前記第３の磁気レンズが、前記光軸と位置合わせされることと、を含み、
前記第１の磁界、前記第２の磁界及び／又は前記第３の磁界が、前記可動回転防止レンズの集束力を生成し、
前記第１の磁界、前記第２の磁界及び前記第３の磁界のうちの２つが、前記光軸上で反対の方向を有し、
前記第１の磁気レンズ、前記第２の磁気レンズ及び前記第３の磁気レンズは、それらの前記光軸上の位置が相互に異なるように配置されている、非一時的なコンピュータ可読媒体。
【請求項13】
前記マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットが、前記集束力を変更し、前記可動回転防止レンズの主平面を移動するために、前記荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら前記第１の磁界、前記第２の磁及び／又は前記第３の磁界を調整することを前記マルチビーム装置にさらに実行させる、請求項１２に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
[0001] この出願は、２０１６年１２月３０日に出願された米国特許出願第６２／４４０，４９３号の優先権を主張し、同特許は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
[0001] この出願は、２０１６年１２月３０日に出願された米国特許出願第６２／４４０，４９３号の優先権を主張し、同特許は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
[0002] 本明細書で提供される実施形態は、複数の荷電粒子ビームを用いた荷電粒子装置を開示し、より具体的には、サンプルを観察又は検査するために複数の荷電粒子ビームを利用する装置を開示する。
【背景技術】
【0003】
[0003] 半導体ＩＣチップを製造する際、パターン欠陥及び／又は招かれざる粒子（残留物）は必然的に製作プロセスの間にウェーハ及び／又はマスク上に現れ、それにより、歩留まりが大幅に低減される。例えば、招かれざる粒子は、ますます高度化するＩＣチップの性能に対する要件を満たすために取り入れられてきたさらに小さなクリティカルフィーチャディメンションを有するパターンにとって、非常に厄介である。それに従って、回折効果に起因して、光ビームを用いた従来の歩留まり管理ツールが次第に役に立たなくなり、電子ビームがより短い波長を有し（光子ビームと比べて）、それにより、優れた空間分解能を提供することができるため、電子ビームを用いた歩留まり管理ツールがより頻繁に採用されている。
【0004】
[0004] 現在、電子ビームを用いた歩留まり管理ツールは、単一の電子ビームを用いた走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の原理を採用しており、それにより、より高い分解能を提供することができるが、大量生産に適したスループットを提供することができない。単一の電子ビームのより高い電流を使用してスループットを増大させることができるが、優れた空間分解能は、ビーム電流によって増大するクーロン効果によって根本的に悪化する。
【0005】
[0005] スループットの限界を突破するため、一解決法は、大電流を有する単一の電子ビームを使用する代わりに、各々が小電流を有する多数の電子ビームを使用することである。多数の電子ビームは、観察又は検査中のサンプルの表面上に多数のプローブスポットを形成する。多数のプローブスポットは、サンプル表面上の大きな観察エリア内の多数の小さな走査領域を同時に走査することができる。各プローブスポットの電子は、それらが着地するサンプル表面から二次電子を生成し、二次電子は、二次電子ビームを形成する。
【0006】
[0006] 二次電子は、低速二次電子（エネルギー≦５０ｅＶ）及び後方散乱電子（電子の着地エネルギーに近いエネルギー）を含む。多数の小さな走査領域からの二次電子ビームは、多数の電子検出器によって同時に収集することができる。その結果、小さな走査領域のすべてを含む大きな観察エリアの像は、単一のビームでの走査よりはるかに速く得ることができる。
【0007】
[0007] 多数の電子ビームは、多数の電子源又は単一の電子源の何れかから得ることができる。前者の場合は、多数の電子ビームは、通常、集束され、多数のコラム内の多数の小さな走査領域をそれぞれ走査し、各走査領域からの二次電子は、対応するコラム内の１つの電子検出器によって検出される。従って、装置は、一般に、マルチコラム装置と呼ばれる。サンプル表面上では、ビーム間隔又はピッチは、数ミリメートル～数十ミリメートル程度である。
【0008】
[0008] 後者の場合は、供給源変換ユニットは、事実上、単一の電子源から多数のサブ供給源を形成する。供給源変換ユニットは、多数のビーム制限開口を有する１つのビームレット制限（又はビームレット形成）メカニズムと、多数の電子光学要素を有する１つの像形成メカニズムと、を含む。単一の電子源によって生成された一次電子ビームは、多数のビーム制限開口によって、多数のサブビーム又はビームレットに分割され、多数の電子光学要素は、単一の電子源の多数の並列像（虚像又は実像）をそれぞれ形成するために、多数のビームレットに影響を及ぼす。各像は、１つの対応するビームレットを放出する１つのサブ供給源として取り入れることができる。より高いスループットを得るためにより多くのビームレットを利用可能にするため、供給源変換ユニットのビームレット間隔は、できる限り小さく構成され、典型的には、マイクロメートルレベルである。
【0009】
[0009] 単一のコラム内では、一次投影結像系は、多数の並列像をサンプル表面に投影し、表面上に多数のプローブスポットを形成するために使用することができる。共通の偏向走査ユニットは、多数の小さな走査領域にわたる多数のプローブスポットを走査するように多数のビームレットを偏向させるために使用することができ、１つのビームレットによって形成された各プローブスポットは、それぞれの小さな走査領域にわたって走査する。多数の小さな走査領域から生成された二次電子ビームは、ビームセパレータによって二次投影結像系に誘導され、次いで、電子検出デバイスの多数の検出要素によって検出されるように、二次投影結像系によって集束され、１つの小さな走査領域から生成された各二次電子ビームは、電子検出デバイスの１つの検出要素によって検出される。多数の検出要素は、並置された多数の電子検出器又は１つの電子検出器の多数の画素であり得る。従って、装置は、一般に、マルチビーム装置と呼ばれる。
【0010】
[0010] ビームレット制限メカニズムは、通常、多数のスルーホールを有する導電性プレートであり、多数のスルーホールは、多数のビーム制限開口を構成する。像形成メカニズムの場合、各電子光学要素は、多数の並列実像のうちの１つを形成するために１つのビームレットを集束させる静電マイクロレンズでも、多数の並列虚像のうちの１つを形成するために１つのビームレットを偏向させる静電マイクロ偏向器でもあり得る。クーロン効果は、実像と関連付けられたより高い電流密度により、１つの虚像の方が１つの実像より弱い。
【0011】
[0011] 供給源変換ユニットの上方の空間におけるクーロン効果を低減するため、複数のビームレット形成アパーチャを有するビームレット事前形成メカニズムは、できる限り早く一次電子ビームを調節するために、単一の電子源の近くに置くことができる。一次電子ビーム中のほとんどの電子（ただし、多数のプローブスポットを形成するために使用されるものではない）は、複数のビームレット形成アパーチャを通過することはできない。多数のプローブスポットの電流は、単一の電子源と供給源変換ユニットとの間の集光レンズの集束力を調整することによって変更することができる。通常、集光レンズは、磁気レンズであり、多数のビームレットは、集光レンズの光軸の周りを回転する。回転角度は、集束力によって変化する。回転角度の変動は、ビームレット事前形成メカニズムとビームレット制限メカニズムとの間の多数のビームレットの不一致をもたらし得、それにより、多数のプローブスポットの電流間の差が増大する。電流差は、サンプルの観察又は検査に対するスループットを悪化させる。
【発明の概要】
【0012】
[0012] 本開示の実施形態は、様々な結像条件（例えば、プローブスポットの電流及びビームレットの着地エネルギー）においてサンプルを観察又は検査するための高分解能及び高スループットを有するマルチビーム装置を提供する。実施形態は、クーロン効果を低減するために、ビームレット事前形成メカニズムと、回転防止集光レンズ又は可動回転防止集光レンズと、を使用し、それにより、サンプルの像の空間分解能を向上させる。集光レンズは、その電流を変更する際に、多数のプローブスポットの電流の均一性を保持することができる。その結果、マルチビーム装置は、半導体製造業においてウェーハ／マスク上の欠陥を検査及び／又は再調査するための歩留まり管理ツールとして適している。
【0013】
[0013] いくつかの実施形態では、荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する回転防止レンズが提供される。回転防止レンズは、第１の磁気レンズを含み、第１の磁気レンズは、第１の磁界を生成し、回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成される。また、回転防止レンズは、第２の磁気レンズも含み、第２の磁気レンズは、第２の磁界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成される。回転防止レンズの集束力は、第１の磁界及び第２の磁界を変化させることによって調整可能であり、第１の磁界及び第２の磁界は、光軸上で反対の方向を有する。
【0014】
[0014] いくつかの実施形態では、荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する回転防止レンズが提供される。回転防止レンズは、磁気レンズを含み、磁気レンズは、磁界を生成し、回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成される。また、回転防止レンズは、静電レンズも含み、静電レンズは、静電界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成される。磁界と静電界とは、少なくとも部分的に重複し、回転防止レンズの集束力は、磁界及び／又は静電界を変化させることによって調整可能である。
【0015】
[0015] いくつかの実施形態では、荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズが提供される。可動回転防止レンズは、第１の磁気レンズを含み、第１の磁気レンズは、第１の磁界を生成し、可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成される。また、可動回転防止レンズは、第２の磁気レンズも含み、第２の磁気レンズは、第２の磁界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成される。また、可動回転防止レンズは、第３の磁気レンズも含み、第３の磁気レンズは、第３の磁界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成される。可動回転防止レンズの集束力及び主平面は、第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界を変化させることによって調整可能であり、第１の磁界、第２の磁界及び第３の磁界のうちの２つは、光軸上で反対の方向を有する。
【0016】
[0016] いくつかの実施形態では、荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズが開示される。可動回転防止レンズは、可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された回転防止レンズを含む。また、可動回転防止レンズは、光軸と位置合わせされるように構成されたレンズも含む。可動回転防止レンズの集束力及び主平面は、回転防止レンズの集束力及び／又はレンズの集束力を変化させることによって調整可能であり、主平面は、荷電粒子ビームを生成する供給源に対して調整可能である。
【0017】
[0017] いくつかの実施形態では、荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズが開示される。可動回転防止レンズは、可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された第１の回転防止レンズを含む。また、可動回転防止レンズは、光軸と位置合わせされるように構成された第２の回転防止レンズも含む。可動回転防止レンズの集束力及び主平面は、第１の回転防止レンズの集束力及び／又は第２の回転防止レンズの集束力を変化させることによって調整可能である。
【0018】
[0018] いくつかの実施形態では、サンプルを観察するためのマルチビーム装置が開示される。マルチビーム装置は、一次電子ビームを生成するように構成された電子源と、一次電子ビームを集束させるように構成された集光レンズであって、回転防止レンズ又は可動回転防止レンズのうちの１つである集光レンズと、を含む。マルチビーム装置は、一次電子ビームの多数のビームレットによって電子源の多数の像を形成するように構成された供給源変換ユニットと、多数のビームレットを表面上に集束させ、表面上に多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、サンプルから多数のプローブスポットによって生成された多数の二次ビームを検出するように構成された多数の検出要素を有する電子検出デバイスと、をさらに含む。マルチビーム装置は、ビームレット事前形成メカニズムをさらに含み得、ビームレット事前形成メカニズムは、電子源と集光レンズとの間にあり、複数のビームレット形成アパーチャを含む。集光レンズは、多数のプローブスポットのプローブ電流を変更する際に多数のビームレットの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持するために使用される。
【0019】
[0019] いくつかの実施形態では、荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法が提供される。方法は、回転防止レンズの光軸と位置合わせされた第１の磁気レンズによって第１の磁界を生成することを含む。また、方法は、これが光軸と位置合わせされた第２の磁気レンズによって第２の磁界を生成することも含む。方法は、第１の磁界及び第２の磁界によって回転防止レンズの集束力を生成することをさらに含む。第１の磁界及び第２の磁界は、光軸上で反対の方向を有する。
【0020】
[0020] いくつかの実施形態では、荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法が提供される。方法は、磁気レンズによって磁界を生成することと、静電レンズによって静電界を生成することと、を含む。方法は、磁界及び／又は静電界によって回転防止レンズの集束力を生成することをさらに含み、磁界と静電界とは、少なくとも部分的に重複する。
【0021】
[0021] いくつかの実施形態では、荷電粒子ビームを集束させるための可動回転防止レンズを構成するための方法が提供される。方法は、可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされた第１の磁気レンズによって第１の磁界を生成することと、光軸と位置合わせされた第２の磁気レンズによって第２の磁界を生成することと、光軸と位置合わせされた第３の磁気レンズによって第３の磁界を生成することとを含む。方法は、第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界によって可動回転防止レンズの集束力を生成することをさらに含み、第１の磁界、第２の磁界及び第３の磁界のうちの２つは、光軸上で反対の方向を有する。
【0022】
[0022] いくつかの実施形態では、サンプルを観察するためのマルチビーム装置を構成するための方法が提供される。方法は、電子源と集光レンズとの間に位置付けられたビームレット事前形成メカニズムによって、電子源からの一次電子ビームを複数のビームレットに調節することと、供給源変換ユニットによって、複数のビームレットを使用して電子源の多数の像を形成することと、を含む。方法は、多数の像をサンプルに投影することによって、サンプル上に多数のプローブスポットを形成することと、多数のプローブスポットのプローブ電流を変更する際に複数のビームレットの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持するように集光レンズを調整することと、をさらに含み、集光レンズは、回転防止レンズ又は可動回転防止レンズのうちの１つである。
【0023】
[0023] いくつかの実施形態では、非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。非一時的なコンピュータ可読媒体は、荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納する。方法は、第１の磁界を生成するように第１の磁気レンズに指示することであって、第１の磁気レンズが、回転防止レンズの光軸と位置合わせされることと、第２の磁界を生成するように第２の磁気レンズに指示することであって、第２の磁気レンズが、光軸と位置合わせされることと、を含む。第１の磁界及び第２の磁界は、回転防止レンズの集束力を生成し、光軸上で反対の方向を有する。
【0024】
[0024] いくつかの実施形態では、非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。非一時的なコンピュータ可読媒体は、荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納する。方法は、磁界を生成するように磁気レンズに指示することと、静電界を生成するように静電レンズに指示することと、を含む。磁界及び／又は静電界は、回転防止レンズの集束力を生成する。その上、磁界と静電界とは、少なくとも部分的に重複する。
【0025】
[0025] いくつかの実施形態では、非一時的なコンピュータ可読媒体が提供される。非一時的なコンピュータ可読媒体は、荷電粒子ビームを集束させるための可動回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納する。方法は、第１の磁界を生成するように第１の磁気レンズに指示することであって、第１の磁気レンズが、可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされることと、第２の磁界を生成するように第２の磁気レンズに指示することであって、第２の磁気レンズが、光軸と位置合わせされることと、第３の磁界を生成するように第３の磁気レンズに指示することであって、第３の磁気レンズが、光軸と位置合わせされることと、を含む。第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界は、可動回転防止レンズの集束力を生成する。その上、第１の磁界、第２の磁界及び第３の磁界のうちの２つは、光軸上で反対の方向を有する。
【0026】
[0026] 本発明の他の利点は、添付の図面と併せて取り入れられる以下の説明から明らかになるであろう。添付の図面では、例示及び例として、本発明のある特定の実施形態を記載する。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1A】[0027]マルチビーム装置の例示的な構成を示す概略図である。
【図1B】[0027]マルチビーム装置の例示的な構成を示す概略図である。
【図3A】[0030]本開示の実施形態と一致する、回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図3B】[0030]本開示の実施形態と一致する、回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図4A】[0032]本開示の実施形態と一致する、回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図4B】[0032]本開示の実施形態と一致する、回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図4C】[0032]本開示の実施形態と一致する、回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図5A】[0033]本開示の実施形態と一致する、可動回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図6A】[0035]本開示の実施形態と一致する、可動回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図6B】[0035]本開示の実施形態と一致する、可動回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図7A】[0036]本開示の実施形態と一致する、可動回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図7B】[0036]本開示の実施形態と一致する、可動回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。
【図8A】[0037]本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置の例示的な構成を示す概略図である。
【図9A】[0039]本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置及びビームパスの例示的な構成を示す概略図である。
【図9C】[0039]本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置及びビームパスの例示的な構成を示す概略図である。
【図10】[0041]本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置の例示的な構成を示す概略図である。
【図11A】[0042]本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置及びビームパスの例示的な構成を示す概略図である。
【図11C】[0042]本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置及びビームパスの例示的な構成を示す概略図である。
【図12A】[0044]本開示の実施形態と一致する、ビームレット事前形成メカニズムの例示的な構成を示す概略図である。
【図12B】[0044]本開示の実施形態と一致する、ビームレット事前形成メカニズムの例示的な構成を示す概略図である。
【図15A】[0047]本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置の例示的な構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
[0050] ここでは、例示的な実施形態を詳細に参照し、その例は、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、別段の表現がない限り、異なる図面における同じ番号は、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において記載される実装形態は、本発明と一致するすべての実装形態を表すわけではない。代わりに、それらの実装形態は、添付の請求項において記述されるように、本発明に関連する態様と一致する装置及び方法の単なる例である。
【0029】
[0051] 図面では、コンポーネントの相対寸法は、明確にするために拡大され得る。以下の図面の説明内では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様のコンポーネント又はエンティティを指し、個々の実施形態に関する違いのみを説明する。
【0030】
[0052] 保護の範囲を制限することなく、実施形態の説明及び図面はすべて例示的に電子ビームと見なされる。しかし、実施形態は、開示される実施形態を特定の荷電粒子に限定するためには使用されない。
【0031】
[0053] 本出願の実施形態は、多数の荷電粒子ビームを用いたマルチビーム装置又は荷電粒子装置に関連する。より具体的には、本出願の実施形態は、サンプル表面上の観察エリアの多数の走査領域の像を同時に取得するために多数の荷電粒子ビームを採用する装置に関連する。装置は、半導体製造業において高分解能及び高スループットでウェーハ／マスク上の欠陥を検査及び／又は再調査するために使用することができる。
【0032】
[0054] さらに、本出願の実施形態は、マルチビーム装置におけるクーロン効果を低減し、従って、観察又は検査中のサンプルの複数の小さな走査領域の像の空間分解能を向上するためのビームレット事前形成メカニズム及び回転防止集光レンズ又は可動回転防止集光レンズに関連する。マルチビーム装置では、複数のビームレット形成アパーチャを有するビームレット事前形成メカニズムは、単一の電子源からの一次電子ビームを複数のビームレットに調節する。回転防止集光レンズ又は可動回転防止集光レンズは、供給源変換ユニットに入射するように複数のビームレットを集束させ、供給源変換ユニットは、複数のビームレットによって単一の電子源の複数の並列像を形成する。並列像は、サンプル表面に投影され（対物レンズを介して）、表面上に複数のプローブスポットを形成する。複数のビームレットは、偏向走査ユニット及び供給源変換ユニットの少なくとも１つによって、小さな走査領域にわたって複数のプローブスポットをそれぞれ走査するように偏向させることができる。プローブスポットの電流は、供給源変換ユニットによって制限し、回転防止集光レンズを調整することによって変化させることも、ビームレット事前形成メカニズムによって制限し、ビームレット形成アパーチャのサイズを変更することによって変化させることもできる。供給源変換ユニットは、その軸外収差を補償することによって、プローブスポットのサイズ及びプローブスポット間のサイズの違いを低減することができる。
【0033】
[0055] その上、開示される実施形態は、ビームレット事前形成メカニズム、回転防止集光レンズ、可動回転防止集光レンズ及び対応するマルチビーム装置の構成を提供する。例示の目的のため、ほとんどの実施形態において３つのビームレットが示されているが、ビームレットの実際の数は任意であり得る。偏向走査ユニット、ビームセパレータ、二次投影結像系、電子検出デバイス及びそれらの任意の組合せは、マルチビーム装置に組み込むことができ、実施形態の説明において示さないか、又は場合によって言及する。
【0034】
[0056] 本開示の実施形態によれば、Ｘ、Ｙ及びＺ軸は、デカルト座標である。マルチビーム装置の主光軸は、Ｚ軸上にあり、単一の電子源からの一次電子ビームは、Ｚ軸に沿って移動する。
【0035】
[0057] 光軸がＺ軸上にある磁気レンズを電子ビームが通過する際、磁気レンズの集束力１／ｆ及び光軸の周りの電子ビームの回転角度θは、その磁界によって決定され、式（１）及び（２）によって計算することができる。
ここでは、変数ｅ、ｍ及びＶは、電子の電荷、質量及びエネルギーであり、Ｂ（ｚ）は、Ｚ軸上の磁界であり、ｚ１及びｚ２は、Ｚ軸に沿った電子ビームの開始及び終了位置である。従って、回転角度θは、基本的に、磁気レンズの集束力１／ｆによって変化する。式（１）及び（２）によれば、回転角度θは、軸上磁界Ｂ（ｚ）の極性に関連するが、集束力１／ｆは、そうではない。従って、極性がＺ軸に沿って同じでない場合は、集束力１／ｆは、回転角度に影響を及ぼすことなく変更することができ、対応するレンズは、回転防止レンズ（ＡＲＬ）である。
【数1】
【0036】
[0058] ここでは、図１Ａを参照し、図１Ａは、従来のマルチビーム装置１００Ａの例示的な構成を示す概略図である。マルチビーム装置１００Ａは、電子源１０１、ビームレット事前形成メカニズム１７２、集光レンズ１１０、供給源変換ユニット１２０及び対物レンズ１３１を含む。ビームレット事前形成メカニズム１７２のビームレット形成アパーチャ１７２＿１、１７２＿２、１７２＿３は、電子源１０１に近い場所且つ供給源変換ユニット１２０のはるか上方の場所において、電子源１０１によって生成された一次電子ビーム１０２を３つのビームレット１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３に調節する（１０２＿２、１０２＿３は、装置１００Ａの主光軸１００＿１上にない軸外ビームレットである）。集光レンズ１１０は、供給源変換ユニット１２０に入射するように３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３を集束させる。供給源変換ユニット１２０は、３つの屈曲前マイクロ偏向器１２３＿１、１２３＿２、１２３＿３を有する１つのビームレット屈曲前メカニズム１２３と、３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３を有する１つのビームレット制限メカニズム１２１と、３つの像形成マイクロ偏向器１２２－１＿１、１２２－１＿２、１２２－１＿３を有する１つの像形成メカニズム１２２とを含む。３つの屈曲前マイクロ偏向器１２３＿１～１２３＿３は、３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３に垂直に入射するように３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３をそれぞれ偏向させる。ビーム制限開口１２１＿１、１２１＿２、１２１＿３は、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３の残留周辺電子の進行を妨げ、従って、その電流を制限する。３つの像形成マイクロ偏向器１２２－１＿１～１２２－１＿３は、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３を主光軸１００＿１に向けて偏向させ、電子源１０１の３つの虚像を形成する。対物レンズ１３１は、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３をサンプル８の表面７に集束させる（すなわち、３つの虚像を表面７に投影する）。３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３によって表面７上に形成された３つの像は、表面上に３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ、１０２＿２Ｓ、１０２＿３Ｓを形成する。像形成マイクロ偏向器１２２－１＿１～１２２－１＿３によるビームレット１０２＿１～１０２＿３の偏向角度は、対物レンズ１３１による３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓの軸外収差を低減するように調整され、結果的に、偏向された３つのビームレットは、対物レンズ１３１の前焦点を通過するか、又は前焦点に近づく。
【0037】
[0059] 電流は、集光レンズ１１０の集束力を調整することによって変化させることができる。しかし、ビームレット１０２＿１～１０２＿３の位置は、電流が変化すると、ビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３に関して変化する。従って、ビームレット形成アパーチャから来る１つのビームレットとその対応するビーム制限開口との不一致が起こり得る。集光レンズ１１０は、静電、磁気又は電磁複合レンズであるように構成することができる。磁気集光レンズは、静電レンズと比較すると、より小さな収差を有する。静電集光レンズの場合は、不一致は、図２Ｃに示されるように、半径方向に沿ってのみ起こり、半径方向は、主光軸１００＿１に垂直な方向である。磁気又は電磁複合レンズの場合は、ビームレット１０２＿１～１０２＿３の回転角度が変化するため、不一致は、図２Ｅに示されるように、半径方向と回転方向の両方に沿って起こる。
【0038】
[0060] いくつかの実施形態では、集光レンズ１１０は、磁気のものであるように構成され、ビームレット事前形成メカニズム１７２を通過してある回転角度でビームレット制限メカニズム１２１に着地する軸外ビームレット１０２＿２、１０２＿３をもたらし得る。回転角度は、集光レンズ１１０の集束力によって変化する。ビーム制限開口１２１＿２、１２１＿３をビームレット１０２＿２、１０２＿３で完全に埋め尽くすことは、ビームレット形成アパーチャ１７２＿２、１７２＿３のサイズを拡大することによって達成することができる。ビームレット形成アパーチャのサイズを拡大することにより、より多くの未使用の電子が導入され、従って、ビームレット事前形成メカニズム１７２と供給源変換ユニット１２０との間の空間においてクーロン効果が増大し得る。小さな走査領域の像の空間分解能は悪化する。また、ビーム制限開口１２１＿２、１２１＿３をビームレット１０２＿２、１０２＿３で完全に埋め尽くすことは、集光レンズ１１０の集束力を変更する際に回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持することによっても達成することができる。この解決法は、集光レンズ１１０として回転防止レンズを使用する。
【0039】
[0061] ここでは、図１Ｂを参照し、図１Ｂは、マルチビーム装置２００Ａの別の例示的な構成を示す概略図である。マルチビーム装置２００Ａは、電子源１０１、ビームレット事前形成メカニズム１７２、可動集光レンズ２１０、供給源変換ユニット２２０及び対物レンズ１３１を含む。電子源１０１によって生成された一次電子ビーム１０２は、ビームレット事前形成メカニズム１７２の３つのビームレット形成アパーチャ１７２＿１、１７２＿２、１７２＿３によって、３つのビームレット１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３に調節される。可動集光レンズ２１０は、供給源変換ユニット２２０に垂直に入射するように３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３を集束させる。供給源変換ユニット２２０は、３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３を有する１つのビームレット制限メカニズム１２１と、３つの像形成マイクロ偏向器１２２－１＿１、１２２－１＿２、１２２－１＿３を有する１つの像形成メカニズム１２２－１と、を含む。ビーム制限開口１２１＿１、１２１＿２、１２１＿３は、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３の残留周辺電子の進行を妨げ、従って、その電流を制限する。３つの像形成マイクロ偏向器１２２－１＿１～１２２－１＿３は、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３を主光軸２００＿１に向けて偏向させ、電子源１０１の３つの虚像を形成する。対物レンズ１３１は、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３をサンプル８の表面７に集束させる（すなわち、３つの虚像を表面７に投影する）。３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３によって表面７上に形成された３つの像は、表面上に３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ、１０２＿２Ｓ、１０２＿３Ｓを形成する。像形成マイクロ偏向器１２２－１＿１～１２２－１＿３によるビームレット１０２＿１～１０２＿３の偏向角度は、対物レンズ１３１による３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓの軸外収差を低減するように調整され、結果的に、偏向された３つのビームレットは、対物レンズ１３１の前焦点を通過するか、又は前焦点に近づく。
【0040】
[0062] 可動集光レンズ２１０は、その第１の原理平面２１０＿２の位置が移動可能であるように構成される。ビームレット１０２＿１～１０２＿３の電流は、供給源変換ユニット１２０に垂直に入射するようにビームレット１０２＿１～１０２＿３を保持しながら、可動集光レンズ２１０の集束力と第１の主平面２１０＿２の位置の両方を調整することによって変化させることができる。しかし、ビームレット１０２＿１～１０２＿３の位置は、電流が変化すると、ビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３に関して変化する。ビームレット形成アパーチャから来る１つのビームレットとその対応するビーム制限開口との不一致が起こり得る。可動集光レンズ２１０は、静電、磁気又は電磁複合レンズであるように構成することができる。上記で言及されるように、不一致は、静電集光レンズの場合は、半径方向（主光軸２００＿１に垂直な）に沿ってのみ起こるか、或いは、磁気又は電磁複合集光レンズの場合は、半径方向と回転方向の両方に沿って起こる。
【0041】
[0063] いくつかの実施形態では、可動集光レンズ２１０は、磁気のものであるように構成され、ビームレット事前形成メカニズム１７２を通過してある回転角度でビームレット制限メカニズム１２１に着地する軸外ビームレット１０２＿２、１０２＿３をもたらし得る。回転角度は、可動集光レンズ２１０の集束力及び第１の主平面の位置によって変化する。ビーム制限開口１２１＿２、１２１＿３をビームレット１０２＿２、１０２＿３で完全に埋め尽くすことは、ビームレット形成アパーチャ１７２＿２、１７２＿３のサイズを拡大することによって達成することができる。ビームレット形成アパーチャのサイズを拡大することにより、より多くの未使用の電子が導入され、従って、ビームレット事前形成メカニズム１７２と供給源変換ユニット１２０との間の空間においてクーロン効果が増大し得る。従って、小さな走査領域の像の空間分解能は悪化する。また、ビーム制限開口１２１＿２、１２１＿３をビームレット１０２＿２、１０２＿３で完全に埋め尽くすことは、可動集光レンズ２１０の集束力及び第１の主平面の位置を変更する際に回転角度を変更しないまま保持することによっても達成することができる。この解決法は、可動集光レンズ２１０として、可動の第１の主平面を有する回転防止レンズ（すなわち、可動回転防止レンズ（ＭＡＲＬ））を使用する。
【0042】
[0064] ここでは、図２Ａ～２Ｅを参照する。図２Ａは、図１Ａ及び１Ｂのビームレット事前形成メカニズム１７２のＸＹ平面における断面図であり、一次電子ビーム及び３つのビームレットの例示的なスポットを示す。図２Ｂ～２Ｅはそれぞれ、図１Ａ及び１Ｂのビームレット制限メカニズム１２１のＸＹ平面における断面図であり、３つのビームレットの例示的なスポット及び３つのビーム制限開口を示す。
【0043】
[0065] 図２Ａでは、一次電子ビーム１０２は、ビームレット事前形成メカニズム１７２に照射され、ビームレット事前形成メカニズム１７２では、ビームレット形成アパーチャ１７２＿１～１７２＿３は、Ｘ軸に沿って配置される。図１Ａの集光レンズ１１０又は図１Ｂの可動集光レンズ２１０が静電のものである場合は、ビームレット１０２＿１～１０２＿３は、図２Ｂ及び図２Ｃに示されるように、Ｘ軸に沿ってビームレット制限メカニズム１２１に入射し得る。３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３は、図２Ｃの方が図２Ｂより強く集束している。それに従って、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３の電流は、図２Ｃの方が図２Ｂより大きい。図１Ａの集光レンズ１１０又は図１Ｂの可動集光レンズ２１０が磁気又は電磁複合のものである場合は、ビームレット１０２＿１～１０２＿３は、図２Ｄ及び図２Ｅに示されるように、対応する集光レンズの光軸の周りのある回転角度でビームレット制限メカニズム１２１に入射する。ビームレット１０２＿１～１０２＿３は、図２Ｅの方が図２Ｄより強く集束している。それに従って、ビームレット１０２＿１～１０２＿３は、図２Ｅの方が図２Ｄより大きな電流及び大きな回転角度でビームレット制限メカニズム１２１に入射する。図２Ｅでは、２つのエッジビームレット１０２＿２、１０２＿３は、ビーム制限開口１２１＿２、１２１＿３から部分的に外れて回転しており、ビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３が同じ半径サイズを有する場合は、ビーム制限開口１２１＿２、１２１＿３を通過した後のそれらの電流は、中央のビームレット１０２＿１の電流とは異なり得る。
【0044】
[0066] 回転防止レンズは、通過する電子ビームの回転角度に影響を及ぼすことなく変更することができる集束力を有する。図１Ａの集光レンズ１１０が回転防止レンズである場合は、図２Ｅの不一致を排除することができる。回転防止レンズは、２つの磁気レンズによって又は１つの磁気レンズ及び１つの静電レンズによって形成することができる。電子ビームに対し、回転防止レンズの中のレンズの励磁を適切に調整することにより、電子ビームの回転角度に影響を及ぼすことなく、その集束力を変化させることができる。
【0045】
[0067] ここでは、図３Ａ及び３Ｂを参照し、図３Ａ及び３Ｂは、各々が、本開示の実施形態と一致する、２つの磁気レンズを含む回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。その一方で、図３Ｃ及び３Ｄも参照し、図３Ｃ及び３Ｄは、本開示の実施形態と一致する、図３Ａ及び３Ｂの例示的な磁界分布を示す概略図である。
【0046】
[0068] 図３Ａでは、回転防止レンズＡＲＬ－１の２つの単一の磁気レンズＡＲＬ－１－１、ＡＲＬ－１－２は、その光軸ＡＲＬ－１＿１（Ｚ軸上の）と位置合わせされるように構成される。磁気レンズＡＲＬ－１－１、ＡＲＬ－１－２は、磁界を生成するように励磁され、光軸ＡＲＬ－１＿１上の磁界ＢARL-1-1（ｚ）、ＢARL-1-2（ｚ）の分布は、図３Ｃ又は図３Ｄに示されるように、極性が反対である。軸上磁界ＢARL-1-1（ｚ）、ＢARL-1-2（ｚ）は、適切な比率に基づいて調整することができる。それに従って、回転防止レンズＡＲＬ－１を通過する電子ビームの全体的な回転角度に影響を及ぼすことなく、その集束力を調整することができる。
【0047】
[0069] いくつかの実施形態では、共通の磁気回路を部分的に共有するために２つの単一の磁気レンズを接続できることが理解されている。例えば、図３Ｂに示されるように、回転防止レンズＡＲＬ－２の２つの磁気レンズＡＲＬ－２－１、ＡＲＬ－２－２は、それらの間で共通の磁気回路を部分的に共有するように構成される。
【0048】
[0070] また、図３Ａは、回転防止レンズＡＲＬ－１が、図１Ａに示される集光レンズ１１０などのマルチビーム装置の集光レンズとして使用される場合に、どのように機能するかも示す。例えば、図３Ｃに示されるように、磁界ＢARL-1-1（ｚ）、ＢARL-1-2（ｚ）が、分布は同じであるが、極性は反対であるように設定されると、一次電子ビーム１０２は、図３Ａの実線のように集束される。単一の電子源１０１が、磁界ＢARL-1-1（ｚ）、ＢARL-1-2（ｚ）の総和である全軸上磁界Ｂ（ｚ）にさらされない場合は、回転防止レンズＡＲＬ－１を出た後の一次電子ビーム１０２の全体的な回転角度はゼロである。図３Ｄに示されるように、ＢARL-1-1（ｚ）、ＢARL-1-2（ｚ）が等しく増大する際は、一次電子ビーム１０２の集束力は増大し（例えば、図３Ａの破線によって示されるように）、回転防止レンズＡＲＬ－１を出た後の一次電子ビーム１０２の回転角度は依然としてゼロである。単一の電子源１０１が全軸上磁界Ｂ（ｚ）にさらされる場合は、図３Ｃに関する回転角度はゼロではない。ＢARL-1-1（ｚ）、ＢARL-1-2（ｚ）は、集束力を増大しながら回転角度を変更しないまま保持するために、適切な比率で増大することができる。
【0049】
[0071] ここでは、図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃを参照し、図４Ａ、４Ｂ及び４Ｃは、各々が、本開示の実施形態と一致する、静電レンズ及び磁気レンズを含む回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。図４Ａでは、回転防止レンズＡＲＬ－３は、３つの電極ＡＲＬ－３－１＿ｅ１、ＡＲＬ－３－１＿ｅ２、ＡＲＬ－３－１＿ｅ３によって形成された静電レンズＡＲＬ－３－１と、磁気レンズＡＲＬ－３－２とを含む。静電レンズＡＲＬ－３－１の静電界及び磁気レンズＡＲＬ－３－２の磁界は、互いに部分的に重複するように構成される。それに従って、磁界を通過する電子ビームのエネルギーは、静電界によって変化し、その回転角度は、磁界と静電界の両方に依存する。従って、適切な比率で磁界及び静電界を変化させることにより、回転防止レンズＡＲＬ－３を出た後の電子ビームの回転角度に影響を及ぼすことなく、回転防止レンズＡＲＬ－３の集束力を変更することができる。
【0050】
[0072] 図４Ｂでは、回転防止レンズＡＲＬ－４は、３つの電極ＡＲＬ－４－１＿ｅ１、ＡＲＬ－４－１＿ｅ２、ＡＲＬ－４－１＿ｅ３によって形成された静電レンズＡＲＬ－４－１と、磁気レンズＡＲＬ－４－２と、を含む。静電レンズＡＲＬ－４－１の静電界及び磁気レンズＡＲＬ－４－２の磁界は、互いに完全に重複するように構成され、従って、回転角度を変更しないまま保持することをより効率的に実現することができる。
【0051】
[0073] 図４Ｃでは、回転防止レンズＡＲＬ－５は、静電レンズＡＲＬ－５－１と、磁気レンズＡＲＬ－５－２と、を含む。静電レンズＡＲＬ－５－１は、２つの端部の電極ＡＲＬ－５－１＿ｅ１、ＡＲＬ－５－１＿ｅ３と、それらの電極間に位置する中央の電極ＡＲＬ－５－１＿ｅ２と、によって形成される。また、２つの端部の電極ＡＲＬ－５－１＿ｅ１、ＡＲＬ－５－１＿ｅ３は、磁気レンズＡＲＬ－５－２の２つの磁極片でもある。従って、構成は、よりコンパクト且つシンプルである。
【0052】
[0074] 可動回転防止レンズは、可動の第１の主平面を有する。電子ビームに対し、可動回転防止レンズの第１の主平面の位置及び集束力は、電子ビームの回転角度に影響を及ぼすことなく変更することができる。図１Ｂの可動集光レンズ２１０が可動回転防止レンズである場合は、図２Ｅの不一致を排除することができる。可動回転防止レンズは、３つの磁気レンズによって、１つの回転防止レンズ及び１つの従来のレンズ（静電若しくは磁気）によって又は２つの回転防止レンズによって形成することができる。電子ビームに対し、可動回転防止レンズの中のレンズの励磁を適切に調整することにより、電子ビームの回転角度に影響を及ぼすことなく、その第１の主平面及び集束力を同時に変化させることができる。
【0053】
[0075] ここでは、図５Ａを参照し、図５Ａは、本開示の実施形態と一致する、３つの磁気レンズを含む可動回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。その一方で、図５Ｂ、５Ｃ及び５Ｄも参照し、図５Ｂ、５Ｃ及び５Ｄはそれぞれ、本開示の実施形態と一致する、図５Ａの例示的な磁界分布を示す概略図である。図５Ａでは、可動回転防止レンズＭＡＲＬ－１の３つの単一の磁気レンズＭＡＲＬ－１－１、ＭＡＲＬ－１－２、ＭＡＲＬ－１－３は、その光軸ＭＡＲＬ－１＿１（Ｚ軸上の）と位置合わせされる。単一の磁気レンズＭＡＲＬ－１－１～ＭＡＲＬ－１－３のうちの２つ又はすべては、接続して、共通の磁気回路を部分的に共有するように構成することができる。磁気レンズＭＡＲＬ－１－１～ＭＡＲＬ－１－３は、磁界を生成するように励磁され、磁界の軸上分布（光軸ＭＡＲＬ－１＿１上のフィールド）は、ＢMARL-1-1（ｚ）、ＢMARL-1-2（ｚ）、ＢMARL-1-3（ｚ）である。軸上磁界ＢMARL-1-1（ｚ）、ＢMARL-1-2（ｚ）、ＢMARL-1-3（ｚ）のうちの２つは、図５Ｂ～５Ｄに示されるように、極性が反対である。磁気レンズＭＡＲＬ－１－１～ＭＡＲＬ－１－３の励磁は、軸上磁界ＢMARL-1-1（ｚ）、ＢMARL-1-2（ｚ）、ＢMARL-1-3（ｚ）の総和である全軸上磁界の分布が変化するように設定され、その結果、第１の主平面が移動し、可動回転防止レンズＭＡＲＬ－１の集束力が調整される。全軸上磁界の分布内では、その極性は、全体的な回転角度を変更しないまま保持するために、Ｚ軸に沿った方向とＺ軸とは反対の方向との間で交互に変化する。
【0054】
[0076] また、図５Ａは、可動回転防止レンズが、図１Ｂの可動集光レンズ２１０のようなマルチビーム装置の可動集光レンズとして使用される場合に、どのように機能するかも示す。例えば、図５Ｂに示されるように、磁界ＢMARL-1-1（ｚ）、ＢMARL-1-2（ｚ）が、分布は同じであるが、極性は反対であるように、且つ、磁界ＢMARL-1-3（ｚ）がゼロに等しくなるように、軸上磁気レンズＭＡＲＬ－１－１～ＭＡＲＬ－１－３の励磁が設定されると、第１の主平面は、単一の電子源１０１に近い図５Ａの平面Ｐ１－３にある。単一の電子源１０１からの一次電子ビーム１０２は、平面Ｐ１－３で平行になり、可動集光レンズＭＡＲＬ－１を出た後、ビーム幅１０２Ｗ＿Ｐ１－３を有する。単一の電子源１０１が全軸上磁界にさらされない場合は、可動集光レンズＭＡＲＬ－１を出た後の一次電子ビーム１０２の回転角度はゼロである。図５Ｃに示されるように、軸上磁界ＢMARL-1-1（ｚ）、ＢMARL-1-2（ｚ）、ＢMARL-1-3（ｚ）を調整するために磁気レンズの励磁を変更することにより、第１の主平面は、図５Ａに示されるように、単一の電子源１０１から離れるように平面Ｐ１－１まで移動する。一次電子ビーム１０２は、平面Ｐ１－１で平行になり、増大したビーム幅１０２Ｗ＿Ｐ１－１を有し、ビーム幅が１０２Ｗ＿Ｐ１－３の時と同じ回転角度を有する。図５Ｄに示されるように、軸上磁界ＢMARL-1-1（ｚ）、ＢMARL-1-2（ｚ）、ＢMARL-1-3（ｚ）を調整するために磁気レンズの励磁をさらに変更することにより、第１の主平面は、図５Ａに示されるように、単一の電子源１０１からさらに離れるように平面Ｐ１－２まで移動する。一次電子ビーム１０２は、平面Ｐ１－２で平行になり、さらに増大したビーム幅１０２Ｗ＿Ｐ１－２を有し、ビーム幅が１０２Ｗ＿Ｐ１－３又は１０２Ｗ＿Ｐ１－１の時と同じ回転角度を有する。第１の主平面は、平面Ｐ１－３と平面Ｐ１－２との間を移動するように構成することができ、従って、一次電子ビーム１０２は、平行にして、変更されたビーム幅及び未変更の回転角度で出ることができる。
【0055】
[0077] ここでは、図６Ａを参照し、図６Ａは、本開示の実施形態と一致する、１つの回転防止レンズ及び従来の静電レンズを有する可動回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。可動回転防止レンズＭＡＲＬ－２の回転防止レンズＭＡＲＬ－２－１及び静電レンズＭＡＲＬ－２－２は、その光軸ＭＡＲＬ－２＿１と位置合わせされる。回転防止レンズＭＡＲＬ－２－１は、図３Ａの回転防止レンズＡＲＬ－１と同様に、２つの磁気レンズＭＡＲＬ－２－１－１、ＭＡＲＬ－２－１－２を含む。静電レンズＭＡＲＬ－２－２は、３つの電極ＭＡＲＬ－２－２＿ｅ１、ＭＡＲＬ－２－２＿ｅ２、ＭＡＲＬ－２－２＿ｅ３を含む。可動回転防止レンズＭＡＲＬ－２の第１の主平面は、静電レンズＭＡＲＬ－２－２がオフであること及び回転防止レンズＭＡＲＬ－２－１がオンであることに応答して、２つの単一の磁気レンズＭＡＲＬ－２－１－１とＭＡＲＬ－２－１－２との間の平面Ｐ２－３に位置するように構成することができる。また、第１の主平面は、回転防止レンズＭＡＲＬ－２－１がオフであること及び静電レンズＭＡＲＬ－２－２がオンであることに応答して、２つの端部の電極ＭＡＲＬ－２－２＿ｅ３とＭＡＲＬ－２－２＿ｅ１との間の中央の電極ＭＡＲＬ－２－２＿ｅ２に近い平面Ｐ２－２に位置するように構成することもできる。回転防止レンズＭＡＲＬ－２－１と静電レンズＭＡＲＬ－２－２との集束力比を調整することにより、第１の主平面は、平面Ｐ２－３とＰ２－２との間を移動するように構成することができる。回転防止レンズＭＡＲＬ－２－１は、第１の主平面を移動させながら、回転角度を変更しないままで特定の値に等しくなるように保持することができる。静電レンズＭＡＲＬ－２－２は、回転機能を有さない。従って、特定の値がゼロではない場合は、静電レンズＭＡＲＬ－２－２は、回転防止レンズＭＡＲＬ－２－１と共に機能する必要がある。その結果、第１の主平面の移動範囲が低減する。
【0056】
[0078] ここでは、図６Ｂを参照し、図６Ｂは、本開示の実施形態と一致する、１つの回転防止レンズ及び従来の磁気レンズを有する可動回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。可動回転防止レンズＭＡＲＬ－３の回転防止レンズＭＡＲＬ－３－１及び磁気レンズＭＡＲＬ－３－２は、その光軸ＭＡＲＬ－３＿１と位置合わせされる。回転防止レンズＭＡＲＬ－３－１は、図４Ｃの回転防止レンズＡＲＬ－５と同様に、１つの静電レンズＭＡＲＬ－３－１－１及び１つの磁気レンズＭＡＲＬ－３－１－２を含む。
【0057】
[0079] 可動回転防止レンズＭＡＲＬ－３の第１の主平面は、磁気レンズＭＡＲＬ－３－２がオフであること及び回転防止レンズＭＡＲＬ－３－１がオンであることに応答して、回転防止レンズＭＡＲＬ－３－１の電極ＭＡＲＬ－３－１＿ｅ２と交差する平面Ｐ３－３に位置するように構成することができる。また、第１の主平面は、回転防止レンズＭＡＲＬ－３－１がオフであること及び磁気レンズＭＡＲＬ－３－２がオンであることに応答して、磁気レンズＭＡＲＬ－３－２の２つの磁極片間の平面Ｐ３－２に位置するように構成することもできる。回転防止レンズＭＡＲＬ－３－１と磁気レンズＭＡＲＬ－３－２との集束力比を調整することにより、第１の主平面は、平面Ｐ３－３とＰ３－２との間を移動するように構成することができる。回転防止レンズＭＡＲＬ－３－１による回転角度は、第１の主平面を移動させながら、可動回転防止レンズＭＡＲＬ－３による全体的な回転角度を変更しないまま保持するために、磁気レンズＭＡＲＬ－３－２による回転角度に対して調整することができる。
【0058】
[0080] ここでは、図７Ａ及び７Ｂを参照し、図７Ａ及び７Ｂは、各々が、本開示の実施形態と一致する、２つの回転防止レンズを有する可動回転防止レンズの例示的な構成を示す概略図である。図７Ａでは、可動回転防止レンズＭＡＲＬ－４の２つの回転防止レンズＭＡＲＬ－４－１、ＭＡＲＬ－４－２は、その光軸ＭＡＲＬ－４＿１と位置合わせされる。回転防止レンズＭＡＲＬ－４－１は、磁気レンズＭＡＲＬ－４－１－１、ＭＡＲＬ－４－１－２を含む。回転防止レンズＭＡＲＬ－４－２は、磁気レンズＭＡＲＬ－４－２－１、ＭＡＲＬ－４－２－２を含む。回転防止レンズＭＡＲＬ－４－１、ＭＡＲＬ－４－２は両方とも、図３Ａの回転防止レンズＡＲＬ－１と同様である。可動回転防止レンズＭＡＲＬ－４の第１の主平面は、回転防止レンズＭＡＲＬ－４－１がオンであること及び回転防止レンズＭＡＲＬ－４－２がオフであることに応答して、磁気レンズＭＡＲＬ－４－１－１とＭＡＲＬ－４－１－２との間の平面Ｐ４－３に位置するように構成することができる。また、第１の主平面は、回転防止レンズＭＡＲＬ－４－１がオフであること及び回転防止レンズＭＡＲＬ－４－２がオンであることに応答して、磁気レンズＭＡＲＬ－４－２－１とＭＡＲＬ－４－２－２との間の平面Ｐ４－２に位置するように構成することもできる。回転防止レンズＭＡＲＬ－４－１とＭＡＲＬ－４－２との集束力比を調整することにより、第１の主平面は、平面Ｐ４－３とＰ４－２との間を移動するように構成することができる。回転防止レンズＭＡＲＬ－４－１、ＭＡＲＬ－４－２の各々による回転角度は、全体的な回転角度を排除するためにゼロに調整することも、第１の主平面を移動させながら、全体的な回転角度を変更しないまま保持するように設定することもできる。
【0059】
[0081] 図７Ｂでは、可動回転防止レンズＭＡＲＬ－５の回転防止レンズＭＡＲＬ－５－１、ＭＡＲＬ－５－２は、その光軸ＭＡＲＬ－５＿１と位置合わせされる。回転防止レンズＭＡＲＬ－５－１は、図３Ａの回転防止レンズＡＲＬ－１と同様に、磁気レンズＭＡＲＬ５－１－１、ＭＡＲＬ－５－１－２を含む。回転防止レンズＭＡＲＬ－５－２は、図４Ｃの回転防止レンズＡＲＬ－５と同様に、静電レンズＭＡＲＬ－５－２－１及び磁気レンズＭＡＲＬ－５－２－２を含む。可動回転防止レンズＭＡＲＬ－５の第１の主平面は、回転防止レンズＭＡＲＬ－５－１がオンであること及び回転防止レンズＭＡＲＬ－５－２がオフであることに応答して、回転防止レンズＭＡＲＬ－５－１内の平面Ｐ５－３に位置することができる。また、第１の主平面は、回転防止レンズＭＡＲＬ－５－１がオフであること及び回転防止レンズＭＡＲＬ－５－２がオンであることに応答して、回転防止レンズＭＡＲＬ－５－２の電極ＭＡＲＬ－５－２－１＿ｅ２と交差する平面Ｐ５－２に位置することもできる。回転防止レンズＭＡＲＬ－５－１とＭＡＲＬ－５－２との集束力比を調整することにより、第１の主平面は、平面Ｐ５－３とＰ５－２との間を移動するように構成することができる。回転防止レンズＭＡＲＬ－５－２による回転角度は、通常は、ゼロに等しいものではない（磁気レンズＭＡＲＬ－５－２－２がオフである場合にのみ、ゼロに等しい）。回転防止レンズＭＡＲＬ－５－１による回転角度は、第１の主平面を移動させながら、全体的な回転角度を変更しないまま保持するために、回転防止レンズＭＡＲＬ－５－２に応答して相応に調整することができる。言い換えれば、回転防止レンズＭＡＲＬ－５－１による回転角度は、回転防止レンズＭＡＲＬ－５－２がオフである際はゼロではあり得ず、回転防止レンズＭＡＲＬ－５－２がオンである際はゼロであり得る。それに従って、平面Ｐ５－３は、磁気レンズＭＡＲＬ－５－１－１、ＭＡＲＬ－５－１－２のうちの１つに近い。平面Ｐ５－３を磁気レンズＭＡＲＬ－５－１－１の近くに置くことが好ましいが、その理由は、この配置により、平面Ｐ５－３とＰ５－２との間の利用可能な範囲を拡大することができるためである。
【0060】
[0082] 図１Ａなどの、多数のビームレットの電流を変化させるための集光レンズと、クーロン効果を低減するためのビームレット事前形成メカニズムと、を使用するマルチビーム装置では、上記で説明される回転防止レンズによって集光レンズが回転防止集光レンズになるように構成される場合は、クーロン効果をさらに低減することができる。回転防止集光レンズは、その電流を変化させる際に多数のビームレットの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持することができ、従って、多数のビームレットと対応するビーム制限開口との間の不一致を取り除くことができる。それに従って、ビームラー事前形成メカニズムのビームレット形成アパーチャのサイズは、不一致をカバーするために拡大する必要はなく、従って、より多くの未使用の電子の進行を妨げることができる。
【0061】
[0083] ここでは、図８Ａを参照し、図８Ａは、本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置３００Ａの例示的な構成を示す概略図である。電子源１０１によって生成された一次電子ビーム１０２は、ビームレット事前形成メカニズム１７２の３つのビームレット形成アパーチャ１７２＿１、１７２＿２、１７２＿３によって、３つのビームレット１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３に調節される。回転防止集光レンズ１１０ＡＲは、供給源変換ユニット３２０に入射するようにビームレット１０２＿１～１０２＿３を集束させる。
【0062】
[0084] 供給源変換ユニット３２０は、３つの屈曲前マイクロ偏向器１２３＿１、１２３＿２、１２３＿３を有するビームレット屈曲前メカニズム１２３と、３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３を有するビームレット制限メカニズム１２１と、３つのマイクロ補償器３２２－２＿１、３２２－２＿２、３２２－２＿３を有するビームレット補償メカニズム３２２－２と、３つの像形成マイクロ偏向器３２２－１＿１、３２２－１＿２、３２２－１＿３を有する１つの像形成メカニズム３２２－１と、を含む。
【0063】
[0085] ３つの屈曲前マイクロ偏向器１２３＿１～１２３＿３は、３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３に垂直に入射するように３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３をそれぞれ偏向させる。ビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３は、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３の残留周辺電子の進行を妨げ、従って、その電流を制限する。３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３は、その光軸に沿って３つのマイクロ補償器３２２－２＿１～３２２－２＿３にそれぞれ入射する。次いで、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３は、その光軸に沿って３つの像形成マイクロ偏向器３２２－１＿１～３２２－１＿３にそれぞれ入る。像形成マイクロ偏向器３２２－１＿１～３２２－１＿３は、ビームレット１０２＿１～１０２＿３を装置３００Ａの主光軸３００＿１に向けて偏向させ、電子源１０１の３つの虚像を形成する。
【0064】
[0086] 対物レンズ１３１は、観察又は検査中のサンプル８の表面７に３つの偏向されたビームレット１０２＿１～１０２＿３を集束させる（すなわち、３つの虚像を表面７に投影する）。ビームレット１０２＿１～１０２＿３によって表面７上に形成された３つの像は、表面上に３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ、１０２＿２Ｓ、１０２＿３Ｓを形成する。偏向されたビームレット１０２＿１～１０２＿３の偏向角度は、対物レンズ１３１による３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓの軸外収差を低減するように調整され、結果的に、３つの偏向されたビームレットは、対物レンズ１３１の前焦点を通過するか、又は前焦点に近づく。マイクロ補償器３２２－２＿１～３２２－２＿３は、残留フィールド曲率及びプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓの非点収差を補償するように調整される。像形成メカニズム３２２－１は、収差補償のための補助マイクロ補償器をさらに含み得、補助マイクロ補償器は、ビームレット補償メカニズム３２２－２と共に機能する。
【0065】
[0087] ここでは、図８Ｂ及び８Ｃを参照し、図８Ｂ及び８Ｃは、本開示の実施形態と一致する、図８Ａのビームレット事前形成メカニズム１７２のＸＹ平面の断面図である。回転防止集光レンズ１１０ＡＲの集束力を調整することにより、プローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓのプローブ電流を変更することができる。図８Ｂは、集束力の２つの設定に対する３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３のサイズ及び位置を示す。集束力は、第２の設定の方が第１の設定より強い。第１の設定の場合、小さな円マーク１０２＿１～１０２＿３内の電子のみが３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３を通過することができる。第２の設定の場合、大きな円マーク１０２＿１～１０２＿３内の電子のみが３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３を通過することができる。従って、３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓのプローブ電流は、第２の設定の方が第１の設定より大きい。回転防止集光レンズ１１０ＡＲは、２つの設定に対してビームレット１０２＿１～１０２＿３の回転角度を変更しないまま保持するため、ビームレット１０２＿１～１０２＿３の円マークは、半径方向にのみ移動する。
【0066】
[0088] ビームレット形成アパーチャ１７２＿１～１７２＿３の形状及びサイズは、集束力が２つの設定（最大集束力、最小集束力）の範囲内で調整される際にビームレット１０２＿１～１０２＿３の円マークがカバーするエリアをカバーするように構成される。各ビームレット形成アパーチャの形状は、そのサイズをできる限り小さくするように構成することができ、その結果、クーロン効果を相応に低減することができる。図８Ｂでは、ビームレット形成アパーチャ１７２＿１～１７２＿３は、その形状が丸く、中央のビームレット形成アパーチャ１７２＿１は、エッジビームレット形成アパーチャ１７２＿２、１７２＿３より小さい。ビームレット形成アパーチャの形状は、図８Ｃに示されるものなど、図８Ｂの集束力の同じ設定に対して異なり得る。図８Ｃでは、中央のビームレット形成アパーチャ１７２＿１は丸く、左エッジのビームレット形成アパーチャ１７２＿２は多角形であり、右エッジのビームレット形成アパーチャ１７２＿３は楕円形の形状である。同じ原理によれば、ビームレット形成アパーチャのサイズ及び形状は、任意であり得る。実施形態で開示されるビームレット形成アパーチャのサイズ及び形状は、単なる例示を目的としており、制限されない。
【0067】
[0089] ここでは、図９Ａを参照し、図９Ａは、本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置４００Ａの例示的な構成を示す概略図である。この実施形態では、ビームレット事前形成メカニズム４７２のビームレット形成アパーチャ４７２＿１、４７２＿２、４７２＿３は、一次電子ビーム１０２を３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３に分割し、その一方で、ビームレットの電流を制限するためのビーム制限アパーチャとして機能する。それに従って、図８Ａと比べると、未使用のすべての電子の進行がかなり早くに妨げられており、従って、クーロン効果がさらに大幅に低減される。ビームレット形成アパーチャ４７２＿１～４７２＿３のエッジに衝突するビームレット１０２＿１～１０２＿３の電子は、そこから散乱電子を生成し得る。これらの散乱電子は、ビームレット１０２＿１～１０２＿３の正常なパスから外れ、ビームレット１０２＿１～１０２＿３によって生成される像の背景雑音になる。供給源変換ユニット４２０では、ビームレット制限メカニズム４２１のビーム制限開口４２１＿１、４２１＿２、４２１＿３は、散乱電子の進行を妨げるコントラストアパーチャとして機能する。また、ビームレット制限メカニズム４２１は、ビームレット補償メカニズム３２２－２と像形成メカニズム３２２－１との間に位置することもできる。
【0068】
[0090] ３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓのプローブ電流は、ビームレット形成アパーチャ４７２＿１～４７２＿３のサイズを変更することによって変化させることができる。サイズを変更するため、可動ビームレット事前形成メカニズム４７２は、移動可能であるように及び２つ以上のアパーチャグループを有するように構成することができる。あるグループのアパーチャのサイズは、別のグループのアパーチャのサイズとは異なり得る。ビームレット事前形成メカニズム４７２は、ビームレット形成アパーチャとして動作するように１つのアパーチャグループのアパーチャを設定するように移動させることができる。
【0069】
[0091] ここでは、図９Ｂを参照し、図９Ｂは、本開示の実施形態と一致する、図９Ａの可動ビームレット事前形成メカニズム４７２の例示的な構成を示す概略図である。図９Ｂでは、可動ビームレット事前形成メカニズム４７２は、２つのアパーチャグループを有する。グループ４７２－１のアパーチャ４７２＿１－１、４７２＿２－１、４７２＿３－１のサイズ及び間隔は、グループ４７２－２のアパーチャ４７２＿１－２、４７２＿２－２、４７２＿３－２のものより小さくなるように構成される。従って、グループ４７２－１によって提供されるプローブ電流は、グループ４７２－２より小さい。
【0070】
[0092] グループ４７２－１が選択されると、ビームレット事前形成メカニズム４７２は、アパーチャ４７２＿１－１～４７２＿３－１が一次電子ビーム１０２をビームレット１０２＿１～１０２＿３に分割することができるように移動される。ビームレット１０２＿１～１０２＿３の対応するパスは、図９Ａに示されている。グループ４７２－２が選択されると、ビームレット事前形成メカニズム４７２は、アパーチャ４７２＿１－２～４７２＿３－２が一次電子ビーム１０２をビームレット１０２＿１～１０２＿３に分割することができるように移動される。ビームレット１０２＿１～１０２＿３の対応するパスは、図９Ｃに示されている。
【0071】
[0093] 図９Ｃのビームレット１０２＿１～１０２＿３は、ビームレット屈曲前メカニズム１２３の屈曲前マイクロ偏向器１２３＿１～１２３＿３に入るように、図９Ａより強く集束される。回転防止集光レンズ１１０ＡＲは、異なるアパーチャグループが使用される際は、ビームレット１０２＿１～１０２＿３の回転角度を変更しないまま保持する。従って、アパーチャグループを並列に置くことができ、アパーチャグループを変更する際に、ビームレット事前形成メカニズム４７２は回転する必要はない。非回転は、ビームレット事前形成メカニズム４７２の構造を簡略化する。
【0072】
[0094] 図１Ｂなどの、多数のビームレットの電流を変化させるための可動集光レンズと、クーロン効果を低減するためのビームレット事前形成メカニズムと、を使用するマルチビーム装置では、上記で説明される可動回転防止レンズによって可動集光レンズが可動回転防止集光レンズになるように構成される場合は、クーロン効果をさらに低減することができる。可動回転防止集光レンズは、その電流を変化させる際に多数のビームレットの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持することができ、従って、多数のビームレットと対応するビーム制限開口との間の不一致を取り除くことができる。多数のビームレットの回転角度は、変更が６°以下の場合は、実質的に変更しないものとして見ることができる。それに従って、ビームレット事前形成メカニズムのビームレット形成アパーチャのサイズは、不一致をカバーするために拡大する必要はなく、従って、より多くの未使用の電子の進行を妨げることができる。
【0073】
[0095] ここでは、図１０を参照し、図１０は、本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置５００Ａの例示的な構成を示す概略図である。これらの実施形態では、電子源１０１によって生成された一次電子ビーム１０２は、ビームレット事前形成メカニズム１７２の３つのビームレット形成アパーチャ１７２＿１、１７２＿２、１７２＿３によって、３つのビームレット１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３に調節される。可動回転防止集光レンズ２１０ＡＲは、供給源変換ユニット５２０に垂直に入射するようにビームレット１０２＿１～１０２＿３を集束させる。
【0074】
[0096] 供給源変換ユニット５２０は、３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３を有するビームレット制限メカニズム１２１と、３つのマイクロ補償器３２２－２＿１、３２２－２＿２、３２２－２＿３を有するビームレット補償メカニズム３２２－２と、３つの像形成マイクロ偏向器３２２－１＿１、３２２－１＿２、３２２－１＿３を有する像形成メカニズム３２２－１と、を含む。ビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３は、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３の残留周辺電子の進行を妨げ、従って、その電流を制限する。３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３は、その光軸に沿って３つのマイクロ補償器３２２－２＿１～３２２－２＿３にそれぞれ入射する。次いで、３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３は、その光軸に沿って３つの像形成マイクロ偏向器３２２－１＿１～３２２－１＿３にそれぞれ入る。像形成マイクロ偏向器３２２－１＿１～３２２－１＿３は、ビームレット１０２＿１～１０２＿３を装置５００の主光軸５００＿１に向けて偏向させ、電子源１０１の３つの虚像を形成する。
【0075】
[0097] 対物レンズ１３１は、観察中のサンプル８の表面７に３つの偏向されたビームレット１０２＿１～１０２＿３を集束させる（すなわち、３つの虚像を表面７に投影する）。ビームレット１０２＿１～１０２＿３によって表面７上に形成された像は、表面上に３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ、１０２＿２Ｓ、１０２＿３Ｓを形成する。
【0076】
[0098] 偏向されたビームレット１０２＿１～１０２＿３の偏向角度は、対物レンズ１３１による３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓの軸外収差を低減するように調整され、結果的に、３つの偏向されたビームレットは、対物レンズ１３１の前焦点を通過するか、又は前焦点に近づく。マイクロ補償器３２２－２＿１～３２２－２＿３は、残留フィールド曲率及びプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓの非点収差を補償するように調整される。像形成メカニズム３２２－１は、収差補償のための補助マイクロ補償器をさらに含み得、補助マイクロ補償器は、ビームレット補償メカニズム３２２－２と共に機能する。
【0077】
[0099] 可動回転防止集光レンズ２１０ＡＲの集束力を調整し、それに従って、その第１の主平面２１０ＡＲ＿２の位置を移動することにより、供給源変換ユニット５２０に垂直に入射するようにビームレット１０２＿１～１０２＿３を保持しながら、変更しない又は実質的に変更しない回転角度を有した状態で、プローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓのプローブ電流を変更することができる。また、図８Ｂを使用して、集束力及び第１の主平面２１０ＡＲ＿２の２つの例示的な設定に対するビームレット事前形成メカニズム１７２における３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３のサイズ及び位置を示すことができる。第２の設定における集束力は、第１の設定より強く、第２の設定における第１の主平面の位置は、第１の設定より電子源１０１に近い。第１の設定の場合、小さな円マーク１０２＿１～１０２＿３内の電子のみが３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３を通過することができる。第２の設定の場合、大きな円マーク１０２＿１～１０２＿３内の電子のみが３つのビーム制限開口１２１＿１～１２１＿３を通過することができる。従って、３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓのプローブ電流は、第２の設定の方が第１の設定より大きい。回転防止集光レンズ２１０ＡＲは、２つの設定に対してビームレット１０２＿１～１０２＿３の回転角度を変更しないまま保持することができるため、ビームレット１０２＿１～１０２＿３の円マークは、半径方向にのみ移動する。
【0078】
[00100] ビームレット形成アパーチャ１７２＿１～１７２＿３の形状及びサイズは、可動回転防止集光レンズ２１０ＡＲが２つの設定の範囲内で調整される際にビームレット１０２＿１～１０２＿３の円マークがカバーするエリアをカバーするように構成される。各ビームレット形成アパーチャの形状は、そのサイズを低減するように構成することができ、その結果、クーロン効果を相応に低減することができる。クーロン効果を相応にできる限り低減するために、各ビームレット形成アパーチャのサイズをできる限り低減できることが理解されている。従って、ビームレット形成アパーチャの形状は、互いに同じものでも（例えば、図８Ｂに示されるように）、異なるものでも（例えば、図８Ｃに示されるように）よい。ビームレット形成アパーチャ１７２＿１～１７２＿３は、円形、楕円形、多角形又は他の任意の形状で構成することができる。
【0079】
[00101] ここでは、図１１Ａを参照し、図１１Ａは、本開示の実施形態と一致する、マルチビーム装置６００Ａの例示的な構成を示す概略図である。この実施形態では、ビームレット事前形成メカニズム６７２のビームレット形成アパーチャ６７２＿１、６７２＿２、６７２＿３は、一次電子ビーム１０２を３つのビームレット１０２＿１～１０２＿３に分割し、その一方で、ビームレットの電流を制限するためのビーム制限アパーチャとして機能する。それに従って、図１０と比べると、未使用のすべての電子の進行がかなり早くに妨げられており、従って、クーロン効果がさらに大幅に低減される。ビームレット形成アパーチャ６７２＿１～６７２＿３のエッジに衝突するビームレット１０２＿１～１０２＿３の電子は、そこから散乱電子を生成し得る。これらの散乱電子は、ビームレット１０２＿１～１０２＿３の正常なパスから外れ、ビームレット１０２＿１～１０２＿３によって生成される像の背景雑音になる。供給源変換ユニット６２０では、ビームレット制限メカニズム６２１のビーム制限開口６２１＿１、６２１＿２、６２１＿３は、散乱電子の進行を妨げるコントラストアパーチャとして機能する。また、ビームレット制限メカニズム６２１は、ビームレット補償メカニズム３２２－２と像形成メカニズム３２２－１との間に位置することもできる。
【0080】
[00102] ３つのプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓのプローブ電流は、ビームレット形成アパーチャ６７２＿１～６７２＿３のサイズを変更することによって変化させることができる。サイズを変更するため、ビームレット事前形成メカニズム６７２は、移動可能であるように及び２つ以上のアパーチャグループを有するように構成することができる。あるグループのアパーチャのサイズは、別のグループのアパーチャのサイズとは異なり得る。ビームレット事前形成メカニズム６７２は、ビームレット形成アパーチャとして動作するように１つのアパーチャグループのアパーチャを設定するように移動させることができる。
【0081】
[00103] ここでは、図１１Ｂを参照し、図１１Ｂは、本開示の実施形態と一致する、図１１Ａの可動ビームレット事前形成メカニズム６７２の例示的な構成を示す概略図である。図１１Ｂでは、可動ビームレット事前形成メカニズム６７２は、２つのアパーチャグループを有する。グループ６７２－１のアパーチャ６７２＿１－１、６７２＿２－１、６７２＿３－１のサイズ及び間隔は、グループ６７２－２のアパーチャ６７２＿１－２、６７２＿２－２、６７２＿３－２のものより小さくなるように構成される。グループ６７２－１によって提供されるプローブ電流は、グループ６７２－２より小さい。グループ６７２－１が選択されると、ビームレット事前形成メカニズム６７２は、アパーチャ６７２＿１－１～６７２＿３－１が一次電子ビーム１０２をビームレット１０２＿１～１０２＿３に分割することができるように移動される。ビームレット１０２＿１～１０２＿３の対応するパスは、図１１Ａに示されている。グループ６７２－２が選択されると、ビームレット事前形成メカニズム６７２は、アパーチャ６７２＿１－２～６７２＿３－２が一次電子ビーム１０２をビームレット１０２＿１～１０２＿３に分割することができるように移動される。ビームレット１０２＿１～１０２＿３の対応するパスは、図１１Ｃに示されている。
【0082】
[00104] 図１１Ｃのビームレット１０２＿１～１０２＿３は、図１１Ａより強く且つ早く集束される。可動回転防止レンズ２１０ＡＲは、異なるアパーチャグループが使用される際は、回転角度を変更しないまま保持する。従って、アパーチャグループを並列に置くことができ、アパーチャグループを変更する際に、ビームレット事前形成メカニズム６７２は回転する必要はない。非回転は、ビームレット事前形成メカニズム６７２の構造を簡略化する。
【0083】
[00105] マルチビーム装置の場合、より高いスループットを得るには、より多くのビームレットが必要である。より多くのビームレットを利用可能にするため、供給源変換ユニットのビームレット間隔は、できる限り小さく構成される。マルチビーム装置の場合、より多くの種類のサンプルの観察又は検査を実現するには、プローブスポットの電流のより大きな変動範囲が必要である。結果的に、図８Ａの実施形態３００Ａ及び図１０の実施形態５００Ａなどのマルチビーム装置のプローブ電流の特定の変動範囲に対し、ビームレット間隔がある程度まで小さい場合は、ビームレット事前形成メカニズム１７２のいくつかのビームレット形成アパーチャは、図１２Ａ及び１２Ｂに示されるように、部分的に重複し得る。部分的に重複するビームレット形成アパーチャは、１つの組み合わされたビームレット形成アパーチャであるように構成することができる。供給源変換ユニットの２つの隣接するビーム制限開口を通過するビームレットは、この組み合わされたビームレット形成アパーチャを共に通過することができる。
【0084】
[00106] ここでは、図１２Ａ及び１２Ｂを参照し、図１２Ａ及び１２Ｂは、本開示の実施形態と一致する、ビームレット事前形成メカニズム（例えば、図８Ａのビームレット事前形成メカニズム１７２）のＸＹ平面における断面図である。図１２Ａは、５つのビームレット１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３、１０２＿４、１０２＿５を有する例を示す。ビームレット１０２＿１～１０２＿５の小さな円マークは、小さなプローブ電流を有するビームレット１０２＿１～１０２＿５に相当し、ビームレット１０２＿１～１０２＿５の大きな円マークは、大きなプローブ電流を有するビームレット１０２＿１～１０２＿５に相当する。ビームレット１０２＿２、１０２＿４は、組み合わされたビームレット形成アパーチャ１７２＿２＋４を通過し、ビームレット１０２＿３、１０２＿５は、組み合わされたビームレット形成アパーチャ１７２＿３＋５を通過する。同様に、組み合わされたビームレット形成アパーチャは、未使用の電子の進行をできる限り妨げるために、異なる形状及びサイズに構成することができる。例えば、組み合わされたビームレット形成アパーチャ１７２＿２＋４は、楕円形であり、組み合わされたビームレット形成アパーチャ１７２＿３＋５は、多角形である。図１２Ｂは、２５のビームレットを有する例を示す。ビームレット事前形成メカニズム１７２は、４つの組み合わされたビームレット形成アパーチャ及び１７の単一のビームレット形成アパーチャを有する。
【0085】
[00107] ここでは、図１３及び１４を参照し、図１３及び１４は、各々が、本開示の実施形態と一致する、図１２Ａのビームレット事前形成メカニズムを有するマルチビーム装置の例示的な構成を示す概略図である。図１３のマルチビーム装置３１０Ａの構成は、図８Ａのマルチビーム装置３００Ａの構成と同様である。図１３のマルチビーム装置３１０Ａでは、５つのビームレット１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３、１０２＿４、１０２＿５がある。ビームレット事前形成メカニズム１７２は、３つのビームレット形成アパーチャ１７２＿１、１７２＿２＋４、１７２＿３＋５を有し、ビームレット形成アパーチャ１７２＿２＋４、１７２＿３＋５は、組み合わされたビームレット形成アパーチャである。中央のビームレット１０２＿１は、中央のビームレット形成アパーチャ１７２＿１を通過し、左側の２つのビームレット１０２＿２、１０２＿４は、左側のビームレット形成アパーチャ１７２＿２＋４を通過し、右側の２つのビームレット１０２＿３、１０２＿５は、右側のビームレット形成アパーチャ１７２＿３＋５を通過する。
【0086】
[00108] 図１４のマルチビーム装置５１０Ａの構成は、図１０Ａのマルチビーム装置５００Ａの構成と同様である。図１４のマルチビーム装置５１０Ａの構成では、５つのビームレット１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３、１０２＿４、１０２＿５がある。ビームレット事前形成メカニズム１７２は、３つのビームレット形成アパーチャ１７２＿１、１７２＿２＋４、１７２＿３＋５を有し、ビームレット形成アパーチャ１７２＿２＋４、１７２＿３＋５は、組み合わされたビームレット形成アパーチャである。中央のビームレット１０２＿１は、中央のビームレット形成アパーチャ１７２＿１を通過し、左側の２つのビームレット１０２＿２、１０２＿４は、左側のビームレット形成アパーチャ１７２＿２＋４を通過し、右側の２つのビームレット１０２＿３、１０２＿５は、右側のビームレット形成アパーチャ１７２＿３＋５を通過する。
【0087】
[00109] 図１Ａに戻ると、従来の装置に対する多数のプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓは、多数の小さな走査領域を走査するための共通の偏向走査ユニットによって偏向される。従って、すべてのビームレットの走査特徴（走査方向、走査範囲及び走査速度など）は同じである。しかし、観察又は検査中のいくつかのサンプルに対し、異なる小さな走査領域におけるパターン特徴は、非常に異なるものであり得る。多数のプローブスポットによって生成される像のより良い像コントラストを得るため、ビームレットのうちのいくつか、又はすべての走査特徴は、異なる必要があり、小さな走査領域の各々におけるパターン特徴に従って個別に設定する方が良い。上記で言及される１つの供給源変換ユニットの各像形成マイクロ偏向器は、個々の偏向走査を実行することができる。
【0088】
[00110] ここでは、図１５Ａ～１５Ｃを参照し、図１５Ａ～１５Ｃは、本開示の実施形態と一致する、個々の偏向走査を伴うマルチビーム装置７００Ａの例示的な構成を示す概略図である。図１５Ａのマルチビーム装置７００Ａの構成は、図１Ａのマルチビーム装置１００Ａとのいくつかの類似性を有するが、マルチビーム装置７００Ａは、供給源変換ユニット７２０の像形成メカニズム７２２をさらに含む。図１５Ａでは、像形成メカニズム７２２の各像形成マイクロ偏向器７２２＿１、７２２＿２、７２２＿３は、電子源１０１の虚像を形成するためにビームレット１０２＿１、１０２＿２、１０２＿３のうちの１つを偏向させることができ、それに加えて、小さな走査領域にわたって対応するプローブスポットを走査するために１つのビームレットを動的に偏向させることができる。図１５Ｂは、プローブスポット１０２＿１Ｓ、１０２＿２Ｓ、１０２＿３Ｓの例示的な走査パスを示す。プローブスポット１０２＿１Ｓは、破線の輪郭を有する領域Ａ１をＸ軸方向とＹ軸方向との間の方向に走査し、プローブスポット１０２＿２Ｓは、破線の輪郭を有する領域Ａ２をＸ軸方向に走査し、プローブスポット１０２＿３Ｓは、線の輪郭を有する領域Ａ３をＹ軸方向に走査する。
【0089】
[00111] 図１５Ａでは、走査領域Ａ１、Ａ２、Ａ３からプローブスポット１０２＿１Ｓ～１０２＿３Ｓによって二次ビーム又は信号ビーム１０２＿１ｓｅ、１０２＿２ｓｅ、１０２＿３ｓｅが生成される。ビームセパレータ１６０は、二次投影結像系１５０に入るように二次ビーム１０２＿１ｓｅ～１０２＿３ｓｅを偏向させる。二次投影結像系１５０は、電子検出デバイス１４０Ｍの検出要素１４０＿１、１４０＿２、１４０＿３によって検出されるように二次ビーム１０２＿１ｓｅ～１０２＿３ｓｅを集束させる。図１５Ｃは、検出要素１４０＿１、１４０＿２、１４０＿３上の二次ビーム１０２＿１ｓｅ～１０２＿３ｓｅの例示的な走査パスを示す。各二次ビームの走査パスが対応する検出要素を越える場合は、電子検出デバイス１４０Ｍの前に置かれた反走査偏向ユニット（図１５Ａには図示せず）を使用して、検出要素１４０＿１～１４０＿３上の二次ビームの動きを少なくとも部分的に止めることができる。
【0090】
[00112] 以下の条項を使用して実施形態をさらに説明することができる。
１．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する回転防止レンズであって、
第１の磁界を生成し、回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された第１の磁気レンズと、
第２の磁界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成された第２の磁気レンズと、を含み、
回転防止レンズの集束力が、第１の磁界及び第２の磁界を変化させることによって調整可能であり、第１の磁界及び第２の磁界が、光軸上で反対の方向を有する、回転防止レンズ。
２．集束力が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項１に記載の回転防止レンズ。
３．回転角度がゼロである、条項２に記載の回転防止レンズ。
４．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する回転防止レンズであって、
磁界を生成し、回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された磁気レンズと、
静電界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成された静電レンズと、を含み、
磁界と静電界とが、少なくとも部分的に重複し、回転防止レンズの集束力が、磁界及び／又は静電界を変化させることによって調整可能である、回転防止レンズ。
５．集束力が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項５に記載の回転防止レンズ。
６．回転角度がゼロである、条項５に記載の回転防止レンズ。
７．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズであって、
第１の磁界を生成し、可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された第１の磁気レンズと、
第２の磁界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成された第２の磁気レンズと、
第３の磁界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成された第３の磁気レンズと、を含み、
可動回転防止レンズの集束力及び主平面が、第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界を変化させることによって調整可能であり、第１の磁界、第２の磁界及び第３の磁界のうちの２つが、光軸上で反対の方向を有する、可動回転防止レンズ。
８．集束力及び主平面が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項７に記載の可動回転防止レンズ。
９．回転角度がゼロである、条項８に記載の可動回転防止レンズ。
１０．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズであって、
可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された回転防止レンズと、
光軸と位置合わせされるように構成されたレンズと、を含み、
可動回転防止レンズの集束力及び主平面が、回転防止レンズの集束力及び／又はレンズの集束力を変化させることによって調整可能であり、主平面が、荷電粒子ビームを生成する供給源に対して調整可能である、可動回転防止レンズ。
１１．集束力及び主平面が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項１０に記載の可動回転防止レンズ。
１２．回転角度がゼロである、条項１１に記載の可動回転防止レンズ。
１３．レンズが静電レンズである、条項１０に記載の可動回転防止レンズ。
１４．レンズが磁気レンズである、条項１０に記載の可動回転防止レンズ。
１５．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズであって、
可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された第１の回転防止レンズと、
光軸と位置合わせされるように構成された第２の回転防止レンズと、を含み、
可動回転防止レンズの集束力及び主平面が、第１の回転防止レンズの集束力及び／又は第２の回転防止レンズの集束力を変化させることによって調整可能である、可動回転防止レンズ。
１６．可動回転防止レンズの集束力及び主平面が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項１５に記載の可動回転防止レンズ。
１７．回転角度がゼロである、条項１６に記載の可動回転防止レンズ。
１８．サンプルを観察するためのマルチビーム装置であって、
一次電子ビームを生成するように構成された電子源と、
一次電子ビームを集束させるように構成された集光レンズであって、回転防止レンズ又は可動回転防止レンズのうちの１つである集光レンズと、
一次電子ビームの多数のビームレットによって電子源の多数の像を形成するように構成された供給源変換ユニットと、
多数のビームレットを表面上に集束させ、表面上に多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、
サンプルから多数のプローブスポットによって生成された多数の二次ビームを検出するように構成された多数の検出要素を有する電子検出デバイスと、
を含む、マルチビーム装置。
１９．電子源と集光レンズとの間にあり、複数のビームレット形成アパーチャを含むビームレット事前形成メカニズムをさらに含む、条項１８に記載のマルチビーム装置。
２０．複数のビームレット形成アパーチャが、一次電子ビームを複数のビームレットに調節するように構成される、条項１９に記載のマルチビーム装置。
２１．集光レンズが、複数の回転角度で供給源変換ユニットに入射するように複数のビームレットを集束させるように構成される、条項２０に記載のマルチビーム装置。
２２．複数の回転角度が、多数のプローブスポットのプローブ電流を変化させる際に、変更しないまま又は実質的に変更しないままである、条項２１に記載のマルチビーム装置。
２３．複数のビームレットが、多数のビームレットを構成する、条項２０～２２の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２４．プローブ電流が、複数のビームレット形成アパーチャのサイズを変化させることによって変更することができる、条項１９～２３の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２５．供給源変換ユニットが、複数のビームレットを多数のビームレットに調節するように構成された多数のビーム制限開口を含む、条項２０、２３又は２４に記載のマルチビーム装置。
２６．プローブ電流が、集光レンズの集束力を調整することによって変更することができる、条項１８～２５の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２７．複数のビームレット形成アパーチャが、多数のプローブスポット内にはない電子の進行を妨げるように構成される、条項１９～２６の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２８．供給源変換ユニットが、多数の像を形成するために多数のビームレットを偏向させるように構成された像形成メカニズムを含む、条項１８～２７の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２９．像形成メカニズムが、多数の像を形成するために多数のビームレットを偏向させるように構成された多数の電子光学要素を含む、条項２８に記載のマルチビーム装置。
３０．多数のビームレットの偏向角度が、多数のプローブスポットの収差を低減するために個別に設定される、条項２８又は２９に記載のマルチビーム装置。
３１．多数の電子光学要素が、多数のプローブスポットの軸外収差を補償するように構成される、条項２９に記載のマルチビーム装置。
３２．供給源変換ユニットが、多数のプローブスポットの軸外収差を補償するように構成されたビームレット補償メカニズムを含む、条項１８～３１の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
３３．多数の電子光学要素及びビームレット補償メカニズムが共に、多数のプローブスポットの収差を補償する、条項３２に記載のマルチビーム装置。
３４．供給源変換ユニットの下方に位置付けられた偏向走査ユニットをさらに含む、条項２９に記載のマルチビーム装置。
３５．偏向走査ユニットが、多数のプローブスポットを走査するために多数のビームレットを偏向させるように構成される、条項３４に記載のマルチビーム装置。
３６．多数の電子光学要素が、多数のプローブスポットを走査するために多数のビームレットを偏向させるように構成される、条項３４又は３５に記載のマルチビーム装置。
３７．偏向走査ユニット及び多数の電子光学要素が共に、多数のプローブスポットを走査するために多数のビームレットを偏向させるように構成される、条項３４又は３５に記載のマルチビーム装置。
３８．多数の電子光学要素が、多数のプローブスポットを走査するために多数のビームレットを偏向させるように構成される、条項２９に記載のマルチビーム装置。
３９．多数のプローブスポットの１つ又は複数が、１つ又は複数の走査特徴において異なり得る、条項３６～３８の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
４０．走査特徴の１つが、走査方向を含む、条項３９に記載のマルチビーム装置。
４１．走査特徴の１つが、走査サイズを含む、条項３９に記載のマルチビーム装置。
４２．走査特徴の１つが、走査速度を含む、条項３９に記載のマルチビーム装置。
４３．電子検出デバイスの前に置かれ、多数の二次ビームを多数の検出要素の方に偏向させるように構成された反走査偏向ユニットをさらに含む、条項３６～３９の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
４４．荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法であって、
回転防止レンズの光軸と位置合わせされた第１の磁気レンズによって第１の磁界を生成することと、
これが光軸と位置合わせされた第２の磁気レンズによって第２の磁界を生成することと、
第１の磁界及び第２の磁界によって回転防止レンズの集束力を生成することであって、第１の磁界及び第２の磁界が、光軸上で反対の方向を有することと、
を含む、方法。
４５．荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら第１の磁界及び第２の磁界を調整することによって集束力を変更することをさらに含む、条項４４に記載の方法。
４６．荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法であって、
磁気レンズによって磁界を生成することと、
静電レンズによって静電界を生成することと、
磁界及び／又は静電界によって回転防止レンズの集束力を生成することであって、磁界と静電界とが、少なくとも部分的に重複することと、
を含む、方法。
４７．荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら磁界及び／又は静電界を調整することによって集束力を変更することをさらに含む、条項４６に記載の方法。
４８．荷電粒子ビームを集束させるための可動回転防止レンズを構成するための方法であって、
可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされた第１の磁気レンズによって第１の磁界を生成することと、
光軸と位置合わせされた第２の磁気レンズによって第２の磁界を生成することと、
光軸と位置合わせされた第３の磁気レンズによって第３の磁界を生成することと、
第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界によって可動回転防止レンズの集束力を生成することであって、第１の磁界、第２の磁界及び第３の磁界のうちの２つが、光軸上で反対の方向を有することと、
を含む、方法。
４９．荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界を調整することによって、集束力を変更し、可動回転防止レンズの主平面を移動することをさらに含む、条項４８に記載の方法。
５０．サンプルを観察するためのマルチビーム装置を構成するための方法であって、
電子源と集光レンズとの間に位置付けられたビームレット事前形成メカニズムによって、電子源からの一次電子ビームを複数のビームレットに調節することと、
供給源変換ユニットによって、複数のビームレットを使用して電子源の多数の像を形成することと、
多数の像をサンプルに投影することによって、サンプル上に多数のプローブスポットを形成することと、
多数のプローブスポットのプローブ電流を変更する際に複数のビームレットの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持するように集光レンズを調整することであって、集光レンズが、回転防止レンズ又は可動回転防止レンズのうちの１つであることと、
を含む、方法。
５１．サンプル上の多数のプローブスポットを走査するように供給源変換ユニットを調整することをさらに含む、条項５０に記載の方法。
５２．荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、方法が、
第１の磁界を生成するように第１の磁気レンズに指示することであって、第１の磁気レンズが、回転防止レンズの光軸と位置合わせされることと、
第２の磁界を生成するように第２の磁気レンズに指示することであって、第２の磁気レンズが、光軸と位置合わせされることと、を含み、
第１の磁界及び第２の磁界が、回転防止レンズの集束力を生成し、
第１の磁界及び第２の磁界が、光軸上で反対の方向を有する、非一時的なコンピュータ可読媒体。
５３．マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットが、
集束力を調整するために、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら第１の磁界及び第２の磁界を調整することをマルチビーム装置にさらに実行させる、条項５２に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
５４．荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、方法が、
磁界を生成するように磁気レンズに指示することと、
静電界を生成するように静電レンズに指示することと、を含み、
磁界及び／又は静電界が、回転防止レンズの集束力を生成し、
磁界と静電界とが、少なくとも部分的に重複する、非一時的なコンピュータ可読媒体。
５５．マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットが、をマルチビーム装置にさらに実行させる、条項５４に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
５６．集束力を変更するために、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら磁界及び／又は静電界を調整すること。
５７．荷電粒子ビームを集束させるための可動回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、方法が、
第１の磁界を生成するように第１の磁気レンズに指示することであって、第１の磁気レンズが、可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされることと、
第２の磁界を生成するように第２の磁気レンズに指示することであって、第２の磁気レンズが、光軸と位置合わせされることと、
第３の磁界を生成するように第３の磁気レンズに指示することであって、第３の磁気レンズが、光軸と位置合わせされることと、を含み、
第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界が、可動回転防止レンズの集束力を生成し、
第１の磁界、第２の磁界及び第３の磁界のうちの２つが、光軸上で反対の方向を有する、非一時的なコンピュータ可読媒体。
５８．マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットが、
集束力を変更し、可動回転防止レンズの主平面を移動するために、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界を調整することをマルチビーム装置にさらに実行させる、条項５７に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
１．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する回転防止レンズであって、
第１の磁界を生成し、回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された第１の磁気レンズと、
第２の磁界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成された第２の磁気レンズと、を含み、
回転防止レンズの集束力が、第１の磁界及び第２の磁界を変化させることによって調整可能であり、第１の磁界及び第２の磁界が、光軸上で反対の方向を有する、回転防止レンズ。
２．集束力が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項１に記載の回転防止レンズ。
３．回転角度がゼロである、条項２に記載の回転防止レンズ。
４．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する回転防止レンズであって、
磁界を生成し、回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された磁気レンズと、
静電界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成された静電レンズと、を含み、
磁界と静電界とが、少なくとも部分的に重複し、回転防止レンズの集束力が、磁界及び／又は静電界を変化させることによって調整可能である、回転防止レンズ。
５．集束力が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項５に記載の回転防止レンズ。
６．回転角度がゼロである、条項５に記載の回転防止レンズ。
７．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズであって、
第１の磁界を生成し、可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された第１の磁気レンズと、
第２の磁界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成された第２の磁気レンズと、
第３の磁界を生成し、光軸と位置合わせされるように構成された第３の磁気レンズと、を含み、
可動回転防止レンズの集束力及び主平面が、第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界を変化させることによって調整可能であり、第１の磁界、第２の磁界及び第３の磁界のうちの２つが、光軸上で反対の方向を有する、可動回転防止レンズ。
８．集束力及び主平面が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項７に記載の可動回転防止レンズ。
９．回転角度がゼロである、条項８に記載の可動回転防止レンズ。
１０．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズであって、
可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された回転防止レンズと、
光軸と位置合わせされるように構成されたレンズと、を含み、
可動回転防止レンズの集束力及び主平面が、回転防止レンズの集束力及び／又はレンズの集束力を変化させることによって調整可能であり、主平面が、荷電粒子ビームを生成する供給源に対して調整可能である、可動回転防止レンズ。
１１．集束力及び主平面が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項１０に記載の可動回転防止レンズ。
１２．回転角度がゼロである、条項１１に記載の可動回転防止レンズ。
１３．レンズが静電レンズである、条項１０に記載の可動回転防止レンズ。
１４．レンズが磁気レンズである、条項１０に記載の可動回転防止レンズ。
１５．荷電粒子ビームを集束させるための集束力を有する可動回転防止レンズであって、
可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされるように構成された第１の回転防止レンズと、
光軸と位置合わせされるように構成された第２の回転防止レンズと、を含み、
可動回転防止レンズの集束力及び主平面が、第１の回転防止レンズの集束力及び／又は第２の回転防止レンズの集束力を変化させることによって調整可能である、可動回転防止レンズ。
１６．可動回転防止レンズの集束力及び主平面が、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら調整可能である、条項１５に記載の可動回転防止レンズ。
１７．回転角度がゼロである、条項１６に記載の可動回転防止レンズ。
１８．サンプルを観察するためのマルチビーム装置であって、
一次電子ビームを生成するように構成された電子源と、
一次電子ビームを集束させるように構成された集光レンズであって、回転防止レンズ又は可動回転防止レンズのうちの１つである集光レンズと、
一次電子ビームの多数のビームレットによって電子源の多数の像を形成するように構成された供給源変換ユニットと、
多数のビームレットを表面上に集束させ、表面上に多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、
サンプルから多数のプローブスポットによって生成された多数の二次ビームを検出するように構成された多数の検出要素を有する電子検出デバイスと、
を含む、マルチビーム装置。
１９．電子源と集光レンズとの間にあり、複数のビームレット形成アパーチャを含むビームレット事前形成メカニズムをさらに含む、条項１８に記載のマルチビーム装置。
２０．複数のビームレット形成アパーチャが、一次電子ビームを複数のビームレットに調節するように構成される、条項１９に記載のマルチビーム装置。
２１．集光レンズが、複数の回転角度で供給源変換ユニットに入射するように複数のビームレットを集束させるように構成される、条項２０に記載のマルチビーム装置。
２２．複数の回転角度が、多数のプローブスポットのプローブ電流を変化させる際に、変更しないまま又は実質的に変更しないままである、条項２１に記載のマルチビーム装置。
２３．複数のビームレットが、多数のビームレットを構成する、条項２０～２２の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２４．プローブ電流が、複数のビームレット形成アパーチャのサイズを変化させることによって変更することができる、条項１９～２３の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２５．供給源変換ユニットが、複数のビームレットを多数のビームレットに調節するように構成された多数のビーム制限開口を含む、条項２０、２３又は２４に記載のマルチビーム装置。
２６．プローブ電流が、集光レンズの集束力を調整することによって変更することができる、条項１８～２５の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２７．複数のビームレット形成アパーチャが、多数のプローブスポット内にはない電子の進行を妨げるように構成される、条項１９～２６の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２８．供給源変換ユニットが、多数の像を形成するために多数のビームレットを偏向させるように構成された像形成メカニズムを含む、条項１８～２７の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
２９．像形成メカニズムが、多数の像を形成するために多数のビームレットを偏向させるように構成された多数の電子光学要素を含む、条項２８に記載のマルチビーム装置。
３０．多数のビームレットの偏向角度が、多数のプローブスポットの収差を低減するために個別に設定される、条項２８又は２９に記載のマルチビーム装置。
３１．多数の電子光学要素が、多数のプローブスポットの軸外収差を補償するように構成される、条項２９に記載のマルチビーム装置。
３２．供給源変換ユニットが、多数のプローブスポットの軸外収差を補償するように構成されたビームレット補償メカニズムを含む、条項１８～３１の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
３３．多数の電子光学要素及びビームレット補償メカニズムが共に、多数のプローブスポットの収差を補償する、条項３２に記載のマルチビーム装置。
３４．供給源変換ユニットの下方に位置付けられた偏向走査ユニットをさらに含む、条項２９に記載のマルチビーム装置。
３５．偏向走査ユニットが、多数のプローブスポットを走査するために多数のビームレットを偏向させるように構成される、条項３４に記載のマルチビーム装置。
３６．多数の電子光学要素が、多数のプローブスポットを走査するために多数のビームレットを偏向させるように構成される、条項３４又は３５に記載のマルチビーム装置。
３７．偏向走査ユニット及び多数の電子光学要素が共に、多数のプローブスポットを走査するために多数のビームレットを偏向させるように構成される、条項３４又は３５に記載のマルチビーム装置。
３８．多数の電子光学要素が、多数のプローブスポットを走査するために多数のビームレットを偏向させるように構成される、条項２９に記載のマルチビーム装置。
３９．多数のプローブスポットの１つ又は複数が、１つ又は複数の走査特徴において異なり得る、条項３６～３８の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
４０．走査特徴の１つが、走査方向を含む、条項３９に記載のマルチビーム装置。
４１．走査特徴の１つが、走査サイズを含む、条項３９に記載のマルチビーム装置。
４２．走査特徴の１つが、走査速度を含む、条項３９に記載のマルチビーム装置。
４３．電子検出デバイスの前に置かれ、多数の二次ビームを多数の検出要素の方に偏向させるように構成された反走査偏向ユニットをさらに含む、条項３６～３９の何れか一項に記載のマルチビーム装置。
４４．荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法であって、
回転防止レンズの光軸と位置合わせされた第１の磁気レンズによって第１の磁界を生成することと、
これが光軸と位置合わせされた第２の磁気レンズによって第２の磁界を生成することと、
第１の磁界及び第２の磁界によって回転防止レンズの集束力を生成することであって、第１の磁界及び第２の磁界が、光軸上で反対の方向を有することと、
を含む、方法。
４５．荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら第１の磁界及び第２の磁界を調整することによって集束力を変更することをさらに含む、条項４４に記載の方法。
４６．荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法であって、
磁気レンズによって磁界を生成することと、
静電レンズによって静電界を生成することと、
磁界及び／又は静電界によって回転防止レンズの集束力を生成することであって、磁界と静電界とが、少なくとも部分的に重複することと、
を含む、方法。
４７．荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら磁界及び／又は静電界を調整することによって集束力を変更することをさらに含む、条項４６に記載の方法。
４８．荷電粒子ビームを集束させるための可動回転防止レンズを構成するための方法であって、
可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされた第１の磁気レンズによって第１の磁界を生成することと、
光軸と位置合わせされた第２の磁気レンズによって第２の磁界を生成することと、
光軸と位置合わせされた第３の磁気レンズによって第３の磁界を生成することと、
第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界によって可動回転防止レンズの集束力を生成することであって、第１の磁界、第２の磁界及び第３の磁界のうちの２つが、光軸上で反対の方向を有することと、
を含む、方法。
４９．荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界を調整することによって、集束力を変更し、可動回転防止レンズの主平面を移動することをさらに含む、条項４８に記載の方法。
５０．サンプルを観察するためのマルチビーム装置を構成するための方法であって、
電子源と集光レンズとの間に位置付けられたビームレット事前形成メカニズムによって、電子源からの一次電子ビームを複数のビームレットに調節することと、
供給源変換ユニットによって、複数のビームレットを使用して電子源の多数の像を形成することと、
多数の像をサンプルに投影することによって、サンプル上に多数のプローブスポットを形成することと、
多数のプローブスポットのプローブ電流を変更する際に複数のビームレットの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持するように集光レンズを調整することであって、集光レンズが、回転防止レンズ又は可動回転防止レンズのうちの１つであることと、
を含む、方法。
５１．サンプル上の多数のプローブスポットを走査するように供給源変換ユニットを調整することをさらに含む、条項５０に記載の方法。
５２．荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、方法が、
第１の磁界を生成するように第１の磁気レンズに指示することであって、第１の磁気レンズが、回転防止レンズの光軸と位置合わせされることと、
第２の磁界を生成するように第２の磁気レンズに指示することであって、第２の磁気レンズが、光軸と位置合わせされることと、を含み、
第１の磁界及び第２の磁界が、回転防止レンズの集束力を生成し、
第１の磁界及び第２の磁界が、光軸上で反対の方向を有する、非一時的なコンピュータ可読媒体。
５３．マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットが、
集束力を調整するために、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら第１の磁界及び第２の磁界を調整することをマルチビーム装置にさらに実行させる、条項５２に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
５４．荷電粒子ビームを集束させるための回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、方法が、
磁界を生成するように磁気レンズに指示することと、
静電界を生成するように静電レンズに指示することと、を含み、
磁界及び／又は静電界が、回転防止レンズの集束力を生成し、
磁界と静電界とが、少なくとも部分的に重複する、非一時的なコンピュータ可読媒体。
５５．マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットが、をマルチビーム装置にさらに実行させる、条項５４に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
５６．集束力を変更するために、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら磁界及び／又は静電界を調整すること。
５７．荷電粒子ビームを集束させるための可動回転防止レンズを構成するための方法をマルチビーム装置に実行させるために、マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットを格納する非一時的なコンピュータ可読媒体であって、方法が、
第１の磁界を生成するように第１の磁気レンズに指示することであって、第１の磁気レンズが、可動回転防止レンズの光軸と位置合わせされることと、
第２の磁界を生成するように第２の磁気レンズに指示することであって、第２の磁気レンズが、光軸と位置合わせされることと、
第３の磁界を生成するように第３の磁気レンズに指示することであって、第３の磁気レンズが、光軸と位置合わせされることと、を含み、
第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界が、可動回転防止レンズの集束力を生成し、
第１の磁界、第２の磁界及び第３の磁界のうちの２つが、光軸上で反対の方向を有する、非一時的なコンピュータ可読媒体。
５８．マルチビーム装置の１つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令セットが、
集束力を変更し、可動回転防止レンズの主平面を移動するために、荷電粒子ビームの回転角度を変更しないまま又は実質的に変更しないまま保持しながら第１の磁界、第２の磁界及び／又は第３の磁界を調整することをマルチビーム装置にさらに実行させる、条項５７に記載の非一時的なコンピュータ可読媒体。
【0091】
[00113] マルチビーム装置のコントローラは、上記で説明される機能性を制御するためにソフトウェアを使用できることが理解されている。例えば、コントローラは、適切なフィールド（例えば、磁界又は静電界）を生成するために、前述のレンズに命令を送信することができる。ソフトウェアは、非一時的なコンピュータ可読媒体上に格納することができる。非一時的な媒体の共通の形態は、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、他の任意の磁気データ記憶媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、他の任意の光データ記憶媒体、ホールのパターンを有する任意の物理的な媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＰＲＯＭ、他の任意のフラッシュメモリ、ＮＶＲＡＭ、キャッシュ、レジスタ、他の任意のメモリチップ又はカートリッジ、及び、それらのネットワーク接続バージョンを含む。
【0092】
[00114] 本発明は、その好ましい実施形態に関連して説明してきたが、以下で特許請求されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、他の変更及び変形を行うことができることを理解されたい。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
