特許 7499207 同時ＳＴＥＭおよびＴＥＭ顕微鏡

(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】2024-06-05

(45)【発行日】2024-06-13

(54)【発明の名称】同時ＳＴＥＭおよびＴＥＭ顕微鏡

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/147 20060101AFI20240606BHJP

   G02B 21/00 20060101ALI20240606BHJP

   H01J 37/28 20060101ALI20240606BHJP

   H01J 37/26 20060101ALI20240606BHJP

   G01N 23/04 20180101ALI20240606BHJP

【ＦＩ】

H01J37/147 A

G02B21/00

H01J37/28 C

H01J37/26

G01N23/04 330

【請求項の数】 20

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2021054726

(22)【出願日】2021-03-29

(65)【公開番号】P2021163756

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2024-03-28

(31)【優先権主張番号】16/835,131

(32)【優先日】2020-03-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】501233536

【氏名又は名称】エフ イー アイ カンパニ

【氏名又は名称原語表記】ＦＥＩ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100135079

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 修

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンダー ヘンストラ

(72)【発明者】

【氏名】ユチェン デン

(72)【発明者】

【氏名】ホルガー コール

【審査官】藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２００６／０８８１５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／２１０２４９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／２４３４７４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０５６０１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３５１３７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６

Ｇ０２Ｂ ２１／００

Ｇ０１Ｎ ２３／０４

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術を用いてサンプルを調査する方法であって、前記方法が、
サンプルに向かって複数の電子を放射することと、
前記複数の電子から第１の電子ビームおよび第２の電子ビームを形成することと、
前記第１の電子ビームおよび前記第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を、
前記第１の電子ビームが、前記サンプルの平面または前記サンプルの近くの平面に集束されるＳＴＥＭビームになり、および
前記第２の電子ビームが、前記サンプルに入射するＴＥＭビームになるように修正することと、
前記ＳＴＥＭビームおよび前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することから結果として生じる放射を同時に検出することと、
前記検出された放射に基づいてＳＴＥＭ画像およびＴＥＭ画像を生成することと、を含む、方法。

【請求項2】

前記サンプルの表面領域を横切って前記ＳＴＥＭビームを走査させることをさらに含み、前記ＳＴＥＭビームが走査される間、前記ＴＥＭビームが前記サンプルの静止場所に入射したままである、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することに起因する前記検出された放射の第１の部分を決定することと、前記ＳＴＥＭビームが前記サンプルに入射することに起因する前記検出された放射の第２の部分を決定することと、をさらに含む、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記ＴＥＭ画像が、前記第１の部分に基づいて生成され、前記ＳＴＥＭ画像が、前記第２の部分に基づいて生成される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

ＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術を用いてサンプルを調査する方法であって、前記方法が、
サンプルに向かって複数の電子を放射することと、
前記複数の電子から第１の電子ビームおよび第２の電子ビームを形成することと、
前記第１の電子ビームおよび前記第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を、
前記第１の電子ビームが、前記サンプルの平面または前記サンプルの近くの平面に集束されるＳＴＥＭビームになり、および
前記第２の電子ビームが、前記サンプルに入射するときに平行ビームであるＴＥＭビームになるように修正することと、
前記ＳＴＥＭビームおよび前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することから結果として生じる放射を検出することと、を含む、方法。

【請求項6】

前記ＳＴＥＭビームおよび前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することから結果として生じる前記検出された放射から、ＳＴＥＭ画像およびＴＥＭ画像の一方または両方を生成することをさらに含む、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記ＳＴＥＭビームおよび前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することから結果として生じる放射を検出することが、（１）前記ＳＴＥＭビームが入射することから結果として生じる放射、および（２）前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することから結果として生じる放射を同じ検出器を使用して検出することを含む、請求項５に記載の方法。

【請求項8】

前記ＳＴＥＭビームおよび前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することから結果として生じる放射を検出することが、（１）前記ＳＴＥＭビームが入射することから結果として生じる放射、および（２）前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することから結果として生じる放射を同時に検出することを含む、請求項５に記載の方法。

【請求項9】

前記サンプルの表面領域を横切って前記ＳＴＥＭビームを走査することをさらに含む、請求項５に記載の方法。

【請求項10】

前記ＳＴＥＭビームが走査されている間、前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射したままである、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

ＳＴＥＭ動作モード、ＴＥＭ動作モード、およびＳＴＥＭ／ＴＥＭ同時動作モードのうちの２つの間で切り替えることをさらに含む、請求項５に記載の方法。

【請求項12】

前記ＳＴＥＭ動作モードへの切り替えが、前記ＳＴＥＭビームのみが前記サンプルに入射するように前記ＴＥＭビームを遮断させることを含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記ＴＥＭビームを遮断させることが、
前記ＴＥＭビームがビームブロッカーによって遮断されるように、前記ＴＥＭビームを偏向させること、
ビームブロッカーが前記ＴＥＭビームの経路を塞ぐように前記ビームブロッカーを移動させること、および
前記ＴＥＭビームがアパーチャを通過できないように前記アパーチャを塞ぐことのうちの１つを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することに起因する前記検出された放射の第１の部分を決定することをさらに含む、請求項５－１３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記第１の部分に基づいてＴＥＭ画像を生成することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記ＳＴＥＭビームが前記サンプルに入射することに起因する前記検出された放射の第２の部分を決定することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項17】

前記第２の部分に基づいてＳＴＥＭ画像を生成することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記複数の電子を第１の電子ビームおよび第２の電子ビームに前記形成すること、および前記焦点特性の前記修正が、少なくとも部分的に二焦点ビームフォーマによって実行される、請求項５－１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

前記二焦点ビームフォーマが、前記第１の電子ビームおよび前記第２の電子ビームの一方に少なくとも四重極レンズ効果を適用する、請求項１８に記載の方法。

【請求項20】

前記ＳＴＥＭビームおよび前記ＴＥＭビームが前記サンプルに入射することから結果として生じる前記放射が、単一の検出器および／または検出器アレイを用いて検出される、請求項５－１９のいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、同時ＳＴＥＭおよびＴＥＭ顕微鏡に関する。

【背景技術】

【0002】

現在のほとんどの電子顕微鏡システムは、遷移電子顕微鏡（ＴＥＭ）撮像または走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）撮像のうちいずれかを実行するように構成されている。追加的に、ＴＥＭおよびＳＴＥＭ撮像を行うことができるそれらのシステムは、異なるレンズ、検出器、検出器アレイ、および／またはそれらの構成を、動作モードごとに使用する。したがって、ＴＥＭ撮像モードとＳＴＥＭ撮像モードとの間で切り替えるには、ユーザが検出器を切り替えるか、異なるレンズの励起を変化させるか、ビームシフトおよび／またはフォーカスドリフトが薄れるのを待つか、またはそれらの組み合わせが必要となる。これは、そのようなシステムをある動作モードから別の動作モードに切り替えるのが困難である、および／または時間がかかることを意味している。

【発明の概要】

【0003】

本開示による、ＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術でサンプルを調査するために単一電子顕微鏡システムを使用するための方法は、サンプルに向かって複数の電子を放射するステップと、複数の電子を第１の電子ビームおよび第２の電子ビームに形成し、次いで２つの電子ビームが異なる焦点面を有するように第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正するステップと、の初期のステップを含む。一旦２つのビームが異なる焦点面を有すると、本発明による方法は、サンプルに集束されたＳＴＥＭビームとして作用するように第１の電子ビームを集束するステップと、ＴＥＭビームとして作用するように第２の電子ビームを集束するステップと、の追加のステップを含む。撮像中、ＳＴＥＭビームはサンプルの表面で走査されるが、ＴＥＭビームは静止したままである。ＳＴＥＭビームおよびＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる放射は、単一の検出器または検出器アレイによって検出され得る。検出された放射は、ＴＥＭ画像およびＳＴＥＭ画像を生成するために使用される。

【0004】

本開示による、ＳＴＥＭおよびＴＥＭ技術の両方を使用してサンプルを調査するためのシステムは、サンプルを保持するように構成されたサンプルホルダ、サンプルに向かって電子を放射するように構成された電子エミッタ、および電子エミッタとサンプルホルダとの間に位置決めされた二焦点ビームフォーマを備える。二焦点ビームフォーマは、複数の電子を第１の電子ビームおよび第２の電子ビームに形成し、第１の電子ビームおよび電子粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正するように構成される。第１の電子ビームおよび第２の電子の修正された焦点特性は、システムの別の構成要素（例えば、補正器、スティグメータなど）が第１の電子ビームおよび第２の電子ビームの対応する焦点面を異なるものにすることを可能にする。いくつかの実施形態では、二焦点ビームフォーマは、第１の電子ビームがサンプルに集束されるＳＴＥＭビームとして作用し、第２の電子ビームがサンプルに入射するＴＥＭビームとして作用するように、少なくとも一方のビームの焦点特性を修正する。いくつかの実施形態では、システムは、２つのビームのうちの一方を遮断することによって、ＴＥＭ動作モードとＳＴＥＭ動作モードとの間で迅速に切り替えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0005】

詳細な説明は、添付の図を参照して説明される。図において、参照番号の最も左の桁（複数可）は、参照番号が最初に現れる図を識別する。異なる図の同じ参照番号は、類似または同一の項目を示している。

【0006】

【図1】本発明による、ＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術を用いてサンプルを調査セットアップされた例示的な二焦点マルチビームシステムを示している。

【図2】第１のビームがサンプルの表面に集束され、第２のビームがサンプルにおいてサンプル面に実質的に垂直であるＴＥＭビームである、例示的な実施形態を示している。

【図3】第１のビームがサンプルにおいてサンプル面に実質的に垂直なＴＥＭビームであり、第２のビームがサンプルの表面を横切って走査されるＳＴＥＭビームである、例示的な実施形態。

【図4】本発明による二焦点マルチビームシステムを使用して、ＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術を用いてサンプルを調査するためのサンプル処理である。

【図5】本発明による、サンプルの同時ＴＥＭおよびＳＴＥＭ調査を行うためにセットアップされた二焦点マルチビームシステムの光学性能を示す図である。

【図6】本発明による、サンプルの同時ＴＥＭおよびＳＴＥＭ調査を行うためにセットアップされた二焦点マルチビームシステムの光学性能を示す図である。

【図7】二焦点ビームフォーマがＭＥＭＳデバイスを備える、サンプルを調査するための例示的な二焦点マルチビームシステムを示している。

【図8】本発明による例示的なＭＥＭＳデバイスを示している。

【図9】４つの電極を備えるＭＥＭＳデバイスの例示的な実施形態のトップダウン概略図を示している。

【図10】７つの電極を備えるＭＥＭＳデバイスの例示的な実施形態のトップダウン概略図を示している。

【図11】例示的な実施形態の二焦点ビームフォーマが少なくとも四重極レンズ効果をそれに適用させる場合に引き起こされる、第２の電子ビームの歪みを示している。

【図12】二焦点ビームフォーマがアパーチャレンズアレイを備える、サンプルを調査するための二焦点マルチビームシステムの例示的な実施形態を示している。

【図13】例示的なアパーチャレンズアレイに対する例示的な電極を示している。

【図14】例示的なアパーチャレンズアレイに対する例示的なアパーチャ画成構造を示している。

【図15】１つのアパーチャ画成構造を有する例示的なアパーチャレンズアレイの断面を示している。

【図16】図２３に示される多数のアパーチャアセンブリで使用することができる例示的な中央構造を示している。

【図17】図２３に示される多数のアパーチャアセンブリで使用することができる例示的な中央構造を示している。

【図18】図２３に示される多数のアパーチャアセンブリで使用することができる例示的な中央構造を示している。

【図19】図２３に示される多数のアパーチャアセンブリで使用することができる例示的な中央構造を示している。

【図20】図２３に示される多数のアパーチャアセンブリで使用することができる例示的な中央構造を示している。

【図21】図２３に示される多数のアパーチャアセンブリで使用することができる例示的な中央構造を示している。

【図22】図２３に示される多数のアパーチャアセンブリで使用することができる例示的な中央構造を示している。

【図23】図２３に示される多数のアパーチャアセンブリで使用することができる例示的な中央構造を示している。

【図24】図２３に示される多数のアパーチャアセンブリで使用することができる例示的な中央構造を示している。

【図25】第１の電極、第２の電極、およびアパーチャ画成構造を備える例示的なアパーチャレンズアレイの断面を示している。

【図26】二焦点ビームフォーマがビーム分割機構と１つ以上の集束デバイスとを備える、サンプルを調査するための二焦点マルチビームシステムの例示的な実施形態を示している。

【0007】

同様の参照番号は、図面のいくつかの図を通して対応する部分を指す。概して、図において、所与の例において含まれる可能性が高い要素は、実線で示されているのに対し、所与の例において任意選択的である要素は、破線で示されている。しかしながら、実線で示される要素は、本開示の全ての例に必須である訳ではなく、実線で示される要素は、本開示の範囲から逸脱しない限り、特定の例から省略され得る。

【発明を実施するための形態】

【0008】

ＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術を用いてサンプルを調査するための方法およびシステムが本明細書に含まれる。より具体的には、本明細書に開示される方法およびシステムは、荷電粒子顕微鏡を含む、および／またはそれがサンプルのＴＥＭおよびＳＴＥＭ撮像の両方を同時に実行すること、および／ＴＥＭ動作モードとＳＴＥＭ動作モードとの間を迅速に切り替えることを可能にするように構成されている。本方法およびシステムでは、電子源によって放射された複数の電子が第１および第２の電子ビームに分割され、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性が、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームの対応する焦点面が異なるように修正される。次に、２つのビームは、第１の電子ビームがサンプルに入射するＴＥＭビームになり、第２の電子ビームがサンプルに入射するＳＴＥＭビームになるように、集束および／または方向付けされ得る。

【0009】

このようなデュアルビームＴＥＭ．ＳＴＥＭセットアップは、多くの顕微鏡用途で使用することができる。例えば、本発明によるシステムは、高分解能ＳＴＥＭ（ＨＲ－ＳＴＥＭ）および電子回折（例えば、選択領域電子回折（ＳＡＥＤ）、収束ビーム電子回折（ＣＢＥＤ）、精密電子回折（ＰＥＤ）など）が同時に行われることを可能にし、ＨＲ－ＳＴＥＭおよび電子線回折によって提供される補完情報（高解像度画像、ひずみマップなど）がほぼ同時に取得できるようにする。いくつかの実施形態では、単一の検出器が使用される場合、本システムは、結果として生じる回折パターンがＳＴＥＭロンチグラムから解放されることをデュアル撮像方法が可能にするため、結晶サンプルの同時ＨＲ－ＳＴＥＭおよび電子回折撮像を可能にする。一方のビームによって生成された画像および／または撮像アーチファクト（例えば、ロンチグラム）を使用して他方のビームを整列させることができるため、２つの撮像ビームの存在により、ビームのより正確な整列が可能になる。追加的に、いくつかの実施形態では、サンプルおよび／または誘発された物理的変化を撮像するためにＴＥＭビームが使用される一方で、サンプルに物理的変化を誘発するようにサンプルを処理するためにＳＴＥＭビームが使用されてもよい。

【0010】

様々な実施形態において、顕微鏡システムは、２つのビームのうちの一方、もしくは２つのビームの両方が遮断されるか、または２つのビームのどちらも遮断されないことを可能にする少なくとも１つのビームブロッカーを含み得る。いくつかの実施形態では、これにより、顕微鏡システムは、ＴＥＭ動作モード、ＳＴＥＭ動作モード、および／または同時ＳＴＥＭおよびＴＥＭ動作モードに切り替えることができる。様々な実施形態において、両方のビームがサンプルに入射することから結果として生じるサンプル放射および／または回折された電子は、同じ検出器／検出器アレイによって検出される。これにより、単一の検出器／検出器アレイからの検出器データを使用して、サンプルのＳＴＥＭ画像およびＴＥＭ画像の両方を生成することができる。さらに、いくつかの実施形態では、顕微鏡システムが、レンズおよび／または検出器システムを切り替え、および／またはさもなければ再構成することなく、ＳＴＥＭ画像およびＴＥＭ画像をすぐに連続して取得することを可能にする。

【0011】

いくつかの実施形態では、複数の電子は、二焦点ビームフォーマによって少なくとも部分的に分割および／または修正される。本発明のいくつかの実施形態による二焦点ビームフォーマは、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方に少なくとも四重極レンズ効果を適用するように構成されている。いくつかの実施形態では、二焦点ビームフォーマは、２つの電子ビームの焦点面を異なるものにする。代替的に、いくつかの実施形態では、二焦点ビームフォームは、ビームが二焦点ビームフォーマの下流にある多重極要素（すなわち、少なくとも四重極レンズ効果を適用する多重極／補正器／スティグメータ）を通過したときに、２つのビームの対応する焦点面が異なるものとなるように、少なくとも一方の電子ビームの焦点特性を変化させる。例えば、一方のビームが、サンプルに焦点計画を有するようにされ得、他方のビームが、試料の上および／または下の対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に対応する焦点面を有してもよい。サンプルにおける一方のビームの直径は、他方の電子ビームの直径（すなわち、幾何学的スポットサイズ）よりも５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つでもよい。代替的に、または加えて、サンプルにおける一方のビームの直径は、他方の電子ビームが合焦されているとき、他方の電子ビームの直径よりも５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つでもよい。

【0012】

図１は、本発明による、ＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術を用いてサンプルを調査セットアップされた二焦点マルチビームシステム（複数可）１００の図である。具体的には、図１は、サンプル１０４を調査するためにＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術を使用するための、例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２を示している。例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２は、ＴＥＭビームおよびＳＴＥＭビームでサンプル１０４を照射および／またはさもなければ衝突するように構成された電子顕微鏡（ＥＭ）セットアップまたは電子リソグラフィセットアップを含み得る。様々な実施形態において、二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２は、限定されないが、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、荷電粒子顕微鏡（ＣＰＭ）、デュアルビーム顕微鏡システムなどの１つ以上の異なるタイプのＥＭおよび／または荷電粒子顕微鏡でもよいか、またはそれらを含んでもよい。追加的に、いくつかの実施形態では、二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２は、ＳＴＥＭとしても動作することができるＴＥＭでもよい。

【0013】

例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２は、放射軸１１０に沿って、かつ二焦点ビームフォーマ１１２に向けて複数の電子１０８（すなわち、電子ビーム）を放射する電子源１０６（例えば、熱電子源、ショットキー放射源、電界放射源など）を含む。放射軸１１０は、電子源１０６からサンプル１０４を通って、例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２の長さに沿って走る中心軸である。

【0014】

二焦点ビームフォーマ１１２は、（ｉ）複数の電子１０８を少なくとも第１の電子１１４およびビーム第２の電子ビーム１１６に分割し、（ｉｉ）２つのビームのうちの一方がＴＥＭビームになり、他方のビームがＳＴＥＭビームになるよう第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの少なくとも一方の焦点特性を修正するように構成された１つ以上の構造である。例えば、二焦点ビームフォーマ１１２は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６が異なる対応する焦点面を有するように焦点特性を修正してもよい。図１は、複数の電子１０８を放射軸１１０に沿って走る第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６に分割するものとしての二焦点ビームフォーマ１１２を示している。第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６の各々が複数の電子１０８から形成されるため、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６は、相互にコヒーレントである。

【0015】

図１はまた、第２の電子ビームの焦点特性を第１の電子ビーム１１４の焦点特性とは異なるものにする歪みを第２の電子ビーム１１６に適用するものとしての二焦点ビームフォーマ１１２を示している。具体的には、図１は、２つのビームが異なる焦点特性を有するように第２の電子ビーム１１６に影響を与える四重極レンズ効果を適用する少なくとも四重極電場（すなわち、双重極電場、四重極電場、六重極電場、八重極電場など）を生成するように構成されているものとして二焦点ビームフォーマ１１２を示している。少なくとも四重極レンズ効果は、ビームの対応する焦点特性が異なるように、少なくとも一方のビームを歪め、スティグマタイズし、またはさもなければ修正してもよい。いくつかの実施形態では、四重極レンズ効果は、１つのメリジオナル平面（例えば、ｘ－ｚ面）において垂直メリジオナル平面（例えば、ｙ－ｚ面）とは異なるレンズ効果を適用して、２つのメリジオナル平面の各々の焦点特性の各々において異なる変化を引き起こしてもよい。そのようなスティグマタイゼーションは、図６に示される例示的なシステムに示されている。

【0016】

そのような実施形態では、二焦点ビームフォーマの下流にある多重極要素（例えば、スティグメータ）は、第２の電子ビーム１１６の１つに無料の四重極レンズ効果を適用して、二焦点ビームフォーマ１１２によって引き起こされる収差を補正し、第２の電子ビーム１１６を再び円筒対称ビームにすることができる。このようにして、多重極要素は、第２の電子ビーム１１６をそのような多重極要素の下流で円筒対称にしながら、第１の電子ビーム１１４とは異なる焦点面を有させる。様々なセットアップにおいて、この多重極要素は、補足的な四重極レンズ効果が第１の電子ビーム１１４に適用されないように、第１の電子ビーム１１４の焦点面に置かれてもよい。

【0017】

いくつかの実施形態では、二焦点ビームフォーマ１１２は、第２の電子ビーム１１６がＳＴＥＭビーム（すなわち、サンプル１０４の試料面に、またはサンプル１０４の近くの試料面に焦点面を有する）になり、第１の電子ビーム１１４がＴＥＭビーム（すなわち、サンプル１０４の試料面に、またはサンプル１０４の近くの試料面において第１の電子ビーム１１４が平行、実質的に平行、またはわずかに収束するように対応する焦点面を有する）になるように、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの少なくとも一方の焦点特性を修正するように構成されている。様々な実施形態では、二焦点ビームフォーマ１１２は、サンプル１０４の上または下の対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に位置付けられる平面に集束されるように、第１の電子ビーム１１４の焦点面を修正してもよい。

【0018】

代替的に、二焦点ビームフォーマ１１２は、第１の電子ビーム１１４がＳＴＥＭビーム（すなわち、サンプル１０４の試料面またはサンプル１０４の近くの試料面に焦点面を有する）になり、第２の電子ビーム１１６がＴＥＭビーム（すなわち、サンプル１０４の試料面またはサンプル１０４の近くの試料面において第１の電子ビーム１１４が平行、実質的に平行、またはわずかに収束するように対応する焦点面を有する）になるように、少なくとも一方の電子ビームの焦点特性を修正してもよい。そのような実施形態では、焦点面（複数可）は、第２の電子ビーム１１６が、サンプル１０４の上および／または下の対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に位置付けられる平面に集束されるように修正されてもよい。

【0019】

代替的に、または加えて、二焦点ビームフォーマ１１２は、サンプル１０４の試料面またはサンプル１０４の近くの試料面における第１の電子ビーム１１４の直径が、試料面における第２の電子ビーム１１６の直径よりも２０、５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つであるように、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの少なくとも一方の焦点特性を修正するように構成されてもよい。そのような実施形態では、二焦点ビームフォーマ１１２は、第１の電子ビーム１１４の直径を、第２の電子ビーム１１６が合焦される任意の平面における第２の電子ビーム１１６の直径よりも２０、５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つにすることができる。いくつかの実施形態では、二焦点ビームフォーマ１１２はさらに、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６の一方または両方を、放射軸１１０から離れるように偏向させる。

【0020】

図１は、二焦点ビームフォーマ１１２が、第２の電子ビーム１１６の焦点特性を修正するものとして示される一実施形態を示しているが、他の実施形態では、二焦点ビームフォーマ１１２は、２つのビームがＴＥＭビームおよびＳＴＥＭビームになるように第１の電子ビーム１１４、または両方のビームの焦点特性を変化させてもよい。すなわち、当業者には、一方のビームに適用されると説明される作用または効果が、異なる実施形態において他方のビームに適用されて、２つのビームがＴＥＭビームおよびＳＴＥＭビームになることを可能にし得ることが理解されるであろう。

【0021】

いくつかの実施形態では、二焦点ビームフォーマ１１２は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６の形成と、２つのビームのうちの少なくとも一方の焦点特性の修正との両方を実行する単一の構成要素からなり得る。例えば、二焦点ビームフォーマ１１２は、両方２つのビームを形成し、ビームの対応する焦点特性が異なるように少なくとも一方のビームを集束し、スティグマタイズし、および／またはさもなければ修正する少なくとも四重極レンズ効果を適用する少なくとも四重極電磁場（すなわち、双重極電場、四重極電場、六重極電場、八重極電場など）を生成する微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）に対応してもよい。別の例では、二焦点ビームフォーマ１１２は、２つのビームを形成し、２つのビームのうちの１つ以上に四重極レンズ効果を適用する少なくとも四重極電磁場を作る、複数のアパーチャおよび／または空洞を画成する構造を備えるアパーチャアレイに対応してもよい。いくつかの実施形態では、四重極レンズ効果は、１つのメリジオナル平面（例えば、ｘ－ｚ面）に正のレンズ効果を適用し、垂直メリジオナル平面（例えば、ｙ－ｚ面）に負のレンズ効果を適用して、２つのメリジオナル平面の各々において焦点特性の各々に異なる変化を引き起こしてもよい。

【0022】

そのようなシステムでは、多重極要素１２４（例えば、補正器、スティグメータ、または収差補正器の一部である多重極要素、四重極／八重極タイプの補正器など）が、さらに下流の例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）１００に含まれ、補足的な四重極レンズ効果を適用して、ビームを再び円筒対称にしてもよい。例えば、図１は、スティグメータを含むものとして二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２を示している。代替的に、または加えて、二焦点ビームフォーマ１１２は、電子ビームの１つ以上の収差のうちの少なくとも１つに、二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２内の別の収差を補正させるように位置決めおよび／または構成されてもよい。そのようなシステム構成要素は、二焦点ビームフォーマ１１２が少なくとも四重極レンズ効果を適用しなかった電子ビームの焦点面に位置決めされてもよい。二焦点ビームフォーマが第１の電子ビーム１１４に少なくとも第１の四重極レンズ効果を適用し、第２の電子ビーム１１６に第２の四重極レンズ効果を適用する実施形態では、そのような二焦点マルチビームシステム（複数可）１００は、第１の電子ビーム１１４の焦点面に位置決めされ、補足的な四重極レンズ効果を第２の電子ビーム１１６に適用するように構成された第１の多重極要素１２４、および第２の電子ビーム１１６の焦点面に位置決めされ、補足的な四重極レンズ効果を第１の電子ビーム１１４に適用するように構成された第２の多重極要素１２４を含んでもよい。

【0023】

代替的に、二焦点ビームフォーマ１１２は、複数の構成要素１１８からなり得る。個々の構成要素１１８は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６の形成、および２つのビームのうちの少なくとも一方の焦点特性の修正のうちの一方を実行することができるか、または他の構成要素１１８と共同してビームの形成および焦点特性の修正の一方または両方に寄与することができる。いくつかの実施形態では、個々の構成要素１１８は、複数の電子１０８の一部を遮断する一方で、他の電子１０８を通過させる物理的構造、バイプリズム（例えば、帯電したワイヤ）、薄い結晶またはナノ加工格子より作製された振幅分割電子ビームスプリッタ、複数の電子１０８を第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６に分割するために１つ以上のレーザーパターンフリンジを使用するように構成されたビーム分割レーザーシステムなどを含み得る。代替的に、または加えて、個々の構成要素１１８は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６が異なる焦点面を有するように位置決めされるか、またはさもなければ構成された１つ以上のレンズ（例えば、アインツェルレンズ、四重極レンズなど）を含み得る。例えば、二焦点ビームフォーマ１１２は、２つのアパーチャを画成する物理的構造、および対応する焦点面が異なるように第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を調整するように位置決めおよび／または構成されたレンズからなり得る。様々な実施形態において、そのようなレンズは、物理的構造の上または下に位置決めされ得る。

【0024】

図１は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの少なくとも一方を集束させるレンズ作用を適用するように構成された集束構成要素１２０の上流に位置決めされるものとして二焦点ビームフォーマ１１２を示している。さらに、集束構成要素１２０は、多重極要素１２４の上流に位置決めされる。図１に示される例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２では、集束構成要素は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６を集束カラム１２６に向けて加速／減速、集束、および／または方向付ける加速器１２２に対応する。しかしながら、他の実施形態では、加速器１２２は、加速器１２２が電子１０８を二焦点ビームフォーマ１１２に加速／減速、収束、および／または方向付けさせ、二焦点ビームフォーマ１１２が最終エネルギー（例えば、３０ｋＶ）で電子１０８を分割しその焦点特性を修正するように、電子源１０６と二焦点ビームフォーマ１１２との間に位置決めされてもよい。そのような実施形態では、集束構成要素１２０は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの少なくとも一方を集束させるレンズ作用を適用するように構成されたレンズまたは他の構造に対応してもよい。

【0025】

集束カラム１２６は、電子ビーム１１４および１１６を、ＴＥＭビーム（すなわち、サンプル１０４の試料面またはサンプル１０４の近くの試料面において第１の電子ビーム１１４が平行、実質的に平行、またはわずかに収束するように対応する焦点面を有する）およびＳＴＥＭビーム（すなわち、サンプル１０４の試料面またはサンプル１０４の近くの試料面において焦点面を有する）でサンプル１０４に入射するように集束させる。具体的には、図１は、第２の電子ビーム１１６をＳＴＥＭビームとして集束させ、第１の電子ビーム１１４をＴＥＭビームとして集束させる集束カラム１２６を示している。

【0026】

図１には示されていないが、当業者には、集束カラム１２６が、二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２を用いたサンプル１０４の調査を可能にし、および／または向上させるために必要な１つ以上の補正器（例えば、ＣｓまたはＣｓ＋Ｃｃ収差補正器）伝送レンズ、偏向器（ＴＥＭビーム、ＳＴＥＭビーム、および／またはその両方を偏向させるため）、走査コイルなどを含んでも良いことが理解されるであろう例えば、集束カラム１２６は、ＴＥＭビームを偏向させずに、ＳＴＥＭビームにサンプルの表面を横切って走査させる１つ以上の偏向器を含み得る。代替的に、そのような偏向は、多重極極要素１２４および／または二焦点ビームフォーマ１１２によって生成される１つ以上の電磁場（例えば、双重極電場）によって引き起こされるか、または支援され得る。例えば、ＰＥＤ撮像では、ＳＴＥＭビームは小さな円錐内で動的に傾斜されるため、回折スポットが多くなり、平均すると、より高精度の回折パターンが結果として得られる。いくつかの実施形態では、そのような動的な傾斜は、ＭＥＭＳデバイス二焦点ビームフォーマ１１２の個々の検出器／検出器システムによって引き起こされ得る。しかしながら、他の実施形態では、動的な傾斜は、１つ以上の巨視的偏向器システム（例えば、コンデンサ光学において）によって引き起こされ、および／または補足され得る。偏向器／偏向力が両方の電子ビームに影響を与える実施形態では、二焦点マルチビームシステム１０２は、ＴＥＭビーム撮像の結果に影響を与えずにＳＴＥＭビームを偏向させることができるように、撮像モード間を高速に切り替えるように構成することができる。

【0027】

図１はまた、対物レンズ１２８を含むものとして二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２を示している。対物レンズ１２８は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの一方をサンプル１０４上の点に集束させる光学要素である。対物レンズ１２８は、単極片レンズ、磁気静電複合レンズ、静電検出器対物レンズ、または別のタイプの対物レンズを含んでもよい。例えば、対物レンズ１２８は、サンプルがＴＥＭ対物レンズ内に、および／またはＴＥＭ対物レンズの試料前および試料後の構成要素の間に浸漬されるＴＥＭ対物レンズに対応してもよい。

【0028】

図１は、２つのビームのうちの一方、もしくは２つのビームの両方が遮断されるか、または２つのビームのどちらも遮断されないように構成されるビームブランカー１２９を含むものとして二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２をさらに示している。ビームブランカー１２９は、電子がビームブランカーを通過することを可能にする１つ以上のアパーチャを画成する物理的構造を備えてもよい。例えば、ビームブランカー１２９は、両方のビームが通過することを可能にする単一のアパーチャを画成することができる。別の実施形態では、ビームブランカー１２９は、ＴＥＭビームがビームブランカー１２９を通過することを可能にする第１のアパーチャと、ＳＴＥＭビームがビームブランカー１２９を通過することを可能にする第２のアパーチャとを画成し得る。次に、２つのビームのうちの一方は、その対応するビームがビームブランカー１２９のアパーチャをもはや通過しないように偏向され得、それにより、ビームブランカー１２９を通過することが防止される（すなわち、ブランキングされる）。代替的に、いくつかの実施形態では、ビームの１つがビームブランカー１２９を通過することを防止するようにビームブランカー１２９自体が平行移動される、および／またはアパーチャの１つが塞がれてもよい。これにより、顕微鏡システムは、ＴＥＭ動作モード、ＳＴＥＭ動作モード、および／またはＳＴＥＭとＴＥＭの同時動作モードを切り替えることができる。追加的に、図１は、サンプル１０４と対物レンズ１２８との間に位置決めされるビームブランカー１２９を示しているが、他の実施形態では、ビームブランカー１２９は、二焦点マルチビームシステム１０２の他の位置に位置付けられてもよい。

【0029】

図１は、サンプル１０４を保持するサンプルホルダ１３０を含むものとして、二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２をさらに示している。上記のように、図１は、第１の電子ビーム１１４をサンプル１０４に入射するＴＥＭビームとして示し、第２の電子ビーム１１６をＳＴＥＭビームとして示している。二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２はまた、第１の電子ビーム１１４、第２の電子ビーム１１６、電子ビーム１１４がサンプルに１０４入射することの結果としてサンプル１０４を通過する回折された電子１３４、および電子ビーム１１６がサンプル１０４に入射することの結果としてサンプル１０４を通過する回折された電子１３５を検出するように構成された、回折面に位置決めされた検出器１３２を含む。このようにして、両方のビームがサンプルに入射することから結果として生じるサンプル放射および／または回折された電子は、単一の検出器１３２および／または単一の検出器アレイ１３２および１４０によって検出される。したがって、検出器１３２／検出器アレイ１４０からの検出器データは、サンプルのＳＴＥＭ画像、ＴＥＭ画像、またはその両方のうちいずれかを生成することであり得る。例えば、いくつかの実施形態では、ビームブランカー１２９を使用して最初に第１のビーム１１４、次に第２のビーム１１６を遮断することによって、二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２は、検出器システムを切り替えおよび／またはさもなければ再構成することなく、ＳＴＥＭ画像およびＴＥＭ画像をすぐに連続して取得することができる。さらに、いくつかの実施形態では、二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２は、ＳＴＥＭ画像およびＴＥＭ画像を同時に捕捉することができる。例えば、ＴＥＭビームが静止場所に入射したままで、ＳＴＥＭビームは表面を走査するように偏向され得る。ＴＥＭから結果として生じる検出された放射が安定／一定のままであるため、ＴＥＭパターン／データ／情報を動的な／変化するＳＴＥＭパターン／データ／情報から分離することができる。

【0030】

図１は、任意選択でコンピューティングデバイス（複数可）１４２を含むとして二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２をさらに示している。様々な実施形態では、コンピューティングデバイス（複数可）１４２は、検出器１３２および／または検出器アレイ１４０からの検出器データに基づいて、ＴＥＭ画像および／またはＳＴＥＭ画像を決定または生成するように構成され得る。これには、ＳＴＥＭ放射に対応する検出器データの部分をＴＥＭ放射に対応する検出器データの部分から分離する能力が含まれ得る。追加的に、コンピュータシステムは、本明細書で記載する処理の開始、二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２の機能性の修正、モード間の切り替えなどを含むがこれらに限定されない、二焦点マルチビームシステム（複数可）１０２の１つ以上の機能を制御することができ得る。当業者は、図１に図示するコンピューティングデバイス１４２が単なる例示であり、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことを理解するであろう。コンピューティングシステムおよびデバイスは、コンピュータ、ネットワークデバイス、インターネット家電製品、ＰＤＡ、無線電話、コントローラ、オシロスコープ、増幅器などを含む、指定された機能を実行することができるハードウェアまたはソフトウェアの任意の組み合わせを含んでもよい。コンピューティングデバイス１４２は、示されていない他のデバイスに接続されてもよく、または代わりに、スタンドアロンシステムとして動作してもよい。

【0031】

図２および図３は、例示的な二焦点マルチビームシステム１００による調査中にサンプルと相互作用する第１の電子ビームおよび第２の電子ビームを示す図である。

【0032】

具体的には、図２は、第１のビーム１１４がサンプル１０４の表面の平面またはサンプル１０４の表面の近くの平面に集束されるビームであり、第２のビーム１１６がサンプル１０４のサンプル面に実質的に垂直なＴＥＭビームである、例示的な実施形態を示している。しかしながら、他の実施形態では、第１の電子ビーム１１４が、ＴＥＭ照明ビームとして作用し得、第２の電子ビーム１１６が、サンプルの表面に集束され得る。図２はまた、第１のビーム１１４および第２のビーム１１６が通過する単一のアパーチャ２０１を画成するビームブランカー１２９を示している。１つ以上の偏向器、多数の要素１２４、二焦点ビームフォーマ１１２、またはそれらの組み合わせを使用して、偏向ビームがビームブランカー１２９によってブランキングされるように、第１のビーム１１４または第２のビーム１１６のうちの一方を偏向させる偏向を生成し得る。

【0033】

図１に関する注釈で論じたように、いくつかの実施形態では、第１の電子ビーム１１４は、関心領域のＳＴＥＭ撮像を実行するように、関心領域の表面を横切って走査される。代替的に、または加えて、第１の電子ビーム１１４を使用して、サンプル１０４に物理的変化を誘発するようにサンプル１０４の領域を処理してもよい。様々な実施形態にでは、第１の電子ビーム１１４は、サンプルのエッチング（例えば、ガス支援エッチング）、サンプルの堆積（例えば、ガス支援堆積）、サンプルの領域に放射線損傷を引き起こすこと、サンプルの領域に相変化を引き起こすこと、サンプルの領域における電荷蓄積の低減および／または誘発、またはそれらの組み合わせを実行するために使用され得る。例えば、二焦点マルチビームシステム１００は、第１の電子ビーム１１４がサンプル１０４上で物理的堆積物（例えば、マウンド、リッジ、ブリッジ、針構造など）の蓄積を引き起こすように、第１の電子ビーム１１４がサンプル１０４に入射する場所の近くでボリュームにガスを導入するガス堆積システム２０３を含み得る。１つ以上の偏向器、多数の要素１２４、二焦点ビームフォーマ１１２、またはそれらの組み合わせを使用して、サンプル上で偏向ビームが入射する（すなわち、物理的変化が誘発される）場所が変化するように、第１のビーム１１４または第２のビーム１１６のうちの一方を偏向させる偏向を生成することができることを理解されたい。

【0034】

図２は、非軸方向ビームとして第１の電子ビーム１１４を示しているが、他の実施形態では、第１の電子ビーム１１４は軸方向ビームとして示されている。同様に、図２は、軸方向ビームとして第２の電子ビーム１１６を示しているが、他の実施形態では、第２の電子ビーム１１６は非軸方向ビームでもよい。図２は、対物レンズ１３０の上に位置決めされた前側焦点面２０４と、回折面２０８に対応する後側焦点面２０６と、を有するものとしての第２の電子ビーム１１６をさらに示している。このようにして、二焦点マルチビームシステム１００は、第２の電子ビーム１１６を使用してサンプル１０４の関心領域のＴＥＭまたはＳＴＥＭ撮像を実行することができ、第１の電子ビーム１１４は、ＳＴＥＭ撮像を実行する、および／またはサンプル１０４を処理するために使用される。これにより、第１の電子ビーム１１４によるサンプル１０４のシステム処理が、ＴＥＭ撮像に基づいて、実行されるおよび／または変えられる（例えば、関心領域上での第１の電子ビームの入射場所；関心領域上での第１の電子ビームのスポットサイズ；第１の電子ビームの電流のうち１つ以上を変化させるなど）ことが可能になる。例えば、ＴＥＭ撮像がサンプル１０４の一部に電荷蓄積を示している場合、第１の電子ビーム１１４は電荷蓄積を低減するように偏向され得る。別の例では、別の例では、ＴＥＭ撮像により、第１の電子ビーム１１４の特性をリアルタイムで変化させることができる。そのような動的制御により、二焦点マルチビームシステム１００はサンプル１０４に複雑な物理的変化の誘発を可能にする。

【0035】

いくつかの実施形態では、サンプル上の第１の電子ビーム１１４の傾斜角２０９は、第１の電子ビーム１１４および／または第１の電子ビームがサンプル１０４に入射することに起因してサンプル１０４によって放射される電子が検出器１３２によって検出されないようなものであり得る。いくつかの実施形態では、第１の電子ビームの傾斜角２０９は、サンプル１０４または対物レンズのアパーチャの下に位置決めされる任意選択のビームブロッカー２１１が、第１の電子ビーム１１４および／または第１の電子ビームがサンプル１０４に入射することに起因してサンプル１０４によって放射される電子が検出器１３２によって検出されることを可能にしないようなものであり得る。このようにして、電子ビーム１１４を用いたサンプル１０４の処理は、第２の電子ビーム１１６を用いたサンプル１０４のＴＥＭ撮像と干渉しない（または最小限で）。したがって、サンプルの撮像および処理を同時に実行することが可能になる。

【0036】

図３は、第１のビーム１１４がサンプル１０４のサンプル面に実質的に垂直であるＴＥＭビームであり、第２のビーム１１６がサンプル１０４の表面を横切って走査されるＳＴＥＭビームである例示的な実施形態を示している。図３は、電子ビーム１１４および１１６の両方が非軸方向ビームであることを示している。図３は、対物レンズ１３０の上に位置決めされた前側焦点面２０４と、回折面２０８に対応する後側焦点面２０６と、を有するものとして第１の電子ビーム１１４をさらに示している。

【0037】

図４は、ハードウェア、ソフトウェア、人間による動作、またはそれらの組み合わせで実装することができる一連の動作を表す論理的フローグラフにおけるブロックの集まりとして示される例示的な処理のフロー図である。ソフトウェアの文脈において、ブロックは、１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体に格納され、１つ以上のプロセッサによって遂行されると、列挙する動作が実行される、コンピュータ実行可能命令を表している。概して、コンピュータ実行可能命令は、特定の機能を実行、または特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造などを含む。動作が記述される順序は、限定として解釈されるべきではなく、任意の数の記述ブロックが、処理を実装するために任意の順序で、および／または平行に組み合わされ得る。

【0038】

図４は、本発明による二焦点マルチビームシステム（複数可）１００を使用して、ＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術を用いてサンプルを調査するためのサンプル処理４００を描写している。プロセス４００は、例示的な顕微鏡システム（複数可）１００、７００、１２００、および２６００のうちいずれかで実装することができる。

【0039】

４０２において、複数の電子が、電子源によってサンプルに向かって放射される。電子源は、熱電子源、ショットキー放射源、電界放射源などを含み得る。電子源は、放射軸に沿って複数の電子を放射する。

【0040】

４０４において、複数の電子は、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームに形成される。本発明によれば、複数の電子は、二焦点ビームフォーマまたはその構成要素によって２つのビームに形成される。いくつかの実施形態では、二焦点ビームフォーマの構成要素は、少なくとも、電子の第１の部分が二焦点ビームフォーマを通過する（すなわち、第１の電子ビーム）ことを可能にするように構成された第１のアパーチャと、電子の第２の部分が二焦点ビームフォーマを通過する（すなわち、第２の電子ビーム）ことを可能にするように構成された第２のアパーチャとを画成する。代替的に、または加えて、二焦点ビームフォーマは、バイプリズム、薄い結晶またはナノ加工格子から作製された振幅分割電子ビームスプリッタ、ビーム分割レーザーシステム、または電子を分割するものとして当業者に既知の別のタイプの機構を含み得る。

【0041】

４０６において、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性は、第１の電子ビームがＴＥＭビームになり、第２の電子ビームがＳＴＥＭビームになるように修正される。具体的には、本発明によれば、二焦点ビームフォーマまたはその構成要素は、２つのビームが異なる対応する焦点面を有するように、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正するようにさらに構成されている。すなわち、第１の電子ビームは、サンプルの試料面またはサンプルの近くの試料面において平行、実質的に平行、またはわずかに収束するように修正され、第２の電子ビームは、サンプル１０４の試料面またはサンプル１０４の近くの試料面に焦点面を有するように修正される。いくつかの実施形態では、両方のビームの焦点特性および／または焦点面が調整される。しかしながら、他の実施形態では、２つのビームのうちの一方だけの焦点特性および／または焦点面が調整される。

【0042】

４０８において、ＴＥＭビームは、サンプルに入射するように方向付けられる。ＴＥＭビームは、サンプルに入射するときに平行ビーム（または逆ＴＥＭ撮像技術の場合は、わずかに逆ビーム）になるように集束される。ＴＥＭビームは、ＴＥＭ撮像プロセス中、サンプル上で一定の位置と向きで保持される。

【0043】

４１０において、ＳＴＥＭビームは、サンプルの第２の平面またはサンプルの近くの第２の平面に集束される。さらに、ＳＴＥＭ撮像中、ＳＴＥＭビームは、ＳＴＥＭビームが入射するサンプルの表面上の場所が変化するように、系統的に偏向される。すなわち、ＳＴＥＭビームは、調査されているサンプルの表面の領域を横切って走査するように系統的に偏向される。

【0044】

４１２において、電子ビームがサンプルと相互作用することから結果として生じる電子および／または放射が検出される。例えば、回折面に位置決めされた１つ以上の検出器は、サンプルを透過する電子ビームの部分、サンプルによって回折された電子、サンプルからの放射、またはそれらの組み合わせを検出することができる。具体的には、２つのビームから結果として生じる電子および／または放射は、単一の検出器および／または検出器アレイで検出することができる。さらに、この処理により、ＴＥＭビームおよびＳＴＥＭビームから結果として生じる電子および／または放射の両方を同時に検出することができる。

【0045】

代替的に、ビームブランカーを使用して、２つのビームのうちの一方を一時的に遮断することもできる。このようにしてＴＥＭビームが遮断されると、システムはＳＴＥＭ撮像モードで動作する。すなわち、ＳＴＥＭ撮像モードでは、ＳＴＥＭがサンプルの表面全体を横切って走査され、結果として生じる放射がＴＥＭビームによる干渉なしに検出される。同様に、ＳＴＥＭビームが遮断されると、システムはＴＥＭ撮像モードで動作し、ＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる放射は、ＳＴＥＭビームによる干渉なしに検出される。このように、検出器／検出器アレイを変化または再構成する必要がないため、システムは、ＴＥＭ動作モード、ＳＴＥＭ動作モード、および／またはＴＥＭ撮像とＳＴＥＭ撮像とが同時に行われる同時動作モードを迅速に切り替えることができる。

【0046】

４１４において、ＴＥＭ画像および／またはＳＴＥＭ画像は、検出された放射／電子を使用して生成される。例えば、ＴＥＭおよびＳＴＥＭビームからの放射が同時に検出される場合、画像の生成は、最初に、検出された放射／電子の部分を、ＴＥＭビームに関連する第１の部分と、ＳＴＥＭビームに関連する第２の部分とに分離することを伴い得る。例えば、ＴＥＭビームはＳＴＥＭビームの走査中に一定の方向でサンプルに入射したままであるため、ＳＴＥＭビームの走査中に一定のままである検出された放射／電子の部分はＴＥＭビームに帰し得る。同様に、ＳＴＥＭビームの走査中に変動する検出された放射／電子の部分は、ＳＴＥＭビームに帰し得る。次に、再構成技術を使用して、検出された放射／電子からＴＥＭ画像および／またはＳＴＥＭ画像を生成することができる。

【0047】

図５および図６は、本発明による二焦点マルチビームシステム（複数可）１００の光学性能を示す図である。図５は、非軸方向ＴＥＭビーム５０２および軸方向ＳＴＥＭビーム５０４を有する二焦点マルチビームシステム５００の例示的なビーム経路を示し、ここでは、少なくとも四重極レンズ効果が非軸方向ＴＥＭビーム５０２に適用される。

【0048】

図５は、二焦点ビームフォーマ１１２に向かって複数の電子１０８を放射する電子源１０６を図示している。二焦点ビームフォーマ１１２は、複数の電子１０８を非軸方向ＴＥＭビーム５０２および軸方向ＳＴＥＭビーム５０４の両方に分割するものとして示されている。図５は、非軸方向ＴＥＭビーム５０２の焦点特性を変化させる、少なくとも四重極レンズ効果を非軸方向ＴＥＭビーム５０２に適用するものとして、二焦点ビームフォーマ１１２をさらに示している。

【0049】

いくつかの実施形態では、四重極レンズ効果の結果は、非軸方向ＴＥＭビーム５０２がもはや円筒対称ビームではないということである。１つ以上の非点収差を補正するため、および／または非円筒対称の非軸方向ＴＥＭビーム５０２を円筒対称にするための多重極要素１２４（例えば、多重極、スティグメータなど）が、軸方向ＳＴＥＭビーム５０４の焦点面に位置決めされるものとして図５に示されている。例えば、多重極要素１２４は、それが多重極要素１２４の下流で円筒対称になるように、少なくとも四重極レンズ効果を非軸方向ＴＥＭビーム５０２に適用してもよい。補正器は、軸方向ＳＴＥＭビーム５０２が点に集束される平面に位置決めされるので、ビームに対する補正器の影響は最小化される。さらに、図５は、多重極要素１２４が、放射軸に垂直なビームに偏向を適用する電磁場（例えば、双重極電場）を適用するようにさらに構成される一実施形態を示している。図５では、この偏向により、非軸方向ＴＥＭビーム５０２は、多重極要素１２４の下流で軸方向ビームになり、軸方向ＳＴＥＭビーム５０４は、多重極要素１２４の下流で非軸方向ビームになる。

【0050】

集束カラム１２６は、複数の横レンズを含むものとして示されている。集束カラム１２６は、ＴＥＭビーム５０２が試料５０６に入射したときに、ＴＥＭビーム５０２が実質的に平行になるように（または非平行ＴＥＭ撮像の場合、わずかに収束または分散するビーム）、非軸方向ＴＥＭビーム５０２を集束させるものとして示されている。図５は、試料面または試料面の近くに焦点面を有するようにＳＴＥＭビーム５０４を集束させる集束カラム１２６をさらに示している。これを示すために、図５は、ＴＥＭビーム５０４の焦点面が試料５０６の焦点面と一致することを示す挿入図５０８を図示している。

【0051】

図示する実施形態では、二焦点マルチビームシステム５００のマルチビーム要素１２４および二焦点ビームフォーミング機構１１２のうちの一方は、試料５０６のＳＴＥＭ撮像中にＳＴＥＭビーム５０４が試料５０６の表面を走査するようＳＴＥＭビーム５０４に動的偏向を適用するようにさらに構成されている。この動的偏向はＴＥＭビーム５０２に影響を及ぼさないため、検出器または検出器アレイは、ＴＥＭおよびＳＴＥＭ撮像のための検出器データを同時に取得することができる。

【0052】

図６は、サンプル６０２のＴＥＭおよびＳＴＥＭ同時調査を行うためにセットアップされた例示的な二焦点マルチビームシステム６００の例示的なビーム経路を示している。具体的には、図６は、四重極レンズ効果が軸方向ＴＥＭビーム６０２に適用され、四重極レンズ効果が非軸方向ＳＴＥＭビーム６０４に適用されない、例示的な二焦点マルチビームシステム６００のビーム経路を示している。図６は、ｙ－ｚ面６５０、およびｘ－ｚ面６７０における軸方向ＴＥＭ６０２および非軸方向ＳＴＥＭビーム６０４の例示的なビーム経路を示している。

【0053】

図６は、二焦点ビームフォーマ１１２に向かって複数の電子１０８を放射する電子源１０６を図示している。二焦点ビームフォーマ１１２は、複数の電子１０８を軸方向ＴＥＭ６０２および非軸方向ＳＴＥＭビーム６０４の両方に分割するものとして示されている。図６は、軸方向ＴＥＭビーム６０２の焦点特性を変化させる、少なくとも四重極レンズ効果を軸方向ＴＥＭビーム６０２に適用するものとしての二焦点ビームフォーマ１１２をさらに示している。図６は、いくつかの実施形態において、少なくとも四重極レンズ効果が、スティグメーションをどのように軸方向ＴＥＭビーム６０２に適用するかを示している。すなわち、図６は、四重極レンズ効果が、１つのメリジオナル平面においてＴＥＭビーム６０２に第１のレンズ効果（すなわち、ｘ－ｚ面６５０において負のレンズ効果）を、垂直メリジオナル平面においてＴＥＭビーム６０２に第２の異なるレンズ効果（すなわち、ｙ－ｚ面６７０において正のレンズ効果）をどのように適用するかを示している。図６は、異なる平面におけるこれらの２つの異なるレンズ効果が、どのようにしてＴＥＭビーム６０２をもはや円筒対称ビームではないようにするかを示している（すなわち、ｘ－ｚ面におけるビームの半径が、ｙ－ｚ面におけるビームの半径と同じではない）。

【0054】

図６はまた、ＳＴＥＭ電子ビーム６０４の焦点面に位置決めされ、マルチビーム要素１２４の下流で再び円筒対称ビームになるように（すなわち、ｘ－ｚ面におけるビームの半径が、ｙ－ｚ面におけるビームの半径と同じである）、少なくとも四重極レンズ効果をＴＥＭビーム６０２に適用するように構成された多極要素１２４を含むものとして、例示的な二焦点マルチビームシステム６００を示している。補正器は、ＳＴＥＭビーム６０４が点に集束される平面に位置決めされるため、ＳＴＥＭビーム６０４に対する多重極要素１２４の影響は最小化される。様々な実施形態では、２つのビーム間の相互傾斜角を維持しながら、サンプルに対するビームの傾斜および／またはシフトを調整するために、カラム偏向器および／またはサンプルホルダの傾斜を使用することができる。図６は、ＳＴＥＭビーム４０４に偏向を適用する双重極電磁場を生成するものとしての多重極要素１２４をさらに示している。図６は、ＳＴＥＭビーム６０４を多重極要素１２４の下流で軸方向ビームにするものとしてこの力を示している。

【0055】

図７は、二焦点ビームフォーマがＭＥＭＳデバイス７０２を備える、サンプル１０４を調査するための二焦点マルチビームシステム（複数可）１００の例示的な実施形態７００を示す図である。

【0056】

例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）７００は、放射軸１１０に沿って、かつ加速器１２０に向かって複数の電子１０８を放射する電子源１０６を含む。加速器１２０は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６を二焦点ビームフォーマ１１２に向けて加速／減速、集束、および／または方向付ける。図７は、上記のように、二焦点ビームフォーマ１１２の上流に位置決めされるものとして加速器１２０を示し、他の実施形態では、二焦点ビームフォーマ１１２は、電子源１０６と加速器１２０との間に位置決めされてもよい。

【0057】

例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）７００では、二焦点ビームフォーマ１１２は、ＭＥＭＳデバイス７０２に対応する。ＭＥＭＳデバイス７０２は、複数の電子１０８の一部がＭＥＭＳデバイス７０２を通過することを可能にするように各々構成された第１のアパーチャおよび第２のアパーチャを画成する。このようにして、第１のアパーチャおよび第２のアパーチャは、複数の電子１０８をそれぞれ第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６に分割する。図７は、第１の電子ビーム１１４を軸方向ビームとして示している。

【0058】

ＭＥＭＳデバイス７０２は、複数の電極をさらに備え、これら複数の電極は、ある電圧が印加されると、第２の電子ビーム１１６に少なくとも四重極レンズ効果（すなわち、双重極電場、四重極電場、六重極電場、八重極電場など）を適用する四重極電磁場を電極が生成するように構成されている。四重極レンズ効果は、ビームの対応する焦点特性が異なるように、少なくとも第２の電子ビーム１１６を集束、スティグマタイズ、またはさもなければ修正する。いくつかの実施形態では、電極は、第１の電子ビーム１１４が電極によって生成される電磁場の影響を受けないように、および／またはそのような効果が低減されるように構成される。代替的に、または加えて、電極の一部は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６に異なるレンズ効果を適用する電磁場を生成してもよい。

【0059】

図７は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの少なくとも一方を集束させるレンズ作用を適用するように構成された集束構成要素１２０の上流に位置決めされているものとしてＭＥＭＳデバイス７０２を示している。図７に示される例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）７００では、集束構成要素は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６を集束カラム１２６に向けて集束させるおよび／または方向付けるレンズ１２０に対応する。しかしながら、他の実施形態では、加速器１２２が電子源１０６とＭＥＭＳデバイス７０２との間に位置決めされ得、加速器１２２がレンズ７０４を置き換えるか、または増強してもよい（図１に示されるように）。

【0060】

集束カラム１２６および対物レンズ１２８は、サンプル１０４に入射するように電子ビーム１１４および１１６を集束させる。具体的には、図７は、サンプル１０４に集束されるように第２の電子ビーム１１６に集束し、サンプル１０４に集束されないように第１の電子ビーム１１４を集束する集束カラム１２６を示している。図７は、第２の電子ビーム１１６が、サンプル１０４の薄い部分を通過する参照ビームとして示され、第１の電子ビーム１１４が、サンプル１０４に入射するＴＥＭビームとして示している。

【0061】

いくつかの実施形態では、焦点面第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６は、一方のビームがサンプル１０４の平面またはサンプル１０４の近くの平面に集束され、他方の電子ビームがサンプル１０４の上および／または下の対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に位置付けられる平面に集束されるように、修正される。代替的に、または加えて、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６の焦点面は、サンプル１０４での一方の電子ビームの直径が、サンプルでの他方の電子ビームの直径よりも５、１０、２０、５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つであるように修正されてもよい。

【0062】

図８は、本発明によるＭＥＭＳデバイス７００の例示的な実施形態８００の断面を示している。具体的には、図８は、複数の電子８０２を第１の電子ビーム８０４および第２の電子ビーム８０６に分割し、少なくとも四重極レンズ効果を第２の電子ビーム８０６に適用する電磁場パターンを生成するように構成されたＭＥＭＳデバイス７００の断面を示している。少なくとも四重極レンズ効果により、第１の電子ビーム８０４および第２の電子ビーム８０６は異なる焦点特性を有する。例えば、四重極レンズ効果は、１つのメリジオナル平面（例えば、ｙ－ｚ面）において正のレンズ効果を適用し、垂直メリジオナル平面（例えばｘ－ｚ面）において負のレンズ効果を適用して、２つのメリジオナル平面の各々において焦点特性に異なる変化を引き起こしてもよい。そのような実施形態では、別のシステム構成要素（例えば、補正器またはスティグメータ）を二焦点ビームフォーマ７００の下流に含めて、別の四重極レンズ効果を適用して、ビームを再び円筒対称にしてもよい。

【0063】

図８は、表面層８０８、電極層８１０、および任意選択のシールド層８１２を含むものとしてＭＥＭＳデバイス７００を示している。図８では、表面層８０８は、電子８０２が入射する薄い材料（例えば、箔）を備えるものとして示されている。しかしながら、当業者は、他の実施形態では、表面層８０８が、別個の構成要素層に対応せず、むしろ電子８０２が入射するＭＥＭＳデバイス７００の１つ以上の構成要素の上表面に対応してもよいことを理解するであろう。

【0064】

表面層８０８は、第１のアパーチャ８１６への第１の入口８１４および第２のアパーチャ８２０への第２の入口８１８を画成する。いくつかの実施形態では、第１のアパーチャ８１４は、軸方向アパーチャ（すなわち、電子８０２の放射軸上に位置決めされる）であり、第２のアパーチャ８１８は、非軸方向アパーチャである。そのような実施形態では、第１の電子ビーム８０４は軸方向ビームである。第１の入口８１４は、電子８０２の第１の部分（すなわち、第１の電子ビーム８０４）が第１のアパーチャ８１６に入り、ＭＥＭＳデバイス７００を通過することを可能にする。同様に、第２の入口８１８は、電子４０２の第２の部分（すなわち、第２の電子ビーム８０６）が第２のアパーチャ８２０に入り、ＭＥＭＳデバイス７００を通過することを可能にする。表面層８０８は、電子８０２の残りの部分がＭＥＭＳデバイス７００に入り、および／または通過する能力を阻害する。

【0065】

電極層８１０は、対応する電圧が１つ以上の電極に印加されると、１つ以上の電極が、第１の電子ビーム８０４および第２の電子ビーム８０６の一方または両方にレンズ効果を適用する電磁場パターンを生成するように、成形、位置決め、またはさもなければ構成された複数の微小電極を備える。レンズ効果は、異なる対応する焦点特性を有するように、２つのビームの焦点特性が修正されるものである。生成される電磁場パターンの強度を変化させるために、電極に印加される電圧の大きさ、電極の形状、および電極の厚さ（Ｌ）のうちの１つ以上を修正することができる。本発明によれば、電極層８１０内の電極は、第２の電子ビーム８０６に、少なくとも四重極レンズ効果（すなわち、双重極電場、四重極電場、六重極電場、八重極電場など）を適用する少なくとも四重極電磁場パターンを生成するように構成される。いくつかの実施形態では、電磁場パターンは、第１の電子ビーム８０４および第２の電子ビーム８０６の一方または両方に双重極電場も適用することができる。そのような双重極電場は、電子ビームの少なくとも一方を放射軸に垂直な方向に偏向させ得る。

【0066】

図８はまた、表面層８０８の反対側にあり、第２の電子ビーム８１６に適用される少なくとも四重極レンズ効果から第１の電子ビーム８１４を少なくとも部分的に絶縁するように構成される任意選択のシールド層８１２を含むものとしてＭＥＭＳデバイス７００を示している。

【0067】

図９は、４つの電極を備えるＭＥＭＳデバイス７００の例示的な実施形態９００のトップダウン概略図を示している。図９および図１０は、実線の表面層８０８によって画成される第１の入口８１４および第２の入口８１８を実線で示している。追加的に、図９および図１０は、電極層８１０の構成要素を破線で示している。当業者は、破線が正確な形状を表すのではなく、むしろ電極層８１０内の電極の一般的な輪郭を示していることを認識するであろう。

【0068】

図９は、第１の入口８１４の半径Ｒ_Ａ１が、電極９０２によって少なくとも部分的に画成される第１のアパーチャの半径Ｒ_Ｅ１よりも小さいものとして示している。例示的なＭＥＭＳデバイス９００の一実施形態では、半径Ｒ_Ａ１は、約１０μｍであり得、半径Ｒ_Ｅ１は、約１４μｍ以上であり得る。第２の入口８１８の半径Ｒ_Ａ２は、電極９０２、９０４、９０６、および９０８によって少なくとも部分的に画成される第２のアパーチャの半径Ｒ_Ｅ２よりも小さいものとして図９に示されている。しかしながら、他の実施形態では、半径Ｒ_Ｅ１ならびに半径Ｒ_Ａ１、および／または半径Ｒ_Ｅ２ならびに半径Ｒ_Ａ２の一方または両方が同じでもよい。例示的な実施形態９００は、半径Ｒ_Ａ１および半径Ｒ_Ａ２が等しいおよび／または略等しいものとしてさらに示されているが、これは、すべての実施形態に必要なわけではない。第１の入口８１４および第２の入口８１８は、距離Ｄだけ離間されている。

【0069】

例示的なＭＥＭＳデバイス９００の使用中、電極が第２の電子ビームに少なくとも四重極レンズ効果を適用する電磁場を生成するように、電圧が電極９０２～９０８のうちの１つ以上に印加されてもよい。いくつかの実施形態では、電極のうちの１つ以上が接地されてもよい。例えば、例示的なＭＥＭＳデバイス９００は、第１の電圧Ｖ１が電極９０４に印加され、第２の電圧Ｖ２が電極９０８に印加され、電極９０２および９０６が接地される場合に、少なくとも四重極レンズ効果を第２の電子ビームに適用する電磁場を生成し得る。様々な実施形態では、Ｖ１およびＶ２は各々、－２０Ｖより大きく、２０Ｖ未満であり得るが、より大きな電圧を使用することもできる。

【0070】

図１０は、７つの電極を備えるＭＥＭＳデバイス７００の例示的な実施形態１０００のトップダウン概略図を示している。図１０は、第１の入口８１４の半径Ｒ_Ａ１が電極１００２、１００４、１００６、および１００８によって少なくとも部分的に画成される第１のアパーチャの半径Ｒ_Ｅ１よりも小さいものとして示している。図１０は、複数の電子の放射軸１０１０が通過する軸方向アパーチャであるとして、第１のアパーチャ８１４を示している。

【0071】

第２の入口８１８の半径Ｒ_Ａ２もまた、電極１００６、１０１２、１０１４、および１０１６によって少なくとも部分的に画成される第２のアパーチャの半径Ｒ_Ｅ２よりも小さいものとして図１０に示されている。しかしながら、他の実施形態では、半径Ｒ_Ｅ１ならびに半径Ｒ_Ａ１、および／または半径Ｒ_Ｅ２ならびに半径Ｒ_Ａ２の一方または両方が同じでもよい。

【0072】

例示的なＭＥＭＳデバイス１０００の使用中、電極が第２の電子ビームに少なくとも四重極レンズ効果を適用する電磁場を生成するように、電圧が電極１００２～１００８および１０１２～１０１６のうちの１つ以上に印加されてもよい。いくつかの実施形態では、電極のうちの１つ以上が接地されてもよい。例えば、例示的なＭＥＭＳデバイス１０００は、－２０Ｖ～２０Ｖの値の第１の組の電圧が電極１００４、１００８、１０１２、および１０１６に印加され、－５Ｖ～５Ｖの値の第２の組の電圧が電極１００２および１０１４に印加され、電極１００６が接地される場合に、少なくとも四重極レンズ効果を第２の電子ビームに適用する電磁場を生成し得る。

【0073】

追加的には、当業者は、図９および図１０の破線が電極の例示的な構成を表し、実験が、第２の電子ビームに少なくとも四重極レンズ効果を適用する電磁場を電極に生成させる多数の電極構成（例えば、電極サイズ、電極形状、電極の量、電極のレイアウト、電極に印加される電圧の組み合わせなど）を提供することを理解するであろう。さらに、図５および図６の各々は、少なくとも四重極レンズ効果が第２の電子ビームに適用される一実施形態を示しているが、他の実施形態では、電極層は、対応する組の電圧が電極に印加された場合に第１の電子ビーム（または両方の電子ビーム）に少なくとも四重極レンズ効果を適用する電磁場を生成するように構成されてもよい。

【0074】

図１１は、例示的な実施形態の二焦点ビームフォーマが少なくとも四重極レンズ効果を適用させる場合の、第２の電子ビームの焦点特性の変化を示す図１１００である。具体的には、図１１は、放射軸１１０６に沿って複数の電子１１０４を放射するエミッタ１１０２を示している。複数の電子１１０４は、円形領域１１１０において二焦点ビームフォーマ１１０８に当てられる。二焦点ビームフォーマ１１０８は、（ｉ）電子ビーム１１０４をそれぞれ第１の電子ビーム１１１６および第２の電子ビーム１１１８に分割する第１のアパーチャ１１１２および第２のアパーチャ１１１４を画成し、（ｉｉ）使用時に第２の電子ビーム１１１８に少なくとも四重極レンズ効果を適用する電磁場を生成する、ＭＥＭＳデバイスとして図１１に示されている。

【0075】

図１１に示されるように、いくつかの実施形態では、少なくとも四重極レンズ効果により、第２の電子ビーム１１１８は、（ｉ）第１の電子ビーム１１１６とは異なる焦点特性を有し、（ｉｉ）もはや円筒対象ビームではないように歪まされる。具体的には、図１１は、二焦点ビームフォーマ１１０８の下流の平面１１２０における第１の電子ビーム１１１６および第２の電子ビーム１１１８の断面領域を示し、放射軸は、平面１１２０に対して垂直である。第１の電子ビーム１１１６は、平面１１２０をわたるとき円形（または円形に近い）断面１１２２を有するものとして示され、第２の電子ビーム１１１８は、平面１１２０をわたるとき非円形断面１１２４を有するものとして示される。出願人は、これらの断面が、本発明による二焦点ビームフォーマのすべての実施形態の性能を例示しているものではなく、二焦点ビームフォーマ１１０８の特定の例示的な実施形態に限定されることに留意する。

【0076】

図１２は、二焦点ビームフォーマがアパーチャレンズアレイ１２０３を備える、サンプル１０４を調査するための二焦点マルチビームシステム（複数可）１００の例示的な実施形態１２００を示す図である。

【0077】

例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）１２０２は、放射軸１１０に沿って、かつアパーチャレンズアレイ１２０４に向かって複数の電子１０８を放射する電子源１０６を含む。アパーチャレンズアレイ１２０４は、（ｉ）第１の電子ビーム１１４が少なくとも一方のアパーチャ画成構造１２０６を通過することを可能にする第１のアパーチャ、（ｉｉ）第２の電子ビーム１１６が少なくとも一方のアパーチャ画成構造１２０６を通過することを可能にする第２のアパーチャ、および（ｉｉｉ）複数の他のアパーチャを画成する、少なくとも１つのアパーチャ画成構造１２０６を備える。第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャは、電圧（複数可）がアパーチャ画成構造１２０６および電極（複数可）１２０８に印加されると、レンズ効果（例えば、少なくとも四重極レンズ効果）を第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの少なくとも一方に適用する電磁場を作るパターンを集合的に形成する。レンズ効果は、異なる焦点特性を有するように第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６の一方または両方を歪める。

【0078】

アパーチャレンズアレイ１２０４は、１つ以上の電極（例えば、ディスク電極）１２０８をさらに備える。１つ以上の電極１２０８の各々は、電圧が供給されると、対応する電極と少なくとも１つのアパーチャ画成構造１２０６との間に電界を生成する。追加的に、いくつかの実施形態では、電極１２０８のうちの１つ以上は、複数の電子１０８の一部が少なくとも１つのアパーチャ画成構造１０６に到達するのを物理的に遮断することができる。例えば、電極１２０８の１つは、電子の第１の部分が電極を通過することを可能にする第１のアパーチャ（すなわち、第１の電子ビーム）と、電子の第２の部分が電極を通過することを可能にする第２のアパーチャ（すなわち、第２の電子ビーム）とを画成してもよい。

【0079】

図１２は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの少なくとも一方を集束するレンズ作用を適用するように構成された集束構成要素１２０の上流に位置決めされているものとして二焦点ビームフォーマ１１２を示している。図１２に示される例示的な二焦点マルチビームシステム（複数可）１２０２では、集束構成要素は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６を集束カラム１２６に向けて加速／減速、集束、および／または方向付ける加速器１２２に対応する。

【0080】

集束カラム１２６および対物レンズ１２８は、サンプル１０４に入射するように電子ビーム１１４および１１６を集束させる。具体的には、図１２は、サンプル１０４の平面またはサンプル１０４の近くの平面に集束するように第２の電子ビーム１１６を集束させ、サンプル１０４の平面またはサンプル１０４の近くの平面に集束しないように第１の電子ビーム１１４を集束させる集束カラム１２６を示している。いくつかの実施形態では、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６の焦点特性は、一方のビームがサンプル１０４の平面またはサンプル１０４の近くの平面に集束され、他方の電子ビームがサンプル１０４の上および／または下において対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に位置付けられる平面に集束されるように、修正される。代替的に、または加えて、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６の焦点特性は、サンプル１０４における一方の電子ビームの直径が、サンプルにおける他方の電子ビームの直径よりも５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つであるように、修正され得る。

【0081】

図１３は、例示的なアパーチャレンズアレイ１２０４に対する例示的な１３００電極１２０２を示している。電極１２０８は、電子がディスク電極１３０２を通過することを可能にするアパーチャ１３０４を画成するディスク電極１３０２として図１３に示されている。

【0082】

図１４は、例示的なアパーチャレンズアレイ１２０４に対する例示的な１４００アパーチャ画成構造１４０２を示している。例示的なアパーチャ画成構造１４０２は、（ｉ）第１の電子ビームが少なくとも１つのアパーチャ画成構造１４０２を通過することを可能にする第１のアパーチャ１４０４、（ｉｉ）第２の電子ビームが少なくとも１つのアパーチャ画成構造１４０２を通過することを可能にする第２のアパーチャ１４０６、および（ｉｉｉ）複数の他のアパーチャ１４０８を画成する。図１４に示される例示的な実施形態では、第１のアパーチャ１４０４、第２のアパーチャ１４０６、および３つのアパーチャ１４０８の各々は、アパーチャ画成構造１４０２の正中線１４１０に沿って位置決めされる。

【0083】

図１４は、電子がアパーチャ画成構造１４０２を通過することを可能にする穴として、複数の他のアパーチャ１４０８の各々を示している。しかしながら、他の実施形態では、アパーチャ１４０８のうちの１つ以上は、アパーチャ画成構造１４０２が、電子が入ることが可能であるが、電子がアパーチャ画成構造を通過することは可能ではない空の空間を画成する、空洞であり得る。第１のアパーチャ１４０４、第２のアパーチャ１４０６、および複数のアパーチャ１４０８は、少なくとも第２の電子ビームにレンズ効果（例えば、少なくとも四重極レンズ効果）を適用する電磁場を誘発するパターンを集合的に形成する。

【0084】

図１５は、１つのアパーチャ画成構造を有する例示的なアパーチャレンズアレイ１５００の断面を示している。具体的には、図１５は、図１３の例示的な電極１３０２および図１４の例示的なアパーチャ構造１４０２を備える、例示的なアパーチャレンズアレイ１５００の断面を示し、断面のカットは、例示的なアパーチャ構造１４０２の正中線１４１０と整列している。

【0085】

図１５は、電極１３０２に向かって放射軸に沿って放射される電子１５０２を示している。電子１５０２の一部は、アパーチャ１３０４および第１のアパーチャ１４０４の両方を通過して、第１の電子ビーム１５０６になる。電子１５０２の別の部分は、アパーチャ１３０４および第２のアパーチャ１４０６の両方を通過して、第２の電子ビーム１５０８になる。いくつかの実施形態では、アパーチャレンズアレイ１５００は、少なくとも１つのアパーチャ画成構造１４０２が２つの電極の間にあるように位置決めされた第２の電極を含む。電圧が電極１３０２（Ａ）、電極１３０２（Ｂ）、電極１３０２（Ａ）ならびに１３０２（Ｂ）の両方、および／またはアパーチャ画成構造１４０２に印加されると、電磁場が電極１３０２とアパーチャ画成構造１４０２との間に作られる。図１５は、２つの電極を備えるものとしてアパーチャレンズアレイ１５００を示しているが、いくつかの実施形態では、アパーチャレンズアレイ１５００は、１つの電極（電極１３０２（Ａ）または１３０２（Ｂ）のうちいずれか）のみを含んでもよい。

【0086】

アパーチャレンズアレイ１５００は、電極１３０２の構成（すなわち、一方の電極、両方の電極、そのような電極の位置、そのような電極の幾何学的形状など）、個々の電極１３０２およびアパーチャ画成構造１４０２に印加される電圧（または電圧の欠如）、ならびに第１のアパーチャ１４０４、第２のアパーチャ１４０６、および複数のアパーチャ１４０８が、第１の電子ビームに対する第１のレンズ効果および第２の電子ビームに対する第２のレンズ効果を作る電磁場を集合的に作るパターンとなるよう構成され、このとき、第１および第２のレンズ効果は異なる。例えば、本発明の一実施形態では、電磁場は、第１の電子ビーム１５０６および第２の電子ビーム１５０８が異なる焦点特性を有するようにレンズ効果（例えば、少なくとも四重極レンズ効果）を作ることができる。

【0087】

いくつかの実施形態では、電磁場はまた、第１の電子ビーム１５０６および第２の電子ビーム１５０８の一方または両方を放射軸１５０４から離れるように偏向させる。また、図１５は、複数の電子１５０２の放射軸１５０４に沿って移動する軸方向ビームとして第１の電子ビーム１５０８を示しているが、これは、すべての実施形態において必要ではない。

【0088】

図１６～図２４は、図２５に示される多数のアパーチャアセンブリ２５００で使用することができる例示的な中央構造を示している。具体的には、図１６は、穴および空洞の組み合わせを含む例示的なアパーチャレンズアレイに対する例示的なアパーチャ画成構造１６００を示している。例示的なアパーチャ画成構造１６０２は、（ｉ）第１の電子ビームが少なくとも１つのアパーチャ画成構造１６０２を通過することを可能にする第１のアパーチャ１６０４、（ｉｉ）第２の電子ビームが少なくとも１つのアパーチャ画成構造１６０２を通過することを可能にする第２のアパーチャ１６０６、および（ｉｉｉ）複数の他のアパーチャ１６０８を画成する。第１のアパーチャ１６０４、第２のアパーチャ１６０６、および複数のアパーチャ１６０８は、多数のアパーチャアセンブリ２５００の使用中に少なくともアパーチャ画成構造１６００および電極２５０４ならびに２５１２に電圧が印加された場合に、少なくとも第２の電子ビームにレンズ効果（例えば、少なくとも四重極レンズ効果）を適用する電磁場を誘発するパターンを集合的に形成する。いくつかの実施形態では、アパーチャレンズ構造１６０２は、第１のアパーチャ１６０４、第２のアパーチャ１６０６、および複数のアパーチャ１６０８の各々を画成する単一の物理的構成要素を備える。しかしながら、他の実施形態では、アパーチャレンズ構造１６０２は、２つ以上の構成要素の物理的構造を備え得る。

【0089】

図１６は、複数の他のアパーチャ１６０８のうちの５つが穴１６１０に対応し、複数の他のアパーチャ１６０８のうちの４つが空洞１６１２に対応する例示的な実施形態を示している。しかしながら、他の実施形態では、複数の他のアパーチャ１６０８は、排他的に、複数の他のアパーチャ１６０８のすべてが穴（例えば、図１４に示されるアパーチャ画成構造）または空洞の１つに対応する実施形態を含む、穴および空洞の他の組み合わせおよび／またはパターンを備えてもよい。図１６に示される例示的な実施形態では、第１のアパーチャ１６０４、第２のアパーチャ１６０６、および２つの他のアパーチャ１６０８の各々は、アパーチャ画成構造１６０２の線１６１４に沿って位置決めされる。

【0090】

図１７は、単一の物理的構造１７０２を備える例示的なアパーチャ構造１６０２の断面１７００を示している。具体的には、図１７は、図１６の例示的なアパーチャ構造１６０２の一実施形態の断面を示しており、断面のカットは、線１６１４と整列している。電子１７０４の第１の部分は、穴１７０６を介して物理的構造１７０２を通過することができる。図１７は、電子１７０４の第２の部分が、それらが物理的構造１７０２を通過するのを防止する空洞１７０８に入ることが可能であることをさらに示している。

【0091】

図１８は、第１の物理的構造１８０２および第２の物理的構造１８０４を備える例示的なアパーチャ構造１６０２の断面１８００を示している。具体的には、図１８は、２つの構造（例えば、箔）からなる例示的なアパーチャ構造１６０２の一実施形態の断面を示しており、断面のカットは線１６１４と整列している。図１８は、電子１８０８の第１の部分がアパーチャ構造１６０２を通過することを一緒に可能にする、第１の物理的構造１８０２および第２の物理的構造１８０４の補足的なアパーチャに対応するものとして、例示的なアパーチャ構造１６０２の穴１８０６を示している。図１８はまた、第２の物理的構造１８０４に補足的なアパーチャを有さない第１の物理的構造１８０２のアパーチャに対応するものとして、空洞１８１０を示している。言い換えれば、空洞１８１０は、電子１８０８の第２の部分が第１の物理的構造１８０２と第２の物理的構造１８０４との間の空間１８１２に入ることができるが、アパーチャ構造１６０２を通過することができないように構成される。

【0092】

図１９および図２０は、図２５に示されるアパーチャレンズアレイ２５００においてアパーチャ画成構造２３０６を形成するために使用することができる一対の構成要素の物理的構造を示している。具体的には、図１９は、２つの物理的構造を備える例示的なアパーチャ画成構造の例示的な第１の構成要素の物理的構造１９００を示している。例示的な第１の構成要素の物理的構造１９００は、（ｉ）第１の電子ビームが第１の構成要素の物理的構造１９００を通過することを可能にする第１のアパーチャ１９０４、（ｉｉ）第２の電子ビームが第１の構成要素の物理的構造１９００を通過することを可能にする第２のアパーチャ１９０６、および（ｉｉｉ）複数の他のアパーチャ１９０８を画成する。これらのアパーチャの各々は、長方形の幾何学的形状（例えば、長いスロット）を有するものとして示されている。そのような長方形のアパーチャは、例示的なアパーチャ画成構造の使用中にそれらを通過する電子に対して円筒形のレンズ効果を作るように構成される。図１９に示される例示的な実施形態では、第１のアパーチャ１９０４、第２のアパーチャ１９０６、および２つのアパーチャ１９０８の各々は、第１の構成要素の物理的構造１９００の正中線１９１０に沿って位置決めされる。

【0093】

図２０は、２つの物理的構造を備える例示的なアパーチャ画成構造の例示的な第２の構成要素の物理的構造２０００を示している。例示的な第２の構成要素の物理的構造２０００は、（ｉ）第１の電子ビームが第２の構成要素の物理的構造２０００を通過することを可能にする第１のアパーチャ２００４、（ｉｉ）第２の電子ビームが第２の構成要素の物理的構造２０００を通過することを可能にする第２のアパーチャ２００６、および（ｉｉｉ）複数の他のアパーチャ２００８を画成する。アパーチャ２００４および２００８は、図１９に示される第１の構成要素の物理的構造１９００によって画成されるアパーチャと同様の長方形の幾何学的形状を有するものとして示されている。第２のアパーチャ２００６は、長方形の幾何学的形状と円形の幾何学的形状との両方を組み合わせたものとして図２０に示されている。言い換えれば、第２のアパーチャ２００６は、中央に位置決めされ、長方形の幾何学的形状を有するアパーチャが上に置かれた円形アパーチャとして示されている。第２のアパーチャ１９０６および第２のアパーチャ２００６の幾何学的形状のこの組み合わせにより、電子ビームＢが第２のアパーチャ１９０６および２００６を通過するときに、正味の四重極レンズ効果が電子ビームＢに適用される。同様に、第１のアパーチャ１９０４および第１のアパーチャ２００４の幾何学的形状により、正味のレンズ効果が電子ビームＡに適用されない。図２０に示される例示的な実施形態では、第１のアパーチャ２００４、第２のアパーチャ２００６、および２つのアパーチャ２００８の各々は、正中線２０１０に沿って位置決めされている。

【0094】

図２１および図２０は、図２５に示されるアパーチャレンズアレイ２５００においてアパーチャ画成構造２３０６を形成するために使用することができる一対の構成要素の物理的構造を示している。具体的には、図２１は、２つの物理的構造を備える例示的なアパーチャ画成構造の例示的な第１の構成要素の物理的構造２１００を示している。例示的な第１の構成要素の物理的構造２１００は、（ｉ）第１の電子ビームが第１の構成要素の物理的構造２１００を通過することを可能にする第１のアパーチャ２１０４、（ｉｉ）第２の電子ビームが第１の構成要素の物理的構造２１００を通過することを可能にする第２のアパーチャ２１０６、および（ｉｉｉ）複数の他のアパーチャ２１０８を画成する。そのようなアパーチャは、例示的なアパーチャ画成構造の使用中に、第２のアパーチャ２１０６を通過する電子に四重極レンズ効果を作るように構成される。図２１に示される例示的な実施形態では、第１のアパーチャ２１０４、第２のアパーチャ２１０６、および他のアパーチャ２１０８の各々は、第１の構成要素の物理的構造２１００の正中線２１１０に沿って位置決めされる。

【0095】

図２２は、２つの物理的構造を備える例示的なアパーチャ画成構造の例示的な第２の構成要素の物理的構造２２００を示している。例示的な第２の構成要素の物理的構造２２００は、（ｉ）第１の電子ビームが第２の構成要素の物理的構造２２００を通過することを可能にする第１のアパーチャ２２０４、（ｉｉ）第２の電子ビームが第２の構成要素の物理的構造２２００を通過することを可能にする第２のアパーチャ２２０６、および（ｉｉｉ）複数の他のアパーチャ２２０８を画成する。アパーチャ２２０４および２２０８は、図２２に示される第１の構成要素の物理的構造２２００によって画成されるアパーチャと同様の幾何学的形状を有するものとして示されている。第２のアパーチャ２１０６および第２のアパーチャ２２０６の幾何学的形状の組み合わせにより、正味のレンズ効果が電子ビームＡに適用されない。同様に、第１のアパーチャ２１０４および第１のアパーチャ２２０４の幾何学的形状により、電子ビームＢが第２のアパーチャ２１０６および２２０６を通過するときに、正味の四重極レンズ効果が電子ビームＢに適用される。図２２に示される例示的な実施形態では、第１のアパーチャ２２０４、第２のアパーチャ２２０６、および２つのアパーチャ２０２８の各々は、正中線２２１０に沿って位置決めされる。

【0096】

図２３および図２４は、図２５に示されるアパーチャレンズアレイ２５００においてアパーチャ画成構造２５０６を形成するために使用することができる一対の構成要素の物理的構造を示している。具体的には、図２３は、２つの物理的構造を備える例示的なアパーチャ画成構造の例示的な第１の構成要素の物理的構造２３００を示している。例示的な第１の構成要素の物理的構造２３００は、（ｉ）第１の電子ビームが第１の構成要素の物理的構造２３００を通過することを可能にする第１のアパーチャ２３０４、（ｉｉ）第２の電子ビームが第１の構成要素の物理的構造２３００を通過することを可能にする第２のアパーチャ２３０６、および（ｉｉｉ）複数の他のアパーチャ２３０８を画成する。これらのアパーチャの各々は、長方形の幾何学的形状（例えば、長いスロット）を有するものとして示されている。そのような長方形のアパーチャは、例示的なアパーチャ画成構造の使用中にそれらを通過する電子に対して円筒形のレンズ効果を作るように構成される。図２３に示される例示的な実施形態では、第１のアパーチャ２３０４、第２のアパーチャ２３０６、および２つのアパーチャ２３０８の各々は、第１の構成要素の物理的構造２３００の正中線２３１０に沿って位置決めされる。

【0097】

図２４は、２つの物理的構造を含む例示的なアパーチャ画成構造の例示的な第２の構成要素の物理的構造２４００を示している。例示的な第２の構成要素の物理的構造２４００は、（ｉ）第１の電子ビームが第２の構成要素の物理的構造２４００を通過することを可能にする第１のアパーチャ２４０４、（ｉｉ）第２の電子ビームが第２の構成要素の物理的構造２４００を通過することを可能にする第２のアパーチャ２４０６、および（ｉｉｉ）複数の他のアパーチャ２４０８を画成する。アパーチャ２４０４および２４０８は、図２３に示される第１の構成要素の物理的構造２３００によって画成されるアパーチャと同様の長方形を有するものとして示されている。第２のアパーチャ２３０６および第２のアパーチャ２４０６の幾何学的形状のこの組み合わせにより、正味のレンズ効果が電子ビームＡに適用されない。同様に、第１のアパーチャ２３０４および第１のアパーチャ２４０４の幾何学的形状により、第２のアパーチャ２３０６および２４０６を通過する電子ビームＢに正味の四重極レンズ効果が適用される。図２４に示される例示的な実施形態では、第１のアパーチャ２４０４、第２のアパーチャ２４０６、および２つのアパーチャ２４０８の各々は、正中線２４１０に沿って位置決めされる。

【0098】

図２５は、第１の電極２５０２、第２の電極２５０４、およびアパーチャ画成構造２５０６を備える、例示的なアパーチャレンズアレイ２５００の断面を示している。図２５は、第１の電極２５０２に向かって放射される電子２５０８を示している。第１の電極２５０２は、電子２５０８の一部が第１の電極２５０２を通過することを可能にする一対のアパーチャ２５１２を画成するものとして示されている。いくつかの実施形態では、第１の電極２５０２は、２つのアパーチャ２５１２を画成する導電箔に対応し得る。電子２５０８の第１の部分は、第１のアパーチャの両方を通過して、第１の電子ビーム２５１４になる。電子２５０８の別の部分は、第２のアパーチャの両方を通過して、第２の電子ビーム２５１６になる。

【0099】

すべての実施形態において、アパーチャレンズアレイ２５００は、アパーチャ画成構造２５０６が２つの電極の間にあるように位置決めされた第２の電極２５０４を含む。第２の電極２５０４は、第１の電子ビーム２５１４および第２の電子ビーム２５１６が第２の電極２５０４を通過することを可能にするアパーチャ２５１８を画成するディスク電極に対応し得る。

【0100】

ある電圧が電極２５０２および２５０４の両方、および／またはアパーチャ画成構造２５０６に印加されると、電磁場が電極２５０２と電極２５０４との間に作られる。電磁場、およびアパーチャ画成構造２５０６によって画成されるアパーチャが、第１の電子ビーム２５１４および第２の電子ビーム２５１６が異なる焦点面を有するようにするレンズ効果を集合的に作るパターン。

【0101】

非限定的であるが、上流および下流の構成要素に対して異なるアレイパターンを有する本発明のいくつかの実施形態の性能を説明するために、単純な代表的な計算を使用することができる（例えば、図１９および図２０に図示される実施形態、図２１および２２に示される実施形態、図２３および図２４に図示される実施形態）。この単純な代表的な計算を可能にするために、以下の段落では、（ａ）どこでも｜φ_０（Ｚ）｜＜＜Ｕである、（ｂ）アパーチャアレイプレートに近い電界成分Ｅｚ_＝－φ_０’（ｚ）がアパーチャ画成構造２３０６の上で≪Ｅ_ｕｐ（すなわち、アパーチャ画成構造２５０６の上の非ゼロ電界）から０に変化する、（ｃ）アパーチャアレイプレートに近い電界構成要素Ｅｚ_＝－φ_０’（ｚ）がアパーチャ画成構造２５０６の下で０からＥ_ｌｏｗ（すなわち、アパーチャ画成構造２５０６の下の非ゼロ電界）に変化する、および（ｄ）アレイプレート間の界がゼロフィールド（例えば、図１９および図２０のプレート）であることを仮定する。

【0102】

単純な代表的な計算では、ｘおよびｙ方向の二次までの静電ポテンシャルは、
φ（ｘ，ｙ，ｚ）＝Ｕ＋φ_０（ｚ）＋ｐφ_０”（ｚ）ｘ^２＋ｑφ_０”（ｚ）ｙ^２＋φ_２（ｚ）（ｘ^２－ｙ^２） （１）
ｘ－ｚ面とｙ－ｚ面とで鏡面対称の静電ポテンシャルの場合、一般に上記のように表すことができる。式（１）において、Ｕは、アパーチャレンズアレイ２５００上の電子エネルギーを表し、他の項は、電極２５０２ならびに２５０４の両方、および／またはアパーチャ画成構造２５０６に印加される電圧によって誘発される。この静電ポテンシャルに対するラプラス方程式（Δφ＝０）は、ｐ＋ｑ＝－１／２を示している。いくつかの例では、これは、円形アパーチャレンズの場合はｐ＝ｑ＝－１／４に対応し、ｘ－ｚ面に焦点を合わせるシリンドリカルレンズの場合はｐ＝－１／２およびｑ＝０に対応する（図１９に図示される実施形態など）。

【0103】

単純な代表的な計算によれば、アパーチャ画成構造２５０６の上流の構成要素は、レンズ強度を呼び出す。
κ_ｘ，ｕｐ＝ｆ_ｘ，ｕｐ ^－１＝Ｕ^－１（－ｐ_ｕｐＥ_ｕｐ－Ｑ_ｕｐ）；およびκ_ｙ，ｕｐ＝ｆ_ｙ，ｕｐ ^－１＝Ｕ^－１（－ｑ_ｕｐＥ_ｕｐ＋Ｑ_ｕｐ）；（２）
同様に、アパーチャ画成構造２５０６の下流の構成要素は、レンズ強度をもたらす。
κ_{ｘ，ｌｏｗ}＝ｆ_{ｘ，ｌｏｗ} ^－１＝Ｕ^－１（ｐ_ｌｏｗ Ｅ_ｌｏｗ－Ｑ_ｌｏｗ）；およびκ_{ｙ，ｌｏｗ}＝ｆ_{ｙ，ｌｏｗ} ^－１＝Ｕ^－１（ｑ_ｌｏｗ Ｅ_ｌｏｗ＋Ｑ_ｌｏｗ）；（３）
これらの式では、ｆ_ｘおよびｆ_ｙは、それぞれ、ｘ－ｚ面およびｙ－ｚ面内の焦点距離であり、Ｕ^－１Ｑ_ｕｐおよびＵ^－１Ｑ_ｌｏｗは、四重極電位φ_２（ｚ）（ｘ^２－ｙ^２）で誘発される四重極レンズ強度である。

【0104】

いくつかの好ましい実施形態では、Ｅ_ｕｐ＝Ｅ_ｌｏｗ≡Ｅ。そのような実施形態では、総レンズ強度は以下に単純化される：
κ_ｘ＝κ_ｘ，ｕｐ＋κ_{ｘ，ｌｏｗ}＝Ｕ^－１（（ｐ_ｌｏｗ－ｐ_ｕｐ）Ｅ－Ｑ）；および（５）
κ_ｙ＝κ_ｙ，ｕｐ＋κ_{ｙ，ｌｏｗ}＝Ｕ^－１（（ｑ_ｌｏｗ－ｑ_ｕｐ）Ｅ＋Ｑ）。（６）
ｐ_ｕｐ＋ｑ_ｕｐ＝ｐ_ｌｏｗ＋ｑ_ｌｏｗ＝－１／２なので、このような実施形態ではκ_Ｙ＝－κ_ｘになり、純粋な四重極レンズ作用だけがあることを意味している。

【0105】

電磁場が物理的構造１９００および２０００の両側で同じであるアパーチャレンズアレイ２１００の実施形態では、第１のアパーチャ１９０４を通過する第１の電子ビーム２１０８によって引き起こされるレンズ効果は、キャンセルされ、および／またはそうでなければ、第１のアパーチャ２００４を通過する第１の電子ビーム２１０８によって引き起こされるレンズ効果によって打ち消される。追加的に、そのような一実施形態では、第２のアパーチャ１９０６を通過する第２の電子ビーム２１１０によって引き起こされるレンズ効果および第２のアパーチャ２００６を通過する第２の電子ビーム２１１０によって引き起こされるレンズ効果が組み合わさって、少なくとも四重極レンズ効果を形成する。

【0106】

図２６は、サンプル１０４を調査するための二焦点マルチビーム電子システム（複数可）１００の例示的な実施形態２６００の図であり、二焦点ビームフォーマ１１２は、ビーム分割機構２６０４および１つ以上の集束デバイス２６０６を含む。

【0107】

例示的な二焦点マルチビーム電子システム（複数可）２６０２は、放射軸１１０に沿って、かつ二焦点ビームフォーマ１１２に向かって複数の電子１０８を放射する電子源１０６を含む。本発明の例示された実施形態では、二焦点ビームフォーマ１１２は、少なくとも（ｉ）複数の電子１０８を第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６に分割するビーム分割機構２６０４、および（ｉｉ）２つのビームが同じ対応する焦点面を有さないように、一方または両方の電子ビームの焦点特性を修正するように構成された１つ以上の集束デバイス２６０６を備えるものとして示されている。いくつかの実施形態では、１つ以上の集束デバイス２６０６は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６の一方または両方が放射軸１１０から偏向されるようにさらに構成される。

【0108】

図２６では、ビーム分割機構２６０４は、第１の電子ビーム１１４がビーム分割機構２６０４を通過することを可能にする第１のアパーチャ、および第２の電子ビーム１１６がビーム分割機構２６０４を通過することを可能にする第２のアパーチャを画成する物理的構造に対応するものとして示されている。図２６は、２つのレンズに任意選択的に対応するものとして１つ以上の集束デバイス２６０６をさらに示している。しかしながら、他の実施形態では、集束デバイス２６０６は、３つ以上のレンズ、一方の電子ビームのみを修正する単一のレンズ、レンズを通過する２つの電子ビームとなるように高度の収差を有する単一のレンズに対応し得る。追加的に、図２６は、１つ以上の集束デバイス２６０６の上流にあるとしてビーム分割機構２６０４を示しているが、例示的な二焦点マルチビーム電子システム２６０２の他の実施形態では、ビーム分割機構２６０４は、１つ以上の集束デバイス２６０６の下流にあってもよい。代替的に、いくつかの実施形態では、いくつかの集束デバイス２６０６がビーム分割機構２６０４の上流にあり、他の集束デバイス２６０６が、ビーム分割機構２６０４の下流にあってもよい。

【0109】

図２６は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６のうちの少なくとも一方を集束させるレンズ作用を適用するように構成された集束構成要素１２０の上流に位置決めされるものとして二焦点ビームフォーマ１１２を示している。図２６に示される例示的な二焦点マルチビーム電子システム（複数可）２６０２では、集束構成要素は、第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６を集束カラム１２６に向けて加速／減速、集束、および／または方向付ける加速器１２２に対応する。

【0110】

集束カラム１２６および対物レンズ１２８は、サンプル１０４に入射するように電子ビーム１１４および１１６を集束させる。具体的には、図２６は、サンプル１０４に集束されるように第２の電子ビーム１１６を集束し、サンプル１０４に集束されないように第１の電子ビーム１１４を集束する集束カラム１２６を示している。いくつかの実施形態では、焦点面第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６は、一方のビームがサンプル１０４の平面またはサンプル１０４の近くの平面に集束され、他方の電子ビームがサンプル１０４の上または下において対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に位置付けられる平面に集束されるように、修正される。代替的に、または加えて、焦点面第１の電子ビーム１１４および第２の電子ビーム１１６は、サンプル１０４における一方の電子ビームの直径が、サンプルにおける他方の電子ビームの直径よりも５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つとなるように修正され得る。

【0111】

本開示による本発明の主題の例は、以下に列挙される段落で説明される。

【0112】

Ａ１．サンプルを調査するための方法であって、方法が、サンプルに向かって複数の荷電粒子を放射することと、複数の荷電粒子を第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームに形成することと、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することと、を含む、方法。

【0113】

Ａ１．１．第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、第１の荷電粒子ビームが第１の焦点面を有し、第２の荷電粒子ビームが第１の焦点面とは異なる第２の焦点面を有するように、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの１つ以上を修正することを含む、段落Ａ１に記載の方法。

【0114】

Ａ１．１．１．第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、第１の荷電粒子ビームがサンプルの平面またはサンプルの近くの平面に焦点面を有し、第２の荷電粒子ビームがサンプルの平面またはサンプルの近くの平面に焦点面を有さないように、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの１つ以上を修正することを含む、段落Ａ１．１に記載の方法。

【0115】

Ａ１．１．２．第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、第２の荷電粒子ビームがサンプルの平面またはサンプルの近くの平面に焦点面を有し、第１の荷電粒子ビームがサンプルの平面またはサンプルの近くの平面に焦点面を有さないように、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの１つ以上を修正することを含む、段落Ａ１．１に記載の方法。

【0116】

Ａ１．２．第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの一方に円形レンズ作用を適用することを含む、段落Ａ１～Ａ１．１．２のいずれかに記載の方法。

【0117】

Ａ１．２．１．第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームの両方に円形レンズ作用を適用することを含む、段落Ａ１．２に記載の方法。

【0118】

Ａ１．２．１．１．第１の荷電粒子ビームに適用される円形レンズ作用が、第２の荷電粒子ビームに適用される円形レンズ作用とは異なる、段落Ａ１．２．１に記載の方法。

【0119】

Ａ１．３．第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの一方に少なくとも四重極レンズ作用を適用することを含む、段落Ａ１～Ａ１．２．１．１のいずれかに記載の方法。

【0120】

Ａ１．４．第１の荷電粒子ビームが複数の荷電粒子の放射軸に沿って移動する軸方向ビームであり、第２の荷電粒子ビームが非軸方向ビームである、段落Ａ１～Ａ１．３のいずれかに記載の方法。

【0121】

Ａ１．５．第２の荷電粒子ビームが複数の荷電粒子の放射軸に沿って移動する軸方向ビームであり、第１の荷電粒子ビームが非軸方向ビームである、段落Ａ１～Ａ１．４のいずれかに記載の方法。

【0122】

Ａ２．荷電粒子が電子であり、荷電粒子ビームが電子ビームである、段落Ａ１～Ａ１．５のいずれかに記載の方法。

【0123】

Ａ３．サンプルにおける第２の荷電粒子ビームの第２のビーム直径が、サンプルにおける第１の荷電粒子ビームの第１のビーム直径よりも５、１０、２０、５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つである、段落Ａ１～Ａ２のいずれかに記載の方法。

【0124】

Ａ３．１．第２のビーム直径が、第１の荷電粒子ビームの各交差点で、またはその最も近くで第１のビーム直径よりも５、１０、２０、５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つである、段落Ａ３に記載の方法。

【0125】

Ａ４．第１の荷電粒子ビームが、サンプルにおいて第２の荷電粒子ビームに対して傾斜している、段落Ａ１～Ａ３．１のいずれかに記載の方法。

【0126】

Ａ５．第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームがコヒーレントビームである、段落Ａ１～Ａ４のいずれかに記載の方法。

【0127】

Ａ６．第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームの各々を加速器で最終エネルギーまで加速させりことをさらに含む、段落Ａ１～Ａ５のいずれかに記載の方法。

【0128】

Ａ７．複数の荷電粒子を加速器で最終エネルギーまで加速させることをさらに含む、段落Ａ１～Ａ５のいずれかに記載の方法。

【0129】

Ａ８．複数の荷電粒子を形成すること、および焦点特性を修正することの各々が、二焦点ビームフォーマによって実行される、段落Ａ１～Ａ７のいずれかに記載の方法。

【0130】

Ａ８．１．二焦点ビームフォーマが加速器の上に位置付けられる、Ａ６に従属する場合の段落Ａ８に記載の方法。

【0131】

Ａ８．２．二焦点ビームフォーマが加速器の下に位置付けられる、Ａ７に従属する場合の段落Ａ８に記載の方法。

【0132】

Ａ８．３．二焦点ビームフォーマが、第２の荷電粒子ビームを歪めさせる、段落Ａ８～Ａ８．２のいずれかに記載の方法。

【0133】

Ａ８．４．二焦点ビームフォーマが、第２の荷電粒子ビームの焦点面を変化させる、段落Ａ８～Ａ８．３のいずれかに記載の方法。

【0134】

Ａ８．５．焦点ビームフォーマが、第２の荷電粒子ビームを円筒対称ビームではないようにする、段落Ａ８～Ａ８．４のいずれかに記載の方法。

【0135】

Ａ８．５．１．第２の荷電粒子ビームをスティグメータで円筒対称ビームにすることをさらに含む、段落Ａ８．５に記載の方法。

【0136】

Ａ８．６．二焦点ビームフォーマが、第２の荷電粒子ビームに１つ以上の収差を有させる、Ａ８～Ａ８．５．１のいずれかに記載の方法。

【0137】

Ａ８．６．１．１つ以上の収差のうちの少なくとも１つが決定論的な収差である、段落Ａ８．６に記載の方法。

【0138】

Ａ８．６．２．二焦点ビームフォーマが、１つ以上の収差のうちの少なくとも１つにシステム内の別の収差を補正させるように位置決めおよび／または構成されている、段落Ａ８．６～８．６．１のいずれかに記載の方法。

【0139】

Ａ８．７．二焦点ビームフォーマが、複数の荷電粒子の放射軸から離れるよう第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方を偏向させるようにさらに構成されている、段落Ａ８～Ａ８．６．２のいずれかに記載の方法。

【0140】

Ａ９．二焦点ビームフォーマが、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性の修正を少なくとも部分的に引き起こす少なくとも四重極レンズ効果を生成するように構成されたＭＥＭＳデバイスを備える、段落Ａ８～Ａ８．７のいずれかに記載の方法。

【0141】

Ａ９．１．ＭＥＭＳデバイスが、第１のアパーチャおよび第２のアパーチャを画成する構造を含み、第１の荷電粒子ビームが第１のアパーチャを通過し、第２の荷電粒子ビームが第２のアパーチャを通過する、段落Ａ９に記載の方法。

【0142】

Ａ９．１．１．第１のアパーチャが第２のアパーチャと同じ半径を有する、段落Ａ９．１に記載の方法。

【0143】

Ａ９．１．２．第１のアパーチャが第２のアパーチャよりも小さい半径を有する、段落Ａ９．１に記載の方法。

【0144】

Ａ９．１．３．第１のアパーチャが第２のアパーチャよりも大きい半径を有する、段落Ａ９．１に記載の方法。

【0145】

Ａ９．１．４．ＭＥＭＳデバイスが、複数の荷電粒子に面する表面層を備え、第１のアパーチャおよび第２のアパーチャが表面層によって画成される、段落Ａ９．１～Ａ９．１．３のいずれかに記載の方法。

【0146】

Ａ９．１．４．１．表面層が箔である、段落Ａ９．１．４に記載の方法。

【0147】

Ａ９．１．５．第１のアパーチャが複数の荷電粒子の放射軸上に位置決めされた軸方向アパーチャであり、第２のアパーチャが非軸方向アパーチャである、段落Ａ９．１～Ａ９．１．４．１のいずれかに記載の方法。

【0148】

Ａ９．１．６．第２のアパーチャが複数の荷電粒子の放射軸上に位置決めされた軸方向アパーチャであり、第１のアパーチャが非軸方向アパーチャである、段落Ａ９．１～Ａ９．１．４．１のいずれかに記載の方法。

【0149】

Ａ９．２．ＭＥＭＳデバイスが１つ以上の電極を備える、段落Ａ９～Ａ９．１．５のいずれかに記載の方法。

【0150】

Ａ９．２．１．対応する電圧が１つ以上の電極に印加されると、１つ以上の電極が、少なくとも四重極レンズ効果を少なくとも部分的に適用する電磁場を生成する、段落Ａ９．２に記載の方法。

【0151】

Ａ９．２．１．１つ以上の電極のうちの少なくとも１つが接地されている、段落Ａ９．２～Ａ９．２．１のいずれかに記載の方法。

【0152】

Ａ９．２．２．ＭＥＭＳデバイスが、表面層の反対側にある絶縁層を備える、Ａ９．１．４に従属する場合の段落Ａ９．２～Ａ９．２．１のいずれかに記載の方法。

【0153】

Ａ９．２．２．１．１つ以上の電極が、絶縁層と表面層との間に位置決めされた電極層に位置付けられている、段落Ａ９．２．２に記載の方法。

【0154】

Ａ９．２．３．１つ以上の電極が４つの電極を含む、段落Ａ９．２～Ａ９．２．２．１のいずれかに記載の方法。

【0155】

Ａ９．２．４．１つ以上の電極が７つの電極を含む、段落Ａ９．２～Ａ９．２．２．１のいずれかに記載の方法。

【0156】

Ａ９．３．少なくとも四重極レンズ効果が、双重極レンズ効果、四重極レンズ効果、六重極レンズ効果、および八重極レンズ効果のうちの１つである、段落Ａ９～Ａ９．２．４のいずれかに記載の方法。

【0157】

Ａ９．４．少なくとも四重極電場が第１の荷電粒子ビームの焦点面を変化させない、段落Ａ９～Ａ９．３のいずれかに記載の方法。

【0158】

Ａ９．５．ＭＥＭＳデバイスが、１つ以上の双重極電場を生成するようにさらに構成されている、段落Ａ９～Ａ９．４のいずれかに記載の方法。

【0159】

Ａ９．５．１．１つ以上の双重極電場が、少なくとも１つの荷電粒子ビームを放射軸に垂直な方向に偏向させる、段落Ａ９．５に記載の方法。

【0160】

Ａ９．６．四重極レンズ効果が、第１の荷電粒子ビームの第１のメリジオナル平面において第１の荷電粒子ビームに正のレンズ効果を適用し、第１の荷電粒子ビームの第２のメリジオナル平面において第１の荷電粒子ビームに負のレンズ効果を適用し、第１のメリジオナル平面が第２のメリジオナル平面に対して垂直である、段落Ａ９～Ａ９．５．１のいずれかに記載の方法。

【0161】

Ａ９．６．１．四重極電場によって引き起こされる第１メリジオナル平面における第１の荷電粒子ビームの焦点面の第１の変化が、四重極電場によって引き起こされる第２のメリジオナル平面における第１の荷電粒子ビームの焦点面の第２の変化とは異なる、段落Ａ９．６に記載の方法。

【0162】

Ａ９．７．四重極レンズ効果が、第２の荷電粒子ビームの第１のメリジオナル平面において第２の荷電粒子ビームに正のレンズ効果を適用し、第２の荷電粒子ビームの２のメリジオナル平面において第２の荷電粒子ビームに負のレンズ効果を適用し、第１のメリジオナル平面が第２のメリジオナル平面に対して垂直である、段落Ａ９～Ａ９．５．１のいずれかに記載の方法。

【0163】

Ａ９．７．１．四重極電場によって引き起こされる第１メリジオナル平面における第２の荷電粒子ビームの焦点面の第１の変化が、四重極電場によって引き起こされる第２のメリジオナル平面における第２の荷電粒子ビームの焦点面の第２の変化とは異なる、段落Ａ９．７に記載の方法。

【0164】

Ａ１０．二焦点ビームフォーマが、第１のアパーチャおよび第２のアパーチャを画成する物理的構造であって、第１の荷電粒子ビームが第１のアパーチャを通過し、第２の荷電粒子ビームが第２のアパーチャを通過する、物理的構造と、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームが異なる焦点面を有するように少なくとも一方の焦点特性を調整するように位置決めおよび／または構成されたレンズと、を備える、段落Ａ８～Ａ８．６．２のいずれかに記載の方法。

【0165】

Ａ１０．１．第１の荷電粒子ビームが第１のアパーチャを通過し、第２の荷電粒子ビームが第２のアパーチャを通過する、段落Ａ１０に記載の方法。

【0166】

Ａ１０．２．レンズがアインツェルレンズである、段落Ａ１０～Ａ１０．１のいずれかに記載の方法。

【0167】

Ａ１０．３．レンズが物理的構造の上に位置決めされる、段落Ａ１０～Ａ１０．２のいずれかに記載の方法。

【0168】

Ａ１０．４．レンズが物理的構造の下上に位置決めされる、段落Ａ１０～Ａ１０．２のいずれかに記載の方法。

【0169】

Ａ１０．５．レンズが、第２の荷電粒子ビームの焦点特性を調整するように位置決めおよび／または構成されている、段落Ａ１０～Ａ１０．４のいずれかに記載の方法。

【0170】

Ａ１０．５．１．レンズが、第１の荷電粒子ビームの焦点面を調整するように位置決めおよび／または構成されていない、段落Ａ１０．５に記載の方法。

【0171】

Ａ１１．二焦点ビームフォーマが少なくとも１つの物理的構造を備え、少なくとも１つの物理的構造が、第１の荷電粒子ビームが少なくとも１つの物理的構造を通過することを可能にする第１のアパーチャ、第２の荷電粒子ビームが少なくとも１つの物理的構造を通過することを可能にする第２のアパーチャ、および複数の他のアパーチャを画成する、段落Ａ６～Ａ６．５のいずれかに記載の方法。

【0172】

Ａ１１．１．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数の他のアパーチャが、二焦点ビームフォーマの使用中に第２の荷電粒子ビームにレンズ効果を適用する電磁場を作るパターンを形成する、段落Ａ１１に記載の方法。

【0173】

Ａ１１．１．１．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数の他のアパーチャが、二焦点ビームフォーマの使用中に第２の荷電粒子ビームに少なくとも四重極レンズ効果を適用する電磁場を作るパターンを形成する、段落Ａ１１．１に記載の方法。

【0174】

Ａ１１．１．１．１．電磁場が、二焦点ビームフォーマの使用中に第１の荷電粒子ビームに四重極レンズ効果を適用しない、段落Ａ１１．１．１に記載の方法。

【0175】

Ａ１１．１．２．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数の他のアパーチャが、二焦点ビームフォーマの使用中に第１の荷電粒子ビームに円形レンズ効果を適用する電磁場を作るパターンを形成する、段落Ａ１１．１～Ａ１１．１．１．１のいずれかに記載の方法。

【0176】

Ａ１１．１．２．１．複数の他のアパーチャが、二焦点ビームフォーマの使用中に第２の荷電粒子ビームに少なくとも円形レンズ効果を適用する電磁場を作るパターンを形成する、段落Ａ１１．１．２に記載の方法。

【0177】

Ａ１１．１．３．電磁場によって適用されるレンズ効果が、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性の修正を少なくとも部分的に引き起こす、段落Ａ１１．１～Ａ１１．２．１のいずれかに記載の方法。

【0178】

Ａ１１．１．３．１．電磁場が第１の荷電粒子ビームの焦点面を変化させる、段落Ａ１１．１．３に記載の方法。

【0179】

Ａ１１．３．複数のアパーチャのうちの少なくとも１つのアパーチャが穴である、段落Ａ１１～Ａ１１．２．１のいずれかに記載の方法。

【0180】

Ａ１１．３．１．穴が、

【0181】

少なくとも１つの物理的構造の第１の表面に画成された入口であって、第１の表面が複数の荷電粒子に面している、入口と、第１の表面の反対側にある少なくとも１つの物理的構造の第２の表面に画成された出口と、入口および出口を接続する空のボリュームと、を備える、段落Ａ１１．３に記載の方法。

【0182】

Ａ１１．３．１．１．第１の表面および第２の表面が、各々単一の物理的構造の表面である、段落Ａ１１．３．１に記載の方法。

【0183】

Ａ１１．３．１．２．第１の表面および第２の表面が、各々異なる物理的構造の表面である、段落Ａ１１．３．１に記載の方法。

【0184】

Ａ１１．４．複数のアパーチャのうちの少なくとも１つのアパーチャが空洞である、段落Ａ１１～Ａ１１．３．１．２のいずれかに記載の方法。

【0185】

Ａ１１．４．１．空洞が、少なくとも１つの物理的構造の第１の表面に画成された入口であって、第１の表面が複数の荷電粒子に面している、入口と、入口と連通し、少なくとも１つの物理的構造によって画成される空のボリュームと、を備え、少なくとも１つの物理的構造が、空のボリュームに入口を介して入る複数の荷電粒子の荷電粒子が二焦点ビームフォーマを通過しないように空のボリュームを画成する、段落Ａ１１．４に記載の方法。

【0186】

Ａ１１．４．１．１．空洞が単一の物理的構造によって画成される、段落Ａ１１．４．１に記載の方法。

【0187】

Ａ１１．４．１．２．空洞が多数の物理的構造によって画成される、段落Ａ１１．４．１に記載の方法。

【0188】

Ａ１１．５．複数のアパーチャが、穴と空洞との組み合わせを含む、段落Ａ１１．３～Ａ１１．４．１．２のいずれかに記載の方法。

【0189】

Ａ１１．６．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が円形である、段落Ａ１１～Ａ１１．５のいずれかに記載の方法。

【0190】

Ａ１１．７．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が長方形である、段落Ａ１１～Ａ１１．５のいずれかに記載の方法。

【0191】

Ａ１１．７．１．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が正方形である、段落Ａ１１～Ａ１１．５のいずれかに記載の方法。

【0192】

Ａ１１．７．２．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が丸コーナーを有する、段落Ａ１１～Ａ１１．５のいずれかに記載の方法。

【0193】

Ａ１１．８．第１のアパーチャ第２のアパーチャ、および複数のアパーチャの幾何学的形状が均一ではない、段落Ａ１１～Ａ１１．７．２のいずれかに記載の方法。

【0194】

Ａ１１．９．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャのサイズが均一ではない、段落Ａ１１～Ａ１１．８のいずれかに記載の方法。

【0195】

Ａ１１．１０．二焦点ビームフォーマが、第１の印加電圧を受け取るように構成された第１の電極をさらに備える、段落Ａ１１～Ａ１１．９のいずれかに記載の方法。

【0196】

Ａ１１．１０．１．第１の電極が、複数の荷電粒子の少なくとも一部が第１の電極を通過することを可能にする電極入口アパーチャを少なくとも部分的に画成する物理的構造を備える、段落Ａ１１．１０に記載の方法。

【0197】

Ａ１１．１０．１．１．電極入口アパーチャが、複数の荷電粒子の第１の部分が第１の電極を通過することを可能にする第１の電極入口アパーチャであり、第２の電極が、複数の荷電粒子の第２の部分が第１の電極を通過することを可能にする第２の電極入口アパーチャをさらに画成する、段落Ａ１１．１０．１に記載の方法。

【0198】

Ａ１１．１０．２．第１の電極が、第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャの上流にある、段落Ａ１１．１０～Ａ１１．１０．１．１のいずれかに記載の方法。

【0199】

Ａ１１．１０．３．第１の電極がディスク状の電極である、段落Ａ１１．１０～Ａ１１．１０．２のいずれかに記載の方法。

【0200】

Ａ１１．１０．４．二焦点ビームフォーマが、第２の印加電圧を受け取るように構成された第２の電極をさらに備える、段落Ａ１１．１０～Ａ１１．１０．２のいずれかに記載の方法。

【0201】

Ａ１１．１０．４．１．第１の電圧が第２の電圧とは異なる、段落Ａ１１．１０．４に記載の方法。

【0202】

Ａ１１．１０．４．２．第１の電圧および第２の電圧が異なる、段落Ａ１１．１０．４に記載の方法。

【0203】

Ａ１１．１０．４．３．第２の電極が、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方が第２の電極を通過する電極出口アパーチャを少なくとも部分的に画成する物理的構造を備える、段落Ａ１１．１０．４～Ａ１１．１０．４．２のいずれかに記載の方法。

【0204】

Ａ１１．１０．４．３．１．電極出口アパーチャが、第１の荷電粒子ビームが第２の電極を通過することを可能にする第１の電極出口アパーチャであり、第２の電極が、第２の荷電粒子ビームが第２の電極を通過することを可能にする第２の電極出口アパーチャをさらに備える、段落Ａ１１．１０．４．３に記載の方法。

【0205】

Ａ１１．１０．４．３．第２の電極が、第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャの下流に位置決めされる、段落Ａ１１．１０．４～Ａ１１．１０．４．３．１のいずれかに記載の方法。

【0206】

Ａ１２．二焦点ビームフォーマが、穴を画成し、複数の荷電粒子を第１の荷電粒子ビームと第２の荷電粒子ビームとに分割するように位置決めおよび／または構成されたバイプリズムを備える、段落Ａ８～Ａ８．６．２のいずれかに記載の方法。

【0207】

Ａ１３．レーザーパターンフリンジが、複数の荷電粒子を第１の荷電粒子ビームと第２の荷電粒子ビームとに分割するために使用される、段落Ａ８～Ａ８．６．２のいずれかに記載の方法。

【0208】

Ａ１４．第２の荷電粒子ビームが、サンプルの上に位置付けられる異なる平面に集束される、段落Ａ１～Ａ１３のいずれかに記載の方法。

【0209】

Ａ１３．１．異なる平面が、サンプルの上の対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に位置付けられる、段落Ａ１３に記載の方法。

【0210】

Ａ１４．第２の荷電粒子ビームが、サンプルの下に位置付けられる異なる平面に集束される、段落Ａ１～Ａ１３のいずれかに記載の方法。

【0211】

Ａ１４．１．異なる平面が、サンプルの下の対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に位置付けられる、段落Ａ１４に記載の方法。

【0212】

Ａ１５．サンプルの平面またはサンプルの近くの平面と異なる平面との間の距離が、対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％である、段落Ａ１３～Ａ１４．１のいずれかに記載の方法。

【0213】

Ａ１６．第２の荷電粒子ビームがサンプルにおいて平行ビームである、段落Ａ１～Ａ１５のいずれかに記載の方法。

【0214】

Ｂ１．電子ホログラフィを使用してサンプルを調査するための方法であって、サンプルに向かって複数の電子を放射することと、複数の電子を第１の電子ビームおよび第２の電子ビームに形成することと、２つの電子ビームが異なる焦点面を有するように第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することと、サンプルに、またはサンプルの近くに焦点面を有するように第１の電子ビームを集束させることと、サンプルに入射し、回折面に焦点面を有するように第２の電子ビームを集束させることと、第１の電子ビームおよび回折面における回折された第２の電子ビームの干渉パターンを検出することと、を含む、方法。

【0215】

Ｂ１．１．第１の電子ビームおよび回折面における回折された第２の電子ビームの干渉パターンに基づいてサンプルのホログラム画像を生成することをさらに含む、段落Ｂ１に記載の方法。

【0216】

Ｂ１．２．第１の電子ビームおよび回折面における回折された第２の電子ビームの干渉パターンに基づいてサンプルによって回折された電子の位相を決定することをさらに含む、段落Ｂ１～Ｂ１．１のいずれかに記載の方法。

【0217】

Ｂ１．３．第２の電子ビームがサンプルに入射することに応答してサンプルを離れる電子の出口波動関数を決定することをさらに含む、段落Ｂ１～Ｂ１．２のいずれかに記載の方法。

【0218】

Ｂ１．３．１．出口波動関数を決定することが、第２の電子ビームがサンプルに入射することに応答してサンプルを離れる電子の出口波動関数の位相および振幅を決定することを含む、段落Ｂ１．３に記載の方法。

【0219】

Ｂ１．３．２．出口波動関数に基づいてサンプルの構造を決定することをさらに含む、段落Ｂ１．３～Ｂ１．３．１のいずれかに記載の方法。

【0220】

Ｂ１．３．２．１．サンプルが結晶であり、サンプルの構造を決定することが、出口波動関数に基づいてサンプルの結晶格子を決定することを含む、段落Ｂ１．３．２に記載の方法。

【0221】

Ｂ２．第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの一方が、複数の荷電粒子の放射軸に沿って移動する軸方向ビームである、段落Ｂ１～Ｂ１．３．２．１のいずれかに記載の方法。

【0222】

Ｂ３．回折面が、サンプルの下流にある第２の電子ビームの第１の焦点面に対応する、段落Ｂ１～Ｂ２のいずれかに記載の方法。

【0223】

Ｂ４．第１の電子ビームおよび第２の電子ビームがコヒーレントである、段落Ｂ１～Ｂ３のいずれかに記載の方法。

【0224】

Ｂ４．第１の電子面がサンプルのアパーチャを通過する、段落Ｂ１～Ｂ３のいずれかに記載の方法。

【0225】

Ｂ４．１．電子ビームおよびイオンビームのうちの一方でサンプルのアパーチャを燃焼させることをさらに含む、段落Ｂ４に記載の方法。

【0226】

Ｂ５．第１の電子ビームが、第１の電子ビームを妨害するのに十分な散乱がないように、サンプルの薄い領域を通過する、段落Ｂ１～Ｂ３のいずれかに記載の方法。

【0227】

Ｂ６．第２の電子ビームがサンプルにおいて平行ビームである、段落Ｂ１～Ｂ５のいずれかに記載の方法。

【0228】

Ｂ７．第２の電子ビームの第２の直径が、第１の電子ビームの第１の直径よりも５、１０、２０、５０、および１００倍大きい、段落Ｂ１～Ｂ６のいずれかに記載の方法。

【0229】

Ｂ８．第１の荷電粒子ビームが複数の荷電粒子の放射軸に沿って移動する軸方向ビームであり、第２の荷電粒子ビームが非軸方向ビームである、段落Ｂ１～Ｂ７のいずれかに記載の方法。

【0230】

Ｂ９．第２の荷電粒子ビームが複数の荷電粒子の放射軸に沿って移動する軸方向ビームであり、第１の荷電粒子ビームが非軸方向ビームである、段落Ｂ１～Ｂ７のいずれかに記載の方法。

【0231】

Ｂ１０．第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの一方に丸レンズ作用を適用することを含む、段落Ｂ１～Ｂ９のいずれかに記載の方法。

【0232】

Ｂ１０．１．第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、第１の電子ビームおよび電子粒子ビームの両方に丸レンズ作用を適用することを含む、段落Ｂ１０に記載の方法。

【0233】

Ｂ１０．１．１．第１の電子ビームに適用される丸レンズ作用が、第２の電子ビームに適用される丸レンズ作用とは異なる、段落Ｂ１０．１に記載の方法。

【0234】

Ｂ１１．第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、第１の電子ビームおよび第２の電子の一方に少なくとも四重極レンズ作用を適用することを含む、段落Ｂ１～Ｂ１０．１．１のいずれかに記載の方法。

【0235】

Ｂ１１．１．少なくとも四重極レンズ作用が、もはや円筒対称ビームでなくなるように、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの一方に非点収差を適用する、段落Ｂ１１に記載の方法。

【0236】

Ｂ１１．２．方法が、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの一方に追加の少なくとも四重極レンズ効果を適用することをさらに含む、段落Ｂ１１～Ｂ１１．１のうちいずれかに記載の方法。

【0237】

Ｂ１１．２．１．追加の少なくとも四重極レンズ効果により、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの一方が円筒対称ビームとなる、段落Ｂ１１．２に記載の方法。

【0238】

Ｂ１１．２．２．少なくとも四重極レンズ効果が補正器によって適用される、段落Ｂ１１．２～Ｂ１１．２．１のいずれかに記載の方法。

【0239】

Ｂ１１．２．２．１．補正器が、複数の電子の放射軸に垂直な偏向をさらに適用する、段落Ｂ１１．２．２に記載の方法。

【0240】

Ｂ１１．２．２．１．１．第２の電子ビームが軸方向ビームであり、偏向により第２の電子ビームが補正器の下流で非軸方向ビームとなる、段落Ｂ１１．２．２．１に記載の方法。

【0241】

Ｂ１１．２．２．１．２．第２の電子ビームが非軸方向ビームであり、偏向により第２の電子ビームが補正器の下流で軸方向ビームとなる、段落Ｂ１１．２．２．１に記載の方法。

【0242】

Ｂ１１．２．２．１．３．第１の電子ビームが軸方向ビームであり、偏向により第１の電子ビームが補正器の下流で非軸方向ビームとなる、段落Ｂ１１．２．２．１に記載の方法。

【0243】

Ｂ１１．２．２．１．４．第１の電子ビームが非軸方向ビームであり、偏向により第１の電子ビームが補正器の下流で軸方向ビームとなる、段落Ｂ１１．２．２．１に記載の方法。

【0244】

Ｂ１１．２．２．２．補正器が、少なくとも四重極レンズ効果を受け取らなかった電子ビームの焦点面に位置決めされる、段落Ｂ１１．２．２．１～Ｂ１１．２．２．１．４のいずれかに記載の方法。

【0245】

Ｂ１２．複数の電子が分割され、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームがＭＥＭＳデバイスによって修正される、段落Ｂ１～Ｂ１１．２．２．２のいずれかに記載の方法。

【0246】

Ｂ１２．１．ＭＥＭＳデバイスが、段落Ｆ１～Ｆ１２．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスを備える、段落Ｂ１２に記載の方法。

【0247】

Ｂ１３．複数の電子が分割され、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームがマルチアパーチャデバイスによって修正される、段落Ｂ１～Ｂ１２のいずれかに記載の方法。

【0248】

Ｂ１３．１．ＭＥＭＳデバイスが、段落Ｆ１～Ｆ１２．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスを備える、段落Ｂ１３に記載の方法。

【0249】

Ｂ１４．サンプルが、結晶である、段落Ｂ１～Ｂ１３のいずれかに記載の方法。

【0250】

Ｂ１４．１．回折画像における回折ピークがエアリーディスクである、段落Ｂ１４に記載の方法。

【0251】

Ｂ１５．サンプルによって散乱された電子が回折面に焦点面を有する、段落Ｂ１～Ｂ１４．１のいずれかに記載の方法。

【0252】

Ｃ１．サンプルを調査するためのシステムであって、サンプルを保持するように構成されたサンプルホルダと、サンプルに向かって荷電粒子を放射するように構成された荷電粒子エミッタと、荷電粒子エミッタとサンプルホルダとの間に位置決めされた二焦点ビームフォーマと、を備え、二焦点ビームフォーマが、複数の荷電粒子を第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームに形成すること、および第１の荷電粒子ビームがサンプルの平面に、またはサンプルの近くの平面に集束され、第２の荷電粒子ビームがサンプルの平面に、またはサンプルの近くの平面に集束されないように第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することを行うように構成されている、システム。

【0253】

Ｃ２．荷電粒子エミッタが、サンプルに向かって電子を放射するように構成された電子エミッタであり、荷電粒子ビームが電子ビームである、段落Ｃ１に記載のシステム。

【0254】

Ｃ３．サンプルにおける第２の荷電粒子ビームの第２のビーム直径が、サンプルにおける第１の荷電粒子ビームの第１のビーム直径よりも５、１０、２０、５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つである、段落Ｃ１～Ｃ２のいずれかに記載のシステム。

【0255】

Ｃ３．１．第２のビーム直径が、第１の荷電粒子ビームの各交差点またはそれに最も近くで第１のビーム直径よりも５、１０、２０、５０、１００、５００、または１０００倍大きいうちの少なくとも１つである、段落Ｃ３に記載のシステム。

【0256】

Ｃ４．第１の荷電粒子ビームが、サンプルにおいて第２の荷電粒子ビームに対して傾斜している、段落Ｃ１～Ｃ３．１のいずれかに記載のシステム。

【0257】

Ｃ５．第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームが、コヒーレントビームである、段落Ｃ１～Ｃ４のいずれかに記載のシステム。

【0258】

Ｃ６．加速器をさらに備える、段落Ｃ１～Ｃ５のいずれかに記載のシステム。

【0259】

Ｃ６．１．加速器が、二焦点ビームフォーマの下に位置決めされ、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームの各々を最終エネルギーまで加速させるように構成されている、段落Ｃ６に記載のシステム。

【0260】

Ｃ６．２．加速器が、二焦点ビームフォーマの上に位置決めされ、複数の荷電粒子を最終エネルギーまで加速させるように構成されている、段落Ｃ６のシステム。

【0261】

Ｃ７．二焦点ビームフォーマが、第２の荷電粒子ビームを歪めさせる、段落Ｃ１～Ｃ６．２のいずれかに記載のシステム。

【0262】

Ｃ８．二焦点ビームフォーマが、第２の荷電粒子ビームの焦点面を変化させる、段落Ｃ１～Ｃ７のいずれかに記載のシステム。

【0263】

Ｃ９．二焦点ビームフォーマが、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの一方を円筒対称ビームではないようにする、段落Ｃ８～Ｃ８．４のいずれかに記載のシステム。

【0264】

Ｃ９．１．第２の荷電粒子ビームを円筒対称ビームにするように構成された補正器をさらに備える、段落Ｃ９に記載のシステム。

【0265】

Ｃ９．１．１．補正器が、スティグメータである、段落Ｃ９．１に記載のシステム。

【0266】

Ｃ１０．二焦点ビームフォーマが、第２の荷電粒子ビームに１つ以上の収差を有させる、Ｃ１～Ｃ９．１．１のいずれかに記載のシステム。

【0267】

Ｃ１０．１．１つ以上の収差のうちの少なくとも１つが決定論的な収差である、段落Ｃ１０に記載のシステム。

【0268】

Ｃ１０．２．二焦点ビームフォーマが、１つ以上の収差のうちの少なくとも１つにシステム内の別の収差を補正させるように位置決めおよび／または構成されている、段落Ｃ１０～Ｃ１０．１のいずれかに記載のシステム。

【0269】

Ｃ１１．二焦点ビームフォーマが、複数の荷電粒子の放射軸から離れるように、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方を偏向させるようにさらに構成されている、段落Ｃ１～Ｃ１０．２のいずれかに記載のシステム。

【0270】

Ｃ１２．二焦点ビームフォーマが、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性の修正を少なくとも部分的に引き起こす少なくとも四重極電場を生成するように構成されたＭＥＭＳデバイスを備える、段落Ｃ１～Ｃ１１のいずれかに記載のシステム。

【0271】

Ｃ１２．１．ＭＥＭＳデバイスが、第１のアパーチャおよび第２のアパーチャを画成する構造を含み、第１の荷電粒子ビームが第１のアパーチャを通過し、第２の荷電粒子ビームが第２のアパーチャを通過する、段落Ｃ１２に記載のシステム。

【0272】

Ｃ１２．１．１．第１のアパーチャが第２のアパーチャと同じ半径を有する、段落Ｃ１２．１に記載のシステム。

【0273】

Ｃ１２．１．２．第１のアパーチャが第２のアパーチャよりも小さい半径を有する、段落Ｃ１２．１に記載のシステム。

【0274】

Ｃ１２．１．３．第１のアパーチャが第２のアパーチャよりも大きい半径を有する、段落Ｃ１２．１に記載のシステム。

【0275】

Ｃ１２．１．４．ＭＥＭＳデバイスが複数の荷電粒子に面する表面層を備え、第１のアパーチャおよび第２のアパーチャが表面層によって画成される、段落Ｃ１２．１～Ｃ１２．１．３のいずれかに記載のシステム。

【0276】

Ｃ１２．１．４．１．表面層が箔である、段落Ｃ１２．１．４に記載のシステム。

【0277】

Ｃ１２．１．５．第１のアパーチャが複数の荷電粒子の放射軸上に位置決めされた軸方向アパーチャであり、第２のアパーチャが非軸方向アパーチャである、段落Ｃ１２．１～Ｃ１２．１．４．１のいずれかに記載のシステム。

【0278】

Ｃ１２．１．６．第２のアパーチャが複数の荷電粒子の放射軸上に位置決めされた軸方向アパーチャであり、第１のアパーチャが非軸方向アパーチャである、段落Ｃ１２．１～Ｃ１２．１．４．１のいずれかに記載のシステム。

【0279】

Ｃ１２．２．ＭＥＭＳデバイスが１つ以上の電極を備える、段落Ｃ１２．１～Ｃ１２．１．６のいずれかに記載のシステム。

【0280】

Ｃ１２．２．１．対応する電圧が１つ以上の電極に印加されると、１つ以上の電極が、少なくとも四重極電場を生成する、段落Ｃ１２．２に記載のシステム。

【0281】

Ｃ１２．２．１．１つ以上の電極のうちの少なくとも１つが接地されている、段落Ｃ１２．２～１２．２．１のいずれかに記載のシステム。

【0282】

Ｃ１２．２．２．ＭＥＭＳデバイスが、表面層の反対側にある絶縁層を有する、Ｃ１２．１．４に依存する場合の段落Ｃ１２．２～Ｃ１２．２．１のいずれかに記載のシステム

【0283】

Ｃ１２．２．２．１．１つ以上の電極が、絶縁層と表面層との間に位置決めされた電極層に位置付けられている、段落Ｃ１２．２．２に記載のシステム。

【0284】

Ｃ１２．２．３．１つ以上の電極が４つの電極を含む、段落Ｃ１２．２～Ｃ１２．２．２．１のいずれかに記載のシステム。

【0285】

Ｃ１２．２．４．１つ以上の電極が７つの電極を含む、段落Ｃ１２．２～Ｃ１２．２．２．１のいずれかに記載のシステム。

【0286】

Ｃ１２．３．少なくとも四重極電場が、双重極電場、四重極電場、六重極電場、または八重極電場のうちの１つである、段落Ｃ１２．１～Ｃ１２．２．４のいずれかに記載のシステム。

【0287】

Ｃ１２．４．少なくとも四重極電場が第１の荷電粒子ビームの焦点面を変化させない、段落Ｃ１２．１～Ｃ１２．３のいずれかに記載のシステム。

【0288】

Ｃ１２．５．ＭＥＭＳデバイスが、１つ以上の双重極電場を生成するようにさらに構成されている、段落Ｃ１２．１～Ｃ１２．４のいずれかに記載のシステム。

【0289】

Ｃ１２．５．１．１つ以上の双重極電場が、荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方を放射軸に垂直な方向に偏向させる、段落Ｃ１２．５に記載のシステム。

【0290】

Ｃ１３．二焦点ビームフォーマが、第１のアパーチャおよび第２のアパーチャを画成する物理的構造であって、第１の荷電粒子ビームが第１のアパーチャを通過し、第２の荷電粒子ビームが第２のアパーチャを通過する、物理的構造と、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームが異なる焦点面を有するように少なくとも一方の焦点特性を調整するように位置決めおよび／または構成されたレンズと、を備える、段落Ｃ１～Ｃ１１のいずれかに記載のシステム。

【0291】

Ｃ１３．１．第１の荷電粒子ビームが第１のアパーチャを通過し、第２の荷電粒子ビームが第２のアパーチャを通過する、段落Ｃ１３に記載のシステム。

【0292】

Ｃ１３．２．レンズがアインツェルレンズである、段落Ｃ１３～Ｃ１３．１のいずれかに記載のシステム。

【0293】

Ｃ１３．３．レンズが物理的構造の上に位置決めされる、段落Ｃ１３～Ｃ１３．２のいずれかに記載のシステム。

【0294】

Ｃ１３．４．レンズが物理的構造の下上に位置決めされる、段落Ｃ１３～Ｃ１３．２のいずれかに記載のシステム。

【0295】

Ｃ１３．５．レンズが、第２の荷電粒子ビームの焦点面を調整するように位置決めおよび／または構成されている、段落Ｃ１３～Ｃ１３．４のいずれかに記載のシステム。

【0296】

Ｃ１３．５．１．レンズが、第１の荷電粒子ビームの焦点面を調整するように位置決めおよび／または構成されていない、段落Ｃ１３．５に記載のシステム。

【0297】

Ｃ１４．二焦点ビームフォーマが、少なくとも１つの物理的構造を備え、少なくとも１つの物理的構造が、第１の荷電粒子ビームが少なくとも１つの物理的構造を通過することを可能にする第１のアパーチャ、第２の荷電粒子ビームが少なくとも１つの物理的構造を通過することを可能にする第２のアパーチャ、および複数の他のアパーチャを画成する、段落Ｃ１４～Ｃ１４．５のいずれかに記載のシステム。

【0298】

Ｃ１４．１．複数の他のアパーチャが、二焦点ビームフォーマの使用中に第２の荷電粒子ビームにレンズ効果を適用する電磁場を作るパターンを形成する、段落Ｃ１４に記載のシステム。

【0299】

Ｃ１４．１．１．複数の他のアパーチャが、二焦点ビームフォーマの使用中に第２の荷電粒子ビームに少なくとも四重極レンズ効果を適用する電磁場を作るパターンを形成する、段落Ｃ１４．１に記載のシステム。

【0300】

Ｃ１４．１．１．１．電磁場が、二焦点ビームフォーマの使用中に第１の荷電粒子ビームに四重極レンズ効果を適用しない、段落Ｃ１４．１．１に記載のシステム。

【0301】

Ｃ１４．１．２．複数の他のアパーチャが、二焦点ビームフォーマの使用中に第１の荷電粒子ビームに円形レンズ効果を適用する電磁場を作るパターンを形成する、段落Ｃ１４．１～Ｃ１４．１．１．１のいずれかに記載のシステム。

【0302】

Ｃ１４．１．２．１．複数の他のアパーチャが、二焦点ビームフォーマの使用中に第２の荷電粒子ビームに少なくとも円形のレンズ効果を適用する電磁場を作るパターンを形成する、段落Ｃ１４．１．２に記載のシステム。

【0303】

Ｃ１４．１．３．電磁場によって適用されるレンズ効果が、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性の修正を少なくとも部分的に引き起こす、段落Ｃ１４．１～Ｃ１４．２．１のいずれかに記載のシステム。

【0304】

Ｃ１４．１．３．１．電磁場が、第１の荷電粒子ビームの焦点面を変化させる、段落Ｃ１４．１．３に記載のシステム。

【0305】

Ｃ１４．３．複数のアパーチャのうちの少なくとも１つのアパーチャが穴である、段落Ｃ１４～Ｃ１４．２．１のいずれかに記載のシステム。

【0306】

Ｃ１４．３．１．穴が、

【0307】

少なくとも１つの物理的構造の第１の表面に画成された入口であって、第１の表面が複数の荷電粒子に面している、入口と、第１の表面の反対側にある少なくとも１つの物理的構造の第２の表面に画成された出口と、入口および出口を接続する空のボリュームと、を備える、段落Ｃ１４．３に記載のシステム。

【0308】

Ｃ１４．３．１．１．第１の表面および第２の表面が、各々単一の物理的構造の表面である、段落Ｃ１４．３．１に記載のシステム。

【0309】

Ｃ１４．３．１．２．第１の表面および第２の表面が、各々異なる物理的構造の表面である、段落Ｃ１４．３．１に記載のシステム。

【0310】

Ｃ１４．４．複数のアパーチャのうちの少なくとも１つのアパーチャが空洞である、段落Ｃ１４～Ｃ１４．３．１．２のいずれかに記載のシステム。

【0311】

Ｃ１４．４．１．空洞が、

【0312】

少なくとも１つの物理的構造の第１の表面に画成された入口であって、第１の表面が複数の荷電粒子に面している、入口と、入口と連通し、少なくとも１つの物理的構造によって画成される空のボリュームと、を備え、少なくとも１つの物理的構造が、空のボリュームに入口を介して入る複数の荷電粒子の荷電粒子が二焦点ビームフォーマを通過しないように空のボリュームを画成する、段落Ｃ１４．４に記載のシステム。

【0313】

Ｃ１４．４．１．１．空洞が単一の物理的構造によって画成される、段落Ｃ１４．４．１に記載のシステム。

【0314】

Ｃ１４．４．１．２．空洞が多数の物理的構造によって画成される、段落Ｃ１４．４．１に記載のシステム。

【0315】

Ｃ１４．５．複数のアパーチャが、穴および空洞の組み合わせを含む、段落Ｃ１４．３～Ｃ１４．４．１．２のいずれかに記載のシステム。

【0316】

Ｃ１４．６．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が円形である、段落Ｃ１４～Ｃ１４．５のいずれかに記載のシステム。

【0317】

Ｃ１４．７．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が長方形である、段落Ｃ１４～Ｃ１４．５のいずれかに記載のシステム。

【0318】

Ｃ１４．７．１．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が正方形である、段落Ｃ１４～Ｃ１４．５のいずれかに記載のシステム。

【0319】

Ｃ１４．７．２．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が丸コーナーを有する、段落Ｃ１４～Ｃ１４．５のいずれかに記載のシステム。

【0320】

Ｃ１４．８．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャの幾何学的形状が均一ではない、段落Ｃ１４～Ｃ１４．７．２のいずれかに記載のシステム。

【0321】

Ｃ１４．９．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャのサイズが均一ではない、段落Ｃ１４～Ｃ１４．８のいずれかに記載のシステム。

【0322】

Ｃ１４．１０．二焦点ビームフォーマが、第１の印加電圧を受け取るように構成された第１の電極をさらに備える、段落Ｃ１４～Ｃ１４．９のいずれかに記載のシステム。

【0323】

Ｃ１４．１０．１．第１の電極が、複数の荷電粒子の少なくとも一部が第１の電極を通過することを可能にする電極入口アパーチャを少なくとも部分的に画成する物理的構造を含む、段落Ｃ１４．１０に記載のシステム。

【0324】

Ｃ１４．１０．１．１．電極入口アパーチャが、複数の荷電粒子の第１の部分が第１の電極を通過することを可能にする第１の電極入口アパーチャであり、第２の電極が、複数の荷電粒子の第２の部分が第１の電極を通過することを可能にする第２の電極入口アパーチャをさらに画成する、段落Ｃ１４．１０．１に記載のシステム。

【0325】

Ｃ１４．１０．２．第１の電極が、第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャの上流にある、段落Ｃ１４．１０～Ｃ１４．１０．１．１のいずれかに記載のシステム。

【0326】

Ｃ１４．１０．３．第１の電極がディスク状の電極である、段落Ｃ１４．１０～Ｃ１４．１０．２のいずれかに記載のシステム。

【0327】

Ｃ１４．１０．４．二焦点ビームフォーマが、第２の印加電圧を受け取るように構成された第２の電極をさらに備える、段落Ｃ１４．１０～Ｃ１４．１０．２のいずれかに記載のシステム。

【0328】

Ｃ１４．１０．４．１．第１の電圧が第２の電圧とは異なる、段落Ｃ１４．１０．４に記載のシステム。

【0329】

Ｃ１４．１０．４．２．第１の電圧および第２の電圧が異なる、段落Ｃ１４．１０．４に記載のシステム。

【0330】

Ｃ１４．１０．４．３．第２の電極が、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方が第２の電極を通過する電極出口アパーチャを少なくとも部分的に画成する物理的構造を含む、段落Ｃ１４．１０．４～Ｃ１４．１０．４．２のいずれかに記載のシステム。

【0331】

Ｃ１４．１０．４．３．１．電極出口アパーチャが、第１の荷電粒子ビームが第２の電極を通過することを可能にする第１の電極出口アパーチャであり、第２の電極が、第２の荷電粒子ビームが第２の電極を通過することを可能にする第２の電極出口アパーチャをさらに含む、段落Ｃ１４．１０．４．３に記載のシステム。

【0332】

Ｃ１４．１０．４．３．第２の電極が、第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャの下流に位置決めされる、段落Ｃ１４．１０．４～Ｃ１４．１０．４．３．１のいずれかに記載のシステム。

【0333】

Ｃ１５．焦点ビームフォーマが、穴を画成し、複数の荷電粒子を第１の荷電粒子ビームと第２の荷電粒子ビームとに分割するように位置決めおよび／または構成されたバイプリズムを備える、段落Ｃ１～Ｃ１１のいずれかに記載のシステム。

【0334】

Ｃ１６．レーザーパターンフリンジが、複数の荷電粒子を第１の荷電粒子ビームと第２の荷電粒子ビームとに分割するために使用される、段落Ｃ１～Ｃ１１のいずれかに記載のシステム。

【0335】

Ｃ１７．第２の荷電粒子ビームが、サンプルの上に位置付けられる異なる平面に集束される、段落Ｃ１～Ｃ１６のいずれかに記載のシステム。

【0336】

Ｃ１７．１．異なる平面が、サンプルの上の対物レンズの焦点距離の少なくとも少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に位置付けられる、段落Ｃ１７に記載のシステム。

【0337】

Ｃ１８．第２の荷電粒子ビームが、サンプルの下に位置付けられる異なる平面に集束される、段落Ｃ１～Ｃ１６のいずれかに記載のシステム。

【0338】

Ｃ１８．１．異なる平面が、試料サンプルの下の対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％に位置付けられる、段落Ｃ１８に記載のシステム。

【0339】

Ｃ１９．サンプルの平面またはサンプルの近くの平面と異なる平面との間の距離が、対物レンズの焦点距離の少なくとも０．１％、１％、１０％、または１００％である、段落Ｃ１７～Ｃ１８．１のいずれかに記載のシステム。

【0340】

Ｃ２０．第２の荷電粒子ビームがサンプルにおいて平行ビームである、段落Ｃ１～Ｃ１９のいずれかに記載のシステム。

【0341】

Ｄ１．段落Ａ１～Ａ１６、Ｂ１～Ｂ１５、Ｌ１～Ｌ１０．２、またはＭ９．１のいずれかに記載の方法を実行するための段落Ｃ１～Ｃ２０のいずれかに記載のシステムの使用。

【0342】

Ｅ１．１つ以上の処理ユニットによって遂行されると、段落Ｃ１～Ｃ２０のいずれかに記載のシステムに段落Ａ１～Ａ１６、Ｂ１～Ｂ１５、Ｌ１～Ｌ１０．２、またはＭ１～Ｍ９．１のいずれかに記載の方法を実行させる命令を備える、非一時的なコンピュータ可読媒体。

【0343】

Ｆ１．複数の荷電粒子の荷電粒子の第１の部分がＭＥＭＳデバイスを通過することを可能にするように構成された第１のアパーチャ、および複数の荷電粒子の荷電粒子の第２の部分がＭＥＭＳデバイスを通過することを可能にするように構成された第２のアパーチャを画成する物理的構造と、１つ以上の電極であって、対応する電圧が印加されると、荷電粒子の第１の部分および荷電粒子の第２の部分の少なくとも一方の焦点面の修正を少なくとも部分的に引き起こす少なくとも四重極電場を生成するように構成された１つ以上の電極と、を備える、ＭＥＭＳデバイス。

【0344】

Ｆ１．１．複数の荷電粒子が、ＭＥＭＳデバイスに入射するソースビームを形成する、段落Ｆ１に記載のＭＥＭＳデバイス。

【0345】

Ｆ１．１．１．複数の荷電粒子が複数の電子である、段落Ｆ１～Ｆ１．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0346】

Ｆ２．第１のアパーチャが、荷電粒子の第１の部分を第１の荷電粒子ビームに形成するように構成され、第２のアパーチャが、荷電粒子の第２の部分を第２の荷電粒子ビームに形成するように構成される、段落Ｆ１～Ｆ１．１．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0347】

Ｆ２．１．第１のアパーチャが第２のアパーチャと同じ半径を有する、段落Ｆ２に記載のＭＥＭＳデバイス。

【0348】

Ｆ２．２．第１のアパーチャが第２のアパーチャよりも小さい半径を有する、段落Ｆ２に記載のＭＥＭＳデバイス。

【0349】

Ｆ２．３．第１のアパーチャが第２のアパーチャよりも大きい半径を有する、段落Ｆ２に記載のＭＥＭＳデバイス。

【0350】

Ｆ３．物理的構造が、第１のアパーチャおよび第２のアパーチャを画成する表面層を含む、段落Ｆ１～Ｆ２．３のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0351】

Ｆ３．１．表面層が、荷電粒子の第３の部分がＭＥＭＳデバイスを通過するのを防止する、段落Ｆ３に記載のＭＥＭＳデバイス。

【0352】

Ｆ３．２．表面層が箔である、段落Ｆ３～Ｆ３．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0353】

Ｆ４．第１のアパーチャが複数の荷電粒子の放射軸上に位置決めされた軸方向アパーチャであり、第２のアパーチャが非軸方向アパーチャである、段落Ｆ１～Ｆ３．２のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0354】

Ｆ５．第２のアパーチャが複数の荷電粒子の放射軸上に位置決めされた軸方向アパーチャであり、第１のアパーチャが非軸方向アパーチャである、段落Ｆ１～Ｆ３．２のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0355】

Ｆ６．１つ以上の電極のうちの少なくとも１つが接地されている、段落Ｆ１～Ｆ５のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0356】

Ｆ７．ＭＥＭＳデバイスが、表面層の反対側にある絶縁層を含む、段落Ｆ３～Ｆ３．１のいずれかに従属する場合の段落Ｆ１～Ｆ６のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0357】

Ｆ７．１．１つ以上の電極が、絶縁層と表面層との間に位置決めされた電極層に位置付けられている、段落Ｆ７に記載のＭＥＭＳデバイス。

【0358】

Ｆ８．１つ以上の電極が４つの電極を含む、段落Ｆ１～Ｆ７．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0359】

Ｆ９．１つ以上の電極が７つの電極を含む、段落Ｆ１～Ｆ７．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0360】

Ｆ１０．少なくとも四重極電場が、双重極電場、四重極電場、六重極電場、または八重極電場のうちの１つである、段落Ｆ１～Ｆ９のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0361】

Ｆ１１．少なくとも四重極電場が第１の荷電粒子ビームの焦点面を変化させない、段落Ｆ１～Ｆ１０のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0362】

Ｆ１２．ＭＥＭＳデバイスが、１つ以上の双重極電場を生成するようにさらに構成されている、段落Ｆ１～Ｆ１１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイス。

【0363】

Ｆ１２．１．１つ以上の双重極電場が、少なくとも１つの荷電粒子ビームを放射軸に垂直な方向に偏向させる、段落Ｆ１２に記載のＭＥＭＳデバイス。

【0364】

Ｇ１．段落Ｆ１～Ｆ１２．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスの任意の使用。

【0365】

Ｇ２．段落Ａ１～Ａ１６、Ｂ１～Ｂ１５、Ｌ１～Ｌ１０．２、またはＭ１～Ｍ９．１に記載の方法のいずれかを実行するための段落Ｆ１～Ｆ１２．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスの任意の使用。

【0366】

Ｇ３．サンプルを調査するための段落Ｆ１～Ｆ１２．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスの任意の使用。

【0367】

Ｈ１．段落Ｃ１～Ｃ２０のいずれかに記載のシステムにおける段落Ｆ１～Ｆ１２．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスの任意の使用。

【0368】

Ｉ１．複数の荷電粒子の荷電粒子の第１の部分がアパーチャレンズアレイデバイスを通過することを可能にするように構成された第１のアパーチャ、複数の荷電粒子の荷電粒子の第２の部分がアパーチャレンズアレイデバイスを通過することを可能にするように構成された第２のアパーチャ、複数の他のアパーチャ、および少なくとも１つの電極を画成する少なくとも１つの物理的構造を備え、第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数の他のアパーチャが、少なくとも１つの物理的構造および少なくとも１つの電極に対応する電圧が印加されると、アパーチャレンズアレイデバイスの使用中に荷電粒子の第２の部分にレンズ効果を適用する電磁場を生成するパターンを形成する、アパーチャレンズアレイデバイス。

【0369】

Ｉ１．１．複数の荷電粒子が、アパーチャレンズアレイデバイスに入射するソースビームを形成する、段落Ｉ１に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0370】

Ｉ１．１．１．複数の荷電粒子が複数の電子である、段落Ｉ１～Ｉ１．１のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0371】

Ｉ２．第１のアパーチャが、荷電粒子の第１の部分を第１の荷電粒子ビームに形成するように構成され、第２のアパーチャが、荷電粒子の第２の部分を第２の荷電粒子ビームに形成するように構成される、段落Ｉ．１～Ｉ１．１．１のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0372】

Ｉ２．１．電磁場が、アパーチャレンズアレイデバイスの使用中に第２の荷電粒子ビームに少なくとも四重極レンズ効果を適用する、段落Ｉ２に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0373】

Ｉ２．１．１．電磁場が、アパーチャレンズアレイデバイスの使用中に第１の荷電粒子ビームに四重極レンズ効果を適用しない、段落Ｉ２．１に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0374】

Ｉ２．１．２．電磁場が、アパーチャレンズアレイデバイスの使用中に第１の荷電粒子ビームに円形レンズ効果を適用する、段落Ｉ２～Ｉ２．１．１のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0375】

Ｉ２．１．３．電磁場が、アパーチャレンズアレイデバイスの使用中に第２の荷電粒子ビームに少なくとも円形レンズ効果、段落Ｉ２～Ｉ２．１．２のうちいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0376】

Ｉ３．電磁場によって適用されるレンズ効果が、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方の焦点面の修正を少なくとも部分的に引き起こす、段落Ｉ１～Ｉ２．１．３のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0377】

Ｉ３．１．レンズ効果によって引き起こされる焦点面の修正により、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームが異なる焦点面を有する、段落Ｉ１に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0378】

Ｉ３．２．電磁場が第１の荷電粒子ビームの焦点面を変化させる、段落Ｉ３～Ｉ３．１のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0379】

Ｉ４．複数のアパーチャのうちの少なくとも１つのアパーチャが穴である、段落Ｉ１～Ｉ３．２のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0380】

Ｉ４．１．穴が、少なくとも１つの物理的構造の第１の表面に画成された入口であって、第１の表面が複数の荷電粒子に面している、入口と、第１の表面の反対側にある少なくとも１つの物理的構造の第２の表面に画成された出口と、入口および出口を接続する空のボリュームと、を備える、段落Ｉ４に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0381】

Ｉ４．１．１．第１の表面および第２の表面が、各々単一の物理的構造の表面である、段落Ｉ４．１に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0382】

Ｉ４．１．２．第１の表面および第２の表面が、各々異なる物理的構造の表面である、段落Ｉ４．１に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0383】

Ｉ５．複数のアパーチャのうちの少なくとも１つのアパーチャが空洞である、段落Ｉ１～Ｉ４．１．２のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0384】

Ｉ５．１．空洞が、少なくとも１つの物理的構造の第１の表面に画成された入口であって、第１の表面が複数の荷電粒子に面している、入口と、入口と連通し、少なくとも１つの物理的構造によって画成される空のボリュームと、を備え、少なくとも１つの物理的構造が、空のボリュームに入口を介して入る複数の荷電粒子の荷電粒子が二焦点ビームフォーマを通過しないように空のボリュームを画成する、段落Ｉ５に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0385】

Ｉ５．１．空洞が単一の物理的構造によって画成される、段落Ｉ５．１に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0386】

Ｉ５．２．空洞が多数の物理的構造によって画成される、段落Ｉ５．１に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0387】

Ｉ６．複数のアパーチャが、穴および空洞の組み合わせを含む、段落Ｉ４～Ｉ５．２のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0388】

Ｉ７．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が円形である、段落Ｉ１～Ｉ６のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0389】

Ｉ８．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が長方形である、段落Ｉ１～Ｉ７のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0390】

Ｉ９．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が正方形である、段落Ｉ１～Ｉ８のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0391】

Ｉ１０．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、または複数のアパーチャのうちの１つのアパーチャのうちの少なくとも１つの幾何学的形状が丸コーナーを有する、段落Ｉ１～Ｉ９のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0392】

Ｉ１１．第１のアパーチャ第２のアパーチャ、および複数のアパーチャの幾何学的形状が均一ではない、段落Ｉ１～Ｉ１０のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0393】

Ｉ１２．第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャのサイズが均一ではない、段落Ｉ１～Ｉ１１のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0394】

Ｉ１３．少なくとも１つの電極が、第１の印加電圧を受け取るように構成された第１の電極を含む、段落Ｉ１～Ｉ１２のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0395】

Ｉ１３．１．第１の電極が、複数の荷電粒子の少なくとも一部が第１の電極を通過することを可能にする電極入口アパーチャを少なくとも部分的に画成する物理的構造を含む、段落Ｉ１３に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0396】

Ｉ１３．１．１．電極入口アパーチャが、複数の荷電粒子の第１の部分が第１の電極を通過することを可能にする第１の電極入口アパーチャであり、第２の電極が、複数の荷電粒子の第２の部分が第１の電極を通過することを可能にする第２の電極入口アパーチャをさらに画成する、段落Ｉ１３．１に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0397】

Ｉ１３．２．第１の電極が、第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャの上流にある、段落Ｉ１３～Ｉ１３．１．１のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0398】

Ｉ１３．３．第１の電極がディスク状の電極である、段落Ｉ１３～Ｉ１３．２のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0399】

Ｉ１３．４．少なくとも１つの電極が、第２の印加電圧を受け取るように構成された第２の電極をさらに含む、段落Ｉ１３～Ｉ１３．３のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0400】

Ｉ１３．４．１．第１の電圧が第２の電圧とは異なる、段落Ｉ１３．４に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0401】

Ｉ１３．４．２．第１の電圧および第２の電圧が同じである、段落Ｉ１３．４に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0402】

Ｉ１３．４．３．第２の電極が、第１の荷電粒子ビームおよび第２の荷電粒子ビームのうちの少なくとも一方が第２の電極を通過する電極出口アパーチャを少なくとも部分的に画成する物理的構造を含む、段落Ｉ１３．４～Ｉ１３．４．２のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0403】

Ｉ１３．４．３．１．電極出口アパーチャが、第１の荷電粒子ビームが第２の電極を通過することを可能にする第１の電極出口アパーチャであり、第２の電極が、第２の荷電粒子ビームが第２の電極を通過することを可能にする第２の電極出口アパーチャをさらに含む、段落Ｉ１３．４．３に記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0404】

Ｉ１３．４．４．第２の電極が、第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、および複数のアパーチャの下流に位置決めされる、段落Ｉ１３．４～Ｉ１３．４．３．１のいずれかに記載のアパーチャレンズアレイデバイス。

【0405】

Ｊ１．段落Ｉ１～Ｉ１３．４．４のいずれかに記載のマルチアパーチャデバイスの使用。

【0406】

Ｊ２．段落Ａ１～Ａ１６、Ｂ１～Ｂ１５、Ｌ１～Ｌ１０．２、またはＭ９．１に記載の方法のいずれかを実行するための段落Ｉ１～Ｉ１３．４．４のいずれかに記載のマルチアパーチャデバイスを使用。

【0407】

Ｊ３．サンプルを調査するための段落Ｉ１～Ｉ１３．４．４のいずれかに記載のマルチアパーチャデバイスの使用。

【0408】

Ｋ１．段落Ｃ１～Ｃ２０のいずれかに記載のシステムにおける段落Ｉ１～Ｉ１３．４．４のいずれかに記載のマルチアパーチャデバイスの使用。

【0409】

Ｌ１．ＴＥＭおよびＳＴＥＭ技術を用いてサンプルを調査するための方法であって、サンプルに向かって複数の電子を放射することと、複数の電子粒子を第１の電子ビームおよび第２の電子ビームに形成することと、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を、第１の電子ビームサンプルの平面またはサンプルの近くの平面に集束されるＳＴＥＭビーム、第２の電子ビームがサンプルに入射するＴＥＭビームになるように修正することと、ＳＴＥＭビームおよびＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる放射を検出することと、を含む、方法。

【0410】

Ｌ１．１．ＴＥＭビームがサンプルに入射するときに平行ビームである、段落Ｌ１に記載の方法。

【0411】

Ｌ１．２．ＴＥＭビームがサンプルに入射するときに収束ビームである、段落Ｌ１に記載の方法。

【0412】

Ｌ１．３．ＴＥＭビームがサンプルに入射するときに発散ビームである、段落Ｌ１に記載の方法。

【0413】

Ｌ２．ＳＴＥＭビームおよびＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる検出された放射からＳＴＥＭ画像およびＴＥＭ画像の一方または両方を生成することをさらに含む、段落Ｌ１～Ｌ１．３のいずれかに記載の方法。

【0414】

Ｌ３．ＳＴＥＭビームおよびＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる放射を検出することが、（１）ＳＴＥＭビームが入射することから結果として生じる放射、および（２）ＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる放射を同じ検出器および／または検出器アレイを使用して検出することを含む、段落Ｌ１～Ｌ２のいずれかに記載の方法。

【0415】

Ｌ４．ＳＴＥＭビームおよびＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる放射を検出することが、（１）ＳＴＥＭビームが入射することから結果として生じる放射、および（２）ＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる放射を同時に検出することを含む、段落Ｌ１～Ｌ３のいずれかに記載の方法。

【0416】

Ｌ４．１．サンプルの表面領域を横切ってＳＴＥＭビームを走査することをさらに含む、段落Ｌ４に記載の方法。

【0417】

Ｌ４．１．１．ＳＴＥＭビームが走査されている間、ＴＥＭビームがサンプルに入射したままである、段落Ｌ４．１に記載の方法。

【0418】

Ｌ４．１．２．ＳＴＥＭビームが走査されている間、ＴＥＭビームが静止場所に入射したままである、段落Ｌ４．１～Ｌ４．１．１のいずれかに記載の方法。

【0419】

Ｌ５．ＳＴＥＭ動作モード、ＴＥＭ動作モード、およびＳＴＥＭ／ＴＥＭ同時動作モードのうちの２つの間で切り替えることをさらに含む、段落Ｌ１～Ｌ４．１のいずれかに記載の方法。

【0420】

Ｌ５．１．ＳＴＥＭ動作モードへの切り替えが、ＳＴＥＭビームのみがサンプルに入射するようにＴＥＭビームを遮断させることを含む、段落Ｌ５に記載の方法。

【0421】

Ｌ５．１．１．ＴＥＭビームを遮断させることが、ＴＥＭビームがビームブロッカーによって遮断されるようにＴＥＭビームを偏向させること、ビームブロッカーがＴＥＭビームの経路を妨害するようにビームブロッカーを移動させること、およびＴＥＭビームがアパーチャを通過できないようにアパーチャを塞ぐことのうちの１つを含む、段落５．１に記載の方法。

【0422】

Ｌ５．２．ＴＥＭ動作モードへの切り替えが、ＴＥＭビームのみがサンプルに入射するようにＳＴＥＭビームを遮断させることを含む、段落Ｌ５～Ｌ５．１のいずれかに記載の方法。

【0423】

Ｌ５．２．１．ＳＴＥＭビームを遮断させることが、ＴＥＭビームがビームブロッカーによって遮断されるようにＳＴＥＭビームを偏向させること、ビームブロッカーがＳＴＥＭビームの経路を塞ぐようにビームブロッカーを移動させること、およびＳＴＥＭビームがアパーチャを通過できないようにアパーチャを塞ぐことのうちの１つを含む、段落５．２に記載の方法。

【0424】

Ｌ６．ＴＥＭビームがサンプルに入射することに起因する検出された放射の一部を決定することをさらに含む、段落Ｌ１～Ｌ５．２．１のいずれかに記載の方法。

【0425】

Ｌ６．１．ＳＴＥＭビームがサンプルに入射することに起因する検出された放射の一部を決定することをさらに含む、段落Ｌ６に記載の方法。

【0426】

Ｌ７．ＳＴＥＭビームおよびＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる検出された放射に基づいてＳＴＥＭ画像を生成することをさらに含む、段落Ｌ１～Ｌ６．１のいずれかに記載の方法。

【0427】

Ｌ８．ＳＴＥＭビームおよびＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる検出された放射に基づいてＴＥＭ画像を生成することをさらに含む、段落Ｌ１～Ｌ７のいずれかに記載の方法。

【0428】

Ｌ９．ＳＴＥＭビームおよびＴＥＭビームがサンプルに入射することから結果として生じる放射が単一の検出器および／または検出器アレイを用いて検出される、段落Ｌ１～Ｌ８のいずれかに記載の方法。

【0429】

Ｌ９．１．ＳＴＥＭビームから結果として生じる放射が第１の検出器および／または検出器アレイを用いて検出され、サンプルに入射するＴＥＭビームが第２の検出器および／または検出器アレイを用いて検出される、段落Ｌ１～Ｌ８のいずれかに記載の方法。

【0430】

Ｌ９．１．１．第１の検出器および／または検出器アレイが、第２の検出器および／または検出器アレイとは異なる面に位置決めされる、段落Ｌ９．１に記載の方法。

【0431】

Ｌ９．１．１．方法が、第１の検出器ならびに／もしくは検出器アレイ、および／または第２の検出器ならびに／もしくは検出器アレイを機械的に切り替えることをさらに含む、段落Ｌ９．１に記載の方法。

【0432】

Ｌ１０．複数の電子粒子の第１の電子ビームおよび第２の電子ビームへの形成、および焦点特性の修正が、少なくとも部分的に二焦点ビームフォーマによって実行される、段落Ｌ１～Ｌ９のいずれかに記載の方法。

【0433】

Ｌ１０．１．二焦点ビームフォーマが段落Ｆ１～Ｆ１２．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスである、段落Ｌ１０に記載の方法。

【0434】

Ｌ１０．２．二焦点ビームフォーマが段落Ｉ１～Ｉ１３．４．４のいずれかに記載のマルチアパーチャアレイである、段落Ｌ１０に記載の方法。

【0435】

Ｌ１０．２．二焦点ビームフォーマが、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの一方に少なくとも四重極レンズ効果を適用する、段落Ｌ１０～Ｌ１０．２のいずれかに記載の方法。

【0436】

Ｍ１．二焦点マルチビームサンプル処理のための方法であって、方法が、サンプルに向かって複数の電子を放射することと、複数の電子を第１の電子ビームおよび第２の電子ビームに分割することと、第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することと、サンプルに物理的変化を誘発するために、第１の電子ビームでサンプルの領域を処理することと、処理中に第２の電子ビームでサンプルの領域を撮像することと、を含む、方法。

【0437】

Ｍ２．処理および撮像が同時に実行される、段落Ｍ１に記載の方法。

【0438】

Ｍ３．サンプルの領域を処理することが、サンプルの表面の平面に、またはサンプルの表面の近くの平面に第１の電子ビームを集束させることを含む、段落Ｍ１～Ｍ２のいずれかに記載の方法。

【0439】

Ｍ３．１．処理が、関心領域に最も近いボリュームにガスを導入することをさらに含む、段落Ｍ３に記載の方法。

【0440】

Ｍ３．２．処理が、サンプルの表面に放射線損傷を引き起こすことをさらに含む、段落Ｍ３～Ｍ３．１のいずれかに記載の方法。

【0441】

Ｍ３．３．処理が、サンプルの照射領域に相変化を引き起こすことをさらに含む、段落Ｍ３～Ｍ３．２のいずれかに記載の方法。

【0442】

Ｍ３．４．処理が、電子ビーム誘起エッチングをさらに含む、段落Ｍ３～Ｍ３．３のいずれかに記載の方法。

【0443】

Ｍ３．４．１．処理が、第１の電子ビームでガス支援エッチングを実行することをさらに含む、段落Ｍ３．４に記載の方法。

【0444】

Ｍ３．５．処理が、電子ビーム誘起堆積をさらに含む、段落Ｍ３～Ｍ４．１のいずれかに記載の方法。

【0445】

Ｍ３．５．１．処理が、第１の電子ビームでガス支援堆積を実行することをさらに含む、段落Ｍ３．５に記載の方法。

【0446】

Ｍ３．５．２．電子ビーム誘起堆積を実行することが、サンプル上に針構造を構築することを含む、段落Ｍ３．５～Ｍ３．５．１のいずれかに記載の方法。

【0447】

Ｍ３．６．処理が、サンプルの関心領域に対する帯電および／またはバイアス効果を低減することを含む、段落Ｍ３～Ｍ３．５．２のいずれかに記載の方法。

【0448】

Ｍ４．サンプルの領域を撮像することが、関心領域に入射するように第２のビームを集束させることを含む、段落Ｍ１～Ｍ３．５．３のいずれかに記載の方法。

【0449】

Ｍ４．１．サンプルの領域を撮像することが、第２の電子ビームでＴＥＭ撮像を実行することを含む、段落Ｍ４に記載の方法。

【0450】

Ｍ４．２．サンプルの領域を撮像することが、第２の電子ビームでＳＴＥＭ撮像を実行することを含む、段落Ｍ４に記載の方法。

【0451】

Ｍ４．３．第２のビームが、サンプルの表面、またはそれを支える平面において平行ビームである、段落Ｍ４～Ｍ４．２のいずれかに記載の方法。

【0452】

Ｍ４．４．サンプルの領域を撮像することが、サンプルの下流に位置付けられる検出器を用いて、第２の電子ビームおよび／または第２のビームがサンプルに入射することから結果として放射される電子を検出することと、検出された第２の電子ビームおよび／または第２のビームがサンプルに入射することから結果として放射される電子に基づいて、関心領域の１つ以上の画像を生成することと、を含む、段落Ｍ４～Ｍ４．３のいずれかに記載の方法。

【0453】

Ｍ４．４．１．検出器が第１の電子ビームを検出しない、段落Ｍ４．４に記載の方法。

【0454】

Ｍ４．４．１．１．サンプルでの第１の電子ビームの傾斜角が、第２の電子ビームが検出器に入射しないようなものである、段落Ｍ４．４．１に記載の方法。

【0455】

Ｍ４．３．１．２．第２の電子ビームがサンプルに当たらないように遮断される、段落Ｍ４．４．１～Ｍ４．４．１．１のいずれかに記載の方法。

【0456】

Ｍ４．３．１．２．１．第２の電子ビームが対物レンズのアパーチャによって遮断される、段落Ｍ４．３．１．２に記載の方法。

【0457】

Ｍ５．第１の電子ビームおよび第２の電子ビームのうちの少なくとも一方の焦点特性を修正することが、少なくとも一方のビームに少なくとも四重極レンズ効果を適用することを含む、段落Ｍ１～Ｍ４．３．１．２のいずれかに記載の方法。

【0458】

Ｍ５．１．少なくとも四重極レンズ効果が二焦点ビームフォーマによって適用される、段落Ｍ５に記載の方法。

【0459】

Ｍ５．２．二焦点ビームフォーマが段落Ｆ１～Ｆ１２．１のいずれかに記載のＭＥＭＳデバイスである、段落Ｍ５．１．に記載の方法。

【0460】

Ｍ５．３．二焦点ビームフォーマが段落Ｉ１～Ｉ１３．４．４のいずれかに記載のマルチアパーチャデバイスである、段落Ｍ５．１．に記載の方法。

【0461】

Ｍ６．サンプルの異なる領域の処理を実行するために第１の電子ビームを偏向させることをさらに含む、段落Ｍ１～Ｍ５．３のいずれかに記載の方法。

【0462】

Ｍ６．１．第１の電子ビームの偏向が二焦点ビームフォーマによって実行される、段落Ｍ６に記載の方法。

【0463】

Ｍ６．２．第１の電子ビームの偏向が多重極要素によって実行される、段落Ｍ６～６．１のいずれかに記載の方法。

【0464】

Ｍ７．複数の電子を第１の電子ビームおよび第２の電子ビームに分割することが、複数の電子を軸方向の第１の電子ビームおよび非軸方向の第２の電子ビームに分割することを含む、段落Ｍ１～６．２のいずれかに記載の方法。

【0465】

Ｍ８．複数の電子を第１の電子ビームおよび第２の電子ビームに分割することが、複数の電子を非軸方向の第１の電子ビームおよび軸方向の第２の電子ビームに分割することを含む、段落Ｍ１～６．２のいずれかに記載の方法。

【0466】

Ｍ９．第２の電子ビームを用いたサンプルの領域の撮像に基づいて、ＳＴＥＭビームの特性を変化させる、段落Ｍ１～Ｍ８のいずれかに記載の方法。

【0467】

Ｍ９．１．ＳＴＥＭビームの特性を変化させることが、関心領域上の第１の電子ビームの入射場所、関心領域上の第１の電子ビームのスポットサイズ、第１の電子ビームの電流のうちの１つ以上を変化させることを含む、段落Ｍ９に記載の方法。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】