特表 2024-523806 荷電粒子装置及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-02

(54)【発明の名称】荷電粒子装置及び方法

(51)【国際特許分類】

   H01J 37/28 20060101AFI20240625BHJP

   H01J 37/06 20060101ALI20240625BHJP

   H01J 37/12 20060101ALI20240625BHJP

   H01J 37/147 20060101ALI20240625BHJP

   H01J 37/073 20060101ALI20240625BHJP

   H01J 37/153 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

H01J37/28 B

H01J37/06 A

H01J37/12

H01J37/147 B

H01J37/073

H01J37/153

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023574124

(86)(22)【出願日】2022-05-09

(85)【翻訳文提出日】2024-01-26

(86)【国際出願番号】 EP2022062443

(87)【国際公開番号】W WO2022258271

(87)【国際公開日】2022-12-15

(31)【優先権主張番号】21178234.7

(32)【優先日】2021-06-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】21184290.1

(32)【優先日】2021-07-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】21217745.5

(32)【優先日】2021-12-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ

(71)【出願人】

【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】ヴァン ゾースト，ユルゲン

(72)【発明者】

【氏名】ヴェンストラ，ロイ，ラモン

(72)【発明者】

【氏名】スマクマン，エルウィン，ポール

(72)【発明者】

【氏名】ヴァン ズトフェン，トム

(72)【発明者】

【氏名】マングナス，アルベルタス，ヴィクター，ゲラルドス

【テーマコード（参考）】

5C101

【Ｆターム（参考）】

5C101AA03

5C101DD06

5C101DD38

5C101EE03

5C101EE08

5C101EE14

5C101EE17

5C101EE19

5C101EE22

5C101EE65

5C101EE69

5C101EE78

5C101FF52

(57)【要約】

本開示は、荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置に関する。荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された荷電粒子源であって、放射源アレイ内に含まれる荷電粒子源と、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された静電電極を備える対物レンズと、サンプルから放出された信号荷電粒子を検出するように構成され、対物レンズアレイに関連付けられた検出器と、を含む。対物レンズは、サンプルに向けて導かれた荷電粒子ビームに影響を与えるように構成された荷電粒子光学コラムの最もダウンビームの要素である。
【選択図】図１、５、１３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、
前記荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子光学コラムアレイ状に配置された複数の荷電粒子光学コラムであって、それぞれの荷電粒子ビームを前記サンプルに向けて投影するように構成された、複数の荷電粒子光学コラムを含み、
各荷電粒子光学コラムは、
前記荷電粒子ビームを前記サンプルに向けて放射するように構成された複数の荷電エミッタであって、前記荷電粒子エミッタは、放射源アレイ内に含まれる、複数の荷電エミッタと、
前記荷電粒子ビームを前記サンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、前記対物レンズは静電対物レンズであり、前記対物レンズは対物レンズアレイ内に含まれる、対物レンズと、を含み、
前記荷電粒子エミッタは、前記荷電粒子エミッタのサブセットを選択して前記荷電粒子ビームを前記サンプルに向けて放射することができるように、選択可能であるように構成される、荷電粒子ビーム装置。

【請求項2】

前記エミッタは、前記放射源アレイ内のエミッタを選択的に動作させることにより選択可能である、請求項１に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項3】

前記エミッタは、選択されたエミッタから前記電子光学コラム内の前記ビーム経路に向けて前記電子ビームを偏向させることにより、選択可能である、請求項１又は２に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項4】

前記荷電粒子エミッタに関連付けられた偏向器アレイを更に含み、
前記偏向器アレイの各偏向器は、前記荷電粒子の経路が前記電子光学コラムの軸に沿うように、前記放射源アレイ内の荷電粒子エミッタによって放出された荷電粒子を偏向させるように構成されている、請求項１～３の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項5】

前記サブセットの各荷電粒子エミッタは、前記荷電粒子光学コラムアレイのうちのある１つの荷電粒子光学コラムに対応し、望ましくは、前記荷電粒子光学コラムアレイのうちのある１つの荷電粒子光学コラムに属する、請求項１～４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項6】

前記サブセット内の荷電粒子エミッタの数は、前記荷電粒子光学コラムアレイ内の荷電粒子光学コラムの数と同じである、請求項１～５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項7】

前記放射源アレイは、複数の放射源を含み、
各放射源は、前記複数のエミッタを含み、
各放射源は、前記複数の電子光学コラムのうちの１つに割り当てられ、
望ましくは、各放射源は、前記複数の電子光学コラムのうちの１つのコラムに属する、請求項１～６の何れか一項に記載の荷電粒子装置。

【請求項8】

前記放射源アレイは、前記荷電粒子エミッタが、前記サンプルの少なくとも一部分、望ましくは前記サンプルのかなりの部分、好ましくは前記サンプルの実質的に全体に渡って延在するように寸法決めされている、請求項１～７の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項9】

前記荷電粒子エミッタは、アバランシェダイオード構造を含んでいる、請求項１～８の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項10】

前記荷電粒子エミッタは、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び、窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つを含む、請求項１～９の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項11】

各荷電粒子光学コラムは、前記荷電粒子エミッタからの放射を増加させるように構成された抽出器を含み、
前記抽出器は、前記荷電粒子光学コラムの全てで共通の抽出器電極を備える、請求項１～１０の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項12】

各対物レンズは、静電電極を含み、
前記静電電極は、複数の前記荷電粒子光学コラムで共通であり、
各荷電粒子光学コラムは、前記サンプルから放出された信号荷電粒子を検出するように構成された、前記対物レンズアレイに関連付けられた検出器を備え、
前記対物レンズは、前記サンプルに向けて導かれた前記荷電粒子ビームに影響を与えるように構成された前記荷電粒子光学コラムの最もダウンビームの要素である、請求項１～１１の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項13】

前記静電電極は、前記荷電粒子光学コラムの全てに共通である、請求項１２に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項14】

各荷電粒子光学コラムは、前記荷電粒子ビームの特性を補正するように構成された個別のビーム補正器を含み、
好ましくは、前記補正器は、前記荷電粒子光学コラムの少なくともグループのためのビーム補正器アレイ内に含まれている、請求項１～１３の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【請求項15】

前記荷電粒子ビーム装置は、前記サンプルホルダ及び前記荷電粒子光学コラムが走査方向に互いに対して移動可能であるように構成され、
前記荷電粒子光学コラムは、前記走査方向に対してある斜角をなす平行なライン状に配置される、請求項１～１４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２１年６月８日に出願された欧州特許出願第２１１７８２３４．７号、２０２１年７月７日に出願された欧州特許出願２１１８４２９０．１号、及び２０２１年１２月２４日に出願された欧州特許出願第２１２１７７４５．５号の優先権を主張するものであり、これらの出願は、参照によりその全体が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、全般的に、荷電粒子ビーム装置、及び荷電粒子ビーム装置を使用する方法に関する。

【背景技術】

【0003】

[0003] 半導体集積回路（ＩＣ）チップを製造する際に、例えば、光学効果及び偶発的粒子の結果として、望ましくないパターン欠陥が、製作プロセス中に、基板（すなわち、ウェーハ）又はマスク上で不可避的に生じ、それによって歩留まりが低下する。したがって、望ましくないパターン欠陥の程度をモニタリングすることは、ＩＣチップの製造において重要なプロセスである。より一般的に、基板又は他の物体／材料の表面の検査及び／又は測定は、それの製造中及び／又は製造後において重要なプロセスである。

【0004】

[0004] 荷電粒子ビームを用いたパターン検査ツールは、物体を検査するために、例えば、パターン欠陥を検出するために使用されてきた。これらのツールは、一般的に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの電子顕微鏡法技術を使用する。ＳＥＭでは、比較的高いエネルギーの電子の一次電子ビームが、比較的低い着地エネルギーでサンプル上に着地するために、最終減速ステップでターゲットにされる。電子ビームは、サンプル上にプロービングスポットとして集束される。プロービングスポットにおける材料構造と、電子ビームからの着地電子の相互作用により、二次電子、後方散乱電子、又はオージェ電子などの電子が表面から放出される。発生した二次電子は、サンプルの材料構造から放出され得る。サンプル表面に渡り、プロービングスポットとして一次電子ビームを走査することによって、サンプルの表面に渡り二次電子を放出させることができる。サンプル表面からのこれらの放出二次電子を収集することによって、サンプルの表面の材料構造の特徴を表す画像を取得することが出来る。

【0005】

[0005] パターン検査ツールには、電子ビームの放射源が備えられている。そのような放射源は、電子ビームを放射するエミッタを特徴として備えている。電子ビームの放射源の、輝度の低下と総電流と電流安定性との組み合わせを改善する一般的な必要性がある。

【発明の概要】

【0006】

[0006] 本発明の目的は、電子ビームの輝度の低下、総電流、電流安定性の組み合わせを改善することである。

【0007】

[0007] 本発明の一態様によれば、荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置が提供され、荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子光学コラムアレイ状に配置された複数の荷電粒子光学コラムであって、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された、複数の荷電粒子光学コラムを含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された複数の荷電粒子エミッタであって、放射源アレイ内に含まれる、複数の荷電粒子エミッタと、好ましくは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、静電対物レンズであり、対物レンズアレイ内に含まれる、対物レンズと、を含み、荷電粒子エミッタは、荷電粒子エミッタのサブセットを選択して荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射することができるように、選択可能であるように構成されている。

【0008】

[0008] 本開示の上記及び他の態様は、添付の図面と併せた例示的実施形態の説明からより明白となるだろう。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】[0009]例示的な荷電粒子ビーム検査装置を示す概略図である。

【図2】[0010]図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置の一部である例示的な荷電粒子ビーム装置を示す概略図である。

【図3】[0011]コリメータアレイを含む荷電粒子マルチビームコラムの概略図である。

【図4】[0012]図３のマルチビームコラムを含む荷電粒子マルチビームコラムアレイの概略図である。

【図5】[0013]矩形のマルチビームコラムアレイの概略平面図である。

【図6】[0014]ダウンビームアパーチャアレイを有するマルチビームコラム内に減速対物レンズを形成する電極の一部分の概略側面断面図である。

【図7】[0015]図６の平面Ａ－Ａを基準にした概略拡大上部断面図であり、ダウンビームアパーチャアレイ内のアパーチャを示す。

【図8】[0016]３電極対物レンズアレイと一体化された電子検出デバイスの概略側面断面図である。

【図9】[0017]図８又は図１２に示したタイプの検出器モジュールの底面図である。

【図10】[0018]検出器モジュールの一部を断面図で示す。

【図11】[0019]サブビーム規定アパーチャアレイのダウンビーム表面に配置された電子検出デバイスの概略側面断面図である。

【図12】[0020]図１１のサブビーム規定アパーチャアレイのダウンビーム表面の端面図である。

【図13】[0021]コラムアレイを示す概略図である。

【図14】[0022]コラムアレイを示す概略図である。

【図15】[0023]コラムの放射源アレイの放射源を示す概略図である。

【図16】[0024]コラムアレイのコラムのパターンを示す概略図である。

【図17】[0025]異なる態様で動作する図１３のコラムアレイを示す概略図である。

【図18】[0026]異なる態様で動作する図１４のコラムアレイを示す概略図である。

【図19】[0027]コラムアレイのダウンビーム表面の端面図である。

【図20】[0028]コラムアレイのダウンビーム表面の端面図である。

【図21】[0029]コラムアレイを示す概略図である。

【図22】[0030]例えば図１９又は図２０に示すような実施形態によるコラムアレイの一実施形態の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

[0031] これより、例示的な実施形態を詳細に参照し、その例を、添付の図面に示す。以下の説明は、添付の図面を参照し、別段の表示がない限り、異なる図面における同一の番号は、同一又は類似の要素を表す。例示的な実施形態の以下の説明に記載される実装形態は、本発明と一致する全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。

【0011】

[0032] バイスの物理的サイズを減少させる、電子デバイスの計算能力の向上は、ＩＣチップ上のトランジスタ、キャパシタ、ダイオードなどの回路コンポーネントの実装密度を大幅に増加させることによって達成することができる。これは、更に小さい構造の作製を可能にする分解能の向上によって可能にされてきた。例えば、親指の爪の大きさであり、２０１９年以前に利用可能なスマートフォンのＩＣチップは、２０億を超えるトランジスタを含むことができ、各トランジスタのサイズは、人間の毛髪の１／１０００未満である。したがって、半導体ＩＣ製造が、数百の個々のステップを有する、複雑で時間のかかるプロセスであることは驚くに値しない。たとえ１つのステップのエラーであっても、最終製品の機能に劇的に影響を与える可能性がある。たった１つの「キラー欠陥」が、デバイスの故障を生じさせ得る。製造プロセスの目標は、プロセスの全体的な歩留まりを向上させることである。例えば、５０のステップを有するプロセス（ここでは、ステップが、ウェーハ上に形成される層の数を示し得る）に関して７５％の歩留まりを得るためには、個々のステップは、９９．４％を超える歩留まりを有していなければならない。個々のステップが９５％の歩留まりを有した場合、全体的なプロセス歩留まりは、７％と低い。

【0012】

[0033] ＩＣチップ製造設備において、高いプロセス歩留まりが望ましい一方で、一時間当たりに処理される基板の数と定義される高い基板（すなわち、ウェーハ）スループットを維持することも必須である。高いプロセス歩留まり及び高い基板スループットは、欠陥の存在による影響を受け得る。これは、欠陥を調査するためにオペレータの介入が必要な場合に特に当てはまる。したがって、検査ツール（走査電子顕微鏡（「ＳＥＭ」）など）によるマイクロスケール、ナノスケール及びサブナノスケール欠陥の高スループット検出及び識別は、高い歩留まり及び低いコストを維持するために必須である。

【0013】

[0034] ＳＥＭは、走査デバイス及び検出器装置を含む。走査デバイスは、一次電子を発生させるための電子源を含む照明装置と、一次電子の１つ又は複数の集束ビームで基板などのサンプルを走査するための投影装置とを含む。共に、少なくとも照明装置又は照明システム、及び投影装置又は投影システムは、合わせて電子－光学システム又は装置と呼ばれることがある。一次電子は、サンプルと相互作用し、信号電子を発生させる。検出装置は、ＳＥＭがサンプルの走査エリアの画像を生成できるように、サンプルが走査されるときに、サンプルからの信号電子を捕捉する。高スループットの検査のために、検査装置の一部は、一次電子の複数の集束ビーム、すなわち、マルチビームを使用する。マルチビームの成分ビームは、サブビーム又はビームレットと呼ばれることがある。マルチビームは、サンプルの異なる部分を同時に走査することができる。したがって、マルチビーム検査装置は、単一ビーム検査装置よりもはるかに高速でサンプルを検査することができる。

【0014】

[0035] 以下の図は、概略図である。したがって、図面では、コンポーネントの相対寸法は、明瞭にするために拡大される。以下の図面の説明では、同じ又は同様の参照番号は、同じ又は同様のコンポーネント又はエンティティを指し、個々の実施形態に対する違いのみを説明する。説明及び図面は電子光学装置を対象とするが、実施形態は、本開示を特定の荷電粒子に限定するためには使用されないことが理解される。したがって、本文書全体に渡る電子への言及は、荷電粒子への一般的な言及とみなすことができ、荷電粒子は、必ずしも電子であるとは限らない。

【0015】

[0036] ここで図１を参照する。図１は、例示的な電子ビーム検査装置１００を示す概略図である。図１の電子ビーム検査装置１００は、メインチャンバ１０、ロードロックチャンバ２０、電子ビーム装置４０（電子ビームツールと呼ばれることがある）、機器フロントエンドモジュール（ＥＦＥＭ）３０、及びコントローラ５０を含む。電子ビーム装置４０は、メインチャンバ１０の内部に配置される。

【0016】

[0037] ＥＦＥＭ３０は、第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂを含む。ＥＦＥＭ３０は、追加の１つ又は複数の装填ポートを含むことがある。第１の装填ポート３０ａ及び第２の装填ポート３０ｂは、例えば、基板（例えば、半導体基板若しくは他の材料でできている基板）又は検査対象のサンプル（以降では、基板、ウェーハ、及びサンプルはまとめて「サンプル」と呼ばれる）を収容する、基板前面開口式一体型ポッド（ＦＯＵＰ（front opening unified pod））を受け取ることがある。ＥＦＥＭ３０内の１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）は、サンプルをロードロックチャンバ２０に運ぶ。

【0017】

[0038] ロードロックチャンバ２０は、サンプルの周囲の気体を取り除くために使用される。これは、周囲環境の圧力より低い局所気体圧力である真空を生じさせる。ロードロックチャンバ２０は、装填ロック真空ポンプシステム（図示せず）に接続されてもよく、装填ロック真空ポンプシステムは、ロードロックチャンバ２０内の気体粒子を取り除く。装填ロック真空ポンプシステムの動作により、ロードロックチャンバが大気圧を下回る第１の圧力に達することが可能になる。第１の圧力に達した後、１つ又は複数のロボットアーム（図示せず）が、ロードロックチャンバ２０からメインチャンバ１０にサンプルを運ぶ。メインチャンバ１０は、メインチャンバ真空ポンプシステム（図示せず）に接続される。メインチャンバ真空ポンプシステムは、サンプルの周囲の圧力が第１の圧力を下回る第２の圧力に達するように、メインチャンバ１０内の気体粒子を取り除く。第２の圧力に達した後に、サンプルは、荷電粒子ビームツール４０に運ばれ、サンプルは、電子ビーム装置４０によって検査され得る。電子ビーム装置４０は、マルチビーム装置でもよい。

【0018】

[0039] コントローラ５０は、電子ビーム装置４０に電子的に接続される。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査装置１００を制御するように構成されたプロセッサ（コンピュータなど）でもよい。コントローラ５０は、様々な信号及び画像処理機能を実行するように構成された処理回路も含み得る。図１では、コントローラ５０は、メインチャンバ１０、ロードロックチャンバ２０、及びＥＦＥＭ３０を含む構造の外部のものとして示されているが、コントローラ５０は、構造の一部でもよいことが理解される。コントローラ５０は、荷電粒子ビーム検査装置１００のコンポーネント要素の１つの内部に位置してもよく、又はコントローラ５０は、コンポーネント要素の少なくとも２つに分散されてもよい。

【0019】

[0040] ここで図２を参照する。図２は、図１の例示的な荷電粒子ビーム検査装置１００の一部である例示的な電子ビーム装置４０を示す概略図である。電子ビーム装置４０は、電子源１９９、投影装置２３０、電動ステージ２０９、及びサンプルホルダ２０７を含んでもよい。一実施形態では、複数の電子源１９９が設けられる。電子源１９９及び投影装置２３０は、まとめて、電子光学装置と呼ばれることがある。サンプルホルダ２０７は、検査のためにサンプル２０８（例えば、基板又はマスク）を保持するように、電動ステージ２０９によって支持される。電子ビーム装置４０は、電子検出デバイス２４０を更に含んでもよい。

【0020】

[0041] 電子源１９９は、カソード（図９に表示）及び抽出器又はアノード（図示せず）を含むことがある。電子源１９９は、一次電子として電子をカソードから放出するように構成されることがある。一次電子は、抽出器及び／又はアノードによって抽出又は加速されて、一次電子を含む電子ビーム２０２を形成する。

【0021】

[0042] 投影装置２３０は、電子ビーム２０２を複数のビームレット２１１、２１２、２１３に変換し、且つ各ビームレットをサンプル２０８上に導くように構成されてもよい。簡潔にするために３つのビームレットが示されているが、何十、何百、又は何千ものビームレットが存在してもよい。

【0022】

[0043] コントローラ５０は、電子源１９９、電子検出デバイス２４０、投影装置２３０、及び電動ステージ２０９などの、図１の電子ビーム検査装置１００の様々な部分に接続されていてもよい。コントローラ５０は、様々な画像及び信号処理機能を実施してもよい。コントローラ５０は、また、様々な制御信号を生成して、電子ビーム装置４０を含む、電子ビーム検査装置１００の動作を管理してもよい。

【0023】

[0044] 投影装置２３０は、検査のためにビームレット２１１、２１２、及び２１３をサンプル２０８上に集束させるように構成されてもよく、サンプル２０８の表面に３つのプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を形成してもよい。投影装置２３０は、サンプル２０８の表面の一セクション内の個々の走査エリアにわたってプローブスポット２２１、２２２、及び２２３を走査するために、ビームレット２１１、２１２、及び２１３を偏向させるように構成されてもよい。そのような走査には、スポットがサンプル表面を走査するように、プローブスポットの下でサンプル表面が移動するようなステージの移動、及び電子光学コラム内の静電偏向器によって達成される静電動作、が含まれてもよい。サンプル２０８上のプローブスポット２２１、２２２、及び２２３へのビームレット２１１、２１２、及び２１３の入射に応答して、二次電子及び後方散乱電子などの信号粒子を含み得る電子が、サンプル２０８から発生してもよい。二次電子は、一般的に、５０ｅＶ以下の電子エネルギーを有する。後方散乱電子は、一般的に、５０ｅＶとビームレット２１１、２１２、及び２１３の着地エネルギーとの間の電子エネルギーを有する。

【0024】

[0045] 電子検出デバイス２４０は、信号電子を検出し、対応する信号を生成するように構成され得、これらの信号は、例えば、サンプル２０８の対応する走査エリアの画像を構築するために、コントローラ５０又は信号処理システム（図示せず）に送られる。電子検出デバイス２４０は、投影装置２３０に組み込まれているか、又は投影装置からは分離されていることがあり、二次光学コラムが、信号電子を電子検出デバイス２４０に向けるように設けられる。

【0025】

[0046] コントローラ５０は、画像取得器（図示せず）及びストレージデバイス（図示せず）を含む画像処理システムを含み得る。例えば、コントローラ５０は、プロセッサ、コンピュータ、サーバ、メインフレームホスト、端末、パーソナルコンピュータ、任意の種類のモバイルコンピューティングデバイスなど、又はそれらの組み合わせを含み得る。画像取得器は、コントローラの処理機能の少なくとも一部を含み得る。したがって、画像取得器は、少なくとも１つ又は複数のプロセッサを含み得る。画像取得器は、数ある中でも特に、導電体、光ファイバケーブル、ポータブル記憶媒体、ＩＲ、Bluetooth、インターネット、ワイヤレスネットワーク、ワイヤレス無線機、又はこれらの組み合わせなどの信号通信を可能にする電子ビーム装置４０の電子検出デバイス２４０に通信可能に結合され得る。画像取得器は、電子検出デバイス２４０から信号を受信し、信号に含まれるデータを処理し、そこから画像を構築することができる。したがって、画像取得器は、サンプル２０８の画像を取得することができる。画像取得器は、輪郭の生成、及び取得画像へのインジケータの重畳などの様々な後処理機能を行うこともできる。画像取得器は、取得画像の明度及びコントラストなどの調整を行うように構成され得る。ストレージは、ハードディスク、フラッシュドライブ、クラウドストレージ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他のタイプのコンピュータ可読メモリなどの記憶媒体でもよい。ストレージは、画像取得器と結合されてもよく、走査された生の画像データをオリジナルの画像として保存したり、後処理された画像を保存したりするために使用することができる。

【0026】

[0047] 画像取得器は、電子検出デバイス２４０から受信された撮像信号に基づいてサンプルの１つ又は複数の画像を取得することができる。撮像信号は、荷電粒子撮像を実施するための走査動作に対応し得る。取得画像は、複数の撮像エリアを含む単一の画像であり得る。単一の画像は、ストレージに保存することができる。単一の画像は、複数の領域に分割され得るオリジナルの画像であり得る。各領域は、サンプル２０８の特徴を含む１つの撮像エリアを含み得る。取得画像は、ある期間に渡って複数回サンプリングされたサンプル２０８の単一の撮像エリアの複数の画像を含み得る。複数の画像は、ストレージに保存することができる。コントローラ５０は、サンプル２０８の同じ場所の複数の画像を用いて画像処理ステップを行うように構成され得る。

【0027】

[0048] コントローラ５０は、測定回路（例えば、アナログ／デジタル変換器）を含んで、検出された荷電粒子（例えば、信号電子）の分布を取得することがある。検出時間ウィンドウ中に収集された荷電粒子（例えば、電子）分布データを、サンプル表面に入射するビームレット２１１、２１２、及び２１３の各々の対応する走査経路データと組み合わせて使用して、検査対象のサンプル構造の画像を再構築することができる。再構築された画像を使用して、サンプル２０８の内部構造又は外部構造の様々な特徴を明らかにすることができる。それによって、再構築された画像を使用して、サンプル中に存在することがある何らかの欠陥を明らかにすることができる。

【0028】

[0049] コントローラ５０は、サンプル２０８の検査中にサンプル２０８を移動させるように電動ステージ２０９を制御することができる。コントローラ５０は、電動ステージ２０９が、少なくともサンプルの検査中に、好ましくは継続的に、例えば、一定の速度で、スキャン方向にサンプル２０８を移動させることを可能にし得る。コントローラ５０は、電動ステージ２０９が、様々なパラメータに依存するサンプル２０８の移動の速度を変えるように、電動ステージ２０９の移動を制御することができる。例えば、コントローラ５０は、走査プロセスの検査ステップの特性に応じて、ステージ速度（その方向を含む）を制御することができる。

【0029】

[0050] 図３は、電子ビームコラム１１０を示す。電子ビームコラム１１０は、電子マルチビームをサンプル２０８に向けて投影する電子ビーム装置の一部として提供されてもよく、その理由のため、電子ビームコラム１１０は、マルチ電子ビームコラム１１０と呼ばれることがある。電子ビーム装置は、図２を参照して上述した電子ビーム装置４０の特徴のうちの任意のものを含んでもよい。各電子ビームコラム１１０には、電子１１２のビームを放射する電子源１９９が関連付けられている。（電子ビームコラム１１０は、電子ビーム源１９９を含むとみなすこともできるが、放射源アレイはコラムとは別のモジュール内にあってもよいので、そのような放射源は関連するコラムからは分離させることができる。そのような放射源は、電子エミッタを含んでもよい。放射源は、電子ビームを放射する。放射源に関連付けられた電子ビームコラムは、電子ビームをサンプルに向けて動作させる、例えば投影する。）実施形態によっては、電子以外の荷電粒子が、電子の代わりに使用される。電子源１９９は、図２を参照して上述した態様の何れかで構成されてもよい。電子源１９９は、カソード（図示せず）を含んでもよく、抽出器又はアノード（図示せず）が設けられてもよい。電子源１９９は、輝度の低下と総放射電流との間の望ましいバランスを持つ高輝度エミッタを含んでもよい。輝度の低下という特性は、放射された電子のエネルギーの広がりを考慮に入れている。一構成では、複数の電子源が存在する。電子源１９９は、複数の電子源中の１つの電子源である。複数の電子源は、放射源のアレイを形成し、放射源アレイと呼ばれる。放射源アレイでは、複数の電子源は、共通の基板上に設けられてもよい。

【0030】

[0051] 電子ビームコラム１１０は、サブビーム規定アパーチャアレイ１５２（例えば、複数のアパーチャを有するプレート状のボディを含む）を含んでもよい。サブビーム規定アパーチャアレイ１５２は、電子源１９９によって放射された電子１１２のビームからサブビームを形成する。しかしながら、サブビーム規定アパーチャアレイを設けることは必須ではない。一実施形態では、電子ビームコラム１１０は、単一のビームをサンプル２０８に向けて投影するように構成される。

【0031】

[0052] 一実施形態では、電子ビームコラム１１０は、コリメータアレイ１５０を備える。コリメータアレイ１５０は、複数のコリメータを含む。図３では、３つのコリメータが示されている。代替の実施形態では、各電子ビームコラム１１０は、コリメータアレイ１５０のうちの単一のコリメータを含む。コリメータアレイ１５０は、サブビーム規定アパーチャアレイ１５２が設けられた場合、サブビーム規定アパーチャアレイ１５２からダウンビームにある。各コリメータは、それぞれのサブビームをコリメートするように構成されている。コリメータアレイ１５０は、放射された電子１１２からコリメートされたビームレットを形成する。

【0032】

[0053] サブビーム規定アパーチャアレイ１５２は、コリメータアレイ１５０に直接的に隣接しているか、及び／又はコリメータアレイ１５０と一体化されていてもよい。コリメータアレイ１５０中の各コリメータは、偏向器であってもよく、コリメータ偏向器と呼ばれることがある。

【0033】

[0054] 電子ビームコラム１１０は、複数の対物レンズを含む対物レンズアレイ１１８を更に含む。図３では、３つの対物レンズが示されている。代替の実施形態では、各電子ビームコラム１１０は、対物レンズアレイ１１８のうちの単一の対物レンズ（これは、複数の電極を含んでもよい）を含む。図３では、電子の経路は破線で概略的に示されており、コリメータは、ビームレットが対物レンズに、その後サンプル２０８に、実質的に垂直に入射するように、電子を偏向させることが概略的に分かる。対物レンズアレイ１１８の対物レンズは、共通の平面内にあってもよい。各対物レンズは、コリメートされたサブビームをサンプル２０８に投影する。電子源１９９から各対物レンズまでの距離は、所望の縮小率が得られるように選択される。コリメーションにより、対物レンズにおける像面湾曲効果が低減され、それによって、非点収差及びフォーカス誤差などの、像面湾曲によって引き起こされる誤差が低減されてもよい。コリメータアレイ１５０は、本実施形態では集光レンズのアレイを基準にした中間像面に設けられていない。これにより、色収差が増大し、それによって、サンプル２０８上の照射スポットの最小サイズが増大することがある。しかしながら、各電子源１９９によって照射されるエリアは、比較的に小さいことがあり、その結果、色収差に起因する照射スポットの最小サイズの増大は、許容できるものであり得る。

【0034】

[0055] 対物レンズアレイは、本明細書では、楕円形のアレイによって概略的に示される。各楕円形は、対物レンズアレイ中の複数の対物レンズのうちの１つを表す。楕円形は、光学レンズで採用されることが多い両凸形状の類推により、レンズを表すために慣習的に使用される。しかしながら、本明細書で考察されるものなどの荷電粒子装置の文脈では、対物レンズアレイは通常、静電的に動作するので、両凸形状を採用する物理的素子を必要としないことがあることが、理解されよう。即ち、対物レンズは静電レンズである。対物レンズアレイは、静電レンズアレイであってもよい。対物レンズアレイは、例えば、少なくとも２つのプレートを含んでもよく、そのそれぞれが、複数の穴又はアパーチャを有してもよい。プレート内の各穴の位置は、別のプレート内の対応する穴の位置に対応する。対応するそれらの穴は、使用時に、マルチビーム中の同じサブビームに対して作用する。

【0035】

[0056] 電子ビームコラム１１０は、検出器１７０を更に含む。検出器１７０は、サンプル２０８から放出された荷電粒子（例えば、信号電子）を検出する。検出器１７０は、サブビーム規定アパーチャアレイ１５２からダウンビームにある平面内に設けられる。実施形態によっては、図３に例示するように、検出器１７０は、電子ビームコラム１１０の最もダウンビームの表面（例えば、使用時にサンプル２０８に面する）内に配置される。他の実施形態では、図１１及び図１２に例示され以下で考察されるように、検出器は、対物レンズアレイ１１８からアップビームにある平面内に、又は対物レンズアレイ１１８の少なくとも１つの電極のアップビームにある平面内に配置される。考察する例では、検出器１７０は、サブビーム規定アパーチャアレイ１５２のダウンビーム表面内に配置される。

【0036】

[0057] 一実施形態では、検出器１７０は、対物レンズアレイ１１８のうちの１つ又は複数の対物レンズの底部電極と一体化されたＣＭＯＳチップ検出器を含む。検出器１７０は、電子検出デバイス２４０について上述した態様の何れかで構成されてもよい。検出器１７０は、例えば、図１及び図２を参照して上述したようにコントローラ５０又は信号処理システムに送られる信号を生成して、例えば、マルチビームコラム１１０によって走査されたサンプル２０８のエリアの画像を構築するか、又は他の後処理を実施してもよい。

【0037】

[0058] 図示する実施形態では、コリメータアレイ１５０内の各コリメータは、対物レンズアレイ１１８内の対物レンズのうちの１つに直接的に隣接している。コリメータは、対物レンズに直接的に接触していてもよく、又は、（間に何らかの他の要素が設けられていても又は設けられていなくても）ある短い距離だけ対物レンズから離れていてもよい。対物レンズに直接的に隣接することにより、コリメータ及びサブビーム規定アパーチャアレイ１５２（これは、電子源１９９からビーム経路に沿って最初のアレイ要素であり得る）は、代替の構成、即ち、コリメータアレイが更にアップビームに、例えば集光レンズアレイに関連付けられた中間像面内に、設けられている代替の構成よりも、サンプル２０８にはるかに近くなり得る。従って、コリメータアレイ１５０及びサブビーム規定アパーチャアレイ１５２は、電子源１９９よりも、対物レンズ及び／又はサンプル２０８により近くなる。サブビーム規定アパーチャアレイ１５２と対物レンズとの間の距離は、電子源１９９からサブビーム規定アパーチャアレイ１５２までの距離よりも、望ましくははるかに小さい、好ましくは約１０倍小さい。

【0038】

[0059] このようにコリメータアレイ１５０をサンプル２０８の近くに設けると、コリメータアレイ１５０のアップビームにある荷電粒子光学系に対する要件が単純になる。例えば、サブビームがコリメータ及び／又は対物レンズに良好なアライメントで入射するのを保証する補正器の必要性が、緩和される（というのも、サブビームは、コリメータ及び／又は対物レンズの直接的にアップビームに形成され、従って、本質的に、十分に整列されているからである）。

【0039】

[0060] 実施形態によっては、図３に例示するように、電子ビームコラム１１０は、電子が、電子源１９９からサブビーム規定アパーチャアレイ１５２まで、なんらのレンズアレイ又は偏向器アレイも通過することなく伝播するように、構成される。コリメータアレイ１５０のアップビームになんらのレンズ又は偏向器アレイも設けないことは、対物レンズを通って導かれる、電子源１９９からの電子の割合がより小さくなるものの、対物レンズのアップビームにある電子光学系に対する要件、及びそのような光学系の不完全度を補正するための補正器に対する要件が低減される、ことを意味してもよい。

【0040】

[0061] 代替の実施形態では、コリメータアレイ１５０は省略される。コリメータアレイ１５０を省略すると、全体的な構成が単純になり、サブビーム規定アパーチャアレイ１５２を、対物レンズアレイのより近くに配置する、及び／又は対物レンズアレイと一体化することができてもよい。

【0041】

[0062] 実施形態によっては、複数の電子源１９９を使用することにより、スループットが高められる。実施形態によっては、図４及び図５に例示するように、荷電粒子マルチビームコラムアレイが設けられる。荷電粒子マルチビームコラムアレイは、本明細書で説明した電子ビームコラム１１０の実施形態の何れかを複数含んでもよい。各電子ビームコラム１１０は、異なるそれぞれの電子源１９９によって放出された電子からビームレットを形成する。各それぞれの電子源１９９は、複数の電子源１９９中の１つの電子源であってもよい。複数の電子源１９９の少なくともサブセットが、放射源アレイとして設けられてもよい。放射源アレイは、共通の基板上に設けられた複数の電子源１９９を含んでもよい。複数の電子ビームコラム１１０は、同じサンプル２０８の異なる領域に同時に投影するように配置される。それによって、同時に処理する（例えば、評価する）ことができるサンプル２０８のエリアを増加させることができる。電子ビームコラム１１０同士の間の小さな間隔を実現するために、各電子ビームコラム１１０の対物レンズアレイ１１８及び／又はコリメータアレイ１５０は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を製造するために使用される技術を使用して、又はＣＭＯＳ技術を使用することにより、製造することができる。電子ビームコラム１１０は、電子サブビームをサンプル２０８の隣接する領域に投影するように、互いに隣接して配置されてもよい。原理的には、任意の数の電子ビームコラム１１０を使用してもよい。電子ビームコラム１１０の数は、９個～１０，０００個の範囲内であることが好ましい。一実施形態では、電子ビームコラム１１０は、図５に概略的に示すように、矩形のアレイ状に配置される。代替の実施形態では、電子ビームコラム１１０は、六角形のアレイ状に配置される。他の実施形態では、電子ビームコラム１１０は、不規則なアレイ状に、又は矩形若しくは六角形以外のジオメトリを有する規則的なアレイ状に設けられる。マルチビームコラムアレイの各電子ビームコラム１１０は、単一の電子ビームコラム１１０を参照しながら本明細書で説明する態様の何れかで構成されてもよい。

【0042】

[0063] 各電子ビームコラム１１０のサブビームは、サンプル２０８が載置される対物面のそれぞれの個々の走査エリアに渡って走査することができる。即ち、サンプルの表面は、各サブビームのビームスポットにさらされる。各ビームスポットにさらされるサンプル表面は、アドレス可能エリアと呼ばれることがある。コラムアレイの全てのサブビームのアドレス可能エリアは、まとめてアレイアドレス可能エリアと呼ばれることがある。アレイアドレス可能エリアは、連続していない、というのも、サブビームの走査範囲は、対物レンズ１１８のピッチよりも小さいからである。サンプル２０８の連続した領域は、対物面内でサンプル２０８を走査方向に機械的に走査することにより、走査することができる。サンプル２０８の機械的走査は、曲がりくねっていることも、又はステップアンドスキャン方式の動きであることもある。一実施形態では、サンプル２０８の機械的走査は、連続的な、一定速度の走査である。

【0043】

[0064] アドレス可能エリアは、円形又は多角形の領域であり得る。この領域は、アドレス可能エリアを包含する最小の形状である。隣接する電子ビームコラム１１０によって扱われる領域は、対物面に置かれたときにサンプル２０８上で隣接する。隣接する領域は、必ずしも当接しているとは限らない。電子ビームコラム１１０は、サンプル２０８の少なくとも一部から全部をカバーするように配置されてもよい。それらの領域は、電子ビームコラム１１０が全体部分上に投影できるように、間隔をあけられていてもよい。ステージは、電子ビームコラム１１０に関連付けられた領域が、サンプル２０８の全体部分をオーバーラップなしにカバーするように、電子ビームコラム１１０に対して移動してもよい。電子ビームコラム１１０のフットプリント（即ち、対物面への電子ビームコラム１１０の投影）は、電子ビームコラム１１０がサブビームを投影する領域よりも通常は大きくなる。

【0044】

[0065] 図３及び図４の実施形態で例示するように、本明細書で説明する実施形態のいずれにおいても、電子ビームコラム１１０は、サンプル２０８に入射するサブビーム中の１種類以上の収差を低減するように構成された１つ以上の収差補正器１２６を含んでもよい。収差補正器１２６の少なくともサブセットの各々は、対物レンズアレイ１１８中の１つ以上の対物レンズと、又は、コリメータアレイ１５０が存在する場合には、コリメータアレイ１５０中の１つ以上のコリメータと、一体化されているか、又は直接的に隣接していてもよい。収差補正器１２６は、焦点補正、像面湾曲補正、非点収差補正のうちの１つ以上を、サブビームに施すように構成されてもよい。補正は、個々のサブビームに施しても（例えば、各サブビームは場合によっては異なる補正を受ける）、又は、サブビームのグループに施しても（例えば、各グループ内のサブビームは全て、少なくとも１つのタイプの補正について、同じ補正を受ける）よい。複数のグループのうちの少なくとも幾つかのグループは、それぞれ、複数のサブビームであって、その全てが同じ電子ビームコラム１１０内にある複数のサブビームからなってもよい。その代わりに又はこれに加えて、複数のグループのうちの少なくとも幾つかのグループは、それぞれ、コラムアレイ中の異なる電子ビームコラム１１０内にあるサブビームを含んでもよい。グループで補正を施すと、収差補正器１２６のルーティング要件が軽減される。収差補正器１２６は、特にサブビームに補正を施すためのビームマニピュレータユニット及びアパーチャアセンブリの開示に関して、参照により本明細書に組み込まれる欧州特許出願第２０１６８２８１．２号に記載されているように実装されてもよい。

【0045】

[0066] 実施形態によっては、コラムアレイは、焦点補正器を含む。焦点補正器は、個々のサブビームのそれぞれに焦点補正を施すように構成されてもよい。他の実施形態では、焦点補正器は、サブビームの複数のグループのそれぞれにグループ焦点補正を施す。各グループ焦点補正量は、それぞれのグループのサブビームの全てに対して同じである。焦点補正は、Ｚ方向、Ｒｘ方向、及びＲｙ方向の補正の何れか又は全てを含むことがある。上述のように、グループで補正を施すと、ルーティング要件が緩和されることがある。実施形態によっては、焦点補正器は、異なる電子ビームコラム１１０からのサブビームに異なる補正を施す。従って、ある電子ビームコラム１１０からのマルチビームに施される焦点補正は、同じコラムアレイ中の異なる電子コラム１１０からのマルチビームに施される焦点補正とは異なっていてもよい。従って、焦点補正器は、異なる電子ビームコラム１１０間の製造上の又は設置上の差異、及び／又は、異なる電子ビームコラム１１０間のサンプル２０８の表面の高さの差異を補正することができる。その代わりに又はこれに加えて、焦点補正器は、同じマルチビーム内の異なるサブビームに異なる補正を施してもよい。従って、焦点補正器は、より細かいレベルの粒度で焦点補正を提供し、それによって、例えば、電子ビームコラム１１０内の製造上のばらつき、及び／又はサンプル２０８の表面の高さの比較的に小さな範囲のばらつきを補正することができてもよい。

【0046】

[0067] 実施形態によっては、焦点補正器は、機械式アクチュエータを含む。機械式アクチュエータは、少なくとも部分的に焦点調整要素の機械的な作動によって、グループ焦点補正のうちの１つ又は複数の補正のそれぞれを施す。焦点調整要素を機械的に作動すると、電子ビームコラム１１０全体、又はその一部のみ、例えば対物レンズアレイ１１８、の傾斜及び／又はシフトが適用されてもよい。例えば、焦点調整要素は、対物レンズアレイ１１８の１つ又は複数の電極を含んでもよく、機械式アクチュエータは、対物レンズアレイ１１８の１つ又は複数（例えば、全て）の電極を（例えば、サンプル２０８の表面に向けて又は表面から離れるように）移動させることにより、焦点を調整してもよい。電極は、対物レンズアセンブリと一体化された１つ以上の電極プレートとして形成されてもよい。電極プレートは、異なるサブビームの焦点を異なる態様で制御するために使用（例えば、機械的に調整）されてもよい。

【0047】

[0068] 実施形態によっては、サンプル２０８に渡ってビームレット２１１、２１２、２１３を走査するために、１つ以上の走査偏向器（図９に示す）が、対物レンズのうちの１つ以上と一体化されているか、又はそれらと直接的に隣接していてもよい。一実施形態では、走査偏向器は、欧州特許出願公開第２４２５４４４Ａ１号に記載されるように使用されてもよい（この特許出願は、特に、走査偏向器としてのアパーチャアレイの使用の開示に関して、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。

【0048】

[0069] 収差補正器１２６は、欧州特許出願公開第２７０２５９５Ａ１号に開示されるようなＣＭＯＳベースの個々のプログラマブル偏向器、又は欧州特許出願公開第２７１５７６８Ａ２号に開示されるような多極偏向器のアレイであることがあり、両文書におけるビームレットマニピュレータの説明は、参照により本明細書に組み込まれる。

【0049】

[0070] 一実施形態では、収差補正器１２６は、像面湾曲を低減するように構成された像面湾曲補正器を含む。一実施形態では、像面湾曲補正器は、対物レンズのうちの１つ又は複数と一体化されるか、又はそれらと直接的に隣接する。一実施形態では、像面湾曲補正器は、受動補正器を含む。受動補正器は、例えば、対物レンズのアパーチャの直径及び／又は楕円率を変化させることにより、実装されることがある。受動補正器は、例えば、特に非点収差を補正するためのアパーチャパターンの使用についての開示を参照することにより本明細書に組み込まれる欧州特許出願公開第２５７５１４３Ａ１号に記載されるように、実装されてもよい。受動補正器の受動性質は、制御電圧が必要ないことを意味するので、望ましい。受動補正器が、対物レンズのアパーチャの直径及び／又は楕円率を変化させることにより実装される実施形態では、受動補正器は、追加のレンズ要素などの追加の要素を必要としない、という更なる望ましい特徴を提供する。受動補正器の課題は、それらは固定されているので、必要な補正量を事前に慎重に計算する必要がある、ということである。これに加えて又はその代わりに、一実施形態では、像面湾曲補正器は、能動補正器を含む。能動補正器は、荷電粒子の経路を制御可能に補正して、補正を提供してもよい。能動補正器は、ビームアレイに渡る荷電粒子ビーム経路のライン用の電極であって、ライン内の全てのサブビームに対して作用する電極か、又は各ビーム経路に関連付けられた電極を有してもよく、或いは、各ビーム経路は、そのビーム経路の周りに電極のアレイを有してもよい。電極は、個別にアドレス可能であってもよく、ＣＭＯＳ回路によって制御されてもよい。各能動補正器によって施される補正は、能動補正器の１つ又は複数の電極の各々の電位を制御することにより、制御されることがある。一実施形態では、受動補正器が粗い補正を施し、能動補正器がより細かい及び／又は調整可能な補正を施す。

【0050】

[0071] 対物レンズアレイ１１８及び検出器１７０の更なる実施形態が、図６及び図７に示されている。対物レンズアレイ１１８及び検出器１７０のこの構成は、本明細書で考察するマルチビームコラム１１０及び／又はマルチビームコラムアレイの何れかと組み合わせて使用することができる。図示する構成では、対物レンズアレイ１１８は、第１の電極１２１及び第２の電極１２２を含む。第２の電極１２２は、第１の電極１２１とサンプル２０８との間にある。第１の電極１２１及び第２の電極１２２はそれぞれ導電性のボディを含んでもよく、この導電性のボディは、対応する複数の対物レンズ１１８を規定する複数のレンズアパーチャを有していてもよい。各対物レンズは、一対の整列したレンズアパーチャによって規定されてもよく、レンズアパーチャのうちの１つは、第１の電極１２１によって形成され、レンズアパーチャのうちの１つは、第２の電極１２２によって形成されてもよい。レンズアパーチャは、円形であっても又は非円形、例えば楕円形であってもよい。そのように成形されたアパーチャは、欧州特許出願第２１１６６２１４．３号に記載されるようなサブビームの収差のオフアクシス補正のために使用されてもよく、該出願は、オフアクシス収差を補正するためのレンズアパーチャの改良に関して、参照により本明細書に組み込まれる。

【0051】

[0072] 各対物レンズは、１０よりも大きな倍率、望ましくは５０から１００以上の範囲の倍率で、サブビームを縮小するように構成されることがある。電源１６０は、第１の電位を第１の電極１２１に印加する。電源１６０は、第２の電位を第２の電極１２２に印加する。一実施形態では、第１及び第２の電位は、対物レンズアレイ１１８を通過するサブビームを減速させて、サンプル２０８に所望の着地エネルギーで入射させる電位である。第２の電位は、サンプルの電位に近い電位、例えば約５０Ｖだけ、より正の電位であり得る。或いは、第２の電位は、約＋５００Ｖから約＋１，５００Ｖまでの範囲内であり得る。第１及び／又は第２の電位は、焦点補正を行うために、アパーチャ毎に変えることができる。

【0052】

[0073] 着地エネルギーを決定することができるように、対物レンズアレイ１１８に減速機能を持たせるために、第２の電極及びサンプル２０８の電位を変化させることが望ましい。電子を減速させるために、第２の電極は、第１の電極よりも負にされる。最も低い着地エネルギーが選択された場合に、最も高い静電場強度が発生する。第２の電極と第１の電極との間の距離、最も低い着地エネルギー、及び第２の電極と第１の電極との最大電位差は、結果として得られる電場強度が許容可能であるように、選択される。着地エネルギーがより高くなると、静電場はより低くなる（同じ長さに渡る減速度がより小さくなる）。

【0053】

[0074] 電子源１９９と対物レンズアレイ１１８との間の電子光学系構成は同じままなので、ビーム電流は、着地エネルギーが変化しても変わらないままである。着地エネルギーが変化すると、解像度に影響が及び、解像度が向上するか又は低減することがある。

【0054】

[0075] 実施形態によっては、図６及び図７に例示するように、電子ビームコラム１１０は、ダウンビームアパーチャアレイ１２３を更に含む。ダウンビームアパーチャアレイ１２３は、対物レンズアレイ１１８からはダウンビームの複数のアパーチャ１２４を規定する。従って、ダウンビームアパーチャアレイ１２３は、対物レンズアレイ１１８のダウンビームにあってもよい。アパーチャ１２４の各々は、対応する対物レンズと位置合わせされている。従って、ダウンビームアパーチャアレイ１２３のアパーチャ１２４の各々は、対物レンズアレイ１１８中に対応する対物レンズを有する。この位置合わせは、対物レンズからの電子サブビームの一部分がアパーチャ１２４を通過し、サンプル２０８に衝突するようにするものである。各アパーチャ１２４は更に、電子サブビームの選択された部分（例えば、中心部分）のみが、対物レンズからダウンビームアパーチャアレイ１２３に入射してアパーチャ１２４を通過できるように構成される。アパーチャ１２４は、例えば、サブビーム規定アパーチャアレイ１５２内の対応するアパーチャの断面積よりも小さい断面積、又は対物レンズアレイ１１８に入射する対応するサブビームの断面積よりも小さい断面積を有してもよい。従って、ダウンビームアパーチャアレイのアパーチャは、サブビーム規定アパーチャアレイ１５２及び／又は対物レンズアレイ１１８に規定された対応するアパーチャよりも寸法が小さくても（即ち、面積が小さくても、及び／又は直径が小さくても、及び／又は他の特徴的な寸法が小さくても）よい。

【0055】

[0076] 図６及び図７に例示するように、検出器１７０のアップビームにダウンビームアパーチャアレイ１２３を設けることが望ましい。検出器１７０のアップビームにダウンビームアパーチャアレイ１２３を設けると、ダウンビームアパーチャアレイ１２３が、サンプル２０８から放出された荷電粒子を妨げず、荷電粒子が検出器１７０に到達するのを邪魔しないことが確実になる。

【0056】

[0077] 従って、ダウンビームアパーチャアレイ１２３は、対物レンズアレイ１１８の対物レンズを出てゆく各電子サブビームが、それぞれのレンズの中央を通過したものであることを確実にするために、使用されることがある。これは、対物レンズに入射するサブビームが対物レンズと十分に位置合わせされていることを確実にするための複雑なアライメント手順を必要とすることなしに、達成することができる。更に、ダウンビームアパーチャアレイ１２３の効果は、コラムアライメント動作、放射源不安定性、又は機械的不安定性によって妨げられることはない。

【0057】

[0078] 図６及び図７を参照して上述したように動作するように構成されたダウンビームアパーチャアレイ１２３を含む構成を、（例えば、図３を参照して上記で考察したように）サブビーム規定アパーチャアレイ１５２からダウンビームにコリメータアレイ１５０を有する電子ビームコラム１１０内で、及び／又はそのようなコリメータアレイ１５０を有さない電子ビームコラム１１０内で、使用してもよい。

【0058】

[0079] 図６及び図７の特定の例では、ダウンビームアパーチャアレイ１２３は、対物レンズアレイ１１８の底部電極とは別に形成された要素として示されている。他の実施形態では、ダウンビームアパーチャアレイ１２３は、（例えば、リソグラフィを実施して、基板の両面にレンズアパーチャ及びビーム遮断アパーチャとして機能するのに適した空洞をエッチングすることにより）対物レンズアレイ１１８の底部電極と一体的に形成されてもよい。

【0059】

[0080] 一実施形態では、ダウンビームアパーチャアレイ１２３内のアパーチャ１２４は、対応する対物レンズアレイ１１８の底部電極中の対応するレンズアパーチャの少なくとも一部分からダウンビームにある距離をおいて、即ち、レンズアパーチャの直径と同じか又はそれより大きい距離、好ましくは、レンズアパーチャの直径よりも少なくとも１．５倍大きい、好ましくはレンズアパーチャの直径よりも少なくとも２倍大きい距離をおいて、設けられている。

【0060】

[0081] 図６及び図７の例では、ダウンビームアパーチャアレイ１２３は、底部電極１２２に隣接して配置されることが望ましい。対物レンズアレイ１１８が、アインツェルレンズ構成におけるような、３つ以上の電極を含む場合、ダウンビームアパーチャアレイ１２３を中央電極に隣接して配置することが望ましい。中央の電極はサブビームエネルギーとは異なる電位を有する一方、外側の電極はサブビームエネルギーと同じ電位を有する。一般的に、ダウンビームアパーチャアレイ１２３を電場が小さい領域、好ましくは実質的に電場の無い領域に配置することも望ましい。これにより、ダウンビームアパーチャアレイ１２３が存在することによる所望のレンズ効果の乱れが回避されるか又は最小限に抑えられる。

【0061】

[0082] 図８～図１０は、荷電粒子が電子である例示的なシナリオを特に参照して、サンプル２０８によって放出された荷電粒子を検出するための検出器をどのように構成できるかについて、更なる詳細を提供している。以下で考察する構成の何れかを使用して、本明細書で考察する電子ビームコラム１１０及び／又はマルチビームコラムアレイの実施形態の何れかにおける対物レンズアレイ１１８及び／又は検出器１７０を実装してもよい。例えば、検出器１７０は、以下で参照する検出器モジュール４０２及び／又は５０２と同じ態様で構成されてもよい。

【0062】

[0083] 図８～図１０に例示するように、対物レンズは、底部電極がＣＭＯＳチップ検出器アレイと一体化されている多電極レンズを含んでもよい。多電極レンズは、図８に例示するように３つの電極を、又は２つの電極、又は異なる数の電極を含んでもよい。この構成は、プレートである４つ以上のレンズ電極として説明されてもよい。プレートでは、複数のアパーチャが例えばアパーチャアレイとして規定され、これらは、対応するビームアレイ中の複数のビームと位置合わせされている。電極は、例えば、制御電極グループ及び対物電極グループを提供するように、２つ以上の電極にグループ化されてもよい。一構成では、対物電極グループは少なくとも３つの電極を有し（図８に示す）、制御電極グループは少なくとも２つの電極を有する（図８には図示せず）。ある電極が両方のグループに属してもよく、その場合、一方の表面が一方のグループに寄与し、対向する表面が他方のグループに寄与する。

【0063】

[0084] 検出器アレイを対物レンズに一体化させると、信号電子を検出するための二次コラムの必要性がなくなる。ＣＭＯＳチップは、サンプルと向き合うように向けられることが好ましい（ウェーハと電子光学系の底部との間の距離が短い（例えば、１００μｍ）ため）。一実施形態では、信号電子を捕捉する捕捉電極が設けられる。捕捉電極は、例えば、ＣＭＯＳデバイスの金属層内に形成することができる。捕捉電極は、対物レンズの底部層を形成してもよい。捕捉電極は、ＣＭＯＳチップの底面を形成してもよい。ＣＭＯＳチップは、ＣＭＯＳチップ検出器であってもよい。ＣＭＯＳチップは、対物レンズアセンブリのサンプル対向面に組み込まれてもよい。捕捉電極は、信号電子を検出するためのセンサユニット又は検出器の例である。捕捉電極は、他の層内に形成することができる。ＣＭＯＳの電力及び制御信号は、シリコン貫通ビアによってＣＭＯＳに接続されてもよい。堅牢にするために、底部電極は２つの要素、即ち、ＣＭＯＳチップ、及び穴を有する受動Ｓｉプレート、からなることが好ましい。プレートは、高電場からＣＭＯＳを防護する。

【0064】

[0085] センサユニット（検出器）を対物レンズ（対物レンズアレイ）の底部又はサンプル対向面に関連付けることは有益である、というのも、電子が電子光学系の電子光学要素に遭遇して、その電子光学要素によって操作される前に、信号電子を検出することができるからである。有益にも、電子を放出するそのようなサンプルの検出にかかる時間が短縮される、好ましくは最小限に抑えられることがある。

【0065】

[0086] 例示的な実施形態が図８に示されており、この図は、対物レンズ４０１（対物レンズアレイと呼ばれることもある）を概略断面図で示している。対物レンズ４０１の出力側、即ち、サンプル２０８に面する側には、検出器モジュール４０２が設けられている。図９は、検出器モジュール４０２の底面図であり、この検出器モジュール４０２は基板４０４を含み、基板４０４には複数の捕捉電極４０５が設けられており、それら複数の捕捉電極４０５の各々は、ビームアパーチャ４０６を取り囲んでいる。ビームアパーチャ４０６は、一次電子サブビームのいずれも遮断しないように十分に大きい。捕捉電極４０５は、電極に信号を送り、検出信号、この場合には電流、を生成するセンサユニット又は検出器の例と見なすことができる。ビームアパーチャ４０６は、基板４０４を貫通してエッチングすることによって形成することができる。図９に示される配置では、ビームアパーチャ４０６は、矩形アレイで示されている。ビームアパーチャ４０６は、異なるように（例えば、六方最密アレイで）配置されることも可能である。

【0066】

[0087] 図１０は、縮尺を大きくして、検出器モジュール４０２の一部を断面で示す。捕捉電極４０５は、検出器モジュール４０２の一番下の面、すなわちサンプルに最も近い面を形成する。捕捉電極４０５とシリコン基板４０４の本体との間には、論理層４０７が設けられる。論理層４０７は、増幅器、例えば、トランスインピーダンス増幅器、アナログ－デジタル変換器、及び読出し論理回路を含み得る。ある実施形態では、１つの捕捉電極４０５につき、１つの増幅器及び１つのアナログ－デジタル変換器が存在する。論理層４０７及び捕捉電極４０５は、捕捉電極４０５が最終メタライゼーション層を形成するＣＭＯＳプロセスを使用して製造することができる。

【0067】

[0088] 配線層４０８は、基板４０４の裏側に設けられ、スルーシリコンビア４０９によって論理層４０７に接続される。スルーシリコンビア４０９の数は、ビームアパーチャ４０６の数と同じである必要はない。具体的には、電極信号が論理層４０７においてデジタル化される場合、データバスを提供するために、少数のスルーシリコンビアのみが必要とされ得る。配線層４０８は、制御線、データ線、及び電力線を含み得る。ビームアパーチャ４０６にもかかわらず、全ての必要な接続に十分なスペースが存在することに気付くだろう。検出モジュール４０２は、バイポーラ又は他の製造技術を使用して製作することもできる。プリント回路基板及び／又は他の半導体チップが検出器モジュール４０２の裏側に設けられてもよい。

【0068】

[0089] 図１１及び図１２は、サンプル２０８から放出された荷電粒子を検出するための検出器（この例では、電子検出デバイス２４０）が、サブビーム規定アパーチャアレイ１５２のダウンビーム表面に配置されている、代替の実施形態を例示している。

【0069】

[0090] この例では、電子検出デバイス２４０は、放射源から最も遠い対物レンズアレイの電極からは離れて（即ち、対物レンズアレイのダウンビーム電極からは離れて）配置されている。図示する例では、電子検出デバイスは、対物レンズ５０１のアレイの上部電極と一体化されているか又は関連付けられている。動作中にセンサユニット５０３を支持する基板は、上部電極と同じ電位差に保持されてもよい。この位置では、対物レンズ５０１のアレイ内の電極は、電子検出デバイス２４０よりもサンプルに近いか、又は電子検出デバイス２４０のダウンビームにある。従って、サンプル２０８によって放出された信号電子は、例えば、多ｋＶ（おそらく約２８．５ｋＶ）まで加速される。その結果、センサユニット５０３は、例えばＰＩＮ検出器又はシンチレータを含むことができる。これには、ＰＩＮ検出器及びシンチレータは信号の初期増幅が大きいので、有意な追加のノイズ源が存在しないという利点がある。この構成の別の利点は、例えば、電力及び信号の接続部を形成するために、又は使用中の保守のために、電子検出デバイス２４０により容易にアクセスできることである。その代わりに、捕捉電極を有するセンサユニットをこの位置で使用することもできるが、これは、性能の低下につながる可能性がある。図１２に示す実施形態では、センサユニット５０３は、単なる例として、六角形に配置されている。センサユニット５０３は、異なる態様、例えば直線の格子状に配置されてもよい。

【0070】

[0091] ＰＩＮ検出器は、逆バイアスされたＰＩＮダイオードを含み、ｐドープ領域とｎドープ領域との間に挟まれた真性（非常に軽くドープされた）半導体領域を有する。真性半導体領域に入射した信号電子は、電子－正孔の対を生成し、電流を流し、検出信号を生成する。

【0071】

[0092] シンチレータは、電子が入射すると光を放射する材料を含む。検出信号は、カメラ又は他の撮像デバイスを用いてシンチレータを撮像することにより、生成される。

【0072】

[0093] 一実施形態では、センサユニット５０３は、二次電子及び後方散乱電子を同時に検出するように構成され、好ましくはセンサユニットの検出器は使用時にサンプルに面する。二次電子は後方散乱電子とは区別されてもよい。例えば、一実施形態では、センサユニット５０３は、二次電子及び後方散乱電子を検出するための別々の領域を含んでもよい。それらの領域は、互いからは半径方向に又は円周方向に離れていてもよい。

【0073】

[0094] センサユニットに関連付けられたビームアパーチャ５０４は、サンプルから放出された電子を捕捉するのに利用できるセンサユニットの表面を増加させるために、対物レンズアレイ内のアパーチャよりも直径が小さくなっている。しかしながら、ビームアパーチャの直径は、サブビームの通過を許すように選択される、即ち、ビームアパーチャ５０４はビームを制限しない。ビームアパーチャ５０４は、サブビームの断面を成形することなしにサブビームが通過できるように設計される。同じ原理が、図１１及び図１２を参照して上述した実施形態のセンサユニット４０２に関連付けられたビームアパーチャ４０６にも当てはまる。

【0074】

[0095] 別の構成では、検出器は対物レンズの上方に配置されてもよい。検出器は、アレイ状に配置されたセンサユニットを含んでもよく、各センサユニットは、サンプルに向けて導かれた１本のサブビームに関連付けられてもよい。各センサユニットは、対応するサブビームの経路の周りの環形の形状を取ってもよい。別の構成では、検出器は、サンプルに向けて導かれるサブビームの経路に影響を与えることなく（サンプルからの）信号電子を対応する検出器要素にそらすウィーンフィルタアレイのアップビームにあってもよい。

【0075】

[0096] 一実施形態では、ビーム補正器アレイ１４５、ビーム制限アパーチャ１３３（アレイとして存在してもよい）、及び／又は偏向器アレイ１３４、及び／又は対物レンズアレイ１１８は、それ自体が、又はアレイなどの他の要素と組み合わせて、交換可能なモジュールである。交換可能モジュールは、現場交換可能であってもよい、即ち、フィールドエンジニアがモジュールを新しいモジュールと交換することができる。一実施形態では、複数の交換可能モジュールが、ツールの内部に含まれており、電子ビーム装置４０を開けることなく、動作可能位置と動作不可能位置との間で入れ替わることができる。

【0076】

[0097] 一実施形態では、交換可能モジュールは、電子ビーム装置４０内部で交換可能であるように構成される。一実施形態では、交換可能モジュールは、現場で交換可能であるように構成される。現場で交換可能であるとは、電子ビーム装置４０が配置されている真空を維持しながら、モジュールを取り外して、同じモジュール又は異なるモジュールと交換することができることを意味することが意図されている。取り外されるべき及び戻されるか又は交換されるべきモジュールのためにモジュールが排気されるのに対応して、電子ビーム装置４０の一区画のみが排気される。

【0077】

[0098] 図１３は、本発明の一実施形態による、電子ビーム装置４０の概略図である。電子ビーム装置４０は、電子ビーム（即ち、電子１１２のビーム）をサンプル２０８に向けて投影するように構成されている。図１３に示すように、一実施形態では、電子ビーム装置４０は複数の電子光学コラム１１１を備える。電子光学コラム１１１は、それぞれの電子ビームをサンプル２０８に向けて投影するように構成されている。一実施形態では、電子光学コラム１１１は、コラムアレイ２００に含まれる。なお、この構成では、各電子光学コラム１１１は、単一のビームをサンプル２０８に向けて投影することに留意されたい。後述するように、放射源のエミッタからコラムを通るビームは、単純に成形される。

【0078】

[0099] 図１３に示すように、一実施形態では、各電子光学コラム１１１は電子源１９９を備える。或いは、電子源１９９は、電子光学コラム１１１に電子を提供する、電子光学コラム１１１とは別個の要素とみなされてもよい。電子源１９９は、電子ビームをサンプル２０８に向けて放射するように構成されている。図１３に示すように、電子源１９９は、放射源アレイ１３１に含まれる。一実施形態では、電子源１９９は先端部を備え、そこから電子１１２が放出される。或いは、電子源１９９は先端部を持たなくてもよい。一実施形態では、電子源１９９は、半導体ベースのエミッタ２０１を備える。放射源アレイ１３１は、実質的に平面状であり得る半導体基板を含んでもよい（図１５を参照）。半導体基板は、電子光学コラム１１１のグループで共通であってもよい。一実施形態では、放射源アレイの半導体基板は、全ての電子光学コラム１１１で共通である。

【0079】

[0100] 一実施形態では、電子源２０１は、アバランシェダイオード構造を含む。アバランシェダイオード構造は、ドープされた半導体接合のスタックを含み、２つの接続からバイアスされている。例えば、アバランシェダイオード構造は、ＰＮ接合又はＰＩＮ接合を含んでもよい。アバランシェダイオード構造は、異なるバンドギャップの半導体のスタックを有するヘテロ接合又はホモ接合を含んでもよい。一実施形態では、アバランシェダイオード構造は、炭化ケイ素Ｐ型基板とその上の窒化ガリウムＮ＋＋層とのヘテロ接合を含む。窒化ガリウムは、仕事関数がより小さく（約１ｅＶ低い）、従って、より多くの電子がそれから逃れることができる。一方、炭化ケイ素は、熱伝導率が高く、それをＰ型にする能力がある。バンドギャップ構造は、アバランシェダイオード構造のアバランシェ領域における電子エネルギー分布に影響を与える。電子源１９９は、エミッタ技術としてアバランシェ電子放出ダイオード（ＡＥＥＤ）に基づいていてもよい。ＡＥＥＤエミッタは、半導体ベースのエミッタである。ＡＥＥＤは、アバランシェ冷陰極又は半導体接合冷陰極と代替的に呼ばれることもある。一実施形態では、電子源２０１は、接合ベースである。例えば、電子エミッタ２０１は、ＰＮ接合などのダイオード接合を含んでもよい。一実施形態では、電子源２０１は、複数の接合部を含む。各接合部は、類似の半導体又は異なる半導体の２つの層又は領域の間の界面であってもよい。一実施形態では、接合部は、ドープされた材料間の界面である。接合部は、２つ又は３つ以上の材料間の接合部であってもよい。そのような接合部はダイオードであってもよい。一実施形態では、電子源２０１は、サンプル２０８に面する表面に垂直な電子エミッタ２０１のダイオードの内部でアバランシェ電流が生成されるように、構成される。一部の電子１１２は、表面の仕事関数に打ち勝ち、真空中に放出されるのに十分なだけ、アバランシェ領域においてエネルギー付与される。

【0080】

[0101] 本発明の一実施形態は、基板上の放射源アレイ１３１内に多数の電子源１９９を製造するのを容易にすることが期待される。一実施形態では、電子ビーム装置４０は、検出器１７０のセンサユニット５０３よりも多数の電子エミッタ２０１を備える。１つの放射源当たりに多数のエミッタを備えた放射源のそのような放射源アレイは、高い冗長率を有する。一実施形態では、電子エミッタ２０１は小型である。一実施形態では、電子エミッタは、最大で２μｍ、任意選択的に最大で１μｍ、任意選択的に最大で５００ｎｍ、任意選択的に最大で２００ｎｍ、任意選択的に最大で１００ｎｍ、任意選択的に最大で５０ｎｍ、任意選択的に最大で２０ｎｍ、及び任意選択的に最大で１０ｎｍの直径を有する。一実施形態では、電子エミッタは、少なくとも５ｎｍ、任意選択的に少なくとも１０ｎｍ、任意選択的に少なくとも２０ｎｍ、任意選択的に少なくとも５０ｎｍ、任意選択的に少なくとも１００ｎｍ、任意選択的に少なくとも２００ｎｍ、任意選択的に少なくとも５００ｎｍ、任意選択的に少なくとも１μｍの直径を有する。そのようなエミッタは、約５０ｎｍとなるように寸法決めされてもよく、高密度に詰め込まれることができてもよい。エミッタが小さいと、仮想放射源のサイズがより小さくなり、輝度の低下が増大する。小型のエミッタがより小さいと、排出された電子との表面近傍での電子間相互作用が低減され、それにより、放出された電子間のエネルギーの広がりが低減される。エミッタが小さいと、局所的な発熱が低減され、及び／又は局所的な電力損失が増加することがある。局所的な電力損失は、エミッタがより小さい場合により大きくなることがある、というのも、周囲の格子が、熱をよりよく排出することがあるからである。

【0081】

[0102] 一実施形態では、電子エミッタ２０１は、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つを含む。これらの材料は、半導体であり、適切に大きいバンドギャップを有する。これらの材料のドーピングレベルは高いことがある。特に、炭化ケイ素が好ましことがある、というのも、この材料は熱伝導率が高く、絶縁破壊強度も高いからである。このことは、材料内に高い電場を印加して電子を加速させることが可能であることを意味する。一実施形態では、電子源１９９は、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つを含む対応するエミッタ２０１を備える。一実施形態では、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、又は窒化ホウ素が、エミッタの表面を形成する。電子は、エミッタの表面から放出される。一実施形態では、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素のうちの２つ以上のものの組み合わせが、電子源２０１において一緒に組み合わされる。そのような材料により、より大きな絶縁破壊電圧／電場で、（ケイ素と比べて）より大きなアバランシェ電流が可能になる。

【0082】

[0103] これらの材料は、ケイ素に比べて高温での動作を可能にする。特に、これらの材料は、熱伝導率がより高いので、局所的な温度を低く保つのに、ケイ素よりも効果的である。本発明の一実施形態は、エミッタの輝度の低下と、放出された電子のエネルギーの広がりとの組み合わせの改善を実現することが期待される。一般的に、電子源１９９にケイ素が使用される場合、輝度の低下とエネルギーの広がりとの間にはトレードオフが存在することがある。

【0083】

[0104] 仕事関数と呼ばれることがある、電子が逃げるために必要とされるエネルギーの量は、電子エミッタ２０１のパラメータを選択することにより制御することができる。一般的に、仕事関数が増加すると、望ましいことに逃げることができる電子のエネルギー分布が狭くなり、望ましくないことに真空電流密度ひいては輝度の低下が低減する。一方、仕事関数が減少すると、望ましいことに真空電流密度が増加し、従って輝度の低下が増大するが、望ましくないことに逃げることができる電子のエネルギー分布が広がる。

【0084】

[0105] 炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素は、大きな輝度の低下と狭いエネルギーの広がりの両方を同時に可能にする。一実施形態では、電子エミッタ２０１の材料は、高い熱伝導率を有する。熱伝導率が高いと、局所的な電流密度をより高くし、輝度の低下をより高くすることに役立つことがある。例えば、炭化ケイ素は高い熱伝導率を有する。本発明の一実施形態は、電子源１９９を冷たく保つことを容易にすることが期待される。しかしながら、代替の実施形態では、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素の何れかの代わりにケイ素が使用される。

【0085】

[0106] 図１３に示すように、一実施形態では、各電子光学コラム１１１は単一ビームコラムである。電子光学コラム１１１は、電子光学コラム１１１に関連付けられた電子源１９９によって放出されサンプル２０８に到達する電子１１２の実質的に全てが、単一ビーム内に含まれるように、構成されている。電子源１９９によって放射された電子ビームは、分割されたり、又は追加のビームが発生したりすることなく、サンプル２０８に到達する。各電子ビームは、電子光学コラム１１１に対応する。これにより、各コラムの電子光学系が簡素化される、というのも、例えば、オフアクシスビームが生成されないので、必要とされるコリメーション及び収差補正が少なくなるからである。電子光学コラム１１１は、マイクロコラムと呼ばれることがある。代替の実施形態では、上述し、図２及び図３に図示したように、電子源１９９によって放射された電子ビームは、サンプル２０８に到達する複数のビームレットに分割される。

【0086】

[0107] 各コラムによって単一ビームを投影させることにより、ビームは、コラムの電子光学軸に従ってもよい。これは、マルチ電子ビームコラムとは異なっており、マルチ電子ビームコラムでは、中心ビームを除く全てのビームはオフアクシスであり、その結果、中心ビームを除く全てのビームには幾らかのオフアクシス収差がある。そのような収差は、通常は電子光学系内で補正されるが、そのような補正は、収差を緩和及び／又は打ち消すために、例えば追加の電子光学要素を必要としたり、及び／又は既存の電子光学要素に変更を加えたりなど、電子光学系にさらなる複雑さを持ち込む。そうしないと、補正されていない収差がスループットを低下させることがある。

【0087】

[0108] 一実施形態では、電子光学コラム１１１は、ＭＥＭＳ技術を使用して製造される。本発明の一実施形態は、コラム１１１のＭＥＭＳベースの電子光学要素を簡素化することが期待される。本発明の一実施形態は、ＭＥＭＳベースの電子光学コラム１１１の製造を容易にすることが期待される。例えば、補正機能及び追加の補正要素を有する集光レンズ及びコリメータ偏向器を製造することは困難である場合がある。電子光学コラム１１１を、それ自体の電子源１９９と関連付けられた単一ビームコラムとして設けることにより、電子光学コラム１１１を、例えば放射源、エミッタ、及び電子光学要素などと互いに位置合わせすることがより容易に且つより迅速になり、また、例えば複数のビーム経路のコラムを有すること及びそれに関連する収差補正を有することという追加の複雑さが必要になることを回避することにより、電子光学コラム１１１全体に渡る均一性を高めることが、より容易に且つより迅速になる。

【0088】

[0109] 図１３に示すように、一実施形態では、電子光学コラム１１１は検出器１７０を備える。検出器１７０は、図３、図６、図８～図１２を参照して上述したようなものであってもよい。検出器１７０の詳細は、簡潔にするために以下では繰り返さないが、但し、検出器は、以下の位置、即ち、対物レンズアレイの下、対物レンズアレイの内部、対物レンズアレイに関連付けられ対物レンズアレイのアップビームに隣接する追加の電子光学レンズ電極に関連付けられた位置、及び／又は、コラム内の対物レンズアレイのアップビーム、に配置されてもよいことを注記しておく。

【0089】

[0110] 図１５は、ビーム制限アパーチャ１３３を有する単一電子光学コラム１１１の放射源１９９の複数の電子エミッタ２０１を示す概略図である。なお、放射源１９９は、図示されていない抽出器１３２を含んでもよい。電子光学コラム１１１は、例えば、図１３又は図１４に示すタイプのものであってもよい。図１５に示す複数の電子エミッタ２０１のいずれも、電子光学コラム１１１用の電子ビームを放射してもよい、例えば、電子光学コラム１１１のエミッタのグループである。一実施形態では、電子光学コラム１１１には、少なくとも３個の、任意選択的に少なくとも９個の、任意選択的に少なくとも１６個の、及び任意選択的に少なくとも１００個の電子エミッタ２０１が設けられる。従って、電子エミッタ２０１を含む基板は、エミッタの複数のグループを含んでもよい。エミッタの各グループは、異なるコラムに対応する。一構成では、エミッタアレイ又は複数のエミッタ２０１のうちの単一のエミッタは、電子ビームを放射するように動作する。エミッタの１つのグループに対して、１つの抽出器が存在してもよく、又は、抽出器は、エミッタの１つのグループに関連付けられていて、そのグループのうちの１つのエミッタが、放射される電子ビームを提供するように選択されてもよい。別の構成では、エミッタの１つのグループからの複数のエミッタが、放射されるビームを提供するように動作するように選択されてもよい。図１５に示すように、電子エミッタ２０１の全てが、電子光学コラム１１１の軸に近いか又は近接している。図１５では、この軸は、一点鎖線で示されている。この軸は、電子ビームが通過する電子光学コラム１１１のアパーチャの中心を通る線に対応する。

【0090】

[0111] 例えば、図１５は、電子ビームが通過するアパーチャを有するビーム制限アパーチャ１３３を示す。ビーム制限アレイのアパーチャは、サンプル２０８に向けられる電子ビームの断面を規定するように構成される。一実施形態では、ビーム制限アパーチャ１３３は、サンプル２０８に向けて投影されることになる電子ビームの断面を選択するように構成される。ビーム制限アパーチャ１３３は、複数の電子光学コラム１１１に共通のプレート内に規定されてもよい。一実施形態では、ビーム制限アパーチャ１３３は、全ての電子光学コラム１１１に共通のプレート内に規定されてもよい。

【0091】

[0112] 図１５に示すように、一実施形態では、軸から複数の電子エミッタ２０１の各々までの距離は、ビーム制限アレイ１３３によって規定される電子ビームの半径よりも小さい。一実施形態では、電子光学コラム１１１の軸から各電子エミッタ２０１までの距離は、ビームアパーチャ５０４の半径の０．１未満、任意選択的に０．０１未満、及び任意選択的に０．００１未満である。一実施形態では、全ての電子ビームは実質的にオンアクシスである。一実施形態では、エミッタの寸法が５０ｎｍの場合、５００ｎｍのビーム軸の範囲内に非常に多数、例えば約１０００個のエミッタを配置することができるが、より実用的に制御可能な構成は、約１０個、５０個、又は１００個のエミッタを有する。エミッタアレイのそのような構成は、動作するエミッタの選択を可能にし、放射された電子ビームにオフアクシス収差がある場合に、最小のものを示す。電子光学コラム１１１が単一ビームコラムである本発明の一実施形態は、電子ビームのオフアクシス収差への寄与を、防止しないにしても低減することが期待される。本発明の一実施形態は、電子ビームによって形成されるサンプル２０８上のビームスポットの位置における誤差を低減することが期待される。

【0092】

[0113] ビーム制限アパーチャ１３３は、一部の電子１１２がサンプル２０８に到達するのを防ぐように構成されている。遮断される電子１１２は、電子光学コラム１１１の軸からより離れている電子１１２である。一実施形態では、ビーム制限アパーチャ１３３は、ビーム制限アパーチャ１３３に導かれた電子１１２の少なくとも５０％を遮断するように構成される。一実施形態では、ビーム制限アパーチャ１３３は、電子１１２の少なくとも８０％、任意選択的に少なくとも９０％、及び任意選択的に少なくとも９５％を遮断するように構成される。ビーム制限アパーチャ１３３は、電子ビームの最大で５０％、任意選択的に最大で２０％、任意選択的に最大で１０％、及び任意選択的に最大で５％が、ビーム制限アパーチャ１３３のダウンビームを通過するように構成される。ビーム制限アパーチャ１３３のダウンビームを通過する電子ビームの割合は、例えば、ビーム制限アパーチャ１３３のアパーチャの直径を選択することにより制御されてもよい。

【0093】

[0114] 本発明の一実施形態は、サンプル２０８に到達する電子１１２のエネルギーの広がりをより狭くするのを達成することが期待される。異なる電子が、サンプル２０８に到達する際に異なるエネルギー量を有することが、可能である。エネルギーの範囲がより狭いことが望ましい。電子が有するエネルギーの量は、少なくとも、電子エミッタ２０１から真空エネルギーに逃げるために持つことが必要とされるエネルギーの量である。このエネルギー量は、エスケープエネルギーと呼ばれることがある。電子のエスケープエネルギーは、半径方向の位置、即ち、電子ビームの中心からの距離、に部分的に依存する。ビーム制限アパーチャ１３３は、一般的に、中心に位置する電子が、サンプル２０８に導かれるように選択されるように、構成される。電子ビームの中心のみを使用することにより、電子１１２間のエネルギーの広がりが低減される。通常、ビームの中心部分、電子エネルギーは殆ど変動のない共通の値になる傾向がある。中心部分のサイズが低減すると、変動がさらに低減されることがある。

【0094】

[0115] 一実施形態では、コラムアレイ２００は、半導体層のスタックとして形成される。本発明の一実施形態は、サンプル２０８に投影される電子ビームの数を拡大するのを容易にすることが期待される。一実施形態では、放射源アレイ１３１は、各電子源１９９が１つのコラムに割り当てられるように寸法決めされる。放射源アレイ内では、電子エミッタ２０１は、サンプル２０８のかなりの部分に渡って延在する。一実施形態では、放射源アレイ１３１は、電子源１９９がサンプルの実質的に全体に渡って延在するように寸法決めされる。従って、エミッタ２０１は、サンプルの実質的に全体に渡って延在する。一実施形態では、放射源アレイ１３１は、光軸に沿って見たときに、検査されるサンプル２０８と少なくとも同じくらいの大きさである。様々な異なるサイズのサンプル２０８を検査することができる。一実施形態では、サンプル２０８は、直径が３００ｍｍ、又は任意選択的に４５０ｍｍである。一実施形態では、放射源アレイ１３１は、直径が少なくとも３００ｍｍ、又は少なくとも４５０ｍｍである。代替の実施形態では、放射源アレイ１３１は、サンプル２０８よりも小さい。例えば、放射源アレイ１３１は、電子エミッタ２０１が、サンプル２０８（又はサンプルホルダ２０７）の直径の少なくとも１０％、任意選択的に少なくとも２０％、及び任意選択的に少なくとも５０％に渡って延在するように、寸法決めされてもよい。一実施形態では、電子エミッタ２０１は、軸に対して垂直に少なくとも約３０ｍｍに渡って延在する。一実施形態では、電子源２０１は、軸に対して垂直に最大で約５０ｍｍに渡って延在する。

【0095】

[0116] 本発明の一実施形態は、サンプル２０８全体のサイズに、或いは他の任意のサイズ及び／又は形状に調整された電子ビームを提供することを容易にすることが期待される。一実施形態では、電子源１９９は、サンプル２０８の形状に合致するパターンで配置される。例えば、パターンは概ね円形であってもよい。放射源１９９間のピッチ及び／又は距離は、コラム１１１間のピッチ及び／又は距離に対応する。そのようなピッチは、２０～５００ミクロン、より好ましくは３０～３００ミクロン、又は更には５０～２００ミクロンの範囲内である。

【0096】

[0117] 一実施形態では、放射源アレイ１３１は、電子エミッタ２０１が形成されている単一の基板を含む。代替の実施形態では、放射源アレイ１３１は、互いに隣接して配置された複数の基板を含む。例えば、一実施形態では、光軸に垂直な方向に約１００ｍｍの寸法を有する複数の基板が、寸法が１００ｍｍよりも大きいサンプル２０８の上方に、互いに隣接して配置される。本発明の一実施形態は、サンプル２０８の表面のより大きな部分を同時に検査するのを容易にすることが期待される。本発明の一実施形態は、スループットを高めること、即ち、サンプル２０８つまりサンプル表面を検査するのに必要とされる時間を短縮することが期待される。

【0097】

[0118] 図１３に示すように、一実施形態では、電子光学コラム１１１は対物レンズを備える。対物レンズは、少なくとも１つの静電電極を備えてもよい。一実施形態では、対物レンズは、例えば図６を参照して上述したように、少なくとも２つの電極を備える。対物レンズは、静電対物レンズであってもよい。一実施形態の対物レンズは、３つの電極を備える。対物レンズは、電子ビームをサンプル２０８に向けるように構成される。対物レンズは、対物レンズアレイ１１８に含まれる。一実施形態では、対物レンズの静電電極は、複数の電子光学コラム１１１で共通である。一実施形態では、静電電極は、全ての電子光学コラム１１１で共通である。

【0098】

[0119] 検出器１７０は、サンプル２０８から放出された信号電子を検出するように構成される。一実施形態では、検出器１７０は、対物レンズアレイ１１８と関連付けられる。検出器１７０は、電子１１２のビーム経路において対物レンズアレイ１１８に隣接していてもよい。検出器１７０は、対物レンズアレイ１１８のすぐダウンビームにあってもよい。異なる実施形態では、検出器は、対物レンズアレイ１１８のアップビームに配置されてもよい。一実施形態では、検出器１７０は、対物レンズアレイ１１８と直接的に関連付けられる。検出器１７０及び対物レンズアレイ１１８は、１つのモジュール内に一緒に含まれていてもよい。一実施形態では、検出器１７０及び対物レンズアレイ１１８は、互いに一体化されている。

【0099】

[0120] 図１３に示すように、一実施形態では、放射源アレイ１３１は、それぞれの電子ビームを放射するように構成された複数の電子源１９９を含む。コラムアレイ２００は、放射源アレイ１３１の電子源１９９によって放射された対応するそれぞれの電子ビームをサンプル２０８に向けて投影するように構成された複数の電子光学コラム１１１を含む。

【0100】

[0121] 図１３に示すように、一実施形態では、対物レンズは、サンプル２０８に向けられた電子ビームに影響を与えるように構成された電子光学コラム１１１の最もダウンビームの要素である。対物レンズは、サンプル２０８の近くにある。対物レンズアレイ１１８に関連付けられた検出器１７０は、対物レンズよりも更にダウンビームにあってもよい。検出器１７０は、サンプル２０８から放出された信号電子を検出する。検出器１７０は、サンプル２０８に向けられた電子ビームが、検出器１７０による影響を受けずに検出器１７０の位置を通過するように、構成される。複数の電子光学コラム１１１で共通の電極を有する対物レンズは、電子ビームの経路に沿ってサンプル２０８の近くにある。本発明の一実施形態は、対物レンズとサンプル２０８との間の距離を低減することが期待される。検出器がサンプルの近くにあると、コラムのビームによって生成された信号電子と他のコラムの検出器との間のクロストークを低減するのに役立つ。

【0101】

[0122] 一実施形態では、それらの電子源１９９は、実質的に互いに同じである電子ビームを生成するように構成される。異なる電子源２０１によって生成される電子ビーム間には、幾らかのばらつきが存在する可能性がある。一実施形態では、放射源アレイ１３１は、電子ビーム間のばらつきを低減するように構成された補正器を備える。補正器は、ＣＭＯＳベースであってもよい。一実施形態では、電子光学コラム１１１の電子光学系は、異なる電子ビーム間のばらつきを補償するように構成される。

【0102】

[0123] 本発明の一実施形態は、電子源１９９とサンプル２０７との間の距離を低減することが期待される。例えば、電子ビームを分割する（即ち、それによりサブビーム又はビームレットを生成する）必要がないことにより、電子光学系を電子源１９９とサンプル２０８との間に収めるのに必要なスペースが小さくなる。電子源１９９は、サンプル２０８の非常に近くに配置することができる、即ち、コラムがマルチビームを投影した場合、及びコラムが、対応する放射源からの付随するビームから複数のサブビームを生成した場合の他の場合よりも近くに配置することができる。一実施形態では、電子源１９９は、サンプル２０８に到達する前に分割される電子ビームを生成する電子源と比べると、電子１１２のより低い電流を生成するように構成される。本発明の一実施形態は、電子ビーム内でのクーロン相互作用を低減することが期待される。本発明の一実施形態は、電子１１２を加速させるのに必要な電圧を低減することが期待される。例えば、一実施形態では、電子１１２は、数ｋＶ、例えば最大で約３０ｋＶ、任意選択的に最大で約１０ｋＶ、及び任意選択的に最大で約５ｋＶなどまで加速される。しかしながら、代替の実施形態では、電子１１２は、１ｋＶ未満、例えば少なくとも約２００Ｖ、及び任意選択的に少なくとも約５００Ｖまで加速される。一実施形態では、電子１１２は、１００ｅＶ～１０ｋｅＶの間、好ましくは３００ｅＶ～３ｋｅＶの間の着地エネルギーを有してもよい。本発明の一実施形態は、絶縁破壊の危険性を過度に高めることなく、設計の自由度を高めることが期待される。

【0103】

[0124] 図１３に示すように、一実施形態では、電子光学コラム１１１は、アノードと呼ばれることがある抽出器１３２を備える。抽出器１３２は、電子源１９９からの放射を増加させるように構成される。一実施形態では、抽出器１３２は、電子エミッタ２０１とサンプル２０８との間にある。或いは、抽出器１３２は、電子源２０１に含まれていてもよい。一実施形態では、抽出器１３２は、荷電粒子、例えば電子、とは逆に帯電した電極を備える。一実施形態では、抽出器１３２の電極は、電子光学コラム１１１のグループで共通である。一実施形態では、抽出器１３２の電極は、全ての電子光学コラム１１１で共通である。一実施形態では、抽出器１３２の電極は、複数の又は全ての電子光学コラム１１１について同時に制御することができる。

【0104】

[0125] 図１３に示すように、一実施形態では、電子光学コラム１１１は偏向器を備える。一実施形態では、偏向器は、電子光学コラム１１１の軸に垂直な方向に電子ビームを偏向させるように構成される。偏向器は、少なくともグループの電子光学コラム１１１用の偏向器の偏向器アレイ１３４に含まれてもよい。一実施形態では、偏向器は、全ての電子光学コラム１１１用の偏向器の偏向器アレイ１３４に含まれる。偏向器アレイ１３４の偏向器を制御して、マルチコラムアレイの異なるコラムのビームをコリメートしてもよく、その結果、偏向器アレイ１３４はコリメータアレイと呼ばれることがある。例えば、コリメータアレイは、ビーム経路が全て、サンプルに向かって実質的に平行になるように、ビームをコリメートしてもよい。偏向器アレイを制御して、サンプル表面の一部分に渡って、一方向に又は２つの直交する方向に、ビームを静電的に走査してもよい。

【0105】

[0126] 図１４は、電子光学コラム１１１の代替のコラムアレイ２００の概略図である。一実施形態では、図１４に示す電子光学コラム１１１は、図１３に示す構成に関連して上述した特徴の全てを含む。これらの特徴については、説明をより簡潔にするために、以下では再度の説明はしない。図１４に示すように、一実施形態では、電子光学コラム１１１は、少なくとも１つの集光レンズを特徴として備える集光レンズ機構１４１を備える。集光レンズ機構１４１は、電子源１９９とサンプル２０８との間にある。一実施形態では、集光レンズ機構１４１は、対物レンズアレイ１１８のアップビームにある。一実施形態では、集光レンズ機構１４１は、偏向器アレイ１３４のアップビームにある。一実施形態では、集光レンズ機構１４１は、アパーチャプレート１３５のアップビームにある。アパーチャプレート１３５は、ビームを制限しなくてもよい。集光レンズ機構１４１の集光レンズは、電子ビームに作用するように構成される。アパーチャプレート１３５内のアパーチャは、各電子ビームの中間焦点に又はそのまわりにあってもよい。

【0106】

[0127] 一実施形態では、集光レンズ機構１４１は、集光レンズ電極を含む。集光レンズ電極は、電極レンズのプレート電極であってもよい。集光電極は、複数の電子光学コラム１１１で共通であってもよい。一実施形態では、集光レンズ電極は、全ての電子光学コラム１１１で共通である。一実施形態では、集光レンズ機構１４１は、アップビーム集光電極１４２及びダウンビーム集光電極１４４などの複数の集光レンズ電極を備える。１つ以上のアップビーム集光電極１４２が、アップビーム集光レンズを規定してもよく、１つ以上のダウンビーム集光電極が、ダウンビーム集光レンズを規定してもよい。アップビーム集光電極１４２及びダウンビーム集光電極１４４は、電子源毎のビーム電流を変更するように構成されてもよい。集光レンズ機構１４１は、ビーム制限アパーチャであり得る集光アパーチャ１４３を含んでもよい。集光アパーチャ１４３は、特に、別のビーム制限アパーチャが存在しない構成において、ビームを成形してもよい。集光アパーチャ１４３は、アップビーム集光レンズとダウンビーム集光レンズとの間にある。一実施形態では、集光アパーチャ１４３は、少なくとも電子光学コラム１１１のグループの、集光アパーチャアレイ内に含まれ、このアレイの各アパーチャは、異なるコラムのビームに作用する。一実施形態では、集光アパーチャ１４３は、全ての電子光学コラム１１１用のアパーチャの集光アパーチャアレイ内に含まれる。一実施形態では、アップビーム集光電極１４２は、少なくとも電子光学コラム１１１のグループで共通である。一実施形態では、アップビーム集光電極１４２は、全ての電子光学コラム１１１で共通である。一実施形態では、ダウンビーム集光電極１４４は、少なくとも電子光学コラム１１１のグループで共通である。一実施形態では、ダウンビーム集光電極１４４は、全ての電子光学コラム１１１で共通である。代替の実施形態では、集光レンズ機構１４１について異なる構成が使用される。

【0107】

[0128] 図１４に示すように、一実施形態では、集光レンズ機構１４１は、電子ビームを中間焦点１４６に集束させるように構成される。中間焦点１４６は、集光レンズ１４１とサンプル２０８との間にある。一実施形態では、複数の電子光学コラム１１１の中間焦点１４６は、共通の中間焦点面１４７内に設けられる。中間焦点面は、全ての電子光学コラム１１１で共通であってもよい。一実施形態では、中間焦点１４６は、コラムモジュールが機械的に最適ではない態様で位置合わせされている場合に、望ましくは、例えばビーム経路を真っ直ぐにする際に、例えば中間焦点１４６のアップビーム及びダウンビームのコラムモジュールのアライメントに取り組むために、アパーチャプレート１３５と偏向器アレイ１３４との間にある。電子ビームは、中間焦点１４６と対物レンズアレイ１１８との間で発散してもよい。電子ビームが中間焦点１４６を有することは必須ではない。代替の実施形態では、集光レンズ１４１は、対物レンズアレイ１１８に向けられた電子ビームをコリメートするように構成される。

【0108】

[0129] 図１４に示すように、一実施形態では、電子光学コラム１１１は個別のビーム補正器を備える。個別のビーム補正器は、電子ビームの特性を補正するように構成される。一実施形態では、個別のビーム補正器は、電子光学コラム１１１の少なくともグループ用のビーム補正器アレイ１４５内に含まれる。ビーム補正器アレイ１４５は、電子ビームに対して個別のビーム補正を提供するように構成されてもよい。個別のビーム補正とは、電子ビームのアライメントの補正、及び／又は電子ビームの電流の最適化であってもよい。例えば、ビーム補正器アレイ１４５のビーム補正器は、それぞれの電子ビームのアライメントを改善するか又は更には補正してもよく、それにより、電子ビームの経路が、アパーチャプレート１３５のそれぞれのアパーチャを通るようになる。一実施形態では、個別のビーム補正器は、全ての電子光学コラム１１１用のビーム補正器アレイ１４５内に含まれる。一実施形態では、個別のビーム補正器は、例えば、非点収差及び／又は相対的なビームアライメントの、補正を提供するように構成される。

【0109】

[0130] 従って、アパーチャプレート１３５の機能は、中間焦点が形成されるべき場所に規定されてもよい。アパーチャプレート１３５の位置決めにより、それぞれの電子光学コラム１１１の上側部分と、それぞれの電子光学コラム１１１の底部部分との互いに対するアライメントが容易になってもよい。このアライメント機能は、電子光学コラムが２つのモジュール（例えば、底部部分及び上側部分）からなり、望ましくは、アパーチャプレート１３５が、底部モジュールの最もアップビームの電子光学要素である場合、又は、電子光学コラムが単一のジュールであり、底部部分の電子光学要素はスタック状に一緒に固定され、従って底部部分内部のミスアライメントが制限されている場合に、望ましいことがある。例えば、底部部分の電子光学要素は、糊などの接着剤で一緒に取り付けられている。

【0110】

[0131] 図１４に示すように、一実施形態では、個別のビーム補正器は、集光レンズ機構１４１のすぐダウンビームに配置され、一構成では、集光レンズ機構１４１と一体化されている。図１４に示すように、一実施形態では、個別のビーム補正器は、アパーチャプレート１３５のアップビームに配置される。代替の実施形態では、個別のビーム補正器は、偏向器アレイ１３４のすぐダウンビームに配置される。別の構成では、個別のビーム補正器は、例えば、偏向器アレイ１３４が個別のビーム補正器及び偏向器アレイ１３４の機能を有するように、偏向器アレイ１３４と一体化される。これらの位置が選択されるのは、収差が集光レンズ機構内で発生するとすぐに、又は、補正により更なる収差が引き起こされる可能性が最も低い中間焦点ではないにしても、その付近で、収差を補正することが有益であるからである。

【0111】

[0132] 図１４に示すように、一実施形態では、各電子光学コラム１１１は複数の個別のビーム補正器を備える。個別のビーム補正器は、ビーム経路内で一緒にグループ化されてもよい。個別のビーム補正器は、電子ビームの異なる特性を補正するためのものであってもよい。一実施形態では、個別のビーム補正器は、多極偏向器を備える。多極偏向器は、ＭＥＭＳ技術を使用して製造されてもよい。一実施形態では、製造プロセスは、二極互換であるか、又はＣＭＯＳ技術を使用し、ローカルの電子機器を組み込むことを可能にし、例えば、標本化及び保持機能を可能にする。多極は、４つの極を有する四極であってもよい。或いは、多極は、例えば８個又は１２個の極を含んでもよく、又は、例えば４の倍数などの任意の適切な数の極を含んでもよい。一実施形態では、多極偏向器は、実質的に平面状の基板を含み、この基板は、行及び列に規則的に配置された貫通開口のアレイを備えている。貫通開口は、この平面状の基板の表面を実質的に横断して延在し、少なくとも１つの電子ビームを通過させるように配置される。

【0112】

[0133] 一実施形態では、多極は、対応する分圧器と関連付けられる。分圧器は、電圧を多極の電極に分配するように構成される。一実施形態では、電子制御回路が多極偏向器に関連付けられる。電子制御回路は、特に平面状の基板の非ビームエリア上に、貫通開口に隣接して配置された集積回路を含んでもよい。電子制御回路の上に絶縁層が設けられてもよく、その絶縁層の上に電極層が配置されてもよい。電子制御回路は、多極偏向器の電極を制御して、例えば、ビーム経路の周りの多極のアパーチャに渡って均一な電場を提供して、対応するビームに作用させるように構成される。

【0113】

[0134] 図１３又は図１４には図示していないが、一実施形態では、各電子光学コラム１１１は制御レンズアレイを備える。制御レンズアレイは、対物レンズアレイ１１８のアップビームにある。制御レンズアレイは、対物レンズアレイ１１８と関連付けられる。制御レンズアレイは、電子ビームの少なくとも１つのパラメータを制御するように構成される。例えば、制御レンズアレイは、電子ビームの着地エネルギーを制御するように構成されてもよい。一実施形態では、制御レンズアレイは、複数の制御レンズを含む。各制御レンズは、それぞれの電位源に接続された少なくとも２つの電極（例えば、２つ又は３つの電極）を含む。

【0114】

[0135] 一実施形態では、各電子光学コラム１１１は複数の電子エミッタ２０１を備える。そのような構成では、特定の電子光学コラムに関連付けられた放射源１９９は、電子光学コラム１１１の一部とみなされるか、又は更には構造上の一部であるが、必ずしもこの限りではない。一実施形態では、電子エミッタ２０１は選択可能に構成され、その結果、電子源１９９の電子エミッタ２０１のサブセットを選択して、電子ビームをサンプル２０８に向けて放射することができる。電子エミッタ２０１を、放射源１９９及びその関連する電子光学コラム１１１に電子ビームを提供するように選択可能であるようにすることにより、電子エミッタ２０１に幾らかの冗長性が生まれる。本発明の一実施形態は、電子光学コラム１１１が機能する信頼性を高めることが期待される。歩留まりエラーに起因して、放射源アレイ１３１内には期待以下の性能の電子エミッタ２０１が存在する場合がある。冗長性を提供することにより、期待以下の性能のエミッタが、装置に悪影響を及ぼす可能性が低くなる。

【0115】

[0136] 電子エミッタ２０１を選択するには、様々な方法がある。一実施形態では、電子エミッタ２０１は、選択された電子エミッタ２０１を動作させる（即ち、オンにする）ことにより選択可能であるように構成される。一実施形態では、各電子エミッタ２０１は、個別にオン及びオフになるように制御可能であるように構成される。

【0116】

[0137] 一実施形態では、電子エミッタは、選択されたエミッタから電子光学コラム１１１内のビーム経路に向けて電子ビームを偏向させることにより、選択可能である。この選択は、コラム１１１の電子光軸に沿って放射源１９９からのビームを偏向させるように構成された偏向器（図示せず）の機構によって、達成されてもよい。例えば、１コラム毎に約１０個の放射源がある場合、放射源間の距離は小さく、ビームの経路の偏向は十分に小さくなるので、比色収差などの収差は有意には持ち込まれない。一実施形態では、電子光源２０９は、偏向器を含んでもよい。偏向器は、アレイ状、例えば偏向器アレイになっていてもよい。偏向器は、エミッタと関連付けられてもよい。偏向器は、エミッタによって放出された電子を偏向させ、電子の経路が電子光学コラム１１１の軸に沿った方向になるように構成される。次いで、放射源アレイ内のある放射源のエミッタ又は選択されたエミッタによって放射された電子ビームは、電子光学コラムの軸に向けられてもよい。

【0117】

[0138] 図５に示すように、一実施形態では、電子光学コラム１１１は、光軸に沿って見たときに、コラムアレイ２００内に、あるパターンで配置される。このパターンは格子であってもよい。例えば、図５に示すように、このパターンは直線の格子であってもよい。別の配置では、このパターンは、六角形であってもよい。格子は、不規則であってもよく、斜めに歪んでいたり、シフトされていたり、又はオフセットされていてもよい。或いは、このパターンは、六角形、即ち、電子光学コラム１１１の行が、交互に、同じ行の隣接する電子光学コラム間のピッチの半分だけオフセットされている形状、であってもよい。

【0118】

[0139] 一実施形態では、電子源１９９、又は少なくともその電子ビーム経路は、光軸に沿って見たときに、放射源アレイ１３１内に、あるパターンで配置される。このパターンは格子であってもよい。例えば、このパターンは、不規則であってもよい直線の格子又は六角形の格子であってもよい。或いは、そのような六角形のパターンは、例えば、電子源１９９の行が、交互に、同じ行の隣接する電子源１９９間のピッチの半分だけオフセットされていて、規則的であってもよい。電子源は、斜めに歪んだ六角形の格子状に配置されてもよい。そのような斜めに歪んだ又はオフセットされたパターンが望ましい場合がある、というのも、これは、電子光学コラムの各ビームの経路が、サンプル上で別のビームの経路と部分的に重なる経路となるのを確実にするように助けることがあるからである。しかしながら、放射源アレイの全ての経路は異なっていてもよい。そのような構成は、冗長性を可能にするので、有益であってもよい。ある放射源が故障した場合、故障した放射源の寄与は、放射源アレイ１３１の他の放射源によって引き継がれる。

【0119】

[0140] 一実施形態では、同じ電子光学コラム１１１に対応する電子エミッタ２０１間のピッチは、電子光学コラム１１１間のピッチよりもはるかに小さくてもよい（というのも、例えば、放射源のグループの位置は、導出されるビームの直径の小さな割合の範囲内だからである）。同じ電子光学コラム１１１に対応する電子エミッタ２０１は、ビーム経路の周りに六角形に配置されてもよい。電子源１９９は、斜めに歪んだ六角形の格子状に配置されてもよい。

【0120】

[0141] このパターンは、電子エミッタ２０１の複数のグループを含んでもよく、各グループは、電子光学コラム１１１のうちの１つ及び／又は対応する放射源１９９に対応する。一実施形態では、１つの放射源１９９、又は電子エミッタの１つのグループは、少なくとも１０個、任意選択的に少なくとも２０個、及び任意選択的に少なくとも５０個の電子エミッタ２０１を含む。一実施形態では、１つの放射源１９９は、最大で１５０個、任意選択的に最大で１００個、又は任意選択的に最大で５０個及び任意選択的に少なくとも２０個の電子エミッタ２０１を含む。一実施形態では、エミッタ２０１のグループは、電子エミッタが設けられていない領域、即ち、エミッタの無い領域によって間隔をあけられている。代替の実施形態では、電子エミッタ２０１は、放射源アレイ１３１の規則的な間隔で配置され、そのようなエミッタ２０１又は特定の数のエミッタは、放射源アレイ１３１の表面に渡って規則的に間隔をあけられている。

【0121】

[0142] 図１６は、コラムアレイ２００の電子光学コラム１１１の配置の光軸に沿った概略図である。一実施形態では、電子ビーム装置４０は、サンプルホルダ２０７及び電子光学コラム１１１が、走査方向１６１に互いに対して移動可能であるように、構成される。走査方向１６１は、光軸に対して垂直である。電子ビーム装置４０の使用中、サンプルホルダ２０７は、電動ステージ２０９の動作によって動いてもよい。これに加えて又はその代わりに、コラムアレイ２００が、光軸に垂直な方向に機械的に移動してもよい。電子光学コラム１１１は、走査経路に沿って、サンプル２０８に対して移動される。一実施形態では、走査経路は、直線の部分を含む。走査経路は、複数の直線部分が曲がり部によって結合されている蛇行を含んでもよい。直線部分は、互いに平行であってもよい。直線部分は、走査プロセス中に、サンプル２０８の表面全体が、複数の電子光学コラム１１１のうちの少なくとも１つのコラムの視野内に含まれるように、ある距離だけ互いから離れていてもよい。

【0122】

[0143] 図１６は、例えば図１３又は図１４に示したような電子光学コラム１１１が配置されるパターンを概略的に示す。図１６に示すように、この配置は直線の格子であってもよい。或いは、六角形の格子配置が使用されてもよい。そのような格子は、オフセットされていたり、シフトされていたり、又は斜めに歪んでいたりなど、不規則であってもよい。一実施形態では、電子光学コラム１１１は、平行なライン状に配置される。図１６では、３つの平行なラインが示されており、各ラインは３つの電子光学コラム１１１を含む。各ラインにおける電子光学コラム１１１の数は、少なくとも１０個、任意選択的に少なくとも１００個、及び任意選択的に少なくとも１０００個であってもよい。平行なラインの数は、少なくとも１０本、任意選択的に少なくとも１００本、及び任意選択的に少なくとも１０００本であってもよい。

【0123】

[0144] 図１６に示すように、一実施形態では、平行なラインは、走査方向１６１に対して斜角αをなしている。格子のそのような斜角は、格子が不規則になるのを引き起こすことがある。平行なラインが走査方向１６１に対して斜角αをなすようにすることにより、走査技術に冗長性を持ち込むことができる。斜角αは、複数の電子光学コラム１１１が垂直軸（即ち、電子ビームの方向に平行な軸）の周りにアライメント回転することによって形成される電子ビームのアレイに対応する。電子光学コラム１１１が配置される格子は、走査方向１６１に対して斜めに歪んでいる。一実施形態では、斜角αは少なくとも１°、任意選択的に少なくとも２°、任意選択的に少なくとも５°、任意選択的に少なくとも１０°、及び任意選択的に少なくとも２０°である。一実施形態では、斜角αは最大で２０°、任意選択的に最大で１０°、任意選択的に最大で５°、任意選択的に最大で２°、及び任意選択的に最大で１°である。従って、走査中、コラムアレイの下のサンプルの経路は、サンプルの表面に渡るビームの経路が互いに整列し、サンプル表面の領域が走査されるようなものである。即ち、表面上でのビームの経路は、コラムアレイ内の別のビームの経路と重ならない。ビームアパーチャ５０４は、ある走査におけるビーム経路間の重なりを低減するか又は回避するように、走査方向１６１に対して配置され位置合わせされる。ある走査におけるビーム経路間には、幾らかの（しかし完全にではない）重なりが存在してもよい。

【0124】

[0145] 一実施形態では、電子ビーム装置４０は、コントローラ５０であって、それぞれの電子ビームの閾値電流密度未満の電子がそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３を通過するように、それぞれの電子ビームをそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３によって成形するように、電子光学コラム１１１を選択的に制御するように構成されたコントローラ５０を備える。これは、例えば図１３に示されている。電子ビームの電子の電流の一部分が、ビーム制限アパーチャ１３３を通過するのを妨げられるように、電子ビームが成形される。電子ビームの電子の一部分が、サンプル２０８に到達するのを妨げられる。ビーム制限アパーチャ１３３を通過する電子ビームの電子の割合は、最大で５０％、任意選択的に最大で３５％、任意選択的に最大で２０％、任意選択的に最大で１０％、任意選択的に最大で５％、任意選択的に最大で２％、及び任意選択的に最大で１％であってもよい。

【0125】

[0146] 一実施形態では、コントローラ５０は、電子ビームの少なくとも一部分の少なくとも閾値電流密度の電子がそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３、１４３を通過するように、電子光学コラム１１１を選択的に制御するように更に構成される。これは、例えば図１７に示されている。一実施形態では、電子ビームの実質的に全てが、ビーム制限アパーチャ１３３を通過する。或いは、電子の電流の一部分が遮断されてもよい。それにも関わらず、フラッディングのために十分な電流の電子が、ビーム制限アパーチャ１３３を通過する。フラッディングとは、サンプル２０８を検査する前に、サンプル２０８の表面上に電子ビーム電荷を堆積させることである。フラッディングは、サンプル２０８の欠陥検査においてコントラストを高めるのに役立つことができる。例えば、フラッディングは、例えば余分な電荷をサンプル２０８に供給することにより、結果的に得られる画像のコントラストを改善するのに役立つことができる。従って、フラッディングは、結果的に得られる画像のコントラストの範囲を広げるのを助ける。サンプル２０８上の余分な電荷は、一次ビームの付随的な電子間の相互作用の機会を増やし、従って、検出のための信号粒子の放出の機会を増やす。信号粒子の生成の機会が増えると、検出の機会が増え、検出信号が大きくなる。信号粒子の検出率が増加した場合、信号がより強くなる可能性が高く、画像のコントラストがより大きくなり、画像から特定のタイプの情報を取得しやすくなる。コントラストがより高いと、欠陥を判別するのに役立つことができる。より低いコントラスト設定で得られた画像と比べると、追加の情報が、結果として得られる画像から取得されることがある。コントラスト設定が異なると、異なる情報を画像から導き出すことができる。このようにして、コントラスト範囲に渡ってコントラストを変化させると、特定のコントラスト設定での画像からよりも、より広範な情報を得ることが可能になる。従って、画像のコントラストを高める能力により、ある種の欠陥を発見するのがより容易になる。電圧コントラストに基づく検査のためには、高密度のフラッディングが必要である。ビーム制限アパーチャ１３３を通過する電子ビームの電子の割合は、少なくとも２％、任意選択的に少なくとも５％、任意選択的に少なくとも１０％、任意選択的に少なくとも２０％、任意選択的に少なくとも５０％、任意選択的に少なくとも８０％、任意選択的に少なくとも９０％、任意選択的に少なくとも９５％、及び任意選択的に実質的に１００％であってもよい。

【0126】

[0147] コントローラ５０は、ビーム制限アパーチャ１３３を通過する電子ビームの割合を制御するように、電子光学コラム１１１を制御するように構成される。コントローラ５０は、図１３及び図１７に示すように、電子光学コラム１１１を選択的に制御して電子ビームを制御するように構成される。一実施形態では、コントローラ５０は、図１３と図１７に示す設定との間で切り替わるように構成される。一実施形態では、コントローラ５０は、電子光学コラム１１１を制御して、図１３に示すモード（例えば、検査又は評価に適したモード）、又は図１７に示すモード（例えば、フラッディングに適したモード）で動作するように構成される。

【0127】

[0148] なお、図１７は、隣接する異なる電子光学コラム１１１の１つ以上の共通の要素が、同じ要素で形成されている実施形態を示す。例えば、対物レンズの全ての電極でないにしても少なくとも１つの電極が、対物レンズアレイ１１８の少なくとも１つの電極で共通である。ビーム制限アパーチャ１３３は、例えば、２つ以上の電子光学コラム１１１、例えば全ての電子光学コラム１１１で共通のプレート内のアレイに属していてもよい。電子光学コラム１１１の１つ以上の他の要素が、共通の要素を有してもよい。

【0128】

[0149] 一実施形態では、コントローラ５０は、電子装置４０を制御してサンプル２０８の表面のフラッディングを行うように構成される。コントローラ５０は、サブビームの少なくとも閾値電流密度である少なくとも一部分がそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３を通過する場合に、電子装置４０を制御して、サンプル２０８の表面をフラッディングさせる。電子装置４０は、フラッディング動作モードを有するように構成される。一構成では、例えばＡＥＥＤエミッタなどの本明細書で開示するようなケイ素ベースのエミッタなどの半導体ベースのエミッタの場合、検査ビーム電流は、サンプル２０８の表面の少なくとも一部分をフラッディングさせるのに十分であってもよい。即ち、サブビームの電流密度は、少なくとも閾値電流密度である。一構成では、電流密度は、閾値電流密度に達するか又は上回ってもよいが、フラッディングモード中にサンプル表面の一部分を所望の通りにフラッディングさせるためには、例えばサブビームと表面との間の相対的な走査中の滞在時間は、検査モード中よりも長くなってもよい。フラッディングモードの別の構成では、サンプル表面におけるビーム電流（又はプローブ電流）を増加させて、所望の閾値電流密度を満足させるか又は上回らせる。フラッディングモード中にビーム電流を増加させることを含む理由は、例えば、プローブスポットの仕様などの様々な要因に依存してもよい。以下の説明では、ビーム電流が、閾値電流密度に達するか又は上回るために増加される必要がある場合の構成について検討する。

【0129】

[0150] 一実施形態では、検査のために用いられるのと同じ一次電子ビームが、フラッディングのために使用される。本発明の一実施形態は、検査に使用される電子光学コラム１１１とは別個のフラッディング用の電子光学コラムを必要とせずに、フラッディングを実現することが期待される。フラッディングと検査との両方に同じ電子光学コラム１１１を使用することにより、フラッディングを受けたサンプル２０８の表面の検査を実施するために、電子光学コラム１１１を基準にしてサンプル２０８を動かすことは、殆ど又は全く必要ではなくなる。高いコントラストでサンプル２０８を検査するために、電子光学コラム１１１を基準にしてサンプル２０８を動かすのに必要な時間が、より短くなる。本発明の一実施形態は、フラッディングを伴う検査を実施するのに必要とされる時間を短縮することにより、スループットを高めることが期待される。

【0130】

[0151] サンプル２０８上の電子の電流は、電子ビームの少なくとも閾値電流密度である少なくとも一部分がそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３を通過する場合には、電子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３によって成形される場合よりも、大きくなる。それぞれのビーム制限アパーチャ１３３による電子ビームのそのような成形は、各それぞれのビームの閾値電流密度未満の電子が、それぞれのビーム制限アパーチャ１３３を通過することを決定する。

【0131】

[0152] 図１３及び図１７に示すように、一実施形態では、各電子光学コラム１１１は検出器１７０を備える。検出器１７０は、サンプル２０８から放出された信号電子を検出するように構成される。一実施形態では、コントローラ５０は、電子ビーム装置４０を制御するように構成される。コントローラ５０は、それぞれの電子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３によって成形される場合に、サンプル２０８によって放出された信号電子を検出するように動作するように、電子ビーム装置４０を制御する。そのように成形されるそれぞれの電子ビームは、それぞれのビーム制限アパーチャ１３３によって成形され、その結果、それぞれの電子ビームの閾値電流密度未満の電子が、それぞれのビーム制限アパーチャ１３３を通過するようになる。

【0132】

[0153] 閾値電流密度は、フラッディング閾値と呼ばれることもある。一実施形態では、閾値電流密度は、各電子ビームの閾値電流密度未満の電子がそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３を通過するように、電子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３によって成形される場合、電子ビームの電流の少なくとも３倍である。フラッディング電流密度は、検査電流の少なくとも３倍である。任意選択的に、フラッディング電流は、検査電流の少なくとも５倍、任意選択的に少なくとも１０倍、及び任意選択的に少なくとも２０倍である。（なお、フラッディング電流がより高くても、検査用の電流密度はより高くなる可能性がある、というのも、プローブスポットが非常に小さいので、はるかに小さなエリアを飛び越すからである。一方、フラッディングは、関心領域全体に渡るが、プローブスポットに比べた電流密度は依然として低くなる。）

【0133】

[0154] 一実施形態では、フラッディングは、複数の電子ビームを使用して同時に実施される。これは、単一のフラッディングビームを使用することがある他のシステムとは対照的である。複数の電子ビームを同時に使用することにより、サンプル２０８と電子光学コラム１１１との間の相対的移動に必要とされる速度が低減される。本発明の一実施形態は、電動ステージ２０９の設計要件を緩和することが期待される。

【0134】

[0155] 図１３及び図１７に示すように、一実施形態では、各電子光学コラム１１１は、複数の電子光学コラム１１１で共通の、好ましくは複数の電子光学コラム１１１のうちの少なくとも一部分で共通の、抽出器１３２を備える。抽出器１３２は、放射源に含まれていてもよい。放射源は、それぞれの電子光学コラム１１１の一部であってもよい。抽出器１３２は、エミッタ２０１とビーム制限アパーチャ１３３との間に配置される。一実施形態では、コントローラ５０は、対応する電子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３によって成形される範囲を制御するように、エミッタ２０１からビーム制限アパーチャ１３３に向かう対応する電子ビームの開き角を制御するように、抽出器１３２に印加される電圧を制御するように構成される。これは、図１３と図１７を比較すると分かる。図１３は、より広い開き角を示しており、これにより、より小さな割合の電子ビームが、ビーム制限アパーチャ１３３を通過するようになる。図１７は、より狭い開き角を示しており、これにより、より大きな割合の電子ビームが、ビーム制限アパーチャ１３３を通過するようになる。

【0135】

[0156] 図２１は、図１３及び図１７に示した電子ビーム装置４０の修正版を示す。図２１に示すように、一実施形態では、各電子光学コラム１１１は、複数の電子光学コラム１１１で共通の、好ましくは複数の電子光学コラム１１１のうちの少なくとも一部分で共通の、開き角電極１９０を備える。開き角電極１９０は、エミッタ２０１とビーム制限アパーチャ１３３との間に配置される。開き角電極１９０は、抽出器１３２とビーム制限アパーチャ１３３との間に配置される。一実施形態では、コントローラ５０は、対応する電子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３によって成形される範囲を制御するように、エミッタ２０１からビーム制限アパーチャ１３３に向かう対応する電子ビームの開き角を制御するように、開き角電極１９０に印加される電圧を制御するように構成される。開き角電極１９０は必須ではない。ビーム制限アパーチャ１３３に向かう電子ビームの開き角を制御する機能は、抽出器１３２によって実施されてもよい。

【0136】

[0157] 一実施形態では、コントローラ５０は、電子光学コラム１１１を制御して、ビーム制限アパーチャ１３３における電子ビームの断面を縮小するように構成される。これは、図１３と図１７を比較すると分かる。図１７では、コントローラ５０は、電子光学コラム１１１を制御して、それぞれの電子ビームを集束させて、ビーム制限アパーチャ１３３における断面を（図１３に示した状況と比べて）縮小させる。これにより、ビーム制限アパーチャ１３３を通過する電子ビームの電流の割合が増加する。

【0137】

[0158] 図１７に示すように、全ての電子ビームを制御して、フラッディングを実施するようにサンプル２０８に到達する電流の割合を増加させてもよい。代替の実施形態では、複数の電子ビームの全てではなくともその一部分を制御して、フラッディングを実施する。

【0138】

[0159] 検査モード（例えば、図１３）とフラッディングモード（例えば、図１７）との間で切り替わるコントローラ５０は、図１３及び図１７に示したもの以外の実施形態に適用可能である。例えば、図１４は、検査モードであってもよい電子ビーム装置４０を示す。図１８は、異なる態様で動作する図１４の構成を示す。図１８は、フラッディングモードにおける図１４に示す電子ビーム装置４０を示す。なお、図１４の電子ビーム装置の場合、フラッディングモードは、最大のビーム電流において達成され、電子ビーム装置のこの設計の場合、最大のビーム電流の設定は、検査のためにも使用されてもよいことに留意されたい。フラッディングモードは、検査設定を調整したものである。

【0139】

[0160] 図１８に示すように、コントローラ５０は、フラッディング電流が集光アパーチャ１４３のビーム制限アパーチャとアパーチャプレート１３５のアパーチャとを通過するように、電子光学コラム１１１を制御してそれぞれの電子ビームを集束させるように構成されてもよい。図１８に示すように、集光レンズ機構１４１のダウンビームに投影された電子ビームの実質的に全てが、アパーチャプレート１３５を通過する。図１４に示す状況では、より小さな割合の電子ビームが、ビーム制限アパーチャ１４３を通過する。一実施形態では、コントローラ５０は、ビーム制限アパーチャ１４３を通過する電子ビームの割合を制御するために、抽出器１３２に印加される電圧を制御するように構成される。これに加えて又はその代わりに、追加の開き角電極（図１４又は図１８には図示せず）を、抽出器１３２とビーム制限アパーチャ１４３との間に設けてもよい。コントローラ５０は、ビーム制限アパーチャ１４３を通過する電子ビームの割合を制御するために、開き角電極に印加される電圧を制御するように構成されてもよい。これに加えて又はその代わりに、コントローラ５０は、ビーム制限アパーチャ１４３を通過する電子ビームの割合を制御するために、集光レンズ機構１４１の１つ以上の電極に印加される電圧を制御するように構成されてもよい。

【0140】

[0161] なお、図１８は、隣接する異なる電子光学コラム１１１の１つ以上の共通の要素が、同じ要素で形成されている実施形態を示す。例えば、対物レンズの全ての電極でないにしても少なくとも１つの電極が、対物レンズアレイ１１８の少なくとも１つの電極で共通である。アパーチャプレート１３５は、例えば、２つ以上の電子光学コラム１１１、例えば全ての電子光学コラム１１１で共通のプレート内のアレイに属していてもよい。ビーム制限アパーチャ１４３は、例えば、２つ以上の電子光学コラム１１１、例えば全ての電子光学コラム１１１で共通のプレート内のアレイに属していてもよい。

【0141】

[0162] 図１９は、電子光学コラム１１１のコラムアレイ２００のダウンビーム表面の端面図である。複数の捕捉電極４０５はそれぞれ、ビームアパーチャ４０６を取り囲んでいる。捕捉電極４０５は、信号電極を検出し、検出信号、この場合には電流、を生成するセンサユニット又は検出器１７０の例と見なすことができる。図１９に示す構成では、ビームアパーチャ４０６は、六角形のアレイで示されている。ビームアパーチャ４０６は、異なる配置、例えば矩形のアレイ状とすることもできる。

【0142】

[0163] 図１９に示すように、一実施形態では、電子ビーム装置４０は複数のフラッディングコラム１９２を備える。フラッディングコラム１９２は、それぞれのフラッディング電子ビームをサンプル２０８に向けて投影するように構成されている。各フラッディングコラム１９２は、フラッディングビームをサンプル２０８に向けて放射するように構成された少なくとも１つの電子エミッタを備える。一実施形態では、各フラッディングコラム１９２は複数のエミッタを備える。電子エミッタは、放射源アレイ内に含まれる。フラッディングコラム１９２は、電子光学コラム１１１よりも大きな電子電流をサンプル２０８に投影するように構成される。

【0143】

[0164] 一実施形態では、フラッディングコラム１９２は、フラッディング電流（即ち、少なくとも閾値電流密度）の電子をサンプル２０８に投影するように構成される。一実施形態では、コントローラ５０は、フラッディングが行われるべきときには、フラッディングコラム１９２を制御してフラッディングビームを投影するように構成される。検査が行われるべきときには、コントローラ５０は、フラッディングコラム１９２を制御して、フラッディングビームをオフにしてもよい。

【0144】

[0165] 図１９に示すように、一実施形態では、フラッディングコラム１９２は、検査のために使用される電子光学コラム１１よりも小さな断面を有する。フラッディングコラム１９２を設けることにより、フラッディングを実施するのに必要とされる制御を簡素化することができる。

【0145】

[0166] 一実施形態では、コントローラ５０は、電動ステージ２０９を制御してサンプル２０８とコラムアレイ２００との間の移動を制御するように構成される。この移動は、検査のためにサンプル２０８のターゲットエリア上に配置されるフラッディングコラム１９２と電子光学コラム１１１とを切り替えるように行われてもよい。相対的な移動は、フラッディングコラム１９２から電子光学コラム１１１までのピッチに対応してもよい。図１９に示すように、一実施形態では、フラッディングコラム１９２は電子光学コラム１１１の間に散在している。本発明の一実施形態は、フラッディングモードと検査モードとの間の移動を低減することが期待される。

【0146】

[0167] 図１９に示すように、一実施形態では、フラッディングコラム１９２は、それぞれの電子光学コラム１１１に隣接して配置される。一実施形態では、フラッディングコラム１９２のピッチは、電子光学コラム１１１のピッチと同様である。例えば、電子光学コラム１１１は格子状に配置されてもよい。フラッディングコラム１９２は、フラッディングコラム１９２が、少なくとも２つの隣接する電子光学コラム１１１間に、好ましくは実質的に等距離に配置されるパターンで、配置されてもよい。一実施形態では、フラッディングコラム１９２は、２つの隣接する電子光学コラム１１１間のラインに沿って配置されてもよい。

【0147】

[0168] 図２０は、フラッディングコラム１９２の配置が異なる、コラムアレイ２００の端面図を示す。図２０に示すように、一実施形態では、フラッディングコラム１９２は、フラッディングコラム１９２が、少なくとも３つの隣接する電子光学コラム１１１間に位置するパターンで配置される。この３つ隣接する電子光学コラム１１１は、３つの最近傍電子光学コラム１１１と呼ばれることがある。フラッディングコラム１９２は、３つの隣接する電子光学コラム１１１のうちの少なくとも２つ、更には３つの間に実質的に等距離に配置されることが好ましい。フラッディングコラム１９２は、２つの隣接する電子光学コラム１１１間のラインに沿って配置されてもよい。その代わりに、フラッディングコラム１９２は、２つの隣接する電子光学コラム１１１間のラインから離れて配置されてもよい。２つの隣接するフラッディングコラム１９２間の距離は、２つの隣接する電子光学コラム１１１間の距離と実質的に同じであってもよい。一実施形態では、いずれの隣接する電子光学コラム１１１とフラッディングコラム１９２との間の距離も、実質的に同じであってもよい。

【0148】

[0169] 図１９及び図２０を参照したこの説明は、隣接する電子光学コラムに対するフラッディングコラム１９２の位置決めに言及している。その代わりに、図示した構成、及びこれらの図に関連した説明の範囲内の相違点は、フラッディングコラム１９２に対する電子光学コラム１１１の位置決めに言及する形で説明されてもよい。

【0149】

[0170] 一実施形態では、フラッディングコラム１９２は、電子光学コラム１１１の格子に似た格子で配置され、フラッディングコラム１９２は、図１９に示すように、電子光学コラムの格子における２つの隣接する電子光学コラム間のラインに沿うように、電子光学コラム１１の格子を基準にしてオフセットされている。一実施形態では、フラッディングコラム１９２は、電子光学コラム１１１の格子と同様の格子状に配置される。フラッディングコラム１９２は、図２０に示すように、同様の変位範囲内で間隔をおかれた３つの隣接する電子光学コラム１１１を有するように、電子光学コラム１１の格子を基準にしてオフセットされている。

【0150】

[0171] 一実施形態では、電子ビーム装置４０は、直交する作動方向１９０、１９１に電子光学コラム１１を基準にしてサンプルホルダ２０７を作動させるように構成されたアクチュエータ（例えば、電動ステージ２０９に含まれる）を備える。一実施形態では、フラッディングコラム１９２は、作動方向１９０、１９１のうちの少なくとも一方の方向に、それぞれの電子光学コラム１１１を基準にして配置される。電子光学コラム１１を基準にしたフラッディングコラム１９２の位置を作動方向と一致させることにより、フラッディング位置と検査位置との間でサンプル２０８を移動させるために、１つのアクチュエータのみが必要になってもよい。

【0151】

[0172] 例えば、図１９に示すように、フラッディングコラム１９２は、図１９の図では左から右である作動方向１９０に、それぞれの電子光学コラム１１１を基準にして配置されてもよい。これに加えて又はその代わりに、図２０に示すように、フラッディングコラム１９２は、図２０の図では上下である作動方向１９１に、それぞれの電子光学コラム１１１を基準にして配置されてもよい。

【0152】

[0173] 一実施形態では、フラッディングコラム１９２の数は、電子光学コラム１１１の数以下である。電子光学コラム１１に対するフラッディングコラム１９２の比率は、任意選択的に少なくとも０．５、任意選択的に少なくとも０．８、任意選択的に少なくとも０．９、任意選択的に少なくとも０．９５、及び任意選択的に１である。電子光学コラム１１１よりも少ないフラッディングコラム１９２が設けられる場合、各フラッディングコラム１９２は、複数の電子光学コラム１１１に対して使用されてもよい。各フラッディングコラム１９２を使用して、複数の電子光学コラム１１１が検査することになる場所に対応するサンプル２０８の表面をフラッディングさせることができる。電子光学コラム１１１を基準にしてサンプル２０８を更に移動させる必要があってもよい。

【0153】

[0174] 図２２は、電子光学コラム１１１及びフラッディングコラム１９２を備えたコラムアレイ２００の概略図である。コラムアレイ２００は、検査用の電子光学コラム１１１とフラッディング用のフラッディングコラム１９２とを交互に有するように配置されている。

【0154】

[0175] 図２２に示すように、一実施形態では、各フラッディングコラム１９２は抽出器を備える。抽出器は、エミッタ２０１からの電子の放出を増加させるように構成される。抽出器は、エミッタ２０１のダウンビームにある。抽出器１３２及びエミッタ２０１は一緒に、電子源１９９の少なくとも一部を構成してもよい。抽出器は、複数のフラッディングコラム１９２のうちの少なくとも一部、好ましくは全てで共通である。フラッディングコラム１９２の抽出器は、複数の電子光学コラム１１１のうちの少なくとも一部、好ましくは全てのコラムの抽出器１３２の電極で共通である抽出器電極を含んでもよい。或いは、各フラッディングコラム１９２及び各電子光学コラム１１１の抽出器１３２は、別個の電極プレートを含む。フラッディングコラム１９２及び電子光学コラム１１１の電極プレートは、互いに電気的に接続され、共通の電位を有してもよい。或いは、異なるコラムの抽出器１３２は、個別に制御可能であってもよい。それらの抽出器は、互いから電気的に絶縁されていてもよい。抽出器１３２の個別の制御は、異なるコラムのエミッタ２０１の性能のばらつきを補償するのに役立つことができる。抽出器１３２の電位を調節することにより、複数の電子源１９９の放射の差を低減することが可能になる。

【0155】

[0176] 図２２に示すように、一実施形態では、各フラッディングコラム１９２は対物レンズを備える。対物レンズは、抽出器のダウンビームにある。対物レンズは、複数の、好ましくは全てのフラッディングコラム１９２で共通の少なくとも１つの電極を備えてもよい。一実施形態では、フラッディングコラム１９２の対物レンズの少なくとも１つの電極は、電子光学コラム１１１の対物レンズアレイ１１８の少なくとも１つの電極と共通である。対物レンズは、サンプル２０８の表面にフラッディングビームによって形成されるスポットのサイズを制御するように構成される。一実施形態では、対物レンズは、サンプル２０８上の電流密度を制御するように構成される。一実施形態では、コントローラ５０は、電子ビーム装置４０をフラッディングモードと検査モードとの間で切り替えるように構成される。一実施形態では、切り替えは、対物レンズアレイ１１８の焦点の位置を変更することを含む。コントローラ５０は、対物レンズアレイ１１８を制御して、検査用の１つの焦点及びフラッディング用の異なる焦点を有するように構成されてもよい。

【0156】

[0177] 図２２に示すように、一実施形態では、各フラッディングコラム１９２は開き角電極１９３を備える。開き角電極１９３は、抽出器１３２のダウンビームにある。一実施形態では、開き角電極１９３は、抽出器１３２と対物レンズアレイ１１８との間に配置される。開き角電極１９３は、対物レンズにおける電子ビームの断面を制御するように構成される。開き角電極１９３は、複数の、好ましくは全てのフラッディングコラム１９２で共通であってもよい。開き角電極１９３は、複数の、好ましくは全ての電子光学コラム１１１で共通であってもよい。エミッタ２０１からの開き角は、検査用の電子ビームとフラッディングビームとで同じであってもよい。或いは、開き角電極１９３は、設けられなくてもよい。抽出器１３２が、エミッタ２０１からの開き角を制御するように制御されてもよい。

【0157】

[0178] 図２２に示すように、一実施形態では、各フラッディングコラム１９２はビーム制限アパーチャ１３３を備える。ビーム制限アパーチャ１３３は、抽出器１３２、及び設けられている場合には開き角電極１９３の、ダウンビームにあってもよい。フラッディングコラム１９２のビーム制限アパーチャ１３３は、電子光学コラム１１１のビーム制限アパーチャ１３３が形成されている基板と共通の基板に形成されてもよい。一実施形態では、フラッディングコラム１９２のビーム制限アパーチャ１３３は、電子光学コラム１１１のビーム制限アパーチャ１３３よりも寸法が大きい。或いは、フラッディングコラム１９２は、ビーム制限アパーチャ１３３を備えていなくてもよい。

【0158】

[0179] 図２２に示すように、一実施形態では、各フラッディングコラム１９２は偏向器アレイ１３４のうちの１つの偏向器を備える。一実施形態では、偏向器は、ビーム制限アパーチャ１３４と対物レンズとの間に配置される。偏向器は、サンプル２０８上のフラッディングビームからのビームスポットの位置を制御するように構成される。偏向器アレイ１３４は、フラッディングコラム１９２と電子光学コラム１１１で共通であってもよい。

【0159】

[0180] 図２２に示すように、一実施形態では、フラッディングコラム１９２は検出器１７０を備えていない。一実施形態では、フラッディングコラム１９２は、電子光学コラム１１１と似ていてもよいが、フラッディングコラム１９２には検出器１７０がなく、ビーム制限アパーチャ１３３は、フラッディングコラム１９２についてはより大きいという点が異なる。

【0160】

[0181] 一実施形態では、コントローラ５０は、フラッディングビームの焦点を制御するようにフラッディングコラム１９２を制御するように構成される。例えば、一実施形態では、コントローラ５０は、対物レンズを制御してフラッディングビームの焦点を制御するように構成される。図２２に示すように、一実施形態では、コントローラ５０は、フラッディングビームの焦点がサンプル２０８の表面より下になるように、フラッディングコラム１９２を制御するように構成される。焦点は、サンプル２０８の表面の上方に、又はサンプル２０８の表面にあるように制御されることがある。フラッディングビームの焦点の位置を制御することにより、サンプル２０８の表面上の電子の電流密度を調整することが可能になる。

【0161】

[0182] 一実施形態では、上述したような電子ビーム装置４０を動作させる方法が提供される。この方法は、電子源１９９によって放射された電子ビームをサンプル２０８に向けて投影することを含む。一実施形態では、この方法は、電子ビームをそれぞれの対物レンズを用いてサンプル２０８に向けて導くことを含む。一実施形態では、この方法は、サンプル２０８から放出された信号電子を、対物レンズアレイ１１８に関連付けられた検出器１７０を用いて検出することを含む。これにより、サンプル２０８を検査することが可能になる。サンプル２０８における欠陥を、検出された信号電子に基づいて検出することができる。

【0162】

[0183] 一実施形態では、この方法は、電子ビームを放射するための、放射源アレイ１３１からの、例えば放射源アレイ１３１のうちのある放射源１９９からの、電子エミッタ２０１のサブセットを選択することを含む。この選択は、電子的に行われてもよい。この方法は、電子エミッタ２０１のサブセットによって放射された電子ビームをサンプル２０８に向けて投影することを含む。一実施形態では、電子ビームを投影することは、電子光学コラム１１１のコラムアレイ２００のうちの電子光学コラム１１１を使用することを含む。

【0163】

[0184] 一実施形態では、この方法は、サンプルホルダ２０７を用いてサンプル２０８を保持すること、並びに、サンプルホルダ２０７と電子光学コラム１１１を走査方向１６１に互いに対して移動させること、を含む。一実施形態では、複数の電子光学コラム１１１は、走査方向１６１に対して斜角αをなす平行なライン状に配置される。一実施形態では、サンプルホルダ２０７及び電子光学コラム１１１は、平行なラインのうちの１本のライン内の電子光学コラム１１１の各電子ビームが、サンプル２０８上で異なる経路を有するように、互いに対して相対的に移動される。一実施形態では、サンプルホルダ２０７及び電子光学コラム１１１は、電子光学コラム１１１の各電子ビームが、電子光学コラム１１１の他の全ての電子ビームとはサンプル２０８上で異なる経路を有するように、互いに対して相対的に移動される。

【0164】

[0185] 一実施形態では、サンプル２０８を走査する方法は、各エリアが平均して少なくとも１つの他のビームによって覆われるように、部分的に重なる走査領域を使用することを含む。その結果、サンプル２０８の冗長な被覆範囲により、欠陥のある電子ビームを補償することが可能になる。一実施形態では、各電子ビームは、サンプル２０８の表面の一部分に対応する視野を有する。この視野は、電子光学コラム１１１からの電子ビームが到達することができる部分に対応する。電子ビームが、ビーム経路に垂直な方向に延在する部分に到達することができるように、電子ビームをビーム経路に垂直な方向に偏向させることができる。一実施形態では、サンプルホルダ２０７及び電子光学コラム１１１が互いに対して移動するとき、隣接する電子ビーム同士の視野は部分的に重なる。

【0165】

[0186] 一実施形態では、この方法は、電子ビームのうちの１つ以上に欠陥があることを判定することを含む。電子ビームには、製造上の欠陥に起因して欠陥があることがある。電子ビームは、使用中に欠陥が生じることがある。例えば、イオンが衝突すると電子源１９９に欠陥が生じることがある。一実施形態では、イオントラップが設けられる。イオントラップは、捕捉しなければ電子源１９９に悪影響を与えることがあるイオンを捕捉するように構成される。イオントラップは電極を含んでもよい。イオントラップは、抽出器１３２と一体化されていることがある。イオントラップは、放出面のダウンビームにある抽出電極と結合された平面状の電子光学系を使用することにより、作製されてもよい。平面状の電子光学系は、導電性及び／又は抵抗性の何れかである半導体を含んでもよい。或いは、イオントラップは、ＭＥＭＳミラー、ＭＥＭＳベースのウィーンフィルタ、又はマクロ磁場生成コンポーネントを含んでもよい。

【0166】

[0187] 一実施形態では、この方法は、欠陥があると判定された電子ビームを制御すること、例えばオフにすること、を含む。欠陥がある電子ビームは、欠陥のあるビームの電子エミッタ２０１を制御する電子制御回路により、オフにされてもよい。エミッタは、電子的に選択されてもよい。或いは、欠陥のある電子ビームに対応する電子光学コラム１１１の電子光学系を制御することにより、その欠陥のある電子ビームを効果的にオフにすることができる。電子ビームは、電子光学的に選択されてよい。例えば、欠陥のある電子ビームは、サンプル２０８に届かないように、偏向されてもよい。

【0167】

[0188] 一実施形態では、電子ビーム装置４０を動作させる方法は、電子源によって放射された電子ビームをサンプル２０８に向けて投影することと、選択的に、（ａ）それぞれの電子ビームの閾値電流密度未満の電子がそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３を通過するように、それぞれの電子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャ１３３によって成形され、（ｂ）複数の電子ビームの少なくとも一部分の少なくとも閾値電流密度の電子が、それぞれのビーム制限アパーチャ１３３を通過する、ように、電子光学コラム１１１を制御することと、を含む。

【0168】

[0189] 一実施形態では、この方法は、それぞれの複数のフラッディングコラム１９２を使用して、複数のフラッディング電子ビームをサンプル２０８に向けて投影することを含む。一実施形態では、フラッディングビームは、電子光学コラム１１１によって投影される電子ビームよりも大きな電子電流を有する。

【0169】

[0190] 本明細書における閾値電流密度への言及は、閾値電流への言及であってもよい。一般的に、これらの用語は、同義語であるか、又は少なくとも重複しているとみなすことができる。しかしながら、開示される本明細書の文脈ではより正確には、閾値電流密度は、電子ビームの機能及び関連する荷電粒子コラムの機能、ひいては、電子ビームの電子光学的性能に関係する。ビーム電流は、スループット、又はサンプル２０９と電子ビームが互いに対して走査される速度に、より関係する。

【0170】

[0191] 本開示の実施形態は、方法の形態で提供されてもよく、この方法は、上述した構成の何れか、又は他の構成を使用してもよい。

【0171】

[0192] 特定の態様で荷電粒子ビームを操作するように制御可能な複数の構成要素又は複数の要素の、構成要素又はシステムへの言及には、上述した態様で荷電粒子ビームを操作するようにその構成要素を制御するように、且つ任意選択的に、他のコントローラ又はデバイス（例えば、電圧源及び又は電流源）を使用して、この態様で荷電粒子ビームを操作するようにその構成要素を制御するように、コントローラ又は制御システム又は制御ユニットを構成することが、含まれる。例えば、電圧源は、１つ以上の構成要素に電気的に接続されて、それらの構成要素、例えば、非限定的なリストでは、集光アパーチャ１４３、ダウンビーム集光電極１４４、ビーム補正器アレイ１４５、対物レンズアレイ１１８、コリメータ要素アレイ及び偏向器アレイ１３４などに、コントローラ又は制御システム又は制御ユニットの制御下で、電位を印加してもよい。ステージなどの作動可能な構成要素は、その構成要素の作動を制御するための１つ以上のコントローラ、制御システム、又は制御ユニットを使用して、作動させ、従って、ビーム経路などの別の構成要素に対して移動させるように、制御可能であってもよい。

【0172】

[0193] 本明細書に記載する実施形態は、１本のビーム又はマルチビームの経路に沿ってアレイ状に配置された一連のアパーチャアレイ又は電子光学要素の形態を取ってもよい。そのような電子光学要素は、静電的であってもよい。例えば、対物レンズアレイは、静電レンズアレイであってもよい。一実施形態では、例えば、サンプルより前のビーム経路内の、ビーム制限アパーチャアレイから最後の電子光学要素までの、全ての電子光学要素は、静電的であることがあり、及び／又はアパーチャアレイ若しくはプレートアレイの形態をしていることがある。構成によっては、電子光学要素のうちの１つ又は複数は、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）として（即ち、ＭＥＭＳ製造技術を使用して）製造される。ＭＥＭＳは、微細加工技術を使用して作製された小型の機械的且つ電気機械的要素である。一実施形態では、上述の交換可能モジュールはＭＥＭＳモジュールである。特に断りの無い限り、走査偏向器のアレイなどの全ての電子光学要素は、ＭＥＭＳ要素であってもよく、及び／又は、ＭＥＭＳ製造技術を使用して作製、例えば形成されてもよい。

【0173】

[0194] 互いに対して異なる電位に設定され得る複数の電極が設けられる場合、そのような電極は、互いから電気的に絶縁されることが理解されよう。一実施形態では、電極を互いから電気的に絶縁するために、酸化物層又は酸素含有硝酸塩層などの絶縁層が設けられる。電極が互いに機械的に接続されている場合、電気絶縁コネクタを設けてもよい。例えば、電極が、一連の導電性プレートであって、その各プレートが例えば対物レンズアレイ又は制御レンズアレイを形成するためのアパーチャアレイを規定する一連の導電性プレート、として設けられる場合、それらの導電性プレートの間に電気絶縁プレートが設けられてもよい。絶縁プレートは、導電性プレートに接続され、それによって、絶縁コネクタとして機能してもよい。導電性プレートは、絶縁プレートによって、ビーム経路に沿って互いから分離されていてもよい。

【0174】

[0195] 上側及び下側、アップ及びダウン、上方及び下方への言及は、サンプル２０８に当たる電子ビーム又はマルチビームの（通常は、常にではないが垂直な）アップビーム方向及びダウンビーム方向に平行な方向を指しているものと理解されるべきである。従って、アップビーム及びダウンビームへの言及は、何らかの重力場とは無関係に、ビーム経路に関する方向を指すことが意図されている。

【0175】

[0196] 本開示の一実施形態による評価システムは、サンプルの定性的評価（例えば、合格／不合格）を行うツール、又は、サンプルの定量的測定（例えば、フィーチャのサイズ）を行うツール、又はサンプルのマップの画像を生成するツールであってもよい。評価システムの例は、（例えば、欠陥を特定するための）検査ツール、（例えば、欠陥を分類するための）レビューツール及び計測ツール、又は、検査ツール、レビューツール、若しくは計測ツールに関連した評価機能の任意の組み合わせを実施することができるツール（例えば、計測検査ツール）である。電子ビーム装置４０は、検査ツール若しくは計測検査ツール、又は電子ビームリソグラフィツールの一部などの、評価システムの構成要素であり得る。本明細書でのツールへの言及は、デバイス、装置、又はシステムを包含することを意図しており、ツールは、様々な構成要素であって、一所に置かれていることも置かれていないこともある、特に例えばデータ処理要素については、別々の部屋に配置されていることさえあり得る、様々な構成要素を含む。

【0176】

[0197] 「サブビーム」及び「ビームレット」という用語は、本明細書では互換的に使用され、両方とも、親の放射ビームを分割又は分裂させることにより、親の放射ビームから導出された任意の放射ビームを包含するものと理解される。「マニピュレータ」という用語は、レンズ又は偏向器などの、サブビーム又はビームレットの経路に影響を与える任意の要素を包含するように使用される。

【0177】

[0198] ビーム経路又はサブビーム経路に沿って整列している要素への言及は、それぞれの要素が、ビーム経路又はサブビーム経路に沿って位置決めされていることを意味すると理解される。

【0178】

[0199] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置が提供され、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された荷電粒子エミッタであって、放射源アレイ内に含まれる、荷電粒子エミッタと、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された静電電極を含む対物レンズであって、対物レンズは対物レンズアレイ内に含まれ、静電電極は複数の荷電粒子光学コラムで共通である、対物レンズと、対物レンズアレイに関連付けられた検出器であって、サンプルから放出された信号荷電流粒子を検出するように構成された検出器と、を含み、対物レンズは、サンプルに向けて導かれた荷電粒子ビームに影響を与えるように構成された荷電粒子光学コラムの最もダウンビームの要素である。

【0179】

[0200] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置が提供され、荷電粒子ビーム装置は、サンプルを保持するように構成されたサンプルホルダと、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された複数の荷電粒子エミッタであって、放射源アレイ内に含まれる、複数の荷電粒子エミッタと、好ましくは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる、対物レンズと、を含み、荷電粒子ビーム装置は、サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムが、走査方向に互いに対して移動可能であるように構成され、荷電粒子光学コラムは、走査方向に対してある斜角をなす平行なライン状に配置される。

【0180】

[0201] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置が提供され、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された複数の荷電粒子エミッタであって、放射源アレイ内に含まれる、複数の荷電粒子エミッタと、好ましくは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる、対物レンズと、を含み、荷電粒子エミッタは、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択された少なくとも１つを含む。

【0181】

[0202] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビーム装置を動作させる方法が提供され、この装置は、荷電粒子ビームアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子エミッタを含む放射源アレイと、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む、荷電粒子光学コラムのアレイと、を含み、この方法は、荷電粒子エミッタによって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することと、静電電極を備えるそれぞれの対物レンズを用いて、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くことであって、対物レンズは対物レンズアレイ内に含まれ、複数の荷電粒子光学コラムで共通である複数の電極のうちの少なくとも１つに電位を印加することにより、対物レンズアレイを含む静電電極を制御することにより、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くことと、対物レンズアレイに関連付けられた検出器を用いてサンプルから放出された信号荷電粒子を検出することと、を含み、対物レンズは、サンプルに向けて導かれた荷電粒子ビームに影響を与えるように構成された荷電粒子光学コラムの最もダウンビームの要素である。

【0182】

[0203] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビーム装置を動作させる方法が提供され、この装置は、荷電粒子ビームアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子エミッタを含む放射源アレイと、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムのアレイと、を含み、この方法は、放射源アレイから荷電粒子エミッタのサブセットを選択して荷電粒子ビームを放射することと、荷電粒子エミッタのサブセットによって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することと、を含む。

【0183】

[0204] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビーム装置を動作させる方法が提供され、この装置は、放射源アレイであって、複数の荷電粒子源であって、各荷電粒子源が荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子源を含み、放射源アレイは、荷電粒子ビームのアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成される、放射源アレイと、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムのアレイと、を含み、この方法は、サンプルホルダを用いてサンプルを保持することと、荷電粒子源によって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することと、好ましくは、複数の荷電粒子光学コラムであって、その各々が単一の荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影する、複数の荷電粒子光学コラムを使用することを含むことと、サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムを走査方向に互いに対して移動させることと、を含み、荷電粒子光学コラムは、走査方向に対してある斜角をなす平行なライン状に配置される。

【0184】

[0205] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビーム装置を動作させる方法が提供され、この装置は、荷電粒子ビームアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子源を含む放射源アレイと、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムのアレイと、を含み、この方法は、荷電粒子源によって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することを含み、荷電粒子源は、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つを含む。

【0185】

[0206] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビーム装置を動作させる方法が提供され、この装置は、荷電粒子ビームアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子源を含む放射源アレイと、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムのアレイと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、サンプルに向けて投影されることになる荷電粒子ビームの断面を選択するように構成されたビーム制限アパーチャを含み、この方法は、荷電粒子源によって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することと、選択的に、（ａ）それぞれの荷電粒子ビームの閾値電流密度未満の荷電粒子がそれぞれのビーム制限アパーチャを通過するように、それぞれの荷電粒子ビームが、それぞれのビーム制限アパーチャによって成形され、（ｂ）複数の荷電粒子ビームの少なくとも一部分の少なくとも閾値電流密度の荷電粒子がそれぞれのビーム制限アパーチャを通過する、ように荷電粒子光学コラムを制御することと、を含む。

【0186】

[0207] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置が提供され、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子エミッタを含む放射源アレイと、放射源アレイの荷電粒子エミッタによって放射された対応するそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムアレイと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、対物レンズ及び検出器を含み、対物レンズは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された静電電極を含み、対物レンズは対物レンズアレイ内に含まれ、静電電極は複数の荷電粒子光学コラムで共通であり、検出器は、対物レンズアレイに関連付けられ、サンプルから放出された信号荷電流粒子を検出するように構成され、対物レンズは、サンプルに向けて導かれた荷電粒子ビームに影響を与えるように構成された荷電粒子光学コラムの最もダウンビームの要素である。

【0187】

[0208] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置が提供され、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子エミッタを含む放射源アレイと、放射源アレイの荷電粒子エミッタによって放射された対応するそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムアレイと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、任意選択的に、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる対物レンズ、を含み、荷電粒子エミッタは、荷電粒子エミッタのサブセットを選択して荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射することができるように、選択可能であるように構成される。

【0188】

[0209] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置が提供され、荷電粒子ビーム装置は、サンプルを保持するように構成されたサンプルホルダと、それぞれの荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子源を含む放射源アレイと、放射源アレイの荷電粒子源によって放射された対応するそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムアレイと、を含み、荷電粒子ビーム装置は、サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムが、走査方向に互いに対して移動可能であるように構成され、各荷電粒子光学コラムは、任意選択的に、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる対物レンズ、を含み、荷電粒子光学コラムは、荷電粒子光学コラムの平行なラインが走査方向に対してある斜角をなすパターンで配置される。

【0189】

[0210] 本発明の更なる態様によれば、荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置が提供され、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子源を含む放射源アレイと、放射源アレイの荷電粒子源によって放射された対応するそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムアレイと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、任意選択的に、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる対物レンズ、を含み、荷電粒子源は、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つを含む。

【0190】

[0211] 本発明について様々な実施形態と関連付けて説明してきたが、当業者には、本明細書で開示される発明の明細及び実施を考慮することから、他の実施形態が明らかであろう。この明細書及び例は、単なる例とみなされることが意図されており、本発明の真の範囲及び趣旨は、以降の特許請求の範囲及び条項によって示される。

【0191】

[0212] 以下の条項が提供される。条項１：荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された荷電粒子エミッタであって、放射源アレイ内に含まれる、荷電粒子エミッタと、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された静電電極を含む対物レンズであって、対物レンズは対物レンズアレイ内に含まれ、静電電極は複数の荷電粒子光学コラムで共通である、対物レンズと、対物レンズアレイに関連付けられた検出器であって、サンプルから放出された信号荷電流粒子を検出するように構成された検出器と、を含み、対物レンズは、サンプルに向けて導かれた荷電粒子ビームに影響を与えるように構成された荷電粒子光学コラムの最もダウンビームの要素である、荷電粒子ビーム装置。

【0192】

[0213] 条項２：荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子光学コラムアレイ状に配置されてもよい複数の荷電粒子光学コラムであって、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された、複数の荷電粒子光学コラムを含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された複数の荷電エミッタであって、荷電粒子エミッタは、放射源アレイ内に含まれる、複数の荷電エミッタと、好ましくは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズは望ましくは静電対物レンズであり、対物レンズは対物レンズアレイ内に含まれ、対物レンズは、望ましくは複数の荷電粒子光学コラムのうちの異なる荷電粒子光学コラムのものである、対物レンズと、を含み、荷電粒子エミッタは、荷電粒子エミッタのサブセットを選択して荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射することができるように、選択可能であるように構成されている、荷電粒子ビーム装置。

【0193】

[0214] 条項３：荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された複数の荷電エミッタを含む放射源アレイのうちのある放射源であって、各放射源は幾つかの複数のエミッタを含む、放射源と、サンプルに向けて投影されることになる荷電粒子ビームの断面を選択するように構成されたビーム制限アパーチャと、を含み、荷電粒子エミッタは、荷電粒子エミッタのサブセットを選択してサンプルに向けて荷電粒子ビームを放射するように、選択可能であるように構成され、荷電粒子エミッタのサブセットを選択する際に、放射される荷電粒子ビームは、複数の荷電粒子コラムのうちの異なるコラムのものであり、且つ、荷電粒子コラムのうちのそれぞれの異なるコラムの放射源のものである、荷電粒子ビーム装置。エミッタは基板内にあることが望ましい。エミッタは、平面アレイ状になっていてもよい。基板は平面状である。放射源アレイは、コラム毎に抽出器を含む。放射源アレイは、抽出器アレイを含むことが望ましい。放射源は、コラム毎のグループ内のエミッタの動作を制御することにより、選択可能であることが望ましい。放射源アレイは、コラムのエミッタのグループのサブセットを選択するように制御可能である制御回路を備える。グループ内のエミッタは、アドレス可能である。エミッタのグループのうちの１つ以上のエミッタを制御可能に動作させることができるように、アドレス可能エミッタを有効にする制御回路。偏向器は、エミッタのグループから１つ以上のエミッタを選択するように、又は、動作するように制御されたエミッタのグループからの１つ以上のエミッタからの荷電粒子ビームを導くように、制御可能であってもよい。コラムの放射源の抽出器毎に、１つ以上のエミッタがあってもよい。望ましくは、複数のコラムのうちの１つのコラムのビーム制限アパーチャ毎に、１つ以上のエミッタがあってもよい。

【0194】

[0215] 条項４：荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビーム装置は、サンプルを保持するように構成されたサンプルホルダと、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された複数の荷電粒子エミッタであって、放射源アレイ内に含まれる荷電粒子エミッタと、好ましくは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる対物レンズと、を含み、荷電粒子ビーム装置は、サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムが走査方向に互いに対して移動可能であるように構成され、荷電粒子光学コラムは、走査方向に対してある斜角をなす平行なライン状に配置される、荷電粒子ビーム装置。

【0195】

[0216] 条項５：荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含み、各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射するように構成された複数の荷電粒子エミッタであって、荷電粒子源は、放射源アレイ内に含まれる、複数の荷電粒子エミッタと、好ましくは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる、対物レンズと、を含み、荷電粒子エミッタは、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つを含む、荷電粒子ビーム装置。

【0196】

[0217] 条項６：荷電粒子エミッタは、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つを含む、条項１～４の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0197】

[0218] 条項７：荷電粒子ビーム装置は、サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムが走査方向に互いに対して移動可能であるように構成され、荷電粒子光学コラムは、走査方向に対してある斜角をなす平行なライン状に配置される、条項１、２、３、又は５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0198】

[0219] 条項８：各荷電粒子光学コラムは、複数の荷電粒子エミッタを備え、荷電粒子エミッタは、荷電粒子エミッタのサブセットを選択して荷電粒子ビームを基板に向けて放射することができるように、選択可能であるように構成される、条項１、４、又は５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0199】

[0220] 条項９：各対物レンズは静電電極を含み、静電電極は、複数の荷電粒子光学コラムで共通であり、各荷電粒子光学コラムは、サンプルから放出された信号荷電粒子を検出するように構成された、対物レンズアレイに関連付けられた検出器を備え、対物レンズは、サンプルに向けて導かれた荷電粒子ビームに影響を与えるように構成された荷電粒子光学コラムの最もダウンビームの要素である、条項２～５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0200】

[0221] 条項１０：静電電極は、荷電粒子光学コラムの全てに共通である、条項１又は９に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0201】

[0222] 条項１１：各荷電粒子ビームは、サンプルの表面の一部分に対応する視野を有し、好ましくは、サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムが互いに対して移動すると、隣接する荷電粒子ビームの視野は部分的に重なる、条項４又は７に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0202】

[0223] 条項１２：各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子エミッタからの放射を増大させるように構成された抽出器を備える、先行する条項の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0203】

[0224] 条項１３：抽出器は、荷電粒子光学コラムの全てに共通である抽出器電極を備える、条項１２に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0204】

[0225] 条項１４：各荷電粒子光学コラムは、サンプルに向けて投影されることになる荷電粒子ビームの断面を選択するように構成されたビーム制限アパーチャを備え、好ましくは、ビーム制限アパーチャは、複数の荷電粒子光学コラム、好ましくは全ての荷電粒子光学コラムで共通のプレート内に規定される、先行する条項の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0205】

[0226] 条項１５：選択的に、（ａ）それぞれの荷電粒子ビームの閾値電流密度未満の荷電粒子が、それぞれのビーム制限アパーチャを通過するように、それぞれの荷電粒子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャによって成形され、（ｂ）複数の荷電粒子ビームの少なくとも一部分の少なくとも閾値電流の荷電粒子がそれぞれのビーム制限アパーチャを通過する、ように、荷電粒子光学コラムを制御するように構成されたコントローラを含む、条項１４に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0206】

[0227] 条項１６：コントローラは、複数の荷電粒子ビームの少なくとも閾値電流密度である少なくとも一部分がそれぞれのビーム制限アパーチャを通過するときに、荷電粒子ビーム装置を制御してサンプルの表面のフラッディングを実施するように構成される、条項１５に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0207】

[0228] 条項１７：各荷電粒子光学コラムは、サンプルから放出された信号荷電粒子を検出するように構成された検出器を備え、コントローラは、それぞれの荷電粒子ビームの閾値電流密度未満の荷電粒子がそれぞれのビーム制限アパーチャを通過するように、それぞれの荷電粒子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャによって成形されるとき、荷電粒子ビーム装置を制御して、サンプルによって放出された信号荷電粒子を検出するように動作するように構成される、条項１５又は１６に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0208】

[0229] 条項１８：各荷電粒子光学コラムは、複数の荷電粒子光学コラム、好ましくはその少なくとも一部分、で共通の抽出器を含み、抽出器は、エミッタとビーム制限アパーチャとの間に配置され、コントローラは、対応する荷電粒子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャによって成形される範囲を制御するように、ビーム制限アパーチャに向けたエミッタからの対応する荷電粒子ビームの開き角を制御するように、抽出器に印加される電圧を制御するように構成される、条項１５～１７の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0209】

[0230] 条項１９：各荷電粒子光学コラムは、複数の荷電粒子光学コラム、好ましくはその少なくとも一部分、で共通の開き角電極を含み、開き角電極は、エミッタとビーム制限アパーチャとの間に配置され、コントローラは、対応する荷電粒子ビームがそれぞれのビーム制限アパーチャによって成形される範囲を制御するように、ビーム制限アパーチャに向けたエミッタからの対応する荷電粒子ビームの開き角を制御するように、開き角電極に印加される電圧を制御するように構成される、条項１５～１８の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0210】

[0231] 条項２０：それぞれの荷電粒子のフラッディングビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数のフラッディングコラムを含み、各フラッディングコラムは、少なくとも１つの荷電粒子エミッタであって、フラッディングビームをサンプルに向けて放射するように構成され、且つ放射源アレイ内に含まれる、少なくとも１つの荷電粒子エミッタを含み、フラッディングコラムは、前述の荷電粒子光学コラムよりも、より大きな電流の荷電粒子をサンプルに投影するように構成される、条項１５～１９の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0211】

[0232] 条項２１：フラッディングコラムは、前述の荷電粒子光学コラムの間に散在している、条項１５～２０の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0212】

[0233] 条項２２：フラッディングコラムは、それぞれの荷電粒子光学コラムに隣接して配置されている、条項２０又は２１に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0213】

[0234] 条項２３：荷電粒子光学コラムは、格子状に配置されている、条項２２に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0214】

[0235] 条項２４：フラッディングコラムは、少なくとも２つの隣接する荷電粒子光学コラムの間、好ましくは３つの隣接する荷電粒子光学コラムの間に、実質的に等距離に位置するパターンで、配置されている、条項２３に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0215】

[0236] 条項２５：フラッディングコラムは、荷電粒子光学コラムの格子と同様の格子状に配置され、フラッディングコラムは、荷電粒子光学コラムの格子内の２つの隣接する荷電粒子光学コラムの間にラインに沿うように、又は、同様の変位範囲内で間隔をおいて配置された３つの隣接する荷電粒子光学コラムを有するように、荷電粒子光学コラムの格子に対してオフセットされている、条項２３又は２４に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0216】

[0237] 条項２６：荷電粒子光学コラムを基準にして、直交する作動方向に、サンプルを保持するように構成されたサンプルホルダを作動させるように構成されたアクチュエータを含み、フラッディングコラムは、作動方向のうちの少なくとも１つの方向に、それぞれの荷電粒子光学コラムを基準にして配置されている、条項２３～２５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0217】

[0238] 条項２７：フラッディングコラムの数は、荷電粒子光学コラムの数以下である、条項２０～２５の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0218】

[0239] 条項２８：各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子光学コラムの軸に垂直な方向に荷電粒子ビームを偏向させるように構成された偏向器を含み、好ましくは、偏向器は、荷電粒子光学コラムの少なくともグループのための複数の偏向器の偏向器アレイ内に含まれている、先行する条項の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0219】

[0240] 条項２９：各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームに作用するように構成された集光レンズを備える、先行する条項の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0220】

[0241] 条項３０：集光レンズは、荷電粒子光学コラムの全てに共通である少なくとも１つの集光電極を備える、条項２９に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0221】

[0242] 条項３１：各荷電粒子光学コラムは、荷電粒子ビームの特性を補正するように構成された個別のビーム補正器を含み、好ましくは、補正器は、荷電粒子光学コラムの少なくともグループのためのビーム補正器アレイ内に含まれている、先行する条項の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0222】

[0243] 条項３２：荷電粒子エミッタは半導体ベースである、先行する条項の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0223】

[0244] 条項３３：荷電粒子エミッタは、アバランシェダイオード構造を含んでいる、先行する条項の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0224】

[0245] 条項３４：放射源アレイは、荷電粒子エミッタが、サンプルの少なくとも一部分、望ましくはサンプルのかなりの部分、好ましくはサンプルの実質的に全体に渡って延在するように寸法決めされている、先行する条項の何れか一項に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0225】

[0246] 条項３５：放射源アレイは、複数の放射源を含み、各放射源は、複数のエミッタを含み、各放射源は、複数の電子光学コラムのうちの１つに割り当てられ、望ましくは各放射源は、複数の電子光学コラムのうちの１つのコラムのものである、先行する条項の何れか一項に記載の荷電粒子装置。

【0226】

[0247] 条項３６：荷電粒子ビーム装置を動作させる方法であって、この装置は、荷電粒子ビームアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子エミッタを含む放射源アレイと、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む、荷電粒子光学コラムのアレイと、を含み、この方法は、荷電粒子エミッタによって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することと、静電電極を備えるそれぞれの対物レンズを用いて、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くことであって、対物レンズは対物レンズアレイ内に含まれ、複数の荷電粒子光学コラムで共通である複数の電極のうちの少なくとも１つに電位を印加することにより、対物レンズアレイを含む静電電極を制御することにより、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くことと、対物レンズアレイに関連付けられた検出器を用いてサンプルから放出された信号荷電粒子を検出することと、を含み、対物レンズは、サンプルに向けて導かれた荷電粒子ビームに影響を与えるように構成された荷電粒子光学コラムの最もダウンビームの要素である、方法。

【0227】

[0248] 条項３７：荷電粒子ビーム装置を動作させる方法であって、この装置は、荷電粒子ビームアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子エミッタを含み、荷電粒子光学コラムのアレイは、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含み、この方法は、放射源アレイから荷電粒子エミッタのサブセットを選択して荷電粒子ビームを放射することと、荷電粒子エミッタのサブセットによって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することと、を含む、方法。

【0228】

[0249] 条項３８：荷電粒子ビームを投影することは、荷電粒子光学コラムのアレイのうちの荷電粒子光学コラムを使用することを含む、条項３７に記載の方法。

【0229】

[0250] 条項３９：荷電粒子ビーム装置を動作させる方法であって、この装置は、放射源アレイであって、複数の荷電粒子源であって、各荷電粒子源が荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子源を含み、放射源アレイは、荷電粒子ビームのアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成される、放射源アレイと、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む、荷電粒子光学コラムのアレイと、を含み、この方法は、サンプルホルダを用いてサンプルを保持することと、荷電粒子源によって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することと、好ましくは、複数の荷電粒子光学コラムであって、その各々が単一の荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影する複数の荷電粒子光学コラムを使用することを含むことと、サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムを走査方向に互いに対して移動させることと、を含み、荷電粒子光学コラムは、走査方向に対してある斜角をなす平行なライン状に配置される、方法。

【0230】

[0251] 条項４０：サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムは、平行なラインのうちの１本のライン内の荷電粒子光学コラムの各荷電粒子ビームが、サンプル上で異なる経路を有するように、互いに対して相対的に移動される、条項３９に記載の方法。

【0231】

[0252] 条項４１：サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムは、荷電粒子光学コラムの各荷電粒子ビームが、複数の荷電粒子光学コラムの他の全ての荷電粒子ビームとはサンプル上で異なる経路を有するように、互いに対して相対的に移動される、条項４０に記載の方法。

【0232】

[0253] 条項４２：荷電粒子ビーム装置を動作させる方法であって、この装置は、荷電粒子ビームアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子源を含む放射源アレイと、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムのアレイと、を含み、この方法は、荷電粒子源によって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することを含み、荷電粒子源は、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つを含む、方法。

【0233】

[0254] 条項４３：荷電粒子ビーム装置を動作させる方法であって、この装置は、荷電粒子ビームアレイ状の複数の荷電粒子ビームを放射するように構成された荷電粒子源を含む放射源アレイと、放射源アレイからのそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムのアレイと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、サンプルに向けて投影されることになる荷電粒子ビームの断面を選択するように構成されたビーム制限アパーチャを含み、この方法は、荷電粒子源によって放射された荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影することと、選択的に、（ａ）それぞれの荷電粒子ビームの閾値電流密度未満の荷電粒子がそれぞれのビーム制限アパーチャを通過するように、それぞれの荷電粒子ビームが、それぞれのビーム制限アパーチャによって成形され、（ｂ）複数の荷電粒子ビームの少なくとも一部分の少なくとも閾値電流密度の荷電粒子がそれぞれのビーム制限アパーチャを通過する、ように荷電粒子光学コラムを制御することと、を含む、方法。

【0234】

[0255] 条項４４：それぞれの複数のフラッディングコラムを使用して荷電粒子の複数のフラッディングビームをサンプルに向けて投影することを含み、フラッディングビームは、荷電粒子光学コラムによって投影される荷電粒子ビームよりも大きな荷電粒子の電流を有する、条項４３に記載の方法。

【0235】

[0256] 条項４５：荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子源を含む放射源アレイと、放射源アレイの荷電粒子源によって放射された対応するそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムアレイと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、対物レンズ及び検出器を含み、対物レンズは、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された静電電極を含み、対物レンズは対物レンズアレイ内に含まれ、静電電極は複数の荷電粒子光学コラムで共通であり、検出器は、対物レンズアレイに関連付けられ且つ、サンプルから放出された信号荷電流粒子を検出するように構成され、対物レンズは、サンプルに向けて導かれた荷電粒子ビームに影響を与えるように構成された荷電粒子光学コラムの最もダウンビームの要素である、荷電粒子ビーム装置。

【0236】

[0257] 条項４６：荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子エミッタを含む放射源アレイと、放射源アレイの荷電粒子源によって放射された対応するそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムアレイと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、任意選択的に、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる対物レンズ、を含み、荷電粒子エミッタは、荷電粒子エミッタのサブセットを選択して荷電粒子ビームをサンプルに向けて放射することができるように、選択可能であるように構成される、荷電粒子ビーム装置。

【0237】

[0258] 条項４７：サブセットの各荷電粒子源は、荷電粒子光学コラムアレイのうちのある荷電粒子光学コラムに対応し、望ましくは、サブセットの各荷電粒子エミッタは、荷電粒子光学コラムアレイのうちのある荷電粒子光学コラムのものである、条項４６に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0238】

[0259] 条項４８：サブセット内の荷電粒子源の数は、荷電粒子光学コラムアレイ内の荷電粒子光学コラムの数と同じである、条項４６又は４７に記載の荷電粒子ビーム装置。

【0239】

[0260] 条項４９：荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビーム装置は、サンプルを保持するように構成されたサンプルホルダと、それぞれの荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子源を含む放射源アレイと、放射源アレイの荷電粒子源によって放射された対応するそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムアレイと、を含み、荷電粒子ビーム装置は、サンプルホルダ及び荷電粒子光学コラムが、走査方向に互いに対して移動可能であるように構成され、各荷電粒子光学コラムは、任意選択的に、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる対物レンズ、を含み、荷電粒子光学コラムは、荷電粒子光学コラムの平行なラインが走査方向に対してある斜角をなすパターンで配置される、荷電粒子ビーム装置。

【0240】

[0261] 条項５０：荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビーム装置は、それぞれの荷電粒子ビームを放射するように構成された複数の荷電粒子源を含む放射源アレイと、放射源アレイの荷電粒子源によって放射された対応するそれぞれの荷電粒子ビームをサンプルに向けて投影するように構成された複数の荷電粒子光学コラムを含む荷電粒子光学コラムアレイと、を含み、各荷電粒子光学コラムは、任意選択的に、荷電粒子ビームをサンプルに向けて導くように構成された対物レンズであって、対物レンズアレイ内に含まれる対物レンズ、を含み、荷電粒子源は、炭化ケイ素、窒化ガリウム、窒化アルミニウム、及び窒化ホウ素からなる群から選択される少なくとも１つを含む、荷電粒子ビーム装置。

【0241】

[0262] 上記の説明は、例示的であることを意図しており、限定するものではない。従って、以下に記載される特許請求の範囲から逸脱することなく、説明したように変更を加えることができることが、当業者には明らかであろう。

【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】

【国際調査報告】