JP7584028B2 - 荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法、多重極デバイス、および荷電粒子ビーム装置 - Google Patents

Description

本明細書に記載の実施形態は、例えば、検査システム用途、試験システム用途、リソグラフィシステム用途、欠陥レビュー、または限界寸法設定用途のための荷電粒子ビーム装置に関し、詳細には、電子ビーム検査装置に関し、より詳細には、走査電子顕微鏡に関する。本明細書に記載の実施形態は、さらに、荷電粒子ビーム装置において荷電粒子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイス、ならびに多重極デバイスを用いて荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法に関する。具体的には、本明細書に記載の実施形態は、特に、電子検査およびイメージングシステムにおいて、例えば、電子ビームを偏向させ、走査し、および／または補正することによって、特定のやり方で電子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイスおよび方法に関する。

最新の半導体技術は、ナノメートルまたはさらにサブナノメートルスケールでの試料の構造化およびプロービングへの高い需要を創り出している。マイクロメートルおよびナノメートルスケールのプロセス制御、検査、または構造化は、多くの場合、電子顕微鏡または電子ビームパターン発生器などの荷電粒子ビーム装置において生成、形成、偏向、および集束される荷電粒子ビーム、例えば電子ビームを用いて行われる。検査目的のために、荷電粒子ビームは、例えば光子ビームと比較して、優れた空間分解能を提供する。

走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）などの荷電粒子ビームを使用する検査装置は、複数の産業分野において、限定はしないが、製造中の電子回路の検査、リソグラフィのための露光システム、検出システム、欠陥検査ツール、および集積回路用試験システムを含む多くの機能を有する。そのような粒子ビームシステムでは、高電流密度の微細ビームプローブを使用することができる。例えば、ＳＥＭの場合には、一次電子ビームは、試料をイメージングおよび分析するために使用することができる二次電子（ＳＥ）および／または後方散乱電子（ＢＳＥ）のような信号粒子を生成する。

しかしながら、小型荷電粒子ビーム装置で試料を迅速に検査および／またはイメージングすることは困難である。具体的には、様々な走査偏向器、アライメント偏向器、レンズ、ビーム補正器、および／または他のビーム光学構成要素が、荷電粒子ビーム装置の真空ハウジング内で光軸に沿って設けられる場合があり、空間のかなりの量を消費する場合がある。しかしながら、空間は、一般に、荷電粒子ビーム装置、特に対物レンズの近くの区域では限られる。

いくつかの荷電粒子ビーム装置は、ビーム偏向および／またはビーム補正のために、多重極デバイス、例えば静電多重極を使用する。１６極または３２極などの高次多重極は、様々な目的のために、例えば、四重極としてまたは八重極として使用することができる。しかしながら、一般的な高次多重極は、複雑なデバイスであり、多数の電極の各々を適切な時間に適切な電圧に確実に励起することが困難である。それゆえに、高次多重極は、一般に、特定のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすように、例えば、高次収差を補正するように適合される。

上述に鑑みて、荷電粒子ビームに柔軟に確実に影響を及ぼすように適合された小型多重極デバイスを提供することは有利であろう。さらに、制限された空間しか利用できない場合でさえ、荷電粒子ビーム装置内で荷電粒子ビームに柔軟に確実に影響を及ぼす方法を提供することは有利であろう。最後に、限られた空間内で所望のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすのに適する荷電粒子ビーム装置を提供することは有利であろう。

上述に鑑みて、光軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法、光軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイス、および試料を検査またはイメージングするための荷電粒子ビーム装置が、独立請求項によって提供される。

第１の態様によれば、光軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法が提供される。この方法は、同じ断面平面に配列された４つ以上の第１の電極をもつ第１の多重極および４つ以上の第２の電極をもつ第２の多重極を含む多重極デバイスの少なくとも１つの開口を通して荷電粒子を導くことであって、４つ以上の第１の電極および４つ以上の第２の電極が少なくとも１つの開口の周りに交互に配列される、導くことと、第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第１の場分布を提供するように第１の多重極を励起すること、および第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第２の場分布を提供するように第２の多重極を励起することの少なくとも一方とを含む。

別の態様によれば、光軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイスが提供される。多重極デバイスは、荷電粒子ビームのための少なくとも１つの開口をもつ基板であって、少なくとも１つの開口が光軸に沿って基板を通って延びる、基板と、基板上に設けられた４つ以上の第１の電極を含む第１の多重極と、基板上に設けられた４つ以上の第２の電極を含む第２の多重極であって、４つ以上の第１の電極および４つ以上の第２の電極が少なくとも１つの開口の周りに交互に配列される、第２の多重極と、第１の電極を第１の電圧源に接続するための第１の電源配列部と、第２の電極を第２の電圧源に接続するための第２の電源配列部とを含む。

第１の電源配列部は、例えば荷電粒子ビームを偏向（「ビームシフト」）させるために、第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第１の場分布を提供するように第１の多重極を励起するように構成することができる。第２の電源配列部は、例えば荷電粒子ビームを走査（「ビーム走査」）するために、第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第２の場分布を提供するように第２の多重極を励起するように構成することができ、第１および第２の場分布は、互いに重ね合わされ得る。

別の態様によれば、荷電粒子ビーム、特に電子ビームを用いて試料をイメージングおよび／または検査するための荷電粒子ビーム装置が提供される。荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子ビーム源と、荷電粒子ビームを試料に集束させるための対物レンズと、荷電粒子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイスであって、多重極デバイスが本明細書に記載の実施形態のうちのいずれかに従って構成される、多重極デバイスとを含むことができる。

荷電粒子ビーム装置は、多重極デバイスが対物レンズの近傍または内部に配列される場合、大きい視野を提供することができ、大きいビームシフトを可能にする。

多重極デバイスは、第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための、例えば、ビーム偏向（「ビームシフト」）に適合された第１の多重極と、第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための、例えば、特にビームシフトと同時にビーム走査するように（「ビーム走査」に）適合された第２の多重極とを含むことができる。

実施形態は、さらに、開示される方法を行うための装置に関し、個々の方法アクションを実行するための装置部分を含む。この方法は、ハードウェア部分によって、適切なソフトウェアでプログラムされたコンピュータによって、これらの２つの任意の組合せによって、または任意の他のやり方で実行することができる。さらに、実施形態は、記載の装置を動作させる方法にも関する。

本明細書に記載の実施形態と組み合わせることができるさらなる利点、特徴、態様、および詳細は、従属請求項、説明、および図面から明らかである。

本開示の上述で説明された特徴を詳細に理解することができるように、上述で簡潔に要約されたもののより詳細な説明が、実施形態を参照することよって得られ得る。添付の図面は、１つまたは複数の実施形態に関連し、以下に記載される。

本明細書に記載の方法のいずれかに従って動作するように適合された本明細書に記載の実施形態による多重極デバイスの概略図である。 本明細書に記載の方法のいずれかに従って動作するように適合された本明細書に記載の実施形態による多重極デバイスの概略図である。 第１の多重極が双極場を生成する第１の動作モードにおける図２の多重極デバイスを示す図である。 第１の多重極が双極場を生成する第１の動作モードにおける図２の多重極デバイスを示す図である。 第１の多重極が双極場を生成する第１の動作モードにおける図２の多重極デバイスを示す図である。 従来の八重極によって生成される双極場を示す図である。 第１の多重極が四重極場を生成する第２の動作モードにおける図２の多重極デバイスを示す図である。 本明細書に記載の実施形態による荷電粒子ビーム装置の概略図である。 本明細書に記載の実施形態による荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法を示す流れ図である。 本明細書に記載の実施形態による荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法を示す流れ図である。

次に、様々な実施形態が詳細に参照されることになり、それらのうちの１つまたは複数の例が図に示される。図面に関しての以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指す。全体的に、個々の実施形態に関する差のみが説明される。各例は、説明のために提供され、限定を意味するものではない。さらに、ある実施形態の一部として図示または説明される特徴は、他の実施形態で、または他の実施形態と併せて使用して、さらなる実施形態をさらにもたらすことができる。説明はそのような変更および変形を含むことが意図される。

図１は、本明細書に記載の実施形態による光軸Ａに沿って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイス１００の概略図である。多重極デバイス１００は、荷電粒子ビームのための少なくとも１つの開口１０２をもつ基板１０３を含む。少なくとも１つの開口１０２は、光軸Ａに沿って基板１０３を通って延びる。

多重極デバイス１００は、基板１０３上に設けられた４つ以上の第１の電極１１１をもつ第１の多重極１１０と、基板１０３上に設けられた４つ以上の第２の電極１２１をもつ第２の多重極１２０とを含む。第１の電極１１１および第２の電極１２１は、基板１０３の同じ主面に、特に、光軸Ａと垂直に交差する同じ断面平面に配列することができる。それに応じて、少なくとも１つの開口１０２を通って伝搬する荷電粒子ビームは、少なくとも１つの開口１０２の中心またはその近くのビーム相互作用空間において、第１の多重極１１０によっておよび第２の多重極１２０によって影響を受けることができる。

第１の多重極１１０は、静電多重極または磁気多重極とすることができる。第２の多重極１２０は、静電多重極または磁気多重極とすることができる。いくつかの実施形態では、第１の多重極１１０および第２の多重極１２０は両方とも静電多重極である。静電多重極は、電場により荷電粒子ビームに影響を及ぼすように構成され、静電多重極の電極は、一般に、所定の電位に設定することができる導体（例えば、導電物体またはトレース）である。磁気多重極は、磁場により荷電粒子ビームに影響を及ぼすように構成され、磁気多重極の電極は、一般に、所定の磁場を提供することができる磁石（例えば、コイル）である。

図１に概略的に示されるように、第１の多重極１１０の第１の電極１１１は、少なくとも１つの開口１０２の周りの等距離の角度位置に配列することができ、第２の多重極１２０の第２の電極１２１は、少なくとも１つの開口１０２の周りの等距離の角度位置に配列することができる。例えば、第１の多重極１１０および第２の多重極１２０が四重極である（図１のように）場合、４つの第１の電極１１１は、２つの隣接する第１の電極が光軸Ａに対してそれぞれ９０°の角度を囲む（例えば、第１の電極が位置Θ１＝０°、９０°、１８０°、２７０°に配列される）ように配列することができ、４つの第２の電極１２１は、２つの隣接する第２の電極が光軸Ａに対してそれぞれ９０°の角度を囲む（例えば、第２の電極が位置Θ２＝４５°、１３５°、２２５°、３１５°に配列される）ように配列することができる。

４つ以上の第１の電極１１１および４つ以上の第２の電極１２１は、少なくとも１つの開口１０２の周りに交互に配列される。図において、第１の電極１１１は第１のハッチングで示されており、第２の電極１２１は第２のハッチングで示されており、その結果、少なくとも１つの開口の周りの第１の電極１１１および第２の電極１２１の交互配列が明確に見える。

したがって、多重極デバイス１００は、同じ基板上に交互に挟むやり方で配列された２つの別個の多重極を含み、基板は、電極のための支持体を形成する。２つの別個の多重極は、同じ基板上で同じ断面平面に配列され、同じビーム相互作用区域で荷電粒子ビームと相互作用するので、空間を節約することができ、小型の多重極デバイスが提供される。例えば、少なくとも２つの別個の多重極をもつ多重極デバイスは、一般に空間が限られている対物レンズ内にまたはその近くに配置することができる。

「多重極」は、特定のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすように構成された電極（例えば、電場および／または磁場を提供するための電極）の配列として理解することができる。本明細書に記載の多重極デバイスの多重極は、それぞれ、少なくとも４つの電極を有する。例えば、多重極は、４つの電極をもつ四重極、８つの電極をもつ八重極、または１２極もしくは１６極などのより高次の多重極とすることができる。

４つの電極をもつ四重極は、当然、例えば、収差補正（例えば非点収差補正）のために四重極場を生成するために使用することができるが、四重極はまた、選択可能な方向に印加することができる双極場を生成するために使用することができる。したがって、四重極は、選択可能な偏向方向にビームを偏向させるためのビーム偏向器として使用することができる。同様に、八重極は、当然、八重極場を生成するために使用することができるが、八重極はまた、選択可能な方向に作用する四重極場を生成するために（例えば、非点収差補正のために）使用することができ、八重極はまた、選択可能な方向に作用する双極場を生成するために（例えば、選択可能な偏向方向に荷電粒子ビームを偏向させるために）使用することができる。

本明細書に記載の実施形態によれば、２つの多重極（少なくとも四重極またはより高次の多重極である）が、同じ基板上の同じ断面平面に設けられ、その結果、荷電粒子ビームは、小さいビーム相互作用空間内で１つの小型多重極デバイスを用いて少なくとも２つの異なるやり方で影響を受けることができる。例えば、第１の多重極は、ビーム補正のために構成することができ、第２の多重極は、ビームアライメントのために構成することができ、または第１の多重極は、試料の特定の関心領域にビームを偏向（「ビームシフト」）させるように構成することができ、第２の多重極は、特定の関心領域内の試料にわたってビームを走査（「ビーム走査」）するように構成することができる。それゆえに、フレキシブルで小型の多重極デバイスが、本明細書に記載の実施形態によって提供される。

多重極デバイス１００は、第１の多重極１１０の第１の電極１１１を第１の電圧源１１５に接続するための第１の電源配列部１１６と、第２の多重極１２０の第２の電極１２１を第２の電圧源１２５に接続するための第２の電源配列部１２６とをさらに含むことができる。第１および第２の多重極の各々をそれぞれ分離した電圧源に接続することにより、それぞれの多重極の制御が容易になり、実際に、２つの別個の多重極を設けることが保証される。例えば、第１の多重極の第１の電極１１１は、第１および第２の多重極が異なる電圧源に接続される場合、第２の多重極の第２の電極の電圧源に悪影響を及ぼすことなく、および第２の多重極の第２の電極の電圧源によって悪影響を受けることなく、それぞれの所定の電圧で同時に励起および制御され得ることが保証され得る。さらに、第１の電圧源１１５は、特に、第１の多重極のタスク（例えば、本明細書では「ビームシフト」とも呼ぶ、低速高電圧電源によって有利に実施される強くゆっくり変化するまたは周期的に一定のビーム偏向であり得る）に適合させることができ、第２の電圧源１２５は、特に、第２の多重極のタスク（例えば、本明細書では「ビーム走査」とも呼ぶ、高速低電圧電源によって有利に実施される荷電粒子ビームの迅速な走査であり得る）に適合させることができる。

したがって、図１の多重極デバイス１００が、少なくとも１つの開口１０２の周りに配列された合計で８つの電極を含む場合でさえ、図１の多重極デバイス１００は、８つの電極をもつ従来の八重極と実質的に異なり、従来の八重極は、１つの単一の電圧源によって電力供給され、それゆえに、例えば、偏向またはビーム補正のいずれかのために一度に１つのやり方でしか励起することができない。さらに、従来の八重極は、８つの出力端子をもつ１つの電圧源によって電力供給されるので、出力端子の一部の電圧変化は、他の出力端子にも影響を与えることになり、その結果、従来の八重極は、八重極のすべての電極によって一度に提供される１つの共通場分布しか適用することができない。従来の八重極とは対照的に、図１の多重極デバイス１００は、それぞれの電源配列部を介してそれぞれの電圧源に接続されることによって完全に独立して制御し動作させることができる２つの別個の四重極を含む。したがって、各四重極は、特定のタスクに合うようにすることができ、第１の電圧源の出力端子の出力電圧の変化は、第２の電圧源の出力端子に影響を及ぼさず、その結果、第１の多重極および第２の多重極は、独立して制御することができ、それにより、より正確でより信頼性の高いビーム制御が可能になる。

具体的には、第１の多重極１１０は、第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第１の場分布を提供するように励起され得、第２の多重極１２０は、第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第２の場分布を提供するように励起され得る（必要に応じて、同時にまたは続いて）。

本明細書に記載の多重極デバイス１００は、以下のように、光軸Ａに沿って伝搬する荷電粒子ビーム、特に電子ビームに影響を及ぼすために使用することができる。荷電粒子ビームは、多重極デバイス１００の少なくとも１つの開口１０２を通して導くことができ、多重極デバイス１００は、断面平面に配列された４つ以上の第１の電極１１１をもつ第１の多重極１１０および４つ以上の第２の電極１２１をもつ第２の多重極１２０を含み、４つ以上の第１の電極１１１および４つ以上の第２の電極１２１は、少なくとも１つの開口１０２の周りに交互に配列される。

第１の多重極１１０は、第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第１の場分布を提供するように励起することができる。同時にまたは続いて、第２の多重極１２０は、第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第２の場分布を提供するように励起することができる。

第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすことは、ビーム偏向、ビーム走査、収差補正、非点補正（ｓｔｉｇｍａｔｉｏｎ）、コリメーション、集束、ビームアライメント、およびブランキングからなる群から選択することができる。第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすことは、ビーム偏向、ビーム走査、収差補正、非点補正、コリメーション、集束、ビームアライメント、およびブランキングからなる群から選択することができる。第２のやり方は、一般に、第１のやり方とは異なる。例えば、第１の場分布は、ｘｙ平面（試料の平面である）内の試料の特定の関心区域への荷電粒子ビームのシフトをもたらすことができ、第２の場分布は、前記関心区域において試料にわたるビームの速い走査をもたらすことができる。別の例では、第１の場分布は、荷電粒子ビームの収差補正、例えば非点収差補正をもたらすことができ、第２の場分布は、試料にわたる速いビーム走査、または所定のビーム経路に沿って伝搬させるための荷電粒子ビームのビームアライメントをもたらすことができる。２つの多重極によって２つの異なるやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼす他の例が可能である。

本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、第１の場分布および／または第２の場分布は、選択可能な方位角を有する双極場、選択可能な方位角を有する四重極場、および八重極場からなる群から選択することができる。例えば、第１の場分布は、選択可能な方位角を有する双極場とすることができ、その結果、荷電粒子ビームは、選択可能な方位角によって規定された特定の方向に偏向される。例えば、第２の場分布は、試料にわたるビーム走査、例えば、試料によって画定されたｘｙ平面内のラスタ走査を提供するための迅速に変化する双極場とすることができる。

本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、第１の多重極１１０および第２の多重極１２０は、第２の場分布に重ね合わされた第１の場分布を提供するように同時に励起される。それゆえに、荷電粒子ビームは、第１および第２の多重極によって印加される２つの重ね合わされた場分布によって、２つの異なるやり方で同時に影響を受けることができる。例えば、第１の場分布は、非点収差補正を行う四重極場とすることができ、第２の場分布は、ビーム走査をさせる双極場とすることができ、その結果、荷電粒子ビームは、同時に、多重極デバイスによって修正および走査される。

いくつかの実施形態では、第１の場分布および／または第２の場分布は、双極場である。言い換えれば、第１の多重極（少なくとも４つの電極を含む）は、第１の双極場を荷電粒子ビームに印加するように構成され、および／または第２の多重極（少なくとも４つの電極を含む）は、特に、同時に、第２の双極場を荷電粒子ビームに印加するように構成される。２つの双極場は、異なる強さ、方向を有することができ、および／または異なる速度で変化することができる。２つの双極場は、異なる目的のために、例えば、試料の所定の関心領域にビームを偏向させ導く（「ビームシフト」）ために、および試料にわたって荷電粒子ビームを迅速に走査するために印加することができる。それゆえに、２つの双極場は、以下でさらに詳細に説明するように、強さおよび変化速度が実質的に異なってもよい。

特に、第１の場分布は、第１の双極場とすることができ、第２の場分布は、第２の双極場とすることができ、第１の双極場は、第２の双極場よりも強い。例えば、少なくとも一時的に、第１の双極場の最大場強度と第２の双極場の最大場強度との間の比は、５：１以上、特に１０：１、またはさらに２０：１以上である。双極場の最大場強度は、一般に、光軸Ａの位置に、一般に少なくとも１つの開口１０２のほぼ中心に位置づけられる。

いくつかの実施態様では、第１の電圧源１１５および第２の電圧源１２５は、異なるタイプの電圧源とすることができる。例えば、第１および第２の電圧源は、異なる最大出力電圧および／または異なる最大出力電圧変化速度を供給するように構成することができる。特に、第２の電圧源１２５は、第１の電圧源１１５よりも迅速な出力電圧の変化に適合させることができる。代替としてまたは追加として、第１の電圧源１１５は、第２の電圧源１２５よりも高い最大出力電圧に適合させることができる。例えば、第１の電圧源１１５は、１００Ｖ以上の最大出力電圧および／または１ＧＨｚ未満、例えばＭＨｚ範囲の最大電圧変化速度向けに構成することができる。代替としてまたは追加として、第２の電圧源１２５は、５０Ｖ以下、特に２０Ｖ以下、またはさらに１０Ｖ以下の最大出力電圧、および／または１ＧＨｚを超える最大電圧変化速度向けに構成することができる。特に、第１の電圧源１１５は、低速高電圧電源とすることができ、および／または第２の電圧源１２５は、高速低電圧電源とすることができる。

いくつかの実施形態では、第１の電源配列部１１６は、第２の電源配列部１２６よりも高い電圧向けに構成される。特に、第１の電源配列部１１６は、第１の電極１１１の各々と第１の電圧源１１５との間の高電圧接続部を含むことができる。例えば、高電圧接続部は、１００Ｖ以上の電圧に適合させることができる。第２の電源配列部１２６は、第２の電極１２１の各々と第２の電圧源１２５との間の低電圧接続部を含むことができる。例えば、低電圧接続部は、５０Ｖ以下の電圧に適合させることができる。いくつかの実施態様では、高電圧接続部の断面積は、低電圧接続部の断面積よりも大きい。代替としてまたは追加として、第２の電源配列部１２６は、第２の電極１２１の各々と第２の電圧源１２５との間の高速接続部として構成することができる。例えば、第２の電源配列部１２６の高速接続部は、シールドされてもよく、および／またはインピーダンス整合を有してもよく、それにより、ＧＨｚ範囲の電圧変化速度が、第２の多重極の第２の電極に確実に伝送されることが可能になる。

図１は、１つの断面平面に交互に挟むやり方で配列された２つの独立した四重極を含む多重極デバイス１００の一実施形態を示す。空間を節約することができ、荷電粒子ビームは、同じビーム相互作用空間内で、異なるやり方で、同期してまたは続いて、影響を受けることができる。

図２は、本明細書に記載の実施形態による、荷電粒子ビーム、特に電子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイス２００の別の実施形態を示す。第１の多重極および第２の多重極の電極の数を除いては、多重極デバイス２００は、図１の多重極デバイス１００と同様であり、そのため、上述の説明を参照することができ、ここでは繰り返さない。

多重極デバイス２００は、光軸Ａに沿って伝搬する荷電粒子ビームのための少なくとも１つの開口１０２をもつ基板１０３を含む。第１の多重極２１０の８つの第１の電極２１１が、基板１０３上に設けられ、第２の多重極２２０の８つの第２の電極２２１が、基板１０３上に、特に、基板の同じ主面上に少なくとも１つの開口１０２を等角度で囲むように設けられる。８つの第１の電極２１１および８つの第２の電極２２１は、少なくとも１つの開口１０２の周りに交互に配列される。

したがって、図２の多重極デバイス２００は、１つの断面平面に交互に挟むやり方で配列された２つの独立した八重極を含む。空間を節約することができ、荷電粒子ビームは、同じビーム相互作用空間内で、異なるやり方で、同期してまたは続いて、影響を受けることができる。

本明細書に記載の実施形態によれば、第１の多重極２１０は、第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第１の場分布を提供するように励起することができ、第２の多重極２２０は、特に第１のやり方と異なる第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第２の場分布を提供するように励起することができる。例えば、第１の多重極２１０は、例えば検査されるべき試料の関心領域に荷電粒子ビームを偏向させるために第１の双極場を荷電粒子ビームに印加することができる。第２の多重極２２０は、試料にわたって、特に関心領域にわたって荷電粒子ビームを、例えばラスタ走査パターンで走査するために第２の双極場を荷電粒子に印加することができる。荷電粒子ビームは、図１を参照して上述で説明したように、他のやり方で影響を受けてもよい。第１および第２の多重極を同時に励起することによって、第１の場分布を第２の場分布に重ね合わせることができる。

本明細書に記載のいくつかの実施形態によれば、第１の多重極２１０は、８つの第１の電極２１１をもつ第１の八重極であり、第２の多重極２２０は、８つの第２の電極２２１をもつ第２の八重極であり、第１の八重極および第２の八重極は、独立して制御可能および動作可能である独立した八重極である。それに応じて、多重極デバイス２００は、少なくとも１つの開口１０２の周りに配列された合計で１６個の極を含み、８つの第１の極は第１の八重極に属し、８つの第２の極は第２の八重極に属し、第１の八重極の８つの極および第２の八重極の８つの極は、少なくとも１つの開口１０２の周りに交互に配列される。

いくつかの実施形態では、第１の多重極２１０および第２の多重極２２０は静電多重極であり、第１の電極２１１および第２の電極２２１は、それぞれ、導電性部分であり、導電性部分は、基板に設けられており、所定の電位に設定されるように構成される。「基板」は、第１および第２の多重極の電極を支持するための支持体、例えば、薄板として理解することができる。基板は必ずしも円形（図に示されるような）ではなくて、異なる形状を有することもできる。基板は、電極が配列される絶縁体表面を含むことができる。

第１の多重極２１０は、荷電粒子ビームを偏向させるために、特に、所定の期間にわたって試料の所定の関心領域にビームを導く（「ビームシフト」）ために第１の双極場を提供するように構成することができ、第２の多重極２２０は、試料にわたって荷電粒子ビームを走査するために第１の双極場に重ね合わされる第２の双極場を提供するように構成することができる。

本明細書に記載の多重極デバイス２００は、第１の多重極による所定の選択可能な偏向方向への大きいビーム偏向と、所定の走査パターンでの荷電粒子ビームの速い走査とを重ね合わせることを可能にし、特に、荷電粒子ビームの遅い偏向と速い走査を同時に可能にする。一般に、偏向は比較的遅いが、試料の所定の関心領域に荷電粒子ビームを偏向させるために比較的高い偏向電圧を使用する。一般に、走査電圧は、比較的速く変化するが、比較的低い最大偏向電圧であり、例えば、ステップ状にまたは連続的に－１０Ｖと＋１０Ｖとの間で迅速に変化する。その結果、２つの別々に制御可能な八重極を使用することは有利であり、各八重極は、それぞれの電源配列部およびそれぞれの電圧源によって電力供給され、その結果、各八重極は、実行されるべきタスクに合うようにされる。同じ断面平面に設けられた電極をもつ２つの独立して動作し制御可能な八重極が、本明細書に記載の実施形態によって提供される。

第１の電源配列部１１６は、第１の電極２１１を第１の電圧源１１５に接続するために設けることができ、第２の電源配列部１２６は、第２の電極２２１を第２の電圧源１２５に接続するために設けることができる。それゆえに、２つの独立して制御可能な八重極は、１つの断面平面に交互に挟むやり方で設けられる。

第１の多重極および第２の多重極は、第１および第２のやり方で同期して荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第１の場分布および第２の場分布を提供するように同時に励起することができる。

具体的には、第１の場分布および第２の場分布の少なくとも一方または両方は、双極場とすることができる。第１の場分布は、ゆっくり変化するかまたは周期的に一定の双極場とすることができ、第２の場分布は、走査のための迅速に変化する双極場とすることができる。

いくつかの実施態様では、第１の場分布は、第１の双極場であり、第２の場分布は、第２の双極場であり、第１の双極場は、少なくとも一時的に、例えば、５倍以上または１０倍以上、第２の双極場よりも強い。第１の場分布は、検査されるべき試料の所定の関心領域に荷電粒子ビームを偏向させる双極場とすることができ、第２の場分布は、試料にわたって、特に関心領域において、荷電粒子ビームを走査する双極場とすることができる。

いくつかの実施形態では、第１の場分布は、試料の所定の関心領域に荷電粒子ビームを偏向させるために所定の時間（例えば、１秒以上）維持され、一方、第２の場分布は、前記所定の関心領域にわたって荷電粒子ビームを走査するために変更される。

関心領域が、第２の場分布を変化させることによって、例えばラスタ走査のやり方で走査された後、第１の場分布は、検査されるべき試料の所定の第２の関心領域に荷電粒子ビームを偏向させるために変えられ得る。変えられた第１の場分布は、所定の時間（例えば、１秒以上）維持され得、一方、第２の場分布は、前記所定の第２の関心領域にわたって荷電粒子ビームを走査するために変更される。

したがって、試料検査プロセスは、第１の多重極によって提供される第１の場分布を変化させることによって異なる関心領域に荷電粒子ビームを引き続き導くことにより進むことができる。第１の場分布は、所定の時間各関心領域に維持することができ、その結果、それぞれの関心領域は、それぞれの関心領域内の試料にわたって荷電粒子ビームを走査するために第２の場分布を迅速に変化させることによって検査することができる。これにより、大きい試料表面を、それに応じて第１および第２の多重極によって提供される双極場を変化させることによって検査することが可能になる。

迅速なビーム走査によって重ね合わされた信頼性が高いビーム偏向は、比較的遅いが大きいビーム偏向に適合された第１の電圧源に第１の多重極を接続することによって、および比較的低い最大電圧でビーム走査するための迅速な電圧変化に適合された第２の電圧源に第２の多重極を接続することによって提供され得る。

図３ａ～図３ｃは、第１の動作モードにおける図２の多重極デバイス２００を示し、第１の場分布、すなわち、第１の双極場は、第１の多重極２１０の第１の電極によって提供され、一方、小さいまたはゼロの電圧Ｖ２≒０が、第２の多重極２２０の第２の電極に印加される。双極場は、第１の多重極の第１の電極にＶ１＊ｓｉｎ（θ１）の電圧を印加することによって提供することができ、θ１は、それぞれの第１の電極の角度位置を指し（θ１＝０の位置は、選択可能な方向に双極場を印加するために任意に選ぶことができる）、Ｖ１は、特定の時間に第１の電圧源１１５によって供給される最大電圧である。図３ａに概略的に示されるように、以下の電圧Ｖが、双極場を提供するために第１の多重極２１０の８つの第１の電極に印加される。
Ｖ１＊ｓｉｎ０°＝０
Ｖ１＊ｓｉｎ４５°＝＋０．７０７＊Ｖ１
Ｖ１＊ｓｉｎ９０°＝＋Ｖ１
Ｖ１＊ｓｉｎ１３５°＝＋０．７０７＊Ｖ１
Ｖ１＊ｓｉｎ１８０°＝０
Ｖ１＊ｓｉｎ２２５°＝－０．７０７＊Ｖ１
Ｖ１＊ｓｉｎ２７０°＝－Ｖ１
Ｖ１＊ｓｉｎ３１５°＝－０．７０７＊Ｖ１。
同時に、電圧Ｖ１と比較して小さい電圧（例えば、図３ａに示されるように、ゼロ電圧、Ｖ２＝０）が、第２の多重極２２０の８つの第２の電極に印加され、結果として得られる場分布が、電場線を介して図３ａに示される。図３ａに示されるように、電気双極場が、多重極デバイス２００の中央領域に作り出され、光軸Ａは、多重極デバイスを通って延び、その結果、双極場は、光軸Ａに沿って伝搬する荷電粒子ビームに加えられ、それにより、ビームシフトがｘｙ平面で引き起こされる。図３ａに示されるようなＶ２＝０の代わりに、ビーム走査を引き起こすために特にＶ２＜Ｖ１の小さい可変電圧Ｖ２＊ｓｉｎ（θ２）を第２の電極に印加することが可能である。

第１の電圧源によって供給される最大電圧Ｖ１を調節することによって、第１の多重極２１０によって引き起こされる偏向強度は、必要に応じて、設定することができる。さらに、偏向方向は、εを位相項として、θ２がθ２＋εに置き換えられる場合、ｘｙ平面内で、必要に応じて、設定することができる。図３ａに例示的に示された場分布は、ｘ方向にビーム偏向を引き起こす。

特に、多重極デバイス２００の第１の多重極２１０によって作り出される双極場は、比較的小さいまたはゼロの電位（図３ａではＶ２≒０Ｖ）で提供される第２の多重極２２０の第２の電極が第１の多重極２１０の２つの隣接する第１の電極の間にそれぞれ配列されるので、従来の八重極によって作り出される双極場（図３ｄに概略的に示される）とは異なる。それゆえに、光軸Ａの周りに延びる半径ｒ（ｒ＝電極半径）のリングライン上の電位は、図３ｂに実線で概略的に示されるように、第１および第２の電極の位置においてＶ＝Ｖ１＊ｓｉｎ（θ１）とゼロとの間で繰り返して変化する。特に、計算を簡単にするために、電極は、ここでは、無限に小さい（すなわち、点電極である）ようにモデル化され、直線的な電圧変化が、２つの隣接点電極間でそれぞれ仮定される。

それとは対照的に、従来の八重極は、図３ｂに破線で概略的に示されるように、光軸Ａの周りに半径ｒを有するリングライン上の角度θに依存して本質的に正弦形状の電位を作り出す。

半径ｒ（ｒ＝電極半径）のリングライン上の電圧が分かると、光軸Ａの位置における結果として得られる全体的な場分布の多重極成分を、フーリエ解析を用いて計算することができる。図３ｃは、図３ａの場分布の高調波の強度を示す。図３ｃで分かるように、基本双極子の係数は約０．５であり、次数７未満のすべての高調波はゼロであるが、約－０．３の係数をもつ明確に見える第７高調波および０．２よりも小さい係数をもつ明確に見える第９高調波が生成される。第７高調波の場は、Ｒ^-6（Ｒは光軸Ａからの電子の距離である）に比例するので、第７高調波の影響は極めて小さく、実質的に無視できる。同様に、第９高調波の影響は非常に小さい。したがって、比較的小さいまたはゼロの電圧が第２の多重極２２０の第２の電極に同時に印加される場合でさえ、概ね良好な双極場が、本明細書に記載の実施形態に従って多重極デバイス２００の第１の多重極２１０を用いて作り出され得る。

いくつかの実施形態では、第２の双極場は第２の多重極２２０によって生成され、一方、第１の双極場は第１の多重極によって生成される。具体的には、Ｖ２＊ｓｉｎ（θ２）の電圧が、第２の多重極の第２の電極に印加され、θ２は、それぞれの第２の電極の角度位置を指し（θ２＝０の位置は、選択可能な方向に双極場を印加するために任意に選ぶか、または変更することができる）、Ｖ２は、特定の時間に第２の電圧源によって供給される最大電圧である。値Ｖ２は、試料にわたってラインに沿って荷電粒子ビームを走査するために迅速に変化することができる（例えば、－Ｖ２～＋Ｖ２）。加えて、Ｖ２＊ｓｉｎ（θ２）の値は、検査されるべき関心領域にわたってｘｙ平面内で荷電粒子ビームをラスタ走査するために迅速に変化することができる。

典型的な実施形態では、第１の電圧源によって供給される最大電圧Ｖ１（ゆっくり変化するかまたは周期的に一定のビームシフトを引き起こす）は、第２の電圧源によって供給される最大電圧Ｖ２（迅速なビーム走査を引き起こす）よりも例えば５倍以上または１０倍以上実質的に大きい。例えば、第１の電圧源は、１００Ｖ以上の最大電圧を供給し、それにより、大きい角度のビームシフトを可能にするように構成され、一方、第２の電圧源は、例えば、関心領域内の欠陥を見つけるために試料の関心領域を検査して、２０Ｖ以下または１０Ｖ以下の最大電圧Ｖ２を供給し、それにより、試料の所定の（小さい）関心領域にわたるビーム走査を可能にするように構成することができる。

図４は、第２の動作モードにおける図２の多重極デバイス２００を示し、第１の場分布、すなわち四重極場は、第１の多重極の第１の電極によって提供され、一方、小さいまたはゼロの電圧Ｖ２≒０が、第２の多重極の第２の電極に印加される。四重極場は、＋Ｖ１、０、＋Ｖ１、０、－Ｖ１、０、－Ｖ１、０の電圧を第１の電極にこの順序で円周方向に印加することによって提供され得る。四重極場は、例えば、非点収差補正のために使用することができる。

シミュレーションは、小さい（Ｖ２＜Ｖ１）電圧または本質的にゼロの電圧（Ｖ２≒０）が、例えば、荷電粒子ビームを走査するために、または高次補正を行うために、第２の多重極の第２の電極に同時に印加される場合でさえ、光軸Ａの位置で第１の多重極によって作り出される四重極場がかなり良好であることを示した。

したがって、今まで考慮または実証されていなかった交互に挟むやり方で１つの断面平面に設けられた２つの多重極（例えば、四重極または八重極）によって２つのやり方で荷電粒子ビームに同時に影響を及ぼすことが可能であることが示された。空間を節約することができ、小型で柔軟に使用可能な多重極デバイスが、本明細書に記載の実施形態によって提供される。

本明細書に記載の多重極デバイスは、同じ基板に３つ以上の多重極、例えば、同じ断面平面に３つの独立して動作可能な四重極、６極、または八重極を含むことができることを理解されたい。本明細書で使用される第１および第２の電極の「交互の」配列は、光軸の周りで円周方向に第１の電極、第２の電極、および第３の（またはさらなる）電極の交互配列を包含することを意味する。さらに、多重極は、四重極または高次の多重極、特に八重極であってもよいが、さらに、１２極または１６極であってもよい。多重極デバイスがマルチビームレット装置向けに構成されることがさらに可能である。後者の場合、基板は、２つ以上の開口を含み、２つの独立して動作可能な多重極の第１および第２の電極は、２つ以上の開口の各々の周りに交互に配列される。

本明細書に記載のさらなる態様によれば、試料１０を検査および／またはイメージングするための荷電粒子ビーム装置５００が提供される。図５は、例えば電子ビームを用いて試料１０を検査するための荷電粒子ビーム装置５００の概略図を示す。

荷電粒子ビーム装置５００は、試料ステージ５６０に配置された試料１０を検査および／またはイメージングするように構成された電子検査装置、例えば、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）とすることができる。

荷電粒子ビーム装置５００は、光軸Ａに沿って伝搬する荷電粒子ビーム１１を生成するための荷電粒子ビーム源５０５を含む。荷電粒子ビーム源５０５は、電子源、例えば、冷電界エミッタ（ＣＦＥ）、熱電界エミッタ（ＴＦＥ）、または別のタイプの電子源とすることができる。

荷電粒子ビーム装置５００は、荷電粒子ビーム１１を試料１０に集束するように構成された対物レンズ５２０を含む。対物レンズ５２０は、磁気対物レンズ、静電対物レンズ、または組み合わされた磁気－静電対物レンズとすることができる。

試料１０、例えば、ウェハ、電子回路、または検査されるべき別の基板は、試料ステージ５６０に配置することができる。試料ステージ５６０は、試料の平面内で、すなわち、ｘｙ平面内で、および／または光軸Ａの方向ｚに移動可能とすることができる。

荷電粒子ビーム装置５００は、荷電粒子ビーム装置５００のビーム光学構成要素が配列される真空ハウジング５０１を含むことができる。真空ハウジング５０１は、１ｍｂａｒ未満、例えば、１０^-5ｍｂａｒ以下の準大気圧に排気することができる。

荷電粒子ビーム装置５００は、さらなるビーム光学構成要素、例えば、荷電粒子ビーム１１をコリメートするためのコンデンサレンズ５１０、ビーム収差を補正するための収差補正器、荷電粒子ビーム１１を試料１０に衝突させたときに生成される信号粒子（例えば、二次電子ＳＥおよび／または後方散乱電子ＢＳＥ）を荷電粒子ビーム１１から分離するためのビーム分離器５４０、および／または信号粒子を検出するための検出器５５０などを含むことができる。

荷電粒子ビーム装置５００は、本明細書に記載の実施形態のいずれかによる多重極デバイス１００（または２００）をさらに含む。多重極デバイス１００は、光軸Ａが多重極デバイスの少なくとも１つの開口１０２を通って延びるように配列することができる。

本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、多重極デバイス１００は、対物レンズ５２０に隣接して、または対物レンズ５２０内に配列される。多重極デバイス１００を対物レンズ５２０の近くにまたは対物レンズ５２０内に配列することは、多重極デバイス１００が試料１０の近くに配列される場合に、より大きい偏向角が可能であるので有利である。視野（ＦＯＶ）の大きい荷電粒子ビーム装置を提供することができる。図５は、対物レンズの上流の位置で、対物レンズから２ｃｍ以下の距離にある多重極デバイス１００を示している。さらに、対物レンズ５２０内の多重極デバイス１００の代替位置が、図５において破線で示されている。一般に、多重極デバイス１００と対物レンズ５２０の間の光軸Ａに沿った距離は、５ｃｍ以下とすることができ、その結果、ＦＯＶの大きい電子ビーム検査装置を提供することができる。

本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態では、多重極デバイス１００は、第１の双極場を第１の多重極１１０の第１の電極に適用することによって、試料の関心領域に荷電粒子ビームを偏向させるように構成される。さらに、多重極デバイス１００は、第１および第２の双極場が互いに重ね合わされるように第２の双極場を第２の多重極１２０の第２の電極に適用することによって、関心領域内の試料にわたって荷電粒子ビームを走査するように構成される。

第１の双極場は、一般に、第２の双極場よりも大きく（例えば、５倍以上または１０倍以上）、第２の双極場は、一般に、第１の双極場よりも迅速に変化し、試料にわたる荷電粒子ビーム１１の速い走査移動（例えば、１ＧＨｚ以上の変化速度をもつ）を提供する。

第１の多重極１１０は、試料の異なる関心領域に荷電粒子ビームを偏向させ、検査されるべき各関心領域に対して所定の期間それぞれの第１の双極場を維持することができる。第２の多重極１２０は、各関心領域にわたって荷電粒子ビームを、例えば、ラスタ走査パターンで迅速に走査することができ、その結果、各関心領域を詳細に検査することができる。

図６は、本明細書に記載の実施形態による荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法を示す流れ図である。

ボックス６１０において、荷電粒子ビームが、同じ断面平面に配列された４つ以上の第１の電極をもつ第１の多重極および４つ以上の第２の電極をもつ第２の多重極を含む多重極デバイスの少なくとも１つの開口を通して導かれ、４つ以上の第１の電極および４つ以上の第２の電極は、少なくとも１つの開口の周りに交互に配列される。

ボックス６２０において、第１の多重極が、第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第１の場分布を提供するように励起される。例えば、第１の場分布は、第１の双極場とすることができ、第１のやり方は、試料の所定の関心領域への荷電粒子ビームのビーム偏向とすることができる。代替として、第１の場分布は、四重極場とすることができ、第１のやり方は、非点収差補正または別の収差補正とすることができる。

ボックス６３０において、第２の多重極が、第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第２の場分布を提供するように励起される。例えば、第２の場分布は、関心領域内の試料にわたって荷電粒子ビームを走査するために迅速に変化することができる第２の双極場とすることができる。

ボックス６２０および６３０における第１および第２の多重極の励起は、同時に生じることができ、その結果、荷電粒子ビームは、１つの多重極デバイスによって２つの異なるやり方で同時に影響を受ける。具体的には、「遅い」ビーム偏向は、同じ基板の同じ断面平面に配列された２つの独立して制御される多重極によって、「迅速な」ビーム走査に重ね合わされ得る。

図７は、本明細書に記載の実施形態による荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法を示す流れ図である。

ボックス７１０において、荷電粒子ビームが、同じ断面平面に配列された４つ以上の第１の電極をもつ第１の多重極および４つ以上の第２の電極をもつ第２の多重極を含む多重極デバイスの少なくとも１つの開口を通して導かれ、４つ以上の第１の電極および４つ以上の第２の電極は、少なくとも１つの開口の周りに交互に配列される。

ボックス７２０において、荷電粒子ビームは、第１の双極場を第１の多重極に適用することによって、試料の第１の関心領域（ＲＯＩ）に偏向される。第１の双極場は、ボックス７３０の間、例えば、１秒以上の期間にわたって維持される。

ボックス７３０において、荷電粒子ビームは、迅速に変化する走査場を第２の多重極に適用することによって、例えばラスタ走査パターンで第１の関心領域にわたって走査される。第１の関心領域が検査され、例えば、第１の関心領域内の試料の欠陥を見つけることができる。

ボックス７４０において、荷電粒子ビームは、別の双極場を第１の多重極に適用することによって、試料の第２の関心領域（ＲＯＩ）に偏向される。他の双極場は、ボックス７５０の間、例えば、１秒以上の期間にわたって維持される。

ボックス７５０において、荷電粒子ビームは、迅速に変化する走査場を第２の多重極に適用することによって、例えばラスタ走査パターンで第２の関心領域にわたって走査される。第２の関心領域が検査され、例えば、第２の関心領域内の試料の欠陥を見つけることができる。

したがって、この方法は、試料のさらなる関心領域を検査することによって続けることができる。

具体的には、以下の実施形態が本明細書に記載される。
実施形態１
光軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法であって、同じ断面平面に配列された４つ以上の第１の電極をもつ第１の多重極および４つ以上の第２の電極をもつ第２の多重極を含む多重極デバイスの少なくとも１つの開口を通して荷電粒子を導くことであって、４つ以上の第１の電極および４つ以上の第２の電極が少なくとも１つの開口の周りに交互に配列される、導くことと、第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第１の場分布を提供するように第１の多重極を励起すること、および第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第２の場分布を提供するように第２の多重極を励起することの少なくとも一方または両方とを含む、方法。
実施形態２
第１の多重極が、８つの第１の電極を含む第１の八重極であり、および／または第２の多重極が、８つの第２の電極を含む第２の八重極である、実施形態１に記載の方法。特に、第１および第２の多重極は八重極である。代替として、第１および第２の多重極は四重極とすることができる。代替として、第１および第２の多重極は、１６極とすることができる。
実施形態３
第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすことおよび第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすことが、ビーム偏向、ビーム走査、収差補正、非点補正、コリメーション、集束、ビームアライメント、およびブランキングからなる群から選択される、実施形態１または２に記載の方法。特に、第１のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすことは、ビーム偏向を含むことができ、第２のやり方で荷電粒子ビームに影響を及ぼすことは、ビーム走査を含むことができる。代替として、ビーム偏向は、収差補正、例えば非点補正と組み合わされてもよい。
実施形態４
第１の場分布および第２の場分布が、選択可能な方位角を有する双極場、選択可能な方位角を有する四重極場、および八重極場からなる群から選択される、実施形態１～３のいずれかに記載の方法。
実施形態５
第１の多重極および第２の多重極が、第２の場分布に重ね合わされた第１の場分布を提供するように同時に励起される、実施形態１～４のいずれかに記載の方法。
実施形態６
第１の場分布および第２の場分布の少なくとも一方または両方が、双極場である、実施形態１～５のいずれかに記載の方法。特に、第１の場分布および第２の場分布の両方は双極場とすることができる。
実施形態７
第１の場分布が第１の双極場であり、第２の場分布が第２の双極場であり、第１の双極場が第２の双極場よりも強い、実施形態１～６のいずれかに記載の方法。特に、第１の双極場の最大場強度と第２の双極場の最大場強度との間の比は、５：１以上、特に１０：１である。
実施形態８
Ｖ１＊ｓｉｎ（θ１）の電圧が、第１の多重極の第１の電極に印加され、θ１は、円周方向におけるそれぞれの第１の電極の角度位置を指し、Ｖ１は、調節可能な偏向電圧である、実施形態１～７のいずれかに記載の方法。代替としてまたは追加として、Ｖ２＊ｓｉｎ（θ２）の電圧が、第２の多重極の第２の電極に印加され、θ２は、円周方向におけるそれぞれの第２の電極の角度位置を指し、Ｖ２は、２０Ｖ以下の変化する走査電圧である。
実施形態９
第１の場分布が、荷電粒子ビームを偏向させる双極場であり、第２の場分布が、試料にわたって荷電粒子ビームを走査する双極場である、実施形態１～８のいずれかに記載の方法。ビーム偏向および走査は、第１および第２の多重極の両方を励起することによって同時に実施することができる。
実施形態１０
第１の場分布が、試料の第１の関心領域に荷電粒子ビームを偏向させるために所定の時間維持され、一方、第２の場分布が、第１の関心領域にわたって荷電粒子ビームを走査するために変更される、実施形態９に記載の方法。
実施形態１１
試料の第２の関心領域に荷電粒子ビームを偏向させるために第１の場分布を変え、続いて、第２の場分布が第２の関心領域にわたって荷電粒子ビームを走査するために変更させながら、第１の場分布を所定の時間維持することをさらに含む、実施形態１０に記載の方法。
実施形態１２
第１の多重極の第１の電極が、第１の電圧源、特に低速高電圧源に接続され、第２の多重極の第２の電極が、第２の電圧源、特に高速低電圧電源に接続される、実施形態１～１１のいずれかに記載の方法。
上述の実施形態による方法は、本明細書に記載の多重極デバイスおよび／または荷電粒子ビーム装置のいずれかによって実施することができる。
実施形態１３
光軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイスであって、荷電粒子ビームのための少なくとも１つの開口をもつ基板であって、少なくとも１つの開口が光軸に沿って基板を通って延びる、基板と、基板上に設けられた４つ以上の第１の電極を含む第１の多重極と、基板上に設けられた４つ以上の第２の電極を含む第２の多重極であって、４つ以上の第１の電極および４つ以上の第２の電極が少なくとも１つの開口の周りに交互に配列される、第２の多重極と、第１の電極を第１の電圧源に接続するための第１の電源配列部と、第２の電極を第２の電圧源に接続するための第２の電源配列部とを含む、多重極デバイス。
多重極デバイスは、本明細書に記載の方法のいずれかに従って動作するように構成することができる。
実施形態１４
第１の多重極が、８つの第１の電極を含む第１の八重極であり、および／または第２の多重極が、８つの第２の電極を含む第２の八重極である、実施形態１３に記載の多重極デバイス。
実施形態１５
第１の多重極および第２の多重極が、静電多重極であり、第１の電極および第２の電極が、基板に設けられ所定の電位に設定されるように構成された導電性部分である、実施形態１３または１４に記載の多重極デバイス。
実施形態１６
第１の電圧源が、１００Ｖ以上の最大電圧および１ＧＨｚ未満の変化速度向けに特に構成された低速高電圧源であり、第２の電圧源が、５０Ｖ以下の最大電圧および１ＧＨｚを超える変化速度向けに特に構成された高速低電圧電源である、実施形態１３～１５のいずれかに記載の多重極デバイス。
実施形態１７
第１の電源配列部が、第１の電極の各々と第１の電圧源との間の高電圧接続部を含み、第２の電源配列部が、第２の電極の各々と第２の電圧源との間の高速接続部を含む、実施形態１３～１６のいずれかに記載の多重極デバイス。
実施形態１８
第１の多重極が、ビーム偏向のための第１の双極場を提供するように構成され、第２の多重極が、第１の双極場に重ね合わされる、試料にわたって荷電粒子ビームを走査するための第２の双極場を提供するように構成される、実施形態１３～１６のいずれかに記載の多重極デバイス。
実施形態１９
第１の多重極および第２の多重極が、独立して制御可能な多重極である、実施形態１３～１８のいずれかに記載の多重極デバイス。
実施形態２０
荷電粒子ビームを用いて試料を検査またはイメージングするための荷電粒子ビーム装置であって、荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子ビーム源と、荷電粒子ビームを試料に集束させるための対物レンズと、本明細書に記載の実施形態のいずれかに従って荷電粒子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイスとを含む、荷電粒子ビーム装置。
実施形態２１
多重極デバイスが、対物レンズに隣接する、または対物レンズ内に配列される、実施形態２０に記載の荷電粒子ビーム装置。
実施形態２２
多重極デバイスが、試料の関心領域に荷電粒子ビームを偏向させるとともに、関心領域にわたって荷電粒子ビームを走査するように構成される、実施形態２０または２１に記載の荷電粒子ビーム装置。

前述は実施形態に関するが、その基本範囲から逸脱することなく、他のおよびさらなる実施形態を考案することができ、その範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

Claims (21)

1. 光軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼす方法であって、
   同じ断面平面に配列された４つ以上の第１の電極をもつ第１の多重極および４つ以上の第２の電極をもつ第２の多重極を含む多重極デバイスの少なくとも１つの開口を通して前記荷電粒子ビームを導くことであって、前記４つ以上の第１の電極および前記４つ以上の第２の電極が前記少なくとも１つの開口の周りに交互に配列される、導くことと、
   第１のやり方で前記荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第１の場分布を提供するように前記第１の多重極を励起すること、および
   第２のやり方で前記荷電粒子ビームに影響を及ぼすための第２の場分布を提供するように前記第２の多重極を励起すること
   の少なくとも一方と
   を含み、
   前記第１の多重極の前記第１の電極が、第１の電圧源に接続され、前記第２の多重極の前記第２の電極が、第２の電圧源に接続され、前記第１の電圧源および前記第２の電圧源が、（ｉ）異なる最大電圧変化速度、または（ｉｉ）異なる最大出力電圧および異なる最大電圧変化速度を供給するように構成された異なるタイプの電圧源である、方法。
2. 前記第１の多重極が、８つの第１の電極を含む第１の八重極であり、前記第２の多重極が、８つの第２の電極を含む第２の八重極である、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のやり方で前記荷電粒子ビームに前記影響を及ぼすことおよび前記第２のやり方で前記荷電粒子ビームに前記影響を及ぼすことが、ビーム偏向、ビーム走査、収差補正、非点補正、コリメーション、集束、ビームアライメント、およびブランキングからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
4. 前記第１の場分布および前記第２の場分布が、選択可能な方位角を有する双極場、選択可能な方位角を有する四重極場、および八重極場からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の多重極および前記第２の多重極が、前記第１および第２のやり方で前記荷電粒子ビームに、同期して影響を及ぼすために、前記第２の場分布に重ね合わされた前記第１の場分布を提供するように同時に励起される、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１の場分布および前記第２の場分布の少なくとも一方または両方が、双極場である、請求項１に記載の方法。
7. 前記第１の場分布が第１の双極場であり、前記第２の場分布が第２の双極場であり、前記第１の双極場が前記第２の双極場よりも強く、特に、前記第１の双極場の最大場強度と前記第２の双極場の最大場強度との間の比が、少なくとも一時的に、５：１以上である、請求項６に記載の方法。
8. Ｖ１＊ｓｉｎ（θ１）の電圧が、前記第１の多重極の前記第１の電極に印加され、θ１は、円周方向における前記それぞれの第１の電極の角度位置であり、Ｖ１は、調節可能な偏向電圧であり、
   Ｖ２＊ｓｉｎ（θ２）の電圧が、前記第２の多重極の前記第２の電極に印加され、θ２は、前記円周方向における前記それぞれの第２の電極の角度位置であり、Ｖ２は、２０Ｖ以下の変化する走査電圧である、請求項６に記載の方法。
9. 前記第１の場分布が、前記荷電粒子ビームを偏向させる双極場であり、前記第２の場分布が、試料にわたって前記荷電粒子ビームを走査する双極場である、請求項６に記載の方法。
10. 前記第１の場分布が、前記試料の所定の第１の関心領域に前記荷電粒子ビームを偏向させるために所定の時間維持され、一方、前記第２の場分布が前記所定の第１の関心領域にわたって前記荷電粒子ビームを走査するために変更される、請求項９に記載の方法。
11. 前記試料の第２の関心領域に前記荷電粒子ビームを偏向させるために前記第１の場分布を変え、続いて、前記第２の場分布が前記第２の関心領域にわたって前記荷電粒子ビームを走査するために変更させながら、前記第１の場分布を所定の時間維持することをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
12. 前記第１の電圧源が、少なくとも、０Ｖと１００Ｖ以上との間の電圧向けに構成された高電圧電源であり、前記第２の電圧源が、１ＧＨｚを超える変化速度向けに構成された高速電源である、請求項１に記載の方法。
13. 光軸に沿って伝搬する荷電粒子ビームに影響を及ぼすための多重極デバイスであって、
    前記荷電粒子ビームのための少なくとも１つの開口をもつ基板であって、前記少なくとも１つの開口が前記光軸に沿って前記基板を通って延びる、基板と、
    前記基板上に設けられた４つ以上の第１の電極を含む第１の多重極と、
    前記基板上に設けられた４つ以上の第２の電極を含む第２の多重極であって、前記４つ以上の第１の電極および前記４つ以上の第２の電極が前記少なくとも１つの開口の周りに交互に配列される、第２の多重極と、
    前記第１の電極を第１の電圧源に接続するための第１の電源配列部と、
    前記第２の電極を第２の電圧源に接続するための第２の電源配列部と
    を含み、
    前記第１の電圧源および前記第２の電圧源が、（ｉ）異なる最大電圧変化速度、または（ｉｉ）異なる最大出力電圧および異なる最大電圧変化速度を供給するように構成された異なるタイプの電圧源である、多重極デバイス。
14. 前記第１の多重極が、８つの第１の電極を含む第１の八重極であり、前記第２の多重極が、８つの第２の電極を含む第２の八重極である、請求項１３に記載の多重極デバイス。
15. 前記第１の多重極および前記第２の多重極が、静電多重極であり、前記第１の電極および前記第２の電極が、前記基板に設けられ所定の電位に設定されるように構成された導電性部分である、請求項１３に記載の多重極デバイス。
16. 前記第１の電圧源が、１００Ｖ以上の最大電圧および１ＧＨｚ未満の変化速度向けに特に構成された低速高電圧電源であり、前記第２の電圧源が、５０Ｖ以下の最大電圧および１ＧＨｚを超える変化速度向けに特に構成された高速低電圧電源である、請求項１３に記載の多重極デバイス。
17. 前記第１の多重極が、ビーム偏向のための第１の双極場を提供するように構成され、前記第２の多重極が、前記第１の双極場に重ね合わされる、試料にわたって前記荷電粒子ビームを走査するための第２の双極場を提供するように構成される、請求項１３に記載の多重極デバイス。
18. 前記第１の多重極および前記第２の多重極が、独立して制御可能な多重極である、請求項１３に記載の多重極デバイス。
19. 荷電粒子ビームを用いて試料を検査またはイメージングするための荷電粒子ビーム装置であって、
    前記荷電粒子ビームを生成するための荷電粒子ビーム源と、
    前記荷電粒子ビームを前記試料に集束させるための対物レンズと、
    請求項１３に記載の前記荷電粒子ビームに影響を及ぼすための前記多重極デバイスと
    を含む、荷電粒子ビーム装置。
20. 前記多重極デバイスが、前記対物レンズに隣接する、または前記対物レンズ内に配列される、請求項１９に記載の荷電粒子ビーム装置。
21. 前記多重極デバイスが、前記試料の関心領域に前記荷電粒子ビームを偏向させるとともに、前記関心領域にわたって前記荷電粒子ビームを走査するように構成される、請求項１９に記載の荷電粒子ビーム装置。

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