在多束扫描电子显微镜下校正一阶像散和一阶畸变的方法与流程

1.本发明总体上涉及多束带电粒子显微镜，尤其涉及包括用于校正像散和一阶畸变的多个消像散器的多束带电粒子显微镜。


背景技术：

2.带电粒子显微镜可能会遇到各种图像质量问题，其中许多是由柱未对准造成的。此类图像质量问题可能导致例如像散和畸变。像散导致焦点沿正交方向改变，而畸变会导致视场中沿正交方向的倾斜或放大率的改变。虽然在单带电粒子束显微镜下存在的一阶畸变通常很少被关注，但是在多束显微镜下的一阶畸变可能使图像阵列中的个别图像畸变，从而影响整体图像质量和将个别图像拼接在一起的吞吐量。尽管布置在带电粒子显微镜中的消像散器可以调整像散或一阶畸变，但是很难对两者进行充分校正，尤其是在多束带电粒子显微镜下。由于期望增加显微镜吞吐量，因此期望用于校正像散和一阶畸变两者的解决方案。


技术实现要素：

3.一种用于校正像散和线性畸变两者的实例多束扫描电子显微镜（mb-sem）至少包括经耦接以提供电子束的电子源；包含孔阵列的孔板，该孔板经布置以从电子束形成电子小束阵列；和包括多个透镜以及第一消像散器和第二消像散器的 电子柱，该电子柱经耦接以将所述电子小束阵列导向样本，其中第一消像散器和第二消像散器经布置和激励以校正像散和线性畸变两者。
4.另一用于校正像散和线性畸变两者的实例多束扫描电子显微镜（mb-sem）至少包括经耦接以提供电子束的电子源；包含孔阵列的孔板，该孔板经布置以从电子束形成电子小束阵列；多个透镜；第一消像散器和第二消像散器；和包括多个透镜以及第一消像散器和第二消像散器的电子柱。电子柱经耦接以将电子小束阵列导向样本，其中该柱由于多个透镜形成至少一个个别束交叉平面，其中所述电子束中的每个电子束形成所述电子源的中间图像；和至少一个单一公共束交叉平面，其中阵列中的电子束彼此交叉，其中奇数个交叉平面，算上个别束交叉平面和公共束交叉平面两者，处于第一消像散器和第二消像散器之间。
5.又一用于校正像散和线性畸变两者的实例多束扫描电子显微镜（mb-sem）至少包括经耦接以提供电子束的源、经布置以从电子束提供多个探测束的孔阵列板、第一消像散器和第二消像散器和经耦接以至少控制第一消像散器和第二消像散器的激励的控制器。控制器包括代码，其由控制器执行时，使控制器确定两个消像散器的变形强度，基于变形强度和像散强度确定两个消像散器的像散强度，确定两个消像散器的激励的至少两个线性组合以影响像散和线性畸变以及基于两个线性组合激励第一消像散器和第二消像散器以调整像散和线性畸变。
6.一种用于激励多个消像散器以在多束扫描电子显微镜下校正像散和一阶畸变的实例方法至少包括确定两个消像散器的变形强度、基于两个消像散器的变形强度和像散强
度确定两个消像散器的像散强度、确定两个消像散器的激励的至少两个线性组合以影响像散和线性畸变以及基于两个线性组合激励两个消像散器以调整像散和线性畸变。
7.多束扫描电子显微镜（mb-sem）的另一实例至少包括经耦接以提供电子束的源、经布置以从电子束提供多个探测束的孔阵列板、第一消像散器和第二消像散器和经耦接以至少控制第一消像散器和第二消像散器的激励的控制器。控制器包括代码，其由控制器执行时，使控制器确定两个消像散器的变形强度， 基于变形强度和像散强度确定两个消像散器的像散强度，确定两个消像散器的激励的至少两个线性组合以影响像散和线性畸变以及基于两个线性组合激励第一消像散器和第二消像散器以调整像散和线性畸变。
附图说明
8.图1a是根据本公开的实施例的多束带电粒子显微镜的示意图；图1b是根据本公开的实施例的相对于公共交叉平面和个别交叉平面放置的消像散器的实例图示并且会用于说明消像散器对于像散和线性畸变的影响；图2是根据本公开的实施例的源生成使用孔阵列板生成的多束的图示；图3是根据本公开的实施例的多束电子显微镜的一部分的图示；图4是根据本公开的实施例的用于激励两个像散器以校正像散和线性畸变两者的实例方法；和图5是根据本公开的实施例的实例功能框图。
9.贯穿附图的若干视图，类似的附图标记指代对应的部分。
具体实施方式
10.本文公开的实施例针对一种经设计以用于多束操作的带电粒子束柱，其中该柱包括经放置和通电以校正像散和线性畸变两者的至少两个消像散器。在一些实例中，两个消像散器布置在柱内，以便它们可以基本上彼此独立操作，这意味着可以操作一个消像散器以主要控制像散，而操作另一个消像散器以主要控制线性畸变。然而，应当注意，完全独立是不可能实现的，因为像散和线性畸变是内在关联的物理现象。在一些实例中，摆放消像散器使得它们的位置之间有奇数个交叉。尽管即使两个消像散器的位置之间出现偶数个交叉，它们也可以基本上独立操作，但奇数个交叉确保更强的独立操作。另外，本文公开的实施例针对一种确定激励的方法，该激励应提供给每个消像散器以便像散和线性畸变两者得到校正。应当理解，这里描述的方法一般可应用于各种不同的方法和设备，并且不限于任何特定的设备。
11.如在本技术和权利要求书中所使用的，除非上下文中另外明确指明，否则单数形式“一”、“一个”以及“所述”包括复数形式。另外，术语“包括”意指“包含”。进一步地，术语“联接”不排除联接项之间存在中间元件。
12.本文所描述的系统、设备和方法不应以任何方式被解释为限制性的。实际上，本公开针对各种所公开实施例的所有新颖和非显而易见的特征和方面，无论是个别地还是以彼此形成的各种组合和子组合。所公开的系统、方法和设备不限于任何具体方面或特征或其组合，所公开的系统、方法和设备也不要求存在任何一个或多个具体优点或解决任何一个或多个具体问题。任何操作理论均是为了便于阐释，但所公开的系统、方法和设备不限于此
类操作理论。
13.尽管为了便于呈现而以特定的顺序次序来描述所公开的方法中的一些的操作，但应理解，除非下文所陈述的具体语言要求特定排序，否则此描述方式涵盖重新布置。例如，在一些情况下，可以重新布置或同时执行按顺序描述的操作。此外，为了简单起见，附图可能没有示出所公开的系统、方法和设备可以与其它系统、方法和设备结合使用的各种方式。另外，本说明书有时使用像“产生”和“提供”的术语来描述公开的方法。这些术语是所执行的实际操作的高水平抽象。与这些术语相对应的实际操作将取决于特定实施方案而变化，并且易于由本领域普通技术人员辨别。
14.在一些实例中，数值、程序或设备被称为“最低”、“最佳”、“最小”等。将被认识到的是，这类描述旨在指示可在许多使用的功能替代方案中进行选择，并且这类选择不需要更好、更小或者优选于其它选择。
15.多束带电粒子显微镜，诸如使用多个带电粒子小束的多束扫描电子显微镜（mb-sem），由于将多个小束形成为小束阵列，因此提供同时对样本的大区域进行成像的能力。每个小束会生成样本的小区域的相应图像，并且可以将个别图像拼接在一起以提供样本的合成图像。虽然该技术可以提高图像获取的吞吐量，但是当将各个个别图像拼接在一起时可能会出现问题。此类问题可能是由于诸如倾斜、拉伸和/或异向性放大率等畸变造成的。由于例如拉伸引起的畸变可能导致探测器上的串扰更高，并且还可能需要对每个小束的相应采样区域进行大范围过扫描。串扰问题限制分辨率和对比度，而过扫描可能限制吞吐量。
16.一种减少或消除畸变并且减少过扫描要求的技术是向多束带电粒子柱添加一个或多个另外的消像散器。此类另外的消像散器可以提供灵活性以不仅校正像散而且还校正一阶畸变。这种一阶畸变在本文中可以称为变形、线性畸变或椭圆畸变。一阶畸变导致在正交方向，诸如在样本平面中的x方向和y方向上的不同放大率，其也可以表现为在个别基于小束的图像中的倾斜。一阶畸变的校正可能导致每个小束所需的过扫描量的减少，并且改善探测器上的信号质量，从而改善图像质量。尽管像散和线性畸变是关联的，但是如果各个消像散器以减小它们的相互关系的方式布置在带电粒子柱中，则像散和线性畸变可以基本上独立地得到校正。例如，第一消像散器可以布置成与公共束交叉平面邻近或重合，而第二消像散器布置成与小束交叉平面邻近或在其下游。为了清楚起见，公共交叉平面是所有小束彼此交叉的带电粒子柱中的平面，而小束交叉平面是每个小束仅与其自身交叉的柱中的平面。总的来说，期望的是布置两个消像散器，以便在它们的位置之间出现奇数个交叉，其中奇数个交叉算上公共交叉和个别交叉或小束交叉两者。这种布置会导致两个消像散器的基本操作独立，使得像散和线性畸变可以基本上彼此独立地得到校正。虽然在不同时改变像散的情况下不可能影响线性畸变，但是该布置可能导致一个消像散器比像散校正更致力于线性畸变校正。然而，该消像散器也会不可避免地影响像散。应当注意，柱内的两个消像散器的任何布置均在本公开的范围内，偶数个交叉和奇数个交叉两者出现在两个消像散器之间。
17.总的来说，所公开技术的两个消像散器可能对像散和线性畸变有不同的影响。如果令a
tot
和d
tot
是由消像散器a和b产生的所需像散和畸变，则ea和eb是消像散器a和消像散器b的激励，a1和a2是消像散器a和消像散器b的像散灵敏度常数，并且d1和d2是消像散器a和消像散器b的畸变灵敏度常数，则可以形成以下关系：
最后两项提供了在激励方面具有两个未知数的两个方程，其可以在一定条件下求解，诸如：，其中a1和a2不应均为零并且d1和d2不应均为零。应当注意，由于每个方程包括消像散器a和消像散器b两者的激励，a
tot
和d
tot
是相互关联的。尽管这种相互关系可能使控制消像散器以校正像散和线性畸变两者变得更加困难，但是在mb-sem柱中可能有两个消像散器可以放置的位置，这可能降低相互关系并且简化它们的操作。
18.总的来说，两个消像散器可以放置在沿发射体和样本之间的柱的光路的大多数位置，只要它们充分分离即可。充分分离是基于两个消像散器相对于柱中出现的两种类型的交叉的相对位置而建立的。然而，在一些实例中，可能期望的是避免将消像散器放置在与个别交叉相同的平面中，或由于缺乏消像散器在该平面中和周围可能具有的影响而将两个消像散器放置在个别交叉平面的相对侧上。另一方面，将消像散器放置在具有公共交叉的平面中可以提供像散校正而不影响线性畸变。此外，将消像散器放置在公共交叉平面和个别交叉平面之间可以让该消像散器对线性畸变的影响大于对像散的影响。在一些实例中，将一个消像散器布置在公共交叉平面处并且将另一个消像散器布置在个别交叉平面和随后的公共交叉平面之间可以让这两个消像散器基本上独立操作，使得一个消像散器主要影响像散，而另一个消像散器对线性畸变的影响大于对像散的影响。其它细节参见下图3。
19.所公开的技术另外确定待施加到每个消像散器的激励，以便像散和线性畸变两者得到校正，例如减小或消除像散和线性畸变。该技术包括确定每个消像散器的每单位激励的像散强度和变形强度，确定两个消像散器的激励的组合以处理线性畸变和像散两者，然后将一个或多个激励施加到消像散器。如本文所使用的，变形强度是指消像散器可以为电子束和/或小束提供的每单位激励的线性畸变校正的程度。变形强度的概念在本文中也可称为每单位激励的线性畸变校正能力。应当注意，显微镜内的消像散器的相对位置影响每个消像散器的激励。
20.图1a是根据本公开的实施例的多束带电粒子显微镜100的示意图。多束带电粒子显微镜（mbcpm）100示出了sem的实施例，但是显微镜100也可以是例如stem或光刻成像系统。显微镜100尤其包括电子源3、电子束柱5、真空室7、孔板9、镜台17、探测器23和探测器27。显微镜100向样本s提供多个带电粒子小束，并且获取小束中的每个小束的图像。为了减少或消除像散和一阶畸变（例如，线性畸变），显微镜100包括至少两个经布置使得它们的性能基本上独立的消像散器。至少减少或消除线性畸变至少会让吞吐量增加和图像质量改善。
21.发射体3可以是例如产生电子束b的任何电子发射体，诸如肖特基发射体、冷feg或lab6灯丝。电子束b可以沿着粒子光轴b'传播。
22.电子束柱5可以包括多个透镜，孔阵列板9和多个消像散器。多个透镜可以至少包括透镜11、透镜13和透镜14，其可以将电子束b导向/聚焦到样本平面。布置在柱5内的偏转单元15可以偏转和/或扫描束b。在一些实例中，柱5还可以包含像差校正器、视场光阑等。
23.孔阵列板9可以放置在发射体3和透镜11之间，并且可以包括孔阵列，其可以在n
×
n个孔的栅格内。当然，诸如线性或圆形的其它孔结构也是可能的。孔的数量可以是任何期望的数量，并且是本公开的非限制性方面。在一些实例中，孔柱板9包括8
×
8个孔的阵列，其可以从电子束b产生64个小束。
24.多个消像散器，诸如消像散器12和消像散器16可以布置在柱5内，以根据它们各自的激励来校正像散和线性畸变两者。如果消像散器如本文所公开的那样进行布置，则可以激励消像散器12和消像散器16的组合，以便像散和线性畸变两者几乎彼此独立地得到校正。在一些实例中，根据消像散器12和消像散器16的相对布置，每个消像散器可以基本上独立地调整线性畸变或像散。此外，消像散器是校正像散或还是校正线性畸变可以取决于与消像散器重合或邻近的交叉的类型。例如，如果消像散器与公共束交叉邻近或重合，则该消像散器布置成主要校正像散。另一方面，在另一个消像散器放置在公共交叉位置的情况下，如果消像散器布置在个别束交叉和公共束交叉之间，那么该消像散器布置成主要校正线性畸变。虽然线性畸变和像散是相关联的，但是如果柱内的消像散器摆放使得它们可以基本上彼此独立操作，则对线性畸变或像散的校正可以基本上解除关联。这种独立性可以通过将消像散器物理布置成使得它们各自的位置之间出现至少一个束交叉来获得。在一些实例中，将消像散器布置成以便在它们的位置之间出现奇数个交叉，算上公共交叉和个别交叉两者。虽然在一些实例中在两个消像散器之间还可以有偶数个中介交叉，但是奇数可以改善两个消像散器的独立操作。应当注意，它们的摆放顺序不影响对像散和线性畸变两者的校正。正是它们彼此之间的相对位置和与交叉的相对位置决定了它们的独立性和相对影响。
25.图1b是相对于公共交叉平面和个别交叉平面放置的消像散器的实例图示并且会用于说明消像散器对于像散和线性畸变的影响。图1b示出了放置在公共交叉平面和个别交叉平面之间的具有各自距离lc和li的消像散器12。距离lc和li确定消像散器12对像散和线性畸变，例如对变形的影响。消像散器12对于像散的强度，例如消像散器12对像散的影响，大约与l
i2
成比例，而对于线性畸变的强度，例如对其的影响，与li*lc成比例。应当注意，这些距离有方向性的并且参照消像散器的平面，从而产生正值和负值两者。
26.为了校正线性畸变和像散两者，期望的是消像散器12和消像散器16两者对于像散是有影响的，并且消像散器12或消像散器16中的至少一个消像散器对于线性畸变是有足够影响的。例如，为了对于像散是有影响的，期望将消像散器放置得足够远离个别交叉平面，而为了对于线性畸变是有影响的，期望将消像散器放置得足够远离公共交叉平面。还期望的是放置每个消像散器，使得它们彼此充分独立。放置消像散器使得其彼此充分独立可以简化它们的操作，但不是所公开技术的要求。这样，期望的是使消像散器12的值对（l
i2
, li*lc）与消像散器16的值对（l
i2
, li*lc）尽可能正交。总的来说，期望的是放置两个消像散器，使得它们基本上彼此独立操作，并且像散和线性畸变两者可以得到校正。
27.还应当注意，使消像散器放置在与个别交叉相同的平面中可能既不影响线性畸变也不影响像散，而使消像散器放置在与公共交叉相同的平面中可能不会使图像畸变，但会
影响像散。因此，将消像散器放置在公共交叉处以影响像散而不影响线性畸变在操作上是有益的，但是这种布置不是必需的。
28.鉴于上述约束，柱5中可能有消像散器12和消像散器16可能放置的各种位置，以提供关于校正像散和线性畸变两者的公开优点。但是，一些位置在柱设计和工程方面可能比其它位置更容易实现。另外，可能有一些布置比其它布置更能使两个消像散器的操作分离。然而，应当注意，这种布置对于本文所公开的技术的实施不是必需的，并且本文考虑了所有布局。下面将参照图3更详细地讨论消像散器的各种位置并且图1中消像散器12和消像散器16的位置仅用于说明目的。还应当注意，消像散器12和消像散器16的位置也可能影响它们的操作，因为一个或两个消像散器的位置变化会改变每个消像散器对像散和线性畸变两者的影响程度。
29.真空室7，包含样本固持器17和相关联的镜台/致动器19，用于固持/放置样本s。真空室7（以及柱5/源3）使用真空泵（未示出）抽真空。借助于电压源21，如果需要，样本固持器17或至少样本s可以相对于地面偏置（浮动）到电位。
30.通过在样本s上方扫描电子束b，输出辐射（包含例如x射线、红外/可见/紫外光、二次电子和/或背散射电子）从样本s发出。检测器23、27可以从各种可能的检测器类型中选择，所述检测器类型可以用于检查这种输出辐射的不同类型/形态。
31.探测器23例如是分段电子探测器，其包含多个关于中心开口25（围绕光轴b'）安置的独立检测段（例如象限）。例如，这种检测器可以用于研究从样本s发出的（第二/背散射的）电子的角度依赖性。
32.探测器27例如是x射线探测器，其可用于记录从样本s发出的x射线，从而执行能量弥散x射线谱法（edx）。可替代地，它可以是例如阴极发光检测器。
33.可替代地或另外地，可以包括背散射电子探测器。由于所检测的输出辐射是位置相关的（由于所述扫描运动和小束位置），因此从探测器23和探测器27获得的信息也会是位置相关的，并且因此可以用于组装图像，其基本上是作为样本s上的扫描路径位置的函数的探测器输出的图。来自探测器23和探测器27的信号沿控制线（总线）29'传递，由控制器29处理，并且显示在显示单元31上。此类处理可包括例如组合、整合、减法、伪着色、边缘增强和所属领域的技术人员已知的其它处理等操作。此外，自动识别过程（例如，如用于粒子分析）可包括在此类处理中。
34.操作时，电子束b0（见图2）生成由柱5导向样本s的n
×
n小束b''阵列。当小束b''阵列穿过柱5时，每个小束例如通过多个透镜11、透镜13和透镜14以及消像散器12和消像散器16传播。如果消像散器12布置在公共束交叉平面中或与其邻近，那么消像散器12被激励时将主要校正像散。另外，如果消像散器16布置在个别束交叉平面的下游，那么消像散器16被激励时将主要校正一阶畸变。消像散器16相对于个别束交叉平面和公共束交叉平面的位置可以确定其可以提供的每单位激励的校正量。总的来说，将消像散器16放置在两种交叉平面中间可以提供最稳健的校正水平，因为中间点导致li等于lc，从而导致最大畸变校正/影响。为了确保两个消像散器12、16基本上独立地校正像散和线性畸变，它们布置在柱5内，以便在它们的位置之间出现奇数个交叉。奇数可以是1、3、5等。虽然在两个消像散器之间出现奇数个交叉的实例可能是优选的，但是具有偶数个交叉的实例也是可能的，并且在本文中被考虑。两种类型实例的差异可以在用于解决像散和线性畸变两者的消像散器的激励和控
制中显现。由于小束b''的光栅化，每个小束会形成样本s的区域的相应图像。由于根据本文公开的技术布置的两个消像散器，可以减少每个小束的过扫描量，并且增加显微镜吞吐量。
35.此外，控制器29包括代码或接收代码，其让显微镜100确定如何激励消像散器12和消像散器16以便像散和线性畸变两者得到校正。该代码可以经过多个步骤以获得适合于两个消像散器的激励的组合，其可能受到它们在柱5内的相对位置的影响。下面关于图4更详细地描述的方法至少包括使用至少三个线性独立的激励来确定两个消像散器中的每个消像散器的像散强度和变形强度（例如，线性畸变校正的程度），诸如每个消像散器个别关闭以及两个消像散器同时关闭。为了确定像散强度和/或变形强度，对小束进行成像以针对每种激励设置测量每个小束的位置和/或像散。例如，可以在两个消像散器均关闭、仅第一消像散器开启以及仅第二消像散器开启的情况下获取每个小束的图像。通过针对每种设置测量每个小束的位置，可以确定两个消像散器中的每个消像散器的每单位激励的变形强度。例如，通过针对每种设置测量小束的相对移动，确定每单位激励的畸变量。
36.该确定导致获得消像散器12和消像散器16中的每个消像散器的每单位激励的像散和变形强度。接下来，根据所确定的对于像散和线性畸变的强度，可以仅使用消像散器12来校正像散。然后，测量线性畸变。随后，基于所测量的线性畸变和消像散器强度，可以确定消像散器16（以及可能的消像散器12）的激励，以便在不改变像散的情况下使线性畸变得到校正。激励消像散器12和消像散器16两者因此产生了像散校正图像和正形图像。
37.然而，在其它实例中，可以执行该过程以便首先例如通过激励消像散器16来使线性畸变得到校正，然后确定消像散器12和消像散器16的激励的线性组合，其会校正像散，同时保持线性畸变不变。在又一实例中，两个消像散器12、16可以用能量的任意线性组合来进行激励，然后消像散器12或16中的一个消像散器可以经历另外的正或负激励，以校正由激励能量的任意线性组合引入的任何另外的像散和/或线性畸变。
38.在另一实例中，如果消像散器12布置成与公共交叉平面重合，则只需要确定消像散器16的变形强度，然后可以激励消像散器12以校正像散，同时保持消像散器16的激励以校正线性畸变。
39.图2是根据本公开的实施例的源200生成使用孔阵列板生成的多束的图示；前体电子束bo离开电子发射体3，穿过一系列电极3'，并且撞击在含有多个孔9'的孔板9上。这种孔板9可以例如通过使用薄膜(mems)技术在硅片中蚀刻小孔阵列来制造。孔板/ala 9例如放置在电子束柱5内，并且通常会安置成与电子发射体3相对靠近，例如在其下游大约5 mm至10 mm的间隔处。作为撞击ala 9的结果，前体束bo被转换成多个/阵列b的子束/小束/分量束b''，其具有与用于产生它们的所述多个孔9''相同的几何配置。然后，该束阵列b遵循其路线沿着轴线b'通过柱5，将束阵列b引导到样本s上。
40.在一些实例中，孔板/ala 9包含14
×
14个孔9'的阵列，每个孔的直径大约10 μm并且间距/间隔大约20 μm。在其它实例中，孔板/ala 9包含8
×
8个孔9'的阵列。所提供的孔板9的实例是本公开的非限制性方面，并且在本文中考虑了任何孔板设计。
41.电极3'在每个孔9'处产生电势变化，使得每个孔9'充当静电微型透镜。以这种方式，将各个子束b''聚焦到孔板/ala 9下游的源3的（中间）图像阵列。总的来说，可能仅需要一个电极3'与孔板/ala 9协同工作以产生这种透镜效应；然而，不止一个电极3'的使用给出更多关于调整小束的可能性。
42.源3与孔板/ala 9的各个孔9'（静电微型透镜）之间的距离随着与光学轴/柱轴b'的距离增加而略微增加。如果所有孔/微型透镜9'具有相同的聚焦强度，则这将导致源3的（中间）图像的图像距离变化，使得这些图像将不位于垂直于光轴/柱轴b'的一个公共平面中，但将位于曲面（本质上是球体的一部分）上。为了防止此平面与（中间）源图像的这种弯曲，可以使用校正电极，所述校正电极的尺寸使得其场主要影响外部微型透镜的聚焦强度。通过适当地微调此校正电极上的电位，可以减轻/消除上述弯曲。这种校正电极可以包含在所示的电极3'的组中，例如，如y. zhang和p. kruit在期刊文章所阐述，《高亮度多电子束源的设计（design of a high brightness multi-electron-beam source）》，第七届带电粒子光学国际会议记录（proc. seventh int. conf. on charged particle optics）, 《物理研究荟萃1（physics procedia 1）》 (2008),第553-563页,爱思唯尔出版社（elsevier pub.）可替代地，此类型的校正电极可以放置在ala 9的下游，例如，如美国专利us 8,598,545中所述（通过引用并入本文中）。
43.图3是根据本公开的实施例的多束电子显微镜300的一部分的图示。显微镜300被配置成向样本s提供多小束电子束b，该样本由于系统300中所包括的至少两个消像散器而使其像散和线性畸变得到校正。通过校正，减少或消除，像散和线性畸变两者，可以减少过扫描需求，提高图像质量并且增加显微镜吞吐量。
44.显微镜300包括源和柱，该源和柱组合起来以将电子束b导向样本s。该源包括发射体3、电极3'和孔阵列板9。以上讨论了这些组件，为了简洁起见，将不再重复此类讨论。源产生电子束b0，其是小束b''的起源。小束b''经由该柱导向样本s。
45.柱包括多个透镜，诸如透镜11、透镜13、透镜14和透镜17。虽然示出了四个透镜，但是可以包括更少或更多的透镜而不影响在此公开的技术并且在本公开的范围内。透镜11、透镜13、透镜14和透镜17沿着该柱进行布置，以将小束b''导向并聚焦到样本s上。此类透镜可以是电磁的或静电的，并且每个透镜可以由一个或多个电极形成。另外，该柱包括消像散器12和消像散器16，两个消像散器经操作以便它们对小束的组合影响校正像散和线性畸变两者。总的来说，每个消像散器的相对摆放不仅会确定它们主要校正什么，而且还会确定它们的独立操作水平。然而，有一些位置的组合可能会降低它们的独立性并且可能让操作更简单。
46.由于各种透镜，束交叉在透镜内的不同位置形成。虽然这不一定总是正确的，但是可以以这种方式设计该柱以减少像差。束交叉包括公共束交叉和个别束交叉。公共束交叉是每个小束在平面中的相同位置交叉的位置。换句话说，公共交叉是每个小束与所有其它小束交叉的位置。另一方面，个别束交叉是每个小束与其自身交叉但不与任何其它小束交叉的交叉。例如，公共束交叉平面出现在透镜13和透镜17的位置，而个别束交叉平面出现在透镜11和透镜14的位置。
47.对于消像散器12和消像散器16的摆放，可以选择位置以确保像散和线性畸变两者得到校正。总的来说，可以放置一个消像散器来基本上仅校正像散，而两个消像散器的组合在激励方面校正线性畸变。例如，一个消像散器可以布置成与透镜13重合或邻近，即在pos. 2处。在一些实施例中，透镜13可以是聚光透镜。由于该透镜也是公共束交叉的位置，因此该消像散器可以主要校正像散。然后另一个消像散器可以放置在pos. 4处,其处于透镜14和透镜17的中间，例如，个别交叉平面的下游和到下一个公共交叉平面的中间。在一些实施例
中，透镜17可以是物镜。pos. 4处的消像散器可以主要校正线性畸变，但也会提供一些像散校正强度。尽管这种位置组合，例如位置2和位置4，提供了像散和线性畸变的校正，但是位置1至位置5的其它组合也是可能的并且在本公开的范围内。其它实例组合包括位置1和位置2、位置2和位置3、位置3和位置4、位置1和位置4、位置4和位置5等。可替换地，两个消像散器可在位置1或位置4周围间隔一定距离放置，以提供一些实例。
48.在一些实例中，放置消像散器使得在它们的位置，诸如位置1、3、5等之间出现奇数个交叉，算上公共交叉和个别交叉两者，可能是有利的。然而，所公开的技术也同样适用于奇数个中介交叉，包括0、2、4等。
49.图4是根据本公开的实施例的用于激励两个消像散器以校正像散和线性畸变两者的实例方法401。方法401可以在包括两个消像散器的电子显微镜上实施，诸如关于显微镜100所讨论的。在这样的实例中，两个消像散器可以如这里所讨论的那样进行布置，使得它们基本上彼此独立地运转。然而，虽然一个消像散器可能只影响像散，但另一个消像散器可能影响像散和线性畸变两者。这样，建立两个消像散器的激励的方法包括确定每个消像散器的激励水平，以便整体影响是减小或消除mb-sem的每个小束的像散和线性畸变。应当注意，使得像散和线性畸变两者得到校正的每个消像散器的激励水平可能会受到它们与公共平面和小束交叉平面的相对位置的影响。
50.方法401可以开始于过程框403，其包括确定两个消像散器的变形强度。两个消像散器例如可以是如上所述的消像散器12和消像散器16。可以使用至少三种线性独立的消像散器设置以及针对每种设置测量每个小束的位置来确定两个消像散器中的每个消像散器的变形强度，例如每单位激励的线性畸变校正的程度。例如，可以在两个消像散器均关闭、仅第一消像散器开启以及仅第二消像散器开启的情况下获取每个小束的图像。通过针对每种设置测量每个小束的位置，可以确定两个消像散器中的每个消像散器的每单位激励的变形强度。例如，通过针对每种设置测量小束的相对移动，确定每单位激励的畸变量。
51.过程框403之后可以是过程框405，其包括确定两个消像散器的像散强度。与过程框403一样，两个消像散器可以是例如消像散器12和消像散器16。像散强度的确定可以基于变形强度并且已知整个多束轨迹，包括公共交叉位置和小束交叉位置，或两个消像散器之间的多束轨迹。已知系统的轨迹或至少在消像散器之间的轨迹，可以确定变形强度和像散强度之间的比率，这导致像散强度的确定。在一些实例中，一个消像散器可以放置在公共交叉平面处，这可能不需要确定消像散器的像散强度。在这样的实例中，可能只需要确定其它消像散器的变形强度。
52.在一些实例中，像散强度和/或变形强度可以使用照相机对小束进行成像来确定。成像可以基于个别探头的位置和个别图像或合成图像的相对倾斜和/或聚焦来提供像散强度和/或变形强度的指示。使用照相机来确定强度可以进行快速和定期确定这些值。然而，应当注意，对于每个消像散器和给定的束轨迹，消像散器的变形强度和像散强度是固定值，并且可能只需要测量一次。
53.还应当注意，过程框403和过程框405可以以相反的顺序执行，并且过程框403不需要在过程框405之前执行。
54.过程框405或过程框403之后可以是过程框407，其包括确定两个消像散器的激励的至少两个线性组合以影响像散和线性畸变两者。两个线性组合可以导致一个组合只改变
像散，同时保持线性畸变不变。另外的组合仅改变线性畸变，同时保持像散不变。
55.过程框407之后可以是过程框409，其包括激励两个消像散器以校正像散和线性畸变。在一个实例中，该过程可以包括首先使用常规方法消除图像中的像散。一旦像散得到校正，测量探头的位置以确定线性畸变。基于所确定的线性畸变，应用两个消像散器的激励的组合中的一个组合来去除线性畸变，同时维持像散。
56.图5是根据本公开的实施例的示例功能框图500。图5是展示可以用于实施本公开的实施例的计算机系统500的框图。例如，计算系统500可以是包括在系统100和/或em 200中的计算硬件的实例，如控制器30/230，并且其可以并入存储器32并且耦接到显示器31和用户输入装置33。计算机系统500至少包括硬件处理器，如用于处理信息的核530，其可以耦接到通信总线。计算系统500可以用于实施本文所公开的方法和技术，如方法301，并且还可以用于基于样本扫描与脉冲电子束的脉冲周期的同步获得图像。
57.计算机系统500还包括耦接到总线用于存储信息和将由核530执行的指令的主存储器532，如随机存取存储器（ram）或其它动态存储装置。主存储器532还可以用于在执行将由核530执行的指令期间存储临时变量或其它中间信息。此类指令当被存储在核530可访问的非暂时性存储介质中时，使计算机系统500成为被定制成执行指令中指定的操作的专用机器。主存储器532可以是存储器32或与存储器32分离。
58.计算机系统500进一步包括只读存储器（rom）534或耦接到总线用于存储核530的静态信息和指令的其它静态存储装置。提供如磁盘或光盘的存储装置536并将所述存储装置联接到总线以用于存储信息和指令。
59.计算机系统500可以通过总线耦接到显示器，如显示器31，以用于向计算机用户显示信息。输入装置33（包括字母数字键和其它键）耦接到总线，用于向核530传送信息和命令选择。另一种类型的用户输入装置是如鼠标、轨迹球或光标方向键等用于将方向信息和命令选择传送到核530并且用于控制显示器上的光标移动的光标控制。此输入装置通常具有在两个轴线（第一轴线（例如，x）和第二轴线（例如，y））上的两个自由度，其允许所述装置指定一个平面中的位置。
60.计算机系统500可以使用与计算机系统结合使得或编程计算机系统500为专用机器的定制的硬连线逻辑、一个或多个asic或fpga、固件和/或程序逻辑来实施本文中所描述的技术。根据一个实施例，本文的技术由计算机系统500响应于核530执行在主存储器532中含有的一个或多个指令的一个或多个序列来执行。可以使此类指令从另一个存储介质（如存储装置536）读取到主存储器532中。执行主存储器532中含有的指令序列使核530执行本文所描述的过程步骤。在替代实施例中，可以使用硬连线电路来代替软件指令或与软件指令相结合。
61.如本文所使用的，术语“存储介质”是指存储使机器以具体方式操作的数据和/或指令的任何非暂时性介质。此类存储介质可以包含非易失性介质和/或易失性介质。非易失性介质包括例如光盘或磁盘，如存储装置536。易失性介质包括动态存储器，如主存储器532。存储介质的常见形式包括例如软盘、软磁盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其它磁性数据存储介质、cd-rom、任何其它光学数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、ram、prom和eprom、闪存eprom、nvram、任何其它存储器芯片或盒式存储器、内容可寻址存储器（cam）和三元内容可寻址存储器（tcam）。
62.存储介质与传输介质不同，但是可与传输介质结合使用。传输介质参与存储介质之间的信息传输。例如，传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含总线640的导线。传输介质还可以采用声波或光波的形式，如在无线波和红外数据通信期间生成的声波或光波。
63.各种形式的介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列承载到核530以供执行。例如，指令最初可以承载在远程计算机的磁盘或固态驱动器上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中并通过网络发送指令。
64.计算机系统500还包括耦接到总线的通信接口538。通信接口538提供耦接到连接到本地网络的网络链路（未示出）的双向数据通信。例如，通信接口538可以是综合业务数字网（isdn）卡、电缆调制解调器、卫星调制解调器、或用于提供与相应类型电话线的数据通信连接的调制解调器。作为另一实例，通信接口538可以是用于提供连接到兼容lan的数据通信连接的局域网（lan）卡。还可以实施无线链路。在任何此类实施方案中，通信接口538发送并接收承载表示各种类型的信息的数字数据流的电信号、电磁信号或光信号。
65.计算机系统500可以通过网络、网络链路和通信接口538发送消息和接收数据，包括程序代码。在互联网实例中，服务器可以通过互联网经由isp、本地网络和/或通信接口538传输应用程序的请求代码。接收到的代码可以在其被接收到时由核530执行，和/或存储在存储装置536或其它非易失性存储装置中以供稍后执行。
66.本文所讨论的用于说明所公开的技术的实施例不应被认为是限制性的，而是仅提供实施方案的实例。例如，可以使用多个消像散器来校正像散和线性畸变两者，而不是仅仅是所讨论的那两个消像散器。可以将消像散器不同数目的部件沿柱摆放在所讨论的位置，并且进行类似的操作，例如仅对它们的激励能量有微小的变化。本领域技术人员将理解所公开的技术可以实施的其它无数方式，这些方式在本文中被考虑并在本公开的范围内。
67.一种用于校正像散和线性畸变两者的实例多束扫描电子显微镜（mb-sem）至少包括经耦接以提供电子束的电子源；包含孔阵列的孔板，该孔板经布置以从电子束形成电子小束阵列；和包括多个透镜以及第一消像散器和第二消像散器的 电子柱，该电子柱经耦接以将所述电子小束阵列导向样本，其中第一消像散器和第二消像散器经布置和激励以校正像散和线性畸变两者。
68.上述实例中，第一消像散器布置在公共束交叉平面处。
69.上述实例中，第一消像散器布置在具有聚光透镜的平面中。
70.上述实例中，第一消像散器校正像散。
71.上述实例中，第二消像散器布置在个别束交叉平面和公共交叉平面之间。
72.上述实例中，第二消像散器布置在物镜和处于物镜和聚光透镜之间的透镜之间。
73.上述实例中，第一消像散器布置在第二消像散器和物镜之间。
74.上述实例中，第二消像散器基本上校正线性畸变。
75.上述实例中，第一消像散器和第二消像散器两者是八极装置。
76.上述实例中，第一消像散器校正像散，第一消像散器和第二消像散器组合起来校正线性畸变。
77.上述实例中，第一消像散器布置在具有聚光透镜的平面中，第二消像散器布置在物镜和处于聚光透镜和物镜之间的透镜之间。
78.另一用于校正像散和线性畸变两者的实例多束扫描电子显微镜（mb-sem）至少包括经耦接以提供电子束的电子源；包含孔阵列的孔板，该孔板经布置以从电子束形成电子小束阵列；多个透镜；第一消像散器和第二消像散器；和包括多个透镜以及第一消像散器和第二消像散器的电子柱。电子柱经耦接以将电子小束阵列导向样本，其中该柱由于多个透镜形成至少一个个别束交叉平面，其中所述电子束中的每个电子束形成所述电子源的中间图像；和至少一个单一公共束交叉平面，其中阵列中的电子束彼此交叉，其中奇数个交叉平面，算上个别束交叉平面和公共束交叉平面两者，处于第一消像散器和第二消像散器之间。
79.上述实例中，第一消像散器布置在公共束交叉平面处或在具有聚光透镜的平面中，或布置成与公共束交叉平面邻近或布置在具有聚光透镜的平面中。
80.上述实例中，第一消像散器校正像散。
81.上述实例中，第二消像散器布置在个别束交叉平面和公共交叉平面之间，或布置在物镜和处于物镜和聚光透镜之间的透镜之间。
82.上述实例中，第一消像散器和第二消像散器组合起来校正线性畸变。
83.上述实例中，第一消像散器校正像散，第一消像散器和第二消像散器组合起来校正线性畸变。
84.上述实例中，第一消像散器布置在具有聚光透镜的平面内，并且第二消像散器布置在物镜和处于聚光透镜和物镜之间的透镜之间。
85.上述实例中，多个透镜至少包括枪透镜、聚光透镜、中间透镜和物镜。
86.上述实例中，多个透镜按照从电子源到样本所列出的顺序布置。
87.上述实例中，孔板包括n
×
n孔阵列。
88.又一用于校正像散和线性畸变两者的实例多束扫描电子显微镜（mb-sem）至少包括经耦接以提供电子束的源、经布置以从电子束提供多个探测束的孔阵列板、第一消像散器和第二消像散器和经耦接以至少控制第一消像散器和第二消像散器的激励的控制器。控制器包括代码，其由控制器执行时，使控制器确定两个消像散器的变形强度，基于变形强度和像散强度确定两个消像散器的像散强度，确定两个消像散器的激励的至少两个线性组合以影响像散和线性畸变以及基于两个线性组合激励第一消像散器和第二消像散器以调整像散和线性畸变。
89.一种用于激励多个消像散器以在多束扫描电子显微镜下校正像散和一阶畸变的实例方法至少包括确定两个消像散器的变形强度、基于两个消像散器的变形强度和像散强度确定两个消像散器的像散强度、确定两个消像散器的激励的至少两个线性组合以影响像散和线性畸变以及基于两个线性组合激励两个消像散器以调整像散和线性畸变。
90.上述实例方法中，确定两个消像散器的变形强度包括针对多种不同的像散器设置确定多个探测束中的每个探测束的探测束位置。
91.上述实例方法中，两个消像散器的多种不同的消像散器设置包括两个消像散器均关闭、第一消像散器开启并且第二消像散器关闭以及第二消像散器开启并且第一消像散器关闭。
92.上述实例方法中，针对多种不同的消像散器设置确定多个探测束中的每个探测束的探测束位置包括 对每个探测束位置进行成像。
93.上述实例方法中，变形强度是由两个消像散器中的每个消像散器引起的每单位激
励的线性畸变量。
94.上述实例方法中，确定两个消像散器的像散强度包括基于在第一消像散器和第二消像散器之间出现的多束轨迹，以及确定两个消像散器的变形强度和像散强度之间的比率。
95.上述实例方法中，像散强度是基于比率和所确定的变形强度来确定的。
96.上述实例方法中，两个线性组合中的一个组合仅改变线性畸变但保持像散不变，而两个线性组合中的另一个组合仅改变像散但保持线性畸变不变。
97.上述实例方法中，基于两个线性组合激励两个消像散器以调整像散和线性畸变包括基于两个线性组合，利用两个消像散器的激励的组合来消除像散；基于探测束位置，测量多个探测束的每个探测束位置；确定线性畸变的量；以及基于两个线性组合，消除所确定的线性畸变，同时继续消除像散。
98.上述实例方法中，基于两个线性组合消除所确定的线性畸变同时继续消除像散包括调整两个消像散器中的至少一个消像散器的激励以去除所确定的线性畸变同时维持像散。
99.多束扫描电子显微镜（mb-sem）的另一实例至少包括经耦接以提供电子束的源、经布置以从电子束提供多个探测束的孔阵列板、第一消像散器和第二消像散器和经耦接以至少控制第一消像散器和第二消像散器的激励的控制器。控制器包括代码，其由控制器执行时，使控制器确定两个消像散器的变形强度， 基于变形强度和像散强度确定两个消像散器的像散强度，确定两个消像散器的激励的至少两个线性组合以影响像散和线性畸变以及基于两个线性组合激励第一消像散器和第二消像散器以调整像散和线性畸变。
100.上述mb-sem实例中，用于确定两个消像散器的变形强度的代码包括这样的代码，由控制器执行时，使控制器针对多种不同的消像散器设置确定多个探测束中的每个探测束的探测束位置。
101.上述mb-sem实例中，两个像散校正的多种不同的像散校正设置包括两个消像散器均关闭、第一消像散器开启并且第二消像散器关闭以及第二消像散器开启并且第一消像散器关闭。
102.上述mb-sem实例中，使用相机确定每个探测束位置。
103.上述mb-sem实例中，变形强度是由两个消像散器引起的每单位激励的线性畸变量。
104.上述mb-sem实例中，用于确定两个消像散器的像散强度的代码包括这样的代码，由控制器执行时，使控制器基于完整的多束轨迹，包括公共交叉平面和个别交叉平面，确定电子柱的变形强度和像散强度之间的比率。
105.上述mb-sem实例中，像散强度是基于比率和所确定的变形强度确定的。
106.上述mb-sem实例中，两个线性组合中的一个组合仅改变线性畸变但保持像散不变，而两个线性组合中的另一个组合仅改变像散但保持线性畸变不变。
107.上述mb-sem实例中，用于基于两个线性组合激励第一消像散器和第二消像散器以调整像散和线性畸变的代码包括这样的代码，由控制器执行时，使控制器基于两个线性组合的代码组合通过两个像散器的激励的组合来消除像散，测量多个探测束的每个探测束位置，基于探测束位置，确定线性畸变以及基于两个线性组合，消除所确定的线性畸变同时继
续消除像散。
108.上述mb-sem实例中，用于消除所确定的线性畸变同时继续消除像散的代码包括这样的代码，由控制器执行时，使控制器调整两个消像散器中至少一个消像散器的激励，以去除所确定的线性畸变，同时维持像散。