CN110383415B - 用于带电粒子检测的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了用于带电粒子检测的系统和方法。检测系统包括信号处理电路(502)，该信号处理电路(502)被配置为基于从多个电子感测元件(244)接收的电子强度数据来生成一组强度梯度。检测系统进一步包括束斑处理模块(506)，该束斑处理模块(506)被配置为：基于一组强度梯度来确定束斑的至少一个边界；以及基于所述至少一个边界来确定多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在束斑内。束斑处理模块可以进一步被配置为：基于从第一组电子感测元件接收的电子强度数据来确定束斑的强度值，并且还基于强度值来生成晶片的图像。

Description

用于带电粒子检测的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请基于于2017年2月7日提交的、标题为“High Speed Electron DetectionMethod”的美国临时申请号62/455,674和于2017年10月25日提交的、标题为“Method andApparatus for Charged Particle Detection”的美国临时申请号62/577,129，并要求其优先权，并且该两个申请的公开内容都以其整体通过引用并入本文。
技术领域
本公开通常涉及带电粒子束领域，更具体地，涉及一种用于带电粒子检测的方法和装置。
背景技术
在集成电路(IC)的制造工艺中，未完成或已完成的电路部件被进行检查以确保它们根据设计进行制造并且没有缺陷。利用光学显微镜的检查系统通常具有低至几百纳米的分辨率；并且分辨率受光的波长限制。由于IC部件的物理尺寸继续减小到低于100纳米或者甚至低于10纳米，所以需要能够具有比使用光学显微镜的检查系统高的分辨率的检查系统。
能够具有低至小于1纳米的分辨率的带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如，扫描电子显微镜(SEM)或透射电子显微镜(TEM))用作用于检查特征尺寸小于100纳米的IC部件的实用工具。利用SEM，单个初级电子束的电子或者多个初级电子束的电子可以聚焦在被检查的晶片的预定扫描位置处。初级电子与晶片相互作用，并且可以被反向散射或者可以使晶片发出次级电子。包括反向散射电子和次级电子的电子束的强度可以基于晶片的内部和/或外部结构的属性而变化。
包括反向散射电子和次级电子的电子束可以在电子检测器的表面上的预定位置处形成一个或多个束斑。电子检测器可以生成表示检测到的电子束的强度的电信号(例如，电流、电压等)。可以利用测量电路系统(例如，模数转换器)来测量电信号以获得检测到的电子的分布。在检测时间窗口期间收集的电子分布数据与入射在晶片表面上的一个或多个初级电子束的对应扫描路径数据组合，可以用于重构被检查的晶片结构的图像。经重构的图像可以用于揭示晶片的内部和/或外部结构的各种特征，并且可以用于揭示可能存在于晶片中的任何缺陷。
图像重构的保真度确定图像表示晶片结构的接近程度。可以通过不与由晶片发出的初级电子或次级电子相关联的噪声信号来降低保真度。存在噪声信号的各种潜在源。例如，电子检测器可以在接收或未接收到任何电子的情况下生成暗电流。可以将暗电流添加到与检测到的电子实际相称的电流，从而将误差数据引入到图像重构。而且，电子检测器还可以由于故障而不生成电流或者生成不反映接收到的电子数目的电流量。进一步地，在多个初级电子束扫描晶片并且由被检查的晶片发出多个电子束的情况下，由于电子光学子系统中的像差和色散的影响，来自从晶片发出的相邻束的电子可以到达电子检测器表面的相同位置。因此，由相邻电子束形成的束斑可能会部分重叠，导致串扰。所有这些都可能作为噪声分量添加到电子检测器的输出信号。因此，电子检测器的输出信号可以包括与被检查的特定晶片结构无关的噪声分量，并且因此可以降低基于这些输出信号的图像重构的保真度。
发明内容
本公开的实施例提供了用于带电粒子检测的系统和方法。在一个实施例中，提供了一种检测系统。该检测系统包括信号处理电路，该信号处理电路被配置为：基于从多个电子感测元件接收到的电子强度数据来生成一组强度梯度。检测系统进一步包括束斑处理模块，该束斑处理模块被配置为：基于一组强度梯度来确定束斑的至少一个边界；以及基于至少一个边界来确定多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在束斑内。
在另一实施例中，提供了一种检测系统。该检测系统包括束斑处理模块。束斑处理模块被配置为：获取基于多个电子感测元件中的相邻电子感测元件之间的强度信号中的梯度而生成的一组强度梯度。束斑处理模块还被配置为：基于一组强度梯度来确定束斑的至少一个边界。束斑处理模块进一步被配置为：基于至少一个边界来确定多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在束斑内。
在另一实施例中，提供了一种检测系统。该检测系统包括信号处理电路，该信号处理电路被配置为：基于从多个电子感测元件接收到的电子强度数据来生成一组强度梯度。检测系统进一步包括束斑处理模块，该束斑处理模块被配置为：基于一组强度梯度来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界。束斑处理模块还被配置为：基于第一边界来确定多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在第一束斑内，并且基于第二边界来确定多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在第二束斑内。束斑处理模块进一步被配置为：基于第一和第二边界来确定第一束斑与第二束斑之间的重叠区域。
在另一实施例中，提供了一种检测系统。该检测系统包括束斑处理模块，该束斑处理模块被配置为：获取基于多个电子感测元件中的相邻电子感测元件之间的强度信号中的梯度而生成的一组强度梯度。束斑处理模块还被配置为：基于一组强度梯度来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界。束斑处理模块进一步被配置为：基于第一边界来确定多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在第一束斑内，并且基于第二边界来确定多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在第二束斑内。束斑处理模块还被配置为：基于第一和第二边界来确定第一束斑与第二束斑之间的重叠区域。
在另一实施例中，提供了一种电子检测系统。电子检测系统包括多个电子感测元件，该多个电子感测元件被配置为：从晶片接收包括次级或反向散射电子的至少一个电子束。电子检测系统还包括处理系统。处理系统包括强度梯度确定电路，该强度梯度确定电路被配置为：基于从多个电子感测元件中的每一个电子感测元件接收的电子强度数据来确定一组强度梯度。处理系统还包括束斑边界确定模块，该束斑边界确定模块被配置为：基于一组强度梯度来确定至少一个接收到的电子束中的一个电子束的束斑的至少一个边界，并且基于至少一个边界来确定多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在束斑内。处理系统还包括束斑强度确定模块，该束斑强度确定模块被配置为：基于从第一组电子感测元件接收的电子强度数据来确定束斑的强度值。处理系统还包括图像重构模块，该图像重构模块被配置为基于强度值来生成晶片的图像。
在另一实施例中，提供了一种方法。该方法包括：基于从多个电子感测元件中的每一个电子感测元件接收的电子强度数据来确定一组强度梯度。该方法进一步包括：基于一组强度梯度来确定束斑的至少一个边界。
在另一实施例中，提供了一种方法。该方法包括：基于从多个电子感测元件中的每一个电子感测元件接收的电子强度数据来确定一组强度梯度。该方法进一步包括：基于一组强度梯度来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界。该方法还包括：基于第一边界来确定多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在第一束斑内，并且基于第二边界来确定多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在第二束斑内。该方法进一步包括：基于第一和第二边界来确定第一束斑与第二束斑之间的重叠区域。
在另一实施例中，提供了一种非暂态计算机可读存储介质。该存储介质存储指令，该指令可由包括一个或多个处理器的计算设备执行以使计算设备执行方法。该方法包括：基于从多个电子感测元件中的每一个电子感测元件接收的电子强度数据来确定一组强度梯度，并且基于一组强度梯度来确定束斑的至少一个边界。
在另一实施例中，提供了一种非暂态计算机可读存储介质。该存储介质存储指令，该指令可由包括一个或多个处理器的计算设备执行以使计算设备执行方法。该方法包括：基于从多个电子感测元件中的每一个电子感测元件接收的电子强度数据来确定一组强度梯度。该方法进一步包括：基于一组强度梯度来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界。该方法还包括：基于第一边界来确定多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在第一束斑内，并且基于第二边界来确定多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在第二束斑内。该方法进一步包括：基于第一和第二边界来确定第一束斑与第二束斑之间的重叠区域。
所公开的实施例的附加目的和优点将在下面的描述中部分阐述，并且将部分地通过本说明书而显而易见，或者可以通过实施例的实践而被学习。所公开的实施例的目的和优点可以通过权利要求中阐述的元件和组合来实现和获得。
要理解的是，前述的一般描述和以下的详细描述仅是示例性和解释性的，并且不是对要求保护的所公开的实施例的限制。
附图说明
图1是图示了与本公开的实施例一致的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图。
图2是图示了与本公开的实施例一致的、可以是图1的示例性电子束检查系统的一部分的示例性电子束工具的示意图。
图3A至图3D是图示了与本公开的实施例一致的、确定电子束斑的强度的示例性方法的示图。
图4A至图4C是图示了与本公开的实施例一致的、从电子束斑的确定强度减少噪声分量的示例性方法的示图。
图5A至图5C是图示了与本公开的实施例一致的、用于处理电子检测器输出的示例性系统的示意图。
图6是图示了与本公开的实施例一致的、用于检查晶片的示例性方法的流程图。
图7是图示了与本公开的实施例一致的、用于检查晶片的示例性方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参照示例性实施例，其示例在附图中图示。以下描述参照附图，其中，除非另外表示，否则不同附图中的相同标号表示相同或类似的元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实施方式不表示与本发明一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如在所附权利要求中记载的与本发明相关的方面一致的装置和方法的示例。
本公开的实施例提供了一种具有电子检测器的电子束工具以及与电子检测器耦合的预处理电路系统、信号处理电路系统和后处理电路系统。电子检测器可以被配置为：接收从晶片发出的反向散射初级电子和次级电子。接收到的电子在检测器的表面上形成一个或多个束斑。该表面可以包括多个电子感测元件，该多个电子感测元件被配置为：响应于接收到电子而生成电信号。预处理电路系统和信号处理电路系统可以被配置为：生成与所生成的电信号的幅度相关的指示。后处理电路系统可以被配置为：基于所生成的指示来确定哪个电子感测元件位于束斑的初级边界内，并且基于所确定的初级边界来生成表示束斑的强度的值。利用这种布置，所公开的实施例可以确定哪个电子感测元件位于束斑的初级边界外，并且基于这些感测元件的输出来估计噪声信号。后处理电路系统还可以在生成束斑的强度数据时补偿所估计的噪声信号。因此晶片图像重构的保真度和速度两者都可以得到改进。
后处理电路系统还可以被配置为确定束斑的次级边界。入射电子束中的电子可以具有不同属性，例如，由于不同的生成过程而具有不同能量。具有不同属性的电子的分布或浓度可以在电子束内的不同位置处变化，这在检测到的电子束斑中形成对应的强度图案。所确定的初级和次级边界可以用于对对应电子感测元件的输出信号进行分组。可以形成分组，使得它们的几何布置与对应电子束斑的图案相匹配。作为示例，由次级束边界内的电子感测元件检测到的电子束斑的一部分可以包括几乎全部的反向散射电子，并且由在初级和次级束边界之间的电子感测元件检测到的电子束斑的一部分可以包括几乎全部的次级电子。因此，所形成的分组可以产生整个检测束的强度信息以及与电子束的反向散射电子部分和次级电子部分相对应的强度信息。因此，所公开的实施例可以提供关于检测到的电子束斑的附加信息，并且因此提供所研究样品的附加属性。
针对包括多个检测电子束的系统，来自相邻束的信号中的串扰是由电子光学子系统中的像差和色散的影响引起的。每个束中的电子可以在它们到达电子检测器的感测表面的途中被分散，引起相邻的电子束斑之间的重叠。基于所确定的束边界对来自电子感测元件的输出信号进行分组可以用于检测相邻检测束之间的串扰。后处理电路系统还可以在生成多个束斑的强度数据时补偿所确定的串扰信号。因此晶片图像重构的保真度和速度两者都可以得到改进。在一些实施例中，可以去除电子光学子系统内的用于减少串扰的孔径。这可以简化电子束工具的设计、制造和维护。进一步地，电子光学子系统内的孔径可以引起检测到的电子束的强度显著降低，并且减小信噪比。由所公开的实施例提供的串扰确定和补偿可以用于实时调整信噪比与串扰之间的平衡。能够实时调整信噪比与串扰之间的平衡可以大大改进电子束工具的灵活性和性能。
进一步地，所公开的实施例可以包括信号处理电路系统以实时执行束边界确定和束强度确定。与使用后处理算法来执行束边界确定和束强度确定功能的系统相比，这可以实现高速性能。高速实时性能可以提供关于电子光学子系统如何实时执行的信息，并且可以检测和解决任何性能偏差(例如，每个束的形状和轨迹、电子束网格的几何形成、由于部件制造和组装的不完善而发生的部分或所有束的意外移动、长期操作期间的漂移)。进一步地，防偏转系统在传统系统中用于消除次级电子束的移动。将防偏转系统与初级电子束偏转器同步在技术上具有挑战性。所公开的实施例可以实时追踪束斑的移动，因此在一些实施例中，可以去除防偏转系统。
进一步地，可以通过对与大量电子感测元件相对应的信号进行分组来执行所公开的实施例中的束强度确定。如果分组中的一个或一些电子感测元件由于电子感测元件表面的污染或者由意外事件(例如，容纳电子光学子系统的真空腔中的严重电弧放电)导致的电子感测元件的损坏或者由制造过程中引入的缺陷导致的电子感测元件的故障而无法正常操作，则分组仍然可以通过从分组中排除不能运行的电子感测元件来实现束强度确定功能。这可以提高检测系统的可靠性和容错性。
在一些实施例中，信号处理电路系统和后处理电路系统还可以被配置为：扫描与电子感测元件相对应的电子信号，并且生成施加在检测器表面上的一个或多个电子束斑的图像。扫描速率可以被配置为：以比用于确定束强度的分组的更新速率低的帧速率来生成该图像。然而，该图像可以提供关于检测器表面上的电子束斑强度分布的详细信息，并且可用于设计、优化电子光学系统和进行电子光学系统的性能评估。进一步地，所生成的图像和所确定的束边界可以用于检测由于系统的长期操作期间的漂移而导致的一个或多个检测到的电子束的形状或轨迹的任何偏差，并且可以用于补偿这些影响。
现在将详细参照在附图中图示的示例实施例。尽管在使用电子束的上下文中描述了以下实施例，但是本公开并不限于此。同样地，可以应用其他类型的带电粒子束。
现在参照图1，图1图示了与本公开的实施例一致的示例性电子束检查(EBI)系统100。如图1所示，EBI系统100包括主腔室101、装载/锁定腔室102、电子束工具104和设备前端模块(EFEM)106。电子束工具104位于主腔室101内。EFEM 106包括第一装载端口106a和第二装载端口106b。EFEM 106可以包括(多个)附加装载端口。第一装载端口106a和第二装载端口106b接收包含要检查的晶片(例如，由(多种)其他材料制成的一个或多个半导体晶片)或样品(晶片和样品在下文中统称为“晶片”)的晶片前开式传送盒(FOUP)。
EFEM 106中的一个或多个机械臂(未示出)将晶片输送给装载/锁定腔室102。装载/锁定腔室102被连接至装载/锁定真空泵系统(未示出)，其去除装载/锁定腔室102中的气体分子以达到低于大气压的第一压力。在达到第一压力之后，一个或多个机械臂(未示出)将晶片从装载/锁定腔室102输送给主腔室101。主腔室101被连接至主腔室真空泵系统(未示出)，其去除主腔室101中的气体分子以达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，晶片经受电子束工具104的检查。
现在参照图2，图2图示了电子束工具104(在本文中还被称为装置104)，其包括电子源202、枪孔204、聚光透镜206、从电子源202发出的初级电子束210、源转换单元212、初级电子束210的多个子束214、216和218、初级投影光学系统220、晶片台(未在图2中示出)、多个次级电子束236、238和240、次级光学系统242和电子检测设备244。初级投影光学系统220可以包括分束器222、偏转扫描单元226和物镜228。电子检测设备244可以包括检测元件246、248和250。
电子源202、枪孔204、聚光透镜206、源转换单元212、分束器222、偏转扫描单元226和物镜228可以与装置104的初级光轴260对齐。次级光学系统242和电子检测设备244可以与装置104的次级光轴252对齐。
电子源202可以包括阴极、抽取器或阳极，其中初级电子可以从阴极被发出，并且对其进行抽取或加速以形成具有交叉(虚拟或真实的)208的初级电子束210。初级电子束210可以被视为从交叉208发出。枪孔204可以阻挡初级电子束210的外围电子以减少库伦(Coulomb)效应。库伦效应可以导致探针斑270、272和274的大小增大。
源转换单元212可以包括图像形成元件阵列(未在图2中示出)和束限制孔径阵列(未在图2中示出)。图像形成元件阵列可以包括微偏转器或微透镜的阵列。图像形成元件阵列可以与初级电子束210的多个子束214、216和218形成交叉208的多个平行图像(虚拟或真实的)。束限制孔径阵列可以限制多个子束214、216和218。
聚光透镜206可以聚焦初级电子束210。可以通过调整聚光透镜206的聚焦能力或者通过改变束限制孔径阵列内的对应束限制孔径的径向大小来改变源转换单元212下游的子束214、216和218的电流。物镜228可以将子束214、216和218聚焦到晶片230上以用于检查，并且可以在晶片230的表面上形成多个探针斑270、272和274。
分束器222可以是Wien滤波器类型的分束器，其包括生成静电偶极场和磁偶极场的静电偏转器。在一些实施例中，如果应用它们，则由静电偶极场施加在子束214、216和218的电子上的力与由磁偶极场施加在电子上的力可以在幅度上相等并且在方向上相反。因此，子束214、216和218可以以零偏转角度直接穿过分束器222。然而，由分束器222生成的子束214、216和218的总色散可以是非零的。针对分束器222的色散平面224，图2示出了具有标称能量V0和能量扩展ΔV的子束214分散到与能量V0相对应的子束部分262、与能量V0+ΔV/2相对应的子束部分264和与能量V0-ΔV/2相对应的子束部分266。分束器222施加在次级电子束236、238和240的电子上的总力可以是非零的。因此，分束器222可以将次级电子束236、238和240与子束214、216和218分离，并且将次级电子束236、238和240朝向次级光学系统242引导。
偏转扫描单元226可以使子束214、216和218偏转以在晶片230的表面区域上扫描探针斑270、272和274。响应于子束214、216和218在探针斑270、272和274处的入射，次级电子束236、238和240可以从晶片230被发出。次级电子束236、238和240可以包括具有能量分布的电子，包括次级电子(能量≤50eV)和反向散射电子(能量在50eV与子束214、216和218的着陆能量之间)。次级光学系统242可以将次级电子束236、238和240聚焦到电子检测设备244的检测元件246、248和250上。检测元件246、248和250可以检测对应的次级电子束236、238和240，并且生成用于重构晶片230的表面区域的图像的对应信号。
现在参照图3A，图3A图示了电子检测设备244的传感器表面300的示例性结构。传感器表面300可以被划分成四个区域302A至302D(2×2矩形网格)，每个区域302都能够接收从晶片上的特定位置发出的对应束斑304。所有束斑304A至304D都具有理想的圆形形状，并且没有轨迹偏移。而且，尽管显示了四个区域，但是要理解的是，可以使用任何多个区域。
每个传感器区域都可以包括电子感测元件306的阵列。例如，电子感测元件可以包括PIN二极管、电子倍增管(EMT)等。而且，要理解的是，尽管图3A示出了每个区域302彼此分开作为具有其自己的感测元件306的预定义区域，但是要理解的是，这些预定义区域可能不存在，例如，诸如，图4A的表面传感器400。例如，代替具有4个预定义区域，每个预定义区域具有81个感测元件(感测元件的9x9网格)，传感器表面可以具有感测元件的一个18x18网格，仍然能够感测四个束斑。
电子感测元件306可以生成与在传感器区域中接收到的电子相称的电流信号。预处理电路可以将所生成的电流信号转换为电压信号(表示接收到的电子束斑的强度)。例如，预处理电路可以包括高速互阻抗放大器。例如，处理系统可以通过对由位于传感器区域内的电子感测元件生成的电压求和来生成电子束斑的强度信号，将强度信号与入射在晶片上的初级电子束的扫描路径数据相关联，并且基于相关性来构建晶片的图像。
在一些实施例中，处理系统可以选择性地对由一些电子感测元件306生成的电压求和以生成束斑的强度值。该选择可以基于对哪个电子感测元件位于束斑内的确定。
在一些实施例中，处理系统可以通过标识束斑的边界来标识出哪个电子感测元件位于束斑外以及哪个电子感测元件位于束斑内。例如，参照图3B，处理系统可以标识束斑304A至304B的初级边界312A至312B和次级边界314A至314B。初级边界312可以被配置为包围一组电子感测元件306，其中，其电压输出被包括以确定束斑的强度。因此，可以进行电子感测元件中的一组电子感测元件在束斑内的确定。
次级边界314可以被配置为包围束斑的中心部分，并且可以用于提供束斑的某种几何信息。例如，几何信息可以包括束斑的形状、束斑的一个或多个轨迹等。此处，轨迹可以指束斑内的预定位置，诸如，中心。如下面更详细地讨论的，处理系统还可以基于次级边界314来确定初级边界312。
而且，基于轨迹信息，处理系统还可以追踪束斑304的位置的漂移，例如，这是由于在制造或组装过程期间引入的电子光学部件或系统内的缺陷和/或在系统的长期操作期间的漂移导致的。处理系统可以更新边界确定以及要包括在强度确定中的一组电子感测元件以减轻漂移对强度确定的准确度的影响。进一步地，处理系统可以追踪电子束斑中的任何位移，所以可以从次级光学系统去除用于追踪和补偿电子束偏转的防偏转部件。这可以简化电子束工具104的设计、制造和维护。
用于形成由初级或次级边界312和314围绕的每组电子感测元件的电子感测元件306的选择可以通过每个束斑的指定电子收集率来确定，这与整个图像信号强度和信噪比、相邻电子束的信号串扰以及每个电子束斑的对应形状和轨迹相关。每组的形成可以是静态的，或者可以根据是否需要实时追踪和补偿每个对应束斑的形状和轨迹变化来动态变化。通过提供实时获取束位置和形状的能力，可以持续监测电子光学系统(例如，初级投影光学系统220)的性能。进一步地，收集的关于束的定位和形状的信息可以在系统组装和维护过程期间促进电子光学系统调整，从而使得可以在电子光学系统与电子检测设备之间进行实时自动对齐。因此，尽管图3B示出了具有与优选圆形形状偏离的形状的束斑304B，但是可以实时补偿由于电子光学系统中的漂移或电子光学系统中的部件的缺陷而导致的诸如位置、形状和网格信息等这些类型的偏差。
在一些实施例中，确定初级和次级边界可以基于检测跨相邻电子感测元件的强度梯度的预定图案。现在参照图3C，图3C图示了用于确定初级边界312的预定图案的一个示例。图3C图示了强度映射330和强度曲线图340。强度映射330图示了束斑(例如，图3A的束斑304)的强度分布，每个方块都表示由一个电子感测元件接收到的电子的强度，较暗色表示相对较高的强度。处理系统可以确定由比预定阈值浅的颜色(例如，白色)表示的电子感测元件在束斑外，并且由比确定阈值暗的颜色(例如，灰色)表示的电子感测元件在束斑内。基于这些确定，处理系统可以排除由白色表示的电子感测元件的输出。
而且，强度曲线图340图示了电子强度在强度映射330沿着轴线345的变化。如图3C所示，强度曲线图340图示了不同位置处的不同强度。例如，在束斑的中心附近(标记为350)，强度高于束斑的边界附近(标记为355)。强度的差异可以归因于各种因素，包括电子源202的尖端大小，电子光学系统的像差和电子色散。而且，在一些实施例中，可以通过散射电子的样品形貌、反向散射电子的材料、样品表面上的充电条件、着陆能量等来确定强度。
可以基于邻近的电子感测元件之间的电子强度输出的比较来生成强度梯度。例如，与电子检测设备244的传感器表面的对应电子感测元件耦合的信号调节电路的输出可以被连接至一组电压比较器，该一组电压比较器被配置为比较邻近的电子感测元件之间的输出电压(表示接收到的电子强度)。一组电压比较器可以生成一组决策。处理系统可以基于决策来追踪强度梯度，并且将传感器表面上的强度梯度变化的位置确定为初级边界312的一部分。例如，参照回图3C，电压决策曲线图360图示了与在强度曲线图340中图示的强度变化相对应的电压比较器决策的分布。该决策可以表示邻近的电子感测元件之间的输出电压的比较结果，其中-1表示左侧的电子感测元件的输出电压高于右侧的电子感测元件的输出电压，并且+1表示相反的结果。
比较结果可以反映束斑的边界处和束斑内部的强度梯度的特性图案。例如，如图3C所示，与强度355相对应的电压比较器决策364可以表现出+1与-1之间的更多切换，这可能是由于来自处理系统的电子强度输出的信号水平差异，其与相邻的电子感测元件接收到的电子电流强度相对应，低于噪声水平。因此，比较器决策364(与束斑的边界相对应)可能容易受到随机噪声的影响，并且可以以任一方式切换。另一方面，由于电子强度输出的信号水平差异高于噪声水平，所以与强度350相对应的比较器决策362可以在一组邻近的电子感测元件上更稳定。基于比较器输出的切换图案，处理系统可以将电压决策曲线图360中的比较器决策分组为与强度梯度362和364相对应的两组。基于产生两组比较器决策的电子感测元件的位置，处理系统可以标识出传感器表面上的发生强度梯度362与364之间的过渡的位置，这可以是被标记为位置“A”的位置。处理系统然后可以将所标识的位置确定为初级边界312的一部分。处理系统可以对每行和每列的电子元件的电压比较器决策执行类似处理，以确定传感器表面上的组成初级边界312的一组位置。
处理系统还可以通过检测电压比较器决策中的其他预定图案来确定次级边界314。现在参照图3D，图3D图示了用于确定次级边界314的预定图案的示例。图3D图示了图3C的强度映射330、图示了电子的强度在强度映射330中沿着轴线365的变化的强度曲线图380以及图示了电子的强度在强度映射330中沿着轴线370的变化的强度曲线图385。轴线365和370可以沿着传感器表面上的相邻行的电子感测元件。
图3D还图示了与强度曲线图380相对应的电压决策曲线图390以及与强度曲线图385相对应的电压决策曲线图395。电压决策曲线图390和395表示分别沿着轴线365和370的邻近的电子感测元件之间的输出电压的比较结果。每个电压决策曲线图还表现出沿着轴线365和370中的每一个轴线的某些点处的比较器决策的切换，这可以指示强度梯度的极性变化。例如，沿着轴线365，在到达位置B处的束斑的中心周围的平坦强度区域之前存在增大的强度，之后强度减小。相应地，沿着强度曲线图380，存在与轴线365的增大强度相关联的增大强度381、与轴线365的位置B处的平坦区域相关联的平坦强度382以及与轴线365的减小强度相关联的减小强度383。
参照对应的电压决策曲线图390，与比较器决策391相对应的输出电压+1反映来自强度曲线图380的增大强度381，并且与比较器决策393相对应的输出电压-1反映来自强度曲线图380的减小强度383。与强度382相对应的电压比较器决策392可以表现出+1与-1之间的更多切换，这可能是由于来自处理系统的电子强度输出的信号水平差异，其与相邻的电子感测元件接收到的电子电流强度相对应，低于噪声水平。因此，比较器决策392可能容易受到随机噪声的影响，并且可以以任一方式切换。
另一方面，沿着轴线370，存在强度梯度的相对急剧的过渡，并且切换发生在轴线370的中间的位置处(标记为“C”)。基于相邻行(和列)之间的切换位置的差异，处理系统可以确定传感器表面上的组成次级边界314的一组位置。例如，处理系统可以确定位置B和C是次级边界314的部分。
在一些实施例中，处理系统还可以通过使用边界信息补偿噪声信号的影响来提高图像重构的保真度。如上面讨论的，可以通过由电子检测设备244生成的并且不是由晶片发出的散射初级电子或次级电子导致的噪声信号来降低图像重构的保真度。例如，这些噪声信号可以包括可以在不接收任何电子的情况下生成的暗电流。这些噪声信号可能出现在位于束斑内的电子感测元件处以及位于束斑外的电子感测元件处。噪声信号可以是随机噪声信号，其在每个电子感测元件中是独立的，或者噪声信号可以是系统噪声信号，其在检测器的某个区域或整个检测器的每个感测元件中具有类似的图案以及相同或不同的幅度。利用本公开的实施例，处理系统可以排除从确定位于初级边界312外的电子感测元件的输出接收到的信号。这可以通过从初级边界312外的电子感测元件消除随机噪声信号来提高图像重构的保真度。进一步地，在一些实施例中，处理系统可以从确定在初级边界312外的电子感测元件的输出获得表示噪声信号的值。在从位于初级边界312内的电子感测元件的输出生成强度值之后，处理系统可以从强度值减去表示噪声信号分量的值。通过去除或减少存在于强度值中的系统噪声信号分量，可以提高图像重构的保真度。
现在参照图4A，图4A图示了与在传感器表面上形成的四个束斑相对应的一组强度映射400。基于与强度图相关联的电压比较器决策，处理系统可以获得针对每个束斑的初级边界312a、312b、312c和312d。处理系统可以对由每个初级边界312a、312b、312c和312d包围的电子感测元件的输出求和以获得每个束斑的强度值。而且，基于这些初级边界，处理系统还可以标识出这些初级边界外的一组电子感测元件，包括例如402a、402b、402c、402d和402e。
由于检测器附近的干扰源，处理系统可以获得初级边界外的电子感测元件(或空闲电子感测元件)(例如，电子感测元件402a)的输出作为噪声信号的表示。在一些实施例中，处理系统可以对这些输出求平均以获得表示噪声信号的值，并且从每个束斑的强度值减去该值。在一些实施例中，处理系统还可以基于其位置将位于束斑的初级边界外的空闲电子感测元件相关联，并且基于来自一个或多个相关联的空闲电子感测元件的噪声信号来对束斑执行减法。作为说明性示例，在图4A所示的示例中，处理系统可以选择性地从由初级边界312c包围的束斑减去电子感测元件402b、402c和402e(但是没有电子感测元件402a和402d)的噪声信号，以去除噪声分量并且生成该束斑的补偿强度值。
处理系统还可以使用边界信息来减轻或消除由串扰引起的噪声信号。如上面讨论的，由于像差和色散，串扰可能会与由相邻电子束形成的束斑的部分重叠一起发生。在一些实施例中，处理系统可以基于邻近束斑的初级边界312(例如，如图4B所示)来检测部分重叠的发生。进一步地，在一些实施例中，处理系统在检测部分重叠的发生时还可以包括邻近束斑的次级边界314。基于检测，处理系统可以确定一些电子感测元件位于束斑重叠的区域中，并且在确定束斑的强度值时排除来自这些电子感测元件的输出。因此，可以放松或者甚至可以消除对电子光学子系统中的异常校正硬件的需要，以减少或消除由于色散而导致的相邻束斑之间的重叠。因此，可以降低电子束工具104的复杂度，这可以提高工具的性能和可靠性。进一步地，电子光学子系统中的异常校正硬件可以引起检测到的电子束的强度显著降低并且减小信噪比。由处理系统提供的串扰确定和减轻可以用于实时调整信噪比与串扰之间的平衡。能够实时调整信噪比与串扰之间的平衡可以大大提高电子束工具的灵活性和性能。
现在参照图4B，图4B图示了与两个部分重叠的束斑相对应的强度映射410。在该示例中，处理系统确定针对左侧的束斑的初级边界312e(由实线表示)以及针对右侧的束斑的初级边界312f(由虚线表示)。处理系统还确定针对左侧的束斑的次级边界314e(由实线表示)以及针对右侧的束斑的次级边界314f(由虚线表示)。
存在处理系统检测两个束斑之间的部分重叠的多种方式。例如，处理系统可以确定左侧束斑的初级边界312e与次级边界314e之间的距离412以及左侧束斑的次级边界314e与右侧束斑的初级边界314f之间的距离414。基于确定距离414短于距离412，处理系统可以确定右侧束斑的初级边界312f的一部分侵占了左侧束斑的初级边界312e。基于侵占的确定，处理系统可以确定两个束斑部分重叠。
作为另一示例，处理系统可以基于次级边界314e和314f来确定两个束斑的中心之间的距离416。基于确定距离416下降到低于预定阈值，处理系统可以确定两个束斑部分重叠。例如，可以基于例如初级边界312e与左侧束斑的中心之间的距离、初级边界312f与右侧束斑的中心之间的距离、两者的组合等来基于束斑的估计半径确定阈值。处理系统然后可以确定发生重叠的区域420，并且从两个束斑的强度值确定来排除位于区域420内的电子感测元件的输出。
尽管排除位于区域420内的电子感测元件的输出可以减少由于串扰而引起的噪声，但是该排除还会减小针对束斑生成的强度值。因此，从相同的晶片结构发出的束斑可以具有不同的强度值。该差异可以导致利用强度值的晶片结构的表示失真。在一些实施例中，为了减轻失真的影响，处理系统可以确定用于收缩传感器表面上的所有束斑的初级边界的比例因子，其中比例因子被确定使得更新的初级边界312ee(从初级边界312e缩放)和更新的初级边界312ff(从初级边界312f缩放)不再在区域420处重叠。
可以基于各种考虑来确定收缩因子。例如，收缩因子可以基于距离412与416之间的比率。而且，如上面讨论的，通过从束斑的强度值的生成排除更多电子感测元件的输出，所生成的强度值将减小。该减小可以相对于(例如，来自暗电流、干扰源等的)噪声分量减小强度值，导致信噪比较小。在信噪比减小的情况下，从束斑生成的强度分布可能变得更容易受到噪声信号的影响，这可以降低图像重构的保真度。因此，还可以确定收缩因子，使得所产生的信噪比等于或超过预定阈值。利用这种布置，可以通过相同的比例因子来缩放所有束斑的强度值以避免失真，同时还可以去除或减少串扰噪声信号。进一步地，可以在包括不同数目的检测束斑的电子束工具中使用相同的电子检测设备244。处理系统可以更新束斑边界以检测不同的束斑。
在一些实施例中，处理系统还可以使用边界信息来减轻一些其他噪声源的影响。例如，如图4C所示，处理系统可以基于电子感测元件435输出的低强度来确定电子感测元件435发生故障，并且该元件位于初级边界312g内。基于该确定，处理系统可以从由初级边界312g包围的束斑的强度值生成来排除电子感测元件435的输出。
现在参照图5A，图5A图示了根据本公开的实施例的用于处理电子检测器输出的示例性处理系统500。处理系统500可以是图2的电子束工具104的一部分或者与其耦合。处理系统500可以从电子检测设备244的多个电子感测元件接收所生成的电信号，确定一个或多个检测到的电子束斑中的每一个电子束斑的强度值，并且基于强度值重构晶片的图像。如图5A所示，系统500可以包括(图2的)电子检测设备244、预处理电路501、信号处理电路502、电子强度确定电路503、束斑成像电路504和束斑处理模块506。束斑处理模块506可以进一步包括束斑边界确定模块508、强度阈值模块509、束斑强度确定模块510、图像重构模块512和束斑成像模块515。
通常，本文使用的词语“模块”可以是设计用于与执行相关功能中的特定功能的其他部件(例如，集成电路的部分)和/或程序的一部分(存储在计算机可读介质上)一起使用的封装功能硬件单元。模块可以具有入口和出口点，并且可以用编程语言(诸如，例如，Java、Lua、C或C++)进行编写。软件模块可以被编译并链接到可执行程序中，被安装在动态链接库中或者用解译编程语言(诸如，例如，BASIC、Perl或Python)进行编写。要理解的是，软件模块可以从其他模块或者从它们自身呼叫，和/或可以响应于检测到的事件或中断而调用。配置用于在计算设备上执行的软件模块可以被设置在计算机可读介质(诸如，压缩盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁盘或者任何其他非暂态介质)上，或者作为数字下载提供(并且最初可以以在执行之前需要安装、解压或解密的压缩或可安装格式进行存储)。这种软件代码可以部分或完全地存储在执行计算设备的存储器设备上以由计算设备执行。软件指令可以被嵌入到固件中，诸如，可擦除可编程只读存储器(EPROM)。要进一步理解的是，硬件模块可以由连接的逻辑单元(诸如，门和触发器)构成和/或可以由可编程单元(诸如，可编程门阵列或处理器)构成。本文描述的模块或计算设备功能优选地实施为软件模块，但是可以用硬件或固件表示。通常，本文描述的模块指的是可以与其他模块组合或者可以被划分成子模块的逻辑模块，而与其物理组织或存储无关。
预处理电路501可以处理电子检测设备244的电子感测元件的输出，以生成表示由每个电子感测元件接收到的电子的强度的强度信号。现在参照图5B，图5B图示了预处理电路501、信号处理电路502、电子强度确定电路503和束成像电路504的示例性部件。如图5B所示，预处理电路501可以包括与电子检测设备244的对应电子感测元件520a、520b、…502c耦合的信号调节电路501a、501b、…501c。例如，每个信号调节电路501a、501b、…501c都可以包括被配置为对每个电子感测元件520a、520b、…520c的输出进行放大和滤波的放大器、放大器输入保护电路等。预处理电路501然后可以将经放大和滤波的电压作为强度信号传输给信号处理电路502。
现在参照图5C，图5C图示了信号处理电路502的示例性部件。如图5C所示，信号处理电路502可以包括信号阈值电路505、强度梯度确定电路507、参考电压生成电路502g、信号开关矩阵502h、峰值检测电路(未在图5C中示出)和模数转换器(未在图5C中示出)。
在一些实施例中，信号阈值电路505可以包括电压比较器502d、502e和502f。电压比较器502d、502e和502f可以被配置为将来自信号调节电路501a、501b和501c的信号的瞬时信号电压与来自参考电压生成电路502g的电压相比较。电压比较器502d、502e和502f的输出可以被转发给强度阈值模块509。由参考电压生成电路502g生成的参考电压可以是预定强度阈值。低于预定强度阈值的任何预处理强度信号都可以归因于没有束信号输出的电子感测元件，并且可以用于估计噪声信号水平。
在其他实施例中，代替使用电压比较器，信号阈值电路505可以包括具有大于一位的位分辨率的模数转换器，从而允许提供关于信号水平的幅度的更详细信息的能力。例如，代替仅指示信号水平是否高于或低于预定强度阈值，信号阈值电路505的输出可以指示信号水平高于或低于阈值的量的范围。
在一些实施例中，强度梯度确定电路507可以包括电压比较器502a、502b和502c。电压比较器502a、502b和502c可以被配置为比较由邻近的电子感测元件输出的强度信号。比较器可以生成一组比较器决策(例如，如电压决策曲线图360、390和395所描绘的)以提供强度梯度的变化的指示。例如，参照图5B和图5C，比较器502a被配置为比较来自与从邻近的电子感测元件520a和520b生成的信号相对应的501a和501b的预处理强度信号。比较器502b被配置为比较来自与从邻近的电子感测元件520b和520c生成的信号相对应的501b和501c的预处理强度信号。进一步地，比较器502c被配置为比较来自与从邻近的电子感测元件520a和520c生成的信号相对应的501a和501c的预处理强度信号。强度梯度确定电路507可以将比较器决策以及与比较器决策相对应的电子感测元件的位置(这可以表示为二维坐标)转发给束斑处理模块506的束斑边界确定模块508。
在其他实施例中，代替使用电压比较器，强度梯度确定电路507可以包括具有大于一位的位分辨率的模数转换器。通过使用这种模数转换器，强度梯度确定电路507可以提供具有较高分辨率的梯度。
波束边界确定模块508可以处理比较器决策以及与比较器决策相关联的位置信息，并且确定束斑的初级边界312和次级边界314。例如，确定边界可以基于检测比较器决策中的预定图案，如上面相对于图3C和图3D所描述的。例如，束斑边界确定模块508还可以基于邻近束斑之间的部分重叠的检测来更新所确定的边界，如下面相对于图4B所描述的。
在一些实施例中，信号处理电路502可以不包括强度梯度确定电路507。束斑边界确定模块508可以基于来自束斑成像模块515的输入来确定初级和次级束边界(例如，初级边界312和次级边界314)。束斑边界确定模块508可以包括图像处理算法以基于由束斑成像模块515提供的束斑图像来确定初级和次级束边界。进一步地，束斑边界确定模块508可以包括图像处理算法以基于由束斑成像模块515提供的束斑图像来确定邻近束斑之间的部分重叠(例如，图4B的区域420)。束斑边界确定模块508可以将表示初级边界312和次级边界314的一组位置(被表示为二维坐标)提供给信号开关矩阵502h。
信号开关矩阵502h可以对从信号调节电路510a、510b和510c接收到的预处理强度信号进行分组。可以根据从束斑边界确定模块508发送的束斑边界信息来执行分组，使得形成与电子感测元件的分组相对应的电子信号的分组。信号开关矩阵502h可以包括一组复用器，该一组复用器被配置为选择与电子感测元件502a、502b和502c相对应的哪个预处理强度信号要被转发给电子强度确定电路503。例如，信号开关矩阵502h可以基于确定电子感测元件位于初级边界外来排除与电子感测元件520a、520b和520c相对应的一个或多个输出。每组电子信号可以被传输给电子强度确定电路503。电子强度确定电路503可以生成电子信号，该电子信号表示电子束的对应部分的整体强度。
在一些实施例中，信号开关矩阵502h还可以被配置为从来自信号调节电路501a至501c的预处理强度信号扫描信号，并且将所扫描的信号转发给束斑成像电路504。信号开关矩阵502h可以通过选择哪个接收到的输入要被转发给束斑成像电路504来实施扫描过程。扫描速率可以由束斑处理模块506控制。例如，可以按顺序扫描与电子感测元件相对应的预处理信号(一次一个)，或者可以同时扫描与多个电子感测元件相对应的预处理信号(例如，可以同时扫描与每行传感器表面300的一个电子感测元件相对应的信号)。进一步地，扫描区域还可以由束斑处理模块506进行控制。例如，参照图3A，开关矩阵502h可以被配置为仅扫描与传感器区域302A的电子感测元件相对应的预处理信号，并且不扫描与传感器区域302D的电子感测元件相对应的预处理信号。
在一些实施例中，信号处理电路502的峰值检测电路可以被配置为确定来自每个信号调节电路501a、501b和501c的信号的最小和最大电压水平。进一步地，信号处理电路502的模数转换器可以被配置为将峰值信号数字化，并且将经数字化的信号转发给束斑处理模块506，其可以经由总线(未示出)来与外部部件(例如，控制器或数据储存库)通信。
参照回图5B，电子强度确定电路503可以包括：求和放大器521a、521b、…521c；后信号调节电路522a、522b、…522c；和模数转换器523a、523b、…523c。求和放大器521a、521b、…521c可以被配置为接收从信号开关矩阵502h传输的分组电子信号。求和放大器521a、521b、…521c可以被配置为：对一些或所有信号调节电路501a、501b、…501c的输出求和，并且提供表示电子束的对应部分的整体强度的求和信号。后信号调节电路522a、522b、…522c可以包括可变增益放大器(VGA)和偏移电压生成电路。可变增益放大器可以放大从求和放大器521a、521b、…521c输出的求和信号。可变增益放大器可以修改重构的晶片图像的对比度，并且增大图像通道的动态范围。偏移电压生成电路可以被配置为将偏移电压添加到来自VGA的放大信号以调整重构的晶片图像的亮度。后信号调节电路522a、522b、…522c的放大器增益和偏移电压可以由束斑处理模块506控制。模数转换器523a、523b、…523c可以被配置为：将由后信号调节电路522a、522b、…522c提供的模拟信号转换为一组数字信号，并且将数字信号提供给束斑强度确定模块510。数字信号可以与束斑的一部分的强度之和相对应。在一些实施例中，电子强度确定电路503可以包括附加的求和放大器、偏移校正电路、可变增益放大器和模数转换器，以通过被确定为在初级边界外的电子感测元件来生成噪声测量结果，并且还将噪声测量结果提供给束斑强度确定模块510。
束斑强度确定模块510可以从电子强度确定电路503接收数字值，并且执行附加的后处理。例如，后处理可以包括进一步对数字值求和以生成束斑的强度值。电子强度确定电路503还可以执行后处理以减轻噪声的影响，诸如，检测和排除从发生故障的电子感测元件输出的强度，检测和排除从位于相邻束斑之间的重叠区域中的电子感测元件输出的强度等。束斑强度确定模块510还可以执行其他后处理以减轻噪声的影响，诸如，从强度数据减去噪声测量结果。束斑边界确定模块508可以确定束斑的轨迹(例如，基于次级边界)，并且将束斑的轨迹信息以及来自束斑强度确定模块510的强度值提供给图像重构模块512。
图像重构模块512可以通过将在时间窗口内收集的强度值与时间窗口期间的一个或多个初级电子束的扫描路径数据组合来重构晶片的图像。因此，可以获取所研究的晶片的图像。
如图5B所示，束斑成像电路504可以包括：缓冲放大器531a、…531b；后信号调节电路532a、…532b；和模数转换器533a、…533b。缓冲放大器531a、…531b可以被配置为将从信号开关矩阵502h传输的扫描电子信号传递给后信号调节电路532a、…532b。后信号调节电路532a、…532b可以包括可变增益放大器(VGA)和偏移电压生成电路。可变增益放大器可以放大来自缓冲放大器531a、…531b的输出信号。可变增益放大器可以修改经重构的束斑图像的对比度。偏移电压生成电路可以被配置为将偏移电压添加到来自VGA的放大信号以调整经重构的束斑图像的亮度。后信号调节电路532a、…532b的放大器增益和偏移设置可以由束斑处理模块506控制。模数转换器533a、…533b可以被配置为：将由后信号调节电路532a、…532b提供的模拟信号转换为一组数字信号，并且将数字信号提供给束斑成像模块515。
图6是表示用于检查晶片的示例性方法600的流程图。将容易理解的是，可以更改所图示的过程以删除步骤或进一步包括附加步骤。例如，方法600可以由图1的电子束工具104结合图5A的系统500执行。
在初始启动之后，在步骤602中，将初级电子束(例如，子束214、216或218)投影到晶片(例如，晶片230)上。可以由电子源202发出初级电子束。然后由枪孔204、聚光透镜206和源转换单元212引导初级电子束以形成初级电子束的多个子束。将初级电子束的一个或多个子束提供给初级投影光学系统220，其可以将一个或多个子束聚焦到晶片230上并且可以将次级或反向散射电子引导至电子检测器。
在步骤604中，电子检测器(例如，电子检测设备244)可以检测由晶片发出或散射的、包括次级或反向散射电子的一个或多个电子束(例如，电子束236、238和240)。检测器可以包括多个电子感测元件，该多个电子感测元件被配置为基于由电子感测元件在预定时间段内接收到的若干电子来生成信号。
在步骤606中，束斑边界确定模块508可以确定由在步骤604中检测到的电子束形成的束斑的边界。边界的确定可以基于由信号处理电路502提供的束斑的强度梯度信息。
在步骤608中，束斑边界确定模块508可以基于所确定的边界来确定位于边界内的第一组电子感测元件以及位于边界外的第二组电子感测元件。该确定可以基于电子检测设备244的传感器表面上的一组电子感测元件的位置以及边界的位置信息。
在步骤610中，电子强度确定电路503可以基于来自第一组电子感测元件的输出来确定束斑的强度值。例如，该系统可以对来自第一组电子感测元件的输出求和，执行亮度校正，执行对比度调整，并且将所产生的模拟和信号转换为数字信号。
在步骤612中，电子强度确定电路503还可以基于来自第二组电子感测元件的输出来确定噪声分量。例如，该系统可以获得在束斑的边界外但是在距边界的预定距离内的电子感测元件的输出作为由位于检测器附近的干扰源引起的噪声信号的测量结果等。
在步骤614中，束斑强度确定模块510可以从强度值减去噪声分量(这两者都可以由电子强度确定电路503提供)以执行噪声补偿。在一些实施例中，电子强度确定电路503可以使用在步骤606中确定的束斑边界来消除相邻束斑之间的串扰，如参照图4B所描述的。在步骤614中，束斑强度确定模块510可以从强度值减去串扰分量(这两者都可以由电子强度确定电路503提供)以执行噪声补偿。
在步骤616中，基于所补偿的电子强度信息，图像重构模块512可以重构晶片的图像。图像重构模块512可以通过将由束斑强度确定模块510在时间窗口内提供的强度值以及一个或多个初级电子束在时间窗口期间的扫描路径数据组合来重构晶片的图像。
图7是表示用于利用多个束来检查晶片的示例性方法700的流程图。将容易理解的是，可以更改所图示的过程以删除步骤或进一步包括附加步骤。例如，方法700可以由图1的电子束工具104结合图5A的系统500执行。
在初始启动之后，在步骤702中，将初级电子束的两个或更多个子束(例如，子束214、216和/或218)投影到晶片(例如，晶片230)上。可以由电子源202发出初级电子束。然后由枪孔204、聚光透镜206和源转换单元212引导初级电子束以形成初级电子束的多个子束。将初级电子束的两个或更多个子束提供给初级投影光学系统220，其可以将两个或更多个子束聚焦到晶片230上并且可以将次级或反向散射电子引导至电子检测器。
在步骤704中，电子检测器(例如，电子检测设备244)可以检测由晶片发出或散射的包括次级或反向散射电子的多个电子束(例如，次级电子束236、238和240)。检测器可以包括多个电子感测元件，该多个电子感测元件被配置为基于由电子感测元件在预定时间段内接收到的若干电子来生成信号。
在步骤706中，束斑边界确定模块508可以确定由在步骤704中检测到的电子束形成的第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界。边界确定可以基于由信号处理电路502提供的束斑的强度梯度信息。
在步骤708中，束斑边界确定模块508可以基于所确定的边界来确定位于第一边界内的第一组电子感测元件以及位于第二边界内的第二组电子感测元件。该确定可以基于在电子检测设备244的传感器表面上的一组电子感测元件的位置以及边界的位置信息。
在步骤710中，束斑处理模块506还可以基于第一和第二束斑共用的电子感测元件来确定第一和第二束斑之间的重叠区域。例如，束斑处理模块506可以检测重叠区域420，如参照图4B所描述的。在一些实施例中，束斑处理模块506可以确定包围第一束斑的中心的第三边界、第三边界与第一边界之间的第一距离以及第三边界与第二边界之间的第二距离。例如，参照图4B，束斑处理模块506可以确定第一距离412和第二距离414。在一些实施例中，束斑处理模块506可以基于第三和第四边界来确定两个束斑的中心之间的距离。例如，束斑处理模块可以确定两个束斑的中心之间的距离416，如参照图4B所描述的。如果中心之间的确定距离下降到低于预定阈值，则束斑处理模块506可以进一步确定重叠区域。例如，参照图4B，束斑处理模块506可以基于距离416低于预定阈值来确定重叠区域420。
束斑处理模块506可以通过收缩束斑的边界来减轻重叠区域的影响。束斑处理模块506可以在步骤712中基于所确定的重叠区域来确定更新的第一边界和更新的第二边界。例如，参照图4B，束斑处理模块506可以确定更新的第一边界312ee和更新的第二边界312ff。可以基于各种考虑来确定收缩因子。在一些实施例中，收缩因子可以基于在步骤710中确定的中心之间的第一距离与第二距离之间的比率。进一步地，排除来自所确定的重叠区域中的电子感测元件的输出可以减小束斑的确定强度值。该减小可以相对于噪声分量(例如，来自暗电流、干扰源等)减小强度值，导致信噪比较小。在信噪比减小的情况下，从束斑生成的强度分布可能变得更容易受到噪声信号的影响，这可以降低图像重构的保真度。因此，在一些实施例中，还可以确定收缩因子，使得所产生的信噪比等于或超过预定阈值。
在步骤714中，束斑处理模块506可以基于更新的边界来确定束斑的强度值。这可以减少或消除相邻束斑之间的串扰，如参照图4B所描述的。
在步骤716中，束斑处理模块506可以基于束斑的确定强度值来重构晶片的图像。束斑处理模块506可以通过组合由更新的第一和第二边界内的电子感测元件提供的强度值来重构晶片的图像。
可以使用以下条款来进一步描述实施例：
1.一种检测系统，包括：
信号处理电路，被配置为基于从多个电子感测元件接收到的电子强度数据来生成一组强度梯度；以及
束斑处理模块，被配置为：
基于所述一组强度梯度来确定束斑的至少一个边界；以及基于所述至少一个边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述束斑内。
2.一种检测系统，包括：
束斑处理模块，所述束斑处理模块被配置为：
从多个电子感测元件获取一组强度信号；
基于所述一组强度信号来确定束斑的至少一个边界；以及基于所述至少一个边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述束斑内。
3.根据条款1或2所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步被配置为：
基于从所述第一组电子感测元件接收到的电子强度数据来确定所述束斑的强度值。
4.根据条款3所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步被配置为基于所述强度值来生成晶片的图像。
5.根据条款1、3和4中任一项所述的检测系统，其中所述信号处理电路包括被配置为生成所述一组强度梯度的强度梯度确定电路。
6.根据条款5所述的检测系统，其中所述强度梯度确定电路包括一组比较器，所述一组比较器被配置为：
基于来自所述多个电子感测元件中的相邻电子感测元件的电子强度数据的比较来生成一组比较决策，其中所述一组强度梯度是基于所生成的一组比较决策来确定的。
7.根据条款1至6中任一项所述的检测系统，其中所述束斑处理模块包括被配置为确定束斑的所述至少一个边界的束斑边界确定模块。
8.根据条款7所述的检测系统，其中所述多个电子感测元件形成传感器表面；以及其中对束斑的所述至少一个边界的所述确定包括所述束斑边界确定模块，所述束斑边界确定模块进一步被配置为：
将所述一组比较决策与所述传感器表面上的一组位置相关联；
基于所述一组比较决策的预定图案来确定在所述一组位置中的第一位置；以及
确定所述第一位置是所述至少一个边界的一部分。
9.根据条款8所述的检测系统，其中所述预定图案包括在所述传感器表面上的第一区域内的第一组相同比较决策以及在所述传感器表面上的第二区域内的第二组切换比较决策，其中所述束斑边界确定模块被配置为将所述第一位置确定为在所述第一区域与所述第二区域之间的位置。
10.根据条款1至9中任一项所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步包括被配置为确定所述束斑的所述强度值的束斑强度确定模块。
11.根据条款10所述的检测系统，其中对所述束斑的所述强度值的确定包括所述束斑强度确定模块进一步被配置为：
基于所述至少一个边界来确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述束斑外；
基于从所述第二组电子感测元件接收到的电子强度数据来确定噪声分量；以及
基于由所述第一组电子感测元件的所述电子强度数据确定的所述强度值和所述噪声分量的组合来确定补偿强度值，
其中所述束斑处理模块被配置为基于所述补偿强度值来生成所述晶片的所述图像。
12.根据条款11所述的检测系统，其中对所述束斑的强度值的所述确定包括所述束斑强度确定模块进一步被配置为：
基于所述一个或多个电子感测元件与所述至少一个边界之间的距离来从所述第二组电子感测元件选择一个或多个电子感测元件；以及
基于从所选择的所述一个或多个电子感测元件接收到的电子强度数据来确定噪声分量。
13.根据条款1至12中任一项所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步包括被配置为基于所述强度值来生成所述晶片的所述图像的图像重构模块。
14.一种检测系统，包括：
信号处理电路，被配置为基于从多个电子感测元件接收到的电子强度数据来生成一组强度梯度；以及
束斑处理模块，被配置为：
基于所述一组强度梯度来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界；
基于所述第一边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述第一束斑内；
基于所述第二边界来确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述第二束斑内；以及
基于所述第一边界和所述第二边界来确定所述第一束斑与所述第二束斑之间的重叠区域。
15.一种检测系统，包括：
束斑处理模块，被配置为：
从多个电子感测元件获取一组强度信号；
基于所述一组强度信号来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界；
基于所述第一边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述第一束斑内；
基于所述第二边界来确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述第二束斑内；以及
基于所述第一边界和所述第二边界来确定所述第一束斑与所述第二束斑之间的重叠区域。
16.根据条款14或15所述的检测系统，其中所述束斑处理模块包括被配置为确定所述第一边界和所述第二边界的束斑边界确定模块。
17.根据条款14至16中任一项所述的检测系统，其中对所述第一束斑和所述第二束斑中的至少一个束斑的强度值的确定包括所述束斑处理模块进一步被配置为：
确定所述多个电子感测元件中的第三组电子感测元件在所述重叠区域内；以及
确定所述第一束斑的第一强度值和所述第二束斑的第二强度值，其中排除从所述第三组电子感测元件接收到的电子强度数据。
18.根据条款17所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步包括被配置为确定所述第一强度值和所述第二强度值的束斑强度确定模块。
19.根据条款14至18中任一项所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步被配置为基于所述重叠区域确定更新的第一边界和更新的第二边界中的至少一个边界，
其中所述束斑处理模块被配置为基于所述更新的第一边界和所述更新的第二边界中的至少一个边界来确定所述第一束斑的第一强度值或者所述第二束斑的第二强度值。
20.根据条款19所述的检测系统，其中基于所述重叠区域确定所述更新的第一边界和所述更新的第二边界中的至少一个边界包括所述束斑处理模块进一步被配置为：
确定包围所述第一束斑的中心的第三边界；
确定所述第三边界与所述第一边界之间的第一距离；
确定所述第三边界与所述第二边界之间的第二距离；
基于所述第一距离和所述第二距离来确定比例因子；以及
基于所述比例因子来确定更新的第一边界和更新的第二边界中的至少一个边界。
21.根据条款20所述的检测系统，其中所述比例因子是基于预定的信噪比阈值确定的。
22.根据条款17至21中任一项所述的检测系统，其中对所述束斑的所述强度值的所述确定包括所述束斑强度确定模块进一步被配置为：
基于从所述一个或多个电子感测元件接收到的电子强度数据来确定所述第一组电子感测元件中的所述一个或多个电子感测元件发生故障；以及
确定所述束斑的所述强度值，其中排除从所述一个或多个电子感测元件接收到的所述电子强度数据。
23.根据条款14至22中任一项所述的检测系统，进一步包括电子强度确定电路，所述电子强度确定电路被配置为：
生成从所述第一组电子感测元件接收到的电子强度数据的和，以及
生成表示所述和的数字信号；
其中所述束斑强度确定模块被配置为基于所述数字信号来确定所述束斑的强度值。
24.根据条款23所述的检测系统，其中所述电子强度确定电路进一步包括：
求和放大器，所述求和放大器被配置为基于由信号开关矩阵选择的电子强度数据来输出表示所述和的求和信号，其中所述信号开关矩阵被配置为基于所述至少一个边界来选择所述第一组电子感测元件的所述电子强度数据；
后信号调节电路，所述后信号调节电路包括：
可变增益放大器，被配置为放大来自所述求和放大器的所述求和信号；以及
偏移电压生成电路，被配置为将偏移电压添加到来自所述可变增益放大器的经放大的信号；以及
模数转换器，被配置为基于来自所述后信号调节电路的所述信号来生成所述数字信号。
25.根据条款1至24中任一项所述的检测系统，其中所述基于所述强度值来生成晶片的图像包括所述图像重构模块进一步被配置为：
从所述束斑强度确定模块获得所述多个束斑的强度值；
从所述束斑边界确定模块获得所述多个束斑的轨迹；
将所述轨迹映射到在所述晶片上或所述晶片中的多个扫描位置；以及
基于所述强度值和所述扫描位置来构建所述晶片的所述图像。
26.根据条款1至25中任一项所述的检测系统，进一步包括束斑成像电路，所述束斑成像电路被配置为：
从由所述信号开关矩阵扫描的一个或多个电子感测元件接收表示电子强度数据的信号；
生成表示所述信号的幅度的数字信号；以及
将所述数字信号提供给束斑成像模块，其中所述束斑成像模块被配置为生成所述束斑的图像。
27.根据条款1至26中任一项所述的检测系统，进一步包括一组信号调节电路，所述一组信号调节电路被配置为对从所述多个电子感测元件中的每个电子感测元件接收的电子强度数据进行预处理；
其中所述强度梯度确定电路被配置为基于经预处理的电子强度数据来确定一组强度梯度；以及
其中所述束斑强度确定模块被配置为基于经预处理的电子强度数据来确定所述束斑的所述强度值。
28.一种电子检测系统，包括：
多个电子感测元件，被配置为从晶片接收包括反向散射电子或次级电子的至少一个电子束；以及
处理系统，所述处理系统包括：
强度梯度确定电路，所述强度梯度确定电路被配置为基于从所述多个电子感测元件中的每个电子感测元件接收的电子强度数据来确定一组强度梯度；
束斑边界确定模块，所述束斑边界确定模块被配置为：
基于所述一组强度梯度来确定所述至少一个次级电子束中的一个次级电子束的束斑的至少一个边界，以及
基于所述至少一个边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述束斑内；以及
束斑强度确定模块，所述束斑强度确定模块被配置为基于从所述第一组电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定所述束斑的强度值；以及
图像重构模块，所述图像重构模块被配置为基于所述强度值来生成所述晶片的图像。
29.根据条款28所述的电子检测系统，其中所述强度梯度确定电路包括一组比较器，所述一组比较器被配置为比较从所述多个电子感测元件中的一对邻近电子感测元件接收到的所述电子强度数据；
其中所述一组强度梯度是基于通过所述一组比较器的一组比较决策确定的。
30.根据条款29所述的电子检测系统，其中所述多个电子感测元件形成传感器表面；其中对束斑的至少一个边界的所述确定包括所述束斑边界确定模块被配置为：
将所述一组比较决策与所述传感器表面上的一组位置相关联；
基于所述一组比较决策的预定图案来确定所述一组位置中的第一位置；以及
确定所述第一位置是所述至少一个边界的一部分。
31.根据条款30所述的电子检测系统，其中所述预定图案包括在所述传感器表面上的第一区域内的第一组相同比较决策以及在所述传感器表面上的第二区域内的第二组切换比较决策，其中所述束斑边界确定模块被配置为将所述第一位置确定为在所述第一区域与所述第二区域之间的位置。
32.根据条款28至31中任一项所述的电子检测系统，其中对所述束斑的强度值的所述确定包括所述束斑强度确定模块进一步被配置为：
基于所述至少一个边界来确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述束斑外；
基于从所述第二组电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定噪声分量；以及
基于从所述第一组电子感测元件的所述电子强度数据确定的所述强度值和所述噪声分量的组合来确定补偿强度值，
其中所述图像重构模块被配置为基于所述补偿强度值来生成所述晶片的所述图像。
33.根据条款32所述的电子检测系统，其中对所述束斑的强度值的所述确定包括所述束斑强度确定模块进一步被配置为：
基于所述一个或多个电子感测元件与所述至少一个边界之间的距离来从所述第二组电子感测元件选择一个或多个电子感测元件；以及
基于从所选择的一个或多个电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定噪声分量。
34.根据条款28至33中任一项所述的电子检测系统，其中对束斑的至少一个边界的所述确定包括所述束斑边界确定模块被配置为：
基于所述一组强度梯度来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界，以及
基于所述第一边界和所述第二边界来确定所述第一束斑与所述第二束斑之间的重叠区域。
35.根据条款34所述的电子检测系统，其中对所述束斑的强度值的所述确定包括所述束斑强度确定模块进一步被配置为：
确定所述多个电子感测元件中的第三组电子感测元件在所述重叠区域内；以及
确定所述第一束斑的第一强度值和所述第二束斑的第二强度值，其中排除从所述第三组电子感测元件接收到的所述电子强度数据。
36.根据条款34或35所述的电子检测系统，其中所述束斑边界确定模块进一步被配置为基于所述重叠区域确定更新的第一边界和更新的第二边界，
其中所述束斑强度确定模块被配置为分别基于所述更新的第一边界和所述更新的第二边界来确定所述第一束斑的第一强度值和所述第二束斑的第二强度值。
37.根据条款36所述的电子检测系统，其中所述基于所述重叠区域确定更新的第一边界和更新的第二边界包括所述束斑边界确定模块进一步被配置为：
确定包围所述第一束斑的中心的第三边界；
确定所述第三边界与所述第一边界之间的第一距离；
确定所述第三边界与所述第二边界之间的第二距离；
基于所述第一距离和所述第二距离来确定比例因子；以及
基于所述比例因子来确定所述更新的第一边界和所述更新的第二边界。
38.根据条款37所述的电子检测系统，其中所述比例因子也是基于预定的信噪比阈值确定的。
39.根据条款28至38中任一项所述的电子检测系统，其中对所述束斑的强度值的所述确定包括所述束斑强度确定模块进一步被配置为：
基于从所述一个或多个电子感测元件接收到的电子强度数据确定所述第一组电子感测元件中的一个或多个电子感测元件发生故障；以及
确定所述束斑的所述强度值，其中排除从所述一个或多个电子感测元件接收到的所述电子强度数据。
40.根据条款28至39中任一项所述的电子检测系统，进一步包括所述电子强度确定电路被配置为：
生成从所述第一组电子感测元件接收到的电子强度数据的和，以及
生成表示所述和的数字信号；
其中所述束斑强度确定模块被配置为基于所述数字信号来确定所述束斑的强度值。
41.根据条款40所述的电子检测系统，其中所述电子强度确定电路包括：
求和放大器，被配置为基于由信号开关矩阵选择的电子强度数据输出来表示所述和的求和信号，其中所述信号开关矩阵被配置为基于所述至少一个边界来选择所述第一组电子感测元件的所述电子强度数据；
后信号调节电路，包括：
可变增益放大器，被配置为放大来自所述求和放大器的所述求和信号；以及
偏移电压生成电路，被配置为将偏移电压添加到来自所述可变增益放大器的经放大的信号；以及
模数转换器，被配置为基于来自所述后信号调节电路的所述信号来生成所述数字信号。
42.根据条款28至41中任一项所述的电子检测系统，其中所述基于所述强度值来生成晶片的图像包括所述图像重构模块被配置为：
从所述束斑强度确定模块获得多个束斑的强度值；
从所述束斑边界确定模块获得所述多个束斑的轨迹；
将所述轨迹映射到所述晶片上或所述晶片中的多个扫描位置；以及
基于所述强度值和所述扫描位置来构建所述晶片的所述图像。
43.根据条款28至42中任一项所述的电子检测系统，其中所述处理系统进一步包括所述束斑成像电路被配置为：
从由所述信号开关矩阵扫描的一个或多个电子感测元件接收表示电子强度数据的信号；
生成表示所述信号的放大的数字信号；以及
将所述数字信号提供给束斑成像模块，其中所述束斑成像模块被配置为生成所述束斑的图像。
44.根据条款28至43中任一项所述的电子检测系统，进一步包括一组信号调节电路，所述一组信号调节电路被配置为对从所述多个电子感测元件中的每一个电子感测元件接收到的所述电子强度数据进行预处理；
其中所述强度梯度确定电路被配置为基于经预处理的电子强度数据来确定所述一组强度梯度；以及
其中所述束斑强度确定模块被配置为基于经预处理的电子强度数据来确定所述束斑的所述强度值。
45.一种方法，包括：
基于从多个电子感测元件中的每个电子感测元件接收到的电子强度数据来确定一组强度梯度；以及
基于所述一组强度梯度来确定束斑的至少一个边界。
46.根据条款45所述的方法，进一步包括：
基于所述至少一个边界，确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述束斑内。
47.根据条款46所述的方法，进一步包括：
基于从所述第一组电子感测元件接收到的电子强度数据来确定所述束斑的强度值。
48.根据条款47所述的方法，进一步包括：
基于所述强度值生成晶片的图像。
49.根据条款45至48中任一项所述的方法，进一步包括：
通过一组信号水平差确定设备，基于来自所述多个电子感测元件中的相邻电子感测元件的所述电子强度数据的比较来生成一组比较决策，其中所述一组强度梯度是基于所生成的一组比较决策来确定的。
50.根据条款49所述的方法，其中所述信号水平差确定设备包括电压比较器。
51.根据条款49或50所述的方法，其中所述多个电子感测元件形成传感器表面；其中确定束斑的至少一个边界包括：
将所述一组比较决策与所述传感器表面上的一组位置相关联；
基于所述一组比较决策的预定图案来确定所述一组位置中的第一位置；以及
确定所述第一位置是所述至少一个边界的一部分。
52.根据条款51所述的方法，其中所述预定图案包括在所述传感器表面上的第一区域内的第一组相同比较决策以及在所述传感器表面上的第二区域内的第二组切换比较决策，其中所述第一位置被确定为所述第一区域与所述第二区域之间的位置。
53.根据条款47至52中任一项所述的方法，其中确定所述束斑的所述强度值进一步包括：
基于所述至少一个边界，确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述束斑外；
基于从所述第二组电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定噪声分量；以及
基于从所述第一组电子感测元件的所述电子强度数据确定的所述强度值和所述噪声分量的组合来确定补偿强度值，
其中所述晶片的所述图像是基于所述补偿强度值生成的。
54.根据条款53所述的方法，其中确定所述束斑的强度值包括：
基于所述一个或多个电子感测元件与所述至少一个边界之间的距离来从所述第二组电子感测元件选择一个或多个电子感测元件；以及
基于从所选择的一个或多个电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定噪声分量。
55.一种方法，包括：
基于从多个电子感测元件中的每个电子感测元件接收到的电子强度数据来确定一组强度梯度；
基于所述一组强度梯度来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界；
基于所述第一边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述第一束斑内；
基于所述第二边界来确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述第二束斑内；以及
基于所述第一边界和所述第二边界来确定所述第一束斑与所述第二束斑之间的重叠区域。
56.根据条款55所述的方法，进一步包括确定所述第一束斑和所述第二束斑中的至少一个束斑的强度值，其中所述强度值的确定进一步包括：
确定所述多个电子感测元件中的第三组电子感测元件在所述重叠区域内；以及
确定所述第一束斑的第一强度值和所述第二束斑的第二强度值，其中排除从所述第三组电子感测元件接收到的所述电子强度数据。
57.根据条款55或56所述的方法，进一步包括：
基于所述重叠区域来确定更新的第一边界和更新的第二边界；以及
分别基于所述更新的第一边界和所述更新的第二边界来确定所述第一束斑的第一强度值和所述第二束斑的第二强度值。
58.根据条款57所述的方法，其中基于所述重叠区域来确定更新的第一边界和更新的第二边界包括：
确定包围所述第一束斑的中心的第三边界；
确定所述第三边界与所述第一边界之间的第一距离；
确定所述第三边界与所述第二边界之间的第二距离；
基于所述第一距离和所述第二距离来确定比例因子；以及
基于所述比例因子来确定所述更新的第一边界和所述更新的第二边界。
59.根据条款58所述的方法，其中所述比例因子也是基于预定的信噪比阈值确定的。
60.根据条款47至59中任一项所述的方法，其中确定所述束斑的强度值包括：
基于从所述一个或多个电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定所述第一组电子感测元件中的一个或多个电子感测元件发生故障；以及
确定所述束斑的所述强度值，其中排除从所述一个或多个电子感测元件接收到的所述电子强度数据。
61.根据条款47至60中任一项所述的方法，进一步包括：
生成从所述第一组电子感测元件接收到的所述电子强度数据的和，以及
生成表示所述和的数字信号；
其中所述束斑的所述强度值是基于所述数字信号确定的。
62.根据条款48至61中任一项所述的方法，其中基于所述强度值生成晶片的图像包括：
获得多个束斑的强度值；
获得所述多个束斑的轨迹；
将所述轨迹映射到所述晶片上或所述晶片中的多个扫描位置；以及
基于所述强度值和所述扫描位置来构建所述晶片的所述图像。
63.根据条款62所述的方法，其中，所述方法进一步包括：
接收表示从一个或多个电子感测元件扫描的电子强度数据的信号；
放大接收到的信号；
生成表示经放大的信号的数字信号；以及
基于所述数字信号生成所述束斑的图像。
64.根据条款45至63中任一项所述的方法，进一步包括：利用一组信号调节电路，对从所述多个电子感测元件中的每个电子感测元件接收到的所述电子强度数据进行预处理；
其中所述一组强度梯度是基于经预处理的电子强度数据确定的；以及
其中所述束斑的所述强度值是基于经预处理的电子强度数据确定的。
65.一种存储指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令由包括一个或多个处理器的计算设备可执行以使所述计算设备执行方法，所述方法包括：
从多个电子感测元件获取一组强度信号；以及
基于所述一组强度信号来确定束斑的至少一个边界。
66.根据条款65所述的介质，其中所述方法进一步包括：
基于所述至少一个边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述束斑内。
67.根据条款66所述的介质，其中所述方法进一步包括：
基于从所述第一组电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定所述束斑的强度值。
68.根据条款67所述的介质，其中所述方法进一步包括：
基于所述强度值来生成晶片的图像。
69.根据条款65至68中任一项所述的介质，其中所述方法进一步包括：
通过一组信号水平差确定设备，基于来自所述多个电子感测元件中的一对相邻电子感测元件的所述电子强度数据的比较来生成一组比较决策，其中所述一组强度梯度是基于所生成的一组比较决策来确定的。
70.根据条款69所述的介质，其中，所述信号水平差确定设备包括电压比较器。
71.根据条款69或70所述的介质，其中所述多个电子感测元件形成传感器表面；其中，确定束斑的至少一个边界包括：
将所述一组比较决策与所述传感器表面上的一组位置相关联；
基于所述一组比较决策的预定图案来确定所述一组位置中的第一位置；以及
确定所述第一位置是所述至少一个边界的一部分。
72.根据条款71所述的介质，其中所述预定图案包括在所述传感器表面上的第一区域内的第一组相同比较决策以及在所述传感器表面上的第二区域内的第二组切换比较决策，其中，束斑处理模块被配置为将所述第一位置确定为所述第一区域与所述第二区域之间的位置。
73.根据条款67至72中任一项所述的介质，其中，确定所述束斑的强度值包括：
基于所述至少一个边界，确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述束斑外；
基于从所述第二组电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定噪声分量；以及
基于从所述第一组电子感测元件的所述电子强度数据确定的所述强度值和所述噪声分量的组合来确定补偿强度值，
其中所述晶片的所述图像是基于所述补偿强度值生成的。
74.根据条款73所述的介质，其中确定所述束斑的强度值包括：
基于所述一个或多个电子感测元件与所述至少一个边界之间的距离来从所述第二组电子感测元件选择一个或多个电子感测元件；以及
基于从所选择的一个或多个电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定噪声分量。
75.一种存储指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令由包括一个或多个处理器的计算设备可执行以使所述计算设备执行方法，所述方法包括：
基于从多个电子感测元件中的每个电子感测元件接收到的电子强度数据来确定一组强度梯度；
基于所述一组强度梯度来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界；
基于所述第一边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述第一束斑内；
基于所述第二边界来确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述第二束斑内；以及
基于所述第一边界和所述第二边界来确定所述第一束斑与所述第二束斑之间的重叠区域。
76.根据条款75所述的介质，其中确定所述第一束斑和所述第二束斑中的一者或两者的强度值包括：
确定所述多个电子感测元件中的第三组电子感测元件在所述重叠区域内；以及
确定所述第一束斑的第一强度值和所述第二束斑的第二强度值，其中排除从所述第三组电子感测元件接收到的所述电子强度数据。
77.根据条款75或76所述的介质，其中所述方法进一步包括：
基于所述重叠区域来确定更新的第一边界和更新的第二边界；以及
分别基于所述更新的第一边界和所述更新的第二边界来确定所述第一束斑的第一强度值和所述第二束斑的第二强度值。
78.根据条款77所述的介质，其中基于所述重叠区域确定更新的第一边界和更新的第二边界包括：
确定包围所述第一束斑的中心的第三边界；
确定所述第三边界与所述第一边界之间的第一距离；
确定所述第三边界与所述第二边界之间的第二距离；
基于所述第一距离和所述第二距离来确定比例因子；以及
基于所述比例因子来确定所述更新的第一边界和所述更新的第二边界。
79.根据条款78所述的介质，其中所述比例因子也是基于预定的信噪比阈值确定的。
80.根据条款67至79中任一项所述的介质，其中确定所述束斑的强度值包括：
基于从所述一个或多个电子感测元件接收到的所述电子强度数据来确定所述第一组电子感测元件中的一个或多个电子感测元件发生故障；以及
确定所述束斑的所述强度值，其中排除从所述一个或多个电子感测元件接收到的所述电子强度数据。
81.根据条款67至80中任一项所述的介质，其中所述方法进一步包括：
生成从所述第一组电子感测元件接收到的所述电子强度数据的和，以及
生成表示所述和的数字信号；
其中所述束斑的所述强度值是基于所述数字信号确定的。
82.根据条款68至81中任一项所述的介质，其中基于所述强度值生成晶片的图像包括：
获得多个束斑的强度值；
获得所述多个束斑的轨迹；
将所述轨迹映射到所述晶片上或晶片中的多个扫描位置；以及
基于所述强度值和所述扫描位置构建所述晶片的所述图像。
83.根据条款82所述的介质，其中所述方法进一步包括：
接收表示从一个或多个电子感测元件扫描的电子强度数据的信号；
放大接收到的信号；
生成表示经放大的信号的数字信号；以及
基于所述数字信号生成所述束斑的图像。
84.根据条款65至83中任一项所述的介质，其中所述方法进一步包括：利用一组信号调节电路，对从所述多个电子感测元件中的每个电子感测元件接收到的所述电子强度数据进行预处理；
其中所述一组强度梯度是基于经预处理的电子强度数据确定的；以及
其中所述束斑的所述强度值是基于经预处理的电子强度数据确定的。
85.一种用于接收多个带电粒子束的检测器，包括：
具有多个感测元件的接收表面，所述接收表面被配置为基于对多个带电粒子束的感测来生成一组强度信号；以及
处理系统，所述处理系统被配置为基于所述一组强度信号来确定束斑的至少一个边界并且确定所述多个感测元件的第一组感测元件在所述束斑内。
要理解的是，本发明并不限于上面已经描述并且在附图中图示的精确结构，并且可以在不脱离其范围的情况下进行各种修改和改变。其意图是本发明的范围应该仅受所附权利要求的限制。

Claims (15)

1.一种检测系统，包括：
信号处理电路，被配置为基于从多个电子感测元件接收到的电子强度数据来生成一组强度梯度；以及
束斑处理模块，被配置为：
基于所述一组强度梯度来确定束斑的至少一个边界；以及
基于所述至少一个边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述束斑内。
2.一种检测系统，包括：
束斑处理模块，所述束斑处理模块被配置为：
从多个电子感测元件获取一组强度信号；
基于所述一组强度信号来确定束斑的至少一个边界；以及
基于所述至少一个边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述束斑内。
3.根据权利要求1所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步被配置为：
基于从所述第一组电子感测元件接收到的电子强度数据来确定所述束斑的强度值。
4.根据权利要求3所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步被配置为基于所述强度值来生成晶片的图像。
5.根据权利要求1所述的检测系统，其中所述信号处理电路包括强度梯度确定电路，所述强度梯度确定电路被配置为生成所述一组强度梯度。
6.根据权利要求5所述的检测系统，其中所述强度梯度确定电路包括一组比较器，所述一组比较器被配置为：
基于来自所述多个电子感测元件中的相邻电子感测元件的电子强度数据的比较来生成一组比较决策，其中所述一组强度梯度是基于所生成的所述一组比较决策来确定的。
7.根据权利要求1所述的检测系统，其中所述束斑处理模块包括束斑边界确定模块，所述束斑边界确定模块被配置为确定束斑的所述至少一个边界。
8.根据权利要求6所述的检测系统，其中所述束斑处理模块包括束斑边界确定模块，所述束斑边界确定模块被配置为确定束斑的所述至少一个边界，并且其中所述多个电子感测元件形成传感器表面；以及其中对束斑的所述至少一个边界的所述确定包括所述束斑边界确定模块进一步被配置为：
将所述一组比较决策与所述传感器表面上的一组位置相关联；
基于所述一组比较决策的预定图案来确定所述一组位置中的第一位置；以及
确定所述第一位置是所述至少一个边界的一部分。
9.根据权利要求8所述的检测系统，其中所述预定图案包括在所述传感器表面上的第一区域内的第一组相同比较决策以及在所述传感器表面上的第二区域内的第二组切换比较决策，其中所述束斑边界确定模块被配置为将所述第一位置确定为在所述第一区域与所述第二区域之间的位置。
10.根据权利要求1所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步包括束斑强度确定模块，所述束斑强度确定模块被配置为确定所述束斑的强度值。
11.根据权利要求10所述的检测系统，其中对所述束斑的所述强度值的确定包括所述束斑强度确定模块进一步被配置为：
基于所述至少一个边界来确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述束斑外；
基于从所述第二组电子感测元件接收到的电子强度数据来确定噪声分量；以及
基于由所述第一组电子感测元件的所述电子强度数据确定的所述强度值和所述噪声分量的组合来确定补偿强度值，
其中所述束斑处理模块被配置为基于所述补偿强度值来生成晶片的图像。
12.根据权利要求11所述的检测系统，其中对所述束斑的强度值的所述确定包括所述束斑强度确定模块进一步被配置为：
基于所述一个或多个电子感测元件与所述至少一个边界之间的距离来从所述第二组电子感测元件选择一个或多个电子感测元件；以及
基于从所选择的所述一个或多个电子感测元件接收到的电子强度数据来确定噪声分量。
13.根据权利要求10所述的检测系统，其中所述束斑处理模块进一步包括图像重构模块，所述图像重构模块被配置为基于所述强度值来生成晶片的图像。
14.一种检测系统，包括：
信号处理电路，被配置为基于从多个电子感测元件接收到的电子强度数据来生成一组强度梯度；以及
束斑处理模块，被配置为：
基于所述一组强度梯度来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界；
基于所述第一边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述第一束斑内；
基于所述第二边界来确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述第二束斑内；以及
基于所述第一边界和所述第二边界来确定所述第一束斑与所述第二束斑之间的重叠区域。
15.一种检测系统，包括：
束斑处理模块，被配置为：
从多个电子感测元件获取一组强度信号；
基于所述一组强度信号来确定第一束斑的第一边界和第二束斑的第二边界；
基于所述第一边界来确定所述多个电子感测元件中的第一组电子感测元件在所述第一束斑内；
基于所述第二边界来确定所述多个电子感测元件中的第二组电子感测元件在所述第二束斑内；以及
基于所述第一边界和所述第二边界来确定所述第一束斑与所述第二束斑之间的重叠区域。
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