CN113678225A - 具有集成电流测量的孔径阵列 - Google Patents

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Abstract

公开了在多射束装置中测量射束电流的系统和方法。该多射束装置可以包括带电粒子源，该带电粒子源被配置为生成初级带电粒子束，以及孔径阵列。孔径阵列可以包括多个孔径，该多个孔径被配置为由初级带电粒子束形成多个子束；以及检测器，该检测器包括用以检测辐射孔径阵列的初级带电粒子束的至少一部分的电流的电路系统。测量射束电流的方法可以包括：将初级带电粒子束辐射在孔径阵列上并且检测初级带电粒子束的至少一部分的电流。

Description

具有集成电流测量的孔径阵列
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年3月28日提交的EP申请19166009.1的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本文中所提供的实施例公开了一种多射束装置，并且更具体地，公开了一种多射束电子显微镜，其包括具有集成射束电流测量能力的孔径阵列。
背景技术
在集成电路(IC)的制造过程中，非成品电路部件或成品电路部件被检查以确保它们根据设计制造并且没有缺陷。可以采用利用光学显微镜或带电粒子(例如，电子)射束显微镜，诸如扫描电子显微镜(SEM)的检查系统。随着IC部件的物理尺寸不断缩小，缺陷检测的准确性和产率变得更加重要。尽管可以使用更亮的电子源来提高通量和分辨率；然而，电子源的稳定性可能会受到妥协，从而导致检测工具不足以满足其预期目的。
因此，相关技术系统在例如确定电子源在高射束电流下的稳定性时面临限制。需要本领域的进一步改进。
发明内容
本公开的各实施例可以提供在多射束装置中测量射束电流的系统和方法。在一个方面中，本公开涉及一种多射束装置。该多射束装置可以包括带电粒子源，该带电粒子源被配置为生成初级带电粒子束，以及孔径阵列。孔径阵列可以包括多个孔径，该多个孔径被配置为从初级带电粒子束形成多个子束；以及检测器，该检测器包括用以检测辐射孔径阵列的初级带电粒子束的至少一部分的电流的电路系统。
检测器可以包括用以累积初级带电粒子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量电流的电路系统。该电路系统可以被配置为监测初级带电粒子束的至少一部分的电流。初级带电粒子束的至少一部分的电流可以用于确定初级带电粒子束的总电流。
检测器可以包括用以进一步至少检测初级带电粒子束的一部分的位置或尺寸的改变的电路系统。检测器可以包括多个电流检测器，该多个电流检测器被配置为检测初级带电粒子束的多个参数中的至少一个参数的改变。多个参数可以包括射束位置、射束直径、射束电流、射束电流密度、或射束电流密度的均匀性。多个电流检测器中的每个电流检测器可以与孔径阵列的至少一个孔径相关联并且可以设置在孔径阵列上。电流检测器可以包括法拉第杯、二极管、二极管阵列、闪烁体、或光电倍增管。
在另一方面中，本公开涉及一种多射束装置，该多射束装置包括带电粒子源，该带电粒子源被配置为生成初级带电粒子束。该装置可以包括第一孔径阵列，该第一孔径阵列包括多个第一孔径并且被配置为从初级带电粒子束形成多个子束；以及第二孔径阵列。该第二孔径阵列可以包括多个第二孔径和多个电流检测器，其中多个电流检测器中的每个电流检测器与多个第二孔径中的至少一个孔径相关联并且包括用以检测辐射第二孔径阵列的多个子束中的对应子束的电流的电路系统。
第一孔径阵列可以包括电流限制孔径阵列，该电流限制孔径阵列设置在带电粒子源与第二孔径阵列之间。多个电流检测器中的每个电流检测器可以包括用以累积多个子束的对应子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量电流的电路系统。多个电流检测器中的每个电流检测器都可以包括以监测对应子束的电流并且检测对应子束的位置或尺寸的改变中的至少一个改变的电路系统。多个电流检测器中的每个电流检测器可以包括用以检测对应子束的多个参数中的至少一个参数的改变的电路系统，该多个参数包括以下各项中的一项：子束位置、子束直径、子束电流、子束电流密度、或子束电流密度的均匀性。多个电流检测器中的每个电流检测器可以为法拉第杯、二极管、二极管阵列、闪烁体、或光电倍增管。
在又一方面中，本公开涉及一种多射束装置，该多射束装置包括带电粒子源，该带电粒子源被配置为生成初级带电粒子束；第一孔径阵列，该第一孔径阵列包括多个第一孔径，该多个第一孔径被配置为从初级带电粒子束形成多个子束；以及第一电流检测器，该第一电流检测器包括用以检测辐射第一孔径阵列的初级带电粒子束的至少一部分的电流的电路系统。多射束装置可以包括第二孔径阵列，该第二孔径阵列包括多个第二孔径，其中多个第二孔径中的每个孔径被配置为接收多个子束中的对应子束的至少一部分。
第一电流检测器可以包括用以累积初级带电粒子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量电流的电路系统。第二孔径阵列可以包括第二电流检测器，该第二电流检测器与多个第二孔径中的至少一个孔径相关联。
在又一方面中，本公开涉及一种在多射束装置中测量射束电流的方法。该方法可以包括：将初级带电粒子束辐射在孔径阵列上并且检测初级带电粒子束的至少一部分的电流。该方法可以包括：使用控制电路基于所检测的电流来调整多个射束参数中的至少一个射束参数。该方法还可以包括：累积初级带电粒子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量射束电流。
该方法还可以包括：监测初级带电粒子束的至少一部分的射束电流，检测初级带电粒子束的一部分的多个参数中的至少一个参数的改变。多个参数包括以下各项中的至少一项：射束位置、射束直径、射束电流、射束电流密度、或射束电流密度的均匀性。该方法还可以包括：基于初级带电粒子束的至少一部分的测量电流来确定初级带电粒子束的总电流。检测器可以包括多个电流检测器，并且多个电流检测器中的每个电流检测器与孔径阵列的至少一个孔径相关联。
在又一方面中，本公开涉及一种非暂态计算机可读介质，其存储指令集合，该指令集合可由多射束装置的一个或多个处理器执行以使得多射束装置执行在多射束装置中测量射束电流的方法。该方法可以包括：控制初级带电粒子束在孔径阵列上的照射，以及基于由检测器所检测的初级带电粒子束的至少一部分的电流来确定初级带电粒子束的电流。
可由多射束装置的一个或多个处理器执行的指令集合可以使得多射束装置激活检测器以累积初级带电粒子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量初级带电粒子束的至少一部分的电流。
附图说明
图1是图示了根据本公开的实施例的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图。
图2是图示了根据本公开的实施例的可以作为图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3是图示了根据本公开的实施例的多射束装置中的孔径阵列的示例性布置的示意图。
图4是图示了根据本公开的实施例的可以作为图1的示例性电子束检查系统的一部分的示例性多射束装置的框图。
图5A至图5D是图示了根据本公开的实施例的包括集成射束电流检测器的多射束装置的孔径阵列的示例性配置的示意图。
图6是示出了根据本公开的实施例的在多射束装置中测量射束电流的示例性方法的流程图。
具体实施方式
现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中图示。以下描述参考附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或相似的元件。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现方式并不表示所有实现方式。相反，它们仅是与如所附权利要求中所述的与所公开的实施例有关的各方面一致的装置和方法的示例。例如，尽管在利用电子束的背景下描述了一些实施例，但是本公开不限于此。同样，可以应用其他类型的带电粒子束。更进一步地，可以使用其他成像系统，诸如光学成像、光检测、X射线检测等。
增强电子设备的计算能力同时减小设备的物理尺寸，可以通过显著提高集成电路(IC)芯片上的诸如晶体管、电容器、二极管等之类的电路部件的封装密度来实现。例如，在智能电话中，IC芯片(其是指甲盖的大小)可能包含超过20亿个晶体管，每个晶体管的大小小于人发的1/1000。毫不奇怪，半导体IC制造是个复杂过程，其中单独步骤达数百个。即使一个步骤中的误差也有可能极大地影响最终产品的运转。甚至一个“致命缺陷”也可能导致设备故障。制造过程的目标是提高过程的总产率。例如，为了使50步骤过程获得75％的产率，每个单个步骤的产率都必须大于99.4％，并且如果单个步骤产率为95％，则整个过程产率下降到7％。
随着几何尺寸的缩小和IC芯片行业迁移到三维(3D)架构(诸如与非门、鳍式场效应晶体管(FinFET)和高级动态随机存取存储器(DRAM))，寻找缺陷在每个较低节点上变得越来越具有挑战性且价格越来越昂贵。虽然IC芯片制造设施需要高工艺产率，但是维持高晶片吞吐量也很至关重要，该高晶片吞吐量被定义为每小时处理的晶片的数目。高过程产率以及高晶片吞吐量会受到缺陷存在的影响，尤其是当牵涉到操作员干预时。因此，通过检测工具(诸如SEM)检测并且标识微米尺寸和纳米尺寸的缺陷对于维持高产率和高吞吐量，并且价格低廉至关重要。
半导体芯片在极其清洁和受控环境中制作，该环境具有非常低水平的污染物，诸如灰尘、空气传播的颗粒、气溶胶颗粒、以及化学蒸汽。更具体地，要求半导体洁净室的污染水平受控，该污染水平由指定颗粒尺寸下每立方英尺的颗粒数目指定。典型芯片制造洁净室每立方英尺空气包含1个至10个颗粒，每个颗粒的直径小于5μm。相比之下，典型城市环境中外部的环境空气每立方英尺包含大约12.5亿个颗粒，每个颗粒的平均直径约为200μm。加工中的晶片上的一粒小至1μm的灰尘可能会跨位于芯片上的数千个晶体管，这可能会使整个芯片无法使用。在一些情况下，用于在晶片上创建重复图案的掩模版或光掩模上的一粒灰尘可能会使得物理缺陷或电气缺陷再次出现。例如，单个芯片中连接晶体管的一个或多个金属线可能会重叠或可能通过灰尘颗粒不合需要地连接，从而导致整个芯片的电路短路。
确保能够以高准确性和高分辨率观察、检查和成像晶片同时维持高吞吐量(例如，被定义为每小时晶片处理的数目)变得越来越重要。为了增加吞吐量，一些检查工具可能使用多个射束在样品表面同时形成多个探针斑。作为一个示例，检查工具可以生成初级射束，该初级射束分成多个射束(例如，“子束”)，这些射束然后各自可以在样品表面上扫描，如在多射束检查系统或多带电粒子束装置中一样。
为了在诸如多射束SEM之类的多带电粒子束装置中增强分辨率的同时维持高吞吐量，期望初级射束具有高电流密度或高亮度，以使多个子束拥有尽可能多的电子。初级射束(例如，电子束)的电流密度可以定义为每单位时间射束的每单位面积的电子(或电荷)的数目。尽管电流密度可能为重要的射束参数，但是因为电子以一定范围的发散角离开电子源并且射束内电子的角度分布可能为重要的射束参数，所以在电子显微镜的背景下，射束亮度可能更相关。因此，射束亮度可以被定义为初级源的(以球面度表达的)每单位立体角的电流密度。
例如，可以通过增加阳极与阴极(通常是电子源)之间的电压来生成高亮度电子束。然而，使初级电子源长时间承受高压可能会影响电子源的耐用性和稳定性。初级电子源的不稳定性可能不仅影响源的性能，而且还会影响所生成的初级电子束。例如，初级电子束可能表现出可能降低检查系统的整体效率和吞吐量的发射电流随时间的变化、初级射束相对于检查系统的其他部件的位置的变化、射束尺寸的变化、射束的总电流的变化、射束的电流密度的均匀性的变化等。
在多射束SEM系统中，初级电子束分成多个子束，并且多个子束中的每个子束可以在样品表面上产生探针斑。子束的电子与样品的相互作用生成包含与样品上的探针斑相关联的信息的信号。所生成的信号随后被处理以创建表示所探测的样品区域的图像，从而使得用户能够以视觉方式分析样品及其上的任何缺陷。来自不稳定电子源的不稳定初级电子束会使得所生成的子束电流不均匀，从而影响图像质量。在IC芯片制造设施中，通常依赖诸如多射束SEM之类的视觉检查工具进行晶片检测和缺陷分析。因此，图像质量的任何妥协都可能妨碍用户分析和检查晶片的能力，并且可能影响整体吞吐量。
因为图像质量会受到若干个因素的影响，这些因素包括但不限于不稳定的初级电子束、不稳定的初级电子源、未校准的检测系统、SEM柱中未对准的光学器件、样品污染、机械振动、热干扰和声干扰等，所以确定晶片检查期间图像质量下降的原因非常具有挑战性。任何或所有这些成像缺陷来源都可能影响检查系统的整体分辨率和吞吐量。本公开的一些方面提出测量孔径阵列处的射束电流(或子束电流)，从而检测并监测初级电子源或初级电子束的不稳定性，同时扫描初级电子束以进行晶片检查。测量信息还可以用于确定不稳定性的源，并且相应地调整初级电子源、初级电子束或检查系统的相关部件。
在本公开的一个方面中，包括射束电流检测器的多射束装置可以用于测量初级射束或子束的电流。射束电流检测器可以设置在由初级电子束或子束所辐射的孔径阵列上。射束电流检测器可以包括电路系统，用以通过累积初级电子束的至少一部分的电荷并且测量初级电子束的该部分的电流，来测量初级电子束的电流。
为了清楚起见，附图中部件的相对尺寸可能被夸大。在以下对附图的描述中，相同或相似的附图标记是指相同或相似的部件或实体，并且仅对关于各个实施例的不同之处进行描述。
如本文中所使用的，除非另有明确说明，否则术语“或”涵盖所有可能组合，除不可行之外。例如，如果声明部件可以包括A或B，则除非另有明确说明或不可行，否则部件可以包括A或B或A和B。作为第二示例，如果声明部件可以包括A、B或C，则除非另有说明或不可行，否则部件可以包括A或B或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。
现在参考图1，该图1图示了根据本公开的实施例的示例性电子束检查(EBI)系统100。如图1所示，带电粒子束检查系统100包括主腔室10、装载/锁定腔室20、电子束工具100、以及设备前端模块(EFEM)30。电子束工具100位于主腔室10内。
EFEM 30包括第一装载端口30a和第二装载端口30b。EFEM 30可以包括一个或多个附加装载端口。第一装载端口30a和第二装载端口30b接收晶片前开式整合舱(FOUP)，其包含要检查晶片(例如，半导体晶片或由其他材料制成的晶片)或要检查样品(晶片和样品以下可以统称为“晶片”)。EFEM 30中的一个或多个机器人臂(未示出)将晶片传送到装载/锁定腔室20。
装载/锁定腔室20连接到装载/锁定真空泵系统(未示出)，该装载/锁定真空泵系统去除了装载/锁定腔室20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，一个或多个机器人臂(未示出)将晶片从装载/锁定腔室20运送到主腔室10。主腔室10连接到主腔室真空泵系统(未示出)，该主腔室真空泵系统去除了主腔室10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，通过电子束工具100对晶片进行检查。
控制器40电子连接到电子射束工具100并且也可以电子连接到其他部件。控制器40可以是被配置为执行EBI系统1的各种控制的计算机。虽然控制器40在图1中被示为处于包括主腔室10、装载/锁定腔室20和EFEM 30的结构之外，但是应当领会控制器40可以是该结构的一部分。
虽然本公开提供了容纳电子射束检查工具的主腔室100的示例，但是应当指出，本公开的各方面在其最广泛的意义上不限于容纳电子射束检查工具的腔室。相反，应当领会，前述原理还可以应用于其他工具。
现在参考图2，该图2是图示了根据本公开的实施例的包括作为图1的示例性带电粒子射束检查系统的一部分的示例性电子束工具的示意图。电子束工具100(本文也称为装置100)包括电子源101、具有枪孔径103的枪孔径板171、会聚透镜110、源转换单元120、初级投影系统130、样品台(图2中未示出)、第二光学系统150、以及电子检测设备140。初级投影光学系统130可以包括物镜131。电子检测设备140可以包括多个检测元件140_1、140_2、以及140_3。射束分离器160和偏转扫描单元132可以放置在初级投影光学系统130内部。应当领会，视情况而定，可以添加/省略装置100的其他公知部件。
电子源101、枪孔径板171、会聚透镜110、源转换单元120、射束分离器160、偏转扫描单元132和初级投影光学系统130可以与装置100的初级光学轴线100_1对准。次级光学系统150和电子检测设备140可以与装置100的次级光学轴线150_1对准。
电子源101可以包括阴极、提取器或阳极，其中初级电子可以从阴极发射并且被提取或加速以形成具有交叉(虚拟或真实)101s的初级电子束102。初级电子束102可以视为从交叉101s发射。
源转换单元120可以包括图像形成元件阵列(图2中未示出)。图像形成元件阵列可以包括多个微偏转器或微透镜，以与初级电子束102的多个子束形成交叉101s的多个平行图像(虚拟或真实)。图2示出了三个子束102_1、102_2和102_3作为示例，并且应当领会，源转换单元120可以处置任何数目的子束。
会聚透镜110可以聚焦初级电子束102。源转换单元120下游的子束102_1、102_2和102_3的电流可以通过调整会聚透镜110的聚焦能力或通过改变射束限制孔径阵列内的对应射束限制孔径的径向尺寸而发生变化。物镜131可以将子束102_1、102_2和102_3聚焦到样品190上进行检查并且可以在样品190的表面上形成三个探针斑102_1s、102_2s和102_3s。枪孔径板171可以阻挡初级电子束102的非使用的外围电子，以减少库仑相互作用效应。库仑相互作用效应会扩大探针斑102_1s、102_2s和102_3s中的每个探针斑的尺寸，从而劣化检查分辨率。
射束分离器160可以是维恩滤波器类型的射束分离器，该射束分离器包括静电偏转器，该静电偏转器生成静电偶极场E1和磁偶极场B1(两者在图2中均未示出)。如果施加它们，则静电偶极子场E1对子束102_1、102_2和102_3的电子施加的力与磁偶极子场B1施加在电子上的力幅度相等而方向相反。因此，子束102_1、102_2和102_3可以以零偏转角径直穿过射束分离器160。
偏转扫描单元132可以偏转子束102_1、102_2和102_3以在样品190的表面的一段中的三个小扫描区域上扫描探针斑102_1s、102_2s和102_3s。响应于子束102_1、102_2和102_3在探针斑102_1s、102_2s和102_3s处的入射，可以从样品190发射三个次级电子束102_1se、102_2se和102_3se。次级电子束102_1se、102_2s和102_3s中的每个次级电子束可以包括具有能量分布的电子，这些电子包括次级电子(能量≤50eV)和背向散射电子(介于50eV与子束102_1、102_2和102_3的着陆能量之间的能量)。射束分离器160可以将次级电子束102_1se、102_2se和102_3se导向次级光学系统150。次级光学系统150可以将次级电子束102_1se、102_2se和102_3se聚焦到电子检测设备140的检测元件140_1、140_1和140_3上。检测元件140_1、140_2和140_3可以检测对应次级电子束102_1se、102_2se和102_3se并且生成用于构造样品190的对应扫描区域的图像的对应信号。
现在参考图3，该图3图示了根据本公开的实施例的多射束装置300中的孔径阵列的示例性布置。应当领会，多射束装置300可以基本类似于图2的电子束工具100。多射束装置300可以包括初级电子源301、初级电子束302、电流限制孔径阵列305、会聚透镜310、以及射束限制孔径阵列320。多射束装置300的部件中的每个部件可以与初级光学轴线300_1对准。
多射束装置300的初级电子源301和初级电子束302基本类似于图2所图示的电子束工具100的电子源101和初级电子束102。在一些实施例中，初级电子源301可以例如包括钨丝、六硼化镧(LaB6)阴极、六硼化铈(CeB6)、钨/氧化锆(W/ZrO2)等。电子源可以通过来自加热源的热离子发射或通过来自阴极的电场诱导发射来生成电子。还可以采用其他合适电子发射或电子生成方法。
初级电子束302可以包括由于高加速电场而具有高动能的电子以朝向样品(未示出)驱动电子。电子的动能可能在0.2keV至40keV或更高的范围内，其由提取电压、加速电压、射束修改透镜等确定。在一些实施例中，初级电子束302可以具有光学轴线(未图示)，初级电子束302沿着该光学轴线朝向样品行进。初级电子束302的光学轴线可以与初级光学轴线300_1对准。
多射束装置300可以包括电流限制孔径阵列305，该电流限制孔径阵列305具有多个孔径303以形成多个子束。图3示出了三个子束302_1、302_2和302_3作为示例，但是应当领会，视情况而定，电流限制孔径阵列305可以包括任何数目的孔径303并且形成任何数目的子束。电流限制孔径阵列305的孔径303的横截面可以为例如圆形、矩形、椭圆形、或其组合。电流限制孔径阵列305可以沿着初级光学轴线300_1定位在初级电子源301与会聚透镜310之间。电流限制孔径阵列305可以放置在远离初级电子源301的固定的预先确定距离处。
在一些实施例中，电流限制孔径阵列305可以包括均匀孔径矩阵，例如，电流限制孔径阵列305的孔径303中的每个孔径在横截面、形状或尺寸上可能一致。在一些实施例中，电流限制孔径阵列305可以包括非均匀孔径矩阵，该非均匀孔径矩阵包括横截面、形状或尺寸非均匀的孔径。在一些实施例中，孔径303可以以线性、圆形、矩形、螺旋形、之字形、蛇形、三角形图案或其组合布置。应当领会，电流限制孔径阵列305的孔径可以跨阵列随机布局。还可以使用孔径的其他合适布局和配置。
在一些实施例中，电流限制孔径阵列305可以包括金属、陶瓷、塑料、合金、复合材料、半导体、或与真空兼容的并且可以被处理以形成孔径303的任何合适材料。电流限制孔径阵列305的孔径303可以使用光刻、压纹、超精密激光加工、注射成型、机械钻孔、基于微机电系统(MEMS)的技术等或任何其他合适技术来制作。
在一些实施例中，多射束装置300可以包括孔径板(未示出)，诸如图2的枪孔径板171。孔径板可以被配置为阻挡初级电子束102的不使用的外围电子，以减少库仑相互作用效应。库仑相互作用效应可以扩大样品表面上探针斑的尺寸，从而降低检测分辨率等。
在一些实施例中，多射束装置300可以包括电流限制孔径阵列305和孔径板。孔径板可以放置在初级电子源301与电流限制孔径阵列305之间。孔径板可以放置在与初级电子源301相距的预先确定的距离处，使得孔径板的平面垂直于初级光学轴线300_1。孔板的位置可以基于射束电流要求而是固定的或可调整的。
电流限制孔径阵列305可以被配置为通过将初级电子束302分成子束302_1、302_2和302_3来减少初级射束电流。子束302_1、302_2和302_3中的每个子束的相关子束电流可能低于初级电子束302的初级射束电流。如本文中所使用的，相关子束电流被称为由形成子束的电子的时间间隔的数目所确定的电流。
返回参考图3，多射束装置300的会聚透镜310基本类似于图2所图示的电子束工具100的会聚透镜110。会聚透镜310可以被配置为准直子束302_1、302_2、和302_3。来自源的电子束本质上是发散的，未经准直的电子束可能生成非可取地较大的探针斑，从而导致所采集的图像的分辨率较差。例如，在图3中，诸如302_1之类的一个或多个子束在穿过孔径板(未示出)或电流限制孔径阵列305之后可能是发散的，并且可能必须被会聚透镜310准直成多个相对平行的子束。
多射束装置300可以包括射束限制孔径阵列320。子束302_1、302_2和302_3可以在穿过会聚透镜310之后被引导到射束限制孔径阵列320。射束限制孔径阵列320可以包括多个孔径323，该多个孔径323被配置为接收子束并且允许子束的至少一部分通过。在一些实施例中，多个孔径323中的每个孔径可以被对准以接收来自会聚透镜310的经准直子束(例如，子束302_1)。
射束限制孔径阵列320可以包括以矩形、圆形、三角形、正方形、蛇形或螺旋图案布置的孔径矩阵323。在一些实施例中，孔径323可以随机跨射束限制孔径阵列320布局。射束限制孔径阵列320的孔径323可以具有均匀的横截面、形状或尺寸。
现在参考图4，该图4图示了根据本公开的实施例的可以作为图1的示例性电子束检查系统100的一部分的示例性多射束装置400。多射束装置400可以包括初级电子源401、初级电子束402、具有多个孔径403的电流限制孔径阵列405、电流检测器404、会聚透镜410、射束限制孔径阵列420、物镜431、射束控制电路440、电流测量电路450、透镜控制电路460、台控制电路470、控制器480、以及设置在台495上的样品490。在一些实施例中，射束控制电路440、电流测量电路450、透镜控制电路460、台控制电路470和控制器480中的一个或多个可以为图1的控制器40的一部分。多个孔径403中的每个孔径被配置为产生子束(例如，402_1、402_2、402_3)和样品490上的对应探针斑(例如，402_1S、402_2S、402_3S)。
应当领会，初级电子源401、初级电子束402和会聚透镜410分别与初级电子源301、初级电子束302和会聚透镜310相似或基本相似。电流限制孔径阵列405可以包括多个孔径403，其基本类似于孔径303或电流限制孔径阵列305。
电流限制孔径阵列405可以包括电流检测器404，该电流检测器404被配置为测量初级电子束402的电流。在一些实施例中，电流检测器404可以包括法拉第杯、二极管、二极管阵列、或闪烁体。应当领会，还可以采用其他电流检测设备和技术。
在一些实施例中，多射束装置400可以包括一个电流检测器404，该电流检测器404设置在电流限制孔径阵列405上。电流检测器404可以放置在电流限制孔径阵列405上，使得入射初级电子束的至少一部分402覆盖整个电流检测器404。在预先确定的时间内，可以累积入射在电流检测器404上的入射初级电子束402的一部分的电荷(例如，电子)。可以基于所累积的电荷来使用电流测量电路450测量入射在电流检测器404上的初级电子束402的部分的电流。例如，对于诸如电子之类的带电粒子的连续射束，所测量的1nA(1×10-9安培)的电流对应于每秒入射在电流检测器404上的62.5亿左右的电子，假设电子的电荷为1.6×10-19库仑。
在一些实施例中，电流测量电路450可以电连接到电流检测器404和控制器480，该控制器480被配置为控制电流测量电路450。电流测量电路450可以包括计时控制单元、测量电路、采样保持电路、模数转换器电路、以及用于信号处理和与多射束装置400的其他元件通信的其他相关部件。控制器480可以包括中央处理单元，该中央处理单元包括计算机、服务器、微处理器、处理器、或集成电路。在一些实施例中，控制器480可以是图1的控制器40的一部分或基本类似于图1的控制器40。
初级电子束402的总电流或电流密度可以基于入射在电流检测器404上的射束的部分的所测量的电流或电流密度来确定。例如，初级电子束402的电流密度可以基于射束的部分的所测量的电流和暴露于初级电子束402的电流检测器的面积来确定。
在一些实施例中，电流检测器404可以被配置为在延长的时间段内监测射束电流或射束电流密度以确定射束参数的变化，这些射束参数包括但不限于射束电流、射束电流密度、射束关于电流限制孔径阵列405的位置、射束的尺寸、以及电流密度的均匀性。例如，如果电流检测器404放置在入射在电流限制孔径阵列405上的初级电子束402的直径的边缘附近，则使得电流检测器404没有完全被初级电子束402覆盖的射束的位置的小偏移可能会导致检测的电荷数量减小，从而使得所测量的电流更小。
在诸如多射束装置400之类的传统多射束SEM中，初级电子束402可以包括具有圆形横截面的锥形发散射束，并且电流限制孔径阵列405可以包括方形孔径阵列(例如，图7所示的孔径703)。在这种配置中，可能期望采用一个以上的电流检测器404。例如，沿着方形孔径阵列的每侧并且在由入射在电流限制孔径阵列405上的初级电子束402的外围形成的边界内放置电流检测器(例如，图7的电流检测器404或704)，可以使得能够检测沿着X方向和Y方向的射束漂移。在本公开的上下文中，射束的“漂移”可以是指射束参数相对于参数的预期初始值随时间的有限且连续的变化。例如，漂移可以是指相对于初级光学轴线(例如，图3的初级光学轴线300-1)测量的射束位置的X坐标和Y坐标的改变、或射束锥体直径沿着垂直于初级光学轴线的平面的尺寸的改变。在基于来自电流测量电路450的信息来检测并确定射束参数的漂移时，控制器480可以通过通过射束控制电路440调整源设置、或通过透镜控制电路460调整透镜设置、或通过台控制电路470调整射束目标定位，来便于对初级电子束402进行重新定位或整形。应当领会，还可以根据适当需要采用其他控制机构。
图4所示的射束控制电路440可以被配置为控制初级电子束402。控制初级电子束可以包括但不限于控制提取电压、控制加速电压、控制射束偏转电压等。在一些实施例中，射束控制电路440可以基于来自电流测量电路450通过控制器480的反馈来控制初级电子束402。例如，电流测量电路480可以确定入射在孔径阵列405上的射束电流密度的变化并且生成信号。控制器480可以使用信号处理电路(未示出)处理输入信号并且基于输入信号来生成输出信号。输出信号可以传达到射束控制电路440，以基于该信号来调整初级电子束402的射束电流密度。
图4所示的测量电路450可以被配置为测量初级电子束402或子束402_1、402_2和402_3的电流。测量电路450可以与设置在电流限制孔径阵列405上的一个或多个电流检测器404电连接。在一些实施例中，测量电路450可以与电流检测器404和设置在射束限制孔径阵列(未图示)上的电流检测器电连接。测量电路450可以包括与电流检测器404(例如，法拉第杯)连接的电引线、诸如电流表之类的电流测量仪器、或电压表、或显示从导电引线到接地的在电阻器的两端产生的电压的示波器。在一些实施例中，测量电路450可以与控制器480交换信息。
在一些实施例中，电流测量电路450可以包括开关设备，该开关设备被配置为控制电流检测器404。开关设备可以控制电流检测器404以基于经编程的时间表来收集电荷。例如，开关设备可以被配置为在检测模式下以50％的占空比操作电流检测器404。然而，在监测模式下，电流检测器404可以以100％的占空比操作。占空比可以是指信号或系统处于活动状态的时段的一小部分。诸如法拉第杯之类的电流检测器可以通过施加电压信号来吸引或排斥电子来激活或停用。
图4所示的透镜控制电路460可以被配置为控制会聚透镜410或物镜431。透镜控制电路460可以与控制器480交换信息。在一些实施例中，会聚透镜410或物镜431或两者可以基于来自控制器480的信息进行调整。例如，透镜控制电路460可以调整会聚透镜的焦点或聚焦强度以确保子束被准直。在一些实施例中，透镜聚焦电路450可以包括存储模块，诸如本地存储器，以存储与透镜调整和透镜位置有关的信息。控制器480可以包括全局存储器，该全局存储器被配置为存储来自射束控制电路440、测量电路450、透镜控制电路460、或台控制电路470的信息。
图4所示的台控制电路470可以被配置为控制样品490牢固地放置在其上的台495的移动。台控制电路470可以包括信号处理单元，该信号处理单元被配置为从位置传感器接收台位置信息并且处理台位置信息，以基于接收的位置信息来生成用于移动台495的信号。在一些实施例中，可以基于探针斑402_1S、402_2S或402_3S的位置来调整台495的位置。台控制电路470可以与控制器480交换信息。在一些实施例中，台495的位置可以由台控制电路470调整以补偿射束参数的变化。
在一些实施例中，多射束装置的初级光学轴线400_1可以与电流限制孔径阵列405的几何中心对齐。一个或多个电流检测器404可以放置在电流限制孔径阵列405的几何中心处或附近以获得与初级电子源401有关的信息。在一些实施例中，从放置在电流限制孔径阵列405的中心处或附近的电流检测器404获得的信息可以与从放置在电流限制孔径阵列405上别处的电流检测器404获得的信息组合使用，以确定漂移的原因。例如，可以生成跨平面(例如，初级电子束402入射在其上并且电流检测器404设置在其上的电流限制孔径阵列405的平面)的初级电子束402内的电子密度图，以确定X-Y轴线上的电子密度梯度或平面内的电子密度分布，从而使得用户能够在检查晶片的同时校正漂移。
射束限制孔径阵列420可以包括多个孔径423，该多个孔径423被配置为接收子束402_1、402_2和402_3并且限制穿过到物镜431以在样品490上形成对应探针斑402_1S、402_2S和402_3S的电子的数目。在一些实施例中，射束限制孔径阵列420可以包括设置在其上的多个电流检测器404(未示出)。射束限制孔径阵列420可以包括与孔径423中的每个孔径423相关联的电流检测器404。可替代地，每个电流检测器404可以与多于一个孔径423相关联。例如，如果射束限制孔径阵列420包括由射束限制孔径阵列420的衬底分开的两个孔径423，使得单个子束(例如，子束402_3)完全辐射包括两个孔径的射束限制孔径阵列420的部分，该部分包括将两个孔径分开的衬底，并且如果电流检测器404放置在分开孔径423的衬底的部分内的话。
在一些实施例中，除了电流限制孔径阵列405之外，多射束装置400可以包括孔径板(例如，图2的枪孔径板171)和射束限制孔径阵列420。一个或多个电流检测器404还可以用于孔径板、射束限制孔径阵列420和电流限制孔径阵列405上。在这种配置中，可以在沿着SEM柱中的子束402_1、402_2和402_3或者初级电子束402的路径的多个位置处监测诸如射束位置、射束电流密度、射束电流密度均匀性等之类的射束参数，以确定漂移的原因，并且允许用户在晶片检查期间校正漂移。
在一些实施例中，电流检测器404可以包括使用基于MEMS的设备制作技术制作的一个或多个微机械法拉第杯。诸如法拉第杯之类的电流检测器可以包括同轴围合在接地外部壳体内的导电柱形电荷接收器杯。内杯与外部壳体之间的间隙可以填充电介质或绝缘体，其包括但不限于聚合物、空气、陶瓷等。法拉第杯还可以在前面包括抑制器栅以排斥杂散电子，并且还可以阻止杯中收集的离子或电荷的反向散射。诸如金属线之类的同轴连接器可以与内杯电连接以形成测量电路。使用法拉第杯进行电荷或电子检测的优点中的一些优点可能包括但不限于准确性高、与正在被分析的电荷的能量和质量无关、可扩展性、可制造性、易于操作、与范围广泛的真空水平兼容、以及简单的数据分析。
现在参考图5A，该图5A图示了根据本公开的实施例的包括多个孔径503和电流检测器504的电流限制孔径阵列505的示例性配置。尽管图5A图示了四个电流检测器504-1、504-2、504-3和504-4，但是可以使用更多或更少的电流检测器。电流限制孔径阵列505基本类似于图4的电流限制孔径阵列405。如所图示的，图5A示出了描绘了电流限制孔径阵列505上的入射初级电子束402的外围的虚拟边界515，其涵盖方形孔径阵列503和沿着虚拟边界515的边缘定位但在由虚拟边界515表示的受限区域内的一个或多个电流检测器504。在一些实施例中，电流检测器504可以位于由虚拟边界515表示的受限区域内的电流限制孔径阵列505上的任何地方，使得没有电流检测器阻止带电粒子通过孔径阵列503。
在一些实施例中，电流检测器(例如，图5A的504-1、504-2、504-3或504-4)可以与电流限制孔径阵列505的至少一个孔径相关联。例如，如果电流限制孔径阵列505包括n个数目的孔径，则电流检测器的数目可以为n-m，其中m为正整数并且m＜n。在一些实施例中，两个或更多个电流检测器可以与电流限制孔径阵列505的孔径相关联。例如，如果电流限制孔径阵列505包括n个数目的孔径，则电流检测器的数目可以为n+m，其中m为正整数。在一些实施例中，电流限制孔径阵列505的每个孔径可以与电流检测器504相关联。在这种配置中，孔径的数目等于电流检测器的数目。
现在参考图5B，该图5B图示了电流限制孔径阵列505的示例性配置，其中电流限制孔径阵列505的几何中心与初级光学轴线500_1(类似于图3的初级光学轴线300_1和图4的400_1)对准。在这种配置中，电流检测器504C可以靠近中心孔径503定位。另外，还可以采用一个或多个外围电流检测器504。
在一些实施例中，电流限制孔径阵列505的每个孔径503可以具有与孔径相邻设置的相关电流检测器504。在这种配置中，每个电流检测器504可以生成与图4的入射初级电子束402有关的信息。所生成的信息可以存储在图4的电流测量电路450或控制器480内的本地存储器中。例如，信息可以用于生成初级电子束402内的电子密度的映射，来确定漂移的原因。
在一些实施例中，总射束电流可以基于收集的总射束电流或电流检测器(例如，504-1、504-2、504-3和504-4)所检测的平均射束电流来确定。如图5C所示，该图5C图示了电流限制孔径阵列505的示例性配置，表示入射在电流限制孔径阵列505上的初级电子束402的横截面的虚拟边界515C沿着x轴线移位，使得电流检测器504-2的部分未暴露于初级电子束402。检测器所收集的射束电流量可以基于入射在电流检测器的射束的部分而发生变化，例如，与由电流检测器504-1、504-3、504-4中的一个电流检测器所收集的带电粒子的数目相比较，电流检测器504-2所收集的带电粒子的数目可以更少。因此，所收集的总射束电流可能较小，表明初级电子束402的漂移。在一些实施例中，每个电流检测器504可以被配置为生成与收集的带电粒子的数目有关的信息。在这样的配置中，可以基于从每个电流检测器接收的信息来确定射束漂移的数量和方向。
现在参考图5D，该图5D图示了电流限制孔径阵列505的示例性配置，其中与由如图5A所示的虚拟边界515表示的初级电子束402的直径相比较，由虚拟边界515D表示的初级电子束402的直径更小，使得一个或多个电流检测器504的一部分不暴露于初级电子束402的电子。在一些实施例中，如图5D所图示的，由虚拟边界515D表示的初级电子束402可能不会整体入射在一个或多个孔径503上，从而导致探针斑尺寸和形状的变化。电流检测器504所收集的射束电流的量可以指示入射在电流限制孔径阵列505上的射束尺寸的改变。因此，射束尺寸的改变可以基于与每个电流检测器504所收集的带电粒子的数目有关的信息来确定。
尽管未图示，但是应当领会，在一些实施例中，入射在由虚拟边界515D表示的电流限制孔径阵列505上的初级电子束402可以足够大以暴露所有孔径503，但仅可以暴露一个或多个电流检测器504的一部分。
图6表示根据本公开的实施例的在多射束装置(例如，图3的多射束装置300)中测量射束电流的示例性方法的过程流程图。测量射束电流的方法可以包括：生成初级带电粒子束，诸如来自初级带电粒子源的电子束；将初级带电粒子束辐射在孔径阵列上；以及检测入射在孔径阵列上的初级带电粒子束的电流。
在步骤610中，初级带电粒子束(例如，图3的初级电子束302)可以辐射在孔径阵列(例如，图3的电流限制孔径阵列305)上。初级带电粒子束可以由初级带电粒子源(例如，图3的初级电子源301)生成。在一些实施例中，多射束装置可以包括枪孔径板，该枪孔径板设置在初级带电粒子源与电流限制孔径阵列之间。枪孔径板可以被配置为通过阻挡初级电子束的外围电子来调整射束电流或射束电流密度，从而产生具有更高电流密度均匀性的电子束。
电流限制孔径阵列可以包括多个孔径(例如，图3的孔径303)，该多个孔径被配置为生成多个子束(例如，子束302_1、302_2和302_3)。电流限制孔径阵列可以被配置为阻挡初级电子束的外围电子和离轴射束电子，以减少库仑相互作用效应。库仑相互作用效应可能扩大探针斑中的每个探针斑的尺寸，从而降低检测分辨率。
在一些实施例中，电流限制孔径阵列可以包括孔径矩阵。矩阵中的每个孔径在尺寸、形状或横截面上可以是均匀的。孔径可以以矩形、正方形或圆形矩阵布置。孔径的其他布局也是可能的。
在步骤620中，包括电路系统的检测器(例如，图4的电流检测器404)可以被配置为检测初级电子束的至少一部分的电流。初级电子束的总电流可以基于入射在检测器上的射束的部分的检测电流来确定。在一些实施例中，检测器可以包括一个电流检测器，该一个电流检测器设置在电流限制孔径阵列上。可以基于由一个电流检测器检测的电流来获得与射束电流或射束电流密度有关的信息。
在一些实施例中，如图5A至图5D所示，检测器可以包括多个电流检测器(例如，图5A的电流检测器504)，该多个电流检测器设置在电流限制孔径阵列上。例如，一个或多个电流检测器504可以沿着虚拟边界515的边缘定位，但在虚拟边界515所表示的受限区域内。在一些实施例中，电流检测器504可以定位在由虚拟边界515表示的受限区域内的电流限制孔径阵列505上的任何地方，使得没有一个电流检测器阻止带电粒子通过孔径阵列503。在这种配置中，除了射束电流或射束电流密度之外，还可以确定射束位置和射束锥体直径。在一些实施例中，电流检测器可以与电流限制孔径阵列的每个孔径相邻放置。在这种配置中，可以基于从每个电流检测器获得的信息来确定射束电流密度的均匀性。
电流检测器可以电连接到电流测量电路(例如，图4的电流测量电路450)。电流检测器中的每个电流检测器可以包括电引线，该电引线连接到电测量设备，诸如但不限于电流表、电压表、示波器等。电流检测器可以包括法拉第杯、二极管、二极管阵列、或闪烁体。还可以采用其他电流检测手段。
在步骤630中，检测器可以被配置为累积入射在检测器上的初级电子束的至少一部分的电荷。可以在预先确定的时间内在检测器中收集诸如初级电子束的电子之类的电荷。电流检测器可以由电流测量电路中的开关设备控制。
在检测模式下，开关设备可以激活电流检测器来以50％的占空比或75％的占空比操作。然而，在监测模式下，电流检测器可能会以100％的占空比操作。100％的占空比是指电流检测器的连续操作。
在步骤640中，可以基于所累积的电荷来测量射束电流或子束电流。电流检测器可能暴露于初级电子束的一部分，因此可能仅累积入射在其上的射束的部分中的电荷。总射束电流或电流密度可以基于表示电子束的部分的累积电荷的所测量的电流、入射在电流检测器上的射束的面积、曝光时间和初级带电粒子束的电荷的类型来确定。
在步骤650中，在(例如，使用图4的电流测量电路450)测量射束电流之后，可以调整射束的参数。例如，参考图4，控制器480可以被配置为向射束控制电路440发送信号以控制初级电子束402。控制初级电子束402可以包括：基于所测量的射束电流来调整一个或多个射束参数。射束参数可以通过例如控制提取电压、控制加速电压、控制射束偏转电压等来调整。例如，在确定射束不够大以充分覆盖电流限制孔径阵列505的所有孔径时，可以增加初级电子束402的射束电流以扩大尺寸，并因此使用入射初级电子束402覆盖所有孔径。在一些实施例中，可以基于所测量的射束电流调整初级电子束402，以抵消所确定的漂移，例如通过偏转初级电子束，使得所有孔径都可以接收足够的电流并且被入射初级射束覆盖。
在一些实施例中，电流检测器可以被配置为监测多个射束参数，这些射束参数包括但不限于射束位置、射束直径、射束电流、射束电流密度或射束电流密度的均匀性。如图5A至图5D所图示的，在电流限制孔径阵列上放置一个或多个电流检测器可以允许基于由电流检测器收集的射束电流量来确定射束位置。例如，如果射束沿一个方向移位，则电子总数以及因此收集的电流可能会基于移位量和移位方向而发生变化，从而允许用户确定射束位置、射束电流、以及射束电流密度。如图5D所图示的，可以基于由外围电流检测器收集的电荷量来确定射束位置。
可以使用以下条款对实施例进行进一步描述：
1.一种多射束装置，包括：
带电粒子源，被配置为生成初级带电粒子束；以及
孔径阵列，包括：
多个孔径，被配置为由初级带电粒子束形成多个子束；以及检测器，包括电路系统，用以检测辐射孔径阵列的初级带电粒子束的至少一部分的电流。
2.根据条款1所述的装置，其中检测器包括电路系统，以累积初级带电粒子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量电流。
3.根据条款1和2中任一项所述的装置，其中检测器包括电路系统，以监测初级带电粒子束的至少一部分的电流。
4.根据条款3所述的装置，其中检测器包括用以检测初级带电粒子束的至少一部分的位置改变或尺寸改变中的至少一者的电路系统。
5.根据条款1至4中任一项所述的装置，其中初级带电粒子束的至少一部分的电流被用来确定初级带电粒子束的总电流。
6.根据条款1至5中任一项所述的装置，其中检测器包括多个电流检测器，该多个电流检测器被配置为检测初级带电粒子束的多个参数中的至少一个参数的改变。
7.根据条款6所述的装置，其中多个参数包括以下各项中的至少一项：射束位置、射束直径、射束电流、射束电流密度、或射束电流密度的均匀性。
8.根据条款6和7中任一项所述的装置，其中多个电流检测器中的每个电流检测器与孔径阵列的至少一个孔径相关联。
9.根据条款6至8中任一项所述的装置，其中多个电流检测器中的每个电流检测器都设置在孔径阵列上。
10.根据条款1至9中任一项所述的装置，其中检测器包括法拉第杯、二极管、二极管阵列、或闪烁体。
11.一种多射束装置，包括：
带电粒子源，被配置为生成初级带电粒子束；
第一孔径阵列，包括多个第一孔径并且被配置为由初级带电粒子束形成多个子束；以及
第二孔径阵列，包括：
多个第二孔径；以及
多个电流检测器，其中多个电流检测器中的每个电流检测器与多个第二孔径中的至少一个孔径相关联，并且包括用以检测辐射第二孔径阵列的多个子束中的对应子束的电流的电路系统。
12.根据条款11所述的装置，其中第一孔径阵列设置在带电粒子源与第二孔径阵列之间。
13.根据条款11和12中任一项所述的装置，其中第一孔径阵列包括电流限制孔径阵列。
14.根据条款11至13中任一项所述的装置，其中多个电流检测器中的每个电流检测器包括用以累积多个子束的对应子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量电流的电路系统。
15.根据条款11至14中任一项所述的装置，其中多个电流检测器中的每个电流检测器包括用以监测对应子束的电流的电路系统。
16.根据条款15所述的装置，其中多个电流检测器中的每个电流检测器包括用以检测对应子束的位置或尺寸的改变中的至少一者的电路系统。
17.根据条款11至16中任一项所述的装置，其中多个电流检测器中的每个电流检测器包括用以检测对应子束的多个参数中的至少一个参数的改变的电路系统。
18.根据条款17所述的装置，其中多个参数包括以下各项中的一项：子束位置、子束直径、子束电流、子束电流密度、或子束电流密度的均匀性。
19.根据条款11至18中任一项所述的装置，其中多个电流检测器中的每个电流检测器包括法拉第杯、二极管、二极管阵列、或闪烁体。
20.一种多射束装置，包括：
带电粒子源，被配置为生成初级带电粒子束；
第一孔径阵列，包括：
多个第一孔径，被配置为从初级带电粒子束形成多个子束；以及
第一电流检测器，包括用以检测辐射第一孔径阵列的初级带电粒子束的至少一部分的电流的电路系统；以及
第二孔径阵列，包括多个第二孔径，其中多个第二孔径中的每个孔径被配置为接收多个子束中的对应子束的至少一部分。
21.根据条款20所述的装置，其中第一电流检测器包括用以累积初级带电粒子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量电流的电路系统。
22.根据条款20和21中任一项所述的装置，其中第二孔径阵列第二电流检测器，该第二电流检测器与多个第二孔径中的至少一个孔径相关联。
23.根据条款22所述的装置，其中第二电流检测器包括用以累积多个子束的对应子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量电流的电路系统。
24.根据条款20至23中任一项所述的装置，其中第一电流检测器包括用以检测初级带电粒子束的多个参数中的至少一个参数的改变的电路系统。
25.根据条款22至24中任一项所述的装置，其中第二电流检测器包括用以检测对应子束的多个参数中的至少一个参数的改变的电路系统。
26.根据条款24所述的装置，其中初级带电粒子束的多个参数包括以下各项中的一项：射束位置、射束直径、射束电流、射束电流密度、或射束电流密度的均匀性。
27.根据条款25所述的装置，其中对应子束的多个参数包括以下各项中的一项：子束位置、子束直径、子束电流、子束电流密度、或子束电流密度的均匀性。
28.根据条款20至27中任一项所述的装置，其中第一电流检测器包括法拉第杯、二极管、二极管阵列、或闪烁体。
29.根据条款22至28中任一项所述的装置，其中第二电流检测器包括法拉第杯、二极管、二极管阵列、闪烁体。
30.根据条款20至29中任一项所述的装置，其中第一孔径阵列包括多个电流检测器。
31.一种在多射束装置中测量束电流的方法，该方法包括：
将初级带电粒子束辐射在孔径阵列上；
使用位于孔径阵列上的检测器检测初级带电粒子束的至少一部分的电流；以及
基于所检测的电流，来调整多个射束参数中的至少一个射束参数。
32.根据条款30所述的方法，还包括：累积初级带电粒子束的至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量射束电流。
33.根据条款30和31中任一项所述的方法，还包括：监测初级带电粒子束的至少一部分的射束电流。
34.根据条款30至32中任一项所述的方法，还包括：检测初级带电粒子束的一部分的多个参数中的至少一个参数的改变。
35.根据条款33所述的方法，其中多个参数包括以下各项中的至少一项：射束位置、射束直径、射束电流、射束电流密度、或射束电流密度的均匀性。
36.根据条款30至34中任一项所述的方法，还包括：基于初级带电粒子束的至少一部分的测量电流来确定初级带电粒子束的总电流。
37.根据条款30至35中任一项所述的方法，其中检测器包括多个电流检测器，并且多个电流检测器中的每个电流检测器与孔径阵列的至少一个孔径相关联。
38.一种非暂态计算机可读介质，其存储指令集合，该指令集合能够由多射束装置的一个或多个处理器执行，以使得多射束装置执行在多射束装置中测量射束电流的方法，该方法包括：
控制初级带电粒子束在孔径阵列上的照射；以及
基于由检测器所检测的初级带电粒子束的至少一部分的电流，来确定初级带电粒子束的电流。
39.根据条款37所述的非暂态计算机可读介质，其中能够由多射束装置的一个或多个处理器执行的指令集合使得多射束装置还执行：
激活检测器以累积初级带电粒子束的至少一部分的电荷；
基于所累积的电荷，来测量初级带电粒子束的至少一部分的电流；以及
基于所测量的电流，来调整多个射束参数中的至少一个射束参数。
可以提供一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质存储用于控制器(例如，图1的控制器40)的处理器执行图像检查、图像采集、台定位、射束聚焦、电场调整、射束弯曲等的指令。非暂态介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁性数据存储介质、光盘只读存储器(CD-ROM)、任何其他光学数据存储介质、带有孔图案的任何物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)和可擦除可编程只读存储器(EPROM)、FLASH-EPROM或任何其他闪存、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、高速缓存、寄存器、任何其他存储器芯片或盒式磁带、及其联网版本。
应当领会，本公开的实施例不限于上文已经描述和在附图中图示的确切构造，并且可以在没有背离其范围的情况下进行各种修改和改变。已经结合各种实施例对本公开进行了描述，考虑到本文中所公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。说明书和实施例仅被认为是示例性的，其中本发明的真正范围和精神由所附权利要求指示。
以上描述旨在是说明性的，而非限制性的。因此，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，可以在没有背离本文所阐述的权利要求的范围的情况下，根据描述做出修改。

Claims (15)

1.一种多射束装置，包括：
带电粒子源，被配置为生成初级带电粒子束；以及
孔径阵列，包括：
多个孔径，被配置为从所述初级带电粒子束形成多个子束；以及
检测器，耦合到电路系统并且被配置为检测辐射所述孔径阵列的所述初级带电粒子束的至少一部分的电流，其中所述检测器设置在所述孔径阵列的关于所述初级带电粒子束而言的射束入口侧上。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测器包括用以累积所述初级带电粒子束的所述至少一部分的电荷并且基于所累积的电荷来测量所述电流的电路系统。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测器被耦合到用以监测所述初级带电粒子束的所述至少一部分的所述电流的电路系统。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述检测器被耦合到用以检测所述初级带电粒子束的所述至少一部分的位置或尺寸的改变中的至少一者的电路系统。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述初级带电粒子束的所述至少一部分的所述电流被用于确定所述初级带电粒子束的总电流。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测器包括多个电流检测器，所述多个电流检测器被配置用于检测所述初级带电粒子束的多个参数中的至少一个参数的改变。
7.根据权利要求6所述的装置，其中所述多个参数包括以下各项中的至少一项：射束位置、射束直径、射束电流、射束电流密度、或所述射束电流密度的均匀性。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述多个电流检测器中的每个电流检测器与所述孔径阵列的至少一个孔径相关联。
9.根据权利要求6所述的装置，其中所述多个电流检测器中的每个电流检测器设置在所述孔径阵列上。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述检测器包括法拉第杯、二极管、二极管阵列、或闪烁体。
11.一种测量多射束装置中的射束电流的方法，所述方法包括：
将初级带电粒子束辐射在孔径阵列上；
使用位于所述孔径阵列的射束入口侧上的检测器，检测所述初级带电粒子束的至少一部分的电流；以及
基于所检测的电流，来调整多个射束参数中的至少一个射束参数。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：累积所述初级带电粒子束的所述至少一部分的电荷，并且基于所累积的电荷来测量所述射束电流。
13.根据权利要求11所述的方法，还包括：监测所述初级带电粒子束的所述至少一部分的所述射束电流。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括：检测所述初级带电粒子束的所述一部分的多个参数中的至少一个参数的改变。
15.根据权利要求11所述的方法，其中所述检测器包括多个电流检测器，并且其中所述多个电流检测器中的每个电流检测器与所述孔径阵列的至少一个孔径相关联。
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