CN116997988A - 泛射柱和带电粒子装置 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种泛射柱，其用于沿着射束路径朝向样品投射带电粒子泛射射束，以利用带电粒子泛射该样品，之后进行使用评估柱对经泛射的样品的评估，该泛射柱包括：锚主体，沿着射束路径布置；透镜装置，布置在泛射柱的射束下游部分中；以及透镜支撑件，布置在锚主体与透镜装置之间；其中透镜支撑件被配置为使透镜装置和锚主体相对于彼此定位；透镜支撑件包括电绝缘体；并且透镜支撑件处于射束下游部分中的射束路径的至少一部分的直接视线中。

Description

泛射柱和带电粒子装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2021年3月18日提交的欧洲申请21163522.2的优先权，该申请通过引用整体结合于此。

技术领域

本发明涉及一种包括射束下游透镜装置的泛射柱(flood column)，以及一种包括该泛射柱的带电粒子装置。

背景技术

当制造半导体集成电路(integrated circuit，IC)芯片时，由于例如光学效应和偶然粒子所导致的结果，在制造过程期间不可避免地在衬底(即晶片)或掩模上出现不期望的图案缺陷，从而降低了良率。因此，监视不期望的图案缺陷的程度是IC芯片的制造中的重要过程。更一般而言，对衬底或其他物体/材料的表面的检查和/或测量是其制造期间和/或之后的导入过程。

具有带电粒子射束的图案检查工具已经被用于检查物体，例如检测图案缺陷。(注意：诸如检查、测量或评估工具之类的术语工具意在被解释为装置、系统或设备)。这些工具通常使用电子显微法技术，诸如扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)。在SEM中，在相对较高能量下的电子的初级(primary)电子射束以最终减速步骤为目标，以便以相对较低的着陆能量着陆在样品上。电子射束聚焦为样品上的探测斑(spot)。探测斑处的材料结构与来自电子射束的着陆电子之间的相互作用导致从表面发射电子，诸如次级(secondary)电子、反向散射电子或俄歇电子。可以从样品的材料结构发射所产生的次级电子。通过在样品表面之上扫描作为探测斑的初级电子射束，可以在过样品表面上发射次级电子。通过从样品表面收集这些发射的次级电子，图案检查工具可以获得表示样品表面的材料结构的特性的图像。

专用泛射柱可以结合SEM使用，以在相对较短的时间内利用带电粒子以例如射束(即，作为电流)朝向样品泛射衬底或其他样品的表面的大面积。因此，泛射柱是用以对晶片表面进行预充电并设置充电条件以供SEM进行后续检查的有用工具。专用泛射柱可以增强电压对比缺陷信号，从而增加SEM的缺陷检测灵敏度和/或产量。在带电粒子泛射期间，泛射柱用于提供相对大量的带电粒子以对预定义区域进行快速充电。之后，电子射束检查系统的初级电子源被应用于扫描预充电区域内的区域以实现该区域的成像。

发明内容

本发明的实施例针对孔径主体与位于孔径主体的射束下游的透镜装置的相对定位。实施例的孔径主体和透镜装置可以用在泛射柱中。

根据本发明的第一方面，提供了一种泛射柱，用于沿着射束路径朝向样品投射带电粒子泛射射束，以利用带电粒子泛射该样品，之后进行使用评估柱对经泛射的样品的评估，该泛射柱包括：泛射柱壳体；锚主体，沿着射束路径布置；透镜装置，布置在泛射柱的射束下游部分中；以及透镜支撑件，布置在锚主体与透镜装置之间；其中透镜支撑件被配置为使透镜装置和锚主体相对于彼此定位，并且在泛射柱壳体与透镜装置之间延伸；透镜支撑件包括电绝缘体；并且透镜支撑件处于射束下游部分中的射束路径的至少一部分的直接视线中。

根据本发明的第二方面，提供了一种带电粒子评估工具，包括：台，被配置为支撑样品；带电粒子系统，用于评估样品，其中带电粒子系统被配置为朝向样品投射带电粒子射束，并且检测从样品发出的带电粒子；以及根据本发明的第一方面的泛射柱，被配置为朝向样品投射带电粒子泛射射束，以泛射该样品，初级带电粒子射束的射束路径与泛射柱的带电粒子射束的射束路径间隔开。

从下面结合附图的描述中，本发明的优点将变得显而易见，其中通过图示和示例的方式阐述了本发明的某些实施例。

附图说明

从结合附图的示例性实施例的描述中，本公开的上述和其他方面将变得更加显而易见，其中：

图1示意性地描绘了带电粒子射束检查装置；

图2示意性地描绘了带电粒子工具，其可以形成图1的带电粒子射束检查装置的部分；

图3A示意性地描绘了在高密度模式下操作的泛射柱；

图3B示意性地描绘了在低密度模式下操作的泛射柱；

图4示意性地描绘了根据实施例的泛射柱的组件；

图5A示意性地描绘了根据实施例的泛射柱的位于孔径主体的射束下游的一些组件；

图5B示意性地描绘了根据实施例的泛射柱的位于孔径主体的射束下游的一些组件；

图6A示意性地描绘了根据实施例的泛射柱的位于孔径主体的射束下游的组件的截面；

图6B示意性地描绘了根据实施例的泛射柱的位于孔径主体的射束下游的组件的截面；以及

图6C示意性地描绘了根据实施例的泛射柱的位于孔径主体的射束下游的组件的截面。

具体实施方式

现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。以下描述涉及附图，其中不同附图中的相同数字表示相同或相似的元件，除非另有表示。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现并不表示与本发明一致的所有实现。相反，它们仅仅是与所附权利要求中记载的本发明相关的方面一致的装置和方法的示例。

可以通过显著增加IC芯片上诸如晶体管、电容器、二极管等电路组件的封装密度来实现电子设备的增强计算能力，这减小了设备的物理大小。这已经通过提高分辨率使得能够制造更小结构来实现。例如，在2019年或更早时间可用的拇指指甲大小的智能电话的IC芯片可以包括超过20亿个晶体管，每个晶体管的大小小于人类头发的1/1000。因此，毫不奇怪，半导体IC制造是具有数百个单独的步骤的复杂且耗时的过程。甚至一个步骤中的错误都有可能极大地影响最终产品的功能。仅仅一个“致命缺陷”就能导致设备故障。制造工艺的目标是提高工艺的总体良率。例如，为了针对50个步骤的工艺获得75％良率(其中步骤可以指示晶片上形成的层数)，每个单独的步骤必须具有大于99.4％的良率。如果单独的步骤的良率为95％，则总体工艺良率将低至7％。

虽然高工艺良率在IC芯片制造设施中是期望的，但是维持高衬底(即晶片)产量(其定义为每小时处理的衬底数量)也是必不可少的。缺陷的存在可能影响高工艺良率和高衬底产量。在需要操作人员干预来审查缺陷的情况下尤其如此。因此，对于维持高良率和低成本，通过检查工具(诸如扫描电子显微镜(“SEM”)对微米级和纳米级缺陷进行高产量检测和识别是必不可少的。

SEM包括扫描设备和检测器装置。扫描设备包括照射系统和投射系统，照射系统包括用于产生初级电子的电子源，投射系统用于利用一个或多个聚焦的初级电子射束来扫描样品，诸如衬底。初级电子与样品相互作用并产生次级电子。当扫描样品时，检测系统捕获来自样品的次级电子，使得SEM可以创建样品的被扫描区域的图像。对于高产量检查，一些检查装置使用初级电子的多个聚焦射束，即多射束(multi-beam)。多射束的分量射束可以被称为子射束或细射束。多射束可以同时扫描样品的不同部分。因此，多射束检查装置可以以比单射束检查装置高得多的速度检查样品。

图是示意性的。因此为了清楚起见，夸大了图中组件的相对尺寸。在附图的以下描述中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的组件或实体，并且仅描述了关于各个实施例的差异。虽然描述和附图针对电子光学装置，但是应当理解，实施例不用于将本公开限制于特定的带电粒子。因此，贯穿本文档对电子的引用可以更一般地被认为是对带电粒子的引用，其中带电粒子不一定是电子。

现在参考图1，图1是示出带电粒子射束检查装置100的示意图。图1的带电粒子射束检查装置100包括主室10、装载锁定室20、带电粒子工具40、设备前端模块(equipmentfront end module，EFEM)30和控制器50。带电粒子工具40位于主室10内。带电粒子工具40可以是电子射束工具40。带电粒子工具40可以是单射束工具或多射束工具。

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(多个)附加的装载端口。第一装载端口30a和第二装载端口30b可以例如收纳包含待检查的衬底(例如，半导体衬底或由其他(多种)材料制成的衬底)或样品(衬底、晶片和样品在下文中统称为“样品”)的衬底前开式传送盒front opening unified pod，FOUP)。EFEM 30中的一个或多个机械臂(未示出)将样品运送到装载锁定室20。

装载锁定室20用于去除样品周围的气体。这产生真空，即局部气压低于周围环境中的气压。装载锁定室20可以连接到装载锁定真空泵系统(未示出)，装载锁定真空泵系统去除装载锁定室20中的气体粒子。装载锁定真空泵系统的操作使得装载锁定室能够达到低于大气压力的第一压力。在达到第一压力后，一个或多个机械臂(未示出)将样品从装载锁定室20运送到主室10。主室10连接到主室真空泵系统(未示出)。主室真空泵系统去除主室10中的气体粒子，使得样品周围的压力达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力后，将样品运送到电子射束工具，通过电子射束工具，样品可以经受带电粒子泛射和/或检查。

控制器50以电子方式连接到带电粒子射束工具40。控制器50可以是被配置为控制带电粒子射束检查装置100的处理器(诸如计算机)。控制器50还可以包括被配置为执行各种信号和图像处理功能的处理电路装置。虽然控制器50在图1中被示为在包括主室10、装载锁定室20和EFEM 30的结构的外部，但是应当理解，控制器50可以是该结构的部分。控制器50可以位于带电粒子射束检查装置100的组成元件之一中，或者它可以分布在组成元件中的至少两个组成元件上。

现在参考图2，图2是示出示例性带电粒子工具40的示意图。带电粒子工具40可以形成图1的带电粒子射束检查装置100的部分。带电粒子工具40可以包括带电粒子检查工具200。如图1所示，带电粒子检查工具200可以是多射束检查工具200。替代地，带电粒子检查工具200可以是单射束检查工具。带电粒子检查工具200包括电子源201、枪孔径板271、会聚透镜210、可选的源转换单元220、初级投射系统230、电动台209和样品支撑件207。电子源201、枪孔径板271、会聚透镜210以及可选的源转换单元220是带电粒子检查工具200所包括的照射系统的组件。样品支撑件207由电动台209支撑，以便保持并可选地定位样品208(例如，衬底或掩模)，例如用于检查或用于带电粒子泛射。带电粒子检查工具200还可以包括次级投射系统250和相关联的电子检测设备240(它们一起可以形成检测柱或检测系统)。电子检测设备240可以包括多个检测元件241、242和243。初级投射系统230可以包括物镜231和可选的源转换单元220(如果它不是照射系统的部分的话)。初级投射系统和照射系统可以一起被称为初级柱或初级电子光学系统。射束分离器233和偏转扫描单元232可以位于初级投射系统230内部。

用于产生初级射束的例如初级柱的组件可以与带电粒子检查工具200的初级电子光学轴对准。这些组件可以包括：电子源201、枪孔径板271、会聚透镜210、源转换单元220、射束分离器233、偏转扫描单元232和初级投射装置230。初级柱的组件或者实际上的初级柱产生朝向样品的初级射束以用于检查样品，初级射束可以是多射束。次级投射系统250及其相关联的电子检测设备240可以与带电粒子检查工具200的次级电子光学轴251对准。

初级电子光学轴204由带电粒子检查工具200的作为照射系统的部分的电子光学轴构成。次级电子光学轴251是带电粒子检查工具200的作为检测系统(或检测柱)的部分的电子光学轴。初级电子光学轴204在本文中也可以被称为初级光轴(以有助于引用)或带电粒子光轴。次级电子光学轴251在本文中也可以被称为次级光轴或次级带电粒子光轴。

电子源201可以包括阴极(未示出)和提取器或阳极(未示出)。在操作期间，电子源201被配置为从阴极发射电子作为初级电子。提取器和/或阳极对初级电子进行提取和加速以形成初级电子射束202，初级电子射束202形成初级射束交叉(虚拟或真实)203。初级电子射束202可以被视为从初级射束交叉203发射。在一种布置中，电子源201可以在高电压和/或高能量下(例如大于20keV，优选为大于30keV、40keV或50keV)操作。来自电子源的电子例如相对于例如样品支撑件207上的样品208具有高着陆能量。

在这种布置中，初级电子射束在其到达样品时，并且优选为在其到达投射系统之前，是多射束。这种多射束可以以多种不同的方式从初级电子射束中产生。例如，多射束可以由位于交叉之前的多射束阵列、位于源转换单元220中的多射束阵列或者位于这些位置之间的任何点的多射束阵列产生。多射束阵列可以包括横跨射束路径布置成阵列的多个电子射束操纵元件。每个操纵元件可以影响初级电子射束以产生子射束。因此，多射束阵列与入射初级射束路径相互作用，以在多射束阵列的射束下游产生多射束路径。

在操作中，枪孔径板271被配置为阻挡初级电子射束202的外围电子以减少库仑效应。库仑效应可以扩大初级子射束211、212、213的每个探测斑221、222和223的大小，因此使检查分辨率恶化。枪孔径板271也可以被称为库仑孔径阵列。

会聚透镜210被配置为聚焦初级电子射束202。会聚透镜210可以被设计成将初级电子射束202聚焦成平行射束，并且法向入射到源转换单元220上。会聚透镜210可以是可移动会聚透镜，其可以被配置为使得其第一主平面的位置是可移动的。可移动会聚透镜可以被配置为磁性的。会聚透镜210可以是防旋转会聚透镜和/或其可以是可移动的。会聚透镜210可以包括多个静态透镜，可以操作多个静态透镜，使得其透镜主平面的位置是可移动的。

源转换单元220可以包括图像形成元件阵列、像差补偿器阵列、射束限制孔径阵列和预弯曲微偏转器阵列。预弯曲微偏转器阵列可以偏转初级电子射束202的多个初级子射束211、212、213，以正交地进入射束限制孔径阵列、图像形成元件阵列和像差补偿器阵列。在这种布置中，图像形成元件阵列可以用作多射束阵列，以在多射束路径中产生多个子射束，即初级子射束211、212、213。图像形成阵列可以包括多个电子射束操纵器，诸如微偏转器微透镜(或两者的组合)，以影响初级电子射束202的多个初级子射束211、212、213，并且形成初级射束交叉203的多个平行图像(虚拟或真实)，每个初级子射束211、212和213一个图像。像差补偿器阵列可以包括场曲率补偿器阵列(未示出)和像散补偿器阵列(未示出)。场曲率补偿器阵列可以包括多个微透镜，以补偿初级子射束211、212和213的场曲率像差。像散补偿器阵列可以包括多个微消像散器或多极电极，以补偿初级子射束211、212和213的像散像差。射束限制孔径阵列可以被配置为限制各个初级子射束211、212和213的直径。作为示例，图2示出了三个初级子射束211、212和213，并且应当理解，源转换单元220可以被配置为形成任何数量的初级子射束。控制器50可以连接到图1的带电粒子射束检查装置100的各个部分，例如源转换单元220、电子检测设备240、初级投射系统230或电动台209。如下面进一步详细解释的，控制器50可以执行各种图像和信号处理功能。控制器50也可以产生各种控制信号来管理带电粒子射束检查装置(包括带电粒子多射束装置)的操作。

会聚透镜210还可以被配置为通过改变会聚透镜210的聚焦能力来调节源转换单元220的射束下游的初级子射束211、212、213的电流。替代地或附加地，可以通过更改与各个初级子射束相对应的射束限制孔径阵列内的射束限制孔径的径向大小来改变初级子射束211、212、213的电流。可以通过更改射束限制孔径的径向大小和会聚透镜210的聚焦能力两者来改变电流。如果会聚透镜是可移动的和磁性的，则离轴子射束212和213可以导致以旋转角度照射源转换单元220。旋转角度随着可移动会聚透镜的聚焦能力或第一主平面的位置而改变。作为防旋转会聚透镜的会聚透镜210可以被配置为在会聚透镜210的聚焦能力改变时保持旋转角度不变。当会聚透镜210的聚焦能力和其第一主平面的位置变化时，这种同样可移动的会聚透镜210可以使得旋转角度不变。

物镜231可以被配置为将子射束211、212和213聚焦到样品208上以进行检查，并且可以在样品208的表面上形成三个探测斑221、222和223。

射束分离器233可以是例如包括产生静电偶极子场和磁偶极子场的静电偏转器的维恩过滤器(图2中未示出)。在操作中，射束分离器233可以被配置为通过静电偶极子场在初级子射束211、212和213的各个电子上施加静电力。静电力与由射束分离器233的磁偶极子场施加在各个电子上的磁力数值相等但方向相反。因此，初级子射束211、212和213可以至少实质上以零偏转角度至少实质上笔直地穿过射束分离器233。

在操作中，偏转扫描单元232被配置为偏转初级子射束211、212和213，以在样品208的表面的区段中的各个扫描区域上扫描探测斑221、222和223。响应于初级子射束211、212和213或探测斑221、222和223入射在样品208上，从样品208中产生包括次级电子和反向散射电子的电子。次级电子以三个次级电子射束261、262和263传播。次级电子射束261、262和263通常具有次级电子(具有≤50eV的电子能量)，并且也可以具有反向散射电子(具有在50eV与初级子射束211、212和213的着陆能量之间的电子能量)中的至少一些。射束分离器233被布置成将次级电子射束261、262和263的路径朝向次级投射系统250偏转。次级投射系统250随后将次级电子射束261、262和263的路径聚焦到电子检测设备240的多个检测区域241、242和243上。检测区域可以是被布置成检测相对应的次级电子射束261、262和263的分离的检测元件241、242和243。检测区域产生相对应的信号，该信号被发送到控制器50或信号处理系统(未示出)，以例如构造样品208的相对应的扫描区域的图像。

检测元件241、242和243可以检测相对应的次级电子射束261、262和263。在次级电子射束入射到检测元件241、242和243时，这些元件可以产生相对应的强度信号输出(未示出)。输出可以被引导至图像处理系统(例如，控制器50)。每个检测元件241、242和243可以包括一个或多个像素。检测元件的强度信号输出可以是由检测元件内的所有像素产生的信号的总和。

控制器50可以包括图像处理系统，该图像处理系统包括图像获取器(未示出)和存储设备(未示出)。例如，控制器可以包括处理器、计算机、服务器、大型主机、终端、个人计算机、任何种类的移动计算设备等，或者它们的组合。图像获取器可以包括控制器的至少部分处理功能。因此，图像获取器可以包括至少一个或多个处理器。图像获取器可以通信地耦合到允许信号通信(诸如电导体、光纤线缆、便携式存储介质、IR、蓝牙、互联网、无线网络、无线无线电等，或者它们的组合)的装置40的电子检测设备240。图像获取器可以接收来自电子检测设备240的信号，可以处理包含在信号中的数据，并且可以由此构造图像。图像获取器因此可以获取样品208的图像。图像获取器还可以执行各种后处理功能，诸如产生轮廓、在获取的图像上叠加指示符等。图像获取器可以被配置为对获取的图像执行亮度和对比度等的调节。存储装置可以是存储介质，诸如硬盘、闪存驱动器、云存储装置、随机存取存储器(random access memory，RAM)、其他类型的计算机可读存储器等。存储装置可以与图像获取器耦合，并且可以用于将扫描的原始图像数据保存为原始图像以及保存后处理图像。

图像获取器可以基于从电子检测设备240接收的成像信号来获取样品的一个或多个图像。成像信号可以对应于用于进行带电粒子成像的扫描操作。获取的图像可以是包括多个成像区域的单个图像。单个图像可以被存储在存储装置中。单个图像可以是可以被划分成多个区域的原始图像。每个区域可以包括一个包含样品208的特征的成像区域。所获取的图像可以包括在一段时间内多次采样的样品208的单个成像区域的多个图像。多个图像可以被存储在存储装置中。控制器50可以被配置为对样品208的同一位置的多个图像执行图像处理步骤。

控制器50可以包括测量电路装置(例如，模数转换器)以获得检测到的次级电子的分布。在检测时间窗口期间收集的电子分布数据可以与入射到样品表面上的每个初级子射束211、212和213的相对应的扫描路径数据结合使用，以重构被检查的样品结构的图像。重构图像可以用于揭示样品208的内部或外部结构的各种特征。重构图像由此可以用于揭示样品中可能存在的任何缺陷。

控制器50可以控制电动台209在样品208的检查期间移动样品208。控制器50可以使得电动台209至少在样品检查期间能够在一方向上移动样品208，优选为连续地移动，例如以恒定速度移动。控制器50可以控制电动台209的移动，使得它取决于各种参数改变样品208的移动速度。例如，控制器可以取决于扫描过程的检查步骤的特性来控制台速度(包括其方向)。

尽管图2示出了带电粒子检查工具200使用三个初级电子子射束，但是应当理解，带电粒子检查工具200可以使用两个或更多个初级电子子射束。本公开不限制带电粒子检查工具200中使用的初级电子射束的数量。带电粒子检查工具200也可以是使用单个带电粒子射束的单射束检查工具200。

如图2所示，带电粒子射束工具40还可以包括泛射柱300或泛射枪。泛射柱300可以用于对样品208的表面进行预充电并设置充电条件。例如，泛射柱可以在带电粒子检查装置200进行检查之前对样品208的表面进行预充电。这可以增强电压对比缺陷信号，以便增加带电粒子检查装置200的缺陷检测灵敏度和/或产量。泛射柱300可以用于提供相对大量的带电粒子以对预定义区域进行充电。之后，带电粒子检查装置200可以扫描样品208的预充电区域，以实现该区域的成像。电动台209可以将样品208从用于由泛射柱300进行带电粒子泛射的位置移动到用于由带电粒子检查装置200进行检查的位置。换句话说，电动台209可以用于将样品208移动到用于带电粒子泛射的位置中。然后，泛射柱300可以利用带电粒子泛射样品208。然后，电动台209可以用于将样品208移动到用于检查的位置中；然后，带电粒子检查装置200可以用于检查样品208。替代地，用于由泛射柱300进行带电粒子泛射的位置可以与用于由带电粒子检查装置200进行检查的位置一致，使得样品208和电动台209在带电粒子泛射之后和在检查之前实质上保持在原位。

泛射柱300可以至少包括可位于发生器系统中的带电粒子源301、会聚透镜320、消隐器电极330、物镜340和孔径主体350。泛射柱300还可以包括用于操纵带电粒子射束302的附加组件，诸如扫描元件(未示出)和场镜(未示出)。泛射柱300的组件可以实质上沿着轴304布置。轴304可以是泛射柱300的电光轴。泛射柱300的组件可以由控制器50控制。替代地，可以使用专用控制器来控制泛射柱300的组件，或者可以由多个相应的控制器来控制泛射柱300的组件。泛射柱300可以机械地耦合到带电粒子检查装置200。也就是说，泛射柱连接甚至耦合到带电粒子检查装置200的初级柱。优选地，泛射柱在泛射柱300与初级柱之间的接口350处连接到初级柱。

带电粒子源301可以是电子源。带电粒子源301可以包括带电粒子发射电极(例如，阴极)和加速电极(例如，阳极)。加速电极从带电粒子发射电极中提取带电粒子并对其进行加速，以形成带电粒子射束302。带电粒子射束302可以沿着射束路径302传播。射束路径302可以包括轴304，例如在带电粒子射束302没有偏离轴304的情况下。在一种布置中，电子源301在高电压(例如大于20keV，优选为大于30keV、40keV或50keV)下操作。来自电子源301的电子可以具有例如相对于例如样品支撑件207上的样品208的高着陆能量。然而，实施例还包括电子不具有高着陆能量的实现。例如，从源发射的电子可以被加速到30keV的高射束能量。然后，电子可以在撞击样品208之前减速到0.3keV至3keV范围内的能量。优选地，泛射柱的电子源301在与初级柱的电子源201相同或至少实质上相同的操作电压下操作。来自泛射柱300的电子源301的电子期望地具有与检查工具200的电子源201所发射的电子相同或至少实质上相似的着陆能量。

使泛射柱和初级柱两者的源201、301处于实质上相同的操作电压是期望的。这是因为针对检查和/或测量以及泛射，样品208以及因此优选的衬底支撑件和期望的可移动台209被设置在相同的操作电压下。也就是说，它们可以在检查期间偏压至初级柱的源，并且在泛射期间偏压至泛射柱的源。初级源与台之间的相对电位很高。泛射柱(诸如市售的泛射柱)具有实质上低于检查工具200的高电压的操作电压。这种台不能在泛射期间维持在高电压下，因为这些台相对于操作源(无论是泛射柱还是初级柱的操作源)而偏压。台的偏压应当因此改变以适合接下来操作的源。对于市售的泛射柱，可以将源设置到接近接地电位的电位。

台可以在泛射位置与检查/测量位置(例如，评估位置)之间移动。需要花费时间来在样品位于泛射柱的射束路径中时的泛射位置与样品位于初级柱的射束路径中时的检查位置之间移动可移动台209。然而，在用于典型商用泛射柱和高电压检查工具的检查设置与泛射设置之间调节台电位所花费的时间可能比在泛射位置与检查位置之间的移动所花费的时间更长。电压的变化可能花费长达数分钟。因此，在使泛射柱具有至少与初级柱相似的操作电压时存在显著的产量提高；这甚至用于具有独立泛射柱的检查或测量工具，该泛射柱具有其自己的与检查位置分开的泛射位置。另一或替代益处是，在减少泛射与检查和/或测量之间的时间时，泛射效应保持，并且其在检查/测量之前消失的风险会减小(如果不是被防止的话)。初级带电粒子射束的路径可以与泛射柱的带电粒子射束的路径间隔开。期望地，可以减少或者甚至防止泛射柱的带电粒子射束的任何影响。

会聚透镜320位于带电粒子源301的射束下游，即会聚透镜320相对于带电粒子源301位于射束下游方向。会聚透镜320可以使带电粒子射束302聚焦或散焦。如图2所示，会聚透镜320可以用于准直带电粒子射束302。然而，会聚透镜320也可以用于控制带电粒子射束302，以便产生发散射束或会聚射束。

孔径主体350可以位于会聚透镜320的射束下游。孔径主体350可以使沿着轴304传播的带电粒子射束的一部分、或者仅一部分而非全部通过。如图2所示，孔径主体350可以限制带电粒子射束302的横向范围。孔径主体350也可以用于选择性地消隐带电粒子射束302，以便防止带电粒子射束302的任何部分通过。孔径主体350可以限定开口。如果带电粒子射束302的横向范围(或直径)大于开口的横向范围(或直径)，则仅一部分带电粒子射束302将穿过开口。孔径主体350因此可以限制带电粒子射束302的横向范围，以便充当射束限制孔径。位于孔径主体350的射束下游的射束的截面可以与孔径主体350中的开口的截面在几何上相似(在发散或会聚射束的情况下)或在几何上相同(在准直射束的情况下)。开口可以实质上是圆形的。开口的横向范围(或直径)可以在100μm至10mm(优选为200μm至5mm，进一步优选为500μm至2mm)的范围内。

消隐电极330可以位于会聚透镜320的射束下游和孔径主体350的射束上游。消隐电极330可以选择性地偏转带电粒子射束302，例如偏转带电粒子射束302使其远离轴304。消隐电极330可以偏转带电粒子射束302使其远离孔径主体350中的开口，例如偏转到孔径主体350的不包括开口的部分上，以便防止带电粒子射束302的任何部分穿过由孔径主体350限定的开口。消隐电极330可以消隐射束，使得射束不会穿过孔径主体350的开口。然而，消隐电极330和孔径主体350的组合也可以用于选择性地消隐带电粒子射束302，即选择性地防止至少部分带电粒子射束302穿过孔径主体350中的开口。也就是说，消隐电极330和孔径主体350的组合可以选择性地控制带电粒子射束302通过开口的比例。

物镜340位于孔径主体350的射束下游。物镜340可以使带电粒子射束302聚焦或散焦。如图2所示，物镜320可以用于控制带电粒子射束302以便产生发散射束，从而增加样品208上的斑大小并增加样品208上泛射有带电粒子的表面面积。然而，在一些情况下，物镜340可以用于控制带电粒子302以便产生会聚射束，从而将带电粒子射束302聚焦到样品208上。场镜370(例如，位于物镜的射束下游)可以用于设置场镜与样品208之间的电场的强度。该电场在带电粒子朝向样品208行进时影响带电粒子，从而影响带电粒子泛射期间样品208的充电速度和充电电平(即，带电粒子泛射之后样品208相对于电接地的最大电压)。

泛射柱300可以选择性地以不同操作模式进行操作，诸如以高密度模式(如图3A示意性描绘)和以低密度模式(如图3B示意性描绘)进行操作。图3A和图3B的泛射柱300可以包括带电粒子源301、会聚透镜320、消隐电极330、孔径主体350、物镜340、扫描电极360和场镜370。带电粒子源301包括带电粒子发射电极301a(例如，阴极)和加速电极301b(例如，阳极)。泛射柱可以另外包括源透镜310。泛射柱300可以在操作的高密度模式与低密度模式之间切换。替代地，泛射柱300可以仅在一种操作模式下操作，诸如在高密度模式和低密度模式中的任一模式下操作。控制器50可以控制泛射柱300的操作模式，以便选择性地以高密度模式和以低密度模式操作泛射柱300。用户可以指示泛射柱300或控制器50来选择性地在操作模式之一下操作。替代地，控制器50可以(例如，基于预设程序或操作次序)自动控制泛射柱300的操作模式。

高密度模式用于样品208的相对较小区域的带电粒子泛射。在高密度模式下，入射在样品208处的带电粒子射束302的横向范围(或直径)(本文中也称为射束斑的横向范围(或直径))相对较小。高密度模式下的射束斑的横向范围(或直径)相对较小，特别是与低密度模式下的射束斑的横向范围(或直径)相比而言。这样，高密度模式下的射束斑的电荷密度相对较高，特别是与低密度模式下的射束斑的电荷密度相比而言。在高密度模式下，射束斑的横向范围(或直径)可以在从0至1000μm(优选为5μm和500μm之间)的范围内。然而，斑大小取决于应用。典型应用要求在25μm至500μm的范围内，这是优选的操作范围。然后，可以取决于应用而在操作期间从操作范围中选择射束斑。选择操作范围的上限，因为在500μm以上难以实现所需的电流密度。利用可用的光学器件，范围的下限可以高于5μm，例如10μm、25μm或50μm。

低密度模式用于样品208的相对较大面积的带电粒子泛射。在低密度模式下，射束斑的横向范围(或直径)相对较大，特别是与高密度模式下的射束斑的横向范围(或直径)相比而言。这样，低密度模式下的射束斑的电荷密度相对较低，特别是与高密度模式下的射束斑的电荷密度相比而言。在低密度模式下，射束斑的横向范围(或直径)可以大于500μm，优选为大于1mm，进一步优选为大于3mm，特别优选为大于5mm，例如大约8mm。低密度模式下的射束斑的横向范围(或直径)可以在500μm至50mm(优选为从1mm至20mm，进一步优选为从3mm至15mm，特别优选为从5mm至12mm)的范围内。

如图3A和图3B所示，泛射柱300可以包括源透镜310。源透镜310被布置于或位于带电粒子源301的射束下游，例如直接位于其射束下游，特别是带电粒子源301的加速电极(例如，阳极)的射束下游。源透镜310被布置于或位于会聚透镜320的射束上游，例如直接位于会聚透镜320的射束上游。源透镜310可以操纵带电粒子射束302，特别是通过调节源透镜310的射束下游和会聚透镜320的射束上游的带电粒子射束302的焦点或射束角度α来操纵。(注意，本说明书中所有对射束角度的所有引用都是射束截面上的最大角度位移。射束角度的替代定义可以是射束相对于电子光学轴的最大角度位移，如图3A和图3B中的虚线所示。相对于轴的射束角度的替代定义将是本文提供的射束角度的一半)。源透镜310优选为操纵带电粒子射束302，以便在会聚透镜320的射束上游产生发散的带电粒子射束302。如图3A和图3B所示，源透镜310可以将带电粒子射束聚焦到位于会聚透镜320的射束上游的交叉点C1，从而在会聚透镜320的射束上游(以及交叉点C1的射束下游)产生发散的带电粒子射束302。在一些布置中，与使带电粒子射束320散焦相比，这可以允许更大的射束发散(即更大的射束角度α)。替代地，源透镜310可以使带电粒子射束302散焦，从而在会聚透镜320的射束上游产生发散的带电粒子射束302(未示出)。通过散焦，源透镜使射束路径相对于位于源透镜310的射束上游的虚拟交叉点发散。因此，发散射束的射束角度α是相对于虚拟交叉点来确定的。在下文中对射束角度α的引用应当被理解为是指源透镜310的射束上游的交叉和虚拟交叉两种实现。

如图3A所示，例如在高密度模式下，源透镜310可以是可控的，以便可变地设置带电粒子射束302的射束角度α(或聚焦量/散焦量)，从而设置(虚拟交叉点的)源透镜310的射束下游或交叉点C1的射束下游的带电粒子射束302的发散程度。当源透镜310将带电粒子射束302聚焦到交叉点C1上时，源透镜310可以是可控的，以便沿着轴304可变地设置交叉点C1的位置。源透镜310因此可以用于改变带电粒子射束302的射束角度α。源透镜310可以用于将射束角度α设置为一范围内的多个(预定)值。替代地，源透镜310可以用于在预定的连续范围内改变射束角度α。例如，源透镜310可以在至少从0°至5°(优选为至少从0°至10°)的范围内改变射束角度α。这可以调节会聚透镜320的射束下游和孔径主体350的射束上游的带电粒子射束302(例如，图3A中描绘的准直的带电粒子射束302、302’)的横向范围。调节带电粒子射束302的横向范围可以可变地设置带电粒子射束302穿过孔径主体350的比例。例如，源透镜310可以在至少从100％至50％(优选为至少从100％至25％，进一步优选为至少从100％至10％，特别优选为至少从100％至5％)的范围内改变带电粒子射束302穿过孔径主体的比例。

例如，图3A示出了源透镜310可以选择性地将射束角度设置为α或α’，从而分别产生交叉点C1和C1’。如图3A所描绘的，这使孔径主体350的射束上游的带电粒子射束302、302’的横向范围独立于孔径主体350的射束上游的带电粒子射束302的射束角度(该射束角度可以由会聚透镜320设置——例如设置为相对于电子光学轴呈0度，以产生准直的带电粒子射束302)而变化。使用源透镜310可变地设置射束角度α、α’，因此有效地可变地设置带电粒子射束302、302’穿过孔径主体350的比例。参考图3A，当源透镜310设置相对较大的射束角度α时，孔径350的射束上游的带电粒子射束302的横向范围相对较大，使得相对较小比例的带电粒子射束302通过孔径主体350。相反，当源透镜310设置相对较小的射束角度α’时，孔径350的射束上游的带电粒子射束302’的横向范围相对较小，使得相对较大比例的带电粒子射束302’通过孔径主体350。

替代地或附加地，例如在低密度模式下，源透镜310也可以是可控的，以便设置或固定地设置源透镜310的射束下游的带电粒子射束302的射束角度α(或聚焦量/散焦量)。例如，这在图3B中示出。当源透镜310将带电粒子射束302聚焦到交叉点C1时，源透镜310可以是可控的，以便沿着轴304设置或固定地设置交叉点C1(其可以是虚拟的并且位于源透镜310的射束上游)的位置。这可以固定地设置带电粒子射束302穿过孔径主体350的比例。源透镜310可以例如将射束角度α设置为在高密度模式下使用的最大射束角度。源透镜310可以设置射束角度α，以便最大化带电粒子射束在会聚透镜320处的横向范围。这可以在孔径主体350的射束下游产生最大发散射束，这最终可以在样品208处获得最大斑大小。例如，源透镜310可以在从1至20(优选为从2至15，进一步优选从5至10)的范围内实现带电粒子射束302的放大倍数(从源透镜310到会聚透镜320)。

如图3A所示，例如对于高密度模式，会聚透镜320是可控的，以便准直或实质上准直带电粒子射束302。会聚透镜320可以是可控的，以将会聚透镜320的射束下游和孔径主体350的射束上游的带电粒子射束302的射束角度设置为相对于轴304的方向呈0°或实质上呈0°，例如从0°至5°范围内的值。会聚透镜320可以是可控的，以便固定地设置孔径主体350的射束上游的带电粒子射束302的射束角度。会聚透镜320因此可以抵消源透镜310可能对孔径主体350的(正好)射束上游的带电粒子射束302的射束角度带来的任何影响。

替代地或附加地，如图3B所示，例如在低密度模式下，会聚透镜350可以是可控的，以便在孔径主体305的射束上游产生发散的带电粒子射束302。会聚透镜320可以是可控的，例如，以便将带电粒子射束302聚焦到会聚透镜320的射束下游和孔径主体350的射束上游的交叉C2点，使得带电粒子射束302在孔径主体的射束上游和孔径主体的射束下游发散。与孔径主体350的射束下游的带电粒子射束302被准直的情况相比，这可以增加带电粒子射束302在物镜340处的横向范围。例如，参见图3B和图3A的比较。带电粒子射束302在物镜340处增加的横向范围允许物镜进一步增加或最大化样品208处的射束斑。物镜340可以使带电粒子射束302聚焦。与带电粒子射束302中更靠近轴304的那些带电粒子相比，物镜340对带电粒子射束中的带电粒子的聚焦效应对位移得更远离轴304(从而更靠近物镜340的电极)的带电粒子更大。因此，物镜340的聚焦效应实现了更远离轴304的带电粒子的更大位移。会聚透镜320可以设置射束角度β或交叉点C2的位置，使得一比例的带电粒子射束302(例如小于60％，优选为小于50％，进一步可选为小于40％的带电粒子射束302)穿过孔径主体350。对于一些应用，通过孔径的比例可以低至20％，或者甚至10％。孔径主体350的射束上游的带电粒子射束302中的带电粒子的分布在带电粒子射束302的边缘可能不如在带电粒子射束302的中心均匀。例如，孔径主体350的射束上游的带电粒子射束302中的带电粒子的分布可以是高斯分布。使这种带电粒子射束302穿过孔径主体350可以限制带电粒子射束302的横向范围，以便去除带电粒子射束302的边缘。这样，仅带电粒子射束302的中心可以穿过孔径主体350。与孔径主体350的射束上游的带电粒子射束302相比，这可以导致孔径主体350的射束下游的带电粒子射束302的均匀性改善。仅使较小比例的带电粒子射束302穿过孔径主体350也可以限制到达样品208的电流，这在一些应用中可能是有益的。

孔径主体350优选为被布置在会聚透镜320的射束下游。孔径主体350可以被布置在会聚透镜的射束上游和源透镜310的射束下游。使孔径主体350在会聚透镜的射束下游可能是优选的，因为在这种布置中，可以实现对射束及其射束斑的更好控制。孔径主体350用于传递带电粒子射束302的至少一部分。例如在图3A的高密度模式下和在图3B的低密度模式下，孔径主体350可以限制带电粒子射束302的横向范围。在一些情况下，孔径主体350可以不限制带电粒子射束302的横向范围，并且所有带电粒子射束302可以穿过孔径主体302。当带电粒子射束302在孔径主体350的射束上游发散时，孔径主体350可以影响带电粒子射束302的射束角度，使得孔径主体350的射束上游的射束角度β大于孔径主体350的射束下游的射束角度β，这从图3B中显而易见。

可选地，消隐电极330被布置在孔径主体350的射束上游。消隐电极330可以被布置在会聚透镜330的射束下游。消隐电极300可以偏转带电粒子射束302使其远离轴304，以便防止带电粒子射束302的任何部分(例如，朝向样品208)通过孔径主体350。

物镜340被布置在孔径主体350的射束下游。物镜340是可控的，以便调节带电粒子射束302的焦点。使用物镜340调节带电粒子射束302的焦点会调节由带电粒子射束302入射在样品208上形成的射束斑的横向范围(或直径)。

如图3A所示，例如在高密度模式下，物镜340可以是可控的，以便调节带电粒子射束302的焦点，使得射束斑的横向范围(或直径)小于带电粒子射束302在物镜340处的横向范围(或直径)。

替代地或附加地，例如在低密度模式下，物镜340可以是可控的，以操纵带电粒子射束302，使得射束斑的横向范围(或直径)大于带电粒子射束302在物镜340处的横向范围(或直径)。例如，这在图3B中示出。物镜340可以是可控的，以便将带电粒子射束302的焦点调节到样品208的射束上游的交叉点C3，使得射束斑的横向范围(或直径)大于带电粒子射束302在物镜340处的横向范围(或直径)。优选地，交叉点C3位于泛射柱300的最后一个元件的射束上游，例如泛射柱300的场镜370的射束上游。与没有产生交叉点C3的情况相比，产生交叉点C3允许射束斑在样品208处的横向范围增加。这可以被实现，因为交叉点C3可以定位成比直接在物镜340的射束下游发散的带电粒子射束208的(虚拟)焦点更靠近泛射柱300的最后一个元件。因此，可以实现大于1mm(例如高达20mm甚至50mm)的射束斑。

交叉点C3可以被定位成使得i)交叉点C3和样品208的表面之间沿着轴304的距离d’与ii)物镜340的中心和交叉点C3之间沿着轴304的距离d的比值d’/d大于1，优选为大于1.2，进一步优选为大于1.5，特别优选为大于2。比值d’/d可以在从1至10(优选为从1.2至6，进一步优选为从1.5至4，特别优选为从2至3)的范围内。换句话说，物镜340对带电粒子射束302的放大倍数(从物镜340到样品208的表面)可以在从1至10(优选为从1.2至6，进一步优选为从1.5至4，特别优选为从2至3)的范围内。

可选地，泛射柱300可以包括扫描电极360，例如一对扫描电极360(其可以被称为扫描偏转器360或扫描元件360)。扫描电极360可以被布置或定位在孔径主体350的射束下游。如图3A和图3B所示，扫描电极360可以被布置或定位在物镜340的射束上游。替代地，扫描电极360可以被布置在物镜340的射束下游，例如在物镜340与场镜370之间，或者在场镜370的射束下游。

扫描电极360(优选为一对扫描电极360(即扫描偏转器))可以是可控的，以便(例如在高密度模式下)在样品208上扫描带电粒子射束302。扫描电极360可以是可控的，以(例如在一个维度上(在图3A中从上到下))可变地偏转带电粒子射束302。可选地，可以提供另外的扫描电极，以可变地偏转围绕轴304有角度地位移的带电粒子射束302，以便在样品208上扫描带电粒子射束302。例如，每一对可以在样品表面之上沿着不同方向扫描带电粒子射束302，优选地，使得带电粒子射束302在两个正交维度上被扫描。使用扫描电极偏转带电粒子射束302以扫描样品208可能比相对于静止(即未扫描)的带电粒子射束302移动样品208更快。通过扫描获得的更快速度可能是由于带电粒子与电动台209和样品208相比惯性更小而导致的。尤其是在样品208上的射束斑相对较小的情况下(诸如在图3A的高密度模式下)，使用扫描电极360来实现样品208(或者至少样品208中需要被泛射的部分)的更快的带电粒子泛射可能因此是有帮助的。

替代地或附加地，例如在低密度模式下，扫描电极360可以是可控的，以便不操纵带电粒子射束302。扫描电极360可以是可控的，以便保持或保留带电粒子射束302的射束路径，从而不偏转带电粒子射束302。扫描电极360可以(例如，在泛射柱300的低密度操作模式下)以这种方式可控。在样品208上的射束斑相对较大的情况下(诸如在图3B的低密度模式下)，扫描电极360的使用可以减小样品208上的射束斑的最大可能范围。这是因为偏转带电粒子射束302可能需要带电粒子射束208与泛射柱的最后一个元件之间的间隙。因此，例如在图3B的低密度模式下，扫描电极360的使用对于最大化样品208上的射束斑的横向范围可能是不利的。

可以提供用于样品208的带电粒子泛射的泛射柱300。泛射柱300包括被配置为沿着射束路径发射带电粒子射束302的带电粒子源301。泛射柱300还包括被布置在带电粒子源301的射束下游的源透镜301。泛射柱300还包括被布置在源透镜301的射束下游的会聚透镜320。泛射柱300还包括被布置在源透镜310的射束下游(优选为会聚透镜320的射束下游)的孔径主体330。孔径主体350用于使带电粒子射束302的一部分通过。泛射柱300还包括控制器50。控制器50选择性地以用于样品208的相对较小区域的带电粒子泛射的高密度模式和以用于样品208的相对较大区域的带电粒子泛射的低密度模式来操作泛射柱300。源透镜301可以是可控的，以便将带电粒子射束302聚焦到会聚透镜320的射束上游的交叉点C1，并且沿着射束路径可变地设置交叉点C1的位置。

可以提供一种用于使用泛射柱300对样品208进行带电粒子泛射的方法。该方法包括使用带电粒子源301沿着射束路径发射带电粒子射束302。该方法还包括使用布置在带电粒子源301的射束下游的源透镜310可变地设置所发射的带电粒子射束302的射束角度α。该方法还包括使用布置在源透镜310的射束下游的会聚透镜320来调节带电粒子射束302的射束角度。该方法还包括使用布置在会聚透镜320的射束下游的孔径主体350来使带电粒子射束302的一部通过。

可以提供一种用于使用泛射柱300对样品208进行带电粒子泛射的方法。该方法包括使用带电粒子源301沿着射束路径发射带电粒子射束302。该方法还包括使用布置在带电粒子源301的射束下游的会聚透镜320来调节带电粒子射束302的射束角度α。该方法还包括使用布置在会聚透镜310的射束下游的孔径主体350来使带电粒子射束302的一部分通过。该方法还包括选择性地以用于样品208的相对较小区域的带电粒子泛射的高密度模式和以用于样品208的相对较大区域的带电粒子泛射的低密度模式来操作泛射柱300。

可以提供一种用于使用泛射柱300对样品208进行带电粒子泛射的方法。该方法包括使用带电粒子源301沿着射束路径发射带电粒子射束302。该方法还包括使用布置在带电粒子源301的射束下游的会聚透镜320来调节带电粒子射束302的射束角度α。该方法还包括使用布置在会聚透镜320的射束下游的孔径主体350来使带电粒子射束302的一部分通过。该方法还包括使用物镜340将带电粒子射束302聚焦到样品208的射束上游的交叉点C3，使得带电粒子射束302在样品208处的横向范围大于带电粒子射束302在物镜240处的横向范围。

如前所述，泛射柱300可以包括孔径主体350的射束下游的物镜340。泛射柱300还可以包括用于操纵带电粒子射束302的附加组件，诸如参考图3A和图3B所描述的扫描元件360或扫描偏转器360和场镜370。如前所述，物镜340位于孔径主体350的射束下游。物镜340可以使带电粒子射束302聚焦或散焦。如前面参考图3A和图3B所描述的，会聚透镜320和物镜340可以用于控制带电粒子射束302，以改变样品208上的斑大小。如已经描述的，(例如位于物镜340的射束下游的)场镜370可以用于设置场镜与样品208之间的电场强度。场镜370可以抑制和/或提取由样品产生和从样品发出的次级电子。该电场影响指向样品208的带电粒子，从而影响带电粒子泛射期间样品208的充电速度和充电电平(即，关于在带电粒子泛射之后样品208相对于电接地的最大电压而言)。

图4示意性地示出了根据实施例的孔径主体350以及可以位于孔径主体350的射束下游的泛射柱300组件。射束下游组件可以包括扫描偏转器501、接地平面503、物镜504和最终透镜装置505。在泛射操作期间，带电粒子的泛射射束沿着射束路径304行进穿过射束下游组件到达样品208。射束路径304可以与轴304相同。

扫描偏转器501可以被布置在孔径主体350与接地平面503之间的射束路径304中。扫描偏转器501可以被布置成改变和控制泛射射束的路径。扫描偏转器501可以包括用于根据已知技术产生用于偏转泛射射束的电场的电极。扫描偏转器501可以与前面参照图3A和图3B描述的扫描电极360相同。扫描偏转器501可以具有围绕射束路径304布置的电极。电极均可以电连接。偏转器的电极可以独立控制或一起控制。偏转器电极可以独立地连接到电压源或连接到公共电压源。

接地平面503处于孔径主体350与物镜504之间的射束路径中。接地平面503可以是具有中心孔径的环形金属盘，使得泛射射束可以穿过它。接地平面503可以处于局部接地电位，该电位可以是0V。接地平面503的效果可以是实质上屏蔽接地平面503的射束下游区域免受扫描偏转器501产生的电场影响。如果不使用接地平面503，则由扫描偏转器501产生的电场可以延伸至扫描偏转器501与物镜504之间的区域。这可能导致该区域中的电场是旋转非对称(即不对称)的。其结果可能是，在泛射操作期间，样品208上的泛射射束斑是旋转非对称的。泛射射束斑的这种变形可能使泛射射束斑劣化。这种变形可能使泛射工艺和/或泛射射束斑的泛射性能劣化。特别地，非对称可能降低射束中的电流密度的均匀性。

在实施例中，接地平面503和扫描偏转器501实际上可以是用于操纵泛射射束的同一组件的部分。也就是说，接地平面503可以实际上是偏转器的射束下游表面。因此，接地平面503的存在可以补充扫描偏转器501的操作。

如图4所示，壳体506可以包括泛射柱的至少一些组件。在实施例中，壳体506可以包括孔径主体350。优选地，壳体506还包括扫描偏转器501。优选地，壳体506还包括接地平面503。壳体506的射束下游端部可以在接地平面503处。接地平面503可以是壳体506的部分。由于泛射柱内的体积和/或位置约束，壳体506在接地平面503的射束下游延伸可能是不切实际的，甚至是不可能的。这可能是由于例如泛射柱相对于初级柱的定位。特别地，这可能是由于例如相对于主室的壁的定位，诸如电子光学设计的一部分及其元件相对于主室的界面的定位。也就是说，如果壳体506在泛射柱的电子光学路径中的特定位置(诸如接地平面503)的射束下游延伸，则可能需要对带电粒子装置中的其他组件进行配置和/或性能折衷。在这样的实施例中，壳体506因此可以仅在接地平面503的射束上游延伸，即不在接地平面503的射束下游延伸。壳体506的效果可以是屏蔽射束路径304的被壳体506所包含的部分。相应地，当壳体506向下延伸至泛射柱的带电粒子射束路径中的特定位置(诸如接地平面503)并且没有进一步延伸时，位于该特定位置(诸如接地平面503)的射束上游的所有射束路径304可以被壳体506屏蔽。壳体506可以具有射束下游端部。在向泛射柱中的射束路径中的特定位置(诸如接地位置503)和/或向壳体的射束下游端部(考虑到有限的体积，其可以对应于主室的壁)提供屏蔽时，屏蔽可能是有益的。屏蔽仅限于主室外部的泛射柱的屏蔽；屏蔽不在主室内延伸。因此，壳体的射束下游端部可以对应于主室的壁。壳体可以具有终止于主室的壁的室壁。锚件主体可以在壳体506的射束下游端部处。

为了提供屏蔽，壳体506壁可以包括具有高磁导率的合金。壳体506壁可以包括高导磁合金。壳体506壁可以被配置为具有用于屏蔽射束的合适厚度。壳体506壁可以包括高导磁合金，或者替代地具有比高导磁合金更低的磁导率但提供充分屏蔽的合金。这种合金可能比高导磁合金便宜。壳体506壁的厚度可以比使用高导磁合金的情况更大，使得仍然提供有效的屏蔽。在替代实施例中，屏蔽可以通过在室壁内且与室壁分开的屏蔽壁来实现。然而，鉴于有限的体积，这种布置即使不是不可能的，也是不切实际的。因此，将室壁用作屏蔽是有益的。

物镜504可以被配置为促进泛射射束的减速。在射束路径304的方向上，物镜504可以具有高纵横比。物镜504可以是静电透镜，即电场镜。物镜504的电极可以包括单片钛。在具有高纵横比时，物镜504可以沿着射束路径304延伸。物镜504因此有益地为射束路径304的物镜沿着其延伸的部分提供静电屏蔽。应当注意，贯穿本文档对静电透镜的引用可以更一般地指促进静电透镜功能的结构。透镜功能可能由于在两个或更多个透镜主体之间产生的电场而出现，因此包括在其操作电位下操作的一个或多个透镜。稍后将对此进行更详细的描述。

最终透镜装置505可以邻近样品208。最终透镜装置505可以是静电透镜，即电场镜。最终透镜装置505的电极可以包括单片钛。

物镜504和最终透镜装置505可以分别是前面描述的物镜340和场镜。在射束路径304的方向上，物镜504可以在最终透镜装置505的射束上游。物镜504可以与最终透镜装置505分离。

物镜504和最终透镜装置505可以一起被称为透镜装置504、505。透镜装置504、505由在透镜装置504、505的锚主体的射束下游延伸的一个或多个透镜支撑件502、507保持就位。锚主体可以是直接支撑或保持透镜支撑件502、507的元件或元件布置。锚主体的唯一功能可以是保持透镜支撑件502、507。替代地，锚主体还可以具有除了保持镜片支撑件502、507之外的其他功能。因此，锚主体可以被包含在壳体506内。锚主体可以是或包括壳体506所包含的任何组件，诸如孔径主体350和接地平面503。特别地，一个或多个透镜支撑件502、507可以在可以是壳体506的部分的孔径主体350或接地平面503的射束下游延伸。因此，透镜装置504、505通过(例如经由锚主体连接的)一个或多个透镜支撑件502、507悬挂在壳体506上。也就是说，锚主体可以将透镜支撑件502、507连接到壳体506。每个透镜支撑件502、507可以包括从壳体506延伸至物镜504的第一部分502。每个透镜支撑件502、507还可以包括从物镜504延伸至最终透镜装置505的第二部分507。每个透镜支撑件的第一部分502可以限定物镜504与壳体506之间的间隔。每个透镜支撑件的第二部分507可以限定最终透镜装置505与物镜504之间的间隔。一个或多个透镜支撑件502、507因此被配置为相对于彼此和壳体506来定位物镜504和最终透镜装置505。

需要一个或多个透镜支撑件502、507将透镜装置504、505沿着射束路径304保持就位。根据实施例的每个透镜支撑件502、507从壳体506沿着射束路径304延伸。根据实施例的一个或多个透镜支撑件502、507的使用可能优于用于支撑透镜装置504、505的其他技术。特别地，如前所述，泛射柱内的体积约束可能防止壳体50在接地平面503的射束下游延伸。也就是说，如果壳体506在接地平面503的射束下游延伸至透镜装置504、505，则壳体506所占据的体积可能对装置中的其他组件造成实质性的设计和/或性能折衷。体积和定位约束以及移动要求也可能妨碍透镜装置504、505的其他类型的支撑结构，诸如与射束路径304正交的支撑结构。

根据实施例的一个或多个透镜支撑件502、507可以被配置成使得它们对泛射柱的操作的干扰最小。每个透镜支撑件502、507的不同部分可以与接地平面503、物镜504和最终透镜装置505接触。接地平面503、物镜504和最终透镜装置505中的每一个之间可能存在很大电位差。为了使相同的透镜支撑件502、507与不同操作电压下的组件接触，根据实施例的每个透镜支撑件502、507可以是电绝缘体。因此，接地平面503、物镜504和最终透镜装置505在不同电压下的操作将实质上不受与每个透镜支撑件502、507的物理接触的影响。

泛射射束的属性，诸如其功率、泛射斑大小以及泛射射束斑在样品上的定位，是很重要的。可以控制泛射射束的属性的准确度也是很重要的。每个透镜支撑件502、507是电绝缘体的问题在于，随着时间的推移，电荷可能在透镜支撑件502、507的表面上累积。来自泛射射束路径304附近的表面上的电荷累积的电场可能对泛射射束路径304有潜在的影响。这可能不利地影响泛射射束的操作，诸如针对性能规格实现泛射射束的不同参数和/或设置的能力。因此，实施例包括用于允许以充分的准确度控制泛射射束(例如以实现样品泛射的标准)的技术。特别地，根据实施例的每个透镜支撑件502、507可以被配置成使得其表面上的任何电荷累积对泛射射束路径304几乎没有或者实质上没有影响。例如，根据实施例的每个透镜支撑件502、507可以是相对较窄的细长结构。这减少了泛射射束路径304附近可能带电的透镜支撑件502、507表面的量。

至少如图4所示，每个透镜支撑件502、507的部分可以在泛射射束路径304的至少一部分的直接视线中。为了减小每个透镜支撑件502、507的表面处于泛射射束路径304的至少一部分的直接视线中的程度，物镜504的部分可以被配置为在远离最终透镜装置505的方向上沿着射束路径304延伸。这减小了壳体506的射束下游端部(可以是接地平面503)与物镜504的射束上游端部之间的间隔。这样做的效果也是减小与透镜支撑件502、507的表面处于直线视线中的泛射射束路径304的长度。泛射射束上的每个透镜支撑件502、507表面的充电程度由此减小。物镜504和最终透镜装置505可以被配置成使得它们包围位于接地平面503与样品208之间的泛射射束路径304的纵向范围的50％和90％之间。

每个透镜支撑件502、507和透镜装置504、505可以相对于泛射射束路径304和彼此而几何成形和定位，使得在使用时透镜支撑件502、507的表面的任何充电在路径、聚焦和/或像差方面对泛射射束没有实质影响。

实施例包括单个透镜支撑件502、507的使用。然而，实施例优选为使用多个透镜支撑件502、507，因为这可以提供透镜装置504、505到壳体506的更牢固的附接。透镜支撑件502、507的数量可以是两个、三个或更多。

如图4所示，透镜支撑件502、507可以具有不同的结构。图4左侧的透镜支撑件502、507可以具有圆形或矩形截面，例如它可以是实心圆柱体。图4右侧的透镜支撑件502、507可以是中空结构，例如它可以是管。右侧的透镜支撑件502、507的外周可以具有圆形或矩形截面。左侧的透镜支撑件502、507具有比右侧的透镜支撑件502、507更小的外部尺寸，即外径或宽度。左侧的透镜支撑件502、507的优点在于，它具有比右侧的透镜支撑件502、507更小的用于电荷积累的外表面。右侧的透镜支撑件502、507的优点在于，它是比左侧的透镜支撑件502、507更坚固的结构。右侧的透镜支撑件502、507的另一优点在于，管状结构的中心通道可以用作向透镜装置504、505提供电源的电线/电缆的通路，从而有效地屏蔽泛射射束路径免受电缆的影响。在给定任何体积和/或定位约束的情况下，使用具有不同结构的透镜支撑件502、507增加了可以如何提供透镜支撑件502、507的选择。

图5A示出了根据实施例的透镜支撑件502、507的替代实现。透镜支撑件502、507包括两个透镜支撑件502、507。每个透镜支撑件502、507可以彼此相同。每个透镜支撑件502、507可以与图4左侧所示的透镜支撑件502、507相同。也就是说，每个透镜支撑件502、507可以是具有圆形或矩形截面的细长结构，例如它可以是实心圆柱体。有益的是，支撑件表面上的电荷累积的影响是相似的，因此它们对泛射射束路径的影响实质上是相等的。此外，在具有两个细长结构时，暴露于射束路径的结构的表面面积减少了，如果不是最小化的话。

图5B示出了根据实施例的透镜支撑件502、507的另一替代实现。透镜支撑件502、507包括两个透镜支撑件502、507。每个透镜支撑件502、507可以彼此相同。每个透镜支撑件502、507可以与图4右侧所示的透镜支撑件502、507相同。也就是说，每个透镜支撑件502、507可以是细长结构。每个透镜支撑件502、507可以是中空结构(诸如管)或实心结构。每个透镜支撑件502、507的外周可以具有圆形或矩形截面。有益的是，支撑件表面上的电荷累积的影响是相似的，因此它们对泛射射束路径的影响实质上是相等的。在将一个以上的支撑结构作为中空管时，存在用于定位电缆的更多选择。

图6A示意性地示出了实施例中的物镜504的平面截面。图6A可以是图4所示实施例中的物镜504的截面。物镜504包括孔径701，使得泛射射束304可以穿过物镜504。孔701可以是旋转对称的。如图6A所示，左侧的透镜支撑件502、507的外周的截面可以实质上是正方形的。右侧的透镜支撑件502、507的外周的截面可以实质上是圆形的。因此，透镜支撑件502、507的实现是非对称的。在给定体积和/或定位约束的情况下，使用透镜支撑件502、507的非对称实现在如何可以支撑透镜装置504、505方面提供了更多的灵活性。每个透镜支撑件502、507的充电影响泛射射束的不同程度可以忽略不计和/或由孔径主体350的射束下游组件补偿。

图6B示意性地示出了另一实施例中的物镜504的平面截面。图6B可以是图5B所示实施例中的物镜504的截面。物镜504包括孔径701，使得泛射射束304可以穿过物镜504。孔径701可以是旋转对称的。如图6B所示，透镜支撑件502、507的外周的截面可以都是实质上圆形的。图6B中的透镜支撑件502、507可以具有比图6A中的透镜支撑件502、507更大的直径/宽度。因此，图6B中的透镜支撑件502、507可以在结构上比图6A中的更坚固。然而，图6A中的透镜支撑件502、507可以具有用于影响泛射射束的更大可充电表面。图6B中的透镜支撑件502、507的实现是对称的。使用透镜支撑件502、507的对称实现确保了每个透镜支撑件502、507的充电以大约相同的程度影响泛射射束。充电对泛射射束的影响因此可以忽略和/或由孔径主体350的射束下游组件补偿。使用彼此实质上相同的透镜支撑件502、507也可以具有结构优点。例如，如果每个透镜支撑件502、507的强度和稳定性相同，则透镜装置504、505对振动干扰的响应可以得到改善。

图6C示意性地示出了另一实施例中的物镜504的平面截面。物镜504包括孔径701，使得泛射射束304可以穿过物镜504。如图6C所示，存在三个透镜支撑件502、507。每个透镜支撑件502、507的外周边的截面可以实质上是正方形的。替代地，每个透镜支撑件502、507的外周的截面可以实质上是矩形的，以便增加每个透镜支撑件502、507的结构稳定性和强度。所有支撑件可以是管。所有透镜支撑件502、507可以实质上相同。替代地，可以使用不同的透镜支撑件502、507。使用两个以上的透镜支撑件502、507的优点可以包括为透镜装置504、505提供更强和更稳定的支撑。缺点可以包括镜头支撑件502、507占据更多的体积并且可充电表面的量增加。

相应地，实施例包括透镜支撑件502、507的多种不同布置。特别地，实施例包括布置在射束路径304的相对侧的两个透镜支撑件502、507。替代地，实施例包括围绕射束路径304布置三个或更多个透镜支撑件502、507。三个或更多个透镜支撑件502、507可以围绕射束路径304角度等距地布置。在具有多个透镜支撑件502、507的实施例中，透镜支撑件502、507可以距射束路径304实质上径向等距地定位。透镜支撑件502、507的旋转对称布置可以减小泛射射束的对称性受透镜支撑件502、507的充电影响的程度。每个透镜支撑件502、507可以具有最接近射束路径304的径向表面部分，并且透镜支撑件502、507的径向表面部分可以距射束路径304实质上径向等距地定位。在具有多个透镜支撑件502、507的实施例中，透镜支撑件502、507的截面可以是相似的。相应地，每个透镜支撑件502、507可以具有实质上相同的尺寸，即直径、宽度和/或长度。

实施例包括孔径主体350的射束下游组件的多种不同配置。例如，在接地平面503与物镜504的最射束上游部分之间沿着射束路径304的间隔可以在2mm至30mm且优选为6mm至12mm的范围内。在接地平面503与物镜504的最射束下游部分之间沿着射束路径304的间隔可以在20mm至50mm且优选为30mm到40mm的范围内。在接地平面503与最终透镜装置505的最射束上游部分之间沿着射束路径304的间隔可以在30mm至60mm且优选为25mm到50mm的范围内。在物镜504与最终透镜装置505之间沿着射束路径304的间隔可以在1mm至10mm且优选为2mm到8mm的范围内。

当泛射柱在使用中时，接地平面503与物镜504之间的电位差可以在20kV至50kV且优选为25kV至30kV的范围内。物镜504与最终透镜装置505之间的电位差可以在0V至10kV优选为3kV至6kV的范围内。最终透镜装置505与样品208之间的电位差在-5kV至10kV且优选为-2kV至5kV的范围内。

发明人发现，使带有射束下游组件的泛射柱具有使用这些数值范围的组件和设计提供了具有有利性能的泛射柱。一些性能特性如本文所述。

实施例包括对上述技术的许多修改和变化。

特别地，孔径主体350可以是被配置为使泛射射束消隐和/或成形的任何孔径主体350。相应地，孔径主体350可以具有与图3A和图3B所示的孔径主体350不同的设计，例如2020年3月1日提交的PCT/EP2021/054983中所公开和描述的，其与孔径设计和配置相关的描述通过引用结合于此。

使用接地平面503作为孔径主体350的一个射束下游组件是可选的。相应地，实施例包括没有接地平面503。在这样的实施例中，壳体506的射束下游端部可以在孔径主体350或扫描偏转器501处。

本文档通篇涉及透镜。这些可以是对透镜结构(诸如电极)和/或由透镜结构产生的场引起的透镜效应的引用。特别地，电压源可以电连接到组件以便向组件提供电位或电位差，该组件可以不同于射束路径304中的相邻组件。例如，透镜可以具有由电压供应器施加到其上的电位。所施加的电位可以作为透镜的表面与射束路径304之间的电位差来施加。透镜的表面可以大致与射束路径304正交。例如，施加到透镜的表面的电位可以在透镜的表面与射束路径304中的相邻组件的表面之间操作，表面可以大致与射束路径304正交。相邻组件是电连接的，并且它可以连接到电压源，电压源向相邻组件施加电位，使得电位被施加到相邻组件的表面。控制器可以连接到透镜和相邻组件的电压源以控制它们的操作，因此控制沿着射束路径304的射束。

实施例可以包括一种泛射柱，用于沿着射束路径304朝向样品208投射带电粒子泛射射束以利用带电粒子泛射样品208，之后进行使用评估柱对经泛射的样品208的评估。该泛射柱包括：孔径主体350、电磁屏蔽件、透镜装置504、505和透镜支撑件502、507。孔径主体被布置在射束路径304中并被配置为使带电粒子泛射射束消隐和/或成形。电磁屏蔽被配置为屏蔽射束路径304的至少部分。透镜装置504、505被布置在孔径主体350的射束下游的射束路径304中。透镜支撑件502、507被布置在孔径主体350与透镜装置504、505之间并被配置为相对于孔径主体350支撑透镜装置504、505。透镜支撑件502、507可以包括绝缘体。屏蔽件可以包括端部，该屏蔽件沿着射束路径304向上延伸至该端部，该端部位于孔径主体350与透镜装置504、505的至少部分之间。屏蔽件的该端部可以位于透镜装置504、505的射束上游，优选地，该端部位于孔径主体350的射束下游，并且优选地，该端部不位于与孔径的射束下游表面相比的更射束下游。屏蔽件可以被包括在泛射柱的室壁中，优选地，室壁包括高导磁合金或能够进行电磁屏蔽的合金。

实施例还可以包括一种带电粒子评估系统，例如，工具，其包括：台、带电粒子系统和泛射柱。台被配置为支撑样品208。带电粒子系统用于评估样品208；带电粒子评估系统被配置为朝向样品208投射带电粒子射束并检测从样品208发出的带电粒子。根据实施例的泛射柱被配置为朝向样品208投射带电粒子泛射射束，以便泛射样品208。泛射柱可以被配置为将带电粒子泛射射束投射到样品208，以泛射样品208，之后进行由带电粒子系统对经泛射的样品208的评估。

带电粒子评估工具的初级柱可以如关于图2所描述和示出的。在另一实施例中，电子光学柱40可以包括带电粒子路径上的替代和/或附加组件，诸如透镜和其他组件，其中一些组件已经在前面参考图1和图2进行了描述。特别地，实施例包括将来自源的带电粒子射束划分成多个子射束的电子光学柱40。多个相应的物镜可以将子射束投射到样品上。在一些实施例中，在物镜的射束上游提供多个会聚透镜。会聚透镜将每个子射束聚焦到物镜的射束上游的中间焦点。在一些实施例中，在物镜的射束上游提供准直器。可以提供校正器来减少聚焦误差和/或像差。在一些实施例中，这种校正器被集成到物镜中，或者被定位成直接邻近物镜。在提供会聚透镜的情况下，这种校正器可以附加地或替代地被集成到会聚透镜中，或者被定位成直接邻近会聚透镜，和/或被定位在中间焦点中或直接邻近中间焦点。提供检测器来检测由样品发射的带电粒子。检测器可以被集成到物镜中。检测器可以在物镜的下表面上，以便在使用时面对样品。会聚透镜、物镜和/或检测器可以形成为MEMS或CMOS器件。

实施例还包括一种用于沿着路径朝向样品208投射带电粒子泛射射束的泛射柱，该泛射柱包括：孔径主体350、最终透镜装置505和绝缘支撑件。孔径主体350用于使带电粒子泛射射束消隐和成形。最终透镜装置505邻近样品208。绝缘支撑件位于孔径主体350与最终透镜装置505的表面之间，该表面面对样品208。支撑件和透镜装置504、505相对于射束路径304和彼此而几何成形和定位，使得支撑件的表面的充电(在例如路径、焦点和像差方面)对泛射射束具有最小影响。

实施例的泛射柱可以包括：带电粒子源、源透镜、会聚透镜和控制器。带电粒子源被配置为沿着射束路径发射带电粒子射束。源透镜被布置在带电粒子源的射束下游。会聚透镜被布置在源透镜的射束下游，其中孔径主体位于会聚透镜的射束下游并被配置为使带电粒子射束的一部分通过。控制器被配置为选择性地以用于样品的相对较小区域的带电粒子泛射的高密度模式和用于样品的相对较大区域的带电粒子泛射的低密度模式来操作泛射柱。

实施例特别适用于利用高能泛射射束的操作，其中在孔径主体350中可能有大量的功率耗散。实施例包括在高电压(例如大于20keV，优选为大于30keV、40keV或50keV)下操作的泛射柱的电子源301。来自电子源301的电子例如相对于例如样品支撑件207上的样品208具有高着陆能量。优选地，泛射柱的电子源301在与初级柱的电子源201相同或至少实质上相同的操作电压下操作。来自泛射柱300的电子源301的电子理想地具有与检查工具200的电子源201所发射的电子相同或至少实质上相似的着陆能量。使泛射柱和初级柱两者的源201、301都处于实质上相同的操作电压是期望的。这是因为针对检查和/或测量以及泛射，样品208以及因此优选的衬底支撑件和期望的可移动台209被设置在相同的操作电压下。也就是说，它们可以在检查期间偏压至初级柱的源，并且在泛射期间偏压至泛射柱的源。初级源与台之间的相对电位被设置为高电压。泛射柱(诸如市售的泛射柱)具有实质上低于检查工具200的高电压的操作电压。这种台不能在泛射期间维持在高电压下，因为这些台相对于操作源(无论是泛射柱还是初级柱的操作源)而偏压。台的偏压应当因此改变以适合接下来操作的源。对于市售的泛射柱，可以将源设置到接近接地电位的电位。

台可以在泛射位置与检查/测量位置之间移动。需要花费时间来在样品208位于泛射柱的射束路径304中时的泛射位置与样品208位于初级柱的射束路径304中时的检查位置之间移动可移动台209。然而，在典型商用泛射柱和高电压检查工具的检查设置与泛射设置之间调节台电位所花费的时间可能比泛射位置与检查位置之间的移动所花费的时间更长。电压的变化可能花费长达数分钟。因此，在使泛射柱具有至少与初级柱相似的操作电压时显著的产量提高；这甚至用于具有独立泛射柱的检查或测量工具，该泛射柱具有与检查位置分开的其自己的泛射位置。另一益处是，在减少泛射与检查和/或测量之间的时间时，泛射效应保持，并且其在检查/测量之前消失的风险会减小(如果不是被防止的话)。初级带电粒子射束的路径可以与泛射柱的带电粒子射束的路径间隔开。期望地，可以减少或者甚至防止泛射柱的带电粒子射束的任何影响。

根据本发明的实施例的评估工具可以是对样品208进行定性评估(例如，通过/失败)的工具、对样品208进行诸如定量测量(例如，特征大小)之类的测量的工具、或者产生样品208的映射图像的工具。评估工具的示例是检查工具(例如，用于识别缺陷)、审查工具(例如，用于分类缺陷)和计量工具。

对元件的带电粒子射束302的射束上游或射束下游的的引用包括该元件的直接射束上游或直接射束下游。对第一元件位于第二元件的射束上游和射束下游的引用可以意味着直接射束上游或直接射束下游，但是在适当的情况下，也可以包括在第一元件与第二元件之间提供其他元件的实施例。

对组件是可控制的而以某种方式操纵带电粒子射束302的引用包括控制器50控制组件以便以这种方式操纵组件，以及其他控制器或设备(例如电压源)控制组件以便以这种方式操纵组件。例如，控制器可以电连接到组件、一批组件或泛射柱的所有静电组件。电压源可以电连接到组件以便向组件提供电位或电位差，该组件可以不同于射束路径304中的相邻组件。例如，透镜可以具有由电压供应器施加到其上的电位。所施加的电位可以被施加在透镜的表面与射束路径304之间。透镜的表面可以大致与射束路径304正交。例如，施加到透镜的表面的电位可以在透镜的表面与射束路径304中的相邻组件的表面之间操作，表面可以大致与射束路径304正交。相邻组件是电连接的，并且它可以连接到电压源，电压源向相邻组件施加电位，使得电位被施加到相邻组件的表面。控制器可以连接到透镜和相邻组件的电压源以控制它们的操作，因此控制沿着射束路径304的射束。注意，泛射柱的组件包括偏转器，诸如扫描偏转器501。这种偏转器可以具有围绕射束路径304布置的电极。每个电极是电连接的。偏转器的电极可以独立控制或一起控制。偏转器电极可以独立地连接到电压源或连接到公共电压源。

对交叉点的引用包括通过将带电粒子射束302聚焦到交叉点(诸如图3A和图3B中的交叉点C1、C2和C3)而获得的真实交叉点。在适当的情况下，对交叉点的引用也可以包括位于使带电粒子射束302发散的元件的射束上游的虚拟交叉点。虚拟交叉点是带电粒子射束302看起来发散于的点。

本说明书中对射束角度的所有引用是射束截面上的最大角度位移。射束角度的替代定义可以是射束相对于电子光学轴的最大角度位移，如图3A和图3B中的虚线所示。相对于轴的射束角度的替代定义将是本文提供的射束角度的一半。

实施例包括以下编号的条款。

条款1：一种泛射柱，用于沿着射束路径朝向样品投射带电粒子泛射射束，以利用带电粒子泛射该样品，之后进行使用评估柱对经泛射的样品的评估，该泛射柱包括：锚主体，沿着射束路径布置；透镜装置，布置在泛射柱的射束下游部分中；以及透镜支撑件，布置在锚主体与透镜装置之间；其中透镜支撑件被配置为使透镜装置和锚主体相对于彼此定位；透镜支撑件包括电绝缘体；并且透镜支撑件处于射束下游部分中的射束路径的至少一部分的直接视线中。

替代的或附加的条款1是：一种泛射柱，用于沿着射束路径朝向样品投射带电粒子泛射射束，以利用带电粒子泛射该样品，之后进行使用评估柱对经泛射的样品的评估，该泛射柱包括：孔径主体，布置在射束路径中，并且被配置为使带电粒子泛射射束消隐和/或成形；电磁屏蔽件，被配置为屏蔽射束路径的至少部分；透镜装置，布置在孔径主体的射束路径射束下游；以及透镜支撑件，布置在孔径主体与透镜装置之间，并且被配置为支撑透镜装置相对于孔径主体的定位；其中透镜支撑件包括电绝缘体；并且该屏蔽件包括位于孔径主体与透镜装置的至少部分之间的射束下游端部，并且该屏蔽件被配置为沿着射束路径延伸直至射束下游端部。

条款2：根据条款1所述的泛射柱，其中透镜装置包括最终透镜装置，最终透镜装置邻近样品布置。

条款3：根据条款2所述的泛射柱，其中最终透镜装置是静电透镜。

条款4：根据条款2或3所述的泛射柱，其中透镜装置还包括物镜；其中在射束路径的方向上，物镜与最终透镜装置分离；并且物镜被布置在最终透镜装置的射束上游。

条款5：根据条款4所述的泛射柱，其中物镜被配置为促进泛射射束的减速。

条款6：根据条款4或5所述的泛射柱，其中在射束路径的方向上，物镜具有高纵横比。

条款7：根据条款4至6中任一项所述的泛射柱，其中物镜的部分被配置为沿着射束路径在远离最终透镜装置的方向上延伸，以便减小透镜支撑件的处于射束路径的至少一部分的直接视线中的范围。

条款8：根据条款4至7中任一项所述的泛射柱，其中物镜是静电透镜。

条款9：根据条款4至8中任一项所述的泛射柱，其中物镜和最终透镜装置通过透镜支撑件的至少部分而彼此固定。

条款10：根据任一前述条款所述的泛射柱，其中锚主体是孔径主体，孔径主体布置在射束路径中，并且被配置为使带电粒子泛射射束消隐和/或成形。

条款11：根据条款10所述的泛射柱，其中透镜支撑件由孔径主体支撑。

条款12：根据任一前述条款所述的泛射柱，还包括扫描偏转器，扫描偏转器布置在孔径主体与透镜装置之间的射束路径中。

条款13：根据条款12所述的泛射柱，还包括接地平面，接地平面具有用于使泛射射束通过的孔径；其中接地平面的孔径位于扫描偏转器与透镜装置之间的射束路径中。

条款14：根据条款11所述的泛射柱，其中接地平面被配置为实质上屏蔽位于接地平面的射束下游的区域，使其免受扫描偏转器的电场影响。

条款15：根据条款12所述的泛射柱，其中射束路径的部分被屏蔽；并且射束路径的被屏蔽的部分位于孔径主体的射束上游，并且可选地位于接地平面的射束上游。

条款16：根据条款15所述的泛射柱，其中对射束路径进行的屏蔽的射束下游端部限定泛射柱的射束下游部分。

条款17：根据任一前述条款所述的泛射柱，还包括泛射柱壳体；其中透镜支撑件在泛射柱壳体与透镜装置之间延伸，期望地，透镜装置通过一个透镜支撑件(或一个以上的透镜支撑件)从壳体悬挂，期望地，透镜支撑件通过锚主体连接到壳体；期望地，透镜支撑件从例如带电粒子评估工具的主室的壁延伸。

条款18：根据条款17所述的泛射柱，其中泛射柱壳体包括孔径主体，并且可选地，包括接地平面和/或扫描偏转器。

条款19：根据条款17或18所述的泛射柱，其中泛射柱壳体包括射束下游端部；并且泛射柱壳体被布置成屏蔽射束路径的直到射束下游端部的部分，期望地，壳体的与例如带电粒子评估工具的主室的壁相对应的射束下游端部。

条款20：根据条款17至19中任一项所述的泛射柱，其中泛射柱壳体的壁包括具有高磁导率的合金，并且具有用于屏蔽射束的壁厚度。

条款21：根据任一前述条款所述的泛射柱，其中存在被配置为定位透镜装置和孔径主体的多个透镜支撑件；并且每个透镜支撑件包括电绝缘体。

条款22：根据条款21所述的泛射柱，其中存在布置在射束路径的相对侧的两个透镜支撑件。

条款23：根据条款21所述的泛射柱，其中存在围绕射束路径布置、并且可选地围绕射束路径角度等距地布置的三个或更多个透镜支撑件。

条款24：根据条款21至23中任一项所述的泛射柱，其中透镜支撑件距射束路径径向等距地定位。

条款25：根据条款21至24中任一项所述的泛射柱，其中透镜支撑件中的每个透镜支撑件具有最接近射束路径的径向表面部分；并且透镜支撑件的径向表面部分距射束路径径向等距地定位。

条款26：根据条款21至25中任一项所述的泛射柱，其中至少一个透镜支撑件是管状结构。

条款27：根据条款21至26中任一项所述的泛射柱，其中透镜支撑件具有相应的截面，并且其中所有的截面都是相似的。

条款28：根据条款21至27中任一项所述的泛射柱，其中每个透镜支撑件具有实质上相同的直径、宽度和/或长度。

条款29：根据条款21至28中任一项所述的泛射柱，其中在平面视图中，透镜装置之一的最大宽度不同于其他透镜装置之一的最大宽度。

条款30：根据在引用条款4时的条款13、或者引用条款13的任何条款所述的泛射柱，其中沿着射束路径在接地平面与物镜的最射束上游部分之间的间隔在2mm至30mm、并且优选为6mm至12mm的范围内。

条款31：根据在引用条款4时的条款13、或者引用条款13的任何条款所述的泛射柱，其中沿着射束路径在接地平面与物镜的最射束下游部分之间的间隔在20mm至50mm、并且优选为30mm至40mm的范围内。

条款32：根据在引用条款2时的条款13、或者引用条款13的任何条款所述的泛射柱，其中沿着射束路径在接地平面与最终透镜装置的最射束上游部分之间的间隔在30mm至60mm、并且优选为25mm至50mm的范围内。

条款33：根据条款4或者引用其的任何条款所述的泛射柱，其中沿着射束路径在物镜与最终透镜装置之间的间隔在1mm至10mm、并且优选为2mm至8mm的范围内。

条款34：根据条款13或者引用其的任何条款所述的泛射柱，其中接地平面与样品之间的射束路径的纵向范围的50％至90％之间被透镜装置环绕。

条款35：根据在引用条款4时的条款13、或者引用条款13的任何条款所述的泛射柱，其中在使用中，接地平面与物镜之间的电位差在20kV至50kV、并且优选为25kV至30kV的范围内。

条款36：根据条款4或者引用其的任何条款所述的泛射柱，其中在使用中，物镜与最终透镜装置之间的电位差在0V至10kV、并且优选为3kV至6kV的范围内。

条款37：根据条款2或者引用其的任何条款所述的泛射柱，其中在使用中，最终透镜装置与样品之间的电位差在-5kV至10kV、并且优选为-2kV至5kV的范围内。

条款38：根据任一前述条款所述的泛射柱，其中每个透镜支撑件和透镜装置以几何形状成形并相对于射束路径和彼此进行定位，使得在使用中，透镜支撑件的表面的任何充电在路径、焦点和/或像差方面对泛射射束没有实质影响。

条款39：根据任一前述条款所述的泛射柱，其中透镜装置的电极包括单片钛。

条款40：一种泛射柱，用于沿着射束路径朝向样品投射带电粒子泛射射束，以利用带电粒子泛射该样品，之后进行使用评估柱对经泛射的样品的评估，该泛射柱包括：孔径主体，布置在射束路径中，并且被配置为使带电粒子泛射射束消隐和/或成形；电磁屏蔽件，被配置为屏蔽射束路径的至少部分；透镜装置，布置在孔径主体的射束路径射束下游中；以及透镜支撑件，布置在孔径主体与透镜装置之间，并且被配置为支撑透镜装置相对于孔径主体的定位；其中透镜支撑件包括电绝缘体；并且该屏蔽件包括位于孔径主体与透镜装置的至少部分之间的射束下游端部，并且该屏蔽件被配置为沿着射束路径延伸直至射束下游端部。

条款41：根据条款40所述的泛射柱，其中屏蔽件的射束下游端部位于透镜装置的射束上游。

条款42：根据条款40或41所述的泛射柱，其中屏蔽件的射束下游端部位于孔径主体的射束下游表面的射束下游。

条款43：根据条款40至42所述的泛射柱，还包括扫描偏转器，并且可选地，包括布置在孔径主体与透镜装置之间的接地平面；并且其中屏蔽件的射束下游端部延伸至扫描偏转器，或者可选地延伸至接地平面。

条款44：根据条款40至43所述的泛射柱，其中屏蔽件被包括在泛射柱的室壁中，并且室壁包括能够进行电磁屏蔽的合金，期望地，泛射柱的室壁具有射束下游端部，期望地，具有与例如带电粒子评估工具的主室的壁相对应壳体的射束下游端部。

条款45：根据条款40至44中任一项所述的泛射柱，其中：锚主体是孔径主体，孔径主体布置在射束路径中，并且被配置为使带电粒子泛射射束消隐和/或成形；或者孔径主体被包括在沿着射束路径布置的锚主体中或者是沿着射束路径布置的锚主体，使得透镜支撑件被布置在锚主体与透镜装置之间，并且透镜支撑件被配置为使透镜装置和锚主体相对于彼此定位。

条款46：根据条款10至39或45中任一项所述的泛射柱，还包括：带电粒子源，被配置为沿着射束路径发射带电粒子射束；源透镜，布置在带电粒子源的射束下游；会聚透镜，布置在源透镜的射束下游，其中孔径主体位于会聚透镜的射束下游，并且被配置为使带电粒子射束的一部分通过；以及控制器，被配置为选择性地在用于样品的相对较小区域的带电粒子泛射的高密度模式和用于样品的相对较大区域的带电粒子泛射的低密度模式下操作泛射柱。

条款47：一种带电粒子评估工具，包括：台，被配置为支撑样品；带电粒子系统，用于评估样品，其中带电粒子系统被配置为朝向样品投射带电粒子射束，并检测从样品发出的带电粒子；以及根据任何前述条款所述的泛射柱，被配置为朝向样品投射带电粒子泛射射，束以便泛射样品。

条款48：根据条款47所述的带电粒子评估工具，其中泛射柱被配置为将带电粒子泛射射束投射到样品，以泛射该样品，之后进行通过带电粒子系统对样品的评估。

条款49：根据条款47或48所述的带电粒子评估工具，其中带电粒子系统包括：初级柱，用于将初级带电粒子射束引导至样品的表面上；以及检测柱，用于检测由于初级带电粒子射束而导致的从样品的表面发射的带电粒子。

条款50：根据条款47至49中任一项所述的带电粒子评估工具，其中初级柱包括初级带电粒子源，初级带电粒子源被配置为发射具有与泛射柱的带电粒子射束相似的着陆能量的带电粒子射束。

条款51：根据条款47至50中任一项所述的带电粒子评估工具，还包括被配置为支撑样品的样品支撑件，样品支撑件被配置为当样品被配置为处于泛射柱的带电粒子源的射束路径中时和当处于初级带电粒子射束的射束路径的路径中时被设置在相同的电压下。

条款52：根据条款47至51中任一项所述的带电粒子评估工具，还包括可移动台，可移动台被配置为在当样品处于泛射柱的带电粒子射束的射束路径中时的泛射位置与当样品处于初级带电粒子射束的射束路径中时的检查位置之间移动样品支撑件，优选地，泛射位置与检查位置间隔开。

条款53：根据条款47至52中任一项的带电粒子评估工具，其中初级带电粒子射束的射束路径与泛射柱的带电粒子射束的射束路径间隔开。

条款54：根据条款47至53中任一项所述的带电粒子评估工具，还包括主室的主壁，泛射柱包括壳体，期望地，具有射束下游端部，该射束下游端部可以是室壁的射束下游端部，期望地，可以是与主室的壁相对应的壳体的射束下游端部。

虽然已经结合各种实施例描述了本发明，但是考虑到本文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来说将是显而易见的。意在将说明书和示例仅认为是示例性的，其中本发明的真实范围和精神由以下权利要求指示。贯穿本说明书对检查的引用意指测量，即计量应用。

以上描述意在说明而非限制。因此，对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离下面阐述的权利要求的范围的情况下，可以进行所描述的修改。

Claims (15)

1.一种泛射柱，用于沿着射束路径朝向样品投射带电粒子泛射射束，以利用带电粒子泛射所述样品，之后进行使用评估柱对经泛射的所述样品的评估，所述泛射柱包括：

泛射柱壳体；

锚主体，沿着所述射束路径布置；

透镜装置，布置在所述泛射柱的射束下游部分中；以及

透镜支撑件，布置在所述锚主体与所述透镜装置之间；

其中所述透镜支撑件被配置为使所述透镜装置和所述锚主体相对于彼此定位，并且在所述泛射柱壳体与所述透镜装置之间延伸；

所述透镜支撑件包括电绝缘体；并且

所述透镜支撑件处于所述射束下游部分中的所述射束路径的至少一部分的直接视线中。

2.根据权利要求1所述的泛射柱，其中所述透镜装置包括最终透镜装置，所述最终透镜装置邻近所述样品布置。

3.根据权利要求2所述的泛射柱，其中所述最终透镜装置是静电透镜。

4.根据权利要求2或3所述的泛射柱，其中所述透镜装置还包括物镜；

其中在所述射束路径的方向上，所述物镜与所述最终透镜装置分离；并且

所述物镜被布置在所述最终透镜装置的射束上游。

5.根据权利要求4所述的泛射柱，其中所述物镜被配置为促进所述泛射射束的减速。

6.根据权利要求4或5所述的泛射柱，其中在所述射束路径的方向上，所述物镜具有高纵横比。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的泛射柱，其中所述物镜的部分被配置为沿着所述射束路径在远离所述最终透镜装置的方向上延伸，以便减小所述透镜支撑件处于所述射束路径的至少一部分的直接视线中的范围。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的泛射柱，其中所述物镜和所述最终透镜装置通过所述透镜支撑件的至少部分而彼此固定。

9.根据任一前述权利要求所述的泛射柱，其中所述锚主体包括孔径主体，所述孔径主体被布置在所述射束路径中，并且被配置为使所述带电粒子泛射射束消隐和/或成形。

10.根据权利要求9所述的泛射柱，其中所述透镜支撑件由所述孔径主体支撑。

11.根据权利要求9或10所述的泛射柱，还包括扫描偏转器，所述扫描偏转器被布置在所述孔径主体与所述透镜装置之间的所述射束路径中。

12.根据权利要求11所述的泛射柱，还包括接地平面，在所述接地平面中限定用于所述泛射射束的射束路径的孔径；

其中所述接地平面的所述孔径位于所述扫描偏转器与所述透镜装置之间的所述射束路径中。

13.根据任一前述权利要求所述的泛射柱，其中存在被配置为定位所述透镜装置和所述孔径主体的多个透镜支撑件；并且

每个透镜支撑件包括电绝缘体。

14.根据权利要求13所述的泛射柱，其中所述透镜支撑件中的每个透镜支撑件具有最接近所述射束路径的径向表面部分；并且

所述透镜支撑件的所述径向表面部分距所述射束路径径向等距地定位。

15.一种带电粒子评估工具，包括：

台，被配置为支撑样品；

带电粒子系统，用于评估所述样品，其中所述带电粒子系统被配置为朝向所述样品投射带电粒子射束，并且检测从所述样品发出的带电粒子；以及

根据任一前述权利要求所述的泛射柱，被配置为朝向所述样品投射带电粒子泛射射束，以便泛射所述样品，初级带电粒子射束的射束路径与所述泛射柱的带电粒子射束的射束路径间隔开。