CN117716464A - 带电粒子评估系统和在带电粒子评估系统中对准样品的方法 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种在带电粒子评估系统中对准样品的方法。该系统包括用于支撑样品的支座，并且被配置为沿着多射束路径将多射束中的带电粒子朝向样品投射，该多射束包括子束的布置，并且检测响应于多射束的对应子束而从样品发射的信号粒子。该方法包括：将多射束带电粒子沿着多射束路径朝向样品的对准特征引导，使得多射束带电粒子的视场包括对准特征；检测从样品发射的信号粒子；基于信号粒子的检测生成表示对准特征的数据集；以及使用数据集确定样品相对于多射束路径的全局对准。

Description

带电粒子评估系统和在带电粒子评估系统中对准样品的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年6月29日提交的EP申请21182521.1的优先权，该申请通过整体引用并入本文。

技术领域

本文提供的实施例一般涉及带电粒子评估系统和在带电粒子评估系统中对准样品的方法。

背景技术

当制造半导体集成电路(IC)芯片时，作为例如光学效应和附带颗粒的结果，在制造工艺期间在衬底(即，晶片)或掩模上不可避免地出现不期望的图案缺陷，从而降低了产率。因此，监控不希望的图案缺陷的程度是IC芯片制造中的重要过程。更一般地，衬底或其它物体/材料的表面的检查和/或测量是其制造期间和/或之后的重要过程。

已经使用诸如具有带电粒子束的图案检查工具的评估工具来检查物体，例如检测图案缺陷。一些这样的工具通常使用电子显微镜技术，例如扫描电子显微镜(SEM)。在SEM中，具有相对高能量的电子的初级电子束以最终减速步骤为目标，以便以相对低的着陆能量着陆在样品上。电子束作为探测点聚焦在样品上。探测点处的材料结构与来自电子束的着陆电子之间的相互作用使得电子从表面发射，例如次级电子、背散射电子或俄歇电子。所生成的次级电子可以从样品的材料结构发射。通过在样品表面上扫描作为探测点的初级电子束，可以横跨样品表面发射次级电子。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征的图像。

为了执行诸如样品检查的评估，样品相对于至少一个电子束路径对准。样品对准包括两个步骤。在第一步骤，全局对准或粗略对准中，相对于一个或多个电子束的路径对准样品，即，验证样品放置精度。(注意，多射束的每个子束可以具有路径，并且多射束本身可以被认为具有这样的路径，其中当聚焦在样品上时，多射束的子束在样品表面上具有期望的空间关系)。以500微米或更小的精度实现样品在样品支座上的样品定位。在全局对准中，可以更精确地确定样品在样品支座上的定位，例如大约一百纳米。在第二步骤中，精细对准或局部对准，样品表面的特征相对于一个或多个电子束的路径对准。可以以例如约1纳米的精度实现精细对准。在实现精细对准之后，充分精确地知道样品相对于一个或多个电子束的路径的相对位置，以用于评估，例如开始检查样品。

确定样品相对于电子束路径的全局对准。可以使用光学传感器或光学显微镜执行SEM中样品的全局对准。通过该方法，光学传感器/显微镜尽可能靠近SEM放置。因此，光学传感器/显微镜在检查工具中占据有限的空间。需要对SEM和光学传感器/显微镜之间的位置进行校准，这影响了样品吞吐量和对准精度。这种校准的精度可以随时间变化和漂移。期望快速、准确且成本有效地执行样品与SEM的全局对准。

发明内容

本公开的目的是提供支持确定样品与带电粒子评估系统的多射束路径的全局对准的改进的实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种在带电粒子评估系统中对准样品的方法，带电粒子评估系统包括用于支撑样品的支座，评估系统被配置为沿着多射束路径将多射束中的带电粒子朝向样品投射，多射束包括子射束的布置，并且带电粒子评估系统被配置为检测响应于多射束的对应子束而从样品发射的信号粒子，方法包括：将多射束带电粒子沿着多射束路径朝向样品的对准特征引导，使得多射束带电粒子的视场包括对准特征；检测从样品发射的信号粒子；基于信号粒子的检测生成表示对准特征的数据集；以及使用数据集确定样品相对于多射束路径的全局对准。

根据本发明的第二方面，提供了一种带电粒子评估系统，其被配置为向包括对准特征的样品投射多射束带电粒子，多射束带电粒子包括沿着多射束路径定向的子束的布置，系统包括：用于支撑样品的支座；用于将多射束带电粒子朝向样品投射的光学系统，该光学系统包括：物镜阵列，其被配置为将多射束带电粒子以子束的布置引导朝向样品，以及检测器阵列，其与物镜阵列相关联并且被配置为检测响应于多射束的对应子束而从样品发射的信号粒子；控制系统，其被配置为控制光学系统以将多射束带电粒子朝向在包括对准特征的视场中的对准特征引导；以及处理系统，其被配置为基于对信号粒子的检测来生成表示对准特征的数据集，并且根据表示对准特征的数据集来确定样品相对于至少一个电子光学装置列的全局对准。

从以下结合附图的描述中，本发明的优点将变得显而易见，其中通过说明和示例的方式阐述了本发明的某些实施例。

附图说明

通过结合附图对示例性实施例的描述，本公开的上述和其他方面将变得更加明显。

图1是示出示例性带电粒子束检查装置的示意图。

图2是示出作为图1的示例性带电粒子束检查装置的一部分的示例性多射束装置的示意图。

图3是根据一个实施例的示例性多射束装置的示意图。

图4是包括宏准直器和宏扫描偏转器的示例性电子光学系统的示意图。

图5是根据一个实施例的示例性多射束装置的示意图。

图6是图5的多射束装置的一部分的示意图。

图7是根据一个实施例的示例性多射束装置的示意图。

图8是示出全局对准方法的概况的流程图。

图9A是样品边缘上的缺口的示意图，图9B是包括缺口的多射束的视场的示意图。

图10A是扩展的主对准标记的示意图，图10B是一对划线道主对准标记的示意图。

图11示意性地示出了用于在样品上扫描子射束的跳跃和扫描方法。

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。以下描述参考附图，其中不同附图中的相同数字表示相同或类似的元件，除非另有说明。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现并不代表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所述的与本发明相关的各方面一致的装置和方法的示例。

可通过显著增加IC芯片上的电路部件(例如晶体管，电容器，二极管等)的封装密度来实现电子器件的增强的计算能力(其减小器件的物理尺寸)。这可以通过增加分辨率来实现，从而能够制造更小的结构。例如，智能电话的IC芯片可以包括20亿个以上的晶体管，每个晶体管的尺寸小于人发的1/1000，该IC芯片是拇指甲的尺寸并且在2019年或更早可用。因此，半导体IC制造是具有数百个单独步骤的复杂且耗时的工艺并不令人惊讶。即使在一个步骤中的误差也有可能显著影响最终产品的功能。只有一个“致命缺陷”会导致器件无用。制造工艺的目标是提高工艺的总产率。例如，对于50步工艺(其中步骤可以表示在晶片上形成的层数)，为了获得75％的产率，每个单独的步骤必须具有大于99.4％的产率。如果每个单独的步骤具有95％的产率，则总工艺产率将低至7％。

虽然在IC芯片制造设备中需要高的工艺产率，但是保持高的衬底(即，晶片)产量(定义为每小时处理的衬底数量)也是必要的。缺陷的存在会影响高工艺产量和高衬底产量。如果需要操作员干预来检查缺陷，则尤其如此。因此，通过检查工具(例如，扫描电子显微镜(“SEM”))对微米级和纳米级缺陷的高吞吐量检测和鉴定对于维持高产率和低成本是必要的。

SEM包括扫描设备和检测器装置。该扫描设备包括照射装置和投影装置，该照射装置包括用于生成初级电子的电子源，该投影装置用于利用初级电子的一个或多个聚焦束来扫描诸如衬底的样品。至少照射装置或照射系统和投影装置或投影系统可以一起称为电子光学系统或装置。初级电子与样品相互作用并生成次级电子。当扫描样品时，检测装置从样品捕获次级电子，使得SEM可以生成样品的扫描区域的图像。对于高吞吐量检查，一些检查装置使用初级电子的多个聚焦束，即，初级电子的多射束。多射束的分量射束可以被称为子射束或子束。多射束可以同时扫描样品的不同部分。因此，与单射束检查装置相比，多射束检查装置可以以更高的吞吐量或更短的时间来检查样品。即使个体射束的扫描速度可能比单射束的扫描速度慢，多射束(即，被认为是单个扫描设备)的净扫描速度也较快。

下面描述已知的多射束检查装置的实现。

附图是示意性的。因此，为了清楚起见，附图中部件的相对尺寸被放大。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部件或实体，并且仅描述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，这些实施例不用于将本公开限于特定的带电粒子。因此，在本文件中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是示出示例性带电粒子束检查装置100的示意图。图1的带电粒子束检查装置100包括主室10、负载锁定室20、电子束工具40、设备前端模块(EFEM)30和控制器50。电子束工具40位于主室10内。

EFEM 30包括第一装载端口30a和第二装载端口30b。EFEM 30可包括附加的装载端口。例如，第一装载端口30a和第二装载端口30b可以接纳包含衬底(例如，半导体衬底或由其它材料制成的衬底)或待检查的样品(衬底，晶片和样品在下文统称为“样品”)的衬底前开式传送盒(FOUP)。EFEM 30中的一个或多个机械臂(未示出)将样品输送到负载锁定室20。

负载锁定室20用于去除样品周围的气体。这生成了局部气体压力低于周围环境中的压力的真空。负载锁定室20可连接至负载锁定真空泵系统(未显示)，其去除负载锁定室20中的气体颗粒。负载锁定真空泵系统的操作使得负载锁定室能够达到低于大气压力的第一压力。在达到第一压力之后，一个或多个机械臂(未示出)将样品从负载锁定室20输送到主室10。主室10连接到主室真空泵系统(未示出)。主室真空泵系统除去主室10中的气体颗粒，使得样品周围的压力达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，样品被输送到电子束工具，通过该工具可以检查样品。诸如定位臂的机器人臂可以将样品放置在样品保持器上。电子束工具40可以包括多射束电子光学装置。

控制器50与电子束工具40电连接。控制器50可以是被配置为控制带电粒子束检查装置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。尽管控制器50在图1中示出为在包括主室10、负载锁定室20和EFEM 30的结构的外部，但是应当理解，控制器50可以是该结构的一部分。控制器50可以位于带电粒子束检查装置的一个组成元件中，或者它可以分布在至少两个组成元件上。虽然本公开提供了容纳电子束检查工具的主室10的示例，但是应当注意，本公开的各方面在其最广泛的意义上不限于容纳电子束检查工具的室。相反，应当理解，上述原理也可以应用于在第二压力下操作的其它工具和装置的其它布置。

现在参考图2，图2是示出包括作为图1的示例性带电粒子束检查装置100的一部分的多射束检查工具的示例性电子束工具40的示意图。多射束电子束工具40(在此也称为装置40)包括电子源201、投影装置230、电动台209和样品保持器207(或样品支座)。电子源201和投影装置230可以一起被称为照射装置。样品保持器207由电动台209支撑，以便保持用于检查的样品208(例如，衬底或掩模)。多射束电子束工具40还包括检测器阵列240(例如，电子检测装置)。

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作为初级电子的电子。初级电子被提取器和/或阳极提取或加速以形成初级电子束202。

投影装置230被配置为将初级电子束202转换成多个子射束211、212、213，并将每个子束引导到样品208上。虽然为简单起见示出了三个子射束，但是可以有几十个、几百个或几千个或几万个子射束。这样大量的子射束可以导致在样品上具有大视场的子射束的多射束布置，特别是对于几百个子射束和更多子射束的多射束布置。

控制器50可以连接到图1的带电粒子束检查装置100的各个部分，诸如电子源201、检测器阵列240、投影装置230和电动台209。控制器50可以执行各种图像和信号处理功能。控制器50还可生成各种控制信号以控制带电粒子束检查装置(包括带电粒子多射束装置)的操作。

投影装置230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点221、222和223。投影装置230可以被配置为偏转子束初级子射束211、212和213，以在样品208的表面的一部分中的各个扫描区域上扫描探测点221、222和223。响应于初级子射束211、212和213在样品208上的探测点221、222和223上的入射，从样品208生成包括次级电子和背散射电子的电子。次级电子通常具有小于等于50eV的电子能量，而背散射电子通常具有50eV与初级子射束211、212和213的着陆能量之间的电子能量。

检测器阵列240被配置为检测次级电子和/或背散射电子，并生成发送到信号处理系统280的对应信号，例如，以构造样品208的对应扫描区域的图像。检测器阵列240可以被并入到到投影装置230中。备选地，如图7所示，检测器阵列240可以与投影装置230分离，其被提供有次级光学装置列以将次级电子和/或背散射电子引导到电子检测装置。

信号处理系统280可以包括被配置为处理来自检测器阵列240的信号以便形成图像的电路。信号处理系统280可以与投影装置230分离，如图2所示，或者可以被并入在投影装置230中。信号处理系统280可以被并入到诸如检测器阵列240的装置列的部件中。备选地，信号处理系统280可以被并入到控制器50中。图像处理系统280可以包括图像获取器(未示出)和存储设备(未示出)。例如，图像处理系统可以包括处理器、计算机、服务器、大型主机、终端、个人计算机、任何类型的移动计算设备等、或其组合。图像获取器可以包括控制器的处理功能的至少一部分。因此，图像获取器可以包括至少一个或多个处理器。图像获取器可通信地耦合到允许信号通信的检测器阵列240，诸如电导体、光纤电缆、便携式存储介质、IR、蓝牙、因特网、无线网络、无线电等等或其组合。图像获取器可以从检测器阵列240接收信号，可以处理包括在信号中的数据，并且可以从其构造图像。因此，图像获取器可以获取样品208的图像。图像获取器还可以执行各种后处理功能，诸如生成轮廓、在所获取的图像上叠加指示符等。图像获取器可以被配置为执行所获取图像的亮度和对比度等的调节。存储器可以是诸如硬盘、闪存驱动器、云存储器、随机存取存储器(RAM)、其它类型的计算机可读存储器等的存储介质。存储器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和后处理的图像。

图像获取器可以基于从检测器阵列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。所获取的图像可以是包括多个成像区域的单个图像。单个图像可以存储在存储器中。单个图像可以是可被划分为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。每个成像区域可以对应于由相应子射束211-213生成的次级电子。所获取的图像可以包括在一时间段内多次采样的样品208的单个成像区域的多个图像。多个图像可以存储在存储器中。图像处理系统可以被配置为利用样品208的相同位置的多个图像执行图像处理步骤。

图像处理系统可以包括测量电路(例如，模数转换器)以获得检测到的次级电子的分布。在检测时间窗期间收集的电子分布数据可以与入射到样品表面上的初级子射束211、212和213中的每一个子射束的对应扫描路径数据结合使用，以重建检查中的样品结构的图像。重建的图像可用于揭示样品208的内部或外部结构的各种特征。因此，重建的图像可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以在检查样品208期间移动样品208。至少在样品检查期间，控制器50可以使得电动台209沿某一方向优选地连续地(例如以恒定速度)移动样品208。控制器50可以控制电动台209的移动，使得它根据各种参数改变样品208的移动速度。例如，控制器50可以根据扫描过程的检查步骤的特性来控制载物台速度(包括其方向)。

评估工具可以是对样品进行定性评估(例如，通过/失败)的工具，对样品进行定量测量(例如，特征的尺寸)的工具，或生成样品图的图像的工具。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、或者能够执行与检查工具、审查工具或计量工具(例如，计量检查工具)相关联的评估功能的任何组合的工具。电子束装置40可以是评估系统的部件；例如检查工具或计量检查工具、或电子束光刻工具的一部分。在此对工具的任何引用旨在涵盖装置、设备或系统，工具包括多个部件，这些部件可以被配置或可以不被配置，并且甚至可以位于分开的房间中，尤其是例如用于数据处理元件。

图3是包括电子束工具40的评估工具的示意图。电子源201将电子引导朝向形成投影系统230的一部分的会聚透镜231的阵列。电子源201期望是在亮度和总发射电流之间具有良好折衷的高亮度热场发射器。可以有几十、几百或几千或几万个会聚透镜231。会聚透镜231可以包括多电极透镜并且具有基于EP1602121A1的构造，该文献通过特别引用用于将电子束分成多个子射束的的透镜阵列的公开内容而并入本文，其中该阵列提供用于每个子射束的透镜。会聚透镜231的阵列可以采用至少两个板的形式，充当电极，每个板中的孔径彼此对准并对应于子射束的位置。在工作期间，至少两个板被保持在不同的电势处，以实现所需的透镜效应。电压源被配置为向相应电极施加电势。另一个电压源可以连接到样品208以施加电势。可以相对于样品208和/或源201定义电势。

在一种布置中，会聚透镜231的阵列由三个板阵列形成，其中带电粒子在它们进入和离开每个透镜时具有相同的能量，该布置可以被称为单透镜(Einzel lens)。因此，色散只发生在单透镜本身内(在透镜的入口和出口电极之间)，从而限制了离轴色差。当会聚透镜的厚度很小时，例如几毫米，这种像差具有很小或可忽略的影响。

阵列中的每个会聚透镜231将电子引导到相应的子束211、212、213中，子射束211、212、213聚焦在相应的中间焦点处。子射束相对于彼此发散。子射束路径在会聚透镜231的下游发散。在一个实施例中，偏转器235设置在中间焦点处。偏转器235被定位在子束路径中对应的中间焦点233或聚焦点(即，聚焦的点)的位置处或至少在其周围。偏转器被定位在相关子射束子束的中间像平面处的子束路径中或附近。偏转器235被配置为对相应的子射束211、212、213进行操作。偏转器235被配置为将相应子束211、212、213弯曲有效量以确保主射线(其也可称为射束轴)大体上垂直地(即，与样品的标称表面大体上成90°)入射到样品208上。偏转器235也可称为准直器或准直器偏转器。偏转器235实际上准直子束的路径，使得在偏转器之前，子束路径相对于彼此是发散的。在偏转器的下游，子束路径基本上彼此平行，即，基本上是准直的。合适的准直器是2020年2月7日提交的EP申请20156253.5中公开的偏转器，该申请在此通过引用关于偏转器对多射束阵列的应用的公开内容而被并入于此。

在偏转器235的下方(即，源201的下游或更远离源201)有控制透镜阵列250，其包括用于每个子射束211、212、213的控制透镜。控制透镜阵列250可以包括连接到相应电势源的三个板电极阵列。控制透镜阵列250的功能是相对于射束的缩小来优化射束开口角和/或控制传递到物镜234的射束能量，每个物镜将相应的子射束211、212、213引导到样品208上。

为了便于说明，这里用椭圆形阵列示意性地描绘透镜阵列。每个椭圆形代表透镜阵列中的一个透镜。按照惯例使用椭圆形来表示透镜，类似于光学透镜中经常采用的双凸面形式。然而，在诸如这里所讨论的带电粒子装置的上下文中，应当理解，透镜阵列通常将以静电方式工作，因此可能不需要采用双凸形状的任何物理元件。透镜阵列可替代地包括多个具有孔径的板。

可选地，在控制透镜阵列250和物镜阵列234之间提供扫描偏转器阵列260。扫描偏转器阵列260包括用于每个子射束211、212、213的扫描偏转器。每个扫描偏转器被配置为在一个或两个方向上偏转相应的子射束211、212、213，以便在一个或两个方向上跨样品208扫描子射束。

提供检测器阵列240以检测从样品208发射的次级和/或背散射电子。在一个实施例中，检测器阵列240位于物镜234和样品208之间。然而，检测器阵列240的其它位置也是可能的，例如在物镜阵列中(参见例如2020年7月6日提交的EP申请20184160.8，其在此通过至少引用就透镜内检测器而言的部分而被并入本文)、在如图5所示的透镜上方以及在例如如图7所示的与初级装置列分开设置的次级装置列中。本文描述了检测器阵列240的示例性构造。

物镜阵列241可以被配置为将电子束缩小大于10倍，理想地在50到100或更大的范围内。物镜阵列241可以包括中间电极、下部电极和上部电极。每个电极设置有对应于每个子射束的孔径，相应子射束通过该孔径传播。下部电极的电势可以类似于样品208的电势。因此，通过三个电极，物镜阵列可以是单透镜阵列。物镜阵列可以以减速透镜为特征，其适于检测次级信号粒子。物镜阵列的另一布置可具有加速透镜，其可适于检测背散射信号粒子。可以省略其中一个电极。在物镜阵列的双电极布置中，物镜阵列包括下部电极和上部电极。仅具有两个电极的物镜阵列240可以具有比具有更多电极的物镜阵列240更低的像差。三电极物镜可以在电极之间具有更大的电势差，从而能够实现更强的透镜。附加电极(即，多于两个电极)提供用于控制电子轨迹的附加自由度，例如，以聚焦次级电子以及入射射束。有利地，这种双电极透镜阵列上的电势差使其能够用作减速或加速透镜阵列。在一个实施例中，物镜阵列241中的每个元件是操作多射束中的不同子束或子束组的微透镜。物镜阵列241具有至少两个板，每个板具有多个孔或孔径。板中每个孔的位置对应于另一个板中对应孔的位置。对应的孔在使用中对多射束中的相同子束或子束组进行操作。用于阵列中每个元件的透镜类型的合适示例是双电极减速透镜。

在一些实施例中，物镜阵列组件的检测器阵列240是物镜阵列241的至少一个电极的下游。在一个实施例中，检测器的至少一部分(例如，检测器模块)与物镜阵列241相邻和/或集成在一起。例如，可以通过将CMOS芯片检测器集成到物镜阵列的底部电极中来实现检测器阵列。将检测器阵列集成到物镜阵列241或初级装置列的其它部件中代替了次级装置列。CMOS芯片优选地定向为面向样品(因为晶片和电子光学系统底部之间的距离小(例如，200μm或更小，100μm或更小或50μm或更小))。

在一个实施例中，检测器阵列240包括提供多个检测器元件的衬底404，每个检测器元件围绕射束孔径。每个检测器元件对应于多射束布置的子射束。每个检测器元件可以包括子部分，该子部分以例如围绕相应的射束孔径的扇形和/或同心环为特征的图案来布置。射束孔径以及检测器元件被布置在对应于多射束布置的阵列中，其可以是矩形阵列、六边形阵列或其任何合适的图案和变化。检测器元件可以包括面向下游的表面。检测器元件可以形成检测器阵列240的最底部，即，最靠近样品208的表面。在检测器元件和衬底主体之间提供逻辑层。图像处理系统的至少一部分可以被并入到逻辑层407中。图像处理系统的并入部分可以执行图像处理系统的功能的至少一部分。逻辑层可以包括体现图像处理系统的至少一部分的电路60的至少一部分。逻辑层可以包括放大器，例如，跨阻抗放大器(TIA)、模数转换器和读出逻辑。布线层408设置在衬底404的背面或内部，并通过贯通衬底的通孔409连接到逻辑层407。布线层408可以包括控制线、数据线和电源线。可以在检测器阵列240的至少一部分(例如背面)上提供印刷电路板和/或其它半导体芯片。检测器阵列240的元件可使用CMOS工艺制造，其中检测器元件405形成最终金属化层。集成到物镜中的检测器模块的另外的细节和备选布置可以在EP申请号20184160.8中找到，该文献通过引用至少就集成到诸如物镜阵列的电子光学部件中的检测器阵列和元件而言的部分而并入本文。

在一些实施例中，带电粒子评估工具还包括减少子射束中的一个或多个像差的一个或多个像差校正器。在一个实施例中，像差校正器的至少一个子集中的每一个像差校正器定位在中间焦点中的相应一个中间焦点中或直接邻近中间焦点(例如，在中间图像平面中或邻近中间图像平面)。子射束在诸如中间平面的焦平面中或其附近具有最小的横截面面积。这为像差校正器提供了比其它可用地方(即，中间平面的上游或下游)(或比在不具有中间像平面的备选布置中可用的空间)更多的空间。

在一个实施例中，定位在中间焦点(或中间像平面)中或直接邻近中间焦点(或中间像平面)的像差校正器包括偏转器，以校正对于不同射束看起来是在不同位置的源201。校正器可用于校正由源生成的宏观像差，该像差防止每个子射束和对应物镜之间的良好对准。

像差校正器可以校正妨碍正确装置列对准的像差。这种像差也可能导致子射束和校正器之间的对准不良。为此，可能希望附加地或备选地将像差校正器定位在会聚透镜231处或附近(例如，每个这样的像差校正器与一个或多个会聚透镜231集成在一起或直接邻近一个或多个会聚透镜231)。这是合乎需要的，因为在会聚透镜231处或附近，像差还不会导致对应子射束的偏移，因为会聚透镜与射束孔径垂直接近或重合。然而，将校正器定位在会聚透镜处或附近的挑战在于，相对于更下游的位置，每个子射束在该位置处具有相对大的截面积和相对小的节距。像差校正器可以是如EP2702595A1中公开的基于CMOS的独立可编程偏转器或如EP2715768A2中公开的多极偏转器阵列，在这两篇文献中对子束操纵器的描述在此引入作为参考。

在一些实施例中，像差校正器的至少一个子集中的每一个像差校正器与物镜234中的一个或多个物镜集成或直接邻近。在实施例中，这些像差校正器减少以下中的一项或多项：场曲率；聚焦误差；以及像散。附加地或备选地，一个或多个扫描偏转器(未示出)可以与一个或多个物镜234集成或直接邻近，用于在样品208上扫描子射束211、212、213。在一个实施例中，可以使用在US2010/0276606中描述的扫描偏转器，该文献通过整体引用并入本文。

物镜阵列组件还可以包括控制透镜阵列250。控制透镜阵列250包括多个控制透镜。每个控制透镜包括连接到相应电势源的至少两个电极(例如，两个或三个或更多个电极)。控制透镜阵列250可以包括连接到相应电势源的两个或更多个(例如，三个)板电极阵列。控制透镜阵列250与物镜阵列241相关联(例如，两个阵列彼此靠近地定位和/或彼此机械地连接和/或一起控制为一个单元)。控制透镜阵列250位于物镜阵列241的上游。控制透镜预聚焦子射束(例如，在子射束子束到达物镜阵列241之前对子射束子束施加聚焦动作)。预聚焦可以减少子射束的发散或增加子射束的会聚速率。控制透镜阵列250和物镜阵列241一起工作以提供组合焦距。没有中间焦点的组合操作可以降低像差的风险。

在一个实施例中，包括物镜阵列组件的电子光学系统被配置为控制物镜组件(例如，通过控制施加到控制透镜阵列250的电极的电势)，使得控制透镜的焦距大于控制透镜阵列250和物镜阵列241之间的间隔。控制透镜阵列250和物镜阵列241因此可以相对靠近地定位在一起，其中来自控制透镜阵列250的聚焦动作太弱而不能在控制透镜阵列250和物镜阵列241之间形成中间焦点。在其它实施例中，物镜阵列组件可以被配置为在控制透镜阵列250和物镜阵列241之间形成中间焦点。

在一个实施例中，控制透镜阵列是可交换模块，其自身或者与诸如物镜阵列和/或检测器阵列的其它元件组合。可更换模块被配置为可在电子光学工具40内更换。在一个实施例中，可更换模块被配置为可现场更换的。现场可更换是指在保持电子光学工具40所处的真空的同时，模块可被移除并用相同或不同的模块替换。在一个实施例中，多个可更换模块被包含在该工具内并且可以在不打开该工具的情况下在可操作位置与不可操作位置之间进行交换。

用于可更换模块的电子光学工具40的部分是可隔离的，即，电子光学工具40的部分由可更换模块的阀上游和阀下游限定。可操作阀以将阀之间的环境分别与阀的上游和下游的真空隔离，使得可更换模块能够从电子光学工具40移除，同时保持与可更换模块相关联的装置列的部分的上游和下游的真空。

在一个实施例中，可更换模块包括电子光学部件，该电子光学部件位于允许致动以用于定位该部件的载物台上。在一个实施例中，可更换模块包括载物台。在一种布置中，载物台和可更换模块可以是电子光学工具40的整体部分。在一种布置中，可更换模块被限制于其支撑的载物台和电子光学设备。在一种布置中，载物台是可拆卸的。在一种备选设计中，包括载物台的可更换模块是可拆卸的。该载物台被配置为相对于射束路径支撑电子光学设备。在一个实施例中，该模块包括一个或多个致动器。致动器与载物台相关联。致动器被配置为相对于射束路径移动电子光学设备。这种致动可用于使电子光学设备和射束路径相对于彼此对准。

控制透镜阵列250可以在与物镜阵列241相同的模块中，即，形成物镜阵列组件或物镜布置，或者它可以在单独的模块中。

可提供电源以向控制透镜阵列250的的控制透镜和物镜阵列241的物镜的电极施加相应的电势。

除了物镜阵列241之外，控制透镜阵列250的提供为控制子射束的特性提供了附加的自由度。即使当控制透镜阵列250和物镜阵列241被提供得相对靠近在一起时，例如使得在控制透镜阵列250和物镜阵列241之间不形成中间焦点时，也提供了附加的自由度。控制透镜阵列250可用于优化相对于射束缩小的射束开口角和/或控制传递给物镜阵列241的射束能量。控制透镜可以包括2个或3个或更多个电极。如果有两个电极，则一起控制缩小和着陆能量。如果有三个或更多个电极，则可以独立地控制缩小和着陆能量。因此，控制透镜可以被配置为调整相应子射束的缩小和/或射束开口角(例如，使用电源向控制透镜和物镜的电极施加适当的相应电势)。这种优化可以通过对物镜的数目具有过度的负面影响并且不过度恶化物镜的像差(例如，不增加物镜的强度)来实现。

图4是具有物镜阵列组件的示例性电子光学系统41的示意图。物镜阵列组件包括物镜阵列241。物镜阵列241包括多个物镜。为简明起见，上面已经描述的电子光学系统41和物镜阵列241的特征，例如参考图3所述和所示的电子光学系统40，在此不再重复。

在图4的实施例中，电子光学系统包括源201。源201提供带电粒子束(例如，电子)。聚焦在样品208上的多射束是由源201提供的射束导出的。子射束可以从射束中导出，例如，使用限定射束限制孔径阵列的射束限制器。源201理想地是在亮度和总发射电流之间具有良好的折衷的高亮度热场发射器，。在所示的例子中，准直器设置在物镜阵列组件的上游。准直器可以包括宏准直器270。宏准直器270在射束被分成多射束之前作用于来自源201的射束。宏准直器270将射束的各个部分弯曲有效量，以确保从射束得到的每个子射束的射束轴基本垂直地(即，与样品208的标称表面基本成90°)入射到样品208上。宏准直器270对射束施加宏观准直。因此，宏准直器270可以作用于所有射束，而不是包括准直器元件阵列，每个准直器元件被配置为作用于射束的不同的单独部分。宏准直器270可以包括磁透镜或包括多个磁透镜子单元的磁透镜布置(例如，形成多极布置的多个电磁体)。备选地或附加地，宏准直器可以至少部分地以静电方式实现。宏准直器可以包括静电透镜或静电透镜布置，该静电透镜布置包括多个静电透镜子单元。宏准直器270可以使用磁透镜和静电透镜的组合。在另一布置(未示出)中，宏准直器可以部分或全部由准直器元件阵列代替，该准直器元件阵列在上部射束限制器的下游。每个准直器元件准直相应的子射束。准直器元件阵列可以是射束路径中源201下游的第一偏转或聚焦电子光学阵列元件。准直器元件阵列可以在控制透镜阵列250的上游。

在图4的实施例中，提供宏扫描偏转器265以使得子射束在样品208上被扫描。宏扫描偏转器265偏转射束的相应部分，以使子射束在样品208上被扫描。在一个实施例中，宏扫描偏转器265包括宏观多极偏转器，例如，具有八个极或更多个极。偏转使得从射束导出的子射束在一个方向(例如，平行于单个轴，例如X轴)或在两个方向(例如，相对于两个非平行轴，例如X和Y轴)上横跨样品208被扫描。宏扫描偏转器265宏观地作用于所有光束。宏扫描偏转器265被设置在宏准直器270和控制透镜阵列250之间。在另一布置中，扫描偏转器阵列与物镜阵列相关联。扫描偏转器阵列可以在物镜阵列241的上游。扫描偏转器阵列可以在控制透镜阵列250的下游。每个扫描偏转器对多射束布置的相关子射束进行操作。

本文描述的任何物镜阵列组件还可以包括检测器阵列240。检测器阵列240检测从样品208发射的带电粒子。所检测的带电粒子可以包括由SEM检测的任何带电粒子，包括从样品208发射的次级和/或背散射电子。

图5示意性地示出了根据一个实施例的电子束工具40。与上述相同的特征用相同的附图标记表示。为简明起见，不参照图5详细描述这些特征。例如，源201、会聚透镜231、宏准直器270、物镜阵列241和样品208可以如上所述。

如上所述，在一个实施例中，检测器阵列240位于物镜阵列241和样品208之间。检测器阵列240可以面向样品208。在不同的实施例中，如图5所示，在一个实施例中，包括多个物镜的物镜阵列241位于检测器阵列240和样品208之间。

在一个实施例中，偏转器阵列95位于检测器阵列240和物镜阵列241之间。在一个实施例中，偏转器阵列95包括维恩(Wien)滤波器，使得偏转器阵列可以被称为射束分离器。偏转器阵列95被配置为提供磁场以将来自样品208的次级电子与投射到样品208的带电粒子分开。维恩过滤器可以是阵列的形式，使得维恩过滤器横跨多射束布置对子束的一条或多条线上单独进行操作。即，在一个实施例中，维恩滤波器可以是具有围绕多射束布置的所有子束的路径的孔径的宏维恩过滤器。在另一布置中，维恩过滤器可以具有两个或更多个孔径，每个孔径围绕多射束布置的子束路径的一条或多条线。

在一个实施例中，检测器阵列240被配置为通过参考带电粒子的能量(即，取决于带隙)来检测带电粒子。这种检测器可以称为间接电流检测器。从样品208发射的次级电子从电极之间的场获得能量。次级电极一旦到达检测器阵列240就具有足够的能量。

图6是图5所示的电子束工具40的一部分的特写视图。在一个实施例中，检测器阵列240包括电子-光子转换器阵列91。电子-光子转换器阵列91包括多个荧光条92。每个荧光条92位于电子-光子转换器阵列91的平面中。至少一个荧光条92被布置在朝向样品208投射的两个相邻带电粒子束之间。

在一个实施例中，荧光条92基本上在水平方向上延伸。备选地，电子-光子转换器阵列91可包括具有用于投射的带电粒子束的开口93的荧光材料板。

投射的带电粒子束，在图6中用虚线表示，穿过电子-光子转换器阵列91的平面，经由荧光条92之间的开口93，朝向偏转器阵列95投射。

在一个实施例中，偏转器阵列95，例如维恩过滤器，包括磁性偏转器96和静电偏转器97。在每个磁偏转器96和静电偏转器97中有多个孔径，每个孔径围绕横跨多射束布置的子束路径的至少一子束条线的路径。静电偏转器97被配置为抵消磁性偏转器96对朝向样品208传输的投射的带电粒子束的偏转。因此，投射的带电粒子束可以在水平面内移动很小的程度。偏转器阵列95下游的射束基本上平行于偏转器阵列95上游的射束。

在一个实施例中，物镜阵列241包括多个板，用于将在样品208中生成的次级电子导向偏转器阵列95。对于在与投射的带电粒子束相反的方向上行进的次级电子，静电偏转器97不抵消磁偏转器96的偏转。相反，由静电偏转器97和磁偏转器96引起的次级电子的偏转相加。因此，次级电子被偏转以相对于光轴成一角度行进，以便将次级电子传输到检测器阵列240的荧光条92上。因此，静电偏转器阵列和磁偏转器阵列起到维恩过滤器的作用，使得带电粒子的射束路径在一个方向(例如，朝向样品的主方向)上基本上不受干扰。带电粒子的射束路径基本上在远离样品的另一方向(例如信号粒子的方向)上偏离电子光轴。偏转的信号粒子可以由检测器阵列(例如荧光条92)检测。

在荧光条92处，在次级电子入射时生成光子。在一个实施例中，光子经由光子传输单元从荧光条92传输到光电检测器(未示出)。在一个实施例中，光子传输单元包括光纤阵列98。每个光纤98包括一个端部和另一个端部，该一个端部被布置成与荧光条92中的一个荧光条相邻或附接，以用于将来自荧光条92的光子耦合到光纤98中，另一个端部被布置成将来自光纤98的光子投射到光电检测器上。

图7示意性地示出了根据一个实施例的电子束工具40。如上所述，在一个实施例中，检测器阵列240与电子束工具40的主电子光轴对准。备选地，检测器阵列240可以与不同的轴对准，如图7所示。

与上述相同的特征用相同的附图标记表示。为简明起见，这些特征未参照图7详细描述。例如，源201、初级电子束202、子射束211、212和213、投影装置230、会聚透镜231、探测点221、222、223、控制器50、样品208、样品保持器207、电动台209和检测器阵列240可以如上所述。

电子源201、枪孔径板271、会聚透镜210和源转换单元220是电子束工具40所包括的照射装置的部件。在操作中，枪孔径板271被配置为阻挡初级电子束202的外围电子以减小库仑效应。枪孔径板271可以称为库仑孔径阵列。库仑效应可以扩大初级子射束子束211、212、213的每个探测点221、222和223的尺寸，因此降低了检查分辨率。枪孔径板271还可以包括多个开口，用于甚至在源转换单元220之前生成初级子射束(未示出)，并且可以被称为库仑孔径阵列。

会聚透镜210经配置以聚焦(或准直)初级电子束202。在源转换单元220的一个实施例中，源转换单元220可以包括成像元件阵列、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例如可以是可选的，并且可以存在于这样的实施例中，在该实施例中，会聚透镜不确保源自库仑孔径阵列的子射束基本上垂直入射到例如射束限制孔径阵列、成像元件阵列和/或像差补偿器阵列上。

电子束工具40可以包括与检测器阵列240相关联的次级投影装置255。初级投影装置230可以包括可以是磁性的会聚透镜231的阵列，其可以用作物镜。射束分离器233和偏转扫描单元232可以位于初级投影装置230内。射束分离器233可以包括维恩滤波器。检测器阵列240可以包括多个检测器元件405。

用于生成初级电子束的部件可以与电子束工具40的初级电子光轴204对准。这些部件可能包括：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和初级投影装置230。次级投影装置255及其相关联的检测器阵列240可以与电子束工具40的次级电子光轴251对准。

在当前示例性实施例中，次级电子在三个次级电子束261、262和263中传播。次级投影装置255随后将次级电子束261、262和263的路径聚焦到检测器阵列240的多个检测器元件405上。

检测器元件405可以检测次级电子束261、262和263。当次级电子束入射到检测器元件405时，这些元件可以生成对应的强度信号输出(未示出)。在一个实施例中，检测器元件可以是捕获电极。输出可以被引导到图像处理系统。

对于带电粒子评估系统，包括本文描述的任何系统，可能希望能够选择性地关闭一个或多个(或所有)子射束。这可能是希望的，例如在样品208的更换期间、在对准过程期间、或在样品208的长移动期间。不希望通过关断带电粒子源，例如通过使源中的阳极电势等于阴极电势、或通过降低源的温度来切断子射束。这样的动作可能导致源不稳定，其中源尖端形状是提取场和温度两者的函数，以及等待源在恢复到操作条件之后重新稳定源的操作的不必要的停机时间。

一种备选或附加的方法是偏转子射束，使得射束在到达样品之前停止；(即，射束被偏转，使得它们不通过源下游的孔径)。限定孔径的结构例如通过将射束偏转到束阑从而阻挡射束来阻挡子射束，从而用作消隐装置。偏转的子射束可以在提供消隐功能的结构(诸如束阑)中引起局部表面电势变化(其可以被称为曝光指纹)。局部表面电势变化可以是足够显著的(例如，1V的量级)，并且足够接近孔径，以通过使用和时间来累积，从而在被引导到样品的子射束中引起像差和失真(即，不被阻挡)。附加地，当系统被重新开启时，这种像差可能影响这种射束路径。

附加地或备选地，可以通过跨越多射束布置(诸如控制透镜阵列)向透镜阵列中的一个或多个透镜的透镜电极施加(例如，经由控制器50)阻挡电势来阻挡子射束。阻挡电势使得进入一个或多个控制透镜朝向样品208的带电粒子被静电地反射离开样品208。(注：为了选择透镜阵列的一个或一些透镜，至少一个透镜电极是板上的多个电极，其中一个电极可以在阵列中的一个或多个透镜上工作)。阻挡电势切断与被施加阻挡电势的每个控制透镜相对应的子射束。如果阻挡电势被施加到所有控制透镜(即，施加到整个控制透镜阵列)，则所有多射束可被切断或消隐。该方法允许快速且容易地切断子射束，而曝光指纹效应的风险较低或可忽略。这是因为子射束子束没有被偏转到孔径附近的结构中，当子射束被被重新打开时，子射束将传播通过该孔径，这可能有在射束中引起像差的风险。通过使用这种阻挡电势，可以在没有附加像差源的情况下消隐一个或多个射束。

在控制透镜阵列250包括与每个子射束的子射束路径对准的三个或更多个控制电极501-503的布置中，系统可以将阻挡电势至少施加到三个控制电极501-503的中间电极502。更远离样品208的控制电极501可能不太合适，因为施加到该电极的电势可由源模块传递的射束能量确定。在控制透镜阵列250包括与每个子射束的子射束路径对准的两个控制电极的布置中，系统可以向最靠近样品208的控制电极施加阻挡电势。应当注意，每个控制电极可以被认为向物镜阵列的每个透镜提供附加的自由度。因此，代替将电极称为控制透镜，在一种布置中，除了提供透镜效应的最靠近样品的多个电极之外，物镜阵列可以被认为具有提供附加自由度的一个或多个附加电极。例如，包括物镜阵列的布置可以在提供物镜阵列的电极上游具有三个额外的电极。

阻挡功能使得电子被反射离开样品，并且这些电子中的一些电子可以通过射束限制孔径阵列朝向源返回。然而，来自源的反射回源的电子的比例将相对较低，例如由于射束限制孔径在两个方向上的过滤效应，并且预期对源的任何影响是可忽略的。

带电粒子评估系统可以被提供用于检查和/或测量样品的表面。样品可具有两个相对的主表面(即，顶部正面和背面)和边缘。带电粒子评估系统可以包括如上所述并在图1中示出的带电粒子束检查装置100。样品被支撑在支撑件上，例如可以被包括在载物台中的样品支撑件。样品的主表面可以被放置在支座上。可以借助于例如定位臂的一个或多个销，例如使用定位臂将样品定位在支座(例如，样品支座)上。可以通过操作样品的一个主表面的夹具(例如静电夹具)将样品保持在样品上的适当位置。样品可在样品边缘具有一个或多个缺口。每个缺口可以与例如定位臂的对应销接合，以帮助放置样品。在检查样品上的感兴趣区域之前，确定样品相对于带电粒子评估系统的多射束路径的对准。通常在两个阶段中进行对准：全局对准和局部对准(或精细对准)。

定位臂与样品的侧面或边缘上的缺口接合，例如使用一个或多个销与缺口接合。这种缺口的这种尺寸可以由诸如例如200mm样品或300mm样品的SEMI标准的工业标准限定。样品可以相对于用于全局对准的多射束布置的路径以已知的精确度被定位在样品支座上。这是因为：支座多射束布置的路径的位置及其视场相对于样品支座是已知的；当将样品放置在样品支座上时，臂将销定位在样品支座上的已知位置处，从而将样品的缺口定位在已知位置处。由于多射束布置的视场是尺寸至少与缺口(或与缺口尺寸相似的另一特征)一样大的区域，样品在样品支座上的定位(使用缺口和销)将缺口放置在样品支座上的已知位置，该已知位置可以被放置在多射束布置的视场内。因此，缺口以已知的精度被放置在样品支座上，以实现全局对准。如果与缺口不同的特征用于全局对准，则该特征相对于缺口的位置从样品表面的预先存在的图中获知。样品表面的图表示样品表面的特征的布局，例如至少样品表面上的不同特征和缺口。对于用于全局对准的不同特征，给定在样品表面上的缺口的定位准确性，该晶片图具有足够的准确性。

全局对准(或粗略对准)的目的是确保样品相对于多射束带电粒子的路径对准，例如足以进行精细对准。全局对准的目的可以包括验证和确定样品相对于多射束带电粒子的路径的放置的准确性，例如，使得其足够准确地放置以进行精细对准。更精确地进行精细对准，使得样品相对于多射束布置的一个或多个(如果不是全部的话)射束对准，以便可以进行至少部分(例如，样品的目标部分)的评估，例如可以确定精细对准。在全局对准中，相对于多射束带电粒子的路径在至少三个自由度上确定样品的对准位置。在一个实施例中，三个自由度是在与多射束带电粒子的路径正交的平面中的正交轴(例如，在晶片平面中的X和Y轴中的位置位移)和基本上围绕多射束带电粒子的路径的旋转轴(例如，Rz是晶片围绕与其主平面或主表面正交的轴的旋转位移)。

在全局对准阶段中，样品的边缘和/或至少一个主表面上的对准特征用于确定样品相对于多射束路径的全局对准。优选地，在相对于多射束路径的100nm内或至少在100nm至1000nm的范围内确定样品的全局对准的位置位移。优选使用设置在样品的至少三个不同位置处的对准特征，以便确定样品相对于多射束路径的全局对准。在现有布置中，使用光学传感器或光学显微镜进行全局对准。使用具有大视场的带电粒子的多射束布置的全局对准避免了使用光学传感器或光学显微镜。这种多射束布置在样品上具有优选至少1mm，更优选至少2mm，还更优选至少3mm，例如至少4mm的视场。光学传感器或光学显微镜具有类似的视场。因此，样品边缘上的典型缺口可以在多射束布置或光学传感器(或显微镜)的视场中。在检查过程中将使用相同的多射束路径，因此样品与多射束路径的全局对准对于执行样品的检查是有用的。此外，可以确定样品的全局对准被确定为在可接受的范围之外，例如，样品没有正确地安置在支座中，并且在检查可以发生之前需要重新定位。

带电粒子评估系统包括用于支撑样品的支座。支座可以包括在致动台209中。该评估系统被配置为沿着多射束路径将多射束中的带电粒子朝向样品投射。多射束包括在相对于彼此布置中的多个子束。带电粒子评估系统被配置为检测响应于多射束的对应子束而从样品发射的信号粒子。带电粒子评估系统可用于执行全局对准方法。

如图8所示，全局对准方法包括多个步骤。这些步骤可以包括步骤S10、步骤S20、步骤S30和步骤S40。步骤S10涉及带电粒子评估系统的通常操作。带电粒子评估系统的通常操作包括例如将带电粒子多射束引导朝向样品。在带电粒子系统的通常操作中，多射束带电粒子沿着多射束路径被导向样品的对准特征。多射束带电粒子的视场包括对准特征。多射束的引导包括控制支座例如以使其相对于带电粒子多射束的路径移动，以便移动样品。支座包括可移动台208。对支座的控制可以包括移动支座，从而移动被支撑的样品。支座的这种移动可以移动对准特征，使其处于多射束路径中。因此，对准特征可以移动通过多射束路径的视场，以用于多射束在样品表面上扫描和被扫描。

在该方法的步骤S20中，检测从样品发射的信号粒子。在检测到信号粒子时，生成信号，该信号可以是电信号，该电信号被称为检测信号。步骤S20可以被认为是“检测步骤”。检测步骤S20可选地包括从检测的信号粒子生成信号。

在步骤S30中，基于信号粒子的检测生成代表对准特征的数据集。生成数据集可以包括处理从检测到的信号粒子生成的信号。数据集可绘制为图像。数据集可用于生成对准特征的图像。对准特征的图像可用于确定样品的全局对准。图像可以是二维图像。

在步骤S40中，确定样品的全局对准。样品的全局对准是相对于带电粒子多射束的路径。使用数据集来确定全局对准。确定步骤S40可选地包括在多射束的视场中确定样品的形貌。例如在视场中确定样品表面的形貌可以基于信号的强度。

多射束布置的每个子束可以与从检测的信号粒子生成的对应信号相关联。响应于每个子束而生成的信号例如由像素表示。多个像素可用于形成样品的一部分(例如，包括对准特征)的图像。信号强度可以对应于样品表面的形貌。当对应的子束被引导到样品处时，信号的强度可以比当对应的子束被引导到远离样品的位置，例如被引导到支座(即，样品支座)时更高。可以基于某些信号的强度差异来确定使用诸如缺口的边缘的特征(即，边缘特征)的全局对准。这样的信号可以在对应于被导向样品的子束的信号和对应于被导向与样品相邻的支座的子束的信号之间。因此，样品边缘的特征可以容易地被标识并用于全局对准。类似地，信号的强度可用于生成对准特征的图像。例如，诸如图像的区域或像素的相对亮度或暗度的相对对比度可以指示对应信号的强度。例如，图像中对应于较低强度信号的多射束视场中的区域由较暗的阴影表示，而对应于较高强度信号的区域由较亮的阴影表示。注意，通过参考相对对比度来指示信号强度是一种选择，使得在不同的实施例中，较低强度的区域可以表示为比较高强度的区域更浅的对比度。

传统的图案匹配、图像识别技术等可以用于标识和/或识别所生成的图像中的特征。样品相对于多射束路径的全局对准优选地确定为在1000nm内，更优选地在100nm内。

带电粒子评估系统包括带电粒子光学系统，用于朝向样品208投射多射束(在此也称为多射束带电粒子)。样品被支撑在支座上，该支座可以是可移动台209。带电粒子评估系统还包括控制系统和处理系统。

带电粒子光学系统可以包括图2的投影装置230和/或图3到图7的对应投影装置。带电粒子光学系统包括物镜阵列。物镜阵列被配置为将多射束带电粒子以子束的布置引导朝向样品。物镜阵列可以接近或甚至靠近样品。带电粒子光学系统可以包括检测器阵列。检测器阵列的每个检测器可以与多射束的子束相关联。检测器阵列与物镜阵列相关联。每个检测器可以与物镜阵列的对应物镜相关联。检测器阵列被配置为检测响应于多射束的对应子束而从样品发射的信号粒子。物镜阵列可对应于图3的物镜234、图4到图6的物镜阵列241或图7的会聚透镜231。检测器阵列可以对应于图2到图7的检测器阵列240。

控制系统被配置为控制带电粒子光学系统以将多射束带电粒子引导朝向对准特征。多射束可以具有包括对准特征的视场。控制系统可以被配置为控制带电粒子光学系统以将多射束的多个子束同时引导朝向对准特征。控制系统可以包括图1、图2和图7的控制器50。因此，控制系统可以集成在评估系统100中，可以单独设置在评估系统100中或者可以具有集成在评估系统100中的元件和单独设置的其它元件。

处理系统被配置为基于信号粒子的检测生成表示对准特征的数据集。处理系统还被配置为根据表示对准特征的数据集来确定样品相对于带电粒子多射束路径的全局对准。处理系统可以是如上关于图2所述的处理系统280。因此，处理系统可以集成在投影装置230中和/或可以单独设置。

对准特征可以包括样品边缘的一部分。对准特征可以是限定在样品边缘中或边缘上的特征。特征可以包括样品的两个主表面的周边，例如特征在边缘中或边缘上的位置处。该特征可以是样品的几何形状或特征，例如边缘的最后一部分。例如，如图9A所示，对准特征可以包括样品边缘中的缺口。缺口可以是样品的任一主表面的周边的凹陷。对准特征可以是样品边缘的一部分，其不包括(例如限定)缺口。样品特征的几何形状，例如样品边缘的形状，可以用于确定样品的全局对准。例如，当样品具有相似的形状和尺寸时，样品到样品的尺寸变化，例如主表面的直径(例如高达200微米)可能导致相对于样品支座的坐标系的边沿/边缘位置变化。作为另一个例子，在样品具有相似的形状和大小的情况下，样品到样品的图案位置变化。特别地，样品主表面上的图案相对于样品边缘的位置可以变化(例如高达200微米)。

对准特征可以包括样品主表面的特征。例如，对准特征可以包括样品主表面上的对准标记。每个对准标记在沿着样品主表面的方向上可以具有例如10微米至50微米的长度。对准标记可以是扩展的主标记(XPA)，例如如图10A所示。利用这种对准标记，由于XPA标记11的线的正交布置，可以确定X和Y坐标的对准。图10A的XPA标记11包括以正方形形状布置的四组线，包括沿Y方向布置的两组线和沿X方向布置的两组线，以分别实现沿X和Y方向的全局对准。备选地或附加地，可以使用在样品表面上或表面中的不同类型的对准标记，例如划线道主标记(SPM)，例如如图10B所示。SPM是可用于对准工艺的管芯之间的划线道中的标记。SPM标记12包括一对标记13、14。这对标记包括沿X方向布置的一组线13和沿Y方向布置的一组线14。标记可以例如在不同的划线中和/或在样品上的管芯或区域周围彼此间隔开。这对标记13、14可用于分别在X和Y方向上实现全局对准。如果样品上的图案/特征的尺寸和相对位置是已知的，则可以使用样品主表面上的已知图案或特征来代替对准标记。使用这种对准标记可以提供比使用衬底边沿或边缘的几何特征(例如缺口)更大的准确度。这种标记可以由带电粒子多射束布置的有限数目的射束使用，例如单射束。考虑到样品与样品之间的尺寸变化(例如直径高达200微米)，对准标记位置相对于样品支座的坐标系可能存在位置变化。

样品边缘中或边缘上的对准特征或边缘的几何形状通常大于样品主表面中或主表面上可能远离主表面周边的特征，诸如对准标记。这意味着可以使用多射束的更多的子束和/或更宽的视场来确定全局对准。因此，对准特征的较大尺寸可以提供更精确的全局对准。样品主表面上的对准特征，例如对准标记，可以用于确定更精确的(如果不是足够精确的)全局对准。

多射束具有视场。多射束的视场是多射束的子束803的组合视场。在通常的操作中，样品的一部分上的多射束的视场的尺寸通常大于样品上的对准特征的尺寸。例如，如图9A和图9B所示，样品208的边缘中的缺口801的对准特征被包括在多射束的视场内。因此，多射束的视场在样品上具有大于缺口804的宽度的尺寸802。

因此，在多射束的视场内扫描整个对准特征。注意，这在步骤S10中如上所述。沿着多射束路径引导多射束，使得多射束的视场包括对准特征。该引导步骤的结果如图9A和图9B所示并在本文别处描述。样品上的多射束的视场优选为至少1mm，更优选至少2mm，还更优选至少3mm，例如至少4mm。

多射束的视场足够宽，以在多射束被引导朝向样品时包括样品的至少一个对准特征。即，样品的对准特征配合在多射束的视场内。

当多射束被引导朝向样品时，多射束的视场可以同时包括样品的两个或更多，例如三个对准特征。这种布置提高了准确度，同时增加了不同对准特征之间的位移。因此，这种布置对于具有更大视场的多射束布置更有利。利用这种布置，可以快速地确定样品的全局对准，因为不需要依次将多射束分别引导到每个对准特征。然而，依靠在多射束的视场中具有至少三个对准特征会影响准确度。例如，用于旋转的典型的精确对准使用间隔大约在10mm到50mm范围内的对准标记，例如30mm。对于小于该范围的最大值的视场，例如10mm，优选地分别扫描标记。因此，在视场中使用更靠近在一起的标记可能影响准确度。这样的对准特征可以包括缺口，例如基本上整个缺口或至少部分缺口，例如多于一半的缺口，以及在样品表面上的对准特征(例如在样品周边附近的划线道中的对准标记)，其可以原样配合在视场内。

用于确定全局对准的数据集可以包括与信号粒子相对应的数据，该信号粒子与电荷粒子评估系统被配置为投射的所有子束相关联。备选地，来自选定子束的数据集足以确定全局对准，只要对多射束布置的选定子束的组合视场可以包括对准特征。如所指出的，多射束布置可以包括从大约10到几万或更多的子束。在至少一百个子束的多射束布置中，选定子束可以包括至少50到100个子束，并且优选地包括至少60个子束。选定子束可以彼此邻接并限定多射束布置的一部分。备选地，选定子束可以遍及多射束布置被布置或设置，优选地以规则图案布置或设置在多射束布置中。

在准备全局对准时，选择多射束的选定子束。例如，在步骤S10中，引导多射束包括从多射束的子束布置中选择选定子束。控制系统可以被配置为控制带电粒子光学系统以从子束布置中选择子束。选定子束可以包括消隐多射束布置的除了选定子束中所包括的子束之外的子束。消隐可以包括操作偏转器以对射束进行操作以将其转向到束阑或控制控制透镜，从而将阻挡电势施加到控制透镜以反射射束，从而消隐射束。

附加地或备选地，可以选择检测器元件来选择子束，或者更确切地说，选择与所选择的子束相关联的检测器元件。多射束布置中的所有子束都工作。然而，只有选定的检测器元件检测响应于子束与样品的相互作用的信号电子。因此，步骤S10的特征在于检测，该检测包括选择检测器阵列的检测器元件以检测从样品发射的信号粒子。即，所选择的检测器元件是与所选择的子束相关联的那些。所选检测器元件的选定可以选择性地激活所选检测器元件。

附加地或备选地，可以选择与所选择的子束相关联的检测器信号。在一个实施例中，所有的子束撞击样品。所有相应的检测器元件检测由样品响应于子束而发射的信号电子。然后可以从所有生成的检测器信号中选择选定检测信号。选定检测信号可被处理以确定图像，该图像可用于确定样品相对于多射束路径的全局对准。因此，步骤S30的生成可以包括从检测(即检测步骤)中选择检测器信号以用于生成数据集。在一种布置中，控制系统可以被配置为选择(例如接受，处理或接收)选定检测信号。控制系统可以被配置为在检测器和存储器之间选择所选择的检测信号，在存储器中数据信号被存储为数据集。备选地或附加地，控制系统可以被配置为选择性地激活选定检测器元件。所选检测器信号可以对应于所选检测器元件。选定检测器元件可以对应于选定子束。所选检测器信号可以对应于所选择的子束。

附加地或可选地，可以从对应于所选子束的数据集中选择数据。在一个实施例中，所有检测器元件生成对应于对信号粒子的检测的检测信号，该信号粒子是在多射束布置的对应子束的撞击下生成的。在这样的实施例中，尽管选择了子束，但是生成针对多射束布置的所有子束的数据集，并且例如将其接收并存储在存储器中。从数据集中选择数据以确定全局对准。在一种布置中，步骤S40中的确定可以包括从与检测器阵列的所选检测器元件和/或多射束的所选子束的检测相对应的数据集中选择数据。处理系统可以被配置为选择性地处理来自选定检测器元件的数据。选定检测器元件可以对应于选定子束。然而，所接收的数据集中的数据可以包括对应于其它子束(如果不是多射束布置的所有子束)的数据。

因此，可以从包括与和选定子束相关联的信号粒子相对应的数据的简化数据集中确定样品的全局对准。这可以通过仅将选定子束导向样品和/或通过仅从检测器阵列的选定检测器元件进行检测和/或通过选择由检测器元件生成的选定检测信号和/或通过基于来自仅与选定子束相关联的信号粒子的数据而生成数据集来实现。因此，可以有效地执行数据处理。数据的选定可适于适应评估系统中存在的数据路径结构的需要。

使用具有大视场的带电粒子的多射束布置的全局对准避免了使用光学传感器或光学显微镜。(在先前存在的布置中，使用光学传感器或光学显微镜，因为在评估工具的已知多射束布置中可获得有限数目的射束，并且提供诸如有限数目的射束的小视场。如果这样的多射束布置将与这样的有限视场一起使用，则全局对准将花费比光学测量长得多的时间)。这意味着体现本发明的多射束带电粒子装置不具有诸如光学传感器或光学显微镜的光学检测装置的特征。由于没有光学检测装置，可以降低多射束带电粒子装置的成本。由光学滞留装置占据的空间可以用于其它特征。防止了光学检测装置阻塞、阻碍或以其他方式干扰带电粒子装置的最佳性能的风险。不再需要校准多射束路径和光学检测装置之间的位置，提高了吞吐量。消除了准确度变化和漂移的风险源。本发明提供了一种带电粒子光学系统，其规格(诸如视场)重叠、超过或充分等同于光学传感器或显微镜的规格。因此不必使用光学传感器或显微镜进行全局对准。因此，本发明能够更快速、准确和成本有效地实现样品与多射束路径的全局对准。

在实现全局对准之后，例如在100nm到微米内，精细对准的过程在通常为多射束的路径和样品之间实现精细对准。这种精细对准在纳米内，并且这种精细对准预期在未来在纳米内。可以使用样品的场或管芯内的对准特征来实现精细或局部对准。样品相对于多射束的精细对准可以通过使用全局对准至少控制光学系统来确定。精细对准遵循并依赖于全局对准。样品布局例如样品表面上的特征的位置可以使用全局对准来校准，使得可以在由样品支座支撑的样品表面上确定特征在样品布局上的大致位置；通过了解这种特征在样品表面上相对于样品支座的大致位置，可以确定样品相对于多射束布置的一个或多个射束的精细对准。

通过沿着多射束路径将多射束带电粒子引导朝向样品的精细对准特征，并检测从样品发射的信号粒子，作为响应，可以生成检测信号。检测信号包括对应于精细对准特征的数据集。多射束带电粒子的视场包括精细对准特征。因此，所生成的数据集是表示精细对准特征的精细对准数据集。精细对准数据集基于信号粒子的检测。精细对准数据集可用于根据全局对准来理想地确定样品相对于多射束路径的精细对准。在US10901391中公开了这种精细对准的工艺，例如关于诸如衬底的缺口的一部分的特征，其公开内容通过引用就精细对准而言的部分而并入本文。然而，US10901391的精细对准的公开遵循与光子和光学传感器或显微镜的全局光学对准，而不是使用在样品表面或特征的较大表面部分上扫描的带电粒子的多射束，该样品表面或特征例如是衬底的缺口或至少基本上是缺口或缺口的至少一部分，诸如缺口的一半(例如，诸如与样品的半径正交的尺寸)。

在精细对准中使用的特征(或样品表面)可以是与在全局对准中使用的相同表面部分或特征(或特征阵列，例如图案)的一部分或样品表面的不同特征。预先确定用于精细对准的样品表面上的不同的特征的大致位置；例如，不同的特征可以被包括在与样品一起提供的样品布局或样品图中。典型地，这种不同的特征存在于(例如暴露于)要被处理(诸如评估(例如，检查或测量))的特征中的同一层中。精细对准数据集可以表示图像，例如它可以由处理器理想地绘制为图像。图像可以是二维图像。

注意，在精细对准期间，例如通过将多射束的视场减小到包括精细对准特征的样品表面的一个或多个部分，可以选择多射束的选定射束(例如，单个射束)，以用于确定精细对准。如所指出的，精细对准特征在同一层中，理想地接近用于处理(例如，诸如检查的评估)的样品的一部分。例如，可以例如通过消隐从多射束布置中选择单个射束。使用一个射束对于用于相对于单个射束进行对准的精细对准可能是足够的，因为精细对准(例如，精细对准校正)可以在样品平面的坐标轴(例如，x和y轴)中被确定。然而，可以根据需要使用许多射束和特征。精细对准特征的位置可以用样品布局来确定，诸如与样品一起提供的图，其确定样品上的精细对准特征例如相对于全局对准特征(诸如缺口)和/或用于全局对准的不同特征的相对位置。

在从用于精细对准的多射束布置中选择射束时，可以将多射束的视场选择为精细对准所需的视场的一个或多个部分。可以将带电粒子选择为对应于多射束布置(例如，栅格)的与样品表面上的精细对准特征的位置相对应的部分；未选择的带电粒子束可以被消隐。因此，当精细对准特征彼此隔开时，只有多射束布置的部分中的射束扫描样品表面。用于精细对准的带电粒子束的这种选定可以以与上述全局对准类似的方式被电子光学地选择。

为了获得与多射束的视场中的样品表面的一部分相对应的数据集，子束和样品表面相对于彼此被扫描。在步骤S10中，检测可以包括相对于例如至少对准特征扫描多射束。因此，多射束在包括对准特征的样品表面的一部分上被扫描。多射束在对准特征上的扫描可以在视场内。因此，所得到的数据集包括关于样品表面形貌的更多信息。

支座可以是可移动台209。在对准特征上扫描多射束可以至少部分地通过移动支座以相对于多射束路径移动样品来执行。该控制系统可以被配置为控制支座以相对于带电粒子光学系统移动样品，使得多射束布置的子束在对准特征上进行扫描。

在对准特征上扫描多射束可以包括静电偏转多射束，使得多射束在对准特征上进行扫描。

由此使样品相对于带电粒子多射束的路径移动的任一载物台移动或路径的静电偏转可用于在对准特征上扫描多射束，或者扫描可以通过移动载物台和静电偏转的组合来执行。

多射束在对准特征上的扫描是在大于或等于子束节距的距离上进行的。子束节距可以定义为由多射束布置中的每个子束在样品表面上子束形成的斑点的节距，例如在样品表面上的多射束布置的视场内。在样品表面上，每个子束被分配有相似尺寸和形状的节距区域。每个子束在其节距区域中可以具有相似的参考位置，该参考位置可以是对应节距区域的中心。参考位置可以被称为栅格位置。栅格位置的布置可以限定多射束布置的几何形状(例如：直线形，六边形或菱形)。子束节距可以被认为是相邻子束的节距区域内的类似位置之间或相邻节距区域内的类似位置之间的最短距离。节距在多射束布置的几何形状的相同的不同轴之间可以是不同的。因此，子束节距是例如在扫描期间相邻子束与样品在其处相交的点之间的最短距离。

在对准特征上扫描多射束时，可以在大于或等于多射束布置在样品表面的平面中的尺寸的距离上扫描多射束布置。在一个实施例中，该尺寸对应于选定子束的视场。扫描可以在大于或等于分配给多射束的子束的视场的距离上进行。在一种布置中，在样品上分配给这种子束的视场在50μm至500μm的范围内，例如50微米至300微米，例如50μm至100μm，更优选60μm至70μm。因此，子束的扫描距离较大，例如20-550μm，20-120μm，更优选50-90μm。

在一种布置中，扫描可以是两个不同正交扫描方向的组合。在一个方向上，可以静电扫描子束。在扫描偏转器接近样品的情况下，例如与物镜阵列相关联或集成到物镜阵列中，静电扫描偏转是1微米的量级，例如高达5微米、3微米或1微米。在与静电扫描方向正交的另一方向上，支座相对于子束路径扫描。支座和子束的相对扫描在大于或等于分配给子束的视场的距离上。

注意，在一种布置中，扫描偏转器可以位于更远离样品的位置。在这种布置中，扫描偏转可以更大。如果扫描缺陷器位于离样品表面足够远的位置，则静电扫描范围可能足以超过分配给对应子束的最大视场。

参考图11的示意图，示出了可用于扫描样品的示例扫描方法。这种方法有时被称为跳跃和扫描。在2021年5月3日提交的EP申请21171877.0中描述了这种扫描方法和装置，该申请通过引用扫描方法的部分并入到本文中，该扫描方法包括有时称为跳跃和扫描的方法。栅格位置702描绘了由带电粒子评估系统引导到样品208上的多射束的示例几何形状。栅格位置702示出了多射束中子束的位置。栅格位置702的节距等于多射束中子束在样品表面处的节距。每个子束在对应于该子束的节距区域704上沿不同方向(例如，X和Y方向)被静电扫描。标记了两个示例性节距区域704。主扫描区域标记为704A。可附加地提供边界区域704B以允许子束节距不均匀性。

在最左边的示例节距区域704中示出了虚线703，以示意性地表示沿X方向的扫描线。可以顺序地一个接一个地处理扫描线，在每个扫描线之间具有沿Y方向的台阶。对X和Y的引用仅仅是为了说明扫描发生在相对于彼此成角度的两个不同方向上，并且可以相互正交。也就是说，在一个实施例中，所描绘的扫描线是两个不同的正交扫描方向的组合，例如如本文所述，其中静电扫描为1微米量级，且样品相对于子束的机械扫描在大于或等于分配给子束的视场的距离上。顺序扫描线可以彼此跟随，即，曲折，或者所有扫描线可以从节距区域的一侧开始。扫描过程继续，直到每个子束已经处理了它的所有节距区域704。节距区域704由相应的子束并行地处理。也就是说，子束同时扫描它们相应的节距区域704。

当子束已经完成对节距区域704的处理时，样品被移动到不同的位置(由于所涉及的相对大的距离，这可以被称为跳跃)。然后重复该过程(例如，扫描)以处理在样品的该新位置处的节距区域704。跳跃可以移动样品，使得样品表面的不同部分对应于多射束的覆盖区。

该新位置可以是使得扫描样品上与在该样品的先前位置处扫描的区域相邻的区域或部分，以便扫描大的连续区域；也就是说，这些区域可以是连续的。(样品表面的这种连续区域可以被称为扫描区域。)备选地或附加地，新位置可以使得扫描样品上与在样品的先前位置处扫描的区域分开的区域。这两个区域可以间隔开。当与多个对准特征对准时，可以在全局对准期间使用处理这样的间隔开的区域，该多个对准特征中的至少两个对准特征可以在样品表面的间隔开的部分中。

在每个新位置处，每个节距区域的扫描(例如，在X方向上扫描子束并在Y方向上步进子束)包括将子束静电偏转(例如，在X方向上扫描并在Y方向上步进)基本上等于多射束中的子束的节距的距离。

应该注意的是，多射束布置中的子束被布置成至少两个轴的栅格。当选择检测信号等进行处理时，对应的所选检测器元件和子束可以在栅格上形成图案。所选择的子束可以在一个或多个轴中均等地间隔开。

带电粒子评估系统可以包括单个源201，如图2到图5所示，或者可以包括多个源，以用于生成朝向样品投射的带电粒子。每个源可以对应于单个子束，或者可以对应于多个子束，例如图2、图3和图7中所示的子束子射束211-213。每个源可以对应于单个带电粒子装置列，诸如图2至图5的电子束工具40，或者可以对应于多个带电粒子装置列。

如果带电粒子评估系统包括多个源，则每个源发射带电粒子束。从由源发射的每个相应带电粒子束生成子束的多射束。与多个源相关联的多射束的集合可以被称为多个多射束。因此，带电粒子评估系统的操作方法可以包括从多个源发射带电粒子束，并且从来自相应源的每个射束生成沿着例如朝向样品的多射束路径的相应的子束的多射束。全局对准方法还可以包括带电粒子评估系统的操作方法。

优选地，带电粒子评估系统至少包括第一和第二带电粒子光学装置列(或第一和第二装置列)。第一和第二装置列对应于例如将多射束布置的至少第一部分和第二部分投射为第一分量多射束和第二分量多射束。第一和第二装置列可以具有用于相应的第一和第二分量多射束的相应的第一和第二多射束路径。第一多射束路径可以相对于第二多射束路径被校准。在这种配置中，带电粒子光学系统可以包括多射束系统的第一和第二部分。带电粒子光学系统的第一部分可以对应于第一带电粒子光学装置列，带电粒子光学系统的第二部分可以对应于第二带电粒子光学系统。多射束布置的第一和第二部分可以被独立地控制，例如通过对应的第一和第二带电粒子光学装置列，例如被导向样品。(多射束布置的第一和第二部分在样品上的定位可以通过控制载物台来控制)。多射束布置的第一和第二部分是示例性的，并且多射束布置可以包括如期望的一样多的部分，即，(例如任何尺寸或形状的直线布置的、例如九、一百、四百个等的或者任何尺寸或形状的六边形布置的、例如三十六、三百六十一、二千一百六十六个等的)带电粒子光学系统或装置列。例如，多射束布置可以包括三个部分，即，三个带电粒子光学系统或装置列。可以为每个部件或部件的选定提供对准特征。例如，第一和第二部分各自具有对应的对准特征，例如，第一和第二对准特征。

可选地，在引导多个多射束时，第一装置列将多射束布置的第一部分作为第一分量多射束朝向第一对准特征投射，第二装置列将多射束布置的第二部分作为第二分量多射束朝向第二对准特征投射。第一和第二分量多射束可以同时和分别向第一对准特征和第二对准特征投射。

该控制系统可以被配置为用于控制第一装置列以将第一分量多射束朝向包括第一对准特征的视场中的对准特征引导。该控制系统可以被配置为用于控制该第二装置列以便将第二分量多射束朝向包括第二对准特征的视场中的第二对准特征引导。控制系统可以被配置为控制第一和装置装置列以同时向样品投射相应的第一和第二分量多射束。以此方式，可以同时获得第一和第二对准特征的两个数据集。当第一和第二对准特征在样品表面的彼此距离太远而不能在一个多射束布置(例如是多带电粒子装置列评估工具的一部分时)的视场中获得的部分中时，，可能希望同时获得这两个数据集。因此，以这种方式可以同时收集多个对准特征。数据集可用于确定样品的全局对准。因此，同时扫描多个对准特征的能力同时增加了对准的速度，并且因此可以在样品的全局对准的过程中增加样品的吞吐量。这有利于提供及时的且因此成本有效的样品检查。

在全局对准方法中，可以对第二对准特征执行图8的步骤S10到S40。第二对准特征可以是如上所述的样品的边缘特征或主表面特征，例如对准标记或几何特征，诸如样品表面的一部分的形状。第二对准特征设置在样品上与第一对准特征不同的位置处。

多射束布置的引导可以包括将第二分量多射束朝向第二对准特征引导。备选地或附加地，多射束布置的引导可以包括将第一分量多射束朝向第二对准特征引导。这种控制可以包括控制载物台以相对于第一和/或第二装置列定位样品。控制系统可以被配置为控制第一装置列，以将多射束布置导向在包括第二对准特征的视场中的第二对准特征。例如，控制第一分量多射束移动，使得第一分量多射束的视场包括第二对准特征。

可以基于信号粒子的检测生成表示第二对准特征的数据集。处理系统可以被配置为基于信号粒子的检测生成表示第二对准特征的数据集。处理系统还可以被配置为根据表示第二对准特征的数据集和/或根据表示第一对准特征的数据集来确定样品相对于相应多射束分量的多射束路径的全局对准。因此，可以基于为第一对准特征和/或第二特征收集的数据集来确定样品相对于相应多射束分量的多射束路径的全局对准。由于第一和第二装置列以及第一多射束路径和第二多射束路径相对于彼此被校准，所以可以确定全局对准。

关于包含或使用粒子捕集器的实施例的上部和下部、上和下、以上和以下等的参考应理解为是指平行于撞击在样品208上的电子束或多射束的(通常但不总是竖直的)上游和下游方向的方向。因此，对上游和下游的引用旨在表示与任何存在的重力场无关的关于射束路径的方向。

在此描述的实施例可以采取沿着射束或多射束路径以阵列布置的一系列孔径阵列或电子光学元件的形式。这种电子光学元件可以是静电的。在一个实施例中，所有的电子光学元件，例如从射束限制孔径阵列到样品之前的子射束路径中的最后一个电子光学元件，可以是静电的和/或可以是孔径阵列或板阵列的形式。在一些布置中，一个或多个电子光学元件被制造为微机电系统(MEMS)(即，使用MEMS制造技术)。电子光学元件可以具有磁性元件和静电元件。例如，复合阵列透镜可以以包围多射束路径的宏磁透镜为特征，其中上极板和下极板在磁透镜内并沿多射束路径布置。在极板中可以是用于多射束的子束路径的孔径阵列。电极可以存在于极板之上、之下或之间，以控制和优化复合透镜阵列的电磁场。

在电极或其它元件被设置成相对于彼此具有不同电势的情况下，应当理解，这样的电极/元件将彼此电隔离。如果电极/元件彼此机械连接，则可以提供电绝缘连接器。例如，在电极/元件被设置为一系列导电板的情况下，每个导电板限定孔径阵列以例如形成物镜阵列或控制透镜阵列，电绝缘板可以被提供在导电板之间。绝缘板可以连接到导电板，从而用作绝缘连接器。导电板可以通过绝缘板沿子束路径彼此分开。

对可控制以某一方式操纵带电粒子束的部件或元件或部件的系统的引用包括配置控制器或控制系统或控制单元以控制部件以所述方式操纵带电粒子束，以及可选地使用其它控制器或设备(例如，电压源)来控制部件以这种方式操纵带电粒子束。例如，在控制器或控制系统或控制单元的控制下，电压源可以电连接到一个或多个部件以向部件施加电势，诸如向控制透镜阵列250和物镜阵列241的电极施加电势。可致动部件(例如，载物台)可以是可控的以使用一个或多个控制器、控制系统或控制单元以控制组件的致动来致动并且因此相对于另一部件(诸如射束路径)移动。

术语“子射束”和“子束”在本文中可互换使用，并且都被理解为包括通过分割或分裂母体辐射束而从母体辐射束导出的任何辐射束。术语“操纵器”用于包括影响子束子射束或子束的路径的任何元件，诸如透镜或偏转器。对沿射束路径或子束子射束路径对准的元件的引用应理解为意指各个元件沿射束路径或子束子射束路径定位。对光学器件的引用应理解为是指电子光学器件。

本发明的实施例在以下编号的条款中陈述：

条款1：一种在带电粒子评估系统中对准样品的方法，所述带电粒子评估系统包括用于支撑样品的支座，所述评估系统被配置为沿着多射束路径将多射束中的带电粒子朝向样品投射，所述多射束包括子束的布置，并且被配置为检测响应于所述多射束的对应子束而从所述样品发射的信号粒子，所述方法包括：将所述多射束带电粒子沿着所述多射束路径朝向所述样品的对准特征引导，使得所述多射束带电粒子的视场包括所述对准特征；检测从所述样品发射的所述信号粒子；基于所述信号粒子的所述检测生成表示所述对准特征的数据集；以及使用所述数据集确定所述样品相对于所述多射束路径的全局对准，期望地，所述数据集表示例如能够绘制为诸如二维图像的图像；

条款2：根据条款1所述的方法，其中所述多个子束被同时导向所述对准特征。

条款3：根据条款1或2所述的方法，其中所述多射束布置的选定子束的组合视场包括所述对准特征。

条款4：根据条款3中任一项所述的方法，其中所述选择包括至少50至100个子束，优选地至少60个子束。

条款5：根据条款3或4所述的方法，其中引导所述多射束包括从所述多射束布置中选择所述选定子束，彼此邻接的所述选定子束限定所述多射束布置的一部分，或者所述选定子束优选地以规则图案遍及所述多射束布置被设置在所述多射束布置中。

条款6：根据条款5所述的方法，其中所述选择包括消隐未包括在所述选定子束中的所述多射束布置的所述子束；或其中多射束布置包括射束选定子束和未选择的子束，其中所述选择包括消隐所述未选择的子束。

条款7：根据条款1至6中任一项所述的方法，其中所述多射束带电粒子在所述样品上的视场是至少3mm。

条款8：根据条款1至7中任一项所述的方法，其中引导所述多射束包括在所述对准特征上扫描所述多射束带电粒子。

条款9：根据条款8所述的方法，其中在所述对准特征上扫描所述多射束包括移动所述支座以相对于所述多射束路径移动所述样品和/或静电偏转所述多射束，使得所述多射束带电粒子在所述对准特征上进行扫描。

条款10：根据条款8和9中任一项所述的方法，其中在所述对准特征上对所述多射束带电粒子的所述扫描是在大于或等于子束节距的距离上进行的。

条款11：根据条款8至10中任一项所述的方法，其中在所述对准特征上对所述多射束带电粒子的所述扫描是在大于或等于以下的距离上进行的：部分射束布置的在所述样品表面的平面中的尺寸和/或分配给所述多射束的子束的所述视场的尺寸，所述距离优选地在50微米至200微米的范围内，例如50微米至100微米，更优选地60微米或70微米。

条款12：根据条款8至11中任一项所述的方法，其中在所述对准特征上对所述多射束带电粒子的所述扫描在所述视场内。

条款13：根据条款1至12中任一项所述的方法，其中将所述多射束带电粒子沿着所述多射束路径朝向所述样品的对准特征的所述引导包括：控制所述支座的移动和/或定位，使得所述对准特征在所述多射束带电粒子路径中。

条款14：根据条款1至13中任一项所述的方法，其中所述带电粒子评估系统包括多个源，所述方法还包括从所述多个源发射带电粒子束，以及从来自所述多个源的所述带电粒子束生成沿所述多射束路径的子束的所述多射束。

条款15：根据条款14所述的方法，其中所述多个源包括带电粒子装置列，优选地，所述带电粒子评估系统包括与所述多射束布置的至少第一部分和第二部分相对应的至少第一电子光学装置列和第二电子光学装置列。

条款16：根据条款1至15中任一项所述的方法，其中所述多射束布置包括至少第一部分和第二部分，其中在对所述多射束的所述引导中，所述第一部分和所述第二部分被独立地引导。

条款17：根据条款1至16中任一项所述的方法，其中：对所述多射束的所述引导包括将所述多射束引向所述多射束的所述视场中的附加对准特征，基于所述信号粒子的所述检测生成表示所述附加对准特征的数据集；并且确定所述样品相对于所述多射束路径的全局对准；其中所述附加的对准特征位于所述样品上与所述对准特征不同的位置处，理想地，所述数据集能够表示为例如能够绘制为诸如二维图像的图像。

条款18：根据条款17所述的方法，其中，在对所述多射束或所述多射束布置的所述引导中，所述多射束布置的所述第一部分朝向所述对准特征投射带电粒子，并且所述多射束布置的所述第二部分朝向所述附加对准特征投射带电粒子。

条款19：根据条款18所述的方法，其中所述多射束布置的所述第一部分和所述第二部分将所述带电粒子同时朝向所述对准特征和所述附加对准特征投射。

条款20：根据条款1至19中任一项所述的方法，其中所述检测包括选择检测器阵列的检测器元件以进行检测。

条款21：根据条款1至20中任一项所述的方法，其中所述生成包括从所述检测中选择检测器信号以用于生成所述数据集。

条款22：根据条款1至21中任一项所述的方法，其中所述确定包括从所述数据集中选择与检测器阵列的所选检测器元件的检测相对应的数据。

条款23：根据条款1至22中任一项所述的方法，其中所述确定包括基于所述信号的强度确定所述多射束的所述视场中的所述样品表面的形貌。

条款24：根据条款1至23中任一项所述的方法，其中所述对准特征包括在所述样品的边缘中或所述边缘上限定的特征。

条款25：根据条款24所述的方法，其中所述对准特征包括在所述样品的所述边缘中的缺口。

条款26：根据条款1至24中任一项所述的方法，其中所述对准特征包括所述样品的主表面的特征。

条款27：根据条款26所述的方法，其中所述对准特征包括对准标记。

条款28：根据条款1至27中任一项所述的方法，其中所述对准特征具有小于所述样品上的所述视场的尺寸。

条款29：根据条款1至28中任一项所述的方法，其中所述样品相对于所述多射束路径的所述全局对准位置被确定为在100nm内。

条款30：根据条款1至29中任一项所述的方法，确定所述样品相对于所述子束的布置的精细对准，例如通过例如使用所述全局对准至少控制所述光学系统来确定所述精细对准；理想地通过沿着所述多射束路径将所述子束的所述布置引导朝向所述样品的精细对准特征，使得所述多射束带电粒子的所述视场包括所述精细对准特征；理想地检测从所述样品发射的所述信号粒子；理想地，基于对所述信号粒子的所述检测，生成表示所述对准特征的精细对准数据集，以便理想地基于所述全局对准确定是样品相对于所述多射束路径的所述精细对准。

条款31：一种带电粒子评估系统，被配置为朝向包括对准特征的样品投射多射束带电粒子，所述多射束带电粒子包括被引导沿着多射束路径的子束的布置，所述系统包括：用于支撑样品的支座；用于将多射束带电粒子朝向所述样品投射的光学系统，所述光学系统包括：物镜阵列，被配置为用于将子束的布置中的多射束带电粒子引导朝向所述样品，以及检测器阵列，所述检测器阵列与所述物镜阵列相关联并且被配置为用于检测响应于所述多射束的对应子束而从所述样品发射的信号粒子；控制系统，被配置为控制所述光学系统以将所述多射束带电粒子朝向在包括对准特征的视场中的所述对准特征引导；以及处理系统，被配置为基于对所述信号粒子的所述检测来生成表示所述对准特征的数据集，并且根据表示所述对准特征的所述数据集来确定所述样品相对于所述多射束路径的全局对准，并且理想地，所述控制系统被配置为使用所述全局对准以用于所述样品相对于所述多射束路径的精细对准。

条款32：根据条款31所述的带电粒子评估系统，其中所述数据集是所述对准特征的图像，理想地所述图像是二维图像。

条款33：根据条款31和32中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述光学系统包括一个或多个光学装置列，每个装置列可以包括所述多射束布置的一个或多个子束，可选地包括所述多射束布置的所有的所述子束。

条款34：根据条款31至33中任一项所述的带电粒子评估系统，还包括一个或多个源，每个源对应于一个或多个子束和一个或多个装置列。

条款35：根据条款31至34中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述控制系统被配置为控制所述光学系统以将所述多射束的所述多个子束同时朝向所述对准特征引导。

条款36：根据条款31至35中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述多射束布置的选定子束的组合视场包括所述对准特征。

条款37：根据条款36所述的带电粒子评估系统，其中所述选择包括至少50个至100个子束，优选地至少60个子束。

条款38：根据条款31至37中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述控制系统被配置为控制所述光学系统以从所述多射束的所述射束布置中选择选定子束以指向所述对准特征，彼此邻接的所述选定子束限定所述射束布置的一部分，或者所述选定子束优选地以规则图案遍及所述多射束被设置在所述多射束布置中。

条款39：根据条款38所述的带电粒子评估系统，其中所述光学系统被配置为消隐不包括在所述选定子束中的所述多射束布置的所述子束。

条款40：根据条款31至39中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述多射束带电粒子在所述样品上的所述视场为至少3mm。

条款41：根据条款31至40中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述控制系统被配置为控制所述支座的移动和/或所述光学系统，使得所述多射束带电粒子在所述对准特征上进行扫描。

条款42：根据条款41所述的带电粒子评估系统，其中所述控制系统被配置为控制所述支座以相对于所述光学系统移动所述样品和/或向所述多射束布置施加静电偏转，使得所述多射束在所述对准特征上进行扫描。

条款43：根据条款41和42中任一项所述的带电粒子评估系统，其中控制系统被配置为控制所述光学系统和/或所述支座，使得所述多射束带电粒子在所述对准特征上扫描大于或等于射束节距的距离。

条款44：根据条款41至43中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述控制系统被配置为控制所述光学系统和/或所述支座，使得所述多射束带电粒子在所述对准特征上扫描大于或等于以下的距离：部分射束布置的在射束样品表面的平面中的尺寸和/或分配给所述多射束的子束的视场的尺寸，所述距离优选地在50微米至200微米的范围内，例如50微米至100微米，更优选地60微米或70微米。

条款45：根据条款41至44中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述控制系统被配置为控制所述光学系统和/或所述支座，使得所述多射束带电粒子在所述视场内的所述对准特征上进行扫描。

条款46：根据条款31至45中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述控制系统被配置为控制所述光学系统以将所述多射束带电粒子朝向包括附加对准特征的视场中的所述附加对准特征引导，其中所述附加对准特征在所述样品上与所述对准特征不同的位置处；并且所述处理系统被配置为基于对所述信号粒子的所述检测来生成表示所述对准特征的数据集，并且根据表示所述附加对准特征的所述数据集来确定所述样品相对于所述多射束路径的全局对准，理想地，所述数据集表示为例如能够呈现为诸如二维图像的图像。

条款47：根据条款31至46中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述光学系统包括对应于所述多射束布置的第一部分的第一部分和对应于所述多射束布置的第二部分的第二部分，其中所述控制系统被配置为控制所述第一部分以将所述多射束带电粒子朝向包括所述对准特征的视场中的所述对准特征引导，并且控制所述第二部分以将所述多射束带电粒子朝向包括所述附加对准特征的视场中的所述附加对准特征引导。

条款48：根据条款47所述的带电粒子评估系统，其中所述控制系统被配置为控制所述多射束布置的所述第一部分和所述第二部分，以将所述多射束带电粒子同时朝向所述对准特征和所述附加对准特征投射。

条款49：根据条款47和48中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述光学系统的所述第一部分对应于第一电子光学装置列，并且所述系统的所述第二部分对应于第二光学系统。

条款50：根据条款31至49中任一项所述的带电粒子评估系统，其中所述处理系统被配置为确定所述样品相对于所述带电粒子束路径的全局对准位置在100nm内。

条款51：一种带电粒子评估系统，被配置为朝向包括对准特征的样品投射多射束带电粒子，所述多射束带电粒子包括被引导沿着多射束路径的子束的布置，所述系统包括：用于支撑样品的支座；用于将多射束带电粒子朝向所述样品投射的光学系统，所述光学系统包括：物镜阵列，被配置为将子束的布置中的多射束带电粒子引导朝向所述样品，以及检测器阵列，所述检测器阵列与所述物镜阵列相关联并且被配置为用于检测响应于所述多射束的对应子束而从所述样品发射的信号粒子；并且其中所述带电粒子评估系统被配置为控制所述光学系统以将所述多射束带电粒子朝向在包括所述对准特征的视场中的所述对准特征引导；基于对所述信号粒子的所述检测生成表示所述对准特征的数据集，并且基于所述对准特征的图像根据所述数据集确定所述样品相对于所述至少一个电子光学装置列的全局对准，理想地，所述数据集表示例如能够绘制为诸如二维图像的图像；并且理想地，所述控制系统被配置为至少控制所述光学系统以根据所述全局对准来理想地确定所述样品相对于所述多射束路径的精细对准。

虽然已经结合各种实施例描述了本发明，但是通过考虑本文公开的本发明的说明书和实践，本发明的其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。说明书和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由所附权利要求指示。

以上描述旨在说明而非限制。因此，对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离以下阐述的权利要求的范围的情况下，可以如所描述的进行修改。

Claims (15)

1.一种在带电粒子评估系统中对准样品的方法，所述带电粒子评估系统包括用于支撑样品的支座，所述评估系统被配置为沿着多射束路径将多射束中的带电粒子朝向样品投射，所述多射束包括子束的布置，并且所述评估系统被配置为检测响应于所述多射束的对应子束而从所述样品发射的信号粒子，所述方法包括：

将多射束带电粒子沿着所述多射束路径朝向所述样品的对准特征引导，使得所述多射束带电粒子的视场包括所述对准特征；

检测从所述样品发射的所述信号粒子；

基于所述信号粒子的所述检测而生成表示所述对准特征的数据集；以及

使用所述数据集确定所述样品相对于所述多射束路径的全局对准。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个子束同时被引导向所述对准特征。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述多射束布置的选定子束的组合视场包括所述对准特征，并且优选地其中所述选定包括至少50到100个子束。

4.根据权利要求3所述的方法，其中引导所述多射束包括从所述多射束布置中选择所述选定子束，彼此邻接的所述选定子束限定所述多射束布置的一部分，或者所述选定子束优选地以规则图案遍及所述多射束布置被设置在所述多射束布置中。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述多射束布置包括所述选定子束和未选择的子束，其中所述选择包括消隐所述未选择的子束。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中引导所述多射束包括在所述对准特征上扫描所述多射束带电粒子。

7.根据权利要求6所述的方法，其中带电粒子的所述多射束在所述对准特征上的所述扫描是在大于或等于子束节距的距离上进行的。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中所述多射束带电粒子在所述对准特征上的所述扫描是在大于或等于以下项的距离上进行的：部分射束布置的在所述样品表面的平面中的尺寸和/或分配给所述多射束的子束的视场的尺寸。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中在所述对准特征上对所述多射束带电粒子的所述扫描在所述视场内。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述检测包括选择检测器阵列的检测器元件以进行检测。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述生成包括从所述检测中选择检测器信号以用于生成所述数据集。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述确定包括从所述数据集中选择与检测器阵列的所选检测器元件的检测相对应的数据。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述确定包括基于所述信号的强度来确定所述多射束的所述视场中的所述样品表面的形貌。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述对准特征包括被限定在所述样品的边缘中或所述边缘上的特征和/或所述样品的主表面的特征。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，还包括使用所述全局对准来确定所述样品相对于所述多射束的精细对准。