CN118414684A - 带电粒子设备、带电粒子评估装置、测量方法以及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，用于将子射束阵列朝向样品投射，带电粒子设备包括：带电粒子光学元件和检测器。带电粒子光学元件具有上游表面，该上游表面具有用于从带电粒子束产生子射束阵列的多个开口。在带电粒子光学元件中限定了：子射束孔径和监测孔径。子射束孔径延伸穿过带电粒子元件，用于子射束阵列朝向样品的路径，监测孔径延伸穿过带电粒子元件。检测器位于监测孔径中。检测器的至少一部分位于上游表面的下游。检测器测量入射到检测器上的带电粒子束的一部分的参数。

Description

带电粒子设备、带电粒子评估装置、测量方法以及监测方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年12月20日提交的EP申请21216063.4的优先权，并且其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文提供的实施例一般涉及带电粒子设备、带电粒子评估装置、用于测量参数的方法以及用于监测参数的方法。

背景技术

在制造半导体集成电路(IC)芯片时，在制造过程期间，衬底(即，晶片)或掩模上经常会出现不期望的图案缺陷，从而降低产率。此类缺陷可能是由于光学效应和偶然粒子以及诸如蚀刻、沉积或化学机械抛光等后续处理步骤而产生的。因此，监测不希望的图案缺陷的程度是IC芯片制造中的重要过程。更一般地说，检查和/或测量衬底或其他物体/材料的表面是制造期间和/或制造后的一个重要过程。

带有带电粒子束的图案检查工具已用于检查物体，例如检测图案缺陷。这些工具通常使用电子显微镜技术，诸如扫描电子显微镜(SEM)。在SEM中，相对高能量的电子的初级电子束以最终减速步骤为目标，以便以相对较低的着陆能量着陆在样品上。电子束聚焦为样品上的探测点。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导致从表面发射电子，例如次级电子、背散射电子或俄歇电子。产生的次级电子可以从样品的材料结构发射。通过在样品表面上将初级电子束作为探测点进行扫描，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特征的图像。

初级电子束的均匀性和/或其他参数可能会发生变化。通常需要改进对初级电子束的参数的测量和/或监测。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，该带电粒子检查装置用于将子射束阵列朝向样品投射，该带电粒子设备包括：带电粒子光学元件，包括上游表面，其中限定了多个开口，该多个开口被配置为从带电粒子束生成子射束阵列，在带电粒子光学元件中限定了：穿过带电粒子元件的子射束孔径，用于子射束阵列沿着朝向样品的子射束路径；以及延伸穿过带电粒子元件的监测孔径；以及定位在监测孔径中的检测器，其至少一部分是上游表面的下游，其中检测器被配置为测量入射到检测器上的带电粒子束的一部分的参数。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，该带电粒子检查装置用于将子射束阵列朝向样品投射，该带电粒子设备包括：上游带电粒子光学元件，包括上游表面，其中限定了穿过带电粒子元件的多个孔径，该多个孔径被配置为与多个射束的路径对准，多个射束包括子射束阵列和监测射束；以及下游带电粒子光学元件，其中限定了多个孔径，该多个孔径被配置用于与在上游带电粒子光学元件中限定的开口对准，这些孔径包括：至少一个穿过带电粒子元件的子射束孔径，并且被配置用于子射束阵列朝向样品的位置的路径；以及监测孔径，被配置用于监测监测射束；以及检测器包括在监测孔径内并且配置为测量对应监测射束的参数的检测器。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，该带电粒子检查装置被配置为将子射束阵列朝向样品投射，该带电粒子设备包括：上游带电粒子光学元件，其中限定了穿过其的子射束孔径，子射束孔径被配置用于与子射束阵列的子射束朝向样品的路径对准；下游带电粒子光学元件，其中限定了穿过其的下游子射束孔径，多个孔径被配置用于与子射束阵列的子射束朝向样品的路径对准；以及检测器阵列，被配置为测量子射束的参数；以及致动装置，被配置为将子射束的路径导向检测器阵列，其中检测器阵列被定位在下游子射束孔径的径向外侧。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，该带电粒子检查装置被配置为将子射束阵列朝向样品投射，该带电粒子设备包括：上游带电粒子光学元件，其中限定了穿过其的子射束孔径，该子射束孔径被配置用于与朝向样品的子射束阵列的子射束的路径对准；下游带电粒子光学元件，其中限定了穿过其的多个子射束孔径，孔径被配置用于与朝向样品的子射束阵列的子射束路径对准；以及检测器阵列，被配置为测量子射束的参数；以及偏转器设备，所述偏转器设备被配置为将子射束的路径偏转到检测器阵列，a)其中，检测器阵列包括位于子射束路径之间的检测器元件，并且偏转器设备被配置为在所有子射束路径上操作以将子射束的路径同时沿相同方向朝向检测器偏转；或者b)还包括准直器，其被配置为准直穿过下游带电粒子光学元件朝向样品的子射束路径，其中偏转器阵列位于偏转器设备和准直器之间；或者c)其中检测器阵列集成到期望是准直器阵列的准直器中；或者d)其中偏转器设备是期望为准直器阵列的准直器，其被配置为准直穿过下游带电粒子光学元件朝向样品的子射束的路径。

根据本发明的一个方面，提供了一种测量带电粒子束的参数的方法，该方法包括：通过限定在带电粒子设备的带电粒子光学元件的上游表面中的对应开口投射子射束阵列，子射束包括子射束阵列和监测射束，并且开口包括延伸穿过带电粒子光学元件的多个子射束孔径和延伸穿过带电粒子光学元件的监测孔径，其中投射包括通过穿过带电粒子光学元件的对应子射束孔径沿着子射束路径朝向样品投射子射束阵列；以及检测监测射束的参数，该检测包括使用定位在监测孔径和上游表面的下游中的检测器。

根据本发明的一个方面，提供了一种测量带电粒子束的参数的方法，该方法包括：通过穿过带电粒子设备的上游带电粒子光学元件的对应孔径投射多个射束，该多个射束包括子射束阵列和监测射束，该投射还包括：穿过通过下游带电粒子光学元件限定的至少一个子射束孔径将子射束阵列朝向样品投射；以及将监测射束朝向检测器投射；以及在检测器处检测监测射束的参数，其中下游带电粒子光学元件包括检测器。

根据本发明的一个方面，提供了一种测量带电粒子束的参数的方法，该方法包括：通过限定在上游带电粒子光学元件中的子射束孔径和限定在下游带电粒子光学元件中的子射束孔径，沿子射束路径将子射束阵列朝向样品投射；使用致动装置将子射束阵列的至少一部分引导到检测器阵列；以及检测所检测的子射束的参数，其中检测器阵列被定位在致动装置的下游，并且在下游带电粒子光学元件中的子射束孔径的径向外侧。

根据本发明的一个方面，提供了一种测量带电粒子束的参数的方法，该方法包括：通过限定在上游带电粒子光学元件中的子射束孔径和限定在下游带电粒子光学元件中的子射束孔径，沿着子射束路径将子射束阵列朝向样品投射；将子射束阵列偏转到检测器阵列；以及检测所检测的子射束的参数，其中检测器阵列定位在子射束路径之间的偏转射束的下游。

根据本发明的一个方面，提供了一种在包括多射束带电粒子设备的评估装置中监测带电粒子束的参数的方法，该方法包括：在样品支撑件上支撑样品，该样品包括抗蚀剂层，该抗蚀剂层面向多射束带电粒子设备；利用多个子射束曝光该抗蚀剂层；处理在抗蚀剂层中形成与多个子射束的曝光相对应的图案的样品；以及评估该图案以确定多个子射束中的至少一个子射束的参数。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于向样品投射多个子射束的带电粒子评估装置，该装置包括：样品支撑件，被配置为支撑样品；多个带电粒子光学元件，其中限定了多个孔径，该多个孔径被配置用于与另一带电粒子光学元件中的对应孔径以及朝向样品的多个子射束的路径对准；检测器，被配置为响应于多个子射束而检测来自样品的信号粒子以对样品进行评估，其中评估装置被配置为曝光抗蚀剂涂覆的样品，以便监测一个或多个子射束的一个或多个参数。

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显然易见。

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是根据一个实施例的检查装置的物镜的示意性横截面图。

图5是图4物镜的仰视图。

图6是图4物镜的修改的仰视图。

图7是图4的物镜中并入的感测检测器的放大横截面示意图。

图8是校正器阵列的示意侧视图。

图9A和图9B是根据一个实施例的感测检测器阵列和相关联的单元阵列的示意图、单元阵列的单元的示意图、以及根据一个实施例的单元阵列的单元的示意图。

图10是示出根据一个实施例的电路导线和屏蔽装置的横截面布线路线的示意图。

图11是根据一个实施例的具有监测检测器的示例性带电粒子设备的示意图。

图12是根据一个实施例的具有监测检测器的示例性带电粒子设备的示意图。

图13是根据一个实施例的具有监测检测器的示例性带电粒子设备的示意图。

图14A和图14B是可以与图13所示的带电粒子设备一起使用的偏转器的示意图。

图15是根据一个实施例的具有监测检测器的示例性带电粒子设备的示意图。

图16是显示适合用作监测检测器的示例性检测器的细节的示意图。

图17示出了根据一个实施例可以如何监测带电粒子束的参数。

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，其中除非另有说明，否则不同图中的相同附图标记表示相同或相似的元件。以下示例性实施例的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方面一致的设备和方法的示例。

电子器件的计算能力增强，从而减小了器件的物理尺寸，这可以通过显著增加IC芯片上晶体管、电容器、二极管等电路元件的封装密度来实现。分辨率的提高使得可以制造更小的结构，从而实现了这一点。例如，智能手机的IC芯片只有拇指指甲大小(在2019年或更早推出)，其中可能包含超过20亿个晶体管，每个晶体管的尺寸不到人类头发的千分之一。因此，半导体IC制造是一个复杂且耗时的过程，涉及数百个单独的步骤，这并不奇怪。即使一个步骤中的误差也有可能极大地影响最终产品的功能。仅仅一个缺陷就会导致器件无用。制造过程的目标是提高整个过程的产率。例如，要使50个步骤的工艺(其中步骤可以指示晶片上形成的层数)获得75％的产率，每个单独的步骤的产率必须大于99.4％。如果每个步骤的产率为95％，那么整个工艺的产率就会低至7％。

虽然高工艺产率是IC芯片制造工厂所期望的，但保持高衬底(即，晶片)吞吐量(定义为每小时处理的衬底数目)也是必不可少的。高工艺产率和高衬底吞吐量可能会受到缺陷存在的影响。在需要操作员干预以检查缺陷的情况下尤其如此。因此，通过检查工具(例如，扫描电子显微镜(SEM))进行的微米级和纳米级缺陷的高吞吐量检测和标识对于保持高产率和低成本至关重要。

SEM包括扫描设备和用于感测来自样品的信号的检测器装置。扫描装置包括照射装置和投射装置，该照射装置包括用于产生初级电子束的电子源，该投射装置用于使用一个或多个聚焦的初级电子束来扫描样品(例如，衬底)。照射装置或照射系统以及投射装置或投射系统至少可以一起称为电子光学系统或装置。初级电子束与样品相互作用并产生次级电子。检测装置在扫描样品时捕获来自样品的次级电子，使得SEM可以创建样品扫描区域的图像。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射束(即，多射束)。多射束的分量束可以称为子射束或子束。多射束可以同时扫描样品的不同部分。因此，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。

下面描述已知多射束检查装置的一个实现方式。

附图是示意性的。因此，为了清晰起见，图中部件的相对尺寸被夸大了。在以下附图描述中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的部件或实体，并且仅描述相对于各个实施例的差异。虽然描述和附图针对的是电子光学装置，但应理解的是，实施例不用于将本公开内容限制于特定的带电粒子。因此，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，其为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(或带电粒子束装置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。电子束装置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可以例如接纳包含衬底(例如，半导体衬底或由其他(多种)材料制成的衬底)或待检查的样品(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(FOUP)。EFEM 30中的一个或多个机械臂(未示出)将样品运送到负载锁定室20。

负载锁定室20用于去除样品周围的气体。这会产生真空，即局部气压低于周围环境的压力。负载锁定室20可以连接到负载锁定真空泵系统(未示出)，该系统去除负载锁定室20中的气体颗粒。负载锁定真空泵系统的操作使负载锁定室能够达到低于大气压的第一压力。达到第一压力后，一个或多个机械臂(未示出)将样品从负载锁定室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中的气体颗粒，使得样品周围的压力达到低于第一压力的第二压力。达到第二压力后，样品被运送到电子束工具，通过该工具可以对其进行检查。电子束装置40可以包括多射束电子光学装置。

控制器50电连接到电子束装置40。控制器50可以是被配置为控制带电粒子束装置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系统。虽然图1中所示的控制器50位于包括主室10、负载锁定室20和EFEM 30的结构之外，但可以理解的是，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，但应该注意的是，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，可以理解的是，前述原理也可以应用于在第二压力下操作的其他工具和其他装置布置。

现在参考图2，其是示出示例性电子束装置40的示意图，该装置包括多射束检查工具，该多射束检查工具是图1的示例性带电粒子束装置100的一部分。多射束电子束装置40(本文中也称为工具40)包括电子源201、投射装置230、致动台209和样品支撑件207。电子源201和投射装置230可以一起称为照射装置。样品支撑件207由电动台209支撑，以便保持样品208(例如，衬底或掩模)以供检查。多射束电子束装置40还包括电子检测设备240。

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束。提取器和/或阳极提取或加速初级电子束以形成初级电子束202。

投射装置230被配置为将初级电子束202转换为多个子射束211、212、213，并将每个子射束引导到样品208上。尽管为了简单起见仅示出了三个子射束，但可能存在数十、数百或数千个子射束。子射束可以称为子束。

图1的带电粒子束装置100的各个部分，诸如电子源201、电子检测设备240、投射装置230和电动台209。控制器50可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来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。

投射装置230可被配置为将子射束211、212和213聚焦到样品208上进行检查，并可在样品208的表面上形成三个探测点221、222和223。投射装置230可被配置为偏转初级子射束211、212和213，以跨越样品208表面的一部分中的各个扫描区域扫描探测点221、222和223。响应于初级子射束211、212和213入射到样品208上的探测点221、222和223上，从样品208产生电子，其包括次级电子和背散射电子。次级电子的电子能量通常≤50eV，而背散射电子的电子能量通常介于50eV和初级子射束211、212和213的着陆能量之间。

电子检测设备240被配置为检测次级电子和/或背散射电子(也称为信号粒子)并生成相应的信号，这些信号被发送到控制器50或信号处理系统(未示出)，例如，以构建样品208的对应扫描区域的图像。期望地，电子检测设备被并入投射装置中。备选地，它可以与投射装置分离，其中设置次级电子光学装置列以将次级电子和/或背散射电子引导至电子检测设备。

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、大型机主机、终端、个人计算机、任何类型的移动计算设备等，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的装置40的电子检测设备240，例如电导体、光纤电缆、便携式存储介质、IR、蓝牙、互联网、无线网络、无线电等，或者它们的组合。图像获取器可以从电子检测设备240接收信号，可以处理信号中包括的数据，并且可以从中构建图像。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。存储器可以是任何合适的存储介质。存储器与图像获取器耦合，用于保存扫描的原始图像数据作为原始图像和后处理后图像。

图像获取器可基于从电子检测设备240接收的成像信号获取样品的一个或多个图像。成像信号可对应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。单个图像可存储在存储器中。单个图像可以是可划分为多个区域的原始图像。每个区域可包括一个包含样品208的特征的成像区域。获取的图像可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。多个图像可存储在存储器中。控制器50可被配置为利用样品208的同一位置的多个图像执行图像处理步骤。

控制器50可以包括测量电路系统(例如，模拟-数字转换器)，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的对应扫描路径数据结合使用，以重建被检查的样品结构的图像。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可控制致动台209在检查样品208期间移动样品208。控制器50可使致动台209至少在样品检查期间沿某一方向(例如，连续地，例如以恒定速度)移动样品208。控制器50可控制致动台209的移动，使得控制器50根据各种参数改变样品208的移动速度。例如，控制器可根据扫描过程的检查步骤的特征来控制台速度(包括其方向)。

图3是包括电子源201和电子光学装置列(或电子光学设备)的评估工具的示意图。(在另一种布置中，源是电子光学装置列的一部分)。电子光学设备包括多个电子光学元件。电子光学元件是影响(例如，引导、整形或聚焦)电子束的任何元件，并且可以使用电场和/或磁场。电子源201将电子引导朝向形成电子光学装置列的一部分的会聚透镜231阵列。电子源期望是高亮度热场发射器，其在亮度和总发射电流之间具有良好的折衷。可能有几十、几百或几千个会聚透镜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，该文献在此通过引用被并入，特别是用于将电子束分成子射束的透镜阵列的公开内容，其中阵列为每个子射束提供透镜。因此，会聚透镜阵列用作射束划分器、分束器、射束生成器或射束分离器。会聚透镜阵列可以采用至少两个板的形式，用作电极，每个板中的孔径彼此对准并对应于子射束的路径位置。在操作期间，至少两个板保持在不同的电位以实现所期望的透镜效果。因此，板具有孔径阵列，每个孔径对应于子射束的路径。定位在最上游的板是射束分离器，并且可以称为射束限制孔径。在不同的布置中，射束分离器可以是会聚透镜阵列的一部分或与会聚透镜阵列相关联，具有透镜化子射束的单独功能形式。

在一种布置中，会聚透镜阵列由三个板阵列组成，其中带电粒子在进入和离开每个透镜时具有相同的能量，这种布置可以称为Einzel透镜。射束进入和离开Einzel透镜时的能量相同。因此，色散仅发生在Einzel透镜本身内(透镜的入口和出口电极之间)，从而限制了离轴色差。当会聚透镜的厚度较低(例如几毫米)时，这种像差的影响很小或可以忽略不计。

阵列中的每个会聚透镜将电子引导到相应的子射束211、212、213中，这些子射束聚焦在相应的中间焦点233处。子射束彼此发散。在中间焦点233处的是偏转器235。偏转器235定位在子射束路径中对应的中间焦点233或焦点(即，聚焦的点)的位置处或至少其周围。偏转器定位在子束路径中相关联的子束的中间图像平面处，即其焦点或焦点处。偏转器235被配置为对相应的子束211、212、213进行操作。偏转器235被配置为将相应的子束211、212、213弯曲有效量，以确保主射线(也可以称为射束轴)基本垂直地(即，与样品的标称表面基本成90°)入射到样品208上。偏转器235也可以称为准直器或准直器偏转器。偏转器235实际上使子束的路径准直，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，子束路径相对于彼此基本上平行，即，基本准直。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，该申请关于将偏转器应用于多射束阵列的内容在此通过引用并入。

偏转器235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251。控制透镜阵列250可以包括至少两个(例如，三个)连接到相应电位源的板电极阵列。控制透镜阵列250的功能是相对于射束的缩小率优化射束开口角和/或控制传送到物镜234的射束能量，每个物镜234将相应的子射束211、212、213引导到样品208上。物镜234位于物镜阵列241中。控制透镜预聚焦子射束(例如，在子射束到达物镜阵列241之前对子射束施加聚焦动作)。预聚焦可减少子射束的发散或增加子射束的会聚率。控制透镜阵列和物镜阵列共同操作以提供组合焦距。没有中间焦点的组合操作可降低像差的风险。请注意，对缩小率和开口角的引用旨在指同一参数的变化。在理想布置中，缩小率和对应开口角的乘积在一系列值上是恒定的。

控制阵列250可被视为提供物镜阵列电极之外的附加电极。物镜阵列可具有与物镜阵列相关联且靠近物镜阵列的任意数目的附加电极。诸如控制透镜阵列250的附加电极允许用于控制子射束的电子光学参数的其他自由度。这种附加相关电极可被视为物镜阵列的附加电极，从而实现物镜阵列的相应物镜的附加功能。在布置中，这种电极可被视为物镜阵列的一部分，从而为物镜阵列的物镜提供附加功能。因此，控制透镜被视为对应物镜的一部分，甚至在控制透镜仅被称为物镜的一部分的程度上。

物镜234被布置为物镜阵列，诸如物镜阵列241。物镜234可被配置为将电子束缩小10倍以上，优选在50至100倍或更大的范围内。物镜234可以是Einzel透镜。至少会聚透镜和对应的下游物镜在射束中产生的色差可以相互抵消。

物镜阵列的每个板电极期望通过隔离元件(诸如，间隔件)与相邻的板电极阵列进行机械连接和电隔离，间隔件可以包括陶瓷或玻璃。这种间隔件可以机械连接相邻的电极板并电隔离相邻的电极板。隔离元件也可以称为绝缘结构，并且可以被提供用于分离所提供的任何相邻的电极。如果提供两个以上的电极，则可以提供多个隔离元件(即，绝缘结构)。例如，可以有一系列绝缘结构。隔离间隔件可以存在于电子光学设备240的任何其他电子光学元件之间。

电子检测设备240设置在物镜234和样品208之间，以检测从样品208发射的次级电子和/或背散射电子。下面描述电子检测系统的示例性构造。

可选地，在控制透镜阵列250和物镜阵列234之间设置扫描偏转器阵列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261。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横跨样品208扫描子射束。

图3的系统可以被配置为控制电子在样品上的着陆能量。可以根据被评估样品的性质选择着陆能量以增加次级电子的发射和检测。用于控制物镜234而提供的控制器可以被配置为通过改变施加到控制透镜和物镜的电极的电位来控制着陆能量。控制透镜和物镜一起工作并且可以称为物镜组件。可以根据被评估样品的性质选择着陆能量以增加次级电子的发射和检测。控制器可以被配置为将着陆能量控制为预定范围内的任何期望值或多个预定值中的期望值。

期望地，着陆能量主要通过控制离开控制透镜的电子的能量来改变。物镜内的电位差期望地在该变化期间保持恒定，使得物镜内的电场保持尽可能高。此外，施加到控制透镜的电位可用于优化射束开口角和缩小率。控制透镜阵列的使用使得物镜阵列能够以其最佳电场强度操作。可用于控制着陆能量的电极结构和电位的细节在EPA 20158804.3中公开，该文件通过引用并入本文。

图4的系统中，可以控制电子的着陆能量，因为在子束路径中产生的任何离轴像差都是在会聚透镜231中产生的，或者至少主要在会聚透镜231中产生的。图3所示系统的物镜234不必是Einzel透镜。这是因为，当射束被准直时，物镜中不会产生离轴像差。与物镜234相比，离轴像差可以在会聚透镜中得到更好的控制。

在一些实施例中，带电粒子评估工具还包括一个或多个像差校正器，其减少子射束中的一个或多个像差。在一个实施例中，至少一个子集的像差校正器中的每一个像差校正器都定位在中间焦点中的相应一个中间焦点或直接相邻于中间焦点中的相应一个中间焦点(例如，在中间图像平面中或相邻于中间图像平面)。子射束在焦平面(诸如中间平面)中或焦平面(诸如中间平面)附近具有最小的截面面积。这为像差校正器提供了比其他可用的地方(即，中间平面的上游或下游)更多的空间(或比在没有中间图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，定位在或直接邻近中间焦点(或中间图像平面或焦点)的像差校正器包括偏转器，用于校正源201对于不同射束似乎处于不同位置的情况。校正器可用于校正由源引起的宏观像差，该宏观像差会阻止每个子射束与对应的物镜之间的良好对准。在某些情况下，期望将校正器尽可能远地定位在上游。这样，小角度校正可以对样品造成大位移，从而可以使用较弱的校正器。期望定位校正器以最小化附加像差的引入。附加地或备选地，可以校正源射束中的其他不均匀性；也就是说，可以校正源射束均匀性中的像差。

像差校正器可以校正妨碍正确装置列对准的其他像差。这种像差还可能导致子射束和校正器之间的对准不良。为此，可能希望将像差校正器附加或备选地定位在会聚透镜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集成或直接相邻)。这是期望的，因为在会聚透镜231处或附近，像差尚未导致对应子射束的偏移，因为会聚透镜231在垂直方向上靠近或与射束孔径重合。也就是说，由校正器校正任何角度误差所需的位置偏移将小于校正器定位在更下游的情况。在更下游校正这种像差(诸如在中间焦点处)可能会受到子射束211、212、213和校正器之间的对准不良的影响。然而，将校正器定位在会聚透镜231处或附近的挑战在于，相对于更下游的位置，子射束在该位置具有相对较大的截面面积和相对较小的节距。在体积受限的情况下，校正器阵列或附加校正器阵列可能位于远离这些优选位置的位置，诸如会聚透镜阵列和中间焦点位置之间。

在一些实施例中，至少一个子集的像差校正器中的每一个像差校正器都与一个或多个物镜234集成或直接相邻。在一个实施例中，这些像差校正器减少了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集成或直接相邻，用于在样品208上扫描子射束211、212、214。在一个实施例中，可以使用US2010/0276606中描述的扫描偏转器，该文献在此通过引用全部并入本文。

像差校正器可以是基于CMOS的单独可编程偏转器(如EP2702595A1中公开的)或多极偏转器阵列(如EP2715768A2中公开的)，这两份文件中对子束操纵器的描述均以引用的方式并入本文。针对每个子束可能都有这种设计的像差校正器，即，单独的子束校正器。单独的子束校正器可以跨多射束形成阵列，这可以称为校正器阵列。

物镜的底部电极是集成到多射束操纵器阵列中的CMOS芯片检测器。将检测器阵列集成到物镜中取代了其他电子光学设计的次级装置列。(注意：为了避免与监测检测器的歧义，这里描述的检测器阵列用于感测信号粒子，可以称为传感器，其可以称为传感器阵列)CMOS芯片期望定向为面向样品(因为样品和电子光学系统底部之间的距离很小(例如，100μm)。在一个实施例中，提供捕获电极以捕获次级电子信号。捕获电极可以形成在例如CMOS器件的金属层中。捕获电极可以形成物镜的底层。捕获电极可以形成CMOS芯片中的底表面。CMOS芯片可以是CMOS芯片检测器。CMOS芯片可以集成到物镜组件的面向样品的表面中。捕获电极是用于检测次级电子的传感器单元的示例。捕获电极可以形成在其他层中。CMOS的电源和控制信号可通过硅通孔连接到CMOS。为了提高稳定性，底部电极期望由两个元件组成：CMOS芯片和带孔的无源Si板。该板可保护CMOS免受高电场的影响。

与物镜底部或面向样品的表面关联的传感器单元是有益的，因为可以在电子遇到电子光学系统的电子光学元件并被其操纵之前检测次级和/或背散射电子。有益的是，检测这种样品发射电子所花费的时间可以期望地被减少到最小化。

为了使检测效率最大化，期望使电极表面尽可能大，使得阵列物镜的基本上所有区域(孔径除外)都被电极占据，并且每个电极的直径基本上等于阵列节距。在一个实施例中，电极的外形是圆形，但可以将其制成正方形以最大化检测面积。还可以最小化贯通衬底的孔的直径。电子束的典型尺寸约为5到15微米。

在一个实施例中，单个捕获电极围绕每个孔径。在另一个实施例中，每个孔径周围设置有多个电极元件。电极元件是传感器元件的示例。由围绕一个孔径的电极元件捕获的电子可以组合成单个信号或用于生成独立信号。电极元件可以径向划分(即，形成多个同心环)、按角度划分(即，形成多个扇形片)、径向和按角度分划分或以任何其他方便的方式划分。

然而，电极表面越大，寄生电容越大，因此带宽越低。为此，可能期望限制电极的外径。特别是在较大的电极仅提供稍大的检测效率但提供明显更大的电容的情况下。圆形(环形)电极可以在收集效率和寄生电容之间提供良好的折衷。

电极外径越大可以导致串扰(对相邻孔的信号的敏感性)也越大。这也是减小电极外径的原因，尤其是当较大的电极只能提供稍大的检测效率，但串扰却会显著增大时。

信号粒子(例如，由电极收集的背散射和/或次级电子)被放大为电流。放大器的目的是能够足够灵敏地测量由传感器单元接收或收集的电流，从而测量背散射和/或次级电子的数目。这可以通过电流测量或电阻上的电位差来测量。可以使用几种类型的放大器设计来放大由电极收集的背散射和/或次级电子电流，例如跨阻抗放大器。可以使用其他类型的检测器，诸如电子到光子转换器(例如，闪烁体)和半导体检测器(例如，PIN检测器)代替或与电流检测器结合使用。于2020年12月23日提交的此类欧洲专利出版物E P3852127和于2021年7月5日提交的欧洲申请21183811.、21183804.0以及和21183803.2，这些申请在此通过引用关于不同的检测器布置和组合的内容并入本文中。

图4示出了一个示例性实施例，其以示意性横截面示出了多射束物镜401。在物镜401的输出侧，即，面向样品208的一侧，设置了检测器模块402(或传感器模块402)。检测器模块402是电子检测设备的一个示例。图5是检测器模块402的仰视图，其包括衬底404，衬底404上设置有多个捕获电极405，每个捕获电极405围绕射束孔径406。射束孔径406足够大，不会阻挡任何初级电子束。捕获电极405可以被视为传感器单元的示例，其接收背散射或次级电极并产生检测信号，在本例中为电流。射束孔径406可以通过蚀刻穿通衬底404来形成。在图5所示的布置中，射束孔径406以矩形阵列显示。射束孔径406也可以以不同的方式布置，例如，如图6所示，布置成六边形紧密堆积阵列。

图7以较大的比例描绘了检测器模块402的一部分的横截面。捕获电极405形成检测器模块402的最底部(即，最靠近样品)的表面。在操作中，捕获电极405的阵列面向样品208。在捕获电极405和硅衬底404的主体之间设置有逻辑层407。逻辑层407可以包括放大器(例如，跨阻抗放大器)、模拟数字转换器和读出逻辑。在一个实施例中，每个捕获电极405有一个放大器和一个模拟数字转换器。逻辑层407和捕获电极405可以使用CMOS工艺制造，其中捕获电极405形成最终的金属化层。

布线层408设置在衬底404的背面，并通过硅通孔409连接到逻辑层407。硅通孔409的数目不必与射束孔径406的数目相同。特别地，如果电极信号在逻辑层407中被数字化，则仅需要少量硅通孔即可提供数据总线。布线层408可以包括控制线、数据线和电源线。值得注意的是，尽管有射束孔径406，但仍有足够的空间用于所有必要的连接。检测模块402也可以使用双极或其他制造技术来制造。可以在检测器模块402的背面提供印刷电路板和/或其他半导体芯片。

图4描绘了三电极物镜，但可以理解的是，也可使用具有所需数目的电极(包括关联电极)的任何其他形式的物镜，例如，双电极透镜。

图8是示例性电子光学系统的另一设计的示意图。电子光学系统可以包括源201和包括多个电子光学元件的电子光学设备；备选地，电子光学设备包括源201。电子光学设备可以包括如图3所示和描述的物镜阵列组件。这种物镜阵列组件可以具有控制透镜阵列250、物镜阵列241和检测器阵列。尽管图8中未示出，但该系统还可以包括电子检测设备(诸如图3中所示的电子检测设备240)。

在图8所示的当前布置中，物镜阵列还可以具有上部限束器252、准直器元件阵列271、扫描偏转器阵列260和射束整形限制器242。(请注意，在不同的布置中，电子光学设备包括这些特征，但未将它们布置在公共透镜组件中。)源201提供带电粒子束(例如，电子)。聚焦在样品208上的多射束来自由源201提供的射束。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限束器，例如，上部限束器252。

上部限束器252可以包括板，该板限定了射束限制孔径阵列并用作射束分离器或子射束生成器。上部限束器252从源201发射的带电粒子束形成子射束。除了有助于形成子射束的部分之外，射束的其他部分可以被上部限束器252阻挡(例如，吸收)，以便不会干扰下游的子射束。上部限束器252可以称为子射束限定孔径阵列。

准直器元件阵列271设置在上部限束器的下游。每个准直器元件准直相应的子射束。准直器元件阵列271可以形成为空间紧凑的，这可以通过MEMS处理实现。在一些实施例中，如图3所示，准直器元件阵列271是源201下游路径中的第一偏转或聚焦电子光学阵列元件。在另一种布置中，准直器可以全部或部分地采用宏准直器(未示出)的形式。这种宏准直器可以在上部限束器252的上游。因此，宏准直器在产生多射束之前对来自源的射束进行操作。磁透镜可以用作宏准直器。

准直器元件阵列的下游有一个或多个附加电极，诸如控制透镜阵列250。控制透镜阵列250包括多个控制透镜。每个控制透镜包括至少两个连接到相应电位源的电极(例如，三个电极)。控制透镜阵列250可以包括两个或更多个(例如，三个)连接到相应电位源的板电极阵列。任何附加电极(诸如控制透镜阵列250)都与物镜阵列241相关联(例如，两个阵列彼此靠近和/或机械连接和/或作为一个单元一起控制)。控制透镜阵列250定位在物镜阵列241的上游。控制透镜预聚焦子射束(例如，在子射束到达物镜阵列241之前对子射束施加聚焦动作)。预聚焦可以减少子射束的发散或增加子射束的会聚率。

扫描偏转器阵列260包括多个扫描偏转器。扫描偏转器阵列260可使用MEMS制造技术形成。每个扫描偏转器扫描样品208上的相应子射束。因此，扫描偏转器阵列260可包括用于每个子射束的扫描偏转器。每个扫描偏转器可将子射束中的射线偏转至一个方向(例如，平行于单个轴，诸如X轴)或两个方向(例如，相对于两个非平行轴，诸如X轴和Y轴)。偏转使得沿一个或两个方向跨样品208扫描子射束。

在一个实施例中，EP2425444中描述的扫描偏转器可用于实现扫描偏转器阵列260，该文献在此通过引用将其全部并入本文，特别是关于扫描偏转器的部分。扫描偏转器阵列260定位在物镜阵列241和控制透镜阵列250之间。在所示的实施例中，提供扫描偏转器阵列260来代替宏扫描偏转器。扫描偏转器阵列260(例如，使用如上所述的MEMS制造技术形成)可能比宏扫描偏转器在空间上更紧凑。

在其他实施例中，可以设置宏扫描偏转器和扫描偏转器阵列260。在这种布置中，可以通过同时控制宏扫描偏转器和扫描偏转器阵列260(期望是同步控制)来实现子射束在样品表面上的扫描。

在图8的实施例中，提供了准直器元件阵列271来代替宏准直器。虽然未示出，但是可以在图8的实施例中使用宏准直器，以提供具有宏准直器和扫描偏转器阵列260的实施例。另一种变型可以具有宏准直器和宏扫描偏转器。还可以具有图8的实施例的变型，其具有宏扫描偏转器和准直器元件阵列。每个准直器元件准直相应的子射束。准直器元件阵列271(例如，使用MEMS制造技术形成)可以比宏准直器在空间上更紧凑。因此，将准直器元件阵列271和扫描偏转器阵列260一起提供可以节省空间。在这样的一个实施例中，可以没有宏会聚透镜或会聚透镜阵列。因此，在这种情况下，控制透镜提供优化射束开口角和放大率的可能性，以适应着陆能量的变化。

如图9A所示，检测器阵列或检测器模块(或传感器阵列或传感器模块)的表面(期望地，在使用时面向甚至靠近样品)具有检测器元件阵列(或检测器阵列)。每个检测器元件与孔径相关联。每个检测器元件与检测器模块的衬底的分配表面区域相关联。由于衬底是分层的，例如具有CMOS结构，衬底内的每个层都相对于相应的检测器元件定位，期望是接近定位。市售的CMOS结构具有通常范围的层，例如三到十个，通常约为五个。(例如，为了便于描述，可以提供两个功能层，它们可以称为电路系统层。布线层和逻辑层的这两个层可以表示所需多的层，并且每个层不限于布线或逻辑。)层数受商业可用性限制，并且任何数目的层都是可行的。

理想地，衬底的电路层(可以是布线层和/或逻辑层)具有为每个检测器元件分配的一部分(或检测器或传感器)。不同层的分配部分可称为单元550。用于全部多射束布置的衬底中的各部分的布置可称为单元阵列552。单元550的形状可与分配给每个检测器元件的表面区域相同，诸如六边形，或任何合理的形状，这些形状可以镶嵌在一起，并且形状和/或面积都相似，诸如矩形。通过放置和布线设计可以更容易地使用矩形或直线形状。这种设计通常由适合于限定具有有着正交方向的矩形类型架构的芯片的软件来实现，而不是需要锐角或钝角的架构，诸如六边形架构。在图9A中，单元550被描绘为六边形，单元阵列552被描绘为包括个体单元的六边形。然而，期望地，每个单元相对于检测器元件的位置相似。

布线路线554可连接到每个单元550。布线路线554可在单元阵列552的其他单元之间布线。注意：当提到阵列单元之间的布线时，是指至少布线路线应避开孔径阵列的射束孔径，例如，通过单元阵列限定的射束孔径。在电路布置的架构中，至少电路层中的单元尺寸可减小以容纳布线路线，使得布线路线可在单元之间布线。附加地或备选地，布线路线穿过单元阵列的单元，期望地朝向单元的周边，例如以减少布线路线与单元中其他电路系统的干扰。因此，单元之间的布线路线包括：单元的电路系统之间的布线路线、单元内的布线路线，期望地朝向单元的周边并且至少围绕穿过单元的射束孔径以及任何中间变化。在所有这些布置中，例如在CMOS架构中，布线路线可以与其他电路系统位于同一管芯中，该其他电路系统可以将同一单元中的电路系统限定为布线路线的一部分，或者将布线路线围绕其布线的单元中的电路系统限定为布线路线的一部分。因此，单元和布线路线可以是单片结构的一部分。布线路线554可以信号连接单元。因此，布线路线将单元550信号连接到单元阵列外部的控制器或数据处理器，甚至连接到衬底或检测器模块(或传感器模块)。电路层可以包括数据路径层，用于将传感器信号从单元传输到单元阵列外部。

控制器或数据处理器可以位于衬底或检测器模块内的电路系统之前，期望位于单元阵列的外部，例如作为控制和I/O电路系统(未示出)。控制和I/O电路系统可以与单元阵列位于同一管芯中；控制和I/O电路系统可以与单元阵列单片集成，例如在同一CMOS芯片中。控制和I/O电路系统使得能够实现在来自单元阵列552的所有单元的数据之间的高效连接，即使对于具有8位数字输出的约4000个单元，也会有32000个信号发送到位于CMOS芯片外部的电子器件。执行此操作的标准方法是使用SERDES电路系统(串行器/解串器)。这种电路系统将通过时分复用将大量低数据速率信号转换为少量高数据速率信号。因此，将控制和I/O电路系统与单元阵列单片集成，或使控制和I/O电路系统至少在检测器模块中，而不是在检测器模块外部是有益的。

在实施例中，控制和I/O电路系统可以具有一般的支持功能，例如与CMOS芯片外部的电子器件通信的电路系统，使得能够加载某些设置，例如用于控制放大和偏移(诸如如本文所述的减法)。

单元550的电路层连接到相应单元的检测器元件(或传感器元件)。电路层包括具有放大和/或数字化功能的电路系统，例如，它可以包括放大电路。单元550可以包括跨阻抗放大器(TIA)556和模拟数字转换器(ADC)558，如图9B所示。该图示意性地描绘了具有关联检测器元件的单元550，关联检测器元件诸如捕获电极和连接到跨阻抗放大器556的反馈电阻器562以及模拟数字转换器558。来自模拟数字转换器558的数字信号线559离开单元550。注意，检测器元件被表示为检测器元件560，并且反馈电阻器被示为与作为圆盘562的检测器区域相关联而不是与跨阻抗放大器556相关联。该示意图将检测器元件和反馈电阻器中的每一者表示为区域以指示它们的相对大小。

跨阻抗放大器可以包括反馈电阻器Rf 562。反馈电阻器Rf的幅度应该被优化。该反馈电阻器的值越大，输入参考电流噪声越低。因此，跨阻抗放大器输出端处的信噪比越好。但是，电阻Rf越大，带宽越低。有限的带宽导致信号的上升和下降时间有限，从而导致附加的图像模糊。优化的Rf可在噪声水平和附加的图像模糊之间实现良好的平衡。

在芯片架构的分层结构中，诸如CMOS，部件和特征被限定为层中的结构。部件的规格取决于层的材料和层的物理特性、层的尺寸(特别是其厚度)以及层中形成的结构的尺寸。电阻器可以采用长而窄的路径、路线或导线的形式。考虑到空间限制，路径可以是非线性的，沿其路径具有拐角。对于这种长的部件，层中路径的宽度可能会变化，诸如通过制造公差。拐角可能比路径的线性部分提供更大的变化，从而限制了制造电阻器以便具有特定电阻的准确度。由于拐角多且长度长，具有这种拓扑的电阻器可能制造的可靠性较差，使得单元阵列的不同单元中的等效电阻器的电阻可能具有较大的范围。

这种电阻结构具有较大的表面积。附加地或备选地，具有如此大表面积的电阻器还会具有不期望的电容；这种电容称为寄生电容。寄生电容可能不期望地导致噪声和模糊，影响噪声、模糊和带宽优化之间的平衡，这在本文其他地方进行了描述

可以通过化学方式修改该层的材料特性；然而，这种修改不太可能实现尺寸的几个数量级的改进，以适应单元中的可用空间。这种修改不太可能充分改变反馈电阻的拓扑结构，从而具有所需的规格，并能以期望的可靠准确度制造。

可靠性和尺寸方面的这些要求将使电阻器在带宽、信噪比和稳定性方面达到其期望的性能。不幸的是，这些要求无法满足。需要较大的反馈电阻器，但单元中没有可用的空间。

提出了不需要如此大的反馈电阻器的备选放大电路系统。示例包括具有伪电阻器作为反馈元件的跨阻抗放大器和直接模拟数字转换器，从而消除了对跨阻抗放大器的需求。直接模拟数字转换器的两个示例是：使用低占空比开关电阻器和使用参考电容器。这些示例在2020年12月23日提交的欧洲申请号20217152.6中进行了详细描述，该申请通过引用并入本文，特别是关于使用低占空比开关电阻器和参考电容器。可选地，可以从单元550中移除模拟数字转换器558，使得电路导线570将单元550中的跨阻抗放大器556与单元阵列552外部的模拟数字转换器连接起来。从单元550中移除模拟数字转换器可在单元550的电路层中为反馈电阻器元件提供更多可用空间。如果放大器电路系统使用备选的跨阻抗放大器电路，例如，如果跨阻抗放大器使用伪电阻器作为反馈元件，则单元550的电路层中还有更多空间。请注意，这些示例是示例性的。可能存在其他放大器电路，这些放大器电路实现与本文所述类似的好处，并且对每个单元使用与本文所述类似的电路架构。

备选地，模拟数字转换器558位于单元阵列552的外部。决定模拟数字转换器558是否位于单元阵列552的外部的一个考虑因素是多射束的子射束节距。这可以确定单元的每层区域中是否存在用于电路系统(包括放大电路系统)的空间。

电路导线570将单元550中的跨阻抗放大器与相关联的模拟数字转换器558连接起来。电路导线570传输模拟信号。与数字信号不同，传输模拟信号的数据路径易受干扰。信号干扰可能来自与其他电路导线的串扰以及外部场(诸如由多射束的子射束产生的场)以及来自附近带电粒子光学部件(诸如物镜阵列241)的场。

电路导线570通过布线路线554布线，如图9A所示。布线路线554在单元之间布线，使得单元及其层的区域用于单元上存在的放大电路系统。因此，布线路线554仅使用存在布线路线的电路层的一部分，即相邻单元550之间(例如，至少在相邻单元550的射束孔径504、406周围；通过相邻单元550，诸如朝向单元的外围或在分配给相邻单元550的层中的电路系统之间，或所述布置之间的任何布置)。这种布线避免了放大电路系统和布线路线554的架构之间的架构干扰。电路导线沿着单元阵列中的布线路线向外布线，例如沿径向向外的方向。由于更接近单元阵列552的周边，因此可能存在比布线路线554远离周边的部分更多的电路导线570。布线路线可能具有多个电路导线570，如所述，这些电路导线570位于阵列的单元之间。因此，布线路线554的一部分可能具有多于一个的电路导线570。然而，使电路导线彼此靠近存在电路导线之间发生串扰以及电路导线570传输的模拟信号受到干扰的风险。

通过在布线路线内使电路导线570相互屏蔽，至少可以降低甚至防止串扰和信号干扰的风险。图10示出了布线路线554的示例布置的横截面。在布线路线554内有一个或多个电路导线570，它们被示出为沿与布线路线554相同的方向延伸，并且具有屏蔽装置。电路导线被示出在同一层中。电路导线570上方是上部屏蔽层572；电路导线570下方是下部屏蔽层574(或更下游屏蔽层574)。屏蔽装置的上部和下部屏蔽层将电路导线570屏蔽于布线路线554上方和下方的布线路线554外部场。屏蔽装置具有与电路导线570位于同一层中的屏蔽元件。屏蔽元件可以是位于包括电路导线570的层的外边缘处的外部元件576。外部元件576将电路导线570屏蔽于布线路线554的外部场。屏蔽元件可以包括位于相邻电路导线之间的层中的中间屏蔽元件578。因此，中间屏蔽元件578至少可以抑制(如果不能防止)电路导线570之间的串扰。在操作中，将公共电位施加到屏蔽层572、574和屏蔽元件576、578。电位可以是参考电位，例如接地电位。

尽管图10示出了三层布置，但是可以根据需要在布线路线570中使用尽可能多的层，其中根据需要包括上部屏蔽层572、下部屏蔽层574和中间屏蔽层。

布线路线设计的其他考虑是检测器模块(或传感器模块)的示例性设计中可能需要存在的电路导线的数目，例如考虑图10中的布置，其中所有电路导线570都在一层中。

例如，子射束阵列被布置成六边形阵列，其中大约有三十个子射束的环，例如同心布置。因此，检测器模块具有对应设计的单元阵列。单元数目约为3000个。这种单元阵列的节距可以在50到100微米之间

最外环具有需要通过环路由的最大信号数目。考虑到布线路线在单元阵列的单元之间路由，所有单元的信号都通过最外环在最外环的单元之间路由。在此示例中，最外环由180个单元组成，因此通过最外环(例如，在最外环的单元之间)传输的信号数目约为2600＝。因此，在相邻单元之间通过外环路由的最大信号数目是信号总数(2600)除以最外环中的单元数(180)。这是十五15(四舍五入到最接近的整数)。由于布线路线具有屏蔽装置以确保信号得到良好屏蔽，例如限制串扰和外部场的影响，因此可以存在十六个屏蔽元件，包括十四(14)个中间屏蔽元件和两个外部屏蔽元件576。因此，在示例的外环的相邻单元550之间，所有电路导线在同一层的布线路线将具有三十一(31)个交替屏蔽元件和电路导线的元件。

对于用于节距在50到100微米之间的射束阵列的单元阵列552，电路层中有足够的空间或区域可用于这样的布线路线554。在使用180nm节点的工艺创建的结构中，金属层的最小半节距通常约为280nm。在这种情况下，半节距是一条线，节距是具有相关联间隙和相邻间隙的线。相关联间隙通常与线的宽度相同。三十一个元件的布线路线需要三十一个节距。然而，与外部元件576相对应的其中一个元件的相关联间隙不是布线路线554的一部分，但会将布线路线与相邻电路系统分开。因此，对于三十一个元件，需要六十一(61)个半节距，这对应于电路布线554的宽度约为17.1微米。

在不同的布置中，射束阵列可以是六边形的，具有108个环和大约35000个单元，并且可以被认为是单片射束阵列。最外环具有大约650个单元。大约34350个信号需要通过最外环路由。因此，大约54个信号需要通过最外环中的相邻单元路由。具有54条电路导线570的布线路线554具有55个屏蔽元件。在一个备选布置中，射束布置被分配成两个或更多个条带，其中一个或多个中间条带用于布线支撑结构、冷却特征(诸如导管、数据传输线等)。这种射束阵列可以称为条带射束阵列。因此，布线路线可以通过一个或多个中间条带进行路由。这使得射束阵列更大，从而单元阵列仍保持合理大小的布线路线。如果条带射束阵列具有与单片射束阵列相同数目的子射束，则布线路线的电路导线570将比单片单元阵列少，即，少于54。实际上，条带射束阵列可以实现比单片射束阵列更多的子射束，因为射束阵列的尺寸(受布线线中可能存在的最大电路导线数目的限制)将更大

此功能对于具有反馈元件的跨阻抗放大器是有益的，该反馈元件具有伪电阻器。伪电阻器在施加不同的施加电压时具有不同的有效电阻；不同于理想电阻器，理想电阻器在所有施加的电位差下都具有单一电阻。在提供不同的电阻时，与伪电阻器相关联的跨阻抗放大器用作可变放大器。在提供具有可变功能的放大器时，可以实现噪声水平和图像模糊(本文上文中称为“附加模糊”)之间的优化平衡。有利的是，可编程放大电路可以将跨阻抗放大器的输出与模拟数字转换器的输入相匹配。这些措施有助于确保跨阻抗放大器和模拟数字转换器的动态范围，以及因此期望放大电路，最佳地用于不同的使用情况。这些不同的使用情况可能包括：受检样品的材料特性、不同的评估工具配置(例如使用不同的射束电流)。可以通过提供可变放大器和可变偏移或阈值(例如，减去可编程偏移)来实现各种应用，从而能够调谐放大率、阈值和带宽，如本文其他地方所述，与可变放大和减法相关联的电路系统可以被包括在控制和I/O电路系统中。

已知的用于检测从样品发射的信号粒子的装置假设源提供均匀的初级射束，例如，具有均匀的电流分布。然而，在实践中，初级射束很少是完全均匀的。例如，源电流均匀性可能随时间和使用而相对于标称值变化。

本发明的实施例可用于测量初级射束的均匀性和/或其他参数。射束均匀性和/或其他参数的测量可用于校正和/或减轻射束均匀性的偏差。

在一个实施例中，提供了用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，例如如图11所示。因此，带电粒子设备适合用于带电粒子检查装置或作为带电粒子检查装置的一部分。带电粒子检查装置可以被配置为向样品投射子射束阵列。带电粒子设备包括带电粒子光学元件和至少一个检测器(或监测检测器)。所描绘的布置可以对应于如参考图3所示和描述的会聚透镜阵列231。还应当注意，参考图9A图、9B和/或图9B所述并描述的与感测检测器阵列相关联的单元阵列的布置可以应用于本实施例中的监测检测器阵列以及如下所述的任何其他实施例。除非另有说明，否则特征是相同的。

带电粒子光学元件652包括上游表面653，其中限定了多个开口，多个开口被配置为从带电粒子束产生子射束611、612、613的阵列。换句话说，带电粒子光学元件652的上部表面653具有开口，初级射束的至少一部分可以通过这些开口形成子射束。如图11所示，带电粒子光学元件652可以是平面元件，即，可以是基本上平面的，也可以称为板。

在带电粒子光学元件652中，限定了穿过带电粒子元件652的子射束孔径670，用于子射束611、612、613的阵列沿着朝向样品608的子射束路径。在带电粒子光学元件652中，限定了至少一个贯穿带电粒子元件652的监测孔径671。图11描绘了两个监测孔径671，并且本文描述了多个监测孔径。子射束孔径670和监测孔径671延伸穿过整个带电粒子光学元件652。子射束孔径670和监测孔径671也可以称为通孔。

检测器672(或监测检测器672，下文中为了便于引用，可将其称为检测器)定位在监测孔径671中。这种监测检测器672用于检测射束阵列的一个或多个子射束，或来自产生多射束阵列的子射束的同一源射束的子射束。监测检测器与感测检测器的不同之处在于，监测检测器监测来自源的子射束的一个或多个参数，或从源发射的带电粒子，而感测检测器被布置为检测来自样品的信号粒子。图11描绘了两个检测器672，并且本文描述了多个检测器。每个监测孔径671中可定位至少一个检测器672。每个监测孔径671中可存在单个检测器672，即，单个检测器672定位在单个监测孔径671中。每个检测器672的至少一部分是上游表面的下游。期望地，整个检测器672在上游表面653的下游。注意，监测检测器672应与传感器模块或感测检测器阵列240区分开来。

检测器672被配置为测量入射到检测器672上的带电粒子束的一部分的参数。所测量的参数可用于确定射束的特性，该特性可提供射束均匀性的指示。所测量的参数可与针对该参数所预期的预定值进行比较，或者可与来自其他检测器的该参数的其他测量值进行比较。所测量的参数可用于校正和/或减轻射束均匀性的偏差。所测量的参数可对应于源射束均匀性、源射束的亮度和/或发射强度和/或子射束阵列与带电粒子光学元件之间的对准。

当其中一个检测器672定位在相应的监测孔径671中时，检测器672可以阻止监测射束通过监测孔径671。因此，检测器672可以阻挡监测孔径。期望地，检测器672被配置为遮挡监测孔径671。在这种情况下，检测器672可以完全阻挡密封或关闭监测孔径671。

如上所述，检测器672定位在监测孔径671中。因此，检测器672期望地位于监测孔径671内。例如，如图11所示，检测器672可以定位在监测孔径671中，使得它不位于带电粒子光学元件652的上游表面653上。检测器672可以从带电粒子光学元件652的上游653表面略微突出。然而，期望地，检测器672被定位成使得检测器672凹进带电粒子光学元件652的上游表面653中。因此，检测器672可能不会从监测孔径671突出到上游表面653上方。在这种情况下，检测器672可以完全位于监测孔径671内，可选地与上游表面653齐平，例如如图11所示，或者进一步定位到监测孔径671中，使得检测器元件672的顶部与上游表面653之间存在间隙。

带电粒子光学元件652包括下游表面654，其中限定了多个开口。由于子射束孔径670和监测孔径671延伸穿过整个带电粒子光学元件652，因此多个开口与上游表面653中的多个开口相对应(并且在平面图中处于相同位置)。下游表面654可以在与监测孔径671相对应的位置处凹陷。因此，检测器672可以凹入到下游表面654中，使得检测器元件672的底部凹入到下游表面654中。换句话说，检测器元件672的底部和下游表面654之间可能存在间隙。如果下游表面654位于电场内的电子光学设备240的一部分中，这可能是期望的。备选地，面向下游的表面654可以与检测器672的位置基本共面。因此，检测器元件672的底部可以与下游表面654齐平。

在一种布置中，也就是说，检测器672可以相对于带电粒子光学元件672的上游表面653和下游表面654凹入到带电粒子光学元件中。

每个监测孔径671的直径可以与每个子射束孔径670的直径相同。期望地，每个监测孔径671的直径大于或基本等于每个子射束孔径670的直径。监测孔径671的直径与子射束孔径670的直径相同(即，基本相等)有利于减少阵列末端效应。每个监测孔径671的直径可以小于每个子射束孔径670的直径，这可以提高灵敏度和/或减少或防止带电粒子的散射

期望地，监测孔径671位于子射束孔径670的径向外侧。因此，期望所有监测孔径671都比子射束孔径670更靠近带电粒子光学元件652的边缘。期望地，如果带电粒子光学元件652受到施加电位的影响，例如，使其用作电极(诸如透镜阵列的一部分)，则将监测孔径671设置在子射束孔径670的径向外侧特别有利于减少阵列末端效应(也称为边缘阵列效应)。

附加地，在子射束孔径670径向外侧的监测孔径671可用于通过监测外围发射区域(不用于生成多个子束)来监测发射电流的均匀性和稳定性。检测器672可检测其相应子射束的特性。所测量的特性是射束布置的特性，其指示源射束的特性。许多特性可能适合用于检测。例如，可以检测到带电粒子发射分布的变化。射束布置的子射束上的有效发射面积的变化可以通过射束布置的边缘或外围处的子射束的检测特性的变化来表示。例如，如果有效发射面积减小，则子射束的电流可能会减小。因此，外围发射特性的变化(例如，射束布置上的)可能指示有效发射面积的变化(例如，射束布置的子射束由其生成的源射束的有效发射面积的变化)。

通过提供穿通整个带电粒子光学元件652的附加孔径(图11中未示出)，可以进一步改善边缘阵列效应。附加孔径可以设置在子射束孔径670的径向外侧。附加孔径可能不用于监测，即，可能没有对应的检测器。附加孔径可能产生子射束，这些子射束最终可能不会一直朝向样品投射，例如，由于带电粒子光学元件下游的某种形式的阻挡，例如不具有与带电粒子光学元件中的附加孔径相对应的孔径的另一个带电粒子光学元件。

期望地，带电粒子元件652被配置为从源射束601生成子射束阵列。源射束可以是带电粒子束。带电粒子设备还可以包括源，该源被配置为生成源射束，从该源射束生成多个子射束。源601可以与上述电子源201相同。但是，当然可以使用任何适当的带电粒子源。

如图11所示，带电粒子设备可包括至少一个附加带电粒子光学元件。例如，带电粒子设备可包括附加带电粒子光学元件642，其在带电粒子光学元件652的下游。因此，带电粒子光学元件652可为上游带电粒子光学元件，并且设备可包括下游带电光学元件642。期望地，在下游带电粒子光学元件中限定多个孔径280，该多个孔径208被配置用于与子射束611、612、613的阵列的路径对准，子射束阵列可称为多射束的射束布置。因此，可以在下游带电粒子光学元件642中为子射束611、612、613中的每一者提供孔径280，以允许子射束611、612、613穿过下游带电粒子光学元件242朝向样品。注意，下游带电光学元件642没有监测孔径，因为在该实施例中，由带电粒子光学阵列的上游表面中限定的监测孔径672形成的任何射束都被孔径内的相应检测器272捕获和检测。下游带电粒子光学元件242可以是平面元件，即，可以是基本上平面的或可以称为板。带电粒子光学元件652和下游带电光学元件642可以一起协作以提供带电粒子光学部件，诸如透镜阵列，例如会聚透镜阵列。虽然该附加带电粒子光学元件在图11中示出，但是可以在没有下游带电粒子光学元件242的情况下设置带电粒子设备。

尽管图11示出了两个监测孔径671，并且本文描述了多个监测孔径，但可以仅提供单个监测孔径671。备选地，可以提供两个以上的监测孔径671。可以使用任何适当数目的监测孔径671。例如，带电粒子设备可以包括定位在带电粒子光学元件252中的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多个监测孔径671。带电粒子元件652可以至少围绕用于带电粒子光学元件652中的带电粒子束的路径的孔径，例如带电粒子光学元件652中的孔径阵列的一个或多个侧面。备选的，监测孔径可以完全围绕带电粒子束路径的孔径阵列。在一种布置中，对于用于相应带电粒子束路径的两个或更多个孔径的组，存在检测器672；备选地，对于用于带电粒子束路径的每个孔径，存在检测器。

尽管图11描绘了两个检测器672，并且本文描述了多个检测器，但可以仅提供单个检测器672。备选地，可以提供两个以上的检测器672。可以使用任何适当数目的检测器672。例如，带电粒子设备可以包括位于带电粒子光学元件652中的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多个检测器672。带电粒子元件652可以至少围绕带电粒子光学元件652中的孔径，例如带电粒子光学元件652中的孔径阵列的一个或多个侧面，或完全围绕用于带电粒子束路径的孔径阵列。在一种布置中，对于相应电粒子束路径的两个或更多个孔径的组，存在检测器672；备选地，对于带电粒子束路径的每个孔径，存在检测器。可以提供附加检测器672并将其与其他元件相关联。

如上所述，带电粒子光学元件可以期望地包括多个监测孔径671和多个检测器672。更具体地说，带电粒子光学元件252可包括监测孔径671阵列和检测器672阵列。期望地，定位在带电粒子光学元件652中的检测器672的数目与带电粒子光学元件652中包括的监测孔径671的数目相同。因此，每个检测器672可与单个监测孔径671相关联。(注意，带电粒子光学元件652的任何不具有相关联检测器672的监测孔径将允许子射束沿下游方向传递到例如附加带电粒子光学元件642。附加带电粒子光学元件642中或上的检测器可捕获射束。检测器可具有所有特性，并以与检测器672被容纳在带电粒子光学元件652的监测孔径671中相同的方式容纳到附加带电粒子光学元件642中。然而，应该注意的是，如果附加带电粒子光学元件642的下表面是无场环境，则监测孔径不需要附加带电粒子光学元件642的下游表面中的凹部)

在另一个实施例中，提供了用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，例如如图12所示。因此，带电粒子设备适合用于带电粒子检查装置中或作为带电粒子检查装置的一部分。带电粒子检查装置可以被配置为将子射束阵列朝向样品投射。带电粒子设备包括上游带电粒子光学元件652、下游带电粒子光学元件642和至少一个检测器672。

上游带电粒子光学元件652包括穿过上游带电粒子元件652的多个孔径670、671。上游带电粒子光学元件652包括上游表面653，其中限定了穿过上游带电粒子元件652的多个孔径，该多个孔径被配置用于与多个射束611、612、613、614、615(即，代表多射束的射束布置)的路径对准。多个孔径670、671可以在上游表面653中具有对应的开口。因此，上游带电粒子光学元件652的上部表面653具有开口，初级射束的至少一部分可以通过这些开口以形成射束布置，例如，多个射束611、612、613、614、615。如图12所示，上游带电粒子光学元件652可以是平面元件，即，可以是基本平面的，或者可以称为板。开口和/或多个孔径可以被配置为从带电粒子束产生射束布置的多个射束，例如会聚透镜231的一个或多个板。带电粒子光学元件652代表的其他实施例如下所述。

多个射束(或射束布置)包括子射束611、612、613阵列和至少一个监测射束614、615。因此，在使用期间穿过上游带电粒子光学元件的多个射束可以包括最终朝向样品投射608的多个子射束，以及用于监测目的的至少一个监测射束614、615。

在上游带电粒子光学元件652中限定了多个孔径670、671。多个孔径670、671包括穿过上游带电粒子元件的子射束孔径670，用于子射束611、612、613的阵列沿着朝向样品208的子射束路径。除了不同类型的孔径的位置之外，在上游带电粒子光学元件652中的子射束孔径670和监测孔径671可以彼此相似。不同类型的孔径可以通过沿着穿过每个孔径的射束路径的元件来区分，即，如果子射束611、612、613或监测射束614、615要穿过孔径。图12示出了两个监测孔径671，并且本文描述了多个监测孔径。子射束孔径670和监测孔径671延伸穿过整个带电粒子光学元件652。子射束孔径670和监测孔径671也可以称为通孔。

下游带电粒子光学元件642中限定了穿过带电粒子元件的多个孔径680、681。多个孔径680、681被配置用于与上游带电粒子光学元件652中限定的开口对准。因此，多个孔径680、681中的每一者都可以与上游带电粒子元件中的多个孔径中的一个孔径对准。

下游带电粒子光学元件242包括上游表面643，其中限定了穿过下游带电粒子元件的多个孔径680、681，这些孔径被配置为与多个射束611、612、613、614、615(或射束布置)的路径对准。多个孔径680、681可以在下游带电粒子元件642的上游表面643中具有对应的开口。因此，下游带电粒子光学元件642的上部表面643具有多个射束中的至少一些射束可以通过的开口。如图12所示，下游带电粒子光学元件642可以是基本上平面的元件，即，可以是基本上平面的或可以称为板。尽管所示的板在子射束路径方向上的外部区域的厚度大于板的径向内部区域的厚度，但是在不同的布置中，该板可以具有基本均匀的厚度，例如没有阶梯式厚度，例如如下所述。

在下游带电粒子光学元件642中限定了多个孔径680、681，期望在下游带电粒子光学元件642的上游表面643中。多个孔径680、681包括穿过下游带电粒子元件的子射束孔径680。在下游带电粒子光学元件642的下游表面中限定了与穿过下游带电粒子光学元件642的孔径680相对应的孔径。子射束孔径680被配置用于子射束阵列611、612、613沿着子射束路径朝向样品608的路径。子射束孔径680延伸穿过整个带电粒子光学元件642。子射束孔径680也可以称为通孔。多个孔径包括至少一个监测孔径681。图12示出了两个监测孔径681，本文描述了多个监测孔径。监测孔径681被配置用于监测监测射束614、615。

子射束孔径680和监测孔径681在下游带电粒子光学元件642中可以彼此相似，除了不同类型的孔径的位置之外。备选地，子射束孔径680和监测孔径681可以彼此不同，例如，子射束孔径680可以提供穿过下游带电粒子光学元件642的通道，而监测孔径681可能不是这样。不同类型的孔径可以通过沿着穿过每个孔径的射束路径的元件来区分，即，是子射束还是监测射束要穿过该孔径。

如图12所示，监测孔径681可以是盲孔径。因此，监测孔径681可以不延伸穿过整个下游带电粒子光学元件642。在这种情况下，期望下游带电粒子光学元件642的下游表面644在监测孔径681的位置处基本共面。备选地，尽管图12中未示出，但监测孔径可以延伸穿过下游带电粒子光学元件642，即，贯穿整个下游带电粒子光学元件。因此，监测孔径681也可以称为通孔。需要注意的是，当提供多个监测孔径时，它们可以全部是盲孔径，可以全部延伸穿过下游带电粒子光学元件，或者可以是至少一个盲孔径和至少一个通孔的混合。

检测器672被包括在监测孔径681内，即，定位在监测孔径681中。图12描绘了两个检测器672，并且本文描述了多个检测器672。每个监测孔径681中可以定位至少一个检测器672。每个监测孔径681中可以有单个检测器672，即，单个检测器672定位在单个监测孔径中。每个检测器672的至少一部分可以在下游带电粒子光学元件642的上游表面的下游。

检测器672被配置为测量对应监测射束614、615的参数。所测量的参数可用于确定射束的特性，该特性可提供射束均匀性的指示。所测量的参数可与针对该参数所预期的预定值进行比较，或者可与来自其他检测器的该参数的其他测量值进行比较。所测量的参数可用于校正和/或减轻射束均匀性的偏差。所测量的参数可对应于源射束均匀性、源射束的亮度和/或发射强度和/或子射束阵列与带电粒子光学元件之间或下游带电粒子光学元件642与上游定位的带电粒子光学元件(诸如上游带电粒子光学元件652)之间的对准。下游带电粒子光学元件642与上游定位的带电粒子光学元件之间的这种对准可使用围绕多个孔径671在不同方向上定位的至少四个检测器672来确定。

检测器672被配置用于与监测射束614、615的路径对准。具体而言，下游带电粒子光学元件642中的监测孔径681可以与上游带电粒子光学元件中的多个孔径671中的一个孔径671对准。检测器672定位在监测孔径672中，并与监测射束614、615对准。这意味着在使用中，监测射束614、615将入射到定位在监测孔径681中的检测器672上。

当其中一个检测器672定位在相应的监测孔径681中时，检测器672可以阻止监测射束614、615穿过监测孔径681。因此，检测器可以阻挡监测孔径。期望地，检测器被配置为遮挡监测孔径。在这种情况下，检测器可以完全阻挡密封或关闭监测孔径。

如上所述，检测器672定位在监测孔径681中。因此，检测器672期望位于监测孔径681内。例如，如图12所示，检测器672可以定位在监测孔径681中，使得其不位于带电粒子光学元件的上游表面上。检测器672可以从带电粒子光学元件的上游表面稍微突出。然而，期望地，将检测器672定位成使得检测器672凹入到带电粒子光学元件642的上游表面643中。因此，检测器672可能不会从监测孔径681突出到上游表面上方。在这种情况下，检测器672可以完全位于监测孔径681内，可选地，以便与上游表面齐平，例如如图12所示，或者进一步定位到监测孔径中，使得检测器元件的顶部和上游表面之间存在间隙。

下游带电粒子光学元件642包括下游表面644，其中限定了多个开口中的至少一些开口。下游表面644将具有用于多个孔径280中的每一个孔径的开口，这些孔径280完全延伸穿过下游带电粒子光学元件642。面向下游的表面644可以在检测器的位置处基本上共面。如果监测孔径681没有完全延伸穿过下游带电粒子光学元件642，则监测孔径可能没有在下游带电粒子光学元件的下游表面644中的对应开口，如图12所示。备选地，如果监测孔径681延伸穿过下游带电粒子光学元件，则在下游表面644中可能存在对应的开口。在这种情况下，检测器元件的底部可以与下游表面齐平。备选地，下游表面644可在与监测孔径相对应的位置处凹陷。因此，检测器可凹陷到下游表面中，使得检测器元件672的底部凹入到下游表面644中。换句话说，检测器元件672的底部和下游表面644之间可能存在间隙。当带电粒子元件的表面位于电场存在的情况下时，凹部的存在可能是有用的，这可能有利于抑制在将孔径阵列作为有限阵列时的边缘效应。

每个监测孔径681的直径可以与每个子射束孔径680的直径相同。期望地，每个监测孔径681的直径大于或基本等于每个子射束孔径680的直径。每个监测孔径671的直径可以小于每个子射束孔径670的直径，这可以提高灵敏度和/或减少或防止带电粒子的散射。

期望地，监测孔径681位于子射束孔径680的径向外侧。因此，期望所有监测孔径681都比子射束孔径更靠近下游带电粒子光学元件的边缘。将监测孔径681设置在子射束孔径680的径向外侧可能特别有利于减少阵列末端效应，该效应也可以称为边缘阵列效应，例如当形成孔径的表面存在电场时。因此，当带电粒子光学元件的上部表面存在电场时，凹入到带电粒子光学元件的上部表面的孔径681内的检测器可以抑制有限阵列的影响。使孔径延伸穿过改变的粒子光学元件确保这种孔径影响带电粒子光学元件的下游表面可能暴露于的电场。因此，在孔径阵列680、681的末端处的边缘检测器及其相关联的孔径可能有利于抑制将孔径阵列作为有限阵列时的边缘效应。

附加地，在子射束孔径的径向外侧的监测孔径可用于通过监测外围发射区域(不用于生成多个子射束)来监测发射电流的均匀性和稳定性。检测器672可检测其相应子射束的特性。所测量的特性是射束布置的特性，其指示源射束的特性。许多特性可能适合于检测。例如，可以检测到带电粒子发射分布的变化。射束布置的子射束上的有效发射面积的变化可以通过在射束布置的边缘或外围处检测到的子射束的特性的变化来表示。例如，如果有效发射面积减小，则子射束的电流可能会减小。这种发射特性的变化，例如射束布置上的发射特性的变化，例如外围发射特性的变化，可能指示有效发射面积的变化，例如产生射束布置的子射束的源射束的有效发射面积的变化。

通过提供穿过整个上游和/或下游带电粒子光学元件的附加孔径(未示出)，可以进一步改善边缘阵列效应。附加孔径可以设置在子射束孔径的径向外侧。附加孔径可能不用于监测，即，可能没有对应的检测器。附加孔径可能产生子射束，这些子射束最终可能不会一直朝向样品的位置投射，例如由于带电粒子光学元件的下游存在某种形式的阻挡，例如，另一个带电粒子光学元件不具有与带电粒子光学元件中的附加孔径相对应的孔径。附加孔径可能不与任何子射束对准。

如图12所示，下游带电粒子光学元件642在设置监测孔径681的区域中的厚度可以大于在设置子射束孔径680的区域中的厚度。这可能有利于使下游带电粒子光学元件在子射束要穿过下游带电粒子光学元件的部分中保持较薄。这还有利于提供较厚的部分以在监测孔径中支撑检测器672。具体而言，这可能有利于确保某些类型的检测器适合在带电粒子光学元件内。然而，这不是必需的。例如，下游带电粒子光学元件642可以具有基本均匀的厚度，例如，具有如图12所示的较薄厚度。

尽管具有较大的厚度可以提供上述优点，但是较大的厚度意味着对于在较薄部分和较厚部分之间的边界附近的孔径将存在附加的孔径阵列边缘效应。通过提供穿过整个下游带电粒子光学元件642的附加的孔径，可以减少这种效应。期望地，这些附加的孔径将定位在子射束孔径680和监测孔径681之间。期望地，附加的孔径将定位在子射束孔径680和较厚部分之间。因此，附加的孔径可以期望地定位在较薄部分中，并且在子射束孔径680的径向外侧。附加的孔径不用于监测，即，可能没有对应的检测器，并且可能不与任何子射束对准。

上游带电粒子元件652可被配置为从源射束生成多个射束611、612、613、614、615。备选地，比上游带电粒子元件更靠近源的另一个元件可被配置为从源射束611、612、613、614、615生成多个射束。源射束可以是带电粒子束。带电粒子设备还可包括源，该源被配置为生成源射束，多个射束由该源射束生成。源可与上述电子源201相同。但是，当然可使用任何适当的带电粒子源。

当上游带电粒子元件652上游的更靠近源的另一个光学元件产生多个射束(即，多射束布置)时，上游带电光学元件652可以具有几种不同形式中的一种。例如，上游带电光学元件652可以是用于透镜化子射束路径的电极。上游带电光学元件652可以是提供透镜的多个板电极。上游带电光学元件上游的多个射束的路径被描绘为上游带电粒子元件652的上游发散。在下游带电粒子元件652的下游，多个射束的路径，特别是子射束，被描绘为基本准直。上游带电粒子元件652可以是或可以包括准直偏转器阵列。2015年9月15日提交的US2017243717中描述了板准直器的一个示例，其公开内容在此通过引用至少关于准直器的公开内容而被并入本文，例如如图7和图8所示和描述的准直器。

如图12所示，带电粒子设备可包括至少一个附加带电粒子光学元件645。例如，带电粒子设备可包括下部带电粒子光学构件(即，元件)645，其在下游带电粒子光学元件642的下游。因此，下部带电粒子光学元件645可定位在下游带电粒子光学元件642和样品位置(即，样品608在使用时将定位的位置)之间。期望地，下部带电粒子光学构件645包括对应于子射束阵列的每个子射束的孔径685，如图12所示。期望地，下部带电粒子光学构件645中用于子射束阵列的孔径延伸穿过下部带电粒子光学构件。下部带电粒子光学构件中限定的孔径685期望被配置用于与子射束阵列的路径对准。因此，可以在下部带电粒子光学构件中为每个子射束提供孔径，以允许子射束穿过下部带电粒子光学构件朝向源。下部带电粒子光学构件645可以是平面元件，即，可以是基本平面的，或者可以称为板。

此外，下部带电粒子光学元件645可包括贯穿整个下部带电粒子光学元件645的附加孔径(图12中未示出)，这可改善边缘阵列效应，如上文针对上游和/或下游带电粒子光学元件所述。附加孔径可如上所述，例如，可设置在子射束孔径的径向外侧和/或附加孔径可不与任何子射束对准。

尽管图12中示出了该附加带电粒子光学元件，但是带电粒子设备可以不具有下部带电粒子光学构件，或者具有多个下部带电粒子光学构件。附加地或备选地，附加带电粒子光学元件可以是上部带电粒子光学构件，例如，定位在上游带电粒子光学元件和下游带电粒子光学元件之间，和/或定位在上游带电粒子元件的上游。这种(多个)附加带电粒子光学元件可以具有如针对下部带电粒子光学构件(即，用于子射束阵列)所述的孔径，以及用于监测射束的孔径。换句话说，在下游带电粒子光学元件的上游处设置的任何附加带电粒子光学元件可以包括用于多个射束中的每一个射束的孔径，该孔径延伸穿过所述元件，使得子射束和监测射束的阵列可以穿过所述元件。

尽管图12示出了两个监测孔径681，并且本文描述了多个监测孔径，但可以仅提供单个监测孔径681。备选地，可以提供两个以上的监测孔径681。可以使用任何适当数目的监测孔径671。例如，带电粒子设备可以包括定位在带电粒子光学元件242中的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多个监测孔径681。可以存在用于多射束布置的每个子射束的监测孔径。

尽管图12示出了两个检测器672，并且本文描述了多个检测器，但可以仅提供单个检测器672。备选地，可以提供两个以上的检测器672。可以使用任何适当数目的检测器672。例如，带电粒子设备可以包括定位在带电粒子光学元件652中的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多个检测器672。可以提供附加检测器672并将其与其他元件相关联。可以存在用于多射束布置的每个子射束的检测器。

如上所述，下游带电粒子光学元件可期望包括多个监测孔径和多个检测器。更具体地说，带电粒子光学元件可包括多个(例如，阵列)监测孔径和检测器阵列。因此，多个射束可包括监测射束阵列，并且期望地检测器阵列对应于监测射束。期望监测射束阵列位于子射束阵列的径向外侧和/或监测孔径位于子射束孔径的径向外侧。期望地，定位在带电粒子光学元件642中的检测器672的数目与带电粒子光学元件642中包括的监测孔径681的数目相同。因此，每个检测器672可与单个监测孔径681相关联。

在另一个实施例中，提供了用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，例如如图13所示。除非本文明确说明相反或变化，否则图13所示的带电粒子设备可以采用与图12所示和参照图12所述的相同的特征。因此，带电粒子设备适合用于带电粒子检查装置或作为带电粒子检查装置的一部分。带电粒子检查装置可以被配置为将子射束阵列朝向样品投射。带电粒子设备包括上游带电粒子光学元件652、下游带电粒子光学元件642、检测器阵列272和致动装置690、695。可选地，致动装置可以是带电粒子光学元件652或者替代带电粒子光学元件652，例如如下所述。

在上游带电粒子光学元件652中限定了穿过其中的子射束孔径。子射束孔径被配置用于与子射束阵列的子射束朝向样品的路径对准。因此，在上游带电粒子光学元件652中限定了多个通孔，子射束可以通过该多个通孔。如图13所示，上游带电粒子光学元件可以是平面元件，即，可以是基本上平面的，或者可以称为板。

在下游带电粒子光学元件642中限定了从其穿过的下游子射束孔径。下游子射束孔径被配置用于与子射束阵列的子射束朝向样品的路径对准。因此，在下游带电粒子光学元件642中限定了多个通孔，子射束可以通过该多个通孔。下游带电粒子光学元件在上游带电粒子光学元件的下游。如图13所示，下游带电粒子光学元件可以是平面元件，即，可以是基本上平面的，也可以称为板。

检测器阵列672被配置为测量子射束的参数。检测器阵列可以测量如上述实施例中所述的参数。期望地，下游带电粒子光学元件包括检测器阵列。检测器阵列可以定位在下游带电粒子光学元件的上部表面上，或者可以定位在如上述实施例中所述的孔径(例如，监测孔径，其为盲孔或通孔)中。

在本实施例中，检测器阵列672定位在下游子射束孔径680的径向外侧。所有检测器均在下游带电粒子光学元件642中的下游子射束孔径680的径向外侧。尽管需要注意的是，如上所述的附加孔径(其可能有利于减少边缘阵列效应并且不与子射束对准)可以定位在子射束孔径和检测器672之间，和/或可以定位在检测器672的径向外侧。期望地，检测器672偏离(或远离)下游带电粒子光学元件642中的下游子射束孔径680的位置，期望地，其中所有检测器672都定位在下游带电粒子光学元件642中的下游子射束孔径680的一侧，如图13所示。

致动装置690、695被配置为将子射束的路径导向检测器阵列。因此，在使用中，致动装置690、695被配置为确保子射束入射到检测器阵列上。这可以通过将子射束路径偏转(即，转向)到检测器或通过将检测器移动到子射束路径中来实现，如下文进一步所述。

如图13所示，致动装置可以包括偏转器设备690，其被配置为将子射束的路径偏转到检测器阵列。期望地，偏转器设备690位于沿上游和下游带电粒子光学元件之间的子射束路径。

偏转器设备690可包括用于每个要被偏转的子射束的偏转器。如图13所示，这可能意味着每个子射束都具有对应的偏转器，以将子射束偏转朝向对应的检测器672。图14A显示了单个偏转器691如何在单个子射束211上使用。附加地或备选地，偏转器设备690包括多射束偏转器元件692，其可以称为宏偏转器，被配置为偏转多个子射束611、612、613中的至少一部分，并且期望同时偏转子射束阵列的所有子射束。图14B显示了单个偏转器692如何在多个子射束上使用。宏偏转器可用于替代图13中所示的单射束偏转器691，或作为其补充。如图13所示，在带电粒子光学元件652的上游，子射束(或在子射束尚未产生的情况下为源射束)发散。在偏转器设备690的下游，子射束被准直。偏转器设备690可被视为准直器。在一种布置中，致动装置可以是带电粒子光学元件652，也可以替代带电粒子光学元件652。在这种情况下，致动装置652、690可采用关于图13描述的任何形式的偏转器形式。在这种布置中，致动装置690可以是准直器，或者当包括在带电粒子光学元件652中或替代带电粒子光学元件652时，改变后的粒子光学元件可被视为准直器。在不同的布置中，带电粒子光学元件652是准直器并且准直射束，并且偏转器可以是可控制的以主动地致动子射束。

在这种情况下，可以存在与每个子射束611、612、613相对应的检测器672。因此，例如，每个子射束可以被偏转并且可以具有对应的检测器，即，其中检测器的数目和子射束的数目相同。备选地，可以仅偏转部分子射束，并且检测器的数目可以少于子射束的数目。在这种情况下，检测器的数目可以与偏转射束的数目相同。

即使当检测器的数目小于子射束的总数目，也可以使用较少数目的检测器来测量所有子射束。例如，通过交替或顺序使用检测器仅对一小部分射束进行测量，并通过调整偏转器强度来选择该一小部分射束。这有助于减少检测器的读出线数目。

致动装置不是将子射束路径偏转(即，转向)到检测器，而是通过将检测器移动到子射束路径中来工作。因此，致动装置包括致动器695，致动器695被配置为致动检测器阵列和下游带电粒子光学元件，使得检测器阵列朝向子射束的路径移动。致动器695可以包括任何适当的致动机构，例如电动机、压电电动机、带有加压空气的活塞和/或带有加压空气的铰链机构等。致动器695可以被配置为横向和/或旋转地致动检测器阵列，更具体地说，下游带电粒子光学元件642。例如，致动器695可以被配置为通过在距离旋转轴较大距离处的小旋转位移来致动下游带电粒子光学元件642，例如用检测器阵列替换一组备选孔径。致动器695可被配置为致动检测器阵列，并且更具体地，致动下游带电粒子光学元件642，如2021年8月16日提交的PCT/EP2021/072713中所述，其通过引用并入本文，特别是关于描述了用检测器替换一组孔径的图3至图1以及电极的致动器支撑检测器的图14图和15。

当致动装置被配置为移动检测器时，设备可在两种不同的状态下工作。设备可在操作状态下工作，其中子射束611、612、613穿过上游带电粒子检测器元件652和下游带电粒子检测器元件642朝向样品。在这种情况下，上游带电粒子光学元件的子射束孔径和下游带电粒子元件的子射束孔径对准。因此，子射束照射样品，其可产生可被设备或系统中的其他检测器检测的信号粒子。该设备可在另一种状态下工作，该状态可称为监测状态，其中检测子射束的参数。在这种情况下，上游带电粒子检测器元件的子射束孔径和检测器对准。为了从操作状态移动到测试状态，致动器可以移动下游带电粒子元件或上游带电粒子元件。上游和/或下游带电粒子光学元件可以在基本上正交于子射束路径的平面中移动，该平面也可以基本上与样品的表面共面。

在这种情况下，可以存在与每个子射束相对应的检测器。因此，例如，每个子射束可以具有对应的检测器，即，其中检测器的数目和子射束的数目相同。备选地，可以只有部分子射束具有检测器，并且可以存在比子射束更少的检测器。

当带电粒子设备使用时，可以将子射束阵列朝向样品投射，这样，子射束可以穿过上游带电粒子光学元件的子射束孔径，然后穿过下游带电粒子光学元件的下游子射束孔径。

尽管致动装置690、695可以在任何时候偏转子射束或致动检测器，但带电粒子设备可以包括被配置为执行这两者的致动装置。备选地，带电粒子设备可以包括仅包括偏转器或致动器中的至少一种变体的致动装置。

如图13所示，下游带电粒子光学元件642例如在射束方向上，至少在设置监测孔径的区域中的厚度可以比在设置子射束孔径的区域中的厚度更大。具体地，下游带电粒子光学元件642在下游带电粒子光学元件的外部部分周围的厚度相比于例如在元件更中心部分的射束方向的厚度更大。这可能有利于使下游带电粒子光学元件在子射束要穿过下游带电粒子光学元件的部分中保持较薄。这还可能有利于提供较厚的部分以支撑监测孔径中的检测器。具体地，这可能有利于确保某些类型的检测器适合在带电粒子光学元件内。然而，这不是必要的。例如，下游带电粒子光学元件可以具有基本均匀的厚度，例如具有图13中所示的较薄厚度。

尽管具有较大的厚度可以提供上述优点，但是较大的厚度意味着对于在较薄部分和较厚部分之间的边界附近的孔径将存在附加的孔径阵列边缘效应。通过提供穿过整个下游带电粒子光学元件642上的附加的孔径，可以减少这种效应。期望地，这些附加的孔径将定位在子射束孔径680和监测孔径681之间。期望地，附加的孔径将定位在子射束孔径680和较厚部分之间。因此，附加的孔径可以期望地定位在较薄部分中，并且位于子射束孔径680的径向外侧。附加的孔径不用于监测，即，可能没有对应的检测器，并且可能不与任何子射束对准。

上游带电粒子光学元件652和下游带电粒子光学元件642可被包括在沿子射束路径定位的任何适当的电子光学元件中。上游带电粒子光学元件和下游带电粒子光学元件可分别被包括在沿子射束路径分开定位的不同电子光学部件中。备选地，上游带电粒子光学元件和下游带电粒子光学元件可分别被包括在沿子射束路径分开定位的相同电子光学部件中。期望上游带电粒子光学元件和/或下游带电粒子光学元件被包括在透镜阵列中，期望元件由隔离构件隔开。期望地，上游和/或下游带电粒子元件是透镜电极。

上游带电粒子元件652可被配置为从源射束生成子射束阵列。备选地，比上游带电粒子元件更靠近源的另一个元件可被配置为从源射束生成子射束阵列。源射束可以是带电粒子束。带电粒子设备还可包括被配置为生成源射束的源，子射束阵列由该源射束生成。源可与上述电子源201相同。但是，当然可以使用任何适当的带电粒子源。

尽管图13中未示出，带电粒子设备可以包括至少一个附加带电粒子光学元件。例如，带电粒子设备可以包括下部带电粒子光学元件(即，元件)，其在下游带电粒子光学元件的下游。因此，下部带电粒子光学元件可以定位在下游带电粒子光学元件和样品位置(即，样品在使用时将定位的位置)之间。期望地，下部带电粒子光学元件包括对应于子射束阵列的每个子射束的孔径，如图13所示。期望地，下部带电粒子光学构件中用于子射束阵列的孔径延伸穿过下部带电粒子光学构件。下部带电粒子光学构件中限定的孔径期望地被配用于与子射束阵列的路径对准。因此，可以在下部带电粒子光学构件中为每个子射束提供孔径，以允许子射束穿过下部带电粒子光学构件朝向源。下部带电粒子光学构件可以是平面元件，即，可以是基本平面的或可以称为板。附加地或备选地，附加带电粒子光学元件可以是上部带电粒子光学构件，例如定位在上游带电粒子光学元件和下游带电粒子光学元件之间，和/或定位在上游带电粒子元件的上游。这种(多个)附加带电粒子光学元件可以具有如针对上游带电粒子光学构件所述的孔径。换句话说，在下游带电粒子光学元件上游设置的任何附加带电粒子光学元件中，可以为多个射束中的每个子射束限定个延伸穿过所述元件的孔径，使得子射束阵列可以穿过所述元件。

在另一个实施例中，提供了用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，例如如图15所示。因此，带电粒子设备适合用于带电粒子检查装置中或作为带电粒子检查装置的一部分。除非另有说明，带电粒子设备可以具有与图12或图13中所示和参照图12或图13所述的相同的特征。带电粒子检查装置可以被配置为将子射束阵列例如以多射束布置投射朝向样品。带电粒子设备包括上游带电粒子光学元件652、下游带电粒子光学元件642、检测器阵列672和偏转器设备692。

在上游带电粒子光学元件中限定了穿过其中的子射束孔径。子射束孔径被配置用于与子射束阵列的子射束朝向样品的路径对准。因此，上游带电粒子光学元件652包括多个通孔，子射束可以通过这些通孔。如图15所示，上游带电粒子光学元件可以是平面元件，即，可以是基本上平面的，或者可以称为板。

在下游带电粒子光学元件642中限定了多个穿过其中的子射束孔径。多个子射束孔径被配置用于与子射束阵列的子射束朝向样品的路径对准。因此，下游带电粒子光学元件包括多个通孔，子射束可以通过这些通孔。下游带电粒子光学元件642在上游带电粒子光学元件的下游。如图15所示，下游带电粒子光学元件可以是平面元件，即，可以是基本上平面的，或者可以称为板。

检测器阵列672被配置为测量子射束的参数。检测器阵列可以测量参数(例如，对应于源射束均匀性、源射束的亮度和/或发射强度和/或子射束阵列与带电粒子光学元件之间的对准)，如上述实施例中所述。期望地，下游带电粒子光学元件包括检测器阵列。检测器阵列可以定位在下游带电粒子光学元件的上部表面上，或者可以定位在孔径(例如，监测孔径，其为盲孔径或通孔)中，如上述实施例中所述。如图15所示，一些检测器可以定位在盲孔中，一些检测器可以定位在通孔中。

期望地，检测器672位于下游带电粒子光学元件642上，或位于下游带电粒子光学元件的上游表面的下游。检测器元件可以分别毗邻对应子射束的相应路径的位置。相应的检测器元件可以毗邻子射束阵列的相应子射束的下游电子光学元件中的孔径。换句话说，每个检测器元件可以毗邻下游电极中的子射束孔径之一。

在本实施例中，偏转器设备692被配置为将子射束的路径偏转到检测器阵列。因此，偏转器设备692可以在使用中被配置为将子射束引导朝向检测器阵列，而不是引导朝向样品。期望地，偏转器设备位于在上游和下游带电粒子光学元件之间的子射束路径上。

期望地，偏转器设备652被配置为对所有子射束的路径进行操作，以同时将子射束的路径沿同一方向偏转朝向检测器。因此，如图15所示，所有子射束(或至少所有要被检测的子射束)都可以被导向检测器阵列。尽管这是期望的，但单个子射束或仅一些子射束可以偏转朝向检测器。

检测器阵列672可包括位于子射束路径之间的检测器元件。因此，检测器阵列可以定位在下游子射束孔径之间。检测器阵列中的每一个检测器可偏离单个下游子射束孔径。期望地，检测器672中的每一个检测器都定位在对应下游子射束孔径的一侧，如图15所示。

偏转器设备692可以是在子射束阵列的所有路径上操作的宏偏转器。因此，偏转器设备可以包括多射束偏转器元件(即，宏偏转器)，其被配置成偏转多个子射束中的至少一部分，并且期望同时偏转子射束阵列的所有子射束。图15中示出了宏偏转器，并且如上所述，图14B示出了单个偏转器如何使用在多个子射束上。

偏转器设备692可以包括偏转器阵列，该偏转器阵列包括用于子射束阵列中的一个或多个子射束的偏转器。偏转器设备可以包括用于每个要被偏转的子射束的偏转器。这可能意味着每个子射束都有对应的偏转器以将子射束偏转朝向对应的检测器。图14A显示了单个偏转器691如何使用在单个子射束上。附加地或备选地，可以使用单射束偏转器来代替或补充图15中所示的宏偏转器。

如图15所示，在带电粒子光学元件652的上游，子射束(或在子射束尚未被生成的情况下为源射束)发散。在偏转器设备690的下游，子射束被准直。偏转器设备690可被视为准直器。在一种布置中，致动装置可以是带电粒子光学元件652或替代带电粒子光学元件652。在这种情况下，致动装置652、690可以采用关于图15描述的任何形式的偏转器的形式。在这种布置中，致动装置690可以是准直器，或者当致动装置690被包括在带电粒子光学元件652中或替代带电粒子光学元件652时，带电粒子光学元件可被视为准直器。在不同的布置中，带电粒子光学元件652是准直器并且准直射束，并且偏转器可以是可控制的以主动地致动子射束。

检测器阵列672可以包括与子射束阵列的每个子射束相对应的检测器元件。因此，例如，每个子射束都可以被偏转并且可以具有对应的检测器，即，其中具有相同数目的检测器和子射束。备选地，检测器的数目可以少于子射束的数目。例如，只有一些子射束可以被偏转，并且检测器的数目可以与偏转射束的数目相同。例如，可以存在用于两个或更多个子射束的单个检测器，例如，检测器两侧的子射束可以被偏转至所述检测器并且检测器可以连续测量射束的两个半部分。

即使检测器672的数目小于子射束的总数，也可以使用较少数目的检测器测量所有子射束。例如，通过交替或顺序地使用检测器仅对一小部分射束进行测量，并通过调整偏转器强度来选择这一小部分射束。这有助于减少检测器的读出线的数目。

如图15所示，下游带电粒子光学元件642在其外部部分周围的厚度可能比元件更中心部分的厚度更大。这可能有利于确保定位在较厚部分中的某些类型的检测器适合在带电粒子光学元件内。然而，这不是必须的。例如，下游带电粒子光学元件642的厚度可以基本均匀，例如具有图15中下游带电粒子光学元件的中心部分所示的较薄厚度。图15显示了薄部分中的一些子射束孔径和厚部分中的一些子射束孔径。所有子射束孔径都可以被定位在薄部分中。

尽管具有较大的厚度可以提供上述优点，但是较大的厚度意味着对于在较薄部分和较厚部分之间的边界附近的孔径将存在附加的孔径阵列边缘效应。通过提供穿过整个下游带电粒子光学元件642的附加的孔径，可以减少这种效应。期望地，附加的孔径将定位在子射束孔径680和较厚部分之间。因此，附加的孔径可以期望地定位在较薄部分中，并且位于至少一些子射束孔径680的径向外侧。附加的孔径可以全部位于子射束孔径680的径向外侧。附加的孔径不用于监测，即对可能没有相应的检测器，并且可能不与任何子射束对准。

上游带电粒子光学元件652和下游带电粒子光学元件642可以被包括在沿子射束路径定位的任何适当的电子光学元件中。上游带电粒子光学元件652和下游带电粒子光学元件642可以分别被包括在沿子射束路径分开定位的不同电子光学部件中。备选地，上游带电粒子光学元件和下游带电粒子光学元件可以分别被包括在沿子射束路径分开定位的相同电子光学部件中。期望上游带电粒子光学元件和/或下游带电粒子光学元件被包括在透镜阵列中，期望元件由隔离构件隔开。期望上游和/或下游带电粒子元件是透镜电极。

上游带电粒子元件652可被配置为从源射束生成子射束阵列。备选地，比上游带电粒子元件更靠近源的另一个元件可被配置为从源射束生成子射束阵列。源射束可以是带电粒子束。带电粒子设备还可包括被配置为生成源射束的源，子射束阵列由该源射束生成。源可与上述电子源201相同。但是，当然可以使用任何适当的带电粒子源。

如图15所示，偏转器设备可以是准直器，期望是准直器阵列，其被配置为使子射束穿过下游带电粒子光学元件朝向样品的路径准直。如果需要太强的偏转来准直子射束，也可以在准直器阵列中使用弱偏转或甚至零偏转。在这种情况下，检测器的位置会被对应地调整，使得检测器与子射束路径对准。

备选地，设备还可以包括准直器，其被配置为使子射束准直穿过下游带电粒子光学元件朝向样品的路径准直，其中偏转器阵列位于偏转器设备和准直器之间。因此，偏转器阵列和准直器可以分开设置。

备选地，设备还可以包括准直器，被配置为准直通过下游带电粒子光学元件朝向样品的子射束的路径，其中检测器阵列可以集成到准直器中，期望是准直器阵列。因此，偏转器阵列和准直器可以分开设置。

如图15所示，带电粒子设备可以包括至少一个附加带电粒子光学元件。例如，带电粒子设备可以包括下部带电粒子光学构件(即，元件)645，其在下游带电粒子光学元件的下游。因此，下部带电粒子光学元件645可以定位在下游带电粒子光学元件和样品位置(即，样品在使用时将被定位的位置)之间。期望地，下部带电粒子光学构件包括对应于子射束阵列的每个子射束的孔径，如图15所示。期望地，下部带电粒子光学构件中用于子射束阵列的孔径延伸穿过下部带电粒子光学构件。下部带电粒子光学元件中限定的孔径期望地被配置用于与子射束阵列的路径对准。因此，可以在下部带电粒子光学构件中为每个子射束提供孔径，以允许子射束穿过下部带电粒子光学构件朝向源。下部带电粒子光学构件645可以是平面元件，即，可以是基本平面的或可以称为板。附加地或备选地，附加带电粒子光学元件可以是上部带电粒子光学构件，例如定位在上游带电粒子光学元件和下游带电粒子光学元件之间，和/或定位在上游带电粒子元件的上游。这种(多个)附加带电粒子光学元件可以具有如针对上游带电粒子光学构件所述的孔径。换句话说，设置在下游带电粒子光学元件的上游的任何附加带电粒子光学元件可以包括用于多个射束中的每一个射束的孔径，该孔径延伸穿过所述元件，使得子射束阵列可以穿过所述元件。尽管图15中示出了附加下部带电粒子光学元件645，但是图15的设备可以不具有该附加元件。

在上述任一实施例中使用的检测器672可以是电荷检测器。更具体地说，检测器可以是如图16所示的法拉第杯。检测器可以包括导电层674和围绕导电层674的绝缘层675。图16示出了法拉第杯型检测器如何内置到如上所述的带电粒子光学元件中的任何一个带电粒子光学元件中的示例。绝缘层675和导电层674期望低于带电粒子光学元件(或构件)的顶面(即，上部表面)，因为这可以减少或避免充电问题。如果在这种情况下仍然发生充电并影响可用的子射束，也可以将诸如法拉第杯等电荷检测器定位在离子射束更远的地方。例如，子射束可以位于带电粒子光学元件642中的孔径内或与孔径一起，远离多射束阵列的子射束的路径，例如，围绕或处于多射束阵列的孔径周边，如图11或图12所示和所述。在一种布置中，电荷检测器(诸如法拉第杯)可以全部设置在孔径阵列的一侧，例如如图13所示和所述。

期望地，法拉第杯的直径应远大于被测射束的光斑尺寸。因此，监测孔径的直径可以大于子射束通过带电粒子光学元件的孔径，如上所述。

期望地，法拉第杯足够深，使得它们的测量结果足够准确，逃逸的电子更少。法拉第杯的高度可以约为法拉第杯型检测器直径的10倍。出于这个原因，对于检测器定位在其上或其中的任何带电粒子光学元件(或构件)，可能期望使用会聚透镜下方的额外的电极和/或物镜的顶部电极。仅作为示例，法拉第杯型检测器元件的直径可以约为10-15μm，深度可以约为150μm。

检测器672可以包括附加或备选类型的检测器元件。例如，检测器可以包括电荷检测器和/或PIN检测器和/或闪烁体，期望具有对应的直接光子耦合光电检测器。光电检测器可以与闪烁体物理接触，以直接光电转换闪烁体的光信号，如2021年7月5日提交的EP申请21183803.2中所述，该申请在此至少就闪烁体和光电转换器之间的光学连接的部分通过引用并入本文。

上述任一实施例中的设备还可以包括传感器阵列，其被配置为感测从样品发射的信号粒子。传感器阵列可以与上述电子检测设备240相同，和/或可以与上述检测器模块402相同。传感器阵列可以包括与子射束阵列的每个子射束相对应的检测器元件，期望地，传感器阵列被配置为面向样品位置。

在上述实施例中，描述了在下游的带电粒子光学元件包括用于每个子射束的子射束孔径。然而，所述带电粒子光学元件可以改为包括单个子射束孔径，通过该子射束孔径，多个子射束被朝向样品位置投射。可以有多个子射束孔径，但少于子射束的数目，使得多个子射束通过至少一个子射束孔径。

在上述实施例中，检测器，特别是监测检测器可用于监测例如初级射束的入射带电粒子的一个或多个参数。这假设不同的检测设备，例如，监测检测器，用于监测源射束(或初级射束)的横截面的至少一部分，例如作为多射束布置的子射束，而不是作为传感器用于感测来自样品的信号粒子的检测器。然而，初级射束(或针对该事件的信号粒子)的检测信号可用于监测对准，或监测带电粒子束的一个或多个其他特性，诸如亮度、发射强度和/或源射束均匀性，例如其对多射束布置的有效覆盖、其相对于多射束布置从源到样品的预期路径的倾斜和偏移，以及多射束布置的横截面形状。被监测的对准可以是以下各项的对准：单个带电粒子束或多个带电粒子束相对于彼此的对准；电子光学元件到单个带电粒子束或多个带电粒子束的对准，或电子光学元件或作为辅助手段以指示沿射束路径的两个电子光学元件之间的相对对准。可以处理检测到的信号以获得有关带电粒子束的信息。控制器可以使用所获得的有关带电粒子束或射束参数的信息来控制粒子光学装置40的电子光学元件，以调整带电粒子束的一个或多个参数。

本发明还提供了使用上述实施例中所述设备的方法。该方法可以包括使用上述任何实施例中的设备以及所描述的任何变化或其他变化。

在一个实施例中，提供了一种测量带电粒子束的参数的方法。该方法包括通过限定在带电粒子设备的带电粒子光学元件的上游表面中的对应开口投射子射束阵列，子射束包括子射束阵列和监测射束，并且开口包括延伸穿过带电粒子光学元件的多个子射束孔径和延伸穿过带电粒子光学元件的监测孔径，其中投射包括通过穿过带电粒子光学元件的对应子射束孔径沿着子射束路径朝向样品投射子射束阵列。该方法还包括检测监测射束的参数，该检测包括使用定位在监测孔径和上游表面的下游中的检测器。

期望地，其中带电粒子光学元件是上游带电粒子光学元件，并且带电粒子设备包括下游带电粒子光学元件，其中限定了延伸穿过下游带电粒子光学元件的多个子射束孔径，该方法包括通过下游带电粒子光学元件的对应子射束孔径投射子射束阵列。

在一个实施例中，提供了一种测量带电粒子束的参数的方法。该方法包括通过穿过带电粒子设备的上游带电粒子光学元件的对应孔径投射多个射束，多个射束包括子射束阵列和监测射束。投射还包括：通过穿过下游带电粒子光学元件限定的至少一个子射束孔径将子射束阵列朝向样品投射；以及将监测射束投射朝向检测器。该方法还包括在检测器处检测监测射束的参数，其中下游带电粒子光学元件包括检测器。

期望地，检测器定位在下游带电粒子光学元件中，期望地，检测器定位在下游带电粒子光学元件的监测孔径中，该监测孔径被配置用于与监测射束的路径对准。

在一个实施例中，提供了一种测量带电粒子束的参数的方法。该方法包括通过限定在上游带电粒子光学元件中的子射束孔径和限定在下游带电粒子光学元件中的子射束孔径，将子射束阵列沿子射束路径朝向样品投射。该方法包括：使用致动装置将子射束阵列的至少一部分引导到检测器阵列；以及检测所检测的子射束的参数，其中检测器阵列定位在致动装置的下游，并且位于下游带电粒子光学元件中的子射束孔径的径向外侧。

期望地，检测器阵列位于下游带电粒子光学元件上，并且位于下游带电粒子光学元件中的子射束孔径的径向外侧。

在一个实施例中，提供了一种测量带电粒子束的参数的方法。该方法包括通过限定在上游带电粒子光学元件中的子射束孔径和限定在下游带电粒子光学元件中的子射束孔径，将子射束阵列沿子射束路径朝向样品投射。该方法包括将子射束阵列偏转到检测器阵列。该方法还包括检测所检测的子射束的参数，其中检测器阵列被定位在子射束路径之间的偏转的下游。

期望地，偏转包括将子射束偏转朝向定位在下游电子光学元件中的相应子射束孔径附近的阵列检测器的检测器元件。

任何一种方法可以包括从至少一个源射束生成子射束阵列。期望地，该方法包括从相应的源发射至少一个源射束。

任何方法都可以包括检测来自样品的信号粒子。

上述实施例使用直接测量初级射束参数的方法和设备，该参数可用作初级射束特性的指示，诸如初级射束的均匀性。下面描述了涉及使用光刻胶进行监测的备选实施例。

在一个实施例中，提供了一种在包括多射束带电粒子设备的评估装置中监测带电粒子束参数的方法。例如，该方法可以使用入射到光刻胶上的带电粒子束，以通过测量多射束SEM中各个子束的射束强度来测量源电流均匀性，该射束强度可用于随后校正和/或减轻与标称值的偏差

具体而言，该方法包括支撑、曝光、处理和评估。在支撑中，样品308被支撑在样品支撑件313上，例如如图17所示。样品包括抗蚀剂层309。抗蚀剂层309面向多射束带电粒子设备。在曝光中，抗蚀剂层309用多个子射束311、312、313曝光。在处理中，样品308在抗蚀剂层309中形成与多个子射束的曝光相对应的图案。在评估中，评估被图案以确定多个子射束中的至少一个子射束的参数。期望地，样品包括抗蚀剂层。

使用这种方法，可以通过将孔图案化到电子敏感抗蚀剂(例如，氢硅倍半氧烷(HSQ)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))中来监测源均匀性。(任何适当的抗蚀剂都可用于电子束。)样品可以是涂有抗蚀剂的虚设晶片，其被放置在子射束下方。抗蚀剂下方的样品的曝光程度取决于图案化剂量。在下方的样品被曝光的程度线性取决于子射束的电流。当子射束电流低于标称剂量时，孔311将被部分打开(曝光不足)。当子射束电流高于标称剂量时，孔312将过度曝光，因此看起来更大。当所有子束的子射束电流相同时，抗蚀剂中的孔310应该基本上均匀。图案化特征的成像可以在本文描述的设备或装置中完成。该技术的优点是无需在设备和/或装置内插入任何附加的光学元件。然而，该方法在检查孔之前需要后续步骤，要么通过蚀刻将图案转印到底层，要么在被曝光的抗蚀剂顶部沉积金属层，以防止由子射束造成的损坏。

期望地，图案具有与多个子射束中的一个或多个子射束相对应的特征。评估包括将图案中的特征与不同子射束的代表进行比较，和/或将图案中的特征与控制特征进行比较。期望地，特征包括一个或多个特性。一个或多个特性可以分别对应于子射束311、312、313的一个或多个参数。一个或多个特性可以包括一个或多个尺寸。评估可以包括测量一个或多个特征的一个或多个尺寸，和/或一个或多个特征的形状和/或大小。例如，椭圆形可以表示像散，彗星形或泪滴形可以表示彗形像差。其他高阶像差，诸如对于旨在具有多个边的特征，诸如四边形或六边形，也可以检测到。附加地或备选地，评估可以包括测量图案的不同特征的相对尺寸，例如对应于不同子射束的不同特征。

该方法还可以包括从至少一个源射束产生多个子射束311、312、313。多个子射束可以从多个源产生，例如，通过使用下文进一步描述的多个装置列。

一个或多个参数可以包括子射束中的一个或多个子射束或源射束的源射束均匀性和/或子射束的对准。

多个子射束的生成可以使用射束限制孔径阵列，其中为每个子射束限定孔径。

该方法还可包括发射源射束。期望地，其中使用源发射源射束。

曝光抗蚀剂层可以包括使用评估装置，诸如下文所述和/或使用上述方法。曝光可以包括向抗蚀剂层投射多个子射束。

处理可以包括显影和/或蚀刻样品308的抗蚀剂309。

在一个实施例中，提供一种带电粒子评估装置，用于将多个子射束朝向样品投射。该装置包括样品支撑件、多个带电粒子光学元件；以及检测器。样品支撑件被配置为支撑样品。在多个带电粒子光学元件中限定了多个孔径，该多个孔径被配置用于与另一带电粒子光学元件中的对应孔径以及多个子射束朝向样品的路径对准。检测器被配置为响应于多个子射束检测来自样品的信号粒子以用于对样品进行评估。因此，评估装置被配置为曝光抗蚀剂涂覆的样品，以便监测一个或多个子射束的一个或多个参数。

该装置还可以包括源，该源被配置为从生成的多个子射束中发射至少一个源射束。多个子射束可以从多个源生成，例如，通过使用下文进一步描述的多个装置列。期望地，一个或多个参数包括源的源射束均匀性和子射束的相对对准。

该装置还可以包括控制器，该控制器被配置为控制设备，以便在曝光和处理之后评估样品的表面。该控制器可以被配置为接收和处理来自检测器的检测信号，以便评估一个或多个参数。期望地，处理器被配置为将代表样品表面特征的检测信号与样品表面的控制特征或不同特征进行比较，以便确定一个或多个参数。

因此，抗蚀剂的一个或多个特征可能对应于入射带电粒子束(诸如多射束布置的子射束)的一个或多个特性。对应于入射带电粒子束的特性的特征可能对应于初级射束的一个或多个参数。也就是说，检查抗蚀剂中的特征能够标识初级带电粒子束的一个或多个参数，从而获得有关源射束的一个或多个参数的信息。通过在带电粒子装置中间歇性地曝光这种抗蚀剂涂覆的样品，可以监测初级射束或多射束布置的一个或多个参数或。所监测的信息中收集的一个或多个参数可能与带电粒子束的一个或多个其他特性有关，诸如对准、亮度、发射强度和/或源射束均匀性(诸如多射束布置的有效覆盖、源射束相对于多射束布置的预期路径(例如从源到样品)的倾斜和偏移、以及多射束布置的横截面形状)以及源射束和/或多射束布置的至少一个子射束的一个或多个像差(诸如场曲率、失真像散和彗形像差)。所监测的对准可以是以下各项的对准：单个带电粒子束或多个带电粒子束相对于彼此的对准；电子光学元件到单个带电粒子束或多个带电粒子束的对准、或电子光学元件或作为辅助手段指示沿射束路径的两个电子光学元件之间的相对对准。所获得的关于带电粒子束或射束参数的信息可被控制器用来控制粒子光学装置40的电子光学元件以调整带电粒子束的一个或多个参数。

根据本发明的一个实施例的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，特征的大小)的工具或生成样品图的图像的工具。因此，评估工具可以是用于评估的任何适当的设备、装置或系统。例如，当用于评估时，评估工具可以是带电粒子光学设备中的任何一种，例如，作为带电粒子束装置100的一部分，或者更具体地说是带电粒子光学装置40(其可以是带电粒子光学装置列)，和/或作为光学透镜阵列组件的一部分。评估工具的示例是检查工具(例如，用于标识缺陷)、审查工具(例如，用于对缺陷进行分类)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)相关联的任何评估功能组合的工具。带电粒子束工具40(其可以是带电粒子光学装置列)可以是评估工具的部件；诸如检查工具或计量检查工具，或电子束光刻工具的一部分。本文中对工具的任何引用旨在涵盖设备、装置或系统，该工具包括各种部件，这些部件可以共置或不共置，甚至可以位于单独的室中，尤其是例如用于数据处理元件。

在上述任一实施例中，该装置或设备还可以包括源，该源被配置为发射至少一个源射束，从该源射束生成多个子射束。多个子射束可以从多个源生成，例如通过使用多个装置列。期望地，一个或多个参数包括源的源射束均匀性和子射束的相对对准。

本发明可应用于各种不同的工具架构。例如，带电粒子束装置40可以是单射束工具，或者可以包括多个单射束装置列，或者可以包括多个多射束装置列(即，子射束)。装置列可以包括上述任一实施例或方面中所述的带电粒子光学设备。作为多个装置列(或多装置列工具)，设备可以被布置为阵列，该阵列可以具有两到一百个或更多个装置列。带电粒子设备可以采用如关于图3所述和在图8中描绘的实施例的形式，尽管期望例如在物镜阵列组件中具有静电扫描偏转器阵列和/或静电准直器阵列。带电粒子光学设备可以是带电粒子光学装置列。带电粒子装置列可以可选地包括源。

多射束电子束工具可以包括枪孔径板或库仑孔径阵列(未示出)。枪孔径板是其中限定了孔径的板。它位于源下游的电子光学设备中，并且位于任何其他电子光学设备之前。在图3中，它将位于源201和会聚透镜阵列231之间。枪孔径板271在操作中被配置为阻挡初级电子束202的外围电子，以减少射束分离器(例如在会聚透镜阵列中或与会聚透镜阵列相关联)之前的射束中的库仑效应。然而，枪孔径阵列可以具有比会聚透镜阵列更少的孔径，并且孔径的数目少于多射束中下游的子束的数目。由于枪孔径阵列是一种类型的孔径阵列，并且与其他射束限制孔径阵列(诸如会聚透镜阵列和物镜阵列)间隔开，因此在对准过程中也可以考虑它。

术语“子射束”和“子射束”在本文中可互换使用，并且均应理解为包括通过分割或分裂母辐射射束而从母辐射射束衍生的任何辐射射束。术语“操纵器”用于包括影响子射束或子射束路径的任何元件，例如透镜或偏转器。

对上和下、上部和下部、最低、向上和向下、上面和下面的引用应理解为是指与撞击样品208的电子束或多射束的上游和下游方向平行(通常但不总是垂直)的方向。因此，对上游和下游的引用旨在指与任何现有重力场无关的射束路径的方向。

提到沿射束路径或子射束路径对准的元件应理解为相应元件沿射束路径或子射束路径定位。路径是射束的预期位置，使得路径可以包括当装置设备或系统不运行时射束的位置。因此，路径可以包括射束相对于部件、元件和特征的位置的表示，而不存在射束。设备、装置或系统可以设计为具有路径，使得在操作中可以在路径处找到射束；也就是说，在操作期间，一个多个带电粒子可以在路径的位置处形成射束。因此，路径可以指示不同元件、特征和部件的几何和结构关系。不同的元件、特征和部件可以沿着带电粒子束的预期路径(即，在操作期间)具有不同的相对位置。

提及可控制以某种方式操纵或操作带电粒子束的部件或部件的系统或元件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，以及可选地使用其他控制器或设备(例如，电压源和/或电流源)以控制部件以此方式操纵带电粒子束。例如，电压源可以电连接到一个或多个部件以在控制器或控制系统或控制单元的控制下向部件施加电位，部件诸如在非限制性列表中，包括控制透镜阵列250、物镜阵列234、会聚透镜231、校正器和扫描偏转器阵列260。使用一个或多个控制器、控制系统或控制单元来控制部件的致动，可致动部件(诸如台)可以是可控制的以致动并因此相对于另一部件(诸如射束路径)移动。

计算机程序可以包括指令，以指示控制器50执行以下步骤。控制器50控制带电粒子束装置将带电粒子束朝向样品投射208。在一个实施例中，控制器50控制至少一个带电粒子光学元件(例如，多个偏转器或扫描偏转器260的阵列)以对带电粒子束路径中的带电粒子束进行操作。附加地或备选地，在一个实施例中，控制器50控制至少一个带电粒子光学元件(例如，检测器240)以响应于带电粒子束对从样品208发射的带电粒子束进行操作。

电子光学装置40内的任何元件或元件集合均可被更换或现场更换。电子光学装置40中的一个或多个带电粒子光学部件，尤其是那些对子射束进行操作或产生子射束的部件，诸如孔径阵列和操纵器阵列，可包括一个或多个MEMS元件，例如MEMS堆叠。

虽然本发明已结合各种实施例进行了描述，但本领域技术人员从本文公开的说明书和本发明的实践中可以清楚地看出本发明的其他实施例。说明书和示例仅应视为示例性的，本发明的真正范围和精神由以下权利要求和条款指明。

本发明的示例性实施例如下条款所述：

条款1.一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，所述带电粒子检查装置用于将子射束阵列朝向样品投射，所述带电粒子设备包括：带电粒子光学元件，包括上游表面，在所述上游表面中限定了多个开口，所述多个开口被配置为从带电粒子束生成子射束阵列，在所述带电粒子光学元件中限定了：穿过所述带电粒子元件的子射束孔径，用于所述子射束阵列沿着朝向样品的子射束路径；以及监测孔径，延伸穿过所述带电粒子元件；以及检测器，被定位在所述监测孔径中，所述检测器的至少一部分在所述上游表面的下游，其中所述检测器被配置为测量入射到所述检测器上的所述带电粒子束的一部分的参数。

条款2.根据条款1所述的带电粒子设备，其中所述检测器被配置为防止所述监测射束穿过所述监测孔径。

条款3.根据条款1或2所述的带电粒子设备，其中所述检测器被配置为遮挡所述监测孔径。

条款4.根据前述条款中任一项所述的带电粒子设备，其中所述检测器凹入到所述带电粒子光学元件的所述上游表面中。

条款5.根据前述条款中任一项所述的带电粒子设备，其中所述带电粒子光学元件包括其中限定了所述多个开口的下游表面，其中所述下游表面在对应于所述监测孔径的位置处凹陷，或者所述下游面向表面在所述检测器的位置处基本上共面。

条款6.根据前述条款中任一项所述的带电粒子设备，其中所述带电粒子光学元件是上游带电粒子光学元件，并且所述设备还包括下游带电光学元件，其中限定了多个孔径，所述多个孔径被配置用于与所述子射束阵列的所述路径对准。

条款7.根据前述条款中任一项所述的带电粒子设备，其中所述带电粒子光学元件包括监测孔径阵列和检测器阵列，期望地，其中单个检测器定位在单个监测孔径中。

条款8.一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，所述带电粒子检查装置用于将子射束阵列朝向样品投射，所述带电粒子设备包括：上游带电粒子光学元件，包括上游表面，在所述上游表面中限定了穿过所述带电粒子元件的多个孔径，所述多个孔径被配置用于与多个射束的路径对准，所述多个射束包括子射束阵列和监测射束；以及下游带电粒子光学元件，在所述下游带电粒子光学元件中限定了多个孔径，所述多个孔径被配置用于与限定在所述上游带电粒子光学元件中的开口对准，所述孔径包括：穿过所述带电粒子元件的至少一个子射束孔径，所述至少一个子射束孔径被配置用于所述子射束阵列的路径朝向所述样品的位置；以及监测孔径，所述监测孔径被配置用于监测所述监测射束；以及检测器，被包括在所述监测孔径内并被配置为测量对应的所述监测射束的参数。

条款9.根据条款8所述的带电粒子设备，其中所述检测器被配置用于与所述监测射束的路径对准。

条款10.根据条款8或9所述的带电粒子设备，其中所述监测孔径是盲的，期望地使得所述下游带电粒子设备的下游表面在所述监测孔径的位置处基本上共面。

条款11.根据条款8至10中任一项所述的带电粒子设备，其中所述监测孔径延伸穿过所述下游带电粒子光学元件，期望地使得所述下游带电粒子设备的下游表面在所述监测孔径的所述位置处凹陷，期望地所述监测孔径被所述检测器遮挡。

条款12.根据条款8至11中任一项所述的带电粒子设备，还包括定位在上游带电粒子光学元件和所述下游带电粒子光学元件之间的上部带电粒子光学构件，所述带电粒子光学构件包括用于所述多个射束中的每个射束的孔径。

条款13.根据条款8至12中任一项所述的带电粒子设备，还包括定位在下游带电粒子光学元件和样品位置之间的下部带电粒子光学构件，所述下部带电粒子光学构件包括与所述子射束阵列的每个子射束相对应的孔径。

条款14.根据条款8至13中任一项所述的带电粒子设备，其中所述多个射束包括监测射束阵列，并且在所述下游孔径阵列中限定了多个所述监测孔径，所述设备还包括对应于所述监测射束的所述检测器的阵列，期望地其中所述监测射束阵列位于所述子射束阵列的径向外侧和/或所述监测孔径位于所述子射束孔径的径向外侧。

条款15.根据前述条款中的任一项所述的带电粒子设备，其中所述监测孔径位于所述子射束孔径的径向外侧。

条款16.根据前述条款中的任一项所述的带电粒子设备，其中所述监测孔径的直径大于或基本上等于所述子射束孔径的直径。

条款17.一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，所述带电粒子检查装置被配置为朝向样品投射子射束阵列，所述带电粒子设备包括：

上游带电粒子光学元件，其中限定了穿过其中的子射束孔径，所述子射束孔径被配置用于与朝向样品的所述子射束阵列的子射束的路径对准；下游带电粒子光学元件，其中限定了穿过其中的下游子射束孔径，所述多个孔径被配置用于与所述子射束阵列的所述子射束的朝向所述样品的路径对准；以及检测器阵列，被配置为测量所述子射束的参数；以及致动装置，被配置为将所述子射束的所述路径导向所述检测器阵列，其中所述检测器阵列定位在所述下游子射束孔径的径向外侧。

条款18.根据条款17所述的带电粒子设备，其中所述致动装置包括偏转器设备，所述偏转器设备被配置为将子射束的所述路径偏转到所述检测器阵列。

条款19.根据条款17或18所述的带电粒子设备，其中所述致动装置包括致动器，所述致动器被配置为致动所述检测器阵列和所述下游带电粒子光学元件，使得所述检测器阵列朝向所述子射束的所述路径移动。

条款20.根据条款17至19中任一项所述的带电粒子设备，包括与每个子射束相对应的检测器。

条款21.根据条款17至20中任一项所述的带电粒子设备，其中所述偏转器设备包括用于每个子射束的偏转器。

条款22.根据条款17至21中任一项所述的带电粒子设备，其中所述偏转器设备包括多射束偏转器元件，所述多射束偏转器元件被配置为偏转多个子射束的至少一部分，期望地偏转所述子射束阵列的所有子射束。

条款23.一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，所述带电粒子检查装置被配置为将子射束阵列朝向样品投射，所述带电粒子设备包括：上游带电粒子光学元件，包括限定在其中的从其穿过的子射束孔径，所述子射束孔径被配置用于与子射束阵列的子射束的朝向样品的路径对准；下游带电粒子光学元件，其中限定有从其穿过的多个子射束孔径，所述孔径被配置用于与所述子射束阵列的朝向所述样品的所述子射束路径对准；以及检测器阵列，被配置为测量所述子射束的参数；以及偏转器设备，被配置为将子射束的所述路径偏转到所述检测器阵列，a)其中所述检测器阵列包括位于所述子射束的所述路径之间的检测器元件，并且所述偏转器设备被配置为在所有的所述子射束的所述路径上操作以将所述子射束的所述路径同时沿相同方向偏转朝向所述检测器；或者b)还包括准直器，被配置为使通过所述下游带电粒子光学元件朝向所述样品的所述子射束的所述路径准直，其中所述偏转器阵列位于所述偏转器设备和所述准直器之间；或者c)其中所述检测器阵列集成到期望是准直器阵列的准直器；或者d)其中所述偏转器设备是期望为准直器阵列的准直器，所述准直器阵列被配置为使通过所述下游带电粒子光学元件朝向所述样品的所述子射束的所述路径准直。

条款24.根据条款23所述的带电粒子设备，其中所述检测器阵列包括与所述子射束阵列的每个子射束相对应的检测器元件。

条款25.根据条款24所述的带电粒子设备，其中所述检测器元件位于所述下游带电粒子光学元件上或位于所述下游带电粒子光学元件的上游表面的下游。

条款26.根据条款23至25中任一项所述的带电粒子设备，其中所述检测器元件分别毗邻对应的所述子射束的相应路径的位置。

条款27.根据条款23至26中任一项所述的带电粒子设备，其中相应的所述检测器元件毗邻所述子射束阵列的相应的所述子射束的所述下游射束电子光学元件中的所述孔径。

条款28.根据条款23至27中任一项所述的带电粒子设备，其中所述偏转器设备是操作在所述子射束阵列的所有路径上的宏偏转器。

条款29.根据条款23至28中任一项所述的带电粒子设备，其中所述偏转器设备包括偏转器阵列，所述偏转器阵列包括用于所述子射束阵列的一个或多个子射束的偏转器。

条款30.根据条款16至29中的任一项所述的带电粒子设备，其中所述下游带电粒子光学元件包括所述检测器阵列。

条款31.根据条款16至30中任一项所述的带电粒子设备，其中所述偏转器设备沿着所述上游带电粒子光学元件和所述下游带电粒子光学元件之间的所述子射束的所述路径定位。

条款32.根据条款16至31中任一项所述的带电粒子设备，其中所述上游带电粒子光学元件和所述下游带电粒子光学元件被包括在透镜阵列中，期望地所述元件由隔离构件隔开。

条款33.根据条款16至32中任一项所述的带电粒子设备，其中所述上游带电粒子光学元件和所述下游带电粒子光学元件分别被包括在沿所述子射束的所述路径分开定位的不同电子光学部件中。

条款34.根据条款16至33中任一项所述的带电粒子设备，其中所述上游带电粒子元件和/或所述下游带电粒子元件是透镜电极。

条款35.根据条款8至34中任一项所述的带电粒子设备，其中所述上部带电粒子元件被配置为从源射束生成所述子射束阵列，期望地所述源射束是带电粒子束。

条款36.根据条款1至7中任一项所述的带电粒子设备，其中所述带电粒子元件被配置为从源射束生成所述子射束阵列，期望地，所述源射束是带电粒子束。

条款37.根据条款35或36所述的带电粒子设备，还包括被配置为生成所述源射束的源，所述多个子射束从所述源射束生成。

条款38.根据前述条款中任一项所述的带电粒子设备，其中所述参数对应于源射束均匀性、所述源射束的亮度和/或发射强度和/或所述子射束阵列与带电粒子光学元件之间的对准。

条款39.根据前述条款中任一项所述的带电粒子设备，其中所述带电粒子光学元件或两者均包括平面元件。

条款40.根据前述条款中任一项所述的带电粒子设备，其中所述检测器是电荷检测器。

条款41.根据前述条款中任一项所述的带电粒子设备，其中所述检测器是法拉第杯，期望地其中所述检测器包括导电层和围绕所述导电层的绝缘层。

条款42.根据前述条款中任一项所述的带电粒子设备，还包括传感器阵列，所述传感器阵列被配置为感测从所述样品发射的信号粒子。

条款43.根据条款42所述的带电粒子设备，其中所述传感器阵列包括与所述子射束阵列的每个子射束相对应的检测器元件，期望地所述传感器阵列被配置为面向所述样品位置。

条款44.一种测量带电粒子束的参数的方法，所述方法包括：通过限定在带电粒子设备的带电粒子光学元件的上游表面中的对应开口投射子射束阵列，所述子射束包括子射束阵列和监测射束，并且所述开口包括延伸穿过所述带电粒子光学元件的多个子射束孔径和延伸穿过所述带电粒子光学元件的监测孔径，其中所述投射包括通过穿过所述带电粒子光学元件的对应子射束孔径沿着子射束路径朝向样品投射所述子射束阵列；并且检测所述监测射束的参数，所述检测包括使用定位在所述监测孔径和所述上游表面的下游中的检测器。

条款45.根据条款44所述的方法，其中所述带电粒子光学元件是上游带电粒子光学元件，并且所述带电粒子设备包括下游带电粒子光学元件，其中限定了延伸穿过所述下游带电粒子光学元件的多个子射束孔径，所述方法包括通过所述下游带电粒子光学元件的所述对应子射束孔径投射所述子射束阵列。

条款46.一种测量带电粒子束的参数的方法，所述方法包括：通过穿过带电粒子设备的上游带电粒子光学元件的对应孔径投射多个射束，所述多个射束包括子射束阵列和监测射束，所述投射还包括：通过穿过下游带电粒子光学元件限定的至少一个子射束孔径将所述子射束阵列朝向样品投射；以及将所述监测射束投射朝向检测器；以及在所述检测器处检测所述监测射束的参数，其中所述下游带电粒子光学元件包括所述检测器。

条款47.根据条款46所述的方法，其中所述检测器定位在所述下游带电粒子光学元件中，期望地所述检测器定位在所述下游带电粒子光学元件的监测孔径中，所述监测孔径被配置用于与所述监测射束的所述路径对准。

条款48.一种测量带电粒子束的参数的方法，所述方法包括：通过限定在上游带电粒子光学元件中的子射束孔径和通过限定在下游带电粒子光学元件中的子射束孔径，沿子射束路径朝向样品投射子射束阵列；使用致动装置将所述子射束阵列的至少一部分引导到检测器阵列；以及检测所检测的所述子射束的参数，其中所述检测器阵列定位在所述致动装置的下游并位于所述下游带电粒子光学元件中的所述子射束孔径的径向外侧。

条款49.根据条款48所述的方法，其中所述检测器阵列位于所述下游带电粒子光学元件上并位于所述下游带电粒子光学元件中的所述子射束孔径的径向外侧。

条款50.一种测量带电粒子束的参数的方法，所述方法包括：通过限定在上游带电粒子光学元件中的子射束孔径和通过限定在下游带电粒子光学元件中的子射束孔径，沿着子射束路径将子射束阵列朝向样品投射；将所述子射束阵列偏转到检测器阵列；并且检测所检测的所述子射束的参数，其中所述检测器阵列定位在所述子射束路径之间的所述偏转的下游。

条款51.根据条款49所述的方法，所述偏转包括将所述子射束偏转朝向邻近所述下游电子光学元件中的相应的所述子射束孔径定位的所述检测器阵列的检测器元件。

条款52.根据条款44至50中任一项所述的方法，包括从至少一个源射束生成子射束阵列。

条款53.根据条款52所述的方法，包括从相应的源发射至少一个源射束。

条款54.根据条款44至53中任一项所述的方法，包括检测来自所述样品的信号粒子。

条款55.一种监测评估装置中的带电粒子束的参数的方法，所述评估装置包括多射束带电粒子设备，所述方法包括：在样品支撑件上支撑样品，所述样品包括抗蚀剂层，所述抗蚀剂层面向所述多射束带电粒子设备；利用所述多个子射束曝光所述抗蚀剂层；处理所述样品，在所述抗蚀剂层中形成与所述多个子射束的所述曝光相对应的图案；以及评估所述图案以确定所述多个子射束中的至少一个子射束的参数。

条款56.根据条款55所述的方法，其中所述图案具有与所述多个子射束中的一个或多个子射束相对应的特征，并且所述评估包括比较所述图案中(期望代表不同子射束)的特征，和/或将所述图案中的特征与控制特征进行比较。

条款57.根据条款56所述的方法，所述特征包括一个或多个特性。

条款58.根据条款57所述的方法，其中所述一个或多个特性分别对应于所述子射束的一个或多个参数。

条款59.根据条款58所述的方法，其中所述一个或多个特性包括一个或多个维度。

条款60.根据条款56至58中任一项所述的方法，其中所述评估包括测量：所述一个或多个特征的一个或多个维度；和/或所述一个或多个特征的形状和/或尺寸。

条款61.根据条款55至60中任一项所述的方法，其中所述评估包括测量所述图案的不同特征的相对尺寸，例如，对应于不同子射束的不同特征。

条款62.根据条款55至61中任一项所述的方法，还包括从至少一个源射束生成所述多个子射束。

条款63.根据条款55至62中任一项所述的方法，其中所述一个或多个参数包括所述子射束中的一个或多个子射束和/或所述源射束的源射束均匀性和/或所述子射束的对准性。

条款64.根据条款55至63所述的方法，其中使用射束限制孔径阵列来生成所述多个子射束，在所述射束限制孔径阵列中为所述子射束中的每个子射束限定孔径。

条款65.根据条款55至64中任一项所述的方法，还包括发射源射束。

条款66.根据条款55至65中任一项所述的方法，其中使用源来发射所述源射束。

条款67.根据条款55至66中任一项所述的方法，其中曝光所述抗蚀剂层包括使用评估装置。

条款68.根据条款55至67中任一项所述的方法，其中曝光包括朝向所述抗蚀剂层投射多个子射束。

条款69.根据条款55至68中的任一项所述的方法，其中处理包括显影和/或蚀刻所述样品的所述抗蚀剂。

条款70.根据条款55至69中任一项所述的方法，其中所述样品包括所述抗蚀剂层。

条款71.一种用于向样品投射多个子射束的带电粒子评估装置，所述装置包括：样品支撑件，被配置为支撑样品；多个带电粒子光学元件，其中限定了多个孔径，所述多个孔径被配置用于与另一带电粒子光学元件中的对应孔径以及朝向所述样品的所述多个子射束的路径对准；检测器，被配置为响应于所述多个子射束检测来自所述样品的信号粒子以用于所述样品的评估，其中所述评估装置被配置为曝光抗蚀剂涂覆的样品，以便监测所述子射束中的一个或多个子射束的一个或多个参数。

条款72.根据条款71所述的带电粒子评估装置，还包括源，所述源被配置为发射至少一个源射束，从所述至少一个源射束生成所述多个子射束。

条款73.根据条款72所述的带电粒子评估装置，其中所述一个或多个参数包括所述源的源射束均匀性和所述子射束的相对对准。

条款74.根据条款71至73中任一项所述的带电粒子评估装置，还包括控制器，所述控制器被配置为控制所述设备以便在曝光之后和处理之后评估所述样品的所述表面并且接收和处理来自所述检测器的检测信号以便评估所述一个或多个参数。

条款75.根据条款74所述的带电粒子评估设备，其中所述处理器被配置为将代表所述样品的所述表面中的特征的检测信号与所述样品的所述表面中的控制或不同特征进行比较，以便确定所述一个或多个参数。

Claims (15)

1.一种用于带电粒子检查装置的带电粒子设备，所述带电粒子检查装置用于向样品投射子射束阵列，所述带电粒子设备包括：

上游带电粒子光学元件，包括上游表面，在所述上游表面中限定了穿过所述带电粒子元件的多个孔径，所述多个孔径被配置用于与多个射束的路径对准，所述多个射束包括子射束阵列和监测射束；以及

下游带电粒子光学元件，其中限定了多个孔径，所述多个孔径被配置用于与限定在所述上游带电粒子光学元件中的开口对准，所述孔径包括：

至少一个子射束孔径，穿过所述带电粒子元件并且被配置用于所述子射束阵列朝向所述样品的位置的路径；以及

监测孔径，被配置用于监测所述监测射束；以及

检测器，被包括在所述监测孔径内并且被配置为测量对应的所述监测射束的参数。

2.根据权利要求1所述的带电粒子设备，其中所述检测器被配置用于与所述监测射束的路径对准。

3.根据权利要求1或2所述的带电粒子设备，其中所述监测孔径是盲的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的带电粒子设备，其中所述监测孔径延伸穿过所述下游带电粒子光学元件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的带电粒子设备，还包括位于上游带电粒子光学元件和所述下游带电粒子光学元件之间的上部带电粒子光学构件，所述带电粒子光学构件包括用于所述多个射束中的每个射束的孔径。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的带电粒子设备，还包括定位在下游带电粒子光学元件和所述样品位置之间的下部带电粒子光学构件，所述下部带电粒子光学构件包括对应于所述子射束阵列的每个子射束的孔径。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的带电粒子设备，其中所述多个射束包括监测射束的阵列，并且在所述下游孔径阵列中限定多个所述监测孔径，所述设备还包括对应于所述监测射束的所述检测器的阵列。

8.根据权利要求7所述的带电粒子设备，其中所述监测射束的阵列在所述子射束阵列的径向外侧，和/或所述监测孔径在所述子射束孔径的径向外侧。

9.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子设备，其中所述监测孔径在所述子射束孔径的径向外侧。

10.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子设备，其中所述监测孔径的直径大于或基本上等于所述子射束孔径的直径。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的带电粒子设备，其中所述下游带电粒子光学元件包括所述检测器的阵列。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的带电粒子设备，其中所述上游带电粒子光学元件和所述下游带电粒子光学元件被包括在透镜阵列中，期望地所述元件由隔离构件隔开。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的带电粒子设备，其中所述上游带电粒子光学元件和所述下游带电粒子光学元件分别被包括在沿所述子射束的所述路径分开定位的不同电子光学部件中。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的带电粒子设备，其中所述上游带电粒子元件和/或所述下游带电粒子元件是透镜电极。

15.根据前述权利要求中任一项所述的带电粒子设备，其中所述参数对应于所述源射束的源射束均匀性、亮度和/或发射强度和/或所述子射束阵列与带电粒子光学元件之间的对准。