TW202220014A - 用於具有複數個小射束之裝置之二次電子投影成像系統之反掃描操作模式 - Google Patents

Abstract

一種操作一帶電粒子束裝置之一二次成像系統的方法可包括使用一反掃描模式。可與一初級掃描偏轉單元同步地調整該二次成像系統之一組件的激勵。與執行反掃描之一反掃描偏轉單元一起，可在步驟中調整該二次成像系統之一組件，諸如一透鏡。當執行掃描及反掃描時，亦可不斷地更新該組件之激勵參數。

Description

用於具有複數個小射束之裝置之二次電子投影成像系統之反掃描操作模式

本文中之描述係關於可具有複數個帶電粒子束之帶電粒子裝置。更特定而言，本文中之描述係關於使用複數個帶電粒子束(小射束)來同時獲取樣本表面上之觀測區域的複數個掃描區之影像的裝置。此裝置可用以檢測或檢查具有高解析度及高產出量之晶圓或光罩上的缺陷,適用於半導體製造工業。

在積體電路(IC)之製造程序中，可檢測未完成的或成品電路組件以確保其係根據設計而製造且無缺陷。檢測可藉由帶電粒子束系統進行，該帶電粒子束系統使初級射束橫越樣本進行掃描(例如，偏轉)且在偵測器處收集自樣本產生之二次粒子。帶電粒子束系統之一個實例為掃描電子顯微鏡(SEM)。SEM使用電子束，此係因為此類射束可用以看見過小而無法由光學顯微鏡(諸如使用可見光之顯微鏡)看見之結構。

一些SEM系統可使用多個射束(例如，小射束)以改良產出量。可使多個初級射束橫越樣本上之子區進行掃描，且二次粒子之多個射束可由樣本產生並經引導至二次成像系統。二次成像系統可執行反掃描以考慮歸因於初級射束之掃描的二次射束之位置的調整。然而，二次成像系統中之組件可未恰當地考慮射束之掃描及反掃描。舉例而言，包括透鏡及像差補償元件的二次成像系統中之組件可經最佳化僅僅用於射束之未偏轉位置。當射束歸因於掃描或反掃描而偏轉時，偵測器上之射束光點可經散焦，且成像品質可降級。

本發明之實施例提供用於基於帶電粒子束成像之系統及方法。在一些實施例中，可提供在二次成像系統中調整焦點或控制像差的方法。該方法可包括校正歸因於反掃描偏轉而散焦的二次小射束之焦點。該方法可包括基於反掃描偏轉器之偏轉而調整二次成像系統之組件的激勵。

應理解，前文一般描述及以下詳細描述兩者皆僅為例示性及解釋性的，且並不限定如可主張之所揭示實施例。

現將詳細參考例示性實施例，在圖式中說明該等例示性實施例之實例。以下描述參考附圖，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或相似元件。在以下例示性實施例描述中闡述的實施並不表示符合本發明之所有實施。取而代之，其僅為符合關於可在所附申請專利範圍中敍述之主題之態樣的裝置、系統及方法之實例。

電子器件由形成於稱為基板之矽塊上之電路構成。許多電路可一起形成於同一矽塊上且被稱為積體電路或IC。隨著技術進步，此等電路之大小已顯著地減小，使得電路中之許多電路可安裝於基板上。舉例而言，在智慧型電話中，IC晶片可為拇指甲大小且又可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小小於人類毛髮之大小的1/1000。

製造此等極小IC為經常涉及數百個個別步驟之複雜、耗時且昂貴之程序。即使一個步驟之錯誤皆有可能引起成品IC之缺陷，從而使得成品IC為無用的。因此，製造程序之一個目標為避免此類缺陷以使在程序中製造之功能性IC的數目最大化，亦即改良程序之總體良率。

提高良率之一個組分為監視晶片製造程序，以確保其正生產足夠數目個功能性積體電路。監視程序之一種方式為在該電路結構形成之不同階段處檢測晶片電路結構。可使用掃描電子顯微鏡(SEM)來進行檢測。SEM可用於實際上將此等極小結構成像，從而獲取結構之「圖像」。影像可用於判定結構是否正常形成，且亦結構是否形成於適當位置中。若結構係有缺陷的，則可調整程序，使得缺陷不大可能再現。

晶圓之影像可藉由使SEM系統之初級射束在晶圓上方進行掃描且在偵測器處收集自晶圓表面產生的粒子(例如二次電子)而形成。成像之程序可包括將初級射束聚焦至一點，且使該射束偏轉(例如彎曲)使得其以逐線圖案越過晶圓之區(例如光柵掃描)。在給定時間，射束可聚焦至晶圓上之特定位置，且此時偵測器之輸出可與晶圓上之彼特定位置相關。可基於每次沿著射束掃描路徑之偵測器輸出來重建構影像。

使用SEM系統之單一初級射束檢測晶圓可係耗時的。為改良產出量，可使用多射束SEM系統。多個初級射束(例如，多個小射束)(而非橫越晶圓進行掃描的僅僅單一射束)可經形成於一陣列(例如，柵格圖案)中且可橫越晶圓進行共同掃描。二次粒子之多個射束可在晶圓處產生，且二次粒子可經由二次成像系統引導至偵測器。多射束系統中之偵測器可包括偵測器單元之陣列(例如，偵測器之不同子區，或感測元件之不同群組)，各自經組態以接收與多個射束中之一者相關聯的二次粒子。

在多射束系統中，當多個初級射束橫越晶圓進行掃描時，二次粒子之多個射束的位置可諸如藉由使射束偏轉以實現橫越晶圓之掃描的偏轉器而移位。反掃描偏轉器可經提供於二次成像系統中以補償此移位並最小化偵測器上之影像位移。亦即，當初級光束藉由掃描而偏轉時，二次粒子之射束藉由二次成像系統之偏轉器藉由稱作「反掃描」之程序而反向偏轉。此等反掃描偏轉器可有助於保持每一射束之二次粒子在其各別偵測器單元中被接收(例如，保持射束與偵測器單元之間的一對一對應性)。

二次成像系統可提供於晶圓與偵測器之間，且可包括有助於改良影像品質之組件。舉例而言，可存在用於調整放大率以使得射束光點以適當大小形成於偵測器單元上的變焦透鏡、調整射束旋轉位置之反旋轉透鏡，及補償各種像差之像差補償元件。然而，此等組件在掃描期間通常固定至特定操作狀態。該等組件可經設定以在整個掃描程序中為多個射束提供最佳平均效能且在掃描期間不調整。

然而，當執行掃描時，甚至當亦執行反掃描時，多個射束之性質可改變。舉例而言，二次粒子之射束的起源位置在掃描期間不斷地改變，且朝向偵測器之射束的路徑亦改變。因此，儘管在二次成像系統中之組件可經設定用於基本狀態(例如，經最佳化用於平均狀態或未偏轉狀態)，但影像品質之某一降級可在掃描期間出現，此係因為射束可暫時處於二次成像系統未經設定或最佳化用於的狀態中。此類降級可在掃描範圍之末端處更顯著。舉例而言，在逐線掃描圖案中，射束之偏轉可在圖案之隅角處最大。同時，二次成像系統之組件可在射束在中心(未偏轉)位置處時經最佳化用於聚焦射束，或可經最佳化用於經偏轉狀態之平均。在二次成像系統以此方式被組態情況下，畸變射束光點可在射束經偏轉(例如，在各個掃描階段處)時形成於偵測器上。此類畸變可導致低收集效率(例如，所收集之二次粒子與所產生之二次粒子的比例)，及不合需要的串擾(例如，不同射束之粒子經共混的情形)。

為增強SEM系統之效能，在多個射束橫越樣本表面進行掃描時補償二次成像系統中之多個射束之不同性質將係需要的。

本發明之實施例可藉由操作二次成像系統之組件使得其在與初級射束之掃描同步經調整而解決諸如上文所論述之問題的問題。二次成像系統之組件可與掃描偏轉器或反掃描偏轉器一起經同步地調整。舉例而言，與反掃描一起，二次成像系統可調整至其他組件(諸如變焦透鏡、投影透鏡或像差補償元件)之激勵。二次成像系統之組件的調整可與藉由反掃描偏轉器執行的反掃描一起進行，且因此二次成像系統之組件的調整可被稱作二次成像系統之「反掃描模式」。

射束可歸因於掃描而偏轉，且其性質可改變。與此一起，二次成像系統可基於偏轉而調整施加至二次成像系統中之各個組件的激勵以使得在任一給定掃描位置處之成像條件得以改良或甚至最佳。射束光點可以改良之成像品質形成於偵測器上。舉例而言，射束光點可以避免或減少不合需要畸變的方式形成，或經形成以使得可達成所需形狀。射束光點可經形成使得來自射束之二次粒子含於偵測器單元中。當較大比例二次粒子達至預期偵測器單元時可改良收集效率。此外，當一個射束之二次粒子被防止達至與不同射束相關聯之偵測器單元時，可減少串擾。

在一些實施例中，射束光點在偵測器表面上之最佳化可以一特定形狀為目標，該特定形狀可不同於圓形，諸如橢圓形形狀。偵測器單元可為方形，且典型目標射束點可為圓形以確保射束光點適合偵測器單元。然而，當提供多個偵測器單元時，例如在多射束系統中，射束光點中之一些的變形可使圓形射束光點變形且可導致諸如不佳收集效率及串擾之負面效應，如上文所論述。另一方面，射束光點之橢圓形形狀可有助於最大化收集效率及最小化串擾。橢圓形形狀之定向可為對角線。舉例而言，橢圓形形狀可定向於方形偵測器單元之對角線上。定向可基於相鄰偵測器單元之配置。二次成像系統可經組態以使射束光點具有橢圓形形狀。二次成像系統之「反掃描模式」可以偵測器表面上之射束光點之橢圓形形狀為目標。實施例可增強收集效率並減少或去除偵測器之串擾。

本發明之目標及優點可由如本文所論述之實施例中闡述之元件及組合實現。然而，未必需要本發明之實施例達成此類例示性目標或優點，且一些實施例可能不會達成所陳述目標或優點中之任一者。

在不限制本發明之範疇的情況下，可在利用電子束(「e-beam」)之系統中提供系統及方法之上下文中描述一些實施例。然而，本發明不限於此。可相似地施加其他類型之帶電粒子束。此外，與反掃描相關之系統及方法可用於其他成像系統，諸如光學成像、光子偵測、x射線偵測、離子偵測等。此外，畸變控制或射束投影可適用於其他系統中，諸如微影系統。另外，術語「小射束」可指射束之構成部分或自原始射束提取之單獨射束。術語「射束」可指射束或小射束。

術語「偵測器單元」可指偵測器的一部分。個別偵測器單元可經組態以偵測與一個小射束相關聯的帶電粒子。偵測器可經像素化，從而具有在陣列圖案中之複數個感測元件。感測元件中之一或多者可分組在一起且形成偵測器單元。感測元件可指組成偵測器之半導體二極體。偵測之子區可對應於偵測器單元。

如本文中所使用，除非另外特定陳述，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，除非不可行。舉例而言，若陳述組件包括A或B，則除非另外特別陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述組件包括A、B或C，則除非另外特定陳述或不可行，否則組件可包括A、或B、或C、或A及B、或A及C、或B及C、或A及B及C。

現在參看圖1，其說明符合本發明之實施例的可用於偵測之例示性電子束檢測(EBI)系統10。EBI系統10可包括掃描電子顯微鏡(SEM)且可用於成像。如圖1中所展示，EBI系統10包括主腔室11、裝載/鎖腔室20、電子束工具100及裝備前端模組(EFEM) 30。電子束工具100位於主腔室11內。EFEM 30包括第一裝載埠30a及第二裝載埠30b。EFEM 30可包括額外裝載埠。第一裝載埠30a及第二裝載埠30b收納含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本的晶圓前開式單元匣(FOUP)(晶圓及樣本本文中可統稱為「晶圓」)。

EFEM 30中之一或多個機械臂(圖中未示)將晶圓輸送至裝載/鎖定腔室20。裝載/鎖定腔室20連接至裝載/鎖定真空泵系統(圖中未示)，其移除裝載/鎖定腔室20中之氣體分子以達至低於大氣壓之第一壓力。在達至第一壓力之後，一或多個機械臂(圖中未示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室20輸送至主腔室11。主腔室11連接至主腔室真空泵系統(圖中未示)，其移除主腔室11中之氣體分子以達至低於第一壓力之第二壓力。在達至第二壓力之後，晶圓經受電子束工具100進行之檢測。電子束工具100可為單射束系統或多射束系統。控制器109以電子方式連接至電子束工具100，且亦可以電子方式連接至其他組件。控制器109可為經組態以實行對EBI系統10之各種控制的電腦。雖然控制器109在圖1中被展示為在包括主腔室11、裝載/鎖腔室20及EFEM 30之結構之外，但應瞭解，控制器109可為該結構之部分。

諸如由EBI系統10形成或可包括於EBI系統10中的帶電粒子束顯微鏡可能能夠解析至例如奈米尺度，且可充當用於檢測晶圓上之IC組件的實用工具。運用電子束系統，初級電子束之電子可聚焦於受檢測晶圓之探測光點處。初級電子與晶圓之相互作用可引起形成二次粒子束。二次粒子束可包含由初級電子與晶圓之相互作用產生的後向散射電子、二次電子或歐傑電子等。二次粒子束之特性(例如強度)可基於晶圓之內部或外部結構之性質而變化，且因此可指示晶圓是否包括缺陷。

二次粒子束之強度可使用偵測器來判定。二次粒子束可在偵測器之表面上形成射束光點。偵測器可產生表示所偵測二次粒子束之強度的電信號(例如電流、電荷、電壓等)。電信號可運用量測電路系統量測，該等量測電路系統可包括其他組件(例如，類比對數位轉換器)以獲得所偵測電子之分佈。在偵測時間窗期間收集到之電子分佈資料結合入射於晶圓表面上之初級電子束的對應掃描路徑資料可用以重建構受檢測之晶圓結構的影像。經重建構影像可用以顯露晶圓之內部或外部結構的各種特徵，且可用以顯露可能存在於晶圓中的缺陷。

本發明之一些實施例可與可利用複數個帶電粒子束的多射束帶電粒子裝置之設計及操作相關。此類裝置之實現中之一者為使用多射束SEM之原理的高解析度成像系統。詳言之，多射束SEM可經實施為晶圓檢測工具並應用於成像在半導體晶圓上製造的電路圖案。習知單射束SEM作為晶圓檢測工具廣泛用於半導體工業。SEM之初級優點可為其高解析度及對表面電荷分佈之高靈敏度，高靈敏度使SEM對多種製造缺陷敏感。然而，對於表面成像，此等工具利用橫越檢測區域進行掃描的單一電子束，且因此其極大地受低影像擷取速度影響。在多射束SEM中，為增加量測速度，檢測區域可分裂成全部藉由複數個聚焦電子束同時掃描的複數個子區。此類系統可在半導體工業中適用作用於晶圓及光罩檢測之高產量及高解析度檢測工具。

在半導體工業中，對半導體晶圓之圖案分析、缺陷檢測、臨界尺寸量測及程序控制可在微晶片之任一製造程序的開發中係重要的。甚至對於已成熟之程序，半導體晶圓上與不同微影步驟相關聯的缺陷亦可能對大批量製造提出挑戰。因此，基於缺陷之數目及類型的程序控制及缺陷之數目及類型的連續偵測可係重要的。

晶圓檢測系統可有助於製造商偵測在製造程序期間出現的缺陷，因此允許其監視並控制程序且增加積體電路(IC)晶片之良率。

在比較系統中，光學檢測系統為用以執行晶圓缺陷檢測、臨界尺寸量測及整個矽晶圓度量衡的共同工業工具。然而，半導體工業在最近數十年內之發展及微晶片中個別組件之填集密度的極大增長導致組件大小的顯著減小。此自在最近數十年期間節點大小在一代代微晶片間減少而顯而易見。對於最新代微晶片，節點大小已達到僅幾奈米之尺度。

為了檢測低奈米大小節點，光學檢測系統在自光學件繼承之成像解析度及缺陷靈敏度方面具有基本限制。與節點大小相比，系統之解析度可受相對較大光波長限制。靈敏度可受具有次波長尺寸之物件之低散射橫截面(其限制反向散射光之強度)限制。

此等限制降低光學檢測工具之靈敏度及產出量，從而使其愈來愈少地應用於晶圓分析。此導致基於電子光學之原理的檢測工具之廣泛採用。採用掃描電子顯微鏡之原理的此等工具提供高成像解析度及對半導體晶圓之局部電荷分佈的靈敏度，其對於缺陷偵測可為重要的。

掃描電子顯微鏡可利用聚焦低至幾奈米之加速電子之射束用於成像樣本表面。入射於表面上的高能電子與表面原子相互作用，從而產生發射二次及反向散射電子的探測光點。表面及局部表面組分之影像可藉由收集及分析此等二次及反向散射電子獲得。詳言之，所記錄的二次(或反向散射)電子之信號強度對初級電子束之位置可用於獲得檢測表面之影像。此允許施加SEM用於觀察製造於晶圓上的半導體電路結構之精細細節。經獲得影像對晶圓表面上之電荷分佈的靈敏度可允許表面之局部充電的探測。SEM可對所製造半導體結構中之缺陷敏感。

習知單射束SEM可包括兩個主要區段：(i)初級電子柱；及(ii)二次電子柱(或簡言之，用於二次電子之偵測器)。對應於初級及二次電子來命名初級及二次柱。初級電子可包括源自SEM之電子源、經輸送至樣本表面(例如，晶圓)併入射於該樣本表面上的電子。二次電子可包括：(i)自晶圓表面發射的低能量二次電子(具有朗伯定律電子能量分佈)；(ii)反向散射電子(彈性地或無彈性地散佈)；及(iii)高能二次電子。

初級電子柱通常包括以下主要組件：電子槍(初級電子之源)；具有像差校正組件之初級成像系統(例如，初級電子投影成像系統)；及初級電子波束掃描單元。在電子槍中，初級電子藉由自陰極尖端發射而產生；接著該等初級電子經加速至經由SEM之電子光學系統輸送其所必要的能量。初級電子投影成像系統將初級電子自源輸送至晶圓。初級電子投影成像系統執行電子束在樣本表面上的聚焦並在將電子入射於樣本表面上之前調整最終動能。電子束掃描偏轉單元橫越檢測區域進行初級電子之射束掃描。

二次柱收集在樣本表面處產生的二次電子並將其輸送至偵測器。二次柱可係簡單的，僅僅具有接近於樣本表面定位的偵測器。或其可更複雜，具有諸如以下各者之組件：反掃描偏轉單元、用於二次電子之具有像差校正組件的投影成像系統及偵測器。

二次成像系統(例如，二次電子投影成像系統)可將源自樣本表面之探測光點的二次電子投影至偵測器上。二次成像系統可經設計以獨立於系統之成像參數(例如，著陸能量)保持影像之在偵測器上的位置及焦點。二次反掃描偏轉單元可經組態以去除歸因於探測光點之移動位置(二次電子之原點位置)的偵測器上之影像位移。

在半導體工業中，基於掃描電子顯微法之原理採用的檢測及度量衡工具之成功可主要藉由具有100 eV至100 keV之動能的加速電子之短波長及高散射橫截面來判定。短波長可有助於實現所獲得影像之高解析度，而高散射橫截面得到經偵測信號之高強度，及因此良好信雜比(SNR)。

同時，一些工具可受低量測速度影響。舉例而言，為獲得表面影像，電子束可橫越檢測區域之全部點進行掃描。橫越晶圓(例如，具有若干平方厘米之表面積的30 cm直徑晶圓)或甚至僅僅相對較小預選區域進行經聚焦至幾奈米光點大小之單一射束掃描可係極其耗時的。因此，單射束系統可面臨提供半導體工廠用於常規直線晶圓檢測所需要之必要產出量的困難。

採用掃描電子顯微鏡之原理的檢測工具之高產出量可藉由並行利用複數個電子束來對檢測區域之多個區段同時進行成像而達成。並行使用多個電子束用於成像半導體結構的二次電子顯微鏡可被稱作多射束SEM且為半導體工業所極大關注。此類多射束SEM之實例可在美國專利第9,691,588及10,141,160號中發現，該等專利以全文引用的方式併入本文中。

現參看圖2，其說明符合本發明之實施例的多射束裝置。多射束SEM之電子光學設計可包含兩個主要區段：初級電子柱；及二次電子柱。電子束工具100可為一帶電粒子束裝置的實例，該帶電粒子束裝置可為EBI 系統10之一部分，如上文關於圖1所論述。

初級柱可包括與初級電子產生相關的電子光學組件、用於形成複數個初級電子小射束的構件、用於輸送初級電子小射束至樣本表面的構件，及可用以使初級小射束橫越檢測區域進行掃描的掃描偏轉單元。與習知單射束電子源相比，多射束SEM之電子源可不同。舉例而言，多射束SEM可經組態以產生複數個電子小射束(例如，電子小射束之陣列)。此可藉由用轉換單元補充習知電子槍來達成，從而產生複數個虛擬電子源。在美國專利第10,141,160號中論述產生複數個小射束之多射束系統的實例。

如圖2中所展示，電子束工具100可包括電子源101、主要孔徑板171、聚光透鏡110及轉換單元120。電子源101、主要孔徑板171、聚光透鏡110及轉換單元120可包括於初級電子柱中。電子源101可經組態以沿著主光軸100_1產生初級電子束102。轉換單元120可包括微型機電系統(MEMS)結構。舉例而言，轉換單元120可包括射束限制孔徑、微型偏轉器陣列及微型透鏡陣列。電子源101可產生傳遞通過聚光透鏡110之初級電子束102。初級電子束102之周邊電子可使用主要孔徑板171切斷。

如圖2中所展示，複數個小射束102_1、102_2及102_3可經產生且可引導朝向樣本8。藉由電子槍及轉換單元產生，幾乎平行電子小射束之陣列可藉由一個單柱初級投影成像系統而輸送至樣本8之表面7。每一小射束可聚焦於檢測區域之對應子區。撞擊樣本表面之複數個初級電子小射束可產生發射二次電子之複數個探測光點。一個共同掃描偏轉單元執行橫越所研究區域之子區的複數個小射束之掃描。舉例而言，電子束工具100可包括光束分離器及掃描系統。光束分離器可包括韋恩濾光器。如圖2中所展示，可提供光束分離器160。掃描單元(例如，靜電偏轉器)可經組態以偏轉小射束以實現掃描。如圖2中所展示，可提供掃描偏轉單元132。光束分離器160及掃描偏轉單元132可與主光軸100_1對準。掃描偏轉單元132可使小射束102_1、102_2及102_3一起偏轉以使得射束光點之陣列橫越樣本8之表面7進行掃描。藉由小射束102_1、102_2及102_3形成之射束光點可經組態以具有可在執行掃描時維持的間距P。

單一二次柱可經提供且可經組態以收集源自檢測區域之子區內的複數個探測光點的複數個二次電子小射束之粒子並將其輸送至偵測器平面。二次柱可包含物鏡、光束分離器、具有反掃描偏轉單元之二次電子投影成像系統，及偵測器。可存在初級柱與二次柱之間的重疊。電子束工具100之一些組件可包括於初級柱及二次柱兩者中。舉例而言，物鏡131、光束分離器160及掃描偏轉單元132可包括於初級柱及二次柱兩者中。

儘管諸如光束分離器160之一些組件可不在掃描程序中涉及，但電子仍然可行進通過其。舉例而言，在一些實施例中，韋恩濾光器起光束分離器之作用。韋恩濾光器可在不影響朝向晶圓行進之初級電子的軌跡情況下透射初級電子。此可藉由平衡作用於行進電子上的靜電力對磁力(例如，勞侖茲力)來達成。兩個場垂直於主光軸而定向。在自晶圓返回至偵測器之路徑上，勞侖茲力將改變正負號，此係由於其可取決於電子運動之方向，而靜電力將在相同方向上起作用。兩個力將在相同方向(正交於主光軸)上作用於電子。結果，其將使二次電子朝向偵測器(例如，沿著副光軸)偏轉。韋恩濾光器可在掃描期間在靜態激勵下固持。

掃描可藉由靜電偏轉器(例如，掃描單元)執行。在一些實施例中，靜電偏轉器可包括兩個金屬板，其中電壓施加於該等板之間以產生使電子在垂直於主光軸之方向上偏轉的電場。可提供多對金屬板。

如圖2中所展示，可提供二次成像系統6及偵測器7。二次成像系統6可為投影成像系統之實例。二次成像系統6及偵測器7可與副光軸150_1對準。二次柱可包括物鏡131、光束分離器160及掃描偏轉單元132、二次成像系統6及偵測器7。

圖3A展示符合本發明之實施例的二次柱之部分之放大的實例。二次成像系統6可包括反掃描偏轉單元157、變焦透鏡151及投影透鏡152。反掃描偏轉單元157可包括經組態以使二次電子偏轉的偏轉器。變焦透鏡151可包括複數個靜電透鏡。投影透鏡152可包括靜電透鏡或磁透鏡。

參看圖2，物鏡131可收集自探測光點發射的二次電子且可形成二次電子之小射束(「二次電子小射束」)。光束分離器160可使二次電子小射束朝向二次成像系統6偏轉。二次成像系統6可用以將二次電子投影至偵測器7上且使偵測器7上的影像之焦點、大小及旋轉幾乎恆定並獨立於SEM成像條件。

如圖3A中所展示，二次成像系統6可包括影響行進穿過其之射束的組件。二次成像系統6中之組件可一起影響小射束。舉例而言，為進入二次成像系統6之全部小射束所共有，反掃描偏轉單元157可相對於副光軸150_1移位二次電子小射束之傳入陣列。反掃描偏轉單元157可經組態以最小化偵測器7上之影像位移。偵測器7上之影像位移可來源於探測光點橫越樣本8之表面7上之檢測區域的運動。反掃描偏轉單元157可與初級電子小射束之電子偏轉掃描系統同步影響射束。舉例而言，反掃描偏轉單元157可與掃描偏轉單元132同步影響小射束。偵測器7可偵測作為複數個小射束來臨的電子。偵測器7可自個別感測器裝配，或可實施為具有複數個敏感元件(例如，敏感元件之偵測器區段或群組，諸如小像素之群組)的一個偵測器。每一二次小射束可經組態以投影至對應偵測器或偵測器區段上。

圖3B展示符合本發明之實施例的二次成像系統之配置的另一實例。如圖3B中所展示，複數個偏轉器可經提供用於反掃描二次電子偏轉單元。舉例而言，可提供至少兩個偏轉器157_1及157_2。偏轉器157_1可經組態以使小射束朝向副光軸150_1偏轉，且偏轉器157_2可經組態以反向偏轉小射束以使得其具有平行於副光軸150_1之軌跡。

在一些實施例中，二次電子投影成像系統可包含組合的變焦透鏡(包括至少兩個透鏡)、反旋轉透鏡及像差補償電子光學元件(例如，像散校正器)。透鏡中之每一者可為靜電透鏡、磁透鏡或靜電磁性複合透鏡。另外，每一透鏡可經實施為單一透鏡或為透鏡之整體(例如，執行粗略聚焦之一些透鏡及執行精細聚焦之一些透鏡)。上述情況可適用於像差補償電子光學元件。

在比較實施例中，二次投影成像系統之全部組件可經選擇以提供用於複數個小射束的最佳平均效能，且組件之激勵在掃描期間固定至特定值。

二次電子投影成像系統可經組態以使偵測器上的影像之放大率、聚焦及旋轉保持恆定。此類參數(放大率、聚焦、影像旋轉)應獨立於多射束系統之成像參數(例如，著陸能量、參數控制二次電子發射模式等)。

源自複數個探測光點之複數個二次電子小射束可經輸送並聚焦於偵測器。偵測器可利用建立的檢測區域之特定子區與偵測單元中之一者之間的一對一對應性執行電子的偵測。

多射束帶電粒子裝置中之二次柱之效能可由兩個主要參數判定：收集效率及串擾。單一偵測器單元之收集效率可界定為自檢測區域之子區中之一者內的對應探測光點發射的二次電子之分數並藉由對應偵測元件偵測。收集效率可初始地經界定用於每一偵測元件。在一些實施例中，為了表徵整個偵測器，可導出全部偵測元件之收集效率的平均值。在一些實施例中，收集效率可以表徵元件之間的值(諸如橫越偵測器之全部元件的最小值及最大值)之散佈的數目補充。

串擾可界定為藉由個別偵測器單元偵測的非源自掃描區域之對應子區而是源自相鄰子區的二次電子之分數。類似於收集效率，橫越偵測器之全部元件的平均值、最小值及最大值可經計算用於整個偵測器之表徵。

高收集效率及低串擾可為用於實現待用作半導體製造工廠處之缺陷檢測工具的多射束帶電粒子裝置之高解析度及高產出量的重要設計參數。

現將參看圖4A、圖4B、圖5A及圖5B，其說明符合本發明之實施例的初級電子束之掃描。圖4A及圖4B展示初級電子柱之一部分的側視圖。小射束102_1、102_2及102_3可經形成於初級電子柱中且可平行於主光軸100_1行進。小射束102_1、102_2及102_3可撞擊樣本8並形成射束光點102_1S、102_2S及102_3S。掃描偏轉單元132可經組態以使行進穿過其之射束偏轉。如圖4B中所展示，掃描偏轉單元132可使小射束102_1、102_2及102_3偏轉以使得射束光點102_1S、102_2S及102_3S橫越樣本8移動。圖5A及圖5B展示樣本8之對應俯視圖。

在多射束SEM之掃描操作模式中，初級偏轉掃描單元橫越檢測區域不斷地移動初級小射束之陣列。舉例而言，掃描偏轉單元132可使小射束102_1、102_2及102_3偏轉以使得射束光點102_1S、102_2S及102_3S自位置A移動至位置B，如圖5B中所展示。小射束可經一起偏轉以使得樣本表面上之射束光點作為一單元移動。二次電子可在對應探測光點於樣本之表面上形成所處於的每一位置處產生。在掃描期間二次電子小射束之原點位置可在操作中不斷地改變，且二次電子小射束穿過電子光學系統之路徑亦改變。然而，在比較多射束SEM中，二次投影成像系統之電子光學元件(例如，透鏡、像散校正器及其他像差補償元件)之激勵經最佳化僅僅用於小射束之未偏轉位置並在掃描期間保持上述情況。

圖6說明符合本發明之實施例的掃描區域及掃描路徑。如圖6中所展示，掃描區域400可經提供於樣本之表面上。掃描區域400可對應於帶電粒子束裝置之FOV。掃描區域可在帶電粒子束裝置之FOV內。在掃描操作期間，初級帶電粒子束可在光柵圖案中掃描以涵蓋掃描區域400。在一些實施例中，可使用多個小射束，且每一小射束之掃描路徑可對應於圖6中所展示之掃描路徑，或小射束之陣列的掃描路徑可對應於圖6中所展示之掃描路徑。掃描路徑可在點C1處開始且在鋸齒圖案或一些其他圖案中繼續進行。點C1、C2、C3及C4可為掃描區域400之隅角。點C1、C2、C3及C4可為射束之完全經偏轉位置。點C5可在掃描區域400之中心處。點C5可為射束之未偏轉位置。例如當初級射束在點C5處時，二次成像系統可經最佳化用於未偏轉射束之條件。當初級射束在點C1、C2、C3或C4處時，二次帶電粒子可由在此等點處之射束光點產生並自其行進至二次成像系統。

如圖5B及圖3A至圖3G中所展示，源自位置B之二次小射束可在其進入二次成像系統6時相對於副光軸150_1偏移。二次成像系統6之反掃描偏轉單元157可經組態以補償此類偏移且可重新導向小射束以與光軸150_1對準，以使得小射束之軌跡可類似於源自位置A之小射束(例如，未偏轉小射束)。反掃描偏轉單元157可消除歸因於掃描發生的二次小射束陣列之移位。應理解反掃描偏轉單元157可不需要使未偏轉小射束(例如，源自位置A之小射束)偏轉。

然而，即使當偏移經校正(例如，藉由移位經偏轉小射束)時，小射束之一些性質可不與未偏轉小射束相同。舉例而言，源自掃描區域400內經偏轉位置(例如，在點C1、C2、C3或C4處)之二次小射束可具有不同於未偏轉小射束(例如，源自點C5之二次小射束)之光學路徑的光學路徑。包括於二次小射束中的二次電子之對應軌跡可具有不同長度並穿過二次投影成像系統之電子光學組件(例如，透鏡韋恩濾光器等)內之不同點。二次小射束可藉由電子光學組件以不同方式影響且經受不同像差。若二次成像系統之組件的激勵在掃描期間保持相同，則此等效應並不藉由透鏡及像散校正器補償，因此藉由二次成像系統產生的影像可變得散焦(例如，射束光點可加寬)且影像可受方向性拖尾效應(例如，像散)影響。偵測器上降級之圖像品質可導致用於完整視場(FOV)之偵測器單元的減少之收集效率及惡化之串擾低於理論可能值。

作為實例，在比較實施例中，二次成像系統可未經最佳組態以處置源自點C1、C2、C3或C4的二次帶電粒子，如圖6中所展示，且相較於二次帶電粒子來源於點C5的情形，可存在圖像品質之偏差。二次成像系統可經組態以施加某些激勵條件至其中之組件以實現小射束聚焦至偵測器之各別區上。

在比較實施例中，用於二次投影成像系統之電子光學元件的最佳激勵條件之偏差可視為較小且仍未補償。然而，在某些成像條件下，成像探測光點之圖像品質的惡化可變得極顯著。在此情況下，在每一掃描步驟處的二次投影成像系統之再最佳化可改良偵測器上之圖像品質。

在本發明之一些實施例中，反掃描操作模式可經提供用於多射束裝置之二次成像系統。在一些實施例中，反掃描操作模式可應用於多射束裝置設計及二次成像系統之多種實施例，例如美國專利第9,691,588及10,141,160號中論述之實施例。與標準掃描模式相比，反掃描操作模式可增強收集效率並減少FOV之全部點的二次成像系統中之串擾。

在比較實施例中，標準掃描序列可包括： 1.初級掃描偏轉單元使橫越檢測區域移動探測光點的初級小射束偏轉。 2.二次反掃描偏轉單元用來消除次級電子小射束陣列相對於二次成像系統之偵測器上之光軸的移位。 3.二次成像系統保持固定(例如，使二次成像系統中之電子光學組件之激勵值固定)於對應於經執行用於初級小射束之未偏轉位置的最佳化的狀態中。

在一些實施例中，可使用一經修改掃描序列，其包括用於二次成像系統之反掃描操作模式。經修改掃描序列可除在步驟3中以外類似於上文針對標準掃描序列提及之序列，此類激勵可與初級掃描偏轉單元執行掃描，或反掃描偏轉單元執行反掃描同步而經同步地更新，而非固定二次成像系統之激勵。與初級掃描偏轉單元或反掃描偏轉單元同步，可調整二次成像系統之其他組件。在反掃描操作模式中調整激勵可補償在用於二次成像系統之初始成像條件中藉由掃描產生的變化。反掃描操作模式可對二次成像系統整體執行反掃描功能。反掃描操作模式可在FOV之任一點處增強二次成像系統中之聚焦及像差之補償且可最小化偵測器上探測光點影像之惡化。

在一些實施例中，二次投影成像系統之全部電子光學組件可與初級掃描偏轉單元同步地更新，共同充當單一光學系統以消除對藉由初級電子小射束之掃描產生之影像的影響。操作二次成像系統的方法可包括使用二次成像系統之反掃描模式。帶電粒子束系統可包括反掃描二次成像系統。

二次成像系統之電子光學組件之變化激勵值的範圍可藉由理論模型化來判定用於FOV或樣本上之掃描區域內之全部探測光點位置。在一些實施例中，可以實驗方式判定變化激勵值之範圍。在一些實施例中，可使用內插。舉例而言，計算之數目可藉由找到位置(例如，中心及隅角)之一子集的激勵值及使用內插以判定中間值而減少。

現在參看圖3C，其說明符合本發明之實施例的展示二次柱之部分的放大的另外配置。類似於圖3A或圖3B之實例，如圖3C中所展示，二次成像系統6可包括反掃描偏轉單元157、變焦透鏡151及投影透鏡152。然而，二次成像系統6亦可包括像差補償器9。像差補償器9可經組態以補償歸因於光束分離器160的進入二次成像系統6之複數個二次電子束的散光像差。一些組件可經組態以補償歸因於物鏡131之像差。此外，投影透鏡152可組態為反旋轉透鏡。投影透鏡152可經組態以補償藉由二次成像系統6之其他組件誘發的旋轉效應。二次成像系統6之組件可經組態以保持藉由複數個初級小射束形成的複數個探測光點之影像與偵測器7中之複數個偵測元件之間的對應關係。偵測元件可包括感測元件之個別者或群組，或可包括偵測器7之不同子區。藉由對應關係，每一偵測元件可產生一個對應掃描區之影像信號。

在一些實施例中，二次成像系統6可進一步包含對準偏轉器以補償歸因於二次柱之組件(包括例如，偵測器7)之製造或裝配誤差的對應關係之偏差。

在一些實施例中，可改變組件在二次成像系統6中之配置。舉例而言，反掃描偏轉單元157可在光束分離器160 (參看圖2)與變焦透鏡151之間。反掃描偏轉單元157可為二次成像系統6中之前導組件。在一些實施例中，反掃描偏轉單元157可在變焦透鏡151與偵測器7之間。在一些實施例中，反掃描偏轉單元157可在變焦透鏡151之個別透鏡之間。

二次成像系統6中之組件的不同配置之另外實例展示於圖3D至圖3G中。舉例而言，圖3D展示其中全部反掃描偏轉器定位在變焦透鏡151之前(例如，在變焦透鏡151上游)的配置。在一些實施例中，圖3D之配置可經組態以實現用於二次成像系統6執行的最佳情境。圖3E展示可能歸因於在變焦透鏡151之前之空間限制而適用的配置。如圖3E中所展示，至少一個反掃描偏轉器157_1可定位在變焦透鏡151之前，且至少一個反掃描偏轉器157_2可定位在變焦透鏡151之後。圖3F展示可能歸因於另外空間限制而適用的配置。如圖3F中所展示，至少一個反掃描偏轉器157_2可與變焦透鏡151之第一變焦透鏡重疊。圖3G展示可能歸因於另外空間限制而適用的配置。如圖3F中所展示，全部反掃描偏轉器可定位在變焦透鏡151之第一變焦透鏡之後。

在操作中，由樣本上之射束光點產生的二次粒子可自位置A入射至二次成像系統6中，如圖5B及圖3A至圖3G中所展示。位置A可對應於樣本上之初級小射束的陣列之未偏轉位置，且入射至二次成像系統6中的二次小射束可未經偏轉。位置B可對應於樣本上初級小射束之陣列的經偏轉位置，且入射至二次成像系統6中之二次小射束可經偏轉。反掃描偏轉單元157可使小射束自位置B偏轉以便校正偏移。小射束可經反向移位以使得其與副光軸150_1對準。反掃描偏轉單元157可與掃描偏轉單元132 (參看圖2)同步地執行反掃描。與初級小射束之掃描一起，可反掃描二次小射束。此外，其他組件可在反掃描模式中操作。二次成像系統6中之其他組件可以一激勵操作，該激勵係與反掃描偏轉單元157或掃描偏轉單元132同步地調整。

二次成像系統6之組件的激勵可包括例如調整施加至透鏡之電信號。激勵可包括驅動器之電壓或電流。舉例而言，可調整施加至變焦透鏡151之靜電透鏡的電壓。靜電透鏡之激勵的調整可包括改變施加至靜電透鏡之電極的電壓。複合透鏡可包括至其之電壓可經調整的電極。激勵之調整可基於掃描偏轉器或反掃描偏轉器之偏轉設定。在一些實施例中，掃描偏轉器之偏轉設定可對應於反掃描偏轉器之偏轉設定。二次成像系統6之組件可基於反掃描偏轉單元157之偏轉設定而調整。舉例而言，當反掃描偏轉單元157使二次小射束自位置B偏轉以與副光軸150_1對準(例如，類似於來自位置A之二次小射束)時，變焦透鏡151之激勵可經調整。激勵之調整程度可基於偏轉量與對圖像品質之影響(例如，由偏轉所引起的像差之預期量)之間的關係。在一些實施例中，激勵之調整程度可與偏轉量成比例。

在一些實施例中，二次成像系統6之組件的激勵之調整可逐個進行。舉例而言，施加至變焦透鏡151、投影透鏡152及像差補償器9之激勵可經逐個調整。在一些實施例中，施加至二次成像系統6之全部組件的激勵可一起經調整。舉例而言，與反掃描偏轉單元157之操作一起，可調整施加至變焦透鏡151、投影透鏡152及像差補償器9之激勵。

在一些實施例中，舉例而言，當反掃描偏轉單元157在待調整的二次成像系統6中之其他組件上游時，施加至其他組件之激勵可一起經調整。在一些實施例中，舉例而言，當其他組件在反掃描偏轉單元157上游時，此等組件可以不同於在反掃描偏轉單元157下游之組件的方式來調整。舉例而言，在反掃描偏轉單元157上游之透鏡可經調整以補償可歸因於小射束經偏轉的像差變化。進入此類透鏡之小射束可不使其偏移藉由反掃描偏轉單元157校正，且小射束可經受額外畸變。此類畸變可與掃描初級小射束同步藉由調整透鏡之激勵來補償。舉例而言，經提供為二次成像系統6之前導組件的透鏡可經組態以補償歸因於在達至二次成像系統6之前通過物鏡131及光束分離器160的經偏轉小射束的像差。

儘管圖3A至圖3G中說明為平行，但在一些實施例中，經偏轉二次小射束(例如，來自位置B)可以不同於未偏轉小射束(例如，來自位置A)之角度的角度入射至二次成像系統6中。舉例而言，來自位置B之小射束可進入相對於副光軸150_1傾斜之二次成像系統。反掃描偏轉單元157可移位小射束，使得其偏移被消除，然而，小射束之軌跡仍可相對於副光軸150_1傾斜。在一些實施例中，二次成像系統6之組件可經組態以校正入射經偏轉小射束之傾角。反掃描偏轉單元157可經組態以不僅消除偏移而且消除傾角。

現在參看圖7A至圖7C，其說明符合本發明之實施例的射束光點影像於偵測器之偵測器單元上的投影。圖7A至圖7C可經由等值線示意性地展示偵測器7上之藉由二次成像系統6產生的電子光點分佈。電子光點分佈之等值線可用以表徵光點之大小與形狀。圖7A說明可對應於帶電粒子束裝置之FOV內的探測光點之未偏轉位置的偵測器上之光點。如圖7A中所展示，偵測器上之光點通常具有圓形形狀且經很好聚焦。此可歸因於二次成像系統之組件的激勵經完全最佳化。圖7B說明可對應於初級電子小射束經偏轉至FOV隅角中之一者的情況的偵測器上之光點。同時，二次成像系統之組件的激勵可保持固定(例如，使用標準掃描模式)。在圖7B之情況下，光點較大且相較於圖7A出現強烈畸變形狀。在圖7B中之光點的畸變可歸因於聚焦及像差之補償保持與圖7A之情況相同。如圖7B中所展示，一些光點大於偵測器之個別單元。此可導致低的收集效率及相當大的串擾。

在一些實施例中，可使用二次成像系統之反掃描模式。舉例而言，二次成像系統6 (參看圖3A至圖3G)可經組態以基於進入二次成像系統6的小射束之偏轉完全重新最佳化二次成像系統6之組件的激勵。如圖7C中所展示，對應於經偏轉小射束的偵測器7上之光點可類似於對應於未偏轉小射束(參看圖7A)之光點。反掃描模式可允許二次成像系統6實現與標準操作相比更佳之收集效率及更小之串擾值。此可實現較高解析度及較高速度操作。舉例而言，可在電子束檢測程序中進行高速及高解析度量測。對於缺陷檢測系統，可達成較高產出量、靈敏度及準確度。

可在不使用回饋迴路情況下執行反掃描。舉例而言，在比較實施例中，可提供一監視系統，該監視系統將射束光點投影圖案成像於偵測器上且接著基於所成像投影圖案進行校正。在本發明之一些實施例中，可省去使用投影於偵測器上的射束光點之影像的回饋迴路。可在不需要監視系統及回饋迴路情況下實現二次成像系統之組件的動態調整(例如，動態聚焦)。藉由省去回饋迴路，藉由偵測器上之射束光點產生的實質上所有偵測信號可用於信號產生，且可增強SNR。此外，二次成像系統之操作的反掃描模式可直接施加至帶電粒子束裝置而不需要另外添加硬體，諸如監視系統。

在一些實施例中，可使用諸如美國專利第9,691,588及10,141,160號中所論述之二次成像系統的二次成像系統。應理解，在一些實施例中，可使用另外的變化，諸如反掃描偏轉單元157置放在變焦透鏡151下游更遠，及透鏡(例如，整體透鏡)之不同配置。

此外，在一些實施例中，可調節偵測器上射束光點之形狀。可提供最佳化偵測器上之電子束光點及最佳化帶電粒子束裝置(例如，多射束SEM)中之偵測器單元之形狀及大小的方法。在比較實施例中，電子束光點之圓形形狀可以形成於偵測器上為目標。然而，其他形狀可用以增強偵測器之效能。舉例而言，細長形狀(諸如偵測器上的光點之橢圓形形狀)可有助於減少串擾並增加收集效率。橢圓形之定向可沿著連接偵測器單元之最接近相鄰者的對角線對準。亦可提供用於最佳化多射束裝置之經像素化偵測器的偵測器單元之形狀及大小的對應方法。

一些實施例可與利用複數個帶電粒子束的多射束帶電粒子裝置之操作相關。此類裝置之實現中之一者為使用多射束掃描電子顯微鏡(SEM)之原理的高解析度成像系統。詳言之，多射束SEM可經實施為晶圓檢測工具並應用於成像在半導體晶圓上製造的電路圖案。習知單射束SEM作為晶圓檢測工具廣泛用於半導體工業。SEM之主要優點為其高解析度及對表面電荷分佈之高靈敏度，高靈敏度使SEM對多種製造缺陷敏感。然而，對於表面成像，此等工具利用橫越檢測區域進行掃描的單一電子束，且因此其極大地受低影像擷取速度影響。在多射束SEM中，為增加量測速度，檢測區域分裂成全部藉由複數個聚焦電子束同時掃描的複數個子區。此類系統可實現高產出量及高解析度，且可為在半導體工業中用於晶圓及光罩檢測之有用工具。

在單一射束電子系統(例如，SEM)中，可使用具有圓形橫截面之電子束。電子束可在系統之光軸上居中且具有圍繞光軸之旋轉對稱。除非射束之形狀藉由像差畸變或受光學元件(例如，受像散校正器或偏轉器)影響，否則影像平面上之最小佔據區(且因此最佳解析度)通常經獲得用於圓形形狀之電子光點。自然地，影像平面(例如，樣本表面、偵測器表面)上的電子光點之圓形形狀可用作用於最佳化系統性能之目標形狀。

在一些實施例中，舉例而言，對於多射束SEM，偵測器電子光點之圓形形狀可並非為獲得系統之最佳可達成效能的最佳形狀。可以除圓形形狀以外之形狀為目標。

可提供最佳化帶電粒子束裝置(例如，多射束SEM)之偵測器上之電子束光點的方法。可調整電子束光點之參數。參數可包括例如電子束光點之大小、形狀或配置。偵測器上光點之細長形狀可用以最小化串擾並最大化收集效率值。細長形狀之定向可沿著連接偵測器單元之最接近相鄰者的對角線。細長形狀可包括橢圓形。

現在參看圖8A及圖8B，其說明符合本發明之實施例的圓形形狀之射束光點。在比較實施例中，標準最佳化可由圖8A表示。標準最佳化可包括：(i)光點經最佳化以具有圓形形狀；(ii)光點之直徑(d ₁)經最小化。圖8A展示對偵測器之此類最佳化，其中個別偵測器單元在方格中並排(無間隔)配置。圖8B展示對偵測器之相同標準最佳化，其中單元配置在單元之間具有空隙之方格中。在由個別元件裝配的偵測器中，「並排」配置或單元之間具有空隙之配置可在系統設計中判定。在2D經像素化偵測器之形態情況下，個別偵測器單元之大小及形狀及個別偵測器單元之間的間隔可在量測期間經調整。此等參數之選擇可變為用於最佳化系統偵測效能的方法之一部分。

現在參看圖9A及圖9B，其說明符合本發明之實施例的非圓形之形狀的射束光點。在一些實施例中，用於最佳化之程序可包括：(i)光點經最佳化以具有細長(例如，橢圓形)形狀，其中伸長沿著連接偵測器之相鄰對角線元件之線定向；(ii)短軸(垂直於線之短軸)之大小經最小化，而長軸(長軸(long axis))可稍微較長。在偵測元件於正方形N×N矩陣陣列中之規則配置之情況下，主軸可大於短軸約1.4倍。圖9A展示並排配置於方格中的正方形偵測器單元。圖9B展示配置在單元之間留有空隙之標準方格中的正方形偵測器單元。

使用非圓形之形狀，考慮N×N正方形矩陣陣列中之相鄰元件之間的距離，可調整沿著對角線方向之較大光點大小。在一些實施例中，對角線上定位的鄰近偵測器單元之間的距離比水平地或垂直地定位的相鄰偵測器單元之間的距離大√2(2之平方根)倍。在不增加對應光點之間的重疊情況下，可使沿著對角線方向之光點大小較大。可在不增加串擾及不減少收集效率情況下增加光點大小。舉例而言，就此而言在不對串擾及收集效率有有害影響情況下用於最佳化射束光點之形狀的準則可放寬。

現在參看圖10A及圖10B，其說明符合本發明之實施例的非圓形的形狀之射束光點，及在偏移圖案中之偵測器單元。在一些實施例中，光點及對應偵測器單元可經配置於一N×N矩陣中，該N×N矩陣具有接近於矩形或平行四邊形之形狀。偵測器單元可經配置成晶格形式，其中晶格之元件具有平行四邊形形狀。用於最佳化之程序可包括：(i)光點經最佳化以具有橢圓形形狀，其中橢圓沿著連接偵測器之相鄰對角線元件之線定向；(ii)短軸(垂直於線之短軸)之大小經最小化，而長軸(長軸)可稍微較長。在此情況下，長軸(沿著對角線定向)相對於短軸(垂直於對角線定向)之縮放因數可經估計為例如√(a^2+b^2)/c。在一些實施例中，縮放因數可估計為(1/2*(a+b))/c。在一些實施例中，縮放因數可估計為a/c。單元形狀及大小可經調整以利用在不同方向中之較大單元間距及單元陣列之畸變，如圖10B中所展示。此外，在一些實施例中，光點可經最佳化以具有沿著連接偵測器陣列之相鄰晶格元件的線伸長的細長形狀。舉例而言，如圖10B中所展示，複數個偵測器單元可以陣列方式配置以使得陣列之晶格元件具有平行四邊形形狀而偵測器單元具有矩形形狀。連接相鄰晶格元件之線可能未必與自個別偵測器單元之隅角追蹤的對角線對準。

現在參看圖11A及圖11B，其說明符合本發明之實施例的可具有不對稱分佈的射束光點。對於具有相對於幾何光點中心之不對稱分佈(例如，歸因於彗形像差)的光點，偵測器單元可經移位以涵蓋光點之最大部分並留下光點分佈之僅僅較小尾端在單元外部(參看圖11A)。單元之間的空隙可經提供並留下開口以最小化元件之間的串擾。可使用光點在連接相鄰偵測器單元的對應軸線上之經投影強度分佈判定單元邊界之定位。在一些實施例中，邊界位置可基於收集效率與串擾之間的比率而最佳化。在一些實施例中，此比率可經最大化。相鄰元件之間的串擾之特定值(例如，1%至5%)可用作用於設定單元邊界之起始條件，且在第二步驟時，收集效率與串擾比率可藉由沿著連接相鄰元件之方向來回移位邊界而最大化。在一些情況下，單元形狀可不僅藉由四個最接近相鄰者而且藉由可用以最小化串擾的沿著對角線之額外空隙來界定(參看圖11B)。此等新的邊界(藉由圖11B中之點線展示)可界定沿著對角線方向之額外間隔且將切割單元之隅角。

現在參看圖12，其說明符合本發明之實施例的判定偵測器單元形狀及大小的途徑。用於界定經像素化偵測器上之單元之形狀的一般途徑可由圖12表示。用於判定單元形狀及大小之程序可包括： 在全部可能方向中繪製自光點中心之射線； 對於每一射線，計算2D光點分佈之橫截面，且根據目標串擾值設定單元邊界； 藉由沿著射線方向來回移位單元邊界最大化收集效率與串擾比率； 在用於全部偵測器單元之全部方向中找到單元邊界之後，偵測器單元之最一般形式可經判定用於經像素化偵測器。

可使用二次成像系統之組件控制偵測器上之射束光點的參數。舉例而言，二次成像系統6可包括影響行進穿過二次成像系統之射束並對形成於偵測器7之表面處的射束光點之大小與形狀具有影響的組件。投影透鏡152可執行反旋轉功能且可用於定向偵測器上之光點陣列。在一些實施例中，物鏡131可包括磁性元件，且通過物鏡131之射束可歸因於藉由物鏡131產生的磁場經受旋轉。旋轉可圍繞主光軸100_1。投影透鏡152可經組態以取消可歸因於物鏡131之旋轉。投影透鏡152可包括磁性元件(例如，磁透鏡)，且可旋轉通過投影透鏡152之射束。旋轉可圍繞副光軸150_1。藉由投影透鏡152誘發之旋轉可與藉由物鏡131誘發之旋轉在方向上相反。在一些實施例中，投影透鏡152可經組態以允許預定量之旋轉。

帶電粒子束系統之其他組件亦可引發在系統中之各個點處的旋轉。

二次成像系統6可經組態以控制投影於偵測器7上的射束光點之形狀及大小，或其他參數。射束光點之目標形狀可為橢圓形，且橢圓形形狀可傾斜(例如，相對於偵測器單元與對角線方向對準)。投影透鏡152可經組態以藉由控制藉由投影透鏡152產生之磁場在偵測器7上形成具有傾斜橢圓形形狀之射束光點。在一些實施例中，偵測器單元在偵測器7上的配置可偏移(參看圖10B、圖11A、圖11B及圖12)。投影透鏡152可經組態以在偵測器7上以一陣列圖案方式形成射束光點，該陣列圖案經旋轉以便匹配偵測器單元之偏移配置。像差補償器9可經組態以調整偵測器7上之射束光點的形狀及定向。

變焦透鏡151可執行聚焦功能。變焦透鏡151、投影透鏡152及像差補償器9可一起工作以調整通過二次成像系統6的射束之焦點且可在偵測器7上形成經聚焦射束光點影像。二次成像系統6之組件可經調整以控制通過二次成像系統6之射束的聚焦。可調整聚焦以便形成具有目標形狀之射束光點。舉例而言，可調整聚焦以便形成橢圓形射束光點。

二次成像系統6之組件的控制可基於偏轉設定。舉例而言，偏轉設定可屬於掃描偏轉單元132，或反掃描偏轉單元157。舉例而言，使用二次成像系統6之變焦透鏡151、投影透鏡152及像差補償器9進行的聚焦及旋轉之控制可與使用反掃描偏轉單元157執行反掃描同步進行。

在一些實施例中，可使用多射束帶電粒子束裝置。在一些實施例中，可使用單射束帶電粒子束裝置。單射束系統亦可使用掃描偏轉器。在比較實施例中，不使用反掃描偏轉器，且二次粒子藉由可具有單一偵測器單元之偵測器收集。然而，影響偵測器之粒子的散佈可係寬的，且因此可需要大偵測器。在本發明之一些實施例中，可使用反掃描偏轉器，且可使影響偵測器之粒子的散佈較小。此外，可使用二次成像系統，且可在反掃描模式中操作二次成像系統之組件。可藉由減少形成於偵測器上的射束光點之畸變使粒子之散佈更小。本發明之一些實施例可實現偵測器或其他組件之小型化。

校正射束之焦點的方法可包含調整帶電粒子束裝置之二次成像系統的組件之激勵。射束可為二次射束或複數個二次小射束。射束可由於射束之反掃描偏轉而散焦。射束可通過二次成像系統。射束可在至偵測器或一些其他組件(例如，轉印透鏡)的途中通過二次成像系統。

圖13為說明符合本發明之實施例的校正射束之焦點的例示性方法之流程圖。圖13之方法可由例如圖1中所展示之EBI系統10之控制器109執行。控制器109可經程式化以實施圖13中所說明之流程圖之一或多個區塊。舉例而言，控制器109可指導帶電粒子束系統之模組產生帶電粒子束且實施其他功能。控制器109可控制光束分離器160、掃描偏轉單元132或二次成像系統6之致動。

符合圖13的方法可以由帶電粒子束源產生帶電粒子束之第一步驟S110開始。舉例而言，包括陽極及陰極之初級射束源可產生帶電粒子束，如圖2中所展示。第一步驟S110可包括形成小射束之步驟S111。複數個小射束(例如，小射束102_1、102_2及102_3)可由初級射束(例如，初級射束102)形成。

如圖13中所展示，可執行第二步驟S120。第二步驟S120可包括將射束投影於樣本上。射束可為在第一步驟S110中產生的射束。可使用帶電粒子束裝置之初級柱之組件執行第二步驟S120。舉例而言，物鏡131可用以將射束投影至樣本8上。第二步驟S120可包括使射束橫越樣本之表面進行掃描的步驟S121。第二步驟S120可包括使用掃描偏轉單元132來對樣本8執行掃描。當執行掃描時可使射束偏轉。可存在對應於執行掃描的掃描偏轉單元132之偏轉設定。舉例而言，第一偏轉設定可對應於在位置C1中之射束(參看圖6)，且第二偏轉設定可對應於在位置C2中之射束(參看圖6)。

此外，如圖13中所展示，可執行第三步驟S130。第三步驟S130可包括聚焦一射束以使得射束光點投影至偵測器上。該射束可為由步驟S120之射束投影於樣本上產生的二次射束，且射束光點形成於產生二次射束所藉以的樣本上。二次射束可包括複數個二次小射束。第三步驟S130可包括設定射束之焦點的步驟S131。步驟S131可包括基於射束之未偏轉狀態設定射束之初始焦點。在一些實施例中，步驟S131可包括基於射束之初始偏轉設定來設定焦點。射束之偏轉設定可對應於在步驟S121中使用過的設定。第三步驟S130亦可包括執行反掃描之步驟S132。步驟S132可藉由二次成像系統之反掃描偏轉單元(例如，圖3A至圖3G之反掃描偏轉單元157)執行。步驟S132之反掃描可與步驟S121之掃描同步執行。第三步驟S130亦可包括調整焦點之步驟S133。可調整在步驟S131中設定的射束之焦點。步驟S133可包括調整二次成像系統之組件的激勵。該組件可包括複數個組件。該組件可包括透鏡。步驟S133可包括改變施加至透鏡之電壓或電流。在一些實施例中，組件可包括靜電透鏡，且步驟133可包括調整施加至靜電透鏡之電極之電壓。

調整組件之激勵的步驟S133可補償歸因於射束已經偏轉而造成的射束之焦點的減小。射束之焦點的減小可歸因於射束通過反掃描偏轉器(例如，二次成像系統之反掃描偏轉單元)。射束之焦點的減小可歸因於源自樣本上之探測光點位置的射束，該射束不同於未偏轉射束(例如，尚未經歷偏轉以用於掃描之射束，或在掃描之基本位置中的射束)(參看未偏轉位置A對圖5B中之偏轉位置B)。

調整組件之激勵的步驟S133可與執行反掃描之步驟S132同步地進行。舉例而言，當射束在二次成像系統中藉由反掃描移位時，二次成像系統之組件(諸如透鏡)可使其激勵經調整。類似於掃描或反掃描操作，激勵之調整可以高頻率執行。二次成像系統之組件的激勵可在執行掃描或反掃描時不斷地經更新。

調整組件之激勵的步驟S133可經進行以便實現形成於偵測器上的射束光點之目標參數。目標參數可包括射束光點之大小、形狀或配置(例如，定向)。舉例而言，步驟S133可包括調整組件之激勵以便形成與偵測器之偵測器單元之對角線方向對準的橢圓形射束光點。

在步驟S133中，組件可包括多個組件，且施加至多個組件中之每一者的激勵可經調整。

亦如圖13中所展示，可執行成像處理之第四步驟S140。由於在第三步驟S130中執行聚焦，射束光點可形成於偵測器上，且偵測器可產生成像信號。可處理成像信號，且可產生受檢測之樣本表面的影像。第四步驟S140亦可包括執行形成於偵測器上的射束光點之參數的最佳化，或偵測器之偵測器單元的參數之最佳化。圖13之方法可經反覆地執行，且參數可在射束焦點經反覆地調整時經調整。在一些實施例中，可預先知曉二次成像系統之組件的什麼激勵對應於實現形成於偵測器上的射束光點之目標參數。在一些實施例中，調整組件之激勵的步驟S133可在不運用回饋迴路情況下進行。此外，設定偵測器之參數(例如，偵測器單元之大小、形狀或配置)的步驟可獨立於圖13之方法或在圖13之方法之前經執行。

舉例而言，射束光點之參數可包括射束光點大小、形狀或配置。射束光點大小可包括射束光點之半徑。在射束光點具有非圓形的形狀之情況下，射束光點大小可包括大小之其他量測，諸如橢圓之長軸或短軸。射束光點大小可包括射束光點之區域。

射束光點形狀可為圓形或非圓形之某一形狀。在一些實施例中，使用細長射束光點(諸如橢圓形射束光點)可有助於增強收集效率及減少串擾。使用細長射束光點可允許某些成像條件放寬，此係因為其可變得為出現的一些類型之畸變(例如，像散，或慧形像差效應)可接受。細長射束光點可經允許自圓形形狀畸變同時仍含於偵測器單元之區域內。又，射束光點的精確形狀之最佳化可有助於最大化收集效率及最小化串擾。

此外，射束光點之配置可包括射束光點之定向、圖案、間隔或旋轉。射束光點之配置可基於偵測器之偵測器單元的參數，諸如偵測器單元之大小、形狀及配置。細長射束光點可經定向以使得其細長方向與偵測器單元之最長尺寸對準。偵測器單元可為正方形，且細長射束光點之伸長方向可與正方形偵測器單元之對角線對準。偵測器單元可為矩形。此外，可在射束光點之橢圓形或細長形狀的長軸與短軸之間判定縮放因數。在一些實施例中，可提供偵測器單元之陣列，且細長射束光點之伸長方向可與連接偵測器之相鄰晶格元件的線對準(參看圖10B)。在此情況下，連接偵測器之相鄰晶格元件的線可能未必與個別偵測器單元之最長尺寸對準。在一些實施例中，射束光點可係不對稱的。在一些實施例中，在相鄰偵測器單元之間可存在空隙。最佳化偵測器之參數可包括判定可基於串擾截止位置的相鄰偵測器單元之間的空隙。

最佳化射束光點之參數的方法可包含判定射束光點之細長形狀及判定射束光點之定向。射束光點可為細長型以便具有長方向及短方向。長方向可基於偵測器之對應偵測器單元之形狀而定向。長方向可經定向以便與偵測器單元之最長尺寸(例如，正方形或矩形偵測器單元之對角線)對準。在一些實施例中，判定形狀或定向可基於偵測器單元以陣列方式之配置。在一些實施例中，判定形狀或定向可基於射束光點之不對稱性質。

圖14為說明符合本發明之實施例的最佳化射束光點或偵測器單元之參數的例示性方法之流程圖。圖14之方法可由例如圖1中所展示之EBI系統10之控制器109執行。控制器109可經程式化以實施圖14中所說明之流程圖之一或多個區塊。舉例而言，控制器109可指導帶電粒子束系統之模組設定或調整二次成像系統之組件的激勵、組態偵測器，並實施其他功能。

符合圖14之方法可以判定射束光點形狀之第一步驟S210開始。第一步驟S210可包括判定射束光點之細長形狀。細長形狀可為橢圓。在一些實施例中，細長形狀可係不對稱的。第一步驟S210可包括最佳化射束光點形狀之步驟S211。最佳化可例如基於最小化串擾、最大化收集效率，或實現收集效率與串擾之預定比率。最佳化可基於預期射束投影圖案及偵測器組態。最佳化可旨在例如將射束光點之形狀自在圖7B中展示之形狀改變至圖7C中展示之形狀，或基於收集效率或串擾改良效能的一些其他形狀。

如圖14中所展示，可執行第二步驟S220。第二步驟S220可包括投影判定射束光點定向。射束光點定向可經判定為與偵測器單元之長尺寸對準。射束光點定向可經判定為與偵測器單元之對角線方向對準。第二步驟S220可包括最佳化射束光點定向之步驟S221。步驟S221可與步驟S211一起執行。

此外，可執行判定偵測器之參數的第三步驟S230。在一些實施例中，可預定偵測器組態。偵測器可係固定的且其偵測器單元可係不可調整的。在一些實施例中，舉例而言，可使用經像素化偵測器，且偵測器之偵測器單元可係可調整的。第三步驟S230可包括最佳化偵測器之參數的步驟S231。參數可包括偵測器之偵測器單元的大小、形狀、配置等。

圖14之方法可包括提供參數或在先前步驟中判定的參數之第四步驟S240。舉例而言，射束光點之參數或偵測器之參數可經提供至帶電粒子束裝置。第四步驟S240可包括調整帶電粒子束裝置之二次成像系統的組件之激勵的步驟S241。舉例而言，步驟S241可包括圖13之步驟S133。第四步驟S240可包括組態帶電粒子束裝置之偵測器的步驟242。步驟S242可包括設定偵測器之偵測器單元的大小、形狀或配置。

圖14之方法亦可包括執行成像的第五步驟S250。第五步驟S250可包括使用帶電粒子束裝置之初級射束以輻照樣本。

在一些實施例中，控制器可控制帶電粒子束系統。控制器可包括電腦處理器。控制器可指導帶電粒子束系統之組件執行各種功能，諸如控制帶電粒子源以產生帶電粒子束及控制偏轉器陣列之偏轉器以偏轉射束。控制器亦可執行判定二次成像系統中之聚焦值、判定掃描及反掃描、調整二次成像系統中之聚焦值、執行影像處理等的功能。控制器可包含作為儲存媒體之儲存器，諸如硬碟、雲端儲存器、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型之電腦可讀記憶體及其類似者。控制器可與雲端儲存器通信。可提供一非暫時性電腦可讀媒體，其儲存用於處理器(例如，控制器109之處理器)實施射束聚焦或與本發明一致之其他功能及方法的指令。舉例而言，常見形式之非暫時性媒體包括：軟碟、可撓性磁碟、硬碟、固態磁碟機、磁帶或任何其他磁性資料儲存媒體；CD-ROM；任何其他光學資料儲存媒體；具有孔圖案之任何實體媒體；RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM或任何其他快閃記憶體；NVRAM；快取記憶體；暫存器；任何其他記憶體晶片或卡匣；及其聯網版本。

諸圖中之方塊圖可說明根據本發明之各種例示性實施例之系統、方法及電腦硬體或軟體產品之可能實施的架構、功能性及操作。就此而言，示意圖中之各區塊可表示可使用硬體(諸如電子電路)實施的某一算術或邏輯運算處理。區塊亦可表示包含用於實施指定邏輯功能之一或多個可執行指令的程式碼之模組、分段或部分。應理解，在一些替代實施中，區塊中所指示之功能可不按圖中所提及之次序出現。舉例而言，視所涉及之功能性而定，連續展示的兩個區塊可大體上同時執行或實施，或兩個區塊有時可以相反次序執行。亦可省略一些區塊。舉例而言，反掃描之步驟S132及調整焦點之步驟S133可以可由二次成像系統中之組件之配置判定的次序出現。舉例而言，當反掃描偏轉器在待調整之二次成像系統之組件的上游時，步驟S132可在步驟S133之前執行。當反掃描偏轉器在待調整之二次成像系統之組件的下游時，步驟S133可在步驟S132之前執行。當多個組件待調整，且反掃描偏轉器介於該等組件之間時，可在反掃描之前執行調整焦點之一些步驟，且可在執行反掃描之後執行調整焦點之一些步驟。在一些實施例中，反掃描之步驟S132及調整焦點之步驟S133可同時被執行。此外，可添加諸如補償像散或其他畸變之步驟。亦應理解，方塊圖之每一區塊及該等區塊之組合可由執行指定功能或動作的基於專用硬體之系統，或由專用硬體及電腦指令之組合來實施。

可使用以下條項進一步描述實施例： 1.一種校正歸因於一二次射束之反掃描偏轉而散焦的該二次射束之焦點的方法，該方法包含： 基於一反掃描偏轉器之一偏轉設定調整一二次成像系統之一組件的一激勵，該二次射束通過該二次成像系統， 其中該調整補償歸因於該二次射束通過該反掃描偏轉器而造成的該二次射束之焦點的一減小。 2.如條項1之方法，其中該組件包括該二次成像系統之一透鏡，且該調整包括改變施加至該透鏡之一電壓或電流。 3.如條項2之方法，其中該透鏡包括一靜電透鏡。 4.如條項1至3中任一項之方法，其中該組件包括一變焦透鏡或一投影透鏡之靜電透鏡。 5.如條項1至4中之任一項之方法，其中該組件包括一像差補償器。 6.如條項1至5中任一項之方法，其中該二次射束包括複數個小射束。 7.如條項1至6中任一項之方法，其中該激勵經調整以便在具有一目標參數之一偵測器上形成一射束光點。 8.如條項7之方法，其中該目標參數包括該射束光點之一大小。 9.如條項7或條項8之方法，其中該目標參數包括該射束光點之一形狀。 10.如條項9之方法，其中該射束光點之該形狀為細長型。 11.如條項10之方法，其中該射束光點之該形狀為橢圓形。 12.如條項7至11中任一項之方法，其中該目標參數包括該射束光點之一定向。 13.如條項12之方法，其中該射束光點之該定向與該偵測器之一偵測器單元之一長尺寸對準。 14.如條項12之方法，其中該射束光點之該定向與該偵測器之一偵測器單元的一對角線方向對準。 15.如條項1至14中任一項之方法，其中該組件之該激勵經調整以便最小化串擾。 16.如條項1至14中任一項之方法，其中該組件之該激勵經調整以便最大化收集效率。 17.如條項1至14中任一項之方法，其中該組件之該激勵經調整以便實現收集效率與串擾之一預定比率。 18.如條項1至17中任一項之方法，其中該組件之該激勵係基於偵測器單元之大小、形狀或配置而調整。 19.如條項1至18中任一項之方法，其中該組件之該激勵與藉由該反掃描偏轉器執行的反掃描同步地調整。 20.如條項1至19中任一項之方法，其中該組件之該激勵與藉由一掃描偏轉器執行的掃描同步地調整。 21.一種電腦可讀媒體，其儲存可由一系統之一或多個處理器執行以使該系統執行一方法的一指令集，該方法包含： 基於一反掃描偏轉器之一偏轉設定來調整一二次成像系統之一組件的一激勵，該二次成像系統經組態以影響通過該二次成像系統之一二次射束， 其中該調整補償歸因於該二次射束通過該反掃描偏轉器而造成的該二次射束之焦點的一減小。 22.如條項21之媒體，其中該組件包括該二次成像系統之一透鏡，且該調整包括改變施加至該透鏡之一電壓或電流。 23.如條項22之媒體，其中該透鏡包括一靜電透鏡。 24.如條項21至23中任一項之媒體，其中該組件包括一變焦透鏡或一投影透鏡之靜電透鏡。 25.如條項21至24中之任一項之媒體，其中該組件包括一像差補償器。 26.如條項21至25中任一項之媒體，其中該二次射束包括複數個小射束。 27.如條項21至26中任一項之媒體，其中該激勵經調整以便在具有一目標參數之一偵測器上形成一射束光點。 28.如條項27之媒體，其中該目標參數包括該射束光點之一大小。 29.如條項27或條項28之媒體，其中該目標參數包括該射束光點之一形狀。 30.如條項29之媒體，其中該射束光點之該形狀係細長型。 31.如條項10之媒體，其中該射束光點之該形狀為橢圓形。 32.如條項27至31中任一項之媒體，其中該目標參數包括該射束光點之一定向。 33.如條項32之媒體，其中該射束光點之該定向與該偵測器之一偵測器單元之一長尺寸對準。 34.如條項32之媒體，其中該射束光點之該定向與該偵測器之一偵測器單元的一對角線方向對準。 35.如條項21至34中任一項之媒體，其中該組件之該激勵經調整以便最小化串擾。 36.如條項21至34中任一項之媒體，其中該組件之該激勵經調整以便最大化收集效率。 37.如條項21至34中任一項之媒體，其中該組件之該激勵經調整以便實現收集效率與串擾之一預定比率。 38.如條項21至37中任一項之媒體，其中該組件之該激勵係基於偵測器單元之一大小、一形狀或一配置而調整。 39.如條項21至38中任一項之媒體，其中該組件之該激勵與藉由該反掃描偏轉器執行的反掃描同步地調整。 40.如條項21至39中任一項之媒體，其中該組件之該激勵與藉由一掃描偏轉器執行的掃描同步地調整。 41.一種操作一帶電粒子束裝置之一二次成像系統的方法，其包含： 對一樣本執行一初級射束之掃描； 執行由該初級射束入射於該樣本上產生的一二次射束之反掃描；及 在執行該反掃描時調整該二次成像系統之一組件的一激勵。 42.如條項41之方法，其中該組件之該激勵與執行該反掃描同時經調整。 43.如條項41或條項42之方法，其中該激勵係基於執行該反掃描的一反掃描偏轉器之一偏轉設定而調整。 44.如條項41至43中任一項之方法，其中該組件包括該二次成像系統之一透鏡，且該調整包括改變施加至該透鏡之一電壓或電流。 45.如條項44之方法，其中該透鏡包括一靜電透鏡。 46.如條項41至45中任一項之方法，其中該組件包括一變焦透鏡或一投影透鏡之靜電透鏡。 47.如條項41至46中之任一項之方法，其中該組件包括一像差補償器。 48.如條項41至47中任一項之方法，其中該二次射束包括複數個二次小射束。 49.如條項41至48中任一項之方法，其中該激勵經調整以便在具有一目標參數之一偵測器上形成一二次射束光點。 50.如條項41至49中任一項之方法，其中該初級射束包括複數個初級小射束。 51.一種電腦可讀媒體，其儲存可由一系統之一或多個處理器執行以使該系統執行一方法的一指令集，該方法包含： 對一樣本執行一帶電粒子束裝置之一初級射束的掃描； 對該樣本執行由該初級射束之入射產生的一二次射束之反掃描； 在執行該反掃描時調整該帶電粒子束裝置之一二次成像系統的一組件之一激勵。 52.如條項51之媒體，其中該組件之該激勵與執行該反掃描同時經調整。 53.如條項51或條項52之媒體，其中該激勵係基於執行該反掃描的一反掃描偏轉器之一偏轉設定而調整。 54.如條項51至53中任一項之媒體，其中該組件包括該二次成像系統之一透鏡，且該調整包括改變施加至該透鏡之一電壓或電流。 55.如條項51至54中任一項之媒體，其中該組件包括該二次成像系統之一透鏡，且該調整包括改變施加至該透鏡之一電壓或電流。 56.如條項51至55中之任一項之媒體，其中該組件包括一靜電透鏡。 57.如條項51至56中任一項之媒體，其中該組件包括一變焦透鏡或一投影透鏡之靜電透鏡。 58.如條項51至57中之任一項之媒體，其中該組件包括一像差補償器。 59.如條項51至58中任一項之媒體，其中該二次射束包括複數個小射束。 60.如條項51至59中任一項之媒體，其中該激勵經調整以便在具有一目標參數之一偵測器上形成一射束光點。 61.一種帶電粒子束裝置，其包含： 一帶電粒子束源，其經組態以產生一初級射束； 一掃描偏轉器，其經組態以對一樣本執行該初級射束之掃描；及 一二次成像系統，其包括： 一反掃描偏轉器，其經組態以對該樣本執行由該初級射束之入射所產生的一二次射束之反掃描；及 一組件，其經組態以控制該二次射束之聚焦以便補償歸因於源自該樣本上之經偏轉位置之該二次射束的該二次射束之焦點之減小。 62.如條項61之裝置，其中該初級射束包括複數個初級小射束，該二次射束包括複數個二次小射束，且該組件包括該二次成像系統之一透鏡。 63.一種最佳化一帶電粒子束裝置之一偵測器上的一二次射束光點之一參數的方法，該方法包含： 基於該偵測器之一偵測器單元的收集效率或串擾判定該參數； 提供該參數至該帶電粒子束裝置；及 基於該參數調整該帶電粒子束裝置之一二次成像系統的一組件之激勵。 64.如條項63之方法，其中該參數包含該偵測器上的該射束光點之一大小、一形狀或一配置，該方法進一步包含： 判定該射束光點之一細長形狀； 判定該射束光點之一定向使得該射束光點之一伸長方向與該偵測器單元之一方向對準；及 判定該參數以便最大化該收集效率、最小化該串擾，或實現該收集效率與該串擾之一預定比率。 65.一種電腦可讀媒體，其儲存可由一系統之一或多個處理器執行以使該系統執行一方法的一指令集，該方法包含： 基於該偵測器之一偵測器單元的收集效率或串擾判定一帶電粒子束裝置之一偵測器上的一二次射束光點之一參數； 提供該參數至該帶電粒子束裝置；及 基於該參數調整該帶電粒子束裝置之一二次成像系統的一組件之激勵。 66.一種最佳化一帶電粒子束裝置之一偵測器之一參數的方法，該方法包含： 判定該偵測器上之一二次射束光點的一形狀； 判定該射束光點相對於該偵測器之偵測器單元的一定向； 基於該偵測器之一偵測器單元的收集效率或串擾判定該參數； 提供該參數至該帶電粒子束裝置；及 基於該參數組態該偵測器。 67.如條項66之方法，其進一步包含： 最佳化該參數以便最大化該收集效率、最小化該串擾，或實現該收集效率與該串擾之一預定比率。 68.如條項66或條項67之方法，其進一步包含： 判定該偵測器之相鄰偵測器單元之間的一空隙。 69.一種電腦可讀媒體，其儲存可由一系統之一或多個處理器執行以使該系統執行一方法的一指令集，該方法包含： 判定該偵測器上之一二次射束光點的一形狀； 判定該射束光點相對於該偵測器之偵測器單元的一定向； 基於該偵測器之一偵測器單元的收集效率或串擾判定該參數； 提供該參數至該帶電粒子束裝置；及 基於該參數組態該偵測器。

應瞭解，本發明之實施例不限於已在上文所描述及在隨附圖式中所說明之確切構造，且可在不背離本發明之範疇的情況下作出各種修改及改變。舉例而言，一或多個透鏡或其他光學組件可在不同位置處添加至本文所論述之例示性粒子光學系統之特定構造中。可提供光學組件用於例如放大、變焦及影像反旋轉等。

6:二次成像系統 7:偵測器/表面 8:樣本 9:像差補償器 10:電子束檢測(EBI)系統 11:主腔室 20:裝載/鎖腔室 30:裝備前端模組(EFEM) 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 100:電子束工具 100_1:主光軸 101:電子源 102:初級電子束 102_1:小射束 102_1S:射束光點 102_2:小射束 102_2S:射束光點 102_3:小射束 102_3S:射束光點 109:控制器 110:聚光透鏡 120:轉換單元 131:物鏡 132:掃描偏轉單元 150_1:副光軸 151:變焦透鏡 152:投影透鏡 157:反掃描偏轉單元 157_1:偏轉器 157_2:偏轉器 160:光束分離器 171:主要孔徑板 400:掃描區域 A:未偏轉位置 B:偏轉位置 C1:點 C2:點 C3:點 C4:點 C5:點 d ₁:光點之直徑 S110:第一步驟 S111:步驟 S120:第二步驟 S121:步驟 S130:第三步驟 S131:步驟 S132:步驟 S133:步驟 S140:第四步驟 S210:第一步驟 S211:步驟 S220:第二步驟 S221:步驟 S230:第三步驟 S231:步驟 S240:第四步驟 S241:步驟 S242:步驟 S250:第五步驟

本發明之上述及其他態樣自結合附圖進行的例示性實施例之描述將變得更顯而易見。

圖1係說明符合本發明之實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統的示意圖。

圖2為說明符合本發明之實施例的可為電子束工具之實例的帶電粒子束裝置之圖式，該電子束工具可為圖1之例示性電子束檢測系統之一部分。

圖3A至圖3G為符合本發明之實施例的二次柱之部分之放大的實例。

圖4A及圖4B展示符合本發明之實施例的其中掃描偏轉經施加的初級電子柱之一部分的側視圖。

圖5A及圖5B展示符合本發明之實施例的其中掃描偏轉經施加的樣本之俯視圖。

圖6說明符合本發明之實施例的掃描區域及掃描路徑。

圖7A、圖7B及圖7C說明符合本發明之實施例的射束光點影像於偵測器之偵測器單元上的投影。

圖8A及圖8B說明符合本發明之實施例的圓形形狀之射束光點。

圖9A及圖9B說明符合本發明之實施例的非圓形之形狀的射束光點。

圖10A及圖10B說明符合本發明之實施例的非圓形之形狀的射束光點，及偏移圖案中之偵測器單元。

圖11A及圖11B說明符合本發明之實施例的可具有不對稱分佈之射束光點。

圖12說明符合本發明之實施例的判定偵測器單元形狀及大小之途徑。

圖13為說明符合本發明之實施例的校正射束之焦點的例示性方法之流程圖。

圖14為說明符合本發明之實施例的最佳化射束光點或偵測器單元之參數的例示性方法之流程圖。

6:二次成像系統

7:偵測器

9:像差補償器

150_1:副光軸

151:變焦透鏡

152:投影透鏡

157:反掃描偏轉單元

157_1:偏轉器

157_2:偏轉器

A:未偏轉位置

B:偏轉位置

Claims (15)

1. 一種校正歸因於一二次射束之反掃描偏轉而散焦的該二次射束之焦點的方法，該方法包含： 基於一反掃描偏轉器之一偏轉設定調整一二次成像系統之一組件的一激勵，該二次射束通過該二次成像系統， 其中該調整補償歸因於該二次射束通過該反掃描偏轉器而造成的該二次射束之焦點的一減小。
2. 一種電腦可讀媒體，其儲存可由一系統之一或多個處理器執行以使該系統執行一方法的一指令集，該方法包含： 基於一反掃描偏轉器之一偏轉設定來調整一二次成像系統之一組件的一激勵，該二次成像系統經組態以影響通過該二次成像系統之一二次射束， 其中該調整補償歸因於該二次射束通過該反掃描偏轉器而造成的該二次射束之焦點的一減小。
3. 如請求項2之媒體，其中該組件包括該二次成像系統之一透鏡，且該調整包括改變施加至該透鏡之一電壓或電流。
4. 如請求項3之媒體，其中該透鏡包括一靜電透鏡。
5. 如請求項2之媒體，其中該組件包括一變焦透鏡或一投影透鏡之靜電透鏡。
6. 如請求項2之媒體，其中該組件包括一像差補償器。
7. 如請求項2之媒體，其中該二次射束包括複數個小射束。
8. 如請求項2之媒體，其中該激勵經調整以便在具有一目標參數之一偵測器上形成一射束光點。
9. 如請求項8之媒體，其中該目標參數包括該射束光點之一大小。
10. 如請求項8之媒體，其中該目標參數包括該射束光點之一形狀。
11. 如請求項10之媒體，其中該射束光點之該形狀係細長型。
12. 如請求項10之媒體，其中該射束光點之該形狀為橢圓形。
13. 如請求項8之媒體，其中該目標參數包括該射束光點之一定向。
14. 如請求項13之媒體，其中該射束光點之該定向與該偵測器之一偵測器單元之一長尺寸對準。
15. 如請求項14之媒體，其中該射束光點之該定向與該偵測器之一偵測器單元的一對角線方向對準。

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