TW202226313A - 物鏡陣列總成、電子光學系統、電子光學系統陣列、聚焦方法；物鏡配置 - Google Patents

物鏡陣列總成、電子光學系統、電子光學系統陣列、聚焦方法；物鏡配置 Download PDF

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Abstract

本發明揭示涉及用於帶電粒子評估工具之物鏡陣列總成之配置。在一個配置中，該總成包含一物鏡陣列及一控制透鏡陣列。每一物鏡將一多射束之一各別子射束投影至一樣本上。該控制透鏡陣列係與該物鏡陣列相關聯且定位於該物鏡陣列之上游。該等控制透鏡預聚焦該等子射束。

Description

物鏡陣列總成、電子光學系統、電子光學系統陣列、聚焦方法；物鏡配置
本文中所提供之實施例大體上係關於使用多個帶電粒子子射束之帶電粒子評估工具。
在製造半導體積體電路(IC)晶片時，由於例如光學效應及偶然粒子所導致的不當圖案缺陷在製造製程期間不可避免地出現在基板(亦即，晶圓)或光罩上，藉此降低了良率。因此，監測不當圖案缺陷之範圍為IC晶片之製造中之重要製程。更大體而言，基板或其他物件/材料之表面的檢測及/或量測為在其製造期間及/或之後的重要製程。
運用帶電粒子束之圖案檢測工具已用以檢測物件，例如用以偵測圖案缺陷。此等工具通常使用電子顯微法技術，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)。在SEM中，運用最終減速步驟定向相對高能量下之電子的初級電子束以便以相對低的著陸能量著陸於樣本上。電子束經聚焦作為樣本上之探測光點。探測光點處之材料結構與來自電子束之著陸電子之間的相互作用使得自表面發射電子，諸如次級電子、反向散射電子或歐傑(Auger)電子。可自樣本之材料結構發射所產生之次級電子。藉由在樣本表面上掃描呈探測光點形式之初級電子束，可跨越樣本之表面發射次級電子。藉由收集來自樣本表面之此等經發射次級電子，圖案檢測工具可獲得表示樣本之表面之材料結構的特性之影像。
通常需要改良帶電粒子評估工具之產出量及其他特性。
本發明之目標為提供支援改良帶電粒子評估工具之產出量或其他特性的實施例。
根據本發明之一第一態樣，提供一種用於一帶電粒子評估工具之一電子光學系統的物鏡陣列總成，該物鏡陣列總成經組態以將一多射束聚焦於一樣本上且包含：一物鏡陣列，每一物鏡經組態以將該多射束之一各別子射束投影至該樣本上；及一控制透鏡陣列，其與該物鏡陣列相關聯且定位於該物鏡陣列之上游，該等控制透鏡經組態以使該等子射束預聚焦。
根據本發明之一第二態樣，提供一種將一帶電粒子多射束聚焦至一樣本上之方法，其包含：提供一物鏡陣列總成，其包含一物鏡陣列及一控制透鏡陣列，該控制透鏡陣列位於該物鏡陣列之上游；使用該控制透鏡陣列來預聚焦該多射束之子射束；及使用該物鏡陣列以將經預聚焦子射束投影至該樣本上。
根據本發明之一第三態樣，提供一種用於將一多射束聚焦於一樣本上之一電子光學系統的物鏡配置，該物鏡配置包含：一上游透鏡化孔徑陣列；一下游透鏡化孔徑陣列，該下游透鏡化孔徑陣列及該上游透鏡化孔徑陣列經組態以一起操作以透鏡化該多射束之子射束；及一射束限制孔徑陣列，射束限制孔徑陣列中之該等孔徑相比於該上游透鏡化孔徑陣列及該下游透鏡化孔徑陣列中之孔徑具有較小尺寸，該射束限制孔徑陣列之該等孔徑經組態以將每一子射束限制為已穿過該上游透鏡化孔徑陣列及該下游透鏡化孔徑陣列中之各別孔徑之中心部分的該子射束之一部分。
現將詳細參考例示性實施例，其實例說明於附圖中。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類似元件。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。實情為，其僅為符合關於隨附申請專利範圍中所列舉的關於本發明之態樣的設備及方法之實例。
可藉由顯著增加IC晶片上諸如電晶體、電容器、二極體等之電路組件的填集密度來增強電子器件之計算能力，此減小器件之實體大小。此已藉由提高之解析度來實現，從而使得能夠製作更小的結構。例如，2019年或之前可用之拇指甲大小之智慧型手機的IC晶片可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小小於人類毛髮之1/1000。因此，半導體IC製造係具有數百個個別步驟之複雜且耗時製程並不出人意料。甚至一個步驟中之誤差亦有可能顯著影響最終產品之功能。僅一個「致命缺陷」可造成器件故障。製造製程之目標為改良製程之總良率。例如，為獲得50步驟製程(其中步驟可指示形成於晶圓上之層的數目)之75%良率，每一個別步驟之良率必須大於99.4%。若每一個別步驟具有95%之良率，則總製程良率將低至7%。
雖然高製程良率在IC晶片製造設施中係合乎需要的，但維持經界定為每小時處理之基板數目的高基板(亦即，晶圓)產出量亦係至關重要的。高製程良率及高基板產出量可受到缺陷之存在影響。若需要操作員干預來檢閱缺陷，則此尤其成立。因此，藉由檢測工具(諸如掃描電子顯微鏡(「SEM」))進行高產出量偵測以及微米及奈米尺度缺陷之識別對於維持高良率及低成本係至關重要的。
SEM包含掃描器件及偵測器設備。掃描器件包含：照明設備，其包含用於產生初級電子之電子源；及投影設備，其用於運用一或多個經聚焦初級電子束來掃描諸如基板之樣本。至少照明設備或照明系統及投影設備或投影系統可統稱作電子光學系統或設備。初級電子與樣本相互作用，且產生次級電子。偵測設備在掃描樣本時捕獲來自樣本之次級電子，使得SEM可產生樣本之經掃描區域的影像。為了實現高產出量檢測，檢測設備中之一些使用初級電子之多個經聚焦射束，亦即多射束。多射束之組成射束可被稱作子射束或細射束。多射束可同時掃描樣本之不同部分。多射束檢測設備因此可以比單射束檢測設備高得多的速度檢測樣本。
下文描述已知多射束檢測設備之實施。
圖係示意性的。因此出於清楚起見，誇示圖式中之組件的相對尺寸。在以下圖式描述內，相同或類似參考編號係指相同或類似組件或實體，且僅描述關於個別實施例之差異。雖然描述及圖式係針對電子光學設備，但應瞭解，實施例並不用以將本發明限制為特定帶電粒子。因此，更大體而言，可認為貫穿本發明文獻對電子之參考為對帶電粒子之參考，其中帶電粒子未必為電子。
現參考 圖 1，其為說明例示性帶電粒子束檢測設備100之示意圖。 圖 1之帶電粒子束檢測設備100包括主腔室10、裝載鎖定腔室20、電子束工具40、設備前端模組(EFEM) 30及控制器50。電子束工具40位於主腔室10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可例如接納含有待檢測之基板(例如，半導體基板或由其他材料製成之基板)或樣本(基板、晶圓及樣本在下文中統稱作「樣本」)的基板前開式單元匣(FOUP)。EFEM 30中之一或多個機器人臂(未展示)將樣本輸送至裝載鎖定腔室20。
裝載鎖定腔室20用以移除樣本周圍之氣體。此產生真空，亦即局部氣體壓力低於周圍環境中之壓力。可將裝載鎖定腔室20連接至裝載鎖定真空泵系統(未展示)，該裝載鎖定真空泵系統移除裝載鎖定腔室20中之氣體粒子。裝載鎖定真空泵系統之操作使得裝載鎖定腔室能夠達到低於大氣壓力之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器人臂(未展示)將樣本自裝載鎖定腔室20輸送至主腔室10。主腔室10連接至主腔室真空泵系統(未展示)。主腔室真空泵系統移除主腔室10中之氣體粒子，使得樣本周圍之壓力達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，將樣本輸送至藉由其可檢測樣本之電子束工具。電子束工具40可包含多射束電子光學設備。
控制器50電連接至電子束工具40。控制器50可為經組態以控制帶電粒子束檢測設備100之處理器(諸如電腦)。控制器50亦可包括經組態以執行各種信號及影像處理功能之處理電路。雖然控制器50在 圖 1中展示為在包括主腔室10、裝載鎖定腔室20及EFEM 30之結構外部，但應瞭解，控制器50可為該結構之部分。控制器50可定位於帶電粒子束檢測設備之構件中之一者中或其可分佈於構件中之至少兩者上方。雖然本發明提供收容電子束檢測工具之主腔室10的實例，但應注意，本發明之態樣在其最廣泛意義上而言不限於收容電子束檢測工具之腔室。實情為，應瞭解，亦可將前述原理應用於在第二壓力下操作之設備的其他工具及其他配置。
現參考 圖 2，其為說明例示性電子束工具40之示意圖，該例示性電子束工具包括作為 圖 1之例示性帶電粒子束檢測設備100的部分之多射束檢測工具。多射束電子束工具40 (在本文中亦稱作設備40)包含電子源201、投影設備230、機動載物台209及樣本固持器207。電子源201及投影設備230可統稱作照明設備。樣本固持器207由機動載物台209支撐，以便固持用於檢測之樣本208 (例如，基板或光罩)。多射束電子束工具40進一步包含電子偵測器件240。
電子源201可包含陰極(未展示)及提取器或陽極(未展示)。在操作期間，電子源201經組態以自陰極發射電子作為初級電子。藉由提取器及/或陽極提取或加速初級電子以形成初級電子束202。
投影設備230經組態以將初級電子束202轉換成複數個子射束211、212、213且將每一子射束引導至樣本208上。儘管為簡單起見說明三個子射束，但可能存在數十、數百或數千個子射束。該等子射束可被稱作細射束。
控制器50可連接至 圖 1之帶電粒子束檢測設備100的各種部分，諸如電子源201、電子偵測器件240、投影設備230及機動載物台209。控制器50可執行各種影像及信號處理功能。控制器50亦可產生各種控制信號以管控包括帶電粒子多射束設備之帶電粒子束檢測設備之操作。
投影設備230可經組態以將子射束211、212及213聚焦至用於檢測之樣本208上且可在樣本208之表面上形成三個探測光點221、222及223。投影設備230可經組態以使初級子射束211、212及213偏轉，以使探測光點221、222及223跨越樣本208之表面之區段中的個別掃描區域進行掃描。回應於初級子射束211、212及213入射於樣本208上之探測光點221、222及223上，由樣本208產生電子，該等電子包括次級電子及反向散射電子。次級電子通常具有≤ 50 eV之電子能量且反向散射電子通常具有50 eV與初級子射束211、212及213之著陸能量之間的電子能量。
電子偵測器件240經組態以偵測次級電子及/或反向散射電子且產生對應信號，該等對應信號被發送至控制器50或信號處理系統(未展示)例如以建構樣本208之對應經掃描區域的影像。電子偵測器件可併入於投影設備中或可與該投影設備分離，其中次級光學柱經提供以引導次級電子及/或反向散射電子至電子偵測器件。
控制器50可包含影像處理系統，該影像處理系統包括影像獲取器(未展示)及儲存器件(未展示)。例如，控制器可包含處理器、電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算器件及其類似者，或其組合。影像獲取器可包含控制器之處理功能的至少部分。因此，影像獲取器可包含至少一或多個處理器。影像獲取器可通信耦接至准許信號通信之設備40的電子偵測器件240，諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電以及其他，或其組合。影像獲取器可自電子偵測器件240接收信號，可處理信號中所包含之資料且可根據該資料建構影像。影像獲取器可因此獲取樣本208之影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如產生輪廓線、疊加指示符於所獲取影像上，及類似者。影像獲取器可經組態以執行對所獲取影像之亮度及對比度等的調節。儲存器可為諸如以下各者之儲存媒體：硬碟、快閃驅動器、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。儲存器可與影像獲取器耦接，且可用於保存作為原始影像之經掃描原始影像資料以及後處理影像。
影像獲取器可基於自電子偵測器件240接收之成像信號而獲取樣本之一或多個影像。成像信號可對應於用於進行帶電粒子成像之掃描操作。所獲取影像可為包含複數個成像區域之單一影像。單一影像可儲存於儲存器中。單一影像可為可劃分成複數個區之原始影像。該等區中之每一者可包含含有樣本208之特徵的一個成像區域。所獲取影像可包含在一定時間段內經多次取樣之樣本208之單一成像區域的多個影像。可將多個影像儲存於儲存器中。控制器50可經組態以運用樣本208之同一位置之多個影像來執行影像處理步驟。
控制器50可包括量測電路(例如，類比/數位轉換器)以獲得偵測到之次級電子的分佈。在偵測時間窗期間收集之電子分佈資料可與入射於樣本表面上之初級子射束211、212及213中之每一者之對應掃描路徑資料組合，以重建構受檢測樣本結構的影像。經重建構影像可用以顯露樣本208之內部或外部結構的各種特徵。經重建構影像可藉此用於顯露可存在於樣本中之任何缺陷。
控制器50可控制機動載物台209以在樣本208之檢測期間移動樣本208。控制器50可使得機動載物台209能夠至少在樣本檢測期間例如以恆定速度在某一方向上(較佳地連續地)移動樣本208。控制器50可控制機動載物台209之移動，使得該控制器取決於各種參數而改變樣本208之移動速度。例如，控制器可取決於掃描製程之檢測步驟之特性而控制載物台速度(包括其方向)。
本發明之實施例提供一物鏡陣列總成。該物鏡陣列總成可併入至一帶電粒子評估工具之一電子光學系統中。該帶電粒子評估工具可經組態以將一多射束聚焦於一樣本上。
圖 3為具有物鏡陣列總成之例示性電子光學系統的示意圖。該物鏡陣列總成包含一物鏡陣列241。物鏡陣列241包含複數個物鏡。每一物鏡包含連接至各別電位源之至少兩個電極(例如，兩個或三個電極)。物鏡陣列241可包含連接至各別電位源之兩個或多於兩個(例如三個)板狀電極陣列。由板狀電極陣列形成的每一物鏡可為對不同子射束進行操作的微透鏡。每一板界定複數個孔徑(其亦可被稱作孔)。板中之每一孔徑之位置對應於一或多個其他板中之一或多個對應孔徑之位置。對應孔徑界定物鏡，且對應孔徑之每一集合因此在使用中對多射束中之同一子射束進行操作。每一物鏡將多射束之各別子射束投影至樣本208上。
為了易於說明，本文中藉由橢圓形狀陣列示意性地描繪透鏡陣列。每一橢圓形狀表示透鏡陣列中之透鏡中之一者。按照慣例，橢圓形狀用於表示透鏡，類似於光學透鏡中經常採用之雙凸面形式。然而，在諸如本文中所論述之彼等帶電粒子配置的帶電粒子配置之上下文中，應理解，透鏡陣列將通常以靜電方式操作且因此可能不需要採用雙凸面形狀之任何實體元件。如上所述，替代地，透鏡陣列可包含具有孔徑之多個板。
物鏡陣列總成進一步包含控制透鏡陣列250。(因此，物鏡陣列總成可包含控制透鏡陣列250及物鏡陣列241)。控制透鏡陣列250包含複數個控制透鏡。每一控制透鏡包含連接至各別電位源之至少兩個電極(例如，兩個或三個電極)。控制透鏡陣列250可包含連接至各別電位源之兩個或多於兩個(例如三個)板狀電極陣列。每一板狀電極陣列藉由一隔離元件，諸如可包含陶瓷或玻璃之一間隔物機械連接至鄰近板狀電極陣列且與鄰近板狀電極陣列電分離。控制透鏡陣列250係與物鏡陣列241相關聯(例如，該兩個陣列經定位成彼此接近及/或機械地彼此連接及/或作為一單元一起被控制)。控制透鏡陣列250定位於物鏡陣列241的上游。控制透鏡陣列250可被視為提供除了物鏡陣列241之電極242、243之外的電極例如作為物鏡陣列總成(或物鏡配置)之一部分。控制透鏡陣列250之額外電極允許用於控制子射束之電子光學參數的其他自由度。在一實施例中，控制透鏡陣列250可被視為物鏡陣列241之額外電極，從而實現物鏡陣列241之各別物鏡之額外功能性。在一配置中，此等電極可被視為物鏡陣列之部分，從而向物鏡陣列241之物鏡提供額外功能性。在此配置中，將控制透鏡視為對應物鏡之部分，甚至達到控制透鏡僅被稱作物鏡之一部分的程度。
控制透鏡預聚焦子射束(例如，在子射束到達物鏡陣列241之前對子射束施加聚焦動作)。因此，若物鏡陣列總成中之僅有透鏡為控制透鏡陣列250及物鏡陣列241，則控制透鏡及物鏡之經組合焦點可經控制在樣本上。預聚焦可減少子射束之發散或增加子射束之彙聚速率。在一實施例中，包含該物鏡陣列總成之一電子光學系統經組態以控制該物鏡陣列總成(例如，藉由控制施加至控制透鏡陣列250之電極的電位)，使得控制透鏡之焦距大於控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間的間距；亦即，該焦距使得當控制透鏡陣列對經準直子射束進行操作時，其焦點距離控制透鏡陣列之位置比控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間的間距更遠。因此，控制透鏡陣列250及物鏡陣列241可相對接近地定位在一起，其中來自控制透鏡陣列250之聚焦動作太弱而不能在控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間形成中間焦點。藉由控制透鏡陣列操作之各別子射束的焦點位置可位於物鏡陣列之下游。該控制透鏡陣列具有一預焦點長度。該控制透鏡陣列及該物鏡陣列針對一經組合焦距一起操作，例如使得該控制透鏡陣列及該物鏡陣列可一起操作以將該等子射束聚焦於同一表面上。控制透鏡可經控制以便將各別子射束聚焦於樣本上，例如維持樣本與物鏡陣列及/或樣本之間的最小間隔。因此，對控制透鏡及各別物鏡之控制可判定每一子射束較佳地在樣本上之焦點位置(例如，每一焦點)。因此，各別物鏡及各別控制透鏡之經組合動作判定各別子射束在樣本上之焦點位置。換言之，各別物鏡及各別控制透鏡對各別子射束之經組合透鏡效應在樣本上產生一焦點。因此：各別物鏡及各別控制透鏡對各別子射束之經組合透鏡效應在樣本上產生一焦點。因此，各別物鏡及各別控制透鏡一起將各別子射束聚焦於樣本上。因此，該控制器或該控制器之部分經組態以控制該等物鏡以將該等各別子射束聚焦於該樣本上，及控制該等控制透鏡以控制該等各別子射束之一預焦點的參數，使得該等各別子射束之該預焦點在由該物鏡操作之該等各別子射束在樣本上的焦點之前。
無中間焦點之經組合操作可降低像差風險。在其他實施例中，物鏡陣列總成可經組態以在控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間形成中間焦點。子射束可具有在控制透鏡陣列與物鏡陣列之間的中間焦點。
可提供電源以將各別電位施加至控制透鏡陣列250之控制透鏡及物鏡陣列241之物鏡的電極。
除了物鏡陣列241以外，亦提供控制透鏡陣列250，其提供用於控制子射束之性質之額外自由度。例如，即使在相對接近地一起提供控制透鏡陣列250及物鏡陣列241時亦提供額外自由度，使得在控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間不形成中間焦點。控制透鏡陣列250可用以相對於射束之縮小率最佳化射束張角及/或控制遞送至物鏡陣列241之射束能量。該控制透鏡可包含2個或3個或多於3個電極。若存在兩個電極，則共同地控制縮小率及著陸能量。若存在三個或多於三個電極，則可獨立地控制縮小率及著陸能量。控制透鏡可因此經組態以調節各別子射束之縮小率及/或射束張角及/或在基板上的著陸能量(例如，使用電源將適合的各別電位施加至控制透鏡及物鏡之電極)。此最佳化可在不對物鏡之數目具有過度負面影響且在不過度降低物鏡之像差的情況下(例如，在不減少物鏡之強度的情況下)達成。使用控制透鏡陣列使得物鏡陣列能夠在其最佳電場強度下操作。因此，該控制透鏡之此操作可使得能夠預定該物鏡陣列之場強度。應注意，預期對縮小率及張角之參考意欲指代相同參數之變化。在理想配置中，一定範圍之縮小率與對應張角之乘積係恆定的。然而，張角可受使用孔徑的影響。
在一實施例中，著陸能量可經控制為預定範圍內之所要值，例如1000 eV至5000 eV之預定範圍。 圖 4為描繪解析度隨著陸能量而變的圖，其假定重新最佳化射束張角/縮小率以用於改變著陸能量。如可看出，隨著著陸能量變化降至最小值LE_min，評估工具之解析度可保持大體上恆定。解析度在LE_min以下會降低，此係因為有必要減小物鏡之透鏡強度及物鏡內之電場以便維持物鏡及/或偵測器與樣本之間的最小間隔。
理想地，藉由控制離開控制透鏡之電子的能量來主要地改變著陸能量。物鏡內之電位差較佳地在此變化期間保持恆定，使得物鏡內之電場保持得儘可能高。可參考物鏡內之此高電場，且該高電場可設定為預定電場。另外，施加至控制透鏡之電位可用於最佳化射束張角及縮小率。控制透鏡可用以鑒於著陸能量變化而改變縮小率。理想地，每一控制透鏡包含三個電極以便提供兩個獨立控制變數。例如，電極中之一者可用於控制放大率，而不同電極可用於獨立地控制著陸能量。替代地，每一控制透鏡可僅具有兩個電極。當僅存在兩個電極時，電極中之一者可能需要控制放大率及著陸能量兩者。
在 圖 3之實施例中，電子光學系統包含源201。源201提供帶電粒子(例如電子)束。聚焦於樣本208上之多射束係源自源201所提供之射束。子射束可例如使用界定射束限制孔徑陣列之射束限制器自射束導出。源201理想地為具有亮度與總發射電流之間的良好折衷的高亮度熱場發射器。在所展示實例中，準直儀經提供於物鏡陣列總成之上游。準直儀可包含巨型準直儀270。巨型準直儀270在已將射束拆分成多射束之前作用於來自源201之射束。巨型準直儀270使射束之各別部分發生一定量的彎曲，以有效確保源自射束之子射束中之每一者的射束軸大體上垂直(亦即，與樣本208之標稱表面大體上成90°)入射於樣本208上。巨型準直儀270將宏觀準直施加至射束。因此，巨型準直儀270可作用於所有射束，而非包含準直儀元件之陣列，該等準直儀元件各自經組態以作用於射束之不同個別部分(例如，如下文參考 圖 6所描述)。巨型準直儀270可包含磁透鏡或磁透鏡配置，其包含複數個磁透鏡子單元(例如形成多極配置之複數個電磁體)。替代地或另外，巨型準直儀可至少部分地以靜電方式實施。巨型準直儀可包含靜電透鏡或靜電透鏡配置，其包含複數個靜電透鏡子單元。巨型準直儀270可使用磁透鏡與靜電透鏡之組合。
在 圖 3之實施例中，提供巨型掃描偏轉器265以使子射束在樣本208上方進行掃描。巨型掃描偏轉器265使射束之各別部分偏轉以使子射束在樣本208上方進行掃描。在一實施例中，巨型掃描偏轉器256包含宏觀多極偏轉器，例如具有八極或更多極。偏轉諸如為使得源自射束之子射束在一個方向(例如平行於單一軸，諸如X軸)或在兩個方向(例如相對於兩個不平行的軸，諸如X軸及Y軸)上跨越樣本208進行掃描。巨型掃描偏轉器265宏觀上作用於所有射束，而非包含各自經組態以作用於射束之不同個別部分之元件的陣列。在所展示實施例中，巨型掃描偏轉器265提供於巨型準直儀270與控制透鏡陣列250之間。
本文中所描述之物鏡陣列總成中之任一者可進一步包含偵測器240(例如，包含偵測器模組402)。偵測器可包含例如偵測器元件之偵測器陣列。偵測器偵測自樣本208發射之帶電粒子。經偵測帶電粒子可包括由SEM偵測到之帶電粒子中之任一者，包括自樣本208發射之次級及/或反向散射電子。下文參考 圖 10 至圖 15描述偵測器之例示性構造。偵測器及物鏡可為同一結構之部分。偵測器可由隔離元件連接至透鏡或直接連接至物鏡之電極。偵測器模組之偵測器，亦即偵測器陣列可例如沿著射束路徑定位於樣本之指定範圍內。偵測器與樣本之間的距離可較小，即使對於偵測器可在物鏡陣列或甚至物鏡陣列總成中具有之任何位置亦如此。樣本與偵測器之間的此小距離(其為偵測器之最佳距離或範圍)可係合乎需要的，例如以避免偵測器元件之間的串擾，或偵測器信號在自樣本至偵測器之距離過大時可能過弱。偵測器之最佳距離或範圍維持偵測器與樣本之間的最小間隔(其亦可對應於物鏡陣列與樣本之間的最小間隔)。然而，小距離並不能過小以防止(若不能避免的話)損壞樣本、其支撐件，亦即，樣本固持器或諸如偵測器之物鏡陣列總成之組件的風險。
圖 5描繪關於 圖 3之實施例之變化，其中物鏡陣列總成包含掃描偏轉器陣列260。掃描偏轉器陣列260包含複數個掃描偏轉器。掃描偏轉器陣列260可使用MEMS製造技術形成。每一掃描偏轉器使各別子射束在樣本208上進行掃描。掃描偏轉器陣列260可因此包含用於每一子射束之一掃描偏轉器。每一掃描偏轉器可使子射束在一個方向(例如平行於單一軸，諸如X軸)或在兩個方向(例如相對於兩個不平行的軸，諸如X軸及Y軸)上偏轉。偏轉諸如為使得子射束在一或兩個方向上(亦即，一維地或二維地)跨越樣本208進行掃描。在一實施例中，EP2425444中所描述之掃描偏轉器可用於實施掃描偏轉器陣列260，特定地關於掃描偏轉器之該文獻特此以全文引用之方式併入。掃描偏轉器陣列260定位於物鏡陣列241與控制透鏡陣列250之間。在所展示之實施例中，提供掃描偏轉器陣列260來代替巨型掃描偏轉器265。掃描偏轉器陣列260 (例如使用如上文所提及之MEMS製造技術形成)可比巨型掃描偏轉器265在空間上更為緊湊。
在其他實施例中，提供巨型掃描偏轉器265及掃描偏轉器陣列260兩者。在此配置中，子射束在樣本表面上方之掃描可藉由較佳地一起同步控制巨型掃描偏轉器265及掃描偏轉器陣列260來達成。
提供掃描偏轉器陣列260而非巨型掃描偏轉器265可減小來自控制透鏡之像差。此可係因為巨型掃描偏轉器265之掃描動作會使得射束在位於該控制透鏡之至少一個電極下游的界定射束限制孔徑陣列之射束塑形限制器(亦可稱作下部射束限制器)上發生對應移動，此會增加來自控制透鏡之像差。當替代地使用掃描偏轉器陣列260時，射束在射束塑形限制器上之移動量要小得多。此係因為自掃描偏轉器陣列260至射束塑形限制器之距離短得多。由於此情形，較佳將掃描偏轉器陣列260定位成儘可能接近於物鏡陣列241(例如使得掃描偏轉器陣列260直接鄰近於物鏡陣列241及/或相比於控制透鏡陣列250更接近物鏡陣列241)，如 圖 5中所描繪。在射束塑形限制器上之較小移動使得每一控制透鏡被使用之部分較小。因此，控制透鏡具有較小像差貢獻值。為了最小化或至少減小由控制透鏡貢獻之像差，射束塑形限制器用以塑形來自控制透鏡之至少一個電極之下游的射束。此在架構上不同於習知系統，在習知系統中，射束塑形限制器僅作為孔徑陣列而提供，該孔徑陣列係射束路徑中之第一操縱器陣列之部分或與第一操縱器陣列相關聯，且通常自來自源之單一射束產生多射束。
在一些實施例中，如 圖 3及 圖 5中所例示，控制透鏡陣列250為位於源201之下游的射束路徑中之第一偏轉或透鏡化電子光學陣列元件。
圖 6描繪關於 圖 5之實施例之變化，其中提供準直儀元件陣列271而非巨型準直儀270。儘管未展示，但亦有可能將此變化應用於 圖 3之實施例，以提供具有巨型掃描偏轉器及準直儀元件陣列之實施例。每一準直儀元件準直各別子射束。準直儀元件陣列271 (例如，使用MEMS製造技術形成)可比巨型準直儀270在空間上更為緊湊。因此，一起提供準直儀元件陣列271及掃描偏轉器陣列260可提供空間節省。在包含物鏡陣列總成之複數個電子光學系統提供於電子光學系統陣列500中的情況下，如下文參考 圖 7所論述，此空間節省係合乎需要的。在此實施例中，可不存在巨型聚光透鏡或聚光透鏡陣列。在此情境下，控制透鏡提供最佳化射束張角及放大率以實現著陸能量變化的可能性。應注意，射束塑形限制器位於控制透鏡陣列之下游。射束塑形限制器中之孔徑調節沿著射束路徑之射束電流，使得控制透鏡對放大率之控制對張角進行不同的操作。亦即，射束塑形限制器中之孔徑打破了放大率與張角變化之間的直接對應性。
在一些實施例中，如 圖 6中所例示，準直儀元件陣列271為位於源201之下游的射束路徑中之第一偏轉或聚焦電子光學陣列元件。
避免任何偏轉或透鏡化電子光學陣列元件(例如透鏡陣列或偏轉器陣列)位於控制透鏡陣列250之上游(例如 圖 3及 圖 5中)或準直儀元件陣列271之上游(例如 圖 6中)降低了對位於物鏡之上游的電子光學件的需求，且降低了對校正此等電子光學件中之缺陷(亦即，藉由此類光學件產生於子射束中之像差)的校正器之需求。例如，一些替代配置尋求藉由提供除物鏡陣列之外的聚光透鏡陣列來最大化源電流利用率(如下文參考 圖 8所論述)。以此方式提供聚光透鏡陣列及物鏡陣列會引起對虛擬源位置在源張角上之位置均勻性的嚴格要求，或每一子射束需要校正光學件以便確保每一子射束穿過其對應下游物鏡之中心。諸如 圖 3 、圖 5及 圖 6之彼等架構允許自第一偏轉或透鏡化電子光學陣列元件至下游射束塑形限制器的射束路徑減少為小於約10 mm，較佳減少為小於約5 mm，較佳減少為小於約2 mm。該射束路徑之減少降低或移除對源張角上之虛擬源位置的嚴格要求。因此，如參考圖3、圖5及圖6所描繪及描述之架構之電子光學柱40為電子光學架構之實例，該電子光學架構可包含諸如上部射束限制器252、準直儀元件陣列271、控制透鏡陣列250、掃描偏轉器陣列260、物鏡陣列241、射束塑形限制器242及偵測器陣列240之特徵；所展現之此等元件中之一或多者可藉由諸如陶瓷或玻璃間隔物之隔離元件連接至一或多個鄰近元件。該偵測器陣列可包含與該多射束之一子射束相關聯的一偵測器元件。
在一實施例中，如 圖 7中所例示，提供電子光學系統陣列500。陣列500可包含複數個本文中所描述之電子光學系統中之任一者。電子光學系統中之每一者將各別多射束同時聚焦至同一樣本之不同區上。每一電子光學系統可自來自不同各別源201之帶電粒子束形成子射束。每一各別源201可為複數個源201中之一個源。該複數個源201之至少一子集可提供為源陣列。源陣列可包含提供於共同基板上之複數個源201。複數個多射束同時聚焦至同一樣本之不同區上允許同時處理(例如評估)樣本208之增大區域。陣列500中之電子光學系統可配置成彼此鄰近以便將各別多射束投影至樣本208之鄰近區上。任何數目個電子光學系統可用於陣列500中。較佳地，電子光學系統之數目在9至200之範圍內。在一實施例中，電子光學系統係以矩形陣列或六邊形陣列而配置。在其他實施例中，電子光學系統係以不規則陣列或以具有除矩形或六邊形外之幾何形狀的規則陣列提供。陣列500中之每一電子光學系統在參考單一電子光學系統時可以本文所描述之任何方式組態，例如如上所述，尤其係關於參考圖6所展示及描述的實施例所述。此類配置之細節描述於在2020年7月6日申請之EPA 20184161.6中，特此以引用之方式併入關於物鏡如何併入及調試以用於多柱配置之該文獻。在 圖 7之實例中，陣列500包含上文參考 圖 6所描述之類型之複數個電子光學系統。此實例中之電子光學系統中之每一者因此包含掃描偏轉器陣列260及準直儀元件陣列271兩者。如上文所提及，由於其空間緊湊性，掃描偏轉器陣列260及準直儀元件陣列271尤其較適合於併入至電子光學系統陣列500中，此有助於電子光學系統彼此接近地定位。相比於 圖 3及 圖 5中所展示之配置，電子光學柱之配置可為較佳的，此係因為不同於圖7中所展示之配置，較佳實施可使用磁透鏡作為準直儀270。將磁透鏡併入至意欲用於多柱配置中之電子光學柱中可能具有挑戰性。
圖 8描繪關於 圖 3 、圖 5及 圖 6之實施例之變化，其中聚光透鏡陣列231提供於源201與物鏡陣列總成之間。此類配置描述於EPA 20158804.3中，特此以引用之方式併入至少關於 圖 4中所展示之架構的該文獻。該配置亦可併入於2020年11月11日申請之多柱陣列EPA 20206987.8中。聚光透鏡陣列231包含複數個聚光透鏡。可能存在數十、數百或數千個聚光透鏡。聚光透鏡可包含多電極透鏡且具有基於EP1602121A1之構造，特此以引用方式併入尤其揭示用以將電子束拆分成複數個子射束之透鏡陣列的該文獻，其中該陣列提供用於每一子射束之一透鏡。聚光透鏡陣列可呈至少兩個板的形式，該等板充當電極，其中每一板中之孔徑彼此對準且對應於子射束之位置。在操作期間將該等板中之至少兩者維持處於不同電位以達成所要透鏡化效應。
在一配置中，聚光透鏡陣列係由三個板陣列形成，在該三個板陣列中，帶電粒子在其進入及離開每一透鏡時具有相同能量，該配置可被稱作單透鏡。因此，分散僅出現在單透鏡自身內(透鏡之進入電極與離開電極之間)，藉此限制離軸色像差。當聚光透鏡之厚度較低，例如為數毫米時，此類像差具有較小或可忽略的影響。
聚光透鏡陣列231可具有兩個或多於兩個板狀電極，每一板狀電極具有對準之孔徑陣列。每一板狀電極陣列藉由一隔離元件，諸如可包含陶瓷或玻璃之一間隔物機械連接至鄰近板狀電極陣列且與鄰近板狀電極陣列電隔離。聚光透鏡陣列可藉由諸如如本文中其他處所描述之間隔物的隔離元件與鄰近電子光學元件(較佳為靜電電子光學元件)連接及/或間隔開。
聚光透鏡與含有物鏡之模組(諸如如本文中其他處所論述之物鏡陣列總成)隔開。在施加於聚光透鏡之底表面上的電位不同於施加於含有物鏡之模組之頂表面上的電位之情況下，使用隔離間隔物以使聚光透鏡與含有物鏡之模組間隔開。在電位相等之情況下，則導電元件可用以使聚光透鏡與含有物鏡之模組間隔開。
陣列中之每一聚光透鏡將電子引導至各別子射束211、212、213中，該各別子射束聚焦於各別中間焦點處。偏轉器235提供於中間焦點處。偏轉器235經組態以使各別細射束211、212、213發生一定量的彎曲，以有效確保主射線(其亦可被稱作射束軸)大體上垂直入射於樣本208上(亦即，與樣本之標稱表面大體上成90°)。偏轉器235亦可被稱作準直儀。
圖 9為物鏡陣列241之一個物鏡300及控制透鏡陣列250之一個控制透鏡600的放大示意圖。物鏡300可經組態以大於10，理想地在50至100或更高之範圍內的因數使電子束縮小。物鏡300包含中間或第一電極301、下部或第二電極302及上部或第三電極303。電壓源V1、V2、V3經組態以分別將電位施加至第一電極、第二電極及第三電極。另一電壓源V4連接至樣本以施加可為接地的第四電位。電位可相對於樣本208經界定。第一、第二及第三電極各自具備孔徑，各別子射束傳播通過該孔徑。第二電位可類似於樣本之電位，例如在50 V至200 V之範圍內比樣本更正。替代地，第二電位可在約+500 V至約+1,500 V之範圍內比樣本更正。若偵測器在光學柱中高於最低電極，則較高電位為有用的。第一及/或第二電位可按孔徑或孔徑之群發生變化以實現聚焦校正。
理想地，在一實施例中，省略第三電極。具有僅兩個電極之物鏡可具有比具有更多電極之物鏡更低之像差。三電極物鏡可具有電極之間的更大電位差且因此實現更強透鏡。額外電極(亦即，超過兩個電極)提供用於控制電子軌跡之額外自由度，例如以聚焦次級電子以及入射束。
如上文所提及，需要使用控制透鏡來判定著陸能量。然而，有可能另外使用物鏡300來控制著陸能量。在此類情況下，當選擇不同著陸能量時，改變物鏡上之電位差。需要藉由改變物鏡上之電位差而部分地改變著陸能量的情況之一個實例係防止子射束之焦點變得過於接近物鏡。在此情況下，存在物鏡電極必須過薄而不能製造的風險。對於在該位置之偵測器(例如偵測器陣列)亦如此。此情況可例如在著陸能量降低之情況下發生。此係因為物鏡之焦距大致隨著所使用之著陸能量而縮放。藉由降低物鏡上之電位差，且藉此降低物鏡內部之電場，物鏡之焦距再次變大，從而使焦點位置進一步低於物鏡。應注意，僅使用一物鏡將限制對放大率之控制。此配置不能控制縮小率及/或張角。此外，使用物鏡來控制著陸能量可意謂物鏡將遠離其最佳場強度操作。亦即，除非可例如藉由交換物鏡來調節物鏡之機械參數(諸如，其電極之間的間隔)。
在所描繪之配置中，控制透鏡600包含連接至電位源V5至V7之三個電極601至603。電極601至603可間隔開幾毫米(例如3 mm)。控制透鏡與物鏡之間的間隔(亦即，物鏡之下部電極602與上部電極之間的間隙)可選自廣泛範圍，例如自2 mm至200 mm或更大。小間距使得對準更容易，而較大間距允許使用較弱之透鏡，從而減少像差。理想地，控制透鏡600之最上部電極603的電位V5維持為與位於控制透鏡上游的下一電子光學元件(例如偏轉器235)之電位相同。施加至下部電極602之電位V7可變化以判定射束能量。施加至中間電極601之電位V6可變化以判定控制透鏡600之透鏡強度且因此控制射束之張角及縮小率。理想地，控制透鏡之下部電極602及物鏡之最上部電極具有大體上相同的電位。樣本及物鏡之最低電極通常具有與控制透鏡之最低電極極不同的電位。電子可例如在物鏡中自30 kV減速至2.5 kV。在一個設計中，省略物鏡之上部電極V3。在此情況下，理想地，控制透鏡之下部電極602及物鏡之電極301具有大體上相同的電位。應注意，即使著陸能量無需改變或已藉由其他手段改變，仍可使用控制透鏡以控制射束張角。子射束之焦點之位置係藉由各別控制透鏡及各別物鏡之動作之組合而判定。
在一實例中，為獲得在1.5 kV至2.5 kV範圍內之著陸能量，電位V5、V6及V7可如下表1中所指示來設定。此表中之電位給定為以keV為單位之射束能量值，其等效於相對於射束源201之陰極的電極電位。應理解，在設計電子光學系統時，存在關於系統中之哪一點經設定為接地電位之相當大的設計自由度，且系統之操作係藉由電位差而非絕對電位來判定。
表1
著陸能量 1.5 keV 2.5 keV 3.5 keV
V1 29 keV 30 keV 31 keV
V2 1.55 keV 2.55 keV 3.55 keV
V3 (或省略) 29 keV 30 keV 31 keV
V4 1.5 keV 2.5 keV 3.5 keV
V5 30 keV 30 keV 30 keV
V6 19.3 keV 20.1 keV 20.9 keV
V7 29 keV 30 keV 31 keV
將看到，V1、V3及V7處之射束能量係相同的。在實施例中，此等點處之射束能量可在10 keV與50 keV之間。若選擇較低電位，則可減少電極間隔，尤其物鏡中之電極間隔，以限制電場之減小。
亦應注意，施加至該物鏡陣列之鄰接電極的該電位差在施加至該物鏡配置中之鄰接電極的該等電位差中為最大。為了避免物鏡中之電場減小，可預定物鏡中之電場。可針對物鏡之所要效能最佳化物鏡中之電場，例如，在沿著例如物鏡陣列總成中之任何電極的射束路徑之鄰近電極之間提供最大電位差。圍繞此大電位差之變化可為誤差及像差之來源。大體上維持物鏡陣列之電極之間的電位差及使物鏡陣列配置中之其他電極之電位發生變化有助於確保物鏡之操作經維持，例如對於例如較短穩定焦距，在具有較大場之情況下。物鏡配置之功能之變化係經由施加至配置之其他電極之電位差的變化來達成，從而降低誘發大像差之風險。
當控制透鏡而非例如 圖 8之實施例的聚光透鏡用於電子束之張角/放大率校正時，準直儀保持在中間焦點處使得無需準直儀之散光校正。(應注意，在此配置中，放大率之調節引起張角之類似調節，此係因為射束電流沿著射束路徑保持一致)。另外，著陸能量可在廣泛範圍之能量上變化，同時在物鏡中維持最佳場強度。此最佳場強度可被稱作預定場強度。在操作期間，場強度可經預定為最佳場強度。此情形最小化物鏡之像差。聚光透鏡(若使用)之強度亦維持恆定，避免由於準直儀不處於中間焦平面或電子穿過聚光透鏡之路徑發生變化而引入任何額外像差。此外，當使用諸如 圖 3、 圖 5及 圖 6(其不具有聚光透鏡)所展示之具有射束塑形限制器之實施例的控制透鏡時，可以另外控制張角/放大率以及著陸能量。
在一些實施例中，帶電粒子評估工具進一步包含減少子射束中之一或多個像差的一或多個像差校正器。在一實施例中，至少像差校正器之一子集中之每一者經定位於 圖 8中所描繪之類型之實施例中的中間焦點中之各別者中或直接鄰近於中間焦點中之各別者(例如，在中間影像平面中或鄰近於中間影像平面)。子射束在諸如中間平面之焦平面中或附近具有最小橫截面區域。與在別處，亦即，中間平面之上游或下游獲得之空間相比(或與將在不具有中間影像平面之替代配置中獲得的空間相比)，此為像差校正器提供更多的空間。
在一實施例中，定位於中間焦點(或中間影像平面)中或直接鄰近於中間焦點(或中間影像平面)之像差校正器包含偏轉器以校正針對不同射束出現在不同位置處之源201。校正器可用以校正由源引起之宏觀像差，該等宏觀像差防止每一子射束與對應物鏡之間的良好對準。
像差校正器可校正防止適當柱對準之像差。此類像差亦可導致子射束與校正器之間的未對準。出於此原因，另外或替代地，可能需要將像差校正器定位於聚光透鏡陣列231之聚光透鏡處或附近(例如，其中每一此像差校正器與聚光透鏡中之一或多者整合或直接鄰近於聚光透鏡中之一或多者)。此為合乎需要的，此係因為在聚光透鏡處或附近，像差將尚未導致對應子射束之移位，此係因為聚光透鏡與射束孔徑豎直地接近或重合。然而，將校正器定位於聚光透鏡處或附近之挑戰為子射束相對於更下游(或下游)之位置在此位置處各自具有相對較大的截面區域及相對較小的節距。聚光透鏡及校正器可為同一結構之部分。例如其可例如藉由電隔離元件彼此連接。
在一些實施例中，像差校正器之至少一子集中之每一者與物鏡陣列總成中之一或多個物鏡或控制透鏡整合或直接鄰近於該一或多個物鏡或控制透鏡。在一實施例中，此等像差校正器減少以下中之一或多者：場彎曲；聚焦誤差；及散光。物鏡及/或控制透鏡及校正器可為同一結構之部分。例如其可例如藉由電隔離元件彼此連接。
像差校正器可為如EP2702595A1中所揭示之基於CMOS之個別可程式化偏轉器或如EP2715768A2中所揭示之多極偏轉器陣列，兩個文獻中的細射束操縱器之描述特此係以引用方式併入。
在一些實施例中，物鏡陣列總成之偵測器包含位於物鏡陣列241之至少一個電極之下游的偵測器模組。該偵測器可在該物鏡陣列總成內。因此，偵測器可在偵測器模組內。在一實施例中，偵測器(例如，偵測器模組)之至少一部分鄰近於物鏡陣列241及/或與物鏡陣列241整合。例如，偵測器模組可藉由將CMOS晶片偵測器整合至物鏡陣列241之底部電極中來實施。偵測器模組至物鏡陣列總成中之整合替換次級柱。CMOS晶片較佳地經定向以面向樣本(此係因為樣本與電子光學系統之底部之間的較小距離(例如100 μm))。偵測器與樣本之間存在小距離，即使在偵測器可能在物鏡陣列中具有之任何位置處亦如此。在此距離處，樣本可在偵測器之範圍內。樣本與偵測器之間的此小距離或最佳距離可係合乎需要的，例如以避免偵測器元件之間的串擾；或若距離過大，則偵測器信號可能過弱。偵測器之最佳距離或範圍維持偵測器與樣本之間的最小間隔(其亦係關於或類似於物鏡陣列與樣本之間的間隔)。然而，小距離並不能過小以防止損壞樣本、其支撐件或諸如偵測器之物鏡陣列總成之組件的風險。在一實施例中，捕獲次級電子信號之電極形成於CMOS器件之頂部金屬層中(例如，面向樣本的偵測器表面)。該等電極可形成於其他層中。可藉由矽穿孔將CMOS之功率及控制信號連接至CMOS。為了魯棒性，較佳地，底部電極由兩個元件組成：CMOS晶片及具有孔之被動Si板。該板屏蔽CMOS以免受高電子場之影響。
為了最大化偵測效率，需要使電極表面儘可能大，使得物鏡陣列241之大體上所有區域(除孔徑之外)係由電極佔據且每一電極具有大體上等於陣列節距之直徑。在一實施例中，電極之外部形狀為圓形，但可將此形狀製成正方形以最大化偵測區域。亦可最小化基板穿孔之直徑。電子束之典型大小為大約5至15微米。
在一實施例中，單一電極包圍每一孔徑。在另一實施例中，複數個電極元件經提供於每一孔徑周圍。由包圍一個孔徑之電極元件捕獲的電子可經組合成單一信號或用以產生獨立信號。電極元件可經徑向劃分(亦即，以形成複數個同心環)、經成角度地劃分(亦即，以形成複數個區段狀塊)、經徑向地及成角度地劃分或以任何其他適宜方式經劃分。
然而，較大電極表面導致較大寄生電容，因此導致較低頻寬。出於此原因，可需要限制電極之外徑。尤其在較大電極僅提供稍微較大偵測效率，但提供顯著較大電容之情況下。圓形(環形)電極可提供收集效率與寄生電容之間的良好折衷。
電極之較大外徑亦可導致較大串擾(對相鄰孔之信號的敏感度)。此亦可為使電極外徑較小之原因。尤其在較大電極僅提供稍微較大偵測效率，但提供顯著較大串擾之情況下。
藉由電極收集之反向散射及/或次級電子電流可藉由跨阻抗放大器放大。
圖 10展示整合至物鏡陣列中之偵測器之例示性實施例。 圖 10展示物鏡陣列之部分401的示意性橫截面。在此實施例中，偵測器包含偵測器模組402，其包含複數個偵測器元件405 (例如，諸如捕獲電極之感測器元件)。因此，偵測器可為偵測器陣列或偵測器元件陣列。在此實施例中，偵測器模組402提供於物鏡陣列之輸出側上。輸出側為面向樣本208之側。 圖 11為偵測器模組402之仰視圖，其包含基板404，在該基板上提供有各自包圍射束孔徑406之複數個捕獲電極405。射束孔徑406可藉由蝕刻通過基板404來形成。在 圖 11所展示之配置中，射束孔徑406以矩形陣列形式展示。射束孔徑406亦可以不同方式配置，例如以如 圖 12中所描繪之六邊形緊密填集陣列形式配置。
圖 13以橫截面形式以較大比例描繪偵測器模組402的一部分。偵測器元件，例如，捕獲電極405形成偵測器模組402之最底部，亦即，最接近樣本之表面。在捕獲電極405與矽基板404之主體之間提供有邏輯層407。邏輯層407可包括例如跨阻抗放大器之放大器、類比/數位轉換器及讀出邏輯。在一實施例中，每一捕獲電極405存在一個放大器及一個類比/數位轉換器。可使用CMOS製程製造邏輯層407及捕獲電極405，其中捕獲電極405形成最終金屬化層。
配線層408經提供於基板404之背側上或基板內且藉由矽穿孔409連接至邏輯層407。矽穿孔409的數目無需與射束孔徑406的數目相同。特定而言，若電極信號在邏輯層407中經數位化，則可僅需要少數矽穿孔來提供資料匯流排。配線層408可包括控制線、資料線及功率線。應注意，不管射束孔徑406如何，存在用於所有必要連接之充分空間。亦可使用雙極或其他製造技術來製造偵測器模組402。印刷電路板及/或其他半導體晶片可提供於偵測器模組402之背側上。
偵測器模組402不僅可整合至物鏡陣列之最低電極陣列中，亦可整合至其他電極陣列中。可在EP申請案第20184160.8號中找到整合至物鏡中之偵測器模組之其他細節及替代配置，至少關於偵測器模組及此類模組在物鏡中之整合的該文獻特此以引用之方式併入。
在一些實施例中，如 圖 14及 圖 15中所例示，物鏡陣列總成進一步包含射束塑形限制器242。射束塑形限制器242界定射束限制孔徑陣列124。射束塑形限制器242可被稱作下部射束限制器、下部射束限制孔徑陣列或最終射束限制孔徑陣列。射束塑形限制器242可包含具有複數個孔徑之板(其可為板狀體)。射束塑形限制器242位於控制透鏡陣列250之至少一個電極(視情況為所有電極)的下游。在一些實施例中，射束塑形限制器242位於物鏡陣列241之至少一個電極(視情況為所有電極)的下游。射束塑形限制器242之板可藉由隔離元件，諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物連接至物鏡之鄰近板狀電極陣列。
在一配置中，射束塑形限制器242在結構上與物鏡陣列241之電極302整合在一起。亦即，射束塑形限制器242之板直接連接至物鏡陣列241之鄰近板狀電極陣列。理想地，射束塑形限制器242定位於具有低靜電場強度或不存在靜電場之區中，例如與背離物鏡陣列242之所有其他電極的鄰近板狀電極陣列相關聯(例如，在該鄰近板狀電極陣列中或上)。射束限制孔徑124中之每一者與物鏡陣列241中之對應物鏡對準。對準使得來自對應物鏡之子射束之一部分可穿過射束限制孔徑124且照射至樣本208上。每一射束限制孔徑124具有射束限制效果，從而僅允許入射至射束塑形限制器242上之子射束之經選擇部分穿過射束限制孔徑124。該經選擇部分可使得僅穿過該物鏡陣列中之各別孔徑之一中心部分的該各別子射束之一部分到達該樣本。中心部分可具有圓形橫截面及/或以子射束之射束軸為中心。
在一些實施例中，電子光學系統進一步包含上部射束限制器252。上部射束限制器252界定射束限制孔徑陣列。上部射束限制器252可被稱作上部射束限制孔徑陣列或上游射束限制孔徑陣列。上部射束限制器252可包含具有複數個孔徑之板(其可為板狀體)。上部射束限制器252自由源201發射之帶電粒子束形成子射束。可藉由上部射束限制器252阻擋(例如，吸收)射束中除了促進形成子射束之部分以外的部分，以免干擾下遊子射束。上部射束限制器252可被稱作子射束界定孔徑陣列。
在不包含聚光透鏡陣列之實施例中，如 圖 3、 圖 5及 圖 6中所例示，上部射束限制器252可形成物鏡陣列總成之部分。上部射束限制器252可例如鄰近於控制透鏡陣列250及/或與控制透鏡陣列250整合(例如鄰近於最接近源201的控制透鏡陣列250之電極603及/或與該電極整合，如 圖 14中所展示)。上部射束限制器252可為控制透鏡陣列250之最上游電極。在一實施例中，上部射束限制器252界定比射束塑形限制器242之射束限制孔徑124大(例如，具有較大橫截面區域)的射束限制孔徑。因此，射束塑形限制器242之射束限制孔徑124可具有比界定於上部射束限制器252中及/或物鏡陣列241中及/或控制透鏡陣列250中之對應孔徑小的尺寸(亦即，較小區域及/或較小直徑及/或較小其他特性尺寸)。
在具有聚光透鏡陣列231之實施例中，如 圖 8中所例示，上部射束限制器252可提供為鄰近於該聚光透鏡陣列231及/或與該聚光透鏡陣列整合(例如鄰近於最接近源201的聚光透鏡陣列231之電極及/或與該電極整合)。相比在射束塑形限制器242之上游的界定射束限制孔徑的所有其他射束限制器之射束限制孔徑，通常需要將射束塑形限制器242之射束限制孔徑組態為較小。亦即，子射束可例如使用界定射束限制孔徑陣列之射束限制器自射束(亦即，來自源201之帶電粒子束)導出。上部射束限制器252為可與聚光透鏡陣列231相關聯或為該聚光透鏡陣列之部分的此射束限制孔徑陣列。
射束塑形限制器242理想地經組態以具有射束限制效果(亦即，以移除入射於射束塑形限制器242上的每一子射束之一部分)。射束塑形限制器242可例如經組態以確保離開物鏡陣列241之物鏡的每一子射束已穿過各別物鏡之中心。相比於替代途徑，可使用射束塑形限制器242來達成此效果，而不需要複雜對準程序以確保入射至物鏡上之子射束與物鏡很好地對準。此外，射束塑形限制器242之效果將不會受到柱對準動作、源不穩定性或機械不穩定性破壞。此外，射束塑形限制器242減小了對子射束進行掃描之長度。該距離減小為自射束塑形限制器242至樣本表面之射束路徑的長度。
在一些實施例中，上部射束限制器252中之射束限制孔徑之直徑與射束塑形限制器242中之對應射束限制孔徑124之直徑的比率等於或大於3、視情況等於或大於5、視情況等於或大於7.5、視情況等於或大於10。在一個配置中，例如，上部射束限制器252中之射束限制孔徑具有約50微米之直徑，且射束塑形限制器242中之對應射束限制孔徑124具有約10微米之直徑。在另一配置中，上部射束限制器252中之射束限制孔徑具有約100微米之直徑，且射束塑形限制器242中之對應射束限制孔徑124具有約10微米之直徑。合乎需要的是，射束限制孔徑124僅選擇穿過物鏡之中心之射束部分。在 圖 14中所展示之實例中，每一物鏡係由電極301與302之間的靜電場形成。在一些實施例中，每一物鏡由兩個基本透鏡(每一基本透鏡之焦距=4*射束能量/電場)組成：一個在電極301之底部且一個在電極302之頂部。主透鏡可為電極302之頂部處的透鏡(此係因為此處之射束能量可較小，例如與靠近電極301之30 kV相比為2.5 kV，此將使透鏡比其他者強約12倍)。合乎需要的是，穿過電極302之頂部處的孔徑之中心的射束部分穿過射束限制孔徑124。因為電極302之頂部與孔徑124之間在z上的距離極小(例如，通常為100微米至150微米)，所以即使射束之角度相對較大，亦會選擇正確的射束部分。物鏡陣列中之場強度可理想地為預定的。
在 圖 14及 圖 15之特定實例中，射束塑形限制器242展示為與物鏡陣列241之底部電極302分離地形成的元件。在其他實施例中，射束塑形限制器242可與物鏡陣列241之底部電極一體成型(例如，藉由執行微影以蝕刻掉適合於充當基板之相對側上之透鏡孔徑及射束阻擋孔徑的空腔)。
在一實施例中，在對應物鏡陣列241之底部電極中的對應透鏡孔徑之至少一部分的下游一段距離處提供射束塑形限制器242中之孔徑124。可在可等於或大於透鏡孔徑之直徑的一段下游距離處提供射束塑形限制器，該距離較佳為透鏡孔徑之直徑的至少1.5倍，較佳為透鏡孔徑之直徑的至少2倍。
通常需要將射束塑形限制器242定位為鄰近每一物鏡中具有最強透鏡化效應之電極。在 圖 14及 圖 15之實例中，底部電極302將具有最強的透鏡化效應且射束塑形限制器242鄰近於此電極而定位。在物鏡陣列241包含多於兩個電極的情況下，諸如在具有三個電極之單透鏡組態的情況下，具有最強透鏡化效應之電極將通常為中間電極。在此情況下，將需要鄰近於中間電極定位射束塑形限制器242。因此，物鏡陣列241之電極中之至少一者可定位於射束塑形限制器242之下游。電子光學系統亦可經組態以控制物鏡陣列總成(例如，藉由控制施加至物鏡陣列之電極的電位)，使得射束塑形限制器242鄰近於物鏡陣列241的電極或與該電極整合，該電極為物鏡陣列241之電極中具有最強透鏡化效應之電極。
通常亦需要將射束塑形限制器242定位於電場較小之區中，較佳定位於大體上無電場區中。此情形避免或最小化射束塑形限制器242之存在對所要透鏡化效應之破壞。
需要提供位於偵測器(例如偵測器模組402)之上游的射束塑形限制器242，如 圖 14及 圖 15中所例示。提供位於偵測器之上游的射束塑形限制器242確保射束塑形限制器242不會阻擋自樣本208發射之帶電粒子且不會防止該等帶電粒子到達偵測器。因此，在偵測器提供於物鏡陣列241之所有電極上游的實施例中，亦需要提供位於物鏡陣列241之所有電極上游或甚至位於控制透鏡陣列250之電極中之一或多者上游的射束塑形限制器242。在此情境下，可能需要將射束塑形限制器242定位成儘可能接近於物鏡陣列241，同時仍位於偵測器之上游。因此，可在上游方向上將射束塑形限制器242提供為直接鄰近於偵測器。
具有射束塑形限制器242之上文所描述物鏡陣列總成為一類別之物鏡配置之實例，該射束塑形限制器位於控制透鏡陣列250之至少一個電極及/或物鏡陣列241之至少一個電極下游。此類別之實施例包含用於將多射束聚焦於樣本208上之電子光學系統的物鏡配置。物鏡配置包含上游透鏡化孔徑陣列(例如，最接近源201的物鏡陣列241之電極301，如 圖 14中所描繪)。物鏡配置進一步包含下游透鏡化孔徑陣列(例如，最遠離源201的物鏡陣列241之電極302，如 圖 14中所描繪)。下游透鏡化孔徑陣列(例如電極302)及上游透鏡化孔徑陣列(例如電極301)一起操作以透鏡化多射束之子射束。提供了一射束限制孔徑陣列(例如 圖 14中所描繪之射束塑形限制器242)，其中該等孔徑(例如， 圖 14中之射束限制孔徑124)之尺寸小於上游透鏡化孔徑陣列及下游透鏡化孔徑陣列中之孔徑(亦即，區域更小及/或直徑更小及/或其他特性尺寸更小)。該射束限制孔徑陣列之該等孔徑經組態以將每一子射束限制為已穿過該上游透鏡化孔徑陣列及該下游透鏡化孔徑陣列中之各別孔徑的中心部分之子射束部分。如上所述，射束限制孔徑陣列可因此確保離開物鏡配置之物鏡的每一子射束已穿過各別透鏡之中心。
對可控制以某種方式操縱帶電粒子束之組件或組件或元件之系統的參考包括組態控制器或控制系統或控制單元以控制組件按所描述方式操縱帶電粒子束，以及視情況使用其他控制器或器件(例如，電壓供應件及或電流供應件)以控制組件按此方式操縱帶電粒子束。例如，電壓供應件可電連接至一或多個組件以在控制器或控制系統或控制單元之控制下將電位施加至該等組件，諸如在非限制清單中包括控制透鏡陣列250、物鏡陣列241、聚光透鏡231、校正器、準直儀元件陣列271及掃描偏轉器陣列260。諸如載物台之可致動組件可為可控制的，以使用用以控制該組件之致動之一或多個控制器、控制系統或控制單元來致動且因此相對於諸如射束路徑之另外組件移動。
本文中所描述之實施例可採用沿著射束或多射束路徑以陣列形式配置的一系列孔徑陣列或電子光學元件的形式。此等電子光學元件可為靜電的，例如，物鏡陣列及控制透鏡陣列。以下元件中之一或多者可為靜電的：聚光透鏡231、校正器、準直儀元件陣列271及掃描偏轉器陣列260，其處於控制器或控制系統或控制單元之控制下。在一實施例中，例如在樣本之前的子射束路徑中自射束限制孔徑陣列至最後一個電子光學元件的所有電子光學元件可為靜電的，及/或可呈孔徑陣列或板陣列之形式。在一些配置中，電子光學元件中之一或多者被製造為微機電系統(MEMS) (亦即，使用MEMS製造技術)。
對上部及下部、向上及向下、上方及下方之參考應被理解為係指平行於照射於樣本208上之電子束或多射束之(通常但未必總是豎直的)上游及下游方向的方向。因此，對上游及下游之參考意欲係指獨立於任何當前重力場相對於射束路徑之方向。
根據本發明之實施例的評估工具可為進行樣本之定性評估(例如，通過/失敗)之工具、進行樣本之定量量測(例如，特徵之大小)之工具或產生樣本之映圖影像之工具。評估工具之實例為檢測工具(例如用於識別缺陷)、檢閱工具(例如用於分類缺陷)及度量衡工具，或能夠執行與檢測工具、檢閱工具或度量衡工具(例如度量衡檢測工具)相關聯之評估功能性之任何組合的工具。電子光學柱40可為評估工具之組件；諸如檢測工具或度量衡檢測工具，或電子束微影工具之部分。本文中對工具之任何參考皆意欲涵蓋器件、設備或系統，該工具包含可共置或可不共置且甚至可位於單獨場所中，尤其例如用於資料處理元件的各種組件。
術語「子射束」及「細射束」在本文中可互換使用且均被理解為涵蓋藉由劃分或拆分母輻射束而源自母輻射束之任何輻射束。術語「操縱器」用以涵蓋影響子射束或細射束之路徑之任何元件，諸如透鏡或偏轉器。
對沿著射束路徑或子射束路徑對準之元件的參考應理解為意謂各別元件沿著射束路徑或子射束路徑定位。
對光學件之參考應理解為意謂電子光學件。
本說明書中對控制諸如控制透鏡及物鏡之電子光學元件之參考意欲指藉由機械設計進行之控制及藉由操作所施加電壓或電位差的設定進行之控制兩者，亦即，被動控制以及主動控制，諸如藉由電子光學柱內之自動控制或藉由使用者選擇。對主動或被動控制之偏好應藉由上下文判定。
其他實施例係在下文之以下經編號條項中加以描述：
條項1：一種用於一帶電粒子評估工具之一電子光學系統的物鏡陣列總成，該物鏡陣列總成經組態以將一多射束聚焦於一樣本上且包含：一物鏡陣列，每一物鏡經組態以將該多射束之一各別子射束投影至該樣本上；及一控制透鏡陣列，其與該物鏡陣列相關聯且定位於該物鏡陣列之上游，該等控制透鏡經組態以使該等子射束預聚焦；且較佳地，該物鏡陣列總成包含經組態以偵測自該樣本發射之帶電粒子的一偵測器，其中該物鏡陣列及該控制透鏡陣列係靜電的。
條項2：如條項1之總成，其進一步包含位於該控制透鏡陣列之至少一個電極之下游的一射束塑形限制器，該射束塑形限制器界定一射束限制孔徑陣列。
條項3：如條項2之總成，其進一步包含位於該射束塑形限制器之上游的一上部射束限制器，其中該上部射束限制器界定大於該射束塑形限制器之射束限制孔徑的射束限制孔徑。
條項4：如前述條項中任一項之總成，其進一步包含一偵測器，該偵測器經組態以偵測自該樣本發射之帶電粒子，該偵測器之至少部分較佳地鄰近於該物鏡陣列及/或與該物鏡陣列整合。
條項5：如前述條項中任一項之總成，其中每一控制透鏡包含至少兩個電極。
條項6：如前述條項中任一項之總成，其中每一物鏡包含至少兩個電極。
條項7：如前述條項中任一項之總成，其進一步包含一掃描偏轉器陣列，每一掃描偏轉器經組態以使一各別子射束在該樣本上進行掃描。
條項8：如條項7之總成，其中該掃描偏轉器陣列係在該物鏡陣列與該控制透鏡陣列之間。
條項9：如前述條項中任一項之總成，其進一步包含一準直儀元件陣列，其中每一準直儀元件經組態以準直一各別子射束，該準直儀元件陣列較佳地為以下各者中之至少一者：位於該物鏡陣列之上游、該控制透鏡陣列之下游或一上部射束限制器之下游及該控制透鏡陣列之上游，較佳地在該上部射束限制器與該控制透鏡陣列之間；該準直儀元件陣列可在該物鏡陣列與該上部射束限制器，視情況(且特定言之)為該控制透鏡陣列之間。
條項10：一種電子光學系統，其包含：用於提供一帶電粒子束，較佳地一電子束之一源；及如前述條項中任一項之物鏡陣列總成，該多射束為可自由該源提供之該射束導出的，例如源自該射束，該電子光學系統較佳地包含一射束限制器，在該射束限制器中，界定了用於界定該多射束之一射束限制孔徑陣列
條項11：如條項10之系統，其進一步包含位於該物鏡陣列總成之上游的一準直儀。
條項12：如條項11之系統，其中該準直儀包含一準直儀元件陣列，其中每一準直儀元件經組態以準直一各別子射束。
條項13：如條項12之系統，其中該準直儀元件陣列為位於該源之下游射束路徑中之第一偏轉或聚焦電子光學陣列元件。
條項14：如條項11之系統，其中該準直儀包含經組態以將一宏觀準直施加至該射束之一巨型準直儀。
條項15：如條項10至14中任一項之系統，其進一步包含一巨型掃描偏轉器，該巨型掃描偏轉器經組態以將一宏觀偏轉施加至一射束，以使得子射束在該樣本上進行掃描。
條項16：如條項15之系統，其中：該系統包含位於該物鏡陣列總成之上游的一巨型準直儀，該巨型準直儀經組態以將一宏觀準直施加至該射束；且該巨型掃描偏轉器提供於該巨型準直儀與該控制透鏡陣列之間。
條項17:如條項10至16中任一項之系統，其中該物鏡陣列總成包含位於該控制透鏡陣列之至少一個電極之下游的一射束塑形限制器，該射束塑形限制器界定一射束限制孔徑陣列。
條項18：如條項17之系統，其中該射束塑形限制器之射束限制孔徑小於位於該射束塑形限制器之上游的界定射束限制孔徑的所有其他射束限制器之射束限制孔徑。
條項19：如條項17或18之系統，其中該物鏡陣列之至少一個電極定位於該射束塑形限制器之下游。
條項20：如條項17至19中任一項之系統，其中該射束塑形限制器中之每一射束限制孔徑經組態以僅允許入射至該射束塑形限制器上的每一子射束之一經選擇部分穿過該射束限制孔徑，該經選擇部分較佳地使得僅穿過該物鏡陣列中之各別孔徑之一中心部分的該各別子射束之一部分到達該樣本。
條項21：如條項17至20中任一項之系統，其中該物鏡陣列包含複數個電極，且該系統經組態以控制該物鏡陣列總成以使得該射束塑形限制器鄰近於該物鏡陣列之一電極或與該電極整合，該電極為該物鏡陣列之該等電極中具有最強透鏡化效應之電極。
條項22：如條項10至21中任一項之系統，其中該控制透鏡陣列為位於該源之下游射束路徑中之第一偏轉或聚焦電子光學陣列元件。
條項23：如條項10至22中任一項之系統，其進一步包含一電源，該電源經組態以將各別電位施加至該等控制透鏡及該等物鏡之電極。
條項24：如條項10至23中任一項之系統，其經組態以使用控制透鏡來調節各別子射束之縮小率及/或著陸能量。
條項25：如條項10至24中任一項之系統，其經組態以控制該物鏡陣列總成以使得該等控制透鏡之一焦距大於該控制透鏡陣列與該物鏡陣列之間的一間距；各別子射束在受到該控制透鏡陣列作用時之焦點位置可位於該物鏡陣列之下游。該控制透鏡陣列及該物鏡陣列可經組態以一起操作來實現一經組合焦距，以將該等各別子射束聚焦於樣本表面上。
條項26：一種電子光學系統陣列，其包含：如條項10至25中任一項之複數個電子光學系統，其中：該等電子光學系統經組態以將各別多射束同時聚焦至同一樣本之不同區上。
條項27：一種將一帶電粒子多射束聚焦至一樣本上之方法，其包含：提供一物鏡陣列總成，其包含一物鏡陣列及一控制透鏡陣列，該控制透鏡陣列位於該物鏡陣列之上游；使用該控制透鏡陣列來預聚焦該多射束之子射束；及使用該物鏡陣列以將經預聚焦子射束投影至該樣本上；較佳地，該物鏡陣列總成包含一偵測器；該方法可包含使用該偵測器以偵測自該樣本發射之帶電粒子。
條項28：如條項27之方法，其進一步包含使用該物鏡陣列總成內之一偵測器；該偵測器可偵測自該樣本發射之帶電粒子。
條項29：如條項27或28之方法，其中該物鏡總成進一步包含位於該控制透鏡陣列之至少一個電極之下游的一射束塑形限制器。
條項30：如條項29之方法，其中該物鏡陣列包含複數個電極，且該物鏡陣列總成經控制以使得該射束塑形限制器鄰近於該物鏡陣列之一電極或與該電極整合，該電極為該物鏡陣列之該等電極中具有最強透鏡化效應之電極。
條項31：如條項27至30中任一項之方法，其進一步包含使用控制透鏡來調節各別子射束之縮小率及/或著陸能量。
條項32：如條項27至31中任一項之方法，其中該物鏡陣列總成經控制以使得該等控制透鏡之一焦距使得經準直子射束之一焦點相對於該等控制透鏡之位置的接近度大於該控制透鏡陣列與該物鏡陣列之間的一間距。
條項33；一種用於將一多射束聚焦於一樣本上之一電子光學系統的物鏡配置，該物鏡配置包含：一上游透鏡化孔徑陣列；一下游透鏡化孔徑陣列，該下游透鏡化孔徑陣列及該上游透鏡化孔徑陣列經組態以一起操作以透鏡化該多射束之子射束；及一射束限制孔徑陣列，射束限制孔徑陣列中之該等孔徑相比於該上游透鏡化孔徑陣列及該下游透鏡化孔徑陣列中之孔徑具有較小尺寸，該射束限制孔徑陣列之該等孔徑經組態以將每一子射束限制為已穿過該上游透鏡化孔徑陣列及下游透鏡化孔徑陣列中之各別孔徑之中心部分的該子射束之一部分。
儘管已結合各種實施例描述本發明，但自本說明書之考量及本文中揭示之本發明之實踐，本發明之其他實施例對於熟習此項技術者將顯而易見。意欲將本說明書及實例視為僅例示性的，其中本發明之真實範疇及精神由條項及申請專利範圍指示。
10:主腔室 20:裝載鎖定腔室 30:設備前端模組(EFEM) 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 40:電子束工具,設備 50:控制器 100:帶電粒子束檢測設備 124:射束限制孔徑 201:電子源 202:初級電子束 207:樣本固持器 208:樣本 209:機動載物台 211:子射束 212:子射束 213:子射束 221:探測光點 222:探測光點 223:探測光點 230:投影設備 231:聚光透鏡陣列 235:偏轉器 240:電子偵測器件 241:物鏡陣列 242:電極,射束塑形限制器 250:控制透鏡陣列 252:上部射束限制器 260:掃描偏轉器陣列 265:巨型掃描偏轉器 270:巨型準直儀 271:準直儀元件陣列 300:物鏡 301:第一電極 302:第二電極 303:第三電極 401:部分 402:偵測器模組 404:基板 405:偵測器元件,捕獲電極 406:射束孔徑 407:邏輯層 408:配線層 409:矽穿孔 500:電子光學系統陣列 600:控制透鏡 601:電極 602:電極 603:電極 A-A:平面 V1:電壓源 V2:電壓源 V3:電壓源 V4:電壓源 V5:電位源 V6:電位源 V7:電位源
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為說明例示性帶電粒子束檢測設備之示意圖。
圖 2為說明作為 圖 1之例示性帶電粒子束檢測設備之部分的例示性多射束設備之示意圖。
圖 3為包含巨型準直儀及巨型掃描偏轉器之例示性電子光學系統的示意圖。
圖 4為針對例示性配置之著陸能量對解析度的圖。
圖 5為包含巨型準直儀及掃描偏轉器陣列之例示性電子光學系統的示意圖。
圖 6為包含準直儀元件陣列及掃描偏轉器陣列之例示性電子光學系統的示意圖。
圖 7為包含 圖 6之電子光學系統之例示性電子光學系統陣列的示意圖。
圖 8為包含位於一物鏡陣列總成之上游的一聚光透鏡陣列之例示性電子光學系統的示意圖。
圖 9為控制透鏡及物鏡之放大圖。
圖 10為與雙電極物鏡陣列整合之偵測器模組的示意性側視截面圖。
圖 11為 圖 10中所描繪之類型的偵測器模組之仰視圖。
圖 12為替代偵測器模組之仰視圖，其中射束孔徑係呈六邊形緊密填集陣列。
圖 13描繪用於併入 圖 10之物鏡陣列中之偵測器模組的放大示意性橫截面圖。
圖 14為形成具有射束塑形限制器之物鏡及具有上部射束限制器之控制透鏡的電極之部分的示意性側視截面圖。
圖 15為相對於 圖 14中之平面A-A之示意性放大俯視截面圖，其展示射束塑形限制器中之射束限制孔徑。
201:源
208:樣本
241:物鏡陣列
242:電極
250:控制透鏡陣列
252:上部射束限制器
265:巨型掃描偏轉器
270:巨型準直儀

Claims (15)

  1. 一種用於一帶電粒子評估工具之一電子光學系統的物鏡陣列總成，該物鏡陣列總成經組態以將一多射束聚焦於一樣本上且包含： 一物鏡陣列，每一物鏡經組態以將該多射束之一各別子射束投影至該樣本上； 一控制透鏡陣列，其與該物鏡陣列相關聯且定位於該物鏡陣列之上游，該等控制透鏡經組態以使該等子射束預聚焦；及 一偵測器，其經組態以偵測自該樣本發射之帶電粒子 其中該物鏡陣列及該控制透鏡陣列係靜電的。
  2. 如請求項1之總成，其進一步包含位於該控制透鏡陣列之至少一個電極之下游的一射束塑形限制器，該射束塑形限制器界定一射束限制孔徑陣列。
  3. 如請求項2之總成，其進一步包含位於該射束塑形限制器之上游的一上部射束限制器，其中該上部射束限制器界定大於該射束塑形限制器之射束限制孔徑的射束限制孔徑。
  4. 如請求項1至3中任一項之總成，其中該偵測器之至少部分鄰近於該物鏡陣列及/或與該物鏡陣列整合。
  5. 如請求項1至3中任一項之總成，其中每一控制透鏡包含至少兩個電極。
  6. 如請求項1至3中任一項之總成，其中每一物鏡包含至少兩個電極。
  7. 如請求項1至3中任一項之總成，其進一步包含一掃描偏轉器陣列，每一掃描偏轉器經組態以使一各別子射束在該樣本上進行掃描，較佳地，該掃描偏轉器陣列係在該物鏡陣列與該控制透鏡陣列之間。
  8. 如請求項1至3中任一項之總成，其進一步包含一準直儀元件陣列，其中每一準直儀元件經組態以準直一各別子射束，該準直儀元件陣列係在該物鏡陣列與上部射束限制器之間。
  9. 一種電子光學系統，其包含： 一源，其用於提供一帶電粒子束；及 如請求項1至8中任一項之物鏡陣列總成，其中該多射束源自由該源提供之該射束。
  10. 如請求項9之系統，其進一步包含位於該物鏡陣列總成之上游的一準直儀及/或 一巨型掃描偏轉器，其經組態以將一宏觀偏轉施加至一射束以使得子射束在該樣本上進行掃描。
  11. 如請求項9或10之系統，其中該物鏡陣列總成包含位於該控制透鏡陣列之至少一個電極之下游的一射束塑形限制器，該射束塑形限制器界定一射束限制孔徑陣列。
  12. 如請求項9或10之系統，其中該控制透鏡陣列為位於該源之下游射束路徑中之第一偏轉或聚焦電子光學陣列元件。
  13. 一種電子光學系統陣列，其包含： 複數個如請求項9至12中任一項之電子光學系統，其中： 該等電子光學系統經組態以將各別多射束同時聚焦至同一樣本之不同區上。
  14. 一種將一帶電粒子多射束聚焦至一樣本上之方法，其包含： 提供一物鏡陣列總成，其包含一物鏡陣列、一控制透鏡陣列及一偵測器，該物鏡陣列及該控制透鏡陣列為靜電的，該控制透鏡陣列位於該物鏡陣列之上游； 使用該控制透鏡陣列來預聚焦該多射束之子射束； 使用該物鏡陣列以將經預聚焦子射束投影至該樣本上；及 使用該偵測器偵測自該樣本發射之帶電粒子。
  15. 如請求項14之方法，其中該偵測器係在該物鏡陣列總成內。
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