TW202249052A - 帶電粒子光學裝置、物鏡總成、偵測器、偵測器陣列、及方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供各種用於偵測次級帶電粒子及反向散射帶電粒子之技術，包括：沿著子射束路徑將帶電粒子子射束加速至一樣本；自偵測器陣列排斥次級帶電粒子；使用鏡面偵測器陣列；使用多個偵測器陣列；及提供可在用於主要偵測帶電粒子之模式與用於主要偵測次級粒子之模式之間切換的裝置及偵測器。
Description
本文提供之實施例大體上係關於物鏡總成、帶電粒子光學裝置、偵測器、偵測器陣列及方法，且特定言之係關於使用帶電粒子之多個射束(例如子射束)的物鏡總成、帶電粒子光學裝置、偵測器、偵測器陣列及方法。
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非所需圖案缺陷在製造程序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程序。更一般而言，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/或之後的重要程序。
具有帶電粒子束之圖案檢測工具已用於檢測物件，例如偵測圖案缺陷。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。電子束聚焦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。藉由在樣本表面上方掃描呈探測光點形式之初級電子束，可跨樣本之表面發射次級電子。藉由自樣本表面收集此等所發射次級電子，圖案檢測工具可獲得可稱作影像且可再現成影像之資料。影像表示樣本表面之材料結構的特性。
儘管以此方式獲得之影像可係有用的，但在自此類已知電子顯微法技術獲得的關於樣本之資訊中存在限制。一般而言，需要獲得例如與樣本表面下方之結構相關及與疊對目標相關的額外或替代資訊。
本發明之一目標為提供支援使用帶電粒子(例如使用反向散射帶電粒子)自樣本獲得資訊之實施例。
根據本發明之一態樣，提供一種用於一帶電粒子系統之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以沿著主要射束路徑朝向一樣本投影一帶電粒子束陣列，該裝置包含：一物鏡陣列，其經組態以將該射束投影至一樣本上並包含沿著一帶電粒子束陣列之主要射束路徑的至少兩個電極；一偵測器逆流方向陣列，其沿著該主要射束路徑在該至少一個電極之逆流方向定位；一偵測器順流方向陣列，其沿著該主要射束路徑在該至少一個電極之順流方向定位；至少一個電壓供應器，其經組態以電連接至該物鏡陣列、該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列中之一或多者；及一控制器，其經組態以控制藉由該至少一個電壓供應器施加至該物鏡陣列、該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列的該至少一個電極的一電位，其中該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列經組態以同時偵測信號粒子。
根據本發明之一態樣，提供一種使用包含本文中所描述的該帶電粒子光學裝置之一多射束帶電粒子評估工具偵測自一樣本發射之帶電粒子的方法。
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。實情為，其僅為符合關於隨附申請專利範圍中所列舉的本發明之態樣的設備及方法之實例。
可藉由顯著增加IC晶片上之電路組件(諸如電晶體、電容器、二極體等)之填集密度來實現電子裝置之增強之計算能力，其減小裝置之實體大小。此已藉由提高之解析度來實現，從而使得能夠製作更小之結構。舉例而言，智慧型電話之IC晶片(其為拇指甲大小且在2019年或比2019年稍早可得到)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。甚至一個步驟中之錯誤亦有可能顯著影響最終產品之功能。僅一個「致命缺陷」可造成裝置故障。製造程序之目標為改良程序之總良率。舉例而言，為獲得50步驟程序(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高於99.4%。若每一個別步驟具有95%之良率，則總程序良率將低達7%。
當在IC晶片製造設施中需要高程序良率時，亦必需維持高基板(亦即，晶圓)產出量，該高基板產出量經定義為每小時處理之基板之數目。高程序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包含掃描裝置及偵測器設備。掃描裝置包含：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聚焦的初級電子束來掃描樣本，諸如基板。至少照明設備或照明系統及投影設備或投影系統可統稱為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捉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。對於高產出量檢測，一些檢測設備使用初級電子之多個聚焦射束，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。
諸圖係示意性的。因此出於清楚起見，誇示圖式中之組件之相對尺寸。在以下圖式描述內，相同或類似參考數字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。儘管描述及圖式係針對電子光學系統，但應瞭解，實施例不用於將本發明限制為特定帶電粒子。因此，更一般而言，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可例如收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)或樣本的基板前開式單元匣(FOUP)(基板、晶圓及樣本下文統稱為「樣本」)。EFEM 30中之一或多個機器人臂(圖中未示)將樣本輸送至裝載鎖定腔室20。
裝載鎖定腔室20用於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(圖中未示)，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(圖中未示)將樣本自裝載鎖定腔室20輸送至主腔室10。將主腔室10連接至主腔室真空泵系統(圖中未示)。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，將樣本輸送至可檢測該樣本之電子束工具40。電子束工具40可包含多射束電子光學設備。
控制器50以電子方式連接至電子束工具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中經展示為在包括主腔室10、裝載鎖定腔室20及EFEM 30的結構外部，但應理解控制器50可係該結構之部分。控制器50可定位於帶電粒子束檢測設備之組成元件中之一者中或其可分佈於組成元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。
現參看
圖 2，其為說明包括多射束檢測工具之例示性電子束工具40的示意圖，該多射束檢測工具為
圖 1之例示性帶電粒子束檢測設備100的部分。多射束電子束工具40 (在本文中亦稱為設備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可一起稱為照明設備。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進一步包含偵測器陣列240 (例如電子偵測裝置)。
電子源201可包含陰極(圖中未示)及提取器或陽極(圖中未示)。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。電子源201可包含諸如EP20184161.6中描述之多個源，EP20184161.6至少關於多個源及其與多個柱及其相關聯電子光學件相關的程度以引用的方式併入本文中。
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、偵測器陣列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帶電粒子束檢測設備(包括帶電粒子多射束設備)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偏轉以越過樣本208之表面之區段中的個別掃描區域來掃描探測光點221、222及223。回應於初級子射束211、212及213或探測光點221、222及223入射於樣本208上，包括次級電子及反向散射電子的電子自樣本208產生。
次級電子通常具有≤50 eV之電子能。實際次級電子可具有小於5 eV之能量，但低於50 eV之任何物均視為次級電子。反向散射電子通常具有介於0 eV與初級子射束211、212及213之著陸能量之間的電子能量。由於偵測到之能量小於50 eV之電子大體上視為次級電子，因此一部分實際反向散射電子將視為次級電子。次級電子可更一般而言稱作次級帶電粒子，且可與次級帶電粒子互換。反向散射電子可更一般而言稱作反向散射帶電粒子，且可與反向散射帶電粒子互換。熟習此項技術者將理解，可更一般而言將反向散射帶電粒子描述為次級帶電粒子。然而，出於本發明之目的，反向散射帶電粒子視為不同於例如具有較高能量之次級帶電粒子。換言之，次級帶電粒子應理解為具有動能≤50 eV的粒子且反向散射帶電粒子應理解為具有高於50 eV之動能的粒子。次級帶電粒子及反向散射帶電粒子係自樣本發射。自樣本發射之帶電粒子(例如次級電子及反向散射電子)可另外稱作信號粒子，例如次級信號粒子及反向散射信號粒子。
偵測器陣列240經組態以偵測次級電子及/或反向散射電子並產生經發送至信號處理系統280之對應信號，例如以建構樣本208之對應經掃描區域的影像。偵測器陣列240可併入至投影設備230中。
信號處理系統280可包含經組態以處理來自偵測器陣列240之信號以便形成影像的電路(圖中未示)。信號處理系統280可另外稱作影像處理系統。信號處理系統可併入至多射束電子束工具40之組件中，諸如偵測器陣列240 (如
圖 2中所示)。然而，信號處理系統280可併入至檢測設備100或多射束電子束工具40之任何組件中，諸如作為投影設備230或控制器50之部分。信號處理系統280可包括影像獲取器(圖中未示)及儲存裝置(圖中未示)。舉例而言，信號處理系統可包含處理器、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裝置及其類似者，或其組合。影像獲取器可包含控制器之處理功能之至少部分。因此，影像獲取器可包含至少一或多個處理器。影像獲取器可以通信方式耦接至允許信號通信之偵測器陣列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、無線電等，或其組合。影像獲取器可自偵測器陣列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整。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。
信號處理系統280可包括量測電路系統(例如類比至數位轉換器)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的初級子射束211、212及213中之每一者之對應掃描路徑資料結合使用，以重建構受檢測樣本結構的影像。重建構影像可用於顯露樣本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能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。舉例而言，控制器50可視掃描程序之檢測步驟之特性而定控制載物台速度(包括其方向)。
已知多射束系統(諸如上文所描述之電子束工具40及帶電粒子束檢測設備100)揭示於以引用的方式併入本文中的US2020118784、US20200203116、US 2019/0259570及US2019/0259564中。
在已知單射束系統中，理論上可能偵測到不同信號(例如來自次級電子及/或反向散射電子)。多射束系統係已知的且有益的，此係由於產出量可比使用單射束系統時高得多，例如多射束檢測系統之產出量可比單射束檢測系統中之產出量高100倍。
在已知多射束系統中，運用最終減速步驟定向處於相對高能量下之電子的初級電子束陣列以便以相對低的著陸能量著陸於樣本上，以用於偵測次級帶電粒子，如上文所提及。然而，實務上，與反向散射偵測組合，或至少藉由引導反向散射偵測，使用多射束檢測係不可能的，亦即當前已知多射束系統主要依賴於次級電子之偵測。
反向散射電子具有較大能量範圍，通常在0 eV與著陸能量之間。反向散射電子具有大能量範圍(例如直至初級電子束之著陸能量)及經發射反向散射帶電粒子之寬角度。次級電子通常具有更受限制能量範圍並往往會圍繞一能量值而分佈。所發射反向散射帶電粒子之較大能量範圍及寬角度在多射束系統中產生串擾。當在指派給不同子射束之偵測器處偵測到由一個初級子射束產生之反向散射帶電粒子時，出現串擾。串擾通常非常接近於樣本出現，亦即，接近於初級射束投影至其上之樣本出現。歸因於串擾，先前已知多射束評估工具不能夠有效地成像反向散射信號。因此，藉由使用多射束系統增加反向散射偵測之產出量係不可能的。
如上文所提及，存在可自次級電子獲得之資訊的限制。基於反向散射射束之成像提供關於表面下方之結構的資訊，諸如內埋缺陷。另外，反向散射信號可用於量測疊對目標。
經由各種技術，已發現，藉由控制某些特徵，多射束系統偵測反向散射帶電粒子係可能的。因此，在本發明中，提供能夠偵測反向散射帶電粒子之帶電粒子光學裝置。歸因於偵測器陣列240接近於樣本208而定位，可使用如本發明中之多射束陣列來偵測反向散射電子。在接近於樣本208時，偵測器陣列240可視為面向樣本208。已發現裝置可用以自偵測器排斥次級帶電粒子，此減少在嘗試對反向散射帶電粒子進行成像時偵測到之次級帶電粒子。另外或替代地，已發現，裝置可用於使電子加速至樣本上以產生具有高著陸能量之子射束陣列。此係有益的，此係由於較高著陸能量允許子射束更深到達至基板中以檢測內埋缺陷並量測疊對目標。
可用於本發明中之評估工具40之組件在下文關於
圖 3描述，
圖 3為評估工具40之示意圖。
圖 3之帶電粒子評估工具40可對應於多射束電子束工具(在本文中亦稱作設備40)。
電子源201將電極朝向形成投影系統230之部分的聚光透鏡陣列231 (另外稱作聚光透鏡陣列)引導。電子源201合乎需要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。可能存在數十、數百或數千個聚光透鏡231。聚光透鏡231可包含多電極透鏡且具有基於EP1602121A1之構造，其文件特此以引用方式尤其併入至用以將電子束分裂成複數個子射束之透鏡陣列的揭示內容，其中該陣列針對每一子射束提供一透鏡。聚光透鏡陣列231可呈至少兩個板(充當電極)的形式，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231由三個板陣列形成，在該等三個板陣列中，帶電粒子在其進入及離開每一透鏡時具有相同能量，此配置可稱作單透鏡(Einzel lens)。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)，由此限制離軸色像差。當聚光透鏡之厚度低，例如幾個mm時，此類像差具有小或可忽略的影響。更一般而言，聚光透鏡陣列231可具有兩個或更多個板狀電極，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隔離元件，諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物而以機械方式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在別處所描述之間隔物的隔離元件與鄰近電子光學元件(較佳地靜電電子光學元件)連接及/或間隔開。
聚光透鏡與含有物鏡之模組(諸如如本文中在別處所論述之物鏡陣列總成)分離。在施加於聚光透鏡之底部表面上的電位不同於施加於含有物鏡之模組之頂部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。在電位相等之狀況下，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231將電子引導至各別子射束211、212、213中，該子射束聚焦於聚光透鏡陣列之順流方向的各別中間焦點處。各別子射束沿著各別子射束路徑220投影。子射束關於彼此發散。子射束路徑220在聚光透鏡231之順流方向發散。在一實施例中，偏轉器235提供於中間焦點處。偏轉器235定位於子射束路徑中，該等子射束路徑在對應中間焦點233或聚焦點(亦即聚焦之點)之位置處或至少在該位置周圍。偏轉器定位於相關聯子射束之中間影像平面處的子射束路徑中或接近於該子射束路徑而定位。偏轉器235經組態以對各別子射束211、212、213進行操作。偏轉器235經組態以使各別子射束211、212、213彎曲達一量，以有效確保主射線(其亦可稱作束軸)實質上正入射於樣本208上(亦即，與樣本之標稱表面成實質上90°)。偏轉器235亦可稱作準直器或準直器偏轉器。偏轉器235實際上使子射束之路徑準直，使得在偏轉器之前，子射束路徑相對於彼此為發散的。偏轉器之順流方向的子射束路徑相對於彼此為實質上平行的，亦即實質上準直。合適準直器為揭示於2020年2月7日申請之EP申請案20156253.5中之偏轉器，該申請案相對於多射束陣列之偏轉器應用特此以引用之方式併入。準直器可包含巨型準直器270，作為偏轉器235之替代或補充。因此，下文關於
圖 16所描述之巨型準直器270可具備
圖 3或
圖 4之特徵。此與提供準直器陣列作為偏轉器235相比大體上不太較佳。
偏轉器235下方(亦即順流方向或更遠離源201)存在控制透鏡陣列250。已傳遞通過偏轉器235之子射束211、212、213在進入控制透鏡陣列250時實質上平行。控制透鏡預先聚焦子射束(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)。預聚焦可減少子射束之發散或增加子射束之會聚速率。控制透鏡陣列250及物鏡陣列241共同地操作以提供組合焦距。無中間焦點之組合操作可降低像差風險。
更詳細地，需要使用控制透鏡陣列250來判定著陸能量。然而，有可能另外使用物鏡陣列240來控制著陸能量。在此情況下，當選擇不同著陸能量時，物鏡上之電位差發生改變。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，存在物鏡陣列241之組件必須過薄而不能製造的風險。在此位置處(例如在物鏡中、在物鏡上或以其他方式與物鏡相關聯)的偵測器可以說係同樣的。此情形可例如在著陸能量降低之情況下發生。此係由於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，從而導致焦點位置進一步低於物鏡。應注意，僅物鏡之使用將限制對放大率之控制。此配置不能控制縮小率及/或開度角。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整物鏡之機械參數(諸如，其電極之間的間距)。
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隔離元件，諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物而以機械方式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/或以機械方式彼此連接及/或作為一單元一起被控制)。每一控制透鏡可與各別物鏡相關聯。控制透鏡陣列250定位於物鏡陣列241的逆流方向上。
控制透鏡陣列250包含用於每一子射束211、212、213之控制透鏡。控制透鏡陣列250之功能為相對於射束之縮小率最佳化射束開度角及/或控制遞送至物鏡234之射束能量，該等物鏡中之每一者將各別子射束211、212、213引導至樣本208上。物鏡可在電子光學系統之基座處或附近定位。更特定而言，物鏡陣列可定位於投影系統230之基座處或附近。控制透鏡陣列250係可選的，但較佳用於最佳化物鏡陣列之逆流方向子射束。
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(如
圖 3中所示)。每一橢圓形狀表示透鏡陣列中之透鏡中之一者。按照慣例，橢圓形狀用以表示透鏡，類似於光學透鏡中常常採用之雙凸面形式。然而，在諸如本文中所論述之帶電粒子配置的帶電粒子配置之內容背景中，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。透鏡陣列可改為包含具有孔徑之多個板。
視情況，將掃描偏轉器260之陣列提供於控制透鏡陣列250與物鏡234之陣列之間。掃描偏轉器260之陣列包含用於每一子射束211、212、213之掃描偏轉器。每一掃描偏轉器經組態以使各別子射束211、212、213在一個或兩個方向上偏轉，以便在一個或兩個方向上在整個樣本208中掃描子射束。
物鏡陣列241可包含孔徑陣列界定於其中之至少兩個電極。在此電極中界定的係一孔徑陣列。換言之，物鏡陣列包含具有複數個孔或孔徑之至少兩個電極。(但在一實施例中，物鏡陣列可具有單一電極)。
圖 5及
圖 6展示為具有各別孔徑陣列245、246、247之例示性物鏡陣列241之部分的電極232、243、244。電極中之每一孔徑的位置對應於另一電極中之對應孔徑的位置。對應孔徑在使用中操作於多射束中之同一射束、子射束或射束群組上。換言之，至少兩個電極中之對應孔徑與子射束路徑(亦即子射束路徑220中之一者)對準並沿著該子射束路徑配置。因此，電極各自具備各別子射束211、212、213傳播通過的孔徑。
物鏡陣列241可包含兩個或三個電極，如分別在
圖 5及
圖 6中所示，或可具有更多電極(圖中未示)。具有僅僅兩個電極之物鏡陣列241與具有更多電極之物鏡陣列241相比可具有較少像差，例如較低像差風險及/或影響。三電極物鏡可具有電極之間的較大電位差且因此實現較強透鏡。額外電極(亦即，超過兩個電極)提供用於控制電子軌道之額外自由度，例如以聚焦次級電子以及入射束。兩個電極透鏡優於單透鏡之益處為入射射束之能量未必與出射射束相同。有益地，此兩個電極透鏡陣列上之電位差使得其能夠充當加速或減速透鏡陣列。
物鏡陣列241之鄰近電極沿著子射束路徑彼此間隔開。沿著射束路徑(其中絕緣結構可如下文所描述而定位)之鄰近電極之間的距離小於物鏡之大小(沿著射束路徑，亦即在物鏡陣列之最逆流方向電極與最順流方向電極之間)。
較佳地，提供於物鏡陣列241中之電極中之每一者為一板。電極可另外描述為平坦薄片。較佳地，電極中之每一者為平面的。換言之，電極中之每一者將較佳地經提供為呈平面形式之薄平板。當然，電極不需要為平坦的。舉例而言，電極可歸因於由高靜電場引起之力而弓曲。較佳提供平面電極，此係由於此使得因可使用已知製造方法而更容易製造電極。平面電極亦可為較佳的，此係由於其可提供不同電極之間的孔徑之更準確對準。
物鏡陣列241可經組態以使帶電粒子束縮小達大於10之因數，合乎需要地在50至100或更大之範圍內。
提供偵測器陣列240以偵測自樣本208發射之次級及/或反向散射帶電粒子。偵測器陣列240定位於物鏡234與樣本208之間。偵測器陣列可另外稱作感測器陣列，且術語「偵測器」及「感測器」可貫穿本申請案互換使用。
在本發明之第一態樣中，提供一種帶電粒子光學裝置。帶電粒子光學裝置經組態以偵測反向散射帶電粒子。帶電粒子光學裝置適合於任何帶電粒子系統，例如如
圖 3中所展示之帶電粒子評估工具。帶電粒子評估工具可為帶電粒子系統之實例，且對帶電粒子評估工具之任何提及可與帶電粒子系統互換。因此，帶電粒子光學裝置可用作此帶電粒子評估工具之部分。帶電粒子光學裝置可包括帶電粒子評估工具40之特徵中之至少一者、一些或全部。帶電粒子光學裝置之實施例展示於
圖 4中。如所描繪，帶電粒子裝置可包含控制器陣列250、物鏡陣列241及偵測器陣列240。在
圖 4中，描繪每一陣列之多個透鏡，例如其中子射束211、212、213中之任一者傳遞通過如所展示之透鏡。儘管
圖 4描繪五個透鏡，但可提供任何適當數目；舉例而言，在透鏡之平面中，可存在100、1000或大約10,000個透鏡。向與上文所描述之特徵相同的特徵給出相同附圖標號。為了簡明起見，上文提供之此等特徵的描述適用於
圖 4中所示的特徵。帶電粒子光學裝置可包含
圖 4中所示之組件中之一者、一些或全部。應注意此圖為示意性的且可不按比例繪製。舉例而言，在非限制清單中：子射束在控制器陣列250處可比物鏡陣列241處更窄；與物鏡陣列241之電極彼此接近相比，偵測器陣列240可更接近於物鏡陣列241之電極；且與所描繪相比，控制器透鏡陣列250之間的每一子射束之焦點可更接近於物鏡陣列241。
圖4為物鏡陣列241之多個物鏡及控制透鏡陣列250之多個控制透鏡的放大示意圖。如在下文更詳細地描述，透鏡陣列可藉由電極提供，其中所選擇電位施加至電極。控制透鏡陣列250之電極之間的間距可大於如
圖 4中所展示的物鏡陣列241之電極之間的間距，但此並非必要性。電壓源V3及V2 (其可藉由個別電源提供，或可全部藉由電源290供應)經組態以分別施加電位至物鏡陣列241之上部及下部電極。電壓源V5、V6、V7 (其可藉由個別電源提供，或可全部藉由電源290供應)經組態以分別施加電位至控制透鏡陣列250之第一、第二及第三電極。另一電壓源V4連接至樣本以施加樣本電位。另一電壓源V8連接至偵測器陣列以施加偵測器陣列電位。儘管控制透鏡陣列250展示為具有三個電極，但控制透鏡陣列250可具備兩個電極(或多於三個電極)。儘管物鏡陣列240展示為具有兩個電極，但物鏡陣列240可具備三個電極(或多於三個電極)。舉例而言，中間電極可經提供於物鏡陣列241中
圖 4中所示之電極之間，具有對應電壓源。
如
圖 4中所展示，子射束可在進入控制透鏡陣列250時平行，如
圖 3中所展示。然而，
圖 4之相同組件可以如
圖 16中所示之組態使用，在此情況下，子射束可在進入控制透鏡陣列250時分離，如
圖 16中所示。
控制透鏡陣列電極可間隔開數毫米(例如3 mm)。控制透鏡陣列241與物鏡陣列250之間的間距(亦即，控制透鏡陣列250之下部電極與物鏡241之上部電極之間的間隙)可選自寬範圍，例如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透鏡，從而減小像差。
合乎需要地，控制透鏡陣列250之最上部電極的電位V5維持與控制透鏡之逆流方向的下一電子光學件元件(例如偏轉器235)之電位相同。施加至控制透鏡陣列250之下部電極的電位V7可變化以判定射束能量。施加至控制透鏡陣列250之中間電極的電位V6可變化以判定控制透鏡之透鏡強度且因此控制射束之開度角及縮小率。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開度角。子射束之焦點之位置係藉由各別控制透鏡陣列250及各別物鏡240之動作的組合而判定。
在第一態樣中，提供用於帶電粒子評估工具40之帶電粒子光學裝置，或更一般而言，用於帶電粒子系統之帶電粒子光學裝置。帶電粒子光學裝置在下文稱作裝置。裝置經組態以沿著子射束路徑220朝向樣本208投影帶電粒子之多射束。多射束包含子射束，諸如子射束211、212、213。子射束可另外稱作射束，例如初級射束陣列。換言之，裝置經組態以朝向樣本投影帶電粒子束陣列。裝置包含物鏡陣列241，該物鏡陣列241包含複數個物鏡234且可另外稱作物鏡陣列。物鏡陣列241經組態以將帶電粒子子射束211、212、213之陣列投影至樣本208上。物鏡陣列(亦即物鏡陣列241)可對應於偵測器陣列(亦即偵測器陣列240)及/或子射束中之任一者。物鏡陣列240中之每一元件可為操作多射束中之不同射束或射束群組的微透鏡。物鏡陣列241可經組態以朝向樣本208加速帶電粒子。換言之，物鏡234可經組態以沿著子射束路徑220使帶電粒子子射束211、212、213加速。
裝置包含偵測器陣列240，其另外稱作偵測器陣列。偵測器陣列240經組態以捕捉自樣本208發射之帶電粒子。偵測器陣列經組態以偵測來自樣本208之反向散射粒子。偵測器陣列240可經組態以偵測主要反向散射帶電粒子。換言之，偵測器陣列240可經組態以偵測更多反向散射帶電粒子。偵測器陣列240可經組態以比次級帶電粒子偵測更多反向散射帶電粒子。如下文進一步描述，裝置係有益的，原因在於其提供可用以直接偵測自樣本208發射之反向散射帶電粒子的多射束工具。因此，反向散射帶電粒子可自樣本208之表面偵測到。可偵測到反向散射帶電粒子而不必將其轉換(例如)成可更易於偵測到之另一類型之信號粒子，諸如次級帶電粒子。因此，反向散射帶電粒子可藉由偵測器陣列241偵測到而不遇到(例如擊中)樣本208與偵測器陣列241之間的任何其他組件或表面。
偵測器陣列240包含複數個偵測器。每一偵測器與對應子射束(其可另外稱作射束或初級射束)相關聯。換言之，偵測器陣列(亦即，偵測器陣列240)及子射束對應。每一偵測器可經指派給子射束。偵測器陣列可與物鏡陣列對應。換言之，偵測器陣列可與物鏡之對應陣列相關聯。本發明使得能夠降低(若非避免)偵測自藉由與子射束陣列中之不同子射束相關聯的偵測器陣列中之偵測器偵測到之子射束導出的反向散射帶電粒子之串擾的風險。下文描述偵測器陣列240。然而，對偵測器陣列240之任何參考可按需要用單一偵測器(亦即，至少一個偵測器)或多個偵測器替換。偵測器可另外稱作偵測器元件405 (例如諸如捕捉電極之感測器元件)。偵測器可為任何適當類型之偵測器。舉例而言，可使用例如直接偵測電子電荷之捕捉電極、閃爍體或PIN元件；應注意PIN元件及閃爍體元件通常偵測高於能量臨限之信號粒子，使得具有此類元件之物鏡之順流方向的偵測器通常僅僅偵測反向散射帶電粒子。該偵測器可為直流電偵測器或間接電流偵測器。偵測器可為如下文關於
圖 7、
圖 8、
圖 9、
圖 13A、
圖 13B、
圖 14及
圖 15所描述之偵測器。
如所提及，閃爍體及PIN元件通常偵測高於能量臨限之信號粒子。由於次級電子具有接近於0 eV的低能量(例如50 eV)，因此熟習此項技術者將理解此類閃爍體及PIN元件無法偵測此能量之次級電子。對於用以偵測此類電子之此等類型之偵測器元件，此偵測器元件應定位於電子光學管柱中之此類次級電子具有足夠能量以用於其偵測的位置處，例如在減速物鏡中之最遠順流方向的電極上方，或至少在限定減速物鏡配置之大部分電極順流方向，參見例如EP申請案第20198201.4號，其至少關於透鏡感測器單元及偵測器之本發明特此以引用之方式併入。
偵測器陣列240定位於控制透鏡陣列250與樣本208之間。偵測器陣列定位於物鏡陣列241與樣本208之間。偵測器陣列240經組態以接近於樣本。偵測器陣列240可接近樣本以便偵測來自樣本208之反向散射粒子。接近樣本之偵測器使得能夠降低(若非避免)偵測藉由對應於偵測器陣列中之另一偵測器的子射束產生的反向散射帶電粒子之串擾的風險。換言之，偵測器陣列240極接近於樣本208。偵測器陣列240可在樣本208之某一距離內，如下文所描述。偵測器陣列240可鄰近於樣本208。至少一個偵測器可定位於裝置中以便面向樣本。亦即，偵測器可將基座提供至裝置。作為基座之部分的偵測器可面向樣本表面。此可有益於在其中與次級粒子相比，至少一個偵測器更可能偵測到反向散射粒子的部位中定位至少一個偵測器。舉例而言，至少一個偵測器陣列可經提供於物鏡陣列241之輸出側上。物鏡陣列241之輸出側為自物鏡陣列241輸出子射束之側，亦即，
圖 4、
圖 5及
圖 6中所示之組態中之物鏡陣列之底部側或順流方向側。換言之，偵測器陣列240可提供於物鏡陣列241之順流方向。偵測器陣列可定位於物鏡陣列上或鄰近於物鏡陣列。偵測器陣列241可為物鏡陣列241之整體組件。偵測器及物鏡可為同一結構之部分。偵測器可藉由隔離元件連接至透鏡或直接連接至物鏡之電極。因此，至少一個偵測器可為包含至少物鏡陣列及偵測器陣列的物鏡總成之部分。若偵測器陣列為物鏡陣列241之整體組件，則偵測器陣列240可經提供於物鏡陣列241之基座處。在一配置中，偵測器陣列240可與物鏡陣列241之在最順流方向定位之電極一體化。
理想地，偵測器陣列儘可能接近於樣本。偵測器陣列240較佳地非常接近樣本208，使得在偵測器陣列處存在反向散射帶電粒子之接近聚焦。如先前所描述，反向散射帶電粒子之能量及角展度大體上如此大以使得難以(或已知先前技術系統中不可能)使來自相鄰射束之信號被分離。然而，接近聚焦意謂反向散射帶電粒子可在第一態樣中在無串擾(亦即，來自相鄰射束之干擾)的情況下在偵測器中之相關者處被偵測到。當然，樣本208與偵測器陣列240之間存在最小距離。然而，較佳儘可能地減小此距離。某些組態可甚至比其他組態受益於更多地減小距離。
較佳地，如
圖 3中所示之偵測器陣列240與樣本208之間的距離「L」小於或等於大約50 µm，亦即偵測器陣列240定位於距樣本208大約50 µm內。距離L經判定為自樣本208之面向偵測器陣列240之表面與偵測器陣列241之面向樣本208之表面的距離。較佳地，偵測器陣列240定位於樣本208之大約40 µm內，亦即，偵測器陣列240與樣本208之間的距離L小於或等於大約40 µm。較佳地，偵測器陣列240定位於樣本208之大約30 µm內，亦即，偵測器陣列240與樣本208之間的距離L小於或等於大約30 µm。較佳地，偵測器陣列240定位於樣本208之大約20 µm內，亦即，偵測器陣列240與樣本208之間的距離L小於或等於大約20 µm。較佳地，偵測器陣列240定位於樣本208之大約10 µm內，亦即，偵測器陣列240與樣本208之間的距離L小於或等於大約10 µm。
提供大約50 µm或更小之距離係有益的，此係由於可避免或最小化反向散射電子之間的串擾。因此，距離L較佳保持為低的，亦即，大約50 µm或更小。理論上，在允許此等組件相對於彼此移動的同時可存在樣本208與偵測器陣列240可靠近程度之下限，且此可意謂距離L可能大於約5 µm或10 µm。
舉例而言，在仍然允許如展示為圖3中之工具之部分的裝置之相對可靠控制的同時可使用大約50 µm或更小之距離L。大約30 µm或更小之距離L可對於其他組態為較佳的，諸如下文關於
圖 16所展示及描述之組態。
偵測器陣列240與樣本208之間的距離L之較佳範圍可在大約5 µm至50 µm之間，或較佳地在大約10 µm至50 µm之間，或較佳地在大約30 µm至50 µm之間。在一配置中，偵測器陣列240可相對於物鏡陣列241可致動，亦即改變距離L，例如實質上維持樣本與偵測器陣列L之間的距離。
偵測器陣列240可為物鏡總成之部分。整合至物鏡陣列中之偵測器陣列240之例示性實施例展示於
圖 5中，
圖 5以示意性橫截面說明物鏡陣列240之一部分。在此實施例中，偵測器陣列240包含複數個偵測器元件405 (例如，諸如捕捉電極之感測器元件)。如上文所論述，裝置可經組態以排斥自樣本208朝向偵測器陣列240發射之次級帶電粒子。更特定而言，偵測器陣列240可經組態以排斥自樣本208發射之次級帶電粒子。偵測器陣列240可經組態以藉由控制偵測器陣列240之電位排斥帶電粒子。此係有益的，此係因為其減小自樣本208發射的朝向偵測器陣列240往回行進的次級帶電粒子之數目。
偵測器陣列240可經組態以在使用中具有電位(在本文中稱作偵測器陣列電位)。樣本208可經組態以在使用中具有電位(在本文中稱作樣本電位)。樣本電位可比偵測器陣列電位更正。偵測器陣列240與樣本208之間的電位差排斥自樣本208發射之帶電粒子朝向偵測器陣列240前進。較佳地，偵測器陣列電位可與第二電極電位(亦即，物鏡陣列之順流方向電極的電位)相同。
樣本電位與偵測器陣列電位之間的電位差較佳地相對較小，以使得帶電粒子子射束經投影穿過或通過偵測器陣列240至樣本208而不受顯著影響。樣本電位與偵測器陣列電位之間的電位差較佳地大於次級電子臨限值。次級電子臨限值可判定可仍到達偵測器的次級電子之最小初期能量。較佳地，次級電子臨限值為等效於自樣本208發出之次級電子之可能電子能量的電位差。亦即，樣本電位與偵測器陣列電位之間的相對較小電位差足以自偵測器陣列排斥次級電子。舉例而言，樣本電位與偵測器陣列電位之間的電位差可為大約20 V、50 V、100 V、150 V或200 V。
較佳地，偵測器陣列電位與樣本電位之間的電位差較小。此意謂有利地，電位差將對反向散射帶電粒子(其大體上具有直至著陸能量之較大能量)之路徑具有可忽略的效應，意謂在減小或避免次級帶電粒子之偵測的同時，反向散射電子仍然可被偵測到。因此，偵測器陣列電位與樣本電位之間的較小差有效地為能量障壁，其允許偵測到反向散射帶電粒子，同時亦確保減少或避免偵測到次級帶電粒子。
舉例而言，偵測器陣列電位可相對於帶電粒子束之源大於大約+10 kV直至大約+100 kV，或較佳地在大約+20 kV至+100 kV之間。較佳地，偵測器陣列電位相對於帶電粒子束之源在大約+20 kV至+70 kV之間。
儘管在其他地方描述裝置之部分可經組態以排斥次級帶電粒子，但此將大體上藉由偵測器陣列240進行。偵測器陣列及物鏡陣列241之最下部電極在理論上可均對自樣本發射之朝向偵測器陣列240返回之次級帶電粒子具有排斥效應。然而，因為偵測器陣列240比物鏡陣列241更接近於樣本208，因此其為將大體上對次級帶電粒子提供斥力的偵測器陣列240。
物鏡陣列241之孔徑陣列245、246、247可由較佳地具有實質上均勻直徑d之複數個孔徑組成。然而，可存在用於最佳化像差校正之某一變化，如描述於2020年11月12日申請之EP申請案20207178.3中，其至少相對於藉由改變孔徑直徑達成校正而以引用之方式併入本文中。至少一個電極中之孔徑的直徑d可小於大約400 µm。較佳地，至少一個電極中之孔徑的直徑d在大約30至300 µm之間。較小孔徑直徑可為給定孔徑節距提供較大偵測器，從而改良捕捉反向散射帶電粒子之機會。因此，用於反向散射帶電粒子之信號可改良。然而，具有過小之孔徑有在初級子射束中誘發像差之風險。
電極中之複數個孔徑可彼此間隔開節距p。節距定義為自一個孔徑之中間至鄰近孔徑之中間的距離。至少一個電極中之鄰近孔徑之間的節距可小於大約600 µm。較佳地，至少一個電極中之鄰近孔徑之間的節距在大約50 µm與500 µm之間。較佳地，每一電極上之鄰近孔徑之間的節距為實質上均一的。
反向散射電子係自樣本208以非常大能量展開度及通常以遵循餘弦分佈之可採取錐體形態之角展度發射。樣本208至偵測器陣列240之距離愈遠，所發射射束之錐體變得愈大。應理解，反向散射電子可具有全部角度。所發射射束之錐體為可指派給與各別射束相關聯之偵測器的立體角，以使得此立體角在樣本及偵測器之較大接近度情況下較大。由於非常大能量展開度，因此可能不可能在不引入顯著串擾的情況下將來自不同射束之反向散射帶電粒子成像至偵測器上。解決方案為將偵測器置放成緊密接近於基板，且選擇射束之節距使得相鄰射束之反向散射帶電粒子信號不疊對。
因此，可取決於偵測器陣列240與樣本208之間的距離選擇節距大小(或反之亦然)。僅僅舉例而言，對於樣本208與偵測器陣列240之間大約50微米的距離L，射束節距p可等於或大於大約300微米。僅僅舉例而言，對於樣本208與偵測器陣列240之間大約10微米的距離L，射束節距p可等於或大於大約60微米。提供更接近之偵測器陣列允許使用更小射束節距p。此在使用其中射束節距有利地較小之某些組態(諸如下文關於圖16所描述且展示於圖16中之組態)時可係有益的。
可在物鏡陣列中之至少一個電極、多個電極或全部電極中提供上文所描述的直徑及/或節距之值。較佳地，所提及及描述之尺寸適用於在物鏡陣列中提供之所有電極。
物鏡陣列241可包含具有第一孔徑陣列245之第一電極242及具有第二孔徑陣列246之第二電極243。第一電極242可在第二電極243之逆流方向，如
圖 5及
圖 6中所示。逆流方向可定義為更接近於源201。逆流方向可另外定義為距樣本208更遠。第一電極242可稱作上部電極。第二電極243可稱作下部電極。
額外電極可包括為物鏡陣列之部分。額外電極可定位於第一電極與第二電極之間。換言之，第一電極242及第二電極243可為外電極。第一電極242可定位於包括於物鏡陣列241中之任何其他電極之逆流方向。第二電極243可定位於包括於物鏡陣列241中之任何其他電極之順流方向。如
圖 5中所示，第三電極244可具備第三孔徑陣列247。第三電極244可為中間電極。
如上文所描述，電壓源可經提供至物鏡陣列之電極以使得該等電極各具有一電位。第一電極242可經組態以在使用中具有第一電極電位及/或第二電極243可經組態以在使用中具有第二電極電位。另外或替代地，樣本208可經組態以在使用中具有樣本電位。
如上文所描述，使投影至樣本208上之子射束211、212、213加速係有益的，此係由於其可用於產生具有高著陸能量之子射束陣列。物鏡陣列之電極之電位可經選擇以提供穿過物鏡陣列241之加速度。
本文中所定義之電位及電位值係相對於源而定義；因此，帶電粒子在樣本表面處的電位可稱作著陸能量，此係由於帶電粒子之能量與帶電粒子之電位相關且樣本處之帶電粒子之電位係相對於源而定義。然而，由於電位為相對值，因此電位可相對於諸如樣本之其他組件而定義。在此情形下，施加至不同組件之電位的差將較佳如下文相對於源所論述。電位經施加至相關組件，諸如在使用期間(亦即當裝置正操作時)的電極及樣本。
較佳地，第二電極243之電位(亦即第二電極電位)比第一電極242之電位(亦即第一電極電位)更正。此有益於使來自第一電極242之帶電粒子朝向第二電極243加速。換言之，電極之電位的差可用於在物鏡陣列241中使帶電粒子加速。
較佳地，第二電極電位與偵測器陣列電位實質上相同。
較佳地，樣本電位比第一電極之電位(亦即，第一電極電位)更正。此有益於使來自第一電極242之帶電粒子朝向樣本208加速。
較佳地，樣本電位比第二電極之電位(亦即，第二電極電位)更正。此有益於使來自第二電極之帶電粒子朝向樣本加速。另外，此係有益的，此係由於與物鏡陣列241之第二電極243相比，帶電粒子對樣本208更具吸引力。此具有遠離路徑朝向第二電極243 (亦即朝向偵測器陣列240)排斥自樣本208發射之帶電粒子的效應，如上文所描述。
裝置可經組態以自物鏡陣列241之順流方向電極排斥次級帶電粒子。物鏡陣列241之順流方向電極可為物鏡陣列241之在使用中沿著射束最遠定位(亦即，源201之順流方向/最遠離源201)之部分。在此情況下，裝置可經組態以自偵測器陣列241 (使用物鏡陣列240)排斥次級電子，以使得偵測器陣列240可亦即藉由減小或防止次級帶電粒子被偵測到比次級電子更有效地偵測反向散射帶電粒子。
如上文所論述，較佳至少第二電極電位比第一電極電位更正，此係因為此加速在物鏡總成241中投影的帶電粒子。當第一電極電位較小時，則較大的電位差可經提供於第一電極與第二電極之間。第一電極電位與第二電極電位之間的較大差將引起較大加速度。因此，第一電極電位較佳相對較低。然而，若第一電極電位過小，例如小於+2 kV或小於+3 kV，則已發現，帶電粒子子射束之焦點可形成於物鏡陣列241內部。因此，第一電極之值經選擇為小的，而不導致在物鏡陣列內形成焦點。舉例而言，第一電極之電位相對於帶電粒子束之源可在大約+1 kV至+10 kV之間。舉例而言，第一電極之電位相對於帶電粒子束之源可在大約+3 kV至+8 kV之間。較佳地，第一電極之電位相對於帶電粒子束之源為大約+5 kV。
第二電極之電位可比第一電極電位更正，從而使帶電粒子加速。因此，第二電極電位值較佳相對較大。第二電極電位值可相對於帶電粒子束之源大於大約+10 kV直至大約+100 kV，或較佳地在大約+20 kV至+100 kV之間。較佳地，第二電極之電位相對於帶電粒子束之源在大約+20 kV至+70 kV之間。
如上文所提及，樣本電位較佳地比第二電極電位更正，此係由於此自物鏡陣列241排斥次級帶電粒子。然而，當粒子自第一電極並經由第二電極加速至樣本時，其有益於保持樣本電位之值類似於第二電極電位之值以使得帶電粒子經加速至樣本表面208。亦即，第二電位與樣本電位之間的電位差相對較小，但足以使帶電粒子朝向樣本加速。樣本電位可相對於帶電粒子束之源大於大約+10 kV直至大致+100 kV，或較佳地可在大約+20 kV至+100 kV之間。較佳地，樣本之電位相對於帶電粒子束之源為大約+20 kV至+70 kV。較佳地，樣本電位比第二電極電位更正大約10 V、20 V、50 V、100 V、150 V或200 V。
樣本電位與第二電極電位之間的電位差較佳地大於次級電子臨限值。次級電子臨限值為等效於自樣本發出之次級電子之可能電子能的電位差。亦即，樣本電位與第二電極電位之間的相對較小電位差足以自偵測器陣列排斥次級電子。舉例而言，樣本電位與底部電極電位之間的電位差可為大約10V、20 V、50 V、100 V、150 V或200 V。
舉例而言，如上文所描述之經組態以使帶電粒子子射束加速且排斥次級帶電粒子的裝置可具有電位，如
圖 4之情境中所示，其中值在下表1中。如上文所提及，如
圖 4中所展示之物鏡陣列可包含額外電極，例如定位於物鏡陣列241之上部電極(第一電極)與下部電極(第二電極)之間的中間電極，如
圖 4中所展示。電壓源V1 (圖中未示)可經組態以施加電位至中間電極。此中間電極係可選的且可不包括有具有表1中所列出之其他電位的電極。物鏡陣列之中間電極可具有與物鏡陣列之上部電極相同的電位(亦即，V3)。
例示性範圍展示於如上文所描述之表1之左手行中。中間及右手行展示在實例範圍內的用於V1至V8中之每一者之更特定實例值。中間行可經提供用於比右手行更小之解析度。若解析度較大(如在右手行中)，則每子射束之電流較大，且因此射束之數目可較低。使用較大解析度之優勢為掃描「連續性區域」需要之時間較短(其可為實際約束)。因此，總產出量可較低，但掃描射束區域所需之時間較短(此係由於射束區域較小)。
| 表1 | |||
| 著陸能量 | ＞10-100 keV | 30 keV | 30 keV |
| V1(或省略) | 1-10 keV | 5 keV | 5 keV |
| V2 | ＞10-100 keV | 29.95 keV | 29.95 keV |
| V3 | 1-10 keV | 5 keV | 5 keV |
| V4 | ＞10-100 keV | 30 keV | 30 keV |
| V5 | ＞10-100 keV | 30 keV | 30 keV |
| V6 | 1-30 keV | 4.4 keV | 10 keV |
| V7 | 1-10 keV | 5 keV | 5 keV |
| V8 | ＞10-100 keV | 29.95 keV | 29.95 keV |
裝置可包含如上文所描述之控制透鏡陣列250。控制透鏡陣列250可經組態以沿著子射束路徑使帶電粒子子射束減速。此可藉由控制控制透鏡陣列250內之電極的電位而進行。使用控制透鏡使帶電粒子子射束減速之主要原因為此改良物鏡陣列241之效能。物鏡陣列包含正基本透鏡及負基本透鏡，其彼此部分地抵消，但像差相加。一般而言，兩個電極之間的射束能量之差愈大，像差係數愈低。
本發明之帶電粒子光學裝置可包含經組態以在使用中施加各別電位至控制透鏡陣列250之控制透鏡及/或物鏡陣列241之物鏡之至少一個電極的電源290。更特定言之，電源可經組態以提供電位至第一電極242及/或第二電極243。電源290可經組態以施加任一電位至經提供為物鏡陣列之部分的任何其他額外電極，包括上文所描述的(若存在)第三電極244。電源可另外或替代地經組態以在使用中施加電位至樣本208。電源可另外或替代地經組態以在使用中施加電位至偵測器陣列240。電源可包含各自經組態以提供電位至上文所描述之組件中之任一者的多個電源。
圖 7為偵測器陣列240之仰視圖，該偵測器陣列包含基板404，在該基板上提供各自包圍射束孔徑(或孔徑)406之複數個偵測器元件405。射束孔徑406可藉由蝕刻穿過基板404來形成。在
圖 7中所示之配置中，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 8中所描繪之六邊形緊密填集陣列形式配置。
圖 8中之六邊形配置之射束配置可比如
圖 7中所展示的正方形射束配置更密集地填集。如所描繪，偵測器元件405可以矩形陣列或六邊形陣列配置。
圖 9以橫截面以較大標度描繪偵測器陣列240之一部分。偵測器元件405形成偵測器陣列240之最底部(亦即最接近於樣本208)表面。在偵測器元件405與基板404之主體之間，可提供邏輯層407。信號處理系統之至少部分可併入至邏輯層407中。
佈線層408經提供於基板404之背側上或基板404內且藉由基板穿孔409連接至邏輯層407。基板穿孔409之數目無需與射束孔徑406之數目相同。特定而言，若電極信號在邏輯層407中經數字化，則可僅需要少數矽穿孔來提供資料匯流排。佈線層408可包括控制線、資料線及電力線。應注意，儘管存在射束孔徑406，但仍存在足夠的空間用於所有必要的連接。亦可使用雙極或其他製造技術來製作偵測模組402。印刷電路板及/或其他半導體晶片可提供於偵測器陣列240之背側上。
以上所描述之整合式偵測器陣列在與具有可調諧著陸能量之工具一起使用時係特別有利的，此係由於可針對著陸能量範圍來最佳化次級電子捕捉。
偵測器陣列240可藉由將CMOS晶片偵測器整合至物鏡陣列之底部電極中來實施。偵測器陣列240至物鏡陣列241或帶電粒子光學裝置之其他組件中的整合允許偵測關於多個各別子射束發射之帶電粒子。CMOS晶片較佳地經定向以面向樣本(此係由於樣本與帶電粒子光學裝置及/或電子光學系統之底部之間的較小距離(例如50 μm或更小、40 μm或更小、30 μm或更小、20 μm或更小或10 μm))。在一實施例中，用以捕捉次級帶電粒子之偵測器元件405形成於CMOS裝置之表面金屬層中。偵測器元件405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。為了穩固性，較佳地具有孔之被動矽基板將CMOS晶片屏蔽掉高電子場。
為了最大化偵測效率，需要使偵測器元件405之表面儘可能大，使得物鏡陣列240之實質上所有的區域(除孔徑之外)係由偵測器元件405佔據。另外或替代地，每一偵測器元件405具有實質上等於陣列節距(亦即，上文關於物鏡總成241之電極所描述的孔徑陣列節距)之直徑。因此，每一偵測器元件之直徑可小於大約600 µm，且較佳地在大約50 µm與500 µm之間。如上文所描述，節距可取決於樣本與偵測器陣列240之間的預期距離L而選擇。在一實施例中，偵測器元件405之外形狀為圓形，但可使此形狀為正方形以最大化偵測區域。亦可最小化基板穿孔409之直徑。電子束之典型大小為大約5至15微米。
偵測器陣列之偵測器圍繞各別孔徑。在一實施例中，單一偵測器元件405包圍每一射束孔徑406。在另一實施例中，複數個偵測器元件405經提供於每一射束孔徑406周圍。由包圍一個射束孔徑406之偵測器元件405捕捉的電子可經組合成單一信號或用於產生獨立信號。可徑向地劃分偵測器元件405。偵測器元件405可形成複數個同心環形物或環，例如如圖13A中所展示。偵測器元件405可成角度地劃分。偵測器元件405可形成複數個扇區狀件或片段。片段可具有類似角度大小及/或類似區域，例如如圖13B中所展示。電極元件可徑向且成角度地或以任何其他方便方式分離。
然而，偵測器元件405之更大表面導致更大寄生電容，因此導致較低頻寬。出於此原因，可能需要限制偵測器元件405之外徑。尤其在較大偵測器元件405僅給出略微較大之偵測效率，但顯著較大電容之情況下。圓形(環形)偵測器元件405可提供收集效率與寄生電容之間的良好折衷。
偵測器元件405之較大外徑亦可導致較大串擾(對相鄰孔之信號的敏感度)。此亦可為使偵測器元件405之外徑較小之原因。尤其在較大偵測器元件405僅給出略微較大之偵測效率，但顯著較大串擾之情況下。
由偵測器元件405收集的帶電粒子電流例如藉由諸如TIA的放大器放大。
在帶電粒子光學裝置之偵測器陣列中使用的偵測器可視情況為下文關於
圖 10、
圖 11及
圖 12所描述之偵測器。
帶電粒子光學裝置可包含如上文所描述之控制透鏡陣列250。如所描述，控制透鏡陣列可定位於物鏡陣列241之逆流方向，且每一控制透鏡可與各別物鏡234相關聯。帶電粒子光學裝置可經組態以形成控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間的中間焦點。更特定言之，控制透鏡陣列230可經組態以提供各別控制透鏡與對應物鏡之間的中間焦點。如上文所描述，電子光學裝置可經組態以控制物鏡總成(例如，藉由控制施加至控制透鏡陣列250之電極之電位)，以控制控制透鏡之焦距以形成控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間的中間焦點。
如先前所提及，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。即使當控制透鏡陣列250及物鏡陣列241相對接近地提供時亦提供額外自由度，例如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開度角及/或控制遞送至物鏡陣列241之射束能量。控制透鏡可包含2個或3個或3個以上電極。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整各別子射束之縮小率及/或射束開度角(例如，使用電源將合適之各別電位施加至控制透鏡及物鏡的電極)。此最佳化可無需藉由對物鏡的數目具有過度負面影響情況下且在不過度劣化物鏡之像差的情況下(例如，在不增加物鏡之強度的情況下)達成。
控制透鏡陣列250可用於將低射束能量遞送至物鏡陣列241。此可類似於如上文所論述之施加至物鏡陣列241之第一電極的電位，亦即，在大約+3 kV至+8 kV之間，或較佳地大約+5 kV。物鏡之入口射束能量愈低，物鏡之焦距愈短。因此，如上文所描述，低於5 kV之入射射束能量通常產生物鏡陣列241內部之焦點。一般而言，為提供處於相關能量之帶電粒子束至物鏡陣列241中，控制透鏡陣列250用於使帶電粒子束減速，例如大約+30 kV至+5 kV。此將由於較大射束能量差而產生交越。
較佳地，各別控制透鏡與對應物鏡之間的中間焦點236 (可互換地稱作中間焦點)在共同平面中，如
圖 3中所描繪。因此，較佳地，中間焦點236定位於平面中，且特定而言，定位於控制透鏡陣列與物鏡陣列之間的平面中。較佳地，中間焦點之平面定位於平行於控制透鏡陣列及/或物鏡陣列的平面中。較佳地，中間焦點236呈中間焦點陣列。
帶電粒子光學裝置可包含絕緣結構，其可另外稱作間隔物。絕緣結構可提供於物鏡陣列中。絕緣結構可經提供以使相鄰電極分離，亦即間隔開。絕緣結構之形狀可針對物鏡陣列及其將如何使用而經特定選擇。絕緣結構可經提供以使提供於諸如物鏡陣列240、聚光透鏡陣列(如
圖 3中所描繪)及/或控制透鏡陣列250中之任何相鄰電極分離。
絕緣結構可設置於物鏡陣列中之任何相鄰電極之間。舉例而言，例如若提供兩個電極(如
圖 5中所示)，則絕緣結構可定位於第一電極與第二電極之間。舉例而言，若提供三個電極(如
圖 6中所展示)，則絕緣結構可定位於第一電極與第三電極之間及/或第二電極與第三電極之間。
絕緣結構500之例示性形狀在
圖 10、
圖 11、
圖 12中以橫截面展示。絕緣結構500可包含主體501及自主體501徑向朝內之突出部。主體501及突出部可為一體化的，亦即可由一個單件形成。突出部可提供階梯形表面。絕緣結構500 (且更特定而言主體)可包含第一側502及第二側503。第二側503可與第一側502相對。舉例而言，第一側502可為絕緣結構500之底部表面，且第二側503可為絕緣結構500之頂部表面。主體可包圍多射束路徑。主體可為一環。環之內表面可提供突出部及階梯形表面。
絕緣結構500可經組態以最佳化帶電粒子束穿過透鏡陣列(諸如物鏡陣列)的投影。特定言之，絕緣結構500之形狀可有益於幫助物鏡耐受諸如在加速方向上之高靜電場並減小放電風險。當在橫截面中檢視時，絕緣結構可為非對稱的，如
圖 10及
圖 11中所示。亦即，在橫截面中，絕緣結構之面向射束路徑的表面可為階梯形的。階梯形表面可延伸在絕緣結構之表面之上的一路徑長度。階梯形表面之上的最短路徑長度可超過蠕變長度。對於在絕緣結構之第一側與第二側處的電極之間的預期操作電位差，處於或低於蠕變長度，在電極之間存在升高的放電風險。形狀及/或幾何形狀(尤其是階梯形表面及突出部)可減小自絕緣結構徑向朝內的場及電極之間的放電風險。特定而言，間隔物之間隙及幾何形狀經選擇以降低在間隔物任一側的電極之更負者處的三交點(真空、電極、間隔物)處之場。如圖11中所示之絕緣結構之用途描述於US 2011/0216299中，其內容至少關於所描述絕緣結構之幾何形狀及其功能特此以引用之方式併入。
在帶電粒子藉由物鏡陣列241朝向樣本208加速的實施例中，絕緣結構500可定位於物鏡陣列241之鄰近電極之間以最佳化帶電粒子穿過物鏡陣列之加速度。
當在物鏡陣列之相鄰電極之間的適當位置時，電極中之一者在絕緣結構之第一側上接觸主體及突出部，且主體在絕緣結構之第二側上接觸電極中之另一者且間隙界定於突出部與電極中之另一者之間。換言之，主體及突出部接觸電極中之一者，但僅主體接觸另一電極。因此，絕緣結構在突出部與電極中之至少一者之間提供間隙。
此絕緣結構500展示於
圖 11中，其中第一電極242在絕緣結構500之第一側503上接觸主體及突出部506。主體501在絕緣結構500之第二側上接觸第二電極243。間隙507提供於突出部506與第二電極243 (第一電極242之順流方向)之間。
在一實施例中，物鏡陣列241為可交換模組，其係獨自的或與諸如控制透鏡陣列及/或偵測器陣列之其他元件組合。該可交換模組可為可現場替換的，亦即，可由現場工程師用新模組調換該模組。在一實施例中，工具內含有多個可交換模組，且可在不打開工具的情況下在可操作位置與非可操作位置之間調換該等多個可交換模組。
在一實施例中，可交換模組包含電子光學組件，且特定而言，可為帶電粒子光學裝置，其處於准許致動以定位組件的載物台上。在一實施例中，可交換模組包含載物台。在一配置中，載物台及可交換模組可為工具40之一體化部分。在一配置中，可交換模組限於載物台及該載物台所支撐的裝置，諸如帶電粒子光學裝置。在一配置中，載物台係可移除的。在一替代設計中，包含載物台之可交換模組係可移除的。用於可交換模組之工具40之部分係可隔離的，亦即，工具40之部分係由可交換模組之逆流方向的閥及順流方向的閥限定。該等閥可經操作以將該等閥之間的環境與該等閥之逆流方向及順流方向的真空分別隔離，從而使得能夠自工具40移除可交換模組，同時維持與可交換模組相關聯的工具40之部分之逆流方向及順流方向的真空。在一實施例中，可交換模組包含載物台。載物台經組態以相對於射束路徑支撐裝置，諸如帶電粒子光學裝置。在一實施例中，模組包含一或多個致動器。該等致動器與載物台相關聯。致動器經組態以相對於射束路徑而移動裝置。此致動可用於將裝置與射束路徑相對於彼此對準。
在一實施例中，可交換模組為微機電系統(MEMS)模組。MEMS為使用微型製造技術製得的小型化機械及機電元件。在一實施例中，可交換模組經組態為可在電子光學工具40內替換。在一實施例中，可交換模組經組態為可現場替換的。可現場替換意欲意謂模組可經移除且用相同或不同模組替換，同時維持電子光學工具40經定位所在之真空。僅工具40之對應於模組的區段經排出以供移除及返回或替換模組。
控制透鏡陣列250可在與物鏡陣列241相同的模組中，亦即，形成物鏡陣列總成或物鏡配置，或其可在單獨模組中。
在一些實施例中，提供減小子射束中之一或多個像差的一或多個像差校正器。一或多個像差校正器可提供於實施例中之任一者中，例如作為帶電粒子光學裝置之部分及/或作為光學透鏡陣列總成之部分，及/或作為評估工具之部分。在實施例中，像差校正器之至少一子集中之每一者經定位於中間焦點中的各別一者中或直接鄰近於中間焦點中的各別一者(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積。與在別處，亦即，中間平面之逆流方向或順流方向獲得之空間相比(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。
像差校正器可校正妨礙正確柱對準之像差。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231處或附近(例如其中每一此像差校正器與聚光透鏡231中之一或多者整合或直接鄰近於聚光透鏡231中之一或多者)。此為合乎需要的，此係因為在聚光透鏡231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在於，子射束在此位置處相對下游(或順流方向)更遠的位置各自具有相對較大的橫截面積及相對較小的節距。聚光透鏡及校正器可為同一結構之部分。舉例而言，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，像差校正器之至少一子集中的每一者與物鏡234中之一或多者整合或直接相鄰於物鏡234中之一或多者。在一實施例中，此等像差校正器減少以下中之一或多者：場曲；聚焦誤差；及像散。物鏡及/或控制透鏡及校正器可為同一結構之部分。舉例而言，其可例如藉由電隔離元件彼此連接。另外或替代地，一或多個掃描偏轉器(圖中未示)可與物鏡234中之一或多者整合或直接鄰近於物鏡234中之一或多者，從而在樣本208之上掃描子射束211、212、213。在實施例中，可使用描述於US 2010/0276606中之掃描偏轉器，其文件特此以全文引用之方式併入。
上文所描述之帶電粒子光學裝置可至少包含物鏡陣列241。因此，在某些實施例中，帶電粒子光學裝置可為物鏡陣列總成且可具有如上文關於物鏡陣列總成所描述的組件。
舉例而言，在第二態樣中，物鏡總成用於朝向樣本表面投影帶電粒子多射束。物鏡總成包含物鏡陣列241及偵測器陣列240。物鏡陣列241可包含上文關於物鏡陣列241所描述之任何或所有特徵。偵測器陣列240可包含上文關於偵測器陣列240所描述之特徵中之任一者或全部。物鏡總成經組態以偵測反向散射帶電粒子。
物鏡陣列241包含沿著多射束之路徑配置且在其中界定複數個孔徑的至少兩個電極。舉例而言，物鏡陣列241至少包含第一電極242及第二電極243。偵測器陣列240經組態以回應於多射束而偵測自樣本發出之帶電粒子。偵測器陣列240定位於物鏡陣列241之順流方向。
偵測器陣列240經組態以可接近於樣本208定位，且可具有如在第一態樣中所描述的在樣本208與偵測器陣列之間的距離L。
偵測器陣列電位、樣本電位、第一電極電位及/或第二電極電位可如上文關於第一態樣所描述而設定。
舉例而言，第二態樣之物鏡總成可具有上文所描述之帶電粒子光學裝置之任何或所有特徵。特定而言，物鏡陣列總成可包含控制透鏡陣列250及/或掃描偏轉器陣列260。
在本發明之第三態樣中，提供一帶電粒子光學裝置，其中帶電粒子光學裝置經組態以在兩種操作狀態之間切換。兩種操作狀態在主要偵測反向散射帶電粒子與主要偵測次級帶電粒子之間變化。舉例而言，第三態樣之帶電粒子光學裝置可包括關於以上態樣及實施例描述的特徵中之任一者或全部。向與上文所描述之特徵相同的特徵給出相同附圖標號。為了簡明起見，下文不詳細地描述此類特徵。
如所描述，次級帶電粒子及反向散射帶電粒子的偵測兩者均有用，但不同資訊可經由次級帶電粒子及反向散射帶電粒子的偵測而獲得。因此，在提供支援次級帶電粒子及反向散射帶電粒子之偵測兩者之裝置時存在明顯益處。特定而言，存在提供可容易地支援在次級帶電粒子與反向散射帶電粒子之偵測之間切換的裝置的益處，且反之亦然。
如上所述，帶電粒子光學裝置適合於任何帶電粒子系統，例如帶電粒子評估工具，亦即評估工具40。裝置經組態以朝向樣本投影一帶電粒子束陣列；亦即，裝置經組態以朝向樣本208沿著子射束路徑投影帶電粒子多射束。多射束包含子射束。裝置包含物鏡陣列241，該物鏡陣列241經組態以將帶電粒子子射束陣列投影至樣本208上。換言之，裝置包含經組態以將射束投影至樣本208上之物鏡陣列241。裝置進一步包含偵測器陣列，其經組態以捕捉自樣本208發射之帶電粒子。換言之，裝置包含經組態以偵測來自樣本之反向散射粒子的偵測器陣列(亦即，偵測器陣列240)。如上文所描述，偵測器陣列240可如此定位以面向樣本208。較佳地，物鏡陣列241包含偵測器陣列240，及/或偵測器陣列240定位於如上文所描述之物鏡陣列241上或鄰近於該物鏡陣列241。
裝置經組態以在兩種操作狀態之間切換。在第一操作狀態中，偵測器經組態以偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子。換言之，在第一操作狀態中，偵測器經組態以主要偵測次級帶電粒子。在第二操作狀態下，偵測器經組態以偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子。換言之，在第二操作狀態中，偵測器經組態以主要偵測反向散射帶電粒子。
裝置之各種不同特徵可在第一操作狀態與第二操作狀態之間切換。應理解，在第一操作狀態下，裝置經組態以最佳化次級帶電粒子之偵測，且在第二操作狀態下，裝置經組態以最佳化反向散射帶電粒子之偵測。因此，在第一操作狀態下，主要可偵測次級帶電粒子。在第二操作狀態下，主要可偵測反向散射帶電粒子。
在第二操作狀態中，裝置經組態以使帶電粒子束加速至樣本208上，且較佳地物鏡經組態以使帶電粒子束加速至樣本208上。因此，在第二操作狀態下，裝置(且更特定言之物鏡陣列241)可如上文所描述而操作以便使帶電粒子束加速至樣本208上。在第二操作狀態下，物鏡陣列241可經組態以排斥次級帶電粒子，如上所述。
在第一操作狀態下，物鏡經組態以使帶電粒子束減速至樣本208上。多射束系統(諸如經操作以使帶電粒子束減速至樣本上的電子束工具40及帶電粒子束檢測設備100)為吾人所知且可在第一操作狀態中使用。如所論述，此等已知系統適用於偵測次級帶電粒子。因此，當自次級帶電粒子獲得資訊時，裝置可與此類系統一致地操作。
舉例而言，減速可藉由選擇將哪一電位施加至物鏡陣列240之電極來進行。
圖 4係上文關於系統而描述以展示電位可如何施加至控制透鏡陣列250、物鏡陣列240及樣本280。經提供用於加速透鏡的電位之值可經調換及調整以提供減速。
僅舉例而言，電子可在物鏡中自30 kV減速至2.5 kV。在一實例中，為了獲得在1.5 kV至5 kV範圍內之著陸能量，可如下表2中所指示來設定展示於
圖 4中之電位，諸如V2、V3、V4、V5、V6及V7。在表2中展示之電位及著陸能量僅為實例且可獲得其他著陸能量，例如著陸能量可低於1.5 kV (例如大約0.3 kV或0.5 kV)或高於5 kV。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2 | ||||
| 著陸能量 | 1.5 keV | 2.5 keV | 3.5 keV | 5 keV |
| V1(或省略) | 29 keV | 30 keV | 31 keV | 30 keV |
| V2 | 1.55 keV | 2.55 keV | 3.55 keV | 5.05 keV |
| V3 | 29 keV | 30 keV | 31 keV | 30 keV |
| V4 | 1.5 keV | 2.5 keV | 3.5 keV | 5 keV |
| V5 | 30 keV | 30 keV | 30 keV | 30 keV |
| V6 | 19.3 keV | 20.1 keV | 20.9 keV | 30 keV |
| V7 | 29 keV | 30 keV | 31 keV | 30 keV |
| V8 | 1.55 keV | 2.55 keV | 3.55 keV | 5.05 keV |
如上文所提及，如
圖 4中所示之物鏡陣列可包含額外電極，例如定位於如
圖 4中所示之物鏡陣列之上部電極與下部電極之間的中間電極。電壓源V1可經組態以施加電位至中間電極。此中間電極係可選的且可不包括有具有表2中所列出之其他電位的電極。
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，則電極間距可減小，尤其是在物鏡中，以限制電場之減小。
儘管
圖 4中展示控制透鏡陣列250及物鏡陣列240具有三個電極，但控制透鏡陣列250及/或物鏡陣列240可具備兩個透鏡。
如上文所描述，物鏡陣列至少包含經組態以具有第一電極電位之第一電極242及經組態以具有第二電極電位之第二電極243。第一電極242在第二電極243之逆流方向。可提供電源290以提供電位，如上文所描述。因此，電源290經組態以施加第一電極電位至第一電極242並施加第二電極電位至第二電極243。電源290經組態以取決於操作狀態而施加相關電位。因此，施加至第一電極及第二電極之電位可取決於裝置之相關操作狀態而改變。
在第一操作狀態下，第一電極電位可比第二電極電位更正。另外或替代地，在第二操作狀態中，第二電極電位可比第一電極電位更正。控制該等電位及在第一操作狀態與第二操作狀態之間更改該等電位將更改帶電粒子束行進穿過物鏡陣列之方式，且因此將影響是使帶電粒子加速抑或減速。以此方式改變電極將影響帶電粒子子射束之著陸能量。因此，裝置可經組態以在第一操作狀態下以較低著陸能量及在第二操作狀態下以較高著陸能量下將帶電粒子子射束投影至樣本上。
施加至第一及第二電極的電位可如上文所描述，且可調換。另外，樣本可處於如上文所描述之樣本電位，使得次級帶電粒子自物鏡陣列排斥。
當在第一操作狀態與第二操作狀態之間切換時亦可進行額外或替代調整。
舉例而言，裝置可經組態以在第一及第二操作狀態下維持帶電粒子子射束在樣本上之焦點。更特定而言，物鏡陣列241可經組態以在第一及第二操作狀態下維持帶電粒子子射束在樣本上之焦點。舉例而言，當在第一操作狀態與第二操作狀態之間切換且反之亦然時，物鏡陣列241之第一電極電位(亦即，上部電極之電位)可經調整以在第一及第二操作狀態下維持初級射束在樣本208上之焦點。若調整第一電極電位以維持帶電粒子子射束在樣本208上之焦點，則可維持物鏡陣列241與樣本208之間的距離。
舉例而言，當在第一操作狀態與第二操作狀態之間切換且反之亦然時，裝置可經組態以更改物鏡陣列241與樣本208之間的距離。物鏡陣列241與樣本208之間的距離可經調整以考慮第一操作狀態與第二操作狀態之間的著陸能量差。該距離可改變大約幾毫米，或小於一毫米，或改變大約幾百微米，或更小。
舉例而言，裝置可經組態以減小物鏡陣列241與樣本208之間的距離以便自一第一操作狀態切換至第二操作狀態。另外或替代地，裝置可經組態以增加物鏡陣列241與樣本208之間的距離以便自第二操作狀態切換至第一操作狀態。
較佳地，在以上實例中，亦即當第一電極電位及/或物鏡陣列241與樣本208之間的距離改變時，有益地維持偵測器陣列240與樣本208之間的距離。偵測器陣列240可相對於物鏡陣列241移動以維持偵測器陣列240與樣本208之間的距離。可在物鏡陣列241相對於樣本208移動時或在沿著射束路徑更改樣本相對於物鏡陣列241的位置(亦即，接著偵測器陣列240沿著射束路徑追蹤樣本)時進行偵測器陣列240之移動。
替代地，更改偵測器陣列240與樣本208之間的距離以將自樣本208發射之帶電粒子聚焦至偵測器陣列240上可係有益的。詳言之，可在第一操作狀態與第二操作狀態之間更改偵測器陣列240與樣本208之間的距離以使得次級帶電粒子當在第一操作狀態中時聚焦於偵測器陣列240且反向散射帶電粒子當在第二操作狀態中時聚焦於偵測器陣列240。
若偵測器陣列240將相對於樣本208移動，則此可藉由控制偵測器陣列240相對於物鏡陣列241之位置或藉由控制偵測器陣列240相對於樣本208之位置而進行。任何適當致動器均可用以移動偵測器陣列240，亦即相對於物鏡陣列241及/或相對於樣本208移動偵測器陣列240。
裝置可在第一操作狀態與第二操作狀態之間切換的一種方式涉及提供包含可切換模組或以可切換模組之形式提供的帶電粒子光學裝置。可切換模組可包含物鏡陣列及偵測器陣列，且視情況包含控制透鏡陣列。因此，可切換模組可為可切換物鏡陣列總成。可針對每一操作狀態提供可切換模組。因此，不同絕緣結構可經提供用於不同可切換模組，此取決於其將用於哪一操作狀態。可切換模組可在不同位置處提供物鏡陣列241，使得物鏡陣列提供於相對於樣本208之不同位置中。換言之，不同可切換模組可具有沿著子射束路徑220處於距樣本之不同距離的偵測器陣列。用於偵測器陣列中之偵測器可針對不同可切換模組而不同，此取決於其將用於哪一操作狀態。不同模組中之偵測器陣列240可相對於樣本208保持在相同距離處，或偵測器與樣本之間的距離可能在模組之間不同以考慮自樣本208發射之將藉由偵測器陣列241偵測到之帶電粒子。
在裝置中，絕緣結構可提供於鄰近電極之間，如上文所描述。絕緣結構可取決於哪一操作狀態為較佳的而不同。舉例而言，對於第二操作狀態，絕緣結構可如關於
圖 11所描述。對於第一操作狀態，可提供絕緣結構，如
圖 10中展示。此類似於
圖 11之絕緣結構，不同之處在於間隙505提供於逆流方向電極(亦即第一電極242)與徑向朝內突出部504之間。當例如出於此處所闡明之原因而使帶電粒子束減速時，此絕緣結構可尤其有益於最佳化該帶電粒子束傳遞通過物鏡陣列241。在展示於圖11中之配置中，第一電極242具有比第二電極243更不正之電位。在該配置中，突出部與第一電極242接觸。而在圖10之配置中，第一電極242具有比第二電極243更正的電位，因此電極之間的電位差之方向係不同的，亦即與
圖 11中描繪之配置相反。此係在此實施例中突出部與第二電極243接觸之原因。藉由選擇突出部之位置，亦即與第一或第二電極接觸，可降低不當放電之風險。
可切換模組可如上文關於第一態樣所描述經控制及經調適。
裝置可在第一操作狀態與第二操作狀態之間切換的另一方式涉及提供一帶電粒子光學裝置，其可經調整以在兩種操作狀態中操作，亦即可在第一操作狀態及第二操作狀態兩者中使用的混雜帶電粒子光學裝置(被稱作混雜裝置)。在此情形下，可在切換狀態時調適物鏡陣列241與樣本208之間的距離。在此情形下，可在切換狀態時調適施加至電極之電位。在此情形下，可提供適合於兩種操作狀態之絕緣結構。在此情形下，可提供適合於兩種操作模式之偵測器陣列(如下文在第四態樣中所描述)。
在混合裝置中，鄰近電極係藉由絕緣結構分離，該絕緣結構經組態以用於第一操作及第二操作中，較佳地其中物鏡陣列包含絕緣結構。可提供此絕緣結構，如
圖 12中所示，且可稱作混合絕緣結構。混合絕緣結構類似於
圖 10及
圖 11中所示之絕緣結構，不同之處在於間隙509、510提供於徑向朝內突出部508之任一側上。因此，混合絕緣結構之任一側的電極與主體501接觸。然而，徑向朝內突出部508不接觸第一電極242或第二電極243中之任一者。
更詳細地，絕緣結構500由該主體501及自主體501徑向朝內之突出部508形成。主體501之特徵在於第一及第二側，第一側503與第二側502相對。在絕緣結構之第一側503上，主體501接觸電極中之一者(例如第一電極242)且一第一間隙509形成於突出部508與電極242中之一者之間。在絕緣結構之第二側502上，主體501接觸電極中之另一者(例如第二電極243)且一第二間隙形成於突出部508與電極中之另一者(例如第二電極243)之間。
混合裝置可經組態以沿著子射束路徑220相對於彼此移動物鏡陣列及/或樣本，以便在第一操作狀態與第二操作狀態之間切換。舉例而言，裝置可包含致動器248，該致動器248經組態以使物鏡陣列移動以便更改物鏡陣列與樣本之間的距離。致動器248可為物鏡陣列總成之部分。特徵在於用以使偵測器沿著多射束路徑移位之致動器的裝置之揭示內容為2020年9月24日申請之歐洲專利申請案20198201.4，其相對於用以相對於物鏡陣列致動偵測器陣列之致動器之設計及用途特此以引用之方式併入。
另外或替代地，混合裝置經組態以移動樣本以便更改物鏡陣列241與樣本208之間的距離。舉例而言，裝置可包含可用於更改樣本之位置的機動載物台209 (及視情況選用之樣本固持器207)。
如上文關於本發明之第三態樣所描述，舉例而言，提供可在次級帶電粒子與反向散射帶電粒子之偵測之間切換的一裝置係有益的。本發明的第四態樣提供可經提供之可在兩個操作狀態中操作的一偵測器。偵測器可經提供為先前態樣及實施例中之任一者的帶電粒子光學裝置的部分且可包括關於上述態樣及實施例之偵測器及/或偵測器陣列描述的特徵中之任一者或全部。向與上文所描述之特徵相同的特徵給出相同附圖標號。為了簡明起見，下文不詳細地描述此類特徵。
在第四態樣中提供用於帶電粒子評估工具之偵測器，其中該偵測器經組態以捕捉自樣本發射之帶電粒子。換言之，偵測器經組態以偵測自樣本發射之帶電粒子。
偵測器經組態以在兩種操作狀態之間切換。在第一操作狀態下，至少一個偵測器經組態以偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子，且在第二操作狀態下，至少一個偵測器經組態以偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子。
偵測器經組態以在兩種操作狀態之間切換。偵測器可包含包圍孔徑之內偵測部分及自內偵測部分徑向朝外之外偵測部分(如關於圖13A所展示及描述)。下文更詳細地描述偵測部分。兩種狀態可使用偵測器之不同組態(亦即偵測部分之不同組態)。
次級帶電粒子與反向散射帶電粒子之間的能量差引起帶電粒子受上文所論述之電位影響的不同量。可更可能在偵測器之整個區域上偵測反向散射帶電粒子。然而，次級帶電粒子往往會朝向偵測器中間更多地偵測到。此係由於次級帶電粒子大體上具有小平均能量(亦即，小於反向散射帶電粒子且通常接近於0 V)。因此，例如相較於平均起來具有較大能量的反向散射帶電粒子，藉由場更顯著改變(亦即準直)次級帶電粒子之軌道。次級帶電粒子愈加速，其角度愈變得平行於光軸(亦即子射束路徑)。結果，次級帶電粒子不散開許多，亦即，與反向散射帶電粒子之軌道相比，次級帶電粒子之軌道往往會與子射束路徑更準直。提供可支援彼此分別偵測次級帶電粒子及反向散射帶電粒子的偵測器係有益的。詳言之，因為帶電粒子可以用於判定不同資訊，因此控制偵測以偵測次級帶電粒子或反向散射帶電粒子係有益的。
因此，第四態樣之偵測器特別有用，此係由於其可允許在兩種不同偵測狀態之間切換。因此，偵測器經組態以經操作以在一個狀態下主要偵測反向散射帶電粒子且在另一狀態下主要偵測次級帶電粒子。如下文進一步詳細描述，徑向地劃分偵測器(亦即以形成複數個同心環形物)。
儘管上文在兩個操作狀態之間切換之內容背景中描述第四態樣之偵測器，但如本文所描述更大體上提供偵測器。如此處所描述之偵測器可用於連續或實質上連續之偵測。
在第四態樣中提供用於一帶電粒子評估工具之偵測器：該偵測器包含多個部分。因此，偵測器可具備多個部分，且更特定言之，具備多個偵測部分。不同部分可稱作不同區帶。因此，偵測器可描述為具有多個區帶或偵測區帶。此偵測器可稱作分區偵測器。
包含多個部分(例如如下文所描述)之偵測器可在本文中所描述的偵測器陣列中之任一者中提供。詳言之，包含多個部分之偵測器可用於鏡面偵測器350之陣列、偵測器370之上部陣列、偵測器380之上方透鏡陣列、偵測器260之順流方向陣列及/或偵測器之任一額外陣列中之至少一者。此之實例經展示於圖22中，其使用圖13A中展示之偵測器。
分區偵測器可與子射束211、212、213中之一者相關聯。因此，一個偵測器之多個部分可經組態以關於子射束211、212、213中之一者偵測自樣本208發射之信號粒子。包含多個部分之偵測器可與物鏡總成之電極中之至少一者中的孔徑中之一者相關聯。更特定言之，包含多個部分之偵測器405可經配置在如圖13A及圖13B中所展示之單孔徑406周圍，其提供此偵測器之實例。
分區偵測器之部分可以多種不同方式分離，例如徑向、環形或任何其他適當方式。較佳地，該等部分之大小及/或形狀實質上相同。可提供分離部分作為複數個片段、複數個環形部分(例如複數個同心環形物)、複數個扇區部分(亦即徑向部分或扇區)。舉例而言，至少一個偵測器405可經提供為包含2、3、4或更多個部分的環形部分。更特定而言，如圖13A中所示，偵測器405可包含包圍孔徑406之內環形部分405A及自內環形部分405A徑向朝外之外環形部分405B。替代地，偵測器可提供為包含2個、3個、4個或更多個部分之扇區部分。若偵測器提供為兩個扇區，則每一扇區部分可為半圓。若偵測器提供為四個扇區，則每一扇區部分可為四分之一圓周。此展示於圖13B中，其中405經劃分成四分之一圓周，亦即四個扇區部分展示於圖13B中，如下文所描述。替代地，偵測器可具備至少一個片段部分。
每一部分可具有單獨信號讀出。偵測器分成多個部分(例如環形部分或扇區部分)係有益的，原因在於其允許獲得關於偵測到之信號粒子的更多資訊。因此，提供具有多個部分之偵測器405對於獲得與偵測到之信號粒子相關的額外資訊可係有益的。此可用於改良偵測到之信號粒子之信雜比。然而，在偵測器之複雜度方面存在額外成本。
在實例中，偵測器可劃分成兩個(或更多個)同心環，例如如圖13A中所描繪。
如
圖 13A中所展示，偵測器(其中孔徑406經界定並經組態用於帶電粒子束傳遞通過)包含內偵測部分405A及外偵測部分405B。內偵測部分405A包圍偵測器之孔徑406。外部偵測部分405B自內部偵測部分405A徑向朝外。偵測器之形狀可為大體上圓形。因此，內偵測部分及外偵測部分可為同心環。
甚至在不切換偵測器之操作狀態的情況下，同心地或以其他方式提供多個部分可係有益的。特定言之，偵測器之不同部分可用以偵測不同信號粒子，其可為較小角度信號粒子及/或較大角度信號粒子，或次級帶電粒子及/或反向散射帶電粒子。不同信號粒子之此組態可適合同心分區偵測器。
在此情況下，具有較小角度之信號粒子(例如小角度反向散射帶電粒子)可主要促成內環形部分405A，且具有較大角度之信號粒子(例如大角度反向散射帶電粒子)可主要促成外環形部分405B。換言之，內環可用於偵測小角度反向散射帶電粒子且外環可用於偵測大角度反向散射帶電粒子。由於偵測器之部分可產生個別信號，故此意謂可分別偵測小角度及大角度帶電粒子之偵測。不同成角度反向散射帶電粒子可有益於提供不同資訊。舉例而言，對於自深孔發射之信號電子，小角度反向散射帶電粒子很可能更多來自孔底部，且大角度反向散射帶電粒子很可能更多來自孔周圍的表面及材料。在一替代實例中，小角度反向散射帶電粒子很可能更多來自更深內埋式特徵，且大角度反向散射帶電粒子很可能更多來自內埋式特徵上方之樣本表面或材料。
第一偵測部分之寬度(例如直徑)可為大約2 µm至100 µm。第一偵測部分之寬度(例如直徑)可小於或等於大約100 µm。第一偵測部分之寬度(例如直徑)可大於或等於大約2 µm。第二偵測部分之寬度(例如直徑)可小於或等於大約250 µm。第二偵測部分之寬度(例如直徑)可小於或等於大約150 µm。第二偵測部分之寬度(例如直徑)可大於或等於大約至10 µm。第二偵測部分之寬度(例如直徑)可為大約10 µm至250 µm。較佳地，第二偵測部分之寬度可為大約10 µm至150 µm。對應部分之大小(例如內環形部分405A及/或外環形部分405B之寬度/直徑)可經設計或選擇以便在偵測器的部分中之每一者處偵測所關注的特定帶電粒子。
對於具有同心分區偵測器(其中交替地使用區帶)之裝置之切換組態，如圖13A中所描繪，此配置中之第一偵測部分之直徑較佳地為大約40至60 µm，且較佳地為大約30至50 µm。在此配置中之第二偵測部分的直徑較佳地為大約150至250 µm，且較佳為大約200 µm。此配置中之偵測器之孔徑的直徑可為大約5至30 µm，且較佳地為大約10 µm。
在第一操作狀態下，偵測器406使用內偵測部分405A且不使用外偵測部分405B。此係有益的，此係因為其限制次級帶電粒子之偵測期間反向散射帶電粒子的偵測。因為大多數次級帶電粒子將藉由內偵測部分偵測到，因此此不會導致過多資訊因未偵測次級帶電粒子而丟失。
在第二操作狀態下，偵測器406至少使用外偵測部分405B。當偵測到反向散射帶電粒子時，如上文所描述之裝置可經設置以便排斥次級帶電粒子，此將減小偵測到之次級帶電粒子的數目。因此，其他機制可發揮作用以當偵測反向散射帶電粒子時減小或避免次級電子之偵測，因此可獲取之整體偵測器可用於偵測反向散射帶電粒子，其有益於捕捉與反向散射帶電粒子之多數相關的資訊。
可存在額外操作狀態，例如其中同時使用內偵測部分405A及外偵測部分405B兩者(例如如下文進一步描述)。
相對於樣本208提供偵測器所處之距離及/或節距p可影響外偵測部分及/或內偵測部分中之哪一者可能用於偵測反向散射帶電粒子及/或次級帶電粒子。舉例而言，上文大體上描述，在內偵測部分中用於偵測次級帶電粒子，且外偵測部分(及視情況選用之內偵測部分)用於偵測反向散射帶電粒子。舉例而言，此僅在距樣本大約50微米以大約300微米之節距提供偵測器時可為此情況。然而，若偵測器與樣本之間的距離為大約10微米且節距p為大約70微米，則偵測器可僅用於偵測反向散射帶電粒子(此係由於次級帶電粒子將很可能最終在孔徑中)，且內偵測部分可用於偵測反向散射帶電粒子。總之，應理解經分離內部分及外部分可用以有益地在偵測主要反向散射帶電粒子及/或主要次級帶電粒子之間切換。
可提供多個偵測器。多個偵測器可提供為偵測器陣列，如
圖 14中所示。用於帶電粒子評估工具之偵測器陣列經組態以在反向散射操作狀態(亦即，第二狀態)中操作以較佳地偵測反向散射帶電粒子，及在次級帶電粒子狀態(亦即，第一狀態)中操作以較佳地偵測次級帶電粒子。偵測器陣列之偵測器可如藉由第四態樣之變化中之任一者所描述。
偵測器可具有如關於第一態樣之偵測器/偵測器陣列所描述之特徵。舉例而言，儘管偵測器之外形狀展示為圓形，但可使此形狀為正方形以最大化偵測區域。舉例而言，儘管
圖 14以矩形陣列描繪射束孔徑406，但射束孔徑406亦可以不同方式配置，例如以如
圖 8中所描繪之六邊形緊密填集陣列形式配置。舉例而言，
圖 15之橫截面對應於
圖 9之橫截面，不同之處在於偵測部分提供為內部分405A及外部分405B，且因此偵測器可包含如上文關於
圖 9所描述之相同特徵。
如所描述，舉例而言，第四態樣之偵測器可在上述態樣及實施例中之任一者中使用。特定而言，可提供用於多射束帶電粒子評估工具之帶電粒子光學裝置。帶電粒子光學裝置包含物鏡陣列及偵測器陣列，偵測器陣列包含如關於第四態樣所描述之偵測器陣列。物鏡陣列及偵測器陣列之電極中之孔徑經配置於帶電粒子多射束之子射束路徑上。此外，例如，若第三態樣之帶電粒子光學裝置與第四態樣之偵測器共同使用，則偵測器可與任一變化共同使用。然而，第四態樣之偵測器將特別適用於混合裝置，此係因為偵測器可根據混合裝置在一第一操作狀態與一第二操作狀態之間切換。舉例而言，在第三態樣中及使用第四態樣之偵測器，裝置可經組態以使用在適當操作狀態中之偵測器。
提供可用以同時(例如其中內偵測部分405A及外偵測部分405B兩者可同時使用)偵測不同類型信號粒子(例如反向散射及次級帶電粒子兩者)之一裝置可係有益的。然而，用於同時偵測不同類型信號粒子(諸如反向散射帶電粒子及次級帶電粒子兩者)的裝置可不有效地區分不同類型的信號粒子，亦即在所提供實例次級及反向散射帶電粒子中區分。舉例而言，若偵測器例如藉由偵測到達其之淨電荷來偵測而不區分不同類型之信號粒子(亦即電荷偵測器)或若偵測器充當計數器或若偵測器為積分偵測器(亦即對由在某一時間期間落在其上之粒子沈積之能量求和的偵測器)，則情況可為如此。所得偵測信號及任一對應影像將自不同信號粒子(例如次級及反向散射帶電粒子)之混合而建立。由於次級帶電粒子及反向散射帶電粒子可例如在再現影像時具有不同偵測對比度，例如影像對比度，故此意謂可能未偵測到與次級帶電粒子與反向散射帶電粒子之間的對比度相關之資訊。
不同偵測元件(例如內偵測部分405A及外偵測部分405B)可經組態以較佳地偵測不同類型之信號電子。內偵測部分405A可經組態以偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子且外偵測部分405B可經組態以偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子。兩個偵測部分可同時使用。
在上述態樣中將帶電粒子光學裝置描述為經提供為帶電粒子系統或評估工具、或作為帶電粒子系統或評估工具之部分、為帶電粒子系統或評估工具。並不必需包括此類較大系統或工具之全部特徵，但其可視情況包括為帶電粒子光學裝置之部分。
圖 16為具有如以上所描述之選項或態樣中之任一者中的帶電粒子裝置之例示性電子光學系統之示意圖。帶電粒子裝置可提供為物鏡陣列總成。帶電粒子裝置包含物鏡陣列241。物鏡陣列241包含複數個物鏡。具有如上述態樣或實施例(例如上述至少第一及第二態樣及任一適當變化)中之任一者中所描述的至少物鏡陣列241之帶電粒子光學裝置可在如
圖 16中所展示之電子光學系統中使用。物鏡陣列241可為如上文所描述之可交換模組。為了簡明起見，此處可不重複上文已描述之物鏡陣列241之特徵。
如上文所描述之帶電粒子光學裝置可用於偵測
圖 16之系統中的反向散射帶電粒子(如上)。
存在特定於
圖 16之設置的一些考量。在本實施例中，較佳的係保持節距較小以便避免不利地影響產出量。然而，當節距過小時，此可導致串擾。因此，節距大小為有效反向散射帶電粒子偵測與產出量之平衡。因此，節距較佳為大約300 µm，其比
圖 16之實施例在偵測次級帶電粒子時可能的節距大4至5倍。當偵測器與樣本208之間的距離減小時，節距大小亦可減小而不會不利地影響串擾。因此，儘可能接近於樣本提供偵測器(亦即具有儘可能小，且較佳小於或等於大約50 µm，或小於或等於大約40 µm，或小於或等於大約30 µm，或小於或等於大約20 µm，或等於大約10 µm之距離L)有益於允許節距儘可能大，此改良產出量。
如
圖 16中所示，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上之多射束源自由源201提供之射束。子射束211、212、213可源自射束，例如使用界定射束限制孔徑陣列之射束限制器。射束可在會合控制透鏡陣列250時分成子射束211、212、213。子射束211、212、213在進入控制透鏡陣列250時實質上平行。源201合乎需要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。在所示實例中，準直器經提供於物鏡陣列總成之逆流方向。準直器可包含巨型準直器270。巨型準直器270在來自源201之射束已經分裂成多射束之前作用於該射束。巨型準直器270使射束之各別部分彎曲一定量，以有效確保源自射束之子射束中之每一者的束軸實質上垂直(亦即，與樣本208之標稱表面實質上成90°)入射於樣本208上。巨型準直器270將宏觀準直應用於射束。巨型準直器270可因此作用於所有射束，而非包含各自經組態以作用於射束之不同個別部分的準直器元件陣列。巨型準直器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，巨型準直器可至少部分地以靜電方式實施。巨型準直器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。巨型準直器270可使用磁透鏡與靜電透鏡之組合。
在另一配置(未展示)中，巨型準直器可部分或全部由準直器元件陣列替換，該準直器元件陣列經提供於上部射束限制器之順流方向。每一準直器元件準直各別子射束。準直器元件陣列可使用MEMS製造技術形成以便在空間上為緊湊的。準直器元件陣列可為源201之射束路徑順流方向中之第一偏轉或聚焦電子光學陣列元件。準直器元件陣列可在控制透鏡陣列250之逆流方向。準直器元件陣列可在與控制透鏡陣列250相同之模組中。
在
圖 16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。在實施例中，巨型掃描偏轉器265包含宏觀多極偏轉器，例如具有八極或更多極。偏轉係為了使源自射束之子射束待在一個方向(例如平行於單個軸，諸如X軸)上或在兩個方向(例如相對於兩個非平行軸，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的偏轉器元件之陣列。在所展示實施例中，巨型掃描偏轉器265經提供於巨型準直器270與控制透鏡陣列250之間。
在另一配置(未展示)中，巨型掃描偏轉器265可部分或全部由掃描偏轉器陣列替換。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製造技術來形成。每一掃描偏轉器在樣本208上方掃描各別子射束。掃描偏轉器陣列260可因此針對每一子射束包含一掃描偏轉器。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)上或在兩個方向(例如相對於兩個非平行軸，諸如X軸及Y軸)上偏轉。偏轉係為了使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。掃描偏轉器陣列可在物鏡陣列241之逆流方向。掃描偏轉器陣列可在控制透鏡陣列250之順流方向。儘管對與掃描偏轉器相關聯之單個子射束進行了參考，但子射束之群組可與掃描偏轉器相關聯。在一實施例中，描述於EP2425444中之掃描偏轉器可用於實施掃描偏轉器陣列，該文獻特定關於掃描偏轉器特此以全文引用之方式併入。掃描偏轉器陣列(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在空間上更為緊湊。掃描偏轉器陣列可位於與物鏡陣列241相同之模組中。
在其他實施例中，提供巨型掃描偏轉器265及掃描偏轉器陣列兩者。在此配置中，在樣本表面上掃描子射束可藉由較佳地同步共同控制巨型掃描偏轉器及掃描偏轉器陣列260來達成。
物鏡陣列總成可進一步包含準直器陣列及/或掃描偏轉器陣列。
本發明可應用於各種不同工具架構。舉例而言，電子束工具40可為單射束工具，或可包含複數個單射束柱或可包含複數個多射束柱。柱可包含以上實施例或態樣中之任一者中所描述之帶電粒子光學裝置。作為複數個柱(或多柱工具)，裝置可以陣列方式配置，該陣列之數目可為二至一百個柱或更多個柱。帶電粒子裝置可採取如相對於圖3所描述及圖3中所描繪或如相對於圖16所描述及圖16中所描繪之實施例的形式，但較佳地具有靜電掃描偏轉器陣列及靜電準直器陣列。帶電粒子光學裝置可為帶電粒子光學柱。帶電粒子柱可視情況包含源。
在一實施例中，提供將複數個帶電粒子束(例如子射束)投影至樣本208上以便在自樣本208發射之帶電粒子中產生較大比例反向散射帶電粒子的方法。如上文所描述，此有益於獲得可僅自反向散射信號獲得的資訊。
方法包含將帶電粒子束投影至樣本208之表面上，其包含在物鏡陣列241中使帶電粒子束加速。如上文所描述，加速可藉由提供電極(例如第一電極242及第二電極243)來進行，帶電粒子束穿過該等電極行進且該等電極具有用於使帶電粒子束加速之電位。較佳地，方法包含提供複數個物鏡(諸如物鏡陣列241)；使用複數個物鏡以將帶電粒子束投影至樣本208之表面上；使用複數個物鏡以將帶電粒子束加速至樣本208上及偵測自樣本發射的帶電粒子。
另外或替代地，該方法包含排斥自樣本發射之次級帶電粒子。較佳地，方法包含提供複數個物鏡(諸如物鏡陣列241)；使用複數個物鏡以將帶電粒子束投影至樣本208之表面上；使用裝置以排斥自樣本208發射之次級帶電粒子；及偵測自樣本發射的帶電粒子。
在一實施例中，提供選擇性地偵測自樣本208發射的次級帶電粒子及反向散射帶電粒子的方法。該方法包含在以下兩者之間選擇偵測器之操作模式：用於偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子的反向散射模式；及用於偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子的次級模式。可在反向散射模式下最佳化反向散射帶電粒子之偵測，且可在次級模式下最佳化次級帶電粒子之偵測。方法進一步包含將複數個帶電粒子束(例如子射束211、212、213)投影至樣本208之表面上，及在選定操作模式下偵測自樣本208發射之帶電粒子。較佳地，該方法包含提供複數個物鏡(諸如物鏡陣列241)及至少一個感測器，及使用複數個物鏡以將帶電粒子束投影至樣本208之表面上。在第一操作狀態下，該方法包含偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子，且在第二操作狀態下，該方法包含偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子。視情況，該方法進一步包含在反向散射模式下使物鏡陣列中之帶電粒子束加速及/或在次級模式下使物鏡陣列中之帶電粒子束減速。
在一實施例中，提供偵測自樣本208發射的次級帶電粒子及反向散射帶電粒子的方法。該方法包含在以下兩者之間選擇偵測器之操作模式：用於偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子的反向散射模式；及用於偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子的次級模式。該方法包含在選定模式下捕捉自樣本208發射之帶電粒子以便偵測帶電粒子。較佳地，方法包含：提供經組態以捕捉自樣本208發射之帶電粒子的至少一個感測器。在第一操作狀態下，該方法包含偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子，且在第二操作狀態下，該方法包含偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子。
較佳地，先前方法進一步包含排斥自樣本208發射之次級帶電粒子。如上文所描述，排斥可藉由控制物鏡陣列241中之電極的電位及樣本之電位進行。
在一實施例中，提供操作帶電粒子評估工具以用於偵測反向散射帶電粒子的方法，該方法包含：朝向樣本表面投影帶電粒子之多射束；回應於具有小於臨限值之能量的多射束排斥自樣本發射(亦即，發出)之帶電粒子。該方法包括使用接近於樣本208定位之偵測器陣列240偵測自樣本發出且具有至少臨限值之能量的帶電粒子。較佳地，臨限值超過自樣本發射之次級帶電粒子的能量。較佳地，投影包含使帶電粒子多射束朝向樣本208加速，較佳在物鏡陣列241中加速。較佳地，該排斥使用物鏡之電極。
較佳地，本文所描述之方法進一步包含提供各別控制透鏡與對應物鏡之間的中間焦點236。
在該等方法中之任一者中，在偵測時，可偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子。因此，該等方法可用於主要偵測反向散射帶電粒子，如上文所描述。
關於上述內容，應注意可關於次級帶電粒子及反向散射帶電粒子之偵測進行某一改良。
舉例而言，用於偵測反向散射帶電粒子之偵測器可在主要偵測在相對於初級射束之光軸的某一角度範圍(例如大角度範圍)中之反向散射電子時受到限制。然而，用於在深度之內埋式特徵的影像對比度可尤其是來自小角度(亦即，相對於光軸之小角度)反向散射帶電粒子。此小角度反向散射帶電粒子對比度可藉由大角度反向散射帶電粒子(其通常產生更大拓樸對比度)淹沒，此係由於此等大角度反向散射帶電粒子在偵測器信號中產生大背景。與來自小角度反向散射帶電粒子相比，偵測器信號可包含來自較大角度反向散射帶電粒子之信號之較大比例。
舉例而言，一些偵測器(例如詳言之，底部安裝偵測器)偵測到達其(亦即，電荷偵測器)上之淨電荷，因此其可並不區分次級帶電粒子與反向散射帶電粒子。此意謂偵測信號及所得影像將自次級帶電粒子與反向散射帶電粒子的混合而建立。因為次級帶電粒子及反向散射帶電粒子可具有不同影像對比度，因此此意謂與次級帶電粒子及反向散射帶電粒子之對比度相關的資訊可不被偵測到。
舉例而言，在一些情況下，PiN偵測器可使用電荷偵測器代替。此偵測器可特別適用於透鏡內(例如在物鏡總成中)。PiN偵測器可係有益的，此係由於次級帶電粒子及反向散射帶電粒子朝向此偵測器的加速可得到具有較佳信雜比之信號。然而，次級帶電粒子及反向散射帶電粒子的加速意謂可難以(當並非不可能時)使用此偵測器清楚地區分次級帶電粒子與反向散射帶電粒子。同樣影像結果係自來自次級與反向散射帶電粒子之混合的偵測信號建立。此意謂與次級帶電粒子與反向散射帶電粒子之對比度相關之資訊可丟失，例如可不被辨別或甚至不被偵測到。
因此，存在對次級帶電粒子及反向散射帶電粒子之偵測進行的改良。下文所描述之實施例提供用於偵測次級帶電粒子及反向散射帶電粒子的一些額外/替代組態。此等實施例可有益於例如藉由更易於區別次級帶電粒子與反向散射帶電粒子，及/或更易於區別大角度帶電粒子與小角度帶電粒子改良次級帶電粒子及反向散射帶電粒子之偵測。
下文所描述之實施例可與上文所描述的任一及全部變體及實施例組合。
在一實施例中，提供用於帶電粒子系統之帶電粒子光學裝置。帶電粒子系統可對應於上文所描述的工具40或設備100。帶電粒子光學裝置經組態以朝向樣本沿著初級射束路徑投影帶電粒子束陣列。初級射束陣列可對應於上文所描述的複數個子射束211、212、213。射束陣列可另外被稱作初級射束陣列或子射束陣列。此等術語為全部可互換的。初級射束陣列可自單初級射束(例如初級電子束202)轉換。初級射束路徑可為引導初級射束所沿著之路徑。每一初級射束路徑可為用於初級射束中之一者的預期路徑。初級射束路徑可與上文所描述的子射束路徑220相同。帶電粒子光學裝置可與在任一以上實施例及變體中描述之帶電粒子光學裝置相同，或至少類似。
帶電粒子光學裝置包含物鏡陣列。物鏡陣列經組態以將射束(亦即，對應於子射束之初級射束)投影至樣本上。物鏡陣列包含至少一個電極。如上文所描述，物鏡陣列可包含如本文將描述之額外電極。
逆流方向及順流方向係關於初級射束而界定且在關於初級射束之整個文字中一致地提及。逆流方向係沿著朝向源201的初級射束中之至少一者。順流方向係沿著朝向樣本208的初級射束中之至少一者。逆流方向及順流方向大體上用以界定組件相對於其他組件之位置。逆流方向及順流方向可用於與信號射束組合描述組件之位置，但應理解，除非另外明確陳述，否則逆流方向及順流方向術語仍適用於初級射束。逆流方向及順流方向無關於相對於重力之定向，或諸圖中之特定定向。對逆流方向及順流方向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。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)逆流方向及順流方向的方向。
物鏡陣列可經組態以控制帶電粒子束穿過物鏡陣列的加速。如上文所描述，投影可包含沿著初級射束路徑在物鏡陣列中加速帶電粒子束(亦即，初級射束)。換言之，物鏡陣列可使帶電粒子束朝向樣本208加速穿過物鏡。物鏡陣列可使用上述實施例或變體或任何其他已知技術中的任一者加速帶電粒子束。
物鏡陣列可經組態以控制使帶電粒子束減速穿過物鏡陣列。如上文所描述，投影可包含在物鏡陣列中沿著初級射束路徑減速帶電粒子束(亦即，初級射束)。換言之，物鏡陣列可使帶電粒子束朝向樣本208減緩穿過物鏡。物鏡陣列可使用上述實施例或變體或任何其他已知技術中的任一者使帶電粒子束減速。
更特定言之，物鏡陣列之電極的電位可經控制以判定傳遞通過電極的帶電粒子上之場。初級射束可在自源201至樣本208之總體方向上傳遞通過物鏡總成。如所描述，初級射束之方向大體上為用於判定其他組件之位置的方向，亦即除非另外描述，否則用於界定逆流方向及順流方向的方向。場可經產生並藉由改變如上文所描述之電極上的電位而控制。施加至物鏡陣列241之電極的電位可如上文所描述。
信號射束係由自樣本發射的信號粒子形成。信號粒子包括次級帶電粒子及反向散射帶電粒子。因此，信號粒子包括上文所描述的次級帶電粒子及/或次級電子，及上文所描述的反向散射帶電粒子及/或反向散射電子。大體上將理解自樣本208發射的任一信號束(例如次級帶電粒子束及/或反向散射帶電粒子束)將在其中至少一分量與帶電粒子束(亦即，初級射束)基本上相反的方向上行進，或將具有與初級射束之方向相反的方向之至少一分量。藉由樣本208發射的信號粒子亦可傳遞通過物鏡之電極且亦將受場影響。舉例而言，若物鏡陣列用於使初級射束加速，則此將大體上使穿過物鏡之信號束減速。類似地，若物鏡用於使初級射束減速，則此將大體上使穿過物鏡之信號束加速。
圖17A展示其中裝置包含物鏡陣列241之實施例。物鏡陣列241包含至少一個電極343。電極343可為下部電極，或順流方向電極(其係關於初級射束而界定)。因此，電極343在圖17A中展示為底部電極。電極343可對應於上文所描述的第二電極243。電極343具有逆流方向表面343A (亦即，在圖17A中之上表面)。電極343具有順流方向表面343B (亦即，在圖17A中之下表面)。電極343之順流方向表面343B可為最接近樣本208的物鏡陣列241之表面。
應注意，電極343可為經界定於電極中之全部孔徑所共用的電極(亦即，一個電極在沿著全部孔徑之子射束路徑的共用位置處)，或可在陣列中存在兩個或多於兩個電極，該陣列中之一電極為孔徑中之一些所共用(亦即，多個電極在沿著子射束路徑之一共用位置處)。因此，在電極343為一板(其形成子射束陣列之子射束的路徑中之至少一些(若非全部)傳遞通過的孔徑陣列之至少部分)的情況下，電極為板中之全部孔徑所共用。甚至可存在其中電極對應於孔徑陣列之孔徑或多個電極在其中的孔徑陣列中之孔徑並界定孔徑陣列之孔徑或多個電極在其中的孔徑陣列中之孔徑的實施例。儘管可呈現多個電極，但描述考慮用於物鏡及對應射束之電極。
物鏡陣列241可包含至少兩個電極，如圖17A中所展示。另外電極342可為上部電極。因此，物鏡陣列241可包含至少一上部電極342及一下部電極343。上部電極342沿著初級射束路徑320在下部電極343之逆流方向。兩個電極將在下文被稱作上部電極342及下部電極343。
上部電極342在圖17A中展示為頂部電極。上部電極342可對應於上文所描述的第一電極242。上部電極342具有逆流方向表面342A (亦即，在圖17A中之上表面)。上部電極342具有順流方向表面342B (亦即，在圖17A中之下表面)。上部電極343之逆流方向表面342B可為物鏡陣列241之最遠離樣本208的表面。換言之，上部電極343之逆流方向表面342B可為物鏡陣列241之最接近源201的表面。
較佳地，上部電極342及/或下部電極343具有經界定於其中之經界定孔徑陣列。換言之，上部電極342可包含孔徑陣列及/或下部電極343可包含孔徑陣列。電極中之對應孔徑較佳與初級射束路徑320對準及/或沿著該等初級射束路徑320配置。沿著什麼而配置可意謂在什麼之路徑中定位，例如沿著初級射束路徑320而配置可意謂在初級射束之路徑中定位。換言之，初級射束路徑320可傳遞通過電極，且較佳通過電極中之對應孔徑，對應孔徑為初級射束穿過其的通道。
在一實施例中，帶電粒子光學裝置包含偵測器陣列，在本文中稱為鏡面偵測器350之陣列。鏡面偵測器350之陣列沿著初級射束路徑320 (例如在沿著初級射束路徑之共用位置處)配置。換言之，鏡面偵測器350之陣列的偵測器具有與子射束對準的孔徑。因此，鏡面偵測器350之陣列可相對於子射束定位，且較佳地實質上正交於子射束。在一實施例中，鏡面偵測器350包圍用於每一子射束之射束孔徑。在另一實施例中，鏡面偵測器350包含圍繞每一孔徑之複數個偵測器元件405。
鏡面偵測器350之陣列經組態以偵測信號粒子(其對應於上文所描述的次級帶電粒子及/或反向散射帶電粒子)。換言之，當初級射束入射於樣本時，信號粒子為自樣本208發射的粒子。鏡面偵測器350之陣列的偵測器具有經界定於其中的孔徑，帶電粒子束可傳遞通過該孔徑。孔徑可經界定於與初級射束路徑對準、沿著該初級射束路徑配置的至少一個偵測器，且較佳每一偵測器中。在圖17A中展示孔徑之寬度A。
鏡面偵測器350之陣列經組態以面向初級射束路徑320之逆流方向。換言之，鏡面偵測器350之陣列經組態以沿著初級射束路徑320面朝初級射束之源(上文描述為源201)。此在圖17A中展示，原因在於鏡面偵測器350之陣列在影像中面向上方。鏡面偵測器350之陣列經組態以背對樣本208。換言之，鏡面偵測器350之陣列經組態以在與樣本208相同之方向上面對。偵測器350之陣列較佳地經組態以與樣本208實質上平行及/或與子射束211、212、213中之至少一者實質上正交。鏡面偵測器350之陣列可另外被稱作偵測器之向上陣列。
在一實施例中，提供用於帶電粒子評估工具之帶電粒子光學裝置。裝置經組態以朝向樣本沿著子射束路徑投影帶電粒子之多射束，該多射束包含子射束。裝置包含一物鏡陣列，其經組態以將帶電粒子子射束之一陣列投影至該樣本上並包含至少一個電極；及偵測器之一陣列，其沿著該等子射束路徑配置且經組態以偵測信號帶電粒子並遠離該樣本面向該等子射束路徑之逆流方向。偵測器之陣列可對應於上文所描述的鏡面偵測器350之陣列。
圖17B展示在使用中的圖17A中描繪之實施例。換言之，圖17B展示當提供初級射束311及312時的圖17A之實施例。特定言之，在使用中沿著初級射束路徑320提供初級射束311及312。如所展示，初級射束311及312入射於樣本208。圖17B展示自樣本208發射之信號束。信號束包括用以展示自樣本208至鏡面偵測器350之陣列的方向的箭頭。
鏡面偵測器350之陣列可與物鏡之對應陣列相關聯。鏡面偵測器350之陣列可與物鏡陣列241之至少一個電極(例如上部電極342或下部電極343)相關聯。舉例而言，鏡面偵測器350之陣列可在物鏡陣列241之至少一個電極中或上。舉例而言，鏡面偵測器350之陣列可鄰近於電極中之一者而定位。換言之，鏡面偵測器350之陣列可緊密接近及緊鄰電極中之一者而定位。舉例而言，鏡面偵測器350之陣列可連接(例如機械連接)至電極中之一者。換言之，鏡面偵測器350之陣列可例如藉由黏著或焊接或某一其他附接方法附接至電極中之一者。舉例而言，鏡面偵測器350之陣列可與電極中的一者整合。換言之，鏡面偵測器350之陣列可經形成為電極中之一者之部分。
較佳地，鏡面偵測器350之陣列可與下部電極343相關聯，例如鏡面偵測器350之陣列可在下部電極343中或上或可以上文所描述的其他方式中之任一方式相關聯。此可係有益的，此係因為若鏡面偵測器350之陣列相對接近於樣本208 (例如僅在下部電極343上方或上)而提供，則信號粒子可更可能被偵測到。當鏡面偵測器350之陣列定位於物鏡陣列241內(亦即，物鏡陣列241之電極之間)時其可被稱作透鏡內偵測器。
鏡面偵測器350之陣列可與物鏡陣列241之至少兩個電極中之一者的逆流方向表面相關聯，例如鏡面偵測器350之陣列可在物鏡陣列之電極中之一者的逆流方向表面中或上或可以上文所描述的其他方式中之任一方式相關聯。更特定言之，鏡面偵測器350之陣列可在物鏡陣列241之至少兩個電極中之一者的逆流方向表面上、鄰近於該逆流方向表面定位、連接至該逆流方向表面，或與該逆流方向表面整合。因為鏡面偵測器350之陣列背對樣本，此意謂鏡面偵測器350之陣列可在電極不妨礙或阻擋信號粒子之偵測的情況下在相關電極附近定位。
更特定言之，鏡面偵測器350之陣列可與物鏡陣列241之下部電極343之逆流方向表面相關聯(例如在該逆流方向表面中、在該逆流方向表面上、鄰近於該逆流方向表面而定位、連接至該逆流方向表面，或與該逆流方向表面整合)。如上文所描述，此可係有益的，原因在於鏡面偵測器350之陣列可相當接近於樣本208而定位。
當物鏡241使初級射束311及312加速穿過物鏡241時大體上使用鏡面偵測器350之陣列。此將對在與初級射束311及312相反之方向上行進的信號粒子具有減速效應。如圖17B中所展示，在影像中實質上向上行進的信號粒子將受將減速信號粒子的場影響，其最終導致至少一些信號粒子往回下降至鏡面偵測器350之陣列。在物鏡241內減速的信號粒子可歸因於減速效應不能夠到達上部向下面向偵測器陣列(其應被提供)。詳言之，信號粒子之減速產生不具有太多動能以致不能在樣本208的方向上(亦即朝向鏡面偵測器350之陣列)往回鏡像的信號粒子。信號電子之動能可不足以到達上部電極342；因此信號粒子之動能可低於與某一點相比在初級射束路徑逆流方向行進更遠(例如至自鏡面偵測器350沿著初級射束路徑之逆流方向的電極)所需要的臨限值。因此，例如由於其傳遞通過孔徑陣列246之孔徑而可能另外未被偵測到的信號粒子可使用如圖17B中所描繪之鏡面偵測器350的陣列來偵測。
如圖17A及圖17B中所展示的鏡面偵測器350之陣列可特別適用於偵測小角度反向散射帶電粒子。詳言之，小角度粒子可在其將行進通過下部電極中之孔徑時被偵測到，而較寬成角度粒子可擊中下部偵測器或下部電極之表面。另外，鏡面偵測器350之陣列很可能偵測到反向散射帶電粒子而不是次級帶電粒子，此係因為場大體上朝向樣本加速粒子且次級帶電粒子將很可能不具有足夠動能以克服減速場。鏡面偵測器350之陣列因此可用於偵測具有不足以克服減速場的初始動能並朝向鏡面偵測器350之陣列往回推送之小角度反向散射帶電粒子。換言之，相對低動能小成角度反向散射帶電粒子很可能藉由鏡面偵測器350之陣列偵測到。因此，鏡面偵測器350之陣列可特別適用於偵測具有足夠初始動能以克服減速場，但不具有足夠動能以避免朝向鏡面偵測器350之陣列反向偏轉的小角度反向散射帶電粒子。偵測此類小角度反向散射帶電粒子係有益的，原因在於其可增強用於特定應用的內埋特徵之影像對比度，藉此有可能增加此系統之應用範圍及有用性。因此，總體而言，使用鏡面偵測器350之陣列進行偵測可導致可自偵測信號粒子獲得的資訊之改良。
應注意，一些小成角度反向散射帶電粒子可具有不管減速場其仍繼續的足夠高動能。此類粒子可藉由逆流方向(相對於初級射束311及312)偵測器陣列(若提供)偵測到，該等偵測器陣列在下文描述。
因為信號粒子同樣在經鏡像之後被加速，因此此等信號粒子中之大多數將在照射於鏡面偵測器350之陣列上時具有相當大的能量。舉例而言，信號粒子(其可為反向散射帶電粒子)之動能可類似於當藉由樣本208發射時反向散射帶電粒子的動能。因此，可存在在用於鏡面偵測器350之陣列的偵測器之類型方面的設計自由度。舉例而言，鏡面偵測器350之陣列的偵測器可係基於電荷。此外，如上文所描述，因為信號粒子可具有一定量能量(例如高於預定臨限值)，則可使用PiN或閃爍體偵測器。
電位可應用於鏡面偵測器350之陣列。鏡面偵測器350之陣列可連接至電位源。施加至鏡面偵測器350之陣列的電位可與施加至物鏡陣列241之附近電極的電位相同或類似。下文中更詳細地描述該電位。
鏡面偵測器350之陣列可具備其他偵測器陣列，如下文所描述。
另外或替代地，在一實施例中，帶電粒子光學裝置可具備在至少一個電極之沿著初級射束路徑之逆流方向定位的偵測器之逆流方向陣列及在該電極之沿著初級射束路徑之順流方向定位的偵測器之順流方向陣列。換言之，帶電粒子光學裝置可具備沿著初級射束路徑320在不同位置處定位的兩個偵測器陣列。更特定言之，偵測器陣列中之一者係在物鏡陣列之至少一個電極的逆流方向且偵測器陣列中之一者係在物鏡陣列之至少一個電極的順流方向。物鏡陣列之多個電極可定位於偵測器陣列之間。偵測器之逆流方向陣列及偵測器之順流方向陣列經組態以同時偵測信號粒子。
可提供一種用於一帶電粒子評估工具之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以沿著子射束路徑朝向一樣本投影一帶電粒子多射束，該多射束包含子射束。在此實施例中，裝置包含：一物鏡陣列，其經組態以將帶電粒子子射束之一陣列投影至該樣本上，該物鏡陣列包含至少一個電極；一偵測器逆流方向陣列，其沿著該等子射束路徑在至少一個電極之逆流方向定位；及一偵測器順流方向陣列，其沿著該等初級射束路徑在該至少一個電極之順流方向定位，其中偵測器之該逆流方向陣列及偵測器之該順流方向陣列經組態以同時偵測信號粒子。偵測器之順流方向陣列可被稱作接近陣列。
提供沿著初級射束路徑320在不同位置處定位的兩個偵測器陣列可有益於允許不同信號粒子待在每一偵測器陣列處被偵測到。舉例而言，次級帶電粒子主要可在陣列中之一者處被偵測到而反向散射帶電粒子主要在陣列中之其他者處被偵測到。另外或替代地，較小角度反向散射帶電粒子可主要在陣列中之一者處被偵測到而較大角度反向散射帶電粒子在陣列中之其他者處被偵測到。
偵測器之逆流方向陣列可對應於上文所描述的鏡面偵測器350之陣列。換言之，偵測器之逆流方向陣列可沿著初級射束路徑320而配置，且經組態以遠離樣本208面向初級射束路徑320之逆流方向。在此情況下，與如本文所描述的偵測器之順流方向陣列組合提供鏡面偵測器350之陣列。此在圖18A中展示，其中鏡面偵測器350之陣列經提供於下部電極343之逆流方向表面343A上。更一般而言，鏡面偵測器350之陣列可在下部電極343之逆流方向定位。如自上述描述將理解，鏡面偵測器350之陣列可與物鏡陣列241之其他電極相關聯(例如在該等其他電極中、在該等其他電極上、鄰近於該等其他電極而定位、連接至該等其他電極，或與該等其他電極整合)。
如上文所描述，偵測器360之順流方向陣列係在物鏡陣列241之至少一個電極的順流方向而定位。偵測器360之順流方向陣列為在偵測器之逆流方向陣列的順流方向而定位。偵測器360之順流方向陣列可為所提供的最順流方向偵測器陣列，亦即最遠離源201及/或最接近樣本208的偵測器陣列。
偵測器360之順流方向陣列可與物鏡之對應陣列相關聯。偵測器360之順流方向陣列可與物鏡陣列241之至少一個電極相關聯(例如在該至少一個電極中、在該至少一個電極上、鄰近於該至少一個電極而定位、連接至該至少一個電極，或與該至少一個電極整合)。舉例而言，偵測器360之順流方向陣列可鄰近於物鏡陣列241之電極而定位。換言之，偵測器360之順流方向陣列可緊密接近及緊鄰物鏡陣列241之電極而定位。舉例而言，偵測器360之順流方向陣列可連接至物鏡陣列241之電極。換言之偵測器360之順流方向陣列可例如藉由黏著或焊接或某一其他附接方法而附接至物鏡陣列241之電極。舉例而言，偵測器360之順流方向陣列可與物鏡陣列241之電極整合。換言之，偵測器360之順流方向陣列可經形成為物鏡陣列241之電極中之一者之部分。
較佳地，偵測器360之順流方向陣列係與下部電極343相關聯(例如在該下部電極中、在該下部電極上、鄰近於該下部電極而定位、連接至該下部電極，或與該下部電極整合)。因此，較佳地，偵測器360之順流方向陣列鄰近於如以上實例中之任一者所描述的下部電極343而定位、連接至該下部電極或與該下部電極整合。此可係有益的，此係因為若接近於樣本(例如僅在下部電極343下方或在該下部電極上)提供偵測器360之順流方向陣列，則信號粒子可更可能被偵測到。
偵測器360之順流方向陣列可沿著初級射束路徑320在物鏡陣列241之順流方向定位。換言之，偵測器360之順流方向陣列可朝向樣本沿著初級射束路徑320在下部電極343之順流方向定位且不與下部電極343接觸。替代地，偵測器360之順流方向陣列可在下部電極343之順流方向表面343B上，或鄰近於該順流方向表面而定位、連接至該順流方向表面，或與該順流方向表面整合。總之，偵測器360之順流方向陣列可在使用中接近樣本208。此描繪於圖18A中。總之，偵測器360之順流方向陣列可鄰近於及/或接近於樣本208。偵測器360之順流方向陣列可另外被稱作偵測器之接近陣列(亦即接近於樣本208的偵測器之陣列)及/或底部偵測器陣列。
較佳地，偵測器360之順流方向陣列在使用中(亦即當樣本存在時)面向樣本208。此意謂偵測器360之順流方向陣列的偵測表面可直接面向樣本表面208 (初級射束311及312入射於該樣本表面)。在偵測器360之順流方向陣列與樣本208之間可不存在其他組件。在一配置中偵測器360之順流方向陣列可相對於物鏡陣列241可致動例如以實質上維持樣本與偵測器360之順流方向陣列之間的距離。因此，偵測器360之順流方向陣列與樣本208之間的距離L可變化。
儘管較佳地偵測器360之順流方向陣列接近於及/或鄰近於樣本208，但其並非必要性。偵測器360之順流方向陣列可僅為偵測器之逆流方向陣列的順流方向及/或物鏡陣列之電極中之至少一者的順流方向。
如圖18B中所展示，偵測器之逆流方向陣列可為透鏡內偵測器陣列(在此情況下，對應於上文所描述的鏡面偵測器350之陣列)。偵測器之逆流方向陣列(例如鏡面偵測器350之陣列)及偵測器360之順流方向陣列(其在本文中展示為底部偵測器陣列)可經組合以同時偵測信號粒子。在偵測器陣列中之每一者處偵測到之信號粒子可具有不同特性，例如與粒子能量及/或角度相關。
如上文所描述，初級射束(例如311、312)可歸因於物鏡陣列241之電極的電位而穿過物鏡陣列241加速。此可對自樣本208發射的信號粒子(當其在另一方向上，亦即朝向物鏡陣列241行進時)具有減速效應。此展示於圖18B中。電場將取決於當藉由樣本208發射時信號粒子具有的多少能量及其角度而對信號粒子具有不同效應。
次級帶電粒子可具有相對低能量且可藉由物鏡陣列241排斥。換言之，物鏡陣列241可經組態以具有所施加之電位差以便達成次級帶電粒子的排斥。舉例而言，裝置可進一步包含經組態以施加電位差至物鏡之陣列的電位應用配置(例如下文所描述之電壓源)。
排斥帶電粒子係由朝向樣本208返回的最下朝外箭頭450表示。大體上，反向散射帶電粒子具有比次級帶電粒子更大的能量且因此將很少受物鏡陣列241之電場影響。換言之，反向散射帶電粒子可不會尤其是藉由可用以排斥如下文所描述之次級帶電粒子的小電位而容易地被排斥。舉例而言，大角度反向散射帶電粒子(由箭頭451表示)可入射於另外偵測器陣列360。小角度反向散射帶電粒子(由箭頭452表示)可傳遞通過下部電極343中之孔徑。較低能量小角度反向散射帶電粒子可如上文所描述而鏡像。此等帶電粒子(由箭頭452表示)經展示為藉由鏡面偵測器350之陣列偵測到。因此，多個偵測器陣列之使用有益於允許不同類型之信號粒子待被偵測。應注意，在此組態中，較高能量小角度反向散射帶電粒子可不被偵測到(除非提供額外偵測器陣列)。較高能量反向散射帶電粒子可藉由可作為鏡面偵測器350之陣列的替代或補充而提供的另一偵測器陣列偵測到。一個此類替代在下文關於圖19B而描述。
在上文所描述的偵測器陣列之偵測器中的任一者中，可界定一孔徑。此可適用於逆流方向偵測器陣列(且更特定言之，其可適用於鏡面偵測器陣列350)，及/或順流方向陣列360，及/或下文所描述之任一額外偵測器陣列的偵測器。因此，孔徑可經界定於與初級射束路徑320對準、沿著該初級射束路徑配置的至少一個偵測器，且較佳每一偵測器中。換言之，當相關偵測器陣列在適當的位置時，初級射束中之一者可傳遞通過在每一偵測器中提供的孔徑。此允許初級射束沿著初級射束路徑320行進至樣本208。
孔徑可為任何適當形狀。儘管孔徑大體上展示為圓形，但其可為另一形狀。偵測器之孔徑的寬度(其對於圖17A這種鏡面陣列的偵測器展示為A)可小於或等於大約250 µm。偵測器之孔徑的寬度可小於或等於大約100 µm。偵測器之孔徑的寬度可小於或等於大約40 µm。偵測器之孔徑的寬度可大於或等於大約10 µm。偵測器之孔徑的寬度可大於或等於大約30 µm。偵測器之孔徑的寬度可在大約10 µm至250 µm之間。偵測器之孔徑的寬度可在大約10 µm至100 µm之間。較佳地，偵測器之孔徑的寬度可在大約30 µm至40 µm之間。偵測器之孔徑的寬度可在一個給定陣列中全部相同。偵測器之孔徑的寬度可在多個偵測器陣列中相同。偵測器之孔徑的寬度可在全部偵測器陣列中實質上相同。
偵測器360之順流方向陣列可接近於樣本208而定位。較佳地，偵測器360之順流方向陣列係在距樣本大於或等於大約10 µm之距離(L)處定位。較佳地，偵測器360之順流方向陣列係在距樣本小於或等於大約1 mm之距離(L)處定位。較佳地，偵測器360之順流方向陣列定位於樣本之大約10 µm至1 mm之間。
距偵測器360之順流方向陣列的距離可經選擇以控制信號粒子之偵測。換言之，偵測器360之順流方向陣列相對於樣本208之位置經選擇以控制藉由偵測器360之順流方向陣列及/或藉由鏡面偵測器350之陣列進行的對次級信號粒子之偵測。舉例而言，偵測器360之順流方向陣列與樣本280之間的距離(L)可經選擇以控制將藉由偵測器360之順流方向陣列偵測到的信號粒子之量。對於次級帶電粒子，該等次級帶電粒子行進所藉以的立體角在至樣本之較大距離情況下變得較寬：因此在較短距離L處，更多次級帶電粒子將傳遞偵檢器孔。因此，舉例而言，若距離L較小(例如更接近於10 µm)，則較少數目個次級帶電粒子可在偵測器360之順流方向陣列處偵測到，此係因為更多帶電粒子可傳遞通過偵測器之孔徑，而不是擊中偵測器。然而，當距離L相對較大(例如接近於1 mm)時，則較大數目個帶電粒子整體上可藉由偵測器360之順流方向陣列偵測到。然而，在此情況下，可不使具有較低能量之一些信號粒子至偵測器及/或一些較大角度帶電粒子將不藉由偵測器360之順流方向陣列偵測到。應注意，對於反向散射帶電粒子，偵測到之粒子的數目可與偵測器之立體角或多或少成比例，因此在較短距離L處，更多反向散射帶電粒子將由於較大立體角而被偵測到。此亦意謂距離L可以某一方式使用以影響偵測到之次級與反向散射帶電粒子之間的比率。
另外，應理解，改變偵測器360之順流方向陣列與樣本208之間的距離L將更改傳遞通過偵測器孔徑且因此可藉由沿著初級射束路徑320之逆流方向的偵測器陣列偵測到的信號粒子。因此，距離L之選擇將不僅影響藉由偵測器360之順流方向陣列偵測到的信號粒子之量及/或類型，而且將影響藉由任何逆流方向(相對於初級射束311及312)偵測器陣列(諸如鏡面偵測器350之陣列)影響的信號粒子之量及/或類型。
另外或替代地，在偵測器360之順流方向陣列中使用的偵測器之孔徑的寬度可經選擇以控制藉由偵測器360之順流方向陣列及/或鏡面偵測器350之陣列進行的對次級信號粒子之偵測。舉例而言，較大孔徑將減小藉由偵測器360之順流方向陣列偵測到之信號粒子的量。另外，較大孔徑陣列將很可能導致較大角度信號粒子在偵測器360之順流方向陣列處被偵測到。應注意，信號粒子行進穿過偵測器360之順流方向陣列的孔徑以到達任何其他逆流方向偵測器陣列，諸如鏡面偵測器350之陣列。因此，偵測器360之順流方向陣列的偵測器中之較小孔徑將很可能減小藉由鏡面偵測器350之陣列偵測到的信號粒子之量且將意謂較小角度信號粒子將藉由鏡面偵測器350之陣列偵測到。此在下文關於圖19D及圖19E中偵測到之帶電粒子的差異更詳細地描述。
帶電粒子光學裝置可經組態以自偵測器之陣列中之至少一者排斥某些信號粒子。舉例而言，裝置可經組態以將自樣本發射的次級信號粒子排斥遠離偵測器360之順流方向陣列。更特定言之，偵測器360之順流方向陣列可經組態以在使用中具有一電位且樣本208經組態以在使用中具有一電位。為了自偵測器之順流方向陣列排斥某些信號粒子，樣本電位與偵測器之順流方向陣列的電位相比可更正。在此情況下，樣本208與偵測器360之順流方向陣列之間的電位差可大於某一臨限值，例如次級信號粒子臨限值。此將意謂具有小於臨限值之能量的信號粒子將自偵測器360之順流方向陣列排斥。此可有益於例如藉由減小或避免次級信號粒子(其往往會具有比反向散射帶電粒子或至少多數反向散射帶電粒子更低的能量)之偵測而控制被偵測到之信號粒子。
在一實施例中，偵測器之逆流方向陣列可對應於上文所描述的鏡面偵測器350之陣列。在一替代實施例中，偵測器之逆流方向陣列可包含面朝樣本(亦即在樣本208的方向上)的偵測器之陣列。換言之，偵測器之逆流方向陣列可在沿著初級射束路徑320之方向上面朝樣本208。因此，裝置可包含面朝樣本之兩個偵測器陣列，亦即偵測器之逆流方向陣列及偵測器之順流方向陣列。此係參考圖19A、圖19B、圖19C、圖19D、圖19E、圖20A及圖20B而展示。
偵測器之逆流方向陣列可為偵測器370之上部陣列。偵測器370之上部陣列可與物鏡陣列241之上部電極342的順流方向表面342B相關聯(例如在該順流方向表面中、在該順流方向表面上、鄰近於該順流方向表面而定位、連接至該順流方向表面或與該順流方向表面整合)。更特定言之，偵測器370之上部陣列可在物鏡陣列241之上部電極342的順流方向表面342B上、鄰近於該順流方向表面342B而定位、連接至該順流方向表面342B，或與該順流方向表面342B整合，其展示於圖19A、圖19B、圖19C、圖19D及圖19E中。更一般而言，若更多電極經提供於物鏡陣列中，則偵測器370之上部陣列可在任一適當電極之順流方向表面上、鄰近於該順流方向表面而定位、連接至該順流方向表面，或與該順流方向表面整合。更一般而言，偵測器370之上部陣列可定位於上部電極342與下部電極343之間，或在物鏡陣列之最低電極上方的任何其他電極之間。如上文所描述，在至少一個電極之逆流方向(相對於初級射束311及312)提供偵測器370之上部陣列，該至少一個電極相對於此等圖為下部電極343。如所提及，偵測器370之上部陣列可面朝樣本208。在一實施例中，偵測器370之上部陣列的單偵測器元件包圍每一射束孔徑245。在另一實施例中，偵測器370之上部陣列的複數個偵測器元件圍繞每一射束孔徑245。
圖19A中展示的組態在下文參考圖19B至圖19E描述以指示信號粒子可如何藉由所提供之不同偵測器陣列偵測。偵測器370之上部陣列及/或偵測器360之順流方向陣列的定位可如上文所描述不同。
在圖19B中，初級射束311及312可藉由物鏡陣列241加速。如上文所描述，當信號粒子在大體上與初級射束311及312相反之方向上行進(亦即，其遠離樣本208行進)時，此導致對信號粒子之減速效應。大體上在此組態中，偵測器370之上部陣列可用於具有足夠初始動能以克服減速場的小角度反向散射帶電粒子之偵測。如圖中所示，此可產生帶電粒子自樣本208至偵測器370之上部陣列的彎曲路徑(參見箭頭453)。偵測器360之順流方向陣列(亦即，底部偵測器陣列)可以用於偵測較大角度反向散射帶電粒子(參見箭頭454)。
更詳細地，由於在樣本208處產生的反向散射帶電粒子係在物鏡陣列241中減速，僅具有比來自上部電極342與下部電極343之間的電壓差之位能更大的動能的反向散射帶電粒子將能夠到達偵測器370之上部陣列。因此，可藉由偵測器370之上部陣列偵測到僅僅較高能量反向散射帶電粒子(參見箭頭453)(亦即，具有足夠動能以克服減速的彼等帶電粒子，亦即動能高於某一臨限值(例如高能反向散射臨限值))。當此等信號粒子經由電極之孔徑行進至偵測器370之上部陣列(參見箭頭453)時，此意謂信號粒子大體上為小角度(因為較大角度帶電粒子將擊中下部偵測器陣列及/或下部電極，如藉由箭頭454所展示)。因此，偵測器370之上部陣列可偵測小角度高能反向散射帶電粒子。因此，偵測器370之上部陣列可偵測具有高於將已藉由如上文所描述的鏡面偵測器350之陣列偵測到之帶電粒子之能量的小角度帶電粒子。
反向散射帶電粒子之動能將在到達偵測器370之上部陣列之前大體上減小。入射於偵測器370之上部陣列的信號粒子中之一些可在到達時剩下差不多零動能。在此情況下，偵測器370之上部陣列可大體上包含基於電荷之偵測器。然而，若某一臨限能量(諸如粒子偵測臨限值)(例如若干100 eV或甚至更大)可經接受用於到達偵測器的信號粒子，則亦可使用PiN或閃爍體偵測器。在此情況下，PiN或閃爍體偵測器將偵測至少粒子偵測臨限值之信號粒子；此類偵測器可不偵測具有較低能量之信號粒子。若此等較低能量信號粒子被極少關注，則此可適用於一些情形。在其他情況下，此可導致有用資訊丟失。因此，取決於關於信號粒子所需要資訊選擇偵測器的類型係有益的。
應注意，圖19B中展示的偵測器370之上部陣列及圖18B中展示的鏡面偵測器350之陣列可以用於偵測信號粒子，且特定言之具有不同能量範圍之反向散射帶電粒子。偵測器370之上部陣列可以用於偵測較高能量反向散射帶電粒子(箭頭453)，而鏡面偵測器350之陣列可以用於偵測較低能量反向散射帶電粒子(452)。高能量與低能量粒子之間的邊界能量藉由物鏡241之加速電壓差來判定。僅舉例而言，若上部電極343處於5 keV且著陸能量處於30 keV，則邊界能量為25 keV。若加速電壓差可調節，則此可用於改變邊界能量且因此改變藉由偵測器370之上部陣列及/或鏡面偵測器350之陣列中之任一者偵測到之反向散射帶電粒子能量的範圍。儘管圖中未示，但偵測器370之上部陣列可與鏡面偵測器350 (視情況，除其他偵測器陣列外)之陣列組合而提供。在一配置中，該配置可僅以鏡面偵測器350及偵測器370之上部陣列為特徵。
選擇小角度信號帶電粒子用於成像亦意謂藉由陣列中之相鄰偵測器引起的串擾可很大程度上減小。此係由於除與射束陣列之特定子射束相關聯之偵測器以外的陣列之偵測器(尤其是相鄰偵測器)與來自樣本的此類信號粒子(相較於其他信號粒子，例如反向散射帶電粒子)之可能射束路徑的較小立體角相交。反向散射帶電粒子與相鄰偵測器交互的機會或可能性較低。此可提供反向散射帶電粒子在相鄰偵測器之方向上行進較小的感知。此可導致影像對比度之改良。此外，若某些特定應用使用僅小角度信號粒子(且特定言之反向散射帶電粒子)用於成像可係有利的，則在此系統中的諸如311及312之相鄰初級射束之間的節距P可減少。此可有益地增加在系統/設備/工具中使用的初級射束311及312之數目。
節距P可為如上文所描述。特定言之，節距P可定義為自一個孔徑之中間至鄰近孔徑之中間的距離。至少一個電極中之鄰近孔徑之間的節距可小於大約1 mm。較佳地，至少一個電極中之鄰近孔徑之間的節距在大約50 µm與1 mm之間。較佳地，每一電極上之鄰近孔徑之間的節距為實質上均一的。
儘管關於圖19B描述之初級射束311及312經加速，但初級射束可實際上經減速。此係在圖19C、圖19D及圖19E中展示。一般而言，在下文中進一步詳細描述的此等圖中之每一者經提供有正用以減速初級射束311及312的物鏡陣列241。偵測器陣列之定位與關於圖19A及/或圖19B描述的相同。
小角度反向散射帶電粒子通常展示更大材料對比度(及深度特徵的更大對比度)。大角度反向散射帶電粒子通常展示更大構形對比度(表面拓樸)。行進通過下部電極343及偵測器360之順流方向陣列中之孔徑的小角度信號粒子(亦即，具有相對於初級射束之光軸之小角度的反向散射帶電粒子)可藉由偵測器370之上部陣列偵測到。較大角度信號粒子(其很可能為反向散射帶電粒子)可藉由偵測器360之順流方向陣列(亦即，底部偵測器陣列)偵測到。
如關於圖19C所展示，可排斥至少一些信號粒子，且特定言之次級帶電粒子(參見箭頭456)。在此組態中，次級帶電粒子可經排斥以使得僅反向散射帶電粒子被偵測到。次級帶電粒子可藉由具有比樣本208更負之電位的偵測器360之順流方向陣列而返回至樣本208 (藉由圖19C中之最下方箭頭射束456指示)。負電壓在樣本208處產生減速場，且因此將次級帶電粒子往回發送至樣本208。
更詳細地，樣本208之電位可比偵測器360之順流方向陣列的電位更正。偵測器360之順流方向陣列與樣本208之間的電位差排斥自樣本208發射之帶電粒子朝向偵測器360之順流方向陣列行進(例如前進)。較佳地，偵測器360之順流方向陣列的電位可與下部電極343之電位相同。樣本208與偵測器360之順流方向陣列之間的電位差較佳地相對較小，以使得初級射束311及312經投影穿過或通過偵測器360之順流方向陣列至樣本208而不受顯著影響。樣本208與偵測器360之順流方向陣列之間的電位差較佳地大於次級電子臨限值。次級帶電粒子臨限值為等效於自樣本208發出之次級帶電粒子之可能能量的電位差。換言之，次級帶電粒子臨限值可為大約50 eV (亦即等效於用於區分次級帶電粒子與反向散射帶電粒子的能量差)之臨限值。樣本208與偵測器360之順流方向陣列之間的電位差可不同以更改未被排斥的粒子之下限，且因此將改變到達偵測器的帶電粒子之下限。換言之，偵測器360之順流方向陣列的電位可不同以控制在偵測器360之順流方向陣列處的信號粒子之偵測。偵測器360之順流方向陣列的電位、樣本208及任何其他相關電位可如下文關於圖21所描述而被控制。
反向散射帶電粒子將如上文所描述被偵測到(參見箭頭457及458)。因此，此組態可用於僅反向散射模式中，在該僅反向散射模式中僅反向散射帶電粒子經偵測到以區分具有不同角度之反向散射帶電粒子。與次級帶電粒子相比，反向散射帶電粒子具有不同對比度機制，因此反向散射帶電粒子可在次級帶電粒子對比度不足或不存在，或其更適用於具有某一材料而不是拓樸對比度之情況下使用。另外，應注意樣本之(不需要的)充電可發生，其可減小或去除運用次級帶電粒子可偵測的對比度。然而，反向散射帶電粒子之間的對比度可較小受充電影響，此係由於其動能高於次級帶電粒子，且因此反向散射帶電粒子較少受可發生在樣本上的充電之位準(其通常為幾伏)影響。因此，此組態可適用於在影像中之充電效應較大之情況下，或在表面處及在深度處兩者之特徵必須經成像或甚至經量測(例如在疊對應用中)之情況下的應用。
圖19D及圖19E展示其中初級射束311及312藉由物鏡陣列241減速的圖19A之組態的版本。在此等組態中，與上文關於圖19C所描述之版本相反，不排斥次級帶電粒子(參見箭頭459、462、463)。然而，應注意在減速模式中排斥次級帶電粒子之選項藉由施加排斥電位(例如至最低偵測器陣列)而係可能的，如上文所描述。
此等組態之主要想法係偵測器360之順流方向陣列用於偵測反向散射帶電粒子(參見箭頭460)，且在偵測器360之此順流方向陣列中之孔徑(或孔)使得次級帶電粒子(參見箭頭459及463)能夠到達偵測器370之上部陣列。以此方式，用於次級帶電粒子及反向散射帶電粒子之信號可經分開地及同時地收集。取決於樣本構形及組成物以及初級射束著陸能量，次級帶電粒子及反向散射帶電粒子可得到不同影像對比度，不同影像對比度意謂能夠形成具有不同種類材料或缺陷的樣本之獨立影像可係有益的，或不同影像對比度受充電效應影響，從而擴展 具有此偵測系統之系統的應用範圍。
如圖19D中所展示，次級帶電粒子(藉由彎曲箭頭459展示)自樣本208向上加速以穿過下部電極343中之孔徑並到達在上部電極342之底部的偵測器370之上部陣列。反向散射帶電粒子(藉由直線箭頭461及460展示)朝向偵測器370之上部陣列及偵測器360之順流方向陣列行進。物鏡陣列241幾何形狀用於減速初級射束311及312且樣本場經選擇以使得沒有(或非常少)次級帶電粒子到達(亦即，碰撞及/或擊中)偵測器360之順流方向陣列。此係有益的，原因在於偵測器360之順流方向陣列可為純反向散射帶電粒子偵測器。因此，在偵測器360之順流方向陣列中使用的偵測器可為基於電荷之偵測器。
更詳細地，距自樣本(假設在均勻樣本場中)發射的次級帶電粒子之光軸(亦即，初級射束之光軸)的最大徑向距離r可寫為：
其中WD為對應於距離(L)的在樣本208與偵測器底部(例如偵測器360之順流方向陣列)之間的工作距離，T
SE , 0為當自樣本發射時次級帶電粒子之起始動能(例如在0與50eV之間)且E
sample為樣本208上之電場。
偵測器360之順流方向陣列的偵測器中之孔徑以及施加至樣本的電場大體上足夠大，以確保照射於偵測器360之順流方向陣列上的次級帶電粒子減少，或較佳地被防止。換言之，所產生的次級帶電粒子之大部分(參見箭頭459)將行進至偵測器孔徑中且不照射於偵測器360之順流方向陣列上。此展示於圖19D中。避免次級帶電粒子照射(亦即，擊中)偵測器360之順流方向陣列係有益的，此係由於所產生之具有低於幾keV之著陸能量的次級帶電粒子之數目比具有著陸能量之相同範圍的反向散射帶電粒子之數目大得多。因此，避免次級帶電粒子擊中偵測器360之順流方向陣列以使得基於電荷之偵測器可在偵測器360之順流方向陣列上使用同時仍主要偵測反向散射帶電粒子係特別有益的。舉例而言，偵測器360之順流方向陣列的偵測器中之具有大約50 µm之直徑的孔徑應允許大多數次級帶電粒子(箭頭459)傳遞通過至上部偵測器陣列。實務上，較大孔徑可係有益的，以便減小或防止次級帶電粒子照射於偵測器360之順流方向陣列的偵測器孔徑之內部(其仍可被偵測到)。因此，偵測器孔徑之選擇可取決於數個因數，諸如初級射束之間的節距P、電極厚度、樣本場等及所要偵測效能。應注意任一適當值可用於距離L(亦即，工作距離WD)，例如距離L可具有上文所描述的值中之任一者。
偵測器360之順流方向陣列亦可使用PiN偵測器。在PiN偵測器用作偵測器360之順流方向陣列中的情況下，次級帶電粒子通常未經偵測到，此係由於次級電子之最大動能(約50 eV)太小以致不能克服此偵測器中之表面死層。(儘管若次級電子經加速，則其亦可藉由PIN偵測器偵測到，但請注意此偵測器將需要位於物鏡配置之底部多數電極上方。) PiN偵測器之使用可係有益的，原因在於表面層厚度可經調節以獲得想要的效能，例如濾除次級帶電粒子。因此，此偵測器可主要或僅僅偵測反向散射帶電粒子。反向散射帶電粒子可在其具有幾個100 eV之最小能量時運用此偵測器偵測到，該能量大體上係足夠的。PIN偵測器可在其偵測表面上具有薄金屬層以得到在偵測器上方分配的均勻電位(電壓)，及因此較佳效能。
詳言之，偵測器之順流方向陣列(在至少一個電極之沿著初級射束路徑之順流方向定位)可包含較佳地經組態以偵測反向散射信號粒子的半導體偵測器(例如PIN偵測器)之一陣列。偵測器之順流方向陣列可包含在經組態以自來自樣本的偶然帶電粒子中過濾次級信號粒子的半導體偵測器之沿著初級射束路徑之順流方向的偵測器表面，較佳地偵測器表面經定位以便面向樣本。
偵測器360之順流方向陣列亦可為較佳地具有可充當用於次級帶電粒子之吸收層的小導電塗層之閃爍體偵測器。因此，此偵測器陣列僅僅偵測反向散射帶電粒子。閃爍體原則上不需要塗層，但可擁有其能夠施加一電壓至閃爍體，或最佳化朝向感測器之內部光反射。若其不具有塗層，則進入閃爍體之次級電子可產生某一(小)信號(若偵測器位於物鏡配置之底部大多數電極上方且若次級電子經加速)。
因為當此等類型偵測器用於偵測器360之順流方向陣列時，次級帶電粒子大體上將歸因於PiN偵測器或閃爍體偵測器之表面層而不藉由PiN偵測器或閃爍體偵測器偵測到，因此孔徑大小可不太重要。因而，使用較小偵測器孔徑且因此實現初級射束之間的較小節距P可係更可行的。然而，此可以運用偵測器370之上部陣列以減小之次級帶電粒子偵測效率為代價出現。此展示於圖19E中。
如上文所描述，偵測器360之順流方向陣列的偵測器中之孔徑之直徑及/或偵測器360之順流方向陣列與樣本208之間的距離(L)可經選擇以控制到達不同偵測器陣列的帶電粒子。此關於在圖19D與圖19E中展示的信號粒子之間的差異而進一步描述。圖19E展示類似於圖19D之佈局，其中偵測器360之順流方向陣列的偵測器之孔徑大小及/或偵測器360之順流方向陣列與樣本208之間的距離(L)(亦即，工作距離WD)相較於圖19D減小了。
如圖19E中所展示，次級帶電粒子(具有彎曲箭頭462及463)自樣本208向上加速。然而，由於偵測器360之順流方向陣列的有限孔徑及/或與樣本208的接近度，因此次級帶電粒子中之一些(參見箭頭462)照射於偵測器360之順流方向陣列上。當偵測器360之順流方向陣列的偵測器為PiN或閃爍體偵測器(例如具有次級帶電粒子例如不能穿透的可吸收次級帶電粒子的某一表面層)時，則次級帶電粒子不藉由偵測器360之順流方向陣列偵測到。此偵測器可主要或僅僅偵測反向散射帶電粒子。如圖19E中所展示，次級帶電粒子中之一些(參見箭頭462)將擊中偵測器360之順流方向陣列且將不被偵測到(取決於偵測器類型)，此意謂較少數目個次級帶電粒子(參見箭頭463)可到達偵測器370之上部陣列。因此，儘管圖19E中之組態可有益地減小初級射束節距P，但其可導致減少次級帶電粒子偵測效率。
用於偵測器370之上部陣列的偵測器(至少在圖19D或圖19E中之任一者的組態中)可為標準PiN或閃爍體偵測器。由於次級帶電粒子在物鏡陣列241中加速(歸因於此等情況下初級射束之減速)，當照射於偵測器370之上部陣列時次級帶電粒子之動能將足以克服層並產生足夠偵測器信號。一般而言，對於偵測器370之上部陣列的偵測器，基於電荷之偵測器並非較佳，此係因為與運用其他類型之偵測器相比，信雜比可較低，且因此效能方面較差。
應理解，由箭頭465表示的反向散射帶電粒子(以及次級帶電粒子)將能夠傳遞通過偵測器360之順流方向陣列的偵測器中之孔徑且因此到達偵測器370之上部陣列。因此，來自偵測器370之上部陣列的影像仍可包含次級與反向散射帶電粒子之混合物，或自該混合物建立。
因為通常在低於幾個keV之著陸能量下產生比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子，因此來自偵測器370之上部陣列的偵測器信號中之反向散射帶電粒子的部分可較低。此取決於藉由偵測器370之上部陣列進行的次級帶電粒子之檢測機率與藉由偵測器370之上部陣列進行的反向散射帶電粒子之檢測機率的比率。機率取決於物鏡陣列幾何形狀及偵測器360之順流方向陣列中之偵測器的孔徑之大小。預期比率可類似於運用具有小孔徑之基於電荷之底部偵測器獲得的比率或比該比率更佳。已發現比率可藉由在給定設計中增加至樣本208之距離L(亦即，工作距離WD)(若較佳)而得以改良(在透鏡內偵測器影像中之如此相對較少的反向散射帶電粒子信號)。至樣本208之距離L(亦即，工作距離WD)的改變可以減小偵檢效率之代價出現：使用者因此可取決於對於特定應用更重要之物決定如何最佳化比率及因此偵測器360之順流方向陣列的偵測效能。
使用PiN或閃爍體偵測器用於偵測器370之上部陣列及偵測器360之順流方向陣列兩者可實現比運用基於電荷之偵測器更高的掃描速率，此係由於PiN或閃爍體偵測器可具有更高(因此更佳)信雜比。此實現比用於其他類型偵測器之掃描更快的掃描，使得多射束陣列之每射束的掃描速率至少類似於當前單射束工具；因此，舉例而言，相較於當前單射束工具，對於根據本發明之多射束工具而言可達成較高產出量。
如上文所描述，偵測器370之上部陣列及偵測器360之順流方向陣列的偵測器可例如在多個部分(例如4個四分之一圓周)、環中，或多個部分及環兩者中劃分，如在下文參考圖13A及圖13B更詳細地描述。以此方式，可獲得關於次級帶電粒子及/或反向散射帶電粒子之發射的方向性資訊。應注意，由於較佳地在用於減速初級射束的所提議物鏡陣列241中不存在磁場，因此歸因於在行進至偵測器期間磁場中之旋轉效應不存在角度之混合。
在一替代實施例中，偵測器之逆流方向陣列可在物鏡陣列241之逆流方向(相對於初級射束311及312)，該物鏡陣列經展示於圖20A及圖20B中且可被稱作偵測器380之上方透鏡陣列。換言之，偵測器之逆流方向陣列可在物鏡陣列241上方(及在配置中可替換圖19A至圖19E中展示的偵測器370之上部陣列或添加至偵測器370之上部陣列)。因此，偵測器380之上方透鏡陣列可在全部電極之逆流方向，從而形成物鏡陣列241。如所提及，偵測器380之上方透鏡陣列可面朝樣本208。在此情況下，偵測器380之上方透鏡陣列可偵測小角度高能量帶電粒子(參見箭頭466)，例如如關於圖19B所描述。然而，相較於圖19B中之偵測器370的上部陣列，較少數目個粒子可歸因於對信號粒子之較大減速效應到達偵測器380之上方透鏡陣列，此係因為信號粒子必須行進距偵測器陣列更遠。除上述實施例中的任一者外，還可提供偵測器380之上方透鏡陣列。類似於其他實施例之偵測器，在一實施例中，偵測器380之上方透鏡陣列的單一偵測器元件包圍每一子射束路徑。在另一實施例中，偵測器380之上方透鏡陣列的複數個偵測器元件圍繞每一子射束路徑。
可提供偵測器陣列之組合，其中一些係在上文描述並在諸圖中展示。舉例而言，可提供偵測器360之順流方向陣列及/或鏡面偵測器350之陣列及/或偵測器370之上部陣列及/或偵測器380之上方透鏡陣列。
裝置可包含偵測器之額外陣列，其可具備偵測器360之順流方向陣列及/或鏡面偵測器350之陣列及/或偵測器370之上部陣列及/或偵測器380之上方透鏡陣列的任何組合。應注意，額外偵測器陣列可對應於上文所描述之偵測器陣列(亦即，偵測器360之順流方向陣列及/或鏡面偵測器350之陣列及/或偵測器370之上部陣列及/或偵測器380之上方透鏡陣列)或另一不同偵測器陣列中的任一者。舉例而言，偵測器之額外陣列可為上文所描述及在圖19A至圖19E中展示的偵測器370之上部陣列，及/或偵測器之額外陣列可為上文所描述及在圖17A至圖18B中展示的鏡面偵測器350之陣列，及/或偵測器之額外陣列可為偵測器360之順流方向陣列，及/或偵測器之額外陣列可為如圖20A至圖20B中所展示的偵測器380之上方透鏡陣列。偵測器之額外陣列可為不同於上文所描述之偵測器陣列的偵測器陣列。
物鏡陣列241可包含偵測器之額外陣列。換言之，偵測器之額外陣列可與物鏡陣列241相關聯。因此，偵測器之額外陣列可在物鏡陣列241的電極中之至少一者中、上、鄰近於該至少一者定位、連接至該至少一者，或與該至少一者整合。偵測器之額外陣列可與物鏡陣列241之電極中之一者的順流方向(相對於初級射束路徑320)表面相關聯。
如將自陣列之上述組合清楚，可存在任何適當數目個偵測器陣列。舉例而言，可存在定位在任一適當位置處的兩個或三個或四個或五個或更多個偵測器陣列，例如如上文關於偵測器之逆流方向陣列及/或偵測器之順流方向陣列所描述。無論提供的哪些偵測器陣列可同時使用。
如上文所提及，所提及偵測器陣列中之任一者的偵測器可具備多個部分，亦即分成多個區帶，如關於圖13A及/或圖13B所描述。分區偵測器之部分可以多種不同方式分離，例如徑向、環形或任何其他適當方式。偵測器可用作上文所描述之偵測器陣列中的任一者之部分，例如偵測器之逆流方向陣列(例如鏡面偵測器350之陣列及/或偵測器370之上部陣列及/或偵測器380之上方透鏡陣列)、偵測器360之順流方向陣列及/或偵測器之任一額外陣列。另外或替代地，與具有兩個環形部分之下部電極343相關聯之偵測器經展示於圖22中，然而，應理解，偵測器之一個或多個其他陣列可具備具有單獨、多個部分的偵測器。
如上文所描述，若分區偵測器為PiN偵測器，則其可以用於偵測反向散射帶電粒子。然而，若PiN偵測器用作偵測器360之順流方向陣列中的分區偵測器，則次級帶電粒子大體上未經偵測到，此係由於次級電子之最大動能(約50 eV)太小以致不能克服此偵測器中之表面死層。(儘管若次級電子經加速，則其亦可藉由分區PIN偵測器偵測到，但請注意此偵測器將需要位於物鏡配置之最底部電極上方。)
將關於圖22描述一些優點，在圖22中信號粒子之路徑經展示為入射於內環形部分605A及外環形部分605B兩者(分別參見箭頭467及468)。使偵測器分成多個部分(例如環形部分或扇區部分)係有益的，原因在於其允許獲得關於偵測到之信號粒子的更多類型之資訊。舉例而言，具有較小角度(參見箭頭467)之信號粒子可在內環形部分605A處被偵測到且具有較大角度(參見箭頭468)之信號粒子可在外環形部分605B處被偵測到。因此，提供具有多個部分之偵測器對於獲得與偵測到之信號粒子相關的額外資訊可係有益的。然而，在偵測器之複雜度方面存在額外成本。
如上文所描述，第一偵測部分的寬度可為大約2 µm至100 µm及/或第二偵測部分的寬度可為大約10 µm至250 µm。關於圖13A及圖13B描述與該等部分之大小相關的另外較佳值。該等部分之大小可基於信號粒子之所要偵測而選擇。
上述偵測器陣列中之任一者可經組合，亦即可同時使用上述偵測器陣列中的任一者。
相對於樣本208之電位的偵測器360之順流方向陣列的電位可經選擇以控制藉由偵測器360之順流方向陣列進行的對帶電粒子之偵測。較佳地，對帶電粒子之偵測的控制(亦即，藉由電位選擇控制偵測所藉以之方式)係在偵測到的帶電粒子之能量範圍及/或自樣本208發射的經偵測帶電粒子的角度軌道中。本文中關於入射於樣本208上(產生偵測到之帶電粒子)的各別初級射束描述角度軌道。儘管大體上參考初級射束路徑320描述信號粒子之角度，但可參考樣本表面208描述該等角度。應理解，可大體上提供樣本208以使得其係正交的(亦即，相對於初級射束路徑320處於實質上90°)。
更一般而言，相對於樣本208之電位的偵測器陣列(例如鏡面偵測器350之陣列及/或偵測器370之上部陣列及/或偵測器380之上方透鏡陣列及/或偵測器360之順流方向陣列及/或偵測器之任一額外陣列)中之任一者的電位可經選擇以控制至少彼偵測器陣列進行的對帶電粒子之偵測。
應注意，控制偵測器陣列中的任一者之電位可取決於特定偵測器陣列之位置而具有有限用途。舉例而言，當物鏡陣列241經組態以加速初級射束時選擇定位於物鏡陣列241之電極中之至少一者上方的偵測器陣列之電位以控制信號粒子之偵測可能係適用的。然而，可存在改變偵測器之電位的限制，此係由於接近樣本208定位的任一偵測器陣列(例如偵測器360之順流方向陣列)可具有類似於樣本的電位以便減小或避免對樣本208之可能損害。
圖21展示電壓源可經提供至偵測器陣列、物鏡陣列241之電極及樣本208中之每一者(例如作為經控制以施加各別(例如不同)電位至以下各者中之一或多者的一或多個電壓源：偵測器陣列、物鏡陣列241之電極及樣本208)。如上文所描述，電壓源V2及V3可分別提供電位至下部電極343及上部電極342。如上文所描述，電壓源V4可供應電位至樣本208。
鏡面偵測器350之陣列具備電壓源V10以提供電位至鏡面偵測器350之陣列。偵測器360之順流方向陣列具備電壓源V11以提供電位至偵測器360之順流方向陣列。偵測器370之上部陣列(定位於上部電極242與下部電極243之間)具備電壓源V12以提供電位至偵測器370之上部陣列。在物鏡陣列241上方的偵測器380之上方透鏡陣列具備電壓源V13以提供電位至在物鏡陣列241上方的偵測器380之上方透鏡陣列。
儘管圖21展示多個電壓源(或實際上至少一個電壓源)及偵測器陣列，但可如在上述實施例中所描述提供偵測器陣列中之一些中之僅一者。(注意此或此類電壓源可在如下方在本文中所揭露之一或多個控制器的控制下)。此外，可僅僅提供用於所供應偵測器陣列之對應電壓源。舉例而言，若在無其他偵測器陣列中之任一者的情況下提供僅僅鏡面偵測器350之陣列，則可提供僅僅V10 (用於鏡面偵測器350之陣列的電壓源)，亦即在經展示用於圖21中之偵測器陣列的電壓源以外(亦即：不具有V13、V12或V11)。另外電壓源可經提供用於任一額外及/或替代偵測器陣列，且接著任一額外或替代電壓源將對應於所呈現之額外及/或替代偵測器陣列。
施加至偵測器陣列之電位可與施加至物鏡陣列之相關聯電極的電位實質上相同。舉例而言，藉由電壓源V11施加至偵測器360之順流方向陣列的電位可與藉由電壓源V2施加至下部電極343之電位實質上相同。
在上述實施例中，物鏡陣列241大體上包含至少兩個電極。物鏡陣列241可包含一另外電極。另外電極可在上部電極之逆流方向定位。在此情況下，上文所描述的上部電極可為中間電極。替代地，另外電極可定位於下部電極與上部電極之間。在此情況下，另外電極可為中間電極。
上文提及一些較佳類型之偵測器。然而，應注意，在所描述陣列中之任一者中使用的偵測器可為任何適當類型之偵測器，例如電荷偵測器、PIN偵測器或閃爍體偵測器。不同類型之偵測器可用於不同陣列。相同類型之偵測器可用於多個偵測器陣列，或甚至全部偵測器陣列。
初級射束陣列可與任一/全部所提供的偵測器陣列對應。因此，初級射束之陣列可與鏡面偵測器350之陣列、及/或偵測器360之順流方向陣列、及/或偵測器370之上部陣列及/或偵測器380之上方透鏡陣列對應。因此，偵測器陣列之任一/全部可與初級射束對準。
偵測器陣列之任一/全部可彼此對應。舉例而言，鏡面偵測器350之陣列可與偵測器360之順流方向陣列、及/或偵測器370之上部陣列、及/或偵測器380之上方透鏡陣列對應。偵測器360之順流方向陣列可與鏡面偵測器350之陣列及/或偵測器370之上部陣列及/或偵測器380之上方透鏡陣列對應。換言之，偵測器陣列之任一/全部可彼此對準。
上文所描述的偵測器陣列中之任一者可沿著初級射束路徑320配置。換言之，初級射束路徑320可傳遞通過任一/全部偵測器陣列，且較佳通過各別偵測器陣列中之對應孔徑以用於初級射束穿過其的通道。單一偵測器陣列中之偵測器中之每一者可在沿著子射束路徑之共用位置處。偵測器陣列中的任一者可實質上正交於子射束。
在以上實施例中之任一者中，可在底部偵測器陣列不定位於物鏡陣列241與樣本208之間的情況下提供物鏡陣列241。在此情況下，物鏡陣列241可經組態以排斥自樣本208發射之次級帶電粒子，例如物鏡陣列241之至少電極最接近於樣本或在多射束之路徑的最順流方向。此配置可與偵測器模組一起使用，其中偵測器元件係在物鏡陣列241之最順流方向電極上方。物鏡之陣列可經組態以具有所施加之電位差以便達成次級帶電粒子的排斥。
在一實施例中，提供一種將一帶電粒子束陣列投影至樣本上以便偵測自樣本發射之信號粒子的方法。該方法可使用物鏡陣列及/或上文所描述的偵測器陣列中之任一者。該方法包含沿著初級射束路徑320將射束311及312投影至樣本208之表面上，及在物鏡陣列241 (例如鏡面偵測器350之陣列，或偵測器370之上部陣列，或偵測器380之上方透鏡陣列)之至少一個電極之沿著初級射束路徑的逆流方向的偵測器之逆流方向陣列處及在物鏡陣列241之至少一個電極之沿著初級射束路徑之順流方向的偵測器360之順流方向陣列處同時偵測自樣本208發射之信號粒子。
在本發明實施例中，偵測器之逆流方向陣列可為鏡面偵測器350之陣列。換言之，鏡面偵測器之陣列可沿著初級射束路徑311及312而配置，且經組態以遠離樣本208面向初級射束路徑320之逆流方向。
在一實施例中，提供一種將一帶電粒子束陣列投影至樣本208上以便偵測自樣本208發射之信號粒子的方法。該方法包含沿著初級射束路徑將射束投影至樣本之表面上，及在沿著初級射束路徑320配置並遠離樣本208面向初級射束路徑320之逆流方向的偵測器之逆流方向陣列處偵測自樣本208發射之信號粒子。在此情況下，偵測器之逆流方向陣列對應於上文所描述的鏡面偵測器350之陣列。
在本發明實施例中，該方法可包含在鏡面偵測器之陣列處及在偵測器360之順流方向陣列處同時偵測自樣本發射的信號粒子。鏡面偵測器350之陣列係在物鏡陣列241之電極沿著初級射束路徑320之逆流方向定位且偵測器360之順流方向陣列係在至少一個電極之沿著初級射束路徑320之順流方向定位。
此等方法可包含排斥自樣本208發射之具有小於臨限值之能量的信號粒子且其中排斥使用偵測器360之至少順流方向陣列。此等方法可包含排斥自樣本208發射之具有小於臨限值之能量的信號粒子。臨限值可判定可仍到達偵測器的信號粒子之最小初期能量。臨限值可超出由樣本208發出的次級信號粒子之能量。在此等方法中，投影可包含在物鏡陣列241中加速帶電粒子束。在此等方法中，投影可包含在物鏡陣列241中減速帶電粒子束。在此等方法中，偵測可包含使用不同偵測器陣列(較佳地鏡面偵測器250之陣列、偵測器360之順流方向陣列、及/或偵測器370之上部陣列及/或偵測器380之上方透鏡陣列及/或偵測器之任一額外陣列中的至少兩者)偵測不同能量及/或不同角度軌道的信號粒子。在此等方法中，偵測器陣列中的任一者可包含各自具有複數個部分之偵測器。
在一實施例中，提供使用包含如上文在所描述實施例或變體中之任一者中所描述之帶電粒子光學裝置的多射束帶電粒子評估工具偵測自樣本208發射之帶電粒子的方法。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分裂母輻射射束而自母輻射射束導出之任何輻射射束。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被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。
帶電粒子光學裝置可為帶負電粒子裝置。帶電粒子光學裝置可另外稱作電子光學裝置。應理解，電子為特定帶電粒子且可按需要替換在整個本申請案中提及的帶電粒子之全部例項。舉例而言，源可特定地提供電子。貫穿本說明書所提及之帶電粒子可特定地為帶負電粒子。
帶電粒子光學裝置可更特定地定義為帶電粒子光學柱。換言之，裝置可提供為柱。因此，柱可包含如上文所描述之物鏡陣列總成。柱因此可包含如上文所描述之帶電粒子光學系統，例如包含物鏡陣列及視情況偵測器陣列及/或視情況聚光透鏡陣列。
上文所描述的帶電粒子光學裝置包含至少物鏡陣列240。帶電粒子光學裝置可包含偵測器陣列241。帶電粒子光學裝置可包含控制透鏡陣列250。包含物鏡陣列及偵測器陣列之帶電粒子光學裝置因此可與物鏡陣列總成互換，且被稱作物鏡陣列總成，該物鏡陣列總成可視情況包含控制透鏡陣列250。帶電粒子光學裝置可包含關於圖3及/或圖16中之任一者所描述之額外組件。因此，帶電粒子光學裝置可與帶電粒子評估工具40及/或電子光學系統(若在此等圖中包含額外組件)互換，且被稱作帶電粒子評估工具40及/或電子光學系統。
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。電子束工具40 (其可為電子光學柱)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裝置、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。
對組件或組件或元件之系統的參考係可控制的而以某種方式操縱帶電粒子束包括組態控制器或控制系統或控制單元(例如控制器50)以控制組件以按所描述方式操縱帶電粒子束，並且視情況使用其他控制器或裝置(例如，電壓供應器及/或電流供應器)以控制組件從而以此方式操縱帶電粒子束。舉例而言，電壓供應器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的控制下施加電位至諸如在非限制清單中之組件，該非限制清單包括控制透鏡陣列250、物鏡陣列241、聚光透鏡231、校正器、準直器元件陣列271、樣本208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諸如射束路徑之另外組件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。此類電子光學元件可為靜電的。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)。
如在至少圖3及圖16中所描繪且如上文所描述之此類架構的系統或裝置可包含組件，諸如上部射束限制器、準直器元件陣列271、控制透鏡陣列250、掃描偏轉器陣列260、物鏡陣列241、射束塑形限制器及/或偵測器陣列240；存在的此等元件中之一或多者可藉由諸如陶瓷或玻璃間隔物的隔離元件連接至一多個相鄰元件。
本發明可體現為電腦程式。舉例而言，電腦程式可包含指令以發指令給控制器50執行以下步驟。控制器50控制電子束設備以朝向樣本208投影電子束。在一實施例中，控制器50控制至少一個電子光學元件(例如多個偏轉器或掃描偏轉器260、265之陣列)以在電子束路徑中對電子束進行操作。另外或替代地，在一實施例中，控制器50控制至少一個電子光學元件(例如偵測器陣列240)以回應於自樣本208發射之電子束而對該電子束進行操作。
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。
絕緣結構係關於上文之鄰近電極來描述。在一些情況下，特定而言，絕緣結構係關於第一及/或第二電極來描述。絕緣結構可應用於任何鄰近電極，且對第一及第二電極之參考可用其他電極替換。若提供多於兩個電極，則可提供多個絕緣結構。舉例而言，可存在一連串絕緣結構。
元件之任一元件或集合可在電子束工具40內可替換或現場可替換。電子束工具40中之一或多個電子光學組件(尤其是對子射束操作或產生子射束的組件，諸如孔徑陣列及操縱器陣列)可包含一或多個MEMS。
意欲本說明書及實例僅視為例示性，其中本發明之真正範疇及精神藉由以下請求項、條項及其他條項指示。
在一配置中，提供： 條項1: 一種用於一帶電粒子評估工具之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以沿著子射束路徑朝向一樣本投影一帶電粒子多射束，該多射束包含子射束，該裝置包含： 一物鏡陣列，其經組態以將帶電粒子子射束之一陣列投影至該樣本上；及一偵測器陣列，其經組態以接近該樣本並經組態以捕捉自該樣本發射之帶電粒子，其中該帶電粒子光學裝置經組態以將自該樣本發射的次級帶電粒子排斥遠離該偵測器。
條項2：如條項1之帶電粒子光學裝置，其中該物鏡經組態以沿著該等子射束路徑加速該等帶電粒子子射束。
條項3： 一種用於一帶電粒子評估工具之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以沿著子射束路徑朝向一樣本投影一帶電粒子多射束，該多射束包含子射束，該裝置包含：一物鏡陣列，其經組態以將帶電粒子子射束之一陣列投影至該樣本上；及一偵測器陣列，其經組態以接近一樣本並經組態以捕捉自該樣本發射之帶電粒子，其中該物鏡經組態以沿著該等子射束路徑加速該等帶電粒子子射束。
條項4：如條項3之帶電粒子光學裝置，其中該帶電粒子光學裝置經組態以將自該樣本發射的次級帶電粒子排斥遠離該偵測器。
條項5：如任一前述條項之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器陣列經組態以在使用中具有一電位且該樣本經組態以在使用中具有一電位，其中該樣本電位比該偵測器陣列電位更正。
條項6：如條項5之帶電粒子光學裝置，其中該樣本電位與該偵測器陣列電位之間的該電位差大於一次級電子臨限值。
條項7：如任一前述條項之帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列包含其中界定孔徑陣列的至少兩個電極，該至少兩個電極中之對應孔徑與一子射束路徑對準並沿著該子射束路徑配置。
條項8：如條項7之帶電粒子光學裝置，其中該至少兩個電極中之一第一電極係在該至少兩個電極中之一第二電極的逆流方向，該第一電極經組態以在使用中具有一第一電極電位且該第二電極經組態以在使用中具有一第二電極電位，其中該第二電極電位比該第一電極電位更正。
條項9：如條項8之帶電粒子光學裝置，其中該樣本經組態以在使用中處於一電位，其中該樣本電位比該第二電極電位更正。
條項10：如條項9之帶電粒子光學裝置，其中該樣本電位相對於該帶電粒子束之一源為大約+20 kV至+100 kV，且較佳地，該樣本電位為大約+20 kV至+70 kV。
條項11：如條項8至10中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該第一電極電位相對於該帶電粒子束之一源在大約+3 kV至+8 kV之間，且較佳地，該第一電極電位為大約+5 kV。
條項12：如條項8至11中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該第二電極電位相對於該帶電粒子束之一源為大約+20 kV至+100 kV，且較佳地，該第二電極電位為大約+20 kV至+70 kV。
條項13：如條項7至12中任一項之帶電粒子光學裝置，其中至少一個電極中之該孔徑之該直徑在大約30至300 µm之間。
條項14：如條項7至13中任一項之帶電粒子光學裝置，其中至少一個電極中之鄰近孔徑之間的該節距在大約50 µm與500 µm之間。
條項15： 如任一個條項7至14之帶電粒子光學裝置，其進一步包含使鄰近電極分離之一絕緣結構，該絕緣結構包含一主體及自該主體徑向朝內之一突出部，該主體具有一第一側及一第二側，該第二側與該第一側相對，其中該等電極中之一者在該絕緣結構之該第一側上接觸該主體及該突出部，且該主體在該絕緣結構之該第二側上接觸該等電極中之另一者，且一間隙界定於該突出部與該等電極中之該另一者之間。
條項16：如前述條項中任一項之帶電粒子光學裝置，其進一步包含在該物鏡陣列之逆流方向定位的一控制透鏡陣列，其中每一控制透鏡係與一各別物鏡相關聯。
條項17：如條項16之帶電粒子光學裝置，其中該控制透鏡陣列經組態以提供在各別控制透鏡與對應物鏡之間的一中間焦點。
條項18：如條項16或17中之任一項之帶電粒子光學裝置，其中該控制透鏡陣列經組態以沿著該等子射束路徑減速該等帶電粒子子射束。
條項19：如任一前述條項之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器陣列經組態以比次級帶電粒子偵測更多反向散射帶電粒子。
條項20：如任一前述條項之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器陣列定位於該樣本之大約10 µm至50 µm之間。
條項21：前述條項中任一項之帶電粒子光學裝置，其進一步包含經組態以在使用中施加電位至該物鏡陣列之該至少一個電極及/或該樣本的一電源。
條項22：一種用於朝向一樣本表面投影帶電粒子之一多射束的物鏡總成，該物鏡總成包含：一物鏡陣列，其包含沿著該多射束之該路徑配置的至少兩個電極且其中界定複數個孔徑；及一偵測器陣列，其經組態以回應於該多射束而偵測由該樣本發出的帶電粒子，其中：該偵測器陣列經組態以可接近於該樣本定位並經組態以將由該樣本發出的次級電子排斥遠離該偵測器。
條項23：如條項22之物鏡總成，其中該樣本經設定為一樣本電位且該偵測器陣列經設定為一偵測器陣列電位，且該樣本電位與該偵測器陣列電位之間的該電位差大於一次級電子臨限值。
條項24：如條項23之物鏡總成，其中該次級電子臨限值為等效於自該樣本發出之一次級電子之該可能電子能的該電位差。
條項25：如條項22至24中任一項之物鏡總成，其中該偵測器陣列經組態以偵測比次級電子更多的反向散射電子。
條項26： 一種用於一帶電粒子評估工具之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以沿著子射束路徑朝向一樣本投影一帶電粒子多射束，該多射束包含子射束，該裝置包含：一物鏡陣列，其經組態以將帶電粒子子射束之一陣列投影至該樣本上；及一偵測器陣列，其經組態以捕捉自該樣本發射之帶電粒子，其中該裝置經組態以在兩個操作狀態之間切換，其中在一第一操作狀態中，該偵測器陣列經組態以偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子，且在一第二操作狀態中，該偵測器陣列經組態以偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子。
條項27：如條項26之帶電粒子光學裝置，其中在該第一操作狀態中，該等物鏡經組態以將該帶電粒子束減速至該樣本上，且在該第二操作狀態中，該等物鏡經組態以將該帶電粒子束加速至該樣本上。
條項28：如條項26或27中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列經組態以將該等帶電粒子子射束於該樣本上之一聚焦維持在該第一及第二操作狀態中。
條項29：如條項26至28中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列包含經組態以具有一第一電極電位的一第一電極及經組態以具有一第二電極電位的一第二電極，該第一電極係在該第二電極之逆流方向。
條項30：如條項29之帶電粒子光學裝置，其中在該第一操作狀態中，該第一電極電位比該第二電極電位更正。
條項31：如條項29或30中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中在該第二操作狀態中，該第二電極電位比該第一電極電位更正。
條項32：如條項29至31中任一項之帶電粒子光學裝置，其中至少該第一電極電位係在該第一操作狀態與第二操作狀態之間調整以將該初級射束於該樣本上之一聚焦維持在該第一及第二操作狀態中。
條項33：如條項29至32中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中鄰近電極係藉由一絕緣結構分隔開，該絕緣結構經組態以在該第一操作狀態及該第二操作狀態中使用，較佳地其中該物鏡陣列包含該絕緣結構
條項34：如條項33之帶電粒子光學裝置，其中該絕緣結構由一主體及自該主體徑向朝內之一突出部形成，該主體之特徵在於一第一側及一第二側，該第一側與該第二側相對，其中：在該絕緣結構之該第一側上該主體接觸該等電極中之一者且一第一間隙形成於該突出部與該等電極中之該一者之間，且在該絕緣結構之該第二側上，該主體接觸該等電極中之另一者且一第二間隙形成於該突出部與該等電極中之該另一者之間。
條項35：如條項29至34中任一項之帶電粒子光學裝置，其進一步包含經組態以施加該第一電極電位至該第一電極及/或施加該第二電極電位至該第二電極的一電源。
條項36：如條項26至35中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器陣列經組態以接近於該樣本。
條項37：如條項26至36中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該裝置經組態以維持該第一操作狀態與該第二操作狀態之間的該偵測器陣列與該樣本之間的一距離且反之亦然。
條項38：如條項26至37中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該裝置經組態以改變該偵測器陣列240與該樣本208之間的該距離以使得該次級帶電粒子當在該第一操作狀態中時聚焦於該偵測器陣列240且該反向散射帶電粒子當在該第二操作狀態中時聚焦於該偵測器陣列240
條項39：如條項26至38中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該裝置經組態以在使用中當在該第一操作狀態與該第二操作狀態之間切換時改變該物鏡陣列與該樣本之間的一距離且反之亦然。
條項40：如條項39之帶電粒子光學裝置，其中該裝置經組態以當切換至該第二操作狀態時減小該物鏡陣列與該樣本之間的該距離。
條項41：如條項39或條項40中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該裝置經組態以當切換至該第一操作狀態時增加該物鏡陣列與該樣本之間的一距離。
條項42：如條項39至41中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該裝置經組態以使該物鏡陣列及/或該樣本沿著該等子射束路徑相對於彼此移動以便在該第一操作狀態與該第二操作狀態之間切換。
條項43：如條項39至42中任一項之帶電粒子光學裝置，其進一步包含經組態以移動該物鏡陣列以便改變該物鏡陣列與該樣本之間的該距離的一致動器。
條項44：如條項39至43中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該裝置經組態以移動該樣本以便改變該物鏡陣列與該樣本之間的該距離。
條項45：如條項39至44中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列經組態為一可切換模組之部分，不同模組具有沿著該子射束路徑在距該樣本之不同距離處的一物鏡陣列。
條項46：一種用於一帶電粒子評估工具之偵測器，其中該偵測器經組態以捕捉自一樣本發射之帶電粒子，且其中該偵測器經組態以在兩個操作狀態之間切換，其中在一第一操作狀態中，該至少一個偵測器經組態以偵測到比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子，且在一第二操作狀態中，該至少一個偵測器經組態以偵測到比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子。
條項47：如條項46之偵測器，其中一孔徑經界定且經組態以用於一帶電粒子束之傳遞通過，該偵測器包含：包圍該孔徑之一內偵測部分；及自該內偵測部分徑向朝外之一外偵測部分。
條項48：如條項47之偵測器，其中在該第一操作狀態中，該偵測器使用該內偵測部分且不使用該外偵測部分。
條項49：如條項47或48中之任一項的偵測器，其中在該第二操作狀態中，該偵測器使用至少該外偵測部分。
條項50：如條項46至49中任一項之偵測器，其中該第一偵測部分之該直徑為大約40至60 µm及/或該第二偵測部分之該直徑為大約150至250 µm。
條項51：一種用於一帶電粒子評估工具之偵測器陣列，其經組態以操作：在一反向散射操作狀態中以較佳地偵測反向散射帶電粒子；及在一次級帶電粒子狀態中以較佳地偵測次級帶電粒子，該偵測器陣列包含如條項46至50中之任一項中主張的一偵測器陣列。
條項52：一種用於一多射束帶電粒子評估工具之帶電粒子光學裝置，其包含：一物鏡陣列；及一偵測器陣列，該偵測器陣列包含如在條項46至50中之任一項中主張的一偵測器陣列，其中在物鏡陣列及該偵測器陣列之該等電極中之該等孔徑經配置於該帶電粒子多射束之子射束路徑上。
條項53：如條項1至21或26至45中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器陣列包含如條項46至50中任一項之偵測器。
條項54：如條項22至25中任一項之物鏡總成，其中該偵測器陣列包含如條項46至50中任一項之偵測器。
條項55：一種將複數個帶電粒子束投影至一樣本上以便偵測在自該樣本發射的該等帶電粒子中之反向散射帶電粒子之一較大比例的方法，該方法包含：a)將該等帶電粒子束投影至該樣本之一表面上；及b)排斥自該樣本發射的次級帶電粒子。
條項56：一種將複數個帶電粒子束投影至一樣本上以便偵測在自該樣本發射的該等帶電粒子中之反向散射帶電粒子之一較大比例的方法，該方法包含：a)將該等帶電粒子束投影至該樣本之一表面上包含在一物鏡陣列中加速該帶電粒子束。
條項57：一種選擇性地偵測次級帶電粒子及自一樣本發射之反向散射帶電粒子的方法，該方法包含：a)在以下各者之間選擇一偵測器之一操作模式：一反向散射模式，其用於偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子；及一次級模式，其用於偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子；b)將複數個帶電粒子束投影至該樣本之一表面上；及c)在該所選擇操作模式中偵測自該樣本發射的帶電粒子。
條項58：如條項57之方法，其進一步包含在該反向散射模式下在一物鏡陣列中使該等帶電粒子束加速及/或在該次級模式下在一物鏡陣列中使該等帶電粒子束減速。
條項59：一種偵測自一樣本發射之次級帶電粒子及反向散射帶電粒子的方法，該方法包含：a)在以下各者之間選擇一偵測器之一操作模式：一反向散射模式，其用於偵測比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子；及一次級模式，其用於偵測比反向散射帶電粒子更多的次級帶電粒子；b)在該所選擇模式中捕捉自該樣本發射的帶電粒子以便偵測帶電粒子。
條項60：如條項56至59中的任一項之方法，其進一步包含排斥自該樣本發射的次級帶電粒子。
條項61： 一種操作用於偵測反向散射帶電粒子之一帶電粒子評估工具的方法，該方法包含： a)朝向一樣本表面投影一帶電粒子多射束；b)回應於該多射束具有小於一臨限值之一能量而排斥由該樣本發出的帶電粒子；及c)使用接近該樣本定位的一偵測器陣列偵測自該樣本發射並具有至少該臨限值之一能量的帶電粒子。
條項62：如條項61之方法，其中該臨限值超出由該樣本發出的一次級帶電粒子之一能量。
條項63：如條項61或62中之任一項的方法，其中該投影包含朝向該樣本加速該帶電粒子多射束，該加速較佳地在該物鏡陣列中。
條項64：如條項61至63中任一項之方法，其中該排斥至少使用該偵測器陣列。
條項65：如條項55至64中任一項之方法，其進一步包含提供在各別控制透鏡與對應物鏡之間的一中間焦點。
條項66：如條項55至65中任一項之方法，其中在該偵測中，偵測到比次級帶電粒子更多的反向散射帶電粒子。
條項67：一種偵測反向散射帶電粒子的方法，該方法包含使用包含如條項1至21、26至45、52及53中任一項之帶電粒子光學裝置或如條項22至25及54中任一項之物鏡總成的一多射束帶電粒子評估工具。
條項68： 一種用於一帶電粒子評估工具之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以沿著子射束路徑朝向一樣本投影一帶電粒子多射束，該多射束包含子射束，該裝置包含：一物鏡陣列，其經組態以將一帶電粒子子射束陣列投影至該樣本上，該物鏡陣列包含至少一個電極；一偵測器逆流方向陣列，其沿著該等子射束路徑在至少一個電極之逆流方向定位；及一偵測器順流方向陣列，其沿著該等初級射束路徑在該至少一個電極之順流方向定位，其中該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列經組態以同時偵測信號粒子。
條項69： 一種用於一帶電粒子評估工具之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以沿著子射束路徑朝向一樣本投影一帶電粒子多射束，該多射束包含子射束，該裝置包含： 一物鏡陣列，其經組態以將一帶電粒子子射束陣列投影至該樣本上並包含至少一個電極；及一偵測器陣列，其沿著該等子射束路徑配置且經組態以偵測信號帶電粒子並遠離該樣本面向該等子射束路徑之逆流方向。
在一配置中，提供以下另外條項。
另外條項1:一種用於一帶電粒子系統之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以沿著初級射束路徑朝向一樣本投影一帶電粒子束陣列，該裝置包含：一物鏡陣列，其經組態以將該等射束投影至該樣本上並包含至少一個電極；一偵測器逆流方向陣列，其在該至少一個電極之沿著該等初級射束路徑之逆流方向定位(或沿著該等初級射束路徑在該至少一個電極之逆流方向定位)；及一偵測器順流方向陣列，其在該至少一個電極之沿著該等初級射束路徑之順流方向定位(或沿著該等初級射束路徑在該至少一個電極之順流方向定位)，合乎需要地，其中該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列經組態以同時偵測信號粒子。
另外條項2：如另外條項1之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係沿著該等初級射束路徑配置並經組態以遠離該樣本面向該初級射束路徑之逆流方向。
另外條項3：一種用於一帶電粒子系統之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以朝向一樣本沿著初級射束路徑投影一帶電粒子束陣列，該裝置包含：一物鏡陣列，其經組態以將該等射束投影至該樣本上並包含至少一個電極；及一偵測器陣列，其沿著該等初級射束路徑配置(例如在一共同位置處)且經組態以偵測信號粒子並遠離該樣本面向該等初級射束路徑之逆流方向。
另外條項4：如另外條項3之帶電粒子光學裝置，其包含在該至少一個電極之沿著該等初級射束路徑之順流方向定位的一偵測器順流方向陣列，其中：該偵測器陣列為在該至少一個電極之沿著該等初級射束路徑之逆流方向定位的一偵測器逆流方向陣列；且該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列經組態以同時偵測信號粒子。
另外條項5：如另外條項1、2及4中的任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列在使用中沿著該等初級射束路徑在該物鏡陣列之順流方向定位並面向該樣本。
另外條項6：如另外條項1、2、4及5中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中相對於該樣本之一電位的該偵測器順流方向陣列的一電位經選擇以控制藉由該偵測器順流方向陣列進行的對該等信號粒子之偵測，較佳地該等信號粒子之偵測時的該控制係在該等信號粒子之一能量範圍及/或來自該樣本之該等信號粒子較佳地相對於該等各別初級射束路徑之一角度軌道中。
另外條項7：如另外條項1至2及4至6中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該帶電粒子光學裝置經組態以將自該樣本發射的次級信號粒子排斥遠離該偵測器順流方向陣列。
另外條項8：如另外條項7之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列經組態以在使用中具有一電位且該樣本經組態以在使用中具有一電位，其中該樣本電位比該偵測器順流方向陣列電位更正。
另外條項9：如另外條項8之帶電粒子光學裝置，其中該樣本電位與該偵測器順流方向陣列電位之間的該電位差大於一次級信號粒子臨限值。
另外條項10：如另外條項1至2及4至9中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列定位於該樣本之大約10 µm至1 mm之間。
另外條項11：如另外條項1、2及4至10中的任一項之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列相對於該樣本之位置經選擇以控制藉由該偵測器順流方向陣列及/或該偵測器逆流方向陣列進行的對次級信號粒子之偵測。
另外條項12：如另外條項1、2及4至11中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中一孔徑經界定於該偵測器順流方向陣列之每一偵測器中，其中該孔徑與一初級射束路徑對準並沿著該初級射束路徑配置，其中該孔徑之一寬度經選擇以控制藉由該偵測器順流方向陣列及/或該偵測器逆流方向陣列進行的對次級信號粒子之偵測。
另外條項13：如另外條項1至2及4至12中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列包含其中界定孔徑陣列的至少兩個電極，該至少兩個電極中之對應孔徑與一初級射束路徑對準並沿著該初級射束路徑配置，該至少兩個電極包含一上部電極及一下部電極，該上部電極係沿著該初級射束路徑在該下部電極之逆流方向。
另外條項14：如另外條項13之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列係與該下部電極相關聯。
另外條項15：如另外條項13或14中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列係與該下部電極之一順流方向表面相關聯。
另外條項16：如另外條項1至13中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列包含其中界定孔徑陣列的至少兩個電極，該至少兩個電極中之對應孔徑與一初級射束路徑對準並沿著該初級射束路徑配置，該至少兩個電極包含一上部電極及一下部電極，該上部電極係沿著該初級射束路徑在該下部電極之逆流方向。
另外條項17：如另外條項13至16中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係與該物鏡陣列之該至少兩個電極中之一者相關聯。
另外條項18：如另外條項13至17中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係與該物鏡陣列之該至少兩個電極中之一者的一逆流方向表面相關聯。
另外條項19：如另外條項18之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係與該物鏡陣列之該下部電極的一逆流方向表面相關聯。
另外條項20：如另外條項13至17中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係與該物鏡陣列之該至少兩個電極中之一者的一順流方向表面相關聯。
另外條項21：如另外條項20之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係與該物鏡陣列之該上部電極的一順流方向表面相關聯。
另外條項22：如另外條項13至21中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列包含一另外電極。
另外條項23：如另外條項22之帶電粒子光學裝置，其中該另外電極在該上部電極之逆流方向定位。
另外條項24：如另外條項22之帶電粒子光學裝置，其中該另外電極定位於該下部電極與該上部電極之間。
另外條項25：如另外條項13至24中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係在該物鏡陣列之逆流方向。
另外條項26：如另外條項1至25中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列包含一偵測器額外陣列
另外條項27：如另外條項18或19中之任一項的帶電粒子光學裝置，其進一步包含在該至少兩個電極中之一者的一順流方向表面上的一偵測器額外陣列。
另外條項28：如另外條項27之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器額外陣列係在該上部電極之一順流方向表面上。
另外條項29：如另外條項26至28中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器額外陣列及該偵測器逆流方向陣列彼此面向定位。
另外條項30：如另外條項26至29中的任一項之帶電粒子光學裝置，其中相對於該樣本之一電位的該偵測器額外陣列之一電位經選擇以控制藉由該偵測器額外陣列進行的對該等信號粒子之偵測。
另外條項31：如任一前述另外條項之帶電粒子光學裝置，其中相對於該樣本之一電位的該偵測器逆流方向陣列之一電位經選擇以控制藉由該偵測器逆流方向陣列進行的對該等信號粒子之偵測。
另外條項32：如任一前述另外條項之帶電粒子光學裝置，其中每一偵測器具有經界定於其中的一孔徑，該孔徑與初級射束路徑對準並沿著初級射束路徑配置。
另外條項33：如另外條項32之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器之該孔徑的一寬度係在大約10 µm至100 µm之間，或較佳地在大約30 µm至40 µm之間。
另外條項34：如任一前述另外條項之帶電粒子光學裝置，其中至少一個偵測器經提供為包含2、3、4或更多個部分之扇區部分。
另外條項35：如任一前述另外條項之帶電粒子光學裝置，其中至少一個偵測器經提供為包含2、3、4或更多個部分之環形部分。
另外條項36：如另外條項35之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器包含圍繞該孔徑之一內環形部分及自該內環形部分徑向朝外之一外環形部分。
另外條項37：如另外條項36之帶電粒子光學裝置，其中該第一偵測部分的該寬度為大約2 µm至100 µm及/或該第二偵測部分的該寬度為大約10 µm至150 µm。
另外條項38：如前述另外條項中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器為一電荷偵測器、PIN偵測器或閃爍體偵測器。
另外條項39：如另外條項1至37中之任一項的帶電粒子光學裝置，其中該偵測器為較佳地經組態以偵測反向散射信號粒子的一半導體偵測器(例如PIN偵測器)，其中偵測器包含在經組態以自來自該樣本之偶然帶電粒子中過濾次級信號粒子的該等半導體偵測器之沿著該初級射束路徑之順流方向的一偵測器表面，較佳地該偵測器表面經定位以便面向該樣本。
另外條項40：如任一前述另外條項之帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列經組態以沿著該等初級射束路徑加速該等帶電粒子。
另外條項41：如任一前述另外條項之帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列經組態以沿著該等初級射束路徑減速該等帶電粒子射束。
另外條項42：如任一前述另外條項之帶電粒子光學裝置，其中經界定孔徑陣列經界定於每一電極中，合乎需要地，該物鏡陣列包含具有經界定孔徑陣列之至少兩個電極。
另外條項43：如任一前述另外條項之帶電粒子光學裝置，其中每一偵測器陣列包含圍繞每一射束孔徑之複數個偵測器元件。
另外條項44：如任一前述另外條項之帶電粒子光學裝置，其中一電壓供應器或至少一個電壓供應器經組態以電連接至以下各者中之一或多者，視情況全部：該電極物鏡陣列、該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列中之至少一者；及一控制器，其經組態以控制藉由該電壓供應器(或至少一個電壓供應器)施加至以下各者中之至少一者的一電位：該物鏡陣列之該至少一個電極、該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列。
另外條項45：一種用於一帶電粒子系統之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以朝向一樣本沿著初級射束路徑投影一帶電粒子束陣列，該裝置包含：一物鏡陣列，其經組態以將該等射束投影至該樣本上並包含至少一個電極；及一偵測器順流方向陣列，其在該至少一個電極之沿著該等初級射束路徑之順流方向定位，該偵測器陣列包含較佳地經組態以偵測反向散射信號粒子的一半導體偵測器(例如PIN偵測器)陣列，其中該偵測器順流方向陣列包含在經組態以自來自該樣本之該等偶然帶電粒子中過濾次級信號粒子的該等半導體偵測器之沿著該初級射束路徑之順流方向的一偵測器表面，較佳地該偵測器表面經定位以便面向該樣本。
另外條項46：一種將一帶電粒子束陣列投影至一樣本上以便偵測自該樣本發射之信號粒子的方法，該方法包含：a)沿著初級射束路徑將該等射束投影至該樣本之一表面上；及b)在一物鏡陣列之至少一個電極的沿著該等初級射束路徑的逆流方向之一偵測器逆流方向陣列處及在一物鏡陣列之至少一個電極之沿著該等初級射束路徑的順流方向之一偵測器順流方向陣列處同時偵測自該樣本發射之該等信號粒子。
另外條項47：如另外條項46之方法，其中該偵測器逆流方向陣列係沿著該等初級射束路徑配置並經組態以遠離該樣本面向該初級射束路徑之逆流方向。
另外條項48：一種將一帶電粒子束陣列投影至一樣本上以便偵測自該樣本發射之信號粒子的方法，該方法包含：a)沿著初級射束路徑將該等射束投影至該樣本之一表面上；及b)在沿著該等初級射束路徑配置並遠離該樣本面向該等初級射束路徑之逆流方向的一偵測器陣列處偵測自該樣本發射之該等信號粒子。
另外條項49：如另外條項48之方法，其進一步包含在該偵測器陣列處及在一偵測器順流方向陣列處同時偵測自該樣本發射之信號粒子，其中該偵測器陣列為在一物鏡陣列之一電極的沿著該等初級射束路徑之逆流方向定位的一偵測器逆流方向陣列且該偵測器順流方向陣列係在該至少一個電極之沿著該等初級射束路徑之順流方向定位。
另外條項50：如另外條項46、47及49中之任一項的方法，其進一步包含排斥自該樣本發射之具有小於一臨限值之一能量的信號粒子且其中該排斥使用至少該偵測器順流方向陣列。
另外條項51：如另外條項46至49中之任一項的方法，其進一步包含排斥自該樣本發射的具有小於一臨限值之一能量的信號粒子。
另外條項52：如另外條項47或48中之任一項的方法，其中該臨限值超出由該樣本發出的一次級信號粒子之一能量。
另外條項53：如另外條項46至52中之任一項的方法，其中該投影包含在該物鏡陣列中加速該等帶電粒子束。
另外條項54：如另外條項46至52中之任一項的方法，其中該投影包含在該物鏡陣列中減速該等帶電粒子束。
另外條項55：如另外條項46至54中之任一項的方法，其中該偵測包含使用不同偵測器陣列(較佳地該偵測器逆流方向陣列、該偵測器順流方向陣列及/或一偵測器額外陣列中之至少兩者)偵測不同能量及/或不同角度軌道之信號粒子。
另外條項56：如另外條項55之方法，其中該等偵測器陣列中之至少一者包含各自具有複數個部分的偵測器。
另外條項57：一種使用包含如另外條項1至44或45中之任一項的該帶電粒子光學裝置的一多射束帶電粒子評估工具偵測自一樣本發射之帶電粒子的方法。
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
50:控制器
100:帶電粒子束檢測設備
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
220:子射束路徑
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
233:中間焦點
234:物鏡
235:偏轉器
236:中間焦點
240:偵測器陣列
241:物鏡陣列
242:第一電極
243:第二電極
244:第三電極
245:第一孔徑陣列
246:第二孔徑陣列
247:第三孔徑陣列
248:致動器
250:控制透鏡陣列
260:掃描偏轉器
265:巨型掃描偏轉器
270:巨型準直器
280:信號處理系統
290:電源
311:初級射束
312:初級射束
320:初級射束路徑
342:上部電極
342A:逆流方向表面
342B:順流方向表面
343:下部電極
343A:逆流方向表面
343B:順流方向表面
350:鏡面偵測器
360:偵測器
370:偵測器
380:偵測器
404:基板
405:偵測器元件
405A:內環形部分
405B:外環形部分
406:射束孔徑
407:邏輯層
408:佈線層
409:基板穿孔
450:箭頭
451:箭頭
452:箭頭
453:箭頭
454:箭頭
456:箭頭
457:箭頭
458:箭頭
459:箭頭
460:箭頭
461:箭頭
462:箭頭
463:箭頭
465:箭頭
466:箭頭
467:箭頭
468:箭頭
500:絕緣基板
501:主體
502:第一側
503:第二側
504:徑向朝內突出部
505:間隙
506:突出部
507:間隙
508:徑向朝內突出部
509:間隙
605A:內環形部分
605B:外環形部分
A:寬度
d:直徑
L:距離
P:節距
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為說明為
圖 1之例示性帶電粒子束檢測設備之一部分的例示性多射束設備之示意圖。
圖 3為根據一實施例之例示性多射束設備的示意圖。
圖 4為根據一實施例之例示性帶電粒子光學裝置的示意圖。
圖 5為根據一實施例之檢測設備之物鏡的示意性橫截面圖。
圖 6為根據一替代實施例之檢測設備之物鏡的示意性橫截面圖。
圖 7為
圖 5或
圖 6之物鏡的仰視圖。
圖 8為
圖 5或
圖 6之物鏡之修改的仰視圖。
圖 9為併入於
圖 5或
圖 6之物鏡中的偵測器之放大示意性橫截面圖。
圖 10、
圖 11及
圖 12為用於一實施例中之絕緣結構的示意性橫截面圖。
圖 13A及
圖 13B展示經修改偵測器之變體的仰視圖。
圖 14為使用
圖 13A之經修改偵測器的
圖 5或
圖 6之物鏡的仰視圖。
圖 15為併入於使用
圖 13A之經修改偵測器的
圖 5或
圖 6之物鏡中之偵測器的放大示意性橫截面圖。
圖 16為包含巨型準直器及巨型掃描偏轉器之例示性電子光學系統的示意圖。
圖 17A為根據一實施例之物鏡的示意性橫截面圖且
圖 17B展示使用中之
圖 17A的物鏡。
圖 18A為根據一實施例之物鏡的示意性橫截面圖且
圖 18B展示使用中之
圖 18A的物鏡。
圖 19A為根據一實施例之物鏡的示意性橫截面圖且
圖 19B、
圖 19C、
圖 19D及
圖 19E展示使用中之
圖 19A的物鏡。
圖 20A為根據一實施例之物鏡的示意性橫截面圖且
圖 20B展示使用中之
圖 20A的物鏡。
圖 21為根據一實施例之例示性帶電粒子光學裝置的示意圖。
圖 22為使用
圖 13A之偵測器的根據一實施例之物鏡的示意性橫截面圖。
示意圖及視圖展示下文所描述之組件。然而，圖式中所描繪之組件未按比例繪製。
208:樣本
241:物鏡陣列
311:初級射束
312:初級射束
342:上部電極
343:下部電極
360:偵測器
370:偵測器
453:箭頭
454:箭頭
Claims (15)
- 一種用於帶電粒子系統之帶電粒子光學裝置，該裝置經組態以沿著初級射束路徑朝向一樣本投影一帶電粒子束陣列，該裝置包含： 一物鏡陣列，其經組態以將該射束投影至一樣本上並包含沿著一帶電粒子束陣列之初級射束路徑的至少兩個電極； 一偵測器逆流方向陣列，其沿著該等初級射束路徑在該至少一個電極之逆流方向定位； 一偵測器順流方向陣列，其沿著該等初級射束路徑在該至少一個電極之順流方向定位； 至少一個電壓供應器，其經組態以電連接至該物鏡陣列、該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列中之一或多者；及 一控制器，其經組態以控制藉由該至少一個電壓供應器施加至該物鏡陣列之該至少一個電極、該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列的一電位； 其中該偵測器逆流方向陣列及該偵測器順流方向陣列經組態以同時偵測信號粒子。
- 如請求項1之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係沿著該等初級射束路徑配置並經組態以遠離該樣本面向該等初級射束路徑之逆流方向。
- 如請求項1或2之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列係沿著該等初級射束路徑在該物鏡陣列之順流方向定位並在使用中面向該樣本。
- 如請求項1或2之帶電粒子光學裝置，其中相對於該樣本之一電位的該偵測器順流方向陣列之一電位經選擇以控制藉由該偵測器順流方向陣列對該等信號粒子進行之偵測，較佳地該等信號粒子之偵測時的該控制係在該等信號粒子之一能量範圍及/或來自該樣本之該等信號粒子較佳地相對於該等各別初級射束路徑之一角度軌道中。
- 如請求項1或2之帶電粒子光學裝置，其中該帶電粒子光學裝置經組態以將自該樣本發射之次級信號粒子排斥遠離該偵測器順流方向陣列。
- 如請求項1或2之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列相對於該樣本之位置經選擇以控制藉由該偵測器順流方向陣列及/或該偵測器逆流方向陣列進行的對次級信號粒子之偵測。
- 如請求項1或2之帶電粒子光學裝置，其中該物鏡陣列包含其中界定孔徑陣列之至少兩個電極，該至少兩個電極中之對應孔徑與一初級射束路徑對準並沿著該初級射束路徑配置，該至少兩個電極包含一上部電極及一下部電極，該上部電極沿著該初級射束路徑在該下部電極之逆流方向。
- 如請求項7之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列係與該下部電極相關聯。
- 如請求項7之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器順流方向陣列係與該下部電極之一順流方向表面相關聯。
- 如請求項7之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係與該物鏡陣列之該至少兩個電極中之一者相關聯。
- 如請求項7之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係與該物鏡陣列之該至少兩個電極中之一者的一逆流方向表面相關聯，較佳地其中該偵測器逆流方向陣列係與該物鏡陣列之該下部電極的一逆流方向表面相關聯。
- 如請求項7之帶電粒子光學裝置，其中該偵測器逆流方向陣列係與該物鏡陣列之該至少兩個電極中之一者的一順流方向表面相關聯。
- 如請求項1或2之帶電粒子光學裝置，其中經界定孔徑陣列經界定於每一電極中，合乎需要地，該物鏡陣列包含具有經界定孔徑陣列之至少兩個電極。
- 如請求項1或2之帶電粒子光學裝置，其中偵測器之每一陣列包含圍繞每一射束孔徑之複數個偵測器元件。
- 一種使用包含如請求項1至14中任一項之帶電粒子光學裝置之一多射束帶電粒子評估工具偵測自一樣本發射之帶電粒子的方法。
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2021
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