TW202307899A - 帶電粒子評估系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種帶電粒子評估系統，其包含：一樣本固持器，其經組態以固持具有一表面之一樣本；一帶電粒子光學裝置，其經組態以朝向該樣本投影一帶電粒子束，該帶電粒子束具有對應於該樣本之該表面之一部分的一視場，該帶電粒子光學裝置具有面向該樣本固持器之一面向表面；及一投影總成，其經配置以沿著一光路徑引導一光束，使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該面向表面反射，從而入射於該樣本之該表面的該部分上。

Description

帶電粒子評估系統及方法

本文提供之實施例大體上係關於操作帶電粒子評估系統之帶電粒子評估系統及方法。

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。藉由收集來自樣本表面之此等發射之次級電子，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。包含反向散射電子及次級電子之電子束之強度可基於樣本的內部及外部結構之屬性變化，且藉此可指示該樣本是否具有缺陷。

當初級電子束掃描樣本時，電荷可歸因於較大束電流而累積於樣本上，此可影響影像之品質。為調節樣本上之累積電荷，進階充電控制器(ACC)模組可用以將光束(諸如雷射束)照明於樣本上，以便控制歸因於諸如光電導性、光電或熱效應之效應的累積電荷。可難以將該光束照明於樣本上。舉例而言，圖案檢測工具之尺寸可難以運用光束到達樣本。

本發明之目標係提供運用用於ACC模組之光束支援照明樣本的實施例。

根據本發明之一第一態樣，提供一種帶電粒子評估系統，其包含：一樣本固持器，其經組態以固持具有一表面之一樣本；一帶電粒子光學裝置，其經組態以朝向該樣本投影一帶電粒子束，該帶電粒子束具有對應於該樣本之該表面之一部分的一視場，該帶電粒子光學裝置具有面向該樣本固持器之一面向表面；及一投影總成，其經配置以沿著一光路徑引導一光束，使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該面向表面反射至少兩次，從而入射於該樣本之該表面的該部分上。

根據本發明之一第三態樣，提供一種操作一帶電粒子評估系統之方法，該方法包含：在一樣本固持器中固持一樣本；使用一帶電粒子光學裝置朝向該樣本投影一帶電粒子束，該帶電粒子束具有對應於該樣本之該表面之一部分的一視場，該帶電粒子光學裝置具有面向該樣本之一面向表面；及使用一投影總成沿著一光路徑引導一光束，使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該面向表面反射至少兩次，從而入射於該部分上。

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的結構。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。製造製程之目標為改良製程之總良率。舉例而言，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高於99.4%。若每一個別步驟具有95%之良率，則總製程良率將低達7%。

當在IC晶片製造設施中需要高製程良率時，亦必需維持高基板(亦即，晶圓)產出率，該高基板產出率經定義為每小時處理之基板之數目。高製程良率及高基板產出率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」))進行高產出率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。總之，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俘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。對於高產出率檢測，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查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，誇示圖式中之組件的相對尺寸。在以下圖式描述內，相同或相似參考編號係指相同或相似組件或實體，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包含主腔室10、裝載鎖定腔室20、帶電粒子評估系統40 (其亦可稱作電子束系統或工具)、裝備前端模組(EFEM) 30及控制器50。帶電粒子評估系統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(圖中未展示)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(圖中未展示)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，將樣本輸送至藉以可檢測樣本之帶電粒子評估系統40。帶電粒子評估系統40包含電子光學系統41。電子光學系統41包含經組態以朝向樣本投影至少一個電子束的電子光學裝置。電子光學裝置可形成電子光學系統41之最順流方向部分。電子光學系統41可為經組態以朝向樣本投影多射束之多射束電子光學系統41。替代地，電子光學系統41可為經組態以朝向樣本投影單射束之單射束電子光學系統41。

控制器50以電子方式連接至帶電粒子評估系統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。

現參考 圖 2，其為說明包括為 圖 1之例示性帶電粒子束檢測設備100的一部分之多射束電子光學系統41的例示性帶電粒子評估系統40之示意圖。多射束電子光學系統41包含電子源201及投影設備230。帶電粒子評估系統40進一步包含機動載物台209及樣本固持器207。電子源201及投影設備230可一起稱為電子光學系統41。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)。多射束電子光學系統41進一步包含偵測器240 (例如電子偵測裝置)。

電子源201可包含陰極(圖中未展示)及提取器或陽極(圖中未展示)。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、偵測器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。

偵測器240經組態以偵測諸如次級電子及/或反向散射電子之信號粒子並產生經發送至信號處理系統280的對應信號，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240之信號以便形成影像的電路(圖中未展示)。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帶電粒子評估系統40之組件(諸如偵測器240 (如 圖 2中所展示))中。然而，信號處理系統280可諸如作為投影設備230或控制器50之部分併入至檢測設備100或多射束帶電粒子評估系統40之任何組件中。信號處理系統280可包括影像獲取器(圖中未展示)及儲存裝置(圖中未展示)。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。影像獲取器可以通信方式耦接至允許信號通信之偵測器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之初級子射束211、212及213中之每一者之對應掃描路徑資料結合，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可視掃描製程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(諸如上文所描述之帶電粒子評估系統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。

如 圖 2中所展示，在一實施例中，帶電粒子評估系統40包含投影總成60。投影總成60可為一模組且可被稱作ACC模組。投影總成60經配置以引導光束62，使得該光束62進入電子光學系統41與樣本208之間。

當電子束掃描樣本208時，電荷可歸因於較大束電流而累積於樣本208上，此可影響影像之品質。為調節樣本上之累積電荷，投影總成60可用以將光束62照明於樣本208上，以便控制歸因於諸如光電導性、光電或熱效應之效應的累積電荷。投影總成60將在下文參考 圖 13及 圖 14更詳細地描述。

可在本發明中所用之帶電粒子評估系統40之組件下文關於 圖 3加以描述，圖3為帶電粒子評估系統40之示意圖。 圖 3之帶電粒子評估系統40可對應於上文所提及之帶電粒子評估系統40 (其亦可稱為設備或工具)。

電子源201朝向聚光透鏡231之一陣列(另外被稱作聚光透鏡陣列)引導電極。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231之陣列可呈至少兩個板(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231之陣列由三個板陣列形成，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效應。

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。子射束相對於彼此發散。在一實施例中，偏轉器235提供於中間焦點處。偏轉器235定位於對應中間焦點之位置處或至少在對應中間焦點之位置周圍的子射束路徑中。偏轉器235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 (例如如 圖 4中所展示)，作為偏轉器235之替代或補充。因此，下文關於 圖 4所描述之巨型準直器270可具備 圖 3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241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。在此情形下，存在物鏡陣列241之組件必須過薄而不能製造的風險。對於在此位置處之偵測器可亦如此。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。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。

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/或控制遞送至物鏡陣列241之射束能量，該物鏡陣列將子射束211、212、213引導至樣本208上。物鏡陣列241可在電子光學系統41之基底處或附近定位。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中所展示)。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，類似於光學透鏡中經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中掃描子光束。

圖 4為具有替代電子光學系統41的例示性帶電粒子評估系統40之示意圖。電子光學系統41包含物鏡陣列241。物鏡陣列241包含複數個物鏡。物鏡陣列241可為可交換模組。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。

電子光學裝置41可用於 圖 4之系統中之電子的偵測。如 圖 4中所展示，電子光學系統41包含源201。源201提供帶電粒子(例如電子)束。聚焦於樣本208上之多射束自由源201提供之射束導出。子射束可自射束導出，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。子射束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。在所展示實例中，一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(圖中未展示)中，巨型準直器可部分或全部由準直器元件陣列替換，該準直器元件陣列設置於上部光束限制器之順流方向。每一準直器元件準直各別子光束。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 4之實施例中，提供一巨型掃描偏轉器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。偏轉係為了致使自射束導出之子射束在一個方向(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)上對整個樣本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(圖中未展示)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。掃描偏轉器陣列包含複數個掃描偏轉器。掃描偏轉器陣列可使用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)在整個樣本208中進行掃描。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，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及掃描偏轉器陣列來達成。

在一些實施例中，電子光學系統41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逆流方向射束限制孔徑陣列。上部射束限制器252可包含具有複數個孔徑之板(其可為板狀本體)。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)射束中除促成形成子射束之部分之外的部分，以免干擾順流方向的子射束。上部射束限制器252可被稱作子射束界定孔徑陣列。

在一些實施例中，如 圖 4中所例示，物鏡陣列總成(其為包含物鏡陣列241之單元)進一步包含射束塑形限制器262。射束塑形限制器262界定射束限制孔徑陣列。射束塑形限制器262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262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262在控制透鏡陣列250之至少一個電極(視情況所有電極)的順流方向。在一些實施例中，射束塑形限制器262在物鏡陣列241之至少一個電極(視情況所有電極)的順流方向。

在一配置中，射束塑形限制器262在結構上與物鏡陣列241之電極整合。合乎需要地，射束塑形限制器262定位於具有低靜電場強度的區中。射束限制孔徑中之每一者與物鏡陣列241中之對應物鏡對準。該對準係使得來自對應物鏡之子射束之一部分可傳遞通過射束限制孔徑且照射至樣本208上。每一射束限制孔徑具有射束限制效應，從而僅允許入射至射束塑形限制器262上之子射束之選定部分傳遞通過射束限制孔徑。該選定部分可使得僅傳遞通過物鏡陣列中之各別孔徑之中心部分的各別子射束之一部分到達樣本。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。

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。偵測器偵測自樣本208發射之電子。經偵測電子可包括由SEM偵測到之電子中之任一者，包括自樣本208發射之次級及/或反向散射電子。在 圖 3中展示且下文參看 圖 7至 圖 10更詳細地描述偵測器240之例示性構造。

圖 5示意性地描繪根據一實施例之帶電粒子評估系統40。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，參考 圖 5不詳細地描述此類特徵。舉例而言，源201、聚光透鏡231、巨型準直器270、物鏡陣列241及樣本208可如上文所描述。

如上文所描述，在一實施例中，偵測器240介於物鏡陣列241與樣本208之間。偵測器240可面向樣本208。替代地，如 圖 5中所展示，在一實施例中，包含複數個物鏡之物鏡陣列241介於偵測器240與樣本208之間。

在一實施例中，偏轉器陣列95介於偵測器240與物鏡陣列241之間。在實施例中，偏轉器陣列95包含韋恩濾波器，使得偏轉器陣列可稱為光束分離器。偏轉器陣列95經組態以提供磁場以將投影至樣本208的帶電粒子與來自樣本208之次級電子分離開。

在一實施例中，偵測器240經組態以參考帶電粒子之能量(亦即依賴於帶隙)偵測信號粒子。此偵測器240可稱作間接電流偵測器。自樣本208發射之次級電子自電極之間的場獲得能量。次級電極在其到達偵測器240後具有足夠能量。

圖 6為 圖 5中展示之帶電粒子評估系統40之一部分的近距視圖。在一實施例中，偵測器240包含電子至光子轉換器陣列91。電子至光子轉換器陣列91包含複數個螢光帶92。每一螢光帶92定位於電子至光子轉換器陣列91之平面中。至少一個螢光帶92配置於朝向樣本208投影的兩個鄰近帶電粒子束之間。

在實施例中，螢光帶92實質上在水平方向上延伸。替代地，電子至光子轉換器陣列91可包含具有用於經投影帶電粒子束之開口93的螢光材料之板。

藉由在 圖 6中之虛線指示的經投影帶電粒子束經由螢光帶92之間的開口93朝向偏轉器陣列95投影穿過電子至光子轉換器陣列91之平面。

在一實施例中，偏轉器陣列95包含磁偏轉器96及靜電偏轉器97。靜電偏轉器97經組態以針對朝向樣本208傳輸的經投影帶電粒子束抵消磁偏轉器96之偏轉。因此，經投影帶電粒子束可在水平面中移位至較小範圍。偏轉器陣列95之順流方向射束實質上平行於偏轉器陣列95之逆流方向射束。

在實施例中，物鏡陣列241包含用於導引在樣本208中朝向偏轉器陣列95產生之次級電子之複數個板。針對在相對於經投影帶電粒子束在相反方向上行進之次級電子，靜電偏轉器97不抵消磁偏轉器96之偏轉。實際上，靜電偏轉器97及磁偏轉器96對次級電子之偏轉相加。因此，次級電子經偏轉以相對於光軸以一定角度行進，以便將次級電子傳輸至偵測器240之螢光帶92上。

在螢光帶92處，光子在次級電子入射後產生。在一實施例中，光子經由光子輸送單元自螢光帶92輸送至光電偵測器(圖中未展示)。在一實施例中，光子輸送單元包含光纖98之陣列。每一光纖98包含鄰近於螢光帶92中之一者配置或附接至螢光帶92中之一者以用於將來自螢光帶92之光子耦合至光纖98中的一末端，及經配置以將來自光纖98之光子投影至光電偵測器上的另一末端。

任何實施例之物鏡陣列241可包含孔徑陣列經界定於其中之至少兩個電極。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。 圖 7展示為具有各別孔徑陣列245、246之例示性物鏡陣列241之部分的電極242、243。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可包含兩個電極(如 圖 7中所展示)或三個電極，或可具有更多電極(圖中未展示)。具有僅兩個電極之物鏡陣列241可具有比具有更多電極之物鏡陣列241更低的像差。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束之能量未必與出射束相同。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。鄰近電極(其中絕緣結構可如下文所描述而定位)之間的距離大於物鏡。

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坦的。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。較佳提供平坦電極，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。平坦電極亦可為較佳的，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240定位於物鏡234與樣本208之間。偵測器240可另外稱作偵測器陣列或感測器陣列，且術語「偵測器」及「感測器」可貫穿本申請案互換使用。

可提供用於電子光學系統41之電子光學裝置。電子光學裝置經組態以朝向樣本208投影電子射束。電子光學裝置可包含物鏡陣列241。電子光學裝置可包含偵測器240。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240)及/或射束(亦即，子射束)中之任一者。

在下文描述例示性偵測器240。然而，對偵測器240之任何參考可按需要為單一偵測器(亦即，至少一個偵測器)或多個偵測器。偵測器240可包含偵測器元件405 (例如諸如俘獲電極之感測器元件)。偵測器240可包含任何適當類型之偵測器。舉例而言，可使用俘獲電極(例如)以直接偵測電子電荷、閃爍體或PIN元件。偵測器240可為直流電偵測器或間接電流偵測器。偵測器240可為如下文關於 圖 8、 圖 9、 圖 10所描述之偵測器。

偵測器240可定位於物鏡陣列241與樣本208之間。偵測器240經組態以接近於樣本208。偵測器240可極接近於樣本208。替代地，在偵測器240與樣本208之間可存在較大間隙。偵測器240可定位於裝置中以便面向樣本208。替代地，偵測器240可定位於電子光學系統41中之其他處，使得面向樣本208的電子光學裝置之部分不同於偵測器，且因此不為偵測器。

電子光學裝置形成電子光學系統41之最順流方向部分。在一實施例中，電子光學裝置與樣本208之間的間隙至多約1.5 mm。對於 圖 11中展示之類型的單射束系統，間隙可為至少0.75 mm。對於 圖 2至 圖 5中所展示的類型之多射束系統，較佳地，電子光學裝置與樣本208之間的距離「L」(如 圖 12中所展示)小於或等於大致50 µm。距離L經判定為自樣本208之面向電子光學系統41之表面與電子光學裝置之面向樣本208之表面的距離。較佳地，距離L小於或等於大致40 µm。較佳地，距離L小於或等於大致30 µm。較佳地，距離L小於或等於大致20 µm。較佳地，距離L小於或等於10 µm。

圖 8為偵測器240之底視圖，該偵測器包含基板404，在該基板404上提供各自環繞射束孔徑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 8中所展示之配置中，射束孔徑406呈六邊形緊密堆積陣列形式。射束孔徑406亦可以不同方式配置於例如矩形陣列中。 圖 8中之六邊形配置之射束配置可比正方形射束配置更密集地堆積。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240之一部分。偵測器元件405形成偵測器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中經數位化，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240之背面上。

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俘獲。

偵測器240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240至物鏡陣列241或電子光學系統41之其他組件中的整合允許關於多個各別子射束發射的電子之偵測。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，用以俘獲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間距(亦即，上文關於物鏡總成241之電極所描述的孔徑陣列間距)之直徑。因此，每一偵測器元件之直徑可小於大致600 µm，且較佳地在大致50 µm與500 µm之間。如上文所描述，間距可取決於樣本208與偵測器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。

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俘獲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。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/或類似面積。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，多個可交換模組含於工具內且可在可操作位置與不可操作位置之間調換而不打開帶電粒子評估系統40。

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。用於可交換模組之帶電粒子評估系統40之部分係可隔離的，亦即，帶電粒子評估系統40之部分係由可交換模組之逆流方向閥及順流方向閥界定。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，從而使得能夠自帶電粒子評估系統40移除可交換模組，同時維持與可交換模組相關聯的帶電粒子評估系統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光束路徑支撐裝置，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成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帶電粒子評估系統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。僅對應於模組的帶電粒子評估系統40之區段經排氣；該區段經排氣以用於待移除及返回或替換之模組。

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。可在該等實施例中之任一者中，提供一或多個像差校正器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/或作為評估系統之部分。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間距。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陣列241整合或直接相鄰於物鏡陣列241。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。另外或替代地，一或多個掃描偏轉器(圖中未展示)可與物鏡陣列241整合或直接相鄰於物鏡陣列241以用於在樣本208上方掃描子射束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。

偵測器可具備多個部分，且更特定言之，具備多個偵測部分。包含多個部分之偵測器可與子射束211、212、213中之一者相關聯。因此，一個偵測器240之多個部分可經組態以偵測關於初級射束(其可另外被稱作子射束211、212、213)中之一者的自樣本208發射的信號粒子。換言之，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 10中所展示之單孔徑406周圍，該圖提供此偵測器之實例。在一實施例中， 圖 11之單射束系統包含包含多個部分之此偵測器。

如 圖 10中所展示，偵測器元件405 (其中孔徑406經界定並經組態用於通過帶電粒子束)包含內部偵測部分405A及外部偵測部分405B。內部偵測部分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，內部偵測部分及外部偵測部分可為同心環。

本發明可應用於各種不同工具架構。舉例而言，帶電粒子評估系統40可為單射束工具，或可包含複數個單射束柱或可包含多射束之複數個柱。柱可包含在以上實施例或態樣中之任一者中描述的電子光學系統41。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。帶電粒子評估系統40可採用如關於 圖 3所描述及在 圖 3中描繪或如關於 圖 4所描述及在 圖 4中描繪的實施例之形式，但較佳地具有靜電掃描偏轉器陣列及靜電準直器陣列。帶電粒子柱可視情況包含源。

圖 11為根據一實施例之例示性單射束帶電粒子評估系統40之示意圖。如 圖 11中所展示，在一實施例中，帶電粒子評估系統40包含藉由機動載物台209支撐以固持待檢測之樣本208的樣本固持器207。帶電粒子評估系統40包含電子源201。帶電粒子評估系統40進一步包含槍孔徑122、射束限制孔徑125、聚光透鏡126、柱孔徑135、物鏡總成132及電子偵測器144。在一個實施例中，物鏡總成132可為一經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括極片132a、控制電極132b、偏轉器132c及激勵線圈132d。控制電極132b具有形成於其中以用於電子束通過的孔徑。控制電極132b形成面向表面72，下文更詳細地描述。儘管 圖 11中展示之帶電粒子評估系統40為單射束系統，但在一實施例中，提供多射束系統。此多射束系統可具有與 圖 11中所展示之特徵相同的特徵，諸如物鏡總成132。此多射束系統可具有用於偵測信號電子之次級柱。

在成像製程中，來源於源201之電子束可由傳遞通過槍孔徑122、射束限制孔徑125、聚光透鏡126，並由經修改之SORIL透鏡聚焦成探測光點且接著照射至樣本208之表面上。可由偏轉器132c或SORIL透鏡中之其他偏轉器使探測光點跨樣本208之表面進行掃描。自樣本表面發出之信號電子可由電子偵測器144收集以形成樣本208上所關注區域之影像。

電子光學系統41之聚光器及照明光學件可包含電磁四極電子透鏡或由電磁四極電子透鏡補充。舉例而言，如 圖 11中所展示，電子光學系統41可包含第一四極透鏡148及第二四極透鏡158。在一實施例中，四極透鏡用於控制電子束。舉例而言，可控制第一四極透鏡148以調整射束電流且可控制第二四極透鏡158以調整射束光點大小及射束形狀。

如上文所提及，投影總成60充當ACC模組以在樣本208上照明光束62，諸如雷射束。藉由運用光束62照明樣本208同時執行電子束缺陷檢測，缺陷對比度得以顯著改良。

可難以運用光束62照明樣本208之相關部分。舉例而言，電子光學裝置41及樣本208之尺寸可使得難以運用光束62到達樣本208之相關部分。舉例而言，在電子光學裝置41與樣本208之間可存在僅僅非常窄的間隙70。在一實施例中，如 圖 12中所展示之在電子光學裝置41與樣本208之間的距離「L」小於或等於大致1.5 mm，且視情況小於或等於大致50 µm。

圖 12為根據一實施例之進入電子光學裝置41與樣本208之間的光束62之示意圖。在一實施例中，帶電粒子評估系統40包含經組態以固持樣本208之樣本固持器207。樣本208具有面向電子光學裝置41之表面。電子光學裝置41經組態以朝向樣本208投影電子束211、212、213。電子束211、212、213具有對應於樣本208之表面之一部分71的視場。

電子光學裝置41具有面向樣本固持器207之面向表面72。面向表面72面向樣本208或樣本固持器207或例如用於樣本208的樣本固持器之至少一樣本位置。面向表面72係在電子光學裝置41之最順流方向部分處。電子光學裝置41之最順流方向表面可為面向表面72。合乎需要地，面向表面72相對於電子光學裝置41靜止。面向表面可接近樣本位置，亦即樣本固持器，例如樣本208。面向表面可為最接近樣本位置(亦即，樣品固持器且因此當存在時樣本208)的電子光學裝置41之表面。

帶電粒子評估系統40包含投影總成60。在一實施例中，投影總成60經配置以沿著一光路徑引導一光束62，使得光束62在相對於光路徑之逆流方向上自面向表面72反射，從而入射於樣本208之表面的部分71上。

預期本發明的實施例即使當間隙70特別窄(諸如小於或等於大致50 µm)時仍實現經由間隙70耦合光束62。預期本發明的實施例實現基板208之表面的部分71之照明而不需要照明直接入射於部分71。預期本發明的實施例增加投影總成60如何相對於電子光學裝置41及樣本208配置的設計自由度。

如 圖 12中所展示，在一實施例中，光束62至少涵蓋對應於電子束211、212、213之視場的樣本208之表面之部分71。預期本發明的實施例實現用於電子束211、212、213之改良之缺陷對比度。此對於單射束及多射束係可能的。

圖 13為根據一實施例之解釋進入電子光學裝置41與樣本208之間的光束62之聚焦角α之圖式。如 圖 13中所展示，在一實施例中，投影系統60包含光源61。光源61經組態以發射光束62。在一實施例中，光源61為雷射光源。雷射光提供同調光束62。然而，可替代地使用其他類型之光源。在一實施例中，光源61經組態以發射具有介於450 nm至850 nm之範圍內之波長的光束62。

如 圖 2至 圖 5及 圖 11中所展示，在一實施例中，投影總成60包含光學系統63。在一實施例中，光學系統63經組態以在垂直於面向表面72之一方向上聚焦光束62，使其比在平行於面向表面72並垂直於光束62之一軸的一方向上更窄。(注意面向表面可為實質上平坦的。面向表面可與面向表面面向的樣本之表面平行。面向表面可與樣本之表面(亦即面向表面面向的樣本208之表面)共面)。垂直於面向表面72之方向垂直於樣本208，亦即在 圖 13之視圖中向上及向下方向。平行於面向表面72並垂直於光束62之軸的方向為進入及離開 圖 13之視圖中之圖式的方向。光束62之軸為光束62投影所按的主要方向且在 圖 12中展示為點鏈線。

在一個方向上，光束62可相對較寬。舉例而言，在一實施例中，光束在一個方向上具有至少1 mm、視情況至少2 mm、視情況至少5 mm、視情況至少10 mm及視情況至少20 mm之寬度。在另一方向上，光束62經聚焦至間隙70中。光束62可在此其他方向上具有至多500 µm、視情況至多200 µm、視情況至多100 µm及視情況至多50 µm之寬度。光束62之寬度因為其被聚焦而沿著其長度變化。上文所提及之寬度量測屬於在沿著光束62之軸的其進入間隙70所在的位置處之光束62。

藉由聚焦光束62至間隙70中，光束62之光的較大強度可到達樣本208。此可有助於在偵測樣本208上之缺陷時改良對比度。

在替代實施例中，光束62與在另一方向上相比在一個方向上並不更多聚焦。此配置簡化投影系統60。然而，特定言之對於窄間隙70，光束62中之一些可不到達至間隙70中。可防止光束62中之一些進入至間隙70中。結果，較大部分不能到達樣本表面之預期部分71。

如 圖 13中所展示，在一實施例中，光學系統63包含圓柱形透鏡64。圓柱形透鏡64經組態以與在正交方向上相比在一個方向上聚焦光束62更多。圓柱形透鏡增加光源61之設計自由度。在一實施例中，光源61經組態以發射具有圓形橫截面之光束62。圓柱形透鏡64經組態以聚焦光束62以使得該光束具有橢圓形橫截面。

不必要提供圓柱形透鏡64。在替代實施例中，可使用能夠在一個方向上比另一方向上更強烈聚焦的另一光學組件。在一替代實施例中，光源經組態以發射例如為橢圓形或矩形之光束62。

如 圖 13中所展示，在一實施例中，光學系統63經組態以聚焦光束62，使得光束62適合間隙70，例如適合該間隙之入口。光束62在光束62進入間隙70情況下在垂直於樣本208之方向上具有與間隙70大致相同的尺寸。實質上所有光束62進入間隙70。光束62之此聚焦減少浪費(例如不進入間隙70)的光束62之比例。在替代實施例中，光束之橫截面例如在正交於面向表面之方向上大於至間隙之入口。在此配置中，一些光束未適配至間隙70中。

在一實施例中，投影總成60相對於間隙70配置以使得在光束62進入間隙70情況下，光束62在垂直於面向表面72之方向上沿著大多數間隙70延伸。間隙70相對窄使得光束62填充間隙70之高度的大多數且較佳全部。舉例而言，在一實施例中，間隙70為約50 µm且光束62在間隙70之大於25 µm且較佳全部50 µm上延伸。在一實施例中，間隙70為約20 µm且光束62在間隙70之大於10 µm且較佳全部20 µm上延伸。然而，在替代實施例中間隙70高得多。舉例而言，在一實施例中，間隙70為至少0.75 mm，視情況至少1 mm及視情況，約1.5 mm。光束62可並不跨大多數間隙70延伸。舉例而言，在一實施例中，光束沿著間隙70在垂直於面向表面72之方向上延伸至多200 µm、視情況至多100 µm及視情況至多50 µm。

在一實施例中，投影總成60經組態以使得光束62之軸角β (見 圖 12)大於光束62之聚焦角α。如 圖 12中所展示，軸角β經界定於面向電子光學系統41之樣本固持器207 (或樣本208)之表面與光束62進入於電子光學系統與該樣本固持器207(或樣本208)之間的直接逆流方向上的光束62之軸之間。軸角β可被稱作光束之路徑相對於樣本固持器207的擦角。(光束之路徑的入射角係相對於樣本表面之法線而界定)。在入口點之另外的逆流方向上，光束62可例如如 圖 2至 圖 5及 圖 11中所展示而摺疊。然而，在入口點之直接逆流方向上，光束62並不摺疊，以使得光束之軸為直線。軸角β為光束62之軸相對於樣本208之表面的角度。

如 圖 13中所展示，聚焦角α定義為由光學系統63聚焦光束62所引起的光束62之錐角。聚焦角α與光束62在其中光束62經最大限度地聚焦的平面(亦即在 圖 13之視圖中的圖式之平面)中之聚焦有關。聚焦角α可替代地被稱作光束62之內部張角。聚焦角α與光束62如何狹窄地聚焦至間隙70中相關。聚焦角α之較大值與光束62之較小繞射相關。此影響藉由光束62形成的光點之大小。繞射有限光點之大小與光束之光的波長成比例。繞射有限光點之大小與聚焦角α成反比。

圖 14為根據一實施例之投影進入電子光學裝置41與樣本208之間的光束62之投影總成60的示意圖。藉由假設軸角β大於聚焦角α，光束62可具有直接在光束進入間隙70之處的逆流方向的向下(亦即，朝向樣本208)軌道。光束62自間隙70之側面進入間隙70。此增加投影總成60可相對於樣本208定位之處的設計自由度。舉例而言，投影總成60之光學系統63的最後組件可如 圖 14中所展示定位於樣本208上方。

如 圖 14中所展示，在一實施例中，光學系統63包含諸如鏡面之反射表面65、66。舉例而言，可提供兩個反射表面65、66。在一替代實施例中，光學系統63不反射光束62。光束62可經直線引導至間隙70。在替代實施例中，光學系統63可包含一個、三個或三個以上反射表面。反射表面之數目及配置可取決於投影系統60需要適合的體積之尺寸而選擇。

然而，軸角β不必大於聚焦角α。在替代實施例中，投影總成60之光學系統63的最後組件定位於樣本208之上部表面的層級下方。在一替代實施例中，投影總成60經配置成使得光束首先入射於面向表面72而不是樣本208。

圖 15為根據一實施例之進入電子光學裝置41與樣本208之間的光束62之示意圖。如 圖 15中所展示，在一實施例中，面向表面72包含例如作為構形區之表面構形90，以便朝向樣本208反射光束62。面向表面72大體上係平坦的。在一實施例中，遠離構形區之面向表面72對於面向表面72之至少50%、視情況至少80%及視情況至少90%具有至多20°、視情況至多10°、視情況至多5°、視情況至多2°及視情況至多1°的表面角度。表面構形90有意相對於面向表面之平面成角度，亦即不平坦，以便控制光束62反射所藉以之方向。

藉由提供表面構形90，有可能控制光束62在樣本208之表面之部分71上的入射角。此自 圖 12與 圖 15之間的比較可見。在 圖 12之帶電粒子評估系統40中，不提供表面構形90。結果，光束62在部分71上的入射角類似於光束62進入間隙70所藉以之角度。特定言之當間隙70較窄時，此入射角可為非常大的角度。亦即，光束62之路徑相對於樣本固持器207 (或樣本208)之擦角係非常小角度，例如如此小角度以使得光束之光的小比例最佳在光束入射於樣本208及/或面向表面72上時被吸收。相比之下，在 圖 15之帶電粒子評估系統40中，提供表面構形90。結果，光束62在部分71上的入射角可不同於光束62進入間隙70所藉以之角度。舉例而言，如 圖 15中所展示，光束62在部分71上的入射角可小於光束62進入間隙70所藉以之角度。亦即，擦角β可大於光束62進入間隙70所藉以之角度。結果，即使當需要該光束62相對於樣本208之表面進入間隙70所藉以之角度為小角度時，光束62在部分71上之入射角可經控制為適當大。

藉由設置朝向部分71之入射角，光束62至樣本208之部分71中的吸收率可增加。預期本發明的實施例增加用於改良部分71中之缺陷檢測時之對比度的光束62之比例。

如 圖 15中所展示，在一實施例中，表面構形90經配置成使得光束62在樣本208上的角度大致為直角，亦即光束62大致垂直於樣本208。光束62可大致平行於電子束211、212、213。在一替代實施例中，表面構形90經配置成使得光束62在樣本208上之擦角為傾斜的。

在一實施例中，表面構形90包含相對於樣本208之表面至少30°的表面。在一實施例中，表面構形90包含相對於樣本208之表面至多60°的表面。在一實施例中，表面構形90包含相對於樣本208之表面大致45°的表面。在一實施例中，表面涵蓋相連構形區之至少90%。

如 圖 15中所展示，在一實施例中，表面構形90包含成角度以反射光束62至樣本208之表面的部分71的鋸齒形元件。在一實施例中，鋸齒形元件包含相對於樣本208之表面成角度且剖面可為三角形的表面。鋸齒形元件可為常規類似形狀、大小或二者。在配置中，表面構形90可包含不同大小及或不同角度之鋸齒形元件。表面構形90可包含諸如凹痕之可為半球形或不規則形狀的替代形狀。表面構形90可具有波紋表面，其中較佳地每一波紋具有可為彎曲或可為三角形(諸如鋸齒形元件)的類似形狀剖面。波紋及/或鋸齒形元件可在不同(諸如正交)於至間隙中之光束之路徑之分量且亦即與面向表面共面的方向上對準。

在一實施例中，表面構形90包含具有比光束62之波長更小之尺寸的形狀，亦即子波長特徵。在一實施例中，表面構形90包含微觀結構。在一實施例中，微觀結構係由鋁或銀形成。微觀結構可藉由微影及蝕刻技術來製造。

然而，不必提供表面構形90。在替代實施例中，面向表面為平坦的，如 圖 12中所展示，舉例而言面向表面之構形為平坦的。

如 圖 15中所展示，在一實施例中，投影總成60相對於電子光學裝置41及樣本固持器207定位以使得投影總成60引導光束62使得相對於該光路徑，在光束之最順流方向上，在面向部分71之一構形區73處在逆流方向上自面向表面72反射82，從而入射於樣本之表面的部分71上。構形區73為面向部分71的面向部分之部分。垂直於部分之線傳遞通過構形區73。在一實施例中，投影總成60經配置以引導光束62以使得光束62自構形區73反射。

在一實施例中，面向表面72包含面向部分71之構形區。構形區可在部分71正上方。構形區具有表面構形90以便朝向部分71反射傾斜入射光束62。結果，光束62在部分71上之入射角較小，且可實質上為零。

藉由假設最後反射82 (在入射於部分71上之前)係在面向表面72面向部分71之處，在部分上的入射角相對低(亦即，擦角相對高)。預期本發明的實施例減小自部分71反射且不促成改良缺陷檢測的光束62之比例。藉由假設構形區73係在面向表面72面向部分71之處，表面構形90有助於將光束62引導至部分71上。

如 圖 15中所展示，在一實施例中，提供表面構形90，其中面向表面72面向部分71。在替代實施例中，可遠離面向表面72面向部分71之處提供表面構形90。此可增加光束62如何進入間隙70的設計自由度。然而，表面構形90距部分71愈遠，光束路徑朝向部分71之擦角愈小角度；因此入射於部分上的光束之較低比例被吸收。此可增加自部分71反射的光束62之比例。

在一實施例中，在面向部分71之構形區73內界定在面向表面72中之孔徑以用於電子束211、212、213朝向樣本208的通路。構形區73與電子束211、212、213傳遞通過面向表面72之處相關。面向表面72之在孔徑周圍的表面可對應於構形區73。

在一實施例中，面向表面72包含一散射區，該散射區之表面構形90經組態以當朝向樣本208反射光束62時散射光束62。在一實施例中，表面構形經組態以散射光束62以及反射光束62。表面構形90因此形成散射區。舉例而言，在一實施例中，表面構形90包含粗糙及/或刻花表面。粗糙及/或刻花表面可包含在不同方向上反射光束62，藉此散射光束62的表面構形。

在一實施例中，投影系統60及散射區經組態以使得散射區之表面構形90具有大於光束62之波長的粗糙度值。

在一實施例中，投影總成60相對於電子光學裝置41及樣本固持器207而定位以使得投影總成60引導光束62自散射區反射。如 圖 15中所展示，在一實施例中，散射區面向樣本208之表面的部分71。此允許該光束62之散射而不使光束62在部分71上之擦角變得太小角度。在一實施例中，投影總成60經配置以引導光束62以使得光束62自散射區反射。

如 圖 12及 圖 15中所展示，在一實施例中，投影總成60經配置以引導光束62以使得光束62在相對於光路徑之逆流方向上自樣本208之表面反射，從而自面向表面72反射。舉例而言，光束62之初始反射81可在樣本208上。此允許光束62在進入間隙70時具有大體上向下軌道。此可增加投影總成之定位的設計自由度。在替代實施例中，光束62經直接引導以到達例如自面向表面72的其最後反射82。在一實施例中，投影總成60經配置以將光束62直接引導至樣本208上以使得光束62之光在自面向表面72反射之前自樣本208之表面反射。在一實施例中，投影總成60經配置以將光束62直接引導至樣本固持器207上以使得光束62之光在自面向表面72反射之前自樣本固持器207之表面反射。

在一實施例中，投影總成60經配置以引導光束62以使得光束62在相對於光路徑之逆流方向上自面向表面72反射至少兩次(圖中未展示)，從而入射於樣本208之表面之部分71上。藉由提供較大數目之反射，即使當間隙70如圖式中所展示在水平方向上較長且在垂直方向上非常窄時，光束62仍可到達部分71。在此配置中，部分71可相對於樣本與面向表面之間的間隙之尺寸深入至間隙中。此間隙可具有例如其高度(樣本與面向表面之間)相較於其寬度(正交於光束路徑之橫截面大小)的相對較小縱橫比。在一實施例中，間隙70在跨電子束211、212、213之路徑的方向上之尺寸係間隙在平行於帶電粒子束211、212、213之路徑的方向上之尺寸的至少10倍、較佳地至少100倍，或更佳至少1000倍。光路徑可取決於電子光學裝置41之尺寸而選擇。

如上所解釋，在一實施例中，帶電粒子評估系統40包含經組態以偵測藉由樣本208發射之信號粒子的一偵測器240。如 圖 3中所展示，在一實施例中，偵測器240形成電子光學裝置41的相對於電子束211、212、213之最順流方向表面。在一實施例中，面向表面72至少部分藉由偵測器240包含。在另一配置中，面向表面72為例如電磁物鏡或靜電物鏡之物鏡總成132的電極。偵測器240可與物鏡配置之部分相關聯且甚至包含物鏡配置之部分。在另一配置中，偵測器定位於毗鄰或連接至包含電子光學裝置41之帶電粒子柱的次級柱中。

在一實施例中，面向表面72包含導電材料。舉例而言，材料可為諸如鋁、銀或銅之金屬。在一實施例中，在最後反射82時光束62在面向表面72上的入射角為至多20°，視情況至多10°，視情況至多5°，視情況至多2°及視情況至多1°。當入射角較大時，反射至部分71的光束62之比例較小。在一實施例中，面向表面72包含在較小反射材料上分層堆放的更高反射材料(相對於光束62)。舉例而言，鋁或銀可分層堆放於銅上。在銅表面上使用此反射材料層實現該光束之光源比較大波長範圍更寬的範圍，而降低吸收光的風險。更高反射材料形成面向表面72，使得光束之較大比例經反射至部分71。當光束62在面向表面72上之入射角較大時此係特別有益的。較大入射角在間隙70相對較大時係特別可能的。

在一實施例中，偵測器240包含經組態以自樣本208接收自信號粒子導出之電流的偵測器元件405。在一實施例中，偵測器元件405提供面向表面72之表面元件。在一實施例中，表面元件之表面構形82經配置以便朝向樣本208反射光束62。舉例而言，諸如鋸齒形元件及/或粗糙化或結構化表面之微觀結構可形成於偵測器元件405上。

在一實施例中，電子光學系統41包含經組態以將電子束211、212、213聚焦於樣本208上的物鏡總成。面向表面72可為物鏡總成之表面。舉例而言，物鏡總成可包含形成面向表面72之偵測器240。替代地，偵測器240可經提供於物鏡總成中之其他地方或可與物鏡總成分開地提供。

本發明可體現為操作帶電粒子評估系統40的方法。舉例而言，在一實施例中，方法包含在樣本固持器207中固持樣本208。方法包含使用電子光學裝置41朝向樣本208投影電子束211、212、213。電子束211、212、213具有對應於樣本208之表面之一部分71的視場。電子光學裝置41具有面向樣本208之面向表面72。樣本之表面上的視場可具有介於100至40000微米、合乎需要地1至30 mm、合乎需要地至少5 mm範圍內的尺寸。視場可具有在此尺寸範圍之不同方向(合乎需要地正交)上之至少兩個尺寸。

在一實施例中，方法包含使用一投影總成60沿著一光路徑引導一光束62，使得該光束62在相對於該光路徑之逆流方向上自該面向表面72反射，從而入射於該部分71上。

在一實施例中，引導包含藉由控制投影總成60控制光束62。在一實施例中，控制器50經組態以控制投影總成60。在一實施例中，光束62在檢測製程期間連續地照明部分71。

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，電壓供應件及/或電流供應件)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之控制透鏡陣列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)。

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。因此，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光束路徑之方向。

根據本發明之實施例的評估系統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之影像的工具。評估系統之實例為檢測工具(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可為評估系統之組件；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。

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。

提供以下條項：

條項1：一種帶電粒子評估系統，其包含：一樣本固持器，其經組態以固持具有一表面之一樣本；一帶電粒子光學裝置，其經組態以朝向該樣本投影一帶電粒子束，該帶電粒子束具有對應於該樣本之該表面之一部分的一視場，該帶電粒子光學裝置具有面向該樣本固持器之一面向表面；及一投影總成，其經配置以沿著一光路徑引導一光束，使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該面向表面反射，從而入射於該樣本之該表面的該部分上。合乎需要地，面向表面係平坦的，諸如經組態以與一樣本之一表面平行，例如與該樣本之該表面共面。合乎需要地，該面向表面為最接近於一樣本位置(例如用於該樣本之一樣本固持器)的該電子光學裝置之一表面。合乎需要地，該面向表面係該電子光學裝置之該最順流方向表面。

條項2：如條項1之帶電粒子評估系統，其中該光束當入射於該樣本之該表面的該部分時至少涵蓋對應於該帶電粒子束之該視場的該樣本之該表面的該部分。

條項3：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其中該投影總成包含：經組態以發射該光束之一光源。

條項4：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其中該投影總成包含一光學系統，該光學系統經組態以在垂直於該面向表面之一方向上聚焦該光束，使其比在平行於該面向表面並垂直於該光束之一軸的一方向上更窄。

條項5：如條項4之帶電粒子評估系統，其中該光學系統包含一圓柱形透鏡。

條項6：如條項4或5之帶電粒子評估系統，其中該投影總成經組態以使得該光束之一軸角大於該光束之一聚焦角，其中該軸角定義於面向該帶電粒子光學系統之該樣本固持器的一表面與該光束進入於帶電粒子光學系統與該樣本固持器之間的直接逆流方向上的該光束之該軸之間，且該聚焦角定義為由該光學系統聚焦該光束所引起的該光束之一錐角。

條項7：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其中該面向表面包含一表面構形以便朝向該樣本反射該光束。

條項8：如條項7之帶電粒子評估系統，其中該表面構形包含成角度以反射該光束至該樣本之該表面的該部分的鋸齒形元件。

條項9：如條項7或8之帶電粒子評估系統，其中該投影總成相對於該帶電粒子光學裝置及該樣本固持器而定位以使得該投影總成引導該光束使得相對於該光路徑，在該光束之最順流方向上，在面向該部分之一構形區處在逆流方向上自面向表面反射，從而入射於該樣本之該表面的該部分上。

條項10：如任一條項9之帶電粒子評估系統，其中在面向該部分之該構形區內界定在該面向表面中之一孔徑以用於該帶電粒子束朝向該樣本的通路。

條項11：如條項7至10中任一項之帶電粒子評估系統，其中該面向表面包含一散射區，該散射區之該表面構形經組態以當朝向該樣本反射該光束時散射該光束。

條項12：如條項11之帶電粒子評估系統，其中該投影總成相對於該帶電粒子光學裝置及該樣本固持器而定位以使得該投影總成引導該光束以自該散射區反射。

條項13：如條項11或12之帶電粒子評估系統，其中該散射區面向該樣本之該表面之至少該部分。

條項14：如條項11至13中任一項之帶電粒子評估系統，其中該投影系統及該散射區經組態以使得該散射區之該表面構形具有大於該光束之一波長的一粗糙度值。

條項15：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其中該投影總成經配置以引導該光束以使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該樣本的該表面反射，從而自該面向表面反射。

條項16：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其中該投影總成經配置以引導該光束以使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該面向表面反射至少兩次，從而入射於該樣本之該表面的該部分上。

條項17：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其中該投影總成經配置以將該光束之該光直接引導至該面向表面上。

條項18：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其包含經組態以偵測藉由該樣本發射之信號粒子的一偵測器。

條項19：如條項18之帶電粒子評估系統，其中該偵測器至少部分包含面向該樣本固持器之該表面。

條項20：如條項18或19之帶電粒子評估系統，其中該偵測器包含經組態以自該樣本接收自一信號粒子導出之一電流的一偵測器元件。

條項21：如條項20之帶電粒子評估系統，其中該偵測器元件提供該面向表面之一表面元件且該表面元件之該表面構形經配置以便朝向該樣本反射該光束。

條項22：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其中一間隙經界定於該面向表面與該樣本之該表面之間且較佳地該投影總成相對於該間隙而配置，以使得當該光束進入該間隙時，該光束在垂直於該面向表面之一方向上沿著該間隙之大部分延伸。

條項23：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其中一間隙經界定於該面向表面與該樣本之該表面之間且較佳地該間隙在一方向上跨該帶電粒子束之一路徑的一尺寸係該間隙在平行於該帶電粒子束之該路徑之一方向上之一尺寸的至少10倍、較佳地至少100倍或更佳至少1000倍。

條項24：如任一前述條項之帶電粒子評估系統，其中該帶電粒子光學系統包含經組態以將該帶電粒子束聚焦於該樣本上的一物鏡總成，該面向表面為該物鏡總成之一表面。

條項25：如任何前述條項之帶電粒子評估系統，其中該光束包含同調光，較佳地該光源為一雷射以使得該光束為一雷射束。

條項26:一種帶電粒子評估系統，其包含：一樣本固持器，其經組態以固持具有一表面之一樣本；及一帶電粒子光學裝置，其經組態以朝向該樣本投影一帶電粒子束，該帶電粒子束具有對應於該樣本之該表面之一部分的一視場，該帶電粒子光學裝置具有面向該樣本固持器之一面向表面；其中該面向表面包含面向該部分之一構形區，該構形區具有一表面構形以便朝向該部分反射一傾斜入射光束。

條項27：一種操作一帶電粒子評估系統之方法，該方法包含：在一樣本固持器中固持一樣本；使用一帶電粒子光學裝置朝向該樣本投影一帶電粒子束，該帶電粒子束具有對應於該樣本之一表面之一部分的一視場，該帶電粒子光學裝置具有面向該樣本之一面向表面；及使用一投影總成沿著一光路徑引導一光束，使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該面向表面反射，從而入射於該部分上。合乎需要地，該光束被該面向表面反射至少兩次。

條項28：如條項27之方法，其中該引導包含藉由控制該投影總成控制該光束。

條項29：一種帶電粒子評估系統，其包含：一樣本固持器，其經組態以固持具有一表面之一樣本；一帶電粒子光學裝置，其經組態以朝向該樣本投影一帶電粒子束，該帶電粒子束具有對應於該樣本之該表面之一部分的一視場，該帶電粒子光學裝置具有面向該樣本固持器之一面向表面；及一投影總成，其經配置以沿著該光學系統與該樣本固持器之間的一光路徑引導一光束，以便入射於該樣本表面之該部分上且使得該光束沿著該路徑自該面向表面反射。

雖然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。意欲本說明書及實例僅視為實例，其中本發明之真正範疇及精神藉由本文中陳述之以下請求項及條項指示。

上方描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍及本文中所闡明之條項之範疇的情況下如所描述進行修改。

10:主腔室 20:裝載鎖定腔室 30:裝備前端模組(EFEM) 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 40:帶電粒子評估系統 41:電子光學系統 50:控制器 60:投影總成/投影系統 61:光源 62:光束 63:光學系統 64:圓柱形透鏡 65:反射表面 66:反射表面 70:間隙 71:部分 72:面向表面 73:構形區 81:初始反射 82:最後反射 91:電子至光子轉換器陣列 92:螢光帶 93:開口 95:偏轉器陣列 96:磁偏轉器 97:靜電偏轉器 98:光纖 100:帶電粒子束檢測設備 122:槍孔徑 125:射束限制孔徑 126:聚光透鏡 132a:極片 12b:控制電極 132c:偏轉器 132d:激勵線圈 135:柱孔徑 144:電子偵測器 148:第一四極透鏡 158:第二四極透鏡 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 235:偏轉器 240:偵測器 241:物鏡陣列 242:電極 243:電極 245:孔徑陣列 246:孔徑陣列 250:控制透鏡陣列 252:上部射束限制器 260:掃描偏轉器 262:射束塑形限制器 265:巨型掃描偏轉器 270:巨型準直器 280:信號處理系統 404:基板 405:偵測器元件 405A:內部偵測部分 405B:外部偵測部分 406:射束孔徑 407:邏輯層 408:佈線層 409:基板穿孔 L:距離 α:聚焦角 β:軸角/擦角

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為說明例示性電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帶電粒子評估系統之示意圖。

圖 3為根據一實施例之例示性多射束帶電粒子評估系統之示意圖。

圖 4為包含巨型準直器及巨型掃描偏轉器之例示性帶電粒子評估系統的示意圖。

圖 5為根據一實施例之例示性多射束帶電粒子評估系統的示意圖。

圖 6為 圖 5之多射束帶電粒子評估系統之一部分的示意圖。

圖 7為根據一實施例之帶電粒子評估系統的物鏡陣列之橫截面示意圖。

圖 8為 圖 7之物鏡陣列之修改的底視圖。

圖 9為併入於 圖 7之物鏡陣列中的偵測器之放大橫截面示意圖。

圖 10為偵測器之偵測器元件的底視圖。

圖 11為根據一實施例之例示性單射束帶電粒子評估系統之示意圖。

圖 12為根據一實施例之進入電子光學裝置與樣本之間的光束之示意圖。

圖 13為根據一實施例之解釋進入電子光學裝置與樣本之間的光束之聚焦角之圖式。

圖 14為根據一實施例之投影進入電子光學裝置與樣本之間的光束之投影總成的示意圖。

圖 15為根據一實施例之進入電子光學裝置與樣本之間的光束之示意圖。

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。

41:電子光學系統

62:光束

70:間隙

71:部分

72:面向表面

73:構形區

81:初始反射

82:最後反射

208:樣本

211:子射束

212:子射束

213:子射束

L:距離

β:軸角/擦角

Claims (15)

1. 一種帶電粒子評估系統，其包含： 一樣本固持器，其經組態以固持具有一表面之一樣本； 一帶電粒子光學裝置，其經組態以朝向該樣本投影一帶電粒子束，該帶電粒子束具有對應於該樣本之該表面的一部分之一視場，該帶電粒子光學裝置具有面向該樣本固持器的一面向表面；及 一投影總成，其經配置以沿著一光路徑引導一光束，使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該面向表面反射至少兩次，從而入射於該樣本之該表面之該部分上。
2. 如請求項1之帶電粒子評估系統，其中該光束在入射於該樣本之該表面的該部分上時至少涵蓋對應於該帶電粒子束之該視場的該樣本之該表面之該部分。
3. 如請求項1或2之帶電粒子評估系統，其中該投影總成包含：經組態以發射該光束的光源。
4. 如請求項1或2之帶電粒子評估系統，其中該投影總成包含一光學系統，該光學系統經組態以在垂直於該面向表面之一方向上聚焦該光束，使其比在平行於該面向表面並垂直於該光束之一軸的一方向上更窄。
5. 如請求項4之帶電粒子評估系統，其中該投影總成經組態以使得該光束之一軸角大於該光束之一聚焦角，其中該軸角經定義於該樣本固持器之面向該帶電粒子光學系統的一表面與該光束進入於該帶電粒子光學系統與該樣本固持器之間的直接逆流方向上的該光束之該軸之間，且該聚焦角定義為由該光學系統聚焦該光束所引起的該光束之一錐角。
6. 如請求項1或2之帶電粒子評估系統，其中該面向表面包含一表面構形以便朝向該樣本反射該光束。
7. 如請求項6之帶電粒子評估系統，其中該投影總成相對於該帶電粒子光學裝置及該樣本固持器定位以使得該投影總成引導該光束以使得相對於該光路徑，在該光束之最順流方向上，在面向該部分之一構形區處在逆流方向上自該面向表面反射，從而入射於該樣本之該表面的該部分上。
8. 如請求項6之帶電粒子評估系統，其中該面向表面包含一散射區，該散射區之該表面構形經組態以當朝向該樣本反射該光束時散射該光束。
9. 如請求項8之帶電粒子評估系統，其中該投影總成相對於該帶電粒子光學裝置及該樣本固持器而定位以使得該投影總成引導該光束以自該散射區反射。
10. 如請求項8之帶電粒子評估系統，其中該散射區面向該樣本之該表面之至少該部分。
11. 如請求項1或2之帶電粒子評估系統，其中該投影總成經配置以引導該光束使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該樣本之該表面反射，從而自該面向表面反射。
12. 如請求項1或2之帶電粒子評估系統，其包含經組態以偵測藉由該樣本發射之信號粒子的一偵測器。
13. 如請求項12之帶電粒子評估系統，其中該偵測器至少部分包含面向該樣本固持器之該表面。
14. 如請求項1或2之帶電粒子評估系統，其中該光束包含同調光，較佳地該光源為一雷射以使得該光束為一雷射束。
15. 一種操作一帶電粒子評估系統之方法，該方法包含： 在一樣本固持器中固持一樣本； 使用一帶電粒子光學裝置朝向該樣本投影一帶電粒子束，該帶電粒子束具有對應於該樣本之一表面的一部分之一視場，該帶電粒子光學裝置具有面向該樣本的一面向表面；及 使用一投影總成沿著一光路徑引導一光束，使得該光束在相對於該光路徑之逆流方向上自該面向表面反射至少兩次，從而入射於該部分上。

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