TW202338886A - 帶電粒子裝置、帶電粒子評估設備、量測方法、及監測方法 - Google Patents

Abstract

提供一種用於朝著一樣本投影一子射束陣列之一帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含：一帶電粒子光學元件及一偵測器。該帶電粒子光學元件具有一逆流方向表面，該逆流方向表面具有複數個開口以自一帶電粒子射束產生一子射束陣列。在該帶電粒子光學元件中界定子射束孔徑及監測孔徑。該子射束孔徑延伸穿過該帶電粒子元件以用於該子射束陣列朝著一樣本之路徑。該監測孔徑延伸穿過該帶電粒子元件。該偵測器處於該監測孔徑中。該偵測器之至少部分在該逆流方向表面之順流方向。該偵測器量測入射於該偵測器上之該帶電粒子射束之一部分的一參數。

Description

帶電粒子裝置、帶電粒子評估設備、量測方法、及監測方法

本文中所提供之實施例大體上係關於一種帶電粒子裝置、一種帶電粒子評估設備、一種用於量測參數之方法及一種用於監測參數之方法。

在製造半導體積體電路(IC)晶片時，常常會在製造程序期間在基板(亦即晶圓)或遮罩上出現不當圖案缺陷，藉此降低了良率。此類缺陷可由於例如光學效應及伴隨粒子而出現以及在諸如蝕刻、沈積或化學機械研磨之後續處理步驟中出現。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。

具有帶電粒子射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射束以便以相對低的著陸能量著陸於樣本上。電子射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射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。藉由在樣本表面之上掃描呈探測光點形式之初級電子射束，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所發射次級電子，圖案檢測工具可獲得表示樣本之表面之材料結構的特性之影像。

可能存在初級電子射束之均一性及/或其他參數之變化。一般需要改良對初級電子射束之參數之量測及/或監測。

根據本發明之一態樣，提供一種用於朝著一樣本投影一子射束陣列之一帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含：一帶電粒子光學元件，其包含一逆流方向表面，該逆流方向表面中界定經組態以自一帶電粒子射束產生一子射束陣列之複數個開口，在該帶電粒子光學元件中界定：子射束孔徑，其穿過該帶電粒子元件以用於沿著子射束路徑朝著一樣本之該子射束陣列；及一監測孔徑，其延伸穿過該帶電粒子元件；及一偵測器，其定位於該監測孔徑中且其之至少部分在該逆流方向表面之順流方向，其中該偵測器經組態以量測入射於該偵測器上之該帶電粒子射束之一部分的一參數。

根據本發明之一態樣，提供一種用於朝著一樣本投影一子射束陣列之一帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含：一逆流方向帶電粒子光學元件，其包含一逆流方向表面，該逆流方向表面中界定穿過該帶電粒子元件之複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與複數個射束之路徑對準，該複數個射束包含一子射束陣列及一監測射束；及一順流方向帶電粒子光學元件，其中界定複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與該逆流方向帶電粒子光學元件中界定之開口對準，該等孔徑包含：至少一個子射束孔徑，其穿過該帶電粒子元件且經組態以用於該子射束陣列朝著該樣本之一位置的該等路徑；及一監測孔徑，其經組態以用於監測該監測射束；及一偵測器，其包含於該監測孔徑內且經組態以量測該對應監測射束之一參數。

根據本發明之一態樣，提供一種經組態以朝著一樣本投影一子射束陣列之一帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含：一逆流方向帶電粒子光學元件，其中界定穿過其之子射束孔徑，該等子射束孔徑經組態以用於與該子射束陣列之該等子射束朝著一樣本的路徑對準；一順流方向帶電粒子光學元件，其中界定穿過其之順流方向子射束孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與該子射束陣列之該等子射束朝著該樣本的該等路徑對準；及一偵測器陣列，其經組態以量測該等子射束之一參數；及一致動配置，其經組態以朝著該偵測器陣列引導該等子射束之該等路徑，其中該偵測器陣列自該等順流方向子射束孔徑徑向向外定位。

根據本發明之一態樣，提供一種經組態以朝著一樣本投影一子射束陣列之一帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含：一逆流方向帶電粒子光學元件，其包含其中界定穿過其之子射束孔徑，該等子射束孔徑經組態以用於與該子射束陣列之該等子射束朝著一樣本的路徑對準；一順流方向帶電粒子光學元件，其中界定穿過其之複數個子射束孔徑，該等孔徑經組態以用於與該子射束陣列朝著該樣本的該等子射束路徑對準；及一陣列偵測器，其經組態以量測該等子射束之一參數；及一偏轉器裝置，其經組態以使該等子射束路徑偏轉至該偵測器陣列，a)其中該偵測器陣列包含該等子射束之該等路徑之間的偵測器元件且該偏轉器裝置經組態以對該等子射束之所有路徑進行操作以使該等子射束之該等路徑同時在同一方向上朝著該偵測器偏轉；或b)進一步包含一準直器，該凖直器經組態以經由該順流方向帶電粒子光學元件使該等子射束之該等路徑朝著該樣本凖直，其中該偏轉器陣列位於該偏轉器裝置與該凖直器之間；或c)其中該偵測器陣列整合至一準直器(理想地，一準直器陣列)中；或d)其中該偏轉器裝置為一準直器(理想地，一準直器陣列)，其經組態以經由該順流方向帶電粒子光學元件使該等子射束之該等路徑朝著該樣本凖直。

根據本發明之一態樣，提供一種量測一帶電粒子射束之一參數的方法，該方法包含：經由界定於一帶電粒子裝置之一帶電粒子光學元件之一逆流方向表面中的對應開口投影一子射束陣列，該等子射束包含一子射束陣列及一監測射束，且該等開口包含延伸穿過該帶電粒子光學元件之複數個子射束孔徑及延伸穿過該帶電粒子光學元件之一監測孔徑，其中該投影包含經由穿過該帶電粒子光學元件之對應子射束孔徑沿著子射束路徑朝著一樣本投影該子射束陣列；且偵測該監測射束之一參數，該偵測包含使用定位於該監測孔徑中及該逆流方向表面之順流方向的一偵測器。

根據本發明之一態樣，提供一種量測一帶電粒子射束之一參數的方法，該方法包含：經由穿過一帶電粒子裝置之一逆流方向帶電粒子光學元件的對應孔徑投影複數個射束，該複數個射束包含一子射束陣列及一監測射束，該投影進一步包含：經由穿過一順流方向帶電粒子光學元件界定之至少一個子射束孔徑朝著一樣本投影該子射束陣列；及朝著一偵測器投影該監測射束；且在該偵測器處偵測該監測射束之一參數，其中該順流方向帶電粒子光學元件包含該偵測器。

根據本發明之一態樣，提供一種量測一帶電粒子射束之一參數的方法，該方法包含：經由界定於一逆流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑且經由界定於一順流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑沿著子射束路徑朝著一樣本投影一子射束陣列；使用一致動配置將該子射束陣列之至少部分引導至一偵測器陣列；且偵測該等所偵測子射束之一參數，其中該偵測器陣列定位在該致動配置之順流方向且自該順流方向帶電粒子光學元件中之該等子射束孔徑徑向向外。

根據本發明之一態樣，提供一種量測一帶電粒子射束之一參數的方法，該方法包含：經由界定於一逆流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑且經由界定於一順流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑沿著子射束路徑朝著一樣本投影一子射束陣列；使該子射束陣列偏轉至一偵測器陣列；且偵測該等所偵測子射束之一參數，其中該偵測器陣列定位在該等子射束路徑之間之偏轉之順流方向。

根據本發明之一態樣，提供一種在包含一多射束帶電粒子裝置之一評估設備中監測一帶電粒子射束之一參數的方法，該方法包含：-在一樣本支撐件上支撐一樣本，該樣本包含抗蝕劑層，該抗蝕劑層面向該多射束帶電粒子裝置；-用該複數個子射束曝光該抗蝕劑層；-處理該樣本以在該抗蝕劑層中形成對應於該複數個子射束之該曝光的一圖案；且-評估該圖案以判定該複數個子射束中之至少一者之一參數。

根據本發明之一態樣，提供一種用於朝著一樣本投影複數個子射束之帶電粒子評估設備，該設備包含：-一樣本支撐件，其經組態以支撐一樣本；-複數個帶電粒子光學元件，其中界定複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與另一帶電粒子光學元件中之對應孔徑及該複數個子射束朝著該樣本之路徑對準；一偵測器，其經組態以回應於該複數個子射束而偵測來自該樣本之信號粒子以評估該樣本，其中該評估設備經組態以曝光一抗蝕劑塗佈樣本以便監測該子射束中之一或多者的一或多個參數。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張歐洲專利申請案21216063.4之優先權，該申請案在2021年12月20日申請且以全文引用的方式併入本文中。

現將詳細參考例示性實施例，其實例繪示於附圖中。以下描述參考附圖，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或類似元件。在以下例示性實施例描述中闡述的實施並不表示符合本發明之所有實施。實情為，其僅為符合關於隨附申請專利範圍中所列舉的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)之裝填密度來實現電子裝置之增強的計算能力，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，智慧型手機的IC晶片(其為拇指甲大小且在2019年或更早可用)可包括超過20億個電晶體，各電晶體之大小小於人類毛髮之1/1000。因此，半導體IC製造為具有數百個個別步驟之複雜且耗時程序並不出人意料。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。僅僅一個缺陷即可導致裝置故障。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，各個別步驟必須具有大於99.4%之良率。若各個別步驟具有95%之良率，則總程序良率將低達7%。

儘管高程序良率在IC晶片製造設施中為合乎需要的，但維持高基板(亦即，晶圓)產出量(經定義為每小時處理之基板的數目)亦為必不可少的。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查缺陷，則尤其如此。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為至關重要的。

SEM包含用於感測來自樣本之信號的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射束來掃描樣本，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，檢測設備中之一些使用初級電子之多個聚焦射束，亦即，多射束。可將多射束之組成射束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。

諸圖為示意性的。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，相同或類似參考編號係指相同或類似組件或實體，且僅描述關於個別實施例之差異。雖然本說明書及圖式係針對電子光學設備，但應瞭解，實施例並不用以將本揭示限制為特定帶電粒子。因此，更一般而言，可認為貫穿本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，其為繪示例示性帶電粒子射束檢測設備100之示意圖。 圖 1之帶電粒子射束檢測設備100 (或帶電粒子射束設備100)包括主腔室10、裝載鎖定腔室20、電子射束工具40、設備前端模組(EFEM) 30及控制器50。電子射束設備40位於主腔室10內。

EFEM 30包括第一裝載埠30a及第二裝載埠30b。EFEM 30可包括額外裝載埠。第一裝載埠30a及第二裝載埠30b可例如接收含有待檢測之基板(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、晶圓及樣本在下文統稱為「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用以移除樣本周圍之氣體。此產生真空，亦即局部氣體壓力低於周圍環境中之壓力。裝載鎖定腔室20可連接至裝載鎖定真空泵系統(圖中未示)，其移除裝載鎖定腔室20中之氣體粒子。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)可將樣本自裝載鎖定腔室20輸送至主腔室10。主腔室10連接至主腔室真空泵系統(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的第二壓力。在達到第二壓力之後，將樣本輸送至藉由其可檢測樣本之電子射束工具。電子射束設備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射束設備40。控制器50可為經組態以控制帶電粒子射束設備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系統。儘管控制器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之結構外部，但應瞭解，控制器50可為該結構之部分。控制器50可位於帶電粒子射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。儘管本揭示提供收容電子射束檢測工具之主腔室10的實例，但應注意，本揭示之態樣在其最廣泛意義上而言不限於收容電子射束檢測工具之腔室。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，其為繪示包括多射束檢測工具之例示性電子射束設備40的示意圖，該多射束檢測工具為 圖 1之例示性帶電粒子射束設備100的部分。多射束電子射束設備40 (在本文中亦稱為工具40)包含電子源201、投影設備230、致動載物台209及樣本固持器207。電子源201及投影設備230可統稱作照明設備。樣本固持器207由機動載物台209支撐，以便固持用於檢測之樣本208 (例如，基板或遮罩)。多射束電子射束設備40進一步包含電子偵測裝置240。

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射束202。

投影設備230經組態以將初級電子射束202轉換成複數個子射束211、212、213且將各子射束引導至樣本208上。儘管為簡單起見繪示三個子射束，但可能存在數十、數百或數千個子射束。可將該等子射束稱作細射束。

控制器50可連接至 圖 1之帶電粒子射束設備100之各種部分，諸如電子源201、電子偵測裝置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射束檢測設備(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聚集至用於檢測之樣本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偏轉以橫越樣本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入射於樣本208上之探測光點221、222及223上，自樣本208產生電子，該等電子包括次級電子及反向散射電子。次級電子通常具有≤ 50 eV之電子能量，且反向散射電子通常具有50 eV與初級子射束211、212及213之著陸能量之間的電子能量。

電子偵測裝置240經組態以偵測次級電子及/或反向散射電子(亦稱為信號粒子)且產生對應信號，該等信號經發送至控制器50或信號處理系統(圖中未示)，例如以建構樣本208之對應經掃描區域之影像。理想地，電子偵測裝置併入至投影設備中。替代地，電子偵測裝置可與投影設備分離開，其中提供次級電子光學柱以將次級電子及/或反向散射電子引導至電子偵測裝置。

控制器50可包含影像處理系統，該影像處理系統包括影像獲取器(圖中未示)及儲存裝置(圖中未示)。舉例而言，控制器可包含處理器、電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算裝置及類似者，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。影像獲取器可通信耦接至准許信號通信之設備40的電子偵測裝置240，諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電以及其他，或其組合。影像獲取器可自電子偵測裝置240接收信號，可處理該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。儲存器可為任何合適的儲存媒體。儲存器可與影像獲取器耦接，且可用於保存作為原始影像之經掃描原始影像資料以及後處理影像。

影像獲取器可基於自電子偵測裝置240接收到之成像信號而獲取樣本之一或多個影像。成像信號可對應於用於進行帶電粒子成像之掃描操作。所獲取影像可為包含複數個成像區域之單個影像。單個影像可儲存於儲存器中。單個影像可為可劃分成複數個區之原始影像。區中之各者可包含含有樣本208之特徵之一個成像區域。所獲取影像可包含在時間週期內經取樣多次的樣本208之單個成像區域的多個影像。可將多個影像儲存於儲存器中。控制器50可經組態以運用樣本208之同一部位之多個影像來執行影像處理步驟。

控制器50可包括量測電路系統(例如，類比數位轉換器)以獲得所偵測次級電子的分佈。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中之各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。經重建構影像可用以顯露樣本208之內部或外部結構的各種特徵。經重建構影像可藉此用於顯露可能存在於樣本中之任何缺陷。

控制器50可控制致動載物台209以在樣本208之檢測期間移動樣本208。控制器50可使得致動載物台209能夠至少在樣本檢測期間例如以恆定速度在一方向上(例如連續地)移動樣本208。控制器50可控制致動載物台209之移動，使得其取決於各種參數而改變樣本208之移動速度。舉例而言，控制器可取決於掃描程序之檢測步驟之特性而控制載物台速度(包括其方向)。

圖 3為包含電子源201及電子光學柱(或電子光學裝置)之評估工具的示意圖。(在另一配置中，源為電子光學柱之部分)。電子光學裝置包含複數個電子光學元件。電子光學元件為影響(例如引導、塑形或聚焦)電子射束且可使用電場及/或磁場之任何元件。電子源201朝著形成電子光學柱之部分的聚光透鏡231之陣列引導電子。電子源理想地為具有亮度與總發射電流之間的良好折衷的高亮度熱場發射器。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之建構，其文獻特此以引用之方式尤其併入至用以將電子射束分裂成複數個子射束之透鏡陣列的揭示內容，其中該陣列針對各子射束提供一透鏡。聚光透鏡陣列因此充當射束劃分器、射束分裂器、射束產生器或射束分離器。聚光透鏡陣列可呈充當電極之至少兩個板之形式，其中各板中之孔徑彼此對準且對應於子射束之路徑之部位。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。板因此具有孔徑陣列，各孔徑對應於子射束之路徑。最逆流方向定位之板為射束分離器，且可稱作射束限制孔徑。在不同配置中，射束分離器可為聚光透鏡陣列之部分或與聚光透鏡陣列相關聯，其中單獨的功能形式使子射束透鏡化。

在一配置中，聚光透鏡陣列由三個板陣列形成，在該三個板陣列中，帶電粒子在其進入及離開各透鏡時具有相同能量，可將該配置稱作單透鏡(Einzel lens)。在進入單透鏡時與離開單透鏡時的射束能量為相同的。因此，分散僅出現在單透鏡自身內(透鏡之進入電極與離開電極之間)，藉此限制離軸色像差。在聚光透鏡之厚度低，例如數毫米時，此類像差具有較小或可忽略的影響。

陣列中之各聚光透鏡將電子引導至各別子射束211、212、213中，該等子射束聚焦於各別中間焦點233處。子射束相對於彼此發散。在中間焦點233處為偏轉器235。偏轉器235定位於細射束路徑中，該等細射束路徑在對應中間焦點233或聚集點(亦即，聚集之點)之位置處或至少圍繞該位置。偏轉器定位於相關聯細射束之中間影像平面處(亦即，其焦點或聚集點處)的細射束路徑中。偏轉器235經組態以對各別細射束211、212、213進行操作。偏轉器235經組態以使各別細射束211、212、213彎曲達一量，以有效確保主射線(其亦可稱作射束軸)實質上法向(亦即，對於樣本之法向表面以實質上90°)入射於樣本208上。偏轉器235亦可稱為凖直器或凖直器偏轉器。偏轉器235實際上使細射束之路徑凖直，使得在偏轉器之前，細射束路徑相對於彼此為發散的。在偏轉器之順流方向，細射束路徑相對於彼此實質上平行，亦即實質上凖直。合適凖直器為揭示於2020年2月7日申請之歐洲專利申請案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。

在偏轉器235下方(亦即，在源201之順流方向或較遠離源201)，存在控制透鏡陣列250，其針對各子射束211、212、213包含控制透鏡251。控制透鏡陣列250可包含連接至各別電位源之至少兩個(例如三個)板電極陣列。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張角及/或控制遞送至物鏡234之射束能量，該等物鏡中之各者將各別子射束211、212、213引導至樣本208上。物鏡234處於物鏡陣列241中。控制透鏡預聚焦子射束(例如在子射束到達物鏡陣列241之前對子射束應用聚焦動作)。預聚焦可減少子射束之發散或增加子射束之會聚速率。控制透鏡陣列及物鏡陣列一起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。應注意，對縮小率及張角之參考意欲指相同參數之變化。在理想配置中，縮小率與對應張角之乘積在一系列值內為恆定的。

舉例而言，控制透鏡陣列250可被視為提供除物鏡陣列之電極之外的電極。物鏡陣列可具有與物鏡陣列相關聯且接近於物鏡陣列之任何數目個額外電極。諸如控制透鏡陣列250之額外電極允許用於控制子射束之電子光學參數之另外的自由度。此類額外相關聯電極可被視為物鏡陣列之額外電極，從而實現物鏡陣列之各別物鏡之額外功能性。在一配置中，此類電極可被視為物鏡陣列之部分，從而向物鏡陣列之物鏡提供額外功能性。因此，控制透鏡被視為對應物鏡之部分，即使在控制透鏡僅稱作物鏡之部分的範圍內亦如此。

物鏡234配置於諸如物鏡陣列241之物鏡陣列中。物鏡234可經組態以使電子射束縮小達大於10之因數，理想地在50至100或更大之範圍內。物鏡234可為單透鏡。藉由聚光透鏡及對應順流方向物鏡在射束中產生的至少色像差可相互抵消。

物鏡陣列之各板電極理想地藉由諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物的隔離元件機械地連接至鄰近板電極陣列且與鄰近板電極陣列電分離開。此類間隔物可機械地連接鄰近電極板且電隔離鄰近電極板。隔離元件可另外稱作絕緣結構，且可經提供以分離所提供之任何鄰近電極。若提供多於兩個電極，則可提供多個隔離元件(亦即，絕緣結構)。舉例而言，可存在一連串絕緣結構。隔離間隔物可存在於電子光學裝置240之任何其他電子光學元件之間。

電子偵測裝置240經設置於物鏡234與樣本208之間以偵測自樣本208發射之次級及/或反向散射電子。下文描述電子偵測系統之例示性建構。

視情況，將掃描偏轉器陣列260設置於控制透鏡陣列250與物鏡234之陣列之間。掃描偏轉器260之陣列包含用於各子射束211、212、213之掃描偏轉器261。各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。

圖 3之系統可經組態以控制電子在樣本上之著陸能量。取決於所評估之樣本的性質，可選擇著陸能量以增加次級電子之發射及偵測。經提供以控制物鏡234之控制器可經組態以藉由使施加至控制透鏡及物鏡之電極之電位變化來控制著陸能量。控制透鏡及物鏡共同地工作且可稱作物鏡總成。取決於所評估之樣本的性質，可選擇著陸能量以增加次級電子之發射及偵測。控制器可經組態以將著陸能量控制在預定範圍內之任何所要值或複數個預定值中之所要預定值。

理想地，藉由控制離開控制透鏡之電子的能量來主要地變化著陸能量。物鏡內之電位差理想地在此變化期間保持恆定，使得物鏡內之電場保持儘可能地高。另外，施加至控制透鏡之電位可用以最佳化射束張角及縮小率。使用控制透鏡陣列使得物鏡陣列能夠在其最佳電場強度下操作。可用於控制著陸能量之電極結構及電位之細節揭示於EPA 20158804.3中，其文獻以引用之方式併入本文中。

由於細射束路徑中產生之任何離軸像差產生或至少主要產生於聚光透鏡231中，因此可在 圖 4之系統中控制電子之著陸能量。 圖 3中所展示之系統之物鏡234無需為單透鏡。此係因為，在射束經凖直時，離軸像差將不會在物鏡中產生。離軸像差相較於在物鏡234中可在聚光透鏡中更易於控制。

在一些實施例中，帶電粒子評估工具進一步包含減少子射束中之一或多個像差的一或多個像差校正器。在一實施例中，至少像差校正器之子集中之各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(或中間影像平面或聚焦點)中或直接鄰近於中間焦點(或中間影像平面或聚焦點)之像差校正器包含偏轉器以校正出現在不同射束之不同位置處之源201。校正器可用於校正由源引起之宏觀像差，該等宏觀像差阻止各子射束與對應物鏡之間的良好對準。在一些情況下，需要將校正器定位在儘可能遠的逆流方向。以此方式，小角度校正可在樣本處實現大位移，使得可使用較弱校正器。理想地，校正器經定位以最小化額外像差之引入。另外或替代地，可校正源射束中之其他非均一性；亦即可校正源射束均一性中之像差。

像差校正器可校正阻止適當柱對準之其他像差。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(例如其中各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231與射束孔徑豎直地接近或重合。亦即，由校正器對任何角度誤差進行之校正相比於校正器經定位成進一步在順流方向的情況將需要更小的位置移位。進一步在順流方向(諸如在中間焦點處)校正此類像差可受到子射束211、212、213與校正器之間的未對準影響。然而，將校正器定位於聚光透鏡231處或附近之挑戰在於，子射束在此部位處相對於順流方向更遠之部位各自具有相對較大的橫截面積及相對較小的節距。在具有體積限制之情形中，校正器陣列或額外校正器陣列可位於遠離此等較佳部位，諸如位於聚光透鏡陣列與中間焦點位置之間。

在一些實施例中，至少像差校正器之子集中之各者與物鏡234中之一或多者整合或直接鄰近於物鏡234中之一或多者。在一實施例中，此等像差校正器減少以下中之一或多者：場彎曲；聚焦誤差；及像散。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相鄰於物鏡234中之一或多者，從而在樣本208之上掃描子射束211、212、214。在一實施例中，可使用描述於US 2010/0276606中之掃描偏轉器，其文獻以全文引用的方式併入本文中。

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。針對各細射束可存在此設計之像差校正器，亦即個別細射束校正器。個別細射束校正器可橫越多射束呈一陣列，其可稱作校正器陣列。

物鏡之底部電極為整合至多射束操縱器陣列中之CMOS晶片偵測器。偵測器陣列至物鏡中之整合替換其他電子光學設計之次級柱。(應注意：為避免監測偵測器之不明確性，此處所描述之偵測器陣列用於感測信號粒子且可稱作感測器，其可稱作感測器陣列)CMOS晶片理想地經定向以面向樣本(此係因為樣本與電子光學系統之底部之間的較小距離(例如100 μm))。在一實施例中，提供用以捕捉次級電子信號之捕捉電極。捕捉電極可形成於例如CMOS裝置之金屬層中。捕捉電極可形成物鏡之底部層。捕捉電極可形成CMOS晶片中之底部表面。CMOS晶片可為CMOS晶片偵測器。CMOS晶片可經整合至面向物鏡總成之表面的樣本中。捕捉電極為用於偵測次級電子之感測器單元的實例。捕捉電極可形成於其他層中。可藉由矽貫穿孔將CMOS之功率及控制信號連接至CMOS。為了穩健性，理想地，底部電極由兩個元件組成：CMOS晶片及具有孔之被動Si板。該板屏蔽CMOS以免受高電子場之影響。

與底部或面向物鏡之表面之樣本相關聯的感測器單元為有益的，此係因為可在電子遭遇電子光學系統之電子光學元件且變得受該電子光學元件操控之前偵測次級電子及/或反向散射電子。有益地，可減少、理想地最小化偵測發出電子之此類樣本所花費的時間。

為了最大化偵測效率，需要使電極表面儘可能大，使得陣列物鏡之實質上所有的區域(除孔徑之外)係由電極佔據且各電極具有實質上等於陣列節距之直徑。在一實施例中，電極之外部形狀為圓形，但可將此形狀製成正方形以最大化偵測區域。亦可最小化基板貫穿孔之直徑。電子射束之典型大小為大約5至15微米。

在一實施例中，單個捕捉電極包圍各孔徑。在另一實施例中，複數個電極元件經設置於各孔徑周圍。電極元件為感測器元件之實例。由包圍一個孔徑之電極元件捕捉的電子可經組合成單個信號或用以產生獨立信號。電極元件可徑向地劃分(亦即以形成複數個同心環)、成角度地劃分(亦即以形成複數個扇區狀片件)、既徑向地又成角度地劃分，或以任何其他適宜方式劃分。

然而，較大電極表面導致較大寄生電容，因此導致較低頻寬。出於此原因，可需要限制電極之外徑。尤其在較大電極僅提供稍微較大偵測效率，但提供顯著較大電容之狀況下。圓形(環形)電極可提供收集效率與寄生電容之間的良好折衷。

電極之較大外徑亦可導致較大串擾(對相鄰孔之信號的靈敏度)。此亦可為使電極外徑較小之原因，尤其係在較大電極給出僅略微較大的偵測效率但給出顯著較大的串擾的情況下。

隨著電流放大而由電極收集信號粒子，例如反向散射及/或次級電子。放大器之目的為使得能夠充分靈敏量測由感測器單元接收或收集到之待量測的電流及因此反向散射及/或次級電子的數目。此可藉由電阻器上方的電流量測或電位差來進行量測。若干類型之放大器設計可用於放大由電極(例如跨阻放大器)收集到之反向散射及/或次級電子電流。諸如電子光子轉換器(例如閃爍體)及半導體偵測器(例如PIN偵測器)之其他類型的偵測器可用於代替電流偵測器或與電流偵測器組合。2020年12月23日申請之此歐洲專利公開案EP 3852127及2021年7月5日申請之歐洲申請案21183811.、21183804.0及21183803.2關於不同偵測器配置及組合以引用之方式併入本文中。

圖 4中展示以示意性橫截面形式繪示多射束物鏡401之例示性實施例。在物鏡401之輸出側上，提供面向樣本208、偵測器模組402 (或感測器模組402)之側。偵測器模組402為電子偵測裝置之實例。 圖 5為偵測器模組402之底視圖，該偵測器模組包含其上設置複數個捕捉電極405之基板404，該複數個捕捉電極各自包圍射束孔徑406。射束孔徑406足夠大，但不會阻擋初級電子射束中之任一者。可將捕捉電極405視為接收反向散射或次級電極且產生偵測信號(在此情況下為電流)之感測器單元的實例。可藉由蝕刻穿過基板404而形成射束孔徑406。在 圖 5中所展示之配置中，射束孔徑406以矩形陣列形式展示。射束孔徑406亦可以不同方式配置，例如以 圖 6中所描繪之六邊形緊密堆積陣列配置。

圖 7以橫截面以較大尺度描繪偵測器模組402之一部分。捕捉電極405形成偵測器模組402之最底部(亦即，最接近於樣本的)表面。在操作中，捕捉電極405之陣列面向樣本208。在捕捉電極405與矽基板404之主體之間設置邏輯層407。邏輯層407可包括放大器(例如跨阻放大器)、類比數位轉換器及讀出邏輯。在一實施例中，每一捕捉電極405存在一個放大器及一個類比數位轉換器。可使用CMOS程序製造邏輯層407及捕捉電極405，其中捕捉電極405形成最終金屬化層。

佈線層408設置於基板404之背側上且藉由矽貫穿孔409連接至邏輯層407。矽貫穿孔409的數目無需與射束孔徑406的數目相同。特定而言，若電極信號在邏輯層407中經數位化，則可僅需要少數矽貫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設置於偵測器模組402之背側上。

圖 4描繪三電極物鏡，但應瞭解，亦可使用具有與所需一樣多的包括相關聯電極之電極的任何其他形式之物鏡，例如雙電極透鏡。

圖 8為例示性電子光學系統之另一設計的示意圖。電子光學系統可包含源201及包含複數個電子光學元件之電子光學裝置；替代地，電子光學裝置包含源201。電子光學裝置可包含如關於 圖 3所展示及描述之物鏡陣列總成。此類物鏡陣列總成之特徵可在於控制透鏡陣列250、物鏡陣列241及偵測器陣列。儘管圖8中未展示，但系統可進一步包含電子偵測裝置(諸如圖3中所展示之電子偵測裝置240)。

在 圖 8中所描繪之本配置中，物鏡陣列之特徵亦可在於上部射束限制器252、凖直器元件陣列271、掃描偏轉器陣列260及射束塑形限制器242。(應注意，在不同配置中，電子光學裝置包含此等特徵，而其不配置於共同透鏡總成中。)源201提供帶電粒子(例如電子)之射束。聚焦於樣本208上之多射束自由源201提供之射束導出。子射束可例如使用界定射束限制孔徑陣列之射束限制器(例如上部射束限制器252)而自射束導出。

上部射束限制器252可包含板，其界定射束限制孔徑陣列且充當射束分離器或子射束產生器。上部射束限制器252自由源201發射之帶電粒子射束形成子射束。除促成形成子射束之部分之外的射束之部分可由上部射束限制器252阻擋(例如吸收)，以免干擾在順流方向之子射束。可將上部射束限制器252稱作子射束界定孔徑陣列。

凖直器元件陣列271設置於上部射束限制器之順流方向。各凖直器元件凖直各別子射束。凖直器元件陣列271可形成為在空間上緊湊，此可藉由MEMS處理來達成。在一些實施例中，在 圖 3中例示，凖直器元件陣列271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。在另一配置中，凖直器可完全或部分地呈巨型凖直器(圖中未示)之形式。此巨型凖直器可在上部射束限制器252之逆流方向。因此，巨型凖直器在產生多射束之前對來自源之射束進行操作。磁透鏡可用作巨型凖直器。

在凖直器元件陣列之順流方向存在一或多個額外電極，諸如控制透鏡陣列250。控制透鏡陣列250包含複數個控制透鏡。各控制透鏡包含連接至各別電位源之至少兩個電極(例如三個電極)。控制透鏡陣列250可包含連接至各別電位源之兩個或更多個(例如，三個)板電極陣列。諸如控制透鏡陣列250之任何額外電極與物鏡陣列241相關聯(例如兩個陣列定位成彼此接近及/或彼此機械地連接及/或作為一單元一起經控制)。控制透鏡陣列250定位於物鏡陣列241之逆流方向。控制透鏡預聚焦子射束(例如在子射束到達物鏡陣列241之前對子射束應用聚焦動作)。預聚焦可減少子射束之發散或增加子射束之會聚速率。

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。各掃描偏轉器使各別子射束在樣本208之上進行掃描。掃描偏轉器陣列260可因此包含用於各子射束之掃描偏轉器。各掃描偏轉器可使子射束中之射線在一個方向(例如平行於單個軸，諸如X軸)上或在兩個方向(例如相對於兩個不平行的軸，諸如X軸及Y軸)上偏轉。偏轉係為了使子射束在一個或兩個方向上橫越樣本208進行掃描。

在一實施例中，EP2425444中所描述之掃描偏轉器可用於實施掃描偏轉器陣列260，特定地關於掃描偏轉器之該文獻特此以全文引用之方式併入。掃描偏轉器陣列260定位於物鏡陣列241與控制透鏡陣列250之間。在所展示之實施例中，提供掃描偏轉器陣列260而非巨型掃描偏轉器。掃描偏轉器陣列260 (例如使用如上文所提及之MEMS製造技術形成)可比巨型掃描偏轉器在空間上更緊湊。

在其他實施例中，提供巨型掃描偏轉器及掃描偏轉器陣列260兩者。在此類配置中，子射束在樣本表面之上之掃描可藉由理想地同步地一起控制巨型掃描偏轉器及掃描偏轉器陣列260來達成。

在 圖 8之實施例中，提供凖直器元件陣列271而非巨型凖直器。儘管未展示，但有可能在 圖 8之實施例中使用巨型凖直器，以提供具有巨型凖直器及掃描偏轉器陣列260之實施例。另一變化可具有巨型凖直器及巨型掃描偏轉器。亦有可能具有 圖 8之實施例之變化，其具有巨型掃描偏轉器及凖直器元件陣列。各凖直器元件凖直各別子射束。凖直器元件陣列271 (例如使用MEMS製造技術來形成)相比於巨型凖直器可在空間上更緊湊。一起提供凖直器元件陣列271及掃描偏轉器陣列260因此可提供空間節省。在此實施例中，可不存在巨型聚光透鏡或聚光透鏡陣列。在此情境下，控制透鏡因此提供針對著陸能量改變而最佳化射束張角及放大率的可能性。

如 圖 9A中所展示，偵測器陣列或偵測器模組(或感測器陣列或感測器模組)之理想地面向樣本、在使用中甚至接近於樣本的表面特徵化偵測器元件陣列(或偵測器陣列)。各偵測器元件與孔徑相關聯。各偵測器元件與偵測器模組之基板之經指派表面區域相關聯。由於基板經分層為例如具有CMOS結構，因此基板內之各層相對於各別偵測器元件定位，理想地接近地定位。可商購CMOS結構具有層之常見範圍，例如三至十個，通常為約五個。(舉例而言，為易於描述，可提供兩個功能層，其可稱作電路系統層。佈線層及邏輯層之此兩個層可視需要表示儘可能多的層，且各層並不分別限於佈線或邏輯。) 層之數目受到商業可獲得性限制，且任何數目的層皆為可行的。

理想地，基板之電路層(其可為佈線層及/或邏輯層)具有針對各偵測器元件(或偵測器或感測器)指派之部分。可將不同層之經指派部分稱作單元550。用於全多射束配置之基板中之部分的配置可稱作單元陣列552。單元550可為與針對各偵測器元件指派之表面區域相同的形狀，諸如六邊形，或可嵌合且可在形狀及/或面積方面全部為相似的任何合理形狀，諸如矩形形狀。藉由置放及佈線設計，可更容易地使用矩形或直線形狀。與諸如在六邊形架構中需要銳角或鈍角之架構相比，此設計通常由適合界定具有帶正交方向之矩形類型架構的晶片之軟體來實施。在 圖 9A中，單元550經描繪為六邊形，且單元陣列552經描繪為包含個別單元之六邊形。然而，理想地，各自相對於偵測器元件以類似方式定位。

佈線路線554可連接至各單元550。佈線路線554可佈設於單元陣列552之其他單元之間。應注意：參考陣列之單元之間的佈線路線，希望至少佈線路線避開例如經由單元陣列界定之孔徑陣列的射束孔徑。在配置電路架構中，至少電路層中之單元大小可經減小以容納佈線路線，使得佈線路線佈設於單元之間。另外或替代地，佈線路線理想地朝著單元之周邊穿過單元陣列之單元，例如以減少佈線路線與單元中之其他電路系統的干擾。因此，對單元之間的佈線路線之參考涵蓋：單元之電路系統之間的佈線路線；單元內之佈線路線，理想地朝著單元之周邊且至少圍繞穿過單元之射束孔徑；及任何中間變化。在所有此等配置中，例如在CMOS架構中，佈線路線可位於與其他電路系統相同的晶粒中，其他電路系統可界定與佈線路線之一部分相同的單元中的電路系統或佈線路線圍繞其佈設之單元中的電路系統。因此，單元及佈線路線可為單體結構之部分。佈線路線554可信號連接單元。因此，佈線路線將單元550信號連接至在單元陣列或甚至基板或偵測器模組(或感測器模組)外部之控制器或資料處理器。電路層可包含用於自單元陣列之外的單元傳輸感測器信號之資料路徑層。

控制器或資料處理器可在基板或偵測器模組內之電路系統之前，理想地在單元陣列外部，例如作為控制及I/O電路系統(圖中未示)。控制及I/O電路系統可位於與單元陣列相同的晶粒中；控制及I/O電路系統可例如在相同CMOS晶片中與單元陣列單體整合。控制及I/O電路系統實現來自單元陣列552之所有單元的資料之間的高效連接，甚至對於諸如具有8位元數位輸出之約4000個單元而言，將存在至位於CMOS晶片外部之電子器件的32,000個信號。進行此之標準方式為使用SERDES電路系統(串列器/解串列器)。此電路系統藉助於時分多工將大量低資料速率信號轉變成少量高資料速率信號。因此，與在偵測器模組外部相比，與單元陣列單體地具有控制及I/O電路系統或至少在偵測器模組中具有控制及I/O電路系統為有益的。

在實施例中，控制及I/O電路系統可以諸如用以與在CMOS晶片外部之電子器件通信的電路系統之一般支援功能為特徵，以使得能夠加載特定設定，例如以用於控制放大及偏移，諸如本文中所描述之減去。

單元550之電路層連接至各別單元之偵測器元件(或感測器元件)。電路層包含具有放大及數位化功能之電路系統，例如其可包含放大電路。單元550可包含如 圖 9B中所描繪之跨阻抗放大器(TIA) 556及類比數位轉換器(ADC) 558。此圖示意性地描繪具有相關聯偵測器元件(諸如捕捉電極)及連接至跨阻抗放大器556及類比數位轉換器558之一回饋電阻器562的一單元550。來自類比數位轉換器558之數位信號線559離開單元550。應注意，偵測器元件表示為一偵測器元件560，且回饋電阻器經展示為一圓盤562與偵測器區域相關聯而不是與跨阻抗放大器556相關聯。此示意性表示係將偵測器元件及回饋電阻器中之各者表示為一區域以指示其相對大小。

跨阻抗放大器可包含一回饋電阻器Rf 562。回饋電阻器Rf之量值應經最佳化。此回饋電阻器之值愈大，輸入參考電流雜訊愈小。因此，跨阻抗放大器之輸出端處之信號雜訊比愈佳。然而，電阻Rf愈大，頻寬愈低。有限頻寬導致信號之有限上升及下降時間，從而導致額外影像模糊。經最佳化Rf產生雜訊位凖與額外影像模糊之間的良好平衡。

在晶片架構之分層結構(諸如CMOS)中，組件及特徵經界定為層中之結構。組件之規格取決於層之材料及層之實體屬性、層的尺寸，具體地為其厚度及形成於層中之結構之尺寸。電阻器可呈較長窄路徑、路線或線之形式。鑒於空間約束，路徑可為非線性的，沿著其路徑具有拐角。針對此較長組件，層中之路徑的寬度可諸如經由製造容限而改變。拐角可提供比路徑之線性區段更大的變化，從而限制準確度，可以該準確度製造電阻器以形成規定電阻。在具有許多拐角及較長長度之情況下，可以較差可靠性製造具有此拓樸之電阻器，使得單元陣列中的不同單元之等效電阻器的電阻可具有較大範圍。

此電阻結構具有較大表面區域。另外或替代地，具有此類較大表面區域之電阻器將另外具有不合需要的電容；此類電容稱為寄生電容。寄生電容可不合需要地造成雜訊及模糊，從而影響雜訊、模糊及本文中之其他地方所描述之頻寬最佳化之間的平衡。

層之材料屬性可經化學改性；然而，此類改性不大可能在大小方面達成數個數量級之改良以適合單元中之可用空間。此類改性不大可能充分地改變回饋電阻器之構形，以使得形成所需規格且可以所要可信賴的準確度進行製造。

在可靠性及大小方面之此類要求將使得電阻器能夠在頻寬、信號雜訊比及穩定性方面達成其所要效能。不利地是，無法滿足此等要求。單元中沒有空間時，需要大回饋電阻器。

提出不需要此大回饋電阻器之替代放大電路系統。實例包括具有作為回饋元件之偽電阻器之跨阻抗放大器，及直接類比數位轉換器，從而避免對跨阻抗放大器之需求。直接類比數位轉換器之兩個實例為：使用低工作循環切換電阻器；及使用參考電容器。此等實例係在2020年12月23日申請之以引用的方式併入本文中的歐洲申請案第20217152.6號中詳細描述，特定言之關於低工作循環切換電阻器及參考電容器的使用。視情況，可自單元550移除類比數位轉換器558，使得電路線570將單元550中之跨阻抗放大器556與單元陣列552外部之類比數位轉換器連接。自單元550移除類比數位轉換器針對回饋電阻器元件在單元550之電路層中提供更多可用空間。若放大器電路系統使用替代跨阻抗放大器電路，例如若具有用作回饋元件之偽電阻器的跨阻抗放大器，則單元550之電路層中仍存在更多空間。應注意，此等實例為例示性的。可存在其他放大器電路，該等放大器電路達成與本文中所描述之彼等益處類似的益處且針對如本文中所描述之各單元使用類似電路架構。

替代地，類比數位轉換器558在單元陣列552外部。決定類比數位轉換器558是否在單元陣列552外部之一個考慮因素為多射束之子射束節距。此可判定用於包括放大電路系統之電路系統的單元之每層區域中是否存在空間。

電路線570連接單元550中之跨阻抗放大器與相關聯類比數位轉換器558。電路線570傳輸類比信號。不同於數位信號，傳輸類比信號之資料路徑對干擾靈敏。信號干擾可來自其他電路線之串擾及來自諸如由多射束之子射束產生的外部場及來自附近帶電粒子光學組件(諸如物鏡陣列241)之場。

電路線570經由如 圖 9A中所描繪之佈線路線554佈設。佈線路線554佈設於單元之間，使得單元及其層之區域用於存在於單元上之放大電路系統。佈線路線554因此僅使用存在佈線路線之電路層的一部分，亦即，在鄰接單元550之間(例如至少圍繞鄰接單元550之射束孔徑504、406；穿過鄰接單元550，諸如朝著單元之周邊或在經指派給鄰接單元550的層中之電路系統之間，或所陳述配置之間的任何配置)。此佈設避免了放大電路系統及佈線路線554之架構的架構干擾。電路線沿著單元陣列中之佈線路線在向外的方向上佈設，例如在徑向向外的方向上佈設。在至單元陣列552之周邊的較大接近度之情況下，可存在比遠離周邊之佈線路線554的一部分中之電路線更多的電路線570。佈線路線可具有複數個電路線570，如所描述，該複數個電路線570位於陣列之單元之間。因此，佈線路線554的一部分可具有多於一個電路線570。然而，使電路線接近於彼此定位存在電路線之間的串擾及由電路線570傳輸的類比信號之干擾的風險。

可至少藉由在佈線路線內使電路線570彼此屏蔽來降低或甚至避免串擾及信號干擾之風險。 圖 10描繪佈線路線554之例示性配置之橫截面。在佈線路線554內為經展示為在與佈線路線554相同的方向上延伸的一或多個電路線470，及屏蔽配置。電路線展示於同一層中。在電路線570上方為上部屏蔽層572；在電路線570下方為下部屏蔽層574 (或更順流方向屏蔽層574)。屏蔽配置之上部及下部屏蔽層屏蔽電路線570免受在佈線路線554上方及下方的在佈線路線554外部之場的影響。屏蔽配置在與電路線570相同的層中具有屏蔽元件。屏蔽元件可為位於包含電路線570之層的外邊緣處之外部元件576。外部元件576屏蔽電路線570免受在佈線路線554外部之場的影響。屏蔽元件可包括存在於鄰接電路線之間的層中之中間屏蔽元件578。中間屏蔽元件578可因此至少在未阻止電路線570之間的串擾之情況下抑制。在操作中，將共同電位施加至屏蔽層572、574及屏蔽元件576、578。電位可為參考電位，例如接地電位。

儘管圖10描繪三層配置，可視需要在佈線路線570中使用與上部屏蔽層572、下部屏蔽層574及中間屏蔽層所要之儘可能多的層。

佈線路線之設計之另一考慮因素為在偵測器模組(或感測器模組)的例示性設計中可能需要存在的電路線之數目，例如考慮 圖 10之使所有電路線570位於一層中之配置。

舉例而言，子射束陣列經配置成六邊形陣列，其中子射束之三十個環例如同心地配置。偵測器模組因此具有對應設計之單元陣列。單元之數目為約3000。此類單元陣列可具有50與100微米之間的節距。

最外部環具有需要經由環佈設之最高數目的信號。考慮到佈線路線佈設於單元陣列之單元之間，單元之所有信號經由最外部環之單元之間的最外部環佈設。在此實例中，最外部環由180個單元組成，因此經由例如最外部環之單元之間的最外部環輸送的信號之數目為大約2600 =。因此，待經由鄰近單元之間的外部環佈設之信號之最大數目為信號之總數目(2600)除以最外部環中之單元的數目(180)。此為十五，15 (捨入至最接近的整數)。由於佈線路線具有屏蔽配置以確保信號經良好屏蔽，例如限制串擾及外部場之影響，可存在十六個屏蔽元件，包括十四(14)個中間屏蔽元件及兩個外屏蔽元件576。因此，在實例之外部環的鄰近單元550之間，在同一層中具有所有電路線之佈線路線將具有替代屏蔽元件及電路線之三十一(31)個元件。

對於節距在50與100微米之間的射束陣列之單元陣列552，在電路層中存在足夠的空間或區域可用於此類佈線路線554。在使用180 nm節點下之程序產生之結構中，金屬層之最小半節距通常為約280 nm。在此內容背景中，半節距為線，且節距為與鄰接間隙具有相關聯間隙的線。相關聯間隙通常為相同寬度之線。三十一個元件之佈線路線需要三十一個節距。然而，元件中對應於外部元件576之一者的相關聯間隙不為佈線路線554之部分，但將佈線路線與鄰接電路系統分離開。因此，針對三十一個元件，需要六十一(61)個半節距，其對應於大約17.1微米之電路佈線554的寬度。

在不同配置中，射束陣列可為具有108個環及約35000個單元之六邊形，且可視為單體射束陣列。最外部環具有約650個單元。需要經由最外部環佈設約34350個信號。因此，約54個信號需要經由最外部環中之鄰接單元佈設。具有54個電路線570之佈線路線554具有55個屏蔽元件。在一替代配置中，射束配置經按比例分配成兩個或更多個條帶，其中一或多個中間條帶用於佈設支撐結構、諸如導管之冷卻特徵、資料傳輸線及類似物。可將此射束陣列稱作剝離射束陣列。佈線路線可因此經由一或多個中間條帶佈設。此實現較大射束陣列，因此單元陣列仍維持適當地設定大小之佈線路線。若剝離射束陣列將具有與單體射束陣列相同數目之子射束，則佈線路線將具有比單體單元陣列更少的電路線570，亦即少於54個。實際上，因為如受可位於佈線路線中之電路線之最大數目限制的射束陣列之大小將較大，所以剝離射束陣列可達成比單體射束陣列更大數目之子射束。

此功能性對具有偽電阻器之回饋元件之跨阻抗放大器為有益的。不同於在所有施加電位差下皆具有單個電阻之理想電阻器，偽電阻器在施加不同施加電壓時具有不同的有效電阻。在提供不同電阻時，與偽電阻器相關聯之跨阻抗放大器作為可變放大操作。在提供具有可變功能性之放大器時，可實現雜訊位凖與影像模糊(本文中在上文稱為『額外模糊』)之間的最佳化平衡。有利地，可程式化放大電路可將跨阻抗放大器之輸出與類比數位轉換器之輸入相匹配。此等量測幫助確保跨阻抗放大器之動態範圍，且類比數位轉換器及因此理想地放大電路最佳地用於不同使用狀況。此類不同使用狀況可包括：受檢測之樣本的材料屬性、例如使用不同射束電流之不同評估工具組態。應用範圍可藉由提供可變放大器及可變偏移或臨限值(例如減去可程式化偏移)來實現，合乎需要地啟用對放大、臨限值及頻寬之調諧。如本文中之其他地方所提及的，與可變放大及減去相關聯之電路系統可包含於控制及I/O電路系統中。

用於偵測自樣本發射之信號粒子的已知設備假定源提供例如具有均一電流分佈之均一初級射束。然而，實際上，初級射束很少極佳地均一。舉例而言，源電流均一性可隨時間及用途相對於標稱值而變化。

本發明之實施例可用於量測初級射束之均一性及/或其他參數。射束均一性及/或其他參數之量測可用於校正及/或減輕射束之均一性的偏差。

在一實施例中，提供帶電粒子檢測設備之帶電粒子裝置，例如圖11中所描繪。因此，帶電粒子裝置適用於帶電粒子檢測設備或作為帶電粒子檢測設備之部分。帶電粒子檢測裝置可經組態以朝著樣本投影子射束陣列。帶電粒子裝置包含帶電粒子光學元件及至少一個偵測器(或監測偵測器)。所描繪配置可對應於如參考圖3所描繪及描述的聚光透鏡陣列231。應進一步注意，與參考圖9A、圖9B及/或圖9B描述及在該等圖中描繪之感測偵測器陣列相關聯的單元陣列之配置可應用於本發明實施例以及如下文所描述之任何其他實施例中的監測偵測器陣列。除非相反陳述，否則特徵相同。

帶電粒子光學元件652包含逆流方向表面653，該逆流方向表面653中界定複數個開口，該複數個開口經組態以自帶電粒子射束產生子射束611、612、613之陣列。換言之，帶電粒子光學元件652之上部表面653具有開口，初級射束之至少部分可穿過該等開口以形成子射束。如圖11中所展示，帶電粒子光學元件652可為平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。

在帶電粒子光學元件652中界定穿過帶電粒子元件652之子射束孔徑670，其用於沿著子射束路徑朝著樣本608之子射束611、612、613之陣列。在帶電粒子光學元件652中界定延伸穿過帶電粒子元件652之至少一個監測孔徑671。圖11描繪兩個監測孔徑671，且本文中描述多個監測孔徑。子射束孔徑670及監測孔徑671延伸穿過整個帶電粒子光學元件652。子射束孔徑670及監測孔徑671可另外稱作貫穿孔。

偵測器672 (或監測偵測器672，在下文中為易於參考可將其稱作偵測器)定位於監測孔徑671中。此類監測偵測器672用於偵測射束陣列之一或多個子射束，或自產生多射束陣列之子射束的同一源射束導出的子射束。監測偵測器與感測偵測器之不同在於監測偵測器監測來自源之子射束或自源發射之帶電粒子的一或多個參數，而感測偵測器經配置以偵測來自樣本之信號粒子。圖11描繪兩個偵測器672，且本文中描述多個偵測器。至少一個偵測器672可定位於各監測孔徑671中。各監測孔徑671中可能存在單個偵測器672，亦即定位於單個監測孔徑671中之單個偵測器672。各偵測器672之至少部分在逆流方向表面之順流方向。理想地，整個偵測器672在逆流方向表面653之順流方向。應注意，監測偵測器672應區分於感測器模組或感測偵測器陣列240。

偵測器672經組態以量測入射於偵測器672上之帶電粒子射束之一部分的參數。經量測參數可用於判定射束之可提供對射束之均一性之指示的特性。經量測參數可與針對參數所預期之預定值比較，或可與來自其他偵測器之彼參數之其他量測結果比較。經量測參數可用於校正及/或減輕射束均一性中之偏差。經量測參數可對應於源射束之源射束均一性、亮度及/或發射強度及/或子射束之陣列與帶電粒子光學元件之間的對準。

在偵測器672中之一者定位於各別監測孔徑671中時，偵測器672可阻止監測射束穿過監測孔徑671。因此，偵測器672可阻擋監測孔徑。理想地，偵測器672經組態以遮擋監測孔徑671。在此狀況下，偵測器672可完全阻擋密封或閉合監測孔徑671。

如所描述，偵測器672定位於監測孔徑671中。因此，偵測器672理想地位於監測孔徑671內。舉例而言，如圖11中所展示，偵測器672可定位於監測孔徑671中，使得其不擱置於帶電粒子光學元件652之逆流方向表面653上。偵測器672可自帶電粒子光學元件652之逆流方向表面653略微突出。然而，理想地，偵測器672經定位以使得偵測器672凹陷至帶電粒子光學元件652之逆流方向表面653中。因此，偵測器672可不在逆流方向表面653上方自監測孔徑671突出。在此狀況下，偵測器672可完全擱置於監測孔徑671內，視情況以便與逆流方向表面653齊平，例如圖11中所展示，或進一步定位至監測孔徑671中以使得偵測器元件672之頂部與逆流方向表面653之間存在間隙。

帶電粒子光學元件652包含界定複數個開口之順流方向表面654。在子射束孔徑670及監測孔徑671延伸穿過整個帶電粒子光學元件652時，複數個開口對應於逆流方向表面653中之複數個開口(且在平面圖中處於相同位置)。順流方向表面654可在對應於監測孔徑671之位置處凹陷。因此，偵測器672可凹陷至順流方向表面654中以使得偵測器元件672之基座凹陷至順流方向表面654中。換言之，偵測器元件672之基座與順流方向表面654之間可能存在間隙。若在電場內之順流方向表面654係在電子光學裝置240之一部分中，則可能需要此情形。替代地，順流方向面向表面654可在偵測器672之位置處實質上共面。因此，偵測器元件672之基座可與順流方向表面654齊平。

在一配置中，偵測器672可相對於帶電粒子光學元件672之逆流方向表面653及順流方向表面654凹陷至帶電粒子光學元件中。

監測孔徑671中之各者之直徑可與子射束孔徑670中之各者之直徑相同。理想地，監測孔徑671中之各者之直徑大於或實質上等於子射束孔徑670中之各者之直徑。監測孔徑671之直徑與子射束孔徑670之直徑相同(亦即，實質上相等)對於減少陣列末端效應可為有益的。監測孔徑671中之各者之直徑可小於子射束孔徑670中之各者之直徑，此可改良靈敏度及/或減少或阻止帶電粒子之散射。

理想地，監測孔徑671自子射束孔徑670徑向向外。因此，所有監測孔徑671理想地比子射束孔徑670更接近於帶電粒子光學元件652之邊緣。提供自子射束孔徑670徑向向外之監測孔徑671可在減少陣列末端效應方面尤其有益，該陣列末端效應可另外已知為邊緣陣列效應，理想地，若帶電粒子光學元件652經受所施加電位，例如使得其用作諸如透鏡陣列之部分之電極。

另外，自子射束孔徑670徑向向外之監測孔徑671可用於藉由監測外緣發射區域(不用於產生多個細射束)而監測發射電流均一性及穩定性。偵測器672可偵測其各別子射束之屬性。經量測之屬性為射束配置之屬性，其指示源射束之屬性。多種屬性可適合於偵測。舉例而言，可偵測帶電粒子發射之分佈的變化。射束配置之子射束上方的有效發射區域中之變化可由子射束在射束配置之邊緣或外緣處的所偵測屬性之變化表示。舉例而言，子射束之電流可在有效發射區域減小之情況下減少。因此，例如射束配置之上之外緣發射屬性之變化可指示例如源射束之有效發射區域之變化，自該源射束產生射束配置之子射束。

可藉由提供穿過整個帶電粒子光學元件652 (圖11中未展示)之額外孔徑來進一步改良邊緣陣列效應。可提供自子射束孔徑670徑向向外之額外孔徑。額外孔徑可不用於監測，亦即，可不具有對應偵測器。額外孔徑可產生子射束，該等子射束最終可能並非一直投影至樣本，例如歸因於一些形式之帶電粒子光學元件之阻塞順流方向，例如不具有對應於帶電粒子光學元件中之額外孔徑之孔徑的另一帶電粒子光學元件。

理想地，帶電粒子元件652經組態以自源射束601產生子射束陣列。源射束可為帶電粒子射束。帶電粒子裝置可進一步包含經組態以產生源射束之源，自該源射束產生複數個子射束。源601可與上文所描述之電子源201相同。然而，當然可使用任何適當帶電粒子源。

如圖11中所展示，帶電粒子裝置可包含至少一個額外帶電粒子光學元件。舉例而言，帶電粒子裝置可包含在帶電粒子光學元件652之順流方向之額外帶電粒子光學元件642。因此，帶電粒子光學元件652可為逆流方向帶電粒子光學元件，且裝置可包含順流方向帶電光學元件642。理想地，複數個孔徑280界定於順流方向帶電粒子光學元件中，該複數個孔徑280經組態以用於與可稱作多射束之射束配置的子射束611、612、613之陣列之路徑對準。因此，孔徑280可針對子射束611、612、613中之各者設置於順流方向帶電粒子光學元件642中，以允許子射束611、612、613朝著樣本穿過順流方向帶電粒子光學元件242。應注意，順流方向帶電光學元件642不具有監測孔徑，此係由於在此實施例中，將由界定於帶電粒子光學陣列之逆流方向表面中之監測孔徑672形成的任何射束在孔徑內由各別偵測器272捕捉及偵測。順流方向帶電粒子光學元件242可為平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。帶電粒子光學元件652及順流方向帶電光學元件642可一起協作以提供帶電粒子光學組件，諸如透鏡陣列，例如聚光透鏡陣列。儘管圖11中描繪額外帶電粒子光學元件，但可在無順流方向帶電粒子光學元件242之情況下提供帶電粒子裝置。

儘管圖11描繪兩個監測孔徑671，且本文中描述多個監測孔徑，但可僅提供單個監測孔徑671。替代地，可提供多於兩個監測孔徑671。可使用任何適當數目個監測孔徑671。舉例而言，帶電粒子裝置可包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多個定位於帶電粒子光學元件252中之監測孔徑671。帶電粒子元件652可至少包圍用於帶電粒子光學元件652中之帶電粒子射束之路徑的孔徑，例如在帶電粒子光學元件652中之孔徑陣列之一或多個側。替代地，監測孔徑可完全包圍用於帶電粒子射束之路徑之孔徑陣列。在一配置中，存在用於各別帶電粒子射束之路徑之兩個或更多個孔徑之群組的偵測器672；替代地，存在用於帶電粒子射束之路徑之各孔徑的偵測器。

儘管圖11描繪兩個偵測器672，且本文中描述多個偵測器，但可僅提供單個偵測器672。替代地，可提供多於兩個偵測器672。可使用任何適當數目個偵測器672。舉例而言，帶電粒子裝置可包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多個定位於帶電粒子光學元件652中之偵測器672。帶電粒子元件652可至少包圍帶電粒子光學元件652中之孔徑，例如在帶電粒子光學元件652中之孔徑陣列之一或多個側，或完全包圍用於帶電粒子射束之路徑之孔徑陣列。在一配置中，存在用於各別帶電粒子射束之路徑之兩個或更多個孔徑之群組的偵測器672；替代地，存在用於帶電粒子射束之路徑之各孔徑的偵測器。額外偵測器672可經提供且與其他元件相關聯。

如上文所描述，帶電粒子光學元件可理想地包含多個監測孔徑671及多個偵測器672。更特定言之，帶電粒子光學元件252可包含監測孔徑671之陣列及偵測器672之陣列。理想地，定位於帶電粒子光學元件652中之偵測器672的數目與帶電粒子光學元件652中包括之監測孔徑671的數目相同。因此，各偵測器672可與單個監測孔徑671相關聯。(應注意，不具有相關聯偵測器672之帶電粒子光學元件652之任何監測孔徑將允許子射束在順流方向傳遞至例如額外帶電粒子光學元件642。存在於額外帶電粒子光學元件642中或上之偵測器可捕捉射束。偵測器可具有所有特性且以與偵測器672容納於帶電粒子光學元件652之監測孔徑671中相同之方式容納至額外帶電粒子光學元件642中。然而，應注意，若額外帶電粒子光學元件642之向下表面為場自由環境，則監測孔徑並不需要在額外帶電粒子光學元件642之順流方向表面中凹陷。)

在另一實施例中，提供帶電粒子檢測設備之帶電粒子裝置，例如圖12中所描繪。因此，帶電粒子裝置適用於帶電粒子檢測設備或作為帶電粒子檢測設備之部分。帶電粒子檢測裝置可經組態以朝著樣本投影子射束陣列。帶電粒子裝置包含逆流方向帶電粒子光學元件652、順流方向帶電粒子光學元件642及至少一個偵測器672。

逆流方向帶電粒子光學元件652包含穿過逆流方向帶電粒子元件652之複數個孔徑670、671。逆流方向帶電粒子光學元件652包含逆流方向表面653，在該逆流方向表面653中界定穿過逆流方向帶電粒子元件652之複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與複數個射束611、612、613、614、615之路徑(亦即，表示多射束之射束配置)對準。複數個孔徑670、671可具有逆流方向表面653中之對應開口。因此，逆流方向帶電粒子光學元件652之上部表面653具有開口，初級射束之至少部分可穿過該等經由以形成射束配置，例如複數個射束611、612、613、614、615。如圖12中所展示，逆流方向帶電粒子光學元件652可為平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。開口及/或複數個孔徑可經組態以自帶電粒子射束產生射束配置之複數個射束，例如聚光透鏡231之一或多個板。在下文描述帶電粒子光學元件652表示之其他實施例。

複數個射束(或射束配置)包含子射束611、612、613之陣列及至少一個監測射束614、615。因此，在使用期間穿過逆流方向帶電粒子光學元件之複數個射束可包含最終朝著樣本608投影之多個子射束，及用於監測目的之至少一個監測射束614、615。

在逆流方向帶電粒子光學元件652中界定複數個孔徑670、671。複數個孔徑670、671包含穿過逆流方向帶電粒子元件之子射束孔徑670，其用於沿著子射束路徑朝著樣本208之位置的子射束611、612、613之陣列。複數個孔徑包含延伸穿過帶電粒子元件之至少一個監測孔徑671。除不同類型的孔徑之部位以外，子射束孔徑670及監測孔徑671可在逆流方向帶電粒子光學元件652中彼此類似。不同類型的孔徑可由沿著穿過各孔徑之射束路徑之元件區分，亦即在子射束611、612、613或監測射束614、615將穿過孔徑之情況下。圖12描繪兩個監測孔徑671，且本文中描述多個監測孔徑。子射束孔徑670及監測孔徑671延伸穿過整個帶電粒子光學元件652。子射束孔徑670及監測孔徑671可另外稱作貫穿孔。

順流方向帶電粒子光學元件642界定穿過帶電粒子元件之複數個孔徑680、681。複數個孔徑680、681經組態以用於與逆流方向帶電粒子光學元件652中界定之開口對準。因此，複數個孔徑680、681中之各者可與逆流方向帶電粒子元件中之複數個孔徑中之一者對準。

順流方向帶電粒子光學元件242包含逆流方向表面643，該逆流方向表面643中界定穿過順流方向帶電粒子元件之複數個孔徑680、681，該複數個孔徑680、681經組態以用於與複數個射束611、612、613、614、615 (或射束配置)之路徑對準。複數個孔徑680、681可具有順流方向帶電粒子元件642之逆流方向表面643中之對應開口。因此，順流方向帶電粒子光學元件642之上部表面643具有開口，複數個射束中之至少一些可穿過該等開口。如圖12中所展示，順流方向帶電粒子光學元件642可為實質上平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。儘管所描繪板具有比板之徑向內部區在子射束路徑之方向上之厚度更大的外部區，但在不同配置中，板可具有實質上均一厚度，例如不具有階梯形厚度，例如下文所描述。

在順流方向帶電粒子光學元件642中界定複數個孔徑680、681，理想地在順流方向帶電粒子光學元件642之逆流方向表面643中界定。複數個孔徑680、681包含穿過順流方向帶電粒子元件之子射束孔徑680。在順流方向帶電粒子光學元件642之順流方向表面中界定對應於穿過順流方向帶電粒子光學元件642之孔徑680的孔徑。子射束孔徑680經組態以用於沿著子射束路徑朝著樣本608之位置的子射束611、612、613之陣列的路徑。子射束孔徑680延伸穿過整個帶電粒子光學元件642。子射束孔徑680可另外稱作貫穿孔。複數個孔徑包含至少一個監測孔徑681。圖12描繪兩個監測孔徑681，且本文中描述多個監測孔徑。監測孔徑681經組態以用於監測監測射束614、615。

除不同類型的孔徑之部位以外，子射束孔徑680及監測孔徑681可在順流方向帶電粒子光學元件642中彼此類似。替代地，子射束孔徑680及監測孔徑681可彼此不同，例如，子射束孔徑680可提供穿過順流方向帶電粒子光學元件642之通道且監測孔徑681可不提供該等通道。不同類型的孔徑可由沿著穿過各孔徑之射束路徑之元件區分，亦即在子射束或監測射束將穿過孔徑之情況下。

如圖12中所展示，監測孔徑681可為盲孔徑。因此，監測孔徑681可不延伸穿過整個順流方向帶電粒子光學元件642。理想地，在此狀況下，順流方向帶電粒子光學元件642之順流方向表面644在監測孔徑681之位置處實質上共面。替代地，儘管圖12中未展示，但監測孔徑可延伸穿過順流方向帶電粒子光學元件642，亦即穿過整個順流方向帶電粒子光學元件。因此，監測孔徑681可另外稱作貫穿孔。應注意，在提供複數個監測孔徑時，其可全部為盲孔徑，可全部延伸穿過順流方向帶電粒子光學元件，或可為至少一個盲孔徑與至少一個貫穿孔之混合。

偵測器672包含於監測孔徑681內，亦即定位於監測孔徑681中。圖12描繪兩個偵測器672，且本文中描述多個偵測器672。至少一個偵測器672可定位於各監測孔徑681中。各監測孔徑681中可能存在單個偵測器672，亦即定位於單個監測孔徑中之單個偵測器672。各偵測器672之至少部分可在順流方向帶電粒子光學元件642之逆流方向表面之順流方向。

偵測器672經組態以量測對應監測射束614、615之參數。經量測參數可用於判定射束之可提供對射束之均一性之指示的特性。經量測參數可與針對參數所預期之預定值比較，或可與來自其他偵測器之彼參數之其他量測結果比較。經量測參數可用於校正及/或減輕射束均一性中之偏差。經量測參數可對應於源射束之源射束均一性、亮度及/或發射強度及/或子射束之陣列與帶電粒子光學元件之間或順流方向帶電粒子光學元件642與逆流方向定位的帶電粒子光學元件(諸如逆流方向帶電粒子光學元件652)之間的對準。可使用圍繞複數個孔徑671在不同方向上定位之至少四個偵測器672判定順流方向帶電粒子光學元件642與逆流方向定位的帶電粒子光學元件之間的此對準。

偵測器672經組態以用於與監測射束614、615之路徑對準。特定言之，順流方向帶電粒子光學元件642中之監測孔徑681可與逆流方向帶電粒子光學元件中之複數個孔徑671中之一者對準。偵測器672定位於監測孔徑672中且與監測射束614、615對準。此意謂在使用中，監測射束614、615將入射於定位於監測孔徑681中之偵測器672上。

在偵測器672中之一者定位於各別監測孔徑681中時，偵測器672可阻止監測射束614、615穿過監測孔徑681。因此，偵測器可阻擋監測孔徑。理想地，偵測器經組態以遮擋監測孔徑。在此狀況下，偵測器可完全阻擋密封或閉合監測孔徑。

如所描述，偵測器672定位於監測孔徑681中。因此，偵測器672理想地位於監測孔徑681內。舉例而言，如圖12中所展示，偵測器672可定位於監測孔徑681中，使得其不擱置於帶電粒子光學元件之逆流方向表面上。偵測器672可自帶電粒子光學元件之逆流方向表面略微突出。然而，理想地，偵測器672經定位以使得偵測器672凹陷至帶電粒子光學元件642之逆流方向表面643中。因此，偵測器672可不在逆流方向表面上方自監測孔徑681突出。在此狀況下，偵測器672可完全擱置於監測孔徑681內，視情況以便與逆流方向表面齊平，例如圖12中所展示，或進一步定位至監測孔徑中以使得偵測器元件之頂部與逆流方向表面之間存在間隙。

順流方向帶電粒子光學元件642包含順流方向表面644，其中界定複數個開口中之至少一些。順流方向表面644將具有用於完全延伸穿過順流方向帶電粒子光學元件642的複數個孔徑280中之各者之開口。順流方向面向表面644可在偵測器之位置處實質上共面。若監測孔徑681並不完全延伸穿過順流方向帶電粒子光學元件642，則監測孔徑可不具有順流方向帶電粒子光學元件之順流方向表面644中之對應開口，如圖12中所展示。替代地，若監測孔徑681延伸穿過順流方向帶電粒子光學元件，則順流方向表面644中可能存在對應開口。在此狀況下，偵測器元件之基座可與順流方向表面齊平。替代地，順流方向表面644可在對應於監測孔徑之位置處凹陷。因此，偵測器可凹陷至順流方向表面中，使得偵測器元件672之基座凹陷至順流方向表面644中。換言之，偵測器元件672之基座與順流方向表面644之間可能存在間隙。當帶電粒子元件之表面在存在電場之情況下定位時，凹陷之存在可能為有用的。此可能有益於抑制孔徑陣列作為有限陣列的邊緣效應。

監測孔徑681中之各者之直徑可與子射束孔徑680中之各者之直徑相同。理想地，監測孔徑681中之各者之直徑大於或實質上等於子射束孔徑680中之各者之直徑。監測孔徑671中之各者之直徑可小於子射束孔徑670中之各者之直徑，此可改良靈敏度及/或減少或阻止帶電粒子之散射。

理想地，監測孔徑681自子射束孔徑680徑向向外。因此，所有監測孔徑681理想地比子射束孔徑更接近於順流方向帶電粒子光學元件之邊緣。舉例而言，當形成有孔徑之表面存在電場時，提供自子射束孔徑680徑向向外之監測孔徑681可尤其有益於減少陣列末端效應，該陣列末端效應可另外已知為邊緣陣列效應。因此，當帶電粒子光學元件之上部表面存在電場時，凹陷於帶電粒子光學元件之上部表面之孔徑681內的偵測器可抑制有限陣列之影響。使孔徑延伸穿過改變的粒子光學元件確保此孔徑影響帶電粒子光學元件之順流方向表面可暴露的電場。因此，在孔徑680、681之陣列末端處的邊緣偵測器及其相關聯孔徑可有益於抑制孔徑陣列作為有限陣列的邊緣效應。

另外，自子射束孔徑徑向向外之監測孔徑可用於藉由監測外緣發射區域(不用於產生多個細射束)而監測發射電流均一性及穩定性。偵測器672可偵測其各別子射束之屬性。經量測之屬性為射束配置之屬性，其指示源射束之屬性。多種屬性可適合於偵測。舉例而言，可偵測帶電粒子發射之分佈的變化。射束配置之子射束上方的有效發射區域中之變化可由子射束在射束配置之邊緣或外緣處的所偵測屬性之變化表示。舉例而言，子射束之電流可在有效發射區域減小之情況下減少。例如射束配置之上之發射屬性(諸如外緣發射屬性)之變化可指示例如源射束之有效發射區域之指示，自該源射束產生射束配置之子射束。

可藉由提供穿過整個逆流方向及/或順流方向帶電粒子光學元件之額外孔徑(圖中未示)來進一步改良邊緣陣列效應。可提供自子射束孔徑徑向向外之額外孔徑。額外孔徑可能並不用於監測，亦即可不具有對應偵測器。額外孔徑可產生子射束，該等子射束最終可能並非一直投影至樣本之位置，例如歸因於一些形式之帶電粒子光學元件之阻塞順流方向，例如不具有對應於帶電粒子光學元件中之額外孔徑之孔徑的另一帶電粒子光學元件。額外孔徑可不與子射束中之任一者對準。

如圖12中所展示，順流方向帶電粒子光學元件642可在提供監測孔徑681之區域中具有比提供子射束孔徑680之區域中更大的厚度。此對於使順流方向帶電粒子光學元件在子射束前進穿過順流方向帶電粒子光學元件之區段中保持較薄而言可為有益的。此亦可有益於提供用於支撐監測孔徑中之偵測器672的較厚部分。特定言之，此對於確保某些類型之偵測器裝配於帶電粒子光學元件內而言可為有益的。然而，此並非必要的。舉例而言，順流方向帶電粒子光學元件642可具有實質上均一厚度，例如具有圖12中所展示之較薄厚度。

儘管具有較大厚度可提供上文所描述之益處，但較大厚度意謂對於較薄部分與較厚部分之間的邊界附近的孔徑，將存在額外孔徑陣列邊緣效應。可藉由提供穿過整個順流方向帶電粒子光學元件642之額外孔徑來減少此等效應。理想地，此等額外孔徑將定位於子射束孔徑680與監測孔徑681之間。理想地，額外孔徑將定位於子射束孔徑680與較厚區段之間。因此，額外孔徑可理想地定位於較薄區段中，且自子射束孔徑680徑向向外。額外孔徑不用於監測，亦即，可不具有對應偵測器，且可不與子射束中之任一者對準。

逆流方向帶電粒子元件652可經組態以自源射束產生複數個射束611、612、613、614、615。替代地，相比於逆流方向帶電粒子元件更接近於源之另一元件可經組態以自源射束611、612、613、614、615產生複數個射束。源射束可為帶電粒子射束。帶電粒子裝置可進一步包含經組態以產生源射束之源，自該源射束產生複數個射束。源可與上文所描述之電子源201相同。然而，當然可使用任何適當帶電粒子源。

在逆流方向帶電粒子元件652之逆流方向上之更接近於源的另一光學元件產生複數個射束(亦即，多射束配置)時，逆流方向帶電光學元件652可具有若干不同形式中之一者。舉例而言，逆流方向帶電光學元件652可為用於使子射束之路徑透鏡化的電極。逆流方向帶電光學元件652可為提供透鏡之複數個板電極。描繪在逆流方向帶電粒子元件652之逆流方向發散的逆流方向帶電光學元件之逆流方向的複數個射束之路徑。雜順流方向帶電粒子元件652之順流方向，複數個射束(且特定言之子射束)之路徑描繪為實質上凖直。逆流方向帶電粒子元件652可為或可包含凖直偏轉器陣列。在2015年9月15日申請之US2017243717中之描述中展示板凖直器之實例，該申請之揭示內容至少相對於例如參考 圖 7 及圖 8所描述及描繪之凖直器的揭示內容以引用之方式併入本文中。

如圖12中所展示，帶電粒子裝置可包含至少一個額外帶電粒子光學元件645。舉例而言，帶電粒子裝置可包含在順流方向帶電粒子光學元件642之順流方向的下部帶電粒子光學部件(亦即，元件) 645。下部帶電粒子光學元件645可因此定位於順流方向帶電粒子光學元件642與樣本位置(亦即，在使用中將定位樣本608之處)之間。理想地，下部帶電粒子光學部件645包含對應於子射束陣列之各子射束之孔徑685，如圖12中所展示。理想地，用於子射束陣列之下部帶電粒子光學部件645中的孔徑延伸穿過下部帶電粒子光學部件。界定於下部帶電粒子光學部件中之孔徑685理想地經組態以用於與子射束陣列之路徑對準。因此，孔徑可提供於用於子射束中之各者的下部帶電粒子光學部件中，以允許子射束朝著源穿過下部帶電粒子光學部件。下部帶電粒子光學部件645可為平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。

此外，下部帶電粒子光學元件645可包含穿過整個下部帶電粒子光學元件645 (圖12中未展示)之額外孔徑，其可改良邊緣陣列效應，如上文針對逆流方向及/或順流方向帶電粒子光學元件所描述。額外孔徑可如上文所描述，例如，可設置為自子射束孔徑及/或額外孔徑徑向向外，可不與子射束中之任一者對準。

儘管在圖12中描繪此額外帶電粒子光學元件，但可在不具有下部帶電粒子光學部件或具有多個下部帶電粒子光學部件之情況下提供帶電粒子裝置。另外或替代地，額外帶電粒子光學元件可為上部帶電粒子光學部件，其例如定位於逆流方向帶電粒子光學元件與順流方向帶電粒子光學元件之間及/或定位在逆流方向帶電粒子元件之逆流方向。此額外帶電粒子光學元件可具有如針對下部帶電粒子光學部件(亦即，針對子射束陣列)所描述之孔徑，以及針對監測射束所描述之孔徑。換言之，設置在順流方向帶電粒子光學元件之逆流方向的任何額外帶電粒子光學元件可包含用於複數個射束中之各者的延伸穿過該元件之孔徑，使得子射束之陣列及監測射束可穿過該元件。

儘管圖12描繪兩個監測孔徑681，且本文中描述多個監測孔徑，但可僅提供單個監測孔徑681。替代地，可提供多於兩個監測孔徑681。可使用任何適當數目個監測孔徑671。舉例而言，帶電粒子裝置可包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多個定位於帶電粒子光學元件242中之監測孔徑681。可能存在用於多射束配置之各子射束之監測孔徑。

儘管圖12描繪兩個偵測器672，且本文中描述多個偵測器，但可僅提供單個偵測器672。替代地，可提供多於兩個偵測器672。可使用任何適當數目個偵測器672。舉例而言，帶電粒子裝置可包含1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20或更多個定位於帶電粒子光學元件652中之偵測器672。額外偵測器672可經提供且與其他元件相關聯。可能存在用於多射束配置之各子射束之偵測器。

如上文所描述，順流方向帶電粒子光學元件可理想地包含多個監測孔徑及多個偵測器。更特定言之，帶電粒子光學元件可包含複數個監測孔徑(例如陣列)及偵測器陣列。因此，複數個射束可包含監測射束陣列，且理想地，偵測器陣列對應於監測射束。理想地，監測射束陣列自子射束陣列徑向向外及/或監測孔徑自子射束孔徑徑向向外。理想地，定位於帶電粒子光學元件642中之偵測器672的數目與帶電粒子光學元件642中包括之監測孔徑681的數目相同。因此，各偵測器672可與單個監測孔徑681相關聯。

在另一實施例中，提供帶電粒子檢測設備之帶電粒子裝置，例如圖13中所描繪。除非本文中明確地相反或變化地陳述，否則圖13中所描繪的帶電粒子裝置可採用參考圖12所展示及描述之相同特徵。因此，帶電粒子裝置適用於帶電粒子檢測設備或作為帶電粒子檢測設備之部分。帶電粒子檢測裝置可經組態以朝著樣本投影子射束陣列。帶電粒子裝置包含逆流方向帶電粒子光學元件652、順流方向帶電粒子光學元件642、偵測器272之陣列及致動配置690、695。視情況，致動配置可為或替換帶電粒子光學元件652，例如下文所描述。

在逆流方向帶電粒子光學元件652中界定穿過其之子射束孔徑。子射束孔徑經組態以用於與子射束陣列之子射束之朝著樣本的路徑對準。因此，在逆流方向帶電粒子光學元件652中界定複數個貫穿孔，子射束可穿過該複數個貫穿孔。如圖13中所展示，逆流方向帶電粒子光學元件可為平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。

在順流方向帶電粒子光學元件642中界定穿過其之順流方向子射束孔徑。順流方向子射束孔徑經組態以用於與子射束陣列之子射束之朝著樣本的路徑對準。因此，在順流方向帶電粒子光學元件642中界定複數個貫穿孔，子射束可穿過該複數個貫穿孔。順流方向帶電粒子光學元件在逆流方向帶電粒子光學元件之順流方向。如圖13中所展示，順流方向帶電粒子光學元件可為實質上平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。

偵測器672之陣列經組態以量測子射束之參數。偵測器之陣列可量測如上文中所描述之實施例的參數。理想地，順流方向帶電粒子光學元件包含偵測器之陣列。偵測器之陣列可定位於順流方向帶電粒子光學元件之上部表面上，或可定位於如上文實施例中所描述之孔徑(例如作為盲孔或貫穿孔之監測孔徑)中。

在本實施例中，偵測器672之陣列自順流方向子射束孔徑680徑向向外定位。所有偵測器在順流方向帶電粒子光學元件642中自順流方向子射束孔徑680徑向向外。儘管應注意，如上文所描述之額外孔徑(其可有益於減少邊緣陣列效應且並不與子射束對準)可定位於子射束孔徑與偵測器672之間，及/或可自偵測器672徑向向外定位。理想地，偵測器672自順流方向帶電粒子光學元件642中之順流方向子射束孔徑680之位置偏移(或遠離)，理想地，其中所有偵測器672定位至順流方向帶電粒子光學元件642中之順流方向子射束孔徑680之一側，如圖13中所展示。

致動配置690、695經組態以朝著偵測器之陣列引導子射束之路徑。因此，在使用中，致動配置690、695經組態以確保子射束入射於偵測器之陣列上。此可藉由使子射束路徑偏轉(亦即，轉向)至偵測器或藉由將偵測器移動至子射束路徑中來進行，如下文進一步描述。

如圖13中所展示，致動配置可包含經組態以使子射束之路徑偏轉至偵測器之陣列的偏轉器裝置690。理想地，偏轉器裝置690在逆流方向與順流方向帶電粒子光學元件之間沿著子射束之路徑定位。

偏轉器裝置690可包含用於待偏轉之各子射束的偏轉器。展示於圖13中，此可意謂每一子射束具有使子射束朝著對應偵測器672偏轉之對應偏轉器。圖14A展示在單個子射束211上可如何使用單個偏轉器691。另外或替代地，偏轉器裝置690包含可另外稱作巨型偏轉器之多射束偏轉器元件692，其經組態以使複數個子射束611、612、613之至少部分及理想地子射束陣列之所有子射束同時偏轉。圖14B展示在多個子射束上可如何使用單個偏轉器692。作為圖13中所展示之單射束偏轉器691之替代或補充，可使用巨型偏轉器。如圖13中所展示，在帶電粒子光學元件652之逆流方向，子射束(或在子射束尚待產生的狀況下，源射束)發散。在偏轉器裝置690之順流方向，子射束經凖直。可將偏轉器裝置690視為凖直器。在一配置中，致動配置可為或替換帶電粒子光學元件652。在此情況下，致動配置652、690可呈偏轉器之形式(關於圖13所描述之形式中的任一者)。在此類配置中，致動配置690可為凖直器，或在包含於帶電粒子光學元件652中或代替帶電粒子光學元件652時，可將帶電粒子光學元件視為凖直器。在不同配置中，帶電粒子光學元件652為凖直器且凖直射束，且偏轉器可為可控制的以主動地致動子射束。

在此狀況下，可能存在對應於各子射束611、612、613之偵測器672。因此，舉例而言，子射束中之各者可經偏轉且可具有對應偵測器，亦即其中存在相同數目個偵測器及子射束。替代地，僅子射束中之一些可經偏轉，且可能存在比子射束更少的偵測器。在此狀況下，偵測器的數目可與經偏轉射束的數目相同。

即使當偵測器之數目總體上小於子射束之數目時，亦可藉由使用較小數目個偵測器來量測所有子射束。舉例而言，藉由將偵測器替代地或順序地用於射束之僅一部分且藉由調整偏轉器強度來選擇此分率。此有助於減少用於偵測器之讀出線的數目。

替代將子射束路徑偏轉(亦即，轉向)至偵測器，致動配置可藉由將偵測器移動至子射束路徑中而起作用。因此，致動配置包含致動器695，其經組態以致動偵測器陣列及順流方向帶電粒子光學元件，使得偵測器陣列朝著子射束之路徑移動。致動器695可包含任何適當致動機構，例如電動馬達、壓電馬達、具有加壓空氣之活塞及/或具有加壓空氣之鉸鏈機構等。致動器695可經組態以側向地及/或可旋轉地致動偵測器陣列，且更特定而言，順流方向帶電粒子光學元件642。舉例而言，致動器695可經組態以在距旋轉軸大的距離處藉由小旋轉位移致動順流方向帶電粒子光學元件642，例如用偵測器陣列替換替代孔徑集合。致動器695可經組態以致動偵測器之陣列，且更特定而言，順流方向帶電粒子光學元件642，如2021年8月16日申請的以引用之方式併入本文中之PCT/EP2021/072713中所描述，尤其關於描述藉由偵測器替換孔徑集合之圖3至圖13，及電極之致動器支援偵測器之圖14及圖15。

當致動配置經組態以移動偵測器時，裝置可在兩個不同狀態中起作用。裝置可在以下操作狀態中起作用：其中子射束611、612、613朝著樣本穿過逆流方向帶電粒子偵測器元件652及順流方向帶電粒子偵測器元件642。在此狀況下，逆流方向帶電粒子光學元件之子射束孔徑與順流方向帶電粒子元件之子射束孔徑對準。因此，子射束照射樣本，其可產生可由裝置或系統中之其他偵測器偵測的信號粒子。裝置可在另一狀態中起作用，該另一狀態可稱為監測狀態，其中偵測子射束之參數。在此狀況下，使逆流方向帶電粒子偵測器元件及偵測器之子射束孔徑對準。為了自操作狀態及測試狀態移動，致動器可移動順流方向帶電粒子元件或逆流方向帶電粒子元件。逆流方向及/或順流方向帶電粒子光學元件可在實質上正交於子射束路徑之平面中移動，該等子射束路徑亦可實質上與樣本之表面共面。

在此狀況下，可能存在對應於各子射束之偵測器。因此，舉例而言，子射束中之各者可具有對應偵測器，亦即其中存在相同數目個偵測器及子射束。替代地，子射束中之僅一些可具有偵測器，且相比於子射束，可能存在較少偵測器。

當帶電粒子裝置在使用中時，子射束陣列可朝著樣本投影。因此，子射束可穿過逆流方向帶電粒子光學元件之子射束孔徑，且接著穿過順流方向帶電粒子光學元件之順流方向子射束孔徑。

儘管致動配置690、695可同時使子射束偏轉或致動偵測器，但帶電粒子裝置可包含經組態以進行此兩者之致動配置。替代地，帶電粒子裝置可包含致動配置，該致動配置僅包含偏轉器或致動器之至少一個變體。

如圖13中所展示，順流方向帶電粒子光學元件642至少在提供監測孔徑之區域中可具有較大厚度(例如在射束方向上)，該區域中提供子射束孔徑。特定言之，順流方向帶電粒子光學元件642與例如在元件之更中心部分之射束方向上的厚度相比在順流方向帶電粒子光學元件之外部部分周圍可具有更大厚度。此對於保持順流方向帶電粒子光學元件在子射束前進穿過順流方向帶電粒子光學元件之區段中較薄而言可為有益的。此在提供用於支撐監測孔徑中之偵測器的較厚部分方面亦可為有益的。特定言之，此對於確保某些類型之偵測器裝配於帶電粒子光學元件內而言可為有益的。然而，此並非必要的。舉例而言，順流方向帶電粒子光學元件可具有實質上均一厚度，例如具有圖13中所展示之較薄厚度。

儘管具有較大厚度可提供上文所描述之益處，但較大厚度意謂對於較薄部分與較厚部分之間的邊界附近的孔徑，將存在額外孔徑陣列邊緣效應。可藉由提供穿過整個順流方向帶電粒子光學元件642之額外孔徑來減少此等效應。理想地，此等額外孔徑將定位於子射束孔徑680與監測孔徑681之間。理想地，額外孔徑將定位於子射束孔徑680與較厚區段之間。因此，額外孔徑可理想地定位於較薄區段中，且自子射束孔徑680徑向向外。額外孔徑不用於監測，亦即，可不具有對應偵測器，且可不與子射束中之任一者對準。

逆流方向帶電粒子光學元件652及順流方向帶電粒子光學元件642可包含於沿著子射束之路徑定位的任何適當電子光學組件中。逆流方向帶電粒子光學元件及順流方向帶電粒子光學元件可分別包含於沿著子射束之路徑分開定位的不同電子光學組件中。替代地，逆流方向帶電粒子光學元件及順流方向帶電粒子光學元件可分別包含於沿著子射束之路徑分開定位的同一電子光學組件中。理想地，逆流方向帶電粒子光學元件及/或順流方向帶電粒子光學元件包含於一透鏡陣列中，理想地，該等元件由一隔離部件分離開。理想地，逆流方向及/或順流方向帶電粒子元件為一透鏡電極。

逆流方向帶電粒子元件652可經組態以自一源射束產生子射束之陣列。替代地，另一元件較接近於源，逆流方向帶電粒子元件可經組態以自一源射束產生子射束之陣列。源射束可為一帶電粒子射束。帶電粒子裝置可進一步包含經組態以產生源射束之一源，該等子射束之陣列自該源射束產生。源可與上文所描述之電子源201相同。但當然可使用任何適當的帶電粒子源。

儘管圖13中未展示，但帶電粒子裝置可包含至少一個額外帶電粒子光學元件。舉例而言，帶電粒子裝置可包含一下部帶電粒子光學部件(亦即，元件)，其在順流方向帶電粒子光學元件之順流方向。下部帶電粒子光學元件因此可定位於順流方向帶電粒子光學元件與樣本位置(亦即，在使用中將定位樣本之處)之間。理想地，下部帶電粒子光學部件包含對應於子射束陣列之各子射束的孔徑，如圖13中所展示。理想地，用於子射束陣列之下部帶電粒子光學部件中的孔徑延伸穿過下部帶電粒子光學部件。界定於下部帶電粒子光學部件中之孔徑理想地經組態以用於與子射束之陣列之路徑對準。因此，孔徑可設置於用於子射束中之各者的下部帶電粒子光學部件中，以允許子射束朝向源穿過下部帶電粒子光學部件。下部帶電粒子光學部件可為平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。另外或替代地，額外帶電粒子光學元件可為上部帶電粒子光學部件，其例如定位於逆流方向帶電粒子光學元件與順流方向帶電粒子光學元件之間及/或定位在逆流方向帶電粒子元件之逆流方向。此類額外帶電粒子光學元件可具有如針對逆流方向帶電粒子光學部件所描述之孔徑。換言之，在設置於順流方向帶電粒子光學元件之逆流方向的任何額外帶電粒子光學元件中可界定用於複數個射束之各子射束的孔徑，該孔徑延伸穿過該元件，使得子射束之陣列可穿過該元件。

在另一實施例中，提供帶電粒子檢測設備之帶電粒子裝置，例如圖15中所描繪。因此，帶電粒子裝置適用於帶電粒子檢測設備或作為帶電粒子檢測設備之部分。除非相反陳述，否則帶電粒子裝置可具有與參考圖12或圖13中之任一者所展示及描述相同的特徵。帶電粒子檢測裝置可經組態以朝著樣本投影子射束陣列，該子射束陣列例如以多射束配置形式配置。帶電粒子裝置包含逆流方向帶電粒子光學元件652、順流方向帶電粒子光學元件642、偵測器672之陣列及偏轉器裝置692。

在逆流方向帶電粒子光學元件中界定穿過其之子射束孔徑。子射束孔徑經組態以用於與子射束陣列之子射束之朝著樣本的路徑對準。因此，逆流方向帶電粒子光學元件652包含複數個貫穿孔，子射束可穿過該複數個貫穿孔。如圖15中所展示，逆流方向帶電粒子光學元件可為平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。

在順流方向帶電粒子光學元件642中界定穿過其之複數個子射束孔徑。複數個子射束孔徑經組態以用於與子射束陣列之子射束之朝著樣本的路徑對準。因此，順流方向帶電粒子光學元件包含複數個貫穿孔，子射束可穿過該複數個貫穿孔。順流方向帶電粒子光學元件642在逆流方向帶電粒子光學元件之順流方向。如圖15中所展示，順流方向帶電粒子光學元件可為平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。

偵測器672之陣列經組態以量測子射束之參數。偵測器之陣列可量測如上文實施例中所描述之參數(例如對應於源射束之源射束均一性、亮度及/或發射強度及/或子射束陣列與帶電粒子光學元件之間的對準)。理想地，順流方向帶電粒子光學元件包含偵測器之陣列。偵測器之陣列可定位於順流方向帶電粒子光學元件之上部表面上，或可定位於如上文實施例中所描述之孔徑(例如作為盲孔或貫穿孔之監測孔徑)中。如圖15中所展示，偵測器中之一些可定位於盲孔中且偵測器中之一些可定位於貫穿孔中。

理想地，偵測器672在順流方向帶電粒子光學元件642上或在順流方向帶電粒子光學元件之逆流方向表面之順流方向。偵測器元件可分別鄰接對應子射束之各別路徑之位置。各別偵測器元件可鄰接子射束陣列之各別子射束的順流方向電子光學元件中之孔徑。換言之，各偵測器元件可鄰近於順流方向電極中之子射束孔徑中之一者。

在此實施例中，偏轉器裝置692經組態以將子射束之路徑偏轉至偵測器陣列。因此，偏轉器裝置692可經組態以在使用中朝著偵測器陣列而非朝著樣本引導子射束。理想地，偏轉器裝置沿著逆流方向與順流方向帶電粒子光學元件之間的子射束之路徑而定位。

理想地，偏轉器裝置652經組態以在子射束之所有路徑上操作以使子射束之路徑同時在同一方向上朝著偵測器偏轉。因此，如圖15中所展示，可朝著偵測器陣列引導所有子射束(或至少所有待偵測之子射束)。儘管此為合乎需要的，但單個子射束或僅一些子射束可朝著偵測器偏轉。

偵測器672之陣列可包含子射束之路徑之間的偵測器元件。因此，偵測器之陣列可定位於順流方向子射束孔徑之間。偵測器之陣列中之各者可自單個順流方向子射束孔徑偏移。理想地，偵測器672中之各者經定位至對應順流方向子射束孔徑之一側，如圖15中所展示。

偏轉器裝置692可為操作於子射束陣列之所有路徑上的巨型偏轉器。因此，偏轉器裝置可包含多射束偏轉器元件(亦即，巨型偏轉器)，其經組態以使複數個子射束之至少部分偏轉，且理想地，同時使子射束陣列之所有子射束偏轉。巨型偏轉器展示於圖15中，且如上文所提及，圖14B展示在多個子射束上可如何使用單個偏轉器。

偏轉器裝置692可包含偏轉器陣列，該偏轉器陣列包含用於子射束陣列之一或多個子射束的偏轉器。偏轉器裝置可包含用於待偏轉之各子射束的偏轉器。此可意謂每一子射束具有對應偏轉器以使子射束朝著對應偵測器偏轉。圖14A展示在單個子射束上可如何使用單個偏轉器691。另外或替代地，作為圖15中所展示之巨型偏轉器之替代或補充，可使用單射束偏轉器。

如圖15中所展示，在帶電粒子光學元件652之逆流方向，子射束(或在子射束尚待產生之狀況下，源射束)發散。在偏轉器裝置690之順流方向，子射束經凖直。可將偏轉器裝置690視為凖直器。在一配置中，致動配置可為或替換帶電粒子光學元件652。在此情況下，致動配置652、690可呈偏轉器之形式(關於圖15所描述之形式中的任一者)。在此類配置中，致動配置690可為凖直器，或在包含於帶電粒子光學元件652中或代替帶電粒子光學元件652時，可將帶電粒子光學元件視為凖直器。在不同配置中，帶電粒子光學元件652為凖直器且凖直射束，且偏轉器可為可控制的以主動地致動子射束。

偵測器672之陣列可包含對應於子射束陣列中之各子射束的偵測器元件。因此，舉例而言，子射束中之各者可經偏轉且可具有對應偵測器，亦即其中存在相同數目個偵測器及子射束。替代地，可能存在比子射束更少的偵測器。舉例而言，可僅偏轉子射束中之一些，且偵測器之數目可與經偏轉射束之數目相同。舉例而言，可能存在用於兩個或更多個子射束之單個偵測器，例如可偏轉至該偵測器之偵測器之任一側的子射束，且偵測器可依序量測射束之兩個半個分率。

即使當偵測器672之數目總體上小於子射束之數目時，亦可藉由使用較小數目個偵測器來量測所有子射束。舉例而言，藉由將偵測器替代地或順序地用於射束之僅一部分且藉由調整偏轉器強度來選擇此分率。此有助於減少用於偵測器之讀出線的數目。

如圖15中所展示，順流方向帶電粒子光學元件642與元件之更中心部分之厚度比較在順流方向帶電粒子光學元件之外部部分周圍可具有更大厚度。此對於確保定位於較厚部分中之某些類型之偵測器裝配於帶電粒子光學元件內而言可為有益的。然而，此並非必要的。舉例而言，順流方向帶電粒子光學元件642可具有實質上均一厚度，例如具有在圖15中之順流方向帶電粒子光學元件之中心部分中展示的較薄厚度。圖15展示薄區段中之子射束孔徑中之一些及厚區段中之子射束孔徑中之一些。所有子射束孔徑可定位於薄區段中。

儘管具有較大厚度可提供上文所描述之益處，但較大厚度意謂對於較薄部分與較厚部分之間的邊界附近的孔徑，將存在額外孔徑陣列邊緣效應。可藉由提供穿過整個順流方向帶電粒子光學元件642之額外孔徑來減少此等效應。理想地，額外孔徑將定位於子射束孔徑680與較厚區段之間。因此，額外孔徑可理想地定位於較薄區段中，且自子射束孔徑680中之至少一些徑向向外。額外孔徑可全部自子射束孔徑680徑向向外。額外孔徑不用於監測，亦即，可不具有對應偵測器，且可不與子射束中之任一者對準。

逆流方向帶電粒子光學元件652及順流方向帶電粒子光學元件642可包含於沿著子射束之路徑定位的任何適當電子光學組件中。逆流方向帶電粒子光學元件652及順流方向帶電粒子光學元件642可分別包含於沿著子射束之路徑分開定位的不同電子光學組件中。替代地，逆流方向帶電粒子光學元件及順流方向帶電粒子光學元件可分別包含於沿著子射束之路徑分開定位的同一電子光學組件中。理想地，逆流方向帶電粒子光學元件及/或順流方向帶電粒子光學元件包含於透鏡陣列中，理想地，該等元件由隔離部件分離開。理想地，逆流方向及/或順流方向帶電粒子元件為透鏡電極。

逆流方向帶電粒子元件652可經組態以自源射束產生子射束陣列。替代地，另一元件更接近於源，逆流方向帶電粒子元件可經組態以自源射束產生子射束陣列。源射束可為帶電粒子射束。帶電粒子裝置可進一步包含經組態以產生源射束之源，子射束陣列自該源射束產生。源可與上文所描述之電子源201相同。但當然可使用任何適當的帶電粒子源。

如圖15中所展示，偏轉器裝置可為凖直器，理想地為凖直器陣列，該凖直器陣列經組態以使穿過順流方向帶電粒子光學元件朝著樣本之子射束之路徑凖直。若需要過強偏轉以凖直子射束，則亦有可能在凖直器陣列中使用弱偏轉或甚至零偏轉。在此狀況下，對應地調整偵測器之位置，使得偵測器與子射束路徑對準。

替代地，裝置可進一步包含凖直器，該凖直器經組態以使穿過順流方向帶電粒子光學元件朝著樣本之子射束之路徑凖直，其中偏轉器陣列位於偏轉器裝置與凖直器之間。因此，可分別提供偏轉器陣列及凖直器。

替代地，裝置可進一步包含凖直器，該凖直器經組態以使穿過順流方向帶電粒子光學元件朝著樣本之子射束之路徑凖直，其中偵測器陣列可整合至凖直器(理想地，凖直器陣列)中。因此，可分別提供偏轉器陣列及凖直器。

如圖15中所展示，帶電粒子裝置可包含至少一個額外帶電粒子光學元件。舉例而言，帶電粒子裝置可包含在順流方向帶電粒子光學元件之順流方向的下部帶電粒子光學部件(亦即，元件) 645。下部帶電粒子光學元件645可因此定位於順流方向帶電粒子光學元件與樣本位置(亦即，在使用中將定位樣本之處)之間。理想地，下部帶電粒子光學部件包含對應於子射束陣列之各子射束的孔徑，如圖15中所展示。理想地，用於子射束陣列之下部帶電粒子光學部件中的孔徑延伸穿過下部帶電粒子光學部件。界定於下部帶電粒子光學部件中之孔徑理想地經組態以用於與子射束之陣列之路徑對準。因此，孔徑可提供於用於子射束中之各者的下部帶電粒子光學部件中，以允許子射束朝著源穿過下部帶電粒子光學部件。下部帶電粒子光學部件645可為平坦元件，亦即可實質上平坦或可稱作板。另外或替代地，額外帶電粒子光學元件可為上部帶電粒子光學部件，其例如定位於逆流方向帶電粒子光學元件與順流方向帶電粒子光學元件之間及/或定位在逆流方向帶電粒子元件之逆流方向。此類額外帶電粒子光學元件可具有如針對逆流方向帶電粒子光學部件所描述之孔徑。換言之，設置在順流方向帶電粒子光學元件之逆流方向的任何額外帶電粒子光學元件可包含用於複數個射束中之各者的延伸穿過該元件之孔徑，使得子射束之陣列可穿過該元件。儘管圖15中展示額外下部帶電粒子光學元件645，可提供圖15之裝置而無需此額外元件。

用於上文所描述之實施例中之任一者中的偵測器672可為電荷偵測器。更特定而言，偵測器可為如圖16中所描繪的法拉第杯。偵測器可包含導電層674及包圍導電層674之絕緣層675。圖16展示法拉第杯類型偵測器可如何構建至帶電粒子光學元件中之任一者中的實例，如上文所描述。絕緣層675及導電層674理想地低於帶電粒子光學元件(或部件)之頂部表面(亦即，上部表面)，此係因為此降低或避免充電問題。若在此狀況下仍發生充電且影響可使用子射束，則亦有可能更遠離子射束定位諸如法拉第杯之電荷偵測器。舉例而言，子射束可位於帶電粒子光學元件642中遠離多射束陣列之子射束之路徑的孔徑內或中，例如圍繞或在用於多射束陣列之孔徑之周邊處，諸如參考圖11或圖12所展示及描述。在一配置中，諸如法拉第杯之電荷偵測器可全部設定為孔徑陣列之一側，例如參考圖13所展示及描述。

理想地，法拉第杯之直徑應比經量測射束之光點大小大得多。因此，監測孔徑之直徑可大於用於子射束穿過帶電粒子光學元件之孔徑，如上文所描述。

理想地，法拉第杯足夠深以使得其量測足夠準確且較少電子逸出。法拉第杯的高度可為法拉第杯類型偵測器之直徑的大致10倍。對於此推理，可能需要針對帶電粒子光學元件(或部件) (偵測器定位於其上或其中)中之任一者使用聚光透鏡下方之額外電極及/或物鏡之頂部電極。僅舉例而言，法拉第杯類型偵測器元件可具有大致10至15 μm的直徑以及大致150 μm的深度。

偵測器672可包含額外或替代類型之偵測器元件。舉例而言，偵測器可包含電荷偵測器及/或PIN偵測器及/或閃爍體，理想地具有對應直接光子耦合光偵測器。如2021年7月5日申請之以引用之方式併入本文中的歐洲專利申請案21183803.2中所描述，光偵測器可與閃爍體實體接觸以用於閃爍體之光信號的直接光電轉換，至少閃爍體與光電轉換器之間的光學連接。

上文所描述之實施例中之任一者中的裝置可進一步包含經組態以感測自樣本發射之信號粒子的感測器陣列。感測器陣列可與上文所描述之電子偵測裝置240相同，及/或可與上文所描述之偵測器模組402相同。感測器陣列可包含對應於子射束陣列中之各子射束的偵測器元件，理想地，感測器陣列經組態以面向樣本位置。

在以上實施例中，描述在順流方向之帶電粒子光學元件包含用於各子射束之子射束孔徑。然而，該等帶電粒子光學元件可替代地包含單個子射束孔徑，複數個子射束穿過單個子射束孔徑朝著樣本位置投影。可能存在多個子射束孔徑，但少於子射束之數目，使得多個子射束穿過子射束孔徑中之至少一者。

在上述實施例中，偵測器，特定言之監測偵測器可用於監測例如初級射束之伴隨帶電粒子的一或多個參數。此情形假定，例如監測偵測器之不同偵測裝置用於監測源射束(或初級射束)之橫截面之至少一部分，例如作為多射束配置之子射束，而非作為感測器用於感測來自樣本之信號粒子的偵測器。然而，初級射束(或用於彼物質之信號粒子)之所偵測信號可用於監測對準，或監測帶電粒子射束之一或多個其他特性，諸如亮度、發射強度及/或源射束均一性，諸如其對多射束配置之有效覆蓋範圍、其相對於自源至樣本之多射束配置之預期路徑的傾斜及移位，及多射束配置之截面形狀。所監測對準可為以下各者之對準：一或多個帶電粒子射束相對於彼此；電子光學元件相對於一或多個帶電粒子射束；或電子光學元件或作為指示沿著射束路徑之兩個電子光學元件之間的相對對準之輔助。偵測到之信號可經處理以獲得關於帶電粒子射束之資訊。關於帶電粒子射束之所獲得之資訊或射束之參數可由控制器使用以控制粒子光學裝置40之電子光學元件從而調整帶電粒子射束之一或多個參數。

本發明進一步提供使用上文實施例中所描述之裝置的方法。該等方法可包括使用具有所描述或以其他方式之任何變化的上述實施例中之任一者中之裝置。

在一實施例中，提供一種量測帶電粒子射束之參數的方法。該方法包含：經由界定於帶電粒子裝置之帶電粒子光學元件之逆流方向表面中的對應開口投影子射束陣列，該等子射束包含子射束陣列及監測射束，且該等開口包含延伸穿過帶電粒子光學元件之複數個子射束孔徑及延伸穿過帶電粒子光學元件之監測孔徑，其中投影包含經由穿過帶電粒子光學元件之對應子射束孔徑沿著子射束路徑朝著樣本投影子射束陣列。該方法進一步包含偵測監測射束之參數，該偵測包含使用定位於監測孔徑中及逆流方向表面之順流方向的偵測器。

理想地，其中帶電粒子光學元件為逆流方向帶電粒子光學元件且帶電粒子裝置包含順流方向帶電粒子光學元件，其中界定延伸穿過順流方向帶電粒子光學元件之複數個子射束孔徑，方法包含經由順流方向帶電粒子光學元件之對應子射束孔徑投影子射束之陣列。

在一實施例中，提供一種量測帶電粒子射束之參數的方法。該方法包含經由穿過帶電粒子裝置之逆流方向帶電粒子光學元件的對應孔徑投影複數個射束，該複數個射束包含子射束之陣列及監測射束。投影進一步包含：經由穿過順流方向帶電粒子光學元件界定之至少一個子射束孔徑朝著樣本投影子射束之陣列；及朝著偵測器投影監測射束。該方法進一步包含在偵測器處偵測監測射束之參數，其中順流方向帶電粒子光學元件包含偵測器。

理想地，偵測器定位於順流方向帶電粒子光學元件中，理想地，偵測器定位於順流方向帶電粒子光學元件之監測孔徑中，該監測孔徑經組態以用於與監測射束之路徑對準。

在一實施例中，提供一種量測帶電粒子射束之參數的方法。該方法包含經由界定於逆流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑且經由界定於順流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑沿著子射束路徑朝著樣本投影子射束之陣列。該方法包含使用致動配置將子射束之陣列之至少部分引導至偵測器之陣列；及偵測所偵測子射束之參數，其中偵測器之陣列定位在致動配置之順流方向且在順流方向帶電粒子光學元件中自子射束孔徑徑向向外。

理想地，偵測器之陣列在順流方向帶電粒子光學元件中之自子射束孔徑徑向向外之順流方向帶電粒子光學元件上。

在一實施例中，提供一種量測帶電粒子射束之參數的方法。該方法包含經由界定於逆流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑且經由界定於順流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑沿著子射束路徑朝著樣本投影子射束之陣列。該方法包含使子射束之陣列偏轉至偵測器之陣列。該方法進一步包含偵測所偵測子射束之參數，其中偵測器之陣列定位在子射束路徑之間之偏轉之順流方向。

理想地，偏轉包含使子射束朝著陣列偵測器之鄰接順流方向電子光學元件中之各別子射束孔徑而定位的偵測器元件偏轉。

方法中之任一者可包含自至少一個源射束產生子射束之陣列。理想地，方法包含自各別源發射至少一個源射束。

方法中之任一者可包含偵測來自樣本之信號粒子。

以上實施例使用直接量測初級射束之參數的方法及裝置，該參數可用作對初級射束之特性的指示，諸如初級射束之均一性。在下文描述涉及使用抗蝕劑進行監測之替代實施例。

在一實施例中，提供一種在包含多射束帶電粒子裝置之評估設備中監測帶電粒子射束之參數的方法。舉例而言，方法可使用入射於抗蝕劑上之帶電粒子射束，以藉由量測多射束SEM中之個別細射束之射束強度而量測源電流均一性，射束強度可用於校正及/或減輕隨後與標稱值之偏差。

特定而言，該方法包含支撐、曝光、處理及評估。在支撐中，樣本308支撐於樣本支撐件313上，例如圖17中所展示。樣本包含抗蝕劑層309。抗蝕劑層309面向多射束帶電粒子裝置。在曝光中，藉由複數個子射束311、312、313曝光抗蝕劑層309。在處理中，樣本308在抗蝕劑層309中形成對應於複數個子射束之曝光的圖案。在評估中，評估圖案以判定複數個子射束中之至少一者的參數。理想地，樣本包含抗蝕劑層。

使用此方法，可藉由將孔圖案化至電子敏感抗蝕劑(例如，三氧化矽烷(HSQ)或聚(甲基丙烯酸甲酯) (PMMA))中來監測源均一性。(任何適當抗蝕劑可用於電子射束。) 樣本可為藉由置放於子射束下之抗蝕劑塗佈的虛設晶圓。抗蝕劑下方之樣本所曝光之程度取決於圖案化劑量。樣本在下方被曝光之程度線性地取決於子射束之電流。當子射束電流低於標稱劑量時，孔311將部分地開放(未曝光)。當子射束電流高於標稱劑量時，孔312將過度曝光且因此看起來較大。當子射束電流對於所有細射束相同時，抗蝕劑中之孔310應為實質上均一的。圖案化特徵之成像可在本文中所描述之裝置或設備中進行。此技術之優點在於，無需將任何額外光學元件插入於裝置及/或設備內部。然而，此方法需要在檢測孔之前的後續步驟，該等孔藉由蝕刻或沈積經曝光抗蝕劑之頂部上之金屬層來將圖案轉印至底層中，以防止子射束損壞。

理想地，圖案具有對應於複數個子射束中之一或多個子射束的特徵。評估包含理想地將圖案中之特徵與不同子射束之表示進行比較及/或將圖案中之特徵與控制特徵進行比較。理想地，特徵包含一或多個特性。一或多個特性可分別對應於子射束311、312、313之一或多個參數。一或多個特性可包含一或多個尺寸。評估可包含量測一或多個特徵之一或多個尺寸及/或一或多個特徵之形狀及/或大小。舉例而言，橢圓形形狀可指示像散，且彗星或淚滴形狀可指示彗形像差。諸如對於意欲具有多個側(諸如，四邊形或六邊形)之特徵的其他高階像差亦可為可偵測的。另外或替代地，評估可包含量測圖案之不同特徵之相對尺寸，例如不同的對應於不同子射束之不同特徵。

該方法可進一步包含自至少一個源射束產生複數個子射束311、312、313。複數個子射束可例如藉由使用下文進一步描述之多個柱自多個源產生。

一或多個參數可包含子射束及/或源射束中之一或多者的源射束均一性及/或子射束之對準。

複數個子射束之產生可使用射束限制孔徑陣列，其中界定用於子射束中之各者的一孔徑。

方法可進一步包含發射源射束。理想地，其中使用源發射源射束。

曝光抗蝕劑層可包含使用諸如下文所描述之評估設備及/或使用上文所描述之方法。曝光可包含朝著抗蝕劑層投影複數個子射束。

處理可包含顯影及/或蝕刻樣本308之抗蝕劑309。

在一實施例中，提供一種用於將複數個子射束朝著樣本投影之帶電粒子評估設備。設備包含樣本支撐件、複數個帶電粒子光學元件及偵測器。樣本支撐件經組態以支撐樣本。複數個帶電粒子光學元件中界定複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與另一帶電粒子光學元件中之對應孔徑及複數個子射束朝著樣本之路徑對準。偵測器經組態以回應於複數個子射束偵測來自樣本之信號粒子以用於評估樣本。評估設備因此經組態以曝光抗蝕劑塗佈樣本以便監測子射束中之一或多者的一或多個參數。

設備可進一步包含源，其經組態以發射至少一個源射束，自該射束產生複數個子射束。複數個子射束可例如藉由使用下文進一步描述之多個柱自多個源產生。理想地，一或多個參數包含源之源射束均一性及子射束之相對對準。

設備可進一步包含控制器，該控制器經組態以控制裝置以便在曝光之後及在處理之後評估樣本表面。控制器可經組態以接收及處理來自偵測器之偵測信號以便評估一或多個參數。理想地，處理器經組態以比較表示樣本表面中之特徵的偵測信號與樣本表面中之控制或不同特徵以便判定一或多個參數。

因此，抗蝕劑之一或多個特徵可對應於伴隨帶電粒子射束之一或多個特性，諸如多射束配置之子射束。對應於伴隨帶電粒子射束之特性的特徵可對應於初級射束之一或多個參數。亦即，再檢測抗蝕劑中之特徵會使得能夠識別初級帶電粒子射束之一或多個參數且因此識別關於源射束之一或多個參數之資訊。藉由間歇地在帶電粒子設備中曝光此塗佈抗蝕劑之樣本，可監測多射束配置之初級射束或一或多個子射束之一或多個參數。在監測資訊中搜集之一或多個參數可與帶電粒子射束之一或多個其他特性有關，諸如多射束配置之源射束及/或至少一子射束之對準、亮度、發射強度及/或源射束均一性(諸如多射束配置之有效覆蓋範圍、源射束相對於諸如自源至樣本的多射束配置之預期路徑的傾斜及移位，及多射束配置之截面形狀)及一或多個像差，諸如場彎曲、失真、像散及彗形像差。所監測對準可為以下各者之對準：一或多個帶電粒子射束相對於彼此；電子光學元件相對於一或多個帶電粒子射束；或電子光學元件或作為指示沿著射束路徑之兩個電子光學元件之間的相對對準之輔助。關於帶電粒子射束之所獲得之資訊或射束之參數可由控制器使用以控制粒子光學裝置40之電子光學元件從而調整帶電粒子射束之一或多個參數。

根據本發明之一實施例之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。因此，評估工具可為用於評估之任何適當裝置、設備或系統。舉例而言，評估工具在用於評估時可為以下各者中之任一者：帶電粒子光學裝置，例如作為帶電粒子射束設備100之部分；或更尤其帶電粒子光學裝置40 (其可為帶電粒子光學柱)；及/或作為光學透鏡陣列總成之部分。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，或能夠進行與檢測工具、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。帶電粒子射束工具40 (其可為帶電粒子光學柱)可為評估工具之組件；諸如檢測工具或度量衡檢測工具，或電子射束微影工具之部分。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。

在以上實施例中之任一者中，裝置或設備可進一步包含源，源經組態以發射至少一個源射束，複數個子射束係自至少一個源射束產生。複數個子射束可例如藉由使用多個柱而自多個源產生。理想地，一或多個參數包含源及子射束之相對對準之源射束均一性。

本發明可應用於各種不同工具架構。舉例而言，帶電粒子射束設備40可為單個射束工具，或可包含複數個單射束或可包含複數個多射束(亦即子射束)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。帶電粒子裝置可呈如關於 圖 3所描述及描繪或如 圖 8所描述及描繪之實施例的形式，但理想地例如在物鏡陣列總成中具有靜電掃描偏轉器陣列及/或靜電凖直器陣列。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。

多射束電子射束工具可包含槍孔徑板或庫侖(Coulomb)孔徑陣列(圖中未示)。槍孔徑板為孔徑界定於其中之板。其位於源之電子光學裝置下且在任何其他任何其他裝置之前。在圖3中，其將位於源201與聚光透鏡陣列231之間。槍孔徑板271在操作中經組態以阻擋初級電子射束202之周邊電子以在射束分離器之前降低射束中之庫侖效應，例如在聚光透鏡陣列中或與聚光透鏡陣列相關聯。然而，槍孔徑陣列可具有比聚光透鏡陣列更少的孔徑，且孔徑的數目少於多射束順流方向之細射束的數目。由於槍孔徑陣列為一種類型之孔徑陣列且與諸如聚光透鏡陣列及物鏡陣列之其他射束限制孔徑陣列間隔開，因此亦可將其視為在對準程序中。

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束而自母輻射束導出之任何輻射束。術語「操縱器」用以涵蓋影響子射束或細射束之路徑之任何元件，諸如透鏡或偏轉器。

對上及下、上部及下部、最低、向上及向下、上方及下方之參考應理解為係指平行於照射於樣本208上之電子射束或多射束之(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射束路徑之方向。

對沿著射束路徑或子射束路徑對準之元件的參考應理解為意謂各別元件沿著射束路徑或子射束路徑定位。路徑為意欲用於射束之部位，使得路徑可包括在設備、裝置或系統為非操作性時的射束之部位。因此，路徑可包括射束相對於組件、元件及特徵之部位在不存在射束之情況下的表示，設備、裝置或系統可經設計以具有路徑使得在操作中在路徑處發現射束；亦即，一或多個帶電粒子可在操作期間在路徑之部位處形成射束。因此，路徑可指示不同元件、特徵及組件之幾何及結構關係。不同元件、特徵及組件可具有沿著意欲用於帶電粒子射束之路徑(亦即，在操作期間)的不同相對位置。

對組件或組件或元件之系統可控制而以某種方式操縱帶電粒子射束的參考包括組態控制器或控制系統或控制單元以控制組件以按所描述方式操縱帶電粒子射束，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射束。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之控制下將電位施加至諸如在非受限制清單中之組件，該非受限制清單包括控制透鏡陣列250、物鏡陣列234、聚光透鏡231、校正器及掃描偏轉器陣列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另一組件移動。

電腦程式可包含指令以指示控制器50執行以下步驟。控制器50控制帶電粒子射束設備朝著樣本208投影帶電粒子射束。在一實施例中，控制器50控制至少一個帶電粒子光學元件(例如多個偏轉器或掃描偏轉器260之陣列)以對帶電粒子射束路徑中之帶電粒子射束進行操作。另外或替代地，在一實施例中，控制器50控制至少一個帶電粒子光學元件(例如偵測器240)以對回應於帶電粒子射束而自樣本208發射之帶電粒子射束進行操作。

任何元件或元件集合可在電子光學設備40內為可替換的或現場可替換的。電子光學設備40中之一或多個帶電粒子光學組件，尤其係對子射束進行操作或產生子射束之彼等組件，諸如孔徑陣列及操縱器陣列，可包含一或多個MEMS元件，例如MEMS堆疊。

儘管已結合各種實施例描述本發明，但自本說明書之考量及本文中揭示之本發明之實踐，本發明之其他實施例對於熟習此項技術者將顯而易見。意欲將本說明書及實例視為僅例示性的，其中本發明之真實範疇及精神由以下申請專利範圍及條項指示。

下文在以下條項中描述本發明之例示性實施例：

條項1： 一種用於朝著樣本投影子射束陣列之帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含：帶電粒子光學元件，其包含逆流方向表面，該逆流方向表面中界定經組態以自帶電粒子射束產生子射束陣列之複數個開口，在帶電粒子光學元件中界定：子射束孔徑，其穿過帶電粒子元件以用於沿著子射束路徑朝著樣本之子射束陣列；及監測孔徑，其延伸穿過帶電粒子元件；及偵測器，其定位於監測孔徑中且其之至少部分在逆流方向表面之順流方向，其中偵測器經組態以量測入射於偵測器上之帶電粒子射束之一部分的參數。

條項2： 如條項1之帶電粒子裝置，其中偵測器經組態以阻止監測射束穿過監測孔徑。

條項3： 如條項1或2之帶電粒子裝置，其中偵測器經組態以遮擋監測孔徑。

條項4： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中偵測器凹陷至帶電粒子光學元件之逆流方向表面中。

條項5： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中帶電粒子光學元件包含順流方向表面，該順流方向表面中界定複數個開口，其中順流方向表面在對應於監測孔徑之位置處凹陷，或順流方向面向表面在偵測器之位置處實質上共面。

條項6： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中帶電粒子光學元件為逆流方向帶電粒子光學元件且裝置進一步包含順流方向帶電光學元件，該順流方向帶電光學元件中界定複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與子射束陣列之路徑對準。

條項7： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中帶電粒子光學元件包含監測孔徑陣列及偵測器陣列，理想地，其中單個偵測器定位於單個監測孔徑中。

條項8： 一種用於朝著樣本投影子射束陣列之帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含：逆流方向帶電粒子光學元件，其包含逆流方向表面，該逆流方向表面中界定穿過帶電粒子元件之複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與複數個射束之路徑對準，該複數個射束包含子射束陣列及監測射束；及順流方向帶電粒子光學元件，其中界定複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與逆流方向帶電粒子光學元件中界定之開口對準，該等孔徑包含：至少一個子射束孔徑，其穿過帶電粒子元件且經組態以用於子射束陣列朝著樣本之位置的路徑；及監測孔徑，其經組態以用於監測監測射束；及偵測器，其包含於監測孔徑內且經組態以量測對應監測射束之參數。

條項9： 如條項8之帶電粒子裝置，其中偵測器經組態以用於與監測射束之路徑對準。

條項10： 如條項8或9之帶電粒子裝置，其中監測孔徑為盲孔，理想地使得順流方向帶電粒子裝置之順流方向表面在監測孔徑之位置處實質上共面。

條項11： 如條項8至10中任一項之帶電粒子裝置，其中監測孔徑延伸穿過順流方向帶電粒子光學元件，理想地使得順流方向帶電粒子裝置之順流方向表面在監測孔徑之位置處凹陷，理想地，監測孔徑由偵測器遮擋。

條項12： 如條項8至11中任一項之帶電粒子裝置，其進一步包含定位於逆流方向帶電粒子光學元件與順流方向帶電粒子光學元件之間的上部帶電粒子光學部件，該帶電粒子光學部件包含用於複數個射束中之各者之孔徑。

條項13： 如條項8至12中任一項之帶電粒子裝置，其進一步包含定位於順流方向帶電粒子光學元件與樣本位置之間的下部帶電粒子光學部件，該下部帶電粒子光學部件包含對應於子射束陣列之各子射束之孔徑。

條項14： 如條項8至13中任一項之帶電粒子裝置，其中複數個射束包含監測射束陣列，且順流方向孔徑陣列中界定複數個監測孔徑，裝置進一步包含對應於監測射束之偵測器陣列，理想地，其中監測射束陣列自子射束陣列徑向向外及/或監測孔徑自子射束孔徑徑向向外。

條項15： 前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中監測孔徑自子射束孔徑徑向向外。

條項16： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中監測孔徑之直徑大於或實質上等於子射束孔徑之直徑。

條項17： 一種經組態以朝著樣本投影子射束陣列之帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含：

逆流方向帶電粒子光學元件，其中界定穿過其之子射束孔徑，該等子射束孔徑經組態以用於與子射束陣列之子射束朝著樣本的路徑對準；順流方向帶電粒子光學元件，其中界定穿過其之順流方向子射束孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與子射束陣列之子射束朝著樣本的路徑對準；及偵測器陣列，其經組態以量測子射束之參數；及致動配置，其經組態以朝著偵測器陣列引導子射束之路徑，其中偵測器陣列自順流方向子射束孔徑徑向向外定位。

條項18： 如條項17之帶電粒子裝置，其中致動配置包含偏轉器裝置，該偏轉器裝置經組態以使子射束之路徑偏轉至偵測器陣列。

條項19： 如條項17或18之帶電粒子裝置，其中致動配置包含致動器，該致動器經組態以致動偵測器陣列及順流方向帶電粒子光學元件，使得偵測器陣列朝著子射束之路徑移動。

條項20： 如條項17至19中任一項之帶電粒子裝置，其包含對應於各子射束之偵測器。

條項21： 如條項17至20中任一項之帶電粒子裝置，其中偏轉器裝置包含用於各子射束之偏轉器。

條項22： 如條項17至21中任一項之帶電粒子裝置，其中偏轉器裝置包含多射束偏轉器元件，該多射束偏轉器元件經組態以使複數個子射束之至少部分偏轉，理想地使子射束陣列之所有子射束偏轉。

條項23： 一種經組態以朝著樣本投影子射束陣列之帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含：逆流方向帶電粒子光學元件，其包含其中界定穿過其之子射束孔徑，該等子射束孔徑經組態以用於與子射束陣列之子射束朝著樣本的路徑對準；順流方向帶電粒子光學元件，其中界定穿過其之複數個子射束孔徑，該等孔徑經組態以用於與子射束陣列朝著樣本的子射束路徑對準；及陣列偵測器，其經組態以量測子射束之參數；及偏轉器裝置，其經組態以使子射束路徑偏轉至偵測器陣列，a)其中偵測器陣列包含子射束之路徑之間的偵測器元件且偏轉器裝置經組態以對子射束之所有路徑進行操作以使子射束之路徑同時在同一方向上朝著偵測器偏轉；或b)進一步包含凖直器，該凖直器經組態以經由順流方向帶電粒子光學元件使子射束之路徑朝著樣本凖直，其中偏轉器陣列位於偏轉器裝置與凖直器之間；或c)其中偵測器陣列整合至凖直器(理想地，凖直器陣列)中；或d)其中偏轉器裝置為凖直器(理想地，凖直器陣列)，其經組態以經由順流方向帶電粒子光學元件使子射束之路徑朝著樣本凖直。

條項24： 如條項23之帶電粒子裝置，其中偵測器陣列包含對應於子射束陣列之各子射束之偵測器元件。

條項25： 如條項24之帶電粒子裝置，其中偵測器元件在順流方向帶電粒子光學元件上或在順流方向帶電粒子光學元件之逆流方向表面之順流方向。

條項26： 如條項23至25中任一項之帶電粒子裝置，其中偵測器元件分別鄰接對應子射束之各別路徑的位置。

條項27： 如條項23至26中任一項之帶電粒子裝置，其中各別偵測器元件鄰接子射束陣列之各別子射束之順流方向電光元件中的孔徑。

條項28： 如條項23至27中任一項之帶電粒子裝置，其中偏轉器裝置為在子射束陣列之所有路徑上操作之巨型偏轉器。

條項29： 如條項23至28中任一項之帶電粒子裝置，其中偏轉器裝置包含偏轉器陣列，該偏轉器陣列包含用於子射束陣列之一或多個子射束的偏轉器。

條項30： 如條項16至29中任一項之帶電粒子裝置，其中順流方向帶電粒子光學元件包含偵測器陣列。

條項31： 如條項16至30中任一項之帶電粒子裝置，其中偏轉器裝置在逆流方向與順流方向帶電粒子光學元件之間沿著子射束之路徑定位。

條項32： 如條項16至31中任一項之帶電粒子裝置，其中逆流方向帶電粒子光學元件及順流方向帶電粒子光學元件包含於透鏡陣列中，理想地，該等元件藉由隔離部件分離開。

條項33： 如條項16至32中任一項之帶電粒子裝置，其中逆流方向帶電粒子光學元件及順流方向帶電粒子光學元件分別包含於沿著子射束之路徑分開定位之不同電子光學組件中。

條項34： 如條項16至33中任一項之帶電粒子裝置，其中逆流方向及/或順流方向帶電粒子元件為透鏡電極。

條項35： 如條項8至34中任一項之帶電粒子裝置，其中上部帶電粒子元件經組態以自源射束產生子射束陣列，理想地，該源射束為帶電粒子射束。

條項36： 如條項1至7中任一項之帶電粒子裝置，其中帶電粒子元件經組態以自源射束產生子射束陣列，理想地源射束為帶電粒子射束。

條項37： 如條項35或36之帶電粒子裝置，其進一步包含經組態以產生源射束之源，複數個子射束自該源射束產生。

條項38： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中參數對應於源射束之源射束均一性、亮度及/或發射強度及/或子射束陣列與帶電粒子光學元件之間的對準。

條項39： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中該等或兩種帶電粒子光學元件皆包含一平坦元件。

條項40： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中偵測器為電荷偵測器。

條項41： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其中偵測器為法拉第杯，理想地，其中偵測器包含導電層及包圍導電層之絕緣層。

條項42： 如前述條項中任一項之帶電粒子裝置，其進一步包含經組態以感測自樣本發射之信號粒子的感測器陣列。

條項43： 如條項42之帶電粒子裝置，其中感測器陣列包含對應於子射束陣列之各子射束的偵測器元件，理想地，感測器陣列經組態以面向樣本位置。

條項44： 一種量測帶電粒子射束之參數的方法，該方法包含：經由界定於帶電粒子裝置之帶電粒子光學元件之逆流方向表面中的對應開口投影子射束陣列，該子射束包含子射束陣列及監測射束，且開口包含延伸穿過帶電粒子光學元件之複數個子射束孔徑及延伸穿過帶電粒子光學元件之監測孔徑，其中投影包含經由穿過帶電粒子光學元件之對應子射束孔徑沿著子射束路徑朝著樣本投影子射束陣列；及偵測監測射束之參數，該偵測包含使用定位於監測孔徑中及逆流方向表面之順流方向的偵測器。

條項45： 如條項44之方法，其中帶電粒子光學元件為逆流方向帶電粒子光學元件且帶電粒子裝置包含順流方向帶電粒子光學元件，其中界定延伸穿過順流方向帶電粒子光學元件之複數個子射束孔徑，方法包含經由順流方向帶電粒子光學元件之對應子射束孔徑投影子射束之陣列。

條項46： 一種量測帶電粒子射束之參數的方法，該方法包含：經由穿過帶電粒子裝置之逆流方向帶電粒子光學元件之對應孔徑投影複數個射束，該複數個射束包含子射束陣列及監測射束，該投影進一步包含：經由穿過順流方向帶電粒子光學元件界定之至少一個子射束孔徑朝著樣本投影子射束陣列；及朝著偵測器投影監測射束；及在偵測器處偵測監測射束之參數，其中順流方向帶電粒子光學元件包含偵測器。

條項47： 如條項46之方法，其中偵測器定位於順流方向帶電粒子光學元件中，理想地，偵測器定位於順流方向帶電粒子光學元件之監測孔徑中，該監測孔徑經組態以用於與監測射束之路徑對準。

條項48： 一種量測帶電粒子射束之參數的方法，該方法包含：經由界定於逆流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑且經由界定於順流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑沿著子射束路徑朝著樣本投影子射束陣列；使用致動配置將子射束陣列之至少部分引導至偵測器陣列；及偵測所偵測子射束之參數，其中偵測器陣列定位在致動配置之順流方向及自順流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑徑向向外。

條項49： 如條項48之方法，其中偵測器之陣列在順流方向帶電粒子光學元件中之自子射束孔徑徑向向外之順流方向帶電粒子光學元件上。

條項50： 一種量測帶電粒子射束之參數的方法，該方法包含：經由界定於逆流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑且經由界定於順流方向帶電粒子光學元件中之子射束孔徑沿著子射束路徑朝著樣本投影子射束陣列；使子射束陣列偏轉至偵測器陣列；及偵測所偵測子射束之參數，其中偵測器陣列定位在子射束路徑之間之偏轉之順流方向。

條項51： 如條項49之方法，偏轉包含使子射束朝著陣列偵測器之鄰接順流方向電子光學元件中之各別子射束孔徑而定位的偵測器元件偏轉。

條項52： 如條項44至50中任一項之方法，其包含自至少一個源射束產生子射束陣列。

條項53： 如條項52之方法，其包含自各別源發射至少一個源射束。

條項54： 如條項44至53中任一項之方法，其包含偵測來自樣本之信號粒子。

條項55： 一種在包含多射束帶電粒子裝置之評估設備中監測帶電粒子射束之參數的方法，該方法包含：-在樣本支撐件上支撐樣本，該樣本包含抗蝕劑層，該抗蝕劑層面向多射束帶電粒子裝置；-用複數個子射束曝光抗蝕劑層；-處理樣本以在抗蝕劑層中形成對應於複數個子射束之曝光的圖案；及-評估圖案以判定複數個子射束中之至少一者之參數。

條項56： 如條項55之方法，其中圖案具有對應於複數個子射束中之一或多個子射束的特徵，且評估包含比較圖案中之特徵(理想地表示不同子射束)及/或比較圖案中之特徵與控制特徵。

條項57： 如條項56之方法，特徵包含一或多個特性。

條項58： 如條項57之方法，其中一或多個特性分別對應於子射束之一或多個參數。

條項59： 如條項58之方法，其中一或多個特性包含一或多個尺寸。

條項60： 如條項56至58中任一項之方法，其中評估包含量測：一或多個特徵之一或多個尺寸；及/或一或多個特徵之形狀及/或大小。

條項61： 如條項55至60中任一項之方法，其中評估包含量測圖案之不同特徵(例如，對應於不同子射束之不同特徵)之相對尺寸。

條項62： 如條項55至61中任一項之方法，其進一步包含自至少一個源射束產生該複數個子射束。

條項63： 如條項55至62中任一項之方法，其中一或多個參數包含子射束及/或源射束中之一或多者的源射束均一性及/或子射束之對準。

條項64： 如條項55至63之方法，其中使用射束限制孔徑陣列來產生複數個子射束，在該射束限制孔徑陣列中界定用於子射束中之各者之孔徑。

條項65： 如條項55至64中任一項之方法，其進一步包含發射源射束。

條項66： 如條項55至65中任一項之方法，其中使用源發射源射束。

條項67： 如條項55至66中任一項之方法，其中曝光抗蝕劑層包含使用評估設備。

條項68： 如條項55至67中任一項之方法，其中曝光包含朝著抗蝕劑層投影複數個子射束。

條項69： 如條項55至68中任一項之方法，其中處理包含顯影及/或蝕刻樣本之抗蝕劑。

條項70： 如條項55至69中任一項之方法，其中樣本包含抗蝕劑層。

條項71： 一種用於朝著樣本投影複數個子射束之帶電粒子評估設備，該設備包含：-樣本支撐件，其經組態以支撐樣本；複數個帶電粒子光學元件，其中界定複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與另一帶電粒子光學元件中之對應孔徑及複數個子射束朝著樣本之路徑對準；偵測器，其經組態以回應於複數個子射束而偵測來自樣本之信號粒子以評估樣本，其中評估設備經組態以曝光抗蝕劑塗佈樣本以便監測子射束中之一或多者的一或多個參數。

條項72： 如條項71之帶電粒子評估設備，其進一步包含經組態以發射至少一個源射束之源，自該源射束產生複數個子射束。

條項73： 如條項72之帶電粒子評估設備，其中一或多個參數包含源之源射束均一性及子射束之相對對準。

條項74： 如條項71至73中任一項之帶電粒子評估設備，其進一步包含控制器，該控制器經組態以控制裝置以便在曝光之後及處理之後評估樣本之表面且接收及處理來自偵測器之偵測信號以便評估一或多個參數。

條項75： 如條項74之帶電粒子評估設備，其中處理器經組態以比較表示樣本之表面中之特徵的偵測信號與樣本之表面中之控制或不同特徵以便判定一或多個參數。

10:主腔室 20:裝載鎖定腔室 30:設備前端模組 30a:裝載埠 30b:裝載埠 40:電子射束設備 50:控制器 100:帶電粒子射束檢測設備 201:電子源 202:初級電子射束 207:樣本固持器 208:樣本 209:載物台 211:子射束 212:子射束 213:子射束 221:探測光點 222:探測光點 223:探測光點 230:投影設備 231:聚光透鏡 233:中間焦點 234:物鏡 235:偏轉器 240:電子偵測裝置 241:物鏡陣列 242:射束塑形限制器 250:控制透鏡陣列 251:控制透鏡 252:上部射束限制器 260:掃描偏轉器陣列 261:掃描偏轉器 271:凖直器元件陣列 272:偵測器 280:孔徑 308:樣本 309:抗蝕劑層 311:子射束 312:子射束 313:子射束 401:物鏡 402:偵測器模組 404:基板 405:捕捉電極 406:射束孔徑 407:邏輯層 408:佈線層 409:矽貫穿孔 504:射束孔徑 550:單元 552:單元陣列 554:佈線路線 556:跨阻抗放大器 558:類比數位轉換器 559:數位信號線 560:偵測器元件 562:回饋電阻器 570:電路線 572:上部屏蔽層 574:下部屏蔽層 576:外部元件 578:中間屏蔽元件 601:源射束 608:樣本 611:子射束 612:子射束 613:子射束 614:射束 615:射束 641:偵測元件 642:帶電粒子光學元件 643:孔徑 644:順流方向表面 645:帶電粒子光學元件 652:帶電粒子光學元件 653:逆流方向表面 654:順流方向表面 670:子射束孔徑 671:監測孔徑 672:偵測器 674:導電層 675:絕緣層 680:孔徑 681:孔徑 685:孔徑 690:致動配置 691:偏轉器 692:偏轉器 695:致動配置

本揭示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為繪示例示性帶電粒子射束檢測設備之示意圖。

圖 2為繪示作為 圖1之例示性帶電粒子射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之示意圖。

圖 4為根據一實施例之檢測設備之物鏡的示意性截面圖。

圖 5為 圖 4之物鏡之底視圖。

圖 6為 圖 4之物鏡之修改的底視圖。

圖 7為併入於 圖 4之物鏡中之感測偵測器的放大示意性截面圖。

圖 8為校正器陣列之示意性側視圖。

圖 9A 及圖 9B為根據一實施例之感測偵測器陣列及相關聯單元陣列的示意性表示、單元陣列之單元的示意性表示及根據一實施例之單元陣列的單元。

圖 10為展示根據一實施例之電路線及屏蔽配置之橫截面佈線路線之示意性表示。

圖 11為根據一實施例之具有監測偵測器之例示性帶電粒子裝置的示意圖。

圖 12為根據一實施例之具有監測偵測器之例示性帶電粒子裝置的示意圖。

圖 13為根據一實施例之具有監測偵測器之例示性帶電粒子裝置的示意圖。

圖 14A 及圖 14B為可與如 圖 13中所展示之帶電粒子裝置一起使用之偏轉器的示意圖。

圖 15為根據一實施例之具有監測偵測器之例示性帶電粒子裝置的示意圖。

圖 16為展示適用作監測偵測器之例示性偵測器之細節的示意圖。

圖 17展示根據一實施例之可如何監測帶電粒子射束之參數。

601:源射束

608:樣本

611:子射束

612:子射束

613:子射束

642:帶電粒子光學元件

652:帶電粒子光學元件

653:逆流方向表面

654:順流方向表面

670:子射束孔徑

671:監測孔徑

672:偵測器

680:孔徑

Claims (15)

1. 一種用於朝著一樣本投影一子射束陣列之一帶電粒子檢測設備的帶電粒子裝置，該帶電粒子裝置包含： 一逆流方向帶電粒子光學元件，其包含一逆流方向表面，該逆流方向表面中界定穿過該帶電粒子元件之複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與複數個射束之路徑對準，該複數個射束包含一子射束陣列及一監測射束；及 一順流方向帶電粒子光學元件，其中界定複數個孔徑，該複數個孔徑經組態以用於與該逆流方向帶電粒子光學元件中界定之開口對準，該等孔徑包含： 至少一個子射束孔徑，其穿過該帶電粒子元件且經組態以用於該子射束陣列朝著該樣本之一位置的該等路徑；及 一監測孔徑，其經組態以用於監測該監測射束；及 一偵測器，其包含於該監測孔徑內且經組態以量測該對應監測射束之一參數。
2. 如請求項1之帶電粒子裝置，其中該偵測器經組態以用於與該監測射束之該路徑對準。
3. 如請求項1或2之帶電粒子裝置，其中該監測孔徑為盲孔。
4. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其中該監測孔徑延伸穿過該順流方向帶電粒子光學元件。
5. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其進一步包含定位於逆流方向帶電粒子光學元件與該順流方向帶電粒子光學元件之間的一上部帶電粒子光學部件，該帶電粒子光學部件包含用於該複數個射束中之各者之一孔徑。
6. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其進一步包含定位於順流方向帶電粒子光學元件與該樣本位置之間的一下部帶電粒子光學部件，該下部帶電粒子光學部件包含對應於該子射束陣列之各子射束之一孔徑。
7. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其中該複數個射束包含一監測射束陣列，且該順流方向孔徑陣列中界定複數個監測孔徑，該裝置進一步包含對應於該等監測射束之該等偵測器之一陣列。
8. 如請求項7之帶電粒子裝置，其中該監測射束陣列自該子射束陣列徑向向外，及/或該等監測孔徑自該等子射束孔徑徑向向外。
9. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其中該監測孔徑自該等子射束孔徑徑向向外。
10. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其中該監測孔徑之直徑大於或實質上等於該等子射束孔徑之直徑。
11. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其中該順流方向帶電粒子光學元件包含該偵測器陣列。
12. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其中該逆流方向帶電粒子光學元件及該順流方向帶電粒子光學元件包含於一透鏡陣列中，理想地，該等元件藉由一隔離部件分離開。
13. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其中該逆流方向帶電粒子光學元件及該順流方向帶電粒子光學元件分別包含於沿著該等子射束之該等路徑分開定位之不同電子光學組件中。
14. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其中該逆流方向及/或順流方向帶電粒子元件為一透鏡電極。
15. 如請求項1至2中任一項之帶電粒子裝置，其中參數對應於源射束之源射束均一性、亮度及/或發射強度及/或該子射束陣列與一帶電粒子光學元件之間之對準。