TW202341213A - 帶電粒子光學裝置及投影方法 - Google Patents

Abstract

一種帶電粒子光學裝置，其經組態以投影一帶電粒子多射束，該裝置包含： 一帶電粒子器件，其可在以下兩者之間切換：(i)一操作組態，其中該器件經組態以沿著自該多射束之一源延伸至一樣本之一操作射束路徑將該多射束投影至該樣本；及(ii)一監控組態，其中該器件經組態以沿著自該源延伸至一偵測器之一監控射束路徑將該多射束投影至該偵測器； 其中該監控射束路徑在該操作射束路徑中途自檢測射束路徑轉向。

Description

帶電粒子光學裝置及投影方法

本文中所提供之實施例大體上係關於帶電粒子光學裝置及投影方法，且特定言之係關於使用多個帶電粒子子射束之帶電粒子光學裝置及投影方法。

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，監控不當圖案缺陷之範圍為IC晶片之製造中的重要程序。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。

通常需要改良帶電粒子光學裝置之特性。特定言之，需要監控帶電粒子射束之各種特性，例如以針對受控制之射束提供所要特性的基礎。此為需要改良之程序。

本文中所提供之實施例揭示一種帶電粒子光學裝置及一種投影方法。

根據本發明之第一態樣，提供一種帶電粒子光學裝置，其經組態以投影一帶電粒子多射束，該裝置包含： 一帶電粒子器件，其可在以下兩者之間切換：(i)一操作組態，其中該器件經組態以沿著自該多射束之一源延伸至一樣本之一操作射束路徑將該多射束投影至該樣本；及(ii)一監控組態，其中該器件經組態以沿著自該源延伸至一偵測器之一監控射束路徑將該多射束投影至該偵測器； 其中該監控射束路徑在該操作射束路徑中途自檢測射束路徑轉向。

根據本發明之第二態樣，提供一種帶電粒子光學裝置，其經組態以將一帶電粒子多射束投影至一樣本，該裝置包含： 一源，其經組態以輸出一源射束以供產生該多射束； 一孔徑陣列，其經組態以藉由阻擋一定比例之該源射束朝著該樣本投影而自該源射束形成該多射束中之複數個射束；及 一偵測器，其經組態以量測該源射束之經阻擋比例之至少部分的至少一參數。

根據本發明之第三態樣，提供一種帶電粒子光學裝置，其經組態以將一帶電粒子多射束投影至一樣本，該裝置包含： 一帶電粒子器件，其包含： 一物鏡陣列，其經組態以將該多射束投影至該樣本上之部位上； 複數個轉換器，其經組態以接收自該樣本發射之信號粒子且回應於該等接收到之信號粒子而產生光；及 一光導引配置，其包含一鏡面，該鏡面界定複數個孔徑以允許該多射束朝著該樣本穿過該鏡面；及 一光感測總成，該光導引配置經組態以將由該等轉換器產生之該光導引至該光感測總成，其中該光感測總成包含： 一評估感測器及一偵測器，其各自經組態以偵測由該等轉換器產生之該光；及 一射束分裂器，其經組態以將由該等轉換器產生之該光分裂成用於該評估感測器及該偵測器之光束。

根據本發明之第四態樣，提供一種投影一帶電粒子多射束之方法，該方法包含： 使用呈一操作組態之一帶電粒子器件以沿著自該多射束之一源至一樣本之一操作射束路徑將該多射束投影至該樣本；且 使用呈一監控組態之該器件以沿著自該源延伸至一偵測器之一監控射束路徑將該多射束投影至該偵測器； 其中該監控射束路徑在該操作射束路徑中途自該操作射束路徑轉向。

根據本發明之第五態樣，提供一種投影一帶電粒子多射束之方法，該方法包含： 在一操作組態中，沿著自該多射束之一源至一樣本之一操作射束路徑將該多射束投影至該樣本；且 在一監控組態中，沿著自該源至一偵測器之一監控射束路徑將該多射束投影至該偵測器且使該監控射束路徑在該操作射束路徑中途自該操作射束路徑轉向。

根據本發明之第六態樣，提供一種將一帶電粒子多射束投影至一樣本之方法，該方法包含： 使用一源以輸出該多射束之一源射束； 使用一孔徑陣列以藉由阻擋一定比例之該源射束朝著該樣本投影而自該源射束形成該多射束中之複數個射束；且 使用一偵測器以量測該源射束之經阻擋比例之至少部分的至少一參數。

根據本發明之第七態樣，提供一種將一帶電粒子多射束投影至一樣本之方法，該方法包含： 自一源輸出該多射束之一源射束； 藉由在一孔徑陣列處阻擋一定比例之該源射束朝著該樣本投影而自該源射束形成該多射束中之複數個射束；且 理想地使用一偵測器量測該源射束之經阻擋比例之至少部分。

根據本發明之第八態樣，提供一種將一帶電粒子多射束投影至一樣本之方法，該方法包含： 使用一物鏡陣列，該物鏡陣列經組態以將該多射束投影至該樣本上之部位上； 使用複數個轉換器(理想地閃爍體)以接收自該樣本發射之信號粒子且回應於該等接收到之信號粒子而產生光； 使用一光導引配置以將由該等轉換器產生之該光導引至一光感測總成，其中該光導引配置包含一鏡面，該鏡面界定複數個孔徑以允許該多射束朝著該樣本穿過該鏡面；且 使用一射束分裂器以將由該等轉換器產生之該光分裂成用於一評估感測器及一偵測器之複數個光束；且 使用該評估感測器及該偵測器以偵測由該等轉換器產生之該光。

根據本發明之第九態樣，提供一種將一帶電粒子多射束投影至一樣本之方法，該方法包含： 理想地使用一物鏡陣列將該多射束投影至該樣本上之部位上； 理想地使用複數個轉換器(理想地閃爍體)接收自該樣本發射之信號粒子且回應於該等接收到之信號粒子而產生光； 使用一光導引配置將該所產生光導引至一光感測總成，其中該光導引配置包含界定複數個孔徑之一鏡面，從而允許該多射束朝著該樣本穿過該鏡面；且 理想地使用一射束分裂器將該所產生光分裂成複數個光束，較佳地用於一評估感測器及一偵測器；且 理想地使用該評估感測器及該偵測器偵測該所產生光。

相關申請之交叉參考

本申請案主張2021年12月17日申請之歐洲專利申請案21215700.2及2022年9月21日申請之歐洲專利申請案22196958.7之優先權，該等申請案以全文引用之方式併入本文中。

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裝置及方法之實例。

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器件之增強的計算能力，其減小器件之實體大小。此已藉由提高之解析度來實現，從而使得能夠製作更小之結構。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器件故障。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，藉由檢測裝置(諸如掃描電子顯微鏡(『SEM』))進行之微米及奈米級缺陷之高產出量偵測及識別對於維持高良率及低成本為至關重要的。

SEM包含掃描器系統及偵測器系統。掃描器系統包含：照明裝置，其包含用於產生初級電子之電子源；及投影裝置，其用於運用初級電子之一或多個聚焦射束掃描諸如基板之樣本。至少照明裝置或照明系統及投影裝置或投影系統可統稱作電子光學系統或裝置。初級電子與樣本相互作用，且產生次級電子。偵測器系統隨著樣本被掃描而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之影像。對於高產出量檢測，檢測裝置中之一些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稱作子射束或細射束。多射束可同時掃描樣本之不同部分。因此，多射束檢測裝置可以比單射束SEM高得多之速度檢測樣本。

下文描述已知多射束檢測裝置之實施。

諸圖為示意性的。因此為了清楚起見，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關於電子光學裝置，但應瞭解，實施例並不用以將本揭示限制於特定帶電粒子。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裝置100之示意圖。 圖 1之帶電粒子射束檢測裝置100包括主腔室10、裝載鎖定腔室20、電子光學裝置40、設備前端模組(EFEM) 30及控制器50。電子光學裝置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作「樣本」)。EFEM 30中之一或多個機器人臂(圖中未示)將樣本輸送至裝載鎖定腔室20。

裝載鎖定腔室20用於移除樣本周圍之氣體。此產生真空，亦即局部氣體壓力低於周圍環境中之壓力。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電子光學裝置。電子光學裝置40可為多射束電子光學裝置。

控制器50以電子方式連接至電子光學裝置40。控制器50可為經組態以控制帶電粒子射束檢測裝置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中展示為在包括主腔室10、裝載鎖定腔室20及EFEM 30之結構之外部，但應瞭解，控制器50可為該結構之一部分。控制器50可位於帶電粒子射束檢測裝置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光學裝置之主腔室10之實例，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光學裝置之腔室。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裝置的其他工具及其他配置。

現參考 圖 2，其為繪示作為 圖 1之例示性帶電粒子射束檢測裝置100之一部分的例示性多射束電子光學裝置40之示意圖。多射束電子光學裝置40 (在本文中亦稱作裝置40)包含電子源201、投影裝置230、機動載物台209及樣本固持器207。電子源201及投影裝置230可統稱作照明裝置。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)。多射束電子光學裝置40進一步包含電子偵測器件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源射束(或初級電子射束) 202。

投影裝置230經組態以將源射束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之帶電粒子射束檢測裝置100之各種部分，諸如電子源201、電子偵測器件240、投影裝置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裝置(包括帶電粒子多射束裝置)之操作。

投影裝置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。投影裝置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，由樣本208產生電子，該等電子包括次級電子及反向散射電子。次級電子通常具有≤ 50 eV之電子能量且反向散射電子通常具有50 eV與初級子射束211、212及213之著陸能量之間的電子能量。

電子偵測器件240經組態以偵測次級電子及/或反向散射電子且產生對應信號，該等對應信號經發送至控制器50或信號處理系統(圖中未示)例如以建構樣本208之對應經掃描區域的影像。理想地，電子偵測器件併入至投影裝置中。替代地，電子偵測器件可與投影裝置分離，其中提供次級電子光學柱(或器件)以將次級電子及/或反向散射電子引導至電子偵測器件。

控制器50可包含影像處理系統，該影像處理系統包括影像獲取器(圖中未示)及儲存器件(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行動計算器件及類似者，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裝置40的電子偵測器件240，諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電以及其他，或其組合。

影像獲取器可基於自電子偵測器件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。經重建構影像可用於顯露樣本208之內部或外部結構之各種特徵。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及電子光學器件(或電子光學柱)之評估裝置之示意圖。(在另一配置中，該源為電子光學器件之一部分)。電子光學器件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朝著形成電子光學器件之一部分的聚光透鏡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。聚光透鏡陣列可呈至少兩個板的形式，該等板充當電極，其中各板中之孔徑彼此對準且對應於子射束之部位。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經組態以充當射束分離器且可稱作射束限制孔徑的孔徑陣列。在不同配置中，射束分離器可為聚光透鏡陣列之一部分或與聚光透鏡陣列相關聯，具有與使子射束透鏡化不同的功能。在聚光透鏡陣列之板之間為例如由諸如陶瓷或玻璃之絕緣材料製成之電絕緣板，其具有用於子射束之一或多個孔徑。

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，該配置可稱作單透鏡(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處係偏轉器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)實質上法向地(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亦可稱作準直器或準直器偏轉器。偏轉器235實際上使細射束之路徑準直，使得在偏轉器之逆流方向，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，亦即實質上準直。合適準直器為揭示於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以引用之方式併入本文中。

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、21、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。控制透鏡預聚焦子射束(例如在子射束到達物鏡234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。

物鏡234以物鏡陣列之形式配置。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。

電子偵測器件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。掃描偏轉器陣列260包含用於各子射束211、212、213之掃描偏轉器。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之裝置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。在一實施例中，著陸能量可經控制為1000 eV至5000 eV之範圍內之所要值。

理想地，藉由控制離開控制透鏡之電子的能量來主要地改變著陸能量。物鏡內之電位差較佳地在此變化期間保持恆定，使得物鏡內之電場保持儘可能高。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。控制透鏡亦可稱作再聚焦透鏡，此係由於其可用以鑒於著陸能量之改變而校正聚焦位置。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於或至少主要產生於聚光透鏡231中，因此可在 圖 3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，在射束經準直時，離軸像差將不會在物鏡中產生。相比於在物鏡234中，在聚光透鏡中可更佳地控制離軸像差。藉由使聚光透鏡231實質上更薄，聚光透鏡對離軸像差(特定而言色度離軸像差)的貢獻可經最小化。聚光透鏡231之厚度可變化以調諧色度離軸貢獻，從而使各別細射束路徑中之色像差的其他貢獻平衡。因此，物鏡234可具有兩個或更多個電極。進入物鏡之射束能量可與其離開物鏡之能量不同，例如以提供減速物鏡。此外，在使用兩個電極時，儘可能地使用極少電極，使得透鏡陣列能夠獲取較小體積。

在一些實施例中，電子光學裝置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。為了此原因，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定位在順流方向更遠處的情況將需要更小的位置移位。在順流方向更遠處(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：像場彎曲；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鄰近於物鏡234中之一或多者，從而在樣本208之上掃描子射束211、212、213。在一實施例中，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EP2702595A1中所揭示之基於CMOS之個別可程式化偏轉器或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以引用之方式併入本文中。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。

在一實施例中，早先實施例中所提及之物鏡陣列為陣列物鏡。陣列中之各元件為操作多射束中之不同射束或射束群組之微透鏡。靜電陣列物鏡具有至少兩個板，該至少兩個板各自具有複數個孔或孔徑。板中之各孔之位置對應於另一板中之對應孔之位置。對應孔在使用中操作於多射束中之相同射束或射束群組上。用於陣列中之各元件的透鏡類型之合適實例為雙電極減速透鏡。各電極就其自身而言可被視為透鏡；各電極可被視為電子光學元件(或電子光學組件)。物鏡陣列之板(例如電極)之間為例如由諸如陶瓷或玻璃之絕緣材料製成的電絕緣板，其具有用於子射束之一或多個孔徑。

物鏡之底部電極為整合至多射束操縱器陣列中之晶片偵測器，諸如CMOS晶片偵測器。偵測器陣列至物鏡中的整合替換次級柱。晶片較佳地經定向以面向樣本(此係因為樣本與電子光學系統之底部之間的較小距離(例如100 μm))。在一實施例中，提供用以捕捉次級電子信號之捕捉電極。捕捉電極可形成於晶片上及/或中之器件(例如，CMOS器件)的金屬層中。捕捉電極可形成物鏡之底部層。捕捉電極可形成偵測器晶片(例如CMOS晶片)中之底部表面。CMOS晶片可為CMOS晶片偵測器。晶片，例如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。晶片(例如CMOS)上之整合器件之電力及控制信號可藉由矽穿孔連接至整合器件。為了穩固性，較佳地，底部電極由兩個元件組成：晶片，例如CMOS晶片；及具有孔之被動Si板。板將整合器件(例如CMOS)屏蔽於高電場。

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(面向樣本208之側)上設置偵測器模組402。偵測器模組402為電子偵測器件之實例。 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之背側上且藉由矽穿孔409連接至邏輯層407。矽穿孔409的數目無需與射束孔徑406的數目相同。特定言之，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，亦可使用任何其他形式之物鏡，例如雙電極透鏡。

在另一配置中，偵測器陣列與(替代地或另外與)物鏡陣列之另一電極相關聯。偵測器陣列可另外或替代地與諸如電極之另一板相關聯，該電極為諸如與整合於物鏡陣列中或在亦接近於諸如控制透鏡陣列之物鏡之逆流方向的物鏡相關聯之透鏡電極。在一配置中，另外或替代地，偵測器陣列位於物鏡陣列及與物鏡相關聯之任何電子光學元件之逆流方向。偵測器陣列之偵測器元件可與各別子射束相關聯。偵測器元件可包含電荷偵測、閃爍體及PIN偵測元件。在偵測器元件包含閃爍體之配置中，偵測器可經設定至子射束路徑之一側，使得子射束傳遞至各別偵測器元件之該側。

偏轉元件可處於偵測器陣列與物鏡之間，諸如韋恩(Wien)濾波器，例如韋恩濾波器陣列。此類韋恩濾波器准許子射束朝著未經偏轉之樣本穿過韋恩濾波器，但將來自樣本之信號粒子朝著偵測器元件引導。光學轉換器(例如光學偵測器)可經定位以將由閃爍體產生之光轉換成電子信號。光學轉換器可共面且甚至與閃爍偵測器元件直接接觸。此等光學轉換器描述於2021年7月5日申請之歐洲專利申請案21183803.2中，該申請至少關於與閃爍偵測器相關聯之光學轉換器及用於偵測信號粒子之偵測器的架構及使用以引用之方式併入。

在一替代實施例中，可不提供聚光透鏡陣列。替代地，子射束211、212、213可在物鏡陣列處或在與物鏡陣列相關聯、在物鏡陣列之逆流方向及接近於物鏡陣列之相關聯板(例如電極)處自源射束產生。控制透鏡陣列可為此類相關聯板的實例。鄰接板之間為例如由諸如陶瓷或玻璃之絕緣材料製成的電絕緣板，具有用於子射束之一或多個孔徑。物鏡陣列之特徵可在於上部射束限制器及射束塑形限制器。在此配置中，源201提供帶電粒子(例如電子)之射束。子射束可例如使用界定射束限制孔徑陣列之射束限制器(例如上部射束限制器)而自射束導出。上部射束限制器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。上部射束限制器可位於例如陣列中之偏轉器235之逆流方向，例如，其中各子射束一偏轉器。上部射束限制器之順流方向為射束塑形限制器。諸如物鏡陣列之另一電子光學元件處於上部射束限制器與射束塑形限制器之間。射束塑形限制器在操作期間可比物鏡陣列更接近於電子光學器件之面向樣本之表面。

在一些實施例中，在 圖 3中例示，偏轉器235為源201之順流方向之射束路徑中的第一偏轉或聚焦電子光學陣列元件。在另一配置中，可將巨型準直器設置於物鏡陣列之逆流方向。因此，巨型準直器在多射束產生之前對來自源之射束進行操作。磁透鏡可用作巨型準直器。在設置巨型準直器時，可省略例如上部射束限制器之順流方向之準直器偏轉器235。

在另一配置中，可在物鏡陣列之逆流方向設置巨型掃描偏轉器。因此，在多射束產生之前，巨型掃描偏轉器對來自源之射束進行操作。巨型掃描偏轉器可在巨型準直器之順流方向。在設置巨型掃描偏轉器時，可省略掃描偏轉器陣列260。

在其他實施例中，設置巨型掃描偏轉器及掃描偏轉器陣列260兩者。在此配置中，在樣本表面之上掃描子射束可藉由較佳地同步共同控制巨型掃描偏轉器及掃描偏轉器陣列260來達成。

如上文所描述，通常需要電子光學柱(諸如多射束SEM或多射束微影機器)中之多個電子光學組件來產生複數個射束。電子光學組件形成電子光學孔徑、透鏡、偏轉器且執行射束之其他操縱。此等電子光學組件可包括電子光學元件(其中之一或多者可呈MEMS元件形式)之陣列，且需要準確地對準以允許所有射束著陸於目標(例如樣本或偵測器)上。彼此緊密接近之電子光學組件(諸如電子光學陣列)可彼此上下堆疊且可對準。對準電子光學組件之一些技術包括校正器組件，諸如電子光學器件中之校正器陣列，例如本文中所描述。此等組件可操作以達成改良之對準。一個此類電子光學組件為可具有對準及準直功能之準直器。另外或替代地，其他校正器例如在一射束限制孔徑陣列之逆流方向，使得校正器對源射束進行操作，存在於聚光透鏡(例如聚光透鏡陣列)中及與聚光透鏡相關聯，諸如在聚光透鏡、例如與中間焦點233相關聯之準直器及物鏡陣列之近側順流方向。

圖 8示意性地描繪促進射束在樣本208處之緊密堆積的基於閃爍體之偵測器方法。為了易於描述， 圖 8僅描繪在電子光學器件之一物鏡陣列403及樣本208附近的一實例電子光學器件之一部分。所描繪之物鏡陣列403具有兩個板或電極301、302。此為用於實務物鏡陣列之板的最小數目。然而，可能存在設計者可選擇的任意數目的板，例如三個、四個、五個、七個或十個或更多個板。各板可提供額外自由度，該額外自由度用以控制子射束陣列。在一配置中，兩個或更多個板可作為物鏡操作，且剩餘板接近於經選擇為物鏡之板，可為與物鏡陣列相關聯之相關聯板且可經指定一不同名稱，諸如一控制透鏡陣列。

電子光學裝置可包含 圖 8中所展示之電子光學器件之區之逆流方向的一孔徑陣列(以自源射束形成多射束中之子射束)及準直器。孔徑陣列產生複數個射束。準直器準直射束之路徑。在此實例中，偵測器包含複數個轉換器410及一光感測器412。轉換器410可為閃爍體。可將複數個轉換器410稱作一轉換器陣列。虛線路徑描繪射束之代表性路徑。轉換器410接收自樣本208發射之信號粒子。轉換器410回應於接收到的信號粒子而產生光411。轉換器410可包含自進入粒子吸收能量且將吸收能量作為光重新發射之發光材料。光感測器412偵測由轉換器410產生之光411且藉此間接偵測信號粒子。

提供一種減少或避免對光纖之需要的光導引配置。光導引配置將由轉換器410產生之光411導引至光感測器412。光導引配置包含一鏡面414。由轉換器410產生之光411藉由鏡面414朝著光感測器412反射。(因此，鏡面為反射具有對應於閃爍體之波長之輻射的輻射反射表面之一實施例)。可提供用於控制鏡面414與光感測器412之間的反射光之傳播之光學件418。光學件418可例如將反射光成像至光感測器412上。該配置允許光感測器412定位於柱之射束穿過的部分外部(亦即，遠離射束配置)，如 圖 8中由側向突出外殼420示意性地指示。光感測器可遠離電子光學組件之電磁場。若未經阻止，則光感測器與電子光學組件彼此之電磁干擾可減少。光感測器412可因此設置於相對於射束之路徑的徑向遠端位置處。舉例而言，複數個射束中之中心縱向軸與射束中之最徑向外者之間的間距小於自縱向軸至光感測器412之距離。因此，光感測器412並不限制射束之緊密堆積。此外，可容易地實施光感測器412，此係因為在光感測器412之部位處存在比更接近縱向軸之空間限制少的空間限制。此外，鏡面在不需要光纖或類似者之情況下重新引導光，藉此進一步減少對射束之緊密堆積的限制。光感測器412可設置於真空區內或真空區外部，例如其中窗或其他配置經設置以將光自鏡面414 (在真空區中)輸送至光感測器412 (在真空區外部)。

可使用用於偵測光之各種已知器件(諸如，電荷耦合器件(CCD))中之任一者來實施光感測器412。在一些配置中，光感測器412包含光二極體陣列。光感測器412可經組態或選擇以具有匹配於閃爍體光譜(亦即，由閃爍體元件發射的光子之波長光譜)之波長靈敏度。各種已知配置之適當資料線422可經提供以用於提取表示所偵測光之資料。

在一些配置中，光導引配置包含鏡面414與光感測器412之間的一或多個光纖。光纖收集來自鏡面之光且將光導引至更遠離柱之射束穿過之部分的部位，例如遠離射束配置之路徑。以此方式使用光纖為定位光感測器412 (及相關聯電子器件及/或資料線)提供另外可撓性。光感測器412可更遠離柱而定位。光感測器412可定位於鏡面412之直接視線之外。

在一些配置中，光導引配置及物鏡陣列之至少部分在結構上連接。用於鏡面414之支撐件可在結構上連接至及/或支撐物鏡陣列403之至少最接近的電極。舉例而言，鏡面414之支撐件可在結構上連接至最接近電極之支撐件。在一不同配置中，鏡面具有獨立且單獨的結構支撐件。

為了允許複數個射束穿過鏡面414，鏡面414經組態以界定穿過鏡面414之複數個孔徑416。孔徑416經定位以允許複數個射束朝著樣本208穿過鏡面414。各孔徑416可因此對應於射束中之各別一或多者(亦即，經定位以允許各別一或多個射束穿過孔徑)。

在一些配置中，轉換器410各自經組態以自孔徑陣列401接收源自樣本208與複數個射束中之各別單一者之間的相互作用的信號粒子。因此，對於柱相對於樣本208之一個位置，各轉換器410自樣本208之不同部分接收信號粒子。

在一些配置中，轉換器係以陣列配置。陣列正交於複數個射束之路徑(亦即，實質上正交於路徑中之各者)。陣列可包含二維圖案。二維圖案可呈柵格之形式。配置可為六邊形或直線柵格。轉換器陣列可在幾何形狀上對應於射束211、212、213之陣列。轉換器可呈圍繞用於對應初級射束(或多於一個初級射束)之路徑的孔徑之環形形式。因此，孔徑可由各閃爍體界定。轉換器陣列中之各轉換器元件可具有環形形式。

在一配置中，轉換器410定位於物鏡陣列403之至少一個電極302之逆流方向，或與物鏡陣列相關聯。轉換器410可定位於面向樣本208之電極302的逆流方向。在一些配置中，如 圖 8中所例示，轉換器410由物鏡陣列403之電極301中之一者支撐。在所展示之實例中，轉換器410由距樣本208最遠之物鏡陣列403之電極301支撐。轉換器410與電極301之最上部分(距樣本208最遠)處於同一層級。在一實施例中，轉換器410由與物鏡陣列相關聯之最逆流方向電極支撐。在一些配置中，閃爍體410定位於物鏡陣列403 (或甚至與物鏡陣列相關聯之最逆流方向電極之)之逆流方向，例如直接在該物鏡陣列之逆流方向(例如，距其小距離及/或轉換器410與物鏡陣列403之間不具有介入元件，或與物鏡陣列403相關聯之最逆流方向電極)。

圖 9展示轉換器410相對於實例物鏡陣列403之一部分的其他實例部位。儘管描繪兩個電極301、302，但轉換器之部位可應用於具有任何數目個電極的物鏡陣列之電極，且任何數目個電極可與物鏡陣列相關聯，以便接近於物鏡陣列。豎直虛線描繪兩個實例射束穿過物鏡陣列403之各別物鏡的路徑。展示轉換器410的五個實例部位。轉換器410可設置於此等五個部位中之單個部位處或多於一個部位處。一些部位比其他部位更有利。不太有利的部位可與其他部位組合使用以捕捉足夠的信號。可在物鏡陣列403之最接近於樣本208 (例如面向樣本208)之電極302下方設置轉換器410。轉換器410可定位於最接近於樣本208之電極302上方且定位於鄰近於最接近於樣本208之電極302的電極301下方。在此情況下，轉換器410可更接近於及/或附接至最接近於樣本208之電極302。替代地，轉換器410可更接近於及/或附接至鄰近電極301。替代地，轉換器410可定位於鄰近電極301上方，直接鄰近於及/或附接至鄰近電極301，或與鄰近電極301分離及/或定位得更遠。

在一配置中，各轉換器410包圍孔徑417，該孔徑經組態以允許複數個射束中之各別者穿過。孔徑417可界定於物鏡之電極中或單獨孔徑體中。此配置中之各轉換器圍繞各別射束之路徑。各轉換器410可經定位以接收大體上沿著射束之路徑在與射束相反的方向上傳播之信號電子。信號電子可因此撞擊至環形區中之轉換器410上。由於允許對應初級射束在相反方向上穿過之孔徑，信號電子不撞擊至環形之中心區上。

在一些配置中，各轉換器410包含多個部分。可將不同部分稱作不同區帶。可將此轉換器410稱作分區轉換器。轉換器之部分可包圍轉換器中界定之孔徑。藉由轉換器部分捕捉之信號粒子可組合成單個信號或用於產生獨立信號。

分區轉換器410可與射束211、212、213中之一者相關聯。因此，一個轉換器410之多個部分可經組態以相對於射束211、212、213中之一者偵測自樣本208發射之信號粒子。包含多個部分之轉換器可與物鏡陣列403之電極中之至少一者中的孔徑中之一者相關聯。更特定而言，包含多個部分之轉換器410可圍繞單個孔徑配置。

分區轉換器之部分可以多種不同方式分離，例如徑向、環形或任何其他適當方式。較佳地，該等部分具有類似角度大小及/或類似面積及/或類似形狀。可提供分離部分作為複數個區段、複數個環形部分(例如複數個同心環形或環)及/或複數個扇區部分(亦即，徑向部分或扇區)。可徑向地劃分轉換器410。舉例而言，可將轉換器410提供為包含2個、3個、4個或更多個部分之環形部分。更特定而言，轉換器410可包含包圍孔徑之內部環形部分及在內部環形部分徑向向外之外部環形部分。替代地，轉換器410可成角度地劃分。舉例而言，可將閃爍體410提供為包含2個、3個、4個或更多個部分(例如8個、12個等)之扇區部分。若將轉換器410提供為兩個扇區，則各扇區部分可為半圓。若將轉換器410提供為四個扇區，則各扇區部分可為四分之一圓。在一實例中，轉換器410經劃分成四分之一圓，亦即，四個扇區部分。替代地，轉換器410可具備至少一個區段部分。

同心地或以其他方式提供多個部分可為有益的，此係因為轉換器410之不同部分可用於偵測不同信號粒子，該等信號粒子可為較小角度信號粒子及/或較大角度信號粒子，或次級信號粒子及/或反向散射信號粒子。不同信號粒子之此組態可適合同心分區轉換器410。不同成角度反向散射信號粒子可有益於提供不同資訊。舉例而言，對於自深孔發射之信號粒子，小角度反向散射信號粒子很可能更多來自孔底部，且大角度反向散射信號粒子很可能更多來自孔周圍之表面及材料。在一替代實例中，小角度反向散射信號粒子很可能更多來自更深內埋式特徵，且大角度反向散射信號粒子很可能更多來自內埋式特徵上方之樣本表面或材料。應注意，圖8之配置可具有用以偵測反向散射信號粒子之有限能力，例如，該配置可受限於偵測具有小角度反向散射粒子之反向散射信號粒子。亦即，可使用此配置偵測之反向散射信號粒子受樣本208與轉換器401之間的相對較大距離及自樣本208至各別轉換器401之相對窄路徑(例如由於各別孔徑穿過電極302)限制。在此配置中，轉換器由於此轉換器能夠偵測之反向散射信號粒子的低角度範圍而不大可能具有同心部分。

轉換器410可提供為各自與複數個射束中之一或多個射束相關聯的轉換器元件。替代地或另外，轉換器410可提供為其中界定複數個孔徑之單體式轉換器，各孔徑對應於複數個射束中之各別一或多個射束。在一些配置中，轉換器係以條帶陣列配置。各條帶可對應於初級射束群組。射束可包含複數個射束列且各群組可對應於各別列。

關於圖9之描述可同樣適用於其他類型之偵測器元件，諸如電荷偵測器元件及半導體元件，諸如PIN偵測器元件。

圖 10為根據一實施例之例示性多射束電子光學裝置之示意圖。電子光學裝置經組態以投影電子多射束。電子光學裝置包含電子器件(亦稱為電子光學器件或電子光學柱)。電子光學裝置可如上文所描述之實施例中之任一者中所描述而配置。 圖 10中所展示之配置類似於 圖 3中所展示之配置，但不具有控制透鏡陣列250。在一實施例中， 圖 10中所展示之電子光學裝置包含如上文所描述之控制透鏡陣列(或物鏡陣列之任何數目的其他相關聯板)。在其他實施例中，電子光學裝置類似於上文所描述之配置中之另一者，諸如包含巨型準直器及巨型掃描偏轉器而非準直器偏轉器235及掃描偏轉器陣列260之配置。在其他實施例中，電子光學裝置類似於上文所描述之配置中之另一者，諸如 圖 8中所展示之配置。

在一實施例中，電子器件可在以下兩者之間切換：(i)操作組態，其中器件經組態以沿著操作射束路徑將多射束投影至樣本208；及(ii)監控組態，其中器件經組態以沿著監控射束路徑將多射束投影至偵測器(或監控偵測系統)。操作射束路徑自多射束之源201延伸至樣本208。監控射束路徑自源201延伸至偵測器。舉例而言，操作組態可用於執行樣本208之檢測或用於執行度量衡。在操作組態中，可如上文所描述偵測到自樣本發射之信號電子。在操作組態中，偵測器陣列240用於偵測在操作組態中之信號粒子。在一實施例中，在監控組態中，例如使用監控偵測系統監控來自源201之多射束。

如 圖 10中所展示，在一實施例中，監控射束路徑在操作射束路徑中途自檢測射束路徑轉向。樣本208可與監控射束路徑分離。在監控組態中，在樣本208之逆流方向上攔截多射束。直接監控多射束信號，而不與樣本208相互作用；亦即，直接監控多射束中之子射束。監控初級射束，亦即子射束(其可稱作初級信號)，而非監控來自樣本208之信號粒子，其可稱作次級信號。

在一實施例中，監控多射束之至少部分的至少一個參數。如 圖 10中所展示，在一實施例中，監控多射束中之子射束211、212、213。替代地，可監控多射束之源射束202 (例如下文參考 圖 16 至圖 17所描述)。在一實施例中，監控多射束之均一性。多射束之均一性可為跨多射束之特性之變化的量度。該特性可為例如強度或焦點。另外或替代地，可監控多射束之一或多個像差。舉例而言，可監控像場彎曲、失真及像散。另外或替代地，可監控多射束之對準。舉例而言，可監控子射束211、212、213與一或多組孔徑(例如物鏡總成或鏡面中之孔徑)的對準。另外或替代地，可監控多射束之焦點。藉由監控多射束之至少部分的至少一個參數，監控可用於校正及/或減輕與標稱值之偏差。

僅作為一個實例，在一實施例中，可藉由量測MEMS元件外部(亦即，聚光透鏡陣列及物鏡陣列外部)之個別細射束211、212、213的射束強度來量測源電流均一性。可隨後進行調整以便改良多射束之均一性或補償多射束之均一性的已知缺乏。

如 圖 10中所展示，在一實施例中，器件包含至少一個可移動組件。可移動組件經組態以在操作位置與監控位置之間移動。操作位置對應於操作組態。監控位置對應於監控位置。在 圖 10中藉由雙端虛線箭頭展示移動。

在 圖 10中所展示之配置中，可移動組件包含轉換器60。光學偵測器與轉換器相關聯。轉換器60及光學偵測器共同為監控偵測系統。光學偵測器在轉換器外部且經定位以便偵測由轉換器60產生之光。轉換器60經組態以在對應於操作組態之其操作位置與對應於監控組態之其監控位置之間移動。操作位置展示為處於雙端箭頭上方。在操作位置中，轉換器60定位於多射束(例如，多射束器件(或柱))之側向。轉換器60定位至多射束之一側或鄰接多射束。多射束在轉換器60旁側穿過而不與轉換器60相互作用。多射束經投影至樣本208。在 圖 10中，相比於在監控位置中，可移動組件在操作位置中具有不同定向。特定言之，在監控位置中，轉換器60實質上垂直於多射束之方向。轉換器60可為平坦的。在操作位置中，轉換器60可不垂直於多射束。舉例而言，轉換器60可經定向以使得其表面之法線垂直於多射束。藉由改變操作位置與監控位置之間之定向，預期本發明之實施例減小或最小化由轉換器60佔據之體積。在一替代配置中，對於操作位置及監控位置，可移動組件之定向可相同。舉例而言，可移動組件可垂直於多射束而移動，以便在不使可移動組件傾斜的情況下執行移動。舉例而言，可移動組件可在操作位置與監控位置之間滑動。此操作可得益於在兩個位置之間致動的簡單配置。此滑動可線性地致動。滑動可以旋轉方式(諸如圍繞遠離子射束路徑之軸)致動。旋轉致動可能夠減小或最小化由轉換器60及其致動佔據之體積。

監控位置展示為在雙端箭頭右側。如 圖 10中所展示，在一實施例中，監控位置處於源201與樣本208之間。在監控位置中，轉換器60攔截樣本208之逆流方向之多射束。轉換器60經組態以接收由源201輸出之多射束，且回應於接收到之多射束而產生光。儘管僅描繪中間聚焦點之逆流方向之轉換器60，但轉換器可定位於沿著自聚光透鏡陣列之或與該聚光透鏡陣列相關聯之射束限制孔徑陣列之逆流方向至物鏡陣列之逆流方向之子射束路徑的位置處的監控位置中，例如：在聚光透鏡陣列至中間焦點之間、中間焦點與例如在與物鏡陣列相關聯但在物鏡陣列之逆流方向之一或多個電極的順流方向之物鏡陣列之間的任何位置處。應注意，若轉換器60在射束限制孔徑陣列之逆流方向，則轉換器將攔截源射束而非複數個子射束。

在一實施例中，轉換器60包含閃爍體。轉換器60可包含轉換材料，諸如YAG。轉換材料可包含例如純結晶材料Y ₃Al ₅O ₁₂，其可摻雜有鈰以形成YAG:Ce。轉換器60可形成為YAG螢幕。在一配置中，轉換器包含單個閃爍體。在另一配置中，轉換器包含用於多射束中之一或多個子射束的閃爍體。在一配置中，轉換器包含用於各子射束之複數個元件。閃爍體元件可包含於例如二維陣列之陣列中，例如對應於多射束中之子射束之陣列。

如 圖 10中所展示，可移動組件可伸縮。轉換器60可經組態以將多射束轉換成光。光由個別電子細射束211、212、213產生且可由例如外部攝影機61之光學偵測器讀出。光學偵測器遠離轉換器。光學偵測器經定位，因此其可偵測由轉換器60發射之光。光學偵測器至少在回應於電子而產生光之轉換器60的位置之視線中。在一實施例中，可針對關於源發射屬性之更詳細資訊執行對個別射束剖面之量測。可在以下各者中進行此量測：光學偵測器、與偵測器相關聯之電子器件、諸如遠端處理架之電子光學系統中的遠端電子器件或位於例如電子光學器件或電子光學裝置中之此兩個端值之間的某處的處理器。

可預期轉換器60在與高能量電子相互作用時具有長使用壽命。藉由提供轉換器60及諸如攝影機61之外部光學偵測器，額外電子組件不必位於真空內部。此可有助於簡化電子光學裝置之設計。

在一實施例中，至少一個可移動組件包含光導引配置，該光導引配置經組態以將由轉換器60產生之光朝著光學偵測器導引。在一實施例中，電子光學器件包含波導，該波導經組態以將光自轉換器60導引至光學偵測器。此使得有可能藉由耦接至異位光學偵測器之原位光纖讀出所產生光。以此方式使用光纖使得光學偵測器能夠在光學偵測器無需處於轉換器60之直接視線中的情況下偵測由轉換器60產生之光。舉例而言，可提供一或多個光纖。此可適用於幫助減小轉換器60及光學偵測器所需之體積。

如 圖 10中所展示，在一實施例中，在可移動組件在操作位置與監控位置之間移動時，源201及諸如聚光透鏡陣列231及物鏡陣列之電子光學元件可保持靜止。預期本發明之一實施例維持多射束之對準。

圖 11為根據一實施例之例示性多射束電子光學裝置之示意圖。下文不重複與 圖 10中所展示之配置相同的配置之特徵。除非另外提及，否則此等共同特徵可採用相同參考編號及描述。如 圖 11中所展示，在一實施例中，至少一個可移動組件包含監控偵測器64 (或監控偵測系統)。亦即，監控偵測系統為監控偵測器64。因此，不必提供任何外部光學偵測器，例如攝影機61。

在一實施例中，監控偵測器64包含電荷偵測器，諸如法拉第杯(Faraday cup)陣列。視情況，諸如法拉第杯之各帶電偵測器經組態以量測各別細射束。在一替代實施例中，監控偵測器64包含電荷耦合器件(CCD)。視情況，監控偵測器可為基於半導體之偵測器，諸如PIN偵測器。在一替代實施例中，監控偵測器64包含直射光偵測器器件及鄰接光學偵測器，該直射光偵測器器件包含經組態以回應於帶電粒子而產生光之轉換器。鄰接光學偵測器經組態以將由轉換器產生之所產生光信號直接轉換成電信號。光學偵測器可與轉換器接觸。

此帶電偵測器(諸如法拉第杯陣列或CCD)或PIN偵測器可直接偵測及讀出電子射束信號，而其間無光轉換步驟。直射光偵測器器件經組態以在不需要外部攝影機61之情況下監控多射束。預期本發明之一實施例能夠在無需藉由外部攝影機61自真空外部檢視轉換器60之情況下監控多射束。可預期直射光偵測器器件具有長使用壽命。

在一配置中，監控偵測器64包含監控偵測器元件。在另一配置中，轉換器包含用於多射束中之一或多個子射束的監控偵測器元件。在一配置中，監控偵測器64包含用於各子射束之複數個元件。監控偵測器元件可包含於例如二維陣列之陣列中，例如對應於多射束中之子射束之陣列。

圖 12為根據一實施例之例示性多射束電子光學裝置之示意圖。下文不重複與 圖 10中所展示之配置相同的配置之特徵。除非另外提及，否則此等共同特徵可採用相同參考編號及描述。如 圖 12中所展示，在一實施例中，可移動組件包含鏡面62。在一變化中，可移動組件可為複數個可單獨移動組件或經配置以一起移動之複數個組件。複數個可移動組件可一起包含鏡面，例如該鏡面可呈現為鏡面62。鏡面62經組態於監控位置中以將由轉換器60產生之光朝著光學偵測器(例如外部攝影機61)引導。因此，監控偵測系統可包含轉換器60、鏡面62及光學偵測器。

在監控組態中，鏡面62可定位於轉換器60之順流方向。鏡面62可位於轉換器60與樣本208之間。鏡面62可伸縮，例如伸出子射束之路徑。伸縮可為線性的及/或旋轉的，例如圍繞與子射束之路徑間隔開之軸。在一實施例中，鏡面62可與轉換器60一起移動。鏡面62及轉換器60可具有相對於彼此固定的位置。替代地，鏡面62及轉換器60可經組態以彼此獨立地移動。可能需要此情形以減小例如鏡面62及轉換器60在其不處於操作位置中時所需的體積。鏡面62及轉換器可在監控組態中具有相對於彼此固定的位置。鏡面62及轉換器可在監控組態中具有相對於子射束之路徑之位置的固定位置。

如上文所提及，在一實施例中，該可移動組件包含(或替代地，該等可移動組件包含)光導引配置。光導引配置經組態以將由轉換器60產生之光朝著光學偵測器導引。光導引配置可包含鏡面62。在一實施例中，光導引配置可包含光學元件63 (例如透鏡)。該光學元件63經組態以將光導引至光學偵測器上，該光學偵測器可在電子光學器件(或柱) 41外部，該光學偵測器為諸如外部攝影機61。在一實施例中，光學元件63可在操作組態與監控組態之間移動。在一替代實施例中，光學元件63可在可移動組件移動時保持靜止。舉例而言，如 圖 12中所展示，在一實施例中，光學元件63在操作射束路徑外部，例如在電子光學柱(或器件)外部。光學元件63不必為了使多射束到達樣本208而移動。若光學元件及光學偵測器在操作組態與監控組態之間靜止，則由於並不需要提供各別致動器，因此體積可守恆。

相比於 圖 10中所展示之配置，鏡面62及透鏡為經提供以便輔助讀取光信號之額外光學組件。亦即，鏡面62及光學元件63改良光信號自轉換器60至諸如外部攝影機61之光學偵測器的傳輸。鏡面62及光學元件63可改良偵測及/或收集效率。

如 圖 12中所展示，在一實施例中，鏡面62相對於轉換器60例如以最佳角度傾斜。舉例而言，鏡面可在25與65度之間傾斜，較佳地傾斜約45度。使鏡面62傾斜有助於引導光遠離操作射束路徑。此允許諸如外部攝影機61之光學偵測器定位於操作射束路徑外部，諸如真空外部。

在一實施例中，細射束之間的樣本處之節距可為約70 µm節距，例如在30 µm至100 µm之間。在樣本處，子射束之多射束之佔據面積的尺寸可為約5、10或15 mm。此等尺寸可適用於在例如由偏轉器63進行準直之點周圍或子射束之準直順流方向的任何點處之子射束之多射束。若鏡面處於45度，則在一實施例中，鏡面62經配置以使得其高度(亦即，其沿著多射束之方向之尺寸)為約15 mm。替代地或另外，藉由控制鏡面62例如相對於子射束之路徑之方向的傾斜角(或正交於彼方向)，可控制鏡面在多射束之方向上之尺寸(亦即，圖式中所展示之視圖中的高度尺寸)。在所描繪之配置中，鏡面62及轉換器62位於各子射束及準直器235之中間聚焦點之逆流方向。在中間焦點233之逆流方向，子射束之路徑發散且跨多射束之尺寸(例如其寬度)較小。

如 圖 12中所展示，在一實施例中，轉換器60、鏡面62、光學元件63及攝影機61位於聚光透鏡陣列231之順流方向。在一替代實施例中，轉換器60、鏡面62、光學元件63及攝影機61位於聚光透鏡陣列231之逆流方向。此可為有益的，此係因為鏡面之大小將由於射束之橫截面將較小(此係因為其將更少發散)而較小。若聚光透鏡陣列231之特徵並不在於射束限制孔徑陣列，則轉換器60及鏡面62可位於射束限制孔徑陣列之順流方向。轉換器60可與子射束相互作用。鏡面可置放於射束限制孔徑陣列與聚光透鏡陣列231之間。然而，若轉換器在射束限制孔徑陣列之逆流方向，則轉換器60將與源射束60 (而非自源射束產生之子射束)的電子相互作用。儘管此可能不提供關於子射束的資訊，但來自源射束之電子之偵測仍可提供關於自源射束產生之子射束的資訊；子射束呈現子射束之特性(該等特性自該子射束產生)。

圖 13為根據一實施例之例示性多射束電子光學裝置之示意圖。下文不重複與 圖 12中所展示之配置相同的配置之特徵。除非另外提及，否則此等共同特徵可採用相同參考編號及描述。如 圖 13中所展示，鏡面62及/或轉換器60可伸縮並非必需的。在一實施例中，器件包含：轉換器60，其處於多射束之路徑中以回應於多射束而產生光束；及鏡面62，其經組態於監控組態中以將光束引導至偵測器(理想地在監控組態中)。

轉換器60可在操作組態中及在監控位置中保持於同一位置中。藉由具有更少移動部件，可改良可靠性及/或可減小由裝置佔據之空間。預期本發明之一實施例減小由用於執行多射束之監控之組件所需的總體積。

如 圖 13中所展示，在一實施例中，在轉換器60中界定供多射束之路徑穿過的複數個孔徑65。在電子光學器件處於操作組態中時，孔徑65允許細射束穿過。

如 圖 13中所展示，在一實施例中，複數個開口56 (或孔徑)界定於鏡面62中。開口56經組態以允許多射束中之子射束朝著樣本208穿過鏡面62。在電子光學器件處於操作組態中時，開口56允許細射束穿過。鏡面62經組態以朝著光學偵測器(例如外部攝影機61)反射光。在操作組態中，多射束中之複數個射束之路徑穿過界定於鏡面62中之各別開口56。

如 圖 13中所展示，在監控組態中，多射束中之複數個射束之路徑入射於轉換器60上。操作組態中之子射束之路徑與監控組態中之子射束之路徑不同。在一實施例中，器件包含偏轉器，或可在對應於操作組態之檢測設定與對應於監控組態之量測設定之間操作的複數個偏轉器。

舉例而言，如 圖 13中所展示，在一實施例中，電子器件包含切換偏轉器陣列78。切換偏轉器陣列78包含經組態以在操作組態與監控組態之間切換之複數個偏轉器。切換偏轉器陣列78之各偏轉器可經組態以作用於各別子射束路徑。

切換偏轉器陣列78之偏轉器經組態以控制聚光透鏡陣列231之順流方向之子射束之方向。切換偏轉器陣列可位於聚光透鏡陣列231在順流方向。切換偏轉器陣列78位於轉換器60之逆流方向。

在操作組態中，切換偏轉器陣列78經組態以引導子射束穿過轉換器60及鏡面62中之孔徑65。在監控組態中，切換偏轉器陣列78經組態以沿著切換射束路徑66、67、68引導子射束以入射於轉換器60上。在一實施例中，控制器經組態以控制施加至切換偏轉器陣列78之電極的電位，以便控制電子器件在操作組態與監控組態之間的切換。

在 圖 13中所展示之配置中，切換偏轉器78包含複數個偏轉器元件以對多射束之各別射束路徑中之路徑進行操作。在一替代實施例中，切換偏轉器78包含經提供之巨型偏轉器，該巨型偏轉器經組態以對多射束之所有射束路徑進行操作。在提供巨型偏轉器時，可省略切換偏轉器陣列。另外或替代地，切換偏轉器陣列可具有中間切換偏轉器，各偏轉器可針對該中間切換偏轉器對多射束中之子射束的群組進行操作。

在參考 圖 13所描繪及描述之配置之一變化中，轉換器60可由如參考 圖 11中所展示且參考 圖 11所描述之實施例所描述的監控偵測器64替換。(亦即，監控偵測系統包含監控偵測器64)。舉例而言，監控偵測器可包含偵測器元件，諸如帶電偵測器(例如法拉第杯或電荷耦合器件)、PIN偵測器及/或直射光偵測器器件。具有監控偵測器64而非轉換器60意謂不需要諸如鏡面62、透鏡及光學偵測器61之光學元件。此可減小監控系統所需之體積。此外，孔徑65及切換偏轉器78使得監控偵測器64能夠在操作組態中以及在監控組態中維持在適當位置。

圖 14為根據一實施例之例示性多射束電子光學裝置之示意圖。下文不重複與 圖 10中所展示之配置相同的配置之特徵。除非另外提及，否則此等共同特徵可採用相同參考編號及描述。如 圖 14中所展示，在一實施例中，至少一個可移動組件包含源201及物鏡陣列中之一者。物鏡陣列經組態於操作組態中以將多射束投影至樣本208上。 圖 14展示監控組態中之電子器件。在操作組態中，電子光學裝置之特徵將如 圖 3中所呈現，其中轉換器60及光學偵測器61定位至電子器件或柱41之側。因此，監控偵測系統包含轉換器60及光學偵測器61。

電子器件可包含源模組69。源模組69包含源201。如 圖 14中所展示，在一實施例中，源模組69包含聚光透鏡陣列231。電子器件41可進一步包含物鏡陣列，其可為順流方向或物鏡模組70之一部分。電子器件經組態以使得源模組69及物鏡模組70可相對於彼此移動。在一實施例中，源模組69經組態以在物鏡模組70保持靜止時例如在操作組態與監控組態之間移動。在一替代實施例中，物鏡模組70經組態以在源模組69保持靜止時例如在操作組態與監控組態之間移動。在另一替代實施例中，物鏡模組70及源模組69兩者經組態以在各別組態之操作位置與監控位置之間移動。

如 圖 3中所展示，在一實施例中，在操作組態中，多射束與物鏡陣列70之透鏡234對準。如 圖 14中所展示，在一實施例中，在監控組態中，多射束自物鏡陣列70偏移。在一實施例中，電子光學裝置包含致動器(圖中未示)。致動器經組態以在操作組態與監控組態之間致動電子光學裝置。致動器可經配置以圍繞遠離子射束之路徑之軸線性地或可旋轉地操作，理想地，軸平行於子射束之路徑。

源模組69或物鏡模組70可經組態以側向地移動。舉例而言，如 圖 14中所展示，在一實施例中，源模組69經組態以側向地移動，使得多射束在監控組態中與轉換器60對準。轉換器60經組態以將電子射束轉換成光。光可由諸如攝影機61之光學偵測器偵測。一旦監控完成，源模組69便可移動以使得多射束與物鏡模組70對準；亦即，源模組69相對於物鏡模組70 (例如物鏡陣列234)移動。儘管參考 圖 14描述且展示於 圖 14中之實施例具有可致動之源模組，但在不同配置中，其為可藉由轉換器60致動以使得轉換器60替換源模組69之順流方向之物鏡模組70的物鏡模組。

在源模組69與轉換器對準時，更容易判定源201之屬性。如 圖 14中所展示，在一實施例中，源模組69包含聚光透鏡陣列231。此可允許源模組69執行簡單側向移動，以便在監控組態與操作組態之間切換。具有聚光透鏡陣列231或至少包含於源模組69中之射束限制孔徑陣列准許監控子射束及子射束之屬性。儘管展示子射束之中間焦點之逆流方向的源模組69與物鏡模組70之間的劃分，但該劃分可在聚光透鏡陣列231之順流方向之任何點處。舉例而言，劃分可在準直器陣列235之順流方向，例如在與物鏡陣列234相關聯之一或多個電極之順流方向，且例如在物鏡陣列之電極之上。

在一替代實施例中，源模組69不包含聚光透鏡陣列231。聚光透鏡陣列可具有相對於物鏡陣列70的固定位置。源201可相對於聚光透鏡陣列231及物鏡陣列70移動。在監控組態中，源射束202入射於轉換器60上。此可允許更準確地判定源之屬性。舉例而言，可避免聚光透鏡陣列231之孔徑對經量測射束之任何影響。由於子射束由源射束202產生，因此源射束之一些屬性及特性將亦存在於子射束中。因此，監控源射束202實際上監控子射束之一或多個屬性。

圖 15為根據一實施例之例示性多射束電子光學裝置之示意圖。下文不重複與 圖 14中所展示之配置相同的配置之特徵。除非另外提及，否則此等共同特徵可採用相同參考編號及描述。如 圖 15中所展示，在一實施例中，轉換器60 (且視情況，光學偵測器61)由監控偵測器64替換。在此實施例中，監控偵測系統包含監控偵測器64。

在一實施例中，監控偵測器64包含電荷偵測器，諸如法拉第杯陣列。視情況，各法拉第杯經組態以量測各別細射束。在一替代實施例中，監控偵測器64包含電荷偵測器，諸如電荷耦合器件(CCD)。在一替代實施例中，監控偵測器64包含直射光偵測器器件，其包含：轉換器，其經組態以回應於帶電粒子而產生光；及鄰接光學偵測器，其經組態以將由轉換器產生之所產生光信號直接轉換成電信號。光學偵測器可與轉換器接觸，例如直接接觸。

圖 16為根據一實施例之例示性多射束電子光學裝置之示意圖。電子光學裝置經組態以投影電子之多射束。電子光學裝置可如上文所描述之實施例中之任一者中所描述而配置。除非另外提及，否則此等共同特徵可採用相同參考編號及描述。 圖 16中所展示之配置可包含與 圖 3中所展示之配置相同的特徵，但不展示物鏡陣列234 (其可包括控制透鏡陣列250)之逆流方向及/或與物鏡陣列234相關聯的額外電極。在一實施例中， 圖 16中所展示之電子光學裝置包含控制透鏡陣列，且視情況，包含物鏡陣列234之逆流方向之其他額外及相關聯電極，如上文所描述。在其他實施例中，電子光學裝置類似於上文所描述之配置中之另一者，諸如包含巨型掃描偏轉器而非掃描偏轉器陣列260之配置。在其他實施例中，電子光學裝置包含上文所描述之配置中之另一者之特徵，諸如 圖 8及 圖 9中所展示之配置。

如 圖 16中所展示，在一實施例中，電子光學裝置包含經組態以輸出源射束202以供產生多射束的源201。如 圖 16中所展示，在一實施例中，電子光學裝置包含孔徑陣列。孔徑陣列經組態以藉由阻擋一定比例之源射束202朝著樣本208投影而自源射束202形成多射束中之複數個射束。可將此孔徑陣列稱作射束限制孔徑陣列。在一實施例中，孔徑陣列包含於聚光透鏡陣列231中。在另一配置中，孔徑陣列位於聚光透鏡陣列231之逆流方向。

如 圖 16中所展示，在一實施例中，電子光學裝置包含偵測器(或監控偵測系統)，該偵測器經組態以量測源射束202之經阻擋比例之至少部分的至少一參數。在一實施例中，監控偵測系統包含光學偵測器及轉換器60。光學偵測器可包含攝影機61。攝影機經組態以偵測光。在一實施例中，轉換器60經提供以將源射束202轉換成可由光學偵測器偵測之光。

如 圖 16中所展示，在一實施例中，轉換器60處於孔徑陣列之逆流方向表面，該孔徑陣列可為射束限制孔徑陣列。在一實施例中，接收到之源射束202包含由孔徑陣列阻擋之源射束202之比例的至少部分。預期本發明之一實施例允許監控源射束202，而不顯著地影響入射於樣本208上之多射束。可例如在檢測或度量衡程序期間例如使用監控偵測器在線地監控源射束202。

如 圖 16中所展示，在一實施例中，轉換器60包含塗層71。塗層71可呈複數個單獨區段，例如呈陣列形式。各元件陣列可與陣列中之孔徑中之一或多者相關聯。替代地，塗層71可為連續的。塗層71設置於孔徑陣列之孔徑(其可為聚光透鏡陣列231之一部分)之間。塗層71可包含例如上文所描述之包含YAG之材料。

在一實施例中，攝影機61經組態以藉由異位(例如在諸如電子光學器件之真空腔室之柱外部)讀出所產生光。如 圖 16中所展示，在一實施例中，攝影機61及轉換器60經配置以使得攝影機61具有轉換器60之直接視圖。轉換器可在光學偵測器之直接視線中。在一實施例中，直接偵測光。

圖 17為根據一實施例之例示性多射束電子光學裝置之示意圖。此等共同特徵可採用 圖 16之相同參考編號及描述。下文不重複與 圖 16中所展示之配置相同的配置之特徵。如 圖 17中所展示，在一實施例中，電子光學裝置包含光反射元件，諸如鏡面72。鏡面72經組態以將由轉換器60產生之光朝著光學偵測器反射。在此實施例中，監控偵測系統包含轉換器60、鏡面72及光偵測器。

如 圖 17中所展示，在一實施例中，鏡面72圍繞源201而定位。鏡面72經組態以將光反射於最方便置放偵測器之位置中。預期本發明之一實施例允許監控源射束202，而不使得製造裝置顯著地在機械上更困難或更複雜。

如 圖 17中所展示，在一實施例中，鏡面72定位於轉換器60之逆流方向。在一實施例中，鏡面72處於轉換器60與源201之間。鏡面72可位於將另外相對空的體積中。預期本發明之一實施例允許監控源射束202，而不顯著地影響在檢測或度量衡程序期間使用之裝置的部分之機械設計。

如 圖 17中所展示，在一實施例中，鏡面72包含孔徑73。孔徑73可用於容納源201，如 圖 17中所展示。另外或替代地，孔徑73可用於容納源射束202。鏡面可位於源201之順流方向。

一般而言，鏡面72相對於光學偵測器及轉換器60定位，使得光學偵測器偵測至少在轉換器60之表面之選定區(例如所有)中產生的光。鏡面72無需圍繞源201置放，但置放至源之一側及/或源201之逆流方向或(如已提及)順流方向。理想地，光學偵測器定位於來自轉換器60之光在自鏡面72反射時之直線路徑中。鏡面72可為彎曲的或具有多於一個表面，例如可呈菲涅爾鏡(Fresnel mirror)形式，只要來自轉換器60之所發射光到達光學偵測器即可。

在一實施例中， 圖 16中所展示之轉換器60及攝影機61可由諸如法拉第杯陣列或CCD之監控偵測器帶電偵測器替換，其可以陣列形式排列，例如用於射束限制孔徑陣列中之各孔徑的一或多個偵測器，例如圍繞射束限制孔徑陣列之一或多個孔徑。(因此，監控偵測系統之特徵在於監控偵測器，而非例如轉換器60、光學偵測器及鏡面72)。裝置可以來自源201電子之低電流下運行，以便減小可能不合需要地影響多射束之不合需要地充電之法拉第杯或CCD之效應。

圖 18為繪示包含複數個轉換器410及光導引配置之電子光學器件之一部分的示意圖。下文不重複與 圖 8中所展示之配置相同的配置之特徵。裝置包含電子器件(或柱)及光感測總成。

在關於圖10至圖17所展示及描述之配置中之所有及各者以及所提及及可導出實施例中，監控偵測系統可產生偵測信號。由光學偵測器75產生之偵測信號可由控制器50或控制器之一元件使用，以控制電子光學器件(或柱) 41之一元件或組件。偵測信號可包含關於子射束在多射束內之相對位置(諸如轉換器60或監控偵測器64處之子射束之相對對準)之資訊。偵測信號可用於控制器或控制器之一元件例如藉由控制電子光學器件41之一或多個校正器而對準子射束。本文中主要描述本發明以為了沿著多射束配置之路徑校正子射束之間及電子光學組件(甚至電子光學元件)之間之對準的目的而監控多射束配置之子射束。另外或在替代方案中，本發明可用於監控其他類型特性，諸如像差，以進行校正或調整。另外或替代地，可針對以下各者中之一或多者量測多射束配置之子射束：聚焦像差、源射束均一性中之特性或甚至像差，及離軸像差，諸如場彎曲、失真及像散。可控制電子光學器件中之校正器以校正或至少減小此等特性或像差中的一或多者之大小。

如 圖 18中所展示，在一實施例中，電子器件包含經組態以將多射束投影至樣本208上之部位上的物鏡陣列403。在一實施例中，電子器件包含複數個轉換器410，其經組態以接收自樣本208發射之信號電子且回應於接收到之信號粒子而產生光。轉換器410可為閃爍體。轉換器410可包含如上文關於轉換器60之材料所描述的轉換材料。

在另一配置中，物鏡陣列403可另外或替代地與諸如一電極之另一板相關聯，該電極為諸如與整合於物鏡陣列中或在亦接近於諸如控制透鏡陣列之物鏡之逆流方向的物鏡相關聯之透鏡電極。在一配置中，另外或替代地，偵測器陣列位於物鏡陣列及與物鏡相關聯之任何電子光學元件之逆流方向。偵測器陣列之偵測器元件可與各別子射束相關聯。偵測器元件可包含電荷偵測、閃爍體及PIN偵測元件。在偵測器元件包含閃爍體之配置中，偵測器可經設定至子射束路徑之一側，使得子射束傳遞至各別偵測器元件之該側。

偏轉元件可處於偵測器陣列與物鏡之間，諸如一韋恩(Wien)濾波器，例如一韋恩濾波器陣列。此類韋恩濾波器准許子射束未經偏轉地穿過韋恩濾波器朝向樣本而去，但將來自樣本之信號粒子朝著偵測器元件引導。光學轉換器(例如光學偵測器)可經定位以將由閃爍體產生之光轉換成電子信號。光學轉換器可為與閃爍偵測器元件共面且甚至與其直接接觸。此等光學轉換器描述於2021年7月5日申請之歐洲專利申請案21183803.2中，該申請至少關於與閃爍偵測器相關聯之光學轉換器及用於偵測信號粒子之偵測器的架構及使用以引用之方式併入。

如 圖 18中所展示，在一實施例中，電子器件包含光導引配置，該光導引配置包含鏡面414。在鏡面414中，界定允許多射束朝著樣本208穿過鏡面414之複數個孔徑416。

光導引配置經組態以將由轉換器410產生之光411導引至光感測總成。如 圖 18中所展示，在一實施例中，光感測總成包含各自經組態以偵測由轉換器410產生之光411的評估感測器(例如光感測器412)及光學偵測器75。舉例而言，評估感測器經組態以在檢測或度量衡程序期間偵測光411。實際上，評估感測器為用於偵測信號粒子之評估系統之一部分。舉例而言，評估感測器在功能上等效於 圖 3之偵測器240。光學偵測器75為經組態以改良例如檢測或度量衡程序之額外分支的部分。

如 圖 18中所展示，在一實施例中，光感測總成包含射束分裂器77，其經組態以將由轉換器410產生之光411分裂成經朝著評估感測器及朝著偵測器75引導之光束。光感測器412及偵測器75兩者可經組態以同時偵測光411之不同部分。如 圖 18中所展示，在一實施例中，光感測總成包含光學元件76，例如透鏡。光學元件76經組態以作用於經朝著偵測器75引導之光411上。舉例而言，光學元件76可將光聚焦至偵測器75上。

在一實施例中，裝置包含控制器，該控制器經組態以將評估感測器之偵測信號匹配於樣本208上之多射束基於光學偵測器75之偵測信號而投影之部位。舉例而言，光感測器412可用於感測器陣列，對於該感測器陣列，需要將來自轉換器410之與由不同子射束產生之信號粒子相關聯的光束之不同部分與光感測器412之對應部分(諸如感測器陣列之感測器元件)對準。由光學偵測器75進行之監控可用於校準及/或提高由光感測器412偵測到之信號之準確性。光學偵測器75可用於監控多射束之對準，例如光束之不同部分關於光學偵測器75及其偵測元件之位置。可藉由光感測器412之不同部分(例如感測器元件)校準光學偵測器75之偵測元件之位置。由光學偵測器75偵測到之信號(例如偵測信號)可用於改良多射束之對準的後續程序或進行中的程序中。由光學偵測器75偵測到之信號可用於控制光感測總成之組件，諸如鏡面414及/或光學件418，該等組件可包含透鏡。光感測總成之組件可由控制器基於偵測信號而控制以改良來自轉換器410之光之對準，使得其不同部分與光感測器412之部分(例如感測器元件)更佳地對準。自資料線422傳輸之偵測信號更準確地在由各子射束產生之信號粒子之間進行區分。

圖 19為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。如 圖 19中所展示，在一實施例中，電子器件41包含監控組件190。監控組件190處於監控射束路徑中。在一實施例中，監控組件190在偵測器(例如監控偵測系統)之逆流方向。在一實施例中，監控組件190用於監控(例如探測)多射束中之一或多個射束之大小。監控組件190可用於量測一或多個電子射束之大小。

圖 20為監控組件190之示意性近距視圖。 圖 20展示穿過監控組件190之多射束中之一個子射束212。如 圖 20中所展示，在一實施例中，監控組件190包含阻擋元件194之陣列。阻擋元件194經組態以阻擋多射束中之子射束。舉例而言，可藉由阻擋元件194阻擋子射束212之部分。

圖 20展示作為偵測器之部分的轉換器60。偵測器可進一步包含攝影機。替代地，偵測器可為經組態以偵測電流中之改變的另一組件。在一實施例中，偵測器為直接電子偵測器，諸如PIN偵測器或電流偵測器。

圖 21為監控組件190之示意性平面圖。 圖 21示意性地展示經配置為監控組件190之部分的10個阻擋元件194。監控組件190可包含阻擋元件194之陣列中之數百或數千個阻擋元件194。

如 圖 21中所展示，在一實施例中，阻擋元件194具有類似圖案。舉例而言，如 圖 21中所展示，在一實施例中，阻擋元件194具有環形圖案。各阻擋元件194可呈環形形狀。環形具有尤其簡單結構之益處。

圖 22為監控組件190之阻擋元件194中之一者的示意性近距視圖。如 圖 22中所展示，在一實施例中，阻擋元件194具有內部邊緣197。在一實施例中，阻擋元件194之內部邊緣197形成刀口(亦即，明顯邊緣、尖銳邊緣)。在一實施例中，阻擋元件194 (且特定言之，阻擋元件194之內部邊緣197)形成刀口圖案。刀口圖案可實現藉由子射束212形成之光點之最大尺寸的量測。在一實施例中，控制器經組態以控制電子器件41以相對於刀口圖案掃描多射束。此可稱作刀口掃描。

如 圖 22中所展示，在一實施例中，監控組件190包含孔徑193之陣列。孔徑193之陣列鄰近於各別阻擋元件194。孔徑193之陣列用於多射束穿過其。舉例而言，如 圖 20中所展示，子射束212可穿過孔徑193。如 圖 20 至 圖 22中所展示，在一實施例中，孔徑陣列之個別孔徑193對應於阻擋元件194之陣列的個別阻擋元件194。在一實施例中，阻擋元件194的數目等於孔徑193的數目。替代地，阻擋元件194的數目可大於孔徑193的數目。

如 圖 21中所展示，在一實施例中，個別阻擋元件194圍繞各別個別孔徑193。舉例而言，如上文所提及，在一實施例中，個別阻擋元件194為環形。在一實施例中，阻擋元件194與各別孔徑193同心。替代地，阻擋元件194之中心可自孔徑193之中心偏移。

阻擋元件194為環形並非必需的。在一實施例中，各阻擋元件194包含彼此間隔開之複數個部分。阻擋元件194之部分可與相關聯於阻擋元件194之孔徑193間隔開。阻擋元件194可為線或方形或另一形狀。方形或其他形狀可包圍孔徑193。然而，阻擋元件194包圍孔徑193並非必需的。

在一實施例中，阻擋元件194包含阻擋多射束之電子之材料。舉例而言，在一實施例中，阻擋元件194包含鎢、金及鐵中的一或多者。在一實施例中，阻擋元件194包含具有至少與鐵之原子數一樣大之原子數的元素。

如 圖 22中最清楚地展示，在一實施例中，阻擋元件194之內部邊緣197與各別個別孔徑193之輪緣195間隔開。在監控組件190之阻擋元件194之上掃描多射束中之子射束212時，偵測器(例如監控偵測系統)可經組態以偵測到達偵測器之子射束212之大小的變化。變化率可指示子射束212之大小。

如 圖 19中所展示，在一實施例中，監控組件190定位成接近於中間焦點233之平面。在一實施例中，監控組件190在中間焦點233之順流方向。舉例而言，如 圖 19中所展示，在一實施例中，電子器件41包含中間焦點233處之偏轉器235。在一實施例中，偏轉器235經組態以在監控組件190之上掃描多射束中之子射束211至213。監控組件190可位於偏轉器235之順流方向。

在電子器件41處於操作組態中時，可控制偏轉器235以使得子射束211至213穿過監控組件190之孔徑193。在電子器件41切換至監控組態時，可控制偏轉器235以使得多射束中之子射束211至213在監控組件190之阻擋元件194之內部邊緣197之上掃描。在一實施例中，監控組件190包含用於各別子射束之刀口。需要相對較小偏轉以掃描阻擋元件194之內部邊緣197之上的子射束。藉由提供孔徑193，監控組件190可在監控組態及操作組態兩者期間保持在適當位置。

如 圖 20中所展示，在一實施例中，監控組件190包含具有較厚區191及較薄區192之基板。基板可包含例如矽。較厚區191比較薄區192厚。在一實施例中，較厚區191之厚度(在多射束之方向上)為至少100 µm，視情況至少200 µm，且視情況至少500 µm。在一實施例中，較厚區191之厚度為至多1 mm，且視情況至多500 µm。在一實施例中，較薄區192之厚度為至少100 nm，視情況至少200 nm，視情況至少500 nm且視情況至少1 µm。在一實施例中，較薄區之厚度為至多10 µm，視情況至多5 µm，視情況至多2 µm且視情況至多1 µm。

如 圖 20中所展示，在一實施例中，阻擋元件194設置於基板之較薄區192上。如上文所提及，在一實施例中，阻擋元件194之內部邊緣197與各別個別孔徑193之輪緣195間隔開。在一實施例中，基板之較薄區192包含未覆蓋區196，如 圖 22中最清楚地展示。未覆蓋區196位於阻擋元件194與孔徑193之間。在平面圖中(亦即，當在平行於電子光學軸之方向上檢視時)，未覆蓋區196處於阻擋元件194之內部邊緣197與孔徑193之輪緣195之間。當在刀口圖案之上掃描子射束212時，偵測器經組態以偵測變化。偵測器可經組態以偵測子射束212穿過孔徑193時、子射束212在未覆蓋區196之上時以及子射束212在阻擋元件194之上時之間的變化。

在一實施例中，阻擋元件194之厚度為至少10 nm，視情況至少20 nm，視情況至少50 nm，視情況至少100 nm且視情況至少200 nm。在一實施例中，阻擋元件194之厚度為至多1 µm，視情況至多500 nm且視情況至多200 nm。藉由提供較厚阻擋元件194，子射束212在阻擋元件194之上時與子射束穿過基板之較薄區192時之間的偵測器處之對比度可增加。

在一實施例中，孔徑193之尺寸(例如直徑)為至少500 nm，視情況至少1 µm，視情況至少2 µm，視情況至少5 µm且視情況至少10 µm。在一實施例中，孔徑193之尺寸(例如直徑)為至多100 µm，視情況至多50 µm，視情況至多20 µm且視情況至多10 µm。在一實施例中，對應於各別孔徑193之較薄區192之尺寸(例如直徑)為至少2 µm，視情況至少5 µm，視情況至少10 µm，視情況至少50 µm且視情況至少100 µm。在一實施例中，較薄區192之尺寸(例如直徑)為至多1 mm，視情況至多500 µm，視情況至多200 µm，視情況至多100 µm且視情況至多50 µm。

如 圖 19中所展示，在一實施例中，偵測器沿著監控射束路徑與監控組件190相隔距離。如 圖 19中所展示，在一實施例中，至少一個電子光學組件位於監控組件190與偵測器之間。舉例而言，在一實施例中，經掃描偏轉器260之陣列、物鏡234之陣列及電子偵測器件240中之至少一者位於監控組件190與監控偵測系統之間。在一實施例中，一或多個其他電子光學組件位於監控組件190與監控偵測系統之間。舉例而言，控制透鏡陣列250 (例如 圖 3中所展示)可位於監控組件190與監控偵測系統之間。

實施例電子器件41包含至少一個偏轉器235。偏轉器235可在對應於操作組態之檢測設定與對應於監控組態之量測設定之間操作。在檢測設定中，偏轉器235經組態以引導子射束211至213穿過孔徑193。在量測設定中，偏轉器235經組態以在刀口圖案之上(例如在阻擋元件194之內部邊緣197之上)掃描子射束211至213。在量測設定中，至少一個偏轉器253經組態以在監控組件190之一部分之上掃描多射束。在一實施例中，至少一個偏轉器235經組態以掃描多射束，使得在個別阻擋元件194之特徵之上掃描子射束212。舉例而言，可在個別阻擋元件194之刀口之上掃描子射束。

如 圖 19中所展示，在一實施例中，偵測器在電子器件41之最順流方向電子光學元件之順流方向。舉例而言，如 圖 19中所展示，在一實施例中，電子器件41之最順流方向電子光學元件為電子偵測器件240。電子偵測器件240用於在電子器件41處於操作組態中時偵測電子。用於監控組態之偵測器在電子偵測器件240之順流方向。

在一實施例中，偵測器在監控組件190之順流方向相距至少500 µm，視情況至少1 mm，視情況至少2 mm且視情況至少5 mm。藉由使偵測器與監控組件190相隔距離，自阻擋元件194散射及逸出之電子在幾何形狀上可更易於與直接傳輸之電子分離。此幾何分離使得更易於藉由偵測器區分哪些電子傳輸穿過基板之較薄區192及哪些電子散射於刀口圖案中。預期本發明之一實施例增加量測準確度。預期本發明之一實施例增加刀口圖案之尺寸之公差。

如 圖 19中所展示及上文所描述，在一實施例中，偵測器包含轉換器60及光學偵測器，諸如攝影機61。 圖 19中所展示之轉換器60及諸如攝影機61之光學偵測器可具有與例如上文關於 圖 10所描述之特徵相同的特徵。如 圖 19中所展示，在一實施例中，偵測器可位於樣本208之位置處。偵測器可與監控組件190相隔距離作為樣本。偵測器可由亦可支撐樣本固持器之支撐件或載物台支撐。轉換器60及光學偵測器可包含於載物台中。在電子器件41處於操作組態中時，樣本208可位於樣本位置中。在電子器件41切換至監控組態時，樣本208可藉由轉換器60切換。在一實施例中，載物台209經組態以移動樣本208及轉換器60。

圖 23為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。 圖 23中所展示之裝置可具有與上文關於 圖 22所描述相同的特徵，不同之處如下。如 圖 23中所展示，在一實施例中，偵測器包含監控偵測器64。監控偵測器64可例如上文相對於 圖 11所描述。僅作為實例，監控偵測器64可包含一或多個法拉第杯及/或更多PIN偵測器。替代地或此外，可使用其他類型的偵測器。除非相反陳述，否則 圖 11之監控偵測器64之特徵適用於 圖 23之監控偵測器64。

圖 24為根據一實施例之例示性裝置之示意圖。舉例而言， 圖 24中所展示之裝置可具有與上文關於 圖 19所描述相同的特徵。如 圖 24中所展示，在一實施例中，偵測器與電子器件41之物鏡總成相關聯。物鏡總成包含物鏡234之陣列。物鏡234經組態以將多射束引導至樣本208上。在 圖 24中所展示之實施例中，偵測器包含監控偵測器64。偵測器可針對電子器件41之操作組態及監控組態兩者保持在適當位置。除非相反陳述，否則圖11之監控偵測器64之特徵適用於 圖 24之監控偵測器64。

在一實施例中，偵測器為與物鏡234相同的堆疊之部分。如 圖 24中所展示，在一實施例中，偵測器位於物鏡總成之逆流方向末端處。偵測器保持與監控組件190間隔開。

圖 25為 圖 24中所展示之偵測器之示意圖。如 圖 25中所展示，在一實施例中，偵測器包含偵測器基板642，孔徑643之陣列形成在該偵測器基板642中。在一實施例中，偵測器包含偵測元件641之陣列。在一實施例中，偵測元件641對應於各別孔徑643。

在一實施例中，偵測元件641圍繞各別孔徑643。在操作組態中，多射束穿過孔徑643。在監控組態中，偏轉器235經組態以引導子射束以在刀口圖案之上掃描。電子可由偵測元件641偵測。

偵測元件641可包含電荷偵測、閃爍體及PIN偵測元件。舉例而言，偵測元件641可包含一或多個法拉第杯或CCD。在一實施例中，偵測元件641經組態以將電子轉換成可由諸如攝影機之光學偵測器偵測到的光子。

多射束電子光學裝置可包含槍孔徑板或庫侖(Coulomb)孔徑陣列(圖中未示)。槍孔徑板為其中界定孔徑之板。其位於源之順流方向之電子光學器件中及任何其他電子光學器件之前。在 圖 3中，其將位於源201與聚光透鏡陣列231之間。在操作中，槍孔徑板經組態以阻擋源射束202之周邊電子，以減小在射束分離器之前(例如在聚光透鏡陣列中或與聚光透鏡陣列相關聯)之射束中的庫侖效應。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之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，因此亦可在對準程序中考慮槍孔徑陣列。

多射束電子光學裝置可包含複數個電子光學器件。多射束電子光學裝置可為多柱裝置。

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撞擊於樣本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。

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。評估工具之實例為檢測工具(例如用於識別缺陷)、檢閱工具(例如用於分類缺陷)及度量衡工具，或能夠執行與檢測工具、檢閱工具或度量衡工具(例如度量衡檢測工具)相關聯之評估功能性之任何組合的工具。電子光學裝置40 (其可包含電子光學柱)可為評估工具之組件；諸如檢測工具或度量衡檢測工具，或電子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器件、裝置或系統，該工具包含可共置或可不共置且甚至可位於單獨場所中尤其例如用於資料處理元件的各種組件。

對帶電粒子光學器件之參考可更特定地定義為帶電粒子光學柱。換言之，器件可提供為柱。因此，柱可包含如上文所描述之物鏡陣列總成。柱因此可包含如上文所描述之帶電粒子光學系統，例如包含物鏡陣列及視情況偵測器陣列及/或視情況聚光透鏡陣列。視情況，帶電粒子器件可包含源。帶電粒子器件可包含為帶電粒子光學裝置之一部分。此類帶電粒子光學裝置包含帶電粒子器件及源(若並非帶電粒子器件之部分)及用於支撐樣本之可致動載物台。可致動載物台可致動以相對於帶電粒子之路徑自柱移動樣本。帶電粒子裝置可位於晶片製造設施中之佔據面積上。帶電粒子系統可包含帶電粒子裝置及環境調節系統以及處理器，諸如可遠離存在於裝置佔據面積上的系統之部分的處理架。此類環境調節系統包含熱調節系統之部分及真空系統之部分。

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器件(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外組件移動。

本文中所描述之實施例可呈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帶電粒子光學元件的形式。此類帶電粒子光學元件可為靜電的。在一實施例中，全部帶電粒子光學元件(例如自射束限制孔徑陣列至在樣本之前的子射束路徑中之最後帶電粒子光學元件)可為靜電的及/或可呈孔徑陣列或板陣列形式。在一些配置中，帶電粒子光學元件中之一或多者經製造為MEMS (亦即，使用MEMS製造技術)。

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控制帶電粒子射束裝置朝著樣本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裝置40內為可替換的或現場可替換的。電子光學裝置40中之一或多個帶電粒子光學組件，尤其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。

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。

提供以下條項。條項1：一種帶電粒子光學裝置，其經組態以投影帶電粒子多射束，該裝置包含：帶電粒子器件，其可在以下兩者之間切換：(i)操作組態，其中柱經組態以沿著自多射束之源延伸至樣本之操作射束路徑將多射束投影至樣本；及(ii)監控組態，其中器件經組態以沿著自源延伸至偵測器之監控射束路徑將多射束投影至偵測器；其中監控射束路徑在操作射束路徑中途自檢測射束路徑轉向。

條項2：如條項1之帶電粒子光學裝置，其中器件包含至少一個可移動組件，該至少一個可移動組件經組態以在對應於操作組態之操作位置與對應於監控組態之監控位置之間移動。

條項3：如條項2之帶電粒子光學裝置，其中至少一個可移動組件包含偵測器。

條項4：如條項2或3之帶電粒子光學裝置，其中監控位置處於源與樣本之間。

條項5：如條項2至4中任一項之帶電粒子光學裝置，其中至少一個可移動組件包含轉換器，該轉換器經組態以接收由源輸出之多射束且回應於接收到之多射束而產生光。

條項6：如條項5之帶電粒子光學裝置，其中至少一個可移動組件包含光導引配置，該光導引配置經組態以將由轉換器產生之光朝著偵測器導引。

條項7：如條項5或6之帶電粒子裝置，其中至少一個可移動組件包含鏡面，該鏡面經組態於監控位置中以將由轉換器產生之光引導至偵測器。

條項8：如條項1至4中任一項之帶電粒子裝置，其中器件包含：轉換器，其處於多射束路徑中，其用以回應於多射束而產生光束；及鏡面，其經組態於監控組態中以理想地在監控組態中將光束引導至偵測器。

條項9：如條項7或8之帶電粒子裝置，其中轉換器在操作組態中及在監控位置中保持於同一位置中。

條項10：如條項9之帶電粒子裝置，其中在轉換器中，界定理想地在操作組態中供多射束之路徑穿過的複數個孔徑。

條項11：如條項7至10中任一項之帶電粒子光學裝置，其中複數個孔徑界定於鏡面中，該複數個孔徑經組態以允許多射束理想地在操作組態中朝著樣本穿過鏡面，其中鏡面經組態以朝著偵測器反射光。

條項12：如條項11之帶電粒子裝置，其中在操作組態中，多射束中之複數個射束之路徑穿過界定於鏡面中之各別孔徑。

條項13：如條項10或12之帶電粒子裝置，其中在監控組態中，多射束中之複數個射束之路徑入射於轉換器上。

條項14：如前述條項中任一項之帶電粒子光學裝置，其中器件包含可在對應於操作組態之檢測設定與對應於監控組態之量測設定之間操作的至少一個偏轉器，其中理想地，偏轉器為經組態以對多射束之所有射束路徑進行操作之巨型偏轉器，或偏轉器為包含複數個偏轉器元件以對多射束之各別射束路徑之路徑進行操作之偏轉器陣列。

條項15：如條項2至14中任一項之帶電粒子光學裝置，其中至少一個可移動組件包含源及物鏡陣列中之一者，該物鏡陣列經組態於操作組態中以將多射束投影至樣本上。

條項16：如條項15之帶電粒子光學裝置，其中在操作組態中，多射束與物鏡陣列之透鏡對準，且在監控組態中，多射束自物鏡陣列偏移，其中理想地，裝置包含經組態以在操作組態與監控組態之間致動裝置的致動器。

條項17：如條項1之帶電粒子光學裝置，其中器件包含偵測器之逆流方向之監控射束路徑中的監控組件。

條項18：如條項17之帶電粒子光學裝置，其中監控組件包含經組態以阻擋多射束之阻擋元件陣列。

條項19：如條項18之帶電粒子光學裝置，其中阻擋元件具有類似圖案。

條項20. 如條項18或19之帶電粒子光學裝置，其中阻擋元件包含刀口。

條項21：如條項18至20中任一項之帶電粒子光學裝置，其中監控組件包含鄰近於各別阻擋元件以供多射束穿過其之孔徑陣列。

條項22：如條項21之帶電粒子光學裝置，其中孔徑陣列之個別孔徑對應於阻擋元件陣列之個別阻擋元件。

條項23：如條項22之帶電粒子光學裝置，其中個別阻擋元件圍繞各別個別孔徑。

條項24：如條項21至23中任一項之帶電粒子光學裝置，其中個別阻擋元件為環形。

條項25：如條項24之帶電粒子光學裝置，其中個別阻擋元件具有內部邊緣，理想地，其為刀口，該內部邊緣與各別個別孔徑之輪緣間隔開。

條項26：如條項17至25中任一項之帶電粒子光學裝置，其中偵測器沿著監控射束路徑與監控組件相隔距離。

條項27：如條項17至26中任一項之帶電粒子光學裝置，其中器件包含可在對應於操作組態之檢測設定與對應於監控組態之量測設定之間操作的至少一個偏轉器。

條項28：如條項27之帶電粒子光學裝置，其中在量測設定中，至少一個偏轉器經組態以在監控組件之一部分之上掃描多射束。

條項29：如條項28之帶電粒子光學裝置，其中至少一個偏轉器經組態以掃描多射束，使得在個別阻擋元件之特徵之上掃描射束，理想地，該特徵為刀口。

條項30：如條項17至29中任一項之帶電粒子光學裝置，其中偵測器在器件之最順流方向帶電粒子光學元件之順流方向。

條項31：如條項17至29中任一項之帶電粒子光學裝置，其中偵測器與器件之物鏡總成相關聯，物鏡總成包含經組態以將多射束引導至樣本上之物鏡陣列。

條項32：如條項31之帶電粒子光學裝置，其中偵測器位於物鏡總成之逆流方向末端處。

條項33：一種帶電粒子光學裝置，其經組態以將帶電粒子多射束投影至樣本，該裝置包含：源，其經組態以輸出源射束以供產生多射束；孔徑陣列，其經組態以藉由阻擋一定比例之源射束朝著樣本投影而自源射束形成多射束中之複數個射束；及偵測器，其經組態以量測源射束之經阻擋比例之至少部分的至少一參數。

條項34：如條項33之帶電粒子光學裝置，其包含轉換器，該轉換器經組態以接收由源輸出之源射束且回應於接收到之源射束而產生光。

條項35：如條項34之帶電粒子光學裝置，其中轉換器處於孔徑陣列之逆流方向表面，其中理想地，接收到之源射束包含由孔徑陣列阻擋之源射束之比例的至少部分。

條項36：如條項34或35之帶電粒子光學裝置，其包含鏡面，該鏡面經組態以將由轉換器產生之光朝著偵測器反射。

條項37：如條項36之帶電粒子光學裝置，其中鏡面定位於轉換器之逆流方向，其中理想地，鏡面處於轉換器與源之間。

條項38：如條項36或37之帶電粒子光學裝置，其中鏡面包含用於容納源及/或源射束之孔徑。

條項39：一種帶電粒子光學裝置，其經組態以將帶電粒子多射束投影至樣本，該裝置包含：帶電粒子器件，其包含：物鏡陣列，其經組態以將多射束投影至樣本上之部位上；複數個轉換器，其經組態以接收自樣本發射之信號粒子且回應於接收到之信號粒子而產生光；及光導引配置，其包含鏡面，該鏡面界定複數個孔徑以允許多射束朝著樣本穿過鏡面；及光感測總成，光導引配置經組態以將由轉換器產生之光導引至該光感測總成，其中光感測總成包含：評估感測器及偵測器，其各自經組態以偵測由轉換器產生之光；及射束分裂器，其經組態以將由轉換器產生之光分裂成用於評估感測器及偵測器之光束。

條項40：如條項39之帶電粒子光學裝置，其包含控制器，該控制器經組態以將評估感測器之偵測信號匹配於樣本上之多射束基於偵測器之偵測信號而投影之部位，其中理想地，轉換器為閃爍體。

條項41：如前述條項中任一項之帶電粒子光學裝置，其中偵測器經組態以偵測光。

條項42：如條項1至35及39至41中任一項之帶電粒子光學裝置，其中偵測器經組態以偵測帶電粒子。

條項43：如條項42之帶電粒子光學裝置，其中偵測器包含法拉第杯陣列、電荷耦合器件及直射光偵測器器件中之一者，該直射光偵測器器件包含：轉換器，其經組態以回應於帶電粒子而產生光；及鄰接光學偵測器，其較佳地與轉換器接觸，該鄰接光學偵測器經組態以將由轉換器產生之所產生光信號直接轉換成電信號。

條項44：如前述條項中任一項之帶電粒子光學裝置，其中偵測器經組態以量測多射束之均一性、多射束之對準及多射束之像差中之至少一者。

條項45：如條項44之帶電粒子光學裝置，其中像差為場彎曲、失真及像散中之至少一者。

條項46：如前述條項中任一項之帶電粒子光學裝置，其中源經組態以發射電子。

條項47：一種投影帶電粒子多射束之方法，該方法包含：使用呈操作組態之帶電粒子器件以沿著自多射束之源至樣本之操作射束路徑將多射束投影至樣本；且使用呈監控組態之器件沿著自源延伸至偵測器之監控射束路徑將多射束投影至偵測器；其中監控射束路徑在操作射束路徑中途自操作射束路徑轉向。

條項48：一種投影帶電粒子多射束之方法，該方法包含：在操作組態中沿著自多射束之源至樣本之操作射束路徑將多射束投影至樣本；且在監控組態中，沿著自源至偵測器之監控射束路徑將多射束投影至偵測器且使監控射束路徑在操作射束路徑中途自操作射束路徑轉向。

條項49：一種將帶電粒子多射束投影至樣本之方法，該方法包含：使用源以輸出多射束之源射束；使用孔徑陣列以藉由阻擋一定比例之源射束朝著樣本投影而自源射束形成多射束中之複數個射束；且使用偵測器以量測源射束之經阻擋比例之至少部分的至少一參數。

條項50：一種將帶電粒子多射束投影至樣本之方法，該方法包含：自源輸出多射束之源射束；藉由在孔徑陣列處阻擋一定比例之源射束朝著樣本投影而自源射束形成多射束中之複數個射束；且理想地使用偵測器量測源射束之經阻擋比例之至少部分。

條項51：一種將帶電粒子多射束投影至樣本之方法，該方法包含：使用物鏡陣列，該物鏡陣列經組態以將多射束投影至樣本上之部位上；使用複數個轉換器(理想地閃爍體)以接收自樣本發射之信號粒子且回應於接收到之信號粒子而產生光；使用光導引配置以將由轉換器產生之光導引至光感測總成，其中光導引配置包含鏡面，該鏡面界定複數個孔徑以允許多射束朝著樣本穿過鏡面；且使用射束分裂器以將由轉換器產生之光分裂成用於評估感測器及偵測器之複數個光束；且使用評估感測器及偵測器以偵測由轉換器產生之光。

條項52：一種將帶電粒子多射束投影至樣本之方法，該方法包含：理想地使用物鏡陣列將多射束投影至樣本上之部位上；理想地使用複數個轉換器(理想地閃爍體)接收自樣本發射之信號粒子且回應於接收到之信號粒子而產生光；使用光導引配置將所產生光導引至光感測總成，其中光導引配置包含界定複數個孔徑之鏡面，從而允許多射束朝著樣本穿過鏡面；且理想地使用射束分裂器將所產生光分裂成複數個光束，較佳地用於評估感測器及偵測器；且理想地使用評估感測器及偵測器偵測所產生光。

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:電子光學裝置 41:電子光學器件 50:控制器 56:開口 60:轉換器 61:攝影機 62:鏡面 63:光學元件 64:監控偵測器 65:孔徑 66:切換射束路徑 67:切換射束路徑 68:切換射束路徑 69:源模組 70:物鏡模組 71:塗層 72:鏡面 73:孔徑 75:光學偵測器 76:光學元件 77:射束分裂器 78:切換偏轉器陣列 100:帶電粒子射束檢測裝置 190:監控組件 191:較厚區 192:較薄區 193:孔徑 194:阻擋元件 195:輪緣 196:未覆蓋區 197:內部邊緣 201:電子源 202:源射束/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:投影裝置 231:聚光透鏡 233:中間焦點 234:物鏡 235:偏轉器 240:電子偵測器件 250:控制透鏡陣列 251:控制透鏡 260:掃描偏轉器陣列 301:電極 302:電極 401:物鏡 402:偵測器模組 403:物鏡陣列 404:基板 405:捕捉電極 406:射束孔徑 407:邏輯層 408:佈線層 409:矽穿孔 410:轉換器 411:光 412:光感測器 414:鏡面 416:孔徑 417:孔徑 418:光學件 420:外殼 422:資料線 641:偵測元件 642:偵測器基板 643:孔徑

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裝置之示意圖。

圖 2為繪示作為 圖 1之例示性帶電粒子射束檢測裝置之一部分的例示性多射束裝置之示意圖。

圖 3為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 4為根據一實施例之檢測裝置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之物鏡中之偵測器的放大示意性截面圖。

圖 8為繪示包含複數個轉換器及光導引配置之電子光學器件之一部分的示意圖。

圖 9為繪示轉換器之實例位置的示意圖。

圖 10為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 11為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 12為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 13為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 14為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 15為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 16為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 17為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 18為繪示包含複數個轉換器及光導引配置之電子光學器件之一部分的示意圖。

圖 19為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 20為例示性監控組件之示意圖。

圖 21為例示性監控組件之示意性平面圖。

圖 22為例示性阻擋元件之示意圖。

圖 23為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 24為根據一實施例之例示性多射束裝置之示意圖。

圖 25為例示性偵測器之示意圖。

41:電子光學器件

60:轉換器

61:攝影機

201:電子源

202:源射束/初級電子射束

208:樣本

211:子射束

212:子射束

213:子射束

231:聚光透鏡

233:中間焦點

234:物鏡

235:偏轉器

240:電子偵測器件

260:掃描偏轉器陣列

Claims (15)

1. 一種帶電粒子光學裝置，其經組態以投影一帶電粒子多射束，該裝置包含： 一帶電粒子器件，其可在以下兩者之間切換：(i)一操作組態，其中柱經組態以沿著自該多射束之一源延伸至一樣本之一操作射束路徑將該多射束投影至該樣本；及(ii)一監控組態，其中該器件經組態以沿著自該源延伸至一偵測器之一監控射束路徑將該多射束投影至該偵測器； 其中該監控射束路徑在該操作射束路徑中途自檢測射束路徑轉向。
2. 如請求項1之帶電粒子光學裝置，其中該器件包含至少一個可移動組件，該至少一個可移動組件經組態以在對應於該操作組態之一操作位置與對應於該監控組態之一監控位置之間移動。
3. 如請求項2之帶電粒子光學裝置，其中該至少一個可移動組件包含該偵測器。
4. 如請求項2或3之帶電粒子光學裝置，其中該監控位置處於該源與該樣本之間。
5. 如請求項2或3之帶電粒子光學裝置，其中該至少一個可移動組件包含一轉換器，該轉換器經組態以接收由該源輸出之該多射束且回應於該接收到之多射束而產生光。
6. 如請求項5之帶電粒子光學裝置，其中該至少一個可移動組件包含一光導引配置，該光導引配置經組態以朝著該偵測器導引由該轉換器產生之該光。
7. 如請求項5之帶電粒子裝置，其中該至少一個可移動組件包含一鏡面，該鏡面經組態於該監控位置中以將由該轉換器產生之該光引導至該偵測器。
8. 如請求項7之帶電粒子裝置，其中該轉換器在該操作組態中及在該監控位置中保持於同一位置中。
9. 如請求項8之帶電粒子裝置，其中在該轉換器中，界定理想地在一操作組態中供該多射束之該等路徑穿過的複數個孔徑。
10. 如請求項7之帶電粒子光學裝置，其中複數個孔徑界定於該鏡面中，該複數個孔徑經組態以允許該多射束理想地在該操作組態中朝著該樣本穿過該鏡面，其中該鏡面經組態以朝著該偵測器反射光。
11. 如請求項10之帶電粒子裝置，其中在該操作組態中，該多射束中之該複數個射束之該等路徑穿過界定於該鏡面中之各別孔徑。
12. 如請求項9之帶電粒子裝置，其中在該監控組態中，該多射束中之該複數個射束之該等路徑入射於該轉換器上。
13. 如請求項1至3中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該器件包含可在對應於該操作組態之一檢測設定與對應於該監控組態之一量測設定之間操作的至少一個偏轉器。
14. 如請求項2或3中任一項之帶電粒子光學裝置，其中該至少一個可移動組件包含該源及一物鏡陣列中之一者，該物鏡陣列經組態於該操作組態中以將該多射束投影至該樣本上。
15. 如請求項14之帶電粒子光學裝置，其中在該操作組態中，該多射束與該物鏡陣列之透鏡對準，且在該監控組態中，該多射束自該物鏡陣列偏移，其中理想地，該裝置包含經組態以在該操作組態與該監控組態之間致動該裝置的一致動器。