TW202410108A - 帶電粒子光學設備 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於評估一評估位置處之一樣本之帶電粒子光學設備，該帶電粒子光學設備包含：一評估帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一評估束路徑朝著一評估位置投影一評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之一樣本；一預備帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一預備束路徑投影一預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備一樣本以供評估；及一光源，其經組態以朝著一照明位置投影一光束；其中該照明位置與該評估帶電粒子光學裝置之間的一位置關係不同於該評估位置與該評估帶電粒子光學裝置之間的一位置關係。

Description

帶電粒子光學設備

本文中所提供之實施例大體上係關於用於評估樣本之帶電粒子光學設備及方法。

在製造半導體積體電路(IC)晶片時，由於例如光學效應及偶然粒子所引起的非所要圖案缺陷在製造程序期間不可避免地出現在基板(亦即，晶圓)或遮罩上，從而降低良率。因此，監視非所要圖案缺陷之範圍為IC晶片之製造中之重要程序。更一般而言，基板或其他物件/材料之表面的檢測及/或量測為在其製造期間及/或之後的重要程序。

具有帶電粒子束之圖案檢測工具已用於檢測物件，例如偵測圖案缺陷。此等工具通常使用電子顯微鏡技術，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)。在SEM中，利用最終減速步驟以在相對較高能量下之電子的初級電子束為目標以便使其以相對較低著陸能量著陸於樣本上。電子束聚焦為樣本上之探測光點。探測光點處之材料結構與來自電子束之著陸電子之間的相互作用使得待自表面發射電子，諸如次級電子、反向散射電子或歐傑電子(Auger electron)，其可稱為信號粒子。可自樣本之材料結構發射所產生次級電子。藉由遍及樣本表面使呈探測光點形式之初級電子束進行掃描，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經發射次級電子，圖案檢測工具可獲得表示樣本之表面之材料結構的特性之影像。包含反向散射電子及次級電子之電子束的強度可基於樣本之內部及外部結構的屬性而變化，且藉此可指示樣本是否具有缺陷。

在初級電子束掃描樣本時，電荷可歸因於較大束電流而累積於樣本上，此可能影響影像之品質。可用光來照明材料結構及/或用電子泛溢該材料結構以便改良缺陷檢測期間之缺陷對比度。舉例而言，為調節樣本上之累積電荷，進階充電控制器(ACC)模組可用以將光束(諸如雷射束)照明於樣本上，以便控制因諸如光電導性、光電或熱效應之效應導致的累積電荷。術語ACC在以下描述中用作藉由光束進行之照明的簡寫。應理解，術語ACC通常係指藉由光束進行之照明。可能難以將光束照明於樣本上。舉例而言，圖案檢測工具之尺寸可能使光束難以到達樣本。

本揭示之一目標為提供支援增加輻照至樣本上之光的量以用於涉及經改良缺陷對比度之評估的實施例。

根據本發明之第一態樣，提供一種用於評估一評估位置處之一樣本之帶電粒子光學設備，該帶電粒子光學設備包含：一評估帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一評估束路徑朝著一評估位置投影一評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之一樣本；一預備帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一預備束路徑投影一預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備一樣本以供評估；及一光源，其經組態以朝著一照明位置投影一光束；其中該照明位置與該評估帶電粒子光學裝置之間的一位置關係不同於該評估位置與該評估帶電粒子光學裝置之間的一位置關係。

根據本發明之第二態樣，提供一種用於評估一評估位置處之一樣本之帶電粒子光學設備，該帶電粒子光學設備包含：一評估帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一評估束路徑朝著一評估位置投影一評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之一樣本；一預備帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一預備束路徑投影一預備帶電粒子束，該預備束用於製備一樣本以供評估；一光源，其經組態以在該樣本遠離該評估位置定位時，理想地在該樣本處於該照明系統時，在遠離該評估位置之一照明位置處朝著該樣本投影一光束。

根據本發明之第三態樣，提供一種用於評估一評估位置處之一樣本之方法，該方法包含：利用一預備帶電粒子光學裝置沿著一預備束路徑投影一預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備一樣本以供評估；朝著一照明位置處之該樣本投影一光束；及利用一評估帶電粒子光學裝置沿著一評估束路徑朝著一評估位置處之該樣本投影一評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之該樣本；其中該照明位置與該評估帶電粒子光學裝置之間的一位置關係不同於該評估位置與該評估帶電粒子光學裝置之間的一位置關係。

根據本發明之第四態樣，提供一種用於評估一評估位置處之一樣本之方法，該方法包含：利用一預備帶電粒子光學裝置沿著一預備束路徑投影一預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備一樣本以供評估；朝著一照明位置處之該樣本投影一光束；及利用一評估帶電粒子光學裝置沿著一評估束路徑朝著一評估位置處之該樣本投影一評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之該樣本；其中在該樣本遠離該評估位置時，朝著該照明位置處之該樣本投影該光束。

根據本發明之第五態樣，提供一種用於評估一評估位置處之一樣本之方法，該方法包含：朝著一樣本投影一預備帶電粒子束以用於製備該樣本以供評估；朝著該樣本投影一光束；及沿著一評估束路徑朝著一評估位置處之該樣本投影一評估帶電粒子束以用於評估該評估位置處之該樣本；其中該光束之該投影係在該樣本處於該評估位置之前進行的。

根據本發明之第六態樣，提供一種用於評估一評估位置處之一樣本之帶電粒子光學設備，該帶電粒子光學設備包含：一評估帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一評估束路徑朝著一評估位置投影一評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之一樣本；及一預備帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一預備束路徑投影一預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備一樣本以供評估；其中該評估帶電粒子光學裝置包含一或多個帶電粒子光學元件，該一或多個帶電粒子光學元件包含一微機電組件及/或一物鏡，該物鏡包含用於該評估帶電粒子束之不同束的複數個物鏡。

相關申請之交叉參考

本申請案主張2022年7月15日申請之歐洲專利申請案22185276.7及2022年10月13日申請之歐洲專利申請案22201416.9的優先權，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。例示性實施例之以下描述中所闡述之實施並不表示符合本發明的所有實施。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。此已藉由增加之解析度來實現，從而使得能夠製得更小的結構。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製造係具有數百個個別步驟之複雜且耗時程序並不出人意料。即使一個步驟中之誤差亦有可能顯著影響最終產品之功能。僅一個「致命缺陷」可造成裝置故障。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，則總程序良率將低至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)亦為必要的。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審查缺陷，則此尤其成立。因此，藉由檢測工具(諸如掃描電子顯微鏡(『SEM』))進行高產出量偵測及微米及奈米尺度缺陷之識別對於維持高良率及低成本為必要的。

SEM包含掃描裝置及偵測器設備。掃描裝置包含：照明設備，其包含用於產生初級電子之電子源；及投影設備，其用於利用一或多個聚焦的初級電子束來掃描樣本，諸如基板。至少照明設備或照明系統及投影設備或投影系統可統稱為電光學系統或設備。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多個聚焦的初級電子束，亦即多光束。多光束之組成光束可稱為子光束或細光束。多光束可同時掃描樣本之不同部分。多光束檢測設備因此可以比單光束檢查設備高得多的速度檢測樣本。

下文描述已知多光束檢測設備之實施。

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。雖然描述及圖式係針對電光學系統，但應瞭解，實施例不用於將本揭示限制於特定帶電粒子。因此，更一般而言，可將貫穿本發明文件對電子之參考視為係對帶電粒子之參考，其中帶電粒子未必為電子。舉例而言，更一般而言，可將對電光學設備之參考視為係對帶電粒子設備之參考。

現參考圖1，其為繪示例示性電子束檢測設備100之示意圖。圖1之電子束檢測設備100包括主腔室10、裝載鎖定腔室20、電光學設備40 (其亦可稱為電子評估設備或電子束系統或工具)、裝備前端模組(EFEM) 30及控制器50。電光學設備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可例如接納含有待檢測之基板(例如，半導體基板或由其他材料製成之基板)或樣本的基板前開式單元匣(FOUP) (基板、晶圓及樣本在下文統稱為「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用於移除樣本周圍之氣體。此產生真空，該真空係低於周圍環境中之壓力的局部氣體壓力。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光學設備40。電光學設備40包含電光學裝置41 (其可稱為帶電粒子裝置)。電光學裝置41可為經組態以朝著樣本208投影至少一個電子束的電光學柱，及/或經組態以將至少一個電子束聚焦至樣本208上之物鏡模組。電光學裝置41亦可包含經組態以偵測自樣本208發射之電子的偵測器模組，及/或經組態以調整至少一個電子束之電光學參數的控制透鏡模組。在一實施例中，電光學柱可包含物鏡模組及偵測器模組及視情況控制透鏡模組。在一實施例中，電光學裝置包含可包含於電光學柱中之物鏡總成。物鏡總成包含與一或多個其他電光學組件(諸如偵測器陣列及視情況控制透鏡陣列)相關聯(例如與該一或多個其他電光學組件整合)的物鏡陣列。電光學裝置41可為用於朝著樣本208投影之多光束的多光束電光學裝置41。在一實施例中，電光學裝置41包含含有經組態以朝著樣本208投影各別電子束或電子多光束之複數個電光學裝置的多裝置(或柱)。

控制器50以電子方式連接至電光學設備40之電光學裝置41的電光學組件。控制器50可為經組態以控制電子束檢測設備100之處理器(諸如電腦)。控制器50亦可包括經組態以執行各種信號及影像處理功能之處理電路系統。雖然控制器50在圖1中示出為在包括主腔室10、裝載鎖定腔室20及EFEM 30之結構的外部，但應瞭解，控制器50可為該結構之一部分。控制器50可位於電子束檢測設備100之組成元件中之一者中或其可在該等組成元件中之至少兩者上方分佈。可將控制器視為電光學裝置41之一部分。雖然本揭示提供容納電子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容納電子束檢測工具之腔室。實情為，應瞭解，亦可將前述原理應用於在第二壓力下操作之設備的其他工具及其他配置。

現參考圖2，其為繪示包括作為圖1之例示性電子束檢測設備100之一部分的多光束電光學裝置41之例示性電光學設備40的示意圖。多光束電光學裝置41包含電子源201及投影設備230。電光學設備40進一步包含機動載物台209及樣本固持器207。投影設備230可稱為電光學裝置41。樣本固持器207由機動載物台209支撐，以便固持用於檢測之樣本208 (例如，基板或遮罩)。多光束電光學裝置41可進一步包含偵測器240 (例如電子偵測裝置)。

電子源201可包含陰極(圖中未示)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評估電子束202。電子源201可包含諸如EP20184161.6中所描述之多個源，該EP20184161.6至少關於多個源及其與多個柱及其相關聯電光學件相關的程度以引用的方式併入本文中。

投影設備230經組態以將初級評估電子束202轉換成複數個評估子光束211、212、213且將各子光束導引至樣本208上。儘管為簡單起見繪示三個子光束，但可能存在數十、數百或數千個子光束。該等子光束可稱為細光束。

控制器50可連接至圖1之電子束檢測設備100之各個部分。控制器50可連接至圖2之電光學設備40之各個部分，諸如電子源201、偵測器240、投影設備230及機動載物台209 (或致動載物台)。控制器50可執行各種資料、影像及/或信號處理功能。控制器50亦可產生各種控制信號以管控電子束檢測設備100 (包括多光束電光學設備40)之操作。

投影設備230可經組態以將評估子光束211、212及213聚焦至樣本208上以供檢測，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可經組態以使評估子光束211、212及213偏轉以跨樣本208之表面之區段中的個別掃描區域掃描探測光點221、222及223。回應於評估子光束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(亦即，發射)信號帶電粒子(例如信號電子)，其包括次級信號粒子及反向散射信號粒子。自樣本發射之信號粒子(例如次級電子及反向散射電子)可另外稱為帶電粒子，例如次級帶電粒子及反向散射帶電粒子。信號束由自樣本發射之信號粒子形成。通常應理解，自樣本208發射之任何信號束將在具有與帶電粒子束(亦即初級束)實質上相對之至少一個分量的方向上行進，或將具有與初級束之方向相對的方向的至少一個分量。由樣本208發射之信號粒子亦可穿過物鏡之電極且亦將受場影響。

次級電子通常具有≤ 50 eV之電子能量。實際次級電子可具有小於5 eV之能量，但低於50 eV之任何物通常被視為次級電子。反向散射電子通常具有0 eV與評估子光束211、212及213之著陸能量之間的電子能量。由於通常將偵測到之能量小於50 eV之電子視為次級電子，因此一部分實際反向散射電子將被視作次級電子。更特定言之，次級信號粒子可稱為次級電子，且可與次級電子互換。更特定言之，反向散射信號粒子可稱為反向散射電子，且可與反向散射電子互換。熟習此項技術者將理解，可更一般而言將反向散射信號粒子描述為次級信號粒子。然而，出於本揭示之目的，將反向散射信號粒子視為不同於例如具有較高能量之次級信號粒子。換言之，次級信號粒子應理解為在自樣本發射時具有動能≤50 eV的粒子，且反向散射信號粒子應理解為在自樣本發射時具有高於50 eV之動能的粒子。實務上，信號粒子可在被偵測到之前加速且因此與信號粒子相關聯之能量範圍可稍微較高。舉例而言，次級信號粒子應理解為在於偵測器處偵測到時具有動能≤200 eV的粒子，且反向散射信號粒子應理解為在於偵測器處偵測到時具有高於200 eV之動能的粒子。應注意，200 eV值可取決於粒子之加速範圍而變化，且可例如為大約100 eV或300 eV。具有此類值之次級信號粒子仍被視為具有相對於反向散射信號粒子不同的充足能量。

偵測器240經組態以偵測(例如捕捉)諸如次級電子及/或反向散射電子之信號粒子，且產生經發送至信號處理系統280之對應信號，例如以建構樣本208之對應經掃描區域的影像。偵測器240可併入至投影設備230中。偵測器陣列可另外稱為感測器陣列，且術語「偵測器」及「感測器」及「感測器單元」可貫穿本申請案互換使用。

信號處理系統280可包含經組態以處理來自偵測器240之信號以便形成影像的電路(圖中未示)。信號處理系統280可另外稱為影像處理系統。信號處理系統可併入至多光束電光學設備40之組件(諸如偵測器240)中(如圖2中所示)。然而，信號處理系統280可併入至電子束檢測設備100或多光束電光學設備40之任何組件中，諸如作為投影設備230或控制器50之部分。信號處理系統280可位於包括圖1中所示之主腔室之結構的外部。信號處理系統280可包括影像獲取器(圖中未示)及儲存裝置(圖中未示)。舉例而言，信號處理系統可包含處理器、電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算裝置及類似者，或其組合。影像獲取器可包含控制器之處理功能之至少部分。因此，影像獲取器可包含至少一或多個處理器。影像獲取器可以通信方式耦接至准許信號通信之偵測器240，諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電以及其他，或其組合。影像獲取器可自偵測器240接收信號，可處理信號中所包含之資料且可根據該資料建構影像。影像獲取器可因此獲取樣本208之影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如產生輪廓、疊加指示符於所獲取影像上，及類似者。影像獲取器可經組態以執行對所獲取影像之亮度及對比度等的調整。儲存器可為諸如以下各者之儲存媒體：硬碟、快閃隨身碟、雲端儲存器、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型之電腦可讀記憶體及類似者。儲存器可與影像獲取器耦接，且可用於保存作為原始影像之經掃描原始影像資料以及後處理影像。

信號處理系統280可包括量測電路系統(例如，類比至數位轉換器)以獲得偵測到之次級電子之分佈。在偵測時間窗期間收集到之電子分佈資料可與入射於樣本表面上之評估子光束211、212及213中之各者的對應掃描路徑資料組合使用，以重建構受檢測之樣本結構之影像。經重建構影像可用於揭露樣本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揭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50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)。

已知多光束系統(諸如上文所描述之電光學設備40及電子束檢測設備100)揭示於以引用之方式併入本文中的US2020118784、US20200203116、US 2019/0259570及US2019/0259564中。

下文關於圖3描述本發明中可使用之電光學設備40之組件，圖3為電光學設備40之示意圖。圖3之電光學設備40可對應於上文所提及之電光學設備40 (其亦可稱為系統或工具)。

電子源201朝著聚光透鏡231之陣列(另外稱為聚光透鏡陣列)導引電子。電子源201理想地為具有亮度與總發射電流之間之良好折衷的高亮度熱場發射器。可能存在數十、數百或數千個聚光透鏡231。聚光透鏡231可包含多電極透鏡且具有基於EP1602121A1之構造，其文件尤其關於用以將例如來自源之電子束分裂成複數個子光束之透鏡陣列的揭示內容特此以引用之方式併入，其中該陣列針對各子光束提供透鏡。聚光透鏡231之陣列可呈至少兩個板(充當電極)的形式，其中各板中之孔徑彼此對準且對應於子光束之位置。在操作期間將該等板中之至少兩者維持處於不同電位以達成所要透鏡化效應。

在一配置中，聚光透鏡231之陣列由三個板陣列形成，在該三個板陣列中，帶電粒子在其進入及離開各透鏡時具有相同能量，此配置可稱為離子聚焦鏡(Einzel lens)。因此，分散僅出現在離子聚焦鏡自身內(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。更一般而言，聚光透鏡231可具有兩個或更多個板狀電極，各板狀電極具有對準之孔徑陣列。各板狀電極陣列藉由隔離元件，諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物而以機械方式連接至鄰近板狀電極陣列且與鄰近板狀電極陣列電隔離。聚光透鏡可藉由諸如本文中在別處描述之間隔物的隔離元件而與鄰近帶電粒子光學元件(較佳帶靜電粒子光學元件)連接及/或間隔開。

聚光透鏡可與含有物鏡之模組(諸如本文中在別處論述之物鏡陣列總成)分離。在施加於聚光透鏡之底部表面上的電位不同於施加於含有物鏡之模組之頂部表面上的電位之情況下，使用隔離元件(例如間隔物)以使聚光透鏡與含有物鏡之模組間隔開。在電位相等之情況下，則可使用導電元件以使聚光透鏡與含有物鏡之模組間隔開。

陣列中之各聚光透鏡231將電子導引至各別評估子光束211、212、213中，該各別評估子光束聚焦於聚光透鏡陣列之順流方向的各別中間焦點處。各別子光束沿著各別子光束路徑220投影。子光束相對於彼此發散。子光束路徑220在聚光透鏡231之順流方向發散。在一實施例中，偏轉器235設置於中間焦點處。偏轉器235定位於在對應中間焦點233或聚焦點(亦即，聚焦之點)之定位處或至少該定位周圍的子光束路徑中。偏轉器235定位於相關聯子光束之中間影像平面處的子光束路徑中或接近於該子光束路徑而定位。偏轉器235經組態以對各別評估子光束211、212、213進行操作。偏轉器235經組態以使各別評估子光束211、212、213彎曲能有效地確保主射線(其亦可稱為束軸)實質上正交地(亦即與樣本之標稱表面成實質上90°)入射於樣本208上的量。偏轉器235亦可稱為準直器或準直器偏轉器。偏轉器235實際上使子光束之路徑準直，使得在偏轉器之前，子光束路徑相對於彼此為發散的。在偏轉器之順流方向，子光束路徑相對於彼此為實質上平行的，亦即實質上準直。合適準直器為揭示於2020年2月7日申請之歐洲專利申請案20156253.5中之偏轉器，該申請案相對於多光束陣列之偏轉器應用特此以引用之方式併入。準直器可包含巨型準直器270 (例如圖4中所示)，作為偏轉器235之替代或補充。因此，下文關於圖4所描述之巨型準直器270可具備圖3之特徵。相較於提供準直器陣列作為偏轉器235，此通常為較不佳的。

在偏轉器235下方(亦即，順流方向或遠離電子源201)，存在控制透鏡陣列250。已穿過偏轉器235之評估子光束211、212、213在進入控制透鏡陣列250時實質上平行。控制透鏡預聚焦子光束(例如在子光束到達物鏡陣列241之前對子光束應用聚焦動作)。預聚焦可減少子光束之發散或增加子光束之會聚速率。控制透鏡陣列250及物鏡陣列241一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。

更詳細地，期望使用控制透鏡陣列250來判定著陸能量。然而，有可能另外使用物鏡陣列241來控制著陸能量。在此情況下，當選擇不同著陸能量時，物鏡上之電位差發生改變。期望藉由改變物鏡上之電位差而部分地改變著陸能量的情形之一個實例為防止子光束之焦點變得過於接近物鏡。在此情形下，存在物鏡陣列241之組件必須過薄而不能製造的風險。在此位置處(例如在物鏡中、在物鏡上或以其他方式與物鏡相關聯)的偵測器可以說係同樣的。此情形可例如在著陸能量降低之情況下發生。此係由於物鏡之焦距大致隨著所使用之著陸能量而縮放。藉由降低物鏡上之電位差，且藉此降低物鏡內部之電場，物鏡之焦距再次變大，從而導致焦點定位進一步低於物鏡。應注意，僅物鏡之使用將限制對放大率之控制。此配置不能控制縮小率及/或開度角。此外，使用物鏡來控制著陸能量可意謂物鏡將遠離其最佳場強度操作。亦即，除非可例如藉由交換物鏡來調整物鏡之機械參數(諸如，其電極之間的間隔)。

控制透鏡陣列250包含複數個控制透鏡。各控制透鏡包含至少一個電極，較佳地連接至各別電位源之兩個電極(例如兩個或三個電極)。控制透鏡陣列250可包含連接至各別電位源之一或多個(例如三個)板狀電極陣列。控制透鏡陣列電極可間隔開數毫米(例如3 mm)。控制透鏡陣列250與物鏡陣列241相關聯(例如，該兩個陣列接近於彼此定位及/或以機械方式彼此連接及/或作為一單元一起被控制)。各控制透鏡可與各別物鏡相關聯。控制透鏡陣列250定位於物鏡陣列241的逆流方向。逆流方向可定義為更接近於源201。逆流方向可另外定義為距樣本208更遠。控制透鏡陣列250可在與物鏡陣列241相同的模組中，亦即，形成物鏡陣列總成或物鏡配置，或其可在單獨模組中。在此情況下，該配置可經描述為四個或更多個作為板之透鏡電極。在板中界定與對應光束陣列中之數個子光束對準的孔徑，例如作為孔徑陣列。電極可分組為兩個或更多個電極，例如以提供控制電極群組，及物鏡電極群組。在一配置中，物鏡電極群組具有至少三個電極且控制電極群組具有至少兩個電極。替代地，若控制透鏡陣列250及物鏡陣列240分離，則控制透鏡陣列241與物鏡陣列250之間的間隔(亦即，控制透鏡陣列250之下部電極與物鏡241之上部電極之間的間隙)可選自廣泛範圍，例如2 mm至200 mm或更大。小分離度使得對準較容易，而較大分離度允許使用較弱透鏡，從而減小像差。

控制透鏡陣列250之各板狀電極較佳地以機械方式連接至鄰近板狀電極陣列，且藉由隔離元件(諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物)與鄰近板狀電極陣列電隔離。物鏡陣列之各板狀電極較佳地以機械方式連接至鄰近板狀電極陣列，且藉由隔離元件(諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物)與鄰近板狀電極陣列電隔離。隔離元件可另外稱為絕緣結構，且可經提供以分離諸如在物鏡陣列240、聚光透鏡陣列(如圖3中所描繪)及/或控制透鏡陣列250中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。

可將控制透鏡陣列250視為除物鏡陣列241之電極以外的一或多個電極。控制透鏡陣列250提供額外自由度以用於控制子光束。包含於控制透鏡陣列250中之較大數目個電極提供較大數目的自由度。舉例而言，此等額外電極可准許與物鏡陣列241之場強度無關的著陸能量及/或放大率控制。在一些設計中，控制透鏡可因此為物鏡之部分。參考此類電極可因此為物鏡之部分，而非諸如控制透鏡之單獨透鏡。參考此配置中之控制透鏡係參考物鏡之功能上等效電極。

控制透鏡陣列250包含用於各評估子光束211、212、213之控制透鏡。控制透鏡將光學自由度添加至相關聯物鏡之功能。控制透鏡可包含一或多個電極或板。各電極之添加可提供相關聯物鏡之帶電粒子光學功能的控制之一另外自由度。在一配置中，控制透鏡陣列250之功能為相對於光束之縮小率而最佳化光束開度角，及/或控制遞送至物鏡之光束能量，該等透鏡中之各者將各別評估子光束211、212、213導引至樣本208上。物鏡陣列241可定位於電光學系統41之基座處或附近。更特定言之，物鏡陣列可定位於投影系統230之基座處或附近。控制透鏡陣列250係可選的，但較佳用於最佳化物鏡陣列241之逆流方向子光束。

為了易於說明，本文中藉由橢圓形狀陣列示意性地描繪透鏡陣列(如圖3中所示)。各橢圓形狀表示透鏡陣列中之透鏡中之一者。按照慣例，橢圓形狀用於表示透鏡，類似於光學透鏡中常常採用之雙凸面形式。然而，在諸如本文中所論述之帶電粒子配置的帶電粒子配置之內容背景中，應理解，透鏡陣列將通常以靜電方式操作且因此可能不需要採用雙凸面形狀之任何實體元件。透鏡陣列可替代地包含具有孔徑之多個板。

視情況，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包含用於各評估子光束211、212、213之掃描偏轉器。各掃描偏轉器經組態以使各別評估子光束211、212、213在一個或兩個方向上偏轉，以便使子光束在一個或兩個方向上跨樣本208進行掃描。

圖4為包含巨型準直器270及巨型掃描偏轉器265之例示性電光學設備40之示意圖。電子源201朝著巨型準直器270導引電極。電子源201理想地為具有亮度與總發射電流之間之良好折衷的高亮度熱場發射器。

子光束可例如使用界定光束限制孔徑之陣列的子光束形成陣列252 (亦稱為光束限制孔徑陣列)自光束衍生。光束可在會合控制透鏡陣列250時分成子光束，下文所描述。子光束在進入控制透鏡陣列250時實質上平行。

巨型準直器270在來自源201之光束已分裂成多光束之前作用於該光束。巨型準直器270使光束之各別部分彎曲能有效地確保自光束衍生之子光束中之各者的束軸實質上正交地(亦即與樣本208之標稱表面成實質上90°)入射於樣本208上的量。因此，各子光束之路徑至少意欲正交於樣本208之表面。巨型準直器270將宏觀準直應用於光束。巨型準直器270可因此作用於所有光束，而非包含各自經組態以作用於光束之不同個別部分的準直器元件陣列。巨集準直器270可包含磁透鏡或磁透鏡配置，其包含複數個磁透鏡子單元(例如，形成多極配置之複數個電磁體)。替代地或另外，巨型準直器可至少部分地以靜電方式實施。巨集準直器可包含靜電透鏡或靜電透鏡配置，其包含複數個靜電透鏡子單元。巨型準直器270可使用磁透鏡與靜電透鏡之組合。

在另一配置(圖中未示)中，巨型準直器270可部分或全部由準直器元件陣列替換，該準直器元件陣列設置於子光束形成陣列之順流方向。各準直器元件準直各別子光束。準直器元件陣列可使用MEMS製造技術來形成以便在空間上為緊湊的。準直器元件陣列可為源201之順流方向的光束路徑中之第一偏轉或聚焦電光學陣列元件。準直器元件陣列可在控制透鏡陣列250之逆流方向。準直器元件陣列可在與控制透鏡陣列250相同的模組中。

如圖4中所示，在一實施例中，電光學裝置41包含物鏡陣列241。物鏡陣列241包含複數個物鏡。物鏡陣列241可為可交換模組。可交換模組可提供其他電光學元件，諸如偵測器陣列及/或控制透鏡陣列。

在巨型準直器270下方(亦即，順流方向或遠離電子源201)，存在控制透鏡陣列250。控制透鏡陣列250經組態以在子光束到達物鏡陣列之前對子光束應用聚焦動作。預聚焦可減少子光束之發散或增加子光束之會聚速率。控制透鏡陣列250及物鏡陣列241一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。另外或替代地，控制透鏡陣列250中之控制透鏡經組態以控制子光束之張角及/或控制子光束之縮小率(亦即，放大率)及/或控制著陸能量。

控制透鏡陣列250可如上文關於圖3所描述。可將控制透鏡陣列250視為除物鏡陣列241之電極以外的一或多個電極。控制透鏡陣列250提供額外自由度以用於控制子光束。包含於控制透鏡陣列250中之較大數目個電極提供較大數目的自由度。舉例而言，此等額外電極可准許與物鏡陣列241之場強度無關的著陸能量及/或放大率控制。在一些設計中，控制透鏡可因此為物鏡之部分。參考此類電極可因此為物鏡之部分，而非諸如控制透鏡之單獨透鏡。

控制透鏡陣列250包含用於各評估子光束211、212、213之控制透鏡。控制透鏡陣列250之功能為相對於光束之縮小率而最佳化光束開度角，及/或控制遞送至物鏡陣列241之光束能量，該物鏡陣列241將評估子光束211、212、213導引至樣本208上。物鏡陣列241可定位於電光學裝置41之基座處或附近。控制透鏡陣列250較佳用於最佳化物鏡陣列241之逆流方向子光束。

在圖4之實施例中，提供巨型掃描偏轉器265以使子光束遍及樣本208進行掃描。巨型掃描偏轉器265使光束之各別部分偏轉以使子光束遍及樣本208進行掃描。在一實施例中，巨型掃描偏轉器265包含宏觀多極偏轉器，例如具有八個極或更多極。偏轉係為了使自光束衍生之子光束在一個方向(例如平行於單個軸，諸如X軸)上或在兩個方向(例如相對於兩個非平行軸，諸如X及Y軸)上跨樣本208進行掃描。巨型掃描偏轉器265宏觀上作用於所有光束，而非包含各自經組態以作用於光束之不同個別部分的偏轉器元件陣列。在所示實施例中，巨型掃描偏轉器265設置於巨型準直器270與控制透鏡陣列250之間。

在另一配置(圖中未示)中，巨型掃描偏轉器265可部分或全部由掃描偏轉器陣列替換。掃描偏轉器陣列包含複數個掃描偏轉器。掃描偏轉器陣列可使用MEMS製造技術來形成。各掃描偏轉器使各別子光束遍及樣本208進行掃描。掃描偏轉器陣列可因此包含用於各子光束之掃描偏轉器。各掃描偏轉器可使子光束在一個方向(例如平行於單個軸，諸如X軸)上或在兩個方向(例如相對於兩個非平行軸，諸如X及Y軸)上偏轉。偏轉係為了使子光束在一個或兩個方向上(亦即，一維地或二維地)跨樣本208進行掃描。掃描偏轉器陣列可在物鏡陣列241之逆流方向。掃描偏轉器陣列可在控制透鏡陣列250之順流方向。儘管對與掃描偏轉器相關聯之單個子光束進行參考，但子光束之群組可與掃描偏轉器相關聯。在一實施例中，EP2425444中描述之掃描偏轉器可用於實施掃描偏轉器陣列，該文件特定關於掃描偏轉器特此以全文引用的方式併入。掃描偏轉器陣列(例如使用如上文所提及之MEMS製造技術形成)可比巨型掃描偏轉器在空間上更為緊湊。掃描偏轉器陣列可在與物鏡陣列241相同的模組中。

在其他實施例中，提供巨型掃描偏轉器265及掃描偏轉器陣列兩者。在此配置中，子光束遍及樣本表面之掃描可藉由較佳地同步地一起控制巨型掃描偏轉器及掃描偏轉器陣列來達成。

在一些實施例中，電光學裝置41進一步包含子光束形成陣列252。子光束形成陣列252界定光束限制孔徑陣列。子光束形成陣列252可稱為上部光束限制孔徑陣列或逆流方向光束限制孔徑陣列。子光束形成陣列252可包含具有複數個孔徑之板(其可為板狀主體)。子光束形成陣列252自由源201發射之電子束形成子光束。可藉由子光束形成陣列252阻擋(例如吸收)光束之除促成形成子光束之部分之外的部分，以免干擾順流方向的子光束。子光束形成陣列252可稱為子光束界定孔徑陣列或上部光束限制器。子光束形成陣列252之孔徑可具有至少20 µm、視情況至少50 µm、視情況至少100 µm且視情況120 µm的直徑72 (參見圖12)。孔徑具有可等於光束孔徑406之孔徑之間距的間距。

在一些實施例中，如圖4中所例示，電光學裝置41為物鏡陣列總成(其為包含物鏡陣列241之單元)且包含光束成形孔徑陣列262。光束成形孔徑陣列262界定光束限制孔徑之陣列。光束成形孔徑陣列262可稱為下部光束限制器、下部光束限制孔徑陣列或最終光束限制孔徑陣列。光束成形孔徑陣列262可包含具有複數個孔徑之板(其可為板狀主體)。光束成形孔徑陣列262可在自控制透鏡陣列250之至少一個電極(視情況自所有電極)的順流方向。在一些實施例中，光束成形孔徑陣列262在自物鏡陣列241之至少一個電極(視情況自所有電極)的順流方向。

在一配置中，光束成形孔徑陣列262在結構上與物鏡陣列241之電極整合。理想地，光束成形孔徑陣列262定位於具有低靜電場強度的區中。光束限制孔徑中之各者與物鏡陣列241中之對應物鏡對準。對準係使得來自對應物鏡之子光束之一部分可穿過光束限制孔徑且照射至樣本208上。各光束限制孔徑具有光束限制效應，從而僅允許入射至光束成形孔徑陣列262上之子光束的所選擇部分穿過光束限制孔徑。所選擇部分可使得僅穿過物鏡陣列中之各別孔徑之中心部分的各別子光束之一部分到達樣本。中心部分可具有圓形橫截面及/或以子光束之束軸為中心。

本文中所描述之電光學設備40中之任一者可進一步包含偵測器240。偵測器240偵測自樣本208發射之信號粒子，諸如電子。偵測到之電子可包括由SEM偵測到之電子中之任一者，包括自樣本208發射之次級及/或反向散射電子。在圖7中示出且下文參考圖8至圖10更詳細地描述偵測器240之例示性構造。

圖5示意性地描繪根據一實施例之電光學設備40。向與上文所描述之特徵相同的特徵給出相同參考編號。為了簡明起見，未參考圖5詳細地描述此類特徵。舉例而言，源201、巨型準直器270、物鏡陣列241及樣本208可如上文所描述。

在一實施例中，電光學設備40包含聚光透鏡231之陣列。可能存在數十、數百或數千個聚光透鏡231。聚光透鏡231可包含多電極透鏡且具有基於EP1602121A1之構造，其文件尤其關於用以將電子束分裂成複數個子光束之透鏡陣列的揭示內容特此以引用之方式併入，其中該陣列針對各子光束提供透鏡。聚光透鏡231之陣列可呈至少兩個板(充當電極)的形式，其中各板中之一孔徑彼此對準且對應於一子光束之位置。在操作期間將該等板中之至少兩者維持處於不同電位以達成所要透鏡化效應。

在一配置中，聚光透鏡231之陣列由三個板陣列形成，在該三個板陣列中，電子在其進入及離開各透鏡時具有相同能量，此配置可稱為一離子聚焦鏡。因此，分散僅出現在離子聚焦鏡自身內(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。

如上文所描述，在一實施例中，偵測器240在物鏡陣列241與樣本208之間。偵測器240可面向樣本208。替代地，如圖5中所示，在一實施例中，包含複數個物鏡之物鏡陣列241在偵測器240與樣本208之間。

在一實施例中，一偏轉器陣列95在偵測器240與物鏡陣列241之間。在一實施例中，偏轉器陣列95包含一韋恩濾波器(Wien filter)，使得偏轉器陣列可稱為一光束分離器。偏轉器陣列95經組態以提供一磁場以將投影至樣本208的電子與來自樣本208之次級電子分離開。

在一實施例中，偵測器240經組態以參考電子之能量(亦即，取決於一能帶隙)偵測信號粒子。此類偵測器240可稱作一間接電流偵測器。自樣本208發射之次級電子自電極之間的場獲得能量。次級電極在其到達偵測器240後具有足夠能量。

圖6為圖5中所示之電光學設備40之部分的一近距放大圖。在一實施例中，偵測器240包含一電子至光子轉換器陣列91。電子至光子轉換器陣列91包含複數個螢光帶92。各螢光帶92位於電子至光子轉換器陣列91之平面中。至少一個螢光帶92配置於朝著樣本208投影的兩個鄰近電子束之間。

在一實施例中，螢光帶92實質上在水平方向上延伸。替代地，電子至光子轉換器陣列91可包含具有用於經投影電子束之開口93的一螢光材料之一板。

藉由圖6中之虛線指示的經投影電子束經由螢光帶92之間的開口93朝著偏轉器陣列95投影穿過電子至光子轉換器陣列91之平面。

在一實施例中，偏轉器陣列95包含一磁偏轉器96及一靜電偏轉器97。靜電偏轉器97經組態以針對朝著樣本208傳輸的經投影電子束抵消磁偏轉器96之偏轉。因此，經投影電子束可在水平平面中小範圍地移位。偏轉器陣列95之順流方向光束實質上平行於偏轉器陣列95之逆流方向光束。

在一實施例中，物鏡陣列241包含用於朝著偏轉器陣列95引導在樣本208中產生之次級電子的複數個板。對於在相對於經投影電子束在相對方向上行進的次級電子，靜電偏轉器97並不抵消磁偏轉器96之偏轉。實際上，靜電偏轉器97及磁偏轉器96對次級電子之偏轉相加。因此，次級電子經偏轉以相對於光軸以一角度行進，以便將次級電子傳輸至偵測器240之螢光帶92上。

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

任何實施例之物鏡陣列241可包含至少兩個電極，孔徑陣列經界定於該至少兩個電極中。換言之，物鏡陣列包含具有複數個孔或孔徑之至少兩個電極。物鏡陣列241之鄰近電極沿著子光束路徑彼此間隔開。沿著光束路徑(其中絕緣結構可如下文所描述而定位)之鄰近電極之間的距離小於物鏡之大小(沿著光束路徑，亦即在物鏡陣列之最逆流方向電極與最順流方向電極之間)。圖7示出作為具有各別孔徑陣列245、246之例示性物鏡陣列241之一部分的電極242、243。電極中之各孔徑的定位對應於另一電極中之對應孔徑的定位。對應孔徑在使用中在多光束中之同一光束、子光束或光束群組上操作。換言之，至少兩個電極中之對應孔徑與子光束路徑(亦即，子光束路徑220中之一者)對準且沿著該子光束路徑配置。因此，電極各自具備各別評估子光束211、212、213傳播經過的孔徑。

物鏡陣列241之孔徑陣列245、246可由較佳地具有實質上均一直徑d之複數個孔徑組成。然而，可存在用於最佳化像差校正之某一變化，如描述於2020年11月12日申請之歐洲專利申請案20207178.3中，其至少關於藉由改變孔徑直徑達成之校正而以引用之方式併入本文中。至少一個電極中之孔徑的直徑d可小於大約400 µm。較佳地，至少一個電極中之孔徑的直徑d在大約30至300 µm之間。較小孔徑直徑可為給定孔徑間距提供偵測器陣列240中之較大偵測器，從而改良捕捉反向散射信號粒子之可能性。因此，用於反向散射信號粒子之信號可改良。然而，具有過小之孔徑有在初級子光束中誘發像差之風險。電極中之複數個孔徑可彼此間隔開間距P。間距P定義為自一個孔徑之中間至鄰近孔徑之中間的距離。至少一個電極中之鄰近孔徑之間的間距可小於大約600 µm。較佳地，至少一個電極中之鄰近孔徑之間的間距在大約50 µm與500 µm之間。較佳地，各電極上之鄰近孔徑之間的間距為實質上均一的。可在物鏡陣列中之至少一個電極、多個電極或全部電極中提供上文所描述的直徑及/或間距之值。較佳地，所提及及描述之尺寸適用於在物鏡陣列中提供之所有電極。

物鏡陣列241可包含兩個電極(如圖7中所示)或三個電極，或可具有更多電極(圖中未示)。具有僅兩個電極之物鏡陣列241與具有更多電極之物鏡陣列241相比可具有更少像差，例如較低像差風險及/或影響。三電極物鏡可具有電極之間的較大電位差且因此實現較強透鏡。額外電極(亦即，多於兩個電極)提供用於控制電子軌跡之額外自由度，例如以聚焦次級電子以及入射光束。可將此類額外電極視為形成控制透鏡陣列250。兩個電極透鏡優於離子聚焦鏡之益處為入射光束之能量未必與出射光束相同。有益地，此兩個電極透鏡陣列上之電位差使得其能夠充當加速或減速透鏡陣列。

物鏡陣列241之鄰近電極沿著子光束路徑彼此間隔開。鄰近電極(其中絕緣結構可如下文所描述而定位)之間的距離大於物鏡。物鏡陣列241可經組態以使帶電粒子束縮小達大於10之因數，理想地在50至100或更大之範圍內。物鏡陣列240中之各元件可為操作多光束中之不同子光束或子光束群組之微透鏡。

較佳地，設置於物鏡陣列241中之電極中之各者為板。電極可另外描述為平坦薄片。較佳地，電極中之各者為平面的。換言之，電極中之各者將較佳地經提供為呈平面形式之薄平板。當然，電極不需要為平面的。舉例而言，電極可歸因於由高靜電場引起之力而弓曲。較佳地提供平面電極，此係因為此使得因可使用已知製造方法而更容易製造電極。平面電極亦可為較佳的，此係由於其可提供不同電極之間的孔徑之更準確對準。

物鏡陣列241可經組態以使電子束縮小達大於10之因數，理想地在50至100或更大之範圍內。

提供偵測器240以偵測自樣本208發射之次級及/或反向散射電子。偵測器240定位於物鏡234與樣本208之間。偵測器240可另外稱為偵測器陣列或感測器陣列，且術語「偵測器」及「感測器」可貫穿本申請案互換使用。

在一實施例中，電光學裝置41經組態以朝著樣本208投影電子束。電光學裝置41可包含物鏡陣列241。電光學裝置41可包含偵測器240。物鏡之陣列(亦即，物鏡陣列241)可與偵測器之陣列(亦即，偵測器240)及/或光束中之任一者(亦即，子光束)對應。

下文描述例示性偵測器240。然而，對偵測器240之任何參考可在適當時為單個偵測器(亦即至少一個偵測器)或多個偵測器。偵測器240可包含偵測器元件405 (例如感測器元件，諸如捕捉電極)。偵測器240可包含任何適當類型之偵測器。舉例而言，可使用捕捉電極例如以直接偵測電子電荷、閃爍體或PIN元件。偵測器240可為直接電流偵測器或間接電流偵測器。偵測器240可為如下文關於圖8至圖10所描述之偵測器。

偵測器240可定位於物鏡陣列241與樣本208之間。偵測器240經組態以接近於樣本208。偵測器240可極靠近於樣本208。替代地，在偵測器240與樣本208之間可能存在較大間隙。偵測器240可定位於裝置中以便面向樣本208。替代地，偵測器240可定位於電光學裝置41中之其他處，使得面向樣本208之電光學裝置之部分不同於偵測器，且因此不為偵測器。舉例而言，偵測器240可具有至少與物鏡陣列241之電極相關聯的部分。

對於圖2至圖5中所示之類型的多光束系統，較佳地，電光學柱與樣本208之間的距離小於或等於大約50 µm。該距離經判定為自樣本208之面向電光學柱之表面與電光學柱之面向樣本208之表面的距離。

圖8為包含基板404之偵測器240的仰視圖，各自包圍光束孔徑406之複數個偵測器元件405設置於該基板404上。可藉由蝕刻穿過基板404而形成光束孔徑406。在圖8中所示之配置中，光束孔徑406呈六邊形緊密堆積陣列形式。光束孔徑406亦可以不同方式配置，例如以矩形陣列配置。圖8中之六邊形配置之光束配置可比正方形光束配置更密集地堆積。偵測器元件405可以矩形陣列或六邊形陣列配置。

在一實施例中，光束孔徑406具有至少50 µm、視情況至少100 µm、視情況至少200 µm且視情況210 µm之間距P。較大間距允許光束孔徑406之直徑d較大。在一實施例中，光束孔徑406具有至多1000 µm、視情況至多500 µm且視情況至多250 µm之間距P。光束孔徑406之間距界定朝著樣本208投影之電子多光束之子光束的間距。在一實施例中，電子多光束之子光束具有至少50 µm、視情況至少100 µm、視情況至少200 µm且視情況210 µm之間距。在一實施例中，光束孔徑406具有小於間距P之直徑d。在一實施例中，光束孔徑406具有至少10 µm且視情況至少20 µm之直徑d。在一實施例中，光束孔徑406具有至多100 µm、視情況至多50 µm且視情況至多30 µm之直徑d。較小直徑d改良解析度使得可偵測到較小缺陷。

圖9以橫截面以較大標度描繪偵測器240之一部分。偵測器元件405形成偵測器240之最底部(亦即最靠近於樣本208)表面。在偵測器元件405與基板404之主體之間，可設置邏輯層407。信號處理系統之至少部分可併入至邏輯層407中。

佈線層408設置於基板404之背側上或基板404內，且藉由基板穿孔409連接至邏輯層407。基板穿孔409之數目無需與光束孔徑406之數目相同。特定而言，若電極信號在邏輯層407中經數位化，則可僅需要少數矽穿孔來提供資料匯流排。佈線層408可包括控制線、資料線及電力線。應注意，儘管存在光束孔徑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製造偵測模組402。印刷電路板及/或其他半導體晶片可設置於偵測器240之背側上。

以上所描述之整合式偵測器陣列在與具有可調諧著陸能量之工具一起使用時係特別有利的，此係由於可針對著陸能量範圍來最佳化次級電子捕捉。

偵測器240可藉由將CMOS晶片偵測器整合至物鏡陣列241之底部電極中來實施。偵測器240至物鏡陣列241或電光學裝置41之其他組件中的整合允許偵測關於多個各別子光束發射之電子。CMOS晶片較佳地經定向以面向樣本(由於樣本與電光學柱之底部之間的小距離(例如50 μm或更小))。在一實施例中，用以捕捉次級電子之偵測器元件405形成於CMOS裝置之表面金屬層中。偵測器元件405可形成於其他層中。可藉由矽穿孔將CMOS之功率及控制信號連接至CMOS。出於穩固性，較佳地，具有孔之被動矽基板屏蔽CMOS晶片免受高電子場影響。

為了最大化偵測效率，期望使偵測器元件405之表面儘可能大，使得物鏡陣列240之實質上所有區域(除孔徑之外)由偵測器元件405佔據。另外或替代地，各偵測器元件405具有實質上等於陣列間距(亦即，上文關於物鏡總成241之電極所描述的孔徑陣列間距)之直徑。因此，各偵測器元件之直徑可小於大約600 µm，且較佳地在大約50 µm與500 µm之間。如上文所描述，可取決於樣本208與偵測器240之間的預期距離而選擇間距。在一實施例中，偵測器元件405之外部形狀為圓形，但可使此形狀為正方形以最大化偵測區域。亦可最小化基板穿孔409之直徑。電子束之典型大小為大約5至15微米。

在一實施例中，單個偵測器元件405包圍各光束孔徑406。在另一實施例中，複數個偵測器元件405經設置於各光束孔徑406周圍。由包圍一個光束孔徑406之偵測器元件405捕捉的電子可經組合成單個信號或用於產生獨立信號。可徑向地劃分偵測器元件405。偵測器元件405可形成複數個同心環形物或環。偵測器元件405可成角度地劃分。偵測器元件405可形成複數個扇區狀件或片段。片段可具有類似角度大小及/或類似面積。電極元件可徑向地且成角度地或以任何其他方便方式分離。

然而，偵測器元件405之較大表面導致較大寄生電容，因此導致較低頻寬。出於此原因，可能需要限制偵測器元件405之外徑。尤其在較大偵測器元件405僅給出略微較大之偵測效率，但顯著較大電容之情況下。圓形(環形)偵測器元件405可提供收集效率與寄生電容之間的良好折衷。

偵測器元件405之較大外徑亦可導致較大串擾(對相鄰孔之信號的靈敏度)。此亦可為使偵測器元件405之外徑較小之原因。尤其在較大偵測器元件405僅給出略微較大之偵測效率，但顯著較大串擾之情況下。

由偵測器元件405收集到之電子電流例如藉由諸如TIA的放大器放大。

在一實施例中，物鏡陣列241，其獨自或與其他元件(諸如控制透鏡陣列250及/或偵測器240及/或光束成形孔徑陣列262及/或子光束形成陣列252)組合，為可交換模組。可交換模組可為現場可替換的，亦即，可由現場工程師用新模組調換該模組。在一實施例中，多個可交換模組含於工具內且可在不打開電光學設備40之情況下在可操作定位與不可操作定位之間調換。

在一實施例中，可交換模組包含電光學組件，且特定言之，可為電光學裝置，其處於准許致動以定位組件的載物台上。在一實施例中，可交換模組包含載物台。在一配置中，載物台及可交換模組可為工具40之一體化部分。在一配置中，可交換模組限於載物台及該載物台所支撐的裝置，諸如電光學裝置。在一配置中，載物台為可移除的。在一替代設計中，包含載物台之可交換模組為可移除的。用於可交換模組之電光學設備40之部分為可隔離的，亦即，電光學設備40之部分由可交換模組之逆流方向閥及順流方向閥界定。該等閥可經操作以將該等閥之間的環境與該等閥之逆流方向及順流方向的真空分別隔離，從而使得能夠自電光學設備40移除可交換模組，同時維持與可交換模組相關聯的電光學設備40之部分之逆流方向及順流方向的真空。在一實施例中，可交換模組包含載物台。載物台經組態以相對於光束路徑支撐一裝置，諸如電光學裝置。在一實施例中，模組包含一或多個致動器。致動器與載物台相關聯。致動器經組態以相對於光束路徑移動裝置。此致動可用於將裝置與光束路徑相對於彼此對準。

在一實施例中，可交換模組為微機電系統(MEMS)模組。MEMS為使用微型製造技術製得的小型化機械及機電元件。在一實施例中，可交換模組經組態為可在電光學設備40內替換。在一實施例中，可交換模組經組態為現場可替換的。現場可替換意欲意謂模組可經移除且用相同或不同模組替換，同時維持電光學工具40經定位所在之真空。僅將對應於模組排出之電光學設備40之區段排出以供移除及返回或替換該模組。

控制透鏡陣列250可在與物鏡陣列241相同的模組中，亦即，形成物鏡陣列總成或物鏡配置，或其可在單獨模組中。

在一些實施例中，提供減小子光束中之一或多個像差的一或多個像差校正器。一或多個像差校正器可提供於實施例中之任一者中，例如作為電光學裝置之一部分及/或作為光學透鏡陣列總成之一部分及/或作為評估系統之一部分。在一實施例中，像差校正器之至少一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)。子光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)可用之空間相比(或與將在不具有中間影像平面之替代配置中可用的空間相比)，此為像差校正器提供更多的空間。

在一實施例中，定位於中間焦點(或中間影像平面)中或直接鄰近於中間焦點(或中間影像平面)之像差校正器包含偏轉器以校正針對不同光束出現在不同定位處之源201。校正器可用於校正由源引起之宏觀像差，該等宏觀像差防止各子光束與對應物鏡之間的良好對準。

像差校正器可校正防止恰當行對準之像差。此類像差亦可導致子光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光束之移位，此係因為聚光透鏡與光束孔徑豎直地靠近或重合。然而，將校正器定位於聚光透鏡處或附近之挑戰在於，子光束在此位置處相對於下游更遠的位置各自具有相對較大的橫截面積及相對較小的間距。像差校正器可為如EP2702595A1中所揭示之基於CMOS之個別可程式化偏轉器或如EP2715768A2所揭示之多極偏轉器陣列，兩個文件中的細光束操縱器之描述特此以引用之方式併入。

在一些實施例中，像差校正器之至少一子集中之各者與物鏡陣列241整合或直接鄰近於物鏡陣列241。在一實施例中，此等像差校正器減少以下中之一或多者：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)可與物鏡陣列241整合或直接鄰近於物鏡陣列241，以用於使評估子光束211、212、213遍及樣本208進行掃描。在一實施例中，可使用US 2010/0276606中描述之掃描偏轉器，其文件以全文引用的方式併入本文中。

偵測器可具備多個部分，且更特定言之，具備多個偵測部分。包含多個部分之偵測器可與評估子光束211、212、213中之一者相關聯。因此，一個偵測器240之多個部分可經組態以偵測相對於初級束(其可另外稱為評估子光束211、212、213)中之一者自樣本208發射之信號粒子。換言之，包含多個部分之偵測器可與物鏡總成之電極中之至少一者中的孔徑中之一者相關聯。更特定言之，包含多個部分之偵測器405可經配置在如圖10中所示之單一孔徑406周圍，圖10提供此偵測器之實例。

如圖10中所示，偵測器元件405 (其中孔徑406經界定且經組態以用於電子束之穿過)包含內部偵測部分405A及外部偵測部分405B。內部偵測部分405A包圍偵測器之孔徑406。外部偵測部分405B自內部偵測部分405A徑向朝外。偵測器之形狀可為大體上圓形。因此，內部偵測部分及外部偵測部分可為同心環。

本發明可應用於各種不同工具架構。舉例而言，電光學設備40可包含多光束之複數個電光學柱。電光學柱可包含在以上實施例或態樣中之任一者中描述的電光學裝置41。如同複數個電光學柱(或多柱工具)，裝置可以一陣列方式配置，該陣列可編號兩個至一百個電光學柱或更多個。電光學設備40可呈關於圖4中所描述及描繪或關於圖5中所描述及描繪之實施例的形式。電光學柱可視情況包含源。

如上文所提及，為了增加電子束檢測之對比度，可在檢測樣本208之前用光照明樣本208之表面。此程序可稱作進階充電控制。此照明可激發樣本208內之電子。樣本208內之此類激發電子更可能與來自多光束之附帶初級子光束之衝擊電子相互作用。因此，此照明可用於改良信號粒子信號之強度。光學照明可改良偵測到之信號之對比度。

圖11描繪用於使用帶電粒子(例如，電子)評估樣本208之電光學設備。設備包含預備電光學裝置102、評估電光學裝置106及控制系統500。評估電光學裝置106可包含本文件中其他處描述(例如參考圖2至圖6所描述)之電光學裝置41。控制系統500控制設備以執行如下文所描述之各種功能。控制系統500可包含呈上文參考圖1所描述之形式中之任一者的控制器50或由其組成。控制系統500可包含經組態以執行所有控制功能性之單個單元，或可包含一起允許實現所需功能性之分佈式單元系統。控制系統500可至少部分地經電腦實施。可提供且合適地程式化元件之任何合適組合(例如，CPU、RAM、資料儲存器、資料連接件、感測器等)以實現一些或甚至所有指定功能性。本文中對經組態以執行功能性之設備、裝置或系統的任何參考意欲涵蓋控制系統500經組態以使得執行功能性之情況(例如，藉由經合適地程式化以提供使得功能性發生之控制信號)。

在一實施例中，目標區域之曝光包含泛溢曝光(flood exposure)。預備電光學裝置102可包含經組態以提供泛溢曝光之泛溢柱。圖11描繪用於預備電光學裝置102中之泛溢柱之實例組態，但可使用泛溢柱之其他電光學設計。在此實例中，泛溢柱包含帶電粒子源301、聚光透鏡320、消隱電極330、物鏡340及孔徑主體350。泛溢柱亦可包含用於操縱諸如掃描元件(圖中未示)及場透鏡(圖中未示)之預備帶電粒子束302的額外組件。泛溢柱之組件可實質上沿著軸304配置。

帶電粒子源301可為電子源。帶電粒子源301可包含帶電粒子發射電極(例如，陰極)及加速電極(例如，陽極)。帶電粒子藉由加速電極自帶電粒子發射電極提取或加速以形成預備帶電粒子束302。預備帶電粒子束302可沿著預備束路徑302傳播。例如在預備帶電粒子束302並不偏轉遠離軸304之情形下，預備束路徑302可包含軸304。

聚光透鏡320定位於帶電粒子源301之順流方向，亦即，聚光透鏡320相對於帶電粒子源301而定位於順流方向。聚光透鏡320可使預備帶電粒子束302聚集或散焦。如圖11中所示，聚光透鏡320可用於使預備帶電粒子束302準直。然而，聚光透鏡320亦可用於控制預備帶電粒子束302以產生發散束或會聚束。

孔徑主體350可定位於聚光透鏡320之順流方向。孔徑主體350可使帶電粒子束的一部分或僅一部分且並非全部穿過，從而沿著軸304傳播。孔徑主體350可限制預備帶電粒子束302之橫向範圍，如圖11中所描繪。孔徑主體350亦可用於選擇性地消隱預備帶電粒子束302以便防止預備帶電粒子束302之任何部分穿過。孔徑主體350可界定一開口。若預備帶電粒子束302之橫向範圍(或直徑)大於開口之橫向範圍(或直徑)，則僅預備帶電粒子束302之一部分將穿過開口。孔徑主體350可因此限制預備帶電粒子束302之橫向範圍，以便充當光束限制孔徑。

消隱電極330可定位於聚光透鏡320之順流方向及孔徑主體350之逆流方向。消隱電極330可選擇性地使預備帶電粒子束302偏轉，例如使預備帶電粒子束302偏轉遠離軸304。消隱電極330可使預備帶電粒子束302偏轉遠離孔徑主體350中之開口，例如偏轉至孔徑主體350之不包含開口的一部分上，以便防止預備帶電粒子束302之任何部分穿過由孔徑主體350界定的開口。消隱電極330可使光束消隱，使得光束不穿過孔徑主體350的開口。然而，消隱電極330與孔徑主體350之組合亦可用於選擇性地消隱預備帶電粒子束302，亦即以選擇性地防止預備帶電粒子束302之至少部分穿過孔徑主體350中之開口。亦即，消隱電極330與孔徑主體350之組合可選擇性地控制穿過開口之預備帶電粒子束302的比例。

物鏡340定位於孔徑主體350之順流方向。物鏡340可使預備帶電粒子束302聚焦或散焦。如圖11中所示，物鏡320可用於控制預備帶電粒子束302以便產生發散束，藉此增大樣本208上之點大小且增大樣本208上之表面的經帶電粒子泛溢之區域。更多發散束可在樣本上產生具有較大視場之光束點。然而，在一些情形下，物鏡340可用於控制預備帶電粒子302，以便產生會聚束，藉此將預備帶電粒子束302聚焦至樣本208上。更多會聚束可在樣本上產生具有較小視場之光束點。

在一實施例中，評估電光學裝置106利用帶電粒子多光束曝光樣本208，多光束包含複數個個別帶電粒子束。圖11之實例示出包含三個個別光束之多光束，但實際上，多光束可包含數十、數百或數千個光束。

在一實施例中，評估電光學裝置106包含電光學裝置41。電光學裝置41可呈上文參考圖3及圖7所描述的形式中之任一者，例如具有接近於樣本208之電光學元件陣列，諸如物鏡陣列241或偵測器陣列240。在一實施例中，評估電光學裝置106包含物鏡，該物鏡包含用於評估帶電粒子束之不同光束的複數個物鏡。在圖11之特定實例中，評估電光學裝置106對應於圖3之配置，且可操作及/或呈上文參考圖3所描述的形式中之任一者。在樣本208之評估期間使用電光學裝置41將帶電粒子導引至樣本208上且偵測來自樣本208之信號帶電粒子。

在一實施例中，電光學設備用於評估一評估位置處之樣本。在圖11中，評估位置在評估電光學裝置106下方。如圖11中所示，在一實施例中，電光學設備包含評估帶電粒子光學裝置106、預備帶電粒子光學裝置102及光源70。評估帶電粒子光學裝置106經組態以沿著評估束路徑朝著評估位置投影評估帶電粒子束211至213。評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之樣本208。預備帶電粒子光學裝置106經組態以沿著預備束路徑投影預備帶電粒子束。預備帶電粒子束用於製備樣本以供評估。

如圖11中所示，在一實施例中，電光學設備40包含光源70。光源70可為模組或模組之一部分，且可稱為經組態以產生用於對照明表面進行光刺激之光束的模組。此光源可包含於例如ACC模組之進階充電控制模組中。光源70經配置以朝著樣本208投影(或導引)光束71。在一實施例中，光源70經組態以朝著照明位置投影光束71。光源70可為投影系統之用於在評估樣本之至少一樣本部分之前照明樣本的部分。

在電子束掃描樣本208時，電荷可歸因於較大束電流而累積於樣本208上，此可能影響影像之品質。光源70可將光束71照明於樣本208上，以便控制因諸如光電導性、光電或熱效應之效應導致的累積電荷。

在一實施例中，光源70為雷射光源。雷射光提供相干光束71。然而，可替代地使用其他類型之光源。在一實施例中，光源70經組態以發射具有450 nm至850 nm、較佳450 nm至800 nm範圍內之波長的光束71。所選擇波長可對應於由樣本208之材料吸收之波長。所選擇波長可能傾向於在光入射於樣本208時激發樣本208中之電子。在一實施例中，光源70為包含光學系統之投影總成之一部分。在一實施例中，光學系統經組態以使光束71聚焦。

藉由利用光束71照明樣本208，顯著改良缺陷對比度。此技術(其可稱為電壓對比)可用於量測樣本208之接點與基板之間是否存在恰當電連接。取決於次級電子產率(＜1或＞1)，與基板上之N+或P+摻雜區之接觸形成反向二極體。因此，情況可為不可能區分N+或P+接點之恰當及不良電連接。藉由利用光束71照明樣本208 (ACC)，使反向二極體導通。因此，在接點與基板之間存在恰當電連接的情況下，接點將不充電，但在電連接不良的情況下，接點將充電。

評估電光學裝置106可具有視場。視場可為樣本208之表面上的區域，藉由評估電光學裝置106投影之電子可入射於該區域上。視場可為1 mm，例如5 mm，例如10 mm或甚至20 mm。評估電光學裝置106可具有大視場。由於電光學裝置包含於例如矽之基板中，因此形成裝置之最順流方向表面的板可大於表面積中之光束柵格。出於例如本文中關於圖2至圖5所揭示之電光學原因，評估電光學裝置106與樣本208之間的作業距離可受限(例如具有先前所描述之在例如10至100微米範圍內之最大值)。此等尺寸可產生高度(或沿著光束路徑之方向)受限或較小(例如窄)且(例如在跨越或甚至正交於光束路徑之方向上)較寬的間隙。可認為間隙既窄又寬。間隙尺寸使得難以針對樣本之光刺激照明樣本(或使用ACC)。舉例而言，例如ACC之光束到達檢測區(亦即，待評估樣本208之表面之區域)的軌跡將大於掠射角，從而防止樣本208吸收該光。

在一實施例中，照明位置與評估帶電粒子光學裝置106之間的位置關係不同於評估位置與評估帶電粒子光學裝置106之間的位置關係。舉例而言，在一實施例中，評估位置不同於照明位置。樣本208可在與其經評估之位置不同的位置中由光束71照明。替代地，樣本208可在照明與評估之間保持靜止，且可移動電光學裝置102、106以使得樣本208與電光學裝置102、106之間的相對位置在照明與評估之間改變。

本發明之實施例預期利用評估電光學裝置106之電光學架構實現光子刺激(例如，ACC)，其中裝置之底部具有距樣本208之小位移且可具有大視場。

在一實施例中，相較於評估位置與評估帶電粒子光學裝置106之間在沿著評估束路徑之方向上的距離，評估帶電粒子光學裝置106在評估位置處之視場在跨評估束路徑之方向上更寬。

在一實施例中，預備部分為藉由預備束製備之樣本之表面，且評估部分為藉由評估束在評估位置處評估之樣本之表面，其中預備部分至少與評估部分一樣大。

在一實施例中，預備部分對應於預備束之視場，且評估部分對應於評估束在評估位置處之視場。

在一實施例中，藉助於預備電光學裝置102對在評估之前與基板具有不良電連接的接點充電。為了確保具有恰當電連接之N+及P+接點皆不充電，可在評估之前藉由光源70照明樣本208。此可在預備束之投影(例如泛溢)期間或在預備束之投影之後進行。由於在評估之前進行光束照明，因此評估電光學裝置106與樣本208之間的小間隙並非大問題。光源70可為預備電光學裝置102之部分，且並非評估電光學裝置106之部分。

藉由控制預備電子束之電子之著陸能量，具有不良電連接之接點可能帶正電或負電。在評估期間，具有不良電連接之接點將進一步充電，且此外，具有恰當電連接但連接至反向二極體之接點亦將進一步充電。在一實施例中，例如藉由以與評估電子束之著陸能量相同的著陸能量投影預備電子束，在預備電子束之投影期間及在評估電子束之投影期間的充電係在同一方向上。

在預備電子束之投影期間(例如在泛溢期間)，對有缺陷接點充電，對「反向二極體」接點充電且「導通二極體」接點保持放電。在光束71之投影期間，有缺陷接點保持充電，「反向二極體」接點放電且「導通二極體」接點保持放電。在評估電子束之投影期間，對有缺陷接點進一步充電，對「反向二極體」接點充電且「導通二極體」接點保持放電。有可能在進一步充電之有缺陷接點與僅充電之「反向二極體」接點之間進行區分。藉由執行預備電子束之投影及光束之投影，更易於區分良好接點與不良接點。與評估電子束之投影同時地投影光束可能並非有必要的。

若對於特定電壓對比應用，強制使用例如ACC之光子刺激，則本發明之實施例預期例如藉由允許在具有大視場及與樣本208之小間隙的設備之內容背景中使用光子刺激(例如ACC)來增加產出量。

在本發明之一實施例中，預備電光學裝置102在評估之前將預備束投影至樣本208上，以對樣本208中之具有與樣本208之不良電連接的接點(其可稱為不良接點)充電。在泛溢期間或在泛溢之後不久，諸如在預備電光學裝置102將預備束投影至(例如泛溢)樣本208上的預備位置與使用評估電光學裝置106來評估樣本208的評估位置之間，可利用適合於ACC之光束71照明樣本208。此可有助於確保具有完好電連接的接點(其可稱為良好接點)並不充電。

在一實施例中，光源70將光束71投影於預備電光學裝置102中或沿著樣本208之路徑在預備位置與評估位置之間而定位。在評估(例如檢測)期間，不良接點進一步利用來自評估電光學裝置106之評估電子束的電荷充電，正如作為反向二極體連接之良好接點一樣。

在一實施例中，光源70經組態以在遠離評估位置之照明位置處朝著樣本投影光束71。評估電光學裝置106相對於樣本208之尺寸並不防止使用光束71。

在一實施例中，光源70經組態以在評估帶電粒子光學裝置106朝著評估位置投影評估帶電粒子束以用於評估該評估位置處之樣本208之前朝著照明位置投影光束。

在一實施例中，預備帶電粒子光學裝置102經組態以在光源70朝著照明位置投影光束71的同時投影預備帶電粒子束302。預備電子束之投影及光束71之投影可並行地執行。替代地，一個投影可在另一投影之後進行，或其時間段可能部分地彼此重疊。

在一實施例中，預備帶電粒子光學裝置102經組態以朝著照明位置投影預備帶電粒子束。在一實施例中，光源70經組態以在預備帶電粒子光學裝置102投影預備帶電粒子束之後朝著照明位置投影光束71。

在一實施例中，照明位置遠離評估束路徑。在一實施例中，預備帶電粒子光學裝置102經組態以沿著預備束路徑朝著預備位置投影預備帶電粒子束。預備位置可能與照明位置相同或不同。

在一實施例中，照明位置在預備位置與評估位置之間。在一實施例中，照明位置與預備位置之間的距離小於照明位置與評估位置之間的距離。在一實施例中，照明位置與評估帶電粒子光學裝置106之間的距離大於評估位置與評估帶電粒子光學裝置106之間的距離。在一實施例中，評估位置與評估帶電粒子光學裝置106之間在沿著評估束路徑之方向上的距離小於照明位置與預備帶電粒子光學裝置102之間在沿著評估束路徑之方向上的距離。在一實施例中，評估位置與評估帶電粒子光學裝置106之間在沿著評估束路徑之方向上的距離小於評估位置與預備帶電粒子光學裝置102之間在沿著評估束路徑之方向上的距離。在一實施例中，評估位置與評估帶電粒子光學裝置106之間的距離小於照明位置與評估帶電粒子光學裝置106之間在沿著評估束路徑位置之方向上的距離。

在一實施例中，評估位置在樣本平面中且照明位置在樣本平面中。替代地，其可在不同平面中。在一實施例中，理想地相對於諸如電子源之評估帶電粒子光學裝置及/或相對於光源70，照明位置在沿著評估束路徑之方向上比評估位置位移得更遠。

在一實施例中，光源70與預備帶電粒子光學裝置102相關聯。在一實施例中，光源70與預備帶電粒子光學裝置102整合。在一實施例中，光源經組態以投影光束所沿著之光束路徑之至少部分平行於預備束路徑的方向。在一實施例中，光源經組態以投影光束所沿著之光束路徑之至少部分沿著預備束路徑的至少部分。

替代地，在一實施例中，光源與評估帶電粒子光學裝置相關聯。在一實施例中，光源經組態以在樣本接近於評估位置時投影光束。舉例而言，照明位置沿著自預備位置至評估位置(諸如接近於評估位置(或評估定位))之載物台移動(例如樣本移動)的路徑。照明位置可隨著樣本在佔據面積內移動至評估帶電粒子裝置106，諸如移動至評估束之路徑中，例如作為光束柵格。

在一實施例中，照明位置沿評估束路徑向下距評估位置更遠。在此配置中，評估帶電粒子裝置與樣本之間的距離可大於評估期間的距離。與評估相比，更低的照明載物台可確保樣本之照明更有效。在可致動載物台209降低時，可致動載物台209可諸如自評估位置移動至預備位置及/或自該預備位置移動，諸如WO 2022128392 A1 (其揭示內容特此以引用之方式併入)中所描述。在不同實施例中，可致動載物台209可在評估位置與預備位置之間的位置處在沿著評估束路徑之方向上移動，例如降低。

在一實施例中，可致動載物台209包含獨立地可致動的長衝程及短衝程載物台。長衝程載物台之運動之最大範圍比短衝程載物台之運動之最大範圍長。在一實施例中，短衝程載物台由長衝程載物台支撐。長衝程載物台之移動可在無對短衝程載物台之任何致動的情況下引起短衝程載物台之對應移動。長衝程載物台可經組態以在相對長距離(亦即，針對長移動)內提供相對粗略的定位控制。短衝程載物台可經組態以在較短距離內提供較精細定位控制。在一實施例中，由短衝程載物台提供之運動範圍可為1 mm或更小，亦即，相對於長衝程載物台之定位的位移量值為0.5 mm或更小。長衝程之致動可用於例如在自評估位置移動至預備位置時達成樣本208在沿著評估束路徑之方向上之移動。長衝程之致動可用於在將樣本208致動回評估位置時升高樣本208。

在載物台之長移動(例如藉由長衝程載物台)期間，例如在預備位置與評估帶電粒子裝置之佔據面積內之間移動期間，使平面處之照明定位(或照明位置)沿著評估束路徑遠離評估帶電粒子裝置可為理想的，使得評估帶電粒子裝置與樣本之間的間隙大於在評估期間評估帶電粒子裝置與樣本之間的間隙。在長移動期間之此較大間隙有助於載物台及/或樣本與評估帶電粒子裝置之間的不當碰撞。照明定位可理想地沿著預備定位與評估定位之間的長移動而定位。

作為另一替代例，在一實施例中，光源包含於評估帶電粒子裝置與預備帶電粒子裝置之間的照明裝置中。在一實施例中，照明裝置與評估帶電粒子光學裝置及預備帶電粒子光學裝置分離。

在一實施例中，預備帶電粒子光學裝置102為用於藉由帶電粒子泛溢樣本之表面的泛溢帶電粒子光學裝置。

在一實施例中，評估帶電粒子光學裝置及/或預備帶電粒子光學裝置包含一或多個帶電粒子光學元件，該一或多個帶電粒子光學元件包含微機電組件(MEMS組件)。在一實施例中，評估帶電粒子束為複數個光束之光束柵格。

在一實施例中，經組態以面向評估位置之評估帶電粒子光學裝置106之表面為偵測器陣列。

在一實施例中，帶電粒子光學設備包含一控制器，該控制器經組態以控制評估帶電粒子光學裝置、預備帶電粒子光學裝置及光源中之一或多者。

在一實施例中，帶電粒子光學設備包含經組態以支撐樣本208之可致動載物台209。在一實施例中，可致動載物台209經組態以將樣本自照明位置移動至評估位置。在圖11中，可致動載物台209在照明位置與評估位置之間的移動藉由雙端箭頭108指示。在一實施例中，可致動載物台209經組態以在光源已朝著照明位置投影光束之後將樣本自照明位置移動至評估位置。在一實施例中，可致動載物台經組態以在評估帶電粒子光學裝置經組態以朝著評估位置投影評估帶電粒子束之前將樣本移動至評估位置中。在一實施例中，可致動載物台經組態以在評估帶電粒子光學裝置經組態以朝著評估位置投影評估帶電粒子束之前將樣本移動至照明位置。

在一實施例中，電光學設備40包含如諸圖(例如至少圖3及圖4)中所描繪之作為多柱設備的複數個電光學裝置，經受以下評述。此多柱設備可包含以陣列(諸如呈矩形或六邊形圖案)配置的複數個電光學柱。多柱設備之各柱可提供本文中在圖3中描繪及參考圖3揭示的配置之特徵及功能性。替代地，多柱設備可包含複數個柱，該複數個柱以例如具有規則圖案之陣列配置且包含在圖4中描繪及參考圖4根據以下差異所描述的電光學裝置41之特徵及功能性。此類差異包括具有一準直器陣列，諸如準直例如整合至例如與子光束形成陣列252之孔徑相關聯(較佳地直接地在其順流方向)之物鏡陣列總成中的偏轉器。各準直偏轉器經指派給多光束之各別子光束。該等差異可包含整合至例如與物鏡陣列241相關聯之物鏡陣列總成中的一掃描偏轉器陣列。具有掃描偏轉器陣列及準直器陣列係有益的，此係由於此類裝置為靜電的而非磁性的。具有磁性裝置之電光學柱架構難以整合成多柱配置，此係由於磁性裝置干擾多柱配置之環繞柱。

在一實施例中，提供一種用於評估樣本208之方法。在一實施例中，該方法包含利用預備帶電粒子光學裝置沿著預備束路徑投影預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備樣本以供評估。在一實施例中，該方法包含朝著照明位置處之樣本投影光束。在一實施例中，該方法包含利用評估帶電粒子光學裝置沿著評估束路徑朝著評估位置處之樣本投影評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之樣本。在一實施例中，照明位置與評估帶電粒子光學裝置之間的位置關係不同於評估位置與評估帶電粒子光學裝置之間的位置關係。

在一實施例中，提供一種用於評估樣本208之方法。在一實施例中，該方法包含利用預備帶電粒子光學裝置沿著預備束路徑投影預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備樣本以供評估。在一實施例中，該方法包含朝著一照明位置處之樣本投影一光束。在一實施例中，該方法包含利用一評估帶電粒子光學裝置沿著一評估束路徑朝著一評估位置處之樣本投影一評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之樣本。在一實施例中，在樣本遠離評估位置時，朝著照明位置處之樣本投影光束。

在一實施例中，在評估帶電粒子光學裝置朝著評估位置投影評估帶電粒子束之前，光束朝著照明位置投影。在一實施例中，預備帶電粒子光學裝置在光束朝著照明位置投影的同時朝著樣本投影預備帶電粒子束。在一實施例中，在預備帶電粒子束朝著樣本之投影開始的情況下，開始將光束朝著樣本投影。

在一實施例中，在預備束朝著樣本之投影已停止之後，朝著樣本投影光束。在一實施例中，在預備帶電粒子束朝著樣本之投影開始之後，開始將光束朝著樣本投影。

如圖11中所示，在一實施例中，光源70經組態以朝著預備電光學裝置102之泛溢柱與樣本208之間的間隙中之樣本208投影光束71。在一實施例中，該方法包含在光束已朝著樣本投影之後利用可致動載物台將樣本自照明位置移動至評估位置。

光束71穿過泛溢柱與樣本208之間的間隙投影並非必要的。另外或替代地，光束71可沿泛溢柱投影。可導引光束沿著電光學軸304例如穿過泛溢柱之電光學組件(例如穿過帶電粒子源301、聚光透鏡320、消隱電極330、物鏡340及孔徑主體350中之一或多者)，例如沿著或鄰近於預備帶電粒子束之路徑穿過泛溢柱。光源70可定位在帶電粒子源301附近。在一實施例中，光束71可自沿著泛溢柱之帶電粒子源301與樣本之間的預備帶電粒子束之路徑定位的一位置(例如光源70)投影，例如自沿著帶電粒子束之路徑的泛溢柱之組件投影。此組件可為聚光透鏡320、消隱電極330、物鏡340及孔徑主體350。

另外或替代地，光束71可在泛溢柱與預備電光學裝置106之間的一位置處朝著樣本208投影。圖12為此類電光學設備之一示意圖。圖12示出預備電光學裝置102與評估電光學裝置106之間的一中間位置處之可致動載物台209。中間位置可在評估位置與預備位置之間。在中間位置中，可致動載物台209或甚至樣本208可部分地低於泛溢柱的佔據面積或電光學設備40之電光學裝置41的佔據面積。在此中間位置中，光束71可成角度以照明樣本的至少一部分。光源70可位於預備電光學裝置102與評估電光學裝置106之間。在一實施例中，光源70經組態以在樣本208之移動期間朝著樣本208投影光束71。在朝著樣本208投影光束71時使停止樣本208可能並非有必要的。光束可掃描樣本的至少一部分。替代地，可致動載物台209可經組態以在光源70朝著樣本208投影光束71時使樣本208在中間位置處停止。

圖13為評估電光學設備106之示意圖。如圖13中所示，在一實施例中，在可致動載物台209移動返回評估電光學設備106下方之後升高之前，朝著樣本208投影光束71。在評估程序之前提供光束71。光源70可定位成鄰近於電光學裝置41。在一實施例中，照明位置在沿著評估束路徑之方向的與評估位置不同的平面中，其中理想地，當在評估位置與照明位置之間移動樣本時，樣本在照明位置及評估位置之不同平面之間移動。在一實施例中，可致動載物台209經組態以在內平面將樣本208自預備電光學設備102下方(例如自製備位置)移動至評估電光學設備106下方(例如移動至評估位置)。平面不同於(例如低於)評估位置之平面。樣本可例如在沿評估束路徑進一步向下的平面處在製備位置與評估位置之間移動。光源70經組態以在樣本208處於下部平面時朝著樣本208投影光束71。此允許用於光束71到達樣本208之空間。可致動載物台209經組態以隨後在平面之間將樣本208移動至評估位置，可在該評估位置評估(例如檢測)樣本208。

光束71之路徑可相對於樣本208之表面之正交及/或評估束路徑之方向成角度。在樣本208移動至帶電粒子裝置41之佔據面積中(例如下方)時及/或隨著樣本208移動至帶電粒子裝置41之佔據面積中，例如在例如沿評估束路徑進一步向上的平面中在朝著評估定位向上致動樣本208之前，樣本208之定位可由光束71照明。替代地，若樣本208與電光學裝置41之面向表面之間的間隙足夠大，則在樣本208沿著評估束路徑致動至評估位置時，樣本208的至少一部分由光束照明。在一實施例中，光束路徑可正交於樣本208之表面及/或與評估束路徑共平行之方向上。在樣本208朝著評估位置移動時，例如在樣本208沿著光束路徑朝著樣本定位移動之前，光束71可例如在中間位置處入射於樣本208上。中間位置可鄰近於電光學裝置41，例如併入至電光學裝置41中。光源70可鄰近於或甚至併入至電光學裝置41 (諸如電光學裝置41之支撐特徵)中(例如，整合至其中)。在一實施例中，由光束71照明之樣本208的至少一部分在電光學裝置41之佔據面積中(例如，下方)。

在一實施例中，提供一種用於評估樣本208之方法。在一實施例中，該方法包含朝著樣本投影預備帶電粒子束以用於製備樣本以供評估。在一實施例中，該方法包含朝著樣本投影光束。在一實施例中，該方法包含沿著評估束路徑朝著評估位置處之樣本投影評估帶電粒子束以用於評估該評估位置處之樣本。在一實施例中，光束之投影係在樣本處於評估位置之前進行的。

儘管已在本文中主要描述本發明之評估帶電粒子裝置106，如參考圖3至圖5中之任一者所描繪及描述，但本發明可應用於具有單個光束裝置或具備共同單個磁性物鏡之多光束裝置作為評估帶電粒子裝置的帶電粒子系統。此多光束裝置可具有磁聚光透鏡、例如在聚光透鏡與物鏡之間的一或多個電光學元件之陣列以及包含用於自樣本偵測複數個帶電粒子束之偵測器陣列的次級柱。物鏡上方之韋恩濾波器可回應於來自朝著樣本導向之帶電粒子之多光束的多個光束而將帶電粒子與樣本分離。

在一實施例中，該方法用於執行電壓對比量測評估樣本208(亦即，藉由評估程序)。本文中揭示及描述用於此樣本之照明及/或用於此電壓對比量測之合適設備及相關聯方法。

對組件或組件或元件之系統為可控制的而以某種方式操縱電子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電子束，並且視情況使用其他控制器或裝置(例如，電壓供應件及/或電流供應件)以控制組件從而以此方式操縱電子束。舉例而言，電壓供應件可電連接至一或多個組件以在控制器或控制系統或控制單元之控制下將電位施加至組件，諸如非有限清單中之控制透鏡陣列250、物鏡陣列241、聚光透鏡231、校正器、準直器元件陣列及掃描偏轉器陣列。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光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光束或多光束路徑以陣列配置的一系列孔徑陣列或電光學元件的形式。此類電光學元件可為靜電的。在一實施例中，所有電光學元件(例如自子光束形成陣列至子光束路徑中之在樣本之前的最後電光學元件)可為靜電的及/或可呈孔徑陣列或板陣列之形式。在一些配置中，電光學元件中之一或多者經製造為微機電系統(MEMS) (亦即使用MEMS製造技術)。

對上部及下部、向上及向下、上方及下方之參考應理解為係指平行於照射於樣本208上之電子束或多光束之(通常但未必總是豎直的)逆流方向及順流方向的方向。因此，對逆流方向及順流方向之參考意欲係指獨立於任何當前重力場相對於光束路徑之方向。

根據本揭示之一實施例的電光學設備可為進行樣本之定性評估(例如合格/不合格)的工具，一種工具進行樣本之定量量測(例如特徵之大小)或一種工具產生樣本之映圖之影像。評估系統之實例為檢測工具(例如用於識別缺陷)、檢閱工具(例如用於分類缺陷)及度量衡工具，或能夠執行與檢測工具、檢閱工具或度量衡工具(例如度量衡檢測工具)相關聯之評估功能性之任何組合的工具。電光學柱可為評估系統之組件；諸如檢測工具或度量衡檢測工具，或電子束微影工具之一部分。本文中對工具之任何參考皆意欲涵蓋裝置、設備或系統，該工具包含可共置或可不共置且甚至可位於單獨場所中尤其例如用於資料處理元件的各種組件。

術語「子光束」及「細光束」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光束而自母輻射光束衍生之任何輻射光束。術語「操縱器」用以涵蓋影響子光束或細光束之路徑之任何元件，諸如透鏡或偏轉器。

對沿著光束路徑或子光束路徑對準之元件的參考應理解為意謂各別元件沿著光束路徑或子光束路徑定位。

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。

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

存在以下條項：

條項1. 一種用於評估一評估位置處之樣本之帶電粒子光學設備，該帶電粒子光學設備包含：評估帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著評估束路徑朝著評估位置投影評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之樣本；預備帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著預備束路徑投影預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備樣本以供評估；及光源，其經組態以朝著照明位置投影光束；其中照明位置與評估帶電粒子光學裝置之間的位置關係不同於評估位置與評估帶電粒子光學裝置之間的位置關係。

條項2. 一種用於評估一評估位置處之樣本之帶電粒子光學設備，該帶電粒子光學設備包含：評估帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著評估束路徑朝著評估位置投影評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之樣本；預備帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著預備束路徑投影預備帶電粒子束，該預備束用於製備樣本以供評估；及光源，其經組態以理想地在樣本處於照明系統時，在遠離評估位置之照明位置處朝著樣本投影光束，使得樣本遠離評估位置定位。

條項3. 如條項1或2之帶電粒子光學設備，其中光源經組態以在評估帶電粒子光學裝置朝著評估位置投影評估帶電粒子束以用於評估該評估位置處之樣本之前朝著照明位置投影光束。

條項4. 如條項1、2或3之帶電粒子光學設備，其中預備帶電粒子光學裝置經組態以在光源朝著照明位置投影光束的同時投影預備帶電粒子束。

條項5. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中預備帶電粒子光學裝置經組態以朝著照明位置投影預備帶電粒子束。

條項6. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中光源經組態以在預備帶電粒子光學裝置投影預備帶電粒子束之後朝著照明位置投影光束。

條項7. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中照明位置遠離評估束路徑。

條項8. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中預備帶電粒子光學裝置經組態以沿著預備束路徑朝著預備位置投影預備帶電粒子束。

條項9. 如條項8中任一項之帶電粒子光學設備，其中照明位置在預備位置與評估位置之間。

條項10. 如條項8或9中任一項之帶電粒子光學設備，其中照明位置與預備位置之間的距離小於照明位置與評估位置之間的距離。

條項11. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中照明位置與評估帶電粒子光學裝置之間的距離大於評估位置與評估帶電粒子光學裝置之間的距離。

條項12. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中評估位置與評估帶電粒子光學裝置之間在沿著評估束路徑之方向上的距離小於照明位置與預備帶電粒子光學裝置之間在沿著評估束路徑之方向上的距離。

條項13. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中評估位置與評估帶電粒子光學裝置之間在沿著評估束路徑之方向上的距離小於評估位置與預備帶電粒子光學裝置之間在沿著評估束路徑之方向上的距離。

條項14. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中評估位置與評估帶電粒子光學裝置之間的距離小於照明位置與評估帶電粒子光學裝置之間在沿著評估束路徑位置之方向上的距離。

條項15. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中相較於評估位置與評估帶電粒子光學裝置之間在沿著評估束路徑之方向上的距離，評估帶電粒子光學裝置在評估位置處之視場在跨評估束路徑之方向上更寬。

條項16. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中預備部分為藉由預備束製備之樣本之表面，且評估部分為藉由評估束在評估位置處評估之樣本之表面，其中預備部分至少與評估部分一樣大，理想地，其中預備部分涵蓋評估部分，理想地，預備部分包含預備部分。

條項17. 如條項16之帶電粒子光學設備，其中預備部分對應於預備束之視場，且評估部分對應於評估束在評估位置處之視場。

條項18. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中評估位置在樣本平面中且照明位置在樣本平面中。

條項19. 如條項1至17中任一項之帶電粒子光學設備，其中理想地相對於評估帶電粒子光學裝置，照明位置在沿著評估束路徑之方向上比評估位置位移得更遠。

條項20. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中光源與預備帶電粒子光學裝置相關聯。

條項21. 如條項20中任一項之帶電粒子光學設備，其中光源與預備帶電粒子光學裝置整合。

條項22. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中光源經組態以投影光束所沿著之光束路徑之至少部分平行於預備束路徑的方向。

條項23. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中光源經組態以投影光束所沿著之光束路徑之至少部分沿著預備束路徑的至少部分。

條項24. 如條項1至19中任一項之帶電粒子光學設備，其中光源與評估帶電粒子光學裝置相關聯。

條項25. 如條項24之帶電粒子光學設備，其中光源經組態以在樣本接近於評估位置時投影光束。

條項26. 如條項1至19中任一項之帶電粒子光學設備，其中光源包含於評估帶電粒子裝置與預備帶電粒子裝置之間的照明裝置中。

條項27. 如條項26之帶電粒子光學設備，其中照明裝置與評估帶電粒子光學裝置及預備帶電粒子光學裝置分離。

條項28. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中預備帶電粒子光學裝置為用於藉由帶電粒子泛溢樣本之表面的泛溢帶電粒子光學裝置。

條項29. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中評估帶電粒子光學裝置及/或預備帶電粒子光學裝置包含一或多個帶電粒子光學元件，該一或多個帶電粒子光學元件包含微機電組件。

條項30. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中評估帶電粒子束為複數個光束之光束柵格。

條項31. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其中經組態以面向評估位置之評估帶電粒子光學裝置之表面為電光學元件陣列，例如偵測器陣列。

條項32. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其包含一控制器，該控制器經組態以控制評估帶電粒子光學裝置、預備帶電粒子光學裝置及光源中之一或多者。

條項33. 如前述條項中任一項之帶電粒子光學設備，其進一步包含經組態以支撐樣本之可致動載物台。

條項34. 如條項33之帶電粒子光學設備，其中可致動載物台經組態以在光源已朝著照明位置投影光束之後將樣本自照明位置移動至評估位置。

條項35. 如條項33或34之帶電粒子光學設備，其中可致動載物台經組態以在評估帶電粒子光學裝置經組態以朝著評估位置投影評估帶電粒子束之前將樣本移動至評估位置中。

條項36. 如條項33至35中任一項之帶電粒子光學設備，其中可致動載物台經組態以在評估帶電粒子光學裝置經組態以朝著評估位置投影評估帶電粒子束之前將樣本移動至照明位置。

條項37. 一種用於評估一評估位置處之樣本之方法，該方法包含：利用預備帶電粒子光學裝置沿著預備束路徑投影預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備樣本以供評估；朝著照明位置處之樣本投影光束；及利用評估帶電粒子光學裝置沿著評估束路徑朝著評估位置處之樣本投影評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之樣本；其中照明位置與評估帶電粒子光學裝置之間的位置關係不同於評估位置與評估帶電粒子光學裝置之間的位置關係。

條項38. 一種用於評估一評估位置處之樣本之方法，該方法包含：利用預備帶電粒子光學裝置沿著預備束路徑投影預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備樣本以供評估；朝著照明位置處之樣本投影光束；及利用評估帶電粒子光學裝置沿著評估束路徑朝著評估位置處之樣本投影評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之樣本；其中在樣本遠離評估位置時，朝著照明位置處之樣本投影光束。

條項39. 如條項38之方法，其中在評估帶電粒子光學裝置朝著評估位置投影評估帶電粒子束之前，光束朝著照明位置投影。

條項40. 如條項38或39之方法，其中預備帶電粒子光學裝置在光束朝著照明位置投影的同時朝著樣本投影預備帶電粒子束。

條項41. 如條項40之方法，其中在預備帶電粒子束朝著樣本之投影開始的情況下，開始將光束朝著樣本投影。

條項42. 如條項38或39之方法，其中在預備束朝著樣本之投影已停止之後，朝著樣本投影光束。

條項43. 如條項38至42中任一項之方法，其中在預備帶電粒子束朝著樣本之投影開始之後，開始將光束朝著樣本投影。

條項44. 如條項38至43中任一項之方法，其包含：在光束已朝著樣本投影之後利用可致動載物台將樣本自照明位置移動至評估位置。

條項45. 如條項44之方法，其中照明位置在沿著評估束路徑之方向的與評估位置不同的平面中，其中理想地，當在評估位置與照明位置之間移動樣本時，樣本在照明位置及評估位置之不同平面之間移動。

條項46. 一種用於評估一評估位置處之樣本之方法，該方法包含：朝著樣本投影預備帶電粒子束以用於製備樣本以供評估；朝著樣本投影光束；及沿著評估束路徑朝著評估位置處之樣本投影評估帶電粒子束以用於評估該評估位置處之樣本，其中光束之投影係在樣本處於評估位置之前進行的。

條項47. 一種用於評估一評估位置處之樣本之帶電粒子光學設備，該帶電粒子光學設備包含：評估帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著評估束路徑朝著評估位置投影評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之樣本；及預備帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著預備束路徑投影預備帶電粒子束，該預備帶電粒子束用於製備樣本以供評估；其中評估帶電粒子光學裝置包含一或多個帶電粒子光學元件，該一或多個帶電粒子光學元件包含微機電組件及/或物鏡，該物鏡包含用於評估帶電粒子束之不同束的複數個物鏡。

條項48. 如條項48之帶電粒子光學設備，其中不同光束為子光束。理想地，子光束係自評估帶電粒子束衍生。理想地，不同光束朝著樣本投影。理想地，物鏡包含帶電粒子光學元件中之一或多者。理想地，帶電粒子光學元件中之一或多者包含偵測器，例如理想地包含偵測器元件陣列之偵測器陣列。偵測器元件可經組態以偵測自來自評估帶電粒子裝置之源的不同評估帶電粒子束衍生的信號粒子。

10:主腔室 20:裝載鎖定腔室 30:裝備前端模組 30a:裝載埠 30b:裝載埠 40:電光學設備/工具 41:電光學裝置 50:控制器 70:光源 71:光束 91:電子至光子轉換器陣列 92:螢光帶 93:開口 95:偏轉器陣列 96:磁偏轉器 97:靜電偏轉器 98:光纖 100:電子束檢測設備 102:預備電光學裝置/預備帶電粒子光學裝置 106:評估電光學裝置/評估帶電粒子光學裝置 108:雙端箭頭 201:電子源 202:初級評估電子束 207:樣本固持器 208:樣本 209:機動載物台/可致動載物台 211:評估子光束 212:評估子光束 213:評估子光束 220:子光束路徑 221:探測光點 222:探測光點 223:探測光點 230:投影設備 231:聚光透鏡 235:偏轉器 240:偵測器 241:物鏡陣列 242:電極 243:電極 245:孔徑陣列 246:孔徑陣列 250:控制透鏡陣列 252:子光束形成陣列 260:掃描偏轉器陣列 262:光束成形孔徑陣列 265:巨型掃描偏轉器 270:巨型準直器 280:信號處理系統 301:帶電粒子源 302:預備帶電粒子束/預備束路徑 304:軸 320:聚光透鏡 330:消隱電極 340:物鏡 350:孔徑主體 404:基板 405:偵測器元件 405A:內部偵測部分 405B:外部偵測部分 406:光束孔徑 407:邏輯層 408:佈線層 409:基板穿孔 500:控制系統 d:直徑 P:間距

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為繪示例示性電子束檢測設備之示意圖。

圖2為繪示作為圖1之例示性電子束檢測設備之一部分的例示性多光束電光學設備之示意圖。

圖3為例示性多光束電光學設備之示意圖。

圖4為包含巨型準直器及巨型掃描偏轉器之例示性電光學設備之示意圖。

圖5為根據一實施例之例示性多光束電光學設備之示意圖。

圖6為圖5之多光束電光學設備之一部分的示意圖。

圖7為根據一實施例之電光學設備之物鏡陣列的示意性橫截面圖。

圖8為圖7之物鏡陣列之修改的仰視圖。

圖9為併入於圖7之物鏡陣列中之偵測器的放大示意性橫截面圖。

圖10為偵測器之偵測器元件的仰視圖。

圖11為根據一實施例之例示性電光學設備之示意圖。

圖12為根據一實施例之例示性電光學設備之示意圖。

圖13為根據一實施例之例示性評估電光學設備之示意圖。

示意圖及視圖示出下文所描述之組件。然而，圖式中所描繪之組件未按比例繪製。

41:電光學裝置

70:光源

71:光束

102:預備電光學裝置/預備帶電粒子光學裝置

106:評估電光學裝置/評估帶電粒子光學裝置

108:雙端箭頭

201:電子源

207:樣本固持器

208:樣本

209:機動載物台/可致動載物台

211:評估子光束

212:評估子光束

213:評估子光束

231:聚光透鏡

235:偏轉器

240:偵測器

241:物鏡陣列

250:控制透鏡陣列

260:掃描偏轉器陣列

301:帶電粒子源

302:預備帶電粒子束/預備束路徑

304:軸

320:聚光透鏡

330:消隱電極

340:物鏡

350:孔徑主體

500:控制系統

Claims (15)

1. 一種用於評估一評估位置處之一樣本之帶電粒子光學設備，該帶電粒子光學設備包含： 一評估帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一評估束路徑朝著一評估位置投影一評估帶電粒子束，該評估帶電粒子束用於評估該評估位置處之一樣本； 一預備帶電粒子光學裝置，其經組態以沿著一預備束路徑投影一預備帶電粒子束，該預備束用於製備一樣本以供評估；及 一光源，其經組態以在該樣本處於遠離該評估位置定位之一照明位置時朝著該樣本投影一光束。
2. 如請求項1之帶電粒子光學設備，其中該光源經組態以在該評估帶電粒子光學裝置朝著該評估位置投影該評估帶電粒子束以用於評估該評估位置處之一樣本之前朝著該照明位置投影該光束。
3. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中該預備帶電粒子光學裝置經組態以在該光源朝著該照明位置投影該光束的同時投影該預備帶電粒子束。
4. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中該預備帶電粒子光學裝置經組態以朝著該照明位置投影該預備帶電粒子束。
5. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中該光源經組態以在該預備帶電粒子光學裝置投影該預備帶電粒子束之後朝著該照明位置投影該光束。
6. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中該照明位置遠離該評估束路徑。
7. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中該預備帶電粒子光學裝置經組態以沿著該預備束路徑朝著一預備位置投影該預備帶電粒子束。
8. 如請求項7之帶電粒子光學設備，其中該照明位置在該預備位置與該評估位置之間。
9. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中該照明位置與該評估帶電粒子光學裝置之間的一距離大於該評估位置與該評估帶電粒子光學裝置之間的一距離。
10. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中該評估位置與該評估帶電粒子光學裝置之間在沿著該評估束路徑之一方向上的一距離小於該照明位置與該預備帶電粒子光學裝置之間在沿著該評估束路徑之該方向上的一距離。
11. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中該評估位置與該評估帶電粒子光學裝置之間在沿著該評估束路徑之一方向上的一距離小於該評估位置與該預備帶電粒子光學裝置之間在沿著該評估束路徑之該方向上的一距離。
12. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中該評估位置與該評估帶電粒子光學裝置之間的一距離小於該照明位置與該評估帶電粒子光學裝置之間在沿著該評估束路徑位置之該方向上的一距離。
13. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中相較於該評估位置與該評估帶電粒子光學裝置之間在沿著該評估束路徑之一方向上的一距離，該評估帶電粒子光學裝置在該評估位置處之一視場在跨該評估束路徑之一方向上較寬。
14. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中一預備部分為藉由該預備束製備之該樣本之表面，且一評估部分為藉由該評估束在該評估位置處評估之該樣本之表面，其中該預備部分至少與該評估部分一樣大，理想地，其中該預備部分涵蓋該評估部分。
15. 如請求項1或2之帶電粒子光學設備，其中理想地相對於該評估帶電粒子光學裝置，該照明位置在沿著該評估束路徑之一方向上比該評估位置位移得更遠。