TWI576887B - 帶電粒子束裝置與用於帶電粒子束裝置的圓頂偵測方法 - Google Patents

Description

帶電粒子束裝置與用於帶電粒子束裝置的圓頂偵測方法

本揭示係關於例如用於成像及/或操縱樣品的帶電粒子裝置，以及操作帶電粒子束裝置的方法。具體而言，本文所述之實施例係關於帶電粒子束裝置，其包括光束分離單元，用於將初級帶電粒子分離出次級帶電粒子，次級帶電粒子係藉由初級帶電粒子束撞擊到樣品上而產生。

帶電粒子束系統廣泛地散佈在半導體工業中。帶電粒子束裝置的實例係為電子顯微鏡，如次級電子顯微鏡(SEM)、電子束圖形產生器、離子顯微鏡、以及離子束圖形產生器。，帶電粒子束(特別是電子束)由於其在可比較粒子能量的短波長，提供比光子束更優良的空間解析度。

帶電粒子束系統係用於如臨界尺寸(CD)的檢查、缺陷檢驗(DR)、或晶圓與光罩缺陷檢查的半導體處理的品質評估與控制。已開發這些工具專用的低電壓電子光學柱(electron optical column)(特別是SEM式裝置)，其提供具有奈米與次奈米直徑的用於CD與DR的電子探針的高解析度，或產生用於晶片與光罩檢 查或熱點檢查的高電流密度電子探針。因為關於探針大小及/或探針電流密度的高需求，電子光學開發的重點在於初級電子束(PE)光學器的最佳化。已作出努力以減少/最佳化透鏡像差(主要是球形與色像差)以及電子間相互作用。最近亦有一些重點係針對於SE偵測，因為最佳化偵測不但可改良簡化圖像分析的對比度，而且減少圖像採集時間。後者改良生產量，而其特別相關於電子束檢查(EBI)與HS應用程式。

在此背景中，已引入PE束與訊號電子(SE)束(包括次級電子與背散射電子)的分離，而啟動離軸偵測。相關SE束路徑可藉由用於從PE束分離出SE束的光束分離器產生。SE光學器可用於塑造偵測器(如分段偵測器)上用於偵測的SE束。

即使藉由光束分離器將SE束分離出PE束，在帶電粒子束裝置中可用於偵測器安排的空間可能有限。為了提取關於用於質量評估的半導體處理與這些處理的控制的更多資訊，偵測器安排變得更複雜，並可能傾向更大，而使得空間限制問題更加明顯。

因此，存在改良的帶電粒子束裝置及其操作方法的需要。

根據實施例，提供一種操作帶電粒子束裝置的方法。帶電粒子束裝置包括光束分離單元、與光束分離單元間隔開的第一光學部件、以及與光束分離單元間隔開且 與第一光學部件間隔開的第二光學部件。該方法包括產生初級帶電粒子束。該方法進一步包括在光束分離單元中產生第一電場與第一磁場。該方法進一步包括導引初級帶電粒子束通過產生第一電場與第一磁場的光束分離單元，其中初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第一電場與第一磁場的影響下對準第一目標軸。該方法進一步包括藉由初級帶電粒子束撞擊到樣品上產生次級帶電粒子束。該方法進一步包括在光束分離單元中將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中次級帶電粒子束在第一電場與第一磁場的影響下偏轉，而從光束分離單元行進到第一光學部件。該方法進一步包括在光束分離裝置中產生第二電場與第二磁場。該方法進一步包括導引初級帶電粒子束通過產生第二電場與第二磁場的光束分離單元，其中初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第二電場與第二磁場的影響下對準第一目標軸。該方法進一步包括在光束分離單元中將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中次級帶電粒子束在第二電場與第二磁場的影響下偏轉，而從光束分離單元行進到第二光學部件。

根據另一實施例，提供一種操作帶電粒子束裝置的方法。帶電粒子束裝置包括光束分離單元。該方法包括產生初級帶電粒子束。該方法進一步包括在光束分離單元中產生第一磁場與第一電場。該方法進一步包括導引初級帶電粒子束通過產生第一電場與第一磁場的光束分離單元，其中初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向 在第一電場與第一磁場的影響下對準第一目標軸。該方法進一步包括藉由初級帶電粒子束撞擊到樣品上產生次級帶電粒子束。該方法進一步包括在光束分離單元中偏轉次級帶電粒子束，以將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第一電場與第一磁場的影響下對準第二目標軸。該方法進一步包括在光束分離單元中產生第二磁場與第二電場。該方法進一步包括導引初級帶電粒子束通過產生第二電場與第二磁場的光束分離單元，其中初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第二電場與第二磁場的影響下對準第一目標軸。該方法進一步包括在光束分離單元中偏轉次級帶電粒子束，以將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第二電場與第二磁場的影響下對準第三目標軸，其中第三目標軸不同於第二目標軸。

根據另一實施例，提供一種帶電粒子束裝置。帶電粒子束裝置包括光束發射器，用於發射初級帶電粒子束。帶電粒子束裝置進一步包括光束分離單元，用於將初級帶電粒子束分離出次級帶電粒子束，次級帶電粒子束係在初級帶電粒子束撞擊到樣品上之後產生，光束分離單元定義光軸。帶電粒子束裝置進一步包括偵測器圓頂，偵測器圓頂包含次級帶電粒子偵測器，次級帶電粒子偵測器包含第一偵測器與第二偵測器。其中第一偵測器相對於次級帶電粒子束的第一光學路徑安排在光束分離單元的下 游；以及第二偵測器相對於次級帶電粒子束的第二光學路徑安排在光束分離單元的下游。其中第一平面與第二平面之間存在方位角，第一平面包含光軸並延伸通過第一偵測器，而第二平面包含光軸並延伸通過第二偵測器。

根據另一實施例，提供一種帶電粒子束裝置。帶電粒子束裝置包括光束發射器，用於發射初級帶電粒子束。帶電粒子束裝置進一步包括光束分離單元，用於從次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，次級帶電粒子束係藉由初級帶電粒子束撞擊到樣品上而產生，光束分離單元適於產生第一磁場、第二磁場、第一電場、及第二電場。帶電粒子束裝置進一步包括與光束分離單元間隔開的第一光學部件。帶電粒子束裝置進一步包括與光束分離單元且與第一光學部件間隔開的第二光學部件。其中光束分離單元經配置以用於在第一電場與第一磁場的影響下將初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向對準第一目標軸，並用於在第一電場與第一磁場的影響下偏轉光束分離單元中的次級帶電粒子束，而從光束分離單元行進到第一光學部件。光束分離單元進一步經配置以用於在第二電場與第二磁場的影響下將初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向對準第一目標軸，並用於在第二電場與第二磁場的影響下偏轉光束分離單元中的次級帶電粒子束，而從光束分離單元行進到第二光學部件。

實施例亦關於用於操作所揭示的系統的方法。該方法之特徵可以手動或自動實行，例如藉由用適當 軟體程式化的電腦控制、藉由二者的任意組合、或以任何其他方式。

可與本文所述實施例結合的進一步的優點、特徵、態樣、及細節係從專利請求範圍、說明書、及圖式而明白。

100‧‧‧帶電粒子束系統

101‧‧‧光束發射器

110‧‧‧初級帶電粒子束

120‧‧‧次級帶電粒子束

130‧‧‧光束分離器

140‧‧‧物鏡

150‧‧‧光軸

160‧‧‧樣品

180‧‧‧光學元件

181‧‧‧軸

190‧‧‧偵測器

200‧‧‧帶電粒子束裝置

210‧‧‧第一光學部件

220‧‧‧第二光學部件

230‧‧‧光束分離單元

250‧‧‧第一目標軸

260‧‧‧第一電場

261‧‧‧x分量

262‧‧‧y分量

270‧‧‧第一磁場

271‧‧‧x分量

272‧‧‧y分量

360‧‧‧第二電場

361‧‧‧x分量

362‧‧‧y分量

370‧‧‧第二磁場

371‧‧‧x分量

372‧‧‧y分量

410‧‧‧第一平面

420‧‧‧第二平面

430‧‧‧方位角

440‧‧‧零平面

441‧‧‧角度

442‧‧‧角度

450‧‧‧x方向

460‧‧‧y方向

490‧‧‧光軸

600‧‧‧樣品平面

610‧‧‧第一距離

611‧‧‧極角

620‧‧‧第二距離

621‧‧‧極角

700‧‧‧偵測器圓頂

705‧‧‧偵測側

710‧‧‧偵測器

720‧‧‧偵測器

730‧‧‧第三光學部件

735‧‧‧第三平面

740‧‧‧偵測器

750‧‧‧偵測器

760‧‧‧偵測器

910‧‧‧第一光學路徑

920‧‧‧第二光學路徑

1010‧‧‧第一參照軸

1011‧‧‧第一極角

1020‧‧‧第二參照軸

1021‧‧‧第二極角

1060‧‧‧第三參照軸

1061‧‧‧第三極角

1110‧‧‧第一ExB安排

1120‧‧‧第二ExB安排

1210‧‧‧第一靜電光束分離部

1211‧‧‧電極板

1212‧‧‧電極板

1220‧‧‧第一磁光束分離部

1221‧‧‧線圈

1223‧‧‧線圈

1260‧‧‧第一電力

1270‧‧‧第一磁力

1310‧‧‧第二靜電光束分離部

1311‧‧‧電極板

1312‧‧‧電極板

1320‧‧‧第二磁光束分離部

1321‧‧‧電磁體

1323‧‧‧電磁體

1360‧‧‧第二電力

1370‧‧‧第二磁力

1410‧‧‧色散補償單元

1420‧‧‧光軸

1510‧‧‧虛線

1540‧‧‧虛線

1550‧‧‧虛線

1560‧‧‧虛線

1580‧‧‧圈

1590‧‧‧圈

1601‧‧‧元件符號

1602‧‧‧元件符號

1603‧‧‧元件符號

1604‧‧‧元件符號

1605‧‧‧元件符號

1606‧‧‧元件符號

1607‧‧‧元件符號

1608‧‧‧元件符號

1705‧‧‧元件符號

1708‧‧‧元件符號

對該領域具有通常知識者為完整且可實現之揭示係參照隨附圖式更詳細地闡述於說明書之其餘部分中，其中：第1圖圖示帶電粒子束系統的建立。

第2-3圖係提供根據本文所述之實施例的包括第一光學部件與第二光學部件的帶電粒子束裝置的側視圖。

第4-5圖係提供根據本文所述之實施例的包括第一光學部件與第二光學部件的帶電粒子束裝置的上視圖。

第6圖提供根據本文所述之實施例的帶電粒子束裝置的側視圖。

第7-9圖提供根據本文所述之實施例的包括偵測器圓頂的帶電粒子束裝置的上視圖。

第10圖提供根據本文所述之實施例的包括第一偵測器與第二偵測器的帶電粒子束裝置的前視圖。

第11圖提供根據本文所述之實施例的包括第一ExB安排與第二ExB安排的光束分離單元的側視圖。

第12圖提供根據本文所述之實施例的第一ExB安排的上視圖。

第13圖提供根據本文描述之實施例的第二ExB安排的上視圖。

第14圖提供根據本文所述之實施例的包括色散補償單元的帶電粒子束裝置的側視圖。

第15圖圖示根據本文所述之實施例的帶電粒子束裝置。

第16-17圖提供說明根據本文所述之實施例操作帶電粒子束裝置的方法的流程圖。

現在將詳細地參考各種示例性實施例，其一或更多個實例圖示於每一圖中。每一實施例係藉故解釋之方式提供，並非意指為限制。舉例而言，圖示或描述為一個實施例的一部分的特徵可用於或與其他實施例結合以產生另外的實施例。本揭示包括這些修改及變化之意圖。

在圖式的下列描述中，相同的元件符號指稱相同的部件。僅描述關於個別實施例的不同之處。在圖式中所示之結構並不一定以真實比例描繪，而是用於更好地理解實施例。

如本文所用之術語「樣品」可包括但不限於半導體晶圓、半導體工件、及其他工件，如記憶碟及類似物。實施例可應用到其上沉積材料、檢查或結構化的任何工件。樣品可包括表面被結構化、成像或在其上沉積層。如本文所用之術語「帶電粒子」可包括電子、離子、原子、或其他帶電粒子。術語「初級帶電粒子」係指稱藉由光束發射器發射並導引到樣品的帶電粒子。術語「次級帶電粒 子」係指稱在樣品處或在樣品中產生的帶電粒子，及/或背散射帶電粒子。舉例而言，術語「次級電子」可包括次級電子(SE)、背散射電子(BSE)、及歐傑電子。若次級帶電粒子係為電子，則次級帶電粒子可例如包括歐傑電子與背散射電子。次級電子亦指稱為訊號電子，而次級帶電粒子亦指稱為訊號帶電粒子。

已知帶電粒子束系統100的建立係圖示在第1圖中。帶電粒子束系統100包括用於發射帶電粒子的光束發射器101。光束發射器可例如是電子槍。從光束發射器101發射的初級帶電粒子束110從光束發射器101行進到光束分離器130。初級帶電粒子束110在光束分離器130中偏轉，並隨後從光束分離器130行進到物鏡140，適於將初級帶電粒子束110聚焦到樣品160上。如第1圖所示之示例性系統，初級帶電粒子束110在從光束分離器130經由物鏡140行進到樣品160時，沿著光束分離器130與物鏡140的光軸150行進。

在初級帶電粒子束110撞擊到樣品160上之後，產生次級帶電粒子束120。次級帶電粒子束120從樣品160行進到光束分離器130，其中次級帶電粒子束120在初級帶電粒子束110的相反方向上行進。光束分離器130作用於主要與次級帶電粒子束上，並適於將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束。如圖所示，次級帶電粒子束120在光束分離器130中偏轉，其中該偏轉使得離開光束分離器的次級帶電粒子束被導引遠離初級帶電粒子束 110。次級帶電粒子束120可從光束分離器130沿著軸181行進到光學元件180。在第1圖中所示的示例性系統，光學元件180係為光束彎曲器，適於導引次級帶電粒子束120進一步遠離初級帶電粒子束110。在通過光學元件180之後，次級帶電粒子束120可藉由次級帶電粒子光學器影響(未圖示)，並導引到偵測器190。

偵測器190係用於偵測在次級帶電粒子束攜帶的資訊。為了提取關於樣品160的資訊的增加量(例如為了品質評估與半導體處理的控制)，偵測器190可能變得複雜而龐大，並由於帶電粒子束裝置的帶電粒子束柱的有限空間而產生問題。

本文所述之實施例係關於帶電粒子束裝置與操作該帶電粒子束裝置的方法。在提供以下實施例的詳細討論之前，預先參照第15圖所示的實施例討論一些態樣。

第15圖圖示示例性帶電粒子束裝置200。帶電粒子束裝置200包括定義光軸490的光束分離單元230，其中光束分離單元係為二維維恩(Wien)濾波器類型。帶電粒子束裝置200進一步包括色散補償單元1410，其中色散補償單元1410亦為二維維恩濾波器類型。帶電粒子束裝置200進一步包括偵測器圓頂700，偵測器圓頂700包括次級帶電粒子偵測器710、720、740、750、760，適於偵測以不同方向離開光束分離單元230的次級帶電粒子束120。在所圖示的示例性實施例中，五個次級帶電粒子偵測器都包括在偵測器圓頂700中。然 而，偵測器圓頂700亦可包含更少或更多個次級帶電粒子偵測器，如在下面詳細描述者。

在第15圖中所示的次級帶電粒子偵測器710、720、740、750、760被安排在樣品160上方、物鏡140上方、以及光束分離單元230上方。偵測器710、720、740、750、760的空間安排係為三維安排，其中偵測器710、720、740、750、760被安排在光束分離單元230上方具有圍繞光軸490的旋轉對稱的曲面701(例如半球)上的不同位置，如藉由虛線所指示。具體而言，偵測器710、720、及760可安排在第一圈1580，而偵測器740及750可安排在平行於第一圈1580的第二圈1590。圈1580與1590代表相對於光軸490在曲面701上的不同緯度。如圖所示，第二圈1590位於在光束分離單元230上方比第一圈1580更高的高度，而使得偵測器740與750被安排在比偵測器710、720、及760更高的高度。

第15圖所示之光束分離單元230適於產生電場與磁場，以作用在通過光束分離單元230的初級帶電粒子束110與次級帶電粒子束120。由於光束分離單元230係為二維維恩濾波器類型，可以在垂直於光軸490的平面上以任何期望方向產生電場與磁場，如將在下面所詳細討論的例如關於第11-13圖。因此，初級帶電粒子束110與次級帶電粒子束120可以在光束分離單元230所產生的電場與磁場的影響下以任何期望方向偏轉。更特定言之， 藉由適當地調整光束分離單元230所產生的電場與磁場，可偏轉離開光束分離單元230的次級帶電粒子束120，以行進到包括在偵測器圓頂700中的次級帶電粒子偵測器中之任何一者。在第15圖中，電場與磁場的配置使得次級帶電粒子束120偏轉以從光束分離單元230行進到偵測器720。藉由適當地調整場配置，亦可偏轉次級帶電粒子束120以從光束分離單元230行進到包括在偵測器圓頂700中的偵測器710、740、750、及760中之任何一者，如藉由虛線1510、1540、1550、及1560所分別指示。

由於二維維恩濾波器類型的光束分離單元230所產生的電場與磁場具有足夠大數量的自由度，次級帶電粒子束120所沿著行進的方向可獨立於初級帶電粒子束110所沿著行進的方向而選擇。更特定言之，藉由適當地調整光束分離單元230所產生的電場與磁場，可偏轉離開光束分離單元230的次級帶電粒子束120以行進到包括在偵測器圓頂700中之次級帶電粒子偵測器中之任何一者，而離開光束分離單元230的初級帶電粒子束110的路徑可以保持固定。

根據本文所述實施例之帶電粒子裝置與操作帶電粒子裝置之方法提升或至少減少關於次級帶電粒子偵測組件的空間限制。次級帶電粒子偵測器與其他光學部件(例如次級帶電粒子束光學器)可安排在光束分離單元上方的完整三維半空間，更具體而言，在不同高度或緯度 (或如將在下面進一步描述的極角)及/或在不同經度(或如將在下面進一步描述的方位角)。舉例而言，相較於初級帶電粒子束與次級帶電粒子束限制在單一平面中行進系統(例如第1圖所示之帶電粒子束系統100)，本文所述之實施例因此提供用於安排帶電粒子束裝置中之多個次級帶電粒子偵測器的額外空間。偵測器圓頂700使用樣品平面、物鏡140、及光束分離單元230上方的整個三維空間，以供偵測次級帶電粒子束。因此，提供次級帶電粒子束的改良偵測，其中提供足夠的空間以用於安排裝置中的多個偵測器。包括在偵測器圓頂中的多個偵測器可用於偵測次級帶電粒子束的多個屬性。

在第15圖中所示的實施例中，電場與磁場的配置使得初級帶電粒子束110偏轉以從光束分離單元230沿著光軸490行進到物鏡140。藉由適當調整電場與磁場的配置，可使初級帶電粒子束獨立於次級帶電粒子束偏轉的方向，沿著任何預選目標軸從光束分離單元遠離。因此，可從不同的方向檢查樣品。此舉可提供較從單一方向檢查樣品的情況的更多關於樣品表面的資訊。舉例而言，在直接從上方觀看時幾乎看不見的結構(如具有垂直壁的樣品表面中的溝槽)，但可藉由利用傾斜初級帶電粒子束的觀察而顯露。

光束分離單元230所產生的電場與磁場可引入初級帶電粒子束110的色散。色散可能導致初級帶電粒子具有不同而獨立的能量或動量，所以在光束分離單元 230中沒有經歷相同的偏轉。為了補償藉由光束分離單元230在初級帶電粒子束中引入的色散，第15圖所示的帶電粒子束裝置200包括色散補償單元1410，相對於初級帶電粒子束110安排在光束分離單元230的上游。由於色散係藉由光束分離單元230在二個維度中引入，色散補償單元1410係同樣為二維維恩濾波器類型。更特定言之，色散補償單元1410適於在垂直光軸490的平面中以任何方向產生靜電色散補償場與磁色散補償場，以補償由光束分離單元230所產生的電場與磁場所引入的色散。補償色散的優點是，可因此產生具有高電流密度的小帶電粒子探針。

在下文中，提供帶電粒子束裝置與操作帶電粒子束裝置的方法的實施例的詳細討論。

根據實施例，提供一種帶電粒子束裝置。本文所述之帶電粒子束裝置包括光束分離單元。帶電粒子束裝置可進一步包括與光束分離單元間隔開的第一光學部件，以及與光束分離單元及第一光學部件間隔開的第二光學部件。

第2及3圖提供根據本文所述之實施例在不同狀態的操作中的示例性帶電粒子束裝置的側視圖。第2-3圖所示的帶電粒子束裝置200包括光束分離單元230、第一光學部件210、及第二光學部件220。在所示之示例性實施例中，第一光學部件210及第二光學部件220係為光束彎曲器。

操作帶電粒子束裝置的方法包括產生初級帶電粒子束。初級帶電粒子束可藉由包括在帶電粒子束裝置中的光束發射器發射。

該方法進一步包括在光束分離單元中產生第一電場與第一磁場。舉例而言，在第2圖所示之實施例中，圖示光束分離單元230所產生的第一電場260與第一磁場270。

該方法進一步包括導引初級帶電粒子束通過產生第一電場與第一磁場的光束分離單元，其中初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第一電場與第一磁場的影響下對準第一目標軸。因此，初級帶電粒子束可在離開光束分離單元之後沿著第一目標軸行進。

舉例而言，在第2圖所示之帶電粒子束裝置200中，初級帶電粒子束110在離開光束分離單元230之後沿著第一目標軸250行進。在所示之示例性實施例中，第一目標軸250係為通過光束分離單元230的中心部垂直延伸的光束分離單元230的對稱軸。離開光束分離單元230的初級帶電粒子束110在第一電場260與第一磁場270的影響下沿著第一目標軸250垂直向下行進。第一目標軸亦可與物鏡140的對稱軸重合。在第2圖中，第一目標軸係為藉由光束分離單元230與物鏡140定義的光軸。

根據一些實施例，第一目標軸可延伸通過光束分離單元，其中第一目標軸相對於光束分離單元的定向可以是可變及/或可選擇的定向，例如取決於檢查或構造樣 品的不同模式。第一目標軸的定向可影響或決定初級帶電粒子束撞擊到樣品上的目標傾斜角。

舉例而言，第2圖所示之初級帶電粒子束110從光束分離單元230沿著第一目標軸250行進到物鏡140。由於第一目標軸250係為垂直定向，初級帶電粒子束110從光束分離單元230垂直向下行進到物鏡140。初級帶電粒子束110描繪為撞擊到樣品160上之狀態係垂直於樣品160之表面，此舉意味在所示之示例性實施例中，初級帶電粒子束110在樣品160上之傾斜角度係為90度。當然，初級帶電粒子束可在樣品的表面上掃描(例如藉由相應的偏轉電極(未圖示))，且因此可以不在所有位置垂直撞擊樣品。

具有可變傾斜角的優點是，可在傾斜光束模式中分析樣品。此舉可提供較從單一方向檢查樣品的情況的更多關於樣品表面的資訊。舉例而言，在直接從上方觀看時幾乎看不見的結構(如具有垂直壁的樣品表面中的溝槽)，但可藉由利用傾斜初級帶電粒子束的觀察而顯露。

光束分離單元可定義光軸。第一目標軸可與光軸重合。可替代地，第一目標軸相對於光軸傾斜。初級帶電粒子束可在進入光束分離單元之後及/或在離開光束分離單元之後沿著光軸行進。可替代地，初級帶電粒子束可在進入光束分離單元之前與光束分離單元的光軸成一角度行進。

光軸可為光束分離單元的對稱軸，例如光束分離單元的鏡軸。光軸可延伸通過光束分離單元的中心。帶電粒子束裝置可包括物鏡。光軸可替換地或共同地由物鏡定義。光束分離單元與物鏡可各自定義光軸，而光束分離單元的光軸可平行於物鏡的光軸或與物鏡的光軸重合。

初級帶電粒子束可在光束分離單元的不同側進入及離開光束分離單元，更特定為在光束分離單元的相對側。舉例而言，在如第2圖所示之帶電粒子束裝置，初級帶電粒子束110在光束分離單元230的上側進入光束分離，並在相對於光束分離單元230的上側的下側離開光束分離單元230。

根據實施例，初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可藉由或至少取決於第一電場及/或第一磁場決定。初級帶電粒子束可在第一電場及/或第一磁場的影響下在光束分離單元中偏轉。因此，初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可以不同於初級帶電粒子束進入光束分離單元的行進方向。

舉例而言，在第2圖所示的實施例中，初級帶電粒子束110進入光束分離單元230係相對於第一目標軸250傾斜。初級帶電粒子束110在第一電場260與第一磁場270的影響下，隨後在光束分離單元230中偏轉。偏轉使得初級帶電粒子束110在離開光束分離單元230之後沿著第一目標軸250行進。

根據其他實施例，第一電場與第一磁場可使得初級帶電粒子束並未在光束分離單元中偏轉。因此，初級帶電粒子束進入光束分離的行進方向與初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可以重合。

初級帶電粒子束上的第一電場的影響可包括初級帶電粒子束的靜電偏轉。第一電場產生電力。電力可作用在行進通過光束分離單元的初級帶電粒子束，並導致光束分離單元中的帶電粒子束的靜電偏轉。靜電偏轉在第一近似中，正比於第一電場的強度，並反比於行進通過光束分離單元的初級帶電粒子束的能量。初級帶電粒子束的靜電偏轉可以是一個空間維度的靜電偏轉或二個空間維度的靜電偏轉。

初級帶電粒子束上的第一磁場的影響可包括初級帶電粒子束的磁偏轉。第一磁場產生磁力。磁力可作用在行進通過光束分離單元的初級帶電粒子束，並導致初級帶電粒子束的磁偏轉。磁偏轉在第一近似中，正比於第一磁場的強度，並反比於通過光束分離單元的初級帶電粒子束的能量的平方根。初級帶電粒子束的磁偏轉可以是一個空間維度的磁偏轉或二個空間維度的磁偏轉。

至少在初級帶電粒子束通過第一電場的區域中，產生第一電場的方向及/或產生第一磁場的方向可垂直或基本上垂直於由光束分離單元定義的光軸。第一電場可以是均勻的第一電場。至少在初級帶電粒子束通過第一電場的區域中，第一磁場可以是均勻的第一磁場。至少在 初級帶電粒子束通過第一電場的區域中，第一電場可垂直或基本上垂直於第一磁場。此處，術語「基本上垂直」係意指小於或等於±10°的公差，特別是小於或等於±5°。

該方法進一步包括藉由初級帶電粒子束撞擊到樣品上產生次級帶電粒子束。樣品可佈置在光束分離單元的初級帶電粒子束離開光束分離單元的該側。次級帶電粒子束可在樣品的該側離開樣品，或從樣品的初級帶電粒子束撞擊到樣品的表面離開樣品。次級帶電粒子束可從與初級帶電粒子在撞擊到樣品之前直接行進的方向相反的方向遠離樣品。

舉例而言，在第2圖所示的帶電粒子束裝置200中，次級帶電粒子束120從樣品160沿著第一目標軸250垂直向上行進到光束分離單元230。因此，次級帶電粒子束120遠離樣品160的行進方向與初級帶電粒子束110朝向樣品160的行進方向相反。

根據一些實施例，該方法進一步包括在光束分離單元中從次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中次級帶電粒子束在第一電場與第一磁場的影響下偏轉，而從光束分離單元行進到第一光學部件。

次級帶電粒子束可通過光束分離單元行進。次級帶電粒子束可在光束分離單元的不同側進入及離開該光束分離單元，更特定為在光束分離單元的相對側。樣品可設置在光束分離單元的次級帶電粒子束進入光束分離單元的該側。初級帶電粒子束與次級帶電粒子束可在光束 分離單元的不同側進入光束分離單元，更特定為在光束分離單元的相對側。

從次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束可包括將離開光束分離單元的次級帶電粒子束導向遠離初級帶電粒子束在進入光束分離單元之前沿著行進的路徑。

離開光束分離單元的次級帶電粒子束的行進方向可藉由或取決於第一電場及/或第一磁場決定。離開光束分離單元的次級帶電粒子束的行進方向可與進入光束分離單元的次級帶電粒子束的行進方向不同。

次級帶電粒子束上的第一電場的影響可包括次級帶電粒子束的靜電偏轉。由第一電場產生的電力可作用在行進通過光束分離單元的次級帶電粒子束，並導致光束分離單元中的帶電粒子束的靜電偏轉。次級帶電粒子束的靜電偏轉在第一近似中，正比於第一電場的強度，並反比於行進通過光束分離單元的次級帶電粒子束的能量。次級帶電粒子束的靜電偏轉可以是一個空間維度的靜電偏轉或二個空間維度的靜電偏轉。

次級帶電粒子束上的第一磁場的影響可包括次級帶電粒子束的磁偏轉。由第一磁場產生的磁力可作用在行進通過光束分離單元的次級帶電粒子束，並導致次級帶電粒子束的磁偏轉。次級帶電粒子束的磁偏轉在第一近似中，正比於第一磁場的強度，並反比於通過光束分離單元的次級帶電粒子束的能量的平方根。次級帶電粒子束的 磁偏轉可以是一個空間維度的磁偏轉或二個空間維度的磁偏轉。

次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可在第一電場與第一磁場的影響下對準第二目標軸。第二目標軸可延伸通過光束分離單元，並通過第一光學部件。次級帶電粒子束可從光束分離單元沿著第二目標軸行進到第一光學部件。

第一光學部件可安排在帶電粒子束裝置的固定位置。第一光學部件相對於光束分離單元的相對位置可以固定。第二目標軸可藉由第一光學部件相對於光束分離裝置的相對位置或相對固定位置決定。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第一光學部件係為用於彎曲次級帶電粒子束的光束彎曲器。

舉例而言，第2-3圖所示之第一光學部件210係為光束彎曲器。光束彎曲器可例如是半球形區段。光束彎曲器可適於用於改變次級帶電粒子束的方向，而使得次級帶電粒子束進入光束彎曲器的行進方向不同於次級帶電粒子束離開光束彎曲器的行進方向。具體而言，光束彎曲器可安排成將次級帶電粒子束導向進一步遠離初級帶電粒子束。

根據其他實施例，第一光學部件係為次級粒子光學器或次級帶電粒子光學器的一部分，如透鏡或孔。

根據其他實施例，第一光學部件可為用於偵測次級帶電粒子束的偵測器。帶電粒子束裝置可包括偵測器圓頂，偵測器圓頂包括次級帶電粒子偵測器。第一光學部件可以是偵測器圓頂的次級帶電粒子偵測器的第一偵測器，如本文於別處進一步描述者。

次級帶電粒子束可從光束分離單元沿著第一光學路徑行進到第一光學部件。第一光學路徑可以與第二目標軸重合或部分重合。舉例而言，若第一光學部件係為光束彎曲器，則第一光學部件可相對於第一光學路徑直接安排在光束分離單元的下游。第一光學部件可以是沿著第一光學路徑影響次級帶電粒子束的下一個光學元件。可替代地，舉例而言，若第一光學部件係為次級粒子光學器或偵測器(之一部分)，則第一光學部件可以不直接設置在沿著第一光學路徑的下游。可能有另一光學元件(例如光束彎曲器)在次級帶電粒子束到達第一光學部件之前，影響光束分離單元與第一光學部件之間的第一光學路徑上的次級帶電粒子束。

第3圖圖示帶電粒子束裝置200，其中在光束分離單元230中產生第二電場360與第二磁場370。在所示的實施例中，第二磁場370不同於第一磁場270，及/或第二電場360不同於第一電場260。換言之，在第3圖所示之實施例中，在光束分離單元230中產生的電場與磁場中之至少一者不同於第2圖所示之實施例。具體而言，第二電場的場強度可以不同於第一電場的場強度，但附加 或可替代地，方向及/或場的幾何形狀可能不同。第二磁場的場強度可以不同於第一磁場的場強度，但附加或可替代地，方向及/或場的幾何形狀可能不同。

如進一步示於第3圖，次級帶電粒子束120通過產生第二電場360與第二磁場370的光束分離單元230。第二電場360與第二磁場370的影響導致次級帶電粒子束120的偏轉。由於在光束分離單元230中產生的電場及/或磁場不同於第2圖所示之實施例，第3圖所示之次級帶電粒子束120以不同於第2圖所示之次級帶電粒子束的方向偏轉。更特定而言，第3圖所示之次級帶電粒子束120偏轉以從光束分離單元230行進到第二光學部件220。此外，即使已調整在光束分離單元中產生的電場及/或磁場，場配置使得離開光束分離單元230的初級帶電粒子束110仍然沿著第一目標軸250行進，如第2圖的情況。

根據實施例，該方法進一步包括在光束分離裝置中產生第二電場與第二磁場。第二電場可以不同於第一電場，及/或第二磁場可以不同於第一磁場。更具體而言，第二電場的幅度可以不同於第一電場的幅度，及/或第二磁場的幅度可以不同於第一磁場的幅度。可替代或附加地，產生第二電場的方向可以不同於產生第一電場的方向，及/或產生第二磁場的方向可以不同於產生第一磁場的方向。

該方法進一步包括導引初級帶電粒子束通過產生第二電場與第二磁場的光束分離單元，其中初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第一電場與第一磁場的影響下對準第一目標軸。初級帶電粒子束在離開光束分離單元之後沿著第一目標軸行進。初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可藉由及/或取決於第二電場及/或第二磁場決定。

初級帶電粒子束可在第二電場及/或第二磁場的影響下在光束分離單元中偏轉。因此，初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可以不同於初級帶電粒子束進入光束分離單元的行進方向。可替代地，第二電場與第二磁場可使得初級帶電粒子束並未在光束分離單元中偏轉。因此，初級帶電粒子束進入光束分離的行進方向可以與初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向重合。

初級帶電粒子束上的第二電場的影響可以包括初級帶電粒子束的靜電偏轉。第二電場產生電力。電力可作用在行進通過光束分離單元的初級帶電粒子束，並導致帶電粒子束在光束分離單元中的靜電偏轉。初級帶電粒子束的靜電偏轉在第一近似中，正比於第二電場的強度，並反比於初級帶電粒子束行進通過光束分離單元的能量。初級帶電粒子束的靜電偏轉可以是一個空間維度的靜電偏轉或二個空間維度的靜電偏轉。

初級帶電粒子束上的第二磁場的影響可包括初級帶電粒子束的磁偏轉。第二磁場產生磁力。磁力可作 用在行進通過光束分離單元的初級帶電粒子束，並導致初級帶電粒子束的磁偏轉。初級帶電粒子束的磁偏轉在第一近似中，正比於第二磁場的強度，並反比於初級帶電粒子束通過光束分離單元的能量的平方根。初級帶電粒子束的磁偏轉可以是一個空間維度的磁偏轉或二個空間維度的磁偏轉。

至少在初級帶電粒子束通過第一電場的區域中，產生第二電場的方向及/或產生第二磁場的方向可垂直於或基本上垂直於由光束分離單元定義的光軸。第二電場可以是均勻的第二電場。至少在初級帶電粒子束通過第一電場的區域中，第二磁場可以是均勻的或基本上均勻的第二磁場。第二電場可垂直於或基本上垂直於第二磁場。此處，術語「基本上垂直」係意指小於或等於±10°的公差，更特定為小於或等於±5°。

該方法進一步包括在光束分離單元中從次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中次級帶電粒子束在第二電場與第二磁場的影響下偏轉，以從光束分離單元行進到第二光學部件。次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可藉由或者取決於第二電場及/或第二磁場決定。次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可以不同於次級帶電粒子束進入光束分離單元的行進方向。次級帶電粒子束離開產生第二電場與第二磁場的光束分離單元的行進方向不同於次級帶電粒子束離開產生第一電場與第一磁場的光束分離單元的行進方向。

次級帶電粒子束上的第二電場的影響可包括次級帶電粒子束的靜電偏轉。由第二電場產生的電力可作用在行進通過光束分離單元的次級帶電粒子束，並導致次級帶電粒子束在光束分離單元中的靜電偏轉。次級帶電粒子束的靜電偏轉在第一近似中，正比於第二電場的強度，並反比於次級帶電粒子束行進通過光束分離單元的能量。次級帶電粒子束的靜電偏轉可以是一個空間維度的靜電偏轉或二個空間維度的靜電偏轉。

次級帶電粒子束上的第二磁場的影響可包括次級帶電粒子束的磁偏轉。由第二磁場產生的磁力可作用在行進通過光束分離單元的次級帶電粒子束，並導致次級帶電粒子束的磁偏轉。次級帶電粒子束的磁偏轉在第一近似中，正比於第二磁場的強度，並反比於次級帶電粒子束通過光束分離單元的能量的平方根。次級帶電粒子束的磁偏轉可以是一個空間維度的磁偏轉或二個空間維度的磁偏轉。

次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可在第二電場與第二磁場的影響下對準第三目標軸。第三目標軸可以不同於第二目標軸。第三目標軸可延伸通過光束分離單元與第二光學部件。次級帶電粒子束可從光束分離單元沿著第三目標軸行進到第二光學部件。

第二光學部件可安排在帶電粒子束裝置的固定位置。第二光學部件相對於光束分離單元的相對位置可 以固定。第三目標軸可藉由第二光學部件相對於光束分離裝置的相對位置或固定相對位置決定。

在垂直於由光束分離單元定義的光軸的方向上從第一光學部件到光軸的距離可以相同於在垂直於光軸的方向上從第二光學部件到光軸的距離。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第二光學部件係為用於彎曲次級帶電粒子束的光束彎曲器。

舉例而言，第2-3圖所示之第二光學部件220係為光束彎曲器。根據其他實施例，第二光學部件是次級粒子光學器或次級帶電粒子光學器之一部分，例如透鏡或孔。根據其他實施例，第二光學部件可以是用於偵測次級帶電粒子束的偵測器。更特定言之，第二光學部件可以是偵測器圓頂的次級帶電粒子偵測器的第二偵測器。

次級帶電粒子束可從光束分離單元沿著第二光學路徑行進到第二光學部件。第二光學路徑可與第二目標軸重合或部分重合。第二光學路徑可以不同於或不相交於第一光學路徑。第二光學路徑可從第一光學路徑間隔開。舉例而言，若第二光學部件係為光束彎曲器，則第二光學部件可相對於第一光學路徑直接安排在光束分離單元的下游。第二光學部件可以是沿著第二光學路徑影響次級帶電粒子束的下一光學部件。可替代地，若第二光學部件係為次級粒子光學器或偵測器(之一部分)，則第二光學部件可以不直接設置在沿著第二光學路徑的下游。可能 有另一光學元件(例如光束彎曲器)在次級帶電粒子束到達第二光學部件之前，影響光束分離單元與第二光學部件之間的第二光學路徑上的次級帶電粒子束。

第二光學部件相對於光束分離單元與相對於第一光學部件的相對位置可使得第一光學部件、第二光學部件、及光束分離單元形成三角形及/或非共線的角。第二光學部件可從通過光束分離單元、通過第一光學部件、及通過包含在帶電粒子束裝置中的光束發射器延伸的平面間隔開。

第一電場、第二電場、第一磁場、及/或第二磁場可以是偶極場。偶極場可藉由一或更多個偶極元件產生，可藉由一或更多個四極元件產生，及/或可藉由一或更多個n階多極元件產生(n8)。

因此，本文所述之實施例允許藉由調整在光束分離單元中產生的電場及/或磁場，改變次級帶電粒子束在光束分離單元中偏轉的方向。因此，次級帶電粒子束可以在例如第一時刻導向以從光束分離單元行進到第一光學部件，並在例如在稍後時刻導向以從光束分離單元行進到第二光學部件，第二光學部件係與第一光學部件間隔開。因此，可取得用於安排帶電粒子束裝置中的第一光學部件與第二光學部件的空間。

此外，藉由適當地調整在光束分離單元中產生的電場與磁場，初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可以保持恆定，而使得來自光束分離單元的對準第一 目標軸的初級帶電粒子束獨立於次級帶電粒子束的偏轉方向行進。可以例如取決於初級帶電粒子束對樣品的目標傾斜角預選第一目標軸。

第4及5圖提供根據本文所述之實施例的不同操作狀態的帶電粒子束裝置的上視圖。第4-5圖所示之場260、270、360、及370，與在下面第7-8圖所討論者係為示意圖，並不意欲代表實際的場配置。

第4-5圖所示之光束分離單元230定義光軸490，如所指示者，光軸490重合第一目標軸250。光軸490垂直於繪圖平面延伸，而使得光軸490係藉由點代表。第一平面410包含光軸490，並延伸通過第一光學部件210。第二平面420包含光軸490，並延伸通過第二光學部件220。在第4及5圖中，第一平面410延伸通過第一光學部件210的中心，例如第一光學部件的對稱軸或平面，而第二平面420延伸通過第二光學部件220的中心，例如第二光學部件的對稱軸或平面。在第4及5圖的上視圖中，第一平面410垂直於繪圖平面延伸，並表示為第一線。類似地，第二平面420垂直於繪圖平面延伸，並表示為第二線。第二平面420與第一平面410彼此相交，藉由光軸490形成交點。方位角430存在於第一平面410與第二平面420之間。

第4圖所示之次級帶電粒子束120在第一電場260與第一磁場270的影響下，在光束分離單元230中偏轉，以從光束分離單元230行進到第一光學部件210。在 所示之示例性實施例中，第一電場260具有二個空間分量，亦即以x方向450為參照而定義的x分量261，以及以y方向460為參照而定義的y分量262。第一電場260係為x分量261與y分量262的疊加，更特定為向量總和。x方向450垂直於y方向460，而x方向450與y方向460二者皆垂直於光軸490。第一磁場270亦具有二個空間分量，亦即x分量271與y分量272。第一磁場270係為x分量271與y分量272的疊加，更特定為向量總和。第一電場260與第一磁場270二者皆具有x分量與y分量，且能夠影響初級帶電粒子束與次級帶電粒子束在x方向450與y方向460二者的行進方向。第一電場260與第一磁場270的場配置使得次級帶電粒子束120偏轉，而以良好對準的方式從光束分離單元230行進到第一光學部件210。更特定言之，在所示之示例性實施例中，次級帶電粒子束120在第一平面410中行進到第一光學部件210。同時，第一磁場與第一電場260的場配置270使得初級帶電粒子束110在離開光束分離單元230之後沿著第一目標軸250行進。此處，初級帶電粒子束未在x方向上偏轉，而停留在y-z平面。

第5圖所示之次級帶電粒子束120在第二電場360與第二磁場370的影響下，在光束分離單元230中偏轉，以從光束分離單元230行進到第二光學部件220。第二電場360具有二個空間分量，亦即x分量361與y分量362。第二電場360係為x分量361與y分量362的疊加， 更特定為向量總和。第二磁場370亦具有二個空間分量，亦即x分量371與y分量372。第二磁場370係為x分量371與y分量372的疊加，更特定為向量總和。第二電場360與第二磁場370的場結構使得次級帶電粒子束120偏轉而以良好對準的方式從光束分離單元230行進到第二光學部件220。更特定言之，在所示之示例性實施例中，次級帶電粒子束120在第二平面420中行進到第二光學部件220。同時，第二電場360與第二磁場370的場配置使得初級帶電粒子束110在離開光束分離單元230之後仍沿著第一目標軸250行進。再次，在此實施例中，初級帶電粒子束並未在x方向上偏轉，而停留在y-z平面。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，光束分離單元定義光軸，而方位角存在於第一平面與第二平面之間。第一平面包含光軸，並可延伸通過第一光學部件，而第二平面包含光軸，並可延伸通過第二光學部件。第一光學部件可從第二平面間隔開，及/或第二光學部件可從第一平面間隔開。第一平面可以不同於第二平面。第一平面可延伸通過第一光學部件的中心，並可以例如包含第一光學部件的對稱軸或平面。第二平面可延伸通過第二光學部件的中心，並可以例如包含第二光學部件的對稱軸或平面。方位角可在從5至145度的範圍，更特定為10至100度，又更特定為25至60度。方位角可以例如約45度。方位角可以提供用於第一光學部件與第二光學部件之間的足夠距離，例如在第一光束彎曲器與第二光 束彎曲器之間，以及亦在隨後的次級帶電粒子光學器與各別偵測器之間。

因此，本文所述之實施例提供一種帶電粒子束裝置，其中次級帶電粒子束可以在不同平面中遠離光束分離單元。因此，相較於初級帶電粒子束與次級帶電粒子束被限制在單一平面中行進的系統，本文所述之實施例提供用於在帶電粒子束裝置中安排次級帶電粒子光學器及/或偵測器的額外空間。實際上，在樣品或物鏡上方的三維區域因此可用於安排多個次級帶電粒子光學器及/或偵測器，而偵測器可安排以形成偵測器圓頂。

第一電場可具有二個可調整自由度，更特定為二個可調整空間分量。第一電場可具有空間分量，更特定為可調整空間分量，並以第一參照方向定義，例如第4圖所示之以x方向450定義之x分量261。第一參照方向可以垂直於由光束分離單元定義的光軸。第一電場可具有空間分量，更特定為可調整空間分量，並以第二參照方向定義，例如第4圖所示之以y方向460定義之y分量262。第二參照方向可以垂直於由光束分離單元定義的光軸及/或第一參照方向。

第一磁場可具有二個可調整自由度，更特定為二個可調整空間分量。第一磁場可具有空間分量，更特定為可調整空間分量，並以第三參照方向定義，例如第4圖所示之以x方向450定義之x分量271。第三參照方向可以相同於第一參照方向。舉例而言，在第4-5圖所示之實施 例中，第三參照方向與第一參照方向二者可以與x方向450重合。第三參照方向可以垂直於由光束分離單元定義的光軸。第一磁場可具有空間分量，更特定為可調整空間分量，並以第四參照方向定義，例如第4圖所示之以y方向460定義之y分量272。第四參照方向可以相同於第二參照方向。舉例而言，在第4-5圖所示之實施例中，第四參照方向與第二參照方向二者可以與y方向460重合。第四參照方向可以垂直於由光束分離單元定義的光軸及/或第三參照方向。

第二電場可具有二個可調整自由度，更特定為二個可調整空間分量。第二電場可具有空間分量，更特定為可調整空間分量，並以第一參照方向定義，例如第5圖所示之以x方向450定義之x分量361。第二電場可具有空間分量，更特定為可調整空間分量，並以第二參照方向定義，例如第5圖所示之以y方向460定義之y分量362。

第二磁場可具有二個可調整自由度，更特定為二個可調整空間分量。第二磁場可具有空間分量，更特定為可調整空間分量，並以第三參照方向定義，例如第5圖所示之以x方向450定義之x分量371。第二磁場可具有空間分量，更特定為可調整空間分量，並以第四參照方向定義，例如第5圖所示之以y方向460定義之y分量372。

第一電場、第二電場、第一磁場、第二磁場、以及根據下面描述的實施例的第三電場與第三磁場可藉由二維維恩濾波器類型的光束分離單元產生。二維維恩濾 波器類型的光束分離單元經配置以產生電場與磁場，其可以在垂直於由光束分離單元定義的光軸的平面上具有任何定向，其中電場與磁場可以彼此垂直。相對於給定坐標系統(如第4及5圖中所示之利用x軸450與y軸460的坐標系統)，藉由二維維恩濾波器類型的光束分離單元產生的第一電場、第二電場、第一磁場、第二磁場、第三電場、及第三磁場具有二個空間分量，一個在x方向，而一個在y方向。維恩濾波器類型的光束分離單元的實例將以第12及13圖說明。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第一光學部件在垂直於樣品平面的方向上與樣品平面間隔第一距離，而第二光學部件在垂直於樣品平面的方向上與樣品平面間隔第二距離。第二距離可以不同於第一距離。

第6圖提供帶電粒子束裝置的實施例的側視圖，其中第一光學部件210在垂直於樣品平面的方向上與樣品平面600間隔第一距離610，而第二光學部件220在垂直於樣品平面的方向上與樣品平面間隔第二距離620。樣品平面通過樣品160，或至少平行於樣品160。樣品平面可藉由樣品保持器(未圖示)定義，樣品保持器保持樣品160，例如藉由樣品保持器的上表面。第6圖所示之樣品平面600垂直於光軸490。第一距離610不同於第二距離620。因此，相較於第二光學部件220，第一光學部件210被安排在在樣品160上方不同的高度，更特定 為更高的高度。換言之，當將在光束分離單元230的中心的光軸490上的點O作為球形的座標系統的原點時，光軸490與連接到點O及第一光學部件210的線之間的極角611不同於光軸490與連接到點O及第二光學部件220的線之間的極角621。在此球形座標系統的第一光學部件210與第二光學部件220的方位角無法在第6圖的側視圖中看出。方位角可以相同(而因此第一光學部件210及第二光學部件220在一個平面上)，或者可以不同，如第4及5圖所示之實施例，其中大於零的相對方位角(圖示為方位角430)存在於第一光學部件210與第二光學部件之間。

根據一些實施例，樣品平面可延伸通過樣品，及/或垂直於藉由光束分離單元定義的光軸。樣品平面可平行於樣品的表面，更特定為藉由帶電粒子束裝置檢查及/或結構化的表面。樣品平面可藉由樣品支撐器定義，更特定為藉由支撐樣品的樣品支撐器的表面，如其上表面。樣品平面可重合或平行於沿著樣品輸送到帶電粒子束裝置及/或離開帶電粒子束裝置的平面。第一光學部件可安排在樣品平面與第二光學部件的相同側。垂直於樣品平面的方向可平行於由光束分離單元定義的光軸。第一距離可以是垂直距離，及/或第二距離可以是垂直距離。第一距離可以是樣品或樣品平面上方的第一高度。第二距離可以是樣品或樣品平面上方的第二高度。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第一電場可取決於第一光學部件相對於光束分離單元的相對位置產生，取決於第一距離產生，及/或取決於第一平面與包含由光束分離單元定義的光軸的零平面之間的方位角產生。任意選擇零平面以固定座標系統。參照第4圖，零平面可例如參照零平面440。如圖所示，零平面440包含光軸490與進入光束分離單元230之後在零平面440中行進的初級帶電粒子束110。在第4圖所示的實施例中，第一平面410與零平面440之間的方位角可以是例如角度441。

第一電場的幅度及/或產生第一電場的方向可取決於第一光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第一距離、及/或第一平面與零平面之間的方位角，或藉由第一光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第一距離、及/或第一平面與零平面之間的方位角決定。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第一磁場可取決於第一光學部件相對於光束分離單元的相對位置產生，取決於第一距離產生，及/或取決於第一平面與零平面之間的方位角產生。第一磁場的幅度及/或產生第一磁場的方向可取決於第一光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第一距離、及/或第一平面與零平面之間的方位角，或藉由第一光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第一距離、及/或第一平面與零平面之間的方位角決定。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第二電場可取決於第二光學部件相對於光束分離單元的相對位置產生，取決於第二距離產生，及/或取決於第二平面與零平面之間的方位角產生。在第5圖所示之實施例中，第二平面420與零平面440之間的方位角可以是例如角度442。

第二電場的幅度及/或產生第二電場的方向可取決於第二光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第二距離、及/或第二平面與零平面之間的方位角，或藉由第二光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第二距離、及/或第二平面與零平面之間的方位角決定。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第二磁場可取決於第二光學部件相對於光束分離單元的相對位置產生，取決於第二距離產生，及/或取決於第二平面與零平面之間的方位角產生。第二磁場的幅度及/或產生第二磁場的方向可取決於第二光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第二距離、及/或第二平面與零平面之間的方位角，或藉由第二光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第二距離、及/或第二平面與零平面之間的方位角決定。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，帶電粒子束裝置包括偵測器圓頂，偵測器圓頂包括次級帶電粒子偵測器。次級帶電粒子偵測器適於偵測次級帶電粒子束。當次級帶電粒子束取決於光束分離單元的 場配置，而以不同行進方向離開光束分離單元時，次級帶電粒子束可在不同時間導向不同次級帶電粒子偵測器，以供偵測。包括在偵測器圓頂中的次級帶電粒子偵測器可以是複數個次級帶電粒子偵測器，如2-20個次級帶電粒子偵測器，例如2個、3個、4個、6個、8個、12個、或16個次級帶電粒子偵測器。次級帶電粒子偵測器包括第一偵測器與第二偵測器。第二偵測器與第一偵測器間隔開。第一偵測器可安排在與第二偵測器離光軸的距離相同，或者可安排在不同距離。偵測器圓頂的進一步偵測器係與各自的其他偵測器間隔開，並且可安排在離光軸的相同距離，或在不同距離。

第7-8圖提供帶電粒子束裝置的實施例的上視圖。帶電粒子束裝置200包括偵測器圓頂700。偵測器圓頂700包括第一偵測器710與第二偵測器720。在所示之示例性實施例中，第一平面410包含光軸490，延伸通過第一偵測器710，且延伸通過第一光學部件210。第二平面420包含光軸490，延伸通過第二偵測器720，且延伸通過第二光學部件220。偵測器圓頂700可包括進一步偵測器。舉例而言，偵測器圓頂700可包括第三偵測器740，以虛線圖示。包含光軸490的第三平面735延伸通過第三偵測器740，並通過第三光學部件730。第三平面735相對於第一平面410形成的(相對)方位角大於零，而相對於第二平面420形成的(相對)方位角大於零。

如第7圖所示，在第一電場260與第一磁場270的影響下，次級帶電粒子束120在光束分離單元230中偏轉。經偏轉的次級帶電粒子束120從光束分離單元230經由第一光學部件210行進到第一偵測器710，其中次級帶電粒子束120在第一平面410中行進。藉由在偵測器圓頂700的偵測側705處的第一偵測器710偵測到次級帶電粒子束120。

如第8圖所示，在第二電場360與第二磁場370的影響下，次級帶電粒子束120在光束分離單元230中偏轉。經偏轉的次級帶電粒子束120從光束分離單元230經由第二光學部件220行進到第二偵測器720，其中次級帶電粒子束120在第二平面420中行進。藉由在偵測器圓頂700的偵測側705處的第二偵測器720偵測到次級帶電粒子束120。

光束分離單元230可產生第三電場與第三磁場，並偏轉次級帶電粒子束120，而使得次級帶電粒子束120經由第三光學部件730行進到第三偵測器740，其中次級帶電粒子光束120在第三平面735中行進。可形成光束分離單元的電場與磁場的場配置，而使得當次級帶電粒子束時120偏轉朝向相應光學部件及/或偵測器時，初級帶電粒子束的路徑不受影響。因此，第7-8圖所示之偵測器圓頂700允許偵測以不同方向遠離光束分離單元230的次級帶電粒子光束120，更特定為不同方位角方向。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，該方法進一步包括將次級帶電粒子束從第一光學部件導引到第一偵測器，以及利用第一偵測器偵測次級帶電粒子束。第一光學部件可相對於次級帶電粒子束的第一光學路徑安排在光束分離單元的下游與第一偵測器的上游。次級帶電粒子束可從第一光學部件沿著直線行進到第一偵測器，但亦可藉由透鏡或孔成形。第一平面可包含由光束分離單元定義的光軸，可延伸通過第一光學部件，及/或可延伸通過第一偵測器。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，該方法進一步包括將次級帶電粒子束從第二光學部件導引到第二偵測器，以及利用第二偵測器偵測次級帶電粒子束。第二光學部件可相對於次級帶電粒子束的第二光學路徑安排在光束分離單元的下游與第二偵測器的上游。次級帶電粒子束可從第二光學部件沿著直線行進到第二偵測器，但亦可藉由透鏡或孔成形。第二平面可包含由光束分離單元定義的光軸，可延伸通過第二光學部件，及/或可延伸通過第二偵測器。

偵測器圓頂的次級帶電粒子偵測器可以是次級帶電粒子偵測器陣列，更特定為二維次級帶電粒子偵測器陣列。次級帶電粒子偵測器陣列可安排在曲面上，更特定為球形表面。次級帶電粒子偵測器可安排在離光束分離單元基本上相等的距離上。第一偵測器與第二偵測器可安排在離光束分離單元基本上相等的距離。因此，次級帶電 粒子束從光束分離單元行進到第一偵測器的距離可以基本上相同於次級帶電粒子束從光束分離單元行進到第二偵測器的距離。此處，術語「基本上相等的距離」或「基本上相同的距離」的術語意指比較二個距離的比率的範圍係從0.95至1.05。

第一偵測器、第二偵測器、及/或偵測器圓頂的次級帶電粒子偵測器可以從包括在帶電粒子束裝置中的光束發射器間隔開。第一偵測器、第二偵測器、及/或偵測器圓頂可安排在包括在帶電粒子束裝置中的物鏡上方。第一偵測器、第二偵測器、及/或偵測器圓頂可安排在物鏡的樣品側的對面。第一偵測器、第二偵測器、及/或偵測器圓頂可安排在光束分離單元上方，如在光束分離單元相對於樣品平面所在側的一側。

帶電粒子束裝置中的偵測器圓頂的空間安排可以固定。第一偵測器、第二偵測器、及/或在偵測器圓頂中的次級帶電粒子偵測器的空間安排可以固定。第一偵測器可與第二偵測器分離。

第一偵測器與第二偵測器可以是獨立偵測器。第一偵測器可適於偵測次級帶電粒子束裝置的第一屬性。第二偵測器可適於偵測次級帶電粒子束的第二屬性，其中第二屬性不同於第一屬性。進一步偵測器可適於偵測更進一步的不同屬性。換言之，第一偵測器、第二偵測器、任何進一步偵測器(如果存在)可以是不同類型的偵測器，及/或用於不同目的。第一偵測器、第二偵測器、及 偵測器圓頂的任何進一步偵測器可以是從包括以下或由以下組成的群組所選擇的類型：閃爍體偵測器；PIN二極體式偵測器；陣列偵測器安排；用於能量分析之偵測器安排；減速電場分析器；或能量色散分析器。第一偵測器、第二偵測器、及偵測器圓頂的任何進一步偵測器可各別經配置為用於低探針電流的專用次級電子偵測器、用於高探針電流的專用次級電子偵測器、背散射電子偵測器、及能量濾波器偵測器中之一者。舉例而言，第一偵測器可以是專用於偵測次級電子的低探針電流的閃爍體偵測器，而第二偵測器可以是用於偵測次級電子的高探針電流的PIN二極體式偵測器。作為進一步實例，第三偵測器可以是專用於能量分析SE分析、BSE分析、或歐傑電子分析的減速電場分析器，其中BSE能量分析可例如用於材料特性。

因此，本文所述之實施例允許多個次級帶電粒子偵測器的組件包括在帶電粒子束裝置中。具有多個偵測器提供可偵測到次級帶電粒子束的多個不同屬性的優點。在高性能的工具中(更特定為設計以用於晶圓及/或遮罩檢查、用於缺陷檢驗或計量的工具)，大量偵測器特別有利，例如作為專用SE偵測器的用於低探針電流的閃爍體偵測器、用於高探針電流的PIN二極體式偵測器、以及BSE偵測器與能量濾波器偵測器。

第9圖提供帶電粒子束裝置的實施例的上視圖。帶電粒子束裝置200包括光束發射器101、光束分離單元230、及包括次級帶電粒子偵測器的偵測器圓頂 700，次級帶電粒子偵測器包括第一偵測器710與第二偵測器720。第一偵測器710配置在光束分離單元230相對於第一光學路徑910的下游。若例如根據本文所述之實施例在光束分離單元230中產生第一電場與第一磁場，則第一光學路徑910可以是沿著次級帶電粒子束行進的路徑。若例如根據本文所述之實施例在光束分離單元230中產生第二電場與第二磁場，則第二光學路徑920可以是沿著次級帶電粒子束行進的路徑。在第9圖所示之示例性實施例中，第一光學路徑910係包含在第一平面410中，而第二光學路徑920係包含在第二平面420中，其中方位角430存在於第一平面410與第二平面420之間。因此，第一光學路徑910與第二光學路徑920不相交。

第10圖圖示根據另一實施例的帶電粒子束裝置。第一參照軸1010延伸通過光束分離單元230，並通過第一偵測器710。第一參照軸1010係包含在第一平面410中。第一極角1011存在於光軸490與第一參照軸1010之間。第10圖進一步圖示第二參照軸1020，第二參照軸1020延伸通過光束分離單元230，並通過第二偵測器720。第二參照軸1020係包含在第二平面420中。第二極角1021存在於光軸490與第二參照軸1020之間。在第10圖中所示之實施例中，第二極角1021與第一極角1011相同。因此，相對於光束分離單元230以相對於光軸490的相等極角對稱安排第一偵測器710與第二偵測器720。可替代地，第一極角與第二極角可以不同。

在第一偵測器710與第二偵測器720之外，偵測器圓頂700可包括第三偵測器740。第三參照軸1060延伸通過光束分離單元230，並通過第三偵測器740。第三參照軸1060係包含在第三平面中，第三平面係與第二平面420重合。第三極角1061存在於光軸490與第三參照軸1060之間。第三極角1061不同於第二極角1021。類似地，第四偵測器(未圖示)可安排在第一平面中，以及通過第四偵測器且通過光束分離單元的參照軸將造成相對於光軸490的第四極角，第四極角不同於第一極角1011。

在第10圖所示之示例性實施例中，第一光學路徑910可以是與光束分離單元230與第一偵測器710之間的第一參照軸1010的區段重合的直線。因此，在正常的操作條件下，從光束分離單元230行進到第一偵測器710的次級帶電粒子束將沿著第一參照軸1010行進。可替換地，特別是若具有第一偵測器710與光束分離單元230之間的進一步光學部件(如光束彎曲器及/或次級帶電粒子光學器)，則第一光學路徑可至少部分彎曲，且不與第一參照軸1010重合。類似地，第10圖所示之第二光學路徑920可以是與光束分離單元230與第二偵測器720之間的第二參照軸1020的區段重合的直線。因此，在正常的操作條件下，從光束分離單元230行進到第二偵測器720的次級帶電粒子束將沿著第二參照軸1020行進。可替換地，特別是若具有第二偵測器720與光束分離 單元230之間的進一步光學部件(如光束彎曲器及/或次級帶電粒子光學器)，則第二光學路徑可至少部分彎曲，且不與第一參照軸1010重合。類似屬性可保持以用於第三、第四、或任何進一步偵測器。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第一極角存在於由光束分離單元定義的光軸與第一參照軸之間，第一參照軸係包含在第一平面中，且延伸通過光束分離單元，並通過第一偵測器。第一極角可以在從0至45度的範圍，更特定為從0至30度，又更特定為從0至20度。根據實施例，第二極角存在於光軸與第二參照軸之間，第二參照軸係包含在第二平面中，且延伸通過光束分離單元，並通過第二偵測器。第二極角可以在從0至45度的範圍，更特定為從0至30度，又更特定為從0至20度。

第二極角可與第一極角相同。更特定言之，第一極角的幅度可以等於第二極角的幅度。可替代地，第二極角可以不同於第一極角。第一極角與第二極角之間的差可以在從0至45度的範圍，更特定為從0至30度，又更特定為從0至20度。

第11圖提供根據實施例的二維維恩濾波器類型的光束分離單元的示例性實施例的側視圖。第11圖所示之光束分離單元230包括第一ExB安排1110與第二ExB安排1120。第一ExB安排1110與第二ExB安排1120係各自為建立垂直電場與磁場的一維維恩濾波器類 型。第一ExB安排1110與第二ExB安排係為相同或相似的結構，但不同定向，例如彼此相對為90°角。第一ExB安排1110與第二ExB安排1120沿著光軸490安排在相同位置。第一ExB安排1110與第二ExB安排1120在相同空間區域中建立其各自的電場與磁場分量。垂直定向光軸490可以是光束分離單元230的對稱軸，特別是90°旋轉對稱軸。

第11圖所示之光束分離單元230適於產生電場與磁場。由光束分離單元230產生的電場係為由第一ExB安排1110產生的電場分量與由第二ExB安排1120產生的電場分量的疊加。由光束分離單元230產生的磁場係為由第一ExB安排1110產生的磁場分量與由第二ExB安排1120產生的磁場分量的疊加。

可替代地，第一ExB安排1110與第二ExB安排1120可以依順序沿著光軸安排。舉例而言，第一ExB安排1110可安排在第二ExB安排1120上方。在又進一步的替代實施例中，可沿著光軸490的不同位置產生各別具有二個空間分量的第一電場與第一磁場，或甚至可沿著光軸490的不同位置產生每一獨立場分量，例如可沿著光軸490的不同位置產生第一電場分量、垂直於第一電場分量的第二電場分量、第一磁場分量、及垂直於第一磁場分量的第二磁場分量。

第12圖提供根據一個實例的第一ExB安排1110的上視圖。第一ExB安排1110包括第一靜電光束 分離部1210，第一靜電光束分離部1210包括二個電極板1211與1212，二個電極板1211與1212經安排成在光軸490上的相對側互相平行。電極板1211與1212經安排以垂直於繪圖平面。電極板1211與1212適於沿著y方向460產生第一電場分量。第一ExB安排1110進一步包括第一磁光束分離部1220。第一磁光束分離部1220包括安排成互相平行的線圈1221與1223形式的電磁體。線圈1221與1223經安排以垂直於繪圖平面。線圈1221與1223適於沿著x方向450產生第一磁場分量。若帶電粒子束(例如初級帶電粒子束或次級帶電粒子束)沿著光軸490進入第一ExB安排1110，則帶電粒子束被由第一ExB安排1110產生的第一電場分量與第一磁場分量影響。因此，電磁力將沿著y方向作用在帶電粒子束上，其中電磁力可例如包括由第一電場分量產生的第一電力1260與由第一磁場分量產生的第一磁力1270。取決於電荷與帶電粒子束的行進方向，第一電力1260與第一磁力1270可如第12圖所示具有相反定向，或者可具有相同定向。藉由適當調整由第一ExB安排1110產生的第一電場分量與第一磁場分量，可調整沿著y方向的電磁力。

第13圖提供根據實例的第二ExB安排1120的上視圖。第二ExB安排1120包括第二靜電光束分離部1310，第二靜電光束分離部1310包括二個電極板1311與1312。電極板1311與1312適於沿著x方向450產生第二電場分量。第二ExB安排1120進一步包括第二磁光束 分離部1320，第二磁光束分離部1320包括線圈形式的電磁體1321與1323。電磁體1321與1323適於沿著y方向460產生第二磁場分量。若帶電粒子束(例如初級帶電粒子束或次級帶電粒子束)沿著光軸490進入第二ExB安排1120，則帶電粒子束被由第二ExB安排1120產生的第二電場分量與第二磁場分量影響。因此，電磁力將沿著x方向作用在帶電粒子束上，其中電磁力可包括由第二電場分量產生的第二電力1360與由第二磁場分量產生的第二磁力1370。取決於電荷與帶電粒子束的行進方向，第二電力1360與第二磁力可如第13圖所示具有相反定向，或者可具有相同定向。藉由適當調整由第二ExB安排1120產生的第二電場分量與第二磁場分量，可調整沿著x方向的電磁力。

由光束分離單元230產生的電場係為由第一ExB安排1110沿著y方向460產生的第一電場分量與由第二ExB安排1120沿著x方向450產生的第二電場分量的疊加。由光束分離單元230產生的磁場係為由第一ExB安排1110沿著x方向450產生的第一磁場分量與由第二ExB安排1120沿著y方向460產生的第二磁場分量的疊加。因此，第一ExB安排1110與第二ExB安排1120允許調整由光束分離單元230產生的電場的二個空間分量以及調節由光束分離單元230產生的磁場的二個空間分量。若初級帶電粒子束在一個方向中行進通過光束分離單元230而次級帶電粒子束在相反的方向中行進通過光束 分離單元230，然後光束分離單元230允許調整在x方向450作用於帶電粒子束的電磁力與在y方向460作用於帶電粒子束的電磁力。具有用於調整該場及所導致的力的足夠自由度，而使得初級帶電粒子束可維持特定路徑，同時次級帶電粒子束可以與初級帶電粒子束分離，並可沿著不同次級帶電粒子束路徑行進，例如朝向光學部件及/或帶電粒子束裝置的偵測器圓頂的偵測器。可在觀察對x-y平面的投射時，讓次級帶電粒子束路徑跟隨任何方向。換言之，可在觀察對x-y平面的投射時360°旋轉次級帶電粒子束。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，光束分離單元係為二維維恩濾波器類型。光束分離單元可適於產生電場(更特定為可調整電場)，及/或用於產生磁場(更特定為可調整磁場)。根據本文所述之實施例，光束分離單元可適於產生第一電場、第一磁場、第二電場、第二磁場、第三電場、及第三磁場。第一、第二、及第三電場之每一者可具有相對於各自參照方向定義的二個空間分量，例如x分量與y分量。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，光束分離單元可包括第一靜電光束分離部，用於調整由光束分離單元產生的電場的第一空間分量。第一靜電光束分離部可適於調節第一電場的第一空間分量(例如第4圖所示之第一電場260的x分量261)，及/或適於調整第二電場的第一空間分量(例如第5圖所示之第二電場 360的x分量361)。第一靜電光束分離部可包括用於產生電場的電極(例如一對電極)。電極可包括安排在平行於由光束分離單元定義的光軸的方向中的電極板。光軸可在電極之間延伸。光軸可以是第一靜電光束分離部的對稱軸。第一靜電光束分離部可包括靜電偶極元件、四極元件、或n階多極元件(n8)，其中第一靜電光束分離部可適於產生靜電偶極場。

光束分離單元可進一步包括第二光束靜電分離部，用於調整由光束分離單元產生的電場的第二空間分量。第二靜電光束分離部可適於調整第一電場的第二空間分量(例如第4圖所示之第一電場260的y分量262)，及/或適於調整第二電場的第二空間分量(例如第5圖所示之第二電場360的y分量362)。第二靜電光束分離部可包括用於產生電場的電極(例如一對電極)。電極可包括安排在平行於由光束分離單元定義的光軸的方向的電極板。光軸可在電極之間延伸。光軸可以是第二靜電光束分離部的對稱軸。第二靜電光束分離部可包括靜電偶極元件、四極元件、或n階多極元件(n8)，其中第二靜電光束分離部可適於產生靜電偶極場。

光束分離單元可進一步包括第一磁光束分離部，用於調整由光束分離單元產生的磁場的第一空間分量。第一磁光束分離部可適於調整第一磁場的第一空間分量(例如第4圖所示之第一磁場270的x分量271)，及/或適於調整第二磁場的第一空間分量(例如第5圖所示之 第二磁場370的x分量371)。第一磁光束分離部可包括電磁體。電磁體可包括一或更多個線圈，一或更多個線圈可通過電流以用於產生磁場。第一磁光束分離部可包括磁偶極元件、四極元件、或n階多極元件(n8)，其中第一磁光束分離部可適於產生磁偶極場。光軸可以是第一磁光束分離部的對稱軸。

光束分離單元可進一步包括第二磁光束分離部，用於調整由光束分離單元產生的磁場的第二空間分量。第二磁光束分離部可適於調整第一磁場的第二空間分量(例如第4圖所示之第一磁場270的y分量272)，及/或適於調整第二磁場的第二空間分量(例如第5圖所示之第二磁場370的y分量372)。第二磁光束分離部可包括電磁鐵。電磁體可包括一或更多個線圈，一或更多個線圈可通過電流以用於產生磁場。第二磁光束分離部可包括磁偶極元件、四極元件、或n階多極元件(n8)，其中第二磁光束分離部可適於產生磁偶極場。光軸可以是第二磁光束分離部的對稱軸。

光束分離單元可包括第一ExB安排，其中第一ExB安排可包括第一磁光束分離部與第一靜電光束分離部。光束分離單元可包括第二ExB安排，其中第二ExB安排可包括第二磁光束分離部與第二靜電光束分離部。第一ExB安排及/或第二ExB安排可以是一維維恩濾波器類型。由光束分離單元所定義的光軸可以與由第一ExB安排定義的光軸重合，及/或可以與由第二ExB安排定義 的光軸重合。由光束分離單元定義的光軸可以是第一ExB安排的對稱軸及/或第二ExB安排的對稱軸。第一ExB安排與第二ExB安排可沿著光軸安排在相同位置。可替代地，第一ExB安排與第二ExB安排可以依順序沿著光軸安排。光軸可相對於樣品平面垂直延伸，其中第一ExB安排與第二ExB安排可沿著光軸安排。其中第一ExB安排可安排在第二ExB安排上方、第二ExB安排下方、或在相同地點。第一ExB安排可安排於鄰近第二ExB安排，特別是其間沒有帶電粒子束裝置的其他部件。

包含光軸並延伸通過第一靜電光束分離部(更特定為延伸通過包括在第一靜電光束分離部中的電極)的平面可垂直於包含光軸並延伸通過第二靜電光束分離部(更特定為通過包括在第二靜電光束分離部中的電極)的平面。包含光軸並延伸通過第一磁光束分離部的平面可垂直於包含光軸並延伸通過第二磁光束分離部的平面。

第14圖圖示包括二維維恩濾波器類型1410的色散補償單元的帶電粒子束裝置的實施例的側視圖。色散補償單元1410相對於初級帶電粒子束110安排在光束分離單元230的上游。初級帶電粒子束110行進通過色散補償單元1410。進入色散補償單元1410的初級帶電粒子束110沿著由色散補償單元1410定義的光軸1420行進。光軸1420與沿著光束發射器101發射初級帶電粒子束110的軸重合。色散補償單元1410的光軸1420平行於由光束分離單元定義的光軸490。光軸1420設置在相對 於光軸490的一偏移處。次級帶電粒子並未到達色散補償單元1410，換言之，色散補償單元係安排在帶電粒子束裝置的次級帶電粒子束路徑之外，而使得色散補償單元僅影響初級帶電粒子束，但不直接影響次級帶電粒子束。第14圖所示之帶電粒子裝置進一步包括物鏡140。由物鏡140定義的光軸150與由光束分離單元定義的光軸490重合。

第14圖所示之初級帶電粒子束110在色散補償單元1410中偏轉。在色散補償單元中偏轉初級帶電粒子束的優點是，可更靈活地設計初級帶電粒子束柱的幾何佈局。根據本文所述之實施例，在初級帶電粒子束柱的上部中的光軸與初級帶電粒子束柱的下部中的光軸之間的偏移可得到更多用於次級帶電粒子束元件的空間，如在第一光學部件、第二光學部件、偵測器圓頂、第一偵測器、及/或第二偵測器。

初級帶電粒子束110中的色散補償單元1410的偏轉使得進入光束分離單元230的初級帶電粒子束110的行進方向相對於光軸490傾斜。初級帶電粒子束110從色散補償單元1410直線行進到光束分離單元230，例如在色散補償單元1410與光束分離單元230之間不改變其方向。如第14圖所示，除了在色散補償單元1410與光束分離單元230之間的區域，初級帶電粒子束110沿著平行光軸1420與490傳播。

光束分離單元230可引入初級帶電粒子束中的色散。色散可能導致初級帶電粒子具有不同的獨立能量或動量，所以在光束分離單元中沒有經歷相同的偏轉。第14圖所示之色散補償單元1410可具有可調整色散，以補償由光束分離單元230引入的色散。補償由光束分離單元引入的色散的優點是，可因此產生具有高電流密度的小帶電粒子探針。此外，色散補償單元1410可適於獨立於初級光束路徑調整色散，例如獨立於色散補償單元的上游及/或下游的初級帶電粒子束的傾斜角，以及獨立於光束分離單元的上游及/或下游的初級帶電粒子束的傾斜角。

第14圖所示之色散補償單元1410係為二維維恩濾波器類型。因此，色散補償單元1410可適於在正交於光軸1420的平面中之任何方向上產生靜電色散補償場與磁色散補償場。靜電色散補償場與磁色散補償場可以各自具有x分量與y分量。由光束分離單元產生的電場與磁場所引入的色散可藉由適當調整靜電色散補償場與磁色散補償場的x分量與y分量補償，其中電場與磁場各別如上所述具有x分量與y分量。

術語「靜電色散補償場」在此係為方便起見，並非意欲暗示靜電色散補償場應單獨適於完全補償光束分離單元的色散。如上所述，色散可藉由靜電色散補償場與磁色散補償場的結合影響來補償。類似的考慮適用於術語「磁色散補償場」，如在此處所使用。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，帶電粒子束裝置包括色散補償單元，例如第14圖所示之色散補償單元1410。色散補償單元可相對於初級帶電粒子束安排在光束分離單元的上游。色散補償單元可具有用於補償光束分離單元的色散的可調整色散。

初級帶電粒子束可進入平行於光束分離單元的光軸的色散補償單元。色散補償單元可適於偏轉初級帶電粒子束。可替代地，初級帶電粒子束可通過色散補償單元，而不改變其方向。色散補償單元的色散可獨立於初級帶電粒子束在色散補償單元中的偏轉量而調整。

色散補償單元可定義光軸，例如第14圖所示之光軸1420。由色散補償單元定義的光軸可平行於由光束分離單元定義的光軸。可替代地，由色散補償單元定義的光軸可相對於由光束分離單元定義的光軸而傾斜。由色散補償單元定義的光軸可設置在相對於由光束分離單元定義的光軸的一偏移處。偏移可以在從1到15mm的範圍。可替代地，由色散補償單元定義的光軸可以與由光束分離單元定義的光軸重合。因此，初級帶電粒子束可從光束發射器沿著直線路徑經由色散補償單元行進到光束分離單元。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，色散補償單元係為二維維恩濾波器類型。色散補償單元可適於產生用於補償光束分離單元的色散的靜電色散補償場，更特定為可調整靜電色散補償場。色散補償 單元可適於產生用於補償光束分離單元的色散的磁色散補償場，更特定為可調整磁色散補償場。電色散補償場及/或磁色散補償場可適於影響初級帶電粒子束，更特定為藉由引入特定量的色散，以補償光束分離單元的色散。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，色散補償單元可包括用於調整靜電色散補償場的第一空間分量的第一靜電色散補償部。靜電色散補償場的第一空間分量可以是例如相對於x方向450定義的靜電色散補償場的x分量。第一靜電色散補償部可包括用於產生電場的電極，例如一對電極。第一靜電色散補償部可包括靜電偶極元件、四極元件、或n階多極元件(n8)，其中第一靜電色散補償部可適於產生靜電偶極場。

色散補償單元可進一步包括用於調整電色散補償場的第二空間分量的第二靜電色散補償部。靜電色散補償場的第二空間分量可以是例如相對於y方向460定義的靜電色散補償場的y分量。第二靜電色散補償部可包括用於產生電場的電極，例如一對電極。第二靜電色散補償部可包括靜電偶極元件、四極元件、或n階多極元件(n8)，其中第二靜電色散補償部可適於產生靜電偶極場。

色散補償單元可進一步包括用於調整磁色散補償場的第一空間分量的第一磁色散補償部。磁色散補償場的第一空間分量可以是例如相對於x方向450定義的磁色散補償場的x分量。第一磁色散補償部可包括電磁體。 電磁體可包括線圈，線圈可通過電流，以用於產生磁場。第一磁色散補償部可包括磁偶極元件、四極元件、或n階多極元件(n8)，其中第一磁色散補償部可適於產生磁偶極場。

色散補償單元可進一步包括用於調整磁色散補償場的第二空間分量的第二磁色散補償部。磁色散補償場的第二空間分量可以是例如相對於y方向460定義的磁色散補償場的y分量。第二磁色散補償部可包括電磁體。電磁體可包括線圈，線圈可通過電流，以用於產生磁場。第二磁色散補償部可包括磁偶極元件、四極元件、或n階多極元件(n8)，其中第二磁色散補償部可適於產生磁偶極場。

色散補償單元可包括第一色散補償ExB安排，其中第一色散補償ExB安排可包括第一磁色散補償部與第一靜電色散補償部。色散補償單元可包括第二色散補償ExB安排，其中第二色散補償ExB安排可包括第二磁色散補償部與第二靜電色散補償部。第一色散補償ExB安排及/或第二色散補償ExB安排可以是一維維恩濾波器類型。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，該方法可進一步包括藉由色散補償單元補償光束分離單元引入到初級帶電粒子束的色散。由光束分離單元引入的色散可藉由色散補償單元補償，以至少減少初級帶電粒子束的能量寬度所導致的一階光束展寬。

補償由光束分離單元引入的色散可包括調整色散補償單元的色散。補償由光束分離單元引入的色散可包括產生靜電色散補償場及/或磁色散補償場。補償由光束分離單元引入的色散可包括下列至少一者：調整靜電色散補償場的第一空間分量，其中可藉由第一靜電色散補償部調整靜電色散補償場的第一空間分量；調整靜電色散補償場的第二空間分量，其中可藉由第二靜電色散補償部調整靜電色散補償場的第二空間分量；調整磁色散補償場的第一空間分量，其中可藉由第一磁色散補償部調整磁色散補償場的第一空間分量；調整磁色散補償場的第二空間分量，其中可藉由第二磁色散補償部調整磁色散補償場的第二空間分量。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，帶電粒子束裝置可包括控制單元。控制單元可經配置以用於計算資料，其中資料可包括目標電場及/或目標磁場的幅度及/或方向。控制單元可進一步經配置以用於將所計算的資料提供到光束分離單元。光束分離單元可經配置以用於回應於從控制單元接收所計算的資料，產生目標電場與目標磁場。

目標電場可以是第一電場、第二電場、或如本文所述在光束分離單元中產生的任何其他電場配置。目標磁場可以是第一磁場、第二磁場、或如本文所述在光束分離單元中產生的任何其他磁場配置。

舉例而言，若目標電場係為第一電場且若目標磁場係為第一磁場，則藉由控制單元所計算的資料可從沿著第一目標軸定向的方向與第一光學部件相對於光束分離單元的相對位置計算。換言之，第一電場與第一磁場的幅度與方向係依據在第一電場與第一磁場的影響下在光束分離單元中偏轉的初級帶電粒子束與次級帶電粒子束的方向計算。作為另一實例，若目標電場係為第二電場且若目標磁場係為第二磁場，則藉由控制單元所計算的資料可從沿著第一目標軸定向的方向與第二光學部件相對於光束分離單元的相對位置計算。

根據實施例，藉由控制單元所計算的資料可從下列中之至少一者進行計算：沿著第一目標軸定向的方向；第一光學部件相對於光束分離單元的相對位置，更特定為第一距離及/或第一平面與零平面之間的方位角；第二光學部件相對於光束分離單元的相對位置，更特定為第二距離及/或第二平面與零平面之間的方位角；第一偵測器相對於光束分離單元的相對位置，更特定為第一極角及/或第一平面與零平面之間的方位角；第二偵測器相對於光束分離單元的相對位置，更特定為第二極角及/或第二平面與零平面之間的方位角。

控制單元可經配置以從所計算的資料計算進一步資料。進一步資料可包括目標靜電色散補償場與目標磁色散補償場的幅度及/或方向。

控制單元可經配置以用於將所計算的進一步資料提供到色散補償單元。色散補償單元可經配置以回應於接收所計算的進一步資料，產生目標靜電色散補償場及/或目標磁色散補償場。目標靜電色散補償場及/或目標磁色散補償場可適於補償由產生目標電場與目標磁場的光束分離單元引入到初級帶電粒子束的色散。

該方法可進一步包括在色散補償單元中偏轉初級帶電粒子束。偏轉可包括靜電偏轉及/或磁偏轉。可藉由第一靜電色散補償部、第二靜電色散補償部、第一磁色散補償部、及/或第二磁色散補償部在色散補償單元中偏轉初級帶電粒子束。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，帶電粒子束裝置包括第三光學部件。

第三光學部件可以在垂直於樣品平面的方向上與樣品平面間隔第三距離。第三光學部件可安排在樣品平面與第二光學部件的相同側，及/或在樣品平面與第一光學部件的相同側。第三距離可以是垂直距離。第三距離可以是樣品或樣品平面上方的第三高度。第三光學部件可安排在帶電粒子束裝置的固定位置。第三光學部件相對於光束分離單元的相對位置可以固定。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第三光學部件係為用於彎曲次級帶電粒子束的光束彎曲器。根據其他實施例，第三光學部件係為次級粒子光學器或次級帶電粒子光學器的一部分，例如透鏡或孔。 根據又其他實施例，第三光學部件可以是用於偵測次級帶電粒子束的偵測器。更特定而言，第三光學部件可以是包括在偵測器圓頂中的第三偵測器。

次級帶電粒子束可從光束分離單元沿著第三光學路徑行進到第三光學部件。例如若第三光學部件係為光束彎曲器，則第三光學部件可相對於第三光學路徑直接安排在光束分離單元的下游。第三光學部件可以是沿著第三光學路徑影響次級帶電粒子束的下一個光學元件。可替代地，例如若第三光學部件係為次級粒子光學器或偵測器(之一部分)，則第三光學部件可以不直接設置在沿著第三光學路徑的下游。可具有另一光學元件(例如光束彎曲器)在次級帶電粒子束到達第三光學部件之前，影響光束分離單元與第三光學部件之間的第三光學路徑上的次級帶電粒子束。

方位角可存在於第二平面與第三平面之間，其中第三平面包含由光束分離單元定義的光軸，且其中第三平面可延伸通過第三光學部件。第三平面可更特定為延伸通過第三光學部件的中心部。第三光學部件可以與第二平面間隔開。第二光學部件可以與第三平面間隔開。第三平面可以不同於第二平面。第三平面與第二平面之間的方位角可以在從5至145度的範圍，更特定為從10至100度，又更特定為從25至60度。

根據可與本文所述之其他實施例結合的實施例，方位角可存在於第一平面與第三平面之間。第三平面 可以不同於第一平面。第三光學部件可以與第一平面間隔開。第一光學部件可以與第三平面間隔開。第三平面與第二平面之間的方位角可以在從5至145度的範圍，更特定為從10至100度，又更特定為從25至60度。

根據可與本文所述之實施例結合的實施例，第二平面可以與第三平面重合。更特定而言，若第二平面與第三平面重合，第二距離可以不同於第三距離。根據可與本文所述之其他實施例結合的其他實施例，更特定而言，若方位角可存在於第二平面與第三平面之間，第二距離可以與第三距離相同。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，偵測器圓頂的次級帶電粒子偵測器包括第三偵測器，第三偵測器與第一偵測器間隔開，且與第二偵測器間隔開。第三偵測器可相對於次級帶電粒子束的第三光學路徑安排在光束分離單元的下游。

第三偵測器可以與光束發射器間隔開。第三偵測器可安排在包括在帶電粒子束裝置中的物鏡上方。第三偵測器可安排在物鏡的樣品側的相對面。

方位角可存在於第二平面與第三平面之間，其中第三平面包含由光束分離單元定義的光軸，且其中第三平面可延伸通過第三偵測器。第三平面可更特定為延伸通過第三偵測器的中心部。第三偵測器可與第二平面及/或與第一平面間隔開。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，第三極角存在於由光束分離單元定義的光軸與第三參照軸之間，第三參照軸包含在第三平面中，並延伸通過光束分離單元，且通過第三偵測器。第三極角可以在從0至45度的範圍，更特定為從0至30度，又更特定為從0至20度。

根據可與本文所述之實施例結合的實施例，第二平面可以與第三平面重合。更特定而言，若第二平面與第三平面重合，第二極角可以不同於第三極角。第二極角與第三極角之間的差可以在從0至45度的範圍，更特定為從0至30度，又更特定為從0至20度。根據可與本文所述之實施例結合的其他實施例，更特定而言，若方位角存在於第二平面與第三平面之間，第二極角可以與第三極角相同。第二極角的幅度可以與第三極角的幅度相同，及/或第二極角的定向可以與第三極角的定向相同。

本文所述之方法之實施例可進一步包括：在光束分離單元中產生第三電場與第三磁場；導引初級帶電粒子束通過產生第三電場與第三磁場的光束分離單元，其中初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第三電場與第三磁場的影響下對準第一目標軸；以及在光束分離單元中將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中在第三電場與第三磁場的影響下偏轉次級帶電粒子束，以從光束分離單元行進到第三光學部件。

產生第三電場的方向及/或產生第三磁場的方向可垂直於或基本上垂直於由光束分離單元定義的光軸。至少在初級帶電粒子束及/或次級帶電粒子束通過第三電場的區域中，第三電場可以是均勻的第三電場。第三磁場可以是均勻的第三磁場。第三電場可垂直於或基本上垂直於第三磁場。此處，術語「基本上垂直」係意指小於或等於±10°的公差，更特定為小於或等於±5°。

第三電場可以不同於第一電場及/或第二電場。更具體而言，第三電場的幅度可以不同於第一電場的幅度及/或不同於第二電場的幅度。可替代或附加地，產生第二電場的方向可以不同於產生第一電場的方向及/或不同於產生第二電場的方向。

第三磁場可以不同於第一磁場及/或不同於第二磁場。更具體而言，第三磁場的幅度可以不同於第一磁場的幅度及/或不同於第二磁場的幅度。可替代或附加地，產生第三磁場的方向可以不同於產生第一磁場的方向及/或不同於產生第二磁場的方向。

初級帶電粒子束離開施加第三電場與第三磁場的光束分離單元的行進方向可藉由及/或取決於第三電場及/或第三磁場決定。次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可藉由及/或取決於第三電場及/或第三磁場決定。次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向可以不同於次級帶電粒子束進入光束分離單元的行進方向。次級帶電粒子束離開產生第三電場與第三磁場的光束 分離單元的行進方向可以不同於次級帶電粒子束離開產生第一電場與第一磁場的光束分離單元的行進方向，及/或不同於次級帶電粒子束離開產生第二電場與第二磁場的光束分離單元的行進方向。

第三電場可具有二個可調整自由度，更特定為二個可調整空間分量。第三電場可具有相對於第一參照方向定義的空間分量，更特定為可調整空間分量。第一參照方向可以是例如本文所述之x方向450。第三電場可具有相對於第二參照方向定義的空間分量，更特定為可調整空間分量。第二參照方向可以是例如本文所述之y方向460。第三磁場可具有二個可調整自由度，更特定為二個可調整空間分量。第三磁場可具有相對於第三參照方向定義的空間分量，更特定為可調整空間分量。第三參照方向可以是例如本文所述之x方向450。第三磁場可具有相對於第四參照方向定義的空間分量，更特定為可調整空間分量。第四參照方向可以是例如本文所述之y方向460。

根據可與本文所述之其他實施例結合的一些實施例，可取決於第三光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第三極角、及/或在第三平面與零平面之間的方位角產生第三電場。如上所述，零平面可以是例如第4-5圖所示之零平面440。可取決於第三光學部件相對於光束分離單元的相對位置、第三極角、及/或在第三平面與包含由光束分離單元定義的光軸的零平面之間的方位角產生第三磁場。

該方法可進一步包括將次級帶電粒子束從第三光學部件導引到包括在偵測器圓頂的次級帶電粒子偵測器中的第三偵測器。該方法可進一步包括利用第三偵測器偵測次級帶電粒子束。次級帶電粒子束可藉由在偵測器圓頂的偵測側的第三偵測器偵測。第一偵測器、第二偵測器、及/或第三偵測器可安排在離光束分離單元的相等距離處。

根據進一步實施例，提供一種帶電粒子束裝置。如本文所述，帶電粒子束裝置包括光束發射器、光束分離單元、及偵測器圓頂。如本文所述，偵測器圓頂包括次級帶電粒子偵測器，次級帶電粒子偵測器包括第一偵測器與第二偵測器。如本文所述，偵測器圓頂可進一步包括第三偵測器。如本文所述，帶電粒子束裝置可進一步包括色散補償單元、第一光學部件、第二光學部件、及/或第三光學部件。

根據進一步實施例，提供進一步帶電粒子束裝置。如本文所述，帶電粒子束裝置包括光束發射器、光束分離單元、第一光學部件、及第二光學部件。如本文所述，帶電粒子束裝置可進一步包括偵測器圓頂。如本文所述，帶電粒子束裝置可進一步包括色散補償單元及/或第三光學部件。

第16及17圖圖示根據實施例的操作帶電粒子束裝置的方法。帶電粒子束裝置包括光束分離單元。帶電粒子束裝置可進一步包括第一光學部件與第二光學部件。

在第16圖，元件符號1601圖示產生初級帶電粒子束。元件符號1602圖示在光束分離單元中產生第一電場與第一磁場。元件符號1603圖示導引初級帶電粒子束通過產生第一電場與第一磁場的光束分離單元，其中初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第一電場與第一磁場的影響下對準第一目標軸。元件符號1604圖示藉由初級帶電粒子束撞擊到樣品上，產生次級帶電粒子束。元件符號1605圖示在光束分離單元中將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中在第一電場與第一磁場的影響下偏轉次級帶電粒子束，以從光束分離單元行進到第一光學部件。元件符號1606圖示在光束分離單元中產生第二電場與第二磁場。元件符號1607圖示導引初級帶電粒子束通過產生第二電場與第二磁場的光束分離單元，其中初級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第二電場與第二磁場的影響下對準第一目標軸。元件符號1608圖示在光束分離單元中將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中在第二電場與第二磁場的影響下偏轉次級帶電粒子束，以從光束分離單元行進到第二光學部件。

在第17圖中，元件符號1705圖示在光束分離單元中偏轉次級帶電粒子束，以將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第一電場與第一磁場的影響下對準第二目標軸。元件符號1708圖示在光束分離單元中偏轉次級帶 電粒子束，以將次級帶電粒子束分離出初級帶電粒子束，其中次級帶電粒子束離開光束分離單元的行進方向在第二電場與第二磁場的影響下對準第三目標軸，其中第三目標軸不同於第二目標軸。

鑑於以上所述，本文所述之實施例允許將離開光束分離單元次級帶電粒子束以任何方位角與任何極角對準目標軸，而不影響初級帶電粒子束的偏轉角。因此，偵測器圓頂可使用樣品及/或物鏡上方的整個三維空間，以用於偵測次級帶電粒子束。因此，提供次級帶電粒子束的改良偵測，其中包括在偵測器圓頂中的多個偵測器可用於偵測次級帶電粒子束的多個屬性，以及其中提供足夠空間，以用於安排裝置中的多個偵測器。此外，由光束分離單元引入到初級帶電粒子束的色散可藉由光束分離單元補償。更具體而言，由二維維恩濾波器類型的光束分離單元引入的色散可藉由二維維恩濾波器類型的色散補償單元補償。

儘管上述內容係針對本發明的一些實施例，但可以在不悖離由下列的專利請求範圍所決定之範圍之情況下設計其他與進一步實施例。

101‧‧‧光束發射器

110‧‧‧初級帶電粒子束

120‧‧‧次級帶電粒子束

140‧‧‧物鏡

160‧‧‧樣品

200‧‧‧帶電粒子束裝置

230‧‧‧光束分離單元

490‧‧‧光軸

700‧‧‧偵測器圓頂

701‧‧‧曲面

710‧‧‧偵測器

720‧‧‧偵測器

740‧‧‧偵測器

750‧‧‧偵測器

760‧‧‧偵測器

1410‧‧‧色散補償單元

1510‧‧‧虛線

1540‧‧‧虛線

1550‧‧‧虛線

1560‧‧‧虛線

1580‧‧‧圈

1590‧‧‧圈

Claims (20)

1. 一種操作一帶電粒子束裝置的方法，該帶電粒子束裝置包括一光束分離單元、與該光束分離單元間隔開的一第一光學部件、以及與該光束分離單元間隔開且與該第一光學部件間隔開的一第二光學部件，該方法包括以下步驟：產生一初級帶電粒子束；在該光束分離單元中產生一第一電場與一第一磁場；導引該初級帶電粒子束通過產生該第一電場與該第一磁場的該光束分離單元，其中該初級帶電粒子束離開該光束分離單元的一行進方向在該第一電場與該第一磁場的影響下對準一第一目標軸；藉由該初級帶電粒子束撞擊到一樣品上，產生一次級帶電粒子束；在該光束分離單元中將該次級帶電粒子束分離出該初級帶電粒子束，其中該次級帶電粒子束在該第一電場與該第一磁場的影響下偏轉，而從該光束分離單元行進到該第一光學部件；在該光束分離裝置中產生一第二電場與一第二磁場；導引該初級帶電粒子束通過產生該第二電場與該第 二磁場的該光束分離單元，其中該初級帶電粒子束離開該光束分離單元的該行進方向在該第二電場與該第二磁場的影響下對準該第一目標軸；以及在該光束分離單元中將該次級帶電粒子束分離出該初級帶電粒子束，其中該次級帶電粒子束在該第二電場與該第二磁場的影響下偏轉，而從該光束分離單元行進到該第二光學部件。
2. 如請求項1所述之方法，其中該光束分離單元定義一光軸，且其中一方位角存在於一第一平面與一第二平面之間，該第一平面包含該光軸，並延伸通過該第一光學部件，而該第二平面包含該光軸，並延伸通過該第二光學部件。
3. 如請求項1或請求項2所述之方法，其中該第一光學部件在垂直於一樣品平面的一方向上與該樣品平面間隔一第一距離，且其中該第二光學部件在垂直於該樣品平面的一方向上與該樣品平面間隔一第二距離，該第二距離可以不同於該第一距離。
4. 如請求項1或請求項2所述之方法，其中該第一光學部件係為下列至少一者：用於彎曲該次級帶電粒子束的一光束彎曲器；次級粒子光學器；以及一偵測器； 且其中該第二光學部件係為下列至少一者：用於彎曲該次級帶電粒子束的一光束彎曲器；次級粒子光學器；以及一偵測器。
5. 如請求項1或請求項2所述之方法，其中該帶電粒子束裝置包括一偵測器圓頂，該偵測器圓頂包括次級帶電粒子偵測器，該等次級帶電粒子偵測器包括一第一偵測器與一第二偵測器，該第二偵測器與該第一偵測器間隔開，該方法進一步包含以下步驟：將該次級帶電粒子束從該第一光學部件導引到該第一偵測器，以及利用該第一偵測器偵測該次級帶電粒子束；以及將該次級帶電粒子束從該第二光學部件導引到該第二偵測器，以及利用該第二偵測器偵測該次級帶電粒子束。
6. 如請求項1或請求項2所述之方法，其中該第一目標軸與由該光束分離單元定義的一光軸重合，且其中該初級帶電粒子束在離開該光束分離單元之後沿著該光軸行進。
7. 如請求項1或請求項2所述之方法，其中包含下列中之至少一者：取決於該第一光學部件相對於該光束分離單元的一 相對位置產生該第一電場與該第一磁場；以及取決於該第二光學部件相對於該光束分離單元的一相對位置產生該第二電場與該第二磁場。
8. 如請求項2所述之方法，其中該帶電粒子束裝置包括一第三光學部件，該第一光學部件在垂直於一樣品平面的一方向上與該樣品平面間隔一第一距離，該第二光學部件在垂直於該樣品平面的一方向上與該樣品平面間隔一第二距離，而該第三光學部件在垂直於該樣品平面的一方向上與該樣品平面間隔一第三距離，該方法進一步包含以下步驟：在該光束分離裝置中產生一第三電場與一第三磁場；導引該初級帶電粒子束通過產生該第三電場與該第三磁場的該光束分離單元，其中該初級帶電粒子束離開該光束分離單元的該行進方向在該第三電場與該第三磁場的影響下對準該第一目標軸；以及在該光束分離單元中將該次級帶電粒子束分離出該初級帶電粒子束，其中該次級帶電粒子束在該第三電場與該第三磁場的影響下偏轉，而從該光束分離單元行進到該第三光學部件，其中一方位角存在於該第二平面與一第三平面之間，該第三平面包含該光軸並延伸通過該第三光學部 件，或該第二平面與該第三平面重合且該第二距離不同於該第三距離。
9. 如請求項8所述之方法，其中該帶電粒子束裝置包括一偵測器圓頂，該偵測器圓頂包括次級帶電粒子偵測器，該等次級帶電粒子偵測器包括一第一偵測器、一第二偵測器、及一第三偵測器，該第二偵測器與該第一偵測器間隔開，該第三偵測器與該第一偵測器間隔開且與該第二偵測器間隔開，該方法進一步包含以下步驟：將該次級帶電粒子束從該第一光學部件導引到該第一偵測器，以及利用該第一偵測器偵測該次級帶電粒子束；將該次級帶電粒子束從該第二光學部件導引到該第二偵測器，以及利用該第二偵測器偵測該次級帶電粒子束；以及將該次級帶電粒子束從該第三光學部件導引到該第三偵測器，以及利用該第三偵測器偵測該次級帶電粒子束。
10. 如請求項1或請求項2所述之方法，其中該帶電粒子束裝置包括二維維恩濾波器類型的一色散補償單元，該色散補償單元相對於該初級帶電粒子束安排在該光束分離單元的上游，該方法進一步包含以 下步驟：藉由該色散補償單元補償該光束分離單元引入到該初級帶電粒子束的一色散。
11. 一種操作一帶電粒子束裝置的方法，該帶電粒子束裝置包括一光束分離單元，該方法包含以下步驟：產生一初級帶電粒子束；在該光束分離單元中產生一第一磁場與一第一電場；導引該初級帶電粒子束通過產生該第一電場與該第一磁場的該光束分離單元，其中該初級帶電粒子束離開該光束分離單元的一行進方向在該第一電場與該第一磁場的影響下對準一第一目標軸；藉由該初級帶電粒子束撞擊到一樣品上，產生一次級帶電粒子束；在該光束分離單元中偏轉該次級帶電粒子束，以將該次級帶電粒子束分離出該初級帶電粒子束，其中該次級帶電粒子束離開該光束分離單元的一行進方向在該第一電場與該第一磁場的影響下對準一第二目標軸；在該光束分離單元中產生一第二磁場與一第二電場； 導引該初級帶電粒子束通過產生該第二電場與該第二磁場的該光束分離單元，其中該初級帶電粒子束離開該光束分離單元的一行進方向在該第二電場與該第二磁場的影響下對準該第一目標軸；以及在該光束分離單元中偏轉該次級帶電粒子束，以將該次級帶電粒子束分離出該初級帶電粒子束，其中該次級帶電粒子束離開該光束分離單元的一行進方向在該第二電場與該第二磁場的影響下對準一第三目標軸，其中該第三目標軸不同於該第二目標軸。
12. 一種帶電粒子束裝置，包含：一光束發射器，用於發射一初級帶電粒子束；一光束分離單元，用於將該初級帶電粒子束分離出一次級帶電粒子束，該次級帶電粒子束係在該初級帶電粒子束撞擊到一樣品上之後產生，該光束分離單元定義一光軸；一偵測器圓頂，偵測器圓頂包含次級帶電粒子偵測器，該等次級帶電粒子偵測器包含一第一偵測器與一第二偵測器，其中：該第一偵測器相對於該次級帶電粒子束的一第一光學路徑安排在該光束分離單元的下游；以及該第二偵測器相對於該次級帶電粒子束的一第二光學路徑安排在該光束分離單元的下游， 其中一第一平面與一第二平面之間存在一方位角，該第一平面包含該光軸並延伸通過該第一偵測器，而該第二平面包含該光軸並延伸通過該第二偵測器。
13. 如請求項12所述之帶電粒子束裝置，其中：一第一極角存在於由該光束分離單元定義的該光軸與一第一參照軸之間，該第一參照軸係包含在該第一平面中，且延伸通過該光束分離單元，並通過該第一偵測器；以及一第二極角存在於由該光束分離單元定義的該光軸與一第二參照軸之間，該第二參照軸係包含在該第二平面中，且延伸通過該光束分離單元，並通過該第二偵測器，其中該第二極角係與該第一極角相同。
14. 如請求項12或請求項13所述之帶電粒子束裝置，其中該光束分離單元係為二維維恩濾波器類型並包含：一第一磁光束分離部，用於調整由該光束分離單元產生的一磁場的一第一空間分量；一第二磁光束分離部，用於調整由該光束分離單元產生的該磁場的一第二空間分量；一第一靜電光束分離部，用於調整由該光束分離單元產生的一電場的一第一空間分量；以及 一第二靜電光束分離部，用於調整由該光束分離單元產生的該電場的一第二空間分量。
15. 如請求項12或請求項13所述之帶電粒子束裝置，進一步包含：一第一光學部件相對於該次級帶電粒子束的該第一光學路徑安排在該光束分離單元的下游與該第一偵測器的上游；以及一第二光學部件相對於該次級帶電粒子束的該第二光學路徑安排在該光束分離單元的下游與該第二偵測器的上游。
16. 如請求項15所述之帶電粒子束裝置，其中該第一光學部件係為下列至少一者：用於彎曲該次級帶電粒子束的一光束彎曲器；以及次級粒子光學器；且其中該第二光學部件係為下列至少一者：用於彎曲該次級帶電粒子束的一光束彎曲器；以及次級粒子光學器。
17. 如請求項13所述之帶電粒子束裝置，其中該偵測器圓頂的該次級帶電粒子偵測器包括一第三偵測器，該第三偵測器相對於該次級帶電粒子束的一第 三光學路徑安排在該光束分離單元的下游，其中一方位角可存在於該第二平面與一第三平面之間，該第三平面包含由該光束分離單元定義的該光軸，並延伸通過該第三偵測器，或其中該第三平面與該第二平面重合，而一第三極角在由該光束分離單元定義的該光軸與一第三參照軸之間，該第三參照軸包含在一第三平面中，且延伸通過該光束分離單元，並通過該第三偵測器，該第三極角不同於該第二極角。
18. 如請求項12或請求項13所述之帶電粒子束裝置，其中在該第一平面與該第二平面之間的該方位角在從10到100度的範圍，更特定為從25至60度。
19. 如請求項12或請求項13所述之帶電粒子束裝置，進一步包含：二維維恩濾波器類型的一色散補償單元，適於作用在該初級帶電粒子束上，並相對於該初級帶電粒子束安排在該光束分離單元的上游，其中該色散補償單元具有一可調整色散，用於補償該光束分離單元的一色散。
20. 一種帶電粒子束裝置，包含：一光束發射器，用於發射一初級帶電粒子束；一光束分離單元，用於將該初級帶電粒子束分離出 一次級帶電粒子束，該次級帶電粒子束係藉由該初級帶電粒子束撞擊到一樣品上而產生，該光束分離單元適於產生一第一磁場、一第二磁場、一第一電場、及一第二電場；一第一光學部件，與該光束分離單元間隔開；以及一第二光學部件，與該光束分離單元且與該第一光學部件間隔開，其中該光束分離單元經配置以：用於在該第一電場與該第一磁場的影響下將該初級帶電粒子束離開該光束分離單元的一行進方向對準一第一目標軸，並用於在該第一電場與該第一磁場的影響下偏轉該光束分離單元中的該次級帶電粒子束，而從該光束分離單元行進到該第一光學部件，以及用於在該第二電場與該第二磁場的影響下將該初級帶電粒子束離開該光束分離單元的一行進方向對準該第一目標軸，並用於在該第二電場與該第二磁場的影響下偏轉該光束分離單元中的該次級帶電粒子束，而從該光束分離單元行進到該第二光學部件。