TWI773020B - 用於色像差減輕之系統及方法 - Google Patents

Abstract

一種減小色像差之方法，其包括致使一輸入射束散佈。散佈可基於該輸入射束之構成部分之能量。可形成細射束，其各自具有不同中心能量及小於該輸入射束之能量散佈的一能量散佈。可基於該等細射束之能量使該等細射束不同地偏轉。該等細射束可使其軌跡被警告，使得調整至一聚焦透鏡中之進入位置及進入角以減小色像差。該等細射束可個別不同地聚焦以減小場曲率像差。可提供一像差校正器，其經組態以減輕或校正色相差或場曲率像差。

Description

用於色像差減輕之系統及方法

本文中之描述係關於可適用於帶電粒子束系統(諸如利用一或多個電子束之電子顯微法裝置)之領域的像差減輕或校正。

在積體電路(IC)之製造程序中，可檢測未完成的或成品電路組件以確保其係根據設計而製造且無缺陷。檢測可藉由帶電粒子束系統進行，該帶電粒子束系統使初級射束橫越樣本進行掃描且在偵測器處收集自樣本產生之二次粒子。帶電粒子束系統之一個實例為掃描電子顯微鏡(SEM)。SEM使用電子束，此係因為此類射束可用以看見過小而無法由光學顯微鏡(諸如使用可見光之顯微鏡)看見之結構。

在諸如光微影之各種應用中使用SEM愈來愈需要低電子探測能量以最小化輻射損害且減輕充電效應。SEM觀測可需要極低著陸能量，以允許以最小化之充電量及由減小之相互作用體積造成的最小化之射束損害深度來量測目標試樣之表面下及奈米尺度資訊。然而，隨著探測能量降低，對成像品質之負面影響(諸如由於聚焦透鏡之色像差所引起的對成像品質之負面影響)可變得更明顯，藉此限制可達成之空間解析度。貢獻於色像差之因素可包括射束之能量散佈。可運用單色器減小色像差，但以減小射束電流為代價。

此外，一些SEM系統可使用多個射束以改良產出量。但在多射束系統中實施單色器仍然係一個挑戰。像差校正器(諸如多極透鏡校正器及鏡面校正器)在經應用以校正SEM中之甚至一個射束時，可為體積龐大且昂貴的。此在試圖整合至多射束系統中時可能更複雜。空間限制可能使針對多射束系統中之每一細射束之像差校正器之整合複雜化。

本發明之實施例提供用於基於帶電粒子束成像之系統及方法。在一些實施例中，可提供一種減小像差之方法。該方法可包括：基於細射束之能量將一射束分離成該等細射束；及使該等細射束偏轉使得不同能量之細射束不同地偏轉。

在一些實施例中，可提供一種像差校正器。該像差校正器可包括一分散元件，該分散元件經組態以基於能量使一射束之構成部分散開。該像差校正器可包括一孔徑陣列，該孔徑陣列經組態以分離該射束之細射束。該孔徑陣列可包括一偏轉器陣列，該偏轉器陣列經組態以基於該等細射束之能量使該等細射束不同地偏轉。

應理解，前文一般描述及以下詳細描述兩者僅為例示性及解釋性的，且並不限定如可主張之所揭示實施例。

現在將詳細參考例示性實施例，在圖式中說明該等例示性實施例之實例。以下描述參考隨附圖式，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同編號表示相同或相似元件。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之所有實施。取而代之，其僅為符合關於可在所附申請專利範圍中敍述之主題之態樣的裝置、系統及方法之實例。

電子器件係由形成於被稱為基板之矽塊上的電路構成。許多電路可一起形成於同一矽塊上且被稱為積體電路或IC。隨著技術進步，此等電路之大小已顯著地減小，使得電路中之許多電路可安裝於基板上。舉例而言，智慧型手機中之IC晶片可與拇指甲一樣小且仍可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小不到人類毛髮之大小的1/1000。

製造此等極小IC為常常涉及數百個個別步驟之複雜、耗時且昂貴之程序。甚至一個步驟中之錯誤亦有可能導致成品IC中之缺陷，該等缺陷使得成品IC為無用的。因此，製造程序之一個目標為避免此類缺陷以使在程序中製造之功能性IC的數目最大化，亦即改良程序之總體良率。

改良良率之一個組分為監測晶片製造程序，以確保其正生產足夠數目個功能性積體電路。監測該程序之一種方式為在晶片電路結構形成之各個階段處檢測晶片電路結構。可使用掃描電子顯微鏡(SEM)來進行檢測。SEM可用以實際上將此等極小結構成像，從而獲取該等結構之「圖像」。影像可用以判定結構是否適當形成，且亦判定結構是否形成於適當位置中。若結構為有缺陷的，則程序可經調整，使得缺陷不大可能再現。

晶圓之影像可藉由使SEM系統之初級射束在晶圓上方進行掃描且在偵測器處收集自晶圓表面產生的粒子(例如二次電子)而形成。成像之程序可包括將初級射束聚焦至一點，且使該射束偏轉(例如彎曲)使得其以逐線圖案(例如光柵掃描)越過晶圓之區。在給定時間，射束可聚焦至晶圓上之特定位置，且此時偵測器之輸出可與晶圓上之彼特定位置相關。可基於每次沿著射束掃描路徑之偵測器輸出來重建構影像。

影響成像之品質(例如由SEM產生之圖像之品質)的因素包括成像解析度。成像解析度可取決於射束待聚焦至一點的能力。隨著IC晶片上之特徵大小持續減小，例如至5 nm及3 nm節點大小，解析度變得愈來愈重要。解析度可受到可能引入於SEM系統中之各種失真或像差影響。當射束行進通過透鏡時可引起像差，諸如場曲率像差、像散像差及色像差。

在SEM系統之各個階段，射束可穿過透鏡或其他光學元件。舉例而言，透鏡可用以將射束聚焦至樣本上之一點。一些透鏡可用於二次成像系統中以將粒子(例如二次電子)導引至偵測器。每當射束穿過透鏡時，就可引入色像差。

色像差可指以下現象：其中具有不同能量之射束之不同部分行進通過透鏡且以不同角度折射，從而導致該射束整體上並不到達單一焦點之效應。可見光之不同顏色具有不同的能量。在可見光系統中，歸因於色像差，透鏡可能不會將射束之全部顏色聚焦至同一點，此可導致影像模糊或出現彩虹邊緣。在可見光系統中，可在稜鏡中觀測到色像差。當光穿過稜鏡時，不同顏色之光比其他顏色之光更多或更少地彎曲，從而導致不同顏色之射束散開。

在SEM系統中，可由諸如偏轉器或透鏡之光學元件引起色像差。此等結構可由磁透鏡或靜電透鏡組成。自電子源發射之射束可由具有變化能量之電子組成。不同能量之電子可分佈於該射束內。電子可沿著相同方向行進(例如彼此平行)。當射束之電子進入透鏡時，該透鏡可將不同能量之電子引導至不同焦點。為了解決色像差，一些系統可使用稜鏡以根據射束電子之能量來散開射束之電子，且接著使用孔徑以濾出該射束之一部分，從而僅留下含有對應於目標能量範圍之電子之一個細射束(例如射束之較小部分)。此器件被稱為單色器。雖然單色器可減小色像差，但其會導致具有與目標能量範圍不同能量的射束之電子損耗。此減小了射束電流，此意謂射束之一些能量被浪費。

用以處理色像差之其他方法可包括使用多極透鏡以校正(例如補償)像差。然而，一些多極透鏡可為複雜的且可對SEM系統之機械及電子設計提出很高的要求。舉例而言，多極透鏡可需要許多不同部件之極精確對準。此外，在SEM系統中使用多極透鏡可限制操作，此係因為多極透鏡可僅針對一個特定能量位準而經最佳化。一些應用可利用處於不同能量位準之射束，但此在使用多極透鏡時將受到限定。

為了增強SEM系統之效能，將需要在不減小射束電流的情況下且不抑制SEM系統之操作靈活性的情況下校正色像差。舉例而言，可需要維持SEM系統之參數之廣泛範圍之可調性，該等參數諸如初級射束能量、射束開度角及到達偵測器之二次電子之能量。

本發明之實施例可藉由減小像差(諸如色像差)之效應而解決諸如上文所論述之問題的問題。可在無相當大能量損耗的情況下且在不損害操作參數之可調性的情況下減小色像差。可在光學元件的下游提供偏轉器陣列。包括處於不同能量位準之帶電粒子(諸如電子)之射束可進入光學元件，該光學元件可為透鏡。該透鏡可致使射束中所含有之不同能量之電子基於其能量位準而散開。不同能量範圍內之電子可例如由孔徑陣列彼此分離。可自該孔徑陣列形成細射束。細射束可接著穿過一組件，該組件取決於細射束之能量而不同地影響該等細射束。舉例而言，細射束可穿過偏轉器陣列，且偏轉器可基於包含細射束之電子之不同能量位準而使細射束不同地偏轉。可自偏轉器以不同角度輸出不同偏轉之細射束。接著，細射束可以不同角度進入另一光學組件，諸如聚焦透鏡。若使每一細射束適當地成角度，則聚焦透鏡可將該等細射束聚焦至相同或實質上相同的焦點。

在本發明之一些實施例中，與例如單色器相比，可減小色像差，而可利用更多射束電流。此外，可達成額外靈活性。可藉由孔徑陣列將射束劃分成單獨細射束。可操控個別細射束。偏轉器陣列可經組態以使細射束不同地偏轉。一些細射束可藉由使其遠離下游光學元件(例如朝向吸收表面)偏轉而被截斷。舉例而言，一些應用可尋求具有某一能量之電子的細射束。在一些實施例中，全部細射束可穿過孔徑陣列且再次被組合。因此，射束可含有細射束，其中該等細射束中之每一者包含處於不同能量位準之電子，而貢獻於射束之總體能量，同時減小色像差。本文中當對關於/具有等特定能量特性之射束/細射束(例如關於/具有等中心能量位準之射束)進行參考時，此意謂粒子之射束或細射束，其中包含射束之粒子具有特定能量特性。

此外，在本發明之一些實施例中，可在自孔徑輸出細射束之後進一步操控細射束。舉例而言，可使用偏轉器來調整細射束之節距。可調整節距以便最佳化與下游組件的相互作用。可增大節距以便獲得供新增諸如額外偏轉器或透鏡之組件之空間。另外，可使用靜電透鏡調整細射束之能量。自稜鏡及孔徑形成之細射束可具有不同能量，且可調整該等細射束之能量使得該等細射束中之一些或全部當其到達某一點(例如樣本表面)時具有相同的能量。可將該等細射束引導至樣本以便在樣本表面上形成複數個射束點。該等細射束可為單色的。

可提供物鏡之各種組態。可向每一細射束提供其自有物鏡。或者一或多個細射束可穿過一個物鏡。具有單一物鏡之系統可允許實現增強之解析度。舉例而言，可提供經組態以產生浸潤場之單一物鏡。歸因於減小之像差，浸潤場可實現增強之成像解析度。另一方面，使用多個物鏡之系統可具有優點，諸如經組態以使用大量細射束，且該等細射束可避免電子間相互作用(例如庫侖效應)可不利地影響成像解析度的共同交越。舉例而言，每一細射束可經組態以在並不與另一者干涉之路徑中行進。

本發明之目標及優點可藉由如本文所論述之實施例中闡述之元件及組合實現。然而，未必需要本發明之實施例達成此類例示性目標或優點，且一些實施例可能不會達成所陳述目標或優點中之任一者。

在不限制本發明之範疇的情況下，可在利用電子束(「electron beam/e-beam」)之系統中提供色像差減輕系統及方法的內容背景中描述一些實施例。然而，本發明不限於此。可以相似方式應用其他類型之帶電粒子束。此外，用於減輕像差或提供細射束之系統及方法可用於其他成像系統中，諸如光學成像、光子偵測、x射線偵測、離子偵測等。又，色像差減輕或細射束投影可適用於其他系統中，諸如微影系統。另外，術語「細射束」可指射束之構成部分或自原始射束提取之單獨射束。術語「射束」可指射束或細射束。

如本文中所使用，除非另外特定陳述，否則術語「或」涵蓋所有可能組合，除非不可行。舉例而言，若陳述組件包括A或B，則除非另外特定陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或A及B。作為第二實例，若陳述組件包括A、B或C，則除非另外特定陳述或不可行，否則組件可包括A，或B，或C，或A及B，或A及C，或B及C，或A及B及C。

現在參看圖1，其說明符合本發明之實施例的可用於偵測之例示性電子束檢測(EBI)系統10。EBI系統10可包括掃描電子顯微鏡(SEM)且可用於成像。如圖1中所展示，EBI系統10包括主腔室11、裝載/鎖定腔室20、電子束工具100，及設備前端模組(EFEM) 30。電子束工具100位於主腔室11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收納含有待檢測之晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成之晶圓)或樣本的晶圓前開式單元匣(FOUP) (晶圓及樣本在本文中可被集體地稱作「晶圓」)。

EFEM 30中之一或多個機器人臂(圖中未繪示)可將晶圓運送至裝載/鎖定腔室20。裝載/鎖定腔室20連接至裝載/鎖定真空泵系統(圖中未繪示)，該裝載/鎖定真空泵系統移除裝載/鎖定腔室20中之氣體分子以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(圖中未繪示)可將晶圓自裝載/鎖定腔室20運送至主腔室11。主腔室11連接至主腔室真空泵系統(圖中未繪示)，該主腔室真空泵系統移除主腔室11中之氣體分子以達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，晶圓經受電子束工具100之檢測。電子束工具100可為單射束系統或多射束系統。控制器109以電子方式連接至電子束工具100，且亦可以電子方式連接至其他組件。控制器109可為經組態以執行EBI系統10之各種控制之電腦。雖然控制器109在圖1中被展示為在包括主腔室11、裝載/鎖定腔室20及EFEM 30之結構之外，但應瞭解，控制器109可為該結構之部分。

諸如由EBI系統10形成或可包括於EBI系統10中的帶電粒子束顯微鏡可能能夠解析至例如奈米尺度，且可充當用於檢測晶圓上之IC組件的實用工具。運用電子束系統，可將初級電子束之電子聚焦於受檢測晶圓上之探測光點處。初級電子與晶圓之相互作用可引起形成二次粒子束。二次粒子束可包含由初級電子與晶圓之相互作用產生的反向散射電子、二次電子或歐傑(Auger)電子。二次粒子束之特性(例如強度)可基於晶圓之內部或外部結構之屬性而變化，且因此可指示晶圓是否包括缺陷。

二次粒子束之強度可使用偵測器來判定。二次粒子束可在偵測器之表面上形成射束點。偵測器可產生表示所偵測二次粒子束之強度的電信號(例如電流、電壓等)。電信號可運用量測電路系統量測，該等量測電路系統可包括其他組件(例如，類比對數位轉換器)以獲得所偵測電子之分佈。在偵測時間窗期間收集到之電子分佈資料結合入射於晶圓表面上之初級電子束的對應掃描路徑資料可用以重建構受檢測之晶圓結構的影像。經重建構影像可用以顯露晶圓之內部或外部結構的各種特徵，且可用以顯露可能存在於晶圓中的缺陷。

圖2說明符合本發明之實施例的可為電子束工具100之實例的帶電粒子束裝置。電子束工具100A (在本文中亦被稱作裝置100A)可為用於EBI系統10中之單射束SEM工具。裝置100A可包括初級射束源，該初級射束源包括陽極102及陰極103。可在陽極102與陰極103之間施加電壓，且可沿著軸線105發射初級射束161。軸線105可為SEM之主光軸。

初級射束161可穿過槍孔徑122及射束限制孔徑125。射束限制孔徑125可包括可調整孔徑板。槍孔徑122及射束限制孔徑125可判定進入聚光透鏡126之電子束之大小。聚光透鏡126可提供於射束限制孔徑125下方(例如在射束限制孔徑125下游)。聚光透鏡126可經組態以在初級射束161進入柱孔徑135之前聚焦該初級射束161。柱孔徑135亦可包括可調整孔徑板。

在一些實施例中，裝置100A可包括用於操控初級射束161之透鏡。舉例而言，可提供四極透鏡148。四極透鏡148可包括複數個透鏡。舉例而言，可提供第一四極透鏡且可控制該第一四極透鏡以調整射束電流。可提供第二四極透鏡且可控制該第二四極透鏡以調整射束點大小及射束形狀。在一些實施例中，可省略四極透鏡。

初級射束161之射束電流可藉由包括槍孔徑122、射束限制孔徑125及柱孔徑135之孔徑以及包括聚光透鏡126及四極透鏡148之透鏡予以判定。

如圖2所展示，裝置100A可包括機動載物台134及晶圓固持器136，該晶圓固持器由機動載物台134支撐以固持待檢測之晶圓150。裝置100A進一步包括物鏡總成132、射束分離器158及偵測器144。在一些實施例中，物鏡總成132可包括經修改擺動接物鏡延遲浸潤透鏡(SORIL)，其包括磁極片132a、控制電極132b、偏轉器132c及激磁線圈132d。裝置100A可另外包括可用以特性化晶圓上之材料之能量分散X射線光譜儀(EDS)偵測器(圖中未繪示)。

在操作中，裝置100A可用以檢測安裝於晶圓固持器136上之晶圓150。初級射束161可行進通過裝置100A之SEM柱。偏轉器132c可使初級射束161偏轉以橫越晶圓150之表面上之位置進行掃描。在物鏡總成132中，激磁線圈132d及磁極片132a可產生在磁極片132a之一端開始且在磁極片132a之另一端終止的磁場。控制電極132b可與磁極片132a電隔離且可控制影響射束焦點之電場。初級射束161可投影於晶圓150上且可形成射束點170。

可自由初級射束161照明之晶圓150之部分(例如在射束點170處)發射二次粒子，諸如二次電子或反向散射電子。射束分離器158可將自晶圓150返回行進之二次粒子引導至偵測器144之感測器表面。射束分離器158可改變射束之方向。射束分離器158可例如基於穿過射束分離器158之射束之速度或能量而選擇性地改變射束之方向。射束分離器158可經組態以改變自晶圓150返回引導朝向射束分離器158的二次粒子束之方向，使得其經引導朝向偵測器144，而在初級射束161穿過射束分離器158時，該初級射束161之軌跡並不變更。舉例而言，射束分離器158可與軸線105對準，且在二次粒子束遠離軸線105經轉向時可允許初級射束161沿著軸線105行進。在一些實施例中，射束分離器158可經組態以使初級射束161偏轉，而二次粒子束被允許自晶圓150返回行進通過射束分離器158，而使其軌跡不改變。在一些實施例中，射束分離器158可經組態以使初級射束161及二次粒子束偏轉。射束分離器158可包括產生磁場之組件。射束分離器158可連接至控制器109，且可基於自控制器109傳輸之信號而操作。

偵測器144可產生表示所接收帶電粒子之強度的信號(例如電壓、電流等)，且將該等信號提供至諸如控制器109之處理系統。如圖2中所展示，偵測器144可連接至控制器109。二次粒子束及偵測器144上之所得射束點的強度可根據晶圓150之外部或內部結構而變化。此外，如上文所論述，初級射束161可投影至晶圓150之頂部表面之不同位置上以產生不同強度的二次粒子束(及所得射束點)。因此，藉由將射束點之強度與晶圓150之位置映射，處理系統可重建構反映晶圓150之內部或外部結構的影像。控制器109可包括影像處理系統。

圖2可說明可用於低著陸能量成像系統中之裝置。射束之能量可使得粒子(例如初級電子束之電子)並未完全穿透通過樣本。實情為，初級射束之粒子可與樣本表面相互作用，或僅以短距離穿透至樣本中(例如幾奈米)。低能量成像可用於搜集關於樣本之某些資訊，諸如構形、電子及化學資訊。本發明之一些實施例可適用於例如低能量電子顯微法(LEEM)系統。

圖3說明符合本發明之實施例的可為電子束工具100之實例的帶電粒子束裝置。電子束工具100B (在本文中亦被稱作裝置100B)可為用於EBI系統10中之多射束工具。裝置100B可包括電子源202。電子源202可經組態以沿著主光軸201產生電子束。

如圖3中所展示，裝置100B可包括電子源202、槍孔徑204、聚光透鏡206、自電子源202發射之初級電子束211、源轉換單元212、初級電子束211之複數個細射束214、216及218、初級投影光學系統220、晶圓載物台(圖3中未繪示)、多個二次電子束236、238及240、二次光學系統243及電子偵測器件244。電子源202可產生初級粒子，諸如初級電子束211之電子。控制器、影像處理系統及其類似者可耦接至電子偵測器件244。初級投影光學系統220可包含射束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228。電子偵測器件244可包含偵測子區246、248及250。

電子源202、槍孔徑204、聚光透鏡206、源轉換單元212、射束分離器222、偏轉掃描單元226及物鏡228可與裝置100B之主光軸201對準。二次光學系統243及電子偵測器件244可與裝置100B之副光軸252對準。

電子源202可包含陰極、提取器或陽極，其中初級電子可自陰極發射且經提取或加速以形成具有交越(虛擬或真實) 208之初級電子束211。初級電子束211可被視覺化為自交越208發射。槍孔徑204可阻擋初級電子束211之周邊電子以減小探測光點270、272及274之大小。

源轉換單元212可包含影像形成元件陣列(圖3中未繪示)及射束限制孔徑陣列(圖3中未繪示)。可在全文皆以引用方式併入之美國專利第9,691,586號；美國公開案第2017/0025243號；及國際申請案第PCT/EP2017/084429號中發現源轉換單元212之實例。影像形成元件陣列可包含微偏轉器或微透鏡陣列。影像形成元件陣列可與初級電子束211之複數個細射束214、216及218一起形成交越208之複數個平行影像(虛擬或真實)。射束限制孔徑陣列可限制複數個細射束214、216及218。

聚光透鏡206可聚焦初級電子束211。可藉由調整聚光透鏡206之聚焦倍率或藉由改變射束限制孔徑陣列內之對應的射束限制孔徑之徑向大小來使源轉換單元212下游的細射束214、216及218之電流變化。聚光透鏡206可為可經組態以使得其第一主面之位置可移動的可調整聚光透鏡。可調整聚光透鏡可經組態為磁性的，其可導致離軸細射束216及218以旋轉角著陸於細射束限制孔徑上。旋轉角隨著可調整聚光透鏡之聚焦倍率及第一主面之位置而改變。在一些實施例中，可調整聚光透鏡可為可調整反旋轉聚光透鏡，其涉及具有可移動第一主面之反旋轉透鏡。全文係以引用方式併入之美國公開案第2017/0025241號中進一步描述了可調整聚光透鏡之實例。

物鏡228可將細射束214、216及218聚焦至晶圓230上以供檢測且可在晶圓230之表面上形成複數個探測光點270、272及274。可形成二次電子細射束236、238及240，其自晶圓230發射且返回行進朝向射束分離器222。

射束分離器222可為產生靜電偶極子場及磁偶極子場之韋恩濾光器類型(Wien filter type)的射束分離器。在一些實施例中，由靜電偶極子場對細射束214、216及218之電子施加的力可與由磁偶極子場對電子施加之力量值相等且方向相反。細射束214、216及218可因此以零偏轉角直接穿過射束分離器222。然而，由射束分離器222產生之細射束214、216及218之總分散亦可為非零的。射束分離器222可將二次電子束236、238及240與細射束214、216及218分離，且朝向二次光學系統243引導二次電子束236、238及240。射束分離器222可藉由使細射束以相對於主光軸201成角度θ偏轉，而朝向二次光學系統243引導該等細射束。

偏轉掃描單元226可使細射束214、216及218偏轉以使探測光點270、272及274遍及晶圓230之表面上之區域進行掃描。回應於細射束214、216及218入射於探測光點270、272及274處，可自晶圓230發射二次電子束236、238及240。二次電子束236、238及240可包含具有能量之分佈的電子，包括二次電子及反向散射電子。二次光學系統243可將二次電子束236、238及240聚焦至電子偵測器件244之偵測子區246、248及250上。偵測子區246、248及250可經組態以偵測對應二次電子束236、238及240且產生用以重建構晶圓230之表面之影像的對應信號。

現在參看圖4，其說明符合本發明之實施例的射束聚焦之示意圖。在SEM系統中，射束可穿過透鏡以便塑形及控制射束。一些透鏡可致使射束擴展(例如變得更多為發散射束)或致使射束收縮(例如變得更多為會聚射束)。透鏡可具有與透鏡之強度及穿過透鏡之射束可聚焦至之程度對應的聚焦倍率。

如圖4中所展示，系統可包括與光軸401對準之第一透鏡410及第二透鏡420。第一透鏡410可為可被置放於射束源下游的聚光透鏡。自射束源發射之射束可為發散射束，且第一透鏡410可用以至少部分地聚焦射束。隨後下游的第二透鏡420可進一步聚焦射束以便使射束成為會聚射束。第二透鏡420可為經組態以將射束聚焦至樣本(諸如晶圓230)上之點的物鏡。當射束穿過光學系統中之透鏡時，該射束可經歷色像差。

現在參看圖5，其說明符合本發明之實施例的色像差之效應。如圖5中所展示，射束511可沿著軸線501行進且穿過透鏡510。射束511可為準直射束。射束511可包括具有不同能量之粒子。儘管在本文中論述射束之「粒子」，但應理解，歸因於光及其他形式之輻射的粒子波二象性，射束之構成部分或要素可能不會嚴格地表現得類似粒子。粒子可包括光子、電子、離子等。

在一些實施例中，包括於射束中的處於相似能量位準之粒子群組可被稱作細射束。細射束可在射束之一些部分處彼此重疊且可在射束之其他部分處彼此分離。舉例而言，在可見白光束中，可能在該射束中含有紅光、橙光、黃光、綠光、藍光、靛藍光及紫光之細射束，但該等細射束個別地並不為裸眼可見。然而，當射束經受分散時，諸如當穿過稜鏡時，細射束分離且變得個別地可見。

如圖5中所展示，射束511可包括包含處於不同能量之粒子之細射束。某些細射束可對應於某些能量範圍。換言之，某些細射束可包含對應於某些能量範圍之粒子。當射束511穿過透鏡510時，細射束可不同地經聚焦。穿過透鏡之射束可取決於其能量而經歷不同的聚焦強度。舉例而言，紅光的能量比藍光小，且可與穿過同一透鏡之藍光相比較小地聚焦。聚焦倍率對射束能量之相依性可為一階現象。舉例而言，聚焦倍率可與射束能量成比例。此現象可與色像差相關。

圖5展示第一細射束521會聚於第一焦點531處、第二細射束522會聚於第二焦點532處，且第三細射束523會聚於第三焦點533處。焦點531、532、533可能不會形成於相同位置處。因此，可使射束511之總體聚焦降級。此效應可與色像差有關。

光學系統中之色像差可與色像差係數有關。色像差可遵循以下關係：

其中d_c 為色像差、C_c 為色像差係數、E為著陸能量、ΔE為能量散佈且α為射束開度角。色像差係數C_c 可基於光學系統之屬性而判定。著陸能量E及能量散佈ΔE可基於關於輸入射束之屬性而判定。一些參數，諸如射束開度角α，可基於光學系統及輸入射束兩者之屬性而判定。一些參數可基於根據含有50%電流之全寬(FW50)的射束點大小之量度。

如方程式(1)展現，色像差可與射束能量散佈及色像差係數成比例，且可與著陸能量成反比。因為色像差可隨著著陸能量減小而增大，所以在低著陸能量之狀況下色像差之影響可變得顯著。色像差可在很大程度上影響例如低著陸能量成像系統中之成像品質。在一些低著陸能量成像系統中，著陸能量可經設定為例如幾百eV，或低於100 eV。ΔE之值可取決於電子發射類型，諸如熱場發射、冷場發射、鎢發射等。針對熱場發射之ΔE之典型值可為例如0.5 eV。

在現有方法中，可存在用以減小色像差之兩個主要途徑：1)減小色像差係數C_c ；及2)減小能量散佈ΔE。通常，減小色像差係數涉及對系統進行實體改變。舉例而言，可將具有多極透鏡之像差校正器安裝於成像系統中。然而，使用多極透鏡之組件可為複雜的且可對成像系統之機械及電子設計提出很高的要求。舉例而言，多極透鏡可需要許多不同部件之極精確對準。此外，使用多極透鏡可限制操作，此係因為此類多極透鏡可僅針對一個特定能量位準而經最佳化。使用像差校正器可導致失去控制諸如初級射束能量、射束開度角及到達偵測器之二次粒子之能量之參數的能力。

減小能量散佈可經由單色器實現。然而，單色器可能濾出具有在某一範圍內之能量的射束中除一小部分以外的所有部分。範圍愈小(且因此所要能量散佈愈低)，總體射束能量之損耗愈高。單色器中之典型能量損耗可大於80%或90%。此可導致成像系統之較低產出量。

現在參看圖6，其說明習知單色器。單色器可將光或其他輻射分解成構成分量，且可選擇彼等分量中之一者。舉例而言，光可分散成其構成波長。可自單色器輸出單一波長之單色光。單色光可能幾乎沒有能量散佈。

如圖6中所展示，可提供第一稜鏡620、第一透鏡625、第二稜鏡630、孔徑640、第三稜鏡650及第二透鏡655。可將含有複數個構成部分之輸入射束611輸入至第一稜鏡620中。輸入射束611可由初始能譜610表示。在自圖6之單色器射出後，可產生輸出射束615。輸出射束615可由僅一個細射束組成。輸出射束615可由最終能譜619表示。如圖6中所展示，僅選擇輸入射束611之一個構成部分，而其他者被濾出。該所選擇構成部分可對應於某一能量範圍，諸如對應於特定顏色之光的能量範圍。換言之，可自輸入射束611提取對應於某一能量範圍的輸入射束611之僅一個構成部分。舉例而言，所選擇構成部分可能僅對應於綠光。

在操作中，第一稜鏡620可誘發分散且致使包括於輸入射束611中之構成部分散開。該等構成部分可包括細射束。舉例而言，第一細射束612、第二細射束613及第三細射束614可變得彼此實體上分離。細射束612、613、614可最初在輸入射束611中重疊，但可變得彼此隔開一定距離。在首先射出第一稜鏡620之後，細射束612、613、614可穿過透鏡625。透鏡625可致使細射束612、613、614彼此平行地行進。接著，細射束612、613、614可進入第二稜鏡630。第二稜鏡630可為改變細射束612、613、614之軌跡的光導。第二稜鏡630可誘發進一步分散。在自第二稜鏡630射出後，細射束612、613、614可經引導朝向孔徑640。孔徑640可包括可變隙縫。孔徑640可阻擋細射束612、613、614當中除一個以外所有的細射束穿過。孔徑640可經調整以便選擇一個細射束。如圖6中所展示，孔徑640僅允許第二細射束613穿過。接著，第二細射束613進入第三稜鏡650。第三稜鏡650可為相似於第二稜鏡630之光導。在射出第三稜鏡650後，第二細射束613可穿過透鏡655。透鏡655可進一步塑形及調整第二細射束613之行進路徑。細射束613可再次進入第一稜鏡620且可再次經歷分散。在最後自第一稜鏡620輸出後，可形成輸出射束615。輸出射束615可經施加至樣本或出於某其他目的而使用。

儘管稜鏡在本文中被論述且在可見光系統之內容背景中可被認為係類似物，但應瞭解，多種分散元件可用於電子束系統或其他系統中。舉例而言，繞射光柵可用作分散元件。又，組件可產生用以分離具有不同能量之電子之磁場。電子束系統中之分散元件可包括產生磁場之組件。產生磁場之組件之實例可包括磁透鏡。儘管使用術語「透鏡」，但磁透鏡可經組態成使得其並不對穿過之射束賦予聚焦效應。磁透鏡可經組態以產生均一場且可用以變更穿過其之射束之軌跡，而不聚焦該射束。

圖7展示可對應於圖6中所展示之射束的射束之能量分佈之標繪圖。圖7之水平軸可表示射束能量與標稱值之偏差。標稱值可為中心能量位準。圖7之豎軸可表示能量分佈(例如dI/dE，其中dI為射束強度之導數且dE為射束能量之導數)。如圖7中所展示，對應於輸入射束611 (參見圖6)之初始能譜610可與對應於輸出射束615 (參見圖6)之最終能譜619疊置。最終能譜619具有比初始能譜610小的偏差，但以射束之總能量之相當大的損耗為代價。舉例而言，最終能譜619之總能量可能比初始能譜610之總能量小89%。

在本發明之一些實施例中，可在不犧牲射束之大量能量的情況下減小射束之能量散佈。此外，可增強帶電粒子束系統之靈活性。舉例而言，可視需要保留及使用射束中之不同能量位準之細射束。此外，可維持帶電粒子束系統之操作參數中之可調性，該等操作參數諸如初級射束能量、射束開度角及到達偵測器之二次電子之能量。同時，可減小色像差。可減小系統之色像差係數。可進一步修改細射束之聚焦以補償場曲率效應等。

在一些實施例中，減小色像差之方法可包括致使射束散佈。射束內之處於不同能量位準之電子可遠離彼此散開。可自該射束形成細射束。可藉由例如使射束穿過孔徑陣列而將不同能量之電子彼此分離，從而形成細射束。使射束散佈可涉及基於能量位準來分離射束之電子。將電子分離可涉及誘發分散使得可最終包括於不同細射束中之電子變得實體上隔開一定距離。可致使電子行進使得基於其能量不同地變更其軌跡，且將具有不同能量之電子引導朝向不同位置。特定能量位準(例如特定能量範圍)之電子可與特定細射束相關聯。每一細射束可具有其自有軸線。細射束可藉由將射束之一些部分圍繞其各別軸線截止來塑形。可使細射束朝向諸如透鏡之另一組件偏轉。細射束偏轉之量可基於其能量。細射束亦可基於其能量而不同地聚焦。偏轉量及聚焦強度可經組態為減小色像差或場曲率像差。

在一些實施例中，使射束散佈可涉及包括於射束中之電子的分類。射束可具有寬度，且處於各種能量位準之粒子可在射束之橫截面積內分散。處於相同能量位準之粒子在初始射束中可能未必彼此接近。電子分類可涉及影響電子之軌跡使得不同能量之粒子變得彼此離得更遠且相似能量之粒子變得較接近於彼此。射束中之粒子可橫穿實質上相同的路徑(例如此係因為其包括於通常具有主行進方向之一個射束中)，但可經歷分散使得該射束變成散佈射束。

在一些實施例中，可提供包括分散元件之像差校正器。分散元件可經組態以使射束散佈。分散元件可經組態以致使射束內之處於不同能量位準之電子遠離彼此散開。射束之細射束可基於能量位準而彼此分離。細射束可使其軌跡經變更使得具有不同能量之細射束經引導朝向不同位置。可藉由使細射束穿過孔徑陣列來塑形細射束。孔徑陣列之輸出可包括具有所界定形狀的預定數目個細射束。該等細射束與初始射束相比可具有較低能量散佈。細射束可穿過偏轉器陣列，該偏轉器陣列經組態以基於細射束之能量使細射束不同地偏轉。偏轉器陣列可經組態以減小色像差。亦可提供透鏡陣列。透鏡陣列可經組態以減小場曲率像差。細射束可以一定角度經引導朝向諸如透鏡之另一光學組件，使得由該透鏡產生之影像之像差減小。舉例而言，細射束可以特定角度進入透鏡使得細射束在透鏡下游的共同焦點處會聚。

電子束裝置可具備像差校正器。像差校正器可包括經組態以產生磁場之分散元件。磁場可將具有不同能量之電子分離。像差校正器可包括孔徑陣列。孔徑陣列可用以形成各自具有較小能量散佈的單獨細射束。微透鏡及微偏轉器陣列可包括於像差校正器中。該陣列可以使得色像差減小之方式引導細射束。

現在參看圖8，其說明符合本發明之實施例的像差校正器。如圖8中所展示，可提供第一稜鏡820。第一稜鏡820可包括分散元件。分散元件可經組態以產生磁場。分散元件可誘發分散，其致使穿過分散元件的不同能量之電子不同地偏轉。分散元件可輸出射束，該射束經散開使得不同能量之電子比相似能量之電子離得更遠。可使不同能量之電子在垂直於射束之主行進方向的方向上彼此隔開。

輸入射束811可經輸入至第一稜鏡820。輸入射束811可具有能譜810。可致使輸入射束811由第一稜鏡820散佈。輸入射束811可經受分散且可經輸出至透鏡825。透鏡825可控制行進通過其之射束之軌跡或會聚。舉例而言，透鏡825可致使行進通過其之射束平行於透鏡825之軸線行進且待準直。透鏡825可將射束引導朝向第二稜鏡830。第二稜鏡830可經組態以改變穿過其之射束之方向。第二稜鏡830亦可對穿過其之射束誘發進一步分散。輸入射束811之構成部分可被散開。輸入射束811之構成部分可包括在某一能量範圍內之電子。能量範圍可包括中心能量位準。能量範圍之電子可與細射束相關聯。可自第二稜鏡830輸出細射束812、813及814。細射束812、813及814可包括於輸入射束811中。在射出第二稜鏡830後，細射束812、813及814可彼此隔開一定距離。細射束812、813及814可彼此平行地行進。

如圖8中所展示，可提供孔徑陣列840。孔徑陣列840可包括其中形成有複數個孔之板。已歸因於根據其各別能量位準之分散而散開的細射束812、813及814可經投影至孔徑陣列840之不同位置上。自孔徑陣列840輸出之單獨的細射束可為具有彼此不同能量的細射束。舉例而言，與一各別細射束相關聯之電子可具有不同於其他細射束之電子的能量範圍。孔徑陣列840可修整穿過其之細射束之周邊處的電子使得細射束以明確界定形狀被發射。在一些實施例中，射束可經歷此分散使得細射束被完全分離出且被輸入至孔徑陣列840之孔中，而不接觸板。因此，在一些實施例中，孔徑陣列840可經組態以免截止輸入射束之任何部分。孔徑陣列840可經組態以產生相對於輸入射束具有減小之能量散佈的複數個細射束。舉例而言，細射束812、813及814中之每一者可之能量散佈可小於輸入射束811之能量散佈。細射束812、813及814可經引導至另一組件，諸如光學元件850。光學元件850可包括透鏡。光學元件850可包括透鏡陣列或偏轉器陣列。在一些實施例中，光學元件850可包括被提供各別細射束的單獨透鏡或偏轉器。

圖9A及圖9B展示符合本發明之實施例的可形成孔徑陣列840之結構之實例。如圖9A中所展示，可提供孔徑板910。孔徑板910可包括複數個開口911。開口911可以規則重複圖案配置。開口911之間的間隔可為恆定的。在一些實施例中，開口911可以不規則圖案配置。開口911之配置可基於由諸如稜鏡820或稜鏡830之分散元件誘發之預期分散。舉例而言，可基於距分散元件(諸如稜鏡820)之距離及該分散元件之分散強度以預定間隔提供開口911。

孔徑板中之開口可以多種圖案形成。舉例而言，圖9B展示具有以六邊形圖案形成之開口911的孔徑板912。開口911之配置可經組態以遵照射束之總體形狀。舉例而言，可預期射束形成總體圓形橫截面形狀。射束可經歷來自分散元件之分散使得射束變得加寬，但總體形狀可保持實質上圓形。因此，開口911之六邊形圖案可更密切地遵照射束之總體形狀。開口911可為例如圓形、橢圓形、隙縫狀或多邊形。開口911之大小及形狀以及開口911在孔徑板中之配置可根據細射束之所要屬性予以調整。

返回參看圖8，孔徑陣列840可經組態以輸出細射束，每一細射束具有一中心能量位準及包括於該細射束中之粒子之能量範圍。能量範圍可對應於開口911之形狀或大小。舉例而言，細射束可行進通過開口使得大多數粒子係在其中心能量位準周圍且在該開口之中心附近行進。處於該範圍周邊附近之能量的粒子可由孔徑之邊緣截止。開口911之邊緣可界定細射束中之准許穿過孔徑陣列840的粒子之能量範圍的邊界。

自孔徑陣列840發射之細射束可各自具有比孔徑陣列840上游之射束之能量散佈小的能量散佈。細射束812、813及814之能量散佈可小於輸入射束811之能量散佈。在一些實施例中，熱場發射槍可用作射束源。可產生具有約0.7 eV之初始能量散佈之射束。當將此射束用作輸入射束811時，個別細射束812、813及814例如當穿過孔徑陣列840時之能量散佈可為約0.1 eV。

在一些實施例中，孔徑陣列840可包括遮光片。可藉由敞開或封閉遮光片操控孔徑板中之個別開口911。替代地，可使用消隱裝置。消隱裝置可用以使帶電粒子束之路徑遠離其輸入軸線轉向使得射束不會繼續穿過系統。可使射束轉向至吸收表面。在一些實施例中，可需要阻擋一或多個細射束。彼等細射束之效應可被濾出。能夠允許開啟或截斷不同能量位準之個別細射束可增強帶電粒子束系統之靈活性。

現在參看圖10A至圖10C，其說明符合本發明之實施例的對由於偏轉器或透鏡陣列之像差之校正。細射束812、813及814可經引導朝向透鏡859。透鏡859可包括於光學元件850中。透鏡859可與軸線855(亦參見圖8)對準。自孔徑陣列840輸出之細射束812、813及814可各自處於彼此不同的能量位準。輸入射束811可具有為ΔE之能量散佈，且此可表示自射束811之中心標稱能量位準(E)至周邊能量位準的差。射束811內之細射束之能量可在自E-ΔE至E+ΔE之範圍內。如圖10A中所展示，細射束812可具有為E-ΔE之能量、細射束813可具有為E之能量且細射束814可具有為E+ΔE之能量。稜鏡820及830以及孔徑陣列840可經組態以提取可表示在射束811當中之能量最小細射束的細射束812，及可表示射束811當中之能量最高細射束的細射束814。因為細射束812、813及814可處於不同的能量位準，所以在其行進通過透鏡859時，其可經歷不同的聚焦倍率。舉例而言，具有較高能量之細射束可經歷較弱聚焦效應，而具有較低能量之細射束經歷較強聚焦效應。此可引起色像差。此外，因為細射束812、813及814可彼此隔開，所以其可由於在不同位置處(例如在透鏡859相對於中心軸線之不同徑向位置處)進入透鏡859而經歷不同的聚焦倍率。舉例而言，離軸細射束可經歷比軸向(「軸上」)細射束更強的聚焦效應。此可引起場曲率像差。如圖10A中所展示，細射束812、813及814可在不同位置處形成焦點。此可致使射束811之總體聚焦降級，此係因為多個細射束並不會聚於同一位置處。所得射束點可相應地加寬。

圖10B展示透鏡陣列851及偏轉器陣列852。透鏡陣列851及偏轉器陣列852可包括於光學元件850中。透鏡陣列851及偏轉器陣列852可由微機電系統(MEMS)器件形成。透鏡陣列851可包括複數個微透鏡，該等微透鏡中之每一者經組態以包圍各別細射束。偏轉器陣列852可包括複數個微偏轉器，該等微偏轉器中之每一者經組態以包圍各別細射束。透鏡陣列851及偏轉器陣列852之微透鏡及微偏轉器可與孔徑陣列840之各別開口911對準。

透鏡陣列851或偏轉器陣列852可受驅動器控制。舉例而言，該驅動器可經組態以將電壓施加至可包括於微透鏡中之靜電透鏡，或將激勵施加至可包括於微偏轉器中之電極。控制器109可經組態以控制驅動器(參見圖1)。

可控制透鏡陣列851及偏轉器陣列852以便補償像差。透鏡陣列851及偏轉器陣列852可改變進入透鏡859之細射束之角度及位置。透鏡陣列851及偏轉器陣列852可致使細射束812、813及814待聚焦在一起。如圖10B中所展示，細射束812、813及814可被帶入至一共同焦點860。焦點860可形成於樣本之表面上。在一些實施例中，細射束812、813及814可傳遞至另一光學元件上。焦點860可形成於該另一光學元件處。換言之，細射束812、813及814可聚焦使得其影像平面會聚。亦即，細射束812之影像平面、細射束813之影像平面及細射束814之影像平面可能相同。

偏轉器陣列852可經組態以使細射束812、813及814不同地偏轉。被賦予至穿過偏轉器陣列852之細射束之偏轉基於各別細射束之能量位準而可能不同。可根據細射束之能量位準來分割該等細射束。舉例而言，孔徑陣列840可輸出單獨的細射束，其各自具有不同的能量。每一細射束之能量基於其在孔徑陣列840中之位置而可能係已知的。舉例而言，孔徑陣列840之個別孔徑可各自對應於一目標能量範圍。可將自孔徑陣列840輸出之細射束輸入至偏轉器陣列852。因此，輸入至偏轉器陣列852之細射束中之每一者可具有已知能量。由偏轉器陣列852賦予之偏轉之差可基於偏轉器陣列852之幾何形狀予以判定。偏轉器陣列852之距中心軸線較遠的偏轉器可經組態以使細射束更多地偏轉。舉例而言，與較接近於或對準於軸線855之偏轉器相比，偏轉器陣列852之距軸線855較遠的偏轉器可經組態以使穿過其之細射束更多地偏轉。

偏轉器陣列852可經組態以減小色像差。色像差可為一階現象。舉例而言，如方程式(1)中所展示，色像差可與射束能量散佈及色像差係數成比例，且可與著陸能量成反比。當任一個變數(例如射束能量散佈、色像差係數或著陸能量)變化時，色像差可成比例地改變。

可藉由由偏轉器陣列852賦予之偏轉抵消色像差。由偏轉器對射束賦予偏轉之效應亦可為一階現象。舉例而言，可藉由將來自驅動器之電信號(例如電壓、電流)施加至偏轉器之電極來致動偏轉器。可向穿過偏轉器之射束賦予與驅動器之電信號成比例的偏轉。使用諸如偏轉之一階效應以抵消亦可為一階效應之色像差，可使得能夠將可預測地及準確地補償色像差。

在光學系統中，可存在各種像差，諸如色像差、球面像差、像散像差及場曲率像差。偏轉器或透鏡之配置可用以解決像差。偏轉器可具有多極結構。藉由將電位之分佈施加至該等極，該多極結構可用作偏轉器。使用偏轉器(諸如偏轉器陣列852)以校正色像差可有效地增強射束之聚焦。此外，藉由施加不同電位分佈，多極結構可用以減小或消除像散。舉例而言，多極結構可改變穿過偏轉器陣列852之細射束之射束剖面以便補償像散。因此，偏轉器陣列852除了使細射束偏轉以校正色像差以外，亦可有效地減小或消除像散。偏轉及像散校正器功能可在一個多極結構中組合。為了進一步增強射束之聚焦，可校正其他種類之像差。舉例而言，透鏡陣列851可經組態以校正場曲率像差。

將一射束分離成彼此實體上隔開之細射束可基於該等細射束之分離度而產生效應。一些細射束可經歷不同於鄰近細射束之光學效應。舉例而言，如圖8中所展示，可沿著軸線855將細射束引導至孔徑陣列840下游的光學元件850。光學元件850可包括聚焦透鏡。細射束可在相對於軸線855之不同徑向位置處進入光學元件850。舉例而言，當光學元件850包括聚焦透鏡時，更遠離軸線855進入光學元件850的一些細射束可經歷與較接近於軸線855之細射束不同的聚焦效應。此可引入場曲率像差。為了解決場曲率像差，可有效的是新增與個別細射束對應之透鏡。如圖10B中所展示，可提供透鏡陣列851。透鏡陣列851之透鏡可經定位於偏轉器陣列852之每一偏轉器附近。透鏡陣列851可經組態以減小場曲率像差。

透鏡陣列851可經組態以基於與細射束之分離度有關之參數來減小場曲率像差。透鏡陣列851可經組態以基於偏移量(例如距與下游光學組件對準之中心軸線之距離)不同地聚焦細射束。中心軸線可與下游聚焦透鏡之中心對準(例如圖8中所展示之光學元件850之軸線855)。細射束上之場曲率像差效應之量值可與細射束距中心軸線之距離的平方有關。與軸向細射束相比，離軸細射束在其穿過聚焦透鏡時可經歷更強的聚焦效應。在不補償場曲率像差的情況下，在軸向細射束之影像平面中，離軸細射束可能不會處於其最佳聚焦狀況。因此，影像平面中之光點大小可變得較大。場曲率像差可指此效應。在一些實施例中，透鏡陣列851可經組態以減小場曲率像差。透鏡陣列851之透鏡可經組態以賦予額外聚焦強度以使得軸向及離軸細射束之影像平面會聚。此可減小或補償場曲率像差。

在一些實施例中，可以與孔徑陣列(例如孔徑陣列840)之開口(例如圖9之開口911)相似的間隔提供透鏡陣列851之透鏡，且可預定透鏡距中心軸線之距離。每一透鏡可經組態以基於與距中心軸線之距離有關之因素而賦予聚焦倍率。舉例而言，每一透鏡可經組態以賦予與其距中心軸線之距離之平方成比例的聚焦倍率。又，儘管圖10B展示向每一細射束提供之透鏡及偏轉器，但應瞭解，可省略一些組件。舉例而言，當細射束813與中心軸線對準時，可沒有必要提供透鏡或偏轉器。細射束813可被允許筆直行進通過孔徑陣列840，而在進入光學元件850之前不使其軌跡被變更。儘管細射束813可不需要偏轉器，但其仍可使用透鏡以用於場曲率校正。舉例而言，SEM可使用聚焦透鏡而非散焦透鏡。進入透鏡之離軸細射束可比軸上(「軸向」)細射束更強地聚焦。可相對於離軸細射束將額外聚焦施加至軸上細射束，以補償聚焦差異。

在一些實施例中，可藉由除透鏡陣列851之外的器件或構件校正場曲率像差。舉例而言，在光學系統中，可提供非球面透鏡。在一些實施例中，透鏡859可包括非球面透鏡。在一些實施例中，透鏡859可經組態為不對稱地產生場(例如非均一的)之磁或靜電透鏡。舉例而言，磁場可由磁極片等塑形。磁透鏡可經組態以產生基於距透鏡之中心軸線之距離具有不同強度的磁場。然而，電場可由電極等塑形。靜電透鏡可經組態以產生基於距透鏡之中心軸線之距離具有不同強度的電場。此外，在一些實施例中，當場曲率相對較小時，可幾乎不需要或不需要校正其。

圖10C展示以使得並不在偏轉器陣列852之正下游形成共同焦點之方式使細射束偏轉。舉例而言，可以使得過度補償像差之方式使細射束偏轉。電子光學系統可經組態為具有負色像差係數C_c 。在一些實施例中，可產生負色像差效應。在多於一個透鏡提供於偏轉器陣列852之後的情形中，負色像差效應可能有用。偏轉器陣列852可經組態以產生負色像差效應以便在複數個透鏡下游形成細射束之共同焦點。一些光學組件(諸如透鏡)之參數可為預先已知的，且偏轉器陣列852可經組態以補償該等參數。

可在透鏡陣列851的下游提供偏轉器陣列852。在產生具有小能量散佈之細射束之後，該等細射束可穿過透鏡陣列851且接著穿過偏轉器陣列852。透鏡陣列851之每一透鏡之軸線可與每一細射束之軸線重合。因此，可使透鏡陣列851能夠補償場曲率像差。接著，偏轉器陣列852之偏轉器可向每一細射束賦予某些偏轉角。因為由偏轉器賦予之偏轉可變化，所以可有益的是在偏轉器陣列852的上游提供透鏡陣列851。透鏡陣列851可包括透鏡之靜態陣列。

在一些實施例中，可需要維持一射束之全部細射束用於帶電粒子束系統中。具有變化能量之細射束可具有各種用途。可藉由使能夠使用射束之全部細射束而增強帶電粒子束系統之靈活性。用於像差減輕之系統及方法可使能夠在允許維持各種能量位準之細射束的同時減小像差。在一些實施例中，可操控個別細射束。根據應用，舉例而言，可有用的是將細射束中之一或多者施加至樣本或其他組件，且截斷一或多個其他細射束。此外，取決於哪些細射束經組態以穿過帶電粒子束系統，可變更能量散佈分佈。用於像差減輕之系統及方法可允許在各種細射束當中進行大範圍的選擇。

在一些實施例中，用於像差減輕之系統及方法可經應用於帶電粒子束系統中之各種位置處。帶電粒子束系統中之一些光學組件可經組態以變更穿過之射束之軌跡。舉例而言，參看圖2，射束分離器158可經組態以將輸入射束(例如初級射束161)引導朝向晶圓150且將反射射束引導朝向偵測器144。在方向改變的情況下，射束分離器158可使穿過其之射束根據其能量不同地偏轉，且可產生色像差。作為另一實例，參看圖3，射束分離器222可包括韋恩濾光器，該韋恩濾光器經組態以使穿過其之射束之粒子根據其速度及方向不同地偏轉。射束分離器可在射束中誘發分散。偏轉掃描單元226或偏轉器132c可為誘發射束分散之組件的另一實例。像差校正器可鄰近於在射束中誘發分散之光學組件而安置。可提供經組態以補償由帶電粒子束系統之組件，諸如射束分離器158、射束分離器222、偏轉掃描單元226或偏轉器132c所引入的像差之像差校正器。在一些實施例中，可在引入像差之組件的下游提供像差校正器。舉例而言，可在物鏡與樣本之間或在射束分離器與偵測器之間提供像差校正器。

如上文參看圖8所論述，稜鏡820可被提供為分散元件。然而，在一些實施例中，帶電粒子束系統中之一些組件之功能可能重疊，且可共用或省略一些組件。舉例而言，可省略稜鏡820，而非提供單獨的分散元件，且可直接在帶電粒子束系統之另一組件之後提供下游組件，諸如透鏡825、稜鏡830及孔徑陣列840。作為一項實例，射束分離器之磁透鏡可構成分散元件。可在射束分離器的下游提供孔徑陣列840。可在孔徑陣列840的下游提供光學元件850。光學元件850可包括透鏡陣列851、偏轉器陣列852或聚焦透鏡859。在一些實施例中，可在透鏡(諸如物鏡)之後提供組件，諸如透鏡825、稜鏡830、孔徑陣列840及光學元件850。

現在參看圖11，其說明符合本發明之實施例的對複數個光學元件之像差之校正。類似於圖10C之實例，偏轉器陣列852可經組態以使細射束812、813及814偏轉使得並不在透鏡859之正下游形成共同焦點。替代地，偏轉器陣列852可經組態以使細射束偏轉以便過度補償可由透鏡859引起的像差。偏轉器陣列852可經組態以使細射束偏轉使得在第二透鏡869的下游形成共同焦點870。

在一些實施例中，可針對包括多個光學元件之系統判定色像差係數。控制器109可基於透鏡或光學系統中之其他光學元件之配置判定目標色像差係數。控制器109可判定針對偏轉器陣列852之每一偏轉器之偏轉量。偏轉量可考量通過複數個透鏡之投影射束路徑。其他組件，諸如透鏡陣列851，亦可考量多個光學元件之效應且經組態以校正該等效應。

減輕像差之方法可包括在輸入射束中誘發分散且產生相對於該輸入射束具有減小之能量散佈的細射束。該方法可包括第一步驟及第二步驟。第一步驟可包括形成細射束，且第二步驟可包括以增強射束聚焦之方式來偏轉或聚焦細射束。第一步驟可使個別細射束能夠形成為具有減小之能量散佈。該方法可減小色像差。

圖12為說明符合本發明之實施例的用於減輕像差之例示性方法的流程圖。圖12之方法可由例如圖1中所展示之EBI系統10之控制器109執行。控制器109可經程式化以實施圖12中所說明之流程圖之一或多個區塊。舉例而言，控制器109可指示帶電粒子束系統之模組產生帶電粒子束且進行其他功能。控制器109可控制孔徑陣列840、透鏡陣列851或偏轉器陣列852之致動。

符合圖12的方法可以由帶電粒子束源產生帶電粒子束開始。舉例而言，包括陽極102及陰極103之初級射束源可產生帶電粒子束，如圖2中所展示。

如圖12中所展示，可執行第一步驟S110。第一步驟S110可包括在輸入射束中誘發分散。分散可基於輸入射束之能量分佈。第一步驟S110可包括使射束散佈之步驟S111。使射束散佈可包括致使包括於射束中之細射束散開。細射束可變得彼此實體上隔開。散佈可致使具有不同能量的射束部分變得彼此離得更遠。步驟S111可包括將輸入射束811輸入至第一稜鏡820中，例如上文參看圖8所論述。步驟S111可由帶電粒子束系統之可在射束中誘發分散的組件來執行，諸如射束分離器、偏轉器或透鏡。步驟S111可包括運用預定電信號驅動組件。

如圖12中所展示，第一步驟S110亦可包括形成複數個細射束之步驟S112。細射束可形成為散開之射束之構成部分。可形成彼此實體上隔開之離散細射束。細射束可包括處於不同能量位準但與輸入射束相比能量可能彼此更接近的粒子。細射束中之每一者可具有中心能量位準及能量散佈範圍。步驟S112可包括使細射束穿過孔徑。步驟S112可包括將細射束透射通過孔徑陣列840，例如上文參看圖8所論述。步驟S112可包括截止細射束之周邊區。

如圖12中所展示，第一步驟S110亦可包括輸出細射束之步驟S113。步驟S113可包括輸出在步驟S112中形成之複數個細射束。步驟S113可包括自孔徑陣列840輸出細射束。步驟S113可包括收集在步驟S112中形成之細射束中的一或多者。在一些實施例中，步驟S113可包括選擇性地輸出細射束。舉例而言，可藉由致動遮光片或消隱裝置等而阻擋一些細射束。可將自步驟S113輸出之細射束引導至另一組件。

此外，如圖12中所展示，可執行第二步驟S120。第二步驟S120可包括偏轉或聚焦細射束以便增強射束聚焦。第二步驟S120可包括聚焦細射束之步驟S121。細射束可為自步驟S113輸出之細射束。步驟S121可包括基於細射束距中心軸線之距離來不同地聚焦細射束。中心軸線可為穿過陣列之中心偏轉器或透鏡的軸線。步驟S121可由透鏡陣列執行，諸如上文參看圖10B所論述之透鏡陣列851。進入透鏡陣列之細射束可彼此隔開，且透鏡陣列之透鏡可基於細射束中之每一者之位置而不同地聚焦該等細射束中之每一者。射出透鏡陣列之細射束可進入另一光學組件，諸如聚焦透鏡，而處於相對於聚焦透鏡之中心軸線之不同徑向位置。透鏡陣列之透鏡可聚焦細射束中之每一者以便減小或消除場曲率像差。

如圖12中所展示，第二步驟S120亦可包括使細射束偏轉之步驟S122。步驟S122可包括基於能量位準使細射束不同地偏轉。步驟S122可由偏轉器陣列執行，諸如上文參看圖10B所論述之偏轉器陣列852。進入偏轉器陣列之偏轉器的細射束中之每一者可具有不同能量且各別偏轉器可基於細射束之能量使細射束偏轉。細射束可經偏轉以便具有某一角度以進入偏轉器陣列下游的透鏡。

步驟S122可包括使細射束偏轉以便減小或消除色像差。步驟S122可包括使細射束偏轉使得射束聚焦改良。可使細射束偏轉使得其會聚至聚焦透鏡下游的共同焦點或影像平面。步驟S122可包括使細射束偏轉以便減小或消除像散。

如圖12中所展示，減輕像差之方法可包括其他步驟，包括使細射束穿過透鏡之步驟S131。透鏡可為在偏轉器或透鏡陣列下游提供的聚焦透鏡。步驟S131可包括將細射束聚焦在一起。細射束可在例如上文關於圖10B所論述之共同焦點860處一起形成焦點。

減輕像差之方法可包括將細射束引導至另一光學元件之步驟S132。舉例而言，可將細射束引導至另一透鏡、偏轉器、二次成像系統等。另一光學元件可包括例如透鏡869，如上文參看圖11所論述。使細射束偏轉之步驟S121可包括使細射束偏轉以便過度補償色像差。步驟S121可包括使細射束偏轉以便具有負色像差係數。步驟S121可包括補償可由包括例如聚焦透鏡及另一組件之多個光學元件所引起的像差。

減輕像差之方法可包括將細射束投影於目標上之步驟S133。目標可包括樣本，諸如晶圓150或晶圓230。使細射束偏轉之步驟S121可包括使細射束偏轉以便在樣本之表面上形成共同焦點。

在一些實施例中，第一步驟S110可包括減小電子束之能量散佈。可形成能量散佈各自小於輸入射束之能量散佈的細射束。在一些實施例中，可將第一步驟S110應用至多射束系統，諸如裝置100B，如上文參看圖3所論述。舉例而言，可使細射束穿過孔徑陣列且饋入通過源轉換單元212。可自孔徑陣列以相對於輸入射束之能量散佈減小的能量散佈輸出細射束，輸入射束諸如可自槍孔徑204發射之初級電子束211。在一些實施例中，可將第一步驟S110應用於帶電粒子束系統中之各種其他位置處。舉例而言，可將第一步驟S110應用於如上文參看圖2所論述之裝置100A之射束分離器158處，或如上文參看圖3所論述之裝置100B之射束分離器222處。

在一些實施例中，第二步驟S120可包括減輕或補償像差。第二步驟S120可包括修改電子光學系統之色像差係數。可在第一步驟S120之後應用第二步驟S120。

現在參看圖13，其說明符合本發明之實施例的偏轉器陣列以及具有第一透鏡陣列及第二透鏡陣列之透鏡。在一些實施例中，透鏡陣列可包括複數個微透鏡層。可提供第一透鏡陣列851_1及第二透鏡陣列851_2。第一透鏡陣列851_1及第二透鏡陣列851_2可由MEMS器件形成。第一透鏡陣列851_1及第二透鏡陣列851_2可包括於圖8之光學元件850中。

第一透鏡陣列851_1可經組態以校正像散。像散可指由射束之離軸部分引起的像差之類型。舉例而言，離軸細射束可在距透鏡之中心軸線一定距離之位置處進入透鏡。離軸細射束可經歷像散像差。像散像差之量值可與距中心軸線之距離的平方有關。

第一透鏡陣列851_1可包括多極透鏡陣列。多極透鏡可具有類似於偏轉器之結構。第二透鏡陣列851_2之多極透鏡可各自具有例如4個或更多個極。可將電壓施加至第二透鏡陣列851_2之透鏡以便影響穿過透鏡之細射束，以便校正像散像差。校正像散像差可涉及影響細射束之軌跡。

與圖10B至圖11之透鏡陣列851相似地，第二透鏡陣列851_2可經組態以補償場曲率像差。第二透鏡陣列851_2之透鏡可包括圓形透鏡。該等透鏡中之每一者可包括可包圍細射束之環形結構。舉例而言，該等透鏡中之每一者可包括單極透鏡。

第二透鏡陣列851_2可經配置於第一透鏡陣列851_1的下游使得細射束812、813及814首先行進通過第一透鏡陣列851_1且接著行進通過第二透鏡陣列851_2。在一些實施例中，可反轉第一透鏡陣列851_1及第二透鏡陣列851_2之位置。

圖14A展示透鏡陣列之配置。第二透鏡陣列851_2可包括環形透鏡元件881。圖14B展示透鏡之另一配置。第一透鏡陣列851_1可包括多極透鏡以及其他。多極透鏡可包括第一極891、第二極892、第三極893及第四極894。每一極可電連接至驅動器。第一透鏡陣列851_1或第二透鏡陣列851_2之中心軸線899可在Z方向上延伸且與該陣列之中心透鏡之中心對準。

如上文參看圖12所論述之第二步驟S120可包括影響細射束以便補償像散像差。細射束可由第一透鏡陣列851_1聚焦以便補償場曲率像差，接著受第二透鏡陣列851_2影響以便補償像散像差，接著由偏轉器陣列852偏轉以便補償色像差。在一些實施例中，可改變操作之次序。如上文參看圖10B所論述之透鏡陣列851可包括第一透鏡陣列851_1及第二透鏡陣列851_2。儘管圖14A及圖14B中展示了透鏡之3×3陣列，但可使用其他數目個透鏡，例如以便與孔徑陣列840匹配。在一些實施例中，例如當無需影響中心軸線細射束時可省略陣列之透鏡。在一些實施例中，中心軸線可能未必對準於透鏡或偏轉器(參見例如圖9A)。

在本發明之一些實施例中，帶電粒子束系統可經組態以將單一射束投影於目標上。在本發明之一些實施例中，帶電粒子束系統可經組態以將多個射束(例如細射束)投影於目標上。可產生具有不同能量之細射束。此類細射束可被直接施加至目標且該等細射束可以不同著陸能量到達該目標。然而，在一些實施例中，可操控細射束使得其以相同著陸能量到達目標。可產生單色細射束且可將均一細射束投影至目標上。

現在參看圖15，其說明符合本發明之實施例的投影至目標上之複數個細射束之投影。相似於圖8，系統可包括第一稜鏡820，輸入射束811可經輸入至該第一稜鏡中。圖15之系統可為圖8之系統的變化形式，此係因為光學元件850可包括各種組件。如圖15中所展示，自帶電粒子束源產生之輸入射束811可穿過第一稜鏡820且可經受分散。可將散佈射束輸出至透鏡825，該等透鏡可控制行進通過透鏡825之射束之軌跡或會聚。透鏡825可將射束引導朝向第二稜鏡830，該第二稜鏡可經組態以改變穿過第二稜鏡830之射束之方向。歸因於由第一稜鏡820或第二稜鏡830誘發之分散，輸入射束811之構成部分可基於其能量而散開。舉例而言，細射束812、813及814可自第二稜鏡830被輸出且可具有彼此不同的能量。細射束812、813、814可穿過孔徑陣列840，該孔徑陣列可修整細射束之邊緣。細射束812、813及814中之每一者可具有特定中心能量及能量散佈，該能量散佈小於輸入射束811之能量散佈。

如圖15中所展示，可在孔徑陣列840的下游提供第一偏轉器950。第一偏轉器950可經組態以使細射束偏轉以便變更細射束之節距。舉例而言，進入第一偏轉器950之細射束可具有節距P1，且該等細射束在進入下一組件(諸如第二偏轉器951)後可具有節距P2。節距調整可用以藉由各種組件進一步處理及操控細射束。在一些實施例中，節距調整可用以控制可最終形成於目標上之射束點之節距。

第一偏轉器950可為例如相似於偏轉器陣列852的偏轉器陣列。第一偏轉器950可包括複數個個別偏轉器(例如微偏轉器)。該等個別偏轉器中之每一者可經組態以包圍一各別細射束。第一偏轉器950之個別偏轉器可與孔徑陣列840之各別開口911對準。

第二偏轉器951亦可為偏轉器陣列。第二偏轉器951可包括複數個個別偏轉器，其各自經組態以包圍各別細射束。第二偏轉器951之中心偏轉器可與第一偏轉器950之中心偏轉器或孔徑陣列840之中心開口對準。第二偏轉器951之個別偏轉器可具有不同於第一偏轉器950之間距的間距。第二偏轉器951可組態為使得個別偏轉器之節距大於第一偏轉器950之節距。

第一偏轉器950及第二偏轉器951可經組態以調整細射束之節距。第一偏轉器950可經組態以使細射束偏轉遠離主光軸，該主光軸可為軸線855 (參見圖8)。第二偏轉器951可經組態以使細射束朝向主光軸偏轉回。第二偏轉器951可經組態以準直或維持細射束之平行路徑。

可在第二偏轉器951的下游提供第一透鏡960。第二偏轉器951及第一透鏡960可被提供為MEMS器件。第一透鏡960可經組態以補償由於細射束之能量差異引起的聚焦差異。此外，在一些實施例中，第一透鏡960可經組態以調整穿過第一透鏡960之細射束之能量。細射束812、813及814可具有彼此不同的能量，且第一透鏡960可經組態以基於細射束之能量而不同地影響細射束。舉例而言，如上文所論述，細射束812可為能量最小的細射束、細射束813可為具有標稱能量之細射束且細射束814可為能量最高的細射束。第一透鏡960可經組態以將與用於細射束812之聚焦倍率不同的聚焦倍率施加至細射束814。另外，第一透鏡960可經組態以用於能量調整。第一透鏡960可經組態以提昇細射束812之能量位準且減小細射束814之能量位準。第一透鏡960可將細射束813之能量位準維持處於標稱能量位準。在一些實施例中，第一透鏡960可經組態以提昇全部細射束之能量位準直至預定能量位準。預定能量位準可等於細射束814 (能量最高的細射束)之能量位準。因此，第一透鏡960可經組態以維持細射束814之能量位準。

第一透鏡960可包括複數個靜電透鏡。類似於第一偏轉器950及第二偏轉器951，可提供組件陣列使得組件包圍每一細射束。每一組件可包括一透鏡，該透鏡可包含環形電極或磁極片。此外，每一組件可包括複數個電極。第一透鏡960可經組態以將弱聚焦強度施加至穿過之細射束以便影響其能量，而不會實質上影響其聚焦。此外，在一些實施例中，不同電極可用以調整細射束能量且補償聚焦強度差異。可將驅動信號施加至包圍個別細射束之組件中的每一者。驅動信號可致使在組件中產生靜電場，該靜電場可與靜電場之量值成比例地影響穿過組件之細射束。場強度之差異可用以調整細射束之能量位準以補償細射束當中之能量位準之差異。舉例而言，較大場可用以提昇能量較低細射束之能量位準。

多射束系統可經組態以產生複數個細射束，該複數個細射束投影於目標上以便形成複數個射束點。舉例而言，如圖3中所展示，細射束214、216及218投影於晶圓230上以便形成射束點270、272及274。相似地，如圖15中所展示，細射束812、813及814可在晶圓230上形成射束點270、272及274。在一些實施例中，可形成單色細射束使得射束點270、272及274係均一的。

物鏡可用以聚焦細射束以便在目標(諸如晶圓230)上形成射束點270、272及274。在一些實施例中，多射束系統可包括多個物鏡，其中每一者可經組態以將細射束聚焦至目標表面上。在一些實施例中，多射束系統可包括將全部細射束聚焦至目標表面上之單一物鏡。

如圖15中所展示，可提供可為多射束系統中之多個物鏡之實例的第二透鏡970。第二透鏡970可用以將每一細射束聚焦至目標(諸如晶圓230)上。第二透鏡970可為包括複數個透鏡之透鏡陣列，該等透鏡中之每一者經組態以包圍一細射束。該複數個透鏡中之每一透鏡可包括多個電極。可出於不同目的使用不同電極或可將不同電極一起使用以實現功能。舉例而言，在透鏡970中，電極可經組態以1)將細射束聚焦於晶圓230上，及2)執行像散校正。像散校正單元可配置於聚焦單元的上游。此外，在一些實施例中，像散校正可在透鏡960中實現。在一些實施例中，一些電極可用以實施能量調整，而一些電極係用於聚焦校正、像散校正、場曲率校正等。第二透鏡970可形成為MEMS器件。

現在參看圖16，其說明符合本發明之實施例的複數個細射束至目標上之投影。圖16可表示圖15之一部分的放大圖。

第一偏轉器950及第二偏轉器951可經組態以將預定量之偏轉賦予至細射束上。如圖16中所展示，細射束814可由第一偏轉器950偏轉角度θ1，且可由第二偏轉器951偏轉角度θ2。角度θ1與θ2可相等。細射束812、813及814可具有彼此不同的能量，且因此第一偏轉器950及第二偏轉器951可經組態以使細射束不同地偏轉。舉例而言，第一偏轉器950及第二偏轉器951可經組態以基於細射束812、813及814之能量來不同地影響該等細射束。可使細射束812偏轉與針對細射束814之角度θ1及θ2未必相同的角度。或者，可將不同量之激勵施加至用於細射束812之個別偏轉器集合，使得該細射束被偏轉相同量，但該細射束之能量可能小於例如細射束814之能量。第一偏轉器950及第二偏轉器951可經組態以影響不同能量之細射束使得達成預定間距(例如細射束之節距)。此外，第一偏轉器950及第二偏轉器951可經組態以便在調整細射束之節距的同時維持準直狀態。處於不同能量之細射束可需要不同激勵以待偏轉某一量。第一偏轉器950及第二偏轉器951可經組態以補償細射束之能量差異且使細射束不同地偏轉使得可達成細射束之預定間距。

如圖16中所展示，第一透鏡960可包括第一透鏡陣列961及第二透鏡陣列962。第一透鏡陣列961及第二透鏡陣列962可包括複數個環形透鏡元件(相似於圖14A中所展示之透鏡陣列851_2)或極(相似於圖14B中所展示之透鏡陣列851_1)。第一透鏡960當中之不同透鏡陣列可經組態以實現不同功能。或者不同透鏡陣列可經組態以一起工作。舉例而言，可在不同透鏡陣列之電極之間形成電位。細射束可藉由穿過電場而使其能量被調整。

第二透鏡970可包括第一透鏡陣列971、第二透鏡陣列972及第三透鏡陣列973。在一些實施例中，可提供更多或更少透鏡陣列。第二透鏡970可形成複數個物鏡。舉例而言，可形成提供於細射束812周圍的第一物鏡970A。可形成提供於細射束813周圍的第二物鏡970B。且可形成提供於細射束814周圍的第三物鏡970C。第一物鏡970A可經組態以將細射束812聚焦於晶圓230上以形成射束點272。第二物鏡970B可經組態以將細射束813聚焦於晶圓230上以形成射束點270。第三物鏡970C可經組態以將細射束814聚焦於晶圓230上以形成射束點274。換言之，該等物鏡可經組態以在目標之表面上形成影像平面。儘管圖16僅展示三個細射束及三個物鏡，但應瞭解，可存在多於或少於三個物鏡及其他組件。舉例而言，可存在對應於細射束的組件之2×2、3×3，…9×9等陣列。

現在參看圖17，其說明符合本發明之實施例的複數個細射束至目標上之投影。穿過第一偏轉器950之細射束可為自孔徑陣列840 (參見圖8)出現之細射束。圖17可表示在孔徑陣列840下游的圖15之一部分之替代性配置的放大圖。不同於圖16，舉例而言，單一物鏡可提供於圖17之系統中。此外，可將不同配置用於第一透鏡960，且可提供其他組件。

第一透鏡960可經組態以補償由於細射束之能量差異引起的聚焦差異，或調整穿過第一透鏡960之細射束之能量。如圖17中所展示，第一透鏡960可包括透鏡陣列，該等透鏡中之每一者包括單一電極。鄰近組件(諸如第二偏轉器951或另一偏轉器)之電極可與第一透鏡960一起使用以形成電場。

又，可提供第三偏轉器952。第三偏轉器952可為偏轉器陣列。第三偏轉器952可包括複數個個別偏轉器，其各自經組態以包圍各別細射束。第三偏轉器952之中心偏轉器可與第一偏轉器950、第二偏轉器951之中心偏轉器或孔徑陣列840之中心開口對準。第三偏轉器952之個別偏轉器之間距可與第二偏轉器951及第一透鏡960之間距相似，且可不同於第一偏轉器950之間距。第三偏轉器952可經組態以校正像散。在一些實施例中，可在第三偏轉器952與第一透鏡960之間新增另一陣列，該另一陣列經組態以校正像散。

第三偏轉器952可經組態以將細射束引導至物鏡959中。細射束可在到達晶圓230之前形成交越958。第三偏轉器952可經組態以在物鏡959之區中形成交越958。舉例而言，第三偏轉器952可經組態以在物鏡959之中心平面處形成交越958。

第三偏轉器952可經組態以基於細射束之能量使細射束不同地偏轉。舉例而言，相似於偏轉器陣列852，第三偏轉器952可經組態以補償像差且可經組態以減小色像差。

可在第三偏轉器952的下游提供物鏡959。物鏡959可經組態以包圍全部細射束812、813及814。物鏡959可經組態成使得將共同聚焦場施加至全部細射束812、813及814。物鏡959可經組態以將全部細射束聚焦至晶圓230上。

然而，如上文參看圖10A所論述，舉例而言，個別細射束可處於不同的能量位準且在其行進通過下游透鏡(諸如透鏡859 (參見圖10A)或物鏡959 (參見圖17))時可經歷不同的聚焦倍率。用以解決此問題之一種方式為基於細射束之能量使細射束不同地偏轉使得其以使得減輕色像差之狀態到達下游組件。偏轉器，諸如第三偏轉器952，可經組態以基於細射束之能量使細射束不同地偏轉以補償像差。

在一些實施例中，透鏡960可經組態以調整細射束之能量以便補償色像差。接著，圖17之第三偏轉器952可經組態以基於細射束之能量使細射束不同地偏轉以減輕離軸細射束之離軸像差。舉例而言，第三偏轉器952可經組態以使細射束812以角度θ3偏轉。第三偏轉器952可經組態以使其他細射束以不同角度偏轉。又，第三偏轉器952可經組態以使細射束814以角度θ4偏轉。角度θ3與角度θ4可為不同的。細射束813可為軸上細射束且可無需偏轉。

在一些實施例中，偏轉器952可經組態以使細射束均一地偏轉。因此，角度θ3與角度θ4可相等。第一透鏡960可經組態以調整細射束之能量。舉例而言，如上文參看圖16所論述，第一透鏡960可包括複數個透鏡陣列。可在可用以將能量加至細射束或減小能量之不同透鏡陣列之間形成電位。行進通過複數個透鏡之細射束可相應地使其能量經調整。

第一透鏡960可經組態以調整行進通過第一透鏡960之細射束之能量使得一或多個細射束具有預定能量。行進通過第一透鏡960之全部細射束可經調整為具有預定能量。細射束可由第三偏轉器952偏轉且可經引導至物鏡959。輸入至物鏡959之全部細射束可具有相同能量，且可減小或防止色像差。輸入至物鏡959之全部細射束可為單色的，且投影至晶圓230上之全部細射束可為單色的。

在一些實施例中，第一透鏡960可經組態以調整細射束之能量使得其在自第一透鏡960出現後係單色的。在一些實施例中，第一透鏡960可經組態以調整細射束之能量使得其係部分單色的。第一透鏡960可經組態以部分調整行進通過透鏡陣列960之細射束之能量。第一透鏡960可在一定程度上調整細射束之能量，且接著第三偏轉器952可用以基於細射束之能量使細射束不同地偏轉以便補償任何剩餘色像差。

此外，第三偏轉器952可經組態以調整細射束812、813及814之節距。第三偏轉器952及物鏡959可一起判定入射於晶圓230上之細射束之節距。舉例而言，第三偏轉器952可經組態以將細射束812、813及814引導至物鏡959使得在自物鏡959出現後，細射束以節距P3投影至晶圓230上。節距P3可能不同於節距P2或節距P1。節距P3可經調整為相對較小的以便在晶圓230上形成較小所關注區。較小所關注區可在一些應用，例如度量衡中使用。

藉由使用單一共同物鏡，可使多射束系統能夠形成浸潤晶圓230上之所關注區之浸潤場。舉例而言，物鏡959可包括磁浸潤透鏡。浸潤場可為有利的，此係因為小像差係數可達成，且因此成像解析度可得以改良。

另外，在使用單一共同物鏡之一些實施例中，可使用包括單一射束分離器之偵測系統。舉例而言，可屬於韋恩濾光器類型之射束分離器222 (參見圖3)可用以將自射束點270、272及274發射之二次或反向散射電子引導朝向電子偵測器件244。

在使用多個物鏡(例如圖15及圖16之物鏡)之一些實施例中，多射束系統可經組態以使用大量細射束。偏轉器，諸如第一偏轉器950及第二偏轉器951可經組態以調整細射束之節距。節距愈大，可在多射束系統中可用之空間愈大。增大之空間可允許多射束系統容納其他組件，諸如透鏡或偏轉器陣列中之更多透鏡或偏轉器，且此可使能夠增加細射束之數目。可基於多射束系統中之組件之大小約束而調整細射束之節距。舉例而言，可調整節距以便容納特定數目或配置之偏轉器及透鏡。

另外，使用多個物鏡之實施例可避免細射束之共同交越。代替彼此交越，細射束可經組態為具有軌跡使得其並不重疊。舉例而言，可將細射束維持為平行的。防止細射束重疊可減小不同細射束之帶電粒子當中之電子間相互作用(例如庫侖效應)。此相互作用可不利地影響成像解析度。因此，在一些實施例中，可使用多個物鏡以使能夠使用較大數目個細射束且增強成像解析度。

在使用多個物鏡之實施例中，可使用向每一細射束提供之個別偵測器來實施信號偵測。舉例而言，偵測器可單片整合於可由第二透鏡970形成之多個物鏡之最後一個電極中。

圖18展示說明符合本發明之實施例的用於將多個細射束提供至目標之例示性方法的流程圖。圖18之方法可由例如圖1中所展示之EBI系統10之控制器109執行。控制器109可經程式化以實施圖18中所說明之流程圖之一或多個區塊。舉例而言，控制器109可指示帶電粒子束系統之模組產生帶電粒子束且進行其他功能。控制器109可控制孔徑陣列840、第一偏轉器950、第二偏轉器951、第三偏轉器952、第一透鏡960或第二透鏡970之致動。

符合圖18的方法可以由帶電粒子束源產生帶電粒子束開始。舉例而言，包括陽極102及陰極103之初級射束源可產生帶電粒子束，如圖2中所展示。

如圖18中所展示，可執行第一步驟S210。第一步驟S210可包括在輸入射束中誘發分散。第一步驟S210可相似於上文參考圖12所論述之第一步驟S110。

如圖18中所展示，第一步驟S210可包括使射束散佈之步驟S211、形成複數個細射束之步驟S212及輸出細射束之步驟S213。步驟S213可包括自孔徑陣列840輸出細射束812、813及814。

此外，如圖18中所展示，可執行第二步驟S220。第二步驟S220可包括操控細射束。第二步驟S220可包括使細射束偏轉、聚焦細射束或調整細射束能量。第二步驟S220可包括操控細射束以便產生單色細射束。

第二步驟S220可包括使細射束偏轉之步驟S221。細射束可為自步驟S213輸出之細射束。步驟S221可包括調整細射束之節距。舉例而言，第一偏轉器950可用以使細射束偏轉以便增大細射束節距。可增大細射束節距使得可將細射束引導至其他下游組件。

步驟S221可包括基於細射束之能量使細射束不同地偏轉。細射束之能量可對應於其自第二稜鏡830或孔徑陣列840出現後之位置。步驟S221可包括基於細射束之位置或例如距中心軸線之距離而使細射束不同地偏轉。步驟S221可由偏轉器陣列執行，諸如上文參看圖15所論述之第一偏轉器950之偏轉器陣列。進入偏轉器陣列之細射束可彼此隔開，且透鏡陣列之偏轉器可基於細射束中之每一者之位置而使該等細射束中之每一者不同地偏轉。射出偏轉器陣列之細射束可進入另一光學組件，諸如第二偏轉器951。

步驟S221可包括第二次使細射束偏轉。可使細射束偏轉兩次，且可在將細射束維持在特定行進方向上的同時調整其節距。舉例而言，步驟S221可包括由第一偏轉器950使細射束偏轉以調整其節距，且由第二偏轉器951使細射束偏轉以使細射束返回至平行軌跡。

第二步驟S220可包括聚焦細射束之步驟S222。聚焦細射束可包括補償由於細射束之能量差異引起的聚焦差異。步驟S222可包括控制第一透鏡960以將場施加至穿過第一透鏡960之細射束。第一透鏡960可包括靜電透鏡，且步驟S222可包括將靜電場施加至穿過第一透鏡960之細射束。

第二步驟S220可包括調整細射束能量之步驟S223。調整細射束能量可包括控制第一透鏡960以施加致使細射束待調整以具有預定能量之場。步驟S223可包括調整多射束系統中之全部細射束以具有預定能量。調整細射束能量之步驟S223可使能夠產生單色細射束。

在第二步驟S220中，可在逐細射束的基礎上進行細射束之操控。舉例而言，可提供偏轉器或透鏡之陣列，且此陣列中之每一偏轉器或透鏡可經組態以與另一偏轉器或透鏡不同的方式影響細射束。系統中之不同細射束可基於其能量受到不同地影響。可操控具有不同屬性(例如能量)之細射束使得使其屬性係均一的。舉例而言，可將具有不同能量之細射束調整為具有相同能量。

如圖18中所展示，執行第三步驟S230。步驟S230可包括在目標上形成多個射束點之步驟S231。步驟S231可包括輸出能量散佈低於輸入射束之能量散佈的細射束。舉例而言，輸入射束可穿過分散元件及孔徑陣列，該分散元件及該孔徑陣列可經組態以形成能量散佈各自低於輸入射束之能量散佈的細射束。

步驟S231可包括在目標上形成射束點。步驟S231可包括聚焦細射束以便形成射束點。可使用物鏡執行細射束之聚焦。物鏡可包括單一物鏡(例如圖17之物鏡959)或複數個物鏡(例如圖16之物鏡970A、970B及970C)。可使輸入至物鏡中之細射束均一化(例如使其為單色的)，且物鏡可經組態以均一地影響細射束。

步驟S231可包括細射束之進一步處理。步驟S231可包括在將細射束輸入至物鏡中之前使細射束偏轉。舉例而言，可提供第三偏轉器952 (參見圖17)。可使細射束偏轉以便以預定角度或位置進入物鏡。可使細射束偏轉以便以預定節距形成射束點。

在一些實施例中，可使細射束偏轉使得其會聚至聚焦透鏡下游的共同焦點或影像平面。舉例而言，可使細射束偏轉以便形成上文關於圖10B所論述之共同焦點860。然而，在一些實施例中，可使細射束偏轉使得其在目標上形成單獨射束點。

可使用以下條項進一步描述實施例： 1. 一種減小像差之方法，其包含： 基於一射束之帶電粒子之能量分離該等帶電粒子以形成細射束，該等細射束中之每一者經組態為包括處於一中心能量位準之帶電粒子；及 使該等細射束偏轉使得具有不同中心能量位準之細射束不同地偏轉。 2. 如條項1之方法，其中該等細射束中之每一者經組態為包括在包括該中心能量位準之一範圍內之帶電粒子。 3. 如條項1或條項2之方法，其進一步包含： 聚焦該等細射束使得形成一實質上共同焦點。 4. 如條項1或條項2之方法，其進一步包含： 聚焦該等細射束使得該等細射束中之每一者形成處於實質上相同位置之一影像平面。 5. 如條項1至4中任一項之方法，其中使該等細射束偏轉包括在該等細射束穿過一偏轉器陣列時變更該等細射束之軌跡。 6. 如條項1至5中任一項之方法，其進一步包含： 將該等細射束透射通過一聚焦透鏡，其中根據細射束之能量以不同角度將該等細射束輸入至該聚焦透鏡中。 7. 如條項1至6中任一項之方法，其進一步包含： 將該等細射束透射通過一孔徑陣列使得不同能量之細射束穿過該孔徑陣列之不同開口。 8. 如條項7之方法，其進一步包含： 自該孔徑陣列輸出細射束使得該等細射束中之每一者之一能量散佈低於該射束之能量散佈。 9. 如條項1至8中任一項之方法，其中該等細射束之能量包括針對每一細射束的一中心能量位準及包括於該細射束中之粒子之一能量範圍。 10. 如條項9之方法，其進一步包含： 修整細射束使得包括於一細射束中的具有處於該範圍之一周邊之能量的粒子被截止。 11. 如條項1至10中任一項之方法，其中將該射束分離成該等細射束包括將該射束透射通過一分散元件使得不同能量之帶電粒子變得彼此更遠地隔開。 12. 如條項1至11中任一項之方法，其中使該等細射束偏轉包括調整細射束位置或細射束角度以便補償色像差。 13. 如條項1至12中任一項之方法，其進一步包含： 判定一系統之一色像差係數；及 使該等細射束偏轉以便減小該色像差係數。 14. 如條項1至13中任一項之方法，其進一步包含： 調整該等細射束之一焦點以便補償場曲率像差。 15. 如條項1至14中任一項之方法，其進一步包含： 調整該等細射束之射束剖面以便補償像散像差。 16. 如條項1至11中任一項之方法，其中： 使該等細射束偏轉包括調整至一透鏡中之細射束進入位置及細射束進入角以便補償該透鏡之色像差，且 該等細射束在進入該透鏡之前由一透鏡陣列聚焦以便補償該透鏡之場曲率像差。 17. 一種像差校正器，其包含： 一分散元件，其經組態以基於能量使一射束之構成部分散開； 一孔徑陣列，其經組態以自該經散開射束形成細射束；及 一偏轉器陣列，其經組態以基於形成該等細射束之粒子之中心能量位準使該等細射束不同地偏轉。 18. 如條項17之像差校正器，其中該等構成部分包括在一細射束之一中心能量位準周圍之一範圍內的粒子。 19. 如條項18之像差校正器，其中該等粒子包括電子。 20. 如條項17之像差校正器，其中該分散元件經組態以藉由以下操作而基於能量使該射束之該等構成部分散開：變更行進通過該分散元件的該等構成部分中之每一者之一軌跡，使得該等構成部分變得彼此隔開。 21. 如條項17至20中任一項之像差校正器，其中該孔徑陣列包括複數個開口且該偏轉器陣列包括複數個偏轉器，該等偏轉器中之每一者與該孔徑陣列之一開口對準。 22. 如條項17之像差校正器，其中該孔徑陣列經組態以輸出該等細射束使得形成每一細射束之粒子係在一中心能量位準周圍之一範圍內，且截止包括於該射束中的具有處於該範圍之一周邊之能量的粒子。 23. 如條項17至22中任一項之像差校正器，其進一步包含： 一聚焦透鏡，其中該偏轉器陣列經組態以調整至該聚焦透鏡中之細射束進入位置及細射束進入角以便補償該透鏡之色像差。 24. 如條項17至23中任一項之像差校正器，其進一步包含 一透鏡陣列，其鄰近於該偏轉器陣列且經組態以不同地聚焦該等細射束以便補償場曲率像差。 25. 如條項24之像差校正器，其中該透鏡陣列包括複數個微透鏡，該複數個微透鏡經組態以便基於距該透鏡陣列之一中心軸線之一距離而不同地聚焦該等細射束。 26. 如條項24之像差校正器，其中該透鏡陣列包括經組態以補償場曲率像差之一第一透鏡陣列及經組態以補償像散像差之一第二透鏡陣列。 27. 如條項26之像差校正器，其中該第二透鏡陣列包括多極微透鏡之一陣列。 28. 如條項17之像差校正器，其中該分散元件經組態以產生一磁場。 29. 如條項17之像差校正器，其中該分散元件包括一帶電粒子束系統之一組件。 30. 如條項29之像差校正器，其中該分散元件包括一射束分離器。 31. 一種方法，其包含： 將一輸入帶電粒子束之粒子透射通過一分散元件，該分散元件致使該輸入帶電粒子束形成一散佈射束使得在進入該分散元件之前橫穿一實質上相同路徑的不同能量之粒子在該散佈射束中彼此離得更遠，且使得在進入該分散元件之前行進不同路徑的相似能量之粒子在該散佈射束中較近地在一起； 將該散佈射束透射通過一孔徑陣列以便形成具有構成帶電粒子之不同中心能量的複數個細射束，其中每一細射束包括相對於該輸入帶電粒子束具有一減小之能量散佈的粒子； 運用微偏轉器使該等細射束偏轉以便致使該等細射束以改良該等細射束在一目標上之一焦點之一角度進入一透鏡；及 運用該透鏡將該等細射束朝向該目標聚焦。 32. 如條項31之方法，其進一步包含： 運用微透鏡修改該等細射束之一第一集合之一焦點以便改良該等細射束之該第一集合在該目標上之一焦點。 33. 一種產生單色細射束之方法，其包含： 基於一射束之帶電粒子之能量分離該等帶電粒子以形成細射束，該等細射束中之每一者經組態為包括處於一對應中心能量位準之帶電粒子； 調整一細射束之一中心能量位準；及 將該等細射束投影至一目標上。 34. 如條項33之方法，其中該等細射束中之每一者經組態為包括在包括該中心能量位準之一範圍內之帶電粒子。 35. 如條項33或條項34之方法，其進一步包含： 使該等細射束偏轉以便調整該等細射束之一節距。 36. 如條項33至35中任一項之方法，其進一步包含： 聚焦該等細射束使得該等細射束在該目標上形成射束點。 37. 如條項33至36中任一項之方法，其進一步包含： 使該等細射束偏轉使得具有不同中心能量位準之細射束不同地偏轉。 38. 如條項37之方法，其中使該等細射束偏轉包括在該等細射束穿過一偏轉器陣列時變更該等細射束之軌跡。 39. 如條項35之方法，其中使該等細射束偏轉包括： 首先使該等細射束偏轉以便調整該等細射束之該節距；及 其次使該等細射束偏轉使得該等細射束具有平行軌跡。 40. 如條項33至49中任一項之方法，其中調整該細射束之該中心能量位準包括將該細射束之該中心能量位準調整至一預定能量位準。 41. 如條項33至40中任一項之方法，其進一步包含： 調整所有該等細射束之該中心能量位準。 42. 如條項33至41中任一項之方法，其進一步包含： 自孔徑陣列輸出細射束使得該等細射束中之每一者之一能量散佈低於該射束之能量散佈。 43. 如條項33至42中任一項之方法，其中該等細射束之能量包括針對每一細射束的包括於該細射束中之在該中心能量位準周圍的粒子之一能量範圍。 44. 如條項43之方法，其進一步包含： 修整細射束使得包括於一細射束中的具有處於該範圍之一周邊之能量的粒子被截止。 45. 如條項33至44中任一項之方法，其中將該射束分離成該等細射束包括將該射束透射通過一分散元件使得不同能量之帶電粒子變得彼此更遠地隔開。 46. 如條項36之方法，其中該聚焦包括將該等細射束透射通過一物鏡。 47. 如條項46之方法，其中向該等細射束中之每一者提供一單獨物鏡。 48. 如條項46之方法，其中向全部該等細射束提供一單一物鏡。 49. 如條項33至48中任一項之方法，其進一步包含： 聚焦細射束使得具有不同中心能量位準之細射束不同地聚焦。 50. 一種帶電粒子束裝置，其包含： 一分散元件，其經組態以基於能量使一射束之構成部分散開； 一孔徑陣列，其經組態以自該經散開射束形成細射束； 一第一透鏡，其經組態以調整一細射束之一中心能量位準；及 一第二透鏡，其經組態以將該等細射束投影至一目標上。 51. 如條項50之裝置，其中該等構成部分包括在一細射束之一中心能量位準周圍之一範圍內的粒子。 52. 如條項51之裝置，其中該等粒子包括電子。 53. 如條項50至52中任一項之裝置，其中該分散元件經組態以藉由以下操作而基於能量使該射束之該等構成部分散開：變更行進通過該分散元件的該等構成部分中之每一者之一軌跡，使得該等構成部分變得彼此隔開。 54. 如條項50至53中任一項之裝置，其進一步包含經組態以調整該等細射束之一節距之一第一偏轉器陣列，其中該孔徑陣列包括複數個開口且該第一偏轉器陣列包括複數個偏轉器，該等偏轉器中之每一者與該孔徑陣列之一開口對準。 55. 如條項50至54中任一項之裝置，其中該第一透鏡包括一透鏡陣列，該等透鏡中之每一者經組態以不同地調整一各別細射束之該中心能量位準。 56. 如條項55之裝置，其中該第一透鏡包括經組態以不同地聚焦該等細射束中之每一者之透鏡。 57. 如條項50至56中任一項之裝置，其中該第二透鏡包括複數個物鏡，其各自經組態以在該目標上形成一各別細射束之一射束點。 58. 如條項50至56中任一項之裝置，其中該第二透鏡包括一單一物鏡，該單一物鏡經組態以在該目標上形成複數個射束點。 59. 如條項54之裝置，其進一步包含一第二偏轉器陣列，該第二偏轉器陣列經組態以使該等細射束偏轉使得該等細射束具有平行軌跡。 60. 如條項50至59中任一項之裝置，其中該分散元件經組態以產生一磁場。 61. 如條項50至60中任一項之裝置，其中該分散元件包括一帶電粒子束系統之一射束分離器。 62. 一種儲存一指令集之電腦可讀媒體，該指令集可由一系統之一或多個處理器執行以致使該系統執行一方法，該方法包含： 基於一射束之帶電粒子之能量分離該等帶電粒子以形成細射束，該等細射束中之每一者經組態為包括處於一中心能量位準之帶電粒子；及 使該等細射束偏轉使得具有不同中心能量位準之細射束不同地偏轉。 63. 如條項62之媒體，其中該等細射束中之每一者經組態為包括在包括該中心能量位準之一範圍內的帶電粒子。 64. 如條項62或條項63之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 聚焦該等細射束使得形成一實質上共同焦點。 65. 如條項62或條項63之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 聚焦該等細射束使得該等細射束中之每一者形成處於實質上相同位置之一影像平面。 66. 如條項62至65中任一項之媒體，其中使該等細射束偏轉包括在該等細射束穿過一偏轉器陣列時變更該等細射束之軌跡。 67. 如條項62至66中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 將該等細射束透射通過一聚焦透鏡，其中根據細射束之能量以不同角度將該等細射束輸入至該聚焦透鏡中。 68. 如條項62至67中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 將該等細射束透射通過一孔徑陣列使得不同能量之細射束穿過該孔徑陣列之不同開口。 69. 如條項68之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 自該孔徑陣列輸出細射束使得該等細射束中之每一者之一能量散佈低於該射束之能量散佈。 70. 如條項62至69中任一項之媒體，其中該等細射束之能量包括針對每一細射束的一中心能量位準及包括於該細射束中之粒子之一能量範圍。 71. 如條項70之媒體，其進一步包含： 修整細射束使得包括於一細射束中的具有處於該範圍之一周邊之能量的粒子被截止。 72. 如條項62至71中任一項之媒體，其中將該射束分離成該等細射束包括將該射束透射通過一分散元件使得不同能量之帶電粒子變得彼此更遠地隔開。 73. 如條項62至72中任一項之媒體，其中使該等細射束偏轉包括調整細射束位置或細射束角度以便補償色像差。 74. 如條項62至73中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 判定一系統之一色像差係數；及 使該等細射束偏轉以便減小該色像差係數。 75. 如條項62至74中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 調整該等細射束之一焦點以便補償場曲率像差。 76. 如條項62至75中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 調整該等細射束之射束剖面以便補償像散像差。 77. 如條項62至76中任一項之媒體，其中： 使該等細射束偏轉包括調整至一透鏡中之細射束進入位置及細射束進入角以便補償該透鏡之色像差，且 該等細射束在進入該透鏡之前由一透鏡陣列聚焦以便補償該透鏡之場曲率像差。 78. 一種儲存一指令集之電腦可讀媒體，該指令集可由一系統之一或多個處理器執行以致使該系統執行一方法，該方法包含： 將一輸入帶電粒子束之粒子透射通過一分散元件，該分散元件致使該輸入帶電粒子束形成一散佈射束使得在進入該分散元件之前橫穿一實質上相同路徑的不同能量之粒子在該散佈射束中彼此離得更遠，且使得在進入該分散元件之前行進不同路徑的相似能量之粒子在該散佈射束中較近地在一起； 將該散佈射束透射通過一孔徑陣列以便形成具有構成帶電粒子之不同中心能量的複數個細射束，其中每一細射束包括相對於該輸入帶電粒子束具有一減小之能量散佈的粒子； 運用微偏轉器使該等細射束偏轉以便致使該等細射束以改良該等細射束在一目標上之一焦點之一角度進入一透鏡；及 運用該透鏡將該等細射束朝向該目標聚焦。 79. 如條項78之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 運用微透鏡修改該等細射束之一第一集合之一焦點以便改良該等細射束之該第一集合在該目標上之一焦點。 80. 一種儲存一指令集之電腦可讀媒體，該指令集可由一系統之一或多個處理器執行以致使該系統執行一方法，該方法包含： 基於一射束之帶電粒子之能量分離該等帶電粒子以形成細射束，該等細射束中之每一者經組態為包括處於一對應中心能量位準之帶電粒子； 調整一細射束之一中心能量位準；及 將該等細射束投影至一目標上。 81. 如條項80之媒體，其中該等細射束中之每一者經組態為包括在包括該中心能量位準之一範圍內的帶電粒子。 82. 如條項80或條項81之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 使該等細射束偏轉以便調整該等細射束之一節距。 83. 如條項80至82中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 聚焦該等細射束使得該等細射束在該目標上形成射束點。 84. 如條項80至83中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 使該等細射束偏轉使得具有不同中心能量位準之細射束不同地偏轉。 85. 如條項84之媒體，其中使該等細射束偏轉包括在該等細射束穿過一偏轉器陣列時變更該等細射束之軌跡。 86. 如條項85之媒體，其中使該等細射束偏轉包括： 首先使該等細射束偏轉以便調整該等細射束之該節距；及 其次使該等細射束偏轉使得該等細射束具有平行軌跡。 87. 如條項80至86中任一項之媒體，其中調整該細射束之該中心能量位準包括將該細射束之該中心能量位準調整至一預定能量位準。 88. 如條項80至87中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 調整所有該等細射束之該中心能量位準。 89. 如條項80至88中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 自孔徑陣列輸出細射束使得該等細射束中之每一者之一能量散佈低於該射束之能量散佈。 90. 如條項80至89中任一項之媒體，其中該等細射束之能量包括針對每一細射束的包括於該細射束中之在該中心能量位準周圍的粒子之一能量範圍。 91. 如條項90之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 修整細射束使得包括於一細射束中的具有處於該範圍之一周邊之能量的粒子被截止。 92. 如條項80至91中任一項之媒體，其中將該射束分離成該等細射束包括將該射束透射通過一分散元件使得不同能量之帶電粒子變得彼此更遠地隔開。 93. 如條項83之媒體，其中該聚焦包括將該等細射束透射通過一物鏡。 94. 如條項93之媒體，其中一單獨物鏡係針對該等細射束中之每一者被提供。 95. 如條項93之媒體，其中一單一物鏡係針對全部該等細射束被提供。 96. 如條項80至95中任一項之媒體，其中該指令集可由該系統之一或多個處理器執行以致使該系統進一步執行以下操作： 聚焦細射束使得具有不同中心能量位準之細射束不同地聚焦。

在一些實施例中，控制器可控制帶電粒子束系統。控制器可包括電腦處理器。控制器可指示帶電粒子束系統之組件執行各種功能，諸如控制帶電粒子源以產生帶電粒子束，及控制偏轉器陣列之偏轉器以基於細射束之能量來偏轉細射束。控制器亦可執行判定色像差係數、執行影像獲取、影像處理等的功能。控制器可包含作為儲存媒體之儲存器，諸如硬碟、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其類似者。控制器可與雲端儲存器通信。可提供非暫時性電腦可讀媒體，該非暫時性電腦可讀媒體儲存用於使控制器109之處理器進行波束成形或與本發明一致的其他功能及方法的指令。非暫時性媒體之常見形式包括例如：軟碟、可撓性磁碟、硬碟、固態磁碟機、磁帶或任何其他磁性資料儲存媒體；CD-ROM；任何其他光學資料儲存媒體；具有孔圖案之任何實體媒體；RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM或任何其他快閃記憶體；NVRAM；快取記憶體；暫存器；任何其他記憶體晶片或卡匣；及其網路化版本。

諸圖中之方塊圖可說明根據本發明之各種例示性實施例之系統、方法及電腦硬體或軟體產品之可能實施方案的架構、功能性及操作。就此而言，示意圖中之每一區塊可表示可使用硬體(諸如電子電路)實施的某算術或邏輯運算處理。區塊亦可表示包含用於實施指定邏輯功能之一或多個可執行指令的程式碼之模組、區段或部分。應理解，在一些替代實施中，區塊中所指示之功能可不按圖中所提及之次序出現。舉例而言，視所涉及之功能性而定，連續展示的兩個區塊可實質上同時執行或實施，或兩個區塊有時可以相反次序執行。一些區塊亦可省略。舉例而言，偏轉細射束之步驟S121及聚焦細射束之步驟S122可以可藉由透鏡陣列及偏轉器陣列之配置判定之次序出現。此外，可新增諸如補償像散或其他失真之步驟。亦應理解，方塊圖之每一區塊及該等區塊之組合可藉由執行指定功能或動作的基於專用硬體之系統，或藉由專用硬體及電腦指令之組合來實施。

應瞭解，本發明之實施例不限於已在上文所描述及在隨附圖式中所說明之確切構造，且可在不背離本發明之範疇的情況下作出各種修改及改變。舉例而言，一或多個透鏡或其他光學組件可在不同位置處新增至本文所論述之例示性粒子光學系統之特定構造中。可提供光學組件用於例如放大、變焦及影像反旋轉等。

P₁ :節距 P₂ :節距 P₃ :節距 S110:第一步驟 S111:步驟 S112:步驟 S113:步驟 S120:第二步驟 S121:步驟 S122:步驟 S131:步驟 S132:步驟 S133:步驟 S210:第一步驟 S211:步驟 S212:步驟 S213:步驟 S220:第二步驟 S221:步驟 S222:步驟 S223:步驟 S230:第三步驟 S231:步驟 α:射束開度角 θ:角度 θ₁ :角度 θ₂ :角度 θ₃ :角度 θ₄ :角度 10:電子束檢測(EBI)系統 11:主腔室 20:裝載/鎖定腔室 30:設備前端模組(EFEM) 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 100:電子束工具 100A:電子束工具/裝置 100B:電子束工具/裝置 102:陽極 103:陰極 105:軸線 109:控制器 122:槍孔徑 125:射束限制孔徑 126:聚光透鏡 132:物鏡總成 132a:磁極片 132b:控制電極 132c:偏轉器 132d:激磁線圈 134:機動載物台 135:柱孔徑 136:晶圓固持器 144:偵測器 148:四極透鏡 150:晶圓 158:射束分離器 161:初級射束 170:射束點 201:主光軸 202:電子源 204:槍孔徑 206:聚光透鏡 208:交越 211:初級電子束 212:源轉換單元 214:細射束 216:細射束 218:細射束 220:初級投影光學系統 222:射束分離器 226:偏轉掃描單元 228:物鏡 230:晶圓 236:二次電子束 238:二次電子束 240:二次電子束 243:二次光學系統 244:電子偵測器件 246:偵測子區 248:偵測子區 250:偵測子區 252:副光軸 270:探測光點 272:探測光點 274:探測光點 401:光軸 410:第一透鏡 420:第二透鏡 501:軸線 510:透鏡 511:射束 521:第一細射束 522:第二細射束 523:第三細射束 531:第一焦點 532:第二焦點 533:第三焦點 610:初始能譜 611:輸入射束 612:第一細射束 613:第二細射束 614:第三細射束 615:輸出射束 619:最終能譜 620:第一稜鏡 625:第一透鏡 630:第二稜鏡 640:孔徑 650:第三稜鏡 655:第二透鏡 810:能譜 811:輸入射束 812:細射束 813:細射束 814:細射束 820:第一稜鏡 825:透鏡 830:第二稜鏡 840:孔徑陣列 850:光學元件 851:透鏡陣列 851_1:第一透鏡陣列 851_2:第二透鏡陣列 852:偏轉器陣列 855:軸線 859:透鏡 860:共同焦點 869:第二透鏡 870:共同焦點 881:環形透鏡元件 891:第一極 892:第二極 893:第三極 894:第四極 899:中心軸線 910:孔徑板 911:開口 912:孔徑板 950:第一偏轉器 951:第二偏轉器 952:第三偏轉器 958:交越 959:物鏡 960:透鏡 961:第一透鏡陣列 962:第二透鏡陣列 970:第二透鏡 970A:第一物鏡 970B:第二物鏡 970C:第三物鏡 971:第一透鏡陣列 972:第二透鏡陣列 973:第三透鏡陣列

本發明之上述及其他態樣自結合隨附圖式進行的例示性實施例之描述將變得更顯而易見。

圖1為說明符合本發明之實施例的例示性電子束檢測(EBI)系統之示意圖。

圖2為說明符合本發明之實施例的可為電子束工具之實例的帶電粒子束裝置之圖解，該電子束工具可為圖1之例示性電子束檢測系統之一部分。

圖3為說明符合本發明之實施例的可為電子束工具之實例的多射束帶電粒子束裝置之圖解，該電子束工具可為圖1之例示性電子束檢測系統之一部分。

圖4說明符合本發明之實施例的射束聚焦之示意圖。

圖5說明符合本發明之實施例的色像差之效應。

圖6說明習知單色器。

圖7說明可對應於圖6中所展示之射束的射束之能量分佈之標繪圖。

圖8說明符合本發明之實施例的像差校正器。

圖9A及圖9B說明符合本發明之實施例的可形成孔徑陣列之結構之實例。

圖10A至圖10C說明符合本發明之實施例的對由於偏轉器或透鏡陣列之像差之校正。

圖11說明符合本發明之實施例的考量多於一個透鏡之像差之校正。

圖12為說明符合本發明之實施例的校正像差之例示性方法的流程圖。

圖13說明符合本發明之實施例的偏轉器陣列以及具有第一透鏡陣列及第二透鏡陣列之透鏡。

圖14A及圖14B為透鏡陣列之平面圖。

圖15說明符合本發明之實施例的投影至目標上之複數個細射束之投影。

圖16說明符合本發明之實施例的複數個細射束至目標上之投影。

圖17說明符合本發明之實施例的複數個細射束至目標上之投影。

圖18為說明符合本發明之實施例的用於將多個細射束提供至目標之例示性方法的流程圖。

P₁:節距

P₂:節距

230:晶圓

270:探測光點

272:探測光點

274:探測光點

810:能譜

811:輸入射束

812:細射束

813:細射束

814:細射束

820:第一稜鏡

825:透鏡

830:第二稜鏡

840:孔徑陣列

950:第一偏轉器

951:第二偏轉器

960:透鏡

970:第二透鏡

Claims (15)

1. 一種減小像差之方法，其包含：基於一射束之帶電粒子之能量分離該等帶電粒子以形成細射束(beamlets)，該等細射束中之每一者經組態為包括處於一中心能量位準之帶電粒子；及使該等細射束偏轉使得具有不同中心能量位準之細射束不同地偏轉。
2. 一種像差校正器，其包含：一分散元件，其經組態以基於能量使一射束之構成部分(constituent parts)散開(spread apart)；一孔徑陣列，其經組態以自該經散開射束形成細射束；及一偏轉器陣列，其經組態以基於形成該等細射束之粒子之中心能量位準使該等細射束不同地偏轉。
3. 如請求項2之像差校正器，其中該等構成部分包括在一細射束之一中心能量位準周圍之一範圍內的粒子。
4. 如請求項3之像差校正器，其中該等粒子包括電子。
5. 如請求項2之像差校正器，其中該分散元件經組態以藉由以下操作而基於能量使該射束之該等構成部分散開：變更行進通過該分散元件的該等 構成部分中之每一者之一軌跡，使得該等構成部分變得彼此隔開。
6. 如請求項2之像差校正器，其中該孔徑陣列包括複數個開口且該偏轉器陣列包括複數個偏轉器，該等偏轉器中之每一者與該孔徑陣列之一開口對準。
7. 如請求項2之像差校正器，其中該孔徑陣列經組態以輸出該等細射束使得形成每一細射束之粒子係在一中心能量位準周圍之一範圍內，且截止(cut off)包括於該射束中的具有處於該範圍之一周邊之能量的粒子。
8. 如請求項2之像差校正器，其進一步包含：一聚焦透鏡，其中該偏轉器陣列經組態以調整至該聚焦透鏡中之細射束進入位置及細射束進入角以便補償該透鏡之色像差(chromatic aberration)。
9. 如請求項2之像差校正器，其進一步包含一透鏡陣列，其鄰近於該偏轉器陣列且經組態以不同地聚焦該等細射束以便補償場曲率(field curvature)像差。
10. 如請求項9之像差校正器，其中該透鏡陣列包括複數個微透鏡，該複數個微透鏡經組態以便基於距該透鏡陣列之一中心軸線之一距離而不同地聚焦該等細射束。
11. 如請求項9之像差校正器，其中該透鏡陣列包括經組態以補償場曲率像差之一第一透鏡陣列及經組態以補償像散(astigmatism)像差之一第二透鏡陣列。
12. 如請求項11之像差校正器，其中該第二透鏡陣列包括多極微透鏡之一陣列。
13. 如請求項2之像差校正器，其中該分散元件經組態以產生一磁場。
14. 如請求項2之像差校正器，其中該分散元件包括一帶電粒子束系統之一組件。
15. 如請求項14之像差校正器，其中該分散元件包括一射束分離器。

Images