带电粒子工具、校准方法、检查方法与流程

带电粒子工具、校准方法、检查方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年12月3日提交的欧洲申请20211715.6的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
3.本文中提供的实施例总体上涉及带电粒子评估工具和检查方法，并且特别地涉及使用带电粒子的多个子束的带电粒子评估工具和检查方法。


背景技术：

4.在制造半导体集成电路(ic)芯片时，在制造过程中，衬底(即，晶片)或掩模上经常会出现不期望的图案缺陷，从而降低产率。这样的缺陷可能是由于例如光学效应和附带颗粒以及随后的处理步骤(诸如蚀刻、沉积或化学机械抛光)而发生的。因此，监测不期望的图案缺陷的程度是ic芯片制造中的一个重要过程。更一般地，衬底或其他物体/材料的表面的检查和/或测量是其制造期间和/或之后的一个重要过程。
5.使用带电粒子束的图案检查工具已经用于检测物体，例如检测图案缺陷。这些工具通常使用电子显微镜技术，诸如扫描电子显微镜(sem)。在sem中，具有相对较高能量的电子的一次(primary)电子束以最终减速步骤为目标，以便以相对较低的着陆能量着陆在样品上。电子束被聚焦为样品上的探测点(spot)。探测点处的材料结构与来自电子束的着陆电子之间的相互作用导致电子从表面发射，诸如二次(secondary)电子、反向散射电子或俄歇电子。所生成的二次电子可以从样品的材料结构发射。通过在样品表面之上作为探测点扫描一次电子束，可以在样品表面上发射二次电子。通过从样品表面收集这些发射的二次电子，图案检查工具可以获取表示样品表面的材料结构的特性的图像。
6.普遍需要提高带电粒子检查装置的产量和其他特性。特别地，必须校准电子光学柱的各种元件。这是一个耗时的过程并且需要改进。


技术实现要素：

7.本文中提供的实施例公开了一种带电粒子束检查装置。
8.根据本发明的第一方面，提供了一种带电粒子工具，被配置为从带电粒子束生成多个子束，并且将子束向束下游引导向样品位置，该工具、即带电粒子工具包括：
9.至少三个带电粒子光学组件；
10.被配置为响应于从样品位置的方向向束上游传播的带电粒子而生成检测信号的检测器模块；以及
11.被配置为在校准模式下操作该工具的控制器；其中：
12.带电粒子光学组件包括被配置为发射带电粒子束的带电粒子源、以及被配置为生成子束的束生成器；并且
13.检测信号包含关于带电粒子光学组件中的至少两个带电粒子光学组件的对准的
信息，带电粒子光学组件中的至少两个带电粒子光学组件包括两个或更多个带电粒子光学元件，两个或更多个带电粒子光学元件包括孔径阵列。
14.根据本发明的第二方面，提供了一种校准方法，该校准方法包括：
15.将来自带电粒子源的带电粒子束划分为多个子束；
16.将多个带电粒子束朝向校准物体投射；以及
17.使用检测器模块检测返回的电子，并且从该电子获取与包括孔径阵列的两个或更多个带电粒子光学元件相关的对准校准值。
18.根据本发明的第三方面，提供了一种带电粒子工具，该带电粒子工具包括：
19.被配置为生成带电粒子束的带电粒子源；
20.被配置为在校准模式下操作该工具的控制器；以及
21.被配置为从带电粒子束生成多个子束并且将子束向束下游引导向样品位置的电子光学柱，该柱包括物镜布置，物镜布置包括：
22.用于生成多个子束的束生成器，
23.被配置为从传入子束中限定朝向样品位置被投射的子束的束整形器，以及
24.被配置为响应于从样品位置的方向向束上游传播的入射带电粒子而生成检测信号的检测器模块，束生成器和束整形器具有预限定的对准；并且
25.其中检测信号包含关于带电粒子源相对于预对准的束生成器和束整形器的对准的信息。
附图说明
26.通过结合附图对示例性实施例的描述，本公开的上述和其他方面将变得更加明显。
27.图1是示出示例性带电粒子束检查装置的示意图。
28.图2是示出作为图1的示例性带电粒子束检查装置的一部分的示例性多束装置的示意图。
29.图3是根据一个实施例的示例性多束装置的示意图。
30.图4是根据一个实施例的检查装置的物镜的示意性截面图。
31.图5是图4的物镜的仰视图。
32.图6是图4的物镜的修改的仰视图。
33.图7是结合在图4的物镜中的检测器的放大的示意性截面图。
34.图8是校正器阵列的示意性侧视图。
35.图9是校正器阵列的示意性平面图。
36.图10是两层校正器阵列的示意性侧视图。
37.图11是根据一个实施例的示例性多束装置的示意图。
38.图12和图13是示出在扫描模式和校准模式下操作的根据一个实施例的示例性多束装置的示意图。
39.图14和图15是解释电子轨迹的示意图。
40.图16至图20是可用于本发明的实施例中的各种检测器布置的示意图。
具体实施方式
41.现在将详细参考示例性实施例，其示例如附图所示。以下描述引用附图，其中不同附图中的相同数字表示相同或相似的元素，除非另有说明。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现并不表示与本发明一致的所有实现。相反，它们仅仅是与所附权利要求中所述的与本发明相关的方面一致的装置和方法的示例。
42.通过显著增加ic芯片上诸如晶体管、电容器、二极管等电路组件的封装密度，可以提高电子设备的计算能力，从而降低设备的物理尺寸。这是由于分辨率的提高，使得能够制造更小的结构。例如，2019年或更早可用的缩略图大小的智能手机ic芯片可以包括超过20亿个晶体管，每个晶体管的大小小于人类头发的1/1000。因此，半导体ic制造是一个复杂且耗时的过程，需要数百个个体步骤，这并不奇怪。即使是一个步骤中的错误也有可能极大地影响最终产品的功能。仅仅一个“致命缺陷”就可能导致设备故障。制造工艺的目标是提高工艺的总产率。例如，为了获取50步工艺的75％的产率(其中步可以指示晶片上形成的层的数目)，每个个体步骤必须具有大于99.4％的产率。如果每个个体步骤具有95％的产率，则整个工艺产率将低至7％。
43.虽然在ic芯片制造设施中需要高工艺产率，但保持高衬底(即，晶片)产量(限定为每小时处理的衬底数目)也是至关重要的。缺陷的存在可能会影响高工艺产率和高衬底产量。尤其是在需要操作员介入以检查缺陷的情况下。因此，通过检查工具(诸如扫描电子显微镜(“sem”))对微米和纳米级缺陷进行高产量检测和标识对于保持高产率和低成本是至关重要的。
44.sem包括扫描设备和检测装置。扫描设备包括照射装置和投射装置，照射装置包括用于生成一次(primary)电子的电子源，投射装置用于用一个或多个聚焦的一次电子束来扫描样品，诸如衬底。至少照射装置或照射系统和投射装置或投射系统一起可以称为电子光学系统或装置。一次电子与样品相互作用并且生成二次(secondary)电子。当样品被扫描时，检测装置捕获来自样品的二次电子，使得sem可以创建样品的扫描区域的图像。对于高产量检查，一些检查装置使用一次电子的多个聚焦波束，即多束。多束的分量束可以称为子束或束波(beamlet)。多束可以同时扫描样品的不同部分。因此，多束检查装置可以以比单束检查装置高得多的速度检查样品。
45.下面描述一种已知的多束检查装置的实现。
46.这些附图是示意图。因此，为了清楚起见，附图中组件的相对尺寸被夸大了。在附图的以下描述中，相同或相似的附图标记指代相同或相似组件或实体，并且仅描述关于个体实施例的差异。虽然描述和附图针对电子光学装置，但是应当理解，实施例不用于将本公开限于特定带电粒子。因此，贯穿本文献对电子的引用可以更一般地被认为是对带电粒子的引用，其中带电粒子不一定是电子。
47.现在参考图1，图1是示出示例性带电粒子束检查装置100的示意图。图1的带电粒子束检查装置100包括主室10、负载锁定室20、电子束工具40、设备前端模块(efem)30和控制器50。电子束工具40位于主室10内。
48.efem 30包括第一装载端口30a和第二装载端口30b。efem 30可以包括(多个)附加的装载端口。例如，第一装载端口30a和第二装载端口30b可以接收衬底前开式传送盒(foup)，foup容纳待检查的衬底(例如，半导体衬底或由(多个)其他材料制成的衬底)或样
品(衬底、晶片和样品在下文中统称为“样品”)。efem 30中的一个或多个机械臂(未示出)将样品输送到负载锁定室20。
49.负载锁定室20用于去除样品周围的气体。这产生真空，该真空是低于周围环境中的压力的局部气体压力。负载锁定室20可以连接到负载锁定真空泵系统(未示出)，该负载锁定真空泵系统去除负载锁定室20中的气体颗粒。负载锁定真空泵系统的操作使得负载锁定室能够达到低于大气压力的第一压力。在达到第一压力之后，一个或多个机械臂(未示出)将样品从负载锁定室20输送到主室10。主室10连接到主室真空泵系统(未示出)。主室真空泵系统去除主室10中的气体颗粒，使得样品周围的压力达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，样品被输送到电子束工具，通过该电子束工具，可以对样品进行检查。电子束工具40可以包括多束电子光学装置。
50.控制器50电连接到电子束工具40。控制器50可以是被配置为控制带电粒子束检查装置100的处理器(诸如计算机)。控制器50还可以包括被配置为执行各种信号和图像处理功能的处理电路系统。虽然控制器50在图1中被示出为位于包括主室10、负载锁定室20和efem 30的结构外部，但是应当理解，控制器50可以是该结构的一部分。控制器50可以位于带电粒子束检查装置的组成元件中的一个中，或者可以分布在组成元件中的至少两个之上。虽然本公开提供了容纳电子束检查工具的主室10的示例，但是应当注意，本公开的最广义的方面不限于容纳电子束检查工具的室。而是，应当理解，上述原理也可以应用于在第二压力下操作的其他工具和装置的其他布置。
51.现在参考图2，图2是示出示例性电子束工具40的示意图，该电子束工具40包括多束检查工具，该多束检查工具是图1的示例性带电粒子束检查装置100的一部分。多束电子束工具40(本文中也称为装置40)包括电子源201、投射装置230、机动载物台209和样品保持器207。电子源201和投射装置230可以一起称为照射装置。样品保持器207由机动载物台209支撑，以便保持用于检查的样品208(例如，衬底或掩模)。多束电子束工具40还包括电子检测设备240。
52.电子源201可以包括阴极(未示出)和提取器或阳极(未示出)。在操作期间，电子源201被配置为从阴极发射电子作为一次电子。一次电子被提取器和/或阳极提取或加速以形成一次电子束202。
53.投射装置230被配置为将一次电子束202转换为多个子束211、212、213，并且将每个子束引导到样品208上。尽管为了简单起见示出了三个子束，但是可以存在数十、数百或数千个子束。子束可以称为束波。
54.控制器50可以连接到图1的带电粒子束检查装置100的各个部件，诸如电子源201、电子检测设备240、投射装置230和机动载物台209。控制器50可以执行各种图像和信号处理功能。控制器50还可以生成各种控制信号以控制带电粒子束检查装置(包括带电粒子多束装置)的操作。
55.投射装置230可以被配置为将子束211、212和213聚焦到用于检查的样品208上，并且可以在样品208的表面上形成三个探测点221、222和223。投射装置230可以被配置为偏转一次子束211、212和213，以在样品208的表面的一部分中的个体扫描区域上扫描探测点221、222和223。响应于一次子束211、212和213在样品208上的探测点221、222和223上的入射，从样品208生成电子，包括二次电子和反向散射电子。二次电子的电子能量通常≤50ev，
并且反向散射电子的电子能量通常在50ev至一次子束211、212和213的着陆能量之间。
56.电子检测设备240被配置为检测二次电子和/或反向散射电子并且生成对应信号，这些信号被发送到控制器50或信号处理系统(未示出)，例如，以构造样品208的对应扫描区域的图像。期望地，电子检测设备被结合到投射装置中。替代地，它可以与之分离，其中提供二次电子光学柱以将二次电子和/或反向散射电子指向电子检测设备。
57.控制器50可以包括图像处理系统，该图像处理系统包括图像获取器(未示出)和存储设备(未示出)。例如，控制器可以包括处理器、计算机、服务器、主机、终端、个人计算机、任何种类的移动计算设备等、或其组合。图像获取器可以包括控制器的处理功能的至少一部分。因此，图像获取器可以包括至少一个或多个处理器。图像获取器可以通信耦合到允许信号通信的装置40的电子检测设备240，诸如电导体、光纤线缆、便携式存储介质、ir、蓝牙、互联网、无线网络、无线无线电等、或其组合。图像获取器可以从电子检测设备240接收信号，可以处理信号中包括的数据，并且可以从中构造图像。图像获取器因此可以获取样品208的图像。图像获取器还可以执行各种后处理功能，诸如生成轮廓、在获取的图像上叠加指示符等。图像获取器可以被配置为执行获取的图像的亮度和对比度等的调节。存储装置可以是诸如硬盘、闪存驱动器、云存储、随机存取存储器(ram)、其他类型的计算机可读存储器等存储介质。存储装置可以与图像获取器耦合，并且可以用于将扫描的原始图像数据保存为原始图像并保存后处理图像。
58.图像获取器可以基于从电子检测设备240接收的成像信号来获取样品的一个或多个图像。成像信号可以对应于用于进行带电粒子成像的扫描操作。获取的图像可以是包括多个成像区域的单个图像。单个图像可以存储在存储装置中。单个图像可以是可以被划分为多个区域的原始图像。每个区域可以包括包含样品208的特征的一个成像区域。获取的图像可以包括在一段时间内被多次采样的样品208的单个成像区域的多个图像。多个图像可以存储在存储装置中。控制器50可以被配置为对样品208的相同位置的多个图像执行图像处理步骤。
59.控制器50可以包括用于获取检测到的二次电子的分布的测量电路系统(例如，模数转换器)。在检测时间窗口期间收集的电子分布数据可以与入射在样品表面上的一次子束211、212和213中的每个的对应扫描路径数据相结合使用，以重构被检查的样品结构的图像。重构的图像可以用于揭示样品208的内部或外部结构的各种特征。重构的图像由此可以用于揭示样品中可能存在的任何缺陷。
60.控制器50可以控制机动载物台209在样品208的检查期间移动样品208。控制器50可以使得机动载物台209能够至少在样品检查期间在一个方向上、优选地连续地、例如以恒定速度移动样品208。控制器50可以控制机动载物台209的移动，使得其根据各种参数来改变样品208的移动速度。例如，控制器可以根据扫描过程的检查步骤的特性来控制载物台速度(包括其方向)。
61.图3是包括电子源201和电子光学柱的评估工具的示意图。(在另一布置中，源是电子光学柱的一部分)。电子光学柱包括多个电子光学元件。电子光学元件是影响(例如，引导、整形或聚焦)电子束的任何元件，并且可以使用电场和/或磁场。电子源201将电子指向形成电子光学柱的一部分的会聚透镜231的阵列。电子源期望地是在亮度与总发射电流之间具有良好折衷的高亮度热场发射器。可以有数十个、数百个或数千个会聚透镜231。会聚
透镜231可以包括多电极透镜，并且具有基于ep1602121a1的构造，该文献特别通过引用以下公开而并入：用于将电子束拆分成多个子束的透镜阵列的公开，其中该阵列为每个子束提供透镜。因此，会聚透镜阵列起到分束器、分光器、束生成器或束分离器的作用。会聚透镜阵列可以采用充当电极的至少两个板的形式，每个板中的孔径彼此对准并且对应于子束的位置。至少两个板在操作期间保持在不同的电势下以实现期望的透镜效应。因此，板具有孔径阵列，每个孔径对应于子束的路径。定位在束最上游的板是束分离器，并且可以称为束限制孔径。在不同的布置中，束分离器可以是会聚透镜阵列的一部分或与会聚透镜阵列相关联，具有对子束进行透镜化的单独功能。
62.在一种布置中，会聚透镜阵列由三个板阵列形成，其中带电粒子在进入和离开每个透镜时具有相同的能量，这种布置可以称为einzel透镜。束能量在进入和离开einzel透镜时是相同的。因此，色散仅发生在einzel透镜本身内(在透镜的入射电极与出射电极之间)，从而限制离轴色像差。当会聚透镜的厚度较低，例如几毫米时，这样的像差的影响很小或可以忽略不计。
63.阵列中的每个会聚透镜将电子引导到相应子束211、212、213中，该子束聚焦在相应中间焦点233处。子束彼此发散。偏转器235在中间焦点233处。偏转器235被定位在束波路径中，在对应的中间焦点233或焦点(即，聚焦点)的位置处或至少在其周围。偏转器在束波路径中被定位在相关联的束波的中间图像平面处，即在其焦点或聚焦点处。偏转器235被配置为对相应束波211、212、213进行操作。偏转器235被配置为使相应束波211、212、213弯曲有效的量，以确保主光线(其也可以称为束轴)基本上正交地(即，与样品的标称表面基本上成90
°
)入射在样品208上。偏转器235也可以称为准直器或准直器偏转器。偏转器235实际上使束波的路径准直，因此在偏转器之前，束波路径相对于彼此是发散的。在偏转器的束下游，束波路径基本上彼此平行，即基本上准直。合适的准直器是在2020年2月7日提交的欧洲申请20156253.5中公开的偏转器，该申请通过引用并入偏转器应用于多束阵列的应用。
64.在偏转器235下方(即，在源201的束下游或远离源201)，存在控制透镜阵列250，该阵列包括用于每个子束211、21、213的控制透镜251。控制透镜阵列250可以包括连接到相应电势源的至少两个(例如，三个)板电极阵列。控制透镜阵列250的功能是相对于束的缩小率来优化束打开角度和/或控制输送到物镜234的束能量，物镜234中的每个将相应子束211、212、213引导到样品208上。物镜234在物镜阵列241中。控制透镜预聚焦子束(例如，在子束到达物镜阵列241之前对子束施加聚焦作用)。预聚焦可以减少子束的发散或增加子束的会聚率。控制透镜阵列和物镜阵列一起操作以提供组合焦距。没有中间焦点的组合操作可以降低像差的风险。注意，对缩小率和打开角度的引用旨在指代相同参数的变化。在理想的布置中，缩小率和对应打开角度的乘积在一系列值之上是恒定的。
65.物镜234布置为诸如物镜阵列241等物镜阵列。物镜234可以被配置为以大于10的因子缩小电子束，该因子期望地在50至100或更大的范围内。物镜234可以是einzel透镜。至少由会聚透镜和对应束下游物镜在束中生成的色像差可以相互抵消。
66.电子检测设备240设置在物镜234与样品208之间以检测从样品208发射的二次和/或反向散射电子。下面描述电子检测系统的示例性构造。
67.可选地，扫描偏转器阵列260设置在控制透镜阵列250与物镜234的阵列之间。扫描偏转器阵列260包括用于每个子束211、212、213的扫描偏转器261。每个扫描偏转器被配置
为在一个或两个方向上偏转相应子束211、212、213，以便在一个或两个方向上在样品208上扫描子束。
68.图3的系统可以被配置为控制电子在样品上的着陆能量。着陆能量可以根据被评估样品的性质来选择以增加二次电子的发射和检测。被提供用于控制物镜234的控制器可以被配置为通过改变施加到控制透镜和物镜的电极的电势来控制着陆能量。控制透镜和物镜一起工作，并且可以称为物镜组件。着陆能量可以根据被评估样品的性质来选择以增加二次电子的发射和检测。控制器可以被配置为将着陆能量控制为预定范围内的任何期望值，或者控制为多个预定值中的期望值。在一个实施例中，着陆能量可以被控制为1000ev至5000ev范围内的期望值。
69.期望地，着陆能量主要通过控制离开控制透镜的电子的能量来改变。物镜内的电势差优选地在该变化期间保持恒定，使得物镜内的电场保持尽可能高。此外，施加到控制透镜的电势可以用于优化束打开角度和缩小率。控制透镜也可以称为重新聚焦透镜，因为它可以考虑着陆能量的变化来校正聚焦位置。控制透镜阵列的使用使得物镜阵列能够在其最佳电场强度下操作。可以用于控制着陆能量的电极结构和电势的细节公开在epa 20158804.3中，该文献通过引用并入本文。
70.电子的着陆能量可以在图4的系统中控制，因为在束波路径中生成的任何离轴像差都是在会聚透镜231中生成的，或者至少主要是在会聚透镜231中生成的。图3所示的系统的物镜234不需要是einzel透镜。这是因为，当束被准直时，物镜中不会生成离轴像差。离轴像差在会聚透镜中可以比在物镜234中被更好地控制。通过使会聚透镜231实质上更薄，可以使会聚透镜对离轴像差、特别是对色差离轴像差的贡献最小化。会聚透镜231的厚度可以变化，以调节色差离轴贡献，从而平衡相应束波路径中色像差的其他贡献。因此，物镜234可以具有两个或更多个电极。进入物镜时的束能量可以不同于其在离开物镜时的能量，例如以提供减速物镜。此外，使用两个电极来使用尽可能少的电极，使得透镜阵列能够占据更小的体积。
71.在一些实施例中，带电粒子评估工具还包括用于减少子束中的一个或多个像差的一个或多个像差校正器。在一个实施例中，像差校正器的至少子集中的每个像差校正器被定位在中间焦点中的相应中间焦点中或与其直接相邻(例如，在中间图像平面中或与其相邻)。子束在诸如中间平面等焦平面中或附近具有最小截面积。这为像差校正器提供了比在其他地方(即，中间平面的束上游或束下游)可用的更多的空间(或者比在不具有中间图像平面的替代布置中可用的更多的空间)。
72.在一个实施例中，位于中间焦点(或中间图像平面或焦点)中或与其直接相邻的像差校正器包括用于校正对于不同束而言似乎处于不同位置的源201的偏转器。校正器可以用于校正源产生的宏观像差，该宏观像差妨碍每个子束与对应物镜之间的良好对准。在某些情况下，希望将校正器定位在束上游尽可能远的地方。以这种方式，小的角度校正可以在样品处产生大的位移，从而可以使用较弱的校正器。期望地，校正器被定位成使附加像差的引入被最小化。另外地或替代地，可以校正源束中的其他不均匀性；即可以校正源束均匀性中的像差。
73.像差校正器可以校正妨碍适当柱对准的其他像差。这样的像差也可能导致子束与校正器之间的未对准。出于这个原因，可以希望另外地或替代地将像差校正器定位在会聚
透镜231处或附近(例如，每个这样的像差校正器与会聚透镜231中的一个或多个集成或直接相邻)。这是期望的，因为在会聚透镜231处或附近，由于会聚透镜231垂直靠近束孔径或与束孔径重合，像差还不会导致对应子束的偏移。也就是说，与校正器被定位在束下游更远地方的情况下相比，校正器对任何角度误差的校正将需要更小的位置偏移。诸如在中间焦点处等的束下游更远地方的这样的像差的校正可能受到子束211、212、213与校正器之间的未对准的影响。然而，将校正器定位在会聚透镜231处或附近的挑战在于，相对于束下游更远地方的位置，子束均在该位置具有相对较大的截面积和相对较小的间距。在具有体积限制的情况下，校正器阵列或附加校正器阵列可以位于远离这些优选位置的位置，诸如在会聚透镜阵列与中间聚焦位置之间。
74.在一些实施例中，像差校正器的至少子集中的每个像差校正器与物镜234中的一个或多个集成或直接相邻。在一个实施例中，这些像差校正器减少以下项中的一个或多个：场曲率；聚焦误差；以及像散。另外地或替代地，一个或多个扫描偏转器(未示出)可以与物镜234中的一个或多个集成或直接相邻，以在样品208上扫描子束211、212、214。在一个实施例中，可以使用us 2010/0276606中描述的扫描偏转器，该文献通过引用整体并入本文。
75.像差校正器可以是如ep2702595a1中公开的基于cmos的个体可编程偏转器，或者是如ep2715768a2中公开的多极偏转器阵列，这两个文献中对束波操纵器的描述通过引用并入本文。对于每个束波可以有这种设计的像差校正器，即个体束波校正器。个体束波校正器可以在跨多束的阵列中，其可以称为校正器阵列。
76.在一个实施例中，前面实施例中提到的物镜阵列是阵列物镜。阵列中的每个元件是操作多束中的不同束或束组的微透镜。静电阵列物镜具有至少两个板，每个板具有多个孔或孔径。板中每个孔的位置对应于另一板中对应孔的位置。对应的孔在使用中对多束中的同一束或束组进行操作。阵列中每个元件的透镜类型的合适示例是双电极减速透镜。每个电极本身可以被视为透镜；每个电极可以被视为是电子光学元件。
77.物镜的底部电极是集成到多束操纵器阵列中的cmos芯片检测器。将检测器阵列集成到物镜中代替了第二个柱。cmos芯片优选地朝向样品(因为样品与电子光学系统底部之间的距离很小(例如，100μm))。在一个实施例中，提供了用于捕获二次电子信号的捕获电极。捕获电极可以形成在例如cmos器件等的金属层中。捕获电极可以形成物镜的底层。捕获电极可以形成cmos芯片中的底表面。cmos芯片可以是cmos芯片检测器。cmos芯片可以集成到物镜组件的面向样品的表面中。捕获电极是用于检测二次电子的传感器单元的示例。捕获电极可以形成在其他层中。cmos的电源和控制信号可以通过硅通孔连接到cmos。为了坚固，底部电极优选地由两个元件组成：cmos芯片和带孔的无源si板。该板屏蔽cmos以使其免受高电场的影响。
78.与物镜的底部或面向样品的表面相关的传感器单元是有益的，因为二次和/或反向散射电子可以在电子遇到电子光学系统的电子光学元件并且被电子光学元件操纵之前被检测到。有益地，可以优选地使检测这样的发射电子的样品所花费的时间最小化。
79.为了使检测效率最大化，希望使电极表面尽可能大，以便阵列物镜的基本上所有区域(孔径除外)都被电极占据，并且每个电极的直径基本上等于阵列间距。在一个实施例中，电极的外形是圆形，但是可以将其制成正方形以使检测面积最大化。此外，可以使衬底通孔的直径最小化。电子束的典型尺寸在5至15微米量级。
80.在一个实施例中，单个捕获电极围绕每个孔径。在另一实施例中，每个孔径周围设置有多个电极元件。电极元件是传感器元件的示例。由围绕一个孔径的电极元件捕获的电子可以被组合成单个信号或者用于生成独立的信号。电极元件可以径向地划分(即，以形成多个同心环)、成角度地划分(即，以形成多个扇形片)、同时径向地和成角度地划分、或者以任何其他方便的方式划分。
81.然而，较大的电极表面会导致较大的寄生电容，因此导致较低的带宽。出于这个原因，可以希望限制电极的外径。特别是在较大的电极仅给出稍大的检测效率、但显著较大的电容的情况下。圆形(环形)电极可以在收集效率与寄生电容之间提供良好的折衷。
82.较大的电极外径也可能导致较大的串扰(对相邻孔的信号的敏感性)。这也可以是使电极外径更小的原因，特别是在较大的电极仅给出稍大的检测效率、但串扰明显更大的情况下。
83.由电极收集的反向散射和/或二次电子电流被放大。放大器的目的是使得能够足够灵敏地测量由传感器单元接收或收集的待测量电流，并且从而能够足够灵敏地测量反向散射和/或二次电子的数目。这可以通过电流测量或电阻之上的电势差来测量。若干类型的放大器设计可以用于放大由电极收集的反向散射和/或二次电子电流，例如，跨阻抗放大器。
84.图4中示出了一个示例性实施例，图4以示意性截面图示出了多束物镜401。在物镜401的输出侧，即面向样品208的一侧，提供有检测器模块402。检测器模块402是电子检测设备的示例。图5是检测器模块402的仰视图，检测器模块402包括衬底404，衬底404上提供有多个捕获电极405，每个捕获电极405围绕束孔径406。束孔径406足够大以不阻挡任何一次电子束。捕获电极405可以被认为是传感器单元的示例，传感器单元接收反向散射或二次电极并且生成检测信号，在这种情况下是电流。束孔径406可以通过蚀刻穿过衬底404来形成。在图5所示的布置中，束孔径406以矩形阵列示出。束孔径406也可以不同地布置，例如以如图6所示的六边形紧密堆积阵列。
85.图7以更大的比例描绘了检测器模块402的一部分的横截面。捕获电极405形成检测器模块402的最底部(即，最靠近样品)的表面。在操作中，捕获电极405的阵列面向样品208。在捕获电极405与硅衬底404的主体之间提供有逻辑层407。逻辑层407可以包括放大器(例如，跨阻抗放大器)、模数转换器和读出逻辑。在一个实施例中，每捕获电极405存在一个放大器和一个模数转换器。逻辑层407和捕获电极405可以使用cmos工艺制造，其中捕获电极405形成最终的金属化层。
86.布线层408设置在衬底404的背面上，并且通过硅通孔409连接到逻辑层407。硅通孔409的数目不需要与束孔径406的数目相同。特别地，如果电极信号在逻辑层407中被数字化，则可以仅需要少量的硅通孔来提供数据总线。布线层408可以包括控制线、数据线和电源线。应当注意，尽管有束孔径406，但仍有足够的空间用于所有必要的连接。检测模块402也可以使用双极或其他制造技术来制造。印刷电路板和/或其他半导体芯片可以设置在检测器模块402的背面上。
87.图4描绘了三电极物镜，但是应当理解，也可以使用任何其他形式的物镜，例如两电极透镜。
88.在本发明的一个实施例中，中间焦点233处的校正器235由狭缝偏转器300体现。狭
缝偏转器300是操纵器的示例，并且也可以称为狭缝校正器。如图8和图9所示，狭缝偏转器300包括限定一组狭缝302的一组细长电极301，例如平行板或平行带。电极301可以由硅或金属形成，例如衬底的掺杂硅区域和形成在衬底上的金属化层。硅电极可以通过硅晶片的选择性蚀刻来形成。
89.用作像差校正器的狭缝偏转器300可以替代地或另外地定位在紧挨着会聚透镜231的下方。
90.一条子束路径插入一对细长电极，该电极可以采用条状阵列的形式，因此电极之间的电势差导致子束偏转。偏转的方向由电势差在相对于光轴的方向上的相对极性决定。偏转的大小由电势差的大小、电极之间的距离、以及电极在平行于子束传播的方向上的宽度决定。这些尺寸可以分别称为狭缝的宽度和深度。在一个实施例中，狭缝的宽度在10μm至100μm的范围内，期望地为50μm。在一个实施例中，狭缝的间距在50μm至200μm的范围内，期望地为100μm。在一个实施例中，狭缝的深度在50μm至200μm的范围内。
91.在一个实施例中，电极沿着其长度处于相同的电势，并且狭缝具有恒定的宽度或深度，使得通过给定狭缝的所有子束经历基本相同的偏转，因为它们都具有基本相同的能量。
92.在一个实施例中，狭缝可以具有非恒定的横截面，例如宽度或深度的变化，以根据子束沿着狭缝长度的位置提供子束偏转的预定变化。
93.在一个实施例中，细长电极限定一组平行狭缝，使得每个子束穿过狭缝。因此，相应细长电极的面对的细长表面限定对应狭缝。期望地，施加到每个电极表面的电势是个体可控的，使得偏转可以根据在垂直于狭缝的纵向方向的方向上的束位置来控制。在一个实施例中，预定的一组电压被施加到电极以提供预定的一组偏转。例如，如果狭缝沿着笛卡尔坐标系的y轴延伸(即，电极的细长方向在y方向上)，则偏转可以根据x方向上的子束位置来控制。
94.在一个实施例中，每个狭缝由两个专用电极限定。相反的电势被施加到交替的电极，例如奇数编号的电极为负的，偶数编号的电极为正的。所施加的电势的大小可以随位置而变化，以便提供在垂直于电极长度的方向上随位置而改变的期望偏转。例如，电势线性地增加，并且电势差同样线性地增加。例如，一组电极(例如，偶数电极)可以保持在恒定电势，例如地。
95.在替代实施例中，每个电极(阵列端部处的电极除外)用于限定两个狭缝中每个狭缝的一侧。也就是说，通常，在束路径的方向上延伸的电极的相对表面部分地限定相邻的狭缝。在这样的布置中，相对于施加到电极“0”的电势的施加到电极“n”的电势是施加在狭缝“1至n”上的电势差的总和。电势差的线性增加因此导致施加到电极的绝对电势比线性增加得更快。通常，电势差在阵列中单调增加。
96.在一个实施例中，多个狭缝偏转器在束传播方向上相邻设置。这种布置可以称为狭缝偏转器的堆叠。堆叠中的狭缝偏转器被不同地定向。
97.在一个实施例中，子束布置成矩形阵列，并且两个狭缝偏转器被提供，其中第一狭缝偏转器的狭缝垂直于第二狭缝偏转器的狭缝被定向。狭缝偏转器在堆叠中可以以任何顺序提供。狭缝偏转器的进一步细节可以在epa20156253.5中找到，其中多束偏转器装置的描述通过引用并入本文。
98.在一个实施例中，子束布置成六边形阵列，并且两个狭缝偏转器被提供。第一狭缝偏转器的狭缝与第二狭缝检测器的狭缝正交。第二狭缝检测器具有比第一狭缝检测器小的间距，并且每狭缝具有比第一缝隙检测器少的子束。狭缝偏转器在堆叠中可以以任何顺序提供。
99.可以针对子束的其他布置提供多个狭缝偏转器的其他布置。例如，狭缝可以被布置为同心六边形。
100.在本发明的一个实施例中，多个束穿过由一对电极限定的狭缝。这大大减少了提供偏转电势所需要的连接的数目。在具有数百或数千个束的多束工具中，即使不是不可能，也很难为每个子束提供独立的偏转电势，因为接线或电路迹线(布线)的空间有限。本发明解决了这个问题，因为所需要的迹线数目显著减少。在一些情况下，本发明的实施例可能不能完全校正像差，例如三阶旋转对称像差。然而，本发明的实施例即使不能完全校正像差也可以实现像差的显著并且有用的降低。
101.如上所述的狭缝偏转器可以在束偏转的方向上引入轻微的聚焦效应。如果使用两个或更多个不同取向的狭缝偏转器阵列，则将在两个或更多个方向上存在聚焦影响。这种聚焦效应的大小与偏转的大小成比例。在某些情况下，这种聚焦效应可能是不希望的。
102.为了补偿狭缝偏转器的聚焦效应，可以添加狭缝透镜。如图10所示，狭缝透镜800包括细长电极301的阵列300(其限定细长狭缝的第一阵列)和对应的细长电极501的至少另一阵列500(其限定细长特征的第二阵列)。每个细长电极阵列被形成为具有形状与本说明书前面提到的狭缝偏转器的形状相似的结构。透镜是通过在两个偏转器电极与两个狭缝电极的平均值之间具有电势差而制成的。这是通过改变狭缝电极的电势或通过向偏转器电极添加电压偏移来实现的。
103.细长电极301可以设置在相应电势下，并且对应的细长电极501可以设置在地电势或相应不同电势下。每个狭缝透镜的强度可以被选择，使得像散等于具有最大偏转的狭缝偏转器的像散。在校正器由偏转器和用于每个轴的狭缝透镜阵列(通常为两个，x和y各一个)组成的实施例中，所得到的像散具有微透镜阵列的特性。
104.图11是示例性电子光学系统的另一设计的示意图。电子光学系统可以包括源201和电子光学柱，电子光学柱包括多个电子光学元件。(在另一布置中，电子光学柱包括源201。)电子光学柱可以包括如图3所示和描述的物镜阵列组件。这样的物镜阵列组件可以以控制透镜阵列250、物镜阵列241和检测器阵列为特征。
105.在图11所示的当前布置中，物镜阵列还可以以上部束限制器252、准直器元件阵列271、扫描偏转器阵列260和束整形限制器242为特征。(注意，在不同的布置中，电子光学柱包括这些特征，而不将它们布置在公共透镜组件中。)源201提供带电粒子束(例如，电子)。聚焦在样品208上的多束是从由源201提供的束中导出的。例如，子束可以使用限定束限制孔径阵列的束限制器(例如，上部束限制器252)从束中导出。源201期望地是在亮度与总发射电流之间具有良好折衷的高亮度热场发射器。
106.上部束限制器252限定束限制孔径阵列，并且起到束分离器或子束生成器的作用。上部束限制器252可以称为上部束限制孔径阵列或束上游束限制孔径阵列。上部束限制器252可以包括具有多个孔径的板(其可以是板状体)。上部束限制器252从由源201发射的带电粒子束形成子束。束的除了那些有助于形成子束的部分之外的部分可以被上部束限制器
252阻挡(例如，吸收)，从而不干扰束下游的子束。上部束限制器252可以称为子束限定孔径阵列。
107.准直器元件阵列271设置在上部束限制器的束下游。每个准直器元件对相应子束进行准直。准直器元件阵列271可以使用mems制造技术形成，从而在空间上紧凑。在一些实施例中，如图3所示，准直器元件阵列271是在束路径中在源201的束下游的第一偏转或聚焦电子光学阵列元件。在另一布置中，准直器可以完全或部分地采用宏准直器(macro-collimator)(未示出)的形式。这样的宏准直器可以在上部束限制器252的束上游。因此，在多束生成之前，宏准直器对来自源的束进行操作。磁透镜可以用作宏准直器。
108.在准直器元件阵列的束下游存在控制透镜阵列250。控制透镜阵列250包括多个控制透镜。每个控制透镜包括至少两个电极(例如，两个或三个电极)，这些电极连接到相应电势源。控制透镜阵列250可以包括连接到相应电势源的两个或更多个(例如，三个)板电极阵列。控制透镜阵列250与物镜阵列241相关联(例如，这两个阵列定位为彼此靠近和/或彼此机械连接和/或作为一个单元一起控制)。控制透镜阵列250位于物镜阵列241的束上游。控制透镜预聚焦子束(例如，在子束到达物镜阵列241之前对子束施加聚焦作用)。预聚焦可以减少子束的发散或增加子束的会聚率。
109.扫描偏转器阵列260包括多个扫描偏转器。扫描偏转器阵列260可以使用mems制造技术来形成。每个扫描偏转器在样品208之上扫描相应子束。扫描偏转器阵列260因此可以包括用于每个子束的扫描偏转器。每个扫描偏转器可以在一个方向上(例如，平行于单个轴，诸如x轴)或在两个方向(例如，相对于两个非平行轴，诸如x轴和y轴)偏转子束中的射线。偏转使得子束在一个或两个方向上(即，一维或二维地)在样品208上进行扫描。
110.在一个实施例中，ep2425444(该文献通过引用整体并入本文，具体涉及扫描偏转器)中描述的扫描偏转器可以用于实现扫描偏转器阵列260。扫描偏转器阵列260位于物镜阵列241与控制透镜阵列250之间。在所示的实施例中，提供扫描偏转器阵列260来代替宏(macro)扫描偏转器。扫描偏转器阵列260(例如，使用如上所述的mems制造技术而形成的)可以比宏扫描偏转器在空间上更紧凑。
111.在其他实施例中，提供了宏扫描偏转器和扫描偏转器阵列260两者。在这样的布置中，子束在样品表面之上的扫描可以通过将宏扫描偏转器和扫描偏转器阵列260一起控制、优选地同步控制来实现。
112.提供扫描偏转器阵列260而不是宏扫描偏转器可以减少控制透镜的像差。这是因为，宏扫描偏转器的扫描动作导致束在束整形限制器(也称为下部束限制器)上的对应移动，该束整形限制器在控制透镜的至少一个电极的束下游限定束限制孔径阵列，这增加了对来自控制透镜的像差的贡献。当改为使用扫描偏转器阵列260时，束在束整形限制器上移动的量小得多。这是因为，从扫描偏转器阵列260到束整形限制器的距离要短得多。因此，优选的是，将扫描偏转器阵列260定位为尽可能靠近物镜阵列241(例如，使得扫描偏转器阵列260与物镜阵列241直接相邻，如图11所示)。
113.束整形限制器上的较小移动导致使用每个控制透镜的较小部分。因此，控制透镜具有较小的像差贡献。为了最小化或至少减少由控制透镜引起的像差，使用束整形限制器对控制透镜的至少一个电极的束下游的束进行整形。这在架构上不同于传统的系统，诸如图3所示和所述的系统。其中束整形限制器仅被提供为孔径阵列，该孔径阵列是束路径中的
第一操纵器阵列的一部分或与该第一操纵器阵列相关联，并且通常从来自源的单束生成多束。
114.在图11的实施例中，提供了准直器元件阵列271来代替宏准直器。尽管未示出，但是可以在图11的实施例中使用宏准直器，以提供具有宏准直器和扫描偏转器阵列260的实施例。另一变体可以具有宏准直器和宏扫描偏转器。还可以具有图11的实施例的变体，该变体具有宏扫描偏转器和准直器元件阵列。每个准直器元件对相应子束进行准直。准直器元件阵列271(例如，使用mems制造技术而形成的)可以比宏准直器在空间上更紧凑。因此，将准直器元件阵列271和扫描偏转器阵列260一起提供可以节省空间。在电子光学系统阵列(例如，多束柱阵列)中提供有包括这样的物镜组件的多个电子光学系统的情况下，这种节省空间是期望的。在这样的实施例中，可以不存在宏会聚透镜或会聚透镜阵列。在这种场景中，控制透镜因此提供了优化束打开角度和放大率以改变着陆能量的可能性。
115.如上所述，通常需要电子光学柱(诸如多束sem或多束光刻机)中的多个电子光学组件来产生多个束。电子光学组件形成电子光学孔径、透镜、偏转器并且执行束的其他操纵。这些电子光学组件可以包括mems元件，mems元件可以采用板的形式，板中限定有多个孔径，并且mems元件需要精确对准以允许所有束着陆在目标(例如，样品或检测器)上。mems元件(例如，板的形式，其中限定有多个孔径，它们彼此非常接近)可以堆叠在彼此之上并且相对容易对准。板的对准可以表示每个板的每个孔径与另一板中的对应孔径对准。
116.mems元件，例如，可以用作电极的板(其需要间隔开)可以在一列中以一定的公差机械对准，例如，元件可能需要以10μm和/或1mrad量级的公差机械对准。这种对准可能需要对准每个mems元件的对应孔径，例如板的形式。对于操作，需要更精细的电子光学公差，诸如相对于束源的对准，诸如10nm至20nm。最终对准的更严格公差通过电子光学校正器(诸如本说明书前面所述的偏转器)以电子光学方式实现。
117.对于包括多电子束布置的子束组，针对对准的校正可以在整个多电子束布置之上进行，诸如条带校正器，或者针对对准的校正可以是每个子束特定的，例如可以根据子束的不同而变化，例如使用个体束校正器。正确对准元件的过程(例如，用于最终对准的过程)称为柱对准。柱对准考虑了多电子束内的子束在样品平面内的位置，即它们在样品平面中的相对位移，例如在笛卡尔坐标中用x和y表示。
118.已知的柱对准过程使用放置在目标(样品)位置的检测器，例如放置在样品台上。期望地，检测器能够同时检测所有束，以使柱对准过程所花费的时间最小化。已知的检测器需要被保持在可移动台上的检测器板，该可移动台可以定位在目标位置(诸如样品台)处。检测器板具有图案化的表面，该表面具有可以对应于多电子束中的子束的布置的图案。图案化表面是样品表面的平面。对准在子束的平面中有效，并且用笛卡尔坐标表示，在x轴和y轴上对准。图案化表面的束下游是闪烁体，它在电子束撞击到它的情况下闪烁。光子检测器(诸如相机，如ccd设备)可以定位在闪烁体的束下游，以检测由每个束生成的光的参数，诸如其强度。例如，在分辨闪烁体中生成的可以仅相距50微米至100微米量级的不同束时，检测器板与相机之间的对准是具有挑战性的。
119.提出使用在电子光学柱中的固定位置处的带电粒子检测器(诸如检测器阵列)对电子光学柱的元件(尤其是孔径阵列，诸如会聚透镜阵列和物镜阵列，它们可以是mems元件)执行柱对准，该带电粒子检测器可以同时检测多个束。检测器朝向电子光学柱的底部定
位，优选地位于电子光学柱的底部。检测器靠近样品表面的平面，使得检测器可以例如在检查期间接收来自样品的足够数目的二次电子以用于检测信号。检测器的位置可以与例如载物台中的传感器的闪烁体和光子检测器相比更接近样品表面。
120.带电粒子检测器期望地是一种检测器模块，其用于检查工具中，以检测当一次电子入射到样品上时生成的电子，诸如二次电子和反向散射电子。因此，带电粒子检测器可以具有两种功能。带电粒子检测器具有当检查工具在检查模式下操作时检测样品性质的功能(如图12所示)。带电粒子检测器的另一功能是当检查工具在校准模式下操作时检测对准(如图13所示)。
121.可以使用各种方法向带电粒子检测器提供带电粒子流，这取决于柱布置。期望地，返回到每个检测器元件的电子的电流与样品位置处的相应子束的电流成比例(或至少单调相关)。在未对准的情况下，子束电流将减少，例如因为子束的部分与电子光学柱的元件相交并且被散射或吸收。因此，当来自相关检测器的电流信号为最大值时，实现了束波的最佳对准。在检测到未对准时，检测器信号用于控制如上所述的相关校正器，以增加对应子束的检测器信号，并且期望地使检测器信号最大化。
122.本发明可以应用于具有多电子束配置的工具，诸如各种不同架构的量测和检查工具以及光刻装置，包括本文中描述的那些，但也包括其他。图12和图13所示的示例性检查工具具有带电粒子源201，该带电粒子源201朝向孔径板111(或束限制孔径阵列)发射带电粒子，该孔径板111从带电粒子生成(例如，通过拆分、分离或划分)多个子束，非常类似于参考图3所示和所述的子束。因此，孔径板起到子束生成器的作用。会聚透镜231将相应子束指向中间焦点。偏转器235(其可以是宏观偏转器或偏转器阵列)调节子束的传播方向。物镜阵列234将相应子束朝向样品208聚焦。电子检测设备240或检测器模块检测返回的电子，例如由样品发射的二次电子。
123.在本发明的一个实施例中，带电粒子反射镜(例如，用于电子束的电子反射镜)用于将一次带电粒子束反射回带电粒子检测器，如图13所示。可以通过将物体600定位在带电粒子检测器和电子光学柱的最后电子光学元件的束下游来创建带电粒子反射镜。物体600可以是样品、样品保持器或由样品保持器保持的另一物体。使用电势源601将物体600设置在相对于带电粒子源201的阴极的预定负电势差下。如果带电粒子束包括带正电的粒子而不是电子，则将使用正电势。预定电势差可以是-1v至-100v量级，例如-50v。期望地，预定电势差值的大小大于束内和束间能量扩展。物体与阴极之间的电势差将导致每个束朝向带电粒子检测器反转。电势差的大小越大，反转带电粒子轨迹所需要的距离就越短。物镜阵列可以设置为特定电压以优化检测产率。
124.在图14和图15中描绘了使用电子反射镜的实施例中的电子的示例轨迹。在该实施例中，检测器模块形成电子光学柱的最终元件。在图14中，在束下游方向上传播的电子e经由由检测器模块402中的孔径406形成的负孔径透镜进入电场区域。其s束电势取为u，其平行于电子光轴的速度取为vz，垂直于电子光轴的速度取为vr。电子e的垂直于电子光轴的速度(例如，在径向方向上)在其离开孔径透镜时在其轨迹中被取为零，即vr＝0。在沿着超过孔径的轨迹传播之后，电子e被电场e减速到完全停止，即到静止点。静止点沿着电子光轴与孔径406相距距离d
mirror
：
[0125][0126]
然后电子e在反向(束上游)方向上被加速。为了计算电子e从电子光轴行进的径向距离δr，应当注意负孔径透镜的焦距f。该焦距f由下式给出：
[0127][0128]
这里，e是孔径中的电场，其由样品与其中限定有孔径406的板(例如，物镜阵列242的最底部电极和/或检测器板上)之间的电势差设置。这导致径向速度：
[0129][0130]
这里，h是从孔径406的电子e的轨迹中的任何点处的到孔径透镜的电子光轴的距离。如果d
mirror
远大于电子获取径向速度的距离(这具有孔径大小的量级)，则行进的径向距离可以计算为
[0131]
δr＝vr×
2t
mirror
ꢀꢀꢀ
(4)
[0132]
其中
[0133][0134]
这里t
mirror
是电子行进距离d
mirror
的时间。这导致电子e在到达检测器的捕获电极405时所行进的径向距离h，由δr＝4h.d
mirror
/f给出，其独立于束电势u和电场e。这表示，穿过孔径406的远离电子光轴的至少一些电子将实现足够的径向位移以接触围绕孔径406的检测器模块402的捕获电极405。因此，检测器(例如，具有捕获电极405阵列的板)与物体600之间的场实际上形成静电透镜。当电子e沿着从孔径406的轨迹投射并且返回检测器时，这生成径向运动。只要透镜和施加的电势被设置为使镜点超过阈值距离，则穿过孔径的一些电子就会到达检测器的捕获电极405。因此，可以生成指示返回(反射)电子的数目的信号作为表示电子光学柱的相关元件的对准的信号。注意，径向距离应当足够，使得返回的电子e比孔径406的半径行进得更远，从而它可以到达捕获电极405。
[0135]
图15描绘了与电子光轴成角度α离开孔径的电子的轨迹，其中该角度是径向速度vr与平行于电子光轴vz的速度之比，即在这种情况下，位移由下式给出：
[0136]
δr＝vr×
2t
mirror
＝α
×
4d
mirror
ꢀꢀꢀ
(6)
[0137]
电子(例如，束波)的这种倾斜轨迹可以由在孔径的束上游的轨迹(或路径)上进行操作的偏转器(例如，物镜)生成。另外地或替代地，成角度的轨迹是由透镜元件引起的，诸如物镜本身(其中可以形成有孔径)。使用如参考图3和图11所述的物镜阵列，例如使用mems元件，电子的角度可以是α＝10mrad。
[0138]
在物镜的示例性实施例中，物镜可以产生约50微米至100微米之间的焦点。在大约1毫米的反射镜距离(即，d
mirror
＝1mm)的情况下，电子e将获取足以离开孔径406的径向距
离，例如40μm。如果孔径透镜处的束电势为2.5kv，则反射镜作用可以用2.5kv/mm的电场来实现。因为到反射镜的距离比焦点大得多，所以“聚焦”束中应当有足够的电子，其角度足够大而最终到达检测器上，因此足够的电子将再次偏转到捕获电极，以提供表示电子光学柱的相关元件的对准的信号。
[0139]
由反射电子生成的信号不必具有大幅度，因为测量不是时间关键的，并且低信号可以通过增加测量时间来补偿。此外，可以使物体倾斜少量，例如1mrad量级，以产生不平行于物镜的电子光轴的电场，如关于图15所示和所述。倾斜是由控制支撑物体的支撑件(诸如载物台)的定位系统实现的。定位系统可以以不平行于物镜阵列的角度倾斜样品。换言之，物体600不垂直于物镜的电子光轴。这将提供返回电子的附加径向偏转，以确保返回电子与检测器模块的捕获电极相交，而不是返回通过孔径406。
[0140]
因此，用于束对准的检测器可以检测到足够的电子，以控制孔径与样品之间的距离、传播电子e从孔径406朝向样品行进的角度、以及样品例如相对于电子光轴的相对倾斜。具体地，这是因为，径向位移与d
mirror
成比例，d
mirror
是沿电子光轴从孔径到电子轨迹中的静止点的距离。由于该距离由束电势(u)与电势差(例如，孔径中的电场)的比率确定，因此当电势差等于束电势时，距离d
mirror
是样品与孔径之间的距离。对于较大的径向位移，样品可以放置在离孔径更远的位置处。
[0141]
对于用于形成电子反射镜的物体、特别是其表面，几乎没有什么要求。电子不接触物体，并且其表面只需要足够平坦，例如足够平面，即可保持电场的均匀性。也就是说，物体表面与理想平面表面的变化和偏差不会影响电场的均匀性。
[0142]
在本发明的另一实施例中，代替电子反射镜，在束波的路径中提供有校准目标602，例如在样品的位置。这样的布置在图16中示出。校准目标可以是可选地具有均匀涂层的平坦或平面板，或者可以是未涂覆的硅晶片，即裸的，诸如未处理的晶片。校准目标可以是金属板。校准目标可以是由样品保持器支撑的样品或伪样品。校准目标可以是样品台的表面的一部分，例如在操作期间靠近样品保持器和样品位置的部分。样品或伪样品的表面可以定位在与样品保持器上的样品相同的平面或基本相同的平面处。在使用中，校准目标可以具有当由样品保持器支撑时与样品基本共面的表面。
[0143]
校准目标602具有已知的响应(在响应于给定一次束电流而生成的二次电子方面)，该响应在其整个区域上期望是恒定的。校准目标602的已知响应可以通过相对于标准校准目标校准其响应于一次束的性能来确定，例如以在受控的校准设置下生成二次电子。期望地，二次电子电流与一次束电流单调相关，例如与之成比例。校准目标602被放置在距物镜已知距离处。
[0144]
在对准过程中，根据捕获的二次电子，由检测器模块402测量校准目标602在生成二次电子方面对一次束的响应。
[0145]
目标表面优选地是平面的。目标表面没有尖锐的边缘，例如在纳米级上，因为二次电子边缘增强效应，这将使表面上束点的强度随着小的移动或调节而快速变化。校准目标的粗糙度可以在微米左右或小于微米；然而，由于电场占主导地位，校准目标的平坦度不是严格的要求。
[0146]
图16描绘了使用校准目标利用两个电势v1和v2进行的校准。电势v1是校准目标602与检测器板402和/或物镜的下部电极401a之间的。注意，检测器板402可以是与被施加有相
同电势的下部电极401a分离的实体。替代地，检测器板402被集成到下部电极401a中，从而共享共同施加的电势。电势v2是物镜的另一电极401a与检测器板402和/或下部电极401a之间的。在示例性实施例中，当样品602靠近检测器402时(例如，～50微米)，电势v1为50v。当401b是物镜的顶部电极时，电势v2是源电势减去着陆能量。如果元件401b在物镜的束上游，例如在沿着束路径的另一电子光学元件中，则它可以具有针对电子光学柱中的该位置的任何合适的值。
[0147]
图17描绘了与图16所示的透镜布置相同的透镜布置，其中等效电势差v3和v4分别代替v1和v2，其被调节以用作电子反射镜600。施加到检测器板402和/或下部电极401a的电势v3可以是401a处的电子轨迹中的束电势的量级。因此，如果束能量是2kev，则v3应当是2kv。考虑到能量扩散，增加1至100伏；使得施加到检测器板402和/或下部电极401的电势v3在2.0kv至2.1kv之间。因此，反射镜布置中的物镜的底部电极的电压设置实际上是底部电极的电势与束能量的匹配。如果不这样做，反射镜将无法工作。v4被设置为源电势30kv减去v3为零时的着陆能量(即，如果电子在操作或检查模式下着陆在样品上，则着陆能量是样品电势)。这假定401b是物镜的另一电极，例如上部电极。在不同的布置中，401b可以是在底部电极的束上游的任何元件，然后元件401b的电势是该组件在特定电子光学设计中想要具有的任何电势。
[0148]
在本发明的上述实施例中，检测器模块不需要位于物镜的底面，而是可以位于电子光学柱的更上方，例如在物镜内或物镜阵列上方。注意，对于图16和图17的布置，其中束上游元件401b是在物镜阵列的束上游的电子光学元件，示出所施加的电势的电路特征可以与所描绘的电路特征完全不同。
[0149]
物镜中的合适位置可以在以下物镜电极的直接束下游，也可以集成到物镜电极的面向束下游的表面中：该物镜电极不是束最下游电极，例如束最上游电极或中间电极。合适的位置包括：电子光学元件的束下游；物镜阵列的束上游，例如直接束上游；或者在物镜阵列的束上游位置处的电子光学元件的束上游。这种电子光学元件可以是附加透镜，诸如参考图3和图11所示和所述的物镜组件中的控制透镜阵列；或者在位于如参考图3所示和所述的物镜组件上方的检测器阵列中。
[0150]
注意，使检测器阵列位于图3的物镜组件上方是可行的，因为束波在物镜组件的束上游。对于在物镜阵列的束上游的这种检测器，电子光学柱可以以双向偏转器阵列为特征，其可以以维恩(wien)滤波器阵列为特征，以不同于一次电子的方式对返回电子进行操作，使得一次电子指向样品或目标，并且返回的电子指向远离一次电子束波的路径定位的检测器元件阵列。
[0151]
尽管已经描述了诸如捕获电极等电流检测器，但也可以使用其他类型的检测器结构，诸如pin检测器元件、依赖于带隙能量检测电子的检测器元件、以及闪烁体。可以优选在束上游位置处而不是在面向样品的阵列中使用一个或多个检测器类型；而考虑到信噪比随着远离样品的距离而变化的方式，电流电极优选地位于靠近样品的位置。
[0152]
图18至图20中示出了各种这样的布置，其具有位于比与物镜的最底部电极相关联的位置进一步处于束上游的位置的检测器。如这些图中所示的所有布置中所示，当检测器模块402位于物镜的最低(即，束最下游)电极上方时，返回的电子可以在到达检测器模块之前通过交叉点(cross-over)。为进一步使足够数目的返回电子(诸如反射电子或二次电子)
穿过电极返回，最底部电极中的孔径可以大于检测器面对样品、校准目标时的孔径。
[0153]
图18和图19示出了使用校准目标来生成返回的二次电子的不同布置。在图18中，检测器模块402被定位在具有至少两个电极的物镜阵列的束上游电极的面向束下游的表面上或与之相关联。施加的电势v5和v6可以类似于施加到图16所示的布置的电势v1和v2。图18描绘了由于物镜的透镜效应而导致的二次电子路径中的交叉(或聚焦)。二次电子的平均能量低于一次电子。因此，交叉点(或焦点)比一次束的物点更靠近样品表面。图中的焦点是示意图；二次电子的焦点的确切位置可以比所描绘的更靠近样品。
[0154]
图19示出了类似于图18所示的布置，不同之处在于，检测器模块402定位在三电极物镜的上部电极401c上。施加到所描绘的三个电极401a、401b和401c的电势是v7、v8和v9。电势v7和v9对应于电势v5和v6。v8是低于v9的电势。在图18和图19所示的布置的替代解释中，这些图描绘了检测器模块402在沿着束路径在物镜401a上方的位置处，例如在控制透镜的束下游或束上游，或者在物镜组件内或其束上游。
[0155]
图20示出了用于生成返回的二次电子的电子反射镜600。检测器模块402被定位在三电极物镜的上部电极401c上。图20所示的特征对应于图19所示的那些特征。施加到电极401a、401b和401c的电势v
10
、v
11
和v
12
总体上对应于电势v7、v8和v9。然而，施加到束最下游电极401a和/或检测器板402的电势可以与束能量有效匹配，具有偏移，诸如在1至100v之间，以考虑返回电子的能量扩散。在替代布置中，物镜可以具有不同数目的电极，例如两个。
[0156]
在图16至图20所示的布置中，底部电极被示出为接地。这是一种布置。在不同的布置中，物镜阵列的束上游电极接地，并且负电势差被施加到物镜阵列的最下面的电极；然后也被施加到到样品。在这样的布置中，在所示的不同布置中施加到底部电极401a和/402的电势将分别是v2、v4、v6、v9或v
12
，而不是v1、v3、v5、v7或v
10
，其极性与关于图16至图20所述的极性相反。正如这两种布置所表明的，重要的是，电极之间的相对电势差，而不是它们的绝对电压。此外，本文中所述和所示的样品和电子光学组件(诸如检测器和最底部电极)的各种电势设置是示例性的。可以使用潜在设置的任何布置来实现本文中描述的功能。
[0157]
检测器模块可以是用于对准目的的专用检测器，而不是用于成像的检测器。
[0158]
在本发明的所有实施例中，对准是在校准模式下执行的简单过程。电子光学柱被操作以生成指向反射镜或校准目标的子束。在检测返回电子的同时，改变影响对准的参数，例如校正器(诸如本文中描述的偏转器)的设置。校正器的控制参数的变化可以被操作以调节对应子束的对准。导致返回电流的最大值的参数值(例如，校正器设置)指示最佳对准。使用对应的校正器或沿着子束路径布置的多个校正器，针对所有子束确定用于确定子束对准的参数值。针对所有子束的最佳参数值确定用于多束布置(即多束布置的所有子束)的校正器阵列的对准设置。也就是说，对于检测器的所有检测器元件，优选地在最大值处检测到的均匀信号可以指示对准。因此，对准设置的使用可以实现多束布置的子束的相互对准，从而实现多束布置的对准。然后可以在工具的检查模式期间使用对准设置。相同的方法可以用于宏偏转器(即，一次影响所有束)或微偏转器(即，影响个体子束或子束组)形式的校正器。校准过程可以在工具调试时执行，也可以定期执行，例如在日常维护期间。对准可以由于电源提供的电压的变化而漂移，并且可以以与电源漂移相关的频率执行，例如每天。
[0159]
对于如图3所示和所述的布置，源、会聚透镜阵列和物镜阵列(其可以是物镜组件的电子光学元件堆叠的一部分)可以分别彼此对准、成对对准和/或一起对准。类似地，参考
图3描述的以源、宏扫描偏转器和物镜阵列为特征(例如，作为物镜组件的一部分，以一系列堆叠的电子光学组件为特征)的布置可以成对地和/或一起分别彼此对准。
[0160]
对于图11所示和所述的实施例，除了源之外的所有电子光学组件都在透镜组件中，诸如物镜组件，其中所有电子光学组件都机械堆叠并且彼此集成。然而，这样的电子光学系统在源与透镜组件之间仍然可能具有倾斜未对准。本发明可以应用于这样的电子光学系统。为了实现校正对准，诸如扫描偏转器等宏校正器可以位于物镜组件的束上游、源的束下游。类似地，扫描偏转器阵列和宏准直器的变化需要宏校正器的附加组件，例如在物镜组件的束上游的宏偏转器。
[0161]
此外，具有关于图11及其变体所述的布置的电子光学柱的子束由束整形器整形，该束整形器在物镜阵列的束下游，而不是透镜组件的束最上游的元件。然而，子束是由在物镜组件中预先对准的上部束限制器生成的。因此，当操作校正器以实现子束之间的对准时，应当考虑这种不同的布置，例如，在上部束限制器(其可以称为束生成器或分离器)与束整形器的预对准方面。
[0162]
因此，本发明考虑了沿着从源到检测器的束路径的电子光学元件与源和/或检测器之间的对准，或者沿着多束布置的路径的两个或更多个电子光学元件之间的对准。这样的电子光学元件可以包括电子光学组件(诸如另外的电子光学组件)，该电子光学组件在多束布置的子束的路径上操作，例如，如图3和图11所示和所述的示例性布置中所示的多束布置的子束的路径上。这样的电子光学组件可以包括孔径的阵列(或孔径阵列)。如本文所述，这样的电子光学组件的典型示例可以包括板或衬底，其中限定有多个孔径。该板可以用作例如具有公共施加电势的公共电极。这样的电子光学组件可以从源束(或由源发射的束)生成或划分多个子束。孔径阵列中的每个孔径可以限定多个子束(例如，多束布置)中的至少一个子束的例如穿过板的路径。因此，本发明可以应用于多束布置的子束的测量或监测，例如用于校正，并且可以应用于每个包括孔径阵列的电子光学组件的对准的校正。例如，电子光学组件中的至少一个可以包括或者甚至是电子光学元件，诸如板，其中限定有多个孔径。因此，本发明可以涉及沿着多个子束的路径定位的两个不同电子光学组件的多个孔径或者甚至两个不同电子光学元件的对准。两个不同电子元件可以是不同板，其可以位于沿着多束布置的路径定位的不同电子光学组件中，或者位于同一电子光学元件中，其可以是板的堆叠，其可以为电极的堆叠。
[0163]
使用本发明的柱对准过程是有利的，因为它不需要一次子束路径中的目标，诸如在载物台上，该目标响应于一次束而闪烁。可以直接测量多束的子束，或者可以在不转换为光子信号的情况下直接测量指示二次电子。有利地，在柱内使用检测器进行对准不需要精确的目标放置或使用载物台的表面。(使用载物台上的附加的区域可能会增加载物台的表面积，从而增加载物台的质量，从而影响载物台的动力学特性。)这样的检测器避免了将相机与检测器板(例如，在检测器内)对准的困难。
[0164]
应定期重复校准过程，以解决外部电源和电势源的设置中的漂移问题。电子光学柱或系统的对准可以每天、每周或每月进行。
[0165]
尽管本发明是在监测多束布置的子束中描述的，目的是校正子束之间以及沿着多束布置的路径的电子光学组件、甚至是电子光学元件之间的对准，另外地或替代地，本发明可以用于监测其他类型的像差以进行校正。另外地或替代地，可以针对以下项中的一个或
多个对多束布置的子束进行测量：聚焦像差、源束均匀性的像差、以及离轴像差，诸如场弯曲、畸变和像散。电子光学器件中的校正器可以被控制以校正或至少减小这些像差中的一个或多个的大小。
[0166]
根据本发明实施例的评估工具可以是对样品进行定性评估(例如，通过/失败)的工具、对样品进行定量测量(例如，特征的大小)的工具、或生成样品的地图的图像的工具。评估工具的示例包括检查工具(例如，用于标识缺陷)、查看工具(例如，用于对缺陷进行分类)和量测工具。
[0167]
多束电子束工具可以包括枪孔径板或库仑孔径阵列(未示出)。枪孔径板是一种在其中限定有孔径的板。它位于源的束下游的电子光学柱中，并且位于任何其他电子光学器件之前。在图3中，它将位于光源201与会聚透镜阵列231之间。在操作中，枪孔径板271被配置为阻挡一次电子束202的外围电子，以减少束分离器之前的束中的库仑效应，例如在会聚透镜阵列中或与会聚透镜阵列相关联。然而，枪孔径阵列可以具有比会聚透镜阵列少的孔径，并且具有比多束中的束下游的束波的数目少的孔径。由于枪孔径阵列是一种孔径阵列，并且与其他束限制孔径阵列(诸如会聚透镜阵列和物镜阵列)间隔开，因此在对准过程中也可以考虑它。
[0168]
本发明的示例性实施例在以下编号的段落中进行描述：
[0169]
段落1.一种带电粒子工具，被配置为从带电粒子束生成多个子束，并且将所述子束向束下游引导向样品位置，所述工具、即带电粒子工具包括：至少三个带电粒子光学组件；检测器模块，被配置为响应于从所述样品位置的方向向束上游传播的带电粒子而生成检测信号；以及控制器，被配置为在校准模式下操作所述工具；其中：所述带电粒子光学组件包括被配置为发射带电粒子束的带电粒子源、以及被配置为生成所述子束的束生成器；并且所述检测信号包含关于所述带电粒子光学组件中的至少两个带电粒子光学组件的对准的信息，优选地，所述带电粒子光学组件可以包括另外的电子光学元件。
[0170]
段落2.根据段落1所述的工具，其中所述控制器被配置为在检查模式下操作所述工具，其中所述检测信号包含关于所述样品位置处的样品的性质的信息。
[0171]
段落3.根据段落1或2所述的工具，可选地，其中所述带电粒子光学组件还包括物镜阵列；所述工具还包括带电粒子反射镜，所述带电粒子反射镜位于所述物镜阵列的束下游，并且可操作为在所述校准模式期间将被引导向所述样品位置的带电粒子朝向所述检测器模块反射。
[0172]
段落4.根据段落3所述的工具，其中所述带电粒子反射镜包括电势源，所述电势源被配置为在所述校准模式下将位于所述物镜阵列的束下游的物体设置为相对于所述带电粒子源处于预定电势。
[0173]
段落5.根据段落4所述的工具，其中所述预定电势在约-1v至约-100v的范围内。
[0174]
段落6.根据段落4或5所述的工具，其中所述工具还包括样品保持器，并且所述物体是所述样品保持器或者由所述样品保持器保持。
[0175]
段落7.根据段落1或2所述的工具，还包括样品保持器，所述样品保持器被配置为在所述对准模式期间将校准目标保持在所述样品位置处，其中所述校准目标被布置为朝向所述检测器模块发射二次电子，作为从所述样品位置的所述方向向束上游传播的所述带电粒子，期望地，其中所述带电粒子光学组件还包括物镜阵列。
[0176]
段落8.根据段落7所述的工具，其中所述校准目标被包括在所述样品保持器中，或者所述校准目标由所述样品保持器支撑。
[0177]
段落9.根据段落6至8中任一项所述的工具，其中所述控制器被配置为控制定位系统来定位所述物体或所述校准目标，使得所述物体或所述校准目标的表面相对于所述物镜阵列的平面倾斜。
[0178]
段落10.根据前述段落中任一项所述的工具，还包括校正器、例如偏转器，其中所述控制器被配置为在所述校准模式下确定要在所述检查模式下使用的所述校正器的参数的设置值。
[0179]
段落11.根据段落10所述的工具，其中所述控制器被配置为在所述校准模式下改变所述校正器的所述参数，并且将使从所述样品位置的所述方向向束上游传播的带电粒子的信号、例如电流最大化的所述参数的值确定为所述设置值。
[0180]
段落12.根据段落10或11所述的工具，其中所述校正器包括以下项中的至少一项：被配置为校正每个子束的个体束校正器的阵列；被配置为对所述子束进行操作的条带校正器；以及被配置为对源束进行操作的校正器。
[0181]
段落13.根据段落12所述的工具，其中所述校正器位于以下项处或者位于以下项之间：与所述束生成器相关联的会聚透镜阵列，所述会聚透镜阵列将所述子束聚焦到中间焦点阵列；以及所述中间焦点。
[0182]
段落14.根据前述段落中任一项所述的工具，其中所述至少两个带电粒子光学组件中的所述两个或更多个带电粒子光学组件可以包括孔径阵列，可选地，所述两个或更多个带电粒子光学组件位于沿着所述子束的路径的不同位置处，优选地，至少一个带电粒子光学组件靠近所述样品，可选地，每个子束具有在所述两个或更多个带电粒子光学组件中限定的对应孔径，可选地，所述带电粒子光学组件中的一个或多个带电粒子光学组件包括其中限定有所述孔径阵列的板。
[0183]
段落15.根据前述段落中任一项所述的工具，其中所述检测器模块是电子光学柱的束最下游组件。
[0184]
段落16.根据段落1至14中任一项所述的工具，其中所述检测器模块位于电子光学柱的束最下游电子光学组件的束上游。
[0185]
段落17.根据段落15或16所述的工具，其中所述另外的电子光学元件是束最下游电子光学元件并且是物镜阵列，所述检测器模块与所述物镜相关联，期望地：与所述物镜阵列的电极相关联，优选地，所述物镜阵列的所述电极是所述物镜阵列的束最下游电极；或者在所述物镜阵列的束上游，可选地，所述另外的电子光学元件包括所述至少两个带电粒子光学组件中的一个或多个带电粒子光学组件，可选地，所述另外的电子光学元件包括至少两个带电粒子光学元件中的所述一个或多个带电粒子光学元件。
[0186]
段落18.根据权利要求15或16所述的工具，其中：所述检测信号包含关于作为物镜阵列的束最下游电子光学元件的对准的信息；并且所述检测器模块与所述物镜相关联，期望地：与所述物镜阵列的电极相关联，例如，所述物镜的束最下游电极；或者所述检测器模块在所述物镜的束上游。
[0187]
段落19.根据前述段落中任一项所述的工具，其中所述束生成器是束限制孔径阵列。
[0188]
段落20.根据段落19所述的工具，其中所述束限制孔径阵列提供会聚透镜阵列的束上游电极，优选地，所述会聚透镜阵列被配置为将所述子束中的每个子束聚焦到相应中间焦点；
[0189]
段落21.根据段落19所述的工具，其中所述束生成器包括被配置为生成子束的束上游限制器、以及比所述束上游限制器更靠近所述样品位置的束整形限制器，所述束整形限制器被配置为对由所述束上游限制器生成的所述子束进行整形。
[0190]
段落22.一种校准方法，包括：将来自带电粒子源的带电粒子束划分为多个子束，或者从来自带电粒子源的带电粒子束生成多个子束；将所述多个带电粒子束朝向校准物体投射；以及使用检测器模块检测返回的电子，并且从中获取对准校准值，可选地，所述对准校准值与包括孔径阵列的两个或更多个带电粒子光学元件相关，所述带电粒子光学元件被包括在一个或多个带电粒子组件中，期望地，被包括在两个或更多个带电粒子组件中，例如：用于生成所述多个带电粒子的子束生成器；用于投射所述多个带电粒子束的带电粒子光学组件；和/或用于检测返回的电子的检测器阵列；优选地，至少一个带电粒子光学组件靠近所述样品。
[0191]
段落23.根据段落22所述的校准方法，还包括将带电粒子反射镜定位在物镜阵列的束下游，以将被引导向所述样品位置的带电粒子朝向所述检测器模块反射。
[0192]
段落24.根据段落23所述的校准方法，其中所述带电粒子反射镜包括电势源，所述电势源连接到位于所述物镜阵列的束下游的物体，以将所述物体设置为相对于所述带电粒子源处于预定电势。
[0193]
段落25.根据段落24所述的校准方法，其中所述预定电势在约-1v至约-100v的范围内。
[0194]
段落26.根据段落24或25所述的校准方法，其中所述物体是样品保持器或者由样品保持器保持。
[0195]
段落27.根据段落22或23所述的校准方法，还包括将校准目标保持在所述样品位置处，其中所述校准目标被布置为朝向所述检测器模块发射二次电子、即返回的电子。
[0196]
段落28.根据段落26所述的校准方法，其中所述校准目标被包括在所述样品保持器中，或者所述校准目标由所述样品保持器支撑。
[0197]
段落29.根据段落24至28中任一项所述的校准方法，其中所述物体或所述校准目标被保持为使得其表面相对于所述物镜阵列的平面成角度。
[0198]
段落30.根据段落22至29中任一项所述的校准方法，还包括基于对准校正值来确定校正器、例如偏转器的参数的设置值。
[0199]
段落31.根据段落30所述的校准方法，还包括改变所述校正器的所述参数，并且将使从所述样品位置的所述方向向束上游传播的带电粒子的信号、例如电流最大化的所述参数的值确定为所述设置值。
[0200]
段落32.一种使用检查工具的检查方法，包括：从来自带电粒子源的带电粒子束生成多个子束；将所述多个子束投射到样品上；以及使用检测器模块检测二次电子，并且从中获取关于所述样品的性质的信息；其中所述检查工具的可控参数使用通过根据段落22至31中任一项所述的方法而导出的校准值来设置。
[0201]
段落33.一种带电粒子工具，包括：带电粒子源，被配置为生成带电粒子束；控制
器，被配置为在校准模式下操作所述工具；以及电子光学柱，被配置为从所述带电粒子束生成多个子束，并且将所述子束向束下游引导向样品位置，所述柱包括物镜布置，所述物镜布置包括用于生成所述多个子束的束生成器、被配置为从传入的子束中限定朝向所述样品位置被投射的子束的束整形器、以及被设置为响应于从所述样品位置的方向向束上游传播的入射带电粒子而生成检测信号的检测器模块，所述束生成器和所述束整形器具有预限定的对准；并且其中所述检测信号包含关于所述带电粒子源相对于预对准的束生成器和束整形器的对准的信息。
[0202]
段落34.一种带电粒子工具，包括：带电粒子源，被配置为生成带电粒子束；电子光学柱，被配置为将所述带电粒子束分离成多个子束，并且将所述子束向束下游引导向样品位置；其中所述电子光学柱包括分束器、至少一个另外的电子光学组件、以及检测器模块，所述检测器模块被配置为响应于从所述样品位置的方向向束上游传播的返回带电粒子而生成检测信号；并且其中所述工具还包括控制器，所述控制器被配置为在检查模式和校准模式下操作所述工具，在所述检查模式下，所述检测信号包含关于所述样品位置处的样品的性质的信息，在所述校准模式下，所述检测信号包含关于以下项中的至少两项的对准的信息：所述带电粒子源；所述分束器；以及所述或另外的电子光学组件，可选地，所述或另外的电子光学组件包括至少两个带电粒子光学组件中的两个或更多个带电粒子光学组件，所述带电粒子光学组件可以包括孔径阵列，可选地，所述两个或更多个带电粒子光学组件位于沿着所述子束的路径的不同位置处，优选地，至少一个带电粒子光学组件靠近所述样品；可选地，每个子束具有在所述两个或更多个带电粒子光学组件中限定的对应孔径，可选地，所述带电粒子光学组件中的一个或多个带电粒子光学组件包括其中限定有所述孔径阵列的板。
[0203]
段落35.一种带电粒子工具，包括：带电粒子源，被配置为生成带电粒子束；电子光学柱，被配置为从所述带电粒子束生成多个子束，并且将所述子束向束下游引导向样品位置；其中所述电子光学柱包括束生成器、至少一个另外的电子光学组件、以及检测器模块，所述检测器模块被配置为响应于从所述样品位置的方向向束上游传播的带电粒子而生成检测信号；并且其中所述工具还包括控制器，所述控制器被配置为在校准模式下操作所述工具，其中所述检测信号包含关于以下项中的至少两项的对准的信息：所述带电粒子源；所述束生成器；以及所述另外的电子光学组件；或者所述另外的电子光学组件中的至少两个电子光学组件，可选地，所述或另外的电子光学组件包括至少两个带电粒子光学组件中的两个或更多个带电粒子光学组件，所述带电粒子光学组件可以包括孔径阵列，可选地，所述两个或更多个带电粒子光学组件位于沿着所述子束的路径的不同位置处，优选地，至少一个带电粒子光学组件靠近所述样品；可选地，每个子束具有在所述两个或更多个带电粒子光学组件中限定的对应孔径，可选地，所述带电粒子光学组件中的一个或多个带电粒子光学组件包括其中限定有所述孔径阵列的板。
[0204]
段落36.一种带电粒子工具，被配置为从带电粒子束生成多个子束，并且将所述子束向束下游引导向样品位置，所述工具、即带电粒子工具包括：至少三个带电粒子光学组件；检测器模块，被配置为响应于从所述样品位置的方向向束上游传播的带电粒子而生成检测信号；以及控制器，被配置为在校准模式下操作所述工具；其中：所述带电粒子光学组件包括被配置为发射带电粒子束的带电粒子源、以及被配置为生成所述子束的束生成器；
并且所述检测信号包含关于所述至少三个带电粒子组件中包括的至少两个带电粒子元件的对准的信息。优选地，所述至少三个带电粒子光学组件包括另外的带电粒子光学组件，所述另外的带电粒子光学组件包括所述至少两个带电粒子光学元件。优选地，所述至少两个带电粒子光学元件包括两个带电粒子光学元件，所述两个带电粒子光学元件被包括在两个另外的带电粒子光学组件中，使得所述关于至少两个带电粒子元件的对准的信息是关于至少两个带电粒子光学组件的信息。优选地，至少一个带电粒子光学组件靠近所述样品。
[0205]
术语“子束”和“束波”在本文中可以互换使用，并且都被理解为涵盖通过划分或拆分母辐射束而从母辐射束衍生的任何辐射束。术语“操纵器”用于涵盖影响子束或束波的路径的任何元件，诸如透镜或偏转器。
[0206]
虽然已经结合各种实施例描述了本发明，但考虑到本文中公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施例对本领域技术人员来说将是很清楚的。本说明书和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和精神由以下权利要求指示。

技术特征：
1.一种带电粒子工具，被配置为从带电粒子束生成多个子束，并且将所述子束向束下游引导向样品位置，所述带电粒子工具包括：至少三个带电粒子光学组件；检测器模块，被配置为响应于从所述样品位置的方向向束上游传播的带电粒子而生成检测信号；以及控制器，被配置为在校准模式下操作所述工具；其中：所述带电粒子光学组件包括：带电粒子源和束生成器，所述带电粒子源被配置为发射带电粒子束，所述束生成器被配置为生成所述子束；并且所述检测信号包含关于所述带电粒子光学组件中的至少两个带电粒子光学组件的对准的信息，所述带电粒子光学组件中的所述至少两个带电粒子光学组件包括两个或更多个带电粒子光学元件，所述两个或更多个带电粒子光学元件包括孔径阵列。2.根据权利要求1所述的工具，其中所述控制器被配置为在检查模式下操作所述工具，其中所述检测信号包含关于所述样品位置处的样品的性质的信息。3.根据权利要求1或2所述的工具，其中所述带电粒子光学组件还包括物镜阵列，并且所述工具还包括带电粒子反射镜，所述带电粒子反射镜位于所述物镜阵列的束下游，并且能够操作为在所述校准模式期间将被引导向所述样品位置的带电粒子朝向所述检测器模块反射。4.根据权利要求3所述的工具，其中所述带电粒子反射镜包括电势源，所述电势源被配置为在所述校准模式下将位于所述物镜阵列的束下游的物体设置为相对于所述带电粒子源的预定电势。5.根据权利要求4所述的工具，其中所述工具还包括样品保持器，并且所述物体是所述样品保持器或者由所述样品保持器保持。6.根据权利要求1或2所述的工具，还包括样品保持器，所述样品保持器被配置为在所述对准模式期间将校准目标保持在所述样品位置处，其中所述校准目标被布置为朝向所述检测器模块发射二次电子，作为从所述样品位置的所述方向向束上游传播的所述带电粒子。7.根据权利要求6所述的工具，其中所述校准目标被包括在所述样品保持器中，或者所述校准目标由所述样品保持器支撑。8.根据权利要求5至7中任一项所述的工具，其中所述控制器被配置为控制定位系统来定位所述物体或所述校准目标，使得所述物体或所述校准目标的表面相对于所述物镜阵列的平面倾斜。9.根据前述权利要求中任一项所述的工具，还包括校正器、例如偏转器，其中所述控制器被配置为在所述校准模式下确定要在所述检查模式下使用的所述校正器的参数的设置值。10.根据权利要求9所述的工具，其中所述控制器被配置为在所述校准模式下改变所述校正器的所述参数，并且将使从所述样品位置的所述方向向束上游传播的带电粒子的信号、例如电流最大化的所述参数的值确定为所述设置值。11.根据权利要求9或10所述的工具，其中所述校正器包括以下项中的至少一项：被配置为校正每个子束的个体束校正器的阵列；被配置为对所述子束进行操作的条带校正器；
以及被配置为对源束进行操作的校正器。12.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中所述检测器模块是电子光学柱的束最下游组件。13.根据权利要求1至12中任一项所述的工具，其中所述检测器模块位于电子光学柱的束最下游电子光学组件的束上游。14.根据前述权利要求中任一项所述的工具，其中所述束生成器是束限制孔径阵列。15.一种校准方法，包括：从来自带电粒子源的带电粒子束生成多个子束；将所述多个带电粒子束朝向校准物体投射；以及使用检测器模块检测返回的电子，并且从所述电子获取与两个或更多个带电粒子光学元件相关的对准校准值，所述两个或更多个带电粒子光学元件包括孔径阵列。

技术总结
一种带电粒子工具被配置为从带电粒子束生成多个子束，并且将子束向束下游引导向样品(600)位置，该工具、即带电粒子工具包括至少三个带电粒子光学组件(201、111、235、234)；检测器模块(240)；以及控制器。检测器模块被配置为响应于从样品位置的方向向束上游传播的带电粒子而生成检测信号。控制器被配置为在校准模式下操作该工具。带电粒子光学组件包括被配置为发射带电粒子束的带电粒子源201、以及被配置为生成子束的束生成器(111)。检测信号包含关于带电粒子光学组件中的至少两个带电粒子光学组件的对准的信息。带电粒子光学组件包括两个或更多个带电粒子光学元件，该两个或更多个带电粒子光学元件包括可以监测带电粒子的孔径阵列。孔径阵列。孔径阵列。


技术研发人员：E
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：2021.11.09
技术公布日：2023/9/16