CN114830287A - 具有低串扰的多带电粒子束设备 - Google Patents

Abstract

公开了使用多束设备形成样本的图像的***和方法。该方法可以包括在与多个初级电子束相互作用时从样本上的多个探测斑生成多个次级电子束。该方法还可以包括：调整与样本相互作用的多个初级电子束的取向，将多个次级电子束引导离开多个初级电子束，补偿多个被引导的次级电子束的像散像差，将多个被引导的次级电子束聚焦到焦平面上，通过带电粒子检测器检测多个被聚焦的次级电子束，以及将带电粒子检测器的检测平面定位在焦平面处或靠近焦平面。

Description

具有低串扰的多带电粒子束设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月19日提交的美国申请62/950,774的优先权，该美国申请通过引用被整体并入本文中。

技术领域

本文中所提供的实施例公开了一种多束设备，更具体地公开了一种多束带电粒子显微镜，该多束带电粒子显微镜通过减少带电粒子检测器的检测元件之间的串扰而具有增强的检查吞吐量。

背景技术

在集成电路(IC)的制造过程中，检查未完成或完成的电路组件以确保它们是根据设计制造的并且没有缺陷。利用光学显微镜或带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM))的检查***可以被采用。随着IC组件的物理尺寸不断缩小，缺陷检测的准确性和产率变得更加重要。尽管可以使用多个电子束来增加吞吐量，但是次级电子检测器的检测元件之间的串扰可能会限制所需的吞吐量，使得检测工具不足以满足其所需的目的。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种由多束设备执行以形成样本的图像的方法。该方法可以包括：在与多个初级电子束相互作用时，沿着主光轴从样本上的多个探测斑生成多个次级电子束。该方法可以还包括：将多个次级电子束聚焦在焦平面上，并且相对于焦平面来对次级电子检测器的检测表面进行定位。多个次级电子束可以包括次级电子束阵列。

该方法可以还包括：调整与样本相互作用的多个初级电子束的取向，其中调整多个初级电子束的取向包括围绕主光轴旋转多个初级电子束，并且可以调整次级电子束阵列的取向。该方法可以还包括：使用束分离器将多个次级电子束沿着次光轴引向次级电子检测器。该方法可以还包括：调整消像散器的电激励以补偿多个次级电子束的像散像差。

次级电子检测器可以被设置在次级电子投影***的下游，该次级电子投影***被配置为将多个次级电子束聚焦在焦平面上，其中次级电子检测器包括多个检测元件，并且其中多个检测元件中的检测元件与多个次级电子束中的对应次级电子束相关联。对次级电子检测器的检测表面进行定位可以包括调整检测表面与焦平面之间的倾斜角，其中调整倾斜角可以包括减小次级电子检测器的检测表面与焦平面之间的倾斜角。减小倾斜角可以包括调整次级电子检测器的位置，使得次级电子检测器的检测表面基本上与焦平面重合。

调整次级电子检测器的位置可以包括基于次级电子检测器的收集效率来动态地调整倾斜角或将倾斜角调整为倾斜角的预定值。调整次级电子检测器的位置可以包括在一个或多个平面中参考次光轴调整倾斜角。

本公开的另一方面涉及一种由多带电粒子束设备执行以形成样本的图像的方法。该方法可以包括：在与多个初级电子束相互作用时，沿着主光轴从样本上的多个探测斑生成多个次级电子束；调整与样本相互作用的多个初级电子束的取向；在最终像平面上形成样本的多个探测斑的图像；以及参考最终像平面的位置调整次级电子检测器的位置。

本公开的另一方面涉及一种用于使用多个初级电子束来检查样本的多束设备，多个初级电子束被配置为在样本上形成多个探测斑。多束设备可以包括次级电子投影***。次级电子投影***可以被配置为：接收由探测斑的形成所产生的多个次级电子束，在最终像平面上形成样本上的多个探测斑的图像，并且带电粒子检测器被配置为检测多个次级电子束，其中带电粒子检测器的位置基于最终像平面的位置而被设置。

多个次级电子束可以包括次级电子束阵列。多束设备可以包括物镜，该物镜被配置为：使多个初级电子束聚焦在样本上，并且沿着主光轴在中间像平面上形成多个探测斑的图像。多束设备可以还包括束分离器，该束分离器被配置为：沿着次光轴将多个次级电子束引向带电粒子检测器。多束设备可以还包括消像散器，该消像散器被配置为补偿多个次级电子束的像散像差。带电粒子检测器可以包括被设置在次级电子投影***下游的次级电子检测器，并且可以包括多个检测元件，并且其中多个检测元件中的检测元件与多个次级电子束中的对应次级电子束相关联。

对次级电子检测器的位置的设置可以包括：在次级电子检测器的检测平面与最终像平面之间的经调整的倾斜角。对次级电子检测器的位置的设置可以包括：在检测平面与最终像平面之间的减小的倾斜角，并且其中减小的倾斜角包括：对次级电子检测器的位置的设置以使得检测平面基本上与最终像平面重合。对次级电子检测器的位置的设置可以包括：基于次级电子检测器的收集效率而动态调整的倾斜角，或者对次级电子检测器的位置的设置可以包括：倾斜角的预定值。最终像平面可以包括弯曲的平面。

本公开的另一方面涉及一种多束设备，该多束设备包括：次级电子投影***，包括消像散器，该消像散器被配置为影响从样本上的多个探测斑而生成的多个次级电子束的路径；以及次级电子检测器，被配置为检测多个次级电子束，其中基于多个探测斑的最终像平面的位置，相对于次光轴调整次级电子检测器的位置。消像散器可以包括电或磁多极透镜。

本公开的另一方面涉及一种非瞬态计算机可读介质，该非瞬态计算机可读介质存储指令集，该指令集能够由多束设备的一个或多个处理器执行以使该多束设备执行形成样本的图像的方法。该方法可以包括：沿着主光轴从样本上的多个初级电子束的多个探测斑生成多个次级电子束；使用次级电子检测器来获取在最终像平面上的样本的多个探测斑的图像；以及基于最终像平面的位置来调整次级电子检测器的位置。该设备还可以执行：使用物镜在基本上垂直于主光轴的中间像平面上形成多个探测斑的中间图像，并且使用束分离器沿着次光轴将多个次级电子束引向次级电子检测器。多束设备可以还执行：调整与样本相互作用的多个初级电子束的取向，其中调整多个初级电子束的取向可以包括围绕主光轴旋转多个初级电子束，以及调整次级电子检测器的检测平面与最终像平面之间的倾斜角。多束设备可以还执行：调整消像散器的电激励以补偿多个次级电子束的像散像差。

从以下结合附图的描述中，本公开的实施例的其他优点将变得显而易见，在以下描述中通过图示和示例的方式阐述了本发明的某些实施例。

附图说明

图1是图示了根据本公开的实施例的示例性电子束检查(EBI)***的示意图。

图2是图示了根据本公开的实施例的可以是图1的示例性电子束检查***的部分的示例性电子束工具的示意图。

图3A和图3B是图示了根据本公开的实施例的多束设备中经历的示例性力及其对次级电子束路径的影响的示意图。

图3C和图3D是图示了根据本公开的实施例的多束设备的次级电子束分别在进入束偏转器之前和离开束偏转器之后的示例性投影的示意图。

图3E是图示了根据本公开的实施例的包括多束设备中的消像散器的示例性次级投影成像***的示意图。

图4A是图示了根据本公开的实施例的多束设备中的电子光学***的示例性配置和次级电子束的路径的示意图。

图4B和图4C是图示了根据本公开的实施例的多束设备的分别在最终像平面和电子检测器上的次级电子束的示例性投影的示意图。

图5是图示了根据本公开的实施例的多束设备中的电子光学***的示例性配置和次级电子束的路径的示意图。

图6是图示了根据本公开的实施例的多束设备中的电子检测器的示例性配置的示意图。

图7A和图7B是图示了根据本公开的实施例的次级电子束在进入束偏转器之前和离开束偏转器之后的示例性投影的示意图。

图8是表示了根据本公开的实施例的在多束检查***中使用多个射束形成样本的图像的示例性方法的处理流程图。

图9是表示了根据本公开的实施例的在多束检查***中使用多个射束形成样本的图像的示例性方法的处理流程图。

具体实施方式

现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中图示。以下描述参考附图，其中除非另外表示，否则不同附图中的相同数字表示相同或相似的元件。在示例性实施例的以下描述中所阐述的实现不表示所有实现。相反，它们仅是在所附权利要求中所叙述的与所公开的实施例相关的方面一致的设备和方法的示例。例如，尽管一些实施例在使用电子束的上下文中进行描述，但是本公开不被限于此。其他类型的带电粒子束可以被类似地应用。此外，其他成像***可以被使用，诸如光学成像、光电检测、x射线检测等。

电子设备由在称为衬底的硅片上形成的电路构成。许多电路可以被一起形成在同一硅片上，并且被称为集成电路或IC。这些电路的大小已被显著减小，使得更多的电路可以安装在衬底上。例如，智能电话中的IC芯片可以像拇指指甲一样小，但可能包括超过20亿个晶体管，每个晶体管的大小小于人类头发大小的1/1000。

制造这些极小的IC是复杂、耗时且昂贵的过程，通常涉及数百个单独的步骤。即使在一个步骤中出现误差，也有可能导致成品IC中的缺陷，从而使其无法使用。因此，制造过程的一个目标是避免这种缺陷，以使过程中制造的功能IC的数目最大化，即，提高过程的总体良率。

提高良率的一个组成部分是监测芯片制造过程，以确保它生产足够数目的功能集成电路。监测过程的一种方式是在其形成的各个阶段检查芯片电路结构。检查可以使用扫描电子显微镜(SEM)执行。SEM可以被用于对这些极小的结构进行成像，实际上是拍摄结构的“图片”。该图像可以被用于确定结构是否被正确形成以及它是否形成在正确的位置。如果结构有缺陷，那么过程可以被调整，使缺陷不太可能再次发生。

尽管多带电束粒子成像***(诸如多束SEM)似乎可以提供高晶片检查吞吐量的优势，但其可能遇到与使从样本生成的次级电子束聚焦相关的若干挑战。因为与聚焦束相比，散焦束在检测元件上具有更大的横截面和更大的覆盖区，多个检测元件中的每个检测元件可以从对应的次级电子束和其他相邻束接收次级电子。因此，一个检测元件的成像信号可以包括源自对应的次级电子束的主要分量和源自相邻电子束的串扰分量。串扰分量可能降低成像信号的保真度等，并且因此负面影响检查吞吐量以及分辨率。

为了减轻串扰的发生，可以在次级成像***中采用孔径机构来阻挡***次级电子，或者可以减小检测元件的尺寸等。然而，阻挡***电子或减小检测元件的尺寸可以减少入射到电子检测器上的电子的总数，并且因此可能不利地影响收集效率、检查吞吐量或检查分辨率。

在目前存在的多束SEM中，尽管诸如维恩滤波器的束分离器可以使初级电子和次级电子分离，但是它可以使次级电子束散焦(像散像差)并且还可以使次级电子束阵列变形，这两者都导致串扰的发生等。减轻串扰发生的几种方式之一可以包括使用一个或多个消像散器来补偿束像散和束阵列变形。然而，这样的配置可能使得次级投影***的操作和维护非常复杂，从而不利地影响检查吞吐量。此外，次级电子束的焦平面可能不与电子检测器的检测平面对准，使次级电子束在检测平面上进一步散焦并引起串扰。因此，可能希望通过允许电子检测器与次级电子束的焦平面对准的机构来补偿束像散并调整电子检测器的位置。

本公开的一些实施例涉及形成样本图像的***和方法。该方法可以包括从通过初级电子束与样本区域的相互作用而形成的探测斑生成次级电子束。所生成的次级电子束可以通过束分离器，该束分离器被配置为将次级电子束朝向电子检测装置偏转。束分离器的偏转可能引起次级电子束的像散像差。该方法可以包括通过调整消像散器的电激励来补偿像散像差，该消像散器被配置为向次级电子束施加校正磁场或校正电场。该方法可以还包括：在消像散器下游的象平面上形成探测斑的图象，并且基于象平面的位置来调整电子检测器的位置。调整电子检测器的位置的能力可以允许用户将次级电子束聚焦在检测器的检测表面上，由此使串扰最小化，增加检测效率，并且因此维持高的检测吞吐量。

为清楚起见，附图中组件的相对大小可能被夸大。在以下附图描述中，相同或相似的附图标记是指相同或相似的组件或实体，并且仅描述相对于各个实施例的不同之处。如本文所用，除非另外明确说明，否则术语“或”涵盖所有可能的组合，除非不可行。例如，如果声明一个组件可以包括A或B，则除非另外明确说明或不可行，否则该组件可以包括A、或B、或A和B。作为第二个示例，如果声明一个组件可能包括A、B或C，除非另外明确说明或不可行，则该组件可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。

现在参考图1，图1图示了根据本公开的实施例的示例性电子束检查(EBI)***100。如图1所示，带电粒子束检测***100包括主室10、装载-锁定室20、电子束工具40和设备前端模块(EFEM)30。电子束工具40位于主室10。虽然描述和附图是针对电子束的，但是应当理解，实施例并不用于将本公开内容限制为特定的带电粒子。

EFEM30包括第一装载口30a和第二装载口30b。EFEM30可包括额外的(多个)装载口。第一装载口30a和第二装载口30b接收包含晶片(例如，半导体晶片或由其他(多个)材料制成的晶片)或待检查样本(晶片和样本在下文统称为“晶片”)的晶片前开式整合舱(frontopening unified pods,FOUP)。EFEM30中的一个或多个机械臂(未示出)将晶片传送到装载-锁定室20。

装载-锁定室20连接到装载/锁定真空泵***(未示出)，该装载/锁定真空泵***去除装载-锁定室20中的气体分子以达到低于大气压的第一压力。在达到第一压力后，一个或多个机械臂(未示出)将晶片从装载-锁定室20传送到主室10。主室10连接到主室真空泵***(未示出)，该主室真空泵***去除主室10中的气体分子以达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，晶片经受电子束工具40的检查。在一些实施例中，电子束工具40可以包括单束检查工具。在其他实施例中，电子束工具40可以包括多束检查工具。

控制器50可以电连接到电子束工具40并且也可以电连接到其他组件。控制器50可以是被配置为执行带电粒子束检查***100的各种控制的计算机。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***。虽然控制器50在图1中被示为在包括主室10、装载-锁定室20和EFEM30的结构之外，但是应当理解控制器50可以是该结构的部分。

虽然本公开提供了容纳电子束检查***的主室10的示例，但是应当注意，本公开的方面在其最广泛的意义上不限于容纳电子束检查***的室。相反，应当理解，前述原理也可以应用于其他室。

现在参考图2，图2图示了根据本公开的实施例的示例性电子束工具40的示意图，该电子束工具40可以是图1的示例性带电粒子束检查***100的部分。电子束工具40(在本文中也称为设备40)可以包括电子源201、源转换单元220、初级投影光学***230、次级成像***250以及电子检测装置240。应理解，可以酌情增加/省略设备40的其他公知组件。

尽管图2中未示出，但在一些实施例中，电子束工具40可以包括枪孔板、预子束形成机构、聚束透镜、机动化样本台、用于保持样本的样本保持件(例如，晶片或光掩模)。

电子源201、源转换单元220、偏转扫描单元232、束分离器233和初级投影光学***230可以与设备40的主光轴204对准。次级成像***250和电子检测装置140可以与设备40的次光轴251对准。

电子源201可以包括阴极、提取器或阳极，其中初级电子可以从阴极发射并被提取或加速以形成初级电子束202，初级电子束202形成初级束交叉(虚拟或真实)203。初级电子束202可以被可视化为从初级束交叉203发射。

在一些实施例中，源转换单元220可以被配置为通过影响初级电子束202的多个子束(诸如初级子束211、212及213)来形成交叉203的多个图像。源转换单元220可以包括束限制孔径阵列和偏转器阵列。束限制孔径阵列可以形成初级子束211、212和213，并且偏转器阵列可以被配置为使初级子束偏转以形成交叉203的多个图像。在一些实施例中，源转换单元220可以包括孔径透镜阵列、束限制孔径阵列和成像透镜。孔径透镜阵列可以包括孔径透镜形成电极板和位于孔径透镜形成电极板下方的孔径透镜板。在上下文中，“下方”是指使得从电子源201向下游行进的初级电子束202在孔径透镜板之前照射孔径透镜形成电极板的结构布置。孔径透镜形成电极板可以经由具有孔径的板来实现，该孔径被配置为允许初级电子束202的至少部分通过。孔径透镜板可以经由具有由初级电子束202穿过的多个孔径的板或具有多个孔径的多个板来实现。孔径透镜形成电极板和孔径透镜板可以被激励以在孔径透镜板上方和下方生成电场。孔径透镜板上方的电场可以与孔径透镜板下方的电场不同，从而在孔径透镜板的每个孔径中形成透镜场，并且可以因此形成孔径透镜阵列。孔径透镜阵列中的一个孔径透镜可以使一个初级子光束聚焦。

在一些实施例中，束限制孔径阵列可以包括束限制孔径。应当理解，可以酌情使用任何数目的孔。束限制孔径阵列可以被配置为限制各个初级子束211、212和213的直径。尽管图2示出了三个初级子束211、212和213作为示例，但是应当理解，源转换单元220可以被配置为形成任何数目的初级子束。

在一些实施例中，成像透镜可以包括被配置为使初级子束211、212和213聚焦在中间像平面上的收集性成像透镜。成像透镜可以具有与主光轴204正交的主平面。成像透镜可以被定位在束限制孔径阵列下方并且可以被配置为聚焦初级子束211、212和213，使得子光束在中间像平面上形成交叉203的多个图像。

初级投影***230可以被配置为将图像(虚拟的或真实的)投影到样本208上并且在其上形成多探针斑。初级投影光学***230可以包括物镜231、偏转扫描单元232以及束分离器233。束分离器233和偏转扫描单元232可以被定位在初级投影光学***230内部。物镜231可以被配置为使子束211、212和213聚焦到样本208上以用于检查，并且可以在样本208的表面上分别形成三个探测斑211S、212S和213S。在一些实施例中，子束211、212和213可以垂直落或基本上垂直落在样本208上。在一些实施例中，物镜的聚焦可以包括降低探测斑211S、212S和213S的像差。

响应于初级子束211、212和213在样本208上的探测斑211S、212S和213S上的入射，次级电子可以从样本208射出并且生成三个次级电子束261、262和263。次级电子束261、262和263中的每个次级电子束通常包括次级电子(具有≤50eV的电子能量)和背散射电子(具有在50eV与初级子束211、212和213的着落能量之间的电子能量)。

电子束工具40可以包括束分离器233。束分离器233可以是维恩滤波器类型，包括生成静电偶极场El和磁偶极场Bl(两者均未在图2中示出)的静电偏转器。如果它们被施加，则静电偶极场E1施加在子束211、212和213的电子上的力与磁偶极场B1施加在电子上的力大小相等且方向相反。因此，子束211、212和213可以以零偏转角直接通过束分离器233。

偏转扫描单元232可以被配置为使子束211、212和213偏转以在样本208的表面的部分中的三个小的扫描区域上扫描探测斑211S、212S和213S。束分离器233可以将次级电子束261、262和263引向次级投影成像***250。次级投影成像***250可以使次级电子束261、262和263聚焦到电子检测装置240的检测元件241、242和243上。检测元件241、242、和243可以被配置为检测对应的次级电子束261、262和263并且生成用于构建样本208的对应扫描区域的图像的对应信号。

在图2中，分别由三个探测斑211S、212S和213S生成的三个次级电子束261、262和263沿着主光轴204向上朝向电子源201行进，连续地通过物镜231和偏转扫描单元232。三个次级电子束261、262和263被束分离器233(诸如维恩滤波器)转向以沿次级投影成像***250的次光轴251进入次级投影成像***250。次级投影成像***250可以使三个次级电子束261、262和263聚焦到包括三个检测元件241、242和243的电子检测装置140上。因此，电子检测装置240可以同时生成分别由三个探测斑211S、212S和213S扫描的三个扫描区域的图像。在一些实施例中，电子检测装置240和次级投影成像***250形成一个检测单元(未示出)。在一些实施例中，次级电子束的路径上的电子光学元件(诸如但不限于物镜231、偏转扫描单元232、束分离器233、次级投影成像***250和电子检测装置240)可以形成一个检测***。

在一些实施例中，将与整个检测***一起示出和描述次级投影成像***250，如图2所示。参考图2，仅示出了相对于三个探测斑211S、212S和213S的三个次级电子束261、262和263，但可以有任何数目的次级电子束。尽管未示出，但是次级投影成像***250可以包括诸如变焦透镜、投影透镜、次级束限制孔径阵列和抗扫描偏转单元等组件，所有这些组件都与次光轴251对准。电子检测装置240的检测元件241、242和243可以沿垂直于次光轴251的平面来放置。在一些实施例中，电子检测装置240的位置和取向可以是可调整的。当偏转扫描单元232关闭时，变焦透镜、投影透镜和物镜231可以一起将样本208的表面投影到次级电子束的焦平面上，即使次级电子束261、262和263聚焦以分别在检测元件241、242和243上形成次级电子斑。

如本领域所已知的，次级电子的发射遵循朗伯定律并且具有大的能量扩散。虽然次级电子的能量可以高达50eV，但大多数具有约5eV的能量，这取决于样本材料等。初级电子子束的着落能量(诸如子束211落在样本208上时的能量)可以在0.1keV到5keV的范围内。可以通过改变初级电子源201的电势或样本208的电势等中的一者或两者来调整着落能量。可以调整对物镜231的激励，以便为三个子束提供对应的聚焦能力。此外，为了减少像差，物镜231可以是被配置为旋转子束并影响着落能量的磁或电磁复合透镜。因为由检测元件241、242和243上的次级电子束261、262和263形成的次级电子斑的尺寸、位置或放大率可以变化，次级电子斑可以部分地进入与对应检测元件相邻的检测元件。由相邻检测元件检测的次级电子可以生成图像重叠，例如，引起图像分辨率的恶化和收集效率的降低。来自一个检测元件的图像信号可以包括来自样本208的多于一个扫描区域的信息，造成因串扰而导致的分辨率损失。

在一些实施例中，控制器50可以包括图像处理***，该图像处理***包括图像获取器(未示出)和存储装置(未示出)。图像获取器可以包括一个或多个处理器。例如，图像获取器可以包括计算机、服务器、大型主机、终端、个人计算机、任何种类的移动计算设备等、或者它们的组合。图像获取器可以通过诸如电导体、光纤电缆、便携式存储介质、IR、蓝牙、互联网、无线网络、无线电等或它们的组合的介质来通信地耦合到设备40的电子检测装置240。在一些实施例中，图像获取器可以从电子检测装置240接收信号并且可以构建图像。图像获取器因此可以获取样本208的图像。图像获取器还可以执行各种后处理功能，例如生成轮廓、在所获取的图像上叠加指示符等。图像获取器可以被配置为对所获取的图像执行亮度和对比度等的调整。在一些实施例中，存储装置可以是诸如硬盘、闪速驱动器、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的存储介质。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初始图像和保存后处理图像。

在一些实施例中，图像获取器可以基于从电子检测装置240接收的成像信号来获取样本的一个或多个图像。成像信号可以对应于用于进行带电粒子成像的扫描操作。所获取的图像可以是包括多个成像区的单个图像。单个图像可以被存储在存储装置中。单个图像可以是可以被划分为多个区域的初始图像。区域中的每个区域可以包括包含样本208的特征的一个成像区。所获取的图像可以包括在时间序列上多次采样的样本208的单个成像区的多个图像。多个图像可以被存储在存储装置中。在一些实施例中，控制器50可以被配置为利用样本208的相同位置的多个图像执行图像处理步骤。

在一些实施例中，控制器50可以包括测量电路***(例如，模数转换器)以获得检测到的次级电子的分布。在检测时间窗口期间收集的电子分布数据与入射在晶片表面上的初级子束211、212和213中的每个初级子束的对应扫描路径数据相结合，可以用于重建在检查下的晶片结构的图像。被重建的图像可以用于揭示样本208的内部或外部结构的各种特征，由此可以用于揭示晶片中可能存在的任何缺陷。

在一些实施例中，控制器50可以控制机动化工作台(未示出)以在检查期间移动样本208。在一些实施例中，控制器50可以使机动化工作台能够以恒定速度在一个方向上连续移动样本208。在其他实施例中，控制器50可以使机动化工作台能够根据扫描过程的步骤随时间改变样本208的移动速度。在一些实施例中，控制器50可以基于次级电子束261、262和263的图像来调整初级投影光学***230或次级成像***250的配置。

在一些实施例中，电子束工具40可以包括子束控制单元225，子束控制单元225被配置为从源转换单元220接收初级子束211、212和213并且将它们引向样本208。子束控制单元225可以包括传递透镜，该传递透镜被配置为将初级子束211、212和213从像平面引导到物镜，使得初级子束211、212和213垂直或基本垂直地落在样本208的表面上，或形成具有小的像差的多个探测斑221、222和223。传递透镜可以是固定的或可移动的透镜。在可移动透镜中，可以通过调整透镜的电激励来改变透镜的聚焦能力。

在一些实施例中，子束控制单元225可以包括子束倾斜偏转器，该子束倾斜偏转器被配置为可以被配置为使初级子束211、212和213倾斜，来相对于样本208的表面法线以相同或基本相同的着落角(θ)倾斜地落在样本208的表面上。使子束倾斜可以包括将初级子束211、212和213的交叉稍微偏离主光轴204。这在检查样本或样本区域(包括三维特征或结构，诸如井的侧壁、或沟槽、或台面结构)时可以是有用的。

在一些实施例中，子束控制单元225可以包括子束调整单元，子束调整单元被配置为补偿由于上述透镜中的一个或所有透镜引起的诸如像散和场曲像差的像差。子束调整单元可以包括像散补偿器阵列、场曲补偿器阵列和偏转器阵列。场曲补偿器阵列可以包括多个微透镜以补偿初级子束211、212和213的场曲像差，并且像散补偿器阵列可以包括多个微消像散器以补偿初级子束211、212和213的像散像差。

在一些实施例中，偏转器阵列的偏转器可以被配置为通过改变朝向主光轴204的角度来使子束211、212和213偏转。在一些实施例中，更远离主光轴204的偏转器可以被配置为更大程度地使子束偏转。此外，偏转器阵列可以包括多个层(未示出)，并且偏转器可以被设置在单独的层中。偏转器可以被配置为彼此独立地被单独控制。在一些实施例中，可以控制偏转器以调整在样本208的表面上形成的探测斑(例如，221、222和223)的间距。如本文所提及，探测斑的间距可以被定义为在样本208的表面上的两个紧邻探测斑之间的距离。在一些实施例中，偏转器可以被放置在中间像平面上。

在一些实施例中，控制器50可以被配置为控制源转换单元220、子束控制单元225和初级投影光学***230，如图2所示。虽然未示出，但控制器50可以被配置为控制电子束工具40的一个或多个组件(包括但不限于电子源201和源转换单元220的组件、初级投影光学***230、电子检测装置240以及次级投影成像***250)。虽然图2示出了电子束工具40使用三个初级电子子束211、212和213，但应当理解，电子束工具40可以使用两个或更多个初级电子子束。本公开不限制设备40中使用的初级电子子束的数目。

例如，当接收到初级电子子束211、212和213时，背散射电子和次级电子可以从样本208的部分发射。束分离器233可以将(多个)次级或背散射电子束引导到电子检测装置240的传感器表面。检测到的电子束可以在电子检测装置240的传感器表面上形成对应的束斑。电子检测装置240可以生成表示接收到的束的强度的信号(例如，电压，电流)，并且将该信号提供到处理***(诸如，控制器50)。次级或背散射电子束的强度和所得束斑可以根据样本208的外部或内部结构而变化。此外，如以上所讨论的，初级电子子束211、212和213可以被偏转到样本208的顶表面的不同位置上，以生成不同强度的次级或散射电子束(以及所得束斑)。因此，通过对束斑的强度与样本208的位置进行映射，处理***可以重建反映晶片样本208的内部或外部结构的图像。

现在参考图3A和图3B，图3A和图3B是根据本公开的实施例的多束设备中的次级电子所经受的示例性力和这些力对次级电子束路径的影响的示意图。图3A示出了通过维恩滤波器(例如，图2的束分离器233)的示例性次级电子束361的次级电子371、372及373。应当理解，尽管次级电子束包括电子的束，但是为了说明的目的，仅示出了三个离散的次级电子371、372和373。次级电子371、372和373可以被可视化为沿着Z1-轴(未示出)行进，延伸进出纸的平面。沿X1-轴的电场和沿Y1-轴的磁场分别被表示为E和B。

在维恩滤波器中，电势沿电场E的方向减小。结果，如果次级电子371、372和373在进入维恩滤波器之前具有相同的能量，则次级电子束361的离轴次级电子372的能量高于轴上次级电子371，并且轴上次级电子371的能量高于离轴次级电子373。因此，施加在次级电子372上的磁力Fm2比施加在电子371上的磁力Fm1强，并且磁力Fm1比施加在电子373上的磁力Fm3强。次级电子(例如，次级电子371、372和373)在通过维恩滤波器时经受的磁力的差异(Fm3<Fm1<Fm2)可以使次级电子偏转不同的偏转角。次级电子束的电子偏转角的差异可能引起束像散等。

现在参考图3B，图3B示出了包括通过沿X1-轴而设置的束分离器333的次级电子束361的示例性配置300。应当理解，次级电子束361和束分离器333可以分别与图2的次级电子束261和束分离器233相似或基本相似。

在一些实施例中，次级电子束361在进入束分离器333之前可具有大致圆形的横截面。图3B示出了次级电子束361在平面310上的大致圆形横截面的投影。在一些实施例中，平面310可以沿Z1-轴位于物镜231和束分离器333之间。在与束分离器333中的电磁场335相互作用之前，次级电子束361在平面310上的投影的横截面可以基本上是圆形的。在与束分离器333的电磁场335相互作用时，次级电子束361可以被偏转，并且次级电子束361在平面320上的横截面可以由于束像散而被修改成非圆形剖面。

现在参考图3C和图3D，图3C和图3D分别图示了次级电子束阵列在平面310和320上的示意图。如图3C所示，阵列350可以包括源自样本(例如，图2的样本208)并被引向束分离器333的次级电子束的3×3矩形阵列。例如，阵列350表示包括九个次级电子束361、362、363、364、365、366、367、368和369的方形阵列。在一些实施例中，视情况而定，方形阵列可以包括更少的电子束，诸如2×2阵列，或者可以包括更多的次级电子束，诸如5×5阵列。在一些实施例中，阵列可以包括被引向束分离器333的次级电子束的矩形、圆形、螺旋形、椭圆形阵列、对称阵列或不对称阵列。

图3C图示了次级电子束361至369的示例性阵列350及其在通过束分离器333(例如，图3A中的束分离器)的电场E(沿X1-轴方向)和磁场B(沿Y1-轴方向)之前在平面310上的投影。平面310可以是基本上平行于包括X1-轴和Y1-轴的平面并且基本上垂直于Z1-轴(未示出)的平面。Z1-轴可以被可视化为延伸进出纸。

在一些实施例中，阵列350可以包括次级电子束361至369的投影的方形阵列。如图3C所示，次级电子束361至369的方形阵列的轮廓360由虚线表示，每个次级电子束具有圆形横截面。在一些实施例中，阵列350可以参考X1-和Y1-轴以角度θ来取向，使得其沿着X1'-和Y1'-轴来对准。如果物镜包括磁透镜等，则阵列350参考X1-和Y1-轴的取向可以随着对应的初级电子束(例如，图2的初级子束211、212和213)的着落能量而改变。如本文中所使用的，电子束的着落能量可以被定义为初级电子束的电子在撞击样本时的能量。初级电子束的着落能量等于在电子发射源与工作台/样本之间的电势差，因此可以通过改变这两个电势中的一者或两者来调整。

如图3C所示，不同的次级电子束可以在沿其电场E的方向(X1-轴)的不同横向位置处穿过束分离器333。因此，具有较大X1坐标的束可以具有比具有较小X1坐标的束更高的能量，并且因此可能经受更强的磁力。对于次级电子束361至369，磁力的差异可能引起偏转角的差异，并且可能导致如图3D所示的束阵列变形。

图3D图示了离开的次级电子束361a至369a及其在平面320上的投影的示例性阵列370。离开的次级电子束361a至369a分别对应于通过束分离器333之后的次级电子束361至369。因为束分离器333生成束像散，如以上所讨论的，离开的次级电子束361a至369a可以具有与入射次级电子束361至369的圆形横截面不同的非圆形横截面。例如，离开的次级电子束361a至369a的横截面可以包括卵形、椭圆形或非圆形形状。在一些实施例中，离开的次级电子束361a至369a可以沿着次光轴251朝向次级投影成像***250偏转。

在一些实施例中，由于束分离器333引起束阵列变形，如以上所说明的，离开的次级电子束361a至369a的束阵列可以从入射次级电子束361至369的束阵列的方形形状改变成菱形形状，如图3D所示。具有菱形形状的离开的次级电子束361a至369a的变形阵列370的轮廓360a由点划线表示。为了比较，图3D包括表示入射次级电子束361至369的阵列350的轮廓360。

在诸如多束SEM的多束检查设备中，使用维恩滤波器(例如，图3B的束分离器333)将初级电子束(例如，图2的初级子束211、212和213)与次级电子束(例如，图2的261、262和263)分离可能引起像散像差和束阵列变形等。多束SEM中的成像分辨率可能取决于由诸如次级电子检测器的电子检测装置(例如，图2的电子检测装置240)检测的次级电子束的串扰等。串扰可能取决于入射到电子检测装置上的次级电子束的聚焦。如果每个次级电子束被聚焦使得其可以被电子检测装置中的对应检测元件检测到，则串扰将为零。束分离器的束像散可能是影响次级电子束的聚焦的若干因素之一，这可能引起束剖面失真等。散焦电子束可以在次级电子检测器上具有大的入射斑。束分离器的束阵列变形可能是影响次级电子束的束阵列形状的若干因素之一，这可能引起电子检测装置上的束间距失真等。变形的束阵列可能与电子检测装置的检测元件阵列不匹配。在传统的多束SEM中，散焦的次级电子束或变形束阵列中的次级束可以入射到电子检测装置的多个检测元件上。换言之，多个检测元件中的每个检测元件可以从对应的次级电子束和其他相邻束接收次级电子。因此，一个检测元件的成像信号可以包括源自对应次级电子束的主要分量和源自相邻电子束的串扰分量。串扰分量可能退化成像信号的保真度。因此，期望使多个检测元件之间的串扰最小化以增强图像分辨率并增强电子检测装置的检测效率或收集效率以增强成像吞吐量。

减轻串扰的发生和影响等的若干方式中的一些可以包括在次级投影成像***250中使用孔径机构来阻挡***次级电子，或者减小电子检测装置中的对应检测元件的尺寸，等等。然而，通过阻挡***电子或通过减小对应检测元件的尺寸来减少入射到电子检测器上的次级电子的数目可能对收集和检测效率产生负面影响，从而降低了检查吞吐量等。

在传统的SEM***中，多束设备中的次级投影成像***可以包括一个或多个消像散器，以补偿束像散像差和束阵列变形，从而使串扰最小化。图3E图示了多束设备(例如，图2的设备40)中的次级投影成像***350的示意图。次级投影成像***350可以包括消像散器351和352，消像散器351和352被配置为补偿通过次级投影成像***350的离开的各个次级电子束361a、362a和363a的束阵列变形和像散像差。在一些实施例中，消像散器352可以被设置在离开的次级电子束361a、362a和363a的交叉处或靠近该交叉，并且被配置为补偿束像散像差。消像散器351可以远离交叉而放置，并且可以被配置为补偿束阵列形状变形。

此外，尽管消像散器351和352可以被配置为通过补偿像散像差和束阵列变形来使串扰最小化，但是使用多个消像散器可以增加次级投影成像***350的结构和操作复杂性，由此负面影响检查吞吐量等。尽管在图3E的横截面图中仅图示了三个离开的次级电子束，但应理解，根据需要可以有任何数目的离开的次级电子束。

在多束检查***中，次级电子束的像散像差或束阵列变形可能引起串扰，并且因此不利地影响检查吞吐量和分辨率等。像散像差或束阵列变形可能由若干因素引起，包括但不限于使用维恩滤波器作为束分离器(例如，图3B的束分离器333)，如图3A至3E中所讨论的，使用束偏转器(例如，图2的偏转扫描单元232)，或使用次级投影成像***(例如，图2的次级投影成像***250)。

现在参考图4A，图4A图示了根据本公开的实施例的可以是图1的示例性带电粒子束检查***100的部分的多束检查设备400的示意图。多束检查设备400(本文中也称为设备400)可以包括初级投影光学***(类似于图2的初级投影光学***230)，该初级投影光学***包括物镜431和束分离器433。设备400还可以包括次级投影成像***450(类似于图2的次级投影成像***250)和电子检测装置440等其他相关组件。可以理解，可以视情况添加/省略设备40的其他已知组件。

物镜431可以基本上类似于图2的物镜231，并且可以执行与图2的物镜231基本上类似的功能，包括但不限于使初级电子束或子束聚焦到样本408上，以用于检查和形成对应的探测斑。束分离器433可以与图2的束分离器233基本类似并且可以执行与图2的束分离器233基本类似的功能，包括但不限于将次级电子束461、462引向次级投影***成像450。尽管图4A仅图示了两个次级电子束461和462，但应理解，从样本408生成并被引向次级投影***成像450的次级电子束的数目可以更多或更少，视情况而定。物镜431和束分离器433可以与设备400的主光轴404对准，并且次级投影成像***450和电子检测装置440可以与设备400的次光轴451对准。次光轴451可以与主光轴404形成非零角度。在一些实施例中，主光轴404和次光轴451之间的角度可以基于束分离器433对次级电子束461和462的期望偏转等来确定。

在初级电子束或子束与样本408相互作用时，可以从样本408生成次级电子或背散射电子。所生成的次级电子和背散射电子可以沿着主光学路径404在初级电子束的相反方向上行进。设备400可以以次级电子检测模式或背散射电子检测模式或两者操作。在次级电子检测模式中，电子检测装置440可以被配置为检测次级电子束461和462。物镜431可以被配置为使从样本408上的对应探测斑生成的次级电子束461和462聚焦到平面SP1上，并且因此在其上形成探测斑的中间图像461i和462i。因此，平面SP1是探测斑的中间像平面。在一些实施例中，中间像平面SP1可以形成在束分离器433和物镜431之间，并且可以基本上垂直于主光轴404。中间像平面SP1可以是次级电子束461和462在进入束分离器433的电场区域或磁场区域之前的焦平面。

束分离器433可以被配置为将次级电子束461和462朝向次级投影成像***450偏转。在图4A中，在离开束分离器433之后，次级电子束461和462变为离开次级电子束461a和462a(类似于图3D的361a和362a)，并且中间图像461i和462i变为虚拟中间像平面SP1-R上的虚拟中间图像461R和462R。虚拟中间图像461R和462R可以是用于次级投影成像***450的对象，并且虚拟中间像平面SP1-R可以是次级投影成像***450的对象平面。在一些实施例中，虚拟中间像平面SP1-R可以参考中间像平面SP1被旋转一定角度，使得它不垂直于主光轴404。在一些实施例中，虚拟中间像平面SP1-R可以基于次级电子束的偏转角来被旋转一定角度。如图4A所示，轴上次级电子束461可以基本上平行于并沿着次光轴451而被偏转，并且虚拟中间像平面SP1-R可以基本上不垂直于次光轴451。

在传统的多束检查***中，电子检测装置440和次级投影成像***450可以基本上垂直于次光轴451来放置。次级投影成像***450可以被配置为使离开的次级电子束461a和462a聚焦到平面SP2上，并且因此在其上成像虚拟中间图像461R和462R，即在平面SP2上形成探测斑的图像461Ri和462Ri。因此，平面SP2是探测斑的最终像平面或次级电子束461和462的最终焦平面。在一些实施例中，虚拟中间像平面SP1-R可以基本上不垂直于次光轴451，并且因此，最终像平面SP2可以不垂直于次光轴451。结果，最终像平面SP2可以不与电子检测装置440的检测表面440D重叠。检测表面440D可以基本上垂直于次光轴451。检测表面440D可以包括电子检测装置440的检测元件的电子收集或电子接收表面。在一些实施例中，电子检测装置440的检测元件可以被布置为使得所有检测元件的检测表面形成单个共面检测表面440D。

在一些实施例中，最终像平面SP2可以参考检测表面440D形成角度α。最终像平面SP2与电子检测装置440的检测表面440D的失配可以使离开的次级电子束在电子检测装置440的检测表面440D上散焦，并且使离开的次级束阵列在电子检测装置440的检测表面440D上变形。散焦的次级电子束和变形的次级束阵列可能引起串扰并降低收集或检测效率，结果可能对检测分辨率和检测吞吐量等产生负面影响。

现在参考图4B和图4C，图4B和图4C图示了根据本公开的实施例的离开的次级电子束461a至469a分别在电子检测装置440的最终像平面SP2上和在检测表面440D上的示例性投影的示意图。离开的次级电子束461a至469a可以在最终像平面SP2上形成阵列460，如图4B所示。在一些实施例中，阵列460可以包括菱形、矩形或方形阵列。被聚焦的离开的次级电子束461a至469a的投影在最终像平面SP2上的横截面可以基本上是圆形的。

图4C图示了离开的次级电子束461a至469a在电子检测装置440的检测表面440D上的投影。离开的次级电子束461a至469a在电子检测装置440的检测表面440D上的投影可以由阵列470表示。在一些实施例中，最终像平面SP2参考检测表面440D的倾斜角可以使一个或多个离开的次级电子束461a至469a在检测表面440D上的投影是非圆形的。最终像平面SP2参考检测表面440D的倾斜角可以使离开的次级电子束461a至469a的投影在检测表面440D上形成变形的阵列470。变形的阵列470可以包括离开的次级电子束461a至469a的非圆形投影的倾斜阵列。在本公开的上下文中，变形的阵列(例如，图4C的变形的阵列470)可以包括散焦的次级电子束的投影的阵列或具有与聚焦中次级电子束的轮廓相比不同的聚焦外次级电子束的投影的轮廓的阵列。

如图4C所示，离开的次级电子束在电子检测装置440的检测表面440D上的投影的尺寸可以基于次级电子束461a至469a的最终像平面SP2上的聚焦位置与检测表面440D之间的距离。例如，轴上离开的次级电子束461a可能看起来比离轴离开的次级电子束462a小，因为与离轴离开的次级电子束462a相比，在最终像平面SP2上的同轴离开的次级电子束461a更靠近检测表面440D。最终像平面SP2可以相对于检测表面440D以一定角度形成，使得离开的次级电子束可以聚焦在例如电子检测装置440的上游、电子检测装置440的检测表面440D处或其附近、或者电子检测装置440的下游。在本公开的上下文中，“上游”或“下游”可以是指***元件参考沿次级电子束路径的另一元件的位置。例如，如果元件A在元件B的下游，则应理解，元件A沿次级电子束路径位于元件B之后。如果元件A在元件B的上游，则应理解，元件A沿次级电子束路径位于元件B之前。应理解，阵列460可以包括由于束分离器433而引起的束像散和束阵列变形，导致一个或多个离开的次级电子束的非圆形投影。应理解，阵列470包括经修改的次级电子束461a至469a的投影，该经修改的次级电子束461a至469a未被校正用于像散像差，导致一个或多个经修改的次级电子束的非圆形投影。还应理解，虽然示出了最终像平面SP2参考Z2-轴以角度α倾斜，但是它可以在X2-、Y2-或Z2-轴中的任一轴上或它们的组合上倾斜。

次级电子束阵列的变形和入射到电子检测装置440上的散焦的次级电子束可能引起收集效率的降低或串扰等。例如，如果电子检测器(例如，图2的检测元件241、242和243)的间距和尺寸不能覆盖变形的阵列470中的离开的次级电子束461a至469a的位置的偏差，则来自一个电子检测器的图像信号可以包括来自多于一个离开的次级电子束的信息，因此可能发生串扰。在一些实施例中，可以由对应的电子检测器仅收集离开的次级电子束的电子的部分，这对检查吞吐量和分辨率产生负面影响。

在诸如多束SEM的现有多束检查工具中，遇到的一些挑战包括：次级电子束阵列中的每个次级电子束的收集效率的限制和次级电子束阵列中的次级电子束之间的串扰等。可能导致收集效率降低的若干因素之一是入射到电子检测器的检测表面上的次级电子束的大斑尺寸。入射到电子检测器上的电子束的尺寸取决于电子检测器参考次级电子束的最终焦平面的位置等。例如，入射到电子检测器上的次级电子束的尺寸可以随着次级电子束在次级电子束的最终焦平面上的位置与电子检测器之间的距离增加而增加。因此，可能希望将电子检测装置配置为使其检测表面尽可能地与次级电子束的最终像平面重叠。

在一些实施例中，次级电子束的最终像平面SP2参考检测表面440D的倾斜角可以随着虚拟中间像平面SP1-R参考中间像平面SP1的旋转角而改变。旋转角可以随着中间像平面SP1的位置和束分离器433的激励而改变。中间像平面SP1的位置和束分离器433的激励可以随着初级电子束在样本408上的着落能量或探测流等而改变。因此，次级电子束的最终像平面SP2参考检测表面440D的倾斜角可基于应用条件等而变化。因此，通过使电子检测装置相对于次光轴451倾斜固定的最佳角度或可调节的角度，如图5所示，同时维持检测吞吐量，可以期望使应用条件范围内的倾斜角最小化。

现在参考图5，图5图示了根据本公开的实施例的可以是图1的示例性带电粒子束检查***100的部分的多束检查设备500的示意图。多束检查设备500(本文中也称为设备500)可以包括初级投影光学***(类似于图2的初级投影光学***230)，该初级投影光学***包括物镜531和束分离器533等。设备500可以还包括次级投影成像***550(类似于图2的次级投影成像***250)和电子检测装置540，该电子检测装置540具有被配置为检测次级电子的检测表面540D等其他组件。应理解，可以视情况添加/省略设备40的其他组件。

在一些实施例中，在设备500中，沿着主光轴504行进的初级电子子束(未示出，例如图2的初级电子子束211和212)可以落在样本508的表面上。在与样本508相互作用时，可以从样本508生成次级电子或背散射电子。所生成的次级电子和背散射电子可以沿着主光轴504在初级电子束的相反方向上行进。基于从样本508生成的电子的能量，设备500可以以次级电子检测模式或背散射电子检测模式或两者操作。在次级电子检测模式中，电子检测装置440可以被配置为检测次级电子束461和462。在一些实施例中，物镜531可以基本上类似于图4A的物镜431，并且可以执行基本上与图4A的物镜431类似的功能。物镜531可以被配置为：使从样本508上的对应探测斑生成的次级电子束561和562聚焦，并且在中间像平面SP1上形成探测斑的图像。

次级电子束561和562被引向束分离器533(例如，维恩滤波器)，束分离器533被配置为例如基于能量或速度等来分离初级电子束和次级电子束。束分离器533可以被配置为分别偏转次级电子束561和562并且形成离开的次级电子束561a和562a。离开的次级电子束561a和562a可以沿着Z2-轴被引向次级投影成像***550，Z2-轴在本文中也被称为次光轴551，如图5所示。离开的次级电子束561a可以包括轴上离开的次级电子束，并且经修改的次级电子束562a可以包括离轴离开的次级电子束。在本公开的上下文中，“轴上”可以是指与参考轴基本平行、对准或重合的电子束，而“离轴”可以是指与参考轴不平行或不对准的电子束。应理解，在多束配置中，可以有多于一个的离轴初级电子束和对应的离开的次级电子束。

在一些实施例中，次级投影成像***550可以包括消像散器555，消像散器555被配置为补偿诸如561和562的次级电子束的像散。可能引起像散的若干因素之一是由束分离器533引起的束像散，如参考图3A至图3E所讨论的。束像散可以是指当电子束中的电子通过束分离器533的偏转场时引起的电子束剖面的变形。

消像散器(诸如消像散器555)可以被配置为当电子束通过时向次级电子束施加校正四极场。可以通过调整消像散器555的电激励来调整次级电子经受的四极场。调整消像散器555的电激励可以包括但不限于：调整被施加到消像散器555的一个或多个极的电压或线圈电流。在一些实施例中，消像散器555可以被放置在次级电子束的交叉平面上或靠近该交叉平面。在一些实施例中，尽管未示出，但次级投影成像***550可以还包括变焦透镜、投影透镜、抗扫描偏转单元等。

在一些实施例中，调整消像散器555的电激励可以包括将离开的次级电子束561a和562a的剖面从非圆形横截面调整为基本上圆形的横截面。在一些实施例中，可以调整消像散器555的电激励以根据需要调整一个或多个次级电子束的剖面。在一些实施例中，可以基于应用、期望的分析、样本、期望的吞吐量等来调整消像散器555的电激励。

次级投影成像***550可以被配置为使离开的次级电子束561a和562a聚焦在最终像平面SP2(在本文中也称为最终像平面)上。最终像平面SP2可以包括离开的次级电子束561a和562a的焦平面。在离开次级投影成像***550的消像散器555之后，被聚焦的离开的次级电子束561a和562a的剖面可以基本上是圆形的，如图5所示。在一些实施例中，最终像平面SP2可以包括平坦的焦平面，使得离开的次级电子束被聚焦在同一平坦面上。

然而，实际上，束阵列中的离开的次级电子束可以被聚焦在弯曲的焦平面上，该弯曲的焦平面包括多个平坦的焦平面。离开的次级电子束的非共面聚焦的若干原因之一可以包括但不限于场曲像差。在本公开的上下文中，场曲像差(也被称为Petzval场曲)可以是指成像伪影或像差，其中正交于光轴的平坦对象不能被正确地聚焦在平坦像平面上。当可见光通过透镜被聚焦时，由透镜产生的像平面是弯曲的Petzval表面。图像可以被聚焦在大量的焦平面上，以在图像的边缘或中心产生锐聚焦。当在显微镜中观察样品时，其或在视场的中心或者在视场的边缘上显得锐利和卷曲，但不是两者都有。这种伪影通常被称为场曲或场的弯曲，并且由此引起的像差被称为场曲像差。

在一些实施例中，最终像平面SP2可以不垂直于次光轴551，部分是因为由物镜531和束分离器533形成的虚拟中间像平面SP1-R不垂直于次光轴551等。在传统的多束检查***中，电子检测器可以垂直于次光轴来放置，而最终像平面不垂直于次光轴。这样的配置可以导致一个或多个离开的次级电子束在电子检测装置的检测表面上散焦、以及离开的次级电子束阵列在最终像平面倾斜的方向上的变形。束散焦和束阵列变形可以引起收集效率的降低和吞吐量的降低等。

在诸如设备500的多束检查***中，通过倾斜电子检测装置540以使其检测表面与最终像平面SP2重叠，可以减轻串扰的发生和收集效率的降低。电子检测装置540的倾斜角可以被固定在针对所有应用条件而优化的值，或者可以是可调节的。在一些实施例中，电子检测装置540的位置或取向可以沿X2-、Y2-或Z2-轴或它们的组合而调整。可调整的电子检测装置540可以被放置在次级投影成像***550的下游。

在一些实施例中，电子检测装置540可以沿检测平面(未示出)而设置。在一些实施例中，电子检测装置540的检测平面可以与最终像平面SP2形成角度α，如图4A所示。调整电子检测装置540的位置可以包括调整电子检测装置540的检测平面与最终像平面SP2之间的角度α。在一些实施例中，调整角度α可以包括使电子检测装置540沿一个或多个轴倾斜一定倾斜角，以减小电子检测装置540的检测平面与最终像平面SP2之间的角度α。在一些实施例中，可以减小角度α以使得电子检测装置540的主平面可以基本上与最终像平面SP2重合。在该上下文中，“基本上重合”的平面可以是指重叠或几乎重叠的平面，使得平面之间的角度小于5°。在优选实施例中，几乎重叠的平面之间的角度在0°到1°之间。

在一些实施例中，电子检测装置540可以包括检测元件(例如，图2的检测元件241至243)的阵列。电子检测装置540可以包括检测元件的矩形阵列、方形阵列、三角形阵列、圆形阵列或不规则阵列。在一些实施例中，电子检测装置540的检测元件可以包括闪烁体(scintillator)、固态检测器、闪烁体-光电倍增器组装件等。在一些实施例中，电子检测装置540的检测元件的检测表面540D可以表示次级电子束可以入射到其上的表面。

在一些实施例中，控制器50可以被配置为与电子检测装置540通信并且调整电子检测装置540的移动。控制器50可以被配置为基于所确定的电子检测装置540的收集效率来动态调整电子检测装置540的位置和取向。例如，如果收集效率通过沿轴倾斜电子检测装置540而增加，则控制器50可以继续沿轴倾斜电子检测装置540。

在一些实施例中，电子检测装置540的位置或取向可以通过以下来调整：基于应用、期望的分析、样本、期望的吞吐量等，调整一个或多个轴上的倾斜角。在一些实施例中，可以基于应用、期望的分析、样本、期望的吞吐量等来将倾斜角调整预定值。倾斜角的预定值可以是基于着落能量、探测流和样本上电场等的范围的最佳倾斜角。

在一些实施例中，电子检测装置540可以与次光轴551对准，使得电子检测装置540的检测表面540D的几何中心与次光轴551相交，如图5所示。入射到检测元件上的次级电子束的斑尺寸可以取决于其在最终像平面SP2上的位置与检测表面540D之间的标量距离。电子检测装置540可以被放置为使所有次级电子束的标量距离最小化。

参考图6，图6图示了根据本公开的实施例的电子检测装置640的示例性配置和入射到其上的离开的次级电子束的投影。电子检测装置640可以与图5的电子检测装置540基本类似或执行与图5的电子检测装置540基本类似的功能。在一些实施例中，电子检测装置640可以包括检测元件641至649的阵列，该阵列被配置为检测离开的次级电子束661a至669a的次级电子。在一些实施例中，每个离开的次级电子束可以具有对应的检测元件，如图6所示。这种配置可以提供一些优势，包括但不限于减少串扰、增加吞吐量或更高的收集效率。

图6图示了倾斜的次级电子束661a至669a在电子检测装置640的检测表面640D上的投影。检测表面640D可以被配置为接收或收集离开次级投影成像***(例如，图5的次级投影成像***550)的离开的次级电子束661a至669a的次级电子，并且包含关于样本(例如，图5的样本508)的被探测区域的信息。应理解，倾斜的次级电子束661a至669a在检测表面640D上的投影的基本上圆形的横截面表示倾斜的次级电子束661a至669a基本上被聚焦在检测表面640D上。使离开的次级电子束661a至669a基本上聚焦并增强收集效率等的若干方法之一可以包括：使用消像散器(例如，图5的消像散器555)补偿像散像差，并且调整电子检测装置640的检测表面640D的位置或取向以减小在最终像平面SP2和检测表面(例如，图5的检测表面540D)之间形成的角度α。在一些实施例中，为了使收集效率等最大化，可以减小角度α，使得检测表面640D基本上与最终像平面SP2重合。

在一些实施例中，两个或更多个检测元件641至649的表面积可以相似。表面积或电子收集面积可以基于入射的离开的次级电子束661a至669a的尺寸或横截面。例如，检测元件641的表面积可以大于入射的离开的次级电子束661a的尺寸，以收集和检测离开的次级电子束661a中的基本上所有次级电子，由此使收集效率和检查吞吐量等最大化。在一些实施例中，可以调整电子检测装置640的位置或取向，使得离开的次级电子束661a至669a中的基本上所有次级电子可以由其对应的检测元件641至649收集，以使收集效率和检查吞吐量等最大化。

在一些实施例中，检测元件641至649可以被布置成阵列，该阵列包括方形阵列、矩形阵列、圆形阵列、三角形阵列、椭圆形阵列等。被布置成阵列的检测元件可以沿X2-轴或Y2-轴具有均匀或不均匀的间距。应理解，尽管图6图示了包括九个检测元件641至649的电子检测装置640，该九个检测元件641至649被配置为收集由入射到样本(例如，图5的样本508)的表面上的3×3阵列的初级电子子束所生成的九个离开的次级电子束661a至669a的次级电子，基于所生成的次级电子束的数目等，可以采用更多或更少的检测元件。

在一些实施例中，除了补偿像散像差和倾斜电子检测器(例如，图5的电子检测装置540)之外，还可以调整初级电子子束(例如，图2的初级子束211-213)参考X1-和Y1-轴的取向，使得所生成的次级电子束361至363可以在束分离器333的偏转方向上对准。应理解，尽管图2仅图示了三个电子子束，但可以使用至少两个或更多个电子束，视情况而定。例如，可以使用九个初级电子束的3×3阵列来生成次级电子束(例如，图3C的次级电子束361至369)的3×3阵列。应理解，束分离器233、333、433和533可以基本上类似，并且可以执行基本上类似的功能。

在一些实施例中，调整初级电子子束的取向可以包括围绕主光轴(例如，图2的主光轴204)旋转初级电子子束，使得所得次级电子束可以被对应地旋转以形成次级电子束阵列740，如图7A中所示。次级电子束阵列740可以包括次级电子束761、762、763、764、765、766、767、768和769(在初级电子子束与样本(例如，图2的样本208)相互作用时出现，并且被引向束分离器(例如，图5的束分离器533))的基本上方形的3×3阵列。如图7A所示，次级电子束阵列740可以表示次级电子束761至769阵列在进入束分离器533之前在平面710上的投影。平面710可以是基本上平行于包括X1-和Y1-轴(例如，图4A中所示的X1-和Y1-轴)并且基本上垂直于Z1-轴(例如，图4A中所示的Z1-轴)的平面。作为视觉辅助，Z1-轴可以被可视化为延伸进出纸。

在一些实施例中，可以基于(但不限于)源转换单元220的取向等来确定用以形成次级电子束761至769的次级电子束阵列740的初级电子子束的旋转角。可以调整源转换单元220的取向以调整初级电子子束的旋转，使得次级电子束阵列740通过束分离器533在次级电子束761至769的偏转方向上被对准。在一些实施例中，源转换单元220的取向可以基于包括但不限于应用、期望的分析、样本、物镜激励、初级电子子束的着落能量等因素而被预定为最优值。然而，在一些实施例中，可以基于电子检测器的收集效率、期望的检查吞吐量、应用、期望的分析、样本等来动态地调整源转换单元220的取向。

图7B图示了离开的次级电子束阵列760，其表示离开的次级电子束761a至769a的阵列在进入次级投影成像***(例如，图5的次级投影成像***550)之前在束分离器(例如，图5的束分离器533)下游的平面720上的投影。在该上下文中，离开的次级电子束761a至769a可以是指由束分离器偏转的次级电子束，使得它们被引向次级投影成像***。在一些实施例中，在离开束分离器之后的离开的次级电子束761a至769a的横截面可以是非圆形的，如图7B所示。例如，基于束分离器的性能等，离开的次级电子束361a至369a的横截面可以包括卵形、椭圆形或非圆形形状。

在一些实施例中，离开的次级电子束阵列760可以包括具有非圆形横截面的离开的次级电子束761a至769a的矩形阵列(变形的阵列)。引起次级电子束横截面变化和束阵列变形的若干因素之一包括如图3A至图3D所示和解释的束分离器(例如图5的束分离器533)的偏转性能等。

现在参考图8，图8图示了根据本公开的实施例的表示在多束检查***中使用多个电子束形成样本的图像的示例性方法800的处理流程图。例如，如图1所示，方法800可以由EBI***100的控制器50执行。控制器50可以被编程以执行方法800的一个或多个块。例如，控制器50可以将电信号施加到消像散器(例如，图5的消像散器555)以调整其四极场并补偿次级电子束的像散像差，以及执行其他功能。

在步骤810，可以从样本(例如，图2的样本208)生成多个次级电子束。带电粒子源(例如，图2的电子源201)可以被激活以生成带电粒子束(例如，图2的初级电子束202)。电子源可以由控制器(例如，图2的控制器50)激活。例如，可以控制电子源发射初级电子以形成沿着主光轴(例如，图2的主光轴204)的电子束。电子源可以被远程激活，例如通过使用软件、应用程序或用于控制器的处理器通过控制电路***为电子源供电的指令集。

多个初级电子子束(例如，图2的初级子束211、212和213)可以从初级电子束生成并且使用物镜(例如，图2的物镜231)被聚焦在样本上。被聚焦的初级电子子束在与样本相互作用时可以在样本上形成多个探测斑并且生成多个次级电子束(例如，图3C的次级电子束361至369)。所生成的次级电子束可以被引向束分离器(例如，图2的束分离器233)，该束分离器被配置为将次级电子束朝向次级投影成像***(例如，图2的次级投影成像***250)偏转。进入束分离器的次级电子束可以被偏转以沿着次光轴(例如，图2的次光轴251)行进，以形成离开的次级电子束(例如，图3的经修改的次级电子束361a至369a)。

次级电子束的偏转可以与次级电子束参考沿其放置束分离器的主光轴的位置等有关。例如，远离X1-Y1轴中心的离轴次级电子束可以比轴上次级电子束偏转更大的距离。

在诸如多束SEM的多束检查设备中，使用维恩滤波器(例如，图3B的束分离器333)将初级电子束与次级电子束分离可能引起束像散像差和束阵列变形等。SEM中的成像分辨率可以取决于入射在诸如次级电子检测器的电子检测装置(例如，图2的电子检测装置240)的检测元件(例如，图2的检测元件241)上的次级电子束的聚焦、所接收的成像信号的质量、电子检测装置的收集效率和检测效率等。影响次级电子束的聚焦的若干因素之一可以是像散像差，该像散像差可以引起束剖面失真或束阵列变形等。散焦电子束可以在次级电子检测器上具有大的入射斑。在传统的多束SEM中，散焦电子束可能入射在次级电子检测器的多个检测元件上。换言之，多个检测元件中的每个检测元件可以从对应的次级电子束和其他相邻束接收次级电子。因此，一个检测元件的成像信号可以包括源自对应的次级电子束的主要分量和源自相邻电子束的串扰分量。串扰的发生可能降低收集效率和检查吞吐量等。

在一些实施例中，消像散器(例如，图5的消像散器555)可以被配置为补偿由束分离器引起的像散像差。一个或多个消像散器可以被配置为当电子束通过次级投影成像***时向次级电子束施加校正磁场或电场。可以通过调整消像散器的电激励来调整次级电子所经受的磁场或电场。调整消像散器的电激励可以包括但不限于调整被施加到消像散器的一个或多个极的电压或线圈电流。

在一些实施例中，调整消像散器的电激励可以包括将离开的次级电子束的剖面从非圆形横截面调整为基本上圆形的横截面。

在步骤820，可以使多个次级电子束聚焦在焦平面(例如，图5的最终像平面SP2)上。最终像平面SP2可以包括离开的次级电子束的焦平面。被聚焦的离开的次级电子束的剖面在离开消像散器之后可以基本上是圆形的。最终像平面SP2可以包括平坦的焦平面，使得离开的次级电子束被聚焦在同一平坦的焦平面上。然而，实际上，电子束阵列中的离开的次级电子束可以被聚焦在弯曲的焦平面上，该弯曲的焦平面包括多个平坦的焦平面。经修改的次级电子束的非共面聚焦的若干原因之一可以包括但不限于场曲像差。

平坦的焦像平面SP2可以不垂直于次光轴，部分是因为由物镜和束分离器形成的虚拟中间像平面SP1-R不垂直于次光轴等。在传统的多束检查***中，电子检测器可以垂直于次光轴而放置，而最终像平面SP2不垂直于次光轴。这样的配置可以导致一个或多个离开的次级电子束在例如电子检测装置的检测表面(例如，图5的检测表面540D)上散焦，并且导致离开的次级电子束阵列在检测表面上在最终像平面SP2倾斜的方向上变形。束散焦和束阵列变形可能导致收集效率的降低、串扰的增加和吞吐量的降低等。

在步骤830，电子检测装置的检测表面可以相对于焦平面而定位。在一些实施例中，可以调整电子检测装置相对于焦平面的位置。电子检测装置可以沿检测平面设置。在一些实施例中，电子检测装置的检测平面可以与最终像平面SP2形成角度α，如图4A所示。调整电子检测装置的位置可以包括调整电子检测装置的检测平面与最终像平面SP2之间的角度α。调整角度α可以包括使电子检测装置沿一个或多个轴倾斜一定倾斜角，以减小电子检测装置的检测平面与最终像平面SP2之间的角度α。角度α可以减小，使得电子检测装置540的检测平面和最终像平面SP2可以重合。

现在参考图9，图9图示了根据本公开的实施例的表示在多束检查***中使用多个电子束形成样本的图像的示例性方法900的处理流程图。方法900可以由例如图1所示的EBI***100的控制器50执行。控制器50可以被编程以执行方法900的一个或多个块。例如，控制器50可以将电信号施加到消像散器(例如，图5的消像散器555)以调整电场或磁场并补偿次级电子束的像散像差，以及执行其他功能。

在步骤910，多个初级电子子束(例如，图2的初级子束211、212和213)可以从初级电子束(例如，图2的初级电子束202)生成并且使用物镜(例如，图2的物镜231)被聚焦在样本上。被聚焦的初级电子子束在与样本相互作用时可以在样本上形成多个探测斑并生成多个次级电子束(例如，图3C的次级电子束361至369)。所生成的次级电子束可以被引向束分离器(例如，图2的束分离器233)，该束分离器被配置为将次级电子束朝向次级投影成像***(例如，图2的次级投影成像***250)偏转。进入束分离器的次级电子束可以沿着次光轴(例如，图2的次光轴251)被偏转，以形成离开的次级电子束(例如，图3的经修改的次级电子束361a至369a)。

在步骤920，可以调整初级电子子束的取向，使得所产生的次级电子束与次级电子束被束分离器偏转的方向对准。调整初级电子子束的取向可以包括围绕主光轴旋转初级电子子束，使得所得到的次级电子束可以被对应地旋转以形成沿X1-和Y1-轴而对准的次级电子束阵列。

可以基于包括(但不限于)源转换单元(例如，图2的源转换单元220)的取向等来确定用于使次级电子束阵列形成的初级电子子束的旋转角。用于对初级电子子束的旋转进行调整的源转换单元的取向可以被调整，使得次级电子束阵列在次级电子束被束分离器偏转的方向上对准。

在一些实施例中，消像散器(例如，图5的消像散器555)可以被配置为补偿由束分离器引起的像散像差。一个或多个消像散器可以被配置为当电子束通过次级投影成像***时向次级电子束施加校正磁场或电场。可以通过调整消像散器的电激励来调整次级电子所经受的磁场或电场。调整消像散器的电激励可以包括但不限于调整被施加到消像散器的一个或多个极的电压或线圈电流。

在步骤930，可以在最终像平面(例如，图5的最终像平面SP2)上形成样本的多个探测斑的图像。最终像平面SP2可以包括离开的次级电子束的焦平面。被聚焦的离开的次级电子束的剖面在离开消像散器之后可以基本上是圆形的。最终像平面SP2可以包括平坦的焦平面，使得离开的次级电子束被聚焦在同一平坦的焦平面上。然而，实际上，电子束阵列中的离开的次级电子束可以被聚焦在弯曲的焦平面上，该弯曲的焦平面包括多个平坦的焦平面。

在步骤940，可以调整电子检测装置参考最终像平面的位置的位置。电子检测装置可以沿检测平面而设置。在一些实施例中，电子检测装置的检测平面可以与最终像平面SP2形成角度α，如图4A所示。调整电子检测装置的位置可以包括调整电子检测装置的检测平面与最终像平面SP2之间的角度α。调整角度α可以包括使电子检测装置沿一个或多个轴倾斜一定倾斜角，以减小电子检测装置的检测平面与最终像平面SP2之间的角度α。角度α可以减小，使得电子检测装置540的检测平面和最终像平面SP2可以重合。

可以提供一种非瞬态计算机可读介质，该非瞬态计算机可读介质存储用于控制器(例如，图1的控制器50)的处理器执行以下的指令：图像检查、图像获取、激活带电粒子源、调整消像散器的电激发、调整电子的着落能量、调整物镜激励、调整次级电子检测器位置和取向、工作台运动控制、束分离器激励等。非瞬态介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁性数据存储介质、光盘只读存储器(CD-ROM)、任何其他光学数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、和可擦除可编程只读存储器(EPROM)、FLASH-EPROM或任何其他闪速存储器、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、高速缓存、寄存器、任何其他存储器芯片或盒式存储器，以及它们的联网版本。

应当理解，本公开的实施例不限于上面已经描述和在附图中示出的确切构造，并且可以在不脱离其范围的情况下进行各种修改和改变。已经结合各种实施例描述了本公开，考虑到本文公开的本发明的说明书和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员来说将是明显的。说明书和示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出。

可以使用以下条款进一步描述这些实施例：

1.一种由多束设备执行以形成样本的图像的方法，该方法包括：

在与多个初级电子束相互作用时，沿着主光轴从样本上的多个探测斑生成多个次级电子束；

使多个次级电子束聚焦到焦平面上；以及

相对于焦平面来对次级电子检测器的检测表面进行定位。

2.根据条款1的方法，其中多个次级电子束包括次级电子束阵列。

3.根据条款1和2中任一项的方法，还包括：调整与样本相互作用的多个初级电子束的取向。

4.根据条款3的方法，其中调整多个初级电子束的取向调整次级电子束阵列的取向。

5.根据条款3和4中任一项的方法，其中调整多个初级电子束的取向包括围绕主光轴旋转多个初级电子束。

6.根据条款1-5中任一项的方法，还包括：使用束分离器将多个次级电子束沿着次光轴朝向次级电子检测器引导。

7.根据条款1-6中任一项的方法，还包括：调整消像散器的电激励以补偿多个次级电子束的像散像差。

8.根据条款1-7中任一项的方法，其中次级电子检测器被设置在次级电子投影***的下游，该次级电子投影***被配置为使多个次级电子束聚焦在焦平面上。

9.根据条款8的方法，其中次级电子检测器包括多个检测元件，并且其中多个检测元件中的检测元件与多个次级电子束中的对应次级电子束相关联。

10.根据条款8和9中任一项的方法，其中对次级电子检测器的检测表面进行定位包括：调整检测表面与焦平面之间的倾斜角。

11.根据条款10的方法，其中调整倾斜角包括：减小次级电子检测器的检测表面与焦平面之间的倾斜角。

12.根据条款11的方法，其中减小倾斜角包括：调整次级电子检测器的位置，使得次级电子检测器的检测表面基本上与焦平面重合。

13.根据条款12的方法，其中调整次级电子检测器的位置包括：基于次级电子检测器的收集效率，动态地调整倾斜角。

14.根据条款12-13中任一项的方法，其中调整次级电子检测器的位置包括：将倾斜角调整为倾斜角的预定值。

15.根据条款12-14中任一项的方法，其中调整次级电子检测器的位置包括：在一个或多个平面中参考次光轴调整倾斜角。

16.一种由多带电粒子束设备执行以形成样本的图像的方法，该方法包括：

在与多个初级电子束相互作用时，沿着主光轴从样本上的多个探测斑生成多个次级电子束；

调整与样本相互作用的多个初级电子束的取向；

在最终像平面上形成样本的多个探测斑的图像；以及

相对于最终像平面的位置来对次级电子检测器的检测表面进行定位。

17.根据条款16的方法，其中多个次级电子束包括次级电子束阵列。

18.根据条款16和17中任一项的方法，其中调整多个初级电子束的取向调整次级电子束阵列的取向。

19.根据条款16-18中任一项的方法，其中调整多个初级电子束的取向包括：围绕主光轴旋转多个初级电子束。

20.根据条款16-19中任一项的方法，还包括：使用束分离器将多个次级电子束沿着次光轴朝向次级电子检测器引导。

21.根据条款16-20中任一项的方法，还包括：调整消像散器的电激励以补偿多个次级电子束的像散像差。

22.根据条款16-21中任一项的方法，其中次级电子检测器被布置在次级电子投影***的下游，该次级电子投影***被配置为在最终像平面上形成多个探测斑的图像。

23.根据条款22的方法，其中次级电子检测器包括多个检测元件，并且其中多个检测元件中的检测元件与多个次级电子束中的对应次级电子束相关联。

24.根据条款22和23中任一项的方法，其中对次级电子检测器的检测表面进行定位包括：调整次级电子检测器的检测平面与最终像平面之间的倾斜角。

25.根据条款24的方法，其中调整倾斜角包括：减小次级电子检测器的检测平面与最终像平面之间的倾斜角。

26.根据条款25的方法，其中减小倾斜角包括：调整次级电子检测器的位置，使得次级电子检测器的检测平面基本上与最终像平面重合。

27.根据条款26的方法，其中调整次级电子检测器的位置包括：基于次级电子检测器的收集效率，动态地调整倾斜角。

28.根据条款26-27中任一项的方法，其中调整次级电子检测器的位置包括：将倾斜角调整为倾斜角的预定值。

29.根据条款24-28中任一项的方法，其中调整次级电子检测器的位置包括：在一个或多个平面中参考次光轴调整倾斜角。

30.一种多束设备，该多束设备用于使用多个初级电子束来检查样本，该多个初级电子束被配置为在样本上形成多个探测斑，多束设备包括：

次级电子投影***，被配置为：

接收由探测斑的形成所产生的多个次级电子束，在最终像平面上形成样本上的多个探测斑的图像；以及

次级电子检测器，被配置为检测多个次级电子束，其中带电粒子检测器的位置基于最终像平面的位置而被设置。

31.根据条款30的多束设备，其中多个次级电子束包括次级电子束阵列。

32.根据条款30-31中任一项的多束设备，还包括物镜，该物镜被配置为：使多个初级电子束聚焦在样本上，并且沿着主光轴在中间像平面上形成多个探测斑的图像。

33.根据条款30-32中任一项的多束设备，还包括束分离器，该束分离器被配置为：沿着次光轴将多个次级电子束引向次级电子检测器。

34.根据条款30-33中任一项的多束设备，还包括消像散器，该消像散器被配置为补偿多个次级电子束的像散像差。

35.根据条款30-34中任一项的多束设备，其中次级电子检测器被设置在次级电子投射***的下游。

36.根据条款30-35中任一项的多束设备，其中次级电子检测器包括多个检测元件，并且其中多个检测元件中的检测元件与多个次级电子束中的对应次级电子束相关联。

37.根据条款30-36中任一项的多束设备，其中对次级电子检测器的位置的设置包括：在次级电子检测器的检测平面与最终像平面之间的经调整的倾斜角。

38.根据条款37的多束设备，其中对次级电子检测器的位置的设置包括：在检测平面与最终像平面之间的减小的倾斜角。

39.根据条款38的多束设备，其中减小的倾斜角包括：对次级电子检测器的位置的设置，以使得检测平面基本上与最终像平面重合。

40.根据条款37-39中的任一项的多束设备，其中对次级电子检测器的位置的设置还包括：基于次级电子检测器的收集效率而动态调整的倾斜角。

41.根据条款37-40中的任一项的多束设备，其中对次级电子检测器的位置的设置还包括：倾斜角的预定值。

42.根据条款30-41中任一项的多束设备，其中最终像平面包括弯曲的平面。

43.一种多束设备，包括：

次级电子投影***，包括：消像散器，该消像散器被配置为影响从样本上的多个探测斑生成的多个次级电子束的路径；以及

次级电子检测器，被配置为检测多个次级电子束，其中次级电子检测器的位置基于多个探测斑的最终像平面的位置来确定。

44.根据条款43的设备，其中次级电子投影***被配置为使多个次级电子束聚焦并且形成最终像平面。

45.根据条款43和44中任一项的设备，其中消像散器包括电或磁多极透镜。

46.根据条款43-45中任一项的设备，其中对消像散器的电激励的调整补偿多个次级电子束的像散像差。

47.根据条款43-46中任一项的设备，还包括物镜，该物镜被配置为：

使多个初级电子束聚焦以在样本上形成多个探测斑；以及

在基本上垂直于主光轴的中间像平面上形成多个探测斑的图像。

48.根据条款43-47中任一项的设备，还包括束分离器，该束分离器被配置为沿着次光轴将多个次级电子束引向次级电子检测器。

49.根据条款43-48中任一项的设备，其中次级电子检测器被设置在次级电子投射***的下游。

50.根据条款49的设备，其中次级电子检测器包括多个检测元件，并且其中多个检测元件中的检测元件与多个次级电子束中的对应次级电子束相关联。

51.根据条款49和50中任一项的设备，其中对次级电子检测器的位置的调整包括：对次级电子检测器的检测平面与最终像平面之间的倾斜角的调整。

52.根据条款51的设备，其中对次级电子检测器的位置的调整包括：检测平面与最终像平面之间的倾斜角的减小。

53.根据条款52的设备，其中倾斜角的减小包括：对次级电子检测器的位置的调整，以使得检测平面基本上与最终像平面重合。

54.根据条款51-53中任一项的设备，其中对次级电子检测器的位置的调整还包括：基于次级电子检测器的多个次级电子束的检测效率对倾斜角的动态调整。

55.根据条款51-54中的任一项的设备，其中对次级电子检测器的位置的调整还包括：将倾斜角设置为预定值。

56.一种非瞬态计算机可读介质，该非瞬态计算机可读介质存储指令集，该指令集能够由多束设备的一个或多个处理器执行以使多束设备执行形成样本的图像的方法，该方法包括：

沿着主光轴从样本上的多个初级电子束的多个探测斑生成多个次级电子束；

使用次级电子检测器来获取最终像平面上的样本的多个探测斑的图像；以及

基于最终像平面的位置，对次级电子检测器的检测表面进行定位。

57.根据条款56的非瞬态计算机可读介质，其中能够由多束设备的一个或多个处理器执行的指令集使多束设备还执行：

使用物镜来在基本上垂直于主光轴的中间像平面上形成多个探测斑的中间图像；以及

使用束分离器来将多个次级电子束沿着次光轴朝向次级电子检测器引导。

58.根据条款57的非瞬态计算机可读介质，其中能够由多束设备的一个或多个处理器执行的指令集使多束设备还执行：

调整与样本相互作用的多个初级电子束的取向，其中调整多个初级电子束的取向包括：围绕主光轴旋转多个初级电子束；以及

调整带电粒子检测器的检测平面与最终像平面之间的倾斜角。

59.根据条款58的非瞬态计算机可读介质，其中能够由多束设备的一个或多个处理器执行的指令集使多束设备还执行：调整消像散器的电激励以补偿多个次级电子束的像散像差。

以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。因此，对于本领域技术人员来说明显的是，可以在不脱离下面所阐述的权利要求的范围的情况下进行所描述的修改。

Claims (15)

1.一种由多束设备执行以形成样本的图像的方法，所述方法包括：

在与多个初级电子束相互作用时，沿着主光轴从所述样本上的多个探测斑生成多个次级电子束；

使所述多个次级电子束聚焦到焦平面上；以及

相对于所述焦平面来对次级电子检测器的检测表面进行定位。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：调整消像散器的电激励以补偿所述多个次级电子束的像散像差。

3.一种用于使用多个初级电子束来检查样本的多束设备，所述多个初级电子束被配置为在所述样本上形成多个探测斑，所述多束设备包括：

次级电子投影***，被配置为：

接收由所述探测斑的形成所产生的多个次级电子束，并且在最终像平面上形成所述样本上的所述多个探测斑的图像；以及

次级电子检测器，被配置为检测所述多个次级电子束，其中所述带电粒子检测器的位置基于所述最终像平面的位置而被设置。

4.根据权利要求3所述的多束设备，其中所述多个次级电子束包括次级电子束阵列。

5.根据权利要求3所述的多束设备，还包括物镜，所述物镜被配置为：使所述多个初级电子束聚焦在所述样本上，并且沿着主光轴在中间像平面上形成所述多个探测斑的图像。

6.根据权利要求3所述的多束设备，还包括束分离器，所述束分离器被配置为：沿着次光轴将所述多个次级电子束引向所述次级电子检测器。

7.根据权利要求3所述的多束设备，还包括消像散器，所述消像散器被配置为补偿所述多个次级电子束的像散像差。

8.根据权利要求3所述的多束设备，其中所述次级电子检测器被设置在所述次级电子投射***的下游。

9.根据权利要求3所述的多束设备，其中所述次级电子检测器包括多个检测元件，并且其中所述多个检测元件中的检测元件与所述多个次级电子束中的对应次级电子束相关联。

10.根据权利要求3所述的多束设备，其中对所述次级电子检测器的位置的设置包括：在所述次级电子检测器的检测平面与所述最终像平面之间的经调整的倾斜角。

11.根据权利要求10所述的多束设备，其中对所述次级电子检测器的所述位置的所述设置包括：在所述检测平面与所述最终像平面之间的减小的倾斜角。

12.根据权利要求11所述的多束设备，其中所述减小的倾斜角包括：对所述次级电子检测器的所述位置的所述设置，以使得所述检测平面基本上与所述最终像平面重合。

13.根据权利要求10所述的多束设备，其中对所述次级电子检测器的所述位置的所述设置还包括：基于所述次级电子检测器的收集效率而动态调整的倾斜角。

14.根据权利要求10所述的多束设备，其中对所述次级电子检测器的所述位置的所述设置还包括：所述倾斜角的预定值。

15.根据权利要求3所述的多束设备，其中所述最终像平面包括弯曲的平面。

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