CN114846574A - 对带电粒子束进行轮廓分析的***和方法 - Google Patents

Abstract

公开了对带电粒子束进行轮廓分析的***和方法。对带电粒子束进行轮廓分析的方法可以包括激活带电粒子源以沿着主光轴生成带电粒子束，通过调节带电粒子束与驻光波之间的相互作用来修改带电粒子束，在与驻光波相互作用之后从修改后的带电粒子束中检测带电粒子，以及基于检测到的带电粒子确定带电粒子束的轮廓。备选地，该方法可以包括：激活光源，通过调节光束与带电粒子束之间的相互作用来修改光束，从修改后的光束中检测光信号，以及基于检测到的光信号确定带电粒子束的特性。

Description

对带电粒子束进行轮廓分析的***和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年10月18日提交的EP申请19203966.7的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本文中提供的实施例公开了一种带电粒子束装置，被更具体地公开了一种通过使用光场对电子束进行轮廓分析而具有增强的成像分辨率的电子显微镜。

背景技术

在集成电路(IC)的制造过程中，检查未完成或已完成的电路组件以确保它们根据设计被制造并且没有缺陷。可以使用检查***，检查***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))。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，并且因此可能需要增强的成像分辨率。尽管测量了电子束轮廓，但测量涉及电子束与样品的相互作用，这可能会影响从样品中分离出影响因素的能力，从而限制了可靠的缺陷检测和分析所需要的成像分辨率。

发明内容

本公开的一个方面涉及一种对带电粒子束进行轮廓分析的方法。该方法可以包括：激活带电粒子源以沿着主光轴生成带电粒子束；通过调节带电粒子束与驻光波之间的相互作用来修改带电粒子束；在与驻光波的相互作用之后，使用带电粒子检测器从修改后的带电粒子束中检测带电粒子；以及基于检测到的带电粒子确定带电粒子束的特性。该方法还可以包括使用光源在垂直于主光轴的平面中生成驻光波。修改带电粒子束可以包括修改带电粒子束的路径、位置、尺寸或强度。修改带电粒子束的尺寸可以包括对带电粒子束进行放大或截断中的一项。调节相互作用可以包括调节驻光波的次光轴相对于主光轴的位置。调节相互作用还可以包括使带电粒子束与驻光波相互作用或使带电粒子束与驻光波之间的相互作用发生变化，其中使相互作用发生变化可以包括带电粒子束与驻光波之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。该方法还可以包括将次光轴的位置调节为与主光轴相交，并且其中将次光轴的位置调节为与主光轴相交导致带电粒子束的放大。调节次光轴的位置还可以包括使驻光波移位使得次光轴与带电粒子束的***的一部分相交，并且其中使驻光波移位以使次光轴与带电粒子束的***的部分相交导致带电粒子束的截断。

带电粒子检测器可以与被配置为接收带电粒子束的样品基本共面设置，并且可以包括闪烁体、像素化闪烁体、电荷耦合装置、法拉第杯、光谱仪或电子捕获检测器。确定特性可以包括确定带电粒子束的轮廓。

本公开的另一方面涉及一种用于对带电粒子束进行轮廓分析的带电粒子束***。该***可以包括用于沿着主光轴生成带电粒子束的带电粒子源、被配置为沿着次光轴生成驻光波的光源、和控制器。控制器可以包括电路装置并且被配置为：激活光源以生成驻光波；调节带电粒子束与驻光波之间的相互作用以修改带电粒子束；在与驻光波的相互作用之后，激活带电粒子检测器以从修改后的带电粒子束中检测带电粒子；以及基于检测到的带电粒子确定带电粒子束的特性。光源还可以被配置为在垂直于主光轴的平面中生成驻光波。

带电粒子束的修改可以包括带电粒子束的路径、位置、尺寸或强度的修改。带电粒子的尺寸的修改可以包括带电粒子束的放大或截断。相互作用的调节可以包括次光轴相对于主光轴的位置的调节。次光轴的位置可以被调节为与主光轴相交，其中将次光轴调节为与主光轴相交导致带电粒子束的放大。次光轴的位置的调节还包括使驻光波移位使得次光轴与带电粒子束的***的一部分相交，其中使驻光波移位以使次光轴与带电粒子束的***的部分相交导致带电粒子束的截断。相互作用的调节还可以包括调节次光轴的位置以使带电粒子束与驻光波相互作用，或调节次光轴的位置以使带电粒子束与驻光波之间的相互作用发生变化，其中相互作用的变化包括带电粒子束与驻光波之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。

带电粒子检测器可以与被配置为接收带电粒子束的样品基本共面设置，并且可以包括闪烁体、像素化闪烁体、电荷耦合装置、法拉第杯、光谱仪或电子捕获检测器。带电粒子检测器可以设置在物镜与被配置为接收带电粒子束的样品之间。特性的确定包括带电粒子束的轮廓的确定。

本公开的另一方面涉及一种对带电粒子束进行轮廓分析的方法。该方法可以包括：激活光源以生成光束；通过调节光束与由带电粒子源生成的带电粒子束之间的相互作用来修改光束；在与带电粒子束的相互作用之后，使用光学检测器从修改后的光束中检测光信号；以及基于检测到的光信号确定带电粒子束的特性。该方法还可以包括激活带电粒子源以沿着主光轴生成带电粒子束，以及沿着垂直于主光轴的第一平面中的次光轴引导光束。

修改光束可以包括修改光束的路径、位置、尺寸或强度，并且其中修改光束的尺寸包括光束的放大或截断。该方法还可以包括沿着垂直于光束的次光轴的第二平面穿过光束扫描带电粒子束，并且调节光束与带电粒子束之间的相互作用。扫描带电粒子束可以包括调节带电粒子束的主光轴相对于次光轴的位置。调节相互作用还包括使光束与带电粒子束相互作用或使光束与带电粒子束之间的相互作用发生变化，其中使相互作用发生变化包括光束与带电粒子束之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。扫描带电粒子束还可以包括将主光轴的位置调节为与次光轴相交。将主光轴的位置调节为与次光轴相交可以导致光束的放大。扫描带电粒子束还可以包括将主光轴的位置调节为与光束的***相交，其中将带电粒子束的主光轴的位置调节为与光束的***相交导致光束的截断。光源的位置在第一平面中是可调节的。光学检测器的位置在第一平面中是可调节的并且被配置为在与带电粒子束的相互作用之后从修改后的光束中检测光信号。确定特性可以包括确定带电粒子束的轮廓。

本公开的另一方面涉及一种带电粒子束***。该***可以包括用于沿着主光轴生成带电粒子束的带电粒子源、被配置为沿着次光轴生成光束的光源、以及控制器。控制器可以包括电路装置并且被配置为：激活光源以生成光束；调节带电粒子束与光束之间的相互作用以修改光束；在与带电粒子束的相互作用之后，激活光学检测器以从修改后的光束中检测光信号；以及基于检测到的光信号确定带电粒子束的特性。

相互作用的调节还包括调节次光轴的位置以使光束与带电粒子束相互作用，或调节次光轴的位置以使光束与带电粒子束之间的相互作用发生变化，其中相互作用的变化包括光束与带电粒子束之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。

本公开的另一方面涉及一种多光束设备。该多光束设备可以包括控制器，该控制器包括电路装置。该控制器可以被配置为：激活带电粒子源以生成初级带电粒子束并且由此形成多个带电粒子束；激活光源以生成多个光束；调节多个光束中的至少一个光束与多个带电粒子束中的一个带电粒子束之间的相互作用以修改多个光束中的至少一个光束；在与多个带电粒子束中的一个带电粒子束的相互作用之后，激活光学检测器以从修改后的多个光束中的至少一个光束中检测光信号；以及重构光信号以确定多个带电粒子束中的一个带电粒子束的特性。

光源可以包括激光二极管阵列。光学检测器可以包括光电检测器、光电检测器阵列或光电倍增管阵列。光电检测器阵列的光电检测器可以与激光二极管阵列的激光二极管相关联。多个光束中的至少一个光束的修改可以包括多个光束中的至少一个光束的路径、位置、尺寸或强度的修改。多个光束中的至少一个光束的尺寸的修改可以包括多个光束中的至少一个光束的放大或截断。光学检测器和光源可以径向地设置在垂直于初级带电粒子束的主光轴的平面中。光学检测器可以被配置为接收由多个光束和多个带电粒子束的相互作用生成的多个光信号。

本公开的另一方面涉及一种存储指令集的非暂态计算机可读介质，该指令集能够由带电粒子束装置的一个或多个处理器执行以使带电粒子束装置执行对带电粒子束进行轮廓分析的方法。该方法可以包括：激活带电粒子源以沿着主光轴生成带电粒子束；通过调节带电粒子束与驻光波之间的相互作用来修改带电粒子束；在与驻光波的相互作用之后，激活带电粒子检测器以从修改后的带电粒子束中检测带电粒子；以及基于检测到的带电粒子确定带电粒子束的轮廓。调节相互作用可以还包括调节驻光波的次光轴相对于主光轴的位置，其中将次光轴的位置调节为与主光轴相交导致带电粒子束的放大；以及使驻光波移位以使次光轴与带电粒子束的***的一部分相交导致带电粒子束的截断。

本公开的另一方面涉及一种存储指令集的非暂态计算机可读介质，该指令集能够由带电粒子束装置的一个或多个处理器执行以使带电粒子束装置执行对带电粒子束进行轮廓分析的方法。该方法可以包括：激活光源以生成光束；通过调节光束与由带电粒子源生成的带电粒子束之间的相互作用来修改光束；在与带电粒子束的相互作用之后，使用光学检测器从修改后的光束中检测光信号；以及基于检测到的光信号确定带电粒子束的轮廓。对带电粒子束进行轮廓分析还可以包括穿过光束扫描带电粒子束以调节光束与带电粒子束之间的相互作用，其中扫描带电粒子束包括调节带电粒子束的主光轴相对于次光轴的位置。

本公开的实施例的其他优点将从以下结合附图的描述中变得很清楚，附图中通过说明和示例的方式阐述了本发明的某些实施例。

附图说明

图1是示出与本公开的实施例一致的示例性电子束检查(EBI)***的示意图。

图2是示出与本公开的实施例一致的示例性电子束工具的示意图，该工具可以是图1的示例性电子束检查***的一部分。

图3是示出与本公开的实施例一致的单带电粒子束***中的光束和电子束的示例性配置的示意图。

图4是示出与本公开的实施例一致的单带电粒子束***中的光束和电子束的示例性配置的示意图。

图5是示出与本公开的实施例一致的单带电粒子束***中的光束和扫描电子束的示例性配置的示意图。

图6是示出与本公开的实施例一致的图2的多束装置中的光束和电子束的示例性配置的示意图。

图7是表示与本公开的实施例一致的对电子束进行轮廓分析的示例性方法的过程流程图。

图8是表示与本公开的实施例一致的对电子束进行轮廓分析的示例性方法的过程流程图。

具体实施方式

现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中示出。以下描述参考附图，其中不同附图中相同的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所有实现。相反，它们仅仅是与如所附权利要求中所述的公开实施例相关的方面一致的设备和方法的示例。例如，尽管在使用电子束的上下文中描述了一些实施例，但本公开不限于此。可以类似地应用其他类型的带电粒子束。此外，可以使用其他成像***，诸如光学成像、光检测、X射线检测等。

电子器件由在称为衬底的一块硅上形成的电路构成。很多电路可以一起形成在同一块硅上，并且称为集成电路或IC。这些电路的尺寸已经显著减小，因此更多的电路可以安装在衬底上。例如，智能手机中的IC芯片可以像拇指一样小，但可能包含超过20亿个晶体管，每个晶体管的大小不到人类头发大小的1/1000。

制造这些极小的IC是一个复杂、耗时并且昂贵的过程，通常涉及数百个个体步骤。即使是一个步骤中的错误也有可能导致成品IC出现缺陷，从而使其无用。因此，制造工艺的一个目标是避免这样的缺陷，以最大限度地提高在工艺中制造的功能IC的数目，即，提高工艺的整体产率。

提高产率的一个组成部分是监测芯片制造过程，以确保它正在产生足够数目的功能集成电路。监测该过程的一种方法是在其形成的各个阶段检查芯片电路结构。可以使用扫描电子显微镜(SEM)进行检查。SEM可以用于对这些极小的结构进行成像，实际上是对这些结构进行“拍照”。该图像可以用于确定结构是否正确形成以及是否形成在正确位置。如果结构有缺陷，则可以调节工艺，使缺陷不太可能再次发生。

使用SEM来检查高密度IC芯片的准确性和可靠性可以取决于***的成像分辨率等。获取和维持高成像分辨率的几种方法中的一个是周期性地测量用于检查的电子束的特性。基于测量，用户或***可以调节光束特性，诸如光束对准或光束均匀性，以维持高分辨率。因此，可能需要在维持高检查吞吐量的同时准确测量光束特性。

在常规的SEM中，初级电子束的特性可以使用间接或直接电子束轮廓分析方法来确定。间接轮廓分析方法可以包括获取样品特征或区域的对焦和离焦图像，以及比较光束特性以确定光束轮廓等。在间接光束轮廓分析中，由光束样品相互作用带来的几个挑战中的一个可以包括对样品造成的充电或损坏，这可能会影响测量。

备选地，可以使用电子检测器直接对电子束进行轮廓分析，而无需样品相互作用，从而避免了与光束样品相互作用相关的问题。然而，电子检测器的分辨率可能不足以准确测量具有适合更高分辨率的小尺寸的光束的特性。尽管可以使用诸如电场或磁场等外部场来修改电子束的轮廓以克服空间分辨率的限制，但外部场可能会干扰由SEM产生的场以及在SEM内产生的场，从而扰乱正常的探针形成过程。此外，电场或磁场中的缺陷可能会导致修改后的光束轮廓失真，从而对所确定的光束特性的准确性产生负面影响。因此，可能需要使用可以避免光束样品相互作用，并且克服现有电子检测器的分辨率限制同时维持高检测吞吐量的技术来对电子束进行轮廓分析。

在本公开的一些实施例中，一种在没有光束样品相互作用的情况下对电子束进行轮廓分析同时维持高分辨率和吞吐量的方法可以包括通过调节电子束与光束(驻光波)之间的相互作用来修改电子束。电子束可以基于与光束的相互作用来修改，并且修改后的电子束可以使用电子检测器来检测。例如，电子束的修改可以包括放大或截断。备选地，在一些实施例中，光束可以基于光束与电子束之间的相互作用来修改，并且光学检测器可以用于在与电子束的相互作用之后从修改后的光束中检测光信号的光子。电子束特性可以基于修改后的电子束的检测到的电子，或基于修改后的光束的检测到的光子来确定。

为清楚起见，附图中组件的相对尺寸可能被夸大。在以下附图说明中，相同或相似的附图标记指代相同或相似的组件或实体，并且仅描述相对于个体实施例的不同之处。如本文中使用的，除非另有明确说明，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，则除非另有明确说明或不可行，否则该组件可以包括A、或B、或A和B。作为第二示例，如果声明一个组件可以包括A、B或C，则除非另有明确说明或不可行，否则该组件可以包括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示出了与本公开的实施例一致的示例性电子束检查(EBI)***100。如图1所示，带电粒子束检查***100包括主室10、负载锁定室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中。虽然描述和附图涉及电子束，但是应当理解，实施例不用于将本公开限于特定带电粒子。

EFEM 30包括第一加载端口30a和第二加载端口30b。EFEM 30可以包括(多个)附加加载端口。第一加载端口30a和第二加载端口30b接收晶片前开式传送盒(FOUP)，该FOUP容纳待检查的晶片(例如，半导体晶片或由(多种)其他材料制成的晶片)或样品(晶片和样品统以下称为“晶片”)。EFEM 30中的一个或多个机械臂(未示出)将晶片运送到负载锁定室20。

负载锁定室20连接到负载/锁定真空泵***(未示出)，该***去除负载锁定室20中的气体分子以达到低于大气压的第一压力。在达到第一压力之后，一个或多个机械臂(未示出)将晶片从负载锁定室20运送到主室10。主室10连接到主室真空泵***(未示出)，该***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可以电子连接到电子束工具40并且也可以电子连接到其他组件。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装置。尽管控制器50在图1中被示出为在包括主室10、负载锁定室20和EFEM 30的结构之外，但是应当理解，控制器50可以是该结构的一部分。

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，本公开的各方面在其最广义上不限于容纳电子束检查***的腔室。相反，可以理解，上述原理也可以应用于其他腔室。

现在参考图2，图2示出了说明与本公开的实施例一致的示例性电子束工具40的示意图，该示例性电子束工具40可以是图1的示例性带电粒子束检查***100的一部分。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、主投影光学***230、辅成像***250和辅电子检测装置240。在一些实施例中例如，电子束工具40还可以包括光学***270，该光学***270包括被配置为沿着次光轴272生成光束的光源271、和光学检测器275。

在一些实施例中，电子束工具40可以包括机动样品台290、用于保持样品208(例如，晶片、样本或光掩模)的样品保持器285、和主电子检测装置280。虽然图2中未示出，但是在一些实施例中，电子束工具40还可以包括枪孔板、预束波(pre-beamlet)形成机构和聚光透镜。可以理解，可以适当地添加/省略设备40的其他公知组件。

电子源201、源转换单元220、偏转扫描单元232、光束分离器233和主投影光学***230可以与设备40的主光轴204对准。辅成像***250和辅电子检测装置240可以与设备40的第三光轴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且被提取或加速以形成初级电子束202，该初级电子束202形成初级束交叉点(虚拟或真实)203。初级电子束202可以被可视化为是从初级电子束交叉点203发射的。

源转换单元220可以包括孔径透镜阵列、光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。在该上下文中，“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的至少一部分通过。孔径透镜板可以经由具有被初级电子束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发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不同于孔径透镜板下方的电场，从而在孔径透镜板的每个孔径中形成透镜场，并且从而可以形成孔径透镜阵列。

在一些实施例中，光束限制孔径阵列可以包括光束限制孔径。可以理解，可以酌情使用任何数目的孔径。光束限制孔径阵列可以被配置为限制个体初级束波211、212和213的直径。尽管图2作为示例示出了三个初级束波211、212和213，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束波。

在一些实施例中，成像透镜可以包括被配置为将初级束波211、212和213聚焦在像平面上的集合成像透镜。成像透镜可以具有与主光轴204正交的主平面。成像透镜可以位于光束限制孔径阵列下方并且可以被配置为聚焦初级束波211、212和213，使得束波在中间图像平面上形成初级电子束202的多个聚焦图像。

在一些实施例中，电子束工具40可以包括束波控制单元225，束波控制单元225被配置为从源转换单元220接收初级束波211、212和213并且将它们引向样品208。束波控制单元225可以包括转移透镜，该转移透镜被配置为将初级束波211、212和213从图像平面引导到物镜，使得初级束波211、212和213正常或基本正常地着陆在样品208的表面上，或者形成具有较小像差的多个探针点211S、212S和213S。转移透镜可以是静止的或可移动的透镜。在可移动透镜中，可以通过调节透镜的电激励来改变透镜的聚焦能力。

在一些实施例中，束波控制单元225可以包括束波倾斜偏转器，该束波倾斜偏转器被配置为可以被配置为使初级束波211、212和213倾斜，从而使其以相对于样品208的表面法线相同或基本相同的着陆角(θ)着陆在样品208的表面上。使束波倾斜可以包括使初级束波211、212和213的交叉点稍微偏离主光轴204。这在检查包括三维特征或结构的样品或样品区域(诸如井的侧壁、沟槽或台面结构)时很有用。

在一些实施例中，束波控制单元225可以包括束波调节单元，该束波调节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等像差。束波调节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用于补偿初级束波211、212和213的场曲像差的多个微透镜，并且像散补偿器阵列可以包括用于补偿初级束波211、212和213的像散像差的多个微像散器。

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的角度来偏转束波211、212和213。在一些实施例中，远离主光轴204的偏转器可以被配置为更大程度地偏转束波。此外，偏转器阵列可以包括多个层(未示出)，并且偏转器可以设置在单独的层中。偏转器可以被配置为彼此独立地个体地控制。在一些实施例中，偏转器可以被控制以调节形成在样品208的表面上的探针点(例如，211S、212S和213S)的间距。如本文所述，探针点的间距可以定义为样品208表面上的两个直接相邻的探针点之间的距离。在一些实施例中，偏转器可以放置在中间图像平面上。

主投影光学***230可以包括物镜231、偏转扫描单元232和光束分离器233。光束分离器233和偏转扫描单元232可以位于主投影光学***230内部。物镜231可以被配置为将束波211、212和213聚焦到样品208上以供检查，并且可以在样品208的表面上分别形成三个探针点211S、212S和213S。在一些实施例中，束波211、212和213可以垂直或基本垂直于物镜231着陆。在一些实施例中，由物镜进行的聚焦可以包括减少探针点211S、212S和213S的像差。

响应于初级束波211、212和213在样品208上的探针点211S、212S和213S上的入射，电子可以从样品208中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通常包括次级电子(电子能量≤50eV)和背向散射电子(电子能量在50eV与初级束波211、212和213的着陆能量之间)。

电子束工具40可以包括光束分离器233。光束分离器233可以是维恩滤光器类型，包括生成静电偶极场E1和磁偶极场B1的静电偏转器(两者均未在图2中示出)。如果施加它们，则静电偶极场E1施加在束波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并且方向相反。束波211、212和213因此可以以零偏转角直接穿过光束分离器233。

偏转扫描单元232可以被配置为偏转束波211、212和213以在样品208的表面的一部分中的三个小扫描区域之上扫描探针点211S、212S和213S。光束分离器233可以朝向辅成像***250引导次级电子束261、262和263。辅成像***250可以将次级电子束261、262和263聚焦到辅电子检测装置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次级电子束261、262和263并且生成用于构建样品208的对应扫描区域的图像的对应信号。

在图2中，由三个探针点211S、212S和213S分别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，连续穿过物镜231和偏转扫描单元232。三个次级电子束261、262和263被光束分离器233(诸如维恩滤光片)转向以沿着辅成像***250的第三光轴251进入辅成像***250。辅成像***250可以将三个次级电子束261、262和263聚焦到包括三个检测元件241、242和243的辅电子检测装置240上。因此，辅电子检测装置240可以同时生成分别由三个探针点211S、212S和213S扫描的这三个扫描区域的图像。在一些实施例中，辅电子检测装置240和辅成像***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、光束分离器233、辅成像***250和辅电子检测装置240)可以形成一个检测***。

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、大型机主机、终端、个人计算机、任何类型的移动计算设备等、或其组合。尽管图2中未示出，但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、Bluetooth、互联网、无线网络、无线电等或其组合等介质通信耦合到设备40的辅电子检测装置240。在一些实施例中，图像获取器可以接收来自辅电子检测装置240的信号并且可以构建图像。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。在一些实施例中，存储装置可以是存储介质，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和后处理图像。

在一些实施例中，图像获取器可以基于从辅电子检测装置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时间序列之上多次采样的样品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。在一些实施例中，控制器50可以被配置为对样品208的同一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可以包括用于获取检测到的次级电子的分布的电路装置(例如，模数转换器、放大器、电阻器、定时器)。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束波211、212和213中的每个的对应扫描路径数据相结合可以用于重构被检查的晶片结构的图像。重构图像可以用于揭示样品208的内部或外部结构的各种特征，并且从而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可以被配置为控制源转换单元220、束波控制单元225和主投影光学***230，如图2所示。尽管未示出，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、以及源转换单元220、主投影光学***230、辅电子检测装置240和辅成像***250的组件。虽然图2示出了电子束工具40使用三个初级电子束波211、212和213，但是应当理解，电子束工具40可以使用两个或更多个初级电子束波。在一些实施例中，电子束工具40可以包括被配置为使用一个电子束来检查样品的单束工具。在单束配置中，一些组件(诸如光束偏转单元233)可能是不相关的，并且因此可以被移除、替换或停用。本公开不限制在设备40中使用的初级电子束波的数目。

在一些实施例中，控制器50可以包括用于控制机动载物台290的操作以在检查期间移动样品208的电路装置。在一些实施例中，控制器50可以使得机动载物台290能够以恒定速度在一个方向上连续移动样品208。在其他实施例中，控制器50可以使得机动载物台290能够根据扫描过程的步骤随时间改变样品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的图像来调节主投影光学***230或辅成像***250的配置。

在一些实施例中，样品保持器285可以安装在机动载物台290上或设置在形成在机动载物台290中的凹部中，使得机动载物台290的移动导致样品保持器285的对应移动。在一些实施例中，样品保持器285可以被配置为保持一个或多个样品208、以及一个或多个初级电子器件280。

在一些实施例中，控制器50可以包括电路装置并且被配置为控制光学***270的操作，包括但不限于激活光源271、沿着次光轴272生成光束(下文进一步描述)，使光束从次光轴272移位，激活光学检测器275，从光学检测器275接收光信号，等等。

光学***270可以包括被配置为生成光束的光源271。在一些实施例中，光源271可以包括光子源，包括但不限于激光、高强度激光或单色光源。光源271可以被配置为由控制器50或光学***270的处理器(未示出)控制。控制光源271可以包括但不限于激活激光源、校准和稳定激光源、沿着光轴引导光子等。

在一些实施例中，包括光源271和光学检测器275的光学***270可以设置在主投影光学***230下方。在一些实施例中，包括光源271和光学检测器275的光学***270可以设置在物镜231与样品208之间。在其他实施例中，包括光源271和光学检测器275的光学***270可以设置在各种其他位置，诸如在次光轴272可以在此穿过电子束(诸如初级电子束202、束波211、束波212或束波213)的路径的位置处。光源271可以被配置为沿着与主光轴204垂直或基本垂直的次光轴272生成光束。在一些实施例中，光束可以在垂直或基本垂直于主光轴204的平面中生成。例如，光束可能不与初级电子束202垂直相交，然而，光束沿着其传播的平面可以垂直或基本垂直于主光轴204。

光学***270可以包括光学检测器275，该光学检测器275被配置为接收例如在光束与初级电子束202相互作用之后生成的光信号。在一些实施例中，例如，光学检测器275可以被配置为在光束强度或定位校准期间直接接收来自光源271的光信号而不与电子束相互作用。光学检测器275可以至少沿着X轴、Y轴或Z轴中的一个与光源271对准。在一些实施例中，光学检测器275可以设置在与光源271相同的平面上。在一些实施例中，光学检测器275可以设置为与光源271线性或径向相对以优化信号收集效率。

在一些实施例中，光学检测器275可以包括光电检测器、光电检测器阵列、光电倍增管或光电倍增管阵列等。控制器50或光学***270的处理器可以被配置为控制光学检测器275。控制光学检测器275可以包括但不限于激活检测器、基于强度和定位来校准检测器、或从控制器50传送和接收反馈信号。

现在参考图3，图3是示出与本公开的实施例一致的单带电粒子束***(例如，图2的单束配置的电子束工具40)中的光束373和电子束302的示例性配置300的示意图。

在一些实施例中，电子束工具40可以提供用于支持多种操作模式的机构。例如，电子束工具40可以被配置为以“操作”模式操作以获取样品208或样品208内的感兴趣区域的高分辨率图像，或以“测量”模式操作以确定电子束轮廓和光束特性。在一些实施例中，电子束工具40可以被配置为基于工具条件、获取的成像分辨率或期望分析来在检查扫描内的模式之间切换。例如，如果电子束工具40在检查模式下分析缺陷并且所需要的分辨率不足，则用户可以从检查模式切换到测量模式以确定是否可以调节束特性以提高成像分辨率。

在一些实施例中，控制器50可以包括被配置为执行电子束工具40的各种控制的计算机或处理器。控制器50可以电子连接到电子束工具40并且可以包括被配置为执行各种信号处理功能并且生成各种控制信号以管理电子束工具40的操作的处理电路装置。在一些实施例中，控制器50可以被配置为基于用户输入在操作模式之间切换。切换操作模式可以包括但不限于激活硬件组件、执行软件程序等等。

图3示出了在单带电粒子束***的测量模式下的光束和电子束的示例性配置。应当理解，电子束工具(例如，图2的电子束工具40)可以被配置为作为单束***或多束***操作。在测量模式下，控制器(例如，图2的控制器50)可以被配置为控制光学***(例如，图2的光学***270)和载物台(例如，图2的机动载物台290)以使得能够对电子束302的一个或多个特性进行轮廓分析或确定。

良好准直的带电粒子束与光的驻波的相互作用可能导致带电粒子的衍射，这种现象在原子光学领域中通常称为Kapitza-Dirac(KD)效应。与机械光栅对激光束的衍射相比，粒子束起到入射波的作用，并且光的驻波起到光栅的作用，以突出粒子波的二元性。除了表示粒子波二象性之外，衍射的带电粒子是相干的，因此允许形成衍射峰。使用驻光波操纵或修改带电粒子束类似于使用光学元件操纵光波。诸如电子等带电粒子与驻光波的光子相互作用以使带电粒子衍射可以用于在SEM中对电子束进行轮廓分析。与在带电粒子束***中使用电场或磁场的现有方法相比，使用光场来对电子束进行轮廓分析可以具有很多优点。用于确定电子束特性的光场可以具有本文中讨论的优点等中的一些或全部。

i.更高的测量精度——使用电场或磁场的现有方法可能会在光束特性测量中引入误差，因为它们可能会干扰***内产生的电磁场并且扰乱正常的探针形成过程。光场不会干扰***的固有场，从而使光束特性测量精度更高。

ii.消除样品引起的误差——现有的间接光束轮廓分析方法依赖于探针样品相互作用等。由于诸如样品充电、样品损坏、样品再现性等挑战，样品与探测光束的相互作用可能会在光束轮廓分析中引入若干误差。使用光场可以使用户避免样品相互作用，从而消除电子束轮廓分析过程中样品引起的误差。

iii.***设计的灵活性——现有的电子检测器可能存在空间分辨率不足的问题，从而限制了它们在对具有小光束尺寸的电子束进行轮廓分析时的使用。使用光场来对电子束进行轮廓分析可以允许用户使用光学检测器，从而克服电子检测器空间分辨率有限的挑战。因此，这可以增强***在确定和验证用于高分辨率成像的优化光束特性方面的灵活性和可靠性。

iv.更高的吞吐量——高光束测量精度和设计灵活性可能会导致更高的检测吞吐量，同时维持高分辨率。该***可以被配置为在晶片检查期间基于用户输入在操作与测量模式之间切换，而不会导致明显的工具或操作相关延迟。

如图3所示，在单束配置中，类似于图2的初级束波211的电子束302沿着主光轴304朝向电子检测器380被引导。光束373被配置为与电子束302相互作用，并且可以由光源(例如，图2的光源271)沿着垂直于电子束302的次光轴372生成，类似于图2的次光轴272。次光轴372可以被可视化为延伸进出纸的平面，如图3中的Y轴所示。在一些实施例中，电子束302可以包括相对于光束373的静止带电粒子束。放大的电子束312可以在电子束302与光束373之间的相互作用之后形成。

基于来自用户的输入，控制器50可以启用测量模式或将操作模式从检查模式切换到测量模式或从测量模式切换到检查模式。在测量模式下，控制器50可以激活光学***以从光源生成光束373，并且可以控制机动载物台(例如，图2的机动载物台290)的移动，使得电子检测器380被定位成接收放大的电子束312。在一些实施例中，控制器50可以被配置为偏转放大的电子束312，使得电子检测器380可以接收放大的电子束312。

在一些实施例中，光束373可以包括驻光波。在本公开的上下文中，驻光波可以包括由具有相同频率和幅度、沿着相对方向移动的两个波的组合形成的定态波(stationarywave)。换言之，定态波或驻波是随时间振荡的波，但峰值幅度分布在空间中不移动。

在一些实施例中，光束373可以沿着次光轴372并且在垂直或基本垂直于主光轴304的Z平面378中朝向电子束302被引导。例如，沿着次光轴372(例如，Y轴)投射的光束373可以延伸进出纸，并且表示光束373的圆圈是光束373在主光轴和次光轴在此相交的平面处的横截面。在一些实施例中，光束373可以包括具有圆形、基本圆形或椭圆形横截面的光束。应当理解，尽管图3中示出了一个光束，但是可以使用任何数目的光束，并且每个光束的特性(例如，形状、频率、幅度、强度等)可以不同。

在一些实施例中，光束373与电子束302之间的相互作用可以引起电子束302的修改以形成放大的电子束312。电子束302的修改可以包括放大、截断、缩小等。在一些实施例中，电子束302的修改可以包括电子束302的路径、位置、尺寸或强度等的修改。如图3所示，电子束302可以在与光束373相互作用之后被放大。放大的电子束312的轮廓可以通过调节电子束302与光束373之间的相互作用来调节。在一些实施例中，调节电子束302与光束373之间的相互作用可以包括调节光束373的次光轴372相对于电子束302的主光轴304的位置。例如，将次光轴372的位置调节为与电子束302的主光轴304相交或基本相交可以导致电子束302的放大，如图3中的放大的电子束312所示。在一些实施例中，调节相互作用可以包括使带电粒子束与驻光波相互作用，或使带电粒子束与驻光波之间的相互作用发生变化，其中使相互作用发生变化包括带电粒子束与驻光波之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。在一些实施例中，调节相互作用可以包括酌情激活或停用光源、启用、部分禁用或禁用光源。

在SEM中，探测光束的较小光束尺寸可能导致更高的成像分辨率等，并且可能需要电子检测装置的高空间分辨率来分辨所使用的小光束。尽管现有的电子检测装置可能会受到空间分辨率的限制，但可以放大电子束以克服电子检测装置的空间分辨率限制。然而，电子束使用外部电场或磁场进行放大，这可能会干扰探测光束的形成过程，从而导致光束轮廓确定不准确和不可靠。因此，通过与光束372相互作用来放大电子束302可以使得能够使用具有有限空间分辨率的电子检测器，同时避免外部干扰，从而准确地确定光束轮廓。

在一些实施例中，电子束302在与光束373相互作用之后的放大率可以基于若干因素来确定，包括但不限于光束强度、光束相互作用、沿着Z轴的相互作用的位置、光束和电子束焦点等。在本公开的上下文中，电子束302的放大率可以称为入射在电子检测器380上的放大的电子束312的直径与在主光轴304和次光轴372相交的Z平面378处的电子束302的直径之比。在一些实施例中，放大率可以取决于各种因素，包括但不限于电子束焦点、光束尺寸的测量的位置、电子检测器处的电子束的直径等，并且可以是在50到50,000范围内的值。

在一些实施例中，电子检测器380可以被配置为从放大的电子束312接收带电粒子，诸如电子。电子检测器380可以与样品208共面或基本共面设置，使得电子检测器380的顶面和样品208在沿着Z轴的同一平面上。在一些实施例中，电子检测器380可以沿着Z平面设置在Z平面378与样品208之间。在这种情况下，例如，电子检测器380可以设置在微定位台(未示出)上并且被引入和引出放大的电子束312的路径。也可以采用用于引入电子检测器以接收来自放大的电子束312的带电粒子的其他机制。

在一些实施例中，电子检测器380可以包括半导体电子检测装置，诸如用标准互补金属氧化物半导体(CMOS)技术制造的单片有源像素传感器、闪烁体、像素化闪烁体、电荷耦合装置(CCD)、法拉第杯、光谱仪、电子捕获检测器(ECD)等。

在一些实施例中，使用电子检测器380确定光束特性可以包括但不限于确定光束强度的均匀性、确定光束能量、光束定位、光束聚焦等。基于光束特性的确定，控制器50可以确定电子束302的轮廓。控制器50可以调节源201的设置、柱式光学器件，调节影响电子器件的路径的电场或磁场或其他相关组件，以调节光束特性以提高成像分辨率。控制器50可以被配置为与电子检测器380通信以获取与放大的电子束312相关联的信息并且重构检测到的信号以生成光束轮廓。

在一些实施例中，电子检测器380可以与图2的电子检测器280基本相似或执行基本相似的功能。在一些实施例中，电子检测器380可以定位为与样品208相邻并且基本共面，以使其接收放大的电子束312。在一些实施例中，样品保持器285可以放置在机动载物台290上，使得电子检测器380(类似于电子检测器280)可以在与光束373相互作用之后从放大的电子束312接收电子。在一些实施例中，控制器50可以调节机动载物台290的位置，使得放置在样品保持器285上或内(设置在机动载物台290上)的电子检测器380可以在与光束373相互作用之后从放大的电子束312接收电子。

现在参考图4，图4是示出与本公开的实施例一致的单带电粒子束***(例如，图2的单束配置的电子束工具40)中的光束473和电子束402的示例性配置400的示意图。

如图4所示，在单束配置中，类似于图2的初级电子束202和图3的电子束302等电子束402沿着主光轴404朝向电子检测器480被引导。光束473被配置为与电子束402相互作用，并且可以由光源(例如，图2的光源271)沿着次光轴472生成，类似于图2的次光轴272。截断的电子束412可以在电子束402与光束473之间的相互作用之后形成。基于来自用户的输入，控制器50可以启用测量模式或将操作模式从检查模式切换到测量模式。在测量模式下，控制器50可以激活光学***以从光源生成光束473，并且可以控制机动载物台(例如，图2的机动载物台290)的移动，使得电子检测器480被定位成接收截断的电子束412。电子束402可以包括相对于光束473的静止带电粒子束。

在一些实施例中，如图4所示，电子束402可以在与光束473相互作用之后被截断以形成截断的电子束412。截断的电子束412的轮廓可以通过调节电子束402与光束473之间的相互作用来调节。在一些实施例中，调节电子束402与光束473之间的相互作用可以包括调节光束473的次光轴472相对于电子束402的主光轴404的位置。

在一些实施例中，光束473可以被移位，使得光束473与电子束402之间的相互作用导致电子束402的截断，如截断的电子束412所示。光束473从主光轴404移位使得次光轴472和主光轴404不彼此相交可以充当“刀刃”以形成截断的电子束412。光束473可以沿着Z平面478或任何其他Z平面移位，使得次光轴472设置在Z平面上。

在一些实施例中，光束473可以沿着X轴移位距离474，使得次光轴472可以与电子束402的***的一部分相交。次光轴472的位置可以被调节以调节光束473与电子束402之间的相互作用，从而修改电子束402的轮廓。在一些实施例中，光束473可以被移位距离474，该距离474是基于截断的电子束412的期望轮廓而确定的。在一些实施例中，光束473偏离主光轴404的亚纳米移位可能导致电子束402的截断。

现在参考图5，图5是示出与本公开的实施例一致的单带电粒子束***中的光束573和扫描电子束504的示例性配置500的示意图。光束573可以基本上类似于图3的光束373和图4的光束473。与图3的电子束302和图4的电子束402相比，电子束502可以包括被配置为在Z轴上传播并且在X轴上扫描的电子光束。

在一些实施例中，光束573可以包括在Y轴上传播并且被配置为与电子束502相互作用的光波。电子束502与光束573的相互作用可以引起光束573的修改以形成修改后的光束574。在一些实施例中，光束573的修改可以包括但不限于光束强度、光束路径、光束尺寸等的修改。

光学检测器575可以被配置为接收包括来自修改后的光束574的光子的光信号，该修改后的光束574是由光束573与电子束502的相互作用形成的。在一些实施例中，光学检测器575可以沿着次光轴572与光源对准。光学检测器575可以包括光电检测器、光电检测器阵列或光电倍增管阵列。在测量模式下，控制器50可以激活光源(例如，图2的光源271)和光学检测器575。

在一些实施例中，光束573与电子束502的相互作用可以导致光束573的修改。例如，来自光束573的光子可以在与来自电子束502的电子相互作用时被吸收，使得修改后的光束574的光强度或尺寸不同于光束573。光学检测器575可以传送检测到的光信号，并且被配置为与控制器50通信以基于检测到的光信号确定电子束502的特性。电子束502的特性可以包括但不限于光束位置、光束能量、光束强度、光束路径、光束强度的均匀性等。

在一些实施例中，如图5所示，光源(未示出)和光学检测器575的位置可以在Y轴上调节，同时维持次光轴572与电子束502的垂直性。光源和光学检测器575可以沿着Y轴围绕电子束502旋转。在一些实施例中，光源和光学检测器575可以彼此线性相对设置，使得光学检测器575被配置为接收修改后的光束574的至少一部分，同时沿着Y轴与光源对准。在一些实施例中，光源和光学检测器575可以设置为彼此径向相对，使得光学检测器575被配置为接收修改后的光束574的至少一部分，同时沿着Y轴与光源对准。

现在参考图6，图6是示出与本公开的实施例一致的图2的多束装置中的多个光束和多个电子束的示例性配置600的示意图。如图所示，电子束工具40的配置600可以包括光源671、光学检测器675、电子束602_1-602_9、以及光束673_1、673_2和673_3。尽管图6示出了九个电子束和三个光束，但是应当理解，可以酌情使用任何数目的电子束和光束。在测量模式下，可以生成一个或多个光束673并且将其引导朝向一个或多个电子束602。光束与一个或多个电子束之间的相互作用可以使得能够确定一个或多个电子束的特性。

在一些实施例中，确定一个或多个电子束602的特性可以包括确定一个以上的电子束的对准。例如，光束673_1可以与电子束602_2、602_5和602_8相互作用，并且在相互作用之后来自光束的光子可以被光学检测器675检测到。在与电子束602_2、602_5和602_8相互作用之后检测到的光束强度可以与来自光源的光束673_1的强度进行比较以确定吸收的光子数。基于光束强度的差异或吸收的光子数目，控制器50可以确定电子束602_2、602_5和602_8的对准。

在一些实施例中，光束可以被配置为与***的一个电子束相互作用。例如，光束673_2可以基本上与电子束602_5相互作用以确定电子束602_3的特性。这种配置可以用于确定由单个电子束吸收的光子的数目。

在一些实施例中，光源671可以包括以半圆形布置设置的光源阵列，如图6所示。光源671可以包括被配置为生成朝向光学检测器675被引导的光束的激光二极管阵列。光学检测器675可以包括以半圆形布置设置的光电检测器阵列。在一些实施例中，光学检测器675可以包括被配置为在与一个或多个电子束602_1-602_9相互作用之后接收来自光束673_1、673_2和673_3的光子的单片光电检测器。应当理解，光束在其朝向光学检测器675的路径上可能不与电子束相互作用。这种配置可以用于校准光源671的激光二极管。

在一些实施例中，光源671和光学检测器675可以沿着Y轴旋转。在一些实施例中，光学检测器675的光学检测器阵列的光学检测器可以与光源671的激光二极管阵列的激光二极管相关联。虽然光学检测器可以被配置为在与电子束的相互作用之后从一个以上的光束接收光信号或光子；然而，这种配置可能会导致串扰和干扰，从而导致测量不准确或不可靠。

在一些实施例中，激光二极管阵列的激光二极管可以生成具有相似或不同波长、频率和幅度的光束。在一些实施例中，激光二极管可以被配置为生成光束，该光束的特性基于例如应用、要进行轮廓分析的电子束的数目、与光学检测器的布置相关的光源的布置等。在一些实施例中，可以调节激光二极管阵列的激光二极管的位置以引导光束，使得生成的光束与预定数目的电子束相互作用。在一些实施例中，激光二极管的位置可以是固定的，而光束的投射角度可以调节，使得生成的光束与预定数目的电子束相互作用。

在一些实施例中，电子束602_1-602_9的光束分布可以基于由光学检测器675检测到的光信号来确定。光束分布可以通过重构光学检测器675的光电检测器阵列的多个光电检测器的光信号来重构。控制器50可以被配置为接收和处理来自光学检测器675的信息，以基于接收的信息确定光束特性，并且重构光束轮廓。控制器50或控制器50的处理器可以被配置为执行软件、程序、算法或计算机实现的程序以重构光束轮廓并且与用户通信。

现在参考图7，图7示出了表示与本公开的实施例一致的对电子束进行轮廓分析的示例性方法700的流程图。方法700可以由例如图1所示的EBI***100的控制器(例如，图1的控制器50)执行。控制器可以被编程以执行方法700的一个或多个框。例如，控制器可以激活带电粒子源、激活光学***和执行其他功能。

在步骤710中，可以激活带电粒子源(例如，图2的电子源201)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1的控制器50)激活。例如，电子源可以被控制以发射初级电子以沿着主光轴(例如，图2的主光轴204)形成电子束。电子源可以例如通过使用软件、应用或指令集来远程激活，以供控制器的处理器通过控制电路装置为电子源供电。

EBI***可以提供用于支持多种操作模式的机制。例如，电子束工具(例如，图1的电子束工具40)可以被配置为以操作模式操作以获取样品或样品内的感兴趣区域的高分辨率图像，或者以测量模式操作以确定电子光束轮廓和光束特性。电子束工具可以被配置为基于工具条件、获取的成像分辨率、期望分析等来在检查扫描内的模式之间切换。例如，如果电子束工具在检测模式下分析缺陷并且所需要的分辨率不足，则用户可以从检测模式切换到测量模式以确定是否可以调节光束特性以提高成像分辨率。

在步骤720中，在测量模式下，可以通过调节电子束与光束(例如，图3的光束273)之间的相互作用来修改电子束。光束可以包括驻光波并且由光源(例如，图2的光源271)生成。光束可以沿着垂直于主光轴的次光轴(例如，图2的次光轴272)被引导。光束可以沿着次光轴并且在垂直或基本垂直于主光轴的Z平面(例如，图3的Z平面378)中朝向电子束被引导。例如，沿着次光轴投射的光束可以延伸进出纸，并且表示光束的圆圈是光束在主光轴和次光轴在此相交的平面处的横截面。在一些实施例中，光束可以包括具有圆形、基本圆形或椭圆形横截面的光束。

在一些实施例中，光束与电子束之间的相互作用可以引起电子束的修改以形成修改后的电子束(例如，图3的放大的电子束312)。电子束的修改可以包括放大、截断、缩小等。在一些实施例中，电子束的修改可以包括电子束的路径、位置、尺寸或强度的修改。电子束可以在与光束相互作用之后被放大。放大的电子束的轮廓可以通过调节电子束与光束之间的相互作用来调节。在一些实施例中，调节电子束与光束之间的相互作用可以包括调节光束的次光轴相对于电子束的主光轴的位置。例如，将次光轴的位置调节为与电子束的主光轴相交或基本相交可以导致电子束的放大。

电子束在与光束相互作用之后的放大率可以基于若干因素来确定，包括但不限于光束强度、光束相互作用、沿着Z轴的相互作用位置、光学和电子束焦点等。

在一些实施例中，光束与电子束之间的相互作用可以导致电子束的截断以形成修改后的电子束。光束可以远离主光轴移位，使得光束与电子束之间的相互作用导致电子束的截断。光束偏离主光轴使得次光轴和主光轴不相互交叉可以充当“刀刃”以形成截断的电子束。光束可以沿着Z平面移位，使得次光轴设置在Z平面上。

光束可以沿着X轴移位一段距离(例如，图4的距离474)，使得次光轴可以与电子束的***的一部分相交。次光轴的位置可以被调节以调节光束与电子束402之间的相互作用，从而修改电子束的轮廓。

在步骤730中，可以使用电子检测器(例如，图3的电子检测器380)从修改后的电子束中检测电子。电子检测器可以被配置为从放大的电子束中接收带电粒子，诸如电子。电子检测器可以与样品(例如，图2的样品208)共面或基本共面设置，使得电子检测器的顶面和样品在沿着Z轴的同一平面上。电子检测器可以沿着Z平面(例如，图3的Z平面378)与样品之间的平面设置。在这种情况下，例如，电子检测器可以设置在微定位台上并且被引入和引出放大的电子束的路径。也可以采用用于引入电子检测器以接收来自放大的电子束的带电粒子的其他机制。

电子检测器可以包括半导体电子检测装置，诸如用标准互补金属氧化物半导体(CMOS)技术制造的单片有源像素传感器、闪烁体、像素化闪烁体、电荷耦合器件(CCD)、法拉第杯、光谱仪、电子捕获检测器(ECD)等。

在步骤740中，可以基于在步骤730中检测到的电子来确定电子束的特性。使用电子检测器确定光束特性可以包括但不限于确定光束强度的均匀性、确定光束能量、光束定位、光束聚焦等。基于光束特性的确定，控制器可以确定光束轮廓。控制器还可以调节源设置、柱式光学器件，调节影响电子器件的路径的电场或磁场、像差校正或其他相关组件，以调节光束特性以提高成像分辨率。控制器可以被配置为与电子检测器通信以获取与修改后的电子束相关联的信息并且重构检测到的信号以生成光束轮廓。

现在参考图8，图8示出了表示与本公开的实施例一致的对电子束进行轮廓分析的示例性方法800的流程图。方法800可以由例如图1所示的EBI***100的控制器(例如，图1的控制器50)执行。控制器可以被编程以执行方法800的一个或多个框。例如，控制器可以激活带电粒子源、激活光学***和执行其他功能。

EBI***可以提供用于支持多种操作模式的机制。例如，电子束工具(例如，图1的电子束工具40)可以被配置为以操作模式操作以获取样品或样品内的感兴趣区域的高分辨率图像，或者以测量模式操作以确定电子光束轮廓和光束特性。电子束工具可以被配置为基于工具条件、获取的成像分辨率、期望分析等来在检查扫描内的模式之间切换。例如，如果电子束工具在检测模式下分析缺陷并且所需要的分辨率不足，则用户可以从检测模式切换到测量模式以确定是否可以调节光束特性以提高成像分辨率。

在步骤810中，可以激活光源(例如，图2的光源271)以生成光束(例如，图3的光束373)。光源可以由控制器激活。例如，光源可以被控制以生成和发射光子以沿着次光轴(例如，图2的次光轴272)形成光束。例如，光源可以通过使用软件、应用或指令集来远程激活，以供控制器的处理器通过控制电路装置为电子源供电。

光源可以包括光子源，包括但不限于激光器、高强度激光器、激光二极管、激光二极管阵列或单色光源。光源可以被配置为由光学***(例如，图2的光学***270)的控制器或处理器控制。控制光源可以包括但不限于激活激光源、校准和稳定激光源、沿着光轴引导光子等等。光源和光学检测器(例如，图2的光学检测器275)可以设置在物镜(例如，图2的物镜231)与样品(例如，图2的样品208)之间。光源可以被配置为沿着次光轴生成光束，该次光轴垂直或基本垂直于主光轴。在一些实施例中，光束可以在垂直或基本垂直于主光轴的平面中生成。例如，光束可以不与初级电子束垂直相交，然而，光束沿着其传播的平面可以垂直或基本垂直于主光轴。

在步骤820中，可以通过调节光束与电子束(例如，图2和图3的电子束202和302)之间的相互作用来修改光束。电子束可以由带电粒子源(例如，图2的电子源201)生成。电子源可以被控制以发射初级电子以沿着主光轴(例如，图2的主光轴204)形成电子束。电子源可以例如通过使用软件、应用或指令集来远程激活，以供控制器的处理器通过控制电路装置为电子源供电。

电子束可以在轴上扫描，使得与光束的相互作用随扫描而变化。电子束与光束的相互作用可以使光束被修改以形成修改后的光束(例如，图5的修改后的光束574)。在一些实施例中，光束的修改可以包括但不限于光束强度、光束路径、光束尺寸等的修改。例如，来自光束的光子可以在与来自电子束的电子相互作用时被吸收，使得修改后的光束的光强度或尺寸不同于源光束。

在步骤830中，可以使用光学检测器(例如，图5的光学检测器575)从修改后的光束中检测光信号。光学检测器可以被配置为接收包括来自修改后的光束的光子的光信号，该修改后的光束是由光束与电子束的相互作用形成的。光学检测器可以传送检测到的光信号，并且被配置为与控制器通信以基于检测到的光信号确定电子束的特性。电子束的特性可以包括但不限于光束位置、光束能量、光束强度、光束路径、光束强度的均匀性等。

光学检测器可以与光源沿着次光轴对准。光学检测器可以包括光电检测器、光电检测器阵列或光电倍增管阵列。

在步骤840中，可以基于在步骤830中检测到的光信号来确定电子束的特性。使用光学检测器确定电子束特性可以包括但不限于确定光束强度的均匀性、确定光束能量、光束定位、光束聚焦等。基于光束特性的确定，控制器可以确定光束轮廓。控制器还可以调节源设置、柱式光学器件、调节影响电子器件的路径的电场或磁场、像差校正或其他相关组件，以调节光束特性以提高成像分辨率。控制器可以被配置为与电子检测器通信以获取与修改后的光束相关联的信息并且重构检测到的信号以生成光束轮廓。

可以使用以下条款进一步描述实施例：

1.一种对带电粒子束进行轮廓分析的方法，方法包括：

激活带电粒子源以沿着主光轴生成带电粒子束；

通过调节带电粒子束与驻光波之间的相互作用来修改带电粒子束；

在与驻光波的相互作用之后，使用带电粒子检测器从修改后的带电粒子束中检测带电粒子；以及

基于检测到的带电粒子确定带电粒子束的特性。

2.根据条款1的方法，还包括使用光源在垂直于主光轴的平面中生成驻光波。

3.根据条款1和2中任一项的方法，其中修改带电粒子束包括修改带电粒子束的路径、位置、尺寸或强度。

4.根据条款3的方法，其中修改带电粒子束的尺寸包括对带电粒子束进行放大或截断中的一项。

5.根据条款1至4中任一项的方法，其中调节相互作用包括调节驻光波的次光轴相对于主光轴的位置。

6.根据条款1至5中任一项的方法，其中调节相互作用还包括使带电粒子束与驻光波相互作用。

7.根据条款1至6中任一项的方法，其中调节相互作用还包括使带电粒子束与驻光波之间的相互作用发生变化。

8.根据条款7的方法，其中使相互作用发生变化包括带电粒子束与驻光波之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。

9.根据条款5至8中任一项的方法，还包括将次光轴的位置调节为与主光轴相交。

10.根据条款5至9中任一项的方法，其中将次光轴的位置调节为与主光轴相交导致带电粒子束的放大。

11.根据条款5至10中任一项的方法，其中调节次光轴的位置还包括使驻光波移位使得次光轴与带电粒子束的***的一部分相交。

12.根据条款11的方法，其中使驻光波移位以使次光轴与带电粒子束的***的一部分相交导致带电粒子束的截断。

13.根据条款1至12中任一项的方法，其中带电粒子检测器包括闪烁体、像素化闪烁体、电荷耦合装置、法拉第杯、光谱仪或电子捕获检测器。

14.根据条款1至13中任一项的方法，其中带电粒子检测器被设置为与被配置为接收带电粒子束的样品基本共面。

15.根据条款1至14中任一项的方法，其中确定特性包括确定带电粒子束的轮廓。

16.一种带电粒子束***，包括：

带电粒子源，用于沿着主光轴生成带电粒子束；

光源，被配置为沿着次光轴生成驻光波；以及

控制器，具有电路装置并且被配置为：

激活光源以生成驻光波；

调节带电粒子束与驻光波之间的相互作用以修改带电粒子束；

在与驻光波的相互作用之后，激活带电粒子检测器以从修改后的带电粒子束中检测带电粒子；以及

基于检测到的带电粒子确定带电粒子束的特性。

17.根据条款16的***，其中光源还被配置为在垂直于主光轴的平面中生成驻光波。

18.根据条款16和17中任一项的***，其中带电粒子束的修改包括带电粒子束的路径、位置、尺寸或强度的修改。

19.根据条款18的***，其中带电粒子的尺寸的修改包括带电粒子束的放大或截断。

20.根据条款16至19中任一项的***，其中相互作用的调节包括次光轴相对于主光轴的位置的调节。

21.根据条款16至20中任一项的***，其中相互作用的调节还包括调节次光轴的位置以使带电粒子束与驻光波相互作用。

22.根据条款16至21中任一项的***，其中相互作用的调节还包括调节次光轴的位置以使带电粒子束与驻光波之间的相互作用发生变化。

23.根据条款22的***，其中相互作用的变化包括带电粒子束与驻光波之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。

24.根据条款20至23中任一项的***，其中次光轴的位置被调节为与主光轴相交。

25.根据条款24的***，其中将次光轴调节为与主光轴相交导致带电粒子束的放大。

26.根据条款20至25中任一项的***，其中次光轴的位置的调节还包括使驻光波移位使得次光轴与带电粒子束的***的一部分相交。

27.根据条款26的***，其中使驻光波移位以使次光轴与带电粒子束的***的一部分相交导致带电粒子束的截断。

28.根据条款16至27中任一项的***，其中带电粒子检测器包括闪烁体、像素化闪烁体、电荷耦合装置、法拉第杯、光谱仪或电子捕获检测器。

29.根据条款16至28中任一项的***，其中带电粒子检测器设置在物镜与被配置为接收带电粒子束的样品之间。

30.根据条款29的***，其中带电粒子检测器被设置为与样品基本共面。

31.根据条款16至30中任一项的***，其中特性的确定包括带电粒子束的轮廓的确定。

32.一种对带电粒子束进行轮廓分析的方法，方法包括：

激活光源以生成光束；

通过调节光束与由带电粒子源生成的带电粒子束之间的相互作用来修改光束；

在与带电粒子束的相互作用之后，使用光学检测器从修改后的光束中检测光信号；以及

基于检测到的光信号确定带电粒子束的特性。

33.根据条款32的方法，还包括激活带电粒子源以沿着主光轴生成带电粒子束。

34.根据条款33的方法，包括沿着垂直于主光轴的第一平面中的次光轴引导光束。

35.根据条款32至34中任一项的方法，其中修改光束包括修改光束的路径、位置、尺寸或强度。

36.根据条款35的方法，其中修改光束的尺寸包括光束的放大或截断。

37.根据条款32至36中任一项的方法，还包括穿过光束扫描带电粒子束以调节光束与带电粒子束之间的相互作用。

38.根据条款37的方法，包括沿着垂直于光束的次光轴的第二平面穿过光束扫描带电粒子束。

39.根据条款38的方法，其中扫描带电粒子束包括调节带电粒子束的主光轴相对于次光轴的位置。

40.根据条款39的方法，其中扫描带电粒子束还包括将主光轴的位置调节为与次光轴相交。

41.根据条款32至40中任一项的方法，其中调节相互作用还包括使光束与带电粒子束相互作用。

42.根据条款32至41中任一项的方法，其中调节相互作用还包括使光束与带电粒子束之间的相互作用发生变化。

43.根据条款42的方法，其中使相互作用发生变化包括光束与带电粒子束之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。

44.根据条款43的方法，其中将主光轴的位置调节为与次光轴相交导致光束的放大。

45.根据条款39至44中任一项的方法，其中扫描带电粒子束还包括将主光轴的位置调节为与光束的***相交。

46.根据条款45的方法，其中将带电粒子束的主光轴的位置调节为与光束的***相交导致光束的截断。

47.根据条款34至46中任一项的方法，其中光源的位置在第一平面中是可调节的。

48.根据条款34至47中任一项的方法，其中光学检测器的位置在第一平面中是可调节的并且被配置为在与带电粒子束的相互作用之后从修改后的光束中检测光信号。

49.根据条款32至48中任一项的方法，其中确定特性包括确定带电粒子束的轮廓。

50.一种带电粒子束***，包括：

带电粒子源，用于沿着主光轴生成带电粒子束；

光源，被配置为沿着次光轴生成光束；以及

控制器，具有电路装置并且被配置为：

激活光源以生成光束；

调节带电粒子束与光束之间的相互作用以修改光束；

在与带电粒子束的相互作用之后，激活光学检测器以从修改后的光束中检测光信号；以及

基于检测到的光信号确定带电粒子束的特性。

51.根据条款50的***，其中控制器还被配置为在垂直于主光轴的第一平面中引导光束。

52.根据条款50和51中任一项的***，其中光束的修改包括光束的路径、位置、尺寸或强度的修改。

53.根据条款52的***，其中光束的尺寸的修改包括光束的放大或截断。

54.根据条款50至53中任一项的***，其中控制器还被配置为穿过光束扫描带电粒子束以调节光束与带电粒子束之间的相互作用。

55.根据条款50至54中任一项的***，其中控制器还被配置为沿着垂直于光束的次光轴的第二平面穿过光束扫描带电粒子束。

56.根据条款50至55中任一项的***，其中控制器还被配置为扫描带电粒子束以调节带电粒子束的主光轴相对于次光轴的位置。

57.根据条款50至56中任一项的***，其中控制器还被配置为扫描带电粒子束以将主光轴的位置调节为与次光轴相交。

58.根据条款50至57中任一项的***，其中相互作用的调节还包括调节次光轴的位置以使光束与带电粒子束相互作用。

59.根据条款58的***，其中相互作用的调节还包括调节次光轴的位置以使光束与带电粒子束之间的相互作用发生变化。

60.根据条款59的***，其中相互作用的变化包括光束与带电粒子束之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。

61.根据条款57至60中任一项的***，其中将主光轴的位置调节为与次光轴相交导致光束的放大。

62.根据条款50至61中任一项的***，其中控制器还被配置为扫描带电粒子束以将主光轴的位置调节为与光束的***相交。

63.根据条款62的***，其中将带电粒子束的主光轴的位置调节为与光束的***相交导致光束的截断。

64.根据条款50至63中任一项的***，其中光源的位置在第一平面中是可调节的。

65.根据条款50至64中任一项的***，其中光学检测器的位置在第一平面中是可调节的并且被配置为在与带电粒子束的相互作用之后从修改后的光束中检测光信号。

66.根据条款50至65中任一项的***，其中特性的确定包括带电粒子束的轮廓的确定。

67.一种多光束设备，包括：

控制器，具有电路装置并且被配置为：

激活带电粒子源以生成初级带电粒子束并且由此形成多个带电粒子束；

激活光源以生成多个光束；

调节多个光束中的至少一个光束与多个带电粒子束中的一个带电粒子束之间的相互作用以修改多个光束中的至少一个光束；

在与多个带电粒子束中的一个带电粒子束的相互作用之后，激活光学检测器以从修改后的多个光束中的至少一个光束中检测光信号；以及

重构光信号以确定多个带电粒子束中的一个带电粒子束的特性。

68.根据条款67的***，其中光源包括激光二极管阵列。

69.根据条款67和68中任一项的***，其中光学检测器包括光电检测器、光电检测器阵列或光电倍增管阵列。

70.根据条款68和69中任一项的***，其中光电检测器阵列的光电检测器与激光二极管阵列的激光二极管相关联。

71.根据条款67至70中任一项的***，其中多个光束中的至少一个光束的修改包括多个光束中的至少一个光束的路径、位置、尺寸或强度的修改。

72.根据条款71的***，其中多个光束中的至少一个光束的尺寸的修改包括多个光束中的至少一个光束的放大或截断。

73.根据条款67至72中任一项的***，其中光学检测器和光源径向地设置在垂直于初级带电粒子束的主光轴的平面中。

74.根据条款67至73中任一项的***，其中光学检测器被配置为接收由多个光束和多个带电粒子束的相互作用生成的多个光信号。

75.根据条款67至74中任一项的***，其中特性的确定包括带电粒子束的轮廓的确定。

76.一种存储指令集的非暂态计算机可读介质，指令集能够由带电粒子束装置的一个或多个处理器执行以使带电粒子束装置执行对带电粒子束进行轮廓分析的方法，方法包括：

激活带电粒子源以沿着主光轴生成带电粒子束；

通过调节带电粒子束与驻光波之间的相互作用来修改带电粒子束；

在与驻光波的相互作用之后，激活带电粒子检测器以从修改后的带电粒子束中检测带电粒子；以及

基于检测到的带电粒子确定带电粒子束的特性。

77.根据条款76的非暂态计算机可读介质，其中指令集能够由带电粒子束装置的一个或多个处理器执行以使带电粒子束装置进一步执行：

调节驻光波的次光轴相对于主光轴的位置，其中：

将次光轴的位置调节为与主光轴相交导致带电粒子束的放大；以及

使驻光波移位以使次光轴与带电粒子束的***的一部分相交导致带电粒子束的截断。

78.一种存储指令集的非暂态计算机可读介质，指令集能够由带电粒子束装置的一个或多个处理器执行以使带电粒子束装置执行对带电粒子束进行轮廓分析的方法，方法包括：

激活光源以生成光束；

通过调节光束与由带电粒子源生成的带电粒子束之间的相互作用来修改光束；

在与带电粒子束的相互作用之后，使用光学检测器从修改后的光束中检测光信号；以及

基于检测到的光信号确定带电粒子束的特性。

79.根据条款78的非暂态计算机可读介质，其中指令集能够由带电粒子束装置的一个或多个处理器执行以使带电粒子束装置进一步执行：

穿过光束扫描带电粒子束以调节光束与带电粒子束之间的相互作用，其中扫描带电粒子束包括调节带电粒子束的主光轴相对于次光轴的位置。

80.一种对多束***的多个带电粒子束进行轮廓分析的方法，方法包括：

激活光源以生成多个光束；

通过调节光束与由带电粒子源生成的多个带电粒子束之间的相互作用来修改光束；

在与带电粒子束的相互作用之后，使用光学检测器从修改后的光束中检测光信号；以及

基于检测到的光信号确定带电粒子束中的每个带电粒子束的特性。

81.根据权利要求80的方法，其中光源包括多个光源，其中带电粒子源包括多个带电粒子源，或者其中光学检测器包括多个光学检测器。

可以提供一种非暂态计算机可读介质，该介质存储用于控制器(例如，图1的控制器50)的处理器执行以下操作的指令：图像检查、图像获取、激活带电粒子源、激活光学***、激活光源和光学检测器、接收和处理来自电子和光子检测器的检测信号、移动样品台以调节样品的位置等。非暂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、光盘只读存储装置(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、随机存取存储装置(RAM)、可编程只读存储装置(PROM)和可擦除可编程只读存储装置(EPROM)、FLASH-EPROM或任何其他闪存、非易失性随机存取存储装置(NVRAM)、高速缓存、寄存器、任何其他存储装置芯片或匣、以及上述各项的网络版本。

应当理解，本公开的实施例不限于上面已经描述并且在附图中示出的确切结构，并且可以在不背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，本领域技术人员通过考虑说明书和本文中公开的本发明的实践将清楚本发明的其他实施例。旨在将说明书和实施例仅视为示例性的，本发明的真实范围和精神由所附权利要求指示。

以上描述旨在是示出性而非限制性的。因此，对于本领域技术人员来说很清楚的是，可以如所描述的那样进行修改而不背离下面提出的权利要求的范围。

Claims (15)

1.一种对带电粒子束进行轮廓分析的方法，所述方法包括：

激活带电粒子源以沿着主光轴生成所述带电粒子束；

通过调节所述带电粒子束与驻光波之间的相互作用来修改所述带电粒子束；

在与所述驻光波的所述相互作用之后，使用带电粒子检测器从修改后的所述带电粒子束中检测带电粒子；以及

基于检测到的所述带电粒子确定所述带电粒子束的特性。

2.一种带电粒子束***，包括：

带电粒子源，用于沿着主光轴生成带电粒子束；

光源，被配置为沿着次光轴生成驻光波；以及

控制器，具有电路装置并且被配置为：

激活所述光源以生成所述驻光波；

调节所述带电粒子束与所述驻光波之间的相互作用以修改所述带电粒子束；

在与所述驻光波的所述相互作用之后，激活带电粒子检测器以从修改后的所述带电粒子束中检测带电粒子；以及

基于检测到的所述带电粒子确定所述带电粒子束的特性。

3.根据权利要求2所述的***，其中所述光源还被配置为在垂直于所述主光轴的平面中生成所述驻光波。

4.根据权利要求2所述的***，其中所述带电粒子束的修改包括所述带电粒子束的路径、位置、尺寸或强度的修改。

5.根据权利要求4所述的***，其中所述带电粒子的所述尺寸的修改包括所述带电粒子束的放大或截断。

6.根据权利要求2所述的***，其中所述相互作用的调节包括所述次光轴相对于所述主光轴的位置的调节。

7.根据权利要求2所述的***，其中所述相互作用的调节还包括调节所述次光轴的所述位置以使所述带电粒子束与所述驻光波相互作用。

8.根据权利要求2所述的***，其中所述相互作用的调节还包括调节所述次光轴的所述位置以使所述带电粒子束与所述驻光波之间的所述相互作用发生变化。

9.根据权利要求8所述的***，其中所述相互作用的所述变化包括所述带电粒子束与所述驻光波之间从基本上没有相互作用到有相互作用的变化。

10.根据权利要求6所述的***，其中所述次光轴的所述位置被调节为与所述主光轴相交。

11.根据权利要求10所述的***，其中将所述次光轴调节为与所述主光轴相交导致所述带电粒子束的放大。

12.根据权利要求6所述的***，其中所述次光轴的所述位置的调节还包括：使所述驻光波移位，使得所述次光轴与所述带电粒子束的***的一部分相交。

13.根据权利要求12所述的***，其中使所述驻光波移位以使所述次光轴与所述带电粒子束的所述***的所述一部分相交导致所述带电粒子束的截断。

14.根据权利要求2所述的***，其中所述带电粒子检测器包括闪烁体、像素化闪烁体、电荷耦合装置、法拉第杯、光谱仪或电子捕获检测器。

15.一种存储指令集的非暂态计算机可读介质，所述指令集能够由带电粒子束装置的一个或多个处理器执行以使所述带电粒子束装置执行对多束***的多个带电粒子束进行轮廓分析的方法，所述方法包括：

激活光源以生成多个光束；

通过调节所述光束与由带电粒子源生成的多个带电粒子束之间的相互作用来修改所述光束；

在与所述带电粒子束的所述相互作用之后，使用光学检测器从修改后的所述光束中检测光信号；以及

基于检测到的所述光信号确定所述带电粒子束中的每个带电粒子束的特性。

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