TWI662580B - 帶電粒子束樣本檢查系統及用於其中操作之方法 - Google Patents

Abstract

敘述一種帶電粒子束樣本檢查系統。該系統包括一放射器、一樣本支撐台、一物透鏡、一電荷控制電極與一淹沒式電子槍，該放射器用以放射至少一帶電粒子束，該樣本支撐台係經配置以支撐該樣本，該物透鏡係用於聚焦該至少一帶電粒子束，該電荷控制電極係被提供於該物透鏡與該樣本支撐台之間，其中該電荷控制電極具有用於該至少一帶電粒子束之至少一孔徑開口，而該淹沒式電子槍經配置以放射進一步帶電粒子以對該樣本充電，其中該電荷控制電極具有一淹沒式電子槍孔徑開口。

Description

帶電粒子束樣本檢查系統及用於其中操作之方法

本發明之多數具體實施例與利用一或多個帶電粒子束以及包含一淹沒式電子槍所進行的樣本成像有關，例如進行晶圓成像。本發明之多數具體實施例尤其與一帶電粒子束樣本檢查系統有關，該系統具有一物透鏡與一淹沒式電子槍，具體而言，本發明與一帶電粒子束樣本檢查系統、一多射束樣本檢查系統有關，也與操作一帶電粒子束樣本檢查系統的方法有關。

在各種產業領域中，帶電粒子束設備具有許多功能，包含電子束(晶圓)檢查、在製造期間的半導體裝置關鍵尺寸度量、在製造期間的半導體裝置缺陷檢視、用於微影術的曝光系統、裝置偵測與系統測試，但不限制於此。因此，對於在微米與奈米規模內的樣本結構化、測試與檢查，具有很高的要求。

微米與奈米規模製程控制、檢查或結構化時常以帶電粒子束完成，例如以電子束完成，該電子束被產生及聚焦於帶電粒子束裝置中，像是在電子顯微鏡或電子束圖案產生器中。由於短波長的特性，帶電粒子束與像是光束相較之下，提供了優越的空間解析度。

尤其是對於電子束檢查(EBI)技術而言，產量係最為受到關注。尤其特別是在低著陸能量<500電子伏特(eV)與低二次電子(SE)擷取電場中的表面檢查。正常來說，對於高電流密度電子探針生成而言，係使用合成物透鏡(磁性與靜電減速電場透鏡的疊加)。在那些透鏡中，於該工作塔內側的電子能量被降低為最終著陸能量。進一步的，為了將晶圓預先充電至理想表面電位的目的，舉例而言，為了提高晶圓製造處理中電壓對比(VC)缺陷的偵測敏感度，或為了解除充電/中和晶圓充電效果，可以使用淹沒式電子槍。

有鑑於以上情況，有利的是提供一種改良式帶電粒子束裝置與其操作方法，以克服該領域中至少某些問題。

有鑑於以上情況，根據該等獨立申請專利範圍，提供一種改良式帶電粒子束晶圓檢查系統、一種改良式多射束晶圓成像系統以及一種操作帶電粒子束晶圓成像系統的改良方法。從該等獨立申請專利範圍、該敘述與該等圖式，其進一步的優點、特徵、態樣與細節係顯而易見的。

根據一具體實施例，提供一帶電粒子束樣本檢查系統。該系統包含一放射器、一樣本支撐台、一物透鏡、一電荷控制電極與一淹沒式電子槍，該放射器用以放射至少一帶電粒子束，該樣本支撐台係經配置以支撐該樣本， 該物透鏡係用於聚焦該至少一帶電粒子束，該電荷控制電極係被提供於該物透鏡與該樣本支撐台之間，其中該電荷控制電極具有用於該至少一帶電粒子束之至少一孔徑開口，而該淹沒式電子槍經配置以放射進一步帶電粒子以對該樣本充電，其中該電荷控制電極具有一淹沒式電子槍孔徑開口。

根據另一具體實施例，提供一多射束樣本檢查系統。該多射束樣本檢查系統包含一帶電粒子束樣本檢查系統。該帶電粒子束樣本檢查系統包含一放射器、一樣本支撐台、一物透鏡、一電荷控制電極與一淹沒式電子槍，該放射器用以放射至少一帶電粒子束，該樣本支撐台係經配置以支撐該樣本，該物透鏡係用於聚焦該至少一帶電粒子束，該電荷控制電極係被提供於該物透鏡與該樣本支撐台之間，其中該電荷控制電極具有用於該至少一帶電粒子束之至少一孔徑開口，而該淹沒式電子槍經配置以放射進一步帶電粒子以對該樣本充電，其中該電荷控制電極具有一淹沒式電子槍孔徑開口。該多射束樣本檢查系統進一步包含至少一進一步放射器，用以放射至少一進一步帶電粒子束，其中該電荷控制電極具有用於該至少一進一步帶電粒子束之至少一進一步孔徑開口。

而根據另一具體實施例，提供一種操作一帶電粒子束樣本成像系統的方法。該方法包含將一電荷控制電極偏壓至一第一電位、移動一樣本支撐台，以定位一樣本之一第一部分於該電荷控制電極中一淹沒式電子槍孔徑 開口下方、利用自一淹沒式電子槍所放射之帶電粒子，將該樣本之該第一部分預先充電，以及移動該樣本支撐台，以定位該樣本之該第一部分於該電荷控制電極中一第一孔徑開口下方，其中該第一孔徑開口係與一掃瞄式帶電粒子束單元之一物透鏡的光軸對齊。

2‧‧‧光軸

3‧‧‧接地

4‧‧‧供給電源

5‧‧‧放射器

9‧‧‧供給電源

12‧‧‧電子束

20‧‧‧電子束工作塔

21‧‧‧第一腔室

22‧‧‧第二腔室

23‧‧‧第三腔室

30‧‧‧電子來源

31‧‧‧放射器

50‧‧‧樣本支撐台

52‧‧‧樣本

60‧‧‧物透鏡

63‧‧‧上磁極片

64‧‧‧下磁極片

65‧‧‧物透鏡外殼

100‧‧‧掃瞄式電子顯微鏡

152‧‧‧淹沒式電子槍

154‧‧‧開口

162‧‧‧開口

166‧‧‧電荷控制電極

170‧‧‧控制電極

240‧‧‧校正靶材

250‧‧‧主要控制器

254‧‧‧篩孔

260‧‧‧電子櫃

261‧‧‧供給電源

262‧‧‧供給電源

263‧‧‧控制器

354‧‧‧金屬線

355‧‧‧凸出部

360‧‧‧靜電透鏡組件

370‧‧‧掃瞄致偏器組件

380‧‧‧射束分離器

392‧‧‧射束彎曲器

394‧‧‧透鏡

396‧‧‧過濾器

398‧‧‧偵測器

400‧‧‧晶圓成像系統

402‧‧‧外殼

404‧‧‧放射器

405‧‧‧正極

406‧‧‧射束消隱器系統

407‧‧‧射束阻擋器

408‧‧‧電極

412‧‧‧第一射束掃瞄系統

414‧‧‧第二射束掃瞄系統

420‧‧‧聚光器透鏡

430‧‧‧工作距離

440‧‧‧二階段偏折系統

450‧‧‧射束限制孔徑

460‧‧‧控制器

462‧‧‧供給電源

466‧‧‧供給電源

470‧‧‧供給電源

512‧‧‧電極

520‧‧‧電子槍腔室

530‧‧‧腔室

532‧‧‧絕緣體

540‧‧‧孔徑板材

542‧‧‧杯子

551‧‧‧小開口

552‧‧‧大開口

560‧‧‧靜電透鏡部分

562‧‧‧電流偵測裝置

702‧‧‧區塊

704‧‧‧區塊

706‧‧‧區塊

708‧‧‧區塊

本發明之更特定敘述，係如以上之簡短總結，可以透過參考多數具體實施例而獲得，因此本發明的上述特徵係能被詳細瞭解。該等伴隨圖式係與本發明之多數具體實施例有關，並於以下敘述：第1圖描述根據於此敘述之多數具體實施例，具有一淹沒式電子槍之一掃瞄式帶電粒子束裝置的示意局部圖；第2圖描述根據於此敘述之多數具體實施例，具有一淹沒式電子槍之一掃瞄式帶電粒子束裝置的示意圖；第3A圖描述根據於此敘述之多數具體實施例，一帶電粒子束晶圓檢查系統之電荷控制電極的示意圖；第3B圖描述根據於此敘述之多數具體實施例，一導電性篩孔之示意圖，該導電性篩孔係被提供以封閉一電荷控制電極中之一孔徑開口； 第4圖描述根據於此敘述之多數具體實施例，一淹沒式電子槍的示意圖，該淹沒式電子槍係被提供於一帶電粒子束檢查系統中；第5A圖與第5B圖描述根據於此敘述之多數具體實施例，一校正靶材之示意圖，該校正靶材可用於一帶電粒子束晶圓檢查系統之中；第6圖繪示根據於此敘述之多數具體實施例，具有一淹沒式電子槍之多射束晶圓成像系統的示意圖；及第7圖繪示根據於此敘述之多數具體實施例，操作一帶電粒子束檢查系統之方法的流程圖。

現在將詳細參考本發明之各種具體實施例，於該等圖式中描繪其一或多個實例。在該等圖式的以下敘述中，相同的元件符號意指相同的組件。一般而言，只針對個別具體實施例的差異加以敘述。每一實例都以本發明說明的方式所提供，且並不意味對本發明加以限制。進一步的，所描繪或敘述成為一具體實施例之部分的多數特徵，可在多數其他具體實施例上或與之結合使用，以產出一進一步具體實施例。預期本敘述係包含所述的修改與變化。

在不限制本發明申請內容所保護的範圍下，在以下敘述中，該帶電粒子束裝置或其組件係示例參照為一電子束裝置，其包含二次電子及/或背散射電子的偵測，這些也被參照為訊號電子。該等具體實施例仍可應用於將 該帶電粒子束變換為離子束的設備、系統、方法。該等具體實施例仍可應用於偵測小體的設備與組件，像是偵測電子或離子形式的二次及/或背散射帶電粒子、光子、X射線或其他訊號，以獲得樣本影像。一般而言，當參照為小體時，其應被瞭解為一種光訊號，其中該小體係為光子，就如同該小體係為離子、原子、電子或其他粒子的粒子一樣。

如在此所指的「樣本」或「晶圓」係包含半導體晶圓、半導體工作件與其他像是記憶碟、光罩、用於平板顯示器之基材與其他類似之材料，但不限制於此。根據某些具體實施例，樣本可從以下構成之群集所選擇：晶圓、光罩、用於平板顯示器之基材以及平板顯示器。本發明之多數具體實施例可被應用於任何工作件，其經結構化或是在該工作件上沈積材料。樣本或晶圓係包含欲被成像及/或結構化或是在其上有沈積多層之表面、邊緣，或通常為斜角。

根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該等設備與方法係經為了電子束檢查(EBI)、關鍵尺寸度量(CD)與缺陷檢視(DR)應用所配置，或為其所應用，在根據於此敘述之多數具體實施例的顯微鏡及方法的情況中，該等設備與方法可以有利地在這些高產量的應用中使用。根據於此敘述之某些具體實施例，提供一電子束檢查、關鍵尺寸度量工具及/或缺陷檢視工具，其中可以達成高解析度、大視野以及高掃 瞄速度。根據於此敘述之某些具體實施例，參照為電子束檢查工具關鍵尺寸度量工具或缺陷檢視工具的晶圓成像系統或晶圓掃瞄式電子顯微鏡(SEM)檢查工具，係為該領域技術人員所知悉的特定工具。

在此敘述之具體實施例的上下文中，在不限制其保護範圍下，預期使用中間束加速系統以描述一帶電粒子束設備，其使得具有初始高加速的帶電粒子在打擊該樣本或晶圓之前很快地減速為一著陸能量。在該等帶電粒子被引導通過該工作塔時的加速速度v_acc與在該等帶電粒子打擊該樣本時的著陸速度v_landing之間的能量或速度比例v_acc/v_landing可為大約至少10或高於10，例如20或高於20。此外，該著陸能量可為2keV或小於2keV，例如1keV或小於1keV，像是500eV或甚至為100eV。

於此敘述之多數具體實施例與一種單一或多重工作塔掃瞄式電子顯微鏡有關，其具有一淹沒式電子槍。提供該淹沒式電子槍因此使該物透鏡與該淹沒式電子槍共享一電荷控制電極，且/或提供該淹沒式電子槍係至少部分位於該物透鏡外殼內。該掃瞄式電子顯微鏡與該淹沒式電子槍一起被組合於一晶圓檢查設備中。根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該物透鏡與該淹沒式電子槍共享至少某些靜電組件及/或係經提供於一共同磁性環境中。據此，可以進一步改良一晶圓檢查系統的產量。

根據某些具體實施例，該淹沒式電子槍係經配置以產生具有大光點尺寸的高放射電流。該高放射電流與該大光點尺寸能夠在短時間內掃瞄並將多數大表面充電至需要的電位。根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該淹沒式電子槍的放射電流最高可達5毫安培(mA)，舉例而言，50微安培(μA)至500μA，像是100μA至300μA。而根據額外或替代的具體實施例，在該樣本平面中的光點尺寸，例如在一晶圓平面中，可為7毫米(mm)或7mm以下，舉例而言，3mm至6mm，像是大約5mm。該淹沒式電子槍的射束能量根據某些具體實施例可為300至3000eV。

根據於此敘述之多數具體實施例，將一淹沒式電子槍整合於一掃瞄式電子束檢查系統中對於下述一或多個態樣中係為有利的。(1)該電子槍與該掃瞄式電子束檢查系統可以共享該等光學元件的一或多個元件，舉例而言，共享在該晶圓上方的電荷控制電極。據此，可以共享多數進一步的供給電源與個別的控制器。這尤其可以降低所有權成本及/或系統複雜度。(2)額外或替代的，由一物透鏡外殼所供應的共同磁性環境，可以屏蔽多數附近組件的磁場，舉例而言，附近的掃瞄式電子顯微鏡工作塔。(3)與該電子束檢查系統工作塔的充電條件相比之下，該共同電荷控制電極允許利用該淹沒式電子槍以相同的充電條件對該樣本或晶圓表面充電。(4)可以降低該充電系統與該掃瞄式系統之間的對齊需求。(5)可以減 少該充電系統與該掃瞄式系統之間的工作台移動。據此，可以降低工作台移動的時間及/或導航錯誤。(6)該樣本或晶圓可以被維持在該掃瞄式系統與該淹沒式電子槍下方相同偏壓處，其中可減少充電與掃瞄之間的工作循環時間。據此，甚至可以對晶圓上一部分進行預先充電，並同時掃瞄或檢查該晶圓之另一部分。以上各種態樣能夠提高產量及/或降低所有權成本。

根據於此敘述之多數具體實施例，一電子束系統的物透鏡，也就是在該電子束撞擊該樣本或晶圓上之前的最後透鏡，係包含一磁性靜電透鏡。如第1圖中所示，該靜電透鏡組件包含位處高電位的上方電極162，以及位處靠近該樣本電壓之電位且使該等電子減速以提供所需著陸能量的下方電極，例如電荷控制電極166。這些電極能夠進行電子束聚焦，並能使該電子束放慢速度至所需要的低主要電子束電壓。

第1圖繪示一掃瞄式電子顯微鏡100的一部分。該物透鏡包含該磁性透鏡組件60，其具有一上磁極片63、一下磁極片64與一線圈(未繪示於第1圖)。該物透鏡進一步包含一靜電透鏡組件，其具有一第一電極162，也就是該等圖式中之上方電極，也具有一電荷控制電極166，也就是該等圖式中之下方電極。進一步的，用於控制該等訊號電子或分別作用在該等訊號電子上之擷取電場的控制電極170，係沿著該光軸2從該電荷控制電極166的位置分別至該樣本支撐台50或樣本52之位置處 提供。在第1圖中，該控制電極170係提供於該電荷控制電極166內。該控制電極170例如可具有基本上如同該電荷控制電極166般沿著該光軸2的相同位置。該電荷控制電極166也可稱為大投影(proxi)或大型投影，而該控制電極170也可被稱為小投影。根據某些具體實施例，該小投影可如該大投影具有相距該樣本的相同距離。根據多數其他具體實施例，該小投影相較於該大投影更靠近於該樣本。

根據於此敘述之該等具體實施例，要瞭解到該小投影，也就是該控制電極170對於該靜電透鏡組件性質的影響微小，甚至夠小到被視做為個別元件，其具有的功能為控制來自該樣本之該等二次電子的擷取或是來自該樣本所釋放之該等二次電子的引導。

該物透鏡60將該電子束12聚焦於該樣本52上，也就是聚焦於一樣本平面中，該電子束12於該工作塔中沿著該光軸2移動。該樣本52被支撐於一樣本支撐台50上。根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，可利用使該支撐台於基本上垂直於該光軸的第一方向中移動的方式，並藉由在另一基本上垂直於該光軸並基本上垂直於該第一方向之第二方向中的多數掃瞄線，建構該樣本區域的掃瞄。

於該掃瞄式電子顯微鏡100中提供一淹沒式電子槍152。如第1圖所繪示，該淹沒式電子槍152與該掃瞄式電子顯微鏡的掃瞄式檢查系統共享該電荷控制電 極166。根據於此敘述之多數具體實施例，該電荷控制電極166具有至少一孔徑開口162與一淹沒式電子槍孔徑開口154。該樣本支撐台50可以被移動至一第一位置，其中該電子束12撞擊於該樣本52上，例如如第1圖所繪示的位置。該樣本支撐台50可以進一步被移動至一第二位置，其中從該淹沒式電子槍所放射的帶電粒子撞擊於該樣本52上，例如撞擊於一晶圓上。

而根據進一步具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，一帶電粒子束晶圓檢查系統，像是第1圖所繪示的該掃瞄式電子顯微鏡100，係包含一物透鏡外殼65。該物透鏡外殼65環繞該物透鏡，並特別環繞該上磁極片63與該下磁極片64。舉例而言，該物透鏡外殼65係利用一空氣間隙或一磁性絕緣體與該等磁極片絕緣，也就是利用具有相對穿透性μ/μ_o=1的材料，像是銅或其他類似材料。根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該物透鏡外殼65可以包含一種具有相對穿透性μ/μ_o為10000或10000以上的材料，舉例而言阿姆科鐵或其他類似材料。該淹沒式電子槍152與該物透鏡60藉由使該物透鏡外殼65環繞該淹沒式電子槍152至少一部分的方式而共享相同的磁性環境。該物透鏡外殼65可以屏蔽靠近掃瞄式電子顯微鏡工作塔或該物透鏡60與該淹沒式電子槍152之其他裝置的磁場。

根據於此敘述之某些具體實施例，該物透鏡可為靜電、磁性或是結合磁性靜電之物透鏡。磁性透鏡或磁性透鏡組件可由永恆磁鐵、線圈或其組合所提供。舉例而言，一物透鏡可以具有包含一或多個磁極片的磁性透鏡組件。根據於此敘述之某些具體實施例，一物透鏡外殼係環繞該物透鏡並屏蔽磁場及靜電場之一或兩者。該物透鏡外殼環繞該淹沒式電子槍的至少一部分。據此，該淹沒式電子槍可以位靠近於該物透鏡。

共享該電荷控制電極166與該物透鏡外殼65之至少一項，使得該檢查系統的成本降低及具有小佔地面積。進一步的，可在相離該等掃瞄式電子束組件一距離處提供該淹沒式電子槍152，因此該樣本支撐台50可以在較短的時間中，從該電子束移動該樣本52至該淹沒式電子槍152下方一位置處，反之亦然。

針對第2圖敘述多數進一步的具體實施例。第2圖顯示一帶電粒子束裝置，像是一掃瞄式電子顯微鏡成像設備，也就是具有一淹沒式電子槍152之掃瞄式電子顯微鏡100。該電子束工作塔20提供一第一腔室21、一第二腔室22與一第三腔室23。該第一腔室21也被稱為一電子槍腔室，包含具有一放射器31之該電子來源30與抑制器。

根據於此敘述之多數具體實施例，該放射器31係連接至一供給電源，以提供電壓至該放射器。該放射器可為一放射器組件之一或多個放射器的一放射器。對 於在此敘述之該等實例而言，提供至該放射器的電位因此使該電子束被加速至8keV或8keV以上的能量。據此，通常該放射器被偏壓至-8keV或更大負電壓值的電位，例如，在該工作塔與該射束引導管的情況中，其也在接地電壓上提供第2圖中的該第一電極162。然而，在該工作塔內側較高的射束能量，例如20keV或更高，對該電子光學效能(例如，解析度與電流密度)而言將為更有利。如以上敘述，使該放射器於一正電位上為一典型的具體實施例，其具有該工作塔與該射束引導管可以位於接地或位於中等電位的優點。然而，對於根據於此敘述之多數具體實施例之縮放透鏡的聚焦性質而言，該放射器也可被接地，而一供給電源可被連接至如第2圖中所繪示之該電極162。

電子束係由該電子束來源30所產生。該電子束對齊於該射束成形孔徑450，該射束成形孔徑450的尺寸用於使該射束成形，也就是用以阻擋該射束的一部分。之後，通過該射束分離器380的射束，被分離為主要電子束與訊號電子束，也就是該訊號電子。該主要電子束由該物透鏡聚焦於該樣本52或該晶圓上。該樣本被定位於該樣本台，也就是一樣本支撐台50上。在該電子束的撞擊後，舉例而言，二次或背散射電子從該樣本52釋放，而能由該偵測器398所偵測。雖然背散射電子或二次電子通常可由該偵測器所偵測，此公開發明的某些通道相比於主要電子下只與二次電子有關，且要瞭解到，該等背散射電 子也被視為訊號電子或如此所被瞭解的二次電子，也就是對於該影像的訊號產生而言，存在有二次產品。

根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，提供一聚光器透鏡420與一射束成形或射束限制孔徑450。該二階段偏折系統440係提供於該聚光器透鏡420與該射束限制孔徑450之間，用以使該射束與該射束成形孔徑對齊。根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該等電子由一提取器或由該正極加速至該工作塔中之該電壓。舉例而言，該提取器可由該聚光器透鏡420之該第一(上方)電極或進一步電極(未繪示)所提供。而根據進一步具體實施例，該聚光器透鏡也可為磁性聚光器透鏡，以控制該探針直徑。

進一步的，提供一掃瞄致偏器組件370。舉例而言，該掃瞄致偏器組件370可為磁性，但較佳的是為靜電掃瞄致偏器組件，其可為高像素率所配置。根據多數典型具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該掃瞄致偏器組件370可為如第2圖中所繪示的單一階段組件。替代的，也可以提供二階段或甚至三階段的致偏器組件。該致偏器組件的每階段都可沿著該光軸2的不同位置處提供。

訊號電子，例如二次及/或背散射電子係從該晶圓或樣本所擷取，例如由一控制電極擷取，並係進一步於該物透鏡內加速。該射束分離器380分離該等主要電子 與該等訊號電子。該射束分離器可為維恩過濾器及/或可為至少一磁性致偏器，因此該等訊號電子係被偏離該光軸2。該等訊號電子係接著由一射束彎曲器392及一透鏡394引導至該偵測器398，該射束彎曲器392則例如為一半球狀射束彎曲器。可以提供像是過濾器396的進一步元件。而根據進一步修正，該偵測器可為一分段偵測器，經配置以根據在該樣本處的開始角度偵測訊號電子。

一物透鏡外殼65環繞該物透鏡60。進一步，可由該物透鏡外殼65環繞該淹沒式電子槍152的至少一部分。根據某些具體實施例，該物透鏡與該淹沒式電子槍可以具有一共同物透鏡外殼。該電荷控制電極166係被提供於該晶圓或樣本52(或分別的該晶圓支撐台50)與該共同物透鏡外殼65之間。這能夠控制該樣本表面，例如該晶圓表面的充電電位係於該淹沒式電子槍與該掃瞄式電子顯微鏡工作塔之下。該晶圓與該電荷控制電極之間的電壓差異決定該最終晶圓電位。淹沒式電子槍電子，也就是從該淹沒式電子槍所放射之該等帶電粒子，穿過該淹沒式電子槍孔徑開口154通過該電荷控制電極166。根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該電子槍孔徑開口154可由一篩孔254或網格覆蓋。該篩孔或網格可以改良該樣本上方靜電場的均勻性。據此，該充電分佈的均勻性可由該篩孔254，例如由該網格所改良。

第2圖繪示該淹沒式電子槍152的一供給電源261。該供給電源261係提供於一電子櫃260中。進一步的，提供一供給電源262，其中該電荷控制電極166與該晶圓或該樣本支撐台50分別可被偏壓至所需電位。進一步的，可以提供控制該樣本支撐台50移動的控制器263。根據於此敘述之多數具體實施例，可由一主要控制器250控制多數供給電源與多數個別的控制器，像是以具有至少一中央處理單元(CPU)與一記憶體的主要電腦加以控制。

而根據多數進一步具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，可以在該樣本支撐台50上提供一校正靶材240。該校正靶材240的細節係針對第5A圖與第5B圖敘述。該校正靶材240係與該供給電源262連接，以分別使該樣本52或該樣本支撐台50偏壓。

該校正靶材係經配置以表徵從該淹沒式電子槍152放射的電子束及/或以測量從該從該淹沒式電子槍152放射的電流。該淹沒式電子槍152的放射電流最大可到5mA，舉例而言50μA至500μA，像是100μA至300μA。該淹沒式電子槍的高放射電流能達成該檢查系統的較佳產量，因為可以在更短的時間中進行預先充電及/或解除充電。而根據多數進一步額外或替代的具體實施例，在該樣本或晶圓平面中的光點尺寸可為7mm或7mm以下，舉例而言3mm至6mm，像是大約5mm。據此，在使用一淹沒式電子槍時該電流密度較低，舉例而言係於1 至10μA/mm²的範圍中。這降低在檢查樣本時產生人為因素的可能性，例如在檢查晶圓時。然而，較高放射電流可以將某些形式的層充電至需要的電位，其可能無法利用該掃瞄式電子束工作塔加以充電。特別是，可能無法利用掃瞄式電子顯微鏡的電子束，將具有大電容的層充電至所需電位。

於此敘述之多數具體實施例可利用以將一晶圓預先充電至需要的表面電位，或可以包含將一晶圓預先充電至需要的表面電位，舉例而言，用以提高晶圓製造處理中電壓對比(VC)缺陷的偵測敏感度，並在之後於該預先充電的表面上掃瞄一掃瞄數電子束顯微鏡之電子束。根據某些具體實施例，在一經掃瞄區域上的預先充電均勻性可為10V的峰值對峰值或10V以下。舉例而言，該樣本，像是一晶圓，可被充電至100V±5V。

如第2圖所繪示，該淹沒式電子槍152與該掃瞄式電子顯微鏡工作塔使用某些共同的介面。該電荷控制電極166，其經配置以在預先充電期間使用，也就是在操作該淹沒式電子槍的期間，且其經配置以在利用掃瞄式電子束進行檢查的期間使用，也就是被提供於該腔室23中。也就是說，該淹沒式電子槍與該掃瞄式電子顯微鏡係在相同的真空條件下操作，也就是它們共享該真空腔室內的相同壓力。

該樣本支撐台50包含一X-Y台面導航系統，其經配置以在該掃瞄式電子顯微鏡工作塔及/或該淹沒式 電子槍下方移動該樣本，例如移動該晶圓。該晶圓被偏壓至一電壓電位，其決定該等電子於該晶圓上的著陸能量。

第3圖繪示一電荷控制電極166。該電荷控制電極166具有一開口154。從該淹沒式電子槍放射的帶電粒子，例如電子可以通過該電荷控制電極166的開口154。該電荷控制電極進一步包含多數開口162。第3A圖中繪示的實例顯示為五個開口162，用於一掃瞄式電子束系統的五個電子束。如第2圖繪示，該電荷控制電極也被提供於該腔室23，也就是該真空腔室中，且該電荷控制電極係由該掃瞄式電子顯微鏡工作塔與該淹沒式電子槍共用。據此，該淹沒式電子槍與該掃瞄式電子顯微鏡工作塔的電荷控制係由相同的高電壓控制器所控制。

於該淹沒式孔徑開口處或於該淹沒式孔徑開口內提供一導電性篩孔254。也就是說，該孔徑開口係以薄金屬篩孔或網格所覆蓋，以在該樣本與該電荷控制電極之間產生均勻且平坦的靜電場，例如在一晶圓與該電荷控制電極之間。該導電性篩孔254可被偏壓至該電荷控制電極的電位。藉由將該導電性篩孔偏壓的方式，可以提供均勻且平坦的靜電場。這可以改良該預先充電的分佈均勻性。

如第3B圖繪示，該導電性篩孔254包含複數個金屬線354。第一複數個金屬線354係於第一方向中延伸，而第二複數個金屬線354係於第二方向中延伸，該第二方向與該第一方向不同。舉例而言，該第二方向可以基 本上與該第一方向垂直。舉例而言，該第二方向可以具有相對於該第一方向為80°至100°的角度。該第一複數個金屬線354與該第二複數個金屬線354則形成該篩孔254。

根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該第一複數個金屬線的第一方向與該第二複數個金屬線的第二方向並不平行於該樣本支撐台50之該等樣本移動方向之一，該等樣本例如可於X方向與Y方向中移動。進一步，額外或替代的，該第一複數個金屬線的第一方向與該第二複數個金屬線的第二方向並不平行於從該淹沒式電子槍所放射之該等帶電粒子該等掃瞄方向之一，該等帶電粒子可由該淹沒式電子槍內一射束偏折系統所偏折。該等掃瞄方向也可對應於該樣本支撐台50的X方向或Y方向。特別是，該第一複數個金屬線的第一方向與該第二複數個金屬線的第二方向相對於X方向或Y方向可以具有30°至60°的角度，舉例而言大約45°。提供所述角度可以避免當該淹沒式電子槍電極掃瞄於該樣本上時，於該樣本表面上產生未充電線。

該導電性篩孔254可以具有一或多個凸出部355。該等凸出部355可用於提供該第一複數個金屬線的第一方向與該第二複數個金屬線的第二方向對於該樣本移動方向及/或掃瞄方向的固定取向。該等凸出部355可以進一步被利用做為該導電性篩孔與該電荷控制電極之間的電氣連接件。而進一步的，該等凸出部可用以便於更 換該導電性篩孔。典型的篩孔可以包含具有厚度為5μm至100μm的金屬線。典型的篩孔可以被製造為該等金屬線之間的空間為80μm至200μm。該等金屬線尺寸與此基底尺寸之間的比例決定一阻擋比例，其可為10%至30%，例如大約20%。

第4圖繪示該淹沒式電子槍152。該淹沒式電子槍具有一外殼402。電子從該放射器404放射並由該正極405加速。根據某些具體實施例，可以提供一射束消隱器系統406。該射束消隱器系統406可以偏折該等電子射束，因此該等電子係由該射束阻擋器407所阻擋。可以提供一電極408，以聚焦該等帶電粒子束。據此，某些具體實施例可以包含一聚焦選項。可以提供該第一射束掃瞄系統412，以在第一方向中偏折該射束，例如於X方向中偏折，並可以提供該第二射束掃瞄系統414，以在第二方向中偏折該射束，例如於Y方向中偏折。該淹沒式電子槍之射束偏折系統係經配置以對齊該等淹沒式電子槍電子，以使其通過該電荷控制電極中該孔徑開口的中心。該孔徑開口的直徑係在該晶圓平面上將該淹沒式電子槍射束尺寸限制為所需要的尺寸與形狀。該直徑限制可以進一步用於避免在不需要的區域中進行充電。

第4圖進一步繪示該電荷控制電極166，於其中具有一孔徑開口。該電荷控制電極166的孔徑開口係由該導電性篩孔254所封閉。從該淹沒式電子槍152放射之該等電子撞擊於一樣本52上，例如撞擊一晶圓。根據於 此敘述之多數具體實施例，該放射電流可由控制該來源電壓的方式所控制。藉由控制該來源電壓，可以提供固定的放射電流。透過該電極408提供的聚焦透鏡，例如透過該電極結合多數其他電極的電位與該淹沒式電子槍152內之電位所提供的聚焦透鏡，能夠控制從該淹沒式電子槍放射的該等電子的光點尺寸。控制該光點尺寸有利於避免在充電期間浸淹至該晶圓表面外側，或是在校正期間浸淹至該校正靶材表面外側。浸淹至所需區域的外側，例如浸淹於電纜或其他類似區域上時，可能由於由該淹沒式電子槍所放射的高射束電流而使該帶電粒子束檢查系統的操作退化。可以利用能夠使該淹沒式電子槍放射的該等電子束進行偏折的射束消隱器406及/或該第一射束掃瞄系統與該第二射束掃瞄系統，進一步改良將該浸淹控制於所需要的服務目標上。

第4圖進一步繪示該工作距離430，也就是該外殼402下方部分相距該樣本表面的距離。該淹沒式電子槍的外殼402並不只提供用於其中所具備之該等組件的分隔室，也定義該淹沒式電子槍內該等電位影響該淹沒式電子槍之電子束的區域。據此，該工作距離430被提供於該外殼402下方部分與該樣本52表面之間。根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該工作距離可從60mm至90mm，例如從70mm至80mm。該工作距離與該導電性篩孔的有利選擇組合，能夠在該晶圓與該電荷控制電極之間形成需要均勻性的靜 電場。這使得該充電分佈可以於10V的峰值對峰值或10V以下的所需範圍。

第5A圖繪示該校正靶材240。該校正靶材240例如係被定位於第2圖繪示之該樣本支撐台50上。該校正靶材240可用於表徵該淹沒式電子槍152的射束及/或測量從該淹沒式電子槍152放射的電流。為了校正該淹沒式電子槍，該樣本支撐台50係經移動，因此來自該淹沒式電子槍之該等電子便撞擊於該校正靶材240上。據此，該校正靶材係位於該平台組件上。該校正靶材240能夠控制該樣本支撐台的電壓電位。根據於此敘述之多數具體實施例，從該淹沒式電子槍放射的射束可利用被偏壓至該操作電壓的樣本支撐台，或其個別的樣本加以表徵。

如第5A圖繪示，該校正靶材240係連接至該供給電源262以分別對該晶圓或該樣本支撐台偏壓。可以分析在該淹沒式電子槍光點於該校正靶材上掃瞄時，於該供給電源訊號中的變化。此分析能夠利用該供給電源262的供給電源訊號進行該淹沒式電子槍光點的表徵。與通常被接地以測量電流的法拉第杯相反，根據於此敘述之某些具體實施例的校正靶材係能在一偏壓條件下操作。

該校正靶材240具有一孔徑板材540，其具備至少一開口。從該淹沒式電子槍放射的電子束可以通過該孔徑板材540中的開口。該電子束撞擊在一杯子542上。該杯子542包含電子吸收材料，例如導電性材料。該供給電源262中的電流偵測裝置562提供在該供給電源中的 電流指示訊號。在淹沒式電子槍校正期間，如果該淹沒式電子槍的電子束被切換關閉，該供給電源262中的電流便為零值。如果該淹沒式電子槍的電子束被切換開啟，便可偵測到該供給電源262中的電流。根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該校正靶材240係在該淹沒式電子槍校正期間受到偏壓。舉例而言，該校正靶材係被偏壓至如該晶圓固化成像及/或該晶圓以該帶電粒子束檢查系統進行晶圓預先充電的相同電位。由於該靶材被偏壓至該晶圓及/或該樣本支撐台的電位，因此高電壓傷害的風險便較低。

根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該孔徑板材540可以包含至少兩個開口。如第5B圖繪示，該孔徑板材540可以包含一小開口551與一大開口552。該小開口551具有的直徑係小於從該淹沒式電子槍所放射之電子束的直徑。舉例而言，該小開口551的直徑可為1mm或1mm以下。該大開口552具有的直徑係大於從該淹沒式電子槍所放射之電子束的直徑。舉例而言，該大開口552的直徑可為5mm或5mm以上。

對於總電流的量測而言，該校正靶材240係例如由移動該樣本支撐台的方式所定位，因此從該淹沒式電子槍放射的電子束通過該孔徑板材540的大開口552。該完整電流被蒐集於該杯子542中，而該形成的電流則於該供給電源262中測量。為了表徵從該淹沒式電子槍放射的 射束，該校正靶材240係例如以移動該樣本支撐台的方式定位，因此從該淹沒式電子槍放射的電子束部分通過該孔徑板材540的小開口551。該小開口551的位置可以透過掃瞄該樣本支撐台而改變，例如在X或Y方向中改變。因為該小開口551小於該射束直徑，因此從該淹沒式電子槍放射的電子束只有一部份通過該孔徑板材，並由該杯子542所蒐集。測量以該樣本支撐台的位置，也就是該小開口551的位置為函數而於該供給電源262中的偵測的電流，能夠產生該電子束的電流分佈。據此，可以表徵從該淹沒式電子槍放射的電子束。舉例而言，可利用該校正靶材240測量該電子束的形狀。

第6圖仍描述進一步具體實施例，其中提供一減速場掃瞄顯微鏡，也就是提供晶圓成像系統400做為一多射束裝置。通常，在一多射束裝置中可以提供二或多個射束。做為一實例，第5圖繪示五個放射器5，因此在該電子槍腔室520中放射五個電子束。這與第3A圖繪示該電荷控制電極中的五個孔徑開口相對應。該等放射器尖端係由供給電源4偏壓至一加速電位V_acc，該供給電源4提供該等尖端相對於接地3的電位。可以例如以類杯形狀提供多數電極512，例如提取器或正極。這些電極係以多數絕緣體532對於彼此及對於該電子槍腔室520絕緣。根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，也可以提供從提取器與正極所構成之群集選擇該等電極的二或多個電極。通常，這些電極512係由多數(未 繪示)供給電源偏壓至多數電位，以控制該二或多個電子束。

該等帶電粒子束於一進一步腔室530中移動，於該腔室530中提供一樣本52。該物透鏡560分別將該等射束聚焦於該樣本上或於樣本平面中。該物透鏡可以具有一磁性透鏡組件60，其具備共同磁性透鏡部分，也就是在該等帶電粒子束之二或多個射束上所作用的磁性透鏡部分。舉例而言，提供給一磁極片單元或一磁極片組件一共同激化線圈，其中提供許多開口，用以使該二或多個電子束通過該磁極片單元。該共同激化線圈激化該磁極片單元，因此例如在每一開口上聚焦一射束。供給電源9可以為該物透鏡的磁性透鏡部分提供電流。

如第6圖繪示，該物透鏡560進一步包含一靜電透鏡組件360。舉例而言，提供具有一或多個第一電極與一第二電極的靜電透鏡部分560。該第二電極可為一電荷控制電極，其具備有用於該等經掃瞄電子束的多數孔徑開口，以及具備有用於從該淹沒式電子槍152放射之帶電粒子的孔徑開口。如第6圖繪示，該第一電極也可以被提供做為用於該等靜電透鏡部份之一或多個部分的分離電極。也就是說，該第一電極可以分離及/或獨立於在該工作塔中的一射束引導管。這也可以應用在於此敘述之該等訊號射束工作塔。進一步的，對於該等電子束的每一個而言，可以提供一控制電極。

第6圖中繪示三個供給電源462、466及470。該等供給電源的某些，具有示例性的五個連接線，用於該五個靜電透鏡組件之每一個組件的個別電極。舉例而言，供給電源462可以連接至該等個別第一電極，供給電源466可以具有對於該共同電荷控制電極的單一連接，而供給電源470可以各自連接至該等個別控制電極。該控制器460則為了該等靜電透鏡組件的該等電極與該等控制電極，連接至該等電壓供應462、466及470。由該等供給電源的某些(為了較佳的整體概觀，其剩餘部分係被省略)進入該工作塔外殼的不同連接線路，可說明該等個別射束該等電極的每一電極，都可受到獨立控制。然而，可以瞭解到該等靜電透鏡組件之該等電極的一或多個電極以及該等控制電極的一或多個電極，也可以以一共同供給電源進行偏壓。進一步，要注意到如果該第一電極係如以上說明般接地時，尤其是可以省該供給電源462。

根據某些具體實施例，可以根據於此敘述之該等具體實施例的任一項提供該物透鏡。其必須被認為雖然特別適用於電子束檢查的應用，但也適用於關鍵尺寸度量/缺陷檢視的應用，而與一般的晶圓成像相比之下，產量係為被考慮的關鍵態樣。於此敘述之該等操作模式對於高產量係為有用的。同樣的，冷場發射器(CFE)與熱輔助場發射器(TFE)也可用於提高產量。據此，根據於此敘述多數具體實施例的淹沒式電子槍與冷場發射器、熱輔助場發射器或是肖特基發射器的結合，係特別有用的。做 為進一步實作，與一多電子束裝置的結合，像是與針對第6圖敘述的裝置結合，能進一步提供被認為是有利於晶圓檢查產量的特定結合。

根據多數不同具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，多射束晶圓檢查系統可以包含二或多個射束，其中每一射束都可以提供於二或多個工作塔中，其中二或多個射束可提供於一工作塔中，或是兩者皆可，也就是說可以提供二或多個工作塔，其中該二或多個工作塔的每一個都包含在該樣本上的二或多個射束，例如於一晶圓上。如果提供二或多個工作塔，其可以共享某些組件，例如，共享該電荷控制電極。如果在一工作塔中提供二或多個射束，其係由一多開口孔徑板材與一偏折系統的組合所產生，便能產生二或多個虛擬來源。

於此敘述之該等具體實施例也可以包含多數額外組件(未繪示)，像是聚光器透鏡、靜電、磁性或合成靜電磁性形式的致偏器，像是維恩過濾器、靜電、磁性或合成靜電磁性形式的像散校正裝置、靜電、磁性或合成靜電磁性形式的進一步透鏡，及/或用以影響及/或校正該主要及/或訊號帶電粒子的其他光學組件，像是致偏器或孔徑。的確，為了說明目的，那些組件的某些係被繪示於於此敘述的該等圖式中。要瞭解到所述組件的一或多項也可以被應用於本發明的具體實施例中。

根據某些具體實施例，提供一帶電粒子晶圓成像系統的操作方法。一帶電粒子晶圓成像系統之操作方法 的流程圖繪示於第7圖中。該方法包含如區塊702繪示使一電荷控制電極偏壓至第一電位。移動一樣本支撐台以將晶圓第一部份定位於該電荷控制電極中一淹沒式電子槍孔徑開口下方(參考數字符號704)。如區塊706所指示，該晶圓第一部份係由一淹沒式電子槍放射的帶電粒子預先充電。在預先充電之後，移動該樣本支撐台(參考數字符號708)以將該晶圓該第一部分定位於該電荷控制電極的第一孔徑該口下方，其中該第一孔徑開口與一掃瞄式帶電粒子束單元的物透鏡光軸對齊。

藉由在利用一掃瞄式帶電粒子束單元成像該晶圓該第一部份之前，利用一淹沒式電子槍預先充電該晶圓該第一部份的方法，與例如利用該掃瞄式帶電粒子束單元本身預先充電相比之下，可以更快的進行該預先充電。據此，可以提高產量。進一步，於該電荷控制電極下方提供該晶圓該第一部分，同時該晶圓該第一部分係從該預先充電位置移動至該成像位置。這係有利於對該欲被檢查晶圓上的電荷控制改進。

根據某些具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該樣本或晶圓(或個別的該樣本支撐台)也可在該晶圓該第一部分的成像期間偏壓至一樣本電位，例如偏壓至一高電位。而進一步的，該樣本或晶圓可在該晶圓該第一部分的預先充電期間偏壓至該相同的樣本電位。據此，該晶圓與該電荷控制電極之間的電位 差異，也就是電壓並不在該晶圓從該預先充電位置移動至該成像位置時改變。

而根據進一步具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該樣本支撐台可以被移動至使被提供在該樣本支撐台上的該校正靶材，能被移動至該淹沒式電子槍下方位置的位置。由該淹沒式電子槍放射的帶電粒子，例如該等電子，接著便可以撞擊於該校正靶材上。該淹沒式電子槍的電子於校正靶材上的撞擊能夠測量該淹沒式電子槍的電流及/或表徵從該淹沒式電子槍放射的電子束。根據於此敘述之某些具體實施例，該淹沒式電子槍的電流測量及/或電子束表徵可以在該校正靶材被偏壓至該電位，例如被偏壓至一高電位時進行，像是被偏壓至該晶圓的預先充電及/或成像期間，對該晶圓或該樣本支撐台所提供的電位。對於該淹沒式電子槍的電流測量及/或電子束表徵而言，一旦來自該淹沒式電子槍的電子進行撞擊之後，便可以測量在該供給電源中用於使該晶圓或該樣本支撐台偏壓的電流。

根據多數替代具體實施例，可以利用該校正靶材測量從該淹沒式電子槍放射的總電流，或是可以測量用以將該淹沒式電子槍放射之電子束進行表徵的放射電流分佈。對於該總電流的測量而言，該校正靶材可以在一孔徑板材中包含大孔徑開口，其大於從該淹沒式電子槍放射的電子束直徑。該淹沒式電子槍的完整射束可以進入該校正靶材以測量該電流。對於測量從該淹沒式電子槍放射之 電子束的進入分佈而言，該校正靶材可以在一孔徑板材中包含小孔徑開口，其小於從該淹沒式電子槍放射的電子束直徑。舉例而言，該小直徑可為2mm或2mm以下，例如1mm或1mm以下，像是大約0.5mm。由於該孔徑係小於該射束直徑，因此從該淹沒式電子槍放射的電子束只有一部份通過該孔徑開口。藉由相對於從該淹沒式電子槍放射的電子束掃瞄該小孔徑開口的方式，藉由相對於該小孔徑開口掃瞄從該淹沒式電子槍放射的電子束的方式，或藉由掃瞄從該淹沒式電子槍放射的電子束與該校正靶材之該小孔徑開口的方式，便可測量從該淹沒式電子槍放射的電子束電流分佈。

而根據進一步具體實施例，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該淹沒式電子槍也可以用於該晶圓該部分的解除充電。舉例而言，在該晶圓該第一部分定位於該電荷控制電極中該第一孔徑開口下方以及該晶圓該第一部分或該晶圓該第一部份之至少一區域成像之後，一旦該晶圓該區域的成像，便可以在該晶圓該區域上建立電荷。為了將該晶圓該第一部分的區域解除充電，該樣本支撐台可以移回以將該晶圓該第一部分定位於該淹沒式電子槍孔徑開口下方。該樣本支撐台可以移回至該成像位置。在該成像位置中，可以繼續該晶圓該第一部分的成像。

於此敘述之多數具體實施例係參照一成像帶電粒子束單元，其中該經聚焦帶電粒子束係於該樣本上掃 瞄，其與該淹沒式電子槍結合，其中該淹沒式電子槍與該成像帶電粒子束單元，例如電子束工作塔，係共享像是投影電極的電荷控制電極。進一步的，該淹沒式電子槍與該成像帶電粒子束單元可以共享一供給電源，以將該電荷控制電極偏壓。而根據多數額外或替代具體實施例，該淹沒式電子槍與該成像帶電粒子束單元可以共享一物透鏡外殼，因此可以提供該淹沒式電子槍與該成像帶電粒子束單元共同的磁性環境。基於該電荷控制電極及/或該物透鏡外殼的共享，可以在該淹沒式電子槍與該成像帶電粒子束單元之間，例如與掃瞄式電子顯微鏡之間提供有利的距離。此有利距離能在該淹沒式電子槍與該成像帶電粒子束單元形成有效的區隔。然而，該淹沒式電子槍與該成像帶電粒子束單元係夠靠近以允許提高產量，例如基於降低該樣本支撐台的移動時間。除此之外，根據某些具體實施例，該距離可以進一步於一晶圓一部份的預先充電或解除充電的同時，使該晶圓另一部分利用該成像帶電粒子束單元進行成像。據此，可以進一步改良產量。

而根據某些具體實施例的進一步細節，其能夠與於此敘述之多數其他具體實施例結合，該淹沒式電子槍帶電粒子來源在該帶電粒子束晶圓檢查系統的操作期間，可被加熱至不同的溫度。舉例而言，該淹沒式電子槍帶電粒子來源，像是該淹沒式電子槍電子來源，可以被加熱至用以放射帶電粒子的操作溫度，像是用以放射電子。雖然該淹沒式電子槍並不用於放射像是電子的帶電粒 子，但該淹沒式電子槍帶電粒子來源可以被加熱至低於該操作溫度以下的一第二溫度。該第二溫度可為夠低的溫度，因此並不從該淹沒式電子槍之帶電粒子來源放射電子。在該淹沒式電子槍的待機時間與期間降低該溫度可以增加該淹沒式電子槍帶電粒子來源的生命期。

雖然先前係針對本發明敘述，但本發明之多數其他與進一步具體實施例可以在不背離本發明基本範圍下加以設計，而本發明之範圍係由隨後的申請專利範圍所決定。

Claims (14)

1. 一種帶電粒子束樣本檢查系統，該系統包括：一真空腔室；一放射器，用以放射至少一帶電粒子束；一樣本支撐台，經配置以支撐一樣本；一物透鏡，用以聚焦該至少一帶電粒子束；一電荷控制電極，在該真空腔室內被提供於該物透鏡與該樣本支撐台之間，其中該電荷控制電極具有用於該至少一帶電粒子束之至少一孔徑開口，且該放射器、該物透鏡及該電荷控制電極經安排以使得該帶電粒子束的一路徑從該放射器延伸通過該物透鏡及該至少一孔徑開口；及一淹沒式電子槍，經配置以從一進一步放射器放射進一步帶電粒子以對該樣本充電，其中該電荷控制電極具有一淹沒式電子槍孔徑開口，該淹沒式電子槍孔徑開口遠離該至少一孔徑開口，且該進一步放射器及該淹沒式電子槍孔徑開口經安排以使得該進一步帶電粒子的一路徑從該放射器延伸通過該淹沒式電子槍孔徑開口而不通過該物透鏡。
2. 如請求項1所述之帶電粒子束樣本檢查系統，其中該電荷控制電極係被連接至一第一供給電源，因此該電荷控制電極係經配置以利用該第一供給電源提供該淹沒式電子槍之一第一操作的電荷控制，並用以提供該放射器之一第二操作的第二控制。
3. 如請求項1所述之帶電粒子束樣本檢查系統，進一步包括：一物透鏡外殼，其環繞該物透鏡並屏蔽靠近該物透鏡所產生之磁場及靜電場之至少一項，其中該物透鏡外殼環繞該淹沒式電子槍的至少一部分。
4. 如請求項3所述之帶電粒子束樣本檢查系統，其中該物透鏡外殼提供該物透鏡與該淹沒式電子槍的之一共同磁性環境。
5. 如請求項1至請求項4任一項所述之帶電粒子束樣本檢查系統，其中該樣本支撐台或在該樣本支撐台上之該樣本係被連接至一第二供給電源。
6. 如請求項1至請求項4任一項所述之帶電粒子束樣本檢查系統，進一步包括：一導電性篩孔，其中該導電性篩孔係提供於該淹沒式電子槍孔徑開口處，並位於該淹沒式電子槍與該支撐件之間。
7. 如請求項6所述之帶電粒子束樣本檢查系統，其中該篩孔係被電氣連接至該電荷控制電極。
8. 如請求項1至請求項4任一項所述之帶電粒子束樣本檢查系統，其中該真空腔室經配置以提供一真空壓力，且其中該樣本支撐台與該電荷控制電極都暴露於該真空壓力。
9. 如請求項1至請求項4任一項所述之帶電粒子束樣本檢查系統，進一步包括：一淹沒式電子槍校正靶材，其提供於該樣本支撐台上，其中該樣本支撐台為一可移動台導航系統，經配置以相對於該帶電粒子束及相對於該進一步帶電粒子移動該樣本與該淹沒式電子槍校正靶材。
10. 如請求項1至請求項4任一項所述之帶電粒子束樣本檢查系統，其中該淹沒式電子槍包括從以下構成的群集所選擇之至少一光學元件：經配置以聚焦胎進一步帶電粒子的一聚焦透鏡以及用以反射該進一步帶電粒子以通過該淹沒式電子槍孔徑之一中心的一反射系統，以及阻斷該進一步帶電粒子之一射束阻斷器。
11. 如請求項1至請求項4任一項所述之帶電粒子束樣本檢查系統，其中該孔徑開口與該淹沒式電子槍孔徑開口之間的距離係於60毫米或60毫米以上的範圍中。
12. 如請求項11所述之帶電粒子束樣本檢查系統，其中該孔徑開口與該淹沒式電子槍孔徑開口之間的距離係於90毫米或90毫米以下的一範圍中。
13. 一種多射束樣本檢查系統，該系統包括：一帶電粒子束樣本檢查系統，該系統包括：一放射器，用以放射至少一帶電粒子束；一樣本支撐台，經配置以支撐一樣本；一物透鏡，用以聚焦該至少一帶電粒子束；一電荷控制電極，被提供於該物透鏡與該樣本支撐台之間，其中該電荷控制電極具有用於該至少一帶電粒子束之至少一孔徑開口，且該放射器、該物透鏡及該電荷控制電極經安排以使得該帶電粒子束的一路徑從該放射器延伸通過該物透鏡及該至少一孔徑開口；及一淹沒式電子槍，經配置以從一進一步放射器放射進一步帶電粒子以對該樣本充電，其中該電荷控制電極具有一淹沒式電子槍孔徑開口，該淹沒式電子槍孔徑開口遠離該至少一孔徑開口，且該進一步放射器及該淹沒式電子槍孔徑開口經安排以使得該進一步帶電粒子的一路徑從該放射器延伸通過該淹沒式電子槍孔徑開口而不通過該物透鏡；該多射束樣本檢查系統進一步包括：至少一進一步放射器，用以放射至少一進一步帶電粒子束，其中該電荷控制電極具有用於該至少一進一步帶電粒子束之至少一進一步孔徑開口。
14. 如請求項13所述之多射束樣本檢查系統，其中該至少一進一步放射器係為至少四個進一步放射器至至少十九個進一步放射器，且其中該至少一進一步孔徑開口係為至少四個進一步孔徑開口至至少十九個進一步孔徑開口。