TWI794767B - 用於信號電子偵測的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示使用一電子束裝置觀測一樣本的系統及方法。該電子束裝置包含：一電子源，其經組態以沿著一主光軸產生一初級電子束；及一第一電子偵測器，其具有實質上平行於該主光軸之一第一偵測層，且經組態以偵測自一樣本上之一探測光點產生的複數個信號電子之一第一部分。該方法可包含產生複數個信號電子且使用實質上平行於該初級電子束之該主光軸之該第一電子偵測器偵測該等信號電子。一種組態一靜電元件或一磁性元件以偵測反向散射電子的方法可包括將一電子偵測器安置在該靜電或磁性元件之一內表面上，且將一導電層沈積在該電子偵測器之該內表面上。

Description

用於信號電子偵測的系統及方法
本文中所提供的實施例揭示一種帶電粒子束裝置，且更特定來說，用於增強電子顯微鏡中之信號電子收集效率的系統及方法。
在積體電路(IC)之製造程序中，檢測未完成或已完成的電路組件，以確保其根據設計製作且無缺陷。可採用利用光學顯微鏡或帶電粒子(例如，電子)束顯微鏡(諸如，掃描電子顯微鏡(SEM))的檢測系統。隨著IC組件物理大小的不斷縮小，缺陷偵測及檢測的準確性及良率變得越來越重要。儘管可使用多個電子偵測器來單獨地使次級電子及反向散射電子的收集最大化，但物鏡總成的像差及對信號電子的非所要屏蔽可限制總體成像解析度及偵測效率，從而使檢測工具無法滿足其預期目的。
本發明之一個態樣係針對一種電子束裝置，該電子束裝置包含：電子源，其經組態以沿著主光軸產生初級電子束；及第一電子偵測器，其具有實質上平行於主光軸之第一偵測層，且經組態以偵測自樣本上之探測光點產生的複數個信號電子之第一部分。該裝置可進一步包含第二電子偵測器，該第二電子偵測器經組態以偵測複數個信號電子之第二部 分，其中該第二電子偵測器之第二偵測層實質上垂直於主光軸。該裝置可進一步包含物鏡，該物鏡經組態以將初級電子束聚焦在樣本上，將複數個信號電子之第一部分聚焦在第一電子偵測器之第一偵測層上，且將複數個信號電子之第二部分聚焦在第二電子偵測器之第二偵測層上。第一電子偵測器可包含安置在樣本與第二電子偵測器之間的次級電子偵測器、反向散射電子偵測器、靜電元件或磁性元件。第一電子偵測器可安置在樣本與第二電子偵測器之間，且可沿著主光軸安置。第一電子偵測器及第二電子偵測器可經組態以偵測自樣本上之探測光點產生的複數個信號電子。靜電元件或磁性元件之內表面經組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分。靜電元件可包含束偏轉器或束增壓器，且磁性元件可包含束分離器。束偏轉器之內表面可包含連續偵測層或分段偵測層，其中束偏轉器之分段偵測層可包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。束偏轉器可包含多極結構，且多極結構之極之內表面可經組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分。束增壓器可包含經組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分之內表面，且其中束增壓器之內表面可包含連續偵測層或分段偵測層。束增壓器之分段偵測層可包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。束分離器可包含經組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分之內表面。第一電子偵測器可包含單體式電子偵測器或分段電子偵測器，其中分段電子偵測器包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位地配置的複數個偵測器區段。第一電子偵測器可包含複數個靜電元件或磁性元件，其經組態以基於複數個信號電子中之信號電子之特性來促進對複數個信號電子的偵測，其中該信號電子之特性可包含發射能量、發射極角或相對於主光軸的發射方位 角。複數個信號電子之第一部分可包含反向散射電子，且其中反向散射電子之發射極角在15°至65°的範圍內。複數個信號電子可包含次級電子、反向散射電子或歐傑電子。
本發明之一個態樣係針對一種帶電粒子束裝置，其包含：帶電粒子源，其經組態以沿著主光軸產生初級帶電粒子束；以及第一帶電粒子偵測器，其具有實質上平行於主光軸之第一偵測層且經組態以偵測自樣本上之探測光點產生的複數個信號帶電粒子之第一部分。該裝置可進一步包含第二帶電粒子偵測器，該第二帶電粒子偵測器經組態以偵測複數個信號帶電粒子之第二部分，其中第二電子偵測器之第二偵測層實質上垂直於主光軸。該裝置可進一步包含物鏡，該物鏡經組態以將初級帶電粒子束聚焦在樣本上，將複數個信號帶電粒子之第一部分聚焦在第一帶電粒子偵測器之第一偵測層上，且將複數個信號帶電粒子之第二部分聚焦在第二帶電粒子偵測器之第二偵測層上。第一帶電粒子偵測器可包含安置在樣本與第二帶電粒子偵測器之間的次級電子偵測器、反向散射電子偵測器、靜電元件或磁性元件。第一帶電粒子偵測器可安置在樣本與第二帶電粒子偵測器之間，且可沿著主光軸安置。第一及第二帶電粒子偵測器可經組態以偵測自樣本上之探測光點產生的複數個信號帶電粒子。靜電元件或磁性元件之內表面可經組態以促進偵測複數個信號帶電粒子之第一部分。靜電元件可包含束偏轉器或束增壓器，且磁性元件可包含束分離器。束偏轉器之內表面可包含連續偵測層或分段偵測層，其中束偏轉器之分段偵測層可包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。束偏轉器可包含多極結構，且多極結構之極之內表面可經組態以促進偵測複數個信號帶電粒子之第一部分。束增壓器可包含經組態以促進偵測 複數個信號帶電粒子之第一部分之內表面，且其中束增壓器之內表面可包含連續偵測層或分段偵測層。束增壓器之分段偵測層可包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。束分離器可包含經組態以促進偵測複數個信號帶電粒子之第一部分之內表面。第一帶電粒子偵測器可包含單體式電子偵測器或分段電子偵測器，其中，分段電子偵測器包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。第一電子偵測器可包含複數個靜電元件或磁性元件，複數個靜電元件或磁性元件經組態以基於複數個信號帶電粒子中之信號帶電粒子之特性來促進對複數個信號帶電粒子的偵測，其中該信號帶電粒子之特性可包含發射能量、發射極角或相對於主光軸的發射方位角。複數個信號帶電粒子之第一部分可包含反向散射電子，且其中反向散射電子之發射極角在15°至65°的範圍內。複數個信號帶電粒子可包含次級電子、反向散射電子或歐傑電子。
本發明之另一態樣係針對一種包含元件的電子束裝置。該元件可包含第一電子偵測器，其具有第一偵測層，該第一偵測層安置在該元件之內表面上且經組態以偵測在初級電子束與樣本相互作用之後產生的複數個信號電子之第一部分；及導電層，其沈積在第一電子偵測器之內表面之一部分上，且經組態以使樣本上之初級電子束偏轉，其中第一電子偏轉器包含二極體、閃爍體、輻射偵測器、固態偵測器、p-i-n接面二極體，其中導電層包含金屬膜、半導體膜或電極。該裝置可進一步包含控制器，該控制器具有經組態以進行以下操作的電路系統：向導電層施加電壓信號以使初級電子束偏轉；及回應於偵測到複數個信號電子而接收由第一電子偵測器產生的偵測信號，其中偵測信號包含電信號、光學信號、機械 信號或其組合。所施加電壓信號可包含掃描偏轉電壓，該掃描偏轉電壓經組態以使初級電子束沿著X軸、Y軸或兩者進行掃描。該電路系統可包含讀出電路，該讀出電路經組態以將與偵測信號相關聯的資料傳達至電子束裝置之處理器。該第一電子偵測器可包含分段電子偵測器之複數個區段，且複數個區段可沿初級電子束之主光軸線性地、圓周地、徑向地或方位角地配置。該電路系統可進一步經組態以將掃描偏轉電壓個別地施加至分段電子偵測器之區段的導電層並接收對應偵測信號。該裝置可進一步包含第二電子偵測器，該第二電子偵測器具有第二偵測層且經組態以偵測複數個信號電子之第二部分，其中該偵測層實質上垂直於主光軸。該裝置可進一步包含物鏡，該物鏡經組態以將初級電子束聚焦在樣本上，將複數個信號電子之第一部分聚焦在第一電子偵測器之第一偵測層上，且將複數個信號電子之第二部分聚焦在第二電子偵測器之第二偵測層上。元件可安置在樣本與第二電子偵測器之間。第一電子偵測器及第二電子偵測器可經組態以基於複數個信號電子中之信號電子之特性來偵測複數個信號電子，其中信號電子之特性包含發射能量、發射極角或相對於主光軸的發射方位角。複數個信號電子之第一部分可包含反向散射電子，且其中反向散射電子之發射極角在15°至65°的範圍內。複數個信號電子可包含次級電子、反向散射電子或歐傑電子。該元件可包含靜電元件或磁性元件。靜電元件可包含束偏轉器或束增壓器，且磁性元件可包含束分離器。束偏轉器可包含經組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分之內表面，其中束掃描偏轉器之內表面包含連續偵測層或分段偵測層。束偏轉器之分段偵測層可包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。束偏轉器可包含多極結構，且多極結構之極之內表面可經組態以促進偵測複數 個信號電子之第一部分。束增壓器可包含經組態以偵測複數個信號電子之第一部分之內表面，其中束增壓器之內表面包含連續偵測層或分段偵測層。束增壓器之分段偵測層可包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。束分離器可包含經組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分之內表面。
本發明之另一態樣係針對一種電子束裝置的元件。該元件可包含第一電子偵測器，其具有第一偵測層，該第一偵測層實質上平行於主光軸且經組態以偵測在初級電子束與樣本相互作用之後產生的複數個信號電子之第一部分；及導電層，其安置在第一電子之第一偵測層之一部分上且經組態以使入射在樣本上之初級電子束偏轉。第一帶電粒子偵測器可包含二極體、閃爍體、輻射偵測器、固態偵測器或p-i-n接面二極體。導電層可包含金屬膜、經摻雜半導體膜或電極。該元件可與控制器電連通，其中向導電層施加來自控制器之電壓信號以使現初級電子束偏轉；及第一電子偵測器回應於複數個信號電子的偵測而產生的偵測信號。偵測信號可包含電信號、光學信號、機械信號或其組合。所施加電壓信號可包含掃描偏轉電壓，該掃描偏轉電壓經組態以使初級電子束沿著X軸、Y軸或兩者進行掃描。第一電子偵測器可包含分段電子偵測器之複數個區段，其中複數個區段可沿著初級電子束之主光軸線性地、圓周地、徑向地或方位角地配置。控制器可進一步經組態以將掃描偏轉電壓個別地施加至分段電子偵測器之區段的導電層。第一電子偵測器可安置在元件之內表面上。該元件可包含靜電元件或磁性元件。靜電元件可包含束偏轉器或束增壓器，且磁性元件可包含束分離器。靜電元件可包含束偏轉器，其中束偏轉器包含經組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分之內表面。束偏轉器可包含經 組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分之內表面，其中束掃描偏轉器之內表面包含連續偵測層或分段偵測層。束偏轉器之分段偵測層可包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。束偏轉器可包含多極結構，且多極結構之極之內表面可經組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分。束增壓器可包含經組態以偵測複數個信號電子之第一部分之內表面，其中束增壓器之內表面包含連續偵測層或分段偵測層。束增壓器之分段偵測層可包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。束分離器可包含經組態以促進偵測複數個信號電子之第一部分之內表面。
本發明之另一態樣係針對一種由電子束裝置執行的用於觀測樣本的方法。方法可包含在與初級電子束相互作用之後，自樣本上之探測光點產生複數個信號電子；及使用第一電子偵測器偵測複數個信號電子之第一部分，該第一電子偵測器包含實質上平行於初級電子束之主光軸之第一偵測層。該方法可進一步包含：使用第二電子偵測器偵測複數個信號電子之第二部分，其中第二電子偵測器之第二偵測層實質上垂直於主光軸。第一電子偵測器可包含次級電子偵測器、反向散射電子偵測器、靜電元件或磁性元件。在此方法中，第一電子偵測器可沿著主光軸安置在樣本與第二電子偵測器之間。該方法可包括基於複數個信號電子中之信號電子之特性來偵測複數個信號電子，其中信號電子之特性可包含發射能量、發射極角或信號電子關於主光軸的發射方位角。複數個信號電子之第一部分可包含反向散射電子，且其中反向散射電子之發射極角在15°至65°的範圍內。靜電元件可包含束偏轉器或束增壓器，且磁性元件可包含束分離器。該方法可進一步包含組態靜電元件之內表面以促進偵測複數個信號電子之 第一部分，或組態束掃描偏轉器之內表面以偵測複數個信號電子之第一部分。束掃描偏轉器之內表面可包含連續偵測層或分段偵測層。束掃描偏轉器之分段偵測層可包含沿著主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置的複數個偵測器區段。方法可包含組態束偏轉器之極之內表面以促進偵測複數個信號電子之第一部分。方法可進一步包含組態束增壓器之內表面以偵測複數個信號電子之第一部分，或組態束分離器之內表面以促進偵測複數個信號電子之第一部分。
本發明之另一方面係針對一種組態電子束裝置之元件的方法。方法可包含：在元件之內表面上安置第一電子偵測器，該第一電子偵測器具有第一偵測層，該第一偵測層經組態以偵測在初級電子束與樣本相互作用之後產生的複數個信號電子之第一部分；及在第一電子偵測器之內表面之一部分上沈積導電層，該導電層構經組態以使樣本上之初級電子束偏轉。該方法可進一步包含安置包含複數個區段的分段電子偵測器，且其中複數個區段沿著初級電子束之主光軸線性地、圓周地、徑向地或方位角地配置。安置第一電子偵測器可包含使用包含微機電系統(MEMS)製造、半導體製造或機械耦合的技術來形成第一電子偵測器。可使用包含接合、膠合、焊接、物理氣相沈積或化學氣相沈積的技術來執行導電層的沈積。導電層可包含金屬膜、半導體膜或電極。該方法可進一步包含：將該元件與控制器電連接，該控制器經組態以向導電層施加電壓信號以實現初級電子束的偏轉；及接收由電子偵測器回應於偵測到的複數個信號電子而產生的偵測信號。所施加電壓信號可包含施加掃描偏轉電壓信號，該掃描偏轉電壓信號經組態以使初級電子束沿著X軸、Y軸或兩者進行掃描。偵測複數個信號電子之第一部分可基於複數個信號電子中之信號電子之特性，信 號電子之特性包含發射能量、發射極角或相對於主光軸的發射方位角。該方法可進一步包含：安置第一電子偵測器，使得第一電子偵測器之第一偵測層經置放成實質上平行於主光軸。
本發明之另一態樣係針對一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由電子束裝置之一或多個處理器執行以致使電子束裝置執行觀測樣本的方法，所述方法可包含：在與初級電子束相互作用之後，自樣本上之探測光點產生複數個信號電子；及使用第一電子偵測器偵測複數個信號電子之第一部分，該第一電子偵測器包含實質上平行於初級電子束之主光軸之第一偵測層。該指令集可致使電子束裝置使用第二電子偵測器進一步執行偵測複數個信號電子中之第二部分，其中第二電子偵測器之第二偵測層實質上垂直於主光軸，及基於複數個信號電子中之信號電子之特性來偵測複數個信號電子，信該特性包含發射能量、發射極角或信號電子關於主光軸的發射方位角。
從自以下結合附圖的描述中，本發明之實施例的其他優點將變得顯而易見，其中藉由說明及實例闡述了本發明之某些實施例。
10:主腔室
20:負載鎖定腔室
30:設備前端模組(EFEM)
30a:第一裝載埠
30b:第二裝載埠
40:電子束工具
50:控制器
100:電子束檢測(EBI)系統
201:主光軸
202:初級束交越點
203:陰極
204:初級電子束
220:擷取器陽極
222:槍孔徑
224:庫侖孔徑陣列
226:聚光透鏡
232:物鏡總成
232a:極片
232b:控制電極
232c:偏轉器
232d:勵磁線圈
234:電動載物台
235:束限制孔徑陣列
236:樣本固持器
244:電子偵測器
250:樣本
300A:組態
300B:組態
300C:組態
300D:組態
301:電子源
302:初級電子束
302-1:初級電子細射束
303:初級束交越
304:主光軸
305:聚光透鏡
306:束限制孔徑陣列
306-1:孔徑
307:透鏡內電子偵測器
308:樣本
309:掃描偏轉單元
309-1:偏轉器
309-2:偏轉器
310:物鏡總成
310M:磁透鏡
311:路徑
311-1:電子路徑
311-2:電子路徑
312:路徑
312-1:電子路徑
312-2:電子路徑
312-3:發射角
313:控制電極
314:網型電極
315:反向散射電子偵測器
400:組態
404:主光軸
407:透鏡內電子偵測器
408:樣本
410:物鏡總成
412-1:路徑
412-2:路徑
420:信號電子偵測器
421:電子偵測層
500:組態
504:主光軸
507:透鏡內電子偵測器
508:樣本
510:物鏡總成
512-1:路徑
512-2:路徑
520:靜電或磁性元件
521:電子偵測層
604:主光軸
608:樣本
610M:磁性物鏡
612-1:偵測路徑
612-2:偵測路徑
612-3:偵測路徑
620:束增壓器
621:分段內表面
621-1:區段
621-2:區段
621-3:區段
720:分段電子偵測器
720-1:區段
720-2:區段
720-3:區段
720-4:區段
720-5:區段
721:電子偵測層
721-1C:區段
721-1D:區段
721-2C:區段
721-2D:區段
721-3C:區段
721-3D:區段
721-4C:區段
730:開口
800:帶電粒子偵測裝置
801:基板
802:支撐結構
803:帶電粒子偵測器
804:導電層
810_X1:偏轉掃描電極
810_X2:偏轉掃描電極
810_Y1:偏轉掃描電極
810_Y2:偏轉掃描電極
815:讀出電路
816:掃描信號線
817:影像信號線
818:連接
820:電源
840:電源匯流排
900:帶電粒子偵測裝置
901:基板
902:支撐結構
903:帶電粒子偵測器
904:導電層
910_X1:偏轉掃描電極
910_X2:偏轉掃描電極
910_Y1:偏轉掃描電極
910_Y2:偏轉掃描電極
915:讀出電路
916:掃描信號線
917:影像信號線
930:光電偵測器
935:光學路徑
940:電源匯流排
1000:方法
1010:步驟
1020:步驟
1100:方法
1110:步驟
1120:步驟
圖1為說明與本發明之實施例一致的例示性電子束檢測(EBI)系統的示意圖。
圖2為說明與本發明之實施例一致的例示性電子束工具的示意圖，該電子束工具可為圖1之例示性電子束檢測系統的一部分。
圖3A為包含帶電粒子偵測器的帶電粒子束裝置40的例示性組態300A的示意圖。
圖3B及圖3C為分別說明包含帶電粒子偵測器及能量濾波 器的帶電粒子束裝置的例示性組態300B及300C的示意圖。
圖3D為說明包含複數個帶電粒子偵測器的帶電粒子束裝置40的例示性組態300D的示意圖。
圖4為說明與本發明之實施例一致的包含帶電粒子偵測器的帶電粒子束裝置的例示性組態的示意圖。
圖5為說明與本發明之實施例一致的包含靜電元件的帶電粒子束裝置的例示性組態的示意圖。
圖6A及圖6B為說明與本發明之實施例一致的帶電粒子束裝置之束增壓器之一部分的例示性組態的示意圖。
圖7A為與本發明之實施例一致的分段帶電粒子偵測器的示意性說明。
圖7B至圖7D為說明與本發明之實施例一致的帶電粒子偵測器之偵測層的例示性組態的示意圖。
圖8為與本發明之實施例一致的帶電粒子偵測裝置的例示性組態的示意圖。
圖9為與本發明之實施例一致的帶電粒子偵測裝置的例示性組態的示意圖。
圖10為表示與本發明之實施例一致的使用圖4的帶電粒子束裝置形成樣本之影像的例示性方法的程序流程圖。
圖11為表示與本發明之實施例一致的組態電子束裝置之靜電元件的例示性方法的程序流程圖。
現在將詳細地參考例示性實施例，該等實例在附圖中加以 圖解說明。以下描述參考附圖，其中除非另外表示，否則不同圖式中之相同數字表示相同或相似的元件。在例示性實施例的以下描述中闡述的實施方案並不表示所有實施方案。替代地，其僅為與如所附申請專利範圍中之與所揭示的實施例有關的態樣一致的裝置及方法的實例。舉例而言，儘管在利用電子束的內容脈絡中描述一些實施例，但本發明不限於此。可類似地施加其他類型的帶電粒子束。此外，可使用其他成像系統，諸如光學成像、光偵測、x射線偵測等。
電子器件由在經稱為基板之一塊矽上形成的電路構成。諸多電路可一起形成在同一塊矽上，且經稱為積體電路或IC。此等電路之大小已大幅度減小，使得其中之諸多者可安裝在基板上。舉例而言，智能電話中之IC晶片可小至拇指甲般，且仍可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小小於人髮大小的1/1000。
製造此等極其小的IC為複雜、耗時且昂貴的程序，通常涉及數百個個別步驟。即使一步出錯，亦可能導致成品IC出現缺陷，藉此使其無用。因此，製作程序的一個目標為避免此等缺陷，以使該程序中製成的功能IC之數目最大化，亦即，改良該程序的總良率。
改良良率的一個組件為監視晶片製造程序，以確保其產生足夠數目個功能積體電路。監視程序的一種方式為在晶片電路結構之各種階段處對其進行檢測。可使用掃描電子顯微鏡(SEM)實施檢測。可使用SEM對此等極其小結構進行成像，實際上對結構進行「拍照」。影像可用於確定結構是否恰當形成且亦是否形成在正確位置中。若結構有缺陷，則可調整程序，以使缺陷不太可能再次發生。
使用SEM檢測高密度IC晶片的準確性及可靠性可取決於系 統之成像解析度，以及其他。獲得及維持高成像解析度的幾種方法中之一者為使信號電子(諸如次級電子(SE)及反向散射電子(BSE))的收集效率最大化。當初級電子入射樣本之表面時，其基於著陸能量、樣本材料及光點大小以及其他與一定體積樣本相互作用，並產生複數個信號電子。由電子束與樣本之間的非彈性相互作用產生的SE具有較低能量，且源自樣本之表面或近表面區域。由電子束之電子與原子的彈性碰撞產生的BSE具有較高的能量，且通常源自相互作用體積內的較深區域，且因此可提供與材料之組合物及分佈相關聯的資訊。因此，可期望最大程度地偵測反向散射電子，以獲得潛在缺陷的高解析度影像。
SE及BSE收集效率可使用多於一個偵測器來增強，該偵測器有利地置放以收集儘可能多的電子。然而，數個挑戰中之一者可包括以中等發射角高效偵測BSE。此可為所期望的，此係因為具有在15°至65°範圍內的發射角的反向散射電子占所產生總BSE的大約75%。
在習用SEM中，增強BSE的收集效率的幾種方式中之一者可包括調整電子偵測器之位置以捕獲具有寬範圍的發射角的BSE。儘管可提高具有小發射角及大發射角的BSE的收集效率，然而具有中等發射角的BSE的收集效率仍然較低。可替代地，電子偵測器之開口的大小可縮減以增加偵測中等發射角BSE的可能性，然而，上述情形可增加物鏡的像差，且因此對成像解析度產生負面影響。因此，可期望使用在維持高成像解析度的同時改良收集效率的技術來偵測具有中等發射角的BSE。
本發明之一些實施例係針對形成樣本之影像的帶電粒子束裝置及方法。該裝置可包括電子偵測器，該電子偵測器具有實質上平行於主光軸之電子偵測層，使得可偵測具有中等發射角的實質上全部或大部分 的BSE。在一些實施例中，除其他事項外，諸如偏轉掃描單元的偏轉器、束增壓器或束分離器的靜電元件可經組態以藉由將帶電粒子偵測器安置在靜電元件之內表面上且沈積薄導電層來使樣本上之初級入射束偏轉來偵測BSE。可將帶電粒子偵測器之偵測層安置成實質上平行於主光軸，使得可偵測實質上所有具有中等發射角的BSE。
為了清楚起見，圖式中之組件的相對尺寸可被放大。在以下圖式描述中，相同或相似的參考編號係指相同或相似的組件或實體，且僅描述相對於個別實施例的不同之處。如本文中所使用，除非另有明確說明，否則術語“或”涵蓋所有可能的組合，除非不可行。舉例而言，若聲明組件可包括A或B，則除非另有明確說明或不可行，否則該組件可包括A或B或A及B。作為第二實例，若聲明組件可包括A、B或C，則，除非另有明確說明或不可行，否則組件可包括A，或B，或C，或A及B，或A及C，或B及C，或A及B及C。
現在參考圖1，其說明與本發明之實施例一致的例示性電子束檢測(EBI)系統100。如圖1中所展示，帶電粒子束檢測系統100包括主腔室10、負載鎖定腔室20、電子束工具40及設備前端模組(EFEM)30。電子束工具40位於主腔室10內。雖然描述及圖式針對電子束，但應瞭解，實施例並不用於將本發明限制於特定帶電粒子。
EFEM 30包括第一裝載埠30a及第二裝載埠30b。EFEM 30可包括額外裝載埠。第一裝載埠30a及第二裝載埠30b接納晶圓前開式統一艙(FOUP)，該等晶圓前開式統一艙含有欲檢測的晶圓(例如，半導體晶圓或由其他材料製成的晶圓)或樣本(晶片及樣本在下文中統稱為“晶圓”)。EFEM 30中之一或多個機器人手(未展示)將晶圓輸送至負載鎖定 腔室20。
負載鎖定腔室20連接至負載/鎖定真空泵系統(未展示)，該系統移除負載鎖定腔室20中之氣體分子以達到低於大氣壓之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器人手(未展示)將晶圓自負載鎖定腔室20輸送至主腔室10。主腔室10連接至主腔室真空泵系統(未展示)，該系統移除主腔室10中之氣體分子以達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，藉由電子束工具40對晶圓進行檢測。在一些實施例中，電子束工具40可包含單束檢測工具。
控制器50可電連接至電子束工具40，且亦可電連接至其他組件。控制器50可為經組態以執行對帶電粒子束檢測系統100的各種控制的電腦。控制器50亦可包括經組態以執行各種信號及影像處理功能的處理電路系統。雖然控制器50在圖1中經展示為在包括主腔室10、負載鎖定腔室20及EFEM 30的結構的外部，但應瞭解，控制器50可為結構之一部分。
雖然本發明提供容納電子束檢測系統之主腔室10之實例，但應注意，本發明之各態樣在其最廣泛的意義上並不限於容納電子束檢測系統之腔室。相反，應瞭解，前述原理亦可應用於其他腔室。
現在參考圖2，其說明與本發明之實施例一致的電子束工具40之例示性組態的示意圖，該電子束工具可為圖1之例示性帶電粒子束檢測系統100之一部分。電子束工具40(在本文中亦稱為裝置40)可包含電子發射器，該電子發射器可包含陰極203、陽極220及槍孔徑222。電子束工具40可進一步包括庫侖孔徑陣列224、聚光透鏡226、束限制孔徑陣列235、物鏡總成232及電子偵測器244。電子束工具40可進一步包括由電動 載物台234支撐的樣本固持器236，以固持欲檢測之樣本250。應瞭解，根據需要可添加或省略其他相關組件。
在一些實施例中，電子發射器可包括陰極203、擷取器陽極220，其中初級電子可自陰極發射且經擷取或加速以形成初級電子束204，該初級電子束形成初級束交越點202(虛擬的或真實的)。初級電子束204可經可視化為自初級束交越點202發射。
在一些實施例中，電子發射器、聚光透鏡226、物鏡總成232、束限制孔徑陣列235及電子偵測器244可與裝置40之主光軸201對準。在一些實施例中，電子偵測器244可沿著次光軸(未展示)置放遠離主光軸201。
在一些實施例中，物鏡總成232可包含經修改擺動物鏡延遲浸沒透鏡(SORIL)，其包括極片232a、控制電極232b、偏轉器232c(或多於一個偏轉器)及勵磁線圈232d。在一般成像程序中，自陰極203之尖端發出的初級電子束204由施加至陽極220的加速電壓加速。初級電子束204之一部分穿過槍孔徑222及庫侖孔徑陣列224之孔徑，並由聚光透鏡226聚焦，以完全或部分地穿過束限制孔徑陣列235之孔徑。穿過束限制孔徑陣列235之孔徑的電子可藉由經修改的SORIL透鏡聚焦以在樣本250之表面上形成探測光點，並藉由偏轉器232c偏轉以掃描樣本250之表面。自樣本表面發出的次級電子可由電子偵測器244收集以形成所關注掃描域之影像。
在物鏡總成232中，勵磁線圈232d及極片232a可產生磁場，該磁場開始於極片232a之一端處且終止於極片232a之另一端處。由初級電子束204掃描之樣本250之一部分可浸沒在磁場中且可經充電，此 繼而產生電場。電場可縮減入射在樣本250之表面附近及表面上之初級電子束204的能量。與極片232a電隔離之控制電極232b控制樣本250上面及其上之電場以縮減物鏡總成232之像差並控制信號電子束之聚焦情況以實現高偵測效率。偏轉器232c可使初級電子束204偏轉，以促進在晶圓上之束掃描。舉例而言，在掃描程序中，可控制偏轉器232c以在不同時間點將初級電子束204偏轉至樣本250之頂表面之不同位置上，以提供用於樣本250之不同部分的影像重建的資料。
在接收到初級電子束204時，可自樣本250之一部分發射反向散射電子(BSE)及次級電子(SE)。束分離器(未展示)可將包含反向反射電子及次級電子的次級或散射電子束引導至電子偵測器244之感測器表面。所偵測次級電子束可在電子偵測器244之感測器表面上形成對應的次級電子束光點。電子偵測器244可產生表示所接收次級電子束光點的強度之信號(例如，電壓、電流)，並將該等信號提供至諸如控制器50的處理系統。二次或反向散射電子束的強度以及所產生束光點可根據樣本250之外部或內部結構而變化。此外，如上文所論述，初級電子束204可經偏轉至樣本250之頂表面的不同位置上，以產生不同強度的次級或散射電子束(以及所產生束光點)。因此，藉由將次級電子束光點之強度與初級電子束204在樣本250上之位置進行映射，處理系統可重建反映出樣本250之內部或外部結構之樣本250之影像。
在一些實施例中，控制器50可包含影像處理系統，該影像處理系統包括影像獲取器(未展示)及儲存器(未展示)。影像獲取器可包含一或多個處理器。舉例而言，影像獲取器可包含電腦、伺服器、大型主機、終端機、個人電腦、任何種類的行動計算器件及其類似物，或其組 合。影像獲取器可藉由諸如導電體、光纖纜線、可攜式儲存媒體、IR、藍芽、網際網路、無線網路、無線電及其他，或其組合等媒體以通信方式耦合至裝置40之電子偵測器244。在一些實施例中，影像獲取器可自電子偵測器244接收信號並可構造影像。影像獲取器因此可獲取樣本250之區域之影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如產生輪廓，在所獲取影像上疊加指示符及其類似物。影像獲取器可經組態以對所獲取影像執行亮度及對比度等的調整。在一些實施例中，儲存器可為諸如硬碟、隨身碟、雲端儲存器、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型的電腦可讀記憶體及其類似物的儲存媒體。儲存器可與影像獲取器耦合，且可用於將經掃描原始影像資料保存為原始影像及經後處理影像。
在一些實施例中，控制器50可包括量測電路系統(例如，類比轉數位轉換器)以獲得所偵測到次級電子的分佈。在偵測時間窗期間收集的電子分佈資料，與入射在樣本(例如，晶圓)表面上之初級束204的對應掃描路徑資料組合，可用於重建經檢測的晶圓結構的影像。所重建影像可用於揭示樣本250之內部或外部結構的各種特徵，且藉此可用於揭示樣本250(諸如晶圓)中可能存在的任何缺陷。
在一些實施例中，控制器50可控制電動載物台234在檢測期間移動樣本250。在一些實施例中，控制器50可使得電動載物台234能夠以恆定速度連續地沿方向移動樣本250。在其他實施例中，控制器50可使得電動載物台234能夠取決於掃描程序的步驟隨時間改變樣本250之移動速度。
現在參考圖3A，其說明包含帶電粒子偵測器的帶電粒子束裝置40的例示性組態300A的示意圖。在一些習用SEM中，裝置40之組態 300A可包含電子源301，該電子源經組態以自陰極發射初級電子且經擷取以形成沿著主光軸304自初級束交越(虛擬的或真實的)303發出的初級電子束302。裝置40可進一步包含聚光透鏡305、束限制孔徑陣列306、透鏡內電子偵測器307、掃描偏轉單元309及物鏡總成310。在本發明之內容脈絡中，透鏡內電子偵測器係指位於SEM之電光柱內部的帶電粒子偵測器(例如，電子偵測器)，且可經配置為圍繞主光軸(例如，主光軸304)旋轉對稱。在一些實施例中，其亦可經稱為內測光系統(through-the lens)、浸沒式透鏡偵測器、上部偵測器或第二電子偵測器。應瞭解，可酌情添加或省略或重新排序相關組件。
在當前現有的SEM中，如在圖3A中所展示，初級電子束302可自電子源301發射且藉由陽極加速至較高能量。槍孔徑可將初級電子束302之電流限制至所要值。初級電子束302可由聚光透鏡305及物鏡總成310聚焦，以在樣本308之表面上形成小的探測光點。可選擇聚光透鏡305之聚焦能力及束限制孔徑陣列306之孔徑的開口大小，以獲得所要探測電流並使探測光點大小儘可能小。為了在大範圍的探測電流上獲得小的光點尺寸，束限制孔徑陣列306可包含具有各種反射層的多個孔徑。舉例而言，束限制孔徑陣列306之孔徑306-1可經組態以基於所要探測電流或探測光點大小，藉由阻擋初級電子細射束302之周邊電子來產生初級電子細射束302-1。掃描偏轉單元309之一或多個偏轉器可經組態以偏轉初級電子束302以掃描樣本308之表面上之所要區域。如在圖3A中所展示，初級電子細射束302-1與樣本308的相互作用可產生SE及BSE。次級電子可孔識別為具有低發射能量的信號電子，且反向散射電子可經識別為具有高發射能量的信號電子。由於其低發射能量，物鏡總成310可將SE強烈聚焦(諸 如，沿著電子路徑311-1或311-2)以大部分著陸在鏡頭內偵測器307之偵測層上。由於其高發射能量，物鏡總成310可微弱聚焦BSE。因此，具有小發射角的BSE可沿著電子路徑312-1及312-2行進且亦由透鏡內電子偵測器307偵測到。在一些狀況下，具有大發射角(例如，312-3)的BSE可使用額外電子偵測器、反向散射電子偵測器進行偵測，或保持未經偵測，從而導致解析度損失或檢測樣本所需的資訊不足。
對半導體製造程序中一些缺陷(諸如光微影、金屬沈積、乾式蝕刻或濕式蝕刻期間之嵌入式顆粒以及其他)的偵測及檢測可受益於對樣本表面特徵的檢測以及對樣本表面下面的特徵的組合物分析。在此類情況下，使用者可利用自次級電子偵測器及反向散射電子偵測器獲得的資訊來識別缺陷，分析缺陷的組合物，並基於所獲得資訊來調整程序參數，以及其他。
如此項技術中眾所周知，SE及BSE的發射遵守朗伯定律且具有大的能量擴散。SE及BSE當初級電子束302與樣本308相互作用時自樣本的不同深度產生，且具有不同的發射能量。舉例而言，次級電子起源於表面且可具有
Figure 110108249-A0305-02-0021-20
50eV的發射能量。SE在提供關於表面特徵或表面幾何形狀的資訊時可能很有用。另一方面，BSE可係由初級電子束302之入射電子的彈性散射事件產生，且與SE相比，可具有較高發射能量，範圍自50eV至大約入射電子的著陸能，且提供所檢測材料的組合物資訊。所產生反向散射電子的數目可取決於多種因素，包括但不限於樣本中之材料的原子數目，初級電子束的著陸能以及其他。
基於發射能量的差，或發射角，以及其他，可使用單獨電子偵測器、分段電子偵測器、能量濾波器及其類似物來單獨地偵測SE及 BSE。舉例而言，如在圖3A中所展示，透鏡內電子偵測器307可經組態為分段式偵測器(稍後參考圖7A論述)，該分段式偵測器包含以二維或三維配置方式配置的多個區段。在一些狀況下，可將透鏡內電子偵測器307之區段圍繞主光軸304徑向地、圓周地或方位角地配置。
組態300A可包含聚光透鏡305，其經組態以聚焦初級電子束302，以使得其一部分302-1可穿過束限制孔徑陣列306之軸上開口306-1。聚光透鏡305可與圖2之聚光鏡226實質上相似，且可執行相似的功能。聚光透鏡305可包含靜電透鏡、磁透鏡、或複合電磁透鏡以及其他透鏡。聚光透鏡305可與控制器(諸如，圖2中說明的控制器50)電耦合或通信耦合。控制器50可基於包括但不限於以下因素而向聚光透鏡305施加電勵磁信號，以調整聚光透鏡305的聚焦能力：操作模式、應用、所要分析、正檢測樣本材料以及其他。
組態300A可進一步包含掃描偏轉單元309，該掃描偏轉單元經組態以使樣本308之表面上之初級電子束302或初級電子細射束302-1動態地偏轉。初級電子細射束302-1之動態偏轉可使得例如以光柵掃描圖案掃描所關注所要區或所要區域，以產生用於樣本檢測的SE及BSE。掃描偏轉單元309可包含一或多個偏轉器(例如，圖3B之偏轉器309-1或309-2，稍後進行論述)，該一或多個偏轉器經組態以使初級電子束302在X軸或Y軸上偏轉。如本文中所使用，X軸及Y軸形成笛卡兒座標，且初級電子束302沿著Z軸或主光軸304傳播。X軸係指沿著紙之寬度延伸的水平軸或橫軸，且Y軸係指在紙的平面內外延伸的垂直軸。
電子為帶負電粒子，且以高能量且高速度行進穿過電子柱。使電子偏轉的一種方式為使其通過電場，該電場例如藉由固持在兩個 不同電位的一對板產生，使電流通過偏轉線圈，以及其他。使橫跨偏轉器之電場變化可基於以下因素使初級電子束302中之電子的偏轉角變化，該等因素包括但不限於電子能量、所施加電場、偏轉器的尺寸以及其他。在一些狀況下，掃描偏轉單元309可包含多於一個偏轉器。掃描偏轉單元309的一或多個偏轉器可位於物鏡總成310內。
組態300A可進一步包含物鏡總成310，該物鏡總成經組態以將初級電子束302或初級電子細射束302-1聚焦在樣本308之表面上。物鏡總成310可進一步經組態以將具有低發射能量的信號電子(例如，次級電子)聚焦在信號電子偵測器(例如，圖3A之透鏡內電子偵測器307)之偵測層上。物鏡總成310可與圖2之物鏡總成232實質上相似或執行實質上相似功能。
現在參考圖3B，其說明包含帶電粒子偵測器及能量濾波器的帶電粒子束裝置40的例示性組態300B的示意圖。如在圖3B中所展示，組態300B可包含磁性物鏡總成310以及偏轉器309-1及309-2。在一些實施例中，物鏡總成310可包含複合電磁透鏡，該複合電磁透鏡包括磁透鏡310M及由控制電極313、物鏡總成310之內極片(例如，圖2之極片232a)以及樣本308形成的靜電透鏡。
基於其發射能量分別偵測諸如SE及BSE的信號電子的幾種方法中之一者包括使自樣本308上之探測光點產生的信號電子通過能量濾波器。在一些實施例中，控制電極313可包含在樣本308與透鏡內電子偵測器307之間的能量濾波器。在一些實施例中，控制電極313可安置在樣本308與物鏡總成310之磁透鏡310M之間。控制電極313可相對於樣本加偏壓，以形成具有臨限發射能量的信號電子的電位障壁。舉例而言，控制 電極313可相對於樣本308加負偏壓，使得帶負電信號電子(例如，路徑311中之次級電子)經偏轉回至樣本308。因此，僅具有足夠高的發射能量(例如，路徑312中之反向散射電子)以克服由控制電極313形成的能量障壁的信號電子朝向透鏡內電子偵測器307傳播。在一些實施例中，透鏡內電子偵測器307可經組態為次級電子偵測器或反向散射電子偵測器。應瞭解，311及312分別指示次級電子及反向散射電子的路徑。
現在參考圖3C，其說明包含帶電粒子偵測器及能量濾波器的帶電粒子束裝置40之例示性組態300C的示意圖。與圖3B之組態300B相比，組態300C包含安置在透鏡內電子偵測器307附近的能量濾波器。如圖3C中所展示的能量濾波器可包含例如網型電極314，其經組態以將具有低發射能量的信號電子(例如，路徑311中之次級電子)偏轉回朝向樣本308或物鏡總成310，並允許具有高發射能量的信號電子(例如，路徑312中之反向散射電子)入射於透鏡內電子偵測器307之偵測層上。在一些實施例中，網型電極314可包含由導電材料製造的網型結構，該導電材料包括但不限於金屬、合金、半導體、複合材料以及其他。網型電極314可安置在物鏡總成310與透鏡內電子偵測器307之間。在一些實施例中，網型電極314可較之於物鏡總成310經安置較靠近於透鏡內電子偵測器307。
現在參考圖3D，其說明包含複數個帶電粒子偵測器的帶電粒子束裝置40的例示性組態300D的示意圖。與圖3A至圖3C相比，圖3D之組態300D包含反向散射電子偵測器315，其經組態以偵測具有高發射能量及高發射極角的信號電子。在本發明之內容脈絡中，參考實質上垂直於樣本308之主光軸(例如，圖3A至圖3D的主光軸304)量測發射極角。舉例而言，路徑311-1及311-2中之次級電子之發射極角較小，且與次級電子的 發射極角相比，路徑312-1、312-2及312-3中之反向散射電子之發射極角較大。可將反向散射電子偵測器315置放在物鏡總成310與樣本308之間，且將透鏡內電子偵測器307置放在物鏡總成310與聚光透鏡(未展示，例如，圖3A之聚光透鏡305)之間，允許偵測次級電子以及反向散射電子。
在單個帶電粒子束裝置(例諸如單束SEM)中，BSE的收集效率可藉由使用能量濾波器、額外電子偵測器、調整現有電子探測器之位置及大小以及其他來改良(如參考圖3A至圖3D中所論述)。然而，BSE收集效率的改良可不足以獲得高解析度影像以允許使用者檢測微觀或奈米缺陷。
作為實例，如圖3A中所說明，將電子偵測器置放在物鏡總成(例如，圖3A的物鏡總成310)上面可僅收集具有小發射極角的BSE之一部分，其經標識為路徑312-1及312-2中之BSE。具有較大發射極角的BSE(諸如路徑312-3中之BSE)可丟失且仍無法偵測到，從而導致BSE收集效率較差。
作為將電子偵測器置放在物鏡上面的替代方法，亦可將電子偵測器置放在物鏡下面以捕獲具有大發射極角的BSE，如在圖3D中所說明。儘管在改良BSE收集效率方面很有用，但此配置可仍不適合使BSE收集效率最大化。SE及BSE具有朗伯發射分佈，使得良率與cos(θ)成比例，其中θ為相對於樣本表面法線的發射極角。由於發射的餘弦角分佈，與具有中等發射極角之信號電子之數目相比，具有小及大發射極角的信號電子的數目較少。儘管可藉由縮減物鏡總成下面的電子偵測器的開口的大小來收集具有中等發射角的信號電子，然而，其可對物鏡的像差產生負面影響，藉此影響影像之解析度。
在其他組態中，諸如圖3B及圖3C中所說明，控制電極可實施為能量濾波器，以將SE與BSE分離，且因此改良個別收集效率。然而，將經加負偏壓之能量濾波器置放較靠近於樣本(如在圖3B中所說明)可增加物鏡總成之像差，藉此對成像解析度產生不利影響。作為替代方案，可將能量濾波器置放較靠近於透鏡內電子偵測器(例如，圖3C中所說明的網型電極314)，以使施加至能量濾波器之偏壓對物鏡總成的像差的影響最小化。然而，在此一組態中，為了避免能量濾波器對初級電子束的影響，通常在能量濾波器的入口(信號電子進入的位置)中使用屏蔽網(未展示)。信號電子中之一些可由屏蔽網阻擋或散射，且可不會進入能量濾波器。因此，收集效率縮減。因此，在一些組態中，透鏡內偵測器及能量濾波器經置放遠離主光軸，且可使用束分離器將入射的信號電子偏轉朝向能量濾波器。束分離器可給入射的初級電子束增加非所要像差，藉此對成像解析度產生負影響。
現在參考圖4，其說明與本發明之實施例一致的圖1之包含帶電粒子偵測器的帶電粒子束裝置40的例示性組態400。組態400中之帶電粒子束裝置40(在本文中亦稱為裝置40)可包含透鏡內電子偵測器407(類似於圖3A至圖3D的透鏡內電子偵測器307)，初級電子束(未展示)使用物鏡總成410(類似於圖3A至圖3D之物鏡總成310)沿著主光軸404傳播並聚焦於樣本408上。除透鏡內電子偵測器407外，帶電粒子束裝置40可進一步包含信號電子偵測器420，該信號電子偵測器具有電子偵測層421，經組態以偵測具有高發射能量及中等發射極角之信號電子，諸如在與初級電子束402(未說明)之入射電子相互作用時自樣本408上之探測光點產生之BSE(路徑412-1及412-2中之BSE)。
在一些實施例中，信號電子偵測器420可經置放，使得信號電子偵測器420之電子偵測層421可相對於樣本408之平面實質上垂直。在一些實施例中，信號電子偵測器420可經置放，使得信號電子偵測器420之電子偵測層421可實質上平行於主光軸404。在一些實施例中，電子偵測層421可包含或可安置在信號電子偵測器420之內表面上。如本文中所使用，內表面係指接近於主光軸之表面或直接曝露於入射的初級、次級或反向散射電子的表面。
在一些實施例中，信號電子偵測器420可包含經組態以偵測自樣本408產生的信號電子之一部分的裝置40的垂直次級電子偵測器、垂直反向散射電子偵測器或垂直靜電元件。在一些實施例中，儘管未說明，但基於包括但不限於設計及空間可用性、所要成像解析度、所要BSE收集效率以及其他的因素，可採用多於一個的垂直信號電子偵測器420。在此類組態中，可單獨地偵測具有發射極角範圍的信號電子。
在一些實施例中，信號電子偵測器420可經組態以基於信號電子之特性來偵測信號電子之一部分。此外，該等特性可包括但不限於發射能量、發射極角、發射方位角以及其他。舉例而言，垂直信號電子偵測器420可經組態以偵測具有高發射能量(>50eV)及相對於主光軸404在15°至65°範圍內之中等發射極角的信號電子。在一些實施例中，基於所使用的信號電子偵測器420之數目，其可經置放使得其經組態以偵測具有預定發射極角範圍的信號電子。作為實例，信號電子偵測器420-1(未說明)可以經組態以偵測具有高發射能量及在15°至40°範圍內之發射極角的信號電子之一部分，且另一信號電子偵測器420-2(未說明)可經組態以偵測具有高發射能量及在40°至65°範圍內之發射極角的信號電子之一部分。應瞭 解，可酌情且視需要調整信號電子偵測器420之數目、位置及類型。
在一些實施例中，信號電子偵測器420可安置在物鏡總成410與透鏡內電子偵測器407之間。在一些實施例中，信號電子偵測器420可安置在樣本408與透鏡內電子偵測器407之間。在一些實施例中，多於一個信號電子偵測器420可安置在樣本408與透鏡內電子偵測器407之間。
在一些實施例中，信號電子偵測器420可包含單體式電子偵測器或分段電子偵測器。在單體式電子偵測器中，電子偵測層421可包含帶電粒子敏感材料的非分段層。在分段電子偵測器中，電子偵測層421可包含不連續的帶電粒子敏感材料層，從而形成分段電子偵測器的區段。分段電子偵測器之區段可圍繞主光軸404以二維(2D)或三維(3D)配置方式配置。分段電子偵測器之分段可圍繞主光軸404線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。帶電粒子敏感材料可對帶電粒子(諸如電離輻射、電子、X射線、光子以及其他)敏感。
現在參考圖5，其說明與本發明之實施例一致的包含靜電元件的圖1之帶電粒子束裝置40之例示性組態500。與組態400相比，組態500中之帶電粒子束裝置40(在本文中亦稱為裝置40)可包含靜電或磁性元件520，該靜電或磁性元件具有電子偵測層521，經組態以偵測具有高發射能量及中等發射極角的信號電子，諸如在與初級電子束502(未說明)之入射電子相互作用時自樣本508上之探測光點產生之BSE(路徑512-1及512-2中之BSE)。可瞭解，裝置40可酌情包含一或多個靜電或磁性元件520。
在一些實施例中，靜電或磁性元件520可包含掃描偏轉單元(例如，圖3A及圖3B之掃描偏轉單元309)、束增壓器，或束分離器，以 及其他。靜電或磁性元件520可沿著主光軸504安置在樣本508與透鏡內電子偵測器507之間。在一些實施例中，靜電元件520、物鏡總成510及透鏡內電子偵測器507可與主光軸504對準且相對於該主光軸旋轉對稱。
在一些實施例中，靜電或磁性元件520可經置放使得靜電或磁性元件520之電子偵測層521可相對於樣本508之平面實質上垂直。在一些實施例中，靜電或磁性元件520可經置放使得靜電或磁性元件520之電子偵測層521可實質上平行於主光軸504。在一些實施例中，電子偵測層521可包含或可安置在靜電或磁性元件520之內表面上，或可安置在靜電或磁性元件520之內表面之一部分上。
在一些實施例中，靜電或磁性元件520可經組態以基於信號電子之特性來偵測信號電子之一部分。此外，該等特性可包括但不限於發射能量、發射極角、發射方位角以及其他。舉例而言，垂直靜電或磁性元件520可以經組態以偵測具有高發射能量(>50eV)且相對於主光軸504在15°至65°範圍內的中等發射極角的信號電子。
在一些實施例中，靜電或磁性元件520可包含掃描偏轉單元309之一或多個偏轉器(例如，圖3B之偏轉器309-1及309-2)，該掃描偏轉單元經組態以偵測具有高發射能量及中等發射極角的BSE。在此類組態中，偏轉器可執行對BSE以及初級電子束(例如，圖3A之初級電子束302)的偏轉之偵測。靜電或磁性元件520之電子偵測層521可包含經組態為帶電粒子敏感表面之一或多個偏轉器之內表面。稍後參考圖8及9論述組態靜電或磁性元件520或靜電或磁性元件520之內表面的細節。
在一些實施例中，偏轉器或偏轉掃描單元之內表面可以在圓周方向上經分段，使得偏轉器之多極結構之極的內表面經組態以偵測 BSE。在一些實施例中，偏轉器之多極結構之每一極經組態以偵測BSE。
在一些實施例中，靜電或磁性元件520可包含束分離器，諸如韋恩(Wien)濾波器。束分離器之內表面可經組態以偵測BSE。應瞭解，安置在樣本508與透鏡內電子偵測器507之間的任何靜電或磁性元件可經組態以酌情偵測BSE。
現在參考圖6A及圖6B，其說明與本發明之實施例一致的束增壓器之一部分的例示性組態的示意圖。如圖6A中所展示，圖1之裝置40可包含束增壓器620，該束增壓器經組態以保持在入射樣本608之前不久沿SEM之電光柱向下傳播且減速至所要能量的初級電子的能量。在習用SEM中，由於初級電子可加速至數keV以通過電光柱，因此庫侖效應(電子相互作用)可導致電子聚焦在樣本表面上面或下面，從而導致光點大小增加及成像解析度損失。藉由將束增壓器620加偏壓至高於電光柱之電位(諸如圖6A中之磁性物鏡610M)，可藉由例如縮減樣本608之表面上之光點大小來縮減庫侖效應。另外，縮減入射初級電子的能量以在維持光點大小的同時使對樣本608的物理損害最小化可為較佳的。
在一些實施例中，束增壓器620之內表面621可經組態以偵測具有高發射能量及中等發射極角的信號電子，諸如在與初級電子束602之入射電子(未展示)相互作用時自樣本608上之探測光點產生之BSE(例如，路徑612-1及612-2中之BSE)。
圖6A說明安置在磁性物鏡610M內部的束增壓器620之一部分之內表面621(亦稱為電子偵測層621)上之帶電粒子敏感材料的非分段層。在一些實施例中，束增壓器620之內表面621可在長度上延伸以偵測實質上所有具有高發射能量及中等發射角度的BSE，以使BSE收集效率最 大化，且藉此改良成像解析度。
圖6B說明安置在磁性物鏡610M內部的束增壓器620之一部分之內表面上之不連續的帶電粒子敏感材料層。內表面之不連續覆蓋可形成複數個區段621-1、621-2及621-3，其經組態以分別偵測路徑612-1、612-2及612-3中之BSE。束增壓器620之分段內表面621可用於偵測具有一定範圍之發射極角及發射能量的BSE。應瞭解，儘管圖6B示說明區段621-1、621-2及621-3沿著主光軸604的線性配置，但其他配置酌情亦為可能的。
現在參考圖7A，其說明與本發明之實施例一致的分段電子偵測器720的示意圖。分段電子偵測器720可包含經組態以允許初級電子束(例如，圖3A之初級電子束302)通過的開口730，以及複數個區段720-1至720-5。在一些實施例中，分段電子偵測器720可為置放在樣本(例如，圖3A之樣本308)及透鏡內電子偵測器(例如，圖3A之透鏡內電子偵測器307)之間的反向散射電子偵測器(例如，圖3D之反向散射電子偵測器315)，或物鏡總成(圖3A之物鏡總成310)，或可為透鏡內電子偵測器，或可為垂直電子偵測器。在一些實施例中，分段電子偵測器720可為具有圓形、橢圓形或多邊形剖面的圓柱形。儘管圖7A說明圓柱形分段電子偵測器的圓形剖面，但酌情亦可使用其他剖面及形狀。在一些實施例中，分段電子偵測器720的一或多個區段可以2D配置方式沿著主光軸(例如，圖3A之主光軸304)徑向地、圓周地或方位角地配置。
在一些實施例中，一或多個區段720-1至720-5可經組態以基於發射能量、發射極角或發射方位角以及其他來偵測電子。
現在參考圖7B至圖7D，圖7B至圖7D說明與本發明之實施 例一致的帶電粒子偵測器(諸如，電子偵測器)的帶電粒子偵測層的例示性組態。圖7B說明例如如在單體式電子偵測器中使用的非分段電子偵測層721。電子偵測層721可包含安置在靜電或磁性元件(例如，圖5之靜電或磁性元件520)之內表面上之帶電粒子敏感材料層。帶電粒子敏感材料可經組態以偵測帶電粒子，包括但不限於電離輻射、電子、X射線、光子以及其他。電子偵測層721可圍繞主光軸(例如，圖3A之主光軸304)線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。電子偵測層721可經安置使得其實質上平行於主光軸或實質上垂直於樣本表面。
圖7C及圖7D說明例如在分段電子偵測器中使用之分段偵測層。儘管圖7C說明四個區段721-1C、721-2C、721-3C及721-4C，但應瞭解，可酌情使用任何數目個區段。區段721-1C至721-4C可圍繞主光軸線性地、徑向地、圓周地、方位角地等配置。如圖7D所示，區段721-1D，721-2D和721-3D可以沿著主光軸以3D配置線性地配置。在一些實施例中，區段721-1D、721-2D及721-3D可經組態以偵測具有一定範圍的發射能量及發射極角的BSE。在一些實施例中，一或多個區段721-1D、721-2D及721-3D可實質上平行於主光軸或實質上垂直於樣本表面。
除其他事項外，提高SEM中BSE收集效率的數種方式中之一者包括組態靜電或磁性元件(例如，圖5之靜電元件520)以偵測具有高發射能量及中等發射極角的BSE，該等BSE可能原本仍未經偵測到。靜電或磁性元件520可包含掃描偏轉單元309之一或多個偏轉器，束增壓器620之一或多個部分，束分離器(未說明)以及其他。應瞭解，置放在樣本與透鏡內電子偵測器(例如，圖3A之透鏡內電子偵測器307)之間的任何靜電或磁性元件可經組態為BSE偵測器。
現在參考圖8，其說明與本發明之實施例一致的帶電粒子偵測裝置800的例示性平面圖組態。帶電粒子偵測裝置800可包含基板801，支撐結構802，帶電粒子偵測器803，導電層804，偏轉掃描電極810_Y1、810_Y2、810_X1及810_X2，讀出電路815，掃描信號線816，影像信號線817，藉由連接818向讀出電路815供應電力之電源820以及電源匯流排840。
在一些實施例中，帶電粒子偵測裝置800可包括經組態以接納支撐結構802之基板801。基板801可由電絕緣材料製成，該電絕緣材料包括但不限於陶瓷、介電質、玻璃等以及其他。在一些實施例中，基板801可包含電路板，其經組態以接納支撐結構802及支撐電路系統。
帶電粒子偵測裝置800可包含經組態為BSE偵測器之支撐結構802。在一些實施例中，支撐結構802可包括但不限於帶電粒子束裝置之靜電元件或磁性元件，諸如偏轉器、偏轉掃描單元、一部分束增壓器、束分離器以及其他。舉例而言，偏轉器(例如，圖3B之偏轉器309-1或309-2)可經組態以使樣本上之初級入射電子束偏轉或偵測具有高發射能量及中等發射極角的信號電子。應瞭解，儘管支撐結構802經說明具有圓形剖面，但酌情支撐結構802可具有但不限於六邊形、矩形、橢圓形等剖面。
帶電粒子偵測裝置800可進一步包括安置在支撐結構802之內表面上之帶電粒子偵測器803。在一些實施例中，基於帶電粒子偵測器803及其功能，將帶電粒子偵測器803安置在支撐結構802上可包括但不限於沈積、耦合、製造、附接以及其他。帶電粒子偵測器803可圓周地安置在支撐結構802之內表面上，以使暴露於初級電子或信號電子最大化。
在一些實施例中，帶電粒子偵測器803可包含二極體、閃爍體、輻射偵測器、固態偵測器、p-i-n接面二極體或p-i-n偵測器以及其他。帶電粒子偵測器803可經組態以偵測帶電粒子，包括但不限於電離輻射、電子、X射線、光子以及其他。在一些實施例中，帶電粒子偵測器803可包含單體式偵測器或分段式偵測器。儘管圖8說明帶電粒子偵測器803的四區段，但應瞭解，可酌情使用任何數目個區段。
帶電粒子偵測裝置800可進一步包括導電層804，該導電層經組態以使樣本上之初級電子束的初級電子偏轉。導電層804可安置在帶電粒子偵測器803之內表面上。在一些實施例中，導電層804可安置在帶電粒子偵測器803之內表面之一部分上。在一些實施例中，可藉由包括但不限於沈積、耦合、製造、附接以及其他的技術將導電層804安置在帶電粒子偵測器803之一或多個區段上。導電層804可包含由包括但不限於導電體、金屬、半導體、摻雜半導體、電極以及其他各項的材料製成的層。在一些實施例中，導電層804可包含金屬薄膜，諸如金、鉑、鈀、銀、銅、鋁以及其他。在一些實施例中，支撐結構802、帶電粒子偵測器803或導電層804可相對於主光軸(未說明，例如，圖3A之主光軸304)旋轉對稱。
作為實例，帶電粒子偵測裝置800可包括：支撐結構802，其支撐諸如偏轉器309-1或309-2的靜電元件；帶電粒子偵測器803，其經組態以偵測包括具有高發射能量及中等發射極角的BSE的信號電子，且形成在偏轉器309-1或309-2之內表面上；或導電層804，其安置在帶電粒子偵測器803之內表面上。此組態在用作偏轉器及偵測器時亦可增強BSE收集效率，且藉此增強成像對比度及信雜比(SNR)。支撐結構802可經組態 以向系統組件提供機械支撐，且可不經組態以進行電連接。
帶電粒子偵測裝置800可進一步包括控制電路系統，以控制作為偏轉器及偵測器的帶電粒子偵測裝置800之操作。控制電路系統可包括電源匯流排840，該電源匯流排經組態以分佈及管理至諸如經隔離電源、發電機、負載、饋線以及其他等組件的電力。控制電路系統可進一步包括一或多個電源820，該一或多個電源其經組態以向包括讀出電路815、帶電粒子偵測器803以及其他組件的其他系統組件供應電力。
在一些實施例中，可將浮動電壓施加至偏轉掃描電極810_Y1、810_Y2、810_X1或810_X2。在一些實施例中，至少兩個偏轉掃描電極之浮動電壓的絕對值可為不同的。所施加浮動電壓可為偏轉掃描電極之工作電壓。偏轉掃描電極810_Y1、810_Y2、810_X1或810_X2中之每一者可經組態以將偏轉電壓施加至導電層804。
在一些實施例中，電源820可經組態以向浮動在掃描偏轉電壓或束增壓器電壓上之組件或功能區塊提供電力。舉例而言，在偏轉器-偵測器組合中，可藉由偏轉掃描電極及偏轉掃描驅動器(未展示)中之一者將偏轉電壓施加至對應導電層804，且在束增壓器-偵測器組合中，可藉由束增壓器驅動器(未展示)將束增壓器電壓施加至導電層804。舉例而言，施加至導電層804之增壓器電壓可包含靜態電壓。在一些實施例中，可藉由偏轉掃描電極810_Y1、810_Y2、810_X1或810_X2及掃描信號線816將掃描偏轉電壓信號施加至安置在帶電粒子偵測器803之一區段之內表面上之導電層804。掃描偏轉電壓信號可經組態以在X軸或Y軸上偏轉初級電子束。在一些實施例中，視需要可施加掃描偏轉電壓信號以使初級電子束在+ X、-X、+ Y或-Y方向上偏轉。
帶電粒子偵測裝置800之控制電路系統可進一步包含一或多個讀出電路815，該一或多個讀出電路經組態以自帶電粒子偵測器803之區段接收偵測信號並處理與該等偵測信號相關聯的資料。相關聯資料可包含成像資料、工具參數、偵測參數以及其他。舉例而言，可使用影像信號線817將偵測信號自帶電粒子偵測器803之區段傳輸至讀出電路815。在一些實施例中，讀出電路815可進一步經組態以將與偵測信號相關聯的資訊自帶電粒子偵測器803傳達至帶電粒子偵測裝置800之處理器。處理器可包含電腦、伺服器、電腦實施處理器，以及其他。與偵測信號相關聯的資訊可使用光纖信號、資料鏈路、寬頻變壓器或無線方式以及其他與處理器進行通信。
在一些實施例中，讀出電路815可藉助連接818由對應電源820供電。一或多個電源820可經組態以自電源匯流排840接收電力且向包括但不限於讀出電路815、帶電粒子偵測器803以及其他的電路組件供電。
現在參考圖9，其說明與本發明之實施例一致的帶電粒子偵測裝置900的平面圖。帶電粒子偵測裝置900可包含基板901、支撐結構902、帶電粒子偵測器903、導電層904、偏轉掃描電極910_Y1、910_Y2、910_X1及910_X2、讀出電路915、掃描信號線916、影像信號線917及電源匯流排940。可瞭解，可酌情新增、省略或修改帶電粒子偵測裝置900的其他通常已知的組件。亦應瞭解，基板901、支撐結構902、偏轉掃描電極910_Y1、910_Y2、910_X1及910_X2以及電源匯流排940可與基板801、支撐結構802、偏轉掃描電極810_Y1、810_Y2、810_X1及810_X2，以及電源匯流排840實質上相似且執行實質上相似功能。
在一些實施例中，帶電粒子偵測器903可包含閃爍體。帶電粒子偵測裝置900可包含光電偵測器930，該光電偵測器經組態以偵測由閃爍體沿著光學路徑935發射的光子。在一些實施例中，帶電粒子偵測器903可包含次級電子偵測器、反向散射電子偵測器、埃弗哈特-索恩利(Everhart-Thornley)偵測器或其類似物。
帶電粒子偵測裝置900可進一步包括導電層904，該導電層經組態以使樣本上之初級電子束的初級電子偏轉。導電層904可安置在帶電粒子偵測器903之內表面上。在一些實施例中，導電層904可安置在帶電粒子偵測器903之內表面之一部分上。在一些實施例中，可藉由包括但不限於沈積、耦合、製造、附接以及其他等技術將導電層904安置在帶電粒子偵測器903之一或多個區段上。導電層904可包含由包括但不限於導電體、金屬、半導體、經摻雜半導體、電極以及其他等材料製成的層。在一些實施例中，導電層904可包含金屬薄膜，諸如金、鉑、鈀、銀、銅、鋁以及其他導電材料。在一些實施例中，支撐結構902、帶電粒子偵測器903或導電層904可相對於主光軸(未說明，例如，圖3A之主光軸304)旋轉對稱。
作為實例，帶電粒子偵測裝置900可包括：支撐結構902，其包含諸如偏轉器309-1或309-2的靜電元件；帶電粒子偵測器903，其經組態以偵測包括具有高發射能量及中等發射極角的BSE的信號電子，且形成在偏轉器309-1或309-2之內表面上；及導電層904，其安置在帶電粒子偵測器903之內表面上。自樣本上之探測光點產生的信號電子可經引導朝向帶電粒子偵測器903(例如，閃爍體)。閃爍體上之電偏壓可吸引信號電子(包括SE及BSE)。閃爍體可經組態以將信號電子轉換為光子。所產生光 子可沿著光學路徑935經引導朝向光偵測器930。此一組態在充當偏轉器及偵測器同時亦可增強BSE收集效率，藉此增強成像對比度及SNR。
帶電粒子偵測裝置900可進一步包括控制電路系統，以控制作為偏轉器及偵測器的帶電粒子偵測裝置900的操作。控制電路系統可包括電源匯流排940，該電源匯流排經組態以向諸如讀出電路915的組件分佈及管理電力。在一些實施例中，電源匯流排940可經組態以向浮動在掃描偏轉電壓或束增壓器電壓上之組件或功能區塊提供電力。舉例而言，在偏轉器-偵測器組合中，可藉由偏轉掃描電極及偏轉掃描驅動器(未展示)中之一者將偏轉電壓施加至對應導電層904，且在束增壓器-偵測器組合中，可藉由束增壓器驅動器(未展示)將束增壓器電壓施加至導電層904。舉例而言，施加至導電層904之增壓器電壓可包含靜態電壓。在一些實施例中，可藉由偏轉掃描電極910_Y1、910_Y2、910_X1及910_X2及掃描信號線916將掃描偏轉電壓信號施加至安置在帶電粒子偵測器903之一區段之內表面上之導電層904。掃描偏轉電壓信號可經組態以在X軸或Y軸上偏轉初級電子束。在一些實施例中，視需要可施加掃描偏轉電壓信號以使初級電子束在+ X、-X、+ Y或-Y方向上偏轉。
帶電粒子偵測裝置900之控制電路系統可進一步包含一或多個讀出電路915，該一或多個讀出電路經組態以自帶電粒子偵測器903之區段接收偵測信號並處理與該等偵測信號相關聯的資料。相關聯資料可包含成像資料、工具參數、偵測參數以及其他。舉例而言，可使用影像信號線917將偵測信號自光電偵測器930傳輸至讀出電路915。在一些實施例中，讀出電路915可進一步經組態以將與偵測信號相關的資訊自光電偵測器930傳達至帶電粒子偵測裝置900之處理器。處理器可包含電腦、伺服 器、電腦實施處理器，以及其他。與偵測信號相關聯的資訊可使用光纖信號、資料鏈路、寬頻變壓器或無線方式以及其他與處理器進行通信。
現在參考圖10，其說明表示與本發明之實施例一致的使用圖4的帶電粒子束裝置40形成樣本之影像的例示性方法1000的程序流程圖。舉例而言，如在圖1中所展示，方法1000可由EBI系統100之控制器50執行。控制器50可經程式化以執行方法1000之一個或兩個步驟。舉例而言，控制器50可啟動帶電粒子源，啟動光學系統以及實施其他功能。
在步驟1010中，帶電粒子源可經啟動以產生帶電粒子束(例如，圖2之初級電子束204)。電子源可由控制器(例如，圖1之控制器50)啟動。舉例而言，可控制電子源以發射初級電子以沿著主光軸(例如，圖2之主光軸201)形成電子束。可例如藉由使用軟體、應用程式或用於控制器之處理器的一組指令來遠端啟動電子源，以藉由控制電路系統為電子源供電。
可使用物鏡總成(例如，圖3A之物鏡總成310)將初級電子束聚焦在樣本上。在一些實施例中，掃描偏轉單元(例如，圖3A之掃描偏轉單元309)可經組態以使樣本(例如，圖3A之樣本308)的表面上之初級電子束動態地偏轉。初級電子束的動態偏轉可導致例如以光柵掃描圖案掃描所關注所要區或所要區域，以產生用於樣本檢測的SE及BSE。掃描偏轉單元可包含一或多個偏轉器(例如，圖3B之偏轉器309-1或309-2)，該一或多個偏轉器經組態以使初級電子束302在X軸或Y軸上偏轉。
在與樣本相互作用時，聚焦的初級電子束可產生信號電子，包括但不限於次級電子、反向散射電子或歐傑電子，以及其他。
在步驟1020中，可使用包含實質上平行於主光軸之電子偵 測層之信號電子偵測器來偵測具有高發射能量及中等發射極角的信號電子之一部分。信號電子偵測器(例如，圖4之信號電子偵測器420)可經置放，使得電子偵測層(例如，圖4之電子偵測層421)可相對於樣本之平面實質上垂直。在一些實施例中，信號電子偵測器可經置放使得電子偵測層可實質上平行於主光軸。電子偵測層可包含或可安置在信號電子偵測器之內表面上。
信號電子偵測器可經組態以基於信號電子之特性來偵測信號電子之一部分。此外，該等特性可包括但不限於發射能量、發射極角、發射方位角以及其他。舉例而言，垂直信號電子偵測器可經組態以偵測具有高發射能量(>50eV)及相對於主光軸在15°至65°範圍內之中等發射極角的信號電子。在一些實施例中，基於所使用的信號電子偵測器之數目，其可經置放使得其經組態以偵測具有預定發射極角範圍的信號電子。作為實例，信號電子偵測器可以經組態以偵測具有高發射能量及在15°至40°範圍內之發射極角的信號電子之一部分，且另一信號電子偵測器可經組態以偵測具有高發射能量及在40°至65°範圍內之發射極角的信號電子之一部分。應瞭解，可酌情調整信號電子偵測器之數目、位置及類型。亦應瞭解，本文中所描述之發射極角範圍為例示性的，且可使用其他範圍。
信號電子偵測器可安置在物鏡總成與透鏡內電子偵測器(例如，圖4之透鏡內電子偵測器407)之間。在一些實施例中，信號電子偵測器可安置在樣本與透鏡內電子偵測器之間。在一些實施例中，可在樣本與透鏡內電子偵測器之間安置多於一個信號電子偵測器。信號電子偵測器可包含單體式電子偵測器或分段電子偵測器。在整體式電子偵測器中，電子偵測層可包含帶電粒子敏感材料之非分段層。在分段電子偵測器中，電子 偵測層可包含不連續的帶電粒子敏感材料層，從而形成分段電子偵測器的區段。分段電子偵測器之區段可圍繞主光軸以二維(2D)或三維(3D)配置方式配置。分段電子偵測器之分段可圍繞主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。帶電粒子敏感材料可對帶電粒子(諸如電離輻射、電子、X射線、光子以及其他)敏感。
現在參考圖11，其說明與本發明之實施例一致的表示組態帶電粒子束裝置之靜電元件的例示性方法1100的程序流程圖。
帶電粒子源(例如，圖2之電子源201)可經啟動以產生帶電粒子束(例如，圖2之初級電子束202)。電子源可由控制器(例如，圖1之控制器50)啟動。舉例而言，可控制電子源以發射初級電子以沿著主光軸(例如，圖2之主光軸204)形成電子束。可例如藉由使用軟體、應用程式或用於控制器之處理器的一組指令來遠端啟動電子源，以藉由控制電路系統為電子源供電。
可使用物鏡總成(例如，圖3A之物鏡總成310)將初級電子束聚焦在樣本上。在一些實施例中，掃描偏轉單元(例如，圖3A之掃描偏轉單元309)可經組態以使樣本(例如，圖3A之樣本308)的表面上之初級電子束動態地偏轉。初級電子束的動態偏轉可導致例如以光柵掃描圖案反覆地掃描所關注所要區或所要區域，以產生用於樣本檢測的SE及BSE。掃描偏轉單元可包含一或多個偏轉器(例如，圖3B之偏轉器309-1或309-2)，該一或多個偏轉器經組態以使初級電子束302在X軸或Y軸上偏轉。在與樣本相互作用時，聚焦的初級電子束可產生信號電子，包括但不限於次級電子、反向散射電子或歐傑電子，以及其他。
裝置之靜電組件可經組態以在與初級電子束之入射電子相 互作用時偵測具有高發射能量及中等發射極角的信號電子，諸如自樣本(例如，圖5之樣本508)上之探測光點產生的BSE。靜電元件(例如，圖5之靜電元件520)可包含掃描偏轉單元(例如，圖3A及3B的掃描偏轉單元309)、束增壓器或束分離器等等。靜電元件可沿著主光軸安置在樣本與透鏡內電子偵測器(例如，圖5之透鏡內電子偵測器507)之間。在一些實施例中，靜電元件、物鏡總成及透鏡內電子偵測器可與主光軸對準且相對於主光軸旋轉對稱。
組態靜電元件以偵測BSE可包含執行步驟1110及1120，如圖11中所展示。在步驟1110中，可將帶電粒子偵測器(例如，圖9之帶電粒子偵測器903)安置在靜電元件之內表面上。帶電粒子偵測器可經組態以偵測在初級電子束與樣本相互作用時產生的複數個信號電子之第一部分。帶電粒子偵測器可經配置使得可將帶電粒子偵測層(例如，圖5之電子偵測層521)置放成實質上平行於主光軸或相對於樣本實質上垂直。
帶電粒子偵測器可圓周地安置在靜電元件之內表面上，以使暴露於初級電子或信號電子最大化。帶電粒子偵測器可包含二極體、閃爍體、輻射偵測器、固態偵測器、p-i-n接面二極體或p-i-n偵測器以及其他。帶電粒子偵測器可經組態以偵測帶電粒子，包括但不限於電離輻射、電子、X射線、光子以及其他。在一些實施例中，帶電粒子偵測器可包含單體式偵測器或分段式偵測器。
在步驟1120中，可將導電層(例如，圖9之導電層904)沈積在帶電粒子偵測器之內表面之一部分上。導電層可經組態以使樣本上之初級電子束之初級電子偏轉。可藉由包括但不限於沈積、耦合、製造、附接以及其他等技術將導電層安置在帶電粒子偵測器之內表面之一部分上。靜 電元件可為束增壓器、束偏轉器、偏轉掃描單元、束分離器以及其他。
本發明之態樣在以下編號的條項中闡明：
1.一種電子束裝置，其包含：一電子源，其經組態以沿著一主光軸產生一初級電子束；及一第一電子偵測器，其具有實質上平行於該主光軸之一第一偵測層，且經組態以偵測自一樣本上由該初級電子束形成之一探測光點產生的複數個信號電子之一第一部分。
2.如條項1之裝置，其進一步包含一第二電子偵測器，其經組態以偵測該複數個信號電子之一第二部分，其中該第二電子偵測器之一第二偵測層實質上垂直於該主光軸。
3.如條項2之裝置，其進一步包含一物鏡，該物鏡經組態以：將該初級電子束聚焦在該樣本上；將該複數個信號電子之該第一部分聚焦在該第一電子偵測器之該第一偵測層上；及將該複數個信號電子之該第二部分聚焦在該第二電子偵測器之該第二偵測層上。
4.如條項2及條項3中任一項之裝置，其中該第一電子偵測器安置在該樣本與該第二電子偵測器之間，且沿著該主光軸安置。
5.如條項2至4中任一項之裝置，其中該第一電子偵測器及該第二電子偵測器經組態以偵測自該樣本上之該探測光點產生之該複數個信號電子。
6.如條項2至條項5中任一項之裝置，其中該第一電子偵測器包含一次級電子偵測器、一反向散射電子偵測器、一靜電元件或一磁性元件。
7.如條項6之裝置，其中該靜電元件包含一束偏轉器或一束增壓器，且其中該磁性元件包含一束偏轉器或一束分離器。
8.如條項6及條項7中任一項之裝置，其中該靜電元件或該磁性元件包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
9.如條項7至條項8中任一項之裝置，其中該束偏轉器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
10.如條項9之裝置，其中該束偏轉器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
11.如條項10之裝置，其中該束偏轉器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
12.如條項7至條項11中任一項之裝置，其中該束偏轉器包含一多極結構，且該多極結構之一極之一內表面經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分。
13.如條項7至條項12中任一項之裝置，其中該束增壓器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
14.如條項13之裝置，其中該束增壓器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
15.如條項14之裝置，其中該束增壓器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
16.如條項7至條項15中任一項之裝置，其中該束分離器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
17.如條項1至條項16中任一項之裝置，其中該第一電子偵測器包含一單體式電子偵測器或一分段電子偵測器。
18.如條項17之裝置，其中該分段電子偵測器包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
19.如條項1至條項18中任一項之裝置，其中該第一電子偵測器包含複數個靜電元件，該複數個靜電元件經組態以基於該複數個信號電子中之一信號電子之一特性來偵測該複數個信號電子。
20.如條項19之裝置，其中該信號電子之該特性包含一發射能量，一發射極角或該信號電子關於該主光軸的一發射方位角。
21.如條項20之裝置，其中該複數個信號電子之該第一部分包含反向散射電子，且其中該等反向散射電子之該發射極角在15°至65°的範圍內。
22.如條項1至條項21中任一項之裝置，其中該複數個信號電子包含次級電子、反向散射電子或歐傑電子。
23.一種電子束裝置，其包含：一元件，其包含：一第一電子偵測器，其具有安置在該元件之一內表面上之一第一偵測層，且經組態以偵測在一初級電子束與一樣本相互作用之後產生的複數個信號電子之一第一部分；及一導電層，其沈積在該第一電子偵測器之一內表面之一部分上，且經組態以使該樣本上之該初級電子束偏轉。
24.如條項23之裝置，其中該第一電子偵測器包含一二極體、一閃 爍體、一輻射偵測器、一固態偵測器或一p-i-n接面二極體。
25.如條項23及條項24中任一項之裝置，其中該導電層包含一金屬膜、一半導體膜或一電極。
26.如條項23至條項25中任一項之裝置，其進一步包含具有電路系統之一控制器，該控制器經組態以：將一電壓信號施加至該導電層以使該初級電子束偏轉；及回應於偵測到該複數個信號電子而接收由該第一電子偵測器產生的一偵測信號。
27.如條項26之裝置，其中該偵測信號包含一電信號、一光學信號、一機械信號或其一組合。
28.如條項26及條項27中任一項之裝置，其中該所施加電壓信號包含一掃描偏轉電壓，該掃描偏轉電壓經組態以使該初級電子束沿著一X軸、一Y軸或兩者進行掃描。
29.如條項26至條項28中任一項之裝置，其中該電路系統包含一讀出電路，該讀出電路經組態以將與該偵測信號相關聯的資料傳達至該電子束裝置之一處理器。
30.如條項23至條項29中任一項之裝置，其中該第一電子偵測器包含一分段電子偵測器之複數個區段，且其中該複數個區段沿該初級電子束之一主光軸線性地、圓周地、徑向地或方位角地配置。
31.如條項30之裝置，其中該電路系統進一步經組態以將該掃描偏轉電壓個別地施加至該分段電子偵測器之一區段的該導電層並接收一對應偵測信號。
32.如條項23至31中任一項之裝置，其進一步包含一第二電子偵測 器，該第二電子偵測器具有一第二偵測層，經組態以偵測該複數個信號電子之一第二部分，其中該偵測層實質上垂直於該主光軸。
33.如條項32之裝置，其進一步包含一物鏡，該物鏡經組態以：將該初級電子束聚焦在該樣本上；及將該複數個信號電子之該第一部分聚焦在該第一電子偵測器之該第一偵測層上；及將該複數個信號電子之該第二部分聚焦在該第二電子偵測器之該第二偵測層上。
34.如條項32及條項33中任一項之裝置，其中該元件安置在該樣本與該第二電子偵測器之間。
35.如條項32至條項34中任一項之裝置，其中該第一電子偵測器及該第二電子偵測器經組態以基於該複數個信號電子中之一信號電子之一特性來偵測該複數個信號電子。
36.如條項35之裝置，其中該信號電子之該特性包含一發射能量，一發射極角或相對於該主光軸的一發射方位角。
37.如條項36之裝置，其中該複數個信號電子之該第一部分包含反向散射電子，且其中該等反向散射電子之該發射極角在15°至65°的範圍內。
38.如條項23至37中任一項之裝置，其中該元件包含一靜電元件或一磁性元件。
39.如條項38之裝置，其中該靜電元件包含一束偏轉器或一束增壓器，且其中該磁性元件包含一束偏轉器或一束分離器。
40.如條項39中任一項之裝置，其中該束偏轉器包含經組態以促進 偵測該複數個信號電子之該第一部分之內表面。
41.如條項40之裝置，其中該束偏轉器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
42.如條項41之裝置，其中該束偏轉器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
43.如條項39至條項42中任一項之裝置，其中該束偏轉器包含一多極結構，且該多極結構之一極之一內表面經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分。
44.如條項39至條項43中任一項之裝置，其中該束增壓器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
45.如條項44之裝置，其中該束增壓器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
46.如條項45之裝置，其中該束增壓器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
47.如條項39至條項46中任一項之裝置，其中該束分離器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
48.如條項23至條項47中任一項之裝置，其中該複數個信號電子包含次級電子、反向散射電子或歐傑電子。
49.一種一電子束裝置的元件，該元件包含：一電子偵測器，其具有一偵測層，該偵測層經組態以當安裝在該電子束裝置中時實質上平行於一主光軸，且經組態以偵測在一初級電子束與 一樣本相互作用後產生的複數個信號電子之一第一部分；及一導電層，其安置在該電子偵測器之該偵測層之一部分上，且經組態以使入射在該樣本上之該初級電子束偏轉。
50.如條項49之元件，其中該電子偵測器包含一二極體、一閃爍體、一輻射偵測器、一固態偵測器或一p-i-n接面二極體。
51.如條項49及條項50中任一項之元件，其中該導電層包含一金屬膜、一經摻雜半導體膜或一電極。
52.如條項49至條項51中任一條項之元件，其與一控制器電連通，其中：向該導電層施加來自該控制器之一電壓信號以實現該初級電子束偏轉；且該帶電粒子偵測器回應於偵測到該複數個信號電子而產生一偵測信號。
53.如條項52之元件，其中該偵測信號包含一電信號、一光學信號、一機械信號或其一組合。
54.如條項52及條項53中任一項之元件，其中該所施加電壓信號包含一掃描偏轉電壓，該掃描偏轉電壓經組態以使該初級電子束沿著一X軸、一Y軸或兩者進行掃描。
55.如條項49至條項54中任一項之元件，其中該電子偵測器包含一分段電子偵測器之複數個區段，且其中該複數個區段沿該初級電子束之一主光軸線性地、圓周地、徑向地或方位角地配置。
56.如條項49至條項55中任一項之元件，其中該電子偵測器安置在該元件之一內表面上。
57.如條項49至條項56中任一項之元件，其進一步包含一束偏轉器，其中該束偏轉器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
58.如條項57之元件，其中該束偏轉器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
59.如條項58之元件，其中該束偏轉器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
60.如條項57至條項59中任一項之元件，其中該束偏轉器包含一多極結構，且該多極結構之一極之一內表面經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分。
61.如條項49至條項60中任一項之元件，其進一步包含一束增壓器，其中該束增壓器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
62.如條項61之元件，其中該束增壓器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
63.如條項62之元件，其中該束增壓器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
64.如條項49至條項63中任一項之元件，其進一步包含一束分離器，其中該束分離器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
65.如條項49至條項64中任一項之元件，其中該複數個信號電子包 含次級電子、反向散射電子或歐傑電子。
66.一種由一電子束裝置執行的用於觀測一樣本的方法，該方法包含：在與一初級電子束相互作用之後，自該樣本上之一探測光點產生複數個信號電子；及使用一第一電子偵測器偵測該複數個信號電子之一第一部分，該第一電子偵測器包含實質上平行於該初級電子束之一主光軸之一第一偵測層。
67.如條項66之方法，其進一步包含：使用一第二電子偵測器偵測該複數個信號電子之一第二部分，其中該第二電子偵測器之一第二偵測層實質上垂直於該主光軸。
68.如條項66及條項67中任一項之方法，其中該第一電子偵測器包含一次級電子偵測器、一反向散射電子偵測器、一靜電元件或一磁性元件。
69.如條項67至條項68中任一項之方法，其中該第一電子偵測器安置在該樣本與該第二電子偵測器之間，且沿著該主光軸安置。
70.如條項66至條項69中任一項之方法，其進一步包含基於該複數個信號電子中之一信號電子之一特性來偵測該複數個信號電子。
71.如條項70之方法，其中該信號電子之該特性包含一發射能量，一發射極角或該信號電子關於該主光軸的一發射方位角。
72.如條項71之方法，其中該複數個信號電子之該第一部分包含反向散射電子，且其中該等反向散射電子之該發射極角在15°至65°的範圍內。
73.如條項68至條項72中任一項之方法，其進一步包含組態該靜電元件之一內表面以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分。
74.如條項68至條項73中任一項之方法，其中該靜電元件包含一束偏轉器或一束增壓器，且其中該磁性元件包含一束偏轉器或一束分離器。
75.如條項74之方法，其進一步包含：組態該束偏轉器之一內表面以促進偵測複該數個信號電子之該第一部分。
76.如條項75之方法，其中該束偏轉器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
77.如條項76之方法，其中該束偏轉器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
78.如條項74至條項77中任一項之方法，其進一步包含組態該束偏轉器之一極之一內表面以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分。
79.如條項74至條項78中任一項之方法，其進一步包含組態該束增壓器之一內表面以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分。
80.如條項74至條項79中任一項之方法，其進一步包含組態該束分離器之一內表面以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分。
81.一種組態一電子束裝置之一元件的方法，該方法包含：在該元件之一內表面上安置具有一第一偵測層之一第一電子偵測器，該第一電子偵測器經組態以偵測在一初級電子束與一樣本相互作用之後產生的複數個信號電子之一第一部分；及在該電子偵測器之一內表面之一部分上沈積一導電層，該導電層經組態以使該樣本上之該初級電子束偏轉。
82.如條項81之方法，其中該電子偵測器包含一二極體、一閃爍體、一輻射偵測器、一固態偵測器或一p-i-n接面二極體。
83.如條項81及條項82中任一者之方法，其進一步包含安置包含複數個區段的一分段電子偵測器，且其中該複數個區段沿著該初級電子束之一主光軸線性地、圓周地、徑向地或方位角地配置。
84.如條項81至條項83中任一項之方法，其中安置該第一電子偵測器包含使用包含微機電系統(MEMS)製造、半導體製造或機械耦合的技術來形成該第一電子偵測器。
85.如條項81至條項84中任一項之方法，其中使用包含接合、膠合、焊接、物理氣相沈積或化學氣相沈積的技術來執行沈積該導電層。
86.如條項81及條項85中任一項之方法，其中該導電層包含一金屬膜、一半導體膜或一電極。
87.如條項81至條項86中任一項之方法，其進一步包含將該元件與該控制器電連接，該控制器經組態以：將一電壓信號施加至該導電層以使現該初級電子束偏轉；及回應於該第一電子偵測器偵測到該複數個信號電子而自該第一電子偵測器接收一偵測信號。
88.如條項87之方法，其中施加該電壓信號包含施加一掃描偏轉電壓信號，該掃描偏轉電壓信號經組態以使該初級電子束沿著一X軸、一Y軸或兩者進行掃描。
89.如條項81至條項88中任一項之方法，其中偵測該複數個信號電子之該第一部分基於該複數個信號電子中之一信號電子之一特性，該信號電子之該特性包含一發射能量、一發射極角或相對於該主光軸的一發射方 位角。
90.如條項81至條項89中任一項之方法，其進一步包含安置該第一電子偵測器，使得該電子之該第一偵測層經置放成實質上平行於該主光軸。
91.如條項81至90中任一項之方法，其中該元件包含一靜電元件或一磁性元件。
92.如條項91之方法，其中該靜電元件包含一束偏轉器或一束增壓器，且其中該磁性元件包含一束偏轉器或一束分離器。
93.一種非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令集，該指令集可由一電子束裝置之一或多個處理器執行以致使該電子束裝置執行觀測一樣本的一方法，該方法包含：在與一初級電子束相互作用之後，自該樣本上之一探測光點產生複數個信號電子；及使用一第一電子偵測器偵測該複數個信號電子之一第一部分，該第一電子偵測器包含實質上平行於該初級電子束之一主光軸之一第一偵測層。
94.如條項93之非暫時性電腦可讀媒體，其中可由該電子束裝置之一或多個處理器執行的該指令集致使該電子束裝置進一步執行使用一第二電子偵測器偵測該複數個信號電子之一第二部分，其中該第二電子偵測器之一第二偵測層實質上垂直於該主光軸。
95.如條項93及條項94中任一項之非暫時性電腦可讀媒體，其中可由該電子束裝置之一或多個處理器執行的該指令集致使該電子束裝置進一步執行基於該複數個信號電子中之一信號電子之一特性偵測該複數個信號 電子，該特性包含一發射能量、一發射極角，或該信號電子關於該主光軸的發射方位角。
96.一種帶電粒子束裝置，其包含：一帶電粒子源，其經組態以沿著一主光軸產生一初級帶電粒子束；及一第一帶電粒子偵測器，其具有一第一偵測層，該偵測層實質上平行於該主光軸，且經組態以偵測自一樣本上由該初級帶電粒子束形成之一探測光點產生的複數個信號帶電粒子之第一部分。
97.如條項96之裝置，其進一步包含一第二帶電粒子偵測器，該第二帶電粒子偵測器經組態以偵測該複數個信號帶電粒子之一第二部分，其中該第二帶電粒子偵測器之一第二偵測層實質上垂直於該主光軸。
98.如條項97之裝置，其進一步包含一物鏡，該物鏡經組態以：將該初級帶電粒子束聚焦在該樣本上；將該複數個信號帶電粒子之該第一部分聚焦在該第一帶電粒子偵測器之該第一偵測層上；及將該複數個信號帶電粒子之該第二部分聚焦在該第二帶電粒子偵測器之該第二偵測層上。
99.如條項97及條項98中任一項之裝置，其中該第一帶電粒子偵測器安置在該樣本與該第二帶電粒子偵測器之間，且沿著該主光軸安置。
100.如條項97至99中任一項之裝置，其中該第一帶電粒子偵測器及該第二帶電粒子偵測器經組態以偵測自該樣本上之該探測光點產生之該複數個信號帶電粒子。
101.如條項97至條項100中任一項之裝置，其中該第一帶電粒子偵 測器包含一次級電子偵測器、一反向散射電子偵測器、一靜電元件或一磁性元件。
102.如條項101之裝置，其中該靜電元件包含一束偏轉器或一束增壓器，且其中該磁性元件包含一束偏轉器或一束分離器。
103.如條項101及條項102中任一項之裝置，其中該靜電元件或該磁性元件包含經組態以促進偵測該複數個信號帶電粒子之該第一部分之一內表面。
104.如條項102至條項103中任一項之裝置，其中該束偏轉器包含經組態以促進偵測該複數個信號帶電粒子之該第一部分之一內表面。
105.如條項104之裝置，其中該束偏轉器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
106.如條項105之裝置，其中該束偏轉器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
107.如條項102至條項106中任一項之裝置，其中該束偏轉器包含一多極結構，且該多極結構之一極之一內表面經組態以促進偵測該複數個信號帶電粒子之該第一部分。
108.如條項102至條項107中任一項之裝置，其中該束增壓器包含經組態以促進偵測該複數個信號帶電粒子之該第一部分之一內表面。
109.如條項108之裝置，其中該束增壓器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
110.如條項109之裝置，其中該束增壓器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周 地或方位角地配置。
111.如條項102至條項110中任一項之裝置，其中該束分離器包含經組態以促進偵測該複數個信號帶電粒子之該第一部分之一內表面。
112.如條項95至條項111中任一項之裝置，其中該第一電子偵測器包含一單體式電子偵測器或一分段電子偵測器。
113.如條項112之裝置，其中該分段電子偵測器包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
114.如條項95至條項113中任一項之裝置，其中該第一帶電粒子偵測器包含複數個靜電元件，該複數個靜電元件經組態以基於該複數個信號帶電粒子中之一信號帶電粒子之一特性來偵測該複數個信號帶電粒子。
115.如條項114之裝置，其中該信號帶電粒子之該特性包含一發射能量，一發射極角或該信號帶電粒子關於該主光軸的一發射方位角。
116.如條項115之裝置，其中該複數個信號帶電粒子之該第一部分包含反向散射電子，且其中該等反向散射電子之該發射極角在15°至65°的範圍內。
117.如條項95至條項116中任一項之裝置，其中該複數個信號帶電粒子包含次級電子、反向散射電子或歐傑電子。
可提供非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令以供控制器(例如，圖1之控制器50)之處理器實施影像檢測、影像獲取、啟動帶電粒子源、調整像差補償器(stigmator)的電勵磁，調整電子的著陸能量，調整物鏡勵磁，調整次級電子偵測器的位置及定向，載物台運動控制，束分離器勵磁，向束偏轉器施加掃描偏轉電壓，接收及處理與來自電子偵測器之信 號資訊相關聯的資料，組態靜電元件，偵測信號電子等。非暫時性媒體的常見形式包括，例如軟碟、軟性磁碟、硬碟、固態驅動器、磁帶或任何其他磁資料儲存媒體、光碟唯讀記憶體(CD-ROM)、任何其他光學資料儲存媒體、帶孔圖案的任何實體媒體、隨機存取記憶體(RAM)、可程式化唯讀記憶體(PROM)及可抹除可程式化唯讀記憶體(EPROM)、FLASH-EPROM或任何其他快閃記憶體、非揮發性隨機存取記憶體(NVRAM)、快取記憶體、暫存器、任何其他記憶體晶片或記憶體匣以及其網路版本。
將瞭解，本發明之實施例不限於上文已描述且在附圖中說明的確切構造，且在不脫離其範疇的情況下可進行各種修改及改變。已結合各種實施例描述本發明，彼等熟習此項技術者在考慮本說明書及實踐本文所揭示本發明後可明瞭本發明之其他實施例。本說明書及各實例意欲僅考慮實例性，且本發明之真實範疇及精神系由隨附申請專利範圍來指示。
上述描述意欲為說明性，而非限制性。因此，對熟習此項技術者將顯而易見，可如所描述進行修改，而不會脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇。
400:組態
404:主光軸
407:透鏡內電子偵測器
408:樣本
410:物鏡總成
412-1:路徑
412-2:路徑
420:信號電子偵測器
421:電子偵測層

Claims (15)

  1. 一種電子束裝置，其包含：一電子源，其經組態以沿著一主光軸(primary optical axis)產生一初級電子束；一第一電子偵測器，其具有實質上平行於該主光軸之一第一偵測層，且經組態以偵測自一樣本上由該初級電子束形成之一探測光點產生的複數個信號電子之一第一部分；及一導電層，其沈積在該第一電子偵測器之一內表面之一部分上，且經組態以使該樣本上之該初級電子束偏轉。
  2. 如請求項1之裝置，其進一步包含：一第二電子偵測器，其經組態以偵測該複數個信號電子之一第二部分，其中該第二電子偵測器之一第二偵測層實質上垂直於該主光軸。
  3. 如請求項2之裝置，其進一步包含：一物鏡，其經組態以：將該初級電子束聚焦在該樣本上；將該複數個信號電子之該第一部分聚焦在該第一電子偵測器之該第一偵測層上；及將該複數個信號電子之該第二部分聚焦在該第二電子偵測器之該第二偵測層上。
  4. 如請求項2之裝置，其中該第一電子偵測器安置在該樣本與該第二電 子偵測器之間，且沿著該主光軸安置。
  5. 如請求項2之裝置，其中該第一電子偵測器及該第二電子偵測器經組態以偵測自該樣本上之該探測光點產生之該複數個信號電子。
  6. 如請求項2之裝置，其中該第一電子偵測器包含一次級電子偵測器、一反向散射電子偵測器、一靜電元件或一磁性元件。
  7. 如請求項6之裝置，其中該靜電元件包含一束偏轉器或一束增壓器(beam booster)，且其中該磁性元件包含一束偏轉器或一束分離器。
  8. 如請求項6之裝置，其中該靜電元件或該磁性元件包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
  9. 如請求項7之裝置，其中該束偏轉器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
  10. 如請求項9之裝置，其中該束偏轉器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
  11. 如請求項10之裝置，其中該束偏轉器之該分段偵測層包含複數個偵測器區段，該複數個偵測器區段沿著該主光軸線性地、徑向地、圓周地或方位角地配置。
  12. 如請求項7之裝置，其中該束偏轉器包含一多極結構，且該多極結構之一極之一內表面經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分。
  13. 如請求項7之裝置，其中該束增壓器包含經組態以促進偵測該複數個信號電子之該第一部分之一內表面。
  14. 如請求項13之裝置，其中該束增壓器之該內表面包含一連續偵測層或一分段偵測層。
  15. 一種由一電子束裝置執行的用於觀測一樣本的方法，該方法包含：在與一初級電子束相互作用之後，自該樣本上之一探測光點產生複數個信號電子；藉由一導電層使該樣本上之該初級電子束偏轉；及使用一第一電子偵測器偵測該複數個信號電子之一第一部分，該第一電子偵測器包含實質上平行於該初級電子束之一主光軸之一第一偵測層，其中該導電層沈積在該第一電子偵測器之一內表面之一部分上。
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