本發(fā)明涉及用于檢查樣本的表面的組件。

背景技術(shù)：

集成電路的生產(chǎn)過程中的常規(guī)步驟之一是檢查經(jīng)圖案化的表面，尤其是在開始新設(shè)計(jì)時(shí)。將整個(gè)300mm晶片的主要部分成像，以檢查圖案中的缺陷并檢查嵌入在圖案中的或晶片頂部上的顆粒。這種檢查目前通過高通量光學(xué)顯微鏡在專用儀器中執(zhí)行。

隨著光刻的進(jìn)步，儀器必須檢測(cè)越來越小的缺陷和顆粒。問題是，當(dāng)粒子的尺寸減小時(shí)，來自粒子的光散射迅速地減少，因此信號(hào)-背景(和噪聲)比降低。

為了解決這個(gè)問題，已經(jīng)使用了電子束檢查機(jī)，并且出于某些目的電子束檢查機(jī)仍在使用中。電子束檢查機(jī)可以具有比光學(xué)系統(tǒng)高得多的分辨率。但是，電子束檢查機(jī)在其檢查晶片的速度方面受到限制。為了提高速度，已經(jīng)提出了多柱電子束系統(tǒng)。

例如，wo2004/017355公開了用于多柱電子束檢查工具的電子光學(xué)組件的示例，該多柱電子束檢查工具具有分布在半導(dǎo)體晶片的區(qū)域上方的大約52個(gè)電子束柱。每個(gè)柱包括其自己的電子槍。根據(jù)wo2004/017355，有利的是，組件包括一個(gè)或多個(gè)電子光學(xué)部件，所述一個(gè)或多個(gè)電子光學(xué)部件是用于電子束柱的整個(gè)組件的單個(gè)的結(jié)構(gòu)，諸如第一個(gè)加速器電極、最終加速器電極、聚焦電極安裝板和槍安裝板。這些單個(gè)的結(jié)構(gòu)為電子光學(xué)組件提供機(jī)械完整性并且便于組件的制造。

由于52個(gè)電子束柱的使用，可以提高生產(chǎn)率。但是，例如，對(duì)于具有量級(jí)為每小時(shí)一個(gè)晶片的吞吐量的電子束檢查裝置來說，這個(gè)電子束柱的數(shù)量太少，如下所示：

為了制作具有合理的信噪比的圖像，需要大約每個(gè)像素300至400個(gè)初級(jí)電子(考慮到約0.3的量子檢測(cè)效率)。對(duì)于檢測(cè)10nm缺陷來說，具有300mm直徑的半導(dǎo)體晶片包含大約7×10¹⁴個(gè)10×10nm的像素。為了獲得每小時(shí)一個(gè)晶片的吞吐量，需要大約10μa的電流。實(shí)際所需的電流依賴于許多因素，諸如缺陷對(duì)比度、束尺寸的選擇和所需的缺陷捕獲率。但是，所需的電流將是這個(gè)數(shù)量級(jí)的。

具有高亮度源的電子顯微鏡中的典型電流為na的量級(jí)。因此，只能使用例如并聯(lián)的10000個(gè)電子束柱或更多個(gè)電子束柱來獲得每小時(shí)1個(gè)晶片的期望的吞吐量。這種系統(tǒng)需要電子束柱被小型化到大約7mm²的柱占用面積，這對(duì)于制造是困難且昂貴的。

本發(fā)明的目的是提供替代的檢查裝置，該替代的檢查裝置允許對(duì)樣本(特別是半導(dǎo)體晶片)的高吞吐量檢查。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了包括多個(gè)多束電子柱單元的組件，用于同時(shí)檢查樣本的表面的不同部分。本發(fā)明還包括多束電子柱單元的若干新穎方面，包括用于所述單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源的單獨(dú)的高真空腔室的設(shè)計(jì)、用于校正所述發(fā)射源的漂移的校正設(shè)備的設(shè)計(jì)，以及次級(jí)電子收集和檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

根據(jù)第一方面，本發(fā)明涉及用于檢查樣本的表面的組件，其中該組件包括兩個(gè)或更多個(gè)多束電子柱單元，每個(gè)多束電子柱單元包括：

單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源，優(yōu)選地是肖特基(shottky)類型，用于朝向分束器發(fā)射發(fā)散的電子束，

分束器包括第一多孔板，該第一多孔板包括布置成用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束的多個(gè)孔，所述第一多個(gè)孔中的每個(gè)孔創(chuàng)建一個(gè)初級(jí)電子束，

準(zhǔn)直器透鏡，用于將來自發(fā)射器的發(fā)散的電子束基本準(zhǔn)直，

物鏡單元，用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在所述樣本上，以及

多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)，用于分開地檢測(cè)由所述經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束中的每一個(gè)在所述樣本上創(chuàng)建的次級(jí)電子束的強(qiáng)度，

其中所述兩個(gè)或更多個(gè)多束電子柱單元布置為彼此相鄰，并且布置成將它們的多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在樣本的表面上，用于同時(shí)檢查樣本的表面的不同部分。

應(yīng)當(dāng)指出，多束電子柱本身是已知的。這種系統(tǒng)的示例尤其在us6,774,646、us7,504,622、us8,039,813、us2010/0133433、us2010/0320382、us2012/0231606和wo2006/009444中公開。應(yīng)當(dāng)指出，至少在理論上，當(dāng)今的多電子束柱通常具有與300mm半導(dǎo)體晶片相同數(shù)量級(jí)的直徑，并且可以布置成將數(shù)以千計(jì)的電子束提供到樣本上。

本發(fā)明提出使用包括多個(gè)多電子束柱的組件，代替使用如從現(xiàn)有技術(shù)已知的一個(gè)多電子束柱。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，由于使用第一多孔板用來創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束，由電子源產(chǎn)生的電流的相當(dāng)大的一部分被所述第一多孔板阻擋。考慮到這一點(diǎn)，清楚的是，高亮度電子槍(諸如冷場(chǎng)發(fā)射器或肖特基類型槍)不能為10000個(gè)電子束提供足夠的總電流。提供足夠的總電流的電子槍不具有所需的亮度。

這個(gè)限制已經(jīng)被本發(fā)明撇開。根據(jù)本發(fā)明的組件提供允許使用具有盡可能少的源的高亮度熱場(chǎng)發(fā)射(tfe或“肖特基類型”)電子源的解決方案。由于單個(gè)tfe源可以為100至1000個(gè)具有大約1na的電流的探針輸送足夠的電流，因此總數(shù)為10至100個(gè)的tfe源足以滿足高吞吐量檢查裝置的要求。

例如，根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠^點(diǎn)，將10000個(gè)束劃分成例如各自有100個(gè)電子束的100個(gè)單元也是有利的。在1na束的情況下，每個(gè)像素400個(gè)電子的像素率為16×10⁶s^-1。對(duì)于100個(gè)電子束單元，這給出大約1gb/s的數(shù)據(jù)。這對(duì)于單個(gè)數(shù)據(jù)線和處理單元是適當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，在?shí)施例中，兩個(gè)或更多個(gè)多束電子柱單元中的至少一個(gè)包括單個(gè)信號(hào)處理單元，該單個(gè)信號(hào)處理單元連接到兩個(gè)或更多個(gè)多束電子柱單元中的所述一個(gè)的多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述兩個(gè)或更多個(gè)多束電子柱單元中的所述一個(gè)經(jīng)由單個(gè)信號(hào)線或數(shù)據(jù)線連接到組件的中央信號(hào)處理單元。

在實(shí)施例中，分束器包括與第一多孔板一起提供第一靜電透鏡陣列的第一電極，其中在使用中所述第一多孔板的基本每個(gè)孔都包括靜電透鏡，以及其中第一靜電透鏡陣列的靜電透鏡布置成將多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在第一焦平面中。在這個(gè)實(shí)施例中，分束器的功能與靜電透鏡陣列的功能相結(jié)合，用于為第一多孔板中的每個(gè)孔提供聚焦透鏡，以及因此為多電子束柱單元中的每個(gè)電子束提供聚焦透鏡。在使用中，所述多電子束單元的電子束聚焦在第一焦平面中，該第一焦平面優(yōu)選地布置在tfe源和物鏡單元之間的位置處。

在實(shí)施例中，第一焦平面布置在準(zhǔn)直器透鏡單元中或準(zhǔn)直器透鏡單元附近。在使用中，各個(gè)電子束聚焦在準(zhǔn)直器透鏡中或聚焦在準(zhǔn)直器透鏡附近，準(zhǔn)直器透鏡優(yōu)選地是用于所述多電子束單元中的所有電子束的單個(gè)透鏡，在本文中也被表示為微距透鏡。通過將第一焦平面布置在準(zhǔn)直微距透鏡中或在準(zhǔn)直微距透鏡附近，可以在很大程度上減小由于微距透鏡的像差引起的各個(gè)電子束的失真。

在實(shí)施例中，物鏡單元包括用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在樣本的表面上的第二靜電透鏡陣列，其中第二靜電透鏡陣列至少包括第二多孔板，其中在使用中的所述第二多孔板的基本每個(gè)孔都包括靜電透鏡。因此，物鏡單元包括靜電透鏡的陣列，具體來說每個(gè)單獨(dú)電子束一個(gè)靜電透鏡。

在實(shí)施例中，所述第二靜電透鏡陣列包括距離第二多孔板一定距離的第二電極，其中所述第二電極包括具有孔的陣列的多孔板，其中孔的陣列與第二多孔板的孔對(duì)準(zhǔn)。將孔對(duì)準(zhǔn)，以便提供多個(gè)初級(jí)電子束中的一個(gè)通過第二電極的多孔板的一個(gè)孔和第二多孔板的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的孔的通路。在使用中，所述第二電極相對(duì)于第二多孔板設(shè)定在不同的電壓。所述電壓差在第二電極與第二多孔板之間產(chǎn)生電場(chǎng)，該電場(chǎng)充當(dāng)用于電子束行進(jìn)通過第二電極的多孔板的所述一個(gè)孔和第二多孔板的所述相關(guān)聯(lián)的孔的透鏡。使用至少兩個(gè)這種經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的多孔板提供了良好限定的靜電透鏡的陣列，用于將多個(gè)初級(jí)電子束中的每一個(gè)準(zhǔn)確地聚焦到樣本的表面上。

在實(shí)施例中，所述第二靜電透鏡陣列包括距離第二多孔板一定距離的第二電極，其中所述第二電極包括用于使所述多個(gè)初級(jí)電子束通過的單個(gè)洞。在使用中，所述第二電極設(shè)定在與第二多孔板不同的電壓。與具有兩個(gè)多孔板的堆疊的靜電透鏡陣列相比，根據(jù)本實(shí)施例的第二靜電透鏡陣列更容易制造和對(duì)準(zhǔn)。

在實(shí)施例中，在使用中，所述第二多孔板被設(shè)定在與樣本的表面不同的電壓，以便在第二多孔板與樣本的表面之間提供靜電減速場(chǎng)，該靜電減速場(chǎng)小于在所述多孔板的背離樣本的一側(cè)的最近的電極與第二多孔板之間的靜電減速場(chǎng)。在實(shí)施例中，所述最近的電極是第二電極。用于初級(jí)電子束的這個(gè)減速場(chǎng)為來自樣本的次級(jí)電子提供加速場(chǎng)，該加速場(chǎng)用于將次級(jí)電子引導(dǎo)朝向所述多束電子柱單元的多傳感器檢測(cè)系統(tǒng)。

在實(shí)施例中，第二靜電透鏡陣列包括一系列第二電極，一系列第二電極都以距離第二多孔板的不同的距離布置。在實(shí)施例中，所述系列包括多于兩個(gè)第二電極，優(yōu)選地是四個(gè)第二電極。通過在使用中在第二電極的所述系列中的相鄰的電極之間提供適當(dāng)?shù)碾妷翰睿梢詢?yōu)化物鏡單元，以將初級(jí)電子裝置準(zhǔn)確地聚焦在樣本的表面上，并且此外還適當(dāng)?shù)貙碜詷颖镜拇渭?jí)電子收集到次級(jí)電子束中。

在實(shí)施例中，每個(gè)多束電子柱單元還包括電-磁偏轉(zhuǎn)單元，用于將來自所述分束器的多個(gè)初級(jí)電子束對(duì)準(zhǔn)到所述第二靜電透鏡陣列中的透鏡的中心上。在具有第一多孔板和第二多孔板兩者的多束電子柱中，源自第一多孔板的孔的電子束必須正確地對(duì)準(zhǔn)在第二多孔板的孔上。通過提供電-磁偏轉(zhuǎn)單元，可以通過電磁偏轉(zhuǎn)單元校正第一多孔板和第二多孔板之間的對(duì)準(zhǔn)之間的任何偏差或漂移。

在實(shí)施例中，電-磁偏轉(zhuǎn)單元布置成用于為所述多個(gè)初級(jí)電子束的所有初級(jí)電子束都提供基本相等的偏轉(zhuǎn)。對(duì)于所述多束電子柱單元的所有電子束的這種基本相等的偏轉(zhuǎn)的優(yōu)點(diǎn)是，只需要一個(gè)偏轉(zhuǎn)信號(hào)來控制所有電子束的基本相等的偏轉(zhuǎn)。在實(shí)施例中，所述偏轉(zhuǎn)信號(hào)包括電勢(shì)和電流中的至少一個(gè)。

在實(shí)施例中，每個(gè)多束電子柱單元包括所述電-磁偏轉(zhuǎn)單元中的兩個(gè)，其中所述兩個(gè)電-磁偏轉(zhuǎn)單元的偏轉(zhuǎn)方向基本彼此垂直。使用兩個(gè)電-磁偏轉(zhuǎn)單元的這種組合，電子小束的陣列可以在兩個(gè)基本正交的方向上偏轉(zhuǎn)，這允許將電子小束的陣列定位在偏轉(zhuǎn)單元下游的平面上的任何位置處，特別是在用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在所述樣本上的物鏡單元上的期望位置。

在實(shí)施例中，所述多束電子柱包括可單獨(dú)地調(diào)整的偏轉(zhuǎn)元件的陣列，用于將來自所述分束器的多個(gè)初級(jí)電子束轉(zhuǎn)向到所述第二靜電透鏡陣列中的透鏡的中心上。

在實(shí)施例中，準(zhǔn)直器透鏡是組合的磁和靜電準(zhǔn)直器電子透鏡，用于將由所述分束器創(chuàng)建的多個(gè)初級(jí)電子束的間距和旋轉(zhuǎn)調(diào)整到所述第二靜電透鏡陣列中的透鏡的中心的間距和旋轉(zhuǎn)位置。優(yōu)選地，準(zhǔn)直器透鏡包括具有一個(gè)或多個(gè)繞組的線圈，該線圈被布置在基本垂直于所述多束電子柱單元的縱向中心線的平面中，其中線圈的中心或中心線與所述多束電子柱單元的縱向中心線基本重合。在實(shí)施例中，所述線圈的所述一個(gè)或多個(gè)繞組被布置在基本平面的基板(例如硅晶片)上，其中該基板設(shè)置有用于使所述(一個(gè)或多個(gè))電子束通過的一個(gè)或多個(gè)通孔，其中線圈基本圍繞所述一個(gè)或多個(gè)通孔布置。在實(shí)施例中，所述一個(gè)或多個(gè)通孔設(shè)置有電-磁偏轉(zhuǎn)單元的電極或者設(shè)置有可單獨(dú)調(diào)整的偏轉(zhuǎn)元件的陣列的電極。

在實(shí)施例中，至少在使用中，第二靜電透鏡陣列中的每個(gè)透鏡布置成，與初級(jí)電子束相比，以一個(gè)附加的交叉(cross-over)將來自樣本的次級(jí)電子投射到多傳感器檢測(cè)器上。優(yōu)選地，第二靜電透鏡陣列布置成將次級(jí)電子投射到多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)上，優(yōu)選地，將次級(jí)電子在多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)上散焦。優(yōu)選地，多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)包括在次級(jí)電子在所述多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)上的所述散焦斑點(diǎn)的區(qū)域處的多個(gè)傳感器。通過使用偏心的傳感器來檢測(cè)次級(jí)電子的散焦斑點(diǎn)的中心部分，可以獲得所研究的樣本的角度信息。此外，或者可替代地，可以使用這個(gè)設(shè)置來獲得暗場(chǎng)圖像。

在實(shí)施例中，所述多束電子柱單元中每一個(gè)都包括在所述準(zhǔn)直器透鏡和所述物鏡單元之間的電-磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，用于將次級(jí)電子束朝向所述多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)。在實(shí)施例中，電-磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)布置成用于使所述次級(jí)電子束在1和20度之間的角度上偏轉(zhuǎn)，優(yōu)選地在大約3度的角度上偏轉(zhuǎn)。通過使用次級(jí)電子束的這種低偏轉(zhuǎn)，多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)布置成鄰近并接近初級(jí)電子束的束路徑，這允許多束電子柱單元的緊湊設(shè)計(jì)和小占用面積。

在實(shí)施例中，所述電-磁偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括wien偏轉(zhuǎn)器。這種wien偏轉(zhuǎn)器使用磁場(chǎng)將次級(jí)電子的軌跡從初級(jí)電子的軌跡解開。為了使次級(jí)電子在1和20度之間的小角度上偏轉(zhuǎn)，優(yōu)選地在大約3度的角度上偏轉(zhuǎn)，僅僅次級(jí)電子和初級(jí)電子在使用中穿過的相對(duì)弱的磁場(chǎng)和/或在相對(duì)小的磁場(chǎng)區(qū)域中就足以解開它們的軌跡。優(yōu)選地，布置成偏轉(zhuǎn)低能量次級(jí)電子的磁場(chǎng)強(qiáng)度和/或磁場(chǎng)區(qū)域尺寸與布置成補(bǔ)償磁場(chǎng)對(duì)高能量初級(jí)電子的影響的靜電場(chǎng)疊加。初級(jí)電子基本不偏轉(zhuǎn)地穿過wien偏轉(zhuǎn)器，這提供了若干優(yōu)點(diǎn)。首先，用于初級(jí)電子束的電子光學(xué)柱的設(shè)計(jì)相對(duì)簡單，例如使用具有基本直的線性光軸的基本直的設(shè)置。第二，初級(jí)電子束的對(duì)準(zhǔn)基本與wien偏轉(zhuǎn)器無關(guān)。第三，這種直的設(shè)計(jì)提供小的占用面積，這允許容易地將若干多束電子柱單元組合到根據(jù)本發(fā)明的組件中。

在將次級(jí)電子束路徑從初級(jí)電子束路徑解開或分離之后，次級(jí)電子被引導(dǎo)朝向多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)。下面提出用于這種多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)的若干不同實(shí)施例：

在第一實(shí)施例中，所述多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)包括：

熒光板，布置成用于在所述熒光板的第一側(cè)接收次級(jí)電子束，以及用于為所述次級(jí)電子束中的每一個(gè)生成基本分開的發(fā)光斑點(diǎn)，以及

多傳感器檢測(cè)器，布置在所述熒光板的背離第一側(cè)的第二側(cè)。

優(yōu)選地，多傳感器檢測(cè)器直接布置在熒光板的頂部上，優(yōu)選地抵靠在熒光板上，和/或連接到熒光板。

在第二實(shí)施例中，所述多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)包括：

熒光板或熒光層，布置成用于接收次級(jí)電子束并且用于為所述次級(jí)電子束中的每一個(gè)生成基本分開的發(fā)光斑點(diǎn)，

光纖的陣列，其中所述熒光板或熒光層布置成鄰近或附連到所述光纖的陣列的第一端，用于將來自所述基本分開的發(fā)光斑點(diǎn)的光耦合到光纖中，以及

多傳感器檢測(cè)器，耦合到所述光纖的陣列的與所述第一端相對(duì)的第二端。

在第三實(shí)施例中，所述多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)包括：

熒光板，布置成用于接收次級(jí)電子束并且用于為所述次級(jí)電子束中的每一個(gè)生成基本分開的發(fā)光斑點(diǎn)，以及

鏡子，用于將發(fā)光斑點(diǎn)成像在多傳感器檢測(cè)器上。這種鏡子提供對(duì)布置在橢圓形鏡子的一個(gè)焦點(diǎn)中的熒光板上的發(fā)光斑點(diǎn)到布置在橢圓形鏡子的其它焦點(diǎn)中的多傳感器檢測(cè)器(諸如ccd傳感器)上的高效成像。

優(yōu)選地，鏡子包括基本橢圓形的反射表面。

優(yōu)選地，鏡子設(shè)置有用于允許初級(jí)電子束和次級(jí)電子束通過的通孔。

在多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)的所有這些實(shí)施例中，多傳感器檢測(cè)器優(yōu)選地包括多像素光檢測(cè)器(諸如ccd相機(jī)、cmos相機(jī)、雪崩光電二極管的陣列和光電倍增器的陣列)中的至少一個(gè)。

在實(shí)施例中，所述多像素檢測(cè)器系統(tǒng)包括直接多像素電子檢測(cè)器。

在實(shí)施例中，每個(gè)多束電子柱單元包括布置在第一焦平面處或第一焦平面附近的第三多孔板，其中所述第三多孔板包括布置成用于使經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束通過的多個(gè)孔，所述第三多個(gè)孔中的每個(gè)孔使一個(gè)經(jīng)聚焦的電子束通過。在實(shí)施例中，每個(gè)多束電子柱單元包括腔室，其中所述單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源和所述分束器布置在所述腔室內(nèi)部，以及其中所述第二多孔板提供所述腔室的壁。所述腔室將熱場(chǎng)發(fā)射源與真空環(huán)境分開，在真空環(huán)境中布置了多束電子柱單元和樣本的其余部分。

由于第三多孔板優(yōu)選地布置在第一焦平面處或第一焦平面附近，因此孔優(yōu)選地具有非常小的直徑，例如小于25微米，優(yōu)選地是大約5微米。第三多孔板的這種小孔僅提供到腔室中的非常有限的泄漏，這允許相對(duì)于真空環(huán)境的真空壓力在包括熱場(chǎng)發(fā)射源的腔室內(nèi)部提供低得多的真空壓力。

在實(shí)施例中，所述腔室連接到或包括真空泵。這個(gè)真空泵允許在腔室內(nèi)部提供適于操作熱場(chǎng)發(fā)射源的非常低的真空壓力，也被稱為高真空。腔室周圍的真空環(huán)境的真空壓力在使用中被布置成適于通過多個(gè)電子束來操作樣本的檢查，但是這個(gè)真空壓力可以高于腔室中的真空壓力。

優(yōu)選地，連接到腔室或是腔室的一部分的所述真空泵包括離子泵。這種真空泵允許獲得非常低的真空壓力，并且可以在基本不引起多束電子柱單元的振動(dòng)的情況下操作。

在實(shí)施例中，每個(gè)多束電子柱單元包括在單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源處或單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源附近的偏轉(zhuǎn)器。這個(gè)偏轉(zhuǎn)器布置成偏轉(zhuǎn)熱場(chǎng)發(fā)射源的整個(gè)電子束，并且可以用于校正熱場(chǎng)發(fā)射源在其使用期期間的任何漂移。這個(gè)偏轉(zhuǎn)器對(duì)于對(duì)準(zhǔn)和/或維持多個(gè)電子束的正確對(duì)準(zhǔn)以穿過第三多孔板的孔是特別實(shí)用的，該孔優(yōu)選地非常小，優(yōu)選地具有5微米的直徑。

在實(shí)施例中，第一孔板設(shè)置有比系統(tǒng)中的初級(jí)電子束的數(shù)量更多的孔，特別是在使用時(shí)。在實(shí)施例中，設(shè)置有孔的第一孔板的面積大于在所述第一孔板上在使用中被由單個(gè)熱發(fā)射源發(fā)射的發(fā)散的電子束照射的面積。第一孔板因此設(shè)置有多個(gè)備用孔，該多個(gè)備用孔優(yōu)選地布置成圍繞在使用中創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束。在單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源的漂移變得太大以至于不能由單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源處或其附近的偏轉(zhuǎn)器恰當(dāng)?shù)匦Ｕ那闆r下，可以使用這些備用孔。如果漂移變得太大，則偏轉(zhuǎn)器布置成將整個(gè)發(fā)散的電子束偏移過第一孔板的兩個(gè)相鄰孔之間的距離，以便使用所述備用孔中的一個(gè)或多個(gè)從而確保維持所需數(shù)量的初級(jí)電子束并且可以通過偏轉(zhuǎn)器得到適當(dāng)?shù)钠D(zhuǎn)范圍，以便校正任何進(jìn)一步的漂移。在實(shí)施例中，電-磁偏轉(zhuǎn)單元用于將經(jīng)偏移的電子束的陣列偏轉(zhuǎn)回物鏡單元并且偏轉(zhuǎn)到物鏡單元上。

在實(shí)施例中，所述多束電子柱占據(jù)所述樣本的表面之上在20×20mm²至60×60mm²的范圍內(nèi)的表面區(qū)域，優(yōu)選地大約26×32mm²。

在實(shí)施例中，在樣本的表面上的所述經(jīng)聚焦的多個(gè)初級(jí)電子束的間距在50至500μm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地大約150μm。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供了用于檢查樣本的表面的多束電子柱單元，其中多束電子柱單元包括：

單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源，優(yōu)選地是肖特基類型，用于朝向分束器發(fā)射發(fā)散的電子束，

其中分束器包括第一多孔板，該第一多孔板包括布置成用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束的多個(gè)孔，所述第一多個(gè)孔中的每個(gè)孔創(chuàng)建一個(gè)初級(jí)電子束，其中分束器包括第一電極，該第一電極與第一多孔板一起提供第一靜電透鏡陣列，其中在使用中所述第一多孔板的基本每個(gè)孔都包括靜電透鏡，并且其中第一靜電透鏡陣列的靜電透鏡布置成將多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在第一焦平面中，

另外的多孔板，布置在第一焦平面處或第一焦平面附近，其中所述另外的多孔板包括布置成用于使經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束通過的多個(gè)孔，所述第三多個(gè)孔中的每個(gè)孔使一個(gè)經(jīng)聚焦的電子束通過，

準(zhǔn)直器透鏡，用于將來自發(fā)射器的發(fā)散的電子束基本準(zhǔn)直，

物鏡單元，用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在所述樣本上，

多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)，用于分開地檢測(cè)由所述經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束中的每一個(gè)在所述樣本上創(chuàng)建的次級(jí)電子束的強(qiáng)度，

其中多束電子柱單元包括腔室，優(yōu)選地是真空腔室，其中所述單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源和所述分束器布置在所述腔室內(nèi)部，以及其中所述另外的多孔板提供所述腔室的壁。

在實(shí)施例中，所述腔室連接到或包括真空泵，其中所述真空泵優(yōu)選地包括離子泵。

在實(shí)施例中，所述多束電子柱單元包括在單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源處或單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源附近的偏轉(zhuǎn)器，其中所述偏轉(zhuǎn)器布置成用于校正所述發(fā)射源的漂移。

根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供了用于檢查樣本的表面的多束電子柱單元，其中多束電子柱單元包括：

單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源，用于朝向分束器發(fā)射發(fā)散的電子束，優(yōu)選地是肖特基類型，

其中分束器包括第一多孔板，該第一多孔板包括布置成用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束的多個(gè)孔，所述第一多個(gè)孔中的每個(gè)孔一個(gè)初級(jí)電子束，

準(zhǔn)直器透鏡，用于將來自發(fā)射器的發(fā)散的電子束基本準(zhǔn)直，

物鏡單元，用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在所述樣本上，以及

多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)，用于分開地檢測(cè)由所述經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束中的每一個(gè)在所述樣本上創(chuàng)建的次級(jí)電子束的強(qiáng)度，

其中所述多束電子柱單元包括在單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源處或單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源附近的偏轉(zhuǎn)器，其中所述偏轉(zhuǎn)器布置成用于校正所述發(fā)射源的漂移。

根據(jù)第四方面，本發(fā)明涉及如上所述的組件或多束電子柱單元的用于檢查樣本的表面的用途，優(yōu)選地是用于檢查半導(dǎo)體晶片的表面的用途。

在說明書中描述和示出的各個(gè)方面和特征可以在任何可能的時(shí)候單獨(dú)地應(yīng)用。這些單獨(dú)的方面，特別是在所附從屬權(quán)利要求中描述的方面和特征，可以作為分案專利申請(qǐng)的主題。

附圖說明

將基于附圖中所示的示例性實(shí)施例來闡明本發(fā)明，其中：

圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的具有兩個(gè)多束電子柱單元的組件的示例；

圖2示意性地示出了用于用在圖1的組件中的多束電子柱單元的第一示例；

圖3示意性地示出了用于用在圖1的組件中的多束電子柱單元的第二示例；

圖4示意性地示出了用于用在圖1的組件中的多束電子柱單元的第三示例；

圖5a示意性地示出了用于初級(jí)電子束的電子-光學(xué)部件的示例，包括用于用在圖2、3和4中所示的示例中的任何一個(gè)中的偏轉(zhuǎn)器子系統(tǒng)；

圖5b和5c示意性地示出了通過偏轉(zhuǎn)器子系統(tǒng)進(jìn)行的初級(jí)電子束的可能的偏轉(zhuǎn)；

圖6a、6b和6c示意性地示出了偏轉(zhuǎn)器子系統(tǒng)的三個(gè)示例；

圖6d示意性地示出了用于將初級(jí)帶電粒子束的陣列準(zhǔn)直和旋轉(zhuǎn)初級(jí)帶電粒子束的陣列的準(zhǔn)直器透鏡設(shè)計(jì)的示例；

圖7示意性地示出了用于初級(jí)電子束的電子-光學(xué)部件的示例，包括用于用在圖2、3和4中所示的示例中的任何一個(gè)中的電子源的外殼；

圖8示意性地示出了包括用于用在圖7的示例中的孔陣列的準(zhǔn)直器透鏡的示例；

圖9示意性地示出了用于用在圖2、3、4、5和6中所示的示例中的任何一個(gè)中的物鏡的示例；

圖10a示意性地示出了當(dāng)初級(jí)電子被物鏡聚焦在晶片上時(shí)初級(jí)電子的軌跡的放大視圖的示例；

圖10b示意性地示出了當(dāng)次級(jí)電子由于較低的能量而以附加的交叉被聚焦回到檢測(cè)器上時(shí)次級(jí)電子的軌跡的放大視圖的示例；以及

圖10c示意性地示出了圖10b的次級(jí)電子束在多傳感器檢測(cè)器上的束斑點(diǎn)的示例。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的組件的示意表示。該組件包括兩個(gè)基本相同的多束電子柱單元1、1’。每個(gè)單元1、1’都包括用于朝向分束器4發(fā)射發(fā)散的電子束3的單個(gè)肖特基場(chǎng)發(fā)射器2。分束器4包括第一多孔板，該第一多孔板包括用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束5的多個(gè)孔。單元1、1’還包括準(zhǔn)直器透鏡6，用于將來自發(fā)射器2的發(fā)散的電子束3準(zhǔn)直，并將多個(gè)初級(jí)電子束5引導(dǎo)朝向物鏡單元7，用于將所述多個(gè)初級(jí)電子5聚焦在樣本13上。此外，物鏡單元7布置成用于拾取由初級(jí)電子5與樣本13的表面的相互作用而形成的次級(jí)電子，并將這些次級(jí)電子引導(dǎo)朝向多傳感器檢測(cè)系統(tǒng)8。多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)8布置成用于分開地檢測(cè)由所述經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束5中的每一個(gè)在所述樣本13上創(chuàng)建的次級(jí)電子束9的強(qiáng)度。此外，每個(gè)柱單元1、1’都設(shè)置有用于解開(低能量)次級(jí)電子束9與(高能量)初級(jí)電子束5的分離器10，諸如wien偏轉(zhuǎn)器。

如圖1中所示，準(zhǔn)直器透鏡6相對(duì)于初級(jí)電子從發(fā)射器2朝向物鏡7的行進(jìn)方向布置在分束器4之前。但是，在多束電子柱單元的其它示例中，準(zhǔn)直器透鏡也可以布置在分束器之后，如下文所述。

兩個(gè)多束電子柱單元1、1’布置為彼此相鄰，用于同時(shí)檢查樣本13的表面的不同部分。為了例示的原因，在圖1中僅呈現(xiàn)了各自具有4個(gè)束的兩個(gè)多束電子柱單元1、1’。優(yōu)選地，組件包括100個(gè)多束電子柱單元，每個(gè)多束電子柱單元有100個(gè)電子束，其中100個(gè)多束電子柱單元被布置在300mm晶片的區(qū)域內(nèi)。在這個(gè)示例中的樣本13是在半導(dǎo)體行業(yè)中已知的單個(gè)晶片。

在如圖1中所示的組件的示例中，多束電子柱單元1、1’中的每個(gè)都連接到多束電子柱單元控制器11、11’。因此，兩個(gè)或更多個(gè)多束電子柱單元1、1’中的每一個(gè)都包括單個(gè)信號(hào)處理單元或控制器11、11’，單個(gè)信號(hào)處理單元或控制器11、11’至少連接到兩個(gè)或更多個(gè)多束電子柱單元1、1’的多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)8。各個(gè)多束電子柱單元控制器11、11’經(jīng)由單個(gè)信號(hào)線14、14’連接到中央信號(hào)處理單元或組件控制器12組件。在這個(gè)示例中，多束電子柱單元控制器11、11’和組件控制器12是單獨(dú)的控制器。在替代實(shí)施例中，多束電子柱單元控制器11、11’和組件控制器12可以組合在一個(gè)控制單元中。

多束電子柱單元控制器11、11’布置成用于控制多束電子柱單元1、1’的各種元件的功能運(yùn)行，以及用于從包含由特定的多束電子柱單元1、1’檢查的樣本13的部分的圖像信息的多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)8取回?cái)?shù)據(jù)。將來自各個(gè)多束電子束單元1、1’的數(shù)據(jù)組合在組件控制器12中，以提供至少基本整個(gè)300mm晶片的表面的圖像。

可以單獨(dú)地使用或在根據(jù)本發(fā)明的組件中使用的第一替代多束電子柱單元21在圖2中示出。多束電子柱單元21包括肖特基類型的單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源22，用于朝向分束器24發(fā)射發(fā)散的電子束。這個(gè)示例的分束器24包括第一多孔板31，多孔板31包括布置成用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束25的多個(gè)孔，所述第一多個(gè)孔中的每個(gè)孔創(chuàng)建一個(gè)初級(jí)電子束25。此外，分束器24包括第一電極32，該第一電極32與第一多孔板31一起提供第一靜電透鏡陣列，其中在使用中的所述第一多孔板31的基本每個(gè)孔都包括聚焦由所述孔創(chuàng)建的電子束的靜電透鏡。分束器24的第一靜電透鏡陣列的靜電透鏡布置成將多個(gè)初級(jí)電子束25聚焦在第一焦平面中。

多束電子柱單元21還包括準(zhǔn)直器透鏡單元26，該準(zhǔn)直器透鏡單元26將來自分束器24的發(fā)散的初級(jí)電子束25準(zhǔn)直成基本平行的初級(jí)電子束25的陣列。雖然從圖2中未明確，但是在圖5a和圖7中清楚地繪出，第一焦平面布置在準(zhǔn)直器透鏡單元26中或準(zhǔn)直器透鏡單元26附近，以便限制或甚至規(guī)避可能由準(zhǔn)直器透鏡單元26引起的初級(jí)電子束25中的光學(xué)像差。從準(zhǔn)直器透鏡單元26起，經(jīng)準(zhǔn)直的初級(jí)電子束25被引導(dǎo)至物鏡單元27，用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束25聚焦在所述樣本13上。在初級(jí)電子束25朝向物鏡單元27的途中，初級(jí)電子束25通過wien偏轉(zhuǎn)器30，wien偏轉(zhuǎn)器30在使用中布置有對(duì)高能量初級(jí)電子束25具有可忽略的影響的場(chǎng)強(qiáng)。

物鏡單元27包括用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在樣本的表面上的第二靜電透鏡陣列，其中第二靜電透鏡陣列至少包括第二多孔板33。此外，物鏡單元27包括第二電極34，該第二電極34與第二多孔板33一起提供第二靜電透鏡陣列。在使用中，所述第二電極34中的至少一個(gè)被設(shè)定在與第二多孔板33不同的電壓，使得所述第二多孔板33的每個(gè)在使用的孔都包括將初級(jí)電子束25聚焦到樣本13的表面上的靜電透鏡。在這個(gè)示例中，第二電極34布置在距離第二多孔板33一定距離處，并且所述第二電極34中的每一個(gè)都包括具有與第二多孔板33的孔對(duì)準(zhǔn)的孔37的陣列的多孔板。將孔對(duì)準(zhǔn)以便提供多個(gè)初級(jí)電子束25通過第二電極34的多孔板中的每一個(gè)的一個(gè)孔37和第二多孔板33的一個(gè)相關(guān)聯(lián)的孔的通路。

可替代地，物鏡單元包括第二電極，第二電極每個(gè)都包括用于使所述多個(gè)初級(jí)電子束通過的單個(gè)洞。之后參考圖9更詳細(xì)地描述這種物鏡單元。

在使用中，所述第二多孔板33相對(duì)于樣本13的表面設(shè)定在不同的電壓，以便為初級(jí)電子束25提供靜電減速場(chǎng)，該靜電減速場(chǎng)布置在第二多孔板33和樣本13的表面之間。此外，另外的靜電減速場(chǎng)在使用中被布置在所述多孔板33的背離樣本13的一側(cè)的最近的電極之間。在這個(gè)示例中，最近的電極是第二電極34中的一個(gè)。此外，在第二電極34和第二多孔板33之間的另外的靜電減速場(chǎng)優(yōu)選地布置成大于第二多孔板33和樣本13的表面之間的靜電減速場(chǎng)。用于初級(jí)電子束25的這個(gè)減速場(chǎng)為來自樣本13的次級(jí)電子29提供加速場(chǎng)，該加速場(chǎng)用于在與初級(jí)電子束25的行進(jìn)方向相反的方向上將次級(jí)電子29朝上引導(dǎo)。

在次級(jí)電子束29遠(yuǎn)離物鏡單元27的途中，次級(jí)電子束29穿過wien偏轉(zhuǎn)器30，該wien偏轉(zhuǎn)器30在使用中布置有使低能量次級(jí)電子束29在1和20度之間的小角度上(優(yōu)選地在3度的角度上)偏轉(zhuǎn)的場(chǎng)強(qiáng)度，這足以使次級(jí)電子束29與初級(jí)電子束25解開，特別是基本不使初級(jí)電子束25偏轉(zhuǎn)，如圖2中示意性地繪出的。wien偏轉(zhuǎn)器30設(shè)置有在使用中生成靜電場(chǎng)的靜電偏轉(zhuǎn)器，該靜電場(chǎng)布置成補(bǔ)償磁場(chǎng)對(duì)高能量初級(jí)電子25的影響。這種靜電偏轉(zhuǎn)器的示例例如在圖6a(附圖標(biāo)記882、883)中示出和在圖6b(附圖標(biāo)記893)中示出，之后參考這些附圖更詳細(xì)地討論這些事例。

經(jīng)偏轉(zhuǎn)的次級(jí)電子束29被引導(dǎo)朝向多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)28。這個(gè)示例的多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)28包括熒光板35，該熒光板35布置成使得熒光板35不干擾初級(jí)電子束25的軌跡。在圖2的示例中，這是通過將熒光板35布置在初級(jí)電子束25的軌跡旁邊而建立的。

熒光板35布置在用于分開地檢測(cè)由所述經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束25中的每一個(gè)在所述樣本13上創(chuàng)建的各個(gè)次級(jí)電子束29的強(qiáng)度的位置。特別地，熒光板35布置成用于接收次級(jí)電子束29，并且用于為所述次級(jí)電子束29中的每一個(gè)生成發(fā)光斑點(diǎn)。

如圖2中所示，多傳感器檢測(cè)器36布置在熒光板35的背離物鏡單元27的一側(cè)。多傳感器檢測(cè)器36包括多像素光檢測(cè)器，特別是以下中的一個(gè)：ccd相機(jī)、cmos相機(jī)、光電二極管的陣列和光電倍增器陣列。在這個(gè)示例中，次級(jí)電子束29在熒光板35處的分離被布置成使得在使用中多傳感器檢測(cè)器36分開地檢測(cè)由所述經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束25中的每一個(gè)在所述樣本13上創(chuàng)建的各個(gè)次級(jí)電子束29的強(qiáng)度。

在實(shí)際的示例中，多束電子柱單元21布置成用于使用布置在規(guī)則的陣列中的100個(gè)初級(jí)電子束25，其中在樣本13的表面上的所述經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束25的間距在50至500微米的范圍內(nèi)，特別是150微米。規(guī)則的陣列包括例如10×10個(gè)初級(jí)電子束25。在這種情況下，在樣本13的表面上的初級(jí)電子束25的陣列的直徑d在大約0.5-5mm的范圍內(nèi)，特別是1至2mm的范圍。

為了覆蓋在規(guī)則地布置的初級(jí)電子束25的陣列之間的區(qū)域，物鏡單元27由用于在樣本13的表面上方掃描初級(jí)電子束25的陣列的掃描偏轉(zhuǎn)器提供。掃描偏轉(zhuǎn)器在圖2中未詳細(xì)示出，但是這種掃描偏轉(zhuǎn)器的示例在圖6a、6b和6c中示出，這在之后更詳細(xì)地討論。

在圖3中示出可以單獨(dú)地或在根據(jù)本發(fā)明的組件中使用的第二替代多束電子柱單元41。再次，多束電子柱單元41包括單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源42，用于朝向分束器44發(fā)射發(fā)散的電子束。分束器44包括第一多孔板51，第一多孔板51包括布置成用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束45的多個(gè)孔。此外，分束器44包括第一電極52，該第一電極52與第一多孔板51一起提供第一靜電透鏡陣列，其中所述第一多孔板51的基本每個(gè)在使用的孔都包括聚焦由所述孔創(chuàng)建的初級(jí)電子束45的靜電透鏡。再次，分束器44的第一靜電透鏡陣列的靜電透鏡布置成將多個(gè)初級(jí)電子束45聚焦在布置在準(zhǔn)直器透鏡單元46中或其附近的第一焦平面中。準(zhǔn)直器透鏡單元46將來自分束器44的發(fā)散的初級(jí)電子束45準(zhǔn)直到基本平行的初級(jí)電子束45的陣列中。經(jīng)準(zhǔn)直的初級(jí)電子束45從準(zhǔn)直器透鏡單元46被引導(dǎo)到物鏡單元47，用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束45聚焦在樣本13上。在初級(jí)電子束45朝向物鏡單元47的途中，初級(jí)電子束45通過wien偏轉(zhuǎn)器50，wien偏轉(zhuǎn)器50在使用中布置有對(duì)高能量初級(jí)電子束45具有可忽略的影響的場(chǎng)強(qiáng)。wien偏轉(zhuǎn)器50設(shè)置有靜電偏轉(zhuǎn)器，該靜電偏轉(zhuǎn)器在使用中生成靜電場(chǎng)，該靜電場(chǎng)布置成補(bǔ)償磁場(chǎng)對(duì)高能量初級(jí)電子45的影響。物鏡單元47包括用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束45聚焦在樣本13的表面上的第二靜電透鏡陣列，其中第二靜電透鏡陣列包括至少第二多孔板53和次級(jí)電極54，它們一起提供第二靜電透鏡陣列。再次，物鏡單元47在使用中布置成為來自樣本13的次級(jí)電子49提供加速場(chǎng)，該加速場(chǎng)用于在與初級(jí)電子的行進(jìn)方向相反的方向?qū)⒋渭?jí)電子49朝上引導(dǎo)。在次級(jí)電子束49離開物鏡單元47的途中，次級(jí)電子束49通過wien偏轉(zhuǎn)器50，wien偏轉(zhuǎn)器50在使用中被布置有使低能量次級(jí)電子束49在小角度上偏轉(zhuǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，這足以使次級(jí)電子束49與初級(jí)電子束45解開，如圖3中示意性地繪出的。經(jīng)偏轉(zhuǎn)的次級(jí)電子束49被引導(dǎo)朝向多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)48。

如圖3中所示，這個(gè)第二替代多束電子柱單元41包括多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)48，該多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)48與前一示例的多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)28不同。這個(gè)第二替代多束電子柱單元41的多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)48包括布置成叢的光纖56的陣列，該叢具有鄰近初級(jí)電子束45的軌跡布置的第一端，特別是使得該第一端不干擾初級(jí)電子束45的軌跡。與所述第一端相鄰或附連的是熒光板或熒光層55，熒光板或熒光層55布置成用于接收次級(jí)電子束49并用于生成用于所述次級(jí)電子束49中的每一個(gè)的基本分離的發(fā)光斑點(diǎn)。

在這個(gè)示例中，在熒光板55處的次級(jí)電子束49分離布置成使得在使用中所述光纖56中的一個(gè)或多個(gè)與所述發(fā)光斑點(diǎn)中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián)。來自所述發(fā)光斑點(diǎn)中的一個(gè)的光的至少部分耦合到與所述發(fā)光斑點(diǎn)中的所述一個(gè)相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)光纖56中，并且由光纖56傳送到布置在光纖56的所述叢的與所述第一端相對(duì)的第二端的多傳感器檢測(cè)器58。多傳感器檢測(cè)器58包括多像素光檢測(cè)器，特別是ccd相機(jī)、cmos相機(jī)、光電二極管的陣列和光電倍增器的陣列中的一個(gè)。

這種構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)在于，多傳感器檢測(cè)器58可以被布置在距離所述熒光板55一定距離處，或者甚至與多束電子柱單元41分離，以便例如為多束電子柱單元41提供更小的占用面積。

這種構(gòu)造的另外的優(yōu)點(diǎn)是，光纖56的叢可以布置成展開，以便相對(duì)于束的第一端在第二端處覆蓋更大區(qū)域，如圖3中示意性地繪出的。由于布置在或耦合到多傳感器檢測(cè)器58的光纖56的叢的第二端處這個(gè)更大的區(qū)域，來自熒光板55上分離的發(fā)光斑點(diǎn)的光在多傳感器檢測(cè)器58處更多地分離，使得更容易分開地檢測(cè)來自各個(gè)斑點(diǎn)的光。還可以將光纖56的叢分裂成子叢，其中每個(gè)子叢連接到單獨(dú)的檢測(cè)器。光纖56的展開或分裂允許多傳感器檢測(cè)器58的各個(gè)檢測(cè)器有更多的空間。

可以單獨(dú)地或在根據(jù)本發(fā)明的組件中使用的第三可選多束電子柱單元61在圖4中示出。再次，多束電子柱單元61包括用于朝向分束器64發(fā)射發(fā)散的電子束的單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源62。分束器64包括第一多孔板71，第一多孔板71包括布置成用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束65的多個(gè)孔。此外，分束器64包括第一電極72，第一電極72與第一多孔板71一起提供第一靜電透鏡陣列，其中在使用中所述第一多孔板71的基本每個(gè)孔都包括聚焦由所述孔創(chuàng)建的初級(jí)電子束65的靜電透鏡。再次，分束器64的第一靜電透鏡陣列的靜電透鏡布置成將多個(gè)初級(jí)電子束65聚焦在布置在準(zhǔn)直器透鏡單元66中或準(zhǔn)直器透鏡單元66附近的第一焦平面中。準(zhǔn)直器透鏡單元66將來自分束器64的發(fā)散的初級(jí)電子束65準(zhǔn)直到基本平行的初級(jí)電子束65的陣列中。從準(zhǔn)直器透鏡單元66起，經(jīng)準(zhǔn)直的初級(jí)電子束65被引導(dǎo)朝向物鏡單元67，用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束65聚焦在樣本13上。在初級(jí)電子束45朝向物鏡單元67的途中，初級(jí)電子束45通過wien偏轉(zhuǎn)器70，wien偏轉(zhuǎn)器70在使用中布置有對(duì)高能量初級(jí)電子束65具有可忽略的影響的場(chǎng)強(qiáng)。wien偏轉(zhuǎn)器70設(shè)置有靜電偏轉(zhuǎn)器，該靜電偏轉(zhuǎn)器在使用中生成靜電場(chǎng)，該靜電場(chǎng)布置成補(bǔ)償磁場(chǎng)對(duì)高能量初級(jí)電子75的影響。物鏡單元67包括第二靜電透鏡陣列，用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束65聚焦在樣本13的表面上，其中第二靜電透鏡陣列至少包括第二多孔板73和次級(jí)電極74，它們一起提供第二靜電透鏡陣列。再次，物鏡單元67在使用中布置成為來自樣本13的次級(jí)電子69提供加速場(chǎng)，該加速場(chǎng)用于在與初級(jí)電子65的行進(jìn)方向相反的方向上將次級(jí)電子69朝上引導(dǎo)。在次級(jí)電子束69遠(yuǎn)離物鏡單元67的途中，次級(jí)電子束69通過wien偏轉(zhuǎn)器70，wien偏轉(zhuǎn)器70在使用中被布置有使低能量次級(jí)電子束69在小角度上偏轉(zhuǎn)的場(chǎng)強(qiáng)，這足以使次級(jí)電子束69與初級(jí)電子束65解開，如圖4中示意性地繪出的。經(jīng)偏轉(zhuǎn)的次級(jí)電子束69被引導(dǎo)朝向多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)68。

如圖4中所示，這個(gè)第三替代多束電子柱單元61包括多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)68，該多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)68不同于之前的示例的多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)28、48。這個(gè)示例的多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)68包括鄰近初級(jí)電子束65的軌跡布置的熒光板75，使得熒光板75不干擾初級(jí)電子束65的軌跡。再次，熒光板75布置成用于接收次級(jí)電子束69并且用于為所述次級(jí)電子束69中的每一個(gè)生成發(fā)光斑點(diǎn)。

這個(gè)示例的多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)68還包括用于將所述熒光板75的發(fā)光斑點(diǎn)成像到多傳感器檢測(cè)器80上去的鏡子81。圖4示意性地示出了若干光纖79，以指示所述發(fā)光斑點(diǎn)83中的一個(gè)在所述多傳感器檢測(cè)器80上的斑點(diǎn)84上的成像。如圖4中所繪出的，這個(gè)示例的鏡子81在初級(jí)電子束65和次級(jí)電子束69的軌跡的位置處設(shè)置有通孔82。優(yōu)選地，鏡子81包括基本橢圓形的反射表面。

這種構(gòu)造的優(yōu)點(diǎn)是，橢圓形鏡子81具有高光的收集能力或大數(shù)值孔，這使得能夠?qū)⒂纱渭?jí)電子束69生成的光79的大部分從熒光板76投射到多傳感器檢測(cè)器80上。多傳感器檢測(cè)器80包括多像素光檢測(cè)器，特別是ccd相機(jī)、cmos相機(jī)、光電二極管的陣列和光電倍增器的陣列中的一個(gè)。

應(yīng)當(dāng)指出，通過在所述熒光板76的背離物鏡單元67的一側(cè)向熒光板76提供鏡子表面78，甚至可以進(jìn)一步提高光收集能力。

還應(yīng)當(dāng)指出，也可以使用透鏡系統(tǒng)將熒光板76成像到多傳感器檢測(cè)器80上，如例如在wo2006/009444中所公開的。

如上所述并在圖1至4中示出的多束電子柱單元1、1’、21、41、61的各種示例使用基本相同的部件將來自單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源2、22、42、62的初級(jí)電子投射到樣本13的表面上。下面參考圖5至10呈現(xiàn)用于多束電子柱單元的附加和/或替代部件。應(yīng)當(dāng)指出，這些附加和/或替代部件可以用在根據(jù)本發(fā)明的組件中，但是也可以單獨(dú)地用在其它電子-光學(xué)布置中。

在第一附加部件中包括如圖5a中所示的偏轉(zhuǎn)器子系統(tǒng)。用于將來自單個(gè)發(fā)射源82的初級(jí)電子83投射到樣本13上的部件包括布置成用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束85的分束器84、準(zhǔn)直器透鏡86、物鏡單元87以及，此外，用于將來自所述分束器84的多個(gè)初級(jí)電子束85對(duì)準(zhǔn)到物鏡單元87中的透鏡(特別是第二靜電透鏡陣列的透鏡)的中心上的偏轉(zhuǎn)器子系統(tǒng)或偏轉(zhuǎn)單元88。優(yōu)選地，偏轉(zhuǎn)器單元88布置成用于將初級(jí)電子束85的完整陣列偏轉(zhuǎn)過距離δ，如圖5b中示意性地示出的，和/或用于使初級(jí)電子束85的完整陣列旋轉(zhuǎn)過角度如圖5c中示意性示出的。

圖6a示出了這種偏轉(zhuǎn)器單元88的第一示例的分解圖。單元88包括三個(gè)基板882、883、884，每個(gè)基板都包括通孔885、886、887的陣列。三個(gè)基板的通孔885、886、887的陣列在平行于光軸881的方向上排成直線，使得每個(gè)初級(jí)電子束穿過一組經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的通孔，所述三個(gè)基板882、883、884中的每個(gè)的一個(gè)通孔。三個(gè)基板882、883、884布置成在基本垂直于光軸881的平面中延伸。

第一基板882設(shè)置有第一電極888和第二電極889，該第一電極和第二電極在基本上平行于y方向的方向上延伸并且布置在所述通孔885的兩側(cè)，第一電極888在一側(cè)鄰近所述通孔885，并且第二電極889在與所述一側(cè)相對(duì)的另一側(cè)鄰近所述通孔885。通過向第一電極和第二電極提供不同的電壓，生成用于在x方向上偏轉(zhuǎn)初級(jí)電子束85的完整陣列的靜電場(chǎng)。

第二基板883設(shè)置有第一電極890和第二電極891，該第一電極和第二電極在基本平行于x方向的方向上延伸并且布置在所述通孔886的兩側(cè)，第一電極890在一側(cè)鄰近所述通孔886，并且第二電極891在與所述一側(cè)相對(duì)的另一側(cè)鄰近所述通孔886。通過向第一電極和第二電極提供不同的電壓，生成用于在y方向上偏轉(zhuǎn)初級(jí)電子束85的完整陣列的靜電場(chǎng)。

第三基板884設(shè)置有導(dǎo)電材料條，該導(dǎo)電材料條布置為圍繞通孔887的陣列作為線圈892。通過提供流過所述線圈892的電流，生成用于使初級(jí)電子束85的完整陣列圍繞光軸881旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。

如圖6a中所示，偏轉(zhuǎn)器單元88的第一示例提供了對(duì)所有初級(jí)電子束85的共同動(dòng)作，用于將所述初級(jí)電子束85’的完整陣列對(duì)準(zhǔn)到物鏡單元87的對(duì)應(yīng)透鏡上。應(yīng)當(dāng)指出，包括所述第一基板882和/或所述第二基板883的類似的檢測(cè)單元可以用在所述物鏡單元87處或用在所述物鏡單元87中用于在樣本13的表面上方掃描初級(jí)電子束85’，以及用在所述wien偏轉(zhuǎn)器處或用在所述wien偏轉(zhuǎn)器中用于補(bǔ)償磁場(chǎng)對(duì)高能量初級(jí)電子的影響。

圖6b示出了這種偏轉(zhuǎn)器單元88’的第二示例的分解圖。單元88’包括兩個(gè)基板893、894，每個(gè)基板都包括通孔895、896的陣列。三個(gè)基板的通孔895、896的陣列在平行于光軸881的方向上排成直線，使得每個(gè)初級(jí)電子束穿過一組經(jīng)對(duì)準(zhǔn)的通孔，所述兩個(gè)基板893、894中的每個(gè)的一個(gè)通孔。兩個(gè)基板893、894布置成在基本垂直于光軸881的平面中延伸。

第一基板893的每個(gè)通孔895設(shè)置有與所述通孔895相鄰布置的第一電極897和第二電極898。通過向所述通孔895中的一個(gè)的第一電極897提供電勢(shì)差，生成用于在x方向上偏轉(zhuǎn)穿過所述通孔895中的所述一個(gè)的初級(jí)電子束的靜電場(chǎng)。通過向所述通孔895中的一個(gè)的第二電極898提供電勢(shì)差，生成用于在y方向上偏轉(zhuǎn)穿過所述通孔895中的所述一個(gè)的初級(jí)電子束的靜電場(chǎng)。

第二基板894設(shè)置有導(dǎo)電材料條，該導(dǎo)電材料條布置為圍繞通孔896的陣列作為線圈899。通過提供流過所述線圈899的電流，生成用于使初級(jí)電子束85的完整陣列圍繞光軸881旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。

在實(shí)施例中，第一基板893或驅(qū)動(dòng)器因此布置成用于向所述通孔895中的每一個(gè)的第一電極897提供相同的第一電勢(shì)差，和/或用于向所述通孔895中的每一個(gè)的第二電極897提供相同的第二電勢(shì)差。向第一電極897提供這種相同的第一電勢(shì)差和/或向第二電極898提供相同的第二電勢(shì)差提供對(duì)所有初級(jí)電子束85的共同動(dòng)作，用于將所述初級(jí)電子束85’的完整陣列對(duì)準(zhǔn)到物鏡單元87的對(duì)應(yīng)透鏡上。

在替代實(shí)施例中，第一基板或驅(qū)動(dòng)器因此布置成為為每個(gè)通孔895單獨(dú)地調(diào)整第一電極897的電勢(shì)差和第二電極898的電勢(shì)差。這允許單獨(dú)地將每個(gè)初級(jí)電子束85在x方向和/或y方向上的偏轉(zhuǎn)調(diào)整至物鏡單元87中的物鏡的陣列中與其對(duì)應(yīng)的物鏡。應(yīng)當(dāng)指出，這個(gè)替代實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)仍然是對(duì)所有初級(jí)電子束85的共同動(dòng)作。

圖6c示出了這種偏轉(zhuǎn)器單元88”的第三示例的分解圖。單元88”僅包括一個(gè)基板900，該基板包括通孔901的陣列?；?00布置成在基本垂直于光軸881的平面中延伸。

基板900的每個(gè)通孔901都設(shè)置有與所述通孔901相鄰布置的第一電極902和第二電極903。通過向所述通孔901中的一個(gè)的第一電極902提供電勢(shì)差，生成用于在x方向上偏轉(zhuǎn)穿過所述通孔901中的所述一個(gè)的初級(jí)電子束85的靜電場(chǎng)。通過向所述通孔901中的一個(gè)的第二電極903提供電勢(shì)差，生成用于在y方向上偏轉(zhuǎn)穿過所述通孔901中的所述一個(gè)的初級(jí)電子束85的靜電場(chǎng)。此外，基板900設(shè)置有導(dǎo)電材料條，該導(dǎo)電材料條布置成圍繞通孔901作為陣列線圈904。通過提供流過所述線圈904的電流，生成用于使初級(jí)電子束85的完整陣列圍繞光軸881旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。通過將第一電極902、第二電極903和線圈904布置在單個(gè)基板900上，獲得了非常緊湊的偏轉(zhuǎn)器單元88”，該偏轉(zhuǎn)器單元88”一般而言高度適合用在緊湊的多束電子柱單元中，特別是用于根據(jù)本發(fā)明的組件。

在實(shí)施例中，基板900或驅(qū)動(dòng)器因此布置成用于向所述通孔901中的每一個(gè)的第一電極902提供相同的第一電勢(shì)差，和/或用于向所述通孔901中的每一個(gè)的第二電極903提供相同的第二電勢(shì)差。向第一電極902提供這種相同的第一電勢(shì)差和/或向第二電極903提供相同的第二電勢(shì)差提供對(duì)所有初級(jí)電子束85的共同動(dòng)作，用于將所述初級(jí)電子束85’的完整陣列對(duì)準(zhǔn)到物鏡單元87的對(duì)應(yīng)透鏡上。

在替代實(shí)施例中，基板900或驅(qū)動(dòng)器因此布置成用于單獨(dú)地為每個(gè)通孔901調(diào)整第一電極902的電勢(shì)差和第二電極903的電勢(shì)差。這允許單獨(dú)地將每個(gè)初級(jí)電子束85在x方向和/或y方向上的偏轉(zhuǎn)調(diào)整至物鏡單元87中的物鏡的陣列中與其對(duì)應(yīng)的物鏡。應(yīng)當(dāng)指出，這個(gè)替代實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)仍然是用于所有初級(jí)電子束85的共同動(dòng)作。

應(yīng)當(dāng)指出，在準(zhǔn)直器透鏡86是磁準(zhǔn)直器透鏡的情況下，準(zhǔn)直器透鏡還可以用于初級(jí)電子束85的陣列的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)代替偏轉(zhuǎn)單元88、88’、88”的線圈892、899、904或作為偏轉(zhuǎn)單元88、88’、88”的線圈892、899、904的附加。

還應(yīng)當(dāng)指出，在準(zhǔn)直器透鏡86’是靜電準(zhǔn)直器透鏡86的情況下，如圖6d中的示意性截面所示，這個(gè)準(zhǔn)直器透鏡86’可以設(shè)置有線圈908。這個(gè)示例的準(zhǔn)直器86’包括中心電極906，以及布置在中心電極906的兩側(cè)并且距離中心電極906一定距離(特別是在平行于光軸910的方向上)的兩個(gè)次級(jí)電極905、907。通過在使用中相對(duì)于次級(jí)電極905、907的電壓v2向中心電極906提供不同的電壓v1，生成向穿過的電子束提供透鏡效應(yīng)的靜電場(chǎng)。

如圖6d中所繪出的，線圈908布置在中心電極906上或附連到中心電極906。通過提供流過所述線圈908的電流，生成用于使穿過所述準(zhǔn)直器86’的電子束圍繞光軸910旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)。此外，次級(jí)電極905、907至少部分地包括鐵磁材料層，其中次級(jí)電極905、907的鐵磁材料通過橋接鐵磁互連909互連，這提供用于在使用中由線圈908生成的磁場(chǎng)的磁場(chǎng)線的磁路，該磁場(chǎng)線是閉環(huán)的形式。在示例中，鐵磁材料包括鐵。根據(jù)這個(gè)示例，具有鐵磁材料的互連909的次級(jí)電極905、907向靜電準(zhǔn)直器86’提供良好限定的磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)可以用于調(diào)整初級(jí)電子束85的陣列的間距和/或旋轉(zhuǎn)

第二附加部件包括用于基本封住單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源92的腔室99，如圖7中所示。用于將來自單個(gè)發(fā)射源92的初級(jí)電子93投射到樣本13上的部件，包括布置成用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束95的分束器94、準(zhǔn)直器透鏡96和物鏡單元97。分束器94包括第一靜電透鏡陣列，其中在使用中的所述分束器94的每個(gè)孔都包括靜電透鏡94’，并且其中靜電透鏡94’布置成將每個(gè)單獨(dú)的初級(jí)電子束95聚焦在第一焦平面中。在第一焦平面處，布置第三多孔板98，該第三多孔板98包括布置成用于使經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束95通過的多個(gè)孔。因?yàn)槌跫?jí)電子束95聚焦在第三多孔板98處或第三多孔板98附近，所以孔可以非常小，而不會(huì)阻礙初級(jí)電子束95。所述孔的典型直徑可以小至5微米。

將這個(gè)第三多孔板98布置為腔室99的壁，用于封住單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源92，其中所述壁中的孔允許初級(jí)電子束95通過。腔室99的所有其它壁基本閉合，以將熱場(chǎng)發(fā)射源92與所述腔室99外部的環(huán)境分離，在腔室99外部的環(huán)境中布置了多束電子柱單元的一些部分，特別是所述物鏡單元97以及樣本13。第三多孔板98的小孔僅提供到腔室99中的非常有限的泄漏，這允許相對(duì)于腔室99外部的環(huán)境特別是相對(duì)于腔室99外部的真空環(huán)境的真空壓力，在包括熱場(chǎng)發(fā)射源92的真空腔室99內(nèi)部提供低得多的真空壓力。例如，用于操作熱場(chǎng)發(fā)射源92(優(yōu)選地是肖特基類型)的腔室99內(nèi)部的合適的真空壓力是大約10^-9托，而腔室99外部的真空環(huán)境的真空壓力可以例如僅為10^-5托，這足以將初級(jí)電子束95’投射到樣本13的表面上，并且用于收集和檢測(cè)來自樣本13的表面的次級(jí)電子。

為了獲得真空腔室99內(nèi)部的較低真空壓力，腔室99可以例如經(jīng)由真空管連接到真空泵。但是，在如圖7中所示的示例中，真空泵100直接耦接到腔室99，特別地，真空泵100是腔室99的一部分。如圖7中所示，真空泵100布置在腔室99的靠近熱場(chǎng)發(fā)射源92的一側(cè)，優(yōu)選地在所述腔室99的與第三多孔板98相對(duì)的一側(cè)。在圖7中所示的示例中，第三多孔板98布置在腔室99的底部上，或者是腔室99的底壁的一部分，而真空泵100布置在腔室99的頂部或者是腔室99的頂壁的一部分。

優(yōu)選地，真空泵100是離子泵或吸氣泵。與其它真空泵(諸如渦輪分子泵和擴(kuò)散泵)相反，離子泵或吸氣泵沒有運(yùn)動(dòng)部分并且不使用油。因此，離子泵或吸氣泵是清潔的，幾乎不需要維護(hù)，并且不產(chǎn)生振動(dòng)，這使得離子泵或吸氣泵非常適合于被包含在多束電子柱單元中。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的組件中的多束電子單元中的每一個(gè)都設(shè)置有其自己的真空泵100。

在如圖7中所示的示例中，多束電子柱單元包括在單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源92處或單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源92附近的偏轉(zhuǎn)器101。偏轉(zhuǎn)器101布置成用于將經(jīng)聚焦的電子束95與第三多孔板98的小孔對(duì)準(zhǔn)和/或布置成調(diào)整單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源92的任何漂移，以便確保經(jīng)聚焦的電子束95通過小孔。

此外，偏轉(zhuǎn)器101還可以布置成將經(jīng)聚焦的電子束95定位成與第三多孔板98的孔不對(duì)準(zhǔn)，在這種情況下，經(jīng)聚焦的電子束95撞擊在第三多孔板上，并且其通路被第三多孔板阻擋。因此，偏轉(zhuǎn)器101可以用于至少暫時(shí)停止電子束95’到達(dá)樣本13的表面，而不必關(guān)閉單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源92。

應(yīng)當(dāng)指出，如圖7中所示的示例還可以設(shè)置有如圖5a中所示的偏轉(zhuǎn)器單元88，該偏轉(zhuǎn)器單元88被布置在準(zhǔn)直器透鏡96和物鏡單元97之間。

還應(yīng)當(dāng)指出，在圖7中所示的示例中，第三多孔板98布置在準(zhǔn)直器透鏡96處或準(zhǔn)直器透鏡96附近。優(yōu)選地，具有孔98’的陣列的第三多孔板98是準(zhǔn)直器透鏡96的部分，如圖8中所示的示例中示意性地繪出的。準(zhǔn)直器透鏡96包括作為中心平面電極的第三多孔板98。在這個(gè)中心平面電極之上和之下并且在距離該中心平面電極一定距離處，分別地布置有上電極101和下電極102，上電極101和下電極102中的每個(gè)電極都包括中心開口，該中心開口足夠大，以便讓電子束95、95’的整個(gè)陣列通過。通過在上電極101和中心地布置的第三多孔板98之間施加電勢(shì)差，和/或在中心地布置的第三多孔板98和下電極102之間施加電勢(shì)差，靜電場(chǎng)。優(yōu)選地，這個(gè)靜電場(chǎng)布置成為電子束95提供正透鏡，該正透鏡布置成在所述單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源92的發(fā)射位置處或該發(fā)射位置附近具有焦點(diǎn)。

在實(shí)施例中，具有位于電極101’、102’之間的孔板98’的準(zhǔn)直器透鏡96’設(shè)置有附加電極101”、102”，附加電極101”、102”布置成和/或在使用中被驅(qū)動(dòng)成產(chǎn)生具有零球面像差或基本零球面像差的靜電準(zhǔn)直器透鏡96’。

圖9更詳細(xì)地示出了物鏡單元97的示例。如上面所討論的，物鏡單元97包括具有用于電子束95’中的每一個(gè)的通孔的第二多孔板103。在所述第二多孔板103的面向單個(gè)熱場(chǎng)發(fā)射源92的一側(cè)，布置了一個(gè)或多個(gè)另外的電極104、105。

雖然這些另外的電極可以包括一個(gè)或多個(gè)具有與如圖2、3和4中的示例所示的第二多孔板的通孔對(duì)準(zhǔn)的通孔的多孔板，但是圖9中的示例還包括具有由所有電子束95’共享的一個(gè)中心通孔106的另外的電極104、105。這種用于讓多個(gè)初級(jí)電子束95’通過的對(duì)所有電子束95’共用的單個(gè)洞106使得另外的電極104、105相對(duì)于第二多孔板103的對(duì)準(zhǔn)不太關(guān)鍵。

在使用中，第二多孔板103相對(duì)于樣本13的表面設(shè)定在不同的電壓v4，以便在第二多孔板103和樣本13的表面之間為多個(gè)初級(jí)電子束95’的初級(jí)電子提供靜電減速場(chǎng)。此外，布置在第二多孔板103的背離樣本13的一側(cè)的最近的另外的電極104相對(duì)于第二多孔板103設(shè)定在不同的電壓v5，以便在最近的另外的電極104和第二多孔板103之間為多個(gè)初級(jí)電子束95’的初級(jí)電子提供靜電減速場(chǎng)。優(yōu)選地，第二多孔板103和樣本13之間的靜電減速場(chǎng)小于最近的另外的電極104和第二多孔板103之間的靜電減速場(chǎng)。這將在下面參考如圖10a和10b中所示的示例更詳細(xì)地討論。

圖10a和10b示意性地示出了物鏡單元97’的示例的表示，物鏡單元97’包括第二多孔板103、最近的另外的電極104和三個(gè)更多的另外的電極105、105’、105”。在使用中，這些電極103、104、105、105’、105”被布置在距離樣本表面13距離z處。在這個(gè)示例中，與圖9所示的示例相反，另外的電極104、105、105’、105”也布置為具有用于每個(gè)初級(jí)電子束95’的通孔的多孔板。

在這個(gè)示例中，樣本表面13被設(shè)定在2kv的電勢(shì)，第二多孔板103被設(shè)定在2,3kv的電勢(shì)，最近的另外的電極104被設(shè)定在9kv的電勢(shì)，以及三個(gè)更多的另外的電極105、105’、105”分別被設(shè)定在5kv、3kv和5kv的電勢(shì)。

圖10a示出了在物鏡單元97’處的初級(jí)電子束95’中的一個(gè)的束輪廓的模擬。初級(jí)電子束95’在方向z1上朝向樣本表面13行進(jìn)，基本通過另外的電極105”、105’、105、104中的通孔的中心部分以及第二多孔板103中的通孔的中心部分，如圖10a中所指示的。為了更清楚地示出束輪廓的形狀，在圖10a中還示出了初級(jí)電子束95”的第二表示，該第二表示在徑向方向r上被大大地放大。此外，圖10a示意性地示出了由物鏡單元97’生成的靜電場(chǎng)的場(chǎng)線108，該靜電場(chǎng)布置成將初級(jí)電子束95”的初級(jí)電子聚焦在樣本13的表面上。

圖10b示意性地示出了當(dāng)初級(jí)電子撞擊在樣本13的表面上時(shí)由初級(jí)電子生成的次級(jí)電子的軌跡。在最近的另外的電極104和第二多孔板103之間的使初級(jí)電子減速的同一的靜電場(chǎng)使遠(yuǎn)離樣本13的表面朝向第二多孔板103的次級(jí)電子加速，以及在第二多孔板103和樣本13的表面之間的使初級(jí)電子減速的同一靜電場(chǎng)使遠(yuǎn)離樣本13的表面朝向第二多孔板103的次級(jí)電子加速，以及提供在基本與初級(jí)電子束95’的行進(jìn)方向z1相反的方向z2上行進(jìn)的次級(jí)電子束107。

為了更清楚地示出次級(jí)電子束107的束輪廓的形狀，在圖10b中還示出了次級(jí)電子束107’的第二表示，該第二表示已經(jīng)在徑向方向r上被大大地放大。由于次級(jí)電子相對(duì)于初級(jí)電子的較低的能量，由物鏡單元97’提供的靜電場(chǎng)為次級(jí)電子束107’提供與初級(jí)電子束95”相比的附加交叉109。在圖10b中所示的示例中，附加交叉109布置在第二多孔板103和最近的另外的電極104之間，特別是在最近的另外的電極104附近。三個(gè)更多的另外的電極105、105’、105”布置成將次級(jí)電子束107’投射到多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)上，如圖1、2、3和4中示意性地示出的。

在如圖10b中所示的示例中，次級(jí)電子束107’在離開物鏡單元97’時(shí)基本被準(zhǔn)直。當(dāng)這個(gè)次級(jí)電子束107’被投射到多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)上時(shí)，次級(jí)電子束107’的斑點(diǎn)107”覆蓋所述多傳感器檢測(cè)器的多個(gè)傳感器108、108’，如圖10c中示意性地示出的，多傳感器檢測(cè)器還可以獲得關(guān)于次級(jí)電子束107’的斑點(diǎn)107”內(nèi)的強(qiáng)度分布的信息。特別地，布置在斑點(diǎn)107”的中心部分周圍的傳感器108’檢測(cè)次級(jí)電子束107’的斑點(diǎn)107”的邊緣處的次級(jí)電子，其可以包含關(guān)于在樣本13上次級(jí)電子束107’源自的位置處的樣本13的表面的梯度或斜率的信息。此外，通過使用偏心傳感器108’，可以重建樣本的暗場(chǎng)圖像。

應(yīng)當(dāng)理解，包括上述描述是為了例示優(yōu)選實(shí)施例的操作，而不意在限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)上面的討論，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，許多變化將是清楚的，這些變化仍將被本發(fā)明的精神和范圍所涵蓋。

總之，本發(fā)明涉及用于檢查樣本的表面的組件。該組件包括兩個(gè)或更多個(gè)多束電子柱單元。每個(gè)單元包括：

單個(gè)場(chǎng)發(fā)射器，用于朝向分束器發(fā)射發(fā)散的電子束，

其中分束器包括第一多孔板，該第一多孔板包括用于創(chuàng)建多個(gè)初級(jí)電子束的多個(gè)孔，

準(zhǔn)直器透鏡，用于將來自發(fā)射器的發(fā)散的電子束準(zhǔn)直，

物鏡單元，用于將所述多個(gè)初級(jí)電子束聚焦在所述樣本上，以及

多傳感器檢測(cè)器系統(tǒng)，用于分開地檢測(cè)由所述經(jīng)聚焦的初級(jí)電子束中的每一個(gè)在所述樣本上創(chuàng)建的次級(jí)電子束的強(qiáng)度。兩個(gè)或更多個(gè)多束電子柱單元彼此相鄰布置，用于同時(shí)檢查樣本的表面的不同部分。