TW202226302A - 物鏡陣列總成、電子光學系統、電子光學系統陣列、聚焦方法 - Google Patents

Abstract

揭示物鏡陣列總成及關聯方法。在一個配置中，該物鏡陣列總成使子射束的一多射束聚焦於一樣本上。平面元件界定沿著子射束路徑對準的複數個孔徑。一物鏡陣列朝向一樣本投影該多射束。該等平面元件中之一或多者之孔徑補償該多射束中的離軸像差。

Description

物鏡陣列總成、電子光學系統、電子光學系統陣列、聚焦方法

本文中所提供之實施例大體上係關於使用多個帶電粒子子射束之帶電粒子工具。

在製造半導體積體電路(IC)晶片時，由於例如光學效應及偶然粒子所導致的非所需圖案缺陷在製造程序期間不可避免地出現在基板(亦即，晶圓)或遮罩上，從而降低了良率。因此，監測非所要當圖案缺陷之範圍為IC晶片之製造中的重要程序。更一般而言，基板或其他物件/材料之表面的檢測及/或量測為在其製造期間及/或之後的重要製程。

運用帶電粒子射束之圖案檢測工具已用以檢測物件，例如以偵測圖案缺陷。此等工具通常使用電子顯微法技術，諸如掃描電子顯微鏡(SEM)。在SEM中，運用最終減速步驟定向相對高能量下之電子的初級電子射束以便以相對低的導降能量導降於樣本上。電子射束經聚焦作為樣本上之探測光點。探測光點處之材料結構與來自電子射束之導降電子之間的相互作用使得自表面發射電子，諸如次級電子、反向散射電子或歐傑(Auger)電子。可自樣本之材料結構發射所產生之次級電子。藉由使呈探測光點形式之初級電子射束掃描遍及樣本表面，可跨樣本之表面發射次級電子。藉由收集來自樣本表面之此等發射之次級電子，圖案檢測工具可獲得表示樣本之表面之材料結構的特性之影像。

通常需要改良帶電粒子工具之產出量及其他特性。

本發明之目標為提供支援帶電粒子工具之產出量或其他特性之改良的實施例。

根據本發明之一第一態樣，提供一種包含一電子光學系統的一電子光學設備，該電子光學系統包含：一源，該源經組態以提供導出一多射束的一帶電粒子射束；及針對一帶電粒子工具之一電子光學系統的一物鏡陣列總成，該物鏡陣列總成經組態以使子射束的一多射束聚焦於一樣本上且包含：界定沿著該多射束之子射束路徑對準的複數個孔徑的平面元件且包含經組態以朝向一樣本投影該多射束之一物鏡陣列，其中該等平面元件中之一或多者的該等孔徑經組態以補償該多射束上的離軸像差，該等孔徑之至少一子集具有不同孔徑面積的一範圍，不同孔徑面積的該範圍經選擇以補償該多射束中的離軸像差。

根據本發明的第二態樣，提供一種使一帶電粒子多射束朝向一樣本聚焦的方法，該方法包含：提供一物鏡陣列總成，該物鏡陣列總成包含界定沿著該多射束之子射束路徑對準之複數個孔徑的平面元件且包含經組態以使該多射束朝向一樣本投影的一物鏡陣列；及使用界定於該等平面元件中之一或多者中的該等孔徑以補償該多射束中的離軸像差，該等孔徑之至少一子集具有不同孔徑面積的一範圍，不同孔徑面積的該範圍經選擇以補償該多射束中的離軸像差。

現將詳細參考例示性實施例，其實例說明於附圖中。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編號表示相同或相似元件。在以下例示性實施例描述中闡述的實施並不表示符合本發明之所有實施。實情為，其僅為符合關於如隨附申請專利範圍中所列舉的本發明之態樣的設備及方法之實例。

可藉由顯著增加IC晶片上之電路組件(諸如電晶體、電容器、二極體等)之填集密度來實現電子裝置之增強之計算能力，此情形減小裝置之實體大小。此情形已藉由增大之解析度來實現，從而使得能夠製造更小的結構。舉例而言，2019年或之前拇指大小且可用之智慧型手機的IC晶片可包括超過20億個電晶體，每一電晶體之大小小於人類毛髮之1/1000。因此，半導體IC製造係具有數百個個別步驟之複雜且耗時製程並不出人意料。甚至一個步驟中之錯誤亦有可能顯著影響最終產品之功能。僅一個「致命缺陷」便可造成裝置故障。製造製程之目標為改良製程之總良率。舉例而言，為獲得50步驟製程(其中步驟可指示形成於晶圓上之層的數目)之75%良率，每一個別步驟之良率必須高於99.4%。若每一個別步驟具有95%之良率，則總製程良率將低達7%。

儘管高製程良率在IC晶片製造設施中係合乎需要的，但維持高的經定義為每小時處理之基板之數目的基板(亦即，晶圓)產出量亦為必不可少的。高製程良率及高基板產出量可受到缺陷之存在影響。若需要操作員干預來檢視缺陷，則此情形尤其為真。因此，藉由檢測工具(諸如掃描電子顯微鏡(「SEM」))進行高產出量偵測以及微米及奈米尺度缺陷之識別對於維持高良率及低成本係至關重要的。

SEM包含掃描裝置及偵測器設備。掃描裝置包含：照明設備，其包含用於產生初級電子之電子源；及投影設備，其用於運用一或多個聚焦的初級電子射束來掃描樣本，諸如基板。至少照明設備或照明系統及投影設備或投影系統一起可被統稱為電子光學系統或設備。初級電子與樣本相互作用，且產生次級電子。偵測設備在掃描樣本時捕捉來自樣本之次級電子，使得SEM可產生樣本之經掃描區域的影像。為了高產出量檢測，檢測設備中之一些使用多個聚焦之初級電子射束，亦即多射束。多射束之組成射束可被稱作子射束或細射束。多射束可同時掃描樣本之不同部分。多射束檢測設備因此可以比單射束檢查設備高得多的速度檢測樣本。

下文描述已知多射束檢測設備之實施。

圖係示意性的。因此出於清楚起見，誇示圖式中之組件的相對尺寸。在以下圖式描述內，相同或類似參考數字係指相同或類似組件或實體，且僅描述關於個別實施例之差異。雖然本說明書及圖式係針對電子光學設備，但應瞭解，實施例並不用以將本發明限制為特定帶電粒子。因此，更一般而言，可認為貫穿本發明文獻對電子之參考為對帶電粒子之參考，其中帶電粒子未必為電子。

現參考 圖 1，圖1為說明例示性帶電粒子射束檢測設備100的示意圖。 圖1之帶電粒子射束檢測設備100包括主腔室10、裝載鎖定腔室20、電子射束工具40、裝備前端模組(EFEM) 30及控制器50。電子射束工具40位於主腔室10內。

EFEM 30包含第一裝載埠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可例如收納基板前開式單元匣(FOUP)，其含有待檢測之基板(例如，半導體基板或由其他材料製成之基板)或樣本(基板、晶圓及樣本在下文中被統稱為「樣本」)。EFEM 30中之一或多個機器人臂(圖中未繪示)將樣本輸送至裝載鎖定腔室20。

裝載鎖定腔室20用以移除樣本周圍之氣體。此情形產生局部氣體壓力低於周圍環境中之壓力的真空。可將裝載鎖定腔室20連接至裝載鎖定真空泵系統(圖中未繪示)，該裝載鎖定真空泵系統移除裝載鎖定腔室20中之氣體粒子。裝載鎖定真空泵系統之操作使得裝載鎖定腔室能夠達到低於大氣壓力之第一壓力。在達到第一壓力之後，一或多個機器人臂(圖中未繪示)可將樣本自裝載鎖定腔室20運輸至主腔室10。將主腔室10連接至主腔室真空泵系統(圖中未繪示)。主腔室真空泵系統移除主腔室10中之氣體粒子，使得樣本周圍之壓力達到低於第一壓力之第二壓力。在達到第二壓力之後，將樣本輸送至可檢測樣本藉由之電子射束工具。電子射束工具40可包含多射束電子光學設備。

控制器50電子地連接至電子射束工具40。控制器50可為經組態以控制帶電粒子射束檢測設備100之處理器(諸如電腦)。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中被展示為在包括主腔室10、裝載鎖定腔室20及EFEM 30之結構外部，但應瞭解，控制器50可係該結構之部分。控制器50可位於帶電粒子射束檢測設備之組成元件中之一者中或其可分佈於組成元件中之至少兩者上方。雖然本發明提供收容電子射束檢測工具之主腔室10的實例，但應注意，本發明之態樣在其最廣泛意義上而言不限於收容電子射束檢測工具之腔室。實情為，應瞭解，亦可將前述原理應用於在第二壓力下操作之設備的其他工具及其他配置。

現參看 圖 2， 圖 2為說明包括多射束檢測工具之例示性電子射束工具40的示意圖，該多射束檢測工具為 圖 1之例示性帶電粒子射束設備100的部分。多射束電子射束工具40 (在本文中亦稱為設備40)包含電子源201、投影設備230、機動載物台209及樣本固持器207。因此，電子射束設備可包含電子光學系統及樣本固持器207。樣本固持器207經組態以支撐樣本。電子源201及投影設備230可統稱作照明設備。樣本固持器207可由可為電子射束設備40之部分的載物台209致動。樣本固持器207由機動載物台209支撐，以便固持供檢測之樣本208 (例如，基板或遮罩)。多射束電子射束工具40進一步包含電子偵測裝置240。

電子源201可包含陰極(圖中未繪示)及提取器或陽極(圖中未繪示)。在操作期間，電子源201經組態以自陰極發射電子作為初級電子。藉由提取器及/或陽極提取或加速初級電子以形成初級電子射束202。

投影設備230經組態以將初級電子射束202轉換成複數個子射束211、212、213且將每一子射束引導至樣本208上。儘管為簡單起見說明三個子射束，但可能存在數十、數百或數千個子射束。該等子射束可被稱作細射束。

控制器50可連接至 圖 1之帶電粒子射束檢測設備100的各種部分，諸如電子源201、電子偵測裝置240、投影設備230及機動載物台209。控制器50可執行各種影像及信號處理功能。控制器50亦可產生各種控制信號以管控帶電粒子射束檢測設備(包括帶電粒子多射束設備)之操作。

投影設備230可經組態以將子射束211、212及213聚焦至用於檢測之樣本208上且可在樣本208之表面上形成三個探測光點221、222及223。投影設備230可經組態以使初級子射束211、212及213偏轉，以使探測光點221、222及223掃描橫越樣本208之表面之區段中的個別掃描區域。回應於初級子射束211、212及213入射於樣本208上之探測光點221、222及223上，自樣本208產生電子，該等電子包括次級電子及反向散射電子。次級電子通常具有≤ 50 eV之電子能量，且反向散射電子通常具有50 eV與初級子射束211、212及213之導降能量之間的電子能量。

電子偵測裝置240經組態以偵測次級電子及/或反向散射電子且產生對應信號，將該等對應信號發送至控制器50或信號處理系統(圖中未繪示)例如以建構樣本208之對應掃描區域的影像。電子偵測裝置可併入於投影設備中或可與該投影設備分離，其中次級光學柱經提供以導向次級電子及/或反向散射電子至電子偵測裝置。

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(圖中未繪示)及儲存裝置(圖中未繪示)。舉例而言，控制器可包含處理器、電腦、伺服器、大型電腦主機、終端機、個人電腦、任何種類之行動計算裝置及其類似者，或其組合。影像獲取器可包含控制器之處理功能的至少部分。因此，影像獲取器可包含至少一或多個處理器。影像獲取器可通信耦接至准許信號通信之設備40的電子偵測裝置240，諸如電導體、光纖纜線、攜帶型儲存媒體、IR、藍牙、網際網路、無線網路、無線電以及其他，或其組合。影像獲取器可自電子偵測裝置240接收信號，可處理該信號中所包含之資料且可根據該資料建構影像。影像獲取器可因此獲取樣本208之影像。影像獲取器亦可執行各種後處理功能，諸如產生輪廓線、疊加指示符於所獲取影像上，及類似者。影像獲取器可經組態以執行對所獲取影像之亮度及對比度等的調整。儲存器可為諸如以下各者之儲存媒體：硬碟、快閃驅動器、雲端儲存器、隨機存取記憶體(RAM)、其他類型之電腦可讀記憶體及其類似者。儲存器可與影像獲取器耦接，且可用於保存作為原始影像之經掃描原始影像資料以及後處理影像。

影像獲取器可基於接收自電子偵測裝置240之成像信號獲取樣本之一或多個影像。成像信號可對應於用於進行帶電粒子成像之掃描操作。所獲取影像可為包含複數個成像區域之單個影像。單一影像可儲存於儲存器中。單一影像可為可劃分成複數個區之原始影像。區中之每一者可包含含有樣本208之特徵的一個成像區域。所獲取影像可包含在一定時間段內經多次取樣之樣本208之單個成像區域的多個影像。可將多個影像儲存於儲存器中。控制器50可經組態以運用樣本208之同一位置之多個影像來執行影像處理步驟。

控制器50可包括量測電路系統(例如，類比/數位轉換器)以獲得偵測到之次級電子的分佈。在偵測時間窗期間收集之電子分佈資料可與入射於樣本表面上之初級子射束211、212及213中之每一者之對應掃描路徑資料結合，以重建構受檢測樣本結構的影像。經重建構影像可用以顯露樣本208之內部或外部結構的各種特徵。經重建構影像可由此用於顯露可存在於樣本中之任何缺陷。

控制器50可控制機動載物台209以在樣本208之檢測期間移動樣本208。控制器50可使得機動載物台209能夠至少在樣本檢測期間例如以恆定速度在某一方向上較佳連續地移動樣本208。控制器50可控制機動載物台209之移動，使得該控制器取決於各種參數而改變樣本208之移動速度。舉例而言，控制器可視掃描製程之檢測步驟之特性而定控制載物台速度(包括其方向)。

本發明之實施例提供物鏡陣列總成。物鏡陣列總成可經組態以將子射束的一多射束聚焦於一樣本上。物鏡陣列總成可併入至諸如帶電粒子評估工具之帶電粒子工具的電子光學系統中。

圖 3為具有物鏡陣列總成之例示性電子光學系統的示意圖。電子光學系統可在參見 圖 2展示並描述之電子光學設備中特徵化。因此，諸如源201、樣本固持器207及載物台208的存在於圖2之設備中的相同特徵可存在，除非相反地陳述。物鏡陣列總成包含界定複數個孔徑之平面元件，該複數個孔徑沿著多射束的子射束路徑對準。物鏡陣列總成包含物鏡陣列241。物鏡陣列總成之平面元件包含物鏡陣列241。物鏡陣列241可包含複數個平面元件。物鏡陣列241之平面元件可經組態以充當電極。舉例而言，平面元件例如可為金屬性的及/或經組態以連接至各別電位源。物鏡陣列241之平面元件可被稱為電極或板狀電極陣列。沿著每一子射束路徑對準之複數個孔徑可界定於物鏡陣列241的不同各別平面元件(電極)中。界定於物鏡陣列241之平面元件中之一者中的孔徑之位置因此對應於物鏡陣列241之一或多個其他平面元件中的對應孔徑之位置。沿著子射束路徑對準之孔徑的每一群組界定物鏡中之一者，且在使用中對多射束中的同一子射束操作。每一物鏡將多射束之各別子射束投影至樣本208上。物鏡陣列241包含複數個物鏡。

為了易於說明，本文中藉由橢圓形陣列示意性地描繪透鏡陣列。每一橢圓形狀表示透鏡陣列中之透鏡中之一者。按照慣例，橢圓形狀用以表示透鏡，類似於光學透鏡中經常採用之雙凸面形式。然而，在諸如本文中所論述之帶電粒子配置的帶電粒子配置之內容背景中，應理解，透鏡陣列將通常以靜電方式操作且因此可能不需要採用雙凸面形狀之任何實體元件。如上文所描述，透鏡陣列實情為可包含界定孔徑之多個平面元件。

在一些實施例中，物鏡陣列總成之平面元件進一步包含控制透鏡陣列250。控制透鏡陣列250包含複數個控制透鏡。每一控制透鏡包含至少二個平面元件，該等平面元件經組態以充當電極(例如，經組態以充當電極的兩個或三個以上平面元件)。控制透鏡陣列250之平面元件可連接至各別電位源。控制透鏡陣列250之平面元件可被稱為電極。控制透鏡陣列250可包含連接至各別電位源之兩個或多於兩個(例如，三個)板狀電極陣列。每一板狀電極陣列藉由隔離元件諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物而以機械方式連接至鄰近板狀電極陣列且與鄰近板狀電極陣列電分離。控制透鏡陣列250係與物鏡陣列241相關聯(例如，該兩個陣列經定位成彼此接近及/或以機械方式彼此連接及/或作為一單元一起被控制)。控制透鏡陣列250定位於物鏡陣列241的上游。控制透鏡預聚焦子射束(例如，在子射束到達物鏡陣列241之前對子射束施加聚焦動作)。預聚焦可減少子射束之發散或增加子射束之會聚速率。在一實施例中，包含物鏡陣列總成之電子光學系統經組態以控制物鏡很烈總成(例如，藉由控制施加至控制透鏡陣列250之電極之電位)，使得控制透鏡之焦距大於控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間的間距。控制透鏡陣列250及物鏡陣列241可因此相對接近地定位在一起，其中來自控制透鏡陣列250之聚焦動作太弱而不能在控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間形成中間焦點。控制透鏡陣列及物鏡陣列一起操作以形成至同一表面的組合式焦距。無中間焦點情況下之組合操作可降低像差風險。在其他實施例中，物鏡陣列總成可經組態以在控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間形成中間焦點。

可提供電源以將各別電位施加至控制透鏡陣列250之控制透鏡及物鏡陣列241之物鏡的電極。

除了物鏡陣列241以外亦提供控制透鏡陣列250提供了用於控制子射束之屬性之額外自由度。即使當控制透鏡陣列250及物鏡陣列241一起相對接近地提供時亦提供額外自由度，例如使得在控制透鏡陣列250與物鏡陣列241之間不形成中間焦點。鑒於控制透鏡陣列250之額外電極提供另外自由度從而控制子射束之電子光學參數(例如，添加控制透鏡陣列250之額外電極可提供額外自由度)，控制透鏡陣列250可被視為提供對於物鏡陣列241之電極242、243額外的電極例如作為物鏡陣列總成的部分(或物鏡配置)。在一實施例中，控制透鏡陣列250可被視為物鏡陣列241之額外電極，從而實現物鏡陣列241之各別物鏡之額外功能性。在一配置中，此等電極可被視為物鏡陣列之部分，從而向物鏡陣列241之物鏡提供額外功能性。在此配置中，控制透鏡被認為係對應物鏡之部分，即使在控制透鏡僅被稱作物鏡之一部分的程度上亦如此。

在配置中，控制透鏡陣列250可用以相對於射束之縮小率最佳化射束張角及/或控制遞送至物鏡陣列241之射束能量。控制透鏡陣列250可包含2或3個或3個以上電極。若存在兩個電極，則共同地控制縮小率及導降能量。若存在三個或三個以上電極，則可獨立地控制縮小率及導降能量。控制透鏡可因此經組態以調整各別子射束之縮小率及/或射束張角及/或在樣本上的導降能量(例如，使用電源將適合的各別電位施加至控制透鏡及物鏡之電極)。此最佳化可在不對數個物鏡具有過度負面影響且在不使物鏡之像差過度惡化的情況下(例如，在不減少物鏡之強度的情況下)達成。使用控制透鏡陣列使得物鏡陣列能夠在其最佳電場強度下操作。應注意，希望對縮小率及開度角的參考意欲參考同一參數之變化。在理想配置中，縮小率範圍與對應開度角之乘積係恆定的。然而，開度角可受使用孔徑影響。

在一實施例中，可將導降能量控制為在例如1000 eV至5000 eV之預定範圍內的期望值。 圖 4為描繪解析度依據導降能量的曲線圖，假定使射束開度角/縮小率重新最佳化以用於改變導降能量情況下。如可看到，隨著導降能量之改變降至最小值LE_min，工具之解析度可保持實質上恆定。解析度在LE_min以下惡化，此係因為有必要減小物鏡之透鏡強度及物鏡內之電場以便維持物鏡及/或偵測器與樣本之間的最小間隔。

所要地，藉由控制離開控制透鏡之電子的能量來主要地改變導降能量。物鏡內之電位差較佳地在此變化期間保持恆定，使得物鏡內之電場保持儘可能高。此外，施加至控制透鏡之電位可用於最佳化射束開度角及縮小率。控制透鏡可起作用以鑒於導降能量改變而改變縮小率。所要地，每一控制透鏡包含三個電極以便提供兩個獨立控制變數。舉例而言，電極中之一者可用以控制放大率，而不同電極可用以獨立控制導降能量。替代地，每一控制透鏡可僅具有兩個電極。當僅存在兩個電極時，電極中之一者可能需要控制放大率及導降能量兩者。

在 圖 3之實施例中，電子光學系統包含源201。源201提供帶電粒子(例如，電子)射束。聚焦於樣本208上之多射束係自源201所提供之射束導出。子射束可自射束導出，例如使用界定射束限制孔徑之陣列之射束限制器。源201理想地為具有亮度與總發射電流之間的良好折衷的高亮度熱場發射器。在所展示實例中，在物鏡陣列總成的上游提供準直儀。準直儀可包含巨型準直儀270。巨型準直儀270在已將射束拆分成多射束之前作用於來自源201之射束。巨型準直儀270使射束之各別部分彎曲一定量，以有效確保自射束導出之子射束中之每一者的射束軸基本上垂直(亦即，與樣本208之標稱表面大致成90°)入射於樣本208上。巨型準直儀270將宏觀準直應用於射束。因此，巨型準直儀270可作用於所有射束，而非包含準直儀元件之陣列，該等準直儀元件各自經組態以作用於射束之不同個別部分(例如，如下文參考 圖 6所描述)。巨型準直儀270可包含磁透鏡或磁透鏡配置，其包含複數個磁透鏡子單元(例如，形成多極配置之複數個電磁體)。替代地或另外，巨型準直儀可至少部分地以靜電方式實施。巨型準直儀可包含靜電透鏡或靜電透鏡配置，其包含複數個靜電透鏡子單元。巨型準直儀270可使用磁透鏡與靜電透鏡之組合。

在 圖 3之實施例中，提供巨型掃描偏轉器265以使子射束掃描遍及樣本208上方。巨型掃描偏轉器265使射束之各別部分偏轉以使子射束掃描遍及樣本208。在一實施例中，巨型掃描偏轉器256包含宏觀多極偏轉器，例如具有八極或八個以上極的宏觀多極偏轉器。偏轉係諸如為了致使自射束導出之子射束將在一個方向(例如，平行於單個軸，諸如X軸)上或在兩個方向(例如，相對於兩個非平行軸，諸如X軸及Y軸)上掃描橫越樣本208。巨型掃描偏轉器265宏觀上作用於所有射束，而非包含各自經組態以作用於射束之不同個別部分的元件之陣列。在所展示之實施例中，巨型掃描偏轉器265提供於巨型準直儀270與控制透鏡陣列250之間。

本文中所描述之物鏡陣列總成中之任一者可進一步包含偵測器(例如，包含偵測器模組402)。偵測器偵測自樣本208發射之帶電粒子。所偵測之帶電粒子可包括由SEM偵測到之帶電粒子中之任一者，包括自樣本208發射之次級及/或反向散射電子。偵測器之至少部分可相鄰於物鏡陣列241及/或與物鏡陣列整合成一體。偵測器可提供物鏡陣列總成之面向樣本的表面。下文參考 圖 10 至圖 15描述偵測器之例示性構造。偵測器及物鏡可為同一結構之部分。偵測器可由隔離元件連接至透鏡或直接連接至物鏡之電極。

圖 5描繪 圖 3之實施例的變化。電子光學系統可使如參看 圖 5所展示且描述之相同特徵來特徵化，除非相反陳述。因此，電子光學系統40可在參看 圖 2所展示並描述之類型的電子光學設備中特徵化。因此，諸如源201、樣本固持器207及載物台208的存在於圖2之設備中的相同特徵可存在，除非以其他方式陳述。其中物鏡陣列總成包含掃描偏轉器陣列260。掃描偏轉器陣列260包含複數個掃描偏轉器。掃描偏轉器陣列260可使用MEMS製造技術來形成。每一掃描偏轉器使各別子射束掃描遍及樣本208。掃描偏轉器陣列260可因此包含用於每一子射束之一掃描偏轉器。每一掃描偏轉器可使子射束在一個方向(例如平行於單一軸，諸如X軸)或在兩個方向(例如相對於兩個不平行軸，諸如X軸及Y軸)上偏轉。偏轉諸如為使得子射束將在一或兩個方向上(亦即，一維地或二維地) 掃描跨越樣本208。在一實施例中，EP2425444中所描述之掃描偏轉器可用於實施掃描偏轉器陣列260，該文獻特定地關於掃描偏轉器特此以全文引用之方式併入。掃描偏轉器陣列260定位於物鏡陣列241與控制透鏡陣列250之間。在所展示之實施例中，提供掃描偏轉器陣列260而非巨型掃描偏轉器265。掃描偏轉器陣列260 (例如使用如上文所提及之MEMS製造技術形成)可比巨型掃描偏轉器265在空間上更緊湊。

在其他實施例中，提供巨型掃描偏轉器265及掃描偏轉器陣列260兩者。在此配置中，子射束遍及樣本表面之掃描可藉由較佳同步地一起控制巨型掃描偏轉器265及掃描偏轉器陣列260來達成。

提供掃描偏轉器陣列260而非巨型掃描偏轉器265可減小來自控制透鏡之像差。此可係因為巨型掃描偏轉器265之掃描動作會使得射束在位於該控制透鏡之至少一個電極下游的界定射束限制孔徑陣列之射束塑形限制器(亦可稱作下部射束限制器)上發生對應移動，此會增加來自控制透鏡之像差。當替代地使用掃描偏轉器陣列260時，射束遍及射束塑形限制器移動的量小得多。此係因為自掃描偏轉器陣列260至射束塑形限制器之距離短得多。由於此情形，較佳將掃描偏轉器陣列260定位成儘可能接近於物鏡陣列241 (例如使得掃描偏轉器陣列260直接鄰近於物鏡陣列241及/或相比於控制透鏡陣列250更接近物鏡陣列241)，如 圖 5中所描繪。遍及射束塑形限制器之較小移動導致所使用的每一控制透鏡之部分較小。控制透鏡因此具有較小像差貢獻。為了最小化或至少減小由控制透鏡貢獻之像差，射束塑形限制器用以塑形在控制透鏡之至少一個電極之下游的射束。此在架構上不同於習知系統，在習知系統中，射束塑形限制器僅作為孔徑陣列而提供，該孔徑陣列係射束路徑中之第一操控器陣列之部分或與第一操控器陣列相關聯，且通常自來自源之單個射束產生多射束。

在一些實施例中，如 圖 3及 圖 5中所例示，控制透鏡陣列250為源201之射束路徑下游上的第一偏轉或透鏡化電子光學陣列元件。

圖 6描繪參看 圖 5所展示且描述之電子光學系統之實施例的變化(其可在參看 圖 2展示且描述之電子光學設備中特徵化)，其中提供準直儀元件陣列271而非巨型準直儀270。儘管未展示，但亦有可能將此變化形式應用於 圖 3之實施例，以提供具有巨型掃描偏轉器及準直儀元件陣列之實施例。每一準直儀元件準直各別子射束。準直儀元件陣列271 (例如，使用MEMS製造技術形成)可比巨型準直儀270在空間上更為緊湊。因此，一起提供準直儀元件陣列271及掃描偏轉器陣列260可提供空間節省。在包含物鏡陣列總成之複數個電子光學系統提供於電子光學系統陣列500中的情況下，如下文參考 圖 7所論述，此空間節省係合乎需要的。在此實施例中，可不存在巨型聚光器透鏡或聚光器透鏡陣列。在此情境下，控制透鏡提供最佳化射束張角及放大率以實現導降能量改變的可能性。應注意，射束塑形限制器在控制透鏡陣列的下游。射束塑形限制器中之孔徑調整沿著射束路徑之射束電流，使得控制透鏡對放大率之控制對開度角進行不同的操作。亦即，射束塑形限制器中之孔徑破壞了放大率與開度角之變化之間的直接對應性。

在一些實施例中，如 圖 6中所例示，準直儀元件陣列271為位於源201之下游的射束路徑中之第一偏轉或聚焦電子光學陣列元件。

控制透鏡陣列250 (例如， 圖 3及 圖 5中)上游或準直儀元件陣列271 (例如， 圖 6中)上游上避免任一偏轉或透鏡電子光學陣列元件(例如，透鏡陣列或偏轉器陣列)減小物鏡之上游上電子光學件的要求，且對於校正器而言校正此類電子光學件上的不完美，亦即由此類光學件產生於子射束中的像差。舉例而言，一些替代配置尋求藉由提供除物鏡陣列之外的聚光器透鏡陣列來最大化源電流利用率(如下文參考 圖 8所論述)。以此方式提供聚光器透鏡陣列及物鏡陣列會引起對遍及源開度角之虛擬源位置均一性之位置的嚴格要求，或需要每一子射束之校正性光學件以便確保每一子射束在下游穿過其對應物鏡的中心。諸如 圖 3、 圖 5及 圖 6之架構的架構允許自第一偏轉或透鏡化電子光學陣列元件至射束塑形限制器之射束路徑減少至小於約10 mm，較佳減少至小於約5 mm，較佳減小至小於約2 mm。減少射束路徑會降低或移除對遍及源開度角之虛擬源位置的嚴格要求。如參看圖3、圖5及圖6所描繪且所描述之此類架構的電子光學柱40可包含組件，諸如上部射束限制器252、準直儀元件陣列271、控制透鏡陣列250、掃描偏轉器陣列260、物鏡陣列241、射束塑形限制器242及偵測器陣列240；存在的此等元件中之一或多者可藉由諸如陶瓷或玻璃間隔物的隔離元件連接至一多個相鄰元件。

在一實施例中，如 圖 7中所例示，提供電子光學系統陣列500。陣列500可包含複數個本文中所描述之電子光學系統中之任一者。陣列500可包含電子光學設備中的電子光學系統。電子光學系統中之每一者將各別多射束同時聚焦至同一樣本之不同區上。每一電子光學系統可自來自不同各別源201之帶電粒子射束形成子射束。每一各別源201可為複數個源201中之一個源。該複數個源201之至少一子集可提供為源陣列。源陣列可包含提供於共同基板上之複數個源201。複數個多射束同時聚焦至同一樣本之不同區上會允許同時處理(例如，評估)樣本208之增大區域。陣列500中之電子光學系統可配置成彼此鄰近以便將各別多射束投影至樣本208之鄰近區上。任何數目個電子光學系統可用於陣列500中。較佳地，電子光學系統之數目在9至200之範圍內。在一實施例中，電子光學系統係以矩形陣列或六邊形陣列而配置。在其他實施例中，電子光學系統係以不規則陣列或以具有除矩形或六邊形之外之幾何形狀的規則陣列提供。陣列500中之每一電子光學系統在參考單個電子光學系統時可以本文中所描述之任何方式組態，例如如上所述，尤其係關於參考圖6所展示及描述的實施例所述。此類配置之細節描述於在2020年7月6日申請之EPA 20184161.6中，該文獻關於物鏡如何併入及調適以用於多柱配置特此以引用之方式併入。在 圖 7之實例中，陣列500包含上文參考 圖 6所描述之類型之複數個電子光學系統。此實例中之電子光學系統中之每一者因此包含掃描偏轉器陣列260及準直儀元件陣列271兩者。如上文所提及，由於其空間緊湊性，掃描偏轉器陣列260及準直儀元件陣列271尤其良好適合於併入至電子光學系統陣列500中，此有助於電子光學系統彼此接近地定位。相比於 圖 3及 圖 5中所展示之配置，展示於 圖 6中之配置可為較佳的，此係因為不同於 圖 6中所展示之配置，較佳實施可使用磁透鏡作為準直儀270。將磁透鏡併入至意欲用於陣列(多柱配置)之電子光學系統中可能具有挑戰性。

圖 8描繪關於 圖 3、 圖 5及 圖 6之電子光學系統之實施例的變化，在該變化中，聚光器透鏡陣列231設置於源201與物鏡陣列總成之間。參看 圖 8展示並描述電子光學系統，其可特徵化為參看 圖 2展示並描述之電子光學設備的電子光學系統40。聚光器透鏡陣列因此在物鏡陣列總成的上游。此類配置描述於特此以引用之方式至少關於圖4中所展示之架構併入的EPA 20158804.3中。配置亦可併入於多柱陣列中，例如2020年11月11日申請之EPA 20206987.8，諸如上文參考 圖 7所論述的多柱陣列中。聚光器透鏡陣列231包含複數個聚光器透鏡。可能存在數十、數百或數千個聚光器透鏡。聚光器透鏡可包含多電極透鏡且具有基於EP1602121A1之構造，該文獻特此以引用方式併入尤其用以將電子射束拆分成複數個子射束之透鏡陣列的揭示內容，其中該陣列為每一子射束提供一透鏡。聚光器透鏡陣列231可經組態以產生多射束。聚光器透鏡陣列可採用充當電極的至少兩個平面元件(其可被稱為板)的形式，其中每一板中之孔徑彼此對準且對應於子射束的方位。在不同電位下之操作期間維持平面元件中之至少兩者以達成所要透鏡效應。聚光器透鏡陣列231的平面元件可被稱為板陣列。

在一配置中，聚光器透鏡陣列係由三個板陣列形成，在該三個板陣列中，帶電粒子在其進入及離開每一透鏡時具有相同能量，該配置可被稱作單透鏡。因此，分散僅出現在單透鏡自身內(透鏡之進入電極與離開電極之間)，藉此限制離軸色像差。當聚光器透鏡之厚度較低，例如為數毫米時，此類像差具有較小或可忽略的影響。

聚光器透鏡陣列231可具有兩個或兩個以上板狀電極，每一板狀電極具有對準之孔徑陣列。每一板狀電極陣列藉由隔離元件諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物而以機械方式連接至鄰近板狀電極陣列且與鄰近板狀電極陣列電隔離。聚光器透鏡陣列可藉由諸如如本文中在別處所描述之間隔物的隔離元件與鄰近電子光學元件(較佳地靜電電子光學元件)連接及/或間隔開。

聚光器透鏡與含有物鏡之模組(諸如如本文中其他處所論述之物鏡陣列總成)分離。在施加於聚光器透鏡之底部表面上的電位不同於施加於含有物鏡之模組之頂部表面上的電位之狀況下，使用隔離間隔物以使聚光器透鏡與含有物鏡之模組間隔開。在電位大體上相等之情況下，導電元件可用以使聚光器透鏡與含有物鏡之模組間隔開。在配置中，掃描偏轉器陣列260可插入於聚光器透鏡與物鏡之間。

陣列中之每一聚光器透鏡將電子引導至各別子射束211、212、213中，該各別子射束聚焦於各別中間焦點處。每一聚光器透鏡在聚光器透鏡陣列231與物鏡陣列總成中之各別接物鏡之間形成各別中間焦點。聚光器透鏡陣列231較佳經組態，使得子射束路徑關於彼此在聚光器透鏡陣列231與中間焦點之平面之間發散。在所繪示實施例中，偏轉器235設置於中間焦點處(即，中間焦點平面中)。偏轉器235經組態以使各別細射束211、212、213彎曲達一量，以有效確保主射線(其亦可被稱作射束軸線)大體法向入射於樣本208上(亦即，對於樣本之標稱表面以大體上90°)。偏轉器235亦可被稱作準直儀。偏轉器235實際上使細射束之路徑準直，使得在偏轉器之前，細射束路徑相對於彼此為發散的。在偏轉器的下游，細射束路徑之射束關於彼此為大體上平行的，亦即大體上經準直。合適準直儀為在2020年2月7日申請之歐洲申請案20156253.5中揭示的偏轉器，該歐洲專利申請案關於偏轉器至多射束陣列的應用特此以引用之方式併入。

圖 9為物鏡陣列241之一個物鏡300及控制透鏡陣列250之一個控制透鏡600的放大示意圖。物鏡300可經組態以使電子射束縮小達大於10，所要地在50至100或以上之範圍內的的因數。物鏡300包含中間或第一電極301、下部或第二電極302及上部或第三電極303。電壓源V1、V2、V3經組態以分別施加電位至第一、第二及第三電極。另一電壓源V4連接至樣本以施加可接地的第四電位。電位可相對於樣本208界定。第一、第二及第三電極各自具備孔徑，各別子射束傳播通過該孔徑。第二電位可類似於樣本之電位，例如相比於樣本在50 V至200 V之範圍內。替代地，第二電位相比於樣本可更正出約+500 V至約+1,500 V之範圍內。若偵測器在光學柱中高於最低電極，則較高電位為有用的。第一及/或第二電位可按孔徑或孔徑之群組發生變化以實現聚焦校正。

所要地，在一實施例中，省略第三電極。具有僅兩個電極之物鏡相較於具有更多電極之物鏡可具有更低的像差。三電極物鏡可具有電極之間的較大電位差且因此實現較強透鏡。額外電極(亦即，兩個以上電極)提供用於控制電子軌跡之額外自由度，例如以聚焦次級電子以及入射射束。

如上文所提及，需要使用控制透鏡來判定導降能量。然而，有可能另外使用物鏡300來控制導降能量。在此狀況下，當選擇不同導降能量時，遍及物鏡之電位差經改變。需要藉由改變遍及物鏡之電位差而部分地改變導降能量的情形之一個實例係防止子射束之焦點變得過於接近物鏡。在此情形下，存在物鏡電極必須過薄而不能製造的風險。對於在此方位處之偵測器可亦如此。此情形可例如在導降能量降低之情況下發生。此係因為物鏡之焦距大致隨著所使用之導降能量而縮放。藉由降低遍及物鏡之電位差，且藉此降低物鏡內部之電場，物鏡之焦距再次變大，從而導致焦點位置進一步低於物鏡。應注意，僅物鏡之使用將限制對放大率之控制。此配置不能控制縮小率及/或開度角。此外，使用物鏡來控制導降能量可意謂物鏡將遠離其最佳場強度操作。亦即，除非可例如藉由交換物鏡來調整物鏡之機械參數(諸如，其電極之間的間距)。

在所描繪之配置中，控制透鏡600包含連接至電位源V5至V7之三個電極601至603。電極601至603可間隔開幾毫米(例如3 mm)。控制透鏡與物鏡之間的間距(亦即，物鏡之下部電極602與上部電極之間的間隙)可選自廣泛範圍，例如自2 mm至200 mm或200 mm以上的範圍。小間距度使得對準更容易，而較大間距允許使用較弱透鏡，從而減小像差。所要地，控制透鏡600之最上部電極603的電位V5維持與控制透鏡之上游的下一電子光學元件(例如，偏轉器235)之電位相同。施加至下部電極602之電位V7可變化以判定射束能量。施加至中間電極601之電位V6可變化以判定控制透鏡600之透鏡強度且因此控制射束之開度角及縮小率。所要地，控制透鏡之下部電極602及物鏡之最上部電極具有大體上相同的電位。樣本及物鏡之最低電極通常具有與控制透鏡之最低電極極其不同的電位。電子可例如在物鏡中自30 kV減速至2.5 kV。在一個設計中，省略物鏡之上部電極V3。在此狀況下，所要地，控制透鏡之下部電極602及物鏡之電極301具有實質上相同的電位。應注意，即使導降能量無需改變或藉由其他方式改變，控制透鏡亦可用以控制射束開度角。子射束之焦點之位置係藉由各別控制透鏡及各別物鏡之動作之組合而判定。

在一實例中，為獲得在1.5 kV至2.5 kV範圍內之導降能量，電位V5、V6及V7可如下表1中所指示來設定。此表中之電位給定為以keV為單位之射束能量的值，其等效於相對於射束源201之陰極的電極電位。應理解，在設計電子光學系統時，存在關於系統中之哪一點經設定為接地電位之相當大的設計自由度，且系統之操作係藉由電位差而非絕對電位來判定。

表1
導降能量	1.5 keV	2.5 keV	3.5 keV
V1	29 keV	30 keV	31 keV
V2	1.55 keV	2.55 keV	3.55 keV
V3 (或省略)	29 keV	30 keV	31 keV
V4	1.5 keV	2.5 keV	3.5 keV
V5	30 keV	30 keV	30 keV
V6	19.3 keV	20.1 keV	20.9 keV
V7	29 keV	30 keV	31 keV

將看出，V1、V3及V7處之射束能量係相同的。在實施例中，此等點處之射束能量可係在10 keV與50 keV之間。若選擇較低電位，則電極間距可經減小，尤其是在物鏡中，以限制電場之減小。

當控制透鏡而非例如 圖 8之實施例的聚光器透鏡用於電子射束之張角/放大率校正時，準直儀保持在中間焦點處使得無需準直儀之像散校正。(應注意，在此配置中，放大率之調整引起張角之類似調整，此係因為射束電流沿著射束路徑保持一致)。另外，導降能量可遍及廣泛範圍之能量而變化，同時維持物鏡中之最佳場強度。此情形使物鏡之像差最小化。聚光器透鏡(若使用)之強度亦維持恆定，從而避免由於準直儀並非處於中間焦平面處或電子通過聚光器透鏡之路徑改變而引入任何額外的像差。此外，當使用諸如 圖 3、 圖 5及 圖 6(其不具有聚光器透鏡)所展示之使射束塑形限制器特徵化之實施例的控制透鏡時，可以另外控制張角/放大率以及導降能量。

在一些實施例中，帶電粒子工具進一步包含減少子射束中之一或多個像差的一或多個像差校正器。在實施例中，在描繪於 圖 8中之類型的實施例中，至少像差校正器之子集中之每一像差校正器經定位於中間焦點中的各別一者中或直接相鄰於中間焦點中的各別一者(例如，在中間影像平面中或相鄰於中間影像平面)定位。子射束在諸如中間平面之焦平面(中間焦點的平面)中或附近具有最小橫截面面積。與其他地方(亦即，中間平面之上游或下游)可用之空間相比(或與將在不具有中間平面之替代配置中可用的空間相比)，此針對像差校正器提供更多的空間。

在一實施例中，定位於中間焦點(或中間影像平面)中或直接鄰近於中間焦點(或中間影像平面)定位之像差校正器包含偏轉器以校正針對不同射束出現在不同位置處之源201。校正器可用以校正由源引起之宏觀像差，該等宏觀像差防止每一子射束與對應物鏡之間的良好對準。

像差校正器可校正防止恰當柱對準之像差。此類像差亦可導致子射束與校正器之間的未對準。出於此原因，另外或替代地，可能需要將像差校正器定位於聚光器透鏡陣列231之聚光器透鏡處或附近(例如，其中每一此像差校正器與聚光器透鏡中之一或多者整合或直接鄰近於聚光器透鏡中之一或多者)。此為合乎需要的，此係因為在聚光器透鏡處或附近，像差將尚未導致對應子射束之移位，此係因為聚光器透鏡與射束孔徑豎直地接近或重合。然而，將校正器定位於聚光器透鏡處或附近之挑戰為子射束相對於進一步下游(或下游)之方位而在此方位處各自具有相對較大的截面面積及相對較小的節距。聚光器透鏡及校正器可為同一結構之部分。舉例而言，其可例如藉由電隔離元件彼此連接。

在一些實施例中，像差校正器之至少一子集中之每一者與物鏡陣列總成中之一或多個物鏡或控制透鏡整合或直接鄰近於該一或多個物鏡或控制透鏡。在實施例中，此等像差校正器減少以下中之一或多者：場曲率；聚焦誤差；及像散。物鏡及/或控制透鏡及校正器可為同一結構之部分。舉例而言，其可例如藉由電隔離元件彼此連接。

像差校正器可為如EP2702595A1中所揭示之基於CMOS之個別可程式化偏轉器或如EP2715768A2中所揭示之多極偏轉器的陣列，兩個文獻中的細射束操縱器之描述特此係以引用方式併入。

在一些實施例中，物鏡陣列總成之偵測器包含位於物鏡陣列241之至少一個電極之下游的偵測器模組。在一實施例中，偵測器(例如，偵測器模組)之至少一部分鄰近於物鏡陣列241及/或與物鏡陣列241整合。舉例而言，偵測器模組可藉由將CMOS晶片偵測器整合至物鏡陣列241之底部電極中來實施。偵測器模組至物鏡陣列總成中之整合替換次級柱。CMOS晶片較佳經定向以面向樣本(因為樣本與電子光學系統之底部之間的小的距離(例如100 μm))，且藉此提供總成的面向樣本的表面。在一實施例中，用以捕捉次級電子信號之電極形成於CMOS裝置之頂部金屬層中。該等電極可形成於其他層中。可藉由矽穿孔將CMOS之功率及控制信號連接至CMOS。為了強健性，較佳地，底部電極由兩個元件組成：CMOS晶片及具有孔之被動Si板。該板屏蔽CMOS免受高電場影響。

為了使偵測效率最大化，需要使電極表面儘可能大，使得物鏡陣列241之實質上所有區域(除孔徑之外)係由電極佔據且每一電極具有實質上等於陣列節距之直徑。在一實施例中，電極之外部形狀為圓形，但可將此形狀製成正方形以使偵測區域最大化。亦可使基板穿孔之直徑最小化。電子射束之典型大小為大約5至15微米。

在一實施例中，單個電極包圍每一孔徑。在另一實施例中，複數個電極元件提供於每一孔徑周圍。由包圍一個孔徑之電極元件捕捉的電子可經組合成單個信號或用以產生獨立信號。電極元件可經徑向劃分(亦即，以形成複數個同心環)、經成角度地劃分(亦即，以形成複數個扇形塊)、經徑向地及成角度地劃分或以任何其他適宜方式劃分。

然而，較大電極表面導致較大寄生電容，因此導致較低頻寬。出於此原因，可需要限制電極之外徑。尤其在較大電極僅提供稍微較大偵測效率，但提供顯著較大電容之狀況下。圓形(環形)電極可提供收集效率與寄生電容之間的良好折衷。

電極之較大外徑亦可導致較大串擾(對相鄰孔之信號的敏感度)。此亦可為使電極外徑較小之原因。尤其在較大電極僅提供稍微較大偵測效率，但提供顯著較大串擾之狀況下。

藉由電極收集之反向散射及/或次級電子電流可藉由跨阻抗放大器放大。

圖 10中展示整合至物鏡陣列中之偵測器之例示性實施例。 圖 10以示意性橫截面展示物鏡陣列之部分401。在此實施例中，偵測器包含偵測器模組402，該偵測器模組包含複數個偵測器元件405 (例如，諸如捕捉電極之感測器元件)。在此實施例中，偵測器模組402提供於物鏡陣列之輸出側上。輸出側為面向樣本208之側。 圖 11為偵測器模組402之仰視圖，該偵測器模組包含其上設置複數個捕捉電極405之基板404，該複數個捕捉電極各自包圍射束孔徑406。射束孔徑406可藉由蝕刻通過基板404來形成。在 圖 11中所展示之配置中，射束孔徑406以矩形陣列形式展示。射束孔徑406亦可以不同方式配置，例如以如 圖 12中所描繪之六邊形緊密封裝陣列形式配置。

圖 13以橫截面形式以較大比例描繪偵測器模組402的一部分。捕捉電極405形成偵測器模組402之最底部(亦即，最接近樣本的)表面。在捕捉電極405與矽基板404之主體之間設置邏輯層407。邏輯層407可包括放大器(例如，轉阻放大器)、類比/數位轉換器及讀出邏輯。在一實施例中，每一捕捉電極405存在一個放大器及一個類比/數位轉換器。可使用CMOS製程製造邏輯層407及捕捉電極405，其中捕捉電極405形成最終金屬化層。

佈線層408提供於基板404之背面上或基板404內且藉由矽穿孔409連接至邏輯層407。矽穿孔409之數目無需與射束孔徑406之數目相同。特定而言，若電極信號在邏輯層407中經數位化，則可僅需要少數矽穿孔來提供資料匯流排。佈線層408可包括控制線、資料線及電力線。應注意，儘管存在射束孔徑406，但仍存在足夠的空間用於所有必要的連接。亦可使用雙極或其他製造技術來製造偵測器模組402。印刷電路板及/或其他半導體晶片可提供於偵測器模組402之背面上。

偵測器模組402不僅可整合至物鏡陣列之最低電極陣列中，亦可整合至其他電極陣列中。可在EP申請案第20184160.8號中找到整合至物鏡中之偵測器模組之其他細節及替代配置，該文獻至少關於偵測器模組及此類模組在物鏡中之整合特此以引用之方式併入。

在一些實施例中，如 圖 14及 圖 15中所例示，該物鏡陣列總成的平面元件進一步包含射束塑形限制器242。射束塑形限制器242界定射束限制孔徑124的陣列。射束塑形限制器242可被稱作下部射束限制器、下部射束限制孔徑陣列或最終射束限制孔徑陣列。射束塑形限制器242可包含呈具有複數個孔徑之板(其可為板狀本體)之形式的平面元件。射束塑形限制器242係在控制透鏡陣列250之至少一個平面元件(電極)，視需要自所有平面元件的下游。在一些實施例中，射束塑形限制器242為自物鏡陣列241之至少一個平面元件(電極)，視需要自所有平面元件的下游。射束塑形限制器242之板可藉由隔離元件，諸如可包含陶瓷或玻璃之間隔物連接至物鏡之鄰近板狀電極陣列。

在一配置中，射束塑形限制器242在結構上與物鏡陣列241之電極302整合在一起。亦即，射束塑形限制器242之板直接連接至物鏡陣列241之鄰近板狀電極陣列。所要地，射束塑形限制器242定位於具有低靜電場強度的區中。射束限制孔徑124中之每一者與物鏡陣列241中之對應物鏡對準。該對準係使得來自對應物鏡之子射束之一部分可穿過射束限制孔徑124且撞擊至樣本208上。每一射束限制孔徑124具有射束限制效應，從而允許僅入射至射束塑形限制器242上之子射束之經選擇部分穿過射束限制孔徑124。該經選擇部分可使得僅穿過該物鏡陣列中之各別孔徑之一中心部分的該各別子射束之一部分到達該樣本。中心部分可具有圓形橫截面及/或以子射束之射束軸為中心。

在一些實施例中，電子光學系統進一步包含上部射束限制器252。物鏡陣列總成之平面元件可包含上部射束限制器252。上部射束限制器252界定射束限制孔徑陣列。上部射束限制器252可被稱作上部射束限制孔徑陣列或上游射束限制孔徑陣列。上部射束限制器252可包含呈具有複數個孔徑之板(其可為板狀本體)之形式的平面元件。上部射束限制器252自由源201發射之帶電粒子射束形成子射束。可藉由上部射束限制器252阻擋(例如，吸收)射束中除促成形成子射束之部分之外的部分，以免在下游與子射束干涉。上部射束限制器252可被稱作子射束界定孔徑陣列。

在不包含聚光器透鏡陣列之實施例中，如 圖 3、 圖 5及 圖 6中所例示，上部射束限制器252可形成物鏡陣列總成之部分。上部射束限制器252可例如鄰近於控制透鏡陣列250及/或與控制透鏡陣列250整合(例如鄰近於最接近源201的控制透鏡陣列250之電極603及/或與該電極整合，如 圖 14中所展示)。上部射束限制器252可為控制透鏡陣列250之最上游電極。在一實施例中，上部射束限制器252相較於射束塑形限制器242之射束限制孔徑124較大(例如，具有較大橫截面區域)的射束限制孔徑。因此，射束塑形限制器242之射束限制孔徑124可具有比界定於上部射束限制器252中及/或物鏡陣列241中及/或控制透鏡陣列250中之對應孔徑小的尺寸(亦即，較小面積及/或較小直徑及/或較小其他特性尺寸)。

在具有聚光器透鏡陣列231之實施例中，如 圖 8中所例示，上部射束限制器252可提供為鄰近於該聚光器透鏡陣列231及/或與該聚光器透鏡陣列整合(例如鄰近於最接近源201的聚光器透鏡陣列231之電極及/或與該電極整合)。通常需要將射束塑形限制器242之射束限制孔徑組態為小於界定在射束塑形限制器242之上游的射束限制孔徑之所有其他射束限制器的射束限制孔徑。

射束塑形限制器242理想地經組態以具有射束限制效應(亦即，以移除入射於射束塑形限制器242上的每一子射束之一部分)。射束塑形限制器242可例如經組態以確保離開物鏡陣列241之物鏡的每一子射束已穿過各別物鏡之中心。與替代方法形成對比，此效應可使用射束塑形限制器242來達成，而不需要複雜對準工序以確保入射至物鏡上之子射束與物鏡良好地對準。此外，射束塑形限制器242之效應將不會受到柱對準動作、源不穩定性或機械不穩定性破壞。另外，射束塑形限制器242減小了掃描對子射束進行操作所遍及的長度。距離減小至自射束塑形限制器242至樣本表面之射束路徑之長度。

在一些實施例中，上部射束限制器252中之射束限制孔徑之直徑與射束塑形限制器242中之對應射束限制孔徑124之直徑的比率等於或大於3、視情況等於或大於5、視情況等於或大於7.5、視情況等於或大於10。在一個配置中，例如，上部射束限制器252中之射束限制孔徑具有約50微米之直徑，且射束塑形限制器242中之對應射束限制孔徑124具有約10微米之直徑。在另一配置中，上部射束限制器252中之射束限制孔徑具有約100微米之直徑，且射束塑形限制器242中之對應射束限制孔徑124具有約10微米之直徑。合乎需要的是，射束限制孔徑124僅選擇已穿過物鏡之中心的射束部分。在 圖 14中所展示之實例中，每一物鏡係由電極301與302之間的靜電場形成。在一些實施例中，每一接物鏡由如下兩個基礎透鏡(每一透鏡具有焦距=4*beamEnergy/Efield)組成：一透鏡係在電極301之底部(即，上游電極301的底部)處且一者在電極302的頂部處(即，下游電極302的頂部)。主透鏡可為電極302之頂部處的透鏡(此係因為射束能量此處可能很小，例如與接近電極301之30 kV相比為2.5 kV，此將使透鏡比其他透鏡強大致12倍)。合乎需要的是，穿過電極302之頂部處的孔徑之中心的射束部分穿過射束限制孔徑124。因為電極302之頂部與孔徑124之間的z方向上之距離極小(例如，通常為100至150微米)，所以即使射束之角度相對較大，亦會選擇射束的正確部分。

在 圖 14及 圖 15之特定實例中，射束塑形限制器242被展示為與物鏡陣列241之底部電極302分離地形成的元件。在其他實施例中，射束塑形限制器242可與物鏡陣列241之底部電極一體地形成(例如，藉由執行微影以蝕刻掉適合於充當基板之相對側上之透鏡孔徑及射束阻擋孔徑的空腔)。

在一實施例中，在對應物鏡陣列241之底部電極中的對應透鏡孔徑之至少一部分的下游一段距離處提供射束塑形限制器242中之孔徑124。在可等於或大於透鏡孔徑之直徑的一下游距離處可提供射束塑形限制器，該距離較佳為透鏡孔徑之直徑的至少1.5倍以上，較佳為透鏡孔徑之直徑的至少2倍以上。

通常需要將射束塑形限制器242定位成鄰近於具有最強透鏡效應的每一物鏡之電極。在 圖 14及 圖 15之實例中，底部電極302將具有最強的透鏡效應且射束塑形限制器242鄰近於此電極而定位。此接物鏡是減速透鏡。在為加速透鏡的物鏡陣列中，上游電極301具有最強透鏡效應。射束塑形限制器242定位成鄰近於上游電極301。在物鏡陣列241包含兩個以上電極的情況下，諸如在具有三個電極之單透鏡組態的情況下，具有最強透鏡效應之電極將通常為中間電極。在此狀況下，將需要鄰近於中間電極定位射束塑形限制器242。因此，物鏡陣列241之電極中之至少一者可定位於射束塑形限制器242的下游。電子光學系統亦可經組態以控制物鏡陣列總成(例如，藉由控制施加至物鏡陣列之電極的電位)，使得射束塑形限制器242鄰近於物鏡陣列241的電極或與該電極整合，該電極具有物鏡陣列241之電極的最強透鏡效應。在此背景下，最強透鏡效應被認為是意謂兩個或兩個以上透鏡元件，亦即電子光學元件之最強透鏡對電子射束進行操作的效應。透鏡效應為元件(更典型地)使其操作所在之電子射束會聚或發散的程度。

通常亦需要將射束塑形限制器242定位於電場較小之區中，較佳定位於實質上無場區中。此情形藉由射束塑形限制器242之存在而避免或最小化對所要透鏡效應之破壞。

需要提供位於偵測器(例如，偵測器模組402)之上游的射束塑形限制器242，如 圖 14及 圖 15中所例示。提供位於偵測器之上游的射束塑形限制器242確保射束塑形限制器242不會阻擋自樣本208發射之帶電粒子且不會防止該等帶電粒子到達偵測器。因此，在偵測器提供於物鏡陣列241之所有電極上游的實施例中，亦需要提供位於物鏡陣列241之所有電極上游或甚至位於控制透鏡陣列250之電極中之一或多者上游的射束塑形限制器242。在此情境下，可能需要將射束塑形限制器242定位成儘可能接近於物鏡陣列241，同時仍位於偵測器之上游。射束塑形限制器242因此可在上游上直接鄰近於偵測器提供。

具有在控制透鏡陣列250之至少一個電極及/或物鏡陣列241之至少一個電極下游之射束塑形限制器242的上文所描述之物鏡陣列總成為一類別之物鏡配置之實例。此類別之實施例包含用於將多射束聚焦於樣本208上之電子光學系統的物鏡配置。物鏡配置包含上游透鏡化孔徑陣列(例如，最接近源201的物鏡陣列241之電極301，如 圖 14中所描繪)。物鏡配置進一步包含下游透鏡化孔徑陣列(例如，距源201最遠的物鏡陣列241之電極302，如 圖 14中所描繪)。下游透鏡化孔徑陣列(例如，電極302)及上游透鏡化孔徑陣列(例如，電極301)一起操作以透鏡化多射束之子射束。提供一射束限制孔徑陣列(例如， 圖 14中所描繪之射束塑形限制器242)，其中該等孔徑(例如， 圖 14中之射束限制孔徑124)之尺寸小於上游透鏡化孔徑陣列及下游透鏡化孔徑陣列中之孔徑(亦即，面積更小及/或直徑更小及/或其他特性尺寸更小)。射束限制孔徑陣列之孔徑經組態以將每一子射束限制為已穿過上游透鏡化孔徑陣列及下游透鏡化孔徑陣列中之各別孔徑之中心部分的子射束之一部分。如上文所描述，射束限制孔徑陣列可因此確保離開物鏡配置之物鏡的每一子射束已穿過各別透鏡之中心。

在本文所述之配置中的任一者中，對於非所要離軸像差有可能的是在未採取校正動作情況下在多射束中發生。離軸像差在此上下文中應理解為涵蓋多射束中或跨越多射束的任何缺陷，該等缺陷依據在垂直於多射束之主軸的平面內之位置發生變化(例如，自一個子射束至另一子射束)。

多射束中之離軸像差可包含多射束中的場曲率(例如，不同子射束之間的場曲率)。即，聚焦平面對於多射束的不同子射束為不同的，使得具有場曲率誤差之多射束在同一焦平面中，例如，樣本上將使子射束的僅一些聚焦。

多射束中之離軸像差可包含像散(其中在垂直平面中傳播之射束具有不同焦點)。

多射束中之離軸像差可包含由遠心誤差(例如，子射束之傳播方向上的角形誤差)引起之失真(例如，與個別子射束相關聯的位置誤差)。失真可由子射束之軸線的位置上之誤差來表徵，此係由於子射束通過樣本及/或通過垂直於多射束之主軸的其他參考平面。

多射束中之離軸像差可包含彗形像差。

在使用巨型準直儀270 (例如，如上文參看 圖 3至 圖 5所述)的實施例中離軸像差(特定言之，場曲率及像散)可為特別顯著的。此類例示性實施例中場曲率的典型值在巨型準直儀270之物件側上可係在1至2 mm散焦的範圍內。在此類實施例中像散的典型值在軸向方向與方位方向之間在巨型準直儀270之物件側上可係在1至2 mm焦點差的範圍內。使用聚光器透鏡陣列231而非巨型準直儀270 (例如，如上文參看 圖 8描述)的實施例中之場曲率及像散可較小，但校正仍為所要的。由巨型準直儀270引起之失真可通常係在0.5至1毫弧度(表達為遠心誤差)範圍內。對於具有大約10 mm之厚度的物鏡陣列總成，失真可因此對於徑向最外部子射束要求多達10微米的孔徑之移位。10微米之值可由該物鏡陣列之厚度與遠心誤差之上限的乘積(即，

)來判定。彗形像差通常預期為極小的。

在一些實施例中，物鏡陣列總成中平面元件(例如，電極)中之一或多者的孔徑經組態以補償(例如，至少部分補償)多射束中的離軸像差。此方法可與本文所述之物鏡陣列總成中的任一者一起使用。平面元件之孔徑可經組態以藉由塑形、定大小及/或定位以補償離軸像差來補償離軸像差。

孔徑之塑形、尺寸設定及/或定位可應用至一個平面元件，例如物鏡陣列241之電極中的一者內之多個孔徑。此情形可引起平面元件中之孔徑在平面元件內具備不同形狀、大小及/或位置(相對於標稱位置)的範圍。孔徑之塑形、定大小及/或定位可應用至複數個平面元件中之每一者，例如物鏡陣列241內之複數個電極內的多個孔徑。界定於平面元件中之一者中的孔徑陣列可因此具有不同於界定於平面元件中之另一者中之孔徑陣列的幾何形狀。物鏡陣列總成中孔徑之塑形、定大小及/或定位以補償離軸像差在應用至界定於平面元件(電極)中的孔徑時通常為最有效的，該等孔徑經組態以在物鏡陣列總成中(例如，物鏡陣列241中)提供最強透鏡效應。因此需要提供孔徑，該等孔徑經塑形、定大小及/或定位以補償至少，較佳僅平面元件(電極)中多射束中的離軸像差，該平面元件經組態以在物鏡陣列總成中(例如，物鏡陣列241)中提供最強透鏡效應。

如針對物鏡陣列241中之平面元件的例示性狀況在 圖 16及 圖 17中示意性地描繪，在一些實施例中，孔徑之至少一子集(界定於物鏡陣列總成之平面元件中)具有不同孔徑面積的範圍。不同孔徑面積之範圍可存在於同一平面元件或多個平面元件中的每一者中。 圖 16及 圖 17中所描繪之孔徑面積的變化為了清楚經誇示且將實際上小於所描繪的變化。舉例而言，對於具有50微米之直徑的圓孔，孔徑面積之典型變化可能對應於在0至2微米之範圍內的直徑偏差。(在此配置中，直徑偏差通常隨著相對於主軸成平方的徑向距離可按比例縮小，藉此變成愈逼近於主軸愈逼近於零)。實線圓表示具有具不同孔徑面積之範圍的孔徑。虛線圓表示未修改的孔徑大小以輔助所描繪之孔徑面積變化的可視識別。不同孔徑面積可藉由參看將具有相同孔徑面積的圓之直徑來描述。因此，孔徑面積可藉由參考直徑來描述，即使對應孔徑並非準確地為圓的。不同孔徑面積之範圍經選擇以補償多射束中的離軸像差。由不同孔徑面積之範圍補償的離軸像差可包含場曲率。變化通常將涉及孔徑面積依據距多射束之主軸的距離增大而增大(如 圖 16中示意性地描繪，其中主軸垂直於頁面且通過最中心的孔徑)。對於適當校正亦可能的是涉及孔徑面積依據距多射束之主軸之距離增大而減小(如在 圖 17中示意性地描繪)。在展示於 圖 16及 圖 17中的實例中，孔徑經配置於由柵格點701及柵格線702界定的規則柵格上。

如 圖 18及 圖 19中針對物鏡陣列241之平面元件的例示性狀況示意性地描繪，在一些實施例中，孔徑之至少一子集(界定於物鏡陣列總成之平面元件中)具有不同橢圓率的範圍。不同橢圓率之範圍可存在於同一平面元件或多個平面元件中的每一者中。 圖 18及 圖 19中所描繪之橢圓率的變化為了清楚經誇示且將實際上小於所描繪的變化。舉例而言，相對於具有50微米之直徑的初始圓形孔徑，橢圓率之典型變化可能對應於主軸大小之高大約0至2微米的變化。不同橢圓率之範圍經選擇以補償多射束中的離軸像差。由不同橢圓率之範圍補償的離軸像差可包含像散。變化可涉及孔徑之徑向定向軸線(其可為主軸)的大小依據距多射束之主軸的距離增大的增大(如在 圖 18中示意性地描繪，其中主軸垂直於頁面且通過最中心的孔徑)。對於適當校正亦可能的是涉及孔徑的方位角地定向之軸線(其可為長軸)的大小上依據距多射束之主軸之距離增大的增大(如 圖 19中示意性地描繪)。

準直儀(例如，諸如 圖 3及 圖 5中所描繪之巨型準直儀的巨型準直儀270)之物件側上的場曲率及像散在量值上由等於總線性放大率除以總方位角放大率的因數與樣本平面處之場曲率及像散相關。總線性放大率由Mtot給出。總方位角放大率由Ma_tot給出。對於Mtot=1/15且Ma_tot=50的典型值，準直儀之物件側上在1至2 mm之範圍內的場曲率及像散因此對應於物鏡之影像側上在1.3至2.7微米之範圍內的場曲率及像散(因為

且

)。所使用之精準縮小率取決於為目標的解析度及導降能量以及源201的特性。

減速靜電透鏡之焦距將由孔徑透鏡支配，該孔徑透鏡由電極在最低射束能量下形成。此焦距粗略地為4*U.beam/電場(U.beam=孔徑透鏡處的射束能量，E.field為靜電場)。然而，此焦距對透鏡之孔徑面積(透鏡直徑)亦具有輕微依賴性。通常，此情形導致焦距相較於假定焦距粗略地為4*U.beam/E.field情況下獲得之評估值大出約

，其中

為透鏡直徑。因此，為了校正樣本層級下約一微米或幾微米(例如，0.5 微米至5微米)的場曲率，調整透鏡直徑達對應量(例如，0.5微米至5微米)除以0.6將為足夠的。舉例而言，此情形相較於50微米至200微米之典型透鏡直徑仍為相對較小的。此類校正因此為實際的。

以上計算亦展示，若校正在物鏡陣列總成上游上(即，在顯著縮小之前)由透鏡陣列施加，則在公釐範圍內之透鏡直徑的變化將被需要。在透鏡節距顯著小於一毫米時，此類量值的變化並非實際的。

在一些實施例中，如 圖 20及 圖 21中所例示，孔徑之至少一子集(界定於物鏡陣列總成之平面元件中)例如在各別元件之平面中相對於標稱位置移位。此類移位可橫向於多射束的路徑。此類標稱位置可對應於柵格之柵格線之間的交叉點。孔徑各自關於柵格上之對應標稱位置而移位。移位經選擇以補償多射束中的離軸像差。標稱位置可設置於規則柵格上。舉例而言，規則柵格可包含矩形、正方形或六邊形柵格。在所展示之實例中，標稱位置由柵格點701及柵格線702指示。標稱位置可表示對應於不存在離軸像差之理想組態的位置。自標稱位置之移位可存在於同一平面元件或多個平面元件中的每一者中。 圖 20及 圖 21中所描繪之移位為了清楚經誇示且將實際上小於所描繪的移位。移位使得孔徑位於相對於標稱柵格(由柵格線702描繪)失真的柵格(由粗虛線描繪)上。由移位補償之離軸像差可包含由遠心誤差引起的失真。移位如 圖 20及 圖 21中所例示可徑向向內(朝向多射束的主軸)或徑向朝外。在兩種狀況下，移位之大小可隨著徑向距離增大。在 圖 20及 圖 21之簡化實例中，此情形導致相較於側向孔徑移位更多的隅角孔徑。

如 圖 20及 圖 21中所例示，孔徑之移位可設置於物鏡陣列總成包含控制透鏡陣列250的實施例中。在此類型之實施例中，孔徑可在控制透鏡陣列250及物鏡陣列241中的任一者或兩者上移位。在所示實例中，控制透鏡陣列250包含三個電極601至603。控制透鏡陣列250可經配置且組態以在上文參看 圖 3至 圖 15描述的方式中之任一者操作。在此實例中，孔徑在所有三個電極601至603中移位。所要地，對於子射束路徑之至少一子集中的每一者，沿著子射束路徑定位之物鏡陣列總成中之所有孔徑經移位，除了提供最強透鏡效應之平面元件(電極)中的孔徑外。在提供減速透鏡效應的物鏡陣列241包含兩個平面元件(電極301及302)的 圖 21中所展示的實例中，最低電極302將提供最強透鏡效應。在另一配置中，兩個平面元件提供加速透鏡，其中最上電極301提供最強透鏡效應。在物鏡陣列241包含單透鏡的替代實施例中，中心電極可提供最強透鏡效應。移位如 圖 21中所展示較佳經選擇，使得通過提供最強透鏡效應之電極(在所示實例中的電極302)中之孔徑之中心的子射束亦將會通過上游對應移位孔徑的中心。如 圖 21中所展示，在本實例中，電極601至603及301中之三個最左孔徑向右移位(如由水平箭頭指示)以便與通過電極302中對應孔徑之中心的子射束801對準。電極601至603及301中之三個最右孔徑向左移位(如由水平箭頭指示)移位，以便與通過電極302中之對應孔徑之中心的子射束802對準。另一方面，最低電極302中的孔徑在此實例中並不移位。

如 圖 20及 圖 21中進一步例示，孔徑之移位可設置於物鏡陣列總成包含上部射束限制器252的實施例中。上部射束限制252係在控制透鏡陣列250的上游。上部射束限制器252界定射束限制孔徑陣列。上部射束限制器252可經配置且經組態而以上文參看 圖 3至 圖 15描述的方式中之任一者操作。在此類型之實施例中，孔徑之移位可皆施加至界定於控制透鏡陣列250之一或多個電極601至603中的孔徑且上部射束限制器252中的射束限制孔徑。界定於控制透鏡陣列250及上部射束限制器252中之孔徑的至少一子集可因此設置於相對於標稱位置移位的位置處，其中移位經選擇以補償多射束中的離軸像差。在此實例中，在控制透鏡陣列250之所有三個電極601至603中且在上部射束限制器252中移位孔徑。移位可經選擇，使得通過提供最強透鏡效應的平面元件中之孔徑之中心的子射束路徑亦將會通過上游對應移位孔徑的中心。

如 圖 20及 圖 21之配置中所展示，子射束路徑801、802中之所有元件(諸如，物鏡陣列241、控制透鏡及上部射束限制器252)的平面元件，例如電極中之所有孔徑經對準。即，子射束路徑之孔徑關於照明之「遠心」對準，使得射束通過平面元件中所有孔徑的中心。儘管如上文所述，較佳的是提供最強透鏡效應之平面元件(因此物鏡之底部電極)經選擇為參考平面元件，該等平面元件中之任一者可經選擇為參考。在選擇任一平面元件作為參考中，平面元件可全部移位，且剩餘的又其他平面元件的孔徑可與射束路徑對準。此係因為對準為相對的。實際上，依據像差，此情形在任何其他平面元件被選擇為參考情況下將不重要。因此，參考可為觀測者或樣本之參考座標系。在選擇樣本作為參考的透視圖中，由多射束中之子射束路徑的相對位置界定的柵格可被視為理想柵格或規則柵格。採用此參考在應用掃描策略至多射束時為有幫助的。

在一些實施例中，如 圖 22及 圖 23中所例示，物鏡陣列總成之平面元件包含在形成物鏡陣列241之至少一個平面元件下游上的射束塑形限制器242。射束塑形限制器242界定射束限制孔徑陣列。射束塑形限制器242可經配置且經組態而以上文參看 圖 3至 圖 15，特別而言參看 圖 14及 圖 15所描述之方式中的任一者操作。在所示實例中，形成物鏡陣列241之平面元件包含兩個電極301至302。射束塑形限制器242位於電極301至302中之兩者的下游。在一些實施例中，界定於射束塑形限制器242中之射束限制孔徑之至少一子集設置於數個位置處，該等位置在形成物鏡陣列241之平面元件301至302上游上相對於孔徑之各別中心軸線704移位。移位可經選擇以補償多射束中的離軸像差。移位補償之離軸像差可包含彗形像差。若彗形像差之補償增大像散及/或場曲率，則此等效應可藉由使孔徑面積及/或孔徑的橢圓率發生變化來補償，如上文參看 圖 16至 圖 19所述。

因此，為了引入彗形像差補償以校正彗星像差，如先前所描述，具有物鏡之最強元件的電極應關於路徑來移位。如關於 圖 20及 圖 21所描述，在彗形像差補償之前，物鏡陣列總成之所有平面元件中的孔徑經定位至通過每一對應孔徑之中心的子射束路徑。因此，在樣本之參考座標系中，多射束配置對應於規則或理想柵格。引入彗形像差補償意謂，射束塑形限制器242之孔徑經移位，使得子路徑與射束塑形限制器242中對應孔徑之中心未對準。因此，未對準將引入如所提到的彗形像差補償及許多像差，諸如失真或遠心誤差、場曲率及像散。由於遠心誤差、場曲率及像散的引入可要求以上述方式的進一步校正，因此較佳的是彗形像差為可忽略的。然而，彗形像差在需要時可予以校正。

因此，物鏡陣列總成之元件可具有孔徑，該等孔徑依據位置、橢圓率及/或孔徑面積相對於射束配置進行修正以便補償離軸像差，諸如：場曲率、像散、遠心誤差及/或彗形像差。

在例如如上文參看 圖 8所述的包含聚光器透鏡陣列231之實施例中，聚光器透鏡陣列231可經組態以相對於子射束之標稱位置在物鏡241處移位子射束之至少一子集的位置。移位可經選擇以校正多射束中的離軸像差。由移位校正之離軸像差可包含由遠心誤差引起的失真。如 圖 24中所示意性地描繪，子射束之移位可藉由在聚光器透鏡陣列中相對於聚光器透鏡之標稱位置移位的位置處提供各別聚光器透鏡來至少部分地實施。標稱位置可設置於規則柵格上。舉例而言，規則柵格可包含矩形、正方形或六邊形柵格。在所展實施例中，標稱位置由柵格點711及柵格線712指示。標稱位置可表示對應於不存在離軸像差之理想組態的位置。自標稱位置之移位可存在於同一平面元件或多個平面元件中的每一者中。圖24中所描繪之移位為了清楚經誇示且將實際上小於所描繪的變化。移位使得孔徑位於相對於標稱柵格(由柵格線712描繪)失真的柵格(由粗虛線描繪)上。替代地或另外，一或多個偏轉器可用以至少部分實施子射束的移位。

形成物鏡陣列241之一或多個平面元件中之孔徑相對於標稱位置移位的上述實施例中之任一者可用以補償彗形像差。此方法在例如如上文參看 圖 8描述的包含聚光器透鏡陣列231之實施例中可為特別期望的。在此電子光學設計中，聚光器透鏡陣列231或與聚光器透鏡陣列231相關聯的射束限制孔徑陣列使多射束配置的子射束塑形。此類設計可能不能使電子光學設計之物鏡陣列總成中的射束塑形限制器特徵化(物鏡陣列總成如上文所述可用以補償彗形像差)。在使用聚光器透鏡陣列231 (例如，如上文參看 圖 8所述)的實施例中，物鏡陣列總成可經組態而以上文針對並不包括聚光器透鏡陣列231之實施例描述的方式中之任一者來補償多射束中的其他離軸像差。舉例而言，物鏡陣列總成可經組態以校正像散、場曲率及/或失真(例如，由遠心誤差引起)。

如 圖 25中示意性地描繪，本文所描述的實施例中之任一者可經調適，使得多射束通過僅界定於平面元件中之孔徑之居中定位子集。 圖 25描繪說明性平面元件(例如，物鏡陣列241中的電極)，其中多射束通過僅由虛線框720包圍之中心區內的孔徑。子射束通過虛線框720內之所有孔徑，且不通過虛線框720外部的任一孔徑。虛線框720外部的孔徑可被稱為虛設孔徑。儘管無子射束通過虛設孔徑，但其存在可有助於減小或消除在並未提供虛設孔徑情況下可能發生的邊緣效應。因此，界定於子射束在操作中通過之平面板中的陣列之每一孔徑由孔徑包圍。子射束通過之孔徑遠離孔徑陣列的邊緣。用以補償離軸像差的孔徑之上述塑形、定大小及/或定位之任一者亦可應用至虛設孔徑。

在一些實施例中，在子射束朝向樣本投影期間在物鏡陣列中施加之電場可使得物鏡陣列總成中之平面元件(例如，電極)中的一或多者變形。舉例而言，物鏡陣列241可由電場引起失真。失真可被稱為弓曲。失真將通常起因於電極之間的吸引力，使得電極之間的距離變得較小。使得電極之間的距離較小將增大電極之間的靜電場強度。增大靜電場強度將導致更短的焦距。此情形係針對減速物鏡及單透鏡物鏡兩者的狀況。對於減速物鏡，透鏡自身另外將向上移動。此係因為優勢透鏡由最下部電極形成。此類最下電極將向上彎曲。對於單透鏡物鏡，優勢透鏡係藉由將不彎曲的中心電極形成。此係歸因於中心電極上方與下方之靜電場的對稱性。透鏡電極之失真的效應為場曲率。在一些實施例中，物鏡陣列241經組態，使得失真至少部分補償多射束中的場曲率。物鏡陣列241及該物鏡陣列241的驅動可因此經組態，使得對場曲率之貢獻在正負號上與來自其他源之對場曲率的貢獻相反。在使用巨型準直儀270的實施例中通常將為此狀況，此係因為由巨型準直儀270貢獻的場曲率在正負號上將與由物鏡陣列總成中之電極之失真貢獻的場區率相反。在一些實施例中，失真補償來自其他源之多射束中場曲率的大部分，較佳地大體上全部。在一些實施例中，平面元件之孔徑面積亦如上文所述發生變化以補償場曲率(視需要包括物鏡陣列241中由靜電場誘發之失真貢獻的場曲率)。因此，電子光學柱可管理之場曲率像差可大於可由物鏡陣列內之曲折或者大小、位置及/或橢圓率，較佳地大小分佈之修改可達成或前述各者可單獨達成的像差。

在 圖 16至 圖 25中揭示且描述的實施例中，孔徑陣列展示為具有有限數目個孔徑，例如九或二十五個孔徑。然而，意欲此等圖為例示性的，且孔徑陣列可具有任何數目個孔徑，例如多達20000個孔徑。孔徑可沿著可為諸如正方形之矩形或六邊形的柵格配置成陣列。

對組件或者組件或元件之系統的參考係可控制的而以某種方式操縱帶電粒子射束包括組態控制器或控制系統或控制單元以控制組件以按所描述方式操縱帶電粒子射束，並且視情況使用其他控制器或裝置(例如，電壓供應件及或電流供應件)以控制組件從而以此方式操縱帶電粒子射束。舉例而言，電壓供應件可電連接至一或多個組件以在控制器或控制系統或控制單元之控制下將電位施加至該等組件，諸如(在非限制清單中)控制透鏡陣列250、物鏡陣列241、聚光器透鏡231、校正器、準直儀元件陣列271及掃描偏轉器陣列260。諸如載物台之可致動組件可為可控制的，以使用用以控制該組件之致動之一或多個控制器、控制系統或控制單元來致動諸如射束路徑之另外組件且因此相對於諸如射束路徑之另外組件移動。

本文中所描述之實施例可採用沿著射束或多射束路徑以陣列形式配置的一系列孔徑陣列或電子光學元件的形式。此類電子光學元件可為靜電的。在一實施例中，例如在樣本之前的子射束路徑中自射束限制孔徑陣列至最後電子光學元件的所有電子光學元件可為靜電的，及/或可呈孔徑陣列或板陣列之形式。在一些配置中，電子光學元件中之一或多者被製造為微機電系統(MEMS) (亦即，使用MEMS製造技術)。

對上部及下部、向上及向下、上方及下方之參考應被理解為係指平行於照射於樣本208上之電子射束或多射束之(通常但未必總是豎直的)上游及下游方向。因此，對上游及下游之參考意欲指獨立於任何當前重力場關於射束路徑之方向。

根據本發明之實施例的評估工具可為進行樣本之定性評估(例如，通過/失敗)之工具、進行樣本之定量量測(例如，特徵之大小)的工具，或產生樣本之映射影像的工具。評估工具之實例為檢測工具(例如，用於識別缺陷)、檢閱工具(例如，用於分類缺陷)及度量衡工具，或能夠執行與檢測工具、檢視工具或度量衡工具(例如，度量衡檢測工具)相關聯之評估功能性之任何組合的工具。電子光學柱40可為評估工具之組件；諸如檢測工具或度量衡檢測工具，或電子射束微影工具之部分。本文中對工具之任何參考皆意欲涵蓋裝置、設備或系統，該工具包含可共置或可不共置且甚至可位於單獨場所中尤其例如用於資料處理元件的各種組件。

術語「子射束」及「細射束」在本文中可互換使用且均被理解為涵蓋藉由劃分或分裂母輻射射束而自母輻射射束導出之任何輻射射束。術語「操縱器」用以涵蓋影響子射束或細射束之路徑之任何元件，諸如透鏡或偏轉器。

對沿著射束路徑或子射束路徑對準之元件的參考應被理解為意謂各別元件沿著射束路徑或子射束路徑定位。

對光學件之參考應被理解為意謂電子光學件。

本說明書中對控制諸如控制透鏡及物鏡之電子光學元件之參考意欲指藉由機械設計進行之控制及藉由操作所施加電壓或電位差的設定進行之控制兩者，亦即，被動控制以及主動控制，諸如藉由電子光學柱內之自動控制或藉由使用者選擇。對主動或被動控制之偏好應藉由上下文判定。

儘管已結合各種實施例描述本發明，但自本說明書之考量及本文中揭示之本發明之實踐，本發明之其他實施例對於熟習此項技術者將顯而易見。意欲將本說明書及實例視為僅例示性的，其中本發明之真實範疇及精神由以下條項及申請專利範圍指示。

提供以下條項：

條項1：一種用於一帶電粒子工具之一電子光學系統的物鏡陣列總成，該物鏡陣列總成經組態以使子射束的一多射束聚焦於一樣本上，且包含：平面元件，該等平面元件界定沿著該多射束之子射束路徑對準的複數個孔徑且包含經組態以朝向一樣本投影該多射束的一物鏡陣列，其中該等平面元件中一或多者的該等孔徑經組態以補償該多射束中的離軸像差。

條項2。如條項1之總成，其中該等平面元件中之一或多者的該等孔徑經塑形、定大小及/或定位以補償該多射束中的離軸像差。

條項3。如條項2之總成，其中經塑形、定大小及/或定位以補償該多射束中之離軸像差的該等孔徑為界定於至少該平面元件中，較佳僅該元件中的孔徑，該平面元件經組態以在該物鏡陣列總成中提供最強透鏡效應。

條項4：如任一前述條項之總成，其中該等孔徑之至少一子集具有不同孔徑面積的一範圍，不同孔徑面積的該範圍經選擇以補償該多射束中的離軸像差，較佳地孔徑之子集界定於一或多個平面元件中，較佳地同一平面元件中。

條項5：如條項4之總成，其中由不同孔徑面積之該範圍補償的該等離軸像差包含場曲率。

條項6：如任一前述條項之總成，其中該等孔徑之至少一子集具有不同橢圓率的一範圍，不同橢圓率的該範圍經選擇以補償該多射束中的離軸像差，較佳地孔徑之至少一子集界定於一或多個平面元件中，較佳地同一平面元件中。

條項7：如條項6之總成，其中由橢圓率之範圍補償的離軸像差包含像散。

條項8：如任一前述條項之總成，其中該等孔徑之至少一子集相對於標稱位置經移位，該等移位經選擇以補償該多射束中的離軸像差，較佳地孔徑之至少一子集界定於一或多個平面元件中，較佳地同一平面元件中。

條項9：如條項8之總成，其中該等標稱位置係在一規則柵格上，較佳地該規則柵格對於複數個平面元件為共同的。

條項10：如條項9之總成，其中規則柵格包含諸如正方形柵格之一矩形柵格或六邊形柵格。

條項11：如條項8至10中任一項之總成，其中由移位補償之離軸像差包含由遠心誤差引起的失真。

條項12：如任一前述條項之總成，其中經組態以補償該多射束中之離軸像差的該等孔徑之至少一子集為界定於該物鏡陣列之一或多個平面元件中的孔徑，較佳地孔徑之子集界定於一或多個平面元件中，較佳同一平面元件中。

條項13：如任一前述條項之總成，其中平面元件進一步包含定位於該物鏡陣列上游的控制透鏡陣列，該等控制透鏡經組態以對子射束進行預聚焦。

條項14：如條項13之總成，其中該等平面元件進一步包含自該控制透鏡陣列上游的一上部射束限制器，其中該上部射束限制器界定一射束限制孔徑陣列。

條項15：如條項13或14之總成，其中界定於該控制透鏡陣列中之該等孔徑的至少一子集設置於相對於標稱位置移位的位置，該等移位經選擇以補償該多射束中的離軸像差，較佳地孔徑之子集界定於一或多個平面元件中，較佳同一平面元件中，較佳地標稱位置係在規則柵格上，較佳地規則柵格對於複數個平面元件為共同的。

條項16：如條項13或14之總成，其中界定於該控制透鏡陣列中之孔徑的至少一子集及上部射束限制器設置於相對於標稱位置移位的位置，該等移位經選擇以補償多射束中的離軸像差，較佳地孔徑之子集界定於一或多個平面元件中，較佳相同平面元件中。

條項17：如條項8至16中任一項之總成，其中該等移位經選擇，使得通過該等平面元件中之孔徑之中心從而提供最強透鏡效應的子射束路徑亦將會通過上游對應移位孔徑的中心。

條項18：如任一前述條項之總成，其中該等平面元件包含自形成該物鏡陣列之至少一個平面元件起在下游上的一射束塑形限制器，該射束塑形限制器界定一射束限制孔徑陣列。

條項19：如條項18之總成，其中界定於射束塑形限制器中之射束限制孔徑之至少一子集設置於相對於形成物鏡陣列之上游平面元件中之孔徑的各別中心軸線移位的位置處，較佳地移位經選擇以補償多射束中的離軸像差，較佳地孔徑子集界定於一或多個平面元件中，較佳同一平面元件中。

條項20：如條項19之總成，其中由移位補償的離軸像差包含彗形像差。

條項21：如任一前述條項之總成，其進一步包含經組態以偵測自該樣本發射之帶電粒子的一偵測器，該偵測器之至少部分較佳地相鄰於該物鏡陣列及/或與該物鏡陣列整合成一體，較佳地該偵測器提供該總成的一面向樣本的表面。

條項22：一種用於一帶電粒子工具之一電子光學系統的物鏡陣列總成，該物鏡陣列總成經組態以使子射束的一多射束聚焦於一樣本上，且包含物鏡陣列，該物鏡陣列經組態以朝向樣本投影多射束，物鏡陣列總成包含平面元件，該等平面元件界定沿著多射束之子射束路徑對準的複數個孔徑，其中界定於平面元件中之一或多者中的孔徑陣列經組態以補償多射束中的離軸像差。

條項23：如任一前述請求項之物鏡陣列總成，其中離軸像差包含遠心誤差、場曲率、像散及彗形像差中的至少一者。

條項24：一種包含如任一前述條項之物鏡陣列總成的電子光學系統。

條項25：如條項24之系統，其進一步包含位於該物鏡陣列總成上游的一準直儀。

條項26：如條項25之系統，其中該準直儀包含經組態以將一宏觀準直施加至該射束之一巨型準直儀。

條項27：如條項24至26中任一項之系統，其進一步包含位於該物鏡陣列總成之上游的一聚光器透鏡陣列，該聚光器透鏡陣列較佳經組態以產生該多射束。

條項28：如條項27之系統，其中該聚光器透鏡陣列中之聚光器透鏡經組態以在該物鏡陣列總成中在聚光器透鏡陣列與各別物鏡之間形成各別中間焦點，較佳地使得子射束路徑在聚光器透鏡陣列與中間焦點之間關於彼此發散。

條項29：如條項27或28之系統，其中聚光器透鏡陣列經組態以相對於子射束之標稱位置在物鏡陣列處使子射束之至少一子集的位置移位，移位經選擇以校正多射束中的離軸像差，較佳地孔徑之子集界定於一或多個平面元件中，較佳地同一平面元件中，較佳地標稱位置係在規則柵格上，較佳地規則柵格對於複數個平面元件為共同的。

條項30：如條項29之系統，其中子射束之移位藉由在聚光器透鏡陣列中的數個位置處提供各別聚光器透鏡器至少部分實施，該等位置相對於聚光器透鏡之標稱位置移位。

條項31：如條項29或30之系統，其進一步包含一或多個偏轉器，該一或多個偏轉器經組態以至少部分實施子射束的移位。

條項32：如條項29至31中任一項之系統，其中由移位校正之離軸像差包含由遠心誤差引起的失真。

條項33：如條項24至32中任一項之系統，其中界定於形成物鏡陣列之平面元件中之至少一個中的孔徑之至少一子集設置於相對於標稱位置移位的位置處，移位經選擇以補償多射束中的離軸像差，較佳地標稱位置係在規則柵格上，較佳地規則柵格對於複數個平面元件為共同的。

條項34：如條項33之系統，其中孔徑至少，較佳僅在平面元件中相對於標稱位置移位，該平面元件經組態以在物鏡陣列中提供最強透鏡效應。

條項35：如條項33或34之系統，其中由移位補償的離軸像差包含彗形像差。

條項36：如條項24至35中任一項之系統，其經組態，使得多射束通過界定於平面元件中之孔徑的僅居中定位的子集。

條項37：如條項24至36中任一項之系統，其進一步包含一源，該源經組態以提供一帶電粒子射束，多射束係自該帶電粒子射束導出。

條項38： 一種電子光學系統陣列，其包含： 如條項24至37中任一項的複數個電子光學系統，其中： 該等電子光學系統經組態以將各別多射束同時聚焦至同一樣本之不同區上。

條項39：一種電子光學設備，該電子光學設備包含如條項24至37中任一項之系統或者條項38的電子光學系統陣列。

條項40：如條項39之設備，其包含經組態以提供導出一多射束的一帶電粒子射束之一源或針對每一各別系統的一源，且經組態以提供導出一多射束之各別系統的一帶電粒子射束。

條項41：如條項39或40之設備，其包含經組態以支撐一樣本的一載物台，較佳地該載物台包含經組態以支撐該樣本的一支架。

條項42：一種使帶電粒子的多射束朝向樣本聚焦的方法，該方法包含：提供如條項1至23中任一項之物鏡陣列總成；及使用該物鏡陣列來朝向該樣本投影子射束。

條項43：一種使帶電粒子的多射束朝向一樣本聚焦的方法，該方法包含：提供包含平面元件的物鏡陣列總成，該等平面元件界定沿著多射束之子射束路徑對準的複數個孔徑且包含經組態以朝向樣本投影多射束的物鏡陣列；及使用界定於平面元件中之一或多者中的孔徑來補償多射束中的離軸像差。

條項44：如條項42或43之方法，其中物鏡陣列在子射束朝向該樣本投影期間由施加於物鏡陣列中的靜電場失真，且失真至少部分補償多射束中的場曲率。

條項45：如條項44之方法，其中失真補償多射束中場曲率的大部分。

條項46：如條項44或45之方法，其中界定於物鏡陣列中之孔徑的至少一子集經配置以具有不同孔徑面積的範圍以補償多射束中由物鏡陣列之由靜電場引起之失真引起的場曲率，較佳地孔徑之子集界定於一或多個平面元件中，較佳同一平面元件中。

條項47：如條項42至46中任一項之方法，其中使得多射束通過界定於平面元件中的孔徑之僅居中定位之子集。

條項48：一種使一帶電粒子多射束朝向一樣本聚焦的方法，該方法包含：使用一物鏡陣列總成朝向一樣本投影多射束；及補償該物鏡陣列內多射束中的離軸像差。

條項49：如條項43或48中任一項之方法，其中孔徑之至少一子集具有不同孔徑面積的一範圍，不同孔徑面積之範圍經選擇以補償多射束中的離軸像差，及/或孔徑之至少一子集具有不同橢圓率的範圍，不同橢圓率的範圍經選擇以補償多射束中的離軸像差，及/或孔徑之至少一子集相對於標稱位置移位，移位經選擇以補償多射束中的離軸像差。

10:主腔室 20:裝載鎖定腔室 30:裝備前端模組(EFEM) 30a:第一裝載埠 30b:第二裝載埠 40:電子射束工具 50:控制器 100:例示性帶電粒子射束檢測設備 124:射束限制孔徑 201:電子源 202:初級電子射束 207:樣本固持器 208:樣本 209:機動載物台 211:子射束 212:子射束 213:子射束 221:探測光點 222:探測光點 223:探測光點 230:投影設備 231:聚光器透鏡陣列 235:偏轉器 240:電子偵測裝置 241:物鏡陣列 242:射束塑形限制器 250:控制透鏡陣列 252:上部射束限制器 260:掃描偏轉器陣列 265:巨型掃描偏轉器 270:準直儀 271:準直儀元件陣列 300:物鏡 301:中間或第一電極 302:下部或第二電極 303:上部或第三電極 401:部分 402:偵測器模組 404:矽基板 405:捕捉電極 406:射束孔徑 407:邏輯層 408:佈線層 409:矽穿孔 500:電子光學系統陣列 600:控制透鏡 601:電極 602:電極 603:電極 701:柵格點 702:柵格線 711:柵格點 712:柵格線 720:虛線框 801:子射束 802:子射束 V1:電壓源 V2:電壓源 V3:電壓源 V4:另一電壓源 V5:電位源 V5:電位源 V7:電位源

本發明之上述及其他態樣自結合附圖進行的例示性實施例之描述將變得更顯而易見。

圖 1為說明例示性帶電粒子射束檢測設備之示意圖。

圖 2為說明例示性多射束設備的示意圖，該多射束設備為 圖 1之例示性帶電粒子射束檢測設備的部分。

圖 3為包含巨型準直儀及巨型掃描偏轉器之例示性電子光學系統的示意圖。

圖 4為針對例示性配置之導降能量對解析度的圖。

圖 5為包含巨型準直儀及掃描偏轉器陣列之例示性電子光學系統的示意圖。

圖 6為包含準直儀元件陣列及掃描偏轉器陣列之例示性電子光學系統的示意圖。

圖 7為包含 圖 6之電子光學系統之例示性電子光學系統陣列的示意圖。

圖 8為包含位於一物鏡陣列總成上游之一聚光器透鏡陣列的例示性電子光學系統的示意圖。

圖 9為控制透鏡及物鏡之放大圖。

圖 10為整合有雙電極物鏡陣列之偵測器模組的示意性側視截面圖。

圖 11為 圖 10中所描繪之類型的偵測器模組之仰視圖。

圖 12為替代偵測器模組之仰視圖，其中射束孔徑係呈六邊形緊密填集陣列。

圖 13描繪用於併入於 圖 10之物鏡陣列中之偵測器模組的放大示意性橫截面圖。

圖 14為形成具有射束塑形限制器之物鏡及具有上部射束限制器之控制透鏡的電極之數個部分的示意性側向截面圖。

圖 15為相對於 圖 14中之平面A-A之示意性放大俯視截面圖，其展示射束塑形限制器中之射束限制孔徑。

圖 16為包含平面元件之實例總成之一部分的俯視圖，該等平面元件界定具有不同孔徑面積範圍內的孔徑從而補償場曲率。

圖 17為包含平面元件之另一實例總成之一部分的俯視圖，該等平面元件界定具有不同孔徑面積範圍的孔徑從而補償場曲率。

圖 18為包含平面元件之另一實例總成之一部分的俯視圖，該等平面元件界定具有不同橢圓率範圍的孔徑從而補償像散。

圖 19為包含平面元件之另一實例總成之一部分的俯視圖，該等平面元件界定具有不同橢圓率範圍的孔徑從而補償像散。

圖 20為包含平面元件之另一實例總成之部分的相對於展示於 圖 21中之平面A-A的截面圖，該等平面元件界定關於標稱位置移位以校正由遠心誤差引起之失真的孔徑。

圖 21為 圖 20之配置相對於平面B-B的截面圖。

圖 22為射束塑形限制器之射束限制孔徑設置於數個位置處的實例總成之一部分的仰視圖，該等位置在上游平面元件中相對於孔徑的各別中心軸線移位。

圖 23為 圖 22之配置相對於平面A-A的側向截面圖。

圖 24為聚光器透鏡陣列之一部分的仰視圖，在該聚光器透鏡陣列中，孔徑關於標稱位置移位以校正由遠心誤差引起之失真。

圖 25為包含虛設孔徑之實例平面元件之一部分的俯視圖。

701:柵格點

702:柵格線

Claims (15)

1. 一種包含一電子光學系統的電子光學設備，該電子光學系統包含：一源，其經組態以提供一帶電粒子射束，一多射束係自該帶電粒子射束導出；及一物鏡陣列總成，其用於一帶電粒子工具之一電子光學系統，該物鏡陣列總成經組態以使子射束的一多射束聚焦於一樣本上，且包含： 平面元件，該等平面元件界定沿著該多射束之子射束路徑對準的複數個孔徑且包含經組態以朝向一樣本投影該多射束的一物鏡陣列， 其中該等平面元件中一或多者的該等孔徑經組態以補償該多射束中的離軸像差，該等孔徑之至少一子集具有不同孔徑面積的一範圍，不同孔徑面積之該範圍經選擇以補償該多射束中的離軸像差。
2. 如請求項1之電子光學設備，其中該等平面元件中之一或多者的該等孔徑經塑形、定大小及/或定位以補償該多射束中的離軸像差。
3. 如請求項2之電子光學設備，其中經塑形、定大小及/或定位以補償該多射束中之離軸像差的該等孔徑為界定於至少該平面元件中，較佳僅該平面元件中的孔徑，該平面元件經組態以在該物鏡陣列總成中提供最強透鏡效應。
4. 如請求項1至3中任一項之電子光學設備，由不同孔徑面積之該範圍補償的該等離軸像差包含場曲率。
5. 如請求項1至3中任一項之電子光學設備，其中該等孔徑之至少一子集具有不同橢圓率的一範圍，不同橢圓率的該範圍經選擇以補償該多射束中的離軸像差，較佳地由不同橢圓率之該範圍補償的該等離軸像差包含像散。
6. 如請求項1至3中任一項之電子光學設備，其中該等孔徑之至少一子集相對於標稱位置經移位，該等移位經選擇以補償該多射束中的離軸像差，較佳地由該等移位補償之該等離軸像差包含由遠心誤差引起的失真。
7. 如請求項1至3中任一項之電子光學設備，其中經組態以補償該多射束中之離軸像差的該等孔徑之至少一子集為界定於該物鏡陣列之一或多個平面元件中的孔徑。
8. 如請求項1至3中任一項之電子光學設備，其中該等平面元件進一步包含定位於該物鏡陣列之上游的一控制透鏡陣列，該等控制透鏡經組態以對該等子射束進行預聚焦。
9. 如請求項8之電子光學設備，其中該等平面元件進一步包含該控制透鏡陣列上游的一上部射束限制器，其中該上部射束限制器界定一射束限制孔徑陣列。
10. 如請求項8之電子光學設備，其中界定於該控制透鏡陣列中之該等孔徑的至少一子集設置於相對於標稱位置移位的位置，該等移位經選擇以補償該多射束中的離軸像差。
11. 如請求項8之電子光學設備，其中界定於該控制透鏡陣列中之該等孔徑之至少一子集及上部射束限制器設置於相對於標稱位置移位的位置處，該等移位經選擇以補償該多射束中的離軸像差。
12. 如請求項6之電子光學設備，其中該等移位經選擇，使得通過提供該最強透鏡效應的該平面元件中之孔徑之中心的子射束路徑亦將會通過上游對應移位孔徑的中心。
13. 如請求項1至3中任一項之電子光學設備，其中該等平面元件包含在形成該物鏡陣列之至少一個平面元件下游的一射束塑形限制器，該射束塑形限制器界定一射束限制孔徑陣列。
14. 如請求項13之電子光學設備，其中界定於該射束塑形限制器中之該等射束限制孔徑之至少一子集設置於相對於形成該物鏡陣列之上游平面元件中的孔徑之各別中心軸線移位的位置處，較佳地該等移位經選擇以補償該該多射束中的離軸像差，較佳地由該等移位補償的該等離軸像差包含彗形像差。
15. 如請求項1至3中任一項之電子光學設備，其進一步包含經組態以偵測自該樣本發射之帶電粒子的一偵測器，該偵測器之至少部分較佳地相鄰於該物鏡陣列及/或與該物鏡陣列整合成一體，較佳地該偵測器提供該總成的一面向樣本的表面。

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