用于以具有经滤波能量扩展的电子束来成像样本的系统与方法与流程

相关申请的交叉参考

本申请根据35u.s.c.§119(e)规定主张2015年4月29日申请的序列号为62/154,650的美国临时专利申请的权利。序列号为62/154,650的美国临时专利申请的全文特此以引用的方式并入。

本发明大体上涉及电子束系统，且更特定来说涉及电子束的能量扩展的滤波。

背景技术：

电子束具有描述由束内的电子拥有的一系列能量的固有能量扩展。电子束系统的分辨率可受限于一系列因素，包含：衍射、像差及束中的电子之间的库仑相互作用。给定电子束系统中的分辨率的主要限制通常取决于系统的物理设计以及通过系统的束大小及路径，系统的束大小及路径可取决于特定应用而变化。举例来说，高束电流应用中的分辨率通常主要受限于束中的电子之间的库仑相互作用及与相对大束直径相关联的球面像差。相比之下，低电流应用的分辨率通常受限于电子束的能量扩展。能量扩展可以多种方式限制电子束系统的性能，例如通过色像差减少分辨率；使跨视野的图像均匀性降级；针对检视系统中的晶片配件的壁信息限制可允许束倾斜角；及引入能量分散效应，其导致用于分离系统中的二次电子与初级电子的维恩(wien)滤波器中的分辨率降低。因此，尤其针对高分辨率应用，可期望开发用于限制电子束源的能量扩展的系统及方法。

技术实现要素：

根据本发明的说明性实施例描述一种用于产生具有有限能量扩展的电子束的系统。在一个实施例中，所述系统包含电子源，所述电子源经配置以产生具有包含一或多个能量的能量扩展的电子束。在另一实施例中，所述系统包含分散电子透镜，其中所述分散电子透镜经定位以使得所述电子束在偏轴位置处入射于所述分散电子透镜上，其中所述分散电子透镜进一步经定位以将空间分散引入到所述电子束中。在另一实施例中，所述系统包含具有一或多个开口的孔隙，其中所述孔隙经定位以使所述电子束的至少一部分通过以滤波所述电子束的所述能量扩展。

根据本发明的一个实施例描述一种用于将具有有限能量扩展的电子束引导到样本的系统。在一个实施例中，所述系统包含电子源，所述电子源经配置以产生具有包含一或多个能量的能量扩展的电子束。在另一实施例中，所述系统包含能量滤波子系统。在另一实施例中，所述能量滤波子系统包含第一电子透镜，所述第一电子透镜经定位以使得所述束在偏轴位置处入射于第一电子聚焦元件上且进一步经定位以将空间分散引入到所述束中。在另一实施例中，所述能量滤波子系统包含具有一或多个开口的孔隙，所述孔隙经定位以使所述束的至少一部分通过以滤波所述束的所述能量扩展。在另一实施例中，所述能量滤波子系统包含沿着第二光轴定位的第二电子透镜，其中所述第二电子透镜经定位以收集从所述孔隙引导的所述束。在另一实施例中，所述系统包含用于固定一或多个样本的样本载物台。在另一实施例中，所述系统包含电子检验子系统，所述电子检验子系统包含经定位以将所述束引导到所述一或多个样本上的一或多个电子光学器件。

根据本发明的说明性实施例描述一种用于将具有有限能量扩展的电子束引导到样本的可选择性配置系统。在一个实施例中，所述系统包含电子源，所述电子源经配置以产生具有包含一或多个能量的能量扩展的电子束。在另一实施例中，所述系统包含具有轴上开口及偏轴开口的孔隙。在另一实施例中，所述系统包含具有可选择性配置焦度的一或多个电子透镜的第一组合件，所述第一组合件经定位以从所述源收集所述束且将所述束引导到所述孔隙。在另一实施例中，所述第一组合件包含偏轴电子透镜，所述偏轴电子透镜经配置以在偏轴位置处与所述束相互作用且进一步经配置以当经配置成具有非零焦度时将空间分散引入到所述束。在另一实施例中，所述第一组合件可配置成至少一第一配置，其中所述偏轴电子透镜经配置成具有非零焦度且其中所述第一电子透镜组合件经配置以将所述束引导到所述孔隙的所述偏轴开口，使得所述束的所述能量扩展由所述孔隙滤波。在另一实施例中，所述第一组合件可进一步配置成至少一第二配置，其中所述偏轴电子透镜经配置成具有零的焦度且其中所述第一组合件经配置以将所述束引导到所述孔隙的所述轴上开口，使得所述束的所述能量扩展未由所述孔隙滤波。在另一实施例中，所述系统包含经定位以收集所述束的一或多个可选择性配置电子透镜的第二组合件。在另一实施例中，所述系统包含用于固定一或多个样本的样本载物台。在另一实施例中，所述系统包含电子检验子系统，所述电子检验子系统包含经定位以将所述束引导到所述一或多个样本上的一或多个电子光学器件。

根据本发明的说明性实施例描述一种用于将具有有限能量扩展的电子束引导到样本的系统。在一个实施例中，所述系统包含电子源，所述电子源经配置以产生具有包含一或多个能量的能量扩展的电子束。在另一实施例中，所述系统包含经定位以从所述电子源收集所述束的第一电子透镜。在另一实施例中，所述系统包含具有轴上开口的孔隙。在另一实施例中，所述系统包含经定位以将所述束引导到所述孔隙的第二电子透镜。在另一实施例中，所述系统包含含有开口的可选择性配置孔隙。在另一实施例中，所述可选择性配置孔隙经定位于所述第一电子透镜与所述第二电子透镜之间，其中可选择性配置所述开口相对于所述第一电子透镜的光轴的位置。在另一实施例中，所述可选择性配置孔隙可配置成至少一第一配置，其中所述开口的位置经配置以使所述束的部分通过到所述第二电子透镜的偏轴位置，使得所述第二电子透镜将空间分散引入到所述束且所述束的所述能量扩展由所述孔隙滤波。在另一实施例中，所述可选择性配置孔隙可配置成至少一第二配置，其中所述开口的位置经配置以使所述束的部分通过到所述第二电子透镜的轴上位置，使得所述第二电子透镜不将空间分散引入到所述束且所述束的所述能量扩展未由所述孔隙滤波。在另一实施例中，所述系统包含经定位以收集所述束的第三电子透镜。在另一实施例中，所述系统包含用于固定一或多个样本的样本载物台。在另一实施例中，所述系统包含电子检验子系统，所述电子检验子系统包含经定位以将所述束引导到所述一或多个样本上的一或多个电子光学器件。

根据本发明的一个实施例描述一种用于减少电子束的能量扩展的方法。在一个实施例中，所述方法包含产生具有包含一或多个能量的能量扩展的电子束。在另一实施例中，所述方法包含将空间分散引入到所述束中。在另一实施例中，所述方法包含将所述束引导到具有开口的孔隙上，其中所述孔隙经配置以使所述束的至少一部分通过，且其中所述束的所述能量扩展由所述孔隙滤波。

附图说明

图1a是根据本发明的一个实施例的包含电子源、能量滤波子系统、电子偏转器、物镜及用于以电子束成像样本的检测器的定向的电子束系统的概念图。

图1b是根据本发明的一个实施例的用以滤波电子束的能量扩展的系统的示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的用以使用由偏轴能量滤波子系统滤波的电子束照射样本的系统的示意图。

图3a是根据本发明的一个实施例的用以使用由包含组合磁透镜的偏轴能量滤波子系统滤波的电子束照射样本的可选择性配置系统的截面示意图。

图3b是根据本发明的一个实施例的用以使用具有替代束路径(其中束未由包含组合磁透镜的偏轴能量滤波子系统滤波)的电子束照射样本的可选择性配置系统的截面示意图。

图4a是根据本发明的一个实施例的用以使用由包含经配置成具有能量滤波电压的组合静电透镜的偏轴能量滤波子系统滤波的电子束照射样本的可选择性配置系统的截面示意图。

图4b是根据本发明的一个实施例的用以使用具有替代束路径(其中束未由包含经配置成具有能量滤波电压的组合静电透镜的偏轴能量滤波子系统滤波)的电子束照射样本的可选择性配置系统的截面示意图。

图5a是根据本发明的一个实施例的用以使用由包含经配置成具有能量滤波电压且使用浮动电压而电浮动的组合静电透镜的偏轴能量滤波子系统滤波的电子束照射样本的可选择性配置系统的截面示意图。

图5b是根据本发明的一个实施例的用以使用具有替代束路径(其中束未由包含经配置成具有能量滤波电压且使用浮动电压而电浮动的组合静电透镜的偏轴能量滤波子系统滤波)的电子束照射样本的可选择性配置系统的截面示意图。

图6a是根据本发明的一个实施例的用以使用由包含经配置成具有能量滤波电压的组合双电势静电透镜、一个减速透镜及一个加速透镜的偏轴能量滤波子系统滤波的电子束照射样本的可选择性配置系统的截面示意图。

图6b是根据本发明的一个实施例的用以使用具有替代束路径(其中束未由包含经配置成具有能量滤波电压的组合双电势静电透镜、一个减速透镜及一个加速透镜的偏轴能量滤波子系统滤波)的电子束照射样本的可选择性配置系统的截面示意图。

图7是根据本发明的一个实施例的用以使用由具有可选择性配置孔隙的轴上能量滤波子系统滤波的电子束照射样本的系统的示意图。

图8a是根据本发明的一个实施例的电子束在能量滤波之前的能量扩展的直方图。

图8b是根据本发明的一个实施例的电子束在能量滤波之后的能量扩展的直方图。

图9是根据本发明的一个实施例的具有及不具有能量滤波的束聚焦动态的仿真图。

图10是描绘根据本发明的一个实施例的用于减少电子束的能量扩展的方法的流程图。

具体实施方式

已关于某些实施例及其具体特征特定展示且描述本发明。将本文中阐述的实施例视为说明性的而非限制性的。所属领域的一般技术人员将容易了解，可做出形式及细节的多种改变及修改而不脱离本发明的精神及范围。

一般来说，本发明的一或多个实施例涵盖用于电子束的能量扩展的选择性控制的系统及方法，所述系统及方法用于(但不限于)扫描电子显微镜、扫描电子检视系统、透射电子显微镜及透射电子检视系统中，其在本文中称为电子束系统。电子束系统通常包含(但不限于)电子源、电子聚焦元件、电子偏转器、像散校正器、样本定位载物台、束扫描系统及电子检测光学器件。本文中应注意，贯穿本发明，可互换使用术语“电子聚焦元件”及“电子透镜”。应进一步注意，可在操作期间经由操作电流动态调整电子透镜的焦度，这使得单个物理组件能够具有用于不同操作模式的不同焦度。在所属领域中有时将术语焦度称为透镜的光功率或会聚功率且在数学上将其描述为透镜的焦距的倒数：p＝1/f，其中p是焦度且f是透镜的焦距。应进一步注意，典型电子透镜的聚焦功率相关联于电子束与电磁场(例如电场及/或磁场)之间的相互作用。电子束入射于透镜上的位置是电子束由与透镜相关联的场偏转的位置。

大体上参考图1到10，根据本发明描述用于滤波电子束的能量扩展的系统及方法。本发明的实施例涉及从电子束的能量扩展选择一组所要能量(即，滤波电子束)。额外实施例涉及将经滤波电子束耦合到经配置用于成像样本的物镜。本发明的一些实施例涉及能够以多个滤波配置操作的系统。举例来说，一些实施例涉及其中可选择性接合或脱离滤波电子束的能力的系统。

电子束具有固有能量扩展δe，其描述束内的电子拥有的一系列能量。电子束系统的分辨率可受限于一系列因素，包含衍射、像差及束中的电子之间的库仑相互作用。

衍射效应与系统内的多种组件的物理尺寸有关且鉴于其它设计限制而通常不容易最小化。然而，色像差与电子束的能量扩展成比例且其特征在于具有沿着不同路径传播通过系统的不同能量的电子，这对系统分辨率产生负面影响。色像差可由电子束系统(例如电子透镜)内的元件诱发。当具有不同能量的电子在通过电子透镜时按不同角度偏转时发生由电子透镜诱发的色像差。通过电子透镜的电子束经历色像差的程度通常取决于电子束相对于透镜的光轴的位置(称为偏轴距离)。一般来说，偏轴距离越大，色像差的效应越大。另外，归因于维恩滤波器中的能量分散的色像差与能量扩展成正比且进一步限制系统分辨率。

电子束系统中的电子束的能量扩展直接影响系统的扫描视野(fov)或处理能力。fov主要受限于偏轴像差(例如彗形像差及色像差)。减少能量扩展将减少色像差且允许fov的优化。类似地，电子束系统可特性化关于晶片配件的壁信息的程度与电子束的最大倾斜角有关，所述最大倾斜角再次受限于偏轴像差(例如彗形像差及色像差)。通过减少能量扩展而减少色像差将对针对此及类似应用的系统性能产生正面影响。

给定电子束系统中的分辨率的主要限制通常取决于所要应用及所需束电流。举例来说，高电流束应用中的分辨率通常主要受限于束中的电子之间的库仑相互作用及与相对大束直径相关联的球面像差。相比之下，低电流束应用的分辨率通常受限于电子束的能量扩展。

图1a是用于以经滤波电子束101成像样本的系统100的简化图。在一个实施例中，具有能量扩展δe的电子由电子源102产生且引导到电子透镜104。电子源102可包含所属领域中已知的任何电子源。举例来说，电子源102可包含(但不限于)一或多个电子枪。在另一实施例中，接着将电子束101引导到能量滤波子系统106，其中束的能量扩展经滤波以使得所得束具有δe<δe的能量扩展。在一个实施例中，电子检验子系统包含(但不限于)物镜110，所述物镜110进一步经定位以将束引导到定位于一或多个可定位样本载物台114上的一或多个样本112上。在另一实施例中，电子检验子系统116包含经定位以将束引导到物镜110中的一或多个电子偏转器108。在一个实施例中，样本112包含(但不限于)晶片(例如，半导体晶片)。在一些实施例中，检测器组合件118经定位以成像或以其它方式分析一或多个样本112。

图1b是根据本发明的一或多个实施例的能量滤波子系统106的简化示意图。在偏轴距离202处将电子束101引导到具有光轴212的电子透镜204。本文中应注意，为了清楚起见，在图1b中将与电子透镜204相互作用之前的电子束101表示为单个电子射线。电子透镜204经定位以将空间分散引入到束中，使得通过电子透镜204的电子的偏转程度根据电子能量变化。在一个实施例中，将束101引导到定位于距电子透镜204距离208处的具有宽度210的开口的孔隙206。孔隙操作为空间滤波器且选择一组电子能量(e-<δe<e+)以继续传播通过系统100。本文中应注意，电子透镜204可包含单个电子透镜或替代地形成复合透镜系统的一或多个电子透镜。

在一个实施例中，将经准直电子束101引导到电子透镜204且孔隙206定位于透镜204之后焦距处(即，等于定位于透镜与入射电子束101相对的侧上的透镜204的焦距的距离208处)。以此配置，孔隙206在以无限共轭配置与经准直电子束101的源共轭的平面中。在额外实施例中，孔隙206及电子束101的源102可定位于任何数目个有限共轭位置中。在这些实施例中，电子透镜204以及定位于束路径中的任何电子透镜(例如，104)在孔隙206的位置处产生电子束101的源102的图像。本文中应注意，为了考虑衍射及像差而对电子透镜204及孔隙206的位置做出的微小调整在本发明的精神及范围内。

大体上参考图2到6，在本发明的一些实施例中，能量滤波子系统106包含共享从主光轴312偏移距离202的光轴212的两个电子透镜204及205。本文中应注意，描绘为束101的电子射线意在说明与束101相关联的射线的包络。此外，为了清楚起见，未展示在电子透镜204之后引入的束的空间分散。在一个实施例中，由电子源102产生的电子束101由电子透镜104收集且准直。束101的直径由孔隙306的开口界定。在另一实施例中，接着在偏轴位置处将束101引导到电子透镜204，使得空间分散被引入到束101。再次，为了清楚起见，未说明空间分散的存在。接着将电子束101引导到孔隙206，所述孔隙206定位于源102的图像平面上，使得来自源102的给定位置的全部电子聚焦到孔隙206上的单个位置。孔隙206的开口的宽度210界定通过孔隙206的束101的能量扩展δe。接着由电子透镜205收集且准直电子束101。一对电子偏转器108经定位以重引导束101以与光轴312共线。电子物镜110经定位以将束聚焦到样本112上。本文中应注意，可使用像散校正器补偿由通过系统100的路径引入到束中的像散。应进一步注意，其中能量滤波子系统106包含轴偏移透镜的实施例的一个优点是仅使用对现有设备的设计的微小修改来实现能量扩展滤波。

本文中应注意，在本发明的一些实施例中，可通过以下来实现电子束101中的高电流密度：首先，使用电子透镜104从电子源102收集电子；其次，使用轴上孔隙306控制束直径；接着，将能量滤波子系统106定位在孔隙306之后。此配置实现沿着光轴312收集高电流密度电子束。

大体上参考图3到6，在本发明的一些实施例中，可配置系统100以在多个操作模式中操作。举例来说，束101的能量滤波启用低束电流模式且束101的能量滤波停用高束电流模式。在一个实施例中，通过电子透镜104、204、205、304及305的焦度的修改以及通过一或多个电子偏转器108的操作实现低电流模式与高电流模式之间的切换。本文中应注意，在一些实施例中，针对这两个操作模式使用相同光柱。

本文中应注意，对于期望最大分辨率的应用(例如高分辨率扫描电子显微镜成像系统或检视系统)，低束电流模式可尤其有用。对于此类应用，通常使用相对低束电流以避免电子之间的库仑相互作用。在此类应用中，可高度期望减少通过能量滤波子系统的能量扩展。本文中应进一步注意，对于需要足够高束电流以使得分辨率主要受限于电子之间的库仑相互作用及球面像差而非色像差的应用，高电流模式可尤其有用。因此，不需要能量滤波子系统且避免与电子透镜的任何偏轴相互作用。这个高电流模式通常可用于(例如)电子束晶片检验(ebi)。在高束电流模式与低束电流模式之间切换的能力使得高度灵活平台适用于许多应用。

大体上参考图3a、4a、5a及6a，在本发明的一些实施例中，系统100经配置以在低电流束模式中操作。在一个实施例中，具有光轴312的电子透镜104准直从电子源102产生的具有能量扩展δe的束101。具有在光轴312上的开口的孔隙306界定束的直径。定位于光轴312上的电子透镜304及305经配置以具有0的焦度且因此经配置以不聚焦束。电子透镜204及205经定位以共享从光轴312偏移距离202的光轴212。电子透镜204进一步经配置以将电子源102成像到孔隙206上且将空间分散引入到束101中。孔隙206具有定位于光轴212上的开口且经配置以将束101的能量扩展减少到δe<δe。电子透镜205收集且准直束101。一对电子偏转器108以远心配置将束引导到电子物镜110，所述电子物镜110经定位以将束101聚焦到样本112上。

大体上参考图3b、4b、5b及6b，在本发明的一些实施例中，系统110经配置以在高电流束模式中操作。在一个实施例中，具有光轴312的电子透镜104收集且聚焦从电子源102产生的束101且通过控制通过孔隙306的电子的射线而修改束电流。共享从光轴312偏移距离202的光轴212的电子透镜204及205经配置以具有0的焦度且因此经配置以不聚焦束。电子透镜304经定位以共享光轴312且经配置以将电子源102成像到孔隙206上。孔隙206具有定位于光轴312上的开口。本文中应注意，由于将束101引导到轴上位置，因此束在传播通过孔隙206时未经空间分散且因此不发生能量滤波。电子透镜305经定位以准直束101。电子偏转器108经配置而不偏转束。接着，束101入射于电子物镜110上，所述电子物镜110经定位以将束101聚焦到样本112上。

本文中应注意，孔隙206的一或多个开口中的任一者可配置为任何所要形状；开口的形状的选择可由制造考虑以及工程考虑驱动。通过非限制性实例，孔隙206的一或多个开口中的任一者可经配置以呈狭缝的形状以便以给定性能规范改进可制造性。通过第二非限制性实例，孔隙206可经配置以具有用于高束电流模式操作的圆形中心开口及用于低束电流能量滤波操作的在距光轴312距离202处的光轴212上的偏轴位置处的狭缝开口。应进一步注意，狭缝形开口可减少堵塞或非所要充电效应的可能性。

本文中应注意，系统100中的电子透镜中的任一者可包含所属领域中已知的任何类型的电子透镜的一或多者，包含(但不限于)静电、磁透镜、单电势、双电势、减速及加速透镜技术。应进一步注意，系统中的电子透镜对在物理上可制造为单个组件。参考图3a及3b，在一个实施例中，电子透镜304及305包含静电透镜。在另一实施例中，电子透镜204及205包含具有由磁极片固持的共同线圈的组合磁透镜。在另一实施例中，电子204及205包含静电透镜。

参考图4a及4b，在一个实施例中，电子透镜204及205进一步包含具有能量滤波电压vef的组合静电透镜。在另一实施例中，电子透镜304及305包含静电透镜。本文中应注意，静电透镜包含单电势透镜(例如，单透镜)及/或双电势透镜(例如，减速或加速透镜)。应进一步注意，包含静电透镜的实施例可提供比使用磁透镜或静电透镜及磁透镜的组合的实施例更快的切换速度。

在图8a及8b中展示根据本发明的一个实施例的系统100的能量扩展滤波性能的蒙地卡罗(montecarlo)计算机仿真。图8a展示在滤波之前能量扩展中所包含的电子能量δe的直方图，且图8b展示在能量滤波之后能量扩展中所包含的电子能量δe的直方图。本文中应注意，图8a及8b中的直方图的频格大小是相同的。能量扩展的此减少减少由系统中的其它元件(例如物镜110)引入的色像差且因此提供增强的系统分辨率。在图9中展示具有及不具有能量滤波的束聚焦动态的仿真。

本文中应注意，本发明的一个优点是围绕若干关键参数设计系统的灵活性，所述关键参数包含经滤波电子束的能量扩展(δe)、经滤波电子束的能量扩展的中心波长(e0)、偏轴偏移距离202(r)及孔隙206的开口210的宽度(d)。这些参数通过方程式1而相关：

δe/e0∝d/r(1)

因此，经滤波电子束的能量扩展与e0及d两者成比例，且与r成反比。可以例如通过e0、d及r的适当设计而增加系统分辨率的若干方式利用此关系。替代地，可利用此关系以放宽制造要求。举例来说，因为电子束的能量扩展与d成比例，所以通常可期望最小化此尺寸以最小化与能量扩展相关联的不利影响。然而，此大小在物理上通常受限于用以产生开口的制造过程。参考图1b，经滤波电子束101的能量扩展受限于定向在轴偏移202的方向上(沿着y轴)的孔隙206的开口210的宽度(d)。可增加沿着x轴的开口的大小以减少制造约束(即，开口可为沿着x轴比沿着y轴更长的狭缝)。另外，增加系统中的r的值可在不牺牲分辨率的情况下使得d的制造要求产生对应增加。

本文中预期减小在能量滤波过程期间e0的值可额外改进系统性能及/或放宽制造要求。根据方程式1，针对d及r的设定值，减少e0可减小经滤波能量扩展δe；替代地，针对δe及r的设定值，减少e0可增加d的大小。参考图5a，在本发明的一个实施例中，使用负电压vfl以电浮动电子透镜204及205。因此，针对能量滤波过程，束101的能量扩展的中心能量从e0减少到e0+vfl。参考图5b，在本发明的另一实施例中，针对高束电流操作移除负浮动电压vfl。

参考图6a，在本发明的一个实施例中，电子透镜204及205包含呈减速/加速配置的双电势透镜。施加负电势vef使得透镜204及205中的每一者的入射及出射大小中的电势不相等。以此方式，电子透镜204经配置为减速透镜且电子透镜205经配置为加速透镜。此外，电子透镜204及电子透镜205可制造为个别元件或组合透镜。本文中应注意，其中电子透镜204及205包含双电势透镜的实施例实现有效系统设计、快速切换时间及与能量滤波期间e0的减少相关联的经改进性能。

大体上参考图7，在本发明的一些实施例中，系统100中的全部电子透镜定位于相同光轴212上。在一个实施例中，电子透镜104收集且准直从电子源102产生的电子束101。可移动孔隙306经定位以控制束直径，以在距光轴212偏轴距离202处将束101引导到电子透镜204，使得空间分散被引入到束101。接着，从电子透镜204引导电子束101且将电子束101聚焦到定位于电子源102的图像平面上的孔隙206上。孔隙206的开口210的大小将确定经滤波束的能量扩展δe。电子透镜205经定位以准直电子束101。一对电子偏转器108以远心配置将束101引导到经定位以将束101聚焦到样本112上的电子物镜110。在一个实施例中，可移动孔隙306具有一或多个开口，所述开口可选择性地定位于距光轴212距离202处的任何数目个偏轴位置处。在另一实施例中，可选择性地调整可移动孔隙306的开口的大小及位置两者。本文中应注意，可移动孔隙使得系统100能够在多个操作模式中操作。在另一实施例中，可移动孔隙306定位于光轴212上，使得束101在轴上位置处入射于电子透镜204上。电子束101在与电子透镜204相互作用之后未变得空间分散且束的能量扩展未滤波。

本文中应注意，电子透镜204及205可包含所属领域中已知的任何类型的电子透镜，包含(但不限于)静电、磁、单电势或双电势透镜。应进一步注意，其中全部电子透镜定位于共同光轴212上的实施例可简化系统设计、减少系统中的组件的数目、减少系统的整体物理大小及/或减少束路径的长度。束路径的减少可尤其有益于其中电子之间的库仑相互作用可使系统性能显著降级的高束电流操作。

在另一实施例中，样本112安置于适合于在扫描期间固定样本112的样本载物台114上。在另一实施例中，样本载物台114是可致动载物台。举例来说，样本载物台114可包含(但不限于)适合于沿着一或多个线性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)选择性平移样本106的一或多个平移载物台。通过另一实例，样本载物台108可包含(但不限于)适合于沿着旋转方向选择性旋转样本112的一或多个旋转载物台。通过另一实例，样本载物台114可包含(但不限于)适合于沿着线性方向选择性平移样本及/或沿着旋转方向选择性旋转样本112的旋转载物台及平移载物台。

在另一实施例中，电子检验子系统116包含一或多个电子束扫描元件。举例来说，一或多个电子束扫描元件可包含(但不限于)适合于控制束相对于样本112的表面的位置的一或多个扫描线圈或偏转器。在此方面，可利用一或多个扫描元件以跨样本112以所选择型样扫描电子束101。本文中应注意，检验子系统116可在所属领域中已知的任何扫描模式中操作。举例来说，当跨样本112的表面扫描电子束101时，检验子系统116可在扫描带模式中操作。在此方面，当样本移动时，检验子系统116可跨样本112扫描电子束101，其中扫描方向在名义上垂直于样本运动的方向。通过另一实例，当跨样本112的表面扫描电子束101时，检验子系统116可在步进扫描模式中操作。在此方面，检验子系统116可跨样本112扫描电子束101，当扫描电子束101时样本112在名义上固定。

在另一实施例中，检验子系统包含检测器组合件118。在一个实施例中，检测器组合件118包含电子收集器117(例如，二次电子收集器)。在另一实施例中，检测器组合件118包含用于检测来自样本表面的电子(例如，二次电子)的检测器119(例如，闪烁元件及光电倍增管(pmt)检测器119)。

虽然前述描述在二次电子的收集的上下文中集中于检测器组合件118，但这不应被解释为对本发明的限制。本文中认识到，检测器组合件118可包含所属领域中已知的用于使用电子束101特性化样本表面或块体的任何装置或装置的组合。举例来说，检测器组合件118可包含所属领域中已知的经配置以收集反向散射电子、欧杰(auger)电子、透射电子或光子(例如，响应于入射电子由表面发射的x射线)的任何粒子检测器。

在另一实施例中，检测器组合件118的检测器119包含光检测器。举例来说，检测器119的pmt检测器的阳极可由磷光体阳极组成，其通过pmt检测器的级联电子(由阳极吸收)供能且随后发射光。光检测器又可收集由磷光体阳极发射的光以便成像样本106。光检测器可包含所属领域中已知的任何光检测器，例如(但不限于)ccd检测器或ccd-tdi检测器。

本文中应注意，如上文中描述且在图1到7中说明的系统100的电子光学器件组仅是为了说明而提供且不应解释为限制性的。预期在本发明的范围内可利用若干等效或额外配置。通过非限制性实例，一或多个电子透镜或孔隙可定位于波长滤波子系统106之前。通过额外非限制性实例，电子检验子系统116可包含一或多个电子透镜、孔隙及/或像散校正器。

图10描述描绘根据本发明的一个实施例的用于减少电子束的能量扩展的方法1000的流程图。在步骤1002中，产生具有包含一或多个能量的能量扩展的电子束。在步骤1004中，将空间分散引入到束中。在步骤1006中，将束引导到具有开口的孔隙，其中孔隙经配置以使束的至少一部分通过。以此方式，通过孔隙滤波束的能量扩展。在步骤1008中，将束的至少一部分引导到样本的至少一部分以照射样本。在步骤1010中，出于样本分析的目的而收集来自样本的电子。

本文中描述的主题有时说明其它组件内含有或与其它组件连接的不同组件。应了解，此类所描绘的架构仅仅是示例性的，且事实上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，实现相同功能性的组件的任何布置经有效“相关联”以实现所要功能性。因此，在本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件可视作彼此“相关联”以实现所要功能性而不考虑架构或中间组件。同样地，如此相关联的任何两个组件还可视作彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任何两个组件还可视作彼此“可耦合”以实现所要功能性。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理互动及/或物理互动组件及/或可无线互动及/或无线互动组件及/或可逻辑互动及/或逻辑互动组件。

相信本发明及许多其伴随优点将通过前述描述了解，且将明白，可做出组件的形式、构造及布置的多种改变而不脱离所揭示的主题或不牺牲其全部材料优点。所描述的形式仅仅是解释性的，且所附权利要求书的意图是涵盖且包含此类改变。此外，应理解，本发明由所附权利要求书界定。