阅读说明：本技术 使用多个电子束的图案化衬底成像 (Patterned substrate imaging using multiple electron beams ) 是由 焱·赵 孙伟强 冯涛 于 2018-02-28 设计创作，主要内容包括：一种使用多束成像系统对衬底表面成像的方法,包括：使用多极场装置修改电子束；使用具有多个孔的分束装置从电子束生成小束；响应于将小束的焦点投射到表面上,使用偏转器组驱动小束以扫描表面区域以基于从该区域散射的电子接收信号；以及基于所述信号确定用于检查的区域的图像。多束成像系统包括：电子源；用于束成形和束畸变校正的第一多极场装置；分束装置；投射透镜组；偏转器组；物镜组；检测器阵列；第二多极场装置；处理器；以及存储器,存储用于基于所述信号确定用于检查的区域的图像的指令。(A method of imaging a surface of a substrate using a multi-beam imaging system, comprising: modifying the electron beam using a multipole field device; generating beamlets from the electron beam using a beam splitting device having a plurality of apertures; in response to projecting a focal point of the beamlet onto the surface, driving the beamlet using a set of deflectors to scan a region of the surface to receive a signal based on electrons scattered from the region; and determining an image of the region for examination based on the signal. The multi-beam imaging system includes: an electron source; a first multipole field device for beam shaping and beam distortion correction; a beam splitting device; a projection lens group; a deflector group; an objective lens group; a detector array; a second multi-polar field device; a processor; and a memory storing instructions for determining an image of a region for examination based on the signal.)

使用多个电子束的图案化衬底成像

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年1月16日提交的美国专利申请No.15/872,570的优先权，其要求2017年3月1日提交的美国临时申请No.62/465,303的权益，两申请的内容均通过其整体引用而结合于此。

技术领域

本公开涉及半导体制造中的电子束成像领域，并且具体地涉及用于缺陷检查的多电子束成像。

背景技术

集成电路(IC)的制造是在晶片或掩模上执行的多步骤过程，晶片或掩模一般可以称为衬底。通常在每个晶片上产生多个IC，并且可以检查每个IC的缺陷。缺陷检查是IC制造过程的一个步骤。检查系统能够检测制造过程期间发生的缺陷。光学晶片/掩模检查系统传统上用于晶片/掩模检查。还存在用于衬底检查的高分辨率检查系统。

发明内容

本文公开了用于多电子束(“多束”)成像的方法、设备和系统的方面、特征、元件和实施方式。

在一方面，公开了使用多束成像系统对衬底表面成像的方法。该方法包括使用多极场装置修改电子束，使用具有多个孔的分束装置从电子束生成小束，响应于将小束的焦点投射到表面上，使用偏转器组来驱动小束以扫描表面的区域用以基于从该区域散射的电子来接收信号，以及基于该信号确定用于检查的区域的图像。

在另一方面，公开了使用多个电子小束对衬底表面成像的系统。该系统包括配置成生成电子束的电子源；用于束成形和束畸变校正的第一多极场装置，配置成将电子束的横截面从第一轮廓修改为第二轮廓；具有多个孔的分束装置，配置成从电子束生成小束并将其聚焦；包括至少一个投射透镜的投射透镜组，配置成将小束的焦点投射到表面的区域上；偏转器组，至少包括一个偏转器，配置成驱动小束以扫描该区域；包括至少一个物镜的物镜组，配置成将小束聚焦成表面上的束斑；检测器阵列，包括至少一个检测器，配置成接收从该区域散射的电子以生成信号；包括电磁偏转器的第二多极场装置，配置成使从该区域散射的电子朝向检测器组偏转离开小束的中心轴(使从该区域散射的朝向检测器组的电子偏转离开小束的中心轴)；处理器；以及耦合到处理器的存储器，该存储器配置成存储指令，当指令由处理器运行时，变得与处理器一起可操作以基于信号确定用于检查的该区域的图像。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可最好地理解本公开。需要强调的是，根据惯例，附图的各种特征不是按比例的。相反，为了清楚起见，各种特征的维度被任意扩大或缩小。

图1是根据本公开的实施方式的示例多束成像系统的框图。

图2是根据本公开的实施方式的示例多束成像系统的图。

图3是根据本公开的实施方式的具有由多极场装置修改的形状的示例束斑的图。

图4A是根据本公开的实施方式的具有孔的第一示例布置的多孔板的图。

图4B是根据本公开的实施方式的由不同尺寸的圆形束斑覆盖的示例多孔板的图。

图4C是根据本公开的实施方式的由圆形束斑和椭圆束斑覆盖的示例多孔板的图。

图4D是根据本公开的实施方式的具有孔的第二示例布置的多孔板的图。

图4E是根据本公开的实施方式的具有孔的第三示例布置的多孔板的图。

图4F是根据本公开的实施方式的具有孔的第四示例布置的多孔板的图。

图5A是根据本公开的实施方式的示例多孔板的横截面图。

图5B是根据本公开的实施方式的另一示例多孔板的截面图。

图6是根据本公开的实施方式的能够在多束模式和单束模式之间切换的示例多孔板的图。

图7A是根据本公开的实施方式的示例多孔板和相应小束的视场(FOV)的图。

图7B是根据本公开的实施方式的用于在步进扫描模式下成像而划分的示例注意区域的图。

图8A是根据本发明的实施方式的示例多孔板和相应小束的FOV的图。

图8B是根据本公开的实施方式的用于在步进扫描模式下成像而划分的示例注意区域的图。

图9A是根据本公开的实施方式的采用连续扫描模式下的光栅扫描的示例扫描区域的图。

图9B是根据本公开的实施方式的连续扫描模式下的示例扫描信号的图。

图10A是根据本公开的实施方式的采用连续扫描模式下的光栅扫描的另一示例扫描区域的图。

图10B是根据本公开的实施方式的连续扫描模式下的示例扫描信号的图。

图10C是根据本公开的实施方式的在连续扫描模式下生成的示例条带形状图像的图。

图11A是根据本公开的实施方式的包括用于检查而划分的条带的示例注意区域的图。

图11B是根据本公开的实施方式的注意区域的示例条带的一部分的图。

图12是根据本公开的实施方式的使用多束成像系统对衬底表面成像的示例过程的流程图。

图13是根据本公开的实施方式的使用多束成像系统对衬底表面成像的另一示例过程的流程图。

具体实施方式

在半导体制造中，在晶片上制造微芯片或集成电路(IC)。制造IC的过程涉及几个阶段，包括例如设计阶段、制造阶段和检查阶段。设计阶段涉及为IC设计电路元件的结构和布置。制造阶段可包括多个操作，例如光刻、蚀刻、沉积或化学机械平坦化(CMP)。在制造阶段，在“图案化”过程期间，光掩模(或“掩模”)或掩膜版(reticle)上的几何特征(例如，图案)能够被转移到晶片的表面。具有所转移的几何特征的晶片可以称为“图案化的晶片”。在检查阶段，能够检查所制造的IC以进行质量控制。

在制造阶段期间，可能发生缺陷。例如，晶片表面可以包括缺陷，或者掩模可以包括能够转移到晶片的缺陷。因此，在检查阶段检查晶片和/或掩模(例如，在适当的处理操作中)的潜在缺陷是有利的。检查结果能够用于改进或调整设计、制造、检查阶段或它们的任何组合。在不失一般性的情况下，“图案化衬底”(或上下文中简称为“衬底”而没有混淆)能够用于表示晶片、掩模、掩模版或其上具有图案的任何结构。

随着IC的制造争取更小尺寸的元件以实现更高的性能密度，检测小尺寸的缺陷成为半导体制造中的挑战。成像技术通常用于检查图案化衬底上的缺陷。当设计规则缩小(例如，低于20nm)时，高处理量检查系统(例如，光学检查系统)可能面临对发现缺陷(例如，物理缺陷)的灵敏度不足的挑战。另外，光学检查系统对检测埋藏在表面下方的电缺陷可能能力不足。高分辨率检查系统，例如电子束检测(EBI)系统或带电粒子束成像系统，在缺陷检查中变得更加重要，特别是对于电缺陷和微小的物理缺陷。然而，EBI系统的处理量不足，这限制了其在半导体工艺中用于在线过程监控和大批量制造的普及性。

为了增加EBI系统的处理量，使用多电子束(或下文中称为“多束”)成像技术。多束成像系统使用多个电子束(称为“电子小束”或简称“小束”)来检查图案化的衬底。例如，能够通过使用一个或多个分割装置分割单个电子束(称为“电子束(e-beam)”)来生成小束。小束能够被聚焦为物平面上的斑。也能够通过中间透镜(或多个中间透镜)朝向物镜(或多个物镜)的投射来转移小束。物镜能够聚焦小束。聚焦的小束能够用作衬底表面上的探针。小束能够通过偏转装置偏转(例如，在相同方向上同时偏转)，以在衬底表面上执行光栅扫描(例如，二维光栅扫描)。衬底表面上的光栅扫描能够激发二次电子小束，其能够用于构建图像或多个图像。在本公开中，小束能够在其中执行成像过程的范畴或范围被称为主视场(“主FOV”)，以及小束中的单个小束能够在其中执行成像过程的范畴或范围被称为子视场(“子FOV”)。

在本公开中，描述了用于多束成像系统的多束成像系统和扫描方法的实施方式。所描述的多束成像系统能够用于半导体制造中的高处理量的衬底(例如，晶片或掩模)检查。所描述的多束成像系统能够工作在连续扫描模式下以进行检查。所描述的多束成像系统还能够工作在步进扫描模式下以进行检查。在连续扫描模式下，通过减少衬底台的稳定时间，多束成像系统能够增加检查处理量。在一些实施方式中，与步进扫描模式相比，连续扫描模式能够将多束成像系统的处理量增加两个数量级。在一些实施方式中，线性布置的小束阵列(称为“线性小束”)能够用于所描述的多束成像系统中以在连续扫描模式下执行衬底的线扫描。线性小束能够通过由分束装置将所修改的单个电子束分割来生成。例如，分束装置可以具有多个孔或洞(称为“多孔装置”)。多孔装置可包括多个孔或洞以允许电子束通过。例如，多孔装置可包括多个线性对准的孔。多束成像系统和使用其进行检查的方法将在以下描述中详述。

图1是根据本公开的实施方式的多束成像系统100的框图。系统100可以包括诸如计算装置的设备，其可以通过一个或多个计算机的任何配置来实现，例如微计算机、大型计算机、超级计算机、通用计算机、特殊用途/专用计算机、集成计算机、数据库计算机、远程服务器计算机、个人计算机或计算服务提供商例如网络主机或云服务提供商提供的计算服务。在一些实施方式中，计算装置能够以多组计算机的形式实现，这些计算机位于不同的地理位置并且能够例如通过网络彼此通信。虽然某些操作可以由多个计算机共享，但是在一些实施方式中，能够为不同的操作分配不同的计算机。在一些实施方式中，系统100能够使用具有计算机程序的通用计算机/处理器来实现，该计算机程序在被运行时执行本文描述的任何各自的方法、算法和/或指令。另外，例如能够使用专用计算机/处理器，其可以包含用于执行本文描述的任何方法、算法或指令的专用硬件。

系统100可以具有包括处理器102和存储器104的硬件的内部配置。处理器102可以是能够操纵或处理信息的任何类型的装置。在一些实施方式中，处理器102可以包括中央处理单元(CPU)。在一些实施方式中，处理器102可以包括图形处理器(例如，图形处理单元或GPU)。尽管这里的示例用所示的单个处理器来描述，但是使用多个处理器可以实现速度和效率的优点。例如，处理器102可以跨多个机器或装置分布(在一些情况下，每个机器或装置可以具有多个处理器)，它们可以直接耦合或连接到网络。存储器104可以是能够存储可由处理器(例如，通过总线)访问的代码和数据的任何暂时或非暂时性装置。例如，存储器104可以由处理器102通过总线112访问。虽然在系统100中示出了单个总线，但是可以使用多个总线。本文的存储器104可以是随机存取存储器装置(RAM)、只读存储装置(ROM)、光/磁盘、硬盘驱动器、固态驱动器、闪存驱动器、安全数字(SD)卡、记忆棒、紧凑型闪存(CF)卡或任何合适类型的存储装置的任何组合。在一些实施方式中，存储器104(例如，基于网络或基于云的存储器)可以跨多个机器或装置分布。存储器104能够存储数据1042、操作系统1046和应用程序1044。数据1042可以是用于处理的任何数据(例如，计算机化数据文件或数据库记录)。应用程序1044可以包括允许处理器102实施指令以执行本公开中描述的功能的程序。

在一些实施方式中，除了处理器102和存储器104之外，系统100还可以包括辅助(例如，附加或外部)存储装置106。辅助存储装置106可以提供额外的存储容量以满足高处理需求。辅助存储装置106可以是任何合适的暂时或非暂时性计算机可读介质形式的存储装置，例如存储卡、硬盘驱动器、固态驱动器、闪存驱动器或光学驱动器。此外，辅助存储装置106可以是系统100的组件，或者可以是能够经由网络访问的共享装置。在一些实施方式中，应用程序1044可以全部或部分地存储在辅助存储装置106中并且加载到存储器104中。例如，辅助存储装置106可以用于数据库。

在一些实施方式中，除了处理器102和存储器104之外，系统100还可以包括输出装置108。输出装置108可以是例如耦合到系统100的显示器，用于显示图形数据。如果输出装置108是显示器，例如它可以是液晶显示器(LCD)、阴极射线管(CRT)或能够向个人提供可见输出的任何其他输出装置。输出装置108还可以是向用户传输视觉、听觉或触觉信号的任何装置，诸如触敏装置(例如，触摸屏)、扬声器、耳机、发光二极管(LED)指示器或振动马达。在一些情况下，输出装置还能够用作输入装置——例如配置成接收基于触摸的输入的触摸屏显示器。

在一些实施方式中，输出装置108还可以用作用于发送信号和/或数据的通信装置。例如，输出装置108可以包括用于将信号或数据从系统100发送到另一装置的有线设施。又如，输出装置108可以包括使用与无线接收器兼容的协议以将信号从系统100发送到另一装置的无线发射器。

在一些实施方式中，除了处理器102和存储器104之外，系统100还可以包括输入装置110。输入装置110可以是例如键盘、数字小键盘、鼠标、轨迹球、麦克风、触敏装置(例如，触摸屏)、传感器或手势敏感输入装置。也可能是不需要用户干预的任何类型的输入装置。例如，输入装置110可以是通信装置，诸如根据用于接收信号的任何无线协议操作的无线接收器。输入装置110可以例如经由总线112向系统100输出指示输入的信号或数据。

在一些实施方式中，除了处理器102和存储器104之外，系统100可以可选地包括通信装置114以与另一装置通信。可选地，通信可以经由网络116。网络116可以包括任何组合的任何合适类型的一个或多个通信网络，包括但不限于蓝牙网络、红外连接、近场连接(NFC)、无线网络、有线网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网(VPN)、蜂窝数据网络或因特网。通信装置114可以以各种方式实施，例如转发器/收发器装置、调制解调器、路由器、网关、电路、芯片、有线网络适配器、无线网络适配器、蓝牙适配器、红外线适配器、NFC适配器、蜂窝网络芯片或能够与网络116通信的任何组合的任何合适类型的装置。

系统100能够与晶片或掩模版高分辨率检查设备通信。例如，系统100能够耦合到一个或多个晶片或掩模版检查设备，例如电子束系统或光学系统，其配置成生成晶片或掩模版检查结果。

系统100(以及存储在其上和/或由其运行的算法、方法、指令等)可以实施为硬件模块，例如知识产权(IP)核、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列、光学处理器、可编程逻辑控制器、微代码、固件、微控制器、服务器、微处理器、数字信号处理器或任何其他合适的电路。此外，系统100的部分不一定必须以相同的方式实施。

根据本发明的实施方式，示例多束成像系统包括用于对台上的衬底执行多束成像的装置、组件或子系统。多束成像系统可包括电子光学系统、衬底台或相关控制系统或单元。

图2是根据本公开的实施方式的示例多束成像系统200的图。例如，系统200可以包括在图1的系统100中或者连接到图1的系统100。系统200还可以包括图1中的系统100。系统200的组件或子系统描述如下。

电子源202可用于生成电子束(“一次束”)。例如，电子束可以是一次束2021，如图2所示。电子源202可以是例如热电子发射器、冷场发射器或热电子场发射器(例如，肖特基型发射器)。电子源202可包括单个发射器或多个发射器。在一个实施方式中，电子源202可以是热电子场发射器，并且由场发射器发射的电子可以由电极组204提取。电极组204可以包括施加有电压的一个或多个电极或板。包括在电极组204中的提取电极可以具有用于所发射的电子通过的孔。在一个实施方式中，电极组204可以包括抑制电极板2041和提取电极板2042。抑制电极板2041能够被施加抑制电压，用于抑制从电子源202发射的一部分电子(例如，不需要的散射电子)以形成一次束2021。提取电极板2042能够被施加加速电压，用于提取一次束2021中的电子并将它们加速到一定的速度。

在一些实施方式中，电极组204还可包含静电透镜(例如，通过使用更多电极)，其可修改(例如，准直或聚焦)一次束2021。在另一实施方式中，电极组204可包括具有位于电子源202下游的孔的单阳极板。例如，单阳极板的孔可以具有500微米(μm)的直径。

在电子源202和电极组204的下游，放置多极场装置206。在本公开中，“下游”是指沿着或者顺着电子束发射离开电子源202的方向的方向，“上游”是指与发射的电子束相对或相反的方向。多极场装置206可以包括电和/或磁装置，其生成一个或多个多极电场和/或磁场以修改一次束2021的成形器。例如，通过多极电场和/或磁场，多极场装置206能够使一次束2021沿着特定方向延伸并且在另一方向(例如，与特定方向正交或垂直)上抑制它。

在一些实施方式中，电和/或磁装置可包括四个、六个、八个、十个、十二个或任何数量的极。每个多极电场和/或磁场装置可以分别用不同的电压或电流“激励”以控制称为“激励强度”的参数。激励强度表示延伸或抑制电子束横截面(称为“束斑”)的能力。在本公开中，“激发”是指分别使用电压或电流生成电场或磁场的过程。在使用步进扫描模式的多束成像系统中，在被分成小束之前一次束2021的束斑通常被修改为基本上圆形的形状。圆形一次束(或基本上圆形的一次束)可用于在许多多束成像系统中生成多个小束。

为了在连续扫描模式中优化多束成像系统，可以将一次束2021的束斑修改为椭圆形。例如，如图3所示，形状302表示一次束2021的束斑的轮廓，形状304表示在被修改之后的一次束2021的束斑的轮廓。多极场装置206可用于通过拉伸和抑制一次束以几乎将它限制在一个方向来改变束斑的形状，例如从圆形一次束(例如，形状302)到椭圆形(例如，形状304)。

在一实施方式中，圆形一次束可用于生成多个子束。例如，二维(“2D”)多孔装置可用于与圆形一次束一起生成多个小束。又如，2D多孔装置的每个孔可用于生成所生成的小束的小束。在另一实施方式中，椭圆一次束可用于生成多个小束。

多极场装置206可以是单级(例如，单个电或磁多极单元)或多级装置(例如，一系列电和/或磁多极单元)。在一实施方式中，多极场装置206可以是两级装置。第一级可用于沿一个方向(称为“x方向”)延伸一次束2021，而第二级可用于沿与x方向正交的另一个方向(称为“y方向”)抑制一次束2021。例如，多极场装置206可包括八极静电组件和/或四极静电组件。一次束2021的束斑的形状和尺寸也可以通过调节激发强度、多极场装置206和分束装置2082之间的相对距离或使用聚焦装置(未示出)来控制。例如，电极组204可以用作聚焦装置。

静电透镜组208可以放置在多极场装置206的下游。静电透镜组208可以包括分束装置2082和一组单孔电极板。分束装置2082可用于通过将(例如，修改和校正后)投射到其上的一次束2021分割来生成多个子束2022。

在一些实施方式中，分束装置2082可包含一个或更多个多孔板。多孔板可具有不同的实施和/或参数。在本公开中，如果多孔板的孔不具有直线轮廓，则多孔板上的孔的最小直径或维度可被称为“束限制尺寸”。对于多孔板而言，针对多孔板中每个孔的束限制尺寸或多孔板的每个孔之间的间距，配置可以是不同的。

在一实施方式中，分束装置2082可包括多个多孔板。多孔板可以相对于它们上的孔对准。例如，对于包括奇数个线性布置的孔的多孔板，中心孔(例如，线性布置的孔的中间的孔)可以用作参考位置。又如，对于包括偶数个线性布置孔的多孔板，多孔板的中心轴(例如，穿透多孔板中心的轴)可用作参考位置。除了中心孔或中心轴线轴之外，每个多孔板中的其他孔也可以用作参考位置。当对准多孔板时，可以为每个多孔板选择参考位置，并且多孔板可以相对于所选择的参考位置对准。此外，多孔板可以以不同的取向彼此对准。例如，每个多孔板中的线性布置的孔可以以不同的取向(例如，x和/或y取向)对准。而且，多个多孔板可以具有不同的孔布置(例如，一些具有线性布置的孔的多孔板，一些具有非线性布置的孔的多孔板)。

在一实施方式中，分束装置2082可包括可切换的多孔板。例如，可切换的多孔板可包括第一区域中的具有2D布置(例如，非线性布置)的孔的第一多孔板、第二区域中的具有一维(“1D”)布置(例如，线性布置)的孔的第二多孔板以及第三区域中的具有单个孔的第三多孔板。多个多孔板的其他布置和组合也是可能的。通过在可切换的多孔板之间切换，多束成像系统可以在不同的成像模式下工作。例如，多束成像系统可以分别使用第一多孔板、第二多孔板和第三多孔板以切换到步进扫描模式、连续扫描模式和单束模式工作。

在一实施方式中，由第一多孔板生成(例如，分割)的小束可以是会聚的，并且下游的第二多孔板可以配置成具有小于第一多孔板的间距的间距。在另一实施方式中，由第一多孔板生成的小束可以是发散的，并且下游的第二多孔板可以配置成具有大于第一多孔板的间距的间距。在另一实施方式中，由第一多孔板生成的小束可以是平行的，并且下游的第二多孔板可以配置成具有与第一多孔板的间距相同的间距。

在一实施方式中，分束装置2082可包括至少一个多孔板，多孔板进而包括多个孔。例如，多孔板中的多个孔可以沿直线线性布置，如图4A所示。又如，多孔板中的多个孔可以沿多条平行的直线布置，如图4D所示。再如，多孔板中的多个孔可以布置为第一2D阵列，如图4E所示。再如，多孔板中的多个孔可以布置为第二2D阵列，如图4F所示。图4F中的第二2D阵列示出了具有48孔阵列的多孔板412。图4F中的第二2D阵列可以具有孔的其他数量或布置。例如，多孔板412的孔的数量能够是12·n²，其中n是正整数。

在图4F中，孔的第二2D阵列示出交叉形轮廓或布局，其可用于生成小束的2D阵列。小束的2D阵列可以具有覆盖扫描区段的主FOV，该扫描区段能够以拼贴方式(tile-fashion)连接(或“缝合”)，而不会在多束成像系统的步进扫描模式下引起重复或冗余扫描和/或步进。使用多孔板412生成的小束的2D阵列所覆盖的扫描区段的连接将在图7A-7B中示出和描述。

在一实施方式中，例如，如图4A所示，多孔板402包括多个线性布置的孔404。在穿过多孔板402之后，一次束2021可以形成线性布置的多个小束(例如，小束2022)的阵列。在一实施方式中，分束装置2082可以是具有12个线性布置的孔的多孔板，每个孔具有25μm的直径和之间25μm的间隔。分束装置2082上的孔的其他数量和维度是可能的。可以使用聚焦装置(例如，静电浸没透镜)来控制小束的数量，该聚焦装置可以改变一次束2021的束斑的尺寸。例如，静电浸没透镜可以放置在抑制电极板2041的下游或上游。

在一实施方式中，多极场装置206还可以用作畸变校正器，以在生成小束之前校正圆形一次束的畸变。可以控制由多极场装置206施加的畸变校正的程度或级别。例如，可以控制多极场装置206以最小化畸变。又如，可以控制多极场装置206以保持一定程度的畸变，并且可以使用/控制下游设备(例如，分束装置2082)(例如，通过产生具有相反符号或与剩余畸变相反的方向的反畸变)以进一步校正剩余的畸变以基本上完全消除畸变。

在一实施方式中，一次束2021的束斑可以由多极场装置206修改为具有近似圆形的轮廓或形状。通常，通过控制束斑的尺寸可以生成不同数量的小束。例如，如图4B所示，多孔板402上的孔404可以被一次束2021的圆形束斑覆盖。圆形束斑可以被控制为具有不同的尺寸，例如具有更大尺寸的第一圆形束斑406和具有较小尺寸的第二圆形束斑408。在图4B中，第一圆形束斑406相比第二圆形束斑408能够生成更多的小束。束斑的尺寸可以是可调节的。尽管孔404被示出为线性布置，但是它们可以以任何形式布置。例如，孔404可以如图4D-4F所示来布置。

在另一实施方式中，一次束2021的束斑可以由多极场装置206修改为具有椭圆形轮廓。椭圆形轮廓一次束可用于优化多束成像系统的连续扫描模式的性能。例如，如图4C所示，多孔板402上的孔404可以被一次束2021的椭圆形束斑410覆盖。第二圆形束斑408也在图4C中示出用于比较。在一实施方式中，椭圆形束斑410能够被调整到正好足够大的尺寸以覆盖多孔板402上的孔404。

在一些实施方式中，通过将一次束2021修改为椭圆形状，具有线性布置的孔的多孔板402可以生成具有更高束密度的小束，这可以进一步导致更有效地使用束。在另一实施方式中，一次束2021可以被修改为椭圆形状之外的其他形状。

在一些多束成像系统中，多孔板上的多个孔以二维布置。例如，多个孔可以布置为与一次束2021的中心轴对称的2D阵列。2D阵列的设计可以包括但不限于正方形布置、六边形布置或圆形布置。利用这种多孔板配置，可以生成小束的2D阵列。在本公开中，作为示例，多孔板(例如，多孔板402)设计有线性布置的孔(例如，孔404)。板上的线性布置的孔可以沿着单条线或多条平行线形成孔阵列。孔阵列的较长边也可以与椭圆束斑(例如，椭圆束斑410)的长轴对准，因此所有线性布置的孔可以被投射在多孔板上的椭圆束斑覆盖。利用这种多孔板配置，能够生成1D小束阵列。例如，1D小束阵列可以用于多束成像系统的连续扫描模式下的线扫描。由一条线扫描覆盖的衬底表面的区域在本文中称为“线”。

为了优化小束2022的成像特性，静电透镜或类似装置可用于控制一次束2021和/或小束2022。例如，静电透镜组208可包括放置在分束装置2082的上游的第一单孔电极板2081，放置在分束装置2082的下游的第二单孔电极板2083。第一单孔电极板2081和第二单孔电极板2083可以以一次束2021的中心轴为中心。在一实施方式中，第一单孔电极板2081和第二单孔电极板2083的孔可以大于600μm。单孔电极板2081和2083上的孔的其他维度是可能的。第一单孔电极板2081和第二单孔电极板2083能够用于生成确定一次束2021的入射角的局部电场。所生成的小束2022的各个可通过由单孔电极板2081和2083所生成的局部电场，例如通过会聚、发散、准直、聚焦和/或散焦进一步修改。

在一实施方式中，利用分束装置2082，第一单孔电极板2081和第二单孔电极板2083被施加不同的电压以形成静电透镜。例如，静电透镜可用于准直小束2022并聚焦其每个小束。为了更好的性能，可以在通过分束装置2082之前对一次束2021进行准直。又如，可以通过改变施加在第一单孔电极板2081上的电压来调节一次束2021的入射角。为了优化，可以调节入射角以确定亮度并减小小束2022的畸变。

在上述实施方式中，可以设置第一单孔电极板2081、第二单孔电极板2083和分束装置2082的电压，使得小束2022的每个小束可以单独地聚焦在静电透镜组208下游的平面上。每个小束的轮廓可以通过第一单孔电极板2081、第二单孔电极板2083和分束装置2082之间的局部电场确定。为了优化多束EBI的成像条件，小束2022也能够被略微会聚或准直。例如，在一实施方式中，其中阳极板(例如，电极组204中的提取电极板2042或单个阳极板)放置在分束装置2082的上游，电压G、V₀、V₁和V₂(其中G<V₁<V₀<V₂)能够分别施加到阳极板、分束装置2082、第一单孔电极板4081和第二单孔电极板2083。确定这些电压的值，使得一次束2021可以在通过分束装置2082之前被准直，并且每个束可以单独聚焦，同时尽可能地保持彼此平行。电压G、V₀、V₁和V₂能够改变为其他值。还可以通过调整上述电压来调节分束装置2082上的一次束2021的束斑的尺寸。在一实施方式中，通过将分束装置偏置到-20kV至20kV的范围内的电压，可以将分束装置2082配置成多孔透镜。

由于各种因素(例如，小束2022的位置、束斑的变形和/或电场的不均匀性)，静电透镜组208下游的小束2022可具有畸变。存在于多束成像系统中的畸变可包括球面畸变、色差、像散和场曲。球面畸变和色差主要是由于电子束的轴上或离轴聚焦条件(例如，静电透镜的局部电场或磁场)的不均匀性而发生的。像散和场曲发生主要是由于轴上或离轴聚焦条件的各向异性不对称和离轴电子束。例如，各向异性不对称和离轴电子束的原因之一可以是由多极场装置206修改的一次束2021的椭圆形变形。畸变可导致多束成像系统的成像分辨率的降低。

在一些实施方式中，可在系统200中使用包括一个或更多个畸变校正器(未图示)的可选畸变校正器组以消除或减小小束2022的畸变。可选畸变校正器可放置在小束2022的的聚焦平面的上游或下游。在一些实施方式中，系统200可包括球面畸变校正器、像散校正器和/或场曲校正器。

在一个实施方式中，球面畸变校正器可以是小束2022的聚焦平面上游或下游的一个或多个多极场装置。例如，多极场装置206可以用作球面畸变校正器。又如，球面畸变校正器可以是多孔板上游的多个(例如，四极或八极)磁场装置。

在一实施方式中，可以通过专门设计的多孔板减少像散和场曲。例如，包括在分束装置2082中的多孔板可以用作专门设计的多孔板。

在一个实施方式中，分束装置2082可以包括双层多孔板500A，如横截面图图5A所示。多孔板500A可包括面对一次束2021(上游)的具有厚度T₀的第一层502和第一层502下游的具有厚度T_L的第二层504。多孔板500A可以采用微机械加工技术制造。第一层502可以包括具有均匀尺寸D₀的孔以分割一次束2021。D₀能够用作限制每个出射小束的电流的束限制尺寸。第二层504可包括具有不同尺寸的孔，相应地与第一层502的孔对准。第二层504中的孔的尺寸随着其到多孔板500A的中心轴520的距离的增加而减小。例如，在图5A中，具有尺寸D_L0的孔506具有到多孔板500A的中心轴520的第一距离(例如，零距离——即孔506以中心轴520为中心)。具有尺寸D_L1的孔508和具有尺寸D_L1的孔510具有到多孔板500A的中心轴520的第二距离。第一距离小于第二距离，并且D_L0大于D_L1。为了防止散射电子，第二层504的孔都具有比第一层502的相应孔更大的尺寸。例如，如图5A所示，它是D_L0>D₀并且D_L1>D₀。利用这种配置，从不同孔(例如，孔506、508和510)出射的小束可以具有不同的焦点，因此可以聚焦在相同平面上而具有减小的畸变(例如，减小的像散和场曲)。

在另一个实施方式中，如图5B所示，除了图5A中的第一层502和第二层504之外，多孔板500B还可包括第一层502上游的厚度为T_U第三层512。例如，多孔板500B可以放置在小束的聚焦平面的上游，使用第三层512会聚入射到第一层502的小束。第三层512可以包括具有不同尺寸的孔，与第一层502的相应孔对准。类似于第二层504，第三层512中的孔的尺寸随着其到多孔板500B的中心轴520的距离的增加而减小。例如，在图5B中，具有尺寸D_U0的孔514具有到多孔板500B的中心轴520的第三距离(例如，零距离——即孔514以中心轴520为中心)。具有尺寸D_U1的孔516和具有尺寸D_U1的孔518具有到多孔板500B的中心轴520的第四距离。第三距离小于第四距离，并且D_U0大于D_U1。在一些实施方式中，第三和第四距离可分别等于第一和第二距离。为了使入射到第一层502的小束会聚，第三层512的孔都具有比第一层502的相应孔更大并且比第二层504的相应孔更小的尺寸。例如，如图5B所示，孔514、516和518可分别对应于孔506、508和510，其中D_L0>D_U0>D₀且D_L1>D_U1>D₀。

再次参考图2，在静电透镜组208的下游，投射透镜组(或称为“中间透镜组”)210能够用于投射(例如，会聚或聚集)小束2022。投射透镜组210可包括一个或更多个电/磁投射透镜。在一个实施方式中，投射透镜组210可包括磁聚束透镜。与物镜组216一起，在检查中投射透镜组可以放大或缩小投射到衬底220的表面上的小束2022的轮廓。例如，能够确定投射透镜组210(例如，磁聚束透镜)和物镜组216的激发强度，使得小束2022的每个小束之间的间隔在衬底220的表面上约为25μm。并且每个小束的子FOV大于25μm的间隔。衬底220的表面上的小束2022之间的间隔以及每个小束的子FOV能够是可调节的。

在一实施方式中，可选的孔板212可以放置在投射透镜组210的下游以阻挡散射的电子。在投射透镜组210的下游，偏转器组214可用于驱动小束2022以扫描衬底220的至少一部分(例如，注意区域的区段/条带)。“注意区域”是要检查的晶圆上的区域。偏转器组214可包括一个或多个扫描偏转器。每个扫描偏转器的扫描方向可以调节。例如，扫描方向可以是垂直的或斜交叉的。在一实施方式中，偏转器组214可以同心地放置在物镜组216的中心。

物镜组216可以将小束2022聚焦在衬底220的表面上。在一实施方式中，物镜组216可以包括磁聚束透镜。例如，物镜组216可以将小束2022聚焦到注意区域的区段/条带上，每个小束具有覆盖区段/条带的子区段的子FOV。在一实施方式中，物镜组216可以是具有增强器218的浸没式物镜，以将小束2022以较短的焦点会聚。使用浸没式物镜，小束2022可以“浸没”在由增强器218和衬底220生成的电磁场中。例如，可以通过在衬底220和增强器218上施加电压来生成电磁场，并且可以将增强器218的电压设定为高于浸没式物镜的电压。

衬底台222可用于承载衬底220。衬底台222可控制而进行移动以暴露小束2022下方的衬底220的不同部分以供检查。如上所述，对应于两种图像扫描方法的衬底台222可以有两种类型的运动控制模式：步进扫描模式和连续扫描模式。在连续扫描模式中，衬底台222可以以恒定速度沿第一方向(例如，水平方向或“x方向”)保持移动，而线性布置的小束可以沿第二方向执行线扫描(例如，垂直方向或“y方向”)。例如，第二方向可以与第一方向大致正交。

当小束2022撞击衬底220的表面时，电子能够例如在与入射小束2022相反的方向上被散射。一般，散射电子可以分为两组：由于弹性碰撞而散射的反向散射电子(BSE)和由于非弹性碰撞(例如，电离)而散射的二次电子(SE)。从小束生成的BSE和SE可以分别形成BSE小束和SE小束。在本公开中，BSE小束和SE小束可以统称为“散射小束”。

包括至少一个维恩滤波器的维恩滤波器组224可用于使散射小束226偏离或弯曲远离入射小束2022的中心轴，同时保持入射小束2022不弯曲。散射小束226可以指向离轴(例如，远离一次束2021的中心轴)检测器228以被捕获。在一些实施方式中，检测器228可以是包括多个检测器的检测器阵列。可以确定维恩滤光器组224的激发强度，使得散射小束226能够到达检测器228的表面。在一实施方式中，维恩滤光器组224可以同心地放置在物镜组216的中心。

在一实施方式中，维恩滤波器组224可以由其他类型的多极场装置代替，例如E×B偏转器，其中E表示电场，而B表示磁场。

对应于不同的检测器设置，可以存在至少两种提供Wien滤波器应用的方式。第一种应用是通过维恩滤波器组224的弱激发强度稍微偏转散射小束226(例如，通过设置维恩滤波器组224的弱电场和/或磁场)并将检测器228放置于邻近小束2022的中心轴。第二种应用是通过维恩滤波器组224的强激发强度使散射小束226偏转大角度(例如，通过设置维恩滤波器组224的强电场和/或磁场)并且将检测器228放置于远离小束2022的中心轴。第一种应用可以节省空间并减小系统200的总尺寸。第二种应用可以减少入射小束2022和散射小束226之间的相互作用，并且对于散射小束(未示出)，能够有更多的空间用于可选的投射系统。在一实施方式中，第一应用在系统200中使用。在另一实施方式中，第二种应用在系统200中使用。

在一实施方式中，物镜组210可以包括至少一个用于控制衬底220的表面上的电场的电极。例如，可以施加高电压以提供电场(称为“表面提取场”)，以有效地提取散射电子(例如，BSE或SE)以形成散射小束226。又如，衬底220可以相对于接地磁透镜极片以负电压偏置以提供表面提取场。再如，表面提取场的场强可以在400V/mm至6000V/mm的范围内。

检测器228可用于捕获散射小束226并生成信号230。信号230可以是模拟和/或数字信号，并且可以由图像处理系统(未示出)进一步处理。图像处理系统可以接收和处理信号230以生成所扫描的衬底表面的一个或多个图像以供检查。在一实施方式中，图像处理系统可以高速生成和处理图像(例如，具有大于或等于400MHz的图像捕获率)。例如，图像处理系统可以使用并行计算来处理图像。又如，图像处理系统可以使用系统100中的CPU和/或GPU(例如，处理器102)和存储器(例如，存储器104)进行处理。能够调整图像捕获率。当系统200以连续扫描模式工作时，根据图像处理系统使用的数据处理方法，可以将所有条带的所生成图像拼接以进行检查，或者可以预处理每个条带的图像。

检测器228可以是各种类型，包括但不限于微通道板(MCP)、硅二极管检测器(SDD)、Everhart-Thornley(ET，艾佛哈特-索恩利)检测器或电荷耦合器件(CCD)检测器。在一实施方式中，检测器228可以是包括多个检测器单元或区域的检测器阵列，并且每个检测器单元可以检测单个散射小束。例如，检测器阵列的检测器单元可以与散射小束226的布置匹配，使得每个散射小束可以由一个检测器单元捕获。在一实施方式中，12孔板用作分束装置2082，并且相应地，可以使用具有12个条形检测区域的SDD检测器。SSD检测器可以离轴地放置在物镜上方，以便系统200在连续扫描模式下工作。只要在散射小束226之间没有串扰并且可以检测每个散射小束，检测器单元的形状和维度可以改变。

在一些实施方式中，可选地，在检测器228上游可以存在投射系统(未示出)，用于优化检测器表面上的成像条件。例如，投射系统可以将散射小束226缩放并投射到检测器228的相应检测器单元(例如，单独的单元或隔离单元)。投射系统还可以消除或减少散射小束226的畸变、偏转/位移误差和/或旋转误差。例如，投射系统可包括投射透镜、偏转器和/或旋转校正器。

对于系统200的可移动部件，电子控制系统(未示出)可用于驱动和控制它们以发挥作用。例如，电子控制系统可以控制在检测器228的上游的投射透镜组210、可选的孔板212、偏转器组214、物镜组216、增强器218、衬底台222、维恩滤光器组224和/或可选的投射系统(未示出)中的至少一个。基于衬底台222的运动模式，可以调整电子控制系统和系统200的其他部件的参数，以优化成像条件和总处理量。例如，在步进扫描模式中，使用2D束阵列，并且可以调整电子控制系统的参数以优化性能。还可以调整控制策略以与步进扫描方法协调。又如，在连续扫描模式中，使用1D波束阵列，并且可以对应于1D小束配置使用不同的设计和控制策略。用于连续扫描模式的电子控制系统的参数可以与步进扫描模式的参数不同。再如，在连续扫描模式中，可以将衬底台222的移动速度设置为与图像处理系统(未示出)的图像捕获率匹配，以便可以扫描注意区域的所有像素。例如，可以使用学习技术(例如，机器学习技术和/或基于统计的学习技术)来确定或优化移动速度。再如，可以针对不同类型的衬底、检查条件、缺陷和/或畸变自适应地确定移动速度。在一实施方式中，电子控制系统可以使小束2022偏转以便以高速进线扫描(例如，扫描速率大于或等于400MHz)。扫描速率可以调节。

应理解，如本文中所描述的系统200的组件或子系统不限于前述实施方式或实例。可以将具有各种设计和/或功能的更多部件或组件添加到系统200以用于功能扩展或性能优化。

例如，在一实施方式中，系统200可包括电子源、至少一个多极场装置、至少一个多孔板、至少一个单孔电极板、至少一个可选的畸变校正器、至少一个投射透镜、物镜、至少一个偏转器、至少一个维恩滤波器、衬底台、检测器或检测器阵列、图像处理系统和至少一个电子控制系统。

又如，在另一个实施方式中，系统200可以包括作为电子源的单个电子发射器、作为多极场装置的一组八极/四极静电组件、作为多孔板的12孔板、两个单孔电极板、一个作为投射透镜的磁聚束透镜、两个静电偏转器、一个四极维恩滤光器、一个带增强器的浸没式物镜、一个衬底台、一个条形阵列SDD检测器、一个散射电子(例如，BSE或SE)投射系统、图像处理系统和可移动模块/组件的控制系统。

又如，在另一个实施例中，系统200可以包括：用于产生一次电子束的电子源、用于使一次电子束成形的多极场装置、用于在进入之前准直一次电子束的电子透镜分割装置、用于将一次电子束分成多个小束并使每个小束聚焦在下游区域的平面上的至少一个多孔板、用于操纵分割之后多个小束在图像平面上的焦点的电子透镜、用于将多个小束的焦点投射到衬底上的投射透镜、用于将多个小束聚焦到衬底表面上的细小点的物镜、用于扫描所有多个小束以激发散射电子(例如，BSE或SE)的包括至少一个偏转器的偏转器组、用于保持衬底和用于以特定模式移动来定位衬底以进行一次小束扫描的平台、用于使散射小束离轴的多极场装置、用于将散射小束投射并引导向检测器阵列的散射电子(例如，BSE或SE)光学系统、耦合到信号处理电路的用于将散射小束转换成电子信号的检测器阵列、用于构造、存储或分配基于电子信号从检测器阵列获得的图像的处理器、以及用于处理预定应用的图像的计算机系统。

在一些实施方式中，步进扫描模式和连续扫描模式对于系统200都可用并且可切换。为了性能优化，各种扫描参数(例如，图像捕获率、扫描速率、小束形状和尺寸、小束的相邻FOV的重叠、或多束成像系统的任何其他操作参数)能够分别应用于步进扫描模式和连续扫描模式。

在一些实施方式中，除了多束成像模式之外，多束成像系统(例如，系统200)还可以在单束成像模式下工作。例如，多束成像系统的多孔板可以在多束模式和单束模式之间切换。在一实施方式中，多束成像系统的多孔板可以使用移动机构来移动(例如，旋转)。

如图6所示，多孔板600可包括第一区域中的多个孔602和第二区域中的单个孔604。例如，多个孔602和单个孔604可以彼此具有距离606。多孔板600可以将第一和第二区域切换到一次束的束斑下方。当多孔板600处于第一位置时，多个孔602位于束斑下方，而当多孔板600处于第二位置时，单个孔604位于束斑下方。例如，可以通过旋转多孔板600来完成第一和第二位置的切换。当处于单束模式时，可以使用圆形束斑608，并且可以调整多束成像系统的部件的操作参数，使得可以优化单束模式的成像条件。当处于多束模式时，可以使用椭圆形束斑610(例如，由多极场装置206修改)，并且可以调节多束成像系统的部件的操作参数，使得可以优化多束模式的成像条件。

在一实施方式中，在多孔板600上可以存在多于一个的单个孔。例如，在多孔板600上可以存在两个或更多个具有不同直径的单个孔。在另一个实施方式中，多束成像系统的多孔板可以更换。例如，多孔板402可以用多孔板600代替。

在本发明中，还包括用于多束成像系统的前述实施方式的扫描方法。这些方法的详细描述如下。

在一些多束成像系统中，可以在小束的FOV中捕获给定感兴趣区域(ROI)或注意区域的图像。例如，可以通过扫描(例如，光栅扫描)小束的主FOV来捕获给定ROI区域的图像。在一实施方式中，在扫描FOV期间，衬底台(例如，图2中的衬底台222)可以保持静止在第一位置，并且至少一个偏转单元(例如，图2中的偏转器组214)可以使小束偏转以扫描放置在衬底台上的衬底(例如，图2中的衬底220)。例如，偏转单元可以由光栅扫描信号激励和/或驱动。在一个实施方式中，所有小束(例如，图2中的小束2022的所有小束)可以扫描(例如，同时扫描)衬底，并且可以生成主FOV图像。主FOV图像可以包括多个子FOV图像，每个子FOV图像由多个小束中的小束形成。当完成主FOV的扫描时，衬底台可以移动到第二位置以进行下一次扫描(称为“步进”)。可以重复步进和扫描，直到扫描衬底上的所有注意区域并完成检查过程。这种检查模式通常称为步进扫描(或“步进-重复”)模式。在一些实施方式中，可使用多个小束以步进扫描模式检查衬底。

在一些实施方式中，2D小束可用于在步进扫描模式下检查衬底。例如，如图7A所示，多孔板702可包括以矩阵布置的2D孔阵列。2D孔阵列包括多个孔，包含孔704。可以使用多孔板702生成多个2D小束(例如，以矩阵布置)。2D小束可以在衬底表面上具有主FOV 706，其包括多个子FOV，包含子FOV 708。子FOV可以对应于2D小束的各自单独小束。例如，子FOV708可以对应于由孔704产生的单个小束。在一些实施方式中，子FOV 708及其所生成的图像可以是正方形或矩形。衬底表面上的子FOV 708的实际尺寸可以略微重叠、与其相邻的子FOV连接(或“缝合”)或与其相邻的子FOV分离。在一个实施方式中，子FOV 708可以是正方形的，并且可以控制其物理尺寸，使得衬底表面上的主FOV 706的所有子FOV可以与相邻的子FOV缝合，其中主FOV 706能够覆盖预期等于其所有子FOV之和的实际尺寸。

在一些实施方式中，图案化衬底的注意区域可为矩形或正方形。在步进扫描模式中，2D小束的主FOV可以覆盖注意区域的第一部分以进线扫描，并且衬底台能够以使得主FOV能够覆盖注意区域的第二部分的方式步进或移动，其中该第二部分在步进后与注意区域的第一部分缝合。可以重复该步进和扫描过程，直到覆盖整个注意区域。

例如，如图7B所示，注意区域710呈矩形。为了检查注意区域710，可以使用多个区段，包括区段712。多个区段可以覆盖大于或等于注意区域710的区域。每个区段可以由主FOV覆盖(例如，2D小束的主FOV 706)。在一些实施方式中，基于主FOV 706的形状和尺寸，可使用图7A中的多孔板702生成2D小束，其中主FOV 706能够覆盖部分712。在一些其他实施方式中，多孔板的其他形状和配置可用于生成2D小束以覆盖用于检查注意区域的区段。在一实施方式中，如图7B所示，衬底台能够以使得主FOV 706可以根据步进路径(或序列)714移动的方式移动。遵循步进路径714的箭头从起点到终点，如图7B所示，主FOV 706可以顺序地覆盖类似于区段712的每个区段以检查注意区域710，直到覆盖了所有注意区域710。在一些实施方式中，当实际检查的区域大于注意区域(例如，图7B中所示的场景)时，可以过滤(或“裁剪”)所生成的图像以丢弃注意区域外的图像部分，其中将仅处理对应于注意区域的图像部分以进行缺陷检查或图像测量。

在一些实施方式中，线性布置的(1D)小束可用于在步进扫描模式下检查衬底。例如，如图8A所示，多孔板802可包括直线布置的线性布置的孔阵列。线性布置的孔阵列包括多个孔，包含孔804。可以使用多孔板802生成多个线性布置的小束(例如，以直线布置)。线性布置的小束可以具有衬底表面上的主FOV 806，其包括多个子FOV，包含子FOV 808。子FOV可以对应于线性布置的小束的各自单独小束。例如，子FOV 808可以对应于由孔804生成的单独小束。在一些实施方式中，主FOV 806可以是矩形的并且其子FOV(诸如子FOV 808)可以是正方形或矩形。衬底表面上的子FOV 808的实际尺寸可以与其相邻的子FOV略微重叠、缝合或分离。在一些实施方式中，线性布置的小束的数量可以大于或等于2。在一实施方式中，线性布置的小束的数量可以在2到200的范围内。在另一实施方式中，线性布置的小束可以大于200。

在一些实施方式中，基于线性布置的小束的主FOV(例如，主FOV 806)的形状和尺寸，图案化衬底上的矩形注意区域可以被分成用于步进扫描模式下的检查的区段。例如，如图8B所示，注意区域810是矩形的并且被分成多个区段用于检查。在图8B中，注意区域810被分成10个矩形区段，包括区段812。区段812类似于注意区域810中的其他9个分开的区段。每个矩形区段可以被线性布置的小束的主FOV(例如，主FOV 806)覆盖。在一个实施方式中，可以使用图8A中的多孔板802生成线性布置的小束，并且主FOV 806可以覆盖区段812。

在一些实施方式中，可以基于小束的数量和布置以及每个小束的子FOV尺寸来确定区段812的形状和尺寸。例如，基于如图8B所示的注意区域划分的配置，用于对区段812成像的小束包括6个线性布置的单独小束，包含单独小束814。每个单独小束的子FOV(例如，图8A中的子FOV 808)可以大于、相匹配、或小于其对应的子区段(例如，图8B中的子区段816)。在图8B中，选择包括具有正方形子FOV的6个单独小束的线性布置小束的布置，以便于解释实施方式而不会引起任何冗余或模糊。通常，对应于子区段816的子FOV(例如，图8A中的子FOV 808)的形状可以是矩形或正方形。

在步进扫描模式期间，在一实施方式中，区段812可以由具有图8A中的主FOV 806的所有小束来扫描。当完成区段812的扫描时，衬底台可以步进到下一区段(例如，相邻或不相邻的区段)，然后进行下一次扫描。在一实施方式中，如图8B所示，可以根据预定顺序设置台步进的路径或顺序，例如步进路径818或任何其他路径。如图8B所示，跟随步进路径818的箭头，成像扫描首先从步进路径818的起始点开始，然后遍历注意区域810的10个区段中的每个区段以进线扫描直到端点。尽管图8B中的衬底台是跟随步进路径818而步进，能够以空间顺序或方向(例如，如图8B所示的“x方向”或“y方向”)的任何组合来执行10个区段中的每一个的扫描。在一些实施方式中，在检查期间可以扫描注意区域的每个区段一次。在另一实施方式中，在检查期间可以多次扫描注意区域的每个区段。

通常，与单束系统相比，多束成像系统的处理量能够增加(在一些情况下，显着增加)。然而，一些使用步进扫描模式的多束成像系统仍然不能为在线应用提供足够的处理量。步进扫描模式的限制因素是台稳定的时间。衬底台通常在步进后振动。在下一次扫描开始之前，振动需要一段时间才能停止或衰减到一定程度。振动会导致扫描区段的成像质量下降。在以步进扫描模式工作的一些多束成像系统中，在步进之间衬底台用来稳定的时间(“稳定时间”)可能很长。通常，在那些系统中，稳定时间能够比扫描注意区域的区段的时间(“扫描时间”)长(在某些情况下，一个数量级)。例如，对于100MHz的像素速率，1024×1024图像的扫描时间略微超过10毫秒(ms)，而台步进和稳定时间能够超过150毫秒(ms)。衬底台的长稳定时间可能成为那些多束成像系统的检查处理量的潜在瓶颈。

如本文所述的多束成像系统(例如，除了步进扫描模式之外)能够以连续扫描模式工作以进一步增加检查处理量。在连续扫描模式中，衬底台以恒定速度在一个方向上保持移动，而由偏转器驱动的电子束或小束能够扫描注意区域，而不会中断台的运动。例如，可以驱动电子束或小束以在注意区域上执行线扫描。线扫描的轨迹在此可以称为“扫描线”。通常，有两种方法可以驱动偏转器进行光栅扫描：(i)扫描线垂直于台运动方向；(ii)扫描线平行于台运动方向。

在一些实施方式中，扫描线可在多束成像系统的连续模式中垂直于台运动方向。例如，如图9A所示，电子束或小束对图案化衬底的扫描区域902执行光栅扫描，同时衬底台沿x轴以恒定速度V_s移动。电子束或小束可以是例如图8B中的单个小束814。扫描区域902可以是衬底的注意区域的区段(例如，图8B中的区段812)或子区段(例如，图8B中的子区段816)。

图9A示出了扫描区域902的表面上的两条线扫描路径，其对应于由小束执行的两次线扫描：第一线扫描路径904和第二线扫描路径906。线扫描路径具有沿y轴从上向下的垂直方向。在完成一线扫描之后，如复位路径908所示，小束能够以光栅扫描方式移动，以开始下一线扫描，其过程可以重复多次(例如，两次)。在已经执行多线扫描之后，小束可以如复位路径912所示移动回到第一次线扫描路径的起始点以开始下一组多线扫描。每组多线扫描所覆盖的区域可以称为“帧”，并且覆盖帧的多线扫描可以称为“帧扫描”

例如，如图9A所示，帧扫描包括两个线扫描——即，小束移动以沿着线扫描路径904、复位路径908和线扫描路径906执行第一帧扫描，然后移动以沿着复位路径912开始下一帧扫描。图9A仅包括两个线扫描(或者，图9A中所示的帧仅包括两条线)，任何数量的线扫描都可以包括在帧扫描中。

小束可以由偏转器组驱动以执行线扫描。偏转器组可包括沿任何方向的多个偏转器。每个偏转器可以施加扫描信号(例如，电压)以驱动小束。例如，如图9B所示，可以使用锯齿扫描信号V_y来控制或驱动对应于线扫描路径904和906的线扫描。在一些实施方式中，V_y可为时变电压信号。例如，如图9B所示，V_y可以是具有周期T_L的周期性电压信号。每个V_y周期包括用于控制小束以在第一方向上执行线扫描的第一部分(或“扫描区段”)和用于在第二方向(例如，与第一方向相反)上复位小束的第二部分(或“复位区段”)以执行下一线扫描。这里的“第一”和“第二”仅用于指示目的，而不是指电压信号的部分的顺序。例如，如图9B所示，周期V_y包括第一部分914和第二部分916。在一实施方式中，第一部分914可用于驱动小束沿线扫描路径904移动，第二部分916可用于驱动小束沿复位路径908移动以将小束定位在线扫描路径906的起始点处。第一部分914具有比第二部分916更陡的斜率，其表示当扫描时小束以更慢的速度移动(例如，沿着线扫描路径904)并且在被复位时(例如，沿着复位路径908)以更快的速度移动以执行下一线扫描。V_y的方向的变化(例如，在波峰或波谷处)表示驱动小束的方向的变化。当V_y周期性地改变时，小束可以以光栅扫描方式扫描扫描区域902。然后可以将V_y的周期T_L设置为等于两个紧接连续线扫描的开始或结束之间的时间段。

执行帧扫描，如图9B所示，可以使用附加的锯齿扫描信号V_x进一步控制小束。在一些实施方式中，V_x可为时变电压。例如，如图9B所示，V_x可以是具有周期T_F的周期性电压。与V_y类似，V_x的每个周期还包括扫描区段和复位区段。当V_x周期性地改变时，小束可以相应地移回到帧的第一线的起始点以开始下一帧扫描。

在一些实施方式中，T_F可以被设置为等于T_L，其中每个帧扫描包括一个线扫描。在一些实施方式中，T_F可以大于T_L，其中每个帧扫描可以包括多于一个线扫描。当T_F大于T_L时，V_x的扫描区段可以具有比V_y的扫描区段更平缓的斜率。例如，如图9B所示，T_F＝2T_L，并且V_x的扫描区段的斜率是V_y的扫描区段的斜率的一半。V_x的周期T_F可以被设置为等于两个紧接连续帧扫描的开始或结束之间的时间段。通过控制V_x和V_y的值和变化模式，其中包括的帧扫描和线扫描可以以任何方式执行，例如以不同尺寸的覆盖区域，以任何速度或沿任何路径执行。例如，在图9A中，当V_x≠0且V_y＝0时，小束位于点910。

在连续扫描模式中，可以基于V_x和V_y设置V_s。在一些实施方式中，为了避免或减少图像失真，可以基于与所生成的图像的一部分(例如，像素)对应的物理尺寸和一帧中包括的线的数量来确定V_s。所生成的图像的像素可以对应于在衬底表面上执行的帧扫描的物理部分(称为“物理像素”)。物理像素的大小可以称为“物理像素大小”或简称为“像素大小”。像素大小可以取决于图像的物理大小和像素维度。像素大小在水平和垂直方向上也可以不同。例如，如果图像的物理尺寸是A×B(例如，3mm×2mm)并且图像的像素大小是m×n(例如，300像素×400像素)，则像素大小(P_h)在水平方向是P_h＝A/m(例如，P_h＝3mm/300＝0.01mm)，垂直方向上的像素大小(P_v)是P_v＝B/n(例如，P_v＝2mm/400)＝0.005mm)。在一些实施方式中，所产生图像的像素大小在水平和垂直方向上可相同，即P_h＝P_v＝P。

线扫描可以在所生成的图像中生成像素线(例如，m个图像像素)，每个像素对应于具有像素大小P的物理像素。换句话说，线扫描所覆盖的物理尺寸(或长度)对应于像素线的是A＝m×P。如果扫描物理像素所需的时间是T_P，则T_L＝m×T_P。对于正方帧扫描，帧扫描可包括m行。换句话说，帧扫描所覆盖的物理尺寸(或区域)是A×A，并且所生成的帧扫描图像的像素维度是m×m。在一些实施方式中，像素大小m×m可受帧扫描边界上的图像分辨率限制。像素大小P(或相应的物理尺寸A)可受到系统的物理限制或条件(例如，光学畸变)的限制。

例如，假设线扫描沿垂直方向，在一些实施方式中，帧扫描可以覆盖在衬底表面上具有水平宽度的垂直物理线，这可以生成扫描图像的图像像素的垂直线。在一实施方式中，帧扫描可以覆盖物理像素的垂直线(称为“物理线”)的水平宽度，每个物理像素具有像素大小P。当帧中有N条线并且线扫描周期是T_L，V_s沿水平方向并且可以确定为等式(1)：

在等式(1)，帧扫描周期T_F＝T_L×N。在T_F的持续时间中，可以执行包括N个线扫描的帧扫描以覆盖物理线，其结果可以用于生成所生成的图像的像素线。换句话说，可以扫描物理线N次以生成扫描图像中的像素线。

在一实施方式中，帧可以包括一条线(例如，每个帧扫描覆盖物理线)，或N＝1。换句话说，线扫描等同于帧扫描。在该实施方式中，当V_s＝P/T_L时，连续扫描可以生成条形图像，并且衬底表面上的物理线没有被扫描多于一次以生成条形图像(即，帧扫描覆盖连续帧之间没有重叠的物理线)。

在另一实施方式中，帧可包括多条线(例如，每个帧扫描覆盖多条物理线)，或N>1。在该实现中，当V_s<P/T_L时，可以在帧扫描中多次扫描每条物理线。例如，V_s可以设置为

每个物理线可以在帧扫描中被线扫描N次，并且连续扫描的每个帧(连续扫描的第一帧和最后一帧除外)可以被帧扫描N次。对于物理线的每次线扫描，可以生成线扫描信号(例如，二进制值、整数值或RGB值)，并且可以对N个线扫描信号求和并求平均以生成用于物理线的平均信号。线扫描的平均信号可用于生成平均扫描图像。

又如，当N＝2^k(k＝0,1,2,3,...)和V_s＝P/((T_L×N))时，每帧包括N行(或者，每个帧扫描包括N个线扫描)。每条线可以具有P/N的水平物理尺寸。帧扫描的N个线扫描可以标记为线扫描1、线扫描2、....、线扫描N。帧扫描覆盖在连续帧之间重叠的水平宽度为(N-1)·P/N的区域。在该示例中，除了连续扫描的第一帧和最后一帧之外，每个帧中的2^k行中的每一行可以被扫描N次。例如，线扫描1可用于生成第一条形图像，线扫描2可用于生成第二条形图像，等等。可以获得总共N个条形图像。因为N个条形图像中的每一个可以从其近邻或相邻的条形图像移位P/N，所以N个条形图像可以覆盖大于单个条形图像的条带区域的整个条带区域。例如，N个条形图像的重叠部分可用于生成最终图像。再如，N个条形图像的图像像素可以与衬底表面上的位置(例如，物理像素)匹配。匹配可以是精确的，也可以是具有可忽略的移位误差。可以对与衬底表面的相同位置对应的图像像素的图像数据求和并求平均，以生成该位置的平均图像数据。平均图像数据可用于生成最终图像，由此可以改善噪声消除和信噪比。

再如，当N＝2且V_s＝0.5P/T_L时，帧扫描可包括两个线扫描：线扫描1和线扫描2.在两个连续帧扫描之间，例如第k帧扫描和第(k+1)帧扫描，第k帧扫描的线扫描2和第(k+1)帧扫描的线扫描1可以扫描相同的物理线。从线扫描1生成的图像的第一像素和从线扫描2生成的图像的第二像素可以对应于物理线的相同或几乎相同物理位置(即，具有可忽略的移位误差)。通过平均第一和第二像素的像素数据，可以生成平均图像。

在一些实施方式中，扫描线可与多束成像系统的连续模式中的台运动方向平行。在这些实现中，可以使用包括多于一线扫描的帧扫描来实现2D扫描。例如，如图10A所示，单个电子小束对图案化衬底的扫描区域1002执行光栅扫描，同时衬底台沿x轴以恒定速度V_s移动。电子束或小束可以是例如图8B中的单个小束814。扫描区域1002可以是衬底的注意区域的区段或子区段，例如，图8B中的子区段816。在图10A中，示出了由小束执行的多线扫描，包括线扫描1004。线扫描具有沿x轴从左到右的方向，平行于V_s。在一些实施方式中，例如，扫描区域1002可以被包括10条线扫描的帧扫描覆盖，如图10A所示。尽管在帧扫描中示出了10线扫描作为示例，但是帧扫描中可以包括任何数量的线扫描，例如512、1024、2048或任何其他数字。

如图10B所示，可以使用锯齿扫描信号V′_x和附加的锯齿扫描信号V′_y来实现和控制包括线扫描1004的线扫描。在一些实施方式中，V′_x和V′_y可分别为沿x方向和y方向的时变电压。例如，如图10B所示，V′_x可以是沿y方向的周期性电压，具有周期T_L(表示线扫描所需的时间)，并且V′_y可以是沿y方向的周期性电压，具有周期T_F(表示帧扫描所需的时间)。在一些实施方式中，T_F可以大于或等于T_L。类似于图9B中的V_x和V_y，V′_x和V′_y可包括扫描区段和复位区段。在一些实施方式中，V′_y的扫描区段可具有比V′_x的扫描区段更平缓的斜率。V′_y可以驱动小束沿y轴移动。例如，如图10A所示，当V_x≠0且V_y＝0时，小束能够以点1008为中心。

在V′_x的每个周期内，存在第一(扫描)区段和第二(复位)区段。例如，V′_x的扫描区段可以驱动小束以执行线扫描1004，并且V′_x的复位区段可以驱动小束沿着复位路径1006移动以将小束定位到下一线扫描的起始点。当V′_x随时间周期性地改变时，小束可以从左到右扫描扫描区域1002。然后，V′_x的周期T_L可以等于用于执行线扫描的总时间(例如，线扫描1004)以及复位小束(例如，沿着复位路径1006)以进行下一线扫描。当V′_y随时间周期性地变化时，小束可以从上到下遍历扫描范围1002。

因为衬底台是移动的，为了将成像区域保持为矩形形状，如图10B所示，跳跃ΔV′_x可以施加于V′_x以移位下一线扫描的起始点。在一实施方式中，可以保留一半的线扫描能力以便移动线扫描起始点。例如，对于正方形物理像素，线扫描可以覆盖m个物理像素，而帧扫描可以包括2m个线扫描。如图10B所示，V′_y具有比V′_x更长的周期，表示相对较慢的扫描速率。每个帧扫描可以从连续帧扫描移位给定维度、例如一个物理像素。

在一实施方式中，给定像素大小为P、扫描物理像素的时间为T_P、线扫描覆盖m个物理像素、帧扫描包括2m个线扫描以及在帧扫描后台移动m个物理像素，在理想情况下，沿着台运动方向缝合从连续帧扫描生成的图像，可以将台速度设置为

其中T_L＝m×T_P。

例如，如图10C所示，在连续扫描模式中V_s＝0.5P/T_X，每个帧扫描可以生成矩形分割图像，包括分割图像1010-1016。可以通过缝合多个连续的分割图像来生成条形图像1000。在一些实施方式中，条形图像1000可为非条形图像。在一些实施方式中，连续分割图像可具有重叠部分(例如，由若干物理像素重叠，其可由V_s确定)。在一些实施方

对于使用线性布置的小束的多束成像系统，通过在垂直于小束所沿着的线性布置的方向(例如，y方向)的方向(例如，x方向)上以恒定速度移动衬底台，可以实现用于成像或检查的连续扫描模式。。在一些实施方式中，所有小束可并行工作以生成条形图像。例如，条形图像的宽度可以通过小束的数量和与每个束相关联的线扫描宽度的宽度来确定。又如，条形图像的长度可由注意区域或台控制单元确定。通过最小化台稳定时间，可以大大提高检测处理量。

在一实施方式中，配备有线性布置的孔阵列的多束成像系统可以在连续扫描模式下工作。在另一实施方式中，可以选择多束成像系统以在连续扫描模式或步进扫描模式下工作。例如，多束成像系统可以在连续扫描模式和步进扫描模式之间切换。在另一实施方式中，多束成像系统可以切换为使用单个束。例如，多束成像系统可以切换到使用不同的分束装置来产生单个束或多个束。

图11A示出了在连续扫描模式中使用多个小束通过条形部分(“条带”)扫描的示例注意区域1100。如图11A所示，注意区域1100被分成5个平行条带，包括条带1102。条带1102类似于注意区域1100中的其他4个条带，并且在下文中将作为示例进行描述，以便于解释而不会引起任何冗余或歧义。应当注意，可以基于用于扫描一个条带的小束的数量和每个小束的扫描宽度将注意区域1100划分为任何数量的条带。在一实施方式中，如图11A所示，条带1102由11个线性布置的小束扫描，每个小束的扫描区域形成相应的子条带。根据多孔板中的孔的数量和配置，小束或子带可以是任何配置的任何数量。在一实施方式中，条带1102可以由11个小束扫描以产生11个条形图像。可以缝合11个

在一个实施方式中，小束(例如，11个小束)的组合扫描区域可以等于条带(例如，条带1102)的区域，用于执行完全采样(即，100％覆盖率)扫描区域。在另一实施方式中，可以选择条带小于小束的组合扫描区域，以进行百分比采样(即，扫描区域的覆盖率小于100％)。在另一实施方式中，可以选择条带大于小束的组合扫描区域，以执行过采样(即，扫描区域的覆盖率大于100％)。例如，当一些缺陷位于扫描图像的边界处并且如果由于对准偏移而使用完全采样而不能检测到时，能够使用过采样。

图11B以放大视图示出了条带1102的一部分1104。部分1104包括5个用于扫描5个小束的子条带，包括子条带1106。子条带1106类似于部分1104中的其他4个子条带，并且在下文中将作为示例进行描述以便于解释不会引起任何冗余或歧义。在一个实施方式中，子带1106可以由小束1108扫描以生成条形图像。子条带1106的条形图像可以与由相邻扫描小束生成的相邻条形图像缝合。

在一个实施方式中，小束1108的扫描区域可以等于子带1106的区域，用于执行完全采样。在另一实施方式中，子带1106可以选择为小于小束1108的扫描区域，以执行百分比采样。在另一实施方式中，子带1106可以被选择为大于小束1108的扫描区域以用于执行过采样。

在多束成像系统的连续扫描模式中，在一实施方式中，衬底台可以承载衬底以在方向1110上以恒定速度移动。在衬底移动时，可以控制小束以扫描条带1102连同扫描路径1112(例如，从条带1102的左端开始并且以头对尾的方式继续)。对注意区域1100的每个条带(例如，条带1102)的电子束扫描可以生成组合的条形图像。组合的条形图像可以通过以图9A-9B中所示和所述的方式执线扫描来获得。在图9A-9B中，线扫描垂直于扫描路径1112(即，在图11A中所示的y方向上)执行，或者以图10A-10C所示和所述的方式执行。在图10A-10C中，平行于扫描路径1112(即，在图11A中所示的x方向上)执行线扫描。当小束到达条带1102的末端位置时(例如，当小束到达条带1102的右端时)，衬底台可移动到另一条带的末端(例如，相邻或非相邻条带的右端或左端)重复扫描程序。例如，通过跟随扫描路径1112，可以以连续的方式逐条地扫描注意区域1100，其中可以减少停止和稳定平台的需要。

在本公开中，还提供了一种使用多束成像系统对衬底表面成像的方法。图12是使用能够以步进扫描模式和连续扫描模式工作的多束成像系统进行多束成像的示例过程1200。过程1200可以实现为图1中的系统100中图2中的系统200的软件和/或硬件模块。例如，过程1200可以通过一个或多个装置实现为包括在系统100或系统200中的模块。过程1200包括如下所述的操作1202-1208。

在操作1202，使用多极场装置修改电子束。例如，电子束可以是图1中的一次束2021。如图2所示，多极场装置可以是图2中的多极场装置206。

在一实施方式中，电子束可以从电子源产生。电子束可以具有基本上圆形的束斑。例如，电子源可以是图1中的电子源202。在一些实施方式中，电极组(例如，图2中的电极组204)可用于提取、准直和/或聚焦电子束。基本上圆形的束斑可以类似于图3中具有形状302的束斑。

在一实施方式中，多极场装置可以沿着与线性布置的孔对准的第一方向延伸基本上圆形的束斑，并且沿着与第一方向正交的第二方向抑制基本上圆形的束斑。例如，多极场装置(例如，多极场装置206)可以用于改变束斑的形状，例如，从圆形一次束(例如，图3中的形状302)到椭圆形(例如，图3中的形状304)。在一些实施方式中，多场装置可进一步校正电子束的畸变。

在一个实施方式中，多极场装置可以包括一个或多个级，并且每个级生成多极电场和/或多极磁场。多极电/磁场的多极的数量可以是4、6、8、10、12或任何其他数量。

在操作1204，使用分束装置从修改的电子束生成小束。例如，分束装置可以是图1中的分束装置2082。在一些实施方式中，分束装置可以具有任何配置的任何数量的孔，例如图4A-4F中所示。例如，分束装置可以具有线性布置的孔(例如，图4A-4C中的多孔板402)，其中修改的(或者在某些情况下，未修改的)电子束可以覆盖在至少一部分孔。

在一些实施方式中，分束装置的结构可包括不同层，例如图5A中的多孔板500A或图5B中的多孔板500B。分束装置的层可以具有不同的功能。例如，第一层502可以限制小束尺寸。又如，层504可以具有不同的焦点，并因此将在不同板位置处产生的小束聚焦到具有减小的畸变的同一平面上。再如，第三层512可以会聚入射到第一层502的小束。应该注意，为了实现相同或类似的功能，分束装置的结构可以在配置、轮廓或维度中使用任何数量的层设计。

在一些实施方式中，所述分束装置可具有预定的组(例如，2、3、4或任何数量)的孔，所述孔布置在所述分束装置的不同区域上以用于不同的工作模式。例如，分束装置可以是多孔板。预定的孔组可包括单个孔，一维孔阵列(即，线性布置的孔)或二维孔阵列中的至少一个。这些组孔是可切换的，例如通过切换预定的孔组以便通过移动机构使用。移动机构可以是用于旋转分束装置的旋转方法。移动机构也可以替换分束装置。

例如，图6中的多孔板600具有多组孔(即，多个孔602和单个孔604)。多个孔602可以用于多束成像模式，并且单个孔604可以用于单束成像模式。多孔板600可以在多组孔之间切换(例如，通过旋转多孔板600以在电子束的覆盖下暴露不同组的孔)。

在操作1206，驱动小束以扫描衬底表面的区域。小束的焦点可以投射到衬底上。可以使用偏转器组来驱动小束。从该区域散射的电子可以形成散射小束并被检测器偏转和接收以产生信号。信号可以由图像处理系统处理以产生扫描图像。

在一个实施方式中，可以使用图1中的投射透镜组210和物镜组216将小束投射到衬底上。在一些实施方式中，可使用附加组件来减少小束的畸变并改善成像条件。附加组件可包括如前面的描述中所述的畸变校正器、可选的孔板212、附加的静电透镜(例如，第一单孔电极板2081和第二单孔电极板2083)或任何其他合适的投射设备。

在一实施方式中，偏转器组可包括一个或多个偏转器(例如，图2中的偏转器组214)。小束可以由偏转器组控制，以对衬底执行光栅扫描。在一实施方式中，衬底被放置在可控制的衬底台上以在运动模式中移动。运动模式可以包括步进扫描模式和连续扫描模式的任何组合。在一些实施方式中，当衬底台可以以至少两种运动模式(例如，步进扫描模式和连续扫描模式)移动时，可以选择和切换不同的运动模式。例如，当控制衬底台以步进扫描模式移动时，可以驱动小束以在衬底台稳定时扫描该区域。当控制衬底台以连续扫描模式移动时，可以驱动小束以在衬底台以恒定速度移动时扫描该区域。

在一实施方式中，基于衬底台的运动模式，可以确定与运动模式相关联的操作参数(例如，衬底台的移动速度)。例如，当选择运动模式作为步进扫描模式或连续扫描模式时，可以调整操作参数以优化相应的运动模式。

例如，当衬底台可控制以在连续扫描模式下移动时，操作参数可包括衬底台的移动速度(例如，恒定速度)。可以至少基于衬底上的扫描区域的子区域(例如，物理像素)的维度(例如，物理像素的像素大小)与对子区域执行线扫描的持续时间之间的比率来确定移动速度。可以根据从子区域散射的电子接收的信号生成扫描图像的图像像素。在一些实施方式中，可以进一步基于帧扫描中包括的线扫描的数量来确定移动速度。例如，可以使用等式(1)来确定移动速度。

在一些实施方式中，在连续模式中，可执行帧扫描。当帧扫描包括多个(例如，N个)线扫描时，帧的每个物理线可以被扫描N次。对于物理线的每个物理像素，可以生成N个信号。可以从物理像素的平均信号数据生成图像像素，其通过对N个信号求平均而生成。

在一些实施方式中，在连续模式中，衬底台可以在台运动方向上以恒定速度移动。线扫描(例如，包括在帧扫描中)可以相对于台运动方向在不同方向上执行。例如，线扫描可以与台运动方向平行地执行。再如，可以垂直于台运动方向执行线扫描。

在一些实施方式中，对于衬底台的不同运动模式，可使用不同的孔阵列。例如，一维孔阵列可用于连续扫描模式，二维孔阵列可用于步进扫描模式，单孔可用于单束扫描模式。

在一些实施方式中，散射小束可由偏转装置(例如，图2中的维恩滤波器组224)偏转或弯曲。偏转的散射小束可以是离轴的(例如，图2中的散射小束226)。

在一个实施方式中，电子信号(例如，图2中的信号230)可以由检测器(例如，图2中的检测器228)使用接收的偏转散射小束生成。在一些实施方式中，检测器228可以是包括多个检测器的检测器阵列。

在操作1208，基于信号确定衬底表面的区域的扫描图像以供检查。例如，可以使用上述图像处理系统来确定图像。

在本公开中，提供了一种使用多束系统对衬底成像的方法。图13是使用多束系统对衬底成像的示例过程1300。过程1300可以实现为图1中的系统100或图2中的系统200。例如，过程1300可以通过一个或多个装置实现为包括在系统100或系统200中的模块。过程1300包括操作1302-1306，其如下所述。

在操作1302，从电子源生成一次电子束。

在操作1304，使用多极场装置来修改一次电子束以供束成形和畸变校正。

在操作1306，通过静电透镜对电子束进行准直，以照射分束装置。在一些实施方式中，操作1306可以作为过程1200中的操作1204之前的步骤来执行。

可以根据功能块组件和各种处理步骤来描述本文的实现。所公开的方法和顺序可以单独进行或以任何组合进行。功能块可以由执行指定功能的任何数量的硬件和/或软件组件实现。例如，所描述的实施方式可以采用各种集成电路组件，例如存储器元件、处理元件、逻辑元件、查找表等，其可以在一个或多个微处理器的控制下执行各种功能或者其他控制设备。类似地，在使用软件编程或软件元素实现所描述的实施方式的元素的情况下，本公开可以用诸如C、C++、Java、汇编程序等的任何编程或脚本语言来实现，其中各种算法采用数据结构、对象、进程、例程或其他编程元素的任何组合来实现。功能方面可以在一个或多个处理器上运行的算法中实现。此外，本公开的实施方式可以采用用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等的任何数量的技术。除非本文另有说明或上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法的步骤均可以任何合适的顺序执行。

以上公开的方面或方面的一部分可以采用可从例如计算机可用或计算机可读介质访问的计算机程序产品的形式。计算机可用或计算机可读介质可以是任何能够例如有形地包含、存储、通信或传输程序或数据结构以供任何处理器使用或与之结合使用的设备。介质可以是例如电子、磁、光、电磁或半导体器件。其他合适的介质也是可用的。这种计算机可用或计算机可读介质可以称为非暂时性存储器或介质，并且可以包括可以随时间改变的RAM或其他易失性存储器或存储装置。除非另有说明，否则这里描述的系统的存储器不必由系统物理地包含，而是可以由系统远程访问的系统，并且不必与可能在物理上由系统包含的其他存储器邻接。

在本公开中，术语“信号”、“数据”和“信息”可互换使用。本文中“包括”或“具有”及其变体的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”及其变型被广泛使用并且包括直接和间接安装、连接、支撑和耦合。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合。

术语“示例”在本文中用于表示用作示例、实例或说明。本文中描述为“示例”的任何方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更优选或更具优势。相反，使用“示例”一词旨在以具体方式呈现概念。

另外，本公开内容和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”通常应理解为表示“一个或多个”，除非另有说明或从上下文清楚地指向单数形式。此外，除非如此描述，否则贯穿使用术语“一个方面”或“一个方面”并不旨在表示相同的实现或方面。此外，除非本文另有说明，否则本文中对数值范围的引用仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的简写方法，并且每个单独的值并入本说明书中，如同其在本文中单独引用一样。

如在本公开中所使用的，术语“或”旨在表示其结合的两个或更多个元素的包含性“或”而不是排他性“或”。除非另有说明或从上下文中清楚，否则“X包括A或B”旨在表示任何自然的包含性排列。换句话说，如果X包括A；X包括B；或者X包括A和B，然后在任何前述情况下满足“X包括A或B”。本公开中使用的术语“和/或”旨在表示“和”或包含性的“或”。即，除非另有说明或从上下文中清楚，否则“X包括A、B和/或C”。“X”可以表示X可以包括A、B和C的任何组合。换句话说，如果X包括A；X包括B；X包括C；X包括A和B；X包括B和C；X包括A和C；或者X包括所有A、B和C，然后在任何前述情况下满足“X包括A和/或B”。类似地，“X包括A、B和C中的至少一个”旨在用作“X包括A、B和/或C”的等同物。

本文示出和描述的方面是本公开的说明性示例，并且不旨在以任何方式以其他方式限制本公开的范围。为简洁起见，不能详细描述电子系统、控制系统、软件开发和系统的其他功能方面(以及系统的各个操作组件的组件)。此外，所呈现的各个图中所示的连接线或连接器旨在表示各种元件之间的示例功能关系和/或物理或逻辑耦合。在实际设备中可以存在许多替代或附加功能关系、物理连接或逻辑连接。

虽然已经结合某些实施方式描述了本公开，但是应该理解，本公开不限于所公开的实施方式，而是相反地，旨在涵盖包括在所附权利要求的范围中的各种修改和等同布置，该范围应被赋予最广泛的解释，以包含法律允许的所有这些修改和等同结构。