使用多个电子束进行实时立体成像的系统和方法

摘要

根据本文中的公开的实施例包括被配置为发射带电粒子束以用于对样品的结构的顶部和侧面进行成像的方法和多束装置。该多束装置包括：偏转器阵列，该偏转器阵列包括第一偏转器并且被配置为接收第一带电粒子束和第二带电粒子束；阻挡板，该阻挡板被配置为阻挡第一带电粒子束和第二带电粒子束中的一个带电粒子束；以及控制器，该控制器具有电路系统并且被配置为改变装置的配置以在第一模式与第二模式之间转换。在第一模式下，偏转器阵列将第二带电粒子束引导到结构的顶部，并且阻挡板被配置为阻挡第一带电粒子束。并且，在第二模式下，第一偏转器将第一带电粒子束引导到结构的侧面，并且阻挡板被配置为阻挡第二带电粒子束。

说明书

本申请要求于2018年12月31日提交的美国申请62/787,098的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本文中所提供的实施例公开了一种带电粒子束检查系统，并且更具体地公开了使用多个带电粒子束对样品的结构进行实时立体成像的系统和方法。

背景技术

在集成电路(IC)的制造过程中，对未完成的电路部件或完成的电路部件进行检查，以确保它们根据设计制造，并且没有缺陷。可以采用利用光学显微镜或带电粒子(例如，电子)束显微镜(诸如扫描电子显微镜(SEM))的检查系统。IC部件通过将多个层放置到彼此之上来制造以构建IC。因而，需要能够在制造时检查IC部件的三维结构是否存在缺陷。

将IC芯片稳固到位的移动台可以被用于允许带电粒子束捕获IC芯片的结构的不同侧面的图像，但这些方法速度慢且容易出错。一些相关技术的系统调整单个射束以尝试检查IC芯片的结构的各个侧面，但是这些使用单个射束的系统特别是当尝试以提供更好的检查图像的更大角度对IC部件进行成像时，会因操纵带电粒子束而受到像差的影响。

因而，需要用于实时创建IC芯片的大角度的立体或三维检查图像的方法和系统。

发明内容

根据本文中的公开内容的实施例包括被配置为发射用于对样品的结构的顶部和侧面进行成像的多个带电粒子束的方法以及多束装置，该多束装置包括：偏转器阵列，该偏转器阵列包括第一偏转器并且被配置为接收第一带电粒子束和第二带电粒子束；阻挡板，该阻挡板被配置为阻挡第一带电粒子束和第二带电粒子束中的一个带电粒子束；以及控制器，该控制器具有电路系统并且被配置为改变装置的配置以在第一模式与第二模式之间转换。可以配置第一模式和第二模式，其中：在第一模式下，偏转器阵列被配置为引导第二带电粒子束以对结构的顶部进行成像，并且阻挡板被配置为阻挡第一带电粒子束；以及在第二模式下，第一偏转器被配置为偏转第一带电粒子束以对结构的侧面进行成像，并且阻挡板被配置为阻挡第二带电粒子束。

在另一实施例中，该方法和装置包括物镜，该物镜可以是静电透镜、磁性透镜或两者的组合。在一些实施例中，物镜是可移动物镜。

在附加实施例中，该方法和装置包括聚束透镜，该聚束透镜可以是静电透镜、磁性透镜或两者的组合。聚束透镜可以是可移动且可旋转的，以与至少三个带电粒子束中的任一带电粒子束轴向对准。

在一些实施例中，第一带电粒子束和第二带电粒子束使用单独物镜聚焦，并且在一些实施例中，第一带电粒子束和第二带电粒子束的装置使用单独聚束透镜聚焦。

在又一实施例中，该方法和装置包括偏转器阵列，该偏转器阵列包括第二偏转器，该第二偏转器被配置为当在第一模式下操作时，将第二带电粒子束偏转到阻挡板中。在一些实施例中，偏转器阵列被配置为接收第三带电粒子束并且包括第三偏转器，该第三偏转器被配置为当在第一操作模式或第二操作模式下操作时，将第三带电粒子束偏转到阻挡板中。

在方法和装置的又一实施例中，控制器被配置为改变装置的配置以在第一模式、第二模式与第三模式之间转换，其中在第三模式下，第三偏转器是被配置为引导第三带电粒子束以对与结构的侧面不同的侧面进行成像，并且阻挡板被配置为阻挡第一带电粒子束和第二带电粒子束。

在方法和设备的附加实施例中，控制器还被配置为从结构的每个部分获取图像并且将所获取的图像组合为结构的立体图像。

根据本公开的实施例还包括一种扫描电子显微镜(SEM)系统，包括：带电粒子源，该带电粒子源用于提供带电粒子以启用多个子束，第一子束是被配置为垂直撞击样品的结构的轴向射束；多个偏转器，其中偏转器的子集被配置为偏转子束的子集以使得子束的子集中的每个子束相对于轴向射束倾斜撞击结构；以及多个聚束器，其中聚束器的子集的每个聚束器的轴都倾斜以与子束的子集中的每个子束的路径重合。

在一些实施例中，SEM系统还包括移动物镜(MOL)，该MOL可以被配置为移位物镜的聚焦场。在一些实施例中，MOL被配置为移位物镜的聚焦场以在不同时间与子束中的每个子束重合。

在又一实施例中，SEM系统包括物镜，该物镜是静电透镜、磁性透镜或两者中的一个。在一些实施例中，SEM系统的聚束器中的每个聚束器是静电透镜、磁性透镜或两者。

在又一实施例中，SEM系统还包括控制器，该控制器具有电路系统并且被配置为基于多个子束来对图像进行处理以实现结构的三维表示的实时显示。

在SEM系统的一些实施例中，偏转器的子集中的每个偏转器被配置为偏转子束的子集的不同子束，以使得子束的子集的每个子束以相对于轴向射束不同的倾斜角度来撞击结构。

在又一实施例中，SEM系统还包括阻挡机构，该阻挡机构被配置为防止除了子束中的一个子束之外的所有子束撞击该结构。

附图说明

图1是图示了根据本公开的实施例的示例性电子束检查(EBI)系统的示意图。

图2是图示了根据本公开的实施例的示例性电子束工具的示意图，该示例性电子束工具可以是图1的示例性电子束检查系统的一部分。

图3A至图3C是图示了根据本公开的实施例的示例性电子束工具的示意图，该示例性电子束工具可以是图1的示例性电子束检查系统的一部分。

图4图示了根据本公开的实施例的带电粒子束系统的示例性透镜结构的横截面视图。

图5是根据本公开的实施例的使用多个电子束进行实时立体成像的示例性方法的过程流程图。

具体实施方式

现在将详细参考示例性实施例，其示例在附图中图示。以下描述均参考附图，其中除非另有说明，否则不同附图中的相同标号表示相同或相似的元素。在示例性实施例的以下描述中阐述的实现方式并不表示与本发明一致的所有实现方式。取而代之的是，它们仅仅是与所附权利要求中陈述的与本发明相关的方面一致的装置和方法的示例。例如，尽管在利用电子束的上下文中描述了一些实施例，但本公开不限于此。可以同样应用其他类型的带电粒子束。此外，可以使用其他成像系统，诸如光学成像、光电检测、x射线检测等。

增强电子设备的计算能力同时减小设备的物理尺寸可以通过显著增加IC芯片上的电路部件(诸如晶体管、电容器、二极管等)的封装密度来实现。例如，在智能手机中，IC芯片(其为缩略图大小)可能包含超过20亿个晶体管，每个晶体管的大小不到人类头发的1/1000。毫不奇怪，半导体IC制造是个复杂的过程，其中单独步骤有数百个。即使一个步骤中的误差也有可能显著影响最终产品的功能。即使一个“致命缺陷”也可能导致设备故障。制造过程的目标是提高过程的整体产率。例如，对于为了获得75％的产率的50步过程，每个单步产率必须大于99.4％，如果单步产率为95％，则整个过程产率下降到7％。

虽然在IC芯片制造设施中期望高过程产率，但维持高晶片吞吐量也很重要，该晶片吞吐量被定义为每小时处理的晶片的数目。高过程产率和高晶片吞吐量可能会受到缺陷存在的影响，尤其是在涉及操作员干预时。因此，通过检查工具(诸如SEM)检测并标识微米大小的缺陷和纳米大小的缺陷对于维持高产率和低成本非常重要。此外，在制造IC芯片时，在制造过程期间，多个层被放置在彼此的顶部上。因而，能够以有效方式检查IC芯片的三维结构以维持高过程产量和高晶片吞吐量也很重要。

在带电粒子束成像或检查系统(诸如例如，SEM)中，带电粒子束可以聚焦在晶片上以产生IC芯片的布局的图像。随着越来越多的层沉积到IC芯片上，聚焦在IC芯片的结构的侧面上的带电粒子束可以提供IC芯片上的部件的三维视图以供检查。为此，带电粒子束以相对于垂直于芯片的表面的线的角度定向到IC芯片处。

但是，以这种角度引导带电粒子可以以不同方式实现。一些方法使用单个带电粒子束并且旋转保持IC芯片的载物台，以便当载物台旋转时，射束可以对IC芯片的结构的侧壁进行成像。然而，这种方法很慢，并且需要复杂的机械移动以及对载物台的调整，从而防止使用这种方法进行实时检查。其他系统包括偏转单带电粒子束以照射IC芯片的结构的侧面。但是，这些方法仅适用于较小的检查角度，并且随着检查角度的增加会显著降低结果。目前系统都没有提供实时立体或三维成像，同时还提供较大成像角度(例如，超过3°)的有效成像分辨率。

为了满足在更大成像角度和实时的高分辨率的三维成像的需要，带电粒子束系统可以利用多个粒子束来对IC芯片的不同部分进行成像。例如，可以使用不同的带电粒子束对IC芯片的顶部、左侧、右侧、正面和背面或IC芯片上的结构进行成像。IC芯片的这些不同部分的图像可以按顺序快速拍摄并且组合以创建3D图像。由于系统可以拍摄并组合不同图像的速度，所以即使以顺序方式对IC芯片的每个表面进行成像时，系统仍然可以实时操作以进行IC芯片检查。通过实时操作，可以捕获并处理检查系统所产生的反馈，而不会减慢制造过程并且降低晶片吞吐量。

如图3A所示，第一带电粒子束可以通过电子束305直接朝向IC芯片发射。该粒子束可以穿过聚束透镜和光学透镜，该光学透镜将带电粒子束聚焦在IC芯片的顶部上，从而提供IC芯片的自顶向下视图。检查工具可以发射附加带电粒子束。这些电子束最初可以成一定角度远离IC芯片，如图3A至图3C中的电子束303和307所示。然后，偏转器可以将带电粒子束朝向IC芯片偏转。带电粒子束可以通过聚束透镜和物镜两者，该聚束透镜和物镜将带电粒子束聚焦到IC芯片的结构的一侧上，如图3B和图3C所示。

可以移动并旋转聚束透镜以与它正在聚焦的带电粒子束轴向对准，如图3A至图3C所示。这种对准消除了从聚束透镜引入的离轴像差。在一些实例中，聚束透镜可以包括单独透镜，而非移动，即，每个带电粒子束都有一个单独透镜，该单独透镜被定向为使用例如图4所示的透镜结构与该特定射束轴向对准。物镜透镜还可以左右移动，以使物镜的中心可以与它正在聚焦的带电粒子对准。通过将物镜中心与带电粒子束对准，检查系统可以减少物镜所引入的轴外像差量。与聚束透镜一样，在一些实例中，可以使用多个物镜，其中每个物镜都与带电粒子束中的一个带电粒子束轴向对准，以防止离轴像差。

因为同时照射IC芯片的多个带电粒子束会使所获取的图像失真，所以可以使用阻挡板和偏转器在任何时间点阻挡除一个之外的所有带电粒子束。这样，检查工具可以使用配置序列(例如，图3A、图3B和图3C中所示的配置中的每个配置的序列)来捕获IC芯片的顺序图像。捕获第一图像后，检查工具可以调整配置以捕获下一图像。这个过程可以一直持续到检查工具已经捕获到所有必要的图像来创建IC芯片的3D图像。对于图3A至图3C所示的示例配置，检查工具可以顺序捕获IC芯片的三个图像，即，IC芯片的顶部的一个图像以及IC芯片的结构相对两侧的每一侧的图像。然后，可以组合这些图像以创建IC芯片的3D图像。

检查工具可以利用静电或磁性聚束透镜和物镜来聚焦电子束。附加地，每次使用不同的带电粒子束进行成像时，可以使用单独透镜来消除移动和定位透镜所需的时间。偏转器和透镜的响应时间足够快，以便可以实时捕获IC芯片检查所需的图像序列，以便维持高晶片吞吐量。

为了清楚起见，附图中部件的相对尺寸可能被夸大。在以下附图描述中，相同或相似的附图标记是指相同或相似的部件或实体，并且仅对相对于各个实施例的不同之处进行描述。

如本文中所使用的，除非另外具体说明，否则术语“或”涵盖所有可能的组合，除非不可行。例如，如果陈述数据库包括A或B，则除非另有明确说明或不可行，否则该数据库可以包括A、或B、或A和B。作为第二示例，如果陈述数据库包括A、B或C，则除非另有明确说明或不可行，否则该数据库可以包括A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A和B和C。

现在，参考图1，该图1图示了根据本公开的实施例的示例性电子束检查系统。尽管本公开涉及一种电子束检查系统，但是应当理解的是，本公开可以更普遍地应用于带电粒子束检查系统并且对电子束的使用描述是示例性的。在一些实施例中，电子束检查系统是电子束检查(EBI)系统100。在一些实施例中，如图1所示的电子束检查(电子束检查系统1)包括主腔室10、装载腔室/锁定腔室20、电子束工具100、以及设备前端模块(EFEM)30。电子束工具100位于主腔室11内。

EFEM 30包括第一装载端口30a和第二装载端口30b。EFEM 30可以包括一个或多个附加装载端口。第一装载端口30a和第二装载端口30b接收包含晶片(例如，半导体晶片或由其他材料制成的晶片)或待检查样品(样品可以是晶片或其他部件，或可以是晶片的一部分或其他部件，并且术语样品和晶片都可以是指同一部件，可以是指同一部件的不同部分，或可以是指不同的部件)。EFEM 30中的一个或多个机械臂(未示出)将晶片传送到装载腔室/锁定腔室20。

装载腔室/锁定腔室20被连接到装载腔室/锁定腔室真空泵系统(未示出)，该系统移除装载腔室/锁定腔室20中的气体分子以达到低于大气压的第一压力。在达到第一压力之后，一个或多个机械臂(未示出)将晶片从装载腔室/锁定腔室20传送到主腔室10。主腔室10被连接到主腔室真空泵系统(未示出)，该系统移除主腔室10中的气体分子达到低于第一压力的第二压力。在达到第二压力之后，晶片经受电子束工具100的检查。虽然本公开提供了容纳电子束检查系统的主腔室10的示例，但是应当指出，本公开的各方面在其最广泛意义上不限于容纳电子束检查系统的腔室。相反，应当理解的是，前述原理还可以应用于其他腔室。

控制器50被电连接到电子束工具100。控制器50可以是计算机，该计算机被配置为执行对电子束检查系统的各种控制。控制器50还可以包括处理电路系统，该处理电路系统被配置为执行各种信号和图像处理功能。虽然控制器50在图1中被示为位于包括主腔室10、装载和锁定腔室20和EFEM 30的结构外部，但是应当理解的是，控制器50可以是该结构的一部分。虽然本公开提供了容纳电子束检查工具100的主腔室10的示例，但是应当指出，本公开的各方面在其最广泛的意义上不限于容纳电子束检查工具的腔室。相反，应当理解的是，前述原理还可以应用于在第二压力下操作的其他工具。

现在，参考图2，该图2图示了根据本公开的实施例的示例性电子束工具或在一些实施例中的电子束工具的示意图，该电子束工具可以是图1的示例性电子束检查系统1的一部分。电子束工具100(本文中也称为装置100)包括电子束源101、具有枪孔径103的枪孔径板171、聚束透镜110、源转换单元120、初级投影光学系统130、样品台(图2中未示出)、次级光学系统150、以及电子检测设备140。初级投影光学系统130可以包括物镜131。电子检测设备140可以包括多个检测元件140_1、140_2、以及140_3。射束分离器160和偏转扫描单元132可以被放置在主投影光学系统130内部。应当理解的是，视情况而定，可以适当添加/省略设备100的其他公知部件。

电子源101、枪孔径板171、聚束透镜110、源转换单元120、射束分离器160、偏转扫描单元132和初级投影光学系统130可以与设备100的主光轴100_1对准。次级光学系统150和电子检测设备140可以与装置100的次光轴150_1对准。

电子源101可以包括阴极、提取器或阳极，其中初级电子可以从阴极发射并且提取或加速以形成初级电子束102，该初级电子束102形成交叉(虚拟或真实)101s。初级电子束102可以可视化为从交叉101s发射。

源转换单元120可以包括图像形成元件阵列(图2中未示出)。成像元件阵列可以包括多个微偏转器或微透镜，以与初级电子束102的多个子束形成交叉101s的多个平行图像(虚拟或真实)。图2示出了作为示例的三个子束102_1、102_2和102_3，并且应当理解的是，源转换单元120可以处置任何数目的子束。图1的控制器50可以被连接到图1的带电粒子束检查系统100的各个部分，诸如源转换单元120、电子检测设备140、初级投影光学系统130或电动载物台(未示出)。在一些实施例中，如下文所进一步详细解释的，控制器50可以执行各种图像和信号处理功能。控制器50还可以生成各种控制信号以管控带电粒子束检查系统的操作。

聚束透镜110可以聚焦初级电子束102。源转换单元120下游的子束102_1、102_2和102_3的电流可以通过调整聚束透镜110的聚焦功率或通过改变射束限制孔径阵列内的对应射束限制孔径的径向尺寸而发生变化。物镜131可以将子束102_1、102_2和102_3聚焦到样品190上进行检查，并且可以在样品190的表面上形成三个探针斑102_1s、102_2s和102_3s。枪孔径板171可以阻挡初级电子束102的外围电子而不用于降低库仑效应。库仑效应会扩大探针斑102_1s、102_2s和102_3s中的每个探针斑的尺寸，因此降低检查分辨率。

射束分离器160可以是Wien滤波器类型的射束分离器，该射束分离器包括静电偏转器，该静电偏转器生成静电偶极场E1和磁性偶极场B1(两者都未在图2中示出)。如果施加它们，则静电偶极子场E1对子束102_1、102_2和102_3的电子施加的力与磁偶极子场B1施加在电子上的力大小相等且方向相反。因此，子束102_1、102_2和102_3可以以零偏转角直接穿过射束分离器160。

偏转扫描单元132可以偏转子束102_1、102_2和102_3以在样品190的表面的截面中的三个小扫描区域上扫描探针斑102_1s、102_2s和102_3s。响应于子束102_1、102_2和102_3入射在探针斑102_1s、102_2s和102_3s处，可以从样品190发射三个次级电子束102_1se、102_2se和102_3se。次级电子束102_1se、102_2s和102_3s中的每个次级电子束包括具有能量分布的电子束，该电子束包括次级电子(能量≤50eV)和背向散射电子(50eV之间的能量和子束102_1、102_2和102_3的着陆能量)。射束分离器160可以朝向次级光学系统150引导次级带电粒子束102_1se、102_2se和102_3se。次级光学系统150可以将次级电子束102_1se、102_2se和102_3se聚焦到电子检测设备140的检测元件140_1、140_2和140_3上。检测元件140_1、140_2和140_3可以检测对应次级电子束102_1se、102_2se和102_3se并且对应信号，这些信号发送到控制器50或信号处理系统(未示出)，例如，以构建样品190的对应扫描区域的图像。

在一些实施例中，检测元件140_1、140_2和140_3分别检测对应次级电子束102_1se、102_2se和102_3se，并且生成图像处理系统(例如，控制器50)的对应强度信号输出(未示出)。在一些实施例中，每个检测元件140_1、140_2和140_3可以包括一个或多个像素。检测元件的强度信号输出可以是检测元件内所有像素生成的信号的总和。

在一些实施例中，控制器50可以包括图像处理系统，该图像处理系统包括图像获取器(未示出)、存储装置(未示出)。图像获取器可以包括一个或多个处理器。例如，图像获取器可以包括计算机、服务器、大型主机、终端、个人计算机、任何种类的移动计算设备等、或其组合。图像获取器可以通过诸如电导体、光纤电缆、便携式存储介质、IR、蓝牙、互联网、无线网络、无线电等或其组合之类的介质通信耦合到电子检测设备140。在一些实施例中，图像获取器可以从电子检测设备140接收信号并且可以构建图像。因此，图像获取器可以获取样品190的图像。图像获取器还可以执行各种后处理功能，诸如生成轮廓、在所获取的图像上叠加指示符等。图像获取器可以被配置为对所获取的图像执行亮度和对比度等的调整。在一些实施例中，存储装置可以是存储介质，诸如硬盘、闪存驱动器、云存储装置、随机存取存储器(RAM)、其他类型的计算机可读存储器等。存储装置可以与图像获取器耦合，并且可以用于将扫描的原始图像数据保存为原始图像和经后处理的图像。

在一些实施例中，图像获取器可以基于从电子检测设备140接收的成像信号获取样品的一个或多个图像。成像信号可以与用于进行带电粒子成像的扫描操作相对应。所获取的图像可以是单个图像，该单个图像包括多个成像区域。单个图像可以存储在存储装置中。单个图像可以是原始图像，该原始图像可以划分为多个区域。区域中的每个区域可以包括一个成像区域，该成像区域包含样品190的特征。所获取的图像可以包括在时间序列内多次采样的样品190的单个成像区域的多个图像。多个图像可以存储在存储装置中。在一些实施例中，控制器50可以被配置为对样品190的相同位置的多个图像执行图像处理步骤。

在一些实施例中，控制器50可以包括测量电路(例如，模数转换器)以获得所检测的次级电子的分布。结合入射在晶片表面上的初级电子束102的对应扫描路径数据在检测时间窗口期间收集的电子分布数据可以用于重构被检查的晶片结构的图像。经重构的图像可以用于揭示样品190的内部结构或外部结构的各种特征，从而可以用于揭示晶片中可能存在的任何缺陷。

现在，参考图3A至图3C，该图3A至图3C是示例性电子束工具300的示意图，该电子束工具300可以使用多个带电粒子束用于样品(例如，晶片)的立体成像或三维成像。图3A、图3B和图3C示出了处于不同状态的电子束工具。在一些实施例中，电子束工具300可以是图2的EBI工具100。电子束工具300包括可以发射电子束303、305和307的电子源301。电子束可以通过朝向偏转器313、315和317聚焦射束的孔径阵列310。在一些实施例中，电子束源301可以发射单个电子束，并且还包括偏转器以沿着电子束303、305和307所示的路径偏转单个电子束。

偏转器313、315和317可以沿不同方向引导电子束。在一些实施例中，偏转器313、315和317中的任一偏转器可以将对应电子束(例如，电子束303、305或307)引导到阻挡板320中。阻挡板320可以阻挡电子束303、305和307中的一个或多个电子束。在一些实施例中，阻挡板320是可移动的(例如，经由图1的控制器50)并且可以被移动以在不同时间阻挡不同的电子束303、305和307。在一些实施例中，阻挡板320被设计为使得一次不能只阻挡电子束303、305和307中的一个电子束。

电子束工具300还可以包括聚束透镜330。聚束透镜330可以是图2的聚束透镜110。聚束透镜330可以聚焦电子束303、305和307中的任一电子束。如图3A、图3B和图3C所示，聚束透镜330可以左右移动，并且可以旋转以与未被阻挡板320阻挡的电子束303、305和307中的任何电子束适当对准。在一些实施例中，聚束透镜330可以包括多个聚束透镜。在这些实施例中，每个电子束(例如，电子束303、305和307)使用位置固定的单独聚束透镜。例如，这种结构如图4所示。

在一些实施例中，穿过图3A的聚束透镜330的中心射束305是轴向射束，该轴向射束诸如由电子源301或偏转器315操纵来以基本垂直方式撞击样品360。穿过图3C的左聚束透镜330的左射束303和穿过图3B的聚束透镜330的右射束307诸如通过电子源301或偏转器313或317操纵或偏转，以使得射束以相对于轴向射束的倾斜角度撞击样品360。在一些实施例中，倾斜角度相对于轴向射束等于或大于三度，以使得能够改进对样品360上的结构的侧壁的成像。在其他实施例中，倾斜角度相对于轴向射束等于或大于五度，还使得能够改进对样品360上的结构的侧壁的成像。进一步地，在一些实施例中，聚束透镜的子集相对于轴向射束倾斜以与倾斜的子束中的对应子束重合。例如，倾斜左聚束透镜330以与图3C的左射束330的路径重合，而倾斜右聚束透镜330以与图3B的右射束330的路径重合。

图4是示例性透镜400的示意图。透镜400可以是磁性透镜、静电透镜或两者的组合。透镜400可以使用偏转器透镜元件440A至440C以引导电子束。透镜400可以用作例如图3A至图3C的聚束透镜330和图3A至图3C并且下文所更详细地描述的物镜340。透镜400可以包括电子束(例如，电子束303、305或307)可以穿过的通道410、420和430。当电子束通过通道410、420和430中的一个通道时，透镜元件440A至440C可以聚焦电子束。透镜元件可以产生如被示为有效透镜443、445和447的有效透镜之类的透镜结构或效果。透镜400的结构可以用于如上文关于图3A至图3C所描述的聚束透镜330，并且可以用于下文关于图3A至图3C所更详细地描述的物镜340。

回到图3A至图3C，电子束303、305和307可以穿过聚束透镜330到达物镜340。物镜340可以将电子束303、305和307中的任一电子束聚焦在晶片上的样品360上。在一些实施例中，电子束工具300可以包括偏转器350以校正可能由不与物镜340轴向对准的电子束303、305和307产生的离轴像差。偏转器350可以是磁偏转器、静电偏转器或两种技术的组合。偏转器350可以移位物镜340的聚焦场(例如，使用移动物镜(“MOL”)技术)。因而，物镜340是可移动的，并且移动物镜确保每个电子束穿过物镜340的中心(如图3A至图3C中的每个附图所示)，从而即使对于大倾斜角也会导致较小像差。

在一些实施例中，物镜340可以是多个物镜。在这些实施例中，物镜340的每个物镜可以与电子束303、305和307中的一个电子束轴向对准，从而使所引入的离轴像差最小。如上文所描述的，物镜340可以使用上文参考图4所描述的透镜400的结构。在通过物镜340聚焦之后，电子束303、305和307可以照射晶片上的样品360，从而可以允许电子束工具300生成样品的图像。

如上文所描述的，图3A至图3C图示了示例性电子束工具300。图3A至图3C图示了相同的部件，每个部件都可以演示电子束工具300的特定配置，并且下文对每个配置进行更详细的描述。在操作期间，一次只能激活一个配置(例如，图3A、图3B或图3C所示的配置)。电子束工具300可以依序移动通过图3A至图3C所示的配置，以允许对晶片上的样品360的结构的顶部和侧面进行成像。应当理解的是，特定配置序列并非必需的，只是配置中的每个配置按顺序出现以允许电子束工具300生成样品360的立体图像或三维图像。

现在，参考图3A，该图3A是电子束工具300的示例性配置。在图3A所示的配置中，电子束工具300可以对晶片上的样品360的顶部进行成像。在图3A的配置中，阻挡板320可以被定位为阻挡电子束303和307。偏转器313和317还可以分别将电子束303和307引导或偏转到阻挡板320中。如本文中所使用的，引导电子束可能意味着对电子束的路径进行微小改变。在一些实施例中，偏转电子束可能意味着引起电子束的方向的更大改变。而且，引导电子束可以与偏转电子束相同。电子束305可以通过偏转器315，该偏转器315可以将电子束305引导通过挡板320到达聚束器330。聚束器330可以通过物镜340聚焦电子束305。如上文所描述的，聚束器330、物镜340和偏转器350可以协同工作(例如，经由图1的控制器50)以将电子束305引导到晶片上的样品360。在这种配置中，电子束305可以与样品360的顶部相交，从而产生样品360的顶部的图像。

现在，参考图3B，该图3B是电子束工具300的示例性配置。在图3B所示的配置中，电子束工具300可以对晶片上的样品360的结构的一个侧壁进行成像。在图3B的配置中，阻挡板320可以被定位为阻挡电子束303和305。偏转器313和315还可以分别将电子束303和305引导到阻挡板320中。电子束307可以穿过偏转器317，该偏转器317可以将电子束307引导通过挡板320到达聚束器330。聚束器330可以通过物镜340聚焦电子束307，该电子束307已经从其原始位置(例如，以线373为中心)向右(例如，要以线377为中心)移位，以允许射束307穿过物镜340的中心，从而使像差最小。如上文所描述的，聚束透镜330、物镜340和偏转器350可以协同工作以将电子束307引导到样品晶片360。在这种配置中，电子束307可以与样品360的结构的侧壁相交，从而产生结构的侧壁的图像。图3B所示的配置可以以大角度引导电子束，这可以增加样品360的结构的侧壁的成像的分辨率，同时还限制聚束透镜330和物镜340所产生的像差。

现在，参考图3C，该图3C是电子束工具300的示例性配置。在图3C所示的配置中，电子束工具300可以对晶片上的样品360的结构的侧壁进行成像。在图3C的配置中，阻挡板320可以被定位为阻挡电子束305和307。偏转器315和317还可以分别将电子束305和307引导到阻挡板320中。电子束303可以穿过偏转器313，该偏转器313可以引导电子束303通过阻挡板320到达聚束器330。聚束器330可以通过物镜340聚焦电子束303，该电子束303已经从其原始位置(例如，以线373为中心)向左(例如，要以线377为中心)移位，以允许射束303通过物镜340的中心，从而使像差最小。如上文所描述的，聚束透镜330、物镜340和偏转器350可以协同工作以将电子束303引导到样品晶片360。在这种配置中，电子束303可以与样品晶片360的结构的侧壁相交，从而产生结构的侧壁的图像。图3B所示的配置可以以大角度引导电子束，这可以增加样品360的结构的侧壁的成像的分辨率，同时还限制聚束透镜330和物镜340所产生的像差。而且，图3C所示的配置可以产生与图3B的配置中所示的侧相对的侧的图像。

使用参考图3A至图3C所示的三种配置的电子束工具300可以依序产生样品360的结构的顶部和两侧的图像。使用这些图像，EBI系统100可以构建样品360的立体图像或三维图像，该立体图像或三维图像可以示出样品360的三维结构。

现在，参考图5，该图5图示了用于使用多个电子束的实时立体成像的示例性方法的流程图。控制器(例如，图1的控制器50)可以被编程为实现图5的流程图的一个或多个框。控制器可以与带电粒子束设备(例如，图2的EBI工具100)耦合。控制器可以控制带电粒子束装置的操作。

在步骤S101中，该方法可以开始。在步骤S102处，带电粒子束设备可以使用例如图3A至图3C的电子束源301生成第一带电粒子束、第二带电粒子束和第三带电粒子束(例如，图3A至图3C的电子束303、305和307)。三带电粒子束可以指向不同的方向。在一些实施例中，三个带电粒子束彼此平行发射。在一些实施例中，三个带电粒子束彼此独立生成。在其他实施例中，三个带电粒子束可以来自单个射束。在这些实施例中，可以使用偏转器引导每个单个射束以生成三个射束，其中一个射束可以在任何时间点激活。

在步骤S103中，该方法可以使用阻挡板(例如，图3A至图3C的阻挡板320)以阻挡第一带电粒子束和第三带电粒子束。在三个带电粒子束由单个粒子束和偏转器生成的实施例中，如上文所描述的，只能激活第二带电粒子束，而无需阻挡板。阻挡第一带电粒子束和第三带电粒子束能够产生与图3A中所示的配置相似的配置，其中第二带电粒子束(例如，图3A的电子束305)到达样品(例如，图3A的样品360)。

在步骤S104中，第二带电粒子束可以对样品晶片的顶部进行成像。第二带电粒子束(例如，图3A的电子束305)可以通过聚束器(例如，图3A的聚束器330)以将带电粒子束聚焦在物镜(例如，图3A的物镜340)上，该物镜可以将带电粒子束聚焦在样品晶片上。带电粒子束装置可以获取第二带电粒子束所照射的样品晶片的顶部的图像。

在步骤S105中，在获取样品晶片的顶部的图像之后，带电粒子束装置可以阻挡第一带电粒子束和第二带电粒子束(例如，图3B的电子束303和305)并且允许第三带电粒子束(例如，图3B的电子束307)通过，如图3B的配置所示。在一些实施例中，阻挡板(例如，图3B的阻挡板320)可以被重新定位为阻挡第一带电粒子束和第二带电粒子束并且允许第三带电粒子束通过。在一些实施例中，一个或多个偏转器(例如，图3B的偏转器313和315)可以将第一带电粒子束和第二带电粒子束偏转到阻挡板中。第三带电粒子束可以以远离样品晶片的角度发射到偏转器(例如，图3B的偏转器317)。

在步骤S106中，偏转器(例如，图3B的偏转器317)可以朝向样品的结构的侧壁以一角度偏转第三带电粒子束(例如，图3B的电子束307)。第三带电粒子束(例如，图3B的电子束307)可以通过聚束器(例如，图3B的聚束器330)以将带电粒子束聚焦在物镜(例如，图3B的物镜340)上，该物镜可以将带电粒子束聚焦在样品上。在一些实施例中，可以重新定位聚束透镜，并且该聚束透镜成一角度以与第三带电粒子束轴向对准。在其他实施例中，可以使用与用于第二带电粒子束的聚束透镜分开的聚束透镜。如之前所解释的，物镜可以如图3A至图3C所示可移动，或如图4所示固定。例如，物镜可以被定位(例如，通过图3B的偏转器350)为减少由第三带电粒子束和物镜相交产生的离轴像差。在其他实施例(例如，图4的实施例)中，可以使用与用于第二带电粒子束的物镜分开的物镜，该第二带电粒子束与第三带电粒子束轴向对准以减少任何像差。带电粒子束装置可以获取第三带电粒子所束照射的样品的结构的侧壁的图像。

在步骤S107中，第三带电粒子束可以对样品晶片的结构的侧壁进行成像。第三带电粒子束(例如，图3B的电子束307)可以通过偏转器(例如，图3B的偏转器317)偏转并且通过聚束器(例如，图3B的聚束器330)以将带电粒子束聚焦在物镜(例如，图3B的物镜340)上，该物镜可以将带电粒子束聚焦在样品晶片上。带电粒子束装置可以获取第三带电粒子束所照射的样品的结构的侧壁的图像。

在步骤S108中，带电粒子束装置在获取样品的结构的侧壁的图像之后，可以阻挡第二带电粒子束和第三带电粒子束(例如，图3C的电子束305和307)并且允许第一带电粒子束(例如，电子束303)通过，如图3C所示的配置所示。在一些实施例中，阻挡板(例如，图3C的阻挡板320)可以重新定位以阻挡第二带电粒子束和第三带电粒子束，并且可以允许第一带电粒子束通过。在一些实施例中，一个或多个偏转器(例如，图3C的偏转器315和317)可以将第一带电粒子束和第二带电粒子束偏转到阻挡板中。第一带电粒子束可以以远离样品的角度发射到偏转器(例如，图3C的偏转器313)。

在步骤S109中，偏转器(例如，图3C的偏转器313)可以朝向先前未被成像的样品的结构的其他侧壁以一角度偏转第一带电粒子束(例如，图3F的电子束303)。第一带电粒子束(例如，图3C的电子束303)可以穿过聚束器(例如，图3C的聚束器330)以将带电粒子束聚焦在物镜(例如，图3C的物镜340)上，该物镜可以将带电粒子束聚焦在样品晶片上。在一些实施例中，可以重新定位聚束器，并且该聚束器成一角度以与第一带电粒子束轴向对准。在其他实施例中，可以使用与用于第二带电粒子束和第三带电粒子束的聚束透镜分开的聚束透镜。在一些实施例中，物镜可以(例如，通过图3C的偏转器350)被定位为减少由第一带电粒子束和物镜相交产生的离轴像差。在其他实施例中，可以使用与用于第二带电粒子束和第三带电粒子束的物镜分开的物镜，该物镜与第一带电粒子束轴向对准以减少任何像差。带电粒子束装置可以获取第一带电粒子束所照射的尚未成像的样品晶片的结构的侧壁的图像。

在步骤S110中，第一带电粒子束可以对样品结构的另一侧壁进行成像。第一带电粒子束(例如，图3C的电子束303)可以被偏转器(例如，图3C的偏转器313)偏转并且穿过聚束器(例如，图3C的聚束器330)以将带电粒子束聚焦在物镜(例如，图3C的物镜340)上，该物镜可以将带电粒子束聚焦在样品上。带电粒子束装置可以获取第一带电粒子束所照射的样品的结构的侧壁的图像。

该过程可以在步骤S111结束，并且带电粒子束设备(例如，图2的EBI工具100)可以使用样品的顶部和两侧的图像构建样品的三维图像或立体图像。应当理解的是，对样品的结构的顶部和两侧进行成像的特定次序并不重要并且可以按任何顺序次序进行。先前所描述的过程是用于创建样品晶片的三维图像或立体图像的一个示例性次序。还应当理解的是，本公开中对样品结构的引用可以包括单个结构或多个结构。

可以使用以下条款对实施例进行进一步描述：

1.一种多束装置，被配置为发射多个带电粒子束以用于对样品的结构的两个侧面进行成像的，所述装置包括：

偏转器阵列，包括第一偏转器并且被配置为接收第一带电粒子束和第二带电粒子束；

阻挡板，被配置为阻挡所述第一带电粒子束和所述第二带电粒子束中的一个带电粒子束；以及

控制器，具有电路系统并且被配置为改变所述装置的所述配置以在第一模式与第二模式之间转换，其中：

在所述第一模式下：

所述偏转器阵列被配置为引导所述第二带电粒子束以对所述结构的第一侧进行成像，并且

所述阻挡板被配置为阻挡所述第一带电粒子束；以及在所述第二模式下：

所述第一偏转器被配置为偏转所述第一带电粒子束以对所述结构的第二侧进行成像，并且

所述阻挡板被配置为阻挡所述第二带电粒子束。

2.一种多束装置，被配置为发射用于对样品的结构的顶部和侧面进行成像的多个带电粒子束，所述装置包括：

偏转器阵列，包括第一偏转器并且被配置为接收第一带电粒子束和第二带电粒子束；

阻挡板，被配置为阻挡所述第一带电粒子束和所述第二带电粒子束中的一个带电粒子束；以及

控制器，具有电路系统并且被配置为改变所述装置的所述配置以在第一模式与第二模式之间转换，其中：

在所述第一模式下：

所述偏转器阵列被配置为引导所述第二带电粒子束以对所述结构的顶部进行成像，并且

所述阻挡板被配置为阻挡所述第一带电粒子束；以及在所述第二模式下：

所述第一偏转器被配置为偏转所述第一带电粒子束以对所述结构的侧面进行成像，并且

所述阻挡板被配置为阻挡所述第二带电粒子束。

3.根据条款1和2中任一项所述的装置，还包括物镜。

4.根据条款3所述的装置，其中所述物镜是静电透镜或磁性透镜中的一个透镜。

5.根据条款3所述的装置，其中所述物镜是磁性透镜和静电透镜的组合。

6.根据条款3至5中任一项所述的装置，其中所述物镜是可移动物镜。

7.根据条款2至6中任一项所述的设备，其中所述偏转器阵列对所述第二带电粒子束的方向包括所述第二带电粒子束的偏转。

8.根据条款1至7中任一项所述的装置，还包括聚束透镜。

9.根据条款8所述的装置，其中所述聚束透镜是静电透镜。

10.根据条款8所述的装置，其中所述聚束透镜是磁性透镜。

11.根据条款8所述的装置，其中所述聚束透镜是磁性透镜和静电透镜的组合。

12.根据条款8至11中任一项所述的装置，其中所述聚束透镜是可移动且可旋转的，以与所述第一带电粒子束或所述第二带电粒子束轴向对准。

13.根据条款1至12中任一项所述的装置，其中所述第一带电粒子束和所述第二带电粒子束中的每个带电粒子束使用单独物镜聚焦。

14.根据条款1至13中任一项所述的装置，其中所述第一带电粒子束和所述第二带电粒子束中的每个带电粒子束使用单独聚束透镜聚焦。

15.根据条款1至14中任一项所述的装置，其中所述偏转器阵列包括第二偏转器，所述第二偏转器被配置为当操作所述第一模式时，将所述第二带电粒子束偏转到所述阻挡板中。

16.根据条款2至15中任一项所述的装置，其中所述偏转器阵列被配置为接收第三带电粒子束并且包括第三偏转器，所述第三偏转器被配置为当在所述第一操作模式或所述第二模式下操作时，将所述第三带电粒子束偏转到所述阻挡板中。

17.根据条款15所述的装置，其中所述控制器被配置为改变所述装置的所述配置以在所述第一模式、是第二模式与所述第三模式之间转换，其中：

在所述第三模式下：

所述第三偏转器被配置为引导所述第三带电粒子束以对与所述结构的所述侧面不同的第二侧面进行成像，并且

所述阻挡板被配置为阻挡所述第一带电粒子束和所述第二带电粒子束。

18.根据条款1所述的装置，其中

所述偏转器阵列被配置为接收第三带电粒子束并且包括第三偏转器，该第三偏转器被配置为当在第一模式或第二模式下操作时，将第三带电粒子束偏转到阻挡板中；以及

所述控制器被配置为改变所述装置的所述配置以在所述第一模式、所述第二模式与所述第三模式之间转换，其中：

在所述第三模式下：

所述第三偏转器被配置为引导所述第三带电粒子束以对所述结构的顶部进行成像，并且

所述阻挡板被配置为阻挡所述第一带电粒子束和所述第二带电粒子束。

19.根据条款1至18中任一项所述的装置，其中所述控制器还被配置为：

从所述结构的每个部分获取图像；

将所述所获取的图像组合为所述结构的立体图像。

20.一种使用带电粒子束工具对样品的结构的两个侧面进行成像的方法，所述方法包括：

转换为第一模式，所述转换包括：

使用偏转器阵列将第二带电粒子束偏转到所述结构的第一侧；

使用阻挡板阻挡所述第一带电粒子束。

对所述结构的所述第一侧进行成像；以及

转换为第二模式，所述转换包括：

使用所述偏转器阵列的第一偏转器将所述第一带电粒子束偏转到所述结构的第二侧；

使用所述阻挡板阻挡所述第二带电粒子束；以及

对所述结构的所述侧面进行成像。

21.一种使用带电粒子束工具对样品的结构的顶部和侧面进行成像的方法，所述方法包括：

转换为第一模式，所述转换包括：

使用偏转器阵列将第二带电粒子束偏转到结构的顶部；

使用阻挡板阻挡所述第一带电粒子束。

对所述结构的所述顶部进行成像；以及

转换为第二模式，所述转换包括：

使用所述偏转器阵列的第一偏转器将所述第一带电粒子束偏转到所述结构的侧面；

使用所述阻挡板阻挡所述第二带电粒子束；以及

对所述结构的所述侧面进行成像。

22.根据条款20和21中任一项所述的方法，还包括：

使用聚束透镜将所述第二带电粒子束聚焦在所述结构的一部分上。

23.根据条款20至22中任一项所述的方法，还包括：使用物镜将所述第二带电粒子束聚焦在所述结构的一部分上。

24.根据条款20至23中任一项所述的方法，还包括：使用聚束透镜将所述第一带电粒子束聚焦在所述结构的一部分上。

25.根据条款20至24中任一项的方法，还包括：使用物镜将所述第二带电粒子束聚焦在所述样品的一部分上。

26.根据条款20至25中任一项所述的方法，还包括：移动所述聚束透镜以与所述第二带电粒子束对准。

27.根据条款20至26中任一项所述的方法，还包括：旋转所述聚束透镜以与所述第二带电粒子束轴向对准。

28.根据条款20至27中任一项所述的方法，还包括：移动所述聚束透镜以与所述第一带电粒子束对准。

29.根据条款20至25和28中任一项所述的方法，还包括：旋转所述聚束透镜以与所述第一带电粒子束轴向对准。

30.根据条款20至29中任一项所述的方法，还包括：移动所述物镜以与所述第二带电粒子束对准。

31.根据条款20至30中任一项的方法，还包括：移动所述物镜以与所述第一带电粒子束对准。

32.根据条款20至31中任一项所述的方法，其中阻挡所述第二带电粒子束还包括：将所述第二带电粒子束偏转到所述阻挡板。

33.根据条款20至32中任一项所述的方法，其中阻挡所述第一带电粒子束还包括：将所述第一带电粒子束偏转到所述阻挡板。

34.根据条款21至33中任一项所述的方法，还包括：

转换为第三模式，所述转换包括：

使用偏转器阵列将第三带电粒子束偏转到所述结构的第二侧；

使用阻挡板阻挡所述第一带电粒子束和所述第二带电粒子束；

对所述结构的所述第二侧进行成像。

35.根据条款20所述的方法，还包括：

转换为第三模式，所述转换包括：

使用偏转器阵列将第三带电粒子束偏转到所述结构的顶部；

使用阻挡板阻挡所述第一带电粒子束和所述第二带电粒子束；

对所述结构的所述顶部进行成像。

36.根据条款20至35中任一项的方法，还包括：

将来自成像的图像组合为所述结构的立体图像。

37.一种非暂态计算机可读介质，存储指令集，所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行以使得所述系统执行方法，所述方法包括：

转换为第一模式，所述转换包括：

使用偏转器阵列将第二带电粒子束引导到样品的结构的第一侧；

使用阻挡板阻挡所述第一带电粒子束；

对所述结构的所述第一侧进行成像；以及

转换为第二模式，所述转换包括；以及

使用所述偏转器阵列的第一偏转器将所述第一带电粒子束偏转到所述结构的第二侧；

使用所述阻挡板阻挡所述第二带电粒子束；以及

对所述结构的所述第二侧进行成像。

38.一种非暂态计算机可读介质，存储指令集，该指令集能够由系统的一个或多个处理器执行以使得所述系统执行方法，所述方法包括：

转换为第一模式，所述转换包括：

使用偏转器阵列将第二带电粒子束引导到样品的结构的顶部；

使用阻挡板阻挡所述第一带电粒子束；

对所述结构的所述顶部进行成像；以及

转换为第二模式，所述转换包括；以及

使用所述偏转器阵列的第一偏转器将所述第一带电粒子束偏转到结构的一侧；

使用所述阻挡板阻挡所述第二带电粒子束；以及

对所述结构的所述侧面进行成像。

39.根据条款37和38中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行以使得所述系统还执行：

使用聚束透镜将所述第二带电粒子束聚焦在所述结构的一部分上。

40.根据条款37至39中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行使用物镜将所述第二带电粒子束聚焦在所述结构的一部分。

41.根据条款37至40中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行使用聚束透镜将所述第一带电粒子束聚焦在所述结构的一部分上。

42.根据条款37至41中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行使用物镜将所述第二带电粒子束聚焦在所述结构的一部分上。

43.根据条款37至42中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行移动所述聚束透镜以与所述第二带电粒子束对准。

44.根据条款37至43中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行旋转所述聚束透镜以与所述第二带电粒子束轴向对准。

45.根据条款37至44中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行移动所述聚束透镜以与所述第一带电粒子束对准。

46.根据条款37至42和45中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行旋转所述聚束透镜以与所述第一带电粒子束轴向对准。

47.根据条款37至46中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行移动所述物镜以与所述第二带电粒子束对准。

48.根据条款37至47中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行移动所述物镜以与所述第一带电粒子束对准。

49.根据条款37至48中任一项所述的计算机可读介质，其中阻挡所述第二带电粒子束还包括：将所述第二带电粒子束偏转到所述阻挡板。

50.根据条款37至49中任一项所述的计算机可读介质，其中阻挡所述第一带电粒子束还包括：将所述第一带电粒子束偏转到所述阻挡板。

51.根据条款38至50中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行：

转换为第三模式，所述转换包括：

使用偏转器阵列，将第三带电粒子束偏转到结构的第二侧；

使用阻挡板阻挡第一带电粒子束和第二带电粒子束；

对结构的第二侧进行成像。

52.根据条款37所述的计算机可读介质，其中指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得系统还执行：

转换为第三模式，该转换包括：

使用偏转器阵列，将第三带电粒子束偏转到所述结构的顶部；

使用阻挡板阻挡所述第一带电粒子束和所述第二带电粒子束；

对所述结构的顶部进行成像。

53.根据条款37至52中任一项所述的计算机可读介质，其中所述指令集能够由系统的一个或多个处理器执行，以使得所述系统还执行：

将来自成像的图像组合为所述结构的立体图像。

54.一种扫描电子显微镜(SEM)系统，包括：

带电粒子源，用于提供带电粒子以启用多个子束，第一子束是被操纵为基本上垂直撞击样品的轴向射束；

多个偏转器，其中所述偏转器的子集被配置为偏转所述子束的子集以使得子束的所述子集中的每个子束以相对于所述轴向射束的倾斜角度撞击样品；以及

多个聚束器，其中所述聚束器的子集的每个聚束器都具有轴，该轴倾斜以与子束的所述子集中的不同子束的路径重合。

55.根据条款54所述的SEM系统，其中所述样品包括一个或多个结构。

56.根据条款54和55中任一项所述的SEM系统，其中所述第一子束还被配置为基于与所述样品的所述撞击，对所述一个或多个结构的所述顶部进行成像。

57.根据条款54至56中任一项所述的SEM系统，其中子束的所述子集中的每个子束还被配置为基于与所述样品的撞击，对所述一个或多个结构的一侧进行成像。

58.根据条款54至57中任一项所述的SEM系统，其中所述样品是晶片，并且所述一个或多个结构是在所述晶片上制造的集成电路的部件。

59.根据条款54至58中任一项所述的SEM系统，还包括：

移动物镜(MOL)，能够被配置为移位所述物镜的所述聚焦场。

60.根据条款59所述的SEM系统，其中所述MOL被配置为移位所述物镜的所述聚焦场，以在不同时间与所述子束中的每个子束重合。

61.根据条款54至60中任一项的SEM，其中所述物镜是以下各项中的至少一项：静电透镜、磁性透镜或两者。

62.根据条款54至61中任一项所述的SEM系统，其中所述第一子束具有路径，所述路径笔直且垂直于所述样品。

63.根据条款54至62中任一项的SEM系统，其中所述聚束器中的每个聚束器是静电透镜、磁性透镜或两者。

64.根据条款54至63中任一项所述的SEM系统，还包括：

控制器，具有电路系统并且被配置为基于所述多个子束来处理图像以实现所述样品的三维表示的实时显示。

65.根据条款54至64中任一项所述的SEM系统，其中偏转器的所述子集中的每个偏转器被配置为偏转子束的所述子集中的不同子束，以使得子束的所述子集中的每个子束以相对于所述轴向射束不同的倾斜角度撞击样品。

66.根据条款54至65中任一项的SEM系统，还包括阻挡机构，被配置为防止除了所述子束中的一个子束之外的所有子束撞击所述样品。

67.根据条款54至66中任一项所述的SEM系统，其中相对于所述轴向射束的所述倾斜角度大于或等于三度。

68.根据条款54至66中任一项所述的SEM系统，其中相对于所述轴向射束的所述倾斜角度大于或等于五度。

可以提供一种非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质存储用于处理器的指令，该处理器可以是例如图2的EBI工具100的一部分，以进行热感测、流动感测、图像检查、图像获取、台定位、射束聚焦、电场调整、清洁、硬化、热处理、材料去除、以及抛光等。非暂态介质的常见形式包括例如软盘、柔性盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁性数据存储介质、光盘只读存储器(CD-ROM)、任何其他光学数据存储介质、具有孔图案的任何物理介质、随机存取存储器(RAM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、FLASH-EPROM或任何其他闪存、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、云存储、高速缓存、寄存器、任何其他存储器芯片或盒式磁带、以及其网络版本。

图中的框图图示了根据本公开的各种示例性实施例的系统、方法和计算机硬件或软件产品的可能实现方式的架构、功能和操作。就这点而言，流程图或框图中的每个框可以表示模块、分段、或代码的一部分，其包括用于实现指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。应当理解的是，在一些备选实现方式中，框中指示的功能可以不按图中标注的次序发生。例如，依据所涉及的功能，连续示出的两个框可以基本同时执行或实现，或有时可以按相反次序执行两个框。还可以省略一些框。还应当理解的是，框图的每个框以及这些框的组合可以通过执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或通过专用硬件和计算机指令的组合来实现。

应当理解的是，本公开的实施例不限于上文已经描述并且在附图中图示的确切构造，并且可以在没有背离其范围的情况下进行各种修改和改变。已经结合各种实施例对本公开进行了描述，从本文中所公开的本发明的说明书和实践的角度考虑，本发明的其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。说明书和实施例被认为仅是示例性的，其中本发明的真正范围和精神由以下权利要求指示。

上文描述旨在是说明性的，而非限制性的。因此，对于本领域技术人员而言，显而易见的是，可以在没有背离下文所阐述的权利要求的范围的情况下进行所描述的修改。