用于调节粒子束显微镜的方法和粒子束显微镜技术

一种用于操作粒子束显微镜的方法，包括在偏转装置的给定激励和第一焦点设置下记录第一粒子显微镜图像、在偏转装置的给定激励和第二焦点设置下记录第二粒子显微镜图像、以及基于第一粒子显微镜图像、第二粒子显微镜图像和提前已知的函数关系确定偏转装置的新激励。函数关系表示当根据偏转装置的激励改变焦点设置时记录的粒子显微镜图像的位移。通过新激励，粒子束显微镜然后被调节，从而可以通过其记录清晰的图像。记录清晰的图像。记录清晰的图像。

【技术实现步骤摘要】
用于调节粒子束显微镜的方法和粒子束显微镜


[0001]本专利技术涉及用于调节粒子束显微镜的方法。具体地，本专利技术涉及用于调节一个或多个粒子束聚焦在要检查的物体上的那些粒子束显微镜的方法。

技术介绍

[0002]这样的粒子束显微镜的示例是扫描电子显微镜，在扫描电子显微镜中，聚焦的电子束扫描要检查的物体的待成像区域，并且以取决于聚焦的粒子束的偏转的方式来检测由入射电子束在物体处产生的二次电子或反向散射电子，以便生成物体的扫描区域的电子显微镜图像。
[0003]粒子束由粒子束源产生，可能穿过聚光透镜、像散校正器或其他束整形元件，并通过物镜聚焦在物体上。为了获得粒子束显微镜的高分辨率，粒子束必须最大可能程度地聚焦在物体上，即，由聚焦的粒子束在物体表面上照亮的区域(“束斑”)应尽可能小。为此，粒子束显微镜及其粒子光学部件进行了调节，目的是获得与物体的表面重合的像平面，在像平面中，粒子源由光学系统成像。在将物体布置成距物镜给定距离的情况下，这可以通过改变粒子束显微镜的焦点设置直到粒子源在物体表面上的束斑或图像尽可能小来实现。例如，粒子束显微镜的焦点设置可以通过改变物镜的激励和/或通过改变粒子束中的粒子在穿过物镜时的动能来改变。
[0004]在以这种方式设置粒子束显微镜的焦点设置之后，通常还可以采取进一步措施来提高物体表面上的束焦点的质量。这包括调节粒子束，使其基本上居中地穿过物镜。这是基于以下思考，即光学透镜的透镜像差变得越来越明显，束穿过透镜时离透镜的光轴越远。由于物镜典型地提供在物体表面上对粒子源进行成像所需的大部分屈光力，因此从减少此成像过程中涉及的成像像差的角度来看有利的是，相对于物镜调节束，使得束尽可能居中地穿过物镜。例如，为了此调节，粒子束显微镜包括偏转装置，该偏转装置用于使粒子束在物镜内移位并且布置在粒子束源与物镜之间的束路径上。通过改变此偏转装置的激励，可以使物镜主平面内的、粒子束中心在其处穿过主平面的位置移位。
[0005]为束找到合适的调节并不容易。为此，一些常规方法使用通过粒子束显微镜以至少两种不同的焦点设置记录粒子显微镜图像，以便基于对这些记录图像的分析来设置偏转装置的最佳激励。这是基于以下思考：如果粒子束居中地穿过物镜并聚焦在物体的表面上，则记录的粒子显微镜图像基本上是清晰的。如果从此设置开始略微改变焦点设置，并且如果针对这种改变的设置记录粒子显微镜图像，则与先前记录的粒子显微镜图像相比，这种图像仅略微不那么清晰，并且在其他方面与后者基本上相同。然而，如果以不同焦点设置记录的两个图像是使用不居中地穿过物镜的粒子束记录的，则两个图像不仅在图像清晰度方面不同，而且在其相对位置方面也不同。焦点设置的变化使得第二图像相对于第一图像发生移位或偏移。因此，典型地执行所谓的“摆动法”来用于调节粒子束的目的，在其范围内，在连续记录图像的同时周期性地改变焦点设置。用户观察在束调节不当的情况下来回移位的图像，并改变偏转装置的激励，直到出现的图像基本上都是静止的为止。除了这种手动方
法之外，自动化方法也是已知的，并且这些方法在成对不同设置的焦点设置和偏转装置的激励的情况下记录多个图像。偏转装置的激励的最佳设置是基于对所记录的多个图像的分析来计算和设置的。然后，使用此设置记录期望的物体高质量粒子显微镜图像。例如，从US 6 864 493 B2、US 2012 /0 138 793 A1、US 8 766 183 B2和US 7 705 300 B2已知这样的方法。
[0006]然而，这样的方法需要针对不同设置的焦点设置和偏转装置的激励记录最小数量的图像，这个最小数量是四个图像或更多。记录这最少数量的图像需要的时间被认为太长，特别是在为高产量设计的应用的情况下。

技术实现思路

[0007]相应地，本专利技术的目的是提出一种用于调节粒子束显微镜的方法，通过该方法可以用较少的最小数量的图像进行束调节。根据本专利技术，提供了一种用于调节粒子束显微镜的方法，当粒子束显微镜包括用于产生粒子束的粒子束源、用于将粒子束聚焦在物体上的物镜、布置在粒子束源与物镜之间并用于偏转粒子束的第一偏转装置、以及布置在第一偏转装置与物体之间的第二偏转装置。第二偏转装置用于在记录图像时偏转粒子束，偏转使得粒子束可以扫描待成像物体的区域，并且粒子束显微镜的检测器检测信号，这些信号通过粒子束扫描物体的图像区域产生并且可以从这些信号产生物体的粒子显微镜图像。第一偏转装置是这样的偏转装置，其激励被设置在这种调节方法的范围内，使得粒子束基本上居中地穿过物镜。
[0008]根据示例性实施例，用于调节粒子束显微镜的方法包括在第一偏转装置的给定激励和第一焦点设置下记录第一粒子显微镜图像、在第一偏转装置的给定激励和不同于第一焦点设置的第二焦点设置下记录第二粒子显微镜图像、以及基于第一粒子显微镜图像、第二粒子显微镜图像和提前已知的函数关系确定第一偏转装置的新激励，该函数关系表示当根据第一偏转装置的激励改变焦点设置时记录的粒子显微镜图像的位移。根据本文的示例性实施例，然后可以用新激励来激励偏转装置并且使用新激励记录一个第三粒子显微镜图像或多个第三粒子显微镜图像。在该方法中确定的第一偏转装置的激励的情况下，然后使用基本上居中地穿过物镜的粒子束记录第三粒子显微镜图像，使得第三粒子显微镜图像具有改进的图像质量。
[0009]为确定第一偏转装置的新激励而记录的两个图像在第二偏转装置的小激励情况下进行记录。这些图像靠近物镜的光轴。例如这可以如下地表示：记录第一图像包括粒子束扫描待成像物体的第一区域，并且记录第二图像包括粒子束扫描待成像物体的第二区域。这里，扫描分别包括改变第二偏转装置的激励和保持第一偏转装置的激励。待成像物体的第一扫描区域和待成像物体的第二扫描区域均在物体上具有形心，并且在未被激励的第二偏转装置的情况下，粒子束被引导到物体上的位置，该位置与待成像的第一扫描区域的形心和待成像的第二扫描区域的形心的距离均小于10μm。
[0010]与第一偏转装置一样，第二偏转装置也可以通过可调节电偏转场和/或磁偏转场偏转粒子束。为了产生电偏转场，偏转装置包括相反的电极，不同的可调节电势可以通过电势供应设备施加到这些相反电极上。为了产生磁偏转场，偏转装置包括线圈，可调节电流可以通过电流供应设备馈送到线圈。当产生的电偏转场和磁偏转场为0时，也就是说当相同的
电势被馈送到相反的电极并且当没有电流被馈送到任何线圈时，也就是说当所供应电流的电流强度为0时，第二偏转装置也像第一偏转装置一样没有被激励。
[0011]例如，可以用不同的放大率记录多个第三粒子显微镜图像。然而，如果要记录与用于调节粒子束的物体相比具有不同形貌或者被布置成与物镜相距一定距离、需要显著不同的焦点设置的另一物体的图像，则使用上述方法重新调节粒子束是有利的。
[0012]根据示例性实施例，该方法进一步包括通过以不同设置的焦点设置和第一偏转装置的激励记录多个粒子显微镜图像来确定提前已知的函数关系。具体地，确定提前已知的函数关系可以包括设置第一偏转装置的第一激励以及分别以不同的焦点设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于调节粒子束显微镜的方法，其中，该粒子束显微镜包括：粒子束源，用于生成粒子束；物镜，用于将该粒子束聚焦在物体上；第一偏转装置，用于偏转该粒子束，其中，该第一偏转装置布置在该粒子束的在该粒子束源与该物镜之间的束路径上；以及第二偏转装置，用于偏转该粒子束，其中，该第二偏转装置布置在该粒子束的在该第一偏转装置与该物体之间的束路径上；其中，该方法包括以下措施：在该第一偏转装置的给定激励和第一焦点设置下记录第一粒子显微镜图像；在该第一偏转装置的给定激励和不同于该第一焦点设置的第二焦点设置下记录第二粒子显微镜图像；基于该第一粒子显微镜图像、该第二粒子显微镜图像和提前已知的函数关系确定该第一偏转装置的新激励，该函数关系表示当根据该第一偏转装置的激励改变该焦点设置时记录的粒子显微镜图像的位移；以及以该第一偏转装置的新激励记录至少一个第三粒子显微镜图像；其中，记录该第一图像包括使用该粒子束扫描该物体的待成像的第一区域，其中，记录该第二图像包括使用该粒子束扫描该物体的待成像的第二区域，其中，该扫描包括改变该第二偏转装置的激励并保持该第一偏转装置的激励，其中，该物体的待成像的第一扫描区域和该物体的待成像的第二扫描区域均在该物体上具有几何形心，并且其中，在未被激励的第二偏转装置的情况下，该粒子束被引导到该物体上的位置，该位置与该待成像的第一扫描区域的形心和该待成像的第二扫描区域的形心的距离均小于10μm。2.根据权利要求1所述的方法，其中，设置该焦点设置包括设置用于加速该粒子束的高电压和/或设置该物镜的激励。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，从该第一焦点设置开始设置该第二焦点设置包括改变用于加速该粒子束的高电压，其中该物镜的激...

【专利技术属性】
技术研发人员：S迪默，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：