带电粒子束显微术中的光学像差的测量和校正制造技术

带电粒子束显微术中的光学像差的测量和校正。带电粒子束显微镜系统以透射成像模式操作。在操作期间，带电粒子束微系统将带电粒子束引导至样本以产生图像。将束倾斜的时间序列以图案应用于被引导到样本的带电粒子束以产生图像的序列。在带电粒子束在束倾斜的时间序列中的一个束倾斜与束倾斜的时间序列中的顺序相邻的束倾斜之间转变时，捕捉图像序列中的至少一些图像。该图案被配置成引起图像序列中的图像之间的图像改变，其指示带电粒子束显微镜系统中的光学像差。镜系统中的光学像差。镜系统中的光学像差。

【技术实现步骤摘要】
带电粒子束显微术中的光学像差的测量和校正


[0001]该领域涉及带电粒子束显微术(microcopy)。

技术介绍

[0002]透射电子显微术(TEM)是一种技术，其中电子束透射(transmit)通过薄样本以形成图像。当电子透射通过样本时，通过电子与样本的原子的相互作用形成图像。图像可以由照相机捕捉。由于透射电子的小波长，TEM能够产生高分辨率图像。足够高分辨率的图像可用于在原子尺度上研究和分析样本的结构细节。然而，显微镜中的光学像差(opticalaberration)可以限制图像的分辨率。
附图说明
[0003]图1是根据各种实现的用于测量和校正以透射成像模式操作的带电粒子束显微镜系统中的光学像差的系统的框图。
[0004]图2A和2B是根据各种实现的用于测量和校正以透射成像模式操作的带电粒子束显微镜系统中的光学像差的方法的流程图。
[0005]图3A是Lissajous图(figure)束倾斜(beamtilt)图案(pattern)的图。
[0006]图3B是带电粒子束显微镜系统中存在散焦(defocus)时由图3A中描绘的Lissajous图束倾斜图案产生的预期引起的图像变化(shift)图案的图。
[0007]图3C是带电粒子束显微镜系统中存在散焦和像散(astigmatism)时由图3A中描绘的Lissajous图束倾斜图案产生的预期引起的图像变化图案的图。
[0008]图3D是带电粒子束显微镜系统中存在散焦、彗差(coma)和像散时由图3A中描绘的Lissajous图束倾斜图案产生的预期引起的图像变化图案的图。
[0009]图3E是带电粒子束显微镜系统中存在散焦、彗差、像散和球差(sphericalaberration)时由图3A中描绘的Lissajous图束倾斜图案产生的预期引起的图像变化图案的图。
[0010]图4A是圆形束倾斜图案的图。
[0011]图4B是带电粒子束显微镜系统中存在散焦时由图4A中描绘的圆形图案产生的预期引起的图像变化的图。
[0012]图4C是带电粒子束显微镜系统中存在散焦和像散时由图4A中描绘的圆形图案产生的预期引起的图像变化的图。
[0013]图4D是带电粒子束显微镜系统中存在散焦、像散和彗差时由图4A中描绘的圆形图案产生的预期引起的图像变化的图。
[0014]图5A是操作具有像差的监视和校正的带电粒子束显微镜系统的示例方法的流程图。
[0015]图5B是操作具有像差的监视和校正的带电粒子束显微镜系统的另一示例方法的流程图。
[0016]图6是操作具有像差的监视和校正的带电粒子束显微镜系统的另一示例方法的流程图。
[0017]图7是可用在实现带电粒子束显微镜系统中的光学像差的监视和校正的方法中的合适计算环境的通用计算系统的框图。
具体实施方式
[0018]本文公开的主题涉及测量和校正例如以透射成像模式操作的带电粒子束显微镜系统中的光学像差的方法和系统。可以测量和校正的光学像差的示例包括但不限于散焦、二重(two
‑
fold)像散、三重像散、四重像散、五重像散、六重像散、轴向彗差、五阶轴向(fifth order axial coma)彗差、球差、六阶球差、星差(star aberration)，六阶星差、三叶(three
‑
lobe)像差、和玫瑰(rosette)像差。
[0019]在一个或多个实现中，一种系统包括发射带电粒子束的带电粒子源、限定光轴并且包括被配置为将带电粒子束形成到沿着光轴设置的样本的视野中的一个或多个光学部件的光学系统、被配置成生成图案的图案生成器、沿着光轴设置并且可由图案控制以将束倾斜的时间序列应用于带电粒子束的一个或多个束偏转器、以及沿光轴定位以捕捉样本的图像的成像传感器。
[0020]在一个或多个实现中，当以透射成像模式操作带电粒子束显微镜系统并将带电粒子束引导至样本时，束倾斜的时间序列以图案应用于带电粒子束以产生图像序列。在带电粒子束在束倾斜的时间序列中的一个束倾斜与束倾斜的时间序列中的顺序相邻的束倾斜之间转变时，捕捉图像序列中的至少一些图像。在一个或多个示例中，可以分析图像序列以确定显微镜系统中的光学像差。
[0021]在一个或多个示例中，图案被配置为使得束倾斜引起图像序列中的图像改变(例如，图像变化)，其可以与显微镜系统中的光学像差相关。在一个或多个示例中，图像改变可以从图像序列确定并且用于估计显微镜系统的一个或多个光学像差值。在其他示例中，一个或多个光学像差值可以由训练有素的神经网络确定，该神经网络接收图像序列或从图像序列导出的信息(例如，图像的功率谱)作为输入数据。
[0022]在一个或多个示例中，束倾斜图案可以是周期性图案，诸如Lissajous图。使用周期性图案可以使得以下成为可能：确定与随时间的测量图像改变相关的所应用的束倾斜图案的频率的未知偏差和未知时间延迟。周期性图案还可以使能针对可以引起图像改变的其他影响(例如，样品漂移和机械振动)是鲁棒的系统，允许信号处理用于分离不同的信号源。
[0023]本主题通过实现和示例进行描述。在一些情况下，如本领域技术人员将认识到的，所公开的实现和示例可以在没有所公开的具体细节中的一个或多个的情况下实践，或者可以用本文未具体公开的其他方法、结构和材料来实践。本文描述和附图中所示的所有实现和示例可以在没有任何限制的情况下组合以形成任何数量的组合，除非上下文明确另有规定，诸如如果所提出的组合涉及不兼容或相互排斥的元素。本文描述的任何过程中的动作的顺序可以重新排列，除非上下文另有明确规定，诸如如果一个动作需要另一个动作的结果作为输入。
[0024]为了简明起见，并且为了描述的连续性，相同或相似的参考字符可以用于不同附图中的相同或相似的元素，并且当元素以相同或相似的参考字符出现在其他图中时对一个
图中的元素的描述将视为沿用(carry over)。在某些情况下，术语“对应于”可用于描述不同图的元素之间的对应关系。在示例使用中，当第一图中的元素被描述为对应于第二图中的另一个元素时，第一图中的元素被视为具有第二图中另一个元素的特性，并且反之亦然，除非另有说明。
[0025]词语“包括”及其派生词，诸如“包含”和“包含有”，应以开放、包容的意义解释，即，如“包括但不限于”。单数形式“一”、“一个”、“至少一个”和“该”包括复数指代，除非上下文中另有规定。当用在元素列表的最后两个元素之间时，术语“和/或”表示所列元素中的任何一个或多个。除非上下文另有明确规定，否则术语“或”通常以其最广泛的含义使用，即表示“和/或”。当用于描述尺寸范围时，短语“在X和Y之间”表示包括X和Y的范围。如本文所用，“装置”可以指任何单独的设备、设备的集合、设备的部分，或设备的部分的集合。
[0026]图1图示了根据一种实现的系统100，其可以在带电粒子束显微镜系统以透射成像模式操作时测量和校正带电粒子束显微镜系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种系统，包括：带电粒子源，发射带电粒子束；光学系统，限定光轴并包括一个或多个光学部件，所述一个或多个光学部件被配置成将带电粒子束形成到沿光轴设置的样本的视野中；图案生成器，被配置为生成图案；一个或多个束偏转器，沿光轴设置并可由图案控制，以将束倾斜的时间序列应用于带电粒子束；成像传感器，沿光轴定位以捕捉样本的图像；一个或多个处理器；以及一个或多个计算机可读存储介质，存储指令，所述指令由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器接收在束倾斜的时间序列的应用期间由成像传感器捕捉的图像序列并且使一个或多个处理器从图像序列生成光学系统的一个或多个光学像差值的集合，其中图像序列中的图像中的至少一些是在束倾斜的时间序列中的连续倾斜之间的带电粒子束的移动期间捕捉的。2.根据权利要求1所述的系统，其中一个或多个计算机可读存储介质还存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器确定图像序列中的引起的图像变化并且从引起的图像变化确定一个或多个光学像差值的集合以及对应于引起的图像变化的应用的束倾斜的时间序列。3.根据权利要求1所述的系统，其中一个或多个计算机可读存储介质还存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器基于一个或多个光学像差值的集合确定针对一个或多个光学部件的一个或多个光学校正。4.根据权利要求1所述的系统，其中一个或多个计算机可读存储介质还存储指令，所述指令在由一个或多个处理器执行时使一个或多个处理器基于一个或多个光学像差值的集合的准确度、图像序列中的图像的质量和捕捉图像序列时的外部干扰中的一个或多个确定对图案生成器生成的图案的调整。5.根据权利要求1所述的系统，其中图案生成器被配置为生成周期性图案。6.一种方法，包括：在带电粒子束显微镜系统以透射成像模式操作的情况下，将带电粒子束引导到样本，包括将束倾斜的时间序列以图案应用到带电粒子束以产生图像序列，其中在带电粒子束在束倾斜的时间序列中的一个束倾斜与束倾斜的时间序列中的顺序相邻的束倾斜之间转变时捕捉图像序列中的至少一些图像，并且其中图案被配置成在图像序列中的图像之间引起图像改变，所述图像改变指示带电粒子束显微镜系统中的光学像差；以及捕捉图像序列。7.根据权利要求6所述的方法，其中，图案是周期性图案。8.根据权利要求7所述的方法，其中，周期性图案是Lissajous图。9.根据权利要求6所述的方法，还包括从图像序列生成带电粒子束显微镜系统的一个或多个光学像差值的集合。10.根据权利要求9所述的方法，其中图像改变包...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：