本发明专利技术涉及一种确定ＴＥＭ的投影系统中的畸变的方法，以及一种用于校正这些像差的方法。所述像差是通过收集样品的大量的像进行确定的，所述样品在每一次像的获取之间被稍微移动。在这些像上将显示样品相同部分的子场（３０３，３０４－ｉ）进行比较。这些子场（３０３，３０４－ｉ）将显示一些对应于微分像差的小的差别。这样能够确定在大量的点中的所述微分像差，此后通过积分能够确定每一个点的像差。最后对像中每一个被探测像素的要被显示的位置进行校正，显示的像具有大大降低的像差。根据本发明专利技术的方法的优点在于不需要样品的高精度步长，也不需要知道样品的几何形状。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，所述仪器配备有用 于产生沿着粒子-光学轴方向的粒子束的粒子源；用于保持对象的对象保持器(Object holder)，所述对象保持器能够移动(translate)被放置于所述对象保持器中的对象；用于 形成所述对象的像的投影系统；以及用于获取和存储对象的像的探测器。所述方法包括提 供对象、获取第一个像、以及确定畸变的步骤。
技术介绍
这个方法被披露在Microsc. Microanal.(《显微观察与显微分析》)期刊的2005 年第 11 期(增干丨」2)第 552-553 页(D0I 10. 1017/S143192760551081X)，F. Hue 等人的 “Calibration of projector lens distortions forquantitative high-resolution TEM” ( “定量型高分辨率TEM中投影透镜畸变的标定”)一文中，并被用于校正由透射电子 显微镜(Transmission ElectronMicroscope, TEM)的投影系统所引入的畸变。在例如透射电子显微镜(TEM)的粒子_光学仪器中，用一束电子照射对象(也被 称为样品)，电子具有例如在50keV到400keV之间的能量。一些电子被传送穿透样品，并且 这些电子聚焦到像平面上，以形成样品的放大的像。样品在像平面上的成像用投影系统来 实现，该投影系统能够设置成例如在103到106倍之间的可配置的放大倍数。通常将探测器 (例如荧光屏或(XD照相机)放置在像平面上，由此像被探测到。如本领域的技术人员所已知的，投影系统不仅将样品的像形成到像平面上，而且 还会引入像差和畸变。关于这一点，像差是致使一个点被成像为模糊的误差，而畸变是导致 像弯曲的那些误差。像的畸变可能会限制例如TEM的性能。畸变可能限制TEM的性能的三个例子是断 层摄影、应变分析以及将多个像拼接在一起以形成一个复合像。为了通过断层摄影构造样品的三维(3D)表示，需要获取大量的像，通常在50到 100幅像之间。每一个像对应于样品的一个稍微不同的取向(倾斜)。通过将这些像结合， 就能够形成样品的3D再现。当像由于畸变而被弯曲时，样品中特征相对于样品中参考点的 位置被错误表示。由于在一些像中该特征可能处于该像的中心，并且在其他的像中该特征 可能会从该中心移开，因此位移是不恒定的，导致该特征在3D再现中的模糊。因为在断层 摄影中所用的放大率通常相对低的事实而被加剧，导致了相对较大的畸变。因而在断层摄 影中，畸变可能会限制3D表示中的分辨率。在应变分析中，结晶样品(crystallographic sample)中的晶格弯曲被确定。如 本领域的技术人员所已知的，这种弯曲可能是应变的结果，并且因此确定该弯曲是用于确 定晶体中应变的一种方法。显然，如果对于无应变晶体，像已经显示了弯曲，则在对应变晶 体进行成像时这将导致在应变确定上的误差。多个像的拼接被用于从许多具有更受限视场的像形成具有大视场的复合像。当将 两个像拼接在一起时，它们通常共享它们彼此邻接处的共同的接缝。两个像在该接缝中的畸变不一样，因此拼接将是有缺陷的。上述的出版物公开了将采用完美硅晶体形式的样品插入到一台TEM中。测量了取 决于该完美对象的像位移的位置。发现在整个视场上放大率的变化可能差不多5%，并且局 部旋转可达2度。该出版物提议将局部位移地图绘制到位移场中，并且随后通过移动图像中的像素 来校正实验像，由此形成畸变至少被部分校正的调正像(modifiedimage)。已发现通过这种 方式局部放大率误差从最初的5%降至0. 1%，而局部旋转误差从起始的2度降至0. 1度。该出版物进一步提到，投影透镜的畸变在超过至少四年的时间期是相当稳定的。该已知方法的缺点在于放大率必须足够高，以分辨完美晶体的原子。对于较低的 放大率而言，不能使用该方法。这被解释如下假定例如4000X4000像素的探测器(诸如 用于TEM的达到最新技术发展水平的CCD照相机系统)，并且具有0. 543nm晶格距离的完美 晶体作为对象，已知方法能够用于对象的最大视场小于1X1 iim2。当使用较低的放大率对 对象的更大部分进行成像时，因为原子的位置不能再被分辨，因此就不能使用该方法了。低 放大率下的另一问题是必须使用更大的无缺陷晶体，而这可能是困难的或者不可能的。
技术实现思路
本专利技术意在提供一种在较低放大率下也能确定畸变的方法。为此目的，根据本专利技术的所述方法的特征在于在第一个像中限定子像，该第一子 像显示对象的小部分；获取一系列的像，在每一次取像之间移动该对象；确定像之间已实 现的移动；在每一个像中识别显示对象的该小部分的子像；确定每一个子像相对于彼此的 子像畸变；以及将每一个子像的子像畸变用于确定所述像的畸变。本专利技术基于畸变在仪器视场范围内(并且因而在整个像内)变化的理解 (insight)。因此，像内不同位置处的子像将显示不同的子像畸变。换言之例如在一个位置 上成像为例如正方形的对象的一部分，当它被转移(shift)并被成像到像的另一部分时， 其将发生弯曲。在一阶近似内，正方形被弯曲成被旋转了角度的矩形。这样，通过收集大量 的子像，每一个子像都显示对象的同一部分，并将这些子像互相进行比较，就能够将这些子 像中的每一个的子像畸变确定为这些子像中的每一个的位置的函数。子像畸变是像畸变的 微分效应的结果，因而用这些子像畸变就可以找出像的畸变。应当注意的是只要对象的该小部分包括足够的细节(detail)以便在像中将其 辨别出来，并且包括足够的细节以确定畸变(这可以是少如三个点)，不需要提前了解该对象。还应当注意的是对象的转移不必是预定的转移，而其可以是使该小部分对象成 像到其还未被成像的一部分像内的任何转移。对于使用此方法，这一点特别重要，因为对象 保持器可能不会足够精确，以实现对应于探测器上一个像素的精度的转移。所述转移可以通过寻找每一个像上的子像位置来确定，也可以从整个像上得到。 尤其是相互操作(correlation)很适合用于确定整个像的移动。为了减少用于确定转移所 需的时间，可以在减少数量的图像像素的情况下进行相关操作。应当留意的是如果对象的该小部分在像的大致相同的部分成像两次，则该两套 子像畸变可以用于提高精确性，或者该两套子像中的其中之一可以被忽略。根据本专利技术的方法不同于其他方法，在其他方法中采用在其中使用了具有已知图 案的控光装置(diaphragm)的对象例如网格和用于TEM的校准试样。应当留意的是这些样品大多是用光刻技术制作的，并且目前其最小的细节通常 大于25nm那么大。然后，图案必须由这种图案的细节制成，因此在视场远小于lOXlOym 时，这种图案就不会给出好的结果了。较早提到的方法中的原子基准在视场最大到 lXlum(更有可能是250 X 250nm)时就终止了，因此已知的方法留下了空白，这将由根据 本专利技术的方法来填补。在根据本专利技术的该方法的一个实施方案中，该方法还包括提供另一对象；形成另 一对象的像；以及为另一对象的像的畸变进行校正。通过使用畸变来校正由其他对象生成的像，具有减少的畸变的像能够由该其他对 象制成。校正能够采用在显示的像中转移像素或者子像素的形式。本文档来自技高网...
【技术保护点】
确定粒子－光学仪器中畸变的方法，所述仪器配备有： 粒子源，其用于产生沿着粒子－光学轴方向的粒子束； 用于保持对象的对象保持器，所述对象保持器能够移动被放置在所述对象保持器中的对象； 投影系统，其用于形成所述对象的像；以及 探测器，其用于获取和存储所述对象的像； 所述方法包括： 提供对象； 获取第一个像（３００）；以及 确定所述畸变； 所述方法的特征在于： 在所述第一个像中限定子像（３０３），第一个子像显示所述对象的小部分； 获取一系列的像（３１０），在每一次获取之间移动所述对象； 确定在所述像之间已实现的移动； 在所述像的每一个中识别显示所述对象的小部分的子像（３０４－ｉ）； 确定所述子像中的每一个相对于彼此的子像畸变；以及 将所述子像中的每一个的所述子像畸变用于确定所述像的畸变。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B里格，M范德斯塔姆，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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