一种扫描带电粒子显微镜系统及振动补偿方法技术方案

本发明专利技术公开了一种扫描带电粒子显微镜系统，包括：扫描带电粒子显微镜、传感装置、处理器和位移调节装置；其中，所述扫描带电粒子显微镜，用于产生带电粒子束，所述带电粒子束用于照射至待测样品；所述传感装置，与所述扫描带电粒子显微镜和所述待测样品连接，用于测量所述扫描带电粒子显微镜的镜筒的振动参数和所述样品的振动参数；所述处理器，用于对所述镜筒的振动参数和所述待测样品的振动参数进行处理，获得所述样品相对于所述镜筒的相对运动参数；并根据所述相对运动参数控制调节所述位移调节装置、所述扫描带电粒子显微镜的偏转器和所述扫描带电粒子显微镜的聚焦镜。本发明专利技术还公开了一种振动补偿方法。

Scanning charged particle microscope system and vibration compensation method

The invention discloses a charged particle scanning microscope system includes a scanning microscope, charged particle sensing device, the processor and the displacement adjusting device; wherein, the scanning microscope for charged particle, charged particle beam, the charged particle beam for irradiating to the sample; the sensing device, and the scanning the charged particles and the microscope samples to be connected, for vibration parameter parameter measurement of the scanning microscope lens of charged particles and the sample; the processor for vibration parameters of vibration parameters on the tube and the sample is processed to obtain the samples with respect to the relative movement parameters the drawtube; and according to the relative movement parameters control the displacement adjusting device, wherein the charged particle scanning microscope deflector A focusing mirror with the scanning charged particle microscope. The invention also discloses a vibration compensation method.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电信息
，尤其涉及一种扫描带电粒子显微镜系统及振动补偿方法。
技术介绍
扫描带电粒子显微镜是一种利用聚焦的带电粒子束对样品进行扫描成像的精密仪器；扫描带电粒子显微镜包括扫描电子显微镜和扫描离子显微镜，扫描带电粒子显微镜的粒子源发射的带电粒子束经过光学系统的汇聚、偏转和聚焦等作用在被测样品的表面形成一个粒子束斑，同时在扫描偏转器的控制下对所述样品进行扫描；粒子束对样品的扫描方式通常为逐行扫描，如首先偏转器控制粒子束在Y方向不偏转，控制粒子束进行X方向的扫描；再使用粒子探测器对粒子束与样品相互作用产生的背散射粒子、二次粒子等信号进行收集，并将这些信号转换成显微图像的X方向的像素；在完成第一次X方向的扫描后，沿着Y方向按照像素在X方向进行第二次扫描；依次类推，沿Y方向逐行扫描，最终完成对样品的二维扫描成像。理想情况下，带电粒子显微镜的镜筒与被测样品之间不存在相对运动，在一个显微观察的扫描场中，样品上的粒子束扫描轨迹为沿着X方向的一条条理想的直线，粒子束在样品表面按照偏转器设置的方式依次扫描并获得信号；扫描场中被扫描的每一个采样点都是固定的，并且在扫描场中带电粒子束的聚焦点始终与样品表面在竖直方向上保持固定的距离；如此，在粒子束扫描过程中，粒子束作用在样品上的束斑大小固定不变，该扫描场中图像的分辨率是一致的。但是，在实际应用中，被测样品通常固定在一个机械式的能够多维运动的样品平台上；此时，由于外界环境或仪器本身的振动使得样品平台与光学镜筒产生相对位移，即样品与带电粒子束产生相对位移；在样品台与光学镜筒不存在刚性连接时，样品与带电粒子束产生的相对位移更为明显。在水平X方向和Y方向上的相对位移使得粒子束斑在样品上的实际采样点与理论的采样点存在偏差，从而造成图像上的失真，如：图像上明显的扭曲和毛刺；在垂直Z方向上的相对位移使得粒子束的聚焦点与样品的距离发生变化，导致扫描成像时照射到样品上的束斑大小不断变化，影响图像的分辨率。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例期望提供一种扫描带电粒子显微镜系统和振动补偿方法，在扫描带电粒子显微镜对样品进行观测时，能够实时监测由于带电粒子显微镜与样品的运动引起的相对振动，并实现对所述相对振动的补偿。本专利技术实施例提供一种扫描带电粒子显微镜系统，所述系统包括：扫描带电粒子显微镜、传感装置、处理器和位移调节装置；其中，所述扫描带电粒子显微镜，用于产生带电粒子束，所述带电粒子束用于照射至待测样品；所述传感装置，与所述扫描带电粒子显微镜和所述待测样品连接，用于测量所述扫描带电粒子显微镜的镜筒的振动参数和所述样品的振动参数；所述处理器，用于对所述镜筒的振动参数和所述待测样品的振动参数进行处理，获得所述样品相对于所述镜筒的相对运动参数；并根据所述相对运动参数控制调节所述位移调节装置、所述扫描带电粒子显微镜的偏转器和所述扫描带电粒子显微镜的聚焦镜。上述方案中，所述传感装置包括第一加速度传感器和第二加速度传感器；其中，所述第一加速度传感器，与承载所述样品的载片固定刚性连接，用于测量所述样品的振动加速度；所述第二加速度传感器，与所述镜筒固定刚性连接，用于测量所述镜筒的振动加速度。上述方案中，所述处理器，具体用于对所述样品的振动加速度和所述镜筒的振动加速度进行选频、滤波、差分和积分、处理，获得所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息。上述方案中，所述处理器，具体用于根据所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息调节所述位移调节装置在水平方向的位移，实现振动引起的所述样品在水平方向的位移补偿；和/或调节所述扫描带电粒子显微镜的偏转器，实现振动引起的所述带电粒子束在水平方向的位移补偿。上述方案中，所述处理器，具体用于根据所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息调节所述位移调节装置在垂直方向的位移，实现振动引起的所述样品在垂直方向的位移补偿；和/或调节所述扫描带电粒子显微镜的聚焦镜，实现振动引起的所述带电粒子束在垂直方向的位移补偿。本专利技术实施例还提供一种振动补偿方法，所述方法应用于扫描带电粒子显微镜系统，所述系统包括：扫描带电粒子显微镜、传感装置及处理器，所述方法包括：所述扫描带电粒子显微镜产生的带电粒子束照射至待测样品；与所述扫描带电粒子显微镜和所述待测样品连接的所述传感装置测量所述扫描带电粒子显微镜的镜筒的振动参数和所述待测样品的振动参数；所述处理器对所述镜筒的振动参数和所述样品的振动参数进行处理，得到处理结果；所述处理器根据所述处理结果调节所述位移调节装置和所述扫描带电粒子显微镜对振动引起的位移进行补偿。上述方案中，所述传感装置包括与所述镜筒固定刚性连接的第一加速度传感器和与承载所述样品的载片固定刚性连接的第二加速度传感器；相应的，所述传感装置测量所述扫描带电粒子显微镜的镜筒的振动参数和所述待测样品的振动参数，包括：所述第一加速度传感器测量所述样品的振动参数，所述第二加速度传感器测量所述镜筒的振动参数。上述方案中，所述处理器对所述镜筒的振动参数和所述样品的振动参数进行处理，包括：所述处理器对所述样品的振动加速度和所述镜筒的振动加速度进行选频、滤波、差分和积分处理，获得所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息。上述方案中，所述处理器根据所述处理结果调节所述位移调节装置和所述扫描带电粒子显微镜进行振动补偿，包括：所述处理器根据所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息调节所述位移调节装置在水平方向的位移，实现振动引起的所述样品在水平方向的位移补偿；和/或调节所述扫描带电粒子显微镜的偏转器，实现振动引起的所述带电粒子束在水平方向的位移补偿。上述方案中，所述处理器根据所述处理结果调节所述位移调节装置和所述扫描带电粒子显微镜进行振动补偿，包括：所述处理器根据所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息调节所述位移调节装置在垂直方向的位移，实现振动引起的所述样品在垂直方向的位移补偿；和/或调节所述扫描带电粒子显微镜的聚焦镜，实现振动引起的所述带电粒子束在垂直方向的位移补偿。本专利技术实施例所述的扫描带电粒子显微镜系统及振动补偿方法，所述扫描带电粒子显微镜产生的带电粒子束照射至待测样品后，与所述扫描带电粒子显微镜和所述待测样品连接的所述传感装置测量所述扫描带电粒子显微镜的镜筒的振动参数和所述待测样品的振动参数；所述扫描带电粒子显微镜系统中的处理器对所述镜筒的振动参数和所述样品的振动参数进行处理，得到处理结果；并根据所述处理结果调节所述位移调节装置和所述扫描带电粒子显微镜对振动引起的位移进行补偿。如此，通过根据所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息调节位移调节装置在X方向和Y方向的位移，以及调节所述扫描带电粒子显微镜的偏转器，能够实现振动引起的水平方向的位移补偿；通过根据所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息调节位移调节装置在Z方向的位移，以及调节所述扫描带电粒子显微镜的聚焦镜，能够实现振动引起的垂直方向的位移补偿；如此，实时的抑制和补偿带电粒子束与样品在X方向、Y方向和Z方向上的相对振动，使得实际采样点更接近理想采样点，样品上的粒子束斑大小也更加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描带电粒子显微镜系统，其特征在于，所述系统包括：扫描带电粒子显微镜、传感装置、处理器和位移调节装置；其中，所述扫描带电粒子显微镜，用于产生带电粒子束，所述带电粒子束用于照射至待测样品；所述传感装置，与所述扫描带电粒子显微镜和所述待测样品连接，用于测量所述扫描带电粒子显微镜的镜筒的振动参数和所述样品的振动参数；所述处理器，用于对所述镜筒的振动参数和所述待测样品的振动参数进行处理，获得所述样品相对于所述镜筒的相对运动参数；并根据所述相对运动参数控制调节所述位移调节装置、所述扫描带电粒子显微镜的偏转器和所述扫描带电粒子显微镜的聚焦镜。

【技术特征摘要】
1.一种扫描带电粒子显微镜系统，其特征在于，所述系统包括：扫描带电粒子显微镜、传感装置、处理器和位移调节装置；其中，所述扫描带电粒子显微镜，用于产生带电粒子束，所述带电粒子束用于照射至待测样品；所述传感装置，与所述扫描带电粒子显微镜和所述待测样品连接，用于测量所述扫描带电粒子显微镜的镜筒的振动参数和所述样品的振动参数；所述处理器，用于对所述镜筒的振动参数和所述待测样品的振动参数进行处理，获得所述样品相对于所述镜筒的相对运动参数；并根据所述相对运动参数控制调节所述位移调节装置、所述扫描带电粒子显微镜的偏转器和所述扫描带电粒子显微镜的聚焦镜。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感装置包括第一加速度传感器和第二加速度传感器；其中，所述第一加速度传感器，与承载所述样品的载片固定刚性连接，用于测量所述样品的振动加速度；所述第二加速度传感器，与所述镜筒固定刚性连接，用于测量所述镜筒的振动加速度。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述处理器，具体用于对所述样品的振动加速度和所述镜筒的振动加速度进行选频、滤波、差分和积分处理，获得所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息。4.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述处理器，具体用于根据所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息调节所述位移调节装置在水平方向的位移，实现振动引起的所述样品在水平方向的位移补偿；和/或调节所述扫描带电粒子显微镜的偏转器，实现振动引起的所述带电粒子束在水平方向的位移补偿。5.根据权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述处理器，具体用于根据所述样品相对于所述镜筒的相对加速度、相对速度和相对位移信息调节所述位移调节装置在垂直方向的位移，实现振动引起的所述样品在垂直方向的位移补偿；和/或调节所述扫描带电粒子显微镜的聚焦镜，实现振动引起的所述带电粒子束在垂直方向的位移补偿。6.一种振动补偿方法，所述方法应用于扫描带电粒子显微镜系统，其特征在于，所述系统包括：扫描带电粒子显微镜、传感装置及...

【专利技术属性】
技术研发人员：何伟，李帅，
申请(专利权)人：聚束科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11