本發(fā)明涉及光電信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)及振動(dòng)補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)：

掃描帶電粒子顯微鏡是一種利用聚焦的帶電粒子束對(duì)樣品進(jìn)行掃描成像的精密儀器；掃描帶電粒子顯微鏡包括掃描電子顯微鏡和掃描離子顯微鏡，掃描帶電粒子顯微鏡的粒子源發(fā)射的帶電粒子束經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的匯聚、偏轉(zhuǎn)和聚焦等作用在被測(cè)樣品的表面形成一個(gè)粒子束斑，同時(shí)在掃描偏轉(zhuǎn)器的控制下對(duì)所述樣品進(jìn)行掃描；粒子束對(duì)樣品的掃描方式通常為逐行掃描，如首先偏轉(zhuǎn)器控制粒子束在Y方向不偏轉(zhuǎn)，控制粒子束進(jìn)行X方向的掃描；再使用粒子探測(cè)器對(duì)粒子束與樣品相互作用產(chǎn)生的背散射粒子、二次粒子等信號(hào)進(jìn)行收集，并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成顯微圖像的X方向的像素；在完成第一次X方向的掃描后，沿著Y方向按照像素在X方向進(jìn)行第二次掃描；依次類推，沿Y方向逐行掃描，最終完成對(duì)樣品的二維掃描成像。

理想情況下，帶電粒子顯微鏡的鏡筒與被測(cè)樣品之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在一個(gè)顯微觀察的掃描場(chǎng)中，樣品上的粒子束掃描軌跡為沿著X方向的一條條理想的直線，粒子束在樣品表面按照偏轉(zhuǎn)器設(shè)置的方式依次掃描并獲得信號(hào)；掃描場(chǎng)中被掃描的每一個(gè)采樣點(diǎn)都是固定的，并且在掃描場(chǎng)中帶電粒子束的聚焦點(diǎn)始終與樣品表面在豎直方向上保持固定的距離；如此，在粒子束掃描過(guò)程中，粒子束作用在樣品上的束斑大小固定不變，該掃描場(chǎng)中圖像的分辨率是一致的。

但是，在實(shí)際應(yīng)用中，被測(cè)樣品通常固定在一個(gè)機(jī)械式的能夠多維運(yùn)動(dòng)的樣品平臺(tái)上；此時(shí)，由于外界環(huán)境或儀器本身的振動(dòng)使得樣品平臺(tái)與光學(xué)鏡筒產(chǎn)生相對(duì)位移，即樣品與帶電粒子束產(chǎn)生相對(duì)位移；在樣品臺(tái)與光學(xué)鏡筒不存在剛性連接時(shí)，樣品與帶電粒子束產(chǎn)生的相對(duì)位移更為明顯。在水平X方向和Y方向上的相對(duì)位移使得粒子束斑在樣品上的實(shí)際采樣點(diǎn)與理論的采樣點(diǎn)存在偏差，從而造成圖像上的失真，如：圖像上明顯的扭曲和毛刺；在垂直Z方向上的相對(duì)位移使得粒子束的聚焦點(diǎn)與樣品的距離發(fā)生變化，導(dǎo)致掃描成像時(shí)照射到樣品上的束斑大小不斷變化，影響圖像的分辨率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例期望提供一種掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)和振動(dòng)補(bǔ)償方法，在掃描帶電粒子顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)由于帶電粒子顯微鏡與樣品的運(yùn)動(dòng)引起的相對(duì)振動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)所述相對(duì)振動(dòng)的補(bǔ)償。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：掃描帶電粒子顯微鏡、傳感裝置、處理器和位移調(diào)節(jié)裝置；其中，

所述掃描帶電粒子顯微鏡，用于產(chǎn)生帶電粒子束，所述帶電粒子束用于照射至待測(cè)樣品；

所述傳感裝置，與所述掃描帶電粒子顯微鏡和所述待測(cè)樣品連接，用于測(cè)量所述掃描帶電粒子顯微鏡的鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述樣品的振動(dòng)參數(shù)；

所述處理器，用于對(duì)所述鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述待測(cè)樣品的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理，獲得所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)；并根據(jù)所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置、所述掃描帶電粒子顯微鏡的偏轉(zhuǎn)器和所述掃描帶電粒子顯微鏡的聚焦鏡。

上述方案中，所述傳感裝置包括第一加速度傳感器和第二加速度傳感器；其中，所述第一加速度傳感器，與承載所述樣品的載片固定剛性連接，用于測(cè)量所述樣品的振動(dòng)加速度；

所述第二加速度傳感器，與所述鏡筒固定剛性連接，用于測(cè)量所述鏡筒的振動(dòng)加速度。

上述方案中，所述處理器，具體用于對(duì)所述樣品的振動(dòng)加速度和所述鏡筒的振動(dòng)加速度進(jìn)行選頻、濾波、差分和積分、處理，獲得所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息。

上述方案中，所述處理器，具體用于根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置在水平方向的位移，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述樣品在水平方向的位移補(bǔ)償；和/或調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的偏轉(zhuǎn)器，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在水平方向的位移補(bǔ)償。

上述方案中，所述處理器，具體用于根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置在垂直方向的位移，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述樣品在垂直方向的位移補(bǔ)償；和/或調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的聚焦鏡，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在垂直方向的位移補(bǔ)償。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種振動(dòng)補(bǔ)償方法，所述方法應(yīng)用于掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：掃描帶電粒子顯微鏡、傳感裝置及處理器，所述方法包括：

所述掃描帶電粒子顯微鏡產(chǎn)生的帶電粒子束照射至待測(cè)樣品；

與所述掃描帶電粒子顯微鏡和所述待測(cè)樣品連接的所述傳感裝置測(cè)量所述掃描帶電粒子顯微鏡的鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述待測(cè)樣品的振動(dòng)參數(shù)；

所述處理器對(duì)所述鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述樣品的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理，得到處理結(jié)果；

所述處理器根據(jù)所述處理結(jié)果調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置和所述掃描帶電粒子顯微鏡對(duì)振動(dòng)引起的位移進(jìn)行補(bǔ)償。

上述方案中，所述傳感裝置包括與所述鏡筒固定剛性連接的第一加速度傳感器和與承載所述樣品的載片固定剛性連接的第二加速度傳感器；

相應(yīng)的，所述傳感裝置測(cè)量所述掃描帶電粒子顯微鏡的鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述待測(cè)樣品的振動(dòng)參數(shù)，包括：

所述第一加速度傳感器測(cè)量所述樣品的振動(dòng)參數(shù)，所述第二加速度傳感器測(cè)量所述鏡筒的振動(dòng)參數(shù)。

上述方案中，所述處理器對(duì)所述鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述樣品的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理，包括：

所述處理器對(duì)所述樣品的振動(dòng)加速度和所述鏡筒的振動(dòng)加速度進(jìn)行選頻、濾波、差分和積分處理，獲得所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息。

上述方案中，所述處理器根據(jù)所述處理結(jié)果調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置和所述掃描帶電粒子顯微鏡進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償，包括：

所述處理器根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置在水平方向的位移，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述樣品在水平方向的位移補(bǔ)償；和/或調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的偏轉(zhuǎn)器，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在水平方向的位移補(bǔ)償。

上述方案中，所述處理器根據(jù)所述處理結(jié)果調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置和所述掃描帶電粒子顯微鏡進(jìn)行振動(dòng)補(bǔ)償，包括：

所述處理器根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置在垂直方向的位移，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述樣品在垂直方向的位移補(bǔ)償；和/或調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的聚焦鏡，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在垂直方向的位移補(bǔ)償。

本發(fā)明實(shí)施例所述的掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)及振動(dòng)補(bǔ)償方法，所述掃描帶電粒子顯微鏡產(chǎn)生的帶電粒子束照射至待測(cè)樣品后，與所述掃描帶電粒子顯微鏡和所述待測(cè)樣品連接的所述傳感裝置測(cè)量所述掃描帶電粒子顯微鏡的鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述待測(cè)樣品的振動(dòng)參數(shù)；所述掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)中的處理器對(duì)所述鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述樣品的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理，得到處理結(jié)果；并根據(jù)所述處理結(jié)果調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置和所述掃描帶電粒子顯微鏡對(duì)振動(dòng)引起的位移進(jìn)行補(bǔ)償。如此，通過(guò)根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)裝置在X方向和Y方向的位移，以及調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的偏轉(zhuǎn)器，能夠?qū)崿F(xiàn)振動(dòng)引起的水平方向的位移補(bǔ)償；通過(guò)根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)裝置在Z方向的位移，以及調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的聚焦鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)振動(dòng)引起的垂直方向的位移補(bǔ)償；如此，實(shí)時(shí)的抑制和補(bǔ)償帶電粒子束與樣品在X方向、Y方向和Z方向上的相對(duì)振動(dòng)，使得實(shí)際采樣點(diǎn)更接近理想采樣點(diǎn)，樣品上的粒子束斑大小也更加穩(wěn)定，獲得的掃描圖像也更加清晰。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例影響掃描帶電粒子顯微鏡成像質(zhì)量的原理示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二振動(dòng)補(bǔ)償方法的處理流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下根據(jù)說(shuō)明書附圖以及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例一提供一種掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，所述掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)包括：掃描帶電粒子顯微鏡100、傳感裝置108、處理器111和位移調(diào)節(jié)裝置109；其中，

所述掃描帶電粒子顯微鏡100，用于通過(guò)所述掃描帶電粒子顯微鏡中的帶電粒子發(fā)射源101產(chǎn)生帶電粒子束102，所述帶電粒子束102用于照射至待測(cè)樣品105；

所述傳感裝置108，與所述掃描帶電粒子顯微鏡100和所述待測(cè)樣品105連接，用于測(cè)量所述掃描帶電粒子顯微鏡105的鏡筒103的振動(dòng)參數(shù)和所述樣品105的振動(dòng)參數(shù)；

所述處理器111，用于對(duì)所述鏡筒103的振動(dòng)參數(shù)和所述待測(cè)樣品105的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理，獲得所述樣品105相對(duì)于所述鏡筒103的相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)；并根據(jù)所述相對(duì)運(yùn)動(dòng)參數(shù)控制調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置、所述掃描帶電粒子顯微鏡100的偏轉(zhuǎn)器110和所述掃描帶電粒子顯微鏡100的聚焦鏡104。

在一實(shí)施例中，所述傳感裝置108包括：第一加速度傳感器108a和第二加速度傳感器108b；其中，所述第一加速度傳感器108a與承載所述樣品105的載片106固定剛性連接，所述第一加速度傳感器108a用于快速、實(shí)時(shí)測(cè)量所述樣品的振動(dòng)加速度；所述第二加速度傳感器108b與所述鏡筒103固定剛性連接，用于快速、實(shí)時(shí)測(cè)量所述鏡筒的振動(dòng)加速度，即測(cè)量所述粒子束的振動(dòng)加速度；

其中，所述振動(dòng)加速度包括X方向的水平振動(dòng)加速度、Y方向的水平振動(dòng)加速度和Z方向的垂直振動(dòng)加速度；

這里，所述第一加速度傳感器108a與所述載片106固定剛性連接，能夠減小所述第一加速度傳感器108a與所述載片106之間的相互位移；同理，所述第二加速度傳感器108b與所述鏡筒103固定剛性連接，能夠減小所述第二加速度傳感器108b與所述鏡筒103之間的相互位移。

在一實(shí)施例中，所述第一加速度傳感器108a和所述第二加速度傳感器108b均為三維加速度傳感器，所述第一加速度傳感器108a和所述第二加速度傳感器108b的類型可以使壓電式加速度傳感器、壓阻式傳感器、電容式傳感器和伺服式傳感器中的任意一種或任意兩種的組合；同時(shí)，為了進(jìn)一步實(shí)時(shí)、快速地測(cè)量所述鏡筒103和所述樣品105的加速度，可根據(jù)實(shí)際操作環(huán)境選擇具有不同頻率響應(yīng)特性的加速度傳感器。

在一實(shí)施例中，所述處理器111，具體用于對(duì)所述第一加速度傳感器108a測(cè)量獲得的樣品105的振動(dòng)加速度和所述第二加速度傳感器108b測(cè)量獲得的鏡筒103的振動(dòng)加速度進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析；具體地，所述第一加速度傳感器108a測(cè)量獲得的樣品在X、Y、Z三個(gè)方向的加速度分別為a_x1，a_y1和a_z1，所述第二加速度傳感器108b測(cè)量獲得的鏡筒在X、Y、Z三個(gè)方向的加速度分別為a_x2，a_y2和a_z2；所述處理器111對(duì)樣品的加速度和鏡筒的加速度進(jìn)行處理的示意圖，如圖2所示，所述第一加速度傳感器108a和所述第二加速度108b測(cè)量獲得的加速度信號(hào)為電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)首先通過(guò)濾波分析模塊201進(jìn)行選頻濾波，再利用差分電路202對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行差分，得到X、Y和Z三個(gè)方向上的相對(duì)加速度信息，所述相對(duì)加速度信息經(jīng)過(guò)第一積分電路203進(jìn)行積分處理得到樣品與鏡筒在X、Y和Z三個(gè)方向上的相對(duì)速度信息，所述相對(duì)速度信息經(jīng)過(guò)第二積分電路204進(jìn)行積分處理得到樣品與鏡筒在X、Y和Z三個(gè)方向上的相對(duì)位移信息。

在一實(shí)施例中，所述處理器111的功能可由終端或服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。

在一實(shí)施例中，所述處理器111根據(jù)獲取的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置109在水平方向的位移，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述樣品在水平方向的位移補(bǔ)償；和/或調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡100的偏轉(zhuǎn)器110，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在水平方向的位移補(bǔ)償；所述處理器111根據(jù)獲取的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置109在垂直方向的位移，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述樣品在垂直方向的位移補(bǔ)償；和/或調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡100的聚焦鏡104，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在垂直方向的位移補(bǔ)償；所述水平方向是指水平X方向和水平Y(jié)方向，所述垂直方向是指Z方向；

這里，所述位移調(diào)節(jié)裝置109的功能可由一壓電平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，所述位移調(diào)節(jié)裝置109與所述載片106固定剛性連接；通常，所述掃描帶電粒子顯微鏡100還包括一位移臺(tái)107，用于固定載片106；通過(guò)調(diào)節(jié)所述位移臺(tái)107的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)樣品105的觀測(cè)位置，使得掃描帶電粒子顯微鏡100中的帶電粒子束102能夠?qū)悠返挠^測(cè)點(diǎn)進(jìn)行掃描成像；此時(shí)，所述位移調(diào)節(jié)裝置109還與所述位移臺(tái)107固定連接；如此，能夠減小所述位移調(diào)節(jié)裝置109與所述載片106之間的位移，以及減小所述位移調(diào)節(jié)裝置109與所述位移臺(tái)107之間的位移。

在一實(shí)施例中，對(duì)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在水平方向的位移進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，可通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置109在水平方向的位移實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡100的偏轉(zhuǎn)器110實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)兩者的組合實(shí)現(xiàn)；具體地，在通過(guò)調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置109在水平方向的位移和調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡100的偏轉(zhuǎn)器110實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在水平方向的位移補(bǔ)償時(shí)，可先通過(guò)調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)裝置109在水平方向的位移進(jìn)行粗略的位移補(bǔ)償，再通過(guò)調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)器110實(shí)現(xiàn)高精度的位移補(bǔ)償；其中，所述水平方向是指水平X方向和水平Y(jié)方向。

在一實(shí)施例中，所述位移調(diào)節(jié)裝置109為壓電平臺(tái)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)壓電平臺(tái)X方向和Y方向的控制電路來(lái)進(jìn)行水平方向位移補(bǔ)償，通過(guò)調(diào)節(jié)壓電平臺(tái)Z方向的控制電路來(lái)進(jìn)行垂直方向位移補(bǔ)償；所述壓電平臺(tái)的優(yōu)選定位精度為幾百納米，響應(yīng)時(shí)間為毫秒量級(jí)；壓電平臺(tái)的更優(yōu)選定位精度為幾十納米，響應(yīng)時(shí)間為百微秒量級(jí)；壓電平臺(tái)的最優(yōu)選定位精度為幾納米或亞納米，響應(yīng)時(shí)間為幾十或幾微秒。

在一實(shí)施例中，所述偏轉(zhuǎn)器110可以包括一組或多組電偏轉(zhuǎn)式粒子束偏轉(zhuǎn)器，也可以包括一組或多組磁偏轉(zhuǎn)式粒子束偏轉(zhuǎn)器。

在一實(shí)施例中，所述聚焦鏡104可以是電聚焦鏡或磁聚焦鏡，具體地，通過(guò)調(diào)節(jié)所述聚焦鏡的控制電路來(lái)調(diào)節(jié)粒子束102的焦點(diǎn)在Z方向上的位移。

在實(shí)際應(yīng)用中，所述掃描帶電粒子顯微鏡產(chǎn)生的粒子束在對(duì)樣品進(jìn)行掃描時(shí)，粒子束與樣品的振動(dòng)會(huì)引起掃描圖像的失真；影響掃描帶電粒子顯微鏡成像質(zhì)量的原因有兩種，第一種是樣品與帶電粒子束在X方向和Y方向均存在相對(duì)振動(dòng)，第二種是樣品與帶電粒子束的聚焦點(diǎn)在Z方向上存在相對(duì)振動(dòng)；其中，樣品與帶電粒子束在X方向和Y方向上的相對(duì)振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致帶電粒子束在樣品上的實(shí)際采樣點(diǎn)和理想的采樣點(diǎn)存在偏差，造成掃描圖像失真，所述實(shí)際采樣點(diǎn)即為帶電粒子束斑在樣品上的實(shí)際位置；樣品與帶電粒子束在Z方向上的相對(duì)振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致帶電粒子束的聚焦位置相對(duì)樣品的上下移動(dòng)，也就是帶電粒子束的束斑最小處相對(duì)樣品的上下移動(dòng)，從而引起照射到樣品上的束斑大小不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致掃描圖像模糊。

本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)裝置在X方向和Y方向的位移，以及調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的偏轉(zhuǎn)器，能夠?qū)崿F(xiàn)振動(dòng)引起的水平方向的位移補(bǔ)償；通過(guò)根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)裝置在Z方向的位移，以及調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的聚焦鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)振動(dòng)引起的垂直方向的位移補(bǔ)償；如此，實(shí)時(shí)的抑制和補(bǔ)償帶電粒子束與樣品在X方向、Y方向和Z方向上的相對(duì)振動(dòng)，使得實(shí)際采樣點(diǎn)更接近理想采樣點(diǎn)，樣品上的粒子束斑大小更加穩(wěn)定，獲得的掃描圖像更加清晰。

實(shí)施例二

基于本發(fā)明實(shí)施例的上述掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)，本發(fā)明實(shí)施例二提供一種振動(dòng)補(bǔ)償方法，所述振動(dòng)補(bǔ)償方法應(yīng)用于本發(fā)明實(shí)施例一所述的掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)，所述掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，包括：掃描帶電粒子顯微鏡100、傳感裝置108、處理器111和位移調(diào)節(jié)裝置109；其中，所述掃描帶電粒子顯微鏡100中的帶電粒子發(fā)射源101產(chǎn)生帶電粒子束102，所述帶電粒子束102用于照射至待測(cè)樣品105；所述傳感裝置108與所述掃描帶電粒子顯微鏡100和所述待測(cè)樣品105連接；所述振動(dòng)補(bǔ)償方法的處理流程，如圖3所示，包括以下步驟：

步驟101，所述掃描帶電粒子顯微鏡產(chǎn)生的帶電粒子束照射至待測(cè)樣品；

具體地，所述掃描帶電粒子顯微鏡中的帶電粒子發(fā)射源101產(chǎn)生的帶電粒子束照射至待測(cè)樣品表面。

步驟102，傳感裝置測(cè)量所述掃描帶電粒子顯微鏡的鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述待測(cè)樣品的振動(dòng)參數(shù)；

具體地，所述傳感裝置108包括：第一加速度傳感器108a和第二加速度傳感器108b；其中，所述第一加速度傳感器108a與承載所述樣品105的載片106固定剛性連接，所述第一加速度傳感器108a用于快速、實(shí)時(shí)測(cè)量所述樣品的振動(dòng)加速度；所述第二加速度傳感器108b與所述鏡筒103固定剛性連接，用于快速、實(shí)時(shí)測(cè)量所述鏡筒的振動(dòng)加速度，即測(cè)量所述粒子束的振動(dòng)加速度。

本實(shí)施例中，所述振動(dòng)參數(shù)即為振動(dòng)加速度，所述振動(dòng)加速度包括X方向的水平振動(dòng)加速度、Y方向的水平振動(dòng)加速度和Z方向的垂直振動(dòng)加速度；

這里，所述第一加速度傳感器108a與所述載片106固定剛性連接，能夠減小所述第一加速度傳感器108a與所述載片106之間的相互位移；同理，所述第二加速度傳感器108b與所述鏡筒103固定剛性連接，能夠減小所述第二加速度傳感器108b與所述鏡筒103之間的相互位移。

在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一加速度傳感器108a和所述第二加速度傳感器108b均為三維加速度傳感器，所述第一加速度傳感器108a和所述第二加速度傳感器108b的類型可以使壓電式加速度傳感器、壓阻式傳感器、電容式傳感器和伺服式傳感器中的任意一種或任意兩種的組合；同時(shí)，為了進(jìn)一步實(shí)時(shí)、快速地測(cè)量所述鏡筒103和所述樣品105的加速度，可根據(jù)實(shí)際操作環(huán)境選擇具有不同頻率響應(yīng)特性的加速度傳感器。

步驟103，對(duì)所述鏡筒的振動(dòng)參數(shù)和所述樣品的振動(dòng)參數(shù)進(jìn)行處理，得到處理結(jié)果；

這里，所述掃描帶電粒子顯微鏡系統(tǒng)中的處理器對(duì)所述第一加速度傳感器108a測(cè)量獲得的樣品105的振動(dòng)加速度和所述第二加速度傳感器108b測(cè)量獲得的鏡筒103的振動(dòng)加速度進(jìn)行選頻、濾波、差分和積分等處理，得到所述樣品105相對(duì)于所述鏡筒103的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息；

具體地，所述第一加速度傳感器108a測(cè)量獲得的樣品在X、Y、Z三個(gè)方向的加速度分別為a_x1，a_y1和a_z1，所述第二加速度傳感器108b測(cè)量獲得的鏡筒在X、Y、Z三個(gè)方向的加速度分別為a_x2，a_y2和a_z2；所述處理器111對(duì)樣品的加速度和鏡筒的加速度進(jìn)行處理的示意圖，如圖2所示，所述第一加速度傳感器108a和所述第二加速度108b測(cè)量獲得的加速度信號(hào)為電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)首先通過(guò)濾波分析模塊201進(jìn)行選頻濾波，再利用差分電路202對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行差分，得到X、Y和Z三個(gè)方向上的相對(duì)加速度信息，所述相對(duì)加速度信息經(jīng)過(guò)第一積分電路203進(jìn)行積分處理得到樣品與鏡筒在X、Y和Z三個(gè)方向上的相對(duì)速度信息，所述相對(duì)速度信息經(jīng)過(guò)第二積分電路204進(jìn)行積分處理得到樣品與鏡筒在X、Y和Z三個(gè)方向上的相對(duì)位移信息。

這里，所述處理器111的功能可由終端或服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。

步驟104，根據(jù)所述處理結(jié)果調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置和所述掃描帶電粒子顯微鏡對(duì)振動(dòng)引起的位移進(jìn)行補(bǔ)償；

具體地，所述處理器根據(jù)獲取的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置109在水平方向的位移，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述樣品在水平方向的位移補(bǔ)償；和/或調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡100的偏轉(zhuǎn)器110，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在水平方向的位移補(bǔ)償；所述處理器根據(jù)獲取的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置109在垂直方向的位移，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述樣品在垂直方向的位移補(bǔ)償；和/或調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡100的聚焦鏡104，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在垂直方向的位移補(bǔ)償；

其中，所述水平方向是指水平X方向和水平Y(jié)方向，所述垂直方向是指Z方向；

這里，所述位移調(diào)節(jié)裝置109的功能可由一壓電平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，所述位移調(diào)節(jié)裝置109與所述載片106固定剛性連接；通常，所述掃描帶電粒子顯微鏡100還包括一位移臺(tái)107，用于固定載片106；通過(guò)調(diào)節(jié)所述位移臺(tái)107的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)樣品105的觀測(cè)位置，使得掃描帶電粒子顯微鏡100中的帶電粒子束102能夠?qū)悠返挠^測(cè)點(diǎn)進(jìn)行掃描成像；此時(shí)，所述位移調(diào)節(jié)裝置109還與所述位移臺(tái)107固定連接；如此，能夠減小所述位移調(diào)節(jié)裝置109與所述載片106之間的位移，以及減小所述位移調(diào)節(jié)裝置109與所述位移臺(tái)107之間的位移。

在一實(shí)施例中，對(duì)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在水平方向的位移進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，可通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置109在水平方向的位移實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)單獨(dú)調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡100的偏轉(zhuǎn)器110實(shí)現(xiàn)，也可通過(guò)兩者的組合實(shí)現(xiàn)；具體地，在通過(guò)調(diào)節(jié)所述位移調(diào)節(jié)裝置109在水平方向的位移和調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡100的偏轉(zhuǎn)器110實(shí)現(xiàn)振動(dòng)引起的所述帶電粒子束在水平方向的位移補(bǔ)償時(shí)，可先通過(guò)調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)裝置109在水平方向的位移進(jìn)行粗略的位移補(bǔ)償，再通過(guò)調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)器110實(shí)現(xiàn)高精度的位移補(bǔ)償；其中，所述水平方向是指水平X方向和水平Y(jié)方向。

本發(fā)明實(shí)施例中，所述位移調(diào)節(jié)裝置為壓電平臺(tái)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)壓電平臺(tái)X方向和Y方向的控制電路來(lái)進(jìn)行水平方向位移補(bǔ)償，通過(guò)調(diào)節(jié)壓電平臺(tái)Z方向的控制電路來(lái)進(jìn)行垂直方向位移補(bǔ)償；所述壓電平臺(tái)的優(yōu)選定位精度為幾百納米，響應(yīng)時(shí)間為毫秒量級(jí)；壓電平臺(tái)的更優(yōu)選定位精度為幾十納米，響應(yīng)時(shí)間為百微秒量級(jí)；壓電平臺(tái)的最優(yōu)選定位精度為幾納米或亞納米，響應(yīng)時(shí)間為幾十或幾微秒。

本發(fā)明實(shí)施例所述偏轉(zhuǎn)器可以包括一組或多組電偏轉(zhuǎn)式粒子束偏轉(zhuǎn)器，也可以包括一組或多組磁偏轉(zhuǎn)式粒子束偏轉(zhuǎn)器；所述聚焦鏡可以是電聚焦鏡或磁聚焦鏡，具體地，通過(guò)調(diào)節(jié)所述聚焦鏡的控制電路來(lái)調(diào)節(jié)粒子束的焦點(diǎn)在Z方向上的位移。

本發(fā)明實(shí)施例中，通過(guò)根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)裝置在X方向和Y方向的位移，以及調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的偏轉(zhuǎn)器，能夠?qū)崿F(xiàn)振動(dòng)引起的水平方向的位移補(bǔ)償；通過(guò)根據(jù)所述樣品相對(duì)于所述鏡筒的相對(duì)加速度、相對(duì)速度和相對(duì)位移信息調(diào)節(jié)位移調(diào)節(jié)裝置在Z方向的位移，以及調(diào)節(jié)所述掃描帶電粒子顯微鏡的聚焦鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)振動(dòng)引起的垂直方向的位移補(bǔ)償；如此，實(shí)時(shí)的抑制和補(bǔ)償帶電粒子束與樣品在X方向、Y方向和Z方向上的相對(duì)振動(dòng)，使得實(shí)際采樣點(diǎn)更接近理想采樣點(diǎn)，樣品上的粒子束斑大小更加穩(wěn)定，獲得的掃描圖像更加清晰。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。