掃描電鏡中具有多級機械對準機構的對準裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種對準裝置、包含所述對準裝置的掃描電鏡以及在所述掃描電鏡中用于對多級透鏡進行對準的方法。根據(jù)本發(fā)明的對準裝在包括：多級機械對準機構，其中每級對準機構具有多維度機械式調(diào)整裝置，其中包括：第一級對準機構，用于將電子源進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡進行光軸對準；其他各級對準機構，用于將所述電子源及已對準的前面各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與該級透鏡進行光軸對準。本發(fā)明的優(yōu)點如下：1)通過采用所述對準裝置，可便捷地實現(xiàn)掃描電鏡中各個透鏡的對準，操作方式較為簡便；2)該對準裝置所需成本較低，對準結果不易受到時間或溫度等因素的影響，較為穩(wěn)定。
【專利說明】掃描電鏡中具有多級機械對準機構的對準裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電子光學【技術領域】，尤其涉及掃描電鏡中的具有多級機械對準機構的對準裝置及方法。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，有兩種常用的對掃描電鏡中的透鏡進行對準的方法，一種方法是通過增加機械加工精度來減少容差，從而控制聚焦鏡筒的離軸偏移，通常成本比較合理的機械部件容差在12.5微米到25微米之間，而要能夠控制聚焦鏡筒的離軸偏移，一般要求將機械部件的容差降低至5微米到10微米之間，但是，為達到此容差區(qū)間而增加機械加工精度所需的成本極高；另一種方法是，采用電子偏移器來彌補離軸誤差，例如，可采用二級電極、四級電極和八級電極來彌補離軸誤差，但是，這種方法不僅同樣會增加成本，并且，該方法中要求驅(qū)動電路的線性范圍大且噪聲較低，否則不僅不能消去機械誤差，還會帶來額外的誤差。并且，以上兩種方法均不夠穩(wěn)定，往往會隨著時間、溫度的變化而漂移，從而影響機器的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種對準裝置、包含所述對準裝置的掃描電鏡以及在所述掃描電鏡中用于對多級透鏡進行對準的方法。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種在掃描電鏡中的對準裝置，其中，該掃描電鏡包括電子源與多級透鏡，其中，該對準裝置包括:
[0005]多級機械對準機構，其中每級對準機構具有多維度機械式調(diào)整裝置，其中包括:
[0006]第一級對準機構，用于將電子源進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡進行光軸對準；
[0007]其他各級對準機構，用于將所述電子源及已對準的前面各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與該級透鏡進行光軸對準。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，還提供了 一種具有多級透鏡的掃描電鏡，其中，該掃描電鏡包括電子源與多級透鏡，每級透鏡為多極透鏡，其中，該掃描電鏡還包括:
[0009]對準裝置，包括多級機械對準機構，其中第一級對準機構用于將電子源進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡對準；其他各級對準機構用于將所述電子源及其前面的各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與該級透鏡進行光軸對準；
[0010]透鏡高壓電源，用于給各級透鏡施加測試電壓；
[0011]成像裝置，用于呈現(xiàn)與所述測試電壓對應的電子束圖像。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，還提供了一種在所述掃描電鏡中用于對多級透鏡進行對準的方法，其中，該方法包括:
[0013]-將電子源進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡對準；
[0014]-對其他各級透鏡，將所述電子源及已對準的前面各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與本級透鏡進行光軸對準。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:1)通過在掃描電鏡中采用所述對準裝置，可以便捷地實現(xiàn)掃描電鏡中各個透鏡的對準，操作方式較為簡便；2)并且，該對準裝置所需成本較低，對準結果不易受到時間或溫度等因素的影響，較為穩(wěn)定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]通過閱讀參照以下附圖所作的對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0017]圖1為包含根據(jù)本發(fā)明的對準裝置的掃描電鏡的部分剖面的結構示意圖；
[0018]圖2為根據(jù)本發(fā)明的對準裝置所包含的第一級對準機構的俯瞰示意圖；
[0019]圖3為根據(jù)本發(fā)明的一種具有多級透鏡的掃描電鏡的簡要結構示意圖；
[0020]圖4為根據(jù)一種在根據(jù)本發(fā)明的掃描電鏡中用于對多級透鏡進行對準的方法流程圖。
[0021 ] 附圖中相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0023]圖1示意出了包含根據(jù)本發(fā)明的對準裝置的掃描電鏡的部分剖面的結構示意圖。其中，所述掃描電鏡包括通過細聚焦電子束在樣品表面掃描時激發(fā)出來的各種物理信號來調(diào)制成像的電子光學儀器。優(yōu)選地，所述掃描電鏡包括以下任一種:
[0024]I)常規(guī)掃描電鏡(scanning electron microscope, SEM)；
[0025]2)環(huán)境掃描電鏡(environmental scanning electron microscope, ESEM)；
[0026]3)場發(fā)射掃描電鏡(field emission scanning electron microscope,FESEM)；
[0027]4)掃描透射電鏡(scanning transmission electron microscopy, STEM)。
[0028]具體地，參照圖1，所述掃描電鏡的部分剖面結構中包括電子源2(又稱為電子發(fā)射器，electron emitter)與多級透鏡3。為簡易起見，圖1中僅示意出了包含于多級透鏡3中的第一級透鏡31、包含于對準裝置I中的第一級對準裝置11和第二級對準裝置12。優(yōu)選地，所述多級透鏡3包括二級透鏡或者三級透鏡。優(yōu)選地，所述多極透鏡3中的各級透鏡包括軸旋轉(zhuǎn)對稱透鏡。更優(yōu)選地，所述多極透鏡3中的各級透鏡包括但不限于靜電透鏡或電磁透鏡。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的對準裝置I包括多級機械對準機構。其中，所述多級機械對準機構包括第一級對準機構11和至少一個其他各級對準機構。所述多級機械對準機構中的每級對準機構具有多維度機械式調(diào)整裝置。優(yōu)選地，所述多維度機械式調(diào)整裝置包括二維機械式調(diào)整裝置。
[0030]其中，第一級對準機構11將電子源2進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡31進行光軸對準。
[0031]優(yōu)選地，所述第一級對準機構11的多維度機械式調(diào)整裝置包括與電子源2相連接的4個微機械手，所述4個微機械手分別位于光軸法線平面上的兩個垂直徑向。
[0032]根據(jù)本實施例的第一示例，掃描電鏡包括二級透鏡和二級機械對準機構，其中每級機械對準機構分別包含二維機械式調(diào)整結構。參照圖2所示的第一級對準機構11，其二維機械式調(diào)整結構包括與該電子源2相連接的、位于光軸法線平面的X軸方向上的微機械手111與微機械手111’，以及與該電子源2相連接的、位于光軸法線平面且與X軸垂直的y軸方向上的微機械手112和微機械手112’。該四個微機械手中用于在光軸法線平面調(diào)節(jié)其所連接的電子源2的位置，以使該電子源2與第一級透鏡對準。
[0033]接著，其他各級對準機構將所述電子源2及已對準的前面各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與該級透鏡進行光軸對準。
[0034]其中，其他各級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置包括與電子源2及其前面各級透鏡成一體的組件相連接的4個微機械手，所述4個微機械手分別位于光軸法線平面上的兩個垂直徑向。
[0035]繼續(xù)對第一示例進行說明，其中，掃描電鏡所包含的電子源2與第一級透鏡31構成可作為整體被調(diào)整的組件。并且，該掃描電鏡所包含的第二級對準機構12與圖2所示的第一級對準機構11相似，其二維機械式調(diào)整結構包括與該組件相連接的、位于光軸法線平面的X’軸方向上的兩個微機械手，以及與該組件相連接的、位于光軸法線平面且與X’軸垂直的y’軸方向上的兩個微機械手。其中，所述該四個微機械手中用于在該光軸法線平面調(diào)整該組件的位置，以使該組件與第二級透鏡32對準，從而使得電子源2、第一級透鏡31以及第二級透鏡32均對準。
[0036]需要說明的是，第一級對準機構11中所述的兩個垂直徑向與其他各級對準機構中所述的兩個垂直徑向可以兩兩位于同一平面，也可以不位于同一平面。例如，前述其他各級對準機構的舉例中所述的X’軸與在第一級對準機構11的舉例中所述的X軸可位于同一平面，也可位于不同平面；所述y’軸與在第一級對準機構11的舉例中所述的y軸可位于同一平面，也可位于不同平面。
[0037]需要說明的是，對于各級對準機構的操作并沒有先后，用戶可以先操作第一級對準機構11，使得電子源2與第一級透鏡31對準，再操作第二級對準機構12，以使得電子源2與第一級透鏡31的組件與第二級透鏡32對準；也可以先操作第二級對準機構12，以使得電子源2與第一級透鏡31的組件與第二級透鏡32對準，再操作第一級對準機構11，使得電子源2與第一級透鏡31對準。
[0038]根據(jù)本發(fā)明的方案，通過在掃描電鏡中采用所述對準裝置，可以便捷地實現(xiàn)掃描電鏡中各個透鏡的對準。并且，該對準裝置所需成本較低，并且對準結果較為穩(wěn)定，不會因為時間、溫度等參數(shù)的變化而變化，使得儀器更加可靠。
[0039]圖3示意出了根據(jù)本發(fā)明的一種具有多級透鏡的掃描電鏡的簡要結構示意圖。由于圖1已經(jīng)示意出了對準裝置I的詳細實現(xiàn)，因此在圖3中僅簡要示意對準裝置I在掃描電鏡中的位置。其中，所述掃描電鏡包括通過細聚焦電子束在樣品表面掃描時激發(fā)出來的各種物理信號來調(diào)制成像的電子光學儀器。其中，圖3僅示意出了一種可能的掃描電鏡的各部分組件的構成示意圖，并非對本發(fā)明實施方式的限制，本領域技術人員應可根據(jù)實際情況和需求確定各種其他可實現(xiàn)的掃描電鏡的結構構成方式。
[0040]優(yōu)選地，所述掃描電鏡包括以下任一種
[0041]I)常規(guī)掃描電鏡(scanning electron microscope, SEM)；
[0042]2)環(huán)境掃描電鏡(environmental scanning electron microscope, ESEM)；[0043]3)場發(fā)射掃描電鏡(field emission scanning electron microscope, FESEM)；
[0044]4)掃描透射電鏡(scanning transmission electron microscopy, STEM)。
[0045]具體地，參照圖3，根據(jù)本發(fā)明的掃描電鏡包括電子源2與多級透鏡3，每級透鏡為多極透鏡。其中，該掃描電鏡還包括對準裝置1、透鏡高壓電源(圖未示)以及成像裝置4。
[0046]優(yōu)選地，本領域技術人員應可根據(jù)實際情況和需求確定掃描電鏡還包括用于放置樣品的樣品臺5以及位于第一級透鏡和第二級透鏡之間的偏轉(zhuǎn)掃描裝置6。
[0047]其中，本領域技術人員應可根據(jù)實際情況和需求確定所述透鏡高壓電源(HighVoltage Power Supply,HVPS)的結構及其在掃描電鏡中與其他結構的連接方式，故未在圖3中示意。
[0048]其中，所述對準裝置I包括多級機械對準機構，其中第一級對準機構用于將電子源2進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡對準；其他各級對準機構用于將所述電子源2及其前面的各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與該級透鏡進行光軸對準。優(yōu)選地，所述多級透鏡3中的各級透鏡可以獨立啟動。優(yōu)選地，所述多級透鏡3的每級透鏡包括軸旋轉(zhuǎn)對稱透鏡。更優(yōu)選地，所述多級透鏡3的每級透鏡包括但不限于靜電透鏡或電磁透鏡。
[0049]優(yōu)選地，第一級對準機構11的多維度機械式調(diào)整裝置包括與電子源2相連接的4個微機械手，所述4個微機械手分別位于光軸法線平面上的兩個垂直徑向。其他各級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置包括與所述電子源2及其前面各級透鏡成一體的組件相連接的4個微機械手，所述4個微機械手分別位于光軸法線平面上的兩個垂直徑向。
[0050]其中，所述第一級對準機構11和所述其他各級對準機構已在參照圖1所示的實施例中予以詳述，并以引用的方式包含于此，不再贅述。
[0051 ] 掃描電鏡中所包含的透鏡高壓電源給各級透鏡施加測試電壓。
[0052]需要說明的是，本領域技術人員應可根據(jù)實際情況和需求確定所述透鏡高壓電源的結構及其在掃描電鏡中與其他結構的連接方式，此處不再贅述。
[0053]所述測試電壓包括用于在各級透鏡正常聚焦的工作電壓之外所疊加的用于測試的變換電壓。優(yōu)選地，所述測試電壓包括但不限于正弦電壓。
[0054]具體地，所述透鏡高壓電源可分別給各級透鏡中的一級或者多級施加測試電壓。
[0055]根據(jù)本發(fā)明的第二示例，在包含二級透鏡的掃描電鏡中，透鏡高壓電源給該第一級透鏡施加正弦電壓。
[0056]接著，掃描電鏡中所包含成像裝置4呈現(xiàn)與所述測試電壓對應的電子束圖像。
[0057]繼續(xù)對第二示例進行說明，成像裝置4獲得疊加了測試電壓之后的電子束圖像，并將該圖像呈現(xiàn)給用戶。
[0058]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例之一，根據(jù)本實施例的掃描電鏡還包括誤差檢測裝置(圖未示)和自動調(diào)整裝置(圖未示)。
[0059]其中，誤差檢測裝置通過檢測在所述成像裝置4上呈現(xiàn)的所述電子束圖像隨該測試電壓的變化，以生成調(diào)整信號。
[0060]繼續(xù)對第二示例進行說明，在透鏡高壓電源對第一級透鏡施加正弦測試電壓后，誤差檢測裝置檢測到圖像在位于光軸法線平面上的X軸方向左右偏移，則生成用于驅(qū)動調(diào)節(jié)電子源2在X軸方向的微機械手的調(diào)整信號。
[0061]接著，自動調(diào)整裝置根據(jù)所述調(diào)整信號來驅(qū)動各級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置進行多維度位移調(diào)整，以與該級透鏡對準。優(yōu)選地，所述多維度位移調(diào)整包括二維位移調(diào)整。
[0062]繼續(xù)對第二示例進行說明，自動調(diào)整裝置根據(jù)誤差檢測裝置生成的調(diào)整信號，驅(qū)動調(diào)節(jié)電子源2在X軸方向的微機械手，以調(diào)整電子源2或各級透鏡的位置，并多次根據(jù)所獲得的調(diào)整信號驅(qū)動微機械手進行調(diào)整，直至圖像變化符合預定條件。
[0063]根據(jù)本實施例的方案，掃描電鏡可通過檢測圖像偏移情況，并根據(jù)該偏移情況驅(qū)動微機械手來調(diào)整電子源2或相應的包含電子源2與至少一級透鏡的組件，無需人為操作即可自動對掃描電鏡進行對準。
[0064]圖4示意出了一種在根據(jù)本發(fā)明的掃描電鏡中用于對多級透鏡進行對準的方法流程圖。其中，所述掃描電鏡包括通過細聚焦電子束在樣品表面掃描時激發(fā)出來的各種物理信號來調(diào)制成像的電子光學儀器。優(yōu)選地，所述掃描電鏡包括以下任一種:
[0065]I)常規(guī)掃描電鏡(scanning electron microscope, SEM)；
[0066]2)環(huán)境掃描電鏡(environmental scanning electron microscope, ESEM)；
[0067]3)場發(fā)射掃描電鏡(field emission scanning electron microscope,FESEM)；
[0068]4)掃描透射電鏡(scanning transmission electron microscopy, STEM)。
[0069]具體地，參照圖4，根據(jù)本發(fā)明的方法包括步驟SI和步驟S2。
[0070]在步驟SI中，將電子源進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡對準。
[0071]其中，根據(jù)本發(fā)明的掃描電鏡包括多級機械對準機構，其中，第一級對準機構11包括與所述電子源相連接的多維度機械式調(diào)整裝置，所述多維度機械式調(diào)整裝置包括與電子源相連接的4個微機械手，所述4個微機械手分別位于光軸法線平面上的兩個垂直徑向。
[0072]具體地，通過調(diào)節(jié)與電子源相連接的4個微機械手，以調(diào)節(jié)該電子源在該光軸法線平面上的兩個垂直徑向的位置。
[0073]根據(jù)本發(fā)明的第三示例，掃描電鏡包括二級透鏡和二級對準機構，其中每級對準機構分別包含二維機械式調(diào)整結構。并且，第一級對準機構11的二維機械式調(diào)整結構包括與該電子源相連接的、位于光軸法線平面的X軸方向上的兩個微機械手，以及與該電子源相連接的、位于光軸法線平面且與X軸垂直的I軸方向上的兩個微機械手。則在步驟SI中，通過調(diào)節(jié)該四個微機械手中的至少一個，在該光軸法線平面調(diào)整其所連接的電子源的位置，以使電子源與第一級透鏡對準。
[0074]接著，在步驟S2中，對其他各級透鏡，將所述電子源及已對準的前面各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與本級透鏡進行光軸對準。
[0075]繼續(xù)對第三示例進行說明，其中，掃描電鏡所包含的電子源與第一級透鏡構成可作為整體被調(diào)整的組件。并且，該掃描電鏡所包含的第二級對準機構12的二維機械式調(diào)整結構包括與該組件相連接的、位于光軸法線平面的X’軸方向上的兩個微機械手，以及與該組件相連接的、位于光軸法線平面且與X’軸垂直的y’軸方向上的兩個微機械手。則在步驟S2中，通過調(diào)節(jié)該四個微機械手中的至少一個，來在該光軸法線平面調(diào)整該組件在該光軸法線平面中的位置，以使該組件與第二級透鏡對準，從而實現(xiàn)電子源、第一級透鏡以及第二級透鏡三者的對準。
[0076]需要說明的是，步驟SI中所述的兩個垂直徑向與步驟S2中所述的兩個垂直徑向可以兩兩位于同一平面，也可以不位于同一平面。例如，步驟S2的舉例中所述的X’軸與在前述步驟SI舉例中所述的X軸可位于同一平面，也可位于不同平面；步驟S2的舉例中的y’軸與在前述步驟SI舉例中所述的I軸可位于同一平面，也可位于不同平面。
[0077]作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例之一，根據(jù)本發(fā)明的方法中，所述進行多維度位移調(diào)整，以與電子源光軸對準的方法包括步驟S3(圖未示)、步驟S4(圖未示)以及步驟S5(圖未示)O
[0078]在步驟S3中，給各級透鏡施加測試電壓。其中，所述測試電壓包括用于在各級透鏡在正常聚焦的工作電壓之外所疊加的用于測試的變換電壓。優(yōu)選地，所述測試電壓包括但不限于正弦電壓。
[0079]具體地，通過掃描電鏡所包含的可施加測試電壓的測試裝置，對掃描電鏡包含的多級透鏡中的各級透鏡施加測試電壓。
[0080]根據(jù)本發(fā)明的第四示例，掃描電鏡還包括用于給各級透鏡施加正弦電壓的透鏡高壓電源，則在掃描電鏡工作時，利用該透鏡高壓電源，在該掃描電鏡的第一級透鏡正常工作時的直流聚焦電壓上施加一個正弦電壓作為測試電壓。
[0081]接著，在步驟S4中，檢測呈現(xiàn)在成像裝置上與所述測試電壓對應的電子束圖像隨該測試電壓的圖像變化。優(yōu)選地，所述圖像變化包括圖像在位于光軸法線平面上的、與所述測試電壓相對應的偏移信息。其中，所述偏移信息包括但不限于偏移方向和/或偏移量。
[0082]具體地，用戶直接觀測呈現(xiàn)在成像裝置上與所述測試電壓對應的電子束圖像隨該測試電壓的圖像變化；或者，由掃描電鏡所包含相應裝置來檢測所述電子束圖像隨該測試電壓的圖像變化。
[0083]例如，在掃描電鏡對第一級透鏡施加正弦測試電壓后，用戶觀測該掃描電鏡的電子束圖像在位于光軸法線平面上的圖像偏移情況。
[0084]在步驟S5中，根據(jù)所述圖像變化來進行多維度位移調(diào)整，并重復步驟S3和S4，直至所述圖像變化符合預定條件。
[0085]其中，所述預定調(diào)節(jié)包括但不限于以下任一項:
[0086]I)在位于光軸法線平面上，電子束圖像不再發(fā)生偏移。
[0087]2)在位于光軸法線平面上，電子束圖像的偏移量在預定容許誤差范圍之內(nèi)。
[0088]具體地，用戶根據(jù)圖像變化來多次調(diào)節(jié)微機械手，以調(diào)整電子源或各級透鏡的位置，直至圖像變化符合預定條件。優(yōu)選地，所述多維度位移調(diào)整包括二維位移調(diào)整。
[0089]作為本發(fā)明點優(yōu)選實施例之一，步驟S4進一步包括步驟S41，步驟S5進一步包括步驟S51。
[0090]在步驟S41中，掃描電鏡檢測在所述成像裝置上呈現(xiàn)的所述電子束圖像隨該測試電壓的變化，以生成調(diào)整信號。
[0091]繼續(xù)對第四示例進行說明，掃描電鏡檢測到圖像在位于光軸法線平面上的X軸方向左右偏移，并生成用于驅(qū)動調(diào)節(jié)電子源在X軸方向的微機械手的調(diào)整信號。
[0092]在步驟S51中，掃描電鏡根據(jù)所述調(diào)整信號來驅(qū)動各級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置進行多維度位移調(diào)整。
[0093]繼續(xù)對第四示例進行說明，掃描電鏡根據(jù)步驟S41中生成的調(diào)整信號，驅(qū)動調(diào)節(jié)電子源在X軸方向的微機械手，以調(diào)整電子源或各級透鏡的位置，并多次根據(jù)所獲得的調(diào)整信號驅(qū)動微機械手進行調(diào)整，直至圖像變化符合預定條件。[0094]根據(jù)本發(fā)明的對掃描電鏡進行調(diào)整的方法，所需的成本較低，操作方式較為簡便，并且調(diào)整結果不易受到時間或溫度等因素的影響，具有更好的穩(wěn)定性。
[0095]對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化涵括在本發(fā)明內(nèi)。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此夕卜，顯然“包括” 一詞不排除其他單元或步驟，單數(shù)不排除復數(shù)。系統(tǒng)權利要求中陳述的多個單元或裝置也可以由一個單元或裝置通過軟件或者硬件來實現(xiàn)。第一，第二等詞語用來表示名稱，而并不表示任何特定的順序。
【權利要求】
1.一種在掃描電鏡中的對準裝置，其中，該掃描電鏡包括電子源與多級透鏡，其中，該對準裝置包括: 多級機械對準機構，其中每級對準機構具有多維度機械式調(diào)整裝置，其中包括: 第一級對準機構，用于將電子源進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡進行光軸對準； 其他各級對準機構，用于將所述電子源及已對準的前面各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與該級透鏡進行光軸對準。
2.根據(jù)權利要求1所述的對準裝置，其中，第一級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置包括與電子源相連接的4個微機械手，所述4個微機械手分別位于光軸法線平面上的兩個垂直徑向； 其他各級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置包括與電子源及其前面各級透鏡成一體的組件相連接的4個微機械手，所述4個微機械手分別位于光軸法線平面上的兩個垂直徑向。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的對準裝置，其中，每級透鏡包括軸旋轉(zhuǎn)對稱透鏡。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的對準裝置，其中，所述多級透鏡包括二級透鏡。
5.一種具有多級透鏡的掃描電鏡，其中，該掃描電鏡包括電子源與多級透鏡，每級透鏡為多極透鏡，其中，該掃描電鏡還包括: 對準裝置，包括多級機械對準機構，其中第一級對準機構用于將電子源進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡對準；`其他各級對準機構用于將所述電子源及其前面的各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與該級透鏡進行光軸對準； 透鏡高壓電源，用于給各級透鏡施加測試電壓； 成像裝置，用于呈現(xiàn)與所述測試電壓對應的電子束圖像。
6.根據(jù)權利要求5所述的掃描電鏡，其中，第一級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置包括與電子源相連接的4個微機械手，所述4個微機械手分別位于光軸法線平面上的兩個垂直徑向； 其他各級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置包括與所述電子源及其前面各級透鏡成一體的組件相連接的4個微機械手，所述4個微機械手分別位于光軸法線平面上的兩個垂直徑向。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的掃描電鏡，其中，所述多級透鏡中的各級透鏡可以獨立啟動。
8.根據(jù)權利要求5至7中任一項所述的掃描電鏡，其中，每級透鏡包括軸旋轉(zhuǎn)對稱透鏡。
9.根據(jù)權利要求5至8中任一項所述的掃描電鏡，其中，所述多級透鏡包括二級透鏡。
10.根據(jù)權利要求5至9中任一項所述的掃描電鏡，其中，還包括: 誤差檢測裝置，用于通過檢測在所述成像裝置上呈現(xiàn)的所述電子束圖像隨該測試電壓的變化，以生成調(diào)整信號； 自動調(diào)整裝置，用于根據(jù)所述調(diào)整信號來驅(qū)動各級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置進行多維度位移調(diào)整，以與該級透鏡對準。
11.根據(jù)權利要求5至10中任一項所述的掃描電鏡包括以下任一種:-常規(guī)掃描電鏡； -環(huán)境掃描電鏡； -場發(fā)射掃描電鏡； -掃描透射電鏡。
12.—種在如權項5至11中任一項所述的掃描電鏡中用于對多級透鏡進行對準的方法，其中，該方法包括: -將電子源進行多維度位移調(diào)整，以與第一級透鏡對準； -對其他各級透鏡，將所述電子源及已對準的前面各級透鏡作為整體進行多維度位移調(diào)整，以與本級透鏡進行光軸對準。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，所述進行多維度位移調(diào)整，以與電子源光軸對準的步驟包括: X給各級透鏡施加測試電壓； y檢測呈現(xiàn)在成像裝置上與所述測試電壓對應的電子束圖像隨該測試電壓的圖像變化； Z根據(jù)所述圖像變化來進行多維度位移調(diào)整，并重復步驟y和Z，直至所述圖像變化符合預定條件。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的方法，其中， 所述步驟X還包括:檢測在所述成像裝置上呈現(xiàn)的所述電子束圖像隨該測試電壓的變化，以生成調(diào)整信號； 所述步驟y還包括:根據(jù)所述調(diào)整信號來驅(qū)動各級對準機構的多維度機械式調(diào)整裝置進行多維度位移調(diào)整。
15.根據(jù)權利要求12至14中任一項所述的方法,所述掃描電鏡包括以下任一種: -常規(guī)掃描電鏡； -環(huán)境掃描電鏡； -場發(fā)射掃描電鏡； -掃描透射電鏡。
【文檔編號】H01J37/26GK103456590SQ201210177106
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權日:2012年5月31日
【發(fā)明者】李家錚 申請人:睿勵科學儀器（上海）有限公司