探查和校正帶電粒子透鏡系統(tǒng)中的像差的方法
【專利摘要】本發(fā)明的名稱是探查和校正帶電粒子透鏡系統(tǒng)中的像差的方法，透鏡系統(tǒng)具有包括物平面的物空間和包括像平面的像空間，由此放置在物平面上的物體能夠通過透鏡系統(tǒng)而被成像到所述像平面上，透鏡系統(tǒng)還具有入射光瞳。本發(fā)明的方法包括以下步驟：選擇物平面上的固定軸心點(diǎn)；導(dǎo)引帶電粒子射束通過軸心點(diǎn)、入射光瞳以及透鏡系統(tǒng)并且到像平面上，射束相對(duì)于入射光瞳的面積具有相對(duì)小的橫截面積；改變射束通過軸心點(diǎn)的定向，以便在入射光瞳上描繪出入射圖形并且在像平面上描繪出對(duì)應(yīng)的像圖形；記錄像圖形；在透鏡系統(tǒng)的一系列不同焦點(diǎn)設(shè)定處重復(fù)這個(gè)過程，從而在不同焦點(diǎn)設(shè)定處采集被記錄的像圖形的集合；分析該集合以便從其得到透鏡像差。
【專利說明】探查和校正帶電粒子透鏡系統(tǒng)中的像差的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種探查帶電粒子透鏡系統(tǒng)中的像差的方法，所述透鏡系統(tǒng)具有包括物平面的物空間和包括像平面的像空間，由此放置在所述物平面上的物體能夠通過所述透鏡系統(tǒng)而被成像到所述像平面上，所述透鏡系統(tǒng)還具有入射光瞳。
[0002]本發(fā)明還涉及一種帶電粒子顯微鏡，其包括:
[0003]-帶電粒子源，用于產(chǎn)生帶電粒子射束；
[0004]-樣品支架，用于保持和定位樣品；
[0005]-帶電粒子透鏡系統(tǒng)，用于將所述樣品的至少一部分成像到像平面上；
[0006]-檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述樣品在所述像平面的圖像。
【背景技術(shù)】
[0007]出于清楚和一致性的目的，如貫穿本文正文和所附權(quán)利要求所使用的以下術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被解釋如下:
[0008]-術(shù)語(yǔ)“帶電粒子”包含電子或離子(通常為陽(yáng)離子，舉例來(lái)說諸如鎵離子或氦離子，但陰離子也是可能的)。例如，它還可以是質(zhì)子。
[0009]-術(shù)語(yǔ)“帶電粒子透鏡系統(tǒng)”指的是能夠被用來(lái)操縱帶電粒子射束的一個(gè)或多個(gè)靜電和/或磁透鏡的系統(tǒng)，舉例來(lái)說用來(lái)向其提供特定的焦點(diǎn)或偏轉(zhuǎn)和/或減輕其中的一個(gè)或多個(gè)像差。除了(各種類型的)常規(guī)透鏡元件之外，該帶電粒子射束系統(tǒng)(粒子-光學(xué)鏡筒)還可以包括諸如偏轉(zhuǎn)器、消像散器、多極、光圈(光瞳)擋片等元件。
[0010]-術(shù)語(yǔ)“帶電粒子顯微鏡”(CPM)指的是采用至少一個(gè)帶電粒子透鏡系統(tǒng)來(lái)創(chuàng)建通常太小以致不能用人的肉眼以令人滿意的細(xì)節(jié)看見的物體、特征或部件的放大圖像的設(shè)備。除了具有成像功能之外，這樣的設(shè)備還可以具有機(jī)械加工功能；例如，它可以被用來(lái)通過從其去除材料(“研磨”或“消融”)或者向其添加材料(“沉積”)而局部地修改樣品。所述成像功能和機(jī)械加工功能可以通過相同類型的帶電粒子來(lái)提供，或者可以通過不同類型的帶電粒子來(lái)提供；例如，聚焦離子射束(FIB)顯微鏡可以采用用于機(jī)械加工目的的(聚焦)離子射束和用于成像目的的電子射束(所謂的“雙射束”顯微鏡，例如“FIB-SEM”)，或者它可以用相對(duì)高能量的離子射束來(lái)執(zhí)行機(jī)械加工而用相對(duì)低能量的離子射束執(zhí)行成像。
[0011]-術(shù)語(yǔ)“樣品支架”指的是任何類型的臺(tái)、平臺(tái)、臂等，在其上樣品能夠被安裝并且保持在適當(dāng)位置。通常，這樣的樣品支架將被包括在鏡臺(tái)組件中，它能夠與所述鏡臺(tái)組件一起被以若干自由度準(zhǔn)確地定位，例如在電致動(dòng)器的幫助下。
[0012]這樣的概念將為技術(shù)人員所熟悉。
[0013]在下文中，將-通過示例的方式-常常在電子顯微鏡的特定上下文中對(duì)本發(fā)明進(jìn)行闡述。然而，這樣的簡(jiǎn)化只意在用于清楚/示意性的目的，并且不應(yīng)該被解釋為限制。
[0014]電子顯微鏡是用于對(duì)微觀物體進(jìn)行成像的眾所周知的技術(shù)?；緦俚碾娮语@微鏡已經(jīng)歷了到許多眾所周知的設(shè)備種類的演進(jìn)，諸如透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)以及掃描透射電子顯微鏡(STEM)，以及還有到各種子類的演進(jìn)，諸如所謂的“雙射束”工具(例如FIB-SEM)，其另外采用離子的“機(jī)械加工”射束，從而允許舉例來(lái)說諸如離子射束研磨或離子射束引發(fā)的沉積的支持活動(dòng)。在傳統(tǒng)的電子顯微鏡中，成像射束在給定成像會(huì)話期間“持續(xù)”延長(zhǎng)的一段時(shí)間；然而，其中成像基于電子的相對(duì)短的“閃現(xiàn)”或“突現(xiàn)”而發(fā)生的電子顯微鏡也是可用的，這樣的方法在試圖對(duì)例如移動(dòng)樣品或輻射敏感的試樣進(jìn)行成像時(shí)具有潛在益處。
[0015]諸如TEM的CPM將典型地采用若干透鏡的系統(tǒng)來(lái)將物平面成像到像平面上；這個(gè)系統(tǒng)按照慣例被稱為“投射系統(tǒng)”(投射鏡筒、投射透鏡系統(tǒng))。在這個(gè)投射系統(tǒng)中，每個(gè)連續(xù)的透鏡可以漸進(jìn)地放大來(lái)自在前透鏡的圖像，以便獲得高達(dá)百萬(wàn)量級(jí)的累積放大因子。這樣的投射系統(tǒng)的第一透鏡(在物端)按照慣例被稱作“物鏡透鏡”。當(dāng)使用CPM對(duì)樣品進(jìn)行成像時(shí)，所獲得的圖像的質(zhì)量將尤其受到所采用的投射系統(tǒng)中的像差的存在/程度/性質(zhì)影響，并且特別受到物鏡透鏡中的像差影響-因?yàn)樗鼈儽煌渡湎到y(tǒng)中的所有連續(xù)透鏡放大，所以物鏡透鏡中的像差趨于占支配地位。這樣的像差的眾所周知的示例包括球面像差、散光和慧差，但是還存在更加“奇異的”像差，舉例來(lái)說諸如所謂的三倍散光和五倍散光?，F(xiàn)代TEM(CPM)因此可以在投射系統(tǒng)中(或附近)采用像差校正裝置，為了補(bǔ)償物鏡透鏡(和/或其他透鏡元件)中的顯著像差的目的，所述裝置能夠包括多個(gè)透鏡和多極(舉例來(lái)說)。
[0016]能夠檢測(cè)和量化透鏡像差的存在是重要的，以便能夠采取最佳定制的校正措施；例如，知道帶電粒子透鏡中的散光的方向和大小允許校正消像散器元件以在很大程度上消除所述散光的方式被激發(fā)，從而導(dǎo)致改進(jìn)的成像結(jié)果。除消像散器的使用之外，還能夠使用舉例來(lái)說諸如(一系列)適當(dāng)?shù)撵o電或磁多極的光學(xué)器件來(lái)減輕透鏡像差。
[0017]用來(lái)執(zhí)行如開頭段落中所闡述的方法的一個(gè)已知方式涉及無(wú)定形樣品(或至少樣品的無(wú)定形區(qū)域)在透鏡系統(tǒng)的物平面中的放置，以及帶電粒子射束貫穿其的通過。樣品材料在射束路徑上的無(wú)定形性質(zhì)使射束被散射并且“成扇形展開”成寬圓錐形，以便基本上填充透鏡系統(tǒng)的入射光瞳。在像平面上結(jié)果得到的強(qiáng)度分布被檢測(cè)，并且其傅里葉變換(FT)被計(jì)算(前述寬圓錐形幾何形狀被用來(lái)確保透鏡系統(tǒng)中的所有空間頻率都被充分采樣)。散射的與未散射的射束分量之間的干擾過程的特定細(xì)節(jié)使某些空間頻率在結(jié)果得到的圖像中消亡。這些消亡的(未被轉(zhuǎn)移的)空間頻率將它們本身表現(xiàn)為FT中的暗橢圓，所述暗橢圓按照慣例被稱為“索恩環(huán)(Thon ring)”。對(duì)這些索恩環(huán)的位置/形狀的分析能夠產(chǎn)生對(duì)稱像差(例如散焦、兩倍散光、球面像差等)的定量值。然而，非對(duì)稱像差(例如慧差、三倍散光等)不影響索恩環(huán)的位置，并且這樣的像差僅能夠從以帶電粒子射束的各種圓錐角/扇形角拍攝的若干圖像的FT的集合被測(cè)量。為得到關(guān)于這個(gè)已知方法的更多信息，參見(例如)以下期刊文章:
[0018]F.Zemlin, K.Weiss, P.Schiske, ff.Kunath and K-.H.Herrmann, “Coma-freealignment ofelectron microscopes with the aid ofoptical diffractograms”，Ultramicroscopy3(1978), pp.49-60。
[0019]這個(gè)已知方法具有某些缺點(diǎn)。例如:
[0020]-它需要無(wú)定形樣品(樣品的無(wú)定形區(qū)域)的存在。因?yàn)榧虞d和定位這樣的樣品所需要的時(shí)間，這趨于使該過程放慢。
[0021]-它在數(shù)學(xué)上是復(fù)雜的:分析計(jì)算得到的FT并且嘗試量化索恩環(huán)的位置常常證明是非常困難的，尤其在圖像有噪聲時(shí)。[0022]-它僅在帶電粒子射束和透鏡系統(tǒng)被正確地對(duì)準(zhǔn)或者接近于正確對(duì)準(zhǔn)的情況下才工作；該方法在基本不對(duì)準(zhǔn)的情況下完全失敗。更具體地，如果不對(duì)準(zhǔn)的程度使得沒有索恩環(huán)被形成，則該已知方法將失敗。這可能在(例如)基本射束傾斜、基本離軸射束、基本散焦、特定像差(例如慧差或散光)的基本值等存在的情況下發(fā)生。
[0023]-奇對(duì)稱的像差-例如慧差-不能從以這個(gè)已知方式獲得的單個(gè)圖像預(yù)測(cè)，而需要費(fèi)時(shí)的多個(gè)成像會(huì)話(如上面所提到的那樣)。
[0024]因此，已知方法具有有限的有用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]本發(fā)明的目的是解決這些問題。更具體地，本發(fā)明的目的是提供如在開頭段落中所闡述的方法，所述方法不需要樣品在物平面的存在。此外，本發(fā)明的目的是這樣的方法應(yīng)該對(duì)透鏡系統(tǒng)與橫過其的帶電粒子射束之間的(不)對(duì)準(zhǔn)的程度相對(duì)不敏感。特別地，本發(fā)明的目的是新方法應(yīng)該能夠令人滿意地探查大范圍的透鏡像差，包括慧差及其他非對(duì)稱像差。此外，本發(fā)明的目的是這樣的方法應(yīng)該有助于像差的校正(無(wú)論是手動(dòng)的還是自動(dòng)的，例如反饋控制的)，例如以便(周期性地)校正已從預(yù)定最佳條件漂移的透鏡系統(tǒng)。
[0026]這些及其他目的在如在開關(guān)段落中規(guī)定的、由以下步驟表征的方法中被實(shí)現(xiàn):
[0027]-選擇所述物平面上的固定軸心點(diǎn)；
[0028]-導(dǎo)引帶電粒子射束通過所述軸心點(diǎn)、入射光瞳以及透鏡系統(tǒng)并且到所述像平面上，所述射束相對(duì)于所述入射光瞳的面積具有相對(duì)小的橫截面積；
[0029]-改變所述射束通過所述軸心點(diǎn)的定向，以便在所述入射光瞳上描繪出入射圖形并且在所述像平面上描繪出對(duì)應(yīng)的像圖形；
[0030]-記錄所述像圖形；
[0031]-在所述透鏡系統(tǒng)的一系列不同焦點(diǎn)設(shè)定處重復(fù)這個(gè)過程，從而在不同焦點(diǎn)設(shè)定處采集被記錄的像圖形的集合；
[0032]-分析所述集合以便從其得到透鏡像差。
[0033]關(guān)于在這里使用的術(shù)語(yǔ)，應(yīng)該注意下列各項(xiàng):
[0034]-所述軸心點(diǎn)是抽象的點(diǎn)，所述帶電粒子射束被導(dǎo)引通過所述軸心點(diǎn)并且“被驅(qū)向前”以便描繪出所述入射圖形。實(shí)際上，它將是由所述射束在所述物平面與入射光瞳之間的空間中描繪出的圓錐(或類圓錐)體的頂點(diǎn)。它僅在所述被記錄的圖像的集合的采集期間被固定；一旦所述集合被采集，就可以根據(jù)需要為新的測(cè)量會(huì)話選擇新的軸心點(diǎn)。
[0035]-因?yàn)樗錾涫痪奂?，帶電粒子射束的所述橫截面可以是相對(duì)小的。替換地/補(bǔ)充地,可以使用具有縮減橫截面的準(zhǔn)直射束。
[0036]-可以不同方式執(zhí)行所述像圖形記錄。例如，可以使用至少一個(gè)電子檢測(cè)器(諸如CMOS或CCD檢測(cè)器)，或者可以采用熒光屏以在其上用裸眼查看所述像圖形和/或?qū)⑺鼈冇涗浽跀?shù)據(jù)載體上等。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的方法在若干重要方面不同于已知方法。例如:
[0038]-已知方法使用寬射束來(lái)完全填充入射光瞳，從而同時(shí)地實(shí)現(xiàn)不同傾斜的射線。相比之下，本發(fā)明的方法使用相對(duì)細(xì)的(小的)射束在入射光瞳上描繪出圖形(諸如圓形)(由此僅所述入射光瞳的一部分需要被所述射束橫過)，其中所述射束的不同傾斜方向被連續(xù)地而不是同時(shí)地實(shí)現(xiàn)。一般而言，在軸心點(diǎn)處的射束(的焦點(diǎn))越小越好。并且，在透鏡系統(tǒng)的入射光瞳處的射束越小就越好。射束厚度/橫截面能夠例如使用諸如聚光透鏡、光闌等的射束操縱設(shè)備而被適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。
[0039]-因?yàn)樗恍枰獙⑸涫⑸涑蓪拡A錐形，所以本發(fā)明不需要無(wú)定形樣品(樣品的無(wú)定形部分)在物平面處的存在-不像已知方法那樣，這僅能夠用射束路徑上的適當(dāng)無(wú)定形散射材料來(lái)執(zhí)行。已經(jīng)說過，如果軸心點(diǎn)位于樣品(樣品的固體或液體材料)內(nèi)/緊靠樣品(樣品的固體或液體材料)定位，則當(dāng)前方法將不一定失敗，但是這樣的樣品進(jìn)而應(yīng)該對(duì)于射束而言優(yōu)選為基本上透明的(或者至少盡可能透明)。
[0040]-已知方法需要相對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)分析技術(shù)(FT計(jì)算以及暗索恩環(huán)的位置識(shí)別)，采用所述數(shù)學(xué)分析技術(shù)相對(duì)難以對(duì)混雜的像差的“大雜燴”去卷積；另一方面，在當(dāng)前發(fā)明中采用的數(shù)學(xué)分析(對(duì)不同焦點(diǎn)設(shè)定處的像圖形的分析)本質(zhì)上通常更容易并且更健壯(尤其因?yàn)樗芯康南駡D形是簡(jiǎn)單背景上的定義明確的幾何形狀)。
[0041]-當(dāng)前發(fā)明的方法在透鏡系統(tǒng)的不同焦點(diǎn)設(shè)定處采集像圖形的集合(例如通過最佳焦點(diǎn)(欠焦點(diǎn)/最佳焦點(diǎn)/過焦點(diǎn))。已知方法不調(diào)整透鏡系統(tǒng)的焦點(diǎn)設(shè)定作為其像差探查方法的部分。
[0042]將在下面更詳細(xì)地闡明這些及其他差異。
[0043]根據(jù)本發(fā)明，上面所提到的分析步驟可以包括執(zhí)行(在不同焦點(diǎn)設(shè)定處的被記錄的像圖形的)所述集合到使用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)的理論像圖形的集合的數(shù)學(xué)擬合。在這個(gè)方法中，采用參數(shù)化的數(shù)學(xué)模型，其描述了透鏡系統(tǒng)以其將輸入物體轉(zhuǎn)換成有像差的輸出圖像的方式。進(jìn)而針對(duì)所采用的入射圖形(例如給定半徑的圓形)和焦點(diǎn)設(shè)定(例如最佳焦點(diǎn)+以IOOnm的距離增量在最佳焦點(diǎn)每側(cè)十步)使用這個(gè)模型來(lái)預(yù)測(cè)理論像圖形的集合。下一個(gè)步驟(數(shù)學(xué)擬合)進(jìn)而能夠涉及兩個(gè)不同的萬(wàn)法，即:
[0044]-決定方法(被動(dòng)方法)。此處，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)諧所述模型的各種參數(shù)而使預(yù)測(cè)圖形的集合與測(cè)量圖形的集合開始達(dá)成一致。一旦已達(dá)到(最佳)一致，所述模型參數(shù)的經(jīng)調(diào)諧的值就能夠被用來(lái)為各種透鏡像差提取值。
[0045]-校正方法(主動(dòng)方法)。此處，試圖使測(cè)量圖形的集合與由所述模型使用對(duì)應(yīng)于無(wú)(或非常小的)透鏡像差的參數(shù)所生成的理想化的預(yù)測(cè)圖形的集合開始達(dá)成一致。為此目的，調(diào)諧透鏡系統(tǒng)的特定方面(例如通過調(diào)整激發(fā)電流)和/或部署位于射束路徑近側(cè)的一個(gè)或多個(gè)專用電校正裝置(例如消像散器、偏轉(zhuǎn)線圈、偏轉(zhuǎn)電極)，從而調(diào)整在所述像平面處觀察到的透鏡像差。以這種方式，操縱實(shí)際圖像以便使其盡可能地與理想圖像一致。
[0046]本發(fā)明允許這些方法中的任一個(gè)或兩者被執(zhí)行，并且允許它們被手動(dòng)地和/或自動(dòng)地(例如在自動(dòng)反饋回路中)進(jìn)行。應(yīng)該注意的是，此處所提到的校正裝置被稱為“電校正裝置”是因?yàn)樗鼈兺ㄟ^電輸入來(lái)激發(fā)；另一方面，它們的輸出可以例如為電場(chǎng)或磁場(chǎng)。例如，消像散器是磁多極(例如六極器)，其中電激發(fā)產(chǎn)生磁場(chǎng)-其能夠被用來(lái)減輕例如電子射束透鏡系統(tǒng)中的散光效應(yīng)。作為消像散器的替代方案，能夠使用相對(duì)簡(jiǎn)單的偏轉(zhuǎn)器來(lái)產(chǎn)生能夠被用來(lái)減輕例如慧差的射束傾斜。在離子射束透鏡系統(tǒng)的情況下，通常優(yōu)選采用產(chǎn)生靜電場(chǎng)而不是磁場(chǎng)的校正裝置。
[0047]在如在先前段落中所闡述的方法的特定實(shí)施例中，所采用的數(shù)學(xué)模型使用二維函數(shù)按波陣面上每點(diǎn)的相位(和相位梯度)中的局部變化來(lái)描述通過所述透鏡系統(tǒng)的波陣面形變。例如，考慮在其上能夠使用二維坐標(biāo)系來(lái)參照各個(gè)點(diǎn)的平面波陣面(在當(dāng)前情況下為笛卡爾坐標(biāo)系，但例如極坐標(biāo)也是可能的)。因?yàn)樗霾嚸鏅M過透鏡系統(tǒng)(其光軸與Z軸平行地延伸)，所以根據(jù)這個(gè)模型，在波陣面上的點(diǎn)處的給定無(wú)限小面積將經(jīng)歷:
[0048]-相移Mx，y);
[0049]-傾斜T(俯仰和/或偏航，以z軸為參照)，其為Φ(x,y)的局部梯度值，其中的任一個(gè)針對(duì)給定點(diǎn)都可以具有零值?，F(xiàn)在使用對(duì)于各種像差的需要的物理知識(shí)，而用公式表示φ (x,y)和T的函數(shù)，所述函數(shù)描述與每個(gè)像差相關(guān)聯(lián)的波陣面的幾何形狀。例如，簡(jiǎn)單的散光將產(chǎn)生波陣面的圓柱形變，而球面像差將產(chǎn)生球形形變等，并且能夠按(參數(shù)化的)幾何函數(shù)來(lái)描述這樣的形變；由透鏡系統(tǒng)所產(chǎn)生的累積(結(jié)果得到的)像差進(jìn)而是這樣的函數(shù)的總和。
[0050]在在如先前段落中所闡述的方法的另一個(gè)方面，所述二維函數(shù)被展開為泰勒級(jí)數(shù)，其系數(shù)產(chǎn)生關(guān)于各種透鏡像差的大小的信息。例如，如果我們通過符號(hào)Ψ來(lái)表示橫過透鏡系統(tǒng)的波陣面，則進(jìn)入和離開透鏡系統(tǒng)的波陣面(與光軸z平行)之間的函數(shù)相關(guān)性能夠由等式來(lái)表示:
[0051]Vextt =;k = 2π/λ(I)
[0052]其中φ (χ，y)表示相位而λ表示波長(zhǎng)(并且X、y、z是笛卡爾坐標(biāo))。二維函數(shù)Φ (χ，y)能夠如下被展開為泰勒級(jí)數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種探查帶電粒子透鏡系統(tǒng)中的像差的方法，所述透鏡系統(tǒng)具有包括物平面的物空間和包括像平面的像空間，由此放置在所述物平面上的物體能夠通過所述透鏡系統(tǒng)而被成像到所述像平面上，所述透鏡系統(tǒng)還具有入射光瞳，所述方法由以下步驟來(lái)表征: -選擇所述物平面上的固定軸心點(diǎn)； -導(dǎo)引帶電粒子射束通過所述軸心點(diǎn)、入射光瞳以及透鏡系統(tǒng)并且到所述像平面上，所述射束相對(duì)于所述入射光瞳的面積具有相對(duì)小的橫截面積； -改變所述射束通過所述軸心點(diǎn)的定向，以便在所述入射光瞳上描繪出入射圖形并且在所述像平面上描繪出對(duì)應(yīng)的像圖形； -記錄所述像圖形； -在所述透鏡系統(tǒng)的一系列不同焦點(diǎn)設(shè)定處重復(fù)這個(gè)過程，從而在不同焦點(diǎn)設(shè)定處采集被記錄的像圖形的集合； -分析所述集合以便從其得到透鏡像差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述分析步驟包括執(zhí)行所述集合到使用數(shù)學(xué)模型預(yù)測(cè)的理論像圖形的集合的數(shù)學(xué)擬合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述數(shù)學(xué)模型使用二維函數(shù)按波陣面上每點(diǎn)的相位和相位梯度中的局部變化來(lái)描述通過所述透鏡系統(tǒng)的波陣面形變。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述二維函數(shù)被展開為泰勒級(jí)數(shù)，其系數(shù)產(chǎn)生關(guān)于各種透鏡像差的大小的信息。
5.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述一系列不同焦點(diǎn)設(shè)定包括在最佳焦點(diǎn)處或近側(cè)的至少一 個(gè)點(diǎn)。
6.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述一系列不同焦點(diǎn)設(shè)定跨越最佳焦點(diǎn)，以便包括欠焦點(diǎn)和過焦點(diǎn)。
7.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述入射圖形至少大約是圓形。
8.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中: -使用第一入射圖形，被記錄的像圖形的第一集合在第一系列不同焦點(diǎn)設(shè)定處被獲得; -使用不同于所述第一像圖形的第二入射圖形，被記錄的像圖形的第二集合在第二系列不同焦點(diǎn)設(shè)定處被獲得； -對(duì)來(lái)自所述第一集合和所述第二集合的組合數(shù)據(jù)執(zhí)行所述分析步驟。
9.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述一系列不同焦點(diǎn)設(shè)定中的焦點(diǎn)設(shè)定的數(shù)目使所述數(shù)學(xué)擬合超定。
10.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述分析步驟被用來(lái)得到所述透鏡系統(tǒng)中的球面像差、散光以及慧差中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)先前任一權(quán)利要求所述的方法，其中在所述物平面的上游，射束操縱設(shè)備被采用來(lái)調(diào)整所述帶電粒子射束的橫截面積，所述射束操縱設(shè)備包括選自包括聚光透鏡、光闌及其組合的集合的至少一個(gè)裝置。
12.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中依照所述分析步驟，至少一個(gè)電校正裝置在所述帶電粒子射束的路徑近側(cè)被激發(fā)以便影響至少一個(gè)所得到的像差。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述電校正裝置選自包括消像散器、多極、偏轉(zhuǎn)線圈、偏轉(zhuǎn)電極及其組合的集合。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述射束操縱設(shè)備被激發(fā)以便將所述透鏡系統(tǒng)中的至少一個(gè)像差的觀察值調(diào)諧成與該像差的計(jì)算值匹配。
15.根據(jù)在前任一權(quán)利要求所述的方法，其中當(dāng)描繪出每個(gè)入射圖形時(shí)，所述帶電粒子射束在所述物平面處或近側(cè)不與固體或液體材料相交。
16.根據(jù)先前任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述軸心點(diǎn)被選擇使得它不與所述透鏡系統(tǒng)的光軸相交。
17.根據(jù)先前任一權(quán)利要求所述的方法，其中: -使用主軸心點(diǎn)，被記錄的像圖形的主集合在主要的一系列不同焦點(diǎn)設(shè)定處被獲得；-使用不同于所述主軸心點(diǎn)的次軸心點(diǎn)，被記錄的像圖形的次集合在次要的一系列不同焦點(diǎn)設(shè)定處被獲得； -對(duì)來(lái)自所述主集合和所述次集合的組合數(shù)據(jù)執(zhí)行所述分析步驟。
18.一種帶電粒子顯微鏡，其包括: -帶電粒子源，用于產(chǎn)生帶電粒子射束； -樣品支架，用于保持和定位樣品； -帶電粒子透鏡系統(tǒng)，用于將所述樣品的至少一部分成像到像平面上； -檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述樣品在所述像平面的圖像， 所述顯微鏡被構(gòu)造和布置成在沒有樣品處于所述軸心點(diǎn)的情況下執(zhí)行如權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所要求保護(hù)的方法。
【文檔編號(hào)】H01J37/28GK103681188SQ201310397481
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月4日
【發(fā)明者】I.拉滋, G.范杜恩恩, P.C.蒂伊梅杰 申請(qǐng)人:Fei 公司