[发明专利]样品在带电粒子显微镜中的3D映射

说明书

样品在带电粒子显微镜中的3D映射。可基于样品的3D映射将所述样品定位在带电粒子显微镜的光轴上。用所述样品的背面照明和远心成像来产生所述3D映射，从而产生轮廓图像。组合所述轮廓图像以形成所述3D映射。使用所述3D映射将处理器耦合到样品台以定位所选择的样品或样品部分，以用于在所述带电粒子显微镜中进行成像。在一些实例中，所述处理器使用图形界面对样品的选择作出响应，使得所述样品台被控制以安全地定位所述所选择的样品而无需操作员进一步干预。

技术领域

本公开涉及用于显微镜的方法和系统，且更具体地说，涉及在带电粒子显微镜中定位样品。

背景技术

为电子显微镜定位样品可能很耗时，并且需要操作员勤奋。样品架上大小不一的样品必须小心定位，以避免接触显微镜组件，供磁透镜使用的此极片、电子检测器或其它组件。在某些情况下，样品架保持不同高度的多个样品，并且操作员必须小心地将每个样品移入显微镜视场中。在视场中定位之后，需要额外的操作员时间来对样品聚焦。因此，样品定位和聚焦既耗时又容易出错，并且所需的操作员技能可能会需要监督可能导致样品/极片接触、引入散光、未对准或组件或样品损坏的新用户。至少出于这些原因，需要替代的方法。

发明内容

方法包括从第一侧照射位于带电粒子显微镜的真空室内的样品以及检测样品在与第一侧相对的第二侧上的至少一个2D投影。基于至少一个2D投影生成3D映射，并且基于所述3D映射将样品定位真空室内的成像位置。在一些实例中，第一侧与第二侧相对，并且检测样品在第二侧上的多个2D投影并基于所述多个投影生成3D映射。通常，通过旋转样品来检测样品在第二侧上的多个2D投影。在一些实例中，产生一组3D映射，每个3D映射基于一组旋转角度，其中3D映射基于组合所述一组3D映射中的每一个。在实例中，在检测到2D投影之后将样品移动到成像位置。在其它实例中，将样品负载到带电粒子显微镜的真空室中并用光照射。基于从2D投影生成的3D映射，将样品移动到真空室内的成像位置。可在成像位置处用带电粒子束对样品进行处理或成像。在一些实例中，照射样品包括将准直光束引导到样品并且准直光束被引导为沿着垂直于带电粒子光轴的轴线。可用位于真空室内部或外部的光源来执行照射样品。在一些替代方案中，照射样品包括用具有图案化强度的光束照射样品，并且进一步包括基于所述图案化强度标识反射样品表面。在一些实例中，用远心光学系统来执行检测样品在与第一侧相对的第二侧上的至少一个2D投影。远心光学系统可包含位于真空室内部或外部的物镜。远心光学系统为物方远心和像方远心中的一个或两个。在一些实例中，用于获取2D投影的检测器的中心轴线平行于用于保持样品的样品平台。

带电粒子显微镜包括被定位成从第一侧照射样品的照明系统和被定位成基于来自第一侧的照明产生被照射样品的2D轮廓的成像系统。处理器被耦合成接收2D轮廓并基于所述2D轮廓生成3D映射。成像系统包含被定位成基于来自第一侧的照明产生被照射样品的2D轮廓图像的图像传感器；并且处理器耦合到样品台且被配置成旋转被照射样品以产生2D轮廓。成像系统可包含将2D轮廓引导到图像传感器的远心光学系统。照明系统可被定位成将漫射光束引导到样品或将准直光束引导到样品。样品台可用于将样品平台移动到带电粒子光轴。

根据以下参考附图进行的详细描述，所公开的技术的前述和其它特征以及优点将变得更加明显。

附图说明

图1示出包含表面轮廓分析光学系统的代表性带电粒子显微镜。

图2示出用于将带电粒子显微镜聚焦在所选择位置的代表性图形用户界面。

图3A是位于样品平台上的样品的表示。

图3B是对应于图3A的3D映射。

图4A-4B示出样品的代表性3D映射，如图3B中所示的3D映射。

图4C示出制作“更安全”的3D映射的代表性方法。

图5示出用于使用准直照明进行表面轮廓分析的代表性光学系统。