[發明專利]用于操作顯微鏡的方法

有效

• 申請號: 201711399336.X
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108231513B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: S.坎德爾;T.A.卡斯;L.萊希納
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司顯微鏡有限責任公司
• 主分類號: H01J37/26
• 分類號: H01J37/26;H01J37/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王蕊瑞;邱軍

一種用于操作顯微鏡的方法，該方法包括：記錄樣本的第一圖像其中，該第一圖像包含第一特征F₁；記錄該樣本的第二圖像其中，該第二圖像包含被安排在距該第一特征一定距離處的第二特征F₂；將該樣本相對于該顯微鏡移位一定位移記錄該樣本的第三圖像其中，該第三圖像包含該第二特征；記錄該樣本的第四圖像其中，該第四圖像包含被安排在距該第二特征一定距離處的第三特征F₃；并且基于該第一、第二、第三、以及第四圖像來確定該第三特征相對于該第一特征的位置

技術領域

本發明涉及用于操作顯微鏡的方法。這些方法尤其可以包括使用顯微鏡對物體執行精確測量的方法。用這些方法操作的顯微鏡尤其可以包括掃描顯微鏡(諸如粒子束顯微鏡，諸如掃描電子顯微鏡和掃描離子顯微鏡)和光學顯微鏡(諸如掃描激光顯微鏡和共聚焦顯微鏡)。

背景技術

掃描顯微鏡能夠以高橫向分辨率來收集數據。物體被相對于顯微鏡定位在載物臺上，并且探測射束掃過物體的一部分。入射到物體上的探測射束產生信號，這些信號被檢測并且與該射束的當前偏轉位置相關聯。所收集的數據可以被顯示為圖像或被處理以用于所希望的目的。常見的是，通過在主掃描方向(通常被稱為x方向或水平方向)和子掃描方向(于是被稱為y方向或豎直方向)上用射束掃描來從該物體上的矩形區域中采集數據。當已經掃描了該區域時，收集到與位置x、y的陣列相對應的測量數據。在顯微鏡的視場中，該射束可以以非常高的準確性指向任何希望的位置。射束的定位準確性限定了所記錄的圖像的成像分辨率。當執行掃描時，該射束指向某一位置、在那里保持一段停留時間以便收集形成與這個位置相關聯的數據的足夠的信號，并且然后射束向前移動一定步長到下一位置，并且在停留時間期間收集信號并且其與該下一位置相關聯，等等。替代性地，可以通過連續地將射束移過物體來用該射束掃描，并且在移動該射束時在預定的時間段內收集并整合信號。在這個時間段期間集成的信號與圖像的像素相關聯；在這個過程中，預定的時間段限定了對停留時間的量度。如果使用在相鄰像素之間的相對較小的中心到中心的距離在顯微鏡的全視場上執行掃描來產生具有非常高的分辨率的圖像，則將從巨大的數量的位置(需要用于記錄圖像的不切實際量的時間)中收集信號。用于記錄圖像的時間是通過用停留時間乘以像素的數量來確定的。在實踐中，物場的記錄圖像的像素量典型地被限制為例如1024×1024或2048×2048。因此，如果較高分辨率圖像的像素數量與較低分辨率圖像的像素數量相同，則較高分辨率圖像是從顯微鏡的視場內的較小的物場獲得的，并且較低分辨率圖像是從顯微鏡的視場內的較大的物場獲得的。然而，較高分辨率圖像和較低分辨率圖像還可以就圖像中所包含的像素數量而言不同。假設圖像中的每個像素與物體上的、從其收集到所述像素所含的圖像信息的位置相對應，則較高分辨率圖像與較低分辨率圖像的不同之處在于：與較高分辨率圖像中的相鄰像素相對應的物體上的位置具有比與較低分辨率圖像中的相鄰像素相對應的物體上的位置更小的距離。或者，換言之，在物體上測量的、被用于具有給定分辨率的圖像的相鄰像素之間的中心到中心的距離小于在物體上測量的、被用于具有比該給定分辨率更低的分辨率的圖像的相鄰像素之間的中心到中心的距離。

在同一掃描物場內所包含的特征的特性(諸如這些特征的相對位置)可以以與給定掃描分辨率相對應的準確性來確定，該給定掃描分辨率被用于通過識別圖像內的特征來記錄圖像并且確定在該圖像內的特征的位置。

如果物體的兩個特征的相互距離大于顯微鏡的視場，則產生無法記錄一個包含這兩個特征的圖像的問題。如果希望測量這兩個特征之間的距離，則該載物臺通常相對于顯微鏡移動使得：第一特征位于視場內，記錄包含第一特征的第一圖像，然后該載物臺相對于顯微鏡平移直至第二特征位于顯微鏡的視場內，并且記錄包含第二特征的第二圖像?？梢曰谠诘谝缓偷诙D像內的第一和第二特征的位置(相應地)和該載物臺在圖像記錄之間的位移量來確定這兩個特征的相對位置。明顯的是，位置測量的準確性受該載物臺的位移測量的準確性限制。用于以高準確性來測量載物臺位置的設備(諸如干涉儀)是昂貴的并且在其準確性方面仍受限制。