CN102680741B - 一种计量型扫描电子显微镜成像控制系统及扫描成像方法 - Google Patents

Abstract

一种计量型扫描电子显微镜成像控制系统及扫描成像方法，其控制器（1）产生控制二维柔性铰链扫描台（2）的X方向和Y方向的移动信号，经X向和Y向高压驱动器（7、8）的放大后，控制二维柔性铰链扫描台实现X方向的扫描运动和Y方向的步进移动。X方向激光传感器（3）和Y方向激光传感器（4）采集二维柔性铰链扫描台（2）的位置信号。在二维柔性铰链扫描台（2）逐点移动过程中，信号检测模块（6）完成来自二次电子探测器（5）的二次信号的模数转换，以及来自X方向及Y方向激光传感器（3、4）位置信息的锁存处理功能。通过上述基于扫描台移动方式的逐点扫描成像方法获得的扫描图像中的每个像素点都具有位置坐标信息，最终实现可溯源的，具有纳米级计量精度的扫描电子显微镜成像方法。

Description

一种计量型扫描电子显微镜成像控制系统及扫描成像方法

技术领域

本发明涉及一种应用于扫描电子显微镜的微纳尺度长度测量装置及测量方法，尤其涉及基于二维柔性铰链扫描台移动方式扫描成像的扫描电子显微镜控制系统及其扫描图像中微结构尺寸可溯源的长度测量方法。

背景技术

扫描电子显微镜作为微米和纳米尺度的观察工具，被广泛应用于材料科学，生物学、半导体器件检测、新材料等高科技研究中的表面形貌及结构分析。扫描电子显微镜作为一个微米、纳米量级的放大观察仪器已普及使用于各个领域。但是，扫描电子显微镜一直不能作为纳米范围的独立计量仪器对样品的尺寸进行准确测量。这主要由于如下原因导致的。

一般的扫描电子显微镜成像原理是：由扫描电子显微镜上部的电子枪发射电子束，先经过阳极加速，再经过一组电磁透镜聚焦，用小孔光阑选择电子束的尺寸后，通过一组控制电子束的扫描线圈，打在样品上。利用扫描线圈控制电子束发生偏转来实现电子束在样品表面的扫描并激发二次电子获得成像。扫描图像的尺寸是按照放大倍率折算出来的，而不是采用计量的方法获得的。

（1）由于电子束偏转扫描方式的成像原理造成扫描电子显微镜放大倍率和扫描场大小之间的非线性关系导致尺寸误差。

（2）影响扫描电子显微镜图像的放大倍率和图像畸变的因素较多，包括加速电压，工作距离，电子腔对中，象散等。这些因素每天都可能变化。这导致在利用普通扫描电子显微镜做表面分析时，扫描成像的获得的测量结果的尺寸测量误差一般为5％～10％。

尽管在1996年，中华人民共和国国家标准曾经提出了“微米级长度的扫描电子显微镜测量方法GB/T 16594一1996”，该方法是先在扫描电子显微镜的显示屏幕上获得扫描图像，采用胶片拍照后用比长仪进行对比测量的方法测量样品尺寸，影响因素较多，且不是直接测量，未能得到推广。美国国家标准计量研究所（NIST）提出了基于扫描电子显微镜背散射电子信号单线扫描方式的尺寸检测方法；由于只能进行单线扫描，它专门被用于检测NIST内部的SRM-484金镍叠层结构样品的金和镍的厚度。基于上述现状，目前的扫描电子显微镜成像方法限制了其在微纳米测量方面的应用，研究一种新型的可溯源到国际单位米定义的计量型扫描成像方法非常必要。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术不能直接在扫描电子显微镜上获得成像尺寸可溯源的扫描图像的缺点，本发明提出一种基于二维柔性铰链扫描台逐点扫描方式的扫描电子显微镜成像控制系统及方法。

与传统的扫描电子显微镜工作过程中通过偏转电子束在样品表面来回扫描方式不同，本发明的扫描成像方法中不对电子束进行偏转控制，从而保持电子束静止不动。在扫描成像过程中，二维柔性铰链扫描台在X方向按照设定的步距逐点地移动。在此过程中，通过二次电子探测器依次采集各个点的图像灰度信息，把这些点的图像灰度信息依次整合起来，实现了一行完整的扫描图像。然后二维柔性铰链扫描台在Y方向移动一个位移，二维柔性铰链扫描台的X方向重复上述的逐点运动方式，进行下一行的扫描成像，不断重复这样的过程最终获得整幅图像。

在上述逐点扫描成像过程中，本发明扫描电子显微镜成像控制系统不仅通过二次电子探测器记录每个扫描点的图像灰度信息，而且其控制器还把每个扫描点的X方向和Y方向位置坐标信息也记录下来。这个X方向和Y方向的坐标信息是通过安装在二维柔性铰链扫描台外面的X方向激光传感器和Y方向激光传感器，利用激光干涉的原理测量获得的。之所以选择激光传感器，是因为米的国际通用定义是光在真空中1/299792458秒的时间间隔内行程的长度，目前最实用的长度基准是633nm碘稳定的氦氖激光波长，其波长稳定度可以达到10^-11米。根据长度测量理论可知由于激光波长的高稳定性，采用激光干涉法的测量结果具有可溯源性。在上述激光传感器工作过程中，激光传感器通过记录激光干涉明暗条纹的变化个数，再进一步通过电子细分，就可以实现亚纳米量级的位移测量分辨力。

X方向激光传感器和Y方向激光传感器把测量的位置坐标信息转换为控制器可以利用的数字量，通过数据线传输给控制器。控制器把此数字化位置坐标信息存放在X向锁存器和Y向锁存器内。因此本发明采用激光干涉测量方法获得的扫描电子显微镜图像每个像素点都具有精确到纳米的位置坐标数值，可溯源到国际长度单位米的定义。而普通扫描电子显微镜的图像尺寸是由放大倍率折算出来的，不具有可溯源的计量能力。

这样，当需要利用扫描电子显微镜测量微纳结构的长度或者宽度等尺寸时，只要采用上述方法获得该微纳结构的扫描电子显微镜图像，便可以根据像素点对应的坐标（X，Y）计算出对应点的尺寸。具体可以采用如下简洁的计算公式（1）获得待测点A、B之间的尺寸或距离。

$d=\sqrt{{(x_b-x_a)}^2+{(y_b-y_a)}^2}---\left(1\right)$

其中：d为图像中待测两个像素点的距离；

（x_a,y_a）为图像中A点的坐标；

（x_b,y_b）为图像中B点的坐标；

本发明采用的技术方案如下：

本发明扫描电子显微镜成像控制系统由控制器、二维柔性铰链扫描台、X方向激光传感器、Y方向激光传感器、二次电子探测器、信号检测模块、X向高压驱动器和Y向高压驱动器组成。所述的控制器负责产生控制二维柔性铰链扫描台的X方向和Y方向的移动的控制信号，并处理来自信号检测模块的信息数据。所述的二维柔性铰链扫描台用于实现X方向的扫描运动和Y方向的步进移动。所述的二次电子探测器用于采集样品表面产生的二次电子信号。所述的X方向激光传感器和Y方向激光传感器用于采集二维柔性铰链扫描台的位置信号。所述的信号检测模块负责完成二次电子信号的模数转换和来自X方向激光传感器及Y方向激光传感器位置信息的锁存处理功能。

所述的X方向激光传感器、Y方向激光传感器与二维柔性铰链扫描台处于同一水平面内；所述的两个传感器相互垂直，布置在面对二维柔性铰链扫描台的位置，且安装在固定的支架上，不与二维柔性铰链扫描台一起运动。二次电子探测器固定安装在二维柔性铰链扫描台的侧上方支架上，且不与二维柔性铰链扫描台一起运动。

本发明8个模块之间的连接方式如下：

所述的控制器的X方向控制端口通过信号线XCT与X向高压驱动器相连接；所述的控制器的Y方向控制端口通过信号线YCT与Y向高压驱动器相连接；所述的X向高压驱动器的输出口通过X向高压线缆XHV与二维柔性铰链扫描台的X向压电陶瓷致动器相连接；所述的Y向高压驱动器的输出口通过Y向高压线缆YHV与二维柔性铰链扫描台的Y向压电陶瓷致动器相连接；

所述的控制器通过双向数据线DTBUS与所述的信号检测模块相连接；所述的信号检测模块的模数转换器的输入口通过信号线SED与所述的二次电子探测器的输出口连接；所述的信号检测模块的X向锁存器的输入口通过信号线XPL与所述的X向激光传感器的输出口相连接；所述的信号检测模块的Y向锁存器的输入口通过信号线YPL与所述的Y向激光传感器的输出口相连接。

附图说明

图1为计量型扫描电子显微镜控制系统原理图；

图2为二维柔性铰链扫描台结构图；

图3为柔性铰链四杆结构原理图，图3a为平行四杆结构，图3b为复合四杆结构；

图4为二维柔性铰链扫描台控制图；

图5为图像信号及位置信息检测采集图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

如图1所示，本发明具体的实施方案由控制器1、二维柔性铰链扫描台2、X方向激光传感器3、Y方向激光传感器4、二次电子探测器5、信号检测模块6、X向高压驱动器7和Y向高压驱动器8组成。

其中控制器1采用浮点型DSP芯片TMS320-6713，用于产生控制二维柔性铰链扫描台2的X方向和Y方向的移动的控制信号，同时控制器1也处理来自信号检测模块6的信息数据。

如图2所示，二维柔性铰链扫描台2由柔性铰链机械结构本体、X向和Y向压电陶瓷致动器组成。在空间结构上上述三个部分处于同一水平面，X向和Y向压电陶瓷致动器相互垂直镶嵌，安装在柔性铰链机械结构本体内部。X向、Y向压电陶瓷致动器由压电陶瓷堆组成，用于产生二维柔性铰链扫描台移动的驱动力；其中X向压电陶瓷致动器由2组压电陶瓷堆组成，可以有效提高行扫描的响应速度。二维柔性铰链扫描台内部具有X和Y两个运动自由度，且采用X方向和Y方向相互解耦的复合四杆机械结构。复合四杆结构原理如图3b所示，在机械结构方面采用上下对称的四根连杆铰链约束方式。当二维柔性铰链扫描台2受到X向压电陶瓷致动器推力F_x时，将仅仅产生X方向的位移δ，而不会产生如图3a中所示的普通平行四杆结构中的Δy耦合位移。上述二维柔性铰链扫描台结构具有较高的共振频率，有利于提高响应速度。

二次电子探测器采用带前置放大的类型即可，用于采集样品表面产生的二次电子信号。信号检测模块6由模数转换器芯片AD9220、CPLD芯片XC95144构成。在信号检测模块6内部，AD9220和XC95144的数据线均和双向数据线DTBUS相连，来自信号线SED的二次电子信号传输给AD9220的模拟信号输入端。由模数转换芯片AD9220负责完成二次电子信号的模数转换。在CPLD芯片XC95144上利用VERILOG语言建立2个独立的锁存器：X向锁存器和Y向锁存器。负责锁存来自X方向激光传感器3及Y方向激光传感器4位置信息。X方向激光传感器3和Y方向激光传感器4采用商用的激光测量系统部件，其结构由测量光路和固定参考光路组成，采用干涉条纹计数及电子细分计数方法实现亚纳米分辨力的测量，用于采集二维柔性铰链扫描台2的位置信号。

X向高压驱动器7和Y向高压驱动器8均采用高压运放PA15为核心器件组成的电压放大电路，用于驱动二维柔性铰链扫描台2内部的X向、Y向压电陶瓷致动器。

X方向激光传感器3、Y方向激光传感器4与二维柔性铰链扫描台2处于同一水平面内；所述两个传感器面对二维柔性铰链扫描台2相互垂直布置，且安装在固定支架上，不与二维柔性铰链扫描台一起运动。二次电子探测器5固定安装在二维柔性铰链扫描台2的侧上方支架上，且不与二维柔性铰链扫描台一起运动。

本发明各个模块之间的连接方式如下：

所述的控制器1的X方向控制端口通过信号线XCT与X向高压驱动器7相连接；所述的控制器1的Y方向控制端口通过信号线YCT与Y向高压驱动器8相连接；所述的X向高压驱动器7的输出口通过X向高压线缆XHV与二维柔性铰链扫描台2的X向压电陶瓷致动器相连接；所述的Y向高压驱动器8的输出口通过Y向高压线缆YHV与二维柔性铰链扫描台的Y向压电陶瓷致动器相连接。

所述的控制器1通过双向数据线DTBUS与所述的信号检测模块6相连接；所述的信号检测模块6的模数转换器的输入口通过信号线SED与所述的二次电子探测器5的输出口连接；所述的信号检测模块6的X向锁存器的输入口通过信号线XPL与所述的X向激光传感器3的输出口相连接；所述的信号检测模块6的Y向锁存器的输入口通过信号线YPL与所述的Y向激光传感器4的输出口相连接。

以512行×512列的扫描图像过程为例，说明计量型扫描电子显微镜控制系统扫描图像的工作过程。本系统实现扫描成像分为按照以下步骤完成，首先调整扫描电子显微镜工作状态、然后按照图4所示的二维柔性铰链扫描台控制图发出控制及驱动信号，逐点地移动二维柔性铰链扫描台，其次是在二维柔性铰链扫描台移动过程中依据图5所示的图像信号及位置信息检测采集控制流程逐点地采集图像灰度值和该点的坐标值（X，Y）。

第一步，调整扫描电子显微镜的聚焦参数，获得合适的成像分辨力。此时扫描电子显微镜产生的电子束垂直打在二维柔性铰链扫描台2上的被测样品表面，此后的扫描成像过程中不对电子束加偏转扫描信号，即让电子束保持静止不动。此处作为扫描成像的第1行第1个扫描成像点。如图5所示，控制器1通过双向数据线DTBUS给信号检测模块6发出控制指令。信号检测模块6采取同步触发的方式启动其内部的模数转换器、X向锁存器、Y向锁存器工作。因此二次电子探测器5发出的二次电子信号通过信号线SED传输给模数转换器，在模数转换器中采样和转换为当前位置点的图像灰度值。此图像灰度值经过双向数据线DTBUS从信号检测模块6传输给控制器1。X激光传感器3把X向位置值通过信号线XPL传输给信号检测模块6的X向锁存器。同样，Y激光传感器3把Y向位置值通过信号线YPL传输给信号检测模块6的Y向锁存器。然后此X向坐标和Y向坐标通过双向数据线DTBUS传输给控制器1的位置信息存储器。此过程完成了第1行第1个扫描成像点的图像灰度值及坐标值（X，Y）的获取。

第二步，为了实现二维柔性铰链扫描台2向右移动到第1行的第2个扫描点，如图4所示，控制器1将产生的X向位移控制信号由X方向控制端口输出，通过信号线XCT传输给X向高压驱动器7，此X向位移控制信号在X向高压驱动器7中被放大成为X方向扫描驱动信号。此X方向扫描驱动信号从X向高压驱动器7的输出端经过高压线缆XHV传输给二维柔性铰链扫描台2的X向压电陶瓷致动器。在此X方向扫描驱动信号作用下，X向压电陶瓷致动器使二维柔性铰链扫描台2在X向产生一个微小位移，即二维柔性铰链扫描台移动到第1行第2点。按照设定的增量不断增大X向位移控制信号的电压量值，并且重复上述信号传输过程，就可以实现二维柔性铰链扫描台2从左到右逐点的行扫描运动过程，最终二维柔性铰链扫描台走到第1行第512个点的位置作为第1行的结束点。

在上述二维柔性铰链扫描台2逐点的移动过程中，每移动到一个新的位置点，本发明所述的控制系统将记录该位置的二次电子信号，即图像灰度值，并且从两个方向的激光传感器获得该位置的X和Y方向精确到纳米单位的坐标值。具体实施方法为：控制器1通过双向数据线DTBUS给信号检测模块6发出控制指令。信号检测模块6采取同步触发的方式启动其内部的模数转换器、X向锁存器、Y向锁存器工作。因此二次电子探测器5发出的二次电子信号通过信号线SED传输给模数转换器，在模数转换器中采样和转换为当前位置点的图像灰度值。此图像灰度值经过双向数据线DTBUS从信号检测模块6传输给控制器1。X激光传感器3把X向位置值通过信号线XPL传输给信号检测模块6的X向锁存器。同样，Y激光传感器3把Y向位置值通过信号线YPL传输给信号检测模块6的Y向锁存器。然后此X向坐标和Y向坐标通过双向数据线DTBUS传输给控制器1的位置信息存储器。此过程完成了当前点位置的图像灰度值及坐标值（X，Y）的获取。随着二维柔性铰链扫描台完成第1行的逐点移动过程，第1行的每个位置点的图像灰度值和位置值也同时完成采集过程。然后采用同样的控制方法，在控制器1的控制下，使二维柔性铰链扫描台回到当前行第1点位置。

第三步，为了开始第2行图像的采集，二维柔性铰链扫描台的Y方向进给一个步距的位移。此过程实施方法如图4所示：控制器1将产生的Y向位移控制信号由Y方向控制端口输出，通过信号线YCT传输给Y向高压驱动器8，此Y向位移控制信号在Y向高压驱动器8中被放大成为Y方向步进驱动信号。此Y方向步进驱动信号从Y向高压驱动器8的输出端经过高压线缆YHV传输给二维柔性铰链扫描台2的Y向压电陶瓷致动器。在此Y方向步进驱动信号作用下，Y向压电陶瓷致动器使二维柔性铰链扫描台2在Y向产生一定大小的位移，即实现了二维柔性铰链扫描台移动到第2行。然后重复第二步的过程实现第2行图像灰度值和每个点的坐标值（X，Y）的采集。

第四步，这样不断重复第二步的行扫描成像过程和第三步的换行操作，最终完成512×512点阵的二维图像数据的采集过程。如前所述，激光波长的量值可以进行计量溯源，因此通过利用激光干涉测量方法，采用上述基于二维柔性铰链扫描台逐点扫描获得的整幅图像中，每一个采样点的图像灰度值均对应一个精确到纳米，且其测量精度能溯源到国际单位米的坐标值（X，Y）；通过两点之间的距离公式1能够计算出该图像中任何两点之间的距离，该距离的量值具有可溯源的计量精度。因此通过上述方法获得的扫描电子显微镜图像中的微结构的长度和宽度尺寸具有可溯源的尺寸精度。

本发明实现了基于二维柔性铰链扫描台逐点移动扫描原理的扫描电子显微镜成像方法,并且由于采用激光干涉测量方法的激光传感器对二维柔性铰链扫描台的X和Y方向移动进行测量,使得扫描图像中每个像素点都具有纳米精度的位置坐标信息。通过本发明装置及其成像方法的使用，在利用扫描电子显微镜对样品表面的微结构进行扫描成像时，能够实现可溯源的纳米尺寸精度的扫描成像。从而避免了普通扫描电子显微镜由于扫描线圈非线性特性等因素引起的扫描图像尺寸误差，而不能作为准确的计量工具的缺陷。

Claims (5)

1.一种计量型扫描电子显微镜成像控制系统，其特征在于所述的控制系统由控制器（1）、二维柔性铰链扫描台（2）、X方向激光传感器（3）、Y方向激光传感器（4）、二次电子探测器（5）、信号检测模块（6）、X向高压驱动器（7）和Y向高压驱动器（8）组成；所述的控制器（1）产生控制二维柔性铰链扫描台（2）的X方向和Y方向的移动的控制信号，并处理来自信号检测模块（6）的信息数据；所述的二维柔性铰链扫描台用于实现X方向的扫描运动和Y方向的步进移动；所述的二次电子探测器（5）用于采集样品表面产生的二次电子信号；所述的X方向激光传感器（3）和Y方向激光传感器（4）用于采集二维柔性铰链扫描台（2）的位置信号；信号检测模块（6）完成二次电子信号的模数转换和来自X方向激光传感器（3）及Y方向激光传感器（4）位置信息的锁存处理功能；X方向激光传感器（3）、Y方向激光传感器（4）与二维柔性铰链扫描台（2）处于同一水平面内；所述两传感器相互垂直，布置在面对二维柔性铰链扫描台（2）的位置，且安装在固定的支架上，不与二维柔性铰链扫描台一起运动；二次电子探测器（5）固定安装在二维柔性铰链扫描台（2）的侧上方支架上，且不与二维柔性铰链扫描台一起运动；

所述的二维柔性铰链扫描台（2）由柔性铰链机械结构本体、X向压电陶瓷致动器和Y向压电陶瓷致动器组成，柔性铰链机械结构本体、X向压电陶瓷致动器和Y向压电陶瓷致动器处于同一水平面；X向压电陶瓷致动器和Y向压电陶瓷致动器相互垂直镶嵌，安装在柔性铰链机械结构本体内部；X向、Y向压电陶瓷致动器由压电陶瓷堆组成，用于产生二维柔性铰链扫描台移动的驱动力；其中X向压电陶瓷致动器由2组压电陶瓷堆组成；

所述的控制器（1）的X方向控制端口通过信号线XCT与X向高压驱动器（7）相连接；控制器（1）的Y方向控制端口通过信号线YCT与Y向高压驱动器（8）相连接；X向高压驱动器（7）的输出口通过X向高压线缆XHV与二维柔性铰链扫描台（2）的X向压电陶瓷致动器相连接；Y向高压驱动器（8）的输出口通过Y向高压线缆YHV与二维柔性铰链扫描台（2）的Y向压电陶瓷致动器相连接；

所述的控制器（1）通过双向数据线DTBUS与信号检测模块（6）相连接；信号检测模块（6）的模数转换器的输入口通过信号线SED与二次电子探测器（5）的输出口连接；信号检测模块（6）的X向锁存器的输入口通过信号线XPL与X向激光传感器（3）的输出口相连接；信号检测模块（6）的Y向锁存器的输入口通过信号线YPL与Y向激光传感器（4）的输出口相连接。

2.根据权利要求1所述的计量型扫描电子显微镜成像控制系统，其特征在于所述的控制器（1）产生的X向位移控制信号由X方向控制端口输出，通过信号线XCT传输给X向高压驱动器（7），此X向位移控制信号在X向高压驱动器（7）中被放大成为X方向扫描驱动信号，此X方向扫描驱动信号从X向高压驱动器（7）的输出端经过高压线缆XHV传输给二维柔性铰链扫描台（2）的X向压电陶瓷致动器；在此X方向扫描驱动信号作用下，X向压电陶瓷致动器使得二维柔性铰链扫描台（2）在X向产生一个微小的位移；按照设定的增量不断增大X向位移控制信号的电压量值，并且重复上述信号传输过程，实现二维柔性铰链扫描台（2）从左到右逐点的行扫描运动过程；

所述的控制器（1）产生的Y向位移控制信号由Y方向控制端口输出，通过信号线YCT传输给Y向高压驱动器（8），此Y向位移控制信号在Y向高压驱动器（8）中被放大成为Y方向步进驱动信号，此Y方向步进驱动信号从Y向高压驱动器（Y）的输出端经过高压线缆YHV传输给二维柔性铰链扫描台（2）的Y向压电陶瓷致动器；在此Y方向步进驱动信号作用下，Y向压电陶瓷致动器会使得二维柔性铰链扫描台（2）在Y向产生一定大小的位移，即实现了二维柔性铰链扫描台移动到下一行的操作；此Y向位移过程是在二维柔性铰链扫描台完成上述Y方向的每一行扫描运动过程后进行，为开始新的一行的扫描运动做好准备。

3.根据权利要求1或2所述的计量型扫描电子显微镜成像控制系统，其特征在于所述的二维柔性铰链扫描台（2）在行扫描过程中每移动到一个新的位置点，所述的控制系统记录该位置的二次电子信号，即图像灰度信息，并且从X向激光传感器（3）和Y向激光传感器（4）获得该位置的X和Y方向精确到纳米量级的坐标值；控制器（1）通过双向数据线DTBUS给信号检测模块（6）发出控制指令；信号检测模块（6）采取同步触发的方式启动其内部的模数转换器、X向锁存器、Y向锁存器工作；所述的二次电子探测器（5）产生的二次电子信号通过信号线SED传输给信号检测模块（6）的模数转换器，经过该模数转换器的处理，获得的图像灰度值经过双向数据线DTBUS从信号检测模块（6）传输给控制器（1）；该图像灰度采样点的X向坐标从X向激光传感器（3）的输出口通过信号线XPL传输给信号检测模块（6）的X向锁存器；同时图像灰度采样点的Y向坐标从Y向激光传感器（4）的输出口通过信号线YPL传输给信号检测模块（6）的Y向锁存器；然后该X向坐标和Y向坐标通过双向数据线DTBUS传输给控制器（1）的位置信息存储器。

4.应用权利要求1所述的计量型扫描电子显微镜成像控制系统的扫描成像方法，其特征在于所述的扫描电子显微镜产生的电子束垂直打在二维柔性铰链扫描台上的被测样品表面，所述的电子束保持静止不动，由二维柔性铰链扫描台（2）实现X‐Y二维扫描运动。

5.根据权利要求4所述的计量型扫描电子显微镜成像控制系统的扫描成像方法，其特征在于采用所述方法获得的整幅图像中，每一个采样点的图像灰度值均对应一个精确到纳米量级，且其测量精度能溯源到国际单位米的坐标值（X,Y）；通过两点之间的距离公式能够计算出该图像中任何两点之间的距离，该距离的量值具有可溯源的计量精度。

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