CN113964006B - 一种粒子束装置束斑追踪方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粒子束装置束斑追踪方法及系统，该方法包括：样品台放置设有凹槽的标块，粒子束装置发射粒子束的束斑聚焦在所述凹槽底面；获取激光发射装置发射的激光束经过所述标块表面反射后的第一图像，基于所述第一图像获得激光束的光斑位置信息，根据所述光斑位置信息，调节所述光斑位于所述凹槽底面；样品台放置样品，获取所述激光发射装置发射的激光束经过样品表面反射后的第二图像，基于所述第二图像获得所述样品位置信息，根据所述样品位置信息，调节所述样品位置。本发明通过激光束的光斑追踪束斑聚焦位置信息和样品位置信息，调节样品位置，使得束斑聚焦在样品表面。

Description

一种粒子束装置束斑追踪方法及系统

技术领域

本发明属于粒子显微镜技术领域，具体地说，涉及一种粒子束装置束斑追踪方法及系统。

背景技术

现有技术中，扫描粒子显微镜在现代化生产和科学研究中使用越来越广泛。利用的粒子束装置观察的样品时，若样品表面高度的变化超过粒子束装置的景深，便不能清晰成像。

由于样品高度变化量不确定，造成粒子束装置到样品表面的距离也不确定，因此，需要反复调节电磁透镜的电流值，以在聚焦电流附近寻找合适的电流值来确定聚焦电流，使带电粒子束重新聚焦到样品表面。不仅调节过程消耗的时间久，而且带电粒子束对样品长时间地照射，容易损伤样品，尤其对于非导电样品容易产生电荷积累效应，从而影响图像质量。在使用粒子束装置对样品进行观察时，调节样品台使其与电磁透镜之间始终保持一样的距离(即通常所说的带电粒子束显微镜的工作距离或样品高度)可以使图像保持一致性，但是，传统带电粒子束显微镜只能通过图像聚焦的清晰程度来判断工作距离是否发送变化，不仅需要花费很长的时间，而且判断的标准无法统一、判断标准复杂度大。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种粒子束装置束斑追踪方法及系统，该方法通过激光束的光斑追踪束斑聚焦位置信息和样品位置信息，调节样品位置，使得束斑聚焦在样品表面。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：一种粒子束装置束斑追踪方法，包括：

样品台放置设有凹槽的标块，粒子束装置发射粒子束的束斑聚焦在所述凹槽底面；

获取激光发射装置发射的激光束经过所述标块表面反射后的第一图像，基于所述第一图像获得激光束的光斑位置信息，根据所述光斑位置信息，调节所述光斑位于所述凹槽底面；

样品台放置样品，获取所述激光发射装置发射的激光束经过样品表面反射后的第二图像，基于所述第二图像获得所述样品位置信息，根据所述样品位置信息，调节所述样品位置。

进一步的，所述获取激光发射装置发射的激光束经过所述标块表面反射后的第一图像，基于所述第一图像获得激光束的光斑位置信息，根据所述光斑位置信息，调节所述光斑位于所述凹槽底面，包括：

获取所述激光发射装置发射的激光束经过所述标块表面反射后的第一图像；

判断所述第一图像与第一预设图像是否相同；

判断为是，所述光斑位于所述凹槽底面；

判断为否，调节所述激光发射装置发射的激光束位置；继续执行获取所述激光发射装置发射的激光束经过所述标块表面反射后的所述第一图像，判断所述第一图像与第一预设图像是否相同，直至判断为是，所述光斑位于所述凹槽底面。

在一些可选的实施方式中，所述基于所述第二图像获得所述样品位置信息包括：获取的所述第二图像与第二预设图像比较，获得所述样品位置信息。

在一些可选的实施方式中，所述根据所述样品位置信息，调节所述样品位置，包括：根据所述样品位置信息，通过调节所述样品台的移动来调节所述样品位置。

本发明还提供一种粒子束装置束斑追踪系统，包括：粒子束装置及控制所述粒子束装置工作距离的追踪控制单元；所述追踪控制单元包括：

激光发射装置，用于发射激光束；

探测装置，用于获取所述激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后的第一图像，以及获取所述激光发射装置发射的激光束经过样品表面反射后的第二图像；

调节激光束位置装置，用于调节所述激光发射装置发射激光束的位置；

调节样品位置装置，用于调节所述样品的位置；

处理器，与所述探测装置、所述调节激光束位置装置、所述调节样品位置装置连接；

所述处理器基于所述第一图像获得激光束的光斑位置信息，控制所述调节激光束位置装置调节所述激光发射装置发射的激光束的位置；

所述处理器基于所述第二图像获得所述样品位置信息，控制所述调节样品位置装置调节所述样品的位置。

进一步的，所述激光发射装置与所述探测装置对称设置于所述粒子束装置的粒子光学镜筒两侧，位于所述粒子束装置的真空腔室上方；

所述真空腔室顶部设置有与所述激光发射装置对应的第一真空窗；

所述真空腔室顶部设置有与所述探测装置对应的第二真空窗；

第一反射装置与第二反射装置位于所述真空腔室内部；

所述第一反射装置位于所述第一真空窗下方；

所述第二反射装置位于所述第二真空窗下方；

所述第一反射装置用于将所述激光发射装置发射的激光束反射到所述标块表面，或者是所述样品表面；

所述第二反射装置用于将所述标块表面，或者是所述样品表面反射的激光束，再次反射到所述探测装置。

进一步的，所述第一真空窗和所述第一反射装置之间设置有消色差透镜；

所述第二真空窗和所述第二反射装置之间设置有远心透镜。

在一些可选的实施方式中，所述调节激光束位置装置包括：楔形棱镜组；

所述楔形棱镜组设置于所述激光发射装置和所述第一真空窗之间。

在一些可选的实施方式中，所述调节激光束位置装置包括：压电陶瓷控制器；

所述激光发射装置与所述压电陶瓷控制器连接，所述压电陶瓷控制器控制所述激光发射装置移动。

在一些可选的实施方式中，所述调节激光束位置装置包括：套筒，所述套筒壁周向均分开设有至少三个螺纹孔，每个所述螺纹孔螺纹连接一个螺栓；

所述激光发射装置套装于所述套筒内，每个所述螺栓由所述套筒外侧通过螺纹孔旋入所述套筒内侧抵靠在所述激光发射装置外壁。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明提供的一种粒子束装置束斑追踪方法，通过激光束的入射在标块表面的光斑位置信息确定粒子束装置聚焦束斑位置信息，再通过激光束的入射在样品表面的光斑位置信息，确定样品位置信息，调节样品位置，使得束斑聚焦在样品表面，即粒子束装置此时处于工作距离，粒子束装置观察的样品成像清晰，自动调节样品位置，简单快捷，对样品无损害。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明提供的一种粒子束装置束斑追踪方法的流程图；

图2是本发明提供的调节光斑位于凹槽底面方法的流程图；

图3是本发明提供的一种粒子束装置束斑追踪系统一种实施方式整体结构示意图；

图4是本发明图3中楔形棱镜组部分结构示意图；

图5是本发明提供的一种粒子束装置束斑追踪系统另一种实施方式整体结构示意图；

图6是本发明图5中套筒部分结构示意图；

图7是本发明提供的一种粒子束装置束斑追踪系统又一种实施方式整体结构示意图；

图8是本发明调节光斑位于凹槽底面工作原理示意图；

图9是本发明调节样品表面位于聚焦束斑位置工作原理示意图。

图中：1、激光发射装置；2、楔形棱镜组；3、第一真空窗；4、消色差透镜；5、第一反射装置；6、样品台；7、调节样品位置装置；8、样品；9、真空腔室；10、激光束；11、第二反射装置；12、远心透镜；13、处理器；14、第二真空窗；15、探测装置；16、粒子束；17、粒子光学镜筒；18、压电陶瓷控制器；19、套筒；20、螺栓；21、标块；22、凹槽；23、强度均匀衍射光斑；24、十字坐标；25、光斑。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图9所示，本发明提供一种粒子束装置束斑追踪方法，该方法包括如下步骤：

S110，样品台放置设有凹槽的标块，粒子束装置发射粒子束的束斑聚焦在凹槽底面；

S120，获取激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后的第一图像，基于第一图像获得激光束的光斑位置信息，根据光斑位置信息，调节光斑位于凹槽底面；

S130，样品台放置样品，获取激光发射装置发射的激光束经过样品表面反射后的第二图像，基于第二图像获得样品位置信息，根据样品位置信息，调节样品位置。

具体的：

S110，样品台放置设有凹槽的标块，粒子束装置发射粒子束的束斑聚焦在凹槽底面；

详细的：

标块上开设有凹槽，标块放置在样品台上，样品台能够进行五自由度的运动，所述五自由度的运动包括：三维平移(X、Y和Z三个方向上的平移)、绕中心轴的旋转(R)以及倾斜(T)。

根据已知的粒子束装置的工作距离，通过调节样品台的位置，带动放置在样品台上的标块改变位置。使得粒子束装置发射粒子束的束斑聚焦在凹槽底面。即粒子束装置此时处于工作距离，粒子束装置观察的样品成像清晰。

S120，获取激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后的第一图像，基于第一图像获得激光束的光斑位置信息，根据光斑位置信息，调节光斑位于凹槽底面；

如图2所示，详细的：

激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后的第一图像被探测装置探测。所述获取激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后的第一图像，基于第一图像获得激光束的光斑位置信息，根据光斑位置信息，调节光斑位于凹槽底面，包括：

S1201，获取激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后的第一图像；

S1202，判断第一图像与第一预设图像是否相同；

判断为是，S1203光斑位于凹槽底面；

判断为否，S1204调节激光发射装置发射的激光束位置；继续执行S1201、S1202，直至判断为是，光斑位于凹槽底面。

更详细的：

激光发射装置发射的激光束入射到标块表面反射后入射到探测装置，探测装置获取第一图像，第一图像包括激光束经过标块表面反射的光斑，第一预设图像为强度均匀衍射光斑的图像，获取的第一图像与第一预设图像进行比较，判断第一图像与第一预设图像是否相同。

当判断为是时，此时光斑位置与聚焦束斑位置相同，均位于凹槽底面。

当判断为否时，调节激光发射装置发射的激光束位置，继续获取激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后的第一图像，判断第一图像与第一预设图像是否相同，直至第一图像与第一预设图像相同。

调节激光发射装置发射的激光束位置，改变激光束入射到标块表面的位置，当激光束入射到凹槽底面时，光斑位于凹槽底面，凹槽开口为边长为一百微米的正方形，反射的激光束被凹槽的侧壁部分阻挡，此时探测装置获取的第一图像为强度均匀衍射光斑的图像，判断第一图像与第一预设图像相同。此时光斑位置与聚焦束斑位置相同，均位于凹槽底面。

当第一图像与第一预设图像相同时，此时光斑位置与聚焦束斑位置相同，均位于凹槽底面。以第一图像中强度均匀衍射光斑的中心建立十字坐标。

更进一步的，在一些可选的实施方式中，所述获得激光束的光斑位置信息，根据光斑位置信息调节光斑位于凹槽底面包括：

获取第一图像中的光斑在第一预设图像中的基准坐标中的相对位置，获得激光束的光斑位置信息，根据光斑位置信息调节激光发射装置发射的激光束位置，使得光斑位于凹槽底面。

具体的：

第一预设图像设置有基准坐标，获取激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后的第一图像，第一图像包括激光束经过标块表面反射的光斑。将第一图像与预设的图像进行比较，通过获取的第一图像中的光斑在第一预设图像中的基准坐标中相对位置，获得激光束的光斑位置信息，根据光斑位置信息调节激光发射装置发射的激光束位置，改变激光束入射到标块表面的位置，控制激光束入射到标块表面的位置向凹槽方向移动，直到激光束入射到凹槽底面，即根据光斑位置信息调节光斑位于凹槽底面。

S130，样品台放置样品，获取激光发射装置发射的激光束经过样品表面反射后的第二图像，基于第二图像获得样品位置信息，根据样品位置信息，调节样品位置。

详细的，将标块从样品台上拆卸下来，将样品放置在样品台上，激光发射装置发射的激光束经过样品表面反射后的第二图像被探测装置探测。

所述基于第二图像获得样品位置信息包括：获取的第二图像与第二预设图像比较，获得样品位置信息；

第二预设图像包括以第一图像中强度均匀衍射光斑的中心建立的十字坐标。

获取激光发射装置发射的激光束经过样品表面反射后的第二图像，第二图像包括激光束经过样品表面反射的光斑。将第二图像与第二预设图像进行比较，通过获取的第二图像中的光斑在第二预设图像中的十字坐标中相对位置，获得样品位置信息。

根据样品位置信息，通过调节样品台的移动来调节样品位置。根据样品位置信息，通过调节承载样品的样品台的移动，调节样品位置。例如，处理器通过控制调节压电陶瓷马达等控制样品台在高度方向上移动，从而带动样品在高度方向的位置。实现对样品的位置调节。控制样品表面向聚焦束斑位置方向移动，直到获取的第二图像中的光斑在第二预设图像中的十字坐标的中心处。此时粒子束装置发射粒子束的束斑聚焦在样品表面，即粒子束装置此时处于工作距离，粒子束装置观察的样品成像清晰。

本发明提供的一种粒子束装置束斑追踪方法，通过激光束的入射在标块表面的光斑位置信息确定粒子束装置聚焦束斑位置信息，再通过激光束的入射在样品表面的光斑位置信息，确定样品位置信息，调节样品位置，使得束斑聚焦在样品表面，即粒子束装置此时处于工作距离，粒子束装置观察的样品成像清晰，自动调节样品位置，简单快捷，对样品无损害。

如图1至图9所示，本发明提供一种粒子束装置束斑追踪系统，该一种粒子束装置束斑追踪系统包括：粒子束装置及控制粒子束装置工作距离的追踪控制单元。

追踪控制单元包括：激光发射装置1、探测装置15、调节激光束位置装置、调节样品位置装置7、处理器13。

激光发射装置1用于发射激光束10；

探测装置15用于获取激光发射装置1发射的激光束10经过标块21表面反射后的第一图像，以及获取激光发射装置1发射的激光束10经过样品8表面反射后的第二图像；

调节激光束位置装置用于调节激光发射装置1发射激光束10的位置；

调节样品位置装置7用于调节样品8的位置；

处理器13与探测装置15、调节激光束位置装置、调节样品位置装置7连接；

处理器13基于第一图像获得激光束10的光斑25位置信息，控制调节激光束位置装置调节激光发射装置1发射的激光束10的位置；

处理器13基于第二图像获得样品8位置信息，控制调节样品位置装置7调节样品8的位置。

进一步的：

激光发射装置1与探测装置15对称设置于粒子束装置的粒子光学镜筒17两侧，位于粒子束装置的真空腔室9上方，真空腔室9顶部设置有与激光发射装置1对应的第一真空窗3，真空腔室9顶部设置有与探测装置15对应的第二真空窗14，第一反射装置5与第二反射装置11位于真空腔室9内部，第一反射装置5位于第一真空窗3下方，第二反射装置11位于第二真空窗14下方，第一反射装置5用于将激光发射装置1发射的激光束10反射到标块21表面，或者是样品8表面，第二反射装置11用于将标块21表面，或者是样品8表面反射的激光束10，再次反射到探测装置15。第一真空窗3和第一反射装置5之间设置有消色差透镜4，第二真空窗14和第二反射装置11之间设置有远心透镜12。

具体的，如图3至图9所示，一种粒子束装置束斑追踪系统，该粒子束装置束斑追踪系统包括粒子束装置和追踪控制单元，追踪控制单元用于控制粒子束装置工作距离。

粒子束装置包括粒子源、粒子光学镜筒17、真空腔室9。粒子源产生粒子束16经过粒子光学镜筒17聚焦偏转后进入真空腔室9。

追踪控制单元包括激光发射装置1、探测装置15、调节激光束位置装置、调节样品位置装置7、处理器13。

激光发射装置1位于粒子束装置的粒子光学镜筒17左侧，探测装置15位于粒子束装置的粒子光学镜筒17右侧。激光发射装置1发射的激光束10经过第一真空窗3进入真空腔室9，入射到消色差透镜4，经过消色差透镜4聚焦后，入射到位于真空腔室9内的第一反射装置5，第一反射装置5用于将激光束10反射到标块21表面，或者是样品8表面，标块21或者是样品8放置在真空腔室9内的样品台6上，入射到标块21表面，或者是样品8表面的激光束10反射到位于真空腔室9内的第二反射装置11，入射到第二反射装置11的激光束10，经过第二反射装置11的反射，入射到远心透镜12，再经过远心透镜12入射到第二真空窗14，最后经过第二真空窗14被探测装置15探测。探测装置15可以为CCD相机。激光发射装置1可以为现有的激光发射器，本领域技术人员可以根据需要任意选择具体的现有型号，在此不做限定。探测装置15用于获取激光发射装置1发射的激光束10经过标块21表面反射后的第一图像，以及获取激光发射装置1发射的激光束10经过样品8表面反射后的第二图像。

处理器13与探测装置15、调节样品位置装置7连接，处理器13可以对探测装置15探测的图像进行处理，获得光斑25位置信息，控制调节样品位置装置7调节样品8的位置。

在一些可选的实施方式中，第一反射装置5装有可调转角系统，可以调节第一反射装置5倾斜角度，第二反射装置11装有可调转角系统，可以调节第二反射装置11倾斜角度，第一反射装置5和第二反射装置11可以均为反射镜。

标块21上开设有凹槽22，凹槽22开口为边长为一百微米的正方形，标块21放置在样品台6上，样品台6能够进行五自由度的运动，五自由度的运动包括：三维平移(X、Y和Z三个方向上的平移)、绕中心轴的旋转(R)以及倾斜(T)。

根据已知的粒子束装置的工作距离，通过调节样品台6的位置，带动放置在样品台6上的标块21改变位置。使得粒子束装置发射粒子束16的束斑聚焦在凹槽22底面。即粒子束装置此时处于工作距离，粒子束装置观察的样品8成像清晰。

激光发射装置1发射的激光束10依次经过第一真空窗3、消色差透镜4、第一反射装置5、标块21表面、第二反射装置11、远心透镜12、第二真空窗14，被探测装置15探测。探测装置15获取激光发射装置1发射的激光束10经过标块21表面反射后的第一图像，第一图像包括激光束10经过标块21表面反射的光斑25，调节激光发射装置1发射的激光束10位置，则激光束10入射到标块21表面的位置相应变化，当探测装置15获取得第一图像包括强度均匀衍射光斑23时，即反射的激光束10被凹槽22的侧壁部分阻挡，此时激光束10入射到凹槽22底面。此时光斑25位置与聚焦束斑位置相同，均位于凹槽22底面。以第一图像中强度均匀衍射光斑23的中心建立十字坐标24。

将标块21从样品台6上拆卸下来，将样品8放置在样品台6上，激光发射装置1发射的激光束10依次经过第一真空窗3、消色差透镜4、第一反射装置5、样品8表面、第二反射装置11、远心透镜12、第二真空窗14，被探测装置15探测。探测装置15获取激光发射装置1发射的激光束10经过样品8表面反射后的第二图像，第二图像包括激光束10经过样品8表面反射的光斑25。

调节样品台6的位置，则带动放置在样品台6上的样品8改变位置，则激光束10入射到样品8表面的位置相应变化，当探测装置15获取得第二图像中的光斑25在十字坐标24的中心处时，此时光斑25位置与聚焦束斑位置相同，粒子束装置发射粒子束16的束斑聚焦在样品8表面，即粒子束装置此时处于工作距离，粒子束装置观察的样品8成像清晰。

在一些可选的实施方式中，如图3和图4所示，调节激光束位置装置包括楔形棱镜组2，楔形棱镜组2设置于激光发射装置1和第一真空窗3之间。

激光发射装置1发射的激光束10经过楔形棱镜组2入射到第一真空窗3，调节楔形棱镜组2可以调节入射到第一真空窗3的激光束10的位置，从而改变激光束10入射到标块21表面的位置。

在一些可选的实施方式中，如图7所示，调节激光束位置装置包括压电陶瓷控制器18，激光发射装置1与压电陶瓷控制器18连接，压电陶瓷控制器18控制激光发射装置1移动。

激光发射装置1通过机械结构与压电陶瓷控制器18连接，压电陶瓷控制器18固定于真空腔室9，或者粒子光学镜筒17，等其它构件。

压电陶瓷控制器18控制激光发射装置1移动为纳米级。通过压电陶瓷控制器18控制改变激光发射装置1的位置，从而调节入射到第一真空窗3的激光束10的位置，进而改变激光束10入射到标块21表面的位置。

在一些可选的实施方式中，如图5和图6所示，调节激光束位置装置包括套筒19，套筒19壁周向均分开设有至少三个螺纹孔，每个螺纹孔螺纹连接一个螺栓20，激光发射装置1套装于套筒19内，每个螺栓20由套筒19外侧通过螺纹孔旋入套筒19内侧抵靠在激光发射装置1外壁。

套筒19固定于真空腔室9，或者粒子光学镜筒17，等其它构件。通过旋拧套筒19壁周向分布的螺栓20，可以改变激光发射装置1的位置，从而调节入射到第一真空窗3的激光束10的位置，进而改变激光束10入射到标块21表面的位置。

需要说明的是，在实际使用中，粒子束装置在工作中的工作距离是一个定值，所以在调节样品表面位于粒子束装置的工作距离时，只需要微调调整。本发明提供的一种粒子束装置束斑追踪方法及系统的目的在于，对处于在粒子束装置工作距离附近的样品表面进行精确的微调调整，简单快捷的调整样品表面的高度，使得样品表面精准的位于粒子束装置的工作距离，即使得粒子束装置的束斑聚焦在样品表面上。

在粒子束装置安装调试中已经确定了粒子光学镜筒的工作距离，再进行对激光发射装置、第一反射装置、第二反射装置、样品台、消色差透镜、远心透镜、探测装置、粒子束装置等相对位置的安装调试。因为激光发射装置、第一反射装置、第二反射装置、样品台、消色差透镜、远心透镜、探测装置、粒子束装置等相对位置在组装时已经限定，调节激光发射装置发射的激光束位置也是微调，所以不会出现例如激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后，反射的激光束偏离不在探测装置获取范围内等情况。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

Claims (10)

1.一种粒子束装置束斑追踪方法，其特征在于，包括：

样品台放置设有凹槽的标块，粒子束装置发射粒子束的束斑聚焦在所述凹槽底面；

获取激光发射装置发射的激光束经过所述标块表面反射后的第一图像，基于所述第一图像获得激光束的光斑位置信息，根据所述光斑位置信息，调节所述光斑位于所述凹槽底面；

样品台放置样品，获取所述激光发射装置发射的激光束经过样品表面反射后的第二图像，基于所述第二图像获得样品位置信息，根据所述样品位置信息，调节所述样品位置。

2.根据权利要求1所述的粒子束装置束斑追踪方法，其特征在于，所述获取激光发射装置发射的激光束经过所述标块表面反射后的第一图像，基于所述第一图像获得激光束的光斑位置信息，根据所述光斑位置信息，调节所述光斑位于所述凹槽底面，包括：

获取所述激光发射装置发射的激光束经过所述标块表面反射后的第一图像；

判断所述第一图像与第一预设图像是否相同；

判断为是，所述光斑位于所述凹槽底面；

判断为否，调节所述激光发射装置发射的激光束位置；继续执行获取所述激光发射装置发射的激光束经过所述标块表面反射后的所述第一图像，判断所述第一图像与第一预设图像是否相同，直至判断为是，所述光斑位于所述凹槽底面。

3.根据权利要求1或2所述的粒子束装置束斑追踪方法，其特征在于，所述基于所述第二图像获得样品位置信息包括：获取的所述第二图像与第二预设图像比较，获得所述样品位置信息。

4.根据权利要求1或2所述的粒子束装置束斑追踪方法，其特征在于，所述根据所述样品位置信息，调节所述样品位置，包括：根据所述样品位置信息，通过调节所述样品台的移动来调节所述样品位置。

5.一种粒子束装置束斑追踪系统，其特征在于，包括：粒子束装置及控制所述粒子束装置工作距离的追踪控制单元；样品台放置设有凹槽的标块，用于粒子束装置发射粒子束的束斑聚焦在所述凹槽底面；

所述追踪控制单元包括：

激光发射装置，用于发射激光束；

探测装置，用于获取所述激光发射装置发射的激光束经过标块表面反射后的第一图像，以及获取所述激光发射装置发射的激光束经过样品表面反射后的第二图像；

调节激光束位置装置，用于调节所述激光发射装置发射激光束的位置；

调节样品位置装置，用于调节所述样品的位置；

处理器，与所述探测装置、所述调节激光束位置装置、所述调节样品位置装置连接；

所述处理器基于所述第一图像获得激光束的光斑位置信息，控制所述调节激光束位置装置调节所述激光发射装置发射的激光束的位置；

所述处理器基于所述第二图像获得样品位置信息，控制所述调节样品位置装置调节所述样品的位置。

6.根据权利要求5所述的粒子束装置束斑追踪系统，其特征在于，所述激光发射装置与所述探测装置对称设置于所述粒子束装置的粒子光学镜筒两侧，位于所述粒子束装置的真空腔室上方；

所述真空腔室顶部设置有与所述激光发射装置对应的第一真空窗；

所述真空腔室顶部设置有与所述探测装置对应的第二真空窗；

第一反射装置与第二反射装置位于所述真空腔室内部；

所述第一反射装置位于所述第一真空窗下方；

所述第二反射装置位于所述第二真空窗下方；

所述第一反射装置用于将所述激光发射装置发射的激光束反射到所述标块表面，或者是所述样品表面；

所述第二反射装置用于将所述标块表面，或者是所述样品表面反射的激光束，再次反射到所述探测装置。

7.根据权利要求6所述的粒子束装置束斑追踪系统，其特征在于，所述第一真空窗和所述第一反射装置之间设置有消色差透镜；

所述第二真空窗和所述第二反射装置之间设置有远心透镜。

8.根据权利要求6至7任一项所述的粒子束装置束斑追踪系统，其特征在于，所述调节激光束位置装置包括：楔形棱镜组；

所述楔形棱镜组设置于所述激光发射装置和所述第一真空窗之间。

9.根据权利要求5至7任一项所述的粒子束装置束斑追踪系统，其特征在于，所述调节激光束位置装置包括：压电陶瓷控制器；

所述激光发射装置与所述压电陶瓷控制器连接，所述压电陶瓷控制器控制所述激光发射装置移动。

10.根据权利要求5至7任一项所述的粒子束装置束斑追踪系统，其特征在于，所述调节激光束位置装置包括：套筒，所述套筒壁周向均分开设有至少三个螺纹孔，每个所述螺纹孔螺纹连接一个螺栓；

所述激光发射装置套装于所述套筒内，每个所述螺栓由所述套筒外侧通过螺纹孔旋入所述套筒内侧抵靠在所述激光发射装置外壁。