CN1255850C

CN1255850C - 一种扫描电子显微镜像散的校正方法

Info

Publication number: CN1255850C
Application number: CN 03141806
Authority: CN
Inventors: 盛克平; 丁听生; 陆国辉
Original assignee: Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology
Current assignee: Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2023-07-24
Also published as: CN1474433A

Abstract

本发明涉及一种扫描电子显微镜像散的校正方法。它包括如下步骤：a.选取校正样品，所述的校正样品为样品架上置有基板，基板上镀有测量膜，测量膜上镀有导电层，测量膜为六角紧密排列的单分散相聚苯乙烯标准粒子列阵；b.将校正样品放置在扫描电子显微镜的样品台上；c.开启扫描电子显微镜；d.将扫描电子显微镜的放大倍率调整到≥3000倍，工作距离调整到8～15mm；e.将校正样品的扫描电子显微镜图像调整到正聚焦状态；f.使用扫描电子显微镜的图像消除像散功能，将图像的边缘轮廓调整到清晰状态。本发明解决了以往在未知的被测样品上寻找一块理想的结构来校正系统像散的困难，可使扫描电子显微镜中校正像散的工作变得很方便。

Description

一种扫描电子显微镜像散的校正方法

技术领域：

本发明涉及显微镜像差校正的技术领域，尤其是涉及一种扫描电子显微镜像散的校正方法。

背景技术：

在科学技术高速发展的今天，扫描电子显微镜的低真空技术和环境扫描技术的发展，使得非导电样品和含水样品可以直接进入扫描电子显微镜的样品室。样品室内的真空度可以达到2660Pa，甚至更高，使得使用者可以方便地对样品不经过前置处理即可作真实观察。但是扫描电子显微镜的运行状态也随着各种模式的频繁切换而经常变化，尤其是像散的变化，使得消像散的工作成为操作电镜时的必要工作。像散的形成主要是由于扫描电子显微镜电子光学系统非对称而导致电磁透镜的电磁场产生非对称聚焦、放大而产生的图像畸变。一般以光栏污染而导致的像散最为常见。由于目前扫描电子显微镜普遍使用低真空技术和环境扫描技术，样品室里并不是保持高真空状态，所以光栏比较容易被污染，使得扫描图像发生像散畸变。像散畸变会使图像发生无规律的边缘模糊，使高倍率的图像质量大大下降。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是提供一种扫描电子显微镜像散的校正方法。它包括如下步骤：a.选取校正样品，所述的校正样品为样品架上置有基板，基板上镀有测量膜，测量膜上镀有导电层，测量膜为六角紧密排列的单分散相聚苯乙烯标准粒子列阵；b.将校正样品放置在扫描电子显微镜的样品台上；c.开启扫描电子显微镜；d.将扫描电子显微镜的放大倍率调整到≥3000倍，工作距离调整到8～15mm；e.将校正样品的扫描电子显微镜图像调整到正聚焦状态；f.使用扫描电子显微镜的图像消除像散功能，将图像的边缘轮廓调整到清晰状态。本发明所提出的任务还可进一步通过如下技术方案加以实现：一种扫描电子显微镜像散的校正方法，所述的基板选用表面粗糙度小于20nm、厚度为1mm～1.5mm、直径为5mm～10mm的玻璃板；所述的测量膜为六角紧密排列的单分散相聚苯乙烯标准粒子列阵，其单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液的理化参数为固体含量0.2％～2％、密度1.05g/cm³、折射率1.59@589nm/23℃、单分散相聚苯乙烯标准粒子直径为1μm～10μm、单分散相聚苯乙烯标准粒子直径的相对标准偏差0.5％～2％。单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液的使用量V由如下公式确定：V＝CSd/p，式中C为0.2～1.0、S为基板的表面积、d为单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液中标准粒子的直径、p为单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液的固体含量；所述的导电层为金层，金层的纯度至少为99％，金层的厚度为5nm～20nm，用离子溅射仪在干燥后的单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液上镀金。本发明用以校正像散的校正样品的具体制作方法请参阅本申请人的发明名称为“一种扫描电子显微镜标准物质及其制作方法”的专利申请文件(申请号：03116182.0)。本发明由于采用上述技术方案来校正扫描电子显微镜电子光学系统的像散，解决了以往在未知的被测样品上寻找一块理想的结构来校正系统像散的困难(其主要的困难有：①被用于消像散的被观察结构形状不规则。②有些结构的对称边界存在水平高低差。③被观察结构在长时间电子辐照下，表面状态会有变化)，可使本技术领域的普通技术人员在扫描电子显微镜中校正像散的工作变得很方便。

具体实施方式：

实施例：

首先，选取校正样品。然后，将校正样品放置在扫描电子显微镜的样品台上。接着，在扫描电子显微镜镜筒里的真空状态达到开启加速电压的要求后开启加速电压，并将扫描电子显微镜的放大倍率调整到≥3000倍，工作距离调整到10mm。其次，调整扫描电子显微镜图像的聚焦状态，(因校正样品是利用单分散相标准粒子在表面粗糙度非常小的基板上制成的，所以紧密排列的标准粒子的边缘基本上在同一水平等高线上的。其用于消除像散的图案由紧密排列的标准粒子的空隙构成，其结构为三条60°圆弧线构成的封闭图形，很容易在有像散的情况下识别是否正聚焦：如非正聚焦时，可以看到同一平面的三条弧线的清晰程度是不同的，并且整幅图像有明显的畸变。)使用图像聚焦功能，对图像进行过聚焦——正聚焦——欠聚焦的调试，使得屏幕上校正样品图像的三条60°圆弧线边缘有相同程度的模糊，并且整幅图像不出现畸变，这时图像已被调整到正聚焦状态。再次，在正聚焦状态下，使用扫描电子显微镜的图像消除像散功能，就可以将图像调整到最清晰。例如，当扫描电子显微镜系统有X、Y二个方向的消像散操作的，可以先在X方向上调整到图像最清晰点，再在Y方向上调整，直到图像的边缘最清晰。

本发明可使用图像聚焦功能对系统是否还存在像散进行检验。当对图像进行过聚焦——正聚焦——欠聚焦的调试时，校正样品图像的三个边缘只会同时发生模糊——清晰——模糊的变化，而不会产生整幅图像的畸变，在上述情况下，系统的像散就已被校正好了。

Claims

1.一种扫描电子显微镜像散的校正方法，其特征是它包括如下步骤：

a.选取校正样品，所述的校正样品为样品架上置有基板，基板上镀有测量膜，测量膜上镀有导电层，测量膜为六角紧密排列的单分散相聚苯乙烯标准粒子列阵；

b.将校正样品放置在扫描电子显微镜的样品台上；

c.开启扫描电子显微镜；

d.将扫描电子显微镜的放大倍率调整到≥3000倍，工作距离调整到5～15mm；

e.将校正样品的扫描电子显微镜图像调整到正聚焦状态；

f.使用扫描电子显微镜的图像消除像散功能，将校正样品图像的边缘轮廓调整到清晰状态。

2.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜像散的校正方法，其特征是：所述的基板选用表面粗糙度小于20nm、厚度为0.8mm～1.5mm、直径为5mm～10mm的玻璃板。

3.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜像散的校正方法，其特征是：所述的测量膜为六角紧密排列的单分散相聚苯乙烯标准粒子列阵，其单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液的理化参数为固体含量0.2％～2％、密度1.05g/cm³、折射率1.59@589nm/23℃，单分散相聚苯乙烯标准粒子直径为1μm～10μm、单分散相聚苯乙烯标准粒子直径的相对标准偏差0.5％～2％，单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液的使用量V由如下公式确定：V＝CSd/p，式中C为0.2～1.0、S为基板的表面积、d为单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液中标准粒子的直径、p为单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液的固体含量。

4.根据权利要求1所述的一种扫描电子显微镜像散的校正方法，其特征是：所述的导电层为金层，金层的纯度至少为99％，金层的厚度为5nm～20nm，用离子溅射仪在干燥后的单分散相聚苯乙烯标准粒子水溶液上镀金。