[发明专利]用于操作显微镜的方法

说明书

一种用于操作显微镜的方法，该方法包括：记录样本的第一图像其中，该第一图像包含第一特征F₁；记录该样本的第二图像其中，该第二图像包含被安排在距该第一特征一定距离处的第二特征F₂；将该样本相对于该显微镜移位一定位移记录该样本的第三图像其中，该第三图像包含该第二特征；记录该样本的第四图像其中，该第四图像包含被安排在距该第二特征一定距离处的第三特征F₃；并且基于该第一、第二、第三、以及第四图像来确定该第三特征相对于该第一特征的位置

技术领域

本发明涉及用于操作显微镜的方法。这些方法尤其可以包括使用显微镜对物体执行精确测量的方法。用这些方法操作的显微镜尤其可以包括扫描显微镜(诸如粒子束显微镜，诸如扫描电子显微镜和扫描离子显微镜)和光学显微镜(诸如扫描激光显微镜和共聚焦显微镜)。

背景技术

扫描显微镜能够以高横向分辨率来收集数据。物体被相对于显微镜定位在载物台上，并且探测射束扫过物体的一部分。入射到物体上的探测射束产生信号，这些信号被检测并且与该射束的当前偏转位置相关联。所收集的数据可以被显示为图像或被处理以用于所希望的目的。常见的是，通过在主扫描方向(通常被称为x方向或水平方向)和子扫描方向(于是被称为y方向或竖直方向)上用射束扫描来从该物体上的矩形区域中采集数据。当已经扫描了该区域时，收集到与位置x、y的阵列相对应的测量数据。在显微镜的视场中，该射束可以以非常高的准确性指向任何希望的位置。射束的定位准确性限定了所记录的图像的成像分辨率。当执行扫描时，该射束指向某一位置、在那里保持一段停留时间以便收集形成与这个位置相关联的数据的足够的信号，并且然后射束向前移动一定步长到下一位置，并且在停留时间期间收集信号并且其与该下一位置相关联，等等。替代性地，可以通过连续地将射束移过物体来用该射束扫描，并且在移动该射束时在预定的时间段内收集并整合信号。在这个时间段期间集成的信号与图像的像素相关联；在这个过程中，预定的时间段限定了对停留时间的量度。如果使用在相邻像素之间的相对较小的中心到中心的距离在显微镜的全视场上执行扫描来产生具有非常高的分辨率的图像，则将从巨大的数量的位置(需要用于记录图像的不切实际量的时间)中收集信号。用于记录图像的时间是通过用停留时间乘以像素的数量来确定的。在实践中，物场的记录图像的像素量典型地被限制为例如1024×1024或2048×2048。因此，如果较高分辨率图像的像素数量与较低分辨率图像的像素数量相同，则较高分辨率图像是从显微镜的视场内的较小的物场获得的，并且较低分辨率图像是从显微镜的视场内的较大的物场获得的。然而，较高分辨率图像和较低分辨率图像还可以就图像中所包含的像素数量而言不同。假设图像中的每个像素与物体上的、从其收集到所述像素所含的图像信息的位置相对应，则较高分辨率图像与较低分辨率图像的不同之处在于：与较高分辨率图像中的相邻像素相对应的物体上的位置具有比与较低分辨率图像中的相邻像素相对应的物体上的位置更小的距离。或者，换言之，在物体上测量的、被用于具有给定分辨率的图像的相邻像素之间的中心到中心的距离小于在物体上测量的、被用于具有比该给定分辨率更低的分辨率的图像的相邻像素之间的中心到中心的距离。

在同一扫描物场内所包含的特征的特性(诸如这些特征的相对位置)可以以与给定扫描分辨率相对应的准确性来确定，该给定扫描分辨率被用于通过识别图像内的特征来记录图像并且确定在该图像内的特征的位置。

如果物体的两个特征的相互距离大于显微镜的视场，则产生无法记录一个包含这两个特征的图像的问题。如果希望测量这两个特征之间的距离，则该载物台通常相对于显微镜移动使得：第一特征位于视场内，记录包含第一特征的第一图像，然后该载物台相对于显微镜平移直至第二特征位于显微镜的视场内，并且记录包含第二特征的第二图像。可以基于在第一和第二图像内的第一和第二特征的位置(相应地)和该载物台在图像记录之间的位移量来确定这两个特征的相对位置。明显的是，位置测量的准确性受该载物台的位移测量的准确性限制。用于以高准确性来测量载物台位置的设备(诸如干涉仪)是昂贵的并且在其准确性方面仍受限制。