扫描校准方法和系统与流程

本申请涉及扫描电子显微镜，特别是涉及一种扫描校准方法和系统。

背景技术：

1、扫描电子显微镜通过信号发生器输出特定的扫描信号，驱动偏转线圈控制电子束在样品表面进行扫描，从而获得对应视场（field of view，fov）下的扫描图像。由于信号发生器固有的硬件误差等因素，实际输出的扫描信号存在偏差，难以满足对fov高精度稳定控制的需求。

2、传统技术通常采用标准样板（如标准晶圆等）对扫描电子显微镜进行定期计量校准。具体地，在标准样板上加工有已知尺寸的等间距栅格或线间隔图案，通过扫描电子显微镜对该标准样板成像，测量图像中栅格的实际尺寸，将测量结果与实际值进行比较，以判断当前的误差并加以修正。

3、然而，上述基于标准样板的校准方法存在缺陷：一方面，该校准方法具有滞后性，仅在特定时间点进行，无法实时反映信号发生器因温度漂移、时间漂移等因素导致的动态误差，且两次校准之间的测量误差不可追溯；另一方面，标准样板成本高昂，且随着使用次数的增加，样板本身会遭受电子束辐照损伤，其参考价值逐渐下降。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够提高扫描电子显微镜fov控制精度和效率的扫描校准方法和系统。

2、第一方面，本申请提供了一种扫描校准方法，应用于扫描设备中的控制器，所述方法包括：

3、响应于扫描校准指令，获取第一目标幅度参数和第二目标幅度参数，所述第一目标幅度参数和所述第二目标幅度参数满足预设比例关系；

4、基于所述第一目标幅度参数和所述第二目标幅度参数分别控制数模转换器，使得所述数模转换器通过第一输出通道向模数转换器输出第一模拟校准信号，以及通过第二输出通道向模数转换器输出第二模拟校准信号；

5、获取所述模数转换器基于所述第一模拟校准信号输出的第一数字校准信号，以及基于所述第二模拟校准信号输出的第二数字校准信号；

6、基于所述第一数字校准信号、所述第二数字校准信号与所述预设比例关系的比较结果，确定所述第一输出通道和/或所述第二输出通道的幅度校准参数。在其中一个实施例中，

7、在其中一个实施例中，所述基于所述第一数字校准信号、所述第二数字校准信号与所述预设比例关系的比较结果，确定所述第一输出通道和/或所述第二输出通道的幅度校准参数包括：

8、确定所述第一数字校准信号的幅度与所述第二数字校准信号的幅度的比例关系；

9、基于所述比例关系与所述预设比例关系的比较结果，确定所述第一输出通道相对于所述第二输出通道的幅度校准参数。

10、在其中一个实施例中，所述预设比例关系包括所述第一目标幅度参数与所述第二目标幅度参数相等，所述基于所述第一数字校准信号、所述第二数字校准信号与所述预设比例关系的比较结果，确定所述第一输出通道和/或所述第二输出通道的幅度校准参数包括：

11、确定所述第一数字校准信号与所述第二数字校准信号之间的幅度偏差；

12、基于所述幅度偏差和所述第二数字校准信号的幅度的比较结果，确定所述第一输出通道相对于所述第二输出通道的幅度校准参数。

13、在其中一个实施例中，所述基于所述第一目标幅度参数和所述第二目标幅度参数分别控制数模转换器，使得所述数模转换器通过第一输出通道向模数转换器输出第一模拟校准信号，以及通过第二输出通道向模数转换器输出第二模拟校准信号包括：

14、基于所述第一目标幅度参数和预设的波形类型，以及所述第二目标幅度参数和所述预设的波形类型，分别控制所述数模转换器，使得所述数模转换器通过所述第一输出通道向模数转换器输出第一模拟校准信号，以及通过所述第二输出通道向所述模数转换器输出第二模拟校准信号；其中，所述预设的波形类型包括脉冲波形。

15、在其中一个实施例中，所述数模转换器包括多个输出通道对，每个所述输出通道对包括第一输出通道和第二输出通道，所述响应于扫描校准指令，获取第一目标幅度参数和第二目标幅度参数包括：

16、响应于扫描校准指令，依次从所述多个输出通道对中选择当前输出通道对，并获取所述当前输出通道对中第一输出通道对应的第一目标幅度参数和第二输出通道对应的第二目标幅度参数，直至遍历完所述多个输出通道对。

17、在其中一个实施例中，所述基于所述第一目标幅度参数和所述第二目标幅度参数分别控制数模转换器，使得所述数模转换器通过第一输出通道向模数转换器输出第一模拟校准信号，以及通过第二输出通道向模数转换器输出第二模拟校准信号包括：

18、基于所述第一目标幅度参数和所述第二目标幅度参数，分别确定所述数模转换器的第一输出通道对应的第一数字码值，以及第二输出通道对应的第二数字码值；

19、基于所述第一数字码值和预设的参考幅度，以及所述第二数字码值和所述预设的参考幅度，分别控制数模转换器，使得所述数模转换器通过所述第一输出通道向模数转换器输出第一模拟校准信号，以及通过所述第二输出通道向所述模数转换器输出第二模拟校准信号。

20、在其中一个实施例中，在所述基于所述第一目标幅度参数和所述第二目标幅度参数分别控制所述数模转换器，使得所述数模转换器通过所述第一输出通道向模数转换器输出第一模拟校准信号，以及通过所述第二输出通道向所述模数转换器输出第二模拟校准信号，之后包括：

21、基于所述第一输出通道的幅度校准参数，调整所述第一输出通道对应的参考幅度；

22、和/或；

23、基于所述第二输出通道的幅度校准参数，调整所述第二输出通道对应的参考幅度。

24、第二方面，本申请还提供了一种扫描校准系统，包括控制器、数模转换器和模数转换器，所述控制器与所述数模转换器和所述模数转换器电连接，所述模数转换器与所述数模转换器的多个输出通道可选择性电连接，所述多个输出通道至少包括第一输出通道和第二输出通道；

25、所述控制器用于实现上述任一项所述的方法的步骤。

26、在其中一个实施例中，所述控制器用于通过多路选择器向所述数模转换器输出校准信号参数或扫描信号参数。

27、在其中一个实施例中，所述控制器包括现场可编程门阵列。

28、上述扫描校准方法和系统，控制器分别通过第一输出通道和第二输出通道输出模拟校准信号，并获取对应的数字校准信号，再基于两路数字校准信号与预设比例关系的比较结果确定幅度校准参数。通过采用模数转换器对各通道输出的模拟校准信号进行数字化采集，并在数字域计算得到通道间的幅度误差，能够补偿第一输出通道与第二输出通道之间的相对幅度偏差。该校准过程在设备内部形成闭环，无需依赖外部测量仪器或标准样品即可完成通道间幅度偏差的检测与校准参数的确定，从而在保证多通道输出幅度匹配精度的同时，减少对外部校准设备和标准样品的依赖，进而提高扫描电子显微镜视场控制的精度与校准效率。

1.一种扫描校准方法，其特征在于，应用于扫描设备中的控制器，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一数字校准信号、所述第二数字校准信号与所述预设比例关系的比较结果，确定所述第一输出通道和/或所述第二输出通道的幅度校准参数包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设比例关系包括所述第一目标幅度参数与所述第二目标幅度参数相等，所述基于所述第一数字校准信号、所述第二数字校准信号与所述预设比例关系的比较结果，确定所述第一输出通道和/或所述第二输出通道的幅度校准参数包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标幅度参数和所述第二目标幅度参数分别控制数模转换器，使得所述数模转换器通过第一输出通道向模数转换器输出第一模拟校准信号，以及通过第二输出通道向模数转换器输出第二模拟校准信号包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数模转换器包括多个输出通道对，每个所述输出通道对包括第一输出通道和第二输出通道，所述响应于扫描校准指令，获取第一目标幅度参数和第二目标幅度参数包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一目标幅度参数和所述第二目标幅度参数分别控制数模转换器，使得所述数模转换器通过第一输出通道向模数转换器输出第一模拟校准信号，以及通过第二输出通道向模数转换器输出第二模拟校准信号包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述基于所述第一目标幅度参数和所述第二目标幅度参数分别控制所述数模转换器，使得所述数模转换器通过所述第一输出通道向模数转换器输出第一模拟校准信号，以及通过所述第二输出通道向所述模数转换器输出第二模拟校准信号，之后包括：

8.一种扫描校准系统，其特征在于，包括控制器、数模转换器和模数转换器，所述控制器与所述数模转换器和所述模数转换器电连接，所述模数转换器与所述数模转换器的多个输出通道可选择性电连接，所述多个输出通道至少包括第一输出通道和第二输出通道；

9.根据权利要求8所述的扫描校准系统，其特征在于，所述控制器用于通过多路选择器向所述数模转换器输出校准信号参数或扫描信号参数。

10.根据权利要求8所述的扫描校准系统，其特征在于，所述控制器包括现场可编程门阵列。