的尺寸和形状、其 到相邻区域的(通风)连接等。可以示出与由铰接门的打开/关闭引起的瞬时压强扰动相关 联的典型频率性质可以落在约0.01-20HZ范围内，具有约3 Pa的峰峰水平。由门运动引起 的压强变化可能是非常烦人的，因为诱发的图像位移大到足以被察觉到，并且该时标大约 与获取单个图像所需的时间相同。
[0082] 术语"声学"指代诸如环境空气的气体中的机械波的研究。在该背景下，可以将频 谱划分成不同区域，如下： -与人耳朵的灵敏度有关的音频范围（"声音"）落在20 Hz与20 kHz之间。 -在此音频范围外面，存在超声波范围（> 20 kHz)和次声波范围（< 20 Hz)。
[0083] 使用此定义，可以将上述低频和中频压强变化表示为次声。CPM可以对达到几 kHz 的频率的声音灵敏。声音用来干扰CPM的（成像）性能的物理机制不同于与较低频压强波 相关联的机制。
[0084] 可以使用适当的滤波器来实现测量到频谱的给定部分的限制。现在将讨论这样 的滤波机制的一些示例。
[0085] 滤波器示例A 滤波的一个方法是在信号路径中使用电子滤波器，诸如体现为选择(例如）与门打开活 动有关的频率范围的一阶带通滤波器。在图7中表现这样的滤波器设计的示意绘图，其示 出了无源一阶线性高通和低通滤波器的组合，其中： -Rl和R2是电阻值(按照惯例，R2 >> Rl); -Cl和C2是电容值； -Ui和Uo分别地表不输入和输出电位。
[0086] 该滤波器的高通和低通截止频率（_3dB点）分别地由下式给出： 和
分量值的以下选择将导致例如选择(通过）0.027 Hz-27 Hz频带的带通滤波器。 R1 = 680 Ω C1 = 4400 μ F R2 = 6800 Ω C2 = 0. 88 μ F0
[0087] 如果这样期望的话，技术人员将能够选择其它值，从而实现不同的带通窗口。
[0088] 滤波器示例B 在图8中图示出替换(和/或补充）滤波方法。可以例如将压强传感器体现为包括（刚 性）壳/容器82,橡胶(或其它柔性）薄膜84已在其上面展开。响应于环境压强的变化，薄 膜84将变形。可以使用距离传感器86 (诸如光学编码器、电容传感器等)来测量薄膜84的 中心处的高度，由此，高度的配准的变化与（外面）环境与壳82内部之间的压强差成比例。 如果在壳82的内部与环境之间故意地产生小开口（管道）88,则允许空气通过该开口 88流 入和流出壳82。如果开口 88足够小，则对环境压强变化的响应将是缓慢的，并且对传感器 的影响将是高通滤波器的影响。这可以如下进一步阐明。
[0089] 假设在压强Ps下用空气填充体积V s的密闭容器。直径d和长度L的小圆筒形开 口（或管道）将容器的内部与环境相连。假设容器的体积是恒定的，V s(t)=V。（等容过程)。 此外，假设压强变化过程是等温的，这对于层流、低压差以及缓慢响应而言是有效假设。使 环境压强P围绕着1巴（1〇 5 Pa)的大气压强变化。环境与容器之间的压强差将造成空气通 过开口流入/出容器。用哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille)方程来描述该流动：
其中，Q是体积流速（以m3/s为单位)，ΔΡ是容器与环境之间的压强差（P - Ps)，d和 L分别地是开口的直径和长度，η是空气的动态粘度，并且Cr是管道的传导率。
[0090] 无穷小时间dt内的容器中的气体的体积变化将导致由下式给出的压强变化dPs:
如果针对Q插入哈根-泊肃叶方程，则得到：
可以将其重写为：
注意，此等式等效于电RC电路的线性微分等式：
其中，R是电阻，C是电容，并且Vin和V _是RC滤波器的输入和输出电压。
[0091] 与RC滤波器类似，具有漏泄（leak)
的压强容器的响应是： 因此看到该漏泄具有低通滤波器的功能，并且其允许容器内的压强缓慢地适应环境。 注意，基于这样的压强容器的压强传感器将给出与环境压强与内部压强之间的差成比例的 输出信号；因此，传感器的响应是高通类型的：
其截止频率（_3dB点）处于：
以上考虑用刚性壁来替换图8的溥膜84。现在引入对于刚性壁而言具有值A = 0且对 于非常柔顺的薄膜而言A = 1的参数A，得到：
针对截止频率尤。实际上，本发明人发现A多0. 86给出薄膜行为的实际表示。
[0092] 参数的以下选择： K = 3. 5 升 Z = 10 mm 汐=0. 4 mm A = 0. 86〇
[0093] 导致0. 0022 Hz的截止频率，其适合于抑制天气相关的压强变化，但是允许由于例 如门打开和关闭活动而引起的压强变化通过。
[0094] 再次地，如果这样期望的话，技术人员将能够选择其它值，从而实现不同的截止频 率。
【主权项】
1. 一种使用带电粒子显微镜的方法，包括以下步骤： 在样品保持器上提供样品； 引导来自源的带电粒子的射束通过照明器从而照射样品； 使用检测器来检测响应于所述照射而从样品发出的辐射通量， 其特征在于以下步骤： 为显微镜提供气压传感器； 从所述气压传感器为自动控制器提供压强测量信号； 调用所述控制器以使用所述信号作为到控制程序的输入，以基于所述信号来补偿所述 射束和所述样品保持器的相对位置误差。2. 根据权利要求1所述的方法，其中： 所述控制程序包括控制回路； 所述补偿包括所述射束和所述样品保持器的相对位置的即时调整。3. 根据权利要求2所述的方法，其中： 为样品保持器提供可以用来调整保持器的位置的致动器机构； 响应于所述信号而调用控制器以调整供应给所述致动器机构的位置设定点。4. 根据权利要求2或3所述的方法，其中： 为照明器提供可以用来调整射束的偏转的偏转器机构； 响应于所述信号而调用控制器以调整供应给所述偏转器机构的偏转设定点。5. 权利要求2-4中的任一项所述的方法，其中： 为显微镜提供成像系统，以便将透射通过样品的带电粒子通量引导到所述检测器上； 为所述成像系统提供可以用来调整所述通量的路径的导向模块； 响应于所述信号而调用控制器以调整供应给所述导向模块的导向设定点。6. 根据权利要求1所述的方法，其中： 为显微镜提供扫描装置，用于产生射束和样品的相对扫描运动； 调用控制器以根据样品上的扫描坐标位置来构造检测器输出的表格； 所述补偿包括基于逐点的所述扫描坐标位置的回顾式修正。7. 根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，使用滤波器来减少以下各项中的 至少一个： 与天气现象相关联的相对低频压强变化的效果； 与声学现象相关联的相对高频压强变化的效果。8. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述滤波器具有选自包括以下各项的组的至少 一个截止点： 在范围0. 0001-0. 1 Hz内、优选地在范围0. 001-0. 1 Hz内、更优选地在范围0. 01-0. 1 Hz内的低频截止点； 在范围8-100 Hz内、优选地在范围8-50 Hz内、更优选地在范围10-30 Hz内的高频截 止点。9. 根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述滤波器使与从显微镜被容纳在其中的外 壳的壁中的门的打开或关闭得到的压强波相关联的频率通过。10. 根据权利要求7-9中的任一项所述的方法，其中，所述滤波器选自包括以下各项的 组： 来自压强传感器的信号路径中的电子RC电路； 压强传感器的壁中的减压管， 以及其组合。11. 一种带电粒子显微镜，包括： 样品保持器，用于保持样品； 源，用于产生带电粒子的射束； 照明器，用于引导所述射束从而照射样品； 检测器，用于检测响应于所述照射而从样品发出的辐射通量； 其特征在于： 显微镜包括： 自动控制器，以及； 来自气压传感器的输入接口，其可向所述控制器供应压强测量信号； 所述控制器可以被调用以使用所述信号作为到控制程序的输入，以基于所述信号来补 偿所述射束和所述样品保持器的相对位置误差。
【专利摘要】本发明涉及具有气压修正的带电粒子显微镜。一种使用带电粒子显微镜的方法，包括以下步骤：在样品保持器上提供样品；引导来自源的带电粒子的射束通过照明器从而照射样品；使用检测器来检测响应于所述照射而从样品发出的辐射通量，特别地包括以下步骤：为显微镜提供气压传感器；从所述气压传感器为自动控制器提供压强测量信号；调用所述控制器以使用所述信号作为到控制程序的输入，以基于所述信号来补偿所述射束和所述样品保持器的相对位置误差。
【IPC分类】H01J37/26
【公开号】CN105590822
【申请号】CN201510768953
【发明人】M.H.P.莫尔斯, A.维斯彻尔
【申请人】Fei 公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年11月12日
【公告号】EP3021347A1, EP3021348A1, US20160133437