CN112697831A - 对准阴极发光光学器件的***和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了对准阴极发光光学器件的***和方法，特别是用于使电子显微镜中的阴极发光(CL)光学器件相对于被检查的样品自动对准的***和方法。相对于反射样品发出的CL光的收集反射镜的焦点，准确放置样品和电子束在样品上着陆的位置对于优化收集的光量和保存有关样品发光的角度的信息至关重要。描述了用于在垂直于电子束的轴线的XY平面中对准CL反射镜的***和方法，以及用于使样品沿与电子束重合的Z轴相对于CL反射镜的焦点对准的***和方法。

Description

对准阴极发光光学器件的***和方法
背景
当高能电子或离子束(电子束)撞击样品时，取决于样品材料，可以发射光子。发射的光子也被称为阴极发光(CL)。在从UV(紫外线)到可见光再到IR(红外线)的波长范围内的这些光子的收集和检测可以提供有关所研究样品的大量信息。通常用电子显微镜(EM)中的样品检查CL，并通过将CL引导至例如光传感器、图像阵列或光谱学装备来收集CL，其中，光传感器、图像阵列或光谱学装备中的任何或全部可以位于显微镜电子束柱的外部。收集CL的一种方法是利用通常具有抛物面或椭圆形形状的收集反射镜，该收集反射镜位于电子束的轴线上，并且位于样品的上方(更典型地)或下方(或二者)。如果收集反射镜位于样品上方，并且在电子束的轴线上，则该反射镜将具有一个孔，以使电子束无障碍地通过。
样品上电子束撞击的位置，因此即发射CL的位置，理想地在三维空间中处于收集反射镜的焦点处。任何轴上的任何不对准，甚至小到1-10微米(μm)的不对准，都可能导致反射回光传感器的CL光量显著损失，并且将限制有关CL发射角度的信息的保真度。
CL反射镜相对于电子束的对准是可能的。例如，CL设备可能具有允许反射镜沿XY平面(相对于并垂直于电子束轴线)移动的对准机制，这些机制通常用于在对准程序中将CL焦点带到电子束轴线上。为了对准的目的，电子束也可以在XY平面上移动数十甚至数百微米，但是由于EM物镜光轴的较大运动会降低电子束的聚焦，因此通常不希望移动电子束。当对准机制在微米级别上不可靠时，较小的运动(大约1到数十微米)可用于对准过程中的微调。
还需要使样品沿Z轴相对于CL反射镜对准。实现此目的的最灵活的方法是，利用放置有样品的样品平台沿Z轴移动样品。CL设备通常将具有允许反射镜在Z轴上移动的对准机制，但是通常不希望移动反射镜来与样品对准，因为CL光谱仪光轴的较大运动会降低CL光图案和强度的耦合。
然而，应该指出的是，如果样品表面倾斜或不均匀，则通常在实验中执行的在XY平面中移动样品会扰乱Z轴对准。自然，手动调整非常耗时，并且限制了研究人员的能力，例如，研究人员不得不检查样品上的多个位置并且在多个电子束电压下检查样品。这些手动调整需要几分钟到几十分钟的时间并不罕见，这取决于所执行的对准的质量。
对准方法通常需要在改变XY或Z对准的同时最大化来自样品的CL的强度。该方法适用于强烈发射CL的样品，该CL不会随时间变化或随着电子束移动到附近的XY位置而变化。但是，在具有时间和空间变化CL特性的更典型样品上尝试这些方法时，常常会失败。因此，期望使用不依赖于所研究样品的CL特性的对准方法。
应当注意，有可能创建一个样品，该样品在有限的电子束条件范围内，会发出强度不随时间改变、XY位置不改变、但随Z位置改变的CL。具有这些特性的样品对于使用上述CL强度最大化方法将CL反射镜在XY和Z轴上对准很有用。这种样品的一个例子是涂在非反射性导电基底上并涂有诸如碳或铟锡氧化物(ITO)的导电薄膜的1-10微米厚的钇铝石榴石(YAG)、钙钛酸钇铝(YAP)或锗酸铋(BGO)薄膜。尽管对于CL反射镜的初始对准很有用，但是在检查新样品后Z轴对准会丢失，而在改变电子束加速电压时XY和Z轴对准会丢失。
附图说明
图1是在电子显微镜中收集由样品发出的阴极发光(CL)的装置的图；
图2是示例性CL反射镜致动器的等轴测图；
图3是示例性CL光学***的框图；
图4A是示例性CL反射镜的等轴测图；
图4B是在XY平面上对准之前图1的装置的一部分在XY平面中的视图；
图4C是在XY平面上对准期间图1的装置的一部分的在XY平面中的视图；
图4D是用于在图1的***的XY平面中对准的示例性过程的流程图；
图4E是在Z轴上对准之前图1的***的一部分的竖直平面中的示意图；
图4F是在Z轴上对准期间图1的***的一部分的竖直平面中的示意图；
图4G是在Z轴上对准之后图1的***的一部分的竖直平面中的示意图；
图4H是图1的***在Z轴上对准的示例性过程的流程图；
图5A是示例性CL光学***的示意图；
图5B是安装在电子显微镜腔室上的示例性CL光学***的等轴测剖视图；
图6A-6G是从经由沿Z轴移动到不同位置的CL反射镜暴露于光源的样品返回的光的示例性图像；
图7是用于使样品沿Z轴相对于CL反射镜自动对准的示例性过程的流程图；
图8A是沿Z轴对准之前图1的***的一部分的竖直平面中的示意图；
图8B是沿Z轴对准之后的图1的***的一部分的竖直平面中的示意图；
图9是用于使样品沿Z轴相对于CL反射镜自动对准的示例性过程的流程图；和
图10是示例性处理***。
具体实施方式
本领域技术人员将认识到可以采用本发明的教导来开发其他详细设计和方法。这里提供的示例是说明性的，并不限制本发明的范围，本发明的范围由所附权利要求书限定。下面的详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
在本发明的一个方面，如图1所示，电子显微镜100产生离开极靴12并指向样品30的电子束(e-beam)10。在电子束10撞击样品的点处(在图1中以附图标记32标识)，可能会产生阴极发光(CL)光。可以是抛物面反射镜的反射镜20被提供以将CL光34反射到可以位于电子显微镜100外部的检测器。反射镜20可以具有孔22以允许电子束10通过，因为反射镜可能由阻碍电子束的材料(例如，金刚石抛光的铝)制成。
在本发明的一个方面，如图2所示，CL反射镜20是CL光学***200的一部分(局部视图)。CL光学***200在安装毂210处安装到电子显微镜。CL光学***200包括反射镜***滑块212，该反射镜***滑块212可以在X轴上机电致动(如图所示)，以将反射镜20移入电子束10的路径以及将反射镜20从电子束10的路径中移出。反射镜***滑块212也可以被精细地且可重复地调节以使反射镜20在X轴上相对于电子束10对准。样品(未示出)放置在样品平台31上，并且可以由电子显微镜中的致动器沿Z轴升起和降下。CL***200可以包括将安装毂210连接到CL***的其余部分230的电子显微镜接口组件220，该电子显微镜接口组件220在内部附接到反射镜***滑块212。电子显微镜接口组件220可以包括一个或多个线性致动器，所述线性致动器被布置成使CL***230相对于毂210移动。在示例性实施例中，电子显微镜接口组件220包括两个线性致动器，其中一个线性致动器使CL***沿Y轴相对于电子束移动，另一个线性致动器使CL***沿Z轴相对于样品平台31移动。这样，CL反射镜可以经由反射镜滑块212(X轴)和电子显微镜接口组件220中的两个致动器沿X、Y和Z轴相对于样品和电子束移动。也可以通过电子显微镜中的致动器使样品沿Z轴相对于CL反射镜移动。
上述示例性***200只是沿X、Y和Z轴相对于电子束和样品致动CL反射镜的一种方式。所描述的示例性致动机构并不旨在限制本发明的任何方面。
图3示出了示例性控制***，该示例性控制***用于控制上述致动器并且用于执行与本文所述实施例一致的其他功能。该控制***包括***控制器310。***控制器310可以是作为电子显微镜的一部分或作为光学***的处于电子显微镜外部的部分的单个处理器，或者可以包括彼此通信的多个处理器。例如，可能存在电子显微镜处理器和光学***处理器。该***控制器可以控制CL反射镜X轴致动器322、样品保持器Z轴致动器324、光学***Z轴致动器326和光学***Y轴致动器328。该***控制器可以从一个或多个相机340和一个或多个光强度传感器350接收输入。***控制器310可以控制光源360，以便例如在以下描述的Z轴对准(排布)过程中经由CL反射镜照射样品。***控制器310还可以与外部计算机330通信。
在本发明的另一方面，在图4A、4B和4C中示出了用于快速设置电子束10的轴线与CL反射镜20的焦点以使其重合的对准程序，本文中称为“反射镜特征(Mirrorfeature)XY”。在获得校准信息之后，可以在数十秒内执行MirrorfeatureXY对准程序，这对于在已经将CL反射镜20不精确地***到电子束轴线10周围的位置或EM加速电压或孔已经被调节之后快速调整***而言是有用的。该程序无需使用CL即可执行，因此特别适合于在检查不能在每个位置都可靠地发射CL光的样品时进行的对准。
图4A示出了收集反射镜20的示例性实施例，该收集反射镜20具有孔22以允许电子束10(未示出)穿过从而到达样品(未示出)。可以参考反射镜识别文本24以获得关于反射镜20的物理和光学特性的信息，并且可以将反射镜识别文本24定位成靠近孔22，因此可以在电子显微镜内部读取反射镜识别文本24。
图4B示出了收集反射镜20的顶部的一部分的示例性示意图，该收集反射镜20具有孔22以允许电子束10穿过从而到达样品(未示出)。在本发明的一个方面，如图4A、4B和4C所示，反射镜20上的一个或多个特征23可以用作位置参考标记，该特征23距CL反射镜20的焦点26的距离矢量27是反射镜20的固定特性。可以在CL反射镜的制造期间确定距离矢量27，或随后通过使用光学或电子显微镜对一个或多个特征23成像并测量它们距CL反射镜20的焦点26的距离来确定距离矢量27。为此校准程序而定位CL反射镜20的焦点26通常需要使光穿过反射镜以找到最佳焦点。
图4D是将参照图4A、4B和4C执行的示例性MirrorfeatureXY程序的流程图。图4B显示为在开始MirrorfeatureXY程序之前，其中电子束10的轴线位于位置34处，并且因此CL反射镜20未与电子束10沿X轴和Y轴对准。在流程图步骤402中，移动CL反射镜20，以使得可以将位置参考标记23成像在EM中，该位置参考标记23可以被称为检查区域。图4C显示为在步骤402完成之后。在步骤404中，将EM聚焦在位置参考标记23上，并且利用视场36来获取EM图像，该视场36大到足以对位置参考标记23进行成像。在步骤406中，分析所获取的图像以确定从电子束轴线35(通常也是图像视场36的中心)到位置参考标记23的距离矢量37。在步骤408中，通过从距离矢量27减去距离矢量37来计算电子束轴线35和CL反射镜20的焦点之间的距离矢量38。在步骤409中，将CL反射镜20移动距离矢量38，以使位置26处的反射镜焦点与电子束轴线35重合。备选地，在步骤409中，可以使电子束轴线移动负距离矢量38，以使电子束轴线35与位置26处的反射镜焦点重合。通常不希望移动电子束轴线，而是希望移动反射镜位置，这是因为当使电子束轴线远离EM物镜中心移动时，EM图像的分辨率将受损。
在本发明的另一方面，在图4A、4E、4F、4G和4H示出了用于快速设置观察中的样品部分以使其针对CL处于正确高度的对准程序，本文中称为“MirrorfeatureZ”。在获得校准信息之后，可以在数十秒内执行MirrorfeatureZ对准程序，这对于在CL实验中在许多不同样品部分之间快速移动而言是有用的。该程序无需使用CL即可执行，因此特别适合于不能在每个位置都可靠地发射CL光的样品的对准。
图4E示出了，样品30的表面处于远离包含CL反射镜20的焦点的水平面51的位置。图4H中概述了示例性MirrorfeatureZ方法的流程图。在对准程序410的开始处，将EM聚焦在样品30的表面上，并且在步骤420中，计算样品30的表面的工作距离(WD_s)42。在步骤430中，记录样品平台31的位置53。
在步骤432和图4F中，移动CL反射镜20，以使得可以将位置参考标记23成像在EM中。在步骤434中，将EM聚焦在位置参考标记23(位于水平面55上)上，并且在步骤436中，计算位置参考标记23的工作距离56。
在步骤440中，计算样品平台31的调节距离ΔS 52。这需要预先测量的校准信息，该校准信息可以存储为包含CL反射镜20的焦点的水平面51和包含位置参考标记23的水平面55之间的距离。在步骤450中，可以使用与样品平台31的延展区域、样品30的延展区域和反射镜20的位置相关的信息来确定：如果将样品平台31升起整个距离52，样品平台31或样品30是否会与反射镜20发生碰撞。该信息可以手动输入或由***预先测量。如果会发生碰撞，则在步骤460中，计算可以移动的距离52的***分。在步骤470中，将样品平台移动距离52的全部或一部分。注意，步骤450和460是可选的，因此步骤440可以直接进行到步骤470。图4G示出了，在已经执行了MirrorfeatureZ方法并且距离52未被限制的情况下，样品30和样品平台31的位置。样品平台31位于位置54，其中，样品30的表面已经移动到包含CL反射镜20的焦点的水平面51。在MirrorfeatureZ之后，较为方便的是，将EM的焦点自动设置到与CL反射镜20的焦点和样品30的表面的工作距离WD_f 41相同的工作距离43。该过程在480处结束。注意，如果在步骤470中，样品平台的行程被限制，则最终对准的质量将受损。
加工特征23是示例性位置参考标记，并且在图4A所示的该实施例中，加工特征23尽可能地靠近反射镜20的底面定位，以使得电子显微镜100的聚焦设置在对样品成像和对加工特征23成像之间变化最小。在反射镜20上还有其他特征可以用作位置参考标记，其中包括但不限于孔22、反射镜识别文本24和反射镜20的水平表面上的表面缺陷或纹理结构。注意，位置参考标记不必直接位于CL反射镜20上，而是可以处于牢固附接到CL反射镜20的组件上。
在本发明的另一方面，在图5A、5B、6和7中示出了用于快速设置观察中的样品部分以使其针对CL处于正确高度的对准程序，本文中称为“Laserfocus(激光聚焦)Z”。
图5A和5B示出了用于分析CL光的光学***500。在所描绘的模式中，该***被布置为使用光源510(该光源510可以是激光器)，以经由CL反射镜20从电子显微镜的外部照射样品30。激光的一部分被样品反射。图5B示出了电子显微镜550的一部分，其包括样品腔室555。在该示例中，激光器510和CL反射镜20之间的光路径包括折叠反射镜520。分束器530使从样品反射的返回光的一部分返回至光学子***，该光学子***包括二维相机540。可以对在相机540处接收到的、样品20的返回光的图像进行分析以确定样品是否相对于Z轴处于CL反射镜的焦点处。
图6A-6G是如上所述经由CL反射镜暴露于光源的样品的返回光的示例性图像。图6A示出了样品在CL反射镜焦点下方100μm处的情况下的返回光。图6B示出了样品在CL反射镜焦点下方20μm处的情况下的返回光。图6C示出了样品在CL反射镜焦点下方10μm处的情况下的返回光。图6D示出了样品在CL反射镜焦点处的情况下的返回光。图6E示出了样品在CL反射镜焦点上方10μm处的情况下的返回光。图6F示出了样品在CL反射镜焦点上方20μm处的情况下的返回光。图6G示出了样品在CL反射镜焦点上方70μm处的情况下的返回光。从这些示例性图像中可以看出，仅当样品精确定位于CL反射镜焦点处时，返回光才会聚焦到样品上的一个小点处。甚至小于10μm的微小偏移也会导致返回光点的图像模糊。当样品位于CL反射镜焦点处时，光图案的强度最高，并且随着样品远离CL反射镜焦点移动，光图案的强度不断降低。因此，可以将光图案的形状或光图案的强度用作Z方向上对准的度量。作为进一步的结果，可以通过相机或通过单通道光检测器来分析光图案的强度。
在现在参考图5A、5B、6A-6G和图7的流程图所述的本发明的一个方面中，在步骤710处，将CL反射镜20相对于样品沿Z轴移动到初始位置。在步骤720处，光经由CL反射镜20投射到样品上。在步骤730处，由样品反射的光被引导到检测器540。在步骤740处，对由检测器接收到的光进行分析，并且可以存储与由检测器接收到的光相关的信息。在步骤750处，沿Z轴重新调节样品平台或CL反射镜以改变样品30和CL反射镜20之间的距离。在大多数实施例中，样品平台的移动是优选的，因为CL反射镜20的运动可能影响光学子***中后续光学器件的对准。在步骤760处，对由检测器接收到的光进行分析，并且可以存储与由检测器接收到的光相关的信息。在判定点770处，基于预先分析/存储的检测器数据来确定：样品是否在Z轴上处于CL反射镜焦点处。如果否，则该过程返回到步骤750，由此，再次移动CL反射镜。如果确定样品在CL反射镜焦点处，则该过程在步骤780处结束。在Z轴上相对于反射镜20对准样品无需使用CL即可执行，因此特别适合于可能无法在每个位置处可靠地发射CL光的样品的对准。
在本发明的一个方面，可以在连续的闭环控制下或以如图7所述的步进方式来执行样品保持器移动或CL反射镜移动。在本发明的另一方面，如刚刚描述的那样但是仅在有限数量的步骤中移动CL反射镜20或样品30。在该方面中，在每个步骤中均进行2D图像或光强度的测量并对其进行分析，以预测正确的焦点位于何处，而无需以连续运动旋转CL反射镜20或样品30来相对于CL反射镜焦点对准样品。该分析可以基于预先获得的焦点内外样品的图像的比较，或者可以基于从图像中提取的数据(例如，每个图像中光总量的积分)的曲线拟合。
在本发明的另一方面，在图8A、8B和9中示出了用于快速设置观察中的样品部分以使其针对CL处于正确高度的对准程序，本文中称为“Quickfocus(快速聚焦)Z”。在如本文所述获得校准信息之后，可以在数秒钟内执行QuickfocusZ对准程序，这对于在CL实验中在许多不同样品部分之间快速移动而言是有用的。该程序无需使用CL即可执行，因此特别适合于不能在每个位置都可靠地发射CL光的样品的对准。
图8A示出了处于远离包含CL反射镜20的焦点的水平面51的位置处的样品30的表面。在图9中概述了示例性QuickfocusZ方法的流程图。在对准程序910的开始处，将EM聚焦在样品30的表面上，并且在步骤920中，计算样品30的表面的工作距离WD_s 62。在步骤930中，记录样品平台31的位置S_1 71。在步骤940中，计算样品平台31的调节距离ΔS 72。这需要预先测量的校准信息，该校准信息可以被存储为包含CL反射镜20的焦点的水平面51的工作距离WD_f 61。在步骤950中，可以使用与样品平台31的延展区域、样品30的延展区域和反射镜20的位置相关的信息来确定：如果将样品平台31升起整个距离ΔS 72，样品平台31或样品30是否会与反射镜20发生碰撞。该信息可以预先手动输入或由***测量。如果存在碰撞的风险，则在步骤960处，***计算可以移动的距离72的***分。在步骤970中，将样品平台移动距离72的全部或一部分。步骤950和960是可选的，因此步骤940可以直接进行到步骤970。图8B示出了，在已经在距离72未被限制的情况下执行了QuickfocusZ方法之后，样品30和样品平台31的位置。样品平台31位于位置73，其中，样品30的表面已经移动到包含CL反射镜20的焦点的水平面51。在QuickfocusZ之后，较为方便的是，将EM的焦点自动设置到与CL反射镜20的焦点和样品30的表面的工作距离WD_f 61相同的工作距离62。注意，如果在步骤970中，样品平台的行程被限制，则最终对准的质量将受损。
尽管所描述的每种对准方法可以单独使用，但是将这些方法组合起来可以使CL***快速而精确地对准。在一个实施例中，MirrorfeatureXY对准方法需要10-20秒，并且每当改变EM加速电压或孔对准时就可以执行。本文描述的Z轴对准方法之一也可以在MirrorfeatureXY对准之后执行，但是也可以在样品位置已经改变数微米以上之后执行。Z轴最佳对准方法的选择取决于实验精度要求和EM类型。LaserfocusZ方法提供了最精确的Z轴聚焦，但是样品平台必须多次移动，通常需要移动5至30次，其中，每次移动需要0.5至3秒才能完成。QuickfocusZ技术非常快速，仅需数秒钟，但其聚焦精度可能不足以进行某些非常精确的实验。当EM条件改变时，可以用MirrorfeatureZ代替QuickfocusZ，以利于获得更好的准确性，但是执行MirrorfeatureZ的时间是QuickfocusZ的若干倍。
图10是示出设备1000的示例性物理部件的图示。设备1000可以对应于上述***内的各种设备，例如***控制器310。设备1000可以包括总线1010、处理器1020、存储器1030、输入部件1040、输出部件1050和通信接口1060。
总线1010可以包括允许设备1000的部件之间进行通信的路径。处理器1020可以包括可以解释和执行指令的处理器、微处理器或处理逻辑。存储器1030可以包括可以存储信息和指令以供处理器1020执行的任何类型的动态存储设备，和/或可以存储信息以供处理器1020使用的任何类型的非易失性存储设备。
软件1035包括提供功能和/或处理的应用或程序。软件1035还旨在包括固件、中间件、微代码、硬件描述语言(HDL)和/或其他形式的指令。举例来说，关于包括提供工作证明认证的逻辑的网络元件，这些网络元件可以被实现为包括软件1035。另外，例如，设备1100可以包括软件1035以执行如上关于图4C、4G、7和9所述的过程。
输入部件1040可以包括允许用户向设备1000输入信息的结构，例如，键盘、小键盘、按钮、开关等。输出部件1050可以包括向用户输出信息的机构，例如，显示器、扬声器、一个或多个发光二极管(LED)等。
通信接口1060可以包括收发器，该收发器使得设备1000能够经由无线通信、有线通信或无线和有线通信的组合与其他设备和/或***进行通信。例如，通信接口1060可以包括用于经由网络与另一设备或***进行通信的机构。通信接口1060可以包括用于发送和/或接收RF信号的天线组件。在一种实施方式中，例如，通信接口1060可以与网络和/或连接到网络的设备进行通信。替代地或附加地，通信接口1060可以是逻辑部件，其包括输入和输出端口、输入和输出***和/或有助于将数据发送到其他设备的其他输入和输出部件。
设备1000可以响应于处理器1020执行包含在诸如存储器1030之类的计算机可读介质中的软件指令(例如，软件1035)而执行某些操作。计算机可读介质可以被定义为非暂时性存储设备。非暂时性存储设备可包括处于单个物理存储设备内或分布在多个物理存储设备上的存储空间。可以从另一计算机可读介质或另一设备将软件指令读入存储器1030中。包含在存储器1030中的软件指令可以致使处理器1020执行本文所述的过程。替代地，可以使用硬连线电路代替软件指令或者将硬连线电路与软件指令组合起来实现本文描述的过程。因此，本文描述的实施方式不限于硬件电路和软件的任何特定组合。
与图11所示的设备相比，设备1000可以包括更少的部件、附加的部件、不同的部件和/或以不同方式布置的部件。作为示例，在一些实施方式中，显示器可以不包括在设备1000中。在这些情况下，设备1000可以是不包括输入部件1040的“无头”设备。附加地或替代地，设备1000的一个或多个部件可以执行被描述为由设备1000的一个或多个其他部件执行的一个或多个任务。
尽管已经在上面详细描述了本发明，但是应该清楚地理解，对于相关领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的精神的情况下可以对本发明进行修改。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种形式、设计或布置上的改变，其中包括过程步骤的执行顺序的改变。因此，上述描述应被认为是示例性的，而不是限制性的，并且本发明的真正范围是所附权利要求书中限定的范围。
除非明确地描述，否则在本申请的描述中使用的要素、动作或指令均不应被解释为对本发明是关键或必要的。同样，如本文中所使用，冠词“一”旨在包括一个或多个项目。此外，除非另有明确说明，否则短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”。

Claims (16)

1.一种用于使第一样品部分相对于电子显微镜(EM)***中的阴极发光(CL)反射镜的焦点自动竖直对准的方法，所述电子显微镜(EM)***的竖直轴线与在所述电子显微镜***中产生的电子束重合，所述方法包括：
将所述EM聚焦在样品部分上；
基于EM物镜电流和电子加速电压，计算从EM物镜组件中的特征到所述第一样品部分的工作距离；
记录样品平台的竖直位置；
基于所述工作距离和所述EM的坐标系与CL反射镜焦点之间的预先确定的关系，计算为使所述第一样品部分到达所述CL反射镜的焦点而将所述样品平台的所述竖直位置改变的距离；以及
将平台***的竖直位置改变所述计算距离的一部分或全部。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
基于CL反射镜的物理属性或样品的高度限制平台***的竖直位置的所述改变。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下方式获得所述EM的坐标系与所述CL反射镜的焦点之间的所述预先确定的关系，所述方式为：
调节样品平台或CL反射镜，以将校准样品部分放置在所述CL反射镜的焦点上，以优化CL聚焦；
记录第一样品平台校准竖直位置；
利用EM聚焦校准样品部分；
至少使用物镜电流和电子加速电压的EM条件，计算从EM物镜组件中的特征到所述校准样品部分的校准工作距离。
4.一种用于使样品相对于电子显微镜***中的阴极发光(CL)反射镜的焦点自动竖直对准的方法，所述电子显微镜***的竖直轴线与在所述电子显微镜***中产生的电子束重合，所述方法包括：
将光源投射到所述样品上；
通过所述CL反射镜将来自所述光源的被反射离开所述样品的光引导至检测器；
分析由所述检测器接收到的所述反射光；
沿所述竖直轴线将所述样品和所述CL反射镜之间的距离重复地调节成多个距离，并分析所述多个距离中的每一个距离处的所述反射光，以基于所述多个距离处的所述反射光的所述分析确定所述样品何时位于所述CL反射镜的焦点上。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述CL反射镜是抛物面反射镜或椭球反射镜。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述分析基于在所述多个距离处由所述检测器接收到的反射光的强度的测量。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，所述检测器是二维成像设备，并且所述分析基于在所述多个距离处由所述二维成像设备接收到的反射光的形状与由所述CL反射镜的数学模型产生的图像或来自所述CL反射镜或来自与所述CL反射镜具有相似光学特性的第二CL反射镜的返回光的预先存储的基准图像的比较。
8.根据权利要求6所述的方法，其进一步包括：基于所述多个距离处的强度测量的曲线拟合来预测所述样品将处于所述CL反射镜的焦点上的位置。
9.根据权利要求7所述的方法，其还包括：将在所述多个距离处由所述二维成像设备接收到的反射光的二维形状与从具有与所述CL反射镜相同的光学特性的反射镜接收到的反射光的存储图像进行比较。
10.一种用于使电子显微镜(EM)光轴相对于电子显微镜***中的阴极发光(CL)反射镜的焦点在XY平面中自动水平对准的方法，所述电子显微镜***的竖直轴线与在电子显微镜***中产生的电子束重合，所述方法包括：
利用EM记录CL反射镜组件上的检查区域的图像(MROI)，所述MROI与CL反射镜的焦点相距第一XY距离；
基于在所述图像中记录的MROI上的特定点与EM光轴之间的测量XY距离和MROI与CL反射镜焦点之间的所述第一XY距离，计算XY平面中的第二距离以改变CL反射镜位置或EM光轴；
在XY平面中将CL反射镜的水平位置改变所述第二距离，或者在XY平面中将电子显微镜光轴改变所述第二距离，以在XY平面中将所述CL反射镜焦点与所述电子显微镜光轴彼此对准。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述MROI在所述CL反射镜组件的顶表面上。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述MROI是在所述CL反射镜组件上加工出的特征。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述MROI与所述CL反射镜焦点之间的所述第一距离通过以下方式确定，所述方式为：
调节EM中的样品平台，以将校准样品部分放置在所述CL反射镜焦点上，以优化CL聚焦；
利用EM记录所述校准样品部分的第一图像；
移动CL反射镜，以使得所述MROI可以由EM成像；
利用EM记录所述MROI的第二图像；
使用CL反射镜在所述第一和第二EM图像之间移动的距离以及MROI在所述第一和第二EM图像之间移动的距离来计算所述MROI与所述CL反射镜焦点之间的距离。
14.一种用于使安装在可移动样品平台上的样品相对于电子显微镜***中的阴极发光(CL)反射镜的焦点自动竖直对准的方法，所述电子显微镜***的竖直轴线与在所述电子显微镜***中产生的电子束重合，所述方法包括：
将EM聚焦在样品表面上；
记录从EM光学器件到样品表面的第一工作距离；
记录样品平台的Z轴位置；
将EM聚焦在CL反射镜上的参考标记上；
记录从EM光学器件到CL反射镜上的参考标记的第二工作距离；
计算为使CL反射镜焦点与样品表面对准而将样品平台沿Z轴移动的距离，其中，所述计算部分地基于所述第一和第二工作距离以及沿Z轴从CL反射镜的焦点到CL反射镜上的参考标记的预定距离。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述CL反射镜是抛物面反射镜或椭球反射镜。
16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括：基于所述样品和所述CL反射镜沿Z轴的预定测量，将所述样品平台的移动限制为小于所述计算距离，以防止所述样品与所述CL反射镜的碰撞。
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