使用粒子显微镜来记录图像的方法技术

一种使用粒子显微镜来记录图像的方法，该方法包括：记录物体的多个图像，其中，图像数据的强度值与所记录图像的坐标系中的位置和该物体上的位置相关联；确定与位置相关联的关注区域；确定包含关注区域的图像区域；确定与这些图像区域相关联的位移矢量，这些位移矢量是通过将与给定图像区域相关联的图像数据与也同给定关注区域相关联的其他图像区域的图像数据进行相关来确定的；以及基于所记录图像的图像数据来生成所得图像，其中，该所得图像的坐标系中的位置是基于与这些图像区域相关联的位移矢量来确定的。的位移矢量来确定的。的位移矢量来确定的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用粒子显微镜来记录图像的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年10月2日提交的德国申请号10 2018 124 401.0和于2019年8月19日提交的美国临时申请号62/888,866的优先权。这些申请的全部披露内容通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及使用粒子显微镜来记录图像的方法。

技术介绍

[0004]粒子显微镜通常包括用于安装要成像的物体的物体安装件，以及生成一个或多个粒子束并将该一个或多个粒子束引导到物体上的粒子束柱。检测由入射在物体上的粒子所生成的信号，使得所检测信号的强度值可以与该物体上的在其处生成信号的位置相关联。所收集的强度值以及与强度值相关联的物体上的位置表示物体的图像，该图像可以例如显示在屏幕上、可以被分析、或者可以被存储用于其他目的。
[0005]由于所检测信号受到信号噪声影响，所以有必要从要成像的物体的区域中收集足够量的信号以便获得具有期望图像分辨率和图像质量的图像。信号的收集需要大量的时间。在实践中可能发生的是，固持物体的物体安装件相对于粒子束柱移动，同时用于生成图像的信号被收集。这种移动可能是由于机械不稳定性、热漂移或其他原因引起的。这种移动导致所检测信号与物体上的位置的关联未得到足够好的定义，并且导致所得图像可能出现模糊或失真。此外，入射在物体上的粒子以及离开物体并形成所检测信号的粒子在物体上生成表面电荷。表面电荷可能会导致所生成的图像中出现图像伪影。
[0006]根据常规方法，顺序记录物体的多个图像，其中，所记录图像中的每个图像的图像质量低于基于所记录图像的组合或叠加而计算得到的所得图像。当单独记录的图像被组合或叠加以形成所得图像时，这种方法考虑了在后续图像的记录期间物体固持器相对于粒子束柱的移动的情况。本文中，可以使用计算机辅助图像处理来确定所记录图像之间的位移。例如，这种确定可以包括将所记录图像进行相关的方法。在US 7,034,296 B2中展示了这种方法的示例。
[0007]因此，计算机辅助图像处理可以基于所记录的图像质量较低的多个图像来生成质量较高的图像。质量较高的图像可以表现出例如较高的对比噪声比。例如，与通过常规叠加获得的图像相比，质量较高的图像可以表现出较低的图像模糊度。如果例如在记录质量较低的图像期间涉及漂移，并且在组合质量较低的图像以形成质量较高的图像时未正确考虑到这种漂移时，图像模糊可能会影响质量较高的图像。此外，与每个质量较低的图像相比，质量较高的图像可以表现出较高的对比噪声比。
[0008]此外，提出了一个问题，即是否有可能通过使用计算机辅助图像处理来减少由于粒子光学图像中的表面电荷而产生的图像伪影。

技术实现思路

[0009]考虑到上述考虑因素已作出本专利技术。
[0010]本专利技术的目的是提供用于使用粒子显微镜来记录图像的方法，其中计算机辅助图像处理提供了改善的图像质量。
[0011]本专利技术的实施例提供了用于使用粒子显微镜来记录图像的方法，其中，该方法包括使用粒子显微镜来记录物体的多个图像。
[0012]所记录图像由数据记录表示。数据记录可以包括元数据，诸如时间、位置、被测物体的类型、放大率、被成像物体区域在物体的坐标系或粒子显微镜和其他物品的坐标系中的坐标。所记录图像进一步包括图像数据，其中，图像数据包括多个强度值，其中，每个强度值与所记录图像的坐标系中的位置和物体上的位置相关联。
[0013]每个强度值可以表示例如在给定持续时间期间、在将粒子显微镜的粒子束引导到物体上的相同位置(停留时间)时检测到的所检测信号的数量。所检测信号可以是由于对由粒子束中的粒子击中物体时产生的二次电子、背散射电子、x射线、光和其他事件的检测而产生的检测事件。
[0014]根据示例性实施例，与给定强度值相关联的物体上的位置是在收集用于确定给定强度值的信号的同时粒子束实际被引导到的物体上的位置。
[0015]根据示例性实施例，与给定强度值相关联的所记录图像的坐标系中的位置对应于也与给定强度值相关联的物体上的位置。关联可以例如是由坐标变换表示的对应关系，该坐标变换允许基于图像的坐标系中的位置计算出物体的坐标系中物体上的位置。合适的坐标变换可以例如基于所测得的物体相对于粒子显微镜的位置、显微镜的放大率和其他数据来确定。
[0016]因此，可以使用简化的假设将所记录图像的坐标系中的位置变换为物体的坐标系中的对应位置。根据一种简化假设，物体相对于粒子显微镜的位置是已知的或者在记录图像时至少不会发生改变。在实践中，物体可能相对于粒子显微镜移动，或者粒子束相对于粒子显微镜的位置可能会在记录图像时意外地发生改变，使得粒子束入射在物体上的位置不同于预期位置，因为位移量可能是未知的。在这种情况下，所记录图像的坐标系中的位置表示物体的坐标系中精度降低的位置。仅以有限的精度知晓束入射在物体上的位置，并且由于束入射在物体上的该位置处，因此物体的该位置与强度值相关联。
[0017]与给定强度值相关联的所记录图像的坐标系中的位置可以基于、例如根据在检测到用于确定给定强度值的信号的同时施加到粒子显微镜的束偏转器的激励来确定。对偏转器施加激励是为了将粒子束引导到物体上的期望位置。
[0018]表示图像的强度值可以存储为例如具有表示所记录图像的坐标系中的位置的整数索引的二维矩阵。然而，也可以将每个所记录的强度值与表示所记录图像的坐标系中的位置的两个附加值一起存储。例如，这些值可以由整数或浮点数表示。
[0019]根据示例性实施例，记录图像的方法可以包括确定多个关注区域，其中，物体上的至少一个位置与给定关注区域相关联。
[0020]例如，可以在物体的坐标系中预先确定关注区域。例如，关注区域可以是物体的预期包含重要特征的区域。例如，如果物体是集成电路，则可以基于该集成电路的可用设计数据来确定关注区域，该可用设计数据提供关于在其中可以找到该集成电路的所选特征的该
电路中的位置的信息。所选电路元素优选地是可以以高对比度在粒子光学图像中标识并定位的电路元素。根据进一步示例，基于对所记录图像自身进行的分析来确定关注区域的位置。例如，可以分析一个或多个所记录图像，以便确定已经分配了表示包括具有高对比度的特征的图像部分的图像数据的区域位于所记录图像中的何处。这些所确定的关注区域可以与物体相关联，并且包含物体的至少一个位置并且通常包含物体的多个位置。
[0021]根据进一步实施例，记录图像的方法包括确定每个所记录图像中的多个图像区域，其中，这些图像区域中的每个图像区域与多个关注区域中的一个关注区域相关联。确定多个图像区域，使得每个图像区域包括分配给物体的位置的邻域内的位置的所记录图像的强度值，该物体的位置也与位于该图像区域中的关注区域相关联。
[0022]图像区域可以是所记录图像的坐标系中的延伸区域。在本申请的上下文中，图像区域“包括”或“包含”图像数据。这意味着图像数据被视为在与所记录图像的坐标系中的位置相关联的所记录图像的图像数据位于延伸区域内时图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用粒子显微镜来记录图像的方法，其中，该方法包括：使用该粒子显微镜来记录物体的多个图像，其中，每个所记录图像与图像数据相关联，其中，这些图像数据中的每个图像数据包括多个强度值，并且其中，每个强度值与所记录图像的坐标系中的位置和该物体上的位置相关联；确定多个关注区域，其中，每个关注区域与该物体上的至少一个位置相关联；确定这些所记录图像中的每个所记录图像中的多个图像区域，其中，该多个图像区域中的每个图像区域与该多个关注区域中的一个关注区域相关联，并且其中，每个图像区域包括与该物体的该位置的邻域中的位置相关联的强度值，该物体的该位置也与同该图像区域相关联的关注区域相关联；确定多个位移矢量，其中，该多个位移矢量中的每个位移矢量与该多个图像区域中的给定图像区域相关联，其中，该给定图像区域与该多个关注区域中的给定关注区域相关联，其中，与该给定图像区域相关联的位移矢量是通过将与该给定图像区域相关联的图像数据与也同该给定关注区域相关联的其他图像区域的图像数据进行相关来确定的；以及基于这些所记录图像的图像数据和所确定的位移矢量来确定图像失真。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括基于这些所记录图像的图像数据和所确定的图像失真来生成所得图像。3.根据权利要求2所述的方法，其中，在生成该所得图像时，给定所记录图像的给定图像区域的至少一个强度值与该所得图像的坐标系中的位置相关联，其中，该所得图像的坐标系中的位置是基于与该给定图像区域相关联的位移矢量来确定的。4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，分配给该所记录图像的图像区域的位移矢量可以彼此不同。5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中，第一位移矢量与给定所记录图像的第一图像区域相关联；其中，与该所记录图像的第一图像区域中的第一位置相关联的至少一个强度值与该所得图像的坐标系中该所得图像中的第一位置相关联；其中，第二位移矢量与该给定所记录图像的第二图像区域相关联；其中，该第二位移矢量与该第一位移矢量不同；其中，与该所记录图像的第二图像区域中的第二位置相关联的至少一个强度值与该所得图像的坐标系中该所得图像中的第二位置相关联；其中，该强度值被分配给该所记录图像的第二图像区域中的第二位置；并且其中，满足以下关系：B2
‑
B1＝O2+V2
‑
O1
‑
V1；其中，B1表示该所得图像的坐标系中该第一位置的坐标矢量；
B2表示该所得图像的坐标系中该第二位置的坐标矢量；O1表示该给定所记录图像的坐标系中该第一位置的坐标矢量；O2表示该给定所记录图像的坐标系中该第二位置的坐标矢量；V1表示该第一位移矢量；并且V2表示该第二位移矢量。6.根据权利要求5所述的方法，其中，第三位移矢量被分配给该给定所记录图像的第三图像区域；其中，该第三图像区域位于该第一图像区域与该第二图像区域之间；其中，至少一个强度值与该所得图像的坐标系中该所得图像中的第三位置相关联；其中，该强度值与该所记录图像的第三图像区域中的第三位置相关联；其中，满足以下关系：|(O2
‑
O1)i|＞|(O3
‑
O1)i|，|(V2
‑
V1)i|＞|(V3
‑
V1)i|，其中，O3表示该给定所记录图像的坐标系中该第三位置的坐标矢量；V3表示该第三位移矢量；(O2
‑
O1)i表示差矢量(O2
‑
O1)的第i个分量；(O3
‑
O1)i表示差矢量(O3
‑
O1)的第i个分量；(V2
‑
V1)i表示差矢量(V2
‑
V1)的第i个分量；并且(V3
‑
V1)i表示差矢量(V3
‑
V1)的第i个分量。7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其中，与这些图像区域相关联的位移矢量被定向成彼此平行。8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其中，该物体的相同位置的邻域中的位置被布置为与该所记录图像的坐标系中该物体的该位置的距离小于该所记录图像的坐标系中该所记录图像的最大直径的0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：D蔡德勒，T柯布，P休思沃尔，JT纽曼，C里德塞尔，C沃杰克，J科雷亚，W霍格尔，
申请(专利权)人：卡尔蔡司SMT有限责任公司，
类型：发明
国别省市：