用于三维重建的带电粒子显微镜扫描掩模制造技术

本文公开了CPM支持系统，以及相关的设备、方法、计算装置和计算机可读介质。例如，在一些实施例中，带电粒子显微镜计算支持设备可包含：第一逻辑，其用以针对多个角度中的每个角度，接收所述角度处的样本的相关联图像，并且基于所述相关联图像中的一个或多个感兴趣区生成相关联扫描掩模；第二逻辑，其用以针对所述多个角度中的每个角度，通过处理来自带电粒子显微镜根据所述相关联扫描掩模进行的对所述角度处的所述样本的扫描的数据，生成所述样本的相关联数据集合；以及第三逻辑，其用以针对所述多个角度中的每个角度，向重建逻辑提供所述样本的所述相关联数据集合以生成所述样本的三维重建。本的三维重建。本的三维重建。

【技术实现步骤摘要】
用于三维重建的带电粒子显微镜扫描掩模

技术介绍

[0001]显微术是使用显微镜以更好地观察用肉眼难以看到的对象的
显微术的不同分支包含例如：光学显微术、带电粒子（电子和/或离子）显微术和扫描探针显微术。带电粒子显微术包含使用加速带电粒子束作为照明源。带电粒子显微术的类型包含例如：透射电子显微术、扫描电子显微术、扫描透射电子显微术和离子束显微术。
附图说明
[0002]通过以下结合附图的详细描述，将容易地理解各实施例。为了便于描述，相同的附图标记指示相同的结构元件。各实施例在附图的图中以举例而非限制的方式示出。
[0003]图1示出了根据各种实施例的用于三维重建的被配置成用于扫描掩模的带电粒子显微镜（CPM）系统。
[0004]图2是根据各种实施例的用于执行重建支持操作的示例CPM重建支持模块的框图。
[0005]图3是根据各种实施例的执行重建支持操作的示例方法的流程图。
[0006]图4A
‑
4H示出了根据各种实施例的各种计算输出和显示，其可以是本文公开的一些或所有CPM重建支持方法的执行的一部分。
[0007]图5是根据各种实施例的可以在执行本文公开的一些或所有CPM重建支持方法时使用的图形用户界面的实例。
[0008]图6是根据各种实施例的可以执行本文公开的一些或所有CPM重建支持方法的示例计算装置的框图。
[0009]图7是根据各种实施例的可以在其中执行本文公开的一些或全部CPM重建支持方法的示例CPM支持系统的框图。
具体实施方式
[0010]本文公开了带电粒子显微镜（CPM）支持系统，以及相关的设备、方法、计算装置和计算机可读介质。例如，在一些实施例中，带电粒子显微镜计算支持设备可包含：第一逻辑，其用以针对多个角度中的每个角度，接收所述角度处的样本的相关联图像，并且基于所述相关联图像中的一个或多个感兴趣区生成相关联扫描掩模；第二逻辑，其用以针对所述多个角度中的每个角度，通过处理来自带电粒子显微镜根据所述相关联扫描掩模进行的对所述角度处的所述样本的扫描的数据，生成所述样本的相关联数据集合；以及第三逻辑，其用以针对所述多个角度中的每个角度，向重建逻辑提供所述样本的所述相关联数据集合以生成所述样本的三维重建。
[0011]常规的三维分析层析成像通常包含针对样本的多个倾斜角度的对全帧CPM图像以及全帧分析测量映射的重复采集。可以量化全帧分析数据以标识单独的材料组成，从而产生单独的材料组成的全帧图像的倾斜序列。常规的层析成像重建算法可以应用于全帧CPM图像和单独的材料组成的全帧图像，以创建CPM和分析体数据。这种常规方法可能会受到许多约束和限制。例如，在带电粒子显微术期间（例如，使用能量色散谱（EDS）或电子能量损失
谱（EELS））常规地采集样本的分析信号是一种极其缓慢的过程，并且通常需要将高辐射剂量输送到样本，这可能会导致样本损坏。当这些分析信号被采集用于三维重建（例如，利用扫描透射电子显微术层析成像的三维分析粒子研究）时，采集时间和/或样本剂量可能是巨大的，除非所研究区的大小（例如，所研究粒子的数目）保持非常小（因此有关样本中粒子组成和空间分布的统计信息量极其有限）。
[0012]本文中公开的CPM重建支持实施例可以实现相对于常规方法的改进的性能。例如，在一些实施例中，可以根据从初始“低分辨率”图像创建的扫描掩模选择性地执行在每个倾斜角度的“高分辨率”分析采集。在此类实施例中，提供到样本的辐射剂量可能低于在全帧分析采集期间提供的剂量（例如，因为样本的“不相关”区可能不会受到辐射，从而减轻整体损坏）并且采集所需的时间可能明显少于全帧分析采集所需的时间。在一些特定实施例中，可以实现采集时间和/或辐射剂量的超过一个数量级的改进。在一些实施例中，在选择性分析采集之后，可以将针对特定倾斜角度的光谱量化结果（例如，能量色散X射线谱（EDX）数据）插入空的全帧图像的正确位置中，并且可以将针对多个倾斜角度的所得图像提供到标准重建工作流（例如，标准层析成像重建工作流）以实现样本的成功三维重建。这一结果与成功的三维重建需要没有零数据区的全帧图像的常规假设相反，因此本文中公开的CPM重建支持实施例表示相对于常规方法的巨大进步。因此，本文中公开的实施例提供了对CPM技术的大量改进（例如，支持CPM的计算机技术的改进，以及其它改进）。
[0013]在以下详细描述中，对附图进行了参考，所述附图形成所述详细描述的一部分，其中相同的标记自始至终指示相同的部分，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实践的各实施例。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其它实施例，并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应视为具有限制意义。
[0014]可以以最有助于理解本文所公开的主题的方式依次将各种操作描述为多个离散的动作或操作。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必须依赖于顺序。具体地，这些操作可以不按呈现顺序执行。所描述的操作可以以与所描述的实施例不同的顺序来执行。可以执行各种另外的操作，和/或可以在另外的实施例中省略所描述的操作。
[0015]出于本公开的目的，短语“A和/或B”和“A或B”意指（A）、（B）或（A和B）。出于本公开的目的，短语“A、B和/或C”和“A、B或C”意指（A）、（B）、（C）、（A和B）、（A和C）、（B和C）或（A、B和C）。尽管一些元件可以以单数形式表示（例如，“一处理装置”），但任何适当的元件都可以由所述元件的多个实例来表示，并且反之亦然。例如，描述为由处理装置执行的一组操作可以以由不同处理装置执行的所述操作中的不同操作来实施。
[0016]使用短语“一实施例”、“各种实施例”和“一些实施例”的描述中的每一个可以指代相同或不同实施例中的一个或多个。此外，如关于本公开的实施例所使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义的。当用于描述维度范围时，短语“介于X与Y之间”表示包含X和Y的范围。如本文中所使用，“设备”可以指代任何单独的装置、装置的集合、装置的一部分或装置的部分的集合。附图不一定按比例绘制。
[0017]图1描绘了包含耦合到显示装置120的CPM 1的CPM系统100的实施例。CPM 1可包含任何合适类型的CPM，例如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、扫描透射电子显微镜（STEM）、低温电子显微镜（cryoEM）或离子束显微镜。CPM 1可包含其中具有带电粒子源4的外壳2。在一些实施例中，外壳2可以是真空外壳，而在其它实施例中，可以在外壳2内维
持特定的气态环境（例如，用于“环境STEM”应用）。带电粒子源4可以是例如电子源（例如，肖特基枪）、正离子源（例如，镓离子源或氦离子源）、负离子源、质子源或正电子源。带电粒子源4可以产生穿过照明器6的带电粒子束，所述照明器将粒子引导和/或聚焦到样本S的区上。照明器6还可以执行对带电粒子源4输出的带电粒子的像差缓解、裁剪和/或滤波。照明器6可具有轴8，并且可包含一个或多个子组件，例如静电透镜、磁透镜、扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电粒子显微镜计算支持设备，其包括：第一逻辑，其用以针对多个角度中的每个角度：接收所述角度处的样本的相关联图像，并且基于所述相关联图像中的一个或多个感兴趣区生成相关联扫描掩模；第二逻辑，其用以针对所述多个角度中的每个角度，通过处理来自带电粒子显微镜根据所述相关联扫描掩模进行的对所述角度处的所述样本的扫描的数据，生成所述样本的相关联数据集合；以及第三逻辑，其用以针对所述多个角度中的每个角度，向重建逻辑提供所述样本的所述相关联数据集合以生成所述样本的三维重建。2.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜计算支持设备，其中，对于所述多个角度中的至少一个角度，所述样本的所述相关联数据集合包含至少一个零数据区。3.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜计算支持设备，其中所述样本的所述数据集合包含能量色散谱（EDS）数据、衍射图案数据或电子能量损失谱（EELS）数据。4.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜计算支持设备，其进一步包括：第四逻辑，其用以针对所述多个角度中的每个角度，使得所述带电粒子显微镜生成所述角度处的所述样本的所述相关联图像。5.根据权利要求4所述的带电粒子显微镜计算支持设备，其中，对于所述多个角度中的单独角度，用于生成所述单独角度处的所述样本的所述相关联图像的采集时间小于用于生成根据所述相关联扫描掩模的所述单独角度处的所述样本的所述相关联数据集合的采集时间。6.根据权利要求4所述的带电粒子显微镜计算支持设备，其中，对于所述多个角度中的单独角度，用于生成根据所述相关联扫描掩模的所述单独角度处的所述样本的所述相关联数据集合的辐射剂量小于用于生成所述单独角度处的所述样本的全帧数据集合的辐射剂量。7.根据权利要求4所述的带电粒子显微镜计算支持设备，其中，对于所述多个角度中的单独角度，根据所述相关联扫描掩模的所述单独角度处的所述样本的所述相关联数据集合的分辨率小于所述单独角度处的所述样本的全帧数据集合的分辨率。8.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜计算支持设备，其中所述第一逻辑用以针对所述多个角度中的每个角度，标识所述相关联图像中的所述一个或多个感兴趣区，并且标识所述相关联图像中的所述一个或多个感兴趣区包含标识所述相关联图像中的至少一个粒子。9.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜计算支持设备，其中所述第一逻辑用以针对所述多个角度中的单独角度，使得显示装置显示所述相关联扫描掩模的图形表示。10.根据权利要求9所述的带电粒子显微镜计算支持设备，其中所述第一逻辑用以针对所述多个角度中的所述单独角度，提供指令以使得显示装置在显示所述相关联扫描掩模的所述图形表示的同时，显示所述单独角度处的所述样本的图像。11.一种带电粒子显微镜计算支持设备，其包括：第一逻辑，其用以针对多个角度中的每个角度，生成用于扫描样本的相关联扫描掩模，其中与所述多个角度中的第一角度相关联的扫描掩模不同于与所述多个角度中不同于所
述第一角度的第二角度相关联的扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：