带电粒子显微镜学中的数据采集制造技术

带电粒子显微镜学中的数据采集。本文公开了带电粒子显微镜学（CPM）支持系统，以及相关方法、计算装置和计算机可读介质。例如，在一些实施例中，CPM支持设备可以包括：第一逻辑，第一逻辑用于使CPM生成样本的第一部分的单个图像；第二逻辑，第二逻辑用于基于由单个图像的用户注释提供的一个或多个感兴趣区域来生成第一掩模；以及第三逻辑，第三逻辑用于使用单个图像和一个或多个感兴趣区域来训练机器学习模型。第一逻辑可以使CPM生成样本的对应的多个附加部分的多个图像，并且第二逻辑可以在使用单个图像和一个或多个感兴趣区域训练机器学习模型之后，使用无需再训练的机器学习模型基于样本的附加部分的对应的图像生成多个掩模。掩模。掩模。

【技术实现步骤摘要】
带电粒子显微镜学中的数据采集

技术介绍

[0001]显微镜学是使用显微镜以更好地观察用肉眼难以看到的对象的
显微镜学的不同分支包括例如：光学显微镜学、带电粒子（电子和/或离子）显微镜学和扫描探针显微镜学。带电粒子显微镜学涉及使用加速的带电粒子束作为照明源。带电粒子显微镜学的类型包括例如：透射电子显微镜学、扫描电子显微镜学、扫描透射电子显微镜学和离子束显微镜学。
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展示。
[0003]图1示出了根据本文公开的实施例的被配置用于数据采集的带电粒子显微镜（charged particle microscope，CPM）系统。
[0004]图2是根据各种实施例的用于执行数据采集的示例CPM数据采集模块的框图。
[0005]图3A至图3E示出了根据各种实施例的可以由CPM数据采集模块执行的CPM数据采集过程中的各阶段。
[0006]图4A至图4B示出了根据各种实施例的可以由CPM数据采集模块执行的CPM数据采集过程中的各个阶段。
[0007]图5至图7是根据各种实施例的执行CPM数据采集的示例方法的流程图。
[0008]图8是根据各种实施例的图形用户界面的实例，该图形用户界面可以用于执行本文公开的CPM数据采集方法中的一些或全部。
[0009]图9是根据各种实施例的示例计算装置的框图，该示例计算装置可以执行本文公开的CPM数据获取方法中的一些或全部。
[0010]图10是根据各种实施例的在其中可以执行本文公开的CPM数据采集方法中的一些或全部的示例科学仪器支持系统的框图。
具体实施方式
[0011]本文公开了带电粒子显微镜学（CPM）支持系统，以及相关方法、计算装置和计算机可读介质。例如，在一些实施例中，CPM支持设备可以包括：第一逻辑，第一逻辑用于使CPM生成样本的第一部分的单个图像；第二逻辑，第二逻辑用于基于由单个图像的用户注释提供的一个或多个感兴趣区域来生成第一掩模；以及第三逻辑，第三逻辑用于使用单个图像和一个或多个感兴趣区域来训练机器学习模型。第一逻辑可以使CPM生成样本的对应的多个附加部分的多个图像，并且第二逻辑可以在使用单个图像和一个或多个感兴趣区域训练机器学习模型之后，使用无需再训练的机器学习模型基于样本的附加部分的对应的图像生成多个掩模。
[0012]本文公开的CPM数据采集支持实施例相对于常规方法可以实现改进的性能。例如，本文公开的CPM数据采集技术可以显著提高成像吞吐量，而不需要第三逻辑熟练用户的时
间来生成较大的训练语料库。因此，本文公开的实施例提供了对CPM技术的改进（例如，支持这种科学仪器的数据采集技术方面的改进，以及其它改进）。
[0013]相对于常规方法，本文公开的实施例可以实现提高的采集速度、降低的数据存储要求和/或降低的对样本的辐射损伤。例如，常规方法通常利用常规图像处理技术或机器学习技术，这些技术需要数百或数千组输入
‑
输出对来进行训练。然而，这些方法收到许多技术问题和局限性的影响。例如，常规图像处理技术经常不能准确地识别感兴趣的特征（并且因此需要有经验的CPM用户的大量监督），并且常规机器学习技术需要时间和精力的大量的前期投资来生成足够的训练集（必须对每个感兴趣的特征重复的密集过程）。
[0014]本文公开的各种实施例可以改进常规方法，以通过基于由用户提供的较小数量的训练集生成选择性成像掩模来实现减少的采集时间和/或总辐射剂量的技术优点。这样的技术优势无法通过例行和常规的方法实现，并且包括这样的实施例的系统的所有用户可以从这些优点中受益（例如，通过帮助用户执行技术任务，诸如通过所引导的人机交互过程来标识CPM样本中的感兴趣的特征）。因此，本文公开的实施例的技术特征在CPM数据采集领域显然是非常规的，本文公开的实施例的特征的组合也是如此。本文公开的计算和用户界面特征不仅涉及信息的收集和比较，而且应用新的分析和技术来改变CPM系统的操作。因此，本公开引入了常规计算装置和人都不能执行的功能。因此，本公开的实施例可以服务于技术目的，诸如控制带电粒子显微镜学系统和过程。特别地，本公开提供了对技术问题的技术解决方案，包括但不限于CPM系统中的更快的数据采集。
[0015]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，可利用其它实施例，并且可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。
[0016]可按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，所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，这些操作可不按呈现顺序执行。所描述的操作可按与所描述的实施例不同的顺序来执行。可执行各种另外的操作，和/或可在另外的实施例中省略所描述的操作。
[0017]为了本公开的目的，短语“A和/或B”和“A或B”意指（A）、（B）或（A和B）。为了本公开的目的，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）。尽管一些元件可按单数形式表示（例如，“处理装置”），但任何适当的元件均可由所述元件的多个实例来代表，并且反之亦然。举例来说，描述为由处理装置执行的一组操作可按由不同处理装置执行所述操作中的不同操作来实施。
[0018]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“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。当用于描述尺寸范围时，短语“介于X与Y之间”表示包括X和Y的范围。如本文所使用的，“设备”可以指代任何个别装置、装置的集合、装置的部分或装置的部分的集合。附图不一定按比例绘制。
[0019]图1描绘了CPM系统100的实施例，该CPM系统包括耦接到显示装置120的CPM 1。在一些实施例中，CPM系统100可以是切片和视图体积采集系统或倾斜系列采集系统。CPM 1可以包括任何合适类型的CPM，诸如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、扫描透射
电子显微镜（STEM）、冷冻电子显微镜（cryoEM）、离子束显微镜、或双束显微镜（例如聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB
‑
SEM））。CPM 1可以包括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，特定的气体环境可以保持在外壳2内（例如，对于“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，该照明器将粒子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电粒子显微镜支持设备，其包含：第一逻辑，所述第一逻辑用于使带电粒子显微镜生成样本的第一部分的单个图像；第二逻辑，所述第二逻辑用于基于由所述单个图像的用户注释提供的一个或多个感兴趣区域来生成第一掩模；以及第三逻辑，所述第三逻辑用于使用所述单个图像和所述一个或多个感兴趣区域来训练机器学习计算模型；其中：所述第一逻辑用于使所述带电粒子显微镜生成所述样本的对应的多个附加部分的多个图像；并且所述第二逻辑用于在使用所述单个图像和所述一个或多个感兴趣区域训练所述机器学习计算模型之后，使用无需再训练的所述机器学习计算模型基于所述样本的所述附加部分的对应的图像生成多个掩模。2.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜支持设备，其中所述第一逻辑用于在生成所述第一掩模之后，使所述带电粒子显微镜根据所述第一掩模生成所述样本的所述第一部分的另一图像。3.根据权利要求2所述的带电粒子显微镜支持设备，其中所述样本的所述第一部分的所述单个图像的分辨率小于所述样本的所述第一部分的所述另一图像的分辨率。4.根据权利要求2所述的带电粒子显微镜支持设备，其中所述第一部分的所述单个图像的采集时间小于所述样本的所述第一部分的所述另一图像的采集时间。5.根据权利要求2所述的带电粒子显微镜支持设备，其进一步包含：第四逻辑，所述第四逻辑用于将所述单个图像和所述另一图像组合成表示所述样本的所述第一部分的组合图像，并提供所述组合图像以便由显示装置进行显示。6.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜支持设备，其中1）所述样本的所述第一部分表示穿过所述样本的平面，并且所述样本的所述多个附加部分表示穿过所述样本的多个平行平面，或者2）所述样本的所述第一部分表示穿过所述样本的平面，并且所述样本的所述多个附加部分表示以不同角度穿过所述样本的多个平面。7.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜支持设备，其中所述第二逻辑用于：提供所述样本的所述第一部分的所述单个图像，以便在显示装置上进行显示；以及从用户接收由所显示的单个图像的用户注释对一个或多个感兴趣区域的指示。8.根据权利要求1所述的带电粒子显微镜支持设备，其中所述第二逻辑用于比较与所述样本的相邻部分相关联的所述掩模，并且当所述掩模之间的差异满足一个或多个差异标准时，调节所述掩模中的一个或多个。9.一种带电粒子显微镜支持设备，其包含：第一逻辑，所述第一逻辑用于使带电粒子显微镜生成样本的第一部分的单个图像；第二逻辑，所述第二逻辑用于基于由所述单个图像的用户注释指示的一个或多个感兴趣区域生成第一掩模，其中所述感兴趣区域包括所述样本中的感兴趣特征；以及第三逻辑，所述第三逻辑用于使用所述单个图像和所述一个或多个感兴趣区域来训练机器学习计算模型；其中：
所述第一逻辑用于使所述带电粒子显微镜生成所述样本的第二部分的图像，其中所述样本的所述第二部分接近所述样本的所述第一部分；并且所述第二逻辑用于在使用所述单个图像和所述一个或多个感兴趣区域训练所述机器学习计算模型之后，使用所述机器学习计算模型基于所述样本的所述第二部分的所述图像生成第二掩模，其中所述第二掩模指示对所述样本的所述第二部分的包括所述感兴趣特征的区域和所述样本的所述第二部分的不包括所述感兴趣特征的区域成像。10.根据权利要求9所述的带电粒子显微镜支持设备，其...

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