CN112083195A - 操作粒子束装置的方法和执行该方法的粒子束装置 - Google Patents

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Abstract

本文描述的发明涉及一种用于操作对物体进行成像、分析、和/或处理的粒子束装置的方法。而且，本文描述的发明涉及一种用于执行该方法的粒子束装置。该方法包括：识别该物体上的至少一个兴趣区域；定义：(i)用于分析该物体的分析序列，(ii)用于通过变形来处理该物体的处理序列，以及(iii)用于取决于该处理序列和/或该分析序列来调整该至少一个兴趣区域的调整序列；根据该处理序列通过变形来处理该物体和/或根据该分析序列来分析该物体；根据该调整序列来调整该至少一个兴趣区域；以及在调整该至少一个兴趣区域之后或之时，使用该粒子束装置的粒子束发生器产生的一次粒子束来对该至少一个兴趣区域进行成像和/或分析。

Description

操作粒子束装置的方法和执行该方法的粒子束装置
技术领域
本文描述的发明涉及一种用于操作对物体进行成像、分析、和/或处理的粒子束装置的方法。而且，本文描述的发明涉及一种用于执行该方法的粒子束装置。例如，粒子束装置可以是电子束装置和/或离子束装置。
背景技术
电子束装置、尤其是扫描电子显微镜(下文又称为SEM)和/或透射电子显微镜(下文也称为TEM)，用于检查物体(又称为样本)以获得关于物体在某些条件下的特性和行为的了解。
在SEM中，使用束发生器来产生电子束(下文又称为一次电子束)，并使用束引导系统将电子束聚焦在待检查物体上。物镜用于聚焦目的。通过偏转装置来将一次电子束引导在待检查物体的表面上。这又被称为扫描。被一次电子束扫描的面积又称为扫描区域。一次电子束的电子与待检查物体相互作用。因这种相互作用而出现相互作用粒子和/或相互作用辐射。举例而言，这些相互作用粒子是电子。特别地，物体发射电子(所谓的二次电子)，并且一次电子束的电子被反向散射(所谓的反向散射电子)。相互作用粒子形成所谓的二次粒子束并且被至少一个粒子检测器检测。粒子检测器生成用于生成物体的图像的检测信号。因此获得待检查物体的图像。举例而言，相互作用辐射是X射线辐射或阴极射线光。使用至少一个辐射检测器来检测相互作用辐射。此外或替代性地，一次电子束的电子用于烧蚀或改性物体。
在TEM的情况下，同样使用束发生器来产生一次电子束，并使用束引导系统将一次电子束引导至待检查物体上。一次电子束穿过待检查物体。当一次电子束穿过待检查物体时，该一次电子束的电子与待检查物体的材料相互作用。穿过待检查物体的电子被包括物镜的系统成像到发光屏上或成像到检测器(例如呈相机的形式)上。举例而言，上述系统此外还包括投影透镜。成像还可以在TEM的扫描模式下进行。这样的TEM通常被称为STEM。此外，可以提供的是，借助于至少一个另外的检测器来检测在待检查物体处被反向散射的电子和/或由待检查物体发射的二次电子，以对待检查物体成像。此外或替代性地，在TEM或STEM中，一次电子束的电子用于烧蚀或改性物体。
在单一粒子束装置中组合STEM和SEM的功能是已知的。因此，能够使用该粒子束装置通过SEM功能和/或STEM功能对物体进行检查。
而且，已知了呈离子束柱形式的粒子束装置。使用布置在离子束柱中的离子束发生器来产生用于处理物体的离子。举例而言，在处理过程中烧蚀物体的材料，或向物体上施加材料。此地或替代性地，使用离子进行成像。
另外，现有技术披露了在粒子束装置中一方面使用电子并且另一方面使用离子来分析和/或处理物体的做法。举例而言，将具有SEM功能的电子束柱布置在粒子束装置处。此外，将如上文解释的离子束柱布置在该粒子束装置处。具有SEM功能的电子束柱尤其用于进一步检查经处理或未经处理的物体、而且还用于处理该物体。
已知在粒子束装置、尤其SEM的物体腔室中进行原位实验。将物体以粒子束装置的操作者所确定的特定方式进行处理并且使用该粒子束装置对其进行成像和/或分析。当进行这样的原位实验时，操作者经常需要像这样一方面控制实验的多个装置，而另一方面控制粒子束装置的多个装置。而且，操作者经常需要一方面像这样协调和关联实验的不同装置，另一方面需要协调和关联粒子束装置的不同装置。控制和正确的关联通常相当复杂。这种原位实验的一个实例是变形实验，将在下文进一步描述。
已知通过使用SEM对布置在SEM的物体腔室中的物体进行成像和/或分析来进行变形实验。物体布置在子载台上，并且子载台布置在SEM的可移动物体载台上。例如，可移动物体载台可以在相互垂直的x方向、y方向和z方向上移动。此外，可移动物体载台可以绕第一载台旋转轴线和布置成垂直于第一载台旋转轴线的第二载台旋转轴线旋转。通常进行变形实验是为了了解物体的材料状态，材料状态在向物体施加力之后可能已经改变。为了向物体施加力，子载台包括机械力施加模块和/或用于加热或冷却物体的温度模块。使用该机械力施加模块，可以向物体施加拉伸力、压缩力、剪切力、弯折力和/或扭转力。在已经向物体施加至少一个上述力之后和/或在加热或冷却物体之后，通过使用例如能量色散X射线光谱法(又称为EDS或EDX)对物体进行成像和/或分析。当一次电子束撞击在物体上时，一次电子束的电子与待检查物体相互作用。如上文提及的，相互作用的结果是产生了X射线辐射形式的相互作用辐射。使用至少一个呈EDX检测器形式的辐射检测器来检测相互作用辐射。此外或替代性地，在已经向物体施加至少一个上述力之后和/或在加热或冷却该物体之后，通过使用例如电子反向散射衍射(也称为EBSD)对物体进行成像和/或分析。使用EBSD，确定一次电子束入射到物体后在物体处反向散射的电子的分布。反向散射电子被EBSD检测器检测。确定反向散射电子的分布是为了得出有关物体晶体结构的结论。
粒子束装置的操作者经常需要一方面目视观察当向物体施加力时物体材料的力响应，和/或另一方面目视观察由SEM提供的图像以找到对物体进行成像和/或分析的正确时刻。特别地，当通过一次粒子束对物体进行成像和/或分析时，SEM的操作者通常停止向物体施加力。因此，操作者经常必须手动控制变形实验，特别是通过停止向物体施加力和/或通过控制对用于对物体进行成像和/或分析的粒子束装置的正确调节。
因此，期望提供一种方法和一种用于执行该方法的粒子束装置，通过该方法可以在粒子束装置中进行原位实验，其中该原位实验不必由操作者永久控制。
发明内容
根据本发明，这个目的通过下文所述的方法实现。本发明给出了一种包括用于控制粒子束装置的程序代码的计算机程序产品。本发明给出了一种用于执行该方法的粒子束装置。本发明的另外的特征从下文的描述、下文的权利要求书和/或附图中变得清楚。
根据本发明的方法用于操作对物体进行成像、分析、和/或处理的粒子束装置。上述粒子束装置可以是电子束装置和/或离子束装置。粒子束装置可以包括产生带电粒子的粒子束发生器。所述带电粒子可以是电子和/或离子。
根据本发明的方法包括以下步骤：识别该物体上的至少一个兴趣区域。如下文进一步解释的，可以使用若干装置来识别兴趣区域。
而且，根据本发明的方法包括以下步骤：定义：(i)用于分析该物体的分析序列，(ii)用于通过变形来处理该物体的处理序列，以及(iii)用于取决于该处理序列(即，根据该处理序列)和/或取决于该分析序列(即，根据该分析序列)来调整该兴趣区域的调整序列。变形是通过向物体施加例如力或温度来使物体变形的任何过程。下文进一步解释分析序列、处理序列和调整序列。
用于分析物体的分析序列包括至少一个用于分析物体的步骤。例如，使用至少一个检测器检测相互作用粒子和/或相互作用辐射。
用于处理物体的处理序列包括至少一个通过变形来处理物体的步骤。特别地，处理序列可以包括关于是否向物体施加了力的信息和/或对于何时向物体施加该力的时间的指示。特别地，可以向物体施加拉伸力、压缩力、剪切力、弯折力和/或扭转力。而且，处理序列可以包括关于是否向物体施加了特定温度的信息和/或对于何时向物体施加该特定温度的时间的指示。
例如，当处理物体时，特别是通过向物体施加力来处理物体时，以及当通过变形来处理物体时，物体上的兴趣区域的初始位置可能改变。在不主动调整兴趣区域的位置的情况下，操作者感兴趣的特征可能漂移到初始兴趣区域之外。因此，应调整兴趣区域。使用调整序列来取决于处理序列(即，根据处理序列)和/或取决于分析序列(即，根据分析序列)来调整该兴趣区域，其中，使用至少一个调整兴趣区域的步骤。在根据本发明的方法中使用的调整兴趣区域包括对兴趣区域的适合于本发明的任何调整。例如，调整兴趣区域可以包括将兴趣区域的被识别位置偏移到新位置。如果兴趣区域的被识别位置已经由于例如物体的拉伸和/或压缩而漂移，这可能是有用的。此外或替代性地，调整兴趣区域可以包括识别用于根据本发明的方法的至少一个新的兴趣区域和/或删除之前识别的兴趣区域而使其不再用于根据本发明的方法。如果在处理物体时在被识别的兴趣区域处对物体没有实际影响，则这个实施例可能是有用的。在这种情况下，识别该新的兴趣区域，在该区域中更可能预期到对物体的影响。此外或替代性地，调整兴趣区域可以包括改变兴趣区域的大小和/或形状。例如，这对于以比以前使用的分辨率更高的分辨率对兴趣区域进行成像和/或减少分析物体时的分析时间可能是有用的。下文进一步解释另外的调整兴趣区域的不同方式。
而且，根据本发明的方法包括以下步骤：根据处理序列通过变形来处理物体。特别地，在特定时刻向物体施加力。例如，可以向物体施加拉伸力、压缩力、剪切力、弯折力和/或扭转力。而且，可以在特定时刻向物体施加特定温度。
根据本发明的方法还包括以下步骤：根据分析序列来分析物体。特别地，使用至少一个检测器检测相互作用粒子和/或相互作用辐射。
此外，根据本发明的方法包括以下步骤：根据调整序列来调整兴趣区域。在上文提及或下文进一步提及调整兴趣区域的若干实施例。在调整兴趣区域之后或之时，根据本发明的方法提供：使用该粒子束装置的粒子束发生器产生的一次粒子束对该兴趣区域进行成像和/或分析。
根据本发明的方法具有以下优点：原位实验，即在粒子束装置的物体腔室中进行的实验，不必由粒子束装置的操作者永久控制。通过定义用于分析物体的分析序列和/或通过定义用于通过变形来处理物体的处理序列和/或通过定义用于取决于该处理序列(即，根据该处理序列)和/或取决于该分析序列(即，根据该分析序列)来调整兴趣区域的调整序列，根据本发明的方法可以在没有操作者的永久控制的情况下自动执行。而且，根据本发明的方法为在粒子束装置中进行的原位实验提供了优化的工作流程，该工作流程可以用于任何原位实验。根据本发明的方法被应用于变形实验。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，根据本发明的方法进一步包括以下中的至少一项：(i)使用一次粒子束和/或另外的粒子束来识别兴趣区域，(ii)使用光学显微镜来识别兴趣区域，以及(iii)使用相机来识别兴趣区域。此外或替代性地，兴趣区域被识别为包括边缘的多边形，其中该兴趣区域被所述边缘环绕和包围。其中至少两个边缘在边缘节点处彼此连接。此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，将兴趣区域细分为至少两个兴趣子区域。如果与用于对整个兴趣区域成像的像素大小相比，使用较小的像素大小来对兴趣子区域成像而生成物体的图像，则这是特别有利的。
如上文提及的，用于通过变形来处理物体的处理序列包括至少一个处理物体的步骤。特别地，处理序列可以包括关于是否向物体施加了力的信息和/或对于何时向物体施加该力的时间的指示。特别地，可以向物体施加拉伸力、压缩力、剪切力、弯折力和/或扭转力。而且，处理序列可以包括关于是否向物体施加了特定温度的信息和/或对于何时向物体施加该特定温度的时间的指示。此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，定义该处理序列包括以下中的至少一项：(i)在第一拉伸时刻向该物体施加第一拉伸力并且在第二拉伸时刻向该物体施加第二拉伸力；(ii)在第一压缩时刻向该物体施加第一压缩力并且在第二压缩时刻向该物体施加第二压缩力；(iii)在第一剪切时刻向该物体施加第一剪切力并且在第二剪切时刻向该物体施加第二剪切力；(iv)在第一弯折时刻向该物体施加第一弯折力并且在第二弯折时刻向该物体施加第二弯折力；(v)在第一扭转时刻向该物体施加第一扭转力并且在第二扭转时刻向该物体施加第二扭转力；以及(vi)在第一温度时刻向该物体施加第一温度并且在第二温度时刻向该物体施加第二温度。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，在该第一拉伸时刻和/或在该第二拉伸时刻对该兴趣区域进行成像和/或分析。替代性地，在对该兴趣区域进行成像和/或分析之前，停止施加该第一拉伸力。在对该兴趣区域进行成像和/或分析之后，在该第二拉伸时刻向该物体施加该第二拉伸力。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，在该第一压缩时刻和/或在该第二压缩时刻对该兴趣区域进行成像和/或分析。替代性地，在对该兴趣区域进行成像和/或分析之前，停止施加该第一压缩力。在对该兴趣区域进行成像和/或分析之后，在该第二压缩时刻向该物体施加该第二压缩力。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，在该第一剪切时刻和/或在该第二剪切时刻对该兴趣区域进行成像和/或分析。替代性地，在对该兴趣区域进行成像和/或分析之前，停止施加该第一剪切力。在对该兴趣区域进行成像和/或分析之后，在该第二剪切时刻向该物体施加该第二剪切力。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，在该第一弯折时刻和/或在该第二弯折时刻对该兴趣区域进行成像和/或分析。替代性地，在对该兴趣区域进行成像和/或分析之前，停止施加该第一弯折力。在对该兴趣区域进行成像和/或分析之后，在该第二弯折时刻向该物体施加该第二弯折力。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，在该第一扭转时刻和/或在该第二扭转时刻对该兴趣区域进行成像和/或分析。替代性地，在对该兴趣区域进行成像和/或分析之前，停止施加该第一扭转力。在对该兴趣区域进行成像和/或分析之后，在该第二扭转时刻向该物体施加该第二扭转力。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，在该第一温度时刻和/或在该第二温度时刻对该兴趣区域进行成像和/或分析。替代性地，在对该兴趣区域进行成像和/或分析之前，停止施加该第一温度。在对该兴趣区域进行成像和/或分析之后，在该第二温度时刻向该物体施加该第二温度。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，对该兴趣区域进行成像和/或分析，直到达到该物体的弹性极限。弹性极限是该物体的材料开始塑性变形时的极限。换句话说，在等于和超过弹性极限时，物体的材料发生永久变形。此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，当达到该物体的弹性极限时，对该兴趣区域进行成像和/或分析。此外或替代性地，在根据本发明的方法的另外的实施例中提供的是，当超过该物体的弹性极限时，对该兴趣区域进行成像和/或分析。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，对该兴趣区域进行成像和/或分析，直到达到该物体的拉伸强度极限。拉伸强度极限是物体的材料在被拉伸或拉动时可以承受而不破裂的最大力。此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，当达到该物体的拉伸强度极限时，对该兴趣区域进行成像和/或分析。
如上文提及的，当分析和/或处理物体时，特别是通过向物体施加力来处理物体时，以及特别是当通过变形来处理物体时，物体上的兴趣区域的初始位置可能改变。在不主动调整兴趣区域的位置的情况下，操作者感兴趣的特征可能漂移到初始兴趣区域之外。因此，应调整兴趣区域。此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，该调整序列包括以下中的至少一项：
-使用互相关来调整该兴趣区域，其中，在执行该互相关之时，(a)在执行该分析序列的步骤或该处理序列的步骤之前，首先获得该兴趣区域的第一图像，(b)在该分析序列的该步骤和/或该处理序列的该步骤已经执行之后，其次获得该兴趣区域的第二图像，(c)使用计算单元来计算该兴趣区域的该第一图像与该第二图像之间的偏移，并且其中(d)使用该偏移来调整该兴趣区域；
-使用数字图像相关来调整该兴趣区域，其中，在执行该数字图像相关时，(a)在执行该分析序列的步骤和/或该处理序列的步骤之前，获得该物体的某个面积的参考图像，其中该物体的该面积包括该兴趣区域，(b)在该分析序列的该步骤或该处理序列的该步骤已经执行之后，获得该物体的该面积的处理图像，其中该物体的该面积包括该兴趣区域，(c)通过比较该参考图像与该处理图像来获得该处理图像的至少一些像素或每个像素的位移向量，以及(d)使用该位移向量来调整该兴趣区域。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，该方法进一步包括提供停止信号，并且在已经提供了停止信号之后停止以下中的至少一项：分析物体、处理物体、调整兴趣区域、对兴趣区域成像、以及分析兴趣区域。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，由该粒子束装置的使用者提供该停止信号。特别地，由该粒子束装置的操作者提供该停止信号。此外或替代性地，如果已经到达该处理序列的端点，则提供该停止信号。例如，当变形的总时间用完或已经达到向物体施加的力的阈值时，就是这种情况。此外或替代性地，如果在例如自动处理期间已经达到物体的特定条件，则提供停止信号。例如，该特定条件可以由弹性极限或拉伸强度极限已经被达到或超过来给出。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，该兴趣区域是第一兴趣区域，其中根据本发明的方法进一步包括识别物体上的第二兴趣区域，并且使用该第二兴趣区域来根据上文提及的或下文进一步提及的方法步骤中的至少一个方法步骤、或上文提及的或下文进一步提及的步骤中的至少两个步骤的组合来执行该方法。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，该方法包括以下中的至少一项：
-处理该物体包括根据该处理序列自动通过变形来处理该物体；
-分析该物体包括根据该分析序列来自动分析该物体；
-调整该至少一个兴趣区域包括根据该调整序列来自动调整该至少一个兴趣区域；
-在调整该至少一个兴趣区域之后或之时，对该至少一个兴趣区域进行成像和/或分析包括使用该粒子束装置的粒子束发生器产生的一次粒子束对该至少一个兴趣区域进行自动成像和/或自动分析。
本发明还涉及一种包括程序代码的计算机程序产品，所述程序代码可以加载或被加载至处理器中，并且在被执行时控制粒子束装置，其控制方式为使得包括上文所述或下文进一步所述的步骤中的至少一个步骤或上文所述或下文进一步所述的步骤中的至少两个步骤的组合的方法被执行。
本发明还涉及一种用于对物体进行成像、分析和/或处理的粒子束装置。根据本发明的粒子束装置包括用于产生包含带电粒子的一次粒子束的至少一个粒子束发生器。带电粒子可以是例如电子或离子。而且，根据本发明的粒子束装置还具有用于将一次粒子束聚焦到物体上的至少一个物镜。另外，根据本发明的粒子束装置具有用于检测相互作用粒子和/或相互作用辐射的至少一个检测器，所述相互作用粒子和相互作用辐射是在一次粒子束撞击在物体上时产生的。相互作用粒子可以是二次粒子和/或反向散射粒子，尤其是二次电子和反向散射电子。相互作用辐射可以是X射线和/或阴极射线光。而且，根据本发明的粒子束装置包括用于通过变形来处理物体的至少一个处理单元。特别地，该处理单元用于向物体施加力。特别地，可以向物体施加拉伸力、压缩力、剪切力、弯折力和/或扭转力。另外，根据本发明的粒子束装置包括至少一个处理器，如上所述的计算机程序产品被加载至该处理器中。
根据本发明的粒子束装置的实施例此外或替代性地包括以下特征：该处理单元是变形单元。例如，该处理单元可以包括机械力施加模块和/或用于加热或冷却物体的温度模块。
根据本发明的粒子束装置的另外的实施例此外或替代性地包括可移动物体载台，用于将物体布置在该粒子束装置的物体腔室中。例如，物体载台可以在相互垂直的x方向、y方向和z方向上移动。此外，物体载台可以绕第一载台旋转轴线和布置成垂直于第一载台旋转轴线的第二载台旋转轴线旋转。
此外或替代性地，在根据本发明的粒子束装置的实施例中提供的是，该粒子束发生器是用于生成包含第一带电粒子的第一一次粒子束的第一粒子束发生器。物镜是用于将第一一次粒子束聚焦到物体上的第一物镜。根据本发明的这个实施例的粒子束装置进一步包括用于产生包含第二带电粒子的第二一次粒子束的第二粒子束发生器、以及用于将第二一次粒子束聚焦到物体上的第二物镜。第二带电粒子可以是电子和/或离子。
此外或替代性地，在粒子束装置的另外的实施例中提供的是，该粒子束装置是以下中的至少一种：电子束装置和离子束装置。特别地，粒子束装置可以是电子束装置和离子束装置两者。电子束装置和离子束装置可以彼此成一定角度布置，例如成在45°至90°范围内的角度，其中该范围包含边界。特别地，电子束装置和离子束装置可以彼此成54°的角度布置。然而，本发明不受限于上述角度。而是，可以使用适合于本发明的电子束装置和离子束装置之间的任何角度。
附图说明
下文参考附图更详细地解释本文中描述的本发明的实施例，在附图中：
图1示出了粒子束装置的第一示例性实施例；
图2示出了粒子束装置的第二示例性实施例；
图3示出了粒子束装置的第三示例性实施例；
图4示出了用于粒子束装置的可移动物体载台的示例性实施例的示意图；
图5示出了根据图4的物体载台的另外的示意图；
图6示出了根据图1的粒子束装置的示意图；
图7示出了操作粒子束装置的方法的示例性实施例；
图8示出了待检查物体的示意图；
图9A示出了处理序列的示意图；
图9B示出了物体的被施加的力与变形相关的示意图；
图10A示出了另外的处理序列的示意图；
图10B示出了第一成像任务的示意图；
图10C示出了第二成像任务的示意图；
图10D示出了第三成像任务的示意图；
图10E示出了物体的被施加的力与变形相关的另外的示意图；
图11A示出了将使用调整序列进行调整的兴趣区域的示意图；
图11B示出了根据图11A的兴趣区域的另外的示意图；
图11C示出了经调整的兴趣区域的示意图；
图12A示出了将使用另外的调整序列进行调整的另外的兴趣区域的示意图；
图12B示出了根据图12A的另外的兴趣区域的另外的示意图；
图12C示出了位移场的示意图；以及
图12D示出了根据图12A和图12B的另外的兴趣区域在被调整之后的示意图。
具体实施方式
现在通过呈SEM形式和组合装置形式的粒子束装置更详细地解释本发明，该组合装置具有电子束柱和离子束柱。明确地提及以下事实：本发明可以用在任何粒子束装置中，特别是任何电子束装置和/或任何离子束装置中。
图1示出了SEM 100的示意图。SEM 100包括呈电子源101的形式的第一束发生器，该电子源被实施为阴极。进一步，SEM 100设有引出电极102和阳极103，该阳极布置在SEM100的束引导管104的一端上。举例而言，电子源101被实施为热场发射器。然而，本发明不局限于这样的电子源101。而是，可利用任何电子源。
从电子源101出射的电子形成了一次电子束。所述电子由于电子源101与阳极103之间的电势差而被加速到阳极电势。在此处描绘的示例性实施例中，相对于物体腔室120的壳体的地电势，阳极电势为1kV至20kV，例如5kV至15kV，尤其是8kV。然而，替代性地，它可以处于地电势。
在束引导管104处布置有两个聚束透镜，即第一聚束透镜105和第二聚束透镜106。在第一物镜107的方向上看从电子源101开始，第一聚束透镜105布置在前，接着是第二聚束透镜106。明确地提及以下事实：SEM 100的另外的示例性实施例可以仅具有单个聚束透镜。第一光圈单元108被布置在阳极103与第一聚束透镜105之间。与阳极103和束引导管104一起，第一光圈单元108处于高电压电势，即阳极103的电势，或者是接地的。第一光圈单元108具有许多第一光圈108A，在图1中描绘了其中的一个。例如，可以存在两个第一光圈108A。这许多第一光圈108A中的每一个具有不同的光圈直径。借助于调节机构(这里未描绘)，可以将期望的第一光圈108A布置在SEM 100的光轴OA上。明确地提及以下事实：在另外的示例性实施例中，第一光圈单元108可以仅设有单一第一光圈108A。在这样的示例性实施例中，可以省略调节机构。于是第一光圈单元108是静止的。静止的第二光圈单元109被布置在第一聚束透镜105与第二聚束透镜106之间。作为其替代方案，第二光圈单元109是可移动的。
第一物镜107具有极片110，这些极片中形成有孔。束引导管104被引导穿过这个孔。线圈111布置在极片110中。
静电延迟装置被布置在束引导管104的下部区域中。它具有单电极112和管状电极113。管状电极113布置在束引导管104的一端处，这端面向布置在处理单元114上的物体125。下文将更详细地解释处理单元114。
与束引导管104一起，管状电极113处于阳极103的电势，而单电极112和物体125处于比阳极103低的电势。在当前情况下，这个较低电势是物体腔室120的壳体的地电势。以此方式，一次电子束的电子可以被减速到为了检查物体125所需的期望能量。
SEM 100进一步包括扫描装置115，通过该扫描装置，可以使一次电子束偏转并扫过物体125。在这样做时，一次电子束的电子与物体125相互作用。由于这种相互作用，产生了相互作用粒子，对该粒子进行检测。特别地，从物体125的表面发射电子(所谓的二次电子)，或一次电子束的电子作为相互作用粒子被反向散射(所谓的反向散射电子)。
物体125和单电极112还可以处于不同的电势以及与地面不同的电势。由此可以设定一次电子束相对于物体125的延迟的位置。举例而言，如果延迟是非常靠近物体125而发生，则成像像差变小。
包括第一检测器116和第二检测器117的检测器布置被布置在束引导管104中，用于检测二次电子和/或反向散射电子。在束引导管104中，第一检测器116沿着光轴OA布置在源侧，而第二检测器117沿着光轴OA布置在物体侧。第一检测器116和第二检测器117布置成在SEM 100的光轴OA的方向上彼此偏离。第一检测器116和第二检测器117各自具有通道开口，一次电子束可以穿过该通道开口。第一检测器116和第二检测器117大致处于阳极103和束引导管104的电势。SEM 100的光轴OA延伸穿过相应的通道开口。
第二检测器117主要用于检测二次电子。在从物体125出射时，二次电子最初具有低动能和任意运动方向。借助于从管状电极113发出的强引出场，二次电子向第一物镜107的方向被加速。二次电子大致平行地进入第一物镜107。而且，在第一物镜107中，二次电子束的束直径保持较小。然后，第一物镜107对二次电子具有强的作用，并且产生二次电子相对于光轴OA以足够陡的角度的相对短的聚焦，使得二次电子在焦点的下游彼此远离地发散开并且入射在第二检测器117的有效面积上。相比而言，第二检测器117仅检测到在物体125处反向散射的电子的一小部分，即，与从物体125出射的二次电子相比具有相对高的动能的反向散射电子。反向散射电子在从物体125出射时的高动能和相对于光轴OA的角度具有的作用是，反向散射电子的束腰(即，具有最小直径的束区域)位于第二检测器117附近。反向散射电子的大部分穿过第二检测器117的通道开口。因此，第一检测器116基本上用于检测反向散射电子。
在SEM 100的另外的实施例中，第一检测器116还可以被实施为具有相反场光栅116A。相反场光栅116A布置在第一检测器116的指向物体125的那侧。相对于束引导管104的电势，相反场光栅116A具有负电势，使得具有高能量的反向散射电子仅穿过相反场光栅116A到达第一检测器116。此外或替代性地，第二检测器117具有另外的相反场光栅，其设计和功能类似于第一检测器116的上述相反场光栅116A。
由第一检测器116和第二检测器117生成的检测信号用于生成物体125的表面的一个或多个图像。
明确地提及以下事实：为清楚起见，第一光圈单元108和第二光圈单元109的光圈以及第一检测器116和第二检测器117的通道开口被描绘为不成比例地大。垂直于光轴OA，第一检测器116和第二检测器117的通道开口具有在0.5mm至5mm范围内的延伸。举例而言，它们具有圆形设计，并且垂直于光轴OA的直径在1mm至3mm的范围内。
第二光圈单元109在这里描绘的示例性实施例中被配置为针孔光圈，并且设有用于让一次电子束通过的第二光圈118，该第二光圈具有在5μm至500μm的范围内、例如35μm的延伸。作为其替代方案，在另外的实施例中提供的是，第二光圈单元109设有多个光圈，这些光圈可以相对于一次电子束机械地移位或者可以通过使用电和/或磁偏转元件而被一次电子束到达。第二光圈单元109被实施为压力载台单元。该第二光圈单元将第一区域与第二区域分开，在该第一区域中布置有电子源101并且存在超高真空(10-7hPa至10-12hPa)，该第二区域具有高真空(10-3hPa至10-7hPa)。第二区域是束引导管104的中间压力区域，通向物体腔室120。
物体腔室120处于真空下。为了产生真空，在物体腔室120处布置有泵(未展示)。在图1中展示的示例性实施例中，物体腔室120在第一压力范围内或在第二压力范围内操作。第一压力范围仅包括小于或等于10-3hPa的压力，并且第二压力范围仅包括大于10-3hPa的压力。为了确保所述压力范围，将物体腔室120真空密封。
处理单元114布置在可移动物体载台122上。物体载台122沿相互垂直布置的三个方向可移动，即，x方向(第一载台轴线)、y方向(第二载台轴线)和z方向(第三载台轴线)。而且，物体载台122可以绕彼此垂直布置的两条旋转轴线旋转(载台旋转轴线)。
SEM 100进一步包括布置在物体腔室120中的第三检测器121。更确切地，沿着光轴OA从电子源101看时，第三检测器121布置在处理单元114的下游。处理单元114可以旋转以使得一次电子束可以辐射穿过布置在处理单元114上的物体125。当一次电子束穿过待检查物体125时，一次电子束的电子与待检查物体125的材料相互作用。穿过待检查物体125的电子由第三检测器121检测。
在物体腔室120处布置了辐射检测器500，用于检测相互作用辐射，例如X射线辐射和/或阴极发光。特别地，辐射检测器500用于EDX。而且，SEM 100包括布置在物体腔室120中的EBSD检测器119。
辐射检测器500、第一检测器116、第二检测器117和EBSD检测器119连接至监测单元123，该监测单元具有监视器124。第三检测器121也连接至监测单元123。为清楚起见，未展示这点。监测单元123处理由第一检测器116、第二检测器117、EBSD检测器119、第三检测器121和/或辐射检测器500生成的检测信号，并且将所述检测信号尤其以图像的形式显示在监视器124上。
另外，SEM 100包括处理器126，该处理器中加载有程序代码，用于以实施根据本发明的方法的方式控制SEM 100。而且，监测单元123包括用于存储数据的数据库134。
图2示出了呈组合装置200的形式的粒子束装置。组合装置200具有两个粒子束柱。
一方面，组合装置200设有SEM 100，就像图1中描绘的这个，但没有物体腔室120。而是，SEM 100布置在物体腔室201中。物体腔室201处于真空下。为了产生真空，在物体腔室201处布置有泵(未展示)。在图2中展示的示例性实施例中，物体腔室201在第一压力范围内或在第二压力范围内操作。第一压力范围仅包括小于或等于10-3hPa的压力，并且第二压力范围仅包括大于10-3hPa的压力。为了确保所述压力范围，将物体腔室201真空密封。
第三检测器121布置在物体腔室201中。
SEM 100用于产生第一粒子束，即上文进一步描述的一次电子束，并且具有以上指定的光轴，该光轴在图2中用附图标记709表示，并且在下文也称为第一束轴线。
另一方面，组合装置200设有离子束装置300，该离子束装置同样布置在物体腔室201处。离子束装置300同样具有光轴，该光轴在图2中用附图标记710表示，并且在下文中也称为第二束轴线。
SEM 100相对于物体腔室201垂直地布置。相比而言，离子束装置300被布置成相对于SEM 100倾斜大致50°的角度。该离子束装置具有呈离子束发生器301的形式的第二束发生器。离子束发生器301产生形成呈离子束形式的第二粒子束的离子。所述离子通过处于预定电势的引出电极302被加速。然后，第二粒子束穿过离子束装置300的离子光学器件，其中，离子光学器件包括聚束透镜303和第二物镜304。第二物镜304最终产生离子探针，该离子探针聚焦在被布置在处理单元114上的物体125上。处理单元114布置在可移动物体载台122上。
可调或可选光圈单元306、第一电极布置307和第二电极布置308被布置在第二物镜304上方(即，在离子束发生器301的方向上)，其中第一电极布置307和第二电极布置308被实施为扫描电极。借助于第一电极布置307和第二电极布置308使第二粒子束扫过物体125的表面，其中第一电极布置307在第一方向上起作用并且第二电极布置308在与第一方向相反的第二方向上起作用。使用这些布置，在例如x方向上进行扫描。沿与之垂直的y方向的扫描是通过在第一电极布置307和第二电极布置308处的转过了90°的另外的电极(此处未描绘)进行。
如上文讨论的，处理单元114布置在物体载台122处。在图2中所示的示例性实施例中，物体载台122也是沿相互垂直布置的三个方向可移动的，即，x方向(第一载台轴线)、y方向(第二载台轴线)和z方向(第三载台轴线)。而且，物体载台122可以绕彼此垂直布置的两条旋转轴线旋转(载台旋转轴线)。
为清楚起见，在图2中，为了更好地展示组合装置200的各个单元，组合装置200的各个单元之间的距离被描绘为不成比例地大。
在物体腔室201处布置了辐射检测器500，用于检测相互作用辐射，例如X射线辐射和/或阴极发光。特别地，辐射检测器500用于EDX。而且，组合装置200包括布置在物体腔室201中的EBSD检测器119。
辐射检测器500连接至监测单元123，该监测单元具有监视器124。监测单元123处理由第一检测器116、第二检测器117(图2中未展示)、EBSD检测器119、第三检测器121和/或辐射检测器500生成的检测信号，并且将所述检测信号尤其以图像的形式显示在监视器124上。
另外，组合装置200包括处理器126，该处理器中加载有程序代码，用于以实施根据本发明的方法的方式控制组合装置200。而且，监测123包括用于存储数据的数据库134。
图3是根据本发明的粒子束装置的另一示例性实施例的示意图。粒子束装置的这个示例性实施例用附图标记400表示，并且所述示例性实施例包括用于校正例如色差和/或球差的反射镜校正器。粒子束装置400包括粒子束柱401，该粒子束柱被实施为电子束柱并且基本上对应于校正后的SEM的电子束柱。然而，粒子束装置400不局限于具有反射镜校正器的SEM。而是，粒子束装置400可以包括任何类型的校正单元。
粒子束柱401包括呈电子源402(阴极)形式的粒子束发生器、引出电极403、和阳极404。举例而言，电子源402被实施为热场发射器。从电子源402出射的电子由于电子源402与阳极404之间的电势差而被加速到达阳极404。相应地，沿着第一光轴OA1形成呈电子束形式的粒子束。
在从电子源402射出粒子束之后，该粒子束沿着与第一光轴OA1对应的束路径被引导。第一静电透镜405、第二静电透镜406和第三静电透镜407用于引导粒子束。
另外，使用束导引装置沿束路径来调节粒子束。这个示例性实施例的束引导装置包括源调节单元，该源调节单元具有沿着第一光轴OA1布置的两个磁偏转单元408。而且，粒子束装置400包括静电束偏转单元。第一静电束偏转单元409(在另外的实施例中也被实施为四极)布置在第二静电透镜406与第三静电透镜407之间。第一静电束偏转单元409同样布置在磁偏转单元408的下游。呈第一磁偏转单元形式的第一多极单元409A布置在第一静电束偏转单元409的一侧。而且，呈第二磁偏转单元形式的第二多极单元409B布置在第一静电束偏转单元409的另一侧。第一静电束偏转单元409、第一多极单元409A和第二多极单元409B用于将粒子束相对于第三静电透镜407的轴线和束偏转装置410的入口窗口进行定向。第一静电束偏转单元409、第一多极单元409A和第二多极单元409B可以像维恩滤波器(Wienfilter)一样相互作用。另外的磁偏转元件432布置在束偏转装置410的入口处。
束偏转装置410被用作粒子束偏转器，用于使粒子束以特定方式偏转。束偏转装置410包括多个磁扇区，即第一磁扇区411A、第二磁扇区411B、第三磁扇区411C、第四磁扇区411D、第五磁扇区411E、第六磁扇区411F和第七磁扇区411G。粒子束沿着第一光轴OA1进入束偏转装置410，并且所述粒子束被束偏转装置410沿第二光轴OA2的方向偏转。借助于第一磁扇区411A、借助于第二磁扇区411B并且借助于第三磁扇区411C进行了30°至120°角度的束偏转。第二光轴OA2相对于第一光轴OA1以相同角度定向。束偏转装置410也使沿着第二光轴OA2被引导的粒子束沿第三光轴OA3的方向偏转。所述束偏转是由第三磁扇区411C、第四磁扇区411D和第五磁扇区411E提供的。在根据图3的示例性实施例中，相对于第二光轴OA2和相对于第三光轴OA3的偏转是通过使粒子束偏转90°角而提供的。因此，第三光轴OA3与第一光轴OA1同轴地延伸。然而，提及以下事实：此处描述的根据本发明的粒子束装置400不局限于90°的偏转角。而是，束偏转装置410可以选择任何适合的偏转角度，例如70°或110°，使得第一光轴OA1不与第三光轴OA3同轴地延伸。关于束偏转装置410的更多细节，请参考WO2002/067286A2。
在粒子束已经被第一磁扇区411A、第二磁扇区411B和第三磁扇区411C偏转之后，该粒子束沿着第二光轴OA2被引导。该粒子束被引导至静电反射镜414并且在其到静电反射镜414的路径上沿着第四静电透镜415、呈磁偏转单元形式的第三多极单元416A、第二静电束偏转单元416、第三静电束偏转单元417、和呈磁偏转单元形式的第四多极单元416B前行。静电反射镜414包括第一反射镜电极413A、第二反射镜电极413B和第三反射镜电极413C。在静电反射镜414处反向散射的一次粒子束的电子再次沿着第二光轴OA2前行并且重新进入束偏转装置410。接着，所述电子被第三磁扇区411C、第四磁扇区411D和第五磁扇区411E偏转到第三光轴OA3。
粒子束的电子从束偏转装置410射出，并且所述电子沿着第三光轴OA3被引导至旨在被检查的并布置在处理单元114上的物体425。在其到物体425的路径上，粒子束沿着第五静电透镜418、束引导管420、第五多极单元418A、第六多极单元418B和物镜421被引导。第五静电透镜418是静电浸没透镜。借助于第五静电透镜418，粒子束被减速或加速到束引导管420的电势。
借助于物镜421，粒子束被聚焦到物体425所布置在的焦平面内。物体425布置在处理单元114上，该处理单元被布置在可移动物体载台424上。可移动物体载台424布置在粒子束装置400的物体腔室426中。物体载台424被实施为沿相互垂直布置的三个方向可移动，即，x方向(第一载台轴线)、y方向(第二载台轴线)和z方向(第三载台轴线)。而且，物体载台424可以绕彼此垂直布置的两条旋转轴线旋转(载台旋转轴线)。
物体腔室426处于真空下。为了产生真空，在物体腔室426处布置有泵(未展示)。在图3中展示的示例性实施例中，物体腔室426在第一压力范围内或在第二压力范围内操作。第一压力范围仅包括小于或等于10-3hPa的压力，并且第二压力范围仅包括大于10-3hPa的压力。为了确保所述压力范围，将物体腔室426真空密封。
物镜421可以被实施为磁透镜422与第六静电透镜423的组合。进一步，束引导管420的端部可以是静电透镜的电极。在从束引导管420出射之后，粒子束装置400的粒子被减速到物体425的电势。物镜421并不限于磁透镜422与第六静电透镜423的组合。而是，物镜421可以采取任何合适的形式。举例而言，物镜421也可以被实施为纯磁透镜或纯静电透镜。
聚焦到物体425上的粒子束与物体425相互作用。产生了相互作用粒子。特别地，从物体425射出二次电子，或者在物体425处反向散射了反向散射电子。二次电子或反向散射电子再次被加速并且沿着第三光轴OA3被引导到束引导管420中。特别地，二次电子和反向散射电子的轨迹在粒子束的粒子的路线上沿与粒子束的方向相反的方向延伸。
粒子束装置400包括第一分析检测器419，该第一分析检测器沿着束路径被布置在束偏转装置410与物镜421之间。沿相对于第三光轴OA3定向成大角度的方向前行的二次电子由第一分析检测器419检测。在第一分析检测器419的位置处相对于第三光轴OA3具有小轴向距离的反向散射电子和二次电子，即在第一分析检测器419的位置处距第三光轴OA3具有小距离的反向散射电子和二次电子，进入束偏转装置410沿着检测束路径427被第五磁扇区411E、第六磁扇区411F和第七磁扇区411G偏转到第二分析检测器428。举例而言，偏转角为90°或110°。
第一分析检测器419产生主要由发射的二次电子生成的检测信号。由第一分析检测器419生成的检测信号被引导至监测单元123，并且被用于获得关于聚焦粒子束与物体425的相互作用区域的特性的信息。特别地，使用扫描装置429使聚焦粒子束扫过物体425。然后，可以通过由第一分析检测器419生成的检测信号来生成物体425的被扫描区域的图像，并且可以将该图像显示在显示单元上。显示单元是例如布置在监测单元123处的监视器124。
第二分析检测器428也连接至监测单元123。第二分析检测器428的检测信号被供应给监测单元123并且被用于生成物体425的被扫描区域的图像并且将该图像显示在显示单元上。显示单元是例如布置在监测单元123处的监视器124。
在物体腔室426处布置了辐射检测器500，用于检测相互作用辐射，例如X射线辐射和/或阴极发光。特别地，辐射检测器500用于EDX。而且，EBSD检测器119布置在物体腔室426中。辐射检测器500和EBSD检测器119连接至监测单元123，该监测单元具有监视器124。监测单元123处理由辐射检测器500和EBSD检测器119生成的检测信号，并且将所述信号尤其以图像的形式显示在监视器124上。
另外，粒子束装置400包括处理器126，该处理器中加载有程序代码，用于以执行根据本发明的方法的方式控制粒子束装置400。而且，监测123包括用于存储数据的数据库134。
现在将更详细地讨论上文解释的粒子束装置100、200和400的物体载台122、424。物体载台122、424是可移动物体载台，其在图4和图5中示意性地示出。提及以下事实：本发明不局限于这里描述的物体载台122、424。相反，本发明可以具有适合于本发明的任何可移动物体载台。
在物体载台122、424上布置了处理单元114，在该处理单元又布置了物体125、425。物体载台122、424具有移动元件，这些移动元件确保物体载台122、424按以下方式移动，使得物体125、425上的兴趣区域可以通过粒子束来检查。移动元件在图4和图5中示意性地展示出并且在下文进行解释。
物体载台122、424具有在物体腔室120、201或426的壳体601处的第一移动元件600，物体载台122、424布置在该物体腔室中。第一移动元件600促进物体载台122、424沿z轴线(第三载台轴线)移动。进一步，提供了第二移动元件602。第二移动元件602促进物体载台122、424绕第一载台旋转轴线603(也称为倾斜轴线)旋转。这个第二移动元件602用于使布置在处理单元114中的物体125、425关于第一载台旋转轴线603倾斜。
在第二移动元件602又布置了第三移动元件604，该第三移动元件被实施为滑架的引导件并且确保物体载台122、424可沿x方向(第一载台轴线)移动。前述滑架又是另一移动元件，即第四移动元件605。第四移动元件605被实施为使得物体载台122、424可沿y方向(第二载台轴线)移动。为此，第四移动元件605具有引导件，另一滑架在该引导件中被引导，处理单元114又布置在该另一滑架处。
处理单元114又被实施为具有第五移动元件606，该第五移动元件促进处理单元114绕第二载台旋转轴线607旋转。第二载台旋转轴线607垂直于第一载台旋转轴线603定向。
在此讨论的示例性实施例的物体载台122、424具有以下运动学链条：第一移动元件600(沿z轴线移动)-第二移动元件602(绕第一载台旋转轴线603旋转)-第三移动元件604(沿x轴线移动)-第四移动元件605(沿y轴线移动)-第五移动元件606(绕第二载台旋转轴线607)旋转。
在另外的示例性实施例(在此未展示)中，提供的是将另外的移动元件布置在物体载台122、424处，以促进沿着另外的平移轴线和/或绕另外的旋转轴线的运动。
从图5清楚可见，每个上述移动元件都连接至步进马达。因此，第一移动元件600连接至第一步进马达M1，并且前者由第一步进马达M1提供的驱动力驱动。第二移动元件602连接至第二步进马达M2，该第二步进马达驱动第二移动元件602。第三移动元件604进而连接至第三步进马达M3。第三步进马达M3提供用于驱动第三移动元件604的驱动力。第四移动元件605连接至第四步进马达M4，其中第四步进马达M4驱动第四移动元件605。进一步，第五移动元件606连接至第五步进马达M5。第五步进马达M5产生用于驱动第五移动元件606的驱动力。上述步进马达M1至M5由控制单元608控制(参见图5)。
图6示出了图1中所示的SEM 100以及布置在SEM 100的物体腔室120中的处理单元114的示例性实施例的示意图。相同的附图标记表示相同的单元。关于SEM100的处理单元114描述的内容经必要修改也适用于另外的粒子束装置200和400的处理单元114。
如图6所示，SEM100进一步包括布置在物体腔室120处的腔室检测器127。腔室检测器127可以是粒子检测器，特别是Everhart Thornley检测器。
如上文提及的，处理单元114布置在物体载台122处。处理单元114包括机械力施加模块128和用于加热或冷却物体125的温度模块129。使用机械力施加模块128，可以向物体125施加拉伸力、剪切力、弯折力和/或扭转力。
图7示出了根据本发明的用于操作呈SEM100、组合装置200或粒子束装置400形式的粒子束装置的方法的示例性实施例。下文基于SEM 100的操作以示例性方式解释该方法。关于操作SEM100描述的内容经必要修改也适用于操作另外的粒子束装置200和400的方法。
在开始根据本发明的方法的方法步骤S1之后，在方法步骤S2中识别物体125上的至少一个兴趣区域。例如，如图8所示，识别了第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。图8示出了，物体125包括具有第一范围的第一区段130、具有第二范围的第二区段131、以及具有第一范围的第三区段133。第一范围大于第二范围。
例如，第一兴趣区域ROI1由SEM100的视场限定并且几乎覆盖物体125的在第一区段130与第三区段133之间的整个面积。第一兴趣区域ROI1的形状为矩形。另外，第二兴趣区域ROI2由几乎具有物体125的第二区段131的形状的多边形限定，并且几乎覆盖物体125的第二区段131的整个面积。而且，第三兴趣区域ROI3由几乎具有正方形形状的多边形限定并且覆盖与布置在物体125的第二区段131处的凹口132相邻的面积。另外，第四兴趣区域ROI4由几乎具有方形形状的多边形限定并且覆盖与第三兴趣区域ROI3相邻的面积。
第一兴趣区域ROI1可以用SEM 100使用低放大率并且使用与对第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4成像所用的像素大小相比更大的像素大小来成像。第一兴趣区域ROI1可以使用单次扫描来成像，并且第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4各自被细分且分割为若干个兴趣子区域，其中每个兴趣子区域使用与对第一兴趣区域ROI1成像所用的像素大小相比更小的像素大小来成像。第二兴趣区域ROI2可以包括若干个子区域ROI2I，第三兴趣区域ROI3可以包括若干个子区域ROI3I，并且第四兴趣区域ROI4可以包括若干个子区域ROI4I。属于单一兴趣区域的若干个兴趣子区域的图像，例如属于第二兴趣区域ROI2的兴趣子区域ROI2I，被拼接在一起而生成这个特定兴趣区域的完整图像。拼接技术是本领域已知的，因此在此不进行讨论。使用SEM100生成第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4的图像。
此外或替代性地，在根据本发明的方法的实施例中提供的是，使用光学显微镜和/或相机来识别兴趣区域。
在方法步骤S3中，例如由SEM 100的操作者定义了用于处理物体125的处理序列、用于取决于处理序列(即，根据处理序列)来调整上述兴趣区域ROI1至ROI4的调整序列和/或终止条件。而且，此外或替代性地，可以定义生成图像的时间和/或用于生成图像的检测器。
用于处理物体125的处理序列包括至少一个用于处理物体125的步骤。特别地，处理序列可以包括关于是否向物体125施加了力的信息和/或对于何时向物体125施加该力的时间的指示。特别地，可以向物体125施加拉伸力、压缩力、剪切力、弯折力和/或扭转力。而且，处理序列可以包括关于物体125是否被加热到或冷却到特定温度的信息和/或对于物体125何时被加热或冷却的时间的指示。特别地，处理序列可以包括以下信息和执行以下步骤：
-起始条件和结束条件。起始条件可以包括关于物体125的初始条件、例如物体125的初始位移或初始温度的信息。结束条件可以包括关于物体125的特定条件的信息。在下面进一步提及该特定条件的实施例。当达到结束条件时，停止根据本发明的方法；
-选择在执行根据本发明的方法时所控制的参数。例如，该参数可以是向物体125施加的力、物体125的位移、物体125上的应变(即，物体125的变形)和/或物体125的温度；
-定义该参数的变化速率，例如向物体125施加的力的增加速率、用于实现物体125位移的物体125移动速度的增加速率、物体125的应变率和/或物体125的温度的升高或降低速率；
-选择使用SEM 100来生成以下兴趣区域中的至少一个兴趣区域的图像的时间：第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。例如，定义了在哪些步骤之后暂停对参数的增大或减小。在这个暂停中，使用SEM 100生成以下兴趣区域中的至少一个兴趣区域的图像：第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。
根据本发明的方法的实施例可以包括以下处理序列中的至少一个：
序列1：
(i)从物体125的0mm位移开始处理序列并且当物体125制动时终止(即，结束)处理序列；
(ii)以2μm/s的速度使物体125的第一端沿第一方向A移动并且同时使物体125的第二端沿与第一方向A相反的第二方向B移动(参见图8)；
(iii)在物体125的每10μm变形时暂停物体125的移动，以用于使用SEM 100来生成以下兴趣区域中的至少一个兴趣区域的图像：第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。如果上述兴趣区域ROI1至ROI4之一被细分为若干个兴趣子区域，则生成所述若干个兴趣子区域的图像并且将这些图像拼接在一起而生成特定兴趣区域的完整图像；
(iv)在生成上述图像之后继续该处理序列。
序列2：
(i)从0N弯折力开始处理序列并且以每分钟10N的步长增大弯折力，直到力达到1000N。当力已经达到1000N时，终止(即，结束)处理序列；
(ii)在每50N的增大时暂停这种增大，以用于使用SEM 100来生成以下兴趣区域中的至少一个兴趣区域的图像：第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。如果上述兴趣区域ROI1至ROI4之一被细分为若干个兴趣子区域，则生成所述若干个兴趣子区域的图像并且将这些图像拼接在一起而生成特定兴趣区域的完整图像；
(iii)在生成上述图像之后继续该处理序列。
序列3：
(i)从0％应变开始处理序列并且以每秒10ppm的步长增大应变力，直到应变达到5％。当应变已经达到5％时，终止(即，结束)处理序列；
(ii)在每100ppm的增大时暂停这种增大，以用于使用SEM 100来生成以下兴趣区域中的至少一个兴趣区域的图像：第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。如果上述兴趣区域ROI1至ROI4之一被细分为若干个兴趣子区域，则生成所述若干个兴趣子区域的图像并且将这些图像拼接在一起而生成特定兴趣区域的完整图像；
(iii)在生成上述图像之后继续该处理序列。
序列4：
(i)向物体125施加弯折力保持弯折力一直恒定为1kN；
(ii)从物体125的20℃温度开始处理序列并且增大物体125的温度，直到物体125的温度达到500℃。当物体125的温度达到500℃时，终止(即，结束)处理序列；
(iii)在每10℃的增大时暂停温度的增大，以用于使用SEM 100来生成以下兴趣区域中的至少一个兴趣区域的图像：第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。如果上述兴趣区域ROI1至ROI4之一被细分为若干个兴趣子区域，则生成所述若干个兴趣子区域的图像并且将这些图像拼接在一起而生成特定兴趣区域的完整图像；
(iv)在生成上述图像之后继续该处理序列。
序列5：
(i)通过向物体125施加弯折力来向物体125施加1mm位移，并且保持物体125的这个位移一直恒定；
(ii)通过加热和/或冷却物体125来向物体125施加500℃的温度，并且保持这个温度一直恒定；
(iii)在每5分钟之后，使用SEM 100来生成以下兴趣区域中的至少一个兴趣区域的图像：第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。如果上述兴趣区域ROI1至ROI4之一被细分为若干个兴趣子区域，则生成所述若干个兴趣子区域的图像并且将这些图像拼接在一起而生成特定兴趣区域的完整图像；
(iv)在生成上述图像之后继续该处理序列。
明确提及的是，本发明不局限于上述序列。而是，可以使用适合于本发明的任何序列。
图9A和9B展示了序列1。如图9A所示，该处理序列从物体125的0mm位移(即，0变形)开始并且在物体125制动时终止(即，结束)。以2μm/s的速度使物体125的第一端沿第一方向A移动并且同时使物体125的第二端沿与第一方向A相反的第二方向B移动。在物体125的每10μm变形时暂停物体125的移动，以用于使用SEM 100来生成第一兴趣区域ROI1和第二兴趣区域ROI2的图像。由于第二兴趣区域ROI2被细分为若干个兴趣子区域ROI2I，因此生成这若干个兴趣子区域ROI2I的图像并拼接在一起而生成第二兴趣区域ROI2的完整图像。图9B示出了物体125的被施加的力与变形相关的示意图。在图9B所示的示意图的每个点处生成图像。
在根据本发明的方法的另外一个实施例中，该方法提供了包括序列信息和进行步骤的单一处理序列。此外，根据本发明的方法的另外的实施例提供了若干个成像任务。该单一处理序列可以包括：
-起始条件和结束条件。起始条件可以包括关于物体125的初始条件、例如物体125的初始位移或初始温度的信息。结束条件可以包括关于物体125的特定条件的信息。在下面进一步提及该特定条件的实施例。当达到结束条件时，停止根据本发明的方法；
-在执行该处理序列时所控制的参数。例如，该参数可以是向物体125施加的力、物体125的位移、物体125上的应变(即，物体125的变形)和/或物体125的温度；以及
-对该参数的变化速率的定义，例如向物体125施加的力的增加速率、用于实现物体125位移的物体125移动速度的增加速率、物体125的应变率和/或物体125的温度的升高或降低速率。
这若干个成像任务中的每一个可以包括以下信息和步骤：
-在执行该处理序列时所控制的参数。例如，该参数可以是向物体125施加的力、物体125的位移、物体125上的应变(即，物体125的变形)和/或物体125的温度；以及
-使用SEM 100生成以下兴趣区域中的至少一个兴趣区域的图像的时间：第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。例如，定义了在哪些步骤之后暂停对参数的增大或减小。在这个暂停中，使用SEM 100生成以下兴趣区域中的至少一个兴趣区域的图像：第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4。
下文进一步更详细讨论根据本发明的方法的这个另外的实施例。该另外的实施例可以包括以下处理序列：
处理序列：
(i)从物体125的0mm位移开始处理序列并且当物体125制动时终止(即，结束)处理序列；
(ii)以2μm/s的速度使物体125的第一端沿第一方向A移动并且同时使物体125的第二端沿与第一方向A相反的第二方向B移动(参见图8)。
而且，该另外的实施例可以包括以下成像任务：
成像任务1：
(i)监测物体125的变形；
(ii)在物体125的每10μm变形步长时暂停物体125的移动，以用于生成第一兴趣区域ROI1和第二兴趣区域ROI2的图像。由于第二兴趣区域ROI2被细分为若干个兴趣子区域ROI2I，因此生成这若干个兴趣子区域ROI2I的图像并拼接在一起而生成第二兴趣区域ROI2的完整图像；
(iii)在生成上述图像之后继续该处理序列。
成像任务2：
(i)监测物体125上的应变；
(ii)在每0.1％应变步长之后暂停物体125的移动，以用于使用SEM 100来生成第三兴趣区域ROI3的图像。由于第三兴趣区域ROI3被细分为若干个兴趣子区域ROI3I，因此生成这若干个兴趣子区域ROI3I的图像并拼接在一起而生成第三兴趣区域ROI3的完整图像；
(iii)在生成上述图像之后继续该处理序列，直到已经达到或超过物体125的拉伸强度极限。
成像任务3：
(i)监测物体125的变形；
(ii)如果已经达到或超过物体125的弹性极限，则在物体125的每20μm变形步长时暂停物体125的移动，以用于生成第四兴趣区域ROI4的图像。由于第四兴趣区域ROI4被细分为若干个兴趣子区域ROI4I，因此生成这若干个兴趣子区域ROI4I的图像并拼接在一起而生成第四兴趣区域ROI4的完整图像；
(iii)在生成上述图像之后继续该处理序列，直到已经达到或超过物体125的拉伸强度极限。
在根据本发明的方法的这个另外的实施例中，处理序列和成像任务1至3是并行执行的。明确提及的是，本发明不局限于上述处理序列或成像任务。而是，可以使用适合于本发明的任何处理序列或成像任务。
图10A至10E展示了如上文描述的根据本发明的方法的另外的实施例。
如图10A所示，该处理序列从物体125的0mm位移(即，0变形)开始并且在物体125制动时终止(即，结束)。以2μm/s的速度使物体125的第一端沿第一方向A移动并且同时使该物体的第二端沿与第一方向A相反的第二方向B移动。
如图10B所示，成像任务1提供监测物体125的变形。在物体125的每10μm变形步长时暂停物体125的移动，以用于使用SEM 100来生成第一兴趣区域ROI1和第二兴趣区域ROI2的图像。由于第二兴趣区域ROI2被细分为若干个兴趣子区域ROI2I，因此生成这若干个兴趣子区域ROI2I的图像并拼接在一起而生成第二兴趣区域ROI2的完整图像。在已经生成了上述图像之后，继续该处理序列并因此继续物体125的移动。
如图10C所示，成像任务2提供监测物体125上的应变。在每0.1％应变步长之后暂停物体125的移动，以用于使用SEM 100来生成第三兴趣区域ROI3的图像。由于第三兴趣区域ROI3被细分为若干个兴趣子区域ROI3I，因此生成这若干个兴趣子区域ROI3I的图像并拼接在一起而生成第三兴趣区域ROI3的完整图像。在已经生成了上述图像之后，继续该处理序列并且因此继续物体125的移动，直到已经达到或超过物体125的拉伸强度极限。
如图10D所示，成像任务3提供监测物体125的变形。如果已经达到或超过物体125的弹性极限，则在物体125的每20μm变形步长时暂停物体125的移动，以用于生成第四兴趣区域ROI4的图像。由于第四兴趣区域ROI4被细分为若干个兴趣子区域ROI4I，因此生成这若干个兴趣子区域ROI4I的图像并拼接在一起而生成第四兴趣区域ROI4的完整图像。在已经生成了上述图像之后，继续该处理序列并且因此继续物体125的移动，直到已经达到或超过物体125的拉伸强度极限。
图10E示出了物体125的被施加的力与变形相关的示意图。在根据成像任务1至3的示意图的每个点处生成兴趣区域ROI1至ROI4中的至少一个兴趣区域的图像。
如上文提及的，在根据图7的方法步骤S3中，例如还由SEM 100的操作者定义了用于取决于处理序列(即，根据处理序列)来调整上述兴趣区域ROI1至ROI4的调整序列。当处理物体125，尤其是通过向物体125施加力来处理物体时，物体125上的兴趣区域ROI1至ROI4的初始位置可以改变。在不主动调整兴趣区域ROI1至ROI4的位置的情况下，操作者感兴趣的特征可能漂移到初始兴趣区域ROI1至ROI4之外。因此，应调整兴趣区域ROI1至ROI4。调整序列用于取决于处理序列(即，根据处理序列)来调整兴趣区域ROI1至ROI4。下文解释了调整序列的两个实施例。SEM 100的操作者可以选择在图7所示的方法中执行其中之一。
调整序列的实施例使用互相关来调整兴趣区域ROI1至ROI4，例如第一兴趣区域ROI1。在互相关过程中，(a)首先获得第一兴趣区域ROI1的第一图像，(b)在移动物体125或加热和/或冷却物体125的步骤之后，其次获得第一兴趣区域ROI1的第二图像，(c)使用处理器126来计算第一兴趣区域ROI1的第一图像与第二图像之间的偏移，以及(d)使用该偏移来调整第一兴趣区域ROI1。关于涉及单一兴趣区域ROI的图11A至11C来更详细地解释。
可以通过指定多边形形式的兴趣区域ROI的每个节点的坐标xi，yi来定义兴趣区域ROI。使用每个节点的这些坐标，可以通过处理器126使用以下公式来计算兴趣区域ROI的质心：
Figure BDA0002508561850000281
Figure BDA0002508561850000282
其中A是多边形的面积，由下式给出
Figure BDA0002508561850000291
如图11A所示，在已经生成兴趣区域ROI的图像之后，生成包含兴趣区域ROI的附加图像700，该附加图像700以由Cx，Cy给出的多边形的质心为中心。如上文提及的，兴趣区域ROI的形状为多边形。SEM的视场覆盖了整个多边形。可以使用SEM 100的低放大率来生成附加图像700。附加图像700作为参考图像被保存在监测单元123的数据库134中。
在物体125已经在处理序列的步骤之一中变形之后，操作者感兴趣的物体125的特征从其初始坐标移动(即，偏移)到物体125变形之后的另外的坐标。如图11B所示，在物体125变形之后，生成包含兴趣区域的另外的附加图像701，该另外的附加图像701也以由Cx，Cy给出的多边形的上述质心为中心。也可以使用SEM 100的低放大率来生成另外的附加图像701。现在通过将参考图像(作为包含兴趣区域ROI的附加图像700)与包含兴趣区域ROI的另外的附加图像701相关联来确定特征的偏移。该偏移由偏移向量(dx，dy)表示。
使用偏移向量(dx，dy)，接着重新计算多边形形状的兴趣区域ROI的节点的坐标。而且，重新计算该多边形的质心的坐标。在重新计算之后，提供如图11C所示的并包含操作者感兴趣的物体125的特征的经调整的兴趣区域702。这种重新计算可以使用以下公式
Figure BDA0002508561850000292
调整序列的另外的实施例使用数字图像相关来调整兴趣区域ROI，其中，在数字图像相关的过程中，(a)在执行该处理序列的步骤之前，获得物体125的某个面积的参考图像，其中物体125的该面积包括兴趣区域ROI，(b)在该处理序列的该步骤已经执行之后，获得物体125的该面积的另外的图像，其中物体125的该面积包括兴趣区域ROI，(c)通过比较该参考图像与该另外的图像来获得该另外的图像的至少一些像素或每个像素的位移向量，以及(d)使用该位移向量来调整兴趣区域ROI。这将关于图12A至12D来更详细地解释。
如上文提及的，每个兴趣区域ROI，例如第一兴趣区域ROI1和第二兴趣区域ROI2，各自可以是具有边缘的多边形。其中至少两个边缘在边缘节点处彼此连接。边缘节点的坐标由(xi，yi)给出。在例如在如上文提及的成像任务中已经生成了第一兴趣区域ROI1和第二兴趣区域ROI2的图像之后，生成包含所有兴趣区域、例如第一兴趣区域ROI1和第二兴趣区域ROI2的附加图像700。可以使用SEM 100的低放大率来生成附加图像700。附加图像700作为参考图像被保存在监测单元123的数据库134中。
在物体125已经在处理序列的步骤之一中变形之后，操作者感兴趣的物体125的特征从其初始坐标移动到物体125变形之后的另外的坐标。如图12B所示，再次对附加图像700所覆盖的相同面积进行成像。因此，获得了这个面积的另外的附加图像701。
现在使用附加图像700和另外的附加图像701来进行数字图像相关。如图12C所示，数字图像相关给出了提供了向量u(x，y)和v(x，y)的位移场703。向量u(x，y)和v(x，y)是通过比较作为参考图像的附加图像700与另外的附加图像701而得到的该另外的附加图像702的至少一些像素或每个像素的位移向量。使用位移场703来在物体125变形之后重新计算每个兴趣区域的坐标，以针对每个兴趣区域获得经调整的兴趣区域。可以使用以下公式来计算每个经调整的兴趣区域的新坐标：
Figure BDA0002508561850000301
当使用上述公式时，如图12D所示，提供了针对每个兴趣区域ROI1、ROI2的经调整的兴趣区域702A、702B。
在根据本发明的方法的另一实施例中，如上所述的在数字图像相关的过程中获得的位移场703也可以用于自动定义新的兴趣区域。位移场703提供了应变分布。因此，可以自动找到应变相当集中的新的兴趣区域。这个新的兴趣区域作为经调整的兴趣区域被用于根据本发明的方法的其他步骤。
在执行根据图7的方法的方法步骤S3之后，方法步骤S4提供了根据方法步骤S3中定义的处理序列来自动处理物体125的步骤。换句话说，在不需要操作者在场的情况下执行对物体125的处理。如上文提及的，可以向物体125施加力，例如拉伸力、压缩力、剪切力、弯折力和/或扭转力。而且，可以如上所述将物体125加热或冷却。在物体125已经被处理、尤其在处理序列的步骤之一中变形之后，操作者感兴趣的物体125的特征从其初始坐标移动到物体125变形之后的另外的坐标。因此，在方法步骤S5中，根据如方法步骤S3定义的调整序列来自动调整该兴趣区域，例如上述第一兴趣区域ROI1、第二兴趣区域ROI2、第三兴趣区域ROI3和第四兴趣区域ROI4中的至少一个兴趣区域。换句话说，在不需要操作者在场的情况下执行对上述兴趣区域的调整。在方法步骤S6，使用SEM 100对该经调整的兴趣区域，例如经调整的第一兴趣区域ROI1、经调整的第二兴趣区域ROI2、经调整的第三兴趣区域ROI3和经调整的第四兴趣区域ROI4自动进行成像和/或分析。换句话说，在不需要操作者在场的情况下执行对物体125的成像和/或分析。
在方法步骤S7中，自动检查是否已经达到终止条件，其中，在方法步骤S3中已经定义了终止条件。如果尚未达到终止条件，则重复方法步骤S4至S6。如果已经达到终止条件，则在方法步骤S8中停止根据本发明的方法。
根据本发明的方法具有以下优点：原位实验中，即在SEM 100的物体腔室120中进行的实验，尤其是如上所述的实验，不必由SEM 100的操作者永久控制。通过定义用于通过变形来处理物体125的处理序列和/或通过定义用于取决于处理序列(即，根据处理序列)来调整上述兴趣区域中的至少一个兴趣区域的调整序列，根据本发明的方法可以在没有操作者的永久控制的情况下自动执行。而且，根据本发明的方法为在SEM 100中进行的原位实验提供了优化的工作流程，该工作流程可以用于任何原位实验。
本文中讨论的各种实施例可以结合本文中描述的系统以适当的组合进行彼此组合。另外，在某些情况下，可以在适当的地方修改流程图、流程和/或所描述的流程处理中的步骤顺序。此外，本文中描述的系统的各个方面可以使用软件、硬件、软件与硬件的组合和/或具有所描述特征和执行所描述功能的其他计算机实施模块或装置来实施。该系统可以进一步包括用于提供与使用者和/或与其他计算机的适当界面的显示器和/或其他计算机部件。
本文中描述的系统的方面的软件实现方式可以包括可执行代码，其存储在计算机可读介质中并且由一个或更多个处理器执行。计算机可读介质可以包括易失性存储器和/或非易失性存储器，并且可以包括例如计算机硬盘驱动器、ROM、RAM、闪存、便携式计算机存储介质，诸如CD-ROM、DVD-ROM、SO卡、闪存驱动器或具有例如通用串行总线(USB)接口的其他驱动器和/或其上可以存储可执行代码且该代码可以由处理器执行的任何其他适当的有形或非暂时性计算机可读介质或计算机存储器。本文中描述的系统可以结合任何适当的操作系统使用。
在本说明书、附图和权利要求中披露的本发明的特征对于在本发明的各个实施例中实现本发明而言可能是必不可少的，无论是单独地还是以任意的组合。本发明不局限于所描述的这些实施例。考虑到本领域相关技术人员的知识，可以在权利要求的范围内对其进行改变。
*******
附图标记清单
100 SEM
101 电子源
102 引出电极
103 阳极
104 束引导管
105 第一聚束透镜
106 第二聚束透镜
107 第一物镜
108 第一光圈单元
108A 第一光圈
109 第二光圈单元
110 极片
111 线圈
112 单电极
113 管状电极
114 处理单元
115 扫描装置
116 第一检测器
116A 相反场光栅
117 第二检测器
118 第二光圈
119 EBSD检测器
120 物体腔室
121 第三检测器
122 物体载台
123 监测单元
124 监视器
125 物体
126 处理器
127 腔室检测器
128 机械力施加模块
129 温度模块
130 具有第一范围的第一区段
131 具有第二范围的第二区段
132 凹口
133 具有第一范围的第三区段
134 数据库
200 组合装置
201 物体腔室
300 离子束装置
301 离子束发生器
302 离子束装置中的引出电极
303 聚束透镜
304 第二物镜
306 可调或可选光圈单元
307 第一电极布置
308 第二电极布置
400 具有校正器单元的粒子束装置
401 粒子束柱
402 电子源
403 引出电极
404 阳极
405 第一静电透镜
406 第二静电透镜
407 第三静电透镜
408 磁偏转单元
409 第一静电束偏转单元
409A 第一多极单元
409B 第二多极单元
410 束偏转装置
411A 第一磁扇区
411B 第二磁扇区
411C 第三磁扇区
411D 第四磁扇区
411E 第五磁扇区
411F 第六磁扇区
411G 第七磁扇区
413A 第一反射镜电极
413B 第二反射镜电极
413C 第三反射镜电极
414 静电反射镜
415 第四静电透镜
416 第二静电束偏转单元
416A 第三多极单元
416B 第四多极单元
417 第三静电束偏转单元
418 第五静电透镜
418A 第五多极单元
418B 第六多极单元
419 第一分析检测器
420 束引导管
421 物镜
422 磁透镜
423 第六静电透镜
424 物体载台
425 物体
426 物体腔室
427 检测束路径
428 第二分析检测器
429 扫描装置
432 另外的磁偏转元件
500 辐射检测器
600 第一移动元件
601 壳体
602 第二移动元件
603 第一载台旋转轴线
604 第三移动元件
605 第四移动元件
606 第五移动元件
607 第二载台旋转轴线
608 控制单元
700 兴趣区域的附加图像
701 兴趣区域的另外的附加图像
702 经调整的兴趣区域
702A 经调整的兴趣区域
702B 经调整的兴趣区域
703 位移场
709 第一束轴线
710 第二束轴线
M1 第一步进马达
M2 第二步进马达
M3 第三步进马达
M4 第四步进马达
M5 第五步进马达
OA 光轴
OA1 第一光轴
OA2 第二光轴
OA3 第三光轴
ROI 兴趣区域
ROI1 第一兴趣区域
ROI2 第二兴趣区域
ROI2I 第二兴趣区域的子区域
ROI3 第三兴趣区域
ROI3I 第三兴趣区域的子区域
ROI4 第四兴趣区域
ROI4I 第四兴趣区域的子区域
S1至S8 方法步骤
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Claims (15)

1.一种用于操作对物体(125，425)进行成像、分析和/或处理的粒子束装置(100，200，400)的方法，该方法包括：
-识别该物体(125)上的至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)；
-定义：(i)用于分析该物体(125，425)的分析序列，(ii)用于通过变形来处理该物体(125，425)的处理序列，以及(iii)用于取决于该处理序列和/或该分析序列来调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)的调整序列；
-根据该处理序列通过变形来处理该物体(125，425)和/或根据该分析序列来分析该物体(125，425)；
-根据该调整序列来调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)；以及
-在调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)之后或之时，使用该粒子束装置(100，200，400)的粒子束发生器(101，301，402)产生的一次粒子束来对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下中的至少一项：
(i)使用该一次粒子束和/或另外的粒子束来识别该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)；
(ii)使用光学显微镜来识别该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)；
(iii)使用相机来识别该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)；
(iv)将该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)识别为多边形；
(v)将该至少一个兴趣区域(ROI2至ROI4)细分为至少两个兴趣子区域(ROI2I至ROI4I)。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，定义该处理序列包括以下中的至少一项：
(i)在第一拉伸时刻向该物体(125)施加第一拉伸力并且在第二拉伸时刻向该物体(125)施加第二拉伸力；
(ii)在第一压缩时刻向该物体(125)施加第一压缩力并且在第二压缩时刻向该物体(125)施加第二压缩力；
(iii)在第一剪切时刻向该物体(125)施加第一剪切力并且在第二剪切时刻向该物体(125)施加第二剪切力；
(iv)在第一弯折时刻向该物体(125)施加第一弯折力并且在第二弯折时刻向该物体(125)施加第二弯折力；
(v)在第一扭转时刻向该物体(125)施加第一扭转力并且在第二扭转时刻向该物体(125)施加第二扭转力；
(vi)在第一温度时刻向该物体(125)施加第一温度并且在第二温度时刻向该物体(125)施加第二温度。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括以下中的至少一项：
(i)在该第一拉伸时刻和/或在该第二拉伸时刻对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析；
(ii)在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之前停止该第一拉伸力的施加，其中在对该至少一个兴趣区域进行成像和/或分析之后，在该第二拉伸时刻向该物体(125，425)施加该第二拉伸力；
(iii)在该第一压缩时刻和/或在该第二压缩时刻对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析；
(iv)在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之前停止该第一压缩力的施加，其中在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之后，在该第二压缩时刻向该物体(125，425)施加该第二压缩力；
(v)在该第一剪切时刻和/或在该第二剪切时刻对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析；
(vi)在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之前停止该第一剪切力的施加，其中在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之后，在该第二剪切时刻向该物体(125，425)施加该第二剪切力；
(vii)在该第一弯折时刻和/或在该第二弯折时刻对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析；
(viii)在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之前停止该第一弯折力的施加，其中在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之后，在该第二弯折时刻向该物体(125，425)施加该第二弯折力；
(ix)在该第一扭转时刻和/或在该第二扭转时刻对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析；
(x)在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之前停止该第一扭转力的施加，其中在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之后，在该第二扭转时刻向该物体(125，425)施加该第二扭转力；
(xi)在该第一温度时刻和/或在该第二温度时刻对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析；
(xii)在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之前停止该第一温度的施加，其中在对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析之后，在该第二温度时刻向该物体(125，425)施加该第二温度。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，进一步包括：以下中的一项：
(i)对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析，直到达到该物体(125，425)的弹性极限；
(ii)当达到该物体(125，425)的弹性极限时，对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析；
(iii)当超过该物体(124，425)的弹性极限时，对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析；
(iv)对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析，直到达到该物体(125，425)的拉伸强度极限；
(v)当达到该物体(125，425)的拉伸强度极限时，对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，定义该调整序列包括以下中的至少一项：
(i)使用互相关来调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)，其中，在执行该互相关之时，(a)在执行该分析序列的步骤或该处理序列的步骤之前，首先获得该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)的第一图像(700)，(b)在该分析序列的该步骤或该处理序列的该步骤已经执行之后，其次获得该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)的第二图像(701)，(c)使用计算单元(126)来计算该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)的该第一图像(700)与该第二图像(701)之间的偏移，并且其中(d)使用该偏移来调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)；
(ii)使用数字图像相关来调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)，其中，在执行该数字图像相关之时，(a)在执行该分析序列的步骤或该处理序列的步骤之前，获得该物体(125，425)的某个面积的参考图像(700)，其中该物体(125，425)的该面积包括该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)，(b)在该分析序列的该步骤或该处理序列的该步骤已经执行之后，获得该物体(125，425)的该面积的处理图像(701)，其中该物体(125，425)的该面积包括该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)，(c)通过比较该参考图像(700)与该处理图像(701)来获得该处理图像的至少一些像素或每个像素的位移向量(u，v)，以及(d)使用该位移向量(u，v)来调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，进一步包括：
(i)提供停止信号，以及
(ii)在已经提供该停止信号之后，停止该物体(125，425)的自动处理和/或该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)的自动调整和/或该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)的自动成像和/或该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)的自动分析。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括以下中的至少一项：
(i)由该粒子束装置(100，200，400)的使用者提供该停止信号；
(ii)如果已经到达该处理序列的端点，则提供该停止信号；
(iii)如果在处理过程中已经达到该物体(125，425)的特定条件，则提供该停止信号。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，该至少一个兴趣区域是第一兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)，并且其中，该方法进一步包括：
(i)识别该物体(125，425)上的第二兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)；以及
(ii)使用该第二兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)来执行根据前述权利要求中的至少一项所述的方法。
10.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，该方法包括以下中的至少一项：
(i)处理该物体(125，425)包括根据该处理序列自动通过变形来处理该物体(125，425)；
(ii)分析该物体(125，425)包括根据该分析序列来自动分析该物体(125，425)；
(iii)调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)包括根据该调整序列来自动调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)；
(iv)在调整该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)之后或之时，对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行成像和/或分析包括使用该粒子束装置(100，200，400)的粒子束发生器(101，301，402)产生的一次粒子束对该至少一个兴趣区域(ROI，ROI1至ROI4)进行自动成像和/或自动分析。
11.一种包括程序代码的计算机程序产品，该程序代码被加载至处理器(126)中并且在被执行时控制粒子束装置(100，200，400)，其控制方式是使得根据以上权利要求之一所述的方法被执行。
12.一种用于对物体(125，425)进行成像、分析和/或处理的粒子束装置(100，200，400)，包括：
-用于产生具有带电粒子的一次粒子束的至少一个粒子束发生器(101，301，402)，
-用于将该一次粒子束聚焦到该物体(125，425)的至少一个物镜(107，304，421)，
-用于检测相互作用粒子和/或相互作用辐射的至少一个检测器(116，117，119，121，127，419，428，500)，所述相互作用粒子和相互作用辐射是在该一次粒子束撞击在该物体(125，425)上时产生的，
-用于通过变形来处理该物体(125，425)的至少一个处理单元(114)，以及
-处理器(126)，根据权利要求11所述的计算机程序产品被加载至该处理器中。
13.根据权利要求12所述的粒子束装置(100，200，400)，其中，该处理单元(114)是变形单元。
14.根据权利要求12或13所述的粒子束装置(200)，其中，该粒子束发生器(101)是用于产生具有第一带电粒子的第一一次粒子束的第一粒子束发生器，其中该物镜(107)是用于将该第一一次粒子束聚焦到该物体(125)上的第一物镜，并且其中该粒子束装置(200)进一步包括：用于产生具有第二带电粒子的第二一次粒子束的第二粒子束发生器(301)、以及用于将该第二一次粒子束聚焦到该物体(125)上的第二物镜(304)。
15.根据权利要求12至14之一所述的粒子束装置(100，200，400)，其中，该粒子束装置(100，200，400)是以下中的至少一种：电子束装置和离子束装置。
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