CN112740356A - 在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间均衡检测器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间调节检测器的方法。根据本发明的第一实施例，基于单独图像来进行调节，并且根据第二实施例，基于重叠区域来进行调节。对于检测器调节本身，使用对比度值和/或亮度值，并且可以采用迭代方法。

Description

在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间均衡检测器的方法
技术领域
本发明涉及一种在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间均衡检测器的方法。此外，本发明涉及一种适于执行该方法的系统以及一种对应的计算机程序产品。
背景技术
多射束粒子显微镜与单射束粒子显微镜一样可以被用于在微观尺度上分析物体。使用这种粒子显微镜例如可以记录物体的图像，这些图像表示物体的表面。通过这种方式例如可以分析表面结构。在单射束粒子显微镜中使用由带电粒子(例如电子、正电子、μ介子或离子)形成的单一粒子射束来分析物体，而在多射束粒子显微镜中使用多个粒子射束来分析物体。该多个粒子射束(还被称为束)同时指向物体的表面，由此与单射束粒子显微镜相比，在相同时间段内可以扫描并分析物体表面的明显更大的面积。
WO 2005/024881 A2公开了一种呈电子显微镜系统形式的多粒子射束系统，该多粒子射束系统通过多个电子射束工作，以便用这些电子射束的束并行地扫描待检查的物体。产生这些电子射束的束的方式是将由电子源产生的电子射束指向多孔板，该多孔板具有多个开口。这些电子射束的电子中的一部分击中多孔板并且在该多孔板处被吸收，而射束的另一部分穿过多孔板的开口，使得在射束路径中在每个开口下游形成一电子射束，该电子射束的横截面由开口的横截面限定。此外，合适选择的电场(该电场在射束路径中被提供在多孔板上游和/或下游)使得多孔板中的每个开口作为透镜作用于穿过开口的电子射束，使得电子射束被聚焦在距多孔板一定距离的平面上。形成电子射束的焦点的平面通过下游的光学组件成像到待检查的物体的表面上，使得各电子射束作为初级射束以聚焦的方式击中物体。这些初级射束在该物体处产生从物体出发的相互作用产物(如反向散射电子或二次电子)，这些相互作用产物成形为形成次级射束并且被另一个光学组件引导到检测器。在该检测器处，这些次级射束中的每个次级射束击中分开的检测器元件，使得通过该检测元件检测到的电子强度提供在对应的初级射束照在物体的位置处关于该物体的信息。初级射束的束在物体的表面上系统地扫描，以便以对于扫描电子显微镜而言普遍的方式生成物体的电子显微图像。
如上文已经提到的，每个次级射束均照在分开的或分配给该次级射束的检测器元件。然而，即使在原理上结构相同的检测器元件的情况下，这些检测器元件通常也不是100％完全相同的。替代于此，尤其这些检测器元件的检测器特征曲线可能是彼此偏离的，即使对这些单独图像而言已扫描精确相同的结构，这也可能导致单独图像的不同的亮度值和/或对比度值。于是，当不同的单独图像应彼此结合(所谓的拼接)时，亮度和/或对比度的这种差别例如可能被证实为是有问题的。此外，当应测量在多个单独图像上延伸的表面结构的尺寸时，所提及的差别也起到重要作用。而且，由于亮度值和/或对比度值的差别还可能使轮廓识别变得困难，原因在于，在此，单独图像的边缘可能以错误的方式被解释为轮廓。
发明内容
因此，本发明要解决的问题是，提供一种在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间均衡检测器的方法，使得可以更加精确地分析图像数据并且更好地进一步处理图像数据。
该问题通过独立权利要求的主题来实现。本发明的有利的实施方式自附属权利要求中得出。
下文描述本发明的两个实施方式，其包括有利的改进方案。在此，第一实施方式涉及根据单独图像来均衡检测器，而第二实施方式涉及根据重叠区域来均衡检测器。
因此，本发明的第一实施方式涉及一种在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间均衡检测器的方法，该方法包含以下步骤：
用多个初级粒子射束照射、尤其同时照射该物体，其中每个初级粒子射束以扫描的方式照射该物体的分开的单独场区域；
收集相互作用产物，这些相互作用产物由于这些初级粒子射束而从该物体发出；
将这些相互作用产物投射到包含一个检测器或包含多个检测器的检测单元的检测区域上，使得从两个不同的单独场区域发出的相互作用产物被投射到不同的检测区域上，
基于数据生成这些单独场区域中的每个单独场区域的单独图像，这些数据分别借助来自检测区域中的信号而被获得或者已被获得；
确定每个单独图像的对比度值；以及
调节该检测单元，使得在定义的第一极限内，预先确定的多个单独图像、尤其所有单独图像具有相同的对比度值。
初级粒子射束例如可以为电子、正电子、μ介子或离子或其他带电粒子。物体的分配给每个初级粒子射束的单独场区域以例如逐行或逐列的扫描的方式被扫描。在此情况下较佳的是，单独场区域彼此相邻或以拼接的方式覆盖物体或其一部分。通过这种方式可以获得物体的尽可能完整并且连贯的图像。较佳地，单独场区域被实施成矩形的或正方形的，原因在于这对于借助粒子辐射的扫描过程而言是最容易实现的。总体上，单独场区域可以作为矩形的叠置地布置在不同的行中，从而总体上得到六边形结构。在此情况下，初级粒子射束的数量并非精确限定的；然而，使用的初级粒子射束越多，每个时间单元可以获得的图像信息就越多，并且对整个物体表面的扫描就可以越快地进行。还有利的是，实际上将多射束粒子显微镜的最多可用的所有初级粒子射束或追溯到这些初级粒子射束的图像数据用于所描述的均衡检测器的方法，然而并不一定是这种情况。有利的是，在六边形的情况下，粒子射束的数量是3n(n-1)+1，其中n是任意自然数。单独场区域的其他布置(例如正方形的或矩形的图案)同样是可能的。
相互作用产物可以为反向散射电子或二次电子。在此情况下，对于分析目的较佳的是，低能量的二次电子被用于生成图像。
根据本发明的检测单元可以包括一个检测器或者相同类型或不同类型的多个检测器。检测单元例如可以包含一个或多个粒子检测器或由其构成。粒子检测器又可以实施为单件式或多件式。然而还可能的是，在检测单元中相互组合或依次连接一个或多个粒子检测器和光检测器。
在以如下方式调节检测单元，使得预先确定的多个或所有单独图像在期望的精确度内(即在定义的第一极限内)具有相同的对比度值时，检测区域的输出受到影响。根据检测单元的结构，可以调节这些实际上分开的检测器，即，使得一检测区域对应于一分开的检测器。然而还可能的是，在单一的检测器的情况下分开地调节和/或均衡分别不同的转换通道。
根据本发明的一个较佳实施方式，检测单元包括粒子检测器以及连接在该粒子检测器下游的多个光检测器。具体地，粒子检测器可以包含具有多个检测区域的闪烁体板。在此情况下，将相互作用产物投射到粒子检测器的检测区域上是借助合适的粒子光学组件来进行的。在此情况下，从粒子检测器发出的光信号以合适的方式到达分配给粒子检测器的相应检测区域的光检测器。例如可能的是，从粒子检测器的检测区域发出的光经过对应的光学组件耦合到光纤中，所述光纤又与实际的光检测器连接。光检测器例如包括光电倍增器、光电二极管、雪崩光电二极管或其他类型的合适的光检测器。
根据本发明的一个替代性的实施方式，检测单元包括粒子检测器，但不包括光检测器。那么可能的是，不绕路经过光子而直接地检测粒子，其方式是例如将这些粒子注入半导体的耗尽层中，由此可以再次触发电子雪崩。于是为此需要对应结构化的半导体检测器，该半导体检测器对于每个射束具有至少一个独立的转换单元。
单独图像被分配给物体的单独场区域。对应地，单独场区域的几何形状还对应于单独图像的几何形状。在此通常涉及矩形或正方形。原则上是如下情况，即借助检测器生成的信号对应于来自相互作用产物的粒子射束的强度。最后，单独图像在模数转换和图像采集后作为数字数据集存在。
较佳的情形是，每个单独图像的所有单独像素均为确定该单独图像的对比度值做出贡献。在此，可以以不同的方式定义单独图像的对比度值。在此重要的是合理的定义，随后还对该定义进行更详细的解说。
调节检测器(使得预先确定的多个或所有单独图像具有在定义的第一极限内相同的对比度值)可以分别通过检测单元或检测器的一个或多个调节参数来实现。这些参数的性质取决于使用什么样的检测单元。在此情况下在理论上可能的是，在一次调节检测单元之后，预先确定的多个或所有单独图像就已经在定义的第一极限内具有相同的对比度值。然而更普遍的是如下情况，即在多个步骤或方法循环中并且较佳地不断细化地调节检测单元，以便对于预先确定的多个或所有单独图像而言实现相同的对比度值。在此情况下，较佳地选择单独图像的合理的对比度值作为参考。还可以选择所有单独图像的平均对比度值作为参考值/目标值。在此情况下，定义(期望)的第一极限(精确度)例如可以作为绝对值范围给出或作为以百分比计的与上文定义的参考值的偏差给出。与上文选择的参考值的偏差尤其可以是≤10％，较佳≤5％并且最佳≤1％。
较佳的是，该方法全部地或部分地重复和/或迭代地进行。在迭代过程的情况下，尤其使用外推法和内插法，这些方法逐步地并且较佳不断细化地允许检测单元的精细调节。
根据本发明的一个较佳实施方式，该方法另外包含以下步骤：
-确定每个单独图像的亮度值；以及
-调节检测单元，使得在定义的第二极限内，预先确定的多个单独图像、尤其所有单独图像具有相同的亮度值。
因此，在本发明的这个实施变型中，所有单独图像的对比度值和亮度值均彼此相等。单独图像的亮度值和对比度值无论如何都彼此密切相关，使得对这两个变量的均衡提供最佳结果。亮度值和对比度值在下文中还将被进一步更详细地定义。在亮度值的情况下，定义的第二极限(精确度)例如也可以作为绝对值范围给出或作为以百分比计的与上文定义的参考值的偏差给出。与上文选择的参考值的偏差尤其可以是≤10％，较佳≤5％并且最佳≤1％。
根据本发明的另一个实施例变型，该方法另外包括以下方法步骤：
-通过重新执行几个或所有方法步骤来测试检测单元的改变的设定。
例如在确定每个单独图像的对比度值之后和/或在确定每个单独图像的亮度值之后，即当因此确定的分别预先确定的多个单独图像或较佳所有单独图像的对比度值和/或亮度值在预先定义的极限内分别相同时，测试可以结束。在这种情况下，检测单元当然不需要被进一步地或更细化地设定。在这种上下文中有利的是，分别将品质指标定义为用于成功均衡检测器的指标。该品质指标是在重复执行方法时的终止指标。
根据本发明的一个较佳实施方式，调节检测单元包括调节增益和/或调节偏移。这可以取决于检测单元的结构对一个或多个检测器或其转换通道来进行。原则上是如下情况，用于转换粒子的检测器除了许多其他参数之外具有两个非常重要的调节参数。所述调节参数是增益和偏移。它们被映射在检测器的特征曲线中。
在此，在原理上，增益指示由多少输入产生多少输出。具体地，增益指示在输出中含有的第二粒子种类的粒子的数量(输出)相对于在输入中含有的第一粒子种类的粒子数量(输入)。在雪崩光电二极管的情况下，输入由光子形成，而输出由电子形成。对于所有其他检测器DED(“直接电子检测”)、PMT(“光电倍增管”)等可以定义类似的内容。此外，执行转换成电信号(在输出电阻上的电流或电压降)的多种检测器安装有后置放大器，该后置放大器的增益同样是可调节的。
偏移则指示，当没有初级粒子到达时，输出信号的水平有多高。这通常在下游电子电路中由电压加法器来解决。因此，最后通过这些系统来补偿漏电流等。偏移和增益通常不是彼此独立的。
根据本发明的一个较佳实施方式，将相互作用产物投射到粒子检测器的检测区域上，
其中粒子检测器的每个检测区域在相互作用产物击中该检测区域时发出光信号，
其中从每个检测区域发出的光信号被馈送入分配给相应的检测区域的光检测器；并且
其中调节检测单元包括调节光检测器。此外，上述关于串联连接粒子检测器和光检测器的解释适用于该实施方式。
根据本发明的一个较佳实施方式，光检测器包含雪崩光电二极管，其中调节雪崩光电二极管包括调节增益和/或调节偏移。这例如可以分别通过改变电流或电压来进行。雪崩光电二极管是高度灵敏的并且非常快速的光电二极管并且适合用于检测本身较小的辐射功率并且因此突出地适合用在多射束粒子显微镜中。
如果观察单独图像的亮度直方图，该亮度直方图通常示出高斯分布或高斯分布可以以良好近似的方式拟合的曲线。根据本发明的一个较佳实施例变型，将亮度直方图中的高斯分布或拟合的高斯分布的平均值定义为每个单独图像的亮度值，和/或，将亮度直方图中拟合的高斯分布的标准差的多倍、尤其2西格玛，定义为每个单独图像的对比度值。在亮度直方图中不具有类高斯分布的情况下，对于亮度值可以使用亮度直方图的平均值或亮度直方图的最大峰的位置，并且代替标准差的多倍，可以例如使用亮度直方图的最大峰的半高宽度来定义待实现的对比度值。这些定义为对亮度值并且主要对对比度值的特别稳定的定义。这是因为，所获得的单独图像通常在对应的亮度直方图中仅具有唯一的峰。如果存在两个分离的峰，则对比度可以非常容易地表达为这两个峰之间的差值。但是，借助多射束粒子显微镜获得的图像为特殊的图像，这些图像通常并不精确地具有这种多峰。替代地，通常仅存在唯一突出的峰，该峰有时具有肩峰形式的弱的副峰。在这方面必要的是，寻找用于待实现的对比度值的定义，该定义甚至在这些情况下仍是稳定的。半峰全宽以及非常特别地的是高斯分布的宽度(尤其高斯分布的2西格玛)作为对比度值的定义在此情况下被证实为是非常稳定的。
如果使用雪崩光电二极管作为光检测器，则在改变雪崩光电二极管的增益的情况下改变了单独图像的对比度以及单独图像的亮度值。因此通过调节增益可以对单独图像的这两个待适配的参数产生影响。相反地，如果改变雪崩光电二极管的偏移，则整个亮度直方图沿着X轴移位。因此偏移的调节仅对亮度值有影响。在此背景下权宜之计可能是，在调节雪崩光电二极管期间首先均衡对比度并且接着通过调节偏移来均衡亮度值。
根据本发明的另一个较佳实施方式，生成单独图像在图像生成计算机上并行地实现，图像生成计算机分别分配给检测单元的检测区域。在图像生成时，一维数据流例如借助所谓的帧捕捉器转换成二维数据格式。在此，在生成单独图像期间产生了非常大的数据量，使得在不同的图像生成计算机上并行地处理数据在时间上提供了很大的优势。在此情况下可能的是，为每个检测器设置并且使用专门分配的图像生成计算机。然而还可能的是，在同一个图像生成计算机上从对应数量的检测器生成多个单独图像。在现如今的计算容量的情况下，被证实为有利的是，在同一个图像生成计算机上生成至多8个单独图像。在使用例如91个初级粒子射束的情况下，生成总计91个单独图像，这些单独图像例如可以在12个图像生成计算机上并行地计算。通过这种方式可以非常良好地处理大量的数据。
根据本发明的另一个较佳的实施例变型，调节检测单元由控制计算机系统控制。在此，控制计算机系统本身还可以控制整个多射束粒子显微镜。在这里，程序还可以是，在图像生成计算机中确定对比度值和/或亮度值并且随后将其从图像生成计算机传输到控制计算机系统。随后，控制计算机系统或与分配给控制计算机系统的控制计算机由此计算出对检测单元的必需的调节或适配。出于均衡目的，在控制计算机系统中集中地评估对比度值和/或亮度值在此情况下是特别合理的，原因在于对于这种均衡可以使用分开的程序代码或特殊的计算程序。
根据本发明的另一个实施例变型，在成功均衡检测器之后进行图像处理，以进一步改善对比度和/或亮度。为此可以使用本身已知的图像处理进程。
根据本发明的另一个实施方式，使用测试样品作为物体以用于均衡检测器，该测试样品具有多个结构上完全相同的测试区域。该过程基于如下构思，对于在每个单独场区域中扫描的所有初级单射束而言，这种样品具有相同的结构，并且在完全相同的扫描条件下获得所有检测器的检测信号。那么，单独图像的不同的亮度值和/或对比值随后主要归因于检测器中的差异，而不是样品构成。例如，使用硅晶片作为测试样品，在该硅晶片上已经例如借助光刻方法施加了规则结构。
在首先已经将测试样品作为物体用于均衡检测器之后，在另一个方法步骤中可以通过真实样品来测试光检测器的改变的设定。那么，在这里还应将确定的对比度值和/或亮度值移动到适当的、由预先定义的极限确定的区间中。否则，必须基于测试样品再次进行检测器的重新均衡。以此方式迭代地执行方法的原因在于，检测器调节非常灵敏地取决于在真实样品上二次电子的产率。如果在真实样品上二次电子的产率与在测试样品上二次电子的产率之间的区别很大，则在扫描真实样品时采用光检测器的不同的特征曲线区域。然而，对该不同的特征曲线区域而言非常有可能不再充分地满足检测器均衡，原因在于大部分检测器的特征曲线具有基本上非线性的行为，该非线性行为仅在部分区域中可以以良好一致性被线性地近似。因此还可能的是，使用经验数值开始当前的真实样品的整个均衡方法，这些经验值已经根据相似的或可比的真实样品获得。使用经验数值作为起始值缩短了用于成功均衡检测器的时长。
根据本发明的第二实施方式，本发明涉及一种在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间均衡检测器的方法，该方法具有以下步骤：
定义在物体的相邻单独场区域之间的样品重叠区域，其中将每个样品重叠区域分配给至少两个不同的单独场区域；
用多个初级粒子射束照射、尤其同时照射物体，其中每个初级粒子射束以扫描的方式照射单独场区域以及分配给所述单独场区域的每个重叠区域；
收集相互作用产物，这些相互作用产物由于这些初级粒子射束而从该物体中发出；
将这些相互作用产物投射到包含一个检测器或包含多个检测器的检测单元的检测区域上，使得从两个不同的单独场区域发出的相互作用产物被投射到不同的检测区域上，
基于数据生成这些重叠区域中的每个重叠区域的重叠单独图像，这些数据分别借助来自这些检测区域的信号而被获得或者已被获得；
确定每个重叠单独图像的亮度值和/或对比度值；以及
调节检测单元，使得在一个定义的极限之内或在多个定义的极限之内，相互对应的重叠单独图像分别具有相同的亮度值和/或对比度值。
因此，根据本发明的第二实施方式的均衡检测器的方法不采用完整的单独图像，而是仅用其特定的区段。其结果是可以更快速地执行该方法。此外，这种方法关于每个单独场区域的二次电子产率的可能的变化是较不敏感的。这是因为，可以假设的是，二次电子在相邻的单独场区域的样品重叠区域中的产率是近似完全相同的或变化幅度较低的。这还尤其适用于当如上文在第一实施方式的情况中描述的那样使用测试样品来均衡检测器时。
原则上可能的是，在均衡检测器期间将这些单独场区域完全扫描，然而仅使用分配给重叠区域的数据来均衡检测器。然而还可能的是，只对均衡检测器所需的重叠区域进行扫描。
根据本发明的第二实施方式，调节检测单元的目的在于，分别彼此相关的重叠单独图像分别在期望的、即预先定义的精确度内具有相同的亮度值和/或对比度值。这并不一定意味着所有的重叠单独图像具有相同的亮度值和/或对比度值；然而当然可以是这样的。替代地，这里进行逐步均衡，最好是从具有良好的亮度值和/或对比度值的参考检测器设定开始。
此外，已经在本发明第一实施方式的上下文中阐述的内容关于其余方面也适用于根据本发明的第二实施方式。
根据本发明的一个较佳实施方式，样品的单独场区域和分配给单独场区域的单独图像分别以拼接的方式相对彼此布置，并且调节检测单元在彼此相邻的单独图像的重叠区域上逐步地进行。在这里，单独图像也可以是例如矩形的并且以拐角对拐角的或相对于彼此移位的方式相对彼此布置在多个行中，其中在后一种情况下可以以非常容易的方式产生单独场区域以及分配给单独场区域的单独图像的总体上六边形的结构。
根据一个较佳实施方式，调节检测单元从内部的单独图像开始向外进行。因此，在此情况下，内部的单独图像(更确切地说，分配给该单独图像的检测区域)用作参考。以具有足够亮度和/或具有足够好的对比度的有利的检测器设定来开始方法。随后，在重叠区域之上再次进行均衡。当合适地选择单独图像的布置(例如呈矩形形状，这些矩形在总体上产生六边形结构)时，则调节检测单元可以用其检测器和/或其转换单元在重叠区域之上从中心的内部的单独图像开始以壳状方式从内部区向外进行。这种从内部区向外的壳状的过程具有的优点是，在均衡检测器期间使之后的误差最小化。因此，均衡总体上可以以尽可能少的步骤来执行。
根据另一个较佳的实施方式，样品的所有彼此相邻的单独场区域和要分配给所述单独场区域的单独图像彼此具有公共的边缘而不仅具有公共的拐角点，并且样品重叠区域和重叠单独图像至少局部地包含这些公共的边缘。因此，这排除了其中单独场区域基本上仅在点处且以线状方式彼此接触的情形。具体地，如果存在样品的相邻单独场区域(更确切地说存在要分配给所述单独场区域的单独图像)之间的公共的边缘，则通过所述公共的边缘可以进行在重叠区域上的高品质的均衡。
根据本发明的第二实施方式的另一个实施例变型，样品重叠区域和/或重叠单独图像的尺寸是可调节的。对于这种调节而言重要的操纵值是例如总体上的单独尺寸(即，像素数量和像素尺寸)以及初级单射束之间的距离。通过这种方式可以以如下设定样品重叠区域和/或重叠单独图像，使得存在足够的数据以用于进行成功的均衡。相反地，可以避免记录多余的数据。
较佳地，样品重叠区域和/或重叠单独图像是矩形的。然而，样品重叠区域和/或重叠单独图像还可以具有其他规则的或不规则的形状。在此，矩形的实施例变型具有的优点在于，显著简化了用于图像生成的扫描过程。
在这里总体上是以下情况，可以全部地或部分地重复和/或迭代地执行该方法。
根据一个特别较佳的实施方式，调节检测单元再次包括调节增益和/或调节偏移。在这里，检测单元也可以包括(一个或多个)粒子检测器和光检测器。在这里，光检测器较佳地也包含雪崩光电二极管，并且调节雪崩光电二极管包括改变电压和/或改变电流。
其余内容参考关于本发明的第一实施方式做出的实施方案以及较佳实施例变型，以便在这一点上避免在描述第二实施方式时不必要的重复。
根据本发明的另一个方面，本发明涉及一种系统，该系统包含：
-包含多射束粒子光学组件的多射束粒子显微镜，该多射束粒子光学组件包含检测单元；
-至少一个图像生成计算机，较佳多个图像生成计算机；以及
-控制计算机系统，
-其中该系统的组成部分被配置成执行根据上文所描述的两个实施例变型中的任一个的方法。
在此，控制计算机系统较佳地控制实际的多射束粒子显微镜。图像生成计算机基本上被设置成用于生成图像，并且这些图像生成计算机还可以计算出单独图像或重叠单独图像的对比度值和/或亮度值并且将这些值传输到控制计算机系统以用于实际的检测器均衡进程。
根据本发明的另一个方面，本发明涉及一种包含程序代码的计算机程序产品，该程序代码用于执行所描述的在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间均衡检测器的方法。在此，程序代码可以被分为一段或多段子代码。例如适合的是，将用于控制多射束粒子显微镜的代码分开地设置在一个程序部分中，而另一个程序部分含有用于实际的检测器均衡的进程。
只要不在技术上产生矛盾，上文描述的本发明的实施例变型可以完全地或部分地相互组合。这还适用于来自本发明的第一实施方式和第二实施方式的特征彼此的组合。
附图说明
参考附图将更好地理解本发明。在附图中：
图1以示意图显示多射束粒子显微镜；
图2显示检测器系统的示意图；
图3显示借助单独的初级射束获得的单独图像；
图4a显示与图3中的单独图像关联的亮度直方图；
图4b显示检测器特征曲线；
图5显示检测器均衡之前和检测器均衡之后的完整帧；
图6显示矩形的单独图像的示例性布置，该布置整体上形成六边形结构；
图7显示来自图6的六边形结构的壳形构造；
图8显示均衡路径的第一可能性；
图9显示均衡路径的替代性可能性；
图10a显示单独图像之间的重叠区域；
图10b显示单独图像之间的替代性重叠区域；
图11显示单独图像之间的替代性重叠区域；
图12显示单独图像的不同布置排列以及在此用于检测器均衡的重叠区域；以及
图13显示单独图像之间的不同类型的重叠区域。
具体实施方式
图1是呈多射束粒子显微镜1形式的粒子射束系统1的示意图，该粒子射束系统使用多个粒子射束。粒子射束系统1产生多个粒子射束，这些粒子射束照在待检查的物体上，以便在那里生成相互作用产物(例如二次电子)，这些相互作用产物从物体出发并且随后被检测。粒子射束系统1是扫描式电子显微镜类型(“scanning electron microscope”，SEM)，该粒子射束系统使用多个初级粒子射束3，这些初级粒子射束在多个位置5处照在物体7的表面上并且在那里产生在空间上彼此分开的多个电子射束斑或斑点。待检查的物体7可以是任意期望的类型(例如半导体晶片或生物样品)并且包括微型化元件等的元件。物体7的表面被布置在物镜系统100的物镜102的第一平面101(物面)中。
图1的放大的局部I1示出具有形成在第一平面101中的击中位置5的规则矩形阵列103的物面101的俯视图。在图1中，击中位置的数量是25，这些击中位置形成5×5的阵列103。击中位置的数量为25是出于简化视图的原因而选择的数量。实践中，射束的数量以及对应的击中位置的数量可以选择得明显更大，例如20×30、100×100等。
在所展示的实施方式中，击中位置5的阵列103是基本规则的矩形阵列，其中相邻的击中位置之间为恒定的距离P1。距离P1的示例性值是1微米、10微米和40微米。然而还可能的是，阵列103具有其他对称性，例如六边形对称性。
在第一平面101中成形的射束斑的直径可以是小的。该直径的示例性值是1纳米、5纳米、10纳米、100纳米和200纳米。通过物镜系统100实现粒子射束3的聚焦以成形射束斑5。
照在物体上的初级粒子生成相互作用产物(例如二次电子、反向散射电子或出于其他原因已经经历运动反转的初级粒子)，这些相互作用产物从物体7的表面或从第一平面101发出。从物体7的表面发出的相互作用产物通过物镜102成形以形成次级粒子射束9。粒子射束系统1提供粒子射束路径11，以便将多个次级粒子射束9供应至检测器系统200。检测器系统200包括具有投射透镜205的粒子光学组件，以便使次级粒子射束9指向粒子多检测器209。
图1中的局部I2示出平面211的俯视图，粒子多检测器209的单独检测区域位于该平面中，次级粒子射束9在位置213处击中这些检测区域。击中位置213以相对彼此的规则距离P2位于阵列217中。距离P2的示例性值是10微米、100微米和200微米。
初级粒子射束3在射束发生装置300中产生，该射束发生装置包括至少一个粒子源301(例如电子源)、至少一个准直透镜303、多孔布置305和场透镜307。粒子源301产生发散的粒子射束309，该粒子射束通过准直透镜303被准直或至少很大程度上被准直，以便形成射束311，该射束照射多孔布置305。
图1中的局部I3示出向多孔布置305的俯视图。多孔布置305包括多孔板313，该多孔板具有形成在其中的多个开口或孔315。开口315的中点317被布置在阵列319中，该阵列被成像到由射束斑5在物面101中形成的阵列103上。孔315的中点317之间的距离P3例如可以具有5微米、100微米和200微米的示例性值。孔315的直径D小于孔的中点之间的距离P3。直径D的示例性值为0.2×P3、0.4×P3和0.8×P3。
照射粒子射束311的粒子穿过孔315并且形成粒子射束3。照射射束311的击中板313的粒子被该板吸收并且无助于形成粒子射束3。
由于施加的静电场，多孔布置305以如下方式聚焦粒子射束3中的每个粒子射束，使得在平面325中形成射束焦点323。射束焦点323的直径例如可以是10纳米、100纳米和1微米。
场透镜307和物镜102提供第一成像粒子光学组件，以便将平面325(在该平面中形成射束焦点)成像到第一平面101上，使得在此处产生击中位置5或射束斑的阵列103。如果在第一平面中布置物体7的表面，射束斑就对应地形成在物体表面上。
物镜102和投射透镜布置205提供第二成像粒子光学组件，以便将第一平面101成像到检测平面211上。因此，物镜102是如下透镜，该透镜既是第一粒子光学组件的一部分，也是第二粒子光学组件的一部分，而场透镜307仅属于第一粒子光学组件并且投射透镜205仅属于第二粒子光学组件。
射束切换器400在第一粒子光学组件的射束路径中被布置在多孔布置305与物镜系统100之间。射束切换器400还是在物镜系统100与检测器系统200之间的射束路径中的第二光学组件的一部分。
关于这种多射束粒子射束系统以及在其中使用的部件(例如粒子源、多孔板和透镜)的详细信息可以从国际专利申请WO 2005/024881、WO2007/028595、WO 2008/028596、WO2011/124352和WO 2007/060017以及申请号为DE 10 2013026113.4和DE 10 2013014976.2的德国专利申请中获得，其公开内容全部通过引用并入本申请中。
多粒子射束系统进一步包含计算机系统10，该计算机系统被配置成用于控制多粒子射束系统的单独粒子光学部件以及用于评估并且分析利用多检测器209获得的信号。在此情况下，计算机系统10可以由多个单独计算机或对应的部件构成。根据一个较佳的实施例变型，计算机系统10包括控制计算机系统270以及一个或多个图像生成计算机280。由于大量累积的数据量，设置多个图像生成计算机280是有利的并且允许并行地评估检测器信号。根据本发明的用于均衡检测器的方法还可以借助所描述的计算机系统10来执行，即计算机系统被配置成通过程序尤其用于执行根据本发明的均衡检测器的方法。
图2是示意图，用以显示检测器209的更多细节。在此，检测器209包括作为粒子检测器的闪烁体板207，相互作用产物(例如二次电子射束)通过电子光学组件被指向到该闪烁体板上。当该电子光学组件被整合到图1的多射束粒子显微镜中时，该电子光学组件包括粒子光学组件的电子光学部件，这些电子光学部件使电子射束9成形(即例如物镜102)、将电子射束9引导至检测器209(例如射束切换器400)、并且将电子射束9聚焦到闪烁体板207的表面上(例如透镜205)。电子射束9在击中位置213处击中闪烁体板207。即使当电子射束9被聚焦在闪烁体板207的表面上时，在表面上也形成射束斑，这些射束斑的直径不是任意小的。射束斑的中点可以被看作是击中位置213，这些击中位置以距彼此距离P2(参考图1)布置。
闪烁体板207含有闪烁体材料，该闪烁体材料由电子射束9的击中电子激发，以发出光子。因此，击中位置213中的每个击中位置形成光子源。图2中仅展示单个对应的射束路径221，该射束路径从所展示的五个电子射束9中的中间的电子射束的击中位置213出发。射束路径221穿过光学组件223，该光学组件在所示实例中包括第一透镜225、反射镜227、第二透镜229以及第三透镜231，并且该射束路径随后击中光检测系统237的光接收面235。光接收面235由光纤239的端面形成，光子中的至少一部分光子被耦合到该光纤中并且被引导至光检测器241。光检测器241例如可以包括光电倍增器、雪崩光电二极管、光电二极管或其他类型的合适的光检测器。光学组件223被配置成使得该光学组件将闪烁体板207的表面208光学地成像到布置有光接收面235的区域243中。由于这种光学成像，在区域243中产生击中位置213的光学图像。在区域243中为击中位置213中的每个击中位置设置光检测系统237的一个分开的光接收面235。其他光接收面235中的每个光接收面由光导239的端面形成，该光导将耦合到该端面中的光引导至光检测器241。由于这种光学成像，为击中位置213中的每个击中位置分配了一光接收面235，其中进入相应的光接收面235中的光被分开的光检测器241检测。光检测器241通过信号线路245输出电信号。这个电信号表示粒子射束9的强度。因此，闪烁体板207的表面上的位置(这些位置被成像到光检测器241的光接收面上)限定不同的检测点或检测区域。由于上文描述的电子光学组件，从物体的两个不同的单独场区域中发出的相互作用产物(例如电子)也被投射到闪烁体板207的不同的检测区域上。在这里阐述的实施例中，光检测器241以距离光接收面235一距离的方式布置，光学组件223将闪烁体板207成像到这些光接受面上，并且接收到的光通过光纤239被引导至光检测器241。然而还可能的是，光检测器241直接被布置在光学组件产生闪烁体板图像的位置处，并且因此光检测器的感光面形成光接收面。
在此，图2如所述的那样仅示意性地说明了检测器209的几个细节。在这种情况下应指出的是，通过初级粒子射束在物体或样品上的扫描运动对样品的许多个点进行照射或扫描。在此，每个初级粒子射束3全部或局部扫过物体的单独场区域。在此情况下，为每个初级粒子射束3分配一个专用的物体单独场区域。现在，来自物体的相互作用产物(例如二次电子)再次从物体的这些单独场区域中逸出。随后，相互作用产物以如下方式被投射到粒子检测器的检测区域或闪烁体板207上，使得从两个不同的单独场区域发出的相互作用产物被投射到闪烁体板207的不同的检测区域上。在相互作用产物(例如二次电子)击中闪烁体板207的每个检测区域时，从该检测区域发出光信号，其中从每个检测区域发射出的光信号被馈送至分配给相应的检测区域的光检测器241。换言之是如下情况，即每个初级粒子束3包括其在闪烁体上的自有的检测区域以及还包括其自有的检测器通道或光检测器241。因此，在所描述的多射束粒子显微镜的情况下，检测区域或检测器的所有特征曲线偏差在分别生成的单独图像中均是可见的。这意味着，每个单独图像中的亮度和/或对比度可以由于所描述的偏差而变化，并且在不同的检测区域或检测器关于亮度和/或对比度而相互均衡之前，基于所有初级粒子射束组合出的完整帧看起来无法令人满意。
与图2中展示的不同的检测架构也适合于根据本发明的均衡检测器的方法的实施。例如参考再上文已描述的DED(“直接电子检测”)方法，该方法不使用光检测器，而是在其中将二次电子直接转换成电流信号。
图3示例性地示出基于单独的初级粒子射束获得的单独图像。在此，在单独图像中可见的结构反映所使用的测试样品的结构。在此，单独图像通过初级粒子射束的对应的扫描移动逐行地构造而成。在此，单独图像中的像素的数量非常大并且处于例如从约1000×1200至约8000×9300的像素的数量级。根据本发明的一个较佳的实施例变型，现在对每个初级粒子射束3生成一个对应的单独图像。然而，这些单独图像并不全都具有相同的亮度值或相同的对比度值。那么，这形成实际检测器均衡的起始点。
对每个单独图像进行单独图像分析并且确定亮度直方图。在该亮度直方图中，在X轴上绘制亮度(即，输出信号的灰度级)，而在Y轴上指示单独图像中具有相应亮度的像素的数量。通常，在该情况下，在直方图中呈现出高斯分布或能够通过高斯分布良好近似的分布。在此情况下，例如将高斯分布的平均值定义为单独图像的亮度值。在图4a中，该值由虚线表示。例如将高斯分布的标准差的多倍(例如高斯分布的二西格玛)定义为对比度值。该二西格玛范围在图4a中由图表中的双箭头展示。在非高斯的情况下，代替考虑标准差的多倍用于对比度值，还可以考虑峰的半高全宽(该半高全宽表示单独图像的最常见亮度值)用于对比度值。
为了均衡检测器，现在以如下方式调节光检测器241(或更一般地表述为检测单元)，使得在分别预先定义的精确度内，每个单独图像具有相同的对比度值和/或亮度值。为此通常存在经验数值，这些经验数值指示必须以何种程度改变检测器的设置，才能实现对比度或亮度方面的特定变化。有用的是，以合理的初始值开始并且随后在对比度值和/或亮度值的第一轮评估之后执行对检测器的第一次适配或调节。然后，测试该改变的设定，其方式是通过使用试验布置以新的检测器设置来重新生成所有单独图像。如所描述的，在这里也针对每个单独图像确定新的对比度值和/或亮度值。通过比较适配之前和之后的对比度值和/或亮度值可看出，检测器设定的何种改变程度引起何种对比度变化和亮度变化。通过这种方式，可以通过多次迭代调节和测试以迭代的方式重复整个方法。在该迭代过程终止时，在预先定义的第一精确度或极限/容差的范围内，预先确定的多个单独图像或必要时所有单独图像具有相同的对比度值，并且较佳地，在第二预先定义的精确度或极限内，预先确定的多个单独图像或必要时所有单独图像具有相同的亮度值。在此，可以事先将品质指标定义为并用作用于成功均衡检测器的指标。
借助作为光检测器的雪崩光电二极管获得在图3中展示的图像和在图4a中展示的亮度直方图。为了适配检测器，在此情况下，如上所述，分别通过改变电压或改变电流来调节光电二极体的特征曲线(即增益和偏移)。在图4a中可以看出，纯检测器偏移仅影响亮度值。换言之，当雪崩光电二极管的偏移改变时，在图表中的曲线向左或向右移位。相反地，如果改变检测器特征曲线的增益，则这两个值(即亮度值和高斯分布的标准差(二西格玛宽度))以彼此组合的方式改变。因此首先均衡对比度值并且随后才均衡亮度值可以是有利的。
图4b示例性地展示检测器特征曲线。相对于射束强度绘制了所获得的检测器输出信号。为了说明性的目的，轴的标度分别被归一化。原则上可以看到，当射束强度增大时，输出信号变强。在此情况下，射束强度与输出信号之间的线性关系至少局部地存在。还可以用直线局部地拟合所示的特征曲线，即施加切线，其中切线的斜率β描述增益。特征曲线进而与y轴在高度d处相交。因此，即使没有进入的射束或没有入射到检测器上的光子(根据检测器而不同)，也获得(即使较弱的)输出信号。因此，如果适当，必须从输出信号的值中消除这种所谓的偏移量d。因此，当特征曲线总体上改变时，增益β和偏移d改变。因此可以通过改变特征曲线来调节增益β和偏移d。
现在，均衡检测器通过以下方式来进行，即，在预先定义的第一极限内，在所有已均衡的单独图像中的亮度直方图具有与在图4a中由双箭头表征的亮度直方图中的峰宽度的完全相同的宽度。为此，对应地改变与单独图像相关联的相应检测器的增益。在均衡检测器的后续的第二步骤中，以如下方式改变检测器特征曲线的偏移值，使得在定义的第二极限内，所有分配给均衡的单独图像的检测器的亮度直方图中的峰处于相同的亮度值或灰度值。
图5示例性地示出在检测器均衡之前和之后的多个图像。在图5a)中展示在检测器均衡之前的初始情形。可以分辨出具有不同亮度值并且具有变化的对比度的91个单独图像。在此，单独图像分别被选择成矩形的。每个单独图像借助分配给该单独图像的初级粒子射束来生成。91个单独图像的排列在整体上产生了适合于面的拼接的六边形结构。
图5b)中展示已进行检测器均衡之后的情形。所看出的是，在定义的极限(即定义的精确度范围内)，每个单独图像具有相同的亮度值和相同的对比度值。因此，图5展示所描述的均衡检测器的方法的效果。
图6至图13示例性展示用于本发明的实施方式的均衡策略，其中采用单独图像之间的重叠区域。图6首先示出单独图像1至19的布置，其中这些单独图像分别是矩形的，在这里近似正方形。这些单独图像适于面的拼接并且在其整体上再次获得近似六边形的结构。这种六边形的结构现在被划分为不同的壳，如在图7由不同的划阴影线的区域展示的那样。在此，最内部的单独图像1被展示为涂成黑色的。具有编号2至7的6个另外的单独图像(白色)围绕该最内部的单独图像排列。包含单独图像8至19的另一个壳(阴影线)围绕由单独图像形成的这个环排列。
现在，如果基于单独图像之间的重叠区域进行检测器均衡，则这有利地从最内部的中心的单独图像(单独图像1)开始以壳状方式从内部区向外进行，如参见图8展示的。在此，中心的单独图像1用作参考。具体地，将单独图像1的重叠单独图像的对比度值和/或亮度值分别与单独图像2至7的重叠单独图像的对比度值和/或亮度值进行比较，并且由此推导出用于关于对比度和/或亮度来均衡分配给单独图像2至7的检测器的值。随后，将单独图像2至7的重叠单独图像中的对比度值和/或亮度值与在同单独图像2至7相邻的单独图像8至19中在相应的重叠区域中的对比度值和/或亮度值进行比较。换言之，随后将以下单独图像的对比度值和/或亮度值进行相互比较：图像2与图像8；图像3与图像9以及图像3与图像10；图像4分别与图像11、12以及13；图像5与图像14；图像6分别与图像15和16；图像7分别与图像17、18和19。随后通过前面提及的在相应的重叠区域中的对比度值和/或亮度值的比较获得用于关于对比度和/或亮度来均衡与单独图像8至19相关联的检测器的值。在所描述的过程中，可以将可能出现的之后的误差保持得尽可能低。也就是说，与如从中心单独图像1观察的位于最远的外部的单独图像或重叠单独图像相关联的检测器通过从中心单独图像1开始的尽可能少的中间步骤来均衡。用于检测器的均衡而分别关于其对比度值和/或亮度值进行比较的单独图像在图8中通过箭头标示。
中心的单独图像1的对比度值和亮度值在该均衡策略中用作参考值。分配给单独图像2至19的检测器的均衡通过改变分配给单独图像2至19的检测器的增益和偏移以如下方式进行，使得在定义的第一极限内，单独图像2至19的亮度直方图中的峰全部具有与中心的单独图像1的亮度直方图中的峰相同的宽度或标准差，并且在定义的第二极限内，单独图像2至19的亮度直方图中的峰的位置全部处于与中心的单独图像1的亮度直方图中的峰相同的灰度值。
图9示出代替图8中的均衡路径的另一均衡路径，该另一均衡路径在细节上与图8中所示的均衡路径有区别。用于检测器的均衡而分别关于其对比度值和/或亮度值进行比较的单独图像在图9中再次通过箭头标示。与第一壳(即单独图像2至7)相关联的检测器的均衡与以上结合图8所描述的完全相同地进行。然而，存在用于均衡分配给下一个壳的单独图像8至19的检测器的多种可能性。在图9中例如是如下情况，即从单独图像5开始，在重叠区域中将单独图像13、14、15的对比度值和/或亮度值与单独图像5的对比度值和/或亮度值进行比较，并且由此获得用于对分配给单独图像13、14和15的检测器的对比度值和/或亮度值进行均衡的值。通过类似的方式，在重叠区域中将单独图像8、9和19的对比度值和/或亮度值与单独图像2的对比度值和/或亮度值进行比较，并且由此获得用于对分配给单独图像8、9和19的检测器的对比度值和/或亮度值进行均衡的值。相反地是如下情况，即例如单独图像7的对比度值和/或亮度值仅被用于均衡分配给单独图像18的检测器。但是，在为了检测器均衡而待比较的单独图像的这种定义中，也可以将之后的误差保持得尽可能小。
图10a根据图6的放大的局部展示了借助于重叠单独图像的均衡。在图10a中描绘的在中心的单独图像1与具有单独图像2至7的第一壳之间的黑色矩形展示了重叠单独图像。在示出的实例中，重叠单独图像的尺寸分别被设计成相同的，然而部分不同地取向。在示出的实例中是如下情况，即分别对应的重叠单独图像分别是相同大小的。假设的是，由重叠单独图像表示的重叠样品区域具有至少近似相同的二次电子产率，并且在相互分配的重叠单独图像中亮度和/或对比度的变化由在单独图像中的不同的检测器特征曲线引起。因此，在这里，基于在相互分配的重叠单独图像中的对比度值和/或亮度值来执行均衡是足够的。重叠单独图像的长度尤其以如下方式选择，使得这些长度分别仅在相邻单独图像之间的相应边界的长度的一部分上延伸。
图10b展示单独图像之间的替代性重叠区域。展示的是单独图像1至7，这些单独图像在此处所示的实例中分别近似为正方形。然而，这些单独图像还可能是例如矩形的。单独图像1至7那么分别具有相对于其相邻单独图像的重叠区域。这些重叠区域在所示实例中被设计成条形的、分别具有宽度b。所有重叠区域的宽度b在这里是完全相同的，然而这些宽度还可能是从重叠区域至重叠区域变化的。条形的重叠区域在图10b中在其不同的区段内由字母A至R标识，以便随后可以基于重叠区域更好地阐述检测器的均衡。所述方法再次从中心的单独图像1开始，该中心的单独图像的对比度值和/或亮度值首先应在公共的重叠区域中与单独图像2进行比较。单独图像1和2现在具有公共的重叠区域B-C-D。因此，这些区域B-C-D可以限定重叠单独图像，并且在这些重叠区域B-C-D中的亮度值和/或对比度值可以相互进行比较。理论上还可能的是，仅限定区域B-C-D的子选择，即例如将B-C、C-D、B-D或甚至仅B、C或D分隔开地限定为重叠区域，并且亮度值和/或对比度值的比较仅在这些部分区域中执行。然而应注意的是，确保对足够大数量的像素的亮度值和/或对比度值进行比较以用于均衡。就这方面来说，当在两个单独图像之间理论上完整存在的重叠区域实际上被完全用于均衡检测器时，这是有利的并且在方法实施方面也是相对简单的。
在下一个步骤中，单独图像1和3还可以在其重叠区域中关于亮度和/或对比度相互进行比较，以用于分配给单独图像3的检测器的检测器均衡。这然后包括区域D-E-F或从中选择的区域。此外，将单独图像1与单独图像4在重叠区域F-J-P或其一部分中进行比较，以便获得用于对分配给单独图像4的检测器进行均衡的值。分配给单独图像5的检测器与分配给单独图像1的检测器的均衡可以通过重叠区域N；O；P或其一部分进行。分配给单独图像6的检测器与分配给单独图像1的检测器的均衡进而可以通过公共的重叠区域L-M-N或其一部分进行。分配给单独图像7的检测器与分配给单独图像1的检测器的均衡进而可以通过公共的重叠区域B-I-L或其一部分进行。其他均衡路径在原理上也是可能的。在此方面，例如分配给单独图像3的检测器可能不能通过公共的重叠区域直接与单独图像1匹配，而是分配给单独图像3的检测器可能与先前已经均衡的、分配给单独图像2的检测器通过重叠区域匹配。为此提供公共的重叠区域H-D或其一部分。然而这种均衡具有的缺点在于，之后的误差增大，该之后的误差理想地应保持得尽可能小。就这方面来说适宜的是，直接基于与中心的单独图像1的重叠区域，通过分别存在的公共的重叠区域，均衡直接围绕中心的单独图像1的壳的单独图像2至7。随后，额外的单独图像的进一步均衡进而可以以壳状方式从内向外进行(未示出)。
在将样品的单独图像或关联的单独场区域略微叠加或迭置时以非常简单并且灵巧的方式方法产生在图10b中所示的重叠区域。在约12μm×10.5μm的像场中，重叠条的宽度b例如是约0.5μm。根据较佳的实施方式，重叠条或矩形重叠区域的宽度b是对应图像高度或图像宽度H的≥1％并且≤10％，即1％H≤b≤10％H；较佳地1％H≤b≤7％H并且最佳地3％H≤b≤5％H。
图11示出具有分别三个相互对应的重叠单独图像的本发明替代性实施例变型。图11中的这些重叠单独图像由黑色圆展示。还可能的是，选择用于重叠单独区域的其他形状，例如矩形形状。重要的是，在每个重叠单独图像中存在足够数量的数据点，由此对重叠单独图像中的亮度和/或对比度的统计学评估也具有必要的说服力。
在图6至11中分别是如下情况，即所展示的单独图像与分别相邻的单独图像(除去重叠区域)一起不仅具有公共的拐角点，而且具有彼此公共的边缘。就这一点而言，将矩形的单独图像以墙形方式彼此移位地排列在多个层中。在图12中所示的实施例中有所不同：在这里涉及的是矩形的单独图像1至9，这些单独图像被排列在三个叠置排列的行中并且自身形成大的矩形。在单独图像的这种排列中，在均衡检测器期间也采用重叠区域。在这里可以再次从中心的单独图像5开始，该中心单独图像具有其四个重叠单独图像，这些重叠单独图像分别与直接围绕中心的单独图像的单独图像2、4、6和8形成重叠单独图像。在均衡分配给单独图像的十字形内部结构的检测器之后，则通过在与其相邻的单独图像4、6的对应重叠区域中评估对比度值和亮度值，进而可以分别均衡与位于拐角处的单独图像1、3、7和9相关联的检测器。
图13示出具有不同尺寸的重叠单独图像的本发明另一个替代性实施例变型。在此情况下，重叠单独图像60和61是正方形的并且具有四个相互关联的重叠单独图像。相反地，重叠单独图像62和63在这里仅具有重叠单独图像60和61的面积的一半并且在这里仅分别存在两个相互关联的重叠单独图像。在大的重叠单独图像60和61的情况下，4个检测器或一个检测器的4个转换通道分别对重叠单独图像的图像做出贡献并且从作为参考的中心的单独图像5开始相互均衡。分别仅两个单独图像对较小的重叠单独图像62和63做出贡献，这两个单独图像分别与单独图像5的重叠单独图像匹配(单独图像3和7的重叠单独图像)。因此在所示实例中，最后基于与中心的单独图像5的重叠区域中的亮度值和/或对比度值，均衡与位于外部的单独图像相关联的所有检测器。
所描述的实施例变型仅应理解为示例性的，并且只要不得出技术上的矛盾就可以全部或部分地相互组合。

Claims (27)

1.一种在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间均衡检测器的方法，该方法包括以下步骤：
用多个初级粒子射束照射、尤其同时照射该物体，其中每个初级粒子射束以扫描的方式照射该物体的分开的单独场区域；
收集相互作用产物，所述相互作用产物由于所述初级粒子射束而从该物体中发出；
将所述相互作用产物投射到包含一个检测器或包含多个检测器的检测单元的检测区域上，使得从两个不同的单独场区域发出的相互作用产物被投射到不同的检测区域上，
基于数据生成所述单独场区域中的每个单独场区域的单独图像，所述数据分别借助来自所述检测区域中的信号而被获得或者已被获得；
确定每个单独图像的对比度值；以及
调节所述检测单元，使得在定义的第一极限内，预先确定的多个单独图像、尤其所有单独图像具有相同的对比度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该方法被全部地或部分地重复和/或迭代地执行。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法另外具有以下步骤：
确定每个单独图像的亮度值；以及
调节所述检测单元，使得在定义的第二极限内，预先确定的多个的单独图像、尤其所有单独图像具有相同的亮度值。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法还包括以下方法步骤：
通过重新执行几个或所有方法步骤来测试该检测单元的改变的设定。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法还包括以下方法步骤：
使用品质指标作为成功均衡检测器的指标。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中所有单独图像的对比度值的定义的第一极限与所选择的对比度参考值的偏差≤10％，尤其≤5％或≤1％；和/或
其中所有单独图像的亮度值的定义的第二极限与所选择的亮度参考值的偏差≤10％，尤其≤5％或≤1％。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中调节所述检测单元包括调节增益和/或调节偏移。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中所述相互作用产物被投射到粒子检测器的检测区域上，
其中该粒子检测器的每个检测区域在相互作用产物击中该检测区域时发射出光信号，
其中从每个检测区域发射出的光信号被馈送到分配给相应的检测区域的光检测器；以及
其中调节该检测单元包括调节所述光检测器。
9.根据权利要求8所述的方法，
其中所述光检测器包含雪崩光电二极管，并且
其中调节所述雪崩光电二极管包括调节增益和/或调节偏移。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用测试样品作为物体以均衡检测器，该测试样品具有多个结构上相同的测试区域。
11.根据权利要求10所述的方法，该方法还包括以下步骤：
基于真实样品测试该检测单元的改变的设定。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中生成所述单独图像在图像生成计算机上并行地进行，所述图像生成计算机被相应地分配给该检测单元的所述检测区域。
13.根据权利要求12所述的方法，
其中用于确定所述对比度值和/或所述亮度值的计算同样在所述图像生成计算机上并行地进行。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中调节所述检测单元由控制计算机系统来控制。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中在均衡检测器之后进行图像处理以用于进一步改善对比度和/或亮度。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其中将亮度直方图中的高斯分布的平均值定义为每个单独图像的亮度值；和/或
其中将亮度直方图中的高斯分布的标准差的多倍、尤其二西格玛定义为每个单独图像的对比度值。
17.一种在借助多射束粒子显微镜将物体成像期间均衡检测器的方法，该方法包括以下步骤：
定义在物体的相邻单独场区域之间的样品重叠区域，其中将每个样品重叠区域分配给至少两个不同的单独场区域；
用多个初级粒子射束照射、尤其同时照射该物体，其中每个初级粒子射束以扫描的方式照射单独场区域以及分配给该单独场区域的每个重叠区域；
收集相互作用产物，所述相互作用产物由于所述初级粒子射束而从该物体发出；
将所述相互作用产物投射到包含一个检测器或包含多个检测器的检测单元的检测区域上，使得从两个不同的单独场区域发出的相互作用产物被投射到不同的检测区域上，
基于数据生成所述重叠区域中的每个重叠区域的重叠单独图像，所述数据分别借助来自所述检测区域中的信号而被获得或者已被获得；
确定每个重叠单独图像的亮度值和/或对比度值；以及
调节所述检测单元，使得在一个定义的极限之内或在多个定义的极限之内，相互对应的重叠单独图像分别具有相同的亮度值和/或对比度值。
18.根据权利要求17所述的方法，
其中所述样品的所述单独场区域以及分配给所述单独场区域的单独图像分别以拼接形式相对彼此布置，并且
其中调节所述检测单元在彼此相邻的单独图像的重叠区域上逐步地进行。
19.根据权利要求18所述的方法，
其中调节所述检测单元在所述重叠区域之上从内部的单独图像开始向外进行。
20.根据权利要求19所述的方法，
其中调节所述检测单元在所述重叠区域之上从中心的内部的单独图像开始以壳状方式从内部区向外进行。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的方法，
其中该样品的所有彼此相邻的单独场区域和分配给所述单独场区域的单独图像彼此具有公共的边缘而不仅具有公共的拐角点；并且
其中所述样品重叠区域和重叠单独图像至少局部地包含所述公共的边缘。
22.根据权利要求17至21中任一项所述的方法，
其中所述样品重叠区域和/或重叠单独图像的尺寸是能够调节的。
23.根据权利要求17至22中任一项所述的方法，其中所述样品重叠区域和/或重叠单独图像是矩形的。
24.根据权利要求17至23中任一项所述的方法，其中该方法被全部地或部分地重复和/或迭代地执行。
25.根据权利要求17至24中任一项所述的方法，
其中调节所述检测单元包括调节增益和/或调节偏移。
26.一种系统，该系统包含：
包含多射束粒子光学组件的多射束粒子显微镜，该多射束粒子光学组件包含检测单元；
至少一个图像生成计算机；以及
控制计算机系统，
其中该系统的组成部分被配置成执行根据权利要求1至25中任一项所述的方法。
27.一种具有程序代码的计算机程序产品，该程序代码用于执行根据权利要求1至25中任一项所述的方法。
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