CZ310275B6

CZ310275B6 - Způsob vytvoření obrazu předmětu a/nebo znázornění dat o předmětu, a přístroj s částicovým paprskem pro provádění způsobu

Info

Publication number: CZ310275B6
Application number: CZ2017-244A
Authority: CZ
Inventors: Christian Hendrich; Christian Dr. Hendrich; Bernd Schindler
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy Gmbh
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2017-05-03
Publication date: 2025-01-22
Also published as: DE102016208689A1; US20170336335A1; CZ2017244A3; US10274441B2; DE102016208689B4

Abstract

Vynález se týká způsobu vytváření obrazu předmětu (114) a/nebo znázornění dat o předmětu (114) přístrojem s částicovým paprskem (100) a dále přístroje s částicovým paprskem (100) pro provádění způsobu. Přístroj s částicovým paprskem (100) má alespoň jednu řídicí jednotku (601) pro nastavování přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108) volbou hodnoty řídicího parametru řídicí jednotky (601). U způsobu se uskutečňuje určování funkční souvislosti mezi první hodnotou řídicího parametru a druhou hodnotou řídicího parametru v závislosti na předem zadané oblasti a interakční energii částic, nastavování požadované hodnoty a energie, výběr hodnoty řídicího parametru, korespondující s požadovanou hodnotou a energií, zakládající se na určené funkční souvislosti a řízení přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108) hodnotou řídicího parametru, korespondující s požadovanou hodnotou interakční energie.

Description

Způsob vytvoření obrazu předmětu a/nebo znázornění dat o předmětu, a přístroj s částicovým paprskem pro provádění způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu vytváření obrazu předmětu a/nebo znázornění dat o předmětu přístrojem s částicovým paprskem a přístroje s částicovým paprskem k provádění způsobu. Přístroj s částicovým paprskem je přitom vytvořen jako zařízení, vyzařující elektrony nebo zařízení, vyzařující ionty.

Dosavadní stav techniky

Vyzařovače elektronů, zejména řádkovací elektronový mikroskop (následně nazývaný jako SEM) a/nebo transmisní elektronový mikroskop (následně nazývaný jako TEM), jsou používány ke zkoumání předmětů (nazývaných také zkušební vzorky), abychom obdrželi poznatky o vlastnostech a chování předmětů za určitých podmínek. U mikroskopu SEM je vytvořen elektronový paprsek (následně nazývaný též jako paprsek primárních elektronů) prostřednictvím vyzařovače paprsků a systémem pro navádění paprsků je zaostřen na zkoumaný předmět. K zaostření se používá čočka objektivu. Prostřednictvím vychylovacího zařízení je paprsek primárních elektronů veden po povrchu zkoumaného předmětu. To je označováno jako řádkování. Paprskem primárních elektronů řádkovaná plocha je označována jako řádkovaná oblast. Elektrony paprsku primárních elektronů přitom vstupují do interakce s objektem, který má být zkoumán. Jako následek interakce vznikají interakční částice a/nebo interakční záření. Interakčními částicemi jsou například elektrony. Předmětem jsou zejména emitovány elektrony tak zvané sekundární elektrony - a zpětně rozptylovány elektrony paprsku primárních elektronů tak zvané zpětně rozptýlené elektrony. Interakční částice tvoří tak zvaný paprsek sekundárních částic a jsou detekovány alespoň jedním částicovým detektorem. Částicový detektor vytváří detekční signály, které jsou používány k vytvoření obrazu předmětu. Obdržíme tak zobrazení předmětu, který má být zkoumán. Interakčním zářením je například rentgenové záření nebo katodové luminiscenční záření. K detekci interakčního záření je používán alespoň jeden detektor záření.

U mikroskopu TEM je rovněž prostřednictvím vyzařovače paprsků vytvářen paprsek primárních elektronů a prostřednictvím systému navádění paprsku je paprsek směrován na předmět, určený ke zkoumání. Paprsek primárních elektronů prozáří zkoumaný předmět. Při průchodu paprsku primárních elektronů skrz zkoumaný předmět vstupují elektrony paprsku primárních elektronů s materiálem zkoumaného předmětu do interakce. Elektrony, prostupující zkoumaný předmět, jsou systémem, obsahujícím objektiv, zobrazovány na stínítku nebo na detektoru - například v podobě kamery. Výše uvedený systém zahrnuje navíc například projekční okulár. Zobrazování může přitom probíhat také ve skenovacím módu mikroskopu TEM. Takový mikroskop TEM bývá zpravidla označován jako STEM. Navíc může být stanoveno, že elektrony, zpětně rozptýlené ze zkoumaného předmětu a/nebo sekundární elektrony, emitované ze zkoumaného předmětu budou detekovány prostřednictvím alespoň jednoho dalšího detektoru, aby se zkoumaný předmět zobrazil.

Je známo, kombinovat funkci mikroskopu STEM a mikroskopu SEM v jediném přístroji s částicovým paprskem. S tímto přístrojem s částicovým paprskem jsou tak možná zkoumání předmětů funkcí SEM a/nebo funkcí STEM.

Kromě toho je známý přístroj s částicovým paprskem v podobě iontového tubusového vyzařovače. Prostřednictvím přístroje s iontovým paprskem, uspořádaného v iontovém tubusovém vyzařovači jsou vytvářeny ionty, které jsou používány k opracování předmětu. Například je při opracování ubírán materiál předmětu nebo je materiál na předmět nanášen. Navíc

- 1 CZ 310275 B6 nebo alternativně k tomu jsou ionty používány také ke snímkování.

Dále je z dosavadního stavu techniky známa možnost analyzovat a/nebo opracovávat předmět přístrojem s částicovým paprskem, zaprvé elektrony a zadruhé ionty. Například je na přístroji s částicovým paprskem uspořádán tubus elektronového vyzařovače, který má funkci mikroskopu SEM. Navíc je na přístroji s částicovým paprskem uspořádán tubus iontového vyzařovače, který již byl zmíněn výše. Tubus elektronového vyzařovače s funkcí mikroskopu SEM slouží zejména k dalšímu zkoumání opracovaného nebo neopracovaného předmětu, ale také k opracování předmětu.

Zobrazení předmětu pomocí přístroje s elektronovým paprskem se může provádět s vysokým místním rozlišením. Toho se dosáhne zejména velmi malým průměrem primárního elektronového paprsku v rovině předmětu. Dále může být místní rozlišení tím lepší, čím více jsou elektrony paprsku primárních elektronů v přístroji s elektronovým paprskem nejprve urychleny a na konci v čočce objektivu nebo v oblasti čočky objektivu a v předmětu zbrzděny na požadovanou energii (nazývanou interakční energií). Například jsou elektrony paprsku primárních elektronů urychleny s urychlovacím napětím 2 kV až 30 kV a vedeny elektronovým tubusem přístroje s elektronovým paprskem. Teprve v oblasti mezi čočkou objektivu a předmětem jsou elektrony paprsku primárních elektronů zbrzděny na požadovanou interakční energii, se kterou se setkávají s předmětem. Interakční energie elektronů paprsku primárních elektronů leží například v oblasti 10 eV až 30 keV.

Existují předměty, které na základě jejich struktury mohou být v přístroji s elektronovým paprskem smysluplně zkoumány jen tehdy, když elektrony paprsku primárních elektronů, dopadající na tyto předměty, mají jen malou interakční energii, například energii menší než 100 eV. Elektrony s takovou nízkou energií například zaručují, že tyto určité předměty při ozařování elektrony nebudou zničeny a/nebo se nenabijí. Dále jsou elektrony s takto nízkou energií obzvlášť vhodné k tomu, abychom dostávali zobrazení zkoumaného předmětu s vysokou povrchovou citlivostí (tedy s mimořádně velkým informačním obsahem ohledně topografie a/nebo materiálu povrchu předmětu).

Uživatel přístroje s elektronovým paprskem musí při vytváření obrazu předmětu brát v úvahu, že je třeba docílit pro zkoumání předmětu požadovanou optimální kvalitu obrazu předmětu. Vyjádřeno jinými slovy, měl by uživatel stále vytvářet obraz předmětu s tak dobrou kvalitou, aby na základě obrazu a v něm obsažených informací mohl zkoumaný objekt dobře analyzovat. Přitom může být kvalita obrazu určována například prostřednictvím objektivních kritérií. Kvalita obrazu je například tím lepší, čím je lepší rozlišení v obrazu nebo čím lepší je kontrast. Alternativně může být kvalita obrazu určována na základě subjektivních kritérií. Při tom uživatel stanovuje individuálně, zda mu docílená kvalita obrazu postačuje nebo ne. Přitom se ale může stát, že kvalita obrazu, stanovená jedním uživatelem jako postačující, nebude druhému uživateli vyhovovat. Například může být kvalita obrazu předmětu určována také na základě poměru signál-šum u detektorového signálu. U poměru signál-šum v oblasti od 0 do 5 je kvalita obrazu dostatečně dobrá. O dobrém poměru signál-šum (a tím i o dobré, jakož i postačující kvalitě obrazu) mluvíme například tehdy, leží-li poměr signál-šum v oblasti od 20 do 40. Také směr paprsku sekundárních částic může být měřítkem pro kvalitu obrazu. Sekundární elektrony mohou být z objektu emitovány s různými prostorovými úhly. Dále mohou být zpětně rozptýlené elektrony na předmětu zpětně rozptýleny do různých prostorových úhlů. Směr paprsku sekundárních částic (tedy prostorový úhel, ve kterém probíhá paprsek sekundárních částic) může být ovlivněn vychýlením paprsku primárních elektronů a/nebo předmětu vzhledem k optické ose přístroje s elektronovým paprskem. Tím je zaprvé možné, volit směr paprsku sekundárních částic takovým způsobem, aby paprsek sekundárních částic zasáhnul požadovaný detektor. Zadruhé se dá pomocí výše zmíněného vychýlení ovlivnit, jak počet vytvořených sekundárních elektronů, tak také počet zpětně rozptýlených elektronů. Když například paprsek primárních elektronů vstoupí do předmětu rovnoběžně s krystalickou mřížkou předmětu, tak počet vytvořených sekundárních elektronů a/nebo zpětně rozptýlených elektronů klesá. Detekční signál se stává

- 2 CZ 310275 B6 slabší. To vede ke zhoršení kvality obrazu. Nastavením vychýlení paprsku primárních elektronů může být počet sekundárních elektronů a zpětně rozptýlených elektronů zvýšen. Takovým nastavením je možné rozlišit krystaly s první orientací krystalů od krystalů s druhou orientací krystalů na základě síly detekčního signálu.

Jak bylo již výše zmíněno, může být detekováno i interakční záření, například katodové luminiscenční světlo a rentgenové záření. Při detekci interakčního záření může uživatel přístroje s elektronovým paprskem zvážit pro zkoumání předmětu dosažení požadované kvality znázornění na detekovaném interakčním záření se základních detekčních signálů detektoru záření. Je-li detektorem záření detekováno například rentgenové záření, pak je například kvalita znázornění určena pomocí dobrého detekčního signálu detektoru záření. Ten je vytvořen například jako EDX detektor. Kvalita znázornění je pak ovlivňována například zaprvé rychlostí počítání detekovaných rentgenových kvant a za druhé pomocí poloviční šířky měřené špičky v rentgenovém spektru. Čím vyšší je rychlost počítání a čím menší je poloviční šířka měřené špičky v rentgenovém spektru, o to lepší je kvalita znázornění detekčních signálů. Když je například katodové luminiscenční záření detekováno detektorem záření, potom může být například kvalita znázornění určena rovněž pomocí dobrého detekčního signálu detektoru záření. Kvalita znázornění je určena například rychlostí počítání detekovaných fotonů katodového luminiscenčního záření. Rychlost počítání může být ovlivněna pomocí vhodné světelné optiky. Dále může být paprsek primárních elektronů nastaven takovým způsobem, aby předmět emitoval co možná nejvíc fotonů celkově nebo v určitém intervalu vlnových délek.

Abychom docílili dobré kvality obrazu a/nebo dobrého znázornění detekčních signálů, spočívajících na detekovaném interakčním záření, které je vytvářeno přístrojem s elektronovým paprskem, volí uživatel přístroje s elektronovým paprskem, známého z dosavadního stavu techniky, zpravidla nejprve požadovanou interakční energii, se kterou elektrony dopadají na předmět. V návaznosti na to volí uživatel nastavení dalších řídicích parametrů alespoň jedné řídicí jednotky. Řídicími parametry jsou například fyzikální veličiny, zejména řídicí proud nebo řídicí napětí, ale také například poměr fyzikálních veličin, zejména zesílení fyzikálních veličin. Hodnoty fyzikálních veličin jsou na řídicích jednotkách nebo pomocí řídicích jednotek nastavitelné a řídí a/nebo zásobují jednotky přístroje s elektronovým paprskem takovým způsobem, aby bylo dosaženo požadovaných fyzikálních účinků, například vytvoření určitých magnetických polí a/nebo elektrostatických polí.

První řídicí parametr první řídicí jednotky nastavuje kontrast ve vytvářeném obraze. Kontrast je v podstatě rozdíl v jasu (tedy rozdíl v intenzitě) mezi nejsvětlejším pixelem s maximálním jasem Lmax a nejtemnějším pixelem s minimálním jasem L_min obrazu. Malý rozdíl v jasu mezi oběma pixely znamená malý kontrast. Vysoký rozdíl jasu mezi oběma pixely znamená vysoký kontrast. Kontrast může být udáván například jako Weberův kontrast nebo Michelsonův kontrast. Přitom pro Weberův kontrast platí:

vr __ a v . λ

K_w = ---1 pnO < K_w < oo ‘-'min

[1]

Pro Michelsonův kontrast platí:

^max L_m[_{n v} ⁼ 7----T7--- P^{rí 0} - ^km 1

[2]

Kontrast, který je v podstatě vytvářen sekundárními elektrony, je určován topografií povrchu předmětu. Naproti tomu kontrast, který je v podstatě vytvářen zpětně rozptýlenými elektrony, je v podstatě určován materiálem zobrazované oblasti předmětu. Tento kontrast je nazýván také materiálovým kontrastem. Materiálový kontrast závisí na středním atomovém čísle zobrazené oblasti předmětu. Kontrast je například o to větší, čím větší je nastavený zesilovací faktor na zesilovači detektoru, přičemž detektorem jsou detekovány sekundární elektrony a/nebo zpětně rozptýlené elektrony. Zesilovač zesiluje detekční signál, vytvářený detektorem. Analogicky k tomu je kontrast například o to menší, o co menší je nastavený zesilovací faktor na zesilovači detektoru.

Druhý řídicí parametr druhé řídicí jednotky představuje jas (tedy „brightness“) ve vytvářeném obrazu. Jas je v obrazu v zásadě vztažen na každý pixel v obrazu. První pixel s vyšší hodnotou jasu než druhý pixel se v obrazu objevuje světlejší než druhý pixel. Nastavení jasu se provádí například nastavením zesilovacího faktoru detekčního signálu detektoru. Jas každého pixelu v obrazu je přitom zvyšován nebo snižován identicky, například také při zohlednění tabulky barev, uložené v paměťové jednotce, přičemž určitý jas odpovídá barvě, zaznamenané v tabulce barev.

Třetí řídicí parametr třetí řídicí jednotky slouží například k aktivaci čočky objektivu, se kterou se nastavuje zaostření paprsku primárních elektronů na předmět.

Z dokumentu Maia Rudnaya: Automated focusing and astigmatism correction in electron microscopy, DOI: 10.6100/IR716361, je znám způsob rychlého automatického zaostření, při kterém se získá první snímek a následně dva další, které jsou vůči prvnímu snímku rozostřeny o stanovenou hodnotu d, a následně se vypočte optimální hodnota zaostření. Jak vyplývá z tohoto dokumentu, při použití tří snímků není metoda v mnoha případech dostatečně účinná, při větším počtu snímků značně narůstá časová náročnost.

Čtvrtý řídicí parametr k aktivaci čtvrté řídicí jednotky slouží k centrování paprsku primárních elektronů v čočce objektivu. Čtvrtá řídicí jednotka slouží k nastavení například elektrostatických a/nebo magnetických jednotek přístroje s elektronovým paprskem, se kterými se nastavuje centrování paprsku primárních elektronů v čočce objektivu.

Kromě toho je kvalita obrazu předmětu a/nebo kvalita znázornění detekčních signálů spočívajících na detekovaném interakčním záření ovlivňována pátým řídicím parametrem páté řídicí jednotky k řízení a nastavování elektrostatických a/nebo magnetických vychylovacích jednotek, které jsou v přístroji s elektronovým paprskem používány k tak zvanému „Beamshift“. Tím je možné nastavovat polohu řádkovací oblasti a případně posunout řádkovací oblast do požadované polohy. To se může provést bez použití vzorkového stolu (následně nazýván také nosič předmětu), na kterém je uspořádán předmět. Když se například řádkovací oblast odchýlí na základě změny nastavení na přístroji s elektronovým paprskem z vlastní oblasti předmětu, který je prostřednictvím přístroje s elektronovým paprskem pozorován, je při „Beamshift“ transitorními pohyby paprsku primárních elektronů posunuta takovým způsobem, že se řádkovací oblast dostane opět do požadované pozorované oblasti.

Také stigmator, použitý v přístroji s elektronovým paprskem, může ovlivnit kvalitu obrazu předmětu a/nebo kvalitu zobrazení detekčních signálů, spočívajících na detekovaném interakčním záření. Stigmator, tj. magnetický a/nebo elektrostatický multiplový prvek, je používán zejména ke korektuře astigmatismu. Stigmator může být nastaven šestou řídicí jednotkou prostřednictvím šestého řídicího parametru.

Kvalita obrazu předmětu a/nebo kvalita znázornění detekčních signálů spočívajících na detekovaném interakčním záření může být ovlivněna ale také polohou mechanicky posouvatelné jednotky přístroje s elektronovým paprskem. Například je kvalita obrazu ovlivněna polohou aperturní čočky, která je použita k tvarování a ohraničení paprsku primárních elektronů v přístroji s elektronovým paprskem.

- 4 CZ 310275 B6

Kvalita obrazu předmětu a/nebo kvalita znázornění detekčních signálů spočívajících na detekovaném interakčním záření může být ovlivněna dále takzvanou skenovací rotací. To je rotace řádkovací oblasti v rovině řádkovací oblasti kolem optické osy přístroje s elektronovým paprskem.

Abychom proto docílili požadovanou kvalitu obrazu předmětu a/nebo požadovanou kvalitu zobrazení detekčních signálů, spočívajících na detekovaném interakčním záření, měl by uživatel proto zohledňovat co možná nejvíc výše zmíněných řídicích parametrů a/nebo další, zde nezmíněné řídicí parametry, přičemž jednotlivými řídicími parametry docilované fyzikální účinky se opět mezi sebou ovlivňují. Přihlašovatelce jsou známé následující postupy ke zjišťování vhodných hodnot řídicích parametrů, se kterými se může dosáhnout požadované kvality obrazu a/nebo požadovaného znázornění detekčních signálů, spočívajících na detekovaném interakčním záření. Například můžeme vhodné hodnoty jednotlivých řídicích parametrů, aby se dosáhlo požadované kvality obrazu předmětu a/nebo kvality znázornění detekčních signálů spočívajících na detekovaném interakčním záření, zjišťovat pomocí matematických modelů. Tyto vypočtené a teoretické hodnoty jsou ovšem často pro dosažení opravdu dobré kvality obrazu předmětu a/nebo kvality znázornění detekčních signálů, spočívajících na detekovaném interakčním záření, nevhodné. To může nastat z toho důvodu, že například ne všechny řídicí parametry jsou v matematických modelech zohledněny a/nebo že matematické modely jsou založeny na zjednodušených předpokladech, které jsou ve skutečnosti komplexnější. U dalšího známého způsobu je stanoveno, zjišťovat hodnoty různých řídicích parametrů experimentálně, přičemž například pro experimentální zjištění je použit referenční zkušební vzorek. Zjištěné hodnoty řídicích parametrů jsou použity k nastavení řídicích jednotek přístroje s elektronovým paprskem. Nevýhodné ovšem je, že zkoumaný zobrazovaný předmět není vždy shodný se zkušebním referenčním vzorkem, zejména pokud jde o materiálové složení a topografii. To může vést k chybám zobrazení a tím ke zhoršení skutečně dosažené kvality obrazu. Další známý způsob je nastavení kvality obrazu předmětu a/nebo kvality znázornění detekčních signálů spočívajících na detekovaném interakčním záření, ručním hledáním požadované kvality obrazu pro zobrazovaný předmět a/nebo požadovaného znázornění detekčních signálů, spočívajících na detekovaném interakčním záření. Přitom je nejprve zvolena požadovaná hodnota interakční energie elektronů, se kterou elektrony paprsku primárních elektronů dopadají na zkoumaný předmět. Následně jsou pomocí pokusů tak dlouho variovány a navzájem harmonizovány jas, kontrast, zaostření, centrování paprsku primárních elektronů v čočce objektivu, beamshift a/nebo poloha nastavitelné jednotky, až je dosaženo požadované kvality obrazu a/nebo požadovaného znázornění. Takový postup je velmi náročný, protože musí být prováděn pro každé nastavení interakční energie.

Vynález má proto za úkol, navrhnout způsob a přístroj s částicovým paprskem k provádění způsobu, se kterým se dají jednoduše zjistit hodnoty řídicích parametrů pro řídicí jednotky k aktivaci konstrukčních jednotek přístroje s částicovým paprskem, přičemž hodnoty řídicích parametrů zaručí požadovanou kvalitu obrazu předmětu a/nebo požadovanou kvalitu znázornění detekčních signálů, spočívajících na detekovaném interakčním záření.

Podstata vynálezu

Podle vynálezu je tento úkol vyřešen způsobem se znaky nároku 1. Další způsob podle vynálezu je dán znaky nároku 8. Počítačový program s programovým kódem, který přístroj s částicovým paprskem řídí při provádění některého z obou způsobů, je dán znaky nároku 18. Dále je znaky nároku 19 dán přístroj s částicovým paprskem k vytvoření obrazu předmětu a/nebo znázornění dat o předmětu. Další znaky vynálezu vyplývají z následného popisu, připojených nároků a/nebo připojených výkresů.

Oba způsoby podle vynálezu slouží k vytvoření obrazu předmětu a/nebo ke znázornění dat o

- 5 CZ 310275 B6 předmětu (například spektrum záření, zejména spektrum rentgenového záření) přístrojem s částicovým paprskem. Přístroj s částicovým paprskem má alespoň jeden generátor k vytváření paprsku nabitých částic. Nabitými částicemi mohou být například elektrony nebo ionty. Dále má přístroj s částicovým paprskem alespoň jednu přiváděcí jednotku k přivádění paprsku částic na předmět. Pod přiváděcí jednotkou rozumíme každou jednotku k přivádění paprsku částic na předmět, ale také jednotky ke tvarování paprsku částic, který je pak veden k předmětu. Přiváděcí jednotka je vytvořena například jako čočka objektivu k zaostření paprsku částic na předmět, jako elektrostatická a/nebo magnetická jednotka ke tvarování paprsku nebo k přivádění paprsku, jako stigmator, jako kondenzorová čočka nebo jako mechanicky přestavitelná clonová jednotka, se kterou je paprsek částic ohraničován.

Při dopadu na předmět mají nabité částice interakční energii. Vyjádřeno jinými slovy, je interakční energie nabitých částic ta energie, se kterou je předmět zkoumán a/nebo zobrazován. Interakční energie nabitých částic se může lišit od energie, se kterou jsou nabité částice vedeny přes paprskový tubus přístroje s částicovým paprskem. Zejména je stanoveno, že se částice nejprve velmi silně urychlí a teprve krátce před dopadem na předmět zbrzdí na interakční energii. To již bylo výše popsáno. Je na to plně brán zřetel. Interakční energie nabitých částic leží například v oblasti 1 eV až 30 keV.

Přístroj s částicovým paprskem má také alespoň jednu řídicí jednotku k nastavení přiváděcí jednotky volbou alespoň jednoho řídicího parametru řídicí jednotky. Řídicím parametrem je například fyzikální veličina, zejména řídicí proud nebo řídicí napětí, ale také například poměr fyzikálních veličin, zejména zesílení fyzikálních veličin. Hodnoty fyzikální veličiny jsou na řídicí jednotce nebo s řídicí jednotkou nastavitelné a řídí a/nebo zásobují přiváděcí jednotku přístroje s částicovým paprskem takovým způsobem, aby byly způsobeny požadované fyzikální účinky, například vytváření určitých magnetických polí a/nebo elektrostatických polí.

Kromě toho má přístroj s částicovým paprskem alespoň jeden detektor k detekování interakčních částic a/nebo interakčního záření, které pochází z interakce paprsku částic s předmětem při dopadnutí paprsku částic na předmět. U interakčních částic se jedná například o sekundární částice, emitované z předmětu, například sekundární elektrony, na předmětu rozptýlené částice, které jsou nazývány také jako zpětně rozptýlené částice, a/nebo rozptýlené částice které například ve směru paprsků transmitují skrz předmět. U zpětně rozptýlených částic se jedná například o zpětně rozptýlené elektrony. Interakčním zářením je například rentgenové záření nebo katodové luminiscenční světlo. K detekci interakčního záření je používán například detektor záření.

Dále má přístroj s částicovým paprskem alespoň jednu zobrazovací jednotku k zobrazování obrazu předmětu a/nebo znázornění dat o předmětu, přičemž obraz a/nebo znázornění je vytvářeno prostřednictvím detekčních signálů, které jsou generovány detekováním interakčních částic a/nebo interakčního záření.

Způsob podle vynálezu podle nároku 1 zahrnuje krok nastavení interakční energie nabitých částic na první hodnotu z předem zadané oblasti interakční energie nabitých částic. Předem stanovený rozsah je například od 1 eV do 30 keV, přičemž hranice tohoto rozsahu jsou zahrnuty. Předem zadaná oblast interakční energie nabitých částic není ale omezena na tyto hodnoty. Spíše může mít zadaná oblast každou vhodnou hodnotu, která je vhodná pro vynález.

Způsob podle vynálezu dále zahrnuje krok nastavení první hodnoty řídicího parametru, při které je dosaženo prvního obrazu předmětu s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo prvního požadovaného znázornění dat o předmětu. Vyjádřeno jinými slovy, je první hodnota řídicího parametru zvolena takovým způsobem, aby například obraz předmětu byl vytvořen s dobrou kvalitou obrazu, takže uživatel na základě obrazu a v něm obsažených obrazových informací může zkoumaný objekt dobře analyzovat. Přitom může být kvalita obrazu určena například prostřednictvím objektivních kritérií. Kvalita obrazu je například tím lepší, čím lepší je rozlišení v obrazu. Alternativně může být kvalita obrazu určována na základě subjektivních kritérií. Přitom

- 6 CZ 310275 B6 uživatel stanovuje, zda mu dosažená kvalita obrazu postačuje nebo ne. Přitom se ale může stát, že kvalita obrazu, dostatečně vyhovující jednomu uživateli, nemusí vyhovovat druhému uživateli. Alternativní nebo dodatečné možnosti k určování kvality obrazu jsou popsány výše. Na tyto možnosti je i zde explicitně brán ohled. Jak již bylo vysvětleno, je navíc nebo alternativně stanoveno, že první hodnota řídicího parametru je volena tak, aby bylo dosaženo požadovaného znázornění dat o předmětu (zejména spektra záření). Požadované znázornění má požadovanou kvalitu. Kvalita znázornění je například zaprvé ovlivňována počítací rychlostí detekovaných rentgenových kvant a za druhé poloviční šířkou změřeného vrcholu v rentgenovém spektru. Čím vyšší je počítací rychlost a čím menší je poloviční šířka měřené špičky v rentgenovém spektru, tím lepší je kvalita znázornění detekčních signálů. Když je například detektorem záření detekováno katodové luminiscenční světlo, pak je například kvalita znázornění určena dobrým detekčním signálem detektoru záření. Kvalita znázornění je určována například počítací rychlostí detekovaných fotonů katodového luminiscenčního světla. I zde poukazujeme na výše uvedená vysvětlení, na která je zde výslovně brán zřetel. Výše uvedené tvrzení se dá shrnout takto: u první sady řídicích parametrů jsou zachycována data s informacemi o předmětu.

Oba výše uvedené kroky jsou u způsobu podle vynálezu alespoň jednou zopakovány, ale s jinou hodnotou interakční energie. Vyjádřeno jinými slovy zahrnuje způsob podle vynálezu dále nastavení interakční energie nabitých částic na druhou hodnotu z předem zadané oblasti interakčních energií. Dále způsob podle vynálezu zahrnuje nastavení druhé hodnoty řídicího parametru, u které je dosaženo druhého obrazu předmětu s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo druhého požadovaného znázornění dat o předmětu. Výše uvedené tvrzení se dá shrnout takto: u druhé sady řídicích parametrů jsou zachycována data s informacemi o předmětu.

Řídicí parametr řídicí jednotky nastavuje například kontrast ve vytvořeném obrazu nebo jas (také „brightness“) ve vytvořeném obrazu. Řídicí parametr může být například použit také k aktivaci čočky objektivu, se kterou se provádí zaostření paprsku částic na předmět. Dále může být řídicí parametr použit také k nastavení elektrostatických a/nebo magnetických jednotek přístroje s částicovým paprskem, se kterými se nastavuje centrování paprsku primárních elektronů v čočce objektivu. Kromě toho může být řídicí parametr použit k řízení a k nastavení elektrostatických a/nebo magnetických vychylovacích jednotek, které se v přístroji s částicovým paprskem používají pro „Beamshift“. Také stigmator, použitý v přístroji s částicovým paprskem může být nastaven prostřednictvím řídicího parametru. Dále může být řídicí parametr použit také k nastavení polohy mechanicky posuvné jednotky přístroje s částicovým paprskem. Kromě toho může být prostřednictvím řídicích parametrů nastavena kondensorová čočka, uspořádaná v přístroji s částicovým paprskem. Také napětí na kolektorové mřížce detektoru může být nastavitelné pomocí řídicího parametru. Dále může být pomocí aktivace řádkovacího zařízení řídicím parametrem nastavena také řádkovací rychlost, se kterou může být řádkován paprsek částic po předmětu.

Způsob podle vynálezu zahrnuje dále také určování funkční souvislosti mezi první hodnotou řídicího parametru a druhou hodnotou řídicího parametru v závislosti na předem zadané oblasti interakční energie. Funkční souvislost může být přitom určována pomocí různých způsobů, které jsou níže blíže vysvětleny. Funkční souvislostí může být lineární nebo nelineární vztah. Také skoková funkce může být zahrnuta do funkční souvislosti nebo tvořit funkční souvislost. Podle toho je nyní podle vynálezu zjišťována funkční souvislost mezi první hodnotou řídicího parametru a druhou hodnotou řídicího parametru v závislosti na předem zadané oblasti interakční energie.

Když je výše uvedená funkční souvislost zjištěna, je možné pro každou požadovanou a nastavitelnou hodnotu předem zadané oblasti interakční energie zjistit korespondující hodnotu s určitou funkční souvislostí. Potud zahrnuje způsob podle vynálezu nastavení interakční energie na požadovanou hodnotu interakční energie z předem zadané oblasti interakční energie. Vyjádřeno jinými slovy, volí uživatel interakční energii nabitých částic z předem zadané oblasti interakční energie nabitých částic, se kterou chce předmět zkoumat a zobrazit. Díky určité

- 7 CZ 310275 B6 funkční souvislosti je potom možné velice rychle k požadované hodnotě interakční energie zjistit korespondující hodnotu řídicího parametru, se kterou je přiváděcí jednotka aktivována. Následně může být předmět zobrazen a/nebo mohou být zjištěna data o předmětu. Dosažená kvalita obrazu a/nebo dosažené znázornění dat o předmětu je potom vytvořeno dostatečně dobré takovým způsobem, jak si to uživatel přeje pro další analýzu předmětu.

Funkční souvislost může být u příkladu provedení zjišťována, i když se zakládá na více než dvou hodnotách řídicích parametrů. Zejména je stanoveno, zjišťovat velký počet hodnot řídicích parametrů, u kterých je dosahováno dobré kvality obrazu a/nebo dobrého znázornění dat o předmětu. Velký počet znamená například více než tři hodnoty řídicích parametrů, více než osm hodnot řídicích parametrů nebo víc než deset hodnot řídicích parametrů.

Další způsob podle vynálezu podle nároku 8 zahrnuje krok nastavení odstupu mezi přiváděcí jednotkou a oblastí povrchu předmětu, přičemž paprsek částic dopadá na tuto oblast povrchu. Jeli například přiváděcí jednotka vytvořena jako čočka objektivu, která zaostřuje paprsek částic na předmět, pak je předepsaný odstup odstupem mezi čočkou objektivu a oblastí povrchu předmětu, na kterou je paprsek částic zaostřen. Tento odstup je označován také jako pracovní odstup. Předem zadaná oblast leží například v oblasti 0,3 mm až 20 mm nebo v oblasti 0,5 mm až 12 mm. Hranice oblasti jsou v předem zadané oblasti již zahrnuty. Výslovně poukazujeme na to, že předem uvedeným hodnotám odstupu je nutno rozumět jako příkladným a ne omezujícím. Navíc mohou být pro odstup zvoleny i jiné hodnoty. Nastavení odstupu probíhá například prostřednictvím pohyblivě vytvořeného nosiče předmětu, na kterém je předmět uspořádán. Nosič předmětu je vytvořen například jako pohyblivý ve třech navzájem kolmých směrech. Dále může být nosič předmětu například otočný kolem první osy rotace a/nebo kolem druhé osy rotace. První osa rotace a druhá osa rotace jsou například uspořádány navzájem kolmo.

Další způsob podle vynálezu zahrnuje dále krok nastavení první hodnoty řídicího parametru, při kterém je dosaženo prvního obrazu předmětu s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo požadované kvality obrazu předmětu a/nebo s požadovanou kvalitou znázornění dat o předmětu. Vyjádřeno jinými slovy, je první hodnota řídicího parametru zvolena takovým způsobem, aby například obraz předmětu byl vytvořen s dobrou kvalitou, takže uživatel na základě obrazu a v něm obsažených obrazových informací může dobře analyzovat zkoumaný předmět. Navíc nebo alternativně je stanoveno, že první hodnota řídicího parametru bude zvolena tak, aby bylo dosaženo požadovaného znázornění dat o předmětu (zejména spektrum záření). Ohledně možnosti určování kvality obrazu a/nebo kvality znázornění odkazujeme na výše uvedené poznámky. Je na ně brán plný zřetel.

Oba výše uvedené kroky jsou u dalšího způsobu podle vynálezu alespoň jednou zopakovány, ale s jinou hodnotou odstupu. Vyjádřeno jinými slovy, zahrnuje další způsob podle vynálezu dále nastavení odstupu na druhou hodnotu z předem zadané oblasti odstupů. Dále zahrnuje další způsob podle vynálezu nastavení druhé hodnoty řídicího parametru, u které je dosaženo druhého obrazu předmětu s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo druhého požadovaného znázornění dat o předmětu.

Také zde nastavuje řídicí parametr řídicí jednotky například kontrast ve vytvořeném obrazu nebo jas (tedy „brightness“) ve vytvořeném obrazu. Řídicí parametr může být použit například také k aktivaci čočky objektivu, se kterou se nastavuje zaostření paprsku částic na předmět. Dále může být řídicí parametr použit také k nastavení elektrostatických a/nebo magnetických vlastností přístroje s částicovým paprskem, se kterým je nastavováno centrování paprsku primárních elektronů v čočce objektivu. Kromě toho může být řídicí parametr použit k řízení a nastavení elektrostatických a/nebo magnetických vychylovacích jednotek, které jsou v přístroji s částicovým paprskem použity pro „Beamshift“. Také stigmator, použitý v přístroji s částicovým paprskem, může být nastaven prostřednictvím řídicího parametru. Dále může být řídicí parametr použit také nastavení polohy mechanicky posouvatelné jednotky přístroje s částicovým paprskem. Kromě toho může být prostřednictvím řídicího parametru nastavena kondenzorová

- 8 CZ 310275 B6 čočka, uspořádaná v přístroji s částicovým paprskem. Také napětí na kolektorové mřížce detektoru může být nastaveno prostřednictvím řídicího parametru. Dále může být aktivací řádkovacího zařízení pomocí řídicího parametru nastavena také řádkovací rychlost, se kterou může paprsek částic řádkovat po předmětu.

Další způsob podle vynálezu nyní zahrnuje také určování funkční souvislosti mezi první hodnotou řídicího parametru a druhou hodnotou řídicího parametru v závislosti na předem zadané oblasti odstupu. Funkční souvislost může být přitom určována různými způsoby, které jsou blíže popsány níže. Funkční souvislost může být lineární nebo nelineární souvislostí. Do funkční souvislosti může být zahrnuta také skoková funkce nebo může sama tvořit funkční souvislost. Podle toho je nyní podle vynálezu zjišťována funkční souvislost mezi první hodnotou řídicího parametru a druhou hodnotou řídicího parametru v závislosti na předem dané oblasti odstupu.

Když byla výše uvedená funkční souvislost určena, je možné pro každou požadovanou a nastavitelnou hodnotu řídicího parametru zjistit korespondující hodnotu řídicího parametru s určitou funkční souvislostí. Potud zahrnuje způsob podle vynálezu nastavení odstupu na požadovanou hodnotu odstupu z předem zadané oblasti odstupu. Vyjádřeno jinými slovy volí uživatel odstup, se kterým chce zkoumat a zobrazovat předmět, z předem zadané oblasti odstupu. Díky určené funkční souvislosti je potom možné zjistit k požadované hodnotě odstupu velmi rychle korespondující hodnotu řídicího parametru, se kterou je aktivována přiváděcí jednotka. Následně může být předmět zobrazen a/nebo zkoumán. Dosažená kvalita obrazu a/nebo dosažené znázornění dat o objektu je potom tak dostatečně dobré, jak si uživatel přeje pro další analýzu.

Také zde může být určena funkční souvislost opět u příkladu provedení, i když se zakládá na více než dvou hodnotách řídicích parametrů. Zejména je stanoveno, zjistit velký počet hodnot řídicích parametrů, u kterých je dosahováno dobré kvality obrazu a/nebo požadované znázornění dat o předmětu. Velký počet činí například více než tři hodnoty řídicích parametrů, více než osm hodnot řídicích parametrů nebo víc než deset hodnot řídicích parametrů.

Vynález se zakládá na překvapivém poznatku, že záznamem několika málo obrazů nebo znázornění, které vždy mají požadovaně vyhovující kvalitu, a určením hodnot řídicího parametru a interakční energie nebo odstupu, vedoucích k těmto obrázkům nebo znázorněním, je možno určit funkční souvislost mezi hodnotami řídicích parametrů a interakční energií nebo odstupem. Díky této funkční souvislosti je potom možné, vypočíst pro každou požadovanou hodnotu interakční energie nebo pro každou požadovanou hodnotu odstupu příslušnou hodnotu řídicího parametru, aby se docílilo požadované kvality obrazu a/nebo požadovaného znázornění dat o předmětu. Se způsobem podle vynálezu se dá dosáhnout požadované kvality obrazu a/nebo požadovaného znázornění dat o předmětu rychleji než se způsobem, známým z dosavadního stavu techniky. Také je zejména možné snímat automatizovaně četné obrazy nebo znázornění při různých hodnotách interakční energie nebo odstupu s korespondujícími hodnotami řídicích parametrů takovým způsobem, že je stále dosahováno dostatečně dobré kvality obrazu u všech nasnímaných obrazů a/nebo dostatečné kvality všech znázornění dat o předmětu.

Určení funkční souvislosti se může provést například pomocí interpolace. Při interpolaci je použitelný každý vhodný interpolační způsob, například lineární interpolace, nelineární interpolace, trigonometrická interpolace, logaritmická interpolace a/nebo interpolace pomocí křivky „spline“. Navíc nebo alternativně k tomu je stanoveno, že určení funkční souvislosti proběhne extrapolací. U extrapolace je použitelný každý extrapolační způsob, například lineární extrapolace, nelineární extrapolace, trigonometrická extrapolace a/nebo logaritmická extrapolace. Navíc nebo alternativně k tomu může být určení funkční souvislosti prováděno pomocí vytváření střední hodnoty, zjišťování náhodných hodnot a/nebo určováním nejmenší hodnoty nebo největší hodnoty z množství prvních hodnot a druhých hodnot.

U jednoho způsobu provedení způsobu podle vynálezu má přístroj s částicovým paprskem alespoň jednu paměťovou jednotku. Dále má způsob podle vynálezu navíc nebo alternativně

- 9 CZ 310275 B6 následující kroky: první hodnota řídicího parametru a první hodnota interakční energie jsou uloženy v paměťové jednotce. Dále jsou v paměťové jednotce uloženy druhá hodnota řídicího parametru a druhá hodnota interakční energie. Kromě toho proběhne před určením funkční souvislosti načtení první hodnoty řídicího parametru, první hodnoty interakční energie, druhé hodnoty řídicího parametru a druhé hodnoty interakční energie z paměťové jednotky. U dalšího způsobu podle vynálezu je navíc nebo alternativně stanoveno, že v paměťové jednotce jsou uloženy první hodnota řídicího parametru a první hodnota odstupu. Dále jsou v paměťové jednotce uloženy druhá hodnota řídicího parametru a druhá hodnota odstupu. Kromě toho proběhne před určením funkční souvislosti načtení první hodnoty řídicího parametru, první hodnoty odstupu, druhé hodnoty řídicího parametru, a druhé hodnoty odstupu z paměťové jednotky. Tyto způsoby provedení spočívají na poznatku, že předtím, než je určena funkční souvislost mezi hodnotami řídicích parametrů a interakční energií nebo odstupem, jsou nejprve uložena nastavení pro obrazy s dobrou kvalitou a/nebo pro dobrá znázornění dat o předmětu, tedy hodnoty řídicích parametrů a příslušné interakční energie nebo odstupu.

U dalšího způsobu provedení způsobu podle vynálezu je navíc nebo alternativně stanoveno, že funkční souvislost je uložena v paměťové jednotce.

U opět dalšího příkladu provedení způsobu podle vynálezu je navíc nebo alternativně prostřednictvím určené funkční souvislosti pro každou hodnotu předem dané oblasti interakční energie nabitých částic vypočtena korespondující hodnota řídicího parametru. Každá hodnota předem zadané oblasti interakční energie, jakož i k této hodnotě korespondující a nyní vypočtená hodnota řídicího parametru jsou uloženy v paměťové jednotce. Také u dalšího způsobu podle vynálezu je uspořádán takový příklad provedení. Tak je u dalšího způsobu podle vynálezu navíc nebo alternativně prostřednictvím určené funkční souvislosti vypočtena pro každou hodnotu předem dané oblasti odstupu korespondující hodnota řídicího parametru. Každá hodnota předem zadané oblasti odstupu jakož i s touto hodnotou korespondující a nyní vypočtená hodnota řídicího parametru jsou uloženy v paměťové jednotce. V zásadě probíhá ukládání alespoň jako číslová ntice, například 2tice. Když chce uživatel nyní vytvořit obraz a/nebo znázornění dat o předmětu s určitou interakční energií nabitých částic nebo s určitým odstupem, bude korespondující hodnota řídicího parametru načtena z paměťové jednotky a přivedena do řídicí jednotky, aby přiváděcí jednotka byla provozována s korespondující hodnotou řídicího parametru.

U ještě dalšího příkladu provedení obou způsobů podle vynálezu je navíc nebo alternativně stanoveno, že první hodnota řídicího parametru a/nebo druhá hodnota řídicího parametru budou použity k řízení alespoň jedné z následujících jednotek:

- zesilovač detektoru k zesílení detekčního signálu, aby se nastavil kontrast a/nebo jas,

- již výše jmenovaná čočka objektivu k zaostřování paprsku částic,

- již výše jmenovaná elektrostatická a/nebo magnetická jednotka, přičemž tato jednotka je použita například k centrování paprsku primárních elektronů v čočce objektivu, k nastavení řádkovací rychlosti paprsku částic při řádkování paprsku částic po předmětu nebo k nastavení „Beamshift“,

- již výše jmenovaný stigmator,

- již výše jmenovaná mechanicky přestavitelná clonová jednotka,

- již výše jmenovaná kondenzorová čočka, a

- již výše jmenovaná kolektorová mřížka detektoru.

Jak již bylo výše popsáno, může být funkční souvislost určena také prostřednictvím více než

- 10 CZ 310275 B6 dvou nastavených hodnot řídicích parametrů. Tak je při dalším příkladu provedení způsobu podle vynálezu navíc stanoveno, že nastavení interakční energie nabitých částic proběhne podle třetí hodnoty z předem zadané oblasti interakční energie. Dále proběhne nastavení třetí hodnoty řídicího parametru, při které je dosaženo třetího obrazu předmětu s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo třetího požadovaného znázornění dat o předmětu. Určení funkční souvislosti proběhne nyní také navíc s přihlédnutím ke třetí hodnotě řídicího parametru a k příslušné třetí hodnotě interakční energie. Také při dalším způsobu podle vynálezu je uspořádán takový příklad provedení. Tak je zde dodatečně stanoveno, že proběhne nastavení odstupu na třetí hodnotu z předem dané oblasti odstupu. Dále proběhne nastavení třetí hodnoty řídicího parametru, při které je dosaženo třetího obrazu předmětu s požadovanou kvalitou a/nebo třetí požadované znázornění dat o předmětu. Určení funkční souvislosti proběhne nyní také navíc s přihlédnutím ke třetí hodnotě řídicího parametru a příslušné třetí hodnotě odstupu.

Příslušně může být pro určení funkční souvislosti použito i více hodnot řídicích parametrů, například 5, 7 nebo 11 hodnot řídicích parametrů. Neměla-li by oproti očekávání být kvalita obrazu/kvalita dat na vypočtené hodnotě řídicího parametru dostatečná, tak je u jednoho příkladu provedení stanoveno nastavení kvality obrazu/kvality dat ručně. Takto nastavená hodnota řídicího parametru bude dodatečně využita pro všechny následující výpočty hodnot řídicího parametru, takže kvalita obrazu/kvalita dat v okolí této hodnoty řídicího parametru bude mít zvýšenou kvalitu.

U dalšího způsobu provedení vynálezu je stanoveno, že se při vytváření obrazu nevyužívá jen jeden řídicí parametr, nýbrž alespoň dva řídicí parametry. To probíhá například současně. Například jsou používány až čtyři nebo až osm řídicích parametrů. U tohoto příkladu provedení je tedy stanoveno použít alespoň dva řídicí parametry, které aktivují alespoň dvě z následujících jednotek nebo nastaví tyto veličiny: kontrast ve vytvořeném obrazu, jas ve vytvořeném obrazu, čočku objektivu, alespoň jednu z elektrostatických a/nebo magnetických jednotek přístroje s částicovým paprskem k centrování paprsku primárních elektronů v čočce objektivu, alespoň jednu z elektrostatických a/nebo magnetických vychylovacích jednotek přístroje s částicovým paprskem k nastavení „Beamshiftu“, stigmator, alespoň jednu mechanicky posouvatelnou jednotku přístroje s částicovým paprskem, čočku kondenzoru, kolektorovou mřížku detektoru a řádkovací rychlost, se kterou paprsek částic řádkuje po předmětu. Všeobecněji řečeno je u tohoto způsobu provedení způsobu podle vynálezu navíc nebo alternativně stanoveno, že přiváděcí jednotka přístroje s částicovým paprskem je první přiváděcí jednotkou, řídicí parametr prvním řídicím parametrem a řídicí jednotka první řídicí jednotkou k nastavení přiváděcí jednotky. Dále má přístroj s částicovým paprskem druhou přiváděcí jednotku k přivádění paprsku částic na předmět. Kromě toho má přístroj s částicovým paprskem alespoň jednu druhou řídicí jednotku k nastavení druhé přiváděcí jednotky volbou hodnoty druhého řídicího parametru druhé řídicí jednotky. U příkladu provedení způsobu podle vynálezu proběhne po nastavení interakční energie na první hodnotu z předem dané oblasti interakční energie nastavení první hodnoty řídicího parametru druhého řídicího parametru, u kterého je docílen první obraz předmětu s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo první požadované znázornění dat o předmětu. Kromě toho proběhne po nastavení interakční energie na druhou hodnotu z předem dané oblasti interakční energie nastavení druhé hodnoty druhého řídicího parametru, u kterého je dosaženo druhého obrazu předmětu s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo druhého znázornění dat o předmětu. Dále proběhne určení další funkční souvislosti mezi první hodnotou druhého řídicího parametru a druhou hodnotou druhého řídicího parametru v závislosti na předem dané oblasti interakční energie. Po nastavení interakční energie na požadovanou hodnotu interakční energie z předem dané oblasti interakční energie je k požadované hodnotě interakční energie zvolena korespondující hodnota druhého řídicího parametru zakládající se na určené další funkční souvislosti. Dále proběhne řízení druhé přiváděcí jednotky s hodnotou druhého řídicího parametru, korespondující s požadovanou hodnotou interakční energie.

Pro příklad provedení dalšího způsobu podle vynálezu platí analogické. Tak proběhne po nastavení odstupu na první hodnotu z předem dané oblasti odstupu nastavení první hodnoty

- 11 CZ 310275 B6 druhého řídicího parametru, u které je dosaženo prvního obrazu předmětu s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo prvního požadovaného znázornění dat o předmětu. Kromě toho proběhne po nastavení odstupu na druhou hodnotu z předem dané oblasti odstupu nastavení druhé hodnoty u druhého řídicího parametru, u které je dosaženo druhého obrazu předmětu s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo druhého požadovaného znázornění dat o předmětu. Dále proběhne určení další funkční souvislosti mezi první hodnotou řídicího parametru u druhého řídicího parametru a druhou hodnotou řídicího parametru u druhého řídicího parametru v závislosti na předem dané oblasti odstupu. Po nastavení odstupu na požadovanou hodnotu z předem zadané oblasti odstupu je zvolena hodnota druhého řídicího parametru, korespondující s požadovanou hodnotou odstupu, zakládající se na určené další funkční souvislosti. Dále proběhne řízení druhé přiváděcí jednotky s hodnotou druhého řídicího parametru, korespondující s požadovanou hodnotou odstupu.

Vynález se týká také počítačového programu s programovým kódem, který je uložen nebo je uložitelný do procesoru přístroje s částicovým paprskem, přičemž programový kód při provedení v procesoru řídí přístroj s částicovým paprskem takovým způsobem, aby byl způsob proveden s alespoň jedním znakem z předcházejících nebo následujících znaků nebo s kombinací alespoň dvou předcházejících nebo následujících znaků.

Vynález se dále týká přístroje s částicovým paprskem k vytváření obrazu předmětu a/nebo ke znázornění dat o předmětu, přičemž přístroj s částicovým paprskem byl již výše popsán a dále bude níže precizován. Následně to bude krátce shrnuto. Přístroj s částicovým paprskem podle vynálezu má alespoň jeden vyzařovač paprsků k vytváření paprsku částic s nabitými částicemi. Nabitými částicemi jsou například elektrony nebo ionty. Přístroj s částicovým paprskem má také pohyblivě vytvořený nosič předmětu, na kterém může být uspořádán předmět. Dále má přístroj s částicovým paprskem alespoň jednu přiváděcí jednotku k přivádění paprsku částic na předmět. Při dopadnutí na předmět mají nabité částice interakční energii, jak již bylo vysvětleno výše. Kromě toho má přístroj s částicovým paprskem podle vynálezu alespoň jednu řídicí jednotku k nastavení přiváděcí jednotky pomocí volby hodnoty řídicího parametru řídicí jednotky. Dále má přístroj s částicovým paprskem alespoň jeden detektor k detekci interakčních částic, a/nebo interakčního záření, které vychází z interakce paprsku částic s předmětem při dopadu paprsku částic na předmět. Dále je přístroj s částicovým paprskem podle vynálezu opatřen alespoň jednou zobrazovací jednotkou k zobrazování obrazu předmětu a/nebo ke znázornění dat o předmětu, přičemž obraz a/nebo znázornění dat jsou vytvořeny na základě detekčních signálů, které jsou generovány detekovanými interakčními částicemi a/nebo interakčním zářením. Kromě toho má přístroj s částicovým paprskem procesor, ve kterém je uložen počítačový program s již výše uvedenými znaky.

U dalšího způsobu provedení přístroje s částicovým paprskem podle vynálezu zahrnuje přiváděcí jednotka alespoň jeden z následujících znaků:

- již výše uvedenou čočku objektivu k zaostřování paprsku částic,

- již výše uvedenou elektrostatickou a/nebo magnetickou jednotku, přičemž tato jednotka je používána například k centrování paprsku primárních elektronů v čočce objektivu, k nastavení řádkovací rychlosti paprsku částic při řádkování paprsku částic po předmětu nebo k nastavení „Beamshiftu“,

- již výše uvedený stigmator,

- již výše uvedenou mechanicky přestavitelnou clonovou jednotku, jakož i

- výše uvedenou kondenzorovou čočku.

U dalšího příkladu provedení přístroje s částicovým paprskem podle vynálezu je vyzařovač paprsků vytvořen jako první vyzařovač paprsků a paprsek částic jako první paprsek částic

- 12 CZ 310275 B6 s prvními nabitými částicemi. Přiváděči jednotka je vytvořena jako první přiváděči jednotka k vedeni prvního paprsku částic na objektiv. Dále má přistroj s částicovým paprskem podle vynálezu alespoň jeden druhý vyzařovač paprsků k vytváření druhého paprsku částic s druhými nabitými částicemi. Kromě toho má přístroj s částicovým paprskem podle vynálezu alespoň jednu druhou přiváděcí jednotku k vedení druhého paprsku částic na předmět.

Zejména je stanoveno, vytvořit přístroj s částicovým paprskem jako přístroj s elektronovým paprskem a/nebo přístroj s iontovým paprskem.

Objasnění výkresů

Další způsoby provedení a výhody vynálezu jsou následně popsány v souvislosti s výkresy.

Výkresy ukazují:

Obrázek 1 první způsob provedení přístroje s částicovým paprskem podle vynálezu;

Obrázek 1A zvětšené znázornění oblasti přístroje s částicovým paprskem podle obrázku 1;

Obrázek 2 druhý způsob provedení přístroje s částicovým paprskem podle vynálezu;

Obrázek 3 třetí způsob provedení přístroje s částicovým paprskem podle vynálezu;

Obrázek 4 schematické znázornění jednotek přístroje s částicovým paprskem podle obrázku 1, které jsou aktivovány řídicí jednotkou;

Obrázek 5 postupový diagram první části způsobu vytváření obrazů předmětu a/nebo znázornění dat o objektu;

Obrázek 6 postupový diagram příkladu provedení druhé části způsobu podle obrázku 5;

Obrázek 7 postupový diagram dalšího příkladu provedení druhé části způsobu podle obrázku

5;

Obrázek 8 schematické znázornění závislosti řídicího parametru na interakční energii přístroje s částicovým paprskem na odstupu předmětu od paprskového sloupu přístroje s částicovým paprskem; jakož i

Obrázek 9 schematické znázornění závislosti koeficientu zpětného rozptýlení na interakční energii přístroje s částicovým paprskem.

Příklady uskutečnění vynálezu

Vynález je nyní blíže popsán prostřednictvím přístrojů s částicovým paprskem v podobě mikroskopu SEM a v podobě kombinovaného přístroje, který má tubus paprsku elektronů a tubus paprsku iontů. Je výslovně poukázáno na to, že vynález může být použit u každého přístroje s částicovým paprskem, zejména u každého přístroje s elektronovým paprskem a/nebo u každého přístroje s iontovým paprskem.

Obrázek 1 ukazuje schematické znázornění mikroskopu SEM 100. Mikroskop SEM 100 má první vyzařovač paprsků v podobě zdroje elektronů 101, který je vytvořen jako katoda. Dále je mikroskop SEM 100 opatřen extrakční elektrodou 102, jakož i anodou 103, která je nasazena na konec trubky 104 vedoucí paprsky mikroskopu SEM 100. Zdroj elektronů 101 je vytvořen například tepelným emitorem pole. Vynález není ovšem na takový zdroj 101 elektronů omezen.

- 13 CZ 310275 B6

Použitelný je dokonce každý zdroj elektronů.

Elektrony, vystupující ze zdroje 101 elektronů, vytvářejí paprsek primárních elektronů. Elektrony jsou v důsledku rozdílu potenciálů mezi zdrojem 101 elektronů a anodou 103 urychleny na anodový potenciál. Anodový potenciál činí při zde znázorněném příkladu provedení například 1 kV až 20 kV oproti hmotnostnímu potenciálu skříně vzorkové komory 120, například 5 kV až 15 kV, zejména 8 kV. Může se ale alternativně rovnat i hmotnostnímu potenciálu.

Na trubce 104, vedoucí paprsky, je uspořádána kondenzorová čočka 105. Dále je uspořádán stigmator 106. Přitom je, vycházíme-li od zdroje 101 elektronů, viděno ve směru první čočky 107 objektivu, uspořádána nejprve kondenzorová čočka 105 a potom stigmator 106. Poukazujeme explicitně ta to, že další způsoby provedení mikroskopu SEM 100 mohou mít i více než jednu kondenzorovou čočku. Mezi anodou 103 a kondenzorovou čočkou 105 je uspořádána první clonová jednotka 108, která může být u některých způsobů provedení vytvořena také jako clona s odstupňovaným tlakem. První clonová jednotka 108 leží společně s anodou 103 a trubkou 104 pro vedení paprsků na vysokonapěťovém potenciálu, totiž potenciálu anody 103 nebo na hmotnostním potenciálu. První clonová jednotka 108 má četné první clonové otvory 108A, z nichž je jeden znázorněn na obrázku 1. Například jsou k dispozici dva první clonové otvory 108A. Každý z četných prvních clonových otvorů 108A má rozdílný průměr otvoru. Prostřednictvím přestavovacího mechanismu (není znázorněn) je možné nastavit a vycentrovat požadovaný clonový otvor 108A na optickou osu OA mikroskopu SEM 100, tedy docílit co možná středového vyrovnání ve vztahu k optické ose OA. Explicitně upozorňujeme na to, že při dalších způsobech provedení může být první clonová jednotka 108 opatřena jen jediným clonovým otvorem 108A. U tohoto způsobu provedení je rovněž uspořádán přestavovací mechanismus, aby se první clonová jednotka 108 centrovala.

Mezi kondenzorovou čočkou 105 a stigmatorem 106 je uspořádána stacionární clonová jednotka 109. Alternativně k tomu je stanoveno, vytvořit druhou clonovou jednotku 109 jako pohyblivou.

První čočka 107 objektivu má pólové nástavce 110, ve kterých je vytvořen centrálně uspořádaný otvor podél optické osy OA. Tímto otvorem je vedena trubka 104, vedoucí paprsek. V pólových nástavcích 110 jsou dále uspořádány cívky 111.

V dolní oblasti trubky 104, vedoucí paprsek, je uspořádáno elektrostatické zpožďovací zařízení. To má jedinou elektrodu 122 a trubkovou elektrodu 113. Trubková elektroda 113 je uspořádána na konci trubky 104, vedoucí paprsek, který je přivrácen k předmětu 114. Trubková elektroda 113 leží společně s trubkou 104, vedoucí paprsek na potenciálu anody 103, zatímco jediná elektroda 122, jakož i předmět 114 na potenciálu, který je oproti potenciálu anody 103 nižší. V předkládaném případě je to hmotnostní potenciál skříně vzorkové komory 120. Tímto způsobem mohou být elektrony paprsku primárních elektronů zbrzděny na požadovanou energii, která je potřebná pro zkoumání předmětu 114. Požadovaná energie je zkoumací energie. Bývá také označována jako interakční energie.

Mikroskop SEM 100 má dále řádkovací zařízení 115, kterým je paprsek primárních elektronů vychylován a může být řádkován po předmětu 114. Elektrony paprsku primárních elektronů přitom vstupují do interakce s předmětem 114. Jako následek interakce vznikají interakční částice a/nebo interakční záření, které jsou detekovány. Jako interakční částice jsou emitovány zejména elektrony z povrchu předmětu 114 - tak zvané sekundární elektrony - nebo jsou zpětně rozptylovány elektrony paprsku primárních elektronů - tak zvané zpětně rozptýlené elektrony.

Předmět 114 a jednotlivá elektroda 122 mohou také ležet na různých a od hmotnosti rozdílných potenciálech. Tím je možné nastavit místo zbrzdění paprsku primárních elektronů ve vztahu k předmětu 114. Je-li například zbrzdění provedeno opravdu blízko k předmětu 114, jsou zobrazovací chyby menší.

- 14 CZ 310275 B6

K detekci sekundárních elektronů a/nebo zpětně rozptýlených elektronů je v trubce 104, vedoucí paprsek, uspořádáno detektorové uspořádání, které má první detektor 116 a druhý detektor 117. První detektor 116 je přitom uspořádán podél optické osy OA na straně zdroje, zatímco druhý detektor 117 je uspořádán v trubce 104, vedoucí paprsek, podél optické osy OA na straně předmětu. První detektor 116 a druhý detektor 117 jsou ve směru optické osy OA mikroskopu SEM 100 navzájem uspořádány přesazeně. Jak první detektor 116, tak také druhý detektor 117 mají vždy průchozí otvor, skrz který může vstoupit paprsek primárních elektronů. První detektor 116 a druhý detektor 117 leží přibližně na potenciálu anody 103 a trubky 104, vedoucí paprsek. Optická osa OA mikroskopu SEM 100 probíhá skrz příslušné průchozí otvory.

Druhý detektor 117 slouží hlavně k detekci sekundárních elektronů. Sekundární elektrony mají při výstupu z předmětu 114 nejprve malou kinetickou energii a libovolné směry pohybu. Díky silnému odsávacímu poli, vycházejícímu z trubkové elektrody 113 jsou sekundární elektrony ve směru první čočky 107 objektivu urychlovány. Sekundární elektrony vstupují do první čočky 107 objektivu přibližně rovnoběžně. Svazkový průměr paprsku sekundárních elektronů zůstává i v první čočce 107 objektivu malý. První čočka 107 objektivu nyní působí silně na sekundární elektrony a vytváří poměrně krátké ohnisko sekundárních elektronů s dostatečně příkrými úhly k optické ose OA, takže sekundární elektrony za ohniskem běží daleko od sebe a dopadají na druhý detektor 117 na jeho aktivní ploše. Na předmětu 114 zpětně rozptýlené elektrony - tedy ty zpětně rozptýlené elektrony, které mají při výstupu z předmětu 114 ve srovnání se sekundárními elektrony relativně vysokou kinetickou energii, jsou druhým detektorem 117 zachycovány jen v malé míře. Vysoká kinetická energie a úhly zpětně rozptýlených elektronů k optické ose OA při výstupu z předmětu 114 vedou k tomu, že linie pasu paprsků zpětně rozptýlených elektronů, tedy oblast paprsků s minimálním průměrem, leží v blízkosti druhého detektoru 117. Velká část zpětně rozptýlených elektronů prostupuje skrz průchozí otvor druhého detektoru 117. První detektor 116 proto slouží v podstatě k zachycení zpětně rozptýlených elektronů.

U dalšího způsobu provedení mikroskopu SEM 100 může být první detektor 116 vybaven navíc mřížkou vstřícného pole 116A. Mřížka vstřícného pole 116A je uspořádána na straně prvního detektoru 116, orientované k předmětu 114. Mřížka vstřícného pole 116A má vzhledem k potenciálu trubky 104, vedoucí paprsek, takový negativní potenciál, že se skrz mřížku vstřícného pole 116A k prvnímu detektoru 116 dostanou jen zpětně rozptýlené elektrony s vysokou energií. Navíc nebo alternativně má druhý detektor 117 další mřížku vstřícného pole, která je vytvořena analogicky k výše uvedené mřížce vstřícného pole 116A prvního detektoru 116 a má analogickou funkci.

Detekční signály, vytvořené prvním detektorem 116 a druhým detektorem 117, jsou použity k vytvoření obrazu nebo obrazů povrchu předmětu 114. Tyto obrazy jsou zobrazeny na zobrazovací jednotce 603, se kterou jsou první detektor 116 a druhý detektor 117 spojeny.

Explicitně poukazujeme na to, že clonové otvory první clonové jednotky 108 a druhé clonové jednotky 109, jakož i průchozí otvory prvního detektoru 116 a druhého detektoru 117 jsou znázorněny přehnaně velké. Průchozí otvor prvního detektoru 116 a druhého detektoru 117 mají rozměr kolmý k optické ose OA v rozsahu 0,5 mm až 5 mm. Jsou vytvořeny například v podobě kruhu a mají průměr v rozsahu 1 mm až 3 mm kolmo k optické ose OA.

Druhá clonová jednotka 109 je ve zde znázorněném příkladu provedení uspořádána jako dírková clona a je opatřena druhým clonovým otvorem 118 pro průchod paprsku primárních elektronů, který má rozměr v rozsahu 5 pm až 500 pm, například 35 pm. Alternativně k tomu je u dalšího způsobu provedení stanoveno, že druhá clonová jednotka 109 je opatřena několika clonovými otvory, které mohou být mechanicky posouvány k paprsku primárních elektronů, nebo které za použití elektrických a/nebo magnetických vychylovacích prvků mohou být dosaženy paprskem primárních elektronů. Druhá clonová jednotka 109 je vytvořena jako clona s odstupňovanými tlaky. Ta rozděluje první oblast, ve které je uspořádán zdroj 101 elektronů a ve které panuje ultravysoké vakuum (10^-6 Pa až 10^-10 Pa) od druhé oblasti, která má vysoké vakuum (10^-1 Pa až

- 15 CZ 310275 B6

10^-5 Pa). Druhá oblast je oblastí mezistupňového tlaku trubky 104, vedoucí paprsek, která vede do vzorkové komory 120.

Ve vzorkové komoře 120 je další detektor v podobě analytického zařízení 500, které je rovněž spojeno se zobrazovací jednotkou 603. Aby se interakční částice řídily do analytického zařízení 500, má analytické zařízení kolektorovou mřížku 501. Kolektorová mřížka 501 je vystavena působení potenciálu takovým způsobem, aby interakční částice dosáhly do analytického zařízení.

Mikroskop SEM 100 má dále čtvrtý detektor 121, který je uspořádán ve vzorkové komoře 120. Přesněji řečeno je čtvrtý detektor 121, viděno od zdroje 101 elektronů podél optické osy OA, uspořádán za předmětem 114. Paprsek primárních elektronů projde zkoumaným předmětem 114. Při průchodu paprsku primárních elektronů skrz zkoumaný předmět 114 vstupují elektrony paprsku primárních elektronů s materiálem zkoumaného předmětu 114 do interakce. Elektrony, prostupující zkoumaným předmětem 114, nebo - při dostatečně tenkém předmětu 114 elektrony emitované předmětem 114 ve směru ke čtvrtému detektoru 121 jsou detekovány čtvrtým detektorem 121.

Mikroskop SEM 100 má procesor 600, ve kterém je uložen počítačový program s programovým kódem, který mikroskop SEM 100 řídí. To ještě bude níže dále diskutováno. Procesor 600 je spojen s řídicí jednotkou 601, která má paměťovou jednotku 602. Řídicí jednotka 601 slouží k aktivaci alespoň jedné přiváděcí jednotky, například první clonové jednotky 108, kondenzorové čočky 105, stigmatoru 106 a/nebo první čočky 107 objektivu. I to bude ještě dále blíže diskutováno.

Ve vzorkové komoře 120 je také uspořádán detektor 502 záření, se kterým je detekováno interakční záření, které vzniká na základě interakce paprsku primárních elektronů s předmětem 114. Interakčním zářením je například rentgenové záření nebo katodové luminiscenční světlo. Detektor 502 záření je rovněž spojen se zobrazovací jednotkou 603.

Obrázek 1A ukazuje zvětšené znázornění oblasti vzorkové komory 120 mikroskopu SEM 100. Obrázek 1A se zakládá na obrázku 1. Stejné vztahové značky se vztahují na stejné konstrukční díly. Na rozdíl od obrázku 1 ukazuje obrázek 1A pohyblivě vytvořený nosič 503 vzorků (tedy držák předmětu), na kterém je uspořádán zkoumaný předmět 114. Nosič 503 vzorků je vytvořen pohyblivý ve třech navzájem kolmo uspořádaných směrech, totiž ve směru osy x, směru osy y a směru osy z. Navíc se může nosič 503 vzorků otáčet kolem první osy rotace a kolem druhé osy rotace, uspořádané kolmo k první ose rotace. Prostřednictvím pohybu nosiče vzorků ve směru osy z, která probíhá rovnoběžně s optickou osou OA, nebo jí odpovídá, může být nastaven odstup WD povrchu předmětu 114 od trubkové elektrody 113 trubky 104, vedoucí paprsek. Trubková elektroda 113 tvoří konec trubky 104, vedoucí paprsek. Odstup WD je také nazýván pracovním odstupem. Leží v oblasti 0,3 mm až 20 mm, nebo v oblasti 0,5 mm až 12 mm. Hranice oblastí jsou obsaženy v předem zadané oblasti. Upozorňujeme explicitně na to, že výše uvedeným hodnotám odstupu je třeba rozumět jen jako příkladným, a ne jako omezujícím. Pro odstup mohou být voleny dokonce i jiné hodnoty.

Obrázek 2 ukazuje přístroj s částicovým paprskem v podobě kombinovaného přístroje 200. Kombinovaný přístroj 200 má dva tubusy částicového záření. Kombinovaný přístroj 200 je opatřen jednak mikroskopem SEM 100, jak je již znázorněno na obrázku 1, ovšem bez vzorkové komory 120. Mikroskop SEM 100 je dokonce na vzorkové komoře 201 uspořádán. Mikroskop SEM 100 slouží k vytváření prvního paprsku částic, totiž již výše popsaného paprsku primárních elektronů. Dále je kombinovaný přístroj 200 opatřen přístrojem 300 s iontovým paprskem, který je rovněž uspořádán na vzorkové komoře 201.

Mikroskop SEM 100 je ve vztahu ke vzorkové komoře uspořádán vertikálně. Naproti tomu je přístroj s iontovým paprskem 300 uspořádán ve sklonu o úhel ca 54° k mikroskopu SEM 100. Má druhý vyzařovač paprsků v podobě vyzařovače 301 iontových paprsků. S vyzařovačem 301

- 16 CZ 310275 B6 iontových paprsků jsou vytvářeny ionty, které tvoří druhý paprsek částic v podobě paprsku iontů. Ionty jsou urychlovány prostřednictvím extrakční elektrody 302, která leží na předem daném potenciálu. Druhý paprsek částic se potom dostane skrz iontovou optiku přístroje s iontovým paprskem 300, přičemž iontová optika má iontovou kondenzorovou čočku 303 a druhou čočku 304 objektivu. Druhá čočka 304 objektivu vytváří konečně paprsek iontů, který je zaostřován na předmět 114, uspořádaný na nosiči 305 zkušebních vzorků.

Nad čočkou 304 objektivu (tedy ve směru vyzařovače 301 iontových paprsků) jsou uspořádány nastavitelná clona 306, první uspořádání 307 elektrod a druhé uspořádání 308 elektrod, přičemž první uspořádání 307 elektrod a druhé uspořádání 308 elektrod jsou vytvořeny jako řádkovací elektrody. Prostřednictvím prvního uspořádání 307 elektrod a druhého uspořádání 308 elektrod je řádkován druhý paprsek částic po povrchu předmětu 114, přičemž první uspořádání 307 elektrod působí do prvního směru a druhé uspořádání 308 elektrod do druhého směru, který je opačný k prvnímu směru. Tak probíhá řádkování například ve směru osy x. Řádkování ve směru osy y, kolmém ke směru osy x, probíhá pomocí dalších, o 90° pootočených elektrod (není znázorněno) na prvním uspořádání 307 elektrod a na druhém uspořádání 308 elektrod.

Odstupy mezi jednotlivými jednotkami kombinovaného přístroje 200, znázorněné na obrázku 2, jsou znázorněny jako přehnaně velké, aby se lépe znázornily jednotlivé jednotky kombinovaného přístroje 200.

Ve vzorkové komoře 201 je uspořádáno analytické zařízení 500 s kolektorovou mřížkou 501, se kterým se detekují interakční částice, které vznikají na základě interakce paprsku primárních elektronů s předmětem 114 nebo na základě interakce paprsku iontů s předmětem 114. Například jsou interakčními částicemi sekundární elektrony, zpětně rozptýlené elektrony a/nebo sekundární ionty. Analytické zařízení 500 je i v tomto příkladu provedení spojeno se zobrazovací jednotkou 603, která je rovněž spojená s detektorem 116 a druhým detektorem 117 mikroskopu SEM 100.

Kombinovaný přístroj 200 má rovněž procesor 600, ve kterém je uložen počítačový program s programovým kódem, který řídí mikroskop SEM 100 a/nebo přístroj s iontovým paprskem 300. O tom bude ještě dále níže podrobněji diskutováno. Procesor 600 je také u tohoto příkladu provedení spojen s řídicí jednotkou 601, která má paměťovou jednotku 602. Řídicí jednotka slouží k aktivaci alespoň jedné přiváděcí jednotky kombinovaného přístroje 200, například jedné již výše zmíněné přiváděcí jednotky mikroskopu SEM 100 nebo například kondenzorové čočky 303, druhé čočky 304 objektivu a/nebo nastavitelné clony 306 přístroje s iontovým paprskem 300. Řídicí jednotka 601 je spojena s alespoň jednou z přiváděcích jednotek. To je schematicky znázorněno pomocí prvního vedení L1 a druhého vedení L2.

Ve vzorkové komoře 201 je také uspořádán detektor 502 záření, se kterým se detekuje interakční záření, které vzniká na základě interakce paprsku primárních elektronů s předmětem 114. Interakčním zářením je například opět rentgenové záření nebo katodové luminiscenční světlo. Detektor záření 502 je rovněž spojen se zobrazovací jednotkou 603.

Nosič 305 vzorků je vytvořen pohyblivý ve třech navzájem kolmo uspořádaných směrech, totiž ve směru osy x, ve směru osy y a ve směru osy z. Navíc se nosič 305 zkušebních vzorků může otáčet kolem první osy rotace a kolem druhé osy rotace, uspořádané kolmo k první ose rotace. Prostřednictvím pohybu nosiče 305 vzorků ve směru osy z, která probíhá rovnoběžně s optickou osou OA mikroskopu SEM 100 nebo jí odpovídá, může být nastaven odstup WD povrchu předmětu 114 od trubky 104, vedoucí paprsek, mikroskopu SEM 100. To je pracovní odstup. I zde leží tento odstup například v rozsahu 0,3 mm až 20 mm nebo v rozsahu 0,5 mm až 12 mm. Hranice rozsahu jsou již obsaženy v předem daném rozsahu. Výslovně upozorňujeme, že výše uvedené hodnoty odstupu jsou jen příkladné a ne omezující. Pro odstup mohou být zvoleny dokonce i jiné hodnoty.

Obrázek 3 je schematickým znázorněním dalšího příkladu provedení přístroje s částicovým

- 17 CZ 310275 B6 paprskem podle vynálezu. Tento příklad provedení přístroje s částicovým paprskem je opatřen vztahovou značkou 400 a zahrnuje zrcadlový upravovač ke korekci například chromatické a/nebo sférické aberace. Přístroj s částicovým paprskem 400 zahrnuje tubus 401 paprsku částic, který je vytvořen jako tubus paprsku elektronů a v podstatě odpovídá tubusu elektronového paprsku korigovaného mikroskopu SEM 100. Přístroj s částicovým paprskem 400 není ale na mikroskop SEM se zrcadlovým upravovačem omezen. Přístroj s částicovým paprskem může dokonce zahrnovat jakýkoliv druh upravovacích jednotek.

Tubus 401 paprsku částic paprsku zahrnuje vyzařovač paprsku částic v podobě zdroje 402 elektronů (katoda), extrakční elektrodu 403 a anodu 404. Například je zdroj 402 elektronů vytvořen jako tepelný polní emitor. Elektrony, které vystupují ze zdroje 402 elektronů, jsou urychlovány k anodě 404 na základě rozdílu potenciálů mezi zdrojem 402 elektronů a anodou 404. Podle toho je vytvořen paprsek částic paprsek v podobě paprsku elektronů podél první optické osy OA1.

Paprsek částic je veden podél paprskové dráhy, která odpovídá první optické ose OA1, poté co paprsek částic vystoupí ze zdroje 402 elektronů. K přivádění paprsku částic jsou použity první elektrostatická čočka 405, druhá elektrostatická čočka 406 a třetí elektrostatická čočka 407.

Dále je paprsek částic nastaven podél paprskové dráhy při použití zařízení pro vedení paprsku. Zařízení pro vedení paprsku u tohoto příkladu provedení zahrnuje zdrojovou nastavovací jednotku se dvěma magnetickými vychylovacími jednotkami 408, které jsou uspořádány podél první optické osy OA1. Kromě toho zahrnuje přístroj s částicovým paprskem 400 elektrostatické vychylovací jednotky paprsků. První elektrostatická paprsková vychylovací jednotka 409, která je u dalšího způsobu provedení vytvořena také jako kvadrupól, je uspořádána mezi druhou elektrostatickou čočkou 406 a třetí elektrostatickou čočkou 407. První elektrostatická paprsková vychylovací jednotka 409 je rovněž uspořádaná za magnetickými vychylovacími jednotkami 408. První multipólová jednotka 409A v podobě první magnetické vychylovací jednotky je uspořádaná na jedné straně první elektrostatické paprskové vychylovací jednotky 409. Kromě toho je uspořádána druhá multipólová jednotka 409B v podobě druhé magnetické vychylovací jednotky na jiné straně první elektrostatické paprskové vychylovací jednotky 409. První elektrostatická paprsková vychylovací jednotka 409, první multipólová jednotka 409A a druhá multipólová jednotka 409B jsou nastaveny k nastavování paprsku částic ve vztahu k ose třetí elektrostatické čočky 407 a vstupního okna paprskového vychylovacího zařízení 410. První elektrostatická paprsková vychylovací jednotka 409, první multipólová jednotka 409A a druhá multipólová jednotka 409B mohou společně působit jako filtr na víno. Na vstupu paprskové vychylovací jednotky 410 je uspořádán další magnetický vychylovací prvek 432.

Paprskové vychylovací zařízení 410 je použito jako vychylovač částicového záření, které paprsek částic určitým způsobem vychyluje. Paprskové vychylovací zařízení 410 zahrnuje několik magnetických sektorů, totiž první magnetický sektor 411A, druhý magnetický sektor 411B, třetí magnetický sektor 411C, čtvrtý magnetický sektor 411D, pátý magnetický sektor 411E, šestý magnetický sektor 411F a sedmý magnetický sektor 411G. Paprsek částic vstupuje do paprskového vychylovacího zařízení 410 podél první optické osy OA1 a je paprskovým vychylovacím zařízením 410 vychýlen do směru druhé optické osy OA2. Vychýlení paprsku se provede prostřednictvím prvního magnetického sektoru 411A, prostřednictvím druhého magnetického sektoru 411B a třetího magnetického sektoru 411C o úhel 30° až 120°. Druhá optická osa OA2 je orientována ve stejném úhlu k první optické ose OA1. Paprskové vychylovací zařízení 410 vychýlí i paprsek částic, který je veden podél druhé optické osy OA2 a sice do směru třetí optické osy OA3. Vychýlení paprsku je provedeno pomocí třetího magnetického sektoru 411C, čtvrtého magnetického sektoru 411D a pátého magnetického sektoru 411E. U příkladu provedení na obrázku 3 je vychýlení k druhé optické ose OA2 a ke třetí optické ose OA3 provedeno vychýlením částicového paprsku v úhlu o velikosti 90°. Tak probíhá třetí optická osa OA3 koaxiálně s první optickou osou OA1. Upozorňujeme ale na to, že přístroj s částicovým paprskem 400 podle zde popsaného vynálezu není omezen na vychylovací úhel 90°. Paprskovým

- 18 CZ 310275 B6 vychylovacím zařízením 410 může být dokonce zvolen každý vhodný vychylovací úhel, například 70° nebo 110°, takže první optická osa OA1 nebude probíhat koaxiálně s třetí optickou osou OA3. Vzhledem k dalším detailům paprskového vychylovacího zařízení 410 je brán ohled na dokument WO 2002/067286 A2.

Poté, co je paprsek částic prvním magnetickým sektorem 411A, druhým magnetickým sektorem 411B, a třetím magnetickým sektorem 411C vychýlen, je paprsek částic veden podél druhé optické osy OA2. Paprsek částic je veden k elektrostatickému zrcadlu 414 a probíhá na své cestě k elektrostatickému zrcadlu 414 podél čtvrté elektrostatické čočky 415, třetí multipólové jednotky 416A v podobě magnetické vychylovací jednotky, druhé elektrostatické paprskové vychylovací jednotky 416, třetí elektrostatické paprskové vychylovací jednotky 417 a čtvrté multipólové jednotky 416B v podobě magnetické vychylovací jednotky. Elektrostatické zrcadlo 414 zahrnuje první zrcadlovou elektrodu 413A, druhou zrcadlovou elektrodu 413B a třetí zrcadlovou elektrodu 413C. Elektrony paprsku částic, které jsou na elektrostatickém zrcadle 414 odraženy zpět, probíhají opět podél druhé optické osy OA2 a znovu vstupují do paprskového vychylovacího zařízení 410. Jsou potom vychýleny třetím magnetickým sektorem 411C, čtvrtým magnetickým sektorem 411D a pátým magnetickým sektorem 411E ke třetí optické ose OA3.

Elektrony paprsku částic vystoupí z paprskového vychylovacího zařízení 410 a jsou vedeny podél třetí optické osy OA3 k předmětu 425, který má být zkoumán. Na cestě k objektu 425 je paprsek částic veden k páté elektrostatické čočce 418, trubce 420, vedoucí paprsek, páté multipólové jednotce 418A, šesté multipólové jednotce 418B a čočce 421 objektivu. Pátá elektrostatická čočka 418 je elektrostatická imerzní čočka. Paprsek částic je pátou elektrostatickou čočkou 418 zbrzděn nebo urychlen na elektrický potenciál trubky 420, vedoucí paprsek.

Paprsek částic je čočkou 421 zaostřen do ohniskové roviny, ve které je uspořádán předmět 425. Předmět 425 je uspořádán na pohyblivém vzorkovém stole 424. Pohyblivý vzorkový stůl 424 je uspořádán ve vzorkové komoře 426 přístroje s částicovým paprskem 400.

Čočka 421 objektivu může být vytvořena jako kombinace magnetické čočky 422 a šesté elektrostatické čočky 423. Na konci trubky 420, vedoucí paprsek, může být dále elektroda elektrostatické čočky. Částice přístroje s částicovým paprskem jsou - poté co vystoupí z trubky 420, vedoucí paprsek - zbrzděny na potenciál předmětu 425, který je uspořádán na vzorkovém stole 424. Čočka 421 objektivu není omezena na kombinaci magnetické čočky 422 a šesté elektrostatické čočky 423. Čočka 421 objektivu může na sebe vzít každou vhodnou podobu. Například může být čočka objektivu vytvořena také jako čistě magnetická čočka nebo jako čistě elektrostatická čočka.

Paprsek částic, který je zaostřen na předmět 425, na sebe vzájemně působí s předmětem 425, z čehož vznikají interakční částice. Zejména jsou z předmětu 425 emitovány sekundární elektrony nebo se na předmětu zpětně rozptylují zpětně rozptýlené elektrony. Sekundární elektrony nebo zpětně rozptýlené elektrony jsou opět urychleny a vedeny do trubky 420, vedoucí paprsky podél třetí optické osy OA3. Dráhy sekundárních elektronů a zpětně rozptýlených elektronů probíhají zejména na dráze průběhu paprsku částic v opačném směru k částicovému záření.

Přístroj s částicovým paprskem 400 zahrnuje první detektor 419, který je uspořádán podél dráhy paprsku mezi paprskovým vychylovacím zařízením 410 a čočkou 421 objektivu. Sekundární elektrony, které probíhají ve směrech, které jsou ve vztahu ke třetí optické ose OA3 orientovány ve velkém úhlu, jsou detekovány prvním detektorem 419. První detektor 419 je spojen se zobrazovací jednotkou 603.

Zpětně rozptýlené elektrony a sekundární elektrony, které ve vztahu k třetí optické ose OA3 na místě prvního detektoru 419 mají malý osový odstup - to znamená zpětně rozptýlené elektrony a sekundární elektrony, které v místě prvního detektoru 419 mají malý odstup od třetí optické osy

- 19 CZ 310275 B6

OA3 - vstupují do paprskového vychylovacího zařízení 410 a jsou pátým magnetickým sektorem 411E, šestým magnetickým sektorem 411F a sedmým magnetickým sektorem 411G vychýleny podél dráhy detekčního paprsku 427 k analytickému detektoru 428 analytického zařízení 500. Také analytické zařízení 500 je spojeno se zobrazovací jednotkou 603 (není znázorněno).

První detektor 419 vytváří detekční signály, které jsou z větší části generovány emitovanými sekundárními elektrony. Detekční signály, které jsou vytvořeny prvním detektorem 419, jsou vedeny do zobrazovací jednotky 603 a jsou použity, abychom obdrželi informace o vlastnostech oblasti interakce zaostřeného paprsku částic s předmětem 425. Zejména je zaostřený paprsek částic řádkován po předmětu 425 za použití řádkovacího zařízení 429. Pomocí detekčních signálů, které jsou vytvářeny pomocí prvního detektoru 419, může pak být vytvořen obraz řádkované oblasti předmětu 425 a zobrazen na zobrazovací jednotce 603, například monitoru.

Analytické zařízení 500 má mřížkové zařízení 430 vstřícného pole, které je uspořádáno před analytickým detektorem 428. Díky detekčním signálům, které jsou vytvářeny analytickým zařízením 500, může pak být vytvořen obraz řádkované oblasti předmětu 425 a ukázán na zobrazovací jednotce 603.

Přístroj s částicovým paprskem 400 má rovněž procesor 600, ve kterém je uložen počítačový program s programovým kódem, který řídí přístroj s částicovým paprskem 400. K tomu se blíže vrátíme v dalším textu. Procesor 600 je také u tohoto příkladu provedení spojen s řídicí jednotkou 601, která má paměťovou jednotku 602. Řídicí jednotka 601 slouží k aktivaci aspoň jedné přiváděcí jednotky přístroje s částicovým paprskem 400, které byly blíže popsány výše ve vztahu k popisu přístroje s částicovým paprskem 400: první elektrostatická čočka 405, druhá elektrostatická čočka 406, třetí elektrostatická čočka 407, magnetická vychylovací jednotka 408, první elektrostatická paprsková vychylovací jednotka 409, první multipólová jednotka 409A, druhá multipólová jednotka 409B, paprskové vychylovací zařízení 410, první magnetický sektor 411A, druhý magnetický sektor 411B, třetí magnetický sektor 411C, čtvrtý magnetický sektor 411D, pátý magnetický sektor 411E, šestý magnetický sektor 411F, sedmý magnetický sektor 411G, první zrcadlová elektroda 413A, druhá zrcadlová elektroda 413B, třetí zrcadlová elektroda 413C, elektrostatické zrcadlo 414, čtvrtá elektrostatická čočka 415, druhá elektrostatická paprsková vychylovací jednotka 416, třetí multipólová jednotka 416A, čtvrtá multipólová jednotka 416B, třetí elektrostatická paprsková vychylovací jednotka 417, pátá elektrostatická čočka 418, pátá multipólová jednotka 418A, šestá multipólová jednotka 418B, čočka 421 objektivu, magnetická čočka 422, jakož i šestá elektrostatická čočka 423. Z důvodu přehlednosti je na obrázku 3 znázorněno jen to, že třetí zrcadlová elektroda 413C je spojena s řídicí jednotkou 601.

Ve vzorkové komoře 426 je také uspořádán detektor 502 záření, se kterým je detekováno interakční záření, vznikající na základě interakce mezi paprskem primárních elektronů a předmětem 425. Interakčním zářením je například znovu rentgenové záření nebo katodové luminiscenční světlo. Detektor 502 záření je rovněž spojen se zobrazovací jednotkou 603.

Vzorkový stůl 424 je vytvořen pohyblivý ve třech navzájem kolmých směrech, totiž ve směru osy x, ve směru osy y a ve směru osy z. Navíc se vzorkový stůl 424 může otáčet kolem první osy rotace a kolem k ní kolmo uspořádané druhé osy rotace. Prostřednictvím pohybu vzorkového stolu 424 ve směru osy z, která probíhá rovnoběžně s třetí optickou osou OA3 nebo jí odpovídá, může být nastavován odstup WD povrchu předmětu 425 od šesté elektrostatické čočky 423. To je pracovní odstup. Leží i zde například v rozmezí 0,3 mm až 20 mm nebo v rozmezí 0,5 mm až 12 mm. Hranice rozmezí jsou v předem dané oblasti zahrnuty. Upozorňujeme výslovně na to, že výše uvedenými hodnotami odstupu rozumíme jen hodnoty příkladné a ne omezující. Pro odstup mohou být dokonce použity i jiné hodnoty.

Následně jsou nyní popsány příklady způsobů podle vynálezu, které jsou používány na mikroskopu SEM 100 podle obrázku 1. Poukazujeme výslovně na to, že příklady provedení

- 20 CZ 310275 B6 způsobů podle vynálezu mohou být analogicky použity také na kombinovaném přístroji 200 podle obrázku 2, nebo přístroji s částicovým paprskem 400 podle obrázku 3.

Obrázek 4 ukazuje schematické znázornění jednotek mikroskopu SEM 100, které se aktivují pomocí řídicí jednotky 601. Řídicí jednotka 601, která má paměťovou jednotku 602, je zaprvé spojena s procesorem 600. Procesor 600 je opět spojen s řídicí jednotkou 604 základních parametrů. S řídicí jednotkou 604 základních parametrů jsou nastavovány hodnoty interakční energie elektronů nebo pracovní odstup WD, jak bude ještě blíže popsáno níže.

Řídicí jednotka 601 slouží například k nastavení kontrastu ve vytvářeném obrazu prostřednictvím prvního řídicího parametru nebo k nastavení jasu (tedy „Brightness“) ve vytvářeném obrazu prostřednictvím druhého řídicího parametru. Například je k tomu změněn zesilovací faktor zesilovače alespoň jednoho z následujících detektorů: první detektor 116, druhý detektor 117, analytické zařízení 500 a detektor 502 záření. Také napětí na kolektorové mřížce 501 analytického zařízení 500 může být nastaveno řídicí jednotkou 601.

Kromě toho může být řídicí jednotkou 601 aktivováno řádkovací zařízení 115. Například může být aktivací řádkovacího zařízení 115 prostřednictvím třetího řídicího parametru nastavena řádkovací rychlost, se kterou paprsek primárních elektronů může řádkovat po předmětu 114.

Řídicí jednotka 601 slouží také k aktivaci například první čočky 107 objektivu prostřednictvím čtvrtého řídicího parametru, přičemž je pomocí čočky 107 objektivu nastaveno zaostření paprsku primárních elektronů na předmět 114. Dále může být řídicí jednotka 601 použita také k nastavení elektrostatických a/nebo magnetických jednotek mikroskopu SEM 100, přičemž elektrostatické a/nebo magnetické jednotky jsou na obrázku 4 označeny vztahovou značkou 122. Například pomocí nastavení elektrostatických a/nebo magnetických jednotek 122 prostřednictvím pátého řídicího parametru proběhne centrování paprsku primárních elektronů v první čočce 107 objektivu. Kromě toho může prostřednictvím šestého řídicího parametru proběhnout aktivace elektrostatických a/nebo magnetických vychylovacích jednotek 122 takovým způsobem, že v mikroskopu SEM 100 proběhne „Beamshift“.

Řídicí jednotka 601 slouží kromě toho také k nastavení polohy mechanicky posouvatelné jednotky mikroskopu SEM 100 prostřednictvím sedmého řídicího parametru. Například je první clonová jednotka 108 vytvořena mechanicky posouvatelná.

Řídicí jednotka 601 dále používá také nastavování kondenzorové čočky 105 prostřednictvím osmého řídicího parametru a/nebo nastavování stigmatoru 106 prostřednictvím devátého řídicího parametru.

Obrázek 5 ukazuje schematicky průběhový diagram první části způsobu podle vynálezu. Ve způsobovém kroku S1 proběhne nastavení interakční energie na první hodnotu z předem zadané oblasti interakční energie elektronů nebo proběhne nastavení pracovního odstupu WD pomocí pohybu nosiče 503 vzorků. Nastavení proběhne například s řídicí jednotkou 604 základních parametrů (srovnej s obrázkem 4).

Interakční energie elektronů odpovídá energii, se kterou je zkoumán a/nebo zobrazován objekt 114. Jak je výše popsáno ve vztahu k elektrostatickému zbržďovacímu zařízení mikroskopu SEM 100, může být interakční energie elektronů rozdílná od energie, se kterou jsou elektrony paprsku primárních elektronů vedeny skrz trubku 104, vedoucí paprsek, mikroskopu SEM 100. Dokonce je stanoveno, že elektrony se nejprve velmi silně urychlí a teprve krátce před dopadem na předmět 114 se zbrzdí na interakční energii. Předem zadaná oblast interakční energie není ale na tyto hodnoty omezena. Předem zadaná oblast může mít dokonce každou vhodnou hodnotu, která je pro vynález vhodná.

Pro případ, že je nastaven odstup mezi trubkou 104, vedoucí paprsek, mikroskopu SEM 100 a

- 21 CZ 310275 B6 oblastí povrchu předmětu 114, pak je předem daný rozsah například 0,3 mm až 20 mm nebo 0,5 mm až 12 mm. Hranice oblasti jsou již v předem zadané oblasti obsaženy. Výslovně upozorňujeme na to, že předem zadané hodnoty odstupu jsou jen příkladné a ne omezující. Dokonce mohou být pro odstup voleny i jiné hodnoty.

Když je ve způsobovém kroku S1 nastavena interakční energie, potom je v dalších způsobových krocích interakční energie nastavena případně i na další hodnoty, ne ovšem odstup. Když je ovšem v prvním způsobovém kroku S1 nastaven odstup, pak je v dalších způsobových krocích případně odstup nastaven na jiné hodnoty, ne ovšem interakční energie. Následně jsou obě varianty (tedy nastavení interakční energie zaprvé a nastavení odstupu zadruhé) označovány jako způsob podle vynálezu.

Ve způsobovém kroku S2 je nyní v prvním způsobu provedení nastavena první hodnota řídicího parametru alespoň jednoho řídicího parametru z množství prvního až devátého řídicího parametru na řídicí jednotce 601 nebo s řídicí jednotkou 601. Při použití první hodnoty tohoto řídicího parametru je dosaženo prvního obrazu předmětu 114 s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo první požadované znázornění dat o předmětu 114. Řídicím parametrem je například fyzikální veličina, zejména řídicí proud nebo řídicí napětí, ale také například poměr fyzikálních veličin, zejména zesílení fyzikálních veličin. Hodnoty fyzikální veličiny jsou nastavitelné na řídicí jednotce 601 nebo s řídicí jednotkou 601 a řídí a/nebo zásobují jednu z výše uvedených jednotek mikroskopu SEM 100 takovým způsobem, aby bylo ovlivněno požadované fyzikální působení, například vytváření určitých magnetických polí a/nebo elektrostatických polí.

Jakmile je vytvořen obraz předmětu 114, pak je první hodnota řídicího parametru zvolena tak, aby obraz předmětu 114 byl vytvořen s tak dobrou kvalitou, aby uživatel na základě obrazu a v něm obsažených obrazových informací mohl dobře analyzovat zkoumaný předmět 114. Přitom může být kvalita obrazu určena například pomocí objektivních kritérií. Například je kvalita obrazu o to lepší, čím lepší je rozlišení v obrazu. Alternativně může být kvalita obrazu určena na základě subjektivních kritérií. Přitom uživatel individuálně určuje, zda mu dosažená kvalita obrazu postačuje, anebo ne. Přitom se ale může snadno stát, že prvním uživatelem označená kvalita obrazu jako dobrá, nebude dalšímu uživateli vyhovovat. Ohledně určování kvality obrazu je také odkazováno na poznámky uvedené výše, na které je i zde výslovně brán zřetel.

Jak již bylo blíže vysvětleno, je navíc nebo alternativně stanoveno, že první hodnota řídicího parametru je volena tak, aby bylo docíleno požadovaného znázornění dat o předmětu 114 (zejména spektra záření, například rentgenového spektra). Požadované znázornění má požadovanou kvalitu. Ohledně určování kvality znázornění je odkazováno na poznámky učiněné ve výše uvedeném textu, na které je zde rovněž výslovně brán zřetel.

U druhého způsobu provedení způsobu podle vynálezu je ve druhém způsobovém kroku S2 stanoveno, nastavit nejen jednu první hodnotu řídicího parametru pro jednotlivou jednotku mikroskopu SEM 100, nýbrž několik prvních hodnot řídicích parametrů vždy různých řídicích parametrů pro různé jednotky mikroskopu SEM 100. Například je stanoveno, pro každý z prvního až devátého řídicího parametru nastavit vždy první hodnotu řídicího parametru, až je dosaženo požadované kvality obrazu a/nebo požadovaného znázornění dat o předmětu 114.

V dalším způsobovém kroku S3 jsou nastavená hodnota interakční energie nebo nastavená hodnota odstupu, jakož i nastavená hodnota prvního řídicího parametru uloženy v paměťové jednotce 602. Když je proveden další způsob provedení, potom jsou nastavená hodnota interakční energie nebo odstupu, jakož i veškeré nastavené první hodnoty řídicích parametrů od prvního až k devátému řídicímu parametru uloženy v paměťové jednotce 602.

V dalším způsobovém kroku S4 je zjišťováno, zda má být pořízen další obraz a/nebo další znázornění. V takovém případě jsou způsobové kroky S1 až S3 opakovány. Ve způsobovém kroku S1 následuje u prvního způsobu provedení způsobu nastavení interakční energie na druhou

- 22 CZ 310275 B6 hodnotu z předem zadané oblasti interakční energie nebo nastavení odstupu na druhou hodnotu z předem zadané oblasti odstupu. Dále je potom ve způsobovém kroku S2 zadána druhá hodnota řídicího parametru na řídicí jednotce 601 nebo s řídicí jednotkou 601 se kterou je dosaženo druhého obrazu předmětu 114 s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo druhého požadovaného znázornění dat o předmětu 114. Požadovaná kvalita obrazu zahrnuje zejména kontrast, požadovaný uživatelem. U druhého způsobu provedení způsobu podle vynálezu je při způsobovém kroku S2 stanoveno, nastavit několik druhých hodnot pro několik řídicích parametrů z prvního až devátého řídicího parametru pro vždy rozdílné jednotky mikroskopu SEM 100. Například je stanoveno, pro každý z prvního až devátého řídicího parametru nastavit vždy druhou hodnotu řídicího parametru, až je dosaženo požadované kvality obrazu a/nebo požadované kvality znázornění dat o předmětu 114.

Ve způsobovém kroku S3 jsou u prvního způsobu provedení nastavená hodnota interakční energie nebo odstupu, jakož i zvolená druhá hodnota řídicího parametru uloženy do paměťové jednotky 602. Když je proveden druhý způsob provedení způsobu podle vynálezu, pak jsou nastavená hodnota interakční energie nebo odstupu, jakož i veškeré nastavené druhé hodnoty řídicích parametrů prvního až devátého řídicího parametru uloženy v paměťové jednotce 602.

Když ve způsobovém kroku S4 nemá být nastavena žádná hodnota interakční energie nebo odstupu, následuje způsobový krok S5. Ve způsobovém kroku S5 je nyní určována funkční souvislost mezi nastavenými hodnotami řídicího parametru jednoho každého nastaveného řídicího parametru v závislosti na předem zadané oblasti interakční energie nebo odstupu.

To je nyní popsáno na základě obrázku 8. Obrázek 8 ukazuje závislost jednoho jediného řídicího parametru SP jednotlivě nastavitelné jednotky mikroskopu SEM 100, která byla vysvětlena ve vztahu k prvnímu až devátému řídicímu parametru, k interakční energii E nebo k odstupu A. U příkladu provedení podle obrázku 8 byly určeny tři obrazy s dostatečně dobrou kvalitou obrazu a/nebo tři požadovaná znázornění dat o předmětu 114. Podle toho byly způsobové kroky S1 až S3 provedeny celkově třikrát. Pro první hodnotu E1 interakční energie E (nebo první hodnotu A1 odstupu A) byla pro první obraz, který má dostatečně dobrou kvalitu, a/nebo pro první požadované znázornění dat o předmětu 114 zvolena první hodnota SP1 řídicího parametru SP. Dále byla pro druhou hodnotu E2 interakční energie E (nebo pro druhou hodnotu A2 odstupu A) pro druhý obraz, který má dostatečně dobrou kvalitu obrazu a/nebo pro druhé požadované znázornění dat o objektu 114 zvolena druhá hodnota SP2 řídicího parametru SP. Kromě toho byla zvolena pro třetí hodnotu E3 interakční energie E (nebo pro třetí hodnotu A3 odstupu A) pro třetí obraz, který ukazuje dostatečně dobrou kvalitu obrazu, a/nebo pro třetí požadované znázornění dat o objektu 114 třetí hodnota SP3 řídicího parametru SP.

Nyní je zjištěna funkční souvislost mezi první hodnotou SP1 řídicího parametru, druhou hodnotou SP2 řídicího parametru a třetí hodnotou SP3 řídicího parametru v závislosti na předem zadané oblasti interakční energie E (nebo odstupu A). Funkční souvislost může být lineární nebo nelineární souvislostí. Také skoková funkce může být v zásadě zahrnuta do funkční souvislosti nebo může tvořit funkční souvislost. Určení funkční souvislosti může být uskutečněno například interpolací. U interpolace je použitelný každý vhodný interpolační způsob, například lineární interpolace, nelineární interpolace, trigonometrická interpolace, logaritmická interpolace nebo interpolace křivkou „spline“. Navíc nebo alternativně k tomu může být určení funkční souvislosti provedeno vytvořením střední hodnoty, zjištěním náhodných hodnot a/nebo určením nejmenší hodnoty nebo největší hodnoty z množství prvních hodnot a druhých hodnot.

Určení funkční souvislosti se uskutečňuje pro každý řídicí parametr SP od prvního až po devátý v závislosti na interakční energii E nebo na odstupu A analogicky s vysvětleným určováním na obrázku 8. Určená funkční souvislost nebo určené funkční souvislosti jsou ve způsobovém kroku S6 uloženy v paměťové jednotce 602 (srovnej obrázek 5).

V návaznosti na to je provedena druhá část způsobu podle vynálezu, přičemž následně jsou

- 23 CZ 310275 B6 vysvětleny dva příklady provedení druhé části způsobu podle vynálezu.

U prvního příkladu provedení druhé části způsobu podle vynálezu jsou provedeny způsobové kroky S7A až S11A. Způsobové kroky S7A až S11A jsou znázorněny na obrázku 6. Ve způsobovém kroku S7A se provede nastavení požadované hodnoty interakční energie nebo odstupu. Poté následuje tedy buď nastavení požadované hodnoty interakční energie elektronů z paprsku primárních elektronů, kterým se zkoumá a/nebo má být zobrazen předmět 114, nebo nastavení požadované hodnoty výše již vysvětleného odstupu. Tato požadovaná hodnota leží v příslušné předem zadané oblasti a není zpravidla žádnou z hodnot, které již byly ve výše vysvětleném způsobu nastaveny. Předem zadané oblasti interakční energie a odstupu byly již výše vysvětleny.

Ve způsobovém kroku S8A se potom uskuteční určení korespondující hodnoty řídicího parametru, který byl nastaven na řídicí jednotce 601 nebo s řídicí jednotkou 601, na základě určené funkční souvislosti. Určení se provádí například pro každý řídicí parametr, který byl zohledněn v první části způsobu podle vynálezu, tedy například pro první až devátý parametr. V dalším způsobovém kroku S9A je potom aktivována každá nastavitelná hodnota příslušného řídicího parametru.

Není-li u zvoleného pracovního bodu způsobového kroku S7A (tedy nastavené interakční energie nebo nastaveného odstupu) obrazová/datová kvalita, určená díky funkční souvislosti, dostatečná, tak může být podle způsobového kroku S2 vylepšena a rovněž podle způsobového kroku S3 uložena. Toto nastavení optimální obrazové/datové kvality je zjednodušeno tím, že díky již provedenému nastavení ve způsobovém kroku S9A již bylo zjištěno nastavení, ležící blízko optima. Seřizovací náročnost na takovém pracovním bodu je tedy menší než u dosavadního stavu techniky.

Nově stanovená hodnota je potom využita pro všechna další určování funkční souvislosti (například ve způsobovém kroku S8A). Tím je zaručeno, že kvalita obrazu u pracovního bodu způsobového kroku S7A a v jeho okolí byla zlepšena. Tento průběh se může uskutečnit iteračně, takže na základě dosavadních nastavení S9A může být v určitém intervalu dosahováno stále lepší kvality obrazu se stále menší seřizovací náročností.

V dalším způsobovém kroku S10A se potom uskuteční vytvoření obrazu detekcí interakčních částic a/nebo interakčního záření, jak již bylo výše popsáno. Navíc nebo alternativně k tomu je detekcí interakčního záření vytvořeno znázornění dat o předmětu 114, například rentgenové spektrum. I zde je brán zřetel na poznámky, učiněné ve výše uvedeném textu.

U alternativního způsobu provedení se výše uvedené určování neuskuteční pro každý řídicí parametr, nýbrž jen pro jeden jednotlivý nebo několik řídicích parametrů. V návaznosti na to proběhnou další kroky analogické výše vysvětleným krokům.

Ve způsobovém kroku S11A se u tohoto způsobu provedení uskuteční uložení vytvořeného obrazu do paměti a/nebo vytvořeného znázornění do paměťové jednotky 602.

Obrázek 7 ukazuje druhý příklad provedení druhé části způsobu podle vynálezu se způsobovými kroky S7B až S13B, které mohou být provedeny po způsobovém kroku S6. Tento příklad provedení spočívá na myšlence, že nejprve je ke každé možné hodnotě interakční energie elektronů nebo výše uvedenému odstupu vypočtena a následně uložena hodnota korespondující s každým z prvního až devátého řídicího parametru. Při nastavování požadované hodnoty interakční energie nebo odstupu je potom každá korespondující hodnota příslušného řídicího parametru odečitatelná z příslušného řídicího parametru z paměťové jednotky 602. U tohoto příkladu provedení je proto ve způsobovém kroku S7B ke každé hodnotě interakční energie nebo odstupu z příslušné dříve zadané oblasti vypočtena korespondující hodnota každého z prvního až devátého řídicího parametru s určitou funkční souvislostí. Každá vypočtená korespondující

- 24 CZ 310275 B6 hodnota každého z prvního až devátého řídicího parametru je potom ve způsobovém kroku S8B společně s příslušnou hodnotou interakční energie nebo odstupu uložena v paměťové jednotce 602. V zásadě jsou v paměťové jednotce 602 uloženy číselné ntice, přičemž každá ntice má hodnotu interakční energie, jakož i veškeré korespondující hodnoty prvního až devátého řídicího parametru, které byly zohledněny v první části způsobu podle vynálezu.

Když nyní ve způsobovém kroku S9B bude nastavena určená požadovaná hodnota interakční energie nebo výše uvedeného odstupu uživatelem, potom následuje ve způsobovém kroku S10B načtení hodnot prvního až devátého řídicího parametru z paměťové jednotky 602, korespondujících s touto nastavenou požadovanou hodnotou. Ve způsobovém kroku S11B následuje aktivace výše jmenovaných jednotek mikroskopu SEM 100 s odpovídajícími příslušnými a načtenými korespondujícími hodnotami řídicích parametrů. Ve způsobovém kroku S12B následuje potom vytvoření obrazu detekcí interakčních částic a/nebo interakčního záření, jak bylo již výše popsáno. Navíc nebo alternativně k tomu je vytvořeno znázornění dat o předmětu 114, například rentgenové spektrum, pomocí detekce interakčního záření. I zde se bere ohled na poznámky ve výše uvedeném textu.

Ve způsobovém kroku S13B následuje u tohoto způsobu provedení uložení vytvořeného obrazu a/nebo vytvořeného znázornění do paměťové jednotky 602.

Nastavení interakční energie/odstupu ve způsobovém kroku S9B může nyní být provedeno i automatizovaně (v protikladu ke způsobovému kroku S7A). Například mohou být dopředu stanoveny hodnoty v určitém intervalu interakčních energií/odstupů, u kterých jsou vždy prováděny způsobové kroky S9B-S13B, aniž by byla nutná přítomnost uživatele.

Se způsobem podle vynálezu je možné, podchycením několika málo obrazů, které mají vždy dostatečnou požadovanou kvalitu obrazu, a určením hodnot řídicího parametru (nebo řídicích parametrů), vedoucích k těmto obrazům, jakož i interakční energie nebo výše jmenovaného odstupu určit funkční souvislost mezi hodnotami řídicího parametru (nebo řídicích parametrů) a interakční energií nebo odstupem. Navíc nebo alternativně je se způsobem podle vynálezu možné, vytvořením několika málo znázornění dat o předmětu, které vždy mají dostatečnou požadovanou kvalitu, a určením hodnot řídicího parametru (řídicích parametrů), vedoucích k těmto znázorněním, jakož i interakční energie nebo výše uvedeného odstupu, určit funkční souvislost mezi hodnotami řídicího parametru (nebo řídicích parametrů) a interakční energie nebo odstupu. Díky této funkční souvislosti je potom možné, pro každou interakční energii nebo pro každý odstup vypočítat příslušnou hodnotu řídicího parametru, abychom docílili požadovanou kvalitu obrazu a/nebo kvalitu znázornění dat o předmětu. Se způsobem podle vynálezu se dá požadované kvality obrazu a/nebo kvality znázornění dat o předmětu docílit mnohem rychleji než se způsoby, známými z dosavadního stavu techniky. Také je zejména možné, automatizovaně podchytit četné obrazy nebo znázornění dat o předmětu při rozdílných hodnotách interakční energie nebo odstupu s korespondujícími hodnotami řídicích parametrů takovým způsobem, že bude stále dosahováno dostatečně dobré kvality obrazu ve všech obrazech a/nebo kvality znázornění dat o předmětu.

V dalším textu jsou příkladně popsána zvláštní použití.

Se způsobem podle vynálezu je možné určit tak zvané obrácení kontrastu, které pak umožní činit závěry o složení materiálu předmětu, určeného ke zkoumání. Obrácení kontrastu je následně vysvětleno na základě zpětně rozptýlených elektronů. Jak schematicky ukazuje obrázek 9, jsou koeficienty zpětného rozptýlení η zpětně rozptýlených elektronů závislé zaprvé na materiálu předmětu, určeného ke zkoumání a zadruhé na interakční energii E nabitých částic, se kterými je předmět zkoumán a zobrazován. (převzato z „LVSEM“ podle L. Reimera, 1995). V podstatě se dá říci, že koeficienty zpětného rozptýlení pro materiály se stoupajícím atomovým číslem Z v oblasti od 5 keV stoupají monotónně. U nižší interakční energie, to znamená u energií menších než 5 keV, dochází ke křížení křivek koeficientů zpětného rozptylu různých prvků

- 25 CZ 310275 B6 s ubývající interakční energií. To znamená, že při vysoké interakční energii, se kontrast zvyšuje, monotónně s přibývajícím atomovým číslem Z. Při ubývání interakční energie, se mění koeficienty zpětného rozptylu takovým způsobem, že - v závislosti na atomovém čísle materiálu - může při určitých interakčních energií dojít k obrácení kontrastu. Z předtím světlé oblasti obrazu se stane tmavá oblast obrazu nebo z původně tmavé oblasti obrazu se stane světlá oblast obrazu. Nyní je zaprvé prostřednictvím způsobu podle vynálezu možné, rychle projet úplnou energetickou oblast, a obrazy zachytit při každé požadované energii. To se může uskutečnit i automaticky, takže uživatel při zachycení snímků nemusí být přítomen. Na základě znalosti přibližného průběhu koeficientu zpětného rozptýlení a na základě obrácení kontrastu je potom například jednoduše možné identifikovat materiály.

U dalšího způsobu provedení vynálezu je stanoveno určit obrácení kontrastu pomocí sekvenčního pozorování obrázků, které byly například zachyceny s určitými interakčními energiemi (například interakční energie E1 až E10) rozdílnými detektory. Interakční energie E1 až E10 se od sebe odlišují. Interakční energie E1 až E10 ohraničují určitou energetickou oblast. Interakční energie E2 až E9 jsou v této energetické oblasti obsaženy.

Nejprve jsou u každé interakční energie E1 až E10 zachyceny obrazy s rozdílnými detektory. Například je u interakční energie E1 zachycen prvním detektorem 116 první obraz, s druhým detektorem 117 druhý obraz a analytickým zařízením 500 třetí obraz, přičemž zachycení již jmenovaných obrazů již jmenovanými detektory proběhne současně. Potom je při interakční energii E2 zachycen s prvním detektorem 116 čtvrtý obraz, s druhým detektorem 117 pátý obraz a s analytickým zařízením 500 šestý obraz, přičemž i zde proběhne zachycení již jmenovaných obrazů s již jmenovanými detektory současně. Výše uvedené je pak provedeno analogicky také pro další určené interakční energie E3 až E10.

Rozdílné detektory, které jsou uspořádány na různých místech v mikroskopu SEM 100, vytvářejí při identických interakčních energiích E obrazy se vždy různým kontrastem. To souvisí s tím, že kvantitativní vytváření sekundárních elektronů a zpětně rozptýlených elektronů je závislé na interakční energii E. Také úhlové rozdělení sekundárních elektronů a zpětně rozptýlených elektronů (tedy oblast, ve které sekundární elektrony a zpětně rozptýlené elektrony probíhají od zkoumaného předmětu 114 ve směru trubky 104, vedoucí paprsky) je závislé na interakční energii E. Detektory, které detekují hlavně sekundární elektrony (například druhý detektor 117, jakož i analytické zařízení 500 a první detektor 116 bez použití mřížky 116A vstřícného pole) vytvářejí obrazy, jejichž kontrast je určován hlavně topografií povrchu (nazývaný také topografický kontrast). Naproti tomu vytvářejí detektory, které detekují hlavně zpětně rozptýlené elektrony (například první detektor 117 s využitím mřížky 116A vstřícného pole k vyfiltrování sekundárních elektronů), obrazy, jejichž kontrast je určován hlavně materiálem předmětu 114 (nazývaný také materiálovým kontrastem). Na základě toho, že obrazy, zachycené rozdílnými detektory, mají různý kontrast, lze obrácení kontrastu pro identickou oblast předmětu 114 při různých interakčních energiích opravdu rychle rozeznat. Například může obrácení kontrastu být k vidění mezi obrazem prvního detektoru 116 při interakční energii E3 a obrazem prvního detektoru 116 při interakční energii E4, zatímco obrazy dalších výše jmenovaných detektorů mikroskopu SEM 100 ještě žádné obrácení kontrastu neukazují. Tak je nyní možné, obrácení kontrastu opravdu rychle zjistit. Tímto způsobem obdržíme opravdu rychle informaci o tom, u kterých interakčních energií E dochází k obrácení kontrastu a můžeme pak například na základě známé, již výše vysvětlené souvislosti mezi interakční energií a koeficientem zpětného rozptylu usuzovat na složení materiálu oblasti předmětu 114, na kterém dochází k obrácení kontrastu.

Například je stanoveno, že po nebo během snímání obrazů s výše jmenovanými detektory probíhá zjišťování, zda u dvou rozdílných interakčních energií E v jednom z obrazů došlo k obrácení kontrastu.

U dalšího příkladu provedení způsobu podle vynálezu je stanoveno, že se blíže určí interakční energie E, u které dochází k obrácení kontrastu. To je následně ozřejměno na příkladu. Následně

- 26 CZ 310275 B6 se předpokládá, že u prvního detektoru 116 mezi interakčními energiemi E3 a E4 dochází k obrácení kontrastu. Potom je oblast interakční energie mezi E3 a E4 ještě jednou projeta. Vyjádřeno jinými slovy, jsou v energetickém intervalu, který je menší než rozdíl mezi E3 a E4, počínaje energií E3 snímány obrazy prvním detektorem 116. Interakční energie je přitom po každém snímání obrazu postupně o energetický interval zvýšena, až je dosaženo interakční energie E4. V návaznosti na to jsou obrazy, které byly nasnímány při interakčních energiích mezi E3 a E4, zkontrolovány a je určen bod obrácení kontrastu.

Při dalším využití vynálezu je stanoveno, že obrazy z alespoň dvou výše uvedených detektorů, které byly nasnímány vždy při zcela určité interakční energii E nebo při zcela určitém pracovním odstupu WD, jsou spolu spojeny, aby se vyzdvihly speciální kontrasty, které vznikají na základě interakčních procesů uvnitř předmětu nebo na základě různých druhů detekce. Přitom jsou obrazy z alespoň dvou detektorů, s výhodou ze všech detektorů, spojeny pomocí matematické fůnkce:

Přičemž platí:

fverbunden ^— foetektori fDetektor i+í foetektor n-1 fDetektor n

[3]

- fverbunden je dosažený obrazový signál po spojení,

- fDetektor je detektorový signál i-tého detektoru

- i je celé číslo mezi 1 a n, a

- OP je libovolný matematický operátor.

Při ještě dalším využití vynálezu je stanoveno, že obrazy jednoho jednotlivého detektoru, které byly nasnímány při rozdílné interakční energii E nebo při rozdílných pracovních odstupech WD, jsou spolu spojeny, aby se vyzdvihly speciální kontrasty, které vznikají na základě interakčních procesů uvnitř předmětu nebo na základě rozdílných detekčních způsobů. Přitom jsou obrazy tohoto detektoru navzájem spojeny pomocí matematické funkce:

fverbunden ^— fuild í fsíid i+1 feild n-l@? fsild n

[4]

Přičemž zde platí:

- f verbundenje dosažený obrazový signál po spojení

- f Btid i je detektorový signál i - tého obrazu detektoru, tedy při i - té energii nebo i-tém odstupu

- i je celé číslo mezi 1 a n, a

- OP je libovolný matematický operátor.

U opět dalšího využití vynálezu je stanoveno, že obrazy alespoň dvou výše jmenovaných detektorů, které byly nasnímány při vždy rozdílné interakční energii E nebo při rozdílných pracovních odstupech WD, jsou spolu spojeny, aby se vyzdvihly speciální kontrasty, které vznikají na základě interakčních procesů uvnitř předmětu nebo na základě rozdílných druhů detekce. Přitom jsou obrazy alespoň dvou detektorů, s výhodou všech detektorů, navzájem spojeny matematickou fůnkcí:

-27CZ 310275 B6 fverbunden foetektor i fDetektor t+1 fDetektor n-l fDetektorn

[5] přičemž platí:

- fverbunden je dosažený obrazový signál po spojení,

- fDetektor je detektorový signál i-tého detektoru, který je vytvořen při libovolné interakční energii E nebo při libovolném pracovním odstupu WD,

- i je celé číslo mezi 1 a n, a

- OP je libovolný matematický operátor.

Předtím popsaný způsob je interaktivním a zároveň iterativním způsobem:

V prvním kroku nastavuje uživatel první hodnoty pro sadu řídicích parametrů přístroje s částicovým paprskem tak, až obdrží ze svého pohledu uspokojivé zobrazení nebo uspokojivé naměřené hodnoty. Jak bylo popsáno výše, může se posouzení kvality zobrazení nebo naměřených hodnot uskutečnit buď na základě objektivních kritérií, nebo na základě subjektivních kritérií. Nastavení prvních hodnot pro sadu řídicích parametrů uživatelem může přitom proběhnout tak, že vyjdeme z kombinací hodnot řídicích parametrů, které byly získány při kalibraci přístroje s částicovým paprskem a uloženy v paměti řízení přístroje s částicovým paprskem. Když vychází z těchto uložených hodnot pro řídicí parametry, může uživatel ruční změnou jednotlivých hodnot nastavit první hodnoty pro sadu řídicích parametrů. Jako řídicí parametr přicházejí přitom v úvahu zejména interakční energie primárních částic, pracovní odstup mezi objektivem přístroje s částicovým paprskem a povrchem předmětu, zvětšení, úhel nachýlení mezi částicovým paprskem a povrchem předmětu nebo nastavení korekčních prvků pro korekturu aberací, zejména geometrických aberací a sférických aberací Cs nebo na energii primárních částic závislých aberací Cc, se kterými paprsek primárních částic dopadá na povrch předmětu.

Je-li uživatel spokojen s nastavenou kvalitou obrazu nebo kvalitou naměřených hodnot, vyvolá uživatel uložení těchto prvních hodnot pro sadu řídicích parametrů. Toto je jeden z kroků, které vyžadují interakci uživatele.

Ve druhém kroku nastaví uživatel druhé hodnoty pro tutéž sadu řídicích parametrů přístroje s částicovým paprskem tak, až opět obdrží z jeho pohledu uspokojivé zobrazení nebo uspokojivé naměřené hodnoty. Tato druhá sada hodnot pro řídicí parametry se může v jedné nebo v několika hodnotách od prvních hodnot sady řídicích parametrů odlišovat. Například se může druhá hodnota pro interakční energii, pro pracovní odstup, zvětšení, úhel nachýlení mezi částicovým paprskem a povrchem předmětu nebo nastavení korekčních prvků pro korekturu geometrických, nebo na energii závislých aberací, lišit od odpovídající první hodnoty sady řídicích parametrů. Jak je výše popsáno, může se posouzení kvality zobrazení nebo naměřených hodnot provést opět buď na základě objektivních kritérií, nebo na základě subjektivních kritérií. Nastavení druhých hodnot pro sadu řídicích parametrů uživatelem se může uskutečnit opět při vycházení z kombinací hodnot řídicích parametrů, získaných při kalibraci přístroje s částicovým paprskem a uložených v paměti řízení přístroje s částicovým paprskem. Vychází-li z těchto uložených hodnot pro řídicí parametry, může uživatel ruční změnou jednotlivých hodnot nastavit druhé hodnoty pro sadu řídicích parametrů. Je-li uživatel opět spokojen s nastavenou kvalitou obrazu nebo kvalitou naměřených hodnot, vyvolá uživatel další uložení těchto druhých hodnot pro sadu řídicích parametrů. Toto je druhý krok, který vyžaduje interakci uživatele.

Na základě prvních a druhých hodnot pro sadu řídicích parametrů může pak pomocí řízení přístroje s částicovým paprskem následovat první určení funkčních souvislostí mezi hodnotami

-28CZ 310275 B6 pro sadu řídicích parametrů. Jsou-li k dispozici jen dvě sady hodnot, je jako základ funkční souvislosti použita typicky lineární souvislost mezi prvními a druhými hodnotami. Jsou-li řídicí parametry označeny jako AiS, přičemž index i identifikuje vždy jeden z výše uvedených řídicích parametrů, a S označuje systémové nastavení, při kterém jsou řídicí parametry uloženy, tedy ve výše uvedeném příkladu je S1 systémové nastavení, při kterém je uložena první sada řídicích parametrů a S2 systémové nastavení, při kterém je uložena druhá sada systémových parametrů, pak je v nejjednodušším případě lineárních funkčních souvislostí řídicích parametrů vzata za základ pro každý řídicí parametr na parametru s funkční souvislost v podobě Ai(s) = Ai(S1) + (Ai(S2) - Ai(S1)) s. Jak rozeznáme, reprodukují tyto lineární souvislosti pro s = 0 nastavení řídicích parametrů první sady řídicích parametrů a při s = 1 nastavení řídicích parametrů druhé sady řídicích parametrů. Pro hodnoty parametru s v intervalu [0, 1] vyplývá interpolace řídicích parametrů mezi hodnotami první sady řídicích parametrů a druhé sady řídicích parametrů. Pro hodnoty parametru s < 0, jakož i hodnoty pro parametr s > 1 vyplývají extrapolace řídicích parametrů z první sady nyní druhé sadě řídicích parametrů.

Místo dříve popsaných lineárních funkčních souvislostí mohou být použity za základ ovšem také nelineární souvislosti, zejména když na základě fyzikálních zákonů se dají očekávat nelineární souvislosti, jako například mezi ohniskovou vzdáleností objektivu magnetické čočky objektivu, která se typicky mění při změně pracovního odstupu, a čočkový proud, nutný k dosažení odpovídající ohniskové vzdálenosti objektivu.

Když uživatel následně nastaví vynucené spojení mezi řídicími parametry, následuje následně změna hodnot pro sadu řídicích parametrů na základě nalezených funkčních souvislostí. Změní-li následně uživatel ručně hodnotu řídicího parametru na třetí hodnotu, jsou automaticky nastavené hodnoty jiných řídicích parametrů podle dříve určených funkčních souvislostí rovněž nastaveny na třetí hodnoty. K tomu je například ke třetí hodnotě, nastavené uživatelem, určena příslušná hodnota parametru s od řízení přístroje s částicovým paprskem a dosazena do výše uvedených rovnic Ai(s) = Ai(S1) + (Ai(S2) - Ai(S1)) s, a to pro všechny ostatní řídicí parametry. Pokud leží třetí hodnota uživatelem ručně změněného řídicího parametru mezi první a druhou hodnotou, přiřazenou k tomuto řídicímu parametru, odpovídá tato hodnota interpolaci mezi prvními a druhými hodnotami. Pokud leží třetí hodnota uživatelem ručně změněného řídicího parametru mimo interval mezi první a druhou hodnotou, přiřazený k tomuto řídicímu parametru, odpovídá tato hodnota extrapolaci prvních a druhých hodnot na základě předtím určených funkčních souvislostí.

K dalšímu jemnému ladění může uživatel nastavené nucené spojení zase zrušit. Předtím stanovené hodnoty pro sadu řídicích parametrů na základě funkčních souvislostí zůstávají přitom nejdříve zachovány. Vycházíme-li z těchto hodnot, může uživatel potom nastavit opět ručně čtvrté hodnoty pro sadu řídicích parametrů, až opět dostane uspokojivou kvalitu naměřených hodnot. Když je uživatel opět spokojen s nastavenou kvalitou obrazu nebo kvalitou naměřených hodnot, může uživatel vyvolat další uložení těchto čtvrtých hodnot pro sadu řídicích parametrů.

Následně se uskuteční na základě prvních, druhých a čtvrtých hodnot pro sadu řídicích parametrů řízením přístroje s částicovým paprskem obnovené určení funkčních souvislostí mezi hodnotami pro sadu řídicích parametrů. Protože nyní máme pro každý řídicí parametr tři hodnoty, následuje nyní typické určení funkčních souvislostí na základě kvadratické nebo kubické křivky spline, jejíž volné hodnoty jsou vždy určovány tak, aby na základě prvních, druhých a čtvrtých hodnot pro sadu řídicích parametrů definovaných interpolačních uzlů byly tyto hodnoty vždy reprodukovány. Zapojí-li uživatel následně opět nucené spojení mezi řídicími parametry, následuje následně změna hodnot pro sadu řídicích parametrů na základě nově určených funkčních souvislostí. Změní-li uživatel následně ručně hodnotu jednoho řídicího parametru na pátou hodnotu, budou automaticky nastavené hodnoty dalších řídicích parametrů podle dříve určených funkčních souvislostí nastaveny rovněž na pátou hodnotu. Předtím popsaný způsob, u kterého se s pomocí interakcí uživatele iterativně zlepšují funkční souvislosti mezi hodnotami sady řídicích parametrů, může být následně opakován tak často, jak to bude uživatel považovat za

- 29 CZ 310275 B6 potřebné.

Jak již bylo výše na základě konkrétních příkladů popsáno pro pracovní odstup a interakční energii, mohou být využity dříve určené funkční souvislosti, aby se provedla série obrazů předmětu nebo naměřených hodnot na předmětu s redukovanými interakcemi uživatele. K tomu může uživatel vybrat řídicí parametr a udat, v jaké hodnotě kroku a v jakém intervalu má být tento řídicí parametr změněn. Po následném aktivování sériové funkce nastaví řízení přístroje s částicovým paprskem následně zvolený řídicí parametr na hodnotu uvnitř intervalu a zvolí hodnoty pro všechny ostatní řídicí parametry na základě dříve určených funkčních souvislostí mezi řídicími parametry. Poté, co jsou všechny parametry řízením příslušně automaticky nastaveny, následuje automatické řádkování povrchu předmětu paprskem částic a zaznamenání a uložení obrazu předmětu nebo požadovaných naměřených hodnot na předmětu. Následné řízení přístroje s částicovým paprskem změní automaticky zvolený řídicí parametr podle uživatelem stanovené hodnoty kroku na příští hodnotu uvnitř uživatelem definovaného intervalu a nastaví tomu příslušející hodnoty pro všechny ostatní řídicí parametry rovněž automaticky na základě dříve určených funkčních souvislostí mezi řídicími parametry. Poté co jsou všechny řídicí parametry odpovídajícím způsobem nastaveny, proběhne nové automatické řádkování povrchu předmětu paprskem částic a zaznamenání a uložení nového obrazu předmětu nebo požadovaných naměřených hodnot na předmětu. Tento způsob je řízením přístroje s částicovým paprskem opakován tak dlouho, až jsou ke všem hodnotám vybraného řídicího parametru v uživatelem definovaném intervalu a s uživatelem definovanou hodnotou kroku k dispozici obrazy nebo naměřené hodnoty. Během průběhu sériové funkce není třeba žádné interakce uživatele. Uživatel může potom po ukončení sériové funkce vyhodnotit obrazové informace a/nebo informace z naměřených hodnot. Alternativně může uživatel začít s vyhodnocováním obrazových informací a/nebo informací z naměřených hodnot, získaných během průběhu sériové funkce, zatímco sériová funkce ještě běží. Dále může uživatel sériovou funkci přerušit, když rozpozná, že s pomocí sériové funkce očekávaná kvalita obrazových nebo naměřených dat oproti jeho původnímu předpokladu nebude přece jen postačovat jeho požadavkům.

Když by chtěl uživatel provést zkoumání předmětu v závislosti na interakční energii, například aby určil interakční energii, při které dochází k obrácení materiálového kontrastu, zná ovšem jen přibližnou energetickou oblast (například 1 kV až 5 kV), uvnitř které by mělo dojít k obrácení kontrastu, tak může postupovat následujícím způsobem:

Nejprve uživatel seřídí při interakční energii 1 keV přístroj s částicovým paprskem tak, aby pro něho vytvořil subjektivně nejlepší obraz. K tomu použije například následující parametry:

Interakční energie = 1 keV = A1(S1)

Beamshift x = 20 % = A2(S1)

Beamshift y = - 40 % = A3(S1)

Čočkový proud čočky objektivu = 1050 mA = A4(S1)

Stigmator x = - 10 % = A5(S1)

Stigmator y = 20 % = A6(S1)

Kontrast detektor 1 = 30 % = A7(S1)

Kontrast detektor 2 = 20 % = A8(S1)

Všechny ostatní řídicí parametry, jako například pracovní odstup, mají v tomto příkladu zůstat nezměněny a nejsou proto v tomto příkladu jmenovány. Výše uvedená sada řídicích parametrů Ai(S1), s i = 1, 2, ... 8, pro interakční energii 1 keV, případně s dalšími řídicími parametry, které nebyly změněny, je uložena.

Poté seřizuje uživatel přístroj s částicovým paprskem při interakční energii 5 keV znovu tak, aby pro něho vytvořil subjektivně nejlepší obraz. Použije například beamshift, aby ukázal stejné místo zkušebního vzorku a kontrasty detektorů, aby zabránil nasycení jasů obrazů, jakož i proud objektivu, aby obraz zaostřil. Například nastavuje kvůli tomu následující hodnoty:

- 30 CZ 310275 B6

Interakční energie = 5 keV = A1(S2)

Beamshift x = 28 % = A2(S2)

Beamshift y = - 43 % = A3(S2)

Čočkový proud čočky objektivu = 1350 mA = A4(S2)

Stigmator x = - 6 % = A5(S2)

Stigmator y = 25 % = A6(S2)

Kontrast detektor 1 = 32 % = A7(S2)

Kontrast detektor 2 = 18 % = A8(S2)

Tato sada řídicích parametrů Ai(S2), s i = 1, 2, ... 8, pro interakční energii 5 keV, případně opět s dalšími řídicími parametry, které nebyly změněny, je rovněž uložena.

Uživatel by chtěl nyní oblast interakčních energií mezi 1 kV a 5 kV prozkoumat. Volí lineární interpolaci. Mezi interpolačními uzly, to znamená řídicími parametry Ai(S1) a Ai(S2), jsou nyní všechny nutné řídicí parametry Ai interpolačně vypočteny:

A1(s) = Ai (S1) + (Ai (S2) - Ai (S1)) s A2(s) = A2(S1) + (A2 (S2) - A2 (S1)) s Aa(s) = A3 (S1) + (A3 (S2) - A3 (S1)) s A4(s) = A4(S1) + (A4 (S2) - A4 (S1)) s A5(s) = A5(S1) + (A5 (S2) - A5 (S1)) s A6(s) = A6(S1) + (A6 (S2) - A6 (S1)) s A7(s) = A7(S1) + (A7 (S2) - A7 (S1)) s Ae(s) = A8 (S1) + (A8 (S2) - A8 (S1)) s

[6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13]

Uživatel může následně nastavit libovolné hodnoty interakční energie ve výše uvedené oblasti nebo mimo výše uvedenou oblast. Řízení přístroje s částicovým paprskem určí k nastavené interakční energii z rovnice 6 příslušnou hodnotu parametru s, a určí použitím tohoto parametru s do výše uvedených rovnic 7 až 13 vždy vypočtenou předlohu pro všechny řídicí parametry A2 až A8, která příslušně nastaví řízení přístroje s částicovým paprskem. Například je interpolací nebo extrapolací beamshiftu stále zajištěno, že mohou být pozorována stejná místa na předmětu pro kompletní energetickou oblast 1 až 5 kV ve znázorněném obrazu předmětu a detektorové kontrasty jsou stále optimálně nastaveny a obraz je vždy přibližně zaostřen.

V případě, že při nastavené interakční energii, například při interakční energii 2,3 keV, není kvalita obrazu pro uživatele postačující, může zde určit další interpolační uzel. Ručně seřídí sadu řídicích parametrů pro tuto interakční energii a obdrží potom následně sadu řídicích parametrů:

Interakční energie = 2,3 keV = A1(S3)

Beamshift x = 22 % = A2(S3)

Beamshift y = - 41 % = A3(S3)

Čočkový proud čočky objektivu = 1223 mA = A4(S3)

Stigmator x = - 8 % = A5(S3)

Stigmator y = 20 % = A6(S3)

Kontrast detektor 1 = 31 % = A7(S3)

Kontrast detektor 2 = 19,3 % = A8(S3)

Z výše popsaného postupu vyplývají následující výhody:

- díky předcházející lineární interpolaci se zpravidla může jemné seřízení řídicích parametrů na novém interpolačním uzlu S3 uskutečnit s menší seřizovací náročností, protože přednastavené hodnoty všech řídicích parametrů již leží v blízkosti optima.

- další následující interpolace se nyní uskuteční se třemi interpolačními uzly S1, S2 a S3,

- 31 CZ 310275 B6 to znamená, že uživatel může nyní zvolit interpolační metodu vyššího řádu. Například mohou být pro následující interpolace zvoleny a použity křivky spline.

- v lokálním okolí interpolačního uzlu S3 jsou následující interpolací interpolované řídicí parametry Ai lepší kvality a uživatel tak obdrží lepší kvalitu obrazu.

Abychom při určitých nastaveních interakční energie dále vylepšili kvalitu obrazu, může uživatel založit další interpolační uzly a použít další vhodné interpolační metody, to znamená například intervalové vnořování interpolačních uzlů u interakčních energií.

Výše popsaný příklad není omezen na ruční seřizování řídicích parametrů na interpolačních uzlech. Uživatel může rovněž nechat provést automatické seřizování řídicích parametrů podle objektivního kritéria. Za tím stojící algoritmus je potom na základě výše uvedených výhod robustnější a rychlejší.

Uživatel rovněž může po určení interpolačních uzlů nechat přístroj s částicovým paprskem, aby automaticky snímal obrazy ve zvolené energetické oblasti, například 1,7 keV < interakční energie <4,5 keV s určitou hodnotou kroku, například d LE = 0,1 keV. Přitom jsou požadované řídicí parametry Ai vypočteny pomocí interpolace, například tím, že se díky řízení přístroje s částicovým paprskem z výše uvedené rovnice 6 určí pro sérii interakčních energií, vyplývající ze zvolených hodnot kroků, vždy příslušná hodnota parametru s, a hodnoty tohoto parametru 1111 se následně iterativně vsadí do rovnic 7 až 13. Pro výše uvedený interval 1,7 keV až 4,5 keV vyplývá tímto způsobem (včetně sad řídicích parametrů na hranicích intervalu) 29 sad řídicích parametrů Ai až As. Následně je potom přístroj s částicovým paprskem při nastavení těchto 29 sad řídicích parametrů provozován a při každé sadě řídicích parametrů je vždy zaznamenán obraz předmětu. To může být například smysluplné, když snímky obrazů kvůli dlouhým integračním časům trvají opravdu dlouho nebo přístroj s částicovým paprskem po nastavení sady nových řídicích parametrů na základě přechodného děje potřebuje určitý čas, aby dosáhl určité stability obrazu. Po zhotovení této automatické série snímků obrazů si může uživatel potom uloženou dávku obrazů prohlédnout a zanalyzovat například výše zmíněné kontrasty.

Výše popsaný způsob je použitelný nejen u přístrojů s částicovým paprskem s jediným paprskem částic, nýbrž také u přístrojů, u kterých je současně vytvořen velký počet primárních paprsků částic. Těmi mohou být například zejména tak zvané Multi-Beam částicové zářiče, u kterých je vytvořen a veden velký počet (například 61 nebo přes 100) paprsků částic uvnitř společné částicové optiky. Mohou být jimi také tak zvané Multi-Column přístroje, které mají velké množství rovnoběžně uspořádaných částicových optických tubusů.

Částicemi, detekovanými k získání obrazového signálu mohou být jak primární částice zpětně rozptýlené zejména na předmětu nebo primární částice transmitované skrz předmět, a to jak u přístrojů s jediným paprskem, tak také u přístrojů s mnoha paprsky.

Znaky vynálezu, zveřejněné v předkládaném popisu, na výkresech, jakož i v nárocích mohou být podstatné jak jednotlivě, tak také v libovolných kombinacích pro uskutečnění vynálezu v jejich různých způsobech provedení. Vynález není omezen na popsané způsoby provedení. Může být v rámci nároků a při respektování znalostí příslušné odborné veřejnosti variován.

Claims

1. Způsob vytváření obrazu předmětu (114; 425) a/nebo znázornění dat o předmětu s pomocí přístroje s částicovým paprskem (100; 200; 400), přičemž

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jeden vyzařovač paprsků (101; 301; 402) k vytváření paprsku částic s nabitými částicemi, přičemž nabité částice při dopadu na předmět (114; 425) mají interakční energii (E),

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jednu přiváděcí jednotku (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) k přivádění paprsku částic na předmět (114; 425),

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jednu řídicí jednotku (601) k nastavování přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) volbou hodnoty řídicího parametru řídicí jednotky (601),

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jeden detektor (116, 117, 121, 419, 500, 502) k detekování interakčních částic a/nebo interakčního záření, které pochází z interakce paprsku částic s předmětem (114; 425) při dopadu paprsku částic na předmět (114; 425), a přičemž

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jednu zobrazovací jednotku (603) k zobrazení obrazu předmětu (114; 425) a/nebo znázornění dat o předmětu (114; 425), přičemž obraz a/nebo znázornění je vytvářeno na základě detekčních signálů, které jsou generovány detekováním interakčních částic a/nebo interakčního záření, přičemž způsob zahrnuje následující kroky:

- nastavení interakční energie (E) nabitých částic na první hodnotu (E1, E2, E3) z předem zadané oblasti interakční energie (E), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- nastavení první hodnoty (SP1, SP2, SP3) řídicího parametru (SP), při které je dosaženo prvního obrazu předmětu (114; 425) s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo prvního požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), kteréžto nastavení první hodnoty (SP1, SP2, SP3) je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem, vyznačující se tím, že způsob dále zahrnuje kroky:

- nastavení interakční energie (E) na druhou hodnotu (E1, E2, E3) z předem zadané oblasti interakční energie (E), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- nastavení druhé hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) řídicího parametru (SP), při které je dosaženo druhého obrazu předmětu (114; 425) s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo druhého požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- 33 CZ 310275 B6

- určení funkční souvislosti mezi první hodnotou řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) a druhou hodnotou řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) v závislosti na předem zadané oblasti interakční energie (E), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- nastavení požadované hodnoty interakční energie (E), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- zvolení korespondující hodnoty řídicího parametru (SP) k požadované hodnotě interakční energie (E), na základě určené funkční souvislosti, které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- řízení přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) s hodnotou řídicího parametru (SP), korespondující s požadovanou hodnotou interakční energie (E), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jednu paměťovou jednotku (602) a přičemž způsob má následující kroky:

- uložení první hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) a první hodnoty (E1, E2, E3) interakční energie (E) v paměťové jednotce (602), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- uložení druhé hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) a druhé hodnoty (E1, E2, E3) interakční energie (E) v paměťové jednotce (602), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem, jakož i

- načtení první hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3), první hodnoty (E1, E2, E3) interakční energie (E) a druhé hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) a druhé hodnoty (E1, E2, E3) interakční energie (E) z paměťové jednotky (602), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem, před určováním funkční souvislosti.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že funkční souvislost je řídicí jednotkou uložena v paměťové jednotce (602).

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že:

- prostřednictvím funkční souvislosti pro každou hodnotu předem zadané oblasti interakční energie (E) je řídicí jednotkou vypočtena korespondující hodnota řídicího parametru (SP), a přičemž

- každá hodnota z předem zadané oblasti interakční energie (E) a s touto hodnotou korespondující hodnota řídicího parametru (SP) je řídicí jednotkou zadána do paměťové jednotky (602).

5. Způsob podle nároku 4, vyznačující se tím, že při volbě hodnoty řídicího parametru (SP), korespondující s požadovanou hodnotou interakční energie (E), je korespondující hodnota řídicího parametru (SP) načtena řídicí jednotkou z paměťové jednotky (602).

6. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že způsob zahrnuje dále následující kroky:

- nastavení interakční energie (E) na třetí hodnotu (E1, E2, E3) z předem zadané oblasti interakční energie (E), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- 34 CZ 310275 B6

- zvolení třetí hodnoty (SP1, SP2, SP3) řídicího parametru (SP), u které je docíleno třetího obrazu předmětu (114; 425) s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo třetího požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem, a přičemž

- uskutečnění určení funkční souvislosti navíc při respektování třetí hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) v závislosti na předem dané oblasti interakční energie (E), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem.

7. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že:

- přiváděcí jednotka (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) přístroje s částicovým paprskem (100; 200; 400) je první přiváděcí jednotkou (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423), řídicí parametr (SP) je prvním řídicím parametrem a řídicí jednotka (601) je první řídicí jednotkou k nastavení první přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423), a přičemž

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400), má alespoň jednu druhou přiváděcí jednotku (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) k přivádění paprsku částic na předmět (114; 425),

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400), má alespoň jednu druhou řídicí jednotku (601) k nastavení druhé přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) pomocí volby hodnoty druhého řídicího parametru (SP) druhé řídicí jednotky (601), přičemž způsob zahrnuje následující kroky:

- po nastavení interakční energie (E) na první hodnotu (E1, E2, E3) z předem zadané oblasti interakční energie (E) nastavení první hodnoty druhého řídicího parametru (SP1, SP2, SP3), při které je u prvního obrazu předmětu (114; 425) dosaženo požadované kvality obrazu a/nebo prvního požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), kteréžto nastavení první hodnoty druhého řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- po nastavení interakční energie (E) na druhou hodnotu (E1, E2, E3) z předem zadané oblasti interakční energie (E) nastavení druhé hodnoty (SP1, SP2, SP3), druhého řídicího parametru (SP), u kterého je dosaženo druhého obrazu předmětu (114; 425) s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo druhého požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), kteréžto nastavení druhé hodnoty druhého řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- určení další funkční souvislosti mezi první hodnotou (SP1, SP2, SP3) druhého řídicího parametru (SP) a druhou hodnotou (SP1, SP2, SP3) druhého řídicího parametru (SP) v závislosti na předem zadané oblasti interakční energie (E), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- po nastavení interakční energie (E) na požadovanou hodnotu interakční energie (E) z předem zadané oblasti interakční energie (E) zvolení korespondující hodnoty druhého řídicího parametru k požadované hodnotě interakční energie na základě určení další funkční

- 35 CZ 310275 B6 souvislosti, které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- řízení druhé přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) s korespondující hodnotou druhého řídicího parametru (SP) k požadované hodnotě interakční energie (E), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem.

8. Způsob vytvoření obrazu předmětu (114; 425) a/nebo znázornění dat o předmětu (114; 425) s přístrojem s částicovým paprskem (100; 200; 400), přičemž:

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jeden vyzařovač paprsků (101; 301; 402) k vytvoření paprsku částic s nabitými částicemi, přičemž nabité částice při dopadu na předmět (114; 425) mají interakční energii (E),

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jednu řídicí jednotku (601) k nastavení přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) pomocí volby hodnoty řídicího parametru řídicí jednotky (601),

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jeden detektor (116, 117, 121, 419, 500, 502) k detekování interakčních částic a/nebo interakčního záření, které vznikají z interakce paprsku částic s předmětem (114; 425) při dopadu paprsku částic na předmět (114, 425), a přičemž

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jednu zobrazovací jednotku (603) k zobrazení obrazu předmětu (114; 425) a/nebo znázornění dat o předmětu (114; 425), přičemž obraz nebo znázornění je vytvořeno na základě detekčních signálů, které jsou generovány detekováním interakčních částic a/nebo interakčního záření, přičemž způsob zahrnuje následující kroky:

- nastavení odstupu (A) mezi přiváděcí jednotkou (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) a oblastí povrchu předmětu (114; 425) na první hodnotu (A1, A2, A3) z předem dané oblasti odstupu (A), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem, přičemž paprsek částic dopadá na tuto oblast povrchu,

- nastavení první hodnoty (SP1, SP2, SP3), řídicího parametru (SP), při které je dosaženo prvního obrazu předmětu (114; 425) s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo prvního požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem, vyznačující se tím, že způsob dále zahrnuje kroky:

- nastavení odstupu (A) na druhou hodnotu (A1, A2, A3) z předem zadané oblasti odstupu (A), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- 36 CZ 310275 B6

- nastavení druhé hodnoty (SP1, SP2, SP3) řídicího parametru (SP), při které je dosaženo druhého obrazu předmětu (114; 425) s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo druhého požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- určení funkční souvislosti mezi první hodnotou řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) a druhou hodnotou řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) v závislosti na předem dané oblasti odstupu (A), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- nastavení požadovaného odstupu (A) z předem zadané oblasti odstupu (A), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- zvolení hodnoty řídicího parametru (SP) korespondující s požadovanou hodnotou odstupu (A) na základě určené funkční souvislosti, které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- řízení přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) hodnotou řídicího parametru (SP), korespondující s požadovanou hodnotou odstupu (A), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem.

9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jednu paměťovou jednotku (602) a přičemž způsob má dále následující kroky:

- uložení první hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) a první hodnoty (A1, A2, A3) odstupu (A) v paměťové jednotce (602), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- uložení druhé hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) a druhé hodnoty (A1, A2, A3) odstupu (A) v paměťové jednotce (602), které je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem, jakož i

- načtení první hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3), první hodnoty (A1, A2, A3) odstupu (A), druhé hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) a druhé hodnoty (A1, A2, A3) odstupu (A) z paměťové jednotky (602) před určením funkční souvislosti, přičemž je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem.

10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že funkční souvislost je řídicí jednotkou uložena v paměťové jednotce (602).

11. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že:

- prostřednictvím funkční souvislosti je pro každou hodnotu předem zadané oblasti odstupu (A) řídicí jednotkou vypočtena korespondující hodnota řídicího parametru (SP), a přičemž

- každá hodnota předem zadané oblasti odstupu (A) a hodnota řídicího parametru (SP) s touto hodnotou korespondující jsou řídicí jednotkou uloženy v paměťové jednotce (602).

12. Způsob podle nároku 11, vyznačující se tím, že při volbě hodnoty řídicího parametru (SP) korespondující s požadovanou hodnotou odstupu (A), je korespondující hodnota řídicího parametru (SP) načtena řídicí jednotkou z paměťové jednotky (602).

13. Způsob podle některého z nároků 8 až 12, vyznačující se tím, že způsob zahrnuje dále následující kroky:

- 37 CZ 310275 B6

- nastavení odstupu (A) na třetí hodnotu (A1, A2, A3) z předem zadané oblasti odstupu (A), které je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- zvolení třetí hodnoty (SP1, SP2, SP3) řídicího parametru (SP), při které je třetího obrazu objektu (114; 425) dosaženo s požadovanou kvalitou a/nebo požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), kteréžto zvolení třetí hodnoty (SP1, SP2, SP3) je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem, a přičemž

- následuje navíc určení funkční souvislosti při respektování třetí hodnoty řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) v závislosti na předem dané oblasti odstupu (A), kteréžto určení je provedeno řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem.

14. Způsob podle některého z nároků 8 až 13, vyznačující se tím, že:

- přiváděcí jednotka (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) přístroje s částicovým paprskem (100; 200; 400) je první přiváděcí jednotkou (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423), řídicí parametr (SP) je prvním řídicím parametrem a řídicí jednotka (601) je první řídicí jednotkou k nastavení první přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423),

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jednu druhou přiváděcí jednotku (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) k přivádění paprsku částic na předmět (114; 425), a přičemž

- přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) má alespoň jednu druhou řídicí jednotku (601) k nastavení druhé přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) volbou hodnoty druhého řídicího parametru druhé řídicí jednotky (601), přičemž způsob zahrnuje následující kroky:

- po nastavení odstupu (A) na první hodnotu (A1, A2, A3) z předem dané oblasti odstupu (A) nastavení první hodnoty (SP1, SP2, SP3) druhého řídicího parametru (SP), při které je u prvního obrazu předmětu (114; 425) dosaženo požadované kvality obrazu a/nebo požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), přičemž toto nastavení první hodnoty (SP1, SP2, SP3) je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- po nastavení odstupu (A) na druhou hodnotu (A1, A2, A3) z předem dané oblasti odstupu (A) nastavení druhé hodnoty (SP1, SP2, SP3) řídicího parametru, při které je dosaženo druhého obrazu předmětu (114; 425) s požadovanou kvalitou obrazu a/nebo druhého požadovaného znázornění dat o předmětu (114; 425), přičemž toto nastavení druhé hodnoty (SP1, SP2, SP3) je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- určení další funkční souvislosti mezi první hodnotou (SP1, SP2, SP3) druhého řídicího parametru (SP) a druhou hodnotou (SP1, SP2, SP3) druhého řídicího parametru (SP) v závislosti na předem zadané oblasti odstupu (A), přičemž toto určení je provedeno řídicí jednotkou,

- 38 CZ 310275 B6

- po nastavení odstupu (A) na požadovanou hodnotu odstupu (A) z předem zadané oblasti odstupu (A) zvolení hodnoty druhého řídicího parametru, korespondující s požadovanou hodnotou odstupu (A) na základě určené další funkční souvislosti, přičemž toto zvolení hodnoty druhého řídicího parametru je provedeno uživatelem přístroje s částicovým paprskem nebo řídicí jednotkou přístroje s částicovým paprskem,

- řízení druhé přiváděcí jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) hodnotou druhého řídicího parametru (SP), korespondující s požadovanou hodnotou odstupu (A), které je prováděno řídicí jednotkou.

15. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že určení funkční souvislosti prováděné řídicí jednotkou se uskutečňuje pomocí:

- interpolace,

- extrapolace,

- vytvoření střední hodnoty,

- zjišťováním náhodných hodnot,

- určení nejnižší hodnoty z množství prvních hodnot a druhých hodnot, a/nebo pomocí,

- určení největší hodnoty z množství prvních hodnot a druhých hodnot.

16. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že funkční souvislostí je lineární funkční souvislost nebo nelineární funkční souvislost.

17. Způsob podle některého z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že první hodnota řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) a/nebo druhá hodnota řídicího parametru (SP1, SP2, SP3) je řídicí jednotkou použita k řízení alespoň jedné z následujících jednotek:

- alespoň jedné čočky (107; 304; 421) objektivu k zaostření paprsku částic na předmět (114; 425),

- alespoň jedné elektrostatické a/nebo magnetické jednotky (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423),

- alespoň jednoho stigmatoru (106), jakož i

- alespoň jedné mechanicky přestavitelné clonové jednotky (108; 306).

18. Počítačový program s programovým kódem, který je uložitelný v procesoru (600) přístroje s částicovým paprskem (100; 200; 400), vyznačující se tím, že při provádění řídí přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) takovým způsobem, že je prováděn způsob podle některého z předcházejících nároků.

19. Přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) k vytvoření obrazu předmětu (114; 425) a/nebo znázornění dat o předmětu (114; 425) s

- alespoň jedním vyzařovačem paprsků (101; 301; 402) k vytvoření paprsku částic s nabitými částicemi, přičemž nabité částice při dopadu na předmět (114; 425) mají interakční energii (E),

- alespoň jedním pohyblivě vytvořeným nosičem předmětu (305; 424; 503) k přidržování a polohování předmětu (114; 425), s alespoň jednou přiváděcí jednotkou (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) k přivádění paprsku částic na předmět (114; 425),

- 39 CZ 310275 B6 alespoň jedním detektorem (116, 117, 121, 419, 500, 502) k detekci interakčních částic a/nebo interakčního záření, které pochází z interakce paprsku částic s předmětem (114+ 425) při dopadu paprsku částic na předmět (114; 425), alespoň jednou zobrazovací jednotkou (603) k zobrazení obrazu předmětu (114; 425) a/nebo znázornění dat o předmětu (114; 425), přičemž obraz a/nebo znázornění je vytvořena na základě detekčních signálů, které jsou generovány detekcí interakčních částic a/nebo interakčního záření, vyznačující se tím, že obsahuje:

alespoň jeden procesor (600), ve kterém je uložen počítačový program podle nároku 18.

20. Přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) podle nároku 19, vyznačující se tím, že přiváděcí jednotka (105, 106, 107, 108; 405, 406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423) zahrnuje alespoň jeden z následujících znaků:

alespoň jednu čočku (107; 304; 421) k zaostření paprsku částic na předmět;

alespoň jednu elektrostatickou a/nebo magnetickou jednotku (105, 106, 107, 108; 405,

406, 407, 408, 409, 409A, 409B, 410, 411A, 411B, 411C, 411D, 411E, 411F, 411G, 413A, 413B, 413C, 414, 415, 416, 416A, 416B, 417, 418, 418A, 418B, 421, 422, 423);

alespoň jeden stigmator (106);

alespoň jednu čočku (105) kondenzoru;

alespoň jednu mechanicky přestavitelnou clonovou jednotku (108; 306).

21. Přístroj s částicovým paprskem (200) podle nároku 19 nebo 20, vyznačující se tím, že vyzařovač (101) paprsků je vytvořen jako první vyzařovač paprsků a paprsek částic jako první paprsek částic s prvními nabitými částicemi, přičemž přiváděcí jednotka je vytvořena jako první přiváděcí jednotka (105, 106, 107, 108) k vedení prvního paprsku částic na předmět (114), a přičemž přístroj s částicovým paprskem (200) má dále:

alespoň jeden druhý vyzařovač částic (301) k vytváření druhého paprsku částic s druhými nabitými částicemi; a s alespoň jednou druhou přiváděcí jednotkou (303,304,306) k vedení druhého paprsku částic na předmět (114).

22. Přístroj s částicovým paprskem (100; 200; 400) podle některého z nároků 19 až 21, vyznačující se tím, že přístrojem s částicovým paprskem je přístroj s elektronovým paprskem a/nebo přístroj s iontovým paprskem.