JP2022517848A - マルチビーム粒子顕微鏡を含むシステムおよび同システムを動作させる方法 - Google Patents
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Abstract
Description
3Dサンプルをレイヤごとに結像するためのマルチビーム粒子顕微鏡と、
多層(multi-tier)アーキテクチャを備えたコンピュータシステムとを含むシステムであって、
上記マルチビーム粒子顕微鏡は、
- 複数の第1の粒子ビームの第1のアレイを発生するように構成されたマルチビーム源と、
- 上記第1の粒子ビームが対象物上の、第2のアレイを形成する入射場所に入射するように、上記対象物に上記第1の粒子ビームを方向付けるように構成された第1の粒子光学系と、
-複数の検出領域を含む1つの検出器、または、それぞれが少なくとも1つの検出領域を含む複数の検出器であって、上記検出領域は第3のアレイとして配置され、上記1つまたは複数の検出器は複数のトランスデューサを含み、トランスデューサ(transducer)が、各検出領域に割り当てられ、上記検出領域に入射する粒子強度を表す電気信号を発生するように構成され、上記複数の検出領域と割り当てられた上記複数のトランスデューサとはそれぞれ複数の検出チャネルを形成し、上記検出チャネルは複数の検出チャネルグループに割り当てられる、上記検出器と、
- 第3のアレイとして配置された上記検出領域のうちの少なくとも1つの検出領域に各第2の粒子ビームが入射するように、上記第2のアレイ内の入射場所から放出された第2の粒子ビームを検出領域の上記第3のアレイに方向付けるように構成された第2の粒子光学系と、
- 上記マルチビーム粒子顕微鏡を制御するための制御コンピュータシステムとを含み、
上記多層アーキテクチャを備えた上記コンピュータシステムは、
- データを処理するための第1の複数の処理システムを含む第1の層(tier)と、
- データを処理するための第2の複数の処理システムを含む第2の層とを含み、
- 上記第1の複数の処理システムのうちの各処理システムは、割り当てられた検出チャネルグループからのみ検出信号を受け取るように構成され、上記第1の層の上記第1の複数の処理システムは、基本的にまたは完全に、上記第1の複数の処理システムのうちの異なる処理システム間のいかなるデータ交換もなしにデータの処理を行うように構成され、
- 上記第2の層の上記第2の複数の処理システムは、上記第1の層の上記複数の第1の処理システムのうちの少なくとも1つの第1の処理システムからデータを受け取るように構成され、上記第2の層の異なる処理システム間の、特に最近取得されたデータに対するデータ交換を含むデータの処理を行うように構成された、システムを目的とする。好ましくは、第2の粒子光学系は、互いに異なる第2の粒子ビームが、互いに異なる検出領域に入射するように構成される。あるいは、この要件は部分的にのみ満たされてもよい。
- sFOV間のスティッチングおよび/またはmFOV間のスティッチング。スティッチングは、例えば特徴検出および/または位相相関に基づくことができる。
- シェーディングおよび/またはブレンディング、
- 例えば多くのsFOVおよび/またはmFOVにわたる長距離位相相関による、1つのレイヤ内の高い周期性を有する3Dサンプルの高度なスティッチング、
- レイヤ内での輝度補正、
- レイヤ内での欠陥などの特徴および/またはアーチファクト検出、
- 輪郭検出、特にレイヤ内での輪郭検出および/または輪郭補正、特にレイヤ内での輪郭補正、
- 例えば最新のデータセットが、例えば位置および/またはヒストグラムについて、および/または他のパラメータについて、最近取得されたデータセットにどの程度よく適合しているかを示すキーパフォーマンスインジケータ(KPI)の計算、
- ローカルデータベース比較。
- レイヤ間のスティッチングおよび/または像位置補正、
- レイヤ間のシェーディングおよび/またはブレンディング、
- 3Dデータセット全体の輝度が補正されるような大域的輝度補正、
- 例えば3Dの大域的特徴および/またはアーチファクト検出、
- 輪郭検出、特に大域的輪郭検出および/または輪郭補正、特に大域的輪郭補正、および/またはレンダリングの準備、
- 最新のデータセットが、例えば位置および/またはヒストグラムについて、および/または他のパラメータについて、データセット全体にいかによく適合しているかを示すキーパフォーマンスインジケータ(KPI)の計算、
- 3Dデータセット全体の、またはそのそれぞれの部分の視覚化、好ましくは変動マップ視覚化、および/または
- レポートファイルの生成。
a.3Dサンプルをディレイヤリングし、それによって結像する3Dサンプルの層を生成するステップと、
b.マルチビーム荷電粒子顕微鏡によって3Dサンプルのレイヤを結像し、それによってレイヤデータセットを取得するステップと、
c.レイヤデータセットの妥当性をリアルタイムで検査するステップと、
妥当性が肯定的な場合にステップa.からc.までを繰り返し実行するステップとを含む。
- 単一のビームまたはすべてのビームにおける輝度および/またはコントラストを再調整する必要がある。
- 焦点および/または無非点収差再調整が必要である。
- 結像のコントラストが不十分である。
-輪郭および/またはアーチファクト検出が不良である。
- 単一のビーム、数ビームまたはすべてのビームの輝度および/またはコントラストを再調整する必要がある。
- 焦点および/または無非点収差再調整が必要である。
- 1つまたは複数の像の即時再撮影、
- 層3における、またはユーザによる後の検査のために領域にフラグを付ける、
- 層3における後の検査のために1つまたは複数の像にフラグを付ける、
- アーチファクトが多過ぎるため、再ディレイヤリングを考慮する必要がある、
- データがデータコンテキストおよび/またはデータベースにうまく適合しない - ユーザに警告する、
- スティッチングが不良 - マルチビーム粒子顕微鏡1を再キャリブレーションする、
- 輪郭検出が不良- マルチビーム粒子顕微鏡を再キャリブレーションする、および/またはディレイヤリングパラメータを変更する、
- ディレイヤリングアーチファクトが見える - 再ディレイヤリングする、および/またはディレイヤリングパラメータを変更する。
- 像位置の修正が再調整を必要とする、
- ユーザによる後の検査のために1つまたは複数の像にフラグを付ける、
- 再ディレイヤリングを考慮する必要がある - アーチファクトが多過ぎる、
- データがデータコンテキスト/データベースにうまく適合しない - ユーザに警告する、
- 3Dスティッチングが不良であり、マルチビーム粒子顕微鏡1を再キャリブレーションする、
- 輪郭検出および/またはレンダリングが不良 - マルチビーム粒子顕微鏡1を再キャリブレーションする、および/またはディレイヤリングパラメータを変更する、
- ディレイヤリングアーチファクトが見える - 再ディレイヤリングする、および/またはディレイヤリングパラメータを変更する。
- 2つ以上の検出チャネル間のできるだけ多くのデータ転送が1つの処理システム/取得システム500内部で行われるように多視野mFOVにおける検出器をグループ化する。
- 異なる検出チャネル間のできるだけ少ないデータ転送がいずれか2つの処理システム/像取得システム500間で行われる。
- トポロジ最適化:「面積」(これは1つの処理/像取得システム500上の検出器数である)と「円周」(これは異なる処理システム/像取得システム500上に隣接検出器を有する検出器の数である)との比をできるだけ大きくする。
Claims (19)
- システムであって、前記システムは、
3Dサンプルを結像するためのマルチビーム粒子顕微鏡と、
多層アーキテクチャを備えたコンピュータシステムとを含み、
前記マルチビーム粒子顕微鏡は、
複数の第1の粒子ビームの第1のアレイを発生するように構成されたマルチビーム源と、
前記第1の粒子ビームが対象物上の、第2のアレイを形成する入射場所に入射するように、前記対象物に前記第1の粒子ビームを方向付けるように構成された第1の粒子光学系と、
複数の検出領域を含む1つの検出器、または、それぞれが少なくとも1つの検出領域を含む複数の検出器であって、前記検出領域は第3のアレイとして配置され、前記1つまたは複数の検出器は複数のトランスデューサを含み、トランスデューサが、各検出領域に割り当てられ、前記検出領域に入射する粒子強度を表す電気信号を発生するように構成され、前記複数の検出領域と割り当てられた前記複数のトランスデューサとはそれぞれ複数の検出チャネルを形成し、前記検出チャネルは複数の検出チャネルグループに割り当てられる、前記検出器と、
前記第3のアレイとして配置された前記検出領域のうちの少なくとも1つの検出領域に各第2の粒子ビームが入射するように、前記第2のアレイ内の入射場所から放出された第2の粒子ビームを検出領域の前記第3のアレイに方向付けるように構成された第2の粒子光学系と、
前記マルチビーム粒子顕微鏡を制御するための制御コンピュータシステムとを含み、前記多層アーキテクチャを備えた前記コンピュータシステムは、
データを処理するための第1の複数の処理システムを含む第1の層と、
データを処理するための第2の複数の処理システムを含む第2の層とを含み、
前記第1の複数の処理システムのうちの各処理システムは、割り当てられた検出チャネルグループからのみ検出信号を受け取るように構成され、前記第1の層の前記第1の複数の処理システムは、基本的にまたは完全に、前記第1の複数の処理システムのうちの異なる処理システム間のいかなるデータ交換もなしにデータの処理を行うように構成され、
前記第2の層の前記第2の複数の処理システムは、前記第1の層の前記複数の第1の処理システムのうちの少なくとも1つの第1の処理システムからデータを受け取るように構成され、前記第2の層の異なる処理システム間の、特に最近取得されたデータに対するデータ交換を含むデータの処理を行うように構成された、システム。 - 前記多層アーキテクチャを備えた前記コンピュータシステムは、データを処理するための第3の複数の処理システムを有する第3の層をさらに含み、
前記第3の層の前記第3の複数の処理システムは、前記第2の層の前記複数の第2の処理システムのうちの少なくとも1つの第2の処理システムからデータを受け取るように構成され、前記第3の層の異なる処理システム間のデータ交換、特にすべての既存データについてのデータ交換を含む、データの処理を行うように構成された、請求項1に記載のシステム。 - 処理システムが中央演算処理装置(CPU)、グローバルプロセッシングユニット(GPU)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、および/またはデジタルシグナルプロセッサ(DSP)、あるいはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項1または2に記載のシステム。
- 処理システムが多重処理ユニットを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1の層の前記第1の複数の処理システムのうちの少なくとも1つの第1の処理システムが、複数のトランスデューサから前記電気信号を受け取るように構成され、複数の検出チャネルの像処理を行うように構成され、前記複数の検出チャネルのデータが少なくとも1つの処理システムの同じメモリ、特に同じRAMに記憶される、請求項1~4のいずれか1項に記載のシステム。
- それぞれの検出チャネルグループへの前記検出チャネルの前記割り当ては、トポロジ設計上の考慮に基づいて像処理中の異なる処理システム間のデータ交換を最小限にするように構成される、請求項1~5のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1の層、前記第2の層、および/または前記第3の層の実現および/または分散は少なくとも部分的に仮想的である、請求項2~6のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記多層アーキテクチャを備えた前記コンピュータシステムは、パイプライン処理を行うように構成された、請求項1~7のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1の層は、前記マルチビーム粒子顕微鏡の前記制御コンピュータシステムにフィードバック信号を送るように構成された、請求項1~8のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第2の層は、前記マルチビーム粒子顕微鏡の前記制御コンピュータシステム、および/または前記第1の層にフィードバック信号を送るように構成された、請求項1~9のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記制御コンピュータシステムに送られる前記フィードバック信号は、前記マルチビーム粒子顕微鏡による前記3Dサンプルのレイヤの少なくとも一部の即時再結像を引き起こす、請求項9または10に記載のシステム。
- 前記第3の層は、前記マルチビーム粒子顕微鏡の前記制御コンピュータシステム、および/または前記第2の層にフィードバック信号を送るように構成された、請求項2~11のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記3Dサンプルをディレイヤリングするためのディレイヤリングユニットをさらに含む、請求項1~12のいずれか1項に記載のシステム。
- 特に請求項1~13のいずれか1項に記載のシステムによって、3Dサンプルをレイヤごとに結像する方法であって、
a.3Dサンプルをディレイヤリングし、それによって結像する前記3Dサンプルのレイヤを作成することと、
b.マルチビーム粒子顕微鏡によって前記3Dサンプルの前記レイヤを結像し、それによってレイヤデータセットを取得することと、
c.前記レイヤデータセットの妥当性をリアルタイムで検査することと、
肯定的な妥当性の場合にステップa.~c.を繰り返し実行することとを含む、方法。 - 前記レイヤデータセットの前記妥当性の検査は、非妥当の場合、次のディレイヤリングステップが実行される前に前記3Dサンプルの現在のレイヤの即時再結像をトリガする、請求項14に記載の方法。
- 前記レイヤデータセットの前記妥当性の検査は、次のディレイヤリングが実行される前に前記3Dサンプルの再ディレイヤリングをトリガする、請求項14または15に記載の方法。
- 前記レイヤデータセットの前記妥当性の検査は、非妥当の場合、次のディレイヤリングステップが実行される前に前記マルチビーム粒子顕微鏡の再キャリブレーションをトリガする、請求項14~16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記レイヤデータセットの前記妥当性の検査が、後の検査のためのフラグの設定をトリガする、請求項14~17のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項14~18のいずれか1項に記載の方法を行うためのプログラムコードを有するコンピュータプログラム製品。
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