[发明专利]带电粒子显微成像方法

权利要求书

1.一种利用带电粒子显微镜法研究样本的方法，包括以下步骤：

- 在多个（N）测量会话中利用带电粒子的探测射束辐照样本表面，每个测量会话都具有相关联的射束参数（P）值，所述相关联的射束参数（P）值是从一定范围的这种值中选择的并且在多个测量会话之间是不同的；

- 在每个测量会话期间检测样本发射的受激辐射，将被测量（M）与其相关联并为每个测量会话记下该被测量的值，从而允许汇集数据对{P_n，M_n}的数据集合（S），其中n是范围1≤n≤N中的整数，

其特征在于，采用数学技术以包括如下步骤的方式自动处理所述数据集合（S）：

- 定义点扩展函数（K），对于n的每个值，所述点扩展函数具有核值K_n，所述核值K_n表示针对射束参数值P_n探测射束在所述样本的体积内的行为；

- 定义空间变量（V），所述空间变量表示所述样本的作为其体积内的位置的函数的物理性质（O）；

- 定义成像量（Q），对于n的每个值，所述成像量具有值Q_n，所述值Q_n是K_n和V的三维卷积，使得Q_n = K_n * V；

- 对于n的每个值，通过计算确定M_n和Q_n之间的最小偏差

min D (M_n║K_n * V)

其中在对值K_n施加约束的同时求解V。

2.根据权利要求1所述的方法，其中对值K_n的所述约束是利用从包括如下各项的组中选择的至少一种方法而导出的：

- 对至少一组值K_n进行计算模拟；

- 通过经验确定至少一组值K_n；

- 将所述点扩展函数（K）模型化为具有有限数量的模型参数的参数化函数，在此基础上可以估计至少一组值K_n；

- 逻辑解空间限制，由此丢弃被判定为物理上无意义的理论可能值K_n；

- 通过对第一组值K_n应用外插和/或内插来推导第二组值K_n。

3.根据权利要求2所述的方法，其中借助于从包括蒙特卡罗模拟、有限元分析及其组合的组中选择的技术来执行所述计算模拟。

4.根据任一在先权利要求所述的方法，其中所述最小偏差是从包括最小二乘距离、Csiszar-Morimoto F偏差、Bregman偏差、α-β偏差、Bhattacharyya距离、Cramér-Rao边界、它们的衍生物及其组合的组中选择的。

5.根据任一在先权利要求所述的方法，其中：

- 所述射束参数（P）是从包括射束能量、射束收敛角和射束焦深的组中选择的；

- 所述受激辐射是从包括二次电子、反向散射电子和X射线辐射的组中选择的；

- 所述被测量（M）是从包括强度和电流的组中选择的。

6.根据任一在先权利要求所述的方法，其中所述样本的所述物理性质（O）是从包括着色剂浓度、原子密度和二次发射系数的组中选择的。

7.根据任一在先权利要求所述的方法，其中：

- 辐照所述样本的表面、检测所述样本发射的受激辐射以获得数据集合（S）以及计算所述空间变量（V）的所述步骤被包括在计算切片步骤中；

- 所述计算切片步骤被与物理切片步骤相组合，通过所述物理切片步骤，使用物理材料去除方法从所述样本的原始表面物理地去除一层材料，由此露出所述样本的新暴露的表面。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述物理材料去除方法是从包括如下方法的组中选择的：利用刀片装置的机械切片、利用离子束的离子碾磨、利用电磁能量射束的烧蚀、射束致蚀刻、化学蚀刻、反应蚀刻及其组合。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中在多次迭代中交替重复所述计算切片步骤和所述物理切片步骤。

10.一种设备，被构造和布置成执行根据权利要求1-9中的任一项所述的方法。