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公開番号2025010020
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024104629
出願日2024-06-28
発明の名称顕微鏡収差補正
出願人エフイーアイカンパニ,FEI COMPANY
代理人個人,個人
主分類H01J 37/22 20060101AFI20250109BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電子顕微鏡カラム及び関連するロンチグラム取得回路を含む科学機器のための支援装置を提供する。
【解決手段】インターフェースデバイスは、取得されたロンチグラムを受信し、その電子ビーム光学系のための制御信号を送信する。処理デバイスは、測定されたロンチグラムをトランスフォーマのための入力トークンに変換し、入力トークンで終わるトークン化された文に基づいて出力トークンを生成し、入力トークン及び出力トークンに基づいて制御信号に対する調節を判定する。入力トークン及び出力トークンは、電子ビーム光学系のアライメントパラメータ空間をサンプリングする基準ロンチグラムを表す複数のトークンに属する。トランスフォーマは、電子ビーム光学系のターゲットアライメント状態までのアライメントパラメータ空間を通る経路を表す、基準文のコーパスに対して訓練された自己回帰マスク言語モデルを実装する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
科学機器のための支援装置であって、前記支援装置が、
前記科学機器の電子顕微鏡カラムで取得されたロンチグラムを表すデータを受信するように構成されており、前記電子顕微鏡カラムの電子ビーム光学系のための１つ以上の制御信号を送信するように更に構成されている、インターフェースデバイスと、
処理デバイスと、を備え、前記処理デバイスは、
測定されたロンチグラムをトランスフォーマのための入力トークンに変換することと、
前記トランスフォーマを用いて、前記入力トークンで終わるトークン化された文に基づいて出力トークンを生成することと、
前記入力トークン及び前記出力トークンに基づいて、前記１つ以上の制御信号に対する１つ以上の調節を判定することと、を行うように構成されており、
前記入力トークン及び前記出力トークンが、前記電子ビーム光学系のアライメントパラメータ空間をサンプリングする複数の基準ロンチグラムを表す複数のトークンに属し、
前記トランスフォーマが、基準文のコーパスに対して訓練された自己回帰マスク言語モデルを実装し、前記基準文の各々が、前記電子ビーム光学系のターゲットアライメント状態までの前記アライメントパラメータ空間を通るそれぞれの経路を表す、支援装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記複数の基準ロンチグラムは、前記科学機器のコンピュータモデルを介して生成された１つ以上のロンチグラムを含む、請求項１に記載の支援装置。
【請求項３】
前記複数の基準ロンチグラムが、前記科学機器の前記電子顕微鏡カラムで取得された１つ以上のロンチグラムを含む、請求項１に記載の支援装置。
【請求項４】
前記処理デバイスが、前記１つ以上の制御信号の最後の調節後に取得された前記測定されたロンチグラムを表す前記入力トークンを前記トークン化された文に付加することによって、前記トークン化された文を反復的に更新するように構成されている、請求項１に記載の支援装置。
【請求項５】
前記アライメントパラメータ空間の異なる次元が、幾何学的収差の異なるそれぞれの成分を表す、請求項１に記載の支援装置。
【請求項６】
各それぞれの経路が、前記アライメントパラメータ空間において直線的である、請求項１に記載の支援装置。
【請求項７】
前記トークン化された文の任意の２つの隣接するトークンが、前記アライメントパラメータ空間を通る前記それぞれの経路のそれぞれの線形セグメントの両端に対応する、請求項１に記載の支援装置。
【請求項８】
前記それぞれの線形セグメントが、二回非点収差を表す前記アライメントパラメータ空間の第１の次元に平行であるか、又は焦点ずれを表す前記アライメントパラメータ空間の第２の次元に平行である、請求項７に記載の支援装置。
【請求項９】
前記１つ以上の調節が、前記アライメントパラメータ空間内の前記それぞれの線形セグメントの長さに基づいて判定される、請求項８に記載の支援装置。
【請求項１０】
前記処理デバイスが、
前記測定されたロンチグラムに逆フーリエ変換を適用して、対応する逆空間ロンチグラムを計算することと、
前記対応する逆空間ロンチグラムを、前記複数の基準ロンチグラムのうちの対応する１つにマッピングすることと、
前記入力トークンとして、前記複数のトークン内の前記複数の基準ロンチグラムのうちの前記対応する１つを表すトークンを提供することと、によって前記測定されたロンチグラムを前記入力トークンに変換するように構成されている、請求項１に記載の支援装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２３年６月３０日に出願された、米国非仮特許出願第１８／３４５，６７５号の優先権を主張し、その開示は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 3,700 文字）【０００２】
様々な例示的な実施形態は、概して、電子顕微鏡の構成要素、機器、システム、及び方法に関するが、これらに限定されない。
【背景技術】
【０００３】
電子顕微鏡の分解能は、電子ビームレンズの不完全性によって制限される場合がある。このような不完全性の結果は、光学顕微鏡で観察される収差との類似性に起因して、収差と称される。例えば、走査透過電子顕微鏡（scanning transmission electron microscope、ＳＴＥＭ）を用いた実験的測定の前に、オペレータは、典型的には、少なくともいくつかの収差が補正されるように、顕微鏡の電子ビームレンズを調整する必要がある。場合によっては、電子ビームレンズに関連付けられた回路内の様々なドリフトプロセスによって引き起こされる離調を相殺するために、そのような調整を、例えば、１日に数回繰り返す必要がある。オペレータによって手動で実施される場合、このタイプの調整は、典型的には単調で、時間がかかり、かつ／又は最適ではない。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書では、とりわけ、電子顕微鏡カラム及び関連するロンチグラム取得回路を含む科学機器の様々な実施例、態様、特徴、及び実施形態が開示される。科学機器の電子コントローラは、トランスフォーマを採用して、電子顕微鏡カラム内の電子ビーム光学系の少なくともいくつかの幾何学的収差を自動的に補正する。例示的な実施形態によれば、トランスフォーマは、電子ビーム光学系のアライメントパラメータ空間を通る、そのターゲットアライメント状態への様々な経路を表す基準文のコーパスで訓練された自己回帰マスク言語モデルを実装する。トランスフォーマのリターンループは、ロンチグラム取得回路に接続され、トランスフォーマが、同時に取得されたロンチグラムに基づいて、科学機器のアライメントプロセスをターゲットアライメント状態に向けて自動的に駆動することを可能にし、それにより、オペレータによる電子ビーム光学系の手動（再）アライメントの必要性を有益に排除する。
【０００５】
一実施例は、科学機器のための支援装置であって、科学機器の電子顕微鏡カラムを用いて取得されたロンチグラムを表すデータを受信するように構成されており、電子顕微鏡カラムの電子ビーム光学系のための１つ以上の制御信号を送信するように更に構成されている、インターフェースデバイスと、処理デバイスであって、測定されたロンチグラムをトランスフォーマのための入力トークンに変換することと、トランスフォーマを用いて、入力トークンで終わるトークン化された文に基づいて出力トークンを生成することと、入力トークン及び出力トークンに基づいて、１つ以上の制御信号に対する１つ以上の調節を判定することと、を行うように構成されている、処理デバイスと、を備え、入力トークン及び出力トークンが、電子ビーム光学系のアライメントパラメータ空間をサンプリングする複数の基準ロンチグラムを表す複数のトークンに属し、トランスフォーマが、基準文のコーパスに対して訓練された自己回帰マスク言語モデルを実装し、基準文の各々が、電子ビーム光学系のターゲットアライメント状態へのアライメントパラメータ空間を通る各経路を表す、支援装置を提供する。
【０００６】
別の実施例は、科学機器に支援を提供するためにコンピューティングデバイスを介して実施される自動化された方法であって、測定されたロンチグラムをトランスフォーマのための入力トークンに変換することであって、測定されたロンチグラムが、科学機器の電子顕微鏡カラムを用いて取得されたデータを介して受信される、変換することと、トランスフォーマを用いて、入力トークンで終わるトークン化された文に基づいて出力トークンを生成することと、入力トークン及び出力トークンに基づいて、電子顕微鏡カラムの電子ビーム光学系のための１つ以上の制御信号に対する１つ以上の調節を判定することと、を含み、入力トークン及び出力トークンが、電子ビーム光学系のアライメントパラメータ空間をサンプリングする複数の基準ロンチグラムを表す複数のトークンに属し、トランスフォーマが、基準文のコーパスに対して訓練された自己回帰マスク言語モデルを実装し、基準文の各々が、電子ビーム光学系のターゲットアライメント状態へのアライメントパラメータ空間を通るそれぞれの経路を表す、自動化された方法を提供する。
【０００７】
更に別の実施例は、コンピューティングデバイスによって実行されたときに、コンピューティングデバイスに、上記の自動化された方法を含む動作を実施させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の前述の態様及び多くの付随する利点が、添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照することでより良好に理解されるので、より容易に認識されるであろう。
いくつかの実施形態による、例示的な科学機器を例解するブロック図である。
いくつかの実施形態による、図１の科学機器におけるロンチグラムの取得を例解するブロック図である。
いくつかの実施例による、科学機器１００の二次元（two-dimensional、２Ｄ）アライメントパラメータ空間に対応するロンチグラムチャートである。
いくつかの実施例による、科学機器１００の二次元（two-dimensional、２Ｄ）アライメントパラメータ空間に対応するロンチグラムチャートである。
いくつかの実施例による、科学機器１００の二次元（two-dimensional、２Ｄ）アライメントパラメータ空間に対応するロンチグラムチャートである。
いくつかの実施例による、図１の科学機器のデジタルツインの生成パフォーマンスを図式的に例解する。
いくつかの実施例による、図１の科学機器のデジタルツインの生成パフォーマンスを図式的に例解する。
いくつかの実施例による、図１の科学機器のデジタルツインの生成パフォーマンスを図式的に例解する。
いくつかの実施例による、図１の科学機器のデジタルツインの生成パフォーマンスを図式的に例解する。
いくつかの実施例による、図１の科学機器のデジタルツインの生成パフォーマンスを図式的に例解する。
いくつかの実施例による、図１の科学機器のデジタルツインの生成パフォーマンスを図式的に例解する。
いくつかの実施例による、図１の科学機器のデジタルツインの生成パフォーマンスを図式的に例解する。
いくつかの実施例による、図１の科学機器のデジタルツインの生成パフォーマンスを図式的に例解する。
いくつかの実施形態による、図１の科学機器においてロンチグラムアライメントを実施するために人工知能（artificial intelligence、ＡＩ）エージェントを訓練する方法を例解するフローチャートである。
いくつかの実施例による、図５の方法のある特定の動作を例解するロンチグラムチャートである。
いくつかの実施形態による、図１の科学機器におけるロンチグラムアライメントを実施するために使用されるトランスフォーマを例解するブロック図である。
いくつかの実施形態による、図７のトランスフォーマを組み込んだ光学系アライメント回路を例解するブロック図である。
いくつかの実施形態による、図１の科学機器において電子ビーム光学系をアライメントする自動化された方法のフローチャートである。
様々な実施形態による、少なくともいくつかの科学機器支援動作を実施するように構成されている例示的なコンピューティングデバイスのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
例示的なＳＴＥＭアライメント方法は、２セット以上のアライメント動作を含む。ロンチグラムアライメントと称されることもあるこのようなアライメント動作の１つのセットは、観察されたロンチグラムパターンに基づく電子ビーム光学系の調整を伴う。ロンチグラムアライメントを使用して、低次収差及び高次収差の両方を補正することができる。いくつかの実装形態では、ロンチグラムアライメントの後、コンデンサレンズ口径が挿入され、次いで、高品質のＳＴＥＭ画像を得るために少なくともいくつかの残留収差が細かく補正される。不利なことに、少なくとも一部のユーザは、ロンチグラムアライメントを実施することが困難であると感じる。
【００１０】
本明細書において、「ロンチグラム」という用語は、非晶質検体上に集束された収束電子ビームの回折パターンを指す。数学用語では、レンズ収差関数χ（ｋ）は、式（１）によって表すことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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