特許ウォッチ

公開番号2025170765
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-19
出願番号2025076532
出願日2025-05-02
発明の名称放射線感受性試料のドリフト補正
出願人エフイーアイカンパニ,FEI COMPANY
代理人弁理士法人ITOH
主分類H01J 37/22 20060101AFI20251112BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】荷電粒子ビームシステムにサポート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行される方法を提供する。
【解決手段】一実施例では、荷電粒子ビームシステムにサポート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行される方法は、荷電粒子ビームカラムと検出器を用いて試料の第1の部分から取得された画像フレームの第1のセットに少なくとも部分的に基づいてドリフト推定値を計算することを含む。この方法は、荷電粒子ビームカラムと検出器を構成して、試料の第2の部分から画像フレームの第2のセットを取得することも含む。この方法は、ドリフト推定値に少なくとも部分的に基づいて、画像フレームの第2のセットの取得中にドリフト補正を実行することをさらに含む。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
荷電粒子ビームシステムにサポート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行される方法であって、
荷電粒子ビームカラムと検出器を用いて試料の第1の部分から取得された画像フレームの第1のセットに少なくとも部分的に基づいてドリフト推定値を計算することと、
前記荷電粒子ビームカラムと前記検出器を構成して、前記試料の第2の部分から画像フレームの第2のセットを取得することと、
前記ドリフト推定値に少なくとも部分的に基づいて、前記画像フレームの第2のセットの取得中にドリフト補正を実行することと、
を含む方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記ドリフト補正を実行することが、前記試料が結合されているステージの駆動制御を行うことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ドリフト補正を実行することが、前記荷電粒子ビームカラムの荷電粒子光学素子を制御して前記ドリフト推定値を補正することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
パルスゲーティング信号に従って、前記荷電粒子ビームカラムを介して前記試料に向けられる荷電粒子ビームを変調することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記パルスゲーティング信号が、前記ビームが前記試料の前記第1の部分に向けられるときに第1のデューティサイクル値を有し、前記ビームが前記試料の前記第2の部分に向けられるときに異なる第2のデューティサイクル値を有するように構成される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記画像フレームの第1のセットが、第1のサブセットと第2のサブセットを含み、前記第2のサブセットが前記第1のサブセットよりも後に取得され、
前記ドリフト補正を実行することが、前記第1のサブセットに少なくとも部分的に基づいて計算された前記ドリフト推定値の予備値に少なくとも部分的に基づいて、前記第2のサブセットの取得中に前記ドリフト補正を実行することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記画像フレームの第2のセットが、第1のサブセットと第2のサブセットを含み、前記第2のサブセットが前記第1のサブセットよりも後に取得され、
前記方法が、前記第1のサブセットに少なくとも部分的に基づいて前記ドリフト推定値を更新することをさらに含み、
前記ドリフト補正を実行することが、前記更新されたドリフト推定値に少なくとも部分的に基づいて、前記第2のサブセットの取得中に前記ドリフト補正を実行することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ドリフト推定値を計算することが、前記画像フレームの第1のセットに少なくとも部分的に基づいて1つ以上の変位ベクトルを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ドリフト推定値を計算することが、
前記画像フレームの第1のセットのさまざまなサブセットを使用してドリフト測定値のシーケンスを計算することと、
前記シーケンスに少なくとも部分的に基づいて前記ドリフト推定値を決定することと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記画像フレームの第2のセットの1つ以上の画像フレームを使用して前記ドリフト推定値を更新することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
（【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、2024年5月7日に出願された米国特許出願第18/657,534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 3,100 文字）【０００２】
さまざまな実施例は、概して、電子顕微鏡のコンポーネント、機器、システム、および方法に関するが、これらに限定されない。
【発明の概要】
【０００３】
高解像度の電子顕微鏡画像の質に影響を与え得る要因の一つは、多くの電子顕微鏡システムに固有の現象であるドリフトである。いくつかの例では、ドリフトにより、カメラに投影された電子顕微鏡画像がゆっくりとフェードしながら横に移動するため、画像をカメラで捕捉する際にぼやけが生じることがある。制御された駆動システム（多くの場合「ステージ」と呼ばれる）は、画像取得プロセス中に試料ホルダーを移動して、ドリフト誘発運動を打ち消し、カメラの視野内で試料をほぼ動かない状態に保つために使用できる。この代わりに、またはこれに加えて、電子ビームのパラメータに対するアクティブ（能動）光学制御を使用して、ドリフト誘発運動を打ち消し、イメージング面上に投影された画像がその面上でほぼ静止状態にするようにできる。
【０００４】
ドリフト補正アルゴリズムの例は、反作用ステージ駆動および／またはアクティブ光学ビーム制御を適用する前に、比較的正確なドリフト推定値を取得する必要がある。初期ドリフト推定値の精度は、通常、試料が曝露される放射線量と直接相関するが、初期ドリフト推定値が高解像度イメージングの目的に十分な精度になるまでは、かなりの放射線量が必要になる場合がある。ただし、試料中に存在する生物学的分子や複合体などの放射線感受性試料については、初期のドリフト推定中に電子ビームによって試料に不可逆的な損傷が生じ、その損傷が大きいため、その後に取得される試料の高解像度画像が実質的に使用不可能になる可能性がある。
【０００５】
本明細書では、その他の内容とともに、高解像度イメージング中に通常予想される比較的高い放射線量を試料関心領域（POI）に曝露させることなく、ドリフト補正を可能にする電子顕微鏡システムのさまざまな実施例、態様、特徴、および実施形態が開示されている。一例では、電子顕微鏡システムは、高速制御可能なビーム偏向器を備え、ビーム偏向器が電子ビームを試料上の第1の位置に配置するときにドリフト誘発運動をロックし、ビーム偏向器が電子ビームを試料上の第1の位置から別の第2の位置に移動した後もドリフト誘発運動をロックしたままにするドリフト推定アルゴリズムを採用している。高解像度イメージングを目的とした放射線感受性試料を含む試料のPOIと重なり合うように第2の位置を選択すると、放射線感受性試料は、正確な初期ドリフト推定値を取得することに関連する放射線量に曝されることなく、ドリフト補正を実行できる。
【０００６】
一実施例では、荷電粒子ビームシステムにサポート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行される方法が提供され、この方法は次の内容を含む：荷電粒子ビームカラムと検出器を用いて試料の第1の部分から取得した画像フレームの第1のセットに少なくとも部分的に基づいてドリフト推定値を計算することと、荷電粒子ビームカラムと検出器を構成して、試料の第2の部分から画像フレームの第2のセットを取得することと、画像フレームの第2のセットの取得中に、ドリフト推定値に少なくとも部分的に基づいてドリフト補正を実行すること。
【０００７】
別の例では、以下を含む荷電粒子ビームシステムが提供される。試料に荷電粒子ビームを照射するように構成された荷電粒子ビームカラム、荷電粒子ビームに対する試料の反応を検出するように構成された検出器、および以下の動作を実行するように構成された電子コントローラ：荷電粒子ビームカラムと検出器を用いて試料の第1の部分から取得した画像フレームの第1のセットに少なくとも部分的に基づいてドリフト推定値を計算し、荷電粒子ビームカラムと検出器を構成して、試料の第2の部分から画像フレームの第2のセットを取得し、ドリフト推定値に少なくとも部分的に基づいて画像フレームの第2のセットの取得中にドリフト補正を実行する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本開示の前述の態様およ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。
いくつかの実施例による科学機器を示すブロック図である。
いくつかの実施例による図1の科学機器で使用されるドリフト補正制御ループを示すブロック図である。
いくつかの実施例による図2のドリフト補正制御ループで使用されるドリフト推定アルゴリズムを示すフローチャートである。
一実施例による図3のドリフト推定アルゴリズムの性能をグラフで示している。
一実施例による図2のドリフト補正制御ループで使用される偏向器ドライバの動作を示す図である。
いくつかの実施例による図２の制御ループを使用して実施されるドリフト補正方法を示すフローチャートである。
いくつかの実施例による図6のドリフト補正方法の実行中にオプションで行われるビームブランキングをグラフで示している。
さまざまな実施例による図1の科学機器にサポート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行される方法を示すフローチャートである。
いくつかの実施例によるコンピューティングデバイスを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書に開示されるさまざまな実施形態は、異なる荷電粒子ビーム（CPB）システムで有益に使用することができる。CPBシステムの例には、電子ビームカラムまたは集束イオンビーム（FIB）カラムが含まれ得る。一部のCPBシステムは、これらのカラムの両方を含み、たとえば、約30°～60°の角度で互いに対して配向される場合がある。説明の目的で、いかなる暗黙の制限もなく、電子ビームカラムを使用したCPBシステムを参照して、以下にいくつかの例示的な実施形態を説明する。提供された説明から、関連技術の通常のスキルを備えた者は、過度の実験なしに、たとえば、FIBカラムを使用したCPBシステムに関する他の実施形態を作成し、使用することができる。
【００１０】
特定の物理的メカニズムや現象に縛られることなく、CPBシステムにおける画像ドリフトは、少なくとも部分的には、ステージコンポーネントの残留運動（ステージ駆動装置のヒステリシスなど）、試料の機械的振動（システムの回転コンポーネント、周囲の振動などに起因するもの）、および／または試料の運動（結晶振動として試料の材料に伝達されるビームのエネルギーに対する熱動的応答、ブラウン運動の増加、位相変化、熱膨張／収縮など）によって発生する可能性がある。ドリフトを補正するための技術は、さまざまなドリフトの原因をダンピング、補正、またはその他の方法で減衰することを目標とすることができる。これらには、特に受動的振動隔離（例：周期的振動の機械的ダンピング）、アクティブ（能動的）電気機械制御（例：ステージ動作中のオーバーシュート、アンダーシュート、および／またはヒステリシスを予測および／または補正するための駆動装置の動作制御入力の修正）、およびビームパラメータのアクティブ光学制御（例：CPB光学カラムの1つ以上の動作パラメータの変更）が含まれる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許