準貝_讓|:遍:是模型和觀測結(jié)果之間的統(tǒng)計相似性量度。例如,:藝載:屬的典 型選擇是針對具有高斯噪聲的信號的最小二乘量度或針對泊松噪聲的Kullback-Leibler散度。也能夠使用其它散度:參見例如上面參考的US8, 581,189(以上的項(ii)),第5欄 第33行-第6欄第33行。
[0039]為了更好的收斂,并且為了限制解空間,正則化項能夠被添加到(7),從而產(chǎn)生:
正則化項mtr,mA代表現(xiàn)有知識約束,并且可取決于分解變量(VF,IT)以及取決于 從仿真和測量出現(xiàn)的其它參數(shù)θ。例如,技術(shù)人員能夠使用: -針對掃描射束與特定種類的材料(諸如,例如嵌入有塑料的重粒子染色樣本)的相互 作用的分析模型的參數(shù); -限制重構(gòu)結(jié)構(gòu)的幾何形狀和對比度的參數(shù):例如,突觸囊泡平均為球形并且具有大 約39. 5nm的直徑, 等等。
[0040] 技術(shù)人員能夠看出,在問題(7)和(8)中,相對于W的優(yōu)化歸結(jié)為相對于α的優(yōu) 化。最終,如前所述,要恢復的最重要的分量是與較小"交叉體積"對應的圖像。
[0041] 交替最小二乘(ALS)算法 下而甚亦昜/丨、一乖量麼的悟《τ龍魅m的例子"亦忟釉悟《下,技術(shù)人員求解:
[0042]通常使用非負性條件正則化(9),如正(9)中由約束呢之(Ι,?Τ2 0所指示的。能 夠通過相對于W和D'交替兩個最小化步驟來解決這個問題。在第一步驟中,技術(shù)人員相對 于W計算導數(shù)并且將它設置為零:
技術(shù)人員從(10)獲得:
相對于D'對最小二乘準則求微分并且設置為零導致:
[0043] 在ALS算法中,兩個步驟(11)和(12)交替,直至實現(xiàn)合適的收斂準則。例如,通 過將負值設置為零或者通過采用所謂的活動集技術(shù)(activesettechnique),來施加前述 非負性約束,如(例如)在以上的參考文獻[1]和[2]中所述的。
[0044]具有Kullback-Leibler散度的ICA(EMML) 在這種情況下,技術(shù)人員使下面的所謂廣義Kullback-Leibler(KL)散度最小化:
其中X是跨越圖像坐標空間的變量。在這種公式中,通常使用期望最大化最大可能性 (EMML)算法(例如,參見以上的參考文獻[3])來實現(xiàn)不同圖像分量和權(quán)重矩陣的恢復。這 個算法建立在下面的兩個迭代上:
其中索引i、j和k被用于表示不同矩陣的元素,并且其中左手側(cè)的量是在迭代t+Ι計 算的值,并且右手側(cè)的量是在迭代t獲得的值。
[0045] 已在以上的一般描述中討論了圖2B,并且這里不需要進一步說明。
[0046] 實施例2 圖1A呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的正被成像的標本的剖視圖。如上面已經(jīng)提及的, 這個圖示意性地描述下面的情況: -第一到來的輻射射束隊,撞擊(原始)標本表面51并且產(chǎn)生PSFFpPSFFJAS1向 下延伸到標本中;點Pi位于到這個PSFFi中的Z距離L+z處。 -第二到來的輻射射束B2,撞擊(新露出的)標本表面&并且產(chǎn)生PSFF2,PSFF2WS2 向下延伸到標本中;點?1位于到這個PSFF2中的Z距離z處。通過使用物理切片過程(諸 如,離子銑削、切片機切割、蝕刻等)從舊表面Si*除厚度L的層,由此露出新生表面S2,來 創(chuàng)建這個新表面S2。 -PSFFJPF^示部分交疊區(qū)L。射束隊和心具有公共傳播軸b12,公共傳播軸b12 平行于Z方向延伸。包含?1的交疊區(qū)L將會經(jīng)受每個PSF的不同Z區(qū)域。這個事實允許 (例如)ICA被用于在區(qū)h內(nèi)執(zhí)行檢測器信號去卷積,從而在這個區(qū)中導致增加的空間分辨 率?,F(xiàn)在將更詳細地對此進行解釋。
[0047] 在從在不同表面的多個成像期進行重構(gòu)的情況下,技術(shù)人員能夠遵循與以上的實 施例1中相同的推理并且定義三個PSF#' =FAOpF/ =匕說,和h。從圖1Α技術(shù)人員 能夠看出,在這種情況下,"虛擬圖像"^%、1|和_%對應于從上到下堆疊的體積。這些"虛 擬"體積中的每一個將會具有比兩個原始體積小的厚度,并且因此應該對應于具有較少體 積效應的更清晰的圖像。如果技術(shù)人員將在表面31和52獲得的圖像分別定義為£> 51和 ,則技術(shù)人員能夠獲得觀測圖像和"虛擬"圖像之間的關(guān)系如下:
如果技術(shù)人員計及在這兩個期之間引入不同"強度"縮放α的成像條件的改變,則技 術(shù)人員獲得:
這導致矩陣表示:
其中:i|:斧||||并且如(6)中一樣定義W和D'。
[0048] 使用與如上所述的ICA技術(shù)相同的ICA技術(shù),技術(shù)人員能夠恢復與從上到下的三 個層對應的三個圖像。
[0049] 已在以上的一般描述中討論了圖1Β和1C,并且這里不需要進一步說明。
[0050] 實施例3 將上述重構(gòu)技術(shù)擴展至超過兩個掃描(探查期)將會完全在技術(shù)人員的范圍內(nèi)。對于 實施例1的多傾斜角情況,例如,不同PSF應該在這種情況下在同一公共("樞轉(zhuǎn)")區(qū)域中 交叉。成像過程的線性將會總是導致由類似于(5)和(20)的方程的系統(tǒng)代表的分解。能 夠使用相同的計算方法對這種系統(tǒng)進行求解。
[0051] 實施例4 圖3Α呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的再另一實施例的正被成像的標本的剖視圖。如上面已經(jīng)提及 的,這個圖示意性地描述下面的情況: -第一到來的輻射射束&,包括第一種類的粒子。當這個射束&撞擊S時,它產(chǎn)生PSF FpPSF?1延伸到標本中相對較深的水平,但具有相對較小的側(cè)向擴散。這個PSFFi與點Pl 交叉。 -第二到來的輻射射束B2,包括第二種類的粒子。當這個射束B2撞擊S時,它產(chǎn)生PSF F2,PSF匕延伸到標本中相對較淺的水平,但與射束Bi的情況相比具有更大的側(cè)向擴散。這 個PSFF2也與點Pl交叉。 -由于PSF匕和F1在尺寸和/或形狀方面不同,所以點p^等會經(jīng)歷PSFFJPFi中的 每一個的不同區(qū)域/部分/方面。這個事實允許(例如)ICA被用于在區(qū)〇1內(nèi)執(zhí)行檢測器 信號去卷積,從而在這個區(qū)中導致增加的空間分辨率。
[0052] 在這種情況下,重構(gòu)數(shù)學大體上類似于在以上的實施例1和2中闡述的一般框架。 這種特定情況是這樣的情況:在該情況中,因為PSFFjPF2之間的(典型)不相似性,以上 在方程(3)和(18)中引入的相對加權(quán)因子α能夠起到重要作用。
[0053] 已在以上的一般描述中討論了圖3Β,并且這里不需要進一步說明。
[0054] 實施例5 圖4是根據(jù)本發(fā)明的掃描類型顯微鏡的實施例的高度示意性的描述;更具體地講,它 示出帶電粒子顯微鏡400的實施例,在這種情況下,帶電粒子顯微鏡400是SEM。顯微鏡400 包括粒子光學鏡筒402,粒子光學鏡筒402產(chǎn)生輸入帶電粒子的射束404 (在這種情況下, 是電子束)。粒子光學鏡筒402被安裝在真空室406上,真空室406包括用于支撐標本410 的標本支架/臺408。使用真空栗(未描述)抽空真空室406。借助于電壓源422,標本支 架408或至少標本410可根據(jù)需要偏置(浮置)到相對于地的電勢。
[0055] 粒子光學鏡筒402包括:電子源412(諸如,肖特基槍);透鏡414、416,用于將電子 束404聚焦到標本410上;和偏轉(zhuǎn)單元418 (用于執(zhí)行射束404的射束操縱/掃描)。設備 400還包括:控制器/計算機處理設備424,用于控制尤其偏轉(zhuǎn)單元418、透鏡414、416和檢 測器100、420并且在顯示單元426上顯示從檢測器100、420搜集的信息。在當前情況下, 物品414、416和418可被視為包括以上提及的照明器。
[0056] 從能夠被用于響應于由輸入射束404執(zhí)行的照射而檢查從標本410發(fā)出的不同類 型的輸出輻射通量的各種可能的檢測器類型選擇檢測器420、100。在這里描述的設備中,已 做出下面的檢測器選擇: -檢測器100是分段電子檢測器。這種檢測器能夠例如被用于研究從標本410出現(xiàn)的 輸出電子(二次或反向散射電子)的通量的角度相關(guān)性。 -檢測器420是用于檢測從標本410發(fā)出的輸出電子的通量(的至少一部分)的硼摻 雜固態(tài)檢測器。
[0057] 如這里所呈現(xiàn)的,兩個檢測器100和420都被用于檢查電子;然而,這純粹是設計 /實現(xiàn)方式選擇,并且,如果期望,附加于電子或者作為電子的替代,技術(shù)人員也能夠選擇檢 測從標本410發(fā)出的其它類型的輸出輻射通量(例如,X射線、陰極發(fā)光)。
[0058] 通過在標本410上掃描輸入射束404,從標本410發(fā)出輸出福射,輸出福射包括例 如X射線、紅外/可見/紫外光、二次電子和或反向散射(BS)電子的通量。因為這種輸出 輻射是位置敏感的(由于所述掃描運動),所以從檢測器1〇〇、420獲得的信息也將會是位置 相關(guān)的。這個事實允許檢測器420的輸出被用于產(chǎn)生(例如)標本410 (的一部分)的BS 電子圖像,該圖像基本上是作為標本410上的掃描路徑位置的函數(shù)的檢測器420的輸出的 映射圖。
[0059] 來自檢測器100、420的信號由控制器424處理,并且顯示在顯示單元426上。這