使用带电粒子显微镜检查样品的方法技术

本发明专利技术涉及一种使用带电粒子显微镜检查样品的方法，包括提供带电粒子束和样品的步骤，以及用所述带电粒子束扫描所述样品的至少一部分的步骤。第一检测器用于获得测量的检测器信号，其对应于来自多个采样位置处所述样品的第一类型的发射。根据该方法，提供了数据类元素集，其中每个数据类元素将期望的检测器信号与对应样品信息值相关联。处理测量的检测器信号，并且处理包括：将所述测量的检测器信号与所述的数据类元素集进行比较；确定所述测量的检测器信号属于所述的数据类元素集中的某一个的至少一个概率；以及将至少一个样品信息值和所述至少一个概率分配给多个采样位置中的每一个。最后，可以以数据表示样品信息值和对应的概率。

【技术实现步骤摘要】
使用带电粒子显微镜检查样品的方法
本专利技术涉及一种使用带电粒子显微镜检查样品的方法，包括以下步骤：提供带电粒子束和样品；在所述样品的至少一部分上扫描所述带电粒子束；以及使用第一检测器，获得测量的检测器信号，其对应于来自多个采样位置处样品的第一类发射。
技术介绍
带电粒子显微术是一种众所周知的并且越来越重要的对微观物体进行成像的技术，特别是电子显微镜的形式。从历史角度看，电子显微镜的基本属已经进化为许多众所周知的器具种类，如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和扫描透射式电子显微镜（STEM），并且也进化为各种各样的亚种，例如，所谓的“双束”设备（例如，FIB-SEM），其另外采用“加工”聚焦离子束（FIB），允许支持活动，例如离子束铣削或离子束诱导沉积（IBID）。技术人员熟悉不同种类的带电粒子显微镜。扫描电子束对试样的辐照会以二次电子、背散射电子、X射线和阴极射线致发光（红外的、可见的和/或紫外的光子）的形式从试样析出“辅助”辐射的放射物。可检测该放射辐射的一个或多个成分并用于样品分析。通常，在SEM中，由固态检测器检测背散射电子，其中每个背散射电子在半导体检测器中产生许多电子-空穴对时被放大。在扫描所述束时背散射电子检测器信号用于形成图像，当主束越过样品移动时，每个图像点的亮度由在样品上对应点处检测到的背散射电子的数量决定。图像提供关于待检查的样品拓扑的信息。在称为“能量色散X射线频谱学”或“EDS”的过程中，来自响应电子束的样品的X射线能量被测量并绘制成直方图，以形成材料特异性频谱。测量的频谱可与各种元素的已知频谱进行比较，以确定所述样品中存在哪些元素和矿物。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种使用带电粒子显微镜检查样品的改进方法，其中特别改进了数据采集和/或处理。为此，提供了根据权利要求1所述的方法。该方法包括以下步骤：提供带电粒子束和样品；在所述样品的至少一部分上扫描所述带电粒子束，并使用第一检测器获得测量的检测器信号，其对应于来自多个采样位置处所述样品的第一类型的发射。根据本文定义的方法，该方法包括提供数据类元素集的步骤，其中每个数据类元素将期望的检测器信号与对应样品信息值相关联。通过提供包含期望的检测器信号和对应样品信息值的数据类元素集，数据的处理可以更快速和有效。检测的信号可以快速地与数据类元素进行比较，并且可以容易地将对应样品信息值分配到某一采样位置。根据本文定义的方法，该方法还包括处理所述测量的检测器信号的步骤，其中所述处理包括对于所述多个采样位置中的每一个将所述测量的检测器信号与所述数据类元素集进行比较的步骤。然后，确定所述测量的检测器信号属于所述数据类元素集中的某一个的至少一个概率。可以想象的是，确定至少两个概率，其中每个概率指示所述测量的检测器信号属于所述数据类元素集中的某一个的概率。然后，将至少一个样品信息值和至少一个概率分配给多个采样位置中的每一个。为了说明上述概念，给出了以下示例。作为第一个示例，可能的是使用概率分类器来计算每个输入数据点（即检测的信号）相对于预定义的或在算法上确定的类的集的相似性。给定单个数据点，分类器计算每个类的似然。类的更高的似然意味着数据点更可能属于该类。概率分类器可以被简化为“硬分类器”，其将一个类精确地分配给每个数据点，例如通过选择最高似然，在这种情况下，提供“默认”类以容纳没有被任何其他类覆盖的数据。作为第二示例，可能的是使用EDS信号处理。在这种情况下，可能的是将每个点处测量的频谱与数据类元素中定义的频谱进行比较。可以相对快速和准确地比较采集的信号与预定义的信号。在比较期间，可以计算采集的频谱与预定义频谱的相似性评分。基于此，可以建立概率。例如，可能的是测量的频谱X与已知的频谱A不同，但差异很小，使得测量的频谱X确实与频谱A相对应的概率约为90%。同样，测量的频谱X可以与另一个已知的频谱B不同，并且差异可能是主要的，但是仍然可能的是测量的频谱X实际对应于频谱B。概率可以被设置为大约10%。因此，测量的频谱X具有概率p=0.9为频谱A并且具有概率p=0.1为频谱B。然后，可以将对应的元素或材料（即，在数据类元素中定义的样品信息值）分配给具体的采样位置。作为下一步，该方法包括以数据表示具有对应样品信息值和对应概率的所述多个采样位置的步骤。所述数据可以是图像、表或以数据的任何其他表示。使用上述方法，复杂信号的快速处理变为可能，同时向用户呈现输出数据的置信测度。在一实施例中，以数据表示包括使用包含颜色信息的灰度图像，以表示样品信息值和对应的概率。在一实施例中，灰度图像包括在SEM模式中从检测的背散射电子获得的数据，并且颜色信息基于X射线EDS数据。在一实施例中，至少部分地预定义数据类元素。预定义可以由用户或由处理装置启动。所述数据类元素此外可以由算法确定。确定可以包括启动所述数据类元素集和/或更新所述数据类元素集的步骤。所述算法可以包括机器学习算法，以在实验期间或之后提高数据类元素集的质量。在一实施例中，确定至少一个概率的所述步骤可以包括使用概率分类器的步骤。所述概率分类器可以包括来自以下构成的组的一个或多个元素：模糊逻辑规则，高斯混合模型，以及潜在狄利克雷分配分类器（LatentDirichletAllocationclassifier）。在一实施例中，可以想象的是，测量的检测器信号或多或少平等地可分类为至少两个数据类元素。在该实施例中，可能的是确定至少两个概率，其中每个概率指示所述测量的检测器信号属于所述数据类元素集中的某一个的概率。在一实施例中，当测量的检测器信号被分类为至少两个数据类元素时，使用贝叶斯算子。贝叶斯算子推断输入数据属于数据类元素集中定义的个别类的概率。作为示例，在EDS中，频谱估计含有90%的铜和10%的氧，其中铜和氧可以是预定义的数据类元素，例如基于模糊逻辑规则。本实施例中的过程可以由每个数据类元素的先验概率来控制，其可以增强或抑制个别类的盛行（prevalence）。如上所述，可以想象的是，以数据表示包括提供包含所述数据的图像的步骤。参照HSV彩色空间，可以提供表示所述数据类元素集的颜色集，并且所述颜色集可以用于提供所述图像。HSV彩色空间是使用色调（通常称为“颜色”，例如红色、绿色、蓝色）、饱和度（通常称为颜色的强度或纯度）和值（通常称为颜色的明暗度）来描述具体颜色属性的彩色空间。原则上，任何颜色都可以在HSV彩色空间中描述，而不管使用的实际彩色空间。因此，本文所述的方法不限于具体彩色空间的使用，并且就此而言也可以应用在RGB彩色空间中（因为所有RGB颜色也可以参考HSV彩色空间来描述）或者任何其他彩色空间中。在一实施例中，所述颜色集使用色调信息和/或饱和度信息来编码所述数据类元素。特别地，色调信息可用于编码样品信息值。所述颜色集可以使用色调信息和/或饱和度信息来编码所述概率。例如，更饱和的颜色可对应于更高的概率。通过混合与对应的两个或多个数据类元素相关联的两个或多个色调，也可以编码所述概率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用带电粒子显微镜检查样品的方法，包括：/n-提供带电粒子束以及样品；/n-用所述带电粒子束扫描所述样品的至少一部分；/n-使用第一检测器获得测量的检测器信号，其对应于来自多个采样位置处所述样品的第一类型的发射；/n-提供数据类元素集，其中每个数据类元素将期望的检测器信号与对应样品信息值相关联；/n-处理所述测量的检测器信号，其中所述处理包括，对于多个采样位置中的每一个：/n○将所述测量的检测器信号与所述的数据类元素集进行比较；/n○确定所述测量的检测器信号属于所述的数据类元素集中的某一个的至少一个概率；以及/n○将至少一个样品信息值和所述至少一个概率分配给所述多个采样位置中的每一个；以及/n-以数据表示具有对应样品信息值和对应概率的所述多个采样位置。/n

【技术特征摘要】
20190506 EP 19172810.41.一种使用带电粒子显微镜检查样品的方法，包括：
-提供带电粒子束以及样品；
-用所述带电粒子束扫描所述样品的至少一部分；
-使用第一检测器获得测量的检测器信号，其对应于来自多个采样位置处所述样品的第一类型的发射；
-提供数据类元素集，其中每个数据类元素将期望的检测器信号与对应样品信息值相关联；
-处理所述测量的检测器信号，其中所述处理包括，对于多个采样位置中的每一个：
○将所述测量的检测器信号与所述的数据类元素集进行比较；
○确定所述测量的检测器信号属于所述的数据类元素集中的某一个的至少一个概率；以及
○将至少一个样品信息值和所述至少一个概率分配给所述多个采样位置中的每一个；以及
-以数据表示具有对应样品信息值和对应概率的所述多个采样位置。


2.根据权利要求1所述的方法，其中至少部分地预定义所述数据类元素集。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中借助算法至少部分地确定所述数据类元素集。


4.根据权利要求1-3所述的方法，其中借助处理单元至少部分地确定所述数据类元素集。


5.根据权利要求1-4所述的方法，其中当测量的检测器信号被分类为至少两个数据类元素时，使用贝叶斯算子。


6.根据权利要求1-5所述的方法，其中以数据表示包括提供包含所述数据的图像的步骤。


7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J克卢萨切克，T图玛，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：美国;US