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使用带电粒子显微镜检查样品的方法，其包含以下步骤：提供带电粒子射束以及样品；使所述带电粒子射束在所述样品上扫描；和使用第一检测器检测因响应于样品的扫描射束而产生的来自所述样品的第一类型的发射。检测到的所述第一类型的发射的光谱信息用于将多个相互不同的相位分配给所述样品。在另外的步骤中，参考HSV颜色空间，使对应的多种不同的颜色色调与所述多个相互不同的相位相关联。使用第二检测器检测因响应于样品的扫描射束而产生的来自所述样品的第二类型的发射。最后，提供了所述样品的图像表示。提供了所述样品的图像表示。提供了所述样品的图像表示。

【技术实现步骤摘要】
使用带电粒子显微镜检查样品的方法
[0001]描述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，其包含以下步骤：使用第一检测器检测因响应于在样品的区域扫描的带电粒子射束而产生的来自样品的第一类型的发射，和使用检测到的第一类型的发射的光谱信息来检查所述样品。
[0002]带电粒子显微术为一种众所周知且日益重要的显微物体成像技术，尤其是呈电子显微术的形式。从历史上看，电子显微镜的基本类已演变成许多众所周知的装置种类，如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和扫描透射电子显微镜（STEM），并且还演变成各种亚种，如所谓的“双射束”装置（例如FIB-SEM），其附加地采用“加工”聚焦离子射束（FIB），允许支持活动，如例如离子射束研磨或离子射束诱导沉积（IBID）。技术人员将熟悉不同种类的带电粒子显微术。
[0003]通过扫描电子射束照射标本，以二次电子、反向散射电子、X射线和阴极发光（红外、可见光和/或紫外光子）的形式加速“辅助”辐射从标本的发出。可检测这种发出辐射的一个或多个分量并将其用于样品分析。
[0004]通常，在SEM中，反向散射电子由固态检测器检测，其中每个反向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。当扫描射束时，反向散射电子检测器信号用来形成图像，当主射束在样品上移动时，每个图像点的亮度由在样品上的对应点处检测到的反向散射电子的数量确定。图像仅提供关于待检查样品的拓扑的信息。
[0005]在称为“能量色散x射线光谱仪”或“EDX”的过程中，测量来自样品的响应电子射束的x射线的能量，并在直方图中绘制以形成材料特定光谱。可将测量的光谱与各种元素的已知光谱进行比较，以确定所述样品中存在哪些元素和矿物质。
[0006]EDS的缺点中的一个是需要相当长的时间来累积样品的X射线光谱。通常，使用具有离散分析点的网格。当EDS检测器记录X射线时，电子射束停留在每个分析点上。一旦记录了足够的X射线计数，射束就会移动到下一个分析点。来自EDS检测器的信号被馈送到信号处理单元，所述信号处理单元为每个分析点建立x射线光谱曲线，所述x射线光谱曲线可与广泛的已知矿物相库匹配，以选择所述分析点的最佳匹配。
[0007]使用大量的后处理分析来将EDS数据和SEM数据组合成被检查样品的单个图像是众所周知的。后处理分析花费大量资源，因此花费大量时间来完成并向用户示出。
[0008]出于这种考虑，本专利技术的一个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，其中检测到的发射的光谱信息用于检查所述样品。具体来说，本专利技术的一个目的是提供一种用于更快速和/或更准确地采集关于样品的信息和向用户提供所述信息的方法和装置。
[0009]为此，本专利技术提供了一种使用如权利要求1所定义的带电粒子显微镜检查样品的方法。方法包含提供带电粒子射束以及样品和使所述带电粒子射束在所述样品上扫描的步骤。方法包含使用第一检测器检测因响应于在样品上扫描的射束而产生的来自样品的第一类型的发射的步骤。方法另外包含使用检测到的第一类型的发射的光谱信息，将多个相互不同的相位分配给所述样品的步骤。现在如本文所定义，方法包含参考HSV颜色空间，使对
应的多个不同颜色色调与所述多个相互不同相位与相关联的步骤。这意指将不同的色调（例如绿色、红色、橙色、蓝色）分配给不同的相位（例如元素、化学物质、矿物质等）。HSV颜色空间为一种使用色调（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（通常称为颜色的明度或暗度）来描述特定颜色的属性的颜色空间。HSV颜色空间可用圆柱几何图形表示，其色调、角度尺寸从0
°
的红色原色开始，经过120
°
的绿色原色和240
°
的蓝色原色，并且然后在360
°
环绕回红色。中心垂直轴线包含中性、消色差或灰色，范围从底部值为0的黑色到顶部值为1的白色。随着半径的增加，颜色的饱和度增加。
[0010]原则上，无论使用什么实际颜色空间，任何颜色均可在HSV颜色空间中描述。因此，如本文所描述的方法不限于特定颜色空间的使用，并且就此而言可应用于RGB颜色空间（因为也可参考HSV颜色空间来描述所有RGB颜色）或其它颜色空间。
[0011]如本文所定义，方法另外包含使用第二检测器检测因响应于在样品上扫描的射束而产生的来自样品的第二类型的发射的步骤。
[0012]根据所述方法，控制单元用于提供所述样品的图像表示，其中使用所述第二类型的发射进行，并且所述图像表示含有也用于表示所述多个不同相位的相关联的所述不同颜色色调。所述控制单元布置成用于分析所述第一类型的发射和将分析的结果与第二类型的发射组合用于提供样品的图像表示。具体来说，控制单元可布置用于实时提供图像表示，例如当在所述样品上扫描带电粒子射束时。通过使用所述控制单元，有可能向用户提供样品的实时彩色图像表示，其中彩色图像包含以所述不同色调编码的相位信息。所述图像表示可为单个图像，尽管也可想到使用多个图像或含有图像表示等的数据表。所述图像表示还可含有不同的值和/或不同的饱和度。
[0013]所述第二类型的所述发射可例如为二次电子和/或背散射电子。在一个实施例中，所述第二类型的所述发射用于在所述图像表示内编码不同的值。换句话说，SEM用于获得被检查样品的灰度图像，并且颜色（优选地在所述图像的顶部上）用于在所述图像表示内编码与第一类型的发射有关，优选地与EDS有关的光谱数据。在一个实施例中，第一类型的发射用于编码在所述图像表示内的不同的饱和度。因此，可向用户提供含有在HSV颜色空间中编码的有意义的数据的样品的一种表示，并且也基本上实时。
[0014]由此，实现如本文所限定的目的。现在将更详细地解释方法的实施例。
[0015]在一个实施例中，方法包含提供光谱数据栈和将所述检测到的所述第一类型的发射和/或所述检测到的所述第一类型的发射的光谱信息存储在所述光谱数据栈中的步骤。光谱数据栈用作使得与第一类型的发射有关的原始输入数据能够以高效途径产生、存储和维持的数据结构。然后光谱数据栈可使用检测到的第一类型的发射的光谱信息用于将多个相互不同的相位分配给所述样品。光谱数据栈可用于分层组织原始输入数据，由此使得能够通过控制单元高效计算处理原始输入数据。
[0016]在一个实施例中，方法包含提供化学组成数据栈和将所述多个相互不同的相位存储在所述化学组成数据栈中的步骤。光谱数据栈可含有原始输入数据，并且化学组成数据栈可包含光谱数据栈的分析数据，包括相关联的相位（即，化学组成）。因此，光谱数据栈被处理和分析，并且结果存储在新的数据栈（在此实施例中，化学组成数据栈）中。这提供高效的数据储存和操作，并且将原始输入数据也保持在组织的结构中，例如以供稍后使用。
[0017]在一个实施例中，方法包含提供颜色数据栈和将所述多个不同颜色色调存储在所
述颜色数据栈中的步骤。在此实施例中，可提供额外的数据栈（例如紧邻光谱数据栈和/或化学组成数据栈）。因为可容易得到中间结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用带电粒子显微镜检查样品的方法，其包含以下步骤：
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提供带电粒子射束以及样品；
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使所述带电粒子射束在所述样品上扫描；
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使用第一检测器检测因响应于样品的扫描射束而产生的来自所述样品的第一类型的发射；
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使用检测到的所述第一类型的发射的光谱信息，将多个相互不同的相位分配给所述样品；
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参考HSV颜色空间，使对应的多个不同颜色色调与所述多个相互不同的相位相关联；
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使用第二检测器检测因响应于样品的扫描射束而产生的来自所述样品的第二类型的发射；和
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通过控制单元提供所述样品的图像表示，其中使用所述第二类型的发射进行，并且其中所述图像表示含有用于表示所述多个不同相位的相关联的不同颜色色调。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包含提供光谱数据栈和将所述检测到的所述第一类型的发射和/或所述检测到的所述第一类型的发射的光谱信息存储在所述光谱数据栈中的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法包含提供化学组成数据栈和将所述多个相互不同的相位存储在所述化学组成数据栈中的步骤。4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中所述方法包含提供颜色数据栈和将所述多个不同颜色色调存储在所述颜色数据栈中的步骤。5.根据权利要求2、3或4所述的方法，其中所述数据栈中的至少一个包含多个数据栈层。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述多个数据栈层中的至少一个包含若干像素，其中每个像素与所述样品的一部分相关联。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：