[发明专利]改善的用于电子显微镜的导引

说明书

公开了用于在显微镜中分析样品的方法和系统。所述方法包括：使用第一检测器和与第一检测器不同的第二检测器来获取一系列复合图像帧，其中，获取复合图像帧包括：使带电粒子束撞击样品区域内的多个位置，所述区域与显微镜的配置视场对应，所述显微镜被配置为具有一组显微镜条件，根据经配置的显微镜条件，使用第一检测器监控在样品内在所述多个位置生成的第一组所得粒子以获得第一图像帧，根据经配置的显微镜条件，使用第二检测器监控在样品内在所述多个位置生成的第二组所得粒子以获得第二图像帧，其中，每个图像帧包括多个像素，所述多个像素与所述区域内的多个位置对应，并且从在所述区域内的多个位置生成的监控的粒子得到，针对第二图像帧的每个像素，如果配置的显微镜条件与在该系列中紧接的前一个获取的复合帧的存储的第二图像帧的配置的显微镜条件相同，并且如果各个像素对应于与所述存储的第二图像帧包括的存储的像素对应的区域内的位置，则将所述存储的像素与所述像素组合以提高所述像素的信噪比，并将第一图像帧与第二图像帧组合以生成复合图像帧，使得复合图像帧针对多个像素中的每一个提供从所述区域内的对应位置生成并通过第一检测器和第二检测器中的每一个监控的粒子得到的数据；以及在视觉显示器上实时显示一系列复合图像帧。

技术领域

本发明涉及一种用于在显微镜中分析样品的方法，并涉及一种用于分析样品的系统。具体地，本发明可以为用户提供在样品周围的改善的导引/导览(navigation)，并且可以通过组合来自多个信号(甚至是信噪比较差的信号)的信息并提供允许用户与信息源进行交互的显示器来帮助用户，以有效地且高效地进行大面积的探查。

背景技术

图1示出了用于探查样品表面的扫描电子显微镜(SEM)中采用的典型的系统。在真空室内部生成电子束，并且通常用磁透镜或静电透镜对电子束进行聚焦。当电子束轰击样品时，一些电子从样品散射回(反向散射的电子或BSE)，或者与样品相互作用以生成二次电子(SE)和诸如X射线的许多其它发射物。

通常被设计为响应来自样品的SE或BSE的强度的电子检测器连接到信号处理电子装置，并生成与样品的被聚焦的束轰击的部分对应的信号。从样品的所述部分发射的X射线光子也将轰击X射线检测器，并且利用相关联的信号处理，可以测量单个光子能量，并生成与束下存在的化学元素的特征发射线对应的信号。使用电子束检测器在样品的网格点上通常以光栅方式逐行(但可以以任意次序，甚至是随机选择的点)扫描聚焦的电子束，并且在每个点处测量电子信号，并将该电子信号存储在通常显示在与计算机接口的视频显示器单元上的数字图像的对应的像素中。当已经访问网格中的所有点时，已经获取图像数据的一个完整的“帧”。通常，网格点覆盖“视场”尺寸至1cm，但其可以更大或明显更小，并且如果图像显示在固定尺寸的监控器上，则视场的尺寸有效地确定放大倍率，使得较小的视场表示较高的放大倍率。要检查的样品的尺寸通常比可通过电子束的偏转达到的最大视场大得多，并且为了探查整个样品表面，通常必须使用控制器来移动支撑样品的支撑架或载物台，并且其通常可以将扫描的视场移动很多cm。在电子显微镜中使用了类似的系统，在该系统中，样品足够薄以使束透射过样品(扫描透射电子显微镜或STEM)。在此情况下，束偏转和载物台移动的范围通常小于SEM中的束偏转和载物台移动的范围。

当电子束轰击样品时，从样品中发射的电子数量通常比生成的X射线光子数量高几个数量级。因此，X射线图像通常比电子图像具有差的多的信噪(S/N)比，并且期望使用最佳的可用方法来改善X射线图像。由检测器收集的X射线数量由在电子束轰击样品的点处X射线检测器所包夹(subtend)的立体角决定。对于如图1中所示的X射线检测器位于电子束一侧的布置，通过使用大面积检测器或将检测器设置为非常靠近样品来使收集立体角最大化。在不同的布置中，X射线检测器使用被设置为围绕入射电子束的多个传感器以使总收集立体角最大化。在这种“同轴”布置中，X射线检测器位于最终的透镜光圈与样品之间，并且电子束行进穿过传感器之间的间隙。