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，其包含以下步骤：提供带电粒子射束以及样品；在多个样品位置处使所述带电粒子射束在所述样品上扫描；和响应于在所述多个样品位置上扫描的所述射束，使用第一检测器检测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来在所述多个样品位置处将多个互不相同的相位分配给所述样品。与至少一个先前分配的相位及其相应的样品位置有关的信息用于为所述多个样品位置中的至少另一个样品位置建立估计相位。所述估计相位被分配给所述另外的样品位置。控制单元用来提供所述样品的数据表示，所述数据表示至少含有关于所述多个样品位置和所述相位的信息。

【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，其包含以下步骤：提供带电粒子射束以及样品；在多个样品位置处使所述带电粒子射束在所述样品上扫描；和响应于在多个样品位置上扫描的射束，使用第一检测器检测来自样品的第一类型的发射。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。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。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。在称为“能量色散x射线光谱仪”（也称为“EDS”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。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。这种已知方法对于确定样品中存在的相（即化学组成）相对较慢。考虑到上述情况，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。特别地，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的方法和装置。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。所述方法包含以下步骤：-提供带电粒子射束以及样品；-在多个样品位置处使所述带电粒子射束在所述样品上扫描；-响应于在多个样品位置上扫描的射束，使用第一检测器检测来自样品的第一类型的发射；-使用检测到的第一类型的发射的光谱信息，在所述多个样品位置处将多个相互不同的相位分配给所述样品；和-由控制单元提供所述样品的数据表示，所述数据表示至少含有关于所述多个样品位置和所述相位的信息。如本文所定义，所述方法包含以下步骤：-使用与至少一个先前分配的相位及其相应的样品位置有关的信息，为多个样品位置中的至少另一个样品位置建立估计相位；和-将所述估计相位分配给所述另外的样品位置。如上所述，所述方法包含响应于在样品区域上扫描的射束，使用第一检测器检测来自样品的第一类型的发射的步骤。所述方法还包含收集所述检测到的所述第一类型的发射的光谱信息。由第一检测器检测的发射可与特定扫描射束位置有关，即可与样品上的特定位置有关。这意指也可收集和/或确定样品上对应位置的光谱信息。所获得的不同位置的光谱信息可相互比较，并且可将一个或多个特定相位分配给这些不同位置。已分配的相位可用来为其它位置建立估计相位，例如基于与这些已分配的相位的接近度，基于为其它位置获得的部分获得的光谱分布图或基于其它参数。因此，在本文所述的方法中，至少一个样品位置的测量数据可用来为至少一个另外的样品位置建立估计数据。在一个实施方案中，若干个样品位置的测量数据可用来为至少一个另外的样品位置建立估计数据。可想到的是，为若干个另外的样品位置建立估计数据。可将测量数据（即利用检测到的第一类型的发射的光谱信息的分配的相位）和估计数据（即至少一个估计相位）进行组合。然后可将所述测量数据和估计数据组合成所述样品的所述数据表示。由此，有可能更快地生成样品的数据表示，特别是当基于容易建立的相位来估计相位的过程相对较快时。由此，有可能在更少的时间内向用户提供关于样品的相的信息。由此，实现了如本文所定义的目的。特别地，如本文中所定义的方法允许一个（或多个）样品位置（一个或多个）的已建立相位（即化学组成）用于分配一个（或多个）另外的样品位置（一个或多个）的相位（即化学组成）。由此，获得了速度提高。对于EDS映射（即当第一检测器为EDS检测器时）特别如此。专利技术人发现，在X射线映射期间，来自总共N个单独像素的EDS光谱不是完全独立的。在大多数EDS场景中，可假设样品中存在若干种（K<<N）不同的化学物质（也称为“相位”），每种物质均有其特征光谱。因此，来自给定相位的每个光谱均提供关于所述相位的附加信息，进而提供关于属于所述相位的所有像素的附加信息。这些额外的信息使得能够从稀疏光谱预测密集光谱，并且因此加快整个EDSX射线映射过程。下文将论述有利的实施方案。在一个实施方案中，检测到的第一类型的发射的所述光谱信息用于将样品的扫描区域的至少一部分分成多个段。在所述多个段中的至少一个中沿扫描的不同位置处的第一类型的发射可组合，以在所述多个段中的所述一个中产生所述样品的组合光谱。多个段的使用允许建立改进的估计相位，例如通过使用新位置与落入特定段内的先前确定的位置的接近度。组合光谱的使用允许将新位置的部分数据与一个或多个先前获得的组合光谱进行比较，从而将更轻松地为所述新位置建立估计相位。在一个实施方案中，第二检测器用于响应于在所述样品的所述区域上扫描的所述射束检测来自所述样品的第二类型的发射，并且所述第二类型的所述发射至少部分地用于为多个样品位置中的至少另一个样品位置建立估计相位。在此实施方案中，附加的检测器用来检测第二类型的发射。这些第二类型的发射与第一类型的发射不同。第二类型的发射可直接或间接地用于为多个样品位置中的至少另一个样品位置建立估计相位。在一个实施方案中，所述第二检测器被布置用于检测带电粒子，特别是电子，如反向散射电子。因此，第二检测器可为BSE检测器。此外，可想到的是，所述第一检测器被布置用于检测粒子，特别是光子，如x射线光子。电子的反向散射取决于表面中元素的原子序数以及表面、主射束和检测器之间的几何关系。因此，反向散射电子图像显示轮廓信息，即不同组成的区域之间的边界和拓扑信息。获得反向散射电子图像需要在每个点仅收集足够数量的电子，以在具有不同特性的点之间产生合理的对比度，因此比在每个点处获得足够数量的X射线以编译完整光谱快得多。而且，电子反向散射的概率大于电子引起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用带电粒子显微镜检查样品的方法，其包含：/n提供带电粒子射束以及样品；/n在多个样品位置处使所述带电粒子射束在所述样品上扫描；/n响应于在所述多个样品位置上扫描的所述射束，使用第一检测器检测来自所述样品的第一类型的发射；/n使用检测到的所述第一类型的发射的光谱信息，在所述多个样品位置处将多个相互不同的相位分配给所述样品；/n由控制单元提供所述样品的数据表示，所述数据表示至少含有关于所述多个样品位置和所述相位的信息；/n其特征在于所述方法包含以下步骤：/n使用与至少一个先前分配的相位及其相应的样品位置有关的信息，为所述多个样品位置中的至少另一个样品位置建立估计相位；和/n将所述估计相位分配给所述另外的样品位置。/n

【技术特征摘要】
20190529 EP 19177314.21.一种使用带电粒子显微镜检查样品的方法，其包含：
提供带电粒子射束以及样品；
在多个样品位置处使所述带电粒子射束在所述样品上扫描；
响应于在所述多个样品位置上扫描的所述射束，使用第一检测器检测来自所述样品的第一类型的发射；
使用检测到的所述第一类型的发射的光谱信息，在所述多个样品位置处将多个相互不同的相位分配给所述样品；
由控制单元提供所述样品的数据表示，所述数据表示至少含有关于所述多个样品位置和所述相位的信息；
其特征在于所述方法包含以下步骤：
使用与至少一个先前分配的相位及其相应的样品位置有关的信息，为所述多个样品位置中的至少另一个样品位置建立估计相位；和
将所述估计相位分配给所述另外的样品位置。


2.根据权利要求1所述的方法，其包含将相位与测量和/或预期的所述第一类型的发射相关联的步骤。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述建立步骤包含使用机器学习估计器。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述机器学习估计器包含选自包含以下的组的一个或多个估计器：非负矩阵分解（NMF）、奇异值分解（SVD）、独立分量分析（ICA）、潜在狄利克雷分配（LDA）和K-均值。


5.根据权利要求1至4所述的方法，其中测量样品位置的数量和估计样品位置的数量之间的比率在10:1至1:10范围内，特别是其中所述比率在1:2至1:10范围内。


6.根据权利要求1至5所述的方法，其中与所述相应的样品位置处的所述至少一个先前分配的相位有关的所述信息包含在所述样品位置处检测到的所述第一类型的发射的光谱信息。


7.根据...

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