能量色散X射线谱的方法、粒子束系统和计算机程序产品技术方案

本发明专利技术涉及用于物体的能量色散X射线谱的方法、粒子束系统和计算机程序产品。该方法包括：在物体的扫描区域上扫描粒子束，其结果是，带电粒子被发射，并且X射线也被该物体的扫描区域发射；用用于检测这些带电粒子的粒子检测器检测由该物体的扫描区域发射的这些带电粒子；基于用该粒子检测器检测到的这些粒子，生成该扫描区域的图像；用能量色散X射线检测器至少检测由该扫描区域的部分区域发射的这些X射线；基于检测到的X射线的由于在该扫描区域的部分区域上对该粒子束的扫描而由该物体发射的那部分来生成能量色散X射线光谱的表示，其中，该部分区域在其面积方面小于该扫描区域。

【技术实现步骤摘要】
能量色散X射线谱的方法、粒子束系统和计算机程序产品
本专利技术涉及用于物体的能量色散X射线谱的方法、粒子束系统和计算机程序产品。特别地，本专利技术用于提供用于分析物体的化学组成和结构的高效程序和高效系统。
技术介绍
在材料测试和小型化结构的完整性测试领域，经常需要确定关注的物体区域的化学组成和结构。通常，将物体放置在电子束显微镜中，然后使用电子束显微镜拍摄该物体的图像。该图像给出了物体的性质的第一印象。接下来，使用电子束显微镜拍摄另外的图像以识别物体的关注区域，例如特殊结构或材料过渡。最后，使用电子束显微镜在已识别的关注区域处拍摄另一个图像，其中还执行能量色散X射线分析。能量色散X射线分析提供了物体区域的能量色散X射线光谱。基于能量色散X射线光谱，用户或控制器可以确定物体区域的化学组成和/或结构。为了记录物体的图像而用电子束扫描的物体的区域被称为扫描区域。通常，通过对在扫描区域上扫描电子束期间所发射的能量色散检测到的X射线进行时间积分来获得能量色散X射线光谱。由于用于寻找关注区域的扫描区域通常被选择得相当大，因此有助于能量色散X射线光谱的X射线的相对较大部分落在扫描区域的不相关的区域上。用于能量色散X射线光谱的关注的相关物体区域的部分相应地较小。因此，难以基于能量色散X射线光谱来确定相关物体区域的化学组成。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种方法和对应的设备，利用该方法和对应的设备可以容易且快速地识别和分析物体的相关区域。根据本专利技术的一个方面，该目的通过一种用于物体的能量色散X射线谱的方法来实现，其中，该方法包括执行一序列动作。该序列包括：在物体的扫描区域上扫描粒子束，其结果是，带电粒子被发射，并且X射线也被该物体的扫描区域发射；用用于检测这些带电粒子的粒子检测器检测由该物体的扫描区域发射的这些带电粒子；基于用该粒子检测器检测到的这些粒子，生成该扫描区域的图像；用能量色散X射线检测器至少检测由该扫描区域的部分区域发射的这些X射线；基于检测到的X射线的由于在该扫描区域的部分区域上对该粒子束的扫描而由该物体发射的那部分来生成能量色散X射线光谱的表示，其中，该部分区域在其面积方面小于该扫描区域。当在该扫描区域上扫描该粒子束时，该粒子束在时间上连续地被引导到该物体的表面上的多个位置。该多个位置定义了该扫描区域。该扫描区域是该粒子束入射在的该物体的表面上的二维区域。例如，该粒子束在该扫描区域上逐行地扫描。该粒子束是带电粒子(比如电子或离子)的束。当入射在该物体上时该粒子束的带电粒子的动能被选择为使得，由于该粒子束与该物体的相互作用，带电粒子(例如电子、离子，特别是反向散射电子、次级电子、反向散射离子、次级离子)由该物体发射，并且同时X射线由该物体发射。由该物体发射的这些带电粒子的动能取决于类型在几eV到几keV的范围内。这些X射线的能量最高达几keV。根据该方法，用用于检测这些带电粒子的粒子检测器来检测由于该粒子束与该物体的相互作用而由该物体发射的这些带电粒子。这意味着，例如，该粒子检测器被配置为输出检测信号，该检测信号表示入射在该粒子检测器上并由该粒子检测器检测到的带电粒子的通量的强度，并且在该扫描区域上扫描该粒子束期间使用该粒子检测器来检测由该物体或该扫描区域发射的带电粒子。根据该方法，使用检测到的带电粒子、例如使用该粒子检测器的检测信号来生成该扫描区域的图像。该图像应被理解为将至少一个图像值分配给多个图像点的信号。这些图像点中的每个图像点都被(精确地)分配给该扫描区域的一个位置。每个图像点可以被分配一个图像值或多个图像值。图像值可以表示例如检测到的粒子通量的强度或从中得出的变量。该图像可以存储在数据存储器中。该图像例如表示入射在该粒子检测器的检测表面上的粒子束的强度的空间分辨(例如二维)分布或在预定时间周期(也称为收集周期)内(以空间分辨的方式)检测到的带电粒子的数量的空间分辨(二维)分布。该图像可以借助于显示设备来呈现，例如监视器等。根据该方法，用能量色散X射线检测器来检测由于该粒子束与该物体的相互作用而由该物体、特别是由该扫描区域发射的这些X射线。这意味着，该X射线检测器被配置为以能量分辨的方式确定入射在该X射线检测器的检测表面上的检测事件的频率或X射线的强度。例如，该X射线检测器输出表示能量分解(即能量色散)频谱或强度谱的输出信号。根据本专利技术，使用检测到的X射线、例如使用该X射线检测器的输出信号，基于检测到的X射线的由于在该扫描区域的部分区域上对该粒子束的扫描而由该物体发射的那部分，生成能量色散X射线光谱的表示。这意味着，仅基于由于在该扫描区域的部分区域上对该粒子束的扫描而由该物体发射的那些X射线来生成该能量色散X射线光谱。相比之下，由于对该扫描区域的与该部分区域不同的区域的扫描而由该物体发射的X射线不会有助于该能量色散X射线光谱。该能量色散X射线光谱的表示应理解为将能量色散X射线光谱分配给该部分区域的信号。该表示可以存储在数据存储器中。该表示可以借助于显示设备等来呈现，例如监视器等。根据该方法，该部分区域在其面积方面小于该扫描区域。这意味着该部分区域的表面面积小于该扫描区域的表面面积。该扫描区域的图像例如用来识别该物体的关注区域。用户或自动控制器通过考虑或使用该图像来识别关注的物体区域。这意味着用户或控制器想要或旨在更详细地分析所述物体区域。接下来，该扫描区域被选择为使得关注的物体区域位于该部分区域内。因此，该能量色散X射线光谱的表示基于由关注的物体区域发射的X射线。由于物体区域小于该扫描区域并且位于该部分区域中，因此由关注的物体区域发射的X射线主要有助于该能量色散X射线光谱的表示。以此方式，因为提供该扫描区域的大图像以用于识别关注区域，并且可以同时提供被限制到该扫描区域的较小部分(即该部分区域)的能量色散X射线光谱的表示，因此可以更容易且快速地识别和分析关注的物体区域。根据另一实施例，该部分区域大部分或完全被该扫描区域包围，和/或该部分区域位于该扫描区域内。根据另一实施例，该部分区域的表面面积与该扫描区域的表面面积之比为至多1/2，特别是至多1/3或至多1/4或至多1/9。附加地或替代性地，该部分区域的表面面积与该扫描区域的表面面积之比为至少1/50，特别是至少1/20。根据另一实施例，用于生成该X射线光谱的表示的这些X射线由该物体发射，而用于生成该图像的这些带电粒子的至少一部分由该物体发射。换句话说，用于生成该X射线光谱的表示的这些X射线和用于生成该图像的这些带电粒子至少部分地同时由该物体发射。根据这些实施例，有助于生成该图像的这些带电粒子的一部分和有助于生成该能量色散X射线光谱的表示的这些X射线是通过与该粒子束相互作用而同时生成的并由该物体发射。因此，该图像和该表示涉及相同的时间间隔。根据另一实施例，该序列还包括用显示设备呈现该扫描区域的图像和/或用该显示设备呈现该X射线光谱的表示。根据该实施例，可以(同时)呈现该图像和/或该表示。相应地，用户可以查看后者。根据另一实施例，该序本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于物体(25)的能量色散X射线谱的方法，该方法包括：/n执行一序列动作，其中，该序列包括：/n-在物体(25)的扫描区域(61)上扫描粒子束(13)，其结果是，带电粒子(43，54)被发射，并且X射线(53)也被该物体(25)的扫描区域(61)发射；/n-用用于检测这些带电粒子的粒子检测器(17，48)检测由该物体(25)的扫描区域(61)发射的这些带电粒子(43，54)；/n-基于用该粒子检测器(17，48)检测到的这些粒子(43，54)，生成该扫描区域(61)的图像；/n-用能量色散X射线检测器(47)至少检测由该扫描区域(61)的部分区域(63)发射的这些X射线(53)；/n-基于检测到的X射线(53)的由于在该扫描区域(61)的部分区域(63)上对该粒子束(13)的扫描而由该物体(25)发射的那部分来生成能量色散X射线光谱的表示，其中，该部分区域(63)在其面积方面小于该扫描区域(61)。/n

【技术特征摘要】
20200131 DE 102020102502.51.一种用于物体(25)的能量色散X射线谱的方法，该方法包括：
执行一序列动作，其中，该序列包括：
-在物体(25)的扫描区域(61)上扫描粒子束(13)，其结果是，带电粒子(43，54)被发射，并且X射线(53)也被该物体(25)的扫描区域(61)发射；
-用用于检测这些带电粒子的粒子检测器(17，48)检测由该物体(25)的扫描区域(61)发射的这些带电粒子(43，54)；
-基于用该粒子检测器(17，48)检测到的这些粒子(43，54)，生成该扫描区域(61)的图像；
-用能量色散X射线检测器(47)至少检测由该扫描区域(61)的部分区域(63)发射的这些X射线(53)；
-基于检测到的X射线(53)的由于在该扫描区域(61)的部分区域(63)上对该粒子束(13)的扫描而由该物体(25)发射的那部分来生成能量色散X射线光谱的表示，其中，该部分区域(63)在其面积方面小于该扫描区域(61)。


2.根据权利要求1所述的方法，
其中，该部分区域(63)大部分或完全被该扫描区域(61)包围，和/或其中，该部分区域(63)位于该扫描区域(61)内，特别是位于该扫描区域(61)的中心。


3.根据权利要求1或2所述的方法，
其中，该部分区域(63)的表面面积与该扫描区域(61)的表面面积之比为至多1/2，特别是至多1/3或至多1/4或至多1/9，和/或
其中，该部分区域(63)的表面面积与该扫描区域(61)的表面面积之比为至少1/50，特别是至少1/20。


4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中，用于生成该X射线光谱的表示的这些X射线(53)由该物体发射(X1，X2，X3)，而用于生成该图像的这些带电粒子(43，54)的至少一部分由该物体(25)发射(L2，L3，L4)。


5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其中，用于生成该X射线光谱的表示的这些X射线(53)和用于生成该图像的这些带...

【专利技术属性】
技术研发人员：M伯泽，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE