CN103575755B

CN103575755B - 使用合并光谱数据的光谱技术

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Publication number: CN103575755B
Application number: CN201310310310.9A
Authority: CN
Inventors: S.R.M.斯托克斯
Original assignee: FEI Co
Current assignee: FEI Co
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2013-07-23
Publication date: 2017-06-23
Anticipated expiration: 2033-07-23
Also published as: EP2690432B1; US8653457B2; JP6155123B2; JP2014021124A; CN103575755A; EP2690432A1; US20140021346A1; EP2690431A1

Abstract

本发明涉及使用合并光谱数据的光谱技术。一种使用光谱装置检查样品的方法，包括以下步骤：‑将样品安装在样品架上；‑将辐射的聚焦输入射束引导到样品上的位置上，从而产生使受激光子辐射的通量从所述位置放射的相互作用；‑使用多通道光子计数检测器检查所述通量，从而针对所述位置累积测量光谱；‑针对样品上的一系列连续位置，自动重复所述引导和检查步骤，该方法包括以下步骤：‑选择将影响所述受激光子辐射通量的大小的输入射束的射束参数；‑针对样品上第一组位置内的每个位置，使用所述射束参数的第一值来积累光谱；‑针对样品上第二组位置内的每个位置，使用与所述第一值不同的所述射束参数的第二值来积累光谱。

Description

使用合并光谱数据的光谱技术

技术领域

本发明涉及使用光谱装置检查样品的方法，包括以下步骤：

- 将样品安装在样品架上；

- 将辐射的聚焦输入射束引导到样品上的位置上，从而产生使受激光子辐射的通量从所述位置放射的相互作用；

- 使用多通道光子计数检测器检查所述通量，从而针对所述位置积累测量光谱；

- 针对样品上的一系列连续位置，自动重复所述引导和检查步骤。

本发明还涉及适于执行这样的方法的光谱装置，特别是如被包括在带电粒子显微镜中的光谱装置。

背景技术

出于清楚和一致性的目的，如遍及本文和所附权利要求书所使用的下列术语应被解释如下：

- 聚焦射束被认为是具有与受调查的样品相比相对小的受限横截面面积的射束；以这种方式，有可能将射束的撞击覆盖区（footprint）限于样品的相对小的子区域。该射束可以本质上是会聚的或准直的。

- 受激光子辐射被认为是作为通过用相对高的能量粒子（例如电子、离子、X射线或伽玛射线）进行轰击所促成的原子效应的结果而产生的光子辐射。如果轰击射束（输入射束）被切断，则受激光子辐射的通量将停止。该术语不应与如被应用于激光科学中的受激辐射的概念相混淆。

- 多通道检测器被认为是可以将光子辐射的入射通量分类到多个能量通道中的检测器，每个通道代表给定的能量范围。

下面更详细地阐明这些要点。

例如，开篇段落中所描述类型的方法从能量色散（energy-dispersive）X射线光谱术（其通常使用首字母缩写词EDX或EDS来指代）的领域所获知。在这种技术中，用带电粒子的聚焦输入射束（例如，在扫描电子显微镜中，或在专用的独立装置中）轰击样品（通常，但不一定，本质上是矿物学的样品）。通过与这些轰击粒子之一的碰撞，样品的原子中的较低壳层电子可以从其轨道被排出，这在同时释放以X射线光子的形式的能量量子的情况下，创建由正在讨论的原子中较高壳层电子的去激发所迅速填充的电子空穴。以这种方式被发射的光子的能量特征/分布将是正在讨论的原子的特定电子壳层结构的特性，并因此在执行样品的元素/组成分析中可以被用作“指纹”。能量色散光谱检测器对不同能量的不同光子进行收集、分类和计数，针对聚焦输入射束被引导到其上的样品的位置产生测量光谱；这样的光谱可以被呈递为每通道的计数（纵坐标）对通道号（横坐标）的图表，与强度对能量相对应，且一般包括各种峰值——其能量可以被用来识别生成的元素（物质），以及其高度（原则上）可以被用来估计生成的元素的相对数量。然后人们自动移动样品和/或射束，使得射束被引导到样品上的新位置上，并在所述新位置处自动重复上面所描述的过程（这种自动动作被指定，例如，借助于控制用来支配光谱装置的操作（的方面）的处理器/控制器（的方面）的软件）。这种技术在矿物学领域是特别有用的，其中小的样品可能包含许多不同种类的矿物；然而，其有用性在例如冶金、微生物学和半导体科学的领域中也是不证自明的。对于有关EDX/EDS的更多信息，对以下网页进行参考：

http://en.wikipedia.org/wiki/Energy_Dispersive_Spectroscopy

如这里所采用的，术语EDX/EDS涵盖了所谓的波长色散X射线光谱术（WDX或WDS）。该后一种技术可以被视为EDX/EDS的特定改进，其中对从样品出现的X射线进行过滤（例如，借助于特定类型的晶体），使得只有给定波长的X射线在任何给定时刻被计数。

另一个此类已知技术是X射线荧光光谱术，其通常使用首字母缩写词XRF指代。这种技术与EDX/EDS类似，除了在输入射束中包括X射线或伽马射线光子而非带电粒子。对于有关XRF的更多信息，对以下网页进行参考：

http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray_fluorescence

又一个此类技术是质子诱发X射线发射（PIXE），其中输入射束包括质子。在以下参考中更详细地描述了这种技术：

http://en.wikipedia.org/wiki/PIXE

尽管它们是有用的，但是这些已知技术确实遭受到某些挫折。例如：

(i)一个问题在于所利用的物理过程（束缚电子的排出和去激发）的性质，并且该问题是由以下事实所引起的，即关于经由这种机制产生光子，并非所有元素都示范出相同的“亮度”。结果，假定测量期期间的固定计数时间（累积时间），对于样品中的不同元素，可以积累显著不同的光子计数值。即使对于单个元素，发射光谱通常将包括多个不同高度的峰值——其中一些可能如此之高以至于在光谱中占支配地位，而另一些可能只略高于所获得的数据中的微小凸起。然而，当对来自显着不同亮度的若干元素的光子同时进行计数时，最高和最低峰值之间大小上的差异甚至可以更大。除非显著增加计数时间，否则这样的峰值高度的宽范围可使更小的峰值在背景噪声中被丢失/忽略；然而，以这种方式增加计数时间必然招致显著的吞吐量惩罚，这通常是不期望的。

(ii)另一个问题在于所采用检测器的工作方法（modus operandi），其根据光子被感知的能量将光子分类到不同的“通道”中，并在所分配计数时间内对每个通道中的光子数进行计数。该分类过程本质上是串行的，并且当检测器面临快速的时间演替中两个接连光子的到来（传统上被称为“堆积（pile-up）”的事件）时，可能陷入混乱。假定这些光子分别具有能量E₁和E₂，由于光子的时间间隔没有足够大到允许将它们之间的转折点确信地区别于噪声影响，由检测器所采用的处理电路可能不确定关于其只是已“看到”两个不同的光子还是具有能量E₁+E₂的单个光子。为避免使所积累的数据“变坏（spoil）”，这种堆积事件传统上被所述处理电路丢弃。在涉及来自样品的受激光子（X射线）辐射的相对高通量的测量情况中，许多潜在有用的数据可能不得不以这种方式被丢弃，使得测量质量将不可避免地受损。有些讽刺的是，尽管由较高的光子通量，但对于所采用的检测器而言，可能只有相对很少的有用数据，其结果是：所获得的光谱可能具有噪声和相对低的分辨率，并且其一个或多个峰值高度可能不再被可靠地用来估计正在讨论的生成一个或多个峰值的一个或多个元素的相对数量。

（ⅲ）问题（i）和（ⅱ）趋于互相加剧。例如，考虑具有高亮度的元素，如（i）中所提到的。由该元素所产生的高光子通量可以“压倒（overwhelm）”所采用检测器的处理电路，由于重现堆积而引起检测效率上的剧烈下降。由于具有较低亮度的元素，这种下降转而又使其甚至更难以有效地检测（较弱的）谱峰。

发明内容

解决这些问题是本发明的一个目的。更具体而言，本发明的一个目的是提供一种可以更有效地应对具有基本上有差异的亮度的元素在样品中同时出现的光谱方法。此外，本发明的一个目的是这样的方法应该能够以更有效的方式处理数据堆积。

这些和其他目的在如开篇段落中所规定的方法中被实现，其特征在于下列步骤：

- 选择将影响所述受激光子辐射通量的大小的输入射束的射束参数；

- 针对样品上第一组位置内的每个位置，使用所述射束参数的第一值来积累光谱；

- 针对样品上第二组位置内的每个位置，使用与所述第一值不同的所述射束参数的第二值来积累光谱。

在导致本发明的研究中，发明人得到的深刻理解是，在执行光谱术的许多情况中，人们通常（至少最初）对定性分析（即，究竟是否存在某种元素）比对定量分析（即，存在多少该元素）更感兴趣；因此，光谱数据的一定失真（借此操控峰值的相对高度）在许多情况下，将产生可接受的结果。此外，发明人意识到，虽然调整计数时间在原则上可以提供“增大”光谱中较弱峰值的手段，但其将不会解决上面所阐述的堆积问题。在解决这些难点的新方法中，发明人得到两步（或多步）光谱术的想法，涉及使用输入射束的适合射束参数的不同值（例如，射束电流或射束能量）在不同样品位置处积累光谱。调整所选择的射束参数不仅允许如上文所提及的弱峰值增大，而且其还允许对从样品产生的受激光子通量的强度进行调整，并从而对高通量情况下堆积的发生进行调整。理想的情况下，使用不同的射束参数值在不同样品位置处获取不同的光谱，允许为样品中的低亮度和高亮度元素二者进行数据的单独并且仍并发的优化。例如：

- 选择将产生高光子通量的射束参数值，人们可以检查来自低亮度第一元素的相对弱的光谱数据。同时存在的高亮度第二元素可以引起堆积的显著发生，其将危及对应光谱的质量。在现有技术中，人们将仅不得不忍受这种失配。

- 然而，在当前发明中，先前的光谱测量仅仅是第一测量。当前发明引入第二测量，其中此时调整所选择的射束参数，以便使所观察到的光子通量降低到将减轻上面所提到的堆积问题的水平。此时测量第二光谱，其将产生针对所述第二元素的更可靠的数据。

- 作为一个整体，已根据当前发明进行其光谱分析的一般样品，可以包括不同位置的“镶嵌图案（mosaic）”——一些（最终）使用射束电流的第一值（例如，适用于高亮度元素的光谱术）进行调查，而其他（最终）使用射束参数的不同的第二值（例如，适用于低亮度元素的光谱术）进行调查。这里使用词语“最终”是因为，在给定位置处，可以使用不同的射束参数值积累若干不同的光谱，而这些中最优的一个（例如，在分辨率/信噪比方面）最终可以评为是用于特定目的（例如定性分析）的“最佳”样本；当然，其他的积累光谱可能更好地适用于其他目的（例如定量分析）。在这种情境中，应当注意的是，这里所规定的第一和第二组位置可以重叠，或一个可以是另一个的子集，或它们可以相同。任一子集（或二者）可以（或可以不）对应于进行测量的整个系列的位置。

本发明所主要确认的是，代替试图使用所述射束参数的通用（普遍适用（blanket））值在样品上的所有位置处积累光谱，将射束参数作为样品上位置的函数进行调整（修整），并从而获取每个位置的最为最优的光谱，可能是更好的。

如上文所阐述，由检测器所分析的受激光子辐射的通量是由辐射的输入射束与样品原子中的束缚电子的排出相互作用所生成。在本发明中，为了控制该通量的大小而被调整的输入射束参数,通过为所述排出相互作用调整反应横截面来这样做。例如，这可以按照下列方式来实现：

- 调整每单位时间输入射束中入射粒子的数量，即调整射束强度（在带电粒子束的情况下其相当于射束电流）。在用来产生电子的Schottky发射器（或其他源，例如热离子枪）的情况下，射束电流调整可以例如通过在电子束路径中定位一个或多个聚光器透镜和光阑，并使用一个或多个聚光器透镜来改变撞击在光阑上的射束的直径来实现；这相应地改变光阑下游的射束中的电流。另一方面，在通过减速电子流来产生其输出（例如，产生轫致辐射（Bremsstrahlung）或同步加速器辐射）的X射线源的情况下，射束强度可以通过改变所述电子流的电流来调整。

- 调整入射射束中各个粒子的能量，其将影响排出相互作用的量子效率。例如，在带电粒子束的情况下，这可以通过调整用来加速射束的电位的大小来实现。相应地，在如上文所提到的X射线源的情况下，射束能量可以通过改变所述电子流的能量来调整。

- 调整（有效的）射束横截面，例如使用光阑，或通过改变样品上射束的入射角。

在EDX/EDS的情况下，发明人已发现射束电流尤其适用于本发明的情境中的调整。

在当前发明的一个方法中，人们可能尝试在继续移动到下一个位置之前，在给定位置处（以其相应的射束参数值）来积累（至少）两个不同的光谱；这样的方法可以被称为伴有射束参数的“运行中（on-the-fly）”调整。然而，典型地，射束参数的调整是相对缓慢的过程，使得其运行中调整将会趋于伴有显著的吞吐量惩罚。因此，根据本发明的方法的替代实施例包括以下步骤：- 选择射束参数的所述第一值；

- 在第一测量运行中，在针对所述第一组位置中的每个位置获取光谱的同时，维持射束参数的所述第一值；

- 选择射束参数的所述第二值；

- 在第二测量运行中，在针对所述第二组位置中的每个位置获取光谱的同时，维持射束参数的所述第二值。

这种方法只调整射束参数一次，而不是运行中调整。现在将讨论这种方法的特定实施例。

如上文所阐述，当堆积数据出现时，现有技术的光谱方法仅将其丢弃。当前发明人认为这是浪费且低效率的，并已设计出了根据本发明的方法的实施例，其中堆积被更有效地处理。这样的实施例包括下列步骤：

- 在所述第一测量运行期间，如果检测器遇到由低于给定接受值的时间间隔所分离的两个连续光子，则生成事件信号；

- 如果在给定位置L_f处，所生成的事件信号的数量超过特定阈值，则生成标志信号，并将位置L_f存储在存储器中；

- 响应于标志信号的生成，选择射束参数的所述第二值，以便降低受激光子辐射的所述通量的大小；

- 选择第二组位置以至少包括位置L_f的子集。

该实施例利用当前发明的固有的两步方法，以便标记和重新访问样品上的显著堆积位置。如果堆积数据被盲目地丢弃（如在现有技术中）则这导致本征地具有降低质量的光谱（如上文所阐述）。然而，发生显著堆积行为的样品上的标记位置将向分光镜用户通知来自正在讨论的位置的光谱受到危及，并且将给予其使用调整的射束参数值在那些位置重新积累光谱的机会，该调整的射束参数值将使来自样品的受激光子通量降低到使堆积事件减少到较不显著水平的值。在此实施例的情境下，应当注意以下内容：

- 如这里所提到的事件信号的生成是一种统计效应，其可以在任何时间发生，即使对于相对低水平的受激光子通量而言；这是为何仅当在特定位置处的事件信号的数量超过预先选定（酌情决定）的阈值时生成标志信号的原因，其定义什么被认为是在统计上重要的。例如，这样的阈值可能大约为50。

- 所述接受值（用在触发事件信号中）（对于许多通常可获得的检测器而言）也是可调整的。然而，在如当前发明中所使用的检测器中的配准时间和配准精度（能量分辨率）之间一般存在权衡：选择更短的配准时间（以便减少堆积的机会）将产生可以用其测量配准光子的能量的确定性上的随之而来的下降，反之亦然。

- 至于针对其积累第二光谱的位置L_f的所述子集，这是酌情决定的，并且通常将取决于特定样品调查的情况，例如可用时间、样品的重要性、调查的性质、分光镜用户的个人偏好等。该子集可以包括所有的位置L_f，或仅其中一些。例如，还可以针对除标志位置L_f之外的位置积累第二光谱。

本领域技术人员将理解这些要点，并将能够在这些问题上视需要/要求来做出适当的选择。

本领域技术人员还将理解，当前发明的方法中所采用的射束参数的特定的第一和第二值的选择是酌情决定的，并且一般将取决于给定测量/样品/用户的特定情况。例如，取射束电流作为所采用射束参数的具体示例，如果第一射束电流值I₁被用来在给定位置处积累第一光谱并且在该位置处生成堆积标志，则被用来在该位置处积累第二光谱的第二射束电流值I₂可以是（例如）：

- 任意选择，作为迭代的“试错（trial-and-error）”方法的一部分。例如，人们可以选择I₂ = 0.75 I₁，且如果仍然观察到堆积行为，则采用更小的值，例如I₂ = 0.5 I₁等。

- 使用包含受激光子通量的生成及其检测的物理性质的模型进行估计，并且，例如，在先前测量的基础上进行校准/改进。

- 基于具有类似情形的以往经验来进行选择。

类似地，如果所采用的第一射束电流值I₁在特定的位置处没有引起堆积标志的生成，则在该位置处积累第二光谱时，存在潜在的余地以用于人们来选择更大的射束电流值I₂。用来执行本发明的分光镜可以具备用户界面，用户可以在该用户界面上预先选择将被用在第一和第二（以及可能另外的）测量运行中的射束参数的值，和/或具备可以自行决定适当的射束参数值的（半）自主处理器。

如上文已阐述的，当积累光谱时，现有技术的光谱技术趋于丢弃堆积数据，因为这种数据由于其特殊性质而趋于是不可靠的。如先前所谈论的，这是浪费且低效率的，并且本发明人寻求更实际的替代方案。为此，在根据本发明的方法的进一步的实施例中：

- 如果在位置L_e处生成事件信号，则与该事件信号相关联的检测器数据被存储在缓冲器中；

- 来自该缓冲器的数据被包括在针对位置L_e所积累的光谱中，但被标记为与事件信号相关联。

实践中，这样的缓冲器数据将自身表现为在可疑能量值（由于检测器的处理电路已将具有能量E₁和E₂的两个顺序光子误解为是具有能量E₁+E₂的单个光子的事实）处的一个或多个额外的峰值。虽然这样的伪峰值不能在解释得到的光谱时被“字面上采用”，但对专家来说它们仍可以是有价值的信息源，该专家一般将能够做出关于作为伪峰值基础的单独的能量E₁、E₂的有根据的猜测；然后，以这种方式从伪峰值所预言的数据可以与光谱中的真峰值一起被使用，以执行例如正在讨论的生成光谱的元素的数量的更准确的分析。

附图说明

现在将在示例性实施例和示意性附图的基础上更详细地阐明本发明，其中：

图1呈递了用其可以执行根据当前发明的方法的带电粒子显微镜（在SEM的情况下）的方面的纵向截面图。

图2示出了针对特定冶金样品所获得的EDX/EDS光谱的示例。

图3示出了以不同的测量设定（射束电流、计数（累积）时间、配准时间）所积累的，针对钼的三个EDX/EDS光谱的集合。

在图中，在相关的地方，使用对应的参考符号来指示对应的部分。

具体实施方式

实施例1

图1示出了带电粒子显微镜400，其在这种情况下是SEM。显微镜400包括粒子光学镜柱402，其产生带电粒子束404（在这种情况下是电子束）。粒子光学镜柱402被安装在真空腔406上，其包括用于保持样品410的样品架/台408。使用真空泵（未示出）来将真空腔406抽空。借助于电压源422，可以将样品架408或至少样品410偏置（浮置）到相对于接地的电位。

粒子光学镜柱402包括电子源412、用以将电子束404聚焦到样品410上的复合透镜系统414、416以及偏转单元418。关于检测器，该装置配备有：

- 第一检测器420，用于检测响应于由射束404进行的辐照而从样品410放射的受激光子辐射的通量。在本示例中，检测器420是X射线检测器,例如EDX/EDS检测器。

- 第二检测器100，用于检测响应于由射束404进行的辐照而从样品410所发射的不同类型的受激辐射。在本示例中，检测器100是分段的电子检测器，其可以被用来检测例如反向散射电子/次级电子。

如这里所描绘的，该装置使用这两种检测器类型；但是，这纯粹是一种设计/实现方式选择，并且如果需要，也有可能只使用这些检测器类型之一。该装置进一步包括计算机处理装置（控制器）424，尤其是用于控制偏转单元418、透镜414和检测器420、100，以及将从检测器420、100所收集到的信息显示在显示单元426上。

通过使射束404在样品410上扫描，受激辐射（包括，例如，X射线、红外/可见/紫外光、次级电子以及反向散射（BS）电子）从样品410放射。由于所发射的辐射是位置敏感的（由于所述扫描运动），因此从检测器420、100所获得的信息也将是位置相关的。来自检测器420、100的信号由处理装置424进行处理，并被显示在显示单元426上。这种处理可以包括多种操作，例如合并、积分、相减、伪着色、边缘增强以及对于本领域技术人员已知的其他处理。此外，例如，如被用于粒子分析的自动识别过程可以被包括在这种处理中。

应当注意的是，本领域技术人员将了解这样的结构的许多改进和替代方式，包括，但不限于，对从样品410放射的（红外/可见/紫外）光的检测、双射束（例如用于成像的电子束404和用于加工（或在某些情况下用于成像）样品410的离子束）的使用、在样品410处受控制的环境（例如，维持几个mbar的压力（如被用在所谓的环境SEM中）或通过导入气体，诸如蚀刻或前驱气体）的使用，等等。

所描绘的显微镜400可以被用来积累EDX/EDS光谱，如下：

- 通过移动样品架408和/或射束404，来相对于射束404的光轴（未描绘）对样品410进行定位。这种运动被实现，以便将样品410的特定位置放置在射束404的路径中；

- 当射束404撞击样品的所述位置时，如上文所阐述的，其将生成（尤其是）X射线（受激光子辐射）的通量。该通量将包括（典型地）各种能量的X射线光子流。部分该通量撞击检测器420的检测孔径，其包括光电转换器。响应于X射线光子的配准，该转换器生成电子簇射，以及然后该电子簇射可以由与检测器420相关联的处理电路进行处理。这种电路可以位于检测器内/上，和/或在其外部；

- 检测器420（与其相关联的处理电路一起）是所谓的多通道检测器，因为其能够根据能量（通道）对配准的X射线光子进行分类，并对每个通道的配准事件的数量进行计数。例如（在后面更详细地讨论），当这种信息被被图形呈递（在给定的计数时间/累积时间内）时，其产生测量的光谱，如图2中所图示的。

- 在已经以这种方式针对所述位置获得光谱之后，通过引起样品架408和射束404的适当的相对运动，人们可以继续移动到样品410上随后的位置。

在本发明的情境中，不是所有这种光谱（最终）都使用射束404的相同的射束参数来积累。而是，将射束参数（例如射束电流）使用复合透镜系统414的某些组件（例如聚光器透镜）来进行调整，并且人们可以使用该射束参数的不同值（在相同或不同的位置处）积累相应的第一和第二光谱。在数据堆积发生在第一光谱的累积期间的情形中，这种方法可能具有特定的有用性；在这种情况下，对所选择的射束参数值进行调整以便（显著地）降低来自样品410的（X射线的）受激光子通量，由此在第二光谱的积累期间堆积的发生将被避免，或至少被减少。

实施例2

图2示出了从冶金样品所积累的EDX/EDS光谱。光谱是沿纵坐标的测量强度（与每个通道的光子计数成比例）对沿横坐标以keV为单位的光子能量（由光子被与检测器相关联的处理电路分类到其中的通道所确定）的曲线图。光谱示出了被叠加在较低背景上的多个不同的峰值。

这些峰值的特定集合的位置和相对高度是生成它们的元素的特性。例如，在所描绘的光谱中，钒（V）在大约0.5、4.9 和5.4 keV的能量处生成三个一组的（可区分的）峰值。另一方面，铬（Cr）是造成在大约0.5、5.4和5.95 keV处的峰值的原因（其中两个显然与钒的对应峰值在沿水平轴所采用的能量分辨率上一致）。

现在继续移动到图3，这示出了针对另一个样品，在包括相对高浓度的钼（Mo）的位置处所积累的三个EDX/EDS光谱的集合。纵坐标示出每个通道的计数，而横坐标示出以eV为单位的能量。在所描绘的能量范围中，理想情况下Mo展示出两个特征峰值——所谓的Lα和Lβ1峰。对以下内容进行更详细地描绘：

- 图3A：该光谱是使用相对低的输入射束电流、相对长的计数（累积）时间、以及相对较长的配准时间（低计数率）所积累的。其是相对“理想的”光谱，其中Lα特征作为在约2.29 keV处的高峰是清晰可见的，而Lβ1特征自身表现为在约2.37 keV处的较低的“肩”。但是，该光谱的良好细节和分辨率是以吞吐量为代价的。

- 图3B：在致力于增加吞吐量时，该光谱使用较高的输入射束电流和较短的计数（累积）时间来进行积累。与图3A相比，存在大幅降低的计数的数量，而光谱相应地有更多噪声。Lα和Lβ1特征仍然是可见的，但增加的噪声水平使Lβ1肩更加难以辨别。降低的光谱质量是由于堆积的大发生率，大部分堆积被所采用的检测器的处理电路所丢弃，但其中的少数“通过”（例如，由于两个光子完全同时到达），具有的结果是在约4.6和4.7 keV处的小的伪峰值。

- 图3C：该光谱使用较短的配准时间进行积累，以便降低堆积的发生率。结果，计数被增加而噪声被降低。但是，如上文已经解释的，较短的配准时间带来了能量分辨率上随之而来的降低。因此，Lβ1肩现此时在不再是（清晰）可见的。

在此示例中，清楚的是，至少在正在讨论的Mo富集的位置处，与图3B或3C的光谱相比，人们可以更好地使用图3A的光谱。因此，在该Mo富集的位置处，相对低的输入射束电流给出最令人满意的结果。另一方面，在不同的元素（浓度）具有过肩（overhand）的另一个位置处，不同的射束电流值可能是值得推荐的。从而，产生了对积累光谱的特定的样品位置所修正的射束电流（或其他射束参数）的想法。

Claims

1.一种使用光谱装置检查样品的方法，包括：

将所述样品安装在样品架上；

将辐射的聚焦输入射束引导到所述样品上的位置上，从而产生使受激光子辐射的通量从所述位置放射的相互作用；

使用多通道光子计数检测器检查所述通量，从而针对所述位置积累测量光谱；以及

针对所述样品上的一系列连续位置，自动重复所述引导和检查步骤，

进一步包括以下步骤：

选择将影响所述受激光子辐射通量的大小的输入射束的射束参数；

选择所述射束参数的第一值；

在第一测量运行中，在针对第一组位置中的每个位置获取光谱的同时，维持所述射束参数的所述第一值；

选择所述射束参数的第二值；

在第二测量运行中，在针对第二组位置中的每个位置获取光谱的同时，维持所述射束参数的所述第二值，

其特征在于以下步骤：

在所述第一测量运行期间，如果所述检测器遇到被低于给定接受值的时间间隔所分离的两个连续光子，则生成事件信号；

如果在给定位置L_f处，所生成的事件信号的数量超过特定的阈值，则生成标志信号，并将位置L_f存储在存储器中；

响应于标志信号的生成，选择所述射束参数的所述第二值，以便降低所述受激光子辐射通量的大小；

选择所述第二组位置以至少包括位置L_f的子集。

2.如权利要求1中所述的方法，其中：

如果在位置L_e处生成事件信号，则将与该事件信号相关联的检测器数据存储在缓冲器中；以及

来自该缓冲器的数据被包括在针对位置L_e所积累的光谱中，但被标记为与事件信号相关联。

3.如权利要求1所述的方法，其中：

所述输入射束包括从包括电子、X射线、伽马射线、质子、正电子和离子的组中所选择的辐射；

所述受激光子辐射的通量包括X射线；以及

所述射束参数是从包括电流和强度的组中选择的。

4.如权利要求3中所述的方法，其中：

所述输入射束包括电子；以及

将所述受激光子辐射的通量使用能量色散X射线光谱术进行检查。

5.一种被构建和布置成执行如权利要求1所述的方法的带电粒子显微镜。

6.一种用于检查样品的带电粒子显微镜，包括：

真空腔，其包括用于固定样品的样品架；

粒子光学镜柱，用于产生用于辐照所述样品的带电离子束，从而产生使受激光子辐射的通量从所述样品放射的相互作用；

第一检测器，用于检测从所述样品放射的所述受激光子辐射的通量；

第二检测器，用于检测从所述样品放射的不同类型的受激辐射；以及

计算机处理控制器，其包括用于执行以下步骤的计算机指令：

将所述样品安装在样品架上；

针对所述样品上的一系列连续位置，自动重复所述引导和检查步骤；

进一步包括以下步骤：

选择所述射束参数的第一值；

选择所述射束参数的第二值；

在第二测量运行中，在针对第二组位置中的每个位置获取光谱的同时，维持所述射束参数的所述第二值；

其特征在于以下步骤：

响应于标志信号的生成，选择所述射束参数的所述第二值，以便降低所述受激光子辐射通量的大小；以及

选择所述第二组位置以至少包括位置L_f的子集。

7.如权利要求6所述的带电粒子显微镜，其中所述计算机指令包括：

8.如权利要求6所述的带电粒子显微镜，其中：

所述受激光子辐射的通量包括X射线；以及

所述射束参数是从包括电流和强度的组中选择的。

9.如权利要求8所述的带电粒子显微镜，其中：

所述输入射束包括电子；以及

10.如权利要求6所述的带电粒子显微镜，其中所述第一检测器包括X射线检测器。

11.如权利要求10所述的带电粒子显微镜，其中所述X射线检测器是EDX或EDS检测器。

12.如权利要求6所述的带电粒子显微镜，其中所述第二检测器包括分段检测器。