CN110849926A - 使用带电粒子显微镜检查样品的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用带电粒子显微镜检查样品的方法。该方法包括以下步骤：使用第一检测器，响应于扫描过样品的区域的光束，检测来自样品的第一类型的发射。然后，使用所检测的第一类型的发射的光谱信息将所述样品的扫描区域的至少一部分分成多个区段。根据本发明，在所述多个区段中的至少一个区段中沿着扫描的不同位置处的第一类型的发射可以被组合以产生在所述多个区段的所述一个中的样品的组合光谱。在一个实施方案中，第二检测器用于检测第二类型的发射，并且这用于将样品的区域划分为多个区域。第一检测器可以是EDS，第二检测器可以基于EM。这样，EDS数据和EM数据可以有效地组合以产生彩色图像。

Description

使用带电粒子显微镜检查样品的方法
技术领域
本发明涉及一种使用带电粒子显微镜检查样品的方法，其包括步骤：使用第一检测器响应于扫描过样品的区域的带电粒子束检测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。
背景技术
带电粒子显微镜法，特别是电子显微镜法的形式，是一种众所周知且日益重要的微观物体成像技术。从历史上看，电子显微镜的基本类已经演变成许多公知的装置种类，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)以及各种亚种，如所谓的“双射束”装置(例如FIB-SEM)，其额外采用“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。
通过扫描电子束照射样品，例如以二次电子、后散射电子、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”辐射从样品的放射。可以检测该发射辐射的一个或多个分量并将其用于样品分析。
通常，在SEM中，后向散射电子由固态检测器检测，其中每个后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。当扫描光束时，后向散射电子检测器信号用于形成图像，当主光束在样品上移动时，每个图像点的亮度由在样品上的相应点处检测到的后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”或“EDS”的过程中，测量来自样品的响应电子束的x射线的能量，并在直方图中绘制以形成材料特定光谱。可以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的一个缺点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，电子束停留在每个分析点上。一旦记录了足够的X射线计数，光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，该信号处理单元为每个分析点建立x射线光谱曲线，其可以与广泛的已知矿物相库匹配，以选择该分析点的最佳匹配。
发明内容
因此，本发明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的方法，其中检测到的发射的光谱信息用于检查所述样品。特别地，本发明的一个目的是提供一种用于更快速和/或更准确地获取关于样品的信息的方法和装置。
为此，本发明提供了一种使用如权利要求1所限定的带电粒子显微镜检查样品的方法。该方法包括以下步骤：使用第一检测器，响应于扫描过样品的区域的光束，检测来自样品的第一类型的发射。该方法还包括收集所述第一类型的所述检测到的发射的光谱信息。所检测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区段。根据本发明，在所述多个区段中的至少一个区段中沿着扫描的不同位置处的第一类型的发射被组合以产生在所述多个区段的所述一个中的样品的组合光谱。
因此，在所述样品的区域中的光束扫描期间，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以与特定扫描光束位置相关，即可以与样品上的特定位置相关。这意味着也可以收集和/或确定样品上的相应位置的光谱信息。可以将获得的不同位置的光谱信息相互比较。特别地，在与两个或更多个不同位置相关联的光谱信息基本相同的情况下，这意味着样品上的这些点可能是相似的，例如在化学组成方面，并且因此彼此相关。因此，可以使用与这两个或更多个不同位置相关但具有相似特征的信息将这些位置组合在一起，并限定被检查样品的第一区段。同样地，具有基本相同或相似光谱信息的两个或更多个其他不同位置也可以组合在一起，以限定被检查样品的第二区段。
不是收集不同分析点的完整光谱信息，然后转移到下一个分析点，而是在根据本发明的方法中，光束用于扫描样品并同时收集多个分析点的光谱信息。光束的扫描相对较快，并且可以在待检查样品的区域上连续或半连续扫描。在一次或多次扫描之后，获得的光谱信息可能是稀疏的，即意味着一些分析点可能确实提供信息，而其他分析点则不然。然而，通过将相似的分析点组合成区段，并且在各个区段中组合分析点处第一类型的发射以在所述区段中产生组合的光谱，根据本发明的方法能够为整个样品更快速地提供更多的定性信息。另外，在多次扫描样品的情况下，根据本发明的方法的准确性得到进一步改善，因为收集的数据的稀疏性将降低。因此，从上面可以看出，实现了本发明的目的。
本发明的其他实施方案根据从属权利要求。下面将解释这些进一步实施方案的细节。
具体实施方式
在一个实施方案中，该方法包括将所述多个区段中的至少一个分成多个子区段的附加步骤。特别地，检测到的第一类型的发射的光谱信息用于将所述多个区段中的一个划分为多个子区段。这样，例如，在用光束重复扫描期间获得的信息被用于进一步将区段细化成更小的子区段。对于这些更小的子区段，可以组合沿扫描的不同位置处的第一类型的发射，以在所述多个子区段中的所述一个中产生样品的组合子谱。这样，可以获得关于样品的更准确和更详细的信息。
在一个实施方案中，该方法还包括以下步骤：
-响应于在所述样品的所述区域上扫描的所述光束，使用第二检测器检测来自样品的第二类型的发射；
-使用第二类型的发射，将样品的扫描区域划分为多个区域；
-将在所述多个区域中的至少一个中沿扫描的不同位置的第一类型的发射组合，以产生该区域中的样品的组合谱。
在该实施方案中，附加的检测器用于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。与这些第二类型的发射有关的信息用于限定样品的区域。然后使用第一类型的发射将这些区域用于产生该区域中样品的组合光谱。
在一个实施方案中，在将样品的扫描区域的至少一部分分成多个区段的所述步骤之前，执行将样品的扫描区域分成多个区域的所述步骤。特别地，第二类型的发射可以提供与第一类型的发射相比更高的信息速率。换句话说，检测与第二类型的发射有关的重要信号的过程比检测与第一类型的发射有关的重要信号的过程快得多。因此，附加检测器可以用于提供样品初始划分为可能具有相似属性的区域，然后针对这些区域对第一类型的发射进行分组。这提高了如本文所述的方法的质量和速度。
在一个实施方案中，执行将样品的扫描区域的至少一部分划分为多个区段的所述步骤，用于划分多个区域中的至少一个。因此，与第二类型的发射有关的信息用于创建区域，并且与第一类型的发射有关的信息用于将这些区域中的至少一个细分为多个区段。
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，例如后向散射电子。还可以想到的是，所述第一检测器被布置用于检测粒子，特别是光子，例如x射线光子。
电子的后向散射取决于表面中元素的原子序数以及表面、主光束和检测器之间的几何关系。因此，后向散射电子图像显示轮廓信息，即不同组成的区域和拓扑信息之间的边界。获得后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，电子后向散射的概率大于电子引起特定频率的特征X射线发射的概率。在单个停留点获得足够的后向散射电子图像数据通常需要不到一微秒，而获得足够的X射线以在单个停留点获得可分析的光谱通常需要超过一毫秒。
在本发明的一个实施方案中，首先使用后向散射电子检测器采集图像，然后处理图像以识别从对比度显示具有相同元素组成的区域。然后在样品上扫描光束，至少在一个或多个识别的区域上扫描，并且优选多次扫描，以收集代表该区域的X射线光谱并将该区域分成多个区段，随后分成多个子区段。在后向散射电子检测器扫描期间产生的X射线可以有利地用于已经获得可以在后续分段中使用的信息。
如前所述，该方法可以包括另外扫描待检查样品的至少一部分区域的步骤，以及使用所述第一检测器响应于所述另外扫描检测所述第一类型的发射。通过以连续或半连续的方式重复扫描，可以获得与所述第一类型发射有关的更多信息，以进一步改善所获取的信息。
有利地，使用第一类型的发射和使用第二类型的发射的步骤可以用于提供待检查的所述样品的单个彩色图像。特别地，彩色图像可以包含表示第一类型和第二类型的发射的数据。当后向散射电子图像数据与EDS数据结合使用时，这是特别有利的，因为它允许-典型地灰度-后向散射电子图像与由EDS数据产生的颜色信息组合。
特别是当使用用于提供所述彩色图像的区段信息和子区段信息时，获得了用于提供待检查样品的彩色图像的快速方法，其中所述彩色图像同时可以提供所述样品的有意义的信息。特别地，彩色图像可以实时呈现，即可以在几秒或甚至更短的时间内生成。这样，使用者可以更快地检查样品，例如，他能够更快地识别样品上感兴趣的区域。
颜色信息可以在包括色调、值和色度的颜色空间中编码。第一类型的发射用于限定彩色图像的色调和色度中的至少一个；第二种类型的发射用于限定彩色图像的值。因此，在一个实施方案中，EDS数据用于限定图像的颜色和颜色强度，而EM数据用作灰度数据。
在一个实施方案中，色调用于限定待检测样品的材料性质。例如，所述多个区段中的所述一个区段中的样品的组合光谱可以被转换为色调值，例如红色、蓝色、黄色、绿色等，并且所述色调值可以用作所述区段的化学组成的表示。这样，例如，可以识别具有例如C、O、Al、Si、Mn、Fe和Ag原子的区域，因为每个原子可以预先设定为对应于不同的颜色。在这种意义上可以想到，色度，即颜色的饱和度，用于限定所述材料特性的置信度量。例如，当置信度低时，呈现的图像可以是完整的灰度图像(无色度)。随着与第一类型的发射相关的数据增加，置信度也增加，因此可以呈现更灰白的图像。一段时间后，置信度将是最大的，因此可以呈现全色，即完全饱和的图像。这样，可用的色彩空间(色调、值、色度)完全用于向使用者表示有价值的信息。
根据本发明，第一类型的发射用于识别多个区段，并且对于那些多个区段，第一类型的发射被组合以建立该相应区段的组合谱。另外，在一个实施方案中，当与第一类型的发射有关的更多数据可用时，那些多个区段进一步被分成子区段。这意味着在扫描期间获得更多信息，并且该信息用于进一步将区段细分成更小的子区段。换句话说，粒度(granularity)增加。这可以用于向使用者呈现彩色图像，其中第一类型的发射用于表示色调和/或色度(即颜色信息)，并且其中第二类型的发射用于表示值(即，灰度中的正常EM图像)。第二类型的发射具有相对快速的信息速率，这意味着可以几乎立即向使用者呈现灰度图像。第一种类型的发射具有相对慢的信息速率，这意味着获得样品的整个扫描区域的信息需要更多时间。通过将类似信息分组在一起，并且将该分组信息作为色调和色度呈现在由EM数据获得的灰度图像之上，立即向使用者呈现相关信息(即EM数据)并且随着时间的推移(即，按照以秒的量级)更多信息逐渐添加到其中。此外，由于区段被细分为子区段并且信息被分组在一起的事实，因此数据的质量也随着时间逐渐增加。总而言之，向使用者呈现逐渐变化的彩色图像，这提供了非常使用者友好的体验。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于使用上述方法检查样品的带电粒子显微镜。根据本发明的装置包括：
-光学柱，其包括带电粒子源、最终探针形成透镜和扫描仪，用于将从所述带电粒子源发射的带电粒子束聚焦到样品上；
-样品台，其位于所述最终探针形成透镜下游并且布置用于保持所述样品；
-第一检测器，其用于响应于从所述带电粒子源发射的带电粒子的入射，检测源自所述样品的第一类型的发射；和
-控制单元和处理设备，其连接到所述第一检测器。
根据本发明，所述带电粒子显微镜布置用于执行根据本发明的方法。因此，特别地，该装置被设置用于响应于带电粒子束在样品区域上扫描而使用所述第一检测器检测来自样品的第一类型的发射。检测到的第一类型的发射被收集到光谱信息中，例如通过所述处理设备，并且该光谱信息用于将样品的扫描区域的至少一部分分成多个区段。另外，该装置被设置用于在所述多个区段中的至少一个中将沿着扫描在不同位置处的第一类型的发射组合，以在所述多个区段中的所述一个中产生样品的组合谱。特别地，处理设备被设置用于组合所述发射以在各个区段中产生样品的组合光谱。因此，利用该装置，可以收集和组合相关区段的光谱信息，其以相对快速的方式提供相关信息，即以比收集不同分析点的完整光谱信息并然后继续进行下一分析点更快的方式。点。因此，获得了一种装置，利用该装置可以以更快速和/或更准确的方式获取关于样品的信息。因此，实现了本发明的目的。
在一个实施方案中，该装置还包括第二检测器，用于响应于从所述带电粒子源发射的带电粒子的入射，检测源自所述样品的第二类型的发射。特别地，所述第二类型的数据获取速率可以大于所述第一类型的数据获取速率。换句话说，第二检测器可以比第一检测器更快地提供信息，并且所述处理器可以被布置用于使用第二检测器的所述数据来处理第一检测器的数据。如已经关于该方法所描述的，可以想到的是，与第二类型的数据有关的信息用于提供样品的区域，然后使用这些区域来产生相应区域中样品的第一类型的发射的组合谱。根据本发明的方法，然后可以将所述区域细分为多个区段，并且可以为所述多个区段中的每个区段产生组合谱。
在一个实施方案中，该装置还包括输出设备，用于输出处理后的第一检测器信息和处理后的第二检测器信息的组合，特别是其中输出设备布置用于输出彩色图像，其中所述彩色图像的色彩空间包括色调、值和色度。这里，第一类型的发射可以用于限定彩色图像的色调和色度中的至少一个；第二类型的发射可用于限定彩色图像的值。
所述第二检测器可在一个实施方案中是后向散射电子检测器。在一个实施方案中，所述第一检测器可以是EDS检测器。后向散射电子检测器与EDS检测器组合能够快速提供待检测样品的信息图像，例如包含EM信息和化学组成信息的样品的彩色图像。当然可以理解，也可以使用其他检测器，并且这些检测器的使用也可以提供特定的优点。
本发明现在将根据示例性实施方案及所附示意图进行详细说明，所附示意图中：
图1-示出了根据本发明第一实施方案的带电粒子显微镜的纵向剖视图；
图2-示出了根据本发明第二实施方案的带电粒子显微镜的纵向剖视图；
图3-示出了根据本发明的方法的实施方案的示意图；
图4-示出了根据本发明的方法的另一实施方案的示意图；
图5-示出了根据本发明的方法的另一实施方案的示意图；
图6-示出了根据本发明的方法的又一个实施方案的示意图；
图1(不按比例)是根据本发明的一个实施方案的带电粒子显微镜M的一个实施方案的高度示意性描绘。更具体地，它示出了透射型显微镜M，其在这种情况下是TEM/STEM(尽管，在本发明的上下文中，它可能只是有效地是SEM(见图2)，或例如基于离子的显微镜)。在图1中，在真空外壳2内，电子源4产生的电子束B沿着电光轴B’传播并且穿过电光照明器6，将电子导向/聚焦到样品S的选定部分上(例如，它可以被(局部地)薄化/平面化)。还描绘了偏转器8，其(尤其)可用于实现电子束B的扫描运动。
样品S被固定在样品固定器H上，该固定器可由定位装置/台面A以多个自由度放置，该定位装置/台面将摇架A′移动到(可拆卸地)附着的固定器H中；例如，样品固定器H可以包括一个可以在XY平面中移动(除其他外)的手指(参见所描绘的笛卡尔坐标系；通常情况下，平行于Z的运动和绕X/Y的倾斜也是可能的)。这种运动允许样品S的不同部分被(在Z方向上)沿着B′轴行进的电子束B照明/成像/检查，(和/或允许扫描运动作为光束扫描的替代而被执行)。如果需要，可将(未描绘的)可选冷却装置与样品固定器H进行密切的热接触，以便例如在低温下维护它(以及其上的样品S)。
电子束B将与试样S相互作用，使得各种类型的“受激”辐射从试样S发出，包括(例如)二次电子、后向散射电子、X射线和光学辐射(阴极发光)。如果需要，可以借助于分析装置22检测这些辐射类型中的一种或多种，分析装置可能是例如组合的闪烁体/光电倍增管或EDX(能量分散X射线光谱仪)模块；在这种情况下，可以使用与SEM中基本相同的原理构建图像。然而，替代地或补充地，可以研究穿过(通过)试样S，从其离开/发出并继续沿着轴B′传播(基本上，尽管通常具有一些偏转/散射)的电子。这种透射电子通量进入成像系统(投影透镜)24，该系统通常会包括各种静电/磁透镜、偏转器、校正器(如消象散器)等。在正常(非扫描)TEM模式下，此成像系统24可以将透射电子通量聚焦到荧光屏26上，如果需要，该荧光屏可被收回/撤回(如箭头26′所示意的)，从而使其远离B′轴。通过屏幕26上的成像系统24将形成样品S的(一部分)的图像(或衍射图)，并且这可以通过位于外壳2的壁的适当部分中的观察端口28来查看。例如，屏幕26的收回机制本质上是机械和/或电气的，这里没有描绘。
作为在屏幕26上查看图像的一种替代方法，反而可以使用这样一个事实，即离开成像系统24的电子通量的聚焦深度通常相当大(例如1米量级)。因此，可以在屏幕26的下游使用各种其他类型的分析设备，例如：
-TEM相机30。在相机30处，电子通量可以形成静态图像(或衍射图)，其可以由控制器/处理器20处理并且显示在显示设备(未示出)上，例如，诸如平板显示器。当不需要时，相机30可被收回/撤回(如箭头30′所示意的)，以使它远离B′轴。
-STEM相机32。来自相机32的输出可以被记录为样品S上的光束B的(X，Y)扫描位置的函数，并且可以构建图像，该图像是作为X，Y函数的来自相机32的输出的“映射”。相机32可以包括直径为例如20mm的单个像素，与相机30中特征性地存在的像素矩阵相反。此外，相机32通常将具有比相机30(例如，每秒102个图像)高得多的采集速率(例如，每秒106个点)。再一次，当不需要时，可以缩回/取出照相机32(如箭头32′示意性地所示)，以使其远离轴B′(尽管在例如环形暗场照相机32的情况下，这种缩回不是必需的；当在这样的照相机中，当不使用照相机时，中心孔将允许通量通过)。
-作为使用照相机30或32成像的替代方案，还可以调用光谱设备34，其例如可以是EELS模块。
应注意，项目30、32和34的顺序/位置不是严格的，并且可以设想许多可能的变化。例如，光谱设备34也可以集成到成像系统24中。
在所示的实施方案中，显微镜M还包括可伸缩的X射线计算机断层扫描(CT)模块，通常由附图标记40表示。在计算机断层扫描(也称为断层扫描成像)中，使用源和(径向相对的)检测器沿不同的视线观察样品，以便从各种角度获得样品的穿透性观察。
注意，控制器(计算机处理器)20通过控制线(总线)20′连接到各种图示的组件。此控制器20可以提供各种功能，例如同步动作、提供设定点、处理信号、执行计算以及在显示装置(未示出)上显示消息/信息。不用说，(示意性地描绘的)控制器20可以(部分地)在外壳2的内部或外部，并且可以根据需要具有整体或复合结构。
熟练的技术人员将理解，外壳2的内部不必保持严格的真空；例如，在所谓的“环境TEM/STEM”中，在壳体2内有意地引入/维持给定气体的背景气氛。熟练的技术人员还将理解，在实践中，如此可能是有利的：限制外壳2的体积以使其在可能的情况下基本上围绕轴B′，采用所用电子束通过其中的小管(例如，直径为1cm数量级)的形式，但是加宽以容纳例如源4、样品固持器H、屏幕26、相机30、相机32、光谱设备34等结构。
根据本发明的带电粒子显微镜M，其实施方案如图1所示，因此包括光学柱O，其包括带电粒子源4、最终探针形成透镜6和扫描仪8，用于将从所述带电粒子源4发射的带电粒子束B聚焦到样品上。该装置还包括样品台A、H，其位于所述最终探针形成透镜6的下游，并且布置成用于保持所述样品S。该装置还包括第一检测器22，用于响应于从所述带电粒子源4发射的带电粒子B的入射检测源自所述样品的第一类型的发射。在所示的实施方案中，第一检测器22是分析设备22，其如前所述可以是组合的闪烁体/光电倍增管或EDS(能量分散X射线光谱仪)模块。在优选实施方案中，所述第一检测器是EDS。此外，根据本发明的装置包括控制设备20，其(通过线20′)连接到所述第一检测器22(示意性地示出)。根据本发明，所述带电粒子显微镜M用于执行根据本发明的方法，稍后将借助于图3至图5对其进行解释。
现在首先参考图2，示出了根据本发明的装置的另一个实施方案。图2(未按比例)是根据本发明的带电粒子显微镜M的高度示意图；更具体地，它示出了非透射型显微镜M的实施方案，其在这种情况下是SEM(虽然，在本发明的上下文中，它可能只是有效地例如是基于离子的显微镜)。在该图中，与图1中的项目对应的部分使用相同的附图标记表示，并且在此不再单独讨论。附加到图1中的(特别)是以下部件：
-2a：真空端口，其可被打开以引入物件(组件、标品)到真空腔室2的内部/从真空腔室2的内部移除物件(组件、标品)，或者例如辅助设备/模块可以安装在其上。如果需要，显微镜M可包括多个这样的端口2a；
-10a、10b：示意性地描绘了发光器6中的透镜/光学元件；
-12：电压源，如果需要，允许样品夹具H或至少样品S偏置(浮动)到相对于地面的电位；
-14：显示器，例如FPD或CRT；
-22a、22b：分段电子检测器22a，其包括围绕中心孔22b设置的多个独立检测段(例如象限)(允许光束B通过)。例如，这种检测器可以用于研究从样品S出射的电子的输出(第二或后向散射)通量(的角度依赖性)。
因此，如图2所示的带电粒子显微镜M包括光学柱O，其包括带电粒子源4、最终探针形成透镜6、10a、10b和扫描器8，用于将从所述带电粒子源4发射的带电粒子的束B聚焦到样品S上。该装置还包括位于所述最终探针形成透镜6下游并布置用于保持所述样品S的样品台A、H。该装置还包括用于响应于从所述带电粒子源4发射的带电粒子B的入射检测源自所述样品的第一类型的发射的第一检测器22。在所示的实施方案中，第一检测器22是所述分析设备22，其如前所述可以是组合的闪烁体/光电倍增管或EDS(能量分散X射线光谱仪)模块。在替代实施方案中，第一检测器22可以是分段检测器22a、22b。在优选实施方案中，所述第一检测器是EDS。此外，根据本发明的装置包括所述控制设备20，其(通过线20′)连接到所述第一检测器22。
图1和图2中所示的装置可用于用根据本发明的方法检查样品。在图3至图5中示出了根据本发明的方法的若干实施方案。通常，这些方法都包括以下步骤：
-使用第一检测器22，响应于扫描过样品S的区域50的光束B，检测来自样品的第一类型的发射。
-使用所检测的第一类型的发射的光谱信息G，将样品的扫描区域50的至少一部分分成多个区段51；61、62；81-87；和
-在所述多个区段51；61、62；81-87中的至少一个中将沿着扫描在不同位置处的第一类型的发射组合，以在所述多个区段中的所述一个中产生样品的组合谱。
现在参考图3，示意性示出根据本发明的方法的第一实施方案。图3在左侧示意性地示出了带获得的数据54a、54b的待检查样品的区域50，并且在右侧示出了获得的数据的表示150。
用带电粒子束扫描样品的区域50。第一检测器，例如参考图1和图2描述的EDS检测器，用于响应于光束在样品的区域50上扫描检测来自样品的第一类型的发射。这些发射由图3中的数据点54a(白点)和54b(黑点)示意性地表示。数据点54a表示与数据点54b不同的发射，即意味着检测器在这些不同位置处检测到不同的信号。例如，这可以是表示第一材料的白点54a和表示第二材料(与所述第一材料不同)的黑点54b的结果。如左手侧序列所示，从上到下，数据信息54a、54b在开始时相对稀疏，并且随着扫描的继续而增加。在最顶部的步骤中，检测的第一类型的发射54a、54b的光谱信息用于将样品的扫描区域50划分为多个区段51。这里，扫描区域50被分成四个规则的矩形区段51，尽管这种形状和这种规则不是必需的，这将在后面参考图4-6进行描述。
现在参考图3的右侧，其示出了所获取的数据的表示150，可以看出，对于每个区段51，在每个区段51中沿着扫描的不同位置的第一类型的发射被组合以产生该区段51的组合光谱。在所示的实施方案中，这意味着如果在区段51中基本上仅存在黑点，则该区段被表示为黑色区段154b。如果基本上只有白点，则该区段表示为白色区段154a。换句话说，样品的区域150被分成区段51，并且每个区段根据在相应区段51中分配的数据点被给予表示值154a、154b。本领域技术人员将理解，所获取的数据54a、54b原则上可以具有许多值(不仅是黑色或白色)，并且可以根据期望的应用任意选择表示值。所示的示例仅仅是单个可能性的说明，并不旨在限制。
现在，随着数据点54a、54b的数量增加(在图3的序列中：从顶部到底部)，区段51可以被细分为多个子区段52，并且甚至更小的子区段53。区段51和子区段52的光谱信息分别用于此。在一个实施方案中，这意味着数据点的总数用于细分为一个或多个子区段：一旦数据点的总数超过某个阈值，则进行划分为区段、子区段或进一步的子区段。
对于这些子区段，在每个所述子区段(或更小的子区段)中的检测到的第一类型的发射54a、54b的光谱信息用于提供组合的子谱155a、155b，或者样品的进一步的子谱156a，156b可以用作表示值(参见图3的右侧)。因此，可以看出，所表示的数据(右侧)的粒度和精度随着获取更多数据点而增加：图像变得更加详细并且包含更多信息。
图4示出，在一个实施方案中，不需要对每个区段51同时进行子区段的划分。如图4所示，一旦足够的数据点54a′、54b′包含在该区段51′中，就可以将区段51′分成子区段52′。如果没有足够的数据点，则该区段不被分成子区段。对于将子区段52′划分成另外的子区段53′也是如此。在图4所示的实施方案中，白色数据点很多并且彼此相对靠近地定位，使得局部划分成子区段52′和另外的子区段53′是非常方便的。另一方面，在右上区段中，只有一个黑色数据点，因此不会对该区段进行细分。
图5显示了区段和子区段不必具有规则形状。在开始时，样品的区域50被扫描，和光谱信息Gs61、Gs62用于将区域50划分成区段61、62。这里，区段61、62的形状是不规则的，即不是正方形或矩形。随着在进一步扫描期间获得更多信息，进一步的光谱信息Gs63用于将区段61、62的形状调整为调整的区段61′、62′并且创建另一区段63。还引入了附加的区段64、65、66。然后可以将这些段61-66(包括调整的区段61′、62′)分成子区段61′a、61′b、62′a、62′b，例如，如图5所示。进一步划分成其他子区段(未示出)也是可能的。
在一个实施方案中，如图6所示，使用第二检测器来提供区域的初始划分。因此，使用第二检测器，检测来自样品50的第二类型的发射，以响应所述束在所述样品的所述区域上的扫描，并且将样品的扫描区域50分成多个区域71-78。然后，组合在所述多个区域71-78中的至少一个中沿扫描的不同位置处的第一类型(即，利用第一检测器获得)的发射，以产生区域71-78中的样品的组合光谱93。
第二检测器可以布置用于检测带电粒子，特别是电子。所述第一检测器可以被布置用于检测粒子，特别是光子，例如x射线光子(例如，通过EDS)。例如，EM数据91可用于对区域71-78进行初始划分，然后将这些区域至少部分地用作EDS数据92的边界，以将其分组为该区域的组合谱。特别地，EM数据91非常精通用于提供轮廓信息，该轮廓信息可以提供对于特定轮廓预期类似的EDS数据的指示。
图6示出了在第一过程(顶部)中使用由第二检测器检测到的第二类型的发射来识别区域71-78。在第二过程(底部)中，第一检测器检测到第一类型的发射，并且这些发射用于限定区段81-87(与参照图3-5所解释的相当)。随着检测到更多的发射，可以重新限定区段81-87，从而产生堆叠的区段组92。可以使用堆叠组92的所有信息，或仅使用单个信息，例如最新的信息。然后将在第一过程中获得的数据91与在第二过程中获得的数据92组合99，以生成组合数据集93，例如以彩色图像93的形式。在组合图像中，使用第二类型的发射来识别至少一个区域77，并且在该区域77中，使用第一类型的发射来提供组合光谱97。这样，例如，可以获得具有提高的准确度的单个图像。如前所述，该单个图像可以包含颜色信息。
在图6的实施方案中，在包括区域划分的第一过程(顶部)在划分被扫描区域成为区段之前执行是有利的。作为示例：EM数据可以用于基于轮廓限定区域，并且EDS数据(或可比较数据)用于将这些区域划分成区段(和子区段，如果适用的话)。通常，可以使用相对快速的数据来对区域进行第一次划分，并且使用相对慢的数据将这些区域划分为区段和子区段。
可以想到，要扫描的区域50被多次扫描以获得所需的数据量。多次扫描可以包括仅扫描样品的区域50的一部分。例如，可以想到，基于第一扫描(或第一组扫描)，限定感兴趣区域和不感兴趣区域，并且在第二扫描(或第二组扫描)中仅扫描感兴趣区域。这提高了方法的效率。特别地，可以使用从第二类型的发射获得的数据来限定感兴趣的区域，即，EM数据可以用于限定特别是被扫描以获得EDS数据的感兴趣的区域。
本发明已通过以上几个实施方案进行了说明。期望的保护由所附权利要求限定。

Claims (15)

1.使用带电粒子显微镜检查样品的方法，包括：
-使用第一检测器，响应于扫描过所述样品的区域的光束，检测来自所述样品的第一类型的发射；
-使用所检测的第一类型的发射的光谱信息将所述样品的扫描区域的至少一部分分成多个区段；
-在所述多个区段中的至少一个中将沿着扫描在不同位置处的第一类型的发射组合，以在所述多个区段中的所述一个中产生所述样品的组合光谱。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
-使用检测到的第一类型的发射的光谱信息，将所述多个区段中的至少一个分成多个子分段；
-在所述多个子区段中的至少一个中将沿着扫描在不同位置处的第一类型的发射组合，以在所述多个子区段中的所述一个中产生所述样品的组合子光谱。
3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括：
-响应于在所述样品的所述区域上扫描的所述光束，使用第二检测器检测来自样品的第二类型的发射；
-使用第二类型的发射，将样品的扫描区域划分为多个区域；
-将在所述多个区域中的至少一个中沿扫描的不同位置的第一类型的发射组合，以产生该区域中的样品的组合谱。
4.根据权利要求3所述的方法，其中在将所述样品的扫描区域的至少一部分分成多个区段的所述步骤之前，执行将所述样品的扫描区域分成多个区域的所述步骤。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中执行将所述样品的扫描区域的至少一部分划分为多个区段的所述步骤，用于划分所述多个区域中的至少一个。
6.根据权利要求3、4或5所述的方法，其中所述第二检测器被布置用于检测带电粒子，特别是电子。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一检测器被布置用于检测粒子，特别是光子，例如x射线光子。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其包括另外扫描待检查样品的至少一部分区域的步骤，以及使用所述第一检测器响应于所述另外扫描检测所述第一类型的发射。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，当从属于权利要求3时，包括使用第一类型的发射和使用第二类型的发射用于提供待检查的所述样品的单个彩色图像的步骤。
10.根据权利要求2和9所述的方法，其中使用区段信息和子区段信息来提供所述彩色图像。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述彩色图像的色彩空间包括色调、值和色度，其中：
-第一类型的发射用于限定所述彩色图像的色调和色度中的至少一个；和
-第二类型的发射用于限定所述彩色图像的值。
12.根据权利要求11所述的方法，其中色调用于限定待检查样品的材料特性，并且其中所述色度用于限定所述材料特性的置信度的度量。
13.一种带电粒子显微镜，用于使用根据前述权利要求中一项或多项所述的方法检查样品，并且包括：
-光学柱，其包括带电粒子源、最终探针形成透镜和扫描仪，用于将从所述带电粒子源发射的带电粒子束聚焦到样品上；
-样品台，其位于所述最终探针形成透镜下游并且布置用于保持所述样品；
-第一检测器，其用于响应于从所述带电粒子源发射的带电粒子的入射，检测源自所述样品的第一类型的发射；
-控制单元和处理设备，其连接到所述第一检测器；
其中所述带电粒子显微镜用于执行根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法。
14.根据权利要求13所述的带电粒子显微镜，还包括第二检测器，用于响应于从所述带电粒子源发射的带电粒子的入射，检测源自所述样品的第二类型的发射。
15.根据权利要求14所述的带电粒子显微镜，还包括输出设备，用于输出处理后的第一检测器信息和处理后的第二检测器信息的组合，特别是其中所述输出设备布置用于输出彩色图像，其中所述彩色图像的色彩空间包括色调、值和色度，并且其中：
-第一类型的发射用于限定所述彩色图像的色调和色度中的至少一个；和
-第二类型的发射用于限定所述彩色图像的值。
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