DE102019126200A1

DE102019126200A1 - EDX process

Info

Publication number: DE102019126200A1
Application number: DE102019126200.3A
Authority: DE
Inventors: Rainer Arnold; Wolfgang Berger; Markus Boese; Simon Diemer; Holger Dömer; Martin Edelmann; Luyang Han; Michael Hiltl; Arne Janssen; Stefan Meyer; Kai Schubert
Original assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Microscopy GmbH
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-04-01
Also published as: CN112577986B; CN112577986A

Abstract

Ein EDX-Verfahren umfasst: ein Erzeugen eines Bildes mit einer Vielzahl von Bildelementen basierend auf Ausgaben eines Röntgenstrahlungsdetektors; ein Zuordnen wenigstens einer Menge von chemischen Elementen und von relativen Anteilen der chemischen Elemente zu einem jeden Bildelement; ein Bestimmen von zwei Teilmengen von Bildelementen; ein Bestimmen von zwei Filtern die aus der Menge der chemischen Elemente des Bildelements eine vorbestimmte Teilmenge auswählen; ein Filtern der chemischen Elemente des Bildelements mit dem ersten bzw. zweiten Filter; ein Bestimmen von Darstellungsmerkmalen der Bildelemente basierend auf der gefilterten Teilmenge an chemischen Elementen; und ein Darstellen des Bildelements mit einem Anzeigegerät unter Verwendung der Darstellungsmerkmale.An EDX method includes: generating an image having a plurality of picture elements based on outputs from an X-ray detector; assigning at least a quantity of chemical elements and relative proportions of the chemical elements to each picture element; determining two subsets of picture elements; determining two filters which select a predetermined subset from the set of chemical elements of the picture element; filtering the chemical elements of the picture element with the first and second filters, respectively; determining representation features of the picture elements based on the filtered subset of chemical elements; and displaying the picture element with a display device using the display features.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausführung energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX), bei welchem ein Teilchenstrahl über einen Bereich eines Objekts gerastert wird und durch den Teilchenstrahl an dem Objekt erzeugte Röntgenstrahlen mit einem energiedispersiven Röntgenstrahlungsdetektor detektiert wird.The present invention relates to a method for performing energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) in which a particle beam is scanned over a region of an object and the X-rays generated by the particle beam on the object are detected with an energy-dispersive X-ray detector.

Bei herkömmlichen derartigen Verfahren wird aus den Ausgaben des Röntgenstrahlungsdetektors ein Bild erzeugt, dessen Bildelemente Orten an dem Objekt entsprechen, auf welche der Teilchenstrahl gerichtet war, um die detektierte Röntgenstrahlung zu erzeugen, die dem jeweiligen Bildelement zugeordnet wird. Die den Bildelementen somit zugeordneten Daten werden daraufhin analysiert. Diese Daten repräsentieren Röntgenspektren, welche Peaks aufweisen, welche für chemische Elemente charakteristisch sind. Es ist somit möglich, aus den Röntgenspektren die chemischen Elemente und relativen Anteile der chemischen Elemente zu berechnen, welche an den Orten des Objekts vorhanden sind, die den Bildelementen zugeordnet sind.In conventional methods of this type, an image is generated from the outputs of the X-ray detector, the picture elements of which correspond to locations on the object at which the particle beam was directed, in order to generate the detected X-ray radiation which is assigned to the respective picture element. The data thus assigned to the picture elements are then analyzed. These data represent X-ray spectra which have peaks which are characteristic of chemical elements. It is thus possible to use the X-ray spectra to calculate the chemical elements and relative proportions of the chemical elements which are present at the locations of the object that are assigned to the picture elements.

Aus derartigen Bildern kann dann eine Darstellung erzeugt werden, die auf einem Anzeigegerät, wie beispielsweise einem Bildschirm, von dem Benutzer betrachtet werden kann. Die Erzeugung der Darstellung kann beispielsweise erfolgen, indem den einzelnen chemischen Elementen jeweils eine Farbe zugeordnet wird, an jedem Bildelement das chemische Element ausgewählt wird, dessen relativer Anteil für das Bildelement am höchsten ist, und dann das Bildelement an dem Anzeigegerät mit der dem ausgewählten Element zugeordneten Farbe angezeigt wird. Einem geübten Benutzer ist es bei Betrachten der angezeigten Bilder vielfach möglich, aus den Bereichen gleicher und unterschiedlicher Farben und aus deren Geometrien Rückschlüsse auf Eigenschaften des abgerasterten Objekts zu ziehen.A representation can then be generated from such images, which can be viewed by the user on a display device, such as, for example, a screen. The representation can be generated, for example, by assigning a color to the individual chemical elements, selecting the chemical element for each picture element whose relative proportion is highest for the picture element, and then the picture element on the display device with the selected element associated color is displayed. When looking at the displayed images, it is often possible for an experienced user to draw conclusions about the properties of the scanned object from the areas of the same and different colors and their geometries.

Bei Objekten, welche sehr heterogene chemische Zusammensetzungen aufweisen, ist dies allerdings schwierig. Wenn nur wenige einander benachbarte Bildelemente gleiche oder ähnliche chemische Zusammensetzungen aufweisen, werden einander benachbarte Bildelemente meist in verschiedenen Farben angezeigt. Dies führt dazu, dass das Auge des Benutzers dann Mischfarben erkennt und zusammenhängende Bereiche von Mischfarben vermeintlich als besondere Strukturen des Objekts mit einer bestimmten chemischen Zusammensetzung identifiziert werden, da die angezeigte Mischfarbe auf ein chemisches Element schließen lässt, welches tatsächlich an dem Objekt nicht vorhanden ist.In the case of objects that have very heterogeneous chemical compositions, however, this is difficult. If only a few adjacent picture elements have the same or similar chemical compositions, adjacent picture elements are usually displayed in different colors. This means that the user's eye then recognizes mixed colors and coherent areas of mixed colors are supposedly identified as special structures of the object with a certain chemical composition, since the displayed mixed color suggests a chemical element that is actually not present on the object .

Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein EDX-Verfahren vorzuschlagen, welches leichter interpretierbare Darstellungen von EDX-Bildern erzeugt.Accordingly, it is an object of the present invention to propose an EDX method which generates representations of EDX images that are easier to interpret.

Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst ein EDX-Verfahren ein Rastern eines Teilchenstrahls über einen Bereich eines Objekts und ein Detektieren von durch den Teilchenstrahl hierbei erzeugter Röntgenstrahlung mit einem energiedispersiven Röntgenstrahlungsdetektor.According to exemplary embodiments, an EDX method comprises scanning a particle beam over a region of an object and detecting X-rays generated by the particle beam here with an energy-dispersive X-ray detector.

Das Verfahren umfasst ferner ein Erzeugen eines Bildes mit einer Vielzahl von Bildelementen basierend auf Ausgaben des Röntgendetektors. Das Bild kann eine Datenstruktur sein, welche die Ausgaben, die von dem energiedispersiven Röntgenstrahlungsdetektor erzeugt werden, während der Teilchenstrahl auf einen gleichen Ort des Objekts gerichtet ist, dem Bildelement zuordnet und so speichert, dass das Bildelement diesem gleichen Ort des Objekts zuordenbar ist. Eine sichtbare Darstellung des Bildes muss nicht unbedingt erzeugt werden.The method further comprises generating an image with a plurality of picture elements based on outputs of the x-ray detector. The image can be a data structure which assigns the outputs that are generated by the energy-dispersive X-ray detector while the particle beam is directed at a same location of the object to the image element and stores it in such a way that the image element can be assigned to this same location of the object. A visible representation of the image does not necessarily have to be generated.

Gemäß Ausführungsformen der Erfindung umfasst das Erzeugen des Bildes ein Zuordnen einer Menge von chemischen Elementen und von relativen Anteilen der chemischen Elemente zu einem jeden Bildelement der Bildelemente basierend auf den Ausgaben des Röntgenstrahlungsdetektors. Da die einem Bildelement zugeordneten Ausgaben des Röntgenstrahlungsdetektors ein Röntgenspektrum repräsentieren, ist es beispielsweise möglich, in dem Röntgenspektrum Energien von Peaks zu identifizieren und die Energien unter Zuhilfenahme einer geeigneten Datenbank chemischen Elementen zuzuordnen. Ferner ist es möglich, basierend auf den Peakhöhen den identifizierten chemischen Elementen relative Anteile zuzuordnen.According to embodiments of the invention, generating the image includes assigning a set of chemical elements and relative proportions of the chemical elements to each picture element of the picture elements based on the outputs of the x-ray detector. Since the outputs of the X-ray detector assigned to a picture element represent an X-ray spectrum, it is possible, for example, to identify energies of peaks in the X-ray spectrum and to assign the energies to chemical elements with the aid of a suitable database. It is also possible to assign relative proportions to the identified chemical elements based on the peak heights.

Gemäß Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen einer ersten Teilmenge von Bildelementen der Vielzahl von Bildelementen und einer zweiten Teilmenge von Bildelementen der Vielzahl von Bildelementen. Neben der ersten und der zweiten Teilmenge können noch weitere Teilmengen von Bildelementen bestimmt werden. Das Bestimmen der verschiedenen Teilmengen von Bildelementen erfolgt mit dem Ziel, die Bildelemente der verschiedenen Teilmengen unterschiedlich darzustellen. Dem Benutzer kann es ermöglicht werden, die Art der Darstellung der Bildelemente einzustellen. Durch visuellen Vergleich der Darstellungen der Bildelemente der verschiedenen Teilmengen kann der Benutzer dann eine für seine Zwecke vorteilhafte Art der Darstellung für wenigstens einen der verschiedenen Teilbereiche auffinden und aus der Darstellung des Teilbereichs Rückschlüsse auf das Objekt ziehen.According to embodiments, the method further comprises determining a first subset of picture elements of the plurality of picture elements and a second subset of picture elements of the plurality of picture elements. In addition to the first and the second subset, further subsets of picture elements can also be determined. The different subsets of picture elements are determined with the aim of displaying the picture elements of the different subsets differently. It can be made possible for the user to set the type of display of the picture elements. By visually comparing the representations of the image elements of the various subsets, the user can then find a type of representation that is advantageous for his purposes for at least one of the various subsections and draw conclusions about the object from the representation of the subsection.

Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen eines ersten Filters und eines zweiten Filters, wobei der erste und der zweite Filter jeweils aus der Menge der chemischen Elemente, die einem Bildelement zugeordnet sind, eine vorbestimmte Teilmenge auswählt. Das Verfahren umfasst dann ferner ein Filtern der Bildelemente der ersten Teilmenge mit dem ersten Filter und ein Filtern der Bildelemente der zweiten Teilmenge mit dem zweiten Filter. Das Filtern umfasst ein Filtern der einem jeweiligen Bildelement zugeordneten chemischen Elemente und Zuordnen einer gefilterten Teilmenge dieser dem Bildelement zugeordneten chemischen Elemente zu dem jeweiligen Bildelement. Der Filter kann vom Benutzer konfigurierbar sein. Beispielsweise kann der Benutzer aus den Elementen des Periodensystems einzelne Elemente auswählen, welche in der den Bildelementen zugeordneten Teilmenge an chemischen Elementen erscheinen sollen. Ferner ist es möglich, dass der Benutzer Gruppen von chemischen Elementen, wie beispielsweise Metalle, auswählt, die nach dem Filtern in der dem jeweiligen Bildelement zugeordneten Teilmenge von chemischen Elementen erscheinen sollen.According to exemplary embodiments, the method further comprises determining a first filter and a second filter, the first and the second filter each selecting a predetermined subset from the set of chemical elements associated with a picture element. The method then further comprises filtering the picture elements of the first subset with the first filter and filtering the picture elements of the second subset with the second filter. The filtering comprises filtering the chemical elements assigned to a respective picture element and assigning a filtered subset of these chemical elements assigned to the picture element to the respective picture element. The filter can be configurable by the user. For example, the user can select individual elements from the elements of the periodic table which are to appear in the subset of chemical elements assigned to the picture elements. It is also possible for the user to select groups of chemical elements, such as metals, for example, which, after filtering, are to appear in the subset of chemical elements assigned to the respective picture element.

Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner ein Bestimmen von Darstellungsmerkmalen eines Bildelements basierend auf den chemischen Elementen der gefilterten Teilmenge an chemischen Elementen, die diesem Bildelement zugeordnet ist, den relativen Anteilen dieser chemischen Elemente und den den chemischen Elementen zugeordneten Darstellungsmerkmalen. Das Verfahren umfasst dann ferner ein Darstellen der Bildelemente mit einem Anzeigegerät unter Verwendung der Darstellungsmerkmale des jeweiligen Bildelements.According to exemplary embodiments, the method further comprises determining display characteristics of a picture element based on the chemical elements of the filtered subset of chemical elements assigned to this picture element, the relative proportions of these chemical elements and the display characteristics assigned to the chemical elements. The method then further comprises displaying the picture elements with a display device using the display features of the respective picture element.

Die Darstellungsmerkmale können eine Farbe, eine Farbsättigung, eine Helligkeit oder andere Darstellungsmerkmale, wie beispielsweise Texturen, Muster und Schraffuren oder dergleichen umfassen.The display features can include a color, a color saturation, a brightness or other display features, such as, for example, textures, patterns and hatching or the like.

Durch visuellen Vergleich der Darstellungen der Bildelemente der ersten Teilmenge und der Bildelemente der zweiten Teilmenge von Bildelementen und Abändern der Eigenschaften der für Bildelemente der ersten und der zweiten Teilmenge verwendeten Filter ist es dem Benutzer möglich, in einem eventuell iterativen Vorgang Strukturen des Objekts aufgrund der in den Strukturen enthaltenen speziellen chemischen Elemente sichtbar zu machen.By visually comparing the representations of the picture elements of the first subset and the picture elements of the second subset of picture elements and changing the properties of the filters used for picture elements of the first and second subset, the user can, in a possibly iterative process, determine structures of the object based on the in make visible the special chemical elements contained in the structures.

Gemäß beispielhaften Ausführungsformen erfolgt das Bestimmen der ersten Teilmenge und/oder der zweiten Teilmenge von Bildelementen aufgrund von Eingaben des Benutzers. Die Eingaben des Benutzers können beispielsweise eine Eingabe mit der Maus umfassen, wobei der Benutzer in einer Darstellung des Bildes einen Bereich, wie beispielsweise ein Rechteck oder einen Kreis oder dergleichen durch Mausoperationen markiert.According to exemplary embodiments, the determination of the first subset and / or the second subset of picture elements takes place on the basis of inputs by the user. The inputs of the user can include, for example, input with the mouse, the user marking an area in a representation of the image, such as a rectangle or a circle or the like, using mouse operations.

Gemäß beispielhaften Ausführungsformen erfolgt das Bestimmen der ersten und/oder der zweiten Teilmenge von Bildelementen basierend auf einer Analyse der den Bildelementen zugeordneten chemischen Elemente und deren relativer Anteile. Beispielsweise kann eine Analyse dahingehend erfolgen, dass festgestellt wird, welche Bildelemente Metalle mit einem relativen Anteil, der über einen Schwellenwert liegt, enthalten, und derartige Bildelemente werden der Teilmenge von Bildelementen hinzugefügt. Nach geeignetem Filtern der Bildelemente dieser Teilmenge werden dann Bildelemente, die einen signifikanten Anteil an Metallen enthalten, visuell von anderen Bildelementen unterscheidbar dargestellt.According to exemplary embodiments, the first and / or the second subset of picture elements is determined based on an analysis of the chemical elements assigned to the picture elements and their relative proportions. For example, an analysis can be made to determine which picture elements contain metals with a relative proportion greater than a threshold value, and such picture elements are added to the subset of picture elements. After suitable filtering of the picture elements of this subset, picture elements which contain a significant proportion of metals are then displayed so as to be visually distinguishable from other picture elements.

Gemäß beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner ein Detektieren von durch den Teilchenstrahl beim Rastern über den Bereich des Objekts erzeugten Elektronen mit einem Elektronendetektor und ein Zuordnen von Ausgaben des Elektronendetektors zu den Bildelementen. Das Bestimmen der ersten und/oder der zweiten Teilmenge von Bildelementen kann dann basierend auf den Ausgaben des Elektronendetektors erfolgen, welche dem jeweiligen Bildelement zugeordnet sind. Beispielsweise werden der ersten Teilmenge die Bildelemente zugeordnet, bei denen die Ausgabe des Elektronendetektors kleiner als ein Schwellenwert ist, während der zweiten Teilmenge die Bildelemente zugeordnet werden, bei denen die Ausgabe des Elektronendetektors größer oder gleich dem Schwellenwert ist.According to exemplary embodiments, the method further comprises detecting electrons generated by the particle beam when scanning over the region of the object with an electron detector and assigning outputs of the electron detector to the picture elements. The first and / or the second subset of picture elements can then be determined based on the outputs of the electron detector which are assigned to the respective picture element. For example, the picture elements for which the output of the electron detector is less than a threshold value are assigned to the first subset, while the picture elements for which the output of the electron detector is greater than or equal to the threshold value are assigned to the second subset.

Das Einteilen der Bildelemente in die erste und zweite Teilmenge oder gegebenenfalls weitere Teilmengen kann auch auf externen Daten beruhen. Beispielsweise kann zu dem abgerasterten Bereich des Objekts ein mit einem Lichtmikroskop aufgenommenes Bild vorliegen. Ferner ist es möglich, dass das Objekt ein nach einem Bauplan hergestelltes Objekt ist, so dass zu dem abgerasterten Bereich der entsprechende Bauplan vorliegt. Die externen Daten können den Bildelementen des Bildes geometrisch zugeordnet werden, und das Einteilen der Bildelemente in die Teilmengen kann beispielsweise wieder durch einen Schwellwertvergleich oder durch Anwenden geeigneter Regeln erfolgen.The division of the picture elements into the first and second subsets or possibly further subsets can also be based on external data. For example, an image recorded with a light microscope can be present for the scanned area of the object. It is also possible for the object to be an object produced according to a construction plan, so that the corresponding construction plan is available for the scanned area. The external data can be assigned geometrically to the picture elements of the image, and the division of the picture elements into the subsets can again take place, for example, by means of a threshold value comparison or by applying suitable rules.

Das Darstellungsmerkmal eines Bildelements kann auf vielfältige Weise aus den chemischen Elementen und relativen Anteilen der dem Bildelement zugeordneten gefilterten Teilmenge von chemischen Elementen bestimmt werden. Beispielsweise kann das chemische Element der Teilmenge durch den Filter ausgewählt werden, dessen relativer Anteil unter den chemischen Elementen der Teilmenge am höchsten ist. Für die Darstellung des Bildelements können dann die Darstellungsmerkmale verwendet werden, welche diesem chemischen Element zugeordnet sind.The representation feature of a picture element can be determined in a variety of ways from the chemical elements and relative proportions of the filtered subset of chemical elements assigned to the picture element. For example, the chemical element of the subset can be selected by the filter, its relative proportion among the chemical elements of the Subset is highest. The display features which are assigned to this chemical element can then be used for the display of the picture element.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Hierbei zeigt:

1 ein Analysesystem, mit welchem das EDX-Verfahren ausführbar ist;
2 ein Flussdiagramm zur Erläuterung des EDX-Verfahrens;
3 eine schematische Darstellung einer Anzeige eines Bildes mit mehreren Teilbereichen; und
4 eine schematische Darstellung einer weiteren Anzeige eines Bildes mit mehreren Teilbereichen.

Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to figures. Here shows:

1 an analysis system with which the EDX process can be carried out;
2 a flow chart to explain the EDX process;
3 a schematic representation of a display of an image with a plurality of partial areas; and
4th a schematic representation of a further display of an image with several partial areas.

1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Analysesystems zur Ausführung eines EDX-Verfahrens. Das Analysesystem umfasst ein Elektronenmikroskop 1, welches eine Elektronenoptik umfasst. Die Elektronenoptik umfasst eine Elektronenstrahlquelle 5, die eine Kathode 7 und Extraktor- und Suppressorelektroden 9 aufweist, um einen Teilchenstrahl 13, dessen Teilchen Elektronen sind, zu erzeugen. Der Teilchenstrahl 13 durchläuft eine Kondensorlinse 11 der Elektronenoptik, eine Blende 15, die in einem Elektronendetektor 17 bereitgestellt ist, und eine Objektivlinse 19 der Elektronenoptik, um den primären Teilchenstrahl 13 auf einen Ort 21 einer Objektebene 23 zu fokussieren. Eine Oberfläche eines zu untersuchenden Objekts 25 ist in der Objektebene 23 angeordnet. 1 is a schematic representation of an exemplary embodiment of an analysis system for performing an EDX method. The analysis system includes an electron microscope 1 , which includes electron optics. The electron optics include an electron beam source 5 who have favourited a cathode 7th and extractor and suppressor electrodes 9 has to a particle beam 13th whose particles are electrons. The particle beam 13th passes through a condenser lens 11 the electron optics, a diaphragm 15th working in an electron detector 17th is provided, and an objective lens 19th the electron optics to the primary particle beam 13th on one place 21 an object level 23 to focus. A surface of an object to be examined 25th is in the object level 23 arranged.

Die Objektivlinse 19 umfasst eine Spule 27, die in einem ringförmigen Joch bereitgestellt ist, das ein ringförmiges oberes Polelement 31 und ein ringförmiges unteres Polelement 32 derart aufweist, dass ein ringförmiger Spalt zwischen dem oberen Polelement und dem unteren Polelement 31, 32 ausgebildet ist. In diesem Spalt wird ein magnetisches Feld zur Fokussierung des Teilchenstrahls 13 erzeugt.The objective lens 19th includes a coil 27 provided in an annular yoke having an annular upper pole member 31 and an annular lower pole element 32 such that an annular gap between the upper pole element and the lower pole element 31 , 32 is trained. A magnetic field is created in this gap to focus the particle beam 13th generated.

Das Elektronenstrahlmikroskop 1 umfasst ferner ein Strahlrohr 35, welche in die Objektivlinse 19 hineinragt und diese teilweise durchläuft. Eine Endelektrode 37 ist an einem unteren Ende des Strahlrohrs 35 bereitgestellt. Eine Abschlusselektrode 36 ist zwischen der Endelektrode 37 und der Objektebene angeordnet, wobei ein elektrostatisches Feld, das zwischen der Endelektrode 37 und der Abschlusselektrode 36 erzeugt wird, eine fokussierende Wirkung auf den Teilchenstrahls 13 bereitstellt. Die fokussierende Wirkung, die durch das elektrostatische Feld zwischen den Elektroden 36 und 37 bereitgestellt wird, und die fokussierende Wirkung, die durch das Magnetfeld zwischen den Polelementen 31 und 32 bereitgestellt wird, stellen gemeinsam die fokussierende Wirkung der Objektivlinse 19 des Elektronenstrahlmikroskops 1 bereit.The electron beam microscope 1 further comprises a jet pipe 35 which into the objective lens 19th protrudes and partially runs through it. One end electrode 37 is at a lower end of the jet pipe 35 provided. A termination electrode 36 is between the end electrode 37 and the object plane, with an electrostatic field being created between the end electrode 37 and the terminating electrode 36 is generated, a focusing effect on the particle beam 13th provides. The focusing effect created by the electrostatic field between the electrodes 36 and 37 is provided, and the focusing effect created by the magnetic field between the pole elements 31 and 32 is provided, together provide the focusing effect of the objective lens 19th of the electron beam microscope 1 ready.

Eine Steuerung 39 ist bereitgestellt, um die Abschlusselektrode 36, die Endelektrode 37, die Kathode 7 und die Extraktor- und Suppressorelektroden 9 so mit geeigneten Spannungen zu versorgen, dass ein Strahlfokus des Teilchenstrahls 13 in der Objektebene ausgebildet wird.One control 39 is provided to the terminating electrode 36 , the end electrode 37 who have favourited cathode 7th and the extractor and suppressor electrodes 9 to be supplied with suitable voltages so that a beam focus of the particle beam 13th is formed in the object plane.

Diese Spannungen können derart gewählt werden, dass die Elektronen des Primärelektronenstrahls eine vorbestimmte kinetische Energie aufweisen, wenn sie auf das Objekt 25 an dem Ort 21 auftreffen.These voltages can be selected in such a way that the electrons of the primary electron beam have a predetermined kinetic energy when they hit the object 25th at the place 21 hit.

Die Elektronenoptik umfasst ferner Deflektoren 41, welche auch von der Steuerung 39 gesteuert werden, um den Teilchenstrahl 13 abzulenken und den Ort 21 zu ändern, an dem der Teilchenstrahl 13 auf das Objekt 25 in der Objektebene 23 trifft. Durch Ablenken des Teilchenstrahls 13 ist es insbesondere möglich, einen Bereich der Oberfläche des Objekts 25 mit dem Teilchenstrahl 13 systematisch abzutasten.Electron optics also include deflectors 41 which also from the controller 39 be controlled to the particle beam 13th and distract the place 21 to change at which the particle beam 13th on the object 25th in the object level 23 meets. By deflecting the particle beam 13th In particular, it is possible to use an area of the surface of the object 25th with the particle beam 13th systematically scan.

Das Auftreffen des Teilchenstrahls 13 auf das Objekt 25 bewirkt, dass Signale erzeugt werden, die aus dem Objekt 25 austreten. Diese Signale umfassen unter anderem Elektronen. Ein Teil dieser Elektronen kann derart in das Strahlrohr 35 eintreten, dass sie von dem Elektronendetektor 17 detektiert werden. Die von dem Objekt als Elektronen ausgehenden Signale umfassen insbesondere Rückstreuelektronen, die eine kinetische Energie aufweisen, die der kinetischen Energie der auf das Objekt auftreffenden Elektronen entspricht oder etwas kleiner als diese ist. Ferner umfassen die Elektronen Sekundärelektronen, die, wenn sie von der Oberfläche des Objekts ausgehen, eine kinetische Energie aufweisen, die deutlich kleiner ist als die kinetische Energie der Elektronen des Teilchenstrahls 13 beim Auftreffen auf das Objekt. 1 zeigt mit dem Bezugszeichen 43 schematisch eine Trajektorie eines Sekundärelektrons, das auf den Elektronendetektor 17 trifft.The impact of the particle beam 13th on the object 25th causes signals to be generated that emanate from the object 25th step out. These signals include electrons, among other things. Some of these electrons can enter the beam tube in this way 35 occur that they are from the electron detector 17th can be detected. The signals emanating from the object as electrons include, in particular, backscattered electrons which have a kinetic energy which corresponds to the kinetic energy of the electrons striking the object or is somewhat smaller than this. Furthermore, the electrons include secondary electrons which, when they emanate from the surface of the object, have a kinetic energy that is significantly smaller than the kinetic energy of the electrons of the particle beam 13th when hitting the object. 1 shows with the reference number 43 schematically a trajectory of a secondary electron that hits the electron detector 17th meets.

Das Elektronenstrahlmikroskop 1 umfasst ferner energiedispersive Detektoren 47 und 48, die zwischen der Objektivlinse 19 und der Objektebene 23 angeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die energiedispersiven Detektoren 47, 48 Siliziumdriftdioden (SDD). In anderen Ausführungsformen können auch andere Typen energieempfindlicher Detektoren, wie etwa eine PIN-Diode, eine Schottky-Diode und eine Avalanche-Diode genutzt werden.The electron beam microscope 1 also includes energy dispersive detectors 47 and 48 that is between the objective lens 19th and the object level 23 are arranged. In the illustrated embodiment, the energy dispersive detectors are 47 , 48 Silicon drift diodes (SDD). In other embodiments, other types of energy sensitive detectors, such as a PIN diode, a Schottky diode, and an avalanche diode, can also be used.

Vor dem energiedispersiven Detektor 47 ist ein Fenster 51 aus einem Material angeordnet, welches Elektronen, die von dem Teilchenstrahl 13 an dem Objekt 23 als Signale erzeugt werden, nicht durchtreten lässt, während Röntgenstrahlung, die von dem Teilchenstrahl 13 an dem Objekt 23 als Signale erzeugt wird, durch das Fenster durchtritt, so dass solche Röntgenstrahlung von dem energiedispersiven Detektor 47 detektiert werden kann. Eine beispielhafte Trajektorie eines Röntgenstrahls, der durch das Auftreffen des Teilchenstrahls 13 an dem Ort 21 entsteht und auf den Detektor 47 trifft, ist in 1 mit dem Bezugszeichen 53 gekennzeichnet. Der Detektor 47 ist somit dazu konfiguriert, während des Betriebs des Analysesystems im Wesentlichen Röntgenstrahlung zu detektieren und bildet damit den energiedispersiven Röntgenstrahlungsdetektor des Elektronenstrahlmikroskops 1.In front of the energy dispersive detector 47 is a window 51 Arranged from a material, which electrons, from the particle beam 13th on the object 23 as signals are generated, cannot pass through, while x-ray radiation emitted by the particle beam 13th on the object 23 generated as signals, passes through the window so that such x-ray radiation from the energy dispersive detector 47 can be detected. An exemplary trajectory of an X-ray beam created by the impact of the particle beam 13th at the place 21 arises and on the detector 47 meets is in 1 with the reference number 53 marked. The detector 47 is thus configured to essentially detect X-rays during the operation of the analysis system and thus forms the energy-dispersive X-ray detector of the electron beam microscope 1 .

Vor dem Detektor 48 ist ein dem Fenster 51 entsprechendes Fenster nicht installiert, weshalb von dem Detektor 48 sowohl Elektronen, die von dem Teilchenstrahl 13 an dem Objekt 23 als Signale erzeugt werden, als auch Röntgenstrahlung, die von dem Teilchenstrahl 13 an dem Objekt 23 als Signale erzeugt wird, von dem Detektor 48 detektiert werden können. Allerdings ist die Anzahl der durch den Teilchenstrahl erzeugten und durch den Detektor 48 detektierten Elektronen wesentlich größer als die Anzahl der Detektionsereignisse, welche durch Röntgenstrahlung ausgelöst werden. Ferner sind die Elektronen, die auf den Detektor 48 treffen, Aufgrund der geometrischen Anordnung des Detektors relativ zu dem Objekt 32, hauptsächlich Rückstreuelektronen und in nur geringerem Umfang Sekundärelektronen. Eine beispielhafte Trajektorie eines Rückstreuelektrons, das durch das Auftreffen des Teilchenstrahls 13 an dem Ort 21 entsteht und auf den Detektor 48 trifft, ist in 1 mit dem Bezugszeichen 54 gekennzeichnet. Der Detektor 48 ist somit dazu konfiguriert, während des Betriebs des Analysesystems im Wesentlichen Rückstreuelektronen zu detektieren und bildet damit den Rückstreuelektronendetektor des Elektronenstrahlmikroskops 1.In front of the detector 48 is in the window 51 Corresponding window not installed, which is why from the detector 48 both electrons emitted by the particle beam 13th on the object 23 as signals are generated, as well as X-rays emitted by the particle beam 13th on the object 23 as signals generated by the detector 48 can be detected. However, the number is generated by the particle beam and by the detector 48 detected electrons are significantly larger than the number of detection events triggered by X-rays. Furthermore, the electrons hit the detector 48 meet, due to the geometric arrangement of the detector relative to the object 32 , mainly backscattered electrons and only to a lesser extent secondary electrons. An exemplary trajectory of a backscattered electron caused by the impact of the particle beam 13th at the place 21 arises and on the detector 48 meets is in 1 with the reference number 54 marked. The detector 48 is thus configured to essentially detect backscattered electrons during the operation of the analysis system and thus forms the backscattered electron detector of the electron beam microscope 1 .

Ein EDX-Verfahren, welches mit dem in 1 gezeigten Analysesystem ausführbar ist, wird nachfolgend anhand des in 2 gezeigten Flussdiagramms erläutert.An EDX process that is used with the in 1 analysis system shown can be executed, is explained below with reference to the in 2 illustrated flowchart.

In einem Schritt 81 wird der Teilchenstrahl 13 über das Objekt 25 gerastert, indem die Steuerung 39 die Deflektoren 41 so ansteuert, dass diese den Teilchenstrahl so ablenken, dass dessen Fokus zeilenweise über einen rechteckigen Bereich des Objekts 25 gerastert wird. Während des Rasterns werden die Ausgaben der Detektoren 17, 47 und 48 von der Steuerung 39 periodisch ausgelesen. Die Ausgaben der Detektoren werden mit jedem Auslesen einem Bildelement zugeordnet, welches wiederum dem Ort an dem Objekt bzw. einem Bereich des Objekts zuordenbar ist auf den der Teilchenstrahl gerichtet war bzw. den der Teilchenstrahl überstrichen hat, während die Signale erzeugt wurden, die zu den Ausgaben der Detektoren geführt haben.In one step 81 becomes the particle beam 13th about the object 25th gridded by the controller 39 the deflectors 41 controls so that they deflect the particle beam so that its focus line by line over a rectangular area of the object 25th is rasterized. During the rasterization, the outputs of the detectors 17th , 47 and 48 from the controller 39 read out periodically. The outputs of the detectors are assigned to a picture element with each readout, which in turn can be assigned to the location on the object or to a region of the object to which the particle beam was directed or which the particle beam swept over while the signals were generated that led to the Issues of the detectors have resulted.

In einem Schritt 83 werden die Ausgaben des energiedispersiven Röntgendetektors 47, welche den einzelnen Bildelementen zugeordnet sind, analysiert. Die Ausgaben des energiedispersiven Röntgendetektors, die einem Bildelement zugeordnet sind, repräsentieren ein Röntgenspektrum der Röntgenstrahlung, die durch das Auftreffen der Elektronen des Teilchenstrahls 13 an dem Objekt 25 erzeugt wird. Das Analysieren der Ausgaben des energiedispersiven Röntgendetektors 47, die einem Bildelement zugeordnet sind, umfasst das Identifizieren von Peaks in dem entsprechenden Röntgenspektrum, das Ermitteln einer Energie zu jedem identifizierten Peak und das Ermitteln einer relativen Höhe des identifizierten Peaks. Aus den Energien und relativen Höhen der Peaks kann auf die chemischen Elemente und deren relative Anteile geschlossen werden, die an dem Objekt an dem Ort vorhanden sind, der dem jeweiligen Bildelement zugeordnet ist. Hierzu kann eine Datenbank verwendet werden, welche für derartige Zwecke im Bereich der Röntgenspektroskopie üblich ist. Die Menge C_o der chemischen Elemente, die in dem Röntgenspektrum identifiziert werden, wird dem Bildelement zusammen mit dem relativen Anteil dieser chemischen Elemente zugeordnet. Dieser Vorgang wird in dem Schritt 83 für alle Bildelemente des Bilds durchgeführt.In one step 83 become the outputs of the energy dispersive X-ray detector 47 , which are assigned to the individual picture elements, analyzed. The outputs of the energy-dispersive X-ray detector, which are assigned to a picture element, represent an X-ray spectrum of the X-rays generated by the impact of the electrons of the particle beam 13th on the object 25th is produced. Analyzing the outputs of the energy dispersive x-ray detector 47 which are assigned to a picture element comprises the identification of peaks in the corresponding X-ray spectrum, the determination of an energy for each identified peak and the determination of a relative height of the identified peak. From the energies and relative heights of the peaks, conclusions can be drawn about the chemical elements and their relative proportions that are present on the object at the location that is assigned to the respective picture element. For this purpose, a database can be used which is customary for such purposes in the field of X-ray spectroscopy. The amount C _{o of} the chemical elements identified in the X-ray spectrum is assigned to the picture element together with the relative proportion of these chemical elements. This process is in the step 83 performed for all picture elements of the image.

In einem Schritt 85 werden die Bildelemente wenigstens in einer erste Teilmenge M₁ und eine zweite Teilmenge M₂ eingeteilt. Dieses Einteilen der Bildelemente kann auf vielfältige Weise erfolgen. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Anzeige des Bildes 87 basierend auf den Ausgaben eines oder mehrerer der Detektoren 17, 47 und 48. Das Bild 87 wird auf dem Bildschirm 84 angezeigt. Die Auswahl der ersten Teilmenge M₁ von Bildelementen führt der Benutzer mit der Maus 80 durch. Die von der Steuerung 39 betriebene grafische Benutzerschnittstelle stellt in dem Bild 87 die Position der Maus 80 durch einen Pfeil 89 dar. Die Menge M₁ der ausgewählten Bildelemente wird als ein Rechteck 91 dargestellt, und ein Doppelpfeil 93 zeigt an, dass das Rechteck 91 durch Bewegungen der Position 89 der Maus 89 vergrößert und verkleinert werden kann. Durch Betätigen von Tasten der Maus 80 kann der Benutzer derartige Auswahlvorgänge beginnen und beenden.In one step 85 the picture elements are at least in a first subset M ₁ and a second subset M ₂ assigned. This division of the picture elements can be done in a variety of ways. 3 shows a schematic representation of a display of the image 87 based on the outputs of one or more of the detectors 17th , 47 and 48 . The picture 87 will be on the screen 84 displayed. The selection of the first subset M ₁ The user controls image elements with the mouse 80 by. The one from the controller 39 operated graphical user interface represents in the picture 87 the position of the mouse 80 by an arrow 89 represent. The crowd M ₁ the selected picture elements is shown as a rectangle 91 shown, and a double arrow 93 indicates that the rectangle 91 by movements of the position 89 the mouse 89 can be enlarged and reduced. By pressing buttons on the mouse 80 the user can begin and end such selections.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Anzeige eines Bildes 95 basierend auf Ausgaben des Rückstreuelektronendetektors 48. In diesem Beispiel ist das Objekt 25 eine elektronische Schaltung mit Leiterbahnen 97 aus Kupfer auf einem Untergrund aus Kunststoff 99. Im Bild der detektierten Rückstreuelektronen erscheinen die Leiterbahnen 97 heller als der Kunststoff 99. Die Einteilung in Teilbereiche kann dann basierend auf den Ausgaben des Rückstrahlelektronendetektors 48, welche den Bildelementen zugeordnet sind, erfolgen, so dass die Bildelemente, welche Teil der Darstellung der Leiterbahnen 97 sind, der ersten Teilmenge M₁ zugeordnet werden, und die übrigen Bildelemente der zweiten Teilmenge M₂ zugeordnet werden. 4th shows a schematic representation of a display of an image 95 based on outputs from the backscattered electron detector 48 . In this example the object is 25th an electronic circuit with conductor tracks 97 made of copper on a plastic base 99 . The conductor tracks appear in the image of the detected backscattered electrons 97 lighter than the plastic 99 . The division into sub-areas can then be based on the outputs of the retroreflective electron detector 48 , which are assigned to the picture elements, so that the picture elements, which are part of the representation of the conductor tracks 97 are, the first subset M ₁ are assigned, and the remaining picture elements of the second subset M ₂ be assigned.

In dem in 2 dargestellten Verfahren wird nach dem Einteilen der Bildelemente in die Teilmengen M₁ und M₂ und gegebenenfalls weitere Teilmengen eine Schleife durchlaufen, in der sämtliche Bildelemente des Bildes durchlaufen werden. In der Schleife wird zunächst in einem Schritt 101 das nächste Bildelement ausgewählt. In einem Schritt 103 wird festgestellt, ob das ausgewählte Bildelement in der Teilmenge M₁ liegt. Wenn dies der Fall ist, wird in einem Schritt 105 die Menge C_o mit einem Filter f₁ gefiltert, um die gefilterte Teilmenge C_f zu erzeugen. Der Filter f₁ ist hierbei so gestaltet, dass er aus der Menge C_o von chemischen Elementen, die dem Bildelement zugeordnet ist, eine Teilmenge auswählt. Hierbei ist der Filter f₁ vom Benutzer einstellbar und editierbar. Beispielsweise kann die von der Steuerung 39 betriebene Benutzerschnittstelle auf dem Bildschirm 84 ein Menü darstellen, aus dem der Benutzer mithilfe der Maus 80 die chemischen Elemente auswählt, die der Filter f₁ auswählen soll.In the in 2 The illustrated method is after dividing the picture elements into the subsets M ₁ and M ₂ and optionally further subsets run through a loop in which all picture elements of the image are run through. The loop is initially in one step 101 the next picture element is selected. In one step 103 it is determined whether the selected picture element is in the subset M ₁ lies. If so, it is done in one step 105 the set C _{o is} filtered with a filter f ₁ to generate the filtered subset C _f. The filter f ₁ is designed in such a way that it _{selects a subset from the set C o} of chemical elements that is assigned to the picture element. The filter f ₁ can be set and edited by the user. For example, this can be done by the controller 39 operated user interface on the screen 84 present a menu from which the user can use the mouse 80 selects the chemical elements that the filter f _{1 should} select.

Wenn in dem Schritt 103 festgestellt wird, dass das Bildelement nicht der Teilmenge M₁ angehört, wird in einem Schritt 107 festgestellt, ob das Bildelement der Teilmenge M₂ angehört. Wenn dies der Fall ist, werden die chemischen Elemente der Menge C_o, die dem Bildelement zugeordnet sind, mit dem Filter f₂ gefiltert, um die gefilterte Teilmenge C_f zu erzeugen. Der Filter f₂ kann vom Benutzer ebenfalls editiert werden, wie dies vorangehend für den Filter f₁ erläutert wurde.If in the step 103 it is found that the picture element is not the subset M ₁ is heard in one step 107 determined whether the pixel of the subset M ₂ listened to. If this is the case, the chemical elements of the set C _o which are associated with the picture element are _{filtered with the filter f 2 in} order to generate the filtered subset C _f. The filter f ₂ can also be edited by the user, as was explained _{above for the filter f 1.}

Wenn in dem Schritt 107 festgestellt wird, dass das Bildelement nicht zu der Teilmenge M₂ gehört, wird keine Filterung vorgenommen. Falls neben der Einteilung in die Teilmengen M₁ und M₂ Bildelemente noch weiteren Teilmengen angehören können, kann die Reihe von Abfragen 103 und 107 in dem Flussdiagramm der 2 um weitere Abfragen ergänzt werden, um die Zugehörigkeit von Bildelementen zu weiteren Teilmengen zu erfragen und anschließend eine Filterung der dem Bildelement zugeordneten Menge an chemischen Elementen mit weiteren Filtern durchzuführen.If in the step 107 it is determined that the picture element is not part of the subset M ₂ no filtering is performed. If in addition to the division into subsets M ₁ and M ₂ The series of queries can also belong to picture elements 103 and 107 in the flow chart of 2 can be supplemented by further queries in order to inquire about the association of picture elements with further subsets and then to filter the quantity of chemical elements assigned to the picture element with further filters.

In einem auf die Schritte 105 und 109 folgenden Schritt 111 wird eine Farbe F des Bildelements durch Anwenden einer Funktion g auf die gefilterte Teilmenge C_f an chemischen Elementen, die dem Bildelement zugeordnet ist, bestimmt. Diese Funktion g repräsentiert eine Zuordnung von Darstellungsmerkmalen zu den chemischen Elementen. In dem erläuterten Beispiel ist die Farbe F das Darstellungsmerkmal, und die Funktion g repräsentiert Farben, die den einzelnen chemischen Elementen zugeordnet sind. Diese Zuordnung kann vom Benutzer wiederum editiert werden, indem er mit einem Farbauswahlwerkzeug, welches die grafische Benutzerschnittstelle auf dem Bildschirm 84 darstellt, Farben auswählt und einzelnen chemischen Elementen zugeordnet.In one on the steps 105 and 109 next step 111 a color F of the picture element is determined by applying a function g to the filtered subset C _f of chemical elements associated with the picture element. This function g represents an assignment of display features to the chemical elements. In the example explained, the color F is the representation feature, and the function g represents colors that are assigned to the individual chemical elements. This assignment can in turn be edited by the user by using a color selection tool which displays the graphical user interface on the screen 84 represents, selects colors and assigned individual chemical elements.

Neben der Farbe F kann die Funktion g dem Bildelement weitere Darstellungsmerkmale, wie etwa Helligkeit, Farbsättigung und dergleichen zuordnen.In addition to the color F, the function g can assign further display features such as brightness, color saturation and the like to the picture element.

Für die Bildelemente, die keiner der Teilmengen M₁ und M₂ angehören und für die gefilterte Teilmengen von chemischen Elementen nicht bestimmt wurden, wird in einem Schritt 112 die Farbe durch Anwenden der Funktion g auf die ungefilterte Menge C_o an chemischen Elementen, die dem Bildelement zugeordnet ist, bestimmt.For the picture elements that are neither of the subsets M ₁ and M ₂ and for which the filtered subsets of chemical elements have not been determined is in one step 112 the color is determined by applying the function g to the unfiltered amount C _o of chemical elements associated with the picture element.

In einem Schritt 115 wird festgestellt ob alle Bildelemente bearbeitet wurden. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die Bearbeitung mit dem Schritt 101 fortgesetzt, in dem das nächste Bildelement ausgewählt wird.In one step 115 it is determined whether all picture elements have been processed. If this is not the case, processing continues with the step 101 continued by selecting the next picture element.

Wenn in dem Schritt 115 festgestellt wird, dass sämtliche Bildelemente bearbeitet wurden, werden diese in einem Schritt 117 unter Verwendung der in dem Schritt 111 ermittelten Farbe dargestellt.If in the step 115 it is determined that all image elements have been processed, these are processed in one step 117 using the in step 111 determined color shown.

Der Benutzer hat dann die Möglichkeit, die Einteilung der Bildelemente in die Teilmengen M₁ und M₂ in dem Schritt 85 zu ändern, die in den Schritten 105 und 109 verwendeten Filter f₁ und f₂ zu editieren und die Zuordnung von Darstellungsmerkmalen durch die Funktion g zu editieren, um die in dem Schritt 117 erzeugte Darstellung der Bildelemente so zu verändern, dass Strukturen des Objekts in der Darstellung besser sichtbar werden, um Rückschlüsse auf Eigenschaften des Objekts zu ziehen.The user then has the option of dividing the picture elements into subsets M ₁ and M ₂ in the step 85 to change that in the steps 105 and 109 to edit the filters f ₁ and f _{2 used and} to edit the assignment of display features by the function g to the in step 117 to change the generated representation of the picture elements in such a way that structures of the object are better visible in the representation in order to draw conclusions about properties of the object.

Claims

EDX method, comprising: scanning a particle beam over a region of an object and detecting X-rays generated by the particle beam with an energy-dispersive X-ray detector; Generating an image having a plurality of picture elements based on outputs of the x-ray detector, wherein generating the image comprises: assigning at least a set of chemical elements and relative proportions thereof chemical elements to each picture element of the picture elements based on the outputs of the X-ray detector; Assigning representation features to the chemical elements; Determining a first subset of picture elements of the plurality of picture elements and a second subset of picture elements of the plurality of picture elements; Determining a first filter and a second filter, the first and the second filter each selecting a predetermined subset from the set of chemical elements associated with a picture element; Filtering the chemical elements assigned to the picture element with the first filter and assigning the filtered subset of chemical elements to this picture element for each picture element of the first subset of picture elements; Filtering the chemical elements assigned to the picture element with the second filter and assigning the filtered subset of chemical elements to this picture element for each picture element of the second subset of picture elements; Determining representation characteristics of a picture element based on the chemical elements of the filtered subset of chemical elements associated with that picture element, their relative proportions and the representation characteristics associated with the chemical elements for each picture element of the first and second subset of picture elements; and displaying the picture element with a display device using the display features of the picture element for the picture elements of the first and the second subset of picture elements.

EDX process according to Claim 1 , wherein the display features include a color, a color saturation and / or a brightness.

EDX process according to Claim 1 or 2 , further comprising: detecting a user input, wherein the determination of the first subset of picture elements and / or the second subset of picture elements is based on the user input.

EDX process according to one of the Claims 1 to 3 wherein the determination of the first subset of picture elements and / or the second subset of picture elements is based on the chemical elements assigned to the picture elements and their relative proportions.

EDX process according to one of the Claims 1 to 4th , further comprising: detecting electrons generated by the particle beam when scanning over the area of the object with an electron detector; and assigning outputs of the electron detector to the picture elements; wherein the determination of the first subset of picture elements and / or the second subset of picture elements is based on the outputs of the electron detector associated with the picture elements.

EDX process according to one of the Claims 1 to 5 , further comprising: acquiring external data; and assigning selected data of the external data to the picture elements; assignable, wherein the determination of the first subset of picture elements and / or the second subset of picture elements is based on the external data assigned to the picture elements.

EDX process according to one of the Claims 1 to 6th , wherein the determination of the representation feature of the picture element comprises: determining the representation feature of the picture element to the representation feature, which is the representation feature which is assigned to the chemical element that has the highest relative proportion among the chemical elements of the filtered subset of chemical elements that the Image element is assigned.