[发明专利]扫描透射带电粒子显微镜中的区别成像技术在审

专利信息
申请号: 201910154772.3 申请日: 2019-02-28
公开(公告)号: CN110223901A 公开(公告)日: 2019-09-10
发明(设计)人: E.G.博世;I.拉吉克;R.因劳 申请(专利权)人: FEI公司
主分类号: H01J37/28 分类号: H01J37/28;H01J37/26;H01J37/24
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 张凌苗;申屠伟进
地址: 美国俄*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 检测器 带电粒子 矢量场 成像 透射 显微镜 扫描 成像技术 积分矢量 矢量输出 场图像 覆盖区 通量 带电粒子束 样品固定器 成像样品 积分操作 扫描位置 数学处理 伴随的 分段式 束扫描 引导的 照明器 子区域 二维 受限 编译 照射 穿过 检测
【说明书】:

扫描透射带电粒子显微镜中的区别成像技术。在扫描透射带电粒子显微镜中成像样品的方法,包括以下步骤:‑在样品固定器上提供样品;‑提供从源通过照明器引导的带电粒子束,以照射样品;‑提供分段式检测器,用于检测穿过样品的带电粒子通量,该通量在所述检测器上形成束覆盖区;‑使所述束扫描样品的表面,组合来自检测器的不同区段的信号,以便在每个扫描位置处产生来自检测器的矢量输出,并且编译该数据以产生成像矢量场;‑通过对所述成像矢量场进行二维积分操作来数学处理所述成像矢量场,从而产生样品的积分矢量场图像,具体包括:‑使用所述束覆盖区的受限子区域产生所述矢量输出,以及伴随的成像矢量场和积分矢量场图像。

技术领域

发明涉及在扫描透射带电粒子显微镜中成像样品的方法,包括以下步骤:

-在样品固定器上提供样品;

-提供从源通过照明器引导的带电粒子束,以照射样品;

-提供分段式检测器,用于检测穿过样品的带电粒子通量,该通量在所述检测器上形成束覆盖区;

-使所述光束扫描样品的表面,组合来自检测器的不同区段的信号,以便在每个扫描位置处产生来自检测器的矢量输出,并且编译该数据以产生成像矢量场;

-通过对所述成像矢量场进行二维积分操作来数学处理所述成像矢量场,从而产生样品的积分矢量场图像。

本发明还涉及一种可以进行此种方法的扫描透射带电粒子显微镜(STCPM)。

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众所周知的装置种类,例如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和扫描透射电子显微镜(STEM),以及各种子类,诸如所谓的“双射束”工具(例如,FIB-SEM),该工具另外采用“机加工”聚焦离子束(FIB),例如允许进行诸如离子束研磨或离子束诱导沉积(IBID)等支持性活动。更具体地说:

-在SEM中,用扫描电子束照射样品会以例如二次电子、反向散射电子、X射线以及阴极发光(红外线、可见光子和/或紫外线光子)的形式析出“辅助”辐射的发射;然后这种发射辐射的一个或多个分量被检测到并用于图像积累的目的。

-在TEM中,用于照射样品的电子束被选择为具有足够高的能量穿透样品(为此,它通常比SEM样品更薄);然后,从样品中发射出的透射电子可用于创建图像。当此种TEM在扫描模式下工作(从而成为STEM)时,讨论中的所述图像将在照射电子束的扫描运动的过程中被累积。

作为使用电子作为照射束的备选方案,还可以使用其他种类的带电粒子进行带电粒子显微镜法。在这方面,短语“带电粒子”应该广义地解释为包含,举例来说,电子、正离子(例如,Ga或He离子)、负离子、质子和正电子。关于非基于电子的带电粒子显微镜学,可以从参考资料中收集一些进一步的信息,例如下面这些:

https://en.wikipedia.org/wiki/Focused_ion_beam

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

-W.H.Escovitz,T.R.Fox和R.Levi-Setti,《具有场离子源的扫描透射离子显微镜(Scanning Transmission Ion Microscope with a Field Ion Source)》,《美国国家科学院学报(Proc.Nat.Acad.Sci.)》72(5),第1826-1828页(1975)

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