[发明专利]执行EDS分析的方法和系统

说明书

一种EDS分析的方法，包括：提供第一材料集合和相关材料数据，每种材料数据表示相关材料的特性；将电子束引导至样品上多个位置，并记录与多个位置中每一个相关的能量色散x射线光谱；通过下列方式处理多个位置中的每个位置：如满足基于与处理的位置相关的能量色散x射线光谱和第一材料集合的数据确定的第一相似性准则，则将第一材料集合中的材料分配给处理的位置；以及然后确定未分配有第一材料集合中的材料的第一位置组；以及通过如下方式处理第一位置组中的位置：确定分配有第一材料集合中的材料并满足相对于处理的位置的第一接近度准则的第二位置组；以及基于分配给第二位置组中的位置的材料将第一材料集合中的至少一种材料分配给处理的位置。

技术领域

本发明涉及使用与x射线光谱系统结合的带电粒子束系统来识别材料的方法和系统。

背景技术

带电粒子束系统按惯例用于材料分析。使用带电粒子束系统进行材料分析的一种方法包括通过检测由在样品表面上扫描的电子束产生的二级电子或后向散射电子来记录样品的显微图像。对记录的图像的分析提供例如与样品形态有关的信息。使用带电粒子束系统进行材料分析的另一方法包括检测由入射到样品的粒子束产生的x射线。对检测的x射线的分析可提供与样品的元素组成有关的信息。

通过使用带电粒子束系统将电子束引导至样品上的给定位置，可识别存在于样品上的给定位置处的材料，x射线光谱系统用于响应于被引导到样品的电子束而检测来自样品的x射线的光谱。分析x射线光谱以识别存在于电子束入射在样品上的位置的材料。这种分析称为“能量色散x射线分析”或“EDS”。电子束导致从材料的原子内壳射出电子，并使外壳的电子落到内壳，发射出能量对应于原子的内外电子壳之间的能量差的x射线。这些x射线由x射线光谱系统检测。由于每种化学元素具有独特的原子结构，所以通过分析x射线光谱可识别化学元素。特别地，包含在样品中的元素可通过其在x射线光谱中的特征线或x射线光谱中的特征能量而得以识别。

EDS分析可用于例如分析来自矿场的样品，以确定贵重矿物的存在，对矿场的服务期限的确定受到EDS分析的影响。相应地，基于EDS分析的矿物识别的高精度是期望的。材料分析可使用已知材料库，从样品上给定位置获得的x射线光谱可与存储在材料库中的数据进行比较，以识别存在于产生x射线光谱的位置处的材料。这在实践中通常十分良好地进行，并允许识别存在于任意样品的许多位置处的材料。然而，会发生针对特定位置记录的x射线光谱与存储在材料库中的材料之一不匹配。那么，不可能将已知材料之一分配给样品的该位置，导致缺少可用于完整分析样品的信息。

发明内容

考虑上述事项进行本发明。

本发明的实施例提供了处理不对应于存储在材料库中的已知材料的x射线光谱的策略。特别地，一些实施例提供了处理样品的存在多于一种材料而不是可使用材料库识别的单一材料的位置的策略。在这样的情形下，从所述位置记录的x射线光谱是对应于多种材料的x射线光谱的组合。这种情形例如会在激发x射线的电子束落在两种或更多种材料之间的边界时发生，这是由于电子束的激发体积具有显著大小。

根据一些实施例，一种特定样品的EDS分析的方法使用第一材料集合和相关材料数据，其中，每种材料数据表示相关材料的特性。这种第一材料集合和材料数据还可称为第一材料库。第一材料集合可以是不包含所有已知材料的提炼的材料集合。例如，该第一材料集合不包含已知的但不预期存在于特定样品中的材料。这避免了花费在比较不预期存在于样品中的材料上的计算时间，并允许在可接受时间内执行样品分析。

根据另一些实施例，将电子束引导至样品上的多个位置，记录与位置相关的能量色散x射线光谱。样品上的位置可布置成例如规则的矩形阵列。

根据一些实施例，分析每个位置连同相关能量色散x射线光谱，以将材料分配到所述位置。该方法可首先试图将第一材料集合的一种材料分配给所述位置，如果可能的话。为此，提供第一相似性准则，确定的是，如果满足第一相似性准则，则可将来自第一材料集合的材料分配给所述位置。可基于与第一材料集合的数据和处理的位置相关的能量色散x射线光谱来确定第一相似性准则。