[发明专利]带电粒子显微术中的三维成像

说明书

本发明涉及带电粒子显微术中的三维成像。一种使用带电粒子显微术研究样本的方法，其包括以下步骤：（a）在样本的表面上，选择在XY平面中延伸并且包括在所述表面的二维扫描期间要被带电粒子探测射束撞击到其上的网格节点的虚拟采样网格；（b）利用所述表面以下的相关联的标称Z穿透深度d_i来为所述探测射束选择着陆能量E_i；（c）在所述节点的每一个处，利用所述探测射束照射样本并且检测响应于其而从样本发出的输出辐射，由此生成扫描图像I_i；（d）针对与相关联的一系列不同穿透深度{d_i}对应的一系列不同着陆能量{E_i­}重复步骤（b）和（c），还包括以下步骤：（e）预先选择E_i要在步骤（b）和（c）的第一迭代之后改变的初始能量增量∆E_i；（f）将能量增量∆E_i与值d_i中的对应深度增量∆d相关联；（g）将所述采样网格选择为在X和Y上具有基本上相等的节点节距p，该节距p与∆d的值相匹配以便产生基本上立方的采样体素；（h）在系列{Ei}中选择后续能量值，以便在所选择的最小和最大着陆能量E_min和E_max的界限内分别保持系列{di}的连续成员之间基本上恒定的深度增量∆d。

本发明涉及一种使用带电粒子显微术研究样本的方法，其包括以下步骤：

（a）在样本的表面上，选择在XY平面中延伸并且包括在所述表面的二维扫描期间要被带电粒子探测射束撞击到其上的网格节点的虚拟采样网格；

（b）利用所述表面以下的相关联的标称Z穿透深度d_i来为所述探测射束选择着陆能量E_i；

（c）在所述节点的每一个处，利用所述探测射束照射样本并且检测响应于其而从样本发出的输出辐射，由此生成扫描图像I_i；

（d）针对与相关联的一系列不同穿透深度{d_i}对应的一系列不同着陆能量{E_i}重复步骤（b）和（c）。

在这里，方向XYZ与所选笛卡尔坐标系相关联。

本发明还涉及一种带电粒子显微镜，其包括：

- 样本保持器，用于保持样本；

- 源，用于产生带电粒子的探测射束；

- 照明器，用于引导所述射束以便照射样本；

- 检测器，用于检测响应于所述照射而从样本发出的输出辐射的通量，

还包括被配置成执行此类方法的处理器。

带电粒子显微术是众所周知的并且对于对微观物体成像（特别地以电子显微术的形式）而言是越来越重要的技术。从历史来看，电子显微镜的基本类别已经经历到许多众所周知的装置种类（诸如透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、和扫描透射电子显微镜（STEM））的演化，并且还经历到各种子种类（诸如所谓的“双射束”工具（例如FIB-SEM）的演化，其另外采用“加工”聚焦离子束（FIB），从而例如允许诸如离子束铣削或离子束诱导沉积（IBID）之类的支持活动。更具体地：

-在SEM中，通过扫描电子束来照射样本使来自样本的“辅助”输出辐射的发出物沉淀，例如以二次电子、背散射电子、X射线和光致发光（红外、可见和/或紫外光子）的形式；该输出辐射的一个或多个分量然后被检测并被用于图像累积目的。

-在TEM中，将被用来照射样本的电子束选取为具有用以穿透样本的足够高的能量（为此样本通常将比SEM样本情况下更薄）；从样本发出的透射电子然后可以被用来创建图像。当以扫描模式操作这样的TEM时（因此变成STEM），讨论中的图像将在照射电子束的扫描运动期间被累积。

可以例如从下面的维基百科链接收集关于这里阐明的话题中的一些的更多信息：