[发明专利]具备复合式探测系统的扫描电子显微镜和样品探测方法

权利要求书

1.一种具备复合式探测系统的扫描电子显微镜，其特征在于，包括：

由浸没式磁透镜和电透镜组成的复合式物镜系统，用于将初始电子束聚焦到样品上形成会聚的束斑；

位于所述复合式物镜系统中的复合式探测系统，以及探测信号放大和分析系统；其中，

所述浸没式磁透镜的磁场浸没到样品上，极靴开口方向朝向样品；

所述电透镜由所述复合式探测系统、样品、控制电极和电压源组成，用于聚焦和减速初始电子束到样品上，以及将背散射电子BSE从X射线的发射路径上分离；

所述复合式探测系统位于所述浸没式磁透镜的内极靴的下方，且位于控制电极的上方，由同轴心的环形BSE探测器和环形X射线探测器组成；所述轴心为电子源所产生的电子束的主光轴中心；

所述BSE探测器位于内圈，所述X射线探测器位于外圈。

2.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述环形BSE探测器与环形X射线探测器位于同一平面或不同平面。

3.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述复合式物镜系统最下端的所述控制电极到样品的距离小于等于5mm。

4.根据权利要求1或3所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述复合式物镜系统最下端的所述控制电极到样品的距离大于等于0.5mm小于等于2mm。

5.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述环形BSE探测器的中心孔直径小于等于3mm。

6.根据权利要求1或5所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述环形BSE探测器的中心孔直径大于等于0.5mm小于等于2mm。

7.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述环形X射线探测器的中心孔直径大于3mm小于10mm。

8.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述控制电极的中心孔直径大于所述环形BSE探测器的中心孔直径，且小于等于所述环形X射线探测器的外径。

9.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述环形BSE探测器采用半导体探测器；

所述环形X射线探测器采用的探测器包括：半导体硅漂移探测器或半导体锂漂移探测器。

10.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述环形BSE探测器的下表面设置一层导电金属薄膜；所述环形X射线探测器下表面设置一层密封窗。

11.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述环形BSE探测器与环形X射线探测器的厚度均小于10mm。

12.根据权利要求1所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述探测信号放大和分析系统与所述环形BSE探测器和/或所述环形X射线探测器连接，用于对所述环形BSE探测器基于接收背散射电子产生的第一信号进行处理；和/或，用于对所述X射线探测器基于接收X射线产生的第二信号进行处理。

13.根据权利要求12所述的扫描电子显微镜，其特征在于，所述探测信号放大和分析系统，还用于将所述处理后的第一信号和第二信号进行合成，形成复合图像。

14.一种样品探测方法，应用于如权利要求1所述的具备复合式探测系统的扫描电子显微镜，其特征在于，该方法包括：

经加速的初始电子束沿着主光轴进入到复合式物镜系统，穿过复合式探测系统的中心孔后会聚到样品上，产生信号电子；其中，所述复合式探测系统由同轴心的环形背散射电子BSE探测器和环形X射线探测器组成；所述轴心为所述电子束的主光轴中心；

所述样品相同位置产生的所述信号电子中的背散射电子BSE和X射线分别被所述环形背散射电子BSE探测器和环形X射线探测器接收。