[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

说明书

本发明实施例提供了一种具备复合式探测系统的扫描电子显微镜和样品探测方法，所述扫描电子显微镜包括：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；浸没式磁透镜的磁场浸没到样品上；所述电透镜用于聚焦和减速初始电子束到样品上，以及将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，X射线探测器位于外圈。

技术领域

本发明涉及扫描电子显微镜技术领域，尤其涉及一种具备复合式探测系统的扫描电子显微镜和样品探测方法。

背景技术

扫描电子显微镜是一种常用的显微分析仪器，通常电子束通过扫描电镜的物镜聚焦到样品上，产生一个微小束斑，在该微区内电子束激发产生二次电子(SE)，背散射电子(BSE)和X射线等信息，进而可通过探测器对样品表面的形貌进行观察以及对材料成分进行分析。

目前能谱探测的实现方法较多，例如：通过旁侧式X射线探测器实现，但该X射线探测器接收的X射线信号的立体角小，收集效率低，无法获取高速度的X射线图像；虽然设置多个X射线探测器可增加探测X射线的立体角，但实现方法繁琐且占用空间。

此外，在传统的扫描电镜的使用过程中，拍摄样品的高分辨率BSE图像和拍摄样品的X射线图像是分别不同条件下进行的，需要花费较长时间；而且，如需对比两种图像的信息时，由于拍摄条件不同，二者图像大小，图像中心位置略有区别，需要进一步对两种图像进行处理和分析，这就需要花费更长的时间，降低探测效率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种具备复合式探测系统的扫描电子显微镜和样品探测方法，能同时探测较大立体角范围的BSE和X射线，提高探测效率。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供了一种具备复合式探测系统的扫描电子显微镜，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，所述环形BSE探测器的中心孔直径小于等于3mm。

可选的，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。

可选的，所述环形X射线探测器的中心孔直径大于3mm小于10mm。