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原文传递具备复合式探测系统的扫描电子显微镜和样品探测方法

专利名称：	具备复合式探测系统的扫描电子显微镜和样品探测方法
摘要：	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。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	聚束科技(北京)有限公司
发明人：	李帅
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-10-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910507143.4
公开号：	CN110376229A
代理机构：	北京派特恩知识产权代理有限公司
代理人：	李梅香;张颖玲
分类号：	G01N23/203(2006.01);G;G01;G01N;G01N23
申请人地址：	100176 北京市大兴区经济技术开发区永昌北路3号3幢8101-A单元
主权项：	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但不限于：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。 15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，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，包括：所述信号电子中的BSE经复合式物镜系统中电透镜电场的作用以及浸没式磁透镜的影响向上加速运动，被内圈的所述环形BSE探测器接收；同时，所述样品相同位置产生的X射线向上运动，被外圈的所述环形X射线探测器接收。 16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法还包括：探测信号放大和分析系统对所述环形BSE探测器接收的BSE以及所述环形X射线探测器接收的X射线进行处理后输出。
所属类别：	发明专利