分析樣品的方法及用于分析樣品的帶電粒子束裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種方法和一種帶電粒子束裝置(1)，用于使用與物體(24)互相作用的帶電粒子束來分析物體(24)。該物體(24)包括嵌入樹脂(15B)中的樣品(15A)。檢測陰極發(fā)光光形式的互相作用輻射以識別布置有樹脂(15B)的區(qū)域和布置有樣品(15A)的區(qū)域。檢測互相作用粒子以識別樹脂(15B)和樣品(15A)內的粒子，以通過使用EDX分析進行進一步分析。
【專利說明】分析樣品的方法及用于分析樣品的帶電粒子束裝置

【技術領域】
[0001] 本申請涉及一種使用帶電粒子束裝置分析樣品的方法以及一種用于分析樣品的 帶電粒子束裝置。

【背景技術】
[0002] 了解用于不同【技術領域】中的材料的成分通常是重要的。這些材料之一是煤。煤是 例如全球電力生產(chǎn)的一個重要來源。特別地，煤燃燒用于提供能量，以驅動發(fā)電的蒸汽渦輪 機。煤主要由來自植物材料的碳構成，并自然地包含礦物質。煤的礦物質含量可高達煤的 成分的30%。煤中存在的礦物例如是硅酸鹽、粘土、碳酸鹽、氧化物和硫化物。礦物質在煤 中的確切量可變化。
[0003] 煤中的礦物質通常是不能燃燒的，并導致負面效應。特別地，它們降低了煤的熱 值，并最終成為灰燼微粒，灰燼微粒是哮喘或支氣管炎形式的健康問題的原因。此外，由礦 物質的燃燒產(chǎn)生的灰燼在發(fā)電廠的部件的傳熱表面上積聚。必須去除灰燼。因此，灰燼導 致用于維護發(fā)電廠的昂貴停歇時間。而且，礦物質還導致煙霧，并產(chǎn)生促成酸雨的氮氧化物 和二氧化硫。相應地，期望了解煤的精確或詳細成分。
[0004] 可通過使用電子束裝置、尤其是掃描電子顯微鏡（還稱為SEM)和/或透射電子顯 微鏡（還稱為TEM)檢驗比如煤的樣品的成分。這些電子束裝置用于檢驗樣品，以了解所述 樣品在特定條件下的特性和行為。
[0005] 在SEM的情況下，使用束發(fā)生器產(chǎn)生電子束（還稱為一次電子束（primary electron beam))，所述電子束通過束引導系統(tǒng)、尤其是物鏡聚焦在待檢驗的樣品上。使用 偏轉裝置，以光柵型方式在待檢驗的樣品表面上引導一次電子束。在該情況下，一次電子束 的電子與待檢驗的樣品的材料互相作用。作為互相作用的結果，特別地，電子從待檢驗的 樣品的表面發(fā)射出（所謂的次級電子），一次電子束的電子反向散射（所謂的反向散射電 子）。檢測次級電子和反向散射電子，并將其用于產(chǎn)生圖像。由此獲得了待檢驗的樣品的表 面的成像。
[0006] 在TEM的情況下，同樣使用束發(fā)生器產(chǎn)生一次電子束，所述一次電子束通過束引 導系統(tǒng)聚焦在待檢驗的樣品上。一次電子束輻射通過待檢驗的樣品。在一次電子束通過 待檢驗的樣品期間，一次電子束的電子與待檢驗的樣品的材料互相作用。穿過待檢驗的樣 品的電子通過由至少物鏡和投射透鏡系統(tǒng)組成的系統(tǒng)成像在發(fā)光屏或檢測器（例如相機） 上。此外，可使用另外的檢測器檢測在待檢驗的樣品處散射或反向散射的電子和/或由待 檢驗的樣品發(fā)射的次級電子，以使待檢驗的樣品成像。在該情況下，以TEM的掃描模式實現(xiàn) 成像。該類型的TEM通常稱為STEM。
[0007] 除了上述互相作用粒子（interaction particle)，被引導至樣品上的帶電粒子 束（例如電子束）也可與樣品互相作用，使得發(fā)生電磁輻射。例如，電磁輻射可以是X射 線的形式。可通過使用能量彌散X射線譜（所謂的EDX)來檢測這些X射線，能量彌散X 射線譜通過識別包含在樣品中的材料來提供樣品的成分。電磁輻射還可以是陰極發(fā)光光 (cathodoluminescence light)的形式。通過檢測并評估陰極發(fā)光光（例如使用強度和光 譜分析），可確定樣品材料的特性。
[0008] 已知使用SEM分析煤的成分。為此，一塊煤嵌入巴西棕櫚蠟中。由巴西棕櫚蠟制 成的基墊（bedding)固定煤相對于由巴西棕櫚錯制成的基墊的位置。煤和巴西棕櫚錯的基 墊布置在引入SEM中的樣品保持器上。使用巴西棕櫚蠟是有問題的。已知將樣品布置在巴 西棕櫚蠟中以用SEM檢驗不是簡單的工藝。因此，通常需要昂貴的專家實驗室服務。而且， 將樣品布置在巴西棕櫚蠟中是費時的。
[0009] 天然或合成樹脂可替代巴西棕櫚蠟用作煤的基墊。由于樹脂更易于處理，所以將 煤布置在樹脂中不像布置在巴西棕櫚蠟中那樣昂貴。然而，樹脂和煤具有類似的平均原子 量。這使得幾乎不可能通過檢測反向散射電子來清楚地分辨SEM中的煤和樹脂。由于類似 的原子量，通過檢測煤和樹脂的反向散射電子而提供的圖像中的對比大致相同。不可能識 別圖像中的煤和樹脂并區(qū)分煤和樹脂。


【發(fā)明內容】

[0010] 因此，期望提供一種方法和一種帶電粒子束裝置，它們使得可通過使用尤其是反 向散射電子成像樣品來使用由樹脂制成的基墊用于樣品的檢驗。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，這通過一種使用帶電粒子束裝置分析物體的方法來實現(xiàn)，所述帶電 粒子束裝置包括用于產(chǎn)生帶電粒子束的帶電粒子源、用于將所述帶電粒子束聚焦在所述 物體上的物鏡、用于檢測互相作用輻射的第一檢測器和用于檢測互相作用粒子的第二檢測 器，其中，所述方法包括以下步驟：通過將樣品布置在樹脂中而提供包括所述樣品和所述樹 脂的所述物體；使用所述帶電粒子源產(chǎn)生所述帶電粒子束；使用所述物鏡將所述帶電粒子 束引導到所述樣品和所述樹脂上；在所述樣品和所述樹脂上引導所述帶電粒子束；因所述 帶電粒子束與所述樣品的互相作用以及所述帶電粒子束與所述樹脂的互相作用，產(chǎn)生從所 述樣品和所述樹脂發(fā)射出的互相作用輻射；通過使用所述第一檢測器檢測所述互相作用輻 射來識別布置有所述樹脂的第一區(qū)域，并識別布置有所述樣品的第二區(qū)域；通過使用所述 第二檢測器檢測互相作用粒子來識別所述第一區(qū)域中的樹脂的至少一個粒子的位置或所 述第二區(qū)域中的樣品的至少一個粒子的位置，其中，所述互相作用粒子由所述帶電粒子束 與所述樹脂或所述樣品的所述至少一個粒子的互相作用產(chǎn)生；以及使用所述帶電粒子束分 析所述樹脂或所述樣品的所述至少一個粒子。根據(jù)本發(fā)明，一種存儲計算機軟件的計算機 可讀介質，用于使用帶電粒子束裝置分析物體，所述計算機軟件包括可執(zhí)行代碼，所述可執(zhí) 行代碼在微處理器中運行，其中，當所述計算機軟件加載在所述微處理器中且所述可執(zhí)行 代碼在所述微處理器中運行時，執(zhí)行根據(jù)上述權利要求任一項所述的方法。根據(jù)本發(fā)明，一 種用于分析物體的帶電粒子束裝置包括：帶電粒子源，用于產(chǎn)生帶電粒子束；物鏡，用于使 所述帶電粒子束聚焦在所述物體上；第一檢測器，用于檢測互相作用輻射；第二檢測器，用 于檢測互相作用粒子；微處理器；以及如上所述的計算機可讀介質。由下列描述、下列權利 要求和/或附圖，本發(fā)明的其它特征是顯而易見的。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的方法用于使用帶電粒子束裝置分析包括樣品的物體。術語"物體" 在下面被進一步說明。樣品可包括待分析的粒子。換言之，該方法用于操作帶電粒子束裝 置，以便分析樣品。帶電粒子束裝置包括用于產(chǎn)生帶電粒子束的帶電粒子源、用于使帶電粒 子束聚焦在樣品上的物鏡、用于檢測互相作用福射（interaction radiation)的第一檢測 器和用于檢測互相作用粒子的第二檢測器。根據(jù)本發(fā)明的方法包括幾個步驟。特別地，該 方法包括通過將樣品布置在樹脂中來提供物體的步驟，樹脂例如是天然樹脂或合成樹脂， 比如已知為由Struers A/S公司提供的SpeciFix-20(目錄號40200048)的樹脂。因此，所 述物體包括樹脂和嵌入樹脂中的樣品。此外，通過使用帶電粒子源產(chǎn)生帶電粒子束。根據(jù) 本發(fā)明的方法還包括使用物鏡將帶電粒子束引導至樣品和樹脂上的步驟。因此，帶電粒子 束被引導至樣品和樹脂上。而且，帶電粒子束在樣品和樹脂上被引導。例如，帶電粒子束以 光柵狀方式在樣品和樹脂上被引導。根據(jù)本發(fā)明的方法還包括由于帶電粒子束與樣品的互 相作用以及帶電粒子束與樹脂的互相作用而產(chǎn)生從樣品和樹脂發(fā)射出的互相作用輻射。而 且，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括通過使用第一檢測器檢測互相作用輻射來識別布置有樹脂的 第一區(qū)域以及識別布置有樣品的第二區(qū)域。另外，通過使用第二檢測器檢測互相作用粒子 來識別第一區(qū)域中的樹脂的至少一個粒子的位置和/或第二區(qū)域中的樣品的至少一個粒 子的位置。通過帶電粒子束與樹脂的或樣品的至少一個粒子的互相作用產(chǎn)生互相作用粒 子。例如，互相作用粒子由至少一個粒子發(fā)射（例如次級電子）或從至少一個粒子反向散 射（例如反向散射電子）。使用帶電粒子束分析樹脂或樣品的至少一個粒子。
[0013] 本發(fā)明不局限于上面提及或下面進一步提及的步驟的順序（次序）?；蛘?，可關于 根據(jù)本發(fā)明的方法的一個或多個步驟不同地選擇根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟的順序。
[0014] 本發(fā)明基于該研究結果，即可通過使用第一檢測器檢測互相作用輻射來識別第一 區(qū)域和第二區(qū)域，用作樣品的基墊的樹脂布置在第一區(qū)域中，樣品布置在第二區(qū)域中。術語 "區(qū)域"不限于特定尺寸。相反，可使用具有任何適合尺寸的任何區(qū)域。與樣品（例如煤） 相比，樹脂在互相作用輻射方面通常是強力發(fā)射器。因此，可識別布置有樣品的第二區(qū)域和 布置有樹脂的第一區(qū)域，并生成包括這些區(qū)域的布圖。該布圖識別第一區(qū)域和第二區(qū)域，使 得了解樹脂所布置的位置及樣品所布置的位置。因此，帶電粒子束可被引導至布置有樣品 的第二區(qū)域，以例如通過檢測反向散射粒子來進一步檢驗和分析待分析的樣品或樣品的一 部分。這允許識別礦物質包含在樣品中的區(qū)域，并例如通過使用EDX進一步分析這些礦物 質。然而，該方法還可用于分析未包含在樣品中而包含在樹脂中的粒子。
[0015] 另外或替代地，在根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例中提供了產(chǎn)生互相作用輻射的步 驟，包括產(chǎn)生陰極發(fā)光光。與待分析的樣品相比，樹脂，尤其是上述樹脂類型是陰極發(fā)光光 的強力發(fā)射器。因此，可識別布置有樹脂的第一區(qū)域和布置有樣品的第二區(qū)域。
[0016] 另外或替代地，在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實施例中提供了分析樹脂的或樣品的 至少一個粒子的步驟，包括使用例如第三檢測器檢測電磁輻射（例如X射線）。該實施例包 括例如使用EDX分析樣品。
[0017] 另外或替代地，在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一實施例中提供的方法包括以下步驟中 的至少一個：
[0018] 在第一步驟中，帶電粒子束在包括樹脂和嵌入樹脂中的樣品的物體上掃描。通過 使用第一檢測器檢測互相作用輻射、尤其是陰極發(fā)光光。第一檢測器的信號用于基于互相 作用輻射產(chǎn)生第一圖像。
[0019] 在第二步驟中，通過使用第一檢測器檢測互相作用輻射來識別物體的包括樹脂的 一個第一區(qū)域或多個第一區(qū)域。
[0020] 在第三步驟中，通過使用第一檢測器檢測互相作用輻射來識別物體的包括嵌入樹 脂中的樣品的一個第二區(qū)域或多個第二區(qū)域。
[0021] 在第四步驟中，通過使用第二檢測器檢測由帶電粒子束與物體（即，樹脂和嵌入 樹脂中的樣品）互相作用而產(chǎn)生的互相作用粒子?；ハ嘧饔昧Ｗ涌梢允谴渭壛Ｗ樱ū热绱?級電子）和/或反向散射粒子（比如反向散射電子）。由第二檢測器產(chǎn)生的信號用于產(chǎn)生 第二圖像。在根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例中，并行執(zhí)行第四步驟和第一步驟。
[0022] 在第五步驟中，通過分析第二圖像而識別包含在樹脂和/或樣品中的粒子的位 置。所述粒子可以是礦物質。然而，本發(fā)明不限于分析礦物質。替代地，可分析任何類型的 粒子。
[0023] 在第六步驟中，通過將帶電粒子束引導至所識別的粒子位置而用帶電粒子束照射 包含在樹脂和/或樣品中的粒子?；ハ嘧饔幂椛洌ɡ鏧射線）產(chǎn)生，使用第三檢測器（例 如EDX檢測器）檢測互相作用輻射。
[0024] 第三檢測器的信號用于產(chǎn)生包含在樹脂和/或樣品中的每個粒子的光譜。
[0025] 在第七步驟中，通過分析產(chǎn)生用于包含在樹脂和/或樣品中的粒子中的至少一個 的光譜來識別該至少一個粒子的成分。而且，識別該一個粒子是布置在樣品內、還是布置在 樣品的表面處或者樹脂中。
[0026] 本發(fā)明還涉及一種存儲計算機軟件的計算機可讀介質，用于使用帶電粒子束裝置 分析物體，該計算機軟件包括可執(zhí)行代碼，可執(zhí)行代碼在微處理器中運行。當計算機軟件加 載在微處理器中且可執(zhí)行代碼在微處理器中運行時，執(zhí)行包括上面或下面提及步驟中的至 少一個，或者上面或下面提及步驟的至少兩個的組合的方法。
[0027] 本發(fā)明還涉及一種用于分析物體的帶電粒子束裝置。該帶電粒子束裝置包括用于 產(chǎn)生帶電粒子束的帶電粒子源、用于使帶電粒子束聚焦在物體上的物鏡、用于檢測互相作 用輻射的第一檢測器、用于檢測互相作用粒子的第二檢測器、微處理器和上面或下面提及 的計算機可讀介質。當存儲在計算機可讀介質中的計算機軟件加載在微處理器中且可執(zhí)行 代碼在微處理器中運行時，執(zhí)行包括上面或下面提及步驟中的至少一個，或者上面或下面 提及步驟的至少兩個的組合的方法。
[0028] 另外或替代地，在根據(jù)本發(fā)明的帶電粒子束裝置的實施例中提供的帶電粒子束裝 置是電子束裝置（例如SEM)?；蛘?，帶電粒子束裝置是離子束裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029] 下面，使用附圖并根據(jù)示例性實施例更詳細地說明本發(fā)明，附圖中：
[0030] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的帶電粒子束裝置的實施例的示意圖；
[0031] 圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的帶電粒子束裝置的另一實施例的示意圖；
[0032] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實施例的流程圖的示意圖；以及
[0033] 圖3示出具有待分析的樣品和樹脂的物體。

【具體實施方式】
[0034] 圖1示出SEM形式的帶電粒子束裝置1的示意圖，包括實施為電子束柱的帶電粒 子束柱2。然而，應明確指出，本發(fā)明不限于SEM。確切地說，本發(fā)明可用于任何帶電粒子束 裝置，尤其用作離子束裝置。
[0035] 帶電粒子束柱2具有光軸3、電子源（陰極）形式的束發(fā)生器4、引出電極 (extraction electrode)形式的第一電極5和陽極形式的第二電極6,第二電極同時形成 束引導管7的一端。舉例來說，束發(fā)生器4是熱場發(fā)射器。來自束發(fā)生器4的電子因束發(fā) 生器4和第二電極6之間的電位差而加速到陽極電位。相應地，提供了電子束形式的帶電 粒子束。
[0036] 此外，帶電粒子束裝置1包括物鏡8,物鏡突伸進帶電粒子束裝置1的樣品室9中。 物鏡8具有孔，束引導管7被引導通過所述孔。物鏡8還設有極片（pole pieceUO,線圈 11布置在極片中。靜電減速裝置布置在束引導管7的下游。所述靜電減速裝置具有形成束 引導管7的一端的管電極12。而且，靜電減速裝置具有沿光軸3布置成鄰近管電極12的單 個電極13。樣品載體14布置在樣品室9中。樣品載體14承載包括待檢驗和/或待處理 的樣品15A和由樹脂15B制成的基墊的物體24(例如塊狀樣品）。樣品15A布置在由樹脂 15B制成的基墊中。
[0037] 管電極12以及束引導管7處于陽極電位，而單個電極13和包括樣品15A和由樹脂 15B制成的基墊的物體24處于與陽極電位相比較低的電位。如此，帶電粒子束的電子可減 速至檢驗和/或處理包括樣品15A和由樹脂15B制成的基墊的物體24所期望能量。帶電 粒子束裝置1包括第一檢測器17A，用于檢測通過帶電粒子束與包括樣品15A和由樹脂15B 制成的基墊的物體24的互相作用而產(chǎn)生的陰極發(fā)光光。由第一檢測器17A產(chǎn)生的信號經(jīng) 由信號線（未示出）傳送到包括微處理器19的電子單元18 (制造為用于獲得信號），用于 產(chǎn)生物體24的至少一部分的圖像，并將所產(chǎn)生的圖像傳輸至監(jiān)控器20。電子單元18還包 括存儲計算機軟件的計算機可讀介質。計算機軟件包括可執(zhí)行代碼，可執(zhí)行代碼在微處理 器19中運行。當可執(zhí)行代碼在微處理器19中運行時，實施根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0038] 為了成像的目的，通過使用布置在束引導管7中的第二檢測器17B檢測因帶電粒 子束與包括樣品15A和由樹脂15B制成的基墊的物體24的互相作用而出現(xiàn)的次級電子和/ 或反向散射電子。第二檢測器17B還與電子單元18連接，以傳送用于成像目的的信號。在 替代實施例中，第二檢測器17B布置在單個電極13和物體24之間，第二檢測器17B用于檢 測反向散射電子。
[0039] 帶電粒子束裝置1還包括第三檢測器17C，用于檢測通過帶電粒子束與包括樣品 15A和由樹脂15B制成的基墊的物體24的互相作用而產(chǎn)生的X射線。第三檢測器17C用于 使用EDX的材料分析，并經(jīng)由信號線（未示出）與電子單元18連接，以傳送信號。
[0040] 帶電粒子束柱2另外包括掃描裝置16,掃描裝置使帶電粒子束偏轉，使得帶電粒 子束可以在包括樣品15A和由樹脂15B制成的基墊的、布置在樣品載體14上的物體24上掃 描。掃描裝置16連接到電子單元18及其微處理器19,以控制帶電粒子束在包括樣品15A 和由樹脂15B制成的基墊的物體24的（掃描）表面21上的掃描。
[0041] 物鏡8使帶電粒子束聚焦在包括樣品15A和由樹脂15B制成的基墊的物體24的 表面21上。為此，物鏡8的線圈11連接到電子單元18。電子單元18驅動線圈11，并由此 確保帶電粒子束聚焦在表面21上。
[0042] 圖1A示出帶電粒子束裝置1的另一示意圖。圖1A基于圖1。相同的部件由相同的 參考標號表示。帶電粒子束裝置1是SEM，包括實施為電子束柱的帶電粒子束柱2。帶電粒 子束柱2具有光軸3、陰極絲（電子源）形式的束發(fā)生器4A、韋內電極（Wehnelt electrode) 形式的第一電極5A和陽極形式的第二電極6,第二電極連接到粒子束裝置1的接地電位。 束發(fā)生器4A被加熱以發(fā)射電子。電子因束發(fā)生器4A和第二電極6之間的電位差而加速。 第一電極5A相對于束發(fā)生器4A的電位負偏壓，以控制從束發(fā)生器4A發(fā)射的電子束流。聚 光透鏡25布置在第二電極6和物鏡8之間。圖1A所示實施例還包括第一檢測器17A、第二 檢測器17B和第三檢測器17C。然而，第二檢測器17B現(xiàn)在布置在物鏡的位于樣品室內的一 偵k此外，另兩個檢測器，即第一檢測器17A和第三檢測器17C布置在樣品室內。
[0043] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的方法的示例性實施例的流程圖的示意圖。在第一步驟S1， 樣品15A布置在由樹脂15B制成的基墊中，使得生成上述包括樣品15A和由樹脂15B制成 的基墊的物體24。包括樣品15A和由樹脂15B制成的基墊的物體24在圖3中示意性地示 出。圖3示出包括樣品15A和由樹脂15B制成的基墊的物體24的表面21(見圖1)的頂視 圖。樣品15A的三個塊區(qū)域（area of piece)(例如三塊煤）部分地可見（或顯露），并嵌 入樹脂15B中。三個塊區(qū)域由參考標號15A<、15A"和15A"'表示。樹脂15B相對于樹 脂158固定樣品15六的三塊（?化(^)154'、154"和154"'，因此，確保了帶電粒子束裝置 1的樣品載體14上的樣品15A的簡單處理和/或傳輸或布置。
[0044] 帶電粒子束在進一步的步驟S2中產(chǎn)生，并在包括樣品15A(S卩，樣品15A的塊 15A'、15A"和15A"'上）和樹脂15B的物體24的區(qū)域上被引導，使得以光柵狀方式掃描 樣品15A和樹脂15B(步驟S3)。陰極發(fā)光光形式的互相作用輻射因帶電粒子束與樣品15A 和樹脂15B的互相作用而產(chǎn)生。使用第一檢測器17A檢測陰極發(fā)光光（步驟S4)。與待分 析的樣品15A相比，樹脂15B是陰極發(fā)光光的強力發(fā)射器。因此，可識別布置有樹脂15B的 第一區(qū)域和布置有樣品15A的塊15A'、15A"和15A"'的第二區(qū)域（步驟S5)。因此，繼 而可生成包括樣品15A所在區(qū)域的位置和樹脂15B所在區(qū)域的位置的布圖。
[0045] 在步驟S5之后或與步驟S4并行地實施步驟S6。步驟S6包括通過帶電粒子束與 樣品15A(即，樣品15A的塊15A'、15A"和15A"')和樹脂15B的互相作用而產(chǎn)生互相作 用粒子的步驟?；ハ嘧饔昧Ｗ涌梢允谴渭壛Ｗ樱ū热绱渭夒娮樱┖?或反向散射粒子（比 如反向散射電子）。通過使用第二檢測器17B檢測互相作用粒子。第二檢測器17B產(chǎn)生用 于記錄和/或顯示物體24的掃描區(qū)域的表面21的圖像的信號。在另一步驟S7中，使用表 面21的圖像識別粒子，例如包含在樣品15A(S卩，樣品15A的塊15A'、15A"和15A"') 中或樹脂15B中的礦物質。帶電粒子束與那些粒子的互相作用在第二檢測器17B中產(chǎn)生與 樣品15A和樹脂15B的其余部分不同的信號。因此，可在表面21的圖像中識別那些粒子。 圖3示出包含在樣品15A的塊15A<、15A"和15A"'中的礦物質形式的幾個粒子22。圖 3還示出包含在樹脂15B中的礦物質形式的幾個粒子23。
[0046] 如上所述，步驟S5提供為識別布置有樹脂15B的第一區(qū)域和布置有樣品15A的塊 15A'、15A"和15A"'的第二區(qū)域。換言之，步驟S5提供布置有樹脂15B的第一區(qū)域的位 置和布置有樣品15A的塊15A'、15A"和15A"'的第二區(qū)域的位置。因此，現(xiàn)在還可識別 在步驟S7識別的粒子在樣品15A的塊15A'、15A"和15A"'或樹脂15B中的位置。
[0047] 步驟S8現(xiàn)在提供使用第三檢測器17C分析所識別的粒子22或23的步驟。帶電 粒子束被引導至每個粒子22或23的位置，或者在每個粒子22或23的表面上被引導。帶 電粒子束與粒子22或23互相作用。X射線形式的互相作用輻射產(chǎn)生，通過使用第三檢測器 17C檢測互相作用輻射。第三檢測器17C的信號用于產(chǎn)生包含在樹脂15B和/或樣品15A 中的每個粒子22或23的光譜。通過分析所產(chǎn)生的用于該一個粒子22或23的光譜來識別 包含在樹脂15B和/或樣品15A中的至少一個粒子22或23的成分。
[0048] 除了在步驟S7和S8中識別和分析粒子，可使用物體24的掃描區(qū)域的表面21的 記錄的和/或顯示的圖像來測量和存儲這些被識別的粒子22和23的形狀、尺寸和面積，以 用于進一步分析。這種數(shù)據(jù)可用于計算粒子在物體24、樣品15A或樹脂15B中的含量，使得 例如可確定礦物質在煤中的含量，并可在先前所述類型的煤燃燒期間在發(fā)電廠進行減少負 面效應的布置。
[0049] 參考實施例的附圖描述了本發(fā)明，在實施例中，帶電粒子束裝置是電子束裝置。然 而，除了電子束裝置，帶電粒子束裝置還可以是離子束裝置。離子束裝置可包括離子源形式 的帶電粒子源，尤其是氣體場離子源（gas field ion source)。對于磁性物鏡而言附加的或 替代的是可提供靜電物鏡，靜電物鏡包括以不同靜電電位偏壓的幾個電極，并將離子束聚 焦在物體24上。該靜電物鏡可包括以電勢偏壓的附加電極，以垂直于物鏡光軸越過物體表 面掃描尚子束。
[0050] 說明書、附圖和/或權利要求書中公開的本發(fā)明的特征實質上可以單獨或以任意 組合來實現(xiàn)本發(fā)明的不同實施例。
[0051] 參考標號列表
[0052] 1帶電粒子束裝置
[0053] 2帶電粒子束柱
[0054] 3 光軸
[0055] 4束發(fā)生器（熱場發(fā)射器）
[0056] 4A束發(fā)生器（陰極絲）
[0057] 5第一電極（引出電極）
[0058] 5A第一電極（韋內電極）
[0059] 6第二電極（陽極）
[0060] 7束引導管
[0061] 8 物鏡
[0062] 9樣品室
[0063] 10 極片
[0064] 11 線圈
[0065] 12管電極
[0066] 13單個電極
[0067] 14樣品載體
[0068] 15A 樣品
[0069] 15A'樣品的第一塊
[0070] 15A"樣品的第二塊
[0071] 15A"，樣品的第三塊
[0072] 15B 樹脂
[0073] 16掃描裝置
[0074] 17A第一檢測器
[0075] 17B第二檢測器
[0076] 17C第三檢測器
[0077] 18電子單元
[0078] 19微處理器
[0079] 20監(jiān)控器
[0080] 21 表面
[0081] 22樣品中的礦物質
[0082] 23樹脂中的礦物質
[0083] 24 物體
[0084] 25聚光透鏡
【權利要求】
1. 一種使用帶電粒子束裝置（1)分析物體（24)的方法， -所述帶電粒子束裝置（1)包括用于產(chǎn)生帶電粒子束的帶電粒子源（4)、用于將所述帶 電粒子束聚焦在所述物體（24)上的物鏡（8)、用于檢測互相作用輻射的第一檢測器（17A) 和用于檢測互相作用粒子的第二檢測器（17B)， 其中，所述方法包括以下步驟： -通過將樣品（15A、15A'、15A"、15A"')布置在樹脂（15B)中而提供包括所述樣品 (15A、15A'、15A"、15A"')和所述樹脂（15B)的所述物體（24); -使用所述帶電粒子源（4)產(chǎn)生所述帶電粒子束； -使用所述物鏡（8)將所述帶電粒子束引導到所述樣品（15A、15A'、15A"、15A"') 和所述樹脂（15B)上； -在所述樣品（15A、15A'、15A"、15A"')和所述樹脂（15B)上引導所述帶電粒子 束； -因所述帶電粒子束與所述樣品（15A、15A'、15A"、15A"')的互相作用以及所述帶 電粒子束與所述樹脂（15B)的互相作用，產(chǎn)生從所述樣品（15AU5A'、15A"、15A"')和 所述樹脂（15B)發(fā)射出的互相作用輻射； -通過使用所述第一檢測器（17A)檢測所述互相作用輻射來識別布置有所述樹脂 (15B)的第一區(qū)域，并識別布置有所述樣品（15A、15A'、15A"、15A"')的第二區(qū)域； -通過使用所述第二檢測器（17B)檢測互相作用粒子來識別所述第一區(qū)域中的樹脂 (15B)的至少一個粒子的位置或所述第二區(qū)域中的樣品（15A、15A'、15A"、15A"')的至 少一個粒子的位置，其中，所述互相作用粒子由所述帶電粒子束與所述樹脂（15B)或所述 樣品（15A、15A'、15A"、15A"')的所述至少一個粒子的互相作用產(chǎn)生；以及 -使用所述帶電粒子束分析所述樹脂（15B)或所述樣品（15A、15A'、15A"、15A"') 的所述至少一個粒子。
2. 如權利要求1所述的方法，其中，產(chǎn)生所述互相作用輻射包括產(chǎn)生陰極發(fā)光光。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其中，分析所述樹脂（15B)或所述樣品（15A、15A'、 15A"、15A"')的所述至少一個粒子包括使用所述第二檢測器（17B)檢測所述互相作用 粒子。
4. 如權利要求3所述的方法，其中，檢測所述互相作用粒子包括檢測由所述樣品（15A、 15A'、15A"、15A"')發(fā)射或從所述樣品（15A、15A'、15A"、15A"')反向散射的互相 作用粒子。
5. 如權利要求1、2或4所述的方法，其中，分析所述樣品（15A、15A'、15A"、15A"') 包括檢測電磁輻射和檢測X射線形式的電磁輻射中的至少一個。
6. 如權利要求3所述的方法，其中，分析所述樣品（15A、15A'、15A"、15A"')包括 檢測電磁輻射和檢測X射線形式的電磁輻射中的至少一個。
7. -種存儲計算機軟件的計算機可讀介質，用于使用帶電粒子束裝置（1)分析物體 (24)，所述計算機軟件包括可執(zhí)行代碼，所述可執(zhí)行代碼在微處理器（19)中運行，其中，當 所述計算機軟件加載在所述微處理器（19)中且所述可執(zhí)行代碼在所述微處理器（19)中運 行時，執(zhí)行根據(jù)上述權利要求任一項所述的方法。
8. -種用于分析物體（24)的帶電粒子束裝置（1)，所述帶電粒子束裝置（1)包括： -帶電粒子源（4)，用于產(chǎn)生帶電粒子束； -物鏡（8)，用于使所述帶電粒子束聚焦在所述物體（24)上； -第一檢測器（17A)，用于檢測互相作用輻射； -第二檢測器（17B)，用于檢測互相作用粒子； -微處理器（19);以及 -根據(jù)權利要求7所述的計算機可讀介質。
9.如權利要求8所述的帶電粒子束裝置（1)，其中， -所述帶電粒子束裝置（1)是電子束裝置；或者 -所述帶電粒子束裝置（1)是離子束裝置。
【文檔編號】G01N23/20GK104089966SQ201410017457
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年1月15日 優(yōu)先權日:2013年1月15日
【發(fā)明者】E.希爾, S.比恩 申請人:卡爾蔡司顯微鏡有限責任公司