CN108054072A - 一种台式电子扫描显微镜 - Google Patents

一种台式电子扫描显微镜 Download PDF

Info

Publication number
CN108054072A
CN108054072A CN201710800141.5A CN201710800141A CN108054072A CN 108054072 A CN108054072 A CN 108054072A CN 201710800141 A CN201710800141 A CN 201710800141A CN 108054072 A CN108054072 A CN 108054072A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vacuum chamber
electronic table
condenser
sample
spot microscope
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710800141.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108054072B (zh
Inventor
韩晓朋
马银平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Sense Instrument Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Sense Instrument Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Sense Instrument Co Ltd filed Critical Shenzhen Sense Instrument Co Ltd
Priority to CN201710800141.5A priority Critical patent/CN108054072B/zh
Publication of CN108054072A publication Critical patent/CN108054072A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108054072B publication Critical patent/CN108054072B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28—Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147—Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • H01J37/1472—Deflecting along given lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/16—Vessels; Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/20—Means for supporting or positioning the objects or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/16—Vessels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
    • H01J2237/202—Movement
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/26—Electron or ion microscopes
    • H01J2237/28—Scanning microscopes
    • H01J2237/2801—Details

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

本发明涉及一种台式电子扫描显微镜，包括镜筒和与镜筒连通的真空室；镜筒内设置有电子枪、聚光镜、光阑机构、扫描线圈，以及聚焦透镜；真空室内样品台和调节机构；经由聚焦透镜汇聚的电子束投射在样品上产生二次电子；真空室内还设置有接收二次电子并将其转换成数字信号发送至计算机的接收处理单元；电子枪发射电子束后，电子束经由聚光镜进行聚光，以及光阑机构进行滤除后，由聚焦透镜进行聚焦成点状并投射到样品上，经过样品产生的二次电子由接收处理单元接收并将其转换成数字信号发送至计算机进行显示。

Description

一种台式电子扫描显微镜
技术领域
本发明涉及电子扫描显微镜技术领域，更具体地说，涉及一种台式电子扫描显微镜。
背景技术
首台商用扫描电子显微镜生产于20世纪60年代问世，最初主要是用来观察样品表面微区形貌和结构的一种精密分析仪器，经过几代的发展，扫描电镜搭载能谱仪即可以同时分析元素成分。因此，扫描电子显微镜在冶金、地质、矿物、半导体、医学、生物学、材料学等领域得到了非常广泛的应用。
目前使用的扫描电子显微镜大都为落地式扫描电子显微镜，需要一种对环境要求低、低成本的台式扫描电子显微镜。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种台式电子扫描显微镜。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种台式电子扫描显微镜，包括镜筒和与所述镜筒连通的真空室；其中，所述镜筒内设置有发射电子束的电子枪、为所述电子枪发射的电子束进行会聚的聚光镜、对所述聚光镜聚焦后电子束滤除离轴的电子束的光阑机构、使得经过所述光阑机构后电子束作扫描动作的扫描线圈，以及位于所述扫描线圈下方将电子束聚焦成点的聚焦透镜；
所述真空室内设置有放置样品的样品台和带动所述样品台纵向和/或横向运动的调节机构；
经由所述聚焦透镜汇聚的电子束投射在所述样品上产生二次电子；
所述真空室内还设置有接收所述二次电子并将其转换成数字信号发送至计算机的接收处理单元。
本发明所述的台式电子扫描显微镜，其中，所述聚光镜设置有多个；所述光阑机构包括可调光阑和固定光阑；多个所述聚光镜中，最后一个所述聚光镜与所述可调光阑对应设置，其他所述聚光镜与所述固定光阑一一对应设置。
本发明所述的台式电子扫描显微镜，其中，所述接收处理单元包括为所述二次电子加速的加速集电极、感应所述二次电子的闪烁器、接收所述闪烁器光线的光导管、位于所述光导管后端对光线进行放大并转换成电信号的光电倍增管、与所述光电倍增管电连接的对电信号放大并进行A/D转换的放大处理器，以及将数字信号转换成视频信号的视频处理单元。
本发明所述的台式电子扫描显微镜，其中，所述接收处理单元还包括电气接地的环形外壳；所述闪烁器、所述光导管、所述光电倍增管依次连接设置于所述环形外壳内；所述加速集电极设置于所述环形外壳内部；所述环形外壳上开设有与所述闪烁器正对的开口；所述加速集电极设置于所述闪烁器背离所述光导管一端。
本发明所述的台式电子扫描显微镜，其中，所述环形外壳设置有所述开口一端位于所述真空室内部，另一端位于所述真空室外部；所述环形外壳与所述真空室连接处密封。
本发明所述的台式电子扫描显微镜，其中，所述真空室侧壁设置有与所述加速集电极电连接并为其供电的高压套管；所述高压套管与所述加速集电极电连接一端位于所述真空室内部，另一端位于所述真空室外部；所述高压套管与所述真空室连接处密封。
本发明所述的台式电子扫描显微镜，其中，所述真空室还设置有对电子束照射样品产生的X射线荧光检测的EDS检测器；所述EDS检测器一端设置有对所述X射线荧光进行滤除的准直器，另一端电连接有将所述EDS检测器信号转换为数字信号的数字信号处理器。
本发明所述的台式电子扫描显微镜，其中，所述准直器呈环形套管状，且套设于所述EDS检测器端部；所述准直器上设置有对X射线荧光进行过滤的过孔，所述过孔直径范围为0.1-10mm。
本发明所述的台式电子扫描显微镜，其中，所述EDS检测器设置有所述准直器一端位于所述真空室内部，另一端位于所述真空室外部；所述EDS检测器与所述真空室连接处密封。
本发明的有益效果在于：电子枪发射电子束后，电子束经由聚光镜进行聚光，以及光阑机构进行滤除后，由聚焦透镜进行聚焦成点状并投射到样品上，经过样品产生的二次电子由接收处理单元接收并将其转换成数字信号发送至计算机进行显示，全真空封闭式扫描，对环境适用性好，可移动性强，结构简单，成本低；通过调节机构便于调节样品位置，同时通过扫描线圈或调节机构使得电子束在样品上进行扫描运动，达到扫描功能，结构简单，易于操作和控制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图：
图1是本发明较佳实施例的台式电子扫描显微镜结构示意图；
图2是本发明较佳实施例的台式电子扫描显微镜苍蝇样品扫描成像效果图；
图3是本发明较佳实施例的台式电子扫描显微镜牙齿种植钉样品扫描成像效果图。
具体实施方式
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明较佳实施例的台式电子扫描显微镜如图1所示，包括镜筒1和与镜筒1连通的真空室2；镜筒1内设置有发射电子束3的电子枪10、为电子枪10发射的电子束进行会聚的聚光镜11、对聚光镜11聚焦后电子束滤除离轴的电子束的光阑机构12、使得经过光阑机构12后电子束作扫描动作的扫描线圈13，以及位于扫描线圈13下方将电子束聚焦成点的聚焦透镜14；
真空室2内设置有放置样品的样品台20和带动样品台20纵向和/或横向运动的调节机构21；
经由聚焦透镜14聚焦的电子束投射在样品上产生二次电子4；
真空室2内还设置有接收二次电子4并将其转换成数字信号发送至计算机的接收处理单元5；
电子枪10发射电子束3后，电子束3经由聚光镜11进行聚光，以及光阑机构12进行滤除后，由聚焦透镜14进行聚焦成点状并投射到样品上，经过样品产生的二次电子4由接收处理单元5接收并将其转换成数字信号发送至计算机进行显示，全真空封闭式扫描(真空度0-0.00667帕斯卡)，对环境适用性好，可移动性强，结构简单，成本低；通过调节机构21便于调节样品位置，同时通过扫描线圈13或调节机构21使得电子束在样品上进行扫描运动，达到扫描功能，结构简单，易于操作和控制。
如图1所示，聚光镜11设置有多个；光阑机构12包括可调光阑120和固定光阑121；多个聚光镜11中，最后一个聚光镜11与可调光阑120对应设置，其他聚光镜11与固定光阑121一一对应设置；通过调整机构122对可调光阑120上孔进行X轴、Y轴方向调节，孔径调节范围为30-200um，调整机构122设置在镜筒1外，且调整机构122与镜筒1连接处密封，根据需求快速调节可调光阑120上孔的孔径，调节方便。
如图1所示，接收处理单元5包括为二次电子4加速的加速集电极50、感应二次电子4的闪烁器51、接收闪烁器51光线的光导管52、位于光导管52后端对光线进行放大并转换成电信号的光电倍增管53、与光电倍增管53电连接的对电信号放大并进行A/D转换的放大处理器54，以及将数字信号转换成视频信号的视频处理单元55；二次电子4经由加速集电极50加速后射向闪烁器51，闪烁器51感应二次电子4后发光，发光强度随二次电子4流量变化，闪烁器51发出的光通过光导管52射向后部的光电倍增管53，经由光电倍增管53放大1-500倍并转换成电信号，通过放大处理器54对电信号放大A/D转换，后进入视频处理单元形成视频信号，再进入计算机显示图像。
如图1所示，接收处理单元5还包括电气接地的环形外壳56；闪烁器51、光导管52、光电倍增管53依次设置于环形外壳56内；加速集电极50设置于环形外壳56内部；环形外壳56上开设有与闪烁器51正对的开口；加速集电极50设置于闪烁器51背离光导管52一端；环形外壳电气接地，与带上高电压(0-10KV)的加速集电极50之间形成电场，实现对二次电子4的加速，同时能对二次电子4进行准直，提高信噪比。
如图1所示，环形外壳56设置有开口一端位于真空室2内部，另一端位于真空室2外部；环形外壳56与真空室2连接处密封；结构紧凑，保持高真空的同时，易于与真空室外部设备进行装配和调试。
如图1所示，真空室2侧壁设置有与加速集电极50电连接并为其供电的高压套管22；高压套管22与加速集电极50电连接一端位于真空室2内部，另一端位于真空室2外部；高压套管22与真空室2连接处密封；结构紧凑，保持高真空的同时，易于快速按需调节对加速集电极50上电压。
如图1所示，真空室2还设置有对电子束照射样品产生的X射线荧光6检测的EDS检测器23；EDS检测器23一端设置有对X射线荧光6进行滤除的准直器230，另一端电连接有将EDS检测器23信号转换为数字信号的数字信号处理器232；由于一次电子照射样品，样品发出的X射线荧光6，经过准直器230准直后进入EDS检测器23，EDS检测器23形成电信号并进行前置放大器231进行信号放大，后信号进入数字信号处理器232，形成数字信号进入计算机处理显示元素含量。
如图1所示，准直器230呈环形套管状，且套设于EDS检测器23端部；准直器230上设置有对X射线荧光6进行过滤的过孔，过孔直径范围为0.1-10mm；既能起到准直滤除杂散干扰X射线荧光6，只允许合轴荧光进入，又能对EDS检测器23端部进行保护，避免损坏。
如图1所示，EDS检测器23设置有准直器230一端位于真空室2内部，另一端位于真空室2外部；EDS检测器23与真空室2连接处密封；结构紧凑，保持高真空的同时，易于与真空室外部设备进行装配和调试。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种台式电子扫描显微镜，包括镜筒和与所述镜筒连通的真空室；其特征在于，所述镜筒内设置有发射电子束的电子枪、为所述电子枪发射的电子束进行会聚的聚光镜、对所述聚光镜聚焦后电子束滤除离轴的电子束的光阑机构、使得经过所述光阑机构后电子束作扫描动作的扫描线圈，以及位于所述扫描线圈下方将电子束聚焦成点的聚焦透镜；
所述真空室内设置有放置样品的样品台和带动所述样品台纵向和/或横向运动的调节机构；
经由所述聚焦透镜汇聚的电子束投射在所述样品上产生二次电子；
所述真空室内还设置有接收所述二次电子并将其转换成数字信号发送至计算机的接收处理单元。
2.根据权利要求1所述的台式电子扫描显微镜，其特征在于，所述聚光镜设置有多个；所述光阑机构包括可调光阑和固定光阑；多个所述聚光镜中，最后一个所述聚光镜与所述可调光阑对应设置，其他所述聚光镜与所述固定光阑一一对应设置。
3.根据权利要求1所述的台式电子扫描显微镜，其特征在于，所述接收处理单元包括为所述二次电子加速的加速集电极、感应所述二次电子的闪烁器、接收所述闪烁器光线的光导管、位于所述光导管后端对光线进行放大并转换成电信号的光电倍增管、与所述光电倍增管电连接的对电信号放大并进行A/D转换的放大处理器，以及将数字信号转换成视频信号的视频处理单元。
4.根据权利要求3所述的台式电子扫描显微镜，其特征在于，所述接收处理单元还包括电气接地的环形外壳；所述闪烁器、所述光导管、所述光电倍增管依次连接设置于所述环形外壳内；所述加速集电极设置于所述环形外壳内部；所述环形外壳上开设有与所述闪烁器正对的开口；所述加速集电极设置于所述闪烁器背离所述光导管一端。
5.根据权利要求4所述的台式电子扫描显微镜，其特征在于，所述环形外壳设置有所述开口一端位于所述真空室内部，另一端位于所述真空室外部；所述环形外壳与所述真空室连接处密封。
6.根据权利要求4所述的台式电子扫描显微镜，其特征在于，所述真空室侧壁设置有与所述加速集电极电连接并为其供电的高压套管；所述高压套管与所述加速集电极电连接一端位于所述真空室内部，另一端位于所述真空室外部；所述高压套管与所述真空室连接处密封。
7.根据权利要求1所述的台式电子扫描显微镜，其特征在于，所述真空室还设置有对电子束照射样品产生的X射线荧光检测的EDS检测器；所述EDS检测器一端设置有对所述X射线荧光进行滤除的准直器，另一端电连接有将所述EDS检测器信号转换为数字信号的数字信号处理器。
8.根据权利要求7所述的台式电子扫描显微镜，其特征在于，所述准直器呈环形套管状，且套设于所述EDS检测器端部；所述准直器上设置有对X射线荧光进行过滤的过孔，所述过孔直径范围为0.1-10mm。
9.根据权利要求7所述的台式电子扫描显微镜，其特征在于，所述EDS检测器设置有所述准直器一端位于所述真空室内部，另一端位于所述真空室外部；所述EDS检测器与所述真空室连接处密封。
CN201710800141.5A 2017-09-07 2017-09-07 一种台式电子扫描显微镜 Active CN108054072B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710800141.5A CN108054072B (zh) 2017-09-07 2017-09-07 一种台式电子扫描显微镜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710800141.5A CN108054072B (zh) 2017-09-07 2017-09-07 一种台式电子扫描显微镜

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108054072A true CN108054072A (zh) 2018-05-18
CN108054072B CN108054072B (zh) 2021-03-26

Family

ID=62119330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710800141.5A Active CN108054072B (zh) 2017-09-07 2017-09-07 一种台式电子扫描显微镜

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108054072B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6667475B1 (en) * 2003-01-08 2003-12-23 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for cleaning an analytical instrument while operating the analytical instrument
CN1862761A (zh) * 2006-06-09 2006-11-15 清华大学 高稳定能量过滤电子显微像的接收方法及装置
KR100940648B1 (ko) * 2007-12-26 2010-02-05 주식회사 동부하이텍 반도체 소자의 결함 분석방법
US7805023B2 (en) * 2001-08-24 2010-09-28 Hitachi, Ltd. Image evaluation method and microscope
CN103257528A (zh) * 2012-02-16 2013-08-21 纽富来科技股份有限公司 电子束描绘装置及电子束描绘方法
CN204809184U (zh) * 2015-04-19 2015-11-25 刘晓岚 扫描电子显微镜
WO2017094721A1 (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 松定プレシジョン株式会社 荷電粒子線装置及び走査電子顕微鏡

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7805023B2 (en) * 2001-08-24 2010-09-28 Hitachi, Ltd. Image evaluation method and microscope
US6667475B1 (en) * 2003-01-08 2003-12-23 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for cleaning an analytical instrument while operating the analytical instrument
CN1862761A (zh) * 2006-06-09 2006-11-15 清华大学 高稳定能量过滤电子显微像的接收方法及装置
KR100940648B1 (ko) * 2007-12-26 2010-02-05 주식회사 동부하이텍 반도체 소자의 결함 분석방법
CN103257528A (zh) * 2012-02-16 2013-08-21 纽富来科技股份有限公司 电子束描绘装置及电子束描绘方法
CN204809184U (zh) * 2015-04-19 2015-11-25 刘晓岚 扫描电子显微镜
WO2017094721A1 (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 松定プレシジョン株式会社 荷電粒子線装置及び走査電子顕微鏡

Also Published As

Publication number Publication date
CN108054072B (zh) 2021-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5362964A (en) Environmental scanning electron microscope
US4897545A (en) Electron detector for use in a gaseous environment
US5412211A (en) Environmental scanning electron microscope
CN102308357B (zh) 带电粒子束装置
JP6169506B2 (ja) 試料ホルダ、観察システム、および画像生成方法
JP2011007766A (ja) Ｘ線顕微鏡用試料支持部材、試料収容セル、ｘ線顕微鏡、およびｘ線顕微鏡像の観察方法
JPH0727556Y2 (ja) 荷電粒子エネルギ分析装置
CN107636791A (zh) 电子显微镜用样品室装置及具备其的电子显微镜
EP1063677A1 (en) Charged particle beam device
US20060249674A1 (en) Detector system of secondary and backscattered electrons for a scanning electron microscope
US6815678B2 (en) Raster electron microscope
CN108054072A (zh) 一种台式电子扫描显微镜
JP4565168B2 (ja) 走査型ｘ線顕微鏡および走査型ｘ線顕微鏡像の観察方法
US10037862B2 (en) Charged particle detecting device and charged particle beam system with same
JP2002075264A (ja) 低真空走査電子顕微鏡
CN217466746U (zh) 环状电子探测器及扫描电子显微镜
KR101983029B1 (ko) 주사투과현미경(stem) 기능을 구비한 탈착가능 전자현미경용 시료실 장치 및 이를 포함하는 전자현미경
GB1588234A (en) Transmission type beam nicroscopes utilising a scanning technique
TW201140641A (en) Particle detection system
US9202667B2 (en) Charged particle radiation device with bandpass detection
JP6622061B2 (ja) 荷電粒子線装置
JP3939199B2 (ja) Ｘ線顕微鏡用試料スライド
JP2001291485A (ja) 走査電子顕微鏡
JP2916900B2 (ja) ２次電子増倍機構付き走査電子顕微鏡装置
CN205177770U (zh) 一种桌面型扫描电子显微镜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Ma Yinping

Inventor after: Shen Fei

Inventor before: Han Xiaopeng

Inventor before: Ma Yinping

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant