CN116136504A - 一种薄膜检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种薄膜检测装置，属于光学检测技术领域，包括：样品室结构和支撑结构、透镜结构、真空系统，其中样品室结构内部形成有容纳腔，样品室结构上端设置有扫描电镜；样品室结构开设适于光束通过的第一开孔；支撑结构与所述样品室结构连接，并适于支撑样品室结构；透镜结构设置于样品室结构的下方，适于接收扫描电镜的光束；真空系统设置于样品室结构的侧方。本装置将真空系统放置在样品室结构的侧方，并将透镜结构放置在样品室结构的下方，保证样品室结构上端的扫描电镜发射的光束能够通过第一开孔被透镜结构接收到，在对薄膜材料进行检测时无需扫描电镜和透射电镜分别对薄膜材料进行检测，简化检测过程，提高了检测效率。

Description

一种薄膜检测装置

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，具体涉及一种薄膜检测装置。

背景技术

随着科技水平的不断发展，薄膜材料的应用越来越广泛。对薄膜材料的结构、性质、性能等分析需求也越来越多。对于薄膜材料微观形貌的观测方式，通常选择用扫描电子显微镜和投射电子显微镜来进行。扫描电子显微镜简称扫描透镜，是通过电子枪发射电子束，电子束经磁透镜聚焦之后，在样品表面作光栅状扫描，对电子和样品表面相互作用产生的信号进行检测，达到分析样品的成分、形貌及结构的目的。透射电子显微镜，简称透射电镜 ，是把经加速和聚集的电子束投射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。

薄膜检测装置通常包括样品室和样品台，薄膜样品设置于样品台上并位于样品室内，样品室和样品台围合形成空腔，并通过真空系统对空腔内抽真空。现有技术中，真空系统通常设置于样品室和样品台的正下方，因此样品室和样品台的下方没有空间再安装其他设备，在对薄膜材料进行检测时需要扫描电镜和透射电镜分别对薄膜材料进行检测，使得检测过程繁琐，检测效率低下。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的需要扫描电镜和透射电镜分别对薄膜材料进行检测缺陷，从而提供一种薄膜检测装置。

本发明提供了一种薄膜检测装置，包括：

样品室结构，内部形成有容纳腔，所述样品室结构上端设置有扫描电镜；所述样品室结构开设有适于扫描电镜的光束通过的第一开孔；

支撑结构，与所述样品室结构连接，并适于支撑所述样品室结构；

透镜结构，设置于所述样品室结构的下方，并适于接收所述扫描电镜的光束；

真空系统，设置于所述样品室结构的侧方，并与所述样品室结构的容纳腔连通设置。

作为优选方案，所述支撑结构包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部支撑于所述样品室结构的外侧并周向分布，所述第二支撑部支撑于所述样品室结构的底部，所述第二支撑部上开设有适于扫描电镜的光束穿过的第二开孔。

作为优选方案，样品室结构包括样品室主体和样品台，所述样品台设置在所述样品室主体的底部，所述样品台与所述样品室主体可拆卸连接，所述第一支撑部对应所述样品室主体外周设置，所述第二支撑部对应所述样品台底面设置。

作为优选方案，所述样品室主体与所述第一支撑部固定连接，所述第一支撑部位置固定，所述第二支撑部与所述样品台底面抵接，所述第二支撑部沿竖直方向可移动设置。

作为优选方案，样品室主体包括本体和支撑柱，所述支撑柱具有若干个，若干个所述支撑柱均匀周向设置在所述本体的外侧。

作为优选方案，所述本体包括顶壁、第一周壁和第二周壁，所述顶壁适于盖设在所述第一周壁的顶端上；所述顶壁开设有电镜孔，所述电镜孔适于与所述扫描电镜连接；所述第一周壁的侧壁上开设有若干第一连接孔；所述第二周壁适于与所述第一周壁底端连接；所述第二周壁与所述支撑柱连接，若干个所述支撑柱均匀周向设置对应所述第二周壁的外周设置。

作为优选方案，所述第一周壁内向倾斜设置，所述第一连接孔的轴线与所述样品台的中心相交设置。

作为优选方案，所述样品台中心开设有安装槽，所述第一开孔设置在所述第一安装槽的中心处。

作为优选方案，所述样品台还包括：

密封钉，适于安装在所述第一开孔内；所述密封钉为中空结构。

作为优选方案，所述样品台（12）朝向所述样品室本体（112）的一面靠近边缘沿周向开设有密封槽（123），所述密封槽内设置有密封圈。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的薄膜检测装置，通过支撑结构对样品室结构起到支撑作用，将真空系统放置在样品室结构的侧方，将透镜结构放置在样品室结构的下方，保证样品室结构上端的扫描电镜发射的光束能够通过第一开孔被透镜结构接收到，在对薄膜材料进行检测时无需扫描电镜和透射电镜分别对薄膜材料进行检测，简化检测过程，提高了检测效率。

2.本发明提供的薄膜检测装置，支撑结构包括第一支撑部和第二支撑部，其中第一支撑部支撑在样品室结构的外侧并周向分布，第二支撑部支撑与样品室结构的底部，第二支撑部开设有适于扫描电镜的光束通过的第二开孔，使第二支撑部在对样品室结构起到支撑的同时不影响透镜结构的正常使用；当需要更换样品时，仅通过第一支撑部对样品室结构进行支撑，保证样品室结构的稳定。

3.本发明提供的薄膜检测装置，其中样品室结构包括样品室主体和样品台，样品台上放置有样品，其中样品室主体和样品台可拆卸连接，可以方便对样品进行更换或者对样品进行调节。

4.本发明提供的薄膜检测装置，其中样品室主体与第一支撑部固定连接，能够进一步保证第一支撑部对样品室主体的支撑作用；第二支撑部与样品台底面抵接连接，并且为了便于对样品台上样品的更换，第二支撑部可以进行上下移动，增加了样品台在进行换样品时的便捷性。

5.本发明提供的薄膜检测装置，其中样品室主体包括本体和支撑柱，支撑柱具有若干个，并且若干个支撑柱均匀周向设置在本体外侧，本体通过支撑柱与第一支撑部固定连接，周向分布的支撑柱能够保证本体在使用过程中更加稳定。

6.本发明提供的薄膜检测装置，其中本体包括顶壁、第一周壁和第二周壁，顶壁上开设有适于扫描电镜连接的第一连接孔，适于电子探测器等电子元器件的连接；并且将第一周壁内向倾斜设置，使第一连接孔的轴线与样品台的中心相交设置，这样设置能够保证电子探测器等电子元器件的中心正好打在样品的中心，能够保证对样品的正常检测分析。

7.本发明提供的薄膜检测装置，在样品台中心开设有安装槽，安装槽适于放置样品，通过将样品放置在安装槽内，保证样品处于固定位置，使得样品无需进行位置调节，避免了繁琐的调整过程，使得本方案更加高效、便捷。

8.本发明提供的薄膜检测装置，还设置有密封钉，密封钉适于安装在第一开孔内，并且密封钉为中空结构，使得扫描电镜发射的光束能够通过密封钉的内部，在样品台上开设仅通过光束大小的第一开孔难度较大，导致成本增加，并且在用密封胶对样品进行密封的过程中容易造成第一开孔的封堵，而密封钉开孔成本较低，并且密封钉封堵后可以随时进行更换，增加本装置的实用性。

9.本发明提供的薄膜检测装置，为了保证样品台和样品室本体的密封性，还设置有密封槽和密封圈，密封槽设置在所述样品台的边缘处；密封圈适于放置在所述密封槽内，进一步保证了样品台和样品室本体的密封性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。

图1为本发明提供的薄膜检测装置的整体结构示意图。

图2为本发明提供的薄膜检测装置的整体结构第二视角示意图。

图3为本发明提供的薄膜检测装置的样品台的结构示意图。

图4为本发明提供的薄膜检测装置的样品台的第二视角示意图。

附图标记说明：

1、样品室结构；11、样品室主体；111、支撑柱；112、本体；1121、顶壁；1122、第一周壁；1123、第二周壁；1124、电镜孔；113、第一连接孔；114、第二连接孔；12、样品台；121、安装槽；122、第一开孔；123、密封槽；13、密封钉；2、支撑结构；21、第一支撑部；22、第二支撑部；3、透镜结构。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本发明提供的薄膜检测装置，包括：样品室结构1和支撑结构2、透镜结构3、真空系统，其中样品室结构1内部形成有容纳腔，所述样品室结构1上端设置有扫描电镜；所述样品室结构1开设有适于扫描电镜的光束通过的第一开孔122；支撑结构2与所述样品室结构1连接，并适于支撑所述样品室结构1；透镜结构3设置于所述样品室结构1的下方，并适于接收所述扫描电镜的光束；

本装置将真空系统放置在样品室结构1的侧方，并将透镜结构3放置在样品室结构1的下方，将样品放置在样品室结构1内，并且通过密封胶将样品的边缘进行密封，保证样品室结构1内的密封性，样品室结构1上端的扫描电镜发射的光束能够通过第一开孔122被透镜结构3接收到，通过利用扫描电镜的光束作为下方透镜结构3的光束；使薄膜材料进行检测时扫描电镜和透射电镜同时对薄膜材料进行检测，简化检测过程，提高了检测效率。

需要说明的是，本方案中将样品室结构与扫描电镜的光学镜筒连接。

需要说明的是，在本方案中透镜结构3为透镜电镜取消电子枪部分。

如图2所示，本实施例提供的薄膜检测装置，支撑结构2包括第一支撑部21和第二支撑部22，其中第一支撑部21支撑于样品室结构1的外侧并沿周向分布，所述第二支撑部22支撑于所述样品室结构1的底部，第一支撑部21和第二支撑部22对样品室结构1提供支撑力，保证样品室结构1在使用过程中的稳定；并且在第二支撑部22上还开设有适于扫描电镜的光束通过的第二开孔，第二开孔用于防止第二支撑部22阻挡扫描电镜发射出的光束；为了提高本装置的稳定性，支撑结构2一般选用防震性能较好的平台。

本实施例提供的薄膜检测装置，如图2所示，样品室结构1包括样品室主体11和样品台12；其中样品台12设置在样品室主体11的底部，其中第一支撑部21对应在样品室主体11外周设置，第二支撑部22对应样品台12底面设置，其中样品室主体11与第一支撑部21固定连接，并且为了保证样品室主体11的稳定性，将第一支撑部21的位置固定；其中第二支撑部22与样品台12底面抵接，第二支撑部22沿竖直方向可移动设置，第二支撑部22可以配合其他结构在竖直方向移动，第二支撑部22在样品台12换样品的时候也能持续为样品台12提供支撑力，具体的，在本方案中，第二支撑部22与滑轨结构连接，实现上下移动，通过滑轨结构上的锁定结构使第二支撑部22的位置能够进行固定。

如图2所示，样品台12设置在样品室主体11的底部，并且样品台12与样品室主体11可拆卸连接，在本方案中，样品台12上和样品室主体11均开始有螺孔，并且样品台12和样品室主体11通过螺钉可拆卸连接，通过螺钉连接使得拆卸更加便捷；

本装置为了保证样品台12和样品室本体112的密封性，如图3所示，在样品台12和样品本体112之间还设置有密封槽123和密封圈，密封槽123设置在所述样品台12的边缘处；密封圈适于放置在所述密封槽123内，进一步保证了样品台12和样品室本体112的密封性。

如图2所示，在本装置中样品室主体11包括本体112和支撑柱111，其中支撑柱具有若干个，并且沿本体112的外周间隔设置，在本方案中支撑柱111具有四个，支撑柱111从四个方向对本体112起到稳定作用。

本实施例提供的薄膜检测装置，如图1所示，本体112包括顶壁1121、第一周壁1122和第二周壁1123，其中顶壁1121适于盖设在第一周壁1122的顶端，并且顶壁1121上开设有电镜孔1124，电镜孔1124适于与扫描电镜的光学镜筒连接，具体的，顶壁1121与扫描电镜通过螺钉进行连接，螺钉连接安装简便，并且可以进行反复拆卸，并且稳定性较好，在保证稳定性的前提下，简化顶壁1121与扫描电镜的安装过程。

如图1所示，第一周壁1122的侧壁上开设有若干第一连接孔113，第一连接孔113用于连接电子探测器等电子元器件；第一周壁1122内向倾斜设置，使得第一连接孔113的轴线与样品台12的中心相交设置，保证其他电子元器件的正常检测；本体112的高度不可调节，并且高度为固定值，经过测算第一周壁1122与水平面的夹角为45°时第一连接孔113的轴线与样品台12的中心刚好相交；

第二周壁1123适于与第一周壁1122底端连接；若干个所述支撑柱111对应第二周壁1123的外周设置，如图2所示，在本方案中支撑柱111具有四个，并且与第二周壁1123通过焊接的方式固定连接；第一支撑部21也具有四个并设置支撑柱111的下方，通过第一支撑部21对支撑柱111起到支撑作用，在本方案中第一支撑部21与支撑柱111通过螺栓固定连接。

如图1所示，在第二周壁1123上还开设有第二连接孔114，第二连接孔114可以用于连接其他相关设备，其中真空装置与第二连接孔114连接，从而实现对抽真空的过程；

在本方案中，如图2所示，第一周壁1122和第二周壁1123的都围成正六边形；正六边形具有便于加工的优点。

需要说明的是，本样品室主体11整体结构相较现有技术的样品室体积缩小了一半，因此抽真空的时间变短，节约整体操作时间，变相提高了检测效率。

在本方案中，如图2所示，两个前侧支撑柱111的是两个后侧支撑柱111长度的1.5倍，这样设置有利于区别本装置的前后面，并且这样设置也更加美观；

如图3所示，在样品台12中心开设有专门用于放置样品的安装槽121，并且将第一开孔122设置在安装槽121的中心处，在检测过程中直接将样品放置在安装槽121处，保证样品的安装位置处于中心处，有效避免了扫描电镜与样品的位置进行反复调节，避免了繁琐的调节过程，增加了检测效率。

如图4所示，本装置还设置有密封钉13，密封钉13适于安装在第一开孔122内，并且密封钉13为中空结构，使得扫描电镜发射的光束能够通过密封钉13的内部；相较于在样品台12上开设仅通过光束大小的第一开孔122在密封钉13上开孔，加工容易，并且在用密封胶对样品进行密封的过程中容易造成第一开孔122的封堵，导致成本增加，密封钉13封堵后可以随时进行更换，而密封钉13开孔成本较低，在本方案中在密封钉13内部开设200微米的通孔。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种薄膜检测装置，其特征在于，包括：

样品室结构（1），内部形成有容纳腔，所述样品室结构（1）上端设置有扫描电镜；所述样品室结构（1）开设有适于扫描电镜的光束通过的第一开孔（122）；

支撑结构（2），与所述样品室结构（1）连接，并适于支撑所述样品室结构（1）；

透镜结构（3），设置于所述样品室结构（1）的下方，并适于接收所述扫描电镜的光束；

真空系统，设置于所述样品室结构（1）的侧方，并与所述样品室结构（1）的容纳腔连通设置。

2.根据权利要求1所述的薄膜检测装置，其特征在于，所述支撑结构（2）包括第一支撑部（21）和第二支撑部（22），所述第一支撑部（21）支撑于所述样品室结构（1）的外侧并沿周向分布，所述第二支撑部（22）支撑于所述样品室结构（1）的底部，所述第二支撑部（22）上开设有适于扫描电镜的光束穿过的第二开孔。

3.根据权利要求2所述的薄膜检测装置，其特征在于，样品室结构（1）包括样品室主体（11）和样品台（12），所述样品台（12）设置在所述样品室主体（11）的底部，所述样品台（12）与所述样品室主体（11）可拆卸连接，所述第一支撑部（21）对应所述样品室主体（11）外周设置，所述第二支撑部（22）对应所述样品台（12）底面设置。

4.根据权利要求3所述的薄膜检测装置，其特征在于，所述样品室主体（11）与所述第一支撑部（21）固定连接，所述第一支撑部（21）位置固定，所述第二支撑部（22）与所述样品台（12）底面抵接，所述第二支撑部（22）沿竖直方向可移动设置。

5.根据权利要求3所述的薄膜检测装置，其特征在于，样品室主体（11）包括本体（112）和支撑柱（111），所述支撑柱（111）具有若干个，若干个所述支撑柱（111）沿所述本体（112）的外周间隔设置。

6.根据权利要求5所述的薄膜检测装置，其特征在于，所述本体（112）包括顶壁（1121）、第一周壁（1122）和第二周壁（1123），所述顶壁（1121）适于盖设在所述第一周壁（1122）的顶端上；所述顶壁（1121）开设有电镜孔（1124），所述电镜孔（1124）适于与所述扫描电镜连接；所述第一周壁（1122）的侧壁上开设有若干第一连接孔（113）；所述第二周壁（1123）适于与所述第一周壁（1122）底端连接；若干个所述支撑柱（111）对应所述第二周壁（1123）的外周设置。

7.根据权利要求6所述的薄膜检测装置，其特征在于，所述第一周壁（1122）向内倾斜设置，所述第一连接孔（113）的轴线与所述样品台（12）的中心相交设置。

8.根据权利要求3-7任一项所述的薄膜检测装置，其特征在于，所述样品台（12）中心开设有安装槽（121），所述第一开孔（122）设置在所述安装槽（121）的中心处。

9.根据权利要求8所述的薄膜检测装置，其特征在于，所述样品台还包括：

密封钉（13），适于安装在所述第一开孔（122）内；所述密封钉（13）为中空结构。

10.根据权利要求3所述的薄膜检测装置，其特征在于，所述样品台（12）朝向所述样品室本体（112）的一面靠近边缘沿周向开设有密封槽（123），所述密封槽内设置有密封圈。

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