JP2003016986A - 検出システム - Google Patents
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
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- G—PHYSICS
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- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マイクロビーム装置内に配置される試料から
のＸ線放射を検出するための検出システム。 【解決手段】 検出システムは、 ａ．パルス管冷却器（２）と、 ｂ．パルス管冷却器（２）に連結される圧縮機（３）
と、 ｃ．パルス管冷却器（２）に連結されたセンサ（１）
と、 ｄ．パルス管冷却器及びセンサを含むハウジング（５、
６）と、 を備える。パルス管冷却器（２）、センサ（１）、及び
ハウジング（５、６）の少なくとも一部分は使用中マイ
クロビーム装置内に配置されるように十分に小さくされ
ており、それによって該センサによって試料からのＸ線
放射を検出することが可能となる。
のＸ線放射を検出するための検出システム。 【解決手段】 検出システムは、 ａ．パルス管冷却器（２）と、 ｂ．パルス管冷却器（２）に連結される圧縮機（３）
と、 ｃ．パルス管冷却器（２）に連結されたセンサ（１）
と、 ｄ．パルス管冷却器及びセンサを含むハウジング（５、
６）と、 を備える。パルス管冷却器（２）、センサ（１）、及び
ハウジング（５、６）の少なくとも一部分は使用中マイ
クロビーム装置内に配置されるように十分に小さくされ
ており、それによって該センサによって試料からのＸ線
放射を検出することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロビーム装
置内に配置された試料からのＸ線放射を検出するための
検出システムに関する。
置内に配置された試料からのＸ線放射を検出するための
検出システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロビーム装置には、Ｘ線を放射す
る試料が内部に配置される空所が備えられており、該装
置は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭｓ）、透過型電子顕微
鏡（ＴＥＭｓ）、走査・透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ
ｓ）、電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡｓ）
及び欠陥解析ツール（ＤＲＴｓ）を含む。このような検
出システムにおいては、典型的にはセンサを９０Ｋあた
りの温度まで冷却することが必要である。過去には、典
型的には、一連の銅要素により液体窒素の大型リザーバ
をセンサに接続することによって、このことが達成され
てきた。そして、銅要素は、センサから液体窒素へ熱を
伝達するように働き、よって該センサを作動温度に保持
する。
る試料が内部に配置される空所が備えられており、該装
置は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭｓ）、透過型電子顕微
鏡（ＴＥＭｓ）、走査・透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ
ｓ）、電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡｓ）
及び欠陥解析ツール（ＤＲＴｓ）を含む。このような検
出システムにおいては、典型的にはセンサを９０Ｋあた
りの温度まで冷却することが必要である。過去には、典
型的には、一連の銅要素により液体窒素の大型リザーバ
をセンサに接続することによって、このことが達成され
てきた。そして、銅要素は、センサから液体窒素へ熱を
伝達するように働き、よって該センサを作動温度に保持
する。
【０００３】しかしながら、近年、設計における変化が
起こり、液体窒素のリザーバは電気によって駆動される
冷却器に取って代わられてきた。現行の商業用ペルティ
エ冷却技術ではそのような低温は達成されない。従っ
て、典型的には、候補となる冷却器は、圧縮機と熱力学
サイクル配列を使用し、低温を達成するものである。そ
のような一つの設計がＧＢ−Ａ−２３２５０４５に示さ
れている。これは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）のような
システムに摺動可能に取り付けられた低温保持装置が内
部に取り付けられたエネルギー分散型半導体（ＥＤＳ）
検出器について説明している。低温保持装置は、パルス
管冷凍機から形成され、センサを冷却するために必要と
される低温を作り出すように働く。パルス管冷凍機は、
低温保持装置の一端に配置され、コールドフィンガーに
よって該低温保持装置の他の一端に配置されたセンサに
連結される。熱は検出器に沿ってセンサからパルス管冷
却器に伝達され、該センサを所望の温度に保持する。
起こり、液体窒素のリザーバは電気によって駆動される
冷却器に取って代わられてきた。現行の商業用ペルティ
エ冷却技術ではそのような低温は達成されない。従っ
て、典型的には、候補となる冷却器は、圧縮機と熱力学
サイクル配列を使用し、低温を達成するものである。そ
のような一つの設計がＧＢ−Ａ−２３２５０４５に示さ
れている。これは、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）のような
システムに摺動可能に取り付けられた低温保持装置が内
部に取り付けられたエネルギー分散型半導体（ＥＤＳ）
検出器について説明している。低温保持装置は、パルス
管冷凍機から形成され、センサを冷却するために必要と
される低温を作り出すように働く。パルス管冷凍機は、
低温保持装置の一端に配置され、コールドフィンガーに
よって該低温保持装置の他の一端に配置されたセンサに
連結される。熱は検出器に沿ってセンサからパルス管冷
却器に伝達され、該センサを所望の温度に保持する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これ
は、コールドフィンガーによってセンサが冷却され、冷
却効率において大きな損失に至るという重大な欠点をも
つ。特に、熱がコールドフィンガーのほぼ全長に沿って
吸収され、従って、パルス管冷却器は、センサが作動温
度に保持されることを保証するために、非常に多くの冷
却力を備えなければならない。このことは２つの重大な
影響を有する。
は、コールドフィンガーによってセンサが冷却され、冷
却効率において大きな損失に至るという重大な欠点をも
つ。特に、熱がコールドフィンガーのほぼ全長に沿って
吸収され、従って、パルス管冷却器は、センサが作動温
度に保持されることを保証するために、非常に多くの冷
却力を備えなければならない。このことは２つの重大な
影響を有する。
【０００５】第１に、システムを作動させるために、よ
り多くのエネルギーを必要とする。第２に、パルス管冷
却器を駆動する圧縮機は、冷却力を得るため十分に大き
な寸法で作られていなければならない。結果として、圧
縮機を別々にパルス管ジェネレータに取り付けなければ
ならない。これを達成するためには、圧縮機をパルス管
に連結するのに、少なくとも１つの回転弁を必要とし、
そのことは、効率において更なる損失をもたらすことに
なる。パルス管ジェネレータを実施するためのシステム
についての第２の例が日本国特開平６ー１０９３３９号
公報に説明されている。この例においても、冷却される
センサにパルス管冷凍機を連結するためにコールドフィ
ンガーが用いられている。従って、ここでも、ＧＢ−Ａ
−２３２５０４５に説明されているシステムに関して上
述したものと同様の問題をもつことになる。
り多くのエネルギーを必要とする。第２に、パルス管冷
却器を駆動する圧縮機は、冷却力を得るため十分に大き
な寸法で作られていなければならない。結果として、圧
縮機を別々にパルス管ジェネレータに取り付けなければ
ならない。これを達成するためには、圧縮機をパルス管
に連結するのに、少なくとも１つの回転弁を必要とし、
そのことは、効率において更なる損失をもたらすことに
なる。パルス管ジェネレータを実施するためのシステム
についての第２の例が日本国特開平６ー１０９３３９号
公報に説明されている。この例においても、冷却される
センサにパルス管冷凍機を連結するためにコールドフィ
ンガーが用いられている。従って、ここでも、ＧＢ−Ａ
−２３２５０４５に説明されているシステムに関して上
述したものと同様の問題をもつことになる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によると、マイク
ロビーム装置内に配置された試料からのＸ線放射を検出
するための検出システムが提供され、該検出システム
は、 ａ．パルス管冷却器と、 ｂ．パルス管冷却器に連結された圧縮機と、 ｃ．パルス管冷却器に連結されたセンサと、 ｄ．パルス管冷却器センサを収めるハウジングと、 を備え、パルス管冷却器と、センサと、ハウジングの少
なくとも一部分とが、使用中にマイクロビーム装置内部
に配置されるように十分に小さく、よって試料からのＸ
線放射がセンサによって検出されることが可能となる。
ロビーム装置内に配置された試料からのＸ線放射を検出
するための検出システムが提供され、該検出システム
は、 ａ．パルス管冷却器と、 ｂ．パルス管冷却器に連結された圧縮機と、 ｃ．パルス管冷却器に連結されたセンサと、 ｄ．パルス管冷却器センサを収めるハウジングと、 を備え、パルス管冷却器と、センサと、ハウジングの少
なくとも一部分とが、使用中にマイクロビーム装置内部
に配置されるように十分に小さく、よって試料からのＸ
線放射がセンサによって検出されることが可能となる。
【０００７】本発明は、多くの利点を提供する。第１
に、パルス管冷却器をハウジング内に配置することによ
って、該パルス管冷却器をマイクロビーム装置内に、典
型的にはマイクロビーム装置の真空囲い内に挿入するこ
とができる。第２に、センサ及びパルス管冷却器を互い
にハウジング内に配置することは、該センサを所望の温
度に保つため、該パルス管冷却器により必要とされる冷
却効果を減少させる。このことは、システムの効率を向
上させ、より小さい圧縮機を用られることを可能にす
る。そして、圧縮機を、該装置に、或いはハウジングに
さえも取り付けることができ、よって圧縮機が床上に取
り付けられた従来の配置とは完全に対照的に、冷却シス
テムの効率が更に向上する。
に、パルス管冷却器をハウジング内に配置することによ
って、該パルス管冷却器をマイクロビーム装置内に、典
型的にはマイクロビーム装置の真空囲い内に挿入するこ
とができる。第２に、センサ及びパルス管冷却器を互い
にハウジング内に配置することは、該センサを所望の温
度に保つため、該パルス管冷却器により必要とされる冷
却効果を減少させる。このことは、システムの効率を向
上させ、より小さい圧縮機を用られることを可能にす
る。そして、圧縮機を、該装置に、或いはハウジングに
さえも取り付けることができ、よって圧縮機が床上に取
り付けられた従来の配置とは完全に対照的に、冷却シス
テムの効率が更に向上する。
【０００８】序論において上述したように、センサを冷
却するための従来の構成は、典型的には冷却器に約２ワ
ットの熱負荷をかける。しかしながら、本発明は、パル
ス管冷却器をセンサと共にハウジング内に取り付けるこ
とにより、冷却力の要求を２ワットから約３００ミリワ
ットまで減少させることが可能である。ハウジングは、
センサ及びパルス管冷却器を周囲から熱的に絶縁するよ
うにされていることが好ましい。従って、センサ及び冷
却器にかかる熱負荷を更に減少させるのを助けるため、
研磨されたステンレス鋼のような銀メッキされた絶縁材
料から、ハウジングを形成することができる。
却するための従来の構成は、典型的には冷却器に約２ワ
ットの熱負荷をかける。しかしながら、本発明は、パル
ス管冷却器をセンサと共にハウジング内に取り付けるこ
とにより、冷却力の要求を２ワットから約３００ミリワ
ットまで減少させることが可能である。ハウジングは、
センサ及びパルス管冷却器を周囲から熱的に絶縁するよ
うにされていることが好ましい。従って、センサ及び冷
却器にかかる熱負荷を更に減少させるのを助けるため、
研磨されたステンレス鋼のような銀メッキされた絶縁材
料から、ハウジングを形成することができる。
【０００９】しかしながら、典型的には、これは、パル
ス管冷却器とセンサをハウジング内部の真空中に保持す
ることによって達成される。真空レベルは、典型的に
は、約１０-6ミリバールの圧力において得られ、それに
よってセンサとパルス管から、ハウジングへの熱伝達が
減少される。
ス管冷却器とセンサをハウジング内部の真空中に保持す
ることによって達成される。真空レベルは、典型的に
は、約１０-6ミリバールの圧力において得られ、それに
よってセンサとパルス管から、ハウジングへの熱伝達が
減少される。
【００１０】検出システムにおいて許容可能なカウント
レートを達成するため、センサを可能な限り試料に近づ
けて設置することが、通常は必要である。従って、検出
システムがＳＥＭ上に取り付けられるときは、多量の熱
を発生させる圧縮機をＳＥＭハウジングの外に配置し、
ハウジングがＳＥＭに貫入するような構成にしなければ
ならない。従って、ハウジングは、第１の端部と第２の
端部を有する細長い外管を備え、センサが、窓に隣接す
る該第１の端部に配置されることが好ましい。このこと
により、センサが許容可能なカウントレートを達成する
ことが可能になる。この状況において、パルス管冷却器
もまた、センサに直接連結することができるように、第
１の端部に通常は配置される。
レートを達成するため、センサを可能な限り試料に近づ
けて設置することが、通常は必要である。従って、検出
システムがＳＥＭ上に取り付けられるときは、多量の熱
を発生させる圧縮機をＳＥＭハウジングの外に配置し、
ハウジングがＳＥＭに貫入するような構成にしなければ
ならない。従って、ハウジングは、第１の端部と第２の
端部を有する細長い外管を備え、センサが、窓に隣接す
る該第１の端部に配置されることが好ましい。このこと
により、センサが許容可能なカウントレートを達成する
ことが可能になる。この状況において、パルス管冷却器
もまた、センサに直接連結することができるように、第
１の端部に通常は配置される。
【００１１】パルス管冷却器は、通常は、センサが短い
熱伝導性の継手を介して取り付けられた低温熱交換器を
含む。センサを低温熱交換器に連結するために熱伝導性
要素の長さを最小限にすることは、システムの冷却効率
を増加させる。パルス管冷却器は、典型的には、センサ
を１５０Ｋより下の温度まで、好ましくは１００Ｋより
下の温度まで冷却するようにされており、もし多段式の
パルス段冷却器として実行するならば、１Ｋより下の温
度までセンサを冷却することができるであろう。センサ
は超伝導のトンネル型センサ又はその他同種のものであ
ってもよい。このように、この冷却システムは、ジョゼ
フソン接合及びジェーバー接合センサのようなセンサ、
及び遷移縁部センサのようなマイクロ熱量計を用いるこ
とを可能にする。
熱伝導性の継手を介して取り付けられた低温熱交換器を
含む。センサを低温熱交換器に連結するために熱伝導性
要素の長さを最小限にすることは、システムの冷却効率
を増加させる。パルス管冷却器は、典型的には、センサ
を１５０Ｋより下の温度まで、好ましくは１００Ｋより
下の温度まで冷却するようにされており、もし多段式の
パルス段冷却器として実行するならば、１Ｋより下の温
度までセンサを冷却することができるであろう。センサ
は超伝導のトンネル型センサ又はその他同種のものであ
ってもよい。このように、この冷却システムは、ジョゼ
フソン接合及びジェーバー接合センサのようなセンサ、
及び遷移縁部センサのようなマイクロ熱量計を用いるこ
とを可能にする。
【００１２】手短に上述したように、この検出システム
の重要な用途は、ＳＥＭと共に使用するものである。こ
の場合において、ＳＥＭは、使用中に画像形成される試
料が配置される試料チャンバを含む。この場合、ハウジ
ングの第２の端部が、ＳＥＭ上に取り付けられた検出器
に連結され、ハウジングは試料チャンバ内に延び、使用
中に第1の端部が試料に隣接して配置される。別の場合
には、試料は、例えば薄く被覆されたポリマの薄壁「テ
ント」により、試料チャンバの残り部分から切り離すこ
とができる。この「テント」は、試料及び入射する電子
ビームの近傍の「きれいな」真空を、周辺検出器が挿入
されるこの領域より外側の潜在的に「汚れた」真空から
分離する。
の重要な用途は、ＳＥＭと共に使用するものである。こ
の場合において、ＳＥＭは、使用中に画像形成される試
料が配置される試料チャンバを含む。この場合、ハウジ
ングの第２の端部が、ＳＥＭ上に取り付けられた検出器
に連結され、ハウジングは試料チャンバ内に延び、使用
中に第1の端部が試料に隣接して配置される。別の場合
には、試料は、例えば薄く被覆されたポリマの薄壁「テ
ント」により、試料チャンバの残り部分から切り離すこ
とができる。この「テント」は、試料及び入射する電子
ビームの近傍の「きれいな」真空を、周辺検出器が挿入
されるこの領域より外側の潜在的に「汚れた」真空から
分離する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明による検出システムの例
を、添付の図面を参照して説明する。図１に示すよう
に、検出システムは、パルス管冷却器２に連結された従
来形式のＸ線センサ１を含み、該パルス管冷却器２は、
連続的連絡管４を介して圧縮機３に連結される。
を、添付の図面を参照して説明する。図１に示すよう
に、検出システムは、パルス管冷却器２に連結された従
来形式のＸ線センサ１を含み、該パルス管冷却器２は、
連続的連絡管４を介して圧縮機３に連結される。
【００１４】パルス管冷却器２は、典型的には、オリフ
ィス式パルス管冷却器であり、低温端熱交換器１２を介
して互いに連結された再熱器１０及びパルス管１１を含
む。パルス管は、高温端熱交換器１３に連結され、この
熱交換器１３は、オリフィス１４に連結される。オリフ
ィスは高温端熱交換器１３をリザーバ１６に連結するた
めに用いられる。パルス管冷却器２の動作は、低温部分
に可動部を有しないスターリングサイクル冷却器におお
よそ匹敵する。このことは、摩擦による磨耗がないため
に低温部分の寿命が無限であることを意味する。本質的
に、低温部には振動が生じない。
ィス式パルス管冷却器であり、低温端熱交換器１２を介
して互いに連結された再熱器１０及びパルス管１１を含
む。パルス管は、高温端熱交換器１３に連結され、この
熱交換器１３は、オリフィス１４に連結される。オリフ
ィスは高温端熱交換器１３をリザーバ１６に連結するた
めに用いられる。パルス管冷却器２の動作は、低温部分
に可動部を有しないスターリングサイクル冷却器におお
よそ匹敵する。このことは、摩擦による磨耗がないため
に低温部分の寿命が無限であることを意味する。本質的
に、低温部には振動が生じない。
【００１５】使用中、圧縮機３はヘリウムのような作動
気体を圧縮するために用いられる。圧縮された作動気体
は、連続する連絡管４に沿って圧縮機３から圧縮機用熱
交換器１７へ流れる。圧縮機用熱交換器１７は、パルス
管冷却器がより効率的に作動できるように、圧縮機３内
で作動気体を圧縮することによって生じる熱を矢印１８
で図示されるように取り除く。次いで、作動気体は、再
熱器１０を通って流れ、この再熱器は、可能な限り高い
潜在的冷却力をもってパルス管冷却器２の低温領域に気
体を導く道を提供する熱交換器として働く。従って、再
熱器１０は、熱をシステムに又はシステムから伝達する
ように作動するのではなく、代わりに圧縮サイクルの一
部分において気体から熱を吸収し、後に続く部分で気体
に熱を戻すものである。
気体を圧縮するために用いられる。圧縮された作動気体
は、連続する連絡管４に沿って圧縮機３から圧縮機用熱
交換器１７へ流れる。圧縮機用熱交換器１７は、パルス
管冷却器がより効率的に作動できるように、圧縮機３内
で作動気体を圧縮することによって生じる熱を矢印１８
で図示されるように取り除く。次いで、作動気体は、再
熱器１０を通って流れ、この再熱器は、可能な限り高い
潜在的冷却力をもってパルス管冷却器２の低温領域に気
体を導く道を提供する熱交換器として働く。従って、再
熱器１０は、熱をシステムに又はシステムから伝達する
ように作動するのではなく、代わりに圧縮サイクルの一
部分において気体から熱を吸収し、後に続く部分で気体
に熱を戻すものである。
【００１６】再熱器１０を出た後の作動気体は、システ
ムの最も低温部分を形成する低温熱交換器１２に入る。
ここで、矢印１９に図示されるようにセンサ１から熱が
吸収される。その後、熱された作動気体は、パルス管１
１に導かれ、該パルス管は、パルス管内の作動気体の圧
力と流れとの間の位相関係を利用して、熱が低温端から
中温端へ運ばれることを保証する。その後、運ばれた熱
は、矢印２０に図示されるように、高温熱交換器１３に
よってシステムから取り除かれる。オリフィス１４とリ
ザーバ１６とパルス管１１とは共に作動して、パルス管
１１の低温端において所望の位相変位が与えられること
を保証し、よって低温熱交換器１２から高温熱交換器１
３への熱伝達が可能になる。
ムの最も低温部分を形成する低温熱交換器１２に入る。
ここで、矢印１９に図示されるようにセンサ１から熱が
吸収される。その後、熱された作動気体は、パルス管１
１に導かれ、該パルス管は、パルス管内の作動気体の圧
力と流れとの間の位相関係を利用して、熱が低温端から
中温端へ運ばれることを保証する。その後、運ばれた熱
は、矢印２０に図示されるように、高温熱交換器１３に
よってシステムから取り除かれる。オリフィス１４とリ
ザーバ１６とパルス管１１とは共に作動して、パルス管
１１の低温端において所望の位相変位が与えられること
を保証し、よって低温熱交換器１２から高温熱交換器１
３への熱伝達が可能になる。
【００１７】図２に、センサ・システムの物理的配列の
例がより詳細に図示される。図示されるように、センサ
１及びパルス管冷却器２は、約２５ｍｍの直径を有する
支持外管５と、支持内管６とから形成されるハウジング
内に取り付けられる。図示されるように、支持内管６
は、支持外管５に対しほぼ同軸に取り付けられ、キャビ
ティ７を定め、該キャビティは、使用中約１０-6ミリバ
ールのような真空レベルに近い圧力に保たれる。
例がより詳細に図示される。図示されるように、センサ
１及びパルス管冷却器２は、約２５ｍｍの直径を有する
支持外管５と、支持内管６とから形成されるハウジング
内に取り付けられる。図示されるように、支持内管６
は、支持外管５に対しほぼ同軸に取り付けられ、キャビ
ティ７を定め、該キャビティは、使用中約１０-6ミリバ
ールのような真空レベルに近い圧力に保たれる。
【００１８】外管５は、取り付け目的のための成形部分
５ａを含む。使用中、パルス管冷却器２及びセンサ１
は、図示されるように、ハウジングの第１の端部におい
て、キャビティ７内に配置される。センサ１は、該セン
サに衝突しかつ内管又は外管の材料に吸収されないＸ線
の機会を増すように、窓８に隣接して位置決めされる。
同じく図示されるように、十分な冷却を保証するため、
センサ１もまた短い熱継手１Ａによってパルス管冷却器
置２の低温熱交換器１２に連結される。
５ａを含む。使用中、パルス管冷却器２及びセンサ１
は、図示されるように、ハウジングの第１の端部におい
て、キャビティ７内に配置される。センサ１は、該セン
サに衝突しかつ内管又は外管の材料に吸収されないＸ線
の機会を増すように、窓８に隣接して位置決めされる。
同じく図示されるように、十分な冷却を保証するため、
センサ１もまた短い熱継手１Ａによってパルス管冷却器
置２の低温熱交換器１２に連結される。
【００１９】図２に図示されるように、支持内管６は領
域９を形成し、該領域は、周囲空気に対して開かれ、パ
ルス管冷却器２からハウジングの第２の端部まで延び
る。使用中、連続する連絡管４は、パルス管冷却器２を
圧縮機３に連結するため、支持内管６の内部を長さ方向
に沿って位置する。当業者には分かることであるが、支
持内管６及び支持外管５は、周囲からの熱吸収を減少さ
せるように、研磨したステンレス鋼のような熱的絶縁材
料から形成される。パルス管冷却器２によって生成され
るいかなる熱も、パルス管の熱継手３７（例えば、ヒー
トパイプ）に沿って運び出され、後に続くヒートシンク
又はそれに代わる水冷却器のような熱交換器３８を介し
て周囲へ放熱される。
域９を形成し、該領域は、周囲空気に対して開かれ、パ
ルス管冷却器２からハウジングの第２の端部まで延び
る。使用中、連続する連絡管４は、パルス管冷却器２を
圧縮機３に連結するため、支持内管６の内部を長さ方向
に沿って位置する。当業者には分かることであるが、支
持内管６及び支持外管５は、周囲からの熱吸収を減少さ
せるように、研磨したステンレス鋼のような熱的絶縁材
料から形成される。パルス管冷却器２によって生成され
るいかなる熱も、パルス管の熱継手３７（例えば、ヒー
トパイプ）に沿って運び出され、後に続くヒートシンク
又はそれに代わる水冷却器のような熱交換器３８を介し
て周囲へ放熱される。
【００２０】継手１Ａの長さを最小にすることによっ
て、センサ１を所望の作動温度に保持するために必要と
される熱伝達量が減少される。このことは、この装置の
効率を向上させ、より小さいパルス管冷却器２の使用を
可能にし、ついで、より小さい圧縮機３の使用を可能に
する。この結果、この検出システムは、走査電子顕微鏡
などに取り付けるためにより適切なものとなる。ハウジ
ングは一部品として示されているが、複数の部分で作ら
れてもよく、ＵＳ−Ａ−４８５１６８４において図示さ
れる配置と同様の方法で、一方の部分がパルス管冷却器
を保持し、他方がセンサを保持するようにすることがで
きる。
て、センサ１を所望の作動温度に保持するために必要と
される熱伝達量が減少される。このことは、この装置の
効率を向上させ、より小さいパルス管冷却器２の使用を
可能にし、ついで、より小さい圧縮機３の使用を可能に
する。この結果、この検出システムは、走査電子顕微鏡
などに取り付けるためにより適切なものとなる。ハウジ
ングは一部品として示されているが、複数の部分で作ら
れてもよく、ＵＳ−Ａ−４８５１６８４において図示さ
れる配置と同様の方法で、一方の部分がパルス管冷却器
を保持し、他方がセンサを保持するようにすることがで
きる。
【００２１】ＳＥＭに取り付けたときの検出システムの
例が図３に図示される。図示されるように、ＳＥＭは、
顕微鏡チャンバ３１内に取り付けられた電子コラム３０
を含む。また、顕微鏡チャンバ３１内には、試料３２が
取り付けられる。顕微鏡チャンバは必要に応じて真空状
態に保たれる。検出システムを所定位置に保つため、顕
微鏡チャンバは、開口部３３内に配置された取付部３４
を含む。取付部３４は、接手片３６によって検出器シャ
シ３５に連結される。取付部３４、接手片３６、及び検
出器シャシ３５は、図示されるように配置されて検出シ
ステムを支持する。
例が図３に図示される。図示されるように、ＳＥＭは、
顕微鏡チャンバ３１内に取り付けられた電子コラム３０
を含む。また、顕微鏡チャンバ３１内には、試料３２が
取り付けられる。顕微鏡チャンバは必要に応じて真空状
態に保たれる。検出システムを所定位置に保つため、顕
微鏡チャンバは、開口部３３内に配置された取付部３４
を含む。取付部３４は、接手片３６によって検出器シャ
シ３５に連結される。取付部３４、接手片３６、及び検
出器シャシ３５は、図示されるように配置されて検出シ
ステムを支持する。
【００２２】従って、センサのハウジング（外管５は可
視）は、取付部３４及び検出器シャシ３５に挿入され、
窓８が顕微鏡チャンバ内部の試料３２に隣接する領域に
配置されて、外管５が取付部３４によって支持される。
図示されるように、試料３２から放出される追加のＸ線
カウントレートを検出できるようにするため、窓８は該
試料の方向へ向けられる。
視）は、取付部３４及び検出器シャシ３５に挿入され、
窓８が顕微鏡チャンバ内部の試料３２に隣接する領域に
配置されて、外管５が取付部３４によって支持される。
図示されるように、試料３２から放出される追加のＸ線
カウントレートを検出できるようにするため、窓８は該
試料の方向へ向けられる。
【００２３】支持外管５及び成形部分５ａは、検出器シ
ャシ３５と協働して、検出システムを所定位置に固定す
る。図示されるように、圧縮機３の寸法の減少により、
圧縮機３を検出器シャシ３５へ取り付けることが可能と
なり、よって装置が内臓式のままであることが保証され
る。圧縮機への入力の能動的電子制御、及び該圧縮機と
検出器シャシ３５との間の可撓取付部３９の組合せによ
って、圧縮機からの振動抑制を達成することができる。
ャシ３５と協働して、検出システムを所定位置に固定す
る。図示されるように、圧縮機３の寸法の減少により、
圧縮機３を検出器シャシ３５へ取り付けることが可能と
なり、よって装置が内臓式のままであることが保証され
る。圧縮機への入力の能動的電子制御、及び該圧縮機と
検出器シャシ３５との間の可撓取付部３９の組合せによ
って、圧縮機からの振動抑制を達成することができる。
【００２４】更に別の構成において、マイクロビーム装
置がＸ線分析に使用されていないとき、振動を減らし、
マイクロビーム装置の画像処理性能を向上させるため
に、冷却器を低い出力で作動させることができる。この
低出力の「待機」モードで作動することによって、再び
全出力が適用されるとき、必要とされる作動温度まで検
出器を冷却する時間が、全出力が取り除かれた場合に比
べて大幅に少ないものとなる。
置がＸ線分析に使用されていないとき、振動を減らし、
マイクロビーム装置の画像処理性能を向上させるため
に、冷却器を低い出力で作動させることができる。この
低出力の「待機」モードで作動することによって、再び
全出力が適用されるとき、必要とされる作動温度まで検
出器を冷却する時間が、全出力が取り除かれた場合に比
べて大幅に少ないものとなる。
【図１】検出システムの要素の概念図である。
【図２】図１に示される検出システムの概略側面図であ
る。
る。
【図３】図２の検出システムをＳＥＭに取り付けた状態
の例である。
の例である。
１ センサ
２ パルス管冷却器
３ 圧縮機
５、６ ハウジング
８ 窓
３１ 試料チャンバ
３２ 試料
３５ 検出器シャシ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 イアン ラッドリー
イギリス オックソン オーエックス18
２エイエイ ブランプトン バックランド
ロード ウィロウ コテージ （番地な
し)
(72)発明者 サントク シング バデア
イギリス ミドルセックス ユービー６
８アールゼット グリーンフォード ベザ
ム ロード 25
(72)発明者 クリストファー ティレル
イギリス ハイ ウィコーム バックス
エイチピー３ ５エルエス ダウンリー
ヒザークロフト ロード 30
Ｆターム(参考） 2G088 EE29 FF03 JJ09
5C033 NN04 NP08 PP04
Claims (18)
- 【請求項１】 マイクロビーム装置内に配置された試料
からのＸ線放射を検出するための検出システムであっ
て、 ａ．パルス管冷却器と、 ｂ．前記パルス管冷却器に連結された圧縮機と、 ｃ．前記パルス管冷却器に連結されたセンサと、 ｄ．前記パルス管冷却器及び前記センサを収めるハウジ
ングと、を備え、 前記パルス管冷却器と、前記センサと、前記ハウジング
の少なくとも一部分とが、使用中にマイクロビーム装置
内に配置されるように十分に小さく、よって、前記セン
サによって試料からのＸ線放射を検出することが可能に
なることを特徴とする検出システム。 - 【請求項２】 前記圧縮機が、使用中にマイクロビーム
装置に直接的又は間接的に取り付けられていることを特
徴とする請求項１に記載のシステム。 - 【請求項３】 前記圧縮機が前記ハウジングに取り付け
られていることを特徴とする請求項２に記載のシステ
ム。 - 【請求項４】 前記圧縮機が、可撓取り付けによって前
記ハウジングに取り付けられおり、能動的振動減衰機構
を含むことを特徴とする請求項３に記載の検出システ
ム。 - 【請求項５】 前記ハウジングが第１及び第２の端部を
有する細長い外管を備え、前記センサが、窓に隣接して
該第１の端部に配置されていることを特徴とする請求項
１から請求項４までのいずれか１項に記載の検出システ
ム。 - 【請求項６】 前記パルス管冷却器が前記第１の端部に
配置されていることを特徴とする請求項５に記載の検出
システム。 - 【請求項７】 前記検出システムが、前記パルス管冷却
器から熱エネルギーを放散させるために、パルス管熱交
換器をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項
６までのいずれか１項に記載の検出システム。 - 【請求項８】 前記パルス管熱交換器が、熱伝導コネク
タによって前記パルス管冷却器に連結されており、使用
中に前記パルス管熱交換器がマイクロビーム装置の外に
配置されることを特徴とする請求項７に記載の検出シス
テム。 - 【請求項９】 使用中マイクロビーム装置内に配置され
る前記ハウジングの部分の最大外径が３５ｍｍであり、
好ましくは２５ｍｍであることを特徴とする請求項１か
ら請求項８までのいずれか１項に記載の検出システム。 - 【請求項１０】 前記ハウジングが、前記センサ及び前
記パルス管冷却器を周囲から熱的に絶縁するようにされ
ていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれ
か１項に記載の検出システム。 - 【請求項１１】 前記パルス管冷却器及び前記センサ
が、前記ハウジング内で真空中に保持されることを特徴
とする請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記
載の検出システム。 - 【請求項１２】 前記パルス管冷却器が低温熱交換器を
含み、前記センサが該低温熱交換器に取り付けられてい
ることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか
１項に記載の検出システム。 - 【請求項１３】 前記ハウジングが２つの部分から形成
されており、一方が前記センサを含み、他方が前記パル
ス管冷却器を含むことを特徴とする請求項１から請求項
１２までのいずれか１項に記載の検出システム。 - 【請求項１４】 前記パルス管冷却器が、前記センサを
１５０Ｋより下の温度、好ましくは１１０Ｋより下の温
度まで冷却するようにされていることを特徴とする請求
項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の検出シ
ステム。 - 【請求項１５】 前記パルス管冷却器が、前記センサを
１Ｋより下の温度まで冷却するようにされた多段式パル
ス管冷却器であることを特徴とする請求項１から請求項
１４までのいずれか１項に記載の検出システム。 - 【請求項１６】 前記センサが、超伝導トンネル接合型
センサ又はＴＥＳ（遷移縁部センサ）であることを特徴
とする請求項１５に記載の検出システム。 - 【請求項１７】 請求項１から請求項１６までのいずれ
か1項に記載の検出システムにおける前記ハウジングが
内部に挿入される真空ポートを有するマイクロビーム装
置。 - 【請求項１８】 前記マイクロビーム装置が、走査型電
子顕微鏡、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査透過型電
子顕微鏡（ＳＴＥＭ）、電子プローブマイクロアナライ
ザ（ＥＰＭＡ）及び欠陥解析ツール（ＤＲＴｓ）のうち
の一つであることを特徴とする請求項１から請求項１７
までのいずれか１項に記載の検出システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB0104843.8 | 2001-02-27 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=9909624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| EP (1) | EP1235081A1 (ja) |
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| GB (1) | GB0104843D0 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| US9616213B2 (en) | 2014-07-09 | 2017-04-11 | Freudenberg Medical, Llc | Medical valve with a variable diameter seal |
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| US7129501B2 (en) * | 2004-06-29 | 2006-10-31 | Sii Nanotechnology Usa, Inc. | Radiation detector system having heat pipe based cooling |
| DE202004018469U1 (de) * | 2004-11-29 | 2006-04-13 | Vericold Technologies Gmbh | Tieftemperatur-Kryostat |
| US7151269B2 (en) * | 2005-05-10 | 2006-12-19 | Oxford Instruments Analytical Ltd. | Sample inspection apparatus |
| CN105739385A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-07-06 | 镇江乐华电子科技有限公司 | 一种监控透射电子显微镜安全使用环境的系统 |
| US20220201830A1 (en) * | 2020-12-23 | 2022-06-23 | X-Ray Optical Systems, Inc. | X-ray source assembly with enhanced temperature control for output stability |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0772650B2 (ja) * | 1992-09-25 | 1995-08-02 | 岩谷産業株式会社 | Ｅｄｓ検出器の素子冷却装置 |
| JP2809985B2 (ja) | 1994-03-09 | 1998-10-15 | 日本原子力研究所 | 放射線検出装置 |
| US5816052A (en) | 1997-02-24 | 1998-10-06 | Noran Instruments, Inc. | Method and apparatus for mechanically cooling energy dispersive X-ray spectrometers |
| JP3981185B2 (ja) | 1997-05-10 | 2007-09-26 | 株式会社堀場製作所 | エネルギー分散型半導体ｘ線検出器 |
| JP2001033558A (ja) * | 1999-07-21 | 2001-02-09 | Horiba Ltd | 冷却型半導体ｘ線検出器 |
-
2001
- 2001-02-27 GB GBGB0104843.8A patent/GB0104843D0/en not_active Ceased
-
2002
- 2002-02-21 US US10/078,539 patent/US6573509B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-26 EP EP02251334A patent/EP1235081A1/en not_active Withdrawn
- 2002-02-27 JP JP2002101932A patent/JP3952279B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| Publication number | Publication date |
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| US20020117628A1 (en) | 2002-08-29 |
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| EP1235081A1 (en) | 2002-08-28 |
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