JP2010114081A - ガス増幅を使用した走査透過電子顕微鏡 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】好ましい検出器は、ガス増幅を効率的にするために散乱透過電子または非散乱透過電子を2次電子に変換することによって、ガス増幅を使用する。
【選択図】図1
Description
ガス環境中に維持された試料に向かって電子の1次ビームを誘導するステップと、
前記試料を透過した電子からの電子信号を、ガス・カスケード増幅を使用して増幅するステップと、
増幅された前記電子信号を検出するステップと、
検出された前記電子信号を使用して前記試料の像を形成するステップと
を含む方法を提供する。
1次電子の供給源と、
前記1次電子でビームを形成し、前記ビームを偏向させる電子光学要素を含む電子光学カラムと、
試料領域と、
前記電子光学カラム内を前記試料領域内よりも低ガス圧に維持する圧力制限絞りと、
前記電子光学カラムとは反対側の前記試料の端に配置された少なくとも1つの電極を含む検出器であり、前記試料を透過した電子を検出し、この電子信号がガス・カスケード増幅によって増幅される検出器と
を備える装置が提供される。
102 対物レンズ
106 電子光学カラム
108 光軸
112 圧力制限絞り(PLA)
114 試料
116 試料領域
120 第1の電極
122 第2の電極
124 電極スタンド
126 隙間
130 絞り
200 走査透過電子顕微鏡
300 走査透過電子顕微鏡
400 走査透過電子顕微鏡
406 第1の電極
408 第3の電極
410 第2の電極
600 粒子−光学装置
604 STEM検出器
652 ピンホール磁気対物レンズ
653 試料室
654 試料セル
658 ステージ
660 1次電子ビーム
662 上部PLA
664 下部PLA
666 円錐部
670 2次電子
672 2次電子検出器
674 ガス入口
676 ガス出口
678 リーク弁
684 窓
686 レンズ
690 弁装置
694 処理ガス・フィード
696 画像化ガス・フィード
698 ステージ
700 ダクト
702 シール
704 2次電子デフレクタ
706 検出器
Claims (22)
- 試料を観察する方法であって、
ガス環境中に維持された試料に向かって電子の1次ビームを誘導するステップと、
前記試料を透過した電子からの電子信号を、ガス増幅を使用して増幅するステップと、
増幅された前記電子信号を検出するステップと、
検出された前記電子信号を使用して前記試料の像を形成するステップと
を含む方法。 - 増幅された前記電子信号を検出するステップが、増幅された前記電子信号を金属電極を使用して検出するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記試料を透過した電子からの電子信号を増幅するステップが、前記試料を透過した電子から2次電子を生成するステップを含み、前記2次電子がガス増幅を使用して増幅される、請求項1および2のいずれかに記載の方法。
- 前記試料を透過した電子からの電子信号を増幅するステップが、前記試料を透過し、ある所定の角度よりも小さい角度だけ偏向した電子からの電子信号を増幅するステップを含む、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 前記試料を透過した電子からの電子信号を増幅するステップが、前記試料を透過し、ある所定の角度よりも大きな角度だけ偏向した電子からの電子信号を増幅するステップを含む、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 前記試料を透過した電子からの電子信号を増幅するステップが、検出器電極に向かって電子を加速させるため、透過した電子を2次電子に変換する電極と前記検出器電極との間に電位差を与えるステップを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記試料を透過した電子からの電子信号を増幅するステップが、実質的には特定の角度よりも小さい角度だけ偏向した透過電子のみを2次電子に変換し、または、実質的には特定の角度よりも大きな角度だけ偏向した透過電子のみを2次電子に変換し、それにより明視野信号を暗視野信号から分離するステップを含む、請求項3に記載の方法。
- 増幅された前記電子信号を検出するステップが、ガス・カスケード中において電子によって放出された光子を検出するステップを含む、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 高圧環境中の試料を観察する電子顕微鏡であって、
1次電子の供給源と、
前記1次電子をビームに形成し、前記ビームを偏向させる電子光学要素を含む電子光学カラムと、
試料領域と、
前記電子光学カラム内を前記試料領域内よりも低圧に維持する圧力制限絞りと、
前記電子光学カラムとは反対側の前記試料の端に配置された少なくとも1つの金属電極を含む検出器であり、前記試料を透過し、ガス・カスケード増幅によって増幅された電子を検出する検出器と
を備える電子顕微鏡。 - 前記試料領域用のガス源をさらに備える、請求項9に記載の電子顕微鏡。
- 前記試料と前記金属電極との間に配置された、絞りを含む構造を含み、前記絞りを含む構造が、ある所定の角度よりも大きい角度だけ散乱した透過電子を阻止する、請求項9および10のいずれかに記載の電子顕微鏡。
- 前記検出器が、透過電子を2次電子に変換する第2の電極を含む、請求項9から11のいずれかに記載の電子顕微鏡。
- 前記第2の電極が、前記試料と前記検出器電極の間に配置された、請求項12に記載の電子顕微鏡。
- 前記第2の電極が、前記検出器電極の平面から前記試料に向かって延びる柱の上に配置された、請求項13に記載の電子顕微鏡。
- 前記検出器が少なくとも2つの電極を含み、前記検出器が、前記少なくとも2つの電極の電位に応じて、明視野検出器または暗視野検出器として構成可能である、請求項9から11のいずれかに記載の電子顕微鏡。
- 光軸を含み、
前記少なくとも2つの電極が、前記光軸に沿って前記試料を透過した電子が衝突するように配置された第1の電極を含む、請求項15に記載の電子顕微鏡。 - 前記少なくとも2つの電極の第2の電極が、前記試料を透過した電子による衝突時に前記第1の電極によって放出され、ガス増幅によって増幅された2次電子を検出するように構成可能であり、または前記試料を透過し、前記試料によって散乱した電子によって衝突されたときに2次電子を放出するように構成可能であり、前記2次電子がガス増幅によって増幅され、ガス増幅された信号が、前記第1の電極、前記第2の電極または第3の電極によって検出される、請求項16に記載の電子顕微鏡。
- 前記第1の電極が、前記第3の電極の平面から前記試料に向かって延びる柱の上に支持された、請求項16に記載の電子顕微鏡。
- 前記第1の電極からの2次電子信号のガス増幅を提供するのに前記第1の電極から十分な距離のところに第2の電極が配置されており、前記第1の電極と前記第2の電極の間に適当な電位差が印加されたときに、増幅された電子信号が前記第2の電極によって検出される、請求項16に記載の電子顕微鏡。
- 散乱した透過電子が第2の電極に衝突したときに放出される2次電子のガス増幅を提供するのに第2の電極から十分な距離のところに第3の電極が配置されており、前記第2の電極と前記第3の電極の間に適当な電圧が印加されたときに、増幅された電子信号が前記第3の電極によって検出される、請求項16に記載の電子顕微鏡。
- 試料を収容すると共に、検出器を含む試料セルをさらに備え、前記試料セルが、前記ガス増幅用のガスを供給するガス入口を含む、請求項9から20のいずれかに記載の電子顕微鏡。
- 前記検出器が、前記ガス・カスケード中において電子によって生成された光子を検出する光子検出器を備える、請求項9から21のいずれかに記載の電子顕微鏡。
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