PL189008B1 - Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy - Google Patents
Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowyInfo
- Publication number
- PL189008B1 PL189008B1 PL98329339A PL32933998A PL189008B1 PL 189008 B1 PL189008 B1 PL 189008B1 PL 98329339 A PL98329339 A PL 98329339A PL 32933998 A PL32933998 A PL 32933998A PL 189008 B1 PL189008 B1 PL 189008B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- electron
- porous plate
- partition
- column
- pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
1. W ysokocisnieniow y skaningowy mikro- skop elektronowy w yposazony w kolumne elektronooptyczna, która w dolnej czesci ma detektor elektronów wtórnych i jest polaczona z komora przedm iotowa za posrednictwem co najmniej jednej przegrody, w których to prze- grodach wykonane sa otwory, przy czym za- równo kolumna elektronooptyczna jak i komo- ry polaczone sa z prózniowym system em pom- powym, zas kolumna elektronooptyczna i próz- niow y system pom powy polaczone sa z syste- mem zasilajaco obrazujacym, znamienny tym, ze w co najmniej jednej przegrodzie (5) jest wbu- dowana co najmniej jedna plytka porowata (9) z mikro-kanalikami, przy czym wartosc srednia dlugosci mikro-kanalików laczacych obie stro- ny plytki porowatej (9) jest co najmniej piecio- krotnie wieksza od pierwiastka kwadratowego z wartosci sredniej powierzchni przekroju po- przecznego mikro-kanalików. PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy, przeznaczony do badania powierzchni preparatów w atmosferze gazowej o ciśnieniu rzędu od 103 Pa do 10'4 Pa.
Znane z artykułu: R.E. Cameron: Environmental SEM: Principles and Applications, European Microscopy and Analysis, May 1994, s.-9-11 wysokociśnieniowe skaningowe mikroskopy elektronowe umożliwiające obserwację w wymienionym zakresie ciśnień. Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy jest wyposażony w kolumnę elektronooptyczną, która służy do wytworzenia wiązki elektronowej i zogniskowania jej na preparacie, połączoną za pośrednictwem komory pośredniej z komorą przedmiotową. W komorze przedmiotowej umieszczany jest badany preparat. W kolumnie elektronooptycznej i w komorach utrzymywane są różne ciśnienia atmosfery gazowej za pomocą próżniowego systemu pompowego. Komora pośrednia od kolumny elektronooptycznej jest oddzielona przegrodą jak również komora przedmiotowa od komory pośredniej jest oddzielona przegrodą. Dla umożliwienia przejścia wiązki elektronowej do preparatu, w przegrodach tych są wykonane otwory. W dolnej części kolumny elektronooptycznej znajduje się detektor elektronów wtórnych.
Kolumna elektronooptyczną i próżniowy system pompowy połączony jest z systemem zasilająco obrazującym sterującym całością urządzenia. Ciśnienie atmosfery gazowej w kolumnie elektronooptycznej nie może przekraczać wartości 10’3 Pa, zatem musi być ona oddzielona odpowiednią przegrodą od komory przedmiotowej, w której panuje ciśnienie o kilka rzędów wielkości większe. Przegrody wykonywane są zazwyczaj w formie diafragmy z kołowym otworem na osi wiązki elektronowej, co umożliwia przejście wiązki do komory przedmiotowej i jej prawidłowe zogniskowanie na preparacie. Mimo niewielkiej średnicy tego otworu, rzędu 0,1 mm, różnica ciśnień po jego obu stronach nie może przekraczać trzech rzędów wielkości, większy przepływ gazu byłby zbyt intensywny dla stosowanych systemów pompowych. Dlatego też, stosuje się większą liczbę przegród z otworami, tworzących komory pośrednie o różnym ciśnieniu gazu, który odpompowywany jest z nich przez kolejne pompy próżniowe. Jest to tak zwany system pompowania różnicowego.
Niedogodnością techniczną znanych wysokociśnieniowych skaningowych mikroskopów elektronowych jest brak możliwości skutecznej detekcji sygnału elektronów wtórnych generowanego przez wiązkę elektronową z powierzchni preparatu. Najlepszym detektorem elektronów wtórnych jest detektor scyntylacyjny, jednak scyntylator tego detektora jest spolaryzowany napięciem rzędu kilkunastu kilowoltów. Nie może być on zatem, umieszczony w komorze przedmiotowej ani w komorze pośredniej, bowiem wysokie napięcie polaryzacji detek189 008 tora wywołałoby wyładowanie elektryczne w gazie o stosunkowo wysokim ciśnieniu, wypełniającym te komory. Nie jest też w tym przypadku możliwe, umieszczenie detektora w wysokiej próżni panującej wewnątrz kolumny elektronooptycznej, bowiem nie zogniskowany strumień elektronów wtórnych nie może dotrzeć tam z dostateczną efektywnością przez niewielkie otwory w przegrodach. Z tego względu w znanych wysokociśnieniowych mikroskopach elektronowych, sygnał elektronów wtórnych odbierany jest przez zastosowanie prostego kolektora zbierającego prąd elektronowy, wzmocniony dzięki procesom jonizacji gazu. Parametry takiej detekcji sąjednak znacznie gorsze niż w przypadku detektora scyntylacyjnego, co odbija się niekorzystnie na zdolności rozdzielczej mikroskopu.
Przedmiotem wynalazku jest wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy wyposażony w kolumnę elektronooptyczną, która w dolnej części ma detektor elektronów wtórnych i jest połączona z komorą przedmiotową za pośrednictwem co najmniej jednej przegrody. W przegrodach wykonane są otwory. Zarówno kolumna elektronooptyczna jak i komory połączone są z próżniowym systemem pompowym. Kolumna elektronooptyczna i próżniowy system pompowy połączone są z systemem zasilająco obrazującym.
Istota wynalazku polega na tym, że w co najmniej jednej przegrodzie jest wbudowana co najmniej jedna płytka porowata z mikro-kanalikami. Wartość średnia długości mikrokanalików łączących obie strony płytki porowatej jest co najmniej pięciokrotnie większa od pierwiastka kwadratowego z wartości średniej powierzchni przekroju poprzecznego mikrokanalików. Przegrodę może stanowić porowata płytka.
Korzyścią techniczną wynikającą z zastosowania wysokociśnieniowego skaningowego mikroskopu elektronowego według wynalazku jest możliwość wyposażenia mikroskopu w wysoko czuły detektor elektronów wtórnych, na przykład detektor scyntylacyjny a przez to uzyskanie lepszej zdolności rozdzielczej.
Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy w przekroju poprzecznym.
Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy jest wyposażony w kolumnę elektronooptyczną 1, połączoną z komorą przedmiotową 2 za pośrednictwem komory pośredniej 3, w których utrzymywane są różne ciśnienia atmosfery gazowej za pomocą próżniowego systemu pompowego 4. W tym celu komora pośrednia 3 jest oddzielona od kolumny elektronooptycznej 1 przy pomocy przegrody 5 oraz przegrody głównej 6 od komory przedmiotowej 2. Dla umożliwienia przejścia wiązki elektronowej WE do preparatu 7, w przegrodzie 5 jest otwór przegrody Di, a w przegrodzie głównej 6 znajduje się otwór przegrody głównej D2. W dolnej części kolumny elektronooptycznej 1 znajduje się detektor elektronów wtórnych 8, umieszczony na przeciw płytki porowatej 9 o średnicy Dp, wbudowanej w przegrodę 5. Kolumna elektronooptyczna 1 i próżniowy system pompowy 4 połączony jest z systemem zasilająco obrazującym 10 sterującym całością urządzenia.
Tak zbudowany wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy działa w następujący sposób. Wiązka elektronowa We wytworzona w kolumnie elektronooptycznej 1 pada na powierzchnię preparatu 7 powodując emisję elektronów wtórnych EW. Dzięki prędkościom początkowym związanym z emisją oraz niewielkiemu napięciu ekstrakcyjnemu wytworzonemu między preparatem 7 a przegrodą główną 6 strumień elektronów wtórnych EW przepływa w kierunku otworu przegrody głównej D 2. Gaz o ciśnieniu Pi wypełniający komorę przedmiotową 2 powoduje stopniowe rozpraszanie strumienia elektronów wtórnych EW. Ponieważ jednak preparat 7 jest umieszczony w niewielkiej odległości od otworu przegrody głównej D2 elektrony wtórne EW przechodzą stożkowym strumieniem do wnętrza komory pośredniej 3 wypełnionej gazem o znacznie mniejszym ciśnieniu P2 i padają na powierzchnię płytki porowatej 9. Płytka porowata 9 jest skonstruowana w ten sposób, że po spolaryzowaniu jej odpowiednim napięciem elektrycznym, padające elektrony przechodzą na drugą stronę płytki porowatej 9 przez istniejące mikro-kanaliki, ulegając przy tym powieleniu dzięki emisji wtórnej ze ścianek. Przechodząc przez płytkę porowatą 9 elektrony wtórne EW przedostają się do kolumny elektronooptycznej 1 gdzie panuje ciśnienie gazu P3, dostatecznie małe by umieścić tu wysoko czuły detektor elektronów wtórnych 8, którym jest detektor scyntylacyjny 8. Parametry płytki porowatej 9 muszą być tak dobrane aby umożliwić utrzymanie odpowiednich ciśnień gazu Pj, P2 i P3 w poszczególnych komorach mikroskopu.
189 008
Istnieją różne rodzaje płytek porowatych 9 umożliwiających przechodzenie elektronów, takie jak na przykład płytki mikro-kanalikowe lub płytki mikro-sferoidalne. Płytki mikrokanalikowe, o grubości od 0,5 mm do 1 mm, zawierają kanaliki o średnicy około 10 pm. Przez te kanaliki mogą przepływać nie tylko elektrony lecz również gaz, z komory pośredniej 3 do obszaru kolumny elektronooptycznej 1, gdzie jego ciśnienie P3 jest znacznie mniejsze. Przewodność kanalików dla gazu w płytce porowatej 9 powinna być zatem dostatecznie mała aby utrzymać odpowiednio niskie ciśnienie P3 w kolumnie elektronooptycznej 1 przy umiarkowanej szybkości pompowania próżniowego systemu pompowego 4. Sumaryczna przewodność płytki porowatej 9 rośnie wraz ze wzrostem sumarycznej powierzchni mikro-kanalików, a maleje ze wzrostem stosunku długości mikro-kanalików do ich średnicy.
Wykaz oznaczeń
- kolumna elektronooptyczną
- komora przedmiotowa
- komora pośrednia
- próżniowy system pompowy
- przegroda
- przegroda główna
- preparat
- detektor elektronów wtórnych
- płytka porowata
- system zasilająco obrazujący
Di - otwór przegrody głównej
D 2 - otwór przegrody
Dp - średnica porowatej płytki
Pi - ciśnienie gazu wypełniającego komorę przedmiotową
P2 - ciśnienie gazu wypełniającego komorę pośrednią
P3 - ciśnienie gazu wypełniającego kolumnę elektronooptyczną
WE - wiązka elektronowa
EW - elektrony wtórne
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.
Cena 2,00 zł.
Claims (2)
- Zastrzeżenia patentowe1. Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy wyposażony w kolumnę elektronooptyczną, która w dolnej części ma detektor elektronów wtórnych i jest połączona z komorą przedmiotową za pośrednictwem co najmniej jednej przegrody, w których to przegrodach wykonane są otwory, przy czym zarówno kolumna elektronooptyczną jak i komory połączone są z próżniowym systemem pompowym, zaś kolumna elektronooptyczną i próżniowy system pompowy połączone są z systemem zasilająco obrazującym, znamienny tym, że w co najmniej jednej przegrodzie (5) jest wbudowana co najmniej jedna płytka porowata (9) z mikro-kanalikami, przy czym wartość średnia długości mikro-kanalików łączących obie strony płytki porowatej (9) jest co najmniej pięciokrotnie większa od pierwiastka kwadratowego z wartości średniej powierzchni przekroju poprzecznego mikro-kanalików.
- 2. Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop według zastrz. 1, znamienny tym, że przegrodę (5) stanowi porowata płytka (9).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL98329339A PL189008B1 (pl) | 1998-10-21 | 1998-10-21 | Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL98329339A PL189008B1 (pl) | 1998-10-21 | 1998-10-21 | Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL329339A1 PL329339A1 (en) | 2000-04-25 |
PL189008B1 true PL189008B1 (pl) | 2005-05-31 |
Family
ID=20073041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL98329339A PL189008B1 (pl) | 1998-10-21 | 1998-10-21 | Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL189008B1 (pl) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2367686B (en) * | 2000-08-10 | 2002-12-11 | Leo Electron Microscopy Ltd | Improvements in or relating to particle detectors |
PL207199B1 (pl) | 2003-04-17 | 2010-11-30 | Politechnika Wroclawska | Układ detekcyjny elektronów wtórnych do skaningowego mikroskopu elektronowego |
PL207238B1 (pl) | 2003-10-14 | 2010-11-30 | Politechnika Wroclawska | Układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego |
US7531812B2 (en) | 2003-10-27 | 2009-05-12 | Politechnika Wroclawska | Method and system for the directional detection of electrons in a scanning electron microscope |
-
1998
- 1998-10-21 PL PL98329339A patent/PL189008B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL329339A1 (en) | 2000-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Danilatos | Introduction to the ESEM instrument | |
US7968855B2 (en) | Dual mode gas field ion source | |
US4823006A (en) | Integrated electron optical/differential pumping/imaging signal detection system for an environmental scanning electron microscope | |
US8299432B2 (en) | Scanning transmission electron microscope using gas amplification | |
US20110291010A1 (en) | Charged particle radiation device | |
EP2565900A2 (en) | Beam device and system comprising a particle beam device and an optical microscope | |
JP2010272525A (ja) | 荷電粒子検出システム及び方法 | |
WO1997007525A1 (en) | Field emission environmental scanning electron microscope | |
KR20140048999A (ko) | 하전 입자선 장치, 하전 입자선 장치의 조정 방법, 및 시료의 검사 또는 시료의 관찰 방법 | |
US6781124B2 (en) | Particle detectors | |
US7193222B2 (en) | Secondary electron detector, especially in a scanning electron microscope | |
EP2442346A1 (en) | Improvements in and relating to charged particle beam devices | |
PL189008B1 (pl) | Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy | |
US7470915B2 (en) | Detector system of secondary and backscattered electrons for a scanning electron microscope | |
US7060978B2 (en) | Detector system for a particle beam apparatus, and particle beam apparatus with such a detector system | |
PL207199B1 (pl) | Układ detekcyjny elektronów wtórnych do skaningowego mikroskopu elektronowego | |
Danilatos | Cathodoluminescence and gaseous scintillation in the environmental SEM | |
Jacka et al. | A differentially pumped secondary electron detector for low‐vacuum scanning electron microscopy | |
EP3183562B1 (en) | Neutral atom or molecule detector | |
JP5976147B2 (ja) | 荷電粒子線装置、荷電粒子線装置の調整方法、および試料の検査若しくは試料の観察方法。 | |
PL208151B1 (pl) | Układ do detekcji elektronów w skaningowym mikroskopie elektronowym | |
DE102011055089B4 (de) | Messvorrichtung | |
PL216374B1 (pl) | System detekcyjny elektronów i skaningowy mikroskop elektronowy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20111021 |