PL207238B1 - Układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego - Google Patents
Układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowegoInfo
- Publication number
- PL207238B1 PL207238B1 PL362826A PL36282603A PL207238B1 PL 207238 B1 PL207238 B1 PL 207238B1 PL 362826 A PL362826 A PL 362826A PL 36282603 A PL36282603 A PL 36282603A PL 207238 B1 PL207238 B1 PL 207238B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- scintillator
- photomultiplier
- focusing electrode
- scanning electron
- electron microscope
- Prior art date
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 16
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K calcium;sodium;phosphate Chemical compound [Na+].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
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
- H01J37/02—Details
- H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
-
- 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
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/2443—Scintillation detectors
-
- 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
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/24475—Scattered electron detectors
-
- 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
- H01J2237/244—Detection characterized by the detecting means
- H01J2237/2448—Secondary particle detectors
-
- 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
- H01J2237/2602—Details
- H01J2237/2605—Details operating at elevated pressures, e.g. atmosphere
- H01J2237/2608—Details operating at elevated pressures, e.g. atmosphere with environmental specimen chamber
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest układ detekcyjny elektronów wtórnych do skaningowego mikroskopu elektronowego, przeznaczony zwłaszcza do pracy w zakresie ciśnień w komorze przedmiotowej rzędu 100 Pa.
Z opisu patentowego nr PL 189 008 pt. Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy, oraz ze zgłoszenia patentowego nr P359748, pt. „Układ detekcyjny elektronów wtórnych do skaningowego mikroskopu elektronowego znany jest układ detekcyjny elektronów wtórnych, złożony z płytki mikroporowatej, korzystnie typu mikrosferoidalnego oraz detektora elektronów wtórnych typu scyntylacyjnego. W obu rozwiązaniach, strumień elektronów wtórnych jest wprowadzany do otworu w dolnej ściance komory poś redniej, spolaryzowanej odpowiednim napięciem elektrycznym. Otwór ten stanowi jednocześnie dolną aperturę dławiącą przepływ gazu z komory przedmiotowej do komory pośredniej. Elektrony wtórne, które wpadły do wnętrza komory pośredniej kierowane są na powierzchnię wejściową płytki mikroporowatej umieszczonej na osi kolumny elektronooptycznej i przechodząc przez płytkę mikroporowatą ulegają powieleniu. Po stronie wyjściowej płytki mikroporowatej, wzmocniony strumień elektronów wtórnych zostaje przyciągnięty przez scyntylator spolaryzowany wysokim napięciem i podlega końcowej detekcji, to jest przetworzeniu na sygnał świetlny, przesyłany światłowodem do fotopowielacza celem powtórnego przetworzenia na sygnał elektryczny.
Detektor tego typu nie może dokonać skutecznej detekcji elektronów wstecznie rozproszonych, bowiem dysponują one zbyt dużymi energiami początkowymi by mogły zostać zogniskowane w otworze dolnej ścianki komory pośredniej i wniknąć do jej wnętrza. Wobec tego, sygnał wyjściowy tego detektora nie zawiera pełnych informacji o obiekcie, bowiem elektrony wstecznie rozproszone niosą informację o kompozycji materiałowej, podczas gdy elektrony wtórne zawierają informacje głównie o jego topografii.
Detektor elektronów wtórnych znany z japońskiego opisu patentowego JP8212962, przeznaczony jest do rozdziału strumienia elektronów według ich energii stosowane są elektrody w formie siatki, przy czym detektor ma dwa zespoły siatek odbierające dwie grupy energetyczne elektronów, środkowy z siatką w kształcie klina, przez którą przechodzą elektrony o energii większej niż 200 eV, podczas gdy elektrony o mniejszych energiach są odbijane do siatek bocznych o identycznej konstrukcji. To czy elektron trafi do lewej czy też prawej siatki, zależy od tego czy wszedł do detektora z prawej czy lewej strony jego osi, a wię c czy odbił się na prawym czy lewym zboczu siatki centralnej. Obie siatki połączone są równolegle, a ich sygnały trafiają do wspólnego fotopowielacza, bez możliwości rozdzielenia niesionych przez nie informacji. Zatem w cytowanym opisie, celem równoległego połączenia dwóch detektorów jest jedynie zwiększenie amplitudy sygnału wyjściowego. Siatki detektora umieszczone są nad stolikiem, z boku osi wiązki elektronowej, co powoduje asymetryczny odbiór sygnału elektronów wtórnych i elektronów rozproszonych wstecznie, niekorzystny przy pracy mikroskopu z kontrastem materiałowym.
Przedmiotem wynalazku jest układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego, wyposażony w płytkę mikroporowatą, elektrodę ogniskującą i dwa scyntylatory połączone ze światłowodami oraz fotopowielaczem.
Istota układu polega na tym, że płytka mikroporowata jest zamocowana na górnej ściance komory pośredniej poniżej górnego scyntylatora, który jest spolaryzowany wysokim dodatnim napięciem i powyż ej dolnego scyntylatora, który jest zamocowany do ś cianki po stronie stolika przedmiotowego. Pomiędzy czołem fotopowielacza oraz końcami górnego światłowodu i dolnego światłowodu jest umieszczona ruchoma przesłona z otworem. W komorze pośredniej, jest co najmniej jedna elektroda ogniskująca, która ma otwór na osi wiązki elektronowej.
Korzystnie elektroda ogniskująca jest usytuowana na powierzchni dolnego scyntylatora.
Zaletą układu detekcyjnego elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego według wynalazku jest możliwość uzyskania w jednym układzie detekcyjnym: sygnału elektronów wtórnych, lub alternatywnie sygnału elektronów wstecznie rozproszonych, albo też sygnału stanowiącego sumę obu wymienionych sygnałów.
Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, który przedstawia przekrój poprzeczny układu detekcyjnego elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego w.
Układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego jest zamontowany w korpusie 1, wykonanym z teflonu. W dolnej części korpusu 1 jest umieszczona ścianka 2 oddzielająca wnętrze korpusu 1 stanowiące komorę pośrednią 3 od obszaru
PL 207 238 B1 komory przedmiotowej 4. Do ścianki 2 jest zamocowany dolny scyntylator 5, w postaci płytki z małym otworem na osi wiązki elektronowej WE. Dolny scyntylator 5 jest połączony z dolnym światłowodem 6 prowadzącym do fotopowielacza 7. Powyżej dolnego scyntylatora 5, lub na jego górnej powierzchni jest umieszczona elektroda ogniskująca 8 z otworem na osi wiązki elektronowej WE. Na górnej ściance komory pośredniej jest zamocowana płytka mikroporowata 9 typu mikrosferoidalnego, wykonana w formie spieku z mał ych kuleczek szklanych. Pł ytka mikroporowata 9 ma otwór z zamocowaną w nim rurką ekranującą 10, umieszczony na osi wiązki elektronowej WE i umożliwiający jej przejście do stolika przedmiotowego 11. Powyżej płytki mikroporowatej 9 umieszczony jest górny scyntylator 12, połączony z górnym światłowodem 13 prowadzącym do fotopowielacza 7. Pomiędzy fotopowielaczem 7, a końcami górnego światłowodu 13 i dolnego światłowodu 6 znajduje się ruchoma przesłona 14 z otworem 15.
Tak zbudowany układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego działa w następujący sposób.
Elektrony wstecznie rozproszone EWR wygenerowane z preparatu umieszczonego na stoliku przedmiotowym 11 charakteryzują się dużą energią kinetyczną i poruszają się po torach prostoliniowych. W związku z tym padają na powierzchnię dolnego scyntylatora 5, gdzie ulegają przetworzeniu na sygnał świetlny, transportowany dolnym światłowodem 6 do fotopowielacza 7, gdzie ulega on ostatecznie przetworzeniu na sygnał elektryczny. Sygnał z tego toru detekcyjnego zawiera informacje o kompozycji materiałowej preparatu. Z kolei, elektrony wtórne EW o małej energii kinetycznej są przyśpieszane i ogniskowane w otworze dolnego scyntylatora 5 przez pole elektryczne soczewki immersyjnej, utworzonej dzięki napięciu elektrycznemu między stolikiem przedmiotowym 11 i powierzchnią dolnego scyntylatora 5 pokrytą cienką warstwą przewodzącą, oraz elektrodą ogniskującą 8. Biegnąc dalej, elektrony wtórne EW padają na płytkę mikroporowatą 9 działającą jak powielacz elektronowy i przechodzą c przez nią ulegają wzmocnieniu, a nastę pnie zostają przycią gnię te do górnego scyntylatora 12 spolaryzowanego wysokim dodatnim napięciem. W górnym scyntylatorze 12 sygnał elektronów wtórnych EW zostaje przetworzony na sygnał świetlny i przesłany górnym światłowodem 13 do fotopowielacza 7, gdzie następuje jego ostateczna konwersja na sygnał elektryczny. Sygnał elektronów wtórnych EW zawiera informację o topografii badanej powierzchni. Ruchoma przesłona 14 umieszczona między czołem fotopowielacza 7 oraz końcami górnego światłowodu 13 i dolnego światłowodu 6 służy do wyboru rodzaju sygnału docierającego do fotopowielacza 7. W pozycji pośredniej, końce obu światłowodów mieszczą się w świetle otworu 15 i do fotopowielacza dociera zarówno sygnał elektronów wtórnych EW jak i elektronów wstecznie rozproszonych EWR. Obraz syntezowany przy wykorzystaniu obu sygnałów charakteryzuje się mieszanym kontrastem topograficzno-materiałowym. Proporcje między obu składowymi kontrastu można regulować zmieniając napięcie zasilające płytkę mikroporowatą 9, decydujące o wzmocnieniu przechodzącego przez nią prądu elektronów wtórnych EW. Przesunięcie ruchomej przesłony 14 w przeciwległe pozycje krańcowe, powoduje zasłonięcie przez jej obrzeża górnego światłowodu 13, lub alternatywnie dolnego światłowodu 6. Dzięki temu można uzyskać obraz mikroskopowy o dominującym kontraście materiałowym lub topograficznym.
Claims (4)
1. Układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego, przeznaczony zwłaszcza do pracy w zakresie ciśnień w komorze przedmiotowej rzędu 100 Pa, wyposażony w korpus ze ściankami oddzielającymi, którego wnętrze stanowi komorę pośrednią oraz płytkę mikroporowatą, elektrodę ogniskującą i dwa scyntylatory połączone ze światłowodami oraz fotopowielaczem, znamienny tym, że płytka mikroporowata (9) jest zamocowana na górnej ściance komory pośredniej (3) poniżej górnego scyntylatora (12), który jest spolaryzowany wysokim dodatnim napięciem i powyżej dolnego scyntylatora (5), który jest zamocowany do ścianki (2) po stronie stolika przedmiotowego (11).
2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy czołem fotopowielacza (7) oraz końcami górnego światłowodu (13) i dolnego światłowodu (6) jest umieszczona ruchoma przesłona (14) z otworem (15).
3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że w komorze pośredniej (3), jest co najmniej jedna elektroda ogniskująca (8), która ma otwór na osi wiązki elektronowej (WE).
4. Układ według zastrz. 3, znamienny tym, że elektroda ogniskująca (8) jest usytuowana na powierzchni dolnego scyntylatora (5).
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL362826A PL207238B1 (pl) | 2003-10-14 | 2003-10-14 | Układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego |
PCT/PL2004/000078 WO2005036583A2 (en) | 2003-10-14 | 2004-10-06 | Detector system of secondary and backscattered electrons for a scanning electron microscope |
EP04775184A EP1673797B1 (en) | 2003-10-14 | 2004-10-06 | Detector system of secondary and backscattered electrons for a scanning electron microscope |
DE602004024559T DE602004024559D1 (de) | 2003-10-14 | 2004-10-06 | Detektorsystem von sekundären und rückgestreuten elektronen für ein rasterelektronenmikroskop |
US11/403,823 US7470915B2 (en) | 2003-10-14 | 2006-04-14 | Detector system of secondary and backscattered electrons for a scanning electron microscope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL362826A PL207238B1 (pl) | 2003-10-14 | 2003-10-14 | Układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL362826A1 PL362826A1 (pl) | 2005-04-18 |
PL207238B1 true PL207238B1 (pl) | 2010-11-30 |
Family
ID=34432601
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL362826A PL207238B1 (pl) | 2003-10-14 | 2003-10-14 | Układ detekcyjny elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych do skaningowego mikroskopu elektronowego |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7470915B2 (pl) |
EP (1) | EP1673797B1 (pl) |
DE (1) | DE602004024559D1 (pl) |
PL (1) | PL207238B1 (pl) |
WO (1) | WO2005036583A2 (pl) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006043895B9 (de) | 2006-09-19 | 2012-02-09 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Elektronenmikroskop zum Inspizieren und Bearbeiten eines Objekts mit miniaturisierten Strukturen |
DE102010026169B4 (de) * | 2010-07-06 | 2014-09-04 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Partikelstrahlsystem |
CZ307557B6 (cs) * | 2010-10-07 | 2018-12-05 | Tescan Orsay Holding, A.S. | Scintilační detekční jednotka pro detekci zpětně odražených elektronů pro elektronové nebo iontové mikroskopy |
WO2013118111A1 (en) * | 2012-02-12 | 2013-08-15 | El-Mul Technologies Ltd. | Position sensitive stem detector |
US9478390B2 (en) * | 2014-06-30 | 2016-10-25 | Fei Company | Integrated light optics and gas delivery in a charged particle lens |
KR101756171B1 (ko) * | 2015-12-15 | 2017-07-12 | (주)새론테크놀로지 | 주사 전자 현미경 |
CN115662866B (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-14 | 北京中科科仪股份有限公司 | 一种二次电子探测装置 |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5818851A (ja) * | 1981-07-24 | 1983-02-03 | Hitachi Ltd | 反射電子検出装置 |
DE3213145A1 (de) * | 1982-04-08 | 1983-10-20 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Mikroskopphotometer |
US5683547A (en) * | 1990-11-21 | 1997-11-04 | Hitachi, Ltd. | Processing method and apparatus using focused energy beam |
JP2919170B2 (ja) * | 1992-03-19 | 1999-07-12 | 株式会社日立製作所 | 走査電子顕微鏡 |
JP2927627B2 (ja) * | 1992-10-20 | 1999-07-28 | 株式会社日立製作所 | 走査電子顕微鏡 |
JPH07122220A (ja) * | 1993-10-21 | 1995-05-12 | Hitachi Ltd | 電子顕微鏡装置 |
DE69501144T2 (de) * | 1994-04-12 | 1998-06-04 | Philips Electronics Nv | Teilchenoptisches gerät mit einem sekondärelektronen detektor |
CZ284288B6 (cs) * | 1997-03-13 | 1998-10-14 | Preciosa, A. S. | Detekční systém rastrovacího elektronového mikroskopu |
US5990483A (en) * | 1997-10-06 | 1999-11-23 | El-Mul Technologies Ltd. | Particle detection and particle detector devices |
JP2002507045A (ja) * | 1998-03-10 | 2002-03-05 | エッサーズ、エリック | 走査型電子顕微鏡 |
IL124333A0 (en) * | 1998-05-05 | 1998-12-06 | El Mul Technologies Ltd | Charges particle detector |
PL189008B1 (pl) | 1998-10-21 | 2005-05-31 | Politechnika Wroclawska | Wysokociśnieniowy skaningowy mikroskop elektronowy |
US6847038B2 (en) * | 2002-07-15 | 2005-01-25 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope |
WO2001075929A1 (fr) * | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Hitachi, Ltd. | Microscope electronique a balayage |
US6545277B1 (en) * | 2000-08-15 | 2003-04-08 | Applied Materials, Inc. | High efficiency, enhanced detecting in-lens light guide scintillator detector for SEM |
CZ20022105A3 (cs) * | 2002-06-17 | 2004-02-18 | Tescan, S. R. O. | Detektor sekundárních elektronů, zejména v rastrovacím elektronovém mikroskopu |
US6979822B1 (en) * | 2002-09-18 | 2005-12-27 | Fei Company | Charged particle beam system |
PL207199B1 (pl) * | 2003-04-17 | 2010-11-30 | Politechnika Wroclawska | Układ detekcyjny elektronów wtórnych do skaningowego mikroskopu elektronowego |
US7385187B2 (en) * | 2003-06-21 | 2008-06-10 | Leco Corporation | Multi-reflecting time-of-flight mass spectrometer and method of use |
-
2003
- 2003-10-14 PL PL362826A patent/PL207238B1/pl unknown
-
2004
- 2004-10-06 WO PCT/PL2004/000078 patent/WO2005036583A2/en active Application Filing
- 2004-10-06 EP EP04775184A patent/EP1673797B1/en not_active Ceased
- 2004-10-06 DE DE602004024559T patent/DE602004024559D1/de active Active
-
2006
- 2006-04-14 US US11/403,823 patent/US7470915B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL362826A1 (pl) | 2005-04-18 |
US7470915B2 (en) | 2008-12-30 |
WO2005036583A2 (en) | 2005-04-21 |
DE602004024559D1 (de) | 2010-01-21 |
EP1673797B1 (en) | 2009-12-09 |
US20060249674A1 (en) | 2006-11-09 |
WO2005036583A3 (en) | 2005-09-09 |
EP1673797A2 (en) | 2006-06-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9029766B2 (en) | Scanning electron microscope | |
US8692195B2 (en) | Charged particle radiation device | |
JP6012191B2 (ja) | 荷電粒子顕微鏡に用いられる検出方法 | |
US8164059B2 (en) | In-chamber electron detector | |
US7847268B2 (en) | Three modes particle detector | |
US20080315094A1 (en) | Charged particle detection devices | |
TWI419196B (zh) | 帶電粒子成像系統的偵測單元、檢視試片系統及試片表面成像方法 | |
JP2899629B2 (ja) | 荷電二次粒子の検出装置 | |
Neděla et al. | The simulation of energy distribution of electrons detected by segmental ionization detector in high pressure conditions of ESEM | |
US7470915B2 (en) | Detector system of secondary and backscattered electrons for a scanning electron microscope | |
CN108352284A (zh) | 宽场大气压扫描电子显微镜 | |
US6815678B2 (en) | Raster electron microscope | |
US20170323761A1 (en) | Charged particle detector | |
US7060978B2 (en) | Detector system for a particle beam apparatus, and particle beam apparatus with such a detector system | |
US20130056634A1 (en) | Charged Particle Detector System Comprising a Conversion Electrode | |
TW201011803A (en) | Charged particles detection devices | |
CZ284288B6 (cs) | Detekční systém rastrovacího elektronového mikroskopu | |
US9202667B2 (en) | Charged particle radiation device with bandpass detection | |
JPS59197881A (ja) | エネルギ−選択機能を有する反射電子検出装置 | |
CN118098914B (zh) | 电子探测装置和扫描电镜 | |
PL208151B1 (pl) | Układ do detekcji elektronów w skaningowym mikroskopie elektronowym | |
CZ20041139A3 (cs) | Detektor sekundárních elektronu | |
CZ2005726A3 (cs) | Detektor sekundárních elektronu |