PL224742B1

PL224742B1 - Zespolony detektor kierunkowy elektronów

Info

Publication number: PL224742B1
Application number: PL399438A
Authority: PL
Inventors: Witold Słówko
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2017-01-31
Also published as: EP2672504A3; EP2672504A2; PL399438A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest zespolony detektor kierunkowy elektronów przeznaczony zwłaszcza do skaningowego mikroskopu elektronowego typu środowiskowego o zmiennym ciśnieniu gazu w komorze przedmiotowej, jak też dedykowany do obrazowania trójwymiarowego topografii powierzchni z zastosowaniem metody wielodetektorowej.

Z amerykańskiego dokumentu US4897545 (A) znany jest detektor do środowiskowego mikroskopu elektronowego, posiadającego komorę pośrednią, umieszczoną na drodze wiązki elektronowej, w której panuje ciśnienie pośrednie pomiędzy wyższym w komorze przedmiotowej a niższym w kolumnie elektronooptycznej, przy czym pomiędzy poszczególnymi częściami mikroskopu znajduje się co najmniej jedna przesłona dławiąca. Detektor jest umieszczony pomiędzy komorą pośrednią a stolikiem przedmiotowym i zbudowany jest z wewnętrznego pierścienia z cienkiego drutu, otoczonego przez parę elektrod pośrednich w formie połówek pierścienia kołowego, z kolei otoczonych przez parę elektrod zewnętrznych, również w formie połówek pierścienia kołowego, położonych w płaszczyźnie horyzontalnej, obróconych względem elektrod pośrednich o 90 stopni, ponadto elektrody są spolaryzowane dodatnio.

Z opisu zgłoszenia patentowego nr P396065, Słówko Witold: „Zespół kierunkowej detekcji elektronów”, znany jest zespół kierunkowej detekcji elektronów, przeznaczony zwłaszcza do skaningowego mikroskopu elektronowego o zmiennym ciśnieniu gazu w komorze przedmiotowej. Wymieniony zespół zawiera komorę pośrednią umieszczoną na drodze wiązki elektronowej do stolika przedmiotowego wypełnioną gazem o ciśnieniu mniejszym niż ciśnienie gazu w komorze przedmiotowej gdzie znajduje się miejsce emisji elektronów podlegających detekcji, co najmniej jedną przesłonę dławiącą przepływ gazu do komory pośredniej umieszczoną na osi wiązki elektronowej. We wnętrzu komory pośredniej ma umieszczony układ detektorowy elektronów złożony z co najmniej dwóch półprzewodnikowych detektorów elektronów, korzystnie w formie diod PIN, umieszczonych parami symetrycznie względem osi wiązki elektronowej, z powierzchniami aktywnymi zwróconymi w stronę dolnej przesłony dławiącej oraz stolika przedmiotowego, w odległości od tej przesłony co najmniej trzykrotnie większej od średnicy otworu dolnej przysłony dławiącej. Korzystnie, układ detektorowy elektronów jest wielosektorowy i wykonany w formie scalonej z czterema sektorami aktywnymi wytworzonymi na wspólnym podłożu półprzewodnikowym.

Znany układ dokonuje detekcji strumienia elektronów przechodzących do wnętrza komory p ośredniej przez otwór dolnej przesłony dławiącej, zazwyczaj o średnicy mniejszej od 1 mm. W związku z tym detekcji podlegają tylko elektrony o prędkościach początkowych skierowanych zenitalnie, wzdłuż osi optycznej mikroskopu z niewielkimi odchyleniami kątowymi od tego kierunku, limitowanymi przez średnicę dolnej przesłony dławiącej i jej odległość od stolika przedmiotowego. Odległość ta musi być z tego względu bardzo mała, porównywalna ze średnicą przesłony, aby średnica strumienia elektronów na detektorze była większa od jego średnicy zewnętrznej. Mała odległość przesłony od obiektu zmniejsza rozpraszanie wiązki elektronowej w gazie o podwyższonym ciśnieniu i zapewnia poprawną pracę układu detekcyjnego przy ciśnieniach dochodzących do 10 hPa, lecz jest powodem niejednorodności i niestabilności tego ciśnienia przy powierzchni próbki, utrudniającej utrzymanie parującej próbki w równowadze termodynamicznej. W skrajnym wypadku może nastąpić zassanie płynnego preparatu do wnętrza detektora. Ze względu na charakterystykę detektora półprzewodnikowego, detekcji podlegają elektrony o energiach początkowych przekraczających 1 keV, klasyfikowane jako elektrony wstecznie rozproszone (BSE - z ang. Backscattered Electrons), a sygnał wyjściowy rośnie wraz z energią tych elektronów i wykazuje silny kontrast materiałowy i słaby kontrast topograficzny. Ta ostatnia cecha, wynikająca głównie z zenitalnego kierunku BSE podlegających detekcji, utrudnia ilościowe odtwarzanie topografii powierzchni słabiej zmodulowanych, gładkich tak jak większość prep aratów biologicznych. Dodatkowo, obiekty biologiczne cechują się również małą gęstością przez co energie początkowe BSE są również stosunkowo małe i sygnał wyjściowy półprzewodnikowego układu detektorowego jest słabszy. Istnieje zatem potrzeba eliminacji niedogodności znanego zespołu detekcyjnego elektronów, szczególnie niekorzystnych w wypadku trójwymiarowego obrazowania m etodą wielodetektorową obiektów o małej gęstości, gładkich lub półpłynnych jak obiekty biologiczne.

Wymienione wady i niedogodności eliminuje według wynalazku, zespolony detektor kierunkowy elektronów, przeznaczony zwłaszcza do skaningowego mikroskopu elektronowego typu środowisk owego, o zmiennym ciśnieniu gazu w komorze przedmiotowej, jak też dedykowany do obrazowania trójwymiarowego topografii powierzchni z zastosowaniem metody wielodetektorowej, zawierający

PL 224 742 B1 komorę pośrednią umieszczoną na drodze wiązki elektronowej do stolika przedmiotowego, wypełnioną gazem o ciśnieniu mniejszym niż ciśnienie gazu w komorze przedmiotowej gdzie znajduje się miejsce emisji elektronów podlegających detekcji, wyposażony w co najmniej jedną przesłonę dławiącą przepływ gazu do komory pośredniej umieszczoną na osi wiązki elektronowej.

Istota detektora, według wynalazku, polega na tym, że w obszarze między komorą pośrednią i stolikiem przedmiotowym ma umieszczone co najmniej cztery anody rozmieszczone symetrycznie względem osi wiązki elektronowej, wykonane w formie przewodzących elektrod, zaopatrzone w odrębne wyprowadzenia elektryczne i spolaryzowane napięciem dodatnim względem co najmniej jednego elementu obudowującego komorę pośrednią.

Korzystnie, detektor ma anody w formie figur wykonanych z siatki metalowej, korzystnie uformowanych z drutu, przy czym zarys zewnętrzny anod obejmuje pole powierzchni dużo większe niż powierzchnia fizyczna anod.

Detektor ma w przestrzeni między anodami i stolikiem przedmiotowym zewnętrzną katodę przesłaniającą z otworem o kształcie symetrycznym względem osi wiązki elektronowej, korzystnie kołowym, ograniczającą od strony stolika przedmiotowego maksymalny kąt detekcji elektronów wstecznie rozproszonych BSE₂ pod którym wchodzą w obszar wyładowania elektrycznego w otoczeniu anod.

Korzystnie, detektor ma zewnętrzną katodę przesłaniającą zamocowaną ruchomo z możliwością jej przemieszczenie wzdłuż osi wiązki elektronowej w celu zmiany maksymalnego kąta detekcji elektronów wstecznie rozproszonych BSE₂.

Korzystnie, detektor ma korpus komory pośredniej zamknięty próżniowo przez pierścień katodowy oraz przez katodę ogniskującą zamocowaną szczelnie w centralnym otworze pierścienia katodowego za pomocą przekładki izolacyjnej.

Korzystnie, detektor ma dolną przesłonę dławiącą zamocowaną próżnioszczelnie w otworze katody ogniskującej i umieszczoną na wspólnej osi wiązki elektronowej.

Korzystnie, detektor ma dolną przesłonę dławiącą odizolowaną elektrycznie od katody ogniskującej i zaopatrzoną w wyprowadzenie elektryczne.

Korzystnie, detektor ma w sąsiedztwie anod co najmniej jedną katodę pokrytą cienką warstwą emisyjną z materiału o współczynniku emisji wtórnej większym od jedności, korzystnie warstwą alundową Al₂O₃:Al.

Korzystnie, detektor pomiędzy anodami ma przegrody rozdzielające o przewodzących powierzchniach, rozmieszczone symetrycznie wokół osi wiązki elektronowej.

Korzystnie, detektor ma we wnętrzu komory pośredniej kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE₁ z czterema sektorami aktywnymi dla elektronów, rozmieszczonymi parami symetrycznie względem osi wiązki elektronowej, z powierzchniami aktywnymi zwróconymi w stronę dolnej przesłony dławiącej.

Korzystnie, pomiędzy kwadrantowym detektorem półprzewodnikowym BSE₁ i dolną przesłoną dławiącą, detektor ma na osi wiązki elektronowej przesłonę wewnętrzną BSE₁ wyznaczającą limitowany kąt detekcji BSE₁.

Korzystnie, detektor pomiędzy kwadrantowym detektorem półprzewodnikowym BSE₁ i dolną przesłoną dławiącą, ma cztery przegrody pionowe rozmieszczone symetrycznie wokół osi wiązki elektronowej, przy czym rzuty przegród pionowych równoległe do osi wiązki elektronowej, na kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE₁, usytuowane są wzdłuż odstępów pomiędzy sektorami aktywnymi dla elektronów tego detektora.

Korzystnie, rzuty równoległe, prostych łączących środki geometryczne naprzeciwległych anod, na kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE₁, usytuowane są w przybliżeniu, na prostych łączących środki geometryczne naprzeciwległych sektorów aktywnych dla elektronów, tego detektora.

Korzystnie, detektor ma komorę pośrednią połączoną z systemem próżniowym wyposażonym w pomocniczy zawór dozujący gaz do komory pośredniej podczas pracy detektora.

Korzystnie, detektor ma korpus komory pośredniej zamocowany przesuwnie względem soczewki obiektywowej i połączony z mechanizmem umożliwiającym jego przemieszczanie.

Korzystnie, detektor ma korpus komory pośredniej połączony z soczewką obiektywową za pośrednictwem elementów mechanicznych uniemożliwiających ich wzajemne przemieszczanie w trakcie pracy detektora.

Korzystnie, detektor ma kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE₁ zamocowany nieprzesuwnie do soczewki obiektywowej za pośrednictwem łącznika oraz ma korpus komory pośredniej za4

PL 224 742 B1 mocowany przesuwnie względem soczewki obiektywowej i połączony z mechanizmem umożliwiającym jego przemieszczanie.

Zaletą zespolonego detektora kierunkowego elektronów, według wynalazku jest możliwość jego pracy w bardzo szerokim zakresie ciśnień roboczych w komorze przedmiotowej, od ciśnień poniżej 0,1 Pa do ciśnień przekraczających 1000 Pa. Drugą istotną zaletą detektora jest to, że stanowi źródło wszystkich niezbędnych sygnałów umożliwiających rekonstrukcję kształtu i morfologii powierzchni badanej próbki metodą wielodetektorową, z wykorzystaniem komputerowej akwizycji i przetwarzania sygnałów. Należą do nich sygnał elektronów wtórnych SE, sygnał elektronów wstecznie rozproszonych zenitalnie BSE-ι oraz sygnał elektronów wstecznie rozproszonych horyzontalnie BSE₂. Przy zastosowaniu zespolonego detektora kierunkowego elektronów według wynalazku, można zatem uzyskać trójwymiarowe obrazy powierzchni dielektrycznych i obiektów zawierających wodę w stanie nat uralnym, takich jak tkanki, bakterie itp. Wszystkie niezbędne do tego informacje można uzyskać w jednym cyklu skanowania, co z kolei stwarza możliwość badania procesów dynamicznych, przez szybką rejestrację kolejnych faz procesu i tworzenie tzw. filmów poklatkowych. Zespolony detektor kierunkowy elektronów, według wynalazku, korzystnie jest połączony z autonomicznym systemem próżni pośre dniej i w formie wyposażenia dodatkowego, zastosowany w standardowym skaningowym mikroskopie elektronowym typu wysokopróżniowego. W tym wypadku zapewnia on rozszerzenie możliwości badawczych takiego mikroskopu na zakres podwyższonych ciśnień, umożliwiając jednocześnie trójw ymiarowe obrazowanie powierzchni dielektryków oraz preparatów biologicznych w stanie naturalnym.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia zespolony detektor kierunkowy elektronów z nieprzesuwnym zamocowaniem i pompowaniem komory pośredniej poprzez soczewkę obiektywową, Fig. 2 przedstawia na rzucie „A” schematyczny widok czołowy na kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE-ι z wyprowadzeniami elektrycznymi, a na rzucie „B” widok czołowy na pierścień katodowy z zamocowanymi elementami i zdjętą katodą przesłaniającą, Fig. 3 przedstawia zespolony detektor kierunkowy elektronów z przesuwnym zamocowaniem komory pośredniej i pompowaniem poprzez kanał boczny, a Fig. 4 przedstawia zespolony detektor kierunkowy elektronów z nieprzesuwnym zamocowaniem kwadrantowego detektora półprzewodnikowego BSE-ι i przesuwnym korpusem komory pośredniej.

P r z y k ł a d -.

Zespolony detektor kierunkowy elektronów pokazany na Fig. 1, ma metalowy korpus komory pośredniej 8 połączony z łącznikiem 12 wykonanym w formie tulei zamocowanej w otworze dolnego nabiegunnika soczewki obiektywowej 11 i zaopatrzonej w kołnierz, na którego obwodzie znajduje się pierścieniowa uszczelka C 10 uszczelniająca korpus komory pośredniej 8 do czoła soczewki obiektywowej 11. Uszczelka C 10 w przekroju poprzecznym ma kształt zbliżony do litery C, co zwiększa jej elastyczność i pozwala na dobre uszczelnienie przy małej sile nacisku. Tuleja łącznika 12 ma boczne otwory pompowe, przez które gaz przedostający się do komory pośredniej 16 przepływa do wnętrza soczewki obiektywowej 11 połączonego z systemem pompowania różnicowego, dzięki temu we wnętrzu komory pośredniej 16 utrzymywane jest pośrednie ciśnienie gazu P₂. Z kolei, tuleja łącznika 12 jest zamknięta górną przesłoną dławiącą 14 z otworem na osi wiązki elektronowej EB, ograniczającą przepływ gazu do wnętrza kolumny elektronooptycznej gdzie panuje niskie ciśnienie gazu P₃.

Kołnierz łącznika 12 po stronie łączącej się z korpusem komory pośredniej 8 ma wgłębienie, w którym znajduje się kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE₁ 13 w formie scalonej, z czterema identycznymi sektorami aktywnymi wykonanymi na wspólnym podłożu półprzewodnikowym, ro zmieszczonymi symetrycznie co 90° wokół osi wiązki elektronowej EB tak jak to pokazano na Fig. 2, widoku „A”. Detektor półprzewodnikowy BSE₁ 13 ma otwór na osi wiązki elektronowej EB umożliwiający przepuszczenie jej w kierunku stolika przedmiotowego 2, a powierzchnia czołowa kwadrantowego detektora półprzewodnikowego BSE₁ 13 jest zwrócona w kierunku dolnej przesłony dławiącej 1. Przepuszczalne dla elektronów elektrody sygnałowe naniesione na powierzchniach czołowych czterech sektorów oraz podłoże detektora półprzewodnikowego BSE₁ 13 są zaopatrzone w niezależne wyprowadzenia elektryczne A, B, C, D i T. Po stronie stolika przedmiotowego 2, korpus komory pośredniej 8 jest zamknięty próżniowo przez pierścień katodowy 7 z zamocowaną na obwodzie uszczelką O 9 oraz przez katodę ogniskującą 4 zamocowaną szczelnie w centralnym otworze pierścienia katodowego 7 za pomocą przekładki izolacyjnej 5. Katoda ogniskująca 4 ma kształt ściętego stożka pustego wewnątrz, u szczytu którego znajduje się dolna przesłona dławiąca 1, szczelnie zamocowana za pomocą krążka izolującego 1a. W górnej części centralnego otworu pierścienia katodowego 7 jest zamocowana przesłona wewnętrzna BSE₁ 15. Na obwodzie otworu przesłony wewnętrznej BSE₁ 15 prostopadle

PL 224 742 B1 do jej krawędzi zamocowano cztery przegrody pionowe 19, rozmieszczone symetrycznie wokół osi wiązki elektronowej EB tak by ich rzuty równoległe do osi wiązki EB padały na kwadrantowy dete ktor półprzewodnikowy BSE-i 13 wzdłuż odstępów pomiędzy sektorami aktywnymi dla elektronów. Osie symetrii pierścienia katodowego 7, przesłony wewnętrznej BSE-i 15, katody ogniskującej 4 i dolnej przesłony dławiącej 1 pokrywają się z osią wiązki elektronowej EB. W pobliżu stożkowych powierzchni zewnętrznych katody ogniskującej 4 i pierścienia katodowego 7 pokrytych cienką warstwą emisyjną 17 o dużym współczynniku emisji wtórnej, zostały rozmieszczone symetrycznie wokół osi wiązki elektronowej EB, co 90°, cztery anody 3, wykonane w formie czterech elektrod siatkowych o jednakowym kształcie i rozmiarach, zaopatrzonych w odrębne wyprowadzenia elektryczne, jak to pokazano na Fig. 2 na widoku „B”. Układ anod 3 jest tu zatem układem o symetrii obrotowej czterokrotnej. Anody 3 są osłonięte od strony stolika przedmiotowego 2 przez zewnętrzną katodę przesłaniającą 6 w formie stożkowego pierścienia, u podstawy połączonego gwintem z pierścieniem katodowym 7. Średnica otworu u szczytu zewnętrznej katody przesłaniającej 6 jest nieco większa od średnicy szczytu katody ogniskującej 4, dzięki temu między nimi powstaje szczelina umożliwiająca przelot BSE₂ w kierunku anod 3, spolaryzowanych napięciem dodatnim względem elektrod stanowiących katody dla obszaru wyładowania elektrycznego w gazie, zaaranżowanego w szczelinie między nimi. Pomiędzy anodami 3 są cztery jednakowe przegrody rozdzielające 18 o przewodzących powierzchniach bocznych zwróc onych w kierunku anod 3, rozmieszczone symetrycznie co 90° wokół osi wiązki elektronowej EB. Kształt ich przekroju podłużnego w płaszczyźnie symetrii leżącej na osi z, wypełnia szczelinę między pierścieniem katodowym 7, katodą ogniskującą 4 i zewnętrzną katodę przesłaniającą 6, z zachowaniem niezbędnego odstępu by nie wystąpiły między nimi zwarcia elektryczne. Część czołowa przegród rozdzielających 18 przesłania częściowo wlot do szczeliny detekcyjnej, jest bowiem rozszerzona na kształt trapezu o kącie wierzchołkowym @i, jak pokazano na Fig. 2, widoku „B”.

Tak zbudowany zespolony detektor kierunkowy elektronów działa w następujący sposób. Układ elementów wchodzących w skład detektora oraz napięć elektrycznych zasilających opisane elementy detektora został zaaranżowany w ten sposób, że zespolony detektor może realizować cztery różne funkcje omówione poniżej.

W pierwszym rzędzie detektor jest zintegrowany z komorą pośrednią 16, w której wnętrzu utrzymywane jest ciśnienie pośrednie P₂ niższe niż podwyższone, robocze ciśnienie gazu Pt panujące w komorze przedmiotowej, lecz wyższe niż niskie ciśnienie gazu P₃ w kolumnie elektronooptycznej. Ten stan jest utrzymywany dzięki ograniczeniu przepływu gazu do obszarów o niższym ciśnieniu przez dolną przesłonę dławiącą 1 i górną przesłonę dławiącą 14 oraz dzięki odpompowywaniu komory pośredniej 16 poprzez otwory boczne w tulei łącznika 12 do wnętrza soczewki obiektywowej 11, połączonego z systemem próżniowym.

Podstawową funkcją zespolonego detektora kierunkowego elektronów jest detekcja dwóch grup elektronów wstecznie rozproszonych BSE, rozróżnianych ze względu na kierunek prędkości początkowej. Pierwszą grupą elektronów podlegającą detekcji są BSE rozproszone zenitalnie, oznaczone tu jako BSE-i. Ich prędkości początkowe skierowane są pod małymi kątami a względem osi wiązki elektronowej EB, mniejszymi niż wartość maksymalna a₂ wyznaczona przez odległość b stolika przedmiotowego 2 od dolnej przesłony dławiącej 1 i średnicę otworu tej przysłony. Do detekcji końcowej tej grupy elektronów służy kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE-i 13, korzystnie w formie scalonej. Odległość b powinna być dostatecznie mała aby obraz cieniowy otworu dolnej przesłony dławiącej 1 o średnicy 0,6 mm, realizowany przez strumień elektronów na powierzchni detektora półprzewodnik owego BSE-i 13, miał średnicę większą od aktywnej średnicy tego detektora wynoszącej 10 mm. W przeciwnym wypadku ruchy punktu emisji BSE na preparacie, związane ze skanowaniem wiązki elektronowej, spowodują obcinanie strumienia elektronów padających na detektor przez krawędź dolnej przesłony dławiącej 1, skutkujące tak zwanym błędem cieniowania. Oznacza to, że przy dystansie 14 mm tego detektora od dolnej przesłony dławiącej 1, odległość b powinna być mniejsza od 1,1 mm. Aby zwiększyć pole skanowania, w obrębie którego nie występuje błąd cieniowania detektora przez dolną przesłonę dławiącą 1, zastosowano przesłonę wewnętrzną BSE-i 15, ograniczającą średnicę aktywnej powierzchni detektora półprzewodnikowego BSE-i 13, która równocześnie wyznacza limitowany kąt detekcji BSE-i a₂'. Różnica między tym kątem i kątem maksymalnym a₂ określa dopuszczalną ze względu na cieniowanie średnicę pola skanowania s, według proporcji s = 2b(a₂-a₂'). Zmniejszanie powierzchni aktywnej detektora półprzewodnikowego BSE-i -3 prowadzi do zmniejszenia obejmowanego strumienia elektronów i spadku czułości detektora, szczególnie że otwór w centrum detektora jako powierzchnia nieaktywna limituje minimalny kąt detekcji BSE_- a_-. Wobec tego odle6

PL 224 742 B1 głość b i średnice detektora półprzewodnikowego oraz przesłon powinny być tak dobrane by wynikające z nich kąty detekcji spełniały nierówność: a! < a₂’ < a₂. Aby umożliwić spełnienie tego warunku w różnych warunkach, przesłonę wewnętrzną BSE-i 15 zamocowano tak by umożliwić jej wymianę. Na obwodzie otworu przesłony wewnętrznej BSE-i 15 zamocowano cztery przegrody pionowe 19, które uniemożliwiają przepływ elektronów, rozproszonych elastycznie na molekułach gazu wypełniającego komorę pośrednią 16, do sąsiednich kwadrantów detektora półprzewodnikowego BSE-i 13, co fałszowałoby informację o kierunkach ich emisji.

Przy trójwymiarowym odtwarzaniu topografii powierzchni metodą wielodetektorową, oprócz błędu cieniowania przez dolną przesłonę dławiącą 1 występuje błąd cieniowania sygnału BSE przez obiekty powierzchniowe, dla których styczna do powierzchni jest nachylona względem osi wiązki elektronowej EB pod kątem mniejszym niż limitowany kąt detekcji BSE! a’₂. Zatem, stosowanie małych kątów detekcji pozwala uniknąć błędu cieniowania. Z tego też względu, stosowanie detektora BSE!, z kwadrantowym detektorem półprzewodnikowym BSEi 13, jest szczególnie korzystne w wypadku trójwymiarowego obrazowania powierzchni o silnie zmodulowanej topografii.

Sygnał grupy elektronów BSE rozproszonych zenitalnie, to jest sygnał BSE! charakteryzuje się małym kontrastem topograficznym lecz wykazuje duży kontrast materiałowy, pozwalając na obserwację obszarów nawet niewiele różniących się liczbą atomową komponentów.

W odwrotnej sytuacji, gdy przedmiotem trójwymiarowego obrazowania są obiekty o gładkiej powierzchni i słabo zmodulowanej topografii, takie jak wiele obiektów biologicznych, korzystne jest wyk orzystanie elektronów rozproszonych wstecznie pod dużymi kątami β względem osi wiązki elektronowej EB, to jest niemal horyzontalnie. Sygnał BSE rozproszonych horyzontalnie, charakteryzuje się dużym kontrastem topograficznym i mniejszym kontrastem materiałowym. Za pomocą opisanego już powyżej zespołu detektora półprzewodnikowego BSE₁, umieszczonego wewnątrz komory pośredniej 16, nie można dokonać detekcji tej grupy elektronów rozpraszanych pod dużymi kątami β, oznaczonej tu jako BSE₂, bowiem wyeliminuje je dolna przesłona dławiąca 1. Do kierunkowej detekcji BSE₂ służy detektor typu jonizacyjnego, w postaci układu elektrod zlokalizowanych na zewnątrz ścianek komory pośredniej 16, a więc w obszarze komory przedmiotowej mikroskopu gdzie panuje podwyższone, robocze ciśnienie gazu P₁. Pomiędzy katodą ogniskującą 4 i pierścieniem katodowym 7 z jednej strony oraz zewnętrzną katodą przesłaniającą 6 z drugiej strony istnieje pierścieniowa szczelina, w której znajdują się cztery symetrycznie rozmieszczone anody 3, zaopatrzone w oddzielne doprowadzenia elektryczne i spolaryzowane napięciem dodatnim względem katod. W opisanych warunkach, pomiędzy anodami 3 i katodami istnieje możliwość wytworzenia niesamodzielnego wyładowania elektrycznego w gazie, klasyfikowanego jako wyładowanie Townsenda, które pozwala na wzmocnienie sygnału BSE₂ podlegającego detekcji, dzięki jonizacji lawinowej molekuł gazu. Elektrony wstecznie rozproszone BSE2 mogą wnikać do wnętrza tej szczeliny i podlegać detekcji w zakresie kątów limitowanych przez odległość b stolika przedmiotowego 2 oraz średnice krawędzi katod wyznaczających wlot do szczeliny detekcyjnej, to jest w przedziale od minimalnego kąta detekcji BSE₂ - β₁, wyznaczanego przez krawędź katody ogniskującej 4, do maksymalnego kąta detekcji BSE₂ - β₂, wyznaczanego przez krawędź zewnętrznej katody przesłaniającej 6. Maksymalny kąt detekcji β₂ może być dodatkowo regulowany przez wkręcanie albo wykręcanie zewnętrznej katody przesłaniającej 6 z gwintowanego gniazda w pierścieniu katodowym 7, a nawet całkowite jej usunięcie jeśli potrzebne jest obserwowanie próbek przy znacznym pochyleniu stolika przedmiotowego 2. Z kolei, azymutalny kąt wlotowy detektora BSE₂ Θ₂ pokazany na Fig. 2, jest mniejszy od 90°, tj. od kąta wynikającego z podziału kąta pełnego na cztery sektory, bowiem część okna wlotowego detektora w każdym sektorze jest przesłonięta przez rozszerzoną część czołową przegród rozdzielających 18, definiującą azymutalny kąt zacieniania detektora BSE₂ Θ₁. Gdy się zwiększa azymutalny kąt zacieniania detektora BSE₂ Θ₁ i zmniejsza azymutalny kąt wlotowy detektora BSE₂ Θ₂, horyzontalny kierunek emisji elektronów jest próbkowany bardziej precyzyjnie, jednak wraz ze zmniejszaniem okna wlotowego detektora maleje sygnał. Potrzebny jest zatem kompromisowy dobór obu kątów. Zgodnie z zasadami wielodetektorowej metody trójwymiarowej rekonstrukcji topografii powierzchni, środki okien wlotowych odpowiednich detektorów powinny leżeć na głównych osiach skanowania powierzchni próbki. Zatem, aby spełnić ten warunek zarówno przy detekcji BSE₁ jak i BSE₂, okna wlotowe detektora jonizacyjnego powinny być ustawione tak samo jak pola aktywne detektora półprzewodnikowego co oznacza, że rzuty przegród rozdzielających 18 powinny padać na kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE1 13 wzdłuż odstępów pomiędzy sektorami aktywnymi dla elektronów. Szczególnie ważne jest zachowanie pełnej symetrii względem osi wiązki elektronowej EB naprzeciwległych sektorów detektorów zarówno BSE₁ jak i BSE₂. Oznacza

PL 224 742 B1 to, że anody 3 powinny być parami symetryczne, a proste łączące środki geometryczne naprzeciwległych anod 3 powinny być ortogonalne i przecinać się na osi wiązki elektronowej EB. To samo zalecenie dotyczy kwadrantowego detektora półprzewodnikowy BSE-i 13. Nie dochowanie tych zaleceń jest źródłem błędów trójwymiarowego odtwarzania topografii powierzchni metodą wielodetektorową.

Ze względu na stosunkowo dużą energię początkową, implikującą mały przekrój czynny na zderzenia z molekułami gazu, a także małą odległość b stolika przedmiotowego 2 od wlotu szczeliny detekcyjnej, zdecydowana większość elektronów BSE₂ dociera do niej zgodnie z kierunkami prędkości początkowych, mimo podwyższonego ciśnienia roboczego gazu P₁ w komorze przedmiotowej. Jednak, przy podwyższonym ciśnieniu P_1f na długiej drodze wewnątrz szczeliny detekcyjnej następują liczne zderzenia z molekułami gazu. Większość z nich to zderzenia elastyczne, zmieniające kierunek prędkości elektronów w stronę jednej z katod pokrytych warstwą emisyjną 17. Dzięki dużej wartości współczynnika emisji wtórnej tej warstwy, elektron z grupy BSE₂ padający na jej powierzchnię powoduje emisję więcej niż jednego elektronu wtórnego SE o małej energii początkowej, przy której przekrój czynny na zderzenia jonizujące z molekułami gazu jest duży. Elektrony wtórne poruszają się poprzecznie do szczeliny, pod wpływem pola elektrycznego wytworzonego przez każdą z anod 3 i w zderzeniach jonizujących ulegają lawinowemu zwielokrotnieniu docierając ostatecznie do anody 3. Anoda 3 wykonana jest z siatki metalowej o dużej przejrzystości, korzystnie z drutu ukształtowanego w formie pętli stanowiącej figurę, której powierzchnia fizyczna jest dużo mniejsza od pola powierzchni wyznaczanego przez zarys zewnętrzny tej elektrody. Przy takiej konstrukcji anod 3, nawet jeśli ciśni enie robocze gazu P1 jest małe i średnia droga swobodna elektronów jest porównywalna z odległością katoda - anoda, elektrony wtórne przyśpieszane i hamowane w polu elektrycznym anody 3 poruszają się ruchem oscylacyjnym od jednej katody do przeciwległej, przelatując wielokrotnie przez oczka anody 3, do momentu kiedy ich energia potencjalna zostanie zużyta, głównie na powielanie elektronów w zderzeniach jonizujących. Dzięki temu prąd sygnału BSE₂ docierający do anody 3, zostaje również wielokrotnie wzmocniony. W opisanym przykładzie zastosowano warstwę emisyjną 17 w form ie cienkiej warstwy Al2O3:Al, to jest warstwy alundowej domieszkowanej glinem w celu zwiększenia przewodnictwa elektrycznego. Taka warstwa ma wprawdzie współczynnik emisji wtórnej na poziomie 6 przy energii pierwotnej 1 keV, a więc mniejszy niż stosowany również w tym celu tlenek magnezu MgO, lecz cechuje się dużą odpornością chemiczną i mechaniczną sprzyjającą dużej trwałości detektora. Przy bardzo małym ciśnieniu roboczym P₁, elektrony BSE₂ nie podlegają dostatecznej liczbie zderzeń jonizujących molekuły gazu by uzyskać znaczące wzmocnienie sygnału, lecz ulegają powieleniu padając na wspomnianą warstwę emisyjną 17, co sprzyja uzyskaniu sygnału BSE₂ odpowiedniego do obrazowania trójwymiarowego, w szerokim zakresie ciśnień roboczych P1, również niskich.

Cztery sygnały wyjściowe z diod wchodzących w skład kwadrantowego detektora półprzewodnikowego BSE1 13, podobnie jak cztery sygnały wyjściowe z anod 3 detektora jonizacyjnego BSE2, uzyskane za pośrednictwem wyprowadzeń elektrycznych, są wzmacniane przez wielokanałowe wzmacniacze elektroniczne i przetwarzane cyfrowo w komputerze, w celu odtworzenia kształtu bad anej powierzchni. Korzystne jest nałożenie na odtworzoną powierzchnię tekstury otrzymanej na podstawie sygnału elektronów wtórnych SE, emitowanych z preparatu przy skanowaniu wiązką elektronową EB. Wobec tego, czwartą funkcją zespolonego detektora kierunkowego elektronów jest detekcja sygnału elektronów wtórnych SE. Jako detektor SE wykorzystano tu dolną przesłonę dławiącą 1 spolaryzowaną dodatnio względem stolika przedmiotowego 2 napięciem ekstrakcyjnym dochodzącym do kilkuset Voltów. Pod wpływem napięcia ekstrakcyjnego elektrony wtórne poruszają się w kierunku dolnej przesłony dławiącej 1 w niewielkiej odległości od osi wiązki elektronowej EB i w lawinie zderzeń jonizujących ulegają multiplikacji. Jeśli ciśnienie robocze gazu P₁ w komorze roboczej jest relatywnie małe, to na małej odległości b stolika przedmiotowego 2 do dolnej przesłony dławiącej 1 występuje niewielka liczba zderzeń jonizujących i wzmocnienie sygnału tym sposobem jest również małe. Jednak dolna przesłona dławiąca 1, w kształcie stożka z otworem na szczycie, jest zamocowana za pośrednictwem krążka izolującego 1a, w wylotowej części cylindrycznego kanału w katodzie ogniskującej 4 tak, że szczyt przesłony dławiącej 1 znajduje się na poziomie krawędzi tego kanału. Ponieważ katoda ogniskująca 4 jest spolaryzowana niewielkim napięciem w granicach ± 20 V, zaś dolną przesłonę dławiącą 1 zasila znacznie wyższe napięcie ekstrakcyjne, wokół dolnej przesłony dławiącej 1 powstaje silne pole elektryczne stanowiące soczewkę elektronową, ogniskującą strumień elektronów wtórnych w otworze przesłony dławiącej 1. Elektrony uzyskawszy w tym polu dużą energię kinetyczną wnikają głęboko do komory pośredniej 16, a następnie są z powrotem przyciągane przez dolną przesłonę dławiącą 1 i przelatują przez jej otwór w kierunku stolika, powtarzając ten cykl wielokrotnie. W ten

PL 224 742 B1 sposób następuje znaczne wydłużenie drogi elektronów wtórnych w rozrzedzonym gazie i zwiększenie prawdopodobieństwa zderzeń jonizujących, co ostatecznie skutkuje większym wzmocnieniem prądowym sygnału elektronów wtórnych SE w obwodzie przesłony dławiącej 1, służącej ostatecznie jako ich kolektor.

W wielu wypadkach jest korzystne jeśli katoda ogniskująca 4 jest spolaryzowana niewielkim napięciem ujemnym względem stolika przedmiotowego 2. Wtedy bowiem przechwytuje ona część jonów dodatnich powstałych w lawinie jonizacyjnej, co pozwala uniknąć zbyt dużego dodatniego ładunku przestrzennego w pobliżu obiektu.

P r z y k ł a d 2.

Zespolony detektor kierunkowy elektronów pokazany na Fig. 3 jest wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że ma korpus komory pośredniej 8 z kanałem bocznym prowadzącym do systemu próżniowego RP, przy tym łącznik 12 zamocowany na górnej powierzchni korpusu komory pośredniej 8, jest wykonany w formie krążka z otworem na osi wiązki elektronowej EB i wgłębieniem mieszczącym kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE₁ 13, zaś górna przesłona dławiąca 14 z otworem na osi wiązki elektronowej EB, zamykająca kanał soczewki obiektywowej 11 jest osadzona w tulei nie połączonej z łącznikiem 12. Podobnie jak przykładzie pierwszym, łącznik 12 ma umieszczoną na obwodzie pierścieniową uszczelkę C 10 uszczelniającą korpus komory pośredniej 8 do czoła soczewki obiektywowej 11. Korpus komory pośredniej 8 jest połączony z mechanizmem umożliwiającym jego przemieszczanie względem soczewki obiektywowej 11 bez przerywania pracy zespolonego detektora kierunkowego elektronów. System próżniowy RP jest wyposażony w pomocniczy zawór dozujący, umożliwiający wprowadzanie gazu do komory pośredniej 16.

Tak zbudowany zespolony detektor kierunkowy elektronów działa w sposób analogiczny jak to opisano w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że w celu utrzymania we wnętrzu komory pośredniej 16, pośredniego ciśnienia gazu P₂, mniejszego niż ciśnienie robocze gazu P₁ w komorze przedmiotowej, gaz jest pompowany przez kanał boczny w korpusie komory pośredniej 8 prowadzący do systemu próżniowego RP. Pomocniczy zawór dozujący w systemie próżniowym RP, pozwala wprowadzić dodatkowy strumień gazu do komory pośredniej 16 i zwiększyć panujące w niej ciśnienie pośrednie gazu P₂powyżej ciśnienia roboczego gazu P₁ w komorze przedmiotowej. Dozowanie gazu do komory pośredniej 16 stosuje się, gdy ciśnienia robocze gazu P₁ jest zbyt niskie by uzyskać dostateczne wzmocnienie sygnału elektronów wtórnych SE w komorze przedmiotowej. Elektrony wtórne SE są przyśpieszane i ogniskowane w polu ekstrakcyjnym uformowanym przez przesłonę dławiącą 1 i katodę ogniskującą 4 i w większości przenikają przez otwór w tej przesłonie do komory pośredniej 16, gdzie ulegają powieleniu w zderzeniach jonizujących z molekułami gazu o ciśnieniu pośrednim P₂, regulowanym za pomocą pomocniczego zaworu dozującego.

Z kolei, połączenie korpusu komory pośredniej 8 z mechanizmem umożliwiającym jego przemieszczenie względem soczewki obiektywowej 11 bez przerywania pracy zespolonego detektora kierunkowego elektronów, pozwala na precyzyjne wyjustowanie detektora na osi wiązki elektronowej EB, na podstawie obserwowanego obrazu mikroskopowego. Pozwala również na czasowe usunięcie d etektora poza najbliższe sąsiedztwo soczewki obiektywowej 11, w celu ułatwienia realizacji innych trybów pracy mikroskopu, nie wymagających stosowania zespolonego detektora kierunkowego elektronów.

P r z y k ł a d 3.

Zespolony detektor kierunkowy elektronów pokazany na Fig. 4 jest wykonany jak w przykładzie drugim z tą różnicą, że łącznik 12 nie jest przytwierdzony do korpusu komory pośredniej 8 lecz do soczewki obiektywowej 11, bowiem jest wykonany podobnie jak w przykładzie pierwszym w formie tulei zamocowanej w otworze dolnego nabiegunnika soczewki obiektywowej 11 oraz zaopatrzonej w kołnierz z wgłębieniem mieszczącym kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE₁ 13 i pierścieniową uszczelkę C 10 umieszczoną na obwodzie.

Tak zbudowany zespolony detektor kierunkowy elektronów działa w sposób analogiczny jak to opisano w przykładzie drugim z tą różnicą, że przy przesuwaniu detektora za pomocą m echanizmu połączonego z korpusem komory pośredniej 8, łącznik 12 pozostaje nieruchomy, w ustalonej pozycji względem soczewki obiektywowej 11, wraz z kwadrantowym detektorem półprzewodnikowym BSE₁ 13 zamocowanym do niego. Pozwala to na czasowe usunięcie korpusu komory pośredniej 8 z detektorem BSE₂, poza najbliższe sąsiedztwo soczewki obiektywowej 11 i całkowite odsłonięcie kwadrantowego detektora półprzewodnikowego BSE₁ 13, dzięki czemu, w warunkach wysokiej próżni można realizować kierunkową detekcję BSE i trójwymiarowe obrazowanie powierzchni obiektu, bez ograniczeń wprowadzanych przez dolną przesłonę dławiącą 1.

PL 224 742 B1

Wykaz oznaczeń na rysunku:

- dolna przesłona dławiąca,

1a - krążek izolacyjny,

- stolik przedmiotowy,

- segment anody,

- katoda ogniskująca,

- przekładka izolacyjna,

- zewnętrzna katoda przesłaniająca,

- pierścień katodowy,

- korpus komory pośredniej,

- uszczelka O,

- uszczelka C,

- soczewka obiektywowa,

- łącznik,

- kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE₁,

- górna przesłona dławiąca,

- przesłona wewnętrzna BSE₁,

- komora pośrednia,

- warstwa emisyjna,

- przegroda rozdzielająca,

- przegroda pionowa, a₁ - minimalny wertykalny kąt detekcji BSE₁, a₂ - maksymalny wertykalny kąt detekcji BSE₁, a₂' - limitowany wertykalny kąt detekcji BSE₁, βι - minimalny wertykalny kąt detekcji BSE₂, β₂ - maksymalny wertykalny kąt detekcji BSE₂, ©1 - azymutalny kąt zacieniania detektora BSE₂, ©2 - azymutalny kąt wlotowy detektora BSE₂,

P₁ - robocze ciśnienie gazu (w komorze przedmiotowej),

P₂ - pośrednie ciśnienie gazu (w komorze pośredniej),

P₃ - niskie ciśnienie gazu (w kolumnie elektronooptycznej),

EB - wiązka elektronowa,

RP - system próżniowy,

SE - elektrony wtórne,

BSE₁ - elektrony wstecznie rozproszone (pod małym kątem względem osi wiązki elektronowej EB) w kierunku zenitalnym,

BSE₂ - elektrony wstecznie rozproszone (pod dużym kątem względem osi wiązki elektronowej EB) w kierunku horyzontalnym.

Claims

1. Zespolony detektor kierunkowy elektronów, przeznaczony zwłaszcza do skaningowego m ikroskopu elektronowego typu środowiskowego, o zmiennym ciśnieniu gazu w komorze przedmiotowej, jak też dedykowany do obrazowania trójwymiarowego topografii powierzchni z zastosowaniem metody wielodetektorowej, zawierający komorę pośrednią umieszczoną na drodze wiązki elektronowej do stolika przedmiotowego, wypełnioną gazem o ciśnieniu mniejszym niż robocze ciśnienie gazu w komorze przedmiotowej gdzie znajduje się miejsce emisji elektronów podlegających detekcji, wyposażony w co najmniej jedną przesłonę dławiącą przepływ gazu do komory pośredniej, umieszczoną na osi wiązki elektronowej, ponadto w obszarze między komorą pośrednią i stolikiem przedmiotowym ma umieszczone co najmniej cztery anody rozmieszczone symetrycznie względem osi wiązki elektronowej, wykonane w formie przewodzących elektrod, zaopatrzone w odrębne wyprowadzenia elektryczne i spolaryzowane napięciem dodatnim względem, co najmniej jednego elementu obudowującego k omorę pośrednią, znamienny tym, że w przestrzeni między anodami (3) i stolikiem przedmiotowym (2) ma zewnętrzną katodę przesłaniającą (6) z otworem o kształcie symetrycznym względem osi wiązki elektronowej (EB), korzystnie kołowym, ograniczającą od strony stolika przedmiotowego (2) maks y10

PL 224 742 B1 malny kąt detekcji elektronów wstecznie rozproszonych BSE₂ (β₂), pod którym wchodzą one w obszar wyładowania elektrycznego w otoczeniu anod (3).

2. Detektor, według zastrz. 1, znamienny tym, że anody (3) są w formie figur wykonanych z siatki metalowej, korzystnie uformowanych z drutu, przy czym zarys zewnętrzny anod (3) obejmuje pole powierzchni dużo większe niż powierzchnia fizyczna anod (3).

3. Detektor, według zastrz. 1, znamienny tym, że zewnętrzna katoda przesłaniająca (6) zamocowana jest ruchomo z możliwością jej przemieszczenia wzdłuż osi wiązki elektronowej (EB) w celu zmiany maksymalnego kąta detekcji elektronów wstecznie rozproszonych BSE₂ (β₂).

4. Detektor, według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus komory pośredniej (8) jest zamknięty próżniowo przez pierścień katodowy (7) oraz przez katodę ogniskującą (4) zamocowaną szczelnie w centralnym otworze pierścienia katodowego (7) za pomocą przekładki izolacyjnej (5).

5. Detektor, według zastrz. 1 i zastrz. 4, znamienny tym, że ma dolną przesłonę dławiącą (1) zamocowaną próżnioszczelnie w otworze katody ogniskującej (4) i umieszczoną na wspólnej osi wiązki elektronowej (EB).

6. Detektor, według zastrz. 1 i zastrz. 5, znamienny tym, że ma dolną przesłonę dławiącą (1) odizolowaną elektrycznie od katody ogniskującej (4) i zaopatrzoną w wyprowadzenie elektryczne.

7. Detektor, według zastrz. 1, znamienny tym, że ma w sąsiedztwie anod (3) co najmniej jedną katodę pokrytą cienką warstwą emisyjną (17) materiału o współczynniku emisji wtórnej większym od jedności, korzystnie warstwą alundową Al₂O₃:Al.

8. Detektor, według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy anodami (3) ma przegrody rozdzielające (18) o przewodzących powierzchniach, rozmieszczone symetrycznie wokół osi wiązki elektronowej (EB).

9. Detektor, według zastrz. 1, znamienny tym, że we wnętrzu komory pośredniej (16) ma kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE₁ (13) z czterema sektorami aktywnymi dla elektronów, rozmieszczonymi parami symetrycznie względem osi wiązki elektronowej (EB), z powierzchniami a ktywnymi zwróconymi w stronę dolnej przesłony dławiącej (1).

10. Detektor, według zastrz. 1 i zastrz. 9, znamienny tym, że pomiędzy kwadrantowym detektorem półprzewodnikowym BSE1 (13) i dolną przesłoną dławiącą (1), na osi wiązki elektronowej (EB) ma przesłonę wewnętrzną BSE₁ (15) wyznaczającą limitowany kąt detekcji BSE₁ (a₂').

11. Detektor, według zastrz. 1 i zastrz. 9, znamienny tym, że pomiędzy kwadrantowym detektorem półprzewodnikowym BSE1 (13) i dolną przesłoną dławiącą (1), ma cztery przegrody pionowe (19) rozmieszczone symetrycznie wokół osi wiązki elektronowej (EB), przy czym rzuty przegród pionowych (19) równoległe do osi wiązki elektronowej (EB), na kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE1 (13) usytuowane są wzdłuż odstępów pomiędzy sektorami aktywnymi dla elektronów tego detektora (13).

12. Detektor, według zastrz. 1 i zastrz. 9, znamienny tym, że rzuty równoległe, prostych łączących środki geometryczne naprzeciwległych anod (3), na kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE1 (13), usytuowane są w przybliżeniu, na prostych łączących środki geometryczne naprzeciwległych sektorów aktywnych dla elektronów, tego detektora (13).

13. Detektor, według zastrz. 1, znamienny tym, że komora pośrednia (16) połączona jest z systemem próżniowym (RP) wyposażonym w pomocniczy zawór dozujący gaz do komory próżniowej (16) podczas pracy detektora.

14. Detektor, według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus komory pośredniej (8) zamocowany jest przesuwnie względem soczewki obiektywowej (11) i połączony z mechanizmem umożliwiającym jego przemieszczanie.

15. Detektor, według zastrz. 1, znamienny tym, że korpus komory pośredniej (8) połączony jest z soczewką obiektywową (11) za pośrednictwem elementów mechanicznych uniemożliwiających ich wzajemnie przemieszczanie w trakcie pracy detektora.

16. Detektor, według zastrz. 1 i zastrz. 8, znamienny tym, że kwadrantowy detektor półprzewodnikowy BSE1 (13) zamocowany jest nieprzesuwnie do soczewki obiektywowej (11) za pośrednictwem łącznika (12) oraz korpus komory pośredniej (8) jest zamocowany przesuwnie względem soczewki obiektywowej (11) i połączony z mechanizmem umożliwiającym jego przemieszczanie.