RU2452052C1 - Nano-resolution x-ray microscope - Google Patents

Nano-resolution x-ray microscope Download PDF

Info

Publication number
RU2452052C1
RU2452052C1 RU2010153145/28A RU2010153145A RU2452052C1 RU 2452052 C1 RU2452052 C1 RU 2452052C1 RU 2010153145/28 A RU2010153145/28 A RU 2010153145/28A RU 2010153145 A RU2010153145 A RU 2010153145A RU 2452052 C1 RU2452052 C1 RU 2452052C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ray
resolution
detector
electron
target
Prior art date
Application number
RU2010153145/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Гелевер (RU)
Владимир Дмитриевич Гелевер
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Экспериментальный завод научного приборостроения со Специальным конструкторским бюро Российской академии наук
Priority to RU2010153145/28A priority Critical patent/RU2452052C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2452052C1 publication Critical patent/RU2452052C1/en

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: nano-resolution x-ray microscope on a tube assembly has an electron gun with an electron lens system, deflecting systems, a target made from a thin metal layer on an X-ray transparent base, a coordinate-sensitive X-ray detector, wherein the objective lens further includes an isolated electrode across which a positive drawing potential is applied, and in the space between the last two lenses there is a secondary electron detector consisting of a deflecting grid, a scintillator and a photomultiplier.
EFFECT: high resolution of the X-ray microscope, high efficiency, and further possibility of analysing objects in secondary and reflected electrons with high resolution.
1 dwg

Description

Изобретение относится к рентгеновской и электронной микроскопии, может использоваться для проведения исследований в различных областях науки и контроля различных изделий в нанотехнологиях и других областях техники (биологии, медицины, геологии, экологии, нефтегазовой промышленности и др.).The invention relates to x-ray and electron microscopy, can be used to conduct research in various fields of science and control various products in nanotechnology and other fields of technology (biology, medicine, geology, ecology, oil and gas industry, etc.).

Известен нанофокусный рентгеновский томограф XRadia XCT-100 с разрешением 50 нм, в котором используется сложная рентгеновская оптика, формирующая нанофокусный рентгеновский зонд из рентгеновского источника с большим фокусным пятном (http://www.xradia.com/. S.H.Lau, SEMI's Semiconductor Manufacturing Magazine, Feb 2007). Томограф очень сложный по конструкции и в настройке, имеет большие габариты. Кроме того, работает в растровом режиме при механическом сканировании объектов, что снижает производительность и удобство работы.The well-known XRadia XCT-100 nanofocus X-ray tomograph with a resolution of 50 nm, which uses complex x-ray optics to form a nanofocus x-ray probe from an x-ray source with a large focal spot (http://www.xradia.com/. SHLau, SEMI's Semiconductor Manufacturing Magazine , Feb 2007). The tomograph is very complex in design and setup, has large dimensions. In addition, it works in raster mode during mechanical scanning of objects, which reduces productivity and usability.

Наиболее близким аналогом изобретения является инспекционная машина японской фирмы TOHKEN TUX-5000FS на автокатоде (патент JP2004138460 от 17.10.2002), которая имеет самое высокое разрешение 50 нм среди рентгеновских микроскопов на разборных трубках без применения рентгеновской оптики. В этом устройстве для фокусировки электронных пучков на мишени при малых размерах и малых мощностях электронного пучка применяется детектор отраженных от мишени электронов. Детектор размещен немного выше мишени в последней фокусирующей линзе, что приводит к необходимости работать в длиннофокусном режиме с большими коэффициентами аберраций, снижающими разрешение. Низкий коэффициент выхода и сбора упрогоотраженных электронов не позволяет получать высокие разрешения.The closest analogue of the invention is the inspection machine of the Japanese company TOHKEN TUX-5000FS on the self-cathode (patent JP2004138460 from 10.17.2002), which has the highest resolution of 50 nm among X-ray microscopes on collapsible tubes without the use of X-ray optics. This device uses a detector of electrons reflected from the target to focus the electron beams on the target at small sizes and low powers of the electron beam. The detector is placed slightly above the target in the last focusing lens, which makes it necessary to work in telephoto mode with large aberration coefficients that reduce resolution. The low coefficient of yield and collection of reflective electrons does not allow to obtain high resolutions.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение разрешения рентгеновского микроскопа, повышение производительности, и обеспечение дополнительной возможности исследования объектов во вторичных и отраженных электронах с высоким разрешением.The objective of the invention is to increase the resolution of the x-ray microscope, increase productivity, and provide additional opportunities for the study of objects in secondary and reflected electrons with high resolution.

Задача решается тем, что в рентгеновском микроскопе на разборной трубке, содержащем электронную пушку с системой электронных линз, отклоняющие системы, мишень из тонкого слоя металла на прозрачной для рентгена подложке и координатно-чувствительный рентгеновский детектор, в объективной линзе дополнительно размещается изолированный электрод, на который подается положительный вытягивающий потенциал, а в пространстве между двумя последними линзами размещается детектор вторичных электронов, состоящий из отклоняющей сетки, сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя.The problem is solved by the fact that in an X-ray microscope on a collapsible tube containing an electron gun with a system of electronic lenses, deflecting systems, a target from a thin layer of metal on a transparent X-ray substrate and a coordinate-sensitive X-ray detector, an isolated electrode is additionally placed in the objective lens onto which a positive pulling potential is applied, and in the space between the last two lenses a secondary electron detector is placed, consisting of a deflecting grid, a scintillator and a photomultiplier tube.

Для исследований и измерений на наноуровне в различных областях науки и техники широко используются электронные, атомносиловые и оптические микроскопы, однако они позволяют получать изображения только поверхности объектов и подразумевают проведение их значительной предварительной подготовки. Для определения характеристик объектов, изучения их внутреннего строения применяют рентгеновскую микроскопию.For research and measurements at the nanoscale in various fields of science and technology, electronic, atomic force and optical microscopes are widely used, but they only allow obtaining images of the surfaces of objects and imply significant preliminary preparation. To determine the characteristics of objects, studying their internal structure, x-ray microscopy is used.

Рентгеновская микроскопия имеет ряд преимуществ перед электронными и атомносиловыми микроскопами. Рентгеновское излучение слабо взаимодействует с веществом объекта и проникает вглубь его, позволяя видеть внутреннее строение. Причем объекты могут исследоваться на воздухе в твердой, жидкой и газообразных фазах. Рентгеновская микроскопия на воздухе в основном не требует значительной подготовки объектов, что значительно повышает производительность исследований и измерений.X-ray microscopy has several advantages over electron and atomic force microscopes. X-ray radiation weakly interacts with the substance of the object and penetrates deep into it, allowing you to see the internal structure. Moreover, objects can be studied in air in solid, liquid and gaseous phases. X-ray microscopy in air basically does not require significant preparation of objects, which significantly increases the productivity of research and measurements.

Тем не менее, просвечивающие рентгеновские микроскопы мало используются на наноуровне из-за низких разрешений большинства из них.Nevertheless, transmission X-ray microscopes are used little at the nanoscale due to the low resolutions of most of them.

Высокие разрешения достигаются в рентгеновских микроскопах на базе синхротронов. Так, в США для изучения биологических объектов получают разрешение 20 нм на синхротронах с применением различных рентгенооптических элементов (Пьеро Пианетта. V Национальная конференция по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования наноматериалов и наносистем РСНЭ НАНО-2005, Тезисы докладов, стр.13. М., 2005 г.).High resolutions are achieved in X-ray microscopes based on synchrotrons. For example, in the USA, for the study of biological objects, they obtain a resolution of 20 nm on synchrotrons using various X-ray optical elements (Pierrot Pianetta. V National Conference on the Application of X-ray, Synchrotron Radiation, Neutrons and Electrons for the Study of Nanomaterials and Nanosystems RSNE NANO-2005, Abstracts, p. .13. M., 2005).

Однако использование синхротронного источника делает сложно выполнимым использование такого микроскопа на уровне исследовательских и производственных работ.However, the use of a synchrotron source makes it difficult to use such a microscope at the level of research and production.

Большинство рентгеновских микроскопов на разборных рентгеновских трубках имеют разрешение на микронном уровне и работают при ускоряющих напряжениях выше 20 кВ.Most X-ray microscopes on collapsible X-ray tubes have a resolution at the micron level and operate at accelerating voltages above 20 kV.

Микрофокусный рентгеновский аппарат (микроскоп) FEIN-FOCUS FXE на базе термоэммисионных вольфрамовых катодов (http://www.ndt-is.ru) имеет мультифокусные рентгеновские трубки с тремя режимами работы:The microfocus x-ray apparatus (microscope) FEIN-FOCUS FXE based on thermoemission tungsten cathodes (http://www.ndt-is.ru) has multifocal x-ray tubes with three operating modes:

- мощный (распознавание деталей до 3 мкм);- powerful (recognition of details up to 3 microns);

- микрофокусный (распознавание деталей до 1 мкм);- microfocus (recognition of details up to 1 micron);

- нанофокусный (распознавание деталей до 0,3 мкм).- nanofocus (recognition of details up to 0.3 microns).

Аппарат сложен в настраивании и фиксации пользователем различных режимов фокусировки. Это связано с трудностью фокусировки электронного пучка на мишени при малых токах и малых диаметрах электронного пучка.The device is difficult to configure and fix the user various focus modes. This is due to the difficulty of focusing the electron beam on the target at low currents and small diameters of the electron beam.

Для оптимальной фокусировки необходимо, чтобы изображение получалось за несколько секунд. При использовании координатно-чувствительных детекторов возможно получение микронных разрешений, т.к. ток пучка обеспечивает достаточный для фокусировки поток рентгеновского излучения. Однако фактически существует порог мощности первичного пучка, ниже которого нельзя обеспечить работоспособность микроскопа и который зависит от типа вторичного излучения, используемого для фокусировки. Значения порога зависят от типа детектора, используемого для контроля сфокусированности электронного пучка на мишени. Минимальные значения мощности определяют и минимальные значения фокусного пятна и, соответственно, максимальное разрешение.For optimal focusing, it is necessary that the image is obtained in a few seconds. When using coordinate-sensitive detectors, it is possible to obtain micron resolutions, because the beam current provides an x-ray flux sufficient for focusing. However, in fact, there is a threshold power of the primary beam, below which it is impossible to ensure the operability of the microscope and which depends on the type of secondary radiation used for focusing. The threshold values depend on the type of detector used to control the focus of the electron beam on the target. The minimum values of power determine the minimum values of the focal spot and, accordingly, the maximum resolution.

Возможно фокусирование электронного пучка на поверхности мишени в растровом режиме с помощью сцинтилляционного или полупроводникового детекторов, которые можно разместить вблизи мишени после выведения объекта из-под рентгена. (Gelever V.D. 10-th European Conference on Non-Destructive Testing, Abstracts-T1, Moscow 2010). В растровом режиме электронный пучок сканируется по поверхности мишени. Детектор при его размещении вблизи прострельной мишени эффективно регистрирует рентгеновское излучение и позволяет точно и быстро фокусировать пучок при изменении тока пучка и ускоряющего напряжения. Сцинтилляционный или полупроводниковый детектор позволяет работать при мощностях источника, соответствующих субмикронным разрешениям (до 0,1 мкм) Однако недостатком этого метода фокусировки является то, что данные детекторы необходимо вводить под рентгеновское излучение при изменении режима микроскопа и при одновременном выведении объекта из-под рентгена.It is possible to focus the electron beam on the target surface in raster mode using scintillation or semiconductor detectors, which can be placed near the target after removing the object from under the x-ray. (Gelever V. D. 10th European Conference on Non-Destructive Testing, Abstracts-T1, Moscow 2010). In raster mode, the electron beam is scanned along the surface of the target. When placed near a shooting target, the detector effectively detects x-rays and allows the beam to be accurately and quickly focused when the beam current and accelerating voltage change. A scintillation or semiconductor detector allows working at source powers corresponding to submicron resolutions (up to 0.1 μm); however, the drawback of this focusing method is that these detectors must be introduced under x-ray radiation when changing the microscope mode and simultaneously removing the object from under the x-ray.

Так как для фокусировки используется рентгеновское излучение, то из-за проблем, связанных с природой этого вторичного излучения, существенно снизить минимальный порог регистрации и улучшить разрешение нельзя. Рентгеновское излучение имеет коэффициент выхода на уровне 10-4-10-5, излучается практически равномерно в телесном углу 4π, почти не фокусируется и коэффициент сбора в большинстве случаев очень низкий. Поэтому для обеспечения достаточного уровня рентгеновского потока, регистрируемого рентгеновскими детекторами, необходимо увеличение на 4-5 порядков рабочего тока электронного пучка. Этим токам соответствуют большие диаметры пучка и низкое разрешение при исследованиях объектов в рентгене.Since X-rays are used for focusing, due to problems associated with the nature of this secondary radiation, it is not possible to significantly lower the minimum detection threshold and improve the resolution. X-ray radiation has an output coefficient of 10 -4 -10 -5 , is emitted almost uniformly in a solid angle of 4π, hardly focuses, and the collection coefficient is very low in most cases. Therefore, to ensure a sufficient level of the x-ray flux detected by x-ray detectors, an increase of 4-5 orders of magnitude of the working current of the electron beam is necessary. These currents correspond to large beam diameters and low resolution when examining objects in x-rays.

В растровой электронной микроскопии давно решен вопрос о формировании наноразмерных электронных пучков и получаются разрешения на уровне единиц нанометров при исследовании поверхности объектов во вторичных электронах, возникающих при взаимодействии первичного электронного пучка с поверхностью объекта (www.tokyo-boeki.ru, www.tescan.com. www.interlab.ru). Коэффициент выхода вторичных электронов высокий (≈0,1-1) и есть коллекторные системы, позволяющие собирать вторичные электроны с коэффициентом, близким к 1. Это позволяет получать наноразрешения при токах электронного пучка до 10-12 А при ускоряющих напряжениях в несколько киловольт.In scanning electron microscopy, the issue of the formation of nanoscale electron beams has long been resolved and resolutions are obtained at the level of units of nanometers when studying the surface of objects in secondary electrons arising from the interaction of the primary electron beam with the surface of the object (www.tokyo-boeki.ru, www.tescan.com .www.interlab.ru). The secondary electron yield coefficient is high (≈0.1-1) and there are collector systems that allow collecting secondary electrons with a coefficient close to 1. This allows nanoresolutions to be obtained at electron beam currents of up to 10-12 A at accelerating voltages of several kilovolts.

При проведении некоторых исследований используются упругоотраженные электроны, однако их значительно меньше, чем вторичных электронов. Коэффициент их выхода находится на уровне 10-2 и трудно обеспечить их эффективный сбор. Эффективность детектирования зависит от ускоряющего напряжения. Поэтому для обеспечения качественного изображения в упругоотраженных электронах необходимо увеличение тока пучка с одновременным увеличением размера пучка и уменьшением в несколько раз предельного разрешения в упругоотраженных электронах по сравнению с предельным разрешением, получаемым во вторичных электронах.In some studies, elastically reflected electrons are used, but they are much smaller than secondary electrons. Their output coefficient is at the level of 10 -2 and it is difficult to ensure their effective collection. The detection efficiency depends on the accelerating voltage. Therefore, to ensure a high-quality image in elastically reflected electrons, it is necessary to increase the beam current with a simultaneous increase in the beam size and a several-fold decrease in the limiting resolution in elastically reflected electrons compared with the limiting resolution obtained in secondary electrons.

Наиболее близким аналогом изобретения является инспекционная машина японской фирмы TOHKEN TUX-5000FS на автокатоде (патент JP2004138460), которая имеет самое высокое разрешение 50 нм среди рентгеновских микроскопов на разборных трубках без применения рентгеновской оптики. В данном устройстве для легкой и тонной фокусировки, коррекции астигматизма и контроля состояния поверхности мишени используется детектор упругоотраженных электронов, возникающих при взаимодействии электронного пучка с мишенью и двигающихся в направлении, обратном движению первичного пучка.The closest analogue of the invention is the inspection machine of the Japanese company TOHKEN TUX-5000FS on the autocathode (patent JP2004138460), which has the highest resolution of 50 nm among X-ray microscopes on collapsible tubes without the use of X-ray optics. In this device, for easy and fine focusing, astigmatism correction, and target surface state control, a detector of elastically reflected electrons arising from the interaction of the electron beam with the target and moving in the opposite direction to the primary beam is used.

Использование размещенного вблизи мишени детектора упругоотраженных электронов позволяет повысить разрешение до 50 нм. Однако применение этого детектора имеет ряд недостатков. В частности сложно разместить пластины детекторов в пространстве между магнитной линзой и мишенью. Такое размещение детекторов увеличивает расстояние между мишенью и средней плоскостью магнитной линзы, в результате чего увеличиваются фокусное расстояние и аберрации. Соответственно, вследствие конструкционных особенностей данной фокусирующей системы линз не достижимы максимальные значения плотности тока электронного пучка.The use of a detector of elastically reflected electrons located near the target can increase the resolution to 50 nm. However, the use of this detector has several disadvantages. In particular, it is difficult to place the detector plates in the space between the magnetic lens and the target. This arrangement of detectors increases the distance between the target and the middle plane of the magnetic lens, resulting in increased focal length and aberration. Accordingly, due to the design features of this focusing lens system, the maximum values of the electron beam current density are not achievable.

В такой конструкции практически невозможно использовать в объективной линзе режим высокого возбуждения, когда в объективной линзе используются полюсные наконечники с отверстиями и немагнитными зазорами в несколько миллиметров при размещении мишени в оптимальном положении в поле объективной линзы. В случае использования детекторов упругоотраженных электронов трудно обеспечить высокий коэффициент сбора таких электронов, кроме того, эффективность их регистрации зависит от ускоряющего напряжения. В результате пороговое значение по минимальной мощности получается довольно большим. При использовании этого детектора для повышения разрешения обеспечивается более высокая плотность тока за счет применения в системе формирования электронного пучка автокатода с повышенной яркостью. Однако такой автокатод требует сверхвысоковакуумную систему откачки, которая значительно усложняет конструкцию рентгеновского микроскопа. Кроме того, данная инспекционная машина обладает большими габаритами (2230×1300×1560 мм, вес 2 т), что ограничивает область ее применения.In this design, it is practically impossible to use the high excitation mode in the objective lens when pole tips with holes and non-magnetic gaps of several millimeters are used in the objective lens when the target is placed in the optimal position in the field of the objective lens. In the case of using detectors of elastically reflected electrons, it is difficult to ensure a high collection coefficient of such electrons, in addition, the efficiency of their registration depends on the accelerating voltage. As a result, the threshold value for the minimum power is rather large. When using this detector to increase the resolution, a higher current density is provided due to the use of an autocathode with increased brightness in the electron beam formation system. However, such an autocathode requires an ultrahigh-vacuum pumping system, which greatly complicates the design of the X-ray microscope. In addition, this inspection machine has large dimensions (2230 × 1300 × 1560 mm, weight 2 t), which limits its scope.

Задачей изобретения является повышение разрешения рентгеновского микроскопа, повышение производительности и обеспечение дополнительной возможности исследования объектов во вторичных и отраженных электронах с высоким разрешением.The objective of the invention is to increase the resolution of the X-ray microscope, increase productivity and provide additional opportunities for the study of objects in secondary and reflected electrons with high resolution.

Поставленная задача достигается тем, что в рентгеновском микроскопе, содержащем электронную пушку, систему магнитных линз для фокусировки электронного пучка на мишени, отклоняющие системы в объективной линзе для сканирования пучка по мишени и координатно-чувствительный детектор, в пространстве перед объективной линзой и после апертурной диафрагмы введен детектор вторичных электронов, состоящий из отклоняющей сетки, сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя, которые собирают вторичные электроны от мишени, вытянутые трубкой под положительным потенциалом, находящейся в корпусе отклоняющей системы.The task is achieved by the fact that in an X-ray microscope containing an electron gun, a system of magnetic lenses for focusing the electron beam on the target, deflecting systems in the objective lens for scanning the beam on the target and a coordinate-sensitive detector, in the space in front of the objective lens and after the aperture diaphragm is introduced secondary electron detector, consisting of a deflecting grid, a scintillator and a photomultiplier, which collect secondary electrons from the target, elongated by a tube under ozhitelnym potential, situated in the housing of the deflection system.

На Фиг.1 схематично показан предлагаемый рентгеновский микроскоп. Микроскоп содержит электронную пушку 1 и анод 2, конденсорные линзы 3, объективную линзу 10, отклоняющую систему 9 с изолированной трубкой 5, апертурную диафрагму 4, мишень 11, объект 12 и координатно-чувствительный детектор 13.Figure 1 schematically shows the proposed x-ray microscope. The microscope contains an electron gun 1 and anode 2, condenser lenses 3, an objective lens 10, a deflecting system 9 with an insulated tube 5, an aperture diaphragm 4, a target 11, an object 12, and a coordinate-sensitive detector 13.

Первичные электроны 14, выходящие из электронной пушки, фокусируются системой линз на мишени. Образующееся при этом рентгеновское излучение проходит через объект.The primary electrons 14 emerging from the electron gun are focused by a lens system on the target. The resulting x-ray radiation passes through the object.

Рентгеновский детектор создает изображение объекта в прошедшем рентгеновском излучении. При фокусных пятнах менее 1 мкм и малых мощностях время регистрации увеличивается, что затрудняет оперативную и точную фокусировку пучка на мишени при различных ускоряющих напряжениях и токах и также ограничивает разрешение.The x-ray detector creates an image of the object in the transmitted x-ray radiation. With focal spots less than 1 μm and low powers, the recording time increases, which makes it difficult to quickly and accurately focus the beam on the target at various accelerating voltages and currents and also limits resolution.

Для эффективной и точной фокусировки электронного пучка используется детектор вторичных электронов с сеткой 6, сцинтиллятором 7 и фотоэлектронный умножитель 8. Вторичные электроны, образующиеся при взаимодействии электронного пучка с мишенью, вытягиваются трубкой 5 под положительным потенциалом и шнуруются по оси объективной линзы. После выхода из линзы вторичные электроны отклоняются сеткой 6 на сцинтиллятор 7, свечение которого превращается фотоумножителем 8 в усиленный токовый сигнал для формирования растрового изображения поверхности во вторичных электронах. Этот детектор имеет высокий коэффициент сбора вторичных электронов, а сами вторичные электроны имеют самый высокий коэффициент выхода по сравнению с выходом как рентгеновских квантов, так и упругоотраженных электронов. Соответственно, пучок на мишени можно оперативно и точно фокусировать при малых мощностях наноразмерных пучков. Снижается пороговое минимальное значение мощности пучка, при котором можно оптимально фокусировать пучок на мишени и обеспечивается возможность получения более высокого разрешения на координатно-чувствительный детектор за длительное время.For effective and accurate focusing of the electron beam, a secondary electron detector with a grid 6, a scintillator 7, and a photomultiplier 8 is used. Secondary electrons generated by the interaction of the electron beam with the target are pulled out by the tube 5 at a positive potential and are aligned along the axis of the objective lens. After exiting the lens, the secondary electrons are deflected by the grid 6 to the scintillator 7, the glow of which is converted by the photomultiplier 8 into an amplified current signal to form a raster image of the surface in the secondary electrons. This detector has a high collection coefficient of secondary electrons, and the secondary electrons themselves have the highest output coefficient compared to the output of both X-ray quanta and elastically reflected electrons. Accordingly, the beam on the target can be quickly and accurately focused at low powers of nanoscale beams. The threshold minimum value of the beam power is reduced, at which the beam can be optimally focused on the target and it is possible to obtain a higher resolution on the coordinate-sensitive detector for a long time.

Размещение детектора перед оптимальной линзой позволяет использовать эффективные короткофокусные оптимальные линзы с малыми коэффициентами аберраций, которые даже при использовании обычных вольфрамовых катодов при среднем вакууме 10-5 мм рт.ст. обеспечивают более высокие плотности тока зонда, чем в случае автокатодов с использованием длиннофокусной объективной линзой. Использование термокатодов со средним вакуумом значительно упрощает конструкцию микроскопа и обеспечивает возможность получать высокое разрешение.Placing the detector in front of the optimal lens allows the use of effective short-focus optimal lenses with low aberration coefficients, which even with conventional tungsten cathodes at an average vacuum of 10-5 mm Hg. provide higher probe current densities than with auto-cathodes using a telephoto objective lens. The use of thermal cathodes with medium vacuum greatly simplifies the design of the microscope and provides the ability to obtain high resolution.

При наличии детектора вторичных электронов существенно расширяются возможности микроскопа, так как он может работать как растровый электронный микроскоп высокого разрешения при размещении на месте мишени объектов.In the presence of a secondary electron detector, the capabilities of the microscope are significantly expanded, since it can work as a high-resolution scanning electron microscope when objects are placed at the target site.

Полученные результаты на экспериментальном образце рентгеновского микроскопа позволяют рассчитывать на широкое применение предлагаемого рентгеновского микроскопа как непосредственно в промышленности, в частности, в нанотехнологиях, так и в научных исследованиях, в первую очередь в биологии и медицине.The results obtained on an experimental sample of an X-ray microscope allow us to count on the widespread use of the proposed X-ray microscope both directly in industry, in particular in nanotechnology, and in scientific research, primarily in biology and medicine.

Claims (1)

Рентгеновский микроскоп наноразрешения на разборной трубке, содержащий электронную пушку с системой электронных линз, отклоняющие системы, мишень из тонкого слоя металла на прозрачной для рентгена подложке, координатно-чувствительный рентгеновский детектор, отличающийся тем, что в объективной линзе дополнительно имеется изолированный электрод, на который подается положительный вытягивающий потенциал, а в пространстве между двумя последними линзами размещен детектор вторичных электронов, состоящий из отклоняющей сетки, сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя. An X-ray nanoscale microscope on a collapsible tube, containing an electron gun with a system of electronic lenses, deflecting systems, a target made of a thin layer of metal on an X-ray transparent substrate, a coordinate-sensitive X-ray detector, characterized in that the objective lens also has an insulated electrode to which it is fed positive pulling potential, and in the space between the last two lenses there is a secondary electron detector consisting of a deflecting grid, scintillating RA and photomultiplier tube.
RU2010153145/28A 2010-12-27 2010-12-27 Nano-resolution x-ray microscope RU2452052C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153145/28A RU2452052C1 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Nano-resolution x-ray microscope

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153145/28A RU2452052C1 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Nano-resolution x-ray microscope

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2452052C1 true RU2452052C1 (en) 2012-05-27

Family

ID=46231805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010153145/28A RU2452052C1 (en) 2010-12-27 2010-12-27 Nano-resolution x-ray microscope

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2452052C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656872C1 (en) * 2017-09-01 2018-06-07 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательская производственная компания "Электрон" (ЗАО "НИПК "Электрон") Microfocus device of x-ray control

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5044001A (en) * 1987-12-07 1991-08-27 Nanod Ynamics, Inc. Method and apparatus for investigating materials with X-rays
DE19527794A1 (en) * 1995-07-19 1997-01-23 Ifg Inst Fuer Geraetebau Gmbh Micro-channel capillary optical element mfr. for use in e.g. microscopy
SU1630563A1 (en) * 1988-01-27 2000-02-20 Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов АН СССР X-RAY SCANNING MICROSCOPE
JP2004138460A (en) * 2002-10-17 2004-05-13 Tohken Co Ltd X-ray microinspection apparatus
RU2239822C2 (en) * 2002-03-05 2004-11-10 Кумахов Мурадин Абубекирович X-ray microscope
US7170969B1 (en) * 2003-11-07 2007-01-30 Xradia, Inc. X-ray microscope capillary condenser system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5044001A (en) * 1987-12-07 1991-08-27 Nanod Ynamics, Inc. Method and apparatus for investigating materials with X-rays
SU1630563A1 (en) * 1988-01-27 2000-02-20 Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов АН СССР X-RAY SCANNING MICROSCOPE
DE19527794A1 (en) * 1995-07-19 1997-01-23 Ifg Inst Fuer Geraetebau Gmbh Micro-channel capillary optical element mfr. for use in e.g. microscopy
RU2239822C2 (en) * 2002-03-05 2004-11-10 Кумахов Мурадин Абубекирович X-ray microscope
JP2004138460A (en) * 2002-10-17 2004-05-13 Tohken Co Ltd X-ray microinspection apparatus
US7170969B1 (en) * 2003-11-07 2007-01-30 Xradia, Inc. X-ray microscope capillary condenser system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2656872C1 (en) * 2017-09-01 2018-06-07 Закрытое акционерное общество "Научно-исследовательская производственная компания "Электрон" (ЗАО "НИПК "Электрон") Microfocus device of x-ray control

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10497535B2 (en) Charged particle beam device and scanning electron microscope
JP5860642B2 (en) Scanning electron microscope
US7294834B2 (en) Scanning electron microscope
JP3786875B2 (en) Objective lens for charged particle beam devices
JP3754696B2 (en) Electrically isolated specimen surface analyzer
TW201021077A (en) An electron beam apparatus
JP2013058314A5 (en)
JP2008270056A (en) Scanning transmission electron microscope
JP2019035744A (en) Diffraction pattern detection in transmission type charged particle microscope
RU2452052C1 (en) Nano-resolution x-ray microscope
Cik et al. Field emission scanning electron microscope (fesem) facility in bti
JP6950088B2 (en) Charged particle beam device and detector position adjustment method for charged particle beam device
JPH0935679A (en) Scanning electron microscope
JP2021048114A (en) Scanning electron microscope and secondary electron detection method for scanning electron microscope
US6812461B1 (en) Photocathode source for e-beam inspection or review
US9613781B2 (en) Scanning electron microscope
JP2004259469A (en) Scanning electron microscope
WO2013175972A1 (en) Electron microscope and electron detector
JP2008107335A (en) Cathode luminescence measuring device and electron microscope
JP6690949B2 (en) Scanning electron microscope
JP2018190731A (en) Particle source for producing particle beam and particle-optical apparatus
JP5822614B2 (en) Inspection device
JP6228870B2 (en) Detector and charged particle beam device
WO2001084590A2 (en) Method and apparatus for imaging a specimen using indirect in-column detection of secondary electrons in a microcolumn
Ohta et al. Development of micro focus X-ray microscope equipped with high brightness Li/W< 111> field emitter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131228