Растровый электронный микроскоп Советский патент 1976 года по МПК H01J37/26 

щая система 5, вторая электронно-оптическая система 12, неподвижная диафрагма 14 и датчик 16 электронов расположены также последовательно по пути следования вторично-эмиссионного луча П. Выход датчика 16 электронов электрически соединен со входом аналогового устройства 17, выход которого электрически соединен со входом индикаторного блока 18 видеоконтрольного устройства (с модулятором приемной трубки), соединенного электрически с генератором 7 развертки, который электрически соединен с отклоняющей системой 6 и секцией 4 растровой отклоняющей системы. Источник 19 питания электрически соединен плюсом с корпусом микроскопа и минусом с катодом электронной пущки. Источник питания 10 электрически соединен плюсом с корпусом микроскопа и минусом с объектом 9. Напряжение источника 10 питания иммерсионного объектива меньше по напряжению источника 19 питания электронной пушки.

Микроскоп работает следующим образом.

Сфокусированный предварительно электронный зонд 3 после прохождения первой электронно-оптической системы 2 попадает в поле отклоняющей системы 5, которая направляет его по оси иммерсионной линзы 8. Перед входом в поле линзы 8 на этот зонд действует отклоняющая система 6. Она разворачивает зонд по поверхности объекта по строкам и кадру. Иммерсионная линза 8 для первичного электронного зонда является формирующей линзой с малыми передним отрезком и сферической аберрацией. Это позволяет сформировать в плоскости объекта тонкий

о

электронный зонд порядка 100 А, как в обычном растровом электронном микроскопе.

Поверхность объекта удовлетворяет требованиям высоковольтного электрода, так как на него подается высокое напряжение порядка нескольких киловольт. Напряжение источников 19 и 10 вычитается, так как на объект подается отрицательный потенциал, при этом первичный электронный зонд несколько замедляется и бомбардирует поверхность образца. Выбитые вторичные электроны объекта (образца) несут информацию о его поверхности и структуре, как в эмиссионном микроскопе. Для этих вторичных электродов иммерсионная линза 8 действует как фокусирующая иммерсионная линза эмиссионного микроскопа, формирующая вторичноэмиссионное -изображение каждой точки регистрируемой поверхности объекта. Ускорение вторичных электронов в этой иммерсионной линзе происходит за счет потенциала источника 10. Сформированное эмиссионное изображение иммерсионной линзой 8 второй раз разворачивается отклоняющей системой 6 по тому же закону, что и в первый раз, но отклонение происходит в противоположном направлении.

Вторично-эмиссионный ускоряющий элек5 тронный луч 11, несущий изображение, проходя систему 5, отклоняется в сторону второй электронно-оптической системы 12.

Эта система играет роль увеличивающей проекционной системы, формирующей конечное электронное изображение, которое благодаря действию отклоняющей системы 6 и наличию неподвижной диафрагмы 14 разлагается на элементы электронного изображения. Величина элементов изображения определяется диаметром неподвижной диафрагмы 14 и общим увеличением линзы 8 и второй электронно-оптической системы 12.

Электроны увеличенного элемента электронного изображения 13 через диафрагму 14

20 попадает на датчик 16 электронов, который работает в режиме счета электронов и преобразовывает последние в электрические импульсы.

Полученные таким путем электрические импульсы подаются на вход аналогового уст5 ройства.

Аналоговый сигнал поступает на вход индикаторного блока видеоконтрольного устройства 18, который формирует конечное изображение той точки исследуемого объекта, в которой

0 произошло взаимодействие электронного зонда 3 с исследуемым объектом 9. Индикаторный блок 18 видеоконтрольного устройства с помощью генератора разверток 7 и отклоняющих систем 4, 6 формирует видеоизображение

5 исследуемого объекта 9.

Формула изобретения

Растровый электронный микроскоп, содер0 жащий электронно-оптическую и отклоняющую системы, детектор электронов и видеоконтрольное устройство, отличающийся тем, что, с целью повыщения разрещающей способности и чувствительности, он снабжен 5 увеличивающей электронно-оптической системой, состоящей из иммерсионной линзы, расположенной последовательно с динамическим и статическим отклоняющими устройствами, проекционной системы и неподвижной диаф0 рагмы, установленной перед детектором электронов, причем увеличивающая система расположена под углом к электронно-оптической системе, формирующей электронный зонд.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Хокс П. «Электронная оптика и электронная микроскопия, Мир, 1974, с. 217- 256.

2. Японский патент № 48-31685, кл. 99с 31, заявлен 7.02.70, опубл. 01.10.73.