Растровый электронный микро-СКОп Советский патент 1981 года по МПК H01J37/28 

1

Изобретение относится к электронной микроскопии и может быть использовано для исследования объектов в условиях термических и механических воздейст ий.

Известен растровый электронный микроскоп, содержащий электронную пушку, систему формирования электроного зонда, детекторы вторичных и отраженных электронов и видеоконтрольное устройство 1.

Однако данное устройство позволяет проводить исследование различных объектов лишь в статическом состоянии и не обеспечивает возможности исследования динамики структурных изменений объекта, например, Б условиях термических и механических воздействий.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является растровый электронный микроскоп, содержащий электронную пушку, конденсорную и формирующую линзы, отклоняющую систему, детекторы вторичных и отраженных электронов, стол объектов, устройство для термического и механического воздействия на объект и видеоконтрольное устройство 1;П.

Недостатком известного устройства является резкое снижение разрешающей способности вследствие запыления окон детекторов частицами материала объекта.

Цель изобретения - повышение уровня термического воздействия при сохранении разрешающей способности.

Указанная цель достигается тем,

0 что растровый электронный микроскоп снабжен двумя соосными с оптической осью микроскопа кольцевыми электродами, установленными перед объектом, а детекторы вторичных и отраженных

5 электронов размещены в канале формирующей линзы.

На чертеже приведена схема предлагаемого микроскопа.

Растровый электронный микроскоп

0 содержит электронную пушку 1, которая установлена соосно с конденсорной линзой 2 и формирующей линзой 3, снабженной полюсным наконечником 4.

В канале 5 формирующей линзы 3

5 размещена отклдняющая система 6. Между отклоняющей системой 6 и полюсным наконечником 4 формирующей линзы установлены детектор 7 вторичных электронов и детектор 8 отраженных электронов, подключенные к видеоконтрольному устройству,9.За формирующей лизой 3 перед нсследуе1 1ым объектом 10, размещенным на столе 11, устанойлены два кольцевых электрода 12 и 13, подключенные к источнику 14 ,постоя-нного напряжения. Стол объектов 11 снабжен устройствами 15 и 16 для термического и механического (растяжения, сжатия) воздействия на объект.

Устройство работает следующим образом.

Электронная пушка 1 эмиттирует электронный пучок, который формируется с помощью линз 2 и 3 в электроньй1 зонд малого диаметра на поверхности исследуемого объекта 10, нагретого до требуемой температуры с помощью устройства 15. Под действием электронного зонда с поверхности объекта 10 эмиттируются вторичные электроны, обычно обладающие энергией свЕаае 10 эВ.

Вторичные электроны преодолевают поле кольцевого электрода 12, на который подается отрицательный потенциал от источника 14, захватываются полем второго кольцевого электрода 13, на.который подается положительный потенциал от источника 14, и попадают в канал 5 формирующей линзы 3. Далее вторичные электроны, двигаясь по спиральным траекториям, достигают детектора 7 вторичных электронов, сигнал с которого подае ся на видеоконтрольное устройство 9 Термоэлектроны, эмиттированные с поверхности объекта под действием нагрева, обладают более низкой энергией, чем вторичные, и отклоняются полем кольцевого электрода 12, что препятствует их, попадани)о в канал 5 формирующей линзы 3. Частицы распыленного материала объекта также задерживаются электродом 12.

На отраженные электроны поле колцевых электродов 12 и 13, практически не действует , поскольку их энергия близка к энергии падающих электронов зонда. Отраженные от объекта электроны проходят в канал

формирующей линзы, претерпевая только воздействие ее магнитного поля, и регистрируются соответствующим детектором 8, сигнал с которого подается на видеоконтрольное устройство 9. Вероятность попадания отраженных электронов на детектор. 7 вторичных электронов невелика, поскольку они задерживаются фокусирующим электродом с малым отверстием.

Растровый электронный микроскоп

позволяет проводить исследование массивных объектов в широком диапазо- не термических воздействий (при нагреве до 1500 с) при сохранении разрешающей способности и может быть 5 использован в металлургии и металловедении для исследования структурных изменений различных объектов при термических и механических воздействиях.

Формула изобретения

Растровый электронный микроскоп, содержащий электронную пушку, конденсорную и формирующую линзы, отклоняющую систему, детекторы вторичных и отраженных электронов, стол объектов, устройства для термического и механического воздействия

0 на объект и видеоконтрольное уст5 ойство отличающийся тем, что, с целью повышения уровня термического воздействия при сохранении разрешающей способности, он снабжен двумя соосными с оптической осью микроскопа кольцевыми электродами, установленными перед объектом, а детекторы вторичных и отраженных электронов размещены

0 в канале формирующей линзы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Деркач В.П. Электроннозондовые устройства. К., Наукова думка,

5 1974. с . 174.

2.Scanning Microscope JSM-35C,JEOL. Japan, 1978, p. 32 (прототип).