Электронно-зондовое устройство

 

ЭЛЕКТРОННО-ЗОНДОВОЕ УСТРОЙСТВО , содержащее корпус и расположенные внутри него источник заряженных частиц, системы фокусировки, отклонения и коррекции положения зонда, а также держатель образца, отличающееся тем, что, с целью повьшения стабильности положения зонда и разрешающей способности при наличии вибраций, система коррекции положения зонда снабжена вибродатчиками , установленными на корпусе и электрически связанными с системой отклонения зонда.

COOS СОВЕТСКИХ

ОСИИМИЮ

РЕСПУБЛИК

3(.р) Н 01 J 37 26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВГЕСОЮЗИЯ

ИБЛИОТ .Кд (21) 3614309/18-21 (22) 29.06.83 (46) 07.09.84. Бюл. В 33 (72) Л.Ф.Вяль, К.А.Макаров, А.Н.Межевич и В.И.Морозов (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (53) 621.385.833(088.8) (56) 1. Хужинский Б.П. Исследование возможности создания эффективной системы виброизоляции электронного микроскопа. Материалы ХП Всес. конф. по электронной микроскопии.

М., "Наука", 1982, с. 63.

2. Патент Великобритании 11396209

J кл. Н 01 J 3/28, опублик. 1975 (прототип). (») SU(„) 111243i6 A (54)(57) ЭЛЕКТРОННО-ЗОНПОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус и расположен ные внутри него источник заряженных частиц, системы фокусировки, отклонения и коррекции положения зонда, а также держатель образца, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности положения зонда и разрешающей способности при наличии вибраций, система коррекции положения зонда снабжена вибродатчиками, установленными на корпусе и электрически связанными с системой отклонения зонда.

1 11124

Изобретение относится к электронно- и ионна-зондавым устройствам с неподвижным или сканируемым зондом и может быть использовано в таких приборах как просвечивающие и растЭ

5 ровые электронные микроскопы, рентгеновские микроанализаторы, аналитические параметры которых зависят от внешних механических воздействий.

Внешние возмущающие силы вызывают вибрацию источника (эмиттера) заряженных частиц и держателя исследуемо-. го образца в устройстве, что приводит к взаимному смещению зонда и исследуемой области образца, т.е. к ухудшению аналитических параметров прибора.

Известны электронно-зандовые устройства, которые снабжены пассивной защитой от вибраций с помощью амортизаторов, состоящих из упругих и демпфирующих элементов (.11.

Однако в области низких частот эти амортизаторы малоэффективны.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электронно-зондовое устройство, содержащее корпус и .расположенные внутри него источник заряженных частиц, системы фокусировки, отклонения и коррекции

30 положения зонда, а также держатель образца.

В известном устройстве для повышения точности положения зонда относительно элементов поверхности образца использованы датчики сигналов индикации положения зонда, располо женные непосредственно у образца, и схема сервопривода с дополнительной отклоняющей системой. Управление положением зонда относительно элементов поверхности образца связано с сиг налами позиционирования„ зависящими от положения датчиков сигналов С21.

Известно устройство с датчиками положения не может быть использовано 45 .для стабилизации положения зонда относительно образца в условиях действия на прибор внешних возмущающих сил, что снижает стабильность положения зонда и разрешающую способность.

Целью изобретения является повышение стабильности положения зонда и разрешающей способности при наличии вибраций.

Указанная цель достигается тем, что в электронно-зондовом устройстве, содержащем корпус и расположенные внутри него источник заряженных час36 3 тиц, системы фокусировки, отклонения и коррекции положения зонда, а также держатель образца, система коррекции снабжена вибрадатчиками, установленными на корпусе и электрически связанными с системой отклонения занда.

На чертеже изображена блок-схема предложенного устройства на примере растрового электронного микроскопа.

Микроскоп состоит из вакуумногерметичного корпуса 1, оперативного стола 2 с вакуумной системой и видео» контрольного устройства. В колонне размещены источник 3 заряженных частиц с катодом (эмиттерам) 4, система 5 фокусировки, система 6 отклонения, служащая для сканирования электронного зрнда 7 по поверхности образца 8 и отклонения зонда относительно исследуемой области образца, механизм 9 перемещения образца, заканчивающийся держателем 10 образца. Видеоконтрольное устройство садех жит блок 11 генераторов кадровой и строчной разверток, электроннолучевую трубку 12 с отклоняющей системой 13 и видеоусилитель 14. На оперативном столе 2 установлены на амортизаторах 15 корпус и вибродатчики. 16, связанные электрически через блок 17 усиления и преобразования с блоком 18 смесителя.

Вибродатчики, например пьезоэлектрические,расположены перпендикулярно друг к другу и воспринимают компоненты возмущающей силы, характеризующие ее направление.

Электроны, эмиттируемые катодом 4, формируются в пучок электронно- оптической системой, проходят область действия системы 6 отклонения и фокусируются системой 5 на поверхности образца 8.

При взаимодействии электронов зонда 7 с материалом образца 8 образуются вторичные, отраженные и поглощенные электроны, которые (например, поглощенные электроны) используются для формирования полезного электрического сигнала, несущего информацию об образце. Полезный сигнал усиливается .в видеоусилителе 14 и подается на ирдулятор электроннолучевой трубки 12, на экране которой реализуется модулированное по яркости изображение поверхности образца 8 при синхронном сканировании зонда 7 по его поверхности.

Составитель В.Гаврюшин

Редактор Г.Волкова Техред Т.Фанта Корректор М. Шароши

Заказ 6461/37 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 а

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

3 . 11124

Действие внешних возмущающих сил (например, вибраций пола помещения) ,на корпус 1 микроскопа ослабляется системой амортизаторов 15. Ввиду большой чувствительности к вибрациям катода 4 источника 3 и пониженной жесткости кинематической цепи механизма 9 перемещения образца от корпуса прибора до держателя 10 образ" ,ца 8 происходят взаимные колебания 1р зонда 7 и образца. При работе с большими увеличениями (порядка 50.000) это приводит к заметному ухудшению разрешающей способности прибора. Направление смещения не всегда совпада- 15 ет с направлением возмущающей силы.

Электрические сигналы, пропорциональные механическим колебаниям, вырабатываются в вибродатчиках 16 и подаются на вход блока 17 усиления и преобразования. В блоке 1? производят обработку исходных электрических данных сигналов таким образом, что на обмотки катушек отклоняющей системы 6 подаются управляющие токи, под дейст- р5

36 4 вием которых зонд .7, проходя область отклоняющей системы 6; испытывает от- клонение, стабилизирующее его положение относительно исследуемой области образца в условиях взаимных колебаний катода 4 и образца 8.

Изменение параметров электрических сигналов (соотношение амплитчд сигналов от отдельных вибродатчиков) производят в блоке 17 в период монтажа и настройки прибора при ризуальном контроле резкости изображения на экране электронно-лучевой трубки 12. При необходимости в блоке 17 возможно использование частотных полосовых электрических фильтров с целью преобразования частотной характеристики управляющих сигналов.;

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокое разрешение при неблагоприятных условиях работы прибора, например в производственных помещениях, и характеризуется повышенной стабильностью положения электронного зонда.