Электронно-зондовое устройство

"Х"": ц,Б 11 БЛИОТИЬ ОПИСДНИК ИЗ 0 ЬРЕт ВТОРСНОИУ СВИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(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 кл. Н 01 Л 3/28, опублик. 1975 (прототип). 80, 1112436 А(54)(57) ЭЛЕКТРОННО-ЗОНПОВОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус и расположенные внутри него источник заряженныхчастиц, 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 цельюповышения стабильности положениязонда и разрешающей способности приналичии вибраций, система коррекцииположения зонда снабжена вибродатчиками, установленными на корпусе иэлектрически связанными с системойотклонения зонда,11124Изобретение относится к электронно- и ионно-зондовым устройствам с неподвижным или сканируемым зондом и может быть использовано в таких приборах как просвечивающие и растЭ5 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-зондовые 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 корпуси .расположенные внутри него источник заряженных частиц, системы фокусировки, отклонения и коррекции30 положения зонда, а также держатель образца.В известном устройстве для повышения точности положения зонда относительно элементов поверхности образца использованы датчики сигналов З 5 индикации положения зонда, расположенные 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 21.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, 50Целью изобретения является повышение стабильности положения зонда и разрешающей способности при наличии вибраций.Указанная цель достигается тем, 55 что в электронно-зондовом устройстве, содержащем корпус и расположенные внутри него источник заряженных час- а 36 3тиц, системы фокусировки, отклонения и коррекции положения зонда, а также держатель образца, система коррекции снабжена вибродатчиками, установленными на корпусе и электрически связанными с системой отклонения зонда,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 (эмиттером) 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 содеял 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 пьезоэлект. рические,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.ГаврюшинРедактор 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, Раушская наб., д. 4/5 йфилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная, 4 3 . 11124Действие 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 10 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 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- р 36 4вием 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 визуальном 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.