Растровый электронный микро-скоп

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 801136(51)М. Кл з Н 01 ) 37/28 Государственный комитет по делам изобретений н открытий(53) УДК 621.385. .833(088.8) Дата опубликования описания 30. 01. 81 В(54) РАСТРОВЫИ ЭЛЕКТРОННЫИ МИКРОСКОП Изобретение относится к электронной микроскспии и может быть исполь.зовано для исследования объектов вусловиях термических и механическихвоэдейст ий,Известен растровый электронныймикроскоп, содержащий электроннуюпушку, систему формирования электронного зонда, детекторы вторичных иотраженных электронов и видеоконтрольное устройство "11.Однако данное устройство позволяет проводить исследование различных объектов лишь в статическомсостоянии и не обеспечивает воэможности исследования динамики структурных изменений объекта, например,в условиях термических и механических воздействий.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности являетсярастровый электронный микроскоп,содержащий электронную пушку, конденсорную и формирующую линзы, отклоняющую систему, детекторы вторичных и отраженных электронов, столсбьектов, устройство для термического и механического воздействия наобъект и видеоконтрольное устройство (23.30 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, что растровый электронный микроскоп снабжен двумя соосными с оптической осью микроскопа кольцевыми электродами, установленными перед объектом, а детекторы вторичных и отраженных электронов размещены в канале формирующей линзы.На чертеже приведена схема предлагаемого микроскопа.Растровый электронный микроскоп 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 размещена отклоняющая система б. Между отклоняющей системой б и полюсным наконечником 4 формирующей линзы установлены детектор 7 вторичных электронов и детектор 8 отраженных электронов, подключенные к видеоконтроль 80113 бному устройству 9.3 а Формирующей линзой 3 перед ис"ледуемым объектом10, размещенным на столе 11, установлены два кольцевых электрода 12и 13, подключенные к источнику 14,постоянного напряжения. Стол объектов 11 снабжен устройствами 15 и1 б для термического и механического (растяжения, сжатия) воздействия на объект.устройство работает следующим образом.Электронная пущка 1 эмиттируетэлектронный пучок, который Формируется с помощью линз 2 и 3 в электронный зонд малого диаметра на поверхности исследуемого объекта 10, нагретого до требуемой температуры спомощью устройства 15. Под действием электронного зонда с поверхностиобъекта 10 эмиттируются вторичныеэлектроны, обычно обладающие энергией свыше 10 эВ.Вторичные электроны преодолеваютполе кольцевого электрода 12, на который подается отрицательный потенциал ат источника 14, захватываютсяполем второго кольцевого электрода13, на. который подается положительный потенциал от источника 14, ипопадают в канал 5 формирующей линзы 3. Далее вторичные электроны,двигаясь по спиральным траекториям,достигают детектора 7 вторичныхэлектронов, сигнал с которого подается на видеоконтрольное устройство 9.Термсэлектроны, эмиттированные с поверхности объекта под действием нагрева, обладают более низкой энергией, чем вторичные, и отклоняютсяполем кольцевого электрода 12, чтопрепятствует их попаданию в канал5 Формирующей линзы 3. Частицы распыленного материала объекта такжезадерживаются электродом 12,На отражечные электроны поле коль"цевых электродов 12 и 13, практически не действует , поскольку ихэнергия близка к энергии падающихэлектронов зонда. Отраженные отобъекта электроны проходят в канал10 2 О Формула изобретения Растровый электронный микроскоп,содержащий электронную пушку, конденсорную и формирующую линзы, отклоняющую систему, детекторы нториччых и отраженных электронов, столобъектов, устройства для термического и механического воздействияна объект и видеоконтрольное устройство, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения уровня термического воздействия присохранении разрешающей способности, он снабжен двумя соосными с оптической осью микроскопа кольцевыми электродами, установленными передобъектом, а детекторы вторичныхи отраженных электронов размещеныв канале Формирующей линзы,25 40 Источники информации,принятые но внимание при экспертизе1. Деркач В.П. Электроннозондовые устройства. К., "Наукова думка",1974. с. 174,2. Ьсаппп 9 Мсгоьсоре 3 5 МС, -360, Эарап, 1978, р. 32 (прототип). 45 формирующей линзы, претерпевая только воздействие ее магнитного поля, ирегистрируются соответствующим детектором 8, сигнал с которого подается на видеоконтрольное устройство 9.Вероятность попадания отраженныхэлектронов на детектор. 7 вторичныхэлектронов невелика, поскольку онизадерживаются Фокусирующим электродом с малым отверстием,Растровый электронный микроскоппозволяет проводить исследованиемассивных объектов в широком диапазоне термических воздействий (при нагреве до 1500 С) при сохранении разрешающей способности и может бытьиспользован в металлургии и металловедении для исследования структурных изменений различных объектовпри термических и механических воздействиях,80113 б Реда раж 795 Подписноевенного комитета СССРретений и открытийЖ, Раушск й наб. д. 4"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,0444 72 Ти ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, МоскваЗака а Филиал Составитель В. ГаврюшинМихеева Тех ед М.Голинка Ко екто В. Синицкая