[发明专利]一种减速场扫描式电子显微镜以及减速场扫描式电子显微镜中采用活动刀片的切片机包括相同的切片机

说明书

相关专利案的交叉引用

本PCT申请要求根据《美国法典》第35卷第120章于2012年2月29日提交的第13/408,054号专利申请“减速场扫描式电子显微镜以及减速场扫描式电子显微镜中采用活动刀片的切片机”的权益并要求于2011年3月2日根据《美国法典》第35卷第119章(e)条提交的第61/448,338号临时专利申请“减速场扫描式电子显微镜以及减速场扫描式电子显微镜中采用活动刀片的切片机”的权益，其全部公开内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明主要涉及电子显微镜学图像检测领域，特别是涉及采用减速场加强成像的扫描式电子显微镜中的连续块面成像领域。

背景技术

在诸如生物学及材料学研究的各个领域中，确定试样的三维结构至关重要。扫描式电子显微镜（SEM）成像室内的块面成像，就是确定此结构构成的一种方式。众所众知，如果给试样施加负减速电压减少电子着陆能量，在扫描式电子显微镜（SEM）中有时可以获得更高分辨率的2D图像。因此，在试样上应用减速场是电子显微镜领域中日益增长的发展趋势，日本电子光学室验室（JEOL）、FEI和日立公司（Hitachi）也在SEM特定的模型上提供此项技术。减速电压施加在正在成像的试样上，用户可通过专用的用户界面对此电压进行配置。减速电压通常低于柱高压（离开柱极片的电子激励电压）。试样上电子的着陆电压接近这两种电压之差。检测反向散射电子时，随着反向散射电子受到再次激励，检测器发出更强的反应，相关电场的强度增加两倍。一种常见配置的是：将减速电压施加在与SEM成像室绝缘的试样架上，SEM成像室在整个工作过程期间始终保持在地电位上。减速场将减少电子的着陆能量。然而，由于减速场无法全部与显微镜的极片形成对称，减速场就会导致光束位置偏移、焦点偏移和聚焦探头的像散偏移。

如果利用SEM成像室里的切片机和利用减速场连续使试样形成块面成像，就会遇到这样一个问题，即，切片机的刀片或刀片夹持结构会干扰减速场。这会导致连续切片图像之间产生偏移效应，对准率和3D图像图层质量下降。

发明内容

具体地，本发明包括一种现场安装在扫描式电子显微镜（SEM）成像室内的切片机，其中，所述显微镜包括高压下产生减速场的试样夹具、一个置于临近试样夹具的反向散射电子检测器和一切片机，所述切片机包含一个刀片，所述刀片与所述试样夹具上的试样接触以切除一小部分试样并暴露出试样新切面。所述刀片的安装方式应保证切割试样并暴露出试样新切面之后可退回至不干扰减速场的位置。

进一步地，刀片包含一高阻抗材料。进一步地，所述材料为金刚石。

进一步地，所述刀片安装在回转臂上的刀架上。进一步地，所述刀片安装在直线运动臂上的刀架上。

进一步地，所述试样夹具设置为以预定距离连续朝刀片移动，使所述刀片接触一部分试样，使切片连续形成试样图像。

进一步地，本发明包括一扫描式电子显微镜，其中，所述扫描式电子显微镜包含一成像室、一高压下产生减速场的试样夹具、一置于临近试样夹具的反向散射电子检测器和一切片机，所述切片机包含一刀片，所述刀片与试样夹具上的试样接触以切除一小部分试样并暴露出试样新切面。所述刀片的安装方式应保证切割试样并暴露出试样新切面之后可退回至不干扰减速场的位置。进一步地，电子检测器包括一反向散射检测器。进一步地，所述减速场施加在试样或试样夹具上。进一步地，所述减速场施加在附近网格/环/护罩结构上。进一步地，所述刀片包含一高阻抗材料。进一步地，所述高阻抗材料为金刚石。进一步地，所述刀片安装在回转臂上的刀架上，所述刀架设计为不会干扰施加在试样上的高压。进一步地，所述刀片安装在直线运动臂上的刀架上，所述刀架设计不会干扰施加在试样上的高压。进一步地，所述试样夹具设置为以预定距离连续朝刀片移动，使刀片接触一部分试样，使切片连续形成试样图像。

附图说明

图1例示了根据本发明在利用减速场SEM成像室里构成的切片机的一个部分，图中所示刀片系即将切除一部分试样，连续形成块面成像；

图2所示与图1所示相似，但所示切片机系在一部分试样被切除之后露出新块面以便扫描的情景。

图3例示了比图1和图2更大面积的切割机，显示移动刀片的驱动机构。

具体实施方式