[发明专利]具有改进的成像分辨率的电子显微镜

说明书

一种电子显微镜，其包括：‑样本固持器，所述样本固持器用于固持样本；‑源，所述源用于产生电子射束；‑照明系统，所述照明系统用于引导所述射束以照射所述样本；‑细长射束导管，所述射束被引导通过所述细长射束导管；‑检测器，所述检测器用于检测响应于所述照射从所述样本发出的辐射，其中所述射束导管的至少纵向部分具有复合结构，所述复合结构包括：‑由电绝缘材料构成的外管；‑由导电材料构成的内表层。在替代性但相关的结构中，所述射束导管的至少纵向部分包含包括混合电绝缘材料和导电材料的聚集复合材料。

技术领域

本发明涉及一种电子显微镜，其包括：

-样本固持器，所述样本固持器用于固持样本；

-源，所述源用于产生电子射束；

-照明系统，所述照明系统用于引导所述射束以照射所述样本；

-细长射束导管，所述射束被引导通过所述细长射束导管；

-多极透镜组合件，所述多极透镜组合件被配置为像差校正器；

-检测器，所述检测器用于检测响应于所述照射，从所述样本发出的辐射。

本发明还涉及使用这种电子显微镜的方法。

背景技术

电子显微镜是一种众所周知且日益重要的用于对微观物体进行成像的技术。从历史上看，电子显微镜的基本属已经演变成许多公知的设备物种，如透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和扫描透射电子显微镜(STEM)以及各种亚种，如所谓的“双射束”设备(例如FIB-SEM)，其额外采用“加工”聚焦离子射束(FIB)，允许支持活动，如例如离子射束研磨或离子射束诱导沉积(IBID)。更具体地说：

-在SEM中，通过扫描电子射束照射样本，例如以二次电子、背散射电子、X射线和阴极发光(红外、可见光和/或紫外光子)的形式加速“辅助”辐射从样本的放射；然后检测此放射辐射的一个或多个组分，并且用于图像累积目的。

-在TEM中，用于照射样本的电子射束被选择为具有足够高的能量以穿透样本(为此，所述样本通常将比SEM样本的情况下更薄)；然后，可以使用从样本放射的透射电子来创建图像。当这种TEM以扫描模式操作(因此成为STEM)时，图像将在照射电子射束的扫描运动期间累积。

-SEM也可以用于“透射模式”，例如，当使用相对薄的样本和相对高的入射射束能量时。这种工具通常称为“TSEM”(透射SEM)，并且其通常具有安置在样本与样本后检测器之间的相对基本的成像系统(例如，单个透镜和偏转器)。

应当注意，除了成像和执行(局部)表面修饰(例如铣削、蚀刻、沉积等)之外，电子显微镜还可以具有其它功能，如执行光谱分析、检查衍射图样等。

在所有情况下，电子显微镜(EM)将至少包括以下部件：

-电子源，如例如W或LaB₆源、肖特基枪或冷场发射枪(CFEG)。

-照明系统/照明器，其用于操纵来自源的“原始”辐射射束，并且在其上执行某些操作，如聚焦、像差减轻、裁剪(使用光圈)、过滤等。其通常包括一个或更多(带电粒子)透镜，并且还可以包括其它类型的(粒子)光学部件。如果需要，照明器可以设置有偏转器系统，所述偏转器系统可以被调用以使其出射射束跨被研究的样本执行扫描运动。

-样本固持器–通常连接到定位系统–被研究的样本可以在其上保持和定位(例如，移位、倾斜、旋转)。如果需要，这个固持器可以移动，以便实现样本相对于射束的扫描运动。当设计用于保持低温样本时，样本固持器可以包括用于将所述样本维持在低温温度下的装置，例如，使用适当连接的冷冻剂桶。