[發明專利]一種真空氣氛處理裝置、樣品觀測系統及方法

有效

• 申請號: 201611090486.8
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106783493B
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 何偉;李帥;王鵬
• 申請（專利權）人: 聚束科技（北京）有限公司
• 主分類號: H01J37/18
• 分類號: H01J37/18;H01J37/26;H01J37/28
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 張穎玲;李梅香

本發明公開了一種真空氣氛處理裝置，所述裝置的頂部與外部的粒子束產生裝置連接，其特征在于，所述裝置包括：底部與外部的待測樣品或承載所述待測樣品的平臺接觸的吸盤、與外部的供氣系統連接的第一氣體控制器、與外部的抽氣系統連接的第二氣體控制器；其中，所述裝置的頂部設置有窗口，所述窗口用于使外部的粒子束進入所述裝置；所述第一氣體控制器，用于連接所述供氣系統和所述吸盤；所述第二氣體控制器，用于連接所述抽氣系統和所述吸盤。本發明還公開了一種樣品觀測系統及方法。

技術領域

本發明涉及帶電粒子束顯微鏡領域，尤其涉及一種真空氣氛處理裝置、樣品觀測系統及方法。

背景技術

20世紀60年代發明了掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)，用于觀測微米或納米量級的微小物體或結構；但是，傳統的SEM觀測樣品時，通常將樣品放置于高真空的樣品室內，因此，利用SEM觀測樣品時，需要對樣品進行干燥、冷凍或鍍金等特殊處理；對于取樣困難的樣品、液體樣品或生物活體樣品等特殊樣品不能利用SEM進行觀測。

環境掃描電子顯微鏡(Environmental scanning electron microscope，ESEM)是SEM發展中的一個重大突破，利用ESEM觀測樣品時，不需要將樣品放置于高真空的樣品室內，樣品室內也可以充入各種氣體，樣品室內氣體的壓強通常在0.1托到50托之間；因此，與傳統的SEM相比，利用ESEM觀測樣品在樣品制備、探測和信號處理上均有較大改進，主要體現在：樣品可以是生物樣品等潮濕樣品、非導電樣品，而且樣品不需要進行干燥、冷凍和真空包裝等特殊處理，即ESEM實現了樣品的原位觀測；

但是，利用ESEM觀測樣品時仍然需要樣品室，對于大尺寸樣品觀測和觀測時需要頻繁交換樣品的問題仍沒有解決。

美國的B-nano公司提出了大氣掃描電子顯微鏡(Air scanning electronmicroscope，ASEM)，利用ASEM可以在空氣中直接對樣品進行觀測，雖然解決了利用ESEM觀測樣品存在的弊端；但是，由于在大氣壓下，電子在空氣中的平均自由程很小，其工作距離也只有幾十微米大小，因此，利用ASEM對樣品進行觀測時，對樣品的形貌和尺寸要求高，不能觀察表面不平整的樣品。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例期望提供一種真空氣氛處理裝置、樣品觀測系統和方法，能夠測量多種尺寸和表面形貌的樣品，并且能夠為待測樣品提供多種測試環境。

本發明實施例的技術方案是這樣實現的：

本發明實施例提供一種真空氣氛處理裝置，所述裝置的頂部與外部的粒子束產生裝置連接，所述裝置包括：底部與外部的待測樣品或承載所述待測樣品的平臺接觸的吸盤、與外部的供氣系統連接的第一氣體控制器、與外部的抽氣系統連接的第二氣體控制器；其中，

所述裝置的頂部設置有窗口，所述窗口用于使外部的粒子束進入所述裝置；

所述第一氣體控制器，用于連接所述供氣系統和所述吸盤；

所述第二氣體控制器，用于連接所述抽氣系統和所述吸盤。

上述方案中，所述吸盤包括：金屬波紋管、至少包括一圈彈簧的彈簧結構和密封結構；其中，

所述彈簧結構位于所述金屬波紋管的波紋內部，用于支撐所述金屬波紋管；

所述金屬波紋管的底部與所述密封結構連接；

所述密封結構與所述待測樣品或承載所述待測樣品的平臺接觸。

上述方案中，所述供氣系統向所述裝置供入的氣體為純凈氣體或混合氣體。

本發明實施例還提供一種樣品觀測系統，所述系統包括：帶電粒子束產生裝置、真空氣氛處理裝置和樣品；其中，