臺式掃描電子顯微鏡實(shí)現(xiàn)自動控制和運(yùn)行
臺式掃描電子顯微鏡可粗略分為鏡體和電源電路系統(tǒng)兩部分,鏡體部分由電子光學(xué)系統(tǒng)(包括電子槍、掃描線圈等)、試樣室、檢測器以及真空抽氣系統(tǒng)組成。
臺式掃描電子顯微鏡在加速電壓的作用下(2~30kV),經(jīng)過三個(gè)電磁透鏡(或兩個(gè)電磁透鏡),匯聚成一個(gè)細(xì)小到5nm的電子探針,在末級透鏡上部掃描線圈的作用下,使電子探針在試樣表面做光柵狀掃描(光柵線條數(shù)目取決于行掃描和幀掃描速度)。由于高能電子與物質(zhì)的相互作用,結(jié)果在試樣上產(chǎn)生各種信息如二次電子、背反射電子、俄歇電子、X射線、陰極發(fā)光、吸收電子和透射電子等。
因?yàn)閺脑嚇又兴玫礁鞣N信息的強(qiáng)度和分布各自同試樣表面形貌、成分、晶體取向、以及表面狀態(tài)的一些物理性質(zhì)(如電性質(zhì)、磁性質(zhì)等)等因素有關(guān),因此,臺式掃描電子顯微鏡通過接收和處理這些信息,就可以獲得表征試樣形貌的掃描電子像,或進(jìn)行晶體學(xué)分析或成分分析。
在臺式掃描電子顯微鏡應(yīng)用中,很多集中在半導(dǎo)體器件和集成電路方面,它可以很詳細(xì)地檢查器件工作時(shí)局部表面電壓變化的實(shí)際情況,這是因?yàn)檫@種變化會帶來象的反差的變化,焊接開裂和腐蝕表面的細(xì)節(jié)或相互關(guān)系可以很容易地觀察到。臺式掃描電子顯微鏡顯示化學(xué)成分的空間變化,基于化學(xué)成分的相鑒定---化學(xué)成分像分布,微區(qū)化學(xué)成分分析,生成與樣品形貌相對應(yīng)的,元素面分布圖或者進(jìn)行定點(diǎn)化學(xué)成分定性定量分析,相鑒定。
臺式掃描電子顯微鏡利用陰極熒光,基于某些痕量元素(如過渡金屬元素,稀土元素等)受電子束激發(fā)的光強(qiáng)反差,生成的痕量元素分布圖像,利用樣品電流,基于平均原子序數(shù)反差,生成的化學(xué)成分相的分布圖像,該圖像與背散射電子圖像亮暗相反。臺式掃描電子顯微鏡利用俄歇電子,對樣品物質(zhì)表面1nm表層進(jìn)行化學(xué)元素分布的定性定理分析。