帶集成探測(cè)器的電子顯微鏡的制作方法
【專利摘要】一種電子顯微鏡，包括用于容納待分析樣本的真空室，包括電子源和用于聚焦從電子源發(fā)出的電子的最終形成探針的透鏡的光學(xué)柱，位于真空室中、形成探針的透鏡下方用于保持樣本的樣本臺(tái)，以及位于真空室中的X射線探測(cè)器。X射線探測(cè)器包括對(duì)X射線敏感的固態(tài)傳感器和用于在真空室中支持及定位探測(cè)器包括傳感器的機(jī)械支持系統(tǒng)。機(jī)械支持系統(tǒng)整體容納在真空室中。多個(gè)不同類型的探測(cè)器可在真空室中支持在機(jī)械支持系統(tǒng)上。機(jī)械支持系統(tǒng)也可包括至少一個(gè)用于熱電冷卻X射線傳感器的熱電冷卻元件。
【專利說(shuō)明】帶集成探測(cè)器的電子顯微鏡
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年5月14日、申請(qǐng)?zhí)枮?01080031592.3、發(fā)明名稱為“帶集成探測(cè)器的電子顯微鏡”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]交叉引用
本申請(qǐng)依據(jù)提交于2009年5月15日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)N0.61/216，290，標(biāo)題“ELECTRONMICROSCOPE WITH INTEGRATED DETECTOR (S)(帶集成探測(cè)器的電子顯微鏡)”，其整體通過(guò)引用結(jié)合到本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體X射線輻射傳感器在掃描電子顯微鏡(SEM)或類似的分析電子束儀器中的集成，可選與背散射電子傳感器結(jié)合。本發(fā)明涉及配置探測(cè)元件和顯微鏡以便實(shí)現(xiàn)在構(gòu)造的性能和經(jīng)濟(jì)性上的改進(jìn)以及其它益處的新穎方法。
【背景技術(shù)】
[0004]安裝固態(tài)能量色散X射線(EDX)探測(cè)器到電子顯微鏡上首先由菲茨杰拉德(Fitzgerald)、凱爾(Keil)和海因里希(Heinrich)在1968年報(bào)告。所描述的探測(cè)器類型是從電子探針微分析儀(EPMA)的端口引入的鋰漂移硅(Si (Li)) 二極管。這種探測(cè)器很快被商業(yè)化，且這種同樣通用類型的單元已被安裝在許多種電子顯微鏡(EM)上，著名地包括電子探針微分析儀(ΕΡΜΑ)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和掃描透射電子顯微鏡(STEM)。盡管該技術(shù)多年來(lái)經(jīng)過(guò)很大改良，EDX單元本身保留了最早模型的某些重要特征。
[0005]圖1是常規(guī)Si (Li) EDX探測(cè)器單元60的圖示。有源傳感器元件I是Si (Li) 二極管，緊鄰其安裝的是傳感器的場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET) 2，該場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET) 2將傳感器元件產(chǎn)生的電流脈沖放大。傳感器元件和FET都安裝在熱傳導(dǎo)桿3的前端，熱傳導(dǎo)桿3在其后端與容納于被稱為杜瓦瓶(dewar)的絕熱容器中的液氮儲(chǔ)存器4熱接觸。熱傳導(dǎo)桿(“冷指”)、傳感器二極管和FET都封閉在管狀密封包殼5中，該管狀密封包殼5保持在高真空，既最小化熱傳遞，又將傳感器保持在清潔狀態(tài)。管狀密封包殼的前端用薄窗6閉合，該薄窗6允許X射線到傳感器的正面而保持內(nèi)部真空。由于若要實(shí)現(xiàn)可接受的能量分辨率需要傳感器元件和FET保持在低溫，液氮(LN)儲(chǔ)存器4是常規(guī)Si (Li)探測(cè)器設(shè)計(jì)中的必要的方面。常規(guī)地稱為“前置放大器”的電路集合接收并進(jìn)一步放大接收自傳感器FET2的信號(hào)，也提供額外的電子功能以支持傳感器運(yùn)作。為了實(shí)現(xiàn)完整EDX系統(tǒng)，將用額外的電子部件增補(bǔ)圖1的探測(cè)器單元。這些部件常規(guī)地提供必需的電力、接收自前置放大器61的波形的數(shù)字化、作為結(jié)果的X射線波譜的收集和顯示以及波譜分析功能。這些額外的支持部件在本領(lǐng)域已知，且不是本發(fā)明的關(guān)注點(diǎn)。
[0006]圖2示意地示出了常規(guī)Si (Li) EDX探測(cè)器單元60安裝在常規(guī)SEM或EPMA(二者為實(shí)體上相似的儀器)上的方式。EDX探測(cè)器單元安裝在法蘭7上，該法蘭7被螺栓固定在電子顯微鏡的樣本室8上通常為這種使用而設(shè)置的若干端口之一上。于是，EDX探測(cè)器60的傳感器端被帶至緊鄰樣本9 (位于樣本臺(tái)9’上)，以便截取在聚焦電子束10的作用點(diǎn)發(fā)出的X射線。電子束由電子光學(xué)“柱”11產(chǎn)生。背散射電子(BSE)探測(cè)器62通常安裝在電子柱11的最終聚焦透鏡11’下方。為本圖示的目的，樣本室8示為一側(cè)打開(kāi)，但在使用中，樣本室必須密封且抽空(并從而被替換地稱為“真空室”)。因此，探測(cè)器單元60的探測(cè)器管5必須在法蘭7處真空密封，探測(cè)器管5在該處穿過(guò)真空室壁。通常這涉及給管外部徑向O形密封圈，典型地，其設(shè)計(jì)為滑動(dòng)密封使得可改變插入與樣本有關(guān)的探測(cè)器。于是，圓柱狀管5、法蘭7和“冷指”3以相輔的方式起作用，來(lái)支持傳感器元件I在其與樣本的期望關(guān)系中。這個(gè)支持系統(tǒng)能以多種方法配置，但實(shí)體上被安裝在真空室8外部的法蘭7錨固。
[0007]上面的圖和說(shuō)明以非?；\統(tǒng)的方式描述了 Si(Li) EDX探測(cè)器的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)以及其安裝在SEM/EPMA類型的電子顯微鏡上的方式，在該SEM/EPMA類型中，承載大塊樣本的樣本臺(tái)9’位于最終形成探針的透鏡11’的下方，該最終形成探針的透鏡11’構(gòu)成電子光學(xué)柱11的底部元件。類似設(shè)計(jì)的Si (Li)探測(cè)器也被使用在STEM/TEM類型的電子顯微鏡中，在該STEM/TEM類型中，小的電子透射樣本被支撐在物鏡的間隙。盡管某些專門考慮可能涉及用于STEM/TEM類型儀器的EDX探測(cè)器，那些探測(cè)器在過(guò)去的實(shí)踐中也大體遵循圖1所示構(gòu)造的原理。
[0008]設(shè)計(jì)EDX探測(cè)器到SEM/EPMA類型的電子顯微鏡(其是題述發(fā)明的領(lǐng)域)的接口，存在若干影響探測(cè)器性能的重要考慮:
(a)期望大的探測(cè)立體角，以便最大化在給定束流和測(cè)量時(shí)間下可實(shí)現(xiàn)的探測(cè)到的X射線數(shù)目(并由此最大化統(tǒng)計(jì)精度)。
[0009](b)期望大的射出角，以便最小化在受激X射線從樣本表面下的源點(diǎn)出射時(shí)的吸收影響。
[0010](C)通過(guò)將探測(cè)器同軸地對(duì)準(zhǔn)在樣本上的預(yù)期束沖擊點(diǎn)來(lái)便于探測(cè)到的X射線的最佳準(zhǔn)直。這樣的準(zhǔn)直確保僅傳感器的均勻響應(yīng)區(qū)域用于探測(cè)，且源于雜散電子的X射線被排除。
[0011]因此，在“理想的”狀態(tài)，傳感器元件將位于非?？拷鼧颖?，同時(shí)其軸線對(duì)齊預(yù)期束沖擊點(diǎn)，并以大射出角傾斜。然而，也期望顯微鏡的聚焦透鏡緊鄰樣本，對(duì)于需要背散射電子探測(cè)器的許多應(yīng)用還期望BSE探測(cè)器的樣本視野不應(yīng)模糊。于是，聚焦透鏡下的空間既小又擁擠，這限制了理想探測(cè)器幾何形狀的達(dá)成。此外，樣本室的實(shí)體布置，諸如進(jìn)入門和備用端口的存在，將在限制探測(cè)器放置的地點(diǎn)和方式中起巨大作用。
[0012]可以認(rèn)識(shí)到，以上考慮，在結(jié)合熱接合Si (Li)傳感器到外部低溫冷卻器這個(gè)高于一切的必要，形成了傳統(tǒng)EDX探測(cè)器單元到圖1所示的常見(jiàn)管狀安裝配置(其有時(shí)被描述性地稱為“桿上傳感器”)的演變。反過(guò)來(lái)，這種管狀安裝配置的標(biāo)準(zhǔn)化也影響了必然特別為安裝這樣的探測(cè)器而配置的電子顯微鏡的設(shè)計(jì)。由于X射線探測(cè)器過(guò)去一直由一群供應(yīng)商設(shè)計(jì)及制造，而電子顯微鏡由另一群設(shè)計(jì)及制造，違背此常見(jiàn)模型并未引起任一群的興趣。
[0013]在過(guò)去十年間，EDX探測(cè)器的技術(shù)已被無(wú)需低溫冷卻的高效能X射線傳感器的引入而徹底改變。此類探測(cè)器的主要現(xiàn)行實(shí)施例是所謂“硅漂移探測(cè)器”(SDD)，其操作描述在科學(xué)文獻(xiàn)中。這些裝置實(shí)現(xiàn)大致優(yōu)于Si (Li)探測(cè)器的分光性能，而處在可用基于珀?duì)柼淼男〉臒犭娎鋮s器方便實(shí)現(xiàn)的溫度。
[0014]圖3示出了如當(dāng)前可從這種裝置的制造商(德國(guó)慕尼黑的PNDetector GmbH)購(gòu)得的封裝的SDD模塊。在這樣的模塊中，SDD傳感器元件12是通過(guò)半導(dǎo)體工藝制造的小的平面“芯片”。SDD傳感器芯片安裝在附接于外殼底座14的小的TEC裝置13的冷面。導(dǎo)熱立柱15與TEC裝置的熱側(cè)熱接觸，并充當(dāng)外部“匯點(diǎn)(sink)”附件，TEC產(chǎn)生的熱通過(guò)其從模塊被移除。準(zhǔn)直板16典型地安裝在SDD傳感器元件12之前，以便僅允許X射線撞擊預(yù)期的有效區(qū)域。外殼帽17密封到外殼底座14。外殼帽17的前面用薄窗18閉合，該薄窗18允許X射線進(jìn)入并撞擊SDD傳感器元件12。外殼底座14設(shè)置有一列電連接引腳19，電力和控制信號(hào)可通過(guò)其提供給傳感器和TEC，且輸出信號(hào)可通過(guò)其提取(這些引腳到內(nèi)部元件的連接從圖中省略)?？山?jīng)由輸出引腳得到的信號(hào)之一是TEC模塊13的前面溫度，該信號(hào)允許外部電路為傳感器元件12調(diào)節(jié)恒定的工作溫度(此調(diào)節(jié)所需的溫度傳感器在圖中未示出)。外殼底座14典型地依據(jù)已在電子工業(yè)使用的用于安裝多種類型裝置和傳感器的“TO-X”慣例來(lái)配置(例如T0-8情況)。整個(gè)模塊全密封，且可被抽真空或充填在降低的壓強(qiáng)下的惰性氣體。
[0015]放大傳感器弱電流脈沖的FET仍是SDD裝置的關(guān)鍵部件，且必須位于緊鄰其陽(yáng)極，正如對(duì)于Si (Li)技術(shù)。然而，并非將FET2作為如圖1所示的分立元件實(shí)施，一個(gè)SDD傳感器制造商將FET電路集成到與傳感器本身同一個(gè)半導(dǎo)體模12中，而這是圖3所示的裝置類型。其他制造商將分立FET安裝在緊鄰陽(yáng)極。然而，不管FET是集成的還是分立的，應(yīng)當(dāng)理解的是FET與SDD傳感器相關(guān)聯(lián)。
[0016]對(duì)實(shí)施基于SDD技術(shù)的X射線探測(cè)器，無(wú)需使用在此圖示的封裝的SDD模塊。實(shí)際上，相信至少一個(gè)EDX探測(cè)器單元制造商將傳感器模塊的非封裝的原件直接放置在冷指的端部并將其封閉到抽空的管，這樣很接近地反映圖1所示的Si(Li)探測(cè)器的常規(guī)構(gòu)造。存在涉及安裝和封裝SDD傳感器的專門技術(shù)和專門設(shè)備，并且迄今為止，多數(shù)X射線探測(cè)器制造商已選擇從這種模塊的專門供應(yīng)商之一購(gòu)買預(yù)封裝的模塊。因此，對(duì)此討論的剩余部分，將假設(shè)使用諸如圖3所示的封裝的SDD模塊。然而，顯然題述發(fā)明教導(dǎo)的同樣的原理可同樣地應(yīng)用于從非封裝部件組裝的探測(cè)器的構(gòu)造。
[0017]為了使圖3的封裝的SDD模塊成為起作用的X射線探測(cè)器單元，其必須設(shè)置有若干東西:
I)電源和控制信號(hào)，用于操作SDD傳感器及其結(jié)合的FET。
[0018]2)前置放大電路，用于放大來(lái)自傳感器FET的弱信號(hào)以便產(chǎn)生可被量化的強(qiáng)波形。
[0019]3)溫控電子設(shè)備，其積極地調(diào)節(jié)提供給內(nèi)部TEC元件13的電力以便保持SDD傳感器元件12的期望工作溫度。
[0020]4)機(jī)械元件，用于在與樣本的所需附近支持模塊。
[0021]5)到溫度足夠低的散熱器的熱路徑，熱立柱15可對(duì)其放出模塊產(chǎn)生的熱。
[0022]迄今為止，商業(yè)SDD探測(cè)器已在很接近地模仿傳統(tǒng)Si (Li)探測(cè)器形式的封裝中實(shí)現(xiàn)了這些預(yù)備。圖4示意地描繪了采用封裝的SDD模塊的常規(guī)SDD探測(cè)器。封裝的傳感器模塊20附接到適當(dāng)?shù)膶?dǎo)熱桿或管21的前端，導(dǎo)熱桿或管21的后端以結(jié)合在真空室外部的探測(cè)器的主體中的熱耗散機(jī)構(gòu)終結(jié)。外殼管71封閉導(dǎo)熱桿21并提供密封表面，探測(cè)器凸端在穿過(guò)附接到顯微鏡的安裝法蘭(例如圖2的法蘭7)時(shí)通過(guò)該密封表面保持真空密封連接。絕熱元件72提供外殼管71對(duì)導(dǎo)熱桿72的熱隔離，同時(shí)提供機(jī)械支持。結(jié)合在真空室外部的探測(cè)器的主體中的熱耗散機(jī)構(gòu)可采用多種形式(例如，在一個(gè)已知情況中，采用了冷水冷卻器)。在圖示的特定情況中，導(dǎo)熱桿21以板73終結(jié)，該板73接觸第二 TEC元件22的“冷”側(cè)。第二 TEC元件22的“熱”側(cè)接觸氣冷式散熱器23，第二 TEC元件產(chǎn)生的熱通過(guò)該氣冷式散熱器23耗散到環(huán)境中。這個(gè)散熱器，裝備著便于對(duì)流的翅片或類似結(jié)構(gòu)，典型地集成到探測(cè)器單元的外盒中。此盒中容納一批電子電路元件24，其操作探測(cè)器和第二 TEC元件并提供“前置放大器”功能。當(dāng)然，以上是完整SDD探測(cè)器的內(nèi)部部件的非常寬泛的說(shuō)明，且受細(xì)節(jié)變化影響，但盡管如此也大致符合由常規(guī)Si(Li)探測(cè)器建立的先例:
-首先，顯然此常規(guī)設(shè)計(jì)遵循LN-冷卻Si (Li)探測(cè)器的先例，在于傳感器通過(guò)在直管狀元件的端部插入樣本室被帶至接近樣本，該直管狀元件的形式和功能與常規(guī)Si (Li)探測(cè)器所采用的相當(dāng)。
[0023]-其次，常規(guī)SDD單元的熱力循環(huán)繼續(xù)利用與Si(Li)探測(cè)器的熱力循環(huán)所采用的相同的“冷指”策略。盡管其在SDD中的作用是作為嵌入式TEC冷卻器13所需的排熱管道，而不是像對(duì)于Si (Li)那樣直接冷卻傳感器，在兩個(gè)情形下冷指都提供到與樣本室隔離的外部熱耗散匯點(diǎn)的熱連接。
[0024]-最后，類似Si(Li)探測(cè)器，常規(guī)SDD探測(cè)器是通過(guò)支持系統(tǒng)放置傳感器的模塊化元件，包括管狀外罩，該管狀外罩又從外部由附接到電子顯微鏡的真空室的法蘭錨固。
[0025]簡(jiǎn)而言之，在從Si (Li)傳感器技術(shù)到SDD傳感器技術(shù)的過(guò)渡中，探測(cè)器制造商有效地保持了常規(guī)探測(cè)器設(shè)計(jì)，伴隨著替換:(a)SDD模塊取代Si(Li) 二極管和(b)典型為TEC模塊和氣冷散熱器取代LN杜瓦瓶。這已是對(duì)EM制造商和EDX探測(cè)器制造商都相當(dāng)合理的遷移途徑，因其保持了 Si(Li)探測(cè)器的常規(guī)形式而這就與過(guò)去和現(xiàn)在的顯微鏡設(shè)計(jì)的兼容性而言具有許多商業(yè)好處。然而，此常規(guī)做法未利用由與無(wú)需低溫冷卻的X射線探測(cè)器關(guān)聯(lián)的變更約束創(chuàng)造的機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)性能和成本降低的改進(jìn)。
現(xiàn)有技術(shù)
[0026]以上背景已說(shuō)明Si (Li)和SDD類型的常規(guī)EDX探測(cè)器的大致原理和做法，以及這種探測(cè)器安裝到常規(guī)設(shè)計(jì)的電子顯微鏡的做法?，F(xiàn)有做法已試圖以多種方式優(yōu)化這些原理和做法，現(xiàn)將描述這些方式。
[0027]大面積探測(cè)器
收集效率是EDX探測(cè)器最重要的特性之一，因其指示測(cè)量的速度和精度。用于改善收集效率的一個(gè)顯而易見(jiàn)的策略是增大傳感器有效面積，從而增大立體角。對(duì)于Si (Li)探測(cè)器，此策略被探測(cè)器噪聲和有效面積之間的直接關(guān)系限制，意味著分辨率隨探測(cè)器尺寸增加迅速降低。因此，具有大于30mm2有效面積的Si (Li)探測(cè)器已很少在EM應(yīng)用場(chǎng)合中使用。另一方面，SDD探測(cè)器的技術(shù)很大程度上消除探測(cè)器面積與噪聲特性間的相互影響，使得SDD性能被這種類型傳感器的有效面積影響小很多。因此，SOmm2的SDD探測(cè)器單元現(xiàn)被發(fā)售給電子顯微鏡應(yīng)用場(chǎng)合，且面積高達(dá)IOOmm2的適當(dāng)?shù)姆庋b的傳感器模塊是商業(yè)供應(yīng)的。盡管這種在探測(cè)器尺寸的增加肯定在某些方面有利，其也有缺點(diǎn)，特別是在常規(guī)管狀安裝EDX設(shè)計(jì)的背景下。探測(cè)器管的直徑必須容納傳感器裝置的尺寸，且?guī)е糜诎惭b和連接的容差，而此增加的管直徑限制探測(cè)器的最優(yōu)放置。由于避免與最終聚焦透鏡、BSE探測(cè)器及樣本干涉的必要，較大直徑的探測(cè)器必須有點(diǎn)縮回和/或操作在較小射出角。為避免這些后果，有必要增大樣本到最終聚焦透鏡表面的工作距離，而這又對(duì)顯微鏡的光學(xué)性能不利。因此，可認(rèn)識(shí)到當(dāng)增大的探測(cè)器立體角伴有探測(cè)器管直徑增加時(shí)，折中和收益遞減因而發(fā)生。
[0028]除了這樣的幾何形狀考慮之外，通過(guò)增大探測(cè)器面積提高探測(cè)效率在大通量X射線撞擊探測(cè)器時(shí)產(chǎn)生其它問(wèn)題。裝備有現(xiàn)代電子設(shè)備的SDD探測(cè)器可探測(cè)速率超過(guò)100, 000事件/秒的X射線。然而，在這樣的高速率，也存在增加的“加和事件”可能性，在該事件中兩個(gè)不同的X射線發(fā)射在時(shí)間上彼此太接近地到達(dá)探測(cè)器，以致于其不能被區(qū)分為分開(kāi)的事件。此效應(yīng)在測(cè)得的X射線波譜中導(dǎo)致“加和峰值”和其它假象，而這又產(chǎn)生有關(guān)精確分析的問(wèn)題。因此，操作在緊鄰樣本的大面積探測(cè)器對(duì)X射線速率低的分析的情況可以是有利的，但在速率高時(shí)有問(wèn)題。當(dāng)然，X射線探測(cè)速率總能通過(guò)降低電子束強(qiáng)度從而減少產(chǎn)生的X射線數(shù)目或者通過(guò)拉回探測(cè)器以便減小立體角(許多探測(cè)器正是為此原因安裝在滑塊上)來(lái)降低。然而，運(yùn)用這些策略中的任一個(gè)趨向于擊敗大面積探測(cè)器這點(diǎn)，且當(dāng)樣本既有高發(fā)射區(qū)域又有低發(fā)射區(qū)域時(shí)這些策略都不是最優(yōu)的。
[0029]最后，存在其它與非常大面積的X射線傳感器關(guān)聯(lián)的更細(xì)微的問(wèn)題。一個(gè)是大的感應(yīng)面積使得更難以使X射線路徑準(zhǔn)直以接收從束作用點(diǎn)發(fā)射的X射線并排除由雜散電子撞擊別處產(chǎn)生的那些。并且，盡管SDD探測(cè)器的能量分辨率在傳感器面積增大時(shí)不像Si(Li)探測(cè)器那樣顯著降低，在SDD裝置的當(dāng)前階段仍存在一些分辨率損失。且最后，分光品質(zhì)的大面積SDD傳感器現(xiàn)在基本上比小裝置更昂貴。
[0030]因此，通過(guò)增大傳感器元件面積來(lái)提高X射線探測(cè)效率在一點(diǎn)上是切實(shí)可行的選擇，然后其它因素越來(lái)越多地削弱其吸引力。
[0031]多個(gè)探測(cè)器
一個(gè)提高X射線探測(cè)效率的可選方式是使用多個(gè)探測(cè)器。這有時(shí)隨Si (Li)探測(cè)器使用在X射線收集速度非常重要、顯微鏡裝備有適當(dāng)?shù)陌惭b端口且高成本有保證的專門應(yīng)用場(chǎng)合。由于此策略對(duì)每個(gè)傳感器元件利用獨(dú)立的計(jì)數(shù)電子設(shè)備組，可實(shí)現(xiàn)此策略用于大大增加有效探測(cè)立體角而不使加和事件問(wèn)題惡化。
[0032]也不斷增長(zhǎng)地認(rèn)識(shí)到，多個(gè)探測(cè)器不僅提供更大靈敏度，也便于非平坦樣本(諸如顆粒樣本或斷裂表面)的分析，在非平坦樣本的分析中，地形影響(例如遮蔽)可經(jīng)由單個(gè)探測(cè)器產(chǎn)生誤導(dǎo)性的結(jié)果。此外，去除笨重的液氮杜瓦瓶已使安裝多個(gè)探測(cè)器更可行。由于以上原因，行業(yè)內(nèi)使用多個(gè)EDX探測(cè)器的興趣一直在增長(zhǎng)，且已設(shè)計(jì)考慮到此預(yù)備的特定SEM單元。
[0033]多元件傳感器陣列
為了獲得多個(gè)探測(cè)器的好處而不激增電子顯微鏡上的端口的一個(gè)可使用的策略是在單個(gè)探測(cè)器外殼中結(jié)合多個(gè)傳感器元件。這對(duì)SDD傳感器是有吸引力的選擇，因其經(jīng)由半導(dǎo)體光刻技術(shù)制作。因此，制造在同一模具中接合多個(gè)傳感器元件的SDD陣列相對(duì)簡(jiǎn)單，且這種多元件傳感器陣列對(duì)于集成到X射線探測(cè)器單元是商業(yè)上可獲得的。特定的商業(yè)探測(cè)器單元安裝一個(gè)有四個(gè)IOmm2傳感器元件的陣列在單個(gè)探測(cè)器管中，其中陣列垂直于管的軸線，且給每個(gè)傳感器提供其各自的電子處理通道。在此方式中，單個(gè)探測(cè)器提供與40mm2傳感器相當(dāng)?shù)奶綔y(cè)立體角，而由于并行處理電子設(shè)備，單個(gè)探測(cè)器能保持比這個(gè)尺寸的單一元件探測(cè)器高許多的計(jì)數(shù)速率。然而，由于這種陣列的固有尺寸，這種探測(cè)器需要尤其大的安裝管，而由于從樣本后縮，從而又犧牲了 一些靈敏度。因此這種類型探測(cè)器最適合使用高束流且高計(jì)數(shù)速率比高靈敏度更重要的應(yīng)用場(chǎng)合(例如EPMA分析)。
[0034]多元件傳感器陣列概念的另一個(gè)商業(yè)變體圍繞中心孔布置傳感器元件。當(dāng)作為用于電子顯微鏡的探測(cè)器實(shí)施時(shí)，傳感器陣列結(jié)合在平坦外殼中，外殼帶有用于束的中心通道。外殼插在電子顯微鏡的最終聚焦透鏡之下，緊鄰樣本之上，使得效果是四個(gè)傳感器排列在束的軸線周圍的效果。此布置可產(chǎn)生非常有利的探測(cè)立體角，并從而提供高靈敏度，以及用于分析粗糙樣本的對(duì)稱探測(cè)器陣列的好處。然而，此傳感器占據(jù)通常為BSE探測(cè)器保留的位置，從而其不適于需要高質(zhì)量BSE信號(hào)的許多應(yīng)用場(chǎng)合。也值得注意的是，這種類型商業(yè)探測(cè)器單元的單個(gè)當(dāng)前例子將陣列附連到從樣本室的側(cè)端口插入的管的端部，從而衍生常規(guī)管狀端口安裝配置的變體。
[0035]顯然，多元件SDD裝置可以是用于實(shí)現(xiàn)更高計(jì)數(shù)速率的非常有效的方法。這種探測(cè)器結(jié)合大面積探測(cè)器和多個(gè)探測(cè)器二者的一定優(yōu)勢(shì)，但其目前是相當(dāng)昂貴的裝置，其特別的接口需求對(duì)某些顯微鏡中的安裝呈現(xiàn)了挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)上，其用于SEM類型儀器的實(shí)施例已實(shí)施為常規(guī)模塊化管狀安裝探測(cè)器幾何形狀的直接延伸。
[0036]入口窗和電子阱考虎
X射線窗6或18全密封探測(cè)器，同時(shí)允許X射線進(jìn)入。有兩種不同的基本窗類型被采用:鈹窗相對(duì)便宜且粗糙，但對(duì)低能X射線不透明。因此，鈹窗(BeW)探測(cè)器對(duì)測(cè)量在周期表中低于氟的元素一般沒(méi)用。超薄窗(UTW)由透射低能X射線的薄材料制作，從而允許探測(cè)低至鈹?shù)脑亍Ｈ欢?，UTW探測(cè)器需要磁電子阱來(lái)防止高能散射電子穿透X射線窗并撞擊傳感器，從而破壞測(cè)得的X射線波譜。由于在這種阱中使用的永磁體的強(qiáng)度被可用的磁體技術(shù)限制，這種阱的孔面積的增加必然導(dǎo)致削弱的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)強(qiáng)，而所需偏轉(zhuǎn)量同時(shí)增加。于是，唯一出路是增加阱深。盡管有新穎的構(gòu)建，由于增加的電子阱深，帶有大面積傳感器的UTW探測(cè)器必須因此比更小面積的傳感器從樣本后移更多。此考慮對(duì)單一元件傳感器和多元件傳感器陣列都適用，且當(dāng)需要輕元素探測(cè)時(shí)對(duì)可達(dá)到的立體角可構(gòu)成顯著的限制。
[0037]傳感器傾斜的探測(cè)器
傳感器傾斜的探測(cè)器在EDX技術(shù)早期曾相當(dāng)普遍遇到，因?yàn)楫?dāng)時(shí)電子顯微鏡尚未為安裝高射出角探測(cè)器而設(shè)計(jì)。許多過(guò)去的SEM儀器具有平坦底部光學(xué)系統(tǒng)(而不是圖2所示的截錐體樣式)，且進(jìn)入端口定位成與極片底部平行。為了適應(yīng)這種幾何形狀，Si (Li) 二極管元件以一個(gè)角度安裝在探測(cè)器管中，使得管在極片下水平伸出，而傳感器軸相對(duì)于樣本傾斜。此策略對(duì)小面積探測(cè)器運(yùn)作相當(dāng)良好，但當(dāng)傳感器尺寸增加時(shí)變得笨重。因此其長(zhǎng)久來(lái)對(duì)SDD類型探測(cè)器有有限的使用。此類型安裝的相對(duì)不受歡迎可很大程度上歸因于在常規(guī)管類型安裝中以非軸向方向安裝大面積傳感器或傳感器模塊的難度。
[0038]常規(guī)X射線探測(cè)器技術(shù)總結(jié)
從以上現(xiàn)有技術(shù)討論中可看出許多想象的方法已被應(yīng)用到配置EDX探測(cè)器的挑戰(zhàn)中以優(yōu)化性能。SDD技術(shù)的引入在大面積傳感器和多個(gè)傳感器單元方面提供了新的可變因素。然而，在EDX發(fā)展的40年間，且持續(xù)至今，存在某些根本沒(méi)有變的東西。這些包括:
1.“桿上傳感器”形式，由此，傳感器安裝在延伸入樣本室的直桿或管的端部。
[0039]2.模塊化的端口安裝的布置，由此，探測(cè)器是從顯微鏡分立的實(shí)體并經(jīng)由附接到外部端口被支撐在樣本室中。[0040]3.M方法，其中傳感器通過(guò)貫穿顯微鏡的真空外殼的銅棒、熱導(dǎo)管或類似導(dǎo)熱桿來(lái)冷卻。
[0041]4.外部冷源方法，其中從顯微鏡本身分開(kāi)且工作在環(huán)境溫度或低于環(huán)境溫度的“匯點(diǎn)”結(jié)合在位于顯微鏡樣本室外部的探測(cè)器主體中。
[0042]5.外部電子設(shè)備方法，其中操作探測(cè)器所需的全部工作電子設(shè)備(除了傳感器關(guān)聯(lián)的FET)都位于真空室外部。
[0043]6.X射線探測(cè)器的模塊性，其將每個(gè)探測(cè)器單元作為單獨(dú)實(shí)體實(shí)施，區(qū)別于也在電子顯微鏡中使用的顯微鏡和其它探測(cè)器。
[0044]以上常規(guī)中的許多直接或間接地源于與對(duì)用于冷卻Si (Li)傳感器的LN儲(chǔ)存器的需求關(guān)聯(lián)的實(shí)際考慮，該需求是與SDD傳感器技術(shù)不再相關(guān)的約束。同時(shí)，關(guān)鍵SDD傳感器技術(shù)作為封裝的模塊的可用性使得電子顯微鏡制造商以非常規(guī)方式利用此技術(shù)更加可行。然而，就X射線探測(cè)器和電子顯微鏡配置以及涉及行業(yè)在探測(cè)器制造商和顯微鏡制造商的分隔的商業(yè)因素而言，長(zhǎng)期存在的常規(guī)已作用為抑制將違背長(zhǎng)期接受的常規(guī)的創(chuàng)新。在此背景下，本
【發(fā)明者】已獲益于在幾十年參與X射線探測(cè)器發(fā)展和電子顯微鏡發(fā)展中產(chǎn)生的獨(dú)特視角，且已能在本文公開(kāi)的綜合方法中察覺(jué)獨(dú)特機(jī)會(huì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0045]本發(fā)明教導(dǎo)了設(shè)計(jì)電子顯微鏡的新方法，其中一個(gè)或多個(gè)能量分散傳感器直接集成到顯微鏡結(jié)構(gòu)中，從而實(shí)現(xiàn)許多重要好處。教導(dǎo)的方法對(duì)SDD技術(shù)直接可用，但對(duì)無(wú)需液氮冷卻的其它類型固態(tài)X射線傳感器(諸如PIN 二極管或CCD裝置)也可用。這些發(fā)明的精髓在于拋棄“桿上傳感器”配置，該配置是過(guò)去和現(xiàn)在的常規(guī)管狀安裝設(shè)計(jì)的X射線探測(cè)器的特征。相反，示出了 X射線探測(cè)器功能如何有利地集成到EM本身的結(jié)構(gòu)中。也示出了一些在此公開(kāi)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)元件如何也有利地應(yīng)用在設(shè)計(jì)新穎的端口安裝的探測(cè)器的背景下。
[0046]主題創(chuàng)新特別針對(duì)的電子顯微鏡類型是一種SEM/EPMA類型，其中樣本臺(tái)位于最終聚焦透鏡外部及下方。然而，本文教導(dǎo)的創(chuàng)新的一些有利方面也可用于其它配置的電子顯微鏡。
[0047]主題發(fā)明的實(shí)質(zhì)是通過(guò)將傳感器元件直接結(jié)合到SEM/EPMA類型的電子顯微鏡的樣本室中來(lái)偏離常規(guī)X射線探測(cè)器的傳統(tǒng)“桿上傳感器”(管狀安裝)幾何形狀。這樣，主題發(fā)明將X射線探測(cè)器作為顯微鏡本身的內(nèi)部部件實(shí)施，而不是作為從外部插入的獨(dú)立模塊。此新方法有若干有利特征:
1.其允許傳感器相對(duì)于樣本的更優(yōu)化放置，因傳感器無(wú)需位于從顯微鏡外部的安裝表面插入的直桿或管的端部。
[0048]2.其允許顯微鏡的更優(yōu)化設(shè)計(jì)，因幾何形狀不被在傳感器期望位置和外部端口之間提供筆直路線的需求限制。
[0049]3.通過(guò)排除大量與管狀安裝關(guān)聯(lián)的空間“架空”，其允許傳感器元件離樣本更近，從而允許用較小且較便宜的傳感器實(shí)現(xiàn)大傳感器的優(yōu)點(diǎn)。
[0050]4.其更加容易且經(jīng)濟(jì)地支持探測(cè)器多樣性，因不需為每個(gè)提供獨(dú)立端口，并且可分享某些能力(諸如熱力循環(huán)和電子連接)。
[0051]5.其便于X射線探測(cè)器與其它探測(cè)器類型(例如BSE探測(cè)器)的更加靈活且優(yōu)化的集成。
[0052]6.其允許關(guān)于熱管理采用的TEC冷卻的傳感器的更高效的方法。
[0053]7.其便于關(guān)鍵的放大和支持電子設(shè)備緊鄰傳感器的放置，以最小化噪聲拾取并減少引線電容。
[0054]本發(fā)明的電子顯微鏡包含兩個(gè)主要特征，其一是固態(tài)X射線探測(cè)器的實(shí)體集成，其二涉及集成X射線探測(cè)器的熱管理。關(guān)于第一個(gè)特征，本發(fā)明的電子顯微鏡由真空室、光學(xué)柱和樣本臺(tái)組成，其中真空室用于容納待分析樣本，光學(xué)柱包括電子源和用于聚焦從電子源發(fā)出的電子的最終形成探針的透鏡，樣本臺(tái)位于真空室中、形成探針的透鏡下，用于保持樣本。電子顯微鏡進(jìn)一步包括位于真空室中的集成X射線探測(cè)器，該X射線探測(cè)器包括對(duì)X射線敏感的固態(tài)傳感器。
[0055]提供了用于在真空室中定位和支持探測(cè)器包括傳感器的結(jié)構(gòu)支持，且此支持整體定位真空室中。除了如其電氣操作所需的，X射線探測(cè)器沒(méi)有任何部分位于真空室外部。
[0056]關(guān)于本發(fā)明的第二個(gè)特征，設(shè)計(jì)X射線探測(cè)器的熱管理，提供了與至少一個(gè)X射線探測(cè)器組合的電子顯微鏡。顯微鏡包括容納用于保持待分析樣本的樣本臺(tái)的真空室，也包括至少一個(gè)安裝在真空室內(nèi)、接合固態(tài)X射線傳感器的X射線探測(cè)器。X射線探測(cè)器集成到顯微鏡中，由此，用于傳感器的結(jié)構(gòu)或機(jī)械支持包括至少一個(gè)用于冷卻X射線傳感器的熱電冷卻元件。所有熱電冷卻元件保持在真空室中，無(wú)一定位在真空室外，且結(jié)構(gòu)支持本身為熱電冷卻的傳感器提供了熱管道，結(jié)構(gòu)支持作為散熱器也與顯微鏡外殼結(jié)構(gòu)接合，在真空室內(nèi)部或外部。
[0057]在一個(gè)實(shí)施例中，X射線傳感器和用于X射線傳感器的整個(gè)結(jié)構(gòu)支持容納在真空室中，由此，機(jī)械支持作為散熱器在真空室內(nèi)部附接到外殼結(jié)構(gòu)。在其另一個(gè)實(shí)施例中，用于X射線傳感器的結(jié)構(gòu)支持可從真空室上的端口離開(kāi)，且結(jié)構(gòu)或機(jī)械支持整體地作為散熱器接合顯微鏡外殼。
[0058]此發(fā)明公開(kāi)了帶有集成EDX探測(cè)性能的新的EM設(shè)計(jì)類型。這是非明顯的發(fā)明，在于用于支持X射線傳感器模塊特別是熱傳導(dǎo)需求的預(yù)備必須集成到EM本身的設(shè)計(jì)中，這此前未成為EM制造商的關(guān)注，也未被EDX系統(tǒng)制造商預(yù)期。
[0059]將從商業(yè)可得SDD探測(cè)器諸如TO-X情況預(yù)安裝在圓形外殼的集成方面具體描述主題發(fā)明。本發(fā)明顯然對(duì)可通過(guò)熱電冷卻裝置充分冷卻或完全無(wú)需冷卻的其它類型的緊湊X射線探測(cè)器也是可用的。這包括較老類型的模塊化探測(cè)器(諸如普遍使用在手持X射線監(jiān)測(cè)器中的PIN 二極管)，以及可被開(kāi)發(fā)的未來(lái)一代基于芯片的X射線探測(cè)器。此外，盡管利用現(xiàn)成封裝的探測(cè)器模塊(圖3所示類型的)無(wú)疑是便利的出發(fā)點(diǎn)，可預(yù)期到通過(guò)開(kāi)發(fā)比當(dāng)前可得的封裝模塊更適合這種使用的傳感器元件自定義封裝將獲得更深遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)。封裝的傳感器和“裸”傳感器的區(qū)別可進(jìn)一步被無(wú)需單獨(dú)真空窗來(lái)保護(hù)的強(qiáng)大傳感器的潛在發(fā)展所模糊。于是，將分立傳感器元件(而不是封裝的模塊)集成到SEM類型儀器中被預(yù)期為本發(fā)明的明顯延伸。
[0060]主題發(fā)明的主要方面是，其教導(dǎo)了 EDX探測(cè)器如何有利地集成到EM的結(jié)構(gòu)中，而不是如現(xiàn)有做法作為可移除的端口進(jìn)入裝置。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的若干變體的顯著特征是這樣集成的EDX探測(cè)器不能被當(dāng)作經(jīng)由顯微鏡室端口安裝的個(gè)體元件。本發(fā)明的這個(gè)非常重要的方面的另一表達(dá)方式是沒(méi)有EDX探測(cè)器的機(jī)械部件需要穿入顯微鏡的真空外殼一僅需提供電連接的通道。也教導(dǎo)了實(shí)施這種電連接的新穎且改良的方式。
[0061]本發(fā)明的第二個(gè)關(guān)鍵方面是，為了實(shí)現(xiàn)以上集成，實(shí)行了熱管理的新穎方法，由此電子顯微鏡本身的結(jié)構(gòu)使用在熱力循環(huán)中，傳感器由此被冷卻，術(shù)語(yǔ)“循環(huán)”以機(jī)構(gòu)的含義使用，在該機(jī)構(gòu)中熱被傳送離開(kāi)傳感器到達(dá)散熱機(jī)構(gòu)。
[0062]本發(fā)明的第三個(gè)方面是，其教導(dǎo)了容納多個(gè)傳感器的特別有效且經(jīng)濟(jì)的方式，結(jié)果是此前未被作為單一探測(cè)器系統(tǒng)實(shí)行的傳感器新穎配置。
[0063]本發(fā)明的第四個(gè)方面是，為支持前三個(gè)方面開(kāi)發(fā)的特定創(chuàng)新在設(shè)計(jì)新穎的模塊化端口安裝的探測(cè)器的做法中也有應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0064]其它目的和優(yōu)勢(shì)在下文中出現(xiàn)在隨后的描述和權(quán)利要求中。附圖示出本發(fā)明的特定實(shí)用實(shí)施例，以范例的目的而不限制本發(fā)明或附加權(quán)利要求的范圍，其中:
圖1是在常規(guī)Si (Li)EDX探測(cè)器豎直截面的透視示意圖；
圖2是等距示意圖，示出了常規(guī)Si (Li) EDX探測(cè)器單元安裝在常規(guī)SEM或EPMA顯微鏡上的方式；
圖3是在封裝的SDD模塊的局部截面的等距示圖；
圖4是在局部截面的等距示圖，示出使用封裝的SDD模塊的常規(guī)SDD探測(cè)器內(nèi)部元件；圖5是在局部豎直截面的側(cè)視圖，示意地示出了如結(jié)合在本發(fā)明的顯微鏡中的使用封裝的SDD模塊的X射線探測(cè)器的內(nèi)部元件；
圖6和圖7是透視圖，示出了構(gòu)造有封裝的SDD模塊的集成EDX探測(cè)器組件結(jié)合到本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中的實(shí)施方式；
圖8是在局部豎直橫截面的示意圖，示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中不同類型探測(cè)器的陣列結(jié)合在電子顯微鏡中；
圖9是用于本發(fā)明的電子顯微鏡的電路板的底透視圖，該電路板提供了插入在電子柱和真空室之間的熱障；以及
圖10是圖9所示的電路板的頂視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0065]現(xiàn)描述題述發(fā)明的若干變體以說(shuō)明本發(fā)明的突出特征。選擇的示例用來(lái)說(shuō)明關(guān)鍵創(chuàng)新——如何將X射線傳感器結(jié)合到顯微鏡的結(jié)構(gòu)中——如何便于與額外的創(chuàng)新元件結(jié)合實(shí)現(xiàn)的許多有用變體。并非所有的創(chuàng)新元件都使用在每個(gè)說(shuō)明的示例中。
[0066]示例1-基本單傳感器探測(cè)器
圖5示出了構(gòu)造有封裝的SDD模塊的集成EDX探測(cè)器非?；镜膶?shí)施方式。安裝托架25設(shè)計(jì)為通過(guò)提供的螺釘通道孔81附接到特定SEM的樣本室82的平坦“天花板”表面。探測(cè)器元件26是圖3所示類型的封裝的SDD模塊20。安裝托架25的尺寸選擇為使得SDD模塊26保持在樣本的期望附近，而其軸線指向顯微鏡的電子束在樣本上的名義撞擊點(diǎn)。封裝的SDD模塊26的帶螺紋熱立柱15緊緊旋入位于熱接口立柱27前面的螺紋孔中，其中熱接口立柱27的后部為錐形且備有中心螺紋孔。熱接口立柱的作用是在封裝的SDD模塊26和冷板28之間提供有效的熱橋。冷板在其前面結(jié)合匹配錐形孔，熱立柱的錐形后部插入該錐形孔中。插入通過(guò)冷板28后部的螺釘29拉動(dòng)熱接口立柱27與冷板緊密接觸，良好的熱接觸被這兩部分的錐形漸縮所支持。冷板28又通過(guò)四個(gè)夾緊螺釘31將TEC模塊30夾緊到安裝托架25的前唇緣。
[0067]此布置的功能是有效地從探測(cè)器模塊26提取熱，并通過(guò)TEC元件30將熱量轉(zhuǎn)移至安裝托架25，安裝托架25又將熱量傳導(dǎo)至樣本室82結(jié)構(gòu)，在此熱量分布到遍及樣本室的大量熱質(zhì)量中并通過(guò)從其表面的對(duì)流和到關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)而耗散。由于從封裝的SDD模塊26提取的熱量非常小，熱電電路產(chǎn)生的額外熱并不明顯升高樣本室的溫度，且若需要，這可通過(guò)做外部預(yù)備便于這種余熱從顯微鏡對(duì)流和/或傳導(dǎo)來(lái)最小化。這種預(yù)備可以簡(jiǎn)單如提供結(jié)構(gòu)上的元件，諸如便于對(duì)流冷卻的附接到樣本室的翅片。在作為此實(shí)施方式的設(shè)計(jì)目的的特定顯微鏡中，外部加壓氣流源確保環(huán)境空氣流過(guò)樣本室，且單獨(dú)此預(yù)備迄今已被發(fā)現(xiàn)是耗散產(chǎn)生的極少熱的適當(dāng)方法。在極端情況，諸如可能由意圖在格外熱的環(huán)境中工作的儀器呈現(xiàn)的，可使用基于流體的熱交換器或制冷裝置來(lái)冷卻樣本室。突出點(diǎn)是完成這種用于冷卻考慮到這點(diǎn)需求而設(shè)計(jì)的顯微鏡的樣本室的預(yù)備可比處理安裝在常規(guī)電子顯微鏡上的常規(guī)X射線探測(cè)器的“點(diǎn)冷卻”問(wèn)題容易許多。
[0068]注意到電子顯微鏡的樣本室在工作中必須保持在相對(duì)高真空下，因此在其任意內(nèi)部部件間基本上沒(méi)有對(duì)流傳熱。另一方面，這是一個(gè)優(yōu)勢(shì)，因其最小化熱寄生傳遞至冷卻的傳感器裝置。然而，缺乏空氣分子傳遞熱穿過(guò)小間隙使得在熱力循環(huán)的多個(gè)元件間存在親密機(jī)械接觸至關(guān)重要。確保這種接觸是熱接口立柱27和冷板28之間錐形接口的目的。同樣至關(guān)重要的是冷板28和安裝托架25與TEC模塊30的相對(duì)面有良好熱接觸。用于在表面間提供良好熱接口的技術(shù)在本領(lǐng)域熟知。小心準(zhǔn)備表面以確保其免于表面不規(guī)則是至關(guān)重要的卻不足夠的。有設(shè)計(jì)為使用在熱元件之間來(lái)給任何殘余的間隙不規(guī)則搭橋的多種熱“油脂”復(fù)合物以及可壓縮熱接觸墊或可變形薄金屬片。當(dāng)然，任何這種材料必須被小心選擇以確保其相容于真空使用。
[0069]為熱路徑中的結(jié)構(gòu)選擇的材料也在此方案的成功中起到作用。在說(shuō)明的優(yōu)選實(shí)施中，熱接口立柱27和冷板28由銅制造。安裝托架25由鋁制造。這些材料都是特別好的導(dǎo)熱體。另一方面，夾緊螺釘31不應(yīng)為穿過(guò)TEC模塊傳熱提供有效熱路徑。不銹鋼螺釘是可接受的選擇，歸因于此材料有相當(dāng)差的導(dǎo)熱性。由機(jī)械性能強(qiáng)、低脫氣塑料如PEEK或Vespel制造的螺釘是更好的選擇，且在優(yōu)選實(shí)施方式中使用PEEK螺釘。
[0070]為使SDD裝置按規(guī)范運(yùn)行，其傳感器元件必須保持在約_20°C的溫度。因此，須在典型實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的環(huán)境溫度(?25°C )與SDD傳感器元件間提供約45°C的溫降。SDD模塊20內(nèi)部的TEC裝置13原則上可提供此差異。然而，實(shí)際現(xiàn)實(shí)是不能依賴有權(quán)使用這個(gè)的探測(cè)器降低環(huán)境溫度以匯集其產(chǎn)生的熱。例如，為非實(shí)驗(yàn)室操作設(shè)計(jì)的一臺(tái)特定EM儀器指定為環(huán)境工作溫度高達(dá)35°C，且在該儀器的情況下，在為更高溫度留容差后，內(nèi)部環(huán)境溫度可能超過(guò)40°C。眾所周知，TEC裝置的效率隨溫差增長(zhǎng)迅速下降。例如，由0.6安培電流驅(qū)動(dòng)的特定TEC模塊越過(guò)18°C溫差提供2.43瓦冷卻，以及越過(guò)60°C溫差僅0.25瓦冷卻。因此，讓單級(jí)TEC模塊提供SDD探測(cè)器在溫暖環(huán)境中被操作達(dá)到最佳性能所需的大溫差是不實(shí)際的。如圖4所示，常規(guī)方法是使用安裝于顯微鏡外部的第二 TEC元件22，其從接收來(lái)自SDD模塊20的熱的長(zhǎng)冷指21移除熱，且該第二 TEC元件22接著傳遞熱到結(jié)合在顯微鏡外部的探測(cè)器外盒上的對(duì)流翅片23，由此，熱耗散到環(huán)境空氣中。然而，此方法并不理想，在于:(1)冷指代表了必須在啟動(dòng)時(shí)被冷卻至合適溫度的大量熱質(zhì)量。此外，由于冷指支撐在緊鄰其管狀外罩且冷指必須通過(guò)某種真空密封穿入顯微鏡的樣本室的事實(shí)，一定量的寄生熱“泄露”通過(guò)輻射和傳導(dǎo)到達(dá)冷指是不可避免的。此寄生熱傳遞作用為增加放置于外部TEC模塊的要求，令其耗散更大的熱量。(2)常規(guī)探測(cè)器設(shè)計(jì)幾乎沒(méi)有用于增加從其外部TEC裝置熱側(cè)的熱耗散的實(shí)際選擇。電子顯微鏡尚未普遍設(shè)計(jì)有用于探測(cè)器環(huán)境的熱管理的任何預(yù)備，并且由于這些儀器的極端震動(dòng)靈敏度，在EDX探測(cè)器中結(jié)合風(fēng)扇是被強(qiáng)烈阻止的。于是，為了確保在溫暖環(huán)境下足夠的熱耗散，唯一的實(shí)際選擇是在外部探測(cè)器外殼上接合特大翅片以便增強(qiáng)被動(dòng)對(duì)流冷卻。由于探測(cè)器往往安裝在顯微鏡上非常擁擠的區(qū)域，這種大冷卻肋片是不合意的，且在任何情況下都不能確定其將接收足夠氣流。相比之下，在此說(shuō)明的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)最小化這些問(wèn)題。在封裝的SDD模塊26和第二 TEC模塊30之間插有極微小的熱質(zhì)量，且寄生熱傳遞幾乎沒(méi)有機(jī)會(huì)。此外，從支撐托架25比樣本室82更暖的程度上說(shuō)，寄生熱傳遞實(shí)際上輔助了從傳感器帶走熱的功能。因此，此類型設(shè)計(jì)固有一些有用的熱效率。也容易看出，相比提供到外部匯點(diǎn)的隔離路徑同時(shí)穿入樣本室壁，提供到樣本室的良好熱路徑是簡(jiǎn)單得多的機(jī)械問(wèn)題。最后，要注意相比在探測(cè)器的特定地點(diǎn)控制溫度，從電子顯微鏡的相當(dāng)大的真空室耗散熱量通常是更簡(jiǎn)單的問(wèn)題。即，通過(guò)實(shí)行將熱管理作為與顯微鏡設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，而非僅為探測(cè)制造商的關(guān)注點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)更有效且可靠的熱性能。
[0071]將此簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)制成實(shí)用探測(cè)所需的唯一剩余方面是提供操作單元所需的電連接。對(duì)此實(shí)施方式，這通過(guò)簡(jiǎn)單的線束(圖中未示出)實(shí)現(xiàn)。微型引腳插口附接到線束的端部，接著插口被壓到封裝的SDD模塊20或26的引腳19上。線束的另一端以匹配穿過(guò)樣本室壁的真空密封電引線的多引腳插座終結(jié)(這種引線的商業(yè)來(lái)源為熟悉真空系統(tǒng)高中者所知，或者其可被訂制制造)。在樣本室的外部，引線連接到合適的探測(cè)器電子設(shè)備和合適的控制器以便操作和調(diào)節(jié)TEC模塊(封裝的SDD模塊內(nèi)部的那個(gè)13和匯集來(lái)自封裝的SDD模塊的第二個(gè)30)。這些電子部件可從商業(yè)供應(yīng)商獲得，或其可根據(jù)熟知的原理訂制制造。
[0072]顯然，在此說(shuō)明的探測(cè)器的機(jī)械部件的極度簡(jiǎn)單和圖4所示的常規(guī)的基于SDD的探測(cè)器單元的構(gòu)造成顯著對(duì)比。最值得注意地，消除常規(guī)冷指及其精密制造的真空密封蓋代表了重大的簡(jiǎn)化。此外，可認(rèn)識(shí)到，本示例的內(nèi)部安裝的探測(cè)器允許在EM本身設(shè)計(jì)上的大量簡(jiǎn)化，因?yàn)闊o(wú)需提供內(nèi)聯(lián)端口來(lái)允許常規(guī)探測(cè)器管插入緊鄰樣本。相反，所需的相對(duì)小的電引線可位于樣本室的便利面。因此，以此方式將探測(cè)器集成入顯微鏡的樣本室在設(shè)計(jì)上提供了極大的靈活性。然而，同樣明顯的是此處所述類型的探測(cè)器不是可插入任意電子顯微鏡的“一般”裝置。相反，對(duì)于最優(yōu)實(shí)施方式，探測(cè)器和顯微鏡必須一起設(shè)計(jì)。重要考慮之一是顯微鏡樣本室的導(dǎo)熱性。在此處說(shuō)明的實(shí)施方式中，樣本室由鋁構(gòu)造，其提供了從探測(cè)器的安裝托架導(dǎo)熱的有效熱路徑。
[0073]當(dāng)然，探測(cè)器安裝到顯微鏡上的具體方法當(dāng)然可以有多種變體。在此說(shuō)明的設(shè)計(jì)為連接到樣本室“天花板”表面做了準(zhǔn)備，但調(diào)整支撐托架25以安裝到任意提供足夠熱耗散的便利表面是簡(jiǎn)單的事情。當(dāng)然，沒(méi)有什么能阻止這種探測(cè)器附接到顯微鏡的端口蓋，如果那是最便利的安裝點(diǎn)的話。如果端口足夠大，蓋也可容納電引線，且其尺寸可允許探測(cè)器以類似常規(guī)管狀安裝設(shè)計(jì)的方式通過(guò)端口插入。此布置可能在樣本室由非良好導(dǎo)熱體(例如不銹鋼)的材料構(gòu)造的情況中特別有利。在這樣的情況中，附接到裝配外部冷卻翅片的銅或鋁的端口板(例如)可提供必需的熱耗散方式。但不像常規(guī)管狀安裝配置，不需要熱路徑實(shí)體地穿入樣本室或從其熱隔離，且端口無(wú)需位于相對(duì)于樣本瞄準(zhǔn)的方向。因此，依據(jù)本教導(dǎo)構(gòu)造的X射線探測(cè)器的端口安裝是有時(shí)可用來(lái)獲利而不偏離所公開(kāi)的發(fā)明的精神或犧牲其優(yōu)點(diǎn)的選擇。
[0074]同樣顯而易見(jiàn)的是，采用合適的設(shè)計(jì)，為維修目的將依據(jù)此公開(kāi)構(gòu)造的探測(cè)器從顯微鏡移除可以很簡(jiǎn)單。在本示例中，其涉及移除若干螺釘以及從引線連接拔下電線束纜。因此，盡管EDX探測(cè)器的設(shè)計(jì)集成到電子顯微鏡的結(jié)構(gòu)中，就安裝和維修而言，其仍可保持期望的模塊性。
[0075]在此說(shuō)明的簡(jiǎn)單探測(cè)器提供了用于在電子顯微鏡諸如SEM或EPMA中提供EDX能力的廉價(jià)而有效的方法。然而，此設(shè)計(jì)的功能性可輕易通過(guò)對(duì)具備普通技能者顯而易見(jiàn)的簡(jiǎn)單修改來(lái)增強(qiáng)。例如，為美觀和保護(hù)原因?qū)⑻綔y(cè)器封閉在簡(jiǎn)單外殼可能被視為期望的。同樣，更改設(shè)計(jì)以適應(yīng)X射線傳感器模塊的不同尺寸或樣式(包括結(jié)合用于UTW類型的電子阱)或者更改SDD模塊的位置及方向來(lái)實(shí)現(xiàn)在幾何形狀上期望的變體是簡(jiǎn)單的事情?？蛇M(jìn)一步注意到即使是這個(gè)非常簡(jiǎn)單的探測(cè)器設(shè)計(jì)也有助于多個(gè)EDX探測(cè)器在顯微鏡上的安裝，因?yàn)闊o(wú)需提供多個(gè)正確取向的端口。最后，可注意到將外部電子支持電路的元件遷移到此設(shè)計(jì)背景下的樣本室(以下一示例的方式)是簡(jiǎn)單的事情。簡(jiǎn)而言之，一旦常規(guī)的瞄準(zhǔn)的、熱隔離的模塊化管狀安裝X射線探測(cè)器慣例的專制被廢除，取代以使用帶有熱集成支持結(jié)構(gòu)的內(nèi)部二級(jí)TEC的設(shè)計(jì)，許多有用選擇和簡(jiǎn)化對(duì)設(shè)計(jì)者變得可行。
[0076]示例2 -柱集成陣列探測(cè)器
之前的示例說(shuō)明了采用對(duì)本文所教導(dǎo)原理中的一些的非常簡(jiǎn)單的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)的實(shí)際好處。此第二示例說(shuō)明了接合額外新穎做法并提供額外好處的更加復(fù)雜的實(shí)施方式。
[0077]顯然，實(shí)現(xiàn)封裝的SDD模塊到電子顯微鏡的有效集成的重要關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)封裝的SDD模塊到第二 TEC模塊的緊密有效熱接合。圖6示出了這樣的安裝。在此，封裝的SDD模塊26的熱立柱旋入“T字形的”銅立柱32的莖上的螺紋孔中，其中銅立柱32的平坦面接觸第二 TEC模塊30的冷面。使用帶中心開(kāi)口的夾緊板33通過(guò)四個(gè)夾緊螺釘31將第二 TEC模塊30的熱面抵靠平坦的熱耗散表面(未示出)夾緊。
[0078]圖6所示的組件可作為多種不同探測(cè)器配置的基本部件使用。其具有在TEC模塊30和封裝的SDD模塊26之間提供非常簡(jiǎn)單而旋轉(zhuǎn)可調(diào)的接合的優(yōu)點(diǎn)。此接合不僅代表極微小的熱質(zhì)量，也最小化熱接合處的數(shù)目。此設(shè)計(jì)的巧妙之處是傳感器插入的距離可通過(guò)調(diào)節(jié)T字形的安裝立柱32的莖的長(zhǎng)度來(lái)定制，且探測(cè)器在模塊中的對(duì)中可通過(guò)更改中心孔在熱夾緊板33上的位置來(lái)調(diào)整。因此，此簡(jiǎn)單安裝可容易地適于不同探測(cè)器尺寸和配置的優(yōu)化。
[0079]并非如之前的示例所做將金屬絲附接到來(lái)自封裝的SDD模塊的引腳上，圖7示出了如何通過(guò)設(shè)置引腳插口 35的小印刷電路板34更便利地將此達(dá)成。電路板又可設(shè)置有允許經(jīng)由匹配插頭來(lái)附接信號(hào)電纜的小連接器36。此外，電路板提供了安裝支持封裝的SDD模塊的電子電路的便利位置。特別是，在此電路板上實(shí)施前置放大器的第一高增益級(jí)和調(diào)節(jié)傳感器FET偏壓的電路以便最小化引線長(zhǎng)度和噪聲拾取機(jī)會(huì)是有利的。圖中所示的封裝的電荷敏感放大器裝置37是商業(yè)可得的部件，代表依據(jù)此設(shè)計(jì)可位于SDD模塊附近的一種電路。對(duì)選為位于此板的特定電路的選擇是前置放大器設(shè)計(jì)技術(shù)的一方面，而前置放大器設(shè)計(jì)與本發(fā)明的教導(dǎo)無(wú)關(guān)，但顯然對(duì)有本領(lǐng)域技術(shù)者而言，在顯微鏡真空室的良好防護(hù)環(huán)境中在這種緊鄰SDD模塊處結(jié)合大量電路的機(jī)會(huì)可對(duì)低噪聲前置放大器設(shè)計(jì)的苛刻目標(biāo)有利。同樣顯而易見(jiàn)的是，實(shí)施這樣的有利布置是常規(guī)地被配合傳感器進(jìn)入極小直徑的管的需求所阻止的。
[0080]圖8示出了結(jié)合組件38，38’，38〃的柱集成陣列探測(cè)器的設(shè)計(jì)，三個(gè)不同地布置在圖9中，四個(gè)在圖10中。所示設(shè)計(jì)允許多達(dá)四個(gè)這種組件圍繞為此目的設(shè)計(jì)的特定SEM儀器的聚焦透鏡39緊密布置。聚焦透鏡39通過(guò)O形環(huán)40密封，并固定到柱安裝法蘭41上，柱安裝法蘭41又可移除地附接到探測(cè)器安裝接口法蘭42，探測(cè)器安裝接口法蘭42為多個(gè)探測(cè)器組件38，38’，38〃的TEC元件30提供成合適角度的熱安裝面。夾在透鏡安裝法蘭41和探測(cè)器安裝接口法蘭42之間的是印刷電路板43，其通過(guò)該對(duì)相對(duì)的共半徑O形環(huán)44密封到所述法蘭，且所述電路板也通過(guò)螺釘(未示出)機(jī)械固定到探測(cè)器安裝接口法蘭42。此電路板43于是位于真空外罩內(nèi)部及外部，并提供許多有利功能，如將簡(jiǎn)短說(shuō)明的。探測(cè)器安裝接口法蘭42通過(guò)螺釘(未示出)固定到電子顯微鏡的真空室45，帶著在所述元件間的大量熱接觸，以及由O形環(huán)46提供的真空密封。同樣由電路板43支持且電連接到電路板43的是位于緊鄰形成探針的透鏡39之下的環(huán)形BSE探測(cè)器47。一個(gè)SDD探測(cè)器組件38裝配有帶IOmm2有效區(qū)域的UTW類型SDD傳感器模塊,且裝備有依據(jù)已知的磁偏轉(zhuǎn)原理構(gòu)造的電子阱48。探測(cè)器組件38’結(jié)合PIN 二極管類型傳感器，探測(cè)器組件38〃結(jié)合30mm2BeW類型傳感器模塊。這樣，此示例說(shuō)明了不同配置和類型的X射線探測(cè)器可方便地集成到共同陣列的方式，以及其它類型探測(cè)器，諸如BSE探測(cè)器47。
[0081]可觀察到由探測(cè)器安裝接口法蘭42、電路板43、探測(cè)器組件38,38’，38"、電子阱M和BSE探測(cè)器47組成的探測(cè)器陣列構(gòu)成可從柱安裝法蘭41和樣本室45卸下的模塊化組件，如圖9和圖10所示。容易認(rèn)識(shí)到這種模塊化附件對(duì)探測(cè)器陣列的制造和維修都有極大好處，因可從顯微鏡其余部分分開(kāi)安裝陣列的所有元件，且觀察和調(diào)整其定位。
[0082]電路板43提供許多有利功能:
1.其提供了內(nèi)部電連接到構(gòu)成陣列的探測(cè)器的便利方法，采用該種電連接器和印刷電路板常用線束。
[0083]2.其提供了通過(guò)真空接口傳遞電源和信號(hào)的方便、緊湊且經(jīng)濟(jì)的方法，而不依靠真空引線或需要顯微鏡端口來(lái)安裝所述弓I線。
[0084]3.其在柱安裝法蘭41和探測(cè)器安裝接口法蘭42之間提供了熱障。由于電子顯微鏡中普遍使用的磁聚焦透鏡39產(chǎn)生大量熱量，期望從一同起作用耗散探測(cè)器組件38，38’，38〃產(chǎn)生的熱的探測(cè)器安裝接口法蘭42和樣本室45隔離此熱源。
[0085]4.其提供了在真空外罩中實(shí)施支持電路的現(xiàn)成方法。
[0086]5.在顯微鏡外部，其提供了對(duì)關(guān)聯(lián)的支持電子設(shè)備安裝額外電路和/或附件的便利位置，采用常規(guī)電路板部件。
[0087]這樣可觀察到，盡管對(duì)實(shí)施如本文教導(dǎo)的集成陣列探測(cè)器不是必需的，使用跨越真空密封外殼外部和內(nèi)部的普通電路板在其自身理由下是既新穎又特別有利的做法。盡管作為在真空系統(tǒng)的內(nèi)部和外部元件之間提供電連接的方法的這種電路板的不尋常的實(shí)體布置在真空系統(tǒng)做法中先前已知且在電子顯微鏡構(gòu)造的背景中有先例，如在此教導(dǎo)的實(shí)行在電子顯微鏡信號(hào)探測(cè)器的背景中是先前未知的，熱隔離方面也是先前未實(shí)行的?？奢p易認(rèn)識(shí)到，用于制造通過(guò)真空外殼的電連接的此新穎布置在模塊化管狀安裝EDX探測(cè)器的常規(guī)技術(shù)中是不現(xiàn)實(shí)的。也可認(rèn)識(shí)到，將此布置使用在電子光學(xué)系統(tǒng)不是像此處情況一樣設(shè)計(jì)為容易卸下的最常規(guī)的顯微鏡中的背景中是不現(xiàn)實(shí)的。因此，盡管出現(xiàn)許多優(yōu)點(diǎn)，此新穎做法不是已知技術(shù)的明顯應(yīng)用場(chǎng)合。
[0088]對(duì)熟悉真空系統(tǒng)技術(shù)者，顯然，構(gòu)造電路板43以及小電路板34和內(nèi)部附接于其的元件所使用的材料必須適應(yīng)樣本室達(dá)到的真空級(jí)。對(duì)于相對(duì)“低真空”儀器的滿意操作必需的真空級(jí)，這通過(guò)使用常規(guī)材料滿意地實(shí)現(xiàn)。在“高真空”實(shí)施方式的情況中，如果需要，特殊電路板材料是商業(yè)可得的。
[0089]顯然，在此說(shuō)明的探測(cè)器陣列可容納一至四個(gè)EDX探測(cè)器。由于此布置本質(zhì)簡(jiǎn)單的性質(zhì)，以及分享公共資源(諸如電源)的能力，此布置基本上比安裝多個(gè)常規(guī)模塊化管狀安裝配置的EDX探測(cè)器便宜。由于不需要像常規(guī)端口安裝的探測(cè)器的情況那樣在顯微鏡上有合適的安裝端口陣列，顯微鏡設(shè)計(jì)也被簡(jiǎn)化。極大的靈活性也產(chǎn)生在可通過(guò)在探測(cè)器安裝接口法蘭42的變化容易地更改探測(cè)器幾何形狀而無(wú)需更改樣本室45的事實(shí)中。
[0090]與本示例關(guān)聯(lián)的另一個(gè)重要新穎方面涉及為了在共同陣列中集成多種探測(cè)器的預(yù)備。常規(guī)做法是將每個(gè)探測(cè)器作為分離的單元對(duì)待，與其它探測(cè)器分開(kāi)，且與顯微鏡分開(kāi)?，F(xiàn)有技術(shù)已知的多元件傳感器探測(cè)器已利用相同的傳感器元件。除了教導(dǎo)將EDX探測(cè)器集成入顯微鏡結(jié)構(gòu)的做法之外，如在此說(shuō)明的，主題發(fā)明也教導(dǎo)了創(chuàng)造結(jié)合多個(gè)多種類型的探測(cè)器的顯微鏡組件的做法。此做法有兩個(gè)顯著形式:
1.本發(fā)明教導(dǎo)了集成探測(cè)器陣列的創(chuàng)造，該集成探測(cè)器陣列可容易地結(jié)合不同種類的固態(tài)X射線傳感器并從而被有效配置以實(shí)現(xiàn)特定分析目標(biāo)，其中有差異的探測(cè)器種類是有利的。
[0091]2.具有本領(lǐng)域技術(shù)人員可認(rèn)識(shí)到探測(cè)器可安裝到其上的可拆卸陣列的概念極大地便于了將除X射線傳感器外許多不同探測(cè)器類型結(jié)合到電子顯微鏡中。與此前做法的獨(dú)立的端口安裝裝置相比，共用安裝結(jié)構(gòu)便于最優(yōu)的定位和調(diào)整。這通過(guò)傳感器更優(yōu)化的包裝以及構(gòu)造上明顯的節(jié)約方便了性能改進(jìn)。再一次，值得注意的是，這個(gè)期望的結(jié)果在常規(guī)顯微鏡設(shè)計(jì)做法中不可行，因此此前未被采取。盡管目前的示例特別地教導(dǎo)了將背散射電子(BSE)探測(cè)器結(jié)合到SDD類型的EDX傳感器陣列中，對(duì)此創(chuàng)新的利用可多產(chǎn)地延伸到結(jié)合其它類型傳感器和“分析工具”，例如拉曼探針、陰極發(fā)光探測(cè)器，次級(jí)電子探測(cè)器，機(jī)械探針等等。
[0092]此示例也說(shuō)明了此發(fā)明教導(dǎo)的熱管理的做法。值得注意的是，探測(cè)器安裝接口法蘭42在優(yōu)選實(shí)施中由鋁構(gòu)造，且與樣本室45其余部分大量熱接觸，使得整體構(gòu)成耗散用于冷卻探測(cè)器的TEC模塊產(chǎn)生的熱的有效方法。此特定實(shí)施方式特別有效，在于探測(cè)器安裝接口法蘭42起到樣本室45的部分真空外殼的作用并且這樣對(duì)周圍環(huán)境暴露，其起到熱傳遞和熱耗散的雙重作用。如期望的，后一作用可通過(guò)接合附于此接口部件外部的蓄意對(duì)流結(jié)構(gòu)而輕易增強(qiáng)。
[0093]最后，可認(rèn)識(shí)到，盡管在此提供的示例將單個(gè)TEC元件接合到每個(gè)SDD傳感器元件，這不是主題發(fā)明教導(dǎo)的做法的要求。利用為安裝在共同熱基底上的多重傳感器提供冷卻的可能更大的TEC模塊的設(shè)計(jì)也是預(yù)期的。
【權(quán)利要求】
1.一種電子顯微鏡和X射線探測(cè)器的組合，所述顯微鏡包括容納用于保持待分析樣本的樣本臺(tái)的真空室，且所述X射線探測(cè)器包括安裝在所述真空室中的固態(tài)X射線傳感器和接合所述傳感器并結(jié)合至少一個(gè)目的是從所述傳感器移除熱的熱電冷卻元件的熱力循環(huán)； 包括所述熱力循環(huán)的改進(jìn)結(jié)合所述真空室作為耗散來(lái)自所述熱電冷卻元件的輸出熱的方法。
2.如權(quán)利要求21所述的組合，包括用于包括所述X射線傳感器的所述X射線探測(cè)器的機(jī)械支持，其中所述支持用作用于傳導(dǎo)熱到所述真空室的所述熱力循環(huán)的元件。
3.如權(quán)利要求22所述的組合，其中所述機(jī)械支持整體容納在所述真空室中。
4.如權(quán)利要求21所述的組合，其中所述X射線傳探測(cè)器包括分享所述熱力循環(huán)的多個(gè)X射線傳感器。
5.如權(quán)利要求21所述的組合，包括從所述電子顯微鏡的光學(xué)元件熱隔離所述真空室的絕熱屏障。
6.如權(quán)利要求25所述的組合，其中所述絕熱屏障包括為所述X射線探測(cè)器保留電子電路的電路板。
7.如權(quán)利要求26所述的組合，所述電路板包括用于從所述真空室中的所述X射線探測(cè)器傳輸信號(hào)到所述真空室外部的導(dǎo)體。
8.如權(quán)利要求21所述的組合，包括一系列所述熱電冷卻元件。
9.如權(quán)利要求21所述的組合，其中所述固態(tài)X射線探測(cè)器包括SDD傳感器。
10.一種電子顯微鏡和X射線探測(cè)器的組合，所述顯微鏡包括容納用于保持待分析樣本的樣本臺(tái)的真空室，且所述X射線探測(cè)器包括安裝在所述真空室中的固態(tài)X射線傳感器和結(jié)合目的是從所述傳感器移除熱的多樣的熱電冷卻元件的熱力循環(huán)；其中所有所述熱電冷卻元件容納在所述真空室中。
【文檔編號(hào)】H01J37/28GK103887134SQ201410144323
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2009年5月15日
【發(fā)明者】F.H.尚伯, C.G.范比克 申請(qǐng)人:Fei 公司