本發(fā)明涉及儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)裝置。

背景技術(shù)：

目前，掃描電子顯微鏡的工作距離是指樣品表面與物鏡下極靴的下表面之間的距離，在儀器出廠前需要進(jìn)行校準(zhǔn)。工作距離的校準(zhǔn)是掃描電子顯微鏡調(diào)試和校準(zhǔn)過程中非常重要的一部分工作。但是，現(xiàn)有技術(shù)中并沒有專門的校準(zhǔn)裝置對工作距離進(jìn)行校準(zhǔn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有校準(zhǔn)裝置對掃描電子顯微鏡的工作距離的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)裝置，包括：校準(zhǔn)基體，用于安裝在電子顯微鏡的樣品臺上，校準(zhǔn)基體具有沿其軸向且朝向電子顯微鏡的物鏡極靴設(shè)置的若干個校準(zhǔn)平面及向物鏡極靴突出且通過與物鏡極靴接觸配合以實現(xiàn)校準(zhǔn)基體定位的定位凸起，若干個校準(zhǔn)平面中至少一個校準(zhǔn)平面上設(shè)有具有聚焦功能的至少三個校準(zhǔn)孔，在電子顯微鏡聚焦不變且所有校準(zhǔn)孔同時聚焦清楚時，物鏡極靴的下表面至每一校準(zhǔn)平面的距離為電子顯微鏡設(shè)定的工作距離。

進(jìn)一步地，校準(zhǔn)平面的個數(shù)不少于兩個時，其中一個校準(zhǔn)平面設(shè)有至少三個校準(zhǔn)孔，其余的校準(zhǔn)平面上設(shè)有至少一個校準(zhǔn)孔。

進(jìn)一步地，校準(zhǔn)基體為具有至少兩個臺階的柱形臺階狀結(jié)構(gòu)，每一臺階的朝向物鏡極靴的臺階面形成校準(zhǔn)平面；臺階面上設(shè)有安裝槽，安裝槽中安裝校準(zhǔn)光蘭，校準(zhǔn)光蘭的中心成型有校準(zhǔn)孔，校準(zhǔn)光蘭的朝向物鏡極靴的表面與其所在的臺階面重合；定位凸起設(shè)置在最靠近物鏡極靴的校準(zhǔn)平面上。

進(jìn)一步地，校準(zhǔn)基體為圓柱形臺階狀結(jié)構(gòu)，至少三個校準(zhǔn)孔沿校準(zhǔn)基體的圓周方向分布。

進(jìn)一步地，定位凸起的朝向物鏡極靴的一端呈半球形。

進(jìn)一步地，校準(zhǔn)裝置還包括真空導(dǎo)電固定部，真空導(dǎo)電固定部覆蓋在校準(zhǔn)光蘭和校準(zhǔn)平面的相鄰的邊緣處。

進(jìn)一步地，校準(zhǔn)光蘭為圓形，校準(zhǔn)光蘭的直徑為3mm。

進(jìn)一步地，校準(zhǔn)孔的直徑在10μm～100μm的范圍內(nèi)，和/或，定位凸起的沿校準(zhǔn)基體的軸線的長度為5mm，校準(zhǔn)平面的個數(shù)為四個時，相鄰的兩個校準(zhǔn)平面之間的距離為5mm，以使工作距離分別為5mm、10mm、15mm、20mm。

進(jìn)一步地，校準(zhǔn)基體的遠(yuǎn)離物鏡極靴的表面上設(shè)置安裝柱，安裝柱用于安裝在樣品臺上的安裝孔中。

進(jìn)一步地，，每個校準(zhǔn)平面上設(shè)有對應(yīng)工作距離的數(shù)值。

本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：校準(zhǔn)時，將校準(zhǔn)基體放置在樣品臺上，調(diào)節(jié)樣品臺的旋轉(zhuǎn)和傾斜，以使定位凸起的朝向物鏡極靴的一端與物鏡極靴的下表面接觸；在電子顯微鏡聚焦不變(即聚焦電流不變)并且校準(zhǔn)孔同時聚焦清楚時，這時物鏡極靴的下表面與校準(zhǔn)平面平行，從而確定校準(zhǔn)平面與物鏡極靴的下表面之間的距離為電子顯微鏡的工作距離，記錄此時的物鏡的聚焦電流和工作距離；以工作距離和聚焦電流建立XY軸坐標(biāo)系，通過至少四對聚焦電流和工作距離的數(shù)據(jù)在XY坐標(biāo)系軸形成曲線，其他的聚焦電流和工作電流通過曲線給出。上述校準(zhǔn)裝置在電子顯微鏡出廠前能夠?qū)ζ涔ぷ骶嚯x進(jìn)行校準(zhǔn)，能夠滿足電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)要求，其結(jié)構(gòu)簡單、校準(zhǔn)精確，有效地解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有校準(zhǔn)裝置對掃描電子顯微鏡的工作距離的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)裝置的實施例的主視示意圖；

圖2示出了圖1的電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)裝置的側(cè)視示意圖；

圖3示出了圖1的電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)裝置的剖視示意圖；以及

圖4示出了圖3的電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)裝置的A處放大示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

10、校準(zhǔn)基體；11、定位凸起；12、臺階；121、校準(zhǔn)平面；13、校準(zhǔn)光蘭；131、校準(zhǔn)孔；14、真空導(dǎo)電固定部；15、安裝柱。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1和圖4所示，本實施例的電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)裝置包括：校準(zhǔn)基體10，校準(zhǔn)基體10用于安裝在電子顯微鏡的樣品臺上，校準(zhǔn)基體10具有沿其軸向且朝向電子顯微鏡的物鏡極靴設(shè)置的若干個校準(zhǔn)平面121及向物鏡極靴突出且通過與物鏡極靴接觸配合以實現(xiàn)校準(zhǔn)基體10定位的定位凸起11，若干個校準(zhǔn)平面121中至少一個校準(zhǔn)平面121上設(shè)有具有聚焦功能的至少三個校準(zhǔn)孔131，在電子顯微鏡聚焦不變且所有校準(zhǔn)孔131同時聚焦清楚時，物鏡極靴的下表面至每一校準(zhǔn)平面121的距離為電子顯微鏡設(shè)定的工作距離。其中，物鏡極靴是物鏡的下極靴。

應(yīng)用本實施例的電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)裝置，校準(zhǔn)時，將校準(zhǔn)基體10放置在樣品臺上，調(diào)節(jié)樣品臺的旋轉(zhuǎn)和傾斜，以使定位凸起11的朝向物鏡極靴的一端與物鏡極靴的下表面接觸；在電子顯微鏡聚焦不變(即聚焦電流不變)并且校準(zhǔn)孔131同時聚焦清楚時，這時物鏡極靴的下表面與校準(zhǔn)平面121平行，從而確定校準(zhǔn)平面121與物鏡極靴的下表面之間的距離為電子顯微鏡的工作距離，記錄此時的物鏡的聚焦電流和工作距離；以工作距離和聚焦電流建立XY軸坐標(biāo)系，通過至少四對聚焦電流和工作距離的數(shù)據(jù)在XY坐標(biāo)系軸形成曲線，其他的聚焦電流和工作電流通過曲線給出。上述校準(zhǔn)裝置在電子顯微鏡出廠前能夠?qū)ζ涔ぷ骶嚯x進(jìn)行校準(zhǔn)，能夠滿足電子顯微鏡的工作距離的校準(zhǔn)要求，其結(jié)構(gòu)簡單、校準(zhǔn)精確，有效地解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有校準(zhǔn)裝置對掃描電子顯微鏡的工作距離的問題。

聚焦清楚是指電子束匯聚點在校準(zhǔn)平面上，調(diào)節(jié)物鏡電流，可以使電子束匯聚點在校準(zhǔn)平面上下移動，正聚焦時圖像清晰。當(dāng)欠聚焦或過聚焦時，圖像模糊。

在本實施例中，校準(zhǔn)平面121的個數(shù)不少于兩個時，其中一個校準(zhǔn)平面121設(shè)有至少三個校準(zhǔn)孔131，其余的校準(zhǔn)平面121上設(shè)有至少一個校準(zhǔn)孔131。三個點確定一個平面，通過校準(zhǔn)至少三個校準(zhǔn)孔131就可以確定這個校準(zhǔn)平面與物鏡極靴的下表面平行。由于多個校準(zhǔn)平面相互之間均是平行的，這時在校準(zhǔn)其他校準(zhǔn)平面時，只需要校準(zhǔn)至少一個校準(zhǔn)孔即可。

在本實施例中，校準(zhǔn)基體10為具有至少兩個臺階12的柱形臺階狀結(jié)構(gòu)，每一臺階12的朝向物鏡極靴的臺階面形成校準(zhǔn)平面121；臺階面上設(shè)有安裝槽，安裝槽中安裝校準(zhǔn)光蘭13，校準(zhǔn)光蘭13的中心成型有校準(zhǔn)孔131，校準(zhǔn)光蘭13的朝向物鏡極靴的表面與其所在的臺階面重合；定位凸起11設(shè)置在最靠近物鏡極靴的校準(zhǔn)平面121上。校準(zhǔn)基體10的結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，成本低廉。

優(yōu)選地，校準(zhǔn)基體10為圓柱形臺階狀結(jié)構(gòu)，至少三個校準(zhǔn)孔131沿校準(zhǔn)基體10的圓周方向分布。制造簡便，降低制造成本。優(yōu)選地，至少三個校準(zhǔn)孔131沿校準(zhǔn)基體10的圓周方向均勻分布，這樣便于加工。

在本實施例中，定位凸起11的朝向物鏡極靴的一端呈半球形。這樣不容易劃傷物鏡極靴的下表面，起到保護(hù)物鏡極靴的作用。

如圖2至圖4所示，校準(zhǔn)裝置還包括真空導(dǎo)電固定部14，真空導(dǎo)電固定部14覆蓋在校準(zhǔn)光蘭13和校準(zhǔn)平面121的相鄰的邊緣處。在工作距離校準(zhǔn)時，校準(zhǔn)裝置安裝在電子顯微鏡的樣品臺上，樣品臺工作在真空環(huán)境內(nèi)，真空導(dǎo)電固定部14用于將校準(zhǔn)光蘭固定在校準(zhǔn)基體的臺階面上。由于工作在真空環(huán)境內(nèi)，真空導(dǎo)電固定部14的放氣率必須很低，不能影響掃描電子顯微鏡樣品室內(nèi)的真空；同時，真空導(dǎo)電固定部14必須導(dǎo)電，否則電子束聚焦在校準(zhǔn)光蘭上時，容易導(dǎo)致電荷積累，無法獲得清晰圖像。優(yōu)選地，真空導(dǎo)電固定部14為真空導(dǎo)電膠，使用方便，成本低廉。

在本實施例中，校準(zhǔn)光蘭13為圓形，校準(zhǔn)光蘭13的直徑為3mm。圓形的校準(zhǔn)光蘭結(jié)構(gòu)簡單，制造簡便，降低制造成本。校準(zhǔn)光蘭外部直徑為3mm，鑲嵌在校準(zhǔn)基體上的圓柱槽內(nèi)，并且校準(zhǔn)光蘭的上表面與臺階面重合。

在本實施例中，校準(zhǔn)孔131的直徑在10μm～100μm的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，校準(zhǔn)孔131直徑為100μm。具體地，校準(zhǔn)光蘭13的中心有直徑為100μm的校準(zhǔn)孔，在獲得放大倍數(shù)1000倍至5000倍的圖像時，能確定是否聚焦清楚，從而確定準(zhǔn)確的工作距離。

在本實施例中，定位凸起11的沿校準(zhǔn)基體的軸線的長度為5mm，校準(zhǔn)平面121的個數(shù)為四個時，相鄰的兩個校準(zhǔn)平面121之間的距離為5mm，以使工作距離分別為5mm、10mm、15mm、20mm。也就是說，校準(zhǔn)基體采用圓柱臺階結(jié)構(gòu)，每個臺階高度為5mm，臺階上有直徑為3mm的圓形槽，用于鑲嵌校準(zhǔn)光蘭，校準(zhǔn)基體的頂端采用半球形設(shè)計，不會損壞物鏡極靴的下表面。依次校準(zhǔn)四個工作距離，操作規(guī)范。

在本實施例中，在常用工作距離為10mm的臺階處，設(shè)置四個直徑為3mm的圓形槽，在圓形槽做個鑲嵌校準(zhǔn)光蘭。在校準(zhǔn)時，調(diào)節(jié)掃描電子顯微鏡的樣品臺旋轉(zhuǎn)和傾斜，當(dāng)基體的球面頂端與物鏡極靴的下表面接觸，當(dāng)聚焦不變時，使四個校準(zhǔn)孔都聚焦清楚，說明基體的臺階面與物鏡極靴的下表面平行，從而確定準(zhǔn)確的工作距離為10mm；然后在水平平面內(nèi)平移樣品臺的升降和調(diào)節(jié)聚焦電流，從上至下的其他臺階面依次聚焦清楚時，那么準(zhǔn)確的工作距離分別為5mm、15mm、20mm。最后將準(zhǔn)確的工作距離數(shù)值和聚焦電流的數(shù)值輸入電子顯微鏡的控制系統(tǒng)并形成擬合的曲線，其他的工作距離通過擬合的曲線給出。

如圖1所示，校準(zhǔn)基體10的遠(yuǎn)離物鏡極靴的表面上設(shè)置安裝柱15，安裝柱15用于安裝在樣品臺上的安裝孔中。安裝柱15便于將校準(zhǔn)裝置安裝在樣品臺上，裝拆簡便，降低操作人員的勞動強度。安裝柱15設(shè)置在校準(zhǔn)基體的中部。

如圖2所示，每個校準(zhǔn)平面121上設(shè)有對應(yīng)工作距離的數(shù)值，即每個臺階面上都刻有對應(yīng)工作距離的數(shù)值，便于在電子顯微鏡下觀察和記錄。

從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果：

上述校準(zhǔn)裝置能夠?qū)呙桦娮语@微鏡的工作距離進(jìn)行校準(zhǔn)，同時不能損壞物鏡下極靴表面。

在圖中未示出的實施例中，一個校準(zhǔn)基體上也可以僅設(shè)置一個校準(zhǔn)平面，校準(zhǔn)時就需要至少四個校準(zhǔn)基體，對每個校準(zhǔn)基體的工作距離進(jìn)行校準(zhǔn)。

顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。