The Impact of Critical Flow on the Primary Electron Beam Passage through Differentially Pumped Chamber

El impacto del flujo crítico en el paso primario del haz de electrones a través de la cámara bombeada diferencialmente

El microscopio electrónico de barrido ambiental crea nuevas posibilidades en el campo del examen de varios tipos de muestras y sus fases. El artículo analiza y compara los resultados de la medición de bombeo de aire para formas seleccionadas de la cámara de bombeo diferencial para crear vacío, utilizando el sistema Cosmos FloWorks.

1. Introducción

La alta presión en los gases (hasta 3000 Pa) en la cámara de muestras del microscopio electrónico de barrido de presión variable (VP-SEM) establece requisitos específicos para la construcción del microscopio y su sistema de bombeo. El diseño de las distintas partes de la construcción del VP-SEM, principalmente las cámaras de bombeo diferencial, debe cumplir requisitos específicos para el bombeo eficiente de su interior y la minimización de la presión. Los requisitos tecnológicos específicos están suficientemente compensados por una amplia gama de aplicaciones tanto en el modo de vacío como en el de alta presión [1].

La diferencia bastante grande de presión que se origina entre la cámara de muestras (3 x 103 Pa) y alrededor de la fuente de electrones (103 ÷ 10-9 Pa, según el tipo de fuente) en el VP-SEM, sólo puede mantenerse gracias al sistema de cámaras de bombeo diferencial, las pantallas limitadoras de presión (PLA1 y PLA2 en la Fig. 2) y un eficiente sistema de bombeo de gas. En las pantallas hay orificios del orden de decenas a cientos de micrómetros de diámetro que pueden restringir eficazmente el flujo de gas entre las partes individuales del microscopio, y al mismo tiempo permiten el paso de electrones de la fuente a la muestra [2]. El sistema de cámaras y pantallas suele estar integrado en la columna de EREM. Para el bombeo, normalmente se utiliza un sistema de bombas de vacío rotativas, de difusión o turbo-culares (el interior de la cámara del espécimen y las diferentes cámaras adyacentes de bombeo tial), o posiblemente bombas de vacío de iones (la fuente de electrones).

Debido a la alta presión de los gases en la cámara de muestras de EREM, hay un aumento de las interacciones de los electrones con las moléculas y los átomos de los gases (principalmente los vapores de agua). Posteriormente, el haz de electrones primario original se difunde. La difusión de los electrones primarios aumenta con el aumento de la presión, el número atómico medio de gas, la distancia de trabajo y la disminución del voltaje de aceleración en el haz. La difusión da como resultado un aumento del diámetro de la trayectoria del haz de electrones primario. En consecuencia, la relación señal/ruido en la señal detectada es menos favorable, y el efecto final puede ser un deterioró la resolución del microscopio [3].