[发明专利]一种真空气氛处理装置、样品观测系统及方法

说明书

本发明公开了一种真空气氛处理装置，所述装置的顶部与外部的粒子束产生装置连接，其特征在于，所述装置包括：底部与外部的待测样品或承载所述待测样品的平台接触的吸盘、与外部的供气系统连接的第一气体控制器、与外部的抽气系统连接的第二气体控制器；其中，所述装置的顶部设置有窗口，所述窗口用于使外部的粒子束进入所述装置；所述第一气体控制器，用于连接所述供气系统和所述吸盘；所述第二气体控制器，用于连接所述抽气系统和所述吸盘。本发明还公开了一种样品观测系统及方法。

技术领域

本发明涉及带电粒子束显微镜领域，尤其涉及一种真空气氛处理装置、样品观测系统及方法。

背景技术

20世纪60年代发明了扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)，用于观测微米或纳米量级的微小物体或结构；但是，传统的SEM观测样品时，通常将样品放置于高真空的样品室内，因此，利用SEM观测样品时，需要对样品进行干燥、冷冻或镀金等特殊处理；对于取样困难的样品、液体样品或生物活体样品等特殊样品不能利用SEM进行观测。

环境扫描电子显微镜(Environmental scanning electron microscope，ESEM)是SEM发展中的一个重大突破，利用ESEM观测样品时，不需要将样品放置于高真空的样品室内，样品室内也可以充入各种气体，样品室内气体的压强通常在0.1托到50托之间；因此，与传统的SEM相比，利用ESEM观测样品在样品制备、探测和信号处理上均有较大改进，主要体现在：样品可以是生物样品等潮湿样品、非导电样品，而且样品不需要进行干燥、冷冻和真空包装等特殊处理，即ESEM实现了样品的原位观测；

但是，利用ESEM观测样品时仍然需要样品室，对于大尺寸样品观测和观测时需要频繁交换样品的问题仍没有解决。

美国的B-nano公司提出了大气扫描电子显微镜(Air scanning electronmicroscope，ASEM)，利用ASEM可以在空气中直接对样品进行观测，虽然解决了利用ESEM观测样品存在的弊端；但是，由于在大气压下，电子在空气中的平均自由程很小，其工作距离也只有几十微米大小，因此，利用ASEM对样品进行观测时，对样品的形貌和尺寸要求高，不能观察表面不平整的样品。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例期望提供一种真空气氛处理装置、样品观测系统和方法，能够测量多种尺寸和表面形貌的样品，并且能够为待测样品提供多种测试环境。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种真空气氛处理装置，所述装置的顶部与外部的粒子束产生装置连接，所述装置包括：底部与外部的待测样品或承载所述待测样品的平台接触的吸盘、与外部的供气系统连接的第一气体控制器、与外部的抽气系统连接的第二气体控制器；其中，

所述装置的顶部设置有窗口，所述窗口用于使外部的粒子束进入所述装置；

所述第一气体控制器，用于连接所述供气系统和所述吸盘；

所述第二气体控制器，用于连接所述抽气系统和所述吸盘。

上述方案中，所述吸盘包括：金属波纹管、至少包括一圈弹簧的弹簧结构和密封结构；其中，

所述弹簧结构位于所述金属波纹管的波纹内部，用于支撑所述金属波纹管；

所述金属波纹管的底部与所述密封结构连接；

所述密封结构与所述待测样品或承载所述待测样品的平台接触。

上述方案中，所述供气系统向所述装置供入的气体为纯净气体或混合气体。

本发明实施例还提供一种样品观测系统，所述系统包括：带电粒子束产生装置、真空气氛处理装置和样品；其中，