Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

System detekcyjny elektronów wtórnych I wstecznie rozproszonych do obrazowania 3D w niskopróżniowej SEM

Słówko W., Krzysztof M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 2

34-36

PL

Przedstawiono nowe rozwiązanie systemu detekcyjnego, przeznaczonego do kierunkowej detekcji elektronów w niskopróżniowej skaningowej mikroskopii elektronowej, w celu trójwymiarowej (3D) rekonstrukcji topografii powierzchni metodą wielodetektorową. Kluczowym zespołem systemu jest głowica próżniowo-detekcyjna, stanowiąca komorę pośrednią układu pompowania różnicowego, w której wnętrzu zainstalowano czterokwadrantową diodę PIN jako detektor elektronów wstecznie rozproszonych (BSE). Rolę detektora elektronów wtórnych (SE) typu jonizacyjnego, pełni przesłona dławiąca przepływ gazu. Pokazano, że w dyskutowanym rozwiązaniu można uzyskać kierunkową detekcję BSE, niezakłóconą w skutek rozpraszania w gazie jak i detekcję SE w szerokim zakresie ciśnień.

EN

A new system for directional detection of electrons in low vacuum scanning electron microscopy (LVSEM) is presented. The system is destined for three dimensional (3D) reconstruction of the surface topography with the multi detector method. A main unit of the system is the vacuum-detection head playing the role of an intermediate chamber of the differential vacuum system and containing a four-quadrant PIN diode as the backscattered electron (BSE) detector. The role of a secondary electron (SE) detector of the ionization type is performed by the aperture throttling gas flow. Authors show that both the directional BSE detection undisturbed by scattering and SE detection can be obtained in a wide range of gas pressures.

2

Trójwymiarowa rekonstrukcja powierzchni w SEM z zastosowaniem półprzewodnikowego detektora elektronów wstecznie rozproszonych

Słówko W., Jeziorski Ł., Krysztof M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 11

53-55

PL

Przedstawiono system przeznaczony do trójwymiarowej (3D) rekonstrukcji powierzchni w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM), złożony z kwadrupolowego detektora półprzewodnikowego elektronów wstecznie rozproszonych, czterokanałowego sytemu cyfrowej akwizycji sygnałów i systemu przetwarzania opartego na komputerze klasy PC. Autorzy zastosowali tu metodę wykorzystującą specyficzny rozkład kątowy elektronów wstecznie rozproszonych na powierzchni próbki. Algorytmy przetwarzania sygnałów związane z procesem rekonstrukcji powierzchni zostały uzupelnione o procedury kompensacji błędów metody. Dzięki temu, po wstępnej kalibracji, system pozwala odtworzyć topografię powierzchni z dokładnością lepszą niż 10%, jeśli nachylenia nie przekraczają 60°. Pozwala także na odtworzenie kształtu bardzo gładkich powierzchni i może działać bardzo szybko, niemal w "czasie rzeczywistym" dostarczając informacji o kształcie powierzchni obiektów niezależnie od ich składu materiałowego.

EN

A 3D surface reconstruction system for SEM consisting of a quadruple semiconductor detector of backscattered electrons, a four-channel framegrabber and PC-based processing unit, is presented. The authors explored a method that takes advantage of the angular distribution of backscattered electrons to obtain quantitative topography contrast and visualise the surface shape. Software processing algorithms were developed to carry out the reconstruction process and compensate several types of errors, inherent in the method. After pre-calibration, the system allows to obtain surface topography with accuracy better than 10% when maximum slope angles are below 60°. It is also capable to reconstruct the shapes of very smooth surfaces and can operate very quickly, almost in real-time, providing reliable, composition-independent reconstructions for a broad class of materials.

3

Detekcja elektronów wtórnych przez przesłonę dławiącą w SEM o zmiennym ciśnieniu

Słówko W., Krysztof M., Jeziorski Ł.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 11

55-57

PL

Przedstawiono układ detekcyjny zintegrowany z komorą pośrednią systemu pompowania różnicowego, którego działanie opiera się na transporcie elektronów wtórnych przez przesłonę dławiącą do komory pośredniej, gdzie dokonuje się konwersja sygnału elektronowego na świetlny, z wykorzystaniem scyntylatora. Układ detekcyjny stanowi rodzaj soczewki katodowej dla elektronów wtórnych i soczewki pojedynczej dla wiązki pierwotnej. Zostal skonstruowany w formie dodatkowego wyposażenia, które może być zamontowane do klasycznego wysokopróżniowego skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), umożliwiając rozszerzenie zakresu jego pracy w kierunku podwyższonych ciśnień powietrza oraz pary wodnej, przekraczających 10 hPa.

EN

Authors presented the detection system integrated with an intermediate chamber of the differential pumping system which was based on the transportation of secondary electrons through the throttling aperture to the intermediate chamber where the conversion of the electron signal into the light one is performed with use of the scintillator. The detector system creates a kind of the cathode lens for secondary electrons and an unipotentiallens for the primary beam. The system was designed in a form of the additional equipment which can be mounted to the elassic high vacuum SEM enabling its work both in high vacuum and elevated pressures of air or water vapour exceeding 10 hPa.

4

Modelowanie numeryczne rozpływu elektronów w skaningowym mikroskopie elektronowym o zmiennym ciśnieniu

Krysztof M., Słówko W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 9

55-58

PL

Prezentowana jest metoda numeryczna Monte Carlo umożliwiająca symulacje ruchu elektronów i jonów w zakresie ciśnień gazu charakterystycznych dla skaningowej mikroskopii elektronowej o zmiennym ciśnieniu (VP SEM), tj. od wysokiej próżni do ciśnień przekraczających 10 hPa. Oprogramowanie wykorzystuje metodę Monte Carlo do modelowania zjawisk towarzyszących zderzeniom elektronów w gazie i komercyjny pakiet SIMlON 3D v.7.0 do wyznaczania torów elektronów między zderzeniami. Przedstawiono wyniki symulacji przepływu elektronów w obszarze wejściowym detektora elektronów wtórnych do VP SEM, obejmujące również wzmocnienie gazowe sygnału i towarzyszące mu szumy.

EN

Authors present a method for computer simulations of electron and ion flow in various gas conditions characteristic for the Variable Pressure SEM, i.e. from high vacuum to pressures exceeding 10 hPa. It combines commercially available packet SIMION 3D v.7.0 destined for tracing trajectories of charged particles in electric and magnetic fields, and a Monte Carlo program modeling phenomena accompanying electron collisions with gas molecules. As an example, results of simulations of the electron flow in an input region of the secondary electron detector for the VP SEM, including gas amplifications and noise to signal ratios have been presented.

5

Detektor scyntylacyjny elektronów do skaningowego mikroskopu elektronowego umożliwiający obrazowanie płynnej wody

Słówko W., Krysztof M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 9

25-27

PL

Przedstawiono system detekcyjno-próżniowy, zamontowany jako wyposażenie dodatkowe do klasycznego, wysoko-próżniowego SEM, umożliwiający jego pracę zarówno w zakresie wysokiej próżni jak i podwyższonych ciśnień powietrza oraz pary wodnej przekraczających 10 hPa. Stwarza to możliwości obserwacji dielektryków bez pokrycia przewodzącego, a także preparatów zawierających wodę w fazie ciekłej. System jest wyposażony w tzw. pośredni detektor elektronów wtórnych, wykorzystujący elektrony przechodzące przez przesłonę dławiącą do komory pośredniej układu pompowania różnicowego, gdzie następuje konwersja sygnału elektronowego na świetlny, typowa dla detektora scyntylacyjnego.

EN

A vacuum-detection system mounted as an optional equipment to a classic high-vacuum SEM has been presented. The system enables the SEM functioning both at high vacuum and with air or water vapours at pressures exceeding 10 hPa, which means that dielectric samples without conductive covering or those containing liquid water can be observed. The system is equipped with a so called Intermediate Secondary Electron Detector which utilizes electrons passing through the throttling aperture to the intermediate chamber of a differential pumping system. There, conversion of the electron signal into light one typical for a scintillator detector is conducted.

6

Modelowanie numeryczne przepływu elektronów w warunkach niskiej próżni

Krzysztof M., Słówko W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 10

43-44

PL

Zaprezentowano program komputerowy, umożliwiający modelowanie przepływu elektronów w warunkach, zarówno wysokiej jak i niskiej próżni, tj. w warunkach w jakich działa skaningowy mikroskop elektronowy o zmiennym ciśnieniu (tzw. Variable Pressure SEM). Program stanowi połączenie komercyjnego pakietu SIMION 3D v.7.0 do wyznaczania torów cząstek naładowanych w polu elektrycznym i magnetycznym oraz programu Monte Carlo uwzględniającego zjawiska towarzyszące zderzeniom elektronów z molekułami gazu.

EN

Computer program for numerical modelling of electron flow in low vacuum is presented. The program allows to simulate electron flow in both high and low vacuum as it was developed for studying the work of Variable Pressure SEM. It combines commercially available packet SIMION 3D v.7.0 destined for tracing trajectories of charged particles in electric and magnetic fields, and a Monte Carlo program modeling phenomena accompanying electron collisions with gas molecules. The program allows to simulate electron flow in both high and low vacuum of order of tens mbar as it was developed for analyzing of detection systems for Variable Pressure SEM.

7

Trójwymiarowe obrazowanie powierzchni w skaningowym mikroskopie elektronowym

Paluszyński J., Słówko W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 4

26-28

PL

Przedstawiono zasadę działania i budowę systemu służącego do syntezy trójwymiarowych obrazów topografii powierzchni otrzymywanych w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM). Synteza obrazu trójwymiarowego wykorzystuje właściwości rozkładu kątowego elektronów wtórnych i wstecznie rozproszonych. Układ czterech scyntylacyjnych detektorów elektronów wtórnych jest źródłem sygnałów zależnych od lokalnego nachylenia analizowanej powierzchni. Układ akwizycyjny przetwarza te sygnały na postać cyfrową i transmituje do komputera klasy PC, gdzie są zapamiętywane w formie czterech obrazów dwuwymiarowych, różniących się kierunkiem oświetlenia badanego obiektu. Specjalne oprogramowanie realizuje algorytm syntezy trójwymiarowej.

EN

A system for quantitative three-dimensional synthesis of surface topography for a scanning electron microscope (SEM) is presented. The three-dimensional image synthesis is based on the angular distribution of secondary and backscattered electrons. A quadruple secondary electron detector unit allows obtaining signals dependent on local surface inclination. An acquisition unit converts these signals to their digital form and transmits them to a PC, where they are stored as four images enlighten from different directions. Special software carries out the process of the 3D imaging in many possible manners. Errors and potential applications of the method are also discussed.

8

Non-standard techniques of surface characterization in scanning electron microscope

Słówko W., Drzazga W.

Optica Applicata

|

2002

|

Vol. 32, nr 3

425-430

EN

In this paper the specific techniques considerably extending the capabilities of a standard scanning electron microscopy (SEM) for quantitative topographic and voltage contrasts, supplemented by those concerning the low energy and the high pressure microscopy, are discussed. The techniques involve special detector systems combined with proper signal processing units. They have been designed mainly for investigations of semiconductor materials and devices, however they may be also useful in other fields of technology

9

Quantitative characterization of surface topography in scanning electron microscopy.

Słówko W., Drzazga W., Klubiński G.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 2

69-72

EN

A method for quantitative characterization of surface topography in SEM is presented. It is based on directional detection of secondary electrons in a multi-channel system and proper processing of the signal in an analogue or computer system. In a two-detector system, a pure material or topographic contrast can be isolated. Quantitative topographic information including the height and side slopes, can be displayed in a form of profiles. A fully three dimensional reconstruction in an axonometric view requires four detector unit and a computer processing system. The both systems can also be applied in combination with a conical retarding lens to decelerate the electron beam in SEM. Low energy microscopy is particularly advantageous for semiconductors and non conductive samples. Several micrograms obtained in systems designed in ITM PWr are an illustration to applications of the method.

PL

Przedstawiono metodę umożliwiającą uzyskanie obrazowania topografii powierzchni w SEM, w formie ilościowej. Metoda opiera się na kierunkowej detekcji elektronów wtórnych, w wielokanałowym układzie detekcyjnym i odpowiednim przetwarzaniu uzyskanego sygnału, z zastosowaniem systemu analogowego lub komputerowego. Układ dwu-detektorowy umożliwia wyizolowanie czystego kontrastu topograficznego, a także uzyskanie ilościowych informacji o wysokości i nachyleniu elementów powierzchni, w formie profili. W pełni trójwymiarowa rekonstrukcja w formie widoku aksonometrycznego, wymaga zastosowania układu cztero-detektorowego i komputerowego systemu przetwarzającego. Obydwa układy detekcyjne mogą być również zastosowane w kombinacji ze stożkową soczewką hamującą, umożliwiającą zmniejszenie energii wiązki elektronowej. Mała energia wiązki elektronowej jest szczególnie korzystna przy badaniach półprzewodników i dielektryków. Szereg zdjęć mikroskopowych uzyskanych w systemach opracowanych w ITM PWr, stanowi ilustrację możliwości zastosowania opisanej metody.

10

Three-dimensional surface imaging by the directional signal detection

Słówko W.

Nukleonika

|

1999

|

Vol. 44, nr 2

155-160

EN

A method for three dimensional reconstruction of the surface topography based on the "shape from signal distribution" rule is presented. It consists in directional detection of the secondary electron signal and its processing according to the formulas described. The topography can be displayed in a form of the surface profiles or fully three dimensionally in an axonometric view.

PL

W pracy została zaprezentowana metoda rekonstrukcji topografii powierzchni w skaningowym mikroskopie elektronowym bazująca na zasadach: "odtwarzanie kształtu z rozkładu sygnału". Metoda polega na kierunkowej detekcji sygnałów elektronów wtórnych i jego przetwarzaniu zgodnie z podanymi formułami. Topografia powierzchni może być przedstawiona w formie profili powierzchni lub w pełni trójwymiarowego widoku aksonometrycznego.

11

Electron optical properties of retarding lenses for the low voltage SEM

Drzazga W., Słówko W.

Nukleonika

|

1999

|

Vol. 44, nr 2

161-166

EN

There are possibilities for adaptation of the standard SEMs to obtain low energy electron micrographs. The authors propose to apply a multi-detector system where retarding electron lenses can be arranged in two sectors: above the system and below it. The parameters (including spherical and chromatic abberrations) for a row of configurations of the lenses were computed, and some of them were also examined experimentally.

PL

Istnieją możliwości uzyskania niskonapięciowych obrazów mikroskopowych w drodze odpowiedniej adaptacji standardowego skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Autorzy proponują zastosowanie w tym celu systemu wielodetektorowego z soczewkami hamującymi, które mogą być zaaranżowane zarówno powyżej tego systemu, jak i pod nim. Przedyskutowano wybrane parametry elektronooptyczne (łącznie z aberracją sferyczną i chromatyczną) dla szeregu soczewek o różnych konfiguracjach pod kątem przydatności do wspomnianego celu.