sem和光刻机区别

sem和光刻机区别

二者之间结构差异主要体现在样品在电子束光路中的位置不同。透射电镜（TEM）的样品在电子束中间，电子源在样品上方发射电子，经过聚光镜，然后穿透样品后，有后续的电磁透镜继续放大电子光束，最后投影在荧光屏幕上扫描电镜（SEM）的样品在电子束末端，电子源在样品上方发射的电子束，经过几级电磁透镜缩小，到达样品。当然后续的信号探测处理系统的结构也会不同，但从基本物理原理上讲没什么实质性差别。

相同之处:都是电真空设备，使用绝大部分部件原理相同，例如电子枪，磁透镜，各种控制原理，消象散，合轴等等。

2、SEM和TEM基本工作原理：

透射电镜（TEM）:电子束在穿过样品时，会和样品中的原子发生散射，样品上某一点同时穿过的电子方向是不同，这样品上的这一点在物镜1-2倍焦距之间，这些电子通过过物镜放大后重新汇聚，形成该点一个放大的实像，这个和凸透镜成像原理相同。这里边有个反差形成机制理论比较深就不讲，但可以这么想象，如果样品内部是绝对均匀的物质，没有晶界，没有原子晶格结构，那么放大的图像也不会有任何反差，事实上这种物质不存在，所以才会有这种牛逼仪器存在的理由。经过物镜放大的像进一步经过几级中间磁透镜的放大（具体需要几级基本上是由电子束亮度决定的,如果亮度无限大，最终由阿贝瑞利的光学仪器分辨率公式决定)，最后投影在荧光屏上成像。由于透射电镜物镜焦距很短，也因此具有很小的像差系数，所以透射电镜具有非常高的空间分辨率，0.1-0.2nm，但景深比较小，对样品表面形貌不敏感，主要观察样品内部结构。

扫描电镜:电子束到达样品，激发样品中的二次电子，二次电子被探测器接收，通过信号处理并调制显示器上一个像素发光，由于电子束斑直径是纳米级别，而显示器的像素是100微米以上，这个100微米以上像素所发出的光，就代表样品上被电子束激发的区域所发出的光。实现样品上这个物点的放大。如果让电子束在样品的一定区域做光栅扫描，并且从几何排列上——对应调制显示器的像素的亮度，便实现这个样品区域的放大成像。具体图像反差形成机制不讲。由于扫描电镜所观察的样品表面很粗糙，一般要求较大工作距离，这就要求扫描电镜物镜的焦距比较长，相应的相差系数较大，造成最小束斑尺寸下的亮度限制，系统的空间分辨率—般比透射电镜低得多1-3纳米。但因为物镜焦距较长，图像景深比透射电镜高的多，主要用于样品表面形貌的观察，无法从表面揭示内部结构，除非破坏样品，例如聚焦离子束电子束扫描电镜FIB-SEM,可以层层观察内部结构。

透射电镜和扫描电镜二者成像原理上根本不同。透射电镜成像轰击在荧光屏上的电子是那些穿过样品的电子束中的电子，而扫描电镜成像的二次电子信号脉冲只作为传统CTR显示器上调制CRT三极电子枪栅极的信号而已。透射电镜我们可以说是看到了电子光成像，而扫描电镜根本无法用电子光路成像来想象。

铄思百检测SEM和TEM样品制备要求：

TEM测试对样品有以下几点要求：

① 粉末、液体样品均可，固体样品太大了的需要离子减薄、双喷、FIB、切片制样。

② 样品必须很薄，使电子束能够穿透，一般厚度为100~200nm左右

③ 样品需置于直径为2~3mm的铜制载网上，网上附有支持膜

④ 样品应有足够的强度和稳定性，在电子线照射下不至于损坏或发生变化

⑤ 样品及其周围应非常清洁，以免污染。

SEM测试对样品有以下几点要求：

① 粉末样＞0.02g；块状样和生物样，直径小于26mm，高度小于15mm

② 样品中不得含有水分；

③ 导电性差及磁性样品为保证拍摄效果，建议喷金

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桌面台扫描电镜（Desktop 或者Tabletop或者Benchtop， MINI sem）

目前市场上产品大多只是在原有传统钨灯丝扫描电镜基础上不但进行缩小而且做了大量简化，把众多工作条件的调节范围限定在很小的区域甚至固定某些参数，或者采用更大的步距来简化调节，通过以上种种技术手段，也就是归结到所谓专业机向简易机的退变。在这之所以不强调以往的小型机是傻瓜机式的全自动或者操作更加便捷，因为这样容易误导。桌面台式机并不是当代的创造，而是伴随扫描电子显微镜的发展一直存在的小型化简易化产品，只不过时代不同，影响不如当代这般“尽人皆知”。如下图的Desk-Top Mini sem，如果对扫描电镜发展历史比较熟悉，或者说对电器控制比较熟悉，应该大体可以判断是什么年代的产品。从这个名字，也知道现在是谁在照搬这个历史概念。这个产品，一般人很难联想到全自动傻瓜机，更不要说联想到普遍使用的数码机，只能说这是一台比较原始简陋的仪器。然而经过当代技术的包装以及概念的偷换，就把它描绘成全自动的傻瓜机，操作的方便性优于大型机，力图遮掩其简陋机的本质，是非常不切实际。到现在为止常规大型机的各项技术发展都要优先于小型机，包括各种自动控制功能，同一个时代的常规大型机的操作便捷便利性只能比小型机好而不是差。要说差，唯一的原因就是常规大型机给更加专业用户提供了更多选择，然而这丝毫不影响一般用户的操作方便，如果大型机如此方便的操作还用不好，那么小型机也同样用不好，这个道理很浅显。

那么当前是否所有的小型台式机都是简陋型的呢？COXEM品牌的EM-20小型台式扫描电镜给出了否定答案。EM-20是小型化的产品，但不是简单化的产品，而是移植了大型钨灯丝扫描电镜核心技术的专业化产品。

*全自动高亮度电子枪，全数字化高压电源模块，0.5KV~20KV范围内调节和常规大型扫描电镜相同；

*双聚光镜设计 Spot size调节设置10档手动调节，并且Spot size可以和放大倍数或者图像像素数量匹配的自动调节，尤其使用触摸屏操作时，更加方便；

*圆锥形物镜，具有更高分辨性能，和更强大的长焦观测能力；

*由于设计为7nm分辨率 ，因此所有光阑都是固定的，物镜光阑选择最佳的尺寸，兼顾高分辨和优秀图像质量；

*使用COXEM系列大型扫描电镜高级的自动聚焦，自动消象散算法，使得自动功能更加实用；

*实时直方图监测亮度对比度并可实现自动调节；

*采用合理的四轴样品台，X Y为标配两轴计算机导航的马达驱动，R旋转功能作为辅助，Z轴调节范围5~60mm

以上配置可以实现对电子光学的电子束d、 i、 a、V 这四个重要参数进行类似大型钨灯丝扫描电镜的调节，可以分别实现高分辨，高反差，大景深，低加速电压这四种观察模式，而辅助的自动化调节手段，让这些模式的实现轻松而至，最大限度的丰富了材料科学工作者的视野，这充分体现COXEM品牌的核心价值之一，追求操作轻爽及卓越视觉质量。然而如此卓越品质的产品，定价在台式机市场中几乎是最低的，COXEM最大限度的让利于客户，寄希望与市场客户共同成长，这又充分体现COXEM品牌的核心价值之二，以经济友好的方式，实现普及应用。

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