Brevet FR2458892A1 — publié le 19810102

La présente invention concerne un procédé pour monter des*ièces à l'intérieur de la chambre à vide d'un microscope élec- tronique,en particulier un microscope électronique d'analyse. Dans des microscopes électroniques d'analyse de types connus,toutes les observations faites sur les pièces à examiner sont effectuées en introduisant les pièces dans une chambre à vide placée à l'extrémité inférieure d'une colonne optico-électronique et comprenant un corps en forme de cuvdte,ayant un axe essentiellement horizontal et dont la cavité interne est accessible par l'intermé- diaire d'une ouverture latérale. Au cours des observationscette ouverture est fermée de façon étanche à l'air par l'intermédiaire d'une porte,qui est normalement articulée sur une paroi latérale du corps en forme de cuvette et peut tourner par rapport à ce dernier autour d'un axe essentiellement vertical entre une position de fermeture et une position d'ouverture. Normalement, un porte-objet est relié à ladite porte pivotante;ce porteobjet pénètre dans le corps en forme de cuvette quand la porte est fermée et il est agencé pour supporter une piè- ce à examiner dans une position réglable le long d'au moins trois axes à l'aide de dispositifs de réglage micrométriques qui se pro- longent à l'extérieur de la porte. En général,l'opération de montage d'une pièce en vue de son observation sur le porte-objet correspondant est extrêmement longue et délicate du fait que ladite pièce est installée quand la porte est ouverte et doit être disposée de telle sorte que,lorsque la porte a été ferméeelle se trouve dans une position aussi rapprochée que possible de la position d'observation correcte. Cela n'est pas toujours aisé à réaliser et en outre il existe toujours le risque que,pendant des opérations de réglage effectuées après la fermeture de la portela pièce vienne buter contre un des dispositifs de détection qui sont placés à l'inté- rieur de la chambre à vide. Du fait qu'on doit éviter une telle éventualité,les microscopes électroniques connus comprennent normale- ment un système d'alarme,généralement acoustique,qui avertit l'opé- rateur quand la pièce à observer vient buter contre un obstacle. Malgré l'utilisation de systèmes d'alarme,le réglage de position de la pièce avant observation est toujours problémati- que et laborieux et il prend un temps qui réduit considérablement le temps réel disponible pour effectuer les observations à l'aide du microscope. L'invention concerne un procédé permettant de réduire considérablement le temps nécessaire pour le réglage de la position de la pièce à observer à l'intérieur de la chambre à vide et pour empocher la pièce à observer d'entrer en contact,pendant ce réglage, avec les parois de la chambre à vide et/ou des dispositifs de détection qu'elle contient. A cet égord,il est à noter qu'un tel contact est extrêmement dangereux et pourrait aisément provoquer une rupture du porte-objet et/ou des dispositifs de détection du fait que,comme indiqué ci-dessus,les mouvements sont transmis à la pièce à l'aide de dispositifs micrométriques normalement actionnés mécaniquement. La présente invention concerne un procédé pour monter des pièces à l'intérieur de la chambre à vide d'un microscope électronique,ladite chambre comprenant un corps fixe en forme de coupe qui est pourvu d'une ouverture latérale obturée d'une matière étanche à l'air par un élément mobile de fermeture euppor- tant un porte-objet,et des moyens de détection disposés à l'inté- rieur de ladite chambre,le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les phases suivantes: -mettre l'élément de fermeture dans une position d'ouverture, -monter une pièce à observer sur le porte-objet, -placer sur l'élément de fermeture un masque rigide formé d'un matériau transparent et constitué par un corps en forme de cuvette dont la cavité est de forme et dimensions identiques à celles du corps fixe en forme de cuvette qui est pourvu desdits moyens de détection, -régler la position de-la pièce à observer pour l'amener dans la position correcte pour le début des observations, -déplacer l'élément de fermeture jusque dans sa posi- tion fermée après enlèvement dudit masque Le procédé défini ci-dessus permet à l'opérateur,en utilisant ledit masque transparent,d'observer l'intérieur de la chambre à vide et par conséquent de régler la position de la pièce très rapidement et en toute sécurité,sans aucun risque d'endommagement du porte-objet et/ou des systèmes de détection. L'invention concerne également un dispositif pour la mi- se en oeuvre du procédé défini ci-dessusledit dispositif compre- nant un masque rigide formé d'un matériau transparent et constitué par un corps en forme de cuvette qui est pourvu d'une cavité de profil et dimensions identiques à ceux dudit corps fixe en forme de cuvette pourvu desdits moyens de détection. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description,donnée à titre d'exemples-non limitatifs,en référence au dessin unique annexé qui représente une vue en perspective schématique et éclatée d'un mode de réalisation de l'invention. Sur le dessin ci-joint,on a représenté la chambre à vide 1 d'un microscope électronique d'analyse qui est disposé à la partie inférieure d'une colonne optico-électronique, non représentée,et comprenant un corps fixe 2 en forme de cuvette, dont l'axe est essentiellement horizontal et qui comporte une paroi inférieure 3,une paroi arrière 4,une paroi supérieure et deux parois latérales 6 et 7. Ces parois délimitent une cavité 8 ayant essentiellement la forme d'un prisme rectangulaire et communiquant avec l'extérieur par l'intermédiaire d'une ouver- ture latérale avant 9 délimitée par les parois 3, 5, 6 et 7 et entourée par une surface annulaire plane 10. Un trou de traversée 11 est ménagé dans la paroi supérieure 5 à proximité de la paroi arrière 4 de façon à permet- tre à un faisceau électronique produit et focalisé à l'intérieur de ladite colonne optico-électronique,de pénétrer dans la cavité 8.L'axe du faisceau électronique est coupé par l'axe d'un collimateur WDS 12,c'est-à- dire un collimateur de rayons X pour un système de détection à dispersion de longueur d'onde,et par l'a- xe d'un collimateur EDS 13,c'est-à-dire un collimateur au beryllium pour un système de détection à dispersion d'énergie. Les deux collimateurs 12 et 13 comprennent deux cylindres disposés dans un plan horizontal et inclinés l'un vers l'autre et en direction de l'axe du trou 110 Dans la chambre 8,il est également prévu un photo- multiplicateur 14 pour des électrons secondaires servant à la dé- tection d'image,ce photomultiplicateur se composant d'un cylindre incliné s'étendant vers le haut à partir de la surface intérieure de la paroi arrière 4 et pourvu à son extrémité d'une cage de Faraday 15. La chambre 1 comprend également un élément d'étanchéité se composant d'une porte 16 essentiellement plane,qui est pourvue d'un manchon vertical latéral 17 articulé par l'intermédiaire d'un pivot 18 sur une fourche 19 reliée rigidement à la surface extérieure de la paroi 7 et faisant saillie en avant de la paroi 10. Sur le c8té opposé au manchon 17,la porte 16 est pourvue d'un appendice 18 comportant deux trous de traversée 21 qui sont agencés pour recevoir des vis,non représentées,coopérant avec des trous 22 ménagés dans un montant fixe 23 de manière à verrouiller la porte 16 dans sa position de fermeture. Dans cette position,la porte 16 coopère d'une manière étanche à l'air avec la surface annulaire 10 par l'intermédiaire d'une garniture annulaire d'étanchéité 24 portée par la porte 16. Un plateau 25,pouvant tourner autour d'un axe horizontal, est monté au travers de la porte 16 et constitue le plateau de base d'un porte-objet 26 dont les mouvements peuvent être commandés de l'extérieur à l'aide de dispositifs de commande micrométrique,non visibles. En plus du plateau 25,le porte-objet 26 comprend égale- ment un guide 27 relié rigidement à la surface intérieure du plateau 26 et orienté perpendiculairement à l'axe de ce dernier, ainsi qu'un coulisseau 28 monté de façon à glisser le long du guide 27. Le coulisseau 28 supporte un guide 29 dont l'axe est orienté perpendiculairement à l'axe du guide 27 et qui supporte un second coulisseau 30.Ce dernier supporte à son tour un troisième coulisseau 31 qui peut pivoter autour d'un axe orienté parallèlement à l'axe du guide 29, ce troisième coulisseau supportant à son tour un quatrième coulisseau 31 qui peut pivoter autour d'un axe parallèle à l'axe du guide 27 et sur lequel peut 'etre reliée une pièce à examiner (non représentée). Pour la mise en service de l'appareil,on règle la position de la pièce à examiner,qui est reliée au coulisseau 32,alors que la porte 16 est ouverte,en s'aidant d'un masque rigide 33 formé d'un matériau transparent et comprenant un corps 34 en forme de cuvette se composant d'une paroi inférieure 35,d'une paroi arrière 36,d'une paroi supérieure 37 et de deux parois latérales 38 et 39. Ces parois délimitent une cavité 40 identique à la cavité 8 et communiquant avec l'extérieur par l'intermédiaire d'une ouverture 41, identique à l'ouverture 9 et entourée par une collerette 42,dont la surface avant 43 est essentiellement identique à la surface 10. A l'intérieur de la chambre 40, il est prévu trois cylin- dres 44,45 et 46,qui sont respectivement identiques en positions et en dimensions aux collimateurs 12 et 13 et au photomultiplicateur 14. Une tige filetée 48 est vissée dans un trou 47 ménagé dans la paroi 37 dans une position correspondant à celle du trou 11, l'extrémité libre 49 de cette tige filetée représentant le point de focalisation du faisceauet étant réglable vers le haut et vers le bas entre deux positions extrêmes définissant un champ optimal de variation de la position du foyer du faisceau. Pour régler la position de la pièce à examiner,l'opéra- teur place le masque 33,alors que la porte 16 est ouverte, dans une position dirigée vers le porte-objet 26,la collerette 42 venant en appui contre la garniture d'étanchéité 24. Par ajustement des dispositifs de commande micrométrique,l'opérateur règle alors le dispositif 26 de façon à amener la pièce à examiner dans la posi- tion convenant par rapport aux cylindres 44,45 et 46 et par rapport au foyer 49 en observant les mouvements de la pièce au travers des parois transparentes du masque 33. Lorsque la position requise a été atteinte,le masque 33 est enlevé et la pièce à examiner est transférée jusqué dans la position requise à l'intérieur de la chambre 8 par simple fermeture de la porte 16. Si la pièce à examiner a un profil compliqué,l'opérateur peut, à l'aide du masque 33,enregistrer toutes les opérations de réglage qui sont nécessaires pour transférer la pièce d'une position initiale définie jusque dans sa position finale requise. Quand le masque 33 a été enlevé, la pièce est ramenée dans sa position initiale et les opérations de réglage précédemment enregistrées peuvent alors être répétées,avec la porte 16 fermée. REVENDICATIONS 1.Procédé pour monter des pièces à l'intérieur de la chambre à vide d'un microscope électronique,ladite chambre comprenant un corps fixe en forme de cuvette (2) qui est pourvu d'une ouverture latérale obturée d'une matière étanche à l'air par un élément mobile de fermeture (16) supportant un porte-objet (26), et des moyens'de détection (12,13,14) disposés à l'intérieur de ladite chambre,procédé caractérisé en ce qu'il comprend les phases suivantes: - mettre l'élément de fermeture (16) dans une position d'ouverture, -monter une pièce à observer sur le porte-objet (26), -placer sur l'élément de fermeture un masque rigide (33) formé d'un matériau transparent et constitué par un corps (34) en forme de cuvette dont la cavité (40) est de forme et dimensions -identiques à celles de la cavité (8) du corps fixe en forme de cuvette (2) compte tenu desdits moyens de détection,' -régler la position de la pièce à observer pour l'amener dans la position correcte pour le début des observations, - déplacer l'élément de fermeture (16) jusque dans sa position fermée après enlèvement dudit masque (33). 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication l, caractérisé en ce qu'il comprend un masque rigide (33) formé d'un matériau transparent et constitué par un corps en forme de cuvette (34) dont la cavité interne (40) est de forme et de dimensions identiques à celles de la cavité (8) dudit corps fixe en forme de cuvette (2) pourvu desdits moyens de détection (12,13,14). 3. Dispositif selon la revendication 2,caractérisé en ce que des moyens réglables (48) permettant de simuler la position du foyer d'un faisceau électronique pénétrant dans ledit corps fixe en forme de cuvette (2) sont montés au travers de la paroi supérieure (37) dudit masque (33).