真空兼容的X射线屏蔽罩制造技术

公开用于在超高真空外壳内设置X射线屏蔽罩的方法及设备。制造壳体，对其进行泄漏测试，将其填充有X射线屏蔽材料，且对其进行密封。细长的扭曲的X射线屏蔽罩可部署在电子显微镜或类似设备的泵出通道内。所述屏蔽罩可在不锈钢壳体内并有铅，且在所述壳体外部具有任选的低Z包层。公开了其它变化。公开了其它变化。公开了其它变化。

【技术实现步骤摘要】
真空兼容的X射线屏蔽罩
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2021年11月23日提交的且名为“真空兼容的X射线屏蔽罩(Vacuum Compatible X
‑
Ray Shield)”的美国申请第17/533,610号的优先权。


[0003]本公开涉及X射线屏蔽罩。

技术介绍

[0004]广泛的应用中需要X射线屏蔽罩，包含电子显微镜及其它系统，其中高能量粒子束入射到物质上，产生X射线。出于几何形状的原因，靠近X射线产生部位定位的X射线屏蔽罩相比于放置更远的屏蔽罩需要更少屏蔽材料。然而，产生X射线的系统通常在超高真空(UHV)下操作，而一些常见的屏蔽材料与超高真空不兼容。因此，仍需要使得能够在超高真空内利用紧凑型X射线屏蔽罩的改进的科技。

技术实现思路

[0005]简单来说，所公开科技的实例在可部署在超高真空环境内的独立真空密闭外壳内部提供X射线屏蔽材料。
[0006]在第一方面中，所公开科技可实施为制造X射线屏蔽罩的方法。制造限定腔室且具有一个或多个端口的壳体。所述壳体经过测试以验证所述壳体是否没有泄漏。所测试壳体填充有X射线屏蔽材料。所填充壳体的所述一个或多个端口被密封。
[0007]在一些实例中，可通过增材制造过程来制造所述壳体，所述增材制造过程可并有以下各项中的一个或多个：直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光熔融(SLM)、电子束熔融(EBM)，或粘合剂喷射(BJ)。在不同实例中，所述壳体可为刚性的；可并有不锈钢；和/或可具有在0.1mm到1.0mm范围内的中间壁厚度。所述刚性壳体可并有具有第一平均原子序数Z1的材料，且所述方法可包含用具有小于Z1的平均原子序数Z2的另一种材料来包覆所述刚性壳体。
[0008]在额外实例中，所述X射线屏蔽材料可并有金属，且填充操作可包含将处于熔融状态中的金属引入到腔室中。所述X射线屏蔽材料可并有载有金属颗粒的树脂。所述一个或多个端口可包含用于在填充操作期间将X射线屏蔽材料引入到腔室中的第一端口和用于在填充操作期间从腔室释放所排出流体的第二端口。
[0009]在其它实例中，所述密封可包含将相应的盖熔接到一个或多个端口中的每一个上。在涵盖测试的持续时间内，所述壳体可暂时与所述壳体周围的环境隔离。所述测试可具有小于或等于10
‑7mbar
·
l/s的泄漏速率阈值。
[0010]在其它实例中，所公开的科技可实施为减少来自容纳于真空外壳中的电子显微镜的X射线发射的方法。X射线屏蔽罩可通过以上方法或变化中的任一个来制造。X射线屏蔽罩可固定在真空外壳的内部体积内。X射线屏蔽罩可固定在电子显微镜的泵联接器内，且可被
定向以便阻挡通过泵联接器的入口孔隙、平行于泵联接器的纵向轴线发射的至少80％的X射线。
[0011]在第二方面中，所公开的科技可实施为具有真空外壳和定位在真空外壳内的X射线屏蔽罩的设备。所述X射线屏蔽罩包含装纳X射线屏蔽材料的反向真空瓶。
[0012]在一些实例中，所述设备可为具有柱轴线的电子显微镜，且可进一步包含泵联接器。所述X射线屏蔽罩可定位在泵联接器内且被定向以便阻挡从真空外壳内的X射线产生部位、通过泵联接器的入口孔隙发射的至少80％的X射线。与没有X射线屏蔽罩时相比，泵联接器的真空流导由于X射线屏蔽罩降低不超过20％。
[0013]所述反向真空瓶可并有不锈钢。所述不锈钢可包覆有具有小于或等于14的平均原子序数的材料。X射线屏蔽罩可形成为包含扭曲的细长构件。X射线屏蔽材料可并有至少50重量％的铅。真空容器内的压力可保持低于10
‑
9mbar。
[0014]在另一方面中，所公开的科技可实施为一种方法，其中装纳X射线屏蔽材料的反向真空瓶放置在电子显微镜的真空外壳内部，且所述真空外壳被泵抽到低于10
‑
9mbar的压力。
[0015]在一些实例中，真空容器可并有泵联接器，且所述放置可包含将反向真空瓶固定在泵联接器内。
[0016]从参考附图进行的以下详细描述中将更显而易见本专利技术的以上和其它目标、特征和优点。
附图说明
[0017]图1A到1B是适于部署所公开的科技的电子显微镜的一部分的截面视图。
[0018]图2是具有常规地部署在真空外壳外部的X射线屏蔽的设备的截面视图。
[0019]图3是具有部署在真空外壳内部的根据所公开的科技的第一实例的X射线屏蔽罩的设备的截面视图。
[0020]图4是具有部署在真空外壳内部的根据所公开的科技的第二实例的X射线屏蔽罩的设备的截面视图。
[0021]图5是根据所公开的科技的第一实例方法的流程图。
[0022]图6A到6D是根据所公开的科技的第一实例X射线屏蔽罩的视图。
[0023]图7是根据所公开的科技的第二实例方法的流程图。
[0024]图8是并有根据所公开的科技的X射线屏蔽罩的设备的框图。
[0025]图9是根据所公开的科技的第三实例方法的流程图。
[0026]图10A到10B是根据所公开的科技的第二实例X射线屏蔽罩的视图。
[0027]图11是根据所公开的科技的第三实例X射线屏蔽罩的视图。
[0028]图12A到12C是根据所公开的科技的第四实例X射线屏蔽罩的视图。
[0029]图13是根据所公开的科技的第五实例X射线屏蔽罩的视图。
[0030]图14A到14D是根据所公开的科技的第六实例X射线屏蔽罩的视图。
[0031]图15说明合适的计算环境的一般化实例，其中可实施关于所公开非线性光学装置的所描述实施例、技术及科技。
具体实施方式
[0032]引言
[0033]出于人员安全的原因，通常在X射线产生设备周围使用X射线屏蔽。X射线可在电子显微镜(例如，TEM及SEM)、聚焦离子束机器、其它分析设备(例如，执行电子散射、X射线衍射或类似技术)或其中高能量粒子束撞击在材料上的其它设备内产生。
[0034]在电子显微镜中，可通过精心的设计来控制或最小化由于杂散电子撞击显微镜柱的孔隙板或壁而导致的X射线产生。然而，电子束入射在样品上是电子显微镜操作的基本方面，且不能被去除。此外，电子显微镜通常使用超过60keV的光束电压，且产生的所得X射线可为显著的。类似的考虑适用于其它粒子束设备。
[0035]因此，样品腔室的中心表示显著X射线产生部位，样品通常放置在所述中心中以用于通过电子显微镜进行成像。电子显微镜的样品腔室可能会拥挤，尤其在穿透式电子显微镜(TEM)的状况下。在一些方向上，样品腔室外部的位置可尽可能靠近放置X射线屏蔽罩的实际位置，且可在无需考虑真空兼容性的情况下部署此屏蔽罩。然而，样品腔室(及整个电子束通道)可维持在超高真空下，出于所述目的，被称为联接器的管区段可将样品腔室连接到真空泵。为了最大化真空流导，所述联接器可具有宽的横截面，并且通常不会阻碍气流。因此，所述联接器还可为X射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造X射线屏蔽罩的方法，其包括：制造限定腔室且具有一个或多个端口的壳体；对所述壳体进行测试以验证所述壳体是否没有泄漏；用X射线屏蔽材料填充所测试壳体；及对所填充壳体的所述一个或多个端口进行密封。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述壳体是通过增材制造过程来制造。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述增材制造过程包括直接金属激光烧结(DMLS)、选择性激光熔融(SLM)、电子束熔融(EBM)，或粘合剂喷射(BJ)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其进一步包括：在涵盖所述测试的持续时间内，暂时隔离所述腔室与所述壳体周围的环境。5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述测试具有小于或等于10
‑7mbar
·
l/s的泄漏速率阈值。6.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述壳体是刚性的。7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述壳体包括不锈钢。8.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述壳体具有在0.1mm到1.0mm范围内的中间壁厚度。9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述X射线屏蔽材料包括金属，且所述填充操作包括将处于熔融状态中的所述金属引入到所述腔室中。10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述X射线屏蔽材料包括载有金属颗粒的树脂。11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述一个或多个端口包括用于在所述填充操作期间将所述X射线屏蔽材料引入到所述腔室中的第一端口和用于在所述填充操作期间从所述腔室释放所排出流体的第二端口。12.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述密封包括将相应的盖熔接到所述一个或多个端口中的每一个上。13.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中刚性壳体包括具有第一平均原子序数Z1的材料，且所述方法进一步包括：用具有小于Z1的平均原子序数Z2的另一种材料来包...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：