Etude du comportement du faisceau d’électrons dans un MEB à pression variable – Conséquences sur les électrons rétrodiffusés

Abstract

La microscopie électronique à balayage (MEB ou SEM en anglais) est un outil essentiel de caractérisation des matériaux. Cependant, l’observation des échantillons est limitée à des objets conducteurs et, si ce n’est pas le cas, la surface doit être au préalable métallisée. La possibilité de caractériser en SEM des échantillons naturels non métallisés ou n’importe quel échantillon a conduit plusieurs fabricants à ajouter une nouvelle dimension à la microscopie électronique : c’est le SEM à pression variable (VPSEM). Cependant, l’imagerie en mode électron rétrodiffusé rencontre un défi majeur en ce qui concerne la diffusion du faisceau d'électrons primaires par les atomes/molécules du milieu gazeux. Ce phénomène de diffusion (skirt) conduit à l'apparition de plusieurs artéfacts au-delà de ceux qui sont familiers dans un MEB conventionnel. Le principal artéfact reconnu est la dégradation de la résolution spatiale qui est délimitée par le volume d'interaction. Les objectifs de la recherche rapportés ici sont les suivants: (1) étudier l’élargissement et l'étendue de la fraction du faisceau d'électrons diffusée. (2) le développement d'une méthodologie originale et nouvelle, afin de faire face à l'effet du skirt sur l’émission et la détection des électrons rétrodiffusés (BSE). L'efficacité de cette étude est démontrée par sa capacité à quantifier les effets de certains paramètres sur la dégradation de la résolution spatiale des BSE. En outre, nous avons introduit une nouvelle approche pour déterminer la gamme de pression de fonctionnement qui assure une dégradation minimale de la résolution latérale en mode BSE pour n’importe quel matériau donné et un gaz donné.