16
Page 0 Zeiss Sigma VP FEG SEM Quick start Guide Compiled by Greg Baty, Rick Hugo, Matthew Hughes

zeiss sigma vp feg sem manual

  • Upload
    vothu

  • View
    268

  • Download
    4

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 0

Zeiss Sigma VP FEG SEM Quick start Guide

Compiled by Greg Baty, Rick Hugo, Matthew Hughes

Page 2: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 1

The  manufacturer’s  manuals  for  CEMN’s  Zeiss  Sigma  VP  SEM  and  installed  accessories  total  well  over  1,000  pages  as  of  September  2014.  Oxford  Instruments  Aztec  software  is  still  in  development.    WDS,  “Feature”  and  some  specialty  applications  will  be  added  to  complete  the  suite.    As  this  happens  we  expect  manufacturers  manuals  will  continue  to  grow,  even  if  we  do  not  add  more  accessories  in  the  future.    Due  to  the  volume  of  information  it  is  not  practical  to  use  the  manufacturer’s  manuals  during  training.    Typically  only  a  small  percentage  of  the  information  is  useful  to  a  given  user.    

This  quick  start  guide  is  intended  as  a  training  aid  and  reference  for  common  problems.    It  is  not  a  comprehensive  manual  or  replacement  for  proper  training.    If  you  have  questions  or  are  not  sure  of  a  procedure,  please  ask  a  member  of  the  CEMN  staff  for  assistance.        

Designated  CEMN  staff  members  provide  instrument  training  to  new  users  of  the  lab.    Upon  successful  completion  of  training,  users  that  demonstrate  safe  operation  of  the  instruments  may  be  certified  as  independent  users  by  the  instrument  manager.    All  users  of  CEMN  are  required  to  review  the  lab  rules  and  return  the  agreement  to  follow  the  rules  to  the  instrument  manager.    Certification  /  continued  certification  are  at  the  discretion  of  the  instrument  manager.          

Under  special  circumstances  (e.g.  university  classes,  manufacturers  training  representatives,  etc.)  the  instrument  manager  may  authorize  a  non  staff  member  to  act  as  trainer.    Users  that  conduct  training  without  authorization  of  the  instrument  manager  will  have  their  user  privileges  revoked  and  be  liable  for  any  damages.    

If  you  do  not  want  to  be  an  independent  user  of  CEMN  but  need  to  use  our  resources,  staff  may  be  available  to  operate  the  instruments  for  you.        

If  your  samples  are  considered  hazardous  materials,  you  are  required  to  have  approval  to  bring  them  to  CEMN.    Our  staff  and  contractors  need  to  know  what  hazards  are  present  so  we  can  comply  with  safety  regulations.    

For  some  light  reading  you  might  enjoy:  

Scanning  Electron  Microscopy  and  X-­‐Ray  Microanalysis,  Goldstein,  Newbury,  et  al.  

Electron  Backscatter  Diffraction  in  Materials  Science,  Schwartz,  Kumar,  et  al.  

Page 3: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 2

Anatomy of our UI and Chamber

EDS Detector ET Secondary electron detector

Objective lens VP Detector

Sample stage (9x9)

Retractable BSD not shown normally located here when inserted

Gun and Vacuum status indicator

EBSD detector shown in the inserted position

Super Secret Side bar

Page 4: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 3

The  basic  operations  table  below  is  used  as  a  general  operating  procedure.      Start  at  the  top  and  work  toward  the  bottom.  

Keyword   Item   Recommended  Actions  

Initial  inspection  when  entering  instrument  room  

Pumps  operating   Notify  instrument  manager  if  pump  is  not  running  

Open  or  missing  covers  on  instrument  

Do  not  use,  contact  instrument  manager  

Power  indicator  on   If  indicator  is  not  on  contact  instrument  manager  

Unusual  sounds  or  smells   Notify  instrument  manager,  possible  safety  issue  

Purge  gas   Open  valve,  Normal  pressure  is  1  –  2  psig    

    Maximum  pressure  is  3psig    

    Notify  manager  if  tank  pressure  is  <  200  psig  

Log  into  instrument   Log  into  FOM   Activate  reservation  

   Log  into  SmartSEM   Double  click  the  SmartSEM  icon  and  

enter  your  login  credentials  

   Verify  Vacuum  and  electron  gun  status  

If  status  indicators  are  not  green  do  not  use  instrument,  contact  instrument  manager  

Venting  the  chamber   Turn  on  CCD   Push  Camera  button  on  operator  control  panel  

Do  any  detectors  need  retracted  

Move  EBSD  and  BSD  to  safe  position.    If  EBSD  is  inserted  venting  may  cause  damage.  

Is  the  stage  in  a  safe  condition  

Move  stage  to  safe  position,  if  needed  

Close  WDS  gate  valve   Usually  closed,  use  INCA  to  close  gate  if  open  

Verify  EHT  is  off   The  EHT  status  should  be  a  red  X  Select  Vac  icon  then  vent   Follow  on  screen  prompts  

Listen  for  purge  gas   If  not  flowing    open  valve  Gently  open  door  when  chamber  is  at  atmospheric  pressure  

Close  Nitrogen  valve  if  the  system  will  be  at  atmosphere  >  1  minute  Slamming  the  door  may  result  in  misalignment  of  the  door  or  stage  

Page 5: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 4

Keyword   Item   Recommended  Actions  

Load  Sample  Select  appropriate  stage  adaptor  

Install  stage  adaptor  if  needed  

   Secure  sample  to  stage   Use  appropriate  tools  and  supplies.    The  

standard  holder  uses  a  1.5mm  Allen  

   Select  proper  sample  holder  in  stage  navigation  window  

    Observe  maximum  stage  loading,  500g  tilted,  1kg  untilted  

Pump  the  chamber   Turn  on  CCD   Push  Camera  button  on  operator  control  panel  if  CCD  is  off  

Make  sure  specimen  current  monitor  is  not  active  

Super  secret  side  bar,  Specimen  Current  Monitor,  uncheck  the  box  

Make  sure  there  is  clearance  between  sample  and  lens  /  detectors  

Visual  inspection  and  CCD  use  

Gently  close  the  door   Stop  if  there  is  unusual  resistance  

Slamming  the  door  may  result  in  misalignment  of  the  door  or  stage  

Select  VP  or  High  Vacuum   Super  secret  side  bar,  VP  control  

Select  Vacuum  status  icon  then  pump  

   

Turn  on  purge  gas  if  it  is  off   Open  Nitrogen  valve  

Set  operating  parameters  

Select  operating  conditions   See  list  of  starting  recipes  and  set  appropriate  parameters  

   Insert  BSD  if  need     Use  CCD  to  make  sure  the  BSD  has  

sufficient  clearance  

   Lift  silver  lock  on  BSD  actuator  and  gently  insert  the  detector  

   It  is  possible  to  run  the  stage  into  the  left  side  of  the  retraction  arm.    Be  careful  since  this  is  out  of  CCD  view  

    Set  /  estimated  initial  working  distance  

Select  View  menu,  crosshair  

   Use  CCD  and  Joystick  to  set  estimated  working  distance  

   The  bottom  of  the  pip  at  the  center  of  the  screen  is  ~8mm  WD  

   No  closer  than  the  diameter  of  a  number  2  pencil  

    Wait  until  vacuum  status  is  ready  

green  check  mark  on  the  status  icon  

Page 6: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 5

Keyword   Item   Recommended  Actions  Optimize  beam   Turn  EHT  on   Click  EHT  status  icon,  EHT  on  

Select  aperture   Use  the  aperture  tab  

Set  electron  acceleration   Double  click  EHT  on  the  data  bar  and  type  in  a  value  

Select  an  appropriate  electron  detector  

See  list  of  recipes,  Double  click  Signal  A  on  the  data  bar  

Adjust  Brightness  and  Contrast  

Use  knobs  on  control  panel  

Focus  the  image   Use  the  focus  knob  on  the  operator  control  panel  

Optimize  stigmators   look  for  stretching  when  focusing  

Align  the  aperture   Use  the  wobbler  and  adjust  premature  x  y  knobs  to  minimize  wobble  

Adjust  working  distance  to  desired  value  

Use  the  CCD  and  Joystick  

Select  electron  detector      Reoptimize  focus  and  stigmator  

   

Take  images  Appropriately  pose  the  sample  

use  joystick  

    Optimize  Brightness  and  Contrast  

Use  the  Brightness  and  contrast  knobs  

   Using  the  line  scan  feature  in  the  scanning  tab  can  be  helpful  

   Auto  Brightness  and  Contrast  is  located  in  the  scanning  tab  (not  recommended  during  image  save)  

   Select  an  image  size   Scanning  tab,  store  resolution  1024x768  

is  recommended       Set  scan  speed  and  noise  

reduction  Scanning  tab  

    Usually  speed  4  to  8  

    Line  average  N=4  

    Freeze  on  end  of  frame  

    Freeze  the  image   Press  the  freeze  button  on  the  console  

    Save  image   <Ctrl+e>  or  use  menu  file  save  image  

   Select  the  file  directory  and  naming  convention  

    Unfreeze  the  image   Press  the  freeze  button  on  the  console  

   If  scanning  is  not  restored  click  the  normal  icon  

Page 7: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 6

Keyword   Item   Recommended  Actions  Operating  non  Zeiss  accessories  

Activate  Remcon   Usually  there  is  an  icon  for  Oxford  or  and  Icon  for  NPGS  If  the  Icon  is  missing  contact  the  instrument  manager  to  have  your  account  reconfigured  

Operate  the  accessory    Refer  to  the  accessory  manual  Shutdown   Vent  chamber   Follow  the  vent  chamber  procedure       Pump  Chamber   Follow  the  pump  chamber  procedure  

    Go  to  high  vacuum  mode   Super  secret  side  bar,  VP  control  

   Wait  for  vacuum  status  ready  

Vacuum  status  icon  is  green  

   Close  the  column  chamber  isolation  valve  

Super  secret  side  bar,  airlock,  close  column  chamber  isolation  valve  

    Log  out  of  SmartSEM   Exit  

    Log  out  of  FOM   Complete  reservation  

    Turn  purge  gas  off   Turn  of  nitrogen  tank  valve  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 8: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 7

Random  but  important  bits  of  information  • Magnification  is  the  ratio  of  “viewed  image  width”  /  “scanned  image  width”.    There  are  two  

magnification  references  available  to  users.  Most  users  are  configured  for  “output  device”  (monitor).    However,  it  is  possible  to  set  Polaroid  545  as  a  magnification  reference.      

o If  you  are  using  NPGS  you  need  to  set  the  magnification  reference  to  Polaroid  545  or  you  will  have  unexpected  results.  

o When  you  print  your  digital  images  magnification  is  likely  inaccurate  or  useless.    Many  users  just  leave  the  magnification  value  as  is,  since  that  is  how  the  image  was  viewed.    The  printed  scale  bar  is  accurate,  as  long  as  you  maintain  the  image  aspect  ratio.  

• People  like  to  measure  things  in  SEM.    Generally  measurements  are  accurate  to  about  ±3%.    However,  you  should  make  sure  and  understand  the  pixel  size  at  the  magnification  you  are  using.    The  best  you  can  measure  is  ±  1  pixel;  however,  statistical  Measurement  System  Analysis  will  likely  tell  you  the  result  is  worse.    We  occasionally  see  people  that  are  measuring  with  to  few  pixels  and  trying  to  infer  a  change  in  measurement.    

o You  must  have  an  accurate  focus  to  get  accurate  measurements.    The  calculation  of  pixel  size  is  based  on  working  distance.    Using  lens  hysteresis  removal  <Shift+F2>  may  improve  results.  

o The  most  accurate  measurements  are  generally  at  a  close  working  distance  with  settings  that  give  a  low  depth  of  focus.    

• Most  parameters  listed  the  data  zone  can  be  changed  by  double  clicking  with  the  mouse.    E.g.  to  change  detectors  double  click  the  signal  and  select  from  the  list.    

• When  Specimen  Current  Monitor  (SCM)  or  Specimen  Current  Detectors  (SCD)  are  active  the  sample  touch  alarm  is  disabled.    Oxford  Aztec  and  INCA  software  automatically  turn  on  SCM  when  they  open.    Make  sure  and  turn  SCM  off  since  this  is  a  global  setting  (it  effects  all  users)  

• VP  mode  is  a  global  feature.    Please  make  sure  and  go  to  High  Vac.  Mode  at  the  end  of  your  session.    It  is  hard  on  the  vacuum  system  to  have  long  periods  of  VP.  

         

Page 9: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 8

     

CHOOSING AN IMAGING DETECTOR, ADJUSTING B&C

 Under  the  SEM  Control  Panel,  select  the  “Detectors”  tab    Choose  the  desired  detector  from  the  drop-­‐down  menus.    Alternatively  you  could  use  the  data  zone  to  change  signal  A.    Detectors  SE  is  useful  for  topographic  imaging  in  high  vacuum  mode  at  working  distances  >4mm.    Typical  detector  bias  is  ~300  -­‐  350V  for  SE  imaging;  however,  adjusting  bias  can  help  optimize  image  quality.  Using  a  negative  bias  value  will  cause  the  detector  to  reject  SE  resulting  in  a  poor  mans  back  scatter  image.    Typical  starting  acceleration  is  5kV,  with  a  working  range  of  1  –  30kV.    In  VP  mode  the  detector  bias  is  disabled  to  prevent  arcing.    VPSE  is  the  default  variable  pressure  detector.    Image  information  is  similar  to  SE,  but  areas  of  the  sample  with  higher  charge  levels  will  be  brighter.    Typically  start  with  a  detector  bias  of  85%,  40pa  N2,  Acceleration  ≥  15kV,  60µm  aperture  in  high  current  mode.    Acceleration  from  8  –  30kV  can  be  useful.    Working  distance  is  typically  5  –  15mm.    Pressure  in  the  range  of  10  –  80pa  is  typically  useful.    In  high  vacuum  mode  some  samples  with  have  a  CL  signal  that  can  be  used  to  understand  variations  in  elemental  distribution  that  can  not  be  seen  in  BSD  or  EDS.  

 

     

   

NTS  BSD  is  a  retractable  five  diode  BSD  used  for  qualitative  compositional  imaging  in  high  vacuum  or  VP  mode.    The  primary  contrast  mechanism  is  Z  contrast.  Areas  of  the  sample  with  heavier  elements  appear  brighter.    Typical  starting  parameters:  acceleration  15kV,  60µ  aperture  in  high  current  mode,  with  the  4  center  diodes  set  to  +.    Useful  working  range  of  ~7  –  30kV,  30µ  -­‐  120µ  aperture.      

• Shadow  mode  is  given  by  all  5  elements  marked  “+”  • Compo  mode  is  given  by  all  4  annular  segments  marked  “+”  • Topo  mode  is  given  by  one  hemisphere  marked  “+”,  and  the  other  

marked  “-­‐“  

Select  a  BSD  gain  appropriate  for  your  beam  current.  You  should  start  with  “high”  gain  since  it  works  well  for  most  samples.      If  your  detector  contrast  needs  to  be  set  above  90%  for  proper  contrast,  increase  the  gain  level.  If  the  detector  contrast  needs  to  be  set  below  10%,  reduce  the  gain  level  

Page 10: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 9

   In  Lens  SE  detector  is  a  high  resolution  secondary  electron  detector  that  reduces  the  percentage  of  SE2  and  SE3  signals  observed.    Below  about  1000x  magnification,  there  will  be  significant  detector  artifacts.    The  detector  is  top  down  looking  so  you  loose  shadow  contrast  making  the  sample  look  flatter  than  it  is.    However,  resolution  is  improved  due  to  the  reduction  of  SE2  and  SE3  signals.    Operation  is  restricted  to  high  vacuum  mode  and  accelerations  ≤  20kV.    Typical  parameters  are  5kV  with  a  30µm  aperture  and  a  WD  of  3  –  5mm.    Acceleration  of  .2  –  20kV  is  possible.    Working  distance  is  limited  by  acceleration  but  3  –  10mm  can  be  useful.  SCD  is  used  to  generate  an  image  of  transmitted  current.    This  detector  requires  use  of  the  SCD  control  found  in  the  super  secret  sidebar.    Generally  you  need  a  gain  of  very  high.    This  detector  is  not  useful  for  most  specimens.  When  this  detector  is  active,  sample  touch  alarm  is  disabled.    CCD  is  used  to  observe  the  chamber  when  moving  the  stage  or  closing  the  door.    Adjusting  brightness  and  contrast  (BC)  can  be  accomplished  in  many  ways  on  our  Sigma.    The  preferred  method  of  most  users  is  the  Brightness  and  Contrast  knobs  on  the  control  panel.    However,  under  the  scanning  tab  it  is  possible  to  set  Auto-­‐brightness  and  contrast.    This  feature  tends  to  be  annoying  since  it  is  continuously  trying  to  optimize  BC,  but  it  is  useful  to  get  a  starting  point.    Set  “Auto  BC  =  Off”  once  you  have  a  starting  point.    The  line  scan  feature  found  on  the  scanning  tab  can  be  a  useful  feature  to  aid  optimization  of  BC.      

ACCELERATING VOLTAGE

 Accelerating  voltage  can  be  set  under  SEM  control  panel  –  “Gun”  tab      To  set  the  EHT:  

1) Double-­‐click  “EHT  target”  text  2) Enter  the  desired  voltage  

 Alternatively  you  can  double  click  EHT  on  the  data  zone  and  enter  the  desired  value.    It  will  take  several  seconds  for  the  EHT  to  ramp.    In  some  cases  if  you  change  an  EHT  value,  the  EHT  will  ramp  to  0  then  ramp  to  the  set  value.    Zeiss  refers  to  accelerating  voltage  as  EHT  or  “electronic  high  tension”    EHT  values  from  .2kV  to  30kV  are  valid.    Lower  values  give  more  surface  information,  but  you  will  have  vignetting  if  the  working  distance  is  too  long.    In  VP  mode  higher  values  improve  image  characteristics  since  there  is  less  scattering  of  the  beam  due  to  gas  interactions.  

       

Page 11: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 10

 

WORKING DISTANCE

 Working  distance  is  adjusted  under  Stage  Navigation  panel  The  Working  Distance  (WD)  is  the  effective  focal  point,  not  a  physical  location.  To  safely  set  the  working  distance,  the  operator  controls  Z  (the  distance  between  the  gun  lens  and  the  bottom  of  the  chamber).  WD  is  measured  from  focus  value  (final  lens  current).  To  set  a  desired  WD:  1) Focus  the  sample  accurately  2) Note  current  WD  3) ΔZ  =  current  WD  –  desired  WD  4) Under  the  “Stage  Navigation”  panel,  click  Z  button  5) Within  the  pop-­‐up  text  entry  field,  enter  the  calculated  ΔZ  6) Switch to CCD/”TV” view, and observe chamber on monitor  

a) If  current  WD  =  8mm,  lower  WD  (positive  ΔZ)  in  1mm  increments  b) If  current  WD  =  5mm,  lower  WD  (positive  ΔZ)  in  0.1mm  increments  

7) Switch back to sample view and refocus the sample to confirm WD  

NOISE & CHARGE REDUCTION

 Basic  noise  reduction  modes:  • Scan  speed  –  balance  S/N  with  charging  and  acquisition  time  

o Higher  number  is  slower  (note  cycle  time)  • Line  average  

o Repeats  the  line  N  times  at  the  given  scan  speed  • Frame  average  (good  for  charge  reduction  at  low  mag)  

o Repeats  the  whole  image  N  times  at  the  given  scan  speed  • Note:  “Avg”  mode  cycles  continuously;  “Int”  mode  completes  just  one  frame  and  blanks  beam  • You  usually  want  to  set  freeze  on  end  of  frame  so  you  do  not  end  up  with  scan  artifacts  in  your  saved  image  • Generally  Scan  4  –  8  with  line  average  N=4  is  a  good  starting  place  • If  you  have  charging,  try  a  faster  scan  speed  with  lots  of  frame  averaging  or  frame  integration.  

Page 12: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 11

ZEISS ANALYTICAL TIPS

 From  Rick  Hugo’s  Analytical  imaging  tips  (Zeiss  microscope  controls)  1) For  BSE  imaging  only,  set  EHT  to  >  10kV,  Apt  >  30micrometers,  high  current  mode.  Higher  EHT  will  

result  in  noticeable  edges  effects  (I.e.  Use  10kV  for  specimens  with  many  phases  boundaries  and/or  cracks)    

2) For  BSE  imaging  and  "typical"  EDS  analysis,  EHT  >  15kV,  Apt  60micrometers,  high  current  mode  3) Load  extra  control  windows  

a) (Hidden  sidebar  -­‐  "BSD  control",  optional  "image  Navigation")  4) Insert  back  scatter  detector  and  controls  

a) Toggle  on  TV  Camera  (macros  -­‐    TV)  and  visually  check  the  specimen  clearance  b) Insert  detector  -­‐  lift  retaining  knob,  guide  rod  in  slowly  c) Select  BSD  (SEM  control  tabs  -­‐  detectors  -­‐  signal  A  =  CZ  BSD)  d) Adjust  BSD  gain  and  BSD  element  configuration  

i) Larger  aperture/high  current  mode  will  require  lower  BSD  gain  ii) Compo  mode  -­‐  4  annular  elements  "+"  iii) Differential  TOPO  mode  -­‐  1  side  of  annulus  "+",  opposite  side  of  annulus  "-­‐"  iv) For  both  compositional  and  topographic  information,  set  all  5  elements  "+"  

e) Note:  regardless  of  noise  reduction  mode    BSE  images  must  be  acquired  with  scan  rate  >  7  5) To  navigate  from  a  saved  image  (SEM,  light  microscope,  flatbed  scan,  camera  image,  etc…):  

a) Make  sure  scan  rotation  is  off  (rotate  scan  rotation  knob;  if  image  rotates,  press  knob  down  to  deactivate)  

b) Load  control  panel  (Hidden  sidebar  –  “Image  Navigation”)  c) Load  saved  image  with  ‘external  image’  button  d) To  register  the  image,  click  “setup”  and  follow  instructions.  Use  “CPoint”  macro  to  center  

specimen  features.  3-­‐point  registration  is  recommended.    

Random  INCA  tips  6) If  doing  WDX,  you  must  open  the  gate  valve  while  pumping  the  system  down!  

a) Open  INCA  before  pumping  down  b) In  Energy  mode,  select  “Options  -­‐>  Energy  +  options  -­‐>  Display  status  bar”  c) Gate  valve  can  be  controlled  by  right-­‐clicking  status  bar  

7) After  setting  up  imaging  parameters  as  above,  enable  communication  with  INCA  computer  (“Oxford”  or  “INCA”  macro)  

8) Save  Quant  Optimization  specimen,  faraday  cup,  and  other  “repeating”  locations  in  stage  points  list  9) INCA  quirks:  

a) If  you  desire  good  quant  from  Smart  Maps,  you  must  quant  optimize  before  mapping  i) Start  in  Analyzer  mode  ii) In  “Acquire”  function,  select  “spectrum  conditions”  tab  and  select  desired  conditions  iii) Quant  Optimize  on  correct  element  

Page 13: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 12

COMMONLY USED HOT-KEYS

Generally,  it  is  more  productive  to  use  hot  keys  so  you  can  keep  your  hands  on  the  control  panel.    Many  users  reject  use  of  hot  keys,  and  prefer  to  use  menus.    The  table  below  is  a  lost  of  commonly  used  hot  keys.  

 

Hot  Key   Action  

Tab Switch  between  course/fine  adjustments

Ctrl  +  Tab Center  image  (to  cancel,  simply  right-­‐click  mouse)  

Ctrl  +  Shift  +  Tab Select  region  of  interest  (ROI)  to  image  (centering/magnification  to  ROI)

Ctrl  +  e: Save  image  (opens  save  dialog  to  select  save  folder,  enter  sample  ID,  and  set  indices)  

F4   Cycles  forward  through  magnification  table  

Shift  +  F4   Cycles  backward  through  magnification  table  

Shift  +  F2   Lens  hysteresis  removal  

Ctrl  +  F   Auto  focus  (not  recommended,  but  it  works  on  some  samples)  

Ctrl  +  S   Auto  Stigmator  (not  recommended,  but  it  works  on  some  samples)  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Page 14: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 13

Rick  Hugo’s  cheat  sheet  

Zeiss-specific recipes – startingconditions for conductive specimens(high vacuum mode)Information  required Suggested  working  conditions

(HC  =  high  current  mode)

Detector EHT Apt  /HC WD

Basic  topographic  imaging   SE2 10-­‐20kV 30µmNo  HC

10mm

High  resolution  imaging   InLens 20kV 30µmNo  HC

5  mm

Fine  surface  details   InLens  SE2

2kV 30µmNo  HC

5  mm

beam  sensitive  specimen SE2 2kV 20µmNo  HC

5mm

Maximum  depth  of  field   SE2 10-­‐20kV  for  high-­‐Z  spec

2-­‐5kV  for  low-­‐Z

10µmHC  on

10mm  for  hi-­‐kV6mm  for  low  kV

Compositional  contrast    imaging,  conductive  spec

CZ  BSD,  4  segments  active

10-­‐20  kV 60µmHC  on

~8.5mm

Surface  topography  with  composition  information

CZ  BSD,  5  segments  active

10-­‐20  kV 60µmHC  on

10mm

Trace  element  variations CL  detector  (VPSE)  

10-­‐20  kV 60µmHC  on

10mm

EDS  quant  (INCA  settings:  process  3,  0-­‐10  keV,  2k  channels,  EDS  detector  slide  out  as  nec  for  40-­‐60%  DT)

EDS 20kV 60µmHC  on

8.5  mm

X-­‐ray  mapping  (INCA  settings:  process  2-­‐3,  0-­‐10  keV,  1k  channels,  EDS  detector  slide  out  as  nec  for  60%  DT)

CZ-­‐BSD  and  EDS 20kV 120µmHC  on

8.5  mm

WDS/EDS  quant  (INCA  settings:  process  3,  0-­‐10keV,  2k  channels,  WD  gate  valve  open,  EDS  out  as  nec  for  40-­‐60%  DT)

CZ-­‐BSD,  EDS  and  WDS

20kV 120µmHC  on

8.5  mm

Low-­‐kV  EDS/WDS  (INCA  settings:  process  5,  0-­‐10keV,  2k  channels,  WD  gate  valve  open,  EDS  out  as  nec  for  40-­‐60%  DT)

CZ-­‐BSD,  EDS  and  WDS

4-­‐8  kV 120µmHC  on

8.5  mm

 

 

 

Page 15: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 14

Zeiss-specific recipes – startingconditions for non-conductivespecimensInformation  required Suggested  working  conditions

(HC  =  high  current  mode,  HV  =  high  vacuum  mode,  VP  =  variable  pressure  mode)

Detector Vacuum  mode

EHT Apt  /HC WD

Basic  topographic  imaging VPSE  orCZ  BSD,  5  

segments

VPP  =  40  Pa

20kV 60µmHC  on

15mm

High(er)  resolution,  VP  mode VPSE VPP  =  20

20kV 30µmHC  on

8  mm

Fine  surface  details SE2 HV 2kV 30µmNo  HC

5  mm

Beam  sensitive  specimen SE2 HV 2kV 20µmNo  HC

5mm

Maximum  depth  of  field    -­‐ VP  mode VPSE VPP=  40

20kV   30µmHC  on

15mm

Compositional  contrast    imaging CZ  BSD,  4  segments  active

VPP  =  40

20  kV 60µmHC  on

~8.5mm

Surface  topography  with  composition  information

CZ  BSD,  5  segments  active

VPP=40

20  kV 60µmHC  on

10  -­‐ 15mm

EDS  quant  (INCA  settings:  process  5,  0-­‐20  keV,  2k  channels,  EDS  detector  slide  out  as  nec  for  40-­‐60%  DT)Note:  no  WDX  operation  in  VP  mode!

EDS VPP  =  40

20kV 60µmHC  on

8.5  mm

X-­‐ray  mapping  (INCA  settings:  process  2,  0-­‐10  keV,  1k  channels,  EDS  detector  slide  out  as  nec  for  60%  DT)

CZ-­‐BSD  and  EDS

VPP=40

20kV 120µmHC  on

8.5  mm

 

 

 

 

Page 16: zeiss sigma vp feg sem manual

Page 15

TROUBLESHOOTING

 

1) No  electron  image  a) Make  sure  a  valid  electron  detector  is  

selected  in  signal  A  b) If  BSD  is  selected  

i) Make  sure  the  detector  is  inserted  ii) Increase  detector  gain  iii) Make  sure  the  four  center  diodes  are  

active  (+  icon)  c) Select  lowest  magnification  -­‐  check  

brightness/contrast;  WD  (focus  point)  should  be  >0.  

d) Make  sure  beam  is  scanning  -­‐  select  "Normal"  macro  

e) Check  that  EHT  is  ON  f) Check  beam  blanker  box  (between  SEM  

console  and  table)  to  see  if  beam  is  blanked  by  NPGS  program.  If  so,  i) Switch  the  far  right  monitors  input  to  

DVI  ii) Use  the  right  most  keyboard  and  

mouse  to  operate  the  NPGS  computer  iii) Double-­‐click  'NPGS'  icon  if  the  program  

is  not  running  iv) Select  'SEM  mode'  (you  may  need  to  

select  SEM  mode  2-­‐3x)  g) Call  CEMN  staff  for  help  

2) Sample  touch  alarm  a) Immediately  notify  CEMN  staff  there  is  a  

sample  touch  alarm  3) EDS,  count  rate  low  or  high  

a) Optimize  working  distance  8.5mm  b) Fully  insert  EDS  spectrometer  c) Set  process  time  

i) Point  and  ID  or  analyzer  mode  process  3  –  6  depending  on  application  

ii) Mapping  process  1  -­‐  3  d) If  counts  and  dead  time  are  low  increase  

aperture  or  decrease  process  time  e) If  counts  or  dead  time  are  high  decrease  

aperture,  use  a  faster  process  time  or  partially  withdraw  EDS  

   

If the center status light of the beam blanker is active, most likely NPGS has beam control