Ионный микроанализатор

Авторы патента:

G01N23/225 - с использованием электронного или ионного микроскопа (трубки с электронным или ионным пучком для микроанализа H01J 37/00)

Изобретение относится к устройствам для элементного и химического анализа состава твердых тел, в частности к ионным микрозондовым анализаторам, применяемым для измерения концентрационных профилей распределения примесей по глубине анализируемых образцов, а также для получения на экране электронно-лучевой трубки картины распределения различных элементов по поверхности образца. Целью изобретения является повышение чувствительности микроанализатора путем повышения эффективности сбора вторичных ионов. Ионный микроанализатор содержит источник ионов с системой ускорения и фокусировки первичного пучка, систему сканирования первичного пучка, иммерсионный объектив с секционированным вытягивающим электродом, энерго-масс-спектрометр с системой регистрации вторичных ионов. Вытягивающий электрод иммерсионного объектива выполнен секционированным в плоскости, перпендикулярной оси вторичного пучка, причем каждая секция электрически изолирована друг от друга и соединена с источником постоянного напряжения, имеющего обратную связь с усилителем системы регистрации вторичных ионов. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 G Ol N 23/225

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4314229/31-25 (22) 08,10.87 (46) 07,11..89. Бюл. Р 41 (71) Специализированное конструкторско-технологическое бюро Института электроники AH УЗССР (72) А.Д,Беккерман, Н.Х.Джемилев, В.М.Ротштейн и 10.Ì.ÖàÃ! (53) 539,1 (088.8) (56) Патент Франции 1, 2184713, кл. G О1 N 23/22, 1974.

Патент CBA М 3517191, кл, G О1 N 23/22, 1970, (54) ИОННЫ11 МИКРОАНАЛИЗАТОР (57) Изобретение относится к устройствам для элементного и химического анализа состава твердых тел, в частности к ионным микрозондовым анализаторам, применяемым для измерения концентрационных профилей распределения примесей по глубине анализируемых образцов, а также для получения

Изобретение относится к устройствам для элементного и химического анализа состава твердых тел, в частности к ионным микрозондовым анализаторам, применяемым для измерения концентрационных профилей распределения примесей по глубине анализируемых образцов, а также для получения на экране электронно-лучевой трубки картины распределения различных элементов по поверхности образца, и может быть использовано для анализа материалов и структур микроэлектроники в геологии, металлургии, а также при проведении фундаментальных исследова2 на экране электронно-лучевой трубки картины распределения различных эле- . ментов по поверхности образца. Целью изобретения является повышение чувствительности микроанализатора путем повышения эффективности сбора вторичных ионов. Ионный микроанализатор со" держит источник ионов с системой ус" корения и фокусировки первичного пучка, систему сканирования первичного пучка, иммерсионный объектив с секционированным вытягивающим электро" дом, энергомасс-спектрометр с системой регистрации вторичных ионов. Вытягивающий электрод иммерсионного объектива выполнен секционированным в плоскости, перпендикулярной оси вторичного пучка, причем каждая секция электрически изолирована друг от друга и соединена с источником постоянного напряжения, имеющего обратную связь с усилителем системы регистрации вторичных ионов. 1 ил. ний различных процессов на поверхности твердых тел, Цель изобретения - повышение чувствительности микроанализатора путем повышения эффективности сбора вторичных ионов.

На чертеже изображена схема ионного микроанализатора. Ионный микроанализатор содержит плазменный источник 1 первичных ионов, три последовательно расположенные на одной оптической оси линзы, две конденсаторные линзы 2, 3 и линзу-объектив

4, две пары отклоняющих пластин 5 для управления пучком и ограничиваю1520414 щие апертуры 6. Источник ионов вместе с конденсаторной линзой 2 устанавливается на манипуляторе 7, имеющем четыре степени свободы который позУ

5 воляет проводить коррекцию направления пучка и совмещение осей оптических элементов. Образец 8 устанавливается на столике манипулятора 9, имеющем три степени свободы.

Основным элементом системы формирования пучка вторичных ионов является иммерсионный объектив 10 с секционированным вытягиваюцим электродом

11 и квадрупольная отклоняющая система 12. Для анализа вторичных ионов по отношению массы к заряду использован энергомасс-спектрометр, состоящий из статического -магнитного анализатора 13 и стигматического энерго- 20 анализатора 14 типа трехэлектродного электростатического зеркала.

Генераторы 15 и 16 пилообразного напряжения предназначены для развертки луча первичных ионов в растр заданного размера на поверхности исследуемого образца. Энергомасс-спектрометр содержит входную 17, промежуточную 18 и выходную 19 щели, размеры которых определяют разрешение ионного микроанализатора. За выходной щелью 19 установлен вторично-электронный умножитель 20. Обратная связь осуществляется посредством микропроцессора 21, соединенного с выходом усилителя 22 системы регистрации вторичных ионов и соответствующими входами цифроаналоговых преобразователей 23, которые играют роль регулирующих элементов источников 24 посто- „ янного напряжения.

Выполнение вытягивающего электрода в виде отдельных электрически изолированных секций, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси вторичного пучка, позволяет подавать различные потенциалы на каждую секцию и корректировать исходное пространственное распределение вторичных ионов.

Это позволяет учесть анизотропию пространственного распределения вторичного пучка ионов. Введение обратной связи между источниками постоянного напряжения, питающими секции вытягивающего электрода, и усилителем системы регистрации вторичных ионов позволяет производить настройку иммерсионного объектива микроанализатора на максимум сигнала вторичных ионов, что соответствует настройке на направление преимущественного вылета вторичных ионов и повышает чувствительность микроанализатора.

Формула изобретения

Ионный микроанализатор, содержащий источник ионов с системой ускорения и фокусировки первичного пучка, систему сканирования первичного пучка, иммерсионный объектив с вытягивающими и фокусирующими электродами для формирования пучка вторичных ионов, масс-спектрометр с системой регистрации вторичных ионов, содержащей усилитель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности микроанализатора путем повышения эффективности сбора вторичных ионов, вытягивающий электрод иммерсионного объектива выполнен секционированным в плоскости, перпендикулярной оси вторичного пучка, причем секции электрически изолированы одна от другой и соединены с источником постоянного напряжения, имеющего обратную связь с,усилителем системы регистрации вторичных ионов.

1520414

Составитель М.Севостьянов

Редактор Н.Тупица Техред М.Ходанич Корректор М.Пожо

Заказ 6750/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Изобретение относится к рентгеноспектральному анализу, особенно к определению среднего диаметра микровключения в плоскости шлифа

Способ приготовления образцов пленок, нанесенных на поверхность кремниевой подложки,для электронно- микроскопических исследований // 1465739

Изобретение относится к технике приготовления образцов тонких пленок для электронно-микроскопических исследований, в частности пленок, напыленных на кремниевую подложку

Способ препарирования образцов для просвечивающей электронной микроскопии // 1442861

Изобретение относится к технике препарирования образцов для электронной микроскопии и может быть использовано при исследованиях тонкой структуры металлов и сплавов

Способ анализа диэлектриков // 1409906

Изобретение относится к области физико-химического анализа состава поверхности твердых тел методами вторичной ионной и электронной эмиссии

Прибор для микроанализа образца твердого тела // 1407409

Изобретение относится к электронной и ионной микроскопии

Способ определения внутреннего потенциала материалов // 1402877

Изобретение относится к области электронной спектроскопии, а именно к способам исследования физических и химических свойств поверхности вещества при помощи вторично-электронных методов, и может быть использовано в электронной промышленности и научно-исследовательской практике

Способ наблюдения цмд-структур // 1396025

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью радиационных методов и может быть использовано для получения изображения доменносодержащих материалов

Способ определения зоны пластичности у вершины трещины в конструкционных материалах // 1394113

Изобретение относится к испытаниям материалов и конструкций на прочность , а именно к анализу процессов разрушения объектрв, содержащих трещины

Способ получения срезов ткани для световой микроскопии // 1390526

Изобретение относится к медицине, биологии и ветеринарии,точнее к морфологии, предназначенной для исследования в световом микроскопе замороженных срезов органов и тканей человека и животных

Способ подготовки образцов для локального анализа следов элементов // 1319692

Способ получения металлической реплики для анализа нанометрических каналов в трековых мембранах // 2115915

Изобретение относится к области исследований и анализа материалов путем определения их физических свойств, а именно для исследования параметров каналов нанометрических размеров в трековых мембранах, и может быть использовано при изготовлении объектов из трековых мембран для анализа с помощью просвечивающей электронной микроскопии

Способ и устройство для анализа состава дна углублений // 2123178

Способ анализа твердых тел // 2124716

Изобретение относится к области инструментального химического анализа, в частности к области аналитической химии

Способ масс-спектрометрического анализа твердого вещества // 2315388

Изобретение относится к физическим методам анализа состава и структуры вещества, а именно к применению метода вторично-ионной масс-спектрометрии для анализа структурно-энергетического состояния поверхностного слоя вещества, и может быть использовано в структурообразовании и повышении износостойкости новых материалов при изготовлении деталей ответственного назначения

Способ формирования изображения топографии поверхности и устройство для его осуществления // 2329490

Изобретение относится к области формирования в цифровом виде трехмерного изображения реального физического объекта, а именно к формированию топографического изображения объекта, исследуемого методами сканирующей микроскопии

Детектор электронов // 2412503

Изобретение относится к области электронного приборостроения, а более конкретно - к конструкции детекторов электронов, и может найти преимущественное использование в электронных микроскопах

Газозаряжающий контейнер, аппарат атомного зонда и способ анализа положения водорода в материале // 2466376

Способ рентгеноспектрального микроанализа состава вещества с ионным возбуждением // 1521035

Изобретение относится к рентгеновскому анализу состава вещества, особенно к микроанализу с возбуждением рентгеновского излучения определяемых элементов пучком ионов

Устройство для формирования тестового изображения в растровом электронном микроскопе // 1527548

Изобретение относится к электронной микроскопии и может быть использовано для формирования тестового изображения в растровом электронном микроскопе

Способ приготовления образцов порошкообразных объектов для исследования в просвечивающем электронном микроскопе // 1559263

Изобретение относится к электронной микроскопии, в частности к технике препаривания и приготовления образцов мелкодисперсных частиц