Способ анализа диэлектриков Советский патент 1988 года по МПК G01N23/225 

.{

О

со со о

О5

Изобретение относится к физико- химическому анализу состава поверхности твердых тем методами вторичной ионной и электронной эмиссии.

Цель изобретения - повышение точности анализа.

На чертеже показано устройство для анализа диэлектриков предлагаемым способом.

Устройство содержит держатель 1 исследуемого образца 2, облучаемого зондирукицим 3, регистрируииций вторичные заряженные частицы, например, оже-электроны 4, энергоанализа- тор 5, направляющую на образец 2 ионный пучок 6.ионную пушку 7, металлическое острие 8, закрепленное на штоке ,9, посредством снльфона 10 связанном с микрометрическим виитом II для вертикального перемещения штока 9. Также имеются винты 12 для го ризонтального перемещения штока 9. В вертикальном направлении острие 8 может перемещаться на 0,04 м, а в го- ризонтальном - на 0,02 м.

Способ реализуют следующи образом.

На держателе 1 укрепляют диэлектрический образец 2. Между поверхностью образца 2 и держателем 1 сопротивление составляет несколько МОм. При изучении профильного элементного состава поверхности методом электронной оже-спектроскопии на образец Т. направляют электронный зондирующий пучок 3, Вторичные электроны и оже- злектроиы 4 разделяются по энергиям в энергоанализаторе 5. Для послойно го травления применяется ионный пучо 6 из пущки 7.

В результате воздействия электронного зондирующего 3 и ионного 6 пучков и отсутствия стекания заряда по- верхность образца 2 заряжается неконтролируемым образом. Вылетающие с поверхности оже-электроиы 4 имеют энергию, которая определяется не внутриатомными переходами, а элект- рическим потенциалом поверхности, чт приводит к полной потере информативности. Контактироваиие острия 8 в зоне действия электронного и ионного пучков с поверхностью образца 2 спо- собствует стеканию заряда из. анализируемой области поверхности, чем восстанавливается информативность. Острие 8 через шток 9 соединено, с

сильфоном 10, что позволяет перемещать острие в вертикальном направлении микрометрическим винтом И, а горизонтальное перемещение осуществляется винтаии 12, расположенными через 120.

Устройство дает возможность отводить острие 8 от образца 2 и выбирать произвольное место анализа, а затем позволяет контактировать ему с поверхностью на небольшом расстоянии от зоны действия электронного и ионного пучков. Таким образом, реализация способа обеспечивает стекание заряда из зоны анализа и восстанавливает информативность метода.

Пример 1. Диэлектрический . - образец, 2 из SiO размером 10x1 Ох х мм крепят на держатель 1 прижимными болтами и вставляют в аналитическую камеру. Держатель 1 с образцом 2 располагают- перед энергоанализато-: ром 5. На экране электронного микроскопа получают изображение исследуемого образца 2. Зону анализа перемещают в фокус анализатора. Металлическое острие 8 для снятия заряда приводят в контакт с поверхностью образца в непосредственной близости (МОО мкм) от места падения зондирующего пучка. Электронн пучок с энергией 2 кэВ из растрового режима переводят в точечный, возбуждая вторичную электронную эмиссию.

Осуществляют регистрацию и анализ по энергиям оже-электронов 4, вьш1ед- ших из образца. Если энергетическое положение спектральных линий кислорода и кремния отличается от стандартного, то металлическое острие с помощью штока 9, сильфона 10 и микрометрических винтов 11 и 12 перемещают по поверхности образца, контролируя при этом стабильность разрешения и/или энергетический сдвид оже-электронов. При достижении стандартного энергетического положения спектраль- ной линии кислорода ипи кремния острие 8 фиксируют, после чего проводят полный элементный анализ в анализируемой области поверхности исследуемого образца.

Для проведения элементного анализа исследуемого образца 2 по глубине осуществляют ионное распыление поверхности, подвергая исследуемый образец облучения ионами Аг с энер3

гией 2 кэВ. Металлическое острие 8 продолжает оставаться в контакте с образцом на прежнем месте, осуществляя отекание заряда, внесенного нон |ным пучком. Дальнейший элементный анализ осуществляют указанным Образом. Ионное распыление поверхности образца может осуществляться неоднократно .с целью анализа ра личных слоев исследуемого образца.

Пример.2ГВ условиях пример I приводят в контакт острие вблизи выбранного места анализа. Проводят запись оже-спектров кремния н кислорода. При обнаружении энергетического сдвига спектральных линий провдят смещение острия 8 ближе к зоне анализа. Экспериментально установлено, что снятие заряда достигается при фиксации острия 8 на расстоянии ОТ электронного зонда, где d - диаметр острия, равный в указан ных примерах 50 мкм; 0,5 k 2.0.

Ф о

рмула изобретени

1.Способ анализа диэлектриков, заключающийся в облучении поверхности исследуемого образца корпускулярным или фотонным зондом, регистрации и анализе по энергии вторичных заряженных частиц, а также, удалении заряда с поверхности образца, о т- личающийся тем, что, с целью повьппения точности анализа, удление заряда осуществляют путем контактирования металлического острия

с поверхностью образца, причем положение, острия на поверхности образца фиксируют по достижении стабильности разрешения и/или энергетического сдвига спектра вторичных заряженных частиц.

2.Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем,, что фиксируют острием на расстоянии 1 kd от зоны воздействия корпускулярного зонда, где d - диаметр острия, k - коэффициент, величина которого выбрана из условия 0,5 k 2,0.

Изобретение относится к области физико-химического анализа состава поверхности твердых тел методами вторичной ионной и электронной эмиссии. Цель изобретения - повьпиение точности анализа. Для этого стекани е заряда с поверхности исследуемого диэлектрика осуществляется посредством заостренного металлического зонда, приведенного в контакт с поверхностью близости от зоны действия первичных зондирующих пучков. При этом одновременно осуществляют контроль стабильности разрешения и/или энергетического сдвига вторичных заряженных частиц. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.