Ионный микроанализатор Советский патент 1989 года по МПК G01N23/225 

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 исследоваНИИ 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 ограничиваюел IND

О

| 31

315

щие апертуры 6. Источник ионов вместе с конденсаторной линзой 2 устанавливается на манипуляторе 7, имеющей четыре степени свободы, который позволяет проводить коррекцию направле- ния 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 вытягивающим электродом 11 и квадрупольная отклоняющая система 12. Лля анализа вторичных ионов по отношению, массы к заряду использован энергомасс-спектрометр, состоящий из статического магнитного анализатора 13 и стигматического энергоанализатора I i типа трехэлектродного электростатического зеркала.

Генераторы 15 и 1б 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 2k постр- янного напряжения.

Выполнение вытягивающего электрода в виде отдельных электрически изолированных секций, расположенных в плос

5

0

5

0

5

0

кости, 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 микроанализа- тора 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, отличающий- С 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.

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.

6

IJ

r

5/11

11 7

; J

.

7j -C-J- -L-J- :: 3

/

15

/5 /

/2

/7