Микроанализатор Советский патент 1982 года по МПК G01N23/225 H01J37/26 

(54) МИКРОАНАЛИЗАТОР

Изобретение относится к области микроанализа и 1предназначено дл.я оже-спектрометр.ическото ,и€следова1ния по.верлностИ твердых тел при изучении процессов эл итаисиальдого роста, поверхностной диффуз;ий и катализа.

Известны :мик,роанализаторы, Содержаидие электронно-оптическую систему для формирования электронного зонда, держатель образца, средства реги-страции вторичного излучения образца и средства регистрахши .прошедшего через .обр.а.зец электронного пучка 1.

Наиболее близким техническим решением является микроанализатор, содержащий электронно-оитическую систему для формиро.валия электронного зонда, держатель о браэ|Ца, систему построения изображения образца во втаричных электронах, оже-с:пектрометр, включающий аяализато.р с коаксиальны;ми щилиндрами, .во в-нурреннем из которых выполнены прорези для пропускания оже-электронов, средства детектирования оже-электронов и систему регистрации 2.

В из.вестно.м :микроанализаторе держатель образца расположен вне объема анаЛИзатора оже-спектрометра.

Известный :м.икроана.л,изатор работает следующим образо.м.

Электронно-оптическая систама фора ирует на поверхности сбъекта электронный зонд ,м.алого диаметра. Ска№ирова.ние зонда позволяет получить изо.бражен1ие объекта во вторичных электронах. Ра.31решеиие изображения определяется диа метром лер1ЕИ1ЧНОГО электронного пучка. Первичный электро.н.ный .пучо.к, П0:пада.я ,на объект, вызывает вторичную электронную эмиссию. Цил1И.ндрическИЙ анализатор выделяет «з

10 вторичных электронов эл.ектро.ны с оэтредеЛ6ННОЙ энергией и релистрирует их.

Однако первичный электронный пучок полностью поглощается объектом, что зна15ч-ителыно пон.ижает точность ;микр.оаН(ализа, создает неолределенно1сть в отождествлеHHiH изучаемого участка noiBepxHOCTH с изображением, а также ведет к трудно контролируамому локально.му нагреву образ20ца, следствием которого является полное ил.и частнч.ное разложение объекта, лЗМеиение его кристаллографической структуры.

Нахождение образца вне объема анали25затора приводит к влиянию краевых полей а,нализ.атора на точность и скорость микроанализа.

В известном .микроанализаторе невозможно кccлeдoiвaть кристаллографическую

30 стр уктуру о бъе кта.

Построение изображения поверхности образца с ПОМОЩЬЮ вторичных электронов имеет очевидные недостатки, а н-менло: большое время скаиироваиия (особенно дри работе на лределыных реяовмах при малых токах электронного лучка), ограничение разрешения объекта дйа метром электронного зЮНда, возможное изменение параметров электронного зонда ири управлеНИ1И отклоняющей системой.

Цель изобретения заключается в .по1вышеНИИ тОЧ.ности и ч}1ВСтв1ительН0Сти а1нал1Иза, а та.кже расширении его -функциональных возможностей за .счет одновремеННого .И1ССледования кристаллографической структуры объекта.

Поставленная цель достигается тем, что В микроанализаторе, содержащем элекТ(ро,нно-О1пт1ическую систему для формировання электронного зонда, держатель образца, Систему построения изображения обipia3ina, оже-сцектро:мстр, включающий анализатор с коаксиальными дилилдрами, во внутреннем из :которых вьгаолнены лрорези для пропускания ОЖе-электронов, средства детектированИя оже-электронов и систему регистрации, держатель образца установлен -в полости цилиндров анализатора, в которых .вьшолнены отверстия для прохождения первичного и ирошедшего через образец электронного п.учка, а система построения изображения установлена на пути прошедшего через образец электронного пучка.

При этОМ трорези во внутреннем 1Цилиндре вьшолнены В виде двух систем, держатель ОйразЦа установлен симметрично между Системами прорезей, а средства детектирования оже-электронов выполнены в ииде двух детекторов, каждый из которых связан с одной из систем прорезей ,во внутреннем цилиндре анализатора.

Сущность изобретения поясняет чертеж.

Микроанализ а тор для оже-спектрометрического анализа 1вещества содержит электронно-онтическую систему, состоящую из трехэлектроднюй электроанрй луш.ки 1 и системы электром-агнитных линз 2, формирующих первичный электронный iniyi40K. За системой 1электромапн:итных линз 2 расположен оже-спектрометр, включающий коаксиальный анализатор в виде двух соосных цилиндров - ВЦвшнего 3 и внутреннего 4, в полости которого расположен держлтель с обр:азцом-5. В микро-анализаторе оже-спектрометр вьшолнен в 1виде двух идентичных анализаторов с собствеЕньими системами 6 IH 7 ре1ЛИСТ|рац|ии, расположен;НЫМ,И симметрично Относительно образца 5, шричем соответствующие цилиндры кажд.ого анализатора выполнены как ОДно целое. В Стенках внешнего 3 и внутреннего 4 |цилинд|ров выполнены отверствя 8 и 9 для .прохождения пер-ничного пучка к объектам

11

irTT-vrvTTTCl ГТ.ТТ1С1.

in

сквозь Объект пучюа з систему построения изображения, расположен1ную последовательно за оже-спектрометром и выполненную в Виде набор1а электромагнитных лилз 12 и регистрирующего энрана 13.

Микроанализатор ра|ботает Следуюнп-гм образО М.

Первичный электронный пучок 14 попадает на образец 5, проходит через него и

после выхОДа из объема анализатора форм1И рует изобр.ажение объекта на регистрирующем экра1не 13. Кр исталлографическсе строение объекта 1исследуется в режиме, .когда все электромагнитные линзы системы построения иЗОбражения образца обесточены.

Одновременно первичный электронный нучок 14, попадая на образец 5, вызыв-ает вторичную электронную эмиссию. Вторичлые электроны 15 и 16 определенной энергии -проходят через анализатор В канальньге электронные умножители и регистриРуются в блоках обра|ботки сигнала систем 6 и 7. Система регистрации обрабатывает

полученные (Сигналы и регистрИрует ожелики в спектре вторичных электронов.

Электрюстатическая развязка внутренних цилиндров анализаторов иозволяет регистрировать оже-спектры обоими аналлзаторами одновременно и независимо друг от друга, что существенно расширяет экспериментальные возможности предложнного, устройства.

Также мОЖет .быть предусмотрена одновременная обработка информации, снимаемой с регистрирующих устройств (6, 7 и 13).

Э.ксперименты показывают, что дан;ное устройстВО поЗВоляет увеличить точность

до 5%, а также чувствнтельность ожеспектроскопического анализа при обеспечении возмож. одновременной регистрацип кристаллогр а.фической структуры объекта.

Формула изобретения

1. М|И}кроа.нализатор, содержащий электронно-оптическую систему для форглирования электронного зонда, держатель образца, оистему построения .Изображения образца, оже-спектрометр, включающий анализатор с коаксиальными цилиндрами, во внутреннем из «ото.рых выполнены -прарези

для пропускавия оже-элект|р1анов, средства детектирования оже-электронов и систему регистрации, О т л и ч а ю .щ и и с я тем, что, с целью повышения точности И чувствительности анализа и р-асширения функциональных возможностей, держатель образца установлен в полости цилиндров анализатора, в которых выполнены отверстия для прохождения первичного и прошедшего через образец электронного пучка, а система

ппртппрмия нчпбпяжрния vpтянoвлeня ня nv