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DE2659385C3 - Ionen-Mikrosonden-Analysator - Google Patents

Ionen-Mikrosonden-Analysator

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DE2659385C3
DE2659385C3 DE2659385A DE2659385A DE2659385C3 DE 2659385 C3 DE2659385 C3 DE 2659385C3 DE 2659385 A DE2659385 A DE 2659385A DE 2659385 A DE2659385 A DE 2659385A DE 2659385 C3 DE2659385 C3 DE 2659385C3
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DE
Germany
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electrodes
ion
deflector
deflectors
optical axis
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DE2659385A
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DE2659385A1 (de
DE2659385B2 (de
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Tokuro Katsuta Ibaraki Hirano
Tohru Sayama Saitama Ishitani
Hifumi Hachioji Tokio Tamura
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority claimed from JP5780676A external-priority patent/JPS52142580A/ja
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Publication of DE2659385B2 publication Critical patent/DE2659385B2/de
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/244Detection characterized by the detecting means
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
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    • H01J2237/2505Tubes for localised analysis using electron or ion beams characterised by their application
    • H01J2237/2555Microprobes, i.e. particle-induced X-ray spectrometry
    • H01J2237/2566Microprobes, i.e. particle-induced X-ray spectrometry ion

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Description

Die Erfindung betrifft einen Ionen-Mikrosonden-Analysator der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung Derartige Analysatoren eignen sich insbesondere für sehr genaue Mikro-, Tiefen- und Oberflächenanalysen.
Ein Ionen-Mikrosonden-Analysator der genannten Gattung ist aus »Journal of Physics Ε« Band S, Nr. 10 (Oktober 1975) Seiten 797 bis 808 bekannt. Der in Fig. 12 auf Seite 801 dieser Druckschrift gezeigte Analysator und die bei diesem auftretenden Schwierigkeiten werden im folgenden anhand der Fig. i, 2 a, 2 b, 3 a und 3 b näher erläutert.
Gemäß seinen Funktionen besteht der bekannte Ionen-Mikrosonden-Analysator aus einem primären Bestrahlungssystem, einem Sekundärionen-Spektrometer und einem tastenden Ionenmikroskop. Zu dem primären Bestrahiungssystem gehören eine Ionenquelle 1, Kondensorlinsen 2, Objektivlinsen 3, ein Primärionen-Abtast-Deflektor 4, eine Objektivblende 5 und eine Schirmelektrode 7. Die Funktion des primären Bestrahlungssystems besteht darin, den von der Ionenquelle 1 erzeugten Ionenstrahl 8 durch die beiden Linsensystem 2 und 3 zu bündeln und auf eine Probe 6 zu fokussieren. Der Deflektor 4 hat die Aufgabe, den fein gebündelten Ionenstrahl 8 ähnlich wie in einem Fernsehgerät über die Probe zu tasten. Die Ionenquelle 1, die beiden Linsensysteme 2 und 3, der Deflektor 4 und die Objektivblende 5 des primären Beleuchtungssystem» sind icngs einer gemeinsamen Achse angeordnet.
Zu dem Sekundärionen-Spektrometer gehören eine Sekundärionen-Ausziehvorrichtung 9, Linsen 10 zur Bahnkorrektur des Sekundärionenstrahls, ein elektrostatischer Sektor 11, eine /3-Schlitzblende 12, ein magnetischer Sektor 13, eine C-Schlitzblendc 14, ein Sekundärionen-Detektor 15 und ein Schreiber 16 oder ein (nicht gezeigter) Zähler. Das Spektrometer arbeitet folgendermaßen. Die Sekundärionen, die auf den durch Bestrahlung der Probe mit den Primärionen erzeugten Atomen beruhen, werden durch ein elektrisches Feld abgesaugt, das durch die Sekundärionen-Ausziehvorrichtung 9 erzeugt wird. Diese Sekundärionen gelangen an den elektrostatischen Sektor 11 und werden durch die /^-Schlitzblende 12 einer Energie-Trennung unterworfen. Anschließend gelangen diejenigen Sekundärionen, die eine bestimmte Energie haben und durch die /^-Schlitzblende 12 hindurchgetreten sind, in den magnetischer Sektor 13. wo sie nach dem Verhältnis von Masse zu Ladung (m/e) sortiert und sodann von der C-Schlitzblende 14 als bestimmter Ionenstrom festgestellt werden. Das Massenspektrum wird dadurch erzielt, daß die Feldstärke des magnetischen Sektors 13 allmählich verändert wird, Wobei die übrigen Bedingungen festgehalten werden. Zur Ermittlung der Intensität der Sekundärionen wird hauptsächlich ein Sekundärelektronen-Multiplier verwendet.
Das tastende ionenmikroskop besteht aus einer
Kathodenstrahlröhre 17 und den üblichen Hilfseinrichtungen. Das Mikroskop arbeitet folgendermaßen. Zunächst werden der fein gebündelte Primärionenstrahl 8 sowie der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre 17 mittels des Deflektors 4 synchron getastet. Das Bild eines speziellen Elements der Probe oder der Unebenheit der Probenoberfläche wird dann auf der Kathodenstrahlröhre 17 dadurch erzielt, daß das von dem Sekundärionen-Detektor 15 erzeugte Signal als Videosignal für die Kathodenstrahlröhre 17 verwendet wird. Bei 31 ist eine Versorgungsquelle für die Abtastung gezeigt.
Im folgenden sollen die Schwierigkeiten aufgezeigt werden, die bei dem herkömmlichen Analysator mit Ionen-Mikrosonde bestehen. Dabei sind als Probleme die folgenden beiden einander zuwiderlaufende Tatsachen zu erwähnen:
1. Auf die Probe gelangen in der Ionenquelle 1 erzeugte schnelle neutrale Partikel, die zu einem Rauschen führende Sekundärionen auslösen. (Wird beispicibweiiic als Ionenquelle 1 ein Duoplasmatron verwendet, so werden einige der in der Ionenquelle gebildeten Ionen vor ihrem Austreten aus der Ionenquelle neutralisiert, woraus derartige schnelle neutrale Partikel entstehen. Die Geschwindigkeit dieser neutralen Partikel ist im wesentlichen gleich der des Ionenstrahls. Beträgt der Luftdruck der Ionenquelle 10' Torr, so machen die neutralen Partikel etwa 25% des Ionenstrahls aus.)
2. Die Probe wird mit Ionen bestrahlt, die geladene Partikel darstellen. Handelt es sich nun bei der Probe um einen Isolator oder ist die Probenoberfläche mit einem nicht leitenden dünnen Film beschichtet, so lädt sich die Probenoberfläche elektrisch auf, was eine gute Analyse erschwert.
Im folgenden soll das unter (1) genannte Problem im einzelnen erläutert werden. In den Fig. 2a und 2 b ist der Einfluß der neutralen Partikel veranschaulicht. Gemäß Fig. 2a läßt sich der Ionenstrahl 8 bezüglich seines Durchmessers auf der Probe durch die Linsenanordnungen willkürlich ändern. Im Gegensatz dazu werden die neutralen Partikel, die keine Ladung tragen und in Fig. 2a durch die gestrichelten Linien angedeutet sind, nicht der Fokussierwirkung durch die Linsenanordnungen unterworfen, sondern bewegen sich frei von der Ionenquelle 1 durch die Objektiv blende 5 hindurch auf die Probe 6 zu. Der Durchmesser dieses neutralen Strahls 19 auf der Probe hängt von der Größe der Objektivblende 5 ab; im allgemeinen beträgt er mehrere Millimeter.
Es sei nun der Fall betrachtet, daß es sich bei der zu analysierenden Probe um ein Nickel-Gitter handelt, wie es in Fig. 2b dargestellt ist. In diesem Fall umfassen die Sekundärelektronen, die nach Passieren der Ausziehvorrichtung 9 in das Massenspektrometer gelangen, /.wei Arten; nämlich einmal die Sekundärionen, die durch den Primärionenstrahl ausgelöst worden sind, sowie ferner diejenigen Sekundärionen, de durch die neutralen Partikel ausgelöst worden sind. Hinsichtlich der letzteren Art Von Sekundärio'-nen ist jedoch der Strahldurchmesser durch die Größe der Objektivblende 5 bestimmt und groß im Vergleich zu dem Durchmesser des Primärionenstrahls. Daher treffen selbst dann, wenn der Primärionenstrahl 8 zwischen die Gitterstäbe nach Fig- 2b projiziert wird, diejenigen Sekundäri&nen auf das Spektrometer, die von dem in Fig, 2b mit einem Kreis 20 bezeichneten ßestrahlungsbereich der neutralen Partikel erzeugt werden. Diese letzteren Sekundärionen werden als Rauschen erfaßt. In Fig. 3a und 3b sind Beispiele für Analyseergebnisse veranschaulicht, wie sie mit
j dem herkömmlichen Analysator erzielt werden. Fig. 3a entspricht dabei dem in Fig. 2b eingezeichneten Analysepunkt A und veranschaulicht das Massenspektrum von Nickel. Fig. 3b zeigt das gleiche Spektrum in demjenigen Fall, daß der Primärionenstrahl auf den in Fig. 2b gezeigten Analysepunkt B zwischen den Gitterstäben, d. h. auf einen Teil, an dem kein Nickel vorliegt, gerichtet wird. Obwohl für den Analysepunkt B eigentlich kein Nickel-Spektrum festgestellt werden sollte, wird jedoch mit dem her-
'"' kömmlichen Gerät - wie in Fig. 3b dargestellt - ein Nickelspektrum festgestellt, das eine Intensität von etwa V4 desjenigen Wertes aufweist, den das Nickelspektrum für den Analysepunkt A hat. Offensichtlich ist dieses Nickelspektrum nach Fig. 3b den schnellen
-« neutralen Partikeln zuzurechnen »uf diese Art und Weibe wird, falls die neutralen Parlikr! nicht entfern; werden, bei der Analyse eines sehr kleinen Teils mit Hilfe des herkömmlichen Analysator^ die Genauigkeit beträchtlich verringert, und hoch präzise Analy-
-"' sen werden schwierig. Die Verringerung der analytischen Genauigkeit tritt auch bei der Tiefenanalyse auf. obwohl dafür an dieser Stelle keine Erläuterung abgegeben werden soll.
Nachstehend soll das oben unter (2) angegebene
ίο Problem näher erläutert werden. Bei dem herkömmlichen Analysator wird als erregende Quelle ein Ionenstrahl verwendet. Handelt es sich bei der Probe um einen Isolator oder ist die Probenoberfläche mit einem nichtleitenden Film beschichtet, so tritt das Phänomen
J5 der elektrischen Aufladung auf. Wird ferner bei der Durchführung der Analyse an einer Funktionseinrichtung, beispielsweise einer integrierten Schaltung, mit geladenen Partikeln gearbeitet, so vuänd τη sich unter dem Einfluß dieser geladenen Partikel die elektrischen Eigenschaften der integrierten Schaltung, und di. Wiederverwendung der Schaltung wird problematisch, obwohl die Ursache dafür nicht ganz geklärt ist. Hinsichtlich des ersteren Problems wird eine Methode angewandt, bei der Ladungen auf der ProUenoberfla-
41) ehe dadurch neutralisiert werden, d<iß dem bestrahlenden Teil des Ionenstrahls ein langsamer Elektronenstrahl überlagert wird oder daß die Aufladung durch Verwendung negativer Ionen als Primanonen vermieden wird. In diesem Fall dienen die Sckundarelektronen zur Neutralisierung der Ladungen. Bei beiden Methoden werden jedoch geladene Partikel als Primäistrahl verwendet, weshalb eine Losung des zuletzt genannten Problems hinsichtlich der Veränderung der elektrischen Eigenschaften nicht /u erwarten ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ionen-Mikrosonden-Analysator der eingangs genannten Gattung dahingehend auszubilden, daß von dem von einer !onenquelle ausgehenden, aus Ionen und neutralen Partikeln bestehenden Partikelstrahl entweder ausschließlich der neutrale Partikelstrahl oder ausschließlich der Ionenstrahl vor dem Auftreffen auf die Probe entfernbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabeistim Patentanspruch 1 gekennzeichnet, lviit einem solchen ionen-Mikrosonden-Analysator ist es also möglich, je nach dem Verwendungszweck und in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Probe entweder nur den ionenstrahl oder
nur den neutralen Partikelstrahl zu benutzen. Im ersten Fall wird durch die Entfernung des neutralen Partikelstrahls die Genauigkeit der Analyse erhöht. Im zweiten Fall ergibt sich aus der ausschließlichen Verwendung des neutralen Partikelstrahl insbesondere der Vorteil, daß sich Analysen auchi an beliebigen isolierenden Materialien durchführen lassen.
Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispielc an Hand der weiteren Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
Fig. 4a und 4b ein Ausführungsbeispiel eines Iorien-Mikrosondcn-Analysators;
Fig. 5a und 5b Diagramme zur Erläuterung der Wirkung des Analysators nach Fig. 4a und 4b;
Fig. 6 ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel eines Ionen-Mikrosonden-Analysators; und
Fig. 7a und 7b schematische Längs- und Quer-
«*r«un:t»n rliir^K ^«p llrittCS AusfÜ^1 rl!"00I""3icnif*I pjnps
solchen Analysators.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4a und 4b betrifft ein Gerät, bei dem als Strahlungsquelle der Primärpartikel sowohl mit einem Ionenstrahl als auch mit einem schnellen neutralen Partikelstrahl gearbeitet werden kann. Das Grundprinzip dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, daß eine Einrichtung 21 zur Ablenkung eines Ionenstrahls zwischen der Ionenquelle 1 und dem auch bei dem Gerät nach dem Stand der Technik vorhandenen Primärionenstrahl-Fokussiersystem vorgesehen ist, das die Kondensorlinsen 2 und die nachfolgenden Bauelemente umfaßt, wodurch gewährleistet wird, daß nur entweder der Ionenstrahl oder die neutralen Partikel auf die Probe gelangen. Dazu werden die in Fig. 4 a und 4b veranschaulichten beiden Hilfsmittel angewandt. Die Ablenkeinrichtung 21 umfaßt einen ersten Deflektor 23, zweite Deflektoren 24 und 26 sowie eine Blende 25. Vorzugsweise ist die Anordnung so aufgebaut, daß der Deflektor 23 und der Deflektor 26gleiche Form haben, während der Deflektor 24zweimal so lang ist wie der Deflektor 23 oder 26. Wird, wie in Fig. 4a veranschaulicht, an diese Deflektoren 23,24 und 26 die gleiche Spannung angelegt, so tritt der senkrecht von oben eintretende Ionenstrahl nach Durchlaufen des Ablenksystems stets wieder senkrecht aus. Sind die Formen der Deflektoren 23, 24 und 26 beliebig gewählt, so läßt sich ein vertikales Austreten des Ionenstrahls dadurch erreichen, daß an die einzelnen Deflektoren entsprechende Spannungen angelegt werden. Die zwischen den Deflektoren 23 und 24 befindliche Blende 25 ist in horizontaler Rbene hin und her bewegbar. Die Blende 25 hat die folgenden beiden Funktionen. In ihrer ersten Funktion ist sie so angeordnet, daß sie von der Achse der Deflektoren abweicht, wie dies in Fig. 4a veranschaulicht ist, wodurch die neutralen Partikel entfernt werden, während der Ionenstrahl in der gezeigten Weise durch das Ablenksystem abgelenkt wird und auf die Probe trifft. In ihrer zweiten Funktion ist die Blende 25 auf der Achse angeordnet, so daß der neutrale Strahl auf die Räche der Probe auftreffen kann; gleichzeitig wird aber an einen der Deflektoren 23, 24 oder 26 eine geeignete Spannung angelegt, die den Ionenstrahl ablenkt und verhindert, daß er auf die Oberfläche der Probe auftrifft. Demgemäß können durch entsprechende Bewegung der zwischen den Deflekioren 23 und 24 angeordneten Blende 25 entweder der Ionenstrahl oder die neutralen Partikel unabhängig herausgezogen werden. Vorzugsweise ist zwischen der Ionenquelle 1 und der Ablenkeinrichtung 21 eine weitere Blende 22 vorgesehen.
Im folgenden soll ein weiteres Hilfsmittel beschrieben werden, gemäß dem zur unabhängigen Wahl des
r' Ionenstrahls oder des neutralen Strahls für die Bestrahlung der Probe die Ablenkeinrichtung 21 selbst bewegt wird. Der prinzipielle Aufbau dafür ist in Fig. 4b gezeigt. In diesem Fall läßt sich der in der strichpunktierten Linie gezeigte gesamte Bauteil in einer horizontalen Ebene relativzü der optischen Achse des Ionenstrahls bewegen. Soll zunächst die Probe mit dem neutralen Strahl bestrahlt werden, so werden die Achse des Ablenksystems 21 und die des Ionenstrahl in Fluchtung gebracht, wie es in Pig. 4b gezeigt ist.
Der Ionenstrahl wird dabei durch irgendeinen der Deflektoren 23. 24 oder 26 aus der Achse abgelenkt, so daß er die Probe nicht erreichen kann. In diesem Fall erfolgt die Analyse mit den neutralen Partikeln. Sollen dagegen die neutralen Partikel entfernt und
■?o die Analyse mit dem Ionenstrahl durchgeführt werden, se, wird die in dem strichpunktierten Kasten enthaltene Ablenkeinrichtung21 nach Fig. 4b als Ganze derart bewegt, daß ihre /\chse von der des Ioncnstiiihls abweicht. Auf diese Weise werden die neutralen Partikel entfernt, und es wird nur der Ionenstrahl verwendet, der auf das Linsensystem geleitet und ähnlich wie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4a auf die Probe fokussiert wird.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 läßt sich
JO also durch Bewegen der Ablenkeinrichtung 21 entweder der Ionenstrahl oder der neutrale Strahl getrennt benützen, wobei die Wirkung die gleiche ist wie in dem obigen Fall nach Fig. 4a, bei dem die Blende 25 bewegbar ist.
J-5 In Fig. 5b ist ein Beispiel für die erfindungsgemäß erzielte Wirkung veranschaulicht. Als Probe diente ein Nickel-Gitter mit 500 Maschen und einer Drahtstärke von 16 μ. Als Primärionen wurden O2'-Ionen bei 10 KeV verwendet, und der Strahldurchmesser
•to betrug 2 μ. Wie vorher erläutert, betrug bei dem Analysator nach dem Stand der Technik die Ni +-Ionenintensität bei Fokussierung des Ionenstrahls auf eine Stelle, an der kein Draht vorliegt, gemäß Figur 3 b etwa V4 des Wertes, der erzielt wird, wenn der Ionenstrahl gemäß Fig. 3 a auf einen Draht fokussiert wird. Diese Ionenintensität von V4 bedeutet ein Rauschen, das den neutralen Partikeln zuzuschreiben ist. Gemäß Fig. 5 a und 5b ist der Einfluß der neutralen Partikel durch die Verwendung der erfindungsgemäßen An-Ordnung beseitigt. Fig. 5a entspricht dem Fa". daß der Ionenstrahl auf einen Draht projiziert wird, während Fi g. 5 b den Fall betrifft, daß der Ionenstrahl auf eine Stelle projiziert wird, an der kein Draht vorliegt. Wie in Fig. 5 b dargestellt, wurde dabei kein Ni+-loss nenstrom gemessen. Somit war der schädliche Einfluß der neutralen Partikel vollständig eliminiert.
Sodann wurden unter Verwendung des neutralen Partikelstrahls eine Analyse von Verunreinigungen in Phosphorglas, eine Analyse von Natrium in Glimmer und eine Analyse von gewissen organischen Stoffen versucht. Dabei wurden analytische Werte hoher Genauigkeit ohne das Phänomen der elektrischen Aufladung erfolgreich erzielt.
In dem Ausf ührungsfaeispiel nach Fig. 6 ist die Ablenkeinrichtung 21 -wiederum auf der optischen Achse des Primärionenstrahls beispielsweise zwischen der Ionenquelle 1 und dem die Kondensorlinsen 2 und die nachfolgenden Bauelemente umfassenden Primärio-
nenstrahl-Fokussiersystem angeordnet. Die Ablenkeinrichtung 21 besteht in diesem Fall aus zwei Paaren von ersten Deflektoren 30 und 32, zwei Paaren von zweiten Deflektoren 24 und 26 Und einer bewegbaren Blende 25.
Bei 33 ist eine Energiequelle zur Zuführung von elekf«7s,chen Potentialen an die Deflektoren gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Blende 25 beispielsweise in einer Strahl-Ablenkrichtung senkrecht zur optischen Achse des Ionenstrahls bewegbar. Vorzugsweise bestehen die Deflektoren 30, 32, 24 und 26 aus parallelen Plattenelektroden gleicher Größe. Bei diesem Aufbau werden den vier Deflektoren Spannungen gleicher Größe zugeführt. Die Polaritäten der Spannungen sind für die Deflektoren 30 und 26 gleich und für die Deflektoren 32 und 24 gleich. Die Spannungen mit diesen Polaritäten werden dabei uL/WCCiiSCiriCi ZUgCiUnTt. i-fGr VGFiiriaf Von ΟυοΓί CiniXctende Ionenstrahl tritt nach Passieren des Ablenksystems stets senkrecht wieder aus. Sind die Formen der Deflektoren beliebig gewählt, so läßt sich das vertikale Austreten des Ionenstrahls dadurch erreiche^ daß an die einzelnen Deflektoren entsprechende Spannungen angelegt werden. Die Blende 25 ist nach vorne und hinten sowie nach rechts und links in einer horizontalen Ebene bewegbar. Die Blende 25 hat die folgenden beiden Funktionen. Einmal ist die Blende 25, wie in Fig. 6 dargestellt, an einer Stelle Pl angeordnet, die von der Achse der Deflektoren (Stelle PO) abweicht, wodurch die neutralen Partikel entfernt und der Ionenstrahl durch das Ablenksystem in der gezeigten Weise derart abgelenkt wird, daß er auf die Probe trifft. Zum anderen ist die Blende 25 auf der Achse (an der Stelle PO) angeordnet, so daß der neutrale Strahl auf die Oberfläche der Probe fallen kann, wobei gleichzeitig an einen der Deflektoren 30, 32, 24 oder 26 eine geeignete Spannung angelegt wird, so daß der Ionenstrahl abgelenkt wird und nicht auf die Probenoberfläche gelangt. Somit können entweder der Ιοί nenstrahl oder die neutralen Partikel durch Bewegen der Blende 25 unabhängig herausgezogen werden. Da ferner die Blende an einer Zwischenstelle zwischen den vier Paaren von Deflektoren angeordnet ist, erfolgt die Trennung zwischen dem Elektronenstrahl
ίο und dem neutralen Strahl an der Stelle stärkster Abweichung von der optischen Achse des tonenstrahls, wodurch die Trennung besonders leicht wird. Eine gute Trennung ist ferner deshalb möglich, weil der Ionenstrahl auf die Blende 25 senkrecht trifft. Da schließlich die Strahlpfade vor und hinter der Blende 25 symmetrisch sind, ist die axiale Justierung einfach.
Fig. 7 zeigt eine detailierle Ansicht eines Ausfüh-
rangsbeispicls, bei dem die Blende 25 bewegbar ist.
Fig. 7 a stellt dabei einen Längsschnitt längs der optisehen Achse des Ionenstrahls dar, während Fig. 7b ein Querschnitt längs der Linie A-A' ist. Bei 28 ist eine Einrichtung zur Bewegung der Blende 25 gezeigt. Die auf die Ablenkeinrichtung 21 folgenden Stufen sowie die Energieversorgung sind in Fig. 7 wcggelas-
2'5 sen.
Aus einem Vergleich der Messungen an einem Draht eines Nickel-Gitters und einem Teil, an dem kein Draht vorhanden ist, geht hervor, daß ebenso wie bei den vorigen Ausführungsbeispielen auch in diesem Fall der neutrale Partikelstrahl eliminiert wird. Ferner wurden bei der Analyse von Verunreinigungen in Phosphorglas und ähnlichen Analysen mit dem neutralen Partikelstrahl analytische Werte hoher Präzision ohne das Phänomen der elektrischen Aufladung erzielt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Ionen-Mikrosonden-Analysator, bei dem eine Probe mit einem von einer Ionenquelle ausgehenden, durch ein Primärionen-Fokussiersystem fokussierten Primärstrahl bestrahlt wird und die von der Probe erzeugten und durch eine Ionen-Ausziehvorrichtung abgesaugten Sekundärionen mit einem Massenspektrometer analysiert werden, gekennzeichnet durch eine zwischen der Ionenquelle (1) und der Probe (6) angeordnete Ionenstrahl-Ablenkeinrichtung(21), die eine bewegbare Blende (25), deren Bewegung die Blendenöffnung zwischen einer Stellung auf der optischen Achse des Primärstrahls und einer von dieser optischen Achse abweichenden Stellung in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene verschiebt, mindestens einen ersten Deflektor (23; 30, 32), der die Ionen des Primärstrahls zu einer in Stelle ablenkt, an der sich die Blendenöffnung in ihrer abweichenden Stellung befindet, sowie mindestens zwei zweite Deflektoren (24, 26) umfaßt, die den Ionenstrahl nach Passieren der Blendenöffnung in der abweichenden Stellung in Richtung der optischen Achse ablenken.
2. Analysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionenstrahi-Ablenkeinrichtung (21) zwischen der Ionenquelle (1) und einem Primärionen-Fokussiersystem (2) angeord- so net ist.
3. Analysator nach An pruch 2, daduch gekennzeichnet, daß zw:schen der Ionenquelle (1) und der Ionenstrahl-Abienkfiirichtung (21) eine weitere Blende (22) angeordnet ist.
4. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Deflektor aus zwei Paaren von Elektroden (30, 32) gleicher Größe und die zweiten Deflektoren aus zwei Paaren von Elektroden (24, 26) gleicher Größe wie die ersten beiden Paare von Elektroden bestehen (Figur 6, 7).
5. Analysator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der vier Paare von Elektroden (24, 26, 30, 32) jeweils aus einem Paar von Plattenelektroden besteht, die parallel und symmetrisch zur optischen Achse angeordnet sind.
6. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Deflektor aus einem Paar von Elektroden (23) und die zweiten Deflektoren aus einem ersten Paar von Elektroden (26) mit gleicher Größe wie die Elektroden (23) des ersten Deflektors sowie einem zweiten Paar von Elektroden (24) mit gegenüber den Elektroden (23) des ersten Deflektors doppelter Länge bestehen, wobei das zweite Paar von Elektroden (24) des zweiten Deflektors näher an der Blende (25) angeordnet ist als das erste Paar von Elektroden (26) des zweiten Deflektors (Pig. 4).
7. Analysator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der drei Paare von Elektroden (23, 24, 26) aus einem Paar von Plattenelektroden besteht, die parallel und symmetrisch zur optischen Achse angeordnet sind. b$
8. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektoren (23, 24, 26, 30, 32) stationär sind (Fig. 4a, 6, 7).
9. Analysator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deflektoren (23, 24, 26, 30, 32) in einer zur optischen Achse senkrechten Ebene zusammen mit der Blende (25) bewegbar sind (Fig. 4b).
DE2659385A 1976-01-21 1976-12-29 Ionen-Mikrosonden-Analysator Expired DE2659385C3 (de)

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DE2659385C3 true DE2659385C3 (de) 1979-04-19

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ID=26338785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2659385A Expired DE2659385C3 (de) 1976-01-21 1976-12-29 Ionen-Mikrosonden-Analysator

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