CN114594121A - 一种高通量xps设备、检测方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于XPS设备技术领域，公开了一种高通量XPS设备、检测方法及应用，利用高束流X射线进行样品照射结合环形能量分析器收集从样品激发出的光电子，通过数据采集系统将测试数据转化为XPS谱图，基于所述XPS谱分析得到检测结果。本发明提供了一种圆台型高束流X射线源，从圆台型阳极靶侧面掠角出射方向为最强分布，并汇聚于一点/经单色仪汇聚X射线于一点，极大提升了X射线源的亮度，进而可提高样品中光电子的出射数量。此外，环形能量分析器在不改变探测角度情况下极大地增加了电子收集效率。本发明提供的高通量XPS设备可用于集成电路等工业产线，用于生产过程中快速检测材料表面成分、价带、能带等表面信息。

Description

一种高通量XPS设备、检测方法及应用

技术领域

本发明属于XPS设备技术领域，尤其涉及一种高通量XPS设备、检测方法及应用。

背景技术

目前，在现代半导体工业制程中，需要大量的量测。在先进制程下，光学技术无法满足要求。X射线光电子能谱(XPS)用来无损表征薄膜成分、价态、厚度、能带等信息。

XPS技术检测的基本原理为，单色化的X射线照射样品，用以产生光电子，光电子经过能量分析器，随后到达电子检测器，最后经过数据处理系统转化为XPS谱图。由于电子能谱仪检测电子电流及其微弱，常通过电子倍增器来提高电子数目并且测量电子的数目。其中，为了提高数据采集能力，减少采集时间，近代能谱仪多采用多通道电子检测器。

然而，当下使用XPS技术进行样品检测效率低下。其主要原因在于XPS技术检测单点所需时间过长。在传统XPS系统检测过程中，受限于X射线亮度，出射光电子数量较少，进而得到信噪比较差的XPS谱图。因此，需进行多次扫描以提升XPS谱图的精度。这极大提升了样品的检测时间。因此，目前产线上XPS检测采用抽检模式。

提升单位时间内收集的光电子数量是检测效率提升的核心，这与X射线源的亮度和能量分析器效率有关。

现有技术存在的问题和缺陷：

常规X射线光源阳极为平面状，无法聚焦，导致光强分布发散；

常规XPS能量分析器采用单点小立体角收集光电子来检测，对光电子的收集能力弱，检测效率较低。

解决以上问题及缺陷的难度为：

(1)如何让X射线聚焦。

(2)如何在确保电子入射到分析器方向与样品表面在同一角度下，尽可能提高电子收集立体角。

解决以上问题及缺陷的意义为：

大幅增加光电子检测效率，将XPS广泛用于半导体工业等生产线上针对晶圆等工件的检测、量测。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高通量XPS设备、检测方法及应用。

本发明是这样实现的，一种高通量XPS检测方法，所述高通量XPS检测方法包括：X射线从圆台型阳极侧面出射，最强分布为掠出射角，并汇聚于一点/经单色仪汇聚X射线于一点，对样品照射；利用环形能量分析器收集从样品激发出的光电子束，这样保证了出射光电子与能量分析器角度相同。

进一步，所述高通量XPS检测方法具体包括：步骤一，灯丝接地加热，电子经靶材高压加速产生高能电子，高能电子轰击靶材表面产生X射线；

步骤二，X射线从阳极靶表面出射，从圆台型阳极侧面掠角出射的X射线分布最强，最强分布射线将汇聚于一点/经单色仪汇聚X射线于一点；测试过程先对样品高度调整，使表面相交于此点；

步骤三，利用环形能量分析器收集从样品激发出的光电子，步长最小可设置为0.05eV；

步骤四，利用数据分析系统将采集的数据可视化处理，转化为XPS谱图，基于所述XPS谱图得到检测结果。

进一步，所述高通量XPS设备检测样品前，进行系统功函数的校准；

利用分子泵(可组合离子泵)机组保持腔体为超高真空，将待测样品放入快速进样室中，待真空抽至10^-7mbar时，通过传输装置将样品送入测试腔室；通过观察窗口及相机检测样品位置，并通过样品台系统调节样品高度。

进一步，所述步骤二高能电子轰击阳极靶产生X射线时，灯丝与金属阳极靶之间施加加速电压，灯丝接地，阳极靶接正电压。还需进行：圆台型阳极靶的内部设置有冷却水循环水道，将阳极靶材产生的热量导走。

进一步，所述步骤四中基于所述XPS谱图得到检测结果包括：区分材料成分，价态；检测薄膜的厚度及功函数的改变；分析界面偶极子；判定样品中各个点之间的差异性。

本发明的一种高通量XPS设备包括：圆台型阳极侧面掠出射高强度X射线，汇聚于一点/经单色仪汇聚X射线于一点，对样品照射；

环形能量分析器，包括环形输入透镜，环形分析器，环形电子倍增管，脉冲前置放大器，接收器；

进一步，环形输入透镜用于收集从样品激发出的光电子并将其聚焦于分析器入口处，同时调节光电子动能以匹配环形分析器的通能；

进一步，环形电子倍增管位于环形分析器的出口处，实现对光电子电流的放大；

进一步，通过脉冲前置放大器检测电子脉冲，并将其转化为光信号；

进一步，脉冲前置放大器中内置的高速比较电路用于滤除系统噪声；

进一步，通过光纤将信号传输至接收端；

进一步，在环形输入透镜和环形分析器间设置有mu金属，以防止磁场渗透至分析器中；

进一步，环形能量分析器模式可选取恒定分析器能量模式(CAE)以及恒定减速比模式(CRR)。

进一步，接收端将输出数字脉冲或模拟信号，通过数据系统将测试数据转化为XPS谱图，对比不同样品点之间相应的数据，分析样品之间成分，峰位以及差异性，基于所述XPS谱图得到检测结果。

进一步，所述高通量XPS设备还包括：快速进样室、传输装置、实时监测装置、真空系统及样品台系统；

所述快速进样室，用于缩短XPS测试过程中的进样、取样时间；

所述传输装置，用于进行样品的输送；

所述真空系统，用于对测试腔室及快速进样室进行抽真空；

样品台系统，确保样品处于同一测试高度，以保证高束流X射线源亮度恒定；

进一步，所述高束流X射线采用圆台聚焦型X射线源，或采用精细阵列结构X射线源；

所述高束流X射线源采用圆台型聚焦X射线源，包括：

灯丝，圆台形阳极靶，单色仪及屏蔽系统；

灯丝，可采用螺旋形结构；

圆台型阳极靶，用于通过调整圆台形状基相应圆锥顶角调整X射线聚焦点的位置；圆台型阳极靶上接正电压；其内设置有水冷系统，用于设置于圆台型阳极靶的外部或内部的冷却水循环水道利用Cu作为导热材料采用循环方式将靶材产生的热量导走；

单色仪：用于将发散的X射线单色化，同时将X射线聚焦于一点；

屏蔽系统，由屏蔽罩和过滤窗口组成，用于阻断灯丝产生的电子。

进一步，所述灯丝放置于圆台型阳极靶的外侧；所述屏蔽系统位于高束流X射线源的最外侧；

所述灯丝、圆台形阳极靶、单色仪及屏蔽系统同轴放置；

所述灯丝为环形或螺旋形；

所述圆台型阳极靶的靶材为Al，Mg，Ti，Cr，Fe，Cu，Ag，Mo，Au及Pt中的一种；

所述屏蔽系统包括：过滤窗口位于X射线源前，可采用铝箔材料，用于防止灯丝产生的电子干扰XPS谱线信号，同时用于避免因X射线源而导致的样品发热，阻挡灯丝产生的杂质，避免靶材污染；

所述屏蔽罩接地；

观察窗口设置有多个；所述多个观察窗口外设置有相机，用于实时采集样品的位置以及其他信息。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

本发提供了一种搭载圆台聚焦型高束流X射线源及环形能量分析器的快速扫描XPS设备；极大提高了样品中光电子的出射数量以及能量分析器收集的光电子的数量，极大降低了单点的检测时间。

针对常规的XPS能量分析器采用固定单点小立体角收集光电子来检测，对光电子的收集效率低。本发明的能量分析器采用环形结构，可以在保证出射光电子与样品表面角度不变情况下最大程度被收集，提高了XPS设备的检测效率，即较短时间扫描即可获得较高分辨率的XPS谱图，加速了对样品表面/界面化学信息获取；提升了检测速率，缩减了检测成本。

本发明的圆台聚焦型高束流X射线源：圆台型阳极侧面掠出射的X射线分布最强，并汇聚于一点/经单色仪汇聚X射线于一点，极大提升了X射线源的亮度。进而可提高样品中光电子的出射数量。进一步，还可通过在圆台聚焦型X射线源阳极靶上制作精细阵列结构，如通过微纳加工技术在金刚石膜壁上插入金属阵列，进一步加大X射线源功率。

本发明高束流X射线源采用的圆台形结构，其外部或内部设置有冷却水循环水道；较低的电子束能量密度即可产生高亮度的X射线，提高了阳极使用寿命，降低维护成本。

附图说明

图1是本发明实施例提供的搭载圆台聚焦型高通量X射线发生器和环形能量分析器的快速扫描XPS设备结构示意图。

图2是本发明实施例提供的非单色化的圆台聚焦型高束流X射线源结构示意图。

图3是本发明实施例提供的单色化的圆台聚焦型高束流X射线源结构示意图。

图4是本发明实施例提供的高通量XPS检测方法流程图。

图中：1、高束流X射线源；2、X射线；3、样品；4、样品台系统；5、环形输入透镜；6、光电子束；7、环形能量分析器；8、法兰盘；9、接线及水冷；10、数据系统；11、观察窗口；12、相机；13、传输装置；14、离子泵；15、分子泵和机械泵组；16、真空计；17、快速进样室；18、破空阀门；19、加热套；20、灯丝；21、圆台型阳极靶；22、屏蔽罩；23、过滤窗口；24、单色仪。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高通量XPS设备，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明创新的采用了环形能量分析器，而常规的XPS能量分析器采用固定小立体角收集光电子来检测——采样范围小，对光电子收集效率低。通过环形设计在保证出射光电子与样品表面角度不变情况下，极大的加大了采集的光电子的立体角，从而提高了测试效率。

再者，本发明创新的提供一种圆台聚焦型的高束流X射线源。X射线从圆台型阳极侧面掠出射，汇聚于一点/经单色仪汇聚X射线于一点，极大提升了X射线源的亮度，进而可提高样品中光电子的出射数量。

本发明实施例提供一种高通量XPS检测方法，包括：利用高束流X射线源进行样品照射；

环形能量分析器收集从样品激发出的光电子束，通过数据系统将测试数据转化为XPS谱图，基于所述XPS谱图得到检测结果。

如图1至图3所示，本发明实施例提供的高通量XPS设备包括：高束流X射线源1、X射线2、样品3、样品台系统4、环形输入透镜5、光电子束6、环形能量分析器7、法兰盘8、接线及水冷9、数据系统10、观察窗口11、相机12、传输装置13、离子泵14、分子泵和机械泵组15、真空计16、快速进样室17、破空阀门18、加热套19、灯丝20、圆台型阳极靶21、屏蔽罩22、过滤窗口23、单色仪24。

其中，高束流X射线源1，可采用本发明提供的圆台聚焦型X射线源，也可采用其它已有高束流X射线源，如精细阵列结构X射线源等；

样品台系统4，可加热式样品托控温度区间为77-1000K；可实现原位升温/降温；样品台可自由移动/旋转，用于调整承接样品3处的位置令不同样品测试时，高束流X射线源亮度恒定；

环形能量分析器7，采用环形腔体；用于最大程度收集激发产生的光电子；

数据系统10，用于将测试数据转化为XPS谱图；同时用于对比不同样品点之间相应的数据，分析样品之间成分，峰位以及其它差异性，将对比分析结果快速可视化处理；

快速进样室17，用于缩短XPS测试过程中的进样、取样时间；

传输装置13，用于进行样品的输送；

真空系统，由分子泵和机械泵组15及真空计16组成；所述分子泵和机械泵组包括：机械泵、分子泵及离子泵14；所述真空计16包括电阻规和离子规；

加热套19，腔室加热套用于XPS设备开腔后恢复系统时烘烤腔室，排除腔室中的水蒸气。

在一优选实施例中，高束流X射线源1包括：

灯丝20，圆台形阳极靶21及屏蔽系统，单色仪24为可选择装置；

灯丝20，所述灯丝可采用螺旋形结构；

圆台型阳极靶21，用于通过调整圆台形状基相应圆锥顶角调整X射线聚焦点的位置；其内有水冷系统，用于设置于圆台型阳极靶21的外部或内部的冷却水循环水道采用循环方式将靶材产生的热量导走，靶材内壁可以实铜，银，铝等金属或合金；

屏蔽系统，由屏蔽罩22和过滤窗口23组成；用于阻断灯丝产生的电子，同时用于隔绝X射线源的热量。

本发明实施例提供的灯丝20放置于圆台型阳极靶21的外侧；屏蔽系统位于高束流X射线源1的最外侧；

灯丝20、圆台形阳极靶21及屏蔽系统同轴放置。

本发明实施例提供的圆台型阳极靶21的靶材可为Al，Mg，Ti，Cr，Fe，Cu，Ag，Mo，Au，Pt。

本发明实施例提供的屏蔽系统包括：

过滤窗口23位于X射线源1前，可采用铝箔材料，用于防止灯丝产生的电子干扰XPS谱线信号，同时用于避免因X射线源而导致的样品发热，阻挡灯丝产生的杂质，避免靶材污染；

屏蔽罩22接地。

本发明实施例提供的高通量XPS设备设置有多个观察窗口11；观察窗口11外设置有相机12，用于实时采集样品的位置以及其他信息。

下面结合工作原理对本发明的技术方案作进一步描述。

在XPS开腔后恢复系统时，通过分子泵和机械泵组15及离子泵14，结合热套19烘烤等手段，将测试腔室抽至超高真空氛围。在烘烤时，腔室的真空度应不超过10^-5mbar。测试腔室的真空度由真空计16读出。腔室上还安装有破空阀门18；

将待测样品放入快速进样室17中，待真空抽至10^-7mbar及其以下时，通过传输装置13将样品送入测试腔室。期间可通过观察窗口11及相机12观测样品位置。通过样品台系统4调节样品位置，以保证不同样品测试时，高束流X射线源1亮度恒定。

在对样品测试前，首先通过Ni或Au的谱线进行系统功函数的校准。以本发明提供的圆台聚焦型高束流X射线源为例，灯丝20接地加热，电子经靶材高压加速形成高能电子，高能电子轰击阳极靶产生X射线2，所述阳极靶为圆台型，即可在掠出射角度积累的基础上，汇于圆台结构所延申的圆锥顶点处(非单色化)/进一步通过单色仪24汇聚X射线于一点(即测试过程中样品放置位置)。利用环形能量分析器7前端的环形输入透镜5收集从样品激发出的光电子束6。

接线及水冷9通过法兰盘8与加热套19连接；接线及水冷9通过接线与数据系统10连接；

通过数据系统10将测试数据转化为XPS谱图，基于所述XPS谱图得到检测结果。

下面结合高通量XPS检测方法对本发明的技术方案作进一步描述。

如图4所示，本发明实施例提供的高通量XPS检测方法包括：

S101，灯丝接地加热，电子经靶材高压加速产生高能电子，高能电子轰击靶材表面产生X射线；

S102，X射线从阳极靶表面出射，从圆台型阳极侧面掠角出射的X射线分布最强，因此最强分布射线将汇聚于一点/经单色仪汇聚X射线于一点。测试过程先对样品高度调整，使表面相交于此点；

S103，利用环形能量分析器收集从样品激发出的光电子；

S104，通过数据系统将测试数据转化为XPS谱图，基于所述XPS谱图得到检测结果。

在一优选实施例中，所述高通量XPS设备检测样品前，进行系统功函数的校准；

通过分子泵和机械泵组(可加离子泵)将高通量XPS腔室保持在超高真空，测试腔室的真空度利用真空计测试；将待测样品放入快速进样室中，待真空抽至10^-7mbar时，通过传输装置将样品送入测试腔室；通过观察窗口及相机检测样品位置，并通过样品台系统调节样品位置。

在一优选实施例中，所述步骤S102高能电子轰击阳极靶产生X射线时，灯丝与金属阳极靶之间施加加速电压，灯丝接地，阳极靶接正电压。加速电压值设置为出射特征X射线光源能量的10倍。还需进行：圆台型阳极靶的内部设置有冷却水循环水道；同时利用屏蔽系统阻断灯丝产生的电子。

在一优选实施例中，所述步骤S104中基于所述XPS谱图得到检测结果包括：区分材料成分，价态；检测薄膜的厚度及功函数的改变；分析界面偶极子；判定样品中各个点之间的差异性。

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1：

一种快速扫描高通量XPS设备，包括高束流X射线源、环形能量分析器、数据系统、快速进样室、传输装置、实时检测装置、真空系统、样品台系统及预留法兰接口。

所述的环形电子能量分析器，其对激发产生的光电子收集率高，极大提升了光电子的信号强度，避免了重复扫描(降低信噪比)造成的时间浪费。

所述高束流射线源，可选取圆台聚焦型高束流X射线源，其结构如下：包括灯丝，圆台形阳极靶及屏蔽系统。其特征在于：所述圆台形阳极靶固定位置，其内包含水冷系统，所述水冷系统采用循环方式进行；所述灯丝位于阳极靶外侧；所述屏蔽系统位于最外侧。

所述灯丝、圆台形阳极靶、单色仪及屏蔽系统同轴放置。

所述灯丝可采用环状或螺旋形结构。

所述屏蔽系统其进一步特征在于：屏蔽系统由屏蔽罩和过滤窗口组成。所述过滤窗口位于X射线源前，常用铝箔材料制成；所述屏蔽罩接地。

过滤窗窗口其进一步特征在于：过滤窗口用于防止灯丝产生的电子干扰XPS谱线信号；避免因X射线源而导致的样品发热；避免靶材的污染。

所述高束流X射线源还可采用精细阵列阳极X射线源等；

所述快速扫描XPS设备配有快速进样室，用于缩短XPS测试过程中的进样(取样)时间。

所述快速进样室可预先进样，待真空抽至10^-7mbar及其以下时，通过传输装置进入测试腔室；

所述快速扫描XPS设备配有传动装置，可在快速进样室及测试腔室之前传输样品，该传动装置可通过软件控制(也可通过操纵杆手动操纵)；

所述样品台系统，可加热式样品托控温度区间为77-1000K；可实现原位升温/降温；样品台可自由移动/旋转，用于调整承接样品处的高度令不同样品测试时，X射线源亮度恒定；

所述真空系统由分子泵和机械泵组及真空计成，所述真空泵系统由机械泵、分子泵及离子泵组成。

所述高通量XPS设备，配有多个观察窗，并可搭配相机，以实现对样品位置的调控及实时检测；

所述高通量XPS设备配有破空阀门，便于设备的日常维护和维修；

当测试腔室在开腔后恢复至超高真空氛围时，常通过烘烤等手段加热腔室；这在一定程度上会使探测光电子动能的准确度和出射X射线的光子能量发生轻微变化，常将这些因素对测试的影响常归结到系统功函数中。因此，每次开腔后需要对系统的功函数进行重新校准。

所述XPS设备搭载的数据系统，可简单对比不同样品点之间相应的数据，以简单分析样品之间成分，峰位等差异性；

实施例2：

一种适合工业化生产中快速检测器件工艺缺陷的高通量XPS设备。

该快速扫描XPS设备搭载了高束流X射线源和环形能量分析器。

高束流X射线源可采用圆台聚焦型高束流X射线源：灯丝接地加热，电子经靶材高压加速产生高能电子，高能电子轰击靶材表面产生X射线，X射线从圆台型阳极侧面掠出射，并汇聚于一点，极大提升了X射线源的亮度。测试过程中将样品高度调整于此点。

圆台形阳极靶内部设置有冷却去离子水循环水道，即可通过较低能量密度的电子束即可产生高亮度的X射线，避免了因高温而导致靶材熔化的难题，使得其可以连续性工作，进而提升检测效率。

屏蔽系统放置于最外侧，用于防止灯丝产生的电子干扰XPS谱线信号；避免因X射线源而导致的样品发热；阻挡灯丝产生的杂质，避免靶材的污染。

所述环形能量分析器，其特征在采用环形腔体设计，提升了入射的光电子数量，光电子收集率高。

光电子在被环形电子能量分析器选择后，经过数据分析系统转化为XPS谱图。

本发明实施例提供的方法针对功能性需求，数据转化处理的方法为：区分材料成分，价态；检测薄膜的厚度及功函数的改变；分析荷电效应以及界面偶极子；快速判定样品中各个点之间的差异性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高通量XPS检测方法，其特征在于，所述高通量XPS检测方法包括：利用高束流X射线源对样品照射；环形能量分析器收集从样品激发出的光电子，测试在设定采集时间内的不同动能的电子信号强度得到XPS谱图，基于所述XPS谱图得到检测结果。

2.如权利要求1所述的高通量XPS检测方法，其特征在于，所述高通量XPS检测方法具体包括：

步骤一，灯丝接地加热，电子经阳极靶高电压加速轰击靶材表面产生X射线；

步骤二，X射线从阳极靶表面出射，从圆台型阳极侧面掠角出射的X射线分布最强，最强分布射线将汇聚于一点/经单色仪汇聚X射线于一点；测试过程先对样品高度调整，使表面相交于此点；

步骤三，利用环形能量分析器收集从样品激发出的光电子，步长最小可设置为0.05eV；

步骤四，对不同动能下设定时间采集的电子强度与对应的动能转化为XPS谱图，并利用结合能＝X射线能量-电子动能-分析器功函数的关系转换为电子信号强度与结合能的函数图像，函数图像为XPS谱。

3.如权利要求2所述高通量XPS检测方法，其特征在于，所述高通量XPS设备在开腔体维护后恢复使用前需通过恢复操作以及系统功函数的校准。

4.如权利要求3所述高通量XPS检测方法，其特征在于，进行系统功函数的校准后，通过分子泵和机械泵组将高通量XPS腔室保持至超高真空；将待测样品放入快速进样室中，待真空抽至10^-7mbar时，通过传输装置将样品送入测试腔室；通过观察窗口及相机检测样品位置，并通过样品台系统调节样品位置。

5.如权利要求2所述高通量XPS检测方法，其特征在于，所述步骤一高能电子轰击阳极靶产生X射线时，灯丝与金属阳极靶之间施加加速电压，灯丝接地，阳极靶接正的高电压；再者圆台型阳极靶的内部设置有冷却水循环水道，同时利用屏蔽系统阻断灯丝产生的电子。

6.如权利要求2所述高通量XPS检测方法，其特征在于，所述步骤四中基于所述XPS谱图得到检测结果包括：分析材料表面成分，价态；检测薄膜的厚度及功函数的改变；分析界面偶极子；判定样品中各个点之间的差异性。

7.一种实施权利要求1～6任意一项所述高通量XPS检测方法的高通量XPS设备，其特征在于，所述高通量XPS设备包括：高束流X射线源，X射线从圆台型阳极侧面掠出射，并汇聚于一点/经单色仪汇聚X射线于一点，进行样品照射；

环形能量分析器，用于收集从样品激发出的光电子束，通过数据系统将测试数据转化为XPS谱图，对比不同样品点之间相应的数据，分析样品之间成分，峰位以及差异性，基于所述XPS谱图得到检测结果。

8.如权利要求7所述的高通量XPS设备，其特征在于，所述高通量XPS设备还包括：快速进样室、传输装置、实时监测装置、真空系统及样品台系统；

所述快速进样室，用于缩短XPS测试过程中的进样、取样时间；

所述传输装置，用于进行样品的输送；

所述真空系统，用于对测试腔室及快速进样室进行抽真空；

样品台系统，用于调整承接样品处的高度令不同样品测试时，高束流X射线源亮度恒定。

9.如权利要求7所述高通量XPS设备，其特征在于，所述高束流X射线采用圆台聚焦型X射线源，或采用精细阵列结构X射线源；

所述高束流X射线源采用圆台型聚焦X射线源包括：

灯丝，圆台形阳极靶，单色仪及屏蔽系统；

灯丝采用螺旋形结构；

圆台型阳极靶，用于通过调整圆台形状调整X射线聚焦点的位置；圆台型阳极靶接正的高电压；内部设置有水冷系统，用于设置于圆台型阳极靶内部的冷却水循环水道采用循环方式将靶材产生的热量导走，冷却水为去离子水；

单色仪：用于将发散的X射线单色化，同时将X射线聚焦于一点；

屏蔽系统，由屏蔽罩和过滤窗口组成，用于防止灯丝高温放气污染。

10.如权利要求9所述高通量XPS设备，其特征在于，所述灯丝放置于圆台型阳极靶的外侧；所述屏蔽系统位于高束流X射线源的最外侧；

所述灯丝、圆台形阳极靶、单色仪及屏蔽系统同轴放置；

所述圆台型阳极靶的靶材为Al，Mg，Ti，Cr，Fe，Cu，Ag，Mo，Au及Pt中的一种；

所述过滤窗口位于X射线源前，采用铝箔薄质材料；

所述屏蔽罩接地；

观察窗口设置有多个；所述多个观察窗口外设置有相机，用于实时采集样品的位置信息。

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