CS198570B1

CS198570B1 - Electrostatic analyzer of auger electrons

Info

Publication number: CS198570B1
Application number: CS825277A
Authority: CS
Inventors: Armin Delong; Vladimir Kolarik; Michal Lenc
Original assignee: Armin Delong; Vladimir Kolarik; Michal Lenc
Priority date: 1977-12-09
Filing date: 1977-12-09
Publication date: 1980-06-30

Description

Vynález se týká elektrostatického analyzátoru Augerovýoh elektronů pro analýzu pozorovaných preparátů v autoemiením rastrovacím elektronovém mikroskopu.The present invention relates to an electrostatic Auger Electron Analyzer for analyzing observed specimens in an auto-scanning scanning electron microscope.

Komory preparátu autoemisních elektronovýoh mikroskopů vybavených analyzátorem Augerových elektronů jsou koncipovány jako ultravakuová nádoby vybavená po obvodě otvory pro zavedení jednotlivých detektorů do blízkosti preparátu. Jedna z čelních stran nádoby js uzavřena pólovým nástavcem objektivu, na jehož optioké ose je v pracovní vzdálenosti umístěn preparát nesený manipulátorem. Ve stávajících přístrojích je vesměs jako analyzátoru Augerovýoh elektronů použito válcového elektrostatického analyzátoru, jehož podélná osa je kolmá k optické ose mikroskopu. Vzhledem ke tvaru a rozměrům analyzátoru a částečně i k rozměrům manipulátoru je při měření spekter Augerovýoh elektronů nutné přemístit studovaný preparát směrěm od objektivu do průsečíku podélné osy analyzátoru a optioké osy mikroskopu. Tim vzrůstá pracovní vzdálenost, čímž se snižuje rozlišovací schopnost přístroje, poněvadž optimální pracovní vzdálenost rastrovacího elektronového mikroskopu, na kterou je objektiv konstruován, je zhruba 10 mm. V poloze, ve které je preparát analyzován, není tedy možno dosáhnout zobrazení se Špičkovým rozlišením, čímž se zároveň snižuje rozliěovaoí schopnost zobrazení objektivu ve vybraném prvku pomocí Augerovýoh elektronů.The chambers of the preparation of auto-emission electron microscopes equipped with the Auger electron analyzer are designed as ultravacuum vessels equipped with openings around the perimeter for introduction of individual detectors near the preparation. One of the fronts of the container is closed by a pole extension of the objective, on which the specimen carried by the manipulator is located at the working distance. In existing instruments, a cylindrical electrostatic analyzer is used as the Auger electron analyzer, whose longitudinal axis is perpendicular to the optical axis of the microscope. Due to the shape and dimensions of the analyzer and partly also to the dimensions of the manipulator, it is necessary to move the studied specimen from the objective to the intersection of the analyzer's longitudinal axis and the optical axis of the microscope when measuring the Auger electron spectra. This increases the working distance, thereby reducing the resolution of the apparatus, since the optimal working distance of the scanning electron microscope on which the lens is designed is about 10 mm. Thus, in the position in which the specimen is analyzed, peak resolution images cannot be achieved, thereby reducing the resolution capability of the lens in the selected element by Auger electrons.

Tyto dosavadní nevýhody odstraňuje elektrostatický analyzátor Augerovýoh elektronů pro analýzu pozorovaných preparátů v autoemisním rastrovacím elektronovém mikroskopu, jehožThese previous drawbacks are eliminated by the electrostatic analyzer of Auger electrons for analysis of observed specimens in an auto-emission scanning electron microscope, whose

198 570198 570

198 570 podstatou je, že těleso analyzátoru tvoří kruhová výseč váloového elektrostatického analyzátoru v rozmezí 90 až 180° a je upevněno v komoře preparátu mezi pólovým náetavoem objektivu a manipulátorem s držákem preparátu, přičemž podélná osa tělesa analyzátoru svírá s optiokou osou mikroskopu úhel 45 až 75°·198 570 is that the analyzer body forms a circular segment of a cylindrical electrostatic analyzer in the range of 90 to 180 ° and is mounted in the specimen chamber between the objective pole position and the specimen holder manipulator, the longitudinal axis of the analyzer body forming an angle of 45 to 75 ° ·

Předností vynálezu je odstranění nevýhodné polohy preparátu při analytiokýoh praoeoh. Preparát zde zůstává v praoovní poloze nutné pro zobrazování s vysokým rozliSením. Pracovní vzdálenost jen několik mm. Pro zvýšení signálu Augerových elektronů je možno navíc v této poloze preparát naklonit směrem k analyzátoru Augerových elektronů až o 45°. V principu tedy toto uspořádání dovoluje dosáhnout stejné rozlišení v obraze získaném pomocí Augerových elektronů, jako je špičkové rozlišení například v režimu zobrazování pomocí sekundárníoh nebo prošlých elektronů.An advantage of the invention is the elimination of the disadvantageous position of the preparation in the analyte. Here, the formulation remains in the prone position necessary for high resolution imaging. Working distance only a few mm. In order to increase the Auger electron signal, the specimen can be tilted up to 45 ° towards the Auger electron analyzer in this position. In principle, this arrangement makes it possible to achieve the same resolution in the image obtained by Auger electrons as the peak resolution, for example in the mode of imaging using secondary or transmitted electrons.

Vynález blíže objasní přiložený výkres, kde na orb. 1 je naznačen osový řez funkční části komory preparátu s pólovým nástavoem a manipulátorem preparátu, který je orientován svojí osou náklonu kolmo k ose elektronového mikroskopu, na obr. 2 je tentýž osový řez, avšak pozorovaný preparát je nakloněn vzhledem k ose elektronového mikroskopu o 45°.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the drawing. 1 shows an axial section of the functional part of the specimen chamber with a pole extension and a specimen manipulator oriented with its tilt axis perpendicular to the electron microscope axis; FIG. 2 shows the same axial section but the observed specimen is inclined by 45 ° relative to the electron microscope axis .

Uspořádání analyzátoru Augerových elektronů v komoře preparátu elektronového mikroskopu je znázorněno na obr. 1 a 2. Pólový nástavec objektivu a manipulátor 2 ⁸ držákem preparátu J leží na optloké ose x elektronového mikroskopu. Těleso 2 analyzátoru je umístěno v prostoru mezi pólovým nástavoem i objektivu a manipulátorem £. Manipulátor 2 s držákem preparátu J je naklonitelný vůči optloké ose x elektronového mikroskopu kolem osy y kolmé na osu x, přičemž osa y proohází pozorovaným bodem objektu, tělesem £ analyzátoru proohází analyzovaný svazek £ Augerových elektronů. Komora preparátu a její boční příruba není pro přehlednost na výkrese naznačena.The arrangement of the Auger electron analyzer in the electron microscope specimen chamber is shown in Figures 1 and 2. The pole extension of the objective and the manipulator 2 ^{8 of} the specimen holder J lie on the opton x-axis of the electron microscope. The analyzer body 2 is located in the space between the pole piece 1 of the lens and the manipulator 6. The manipulator 2 with the specimen holder J is tiltable relative to the opton x axis of the electron microscope about the y axis perpendicular to the x axis, the y axis passing through the observed point of the object, the analyzer body passing through the analyzed Auger electron beam. The specimen chamber and its side flange are not indicated in the drawing for clarity.

V navrhovaném uspořádání se využívá pouze části elektrostatického analyzátoru, jehož těleso i má tvar kruhové výseče v rozmezí 90 až 180°, Podélná osa tělesa 2 analyzátoru svírá s optickou osou x mikroskopu optimální úhel 60°, oož je úhel optimální.In the proposed arrangement, only a portion of the electrostatic analyzer is used, whose body 1 has a circular sector shape in the range of 90 to 180 °. The longitudinal axis of the analyzer body 2 forms an optimum angle of 60 ° with the optical axis x.

Průsečík těchto os, který je současně místem zdroje analyzátoru a pozorovaným místek objektu, je vzdálen jen několik mm od pólového nástavce i objektivu, oož je optimální praoovní vzdálenost mikroskopu. Těleso £ analyzátoru je upevněno na boční přírubě komory preparátu a je ve všeoh směrech centrovatelné za provozu. Manipulátor 2 ⁸ držákem J preparátu vyplňuje v základní poloze při kolmém dopadu primárních elektronů na objekt, prostor, získaný využitím pouze třetinové kruhové výseče tělesa 4 analyzátoru. Prostor nutný pro pohyb držáku 2 ⁸ preparátem je vymezen vnitřním průměrem uzemněného válce tělesa 4 analyzátoru.The point of intersection of these axes, which is at the same time the source of the analyzer and the observed points of the object, is only a few mm from the pole piece and the lens, which is the optimum working distance of the microscope. The analyzer body 6 is mounted on the side flange of the specimen chamber and is centerable in operation in all directions. The manipulator 2 ⁸ fills the specimen holder J in the home position with the primary electrons perpendicular to the object, space, obtained by using only a third circular sector of the analyzer body 4. The space required for the specimen holder 2 ⁸ to move through the specimen is defined by the inner diameter of the grounded cylinder of the analyzer body 4.

V základní poloze držáku 2 ⁸ preparátem při kolmém dopadu primárních elektronů na rovinu povrohu preparátu se využívá jen části vstupního úhlu analyzátoru Augerových elektronů. Po přiklonění držáku 2 ⁸ preparátem o 45° směrem k tělesu 4 analyzátoru, jak patrno na obr. 2, je využit celý vstupní úhel použité kruhové výseče analyzátoru. Měrný signál je tedy pouze například dva až třikrát slabší než v případě použití celého rotačně symetrického analyzátoru.In the basic position of the specimen holder ²⁸ with only the primary electrons incident on the specimen surface plane, only part of the input angle of the Auger electron analyzer is used. After tilting the holder 2 ^{8 by the} specimen 45 ° towards the analyzer body 4, as shown in Fig. 2, the entire inlet angle of the analyzer sector is used. For example, the measurement signal is only two to three times weaker than when using the entire rotationally symmetrical analyzer.

Claims

Auger electron electrostatic analyzer for analyzing observed specimens in an auto-scanning scanning electron microscope, characterized in that the analyzer body (4) forms a circular segment of a cylindrical electrostatic analyzer in the range 90 to 180 ° and is mounted in the specimen chamber between the objective pole adapter (1) and manipulator (2) with a specimen holder (3), wherein the longitudinal axis of the analyzer body (4) forms an angle between 45 and 90 ° with the optical axis of the microscope.