DE2739829C2 - Anordnung zur Analyse einer Probenschicht durch Beschuß mit elektromagnetischer Strahlung - Google Patents

Anordnung zur Analyse einer Probenschicht durch Beschuß mit elektromagnetischer Strahlung

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Raimund Prof. 4000 Düsseldorf Kaufmann
Rainer Dr. 6000 Frankfurt Nietsche
Eberhard Dr. 8000 München Unsöld
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Gesellschaft fur Strahlen- und Umweltforschung Mb
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Gesellschaft Fuer Strahlen und Umweltforschung Mbh 8000 Muenchen
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/252—Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Analyse einer Probe durch Beschuss mit elektromagnetischer Strahlung und anschliessender Untersuchung der aus der Probe emittierten Teilchen mit Hilfe eines Massenanalysators, mit einem in einem evakuierbaren Gehaeuse untergebrachten, der Probe zugeordneten Massenanalysator. Die Erfindung besteht darin, dass sich im Bereich der Probe eine elektrisch leitfaehige Materialschicht befindet. Eine derartige, vorzugsweise auf Probenpotential befindliche, leitfaehige Materialschicht sorgt fuer eine vollstaendige gleichmaessige Potentialverteilung im Bereich der Probe. Ueber diese Schicht erfolgt ein schneller Ladungsausgleich, so dass fuer die aus der Probe emittierten, in Richtung Massenanalysator beschleunigten Ionen stets die gleiche Potentialdifferenz massgebend ist. Auch der Durchgriff aeusserer Stoerpotentiale auf den Analysenort ist verhindert. ler Streifen der Vorlage abgebildet ist, und durch einen diese

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Analyse einer Probenschicht durch Beschüß mit elektromagnetischer Strahlung und anschließender Untersuchung der aus der Probenschicht emittierten Teilchen mit Hilfe eines Massenanalysators, der in einem evakuierbaren Gehäuse untergebracht ist, das eine mit einem Deckglas verschlossene Öffnung aufweist, wobei eine dem Deckglas auf seiner Außenseite zugeordnete Fokussierungsoptik zur Bündelung der elektromagnetischen Strahlung durch das Deckglas und eine für die elektromagnetische Strahlung transparente Materialschicht hindurch auf die innerhalb des Gehäuses und auf der Materialschicht angeordnete Probenschicht vorgesehen ist.
Eine derartige aus Appl. Phys. 8 (1975), Seiten 341—348 bekannte Anordnung gewährleistet jedoch noch nicht, daß für die pro Impuls erzeugten Teilchen genau reproduzierbare Verhältnisse vorliegen.
Der Vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anordnung derart zu verbessern, daß auch bei Beschüß mit kurzzeitigen Impulsen die von der Probenschicht emittierten Teilchen mit definierten Anfangsbedingungen starten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zumindest der Schichtteil der transparenten Matcrialschicht. der unmittelbar an die Probenschicht angrenzt, elektrisch leitend ist und die Probenschicht mit einem vorgebbaren Potential beaufschlagt.
Die übrigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. *
Mittels der Figur wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Die Anordnung umfaßt ein Gehäuse 1, dessen Öffnung 2 mit einem Deckelflansch 3 vakuumdicht verschlossen ist Der Deckelfiansch 3 selbst weist ebenfalls
ίο eine Öffnung 4 auf, die ihrerseits mit Hilfe eines Deckglases 5 vakuumdicht verschlossen ist Dem Deckglas 5 liegt außerhalb des Gehäuses 1, vorzugsweise über eine aus einer !mmersionsflüssigkeit bestehende Schicht 6, eine Fokussierungscptik an, die hier schematisch als
is Sammellinse 7 dargestellt ist. Mit Hilfe dieser Fokussierungsoptik 7 wird die elektromagnetische oder Laserstrahlung im Bereich einer mit 8 bezeichneten Probenschicht derart fokussiert, daß ein extrem kleiner Bereich der Probenschicht verdampft und ionisiert wird. Die ionisierten Probenbestandteile mit negativer oder positiver Ladung werden von einer gegenüber der Probenschicht 8 auf positiver oder negativer Hochspannung liegenden Elektrode 9 abgesaugt, die gleichzeitig als Ionenlinse ausgebildet sein kann.
Von dort aus gelangen die Ionen in ein nicht dargestelltes Massenspektrometer, dessen Kfassentrennsjstem ein Flugzeitrohr sein kann. Damit ausschließlich die Probenschicht 8 und nicht auch das Deckglas 5 verdampft wird, ist zwischen der Probenschicht 8 und dem Deckglas 5 ein Abstandshalter, z. B. ein Netz 10, vorgesehen, dessen Dicke einige zehn Mikrometer betragen kann.
Für die Probenschicht 8 ist eine Trägerfolie 13 vorgesehen, auf die eine leitfähige Schicht 11 aufgebracht ist.
Bei einer solchen Anordnung kann zusätzlich noch auf der Innenseite des Glases 5 eine weitere Schicht W vorgesehen sein, die ein anderes Potential als die Schicht 11 und die Probenschicht 8 haben kann. Als Isolator können das Netz 10 und/odei die F lie 13 dienen, indem sie aus elektrisch isolierendem Material bestehen.
Die für die ionenerzeugende Laserstrahlung transparente leitfähige Schicht 11 sorgt für eine gleichmäßige Potentialverteilung im Bereich der Probenschicht, so daß für alle von der Probenschicht zur Elektrode 9 fliegenden Ionen die gleiche Potentialdifferenz maßgebend ist. Die zugehörigen Spannungsquellen wurden der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt. Gegenüber der Elektrode 9 kann die leitfähige Schicht 11 mit einer relativ großen Kapazität abgeblockt sein, so daß ein schneller Ladungsausgleich gesichert ist..
Die Schicht 11 besteht zweckmäßig aus In2O3-SnO2 oder aus Kohlenstoff oder aus Gold. Ihre Dicke und Beschaffenheit ist so zu wählen, daß sie für die Laserstrahlung noch transparent ist. Liegt die Schicht 11 so nahe bei der Probenschicht 8, daß ein Teil mitverdampft wird, dann kann dieses Material mit zur Normierung des Massenspektrometers herangezogen werden. .
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Anordnung zur Analyse einer Probenschicht durch Beschüß mit elektromagnetischer Strahlung und anschließender Untersuchung der aus der Probenschicht emittierten Teilchen mit Hilfe eines Massenanalysators, der in einem evakuierbaren Gehäuse untergebracht ist, das eine mit einem Deckglas verschlossene Öffnung aufweist, wobei eine dem Deckglas auf seiner Außenseite zugeordnete Fokussierungsoptik zur Bündelung der elektromagnetischen Strahlung durch das Deckglas und eine für die elektromagnetische Strahlung transparente Materialschicht hindurch auf die innerhalb des Gehäuses und auf der Materialschicht angeordnete Probenschicht vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest der Schichtteil (11) der transparenten Materialschirht, der unmittelbar an die Probenschicht (8) abgrenzt, elektrisch leitend ist und die Probenschicht (8) mit einem vorgebbaren Potential beaufschlagt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die transparente Materialschicht eine elektrisch isolierende Schicht umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende Schicht (13 und/oder 10) auf der vom Deckglas (5) abgewandten Seite mit einer elektrisch leitenden Schicht (11) versehen ist, auf der sich die Probenschicht (8) befindet.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrisch leitende Schichtteil (11) aus Jn2O3-SnO1, Kohlt- /Stoff oder Gold besteht.
4. Anordnung nach Anspruch ', 2 oder 3, bei der die Ionen von einer Elektrode zum Massenanalysator abgesaugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der leitfähige Schichtteil (11) über einen Kondensator (12) und eine niedrig induktive Leitung mit der Absaugelektrode (9) verbunden ist.,
DE2739829A 1977-07-21 1977-09-03 Anordnung zur Analyse einer Probenschicht durch Beschuß mit elektromagnetischer Strahlung Expired DE2739829C2 (de)

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