SU683516A1 - Электростатический анализатор зар женных частиц - Google Patents

Description

(54)ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗАТОР ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ

РОБКИ Образцов в фокусе и недостаточное энергетическое разрешение и чувствительность анализа.

Цель изобретени  - обеспечение экспрессности измерений и увеличение чувствительности и энергетического разрешени .

Указанна  цель достигаетс  тем что во внутреннем цилиндрическом электроде коаксиально с ним размещен дополнительный электрод цилиндрической формы.f наход щийс  по оси между крайними кольцеобразными щел ми и соединенный с источником питани  так, что знак подаваемого на него потенциала совпадает со знаком зар да анализируемых частиц, причём радиус электрода не превышает рассто ни  наибольшего сближени  траектории лет щих во Бнутреннем цилиндрическом электроде частиц с осью анализатора .

Измененна  конфигураци  электродов и I соответственно.электрического пол , в котором движутс  зар женные частицы, позвол ет регулировать положение фокуса анализатора и улучшить его фокусирующие характеристики.

На чертеже показан предлагаемый ан 1лизатор в разрезе и траектории проход щих через него зар женных частиц.

Предлагаемый анализатор содержит источник 1 ионизирующего излучени  ишшень 2 из исследуемого материала, детектор 3 зар женных частиц, внешний цилиндрический электрод 4, внутренний цилиндрический электрод 5, дополнительный цилиндрический электрод 6, диафрагму 7. Электроды 4,5 и 6 имеют разные диаметры и вложены друг в друга так/ что их оси совпадают . Дл  прохода зар женных частиц внутренний цилиндрический электрод 5 имеет три или четыре кольцеобразные щели 8, расположенные по его периметру и закрытые прозрачной сеткой. Внутренний цилиндрический электрод 5 заземлен, внешний цилиндрический электрод подключен к источнику 9 питани , а дополнительный цилиндрический электрод 6 подключен к источнику.10 питани , причем пол рность подаваемого на электроды напр жени  совпадает со знаком зар да анализируемых частиц. Длина цилиндрического электрода 6 зависит от наличи  и конструктивного выполнени  известных устройств - экранов дл  компенсации искажений пол  у краев электродов, разрешающей силы-анализатора и может лежать в интервале 0,2-0,9 L I где/, - рассто ние между крайними щел ми во внутреннем .цилиндрическом электроде. Радиус дополнительного цилиндрического эл трода б должен быть меньше, чем минимальный радиус траектории зар женных частиц, иначе они будут попадать

на поверхность дополнительного цилиндрического электрода. Его минимальный радиус определ етс  лишь кон|СТруктивны1 и соображени ми, поэтому удобно изготовить электрод 6 в виде отрезка металлической проволоки, лежащего на оси двух других цилиндрических электродов.

Предлагаемый анализатор работает следующим образом.

Источник ионизирующего излучени  дает пучок, попадающий на мишень. Из мишени вылетают вторичные зар женные частицы, часть из которых пролетает через ближайшую к мишени щель в электроде 5 и попадает в отклон ющее поле , создаваемое внешним цилиндрическим электродом 4 и регулируемое источником 9 питани . Далее зар женные частицы отклон ютс  к оси системы цилиндрических электродов и, пройд  через следующую кольцеообразную щель внутрь электрода 5, попадают в поле, создаваемое дополнительным электродом б и регулируемое источником 10 питани . Это поле отталкивает зар женные частицы от oci и отклонившись , они выход т из внутреннего цилиндрического электрода 5 через следующую кольцеобразную щель.

Потом зар женные частицы снова отклон ютс  полем внешнего цилиндрического электрода и снова попадают во внутреннюю область электрода 5 через следующую кольцеобразную щель, где они лет т в бесполевом простран ,стве до дифрагмы. На диафрагме зар женные частицы фокусируютс , проход т через нее и регистрируютс  детектором электронов, в качестве которого может служить цилиндр Фараде  или электронный умножитель. Если зар женные частицы.имеют энергию отличную от той, на которую настроен анализатор, то они не фокусируютс  на диафрагме и до детектора не доход т . Изменением соотношени  между потенциалами, подаваемыми от источников питани  на электроды предлагаемого ансШизатОра,можно осуществить фокусировку зар женных частиц в широком диапазоне углов входа частиц в электродную систему анализатора и расто ний от мишени до электродов при сохранении свойства угловой фокусировки второго пор дка. Это дает возможность избежать юстировки образцов в фокусе предлагаемого анализатора и вместо этого мен ть рассто ние с помощью известных электронных устройст работающих в автоматическом режиме.

Claims (3)

1. Предлагаемый анализатор позвол ет автоматизировать трудоемкую юстировку образцов в фокусе при исследова НИИ их хил1ического состава и других характеристик методами вторично-электронной , в частности, оже-электронной спектроскопии, а также методами спектроскопии энергетических потерь Б отраженных ионных пучках, что дает -экономию времени, особенно при по точном методе исследовани  серии образцов с введением их в вакуумный шлюз или при исйледовании образцов с I неплоскими поверхност ми. Предлагаемый анализатор зар женных частиц имеет лучшие фокусируквдие и дисперсионные характеристики, чем прототип. Его критерий качества -.от ношение дисперсии по энергии к аСер .рационному коэффициенту третьего пор дка , в 3,9 раза больше, чем у прототипа , что, например, дает возможность при равной с прототипом чувствительности повысить разрешающую силу S 3,9 раза и тем самым увеличит точность анализа. Предлагаемый анализатор позвол ет по сравнению с прототипом уменьшить угол входа зар женных частиц от до 31°27 и поставить мишень в 1,4 раза дальше от входной щели, что существенно увеличивает эксперименталь ные возможности, так как облегчаетс  послойный анализ химического состава ионным травлением, напыление тонких пленок и т.д. , Формула изобретени  Электростатический анализатор зар женных частиц, содержащий вакуумную камеру, детектор зар женных частиц , мишень из исследуемого материал размещенный между мншемьй и дотвкто ром наружиыл цилиндрический элекгроЯ| расположенный внутри него и коаксиально с ним 3a3eNmeHHbiR цилнндрическиЯ электрод, имеющий на поверхности коль цеобразные щели по периметру, диафрагму , наход щуюс  между коаксиальными цилиндрическими электродами и лотек тором зар женных частиц, источник питани , подключенный к наружному цилиндрическому электроду пол рностью, совпадающей со знаком зар да анализируемых частиц, отли.чающиЯс   тем, что, с целью обеспечени  :экспрессности измерений и увеличени  чувствительности и энергетического разрешени , во внутреннем цилиндрическом электроде коаксиально с ним размещен дополнительный электрод цилиндрической формы, расположенный, по оси между крайними кольцеоОраэными щел ми, соединенный с источником питани  тойже пол рностью, что и о наружным цилиндрическим электродом, причем радиус дополнительного электрода не превышает рассто ни  наибольшего сближени  траектории лет щих во внутреннем цилиндрическом электроде частиц с осью анализатора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3582649, кл. 250/49.5, 1971.
2. 2.Journal of Physics, ser E.7, № б,.1974, p. 461.
3. 3.Авторское свидетельство СССР № 175584,.кл Н 01 Т 39/04, 1965.

   ± 8 6 5. t 7 J

   III ЯЛвлт т тш Mill и I ИИ. 1юв«11Мi | -1«.

   и

   10