Способ анализа диэлектриков

 

Изобретение относится к области физико-химического анализа состава поверхности твердых тел методами вторичной ионной и электронной эмиссии. Цель изобретения - повьпиение точности анализа. Для этого стекани е заряда с поверхности исследуемого диэлектрика осуществляется посредством заостренного металлического зонда, приведенного в контакт с поверхностью близости от зоны действия первичных зондирующих пучков. При этом одновременно осуществляют контроль стабильности разрешения и/или энергетического сдвига вторичных заряженных частиц. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()!) q G 0l N 23/225

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4200960/24-25 (22) 23,12.86 (46) 15.07.88.Áþë. Ф 26 (7!) Всесоюзный научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума (72) М.И.Булеев, А.П.Дементьев, В.В.Канцель и В.И.Раховский (53) 543.53 (088.8) (56) Авторское свидетельс гво СССР

В 1105792, кл.G 01 N 23/225, 1984.

Патент CllIA l! 3665185, кл. 25,0-49,5, 1972.

„.,,И„„14О99 (54) СПОСОБ АНАЛИЗА ДИЭЛЕКТРИКОВ (57) Изобретение относится к области физико-химического анализа состава поверхности твердых тел методами вторичной ионной и электронной эмиссии.

Цель изобретения — повышение точности анализа ° Для этого стекание заряда с поверхности исследуемого ди-. электрика осуществляется посредством заостренного металлического зонда, приведенного в контакт с поверхностью близости от эоны действия первичных зондирующих пучков. При этом одновременно осуществляют контроль стабильности разрешения и/или энергетического сдвига вторичных заряженных частиц. l з.п.ф-лы, l ил.

1409906

Изобретение относится к физикохимическому анализу состава поверхности твердых тем методами вторичной ионной и электронной эмиссии.

Цель изобретения - повышение точ- ности анализа.

На чертеже показано устройство для анализа диэлектриков предлагаемым способом. l0

Устройство содержит держатель 1 исследуемого образца 2, облучаемого зондирующим пучком 3, регистрирующий вторичные заряженные частицы, например, оже-электроны 4, энергоаналиэа- 15 тор 5, направляющую на образец 2 ионный пучок 6 ионную пушку 7, метал-. лическое острие 8, закрепленное на штоке 9, посредством сильфона 10 связанном с микрометрическим винтом 20

l1 для вертикального перемещения штока 9. Также имеются винты 12 для го" ризонтального перемещения штока 9. В вертикальном направлении острие 8 может перемещаться на 0,04 м, а в горизонтальном « «на 0,02 м.

Способ реализуют следующим о6разом.

На держателе укрепляют диэлектрический образец 2.. Между поверхностью З0 образца 2 и держателем l сопротивле1 ние составляет несколько ИОм. При изучении профильного элементного состава поверхности методом электрон1 ной оже-спектроскопии на образец 2 35 направляют электронный зондирующий пучок 3. Вторичные электроны и ожеэлектроны 4 разделяются по энергиям в энергоанализаторе 5. Для послойного травления применяется ионный пучок 40

6 из пушки 7, В результате воздействия электронного зондйрующего 3 и ионного б пучков и отсутствия стекания заряда по- 45 верхность образца 2 заряжается неконтролируемым образом. Вылетающие с поверхности оже-электроны 4 имеют энергию, которая определяется не внутриатомными переходами, а электрическим потенциалом поверхности, что приводит к полной потере информативности. Контактирование острия 8 в зоне действия электронного и ионного пучков с поверхностью образца 2 способствует стеканию заряда из,аналн. эируемой области поверхности, чем восстанавливается информативность.

Острие 8 через шток 9 соединено. с сильфоном 10, что позволяет перемещать острие в вертикальном направлении микрометрическим винтом 11, а горизонтальное перемещение осуществляется винтаии 12, расположенными через 12 0 Устройство дает возможность отводить острие 8 от образца 2 и выбирать произвольное место анализа, а затем позволяет контактировать ему с поверхностью на небольшом расстоянии от эоны действия электронного и ионного пучков ° Таким образом, реализация способа обеспечивает стекание заряда из зоны анализа и восстанавливает информативность метода, Пример l. Диэлектрический образец. 2 из Si0@ размером 10х!0х хl мм крепят на держатель l прижим3 ными болтами и вставляют в аналитическую камеру. Держатель 1 с образцом

2 располагают. перед энергоанализато-. ром 5. На экране электронного микроскопа получают изображение исследуемого образца 2. Зону анализа перемещают в фокус анализатора. Металлическое острие 8 для снятия заряда при1 водят в контакт с поверхностью образца в непосредственной близости (.100 мкм) от места падения зондирующего пучка. Электронный пучок с энергией 2 кэВ из растрового режима переводят в точечный, возбуждая вторичную электронную эмиссию.

Осуществляют регистрацию и анализ по энергиям оже-электронов 4, вышед-, ших из образца, Если энергетическое положение спектральных линий кислорода и кремния отличается от стандартного, то металлическое острие с помощью штока 9, сильфона 10 и микрометрических винтов 11 н !2 перемещают по поверхности образца, контролируя при этом стабильность разрешения и/или энергетический сдвид оже-электронов. При достижении стандартного энергетического положения спектраль-; ной линии кислорода или кремния острие 8 фиксируют, после чего проводят полный элементный анализ в анализируемой области поверхности исследуемого образца.

Для проведения элементного анализа исследуемого образца 2 по глубине осуществляют ионное распыление поверхности, подвергая исследуемый образец облучения ионами Ar с энер1409906 гней 2 кэВ. Металлическое острие 8 продолжает оставаться в контакте с образцом на прежнем месте, осуществ" ляя стекание заряда, внесенного ион ным пучком. Дальнейший элементный анализ осуществляют указанным

Образом. Ионное распыление поверхности образца может осуществляться неоднократно с целью анализа раз- 10 личных слоев исследуемого образца.

Пример -2." В условиях примера

1 приводят в контакт острие вблизи выбранного места анализа. Проводят запись оже-спектров кремния н кислорода. При обнаружении энергетического сдвига спектральных линий проводят смещение острия 8 ближе к зоне 20 анализа. Экспериментально установлено, что снятие заряда достигается при фиксации острия 8 на расстоянии

l kd от электронного зонда, где

Й - диаметр острия, равный в указан- 25 ных примерах 50 мкм; 0,5 k 2,0.

Формулаизобретени>

1. Способ анализа диэлектриков, заключающийся в облучении поверхности исследуемого образца корпускулярным или фотонным зондом, регистрации и анализе по энергии вторичных заряженных частиц, а также. удалении заряда с поверхности образца, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности анализа, уда» ление заряда осуществляют путем контактирования металлического острия с поверхностью образца, причем положение.,острия на поверхности образца фиксируют по достижении стабильности разрешения и/или энергетического сдвига спектра вторичных заряженных частиц.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем,. что фиксируют острием на расстоянии 1 kd от зоны воздействия корпускулярного зонда, где d " "диаметр острия, k — коэффи" циент, величина которого выбрана иэ условия 0,5 А k и 2,0.