Электронно-зондовое устройство

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я)5 Н 01 .3 37/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Практическая растровая электронная микроскопия / Под ред, Д. Гоулдстейна. М.: Мир, 1978, с, 30.Авторское свидетельство СССР М 805445, кл, Н 01 Л 37/20, 1977.(57) Изобретение относится к электроннозондовой технике и может быть использовано для исследования слоистых материалов. Целью изобретения является повышение точности измерений и сокращение времени анализа при определении гетерограниц обИзобретение относится к электроннозондовой технике и может быть использова-, но для исследования слоистых материалов, в том числе полупроводниковых структур и композиционных материалов, в микроэлектротехнике, металлургии и машиностроении.Целью изобретения является повышение точности измерений и сокращениЕ времени анализа при определении гетерограниц образца за счет уменьшения ошибок при измерении интенсивности аналитических линий вблизи этих границ.На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - схема нуль-индикатора; на фиг. 3 - , схема одного из вариантов электромеханического преобразователя (ЭМП) угла поворота.Электронно-зондовое устройство содержит составной корпус (фиг, 1), включающий неподвижную часть 1 и вращающуюся относительно нее вокруг электронно-опти 5 Ц,П, 1688303 Д 1 разца за счет уменьшения ошибок при измерении интенсивности аналитических линий вблизи этих границ, Устройство содержит составной корпус, включающий неподвижную часть и вращающуюся относительно нее вокруг электронно-оптической оси часть, В неподвижной части расположены электронно-оптическая и отклоняющая системы, Во вращающейся части друг против друга установлены два спектрометра, Устройство снабжено электромеханическим и реобразователем угла поворота вращающейся части с подвижными онтактами потенциометров, а также нуль- индикатором, входы которого соединены с выходом генератора развертки и выходами спектрометров, Обеспечивается постоянство совпадения направления сканирования с осью расположения спектрометров, 3 ил,ческой оси часть 2, С этой частью взаимодействует соответствующий привод 3. В неподвижной части расположены электронно-оптическая система 4, отклоняющая система 5 и столик 6 объектов. Во вращающейся части 2 друг против друга установлены Оф два спектрометра 7 и 8 рентгеновского или 00 катодолюминесцентного излучения. ЭМП 9 (л) имеет передаточный механизм 10 и потен- С) циометры 11 с подвижными контактами. Ге- (Д нератор развертки 12 через потен циометры соединен с выводами отклоняющей системой 5, а также с управляющим входом нуль- индикатора 13, первый и второй входы ф которого соединены с выходами спектрометров 7 и 8,Схема нуль-индикатора (фиг. 2) включает две ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных импульсного усилителя 14(15), одноканального амплитудного анализатора 16(17) и интегратора40 45 50 55 18(19). Выходы интеграторов соединены через сумматор 20 с соответствующими входами электронно-,лучевой трубки (ЭЛТ) 21, отклоняющие пластины которой являются управляющим входом ноль-индикатора и соединены с выходом генератора развертки 12.ЭМП 9 (фиг. 3) содержит вращающийся элемент 22 передаточного механизма с четырьмя подвижными контактами 23, взаимодейстующими с патенциометрами 24, включенными по мостовой схеме, Входы 25 ЭМП соединены с генератором развертки 12, а его выходы - с отклоняющей системой 5 по соответствующим, каналам отклонения по Х,У координатам.Устройство работает следующим образом.На столик б обьектов в неподвижной части 1 корпуса помещают образец для исследования. Электронно-оптическая система 4 формирует электроннь:й пучок и фокусирует его на образец.Включают генератор разверток 12, с которого подается напряжение пилообразной формы на ЭМП 9. Здесь происходит перераспределение напряжения. Часть напряжения (тока) с ЭМП подается на отклоняющую систему 5, Последняя отклоняет электронный пучок вдоль оси, проходящей через спектрометры 7,8. При этом направлениесканирования меняется в прецелах 45. При облучении образца возбуждается рентгеновское излучение. Рентгеновские кванты регистрируются парно-симметричными спектрометрами, на выходе которых появляются импульсы с частотой следования, прямс пропорциональной интенсивности рентгеновских квантов. Эти импульсы поступают на первый и второй входц нуль-индикатора 13, где они усиливаются, дискриминируются и интегрируются, Сигнал с сумматора 20 поступает на ЭЛТ нуль-интегратора, При этом на один из выходов сумматора 20 сигнал может подаваться со знаком "минус". В это время с помощью привода 3 поворачивают вращающуюся часть 2 корпуса вместе со спектрометрами 7,8,В результате действия ЭМП это приводит к изменению направления сканирования электронного пучка при сохранении направления сканирования вдоль оси, проходящей через спектрометры 7,8. Таким образом обеспечивается постоянство совпадения направления сканирования с осью парно-симметоичных рентгеновских спектрометров.Если сканирующий электронный пучок пересекает гетерофазную границу на образце, то на экране ЭЛТ 21 нуль-индикатора появляется вместо прямой светящейся ли 5 10 15 20 25 30 35 нии линия со ступенькой или изломом, что свидетельствует о наличии гетерограницы.Далее оператор поворачивает вращающую часть корпуса до тех пор, пока на экране ЭЛТ 21 наблюдаемая ступенька /излом/ не будет иметь максимального значения по амплитуде. Это свидетельствует о том, что вращающаяся часть установлена в такое положение, когда ось спектрометров 7,8 расположена перпендикулярно гетерогранице. По расстоянию от центра экрана до ступеньки на прямой линии определяется расстояние до гетерограницы с .четам масштаба увеличения изображения и определения центра отсчета путем изменения направления сканирования на 45,Таким образом, благодаря изменению направления развертки электронного зонда относительно границы неоднородности (граница раздела фаз, границы в слоистых и гетерогенных материалах, полупроводниковых структурах и т.д,) и одновременной регистрации носителей сигналов вторичных явлений, например рентгеновских квантов, парно-симметричными спектрометрами, ось которых должна совпадать с направгением сканирования зонда, и обработки электрических сигналов в логическом блоке повышается точность измерений положения границы раздела. При этом время определения характеристических параметров исследуемого обьекта, например химического состава вблизи границы раздела, сокращается в 3-5 раз. Формула изобретения Электронно-зондовое устройство, содержащее составной корпус, выполненный с возможностью вращения одной части относительноо другой вокруг электронно-оптической оси, два расположенных друг против друга спектрометра, установленных во вращающейся части корпуса, электронно-оптическую и отклоняющую систем ы, ра сп ол ожен н ые в другой части корпуса, а также генератор развертки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и сокращения времени анализа, оно снабжено электромеханическим преобразователем угла поворота вращающейся части корпуса, выполненным с подвижными контактами потенциометров, и нуль-индикатором, при этом выходы генератора развертки соединены через потенциометры с выводами отклоняющейся системы и управляющим, входом нуль-индикатора, первый и второй входы которого соединены с выходами спектрометров.1688303 г 5 орректор С.Ш ку 2 Тираж 308 Подписн ПИ Государственного комитета по изобретениям и откр113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Зак при ГКНТ ССС П, г, Ужгород, ул.Гагарина Импульсы от спектрометра 7Их Составител ор Т. Орловская Техред МЛзводствен н о-издательский комб рюшиал От Ренерат развертки