Оже-спектрометр

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 09) шн 01 Р 49/4 ОБРЕТЕНЛЬСТВУ Ф,П зичес- ерхнос- Шко 1976. тотип),т - ржаГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54)(57) ОЖЕ-СПЕКТРОМЕТР, содержащийшлюзовую камеру, в которой. расположены запорный клапан, манипулятор и держатель образца, аналитическую камерус Оже-анализатором типа цилиндрического зеркала, корректирующими кольца"ми и электронной пушкой, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени измерения и упроще-).ния конструкции, аналитическая и шлюзовая камеры объединены в одном корпусе и разделены перегородкой с отверстием, выполненным в виде седла запорного клапана так, что один из фокусов Оже-анализатора находится в шлю зовой камере, причем запорный клапан установлен. соосно с электронно-оптической системой Оже-анализатора.2. Оже-спектрометр по п.1., о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения оптимальной фокусировки Оже-электронов, отверстие в перегородке выполнено в соответствии с углом расхождения Оже-электронов, а корректирующие кольца установлены вдоль траектории движения Оже-электронов на керамических изоляторах, фиксирующих коаксиальные цилиндры зеркала. 3. Оже-спектрометр по и.1, о л и ч а ю щ и й с я тем, что де тель образца закреплен на манипуляторе маятникового типа, обеспечи вающем перемещение образца по двум взаимно перпендикулярным направлениям.95308 2 1 7Изобретение относится к областИ физической электроники, в частности к устройствам для физико-химического анализа поверхностей .твердого тела в вакууме.Известны установки для анализа .поверхностей, разработанные, например, французской фирмой "Рибер"1 1,В одном варианте установка содержит цилиндрический шлюзовой вентиль, расположенный внутри аналитической камеры, снабженной Оже и другими анализаторами. В состав шлюзового вентиля . входит подвижная часть, монтируемая; .на одном из фланцев и содержащая полый цилиндрический-стакан с уплотнительной прокладкой, сое. диненная с приводом, и неподвижная, представляющая сооой цилиндрическую камеру, которая монтируется на взаимно-противоположном фланце и содержит с одного конца цилиндрическое . седло для полого клапана, а с другого конца - фланец с условным проходом 100 мм для монтажа манипулятора с образцом. Образец попадает в аналитическую камеру для анализа при максимальном раскрытии подвижной и неподвижной частей шлюзового ве тиля.Смена образца и его подготовка происходит при закрытом шлюзовом вентилеДля работы такого шлюзового вентиля требуется достаточная механическая прочность, высокая точность изготовления. В другом (более сложном) варианте установка для анализа поверхностей А 5 о 00 содержит шлюзовую камеру для подготовки образцов, аналитическую камеру, систему быстрого ввода образца в аналитическу 9 о камеру, систему передачи образца на манипулятор точного перемещения в аналитической камере, позволяющий установить образец в положение, необходимое для анализа. Камера подготовки образцов отсекается от аналитической при помощи косого вентиля. Система быстрого ввода должна обеспечить рабочий ход в вакууме до 500 мм.Для передачи образца на манипулятор точного перемещения требуется очень, высокая точность изготовления всех систем. Кроме того, размер исследуемого образца определяется размером седла вентиля, через кото 90 95 20 25 н 30 35 40 45 50 рое образец переносится в аналитическую камеру.Как следует из приведенного описания, установки для анализа поверхностей фирмы "Рибер" сложны конструк тивно и технологических. Требуют большой затраты времени на смену и подготовку образца для анализа.Ближайшим техническим решением является Оже-спектрометр, содержащий шлюзовую камеру, .в которой расположены запорный клапан; манипулятор и держатель. образца, аналитическую камеру с Оже-анализатором типа цилиндрического зеркала, корректирующими кольцами электронной, пушкой 123 .Эта система сложна конструктивно, громоздка и не обеспечивает оперативной смены анализируемых образцов.Целью изобретения является сокращение времени измерения и упрощения конструкций.Цель достигается тем, что в Ожеспектрометре, содержащем шлюзовую камеру, в которой располагается запорный клапан, манипулятор и образец, аналитическую камеру с Оже-анализатором типа цилиндрического зеркала, корректирующими кольцами и электронной пушкой, аналитическая и шлюзовая камеры объединены в одном корпусе и разделены перегородкой с отверстием выполненным в виде седла запорного клапана так, что один иэ фокусов Оже-анализатора находится в шлюзовой камере, причем запорный клапан установлен соосно с электронно-оптической системой Оже-анализатора, Отверстие в перегородке выполнено в соответствии с углом расхождения Оже-электронов, в виде конуса с углом 2 о 85 и диаметром 8-12 мм, что обеспечивает прохождение Ожеэлектронов в телесном угле оптимальной фокусировки Оже-анализатора 42 30. При этом корректирующие кольца в анализаторе расположены вдоль траектории движения электронов на керамически изоляторах.Держатель образцов снабжен системой подготовки образца и установлен на манипуляторе маятникового типа с возможностью перемещения как в плоскости, перпендикулярной оптической оси анализатора, так и вдоль оси анализатора.аПредлагаемый Оже-спектрометр схематически изображен на чертеже.3 7953Оже-спектрометр состоит из аналитической камеры 1 с патрубком 2для высоковакуумной откачки, перегородки 3 с отверстием 4, сообщающиманалитическую 1 и шлюзовую каме 5ру 5, индивидуальная откачка которойвыполняется через патрубок 6, Соосно с отверстием 4 установлен затвор 7 с коническим клапаном, отсекающий аналитическую камеру от шлю Озовой.Образец 8 с нагревателем 9 установлены в шлюзовой камере и закреп-,лены на Держателе 1 О манипулятора маятникового типа 11, Термопара и токоэводы нагревателя 9 соединены с гермовводом 12.Оже-анализатор содержит внутренний цилиндр электростатического зеркала 13 с электронной пушкой 14, которая установлена коаксиально зеркалу 13, В зеркале 13 выполнены пазы 15 под углом расхождения Ожеэлектронов.Наружный цилиндр электростатического зеркала 16 соединен с внутренним 13 посредством ступенчатых изоляторов 17, на внутренних ступенях которых смонтированы кольца электростатической корректировки 18, расположенные вдоль траектории движения Оже-электронов. Оже-анализаторзакреплен посредством переходногофланца 19 и установочных шпилек 20на фланце 21. Иагнитная экранировка35анализатора осуществлена посредством экрана 22.Оже-спектрометр работает следующим образом,В исходном состоянии аналитическаякамера 1 Оже-спектрометра вакуумирована до давления 10 1 Па и закрыота запорным клапаном 7. Образец смонтирован на манипуляторе, После 08 аустановки образца в шлюзовую камеру 5и откачки ее до необходимого давления производится его термическая обработка. Затем клапан 7 полностью,открывается,. а образец посредствомуглового перемещения держателя ма,нипулятором маятникового типа 11устанавливается соосно отверстию 4,Включается электронная пушка 14..Часть вторичных электронов, выбитыхс поверхности образца первичнымэлектронным пучком, проходит черезконусное отверстие 4 в перегородке 3и попадает в электростатическое поле анализатора, создаваемое электродами 13 и 16, Задавая определенноенапряжение на электроде 16 и корректирующих кольцах 18 добиваются фокусировки Оже-электронов на приемномконце, анализатора,Так как геометрия отверстия 4 выб",рана в соответствии с углом расхождения Оже-электронов равным 2 е =85,то данная конструкция обеспечиваетусловия оптимальной фокусировкиэлектронов, проходящих под углом, е= 42 30 и углом расхождения +6 о.После регистрации спектров Ожеэлектронов образец отводится в сто",рону от оптической оси, Отверстие 4закрывается, запорным клапаном 7и производится смена образца.Предложенная конструкция Ожеспектрометра позволяет вывести фокусОже-анализатора в шлюзовую камеру.Этим исключается необходимость вводаобразца в аналитическую камеру и егоперенос на манипулятор для снятияОже-спектров. В результате повышаетсябыстродействие Оже-спектрометра.Выполнение шлюзовой и аналитической камер в одном корпусе упрощаетконструкцию и уменьшает габариты прибора.