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26-03-2015, 06:23 PM
احتاج مساعدة في بحثي هذا

:(la spectroscopie Auger (AES
l'effet auger-
le schéma de l'appareil d'analyse Auger-
comment s'effectuent l'enregistrement et l'analyse d'un spectre Auger-


اعاني نقصا في المراجع بالفرنسية فارجوا المساعدة


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26-03-2015, 06:54 PM
ثقافتي روسي حبيبتي ان شاء الله تلقاي الي يعاونك
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26-03-2015, 07:15 PM
اقتباس:
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ام زين الدين مشاهدة المشاركة
http://www.google.ps/patents/us4860224

شوفي هنا اذا هي ؟؟
انت علامك طلع عنجليزي مو روسي
فيه الفائدة حسبما قرات
مشكورة
ديريلي تيليطون باه يدخلو كاشما يلمولي صدقة لوجه الله


سحر الحرف والكلام


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26-03-2015, 07:32 PM
ديري ترادوير ترجمة يرجع افرنسي انا طرجمتو






Résumé
Dans un appareil pour l'analyse microscopique de la surface, un certain nombre de dispositif d'analyse est montée sur une chambre à vide ultra-élevé. Les dispositifs comprennent une source de faisceau de chauffer localement une région sélectionnée d'un échantillon et une température détecteur pour surveiller le chauffage de la région sélectionnée, ainsi que d'un canon à électrons et un analyseur destiné à détecter l'émission d'une région de l'échantillon soumis au bombardement électronique. Un canon à ions peut également être prévu. L'appareil permet la microscopie thermique d'un spécimen à être effectuée en conjonction avec d'autres techniques d'analyse de surface, y compris, entre autres, la microscopie électronique à balayage et la microscopie électronique à effet Auger, dans un appareil unique et au cours d'une seule opération expérimentale. Une nouvelle configuration de miroir cylindrique facilite le montage analyseur une multiplicité de dispositifs d'analyse sur la chambre de façon compacte pour l'étude d'un échantillon à une position unique.


Images (5)



















Revendications(19)
Ce qui est revendiqué est: 1. Appareil d'analyse de surface comprenant:(A) une chambre sensiblement à fermeture hermétique;
(B) des moyens pour établir un environnement ultra-vide dans ladite chambre;
(C) des moyens pour supporter un spécimen de test à l'intérieur de ladite chambre lorsque des conditions de vide ultra-élevé règnent dans celui-ci;
(D) une pluralité de moyens pour diriger un faisceau sur ledit spécimen d'essai pour le transfert de l'énergie à celle-ci, au moins une de ladite pluralité de moyens de faisceau dirigeant adaptés pour diriger un faisceau sur une région de surface sélectionnée dudit échantillon d'essai pour le transfert de l'énergie à ladite région de surface sélectionnée;
(E) un moyen pour détecter des émissions provenant dudit échantillon d'essai lorsqu'il est excité par un transfert d'énergie à celui-ci, lesdites émissions moyens comprenant des moyens pour établir la température de ladite région de surface choisie de détection lorsqu'il est excité par un transfert d'énergie à ladite région de surface sélectionné à partir de ladite poutre de ladite au moins une de ladite pluralité de moyens de diriger des faisceaux; et
(F) des moyens pour analyser ladite émission pour fournir des données indicatives d'au moins les propriétés de surface dudit échantillon d'essai.



2. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ladite au moins une de ladite pluralité de moyens de diriger des faisceaux comprend des moyens pour moduler l'intensité dudit faisceau de ladite au moins une de ladite pluralité de moyens de diriger des faisceaux.


3. Appareil selon la revendication 1, dans lequel des moyens sont prévus pour focaliser ledit faisceau de ladite au moins une de ladite pluralité de moyens de direction de faisceau sur ladite région de surface sélectionnée.


4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel des moyens sont prévus pour balayer ledit faisceau de tramage ou de ladite au moins une de ladite pluralité de moyens de direction de faisceau par rapport à la surface dudit échantillon d'essai, conformément à un motif prédéterminé.


5. Appareil selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens pour établir la température de ladite zone de surface sélectionnée, à laquelle l'énergie est transférée par la direction dudit faisceau de ladite au moins une de ladite pluralité de moyens de direction de faisceau sur celui-ci comprennent un infra-rouge détecteur pour détecter l'émission de ladite région de surface choisie de la chaleur.


6. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ladite chambre comporte une zone globalement sphérique, ladite région ayant un nombre d'orifices à angle étroit, de sorte qu'au moins un détecteur d'émission thermique infrarouge et un analyseur hémisphérique concentrique peuvent être montés sur lesdits orifices à regrouper sensiblement sur une position de l'échantillon.


7. Appareil selon la revendication 1, dans lequel ledit moyen pour supporter un spécimen de test à l'intérieur de ladite chambre est adapté pour supporter un échantillon d'essai à une pluralité de positions d'échantillons à l'intérieur de ladite chambre; ladite chambre ayant une région de forme générale sphérique, et ladite région ayant une pluralité d'orifices à angle étroit; l'appareil comprenant un détecteur d'émission thermique infrarouge monté sur une de ladite pluralité d'orifices à angle étroit pour la détection de l'émission à partir d'un spécimen d'essai situé à une première position de l'échantillon de ladite pluralité d'échantillons positions et un analyseur hémisphérique concentrique monté sur l'autre de ladite pluralité d'orifices à angle étroit pour la détection de l'émission à partir d'un échantillon d'essai située au niveau dudit premier emplacement de l'échantillon; ladite chambre présentant également un autre orifice, et l'appareil comprenant un analyseur à miroir cylindrique monté sur ledit autre orifice de détection de l'émission à partir d'un spécimen d'essai situé à une deuxième position de l'échantillon de ladite pluralité de positions d'échantillons, lesdites première et seconde positions échantillons espacés à l'intérieur de ladite chambre, et l'appareil comprenant également des moyens pour transférer un échantillon d'essai entre lesdites première et seconde positions d'échantillons.


8. Appareil selon la revendication 1, comprenant des moyens pour introduire un échantillon d'essai dans ladite chambre lorsque des conditions de vide ultra-élevé qui y règnent.


9. Un système d'analyse de surface comprenant un appareil selon la revendication 1, avec des moyens informatiques pour traiter des données provenant dudit moyen pour fournir des informations de sortie du système de détection.


10. Un système d'analyse de surface selon la revendication 9, dans lequel des moyens sont prévus pour le balayage ou tramage ledit faisceau de ladite au moins une de ladite pluralité de faisceaux moyens de direction par rapport à la surface dudit échantillon d'essai, conformément à un motif prédéterminé et ledit des moyens informatiques à partir de données sur les corrélats ledit moyen de détection avec ledit balayage ou tramage de la poutre.


11. Un système d'analyse de surface selon la revendication 9, dans lequel ledit moyen d'ordinateur contrôle ladite pluralité de faisceaux moyens de direction pour activer certains sélectionnés de ladite pluralité de moyens en forme de poutre diriger en fonction de la présence de certaines caractéristiques prédéterminées dans ladite émission de ladite sélectionné région de surface.


12. Procédé d'analyse de surface, comprenant les étapes consistant à:(A) supporter un spécimen d'essai dans une chambre sensiblement à fermeture hermétique lorsque des conditions de vide ultra-élevé prévalent sur celui-ci;
(B) diriger un faisceau dans une région de surface sélectionnée dudit échantillon d'essai pour le transfert de l'énergie à ladite région de surface sélectionnée;
(C) détection des émissions provenant de ladite zone de surface sélectionnée lorsqu'il est excité par un transfert d'énergie à celui-ci;
(D) l'analyse de ladite émission pour fournir des données indicatives d'au moins les propriétés de surface dudit échantillon d'essai, ladite étape comprenant l'établissement de la température de ladite zone de surface sélectionnée émission-détection;
(E) à diriger un autre faisceau au niveau de ladite éprouvette en fonction des informations sur l'échantillon d'essai décrits par ladite analyse d'émissions; et
(F) la détection et l'analyse de nouvelles émissions à partir de ladite éprouvette résultant de la mise en scène de ladite poutre supplémentaire là-dessus.



13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel ledit faisceau est modulé pour appliquer une énergie d'entrée haché modulé en intensité pulsée à ladite région de surface sélectionnée.


14. Un analyseur à miroir cylindrique comprenant au moins une source de rayonnement primaire pour déclencher un faisceau de rayonnement primaire, des moyens pour focaliser ledit faisceau de rayonnement primaire sensiblement à une position de l'échantillon situé sensiblement sur l'axe longitudinal de l'analyseur, un moyen orifice d'admission d'un faisceau à partir d'une source de faisceau à l'analyseur, et un moyen pour permettre audit faisceau provenant de ladite source de faisceau pour être focalisée sensiblement à ladite position de l'échantillon, dans lequel au moins une de ladite au moins une source de rayonnement primaire et ledit moyen formant orifice est disposé de telle sorte qu'un faisceau passant à travers l'analyseur à partir de ladite au moins une de ladite au moins une source de rayonnement primaire et ledit moyen d'orifice est d'abord dirigé le long d'un axe radial se étendant sensiblement à 90 ° par rapport audit axe longitudinal, et l'analyseur comprend en outre des moyens pour dévier ledit faisceau de ledit axe radial sur ledit axe longitudinal pour focaliser sensiblement au niveau de ladite position de l'échantillon.


15. Un analyseur à miroir cylindrique selon la revendication 14, dans lequel ladite au moins une source de rayonnement primaire est disposée pour diriger initialement le faisceau de rayonnement primaire le long dudit axe radial se étendant sensiblement à 90 ° par rapport audit axe longitudinal de l'analyseur, et ladite déviation de faisceau un moyen est adapté pour dévier ledit faisceau de rayonnement primaire sur ledit axe longitudinal pour focaliser sensiblement au niveau de ladite position de l'échantillon.


16. Un analyseur à miroir cylindrique selon la revendication 14, dans lequel ladite au moins une source de rayonnement primaire est disposée pour diriger initialement le faisceau de rayonnement primaire le long dudit axe longitudinal, et ledit moyen d'orifice est disposé pour l'admission dudit faisceau provenant de ladite source de faisceau pour direction initiale dudit faisceau le long dudit axe radial, et ledit moyen de déviation de faisceau sont adaptés pour dévier sélectivement ledit faisceau provenant de ladite source de faisceau sensiblement sur ledit axe longitudinal.


17. Un analyseur à miroir cylindrique selon la revendication 14, dans lequel lesdits moyens pour permettre audit faisceau provenant de ladite source de faisceau pour être focalisée sensiblement à ladite position de l'échantillon comprend un passage se étendant à l'intérieur de l'analyseur à partir dudit moyen d'orifice dans la direction de ladite position d'échantillon.


18. Un analyseur à miroir cylindrique selon la revendication 17, dans lequel ladite position d'échantillon est située sensiblement à une extrémité axiale de l'analyseur, ledit moyen d'orifice est situé sensiblement au niveau de l'autre extrémité axiale de l'analyseur, et ledit passage se étend le long de l'axe de la analyseur.


19. Appareil d'analyse de surface comprenant:(A) une chambre sensiblement hermétiquement refermable ayant au moins un orifice;
(B) des moyens pour établir un environnement ultra-vide dans ladite chambre;
(C) des moyens pour supporter un spécimen de test à l'intérieur de ladite chambre lorsque des conditions de vide ultra-élevé règnent dans celui-ci;
(D) une pluralité de moyens pour diriger un faisceau sur ledit spécimen d'essai pour le transfert de l'énergie à celle-ci, au moins une de ladite pluralité de moyens de faisceau dirigeant adaptés pour diriger un faisceau sur une région de surface sélectionnée dudit échantillon d'essai pour le transfert de l'énergie à ladite région de surface sélectionnée;
(E) un moyen pour détecter des émissions à partir dudit échantillon d'essai lorsqu'il est excité par ledit transfert d'énergie à celui-ci, ledit émissions des moyens de détection comprenant des moyens pour établir la température de ladite zone de surface sélectionnée lorsqu'il est excité par un transfert d'énergie à ladite région de surface choisi dans ledit faisceau de ladite au moins un de ladite pluralité de moyens de faisceau dirigeant
et lesdits moyens de détection d'émissions comprenant également un anmalyser miroir cylindrique monté sur ledit au moins un orifice de détection d'émissions à partir dudit échantillon d'essai; et
(F) des moyens pour analyser ladite émission pour fournir des données indicatives d'au moins les propriétés de surface dudit échantillon d'essai.






Description
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION 1. Domaine de l'invention
La présente invention concerne un appareil et des procédés pour l'analyse de surface. L'analyse de surface se intéresse à la détermination de la composition élémentaire et chimique des couches atomiques supérieures d'un composant matériel ou, conjointement avec les propriétés microstructurelles et physiques dans le voisinage de la surface et la configuration de la surface proprement dite.
2. Description de l'art antérieur
Au cours des dernières années, la surface des techniques d'analyse sensibles ont trouvé une application dans la science des matériaux et de la technologie de plus en plus. Corrosion, la catalyse et l'usure sont que quelques-uns de la surface de nombreux matériaux / phénomènes spécifiques de l'interface pour laquelle l'échantillonnage en vrac des techniques d'analyse, par exemple, le X-ray microsonde analyseur, sont soit inefficaces ou inappropriées. La condition la plus importante pour une technique de surface est la fourniture d'un environnement ultra-vide, dans lequel un état de surface donné peut être établi et maintenu.
Un tableau de surface techniques sensibles - AES, XPS, SIMS, PAS, Sam et SEM, tel que discuté ci-dessous - sont disponibles pour sonder les caractéristiques physico / chimiques des surfaces et interfaces. Un aperçu de la nature et des capacités de chacune de ces techniques suit.
Spectroscopie électronique Auger (AES) est une technique bien établie de la surface d'analyse qui permet à la composition chimique des surfaces solides doit être déterminée qualitativement et, à l'étalonnage, déterminée quantitativement. ةtant une technique de surface, AES nécessite la présentation ou la création d'une surface solide à l'intérieur un vide ultra-élevé, par exemple par rupture ou érosion par faisceau d'ions. Cet environnement expérimental obligatoire conserve même les surfaces les plus réactifs chimiquement stables pendant la durée de l'analyse.
En AES, un faisceau d'électrons est utilisé pour sonder la surface et générer les spectres Auger. En utilisant de petits diamètres de faisceaux d'électrons (environ 1μ) et poutres tramées, la numérisation haute résolution microscopie Auger (SAM) cartes de la distribution des éléments latéraux peuvent être générés. Sensible à tous les éléments sauf l'hydrogène et de l'hélium, AES échantillons seuls les deux ou trois couches d'une surface. L'addition d'érosion par faisceau d'ions permet élémentaires profils de profondeur dans la masse à déterminer, mais cela implique nécessairement la destruction et l'enlèvement des couches de surface dans la région étudiée.
Spectroscopie photoélectronique aux rayons X (XPS), secondaire spectroscopie de masse ionique (SIMS), et la microscopie électronique à balayage (MEB) comprennent aussi chacun le bombardement d'une surface située dans un environnement à haute ou ultra-vide avec soit un flux de photons, un ion faisceau ou un faisceau d'électrons, selon le cas, de sorte que des électrons ou des ions sont émis.
Les caractéristiques physiques et chimiques de la surface de l'échantillon en cours d'examen peuvent ensuite être établies à partir de l'analyse des énergies et des masses des particules émises, qui sont caractéristiques de leur origine. Des données tridimensionnelles relatives à la répartition des éléments peuvent être réalisés par une combinaison d'opérations, le faisceau d'électrons ou d'ions étant tout d'abord balayé ou tramée sur la zone de la surface pour établir la distribution bidimensionnelle, suivie par pulvérisation contrôlée du matériau par un faisceau d'ions pour fournir des informations élémentaire et chimique sur la variation de la composition de l'échantillon avec la profondeur.
Spectroscopie photoacoustique ou thermique (PAS) fait usage d'un phénomène qui se produit lorsque le rayonnement électromagnétique à modulation d'intensité, par exemple la lumière, est absorbé par un échantillon de matière, donc niveaux passionnants d'énergie sein. La désexcitation de ces niveaux se produit la plupart du temps au moyen d'un processus non radiatif ou produisant de la chaleur. D'où l'absorption du rayonnement électromagnétique modulé en intensité en un point quelconque dans les résultats de l'échantillon à un chauffage localisé périodique du matériau. ةtudes photoacoustiques effectuées sur la matière gazeuse et poudre impliquent généralement l'utilisation d'un microphone, qui détecte les variations de pression ou des ondes acoustiques découlant de la pression périodique lieu soit dans le gaz à l'étude ou dans le gaz chauffé par la proximité de l'échantillon de matière en poudre sous test , le cas échéant.
La spectroscopie photo-acoustique peut également fournir un procédé non-destructif d'évaluation des propriétés optiques et thermiques de matières solides opaques et d'autres. Lorsque l'énergie de la lumière ou un faisceau modulé de particules est absorbée par un échantillon solide, se produit un échauffement localisé qui génère une contrainte élastique qui se propage à travers l'échantillon en tant que signal acoustique à la fréquence de modulation. Ce signal est une grandeur complexe dont l'amplitude et la phase dépend des caractéristiques thermiques et d'absorption de l'échantillon. Dans les cas où le signal ne sature pas, il est lié au coefficient d'absorption de telle sorte que le spectre photoacoustique qui en résulte correspond au spectre d'absorption classique de la matière de l'échantillon. Un avantage particulier du PAS sur les autres techniques, ce est que parce que le signal détecté ne dépend que de la lumière qui est absorbée, la lumière diffusée ou transmise est normalement pas un problème.
Ainsi, le PAS peut être utilisé pour un grand avantage dans l'étude des molécules absorbées et chimisorbées sur les surfaces, à condition que le substrat lui-même est soit non-absorbant ou réfléchissant fortement sur ​​l'intervalle de longueur d'onde. Absorption dans l'infrarouge est particulièrement utile car la structure fine associée avec les spectres infrarouge fournit une sonde sensible pour l'identification et la quantification des produits chimiques. Un accordable CO 2 laser fonctionnant entre 11μ et 9μ à des niveaux de 0,1 à 1 W de puissance a été utilisé, par exemple, pour détecter la couverture submonolayer des espèces absorbées sur les surfaces en argent.
La détection du signal photo-acoustique en matières solides peut être réalisé en plaçant un transducteur piézoélectrique en contact intime avec l'échantillon; ces dispositifs sont sensibles aux changements de température de 10 -7 K et, à la différence des méthodes de détection de micro-gaz, peuvent être établies compatible UHV.
Chacune des techniques d'analyse sensible de revêtement divers discutés ci-dessus présente des caractéristiques individuelles particulières qui le rendent particulièrement approprié à un aspect spécifique de l'analyse de surface. Par exemple, SIMS facilite la détection des éléments présents en quantités infimes, tandis que d'autres des techniques sont préférés pour imaginer détails topographiques à haute résolution pour fournir des informations ou chimique quant à la composition des échantillons sensibles aux dommages par des formes particulières de bombardement par faisceau. Une approche commune est aujourd'hui de combiner un certain nombre de ces techniques dans une étude expérimentale simultanée. Cette procédure permet de démêler les relations de propriété synergiques et d'un dépouillement artefacts découlant de techniques individuelles.
De nombreuses études de surface sont, cependant, entravés par l'absence d'une technique complémentaire pour fournir des propriétés physiques des microstructures et d'autres de la sous-surface sans détruire la surface ou l'interface en question, comme cela se produit avec pulvérisation ou l'érosion. Ces informations, important dans son propre droit, serait de fournir, avec les données de surface, une caractérisation plus complète du comportement surface / interface.
La microscopie thermique puisée peut être utilisé pour la surface et sous la surface de formation d'image à l'intégrité physique des solides. Dans une version, une technique généralement appelée microscopie à vagues thermique (TWM), qui est un développement récent de la technique antérieure de PAS, les caractéristiques microscopiques et macroscopiques sur et sous la surface d'un échantillon peut être détectée et imagé de manière non destructive. La perturbation modulée thermique qui se produit dans le volume d'absorption d'un échantillon solide dans le PAS et d'autres techniques se propage vers l'extérieur comme une onde évanescente thermique amortissement critique dont la portée est de l'ordre de la longueur de diffusion thermique. Par tramage d'une sonde d'énergie focalisé (laser, électrons, ions) à travers la surface de l'échantillon, les images thermiques d'onde à des profondeurs sélectionnées dans l'échantillon peuvent être obtenues. Résultats de contraste de l'image à partir des interactions de réflexion et de diffusion des ondes thermiques avec des objets mécaniques et cristallographiques dans le domaine de l'image. Ainsi, la microscopie d'ondes thermiques peut être utilisée pour localiser des défauts à l'échelle micrométrique, hétérostructure cristallographique des grains et d'autres caractéristiques sensibles à la chaleur des surfaces solides et des sous-surfaces.
La résolution, dans certaines circonstances, dépend de la longueur d'onde thermique qui, à son tour, est déterminée par la fréquence de modulation; l'utilisation des fréquences mégahertz, avec des diamètres de sonde appropriée et le temps de réponse du détecteur, optimise la résolution spatiale dans ces cas, mieux que 1μ. Bien que le réglage de la phase du signal fournit examen sélectif de fonctions thermiques à différentes profondeurs dans le domaine de l'image, la profondeur d'une gamme complète profilage conduisant à la reconstruction de l'image en trois dimensions nécessite la profondeur de champ de l'image elle-même pour être ajustée en faisant varier la fréquence de modulation.
Il convient de noter que l'expression "microscopie par ondes thermiques", tel qu'utilisé ici, et comme expliqué dans le paragraphe précédent, représente une théorie actuelle qui explique de manière satisfaisante les phénomènes observés lorsqu'un apport d'énergie pulsée est appliquée à un échantillon d'un matériau. Ainsi, alors que les phénomènes en question sont détectables et capable de l'analyse sur l'hypothèse que les résultats d'entrée de l'énergie pulsées, dans la mise en place d'ondes thermiques dans le matériau de l'échantillon, il ne est pas nécessairement le cas que l'effet observé ne peut aussi se expliquer, soit pour tout ou partie de ladite phénomènes, en termes d'une autre forme de comportement du matériau sous excitation pulsée localisée par un apport d'énergie. Les difficultés à déterminer et d'expliquer le comportement des matériaux lorsqu'il se agit de couches très minces ayant des épaisseurs de l'ordre de seulement un petit nombre d'atomes sont bien connues de l'homme de l'art, et la nécessité de procéder sur la base des explications théoriques de les phénomènes de comportement qui ne sont pas nécessairement définitive ou correcte en toutes circonstances expérimentales est également bien connu. Ainsi, l'expression "microscopie par ondes thermiques" doit être entendu dans le présent texte, dans le contexte des observations qui précèdent et comme représentant, en substance, une explication théorique de la microscopie thermique dans lequel un apport d'énergie pulsée est appliquée à un échantillon.
BREF RESUME DE L'INVENTION Ce est un but de l'invention de fournir un appareil d'analyse de surface qui facilitera, à la portée d'un instrument unique ultra-vide, l'application à la fois de l'analyse microscopique de l'onde thermique et au moins une technique de bombardement par faisceau, tel que SEM ou Auger électrons spectroscopie, à un seul spécimen, tout en permettant éventuellement l'ajout de nouvelles techniques d'analyse, tels que XPS, SIMS, PAS, SAM et SEM, comme l'exige.
Selon un premier aspect de l'invention, on propose un appareil d'analyse de surface comprenant:
(A) une chambre sensiblement à fermeture hermétique,
(B) des moyens pour établir un environnement ultra-vide dans ladite chambre,
(C) des moyens pour supporter un dit échantillon dans ladite chambre lorsque des conditions d'ultra-vide prévaut dans celui-ci,
(D) au moins un moyen pour diriger un faisceau sur une région de surface sélectionnée d'un dit échantillon de telle sorte que l'énergie peut être transférée à ladite région de surface,
(E) des moyens pour détecter des émissions provenant de ladite une région de surface lorsqu'il est excité par ledit transfert d'énergie, ledit moyen comprenant un moyen pour établir la température de ladite région de surface de détection, et
(F) des moyens pour analyser ladite émission pour fournir des données indicatives d'au moins propriétés de surface de l'échantillon.
Lesdits moyens de faisceau dirigeant peuvent comprendre des moyens pour moduler l'intensité dudit faisceau. Lesdits moyens pour diriger un faisceau sur une région de surface sélectionnée d'un dit échantillon peut être un canon à électrons, un canon à ions ou un laser. Dans chaque cas, ledit moyen comprend ou est associé avec des moyens pour focaliser ledit faisceau sur une dite zone de surface sélectionnée et l'appareil peut comprendre ou être associé à des moyens de balayage ou tramage ledit faisceau par rapport à la surface d'un échantillon à étudier selon un motif prédéterminé.
Lesdits moyens pour établir la température d'une région de surface à laquelle l'énergie est transférée par la direction d'un faisceau sur celui-ci peut comporter un détecteur d'infrarouge pour détecter l'émission de chaleur de ladite région de surface. En variante, une sonde capacitive peut être positionné près de l'échantillon pour la détection de la dilatation de l'échantillon lorsqu'il est chauffé par ledit transfert d'énergie à un de ladite région de surface et fournissant ainsi une indication de l'ampleur du chauffage. Dans un autre agencement, un cristal piézo-électrique peut être fixé à l'échantillon et les ondes acoustiques résultant de l'effet thermo-acoustique sur le chauffage de la zone de surface locale particulière de l'échantillon détecté, afin de fournir encore une autre variété d'indication de température. Dans chaque cas, les caractéristiques desdits moyens auxiliaires comprennent appareils associés pour transformer l'information primaire produits par la sonde ou transducteur dans une lecture de température significative à l'utilisateur.
Ledit moyen de détection d'émission peuvent comprendre en outre soit un analyseur à miroir cylindrique (RMR) ou un analyseur hémisphérique concentrique (CHA) ou les deux. Ainsi, dans une construction préférée du dispositif de l'invention dans lequel soit une RMR ou une CHA ou les deux sont prévues, non seulement l'émission thermique mais également l'émission de particules peut être détectée et analysée, ainsi que l'émission optique qui peuvent être détectées.
Dans une construction particulièrement privilégié de l'appareil de l'invention, la chambre peut comporter une région de forme générale sphérique dans laquelle un certain nombre de glaucome à angle ports permettent, entre autres, un détecteur d'émission thermique infrarouge et un analyseur hémisphérique concentrique à être monté de manière à Cluster sensiblement autour d'un position de l'échantillon. Une source de rayonnement primaire comme un canon à électrons ou d'ions peut également être inclus dans l'ensemble de caractéristiques de focalisation sur ladite position d'échantillon, et un analyseur à miroir cylindrique peut également être orifice monté de sorte que son axe principal ou longitudinal peut également passer sensiblement à travers ladite position de spécimen. En variante, un CMA peut être monté sur un autre orifice de sorte qu'il est aligné le long d'un axe alternatif de se concentrer sur une seconde position de l'échantillon déplacé de celle autour de laquelle le moyen d'analyse à angle étroit ports montés sont disposés, et un échantillon peut être transféré entre lesdites positions lors de l'analyse par des moyens appropriés, ou alternativement deux spécimens peuvent être manipulés, une à chaque position. L'axe de ladite CMA passe alors sensiblement par ladite seconde position de l'échantillon.
L'appareil peut faire partie d'un système dans lequel les moyens informatiques sont utilisés pour traiter les données produites par les détecteurs de corrélation avec le balayage de l'échantillon et pour fournir des résultats de sortie dans une forme significative pour l'utilisateur. Lesdits moyens informatiques peuvent corréler les données à partir dudit moyen de balayage ou ledit tramage de l'échantillon à détecter. Ledit ordinateur peut en outre commander une pluralité desdits moyens de direction de faisceau, pour activer certains sélectionnés de ladite pluralité de moyens de direction de faisceau en fonction de la présence de certaines caractéristiques prédéterminées dans lesdites émissions provenant de ladite zone de surface. Un système de ce type peut être éventuellement partiellement ou entièrement automatisé conformément aux exigences particulières de chaque installation, pour les signaux de contrôle provenant de la détection ou de mesure de ladite température de la région de surface.
L'appareil peut également comprendre des moyens pour introduire un échantillon d'essai dans ladite chambre lorsque des conditions de vide ultra-élevé règnent dans celui-ci, ainsi que des moyens pour le montage et la manipulation d'un échantillon dudit intérieur de ladite chambre lorsque des conditions de vide ultra-élevé qui y règnent.
Dans un deuxième aspect, la présente invention fournit également un analyseur à miroir cylindrique comprenant au moins une source de rayonnement primaire, des moyens pour focaliser ledit rayonnement sensiblement à une position de l'échantillon situé sensiblement sur l'axe longitudinal de l'analyseur, et un moyen pour permettre à une source de faisceau, tel qu'un laser, à être concentrées au niveau de ladite position de l'échantillon. Lesdits moyens de focalisation pour permettre une source de faisceau sensiblement à la position de l'échantillon peut comprendre un passage se étendant le long de l'analyseur à un port à travers lequel un faisceau provenant de ladite source peut être dirigé. Ladite position de l'échantillon peut être situé à une extrémité axiale de l'analyseur et ledit passage peut être un passage axial totalement, se étendant sensiblement à un port à l'extrémité axiale du dispositif opposée à celle à laquelle la position de l'échantillon se trouve.
Ladite source de rayonnement primaire peut initier un rayonnement le long d'un axe disposé sensiblement à 90 ° par rapport audit axe longitudinal de l'analyseur, ledit rayonnement étant dévié sur ledit axe longitudinal pour focaliser sensiblement au niveau de ladite position de l'échantillon. En variante ladite source de rayonnement primaire peut initier un rayonnement substantiellement le long dudit axe longitudinal et un faisceau provenant de ladite source de faisceau peuvent être détournées sur ledit axe par des moyens réfléchissants tel qu'une déplaçable de miroir entre une disposition à cheval sur ledit axe et une disposition dans laquelle la totalité de la miroir est clair dudit axe. Ladite source de faisceau peut être une source de lumière.
Le moyen de bombardement de faisceau et les moyens de chauffage et de leur surveillance associée, moyens de détection et d'analyse peuvent être agencés de sorte que lorsque, par exemple, l'aspect microscopie thermique de l'appareil est utilisé pour identifier les régions de non-homogénéité sur ou sous la surface de l'échantillon, surface d'analyse les techniques de bombardement faisceau couplés avec gravure ionique localisée peuvent alors être appliqués de manière sélective à ces régions d'intérêt pour élucider leur chimie et effectuer une comparaison avec la composition chimique d'une région de contrôle équivalent défini ailleurs dans l'échantillon. L'avantage particulier de cette séquence des enquêtes est que surface et de subsurface caractéristiques inhabituelles peuvent être examinés rapidement sans attaque généralisée et la destruction de l'échantillon.
Alternativement, où la technique de bombardement par faisceau révèle une anomalie ou caractéristique de possible intérêt potentiel particulier à un endroit particulier de la surface de l'échantillon en cours d'examen, l'aspect de la microscopie thermique de l'appareil peut être mis en jeu pour explorer davantage et d'élucider les caractéristiques de la surface locale et la région sub-surface en question. L'avantage particulier de cette séquence des enquêtes est que les caractéristiques de surface inhabituelles peuvent être examinées plus avant sans que cela entraîne la destruction de l'échantillon.
Du fait que les exigences de résolution spatiale, des courants du faisceau d'électrons / intensités de source optique, des géométries physiques et d'autres caractéristiques expérimentales de AES en particulier et ceux de la microscopie d'ondes thermiques sont compatibles, ces techniques peuvent être incorporées simultanément dans la chambre à vide ultra-élevé de l'appareil de la l'invention, mais la manipulation et le traitement in situ échantillon peut représenter une contrainte dans des situations où le PAS TWM utilise des méthodes de surveillance et un transducteur piézoélectrique (PZT) doit être couplée à l'échantillon. En conséquence, les modes de réalisation préférés des trois schémas de détection décrits ici sont ceux qui ne introduisent pas de telles contraintes.
Dans un autre aspect, la présente invention fournit également un procédé d'analyse de surface, comprenant les étapes consistant à:
(A) soutenir une éprouvette dans une chambre sensiblement à fermeture hermétique lorsque les conditions ultra-vide prévalent à l'intérieur,
(B) diriger un faisceau dans une région de surface sélectionnée dudit échantillon de manière que l'énergie peut être transférée à ladite région de surface,
(C) détection des émissions provenant de ladite zone de surface lorsqu'il est excité par ledit transfert d'énergie, et
(D) l'analyse de ladite émission pour fournir des données indicatives d'au moins propriétés de surface de l'échantillon,
ladite étape comprenant l'établissement de la température de ladite zone de surface d'émission-détection.
Faisceau dit peut être modulée pour appliquer un haché énergie d'entrée modulé en intensité pulsée à ladite région de surface, tandis qu'un autre faisceau peut être dirigé au niveau de ladite région de surface dudit échantillon, en présence de certaines caractéristiques prédéterminées dans lesdites émissions provenant de ladite zone de surface sélectionnée.
Dans une variante particulière du procédé de l'invention, la direction d'un faisceau à ladite une de ladite région de surface peut se traduire par chauffage de ladite région. Le procédé comprend également l'introduction d'un dit échantillon de test dans ladite chambre pendant que des conditions de vide ultra-élevé qui y règnent.
Le microscope selon l'invention utilise, entre autres, électronique à balayage et les faisceaux laser incident sur une surface de l'échantillon, dans des conditions d'ultra-vide, pour sonder les propriétés physiques et chimiques de la surface et sous la surface. Parce que de nombreux processus technologiquement importants - tels que la corrosion, l'usure, la catalyse, la fabrication de dispositifs microélectroniques et l'exploitation - dépendent de surface et près de la surface plutôt que des propriétés des matériaux en vrac, un large éventail de techniques d'analyse de surface sont employables. Ces techniques sont essentiellement orientées vers la résolution des questions:
ce est sur ou dans une surface?
combien y at-il?
où exactement est-il situé?
Les applications potentielles de l'appareil et le procédé de l'invention peuvent être illustrés par les exemples suivants:
Fracture Microscopie onde thermique d'un échantillon fracturé en ultra-vide peut révéler des chemins alternatifs de fracture de la sous-surface. Ces chemins ne se fracturent pas à son terme en raison des différences physico-chimiques entre le matériau aux extrémités de ces chemins et le matériau à l'interface de fracture complète. Une fois localisé par microscopie d'ondes thermiques, ces extrémités peuvent être exposées par gravure ionique et ensuite analysés par la technique d'autre (s) afin d'identifier le mécanisme responsable de la terminaison de la fissure.
Tribologie Traçage dans une surface ultra-vide et l'analyse chimique de la région de rayures et les débris retirés de la surface est une technique standard en tribologie. Une image thermique complémentaire serait fournir beaucoup d'informations utiles sur la microstructure du matériau sous-jacent. Un avantage particulièrement précieux, ce est que, dans ce système, les surfaces d'échantillons réels d'ingénierie peuvent être utilisés plutôt que des surfaces d'essai chimiquement et mécaniquement préparés.
Microelectronics Circuits microélectroniques intégrés peuvent être examinés par microscopie thermique d'onde pour localiser, entre autres, la délamination des couches du sous-sol métalliques, des microfissures dans le substrat de silicium, ou d'autres défauts mécaniques. Les techniques de bombardement de faisceau sont ensuite appliqués dans des conditions de sous ultra-vide pour analyser chimiquement ces régions de défaut et de comparer leur chimie aux régions de contrôle équivalentes dans le dispositif microélectronique. De cette façon, des informations importantes quant à la base et la cause de la faille peut être fournie.
Un environnement UHV est nécessaire afin d'être en mesure de créer et de maintenir une surface bien définie. Vacua inadéquates seraient contaminer les surfaces et rendre toute analyse vide. A la pression atmosphérique, les surfaces fraîches seraient contaminées en quelques fractions de seconde. Même sous vide poussé, les métaux ne restent propres pendant quelques secondes. Dans UHV, même les surfaces les plus réactifs sont stables que pendant quelques heures, et ce est la possibilité d'examiner les échantillons au moyen d'une pluralité de techniques d'analyse des conditions telles que est une caractéristique particulière de la présente invention.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Des modes de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits au regard des dessins annexés dans lesquels:
FIGUE. 1 est un diagramme schématique d'un premier mode de réalisation d'un appareil de microscopie d'analyse de surface selon l'invention,
FIGUE. 2 montre, en coupe axiale, d'un analyseur à miroir cylindrique ayant une source de rayonnement primaire sous la forme d'un canon à électrons ou d'ions et adapté pour permettre à un faisceau laser pour être dirigés sur un échantillon placé dans la chambre d'analyse du dispositif selon l'invention,
FIGUE. La figure 2a montre, en détail schématique agrandie, la relation entre l'ouverture variable des moyens de l'analyseur de la Fig. 2 et le détecteur annulaire de plaque de canal de l'analyseur,
FIGUE. La figure 3 montre une disposition permettant de localiser un canon à électrons, un détecteur hémisphérique et un détecteur d'infra-rouge autour de la paroi d'une chambre analytique généralement sphérique de l'appareil selon l'invention,
FIGUE. 4 est une vue schématique de dessus d'une coupe diamétrale d'un autre agencement de pistolet et infrarouge et des détecteurs hémisphériques dans une chambre analytique généralement sphérique de l'appareil selon l'invention, dans lequel un analyseur à miroir cylindrique est situé dans une disposition dans laquelle elle elle met l'accent sur une position de l'échantillon déplacées de celle sur laquelle les armes à feu et infra-rouges et hémisphériques détecteurs se concentrent,
FIGUE. La figure 5 est un bloc-diagramme schématique d'un système de microscopie surface analyse selon l'invention et incorporant le dispositif selon l'invention, et
FIGUE. 6 est une représentation schématique d'une situation analytique typique dans lequel l'appareil, un procédé et système de l'invention sont appliqués à l'examen et l'analyse d'un échantillon de matériau.
DESCRIPTION DETAILLEE DES MODES DE REALISATION PREFERES Comme le montre la figure. 1, l'appareil d'analyse de surface selon l'invention comprend une chambre de forme générale sphérique d'analyse 1, une chambre de préparation de l'échantillon 2 et un verrouillage de l'échantillon 3 isolé par vannes telles que 4. Afin de permettre un débit élevé d'une série de spécimens, les système a de préférence un certain nombre d'installations de préparation y compris le chauffage, le refroidissement, la fracture et l'érosion du faisceau d'ions, qui peuvent tous être effectuée dans l'environnement UHV. AES est effectuée en utilisant un analyseur à miroir cylindrique 5, monté sur un orifice d'ouverture vers le haut sur la partie supérieure de l'enceinte 1, avec son axe disposé sensiblement verticalement.
La chambre analytique généralement sphérique 1 est pourvu d'un certain nombre d'autres ports de 6 à 10 centrée sur la position de l'échantillon pendant l'analyse, qui, dans ce mode de réalisation de l'appareil, sera sensiblement au centre de la chambre. Encore d'autres ports fournissent un accès pour un fusil sous-micron 11 et un laser (non indiqué sur le dessin), tandis que certains des orifices 6 à 10 sont disponibles comme requis pour l'addition d'autres techniques telles que le XPS et SIMS.
Evacuation de la chambre 1 se effectue par l'action d'un pompage chambre de pompage primaire 12 et secondaire moyen indiqué par la référence 13. Un manipulateur 14 permet un réglage facile des position de l'échantillon et de l'orientation pour les différents aspects des techniques de test.
Une caractéristique particulière de l'appareil de la présente invention est sa capacité à permettre à la fois la microscopie thermique puisée et des techniques d'analyse de surface tels que AES pour être appliqués à un échantillon unique, le tout dans l'enceinte d'un appareil d'essai simple, dont l'intérieur est maintenu sous UHV pendant les deux phases ou aspects de l'enquête. La microscopie à impulsions thermiques, en particulier, TWM, et la technique d'analyse de surface ou des techniques employées peuvent être transportées sur séquentiellement ou simultanément, en fonction de la nature des enquêtes à effectuer, par exemple si elles se rapportent à une situation de production ou se ils représentent des expériences de type de laboratoire. Ainsi essais non destructifs d'une région de surface choisie peut être particulièrement facilitée, tandis que le test peut néanmoins être réalisée dans un délai raisonnablement court de temps, et pourtant dans un environnement ultravide.
L'appareil de l'invention peut être utilisé avec l'une quelconque des trois méthodes de détection en TWM. Dans le premier cas, la détection piézo-électrique (PZT) des ondes acoustiques résultant de l'échauffement de l'échantillon peut être utilisé, un cristal approprié étant lié à un échantillon solide avant l'insertion dans la chambre 1. En variante, la liaison peut être effectuée dans des conditions ultra-vide dans la chambre. Cependant, cette technique ne est pas favorisée pour les enquêtes dans des circonstances de production, qu'elle peut imposer temps et de manutention des contraintes inacceptables sur l'analyse. Dans certaines circonstances, un contact physique direct suffira.
Dans un second agencement, la détection des ondes thermiques peut être effectuée par une sonde capacitive disposée à l'arrière, ou éventuellement à l'avant, de l'éprouvette. Une sonde de ce type permet de détecter les très petites dilatations thermiques et contractions de la face arrière ou à l'avant de l'échantillon qui ont lieu pendant TWM. Cette offre une détection sans contact des ondes thermiques, mais positionnement très fine de la sonde est essentiel. Une sonde de ce genre nécessite un système de commande associé pour maintenir la position de la sonde dans la relativité requis pour l'échantillon. Il limite ainsi également la forme et la nature des échantillons qui peuvent être examinés et donc impose des contraintes majeures au niveau de l'échantillon.
Dans un agencement favorisée, sans contact frontal de visualisation détection infrarouge est fournie. Ce type de détection ne impose aucune contrainte sur l'échantillon et l'absence de nécessité d'un contact physique avec l'échantillon permet à la sonde d'être situé à distance de l'échantillon. En outre, il est particulièrement sensible aux propriétés thermiques de l'échantillon, tandis que, avec la détection de PZT, la réponse peut également être sensible aux propriétés élastiques de l'échantillon.
Lors de l'utilisation de la méthode de l'invention, des échantillons ou des échantillons sont introduits dans la chambre 1, monté démonté ou prêts dans SEM talons de type, le cas échéant, de l'atmosphère via le verrouillage 3. manipulateurs d'échantillons particulièrement polyvalents sont nécessaires pour ces tâches et dans les adaptations de l'appareil pour, par exemple, l'examen rapide d'une succession d'échantillons dans un contexte de production, des systèmes et des techniques de contrôle appropriés peuvent être appliqués pour les manipulateurs pour assurer un positionnement précis des échantillons au cours de l'analyse et également alors que des parties de surface subissent une exposition à Ion Etching ou analogue, en liaison avec l'analyse. Les tailles des échantillons pour cette construction de l'appareil sont généralement de l'ordre de 10 mm de diamètre sensiblement plus grandes, mais les spécimens peuvent être logés dans d'autres constructions de l'appareil de l'invention.
Dans une méthodologie expérimentale particulier applicable à l'appareil de l'invention, les assemblages échantillon / PZT peuvent être introduits dans la chambre 1. Lorsque les régimes de préparation particulièrement agressives sont utilisées, les échantillons préparés peuvent être couplés à des transducteurs à l'intérieur de la chambre de préparation. La méthode du couplage spécimen / PZT utilisé dépend des spécimens examinés et la procédure. Normalement, le couplage est réalisé soit par serrage direct de transducteur à l'échantillon ou au moyen d'un adhésif compatible UHV. Dans certains cas, l'échantillon peut être un revêtement fixé directement sur le capteur lui-même.
L'utilisation de techniques de GTE et d'analyse de surface en étroite association avec l'autre est estimé à fournir, pour la première fois dans ce champ d'investigation technologique, la possibilité d'entreprendre la fois la détection et le diagnostic dans un seul examen, tandis que tout en gardant le spécimen du tout fois sous UHV, ce qui est essentiel pour maintenir la propreté des surfaces à l'étude.
Un avantage particulier de cette combinaison de techniques de GTE et d'analyse de surface réside dans permettant des enquêtes rapides à effectuer dans un contexte de production, où la vitesse de l'inspection ou de l'examen et de feed-back rapide est d'une importance primordiale. TWM fournit le premier outil dans cette situation, pour révéler si des défauts ou des défauts existent en regardant les conditions de surface et sous-surface. Ion-gravure peut alors être réalisée sur les régions sélectionnées où la présence de défauts a été indiqué par TWM, pour les autres techniques d'analyse de surface à appliquer, permettant ainsi à l'utilisateur d'examiner les défauts et de montrer les raisons pour les défauts. Ainsi, l'appareil de l'invention facilite non seulement l'identification des défauts ou des défauts, mais permet également de leurs causes à être examinées ou étudiées, le tout dans une séquence d'opérations ou dans une enquête simultanée.
Cette méthode d'investigation peut être appliqué d'une manière particulièrement efficace dans l'industrie électronique. Un lot d'échantillons peut être exécuté à travers une procédure de test dans l'appareil et quand un échantillon insatisfaisante est rencontré, il peut être approfondie par gravure ionique et l'analyse chimique de savoir pourquoi une région particulière de l'échantillon a un défaut. Régions défectueuses peuvent être comparées directement à l'intérieur de l'appareil avec une région de contrôle connu pour être sans défaut. Ainsi, la détection et le diagnostic sont réalisés à la portée de fonctionnement d'un et un seul appareil.
Les opérations peuvent être exécutées par un utilisateur à personne, qui identifie les régions à analyser par des techniques spécifiques. Alternativement, les enquêtes peuvent être semi-automatique, l'utilisateur d'identifier les domaines à étudier et l'appareil étant ensuite programmé pour assister à l'analyse détaillée sous le contrôle de, généralement, des moyens informatiques associée avec elle dans une relation de contrôle. Dans encore un autre agencement, le dispositif peut faire partie d'un système entièrement automatisé dans lequel l'identification et la localisation des défauts est effectuée automatiquement, et système dans lequel le dispositif forme une partie est programmé pour étudier les endroits où les défauts sont identifiés et rapport en conséquence à un utilisateur, soit directement en alertant l'utilisateur ou par l'enregistrement des résultats des examens pour étude ultérieure de l'utilisateur.
Bien que l'appareil de la Fig. 1 est une construction tout à fait acceptable dans la mesure où satisfaisant aux exigences de l'invention est concernée, l'espace disponible sur l'angle solide défini par la paroi de la chambre 1 représente une contrainte sur le nombre d'éléments qui peut être montée sur ladite paroi pour fonctionnant sur des échantillons à l'intérieur de la chambre ou la détection des événements en son sein.
Par conséquent. La figure La figure 2 montre une nouvelle construction d'un seul passage miroir cylindrique analyseur (CMA), qui est d'un intérêt particulier pour l'appareil de la présente invention, mais est également d'utilité générale dans le domaine de l'analyse spectroscopique. Comme le montre ce dessin, le CMA incorpore sources appropriées de rayonnement primaire, telles que des canons à électrons ou d'ions 20 et 21, le rayonnement étant dirigé à partir de ceux-ci le long de l'axe 22 de l'analyseur pour un échantillon 23 monté sur un support 24. Une annulaire canal plaque détecteur 25 est utilisé pour ramasser l'émission secondaire de l'échantillon 23. Les plaques du détecteur 25, à laquelle une tension est appliquée, avoir un grand nombre de petits tubes avec des murs de plomb dopé. L'impact d'électrons contre ces murs produit un effet multiplicateur pour faciliter la détection. Avec deux de ces plaques dans une configuration dos-à-dos, un gain de 10 6 peut être réalisé. Moyen d'ouverture variable 35 est prévu pour changer sélectivement la zone du détecteur de plaque de canal annulaire exposée à l'émission secondaire provenant de l'échantillon 23, qui retourne au détecteur le long des chemins indiqués par les références 36. moyens d'ouverture 35 se trouve ainsi devant le collecteur par rapport à l'émission secondaire de retour.
Chaque canon à électrons ou à ions 20 et 21 est en deux parties, les sources 26, 26a, et la lentille d'entrée, indiqué généralement par la référence 27, 27a respectivement des canons étant disposée dans chaque cas sur une radiale respective axe 28, 28a par rapport à l'axe principal de l'analyseur, la lentille de sortie, le stigmateur et les plaques de déviation, tout indiqué généralement par la référence 29, étant situé de manière coaxiale avec ledit axe principal 22. Ainsi, la lentille de sortie, l'astigmatisme et la déformation des plaques sont communes à chaque canon à électrons ou d'ions 20 et 21. Les électrons ou des ions générés dans les canons 20 et 21 sont dans chaque cas dévié et focalisé sur l'axe central principal 22 de l'analyseur et à travers l'ouverture centrale 30 de la plaque de détecteur canal annulaire 25 par un demi-hémisphère 31 ou 32 le long de trajets indiqués par les références 37.
Chaque demi-hémisphère équivaut effectivement à un quart de sphère et est espacée d'une concave correspondant dirigé vers l'intérieur surface sphérique 38 d'un élément concave 39 ayant une arête centrale, de sorte qu'un espace définissant sensiblement une région de l'espace qui équivaut à celle qui serait occupée par une partie d'une sphère creuse ayant une épaisseur de paroi finie existant entre chacun desdits demi-hémisphère et sa surface concave correspondante. Cette disposition sphérique permet de concentrer une entrée de faisceau d'électrons parallèlement à la déviation ou déflecteur définis par chaque demi-hémisphère et sa surface concave associée du pistolet respectif 20 ou 21 à sensiblement un seul point à la sortie de l'inverseur sur l'axe central de l'AMC. A cet effet, les demi-hémisphères 31 et 32 ​​sont chargés positivement et concave surface membre 39 définissant est chargée négativement, tandis que la focalisation initiale des faisceaux d'électrons des canons 20 et 21 est de nature à les présenter aux aiguillages que parallèles poutres.
Il sera apprécié que la taille de l'espace entre les demi-hémisphères et l'élément concave est nettement exagérée sur le dessin. Comme alternative à l'agencement de demi-hémisphère, une structure de coupe peut être utilisé dans lequel l'espace entre les éléments de charge positive et négative de la dérivation représente un espace correspondant à un secteur d'une sphère solide. Cependant, dans ce cas, les plaques frangeants (c.-à-correcteurs de champ électrostatique ou plaques de terminaison) seraient nécessaires. En revanche, dans la construction demi-hémisphère, un champ uniforme est maintenue à une distance considérable de chaque côté de la trajectoire réelle, suivie par les électrons.
Une construction cylindrique serait également possible, mais dans un tel agencement, le faisceau d'électrons serait mis sur une ligne à la sortie, plutôt que la sortie de point de l'inverseur sphérique. Cette caractéristique du point de focalisation de la sortie de l'inverseur est d'une grande valeur et de l'importance, en ce que le trou par lequel les électrons passent dans la section principale cylindrique de la LMC est aussi le trou par lequel les électrons retournent à la plaque à canaux. Ce trou doit être petite pour satisfaire aux exigences du détecteur de plaque de canal, et en maintenant le faisceau d'entrée à une voie étroite, définissant sensiblement un point, le déviateur sphéroïdale aide également à maintenir la dimension diamétrale de ce trou à un minimum.
Une ouverture axiale centrale 33 le long de l'axe principal 22 de l'analyseur continue à travers l'élément concave au-delà de la région de ladite demi-hémisphères 31 et 32 ​​pour afficher orifice 34 à l'extrémité axiale de l'unité AMC éloignée du support d'échantillon 24. Cette central ouverture 34 permet à un faisceau laser d'être dirigé à partir d'une source appropriée par l'AMC directement le long de son axe 22 et sur l'échantillon 23 positionné sur le support 24.
Transducteur piézo-électrique ou une sonde de capitance peuvent être positionnés à l'arrière de l'échantillon 23. Cependant, si la détection infra-rouge doit être utilisé avec cette configuration de l'analyseur, une partie de la périphérie de la LMC dans la région de la spécimen de montage doit être coupé afin de permettre l'accès à la visualisation de la surface avant de l'échantillon, une zone de surface sélectionnée de laquelle est chauffée localement par le faisceau laser dans TWM. Quel que soit le dispositif de détection pour la TWM, cette construction de l'AMC permet également l'utilisation du système de notation, de nouveau dans les limites d'un appareil unique et une chambre d'analyse. Cette polyvalence d'application entre ces différentes techniques est également soupçonné d'être nouvelle.
Dans une variante de construction, le canon à électrons ou d'ions peut être disposée sur l'axe principal 22 de l'analyseur avec le faisceau laser venant radialement le long d'une trajectoire à 90 ° par rapport audit axe principal. Dans ce cas, un miroir est alors fourni qui peut être dévié dans et hors du trajet de rayonnement le long du centre axial de l'analyseur pour dévier le faisceau laser sur ledit axe principal comme l'exige. Cette construction représente en conséquence une inversion partielle de l'agencement illustré.
FIGUE. La figure 2A est un agrandissement du collecteur de la plaque annulaire de canal et la région à ouverture variable de l'analyseur de la Fig. 2. Le moyen d'ouverture 35 peut être du type à diaphragme utilisé, entre autres, dans les appareils photographiques. La configuration complètement ouverte ou ouverture maximale du moyen 35 est représenté en trait plein, tandis que la configuration minimale d'ouverture de l'ouverture moyen est indiqué en pointillé en 35a de référence. L'étendue diamétrale de l'ouverture minimale est indiquée par 36a de référence. Cette condition d'ouverture minimum correspond à une voie claire et dégagée restant pour le passage d'un faisceau laser le long du canal 33 et au-delà sur l'axe longitudinal central de l'analyseur de goûter à 23. Ainsi canal central 33 et son prolongement axial linéaire théorique sont toujours ouverts à le faisceau laser. Les moyens d'ouverture 35 peut être commandé depuis l'extérieur de l'analyseur par une tringlerie appropriée.
La contrainte sur détection de chaleur sans contact par des capteurs thermiques directes mettant l'accent sur la chaleur provenant de l'échantillon, résultant de considérations géométriques, conduit à une autre construction de l'appareil selon l'invention, ressemblant étroitement à la forme de réalisation schématiquement indiqué sur la figure. 1, et maintenant illustrée à la figure. 3. Dans cet agencement, un canon à électrons 40 ou d'une autre sonde similaire, un détecteur infra-rouge 41 et un analyseur hémisphérique 42 avec la lentille d'entrée 43 sont disposés dans un groupe autour de l'échantillon dans les ports 44, 45 et 46 de la paroi 47 de une chambre sensiblement sphérique 48 de l'appareil selon l'invention. Ainsi, l'analyse de l'échantillon par les divers moyens se étendant à travers ces orifices à angle étroit 44, 45 et 46 est facilité. Dans cette analyse à angle étroit, un faisceau à angle étroit de la canon à électrons 40 peut être focalisé sur une petite surface de l'échantillon et la lentille infrarouge 43 est analogue qui serait axé sur les signaux émis par ce domaine, tandis que l'analyseur hémisphérique 42 permet l'analyse de l'angle étroit de l'émission secondaire dans les techniques d'analyse de surface.
Collectionneurs hémisphériques peuvent être moins sensibles que les RMR à certaines fins mais ils travaillent sur un angle solide plus petit. Ils offrent ainsi l'avantage principal de libérer un volume de travail plus grande autour de l'échantillon, ce qui peut permettre de nouveaux outils pour être ajoutées dans cette région, y compris par exemple un canon à électrons de haute résolution. Le collecteur hémisphérique peut également être utilisé dans XPS, qui ne est pas possible avec un seul passage CMA, que cela ne offre pas une résolution suffisante, XPS exigeant une version double passage de la RMR. Ainsi, l'analyseur hémisphérique peut servir pour la technique de l'analyse de plus d'un de la surface et offre améliorée polyvalence pour autant que l'ajout de nouvelles fonctionnalités est concerné.
Référence 49 indique un port sur lequel en outre une RMR incorporant une fenêtre de pistolet laser ou à la manière de la figure. 2 construction peut également être monté sur poutre vers le bas sur un échantillon positionné de manière appropriée pour une analyse à angle étroit, ce qui permet d'autres techniques à appliquer à l'échantillon sans nécessairement le déplacer à l'intérieur de la chambre. Donc effectivement un double instrument peut être fourni dans les limites d'une seule unité, l'utilisation de la RMR correspondant à une première utilisation instrumentale de l'appareil et de l'utilisation de l'angle étroit dispose ce qui équivaut à une deuxième utilisation instrumentale.
Une construction quelque peu différente est représentée schématiquement sur la représentation de la région sphérique 61 d'un analyseur tel que représenté sur la figure. 4, dans lequel un canon à électrons 62, un détecteur infra-rouge 63 et un collecteur 64 grappe hémisphérique autour d'une position de support d'échantillon 65 de la même manière que sur la figure. 3. Cependant, dans ce cas, un CMA, indiqué en 66, porte sur une position d'échantillon de remplacement 67. L'agencement est quelque peu semblable à celle de la figure. 1, mais représente une vue en élévation de l'appareil à partir d'un point de vue à environ 90 ° par rapport à celle de la figure. 1. Ainsi analyses simultanées peuvent être effectuées sur deux échantillons, l'un à chaque position 65 et 67, ou encore, le même échantillon peut être examiné successivement dans chacune des deux positions 65 et 67.
Une caractéristique critique de l'installation thermique d'onde de balayage est sa capacité à sonder, de manière non destructive, la micro-structure et d'autres propriétés physiques des sous-surfaces de matériaux. Couplé à des techniques d'analyse de surface sensible, le dispositif selon l'invention constitue un instrument multi-technique particulièrement avantageuse pour l'étude des caractéristiques physico / chimique des surfaces des matériaux et des interfaces et fournit un complément utile aux méthodes disponibles pour les chercheurs en matériaux. En outre, la nature de l'invention est tel que les échantillons d'ingénierie du monde réel peuvent être manipulés, puisque la préparation mécanique d'échantillons chimiques et externe ne est pas nécessaire.
Un système d'analyse de surface mettant en oeuvre les principes et appareil de la présente invention va maintenant être décrite eu égard à la représentation schématique de la Fig. 5. Comme le montre ce dessin, une argon fournitures de faisceau comprend une unité 81 de fourniture de gaz d'argon, un moyen pour ionisant, accélération et de focalisation d'un faisceau d'ions d'argon, et des moyens de déviation de faisceau électrostatique. Une unité de fournitures de faisceau d'électrons 82 comprend un moyen pour générer une émission d'électrons à partir d'un filament chauffé ou de la cathode, un moyen pour accélérer et focaliser un faisceau d'électrons, et des moyens de déflexion électrostatique du faisceau. Un modulateur de faisceau 83 fournit une entrée à électrons fournitures de faisceau unité 82, et comprend un moyen pour moduler ou hacher le faisceau d'électrons, qui peut avantageusement être réalisé en utilisant une électrode de commande pour éteindre le faisceau, ou en variante, un système de déviation peut être utilisé pour balayer le faisceau à travers une ouverture.
Dans un étage de positionnement de faisceau désigné par la référence 84, le faisceau d'ions argon est situé au besoin pour l'analyse de l'échantillon par voie électrostatique à positionner les coordonnées échantillon donné. Le faisceau d'électrons est balayée à l'unité 85, qui comprend des moyens pour le balayage électrostatique ou tramage du faisceau sur une région donnée de l'échantillon.
Référence 86 désigne l'échantillon lui-même, tandis que le positionnement de l'échantillon (87) est assuré par le positionnement mécanique de l'échantillon à l'intérieur ou à une région donnée du système UHV.
Les références 88, 89 et 90 du dessin indiquent les différentes fonctions de détection du système, dont le détecteur SEM peut être un multiplicateur d'électrons à canal de collecte d'une partie des électrons secondaires émis lors de l'excitation de l'échantillon, ou le courant collecté par la échantillon. Le détecteur 89 AES et le détecteur thermique 90 ont été discutés précédemment et ne nécessite pas de traitement spécifique supplémentaire dans le cadre de la présente figure.
L'étape image de calcul 91 comprend un système de Framestore et la mémoire informatisée, ainsi que des installations de traitement d'image.
Entrées à les moyens de calcul 91 sont reçus depuis les phases de détection, de 88 à 90 selon le cas, alors que l'article 91 lui-même fournit également un signal de retour à l'étape de positionnement de faisceau 84. Une sortie de l'avant de l'étape de calcul 91 fournit une entrée à une image se affiche l'étape 92, qui comprend des moniteurs vidéo en noir et blanc et couleur. Une autre entrée à l'étage images affiche provient directement de la phase de trame de faisceau 85, tandis qu'une liaison de communication à deux voies existe entre l'unité d'affichage 92 et un étage d'interface utilisateur 93, en fournissant les aides d'utilisateur interactives du système.
Le fonctionnement du système représenté schématiquement sur la figure. 5 est le suivant. L'échantillon 86 est positionné par des moyens 87 de sorte que la partie appropriée de l'échantillon se trouve dans le champ de balayage des faisceaux d'électrons et d'ions. Le faisceau d'électrons est ensuite activé à l'aide de fournitures signifie 82 et raster unité 85. Au cours de ce processus, l'image SEM, acquise par l'usage du détecteur 88, stade image de calcul 91 et de l'image affiche l'unité 92, est utilisé pour observer la surface de l'échantillon. Sous-défauts de surface sont situés à l'aide du chemin de l'image thermique désigné par la séquence 90, 91 et 92 de la Fig. 5.
Les coordonnées de tous les défauts sous la surface sont ensuite noté rencontrés avec les coordonnées des régions sans défaut de l'échantillon 86. Cette inscription notant coordonner ou peut être réalisée par des moyens informatiques du système. Les coordonnées des défauts sont ensuite utilisés pour cibler l'image Auger à balayage, désignée par voie 89, 91 et 92, et la gravure à ions argon, effectuée par les unités 81 et 84.
Les interactions entre ces différentes techniques sont déterminées par l'utilisateur à l'emplacement 93 de la Fig. 5, de manière interactive ou en programmant l'ordinateur de l'image 91 de reconnaître certaines caractéristiques et certains initier de nouvelles actions dans la dépendance à l'identification de la présence de telles fonctions.
Ainsi, dans la réalisation d'une analyse selon l'invention, un échantillon est chargé par l'intermédiaire des dispositifs de verrouillage dans l'environnement ultra-vide à l'intérieur de la chambre et analysé en utilisant, par exemple, la technique SEM et TWM. Si tout est en ordre, tel que révélé par cette technique, l'échantillon peut alors à nouveau passer hors de la chambre. Toutefois, si un défaut est constaté à présent, d'autres des différentes techniques fournis dans l'appareil et le système de l'invention peuvent être déployés pour localiser le problème et en déterminer la nature. Le système peut être automatisé de sorte que si une imperfection apparente est détectée, les moyens informatiques du système note les coordonnées où l'anomalie a été détectée et active une autre technique appropriée pour enquêter sur l'anomalie plus loin. Ainsi, le procédé et le système selon l'invention sont particulièrement adaptés à la surface de la surveillance et de la qualité du sous-sol dans une situation de production, où une succession d'échantillons peuvent être examinés l'un après l'autre dans la chambre UHV sur une base de ligne plus ou moins de production.
FIGUE. La figure 6 est une représentation schématique d'une situation typique dans laquelle le dispositif, un procédé et système de la présente invention sont particulièrement adaptés. Un échantillon 101 a une couche de surface ou une région 102 qui peut être seulement deux ou trois atomes d'épaisseur. Sous-jacent à la partie de surface 102 est une région de sous-surface 103 qui peut être comprise entre dix et vingt atomes de profondeur, ou qui peut se étendre à plusieurs mm, en fonction de la nature du matériau de l'échantillon. Sous-jacent de la région sub-surface est la partie de matériau en vrac ou de la région 104 de l'échantillon. Un échantillon fini aura forcément une autre zone de la face 105, opposée à la surface 102 à l'étude, mais ce ne est pas pertinent pour la présente invention, sauf à l'égard de certaines techniques de détection de signal. La surface 102 peut, en fonction de l'échantillon particulier, ont aussi un revêtement ou de laminage 106 qui lui est appliquée, études ou enquêtes dont peuvent également être requis.
Imperfections des échantillons typiques représentés schématiquement sur la figure. 6 comprennent une fissure de surface 107, un vide sous la surface 108 et une intégration sous-surface 109.
La référence 111 désigne une source de faisceau d'électrons scanné et haché à partir de laquelle un faisceau 112 est dirigé sur le SEM détection surface de l'échantillon 102. de signal est indiqué schématiquement par la référence 113, le signal AES par 114, et la détection infra-rouge microscopie thermique (TWM) par référence 115. Référence 116 indique les signaux thermiques acoustique menées qui se propagent à travers l'échantillon vers sa face opposée 105, où la détection thermique peut avoir lieu par piézo-électrique ou de capacité moyen indiqué schématiquement par référence 117, comme une alternative à la détection infra-rouge notée schématiquement à 115.
L'information suivante peut être obtenu en une seule étude ou d'analyse:
(A) par l'intermédiaire de SEM: une image de la topographie de surface,
(B) par TWM: la localisation de défauts de sous-surface,
(C) par l'intermédiaire AES: la chimie de la surface, et
(D) et de l'argon par l'intermédiaire d'AES gravure ciblés par TWM: la chimie des défauts sous la surface et que des régions de contrôle d'un même échantillon.
Dans un autre bref élargissement de l'aspect microscopie thermique de l'analyse, lorsque le faisceau d'énergie hachée ou modulée est appliquée à l'échantillon ou d'un spécimen, la température de l'échantillon est augmentée localement dans le voisinage du point d'impact du faisceau, et ce chauffage est surveillée pour fournir des informations sur l'échantillon. Le phénomène de chauffage résultant de l'apport d'énergie pulsée peut se expliquer, comme déjà mentionné, en termes d'ondes thermiques, les ondes thermiques conduisant à la génération d'ondes acoustiques en raison de l'expansion cyclique et la contraction de la région chauffée du matériau de la région de l'échantillon à laquelle l'énergie d'entrée est appliquée. Bien que les ondes thermiques eux-mêmes sont affectées par la présence de défauts ou de discontinuités dans le matériau et fournissent ainsi des informations sur la structure de l'échantillon, la longueur d'onde des ondes acoustiques est beaucoup plus grande, de sorte que ces ondes ne sont pas, en quelque sorte, " voir "les imperfections, et de voyager à travers le matériau sans être affecté par eux. Ainsi, les ondes acoustiques sert à transmettre des informations sur les défauts détectés par la microscopie thermique à des moyens de détection du système de l'invention. Les moyens de détection peuvent être, par exemple, une sonde piézoélectrique situé à une face arrière de l'échantillon, ou une sonde capacitive dans la même région, dont l'écartement est commandé pour rester fixe par rapport à l'échantillon pendant l'expansion et la contraction de le matériau de l'échantillon, les mouvements de commande résultant alors fournir une sortie du système. Avec cette forme de détection, la portion de matériau en vrac de l'échantillon ne sert que de moyen de transmission des signaux acoustiques.
Alternativement, les effets thermiques peuvent être contrôlés directement par les infrarouges moyens de rayons concentrés sur la zone sous tension de l'échantillon, pour détecter des variations de température dans cette région. Depuis l'entrée de chaleur du faisceau pulsé est relativement faible, il ya des avantages à travailler à des températures d'échantillons globaux plus élevés, puisque l'augmentation des émissions infrarouges rapidement avec des températures de source plus élevée, sous la contrainte nécessaire que les conditions UHV doivent être maintenues en tout temps autour l'échantillon.
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رد: طلب مساعدة في بحث
26-03-2015, 07:56 PM
أم زيزو
الترجمة احيانا تضيع بعض المعاني
وشكرا لك نحيت علي هم الترجمة فعلا فيه ما اريد

اخي منير لو تعرف العداوة بيني وبينها
مشكور على مرورك
ان شاء الله اجد المساعدة والا على ذراعي وذراع ام زيزو


سحر الحرف والكلام


شكرا للأخ صقر الأوراس على التوقيع
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