Назначение
Масс-спектрометр вторично-ионный IMS-4f с системой динамического переноса (далее по тексту - прибор) предназначен для измерений тока вторичных ионов, возникающих при послойном травлении исследуемого объекта потоком первичных ионов, в зависимости от отношения массы к заряду вторичных ионов или от времени травления.
Описание
Принцип действия прибора основан на явлении вторичной ионной эмиссии: испускании твердым телом ионов при облучении поверхности ускоренными ионами. В результате взаимодействия первичного иона с энергией в несколько килоэлектронвольт с образцом, возникает каскад атомных столкновений внутри образца, некоторые из которых приводят к эмиссии атомов, расположенных в приповерхностных слоях. Определенная доля этих атомов в процессе эмиссии приобретает положительный или отрицательный заряд (вторичные ионы). Вторичные ионы разделяются в соответствии с их отношением массы к заряду масс-сепаратором с двойной фокусировкой, детектирующая система регистрирует ток вторичных ионов в зависимости от их отношения массы к заряду.
Прибор состоит из ионной пушки, камеры распыления, масс-сепаратора, регистрирующей системы, вакуумной системы, системы управления, рабочего стола с управляющим компьютером и функциональной клавиатурой.
Рисунок 1. Общий вид масс-спектрометра вторично-ионного микрозондового IMS-4f с системой динамического переноса
Программное обеспечение
Управление прибором осуществляется с помощью встроенного контроллера и внешней ПЭВМ с использованием специализированного программного обеспечения (ПО).
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Идентификационные данные программного обеспечения представлены в таблице 1.
Таблица 1.
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Номер версии ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Программа управления процессом измерений и обработки результатов измерений | SIMS_v_5.6 | 5.6 | E42AB8650E133D5A 5Е6В66В733АС58АВ 2FADBF2A9E403DD1 608CCDBB9236AA94 | ГОСТ Р 34.11-94 |
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики приведены в Таблице 2.
Таблица 2.
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений массы вторичных ионов при напряжении на образце минус 4,5 кВ, а.е.м., не менее | 266 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений массы положительных вторичных ионов, а.е.м. (Мном - номинальное значение массы соответствующего положительного вторичного иона, а.е.м.) | ±(0,1+ МномА0’3) |
| Пределы допускаемой погрешности измерений массы отрицательных вторичных ионов, а.е.м. (Мном - номинальное значение массы соответствующего положительного вторичного иона, а.е.м.) | ±(0,1+ МномА0’3) |
| Максимальное масс-спектральное разрешение, не менее | 16000 |
| Диапазон установки ускоряющего напряжения первичных ионов цезия Cs+, кВ | от 7,5 до 10 |
| Диапазон установки ускоряющего напряжения первичных ионов кислорода О2 , кВ | от 5 до 17,5 |
| Максимальный ток ионов Cs+ при напряжении на источнике 10 кВ, мкА, не менее | 0,3 |
| Максимальный ток ионов O2+ при напряжении на источнике 15 кВ, мкА, не менее | 3 |
| Относительное изменение тока вторичных ионов при среднем значении тока не менее b 10’8 имп./с, не более, % | 6 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений времени травления, % | 1 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более | 10,0 |
| Масса, кг, не более | 1430 |
| Условия эксплуатации: - диапазон температуры окружающего воздуха, оС - скорость изменения температуры окружающего воздуха, не более, оС/час - относительная влажность воздуха, не более, % - напряжение питания сети, В - частота питающей сети, Гц - виброускорение в диапазоне частот от 0,8 до 100 Гц, м^с’2 - внешние магнитные поля, Тл, не более | от 20 до 25 1 75 220 ± 10 50 ± 1 9,8-10-3 3А0’7 |
Знак утверждения типа
наносится в виде наклейки на ионную пушку прибора и титульный лист технической документации фирмы-изготовителя типографским способом.
Комплектность
В комплект прибора входят: масс-спектрометр вторично-ионный микрозондовый IMS-4f с системой динамического переноса, комплект ЗИП, расходные материалы, техническая документация фирмы-изготовителя.
Поверка
осуществляется по документу МП 48387-11 «Масс-спектрометр вторично-ионный микро-зондовый IMS-4f с системой динамического переноса фирмы «CAMECA», Франция. Методика поверки», утвержденному руководителем ГЦИ СИ ОАО «НИЦПВ» в октябре 2011 г.
Средства поверки:
- часть пластины монокристаллического кремния марки ЭКЭФ-0,1-24 по ГОСТ 19658-81;
- образец сплава МЛ-19 на основе магния-неодима-иттрия по ГОСТ 2856-79;
- секундомер «Интеграл С-01».
Сведения о методах измерений
Техническое описание «Масс-спектрометр микрозондовый вторично-ионный IMS-4f производства фирмы CAMECA (Франция)», раздел 6.
Нормативные документы
Техническое описание «Масс-спектрометр микрозондовый вторично-ионный IMS-4f производства фирмы CAMECA (Франция)».
Рекомендации к применению
Применяется вне сферы государственного регулирования обеспечения единства измерений.
810-53