包括脉冲式双射束电荷中和的方法和系统与流程

包括脉冲式双射束电荷中和的方法和系统
1.继续申请数据
2.本技术要求于2020年8月28日提交的美国临时申请序列号63/071,542的权益，该美国临时申请通过援引并入本文。
技术领域
3.本披露尤其涉及表面分析装置和方法。


技术实现要素：

4.本文披露和解释了用于脉冲式双射束自调节电荷补偿方案的方法和系统，该方案在零场、高场和脉冲提取场配置下对半导体、电介质和大块绝缘体标本进行稳健的一站式(turn-key)分析。这些方法和系统在正极性和负极性两种典型操作条件下采用低能电子流(例如，eneut，≤100ev)和脉冲式低能离子流(例如，ineut，≤100ev)来实现稳健的一站式分析，以确保最小表面电荷累积和对标本近乎零的累积分子损伤可以包括《7ev eneut和《10ev ineut。这些新方法和系统以用于分析二次电子、带负电的二次离子和带正电的二次离子为例。例如，双射束自调节电荷补偿系统和方法可以适应2mm至40mm的工作距离，射束直径为≈3mm(eneut)和≈10mm(ineut)。
5.所披露的方法和系统旨在建立一种自调节电荷补偿方案，用于在零场、高场或脉冲提取场电势下并使用带电粒子、中性粒子或光子主(也称为分析)射束来分析半导体、电介质和大块绝缘体标本。主射束可以是脉冲式的或连续的(dc)。在带电粒子分析的情况下，应用本披露并且可以观察到本披露在正极性和负极性两者中都产生相同的稳健性和可靠性。同样，可以采用电荷补偿方案，并且该方案适用于在正极性和负极性两者中以从dc到几十千赫兹(khz)范围内的重复频率进行脉冲模式分析。此外，所披露的电荷补偿方法和系统用于最大限度地减少由于所应用的电荷补偿方案而对有机分子或其他敏感分子或其他易碎标本造成的可观察或可测量的损伤。自调节的评定条件表示在分析过程中不调整或不需要调整参数值以保持初始性能特征。
6.在本文描述的一些实施例中，离子光谱装置包括：脉冲式主激发源，其产生要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(例如，不同步进行脉冲)。
7.说明性离子光谱装置和方法可以包括例如飞行时间-二次离子质谱法(tof-sims)以及其他离子质谱法技术，比如，例如使用脉冲式或dc主射束执行的基质辅助激光解吸/电离(maldi)或四极杆或基于扇形磁场的动态二次离子质谱(dsims)。
8.本文还披露了飞行时间-二次离子质谱(tof-sims)装置，其包括双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)以影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与tof-sims仪器的脉冲式主激发离子束交错使用(例如，不同步进行脉冲)。
9.进一步披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析方法，所述
表面分析方法包括：脉冲式主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(例如，不同步进行脉冲)。这样的系统可以包括表面分析技术，其中，激发源不一定是脉冲式的，并且可以具体地包括例如x射线光电子能谱(xps)和俄歇电子能谱(aes)。
10.还披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析装置，所述表面分析装置包括：直流(dc)主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。
11.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像方法，所述表面成像方法包括：空间扫描和dc主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品成像的调制信号；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。
12.这样的方法或装置可以结合用于收集能量选择二次电子或质量选择二次离子的脉冲计数或数字检测方案，其中，所述脉冲计数在所述双极性泛射束中的任一射束开启的时间窗期间被门控(例如暂停)，以便消除由所述中和射束产生的任何光谱噪声。这样的方法和装置可以处理来自脉冲式中和器的噪声问题并提供解决该问题的手段。
13.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像装置，所述表面成像装置包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行灰度成像的调制信号；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(例如，不同步进行脉冲)。
14.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像方法，所述方法包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品成像(例如灰度成像)的调制信号；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(例如，不同步进行脉冲)。
15.这样的方法可以允许应用于表面成像技术，其中激发源不一定是脉冲式的但可以是脉冲式的。这些可以包括例如扫描电子显微术(sem)、聚焦离子束(fib)、光发射电子显微术(peem)和低能电子显微术(leem)。
16.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像装置，所述表面成像装置包括：空间扫描和dc主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行成像(比如灰度成像)的调制信号；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。
17.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像方法，所述表面成像方法包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行成像(例如灰度成像)的调制信号；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(例如，不同步进行脉冲)。这样的装置或方法还可以结合用
于收集二次电子或二次离子的脉冲计数或数字检测方案，其中，所述脉冲计数在所述双极性泛射束中的任一射束开启的时间窗期间被门控(暂停)，以便消除由所述中和射束产生的任何光谱噪声。
18.应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都呈现了本披露主题的实施例，并且旨在提供概述或框架以用于理解所要求保护的本披露主题的性质和特征。包含这些附图是为了提供对本披露主题的进一步理解，并且这些附图并入本说明书内且构成本说明书的一部分。附图展示了本披露主题的各种实施例并且与描述一起用于解释本披露主题的原理和操作。另外，附图和描述仅仅是说明性的，并不旨在以任何方式限制权利要求的范围。
附图说明
19.图1a、图1b、图1c和图1d示出了根据所披露的方法的分析射束(图1a)、提取场(图1b)、离子泛射束(图1c)以及电子泛射束(图1d)的开启状态和关闭状态的时序示意图。
20.图1e、图1f、图1g和图1h示出了根据所披露的方法的分析射束(图1e)、提取场(图1f)、离子泛射束(图1g)以及电子泛射束(图1h)的另一版本的开启状态和关闭状态的时序示意图，其中电子泛射束被延迟并具有比离子泛射束更短的持续时间。
21.图2示出了可在本文中用作表面分析系统的系统的示意图。
22.图3示出了在不使用离子中和方法的情况下在负极性下测量的大块绝缘ptfe(2mm厚)的累积损伤测试。
23.图4示出了在使用离子中和方法时在负极性下测量的大块绝缘ptfe(2mm厚)的累积损伤测试。
24.图5示出了所披露的方法和系统，用于示出相对于与正常脉冲提取场电势(即3kv)的峰峰值(伏)偏差绘制的被测量为半峰全宽(fwhm)的质量分辨率。
25.图6示出了来自聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)聚合物的大块绝缘标本的在负离子极性下随收集时间测量的各种二次离子信号的综合计数。
26.图7示出了在正离子极性下从聚(苯乙烯)(ps)和聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)的共聚物混合物中收集的离子图像；左边的图像是总离子，并且右边的图像是ps单体离子(绿色)和pmma单体离子(红色)的假色叠加。
具体实施方式
27.粒子和光子分析(其中无论是在零场、高场还是脉冲提取场电势下，经历光谱法或光谱测量的粒子或光子都是使用带电粒子、中性粒子或光子主射束产生的)中经常遇到的问题是样品表面电势的时变变化和/或空间变化的表面电势、和/或表面电荷的累积会产生各种有害影响，包括信号计数和信号强度降低、光谱分辨率降低、和/或射束在样品上漂移而导致成像性能下降(例如，横向分辨率)；这体现在对半导体、电介质和大块绝缘体样品的分析中。过去曾使用过各种消除这些影响的技术，并取得了不同程度的成功；这些技术通常被称为“电荷中和技术”。理想的绝缘样品电荷中和方法将实现六个目标：
28.首先，也是最重要的，它将提供有效的电荷中和；这意味着在分析期间不调整或不需要调整参数值以保持初始性能特征。目前最先进的方法通常采用来自泛射式电子枪的组合剂量的(带负电的)电子来防止主射束分析区域中的正电荷积聚，并采用较小剂量的(带
正电的)离子来防止主射束区域之外由入射主射束产生的或存在于泛射电子束中的更高能量或加速电子引起的负电荷积聚。
29.其次，理想的方法会在足够长的时间内(通常是几分钟到一个小时或更长时间)对即使是最易碎的样品也造成最小的损伤，以获取充足的光谱数据用于分析。所关注的损伤可能是结构性的、成分性的或化学性的。这需要仅使用低能粒子(电子和/或离子)以及这些粒子的低剂量。理想的方法必须在需要充足剂量的带电粒子以提供有效的电荷中和与需要足够小剂量(和能量)的带电粒子以防止样品损伤之间取得平衡。
30.第三，理想的方法将贡献最小的光谱背景，无论是对能量谱的贡献还是对二次发射物质的质谱的贡献，具体取决于所采用的光谱方法。
31.第四，理想的方法将提供一站式操作；即，一旦装置设置好并选择了所有射束控制参数(电压、电流、压力、占空比、脉冲宽度等)，它就可以简单地开启/关闭并且对所有样品类型都有效，而无需进一步调整任何射束控制参数。
32.第五，理想方法的初始设置将是灵活的，允许独立于其他射束控制参数来访问每个射束控制参数的全部范围(以最佳地实现前四个目标)。
33.第六，理想方法的初始设置将是简单的，允许调整电子和正离子的剂量而不影响其他射束特性，比如样品上的射束大小、形状和位置。理想情况下，控制粒子剂量的射束参数将独立于控制射束大小、形状和位置的参数。
34.目前最先进的方法都不能实现所有这六个目标。因此，需要一种改进的电荷中和方法。本发明旨在实现所有上述六个目标。
35.依次考虑五种最先进的常见电荷中和方法，每一种都被证明不能满足上述这六个目标中的一个或多个：
36.方法一。美国专利5,990,476(受让人：physical electronics inc，eden prairie，minn)披露了采用单独的泛射式电子枪和泛射式正离子枪实现xps和其他光谱技术的(连续、非脉冲的)双射束电荷中和。这种方法不能实现上述目标中的两个目标。首先，初始设置很复杂，因为调整射束控制参数以实现前四个目标不仅会影响电子和离子剂量，还会影响样品上电子束和离子束的大小和形状。其次，在某些易碎样品的极少数情况下，该方法需要在初始设置后进一步微调射束控制参数，以同时实现有效的电荷中和以及最小的样品损伤。
37.方法二。美国专利7,067,821(受让人：thermo electron corporation，waltham，mass)披露了使用同轴泛射式电子-离子枪实现xps和其他光谱技术的双射束电荷中和。在此，电子束和离子束在所有束控制参数都设置为固定值的情况下在单一操作模式下同时提取和聚焦。一旦选定，组合式泛射式枪的各个部件以及施加至它们的电势在操作期间就保持不变。这种方法的不足之处在于初始设置既不灵活也不简单。由于电子束和离子束具有相反的极性，因此组合式同轴泛射式枪必须将多个射束控制参数联系起来，因此对枪的设置有严重限制。首先，提取电势受限(～10v)，因为电子束和离子束都需要从气体电离区中抽取出来并同时聚焦到样品上。这有几个影响。在低提取电压下，灯丝需要在比理想情况下热得多的温度下运行(约100℃)才能实现充分发射；这会缩短灯丝寿命并增加电子束的能量散布，从而降低电荷补偿效果。进一步地，受限的提取电势限制了电子束和离子束的提取电流。另一个性能限制的产生是由于镜头的聚焦能力也受到限制；一个电场必然会使带正
电的离子加速并使带负电的电子减速，反之亦然。在加速下，这两个射束不能同时聚焦。为了获得更高的性能，在加速下的聚焦是优选的，特别是对于低能量的射束和在几乎空间电荷受限的条件下。在同步模式下操作的组合式同轴泛射式电子-离子枪具有固有的性能限制。
38.方法三。在美国专利7,067,821中还披露了，组合式泛射式电子-离子枪可以在交替的双操作模式下操作，以试图减轻前面提到的一些限制。提取和聚焦组件被布置为分别在电子束模式和离子束模式下交替地提取和聚焦电子束和正粒子离子束。在这两种模式之间，施加到各个部件的电势从一组值切换到第二组值。提取和聚焦组件可以在任一模式下切换以加速相应射束，并且对于增加的电子束和离子束电流，提取电势可能很大(～100v)，因为在每种模式下仅提取一个极性的粒子。然而，气体压力不进行切换。无论是离子束模式还是电子束模式，它始终是开启的。因此，在气体压力开启并采用高提取电压的情况下，即使在电子束模式下也会产生带正电的高能离子。可以采用中心射束光阑来防止这些高能离子中的大部分到达样品；然而，这些高能离子中的一些可能到达样品并导致样品损伤。而且，中心光阑限制了可实现的最大离子束和电子束电流。交替双射束模式的进一步复杂之处在于，为了实现最有效的操作，必须使多于一个电势交替进行脉冲。为了获得最佳性能，提取电极电压、聚焦透镜电压和气体电离池电压必须一起交替。另一个复杂情况是，在这两种模式之间的交替过渡期间，射束会暂时不受控制。这可能导致不受控制的聚焦和无意的高能粒子，这些粒子可能会损伤易碎的样品。交替模式的最后一个限制是离子束和电子束不能同时递送到样品，从而限制了各自的剂量率。
39.方法四。在正离子极性tof-sims中，一种常见的电荷中和方法是采用来自泛射式离子枪的连续、非脉冲(直流dc)的中和正离子束以及来自单独泛射式电子枪的脉冲式电子束。只有当样品区域的强提取场被关闭以进行中和时，正离子束才能到达样品。使用这种方法，电子束的占空比不能与中和离子束解耦，因为当提取场关闭时，中和离子束会入射到样品上。因此，为了控制电子束剂量，通常只能改变电子束的电流而不是占空比。而且，连续中和离子束的设置很复杂，因为离子剂量的控制与射束的大小和形状相关。更复杂的是，高速切换期间提取场电源电压幅度中的高压反射(又名“振铃”)可能导致中和离子束瞬间加速到高能量，从而导致样品损伤。最后，对于连续的中和离子束，即使在提取场开启且正离子被排斥的情况下，到达样品的散射粒子(比如中性粒子)也会产生较高的光谱背景贡献。
40.方法五。在负离子极性tof-sims中，一种常见的电荷中和方法是仅采用泛射式脉冲电子枪。没有使用单独的泛射式非脉冲中和正离子束枪，因为离子会被提取场加速到高能量并损伤样品。这种方法不能提供有效的电荷中和。部分样品可能会充电到高达数百电子伏，然后起到排斥进一步泛射的低能电子的作用，而需要这些低能电子以中和分析区域中由入射分析主射束产生的正电荷。分析区域周围形成的净负电荷也有效地散焦了来自泛射式电子枪的任何聚焦电子束。为了补偿这种影响，电子能量通常增加到≈25ev。但这仍然没有成功。如果没有正离子中和周围的负电荷，就没有足够的电子到达样品的主射束照射区域。而且，对于一些脆弱的样品，这种电子能量太高，可能会造成损伤。例如，薄膜电介质具有泄漏路径，因此可能会发生电子激发的断键。除了泛射式电子枪外，方法五可选地可以选择在样品区域附近引入气体。然而，只有相对较小比例的进入气体被穿过气体的泛射电子电离；产生的离子没有聚焦到样品上，因此它们作为无效的扩散离子流到达。因为没有手
段使离子聚焦，而且只能允许相对较低的气体压力，所以产生的离子流效果有限。
41.本披露介绍了一种新的电荷补偿方法，其有效地实现了所有六个目标：脉冲式双射束电荷中和。在这种方法中，可以相互独立地控制单独的泛射式电子枪和泛射式离子枪，包括与脉冲式操作和非脉冲式操作相关的所有参数。这种方法为所有技术提供了有效的电荷中和，包括负二次离子能谱tof-sims，其现在可以使用正离子束，因为正离子束仅在提取场关闭时才会被脉冲开启。添加脉冲式离子束使得电子束能量降低至约《5ev，从而最大限度地减少由于高粒子能量造成的样品损伤。采用有限占空比和脉冲宽度的低剂量操作也最大限度地减少了样品损伤。进一步地，该方法通过采用旨在消除直接发射或散射的任何高能物质的电子柱和离子柱，贡献了可忽略不计的光谱背景。一旦设置好，它的操作就对所有样品和光谱仪采集设置都是非常稳健和一站式的，不需要进一步调整射束控制参数。该方法进一步提供了稳健的自动化和无人值守分析的分析优势。由于消除了样品表面电势的时变变化，因此可以直接对一个标本或多个标本的多个区域进行自动分析。通过针对离子束和电子束使用两个独立的柱，设置非常灵活，从而使每一者都达到最佳性能。而且设置很简单，因为电子和离子的剂量可以经由每个枪的占空比、时序和脉冲宽度而独立控制，而不会影响重要的射束特性，比如样品上的射束大小、形状和位置，这些都是独立于剂量设置的。
42.在对双射束电荷中和进行实验测试之前，不能明显看到它的效果，当然也不能明显看到它的效果非常好。同时也不确定它能否有效地实现所有上述六个目标。目前没有其他最先进的方法可以实现这些目标。通过单独控制每个射束的占空比、脉冲宽度、脉冲时序、能量和电流，获得了这些显著的结果。疑虑还集中在离子束的脉冲速度是否可以大大超过样品表面及其周围环境的充电时间常数，同时递送足够高的剂量以将样品表面的电势保持在基本恒定的值。
43.双射束电荷中和尤其与xps和tof-sims光谱分析技术相关，但它也适用于其中样品电势很重要的其他能量、质量和光子分析技术，例如aes、sims、edx和ups。另一种可能的应用是maldi技术，其中载玻片必须涂有氧化铟锡(ito)以防止充电。如果可以通过双射束电荷中和而消除ito载玻片涂层，则通过采用裸玻璃载玻片或甚至使用包含生长基质的标本进行分析，将更容易获得准备好的样品。
44.该方法和设计在正极性和负极性两种典型操作条件下采用可选的脉冲式低能电子流(即，eneut，≤100ev)和脉冲式低能离子流(即，ineut，≤100ev)来实现稳健的一站式分析，以确保对标本的零累积分子损伤为《7ev eneut和《10ev ineut。本文在二次电子、带负电的二次离子和带正电的二次离子的分析中证明了这种新方法。双射束自调节电荷补偿系统的正确运行适用于2mm至40mm的工作距离，射束直径为≈3mm(eneut)和≈10mm(ineut)。
45.图1a至图1d示出了在频率≈5khz的脉冲提取场中分析射束(图1a)、提取场(图1b)、离子泛射束(图1c)以及电子泛射束(图1d)的时序示意图。应注意，取决于期望的光谱或光谱范围，工作频率可以显著增加或减少。进一步地，提取场可以在时间上偏移以实现延迟提取增强。
46.图1e、图1f、图1g和图1h示出了根据所披露的方法的分析射束(图1e)、提取场(图1f)、离子泛射束(图1g)以及电子泛射束(图1h)的另一版本的开启状态和关闭状态的时序示意图，其中电子泛射束被延迟并具有比离子泛射束更短的持续时间。这仅作为一个示例
提供以用于说明以下事实：主射束、提取场、eneut射束和ineut射束的脉冲频率、占空比和相对时序都可以独立改变，以最大限度地提高测量吞吐量和电荷中和，同时最大限度地减少任何样品损伤。
47.所披露的装置和方法提供了对标本表面电势的有效控制，其中，例如，5纳安(na)(dc测量)脉冲式bi离子束可以在小至5μm的照射区域上光栅化，其中ineut能量为10ev并且电子能量可以降低至约5ev。这一结果是在没有信号损失或质量分辨率降低的情况下实现的。除了有效地控制标本表面电势外，由于低电子能量和相关的低正离子剂量，这种方法还将标本损伤降低到较低水平。除了最脆弱的标本之外，这是解决正tof-sims问题的令人满意的解决方案。
48.相反，为了避免负tof-sims中增加的光谱背景和高标本损伤的问题，现有技术要么仅使用连续泛射电子源要么仅使用脉冲式泛射电子源。没有正离子被引向标本以中和泛射区域的负电荷。由此产生的负电荷将到达泛射区域所需的最小电子能量增加到25ev或更高；此外，最小光栅大小限制在50-100μm左右，以避免由于时变(即，不稳定)表面电势引起的信号丢失或质量分辨率降低。对于负tof-sims的问题，这不是一个令人满意的解决方案；小区域和较高放大率无法被照射用于分析，而且标本损伤过高。
49.因此，要解决的另一个问题是如何在负tof-sims中有效控制标本表面电势，同时最大限度地减少标本损伤。本文中披露的一种方法是在提取场被脉冲关闭的同时脉冲开启泛射电子和正离子。为避免标本损伤，当提取场被脉冲开启以进行分析时，正离子束必须完全脉冲关闭，而这通常以千赫兹(khz)的频率发生。
50.所披露的系统可以包括例如脉冲式激发(例如，主)射束的源200(例如，产生二次离子源260)、脉冲式离子泛射中和器射束的源210、电子泛射中和器射束的源220(可能是脉冲式或dc的)、质谱仪230，所有这些都指向被分析的样品240。被分析的样品240电连接到电压源，该电压源可以被配置为对样品施加脉冲。
51.由于两种复杂情况，很难完全脉冲关闭由例如气体电离器产生的离子束。首先，被引导远离标本的离子束中的一小部分离子以恰好正确的角度从孔或其他表面散射而被引导回标本。其次，气体电离器可能通过本领域众所周知的电荷交换过程产生高达百分之几的高能中性物质。这些中性物质不能被电场或磁场引导，但必须被物理屏障阻止，以避免直接对着标本以及从孔或其他表面散射以到达标本。因此，完全脉冲关闭几na电流的离子束以进行中和(超过十个数量级)是一项困难的设计挑战。
52.然而，使用所披露的装置组合，比如本文所披露的那些装置，有可能几乎完全脉冲关闭离子束。具有一个脉冲式装置的示例：可以对电偶极子的一个或两个板施加脉冲以将正离子扫出孔，从而引导它们远离标本。这与下游柱的偏移(其首先以一定角度引导射束远离标本，然后以第二角度引导回标本)相结合。偏移的设计使得柱中的任何孔或表面都不会直接对着离子源和标本。这会阻止直接对着的路径中的中性物质以及在柱中散射的所有粒子到达标本。只有极少数的离子或中性物质以恰好正确的角度从表面散射两次而被引导回标本。
53.具有两个脉冲式装置的示例：脉冲提取电极可以通过反向偏置这些电势而几乎完全脉冲关闭气体电离器。这与对下游电偶极子的一个或两个板施加脉冲相结合，以去除射束中的残留离子。美国专利7,067,821(受让人：thermo electron corporation，waltham，
mass)中披露了脉冲提取装置和方法。
54.本领域的技术人员可以设计出用于组合使用一个或多个脉冲式装置来几乎完全脉冲关闭离子束的其他方法和装置。这些都旨在被本文披露的脉冲式双射束电荷中和的发明方法所涵盖。
55.在提取场被脉冲关闭的同时脉冲开启泛射电子和正离子的结果是对负tof-sims的标本充电问题的令人满意的解决方案。它与用于正tof-sims的现有技术解决方案同样有效，但通过减少正离子剂量进一步将对易碎标本的潜在损伤降至最低。5na(dc测量)脉冲式bi离子束可以在小至5μm的照射区域上光栅化，并且电子能量可以降低到约5ev，中和离子能量为10ev。这一结果是在没有信号损失或质量分辨率降低的情况下实现的。除了有效地控制标本表面电势外，由于较低电子能量和相关的较低正离子剂量，这种方法还降低了标本损伤。此外，通过在负和正tof-sims两者中避免离子束中的中性物质和散射粒子到达样品，即使是最脆弱的标本也不会受到损伤。因此，所披露的方法对于负和正tof-sims均优于现有技术。该方法提供了对标本表面电势的稳健和一站式控制，并且由于改进了对电子束和正离子束的能量、电流和占空比的控制，在应用中非常灵活。
56.本文披露了tof-sims装置包括双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)以影响表面电荷的中和以及表面电势变化的实施例。脉冲式电荷中和泛射束与tof-sims仪器的脉冲式主激发离子束交错使用(即，不同步进行脉冲)。
57.本文披露了tof-sims方法利用双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)来影响表面电荷的中和以及表面电势变化的实施例。脉冲式电荷中和泛射束与tof-sims仪器的脉冲式主激发离子束交错使用(即，不同步进行脉冲)。
58.还披露了以下实施例，其中，离子光谱装置包括：脉冲式主激发源，其产生要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
59.进一步披露了以下实施例，其中，离子光谱方法包括：脉冲式主激发源，其产生要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
60.本文披露了tof-sims装置包括脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)以影响表面电荷的中和以及表面电势变化的实施例。电荷中和泛射束与tof-sims仪器的脉冲式主激发离子束交错使用(即，不同步进行脉冲)。
61.本文披露了tof-sims方法利用脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)来影响表面电荷的中和以及表面电势变化的实施例。电荷中和泛射束与tof-sims仪器的脉冲式主激发离子束交错使用(即，不同步进行脉冲)。
62.还披露了以下实施例，其中，离子光谱装置包括：脉冲式主激发源，其产生要进行质量分析的二次离子；以及脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
63.进一步披露了以下实施例，其中，离子光谱方法包括：脉冲式主激发源，其产生要
进行质量分析的二次离子；以及脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
64.这样的实施例可以应用于其他离子质谱技术，比如使用脉冲式主射束执行的maldi或四极杆或扇形磁场dsims。
65.还披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析装置的实施例，所述表面分析装置包括：脉冲式主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
66.还披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析方法的实施例，所述表面分析方法包括：脉冲式主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
67.还披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析装置的实施例，所述表面分析装置包括：脉冲式主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
68.还披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析方法的实施例，所述表面分析方法包括：脉冲式主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
69.这样的实施例可以应用于表面分析技术，其中激发源不一定是脉冲式的但可以是脉冲式的，例如，xps和aes。
70.还披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析装置的实施例，所述表面分析装置包括：dc主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。
71.还披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析方法的实施例，所述表面分析方法包括：dc主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。
72.还披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析装置的实施例，所述表面分析装置包括：dc主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。
73.还披露了基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析方法的实施例，所述表面分析方法包括：dc主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。
74.这样的实施例可以应用于利用dc主射束的表面分析仪器。
75.这样的实施例可以应用于如上所述的装置或方法，但其中结合用于收集能量选择二次电子或质量选择二次离子的脉冲计数或数字检测方案，其中，所述脉冲计数在所述双极性泛射束中的任一射束开启的时间窗期间被门控(暂停)，以便消除由所述中和射束产生的任何光谱噪声。
76.这样的实施例可以预见来自脉冲式中和器的噪声问题并提供解决该问题的手段。
77.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像装置的实施例，所述表面成像装置包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行灰度成像的调制信号；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
78.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像方法的实施例，所述表面成像方法包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行灰度成像的调制信号；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
79.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像装置的实施例，所述表面成像装置包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行灰度成像的调制信号；以及双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
80.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像方法的实施例，所述表面成像方法包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行灰度成像的调制信号；以及双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。脉冲式电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
81.这样的实施例可以允许应用于表面成像技术，其中激发源不一定是脉冲式的但可以是脉冲式的。这可以包括sem、fib、peem、leem等。
82.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像装置的实施例，所述表面成像装置包括：空间扫描和dc主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行灰度成像的调制信号；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。
83.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像方法，所述表面成像方法包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行灰度成像的调制信号；以及双极性泛射束(电子和带正电的脉
冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
84.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像装置的实施例，所述表面成像装置包括：空间扫描和dc主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行灰度成像的调制信号；以及脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。
85.还披露了基于二次电子或二次离子检测的表面成像方法，所述表面成像方法包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，这些二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品进行灰度成像的调制信号；以及脉冲式双极性泛射束(脉冲式电子和带正电的脉冲式离子)，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。电荷中和泛射束与脉冲式主激发源交错使用(即，不同步进行脉冲)。
86.与电子束和离子束都是脉冲式的情况相比，使用电子泛射束是dc并且离子束是脉冲式的方法、系统和装置可以提供更简单的设置。此外，众所周知，离子束是中和射束中导致样品损伤的主要来源，因此其中电子束是dc的系统等仍然可用于最大限度地减少样品损伤。与尝试改变dc离子束的电流或电流密度相比，这样的系统具有与使用脉冲式离子束优化离子剂量相关联的所有相同优势。
87.此外，应注意，脉冲式射束并不意味着“关闭”状态是完全消隐的(即，具有100％的衰减)。相反，本披露设想了脉冲式射束中的第二状态涵盖时间强度调制的所有状态和范围。
88.这样的实施例另外可以结合用于收集二次电子或二次离子的脉冲计数或数字检测方案，其中，所述脉冲计数在所述双极性泛射束中的任一射束开启的时间窗期间被门控(暂停)，以便消除由所述中和射束产生的任何光谱噪声。
89.除了这种一站式双射束电荷中和方法的上述优势外，该方法还提供了稳健的自动化和无人值守分析的分析优势。即，由于消除了样品表面电势的时变变化，因此可以直接对一个标本或多个标本的多个区域进行自动分析。
90.定义
91.除非另有说明，否则本文使用的所有科学和技术术语均具有本领域常用的含义。本文提供的定义是为了便于理解本文中经常使用的某些术语，并不意味着限制本披露的范围。
92.除非上下文另外清楚地规定，否则如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一个(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”涵盖具有复数指代的实施例。
93.除非上下文另外清楚地规定，否则如本说明书和所附权利要求中所使用的，术语“或”通常是在包括“和/或”的意义上使用。术语“和/或”是指所列要素中的一个或全部或所列要素中任意两个或更多个的组合。
94.如本文所使用的，“具有(have)”、“具有(having)”、“包括(include)”、“包括(including)”、“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等以其开放式含义使用，通常表示“包括但不限于”。应当理解，“基本上由
……
组成”、“由
……
组成”等包含在“包括(comprising)”等中。如本文所使用的，当涉及组合物、产品、方法等时，“基本上由
……
组成”是指组合物、产品、方法等的成分仅限于枚举的成分以及不会对组合物、产品、方法等的
(多个)基本和新颖特征产生实质性影响的任何其他成分。
95.词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可以提供某些优势的本发明实施例。然而，在相同或其他情况下，其他实施例也可能是优选的。此外，一个或多个优选实施例的叙述并不暗示其他实施例没有用，并且不旨在将其他实施例排除在包括权利要求在内的本披露的范围之外。
96.同样在本文中，用端点叙述的数值范围包括归入该范围的所有数字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等，或者10或更小包括10、9.4、7.6、5、4.3、2.9、1.62、0.3等)。如果值范围“最高达”某个特定值，则该值包含在该范围内。
97.如本文所使用的，术语“约”涵盖在任何测量中出现的实验误差范围。
98.本文引用的任何专利或非专利文献，包括临时专利申请，在不与本文披露的内容相冲突的情况下，都通过引用以其全文在此并入本文。
99.本领域技术人员将理解，可以对本文引用的一个或多个专利和非专利文献中披露的一种或多种材料、制品、组合物、工艺等进行修改以获得本文描述的工艺、单体、聚合物等。
100.在上文的描述中，披露了化合物、组合物、产品和方法的几个具体实施例。应当理解的是，在不脱离本披露的范围或精神的情况下，可以设想并实施其他实施例。因此，该描述不应当被视为限制性的意义。
101.示例
102.图3示出了所披露的方法和系统的结果，用于示出在ineut-关闭下大块绝缘ptfe(2mm厚)的累积损伤测试。相对于在ineut-开启下收集的数据(即图4)，每种离子比率都表明有较大的变化(≈12-38％)；因此，任何累积的损伤都无法与统计变化区分开。所述数据是在5na的dc电流下使用bi
3+
离子的30kev主射束在负离子极性下收集的。成像区域为400μm
×
400μm，像素密度为256
×
256；数据在约180分钟的时间内收集到5.08
×
10
12
bi
3+
/cm2的主离子剂量密度(pidd)。根据时间绘制的信号及其标称质荷比(m/z)是总离子、f
2-(m/z 38)、cf
3-(m/z 69)、c2f
5-(m/z 119)以及c3f
7-(m/z169)。热缩放图像指示了c2h-(m/z 25，左列)和c2f
5-(右列)离子信号的x、y空间变化；比例尺为100μm。顶行图像由接近180分钟分析开始时的50个图像帧(即，每像素的主射束脉冲)组成，并且底行图像由180分钟分析结束时的50个图像帧组成；这些图像表明离子分布随时间(即，主射束剂量)几乎没有变化。cf
3-/f
2-、c2f
5-/f
2-和c3f
7-/f
2-的离子比率用于随时间(即，主射束剂量)来衡量分子损伤。
103.图4示出了所披露的方法和系统的结果，用于示出在ineut-开启下大块绝缘ptfe(2mm厚)的累积损伤测试。每种离子比率都表明适度的变化(≈15％)，但其包含在图3所示的控制测量的变化范围内。所有测试条件和测量都与图3中披露的相同，但在同一标本的不同位置。
104.图5示出了所披露的方法和系统，用于说明相对于与正常脉冲提取场电势(即3kv)的峰峰值(伏)偏差绘制的被测量为半峰全宽(fwhm)的质量分辨率。总之，数据表明，《3v的表面电势变化会导致质量分辨率的损失，从而降低离子识别能力。所述数据是使用ga
+
离子的30kev主射束在正离子极性下从大块绝缘聚(苯乙烯)样品中收集的。根据电压绘制的信号及其标称质荷比(m/z)是c2h
5+
(m/z29)和c7h
7+
(m/z 91)。
105.图6示出了来自聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(pet)聚合物的大块绝缘标本的随收集
时间测量的各种二次离子信号的综合计数。所述数据是在5na的dc电流下使用bi
3+
离子的30kev主射束在负离子极性下收集的。工作频率为8.3khz，并且分析视场(fov)为5μm。eneut和ineut分别是25ev e-和10ev ar
+
的典型设置实现了稳定的电荷中和。为了检查电荷中和的稳健性，在分析期间中和器脱离约5分钟，其中分析离子束继续照射样品；当中和器重新接合时，立即恢复了先前的数据速率和数据质量(如统一的总离子图像所示)。根据时间绘制的信号及其标称质荷比(m/z)是总离子、c2h-(m/z 25)、cn-(m/z 26)、c4h-(m/z 49)、c4h2o-(m/z 66)、c7h4o
2-(m/z 120)、c7h5o
2-(m/z 121)以及c8h5o
4-(m/z 165)。热缩放图像指示了紧接在禁用eneut和ineut之前和紧接在重新启用eneut和ineut之后的2个图像帧中总离子信号的x、y空间变化；比例尺为1μm。
106.图7示出了从聚(苯乙烯)(ps)和聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)的共聚物混合物中收集的离子图像；左边的图像是总离子，并且右边的图像是ps单体离子(c7h
7+
，m/z 91；绿色)和pmma单体离子(c4h5o
+
，m/z 69；红色)的假色叠加。所述数据是在≈500pa的dc电流下使用bi
3++
离子的60kev主射束在正离子极性下收集的。工作频率为8.3khz，并且分析视场(fov)为25μm。高横向分辨率是稳定电荷中和的结果。
107.因此，披露了包括脉冲式双射束电荷中和的方法和系统的实施例。上述实施方式和其他实施方式在所附权利要求的范围内。本领域的技术人员将理解，本披露可以用所披露的那些实施例之外的实施例来实践。所披露的实施例是出于说明而非限制的目的而呈现的。

技术特征：
1.一种基于二次电子或二次离子检测的表面成像装置，所述表面成像装置包括：空间扫描和dc主激发源，其产生二次电子或二次离子，所述二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品成像的调制信号；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。2.一种基于二次电子或二次离子检测的表面成像方法，所述表面成像方法包括：空间扫描和dc主激发源，其产生二次电子或二次离子，所述二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品成像的调制信号；以及脉冲式双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。3.根据权利要求1或2所述的装置或方法，其中，所述成像是灰度成像。4.根据权利要求1或2中任一项所述的装置或方法，其中，所述电子束也是脉冲式的。5.根据权利要求1或2中任一项所述的装置或方法，进一步包括用于收集所述二次电子或二次离子的脉冲计数或数字检测方案，其中，所述脉冲计数在所述脉冲式双极性泛射束中的任一射束开启的时间窗期间被门控。6.根据权利要求5所述的装置或方法，其中，由中和射束产生的光谱噪声被基本上消除。7.根据权利要求1或2中任一项所述的装置或方法，其中，所述激发源可以是也可以不是脉冲式的。8.根据权利要求1或2中任一项所述的装置或方法，其中，所述表面成像装置或方法可以选自sem、fib、peem、leem等中的任一种。9.一种基于二次电子或二次离子检测的表面成像装置，所述表面成像装置包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，所述二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品成像的调制信号；以及双极性泛射，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述脉冲式电荷中和泛射束与所述脉冲式主激发源交错使用，其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。10.一种基于二次电子或二次离子检测的表面成像方法，所述表面成像方法包括：空间扫描和脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，所述二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品成像的调制信号；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述脉冲式电荷中和泛射束与所述脉冲式主激发源交错使用，其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。11.根据权利要求9或10所述的装置或方法，其中，所述成像是灰度成像。12.根据权利要求9或10中任一项所述的装置或方法，其中，所述电子束也是脉冲式的。13.根据权利要求9或10中任一项所述的装置或方法，其中，所述激发源可以是也可以
不是脉冲式的。14.根据权利要求9或10中任一项所述的装置或方法，其中，所述表面成像技术可以选自sem、fib、peem、leem等中的任一种。15.一种基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析装置，所述表面分析装置包括：dc主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。16.一种基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析方法，所述表面分析方法包括：dc主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。17.根据权利要求15或16中任一项所述的装置或方法，其中，所述电子束也是脉冲式的。18.根据权利要求15或16中任一项所述的装置或方法，其中，所述表面分析装置或方法利用dc主射束。19.根据权利要求15或16中任一项所述的装置或方法，进一步包括用于收集能量选择二次电子或质量选择二次离子的脉冲计数或数字检测方案，其中，所述脉冲计数在所述脉冲式双极性泛射束中的任一射束开启的时间窗期间被门控，以便消除由所述中和射束产生的任何光谱噪声。20.根据权利要求15或16中任一项所述的装置或方法，其中，所述装置或方法是四极杆质谱仪或基于扇形磁场的dsims仪器。21.根据权利要求15或16所述的装置或方法，其中，所述分析方法是xps、aes或dsims。22.一种基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析装置，所述表面分析装置包括：脉冲式主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述脉冲式电荷中和泛射束与所述脉冲式主激发源交错使用，其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。23.一种基于二次电子能量分析或二次离子质量分析的表面分析方法，所述表面分析方法包括：脉冲式主激发源，其产生独特的要进行能量分析的二次电子或要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述脉冲式电荷中
和泛射束与所述脉冲式主激发源交错使用，其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。24.根据权利要求22或23中任一项所述的装置或方法，其中，所述电子束也是脉冲式的。25.根据权利要求22或23中任一项所述的装置或方法，其中，所述激发源可以是也可以不是脉冲式的。26.根据权利要求22或23所述的装置或方法，其中，所述分析方法是xps、aes或dsims。27.一种离子光谱装置，包括：脉冲式主激发源，其产生要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述脉冲式电荷中和泛射束与所述脉冲式主激发源交错使用，并且其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。28.一种离子光谱方法，包括：脉冲式主激发源，其产生要进行质量分析的二次离子；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述脉冲式电荷中和泛射束与所述脉冲式主激发源交错使用，并且其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。29.根据权利要求27或28所述的装置或方法，其中，所述双极性，其中，所述电子束也是脉冲式的。30.根据权利要求27或28中任一项所述的装置或方法，其中，所述分析技术选自包括脉冲式主射束的maldi、四极杆或扇形磁场dsims。31.一种tof-sims装置，包括双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述脉冲式电荷中和泛射束与所述tof-sims仪器的脉冲式主激发离子束交错使用，并且其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。32.一种tof-sims方法，利用双极性泛射束来影响表面电荷的中和以及表面电势变化，其中，所述脉冲式电荷中和泛射束与所述tof-sims仪器的脉冲式主激发离子束交错使用，并且其中，所述双极性泛射束包括电子束和带正电的射束，并且至少所述带正电的射束是脉冲式的。33.根据权利要求31或32所述的装置或方法，其中，所述电子束也是脉冲式的。

技术总结
基于二次电子或二次离子检测的表面成像装置、表面分析装置、方法包括：空间扫描和DC或脉冲式主激发源，其产生二次电子或二次离子，所述二次电子或二次离子被检测并提供用于对样品成像的调制信号；以及双极性泛射束，用于影响表面电荷的中和以及表面电势变化。影响表面电荷的中和以及表面电势变化。影响表面电荷的中和以及表面电势变化。


技术研发人员：S
受保护的技术使用者：爱发科菲仪器株式会社
技术研发日：2021.08.27
技术公布日：2023/7/25