專利名稱：液態(tài)金屬離子源、二次離子質譜儀、二次離子質譜分析方法及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液態(tài)金屬離子源、二次離子質譜儀以及二次離子質譜分析方法及其應用。
背景技術：
二次離子質譜特別指所謂的靜態(tài)二次質譜(SSIMS)。能量豐富的一次離子束直射 到待分析的基體表面。當轟擊基體時，一次離子束將隨后要分析的所謂二次離子從該材料 中撞擊出來。通過這種分析，能夠確定表面的材料。為了獲取表面上的特定物質分布信息， 一次離子束可對該表面進行掃描。為了獲取縱深信息，可將一次離子束直射到表面的一個 特定位置，經過一段時間后，移去該處表面，以便暴露并分析更深的層。也能夠將表面掃描 與縱深剖面分析相結合。例如，DE 103 39 346 A1中公開了一種傳統(tǒng)靜態(tài)二次離子質譜方法。專家們提出的名為溫和二次離子質譜(Gentle SIMS或G-SIMS)的方法有時用于 對表面的分析。例如，在 I. S. Gilmore 等人的"Static SIMS towards unfragmented mass spectra-the G-SIMS procedure", AppliedSurface Science 161 (2000)pp. 465-480 ^pfi 有描述。G-SIMS方法是由I. S. Gilmore在1999年提出的。采用G-SIMS方法目的是降低 T0F-SIMS譜(飛行時間質譜)的復雜度，簡化其解譯。這是由于T0F-SIMS譜具有大量的 二次離子線/峰。圖1中示出了這種二次離子質譜。除了被檢驗的聚碳酸酯抽樣的特征 線之外，這種譜仍具有大量強烈的非特定信號，例如多環(huán)芳烴。對于這種譜的傳統(tǒng)解譯是 以經驗知識為前提的。此外譜庫也有助于解譯。因為轟擊條件對T0F-SIMS譜的相關峰 (relativepeak)強度具有巨大的影響，所以相同基體的譜可能有顯著的差異。隨著一次離 子源的數量的增加以及轟擊條件的不同，建構譜庫變得愈加困難。圖2示出了與圖1相同的T0F-SIMS譜，但其為應用G-SIMS方法后的譜。顯然譜 被大大簡化。強調了特征峰，而抑制了非特定片段。相對于傳統(tǒng)T0F-SIMS譜，這極大地方 便了對分子團的識別和對譜的解譯。因此采用G-SIMS算法使得專家能夠快速觀察，并且 G-SIMS算法給出附加信息，以獲得數據的可靠解譯。而且，缺少經驗的用戶也能夠更容易地 獲得數據的解譯。因為G-SIMS譜對轟擊條件依賴性低，所以與傳統(tǒng)T0F-SIMS方法相比，實質上更容 易建構用于G-SIMS過程的譜庫。目前G-SIMS方法以存在具有極為不同的分裂行為(fragmentationbehaviour)的 兩個譜為前提。這種分裂受所使用的一次離子的能量和質量的影響很大。特別地，一次離 子質量對于分裂行為的影響很重要。這通常是因為分裂隨著一次離子質量的增加而減少。 通過選擇較輕的高能量原子的一次離子反而可實現最強的分裂。通過選擇較重的單原子的 或多原子的轟擊粒子，放射譜總體上質量更高，分裂顯著減少。因此非特征分裂峰對變化的轟擊條件的反應顯著地多于特定抽樣的分子信號。上述G-SIMS方法中，記錄了分裂行為具有極大差異的兩個譜，G-SIMS方法在上 述由I.S.Gilmore等人發(fā)表的文章中有更詳細地介紹。在適當的歸一化之后，對譜進行劃 分，從而抑制兩個譜中存在極大差異的信號。兩個譜中具有小差異的信號被相應放大。隨 后增力口兩個譜的商的幕(asubsequent raising to a power of the quotient of both spectra)，再次取得了顯著效果。實際上，G-SIMS方法受到高度重視，但是在實際的實驗室應用中，目前還不能被廣 為接受。這是由于這種方法的實驗復雜性很大。因為，到目前為止，所需的分裂行為具有極 大差異的的譜只能通過利用不同的分析源來實現。一方面，氣體離子源是可用的，其原則上能夠生產一系列不同的重原子的一次離 子(Ar，Ne, Xe)和多原子的一次離子(SF5)。但是，利用這些氣體源，不同種類的一次離子 之間的轉變非常復雜。而且，這些源僅提供與可實現的橫向分辨率和質量分辨率有關的受 限性能?？蛇x地，可同時操作多個不同的一次離子源(例如Ga或SF5)。然而這要求高的技 術開銷，這種G-SIMS分析的可實現的性能受到所使用的最薄弱的源的限制。在此僅能夠連 續(xù)獲得所需的譜，因此時間復雜性非常大。另外，使用商業(yè)上可獲得的具有Au或Bi的團簇粒子源已經建議作為放射材料。 這種源的放射譜具有原子和強多原子的種類。然而，很快顯示出利用這些源無法實現所需 要的分裂的強性變化。這是因為使用團簇作為分析的種類導致譜的分裂低，而分裂是成功 實施G-SIMS過程所必需的。不過，在這種情形中，使用這些原子種類能實現最大分裂。分 裂之所以相對較低是由于單原子的一次離子束中有大質量的Au或Bi，并且使用團簇作為 一次離子束的分裂與使用單原子的一次離子作為一次離子束的分裂，二者之間的差異不夠 大。至今，沒有已知的適合G-SIMS方法成功實施的一次離子源。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是制造可用的新離子源，其能夠有利地應用于二次離子質譜。 此外，本發(fā)明的目的在于制造可用的有利的二次離子質譜儀和質譜分析方法。所述目的是通過如權利要求1或3所述的液態(tài)金屬離子源、如權利要求14所述的 二次粒子質譜儀以及如權利要求21所述的二次粒子質譜分析方法來實現的。在各個從屬 權利要求中給出了本發(fā)明的液體金屬離子源、本發(fā)明的二次粒子質譜儀以及本發(fā)明的二次 粒子質譜分析方法及其應用的有利的擴展。本發(fā)明能夠獲得一種二次粒子質譜分析方法，該方法中可交替產出不同的經過濾 的一次離子束。一方面，所用的一次離子源產出原子> 190u的第一重金屬的單原子或多原 子的離子，還產出原子量< 90u的其它輕金屬的單原子的離子。根據本發(fā)明，通過一種過濾 裝置(根據要被過濾出來的離子種類的質量和電荷進行過濾)，可從這種一次離子束中過 濾出寬范圍的或完全純質量的經過濾的一次離子束。這種經過濾的一次離子束包含第一金 屬的單原子或多原子的離子或者其它金屬的離子。這樣，從相同的離子源能夠交替地得到 兩個一次離子束，并且在過濾后，即使對不同的經過濾的一次離子束使用了相同或者相似的加速電壓，也能夠產生待分析的抽樣的差異很大的分裂。采用本發(fā)明的方法，除了傳統(tǒng)的 靜態(tài)二次離子質譜，還可以實施最近發(fā)展起來的Gentle-SIMS譜。特別是，這種方法理想地 滿足了如下需求，即不需要巨大的時間損耗，例如離子源的改變，能夠確定兩個極為不同 的分裂譜并且順次評估。因此，在這種方法中使用的一次離子源覆蓋了不同電荷狀態(tài)的輕 原子的一次離子到重多原子的一次離子的全部范圍。在利用本發(fā)明的分析方法的G-SIMS分析中，這種方法可以表述如下液態(tài)金屬離子源放射兩種不同金屬Ml和M2的一次離子。用于分析的種類Ml的 離子質量> 190u并且其為單原子或多原子。所使用的種類M2的離子質量<90u并且其為 單原子。對于G-SIMS分析，首先利用質量Ml或質量M2的純類型離子束對表面進行分析。 將一次離子的劑量保持足夠低，以免對表面造成任何顯著損壞(靜態(tài)轟擊范圍)。隨后，利 用之前未使用的種類Ml或M2對表面進行分析。一次離子類型之間的交替可實施多次。根據G-SIMS方法順次處理利用Ml和M2的分析所生成的二次離子譜。通過應用 G-SIMS算法，兩個二次離子譜被合成為一個G-SIMS譜。由于能夠在質量Ml和M2之間快速且重復切換，所以在分析過程中可以生成 G-SIMS 譜。有利的是，所述其它金屬具有同位素分布，在同位素分布中，液態(tài)金屬離子源中 的天然或富集的主要同位素占該液態(tài)金屬離子源的放射譜中的其它金屬總比例的比例為 ^ 80%,有利地為彡90%，有利地為彡95%。過濾之前，液態(tài)金屬離子源中放射的一次離子束中的第一金屬和其它金屬的混合 團簇相對于整個放射譜的比例有利地確定為< 10%。第一金屬的離子(尤其是鉍離子)在本發(fā)明的液態(tài)金屬離子源和/或放射出的一 次離子束中的比例有利地為> 50%，有利地為> 90%。有利的是，金屬鉍、金以及鉛中的一 個或其混合物適合作為第一金屬。在過濾之前，其它金屬(尤其是錳)的離子在液態(tài)金屬離子源和/或由液態(tài)金屬 離子源放射的一次離子束中的比例有利地為彡0. 5%，有利地為彡2%。在對液態(tài)金屬離子 源過濾之前，有利的是，將其上限限制小于或等于液態(tài)金屬離子源和/或放射出的一次離 子束的50%，更有利地為< 10%。而且，在過濾之前，第一金屬的離子(尤其是鉍離子)與其它金屬的離子(有利地 為錳)在液態(tài)金屬離子源的金屬合金中和/或在一次放射的一次離子束中的比例有利地為 ^ 90%,有利地為彡95%，有利地為彡98%。因此金屬鉍、金以及鉛之中的一個或其混合物有利地適合作為金屬。一般說來，有利的是，使用具有低原子量的金屬作為其它金屬，其它金屬在具有高 原子量的第一金屬中的溶解度>1%，并且其同位素分布窄。針對具有低原子量的其它金屬 的選擇，進一步有利的選擇標準為在離子束生成中，它不形成或者僅形成少量的與具有高 原子量的第一金屬的混合團簇。存在一些適合作為其它金屬的金屬，其原子量< 90u，尤其是下述金屬或其混合 物鋰、鈹、硼、鈉、鎂、鋁、硅、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、鍺、砷、硒、銣以及釔。
用作第一金屬，鉍的效果尤佳，它具有高原子質量，它的原子量>190u。有利的是， 從一次離子束中過濾出多種鉍離子中的一種作為純質量過濾一次離子束，其質量近似或精 確為一價或多價單原子鉍離子的倍數。已經證明，錳作為其它金屬尤其有優(yōu)勢，錳具有低的 原子質量，它的原子量< 90u，用于將具有高分裂的經過濾的一次離子束過濾出來。如果將鉍用作第一金屬，則在過濾且選擇后，一次離子束包含具有原子量≥190 的第一重金屬的離子，有利地為單一類型的鉍離子Binp+，其中n≥2，p≥1，并且n和p分 別為自然數，經過濾的一次離子束有利地包含Bi3+離子或Bi32+離子或包含類似的離子。有利的是，能夠利用扇形磁場質譜儀、四極桿質譜儀或者飛行時間質譜儀來實現 對所生成的二次粒子進行分析，利用本發(fā)明的液態(tài)金屬離子源之一或者利用本發(fā)明的二次 離子質譜儀，能夠確定抽樣表面的圖像(例如通過掃描獲得的)和抽樣表面的縱深剖面甚 至兩者組合的靜態(tài)二次離子質譜。這還適用于本發(fā)明的方法，特別是適用于G-SIMS方法。


順次給出本發(fā)明的方法的一些示例如下圖1為一種聚碳酸脂的T0F-SIMS譜，記錄有作為一次離子種類的具有l(wèi)OkeV能量 的氬離子；圖2為一種聚碳酸脂的G-SIMS譜，記錄有作為一次離子種類的具有l(wèi)OkeV能量的 銫離子和具有l(wèi)OkeV能量的氬離子；圖3為BiMn放射體在低質量范圍內的放射譜；圖4為一種聚碳酸脂的G-SIMS譜，記錄有作為一次離子種類的BiMn液態(tài)金屬離 子源，BiMn液態(tài)金屬離子源包含具有25keV能量的錳離子和具有25keV能量的Bi3離子。
具體實施例方式為了實施本發(fā)明如圖3和4中所示的示例，使用了在合金中包含95 %鉍和5 %錳 的鉍液態(tài)金屬離子團簇源。本發(fā)明表明，鉍團簇源由于其重且強的團簇以及不同的電荷狀態(tài)而理想地適合于 對S-SIMS方法或G-SIMS方法得到的譜中的分裂進行改變。但是當使用純的鉍團簇源時， 能實現的分裂中的最大變化仍舊很低。因此在本示例中，將盡可能輕的合金成份添加到鉍放射物中，所述合金成份在放 射譜的低質量范圍內放射原子的一次離子。在此，基于一系列邊界條件對添加的元素進行 選擇錳用作輕合金成份。后者，正如鉍，具有單一同位素，原則上與鉍形成合金。錳在鉍 中的可溶解性至少達到百分之幾，在放射體的放射譜中錳的比例實質上對應于液態(tài)金屬離 子源的合金中的化學計量比。這就防止了在測量過程中錳中的富集與折耗。此外，僅能出 現包括鉍和錳的低強度的混合團簇。這就防止了所需要的原子種類的可實現強度因形成混 合團簇而減少，并且防止了所放射的純鉍團簇的可用性因存在混合鉍-錳團簇而受限制。圖3現示出了本發(fā)明的鉍錳放射體的放射譜。圖3中顯示出了所期望的特性，因 為具有約96%的鉍放射強度和具有約4%的錳放射強度在測量精度的范圍內與合金化學 計量成份相對應。
如圖3中所示，錳實質上作為原子離子放射，尤其是Mn+或Mn2+。在較高質量范圍 內很少出現對鉍團簇的質量干擾。由于錳的添加量低，放射的鉍團簇的強度幾乎不因包含 鉍和錳的任何可能的混合團簇而減少。圖3中使用的源所出現的與鉍團簇有關的損耗，對 于鉍團簇源的操作來說也不顯著。對于聚碳酸脂，圖4現示出了 G-SIMS譜，其記錄有上述提到的BiMn液態(tài)金屬離子 源。使用Mn+離子和Bi3+離子作為一次離子種類，通過改變過濾器參數，從生成的BiMn源 的一次離子束中交替生成Mn+離子(25keV)的純質量一次離子束和Bi3+離子(25keV)的 純質量一次離子束。在圖2中，質量135u的特征峰相對于原始標準譜的優(yōu)勢(如圖2中所 示)再次快速顯著地增加。利用本發(fā)明的BiMn放射體能實現積極的結果。所獲取的G-SIMS譜滿足了成功 G-SIMS譜所要求的全部標準。這就是(例如在聚碳酸脂的情形中)質量135u的特征峰在 總譜中的優(yōu)勢。因此，本文還實驗性地顯示出，本發(fā)明的液態(tài)金屬離子源，尤其是本發(fā)明的質譜分 析方法，非常適合于質譜，尤其是G-SIMS方法。這種類型的混合放射體(此處以BiMn放射體作為示例)的基本優(yōu)勢在于二次離 子質譜，特別是除了靜態(tài)SIMS方法和G-SIMS方法外，還能夠利用一個源來實現而不改變操
作裝置。此外，就使用G-SIMS方法而言，本發(fā)明的液態(tài)金屬離子源和本發(fā)明的方法在原則 上具有進一步的優(yōu)勢。本發(fā)明的液態(tài)金屬離子源、譜儀以及方法使用不同種類的不同飛行時間進行質量 過濾。飛行時間質量過濾目前幾乎能夠在不同一次離子種類之間實現任意的快速切換。由 于所選擇的產品，當在一次離子種類之間切換時，對譜進行的質量校準可以保留。因此即使 在幾個分析周期后，這種結構也可直接提供能夠持續(xù)計算并指示G-SIMS譜的前提條件。因 此能夠對使用不同一次離子的抽樣進行準同步分析，而無需利用不同源進行復雜的順次分 析。這樣，即使在傳遞作為G-SIMS圖像的至少兩幅圖像后，抽樣表面的T0F-SIMS圖像仍能 夠以這種方式表示。這種準同步分析還允許用于G-SIMS的迄今尚未有人想到的操作模式， 例如有機表面的縱深剖面測量。特別是，在表面的縱深剖面測量或格子掃描中，根據現有技術，首先利用來自特定 源的一次離子種類之一對抽樣的分析進行檢查，抽樣表面在該方法中的轟擊過程中被大量 改變。因為僅能獲得改變了形式的用于此第二離子種類的抽樣表面，所以在將離子源切換 到其它離子種類之后實現的相同抽樣表面的后續(xù)分析必然導致改變的結果。利用本發(fā)明的 方法，基于單獨的一次離子種類之間的快速切換與準同步分析，能夠實現相同狀態(tài)下的相 同表面的特征化。
權利要求
一種液態(tài)金屬離子源，包括合金中的鉍，其特征在于所述合金包含其它金屬；所述其它金屬的原子量≤90u，在鉍中的溶解度≥1％，具有極少或不具有同位素或者具有窄的同位素分布，并且在離子束生成過程中，不形成或僅形成少量的具有鉍的混合團簇。
2.根據前述權利要求所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于所述其它金屬是錳。
3.一種液態(tài)金屬離子源，包括合金中的鉍，其特征在于所述合金中包含錳作為其它
4.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于所述其它金屬 的天然或富集的主要同位素占所述液態(tài)金屬離子源中的所述其它金屬的總比例的比例為 ^ 80%,有利地為彡90%，有利地為彡95%。
5.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于鉍和所述其它金 屬在所述離子束生成過程中形成的包含鉍和所述其它金屬的混合團簇相對于總的放射譜 彡10%，有利地為彡5%。
6.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于所述液態(tài)金屬離 子源所生成的一次離子束中的所述其它金屬的比例實質上對應于所述其它金屬在所述合 金中的化學計量比例或者是與該比例相同。
7.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于所述合金中的鉍 含量為彡50 %，有利地為彡90 %。
8.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于所述合金中的所 述其它金屬的含量為彡0. 5 %，有利地為彡2 %。
9.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于所述合金中的所 述其它金屬的含量為彡50%，有利地為彡10%。
10.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于在所述合金中 所述鉍和所述其它金屬總共占的比例為彡90%，有利地為彡95%，有利地為彡98%。
11.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于所述合金是包 含鉍的低熔點合金。
12.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于所述合金的熔 點低于純鉍的熔點或者彡270°C。
13.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源，其特征在于所述金屬合金 是具有一種或多種下述金屬的所述其它金屬和鉍的合金附、01、211、3(3、6&、1111和/或56。
14.一種二次粒子質譜儀，用于利用液態(tài)金屬離子源對諸如二次離子和/或再次電離 的中性二次粒子進行分析，所述液態(tài)金屬離子源生成用于抽樣輻射和二次粒子生成的一次 離子束，其特征在于其具有根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源作為液態(tài)金屬離子源，并且還具有過濾器裝置，利用所述過濾器裝置，從所述液態(tài)金屬離子源放射的所述一 次離子束中，能夠過濾出多種鉍離子類型之中一種，所述多種鉍離子類型之中一種的質量 近似或精確為一價或多價單原子鉍離子的倍數，作為純質量過濾一次離子束，并且還可以 從所述其它金屬的多種離子類型中過濾出一次離子束作為純質量過濾一次離子束。
15.根據前述權利要求所述的二次粒子質譜儀，其特征在于純質量經過濾的鉍離子束包括類型Binp+的專有離子，其中n≥2，p≥1，并且n和p分別為自然數，有利地為Bi3+。
16.根據前述權利要求所述的二次粒子質譜儀，其特征在于過濾出來作為純質量離 子束的所述離子屬于下述類型中的一種:Bi2\ Bi3+、Bi4+、Bi5+、Bi6+、Bi/、Bi32+、Bi52+或Bi72+。
17.根據權利要求14至16中任一項所述的二次粒子質譜儀，其特征在于鉍在由所述 液態(tài)金屬離子源放射的所述一次離子束中的比例為≥50%，有利地為≥90%。
18.根據權利要求14至17中任一項所述的二次粒子質譜儀，其特征在于所述其它金 屬的離子在由所述液態(tài)金屬離子源放射的所述一次離子束中的比例為≥0. 5%，有利地為≥2%。
19.根據權利要求14至18中任一項所述的二次粒子質譜儀，其特征在于所述其它 金屬的離子在由所述液態(tài)金屬離子源放射的所述一次離子束中的比例為≤50%，有利地為 ≤ 10%。
20.根據權利要求14至19中任一項所述的二次粒子質譜儀，其特征在于鉍離子和所 述其它金屬的離子合起來在由所述液態(tài)金屬離子源放射的所述一次離子束中占的比例為 ^ 90%,有利地為彡95%，有利地為彡98%。
21.二次粒子質譜分析方法，用于對需要分析的抽樣進行分析，利用一次離子束對需要 被分析的抽樣的表面進行輻射，其特征在于產生一次離子束，所述一次離子束包含第一金屬的單原子或多原子的離子以及其它金 屬的單原子的離子，所述第一金屬的離子的原子量≥190u，所述其它金屬的離子的原子量≤90u ；交替地，一方面，從所述一次離子束過濾出多個第一金屬的離子類型中的一種作為 純質量過濾一次離子束；另一方面，過濾出所述其它金屬的多種離子類型中的一種作為純 質量過濾一次離子束，并且分別利用包含所述第一金屬的離子的經過濾的一次離子束和包 含所述其它金屬的離子的經過濾的一次離子束來確定所述第二粒子譜。
22.根據前述權利要求所述的分析方法，其特征在于所述第一金屬的離子和所述其 它金屬的離子合起來在所放射的一次離子束中占的比例為≥90%，有利地≥95%，有利地 ≥ 98%。
23.根據前述權利要求所述的分析方法，其特征在于所述第一金屬是下述金屬中的 一種鉍、金或鉛。
24.根據前述權利要求所述的分析方法，其特征在于所述第一金屬是下述金屬中的 一種鋰、鈹、硼、鈉、鎂、鋁、硅、鉀、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、鍺、砷、硒、銣以及釔。
25.根據前述權利要求所述的分析方法，其特征在于通過具有用于生成所述一次離 子束的，包含所述第一金屬和所述其它金屬的合金的液態(tài)金屬離子源來生成所述分析束。
26.根據前述權利要求所述的分析方法，其特征在于所述其它金屬在所述第一金屬 中的溶解度≥ 1%，并且具有極少的或沒有同位素或者窄的同位素分布，并且在所述離子束 生成過程中利用所述第一金屬不能形成或僅形成少量的混合的團簇。
27.根據權利要求21至26中任一項所述的分析方法，其特征在于產出一次離子束， 所述一次離子束包含其它金屬的離子和多原子的鉍離子；所述其它金屬的原子量≤ 90u，在鉍中的溶解度> 1%，具有極少的或沒有同位素或者窄的同位素分布，在所述離子束生產 過程中不能形成或僅形成少量的與鉍混合的團簇；交替地，一方面從所述一次離子束過濾出多種鉍離子類型中的一種作為純質量過濾一 次離子束，所述多種鉍離子類型中的一種的質量近似或精確為一價或多價所述單原子鉍離 子Bi^的倍數；一種另一方面過濾出所述其它金屬的多種離子類型中的一種作為純質量 過濾一次離子束；并且分別利用包含鉍的經過濾的一次離子束和包含所述其它金屬的經過濾的一次離子束 來確定所述二次粒子譜。
28.根據權利要求21至26中任一項所述的分析方法，其特征在于所述其它金屬是猛。
29.根據權利要求21至26中任一項所述的分析方法，其特征在于生成的一次離子束 包含多原子鉍離子和其它金屬的離子，所述其它金屬是錳；交替地，一方面從所述一次離子束過濾出多種鉍離子類型中的一種作為純質量過濾一 次離子束，所述多種鉍離子類型中的一種的質量近似或精確為一價或多價所述單原子鉍離 子Bi^的倍數另一方面過濾出錳的多種離子類型中的一種作為純質量過濾一次離子束； 并且分別利用包含鉍的經過濾的一次離子束和包含錳的經過濾的一次離子束來確定所述二次粒子譜。
30.根據權利要求21至29中任一項所述的分析方法，其特征在于在所述放射譜中所 述其它金屬的所述天然的或富集的主要同位素占所述其它金屬的總比例的比例為>80%， 有利地為彡90 %，有利地為彡95 %。
31.根據權利要求21至30中任一項所述的分析方法，其特征在于所述鉍和所述其它 金屬在所述離子束生成過程中形成的包含鉍和所述其它金屬的混合團簇相對于所述總的 放射譜彡10%，有利地為彡5%。
32.根據權利要求21至31中任一項所述的分析方法，其特征在于鉍離子在所放射的 一次離子束中的比例為彡50%，有利地為彡90%。
33.根據權利要求21至32中任一項所述的分析方法，其特征在于所述其它金屬的離 子在所放射的一次離子束中的比例為彡0. 5%，有利地為彡2%。
34.根據權利要求21至33中任一項所述的分析方法，其特征在于所述其它金屬的離 子在所放射的一次離子束中的比例為< 50%，有利地為< 10%。
35.根據權利要求21至34中任一項所述的分析方法，其特征在于鉍離子和所述其它 金屬的離子合起來在所放射的一次離子束中占的比例為> 90%，有利地為> 95%，有利地 為彡98%。
36.根據權利要求21至35中任一項所述的分析方法，其特征在于包含鉍離子的所經 過濾的一次離子束包含或包括類型Binp+的離子，其中n > 2，p > 1，并且n和p分別為自然 數，有利地為Bi3+。
37.根據前述權利要求所述的分析方法，其特征在于所述一次離子束和/或所過濾的 一次離子束包含或包括單價的或二價的Bin離子，n彡3并且為自然數，尤其為Bi3+或Bi32+。
38.根據權利要求21至37中任一項所述的分析方法，其特征在于通過權利要求1至13中任一項所述的液態(tài)金屬離子源生成分析束。
39.根據權利要求21至38中任一項所述的分析方法，其特征在于根據所述G-SIMS方 法，即溫和SIMS，計算所述兩個二次粒子譜并且生成所述抽樣的二次粒子譜。
40.根據權利要求21至39中任一項所述的分析方法，其特征在于該方法利用根據權 利要求11至17中任一項所述的二次離子質譜儀來實施。
41.根據權利要求21至40中任一項所述的分析方法，其特征在于在扇形磁場質譜 儀、四極桿質譜儀和/或飛行時間質譜儀中實施對所生成的二次粒子的分析。
42.根據權利要求21至41中任一項所述的分析方法，其特征在于確定所述抽樣表面 的質譜圖像和/或所述抽樣表面的縱深剖面。
43.根據權利要求21至42中任一項所述的分析方法，其特征在于待分析的所述抽樣 或表面具有有機材料。
44.根據前述權利要求中任一項所述的液態(tài)金屬離子源、質譜儀和/或分析方法，對抽 樣和/或表面進行分析的應用。
45.根據前述權利要求所述的應用，其特征在于所述抽樣或表面具有有機材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液態(tài)金屬離子源、二次質譜儀以及相應的分析方法及其應用。特別涉及根據所述溫和SIMS(G-SIMS)方法的質譜方法。為此目的，所使用的液態(tài)金屬離子源一方面包含具有原子量≥190U的第一金屬，另一方面包含具有原子量≤90U的另一金屬。根據本發(fā)明，對于G-SIMS方法來說，兩種離子類型中的一種被交替從一次離子束中過濾出來并且作為純質量一次離子束直射到目標上。
文檔編號H01J49/14GK101878515SQ200880113870
公開日2010年11月3日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權日2007年10月29日
發(fā)明者安得烈亞斯·迪廷, 彼得·赫斯特, 費利克斯·科爾默 申請人:約恩-托福技術有限公司