Microsc. Microanal. Microstruct. 3, 99-118 (1992)
DOI: 10.1051/mmm:0199200302-309900

From direct ion images to ion probe scanning

Georges Slodzian¹, Bernard Daigne² et François Girard<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Physique des Solides, Bât. 510, Université Paris-Sud, 91405 Orsay Cedex, France
²  O.N.E.R.A., B.P. 72, 92220 Châtillon Cedex, France

Abstract
Direct imaging with secondary ions versus scanning with an ion probe have been considered from the transmission and lateral resolution standpoints. Ions emitted from an object point are focused by an immersion lens into an aberration spot. The illumination in the spot (spread function) has been computed, taking into account the energy distribution of secondary ions and the upper limit Φom the lateral initial energy fixed by a material stop in the plane of the crossover. Transmission and spatial resolving limit have been evaluated versus Φ om for a given energy bandwidth. The results are compared to those obtained with an ion probe when the objective lens is working simply as a collecting system. The gains in transmission are evaluated in relation with limitations introduced by the spectrometer according to the mass resolving power being used.

Résumé
L'opposition entre "image ionique directe" et "image par balayage avec une sonde" a été reconsidérée du point de vue de la transmission et de la résolution spatiale. Pour cela, l'éclairement dans la tache d'aberration donnée par l'objectif à immersion d'un objet ponctuel (répon se percusionnelle) a été calculé en tenant compte de la distribution énergétique des ions secondaires et de la valeur maximale Φom de l'énergie latérale fixée par un diaphragme placé au niveau de la pupille. La transmission de l'objectif et sa limite spatiale de résolution ont été évaluées en fonction de Φom et pour une bande d'énergie donnée. Les résultats sont comparés à ceux obtenus avec une sonde lorsque l'objectif est utilisé simplement comme un sytème de collecte des ions. Les gains de transmission ont été évalués en tenant compte des limites imposées à l'étendue du faisceau par le pouvoir séparateur en masse du spectromètre.

PACS
0775 - Mass spectrometers.
0778 - Electron, positron, and ion microscopes; electron diffractometers.

Key words
Mass spectrometers -- Ion beams -- Secondary ion -- Electrostatic lenses -- Resolving power -- Lateral resolution -- Energy distribution -- Chromatic aberrations -- Intensity distribution -- Ion microprobe -- Ion microscopy -- Immersion lens


© EDP Sciences 1992