JP2001201469A

JP2001201469A - 電子分光装置及び電子分光測定方法

Info

Publication number: JP2001201469A
Application number: JP2000012099A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Yoshida; 茂樹吉田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的簡易な構成で容易且つ正確に微小部の
表面分析を可能とし、特に、Ｘ線照射領域や検出系の光
学系で決定される分析領域より小さい領域を分析した
り、分析領域の限定性を高めたり、分析領域を任意に設
定することを実現化する。【解決手段】薄膜形成装置９により、絶縁性試料１の
所望の分析個所の周囲を覆うよう導電膜２を形成し、バ
イアス印加手段により、導電膜２にバイアスを印加し、
分析個所と導電膜２に共通する所定の構成元素に注目
し、バイアス印加により分析個所及び導電膜２からの各
電気信号を分離し、調整装置１５によりバイアスを調整
しながら、分析個所からの電気信号を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物質表面の元素分
析やその状態などを分析する電子分光装置及び電子分光
測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、表面分析は、試料から放出される
電子、Ｘ線等のエネルギーや強度分布を調べることによ
り、その試料に含まれる元素やその化学結合状態、ある
いは試料の電子構造を与えるものである。試料表面から
電子やイオン等を放出されるための励起線には、電子
線、Ｘ線、イオンといった電離放射線を用いるが、例え
ば軟Ｘ線を照射して表面から放出される光電子を観測す
る場合はＸ線光電子分光（ＸＰＳ又はＥＳＣＡ）法と呼
ばれ、試料の極表面の元素分析やその化学結合状態を与
える手法としてよく知られている。この他にも真空紫外
光を用いる紫外線光電子分光（ＵＰＳ）法、集束電子線
を用いるオージェ電子分光（ＡＥＳ）法もよく知られて
いる。

【０００３】近年、微小部の分析に対するニーズも一層
高まってきており、これまで微小部分析が不得手であっ
たＸ線光電子分光（ＸＰＳ）や紫外線光電子分光（ＵＰ
Ｓ）においても数十μｍ程度の分析領域が実用化されつ
つある。電子分光装置、とりわけＸＰＳ，ＵＰＳなどの
電子分光装置における微小部分析手段は、分光結晶に
よる集光方式（例えば、Surf.and Interface Anal.6,21
5(1984) ）、制限視野方式（例えば、Surf.and Inter
face Anal.5,217(1983) ）、試料表面へのマスキング
による分析領域の限定等のような手段で行われるのが一
般的である。

【０００４】の手段は、アノードで発生したＸ線を分
光結晶により単色化すると同時に、試料表面上に集光照
射することで微小部分析を実現する方法である。現在で
は、照射領域は、＜１００μｍサイズ程度まで実現され
ており、Ｘ線の照射された局所領域のスペクトル解析が
可能である。ただし、通常このように数字で表されるビ
ーム径は定義によって示されるものであり、実際はビー
ムの“ぼけ”によって、照射領域は数字以上に広いもの
となる。

【０００５】の手段は、アナライザーのインプットレ
ンズに制限視野アパーチャを設けることにより、局所領
域から発生した光電子のみを選択的に検出する。これに
より、局所領域のスペクトル解析が可能となる。この方
法はに比べると、はるかに分析領域の限定能力が高
く、現在微小部分析において最も一般的に使用されてい
る手段である。

【０００６】の手段は、試料表面にマスクを形成し、
分析領域を限定しようとする方法である。例えば、金属
等で電子分光装置の分析領域よりも小さい孔をパターニ
ングしたマスクを作製し、これを試料表面に設置し、分
析する方法が挙げられる。あるいは、逆のパターニング
を施したマスクを作製し（すなわち、分析領域以外の領
域をパターニングする）、これを利用して、試料表面の
分析領域の周囲に任意の金属薄膜などを形成し、分析領
域を限定する方法も考えられる。これらの方法は、装置
の大幅な改造が必要ないため、，のような機能を具
備していない装置であっても、比較的簡便により小さな
領域からの信号を分析することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記各種微小部の分析
方法において、集光Ｘ線照射による方法では、上記の
ようにＸ線の広がりで分析領域がぼけてしまうため、実
際の分析領域の限定性はかなり低下してしまう。制限
視野による方法は、よりは分析領域の限定能力は高い
が、投影モードによる結像系を利用するため、やはりレ
ンズ系の収差のため“ぼけ”が生じ、制限した視野より
も、やはりやや広い領域を分析してしまう。の方法
は、簡便ではあるが、以下に示すような問題点がある。

【０００８】すなわち、孔を形成したマスクを試料表面
に設置して測定する方法では、ａ）マスキング精度が低
いなどがあり、また、分析個所周囲に薄膜を形成する方
法では、ｂ）マスクと試料の接触によって分析試料表面
が汚染されるなどがある。共通する問題点としては、
ｃ）分析試料面とマスク表面の共通元素が区別が付かな
いなどが挙げられる。

【０００９】ｃ）のような導電物と絶縁物を分離して分
析するには、いわゆるロックイン技術が有効である。例
えば、導電物試料表面の所望の分析個所周辺に絶縁膜を
形成し、導電性の当該試料に電圧変調をかけ、これに同
調する信号のみをロックインアンプで検出する。このよ
うにすれば、所望の分析個所の信号を信頼性高く分析す
ることができる。但し、試料が絶縁物であり、当該絶縁
物試料上の所望の分析個所周囲に導電膜を形成した時に
は、この方法では分析個所を直接分析することはできな
い。このような時には、電圧変調をかけずに普通に当該
分析個所とその周囲に形成した導電膜を両方含むように
測定し、その後、電圧変調をかけ、ロックイン方式で測
定した導電膜からの結果を先に測定した結果から差し引
くなどの手段をとれば分析可能である。しかし、変調手
段やロックインアンプなど装置設備がやや複雑になった
り、２度測定しなければならないなど手間もかかる。

【００１０】このように、表面分析における近時の要請
である微小部の分析を実現する各種手法が案出されては
いるものの、各々一長一短を有しており、十全な実現手
法は未だ開発されていない現況にある。

【００１１】そこで本発明は、前記課題に鑑みてなされ
たものであり、比較的簡易な構成で容易且つ正確に微小
部の表面分析を可能とし、特に、Ｘ線照射領域や検出系
の光学系で決定される分析領域より小さい領域を分析し
たり、分析領域の限定性を高めたり、分析領域を任意に
設定することを実現化する電子分光装置及び電子分光測
定方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意検討の
結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。

【００１３】本発明の電子分光装置は、電離放射線を試
料に照射し、当該試料から放出される電子の量を運動エ
ネルギー別に検出するものであって、成膜手段と、バイ
アス印加手段と、前記バイアスの調整手段とを備えて構
成される。

【００１４】本発明の電子分光装置の一態様において、
前記成膜手段により、前記試料の所望の分析個所の周囲
を覆うように前記試料と異なる電気抵抗率の薄膜を形成
し、前記バイアス印加手段により、前記試料又は前記薄
膜にバイアスを印加し、前記分析個所と前記薄膜の所定
の構成元素に注目し、前記バイアス印加により前記分析
個所及び前記薄膜からの前記各電気信号を分離する。

【００１５】本発明の電子分光装置の一態様において、
前記バイアス印加によって移動する電気信号のピークを
検出する検出手段を備える。

【００１６】本発明の電子分光装置の一態様において、
前記試料が絶縁物である場合には前記薄膜を導電膜と
し、前記薄膜に前記バイアスを印加する。

【００１７】本発明の電子分光装置の一態様において、
前記試料が導電物である場合には前記薄膜を絶縁膜と
し、前記試料に前記バイアスを印加する。

【００１８】本発明の電子分光装置の一態様において、
光学的又は機械的限界により決定される分析領域より微
小な前記分析個所の分析に適用する。

【００１９】本発明の電子分光測定方法は、電離放射線
を試料に照射し、当該試料から放出される電子の量を運
動エネルギー別に検出する手法であって、前記試料の所
望の分析個所の周囲を覆うように前記試料と異なる電気
抵抗率の薄膜を形成するステップと、前記試料又は前記
薄膜にバイアスを印加するステップと、前記分析個所と
前記薄膜に共通する所定の構成元素に注目し、前記バイ
アス印加により前記分析個所及び前記薄膜からの前記各
電気信号を分離するステップとを備える。

【００２０】本発明の電子分光測定方法の一態様におい
て、前記各電気信号を分離した後、前記分析個所からの
前記電気信号を検出するステップを備える。

【００２１】本発明の電子分光測定方法の一態様におい
て、前記試料が絶縁物である場合には前記薄膜を導電膜
とし、前記薄膜に前記バイアスを印加する。

【００２２】本発明の電子分光測定方法の一態様におい
て、前記試料が導電物である場合には前記薄膜を絶縁膜
とし、前記試料に前記バイアスを印加する。

【００２３】本発明の電子分光測定方法の一態様におい
て、光学的又は機械的限界により決定される分析領域よ
り微小な前記分析個所の分析に適用する。

【００２４】本発明の電子分光測定方法の一態様におい
て、前記分析個所からの前記電気信号における注目する
信号ピークのバックグラウンド強度が増加しないよう
に、前記バイアス印加を調整する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。本実施
形態による電子分光装置を図１に示す。本発明による電
子分光装置の構成及び測定方法は以下の通りである。

【００２６】この電子分光装置は、試料１に成膜を施す
ための試料導入室８と、試料導入室８を介して設置され
る真空チャンバー７と、Ｘ線照射による試料１から放出
される電子の量を運動エネルギー別に検出するエネルギ
ー分析器１１と、試料１（又は薄膜２：図示の例では薄
膜２）に所定バイアスを印加するためのバイアス印加部
と、スペクトル形状に処理された電気信号を表示するデ
ィスプレイ１４とを備えて構成されている。

【００２７】試料導入室８は、成膜手段である薄膜形成
装置９を備え、試料１の分析個所の周囲にマスク１０を
用いた薄膜２のパターン形成が施される。本例では、試
料１が絶縁物であるために薄膜２として導電膜を形成す
るが、試料１が導電物である場合には薄膜２として絶縁
膜を形成する。なお、薄膜２は試料１と電気抵抗率の異
なる材料から形成することが必要であり、上記のように
一方に導電物、他方に絶縁物を用いるのが便宜に資す
る。

【００２８】真空チャンバー７は、設置された試料１の
表面にＸ線４’を照射するＸ線源４と、スペクトル形状
を詳細に測定するための中和電子線５’を照射する中和
電銃５と、内部を所望の真空度に調節するための真空ポ
ンプ１２とを備えて構成されている。

【００２９】バイアス印加部は、薄膜２（又は試料１：
導電物からなる方に接続する。）に所定の直流バイアス
電圧を与えるための直流電源３と、直流電源３に接続さ
れ、試料１に印加するバイアス電圧値を最適化するため
の調整装置１５と、調整装置１５に接続され、バイアス
電圧値を制御し分析個所からの電気信号を検出して、電
気信号のスペクトル処理を行なう制御装置１３とを備え
て構成されている。

【００３０】以下、上記のように構成された電子分光装
置を用いた電子分光測定方法について説明する。

【００３１】まず、試料１を試料導入室８に導入し、試
料１の所望の分析個所の周囲に薄膜を形成する。試料導
入室８に設けたマスク１０を試料１表面の所望の分析位
置に設置する。当該マスク１０は所望の分析個所の周囲
に薄膜が形成できるようにパターニングされているもの
であれば形状は問わない。

【００３２】例えば図２に示すように、試料１の中央部
のみを分析する場合、最初にマスク１０として帯状の金
属板を分析個所である試料中央部を覆うように一方向か
ら試料表面に設置し（図２（ａ））、この状態で薄膜２
を形成した後、次に当該マスク１０を９０度回転させた
向きで所望の分析個所を覆うように設置し（図２
（ｂ））、薄膜２を形成すれば、所望の分析個所を四角
に取り囲む閉じた形状の薄膜２を形成できる（図２
（ｃ））。図２（ｃ）のように、薄膜２は少なくとも電
子分光装置の分析領域（Ｘ線照射領域）１６よりも大き
い範囲に形成できるようなパターンが必要である。

【００３３】また、薄膜は分析個所の周囲を閉じた形で
形成されていることが望ましいが、開放系のパターニン
グであっても、分析領域内における所望の分析個所以外
で、薄膜が形成されていない領域が十分小さければ構わ
ない。パターニングの形状は、任意でよく、円形でもよ
いし、一方向に長い形状でもよい。試料の分析したい形
状を取り囲むように薄膜が形成できればよい。

【００３４】薄膜形成方法としては、スパッタ法、抵抗
加熱、電子ビーム蒸着、ＣＶＤ、分子線など何でもよい
が、材料の回り込みが少ない条件での成膜が望ましい。
また、薄膜材料は、試料が導電性の場合は、抵抗の高い
絶縁物材料を、逆に試料が抵抗の高い絶縁物などの場合
は、導電性材料を選択する。薄膜材料は、導電膜の場合
は金属であればよく、例えばＡｕ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ｃｒ，
Ｔｉ，Ａｌ等があり、ＣやＩＴＯなどの酸化物でも導電
性があれば適用できる。絶縁膜を形成する場合は、酸化
物、窒化物、炭化物など抵抗の高い薄膜が形成されれば
よく、例えばＳｉＯ₂，ＭｇＯ，ＳｉＮ，Ａｌ₂Ｏ₃等
が挙げられる。

【００３５】次に、測定手順を図１を用いて説明する。
ここでは試料１が絶縁物のものである場合を想定する。

【００３６】この場合、分析領域の周囲に形成する薄膜
２としては導電膜を形成することになる。上記のような
方法で、導電膜２を所望の分析個所周囲に形成した後、
当該導電膜２に直流電源３を接続し、Ｘ線源４より所望
の分析個所と形成した導電膜２の両方にＸ線４’を照射
する。中和のための電子線５’の照射も併用するのが望
ましい。特にＸ線源がモノクロ化されている場合や集光
されている場合は電子線の照射の併用が原則である。試
料６から放出される光電子をエネルギー分析器１１で分
光し、制御装置１３により、信号をスペクトルの形に処
理し、ディスプレイ１４に表示する。同時にその結果
を、調整装置１５により適切なものか否か判断し、分析
領域からの信号と導電膜である薄膜２からの信号とが分
離されていなければ、適切なバイアスになるように直流
電源３の電圧値を調整する。

【００３７】ここで、スペクトル形状を高精度に測定し
たい場合には、中和銃５の照射条件を最適化する必要が
ある。また、試料が導電物の場合には、絶縁性の薄膜を
分析領域周囲に形成し、試料に適宜バイアスを印加する
ことで、分析領域と当該絶縁性の薄膜との分離を行な
う。

【００３８】Ｘ線の照射については、集光Ｘ線あるいは
制限視野で所望の分析領域を中心に分析領域を定める。

【００３９】集光Ｘ線を用いる場合には、あらかじめＸ
線の位置を光学顕微鏡像などと対応させておき、試料表
面の光学顕微鏡像を見ながら分析個所を設定することが
できる（不図示）。但しこのとき、分析個所周囲に形成
した薄膜の外側（即ち、試料表面）にＸ線が照射しない
ようにする。また、制限視野で分析領域を特定する場合
は、分析個所周囲に形成した前記薄膜からの信号強度の
強い元素の信号を利用しマッピングを行い、確実に所望
の分析個所が制限視野の中に含まれていることを確認す
る。

【００４０】次に、直流電源３に１０〜３０Ｖ程度のバ
イアスを印加する。バイアスの大きさは注目ピークが分
離すればよく、対象とするピークの幅や形状及びその前
後のスペクトルの形によって適宜設定される。

【００４１】極性はプラス／マイナスのどちらでもよい
が、バイアス印加することによって注目元素信号のバッ
クグラウンドが大幅に増加する場合には、できるだけそ
の影響を軽減するような極性にするのが望ましい。

【００４２】例えば、試料１が導電物であり、分析個所
周囲に酸化物からなる絶縁膜２を形成した場合（図
３）、試料１にプラス電圧を印加すると、試料１（導電
物）からの電気信号１７の酸素ピークは酸化膜からの電
気信号１８の酸素ピークが形成するバックグラウンド上
に重畳することになる（図４（ａ））。この影響が大き
い場合には、バイアスをマイナス電圧にして、導電物で
ある試料１からの電気信号１７の酸素ピークを絶縁膜２
である酸化膜からの電気信号１８の酸素ピークよりも低
結合エネルギー側にし、両者を分離するほうがよい（図
４（ｂ））。但し、上述したように基本的には極性は境
界の両側からの信号を分離できればよく、バックグラウ
ンドの大幅な増加などの何らかの支障がある場合に、バ
イアスの極性や絶対値を調整すればよい。

【００４３】このような調整は、操作する者がマニュア
ル操作で逐次行ってもよいが、調整装置１５を利用し、
自動制御で行うこともできる。

【００４４】先ず、バイアス印加前のスペクトルにおい
て、指定した注目ピークの検出されているエネルギー範
囲を求める（例えば微分することによって求めることが
できる。）。

【００４５】次に、そのピークの高結合エネルギー側と
低結合エネルギー側の任意範囲の信号強度を把握し（例
えば、±３０ｅＶの範囲の信号強度）、注目ピークから
先に求めたエネルギー範囲以上の上記任意範囲の高結合
エネルギー側と低結合エネルギー側の信号強度を比較
し、どちらかの強度が大きく異なる場合には、小さいほ
うの信号強度のエネルギー領域に注目ピークをシフトさ
せるように、バイアスの値と極性を決める。高低どちら
かのエネルギー範囲が所定割合以上、例えば約２割以上
大きいような場合は、信号強度の小さいほうに注目ピー
クがシフトするようにバイアスの極性と値を選ぶほうが
好ましい。

【００４６】また、Ｘ線電子分光に本発明を適用する場
合、照射Ｘ線の波長や単色化／非単色化であることは特
に限定しない。さらに、ＵＰＳやＡＥＳにおいても、Ｘ
ＰＳと同様に本発明は適用できる。

【００４７】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、比較的簡易な構成で容易且つ正確に微小部の表面分
析を可能とし、特に、Ｘ線照射領域や検出系の光学系で
決定される分析領域より小さい領域を分析したり、分析
領域の限定性を高めたり、分析領域を任意に設定するこ
とを実現化することが可能となる。

【００４８】

【実施例】以下、本実施形態を更に詳細に開示するため
の諸実施形態について述べる。

【００４９】（実施例１）大きさ約２０ｍｍ²の青板ガ
ラス表面に約１ｍｍ径程度の茶色の変色部があった。こ
の部分を集光していないＸ線源と分析領域約４ｍｍφの
検出系をもつＸ線光電子分光装置で以下のように測定し
た。

【００５０】図１において、試料１である青板ガラスを
試料導入室８に導入し、図２に示すように青板ガラス上
に変色部を覆うように幅約１ｍｍのよく洗浄したマスク
１０としてＳｉ板（厚み約０．３ｍｍ）を設置し（図２
（ａ））、試料導入室においてＩｎ薄膜を抵抗加熱にて
成膜した。

【００５１】次に、一旦大気開放して、Ｓｉ板をやはり
前記変色部を覆うように、但し今度は先程の方向とは９
０度の向きにＳｉ板を設置し（図２（ｂ））、試料導入
室内にて同様にＩｎ薄膜を形成した。このとき、接地さ
れている試料台及び試料押さえ（不図示）にもＩｎが付
着し、外部からの試料台へのバイアス印加によって、当
該青板ガラス上に形成したＩｎ薄膜にバイアスが印加で
きるようになっている。

【００５２】試料を測定室に導入したら、上記変色部が
分析個所の中心となるように試料を位置させ、Ｘ線を照
射した（非モノクロ、Ｍｇ−ｋα）。中和のための電子
線照射はここでは行なわなかった。

【００５３】そして、試料台にプラス１５Ｖを印加する
ことにより、Ｉｎ膜からの信号を見かけ上高結合エネル
ギー側へシフトさせた。すると、Ｃ−１ｓのピークは２
本に分離した。このうち、低結合エネルギー側が青板ガ
ラス変色部からの信号である。Ｉｎ薄膜からの信号は、
通常の結合エネルギー値よりも約１５ｅＶ高結合エネル
ギー側に現れていることから、Ｉｎ膜と所望の分析個所
からの信号を識別した。

【００５４】その結果、非変色部よりもＮａ，Ｍｇ，Ｃ
が３〜７％多く、アルカリ金属が炭酸塩などの形で偏在
していることが示唆された。なお、試料台にマイナス１
５Ｖを印加するとＣ−１ｓの他にＯ−１ｓも分離した。

【００５５】低結合エネルギー側のＯ−１ｓはＩｎ薄膜
からのもので、Ｉｎ形成途中の大気開放によって表面が
酸化したものと考えられる。このことから、プラスバイ
アスを印加した時には、Ｉｎ薄膜上の酸素のピークは、
ガラス表面からの酸素ピークとは逆方向に分離されてい
たと考えられる。明確に観察されなかったのは、その量
が少なく、ガラス表面からの酸素ピークの高結合エネル
ギー側のバックグラウンドに埋もれていたとするのが妥
当である。このように、分析個所を単に物理的に限定し
ただけでなく、そこからの信号の選別において、高い選
択性をもって分析されていることがわかる。

【００５６】（比較例）前記試料の変色部を上記のよう
な前処理及びバイアス印加することなしに従来のＸ線光
電子分光装置にて分析した。しかし、非変色部との差は
不明瞭で、変色部と非変色部の組戒の違いを信頼性高く
識別できなかった。

【００５７】（実施例２）大きさ約２０ｍｍ²の青板ガ
ラス表面に幅約５００μｍの径程度の印刷Ａｇ配線が形
成されている（図５（ａ））。当該配線はＡｇペースト
をスクリーン印刷で形成し、４８０℃で大気焼成して形
成した。当該配線のエッジ近傍のガラス上の組成を実施
例１に記載の電子分光装置にて以下のようにして測淀し
た。

【００５８】まず、図５（ｂ）のようにＡｇ配線の片方
のエッジから２５０μｍ程度離れたところまでをＡｇ配
線に沿って約５ｍｍにわたり、マスク１０としてエッジ
のシャープなＭｏの板（厚み約１００μｍ）で覆い、実
施例１と同様にして薄膜２としてＡｌを成膜した（図５
（ｃ））。

【００５９】次に、一旦大気開放して、反対の配線エッ
ジにおいても同様な方法でＡｌを成膜した（図５
（ｄ））。このとき接地されている試料台及び試料押さ
えにも（不図示）Ａｌが付着し、外部からの試料台への
バイアス印加によって、青板ガラス上に形成したＡｌ薄
膜にバイアスが印加できるようになっている。試料を測
定室に導入したら、分析領域１６内にＡｇ配線エッジ近
傍が入るように試料を位置させ、Ｘ線を照射した（非モ
ノクロ、Ｍｇ−ｋα）。中和のための電子線照射はここ
では行なわなかった。

【００６０】そして、試料台にプラス１５Ｖを印加する
ことにより、Ａｌからの信号を見かけ上高結合エネルギ
ー側ヘシフトさせた。すると、Ｃ−１ｓのピークは２本
に分離した。このうち、低結合エネルギー側が配線エッ
ジ近傍の青板ガラス上からの信号である。Ａｌの信号
は、通常の結合エネルギー値よりも約１５ｅＶ高結合エ
ネルギー側に現れていることから、所望の分析個所から
の信号を識別した。

【００６１】その結果、配線エッジのガラス表面上では
ＰｂやＡｇが拡散していることがわかった。なお、試料
台にマイナス１５Ｖを帥口するとＣ−１ｓの他にＯ−１
ｓも分離した。低結合エネルギー側のＯ−１ｓはＡｌ膜
からのもので、Ａｌ形成途中の大気開放によって表面が
酸化したものと考えられる。このことから、プラスバイ
アスを印加した時には、Ａｌ上の酸素のピークは、配線
エッジ近傍のガラス表面からの酸素ピークとは分離され
たと考えられ、明確に観察されなかったのは、その量が
少ないために当該ガラス表面からの酸素ピークの高結合
エネルギー側のバックグラウンドに埋もれていたとする
のが妥当である。

【００６２】このように、所望の分析個所が等価であれ
ば、一方向に長いような分析領域を設定することで、測
定時間の短縮やＳ／Ｎ比を向上させることができる。

【００６３】（実施例３）青板ガラス上に印刷で形成し
たＰｔ電極を長時間空気中で放置したところ、電極上の
所々に数百μｍ程度の大きさの異物が形成された。実施
例２と同様に、当該異物を覆うように幅４００μｍのマ
スクを形成し、当該異物を囲むようにスパッタにてＳｉ
Ｏ₂を形成した。今回は別の装置によりＳｉＯ₂の形成
を行ったが、試料導入室にて同様な成膜を行なってもよ
い。これに、１ｍｍ×０．５ｍｍに集光したモノクロ化
したＡｌ−ｋα線を照射した。試料のＰｔ電極は、あら
かじめ試料台と導通をとっておく。

【００６４】光電子の検出の際には、帯電中和のための
電子線照射を行った（４ｅＶ電子銃：Filament-Current
3A）。試料へのバイアスは、マイナス１５Ｖを印加し
た。本来のピークエネルギーから１５ｅＶのシフトする
ピークを見ると、Ｎａ，Ｓが該当していた。また、酸素
ピークも分離しており、低結合エネルギー側が当該異物
を含む領域からの信号であることから、当該異物は酸素
を含むものであることが示唆された。

【００６５】これらのことから、青板ガラス中のＮａと
印刷電極中に残留するＳが反応してＮａとＳからなる化
合物（硫酸ナトリウム）を形成したと考えられる。

【００６６】（比較例）前記試料をマスクの形成なし
に、異物部に対して上記と同様の集光Ｘ線を照射し、光
電子スペクトルを測定したが、Ｐｔの強度が強く、特に
Ｓのピークを明確に識別するには、長時間の測定によっ
てＳ／Ｎ比を十分高くする必要があった。

【００６７】このように本発明は、分析領域における対
象物以外の（スペクトルの）大きなバックグラウンドを
形成する光イオン化断面積の大きな材料をそれの小さな
材料に置き換えることで、注目する元素を識別しやすく
する効果もある。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、照射Ｘ線スポット径や
レンズ系で決定される分析領域よりも微小な分析領域を
分析でき、しかも、所望の分析個所を高い識別性をもっ
て分析できる。さらに、分析領域を任意に設定でき、自
由度の高さも向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子分光装置を示す模式図であ
る。

【図２】本発明による電子分光装置のひとつの適用例を
示す平面図である。

【図３】本発明による電子分光装置のひとつの適用例を
説明する模式図である。

【図４】本発明による測定結果を示す特性図である。

【図５】本発明による電子分光装置のさらに別の適用例
を示す平面図である。

【符号の説明】

１試料（導電物あるいは絶縁物）２分析個所周囲に形成した薄膜（絶縁物あるいは導電
物）３直流電源４Ｘ線源、４’ 照射Ｘ線５中和電子銃５’ 照射中和電子線６試料から放出される光電子７真空チャンバー８試料導入室９薄膜形成装置１０マスク１１エネルギー分析器１２真空ポンプ１３制御装置１４ディスプレイ１５試料に印加する電圧値を最適化する調整装置１６分析領域１６’ 分析個所１７プラスバイアスで高結合エネルギー側にシフトし
た導電物試料からの信号１８絶縁膜からの信号１９マイナスバイアスで低結合エネルギー側にシフト
した導電物試料からの信号２０印刷Ａｇ配線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電離放射線を試料に照射し、当該試料か
ら放出される電子の量を運動エネルギー別に検出する電
子分光装置であって、成膜手段と、バイアス印加手段と、前記バイアスの調整手段とを備えることを特徴とする電
子分光装置。
【請求項２】前記成膜手段により、前記試料の所望の
分析個所の周囲を覆うように前記試料と異なる電気抵抗
率の薄膜を形成し、前記バイアス印加手段により、前記試料又は前記薄膜に
バイアスを印加し、前記分析個所と前記薄膜の所定の構成元素に注目し、前
記バイアス印加により前記分析個所及び前記薄膜からの
前記各電気信号を分離することを特徴とする請求項１に
記載の電子分光装置。
【請求項３】前記バイアス印加によって移動する電気
信号のピークを検出する検出手段を備えることを特徴と
する請求項１又は２に記載の電子分光装置。
【請求項４】前記試料が絶縁物である場合には前記薄
膜を導電膜とし、前記薄膜に前記バイアスを印加するこ
とを特徴とする請求項３に記載の電子分光装置。
【請求項５】前記試料が導電物である場合には前記薄
膜を絶縁膜とし、前記試料に前記バイアスを印加するこ
とを特徴とする請求項３に記載の電子分光装置。
【請求項６】光学的又は機械的限界により決定される
分析領域より微小な前記分析個所の分析に適用すること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子
分光装置。
【請求項７】電離放射線を試料に照射し、当該試料か
ら放出される電子の量を運動エネルギー別に検出する電
子分光測定方法であって、前記試料の所望の分析個所の周囲を覆うように前記試料
と異なる電気抵抗率の薄膜を形成するステップと、前記試料又は前記薄膜にバイアスを印加するステップ
と、前記分析個所と前記薄膜に共通する所定の構成元素に注
目し、前記バイアス印加により前記分析個所及び前記薄
膜からの前記各電気信号を分離するステップととを備え
ることを特徴とする電子分光測定方法。
【請求項８】前記各電気信号を分離した後、前記分析
個所からの前記電気信号を検出するステップを備えるこ
とを特徴とする請求項７に記載の電子分光測定方法。
【請求項９】前記試料が絶縁物である場合には前記薄
膜を導電膜とし、前記薄膜に前記バイアスを印加するこ
とを特徴とする請求項７又は８に記載の電子分光測定方
法。
【請求項１０】前記試料が導電物である場合には前記
薄膜を絶縁膜とし、前記試料に前記バイアスを印加する
ことを特徴とする請求項７又は８に記載の電子分光測定
方法。
【請求項１１】光学的又は機械的限界により決定され
る分析領域より微小な前記分析個所の分析に適用するこ
とを特徴とする請求項７〜１０のいずれか１項に記載の
電子分光測定方法。
【請求項１２】前記分析個所からの前記電気信号にお
ける注目する信号ピークのバックグラウンド強度が増加
しないように、前記バイアス印加を調整することを特徴
とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載の電子分光
測定方法。