JP2002214170A

JP2002214170A - 光電子分光装置

Info

Publication number: JP2002214170A
Application number: JP2001013212A
Authority: JP
Inventors: Takashi Iwamoto; 岩本　　隆
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2001-01-22
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2002-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】光電子分光装置の空間分解能等の測定精度を
高め、また、検出器と電子発生位置との位置合わせ、及
び検出器と電子発生位置の軸と磁場の軸との軸調整を行
う。【解決手段】試料Ｓから発生した電子を検出する光電
子分光装置において、試料Ｓから飛散した電子の空間的
飛散状態を検出する電子検出手段６と、電子の軌道を調
整する電子軌道調整手段１１〜１３とを備えた構成と
し、電子検出手段６の出力を電子軌道調整手段１１〜１
３にフィードバックし、電子検出手段６の検出分布に基
づいて試料Ｓから飛散した光電子の空間的飛散状態を検
出することによって光電子の検出器からのずれ、光電子
の磁場からのずれを直接的に測定し、この測定に基づい
て電子軌道調整手段１１〜１３を制御し、検出器２１と
電子発生位置との位置合わせ、及び検出器２１と電子発
生位置の軸と磁場の軸との軸調整を行い、光電子分光装
置の空間分解能等の測定精度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静電半球型光電子
分光装置や飛行時間型光電子分光装置等の光電子分光装
置に関し、特に光電子分光装置における軸合わせに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｘ線を試料に照射し、試料表面から発生
する光電子を測定することによって、試料の化学状態の
違いを表す状態分布像や、元素の二次元分布を表す元素
分布像、あるいは深さ方向の分析を行う光電子分光装置
が知られている。この光電子分光装置として、静電半球
型光電子分光装置や飛行時間型光電子分光装置が知られ
ている。この光電子分光装置では、試料上の分析位置を
設定し分解能の精度を高めるために、電子発生位置を可
視光で確認したり、さらに、検出器に位置に蛍光版等を
設置し、検出器に到達する電子の分布を観察することに
よって検出器を位置調整し、これによって検出器と電子
発生位置との位置関係を調整している。

【０００３】図１１は従来の光電子分光装置を説明する
ための概略図である。なお、図１１では静電半球型光電
子分光装置の例で示している。図１１に示す光電子分光
装置では、試料Ｓ上においてＸ線源１０３の照射位置と
同位置にレーザーアライメント１０６によってレーザー
光を照射し、このレーザースポットを光学観察あるいは
ＣＣＴＶ１０７によって表示装置１０８で観察して分析
位置を定め、その後、アナライザ１２０の検出器１２１
で到達した電子の分布を観測することによって、検出器
１２１の位置を調整している。また、光電子分光装置
は、シュノーケルレンズ１１１等の磁場によって電子の
収集効率を高める構成を備えている。なお、１０２は試
料室、１０４，１０５は排気用のターボポンプ及びロー
タリーポンプであり、１１０は試料ステージである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の光電子分光装置
では、検出器と電子発生位置との位置関係を調整を、可
視光による光学的観察で行う場合には、間接的な調整で
あるため実際の軸合位置との間にずれが生じるおそれが
あり、また、検出器の像観察によって行う場合には、位
置合わせの度に検出器による測定を行う必要があるため
位置合わせに時間がかかり測定効率が低下するという問
題がある。また、従来の光電子分光装置による位置調整
は可視的な調整であって、電子収集効率を上げるための
不可視な磁場の軸を、電子発生位置と検出器との軸に軸
合わせする手段を備えていないため、Ｘ線等の電子発生
用のプローブの照射位置が磁場中心からずれいてるおそ
れがあるという問題がある。

【０００５】したがって、従来の光電子分光装置による
分析では、光電子分光装置のエネルギー分解能や空間分
解能等の測定精度が十分に活かされていないという問題
がある。そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決
し、光電子分光装置の空間分解能等の測定精度を発揮さ
せることを目的とし、また、検出器と電子発生位置との
位置合わせ、及び検出器と電子発生位置の軸と磁場の軸
との軸調整を可能とすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、試料から飛散
した光電子の空間的飛散状態を検出することによって、
光電子が検出器からどの程度ずれているか、また、光電
子が磁場からどの程度ずれているかを直接的に測定し、
この測定に基づいて検出器と電子発生位置との位置合わ
せ、及び検出器と電子発生位置の軸と磁場の軸との軸調
整を行い、これによって、光電子分光装置の空間分解能
等の測定精度を発揮させる。そこで、本発明は、試料か
ら発生した電子を検出する光電子分光装置において、試
料から飛散した電子の空間的飛散状態を検出する電子検
出手段と、電子の軌道を調整する電子軌道調整手段とを
備えた構成とする。この構成において、電子検出手段の
出力を電子軌道調整手段にフィードバックし、電子検出
手段の検出分布に基づいて電子軌道調整手段を制御す
る。

【０００７】電子検出手段と検出器との位置関係を一定
とすれば、電子検出手段で検出する電子の空間的飛散状
態は、検出器と電子発生位置との位置関係を表してい
る。そこで、本発明は、電子検出手段の出力を電子軌道
調整手段にフィードバックすることによって、検出器と
電子発生位置との位置関係を調整することができる。本
発明の電子軌道調整手段は、電子を集光する磁場発生手
段による態様、試料の位置を調整する試料ステージによ
る態様、あるいは電子を収集する磁場の軸を微調整する
態様とすることができる。

【０００８】電子軌道調整手段を磁場発生手段で構成す
る態様では、磁場発生手段と試料との相対的位置を調整
する態様と、磁場発生手段が発生する磁場自体を調整す
る態様とすることができる。電子検出手段の出力に応じ
て、磁場発生手段と試料との相対的位置、あるいは磁場
発生手段が発生する磁場を調整することによって、検出
器に対する電子発生位置を調整する。

【０００９】磁場発生手段と試料との相対的位置を調整
する形態では、磁場発生手段を磁場発生用の磁石と磁石
を移動する移動手段とを備えた構成とし、電子検出手段
の出力に応じて磁石の移動方向や駆動量を制御すること
で磁場調整を行う。また、磁場発生手段が発生する磁場
自体を調整する形態では、例えば、磁場発生手段を電流
駆動のコイルで構成し、電子検出手段の出力に応じてコ
イルに供給する電流の大きさや比率を調整することで磁
場調整を行う。磁場発生手段を調整する態様によれば、
検出器と電子発生位置の軸と磁場の軸との軸調整を行う
ことができる。

【００１０】電子軌道調整手段を試料ステージで構成す
る態様では、電子検出手段の出力に応じて試料ステージ
を駆動し、検出器に対して試料位置を調整することによ
って、検出器と電子発生位置との位置合わせを行うこと
ができる。また、電子軌道調整手段を磁場軸調整手段で
構成する態様では、電子検出手段の出力に応じて磁場軸
を微調整し電子軌道を調整する。磁場軸調整手段は、調
整用コイルまたは調整用ヨークを備える構成とすること
ができる。調整用コイルは、電子検出手段の出力に応じ
て発生する磁場強度を調整し、電子軌道を調整する。ま
た、調整用ヨークは磁場線路補正材で形成され、この位
置を調整して磁場線路の磁路長を調整することによっ
て、電子軌道を調整する。なお、磁場線路補正材は透磁
率の小さな磁性材であり、磁路長を短くするものであ
る。

【００１１】また、本発明の電子検出手段は、一又は複
数の電極、あるいは複数のマイクロチャネルプレートと
することができる。電子検出手段を一つの電極で構成す
る場合には、該電極で検出される検出電流値がピークと
なるように電子軌道調整手段を調整する。また、電子検
出手段を複数の電極、あるいは複数のマイクロチャネル
プレートで構成する場合には、各電極で検出される検出
電流の比率が均等となるように電子軌道調整手段を調整
する。

【００１２】本発明の光電子分光装置を飛行時間型光電
子分光装置に適用する場合には、二組の電子検出手段を
飛行管の長さ方向に所定の間隔を置いて配置し、試料側
に配置した電子検出手段によって粗調整を行い、検出器
側に配置した電子検出手段によって微調整を行う。ま
た、飛行時間型光電子分光装置の検出器を複数のマイク
ロチャネルプレートで構成する場合には、検出器と電子
検出手段とを兼用することができる。

【００１３】本発明の光電子分光装置によれば、直接に
電子の飛行軌道状態を検出することができるため、実際
に電子発生用のプローブを用いて光電子を発生させた場
合について、検出器と電子発生位置との位置調整、検出
器と電子発生位置の軸と磁場の軸との軸調整をリアルタ
イムで行うことができる。また、本発明の光電子分光装
置によれば、試料ステージや磁場発生手段の位置を最適
な位置に調整することによって、エネルギー分解能や空
間分解能の精度を上げることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照しながら詳細に説明する。図１，２，３は本発明
の光電子分光装置の概要を説明するための概略図であ
り、図１は静電半球型光電子分光装置に適用した構成例
を示し、図２は飛行時間型光電子分光装置に適用した構
成例を示し、図３は一体型の電子検出手段を用いた構成
例を示している。図１に示す静電半球型の光電子分光装
置１ａは、電子検出器２１を有した静電半球型アナライ
ザ２０ａを備え、Ｘ線管３ａから照射したＸ線等の電子
発生用のプローブによって試料Ｓから発生した光電子を
測定し、試料の状態分析、元素分析、あるいは深さ分析
を行う。試料Ｓは、ターボポンプ４やロータリーポンプ
５で排気される試料室２内において試料ステージ１０ａ
上に配置される。

【００１５】本発明の光電子分光装置１ａは、試料Ｓか
ら飛散する光電子が空間的にどのように飛散するかの状
態を検出するための電子検出手段として、電子検出電極
６ａを備える。電子検出電極６ａは、試料室２内あるい
は試料室２と静電半球型アナライザ２０ａとを結ぶ空間
に配置される。試料Ｓから飛散した光電子の一部は電子
検出電極６ａに捕らえられて検出され、他の光電子の一
部は電子検出電極６ａで捕らえられることなく通過し、
さらにアパーチャー１６で絞られて静電半球型アナライ
ザ２０ａに達し、電子検出器２１で測定される。電子検
出電極６ａで検出される光電子の検出状態は、電子検出
電極６ａと電子発生位置との位置関係や、光電子を収集
するための磁場との位置関係（軸ずれ）と関連してお
り、光電子の検出信号から前記位置関係を知ることがで
きる。

【００１６】電子検出電極６ａで検出した検出電流は、
信号増幅を行うアンプ７、デジタル信号を得るためのサ
ンプルホールド８、及びＡ／Ｄ変換器９を経て、制御手
段１３に送られる。また、本発明の光電子分光装置１ａ
は、光電子を収集するための磁場を発生する磁場発生手
段１１として、磁石Ｍ及び該磁石Ｍを移動する磁石ステ
ージ１１ａを備える。また、発生する磁場発生手段１１
として、電磁コイルを用いた構成（図１中の破線）を用
いることもできる。この磁場発生手段１１及び試料ステ
ージ１０ａはステージ制御手段１２によって制御するこ
とができる。ここで、ステージ制御手段１２は、制御手
段１３を介して電子検出電極６ａの検出信号をフィード
バックすることによって、電子検出電極６ａと電子発生
位置との位置、電子検出電極６ａ及び電子発生位置の軸
と磁場の軸との軸ずれを調整することができる。

【００１７】例えば、電子検出電極６ａを例えば中心軸
の周囲に配置した４つの電極で構成した場合には、電子
発生位置の位置ずれに応じて電子検出電極６ａに衝突す
る光電子に偏りが生じ、検出電流値に差が生じる。制御
手段１は、電子検出電極６ａが検出する検出電流値が等
しくなるように、ステージ制御手段１２にフィードバッ
クする。

【００１８】ステージ制御手段１２はこのフィードバッ
クに基づいて試料ステージ１０ａを駆動することで、電
子検出電極６ａと電子発生位置との位置を調整する。ま
た、ステージ制御手段１２はこのフィードバックに基づ
いて磁石ステージ１１ａを駆動する等の磁場発生手段１
１の制御によって、電子検出電極６ａ及び電子発生位置
の軸と磁場の軸との軸ずれを調整する。なお、試料ステ
ージ１０ａ及び磁場発生手段１１のフィードバックの調
整は、各手段を個別に独立に制御したり、予め検出電流
と位置ずれあるいは軸ずれとの関係を求めておき、この
関係に基づいて制御することによって行うことができ
る。

【００１９】図２に示す飛行時間型の光電子分光装置１
ｂは、電子検出器２３を有した飛行時間型アナライザ２
０ｂを備え、前記した光電子分光装置１ａと同様に、短
パルスＸ線源３ｂから照射したＸ線パルスを試料Ｓに照
射し光電子を発生させる。飛行時間型アナライザ２０ｂ
は、飛行管２２を通過する時間に基づいて試料の状態分
析、元素分析、深さ分析等の分析を行う。

【００２０】本発明の光電子分光装置１ｂは、電子検出
手段として電子検出電極６ｂ１，６ｂ２を備える。電子
検出電極６ｂ１，６ｂ２は、飛行管２２の軸方向に所定
の間隔をおいて配置し、それぞれ試料Ｓから飛散した光
電子の一部を検出し、検出した微小電流をアンプ７ｂ
１，７ｂ２で信号増幅し、前記した静電半球型光電子分
光装置１ａと同様に、サンプルホールド８、及びＡ／Ｄ
変換器９を経て制御手段１３に送られる。試料Ｓから飛
散した光電子の一部は、電子検出電極６ｂ１に捕らえら
れて検出され、他の光電子の一部は電子検出電極６ｂ１
で捕らえられることなく通過する。さらに、通過した光
電子の一部は電子検出電極６ｂ２に捕らえられて検出さ
れ、他の光電子の一部は電子検出電極６ｂ２で捕らえら
れることなく通過し、電子検出器２３で測定される。

【００２１】電子検出電極６ｂ１及び６ｂ２で検出され
る光電子の検出状態は、電子検出電極６ｂ１，６ｂ２と
電子発生位置との位置関係や、光電子を収集するための
磁場との位置関係（軸ずれ）と関連しており、光電子の
検出信号から前記位置関係を知ることができる。なお、
電子検出電極６ｂ１と電子検出電極６ｂ２は、試料Ｓに
対する距離によってその視角が異なり、視角が大きい試
料側の電子検出電極６ｂ２は粗調整用として用い、視角
が小さい電子検出器側の電子検出電極６ｂ１は微調整用
として用いることができる。

【００２２】また、本発明の光電子分光装置１ｂは、光
電子分光装置１ａと同様に、試料ステージ１０ｂ及び磁
場発生手段１１（磁石Ｍ及び磁石ステージ１１ｂ）を備
え、ステージ制御手段１２によって制御することができ
る。なお、試料ステージ１０ｂ及び磁場発生手段１１は
３軸ステージとすることによって、水平方向の位置調整
の他、角度調整を行うことができる。ステージ制御手段
１２は、制御手段１３を介して電子検出電極６ｂ１，６
ｂ２の検出信号をフィードバックし、前記した電子検出
電極６ａによるフィードバック動作と同様にして、電子
検出電極６ｂ１，６ｂ２と電子発生位置との位置、電子
検出電極６ｂ１，６ｂ２及び電子発生位置の軸と磁場の
軸との軸ずれを調整することができる。

【００２３】また、試料ステージ１０ｂ及び磁場発生手
段１１のフィードバックの調整も、電子検出電極６ａに
よる調整動作と同様に、各手段を個別に独立に制御した
り、予め検出電流と位置ずれあるいは軸ずれとの関係を
求めておき、この関係に基づいて制御することによって
行うことができる。また、電子検出電極６ｂ１と電子検
出電極６ｂ２による調整において、各電子検出電極の検
出電流と位置ずれあるいは軸ずれとの関係に基づいて個
別に制御することも、各電子検出電極の検出電流の組み
合わせと位置ずれあるいは軸ずれとの関係に基づいて一
括して制御することもできる。なお、光電子分光装置１
ｂは、静電半球型光電子分光装置１ａと同様に、試料室
２、ターボポンプ４、ロータリーポンプ５を備える。

【００２４】図１，２に示した構成例は、電子検出電極
６ａ，６ｂ１，６ｂ２が複数の検出電極を備える例を示
しているのに対して、図３に示す光電子分光装置１ｃ
は、一つの電極からなる電子検出電極６ｃを備える例を
示している。なお、この構成例は、静電半球型光電子分
光装置及び飛行時間型光電子分光装置のいずれにも適用
することができ、電子検出電極６ｃを除く他の構成は前
記した構成例と共通して使用することができる。そこ
で、以下では主に電子検出電極６ｃにかかる構成を説明
し、共通する部分の説明は省略する。

【００２５】図３に示す電子検出電極６ｃは、一つの電
極からなり、中心部分にアナライザ２０（静電半球型ア
ナライザ２０ａ，飛行時間型アナライザ２０ｂ）に光電
子を通す貫通部を備え、その外周部分に飛散した光電子
を捕らえる電極部分を備える。電子検出電極６ｃは一つ
の電極からなるため、検出電流値は飛散する光電子の分
布状態を一括して検出し、該電流値の大きさは電子検出
電極６ｃと電子発生位置、あるいは軸位置の相対的な位
置関係を示すことになる。例えば、電子発生位置が電子
検出電極６ｃからずれるほど検出される電流値の大きさ
は小さくなり、逆に電子発生位置が電子検出電極６ｃに
軸上に位置合わせされているほど検出される電流値の大
きさは大きくなる。したがって、電子検出電極６ｃで検
出される電流値のピークを検出することによって、位置
調整及び軸調整を行うことができる。この電子検出電極
６ｃは、試料Ｓに隣接した位置に配置し、光電子が飛散
する前に捕らえることによって光電子の捕獲効率を高め
ることができ、試料Ｓで発生する光電子の電子数が少な
い場合に好適である。

【００２６】次に、図４〜図７を用いて本発明の光電子
分光装置に適用する電子検出電極の構成例について説明
する。なお、図４，５は複数の電極からなる電子検出電
極の構成例を示し、図６は一つの電極からなる電子検出
電極の構成例を示し、図７は複数のマイクロチャネルプ
レート（ＭＣＰ）による電子検出電極の構成例を示して
いる。

【００２７】４（ａ），（ｂ）に示す電子検出電極６
Ａ，６Ｂは、円筒を４分割した形状の電極６１，６２
を、円筒状に組み合わせた構成例である。図４（ａ）は
各電極６１を、例えば、飛行時間型光電子分光装置の飛
行管の内壁に沿って平行に配置して構成する。また、図
４（ｂ）は各電極６２を、飛行時間型光電子分光装置の
飛行管の内壁に沿わせると共に、試料側を狭め、電子検
出器側を広げて配置して構成する。図４（ｃ）は一つの
電極６１，６２の概略を示し、図４（ｄ）は図４（ｂ）
のＡ−Ｂの断面を示している。図４（ｄ）において、電
子検出器に向かう光電子は４つの電極６２で形成される
円筒の内側を通過する。他方、飛散した光電子は各電極
６２の飛行管の壁部２４側に衝突し、衝突した光電子は
電流として検出される。なお、電極６１，６２におい
て、電子が衝突する面にカーボン膜を塗布することによ
って、衝突時における電子の散乱を低減させることがで
き、散乱電子による検出誤差を抑制することができる。

【００２８】図４（ｅ），（ｆ）に示す電極６３は、衝
突時における電子の散乱を低減させる一構成例である。
この電極６３は、試料側の幅を狭くすると共に厚さを薄
く構成する。これによって、試料側から飛散してくる光
電子が電極６３の先端部分に衝突して散乱する割合を低
下させることができる。

【００２９】さらに、図５に示す電極６４，６５は、衝
突時における電子の散乱を低減させる他の構成例であ
る。図５（ａ）、（ｂ）に示す電極６４は、試料側の電
極部分を中心軸方向に窄めると共に、試料側先端の厚さ
を薄く形成する。この構成によって、試料側から飛散し
てくる光電子が電極６４の先端部分に衝突して散乱する
割合を低下させることができる。電極６４は、窄めて形
成した電極部分の飛行管の壁部２４側の面で飛散してき
た光電子を捕らえる。

【００３０】また、図５（ｃ）、（ｄ）に示す電極６５
は、試料側の電極部分の外周側を試料側先端の向かって
肉薄に形成する。この構成によって、電極６４と同様
に、試料側から飛散してくる光電子が電極６５の先端部
分に衝突して散乱する割合を低下させることができ、電
極の肉薄部分の飛行管の壁部２４側の面で飛散してきた
光電子を捕らえる。

【００３１】図６は一つの電極からなる電子検出電極の
構成例であり、図６（ａ）は概略構成を示し、図６
（ｂ）はＣ−Ｄ断面を示している。図６に示す電子検出
電極６Ｃは、中心軸部分に電子検出器側に向かう光電子
を通すための中空を形成すると共に、試料側の径を小径
とする構成である。この構成の電子検出電極６Ｃを、光
電子が飛散する分布の立体角内に配置することによっ
て、試料側から飛散してくる光電子の捕獲効率を高める
ことができる。特に、電子検出電極６Ｃを試料Ｓに隣接
した位置に配置することによって光電子が飛散する前に
捕らえ、光電子の捕獲効率を高めることができ、試料Ｓ
で発生する光電子の電子数が少ない場合に好適である。
なお、図６に示す形状の電子検出電極６Ｃを複数部分に
分割して使用することもできる。

【００３２】図７は複数のマイクロチャネルプレート
（ＭＣＰ）による電子検出電極の構成例である。図７
（ａ）に示す電子検出電極６Ｄは、扇型の４つのマイク
ロチャネルプレート（ＭＣＰ）６Ｄａ〜６Ｄｄを環状に
配置して形成する。電子検出器に向かう光電子は４つの
マイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）６Ｄａ〜６Ｄｄで
形成される環状部分の内側を通過する。他方、飛散した
光電子は４つのマイクロチャネルプレート（ＭＣＰ）６
Ｄａ〜６Ｄｄに捕らえられ、光電子は電流として検出さ
れる。

【００３３】また、図７（ｂ）に示す電子検出電極６Ｅ
は、長方形状の４つのマイクロチャネルプレート（ＭＣ
Ｐ）６Ｅａ〜６Ｅｄを矩形状に配置して形成する。電子
検出器に向かう光電子は４つのマイクロチャネルプレー
ト（ＭＣＰ）６Ｅａ〜６Ｅｄで形成される矩形状部分の
内側を通過する。他方、飛散した光電子は４つのマイク
ロチャネルプレート（ＭＣＰ）６Ｅａ〜６Ｅｄに捕らえ
られ、光電子は電流として検出される。マイクロチャネ
ルプレートを用いた場合には、光電子の衝突で発生する
電流のゲインを上げることができ、検出感度を高めるこ
とができる。また、飛行時間型光電子分光装置におい
て、電子検出器としてマイクロチャネルプレートを用い
る場合には、このマイクロチャネルプレートを電子検出
電極といて兼用することができる。

【００３４】図８は本発明の光電子分光装置の他の構成
の概要を説明するための概略図であり、飛行時間型光電
子分光装置に適用した構成例を示している。なお、図８
に示す構成例は、図２に示す構成例に磁場軸調整手段を
付加した構成であるため、ここでは、図２の構成例と共
通する部分の説明を省略し、磁場軸調整手段にかかわる
部分について説明する。

【００３５】図８に示す光電子分光装置１ｄは、試料Ｓ
から放出され電子の経路上に磁場軸調整手段１４を備え
る。この磁場軸調整手段１４は、電子を電子検出器に収
集するための磁場軸を調整する手段であり、磁場軸制御
手段１５によって制御される。磁場軸制御手段１５は、
制御手段１３を介して電子検出電極６ｂ１，６ｂ２の検
出信号をフィードバックすることによって磁場軸を調整
する。この磁場軸調整手段１４による磁場軸の調整は、
磁石ステージ１１ｂで磁場調整を行った後、さらに微調
整するものである。これによって、磁場調整を高精度で
行うことができる。

【００３６】磁場軸調整手段１４は、調整用コイルまた
は調整用ヨークで構成することができる。以下、図９を
用いて調整用コイルの構成例を説明し、図１０を用いて
調整用ヨークの構成例を説明する。図９（ａ）は調整用
コイルの第１の構成例を示している。調整用コイル１４
ａは、複数個のコイル部分（１４a1，１４a2，１４a3，
１４a4）を環状に配置し、磁場軸制御手段１５の制御に
よって各コイル部分に供給する電流を個別に制御する。
コイル部分に供給する電流を調整することによって、調
整用コイル１４ａが形成する磁場分布を調整することが
でき、この磁場分布を調整によって磁場軸を調整するこ
とができる。なお、図９（ａ）では、コイル部分１４a1
にのみコイルを巻回した状態を示しているが、他のコイ
ル部分（１４a2，１４a3，１４a4）も同様にコイルが巻
回されている。また、図示する調整用コイル１４ａは４
つのコイル部分によって構成しているが、コイル部分の
個数は任意の複数個とすることができる。

【００３７】図９（ｂ），（ｃ），（ｄ）は調整用コイ
ルの第２の構成例を示している。調整用コイル１４ｂ
は、単一の環状コイル部分１４b1と、該コイル部分１４
b1を２軸方向に軸回転する駆動機構１４ｃを備える。駆
動機構１４ｃは駆動軸１４c1とガイド１４c2とを備え
る。駆動軸１４c1は、環状コイル部分１４b1の径方向を
一方の回転軸Ａとして環状コイル部分１４b1を軸回転さ
せる。一方、ガイド１４c2は、環状コイル部分１４b1の
外周面側部に沿って設けた案内部分であり、駆動軸１４
c1を該ガイド１４c2に沿って案内することによって、環
状コイル部分１４b1の環状部分の中心軸付近を他方の回
転軸Ｂとして環状コイル部分１４b1を回転させる。

【００３８】図９（ｃ）は駆動軸１４c1によって環状コ
イル部分１４b1を軸回転させた状態を示し、図９（ｄ）
は図９（ｃ）の状態からガイド１４c2によって、回転さ
せた状態を示している。なお、駆動軸１４c1の回転、及
び環状コイル部分１４b1のガイド１４c2に沿った移動は
図示しない駆動装置で行うことができ、該駆動装置はモ
ータによる駆動あるいは手動とすることができる。この
２つの回転軸で軸回転させることによって、環状コイル
部分１４b1が形成する磁場分布を調整することができ、
この磁場分布を調整によって磁場軸を調整することがで
きる。

【００３９】図１０（ａ）〜（ｄ）は調整用ヨークの構
成例を示している。調整用ヨーク１４ｄは、複数の磁場
線路補正材１４d1〜１４d4を電子の進行方向の中心軸の
周囲に配置し、磁場軸制御手段１５の制御によって各磁
場線路補正材１４d1〜１４d4を個別に制御する。各磁場
線路補正材１４d1〜１４d4は、前記中心軸と直交する方
向に配置した回転軸（図中に一点鎖線）の回りで回転自
在に支持されている。磁場線路補正材１４d1〜１４d4は
鉄心等の透磁率が小さな磁性材であって、長辺部分及び
短辺部分を備え、回転軸の回りで回転させることによっ
て磁場線路補正材内を通過する磁路長を変化させること
ができる。

【００４０】図１０（ｂ），（ｃ），（ｄ）は、磁場線
路補正材１４d1〜１４d4を回転軸の回りで回転させた状
態を示している。磁場線路補正材１４d1〜１４d4の回転
位置を変えることによって、磁場に対する距離、及び磁
場が通過する磁路長を変化させ、これによって磁場分布
を調整する。図１０（ｃ）は磁場線路補正材１４d1〜１
４d4を磁場に接近させることによって磁場分布を変える
状態を示しており、図１０（ｄ）は磁場線路補正材１４
d1〜１４d4の短辺側を磁場に接近させることによって内
部を通過する磁路長を変えることによって磁場分布を変
える状態を示している。

【００４１】磁場線路補正材１４d1〜１４d4の回転位置
は、図示しない駆動装置を磁場軸制御手段１５で制御す
ることで調整することができる。なお、駆動装置は、モ
ータによる駆動あるいは手動とすることができる。な
お、図１０では４つの磁場線路補正材１４d1〜１４d4を
備える構成を示しているが、任意の複数個とすることが
できる。

【００４２】図１０（ｅ）は他の磁場線路補正材の構成
を示している。この磁場線路補正材１４d5は電子の散乱
を低減させるための構成であり、エッジ部分の曲率半径
を大きく形成するものである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光電子分
光装置によれば、光電子分光装置の空間分解能等の測定
精度を発揮させることができ、また、検出器と電子発生
位置との位置合わせ、及び検出器と電子発生位置の軸と
磁場の軸との軸調整を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電子分光装置を静電半球型光電子分
光装置に適用した概略図である。

【図２】本発明の光電子分光装置を飛行時間型光電子分
光装置に適用した概略図である。

【図３】本発明の光電子分光装置に一体型の電子検出手
段を用いた構成例の概略図である。

【図４】本発明の光電子分光装置に適用する電子検出電
極の複数の電極からなる構成例を説明する図である。

【図５】本発明の光電子分光装置に適用する電子検出電
極の複数の電極からなる構成例を説明する図である。

【図６】本発明の光電子分光装置に適用する電子検出電
極の一つの電極からなる構成例を説明する図である。

【図７】本発明の光電子分光装置に複数のマイクロチャ
ネルプレート（ＭＣＰ）による電子検出電極を適用した
構成例を説明する図である。

【図８】本発明の光電子分光装置の他の構成の概要を説
明するための概略図である。

【図９】本発明の光電子分光装置の調整用コイルの構成
例を説明するための概略図である。

【図１０】本発明の光電子分光装置の調整用ヨークの構
成例を説明するための概略図である。

【図１１】従来の光電子分光装置を説明するための概略
図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１０１…光電子分光装
置、２，１０２…試料室、３，３ｃ，１０３…Ｘ線源、
３ａ…Ｘ線管、３ｂ…短パルスＸ線源、４，１０４…タ
ーボポンプ、５，１０５…ロータリーポンプ、６，６
ａ，６ｂ１，６ｂ２，６ｃ，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，
６Ｅ…電子検出電極、７，７ｂ１，７ｂ２…アンプ、８
…サンプルホールド、９…Ａ／Ｄ変換器、１０ａ，１０
ｃ…試料ステージ、１０ｂ…３軸ステージ、１１…磁場
発生手段、１１ａ，１１ｃ…磁石ステージ、１１ｂ…３
軸ステージ、１２…ステージ制御手段、１３…制御手
段、１４…磁場軸調整手段、１４ａ…調整コイル、１４
a1，１４a2，１４a3，１４a4…コイル部分、１４ｂ…調
整用コイル、１４b1…環状コイル部、１４ｃ…駆動機
構、１４c1…駆動軸、１４c2…ガイド、１４ｄ…調整用
コア、１４d1，１４d2，１４d3，１４d4，１４d5…磁場
線路補正材、１５…磁場軸制御手段、１６…アパーチャ
ー、２０…アナライザ、２０ａ…静電半球型アナライ
ザ、２０ｂ…飛行時間型アナライザ、２１，２３，１２
１…電子検出器、２２…飛行管、２４…壁部、６０…カ
ーボン膜、６１，６２，６３，６４，６５…電極、６Ｄ
ａ〜６Ｄｄ，６Ｅａ〜６ｅｄ…マイクロチャネルプレー
ト、１０６…レーザーアライメント、１０７…ＣＣＴ
Ｖ、１０８…表示装置、１０９…測定装置、１１１…シ
ュノーケルレンズ、Ｍ…磁石、Ｓ…試料。

フロントページの続きＦターム(参考） 2G001 AA01 BA08 CA03 DA01 DA02 DA06 DA09 DA10 EA04 FA01 GA04 GA08 GA10 GA11 GA13 JA05 JA07 JA11 JA16 JA20 KA01 KA13 PA07 5C033 NN10 NP01 NP04 NP06 RR04 RR08 5C038 FF05 FF08 FF11 KK07 KK10 KK17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料から発生した電子を検出する光電子
分光装置において、試料から飛散した電子の空間的飛散
状態を検出する電子検出手段と、前記電子の軌道を調整
する電子軌道調整手段とを備え、前記電子検出手段の出
力を前記電子軌道調整手段にフィードバックし、前記電
子検出手段の検出分布に基づいて前記電子軌道調整手段
を制御し、電子の軌道を調整することを特徴とする光電
子分光装置。
【請求項２】前記電子軌道調整手段は、電子を集光す
る磁場発生手段であり、前記電子検出手段の出力に応じ
て該磁場発生手段と試料との相対的位置を調整すること
を特徴とする、請求項１記載の光電子分光装置。
【請求項３】前記磁場発生手段は、磁場発生用の磁石
と該磁石を移動する移動手段とを備え、前記電子検出手
段の出力に応じて前記移動手段の移動方向及び駆動量を
定めることを特徴とする、請求項２記載の光電子分光装
置。
【請求項４】電子検出手段は、一又は複数の電極、あ
るいは複数のマイクロチャネルプレートであることを特
徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の光電子分
光装置。
【請求項５】前記電子軌道調整手段は、電子を収集す
る磁場の軸を微調整する磁場軸調整手段であり、前記電
子検出手段の出力に応じて磁場軸を微調整し電子軌道を
調整することを特徴とする、請求項１記載の光電子分光
装置。
【請求項６】前記磁場軸調整手段は、調整用コイルま
たは調整用ヨークを備えることを特徴とする、請求項５
記載の光電子分光装置。