JP2007292712A - Analyzer and analysis method - Google Patents

Analyzer and analysis method

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JP2007292712A
JP2007292712A JP2006194981A JP2006194981A JP2007292712A JP 2007292712 A JP2007292712 A JP 2007292712A JP 2006194981 A JP2006194981 A JP 2006194981A JP 2006194981 A JP2006194981 A JP 2006194981A JP 2007292712 A JP2007292712 A JP 2007292712A
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Application number
JP2006194981A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Nishikawa
治 西川
Original Assignee
Kanazawa Inst Of Technology
学校法人金沢工業大学
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To have high mass resolution, and to improve accuracy of an analyzer, in order to identify accurately the mass of ions.
SOLUTION: When atoms or atom groups on the surface of a sample 3 are ionized by a pulse voltage applied to the sample 3 from a pulse generator 1 or pulsed laser light 7a or the like irradiated from a laser 7, generated ions 8 fly by being accelerated by an electric field generated by a direct-current high-voltage power source 2 between the sample 3 and an extraction electrode 5. Simultaneously, a part of a plurality of ionized ions is introduced into a position sensing type ion detector 11, and the position and the mass thereof are analyzed. A part of residual ions is introduced into a reflectron type mass spectrometer 13, and the mass is analyzed with higher resolution than the position sensing type ion detector 11. An analysis result by the reflectron type mass spectrometer 13 is reported to an analysis part 21, and is referred to for identifying ions detected by the position sensing type ion detector 11.
COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、試料を分析する技術に関し、とくに、試料表面を原子レベルの分解能で分析可能な分析装置及び分析方法に関する。 The present invention relates to a technique for analyzing a sample, in particular, analysis apparatus and an analysis method that can be analyzed with a resolution of a sample surface atomic level.

試料の表面を原子レベルで分析するための装置に、本発明者が開発した走査型アトムプローブ(Scanning Atom Probe:以下、「SAP」とも表記する)がある(特許文献1参照)。 In an apparatus for analyzing a surface of the sample at the atomic level, scanning atom probe developed by the present inventors (Scanning Atom Probe: hereinafter referred to as "SAP") is (see Patent Document 1). SAPは、漏斗型の微細な引出電極を備えており、この引出電極により平面状の試料を面に沿って走査する。 SAP has a fine lead electrodes funnel, to scan along the plane of the sample surface by the extraction electrode. 試料面上に数μmの凹凸があり、その突起の先端の位置に引出電極の先端の穴が合うと、先端と穴との間の微細な空間に発生した高電界が、突起先端の原子を電界蒸発させる。 There are several μm of irregularities on the sample surface, the fit tip hole of the extraction electrode to the position of the tip of the protrusion, a high electric field generated in the minute space between the tip and the hole, the projecting tip of the atoms to field evaporation. このように、試料を表面から個々の原子又は原子団を陽イオンとして電界蒸発させたときに、蒸発した陽イオンを質量分析器に導入して分析することにより、蒸発領域の組成分布を原子レベルの分解能で解明できる。 Thus, the individual atoms or atomic groups of the sample from the surface when brought into field evaporation as cations, by introducing analyzed evaporated cations mass analyzer, atomic level composition distribution of the evaporation zone It can be clarified in the resolution.
特開平7−43373号公報 JP 7-43373 discloses

SAPの開発により、分析可能な試料の幅は飛躍的に広がった。 The SAP development, width of the analyzable sample spread dramatically. この優れた機能を有する装置が、より多くの研究者に利用され、素晴らしい研究成果を導き出すために、本発明者は、SAPのさらなる改良に努力を重ねている。 Apparatus having excellent functions is utilized to more researchers to derive a great research, the present inventors have repeated efforts to further improvement of the SAP. とくに、有機物を分析対象とする場合は、陽イオンを精確に同定するために、高い質量分析能が必要となるので、より分析精度の高いSAPの開発が求められている。 In particular, when the organic substance and analyte, in order to accurately identify the cations, because it is necessary to high mass spectrometry ability, the development of higher-analytical precision SAP is required.

本発明は、こうした現状に鑑みてなされたものであり、その目的は、より分析精度の高い分析装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of these circumstances, an object thereof is to provide a high analytical device with more analytical precision.

本発明のある態様は、分析装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to an analytical device. この分析装置は、試料の表面を走査する電極と、前記試料に電圧を供給する電圧供給部と、前記試料の表面の原子又は原子団をイオン化させたときに、前記電極と前記試料との間の電界により加速されて飛行するイオンを検出するイオン検出部と、を備え、前記イオン検出部は、イオンの位置及び質量を分析することが可能な位置感知型イオン検出部と、前記位置感知型イオン検出部よりも高い分解能でイオンの質量を分析することが可能な質量分析部と、を含み、同一の試料からイオン化された複数のイオンのうち少なくとも一部を前記位置感知型イオン検出部へ導入して位置及び質量を分析するとともに、他のイオンのうち少なくとも一部を前記質量分析部へ導入して質量を分析することを特徴とする。 The analyzer includes an electrode for scanning the surface of the sample, and a voltage supply unit for supplying a voltage to the sample, when an atom or atomic group of the surface of the sample was ionized, between the electrode and the sample comprising of an ion detector for detecting ions to fly are accelerated by an electric field, wherein the ion detector, and capable of position sensitive ion detector to analyze the position and mass of the ion, the position-sensitive anda mass analyzer capable of analyzing ions in mass at higher resolution than the ion detector, from the same sample a plurality of ionized into said position sensitive ion detector at least some of the ions with analyzing the position and mass is introduced, characterized by analyzing the mass by introducing at least some of the other ions to the mass analyzer.

前記位置感知型イオン検出部と前記質量分析部は、イオンの飛行方向に対して直列に設けられてもよく、前記位置感知型イオン検出部には、イオンを通過させるための貫通孔が設けられてもよく、前記質量分析部は、前記貫通孔を通過したイオンの質量を分析してもよい。 It said mass analyzer and said position sensitive ion detector may be provided in series with respect to the flight direction of the ions, the said position sensitive ion detector is provided with a through hole for passing the ion at best, the mass analyzer may analyze the mass of ions passing through the through hole.

分析装置は、前記貫通孔に設けられ、前記貫通孔の外部の電界を遮断する中空管を更に備えてもよい。 Analyzer is provided in the through-hole may further comprise a hollow tube for blocking an external electric field of the through hole. 前記中空管は、前記中空管の内側に設けられた接地された導電層と、前記中空管の外側に設けられた絶縁層と、を含んでもよい。 The hollow tube includes a conductive layer which is grounded is provided inside the hollow tube, an insulating layer provided on the outside of the hollow tube may contain. これにより、貫通孔を通過するイオンに対する外部の電界の影響を最小限に抑えることができ、イオンの検出精度を向上させることができる。 Thus, it is possible to minimize the effects of external electric field for ions passing through the through hole, it is possible to improve the detection accuracy of the ion.

分析装置は、前記位置感知型イオン検出部の前記試料側の近傍に設けられた、複数の貫通孔を有する接地された導電層を更に備えてもよい。 Analyzer, provided near the sample side of the position sensitive ion detector may further comprise a conductive layer that is grounded with a plurality of through-holes. 前記導電層は、メッシュ状の導電材料により構成されてもよい。 The conductive layer may be constituted by a mesh-shaped conductive material. これにより、試料から脱離して位置感知型イオン検出器まで飛行するイオンに対する、位置感知型イオン検出器や電子増倍管などにより発生された電界の影響を最小限に抑えることができ、イオンの検出精度を向上させることができる。 This can suppress to the ionic flying from the sample to a position sensitive ion detector eliminated, the influence of the electric field generated by such a position sensitive ion detector or photomultiplier to a minimum, the ion it is possible to improve the detection accuracy.

分析装置は、前記位置感知型イオン検出部に導入されたイオンの質量を解析する解析部を更に備えてもよく、前記解析部は、前記質量分析部により分析されたイオンの質量を取得し、その質量を参照して、前記位置感知型イオン検出部により検知されたイオンを同定してもよい。 Analyzer, said position sensitive ion detector may comprise further analyzer for analyzing the mass of the introduced ions, wherein the analysis unit obtains the mass of analyzed ions by the mass spectrometer, Referring to its mass, may be identified were detected ions by said position sensitive ion detector.

本発明の別の態様は、分析方法に関する。 Another aspect of the invention relates to analytical methods. この分析方法は、試料に電圧を供給するステップと、前記試料の表面の原子又は原子団を前記電圧によりイオン化させるステップと、同一の試料から発生した複数のイオンのイオンのうち少なくとも一部を、イオンの位置及び質量を分析可能な位置感知型イオン検出部へ導入して位置及び質量を分析するステップと、前記位置感知型イオン検出部に導入したイオン以外のイオンのうち少なくとも一部を、前記位置感知型イオン検出部よりも高い分解能でイオンの質量を分析可能な質量分析部へ導入して質量を分析するステップと、を含むことを特徴とする。 The analysis method includes supplying a voltage to the sample, comprising the steps of ionizing the atoms or the voltage atomic group of a surface of the sample, a plurality of ions generated from the same sample at least some of the ions, and analyzing the position and mass by introducing the position and mass of the ions to a position sensitive ion detector capable of analyzing, at least some of the introduced non-ionic ion on the position sensitive ion detector, wherein a step at a higher resolution than the position sensitive ion detector for analyzing the mass by introducing the mass of the ions into analyzable mass analyzer, characterized in that it comprises a.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 Incidentally, any combinations of the foregoing components and expressions changed among a method, apparatus, even those that have been converted between such systems, is effective as an embodiment of the present invention.

本発明によれば、分析装置の精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of the analyzer.

(前提技術) (Base Technology)
まず、前提技術として、走査型アトムプローブについて説明する。 First, as a premise technique, described scanning atom probe. 図1は、分析装置の一例である走査型アトムプローブの全体構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram illustrating the overall configuration of an example of an analyzer scanning atom probe. 走査型アトムプローブ100は、主に、試料に電圧を供給するパルス発生器1および直流高圧電源2、試料3の表面を走査する漏斗型の引出電極5、引出電極5と交換可能に設けられた探針4、試料3から電界放射された電子による像を投影するスクリーン9、引出電極5に入射した電子の電流値を測定する第1の電流計6a、スクリーン9に入射した電子の電流値を測定する第2の電流計6b、試料3の表面にパルスレーザー光を照射するレーザー7、試料3から電界蒸発した陽イオンを検出する位置感知型イオン検出器11、試料3から電界蒸発した陽イオンの質量を分析するリフレクトロン型質量分析器13、イオンの飛行時間を測定するタイマー12、および探針4により試料3の表面形状を分析する表面形状分析部20を備える。 Scanning Atom probe 100 mainly includes a pulse generator 1 and the DC high voltage power source 2 for supplying a voltage to the sample, the extraction electrode 5 funnel to scan the surface of the sample 3, provided interchangeably with extracting electrode 5 probe 4, the screen 9 for projecting an image from the sample 3 by the electric field emitted electrons, the first ammeter 6a which measures the current value of the electron incident on the lead electrodes 5, the current value of the electron incident on the screen 9 second ammeter 6b for measuring a laser 7 for irradiating the surface of the sample 3 a pulsed laser beam, the position sensitive ion detector 11 for detecting the positive ions field evaporated from the sample 3, cations from the sample 3 and field evaporation reflectron type mass spectrometer 13 for analyzing the mass comprises a timer 12, and the surface shape analysis unit 20 for analyzing the surface shape of the sample 3 by the probe 4 for measuring the time of flight of the ions.

この走査型アトムプローブによる試料の分析方法の手順を説明する。 The procedure of sample analysis method according to the scanning atom probe is described. まず、試料3に直流高圧電源2から直流バイアス電圧を印加しつつ、接地された引出電極5により試料3の表面を走査し、微細な突起3aを探索する。 First, while applying a DC bias voltage from the DC high voltage power source 2 to the sample 3, to scan the surface of the sample 3 by the extraction electrode 5 which is grounded, to explore the minute projections 3a. 試料3の表面が研磨されて平坦になっている場合は、ダイシングカッターにより碁盤目状に溝を入れてもよい。 When the surface of the sample 3 is flat and polished it may be put grooves in a grid pattern by dicing cutter. 溝の深さおよび間隔は、10μm以下であることが好ましい。 The depth and spacing of the grooves is preferably 10μm or less. 溝になっていない部分が分析領域となる。 Parts not in groove becomes the analysis region. 試料の腐食効果を研究するために、試料を腐食液またはガス内に置いた後、分析を行ってもよい。 To study the corrosive effects of the sample, after the sample was placed in the corrosive liquid or a gas, the analysis may be performed. 腐食領域はくぼむため、分析される領域、すなわちくぼんでいない領域が腐食に強い領域であることが分かる。 Corrosion region Kubomutame, it can be seen a region to be analyzed, the region ie not recessed a strong region in corrosion.

引出電極5の先端を試料表面に近づけ、試料3に負電圧を印加すると、試料表面の突起3aと引出電極5の穴との間の微細な空間に負の高電界が発生し、突起3aの先端部分から電子が電界放射される。 Closer to the tip of the lead electrode 5 on the sample surface, and a negative voltage is applied to the sample 3, a negative high electric field to a fine space between the projection 3a and the hole of the lead electrode 5 of the sample surface is generated, the projection 3a electrons are field-emitted from the tip portion. 引出電極5の先端の穴5aの中心が、ちょうど突起3aの先端部分の直上にあるときは、ほぼ全ての放射電子8がスクリーン9に向かって飛行し、突起表面をスクリーン9に拡大投影する。 The center of the hole 5a of the tip of the lead electrode 5 is, when there just directly above the tip of the protrusion 3a, almost all emission electron 8 flying towards the screen 9, enlarges and projects the projection surface on the screen 9. このとき、第2の電流計6bに流れる電流は最大となる。 At this time, the current flowing through the second current meter 6b is maximum. 引出電極5の先端の穴5aが突起3aの先端部分からずれると、ほぼ全ての放射電子が引出電極5に向かい、第1の電流計6aにより電流が観測される。 When the hole 5a of the tip of the lead electrode 5 is deviated from the tip portion of the protrusion 3a, almost all emission electrons toward the extracting electrode 5, a current is observed by the first ammeter 6a. このとき、第2の電流計6bに流れる電流は減少する。 At this time, the current flowing through the second current meter 6b decreases. このように、引出電極5が試料3の表面を走査するとき、第1の電流計6aおよび第2の電流計6bにおいて測定される、電界放射された電子による電流は、試料表面の形状を反映して変化する。 Thus, when the lead electrode 5 scans the surface of the sample 3 is measured at the first ammeter 6a and the second ammeter 6b, current due to an electric field emitted electrons, it reflects the shape of the sample surface changes in. この現象を利用して、分析すべき突起3aの先端の位置を推測し、その位置に引出電極5の位置を合わせることができる。 By utilizing this phenomenon, to infer the position of the tip of the to be analyzed protrusion 3a, it is possible to align the extraction electrode 5 into its position.

引出電極5の位置を試料3の突起3aの先端に合わせる別の方法は、走査型トンネル顕微鏡(Scanning Tunneling Microscope:以下、「STM」とも表記する)、原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope:以下、「AFM」とも表記する)、または走査型プローブ顕微鏡(Scanning Probe Microscope:以下、「SPM」とも表記する)の技術を利用する。 Another way to align the extraction electrode 5 on the tip of the protrusion 3a of the sample 3, a scanning tunneling microscope (Scanning Tunneling Microscope: hereinafter referred to as "STM"), an atomic force microscope (Atomic Force Microscope: less, as "AFM" hereinafter), or a scanning probe microscope (scanning probe microscope: hereinafter, utilizes a technique of notation to) as "SPM". 図1および図2に示した例においては、SAP100は、引出電極5と交換可能に設けられた探針4を備える。 In the example shown in FIGS. 1 and 2, SAP 100 comprises a probe 4 provided interchangeably with extracting electrode 5. 試料が導電性材料の場合は、表面形状分析部20としてSTMを、探針4としてSTM用の探針を用い、試料が絶縁性材料の場合は、表面形状分析部20としてAFMを、探針4としてAFM用の探針を用いればよい。 If the sample is a conductive material, the STM as the surface shape analysis unit 20, using the probe for STM as the probe 4, if the sample is of an insulating material, the AFM as the surface shape analysis unit 20, the probe it may be used a probe for AFM as 4.

引出電極5と探針4を交換し、探針4で試料表面を走査して、表面形状分析部20により試料表面の形状を描写する。 Replace the extracting electrode 5 and the probe 4, by scanning the sample surface with the probe 4, the surface shape analysis unit 20 depict the shape of the sample surface. 探針4により、試料表面の形状のみならず、SAP100により質量分析される突起先端の表面の原子配列も描写される。 The probe 4, not only the shape of the sample surface, atomic arrangement on the surface of the projecting tip being mass spectrometry is also depicted by the SAP 100. 表面形状を描写した後、引出電極5を所望の突起の直上に位置合わせする。 After depicting the surface shape, the extraction electrode 5 aligned directly above the desired projection. この方法によれば、試料表面の形状および原子配列を取得してから、所望の領域を選択し、一層ごとに質量分析を行うことができるので、分析領域の原子配列と組成との相関関係を知ることができる。 According to this method, after obtaining the shape and atomic arrangement of the sample surface, to select the desired area, it is possible to perform mass analysis layer by layer, the correlation between the atomic arrangement and composition of the analysis region it is possible to know.

引出電極5を表面形状分析部20の探針4として用いてもよい。 An extraction electrode 5 may be used as a probe 4 of a surface shape analysis unit 20. この場合、引出電極5の先端に、探針4として機能する突起を設けてもよい(例えば、本発明者らによる米国特許第6,797,952号参照)。 In this case, the tip of the lead electrode 5 may be provided with a protrusion which functions as the probe 4 (see, e.g., U.S. Pat. No. 6,797,952 by the present inventors).

引出電極5の先端の穴5aの中心と、試料3の突起3aの先端とを位置合わせした後、直流高圧電源2から負のバイアス電圧を試料3に印加し、突起3aの先端から電子を電界放射させる。 Electric field and the center of the hole 5a of the tip of the lead electrode 5, after aligning the tip of the projection 3a of the sample 3, a negative bias voltage from the DC high voltage power source 2 is applied to the sample 3, the electrons from the tip of the protrusion 3a to radiation. 放射電子8はスクリーン9に入射し、その放射電子による電流値が第2の電流計6bにより測定される。 Emission electron 8 is incident on the screen 9, the current value due to the emission electron is measured by the second ammeter 6b. 負のバイアス電圧値を変化させて、バイアス電圧値に対する電流値の変化(I−Vプロット)を測定する。 By changing a negative bias voltage, measuring the change in the current value (I-V plot) against the bias voltage value. これにより、分析領域の電子状態を知ることができる。 Thus, it is possible to know the electronic state of the analysis region.

つづいて、正の直流バイアス電圧を試料3に印加し、それに重畳させて、パルス発生器1により正のパルス電圧を印加する。 Subsequently, a positive DC bias voltage is applied to the sample 3, superimposed on it, applying a positive pulse voltage by the pulse generator 1. 直流バイアス電圧とパルス電圧の総和が十分に高いと、突起3aの先端部分の表面原子が電界蒸発して陽イオン8となり、放射電子8とほぼ同じ軌跡を描いてスクリーン9に入射する。 When a DC bias voltage and is sufficiently high the sum of the pulse voltage, becomes cationic 8 surface atoms by field evaporation of the tip portion of the protrusion 3a, draw substantially the same locus as the emission electron 8 incident on the screen 9. 試料3が絶縁性材料または半導体材料のような導電性の低い材料である場合は、パルス電圧が効率よく突起3aの先端まで伝わらないので、直流電圧が印加されている試料3に、レーザー7によりパルスレーザー光7aを照射し、光励起電界蒸発により表面原子を陽イオンとして脱離させる。 If the sample 3 is a material having a low conductivity, such as insulating material or a semiconductor material, since the pulse voltage is not transmitted to the tip efficiently projections 3a, the sample 3 the DC voltage is applied, the laser 7 irradiating the pulsed laser beam 7a, desorbed surface atom as cations by photoexcitation field evaporation. これにより、従来のAPでは測定に適さないとされていた低電導性材料であっても、導電性材料と同様に分析することができる。 Thus, even low conductivity material which has been unsuitable for the measurement in the conventional AP, can be analyzed as a conductive material.

電界蒸発した全ての陽イオン8を質量分析するために、スクリーン9を取り外し、陽イオン8を位置感知型イオン検出器11に入射させる。 To all cations 8 that field evaporation mass spectrometry, remove the screen 9, it is incident positive ions 8 to position sensitive ion detector 11. 位置感知型イオン検出器11としては、たとえば、米国特許第5,644,128号に開示された装置が好適である。 The position sensitive ion detector 11, for example, disclosed in US Patent No. 5,644,128 apparatus is suitable. 突起3aから位置感知型イオン検出器11までの陽イオン8の飛行時間は、タイマー12により計測される。 Flight time cations 8 from the projections 3a to a position sensitive ion detector 11 is measured by the timer 12. タイマー12は、パルス発生器1から開始信号を受けて計測を開始し、位置感知型イオン検出器11からの信号で計測を停止することにより、陽イオン8の飛行時間を計測する。 The timer 12 starts measurement upon receiving a start signal from the pulse generator 1, by stopping the measured signal from the position sensitive ion detector 11, which measures the time of flight of cations 8. 検出されたイオンの質量と電荷との比は、イオンの飛行時間、試料3に印加された電圧値の総和、および試料表面から位置感知型イオン検出器11までの飛行経路により得られる。 The ratio of the detected ions of mass and charge, the flight time of the ions, the sum of the applied voltage value to the sample 3, and is obtained by flight path from the sample surface to a position sensitive ion detector 11. 位置感知型イオン検出器11の入射位置と、電界蒸発する前の原子の位置とは一対一に対応しており、電界蒸発により一層ずつ原子を蒸発させて検出することができるので、分析領域を構成する原子の3次元的な配置を得ることができる。 The incident position of the position sensitive ion detector 11, the position in front of the atoms that field evaporation correspond one-to-one, can be detected by evaporating layer by layer atoms by field evaporation, the analysis region it is possible to obtain a three-dimensional arrangement of atoms. たとえば、一辺が40mmで、位置分解能が0.5mmの位置感知型イオン検出器11を用いた場合、80原子×80原子の領域が分析できることになるが、深さ方向に100原子層分析すると、64万個の原子の立体的な組成分布が得られることになる。 For example, one side at 40 mm, when the position resolution using position sensitive ion detector 11 of 0.5 mm, the area of ​​80 atoms × 80 atoms becomes to be analyzed, 100 atomic layer analysis in the depth direction, three-dimensional composition distribution of 640,000 atoms will be obtained.

飛行時間計測型の質量分析器では、質量の分解能は、イオンの飛行時間計測の正確さに依存する。 The time of flight measurement type mass analyzer, mass resolution depends on the accuracy of the time-of-flight measurement of ions. タイマー12の時間分解能には限界があるので、質量分解能を向上させるには、イオンの飛行経路を長くすることが好ましい。 Since the time resolution of the timer 12 is limited, in order to improve the mass resolution, it is preferable to increase the flight path of the ions. すなわち、飛行経路が長いほど、質量分解能が向上する。 That is, as the flight path is longer, thereby improving the mass resolution. 本実施の形態のSAP100では、高い質量分解能を実現するために、リフレクトロン型質量分析器13を用いている。 In SAP100 in the present embodiment, in order to achieve high mass resolution, and using the reflectron type mass analyzer 13. 分析領域の高分解能質量分析を行うために、位置感知型イオン検出器11を取り外し、スクリーン9を元の位置に戻す。 To perform high-resolution mass spectrometry analysis region, remove the position sensitive ion detector 11 returns the screen 9 to its original position.

突起3aの先端から電子を電界放射させて、電子状態を反映した像をスクリーン9に投影する。 Electrons from the tip of the projection 3a by field emission, to project an image that reflects the electronic state on the screen 9. スクリーン9の探査穴10に所望の分析領域の像があるときに、パルス電圧またはパルスレーザー光を試料3に印加して、表面原子を電界蒸発させる。 When there is an image of a desired analysis region exploration holes 10 of the screen 9, by applying a pulse voltage or pulse laser beam to the sample 3, the surface atoms to field evaporation. 分析領域から電界蒸発した陽イオンは、探査穴10を通り抜けて、リフレクトロン型質量分析器13の飛行空間に入射する。 Cations from the analysis region and field evaporation is through the exploration hole 10, enters the flight space reflectron type mass analyzer 13. リフレクトロン型質量分析器13は、直線飛行経路の末端に設けられた第1のイオン検出器14と、入射口側に設けられた第2のイオン検出器15を備える。 Reflectron type mass analyzer 13 includes a first ion detector 14 provided at the end of the straight flight path, the second ion detector 15 provided on the entrance side. 第1のイオン検出器14は、電界蒸発の後に中性化された原子を検出できる。 The first ion detector 14 can detect the neutralized atoms after field evaporation. 第2のイオン検出器15は、高い質量分解能でイオンを検出できる。 The second ion detector 15 can detect ions with high mass resolution. 第1のイオン検出器14および第2のイオン検出器15によりイオンが検出されたとき、その信号がタイマーに送られ、イオンの飛行時間が計測される。 When ions are detected by the first ion detector 14 and the second ion detector 15, the signal is sent to the timer, the time of flight of the ions are measured. リフレクトロン型質量分析器13により分析される試料面上の領域は、位置感知型イオン検出器11よりも狭く、たとえば直径数nm程度であるが、位置感知型イオン検出器11よりも高い精度でイオンの質量を分析することができるので、用途に応じて、いずれを用いるかを適宜選択すればよい。 Region on the sample surface to be analyzed by a reflectron type mass analyzer 13 is narrower than the position sensitive ion detector 11, for example, a diameter of several nm, with higher accuracy than the position sensitive ion detector 11 it is possible to analyze the mass of the ions, depending on the application, it may be appropriately selected or used one.

本実施の形態の走査型アトムプローブ100によれば、以下に列記するような優れた効果が得られる。 According to the scanning atom probe 100 of this embodiment is obtained excellent effects as listed below.
1)引出電極5を導入したことにより、試料を針状にする必要がなく、平面状の試料であっても、表面に数μm程度の凹凸があれば分析可能である。 With the introduction of 1) extracting electrode 5, it is not necessary to sample the needle, even planar sample, it can be analyzed if there is unevenness of several μm on the surface.
2)試料が平面状であるため、パルスレーザー光の照射が容易であり、光励起電界蒸発を利用して、半絶縁性材料も分析可能である。 2) Because the sample is a flat, it is easy to irradiation with the pulsed laser beam, by utilizing photoexcitation field evaporation, the semi-insulating material can also be analyzed.
3)分析速度とデータ処理能力を向上させることにより、ppmからppb以上の微量分析が可能である。 3) by improving the speed of analysis and data processing capability, it is possible to ppb or more microanalysis from ppm.
4)電界放射のI−V特性により、分析領域の電子状態の解明が可能である。 4) by the I-V characteristic of the field emission, it is possible to elucidate the electron state of the analysis region.
5)電界蒸発の際に、弱い結合ほど切れやすいので、イオン種の統計分布から結合状態を知ることが可能である。 5) During field evaporation, the scissile as weak binding, it is possible to know the coupling state from the ionic species of the statistical distribution.

また、SAPの利点を、二次イオン質量分析器(SIMS)およびオージェ電子分光器(AES)との比較により列記する。 Further, the benefits of SAP, listed by comparison with secondary ion mass spectrometer (SIMS) and an Auger electron spectrometer (AES).
1)SAPの分解能は、深さ方向では1原子層、横方向では原子レベルであり、組成の3次元分布を原子レベルの高分解能で得ることも可能である。 1) Resolution of the SAP, the one atomic layer in the depth direction, in the transverse direction is the atomic level, it is also possible to obtain a three-dimensional distribution of the composition at high atomic resolution.
2)イオン検出器の検出感度は全ての原子、分子について同等であり、AESでは検出できない水素も検出可能である。 2) detection sensitivity all atoms of the ion detector, are equivalent for molecules, hydrogen can not be detected in the AES can also be detected.
3)検出イオン種、とくにクラスターの検出により、試料内部の結合状態の解明が可能である。 3) Detection ion species, in particular by the detection of clusters, it is possible to elucidate the bonding state inside the sample.
4)分析領域からの電界放射電流のI−V特性により、電子状態と組成との関連性を究明することが可能である。 By the I-V characteristic of the field emission current from 4) analysis regions, it is possible to investigate the relationship between the electronic state and composition.
5)検出原子数を増やすことにより、ppmからppb以上の微量分析が可能である。 5) By increasing the number of detection atoms are possible ppb or more microanalysis from ppm.

(実施の形態) (Embodiment)
上述したように、前提技術の走査型アトムプローブ100は、試料の表面から1原子層ずつ電界蒸発させてイオンを同定していくことにより、試料の組成分布を立体的に分析することが可能である。 As described above, the scanning atom probe 100 of the base technology, by one atomic layer from the surface of the sample by field evaporation will identify ions, can be sterically analyze the composition distribution of the sample is there. このとき、イオン検出器として位置感知型イオン検出器11を用いる場合は、質量分解能ではリフレクトロン型質量分析器13に劣るものの、広い領域の組成分布を立体的に取得することができるという利点がある。 At this time, in the case of using a position sensitive ion detector 11 as an ion detector, although inferior to reflectron type mass analyzer 13 in mass resolution, can advantageously be sterically obtain the composition distribution of a wide area is there. 他方、リフレクトロン型質量分析器13を用いる場合は、分析範囲は位置感知型イオン検出器11よりも狭いものの、深さ方向の組成の変化を高質量分解能で取得できるという利点がある。 On the other hand, in the case of using a reflectron type mass analyzer 13, the analysis range although narrower than a position sensitive ion detector 11, there is an advantage that a change in the composition in the depth direction can be obtained with high mass resolution.

しかし、前提技術で説明した走査型アトムプローブ100は、位置感知型イオン検出器11とリフレクトロン型質量分析器13の双方を有しているが、両者を同時に作動させて同一領域を分析する事はできない。 However, scanning atom probe 100 described in the base technology is has both a position sensitive ion detector 11 and a reflectron type mass spectrometer 13, possible to analyze the same region by activating both simultaneously can not. 位置感知型イオン検出器11を用いて3次元的な組成分布を分析する場合には、リフレクトロン型質量分析器13にはイオンが導入されないので高分解能の質量分析はできない。 When analyzing the position sensitive ion detector 11 three-dimensional composition distribution using the the reflectron type mass spectrometer 13 can not mass spectrometry high resolution since it is introduced ions. また、移動可能に設けられた位置感知型イオン検出器11を横方向にずらし、リフレクトロン型質量分析器13により高分解能の質量分析を行う場合には、位置感知型イオン検出器11にはイオンが導入されないので広い範囲の3次元的な組成分布は得られない。 Also, shifting the position sensitive ion detector 11 which is movable in the transverse direction, when performing mass analysis of the high resolution by reflectron type mass analyzer 13, ions in the position sensitive ion detector 11 There three-dimensional composition distribution of a wide range because it is not introduced can not be obtained.

同一試料について、位置感知型イオン検出器11を移動しつつ、ある領域は位置感知型イオン検出器11により、別の領域はリフレクトロン型質量分析器13により分析することも可能ではあるが、この場合、それぞれのイオン検出器は深さの異なる領域を分析することになってしまう。 For the same sample, while moving a position sensitive ion detector 11, by a certain area position sensitive ion detector 11, although it is possible that different areas are analyzed by a reflectron type mass spectrometer 13, the where each ion detector becomes analyzing different regions of depth. その上、位置感知型イオン検出器11の位置を変えるには、遅延回路などを含む超高周波数の複数の導線を大きく撓ませなければならないので、移動させるたびにインピーダンスなどを調整する必要があり、実験に要する時間が長くなってしまう上に、実験精度を保つのは容易ではない。 Moreover, in changing the position of the position sensitive ion detector 11, since it must deflect a large plurality of wires of very high frequency, including delay circuit, it is necessary to adjust the like impedance each time a move , on the time required for experiment is prolonged, it is not easy to keep the experimental accuracy.

別の例として、位置感知型イオン検出器11を図2のDRの位置に置き、質量分解能を向上させることもできる。 As another example, place the position sensitive ion detector 11 to the position of the DR in FIG. 2, it is possible to improve the mass resolution. しかし、この場合は、リフレクトロン型質量分析器13への入射口が大きく、奥行きが浅いので、分解能はそれ程高くない。 However, this case has a large entrance to a reflectron type mass spectrometer 13, since the depth is shallow, the resolution is not so high. また、位置感知型イオン検出器11に映し出される像が歪むので、その補正も困難である。 Further, since the image projected on the position sensitive ion detector 11 is distorted, the correction is also difficult.

更に別の例として、位置感知型イオン検出器11とリフレクトロン型質量分析器13を横に並置し、試料3を回転させることにより、双方のイオン検出器へイオンを導入することもできる。 As a further example, juxtaposing position sensitive ion detector 11 and a reflectron type mass spectrometer 13 in the lateral, by rotating the sample 3 can be introduced ions to both the ion detector. しかし、この場合は、試料の同じ領域を分析するための位置合わせが非常に困難である。 However, in this case, positioning for analyzing the same region of the sample is very difficult.

そこで、本実施の形態では、両者を同時に作動させ、同時に電界蒸発したイオンの一部をリフレクトロン型質量分析器13で精密に質量分析しつつ、他のイオンを位置感知型イオン検出器11で分析する技術を提案する。 Therefore, in this embodiment, is operated both at the same time, while precisely mass spectrometry part of field evaporation ions in reflectron type mass spectrometer 13 simultaneously, other ions at position sensitive ion detector 11 Suggest analysis technology.

図2は、実施の形態に係る分析装置の一例である走査型アトムプローブ200の構成を示す。 Figure 2 shows a configuration of a scanning atom probe 200, which is an example of analyzer according to the embodiment. 図2に示した走査型アトムプローブ200では、図1に示した前提技術の走査型アトムプローブ100の構成に比べて、電子増倍管及び位置感知型イオン検出器11の中央付近に、イオンを後方へ通過させるための貫通孔19が設けられている。 In scanning atom probe 200 shown in FIG. 2, as compared with the configuration of the base technology of scanning atom probe 100 shown in FIG. 1, near the center of the electron multiplier and a position sensitive ion detector 11, the ion through holes 19 for passing to the rear is provided. その他の構成及び動作は、前提技術と同様である。 Other configurations and operations are the same as the base technology.

試料表面の原子を、電界又は光照射などによりイオン化させたとき、イオン8は、試料3と引出電極5との間の電界により加速されて飛行する。 The atoms of the sample surface, when brought into ionized by such an electric field or light irradiation, ion 8 flies are accelerated by the electric field between the sample 3 and the extraction electrode 5. 位置感知型イオン検出器11とリフレクトロン型質量分析器13は、イオン8の飛行方向に対して直列に設けられているので、同じ領域から同時にイオン化されて引出電極5を通過した複数のイオンのうち、領域の中央付近からイオン化したイオンは、電子増倍管及び位置感知型イオン検出器11の貫通孔19を通過してリフレクトロン型質量分析器13へ導入され、それ以外のイオンは、位置感知型イオン検出器11へ導入される。 Position sensitive ion detector 11 and a reflectron type mass analyzer 13 are provided in series with respect to the flight direction of the ions 8, a plurality of ions passing through the extracting electrode 5 from the same region are ionized at the same time among them, ions ionized from the vicinity of the center of the region, are introduced into a reflectron type mass analyzer 13 through the through holes 19 of the electron multiplier and a position sensitive ion detector 11, and the other ions are located It is introduced into the sensitive ion detector 11.

リフレクトロン型質量分析器13へ導入されたイオンは、高質量分解能で分析同定され、より精確な質量が求められる。 Ions introduced into a reflectron type mass analyzer 13 is analyzed identified with high mass resolution, more accurate mass is obtained. 解析部21は、リフレクトロン型質量分析器13により検出されたイオンの質量を取得して、位置感知型イオン検出器11で検出されたイオンを同定するときに参照する。 Analyzing unit 21 obtains the mass of the detected ions by reflectron type mass analyzer 13 is referred to when identifying the detected ions position sensitive ion detector 11. これにより、3次元的な組成分布の分析精度を格段に向上させることができる。 Thus, it is possible to greatly improve the accuracy of analysis of the three-dimensional compositional distribution.

試料が有機物である場合、複数原子からなるクラスターイオンが検出されるが、これらのイオンは多数の水素原子や炭素原子を含んでおり、質量数も大きい。 When the sample is an organic substance, but cluster ions comprising a plurality atoms are detected, these ions includes a number of hydrogen atoms and carbon atoms, mass number is large. したがって、このようなクラスターイオンを正確に同定するには、高い質量分解能が求められる。 Therefore, to accurately identify such cluster ions is required to high mass resolution. 解析部21は、位置感知型イオン検出器11で検出されたイオンのうち、質量数が不明確なイオンについては、リフレクトロン型質量分析器13で検出されたほぼ同質量のイオンと比較対照することにより、それらのイオンの精確な質量を割り出す。 Analyzer 21, among the detected ions position sensitive ion detector 11, for mass number is unclear ions, compared against a substantially equal mass of ions detected in the reflectron type mass analyzer 13 it allows determine the accurate masses of these ions. これにより、試料が有機物であっても、精確な3次元の組成分布を分析することができる。 Thus, the sample be organic, it is possible to analyze the composition distribution of accurate 3D.

位置感知型イオン検出器11に導入されるイオンと、リフレクトロン型質量分析器13に導入されるイオンは、同じ領域の同じ層からほぼ同時にイオン化したイオンであるから、組成などが類似していると考えられる。 And ions introduced at a position sensitive ion detector 11, the ions are introduced into a reflectron type mass analyzer 13, since it is almost simultaneously ionized ions from the same layer of the same area, such compositions are similar it is conceivable that. したがって、それらの一部の精確な質量分析結果を参照することにより、位置感知型イオン検出器11により検出されるイオンの分析精度が格段に向上することが期待できる。 Therefore, by referring to the result thereof part of the accurate mass spectrometry, ion analysis accuracy of which is detected by the position sensitive ion detector 11 can be expected to be remarkably improved. また、試料表面からイオン化したクラスターイオンを精確に同定することにより、試料表面の結合状態や結晶構造などを推定することができる。 Further, by accurately identify cluster ions ionized from the sample surface, it is possible to estimate the like bonding state and crystal structure of the sample surface. また、装置の各構成を移動させることなく、同時に位置感知型イオン検出器11とリフレクトロン型質量分析器13の双方による分析が可能となるので、実験に要する時間を飛躍的に短縮することができ、実験環境を均一に保つことができる。 Further, without moving the respective components of the apparatus, since it is possible to analyze both by the position sensitive ion detector 11 and a reflectron type mass spectrometer 13 simultaneously, it dramatically reduces the time to experiment it can, can be kept uniform experimental environment.

図3は、実施の形態に係る走査型アトムプローブの全体構成の別の例を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing another example of the overall configuration of a scanning atom probe according to the embodiment. 図3は、図を見やすくするために一部の構成を省略しているが、基本的な構成は図2に示した走査型アトムプローブ100と同様である。 3, although not part of the configuration for clarity of illustration, the basic structure is the same as the scanning atom probe 100 shown in FIG. 図3に示した走査型アトムプローブ100は、図2に示した走査型アトムプローブ100の構成に加えて、位置感知型イオン検出器11の貫通孔19に設けられた中空管30と、位置感知型イオン検出器11の試料3側に設けられたシールド板40を更に備える。 Scanning Atom Probe 100 shown in Figure 3, in addition to the configuration of a scanning atom probe 100 shown in FIG. 2, a hollow tube 30 provided in the through hole 19 of the position sensitive ion detector 11, the position further comprising a shield plate 40 provided on the sample 3 side of the sensitive ion detector 11.

図2にも示したように、位置感知型イオン検出器11の前段、すなわち試料3側には、試料3から脱離したイオン8を位置感知型イオン検出器11が検出できるように、イオン8の入射を契機として2次電子を次々と発生させ増幅する電子増倍管25が設けられている。 As also shown in FIG. 2, front position sensitive ion detector 11, that is, the sample 3 side, as the ions 8 desorbed from the sample 3 can be detected position sensitive ion detector 11, the ion 8 electron multiplier 25 for amplifying generate successively the secondary electrons is provided incident as a trigger for. 本実施の形態では、2段のチャネルプレート26及び27を用いて電子増倍管25を構成している。 In this embodiment, it constitutes a photomultiplier tube 25 with a channel plate 26 and 27 of the two stages. 試料3に近い1段目のチャネルプレート26の入射側は接地され、出射側は約+1kVの電圧が印加される。 Entrance side of the channel plate 26 of the first stage closest to the sample 3 is grounded, the exit side voltage of approximately + 1 kV is applied. また、2段目のチャネルプレート27の入射側は約+1kV、出射側は約+2kVの電圧が印加される。 Further, the incident side of the second-stage channel plate 27 about + 1 kV, the voltage of the emission-side about + 2 kV is applied. また、位置感知型イオン検出器11の入射側は、+2kVよりも更に高い電圧が印加される。 Further, the incident side of the position sensitive ion detector 11, higher voltage is applied than + 2 kV. したがって、電子増倍管25と位置感知型イオン検出器11に設けられた貫通孔19を通過するイオンは、電子増倍管25と位置感知型イオン検出器11により発生された電界の影響を受ける。 Thus, ions passing through the through hole 19 provided at a position sensitive ion detector 11 and the photomultiplier 25 is affected by the generated electric field by the position sensitive ion detector 11 and the photomultiplier 25 . なお、チャネルプレート26及び27と位置感知型イオン検出器11に印加する電圧は、1段目のチャネルプレート26の入射側を約−2kV、出射側を約−1kV、2段目のチャネルプレート27の入射側を約−1kV、出射側を約0kVとしてもよい。 The voltage applied to the position sensitive ion detector 11 and the channel plate 26 and 27, the first stage of the channel plate 26 about -2kV the entrance side of the exit side about -1 kV, 2-stage channel plate 27 about -1kV incident side may be the exit side as approximately 0 kV. この場合、位置感知型イオン検出器11の入射側を接地することになるので、位置感知型イオン検出器11からの信号を処理しやすいという利点がある。 In this case, since the ground the incident side of a position sensitive ion detector 11, there is an advantage that it is easy to process the signal from the position sensitive ion detector 11.

図3に示した構成例では、このような電界の影響を最小限に抑えるために、貫通孔19に中空管30を設ける。 In the configuration example shown in FIG. 3, in order to suppress the influence of the electric field to a minimum, providing the hollow tube 30 in the through hole 19. 中空管30の内側には、中空管30の外部の電界を遮断するために、接地された導電層32が設けられ、中空管30の外側には、導電層32と電子増倍管25及び位置感知型イオン検出器11とを電気的に絶縁するための絶縁層31が設けられる。 Inside the hollow pipe 30, in order to block the external electric field of the hollow tube 30, it is provided a conductive layer 32 is grounded, on the outside of the hollow tube 30, conductive layer 32 and the electron multiplier insulating layer 31 for electrically insulating is provided a 25 and a position sensitive ion detector 11. これにより、中空管30の内部の電界をほぼゼロとすることができ、電界によりイオンの飛行軌跡が曲がったり、イオンが不必要に加速されたりすることを防ぐことができる。 This makes it possible to the internal electric field of the hollow tube 30 substantially zero, or bent flight trajectories of ions by an electric field, it is possible to prevent the ions or is accelerated unnecessarily. したがって、イオンの検出精度を向上させることができる。 Therefore, it is possible to improve the detection accuracy of the ion.

試料3を脱離して、引出電極5から電子増倍管25に至るまでの空間を飛行するイオンも、電子増倍管25と位置感知型イオン検出器11により発生された電界の影響を受ける。 Sample 3 desorbed, ions flying the space from the extraction electrode 5 up to the photomultiplier tube 25 is also influenced by the electric field generated by the position sensitive ion detector 11 and the photomultiplier tube 25. 図3に示した構成例では、このような電界の影響を最小限に抑えるために、シールド板40を設ける。 In the configuration example shown in FIG. 3, in order to suppress the influence of the electric field to a minimum, providing the shield plate 40. シールド板40は、接地された導電体により構成されるが、飛行するイオンがシールド板40を通過して電子増倍管25に入射することができるように、多数の貫通孔が設けられている。 Shield plate 40 is constituted of a conductor that is grounded, ions flying through the shield plate 40 so that it can be incident on the photomultiplier tube 25, a number of through holes are formed . これにより、イオンが引出電極5から電子増倍管25に至るまでの空間を飛行しているときに、電界により飛行軌跡が曲がったり、イオンが不必要に加速されたりすることを防ぎ、イオンの検出精度を向上させることができる。 Thus, when the ion is flying the space from the extraction electrode 5 up to the photomultiplier tube 25, or bent flight trajectory by the electric field prevents the ions or is accelerated unnecessarily, ion it is possible to improve the detection accuracy.

図4は、中空管の構成を示す。 Figure 4 shows the configuration of a hollow tube. 中空管30は、外側の絶縁層31と、内側の導電層32を含む。 The hollow tube 30 includes an outer insulating layer 31, an inner conductive layer 32. 中空管30は、例えば、石英などの絶縁体の管の内側に、金、銀、銅などの金属メッキを施すなどして導電層32を形成したものであってもよい。 The hollow tube 30 can, for example, the inner tube of insulator, such as quartz, gold, silver, or may be made by forming a conductive layer 32 by, for example, plated with a metal such as copper.

図5は、図3に示した構成例を模式的に示す図である。 Figure 5 is a diagram showing an example configuration shown in FIG. 3 schematically. 本図も、図をみやすくするために一部の構成を省略している。 This figure is also omitted part of the configuration for clarity of illustration. シールド板40は、例えば、金属などの導電材料をメッシュ状に編んだものであってもよい。 Shield plate 40, for example, a conductive material such as metal or may be knitted into a mesh. シールド板40は、電子増倍管25及び位置感知型イオン検出器11により発生される電界を適切に遮断するために、電子増倍管25の表面の90%以上を接地された導電材料で覆うものであることが好ましい。 Shield plate 40, in order to properly cut off the electric field generated by the photomultiplier 25 and the position sensitive ion detector 11 is covered with a conductive material that is grounded more than 90% of the surface of the electron multiplier 25 it is preferable that.

前提技術に係る走査型アトムプローブの全体構成を示す図である。 Is a diagram illustrating an overall configuration of a scanning atom probe according to the base technology. 実施の形態に係る走査型アトムプローブの全体構成を模式的に示す図である。 The overall configuration of a scanning atom probe according to the embodiment is a view schematically showing. 実施の形態に係る走査型アトムプローブの全体構成の別の例を示す図である。 It is a diagram showing another example of the overall configuration of a scanning atom probe according to the embodiment. 中空管の構成を示す図である。 It is a diagram showing a configuration of a hollow tube. 図3に示した構成例を模式的に示す図である。 An example configuration illustrated in FIG. 3 is a diagram schematically illustrating.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 パルス発生器、2 直流高圧電源、3 試料、4 探針、5 引出電極、9 スクリーン、10 探査穴、11 位置感知型イオン検出器、12 タイマー、13 リフレクトロン型質量分析器、19 貫通孔、20 表面形状分析部、21 解析部、25 電子増倍管、30 中空管、31 絶縁層、32 導電層、40 シールド板、100,200 走査型アトムプローブ 1 pulse generator, 2 DC high-voltage power supply, three samples, four-probe, 5 lead electrodes, 9 screen, 10 exploration holes, 11 position sensitive ion detector, 12 timer, 13 reflectron type mass spectrometer, 19 holes , 20 surface shape analysis unit, 21 analyzing unit, 25 photomultiplier, 30 a hollow tube, 31 an insulating layer, 32 a conductive layer, 40 a shield plate, 100 and 200 scanning atom probe

Claims (8)

  1. 試料の表面を走査する電極と、 And an electrode for scanning the surface of the sample,
    前記試料に電圧を供給する電圧供給部と、 A voltage supply unit for supplying a voltage to the sample,
    前記試料の表面の原子又は原子団をイオン化させたときに、前記電極と前記試料との間の電界により加速されて飛行するイオンを検出するイオン検出部と、を備え、 When ionize an atom or an atomic group of a surface of the sample, and a ion detector for detecting ions to fly are accelerated by an electric field between the electrode and the sample,
    前記イオン検出部は、 The ion detector,
    イオンの位置及び質量を分析することが可能な位置感知型イオン検出部と、 A position sensitive ion detector capable of analyzing the position and mass of the ions,
    前記位置感知型イオン検出部よりも高い分解能でイオンの質量を分析することが可能な質量分析部と、を含み、 Anda mass analyzer capable of analyzing ions in mass at higher resolution than the position sensitive ion detector,
    同一の試料からイオン化された複数のイオンのうち少なくとも一部を前記位置感知型イオン検出部へ導入して位置及び質量を分析するとともに、他のイオンのうち少なくとも一部を前記質量分析部へ導入して質量を分析することを特徴とする分析装置。 Identical with analyzing the position and mass is introduced into the position sensitive ion detector at least some of the ionized plurality of ions from the sample, introducing at least a portion of the other ions to the mass analyzer analysis apparatus characterized by analyzing the mass to.
  2. 前記位置感知型イオン検出部と前記質量分析部は、イオンの飛行方向に対して直列に設けられ、 Said mass analyzer and said position sensitive ion detector is provided in series with respect to the flight direction of the ions,
    前記位置感知型イオン検出部には、イオンを通過させるための貫通孔が設けられ、 The said position sensitive ion detector, a through hole for passing the ions is provided,
    前記質量分析部は、前記貫通孔を通過したイオンの質量を分析することを特徴とする請求項1に記載の分析装置。 The mass spectrometer, the analysis apparatus according to claim 1, characterized in that analyzing the mass of ions passing through the through hole.
  3. 前記貫通孔に設けられ、前記貫通孔の外部の電界を遮断する中空管を更に備えることを特徴とする請求項2に記載の分析装置。 The through hole in provided, analyzer according to claim 2, further comprising a hollow tube for blocking an external electric field of the through hole.
  4. 前記中空管は、 Said hollow tube,
    前記中空管の内側に設けられた接地された導電層と、 A conductive layer that is grounded is provided inside the hollow tube,
    前記中空管の外側に設けられた絶縁層と、 An insulating layer provided on the outside of the hollow tube,
    を含むことを特徴とする請求項3に記載の分析装置。 Analyzer according to claim 3, characterized in that it comprises a.
  5. 前記位置感知型イオン検出部の前記試料側の近傍に設けられた、複数の貫通孔を有する接地された導電層を更に備えることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の分析装置。 The position provided near the sample side of the sensitive ion detector, the analysis device according to claim 1, further comprising a grounded conductive layer having a plurality of through holes to one of the 4 .
  6. 前記導電層は、メッシュ状の導電材料により構成されることを特徴とする請求項5に記載の分析装置。 The conductive layer analyzer according to claim 5, characterized in that it is constituted by a mesh-shaped conductive material.
  7. 前記位置感知型イオン検出部に導入されたイオンの質量を解析する解析部を更に備え、 Further comprising an analysis unit for analyzing the mass of the introduced ions in said position sensitive ion detector,
    前記解析部は、前記質量分析部により分析されたイオンの質量を取得し、その質量を参照して、前記位置感知型イオン検出部により検知されたイオンを同定することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の分析装置。 Wherein the analysis unit obtains the mass of analyzed ions by the mass spectrometer, with reference to their mass, according to claim 1, characterized in that identifying the ions detected by the position sensitive ion detector 6 analyzer according to any one of.
  8. 試料に電圧を供給するステップと、 And supplying a voltage to the sample,
    前記試料の表面の原子又は原子団を前記電圧によりイオン化させるステップと、 A step of ionizing the atoms or the voltage atomic group of a surface of said sample,
    同一の試料から発生した複数のイオンのイオンのうち少なくとも一部を、イオンの位置及び質量を分析可能な位置感知型イオン検出部へ導入して位置及び質量を分析するステップと、 A plurality of identical generated from the sample at least some of the ions of the ion, and analyzing the position and mass is introduced to a position sensitive ion detector capable of analyzing the position and mass of the ions,
    前記位置感知型イオン検出部に導入したイオン以外のイオンのうち少なくとも一部を、前記位置感知型イオン検出部よりも高い分解能でイオンの質量を分析可能な質量分析部へ導入して質量を分析するステップと、 It said position at least some of the sensitive ion detector other than the ions introduced into the unit ions, analyzed mass is introduced into the position sensitive type analyzable mass analyzer ions of mass at a higher resolution than the ion detector the method comprising the steps of,
    を含むことを特徴とする分析方法。 Analytical method, which comprises a.
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