JP2020009549A - 二次イオン質量分析装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、前記試料配置面を、前記分析対象試料よりも前記引込電極平面から遠い部分である下部面と、前記分析対象試料よりも前記引込電極平面に近い部分である上部面とに区分けすると、前記補正電極は、前記下部面上に位置し、前記質量分析部に入射する前記二次イオンが走行する経路に対面する縁である補正電極縁を有し、前記頂上部を通り、前記引込電極平面と前記試料配置面とに平行な直線を頂上辺と呼び、前記頂上辺を含み、前記引込電極平面と平行な平面を試料平面と呼び、前記頂上辺と平行で前記頂上辺から前記下部面側に第一の基準距離離間された位置で前記試料平面に含まれる直線を第一の基準線とし、前記頂上辺と平行で前記頂上辺から前記下部面側に所定の大きさの第二の基準距離だけ離間された位置で前記試料平面に含まれる直線を第二の基準線とし、前記引込電極平面に位置する前記貫通孔の周囲のうち、前記下部面上に位置し、前記頂上辺との間の距離が最大となる基準点を通り、前記頂上辺と平行な直線を引込電極辺とし、前記第一の基準線と前記引込電極辺とを含む平面を第一の基準平面とし、前記第二の基準線を含み、前記試料平面と垂直な平面を第二の基準平面とすると、前記第一の基準距離は0.58mmにされ、前記補正電極縁は、前記第一の基準平面と前記第二の基準平面の間に位置するようにされた二次イオン質量分析装置である。
本発明は、前記分析対象試料の前記下部面側の端と前記頂上辺との間の前記試料平面上での距離を下限距離とすると、前記第二の基準距離は前記下限距離以上の大きさにされた二次イオン質量分析装置である。
本発明は、前記第二の基準距離は0.05mm以上0.5mm以下の範囲の大きさにされた二次イオン質量分析装置である。
本発明は、前記第一の基準平面は、前記試料平面に対して正接の値tanφが0.85の交叉角度φで交叉された二次イオン質量分析装置である。
本発明は、前記引込電極平面と前記頂上辺との間の距離は2mm以下にされた二次イオン質量分析装置である。
真空槽11の内部には試料配置台12が配置されており、試料配置台12には分析対象試料を配置する平坦な試料配置面17が設けられている。
真空槽11の外部には電源装置29が配置されている。
一次イオン源25は制御部24に接続され、制御部24の制御によって内部でイオンを生成し、真空槽11の内部に一次イオンとして放出するようにされている。
検出部23は、入射した二次イオンの量を入射時刻に対応づけて測定し、測定結果を制御部24に出力する。
補正電極16には引込電極14と同じ極性で同じ大きさの電圧が印加されるようにされている。ここでは引込電極14と補正電極16とは接地電位に接続されている。
一次イオン源25は上部面17b上に位置しており、一次イオンは貫通孔13を通過して分析対象試料10に照射される。
補正電極縁20が下限距離よりも上部面17b側に位置すると、補正電極縁20は検出範囲内に位置しないことになり、補正電極16の補正電極縁20近くの部分が検出対象試料10と引込電極平面37との間に位置し、その結果、分析対象試料10の一部が補正電極16によって覆われてしまうことになる。この場合は二次イオンの一部が質量分析部22に到達できないことになる。
特に、傾斜角θが35度よりも小さいと、分析対象試料10から上部面17b側に放出された二次イオンが検出部23に到達できなくなる。傾斜角θを35度以上にすれば検出することができるが、傾斜角θは大きすぎると試料配置台12が大きくなるので、例えば50度以下の大きさにする。
検出対象物10の直径が0.5mmの場合は、下限距離は0.25mmであり、第二の基準距離は0.25mm以上の距離になる。
図5(a)〜(c)、図6(d)〜(f)、図7(g)、(h)の二次イオン質量分析装置内部の等電位面50a〜50hと二次イオンの軌跡a1〜h1、a2〜h2、a3〜h3とが示されている。
そのため、図7(g)では上部面17b側に向いた軌跡g1を走行した二次イオンと、真上方向に向いた軌跡g2を走行した二次イオンとは検出部23に到達したが、下部面17a側に向いた軌跡g3を走行した二次イオンは検出部23に到達できなかった。
10……分析対象試料
11……真空槽
12……試料配置台
13……貫通孔
14……引込電極
16……補正電極
17……試料配置面
17a……下部面
17b……上部面
20……補正電極縁
22……質量分析部
23……検出部
24……制御部
25……一次イオン源
30……頂上辺
31……第一の基準線
32……第二の基準線
33……引込電極辺
34……試料配置平面
35……試料平面
36……補正電極平面
37……引込電極平面
38……第一の基準平面
39……第二の基準平面
Claims (6)
- 試料配置面が設けられた試料配置台と、
前記試料配置台上に配置され、貫通孔が設けられた引込電極と、
前記試料配置面上の前記貫通孔と対面する位置に配置された分析対象試料に一次イオンを照射する一次イオン源と、
前記一次イオンが照射された前記分析対象試料で発生し、前記引込電極によって質量電荷比に応じた速度に加速され、前記貫通孔を通過した二次イオンを走行させる質量分析部と、
前記二次イオンの量を検出する検出部と、
飛行時間に対応した前記二次イオンの量を求める制御部と、
を有する二次イオン質量分析装置であって、
前記引込電極の前記試料配置面と対面する表面が位置する平面を引込電極平面とすると、前記試料配置面が位置する平面である試料配置平面と前記引込電極平面とが成す傾斜角は35度以上にされ、
前記分析対象試料のうちの前記引込電極平面に最近な部分である頂上部を含み、前記試料配置面と前記引込電極平面との間に補正電極が配置された二次イオン質量分析装置。 - 前記試料配置面を、前記分析対象試料よりも前記引込電極平面から遠い部分である下部面と、前記分析対象試料よりも前記引込電極平面に近い部分である上部面とに区分けすると、
前記補正電極は、前記下部面上に位置し、前記質量分析部に入射する前記二次イオンが走行する経路に対面する縁である補正電極縁を有し、
前記頂上部を通り、前記引込電極平面と前記試料配置面とに平行な直線を頂上辺と呼び、
前記頂上辺を含み、前記引込電極平面と平行な平面を試料平面と呼び、
前記頂上辺と平行で前記頂上辺から前記下部面側に第一の基準距離離間された位置で前記試料平面に含まれる直線を第一の基準線とし、
前記頂上辺と平行で前記頂上辺から前記下部面側に所定の大きさの第二の基準距離だけ離間された位置で前記試料平面に含まれる直線を第二の基準線とし、
前記引込電極平面に位置する前記貫通孔の周囲のうち、前記下部面上に位置し、前記頂上辺との間の距離が最大となる基準点を通り、前記頂上辺と平行な直線を引込電極辺とし、
前記第一の基準線と前記引込電極辺とを含む平面を第一の基準平面とし、
前記第二の基準線を含み、前記試料平面と垂直な平面を第二の基準平面とすると、
前記第一の基準距離は0.58mmにされ、
前記補正電極縁は、前記第一の基準平面と前記第二の基準平面の間に位置するようにされた請求項1記載の二次イオン質量分析装置。 - 前記分析対象試料の前記下部面側の端と前記頂上辺との間の前記試料平面上での距離を下限距離とすると、前記第二の基準距離は前記下限距離以上の大きさにされた請求項2記載の二次イオン質量分析装置。
- 前記第二の基準距離は0.05mm以上0.5mm以下の範囲の大きさにされた請求項3記載の二次イオン質量分析装置。
- 前記第一の基準平面は、前記試料平面に対して正接の値tanφが0.85の交叉角度φで交叉された請求項2乃至請求項4のいずれか1項記載の二次イオン質量分析装置。
- 前記引込電極平面と前記頂上辺との間の距離は2mm以下にされた請求項2乃至請求項5のいずれか1項記載の二次イオン質量分析装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Patent Citations (5)
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