JP2715406B2 - Electron energy analyzer - Google Patents

Electron energy analyzer

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JP2715406B2
JP2715406B2 JP60236168A JP23616885A JP2715406B2 JP 2715406 B2 JP2715406 B2 JP 2715406B2 JP 60236168 A JP60236168 A JP 60236168A JP 23616885 A JP23616885 A JP 23616885A JP 2715406 B2 JP2715406 B2 JP 2715406B2
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JP
Japan
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pass filter
sample
low
grid
electron
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JP60236168A
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JPS6297250A (en
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茂宏 三田村
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、ESCA(Electron Spectroscopy for Chemic
al Analysis)等に好適な電子エネルギーアナライザに
関する。 (ロ)従来技術とその問題点 第3図は従来例の電子エネルギーアナライザの構成図
である。この電子エネルギーアナライザは、エネルギー
フィルタを組み合わせて構成される非分散形のものであ
る。X線照射により励起されて試料20から放出された電
子は、収束レンズ21で集められて減速場22を通過し、前
段フィルタ23で高エネルギーの電子が除去されてローパ
スフィルタ24に入り、所定の運動エネルギーよりも小さ
な電子は折り返されて絞り25を通過してハイパスフィル
タ26に入り、所定の運動エネルギーよりも大きな電子の
みがこのハイパスフィルタ26を通過して検出器としての
エレクトロンマルチプライヤ27に導かれることになる。
なお、28は、ビームの方向を決めるカドラポールレンズ
である。 このような従来例のエネルギーアナライザでは、試料
20から放出された電子の軌道を変えるために、収束レン
ズ21や前段フィルタ23等の電極を必要とするために構造
が複雑であるとともに、試料20を励起するためのX線も
特定の方向からしか照射できず、このため、分析の際に
は、試料20を回転させて向きを変えるなどの操作を必要
としていた。 本発明は、上述の点に鑑みて成されたものであって、
構造が比較的簡単で、かつ、試料を動かすことなく分析
が可能なエネルギーアナライザを提供することを目的と
する。 (ハ)問題点を解決するための手段 本発明では、上述の目的を達成するために、試料にX
線あるいは電子線を照射し、該試料から放出された電子
のエネルギーを分析する非分散形の電子エネルギーアナ
ライザにおいて、前記試料載置位置を曲率中心とする円
弧を一つの軸線回りに回転して得られる半球面状のハイ
パスフィルタと、前記軸線の直角方向に前記曲率中心か
ら所定距離離れた位置を中心とする円弧を前記軸線回り
に回転して得られるドーム状のローパスフィルタとを備
え、このローパスフィルタは、前記ハイパスフィルタよ
りも前記試料に対して後段側に設けられ、試料から放出
された電子は、ハイパスフィルタを通過した後にローパ
スフィルタで折り返されて検出器に導かれるように構成
している。 (ニ)実施例 以下、図面によって本発明の実施例について詳細に説
明する。第1図は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。同図において、1は試料、11はフィラメント、2は
試料1に対する励起源としてのX線源であり、このX線
源2は、試料1を取り巻くようにリング状に形成されて
いる。3はオージェ分析を行なう場合に使用される電子
銃、4はX線源2を外囲するシールドである。 5は第1グリッドであり、6は第2グリッド6aと第3
グリッド6bとから成るハイパスフィルタである。7はロ
ーパスフィルタであり、このローパスフィルタ7は、第
4グリッド7a、この第4グリッド7aに連続した第5グリ
ッド7bおよび第6グリッド7cから成る。各グリッド5〜
7cは、それぞれメッシュ状に形成されている。9はエレ
クトロンマルチプライヤ等の検出器であり、この検出器
9は試料1上の点Oを通る軸線8回りにリング状に形成
されている。したがって、試料1から放出された電子を
360度に亘って十分に捕捉できるので、これによって、
検出感度を従来例よりも向上させている。なお、10は高
エネルギーをもった電子による2次電子の放出を抑制す
るための電極であり、この電極10は前記ローパスフィル
タ7に沿って形成されており、その電位はアース電位と
なっている。 本発明では、ハイパスフィルタ6は、試料1の載置位
置上の点Oを曲率中心とした半球面状に形成されてお
り、一方、ローパスフィルタ7の第5,第6グリッド7b,7
cは、前記曲率中心Oから所定距離離れた位置を中心
O′とする円弧を軸線8回りにそれぞれ回転して得られ
るドーム状に形成されている。さらに、このローパスフ
ィルタ7は、ハイパスフィルタ6よりも試料1に対して
後段側に設けられている。このようにハイパスフィルタ
6を半球面状に形成するのは、試料1から放出された電
子の軌道をこのハイパスフィルタ6で曲げることなく常
に法線方向に入射させ、後段のローパスフィルタ7に導
くためである。また、ローパスフィルタ7をドーム状に
形成するのは、仮想線で示されるようにローパスフィル
タ7に導かれた電子の入射角と反射角を一致させてロー
パスフィルタ7で折り返された電子を確実に検出器9に
導くためである。 この実施例では、ローパスフィルタ6、ハイパスフィ
ルタ7および第1グリッド5には、ともに電子銃3等を
挿入するための開口部がそれぞれ形成されている。さら
に、ハイパスフィルタ7の第5グリッド7bには、上述の
ように第4グリッド7aが連続して形成されており、この
第4グリッド7aは、ローパスフィルタ6と同様に試料1
の点Oを曲率中心として半球面状に形成されている。ま
た、第1グリッド5も同様に半球面状に形成されてい
る。 次に各グリッド5〜7cの電位と作用について説明す
る。第1グリッド5はアース電位となっており、第2グ
リッド6aは第4,第5グリッド7a,7bと同電位−vとなっ
ている。これによって、第1グリッド5と第2グリッド
6aとの間で−Vの減速場をかける。第3グリッド6bは、
−Vよりも低い電位−Eにしてあり、したがって、第3
グリッド6bを通過するのは、Eよりも高いエネルギーを
持った電子である。第6グリッド7cは、第3グリッド6b
よりも少し低い電位−(E+ΔE)している。第3グリ
ッド6bを通過した電子は、この第3グリッド6bと第4,第
5グリッド7a,7bとの間でVまで加速され、さらに、第
4,第5グリッド7a,7bと第6グリッド7cとの間では、
(E+ΔE)よりも低いエネルギーの電子が折り曲げら
れて検出器9に導かれることになる。第2図は、この実
施例のフィルタの特性を示す図であり、このエネルギー
アナライザの分解能は、半値幅ΔEとなる。 このようにして本発明の電子エネルギーアナライザで
は、試料1の表面から放出された電子は、ハイパスフィ
ルタ6を通過した後、ローパスフィルタ7で折り曲げら
れて放物線状の軌道を描いて検出器9に導かれるように
構成されているので、従来例のように電子の軌道を変え
るための収束レンズや前段フィルタ等の電極を必要とす
ることなく構造が比較的簡単になる。 上述の実施例では、ローパスフィルタ6、ハイパスフ
ィルタ7等には、電子銃3を挿入するための開口部が形
成されたけれども、本発明の他の実施例として開口部を
形成することなく、X線のみを照射するように構成して
もよい。 なお、本発明の電子エネルギーアナライザにおいて
は、電子銃3に代えてイオン銃を用いることによって、
試料1を動かすことなくイオンエッチングを行なうこと
が可能である。 (ホ)効果 以上のように本発明によれば、試料にX線あるいは電
子線を照射し、該試料から放出された電子のエネルギー
を分析する非分析形の電子エネルギーアナライザにおい
て、前記試料載置位置を曲率中心とする円弧を一つの軸
線回りに回転して得られる半球面状のハイパスフィルタ
と、前記軸線の直角方向に前記曲率中心から所定距離離
れた位置を中心とする円弧を前記軸線回りに回転して得
られるドーム状のローパスフィルタとを備え、このロー
パスフィルタは、前記ハイパスフィルタよりも前記試料
に対して後段側に設けられ、試料から放出された電子
は、ハイパスフィルタを通過した後にローパスフィルタ
で折り曲げられて検出器に導かれるように構成したの
で、従来例のように電子の軌道を変えるための収束レン
ズや前段フィルタ等の電極を必要とすることなく、ま
た、検出器を軸線上でない位置に配置できるので、構造
が比較的簡単になるとともに、試料に対するX線等の照
射も任意の方向から行なうことができ、分析の際に試料
を回転させるなどの操作を必要としない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Industrial application field The present invention relates to an ESCA (Electron Spectroscopy for Chemic).
al Analysis). (B) Conventional technology and its problems FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional electron energy analyzer. This electron energy analyzer is of a non-dispersive type configured by combining energy filters. Electrons excited by the X-ray irradiation and emitted from the sample 20 are collected by the converging lens 21 and pass through the deceleration field 22, high-energy electrons are removed by the pre-filter 23, and enter the low-pass filter 24, where Electrons smaller than the kinetic energy are folded and pass through the aperture 25 to enter the high-pass filter 26, and only electrons larger than a predetermined kinetic energy pass through the high-pass filter 26 and are guided to the electron multiplier 27 as a detector. Will be crushed.
Reference numeral 28 denotes a quadrapole lens for determining the beam direction. In such a conventional energy analyzer, the sample
In order to change the trajectory of the electrons emitted from 20, a converging lens 21 and an electrode such as a pre-filter 23 are required, so that the structure is complicated, and the X-ray for exciting the sample 20 is also transmitted from a specific direction. Therefore, it was necessary to perform an operation such as rotating the sample 20 to change its direction during the analysis. The present invention has been made in view of the above points,
An object of the present invention is to provide an energy analyzer having a relatively simple structure and capable of performing an analysis without moving a sample. (C) Means for Solving the Problems In the present invention, in order to achieve the above object, X
A non-dispersive electron energy analyzer that irradiates a beam or an electron beam and analyzes the energy of electrons emitted from the sample is obtained by rotating an arc having the sample mounting position as a center of curvature around one axis. And a dome-shaped low-pass filter obtained by rotating an arc centered on a position at a predetermined distance from the center of curvature in a direction perpendicular to the axis around the axis. The filter is provided downstream of the high-pass filter with respect to the sample, and is configured such that electrons emitted from the sample are returned by the low-pass filter after passing through the high-pass filter and guided to the detector. . (D) Example Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of one embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a sample, 11 is a filament, 2 is an X-ray source as an excitation source for the sample 1, and the X-ray source 2 is formed in a ring shape so as to surround the sample 1. Reference numeral 3 denotes an electron gun used for performing Auger analysis, and 4 denotes a shield surrounding the X-ray source 2. 5 is the first grid, 6 is the second grid 6a and the third grid
This is a high-pass filter including a grid 6b. Reference numeral 7 denotes a low-pass filter. The low-pass filter 7 includes a fourth grid 7a, a fifth grid 7b continuous with the fourth grid 7a, and a sixth grid 7c. Each grid 5
7c are each formed in a mesh shape. Reference numeral 9 denotes a detector such as an electron multiplier. The detector 9 is formed in a ring shape around an axis 8 passing through a point O on the sample 1. Therefore, the electrons emitted from sample 1
Because it can be captured sufficiently over 360 degrees,
The detection sensitivity is improved over the conventional example. Reference numeral 10 denotes an electrode for suppressing emission of secondary electrons due to electrons having high energy. This electrode 10 is formed along the low-pass filter 7, and its potential is the ground potential. . In the present invention, the high-pass filter 6 is formed in a hemispherical shape with the point O on the mounting position of the sample 1 as a center of curvature, while the fifth and sixth grids 7b, 7 of the low-pass filter 7 are formed.
c is formed in a dome shape obtained by rotating an arc having a center O ′ at a position separated from the center of curvature O by a predetermined distance around the axis 8. Further, the low-pass filter 7 is provided downstream of the high-pass filter 6 with respect to the sample 1. The reason why the high-pass filter 6 is formed in a hemispherical shape is that the trajectory of the electrons emitted from the sample 1 is always incident in the normal direction without being bent by the high-pass filter 6, and is guided to the low-pass filter 7 in the subsequent stage. It is. Further, the low-pass filter 7 is formed in a dome shape because the incident angle and the reflection angle of the electrons guided to the low-pass filter 7 are matched as shown by the phantom line, and the electrons turned back by the low-pass filter 7 are surely formed. This is for guiding to the detector 9. In this embodiment, the low-pass filter 6, the high-pass filter 7, and the first grid 5 are all formed with openings for inserting the electron gun 3 and the like. Further, the fourth grid 7a is formed continuously on the fifth grid 7b of the high-pass filter 7 as described above.
Is formed in a hemispherical shape with the point O as the center of curvature. The first grid 5 is also formed in a hemispherical shape. Next, the potential and action of each of the grids 5 to 7c will be described. The first grid 5 has a ground potential, and the second grid 6a has the same potential -v as the fourth and fifth grids 7a and 7b. Thereby, the first grid 5 and the second grid 5
Apply a deceleration field of -V to 6a. The third grid 6b is
The potential -E is lower than -V.
Electrons having higher energy than E pass through the grid 6b. The sixth grid 7c is the third grid 6b
The potential is slightly lower than that of-(E + ΔE). The electrons that have passed through the third grid 6b are accelerated to V between the third grid 6b and the fourth and fifth grids 7a and 7b.
4, between the fifth grid 7a, 7b and the sixth grid 7c,
Electrons having an energy lower than (E + ΔE) are bent and guided to the detector 9. FIG. 2 is a diagram showing the characteristics of the filter of this embodiment. The resolution of this energy analyzer is a half width ΔE. In this way, in the electron energy analyzer of the present invention, the electrons emitted from the surface of the sample 1 pass through the high-pass filter 6 and are bent by the low-pass filter 7 to draw a parabolic trajectory and are guided to the detector 9. The structure is relatively simple without the necessity of an electrode such as a converging lens or a pre-filter for changing the trajectory of electrons unlike the conventional example. In the above-described embodiment, the low-pass filter 6, the high-pass filter 7, and the like have the openings for inserting the electron gun 3, but as another embodiment of the present invention, the X-rays are not formed. You may comprise so that it may irradiate only a line. In the electron energy analyzer of the present invention, by using an ion gun instead of the electron gun 3,
The ion etching can be performed without moving the sample 1. (E) Effect As described above, according to the present invention, in the non-analytical type electron energy analyzer that irradiates a sample with X-rays or electron beams and analyzes the energy of electrons emitted from the sample, A hemispherical high-pass filter obtained by rotating an arc having a position as a center of curvature around one axis, and an arc having a center at a position away from the center of curvature by a predetermined distance in a direction perpendicular to the axis is formed around the axis. And a dome-shaped low-pass filter obtained by rotating the filter, the low-pass filter is provided at a stage subsequent to the sample than the high-pass filter, and electrons emitted from the sample are passed through the high-pass filter. Since it is configured to be bent by a low-pass filter and guided to the detector, a converging lens and a front-stage Since the detector can be placed at a position other than the axis without the need for electrodes such as filters, the structure is relatively simple, and the sample can be irradiated with X-rays from any direction. In addition, no operation such as rotating the sample is required at the time of analysis.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の概略構成図、第2図はフィ
ルタの特性図、第3図は従来例の構成図である。 1……試料、2……X線源、6……ハイパスフィルタ、
7……ローパスフィルタ、8……軸線、O……曲率中
心。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of a filter, and FIG. 3 is a configuration diagram of a conventional example. 1 ... sample, 2 ... X-ray source, 6 ... high-pass filter,
7: low-pass filter, 8: axis, O: center of curvature.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.試料にX線あるいは電子線を照射し、該試料から放
出された電子のエネルギーを分析する非分散型の電子エ
ネルギーアナライザにおいて、 前記試料載置位置を曲率中心とする円弧を一つの軸線回
りに回転して得られる半球面状のハイパスフィルタと、 前記軸線の直角方向に前記曲率中心から所定距離離れた
位置を中心とする円弧を前記軸線回りに回転して得られ
るドーム状のローパスフィルタとを備え、 このローパスフィルタは、前記ハイパスフィルタよりも
前記試料に対して後段側に設けられ、試料から放出され
た電子は、ハイパスフィルタを通過した後にローパスフ
ィルタで折り返されて検出器に導かれることを特徴とす
る電子エネルギーアナライザ。 2.前記ハイパスフィルタおよびローパスフィルタの一
部には、電子銃等を挿入するための開口部が形成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の電子エ
ネルギーアナライザ。
(57) [Claims] In a non-dispersive electron energy analyzer that irradiates a sample with X-rays or an electron beam and analyzes the energy of electrons emitted from the sample, a circular arc having the sample mounting position as a center of curvature is rotated around one axis. And a dome-shaped low-pass filter obtained by rotating an arc centered on a position at a predetermined distance from the center of curvature in a direction perpendicular to the axis and around the axis. The low-pass filter is provided downstream of the high-pass filter with respect to the sample, and electrons emitted from the sample are returned by the low-pass filter after passing through the high-pass filter and guided to the detector. And an electron energy analyzer. 2. 2. The electron energy analyzer according to claim 1, wherein an opening for inserting an electron gun or the like is formed in a part of the high-pass filter and the low-pass filter.
JP60236168A 1985-10-22 1985-10-22 Electron energy analyzer Expired - Lifetime JP2715406B2 (en)

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JPS6297250A JPS6297250A (en) 1987-05-06
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS5878361A (en) * 1981-10-31 1983-05-11 Shimadzu Corp Charged-particle energy analyzer

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JPS6297250A (en) 1987-05-06

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