JP2791103B2 - 表面計測方法および装置 - Google Patents
表面計測方法および装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
- H05H3/02—Molecular or atomic beam generation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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-
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表面計測技術に関わり、特に低エネルギーの
中性粒子（中性原子，中性分子）ビームを用いた表面計
測方法および装置に関する。
中性粒子（中性原子，中性分子）ビームを用いた表面計
測方法および装置に関する。
最近の固体表面や極薄膜（超格子膜）を用いた素子の
発展と共に、表面の化学結合状態計測への要望が高まっ
ている。特に最近では、表面微小領域（被測定領域の代
表長が１μｍ以下さらには1nm以下）の化学状態計測へ
の要望が高まっている。
発展と共に、表面の化学結合状態計測への要望が高まっ
ている。特に最近では、表面微小領域（被測定領域の代
表長が１μｍ以下さらには1nm以下）の化学状態計測へ
の要望が高まっている。
化学結合状態を知る方法としては、従来EELS（Electr
on Energy Loss Spectroscopy）のような電子線を用い
る方法,ISS（Ion Scattering Spectroscopy）のような
イオン線を用いる方法、XPS（Ｘ−ray Photoemission S
pectroscopy）のようなＸ線を用いる方法が知られてい
る。これらの方法は、例えば、ストラクチャー アンド
ダイナミックス オブ サーフィシーズI,ダブリュ
ー．ショマーズ アンド ピー．フォン ブランケンハ
ーゲン 編集，スプリンガー−フェルラーグ社発行，東
京,1986年（Structure and Dynamics of Surfaces I,Ed
ied by W.Schommers and P.Von Blanckenhagen,Springe
r−Verlag,Tokyo（1986））において、EELSが第245頁か
ら第276頁（PP.245〜276）において、ISSが第56頁から
第61頁（PP.56−61）において、XPSが第63頁（P.63）に
おいて説明されている。
on Energy Loss Spectroscopy）のような電子線を用い
る方法,ISS（Ion Scattering Spectroscopy）のような
イオン線を用いる方法、XPS（Ｘ−ray Photoemission S
pectroscopy）のようなＸ線を用いる方法が知られてい
る。これらの方法は、例えば、ストラクチャー アンド
ダイナミックス オブ サーフィシーズI,ダブリュ
ー．ショマーズ アンド ピー．フォン ブランケンハ
ーゲン 編集，スプリンガー−フェルラーグ社発行，東
京,1986年（Structure and Dynamics of Surfaces I,Ed
ied by W.Schommers and P.Von Blanckenhagen,Springe
r−Verlag,Tokyo（1986））において、EELSが第245頁か
ら第276頁（PP.245〜276）において、ISSが第56頁から
第61頁（PP.56−61）において、XPSが第63頁（P.63）に
おいて説明されている。
EELSは、数10eVの電子線を試料表面に照射し、反射し
てくる電子のエネルギーを分析することによって表面に
存在する原子・分子の化学結合状態を知る方法である。
また、ISSは、数keVのイオン線を試料表面に照射し、反
射イオンのエネルギー分析により表面の化学状態を調べ
る方法である。また、XPSは数100eVないし数keVのＸ線
を表面に照射し、表面から出てくる光電子のエネルギー
分析により表面の化学状態を知る方法である。これらの
方法により、表面の化学状態を知ることができるが、問
題は表面に入射する粒子線（電子線，イオン線）やＸ線
のエネルギーが大き過ぎるために、測定途中において試
料表面に損傷（化学結合状態が変化してしまうこと）が
発生してしまうことである。このことは、一般に化学結
合状態の強さは１〜10eVであり、上記粒子線のエネルギ
ーがこれよりも大きいことを考えると当然の結果といえ
る。
てくる電子のエネルギーを分析することによって表面に
存在する原子・分子の化学結合状態を知る方法である。
また、ISSは、数keVのイオン線を試料表面に照射し、反
射イオンのエネルギー分析により表面の化学状態を調べ
る方法である。また、XPSは数100eVないし数keVのＸ線
を表面に照射し、表面から出てくる光電子のエネルギー
分析により表面の化学状態を知る方法である。これらの
方法により、表面の化学状態を知ることができるが、問
題は表面に入射する粒子線（電子線，イオン線）やＸ線
のエネルギーが大き過ぎるために、測定途中において試
料表面に損傷（化学結合状態が変化してしまうこと）が
発生してしまうことである。このことは、一般に化学結
合状態の強さは１〜10eVであり、上記粒子線のエネルギ
ーがこれよりも大きいことを考えると当然の結果といえ
る。
無損傷表面計測を実現するためには、入射粒子線のエ
ネルギーを1eV以下にすれば良い。しかし、一般的に電
子線やイオン線のような荷電粒子でこのような低エネル
ギー線を得ることは難しい。これは、粒子自体の空間電
荷により、粒子線のエネルギーや軌道を制御することが
難しくなるからである。
ネルギーを1eV以下にすれば良い。しかし、一般的に電
子線やイオン線のような荷電粒子でこのような低エネル
ギー線を得ることは難しい。これは、粒子自体の空間電
荷により、粒子線のエネルギーや軌道を制御することが
難しくなるからである。
一方、Ｘ線を含めた電磁波（広い意味で光）で1eV以
下の低エネルギー線を得ることは容易である。しかし、
光のエネルギーＥと波長λとの間には、 λ＝ch/E …… なる関係があり、Ｅが小さくなるとλが大きくなる。こ
こで、ｃは光速、ｈはプランク定数である。第２図にお
いて、光と示した実線は、このような光におけるエネル
ギーＥと波長λの関係を示したものである。図より、光
では、エネルギーＥが1eV以下になるとλが１μｍ以上
になってしまうことがわかる（即ち、赤外線領域になっ
てしまう）。波長が１μｍ以上になると、回折・干渉の
ために、光線を約１μｍ以下に集束させることができな
くなる。即ち、光（電磁波）を用いた方法では、Ｅ1e
Vの無損傷性とλ１μｍ以下の微小領域計測とを両立
させることができない。
下の低エネルギー線を得ることは容易である。しかし、
光のエネルギーＥと波長λとの間には、 λ＝ch/E …… なる関係があり、Ｅが小さくなるとλが大きくなる。こ
こで、ｃは光速、ｈはプランク定数である。第２図にお
いて、光と示した実線は、このような光におけるエネル
ギーＥと波長λの関係を示したものである。図より、光
では、エネルギーＥが1eV以下になるとλが１μｍ以上
になってしまうことがわかる（即ち、赤外線領域になっ
てしまう）。波長が１μｍ以上になると、回折・干渉の
ために、光線を約１μｍ以下に集束させることができな
くなる。即ち、光（電磁波）を用いた方法では、Ｅ1e
Vの無損傷性とλ１μｍ以下の微小領域計測とを両立
させることができない。
一方、光以外の粒子（電子，イオン，原子，分子等）
線も量子力学的には、波動と考えることができ、粒子線
の運動エネルギーＥとド・ブローイ（de Broglic）波長
λとの間には、 の関係が有る。ここに、ｍは粒子の質量である。式よ
り、同じＥでも質量ｍが小さくなる程、波長λが大きく
なることがわかる。第２図において、電子と示した実線
は、電子に関する式の関係を示したものである。この
場合では、エネルギーＥが約10-5eV以上であれば、波長
λは10μｍ以下となる。即ち、無損傷での微小領域計測
の可能性はある。しかし、λを1nm以下にするにはＥは1
eV以上となり、1nm以下の極微小領域計測をすると損傷
が発生する可能性が有る。
線も量子力学的には、波動と考えることができ、粒子線
の運動エネルギーＥとド・ブローイ（de Broglic）波長
λとの間には、 の関係が有る。ここに、ｍは粒子の質量である。式よ
り、同じＥでも質量ｍが小さくなる程、波長λが大きく
なることがわかる。第２図において、電子と示した実線
は、電子に関する式の関係を示したものである。この
場合では、エネルギーＥが約10-5eV以上であれば、波長
λは10μｍ以下となる。即ち、無損傷での微小領域計測
の可能性はある。しかし、λを1nm以下にするにはＥは1
eV以上となり、1nm以下の極微小領域計測をすると損傷
が発生する可能性が有る。
上記した如く、光線や荷電粒子線を用いた表面計測で
は、計測に伴い表面に損傷が発生してしまうし、さらに
無損傷に微小領域の化学結合状態を計測することが極め
て難しい。
は、計測に伴い表面に損傷が発生してしまうし、さらに
無損傷に微小領域の化学結合状態を計測することが極め
て難しい。
本発明は、無損傷な表面計測を実現する方法、装置を
提供することを目的としており、特に、表面微小領域の
化学結合状態を計測する方法、装置を提供することを目
的としている。
提供することを目的としており、特に、表面微小領域の
化学結合状態を計測する方法、装置を提供することを目
的としている。
上記の目的は、プローブ・ビームとして中性粒子線を
用いることにより達成可能となる。
用いることにより達成可能となる。
第２図において、Heとして示した実線は、He原子に関
する式の関係を示したものである。この場合では、エ
ネルギーＥが約10-3eV以上であれば、λは1nm以下とな
る。即ち、無損傷な極微小領域計測が常に可能である。
さらに、He原子は中性粒子であるため、前述したような
空間電荷による粒子線の乱れもなく、微小領域計測が容
易となる。
する式の関係を示したものである。この場合では、エ
ネルギーＥが約10-3eV以上であれば、λは1nm以下とな
る。即ち、無損傷な極微小領域計測が常に可能である。
さらに、He原子は中性粒子であるため、前述したような
空間電荷による粒子線の乱れもなく、微小領域計測が容
易となる。
第２図ではHe原子のみについて示してあるが、他の原
子や分子に関してもほぼ類似の関係が存在し、同様に無
損傷な微小（極微小）領域の化学結合状態計測が可能と
なる。
子や分子に関してもほぼ類似の関係が存在し、同様に無
損傷な微小（極微小）領域の化学結合状態計測が可能と
なる。
したがって、原子・分子の中性粒子線を用いることに
よって無損傷な表面計測が可能であり、必要に応じて中
性粒子線を細く絞ることによって、微小領域の計測も可
能となる。
よって無損傷な表面計測が可能であり、必要に応じて中
性粒子線を細く絞ることによって、微小領域の計測も可
能となる。
中性粒子線は電荷を持たないため、低エネルギー（約
1eV以下）でも容易に粒子線軌道やエネルギーを制御す
ることができ、無損傷な表面計測が可能である。また、
後述する如く、中性粒子線を絞ることも可能であり、そ
れにより微小部分の計測も可能となる。
1eV以下）でも容易に粒子線軌道やエネルギーを制御す
ることができ、無損傷な表面計測が可能である。また、
後述する如く、中性粒子線を絞ることも可能であり、そ
れにより微小部分の計測も可能となる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ガ
ス導入手段１を介してガスを容器２内に導入する。この
ガスを冷却手段３により冷却した後、噴出口４から真空
排気室22中に噴出させる。この結果、中性粒子（原子・
分子）線５が形成される。中性粒子線５は試料６の表面
で反射または散乱する。この時に、中性粒子線５を構成
する中性粒子（原子・分子）は、試料表面とエネルギー
の授受を行なう。授受されるエネルギーの大きさは、試
料表面を構成する原子・分子の種類や化学結合状態によ
って異なる。したがって、反射または散乱した中性粒子
５′のエネルギーを分析することによって、試料表面の
化学的状態を知ることができる。また、同様にして運動
量の授受を調べることによって試料表面の状態を計測す
ることもできる。
ス導入手段１を介してガスを容器２内に導入する。この
ガスを冷却手段３により冷却した後、噴出口４から真空
排気室22中に噴出させる。この結果、中性粒子（原子・
分子）線５が形成される。中性粒子線５は試料６の表面
で反射または散乱する。この時に、中性粒子線５を構成
する中性粒子（原子・分子）は、試料表面とエネルギー
の授受を行なう。授受されるエネルギーの大きさは、試
料表面を構成する原子・分子の種類や化学結合状態によ
って異なる。したがって、反射または散乱した中性粒子
５′のエネルギーを分析することによって、試料表面の
化学的状態を知ることができる。また、同様にして運動
量の授受を調べることによって試料表面の状態を計測す
ることもできる。
第１図では、飛行時間法によって反射または散乱した
中性粒子線５′のエネルギーを分析する方法を示してあ
る。即ち、反射または散乱した中性粒子線５′をチョッ
パー７によってチョップし（パルス的な中性粒子の流れ
にし）、所定の長さｌを飛行させた後、検出器８によっ
て検出する。チョッパーはチョッパー駆動モーター９に
よって駆動（通常は回転）させている。チョッパーは開
口部（スリット）を持った板で形成されており、中性粒
子ビームがこの開口部を間欠的に通過することによって
パルスビームが形成される。中性粒子が上記距離ｌを飛
行するに要する時間を飛行時間測定系10で測定すること
により、中性粒子の飛行速さを求めることができる。こ
れにより、中性粒子の質量が解っていれば、中性粒子の
エネルギーを求めることができる。なお、開閉センサー
11は、中性粒子がチョッパー７を通過する時刻を測定
し、飛行時間を割り出すためのものである。
中性粒子線５′のエネルギーを分析する方法を示してあ
る。即ち、反射または散乱した中性粒子線５′をチョッ
パー７によってチョップし（パルス的な中性粒子の流れ
にし）、所定の長さｌを飛行させた後、検出器８によっ
て検出する。チョッパーはチョッパー駆動モーター９に
よって駆動（通常は回転）させている。チョッパーは開
口部（スリット）を持った板で形成されており、中性粒
子ビームがこの開口部を間欠的に通過することによって
パルスビームが形成される。中性粒子が上記距離ｌを飛
行するに要する時間を飛行時間測定系10で測定すること
により、中性粒子の飛行速さを求めることができる。こ
れにより、中性粒子の質量が解っていれば、中性粒子の
エネルギーを求めることができる。なお、開閉センサー
11は、中性粒子がチョッパー７を通過する時刻を測定
し、飛行時間を割り出すためのものである。
中性粒子線５を形成する空間（粒子線形成室）23と試
料６を設置する空間（試料室）24を分離壁12によって分
離し、それぞれ別の排気手段（図示せず）によって排気
すること（差動排気）も、必要に応じて可能である。こ
の場合、中性粒子線５は分離壁12に設けられたアパーチ
ャ13を通って試料室24側に導入される。第１図は一段の
差動排気について例示してあるが、多段の差動排気にす
ることも可能である。また、同様にアパーチャを有する
分離壁（図示せず）を用いて検出器８の設置される空間
（検出室）25を試料室24から分離し、差動排気すること
も、必要に応じて可能である。
料６を設置する空間（試料室）24を分離壁12によって分
離し、それぞれ別の排気手段（図示せず）によって排気
すること（差動排気）も、必要に応じて可能である。こ
の場合、中性粒子線５は分離壁12に設けられたアパーチ
ャ13を通って試料室24側に導入される。第１図は一段の
差動排気について例示してあるが、多段の差動排気にす
ることも可能である。また、同様にアパーチャを有する
分離壁（図示せず）を用いて検出器８の設置される空間
（検出室）25を試料室24から分離し、差動排気すること
も、必要に応じて可能である。
中性粒子線５の形成に用いるガスとしてはHeガスが適
している。これは、化学反応性が低く、かつ低温まで冷
却しても気相の状態を保持できるからである。その他、
Ne,Ar,Kr,Xe等の希ガスを用いることもできるし、必要
に応じて、CO2,N2,H2,O2等の分子を用いることもでき
る。
している。これは、化学反応性が低く、かつ低温まで冷
却しても気相の状態を保持できるからである。その他、
Ne,Ar,Kr,Xe等の希ガスを用いることもできるし、必要
に応じて、CO2,N2,H2,O2等の分子を用いることもでき
る。
ガス容器２から噴出口４を通って真空中にガスが噴出
する時に、断熱膨張による冷却が起り、ガス温度が低く
なる。この結果、中性粒子のエネルギー分布幅の狭い中
性粒子線５が得られる。断熱膨張によるガス粒子の温度
低下は、まず並進温度Ttについて起り、次いで分子線の
場合、回転温度Tr,振動温度Tvの順で起る。容器２内の
ガス圧力Pnが高い程、温度低下は激しく起る。容器２内
のガス圧力は、10-1〜104Torrが実用的に実現可能であ
る。Pn＝10-1〜10Torrでは、一般にTtやTrの温度低下は
おこるが、Tvの温度低下は起らない。Pn＝10〜104Torr
では、あらゆる温度の低下が起こる。Pnが高くなり過ぎ
ると、噴出口４から噴出するガス流量が大きくなりす
ぎ、粒子線形式室23や試料室24を排気する排気系に巨大
なものが必要となり、実用的でなくなる。これを防ぐた
めに、噴出口をパルス的（間欠的）に開閉し、パルス的
な中性粒子線を得る方法が有る。こうすることにより、
平均的なガス流量は小さくなり、Pnが高い条件で、Tt,T
r,Tvの低い、したがって、エネルギー分布幅の小さい良
質な中性粒子線を得ることができる。
する時に、断熱膨張による冷却が起り、ガス温度が低く
なる。この結果、中性粒子のエネルギー分布幅の狭い中
性粒子線５が得られる。断熱膨張によるガス粒子の温度
低下は、まず並進温度Ttについて起り、次いで分子線の
場合、回転温度Tr,振動温度Tvの順で起る。容器２内の
ガス圧力Pnが高い程、温度低下は激しく起る。容器２内
のガス圧力は、10-1〜104Torrが実用的に実現可能であ
る。Pn＝10-1〜10Torrでは、一般にTtやTrの温度低下は
おこるが、Tvの温度低下は起らない。Pn＝10〜104Torr
では、あらゆる温度の低下が起こる。Pnが高くなり過ぎ
ると、噴出口４から噴出するガス流量が大きくなりす
ぎ、粒子線形式室23や試料室24を排気する排気系に巨大
なものが必要となり、実用的でなくなる。これを防ぐた
めに、噴出口をパルス的（間欠的）に開閉し、パルス的
な中性粒子線を得る方法が有る。こうすることにより、
平均的なガス流量は小さくなり、Pnが高い条件で、Tt,T
r,Tvの低い、したがって、エネルギー分布幅の小さい良
質な中性粒子線を得ることができる。
中性粒子線を形成する中性粒子は、ほぼ無衝突で試料
室24内を飛翔する必要がある。このためには、試料室24
内のガス圧力Psは約１×10-3Torr以下が望ましい。もっ
と一般的には、試料室24内での中性粒子の平均自由行程
が、試料室24内で中性粒子が飛翔する合計距離より十分
長いことが望ましい。
室24内を飛翔する必要がある。このためには、試料室24
内のガス圧力Psは約１×10-3Torr以下が望ましい。もっ
と一般的には、試料室24内での中性粒子の平均自由行程
が、試料室24内で中性粒子が飛翔する合計距離より十分
長いことが望ましい。
第３図に、試料表面で反射または散乱した中性粒子線
５′のエネルギー分布を測定した結果を示してある。横
軸に中性粒子のエネルギーを示してあり、縦軸にそのエ
ネルギーを持った中性粒子の強度（粒子流束）を示して
ある。図中、エネルギーE0の位置の大きなピークａは、
試料に入射した中性粒子が弾性散乱（エネルギーの変化
なしの散乱）したものに対応している。ピークａより高
エネルギー側にあるピークg1,g2……は、試料表面での
反射または散乱時に、試料表面よりエネルギーを得た中
性粒子に対応している。ピークａより低エネルギー側に
あるピークl1,l2……は、試料表面での反射または散乱
時に、試料表面にエネルギーを与えた中性粒子に対応し
ている。g1,g2……やl1,l2……のピークの位置やピーク
の大きさから、試料表面に存在する原子の種類，量、さ
らに化学的結合状態を知ることができる。
５′のエネルギー分布を測定した結果を示してある。横
軸に中性粒子のエネルギーを示してあり、縦軸にそのエ
ネルギーを持った中性粒子の強度（粒子流束）を示して
ある。図中、エネルギーE0の位置の大きなピークａは、
試料に入射した中性粒子が弾性散乱（エネルギーの変化
なしの散乱）したものに対応している。ピークａより高
エネルギー側にあるピークg1,g2……は、試料表面での
反射または散乱時に、試料表面よりエネルギーを得た中
性粒子に対応している。ピークａより低エネルギー側に
あるピークl1,l2……は、試料表面での反射または散乱
時に、試料表面にエネルギーを与えた中性粒子に対応し
ている。g1,g2……やl1,l2……のピークの位置やピーク
の大きさから、試料表面に存在する原子の種類，量、さ
らに化学的結合状態を知ることができる。
分解能の高いスペクトルを得るためには、g1,g2……
やl1,l2……等の各ピークの幅を小さくする必要がある
が、この為には、入射中性粒子線のエネルギー幅（即
ち、ピークａの幅）を小さくする必要がある。これは、
入射中性粒子ビームのエネルギー幅が、反射・散乱中性
粒子ビームのエネルギー幅に反映されるからである。
やl1,l2……等の各ピークの幅を小さくする必要がある
が、この為には、入射中性粒子線のエネルギー幅（即
ち、ピークａの幅）を小さくする必要がある。これは、
入射中性粒子ビームのエネルギー幅が、反射・散乱中性
粒子ビームのエネルギー幅に反映されるからである。
ピークａのエネルギー幅を小さくするためには、前述
した如く、容器２内のガス圧力を高くして噴出時の断熱
冷却効果を大きくするか、容器２内のガスの温度をもと
もと低くするかのどちらかが必要である。容器２内のガ
ス圧力を高くすると必然的にガス流量が大きくなり、そ
の結果、巨大な排気系を必要とすることになり実用的で
ない。実用的には後者の方法、即ち容器２内のガス温度
を低くする方法が有効である。
した如く、容器２内のガス圧力を高くして噴出時の断熱
冷却効果を大きくするか、容器２内のガスの温度をもと
もと低くするかのどちらかが必要である。容器２内のガ
ス圧力を高くすると必然的にガス流量が大きくなり、そ
の結果、巨大な排気系を必要とすることになり実用的で
ない。実用的には後者の方法、即ち容器２内のガス温度
を低くする方法が有効である。
ピーク間（例えば、ピークg1とピークg2間）のエネル
ギー差は、分子振動エネルギーの程度であり、約１×10
-3〜10-1eVの程度である。これらのピークを分離させる
ためには、各ピークのエネルギー幅（即ち入射中性粒子
ビームのエネルギー幅）が上記ピーク間エネルギー差
（１×10-3〜10-1eV）以下であることが望まれる。これ
は、入射中性粒子ビームの温度が、12〜1200K以下であ
ることに対応している。これを実現するための容器２内
のガスの温度としては、噴出時の断熱冷却効果を考慮し
て、かつ実用的な冷却方法を考慮して、液体窒素の温度
77.4K（約80K）以下であることが望ましい。この場合に
は、冷却手段３の冷媒として液体窒素を用いることにな
る。さらに、分解能を上げるためには、冷媒として液化
Heガスを用いて、容器２内のガスの温度を20Kや10Kの程
度にまで冷却することが必要である。
ギー差は、分子振動エネルギーの程度であり、約１×10
-3〜10-1eVの程度である。これらのピークを分離させる
ためには、各ピークのエネルギー幅（即ち入射中性粒子
ビームのエネルギー幅）が上記ピーク間エネルギー差
（１×10-3〜10-1eV）以下であることが望まれる。これ
は、入射中性粒子ビームの温度が、12〜1200K以下であ
ることに対応している。これを実現するための容器２内
のガスの温度としては、噴出時の断熱冷却効果を考慮し
て、かつ実用的な冷却方法を考慮して、液体窒素の温度
77.4K（約80K）以下であることが望ましい。この場合に
は、冷却手段３の冷媒として液体窒素を用いることにな
る。さらに、分解能を上げるためには、冷媒として液化
Heガスを用いて、容器２内のガスの温度を20Kや10Kの程
度にまで冷却することが必要である。
第４図に、本発明の別の実施例を示してある。本実施
例ではエネルギー幅の小さな入射中性粒子線５を得るた
めに、２段のチョッパー14とチョッパー15を用いてい
る。チョッパー14とチョッパー15は距離l1だけ隔たって
おり、それぞれチョッパー駆動モーター16,17により駆
動（回転）されている。チョッパー14を通過した中性粒
子が距離liを飛翔してチョッパー15に到達した時、丁度
チョッパー15が開になっている場合のみ粒子線はチョッ
パー14,15の両方を通過することができる。即ち、中性
粒子のうち一定の速さ（従って、一定のエネルギー）を
持ったものだけが選択される。この方法により、エネル
ギーの揃った、即ち、エネルギー幅の小さな入射中性粒
子線５を得ることができる。
例ではエネルギー幅の小さな入射中性粒子線５を得るた
めに、２段のチョッパー14とチョッパー15を用いてい
る。チョッパー14とチョッパー15は距離l1だけ隔たって
おり、それぞれチョッパー駆動モーター16,17により駆
動（回転）されている。チョッパー14を通過した中性粒
子が距離liを飛翔してチョッパー15に到達した時、丁度
チョッパー15が開になっている場合のみ粒子線はチョッ
パー14,15の両方を通過することができる。即ち、中性
粒子のうち一定の速さ（従って、一定のエネルギー）を
持ったものだけが選択される。この方法により、エネル
ギーの揃った、即ち、エネルギー幅の小さな入射中性粒
子線５を得ることができる。
また、第４図には、試料表面で反射または散乱した中
性粒子線５′のエネルギーを分析する別の方法が示され
ている。まず、中性粒子線５′はイオン化手段18によっ
てイオン化される。ここで生成したイオンは、そのエネ
ルギーが静電形エネルギーアナライザー19によって分析
された後検出器８によって検出される。イオン化の後に
イオンが持つ運動エネルギーともともと中性粒子が持っ
ていたエネルギーが等しいことが必要である。このため
には、イオン化手段としては、低速電子線や光を用いる
方法が有効である。静電形エネルギーアナライザーは、
対向した電極間に電圧を印加し、静電力によってイオン
線の軌道を変化させてエネルギー分析する方法である。
この実施例の方法によれば、第１図に示した飛行時間法
によるよりも、高精度でエネルギー分析を行うことがで
きる。
性粒子線５′のエネルギーを分析する別の方法が示され
ている。まず、中性粒子線５′はイオン化手段18によっ
てイオン化される。ここで生成したイオンは、そのエネ
ルギーが静電形エネルギーアナライザー19によって分析
された後検出器８によって検出される。イオン化の後に
イオンが持つ運動エネルギーともともと中性粒子が持っ
ていたエネルギーが等しいことが必要である。このため
には、イオン化手段としては、低速電子線や光を用いる
方法が有効である。静電形エネルギーアナライザーは、
対向した電極間に電圧を印加し、静電力によってイオン
線の軌道を変化させてエネルギー分析する方法である。
この実施例の方法によれば、第１図に示した飛行時間法
によるよりも、高精度でエネルギー分析を行うことがで
きる。
第５図に本発明のさらに別の一実施例を示してある。
本実施例は、レンズ20によって中性粒子線を収束させ、
微小部分の表面計測を可能にさせるものである。中性粒
子が試料表面で行なうエネルギーまたは運動量の授受は
エネルギー分析器21によって測定される。レンズ20は中
心軸Ｃのまわりに回転対称の筒状体となっており、中性
粒子線５がレンズ内面で鏡面反射することによって収束
される。鏡面反射とは、レンズ内面局所的な法線に対す
る、粒子線の入射角と反射角の等しいことをいう。レン
ズ20による中性粒子線の収束点にその表面が来るように
試料６が設置されており、試料が粒子線に対して相対的
に１次元または２次元的に駆動されるようになってい
る。試料表面で反射・散乱した粒子線のエネルギーをエ
ネルギー分析器21により分析する。これにより、試料表
面状態の線上または面内分布を調べることができる。こ
の場合の試料駆動は、１〜100nmの精度で行う必要があ
り、ピエゾ・アクチュエータを用いるのが有効である。
試料表面での中性粒子線の直径（収束径）は必要に応じ
て変化させることができるが、１μｍ以下にすること
は、半導体素子の評価や物性評価にとって、特に有用で
ある。
本実施例は、レンズ20によって中性粒子線を収束させ、
微小部分の表面計測を可能にさせるものである。中性粒
子が試料表面で行なうエネルギーまたは運動量の授受は
エネルギー分析器21によって測定される。レンズ20は中
心軸Ｃのまわりに回転対称の筒状体となっており、中性
粒子線５がレンズ内面で鏡面反射することによって収束
される。鏡面反射とは、レンズ内面局所的な法線に対す
る、粒子線の入射角と反射角の等しいことをいう。レン
ズ20による中性粒子線の収束点にその表面が来るように
試料６が設置されており、試料が粒子線に対して相対的
に１次元または２次元的に駆動されるようになってい
る。試料表面で反射・散乱した粒子線のエネルギーをエ
ネルギー分析器21により分析する。これにより、試料表
面状態の線上または面内分布を調べることができる。こ
の場合の試料駆動は、１〜100nmの精度で行う必要があ
り、ピエゾ・アクチュエータを用いるのが有効である。
試料表面での中性粒子線の直径（収束径）は必要に応じ
て変化させることができるが、１μｍ以下にすること
は、半導体素子の評価や物性評価にとって、特に有用で
ある。
中性粒子としてHeを用いると、Heは化学的に不活性で
あるため、レンズ反射面への入射粒子の大部分が反射す
る。これが鏡面反射をするためには入射粒子のド・ブロ
ーイ波長が、レンズ反射面を構成する物質の原子間距離
以上である必要がある。通常の物質の原子間距離は0.1n
mのオーダーであり、一方、He粒子のエネルギーが約10
-3eV以下になると、そのド・ブローイ波長も0.1nm以上
になる。これを実現するための容器２の温度は20K以下
が必要である。
あるため、レンズ反射面への入射粒子の大部分が反射す
る。これが鏡面反射をするためには入射粒子のド・ブロ
ーイ波長が、レンズ反射面を構成する物質の原子間距離
以上である必要がある。通常の物質の原子間距離は0.1n
mのオーダーであり、一方、He粒子のエネルギーが約10
-3eV以下になると、そのド・ブローイ波長も0.1nm以上
になる。これを実現するための容器２の温度は20K以下
が必要である。
また、中性粒子がレンズ20の反射面で反射する際にエ
ネルギーを変化させないことが望まれる。このために
は、レンズ反射面を構成する物質の原子の重さ（原子番
号）は、Heの重さ（原子番号）より十分大きいことが望
ましい。また、反射面を常に清浄に保つためには、化学
的に安定な物質が望ましい。これらの条件を、満足する
物質としては、Au,Pt,Ag,Cuが有る。したがって、レン
ズをこれらの物質で作るか、または反射面にこれらの物
質をコーティングすることが望ましい。しかし、必ずし
もこうすることが不可欠ではない。
ネルギーを変化させないことが望まれる。このために
は、レンズ反射面を構成する物質の原子の重さ（原子番
号）は、Heの重さ（原子番号）より十分大きいことが望
ましい。また、反射面を常に清浄に保つためには、化学
的に安定な物質が望ましい。これらの条件を、満足する
物質としては、Au,Pt,Ag,Cuが有る。したがって、レン
ズをこれらの物質で作るか、または反射面にこれらの物
質をコーティングすることが望ましい。しかし、必ずし
もこうすることが不可欠ではない。
本実施例では、レンズ20を中心軸Ｃのまわりの回転対
称な構造としたが、必ずしもこうである必要はなく、も
っと一般的な曲面を用いて粒子線を収束させることも可
能である。また、必要に応じてレンズに温度制御手段を
設け、加熱したり冷却したりすることも可能である。例
えば、加熱することはレンズ反射面を清浄に保つ（フラ
ッシングする）ために有効であり、冷却することは反射
時（レンズとしての動作中）における中性粒子のエネル
ギーの変動を防止するのに有効である。
称な構造としたが、必ずしもこうである必要はなく、も
っと一般的な曲面を用いて粒子線を収束させることも可
能である。また、必要に応じてレンズに温度制御手段を
設け、加熱したり冷却したりすることも可能である。例
えば、加熱することはレンズ反射面を清浄に保つ（フラ
ッシングする）ために有効であり、冷却することは反射
時（レンズとしての動作中）における中性粒子のエネル
ギーの変動を防止するのに有効である。
本実施例では、レンズに固体表面で中性粒子線が反射
する現象を用いているが、他の方法で中性粒子線を収束
させても良いことはいうまでもない。たとえば、レーザ
ー，重力，強力な電磁界により中性粒子線の軌道を制御
し収束させることも可能である。
する現象を用いているが、他の方法で中性粒子線を収束
させても良いことはいうまでもない。たとえば、レーザ
ー，重力，強力な電磁界により中性粒子線の軌道を制御
し収束させることも可能である。
本実施例では、中性粒子線を収束させる効果について
述べたが、同様の方法を用いることにより、さらに一般
的に、必ずしも収束しなくても中性粒子線の軌道を制御
することが可能であるということはいうまでもない。
述べたが、同様の方法を用いることにより、さらに一般
的に、必ずしも収束しなくても中性粒子線の軌道を制御
することが可能であるということはいうまでもない。
最後にレンズ20を具体的に説明する。第５図示のよう
に、レンズ20では、中性粒子線５は２回反射する。これ
はレンズ系の収差を少なくするためである。このような
２回反射方式のレンズとしては、ウォルター光学系、カ
ークパトリック・ベッツ光学系、シュバルツシルド光学
系等がある。またタンデム型光学系でも良い。中性粒子
線を狭い範囲に収束させる必要のない場合には（収差で
問題とならない場合には）、必ずしも２回反射を用いる
必要はなく、一回反射で十分である。この場合には上記
光学系以外、球面反射鏡や２次曲面反射鏡等あらゆる反
射鏡を用いることができる。
に、レンズ20では、中性粒子線５は２回反射する。これ
はレンズ系の収差を少なくするためである。このような
２回反射方式のレンズとしては、ウォルター光学系、カ
ークパトリック・ベッツ光学系、シュバルツシルド光学
系等がある。またタンデム型光学系でも良い。中性粒子
線を狭い範囲に収束させる必要のない場合には（収差で
問題とならない場合には）、必ずしも２回反射を用いる
必要はなく、一回反射で十分である。この場合には上記
光学系以外、球面反射鏡や２次曲面反射鏡等あらゆる反
射鏡を用いることができる。
また、先にも述べたように、中性粒子を量子力学的に
波動であると考えれば、ゾーンプレートの様な回折効果
を利用した中性粒子線の集束も可能である。特にド・ブ
ローイ波長が１Å以上の中性粒子線に対しては、この方
式が有効と考えられる。ゾーンプレートは第５図のレン
ズ20のかわりに使用する。
波動であると考えれば、ゾーンプレートの様な回折効果
を利用した中性粒子線の集束も可能である。特にド・ブ
ローイ波長が１Å以上の中性粒子線に対しては、この方
式が有効と考えられる。ゾーンプレートは第５図のレン
ズ20のかわりに使用する。
本発明によれば、試料表面に損傷を与えることなく、
試料表面の化学的状態を計測することができる。また、
中性粒子を収束させることによって表面の微小部分の化
学的状態を計測したり、それらの面内分布を計測するこ
とができる。
試料表面の化学的状態を計測することができる。また、
中性粒子を収束させることによって表面の微小部分の化
学的状態を計測したり、それらの面内分布を計測するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は光，電
子,Heのエネルギーと波長の関係を示す図、第３図は本
発明で得られる反射粒子線のエネルギースペクトルの一
例を示す線図、第４図および第５図はそれぞれ本発明の
他の一実施例の断面図、である。 １……ガス導入手段、２……容器、３……冷却手段、４
……噴出口、5,5′……中性粒子線、６……試料、７…
…チョッパー、８……検出器、９……チョッパー駆動モ
ーター、10……飛行時間測定系、11……開閉センサー、
12……分離壁、13……アパーチャ、14,15……チョッパ
ー、16,17……チョッパー駆動モータ、18……イオン化
手段、19……静電形エネルギーアナライザー、20……レ
ンズ、21……エネルギー分析器、22……真空排気室、23
……中性粒子線形成室、24……試料室、25……検出室。
子,Heのエネルギーと波長の関係を示す図、第３図は本
発明で得られる反射粒子線のエネルギースペクトルの一
例を示す線図、第４図および第５図はそれぞれ本発明の
他の一実施例の断面図、である。 １……ガス導入手段、２……容器、３……冷却手段、４
……噴出口、5,5′……中性粒子線、６……試料、７…
…チョッパー、８……検出器、９……チョッパー駆動モ
ーター、10……飛行時間測定系、11……開閉センサー、
12……分離壁、13……アパーチャ、14,15……チョッパ
ー、16,17……チョッパー駆動モータ、18……イオン化
手段、19……静電形エネルギーアナライザー、20……レ
ンズ、21……エネルギー分析器、22……真空排気室、23
……中性粒子線形成室、24……試料室、25……検出室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−298708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−93545（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−118254（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 23/00 - 23/227 H01J 49/44 ＪＯＩＳ
Claims (29)
- 【請求項１】中性粒子線が試料表面で行うエネルギーま
たは運動量の授受を測定することにより、前記試料表面
を測定する表面計測方法において、前記中性粒子線を構
成する中性粒子の全エネルギーは1eV以下であって、前
記中性粒子線の軌道を制御することを特徴とする表面計
測方法。 - 【請求項２】前記全エネルギーは、並進、振動、回転の
自由度が持つエネルギーの総和であることを特徴とする
請求項１記載の表面計測方法。 - 【請求項３】前記中性粒子線の軌道を制御するための手
段として固体表面での反射を利用したレンズを用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の表面計測方法。 - 【請求項４】前記中性粒子線の軌道を制御するための固
体表面にAu,Pt,Ag,Cuのうちの少なくとも１つ、または
これらを混合した物質、またはこれらのうち少なくとも
１つを構成要素の一部とする物質がコーティングされて
いることを特徴とする請求項１記載の表面計測方法。 - 【請求項５】中性粒子線を少なくとも測定手段の一部と
して用い、前記中性粒子線が試料表面で行うエネルギー
または運動量の授受を測定することにより、前記試料表
面を測定する表面計測方法において、冷却したガスを真
空排気した空間に噴出することにより前記中性粒子線を
形成することを特徴とする表面計測方法。 - 【請求項６】前記冷却したガスの温度が80k以下である
ことを特徴とする請求項５記載の表面計測方法。 - 【請求項７】前記中性粒子線を形成する空間と前記試料
が設置される空間とが差動排気になっていることを特徴
とする請求項５記載の表面計測方法。 - 【請求項８】前記中性粒子線の軌道を制御することを特
徴とする請求項５記載の表面計測方法。 - 【請求項９】前記中性粒子線を収束させることを特徴と
する請求項５記載の表面計測方法。 - 【請求項１０】前記中性粒子線の軌道を制御するための
手段として、固体表面での反射を利用したレンズを用い
ることを特徴とする請求項８記載の表面計測方法。 - 【請求項１１】前記中性粒子線の軌道を制御するための
固体表面に、Au,Pt,Ag,Cuのうちの少なくとも１つ、ま
たはこれらを混合した物質、またはこれらのうち少なく
とも１つを構成要素の一部とする物質がコーティングさ
れていることを特徴とする請求項10記載の表面計測方
法。 - 【請求項１２】前記中性粒子線を構成する中性粒子が、
希ガス原子であることを特徴とする請求項５記載の表面
計測方法。 - 【請求項１３】前記中性粒子線を構成する中性粒子が、
He原子であることを特徴とする請求項５記載の表面計測
方法。 - 【請求項１４】前記中性粒子線が試料表面で行うエネル
ギーまたは運動量の授受を測定するための方法として、
飛行時間法を用いることを特徴とする請求項５記載の表
面計測方法。 - 【請求項１５】前記中性粒子線が試料表面で行うエネル
ギーまたは運動量の授受を測定するための手段として、
静電形エネルギーアナライザーを用いることを特徴とす
る請求項５記載の表面計測方法。 - 【請求項１６】中性粒子線を形成する手段、試料、前記
中性粒子が前記試料表面において行うエネルギーまたは
運動量の授受を計測する手段より構成される表面計測装
置において、前記中性粒子線形成手段がガスが導入され
る容器、前記導入されたガスを冷却する手段、前記冷却
されたガスが噴出される排気された空間より構成されて
なることを特徴とする表面計測装置。 - 【請求項１７】前記冷却されたガスの温度が80k以下で
あることを特徴とする請求項16記載の表面計測装置。 - 【請求項１８】前記中性粒子線を形成するための排気空
間と前記試料が設置されるべき空間とが差動排気構成に
なっていることを特徴とする請求項16記載の表面計測装
置。 - 【請求項１９】前記形成された中性粒子線の軌道を制御
するための手段がさらに付設されていることを特徴とす
る請求項16記載の表面計測装置。 - 【請求項２０】前記形成された中性粒子線を収束させる
ための手段がさらに付設されていることを特徴とする請
求項16記載の表面計測装置。 - 【請求項２１】前記中性粒子線の軌道を制御するための
手段として、固体表面での反射を利用したレンズを用い
ることを特徴とする請求項19記載の表面計測装置。 - 【請求項２２】前記中性粒子線の軌道を制御するための
固体表面に、Au,Pt,Ag,Cuのうちの少なくとも１つ、ま
たはこれらを混合した物質、またはこれらのうち少なく
とも１つを構成要素の一部とする物質がコーティングさ
れていることを特徴とする請求項21記載の表面計測装
置。 - 【請求項２３】前記ガスが、希ガスであることを特徴と
する請求項16記載の表面計測装置。 - 【請求項２４】前記ガスが、Heガスであることを特徴と
する請求項16記載の表面計測装置。 - 【請求項２５】前記中性粒子線が試料表面で行うエネル
ギーまたは運動量の授受を計測する手段として、飛行時
間を用いた計測手段を用いることを特徴とする請求項16
記載の表面計測装置。 - 【請求項２６】前記中性粒子線が試料表面で行うエネル
ギーまたは運動量の授受を計測する手段として、静電形
エネルギーアナライザーを用いることを特徴とする請求
項16記載の表面計測装置。 - 【請求項２７】前記中性粒子線の軌道を制御するための
手段として、回折を利用したレンズを用いることを特徴
とした請求項１記載の表面計測方法。 - 【請求項２８】前記中性粒子線の軌道を制御するための
手段として、回折を利用したレンズを用いることを特徴
とした請求項８記載の表面計測方法。 - 【請求項２９】前記中性粒子線の軌道を制御するための
手段として、回折を利用したレンズを用いることを特徴
とした請求項19記載の表面計測装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145328A JP2791103B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 表面計測方法および装置 |
| US07/536,152 US5115130A (en) | 1989-06-09 | 1990-06-07 | Surface measuring method and apparatus |
| KR1019900008373A KR0151405B1 (ko) | 1989-06-09 | 1990-06-08 | 표면계측방법 및 장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145328A JP2791103B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 表面計測方法および装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0311547A JPH0311547A (ja) | 1991-01-18 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6271534B1 (en) | 1994-07-08 | 2001-08-07 | Muradin Abubekirovich Kumakhov | Device for producing the image of an object using a flux of neutral or charged particles, and an integrated lens for converting such flux of neutral or charged particles |
| US6184524B1 (en) | 1996-08-07 | 2001-02-06 | Gatan, Inc. | Automated set up of an energy filtering transmission electron microscope |
| US5798524A (en) * | 1996-08-07 | 1998-08-25 | Gatan, Inc. | Automated adjustment of an energy filtering transmission electron microscope |
| JP4839431B2 (ja) * | 2001-05-21 | 2011-12-21 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 中性子回折法と磁気測定法とを用いるリチウム電池用正極材料の精密結晶構造評価方法 |
| JP4565202B2 (ja) * | 2004-09-02 | 2010-10-20 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 中性子散乱を用いた構造マッピング法 |
| JP5105342B2 (ja) * | 2006-05-10 | 2012-12-26 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 | パルス中性子非弾性散乱実験の高効率測定方法 |
| EP2061039A1 (en) * | 2007-11-13 | 2009-05-20 | Universidad Autonoma de Madrid | A device for reflecting beams of atoms or molecules |
| KR102181456B1 (ko) * | 2019-08-16 | 2020-11-23 | 참엔지니어링(주) | 검사 장치, 수리 장치 및 입자 빔 장치 |
| EP4099005A1 (fr) * | 2021-06-04 | 2022-12-07 | Centre national de la recherche scientifique | Dispositif d'analyse de surface par diffraction d'atomes rapides dans un environnement haute pression |
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|---|---|---|---|---|
| DE3235068A1 (de) * | 1982-09-22 | 1984-03-22 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Varioformstrahl-ablenkobjektiv fuer neutralteilchen und verfahren zu seinem betrieb |
| US4775789A (en) * | 1986-03-19 | 1988-10-04 | Albridge Jr Royal G | Method and apparatus for producing neutral atomic and molecular beams |
| US4992656A (en) * | 1987-10-26 | 1991-02-12 | Clauser John F | Rotation, acceleration, and gravity sensors using quantum-mechanical matter-wave interferometry with neutral atoms and molecules |
| JPH0211825U (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-25 | ||
| US4886964A (en) * | 1988-09-16 | 1989-12-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Matter wave optical systems in which an atomic beam intersects a diffraction grating at a grazing incidence |
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