JP3360114B2 - Electron spectroscope equipped with angle-resolved and retarding independent operation type lens system and analysis method using spectroscope - Google Patents
Electron spectroscope equipped with angle-resolved and retarding independent operation type lens system and analysis method using spectroscopeInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、角度分解・リタ
ーディング独立動作型入射レンズシステムを備えた電子
分光器及びこの分光器を用いた分析方法に係り、特に、
X線光電子分光装置、オージェ電子分光装置、光電子回
折装置等の角度分解・リターディング独立動作型入射レ
ンズシステムを備えた電子分光器及びこの分光器を用い
た分析方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron spectroscope having an angle-resolved and retarding independent operation type lens system and an analysis method using the spectroscope.
The present invention relates to an electron spectrometer including an angle-resolving / retarding independent operation type incident lens system such as an X-ray photoelectron spectrometer, an Auger electron spectrometer, and a photoelectron diffraction apparatus, and an analysis method using the spectrometer.
【0002】[0002]
【従来の技術】X線光電子分光装置、オージェ電子分光
装置、光電子回折装置等の電子分光装置は、固体表面の
分析装置として知られ、現在までに様々な製品が実用化
され、半導体産業及び工業材料産業の分野で利用されて
いる。2. Description of the Related Art Electron spectrometers such as an X-ray photoelectron spectrometer, an Auger electron spectrometer, and a photoelectron diffractometer are known as analyzers for solid surfaces. Used in the material industry.
【0003】これらの電子分光装置において、角度分解
型電子分光測定を利用する装置では、光電子・オージェ
電子分光(XPS,AES)測定或いはイオンを扱った
同様の測定で角度分解計測を実現している。この電子分
光装置は、表面分析技術分野のみならず分光分析技術分
野の技術を利用して、また、電子を電子光学的或いは幾
何学的に角度制限にするという観点から電子光学の分野
の技術を利用して実現できる装置として知られている。[0003] In these electron spectrometers, an apparatus using angle-resolved electron spectroscopy realizes angle-resolved measurement by photoelectron / Auger electron spectroscopy (XPS, AES) measurement or similar measurement using ions. . This electron spectroscopy device utilizes the technology of the field of electro-optics from the viewpoint of using not only the surface analysis technology but also the technology of the spectroscopic analysis technology, and from the viewpoint of limiting the angle of electrons to an electro-optical or geometric angle. It is known as a device that can be realized by using it.
【0004】従来の電子分光装置に適用される角度分解
型電子分光測定には,主に下記に述べる2つの測定方法
がある。この2つの測定方法では、いずれも半球型アナ
ライザーと入射レンズとの組み合わせが用いられてい
る。半球型アナライザーと入射レンズとの組み合わせを
用いた電子分光装置では、測定における高エネルギー分
解能化が実現される。より詳細には、入射レンズ内で電
子を減速せることによって、アナライザー内で運動エネ
ルギーが一定にされ、結果として、測定する電子のエネ
ルギーの大小に拘わらず、エネルギー分解能を一定にす
ることができ、また、入射レンズのレンズ作用によって
電子がアナライザー入り口に集光され、高感度測定を実
現できるものである。ここで、入射レンズ系は、2つの
機能、即ち、電子を減速させる減速機能と共に電子をア
ナライザー入り口に収束させる収束機能を有している。[0004] Angle-resolved electron spectroscopy applied to conventional electron spectroscopy includes the following two main measurement methods. In each of these two measurement methods, a combination of a hemispherical analyzer and an incident lens is used. In an electron spectrometer using a combination of a hemispherical analyzer and an incident lens, high energy resolution in measurement is realized. More specifically, by slowing down the electrons in the entrance lens, the kinetic energy is made constant in the analyzer, and as a result, the energy resolution can be made constant regardless of the magnitude of the energy of the measured electrons, In addition, electrons are condensed at the entrance of the analyzer by the lens function of the incident lens, and high sensitivity measurement can be realized. Here, the incident lens system has two functions, namely, a deceleration function for decelerating the electrons and a converging function for converging the electrons to the entrance of the analyzer.
【0005】第1の方法では、図1に示されように試料
表面1上の1点から放出される電子がアナライザー内に
進入される際に入射レンズ3の電子を取り込む立体角で
電子に対して角度制限が施されている。この第1の方法
では、入射レンズ3は、試料1から放出された電子をア
ナライザーの入り口に収束させる機能を有し、角度分解
能は、試料1上の取り込み領域Sa、レンズ収束面(取
り込み領域Saを物点面とするとその像面に相当す
る。)に配置され、アナライザーの入り口に設けられた
アパチャー4の大きさ及び仮想的なレンズ3の位置によ
り幾何学的に定まる。In the first method, as shown in FIG. 1, when an electron emitted from one point on the sample surface 1 enters the analyzer, the electron at a solid angle that takes in the electron from the incident lens 3 is taken into consideration. The angle is limited. In the first method, the incident lens 3 has a function of converging electrons emitted from the sample 1 to the entrance of the analyzer, and has an angular resolution of a capturing area Sa on the sample 1 and a lens converging surface (capturing area Sa). Is equivalent to the image plane of the object point plane), and is geometrically determined by the size of the aperture 4 provided at the entrance of the analyzer and the position of the virtual lens 3.
【0006】即ち、図1に示される静電レンズ光学系で
は、試料1の取り込み領域Saが物点に相当し、その物
点の像が形成される像点位置にアパチャー4の開口が位
置されている。従って、その領域Saからの電子がアナ
ライザーに導かれる。That is, in the electrostatic lens optical system shown in FIG. 1, the capture area Sa of the sample 1 corresponds to an object point, and the aperture of the aperture 4 is located at an image point position where an image of the object point is formed. ing. Therefore, the electrons from the region Sa are guided to the analyzer.
【0007】第2の方法では、図2に示されるようにス
リット、或いは、アパチャー6により電子に対して角度
制限が施される。即ち、スリット、或いは、アパチャー
6によって互いに平行な電子の通過路が規定され、この
通過路を通過した電子のみがアナライザーに導入され
る。この方法では、角度分解能は、アパチャーの形状に
より幾何学的に定まる。また、この第2の方法では、第
1の方法と異なり、広い測定領域に対しても高い角度分
解能で測定が可能である。In the second method, as shown in FIG. 2, the angle of the electrons is limited by a slit or an aperture 6. That is, the slit or the aperture 6 defines a parallel passage of electrons, and only the electrons passing through this passage are introduced into the analyzer. In this method, the angular resolution is determined geometrically by the shape of the aperture. Further, in the second method, unlike the first method, it is possible to measure with a high angular resolution even in a wide measurement area.
【0008】上述した光電子分光測定では、いずれも角
度分解測定が実施されている。要約すれば、第1の方法
は、1つは入射レンズの取り込み立体角を測定領域に対
して小さくし角度制限するものであり、第2の方法は、
入射レンズの入り口に角度規制のためのアパチャーを取
り付ける方法である。いずれも、入射される電子に対し
て機械的な角度制限が施されることから、角度分解能が
幾何学的に決定されるという点で共通している。In each of the above-described photoelectron spectroscopy measurements, angle-resolved measurement is performed. In summary, the first method is to limit the angle by reducing the solid angle taken by the incident lens with respect to the measurement area, and the second method is
In this method, an aperture for regulating the angle is attached to the entrance of the incident lens. Both of them have a common feature that the angular resolution is geometrically determined because the incident electrons are mechanically limited in angle.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述した第1の方法
は、半球型アナライザーを用いた電子分光装置に広く適
用されている。しかしながら、角度分解能が取り込み領
域Saの大きさに依存する問題があり、また、微小領域
でなく、広い領域が測定される場合には、高い角度分解
能で検出することが不可能である等の問題がある。The above-described first method is widely applied to an electron spectrometer using a hemispherical analyzer. However, there is a problem that the angular resolution depends on the size of the capturing area Sa, and when a large area is measured instead of a minute area, it is impossible to detect with a high angular resolution. There is.
【0010】また、上述した第2の方法では、電子に対
する角度制限が厳しくなる程、損失が大きくなり検出感
度が悪化し、検出強度が減少する問題がある。これらの
問題は、結果として、測定に長時間を必要とし、測定結
果の信頼性が低下する問題を招くこととなる。また、こ
の第2の方法では、角度分解能を変化させる際にアパチ
ャーを交換しなくてはならない等の煩わしさを伴う問題
もある。In the above-mentioned second method, there is a problem that as the angle restriction on electrons becomes stricter, the loss increases, the detection sensitivity deteriorates, and the detection intensity decreases. These problems result in a problem that the measurement requires a long time and the reliability of the measurement result is reduced. Further, in the second method, when changing the angular resolution, there is a problem in that the aperture has to be exchanged, and the like is troublesome.
【0011】近年の半導体技術分野では各種材料の開発
・評価・分析のためには、電子分光法による表面分析技
術が必要不可欠である。その中で角度分解測定は、深さ
方向分析、さらには光電子回折測定を用いた構造解析な
どその重要性は高い。しかしながら、上述したような問
題点があるため,現状の分析要請に十分には応えられて
いない。近年、上述した問題を解決するより高い角度分
解能で電子の分析が可能な電子分光装置の開発が望まれ
ている。In the field of semiconductor technology in recent years, surface analysis technology by electron spectroscopy is indispensable for development, evaluation and analysis of various materials. Among them, angle-resolved measurement is of great importance, such as depth analysis and structural analysis using photoelectron diffraction measurement. However, due to the above-mentioned problems, the current analysis request has not been sufficiently satisfied. In recent years, there has been a demand for the development of an electron spectrometer capable of analyzing electrons with higher angular resolution that solves the above-mentioned problem.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】この発明は、上述したよ
うな事情に鑑みなされたものであって、その目的は、高
エネルギー分解能、高角度分解能及び高感度な電子分光
測定を実現することができる角度分解・リターディング
独立動作型入射レンズシステムを備えた電子分光器及び
この分光器を用いた分析方法を提供するにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to realize high energy resolution, high angular resolution, and high sensitivity electron spectrometry. It is an object of the present invention to provide an electron spectroscope equipped with an angle-resolving and retarding independent operation type incident lens system and an analysis method using the spectroscope.
【0013】また、この発明は、電極電位を変化させる
だけで角度分解能を独立に制御可能な電子分光測定を実
現できる角度分解・リターディング独立動作型入射レン
ズシステムを備えた電子分光器及びこの分光器を用いた
分析方法を提供するにある。Further, the present invention provides an electron spectroscope having an angle-resolving and retarding independent operation type incident lens system capable of realizing electron spectrometry capable of independently controlling the angular resolution only by changing the electrode potential, and this spectrometer. To provide an analysis method using an analyzer.
【0014】更に、この発明によれば、エネルギー分解
能を独立に制御可能な電子分光測定を実現できる角度分
解・リターディング独立動作型入射レンズシステムを備
えた電子分光器及びこの分光器を用いた分析方法を提供
するにある。Further, according to the present invention, an electron spectroscope equipped with an angle-resolved and retarding independent operation type incident lens system capable of realizing electron spectrometry capable of independently controlling the energy resolution, and analysis using this spectrometer There is a way to provide.
【0015】この発明によれば、その組成及び構造に応
じて種々の方向に試料表面から放出される電子の取り込
みを許す取り込み口を有し、この取り込み口が試料上の
測定領域を定めている電子取り込み手段と、取り込まれ
た電子中からその光軸に沿って平行に入射される電子を
その回折面に向けて集光し、この回折面上に放出電子の
角度パターンを形成する第1の静電型電子レンズを形成
する第1の電子レンズ形成手段と、前記集光レンズの回
折面に配置されたアパチャーであって集光された電子の
通過を許す通過口を有し、入射される電子に対して角度
制限を与えて前記試料からのある極角及び方位角を有す
る電子を選択する第1のアパチャーと、この第1のアパ
チャーを通過した電子のエネルギーを制御する為の前記
第1の静電レンズに対して電気的に独立した第2の電子
レンズ形成手段と、この第2の静電レンズによって収束
された電子の通過を許す通過口を有する第2のアパチャ
ーと、この第2のアパチャーを通過した電子を分析する
為の電子アナライザーと、を具備することを特徴とする
角度分解測定の為の角度分解型電子分光器。According to the present invention, the composition and the structure
Have an inlet that allows the electrons emitted from the sample surface to be taken in various directions .
An electronic capture unit that defines the measurement area, taken
Electrons incident parallel to the optical axis from the electrons
The light is focused toward the diffraction surface, and the emitted electrons
First electron lens forming means for forming a first electrostatic electron lens for forming an angle pattern, and an aperture disposed on a diffraction surface of the condensing lens for allowing passage of condensed electrons Has an aperture and has a certain polar angle and azimuth angle from the sample to limit the angle of the incident electrons.
A first aperture for selecting electrons to be transmitted, and second electron lens forming means electrically independent of the first electrostatic lens for controlling the energy of the electrons passing through the first aperture. A second aperture having a passage opening for allowing the electrons converged by the second electrostatic lens to pass therethrough, and an electron analyzer for analyzing the electrons passing through the second aperture. Feature
Angle-resolved electron spectrometer for angle-resolved measurement .
【0016】また、この発明によれば、その組成及び構
造に応じて種々の方向に試料表面から放出される電子を
予め試料上の測定領域を定めて取り込む取込工程と、取
り込まれた電子中からその光軸に沿って平行に入射され
る電子をその回折面に向けて第1の静電型電子レンズで
集光し、この回折面上に放出電子の角度パターンを形成
する集光工程と、前記集光レンズの回折面に配置された
第1のアパチャーの電子通過口に前記集光電子を向けて
その通過口の通過を許し、前記入射電子に角度制限を与
えて前記試料からのある極角及び方位角を有する電子を
選択する角度制限工程と、この第1のアパチャーを通過
した電子を前記第1の静電レンズに対して電気的に独立
した第2の電子レンズに導き、そのエネルギーを制御す
るエネルギー制御工程と、この第2の静電レンズによっ
て収束された電子を第2のアパチャーに向けてその通過
を許す制御された電子を選択する工程と、この第2のア
パチャーを通過した電子のエネルギーを分析する分析工
程と、を具備することを特徴とする角度分解測定の為の
角度分解型電子分光器を用いた電子の分析方法が提供さ
れる。Further, according to the present invention, the composition and structure
Electrons emitted from the sample surface in various directions depending on the structure
And taking step for taking in a predetermined measurement area on the sample, collected by
Incident from the trapped electrons in parallel along its optical axis.
Focusing the electrons toward the diffraction surface by a first electrostatic electron lens and forming an angle pattern of the emitted electrons on the diffraction surface; An electron having a certain polar angle and azimuth from the sample by directing the condensed electrons toward the electron passage of the first aperture disposed on the surface, allowing the collected electrons to pass through the passage, and limiting the incident electrons to an angle. To
An angle limiting step of selecting, an energy control step of guiding electrons passing through the first aperture to a second electron lens electrically independent of the first electrostatic lens, and controlling the energy thereof; Selecting the controlled electrons that allow the electrons converged by the second electrostatic lens to pass through the second aperture, and analyzing the energy of the electrons that have passed through the second aperture. And a method for analyzing electrons using an angle-resolved electron spectrometer for angle-resolved measurement .
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
大口径角度分解型電子分光器の一実施例について説明す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a large-diameter angle-resolved electron spectrometer according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0018】図3は、この発明の一実施例に係る大口径
角度分解型電子分光器を概略的に示している。図3にお
いて、10は、このシステムによってその表面が測定さ
れるべき固体試料である。この試料10には、図示しな
いX線源からX線が照射され、このX線の照射によって
試料表面から外部光電効果によって光電子が放出され
る。光電子分光法を利用した測定では、一定エネルギー
のX線により試料から光電子放出を生じさせて電子分光
器、即ち、電子アナライザーにより光電子の運動エネル
ギーを正確に測定することにより、その試料内の電子の
拘束エネルギー(結合エネルギー)が求められる。FIG. 3 schematically shows a large-diameter angle-resolved electron spectrometer according to one embodiment of the present invention. In FIG. 3, 10 is a solid sample whose surface is to be measured by this system. The sample 10 is irradiated with X-rays from an X-ray source (not shown), and photoelectrons are emitted from the sample surface by the external photoelectric effect by the X-ray irradiation. In measurement using photoelectron spectroscopy, photoelectrons are emitted from a sample by X-rays of a constant energy, and the kinetic energy of the photoelectrons is accurately measured by an electron spectrometer, that is, an electron analyzer. Binding energy (binding energy) is required.
【0019】図3に示される装置は、光電子のエネルギ
ーを分析するアナライザーとしてのエネルギー分析装置
14及びこのエネルギー分析装置14の入り口側に取り
付けられた角度分解用入射レンズシステム12から構成
されている。The apparatus shown in FIG. 3 includes an energy analyzer 14 as an analyzer for analyzing the energy of photoelectrons, and an angle-resolving incident lens system 12 attached to the entrance side of the energy analyzer 14.
【0020】角度分解用入射レンズシステム12は、放
出された光電子を取り込む為の電子取り込み口16、取
り込んだ電子をアナライザー入り口に収束させるための
前段の(即ち、第1の)静電レンズ18を形成する為の
電極部20、当該エネルギー分析装置14に導かれる光
電子の入射角度を制限する為の回折面アパチャー22、
この回折面アパチャー22を通過した発散性の電子を再
びエネルギー分析装置14の入力部に収束させる為の後
段の(即ち、第2の)静電レンズ28を形成する為の電
極部30及び収束された電子をエネルギー分析装置14
に導くための電子通過口を有する後段アパチャー32を
具備している。The angle-resolving incident lens system 12 includes an electron inlet 16 for capturing emitted photoelectrons, and a preceding (ie, first) electrostatic lens 18 for converging the captured electrons to the analyzer entrance. An electrode section 20 for forming; a diffraction plane aperture 22 for limiting an incident angle of photoelectrons guided to the energy analyzer 14;
An electrode unit 30 for forming a subsequent (that is, second) electrostatic lens 28 for converging the divergent electrons passing through the diffraction surface aperture 22 to the input unit of the energy analyzer 14 again and the converged electron beam. Energy analysis device 14
Is provided with a second-stage aperture 32 having an electron passage opening for guiding the light to the second stage.
【0021】また、エネルギー分析装置14は、半球型
に形成され、その内に電界を生じさせるべく高電圧が印
加された電子アナライザー24及び光電子を検出する検
出器26を具備している。この検出器26には、入射位
置を演算するポジションコンピュータが接続され、所謂
位置敏感型検出器と称せられる光電子の入射位置並びに
そのエネルギーを検出して検出信号としてデータ出力す
るタイプが用いられる。The energy analyzer 14 is formed in a hemispherical shape and includes an electron analyzer 24 to which a high voltage is applied to generate an electric field and a detector 26 for detecting photoelectrons. The detector 26 is connected to a position computer for calculating the incident position, and employs a so-called position-sensitive detector that detects the incident position and energy of photoelectrons and outputs data as a detection signal.
【0022】角度分解用入射レンズシステム12及びエ
ネルギー分析装置14は、図示されない磁気シールド中
に配置され、試料10も含めてこれらは、真空排気され
たハウジング内に配置されている。更に、電子分光器
は、測定対象としての試料10を回転させるステッピン
グ・モータを含めた回転機構30、X線源を制御して所
望の波長を有するX線を発生させ、アナライザー24に
与える電圧を試料に応じて制御し、また、アナライザー
24に与える高電圧に関するデータ並びに検出器26か
らの検出データを処理して試料を分析する測定制御部
(図示されていないが、通常は、パーソナルコンピュー
タが用いられる。)を備えている。The angle-resolving incident lens system 12 and the energy analyzer 14 are arranged in a magnetic shield (not shown), and these, including the sample 10, are arranged in a housing that is evacuated. Further, the electron spectrometer controls a rotation mechanism 30 including a stepping motor for rotating the sample 10 to be measured, an X-ray source to generate X-rays having a desired wavelength, and supplies a voltage to be applied to the analyzer 24. A measurement control unit (not shown but usually used by a personal computer, which controls according to the sample and processes the data related to the high voltage applied to the analyzer 24 and the detection data from the detector 26 to analyze the sample. ).
【0023】更に、回折面アパチャー22は、接地さ
れ、電極部20、30には、電位制御装置50からそれ
ぞれに所定の電位が与えられてその内に前段の静電レン
ズ18及び後段の静電レンズ28が形成されている。電
極部20、30は、接地された回折面アパチャー22に
よって電気的に分離されていることから、前段及び後段
の静電レンズ18、28は、電気的に独立に形成され、
それぞれ独立にレンズパワーを定めることができる。Further, the diffraction surface aperture 22 is grounded, and a predetermined potential is applied to each of the electrode portions 20 and 30 from the potential control device 50 so that the first stage electrostatic lens 18 and the second stage electrostatic lens are placed therein. A lens 28 is formed. Since the electrode portions 20 and 30 are electrically separated by the grounded diffraction surface aperture 22, the front and rear electrostatic lenses 18 and 28 are formed electrically independently,
The lens power can be determined independently of each other.
【0024】図4には、図3に示された角度分解用入射
レンズシステム12の光学系の詳細が概略的に示されて
いる。この図4に示されるレンズシステム12の光学系
は、回折面アパチャーを境に2つの光学系部分に区分さ
れ、前段のレンズ系部分は、入射電子ビームに対して角
度制限を与える角度制限部12−1であり、後段のレン
ズ系部分は、電子の運動エネルギーが設定したアナライ
ザー透過エネルギーに等しくなるように電子を減速して
電子アナライザー24に導入させるリターディング部1
2−2である。図4に示されるレンズシステム12にお
いては、試料10から放出された電子は、取り込み口1
6を通過してレンズ電極部20内に導入される。このと
き取り込み口16の大きさにより試料10上の測定領域
が決定される。角度制限部12−1内のレンズ電極部2
0に形成される静電レンズ18は、平行に進入してきた
電子を静電レンズ18の回折面、即ち、後焦点面に配置
された回折面アパチャー22に収束させる機能を有す
る。より具体的には、試料10にX線が照射されること
によって、その試料10からは、その試料10を構成す
る組成及び構造に応じて種々の方向に電子が放出され、
静電レンズ18に向けられるが、回折面アパチャー22
が回折面、即ち、後焦点面に配置されていることから、
静電レンズ18の光軸に平行に静電レンズ18に入射さ
れる電子のみがその回折面アパチャー22の電子の通過
を許す開口に収束され、この回折面アパチャー22を通
過してアナライザー24内に導かれる。換言すれば、回
折面上では、放出電子の角度パターンが形成され、この
回折面上にアパチャー22が配置されることにより、試
料10から放出され、ある極角・方位角を有する電子が
集光され、所定の方向に向けられる電子のみを選択して
取り込むことができる。ここで、回折面アパチャーの大
きさが取り込み角度の範囲を決定していることとなる。FIG. 4 schematically shows details of the optical system of the angle resolving incident lens system 12 shown in FIG. The optical system of the lens system 12 shown in FIG. 4 is divided into two optical system parts with a diffraction surface aperture as a boundary, and the former lens system part is an angle limiting unit 12 that limits the angle of an incident electron beam. And a retarding unit 1 that decelerates the electrons so that the kinetic energy of the electrons becomes equal to the set analyzer transmission energy and introduces the electrons into the electron analyzer 24.
2-2. In the lens system 12 shown in FIG. 4, electrons emitted from the sample 10
6 and is introduced into the lens electrode section 20. At this time, the measurement area on the sample 10 is determined by the size of the inlet 16. Lens electrode unit 2 in angle limiting unit 12-1
The electrostatic lens 18 formed to have a function of converging electrons that have entered in parallel to the diffraction surface of the electrostatic lens 18, that is, the diffraction surface aperture 22 disposed on the back focal plane. More specifically, when the sample 10 is irradiated with X-rays, electrons are emitted from the sample 10 in various directions according to the composition and structure of the sample 10,
Although directed to the electrostatic lens 18, the diffractive surface aperture 22
Is located on the diffraction plane, that is, the back focal plane,
Only electrons incident on the electrostatic lens 18 in parallel with the optical axis of the electrostatic lens 18 are converged on the aperture of the diffraction surface aperture 22 that allows the passage of electrons, and pass through the diffraction surface aperture 22 into the analyzer 24. Be guided. In other words, an angle pattern of emitted electrons is formed on the diffraction surface, and by arranging the aperture 22 on the diffraction surface, electrons emitted from the sample 10 and having a certain polar angle and azimuth are collected. Thus, only electrons directed in a predetermined direction can be selectively captured. Here, the size of the diffraction surface aperture determines the range of the capture angle.
【0025】回折面アパチャー22を通過した電子は、
後段レンズ電極部30内に向けられる。後段レンズ電極
部30内に形成された後段レンズ28は、角度制限され
た電子の運動エネルギーが設定したアナライザー透過エ
ネルギーと等しくなるように電子を減速させるとともに
この電子がアナライザー入り口に効率良く進入されるよ
うに電子を後段アパチャー32に収束させる機能を有し
ている。後段アパチャー32を通過した電子は、エネル
ギー分析装置14によりエネルギー分析される。即ち、
アナライザー24内に導入された電子は、アナライザー
24に形成された電界によって特定の電子のみが円弧上
のアナライザー経路を通過して検出器26に入射され
る。検出器26に入射された位置及びその強度がデータ
として測定制御部に入力されて分析され、測定制御部か
ら試料表面の構造、組成等が解析される。The electrons that have passed through the diffraction surface aperture 22 are
It is directed into the rear lens electrode unit 30. The rear lens 28 formed in the rear lens electrode unit 30 slows down the electrons so that the kinetic energy of the angle-limited electrons becomes equal to the set analyzer transmission energy, and the electrons efficiently enter the analyzer entrance. As described above, the electron beam has the function of converging the electrons to the latter-stage aperture 32. The electrons that have passed through the rear aperture 32 are subjected to energy analysis by the energy analyzer 14. That is,
As for the electrons introduced into the analyzer 24, only specific electrons pass through the analyzer path on the arc and enter the detector 26 due to the electric field formed in the analyzer 24. The position and intensity of the light incident on the detector 26 are input to the measurement control unit as data and analyzed, and the measurement control unit analyzes the structure, composition, and the like of the sample surface.
【0026】以上説明したように取り込み口16、前段
収束レンズ電極20により形成される第1の静電レンズ
18、回折面アパチャー22、後段収束レンズ電極30
により形成される第2の静電レンズ28、後段アパチャ
ー32及び電子アナライザー24により角度分解型電子
分光装置が構成される。このとき角度分解能は、第1の
静電レンズ18のレンズ作用により形成された回折パタ
ーンの角度分散の大きさ及び回折面アパチャー22の大
きさにより決定される。As described above, the first electrostatic lens 18 formed by the inlet 16, the first convergent lens electrode 20, the diffraction surface aperture 22, and the second convergent lens electrode 30.
An angle-resolved electron spectroscopy apparatus is constituted by the second electrostatic lens 28, the rear aperture 32, and the electron analyzer 24 formed by the above. At this time, the angular resolution is determined by the size of the angular dispersion of the diffraction pattern formed by the lens function of the first electrostatic lens 18 and the size of the diffraction plane aperture 22.
【0027】上述したこの発明の一実施例に係る角度分
解用入射レンズシステム12を従来技術と比較しなが
ら、以下の項目の作用効果に注目して説明する。The angle resolving incidence lens system 12 according to one embodiment of the present invention will be described by focusing on the following effects while comparing with the prior art.
【0028】(1) この発明の分解型電子分光器によれ
ば、角度分解能が取り込み領域に依存せず、広い領域を
測定対象とできる高い角度分解能を有する電子分光測定
を実現することができる。(1) According to the decomposition type electron spectrometer of the present invention, it is possible to realize electron spectrometry having a high angular resolution in which the angular resolution does not depend on the capturing area and a wide area can be measured.
【0029】図1に示した像面アパチャーを用いた従来
のレンズシステムと図4に示したレンズシステムとにお
いて、得られる角度分解能について比較して説明する。
図1の像面アパチャーを用いた従来のレンズシステムで
は、角度分解能は、測定領域の大きさとレンズ長さ(位
置)及び像面アパチャーの大きさで決定される。図5に示
される様に測定領域の大きさを半径rの円、像面アパチ
ャーの大きさを半径Rの円、レンズ長さをDとしたとき、
角度分解能は、The obtained angular resolution of the conventional lens system using the image plane aperture shown in FIG. 1 will be compared with that of the lens system shown in FIG.
In the conventional lens system using the image plane aperture of FIG. 1, the angular resolution is determined by the size of the measurement area, the lens length (position), and the size of the image plane aperture. As shown in FIG. 5, when the size of the measurement area is a circle of radius r, the size of the image plane aperture is a circle of radius R, and the lens length is D,
The angular resolution is
【0030】[0030]
【数1】 (Equation 1)
【0031】と定義される。したがって、角度制限を厳
しくするためには、レンズ長さDを長くし、或いは、像
面アパチャーの大きさRを小さくすればよい。しかしな
がら、測定領域rが大きくなるとそれに伴って角度分解
能は低下することになる。これに対して、図4に示した
ように回折面アパチャーを用いたレンズシステムでは、
角度分解能は回折面アパチャーの大きさのみで決定され
る。つまり、角度分解能は、測定領域の大きさに依存せ
ず、回折面アパチャーの径を小さくすることによって向
上させることが可能である。Is defined as Therefore, in order to restrict the angle strictly, the lens length D may be increased, or the size R of the image plane aperture may be reduced. However, as the measurement area r increases, the angular resolution decreases accordingly. In contrast, in a lens system using a diffraction surface aperture as shown in FIG. 4,
The angular resolution is determined only by the size of the diffraction plane aperture. That is, the angular resolution does not depend on the size of the measurement area, and can be improved by reducing the diameter of the diffraction surface aperture.
【0032】(2) この発明の分解型電子分光器によれ
ば、角度制限アパチャーを使用しない、高角度分解能か
つ高感度な電子分光測定を実現することができる。(2) According to the decomposition type electron spectrometer of the present invention, electron spectrometry with high angular resolution and high sensitivity without using an angle limiting aperture can be realized.
【0033】図2に示される角度制限アパチャーを用い
た従来のレンズシステムにおいては、角度分解能は、ア
パチャーの形状のみで決定される。即ち、図6に示され
るように測定領域の大きさを半径rの円、ワークディス
タンスをD、アパチャーの長さをd、アパチャー開口部の
長さをaとしたとき、角度分解能は、In the conventional lens system using the angle limiting aperture shown in FIG. 2, the angular resolution is determined only by the shape of the aperture. That is, as shown in FIG. 6, when the size of the measurement area is a circle with a radius r, the work distance is D, the length of the aperture is d, and the length of the aperture opening is a, the angular resolution is:
【0034】[0034]
【数2】 (Equation 2)
【0035】と定義される。したがって、角度制限を厳
しくするためにはアパチャーの長さdを長くし、アパチ
ャー開口部の長さaを小さくすればよい。また、測定領
域の大きさは、角度分解能に影響しない。しかしなが
ら、アパチャー開口部の長さaが小さくなるとそれに伴
って開口(透過)率は低下し、検出強度が減少される。こ
れに対して、一方、図4に示したように回折面アパチャ
ーを用いたレンズシステムでは、角度分解能は、回折面
アパチャーの大きさのみで決定されるので、取り込み口
の大きさに依存せず、開口(透過)率100%である。Is defined as Therefore, in order to tighten the angle limit, the length d of the aperture may be increased and the length a of the aperture opening may be reduced. The size of the measurement area does not affect the angular resolution. However, as the length a of the aperture opening decreases, the aperture (transmittance) decreases accordingly, and the detection intensity decreases. On the other hand, in a lens system using a diffraction surface aperture as shown in FIG. 4, on the other hand, the angular resolution is determined only by the size of the diffraction surface aperture, and therefore does not depend on the size of the intake. The opening (transmission) rate is 100%.
【0036】(3) この発明の分解型電子分光器によれ
ば、第1の静電レンズ18を形成する前段収束レンズ電
極20に与える電位を変化させるだけで角度分解能の制
御が可能な電子分光測定を実現することができる。即
ち、角度分解能を独立に制御可能な電子分光測定を実現
することができる。(3) According to the disassembled electron spectrometer of the present invention, the electron spectroscopy capable of controlling the angular resolution only by changing the potential applied to the pre-converging lens electrode 20 forming the first electrostatic lens 18 Measurement can be realized. That is, it is possible to realize electron spectrometry in which the angular resolution can be independently controlled.
【0037】図4に示したように回折面アパチャーを用
いたレンズシステムでは、レンズ電極部20の電位関係
を変化させて光学条件を変えるだけで角度分解能の制御
が可能である。従来の像面アパチャーを用いたレンズシ
ステムでも、同様に光学条件により角度分解能を制御さ
せることが可能である。しかしながら、その角度分解能
は、測定領域の大きさと伴に変化するものであり、角度
分解能のみをコントロールすることが不可能である。ま
た、角度制限アパチャーを用いた従来のレンズシステム
においては、光学条件によらず幾何学的に決定されるた
め、角度分解能を変化させるためには、角度制限アパチ
ャーの交換作業を行わなければならない。即ち、回折面
アパチャーを用いたレンズシステムは、その他の測定パ
ラメータに影響を与えることなく、光学条件だけで容易
に角度分解能を制御できる。As shown in FIG. 4, in the lens system using the diffraction surface aperture, the angular resolution can be controlled only by changing the potential relationship of the lens electrode section 20 and changing the optical conditions. Even in a lens system using a conventional image plane aperture, it is possible to control the angular resolution in the same manner according to optical conditions. However, the angular resolution changes with the size of the measurement area, and it is impossible to control only the angular resolution. Further, in a conventional lens system using an angle limiting aperture, since it is determined geometrically irrespective of optical conditions, in order to change the angular resolution, it is necessary to exchange the angle limiting aperture. That is, the lens system using the diffraction plane aperture can easily control the angular resolution only by the optical conditions without affecting other measurement parameters.
【0038】(4) この発明の分解型電子分光器によれ
ば、第2の静電レンズ28を形成する後段収束レンズ電
極30に与える電位を変化させるだけで電子の運動エネ
ルギーを制御することができる電子分光測定を実現する
ことができる。即ち、エネルギー分解能を独立に制御可
能な電子分光測定を実現することができる。(4) According to the decomposition type electron spectroscope of the present invention, the kinetic energy of the electrons can be controlled only by changing the potential applied to the second convergent lens electrode 30 forming the second electrostatic lens 28. A possible electron spectroscopic measurement can be realized. That is, it is possible to realize electron spectrometry in which the energy resolution can be controlled independently.
【0039】以下に、この発明の一実施例に係る分解型
電子分光器についてのシミュレーションの結果を角度分
解能に注目しながら下記に説明する。Hereinafter, a result of a simulation of the decomposition type electron spectrometer according to one embodiment of the present invention will be described below, focusing on angular resolution.
【0040】以下のシミュレーションの結果において
は、図4示した分解型電子分光器をモデルとして角度分
解光電子分光測定を実施するものとして説明する。The following simulation results will be described on the assumption that angle-resolved photoemission spectroscopy is performed using the resolving electron spectrometer shown in FIG. 4 as a model.
【0041】図7は、入射レンズシステム内での電子軌
道をシミュレーションした結果を示している。この図7
に示される符号は、図3に示した対応する符号で示され
る部分或いは箇所が形成される領域を示している。この
シミュレーションでは、エネルギー10keV(Ek)
の電子がアナライザー透過エネルギー12eV(Epa
ss)で計測されるものとし、測定領域は、径4mmに
設定されている。ここで、角度分解能を決定する前段、
即ち、第1のレンズ18は、既に説明したようにそのレ
ンズ作用によりアパチャー22の位置に回折面を形成し
ている。図8は、電子の放出角が0.5゜変化する毎に
強度分布が変化する例におけるアパチャー22の位置で
の回折パターンをシミュレーションしたものである。こ
の図8において縦軸は、ビーム強度を示し、横軸は、ア
パチャー22上における中心(ΔX=0)からの距離を
示している。この図8から明らかなように、回折面に径
10mmの開口を有するアパチャー22を配置すること
によって少なくとも0.1゜以下の角度分解能が得られ
ることになる。FIG. 7 shows the result of simulating the electron trajectory in the incident lens system. This FIG.
Reference numerals shown in FIG. 3 indicate regions where portions or portions shown by corresponding reference numerals shown in FIG. 3 are formed. In this simulation, the energy is 10 keV (Ek)
Electrons have an analyzer transmission energy of 12 eV (Epa
ss), and the measurement area is set to a diameter of 4 mm. Here, before determining the angular resolution,
That is, the first lens 18 forms a diffractive surface at the position of the aperture 22 by its lens action as described above. FIG. 8 is a simulation of a diffraction pattern at the position of the aperture 22 in an example in which the intensity distribution changes every time the emission angle of electrons changes by 0.5 °. In FIG. 8, the vertical axis indicates the beam intensity, and the horizontal axis indicates the distance from the center (ΔX = 0) on the aperture 22. As is apparent from FIG. 8, by arranging the aperture 22 having an opening with a diameter of 10 mm on the diffraction surface, an angular resolution of at least 0.1 ° or less can be obtained.
【0042】この図8に示した強度分布は、単一エネル
ギー10keVの電子についてのみ計算したものである
ことから、次に、電子分光装置として同時に扱うエネル
ギー幅を±10eVと仮定した場合について考察する。
エネルギーが異なるとレンズによって形成される回折面
の位置や電子軌道の広がりも異なってくる。図9は、放
出角度と回折面位置での角度分散の関係を示している。
即ち、図9において、縦軸は、アパチャー22開口の径
を示し、横軸は、観測対象とされる電子の放出角度を示
している。径0.04mmのアパチャーを配置した場
合、得られるエネルギー分解能は、略0.015゜であ
り、角度分解測定あるいは光電子回折測定において、こ
れまでで最高の角度分解能計測が可能になる。また、従
来の角度分解光電子分光測定あるいは光電子回折測定に
おいて、高角度分解能計測として必要とされる値は±
0.5゜程度であったが、この程度角度分解能計測であ
れば、径4mmの開口を有する回折面アパチャーを用い
ることによって従来法と同程度の十分な高角度分解能測
定が可能であることが推定される。Since the intensity distribution shown in FIG. 8 is calculated only for an electron having a single energy of 10 keV, a case where the energy width handled simultaneously as an electron spectroscope is assumed to be ± 10 eV will be considered. .
If the energy differs, the position of the diffraction surface formed by the lens and the spread of the electron orbit also differ. FIG. 9 shows the relationship between the emission angle and the angle dispersion at the position of the diffraction surface.
That is, in FIG. 9, the vertical axis indicates the diameter of the aperture 22 aperture, and the horizontal axis indicates the emission angle of the electrons to be observed. When an aperture having a diameter of 0.04 mm is arranged, the obtained energy resolution is approximately 0.015 °, and the highest angle resolution measurement to date is possible in angle-resolved measurement or photoelectron diffraction measurement. In conventional angle-resolved photoelectron spectroscopy or photoelectron diffraction measurement, the value required for high angle resolution measurement is ±
Although it was about 0.5 °, if this degree of angular resolution measurement was used, a sufficiently high angular resolution measurement comparable to the conventional method could be achieved by using a diffraction surface aperture having an aperture with a diameter of 4 mm. Presumed.
【0043】この発明の一実施例に係る分解型電子分光
器においては、エネルギー分解能は、後段レンズによっ
て決定される。ここで、回折面アパチャー22の電位
は、グラウンドであるため、前段レンズ18と後段レン
ズ28は、互いに干渉することなく独立に制御及び動作
させることが可能である。また、後段レンズ28は、一
般に、光電子分光装置で使用される入射レンズシステム
と同様の性能を発揮するものであると推測される。即
ち、この発明の角度分解・リターディング独立動作型入
射レンズシステムを備えた電子分光器におれば、高角度
分解能かつ高エネルギー分解能、高感度な光電子分光測
定を実現することができる。In the resolution type electron spectrometer according to one embodiment of the present invention, the energy resolution is determined by the rear lens. Here, since the potential of the diffraction surface aperture 22 is ground, the front lens 18 and the rear lens 28 can be controlled and operated independently without interfering with each other. It is also assumed that the rear lens 28 generally exhibits the same performance as the incident lens system used in the photoelectron spectroscopy device. That is, according to the electron spectroscope provided with the angle-resolving / retarding independent operation type incident lens system of the present invention, high-angle resolution, high-energy resolution, and high-sensitivity photoelectron spectroscopy can be realized.
【0044】以上のように、この発明の分解型電子分光
器においては、次のような特徴点を有している。As described above, the decomposition type electron spectrometer of the present invention has the following features.
【0045】取り込み口から入射レンズシステムに進入
した電子(或いは、イオン)を前段の(静電型)収束レンズ
により集光し、回折面位置にアパチャーを配置して試料
から放出される電子に対して角度制限が与えられて計測
される。回折面アパチャーを通過し、角度制限された電
子が後段のレンズによりリターディング(遅延)され、
収束される。後段のアパチャーを通過した電子が半球型
アナライザーにおってエネルギー分析されることにより
角度分解型電子分光測定が実施される。Electrons (or ions) entering the entrance lens system from the inlet are condensed by the preceding (electrostatic) converging lens, and an aperture is arranged at the position of the diffraction surface to prevent electrons emitted from the sample. Measurement is performed with an angle limit given. After passing through the diffraction surface aperture, the electrons whose angle is limited are retarded (delayed) by the subsequent lens,
Converged. Angle-resolved electron spectroscopy is performed by analyzing the energy of the electrons that have passed through the aperture at the subsequent stage in a hemispherical analyzer.
【0046】この発明のシステムは、角度分解・リター
ディング型の複合レンズシステムおよび電子アナライザ
ーから構成される。入射レンズシステムは、前段に角度
制限のためのレンズおよび回折面アパチャー、後段にリ
ターディングのためのレンズおよび後段アパチャーから
構成される。The system of the present invention comprises an angle-resolved / retarding type complex lens system and an electronic analyzer. The incident lens system includes a lens for limiting the angle and a diffraction surface aperture at the front stage, and a lens for retarding and a rear stage aperture at the rear stage.
【0047】入射レンズシステムは、角度制限し、リタ
ーディングする機能を有している。前段部では、レンズ
電極および回折面アパチャーにより角度制限が電子に対
して与えられる。また、後段では、レンズ電極およびア
パチャーによってリターディング及び収束作用によって
高エネルギー分解能と高感度計測が実現される。電子ア
ナライザーの役割は、角度制限された電子をエネルギー
分析することにより電子のエネルギー状態を調べること
である。The incident lens system has the function of limiting the angle and performing retarding. In the front stage, the lens electrode and the diffraction surface aperture impose an angular limit on the electrons. In the subsequent stage, high energy resolution and high sensitivity measurement are realized by retarding and convergence by the lens electrode and the aperture. The role of an electron analyzer is to examine the energy state of electrons by performing energy analysis on angle-limited electrons.
【0048】この発明のシステムでは、入射レンズ系の
前段部(角度制限機構)と後段部(リターディング機構)が
グラウンド電位の回折面アパチャーにより結合されてい
るために、それぞれ独立に制御することができる。その
ため、高角度分解能かつ高エネルギー分解能の光電子分
光測定が容易に実現される。In the system of the present invention, since the front stage (angle limiting mechanism) and the rear stage (retarding mechanism) of the incident lens system are coupled by the diffraction surface aperture of the ground potential, they can be controlled independently. it can. Therefore, photoelectron spectroscopy with high angular resolution and high energy resolution can be easily realized.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上のように、この発明の角度分解・リ
ターディング独立動作型入射レンズシステム及びこの分
光器を用いた分析方法によれば、高エネルギー分解能、
高角度分解能及び高感度な電子分光測定を実現すること
ができる。As described above, according to the angle-resolved and retarding independent operation type incident lens system of the present invention and the analyzing method using this spectroscope, high energy resolution,
High-angle resolution and high-sensitivity electron spectroscopy can be realized.
【0050】また、この発明の角度分解・リターディン
グ独立動作型入射レンズシステムを備えた電子分光器及
びこの分光器を用いた分析方法によれば、電極電位を変
化させるだけで角度分解能を独立に制御可能な電子分光
測定を実現することができる更に、この発明の角度分解
・リターディング独立動作型入射レンズシステムを備え
た電子分光器及びこの分光器を用いた分析方法によれ
ば、エネルギー分解能を独立に制御可能な電子分光測定
を実現することができる。Further, according to the electron spectroscope provided with the angle-resolving / retarding independent operation type incident lens system of the present invention and the analysis method using this spectroscope, the angular resolution can be independently changed only by changing the electrode potential. According to the electron spectroscope having the angle-resolved and retarding independent operation type incident lens system of the present invention and the analysis method using the spectroscope, the energy resolution can be improved. Independently controllable electron spectroscopy measurements can be realized.
【図1】従来の角度分解型電子分光測定を利用する電子
分光装置における半球型アナライザーの電子入射側に配
置される電子レンズ光学系の構造を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of an electron lens optical system arranged on the electron incident side of a hemispherical analyzer in a conventional electron spectrometer using angle-resolved electron spectrometry.
【図2】従来の角度分解型電子分光測定を利用する電子
分光装置における半球型アナライザーの電子入射側に配
置される電子レンズ光学系の構造を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the structure of an electron lens optical system arranged on the electron incident side of a hemispherical analyzer in a conventional electron spectrometer using angle-resolved electron spectrometry.
【図3】この発明の一実施例に係る角度分解・リターデ
ィング独立動作型入射レンズシステムを備えた電子分光
器を概略的に示している説明図である。FIG. 3 is an explanatory view schematically showing an electron spectroscope including an angle-resolved and retarding independent operation type incident lens system according to an embodiment of the present invention.
【図4】図3に示された角度分解・リターディング独立
動作型入射レンズシステムを備えた電子分光器の光学系
の詳細を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing details of an optical system of an electron spectroscope including the angle-resolved and retarding independent operation type lens system shown in FIG. 3;
【図5】図1に示した入射レンズシステムの光学系にお
ける測定領域と像面アパチャーの大きさとから導き出さ
れる角度分解能を説明するための模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an angular resolution derived from a measurement area and a size of an image plane aperture in the optical system of the incident lens system shown in FIG. 1;
【図6】図2に示した入射レンズシステムの光学系にお
ける測定領域とアパチャーのディメンションとから導き
出される角度分解能を説明するための模式図である。6 is a schematic diagram for explaining an angular resolution derived from a measurement area and an aperture dimension in the optical system of the incident lens system shown in FIG. 2;
【図7】図4に示される入射レンズシステム内での電子
軌道をシミュレーションした結果を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a result of simulating an electron trajectory in the incident lens system shown in FIG. 4;
【図8】図7に示したシミュレーションにおける電子の
放出角が0.5゜変化する毎に強度分布が変化する例に
おけるアパチャーの位置における回折パターンをシミュ
レーションしたグラフである。8 is a graph simulating a diffraction pattern at an aperture position in an example in which the intensity distribution changes each time the electron emission angle changes by 0.5 ° in the simulation shown in FIG. 7;
【図9】図7に示したシミュレーションにおける放出角
度と回折面位置での角度分散の関係を示すグラフであ
る。9 is a graph showing the relationship between the emission angle and the angle dispersion at the position of the diffraction surface in the simulation shown in FIG.
1,10・・・試料 3・・・入射レンズ 4,6・・・アパチャー 12・・・角度分解用入射レンズシステム 14・・・エネルギー分析装置 16・・・電子取り込み口 18・・・前段の静電レンズ 20・・・前段の電極部 22・・・回折面アパチャー 24・・・電子アナライザー 26・・・検出器 28・・・後段の静電レンズ 30・・・後段の電極部 Reference Signs List 1,10 ... Sample 3 ... Incident lens 4,6 ... Aperture 12 ... Angle-resolving incident lens system 14 ... Energy analyzer 16 ... Electron take-in port 18 ... Electrostatic lens 20: front electrode 22: diffraction surface aperture 24: electronic analyzer 26: detector 28: rear electrostatic lens 30: rear electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 真二 東京都江東区門前仲町1−5−2 山口 ビル302 (72)発明者 白木 将 東京都目黒区東山1−27−26 シャレー 東山102 (56)参考文献 特開 昭62−290056(JP,A) 特開 平10−239259(JP,A) 特開 平1−156645(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 49/44 H01J 49/06 H01J 37/244 G01N 23/227 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shinji Omori 1-5-2, Monzennakacho, Koto-ku, Tokyo Yamaguchi Building 302 (72) Inventor Masaru Shiraki 1-27-26 Higashiyama, Meguro-ku, Tokyo Chalet Higashiyama 102 ( 56) References JP-A-62-290056 (JP, A) JP-A-10-239259 (JP, A) JP-A-1-156645 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , (DB name) H01J 49/44 H01J 49/06 H01J 37/244 G01N 23/227
Claims (2)
料表面から放出される電子の取り込みを許す取り込み口
を有し、この取り込み口が試料上の測定領域を定めてい
る電子取り込み手段と、取り込まれた電子中からその光軸に沿って平行に入射さ
れる電子をその回折面に向けて 集光し、この回折面上に
放出電子の角度パターンを形成する第1の静電型電子レ
ンズを形成する第1の電子レンズ形成手段と、 前記集光レンズの回折面に配置されたアパチャーであっ
て集光された電子の通過を許す通過口を有し、入射され
る電子に対して角度制限を与えて前記試料からのある極
角及び方位角を有する電子を選択する第1のアパチャー
と、 この第1のアパチャーを通過した電子のエネルギーを制
御する為の前記第1の静電レンズに対して電気的に独立
した第2の電子レンズ形成手段と、 この第2の静電レンズによって収束された電子の通過を
許す通過口を有する第2のアパチャーと、 この第2のアパチャーを通過した電子を分析する為の電
子アナライザーと、 を具備することを特徴とする角度分解測定の為の角度分
解型電子分光器。An inlet for allowing the incorporation of electrons emitted from a sample surface in various directions depending on its composition and structure.
This inlet defines the measurement area on the sample.
Electron capturing means, and the incident electrons are incident parallel from the captured electrons along the optical axis.
Focused electrons are directed toward the diffraction surface, and
First electron lens forming means for forming a first electrostatic electron lens for forming an angular pattern of emitted electrons ; passage of the collected electrons, which is an aperture disposed on the diffraction surface of the condenser lens; A passage from the sample to allow a certain pole from the sample
A first aperture for selecting an electron having an angle and an azimuth; and a second aperture electrically independent of the first electrostatic lens for controlling the energy of the electron passing through the first aperture. An electron lens forming means, a second aperture having a passage opening for allowing passage of the electrons converged by the second electrostatic lens, and an electron analyzer for analyzing the electrons passing through the second aperture. An angle-resolved electron spectrometer for angle-resolved measurement , comprising:
料表面から放出される電子を予め試料上の測定領域を定
めて取り込む取込工程と、取り込まれた電子中からその光軸に沿って平行に入射さ
れる電子をその回折面に向けて 第1の静電型電子レンズ
で集光し、この回折面上に放出電子の角度パターンを形
成する集光工程と、 前記集光レンズの回折面に配置された第1のアパチャー
の電子通過口に前記集光電子を向けてその通過口の通過
を許し、前記入射電子に角度制限を与えて前記試料から
のある極角及び方位角を有する電子を選択する角度制限
工程と、 この第1のアパチャーを通過した電子を前記第1の静電
レンズに対して電気的に独立した第2の電子レンズに導
き、そのエネルギーを制御するエネルギー制御工程と、 この第2の静電レンズによって収束された電子を第2の
アパチャーに向けてその通過を許す制御された電子を選
択する工程と、 この第2のアパチャーを通過した電子のエネルギーを分
析する分析工程と、 を具備することを特徴とする角度分解測定の為の角度分
解型電子分光器を用いた電子の分析方法。2. A measurement area on a sample is determined in advance for electrons emitted from a sample surface in various directions according to its composition and structure.
The capture process, and the parallel injection of the captured electrons along the optical axis.
The electrons to be focused are focused on the diffraction surface by the first electrostatic electron lens, and the angle pattern of the emitted electrons is formed on this diffraction surface.
Condensing step, and directing the condensed electrons to an electron passage of the first aperture arranged on the diffraction surface of the condenser lens to allow passage through the passage, and restricting the incident electrons by an angle. From the sample
An angle limiting step of selecting an electron having a certain polar angle and azimuth angle; and guiding the electron passing through the first aperture to a second electron lens electrically independent of the first electrostatic lens. An energy control step of controlling the energy thereof, a step of directing the electrons converged by the second electrostatic lens toward a second aperture and selecting a controlled electron that allows the electrons to pass therethrough, An analysis step of analyzing the energy of electrons that have passed through, and an electron analysis method using an angle-resolved electron spectrometer for angle-resolved measurement, characterized by comprising:
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---|---|---|---|
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