JP6667741B1 - Sample holder and X-ray photoelectron spectrometer - Google Patents

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Abstract

試料ホルダー（３０）は、試料マウント（３４）と、二次電子発生板（３１）と、移動機構（３３）とを備える。二次電子発生板（３１）は、Ｘ線（１４）が照射されることによって二次電子（３８）を放出するように構成されている。移動機構（３３）は、二次電子発生板（３１）を試料マウント（３４）に対して移動させる。二次電子発生板（３１）が移動するにつれて、試料マウント（３４）の第１主面（３４ａ）と、試料（２０）に照射されるＸ線（１４）の経路上に位置する二次電子発生板（３１）の部分（３２）との間の距離が変化するように、二次電子発生板（３１）または移動機構（３３）は構成されている。The sample holder (30) includes a sample mount (34), a secondary electron generating plate (31), and a moving mechanism (33). The secondary electron generating plate (31) is configured to emit secondary electrons (38) by being irradiated with X-rays (14). The moving mechanism (33) moves the secondary electron generating plate (31) with respect to the sample mount (34). As the secondary electron generation plate (31) moves, the secondary electrons located on the first major surface (34a) of the sample mount (34) and the path of the X-rays (14) irradiated on the sample (20). The secondary electron generating plate (31) or the moving mechanism (33) is configured so that the distance to the portion (32) of the generating plate (31) changes.

Description

本発明は、試料ホルダー及びＸ線光電子分光装置に関する。   The present invention relates to a sample holder and an X-ray photoelectron spectrometer.

特開平９−２４３５７９号公報（特許文献１）は、Ｘ線源と、エネルギー分析器と、電子銃とを備えるＸ線光電子分光装置を開示している。Ｘ線源から試料にＸ線を照射すると、試料から光電子が放出される。エネルギー測定器は、この光電子のエネルギースペクトルを測定する。   Japanese Patent Laying-Open No. 9-243579 (Patent Document 1) discloses an X-ray photoelectron spectroscopy apparatus including an X-ray source, an energy analyzer, and an electron gun. When a sample is irradiated with X-rays from an X-ray source, photoelectrons are emitted from the sample. The energy measuring device measures the energy spectrum of the photoelectrons.

試料から光電子が放出されるため、試料は正に帯電する。Ｘ線光電子分光装置を用いた試料の分析中に、試料の帯電量が変化すると、帯電した試料と光電子との間に作用するクーロン力によって、光電子の運動エネルギーが変化する。Ｘ線光電子分光装置によって得られる光電子のエネルギースペクトルのピークエネルギーが変化し、スペクトルの幅が増大する。試料を正確に分析することができなくなる。特許文献１に開示されたＸ線光電子分光装置では、電子銃から電子を試料に照射することによって、帯電した試料は電気的に中和される。電子銃は、熱電子を放出するフィラメントと、熱電子をフィラメントから引き出すための電場を生成するための電極と、偏向電極とを含む。   The sample is positively charged because photoelectrons are emitted from the sample. When the charge amount of the sample changes during the analysis of the sample using the X-ray photoelectron spectrometer, the kinetic energy of the photoelectron changes due to the Coulomb force acting between the charged sample and the photoelectron. The peak energy of the energy spectrum of the photoelectrons obtained by the X-ray photoelectron spectrometer changes, and the width of the spectrum increases. The sample cannot be analyzed accurately. In the X-ray photoelectron spectroscopy device disclosed in Patent Document 1, a charged sample is electrically neutralized by irradiating the sample with electrons from an electron gun. The electron gun includes a filament that emits thermoelectrons, an electrode for generating an electric field for extracting thermoelectrons from the filament, and a deflection electrode.

特開平９−２４３５７９号公報JP-A-9-243579

しかし、特許文献１に開示されたＸ線光電子分光装置では、電子銃から照射される熱電子の試料への入射方向は、試料の帯電の原因であるＸ線の試料への入射方向と異なっている。そのため、試料の表面に供給される熱電子の分布は、試料の表面から放出される光電子の分布と異なる。試料の表面のうちＸ線が照射される領域（被分析領域）内において、帯電の分布が生じる。この帯電の分布は、光電子のエネルギースペクトルのピークエネルギーを変化させる、あるいは、エネルギースペクトルの幅を増大させるため、試料を正確に分析することができない。本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、試料をより正確に分析することを可能にする試料ホルダー及びＸ線光電子分光装置を提供することである。   However, in the X-ray photoelectron spectrometer disclosed in Patent Document 1, the incident direction of the thermoelectrons emitted from the electron gun to the sample is different from the incident direction of the X-rays that cause charging of the sample to the sample. I have. Therefore, the distribution of thermoelectrons supplied to the surface of the sample is different from the distribution of photoelectrons emitted from the surface of the sample. A charge distribution occurs in a region (analyzed region) of the surface of the sample that is irradiated with X-rays. This distribution of charge changes the peak energy of the energy spectrum of the photoelectrons or increases the width of the energy spectrum, so that the sample cannot be analyzed accurately. The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a sample holder and an X-ray photoelectron spectroscopy apparatus that enable more accurate analysis of a sample.

本発明の試料ホルダーは、試料マウントと、二次電子発生板と、移動機構とを備える。試料マウントは、試料がマウントされるべき第１主面を有している。二次電子発生板は、Ｘ線が照射されることによって二次電子を放出するように構成されている。移動機構は、二次電子発生板を試料マウントに対して移動させるように構成されている。二次電子発生板が移動するにつれて、試料マウントの第１主面と、試料に照射されるＸ線の経路上に位置する二次電子発生板の部分との間の距離が変化するように、二次電子発生板または移動機構は構成されている。   The sample holder of the present invention includes a sample mount, a secondary electron generating plate, and a moving mechanism. The sample mount has a first major surface on which the sample is to be mounted. The secondary electron generating plate is configured to emit secondary electrons when irradiated with X-rays. The moving mechanism is configured to move the secondary electron generating plate with respect to the sample mount. As the secondary electron generating plate moves, the distance between the first main surface of the sample mount and the portion of the secondary electron generating plate located on the path of the X-ray irradiated on the sample changes. The secondary electron generating plate or moving mechanism is configured.

本発明のＸ線光電子分光装置は、本発明の試料ホルダーと、Ｘ線を発生させるＸ線源とを備える。   The X-ray photoelectron spectroscopy apparatus according to the present invention includes the sample holder according to the present invention and an X-ray source that generates X-rays.

本発明の試料ホルダー及びＸ線光電子分光装置では、二次電子発生板から試料に供給される二次電子の量を最適化することができ、試料の帯電が二次電子によってより高い精度で電気的に中和され得る。試料の被分析領域における帯電量の均一性が改善される。本発明の試料ホルダー及びＸ線光電子分光装置によれば、試料をより正確に分析することができる。   In the sample holder and the X-ray photoelectron spectrometer of the present invention, the amount of secondary electrons supplied from the secondary electron generating plate to the sample can be optimized, and the charging of the sample is performed with higher accuracy by the secondary electrons. Neutralized. The uniformity of the charge amount in the analysis area of the sample is improved. According to the sample holder and the X-ray photoelectron spectrometer of the present invention, a sample can be analyzed more accurately.

実施の形態１の試料ホルダー及びＸ線光電子分光装置の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a sample holder and an X-ray photoelectron spectroscopy device according to the first embodiment. 実施の形態１の試料ホルダーの概略拡大斜視図である。FIG. 2 is a schematic enlarged perspective view of the sample holder according to the first embodiment. 実施の形態１の二次電子発生板の位置の決定方法のフローチャートを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a flowchart of a method for determining a position of a secondary electron generating plate according to the first embodiment. 実施の形態１の二次電子発生板の位置の決定方法の一例において得られた二次電子発生板の位置と、光電子のエネルギースペクトルの最強ピークの半値幅との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the position of the secondary electron generator obtained in an example of the method for determining the position of the secondary electron generator according to the first embodiment and the half value width of the strongest peak of the energy spectrum of photoelectrons. 実施の形態１のＸ線光電子分光装置で得られた光電子のエネルギースペクトルのピークと、比較例のＸ線光電子分光装置で得られた光電子のエネルギースペクトルのピークとを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a peak of an energy spectrum of a photoelectron obtained by the X-ray photoelectron spectrometer of Embodiment 1 and a peak of an energy spectrum of a photoelectron obtained by the X-ray photoelectron spectrometer of the comparative example. 実施の形態２の試料ホルダー及びＸ線光電子分光装置の概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram of a sample holder and an X-ray photoelectron spectroscopy device according to a second embodiment. 実施の形態３の試料ホルダーの概略拡大斜視図である。FIG. 13 is a schematic enlarged perspective view of a sample holder according to a third embodiment.

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

実施の形態１．
図１及び図２を参照して、実施の形態１のＸ線光電子分光（ＸＰＳ）装置１を説明する。Ｘ線光電子分光装置１は、Ｘ線源１０と、ステージ２５と、試料ホルダー３０と、エネルギー分析器５０と、制御部６３とを主に備える。試料ホルダー３０は、試料マウント３４と、二次電子発生板３１と、移動機構３３とを含む。Ｘ線光電子分光装置１は、集束部材１６をさらに備えてもよい。Ｘ線光電子分光装置１は、インプットレンズ４４と、入射スリット４８と、電源５８とをさらに備えてもよい。Ｘ線光電子分光装置１は、処理部６０、操作部６７、表示部６８及び記憶部６９をさらに備えてもよい。Embodiment 1 FIG.
The X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) apparatus 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The X-ray photoelectron spectrometer 1 mainly includes an X-ray source 10, a stage 25, a sample holder 30, an energy analyzer 50, and a control unit 63. The sample holder 30 includes a sample mount 34, a secondary electron generating plate 31, and a moving mechanism 33. The X-ray photoelectron spectroscopy device 1 may further include a focusing member 16. The X-ray photoelectron spectroscopy apparatus 1 may further include an input lens 44, an entrance slit 48, and a power supply 58. The X-ray photoelectron spectroscopy apparatus 1 may further include a processing unit 60, an operation unit 67, a display unit 68, and a storage unit 69.

Ｘ線源１０は、Ｘ線１４を発生させるように構成されている。Ｘ線源１０は、例えば、フィラメント１１と、アノード板１３とを含む。アノード板１３は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、クロム（Ｃｒ）または銅（Ｃｕ）のような金属材料で形成されている。フィラメント１１に電圧を印加すると、フィラメント１１から熱電子１２が放出される。熱電子１２は、フィラメント１１とアノード板１３との間に印加される電圧によって加速される。熱電子１２は高速でアノード板１３に衝突して、アノード板１３からＸ線１４が発生する。   X-ray source 10 is configured to generate X-rays 14. The X-ray source 10 includes, for example, a filament 11 and an anode plate 13. The anode plate 13 is formed of, for example, a metal material such as aluminum (Al), magnesium (Mg), chromium (Cr), or copper (Cu). When a voltage is applied to the filament 11, thermions 12 are emitted from the filament 11. The thermoelectrons 12 are accelerated by a voltage applied between the filament 11 and the anode plate 13. The thermoelectrons 12 collide with the anode plate 13 at high speed, and X-rays 14 are generated from the anode plate 13.

集束部材１６は、Ｘ線源１０で発生したＸ線１４を集束Ｘ線に変換する。集束部材１６は、Ｘ線１４を、試料２０の表面２１に集束させる。集束部材１６は、Ｘ線源１０と二次電子発生板３１との間に配置されている。集束部材１６は、Ｘ線１４を反射させるＸ線ミラーであってもよい。集束部材１６は、石英のような分光結晶で形成されてもよく、Ｘ線源１０で発生したＸ線１４を単色化してもよい。Ｘ線１４が試料２０に照射される。試料２０へのＸ線１４の入射面は、例えば、第２方向（ｙ方向）と第３方向（ｚ方向）とによって規定される面（ｙｚ面）であってもよい。試料２０から電子（光電子４１、オージェ電子４２）が放出される。   The focusing member 16 converts the X-rays 14 generated by the X-ray source 10 into focused X-rays. The focusing member 16 focuses the X-rays 14 on the surface 21 of the sample 20. The focusing member 16 is arranged between the X-ray source 10 and the secondary electron generating plate 31. The focusing member 16 may be an X-ray mirror that reflects the X-rays 14. The focusing member 16 may be formed of a spectral crystal such as quartz, and the X-ray 14 generated by the X-ray source 10 may be monochromatic. The sample 20 is irradiated with X-rays 14. The plane of incidence of the X-rays 14 on the sample 20 may be, for example, a plane (yz plane) defined by a second direction (y-direction) and a third direction (z-direction). Electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) are emitted from the sample 20.

ステージ２５上に、試料ホルダー３０（試料マウント３４）が載置される。試料マウント３４は、試料２０がマウントされるべき第１主面３４ａを有している。試料２０は、試料マウント３４の第１主面３４ａ上に載置される。試料マウント３４の第１主面３４ａは、第１方向（ｘ方向）と、第１方向（ｘ方向）に垂直な第２方向（ｙ方向）とに延在している。   The sample holder 30 (sample mount 34) is placed on the stage 25. The sample mount 34 has a first main surface 34a on which the sample 20 is to be mounted. The sample 20 is placed on the first main surface 34a of the sample mount 34. The first main surface 34a of the sample mount 34 extends in a first direction (x direction) and a second direction (y direction) perpendicular to the first direction (x direction).

移動機構３３は、二次電子発生板３１を試料マウント３４に対して移動させるように構成されている。二次電子発生板３１の移動方向は、試料マウント３４の第１主面３４ａが延在する方向のうちの一つの方向（例えば、第１方向（ｘ方向））であってもよい。二次電子発生板３１の移動方向（例えば、第１方向（ｘ方向））は、試料２０へのＸ線１４の入射面（ｙｚ面）に垂直であってもよい。移動機構３３は、試料マウント３４に取り付けられている。移動機構３３は、試料マウント３４の第１主面３４ａ上に設けられている。   The moving mechanism 33 is configured to move the secondary electron generating plate 31 with respect to the sample mount 34. The moving direction of the secondary electron generating plate 31 may be one of the directions in which the first main surface 34a of the sample mount 34 extends (for example, the first direction (x direction)). The moving direction (for example, the first direction (x direction)) of the secondary electron generating plate 31 may be perpendicular to the plane of incidence (yz plane) of the X-rays 14 on the sample 20. The moving mechanism 33 is attached to the sample mount 34. The moving mechanism 33 is provided on the first main surface 34a of the sample mount 34.

移動機構３３は、例えば、一軸アクチュエータまたはマニピュレータシャフトである。一例では、図２に示されるように、移動機構３３は、ハウジング３３ａと、ボールねじ３３ｂと、スライド板３３ｃと、モータ３３ｄとを含む。二次電子発生板３１は、スライド板３３ｃに取り付けられている。モータ３３ｄはハウジング３３ａ内に収容されている。モータ３３ｄがボールねじ３３ｂを回転させると、スライド板３３ｃは、ハウジング３３ａの頂面を第１方向（ｘ方向）にスライドする。モータ３３ｄは、制御部６３によって制御される。   The moving mechanism 33 is, for example, a uniaxial actuator or a manipulator shaft. In one example, as shown in FIG. 2, the moving mechanism 33 includes a housing 33a, a ball screw 33b, a slide plate 33c, and a motor 33d. The secondary electron generating plate 31 is attached to the slide plate 33c. The motor 33d is housed in the housing 33a. When the motor 33d rotates the ball screw 33b, the slide plate 33c slides on the top surface of the housing 33a in the first direction (x direction). The motor 33d is controlled by the control unit 63.

二次電子発生板３１は、Ｘ線１４が照射されることによって二次電子３８を放出するように構成されている。二次電子発生板３１は、金属のような導電体、半導体または絶縁体で形成されてもよい。特定的には、二次電子発生板３１は、セシウム（Ｃｓ）のような、低い仕事関数を有する金属で形成されてもよい。二次電子発生板３１は、接地されてもよい。二次電子発生板３１が、セシウム（Ｃｓ）のような低い融点を有する材料で形成されている場合には、当該材料を冷却して、当該材料を固体状態に保つ。当該材料を固体状態に保つために、試料ホルダー３０を低温雰囲気下に配置してもよい。当該材料を固体状態に保つために、二次電子発生板３１をフレーム（図示せず）で支持して、当該フレームを冷却してもよい。   The secondary electron generating plate 31 is configured to emit secondary electrons 38 when irradiated with the X-rays 14. The secondary electron generating plate 31 may be formed of a conductor such as a metal, a semiconductor, or an insulator. Specifically, the secondary electron generating plate 31 may be formed of a metal having a low work function, such as cesium (Cs). The secondary electron generating plate 31 may be grounded. When the secondary electron generating plate 31 is formed of a material having a low melting point, such as cesium (Cs), the material is cooled to keep the material in a solid state. In order to keep the material in a solid state, the sample holder 30 may be placed in a low-temperature atmosphere. In order to keep the material in a solid state, the secondary electron generating plate 31 may be supported by a frame (not shown) to cool the frame.

二次電子発生板３１は、Ｘ線１４が二次電子発生板３１を透過して試料２０に届くような厚さを有している。試料２０の表面２１における単位面積当たりのＸ線１４の強度を高くして、試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）を増加させるために、二次電子発生板３１の厚さは小さい方が望ましい。二次電子発生板３１の厚さを小さくして、二次電子発生板３１が自立しない場合には、二次電子発生板３１はフレーム（図示せず）で支持されてもよい。   The secondary electron generating plate 31 has a thickness such that the X-rays 14 pass through the secondary electron generating plate 31 and reach the sample 20. In order to increase the intensity of the X-rays 14 per unit area on the surface 21 of the sample 20 and increase the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20, the thickness of the secondary electron generating plate 31 is increased. Is preferably smaller. When the thickness of the secondary electron generating plate 31 is reduced and the secondary electron generating plate 31 is not self-supporting, the secondary electron generating plate 31 may be supported by a frame (not shown).

二次電子発生板３１は、試料２０に照射されるＸ線１４の経路を横切るように配置されている。試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）が電子エネルギー分光器５１に到達できるようにするために、二次電子発生板３１は、試料２０から電子エネルギー分光器５１の入口までの電子（光電子４１、オージェ電子４２）の経路を開放している。   The secondary electron generating plate 31 is arranged so as to cross the path of the X-rays 14 irradiated on the sample 20. In order to allow electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20 to reach the electron energy spectrometer 51, the secondary electron generating plate 31 is provided between the sample 20 and the entrance of the electron energy spectrometer 51. The path of electrons (photoelectrons 41, Auger electrons 42) is open.

二次電子発生板３１の第２主面３１ａは、試料マウント３４の第１主面３４ａに面してもよい。すなわち、二次電子発生板３１の第２主面３１ａは、試料マウント３４の第１主面３４ａに対して非垂直であってもよい。二次電子発生板３１の第２主面３１ａは、試料マウント３４の第１主面３４ａに対して傾いていてもよい。二次電子発生板３１の第２主面３１ａは、直接、第１主面３４ａに面してもよい。二次電子発生板３１と試料マウント３４との間に電子レンズが配置されていない。   The second main surface 31a of the secondary electron generating plate 31 may face the first main surface 34a of the sample mount 34. That is, the second main surface 31 a of the secondary electron generating plate 31 may be non-perpendicular to the first main surface 34 a of the sample mount 34. The second main surface 31a of the secondary electron generating plate 31 may be inclined with respect to the first main surface 34a of the sample mount 34. The second main surface 31a of the secondary electron generating plate 31 may directly face the first main surface 34a. An electron lens is not arranged between the secondary electron generating plate 31 and the sample mount 34.

二次電子発生板３１は、移動機構３３（例えば、スライド板３３ｃ）に取り付けられている。二次電子発生板３１は、試料マウント３４に対する二次電子発生板３１の移動方向に沿って延在してもよい。二次電子発生板３１は、Ｘ線１４の入射側に凸に膨らんだ形状を有してもよい。   The secondary electron generating plate 31 is attached to a moving mechanism 33 (for example, a slide plate 33c). The secondary electron generating plate 31 may extend along the moving direction of the secondary electron generating plate 31 with respect to the sample mount 34. The secondary electron generating plate 31 may have a shape bulging convexly on the incident side of the X-rays 14.

二次電子発生板３１が試料マウント３４（または試料２０）に対して移動するにつれて、試料マウント３４の第１主面３４ａ（または試料２０の表面２１）と、試料２０に照射されるＸ線１４の経路上に位置する二次電子発生板３１の部分３２との間の距離が変化するように、二次電子発生板３１または移動機構３３は構成されている。二次電子発生板３１が試料マウント３４（または試料２０）に対して移動するにつれて、試料マウント３４の第１主面３４ａ（または試料２０の表面２１）からの二次電子発生板３１の部分３２の高さが変化する。二次電子発生板３１の部分３２の高さは、試料マウント３４の第１主面３４ａの法線方向（例えば、第３方向（ｚ方向））における、試料マウント３４の第１主面３４ａ（または試料２０の表面２１）から二次電子発生板３１の部分３２までの距離として定義される。   As the secondary electron generating plate 31 moves with respect to the sample mount 34 (or the sample 20), the first main surface 34a of the sample mount 34 (or the surface 21 of the sample 20) and the X-rays 14 The secondary electron generating plate 31 or the moving mechanism 33 is configured such that the distance between the secondary electron generating plate 31 and the portion 32 of the secondary electron generating plate 31 located on the path of the secondary electron generating plate 31 changes. As the secondary electron generating plate 31 moves with respect to the sample mount 34 (or the sample 20), a portion 32 of the secondary electron generating plate 31 from the first main surface 34a (or the surface 21 of the sample 20) of the sample mount 34. Height changes. The height of the portion 32 of the secondary electron generating plate 31 is determined by the first main surface 34a of the sample mount 34 in the normal direction (for example, the third direction (z-direction)) of the first main surface 34a of the sample mount 34. Alternatively, it is defined as the distance from the surface 21) of the sample 20 to the portion 32 of the secondary electron generating plate 31.

二次電子発生板３１が試料マウント３４（または試料２０）に対して移動するにつれて、試料マウント３４の第１主面３４ａ（または試料２０の表面２１）と二次電子発生板３１の部分３２との間の距離は、連続的に変化してもよい。二次電子発生板３１が試料マウント３４（または試料２０）に対して移動するにつれて、試料マウント３４の第１主面３４ａ（または試料２０の表面２１）からの二次電子発生板３１の部分３２の高さは、連続的に変化してもよい。   As the secondary electron generating plate 31 moves with respect to the sample mount 34 (or the sample 20), the first main surface 34a of the sample mount 34 (or the surface 21 of the sample 20) and the portion 32 of the secondary electron generating plate 31 May vary continuously. As the secondary electron generating plate 31 moves with respect to the sample mount 34 (or the sample 20), a portion 32 of the secondary electron generating plate 31 from the first main surface 34a (or the surface 21 of the sample 20) of the sample mount 34. May vary continuously.

インプットレンズ４４は、静電レンズ４５，４６と、減速レンズ４７とを含む。静電レンズ４５，４６は、電子（光電子４１、オージェ電子４２）を入射スリット４８に集束させる。減速レンズ４７は、例えば、電子エネルギー分光器５１に入射する電子を減速させる。電源５８は、静電レンズ４５，４６と、減速レンズ４７とに電圧を供給する。入射スリット４８は、電子エネルギー分光器５１の入口に配置されている。入射スリット４８は、電子エネルギー分光器５１に入射する電子を制限する。   The input lens 44 includes electrostatic lenses 45 and 46 and a deceleration lens 47. The electrostatic lenses 45 and 46 focus electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) on the entrance slit 48. The deceleration lens 47 decelerates electrons incident on the electron energy spectroscope 51, for example. The power supply 58 supplies a voltage to the electrostatic lenses 45 and 46 and the deceleration lens 47. The entrance slit 48 is arranged at the entrance of the electron energy spectroscope 51. The entrance slit 48 restricts electrons entering the electron energy spectroscope 51.

エネルギー分析器５０は、試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルを得るように構成されている。具体的には、エネルギー分析器５０は、電子エネルギー分光器５１と、検出器５５と、電子エネルギースペクトル取得部６１と、帯電分析部６２とを含む。エネルギー分析器５０は、増幅器５６と、Ａ／Ｄ変換器５７とをさらに含んでもよい。   The energy analyzer 50 is configured to obtain an energy spectrum of electrons (photoelectrons 41, Auger electrons 42) emitted from the sample 20. Specifically, the energy analyzer 50 includes an electron energy spectrometer 51, a detector 55, an electron energy spectrum acquisition unit 61, and a charge analysis unit 62. The energy analyzer 50 may further include an amplifier 56 and an A / D converter 57.

電子エネルギー分光器５１は、試料２０から放出された電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギーに応じて、電子を空間的に分離する。電子エネルギー分光器５１は、例えば、静電半球型の電子エネルギー分光器である。電子エネルギー分光器５１は、内半球電極５２と、外半球電極５３とを含んでいる。電源５８は、内半球電極５２と外半球電極５３との間に電圧を発生させる。電子は、電子のエネルギーに応じて、電子エネルギー分光器５１の径方向に分離される。   The electron energy spectroscope 51 spatially separates the electrons according to the energy of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20. The electron energy spectrometer 51 is, for example, an electrostatic hemispherical electron energy spectrometer. The electron energy spectrometer 51 includes an inner hemispherical electrode 52 and an outer hemispherical electrode 53. The power supply 58 generates a voltage between the inner hemispherical electrode 52 and the outer hemispherical electrode 53. The electrons are separated in the radial direction of the electron energy spectroscope 51 according to the energy of the electrons.

Ｘ線光電子分光装置１は、ＣＡＥ（Constant Analyzer Energy）モードと、ＣＲＲ（Constant Retarding Ratio）モードとで動作し得る。ＣＡＥモードは、試料２０から放出された電子（光電子４１、オージェ電子４２）の運動エネルギーに関わらず、パスエネルギーが一定になるモードである。ＣＡＥモードでは、内半球電極５２と外半球電極５３との間に印加される電圧を一定に保ち、減速レンズ４７に印加される電圧が掃引される。ＣＡＥモードでは、測定された全ての元素においてエネルギー分解能を等しくすることができる。   The X-ray photoelectron spectroscopy device 1 can operate in a CAE (Constant Analyzer Energy) mode and a CRR (Constant Retarding Ratio) mode. The CAE mode is a mode in which the path energy is constant regardless of the kinetic energy of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20. In the CAE mode, the voltage applied between the inner hemispherical electrode 52 and the outer hemispherical electrode 53 is kept constant, and the voltage applied to the deceleration lens 47 is swept. In the CAE mode, energy resolution can be equalized for all measured elements.

ＣＲＲモードは、電子（光電子４１、オージェ電子４２）の運動エネルギーに応じて一定の比率で電子を減速するモードである。すなわち、ＥP／Ｅ0は一定である。Ｅ0は電子のエネルギーであり、ＥPはパスエネルギーである。ＣＲＲモードでは、内半球電極５２と外半球電極５３との間に印加される電圧と減速レンズ４７に印加される電圧とを掃引して、電子を一定の減速比で減速して、分光する。ＣＲＲモードでは、エネルギー分解能は電子の運動エネルギーによって変化する。The CRR mode is a mode in which the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) are decelerated at a fixed ratio in accordance with the kinetic energy of the electrons. That is, E P / E 0 is constant. E 0 is the energy of the electron and E P is the pass energy. In the CRR mode, the voltage applied between the inner hemispherical electrode 52 and the outer hemispherical electrode 53 and the voltage applied to the deceleration lens 47 are swept, and the electrons are decelerated at a constant deceleration ratio and separated. In the CRR mode, the energy resolution changes depending on the kinetic energy of the electrons.

検出器５５は、電子エネルギー分光器５１で、そのエネルギーに応じて空間的に分離された電子（光電子４１、オージェ電子４２）を検出する。検出器５５は、例えば、マルチチャネルプレートまたはＣＣＤ（Charge-Coupled Device）である。検出器５５は、試料２０から放出された電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギーに対する強度信号を、処理部６０に出力する。電子のエネルギーに対する強度信号が処理部６０に送信される前に、電子のエネルギーに対する強度信号は、増幅器５６で増幅され、かつ、Ａ／Ｄ変換器５７でデジタル信号に変換されてもよい。処理部６０は、電子のエネルギーに対する強度信号を、記憶部６９に出力する。電子のエネルギーに対する強度信号は、記憶部６９に記録される。   The detector 55 detects electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) spatially separated by the electron energy spectrometer 51 according to the energy. The detector 55 is, for example, a multi-channel plate or a CCD (Charge-Coupled Device). The detector 55 outputs to the processing unit 60 an intensity signal corresponding to the energy of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20. Before the intensity signal for the electron energy is transmitted to the processing unit 60, the intensity signal for the electron energy may be amplified by the amplifier 56 and converted to a digital signal by the A / D converter 57. The processing unit 60 outputs an intensity signal for the energy of the electrons to the storage unit 69. The intensity signal for the energy of the electrons is recorded in the storage unit 69.

処理部６０は、Ｘ線光電子分光装置１を構成する各部を制御する処理、及び、各種演算を行う処理などを行うように構成されている。処理部６０の機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等）のようなハードウェア、または、処理部６０で実行されるプログラムによって実現され得る。   The processing unit 60 is configured to perform processing for controlling each unit constituting the X-ray photoelectron spectroscopy apparatus 1 and processing for performing various calculations. The function of the processing unit 60 can be realized by hardware such as various processors (a CPU (Central Processing Unit), a DSP (Digital Signal Processor), etc.), or a program executed by the processing unit 60.

記憶部６９は、処理部６０が制御処理及び演算処理を行うためのプログラム及びデータ（例えば、電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギーに対する強度信号）などを記憶している。記憶部６９は、処理部６０の作業領域として用いられてもよく、処理部６０がプログラムに従って実行した演算結果などを一時的に記憶するために使用されてもよい。記憶部６９の機能は、ハードディスクまたはＲＡＭ（Random Access Memory）などにより実現され得る。   The storage unit 69 stores a program and data (for example, an intensity signal corresponding to the energy of electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42)) for the processing unit 60 to perform control processing and arithmetic processing. The storage unit 69 may be used as a work area of the processing unit 60, or may be used to temporarily store a calculation result or the like executed by the processing unit 60 according to a program. The function of the storage unit 69 can be realized by a hard disk or a random access memory (RAM).

処理部６０は、電子エネルギースペクトル取得部６１と、帯電分析部６２と、制御部６３とを含む。   The processing unit 60 includes an electron energy spectrum acquisition unit 61, a charge analysis unit 62, and a control unit 63.

電子エネルギースペクトル取得部６１は、試料２０から放出された電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルを取得する。具体的には、電子エネルギースペクトル取得部６１は、検出器５５で検出された電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギーに対する強度信号から、電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルを構成する。一例では、電子エネルギースペクトル取得部６１は、記憶部６９から、電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギーに対する強度信号を読み出して、電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルを構成する。   The electron energy spectrum acquisition unit 61 acquires an energy spectrum of electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20. Specifically, the electron energy spectrum obtaining unit 61 forms an energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) from the intensity signals corresponding to the energies of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) detected by the detector 55. I do. In one example, the electron energy spectrum acquisition unit 61 reads out an intensity signal corresponding to the energy of electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) from the storage unit 69, and forms an energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42).

帯電分析部６２は、電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルからエネルギースペクトルのピークの幅を算出するように構成されている。エネルギースペクトルのピークは、エネルギースペクトルの複数のピークのうち最強のピークであってもよい。最強ピークは、エネルギースペクトルの複数のピークのうち、ピーク強度またはピーク面積が最も大きいピークである。ピークの幅は、ピークの半値幅であってもよいし、ピーク強度の１０％の強度におけるピークの幅であってもよい。ピークの半値幅は、ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）であってもよいし、ピークの半値半幅（ＨＷＨＭ）であってもよい。帯電分析部６２は、エネルギースペクトルのピークの幅から、試料２０の被分析領域２２の帯電量の均一性を分析するように構成されている。試料２０の被分析領域２２は、試料２０の表面２１のうちＸ線１４が照射されている領域である。   The charge analyzer 62 is configured to calculate the width of the peak of the energy spectrum from the energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42). The peak of the energy spectrum may be the strongest peak among the plurality of peaks of the energy spectrum. The strongest peak is a peak having the largest peak intensity or peak area among a plurality of peaks in the energy spectrum. The width of the peak may be the half width of the peak or the width of the peak at 10% of the peak intensity. The full width at half maximum of the peak may be the full width at half maximum (FWHM) or the half width at half maximum (HWHM) of the peak. The charge analysis unit 62 is configured to analyze the uniformity of the charge amount of the analysis region 22 of the sample 20 from the width of the peak of the energy spectrum. The analysis area 22 of the sample 20 is an area of the surface 21 of the sample 20 to which the X-ray 14 is irradiated.

制御部６３は、Ｘ線源１０（フィラメント１１）を制御するように構成されている。制御部６３は、Ｘ線源１０に制御信号を出力して、Ｘ線源１０からのＸ線１４の出力を制御する。制御部６３は、ステージ２５を制御するように構成されている。制御部６３は、ステージ２５に制御信号を出力して、ステージ２５の移動を制御する。制御部６３は、移動機構３３を制御するように構成されている。制御部６３は、電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルのピークの幅が最も狭くなるように、移動機構３３を制御する。制御部６３は、電源５８を制御するように構成されている。制御部６３は、電源５８に制御信号を出力して、電源５８からインプットレンズ４４に供給される電圧と、電子エネルギー分光器５１の電極（内半球電極５２、外半球電極５３）に供給される電圧とを制御する。   The control unit 63 is configured to control the X-ray source 10 (filament 11). The control unit 63 outputs a control signal to the X-ray source 10 to control the output of the X-rays 14 from the X-ray source 10. The control section 63 is configured to control the stage 25. The control unit 63 outputs a control signal to the stage 25 to control the movement of the stage 25. The control unit 63 is configured to control the moving mechanism 33. The control unit 63 controls the moving mechanism 33 such that the peak width of the energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) is the narrowest. The control unit 63 is configured to control the power supply 58. The control unit 63 outputs a control signal to the power supply 58 to supply the voltage supplied from the power supply 58 to the input lens 44 and the electrodes (the inner hemispherical electrode 52 and the outer hemispherical electrode 53) of the electron energy spectroscope 51. And control the voltage.

操作部６７は、ユーザーによる操作に応じた操作信号を、処理部６０に出力するように構成されている。操作部６７の機能は、例えば、ボタン、キー、タッチパネル型ディスプレイまたはマイクなどによって実現され得る。表示部６８は、例えば、処理部６０によって生成された画像、または、ユーザーによる操作の内容を示す画像などを表示するように構成されている。表示部６８の機能は、液晶表示装置（ＬＣＤ）などによって実現され得る。   The operation unit 67 is configured to output an operation signal according to a user operation to the processing unit 60. The function of the operation unit 67 can be realized by, for example, a button, a key, a touch panel display, a microphone, or the like. The display unit 68 is configured to display, for example, an image generated by the processing unit 60 or an image indicating the content of an operation performed by a user. The function of the display unit 68 can be realized by a liquid crystal display (LCD) or the like.

本実施の形態の作用を説明する。
二次電子発生板３１は、試料２０に照射されるＸ線１４の経路を横切るように配置されている。Ｘ線１４は、試料２０及び二次電子発生板３１に照射される。Ｘ線１４が試料２０に照射されると、試料２０から電子（光電子４１、オージェ電子４２）が放出される。試料２０は正に帯電する。Ｘ線１４が二次電子発生板３１に照射されると、二次電子発生板３１から二次電子３８が放出される。二次電子３８は試料２０に供給されて、試料２０の正の帯電を電気的に中和する。The operation of the present embodiment will be described.
The secondary electron generating plate 31 is arranged so as to cross the path of the X-rays 14 irradiated on the sample 20. The X-ray 14 is irradiated on the sample 20 and the secondary electron generating plate 31. When the sample 20 is irradiated with the X-rays 14, electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) are emitted from the sample 20. The sample 20 is positively charged. When the X-rays 14 are irradiated on the secondary electron generating plate 31, secondary electrons 38 are emitted from the secondary electron generating plate 31. The secondary electrons 38 are supplied to the sample 20 and electrically neutralize the positive charge of the sample 20.

移動機構３３を用いて二次電子発生板３１を移動方向（例えば、第１方向（ｘ方向））に沿って移動させると、試料２０の表面２１と、試料２０に照射されるＸ線１４の経路上に位置する二次電子発生板３１の部分３２との間の距離が変化する。二次電子発生板３１から試料２０に供給される二次電子３８の量を変化させることができる。試料２０の帯電量に応じて二次電子発生板３１の位置を定めることによって、二次電子３８を試料２０に過不足なく供給することができて、試料２０の帯電量を最小化することができる。試料２０の真の情報を反映した電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルが得られて、試料２０を正確に分析することができる。   When the secondary electron generating plate 31 is moved along the moving direction (for example, the first direction (x direction)) using the moving mechanism 33, the surface 21 of the sample 20 and the X-ray The distance between the secondary electron generating plate 31 and the portion 32 located on the path changes. The amount of the secondary electrons 38 supplied from the secondary electron generating plate 31 to the sample 20 can be changed. By determining the position of the secondary electron generating plate 31 in accordance with the charge amount of the sample 20, the secondary electrons 38 can be supplied to the sample 20 without excess or shortage, and the charge amount of the sample 20 can be minimized. it can. An energy spectrum of electrons (photoelectrons 41, Auger electrons 42) reflecting the true information of the sample 20 is obtained, and the sample 20 can be accurately analyzed.

図２に示されるように、試料２０の被分析領域２２、すなわち、試料２０の表面２１のうちＸ線１４が照射されている領域は、有限の面積を有する領域である。被分析領域２２における帯電量が不均一になると、広い範囲のエネルギーを有する電子（光電子４１、オージェ電子４２）が、被分析領域２２から放出される。電子のエネルギースペクトルのピークの幅が拡がって、試料２０を正確に分析することが困難になる。電子のエネルギースペクトルのピークの幅は、被分析領域２２における帯電量の均一性の指標となる。電子のエネルギースペクトルのピークの幅が最も狭くなるように二次電子発生板３１が配置されるとき、試料２０の真の情報を反映した電子のエネルギースペクトルが得られる。   As shown in FIG. 2, the analysis region 22 of the sample 20, that is, the region of the surface 21 of the sample 20 irradiated with the X-rays 14 is a region having a finite area. When the charge amount in the analysis area 22 becomes non-uniform, electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) having a wide range of energy are emitted from the analysis area 22. The width of the peak of the electron energy spectrum increases, and it becomes difficult to accurately analyze the sample 20. The width of the peak of the electron energy spectrum serves as an index of the uniformity of the charge amount in the analysis region 22. When the secondary electron generating plate 31 is arranged so that the peak width of the energy spectrum of electrons becomes the narrowest, an electron energy spectrum reflecting true information of the sample 20 is obtained.

そこで、試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルのピークの幅が最も狭くなるように、二次電子発生板３１の位置が定められる。図３及び図４を参照して、二次電子発生板３１の位置の決定方法の一例を説明する。   Then, the position of the secondary electron generating plate 31 is determined so that the peak width of the energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20 becomes the narrowest. An example of a method for determining the position of the secondary electron generating plate 31 will be described with reference to FIGS.

二次電子発生板３１を初期位置（例えば、ｘ＝０ｍｍ）に移動させる（Ｓ１）。制御部６３が移動機構３３を制御することによって、二次電子発生板３１は移動され得る。   The secondary electron generating plate 31 is moved to an initial position (for example, x = 0 mm) (S1). The secondary electron generating plate 31 can be moved by the control unit 63 controlling the moving mechanism 33.

それから、試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルのピーク幅を得る（Ｓ２）。具体的には、二次電子発生板３１が、試料２０に照射されるＸ線１４の経路を横切るように配置される。Ｘ線１４を、試料２０及び二次電子発生板３１に照射する。試料２０から電子（光電子４１、オージェ電子４２）が放出されて、試料２０は正に帯電する。二次電子発生板３１から試料２０に向けて二次電子３８が供給されて、試料２０の正の帯電を電気的に中和する。   Then, the peak width of the energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41, Auger electrons 42) emitted from the sample 20 is obtained (S2). Specifically, the secondary electron generating plate 31 is arranged so as to cross the path of the X-rays 14 irradiated on the sample 20. The sample 20 and the secondary electron generating plate 31 are irradiated with the X-rays 14. Electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) are emitted from the sample 20, and the sample 20 is positively charged. Secondary electrons 38 are supplied from the secondary electron generating plate 31 toward the sample 20 to electrically neutralize the positive charge of the sample 20.

エネルギー分析器５０は、試料２０から放出された電子（光電子４１、オージェ電子４２）を検出して、電子のエネルギースペクトルを得る。具体的には、試料２０から放出された電子は、インプットレンズ４４及び入射スリット４８を通って、電子エネルギー分光器５１に入射する。電子エネルギー分光器５１は、試料２０から放出された電子のエネルギーに応じて、電子を空間的に分離する。検出器５５は、空間的に分離された電子を検出する。電子エネルギースペクトル取得部６１は、検出器５５で検出された電子のエネルギーに対する強度信号から、電子のエネルギースペクトルを構成する。   The energy analyzer 50 detects electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20, and obtains an energy spectrum of the electrons. Specifically, the electrons emitted from the sample 20 enter the electron energy spectroscope 51 through the input lens 44 and the entrance slit 48. The electron energy spectroscope 51 spatially separates electrons according to the energy of the electrons emitted from the sample 20. The detector 55 detects the spatially separated electrons. The electron energy spectrum acquisition unit 61 forms an electron energy spectrum from an intensity signal corresponding to the electron energy detected by the detector 55.

帯電分析部６２は、電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルから、エネルギースペクトルのピークの幅を算出する。一例では、帯電分析部６２は、エネルギースペクトルの最強ピークの半値幅を算出している。最強ピークは、エネルギースペクトルの複数のピークのうち、ピーク強度またはピーク面積が最も大きいピークである。電子のエネルギースペクトルから最強ピークの抽出する方法は、特に限定されないが、例えば、電子の第１のエネルギーに対応する第１強度と、電子の第２のエネルギーに対応する第２強度との差が最大となるような、電子の第１のエネルギーを有するピークを、最強ピークとして決定してもよい。第１のエネルギーと第２のエネルギーとの差は、特に限定されないが、例えば、５ｅＶである。ピークの半値幅は、ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）であってもよいし、ピークの半値半幅（ＨＷＨＭ）であってもよい。ピークの幅は、ピーク強度の１０％の強度におけるピークの幅であってもよい。   The charge analyzing unit 62 calculates the peak width of the energy spectrum from the energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42). In one example, the charge analysis unit 62 calculates the half width of the strongest peak of the energy spectrum. The strongest peak is a peak having the largest peak intensity or peak area among a plurality of peaks in the energy spectrum. The method of extracting the strongest peak from the electron energy spectrum is not particularly limited. For example, the difference between the first intensity corresponding to the first energy of the electron and the second intensity corresponding to the second energy of the electron is determined. The peak having the first energy of the electron that becomes the maximum may be determined as the strongest peak. The difference between the first energy and the second energy is not particularly limited, but is, for example, 5 eV. The full width at half maximum of the peak may be the full width at half maximum (FWHM) or the half width at half maximum (HWHM) of the peak. The width of the peak may be the width of the peak at 10% of the peak intensity.

試料２０を構成する主元素が不明である場合には、広いエネルギー範囲（例えば、０−１４００ｅＶ）にわたって、電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルを取得する。試料２０を構成する主元素が既知であり、最強ピークのエネルギーが既知である場合には、最強ピークのエネルギーの近傍のエネルギー範囲だけについて、電子のエネルギースペクトルを取得してもよい。エネルギースペクトルを取得するエネルギー範囲が減少するため、工程Ｓ２の時間が短縮され得る。   When the main element constituting the sample 20 is unknown, an energy spectrum of electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) is acquired over a wide energy range (for example, 0 to 1400 eV). When the main element constituting the sample 20 is known and the energy of the strongest peak is known, the electron energy spectrum may be acquired only in the energy range near the energy of the strongest peak. Since the energy range for acquiring the energy spectrum is reduced, the time of step S2 can be reduced.

二次電子発生板３１を、初期位置とは異なる位置（例えば、ｘ＝−５ｍｍ）に移動させる（Ｓ３）。それから、試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルのピーク幅を得る（Ｓ４）。工程Ｓ４は、工程Ｓ２と同様であるが、工程Ｓ４では、工程Ｓ２で特定されたエネルギースペクトルの最強ピークのエネルギーの近傍のエネルギー範囲だけについて、電子のエネルギースペクトルを取得してもよい。エネルギースペクトルを取得するエネルギー範囲が減少するため、工程Ｓ４の時間が短縮され得る。   The secondary electron generating plate 31 is moved to a position different from the initial position (for example, x = -5 mm) (S3). Then, the peak width of the energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20 is obtained (S4). Step S4 is the same as step S2, but in step S4, an electron energy spectrum may be acquired only for the energy range near the energy of the strongest peak of the energy spectrum specified in step S2. Since the energy range for acquiring the energy spectrum is reduced, the time of step S4 can be reduced.

二次電子発生板３１を、以前の位置とは異なる位置（例えば、ｘ＝−１０ｍｍ）に移動させる（Ｓ５）。それから、試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルのピーク幅を得る（Ｓ６）。工程Ｓ６は、工程Ｓ４と同様である。   The secondary electron generating plate 31 is moved to a position different from the previous position (for example, x = −10 mm) (S5). Then, the peak width of the energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20 is obtained (S6). Step S6 is the same as step S4.

工程Ｓ１から工程Ｓ６によって、二次電子発生板３１の位置と電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルのピーク幅との関係が得られる。帯電分析部６２は、この関係に基づいて、二次電子発生板３１を正方向（例えば、＋ｘ方向）に移動させても負方向（例えば、−ｘ方向）に移動させても電子のエネルギースペクトルのピーク幅が増加するような、二次電子発生板３１の最適位置が存在するか否かを判断する（Ｓ７）。図４に示される例では、二次電子発生板３１の最適位置（ｘ＝−５ｍｍ）が存在する。   Through the steps S1 to S6, the relationship between the position of the secondary electron generating plate 31 and the peak width of the energy spectrum of electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) is obtained. Based on this relationship, the charge analysis unit 62 determines whether the secondary electron generating plate 31 is moved in the positive direction (for example, the + x direction) or in the negative direction (for example, the -x direction). It is determined whether or not the optimum position of the secondary electron generating plate 31 exists such that the peak width of the secondary electron generating plate 31 increases (S7). In the example shown in FIG. 4, there is an optimum position (x = -5 mm) of the secondary electron generating plate 31.

二次電子発生板３１の最適位置が存在する場合には、二次電子発生板３１を最適位置に移動させる（Ｓ８）。二次電子発生板３１の最適位置が存在しない場合には、二次電子発生板３１の最適位置が見つかるまで、工程Ｓ５からＳ７を繰り返す。こうして、試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルのピークの幅が最も狭くなる二次電子発生板３１の位置が決定される。   When the optimum position of the secondary electron generating plate 31 exists, the secondary electron generating plate 31 is moved to the optimum position (S8). If the optimum position of the secondary electron generating plate 31 does not exist, steps S5 to S7 are repeated until the optimum position of the secondary electron generating plate 31 is found. In this way, the position of the secondary electron generating plate 31 where the peak width of the energy spectrum of the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20 is narrowest is determined.

図５を参照して、比較例と対比しながら、本実施の形態の実施例の作用を説明する。実施例及び比較例では、試料２０は、導電性が乏しい炭化ケイ素（ＳｉＣ）基板である。比較例では、二次電子発生板３１が用いられていない点で、実施例と異なっている。実施例では、Ｓｉ原子の１ｓ軌道からの光電子４１のピークのエネルギーは１８４２．４４ｅＶであり、当該ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）は０．８３ｅＶである。これに対し、比較例では、Ｓｉ原子の１ｓ軌道からの光電子４１のピークのエネルギーは１８４２．８５ｅＶであり、当該ピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）は０．８８ｅＶである。   The operation of the example of the present embodiment will be described with reference to FIG. 5 in comparison with a comparative example. In the example and the comparative example, the sample 20 is a silicon carbide (SiC) substrate having poor conductivity. The comparative example is different from the example in that the secondary electron generating plate 31 is not used. In the example, the energy of the peak of the photoelectron 41 from the 1s orbit of the Si atom is 1842.44 eV, and the full width at half maximum (FWHM) of the peak is 0.83 eV. On the other hand, in the comparative example, the energy of the peak of the photoelectron 41 from the 1s orbit of the Si atom is 1842.85 eV, and the full width at half maximum (FWHM) of the peak is 0.88 eV.

実施例は、比較例よりも、ピークのエネルギー、すなわち、結合エネルギーが低い。すなわち、実施例は、比較例よりも、試料２０から放出される光電子４１の運動エネルギーが高い。そのため、実施例は、比較例よりも、試料２０の帯電に起因する電界の強さが小さいことが分かる。実施例は、比較例よりも、試料２０の帯電量が減少していることが分かる。実施例は、比較例よりも、ピークの半値全幅が狭い。実施例は、比較例よりも、試料２０の被分析領域２２の帯電量がより均一に減少していることが分かる。   The peak energy of the example, that is, the binding energy is lower than that of the comparative example. That is, the kinetic energy of the photoelectrons 41 emitted from the sample 20 is higher in the example than in the comparative example. Therefore, it can be seen that in the example, the intensity of the electric field due to the charging of the sample 20 is smaller than in the comparative example. It can be seen that in the example, the charge amount of the sample 20 is smaller than in the comparative example. In the example, the full width at half maximum of the peak is narrower than the comparative example. It can be seen that in the example, the charge amount of the analyzed region 22 of the sample 20 is reduced more uniformly than in the comparative example.

本実施の形態の変形例では、Ｘ線源１０は硬Ｘ線源であり、Ｘ線光電子分光装置１は硬Ｘ線光電子分光（ＨＡＸＰＳ）装置であってもよい。硬Ｘ線は、シンクロトロン放射光を、Ｓｉ結晶のような分光結晶を用いて分光することによって得られる。   In a modified example of the present embodiment, the X-ray source 10 may be a hard X-ray source, and the X-ray photoelectron spectroscopy device 1 may be a hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPS) device. Hard X-rays are obtained by dispersing synchrotron radiation using a dispersive crystal such as a Si crystal.

本実施の形態の試料ホルダー３０及びＸ線光電子分光装置１の効果を説明する。
本実施の形態の試料ホルダー３０は、試料マウント３４と、二次電子発生板３１と、移動機構３３とを備える。試料マウント３４は、試料２０がマウントされるべき第１主面３４ａを有している。二次電子発生板３１は、Ｘ線１４が照射されることによって二次電子３８を放出するように構成されている。移動機構３３は、二次電子発生板３１を試料マウント３４に対して移動させるように構成されている。二次電子発生板３１が移動するにつれて、試料マウント３４の第１主面３４ａと、試料２０に照射されるＸ線１４の経路上に位置する二次電子発生板３１の部分３２との間の距離が変化するように、二次電子発生板３１または移動機構３３は構成されている。The effects of the sample holder 30 and the X-ray photoelectron spectroscopy device 1 of the present embodiment will be described.
The sample holder 30 according to the present embodiment includes a sample mount 34, a secondary electron generating plate 31, and a moving mechanism 33. The sample mount 34 has a first main surface 34a on which the sample 20 is to be mounted. The secondary electron generating plate 31 is configured to emit secondary electrons 38 when irradiated with the X-rays 14. The moving mechanism 33 is configured to move the secondary electron generating plate 31 with respect to the sample mount 34. As the secondary electron generating plate 31 moves, the distance between the first main surface 34a of the sample mount 34 and the portion 32 of the secondary electron generating plate 31 located on the path of the X-rays 14 irradiated to the sample 20 is increased. The secondary electron generating plate 31 or the moving mechanism 33 is configured so that the distance changes.

二次電子発生板３１の部分３２は、試料２０に照射されるＸ線１４の経路上に位置している。二次電子３８は、Ｘ線１４と同じ方向から、二次電子発生板３１から試料２０に供給される。Ｘ線１４の照射によって試料２０から光電子４１が放出されて、試料２０が正に帯電しても、二次電子３８は試料２０の正の帯電を電気的に中和する。また、試料２０への二次電子３８の入射方向が試料２０へのＸ線１４の入射方向と同じであるため、試料２０の被分析領域２２における帯電量の均一性が改善される。さらに、二次電子発生板３１が移動するにつれて、試料マウント３４の第１主面３４ａと二次電子発生板３１の部分３２との間の距離が変化するように、二次電子発生板３１または移動機構３３は構成されている。そのため、二次電子発生板３１から試料２０に供給される二次電子３８の量を最適化することができ、試料２０の帯電が二次電子３８によってより高い精度で電気的に中和され得る。試料ホルダー３０は、試料２０をより正確に分析することを可能にする。   The portion 32 of the secondary electron generating plate 31 is located on the path of the X-ray 14 irradiated on the sample 20. The secondary electrons 38 are supplied from the secondary electron generating plate 31 to the sample 20 in the same direction as the X-rays 14. Even if photoelectrons 41 are emitted from sample 20 by X-ray irradiation and sample 20 is positively charged, secondary electrons 38 electrically neutralize the positive charge of sample 20. In addition, since the incident direction of the secondary electrons 38 on the sample 20 is the same as the incident direction of the X-rays 14 on the sample 20, the uniformity of the charge amount in the analysis region 22 of the sample 20 is improved. Furthermore, as the secondary electron generating plate 31 moves, the distance between the first main surface 34a of the sample mount 34 and the portion 32 of the secondary electron generating plate 31 changes so that the secondary electron generating plate 31 or The moving mechanism 33 is configured. Therefore, the amount of the secondary electrons 38 supplied to the sample 20 from the secondary electron generating plate 31 can be optimized, and the charge of the sample 20 can be electrically neutralized with higher accuracy by the secondary electrons 38. . The sample holder 30 allows the sample 20 to be analyzed more accurately.

二次電子発生板３１から放出された二次電子３８は、低い運動エネルギーを有している。そのため、試料２０に二次電子３８が照射されても、試料２０は変質しない。二次電子発生板３１の部分３２は、試料２０に照射されるＸ線１４の経路上に位置している。そのため、試料２０に照射されるＸ線１４が集束Ｘ線であっても、二次電子発生板３１から二次電子３８を試料２０に供給することができる。試料２０の一部（被分析領域２２）を選択的にかつ正確に分析することができる。   The secondary electrons 38 emitted from the secondary electron generating plate 31 have low kinetic energy. Therefore, even if the sample 20 is irradiated with the secondary electrons 38, the sample 20 does not deteriorate. The portion 32 of the secondary electron generating plate 31 is located on the path of the X-ray 14 irradiated on the sample 20. Therefore, the secondary electrons 38 can be supplied to the sample 20 from the secondary electron generating plate 31 even if the X-rays 14 applied to the sample 20 are focused X-rays. Part of the sample 20 (analyzed area 22) can be selectively and accurately analyzed.

本実施の形態の試料ホルダー３０では、二次電子発生板３１の移動方向は、第１主面３４ａが延在する方向のうちの一つの方向（例えば、第１方向（ｘ方向））である。そのため、二次電子発生板３１から試料２０に供給される二次電子３８の量を最適化するために制御するパラメータは、当該一つの方向における二次電子発生板３１の位置だけとなる。二次電子発生板３１から試料２０に供給される二次電子３８の量が容易に最適化されて、試料２０の帯電量を容易に最小化することができる。試料ホルダー３０は、試料２０をより正確にかつより容易に分析することを可能にする。   In the sample holder 30 of the present embodiment, the moving direction of the secondary electron generating plate 31 is one of the directions in which the first main surface 34a extends (for example, the first direction (x direction)). . Therefore, the parameter controlled to optimize the amount of the secondary electrons 38 supplied from the secondary electron generating plate 31 to the sample 20 is only the position of the secondary electron generating plate 31 in the one direction. The amount of the secondary electrons 38 supplied from the secondary electron generating plate 31 to the sample 20 is easily optimized, and the charge amount of the sample 20 can be easily minimized. The sample holder 30 allows the sample 20 to be analyzed more accurately and more easily.

本実施の形態の試料ホルダー３０では、二次電子発生板３１は、Ｘ線１４の入射側に凸に膨らんだ形状を有している。そのため、より多くの二次電子３８が、二次電子発生板３１から試料２０に向けて放出される。より多くの二次電子３８が、二次電子発生板３１から試料２０に供給され得る。試料２０の帯電が二次電子３８によって電気的に中和され得る。試料ホルダー３０は、試料２０をより正確に分析することを可能にする。   In the sample holder 30 of the present embodiment, the secondary electron generating plate 31 has a shape that swells convexly on the incident side of the X-rays 14. Therefore, more secondary electrons 38 are emitted from the secondary electron generating plate 31 toward the sample 20. More secondary electrons 38 can be supplied to the sample 20 from the secondary electron generating plate 31. The charge on the sample 20 can be electrically neutralized by the secondary electrons 38. The sample holder 30 allows the sample 20 to be analyzed more accurately.

本実施の形態の試料ホルダー３０では、二次電子発生板３１の第２主面３１ａは、直接、試料マウント３４の第１主面３４ａに面している。二次電子発生板３１と試料マウント３４との間に電子レンズが配置されていないため、電子レンズの電界が試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）に影響を及ぼすことが防止される。試料ホルダー３０は、試料２０をより正確に分析することを可能にする。   In the sample holder 30 of the present embodiment, the second main surface 31a of the secondary electron generating plate 31 directly faces the first main surface 34a of the sample mount 34. Since the electron lens is not arranged between the secondary electron generating plate 31 and the sample mount 34, the electric field of the electron lens is prevented from affecting the electrons (photoelectrons 41 and Auger electrons 42) emitted from the sample 20. Is done. The sample holder 30 allows the sample 20 to be analyzed more accurately.

本実施の形態の試料ホルダー３０では、二次電子発生板３１が移動するにつれて、試料マウント３４の第１主面３４ａと、試料２０に照射されるＸ線１４の経路上に位置する二次電子発生板３１の部分３２との間の距離は連続的に変化する。そのため、二次電子発生板３１から試料２０に供給される二次電子３８の量をより高い精度で最適化することができ、試料２０の帯電が二次電子３８によってより高い精度で電気的に中和され得る。試料ホルダー３０は、試料２０をより正確に分析することを可能にする。   In the sample holder 30 of the present embodiment, as the secondary electron generating plate 31 moves, the secondary electron located on the first principal surface 34a of the sample mount 34 and the secondary electron The distance between the generator plate 31 and the portion 32 changes continuously. Therefore, the amount of the secondary electrons 38 supplied from the secondary electron generating plate 31 to the sample 20 can be optimized with higher accuracy, and the charging of the sample 20 can be electrically performed with higher accuracy by the secondary electrons 38. Can be neutralized. The sample holder 30 allows the sample 20 to be analyzed more accurately.

本実施の形態のＸ線光電子分光装置１は、試料ホルダー３０と、Ｘ線１４を発生させるＸ線源１０とを備える。そのため、二次電子発生板３１から試料２０に供給される二次電子３８の量を最適化することができ、試料２０の帯電が二次電子３８によってより高い精度で電気的に中和され得る。試料２０の被分析領域２２における帯電量の均一性が改善される。Ｘ線光電子分光装置１は、試料２０をより正確に分析することを可能にする。   The X-ray photoelectron spectroscopy apparatus 1 according to the present embodiment includes a sample holder 30 and an X-ray source 10 that generates X-rays 14. Therefore, the amount of the secondary electrons 38 supplied to the sample 20 from the secondary electron generating plate 31 can be optimized, and the charge of the sample 20 can be electrically neutralized with higher accuracy by the secondary electrons 38. . The uniformity of the charge amount in the analysis region 22 of the sample 20 is improved. The X-ray photoelectron spectroscopy device 1 enables the sample 20 to be analyzed more accurately.

本実施の形態のＸ線光電子分光装置１は、エネルギー分析器５０と、制御部６３とをさらに備える。エネルギー分析器５０は、試料２０から放出される電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルを得るように構成されている。制御部６３は、移動機構３３を制御するように構成されている。制御部６３は、エネルギースペクトルのピークの幅が最も狭くなるように、移動機構３３を制御する。そのため、試料２０の被分析領域２２における帯電量の均一性が改善される。Ｘ線光電子分光装置１は、試料２０をより正確に分析することを可能にする。   The X-ray photoelectron spectroscopy apparatus 1 of the present embodiment further includes an energy analyzer 50 and a control unit 63. The energy analyzer 50 is configured to obtain an energy spectrum of electrons (photoelectrons 41, Auger electrons 42) emitted from the sample 20. The control unit 63 is configured to control the moving mechanism 33. The control unit 63 controls the moving mechanism 33 so that the width of the peak of the energy spectrum becomes the narrowest. Therefore, the uniformity of the charge amount in the analysis region 22 of the sample 20 is improved. The X-ray photoelectron spectroscopy device 1 enables the sample 20 to be analyzed more accurately.

本実施の形態のＸ線光電子分光装置１では、エネルギースペクトルのピークは、エネルギースペクトルの複数のピークのうち最強のピークである。そのため、試料２０の被分析領域２２における帯電量の均一性がより高い精度で改善される。Ｘ線光電子分光装置１は、試料２０をより正確に分析することを可能にする。   In X-ray photoelectron spectroscopy device 1 of the present embodiment, the peak of the energy spectrum is the strongest peak among the plurality of peaks of the energy spectrum. Therefore, the uniformity of the charge amount in the analysis region 22 of the sample 20 is improved with higher accuracy. The X-ray photoelectron spectroscopy device 1 enables the sample 20 to be analyzed more accurately.

本実施の形態のＸ線光電子分光装置１は、Ｘ線１４を集束させる集束部材１６をさらに備える。集束部材１６は、Ｘ線源１０と二次電子発生板３１との間に配置されている。二次電子発生板３１の部分３２は、試料２０に照射されるＸ線１４の経路上に位置している。そのため、試料２０に照射されるＸ線１４が集束Ｘ線であっても、二次電子発生板３１から二次電子３８を試料２０に供給することができる。試料２０の一部（被分析領域２２）を選択的にかつ正確に分析することができる。   The X-ray photoelectron spectroscopy device 1 of the present embodiment further includes a focusing member 16 that focuses the X-rays 14. The focusing member 16 is arranged between the X-ray source 10 and the secondary electron generating plate 31. The portion 32 of the secondary electron generating plate 31 is located on the path of the X-ray 14 irradiated on the sample 20. Therefore, the secondary electrons 38 can be supplied to the sample 20 from the secondary electron generating plate 31 even if the X-rays 14 applied to the sample 20 are focused X-rays. Part of the sample 20 (analyzed area 22) can be selectively and accurately analyzed.

本実施の形態のＸ線光電子分光装置１では、Ｘ線源１０は、硬Ｘ線源であってもよい。硬Ｘ線光電子分光（ＨＡＸＰＳ）では、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）よりも、試料２０に照射されるフォトン数が多い。そのため、Ｘ線源１０として硬Ｘ線源１０を備えるＸ線光電子分光装置１は、試料２０をより正確に分析することを可能にする。   In the X-ray photoelectron spectroscopy apparatus 1 of the present embodiment, the X-ray source 10 may be a hard X-ray source. In hard X-ray photoelectron spectroscopy (HAXPS), the number of photons irradiated on the sample 20 is larger than in X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Therefore, the X-ray photoelectron spectroscopy apparatus 1 including the hard X-ray source 10 as the X-ray source 10 enables the sample 20 to be analyzed more accurately.

実施の形態２．
図６を参照して、実施の形態２のＸ線光電子分光装置１ｂを説明する。本実施の形態のＸ線光電子分光装置１ｂは、実施の形態１のＸ線光電子分光装置１と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。Embodiment 2 FIG.
With reference to FIG. 6, an X-ray photoelectron spectroscopy device 1b according to the second embodiment will be described. The X-ray photoelectron spectroscopy device 1b of the present embodiment has the same configuration as the X-ray photoelectron spectroscopy device 1 of the first embodiment, but differs mainly in the following points.

Ｘ線光電子分光装置１ｂは、ステージ２５を回転させるように構成されている回転機構２６をさらに備える。二次電子発生板３１の曲率中心軸３１ｃは、ステージ２５の回転軸２５ｃに一致してもよい。ステージ２５の回転軸２５ｃは、例えば、二次電子発生板３１の移動方向に沿って延在している。   The X-ray photoelectron spectroscopy device 1b further includes a rotation mechanism 26 configured to rotate the stage 25. The center axis 31c of curvature of the secondary electron generating plate 31 may coincide with the rotation axis 25c of the stage 25. The rotation axis 25c of the stage 25 extends, for example, along the moving direction of the secondary electron generating plate 31.

Ｘ線光電子分光装置１ｂは、角度分解Ｘ線光電子分光装置である。回転機構２６を用いてステージ２５を回転軸２５ｃ周りに回転させることによって、試料２０の表面２１と電子エネルギー分光器５１の検出軸５４との間の角度が変化して、試料２０の測定深さを変化させることができる。電子エネルギー分光器５１の検出軸５４は、電子エネルギー分光器５１の入射面に垂直な軸である。試料２０の表面２１の法線が電子エネルギー分光器５１の検出軸５４に平行であるとき、試料２０の測定深さは最も大きくなる。試料２０の表面２１の法線と電子エネルギー分光器５１の検出軸５４との間の角度が大きくなるにつれて、試料２０の測定深さは小さくなる。角度分解Ｘ線光電子分光装置は、各測定深さにおいて、試料２０の組成または試料２０を構成する原子の化学結合状態などを分析することを可能にする。   The X-ray photoelectron spectrometer 1b is an angle-resolved X-ray photoelectron spectrometer. By rotating the stage 25 around the rotation axis 25c using the rotation mechanism 26, the angle between the surface 21 of the sample 20 and the detection axis 54 of the electron energy spectroscope 51 changes, and the measurement depth of the sample 20 Can be changed. The detection axis 54 of the electron energy spectrometer 51 is an axis perpendicular to the incident surface of the electron energy spectrometer 51. When the normal to the surface 21 of the sample 20 is parallel to the detection axis 54 of the electron energy spectrometer 51, the measurement depth of the sample 20 is the largest. As the angle between the normal to the surface 21 of the sample 20 and the detection axis 54 of the electron energy spectrometer 51 increases, the measurement depth of the sample 20 decreases. The angle-resolved X-ray photoelectron spectrometer makes it possible to analyze the composition of the sample 20 or the chemical bonding state of the atoms constituting the sample 20 at each measurement depth.

本実施の形態のＸ線光電子分光装置１ｂは、実施の形態１のＸ線光電子分光装置１の効果に加えて、以下の効果を奏する。   The X-ray photoelectron spectroscopy device 1b of the present embodiment has the following effects in addition to the effects of the X-ray photoelectron spectroscopy device 1 of the first embodiment.

本実施の形態のＸ線光電子分光装置１ｂは、試料ホルダー３０が載置されるステージ２５と、ステージ２５を回転させるように構成されている回転機構２６とをさらに備える。Ｘ線光電子分光装置１ｂは、各測定深さにおいて試料２０を分析することを可能にする。   The X-ray photoelectron spectroscopy apparatus 1b according to the present embodiment further includes a stage 25 on which the sample holder 30 is placed, and a rotation mechanism 26 configured to rotate the stage 25. The X-ray photoelectron spectroscopy device 1b makes it possible to analyze the sample 20 at each measurement depth.

本実施の形態のＸ線光電子分光装置１ｂでは、二次電子発生板３１の曲率中心軸３１ｃは、ステージ２５の回転軸２５ｃに一致している。そのため、ステージ２５を回転させても、二次電子発生板３１と試料２０の表面２１のとの間の距離は変わらず、試料２０への二次電子３８の供給量を一定に保つことができる。ステージ２５を回転させても、試料２０に対する二次電子発生板３１の位置を再調整することなく、試料２０の帯電が二次電子３８によって高い精度で電気的に中和され得る。   In the X-ray photoelectron spectroscopy device 1b of the present embodiment, the center axis of curvature 31c of the secondary electron generating plate 31 coincides with the rotation axis 25c of the stage 25. Therefore, even if the stage 25 is rotated, the distance between the secondary electron generating plate 31 and the surface 21 of the sample 20 does not change, and the supply amount of the secondary electrons 38 to the sample 20 can be kept constant. . Even if the stage 25 is rotated, the charge of the sample 20 can be electrically neutralized with high accuracy by the secondary electrons 38 without re-adjusting the position of the secondary electron generating plate 31 with respect to the sample 20.

実施の形態３．
本実施の形態のＸ線光電子分光装置は、実施の形態１及び実施の形態２のＸ線光電子分光装置１，１ｂと同様の構成を備えているが、実施の形態１の試料ホルダー３０に代えて、試料ホルダー３０ｃを備える点で、実施の形態１及び実施の形態２のＸ線光電子分光装置１，１ｂと異なっている。図７を参照して、実施の形態３の試料ホルダー３０ｃを説明する。本実施の形態の試料ホルダー３０ｃは、実施の形態１の試料ホルダー３０と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。Embodiment 3 FIG.
The X-ray photoelectron spectroscopy device of the present embodiment has the same configuration as the X-ray photoelectron spectroscopy devices 1 and 1b of the first and second embodiments, except that the sample holder 30 of the first embodiment is replaced. Thus, the present embodiment is different from the X-ray photoelectron spectroscopy apparatuses 1 and 1b of the first and second embodiments in that a sample holder 30c is provided. The sample holder 30c according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The sample holder 30c of the present embodiment has the same configuration as the sample holder 30 of the first embodiment, but differs mainly in the following points.

試料ホルダー３０ｃは、移動機構３３（図２を参照）に代えて、移動機構７０を含んでいる。移動機構７０は、三軸移動機構であり、二次電子発生板３１を、第１方向（ｘ方向）、第２方向（ｙ方向）及び第３方向（ｚ方向）に移動させるように構成されている。   The sample holder 30c includes a moving mechanism 70 instead of the moving mechanism 33 (see FIG. 2). The moving mechanism 70 is a three-axis moving mechanism, and is configured to move the secondary electron generating plate 31 in a first direction (x direction), a second direction (y direction), and a third direction (z direction). ing.

具体的には、移動機構７０は、第１移動機構部７１と、第２移動機構部７２と、第３移動機構部７３とを含む。第１移動機構部７１は、二次電子発生板３１を、第１方向（ｘ方向）に移動させるように構成されている。第１移動機構部７１は、移動機構３３と同様に構成されており、例えば、一軸アクチュエータまたはマニピュレータシャフトである。第２移動機構部７２は、二次電子発生板３１を、第２方向（ｙ方向）に移動させるように構成されている。第２移動機構部７２は、第１移動機構部７１と同様に構成されており、例えば、一軸アクチュエータまたはマニピュレータシャフトである。第３移動機構部７３は、二次電子発生板３１を、第３方向（ｚ方向）に移動させるように構成されている。第３移動機構部７３は、例えば、電動昇降ステージである。   Specifically, the moving mechanism 70 includes a first moving mechanism 71, a second moving mechanism 72, and a third moving mechanism 73. The first moving mechanism 71 is configured to move the secondary electron generating plate 31 in a first direction (x direction). The first moving mechanism 71 is configured similarly to the moving mechanism 33, and is, for example, a one-axis actuator or a manipulator shaft. The second moving mechanism 72 is configured to move the secondary electron generating plate 31 in a second direction (y direction). The second moving mechanism 72 is configured similarly to the first moving mechanism 71, and is, for example, a one-axis actuator or a manipulator shaft. The third moving mechanism unit 73 is configured to move the secondary electron generating plate 31 in a third direction (z direction). The third moving mechanism 73 is, for example, an electric lifting stage.

移動機構７０を用いて二次電子発生板３１を、第１方向（ｘ方向）、第２方向（ｙ方向）及び第３方向（ｙ方向）の少なくとも一つに沿って移動させると、試料２０の表面２１と、試料２０に照射されるＸ線１４の経路上に位置する二次電子発生板３１の部分３２との間の距離が変化する。二次電子発生板３１から試料２０に供給される二次電子３８の量を変化させることができる。試料２０の帯電量に応じて二次電子発生板３１の位置を定めることによって、二次電子３８を試料２０に過不足なく供給することができて、試料２０の帯電量を最小化することができる。試料２０の真の情報を反映した電子（光電子４１、オージェ電子４２）のエネルギースペクトルが得られて、試料２０を正確に分析することができる。   When the secondary electron generating plate 31 is moved along at least one of the first direction (x direction), the second direction (y direction), and the third direction (y direction) using the moving mechanism 70, the sample 20 The distance between the surface 21 and the portion 32 of the secondary electron generating plate 31 located on the path of the X-ray 14 irradiated on the sample 20 changes. The amount of the secondary electrons 38 supplied from the secondary electron generating plate 31 to the sample 20 can be changed. By determining the position of the secondary electron generating plate 31 in accordance with the charge amount of the sample 20, the secondary electrons 38 can be supplied to the sample 20 without excess or shortage, and the charge amount of the sample 20 can be minimized. it can. An energy spectrum of electrons (photoelectrons 41, Auger electrons 42) reflecting the true information of the sample 20 is obtained, and the sample 20 can be accurately analyzed.

本実施の形態における二次電子発生板３１の位置の決定方法の一例を説明する。
第１移動機構部７１を用いて二次電子発生板３１を第１方向（ｘ方向）に移動させて、図３に示される方法によって、第１方向（ｘ方向）における二次電子発生板３１の位置を決定する。続いて、第２移動機構部７２を用いて二次電子発生板３１を第２方向（ｙ方向）に移動させて、図３に示される方法によって、第２方向（ｙ方向）における二次電子発生板３１の位置を決定する。続いて、第３移動機構部７３を用いて二次電子発生板３１を第３方向（ｚ方向）に移動させて、図３に示される方法によって、第３方向（ｚ方向）における二次電子発生板３１の位置を決定する。こうして、試料２０の表面２１と、試料２０に照射されるＸ線１４の経路上に位置する二次電子発生板３１の部分３２との間の距離が、試料２０の被分析領域２２における帯電量の均一性が最も改善される距離となるように、二次電子発生板３１の位置は決定される。An example of a method for determining the position of the secondary electron generating plate 31 in the present embodiment will be described.
The secondary electron generating plate 31 is moved in the first direction (x direction) using the first moving mechanism 71, and the secondary electron generating plate 31 in the first direction (x direction) is moved by the method shown in FIG. Determine the position of. Subsequently, the secondary electron generating plate 31 is moved in the second direction (y direction) using the second moving mechanism 72, and the secondary electrons in the second direction (y direction) are moved by the method shown in FIG. The position of the generating plate 31 is determined. Subsequently, the secondary electron generating plate 31 is moved in the third direction (z direction) using the third moving mechanism 73, and the secondary electrons in the third direction (z direction) are moved by the method shown in FIG. The position of the generating plate 31 is determined. In this manner, the distance between the surface 21 of the sample 20 and the portion 32 of the secondary electron generating plate 31 located on the path of the X-rays 14 irradiated on the sample 20 is determined by the amount of charge in the analysis region 22 of the sample 20. The position of the secondary electron generating plate 31 is determined so that the distance at which the uniformity of the secondary electron generation is most improved.

なお、第１方向（ｘ方向）における二次電子発生板３１の位置を決定する工程と、第２方向（ｙ方向）における二次電子発生板３１の位置を決定する工程と、第３方向（ｚ方向）における二次電子発生板３１の位置を決定する工程とを、いずれの順序で行ってもよい。また、第１方向（ｘ方向）における二次電子発生板３１の位置を決定する工程と、第２方向（ｙ方向）における二次電子発生板３１の位置を決定する工程と、第３方向（ｚ方向）における二次電子発生板３１の位置を決定する工程とを、繰り返し行ってもよい。   In addition, the step of determining the position of the secondary electron generating plate 31 in the first direction (x direction), the step of determining the position of the secondary electron generating plate 31 in the second direction (y direction), and the step of determining the third direction ( The step of determining the position of the secondary electron generating plate 31 in the (z direction) may be performed in any order. Determining a position of the secondary electron generating plate 31 in the first direction (x direction); determining a position of the secondary electron generating plate 31 in the second direction (y direction); The step of determining the position of the secondary electron generating plate 31 in the (z direction) may be repeatedly performed.

本実施の形態の変形例では、移動機構７０は、第１移動機構部７１、第２移動機構部７２または第３移動機構部７３の少なくとも一つを含んでもよい。例えば、本実施の形態の第１変形例では、移動機構７０は、第３移動機構部７３のみを含み、かつ、Ｘ線二次電子発生板３１は第３方向（ｚ方向）にのみ移動可能であってもよい。この第１変形例では、Ｘ線二次電子発生板３１は平板であってもよい。本実施の形態の第２変形例では、移動機構７０は、第２移動機構部７２のみを含み、かつ、Ｘ線二次電子発生板３１は第２方向（ｙ方向）にのみ移動可能であってもよい。本実施の形態及びその変形例は、実施の形態２に適用されてもよい。   In a modification of the present embodiment, the moving mechanism 70 may include at least one of the first moving mechanism 71, the second moving mechanism 72, and the third moving mechanism 73. For example, in the first modified example of the present embodiment, the moving mechanism 70 includes only the third moving mechanism 73, and the X-ray secondary electron generating plate 31 can move only in the third direction (z direction). It may be. In the first modification, the X-ray secondary electron generating plate 31 may be a flat plate. In the second modification of the present embodiment, the moving mechanism 70 includes only the second moving mechanism unit 72, and the X-ray secondary electron generating plate 31 can move only in the second direction (y direction). You may. This embodiment and its modifications may be applied to the second embodiment.

今回開示された実施の形態１−３はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態１−３の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。   Embodiment 1-3 disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. As long as there is no contradiction, at least two of the embodiments 1-3 disclosed this time may be combined. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

１，１ｂ Ｘ線光電子分光装置、１０ Ｘ線源、１１ フィラメント、１２ 熱電子、１３ アノード板、１４ Ｘ線、１６ 集束部材、２０ 試料、２１ 表面、２２ 被分析領域、２５ ステージ、２５ｃ 回転軸、２６ 回転機構、３０，３０ｃ 試料ホルダー、３１ 二次電子発生板、３１ａ 第２主面、３１ｃ 曲率中心軸、３２ 部分、３３，７０ 移動機構、３３ａ ハウジング、３３ｂ ボールねじ、３３ｃ スライド板、３３ｄ モータ、３４ 試料マウント、３４ａ 第１主面、３８ 二次電子、４１ 光電子、４２ オージェ電子、４４ インプットレンズ、４５，４６ 静電レンズ、４７ 減速レンズ、４８ 入射スリット、５０ エネルギー分析器、５１ 電子エネルギー分光器、５２ 内半球電極、５３ 外半球電極、５４ 検出軸、５５ 検出器、５６ 増幅器、５７ 変換器、５８ 電源、６０ 処理部、６１ 電子エネルギースペクトル取得部、６２ 帯電分析部、６３ 制御部、６７ 操作部、６８ 表示部、６９ 記憶部、７１ 第１移動機構部、７２ 第２移動機構部、７３ 第３移動機構部。   1, 1b X-ray photoelectron spectrometer, 10 X-ray source, 11 filament, 12 thermoelectron, 13 anode plate, 14 X-ray, 16 focusing member, 20 sample, 21 surface, 22 analysis area, 25 stage, 25c rotation axis , 26 rotation mechanism, 30, 30c sample holder, 31 secondary electron generating plate, 31a second main surface, 31c central axis of curvature, 32 parts, 33,70 moving mechanism, 33a housing, 33b ball screw, 33c slide plate, 33d Motor, 34 sample mount, 34a first main surface, 38 secondary electrons, 41 photoelectrons, 42 Auger electrons, 44 input lens, 45, 46 electrostatic lens, 47 deceleration lens, 48 entrance slit, 50 energy analyzer, 51 electrons Energy spectrometer, 52 inner hemisphere electrode, 53 outer hemisphere electrode, 54 detection axis, 5 Detector, 56 amplifier, 57 converter, 58 power supply, 60 processing unit, 61 electron energy spectrum acquisition unit, 62 charge analysis unit, 63 control unit, 67 operation unit, 68 display unit, 69 storage unit, 71 first moving mechanism Part, 72 second moving mechanism part, 73 third moving mechanism part.

Claims (13)

試料がマウントされるべき第１主面を有する試料マウントと、
Ｘ線が照射されることによって二次電子を放出し、かつ、前記Ｘ線を前記試料に向けて透過させるように構成されている二次電子発生板と、
前記二次電子発生板を前記試料マウントに対して移動させるように構成されている移動機構とを備え、
前記二次電子発生板が移動するにつれて、前記第１主面と、前記試料に照射される前記Ｘ線の経路上に位置する前記二次電子発生板の部分との間の距離が変化するように、前記二次電子発生板または前記移動機構は構成されている、試料ホルダー。 A sample mount having a first major surface on which the sample is to be mounted;
Emits secondary electrons by X-rays are irradiated, and the secondary electron generating plate that is configured to so that is transmitted through toward the X-ray to the sample,
A moving mechanism configured to move the secondary electron generating plate with respect to the sample mount,
As the secondary electron generating plate moves, a distance between the first main surface and a portion of the secondary electron generating plate located on a path of the X-ray irradiated on the sample changes. The sample holder, wherein the secondary electron generating plate or the moving mechanism is configured. 前記二次電子発生板の移動方向は、前記第１主面が延在する方向のうちの一つの方向である、請求項１に記載の試料ホルダー。   The sample holder according to claim 1, wherein the moving direction of the secondary electron generating plate is one of directions in which the first main surface extends. 前記二次電子発生板は、前記Ｘ線の入射側に凸に膨らんだ形状を有している、請求項１または請求項２に記載の試料ホルダー。   3. The sample holder according to claim 1, wherein the secondary electron generating plate has a shape bulging convexly on the X-ray incident side. 4. 前記二次電子発生板の第２主面は、直接、前記試料マウントの前記第１主面に面している、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の試料ホルダー。   The sample holder according to any one of claims 1 to 3, wherein a second main surface of the secondary electron generating plate directly faces the first main surface of the sample mount. 前記二次電子発生板が移動するにつれて、前記距離は連続的に変化する、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の試料ホルダー。   The sample holder according to any one of claims 1 to 4, wherein the distance changes continuously as the secondary electron generating plate moves. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の前記試料ホルダーと、
前記Ｘ線を発生させるＸ線源とを備える、Ｘ線光電子分光装置。 The sample holder according to any one of claims 1 to 5,
An X-ray photoelectron spectroscopy device comprising: an X-ray source that generates the X-ray. 前記試料から放出される電子のエネルギースペクトルを得るように構成されているエネルギー分析器と、
前記移動機構を制御するように構成されている制御部とをさらに備え、
前記制御部は、前記エネルギースペクトルのピークの幅が最も狭くなるように、前記移動機構を制御する、請求項６に記載のＸ線光電子分光装置。 An energy analyzer configured to obtain an energy spectrum of electrons emitted from the sample;
A control unit configured to control the moving mechanism,
The X-ray photoelectron spectroscopy device according to claim 6, wherein the control unit controls the moving mechanism so that a width of a peak of the energy spectrum is minimized. 前記エネルギースペクトルの前記ピークは、前記エネルギースペクトルの複数のピークのうち最強のピークである、請求項７に記載のＸ線光電子分光装置。   The X-ray photoelectron spectrometer according to claim 7, wherein the peak of the energy spectrum is the strongest peak among a plurality of peaks of the energy spectrum. 前記Ｘ線を集束させる集束部材をさらに備え、
前記集束部材は、前記Ｘ線源と前記二次電子発生板との間に配置されている、請求項６から請求項８のいずれか一項に記載のＸ線光電子分光装置。 A focusing member for focusing the X-rays,
The X-ray photoelectron spectroscopy device according to any one of claims 6 to 8, wherein the focusing member is disposed between the X-ray source and the secondary electron generating plate. 前記Ｘ線源は、硬Ｘ線源である、請求項６から請求項９のいずれか一項に記載のＸ線光電子分光装置。   The X-ray photoelectron spectroscopy device according to any one of claims 6 to 9, wherein the X-ray source is a hard X-ray source. 前記試料ホルダーが載置されるステージと、
前記ステージを回転させるように構成されている回転機構とをさらに備える、請求項６から請求項１０のいずれか一項に記載のＸ線光電子分光装置。 A stage on which the sample holder is mounted,
The X-ray photoelectron spectroscopy apparatus according to any one of claims 6 to 10, further comprising: a rotation mechanism configured to rotate the stage. 前記二次電子発生板の曲率中心軸は、前記ステージの回転軸に一致している、請求項１１に記載のＸ線光電子分光装置。   The X-ray photoelectron spectrometer according to claim 11, wherein a central axis of curvature of the secondary electron generating plate coincides with a rotation axis of the stage. Ｘ線を発生させるＸ線源と、An X-ray source for generating X-rays,
試料ホルダーと、A sample holder,
前記試料ホルダーが載置されるステージと、A stage on which the sample holder is mounted,
前記ステージを回転させるように構成されている回転機構とを備え、A rotation mechanism configured to rotate the stage,
前記試料ホルダーは、試料がマウントされるべき第１主面を有する試料マウントと、前記Ｘ線が照射されることによって二次電子を放出するように構成されている二次電子発生板と、前記二次電子発生板を前記試料マウントに対して移動させるように構成されている移動機構とを含み、前記二次電子発生板が移動するにつれて、前記第１主面と、前記試料に照射される前記Ｘ線の経路上に位置する前記二次電子発生板の部分との間の距離が変化するように、前記二次電子発生板または前記移動機構は構成されており、The sample holder has a sample mount having a first main surface on which a sample is to be mounted, a secondary electron generating plate configured to emit secondary electrons when irradiated with the X-ray, A moving mechanism configured to move a secondary electron generating plate with respect to the sample mount, and irradiates the first main surface and the sample as the secondary electron generating plate moves. The secondary electron generating plate or the moving mechanism is configured such that a distance between the secondary electron generating plate and a portion of the secondary electron generating plate located on the path of the X-ray changes,
前記二次電子発生板の曲率中心軸は、前記ステージの回転軸に一致している、Ｘ線光電子分光装置。An X-ray photoelectron spectrometer, wherein a central axis of curvature of the secondary electron generating plate coincides with a rotation axis of the stage.
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