JPH01287404A - 固体表面複合分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は固体表面の超微細構造を観察および分析する装
置に関する。 （従来の技術） 固体表面の超微細構造を観察する方法としてトンネル走
査顕微Ｉｔ（ＳＴＭ）および電界イオン顕微鏡（ＦＩＭ
）が実用化されており、また固体表面の超微小部分の分
析を行う装置としてアトムプローブ分析装置（ＡＰ）が
ある。 ＳＴＭは鋭い探針の先端を試料表面から数への距離に近
づけて試料表面を走査し、試料表面の形状を原子レベル
の分解能で画き出す装置で、その原理を第２図で説明す
る。同図ＡでＳは試料表面、Ｐは針先端部で個々の円弧
は原子である。原子は核の周りを電子雲で囲まれた構造
で、図の個々の円弧は各原子の電子雲の濃密な範囲で一
応原子の表面と考えられる面であるが、電子雲は急速に
密度が低下するが、その面より外方まで拡がっている。 図の点線はそのような固体表面近傍の電子雲密度の等高
線である。探針Ｐの先端が数Ａの距離まで試料表面に近
づ（と、図のように針表面近傍と試料表面近傍の電子雲
はつながって、試料と針との間に電圧をかけてお（と両
者間にトンネル電流Ｉｔが流れる。このトンネル電流は
探針先端と試料表面との間の距離がＩＡ変化しても指数
関数的に大きく変化するので、探針を第２図Ｂに示すよ
うにｘｙｚ微動微動装置数付け、トンネル電流が一定に
なるように２方向の位置を制御しなからｘ、ｙ方向つま
り試料面に沿って走査し１．ｚ方向の動きをｘ、ｙ方向
の距離を横軸にとって記録することにより試料表面の形
状を原子的スケールで画き出すことができる。この装置
は真空中でも大気中でも使える。 ＳＴＭの問題点は、探針の先端や試料表面の組成が分ら
ないことである。探針としてタングステンを用いていて
も、針先端の原子がタングステンとは限らない。吸着ガ
スで汚染されていたり、相手の試料と接触したとき試料
原子が付着したりしていることがあり、対向している原
子が変ればトンネル電流の電圧特性は変化する。従って
針先端および試料面の組成を明薙にしておくことが重要
であるが、これは容易なことではない。 ＦＩＭは第３図に示すように試料Ｎを先端半径が１００
０Ａ程度の球面になるように研摩した針とし、真空中で
この針の先に１０ｃｍ程度離して蛍光板Ｆを置き両者間
に試料側を正にして高電圧を印加する。装置内に１０”
−’Ｔｏ　ｒ　ｒ程度の映像ガスを入れておくと、試料
先端付近には仙界電界が成形されているので、その強電
界内で映像ガスは分極されて試料先端に引付けられ、ガ
ス分子が試料先端に接触するとトンネル効果により映像
ガス分子から試料側に電子が移り、映像ガス分子は正イ
オンとなって試料先端から反撥される。試料先端の電位
分布は第３図Ｂに示すように試料原子の配列を反映した
状態になっており、イオンはこの電位面に垂直に加速さ
れ、電界が針先端に集中している所から、針先端から少
し離れると殆んど無電界に近い状態でイオンは試料表面
近傍で加速された後直進して蛍光板に当り、これを発光
させる。イオンの反撥方向は試料先端の原子スケールの
゛電位分布形状によって決まるので、蛍光面上の輝点の
配列は試料先端の原子配列を反映したものとなる。従っ
てこの蛍光パターンから試料先端の原子配列を読み採る
ことができるのである。 ＡＰは上述したＦＩＭと質量分析手段とを組合せたもの
である。試料の針と蛍光板間に電圧を印加すると、上述
した映像ガスのイオン化も起るが、針先端表面の原子も
陽イオンとして脱離する電界蒸発も起る。ＡＰはこの電
界蒸発によって生じたイオンを質量分析することによっ
て試料の針の先端表面の吸着原子１分子、或は試料その
ものの表面分析を行うもので、上述した電界蒸発は試料
表面の突出している原子から順序よ（進行して行くので
、・最上層から一原子層ずつ蒸発して行く。従って経時
的に質量分析を行っていると試料表面の組成を一原子層
単位で分析することができる。ＡＰの具体的な構造は第
３図Ａに示すように試料針Ｎに対向させて蛍光板Ｆを置
き、蛍光板Ｆの中央に探査孔りを設けておき、探査孔を
通過したイオンを質量分析するようになっている。蛍光
板１：ｌｔＦＩＭのパターンが現れているので、針Ｎの
向きを変えて分析しようと思う表面のパターンが探査孔
りの所に来るようにして、質量分析を行う。質量分析の
方法としては例えば針と蛍光板間に一定の電圧を印加し
ておき、それに幅が数ｎｓのパルス電圧を重畳してその
間に電界蒸発を行わせ、イオンの飛行速度によって質量
分析を行う方法が用いられる。試料が半導体の場合、パ
ルスは半導体中を効率よく伝わらないので、パルス電圧
の代りにパルスレーザの光を試料に当て＼電界蒸発を行
わせる。 ＡＰは上述したように試料先端の原子配列と組成の両方
を観察できる特徴があるが、試料が半導体とか高分子或
は非晶質材料になると、構成原子の蒸発電界の方が映像
ガスのイオン化電界より弱くなり、ＦＩＭの像が得られ
ない場合があり、折角ＡＰで試料の組成を知ることがで
きても、これと試料原子の配列構造との関係を知ること
ができない。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は上述したＳＴＭとＡＰとを組合せることにより
、夫々の方法が有する問題点を解消し、任意試料の超微
１ｍ構造の解明を可能にしようとするものである。 （課題を解決するための手段） 針状試料の先端に対向させて第１のスクリーンを配置し
、このスクリーンの中央に小孔を穿ってその後方に質量
分析手段を配置し、上記試料先端と上記スクリーンとの
間に退避可能にｘ、ｙ、ｔ３軸方向駆動される探針をそ
の先端を試料先端に対向させて配置し、上記探針が試料
と上記スクリーンとの間から退避した位置において上記
探針先端と対向する位置に第２のスクリーンを配置し、
試料および探針に高電圧を印加して第１および第２のス
クリーン上に試料および探針先端のＦＩＭ像を形成し得
るようにするき共に、試料先端と探針先端とを対向させ
た状態で両者間に流れるトンネル電流を検出してＳＴＭ
１１１１定を行い得るようにした。 （作用） 試料が針状であり、その試料と対向してスクリーンが配
置してあって、試料に高電圧を印加できるので、スクリ
ーン上にはＦＩＭ像が形成される。こ＼でスクリーンに
は中央に小孔が穿っであるので、試料に高電圧を印加し
たとき試料表面から電界蒸発したイオンはこの小孔を通
過できる。 小孔の背後には質量分析手段が設けられているので、こ
のイオンの質量分析ができる。つまりＡＰ分析ができる
。試料と上記スクリーンとの間に退避可能に探針が設け
られ、探針を用いて試料先端面の８７Ｍ観察ができる。 探針の退避位置において探針と対向するスクリーンには
探針自身のＦＩＭ像が形成される。ＡＰ分析は試料表面
の電界蒸発を伴っているので、試料面の浄化にも利用で
き、探針についてもＦＩＭ像の観察ができるので、電界
蒸発を利用した浄化と浄化の１ｉｖｌができる。 （実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。まずこの実施例の概
要を説明する。１は真空容器で、左端部に試料Ｓが取付
けられる。試料Ｓは先端曲率半径が１０００Ａ程度まで
鋭くされており、ＦＩＭ像を観察することができる。こ
の試料先端と対向して約１０ＣＩＩ離れて蛍光板２が配
置されている。蛍光板２は感光板３と置換可能なように
ターレット式の切換袋ａ４に取付けられており、中央に
小孔りが穿たれている。試料Ｓの先端と蛍光板２の小孔
りの中心を結ぶ線上で蛍光板後方にイオン検出器５が配
置されている。Ｂは８７Ｍ用の探針でｘ、ｙ、ｚＳ軸方
向駆動装ｆｔ６に保持されており、３軸方向に醍知量駆
動されるようになっている。駆動装置６は水平軸Ｖによ
って起倒可能に保持され、図案線位置と点線位置の二位
置をとり得るようにしである。駆動装置６を図案線位置
にすると試料Ｓの先端と探針Ｂの先端とが向き合い、こ
の状態で探針Ｂの２方向位置を調整して試料Ｓと探針８
間に電圧を印加すると両者間にトンネル電流が流れるよ
うにすることができる。そこで、駆動装置６を作動させ
て試料Ｓの先端に沿い探針を移動させてＳＴＭの観測が
できる。駆動装置６を倒して固点線の位置にすると、探
針Ｂは試料Ｓの先端から退避する。この状態で試料Ｓと
真空容器１間に高電圧を印加し、試料先端から電界蒸発
を起こさせると、試料から離脱したイオンが蛍光板２の
中心孔りを通過しイオン検出ｆｉ５によって検出される
。このときイオンの飛行速度Ｖを測定することでイオン
の質量分析が行われる。従ってＡＰ分析が可能となる。 またこの状態で真空容器１内に映像ガスを送っておけば
蛍光板２上にＦＩＭ像を得ることができる。駆動装置６
を固点線位置に倒したとき探針Ｂは先端が上を向いてい
る。 この上向きの探針の先端に対向する位置にもう一つの蛍
光板７が配置してあり、真空容器１と探針Ｂとの間に高
電圧を印加すると蛍光板７上に探針Ｂの先端のＦＩＭ像
を見ることができる。 上述装置で試料の８７Ｍ観測を行う場合の装置の操作お
よび動作を述べる。ＳＴＭにおいて問題になるのは前述
したように試料および探針の表面の汚染である。試料に
ついては、探針Ｂを固点線位置に退避させた状態で試料
先端から電界蒸発を行わせ、蒸発したイオンを質量分析
するＡＰ機能によイオン種を決定すれば、試料から蒸発
して来るイオンが試料のものか汚染物質のものかがわか
るから、汚染物質のイオンが検出されなくなる迄電界蒸
発を続ければ、試料表面の浄化およびその確認ができる
。探針Ｂの先端の汚染も探針の図点線位置で蛍光板７に
おいて探針Ｂの先端のＦＩＭ像を観察すると、もし汚染
がなければＦＩＭ像は゛探針の材質例えばタングステン
のＦＩＭ像が観察される。ＦＩＭ像は針先端表面の原子
の種類および配列を現しており、汚染に対し敏感である
からＦＩＭ像の観察で表面が清浄か否かがわかる。汚染
が認められるときは電界蒸発によって浄化できることは
試料の場合と同じである。このようにして試料および探
針の表面の清浄さが確認された後、探針を図実線位置に
してＳＴＭＨ測を行う。 記述のように探針を図点線位置にしておけばＡＰ測定お
よびＦＴＭｉｌ！測ができる。 試料Ｓを保持する試料台８は真空容器１の左端壁の開口
部の蓋であって容器１に対し電気的に絶縁して気密に取
付けられる。試料台８には試料をｘ、ｙ、ｚ３軸方向に
位置調節するマイクロメータ式の微動装置８ａが付設さ
れており、真空容器１に取付けられた光学顕微鏡９によ
り探針Ｂと試料Ｓの相互位置合わせが目視によってでき
るようになっている。目視によって成る程度位置合わせ
をして後はＳＴＭＩＩ定系の自動制御作用により、試料
に対し、探針先端は自動的に適当な位置をとる。探針駆
動装置６も真空容器１に対して電気的に絶縁されて取付
けられており、真空容器１は接地されていて、試料およ
び探針には正の高電圧が印加できるようにしである。駆
動装ｆｔ６のＸ。 ｙ　＊　ｚ　３軸方向の駆動は夫々圧電素子によって行
われる。ＳＴＭ測定を行うとき、試料Ｓは定電圧源ｅに
接続される。試料Ｓと探針８間に流れるトンネル電流が
抵抗ｒ１プリアンプＡ等よりなる電流検出回路で検出さ
れ、コンパレータＣで規準値と比較され、コンパレータ
Ｃの出力が駆動装置６の２軸駆動信号発生器ｖ１；＝入
力され、トンネル電流が一定値を保つよう２軸駆動が行
われる。Ｖ２の出力は記録計Ｒに送られる。他方駆動装
置６のＸ軸、ｙ軸方向夫々の駆動信号発生器Ｖｘ、Ｖｙ
が予め与えられたスケジュールで信号を出し、探針Ｂに
試料Ｓの先端に沿ってｘ、ｙ方向走査運動を行わせる。 このｘ、ｙ両軸駆動信号も記録計Ｒに送られ、記録計Ｒ
に試料先端の形状が画き出される。ＦＩＭＩＱｌｌｌを
行う場合試料Ｓは直流高圧電源Ｈに接続される。真空容
器１内には映像ガスとして１０Ｔｏｒｒ程度にＨｅが導
入される。 ＡＰ測定を行う場合、直流高圧電源Ｈの電圧に加えてパ
ルス発生器Ｐの出力パルスが印加される。 このパルスはｎｓオーダの時間幅である。高圧電源Ｈの
出力電圧だけでは試料からの電界蒸発は起こらず、パル
ス発生器Ｐの出力が重なったとき電界蒸発が起るように
夫々の電圧を設定しておくと、イオン検出器５からはパ
ルス発生器Ｐの出力パルスと同期したパルスが出力され
る。このとき計時回路Ｔでパルス発生器Ｐの出力パルス
とイオン検出ｌ！＃５の出力パルス間の時間遅れを測定
する。この時間遅れは試料から蒸発したイオンが試料近
傍の電界で加速されて到達する速度に関係しており、重
いイオン程遅れ時間が大きいから、この遅れ時間の測定
によってイオンの質量分析が行われる。 第１図に示した実施例は上述したようなものであるが、
試料からの電界蒸発を行わせるのに上述したパルス発生
器Ｐのパルスを重畳する代りに或はこれと併用して、パ
ルスレーザ照射手段を設けてもよい。また試料Ｓはその
先端を中心にして向きが変えられるようにした揺動可能
なホルダに保持させ、このホルダーを試料台８に取付け
るようにしてもよい。このようにすると試料先端のＦＩ
Ｍ像を見て、そのパターンの特定の部位が蛍光板２の中
心に来るように試料を傾けて、その状態でＡＰＩＩＩＩ
定を行うことにより、試料面の超微小部分を指定してＡ
Ｐによる分析を行うことができる。 （発明の効果） 本発明によればＳＴＭＩＱ察を行うに当って試料および
探針の汚染の除去および汚染除去の確認ができるだけで
なく、ＡＰとＳＴＭとの両方が可能なことにより、ＦＩ
Ｍ像が得られないような試料に対しても、ＳＴＭによる
表面の超微細構造と関係づけて元素分析を行うことがで
きる他、ＦＩＭ、ＡＰ二看者複合結果次のような効果が
得られる。 試料針先端は各種の結晶面が現われているので、結晶面
毎の興った物性（例えば、原子間結合力、電子状態の差
、加熱によるこれらの変化等）が調べられる。これはＦ
ＩＭによって試料先端の一つの結晶面を選んで、ＡＰ分
析を行うことにより、その結晶面の電界蒸発の難易度が
分るからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の側面図、第２図ＡはＳ
ＴＭの原理図、第２図ＢはＳＴＭの全体概略図、第３図
ＡはＦＩＭおよびＡＰの概略構成図、第３図Ｂは同上に
おける試料先端拡大図である。 １・・・真空容器、２・・・蛍光板、５・・・イオン検
出器、６・・・ｘ、ｙ、ｚ３軸方向駆動装置、７・・・
蛍光板、８・・・試料台、Ｓ・・・試料、Ｂ・・・探針
。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介 ＄１　図 第２図 Ｉ！３図 手　　続　　補　　正　　書（自発） １、事件の表示　　昭和６３年特許願第ｎ”ｉ午′５７
−７ヂ ２、発明の名称 固併表ｊネ１か今市口（１ ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、代　理　人 訂正明　細　書 １、発明の名称 固体表面複合分析装置 ２、特許請求の範囲 針状試料の先端に対向させて第１のスクリーンを配置し
、このスクリーンの中央に小孔を穿ってその後方に質量
分析手段を配置し、上記試料先端と上記スクリーンとの
間に退避可能にｘ、ｙ、ｚ３軸方向駆動される探針をそ
の先端を試料先端に対向させて配置し、上記探針が試料
と上記スクリーンとの間から退避した位置において上記
探針先端と対向する位置に第２のスクリーンを配置し、
試料および探針に高電圧を印加して上記第１および第２
のスクリーン上に試料および探針先端の電界イオン顕微
鏡像を形成し得るようにすると共に、試料先端と探針先
端とを対向させた状態で両者間に流れるトンネル電流を
検出して走査星トンネル顕微鏡の出力が得られるように
したことを特徴とする固体表面複合分析装置。 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は固体表面の超微細構造を観察および分析する装
置に関する。 （従来の技術） 固体表面の超微細構造を観察する方法としてトンネル走
査型顕微鏡（ＳＴＭ）および電界イオン顕微鏡（ＦＩＭ
）が実用化されており、また固体表面の超微小部分の分
析を行う装置としてアトムプローブ分析装置（ＡＰ）が
ある。 ＳＴＭは鋭い探針の先端を試料表“面から数λの距離に
近づけて試料表面を走査し、試料表面の形状を原子レベ
ルの分解能で画き出す装置で、その原理を第２図で説明
する。同図ＡでＳは試料表面、Ｐは針先端部で個々の円
弧は原子である。原子は核の周りを電子雲で囲まれた構
造で、図の個々の円弧は各原子の電子雲の濃密な範囲で
一応原子の表面と考えられる面であるが、電子雲は急速
に密度が低下するが、その面より外方まで拡がっている
。図の点線はそのような固体表面近傍の電子雲密度の等
高線である。探針Ｐの先端が数式の距離まで試料表面に
近づ（と、図のように針表面近傍と試料表面近傍の電子
雲はつながって、試料と針との間に電圧をかけておくと
両者間にトンネル電流Ｉｔが流れる。このトンネル電流
は探針先端と試料表面との間の距離が０．１人変化して
も指数関数的に大きく変化するので、探針を第２図Ｂに
示すようにｘｙｚ微動微動装置数付け、トンネル電流が
一定になるように２方向の位置を制御しながらｘ＋Ｙ方
向つまり試料面に沿って走査し、２方向の動きをｘ、ｙ
方向の距離を横軸にとって記録することにより試料表面
の形状を原子的スケールで画き出すことができる。この
装置は真空中でも大気中でも使える。 ＳＴＭの問題点は、探針の先端や試料表面の組成が分ら
ないことである。探針としてタングステンを用いていて
も、針先端の原子がタングステンとは限らない。吸着ガ
スで汚染されていたり、相手の試料と接触したとき試料
原子が付着したりしていることがあり、対向している原
子が変ればトンネル電流の電圧特性は変化する。従って
針先端および試料面の組成を明確にしておくことが重要
であるが、これは容易なことではない。 ＦＩＭは第３図に示すように試料Ｎを先端半径が１００
ＯＸ程度の球面になるように研摩した針とし、真空中で
この針の先にｌ０Ｃ１１程度離して蛍光板Ｆを置き両者
間に試料側を正にして高電圧を印加する。装置内に１０
　　Ｔｏｒｒ程度の映像ガスを入れておくと、試料先端
付近には強電界が成形されているので、その強電界内で
映像ガスは分極されて試料先端に引付けられ、ガス分子
が試料先端に接触するとトンネル効果により映像ガス分
子から試料側に電子が移り、映像ガス分子は正イオンと
なって試料先端から反撥される。試料先端の電位分布は
第３図Ｂに示すように試料原子の配列を反映した状態に
なっており、イオンはこの電位面に垂直に加速され、電
界が針先端に集中している所から、針先端から少し離れ
ると殆んど無電界に近い状態でイオンは試料表面近傍で
加速された後直進して蛍光板に当り、これを発光させる
。 イオンの反撥方向は試料先端の原子スケールの電位分布
形状によって決まるので、蛍光面上の輝点の配列は試料
先端の原子配列を反映したものとなる。従ってこの蛍光
パターンから試料先端の原子配列を読み取ることができ
るのである。 ＡＰは上述したＦＩＭと質量分析手段とを組合せたもの
である。試料の針と蛍光板間に電圧を印加すると、上述
した映像ガスのイオン化も起るが、針先端表面の原子も
陽イオンとして脱離する電界蒸発も起る。ＡＰはこの電
界蒸発によって生じたイオンを質量分析することによっ
て試料の針の先端表面の吸着原子２分子、或は試料その
ものの表面分析を行うも、ので、上述した電界蒸発は試
料表面の突出している原子から順序よく進行して行くの
で、最上層から一原子層ずつ蒸発して行（。従って経時
的に質量分析を行っていると試料表面の組成を一原子層
単位で分析することができる。ＡＰの具体的な構造は第
３図Ａに示すように試料針Ｎに対向させて蛍光板Ｆを置
き、蛍光板Ｆの中央に探査孔りを設けておき、探査孔を
通過したイオンを質量分析するようになっている。蛍光
板にはＦＩＭのパターンが現れているので、針Ｎの向き
を変えて分析しようと思う表面のパターンが探査孔りの
所に来るようにして、質量分析を行う。質量分析の方法
としては例えば針と蛍光板間に一定の電圧を印加してお
き、それに幅が数ｎｓのパルス電圧を重畳してその間に
電界蒸発を行わせ、イオンの飛行速度によって質量分析
を行う方法が用いられる。試料が半導体の場合、パルス
は半導体中を効率よく伝わらないので、パルス電圧の代
りにパルスレーザの光を試料に当て＼電界蒸発を行わせ
る。 ＡＰは上述したように試料先端の原子配列と組成の両方
を観察できる特徴があるが、試料が半導体とか高分子或
は非晶質材料になると、構成原子の蒸発電界の方が映像
ガスのイオン化電界より弱くなり、ＦＩＭの像が得られ
ない場合があり、折角ＡＰで試料の組成を知ることがで
きても、これと試料原子の配列構造との関係を知ること
ができない。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は上述したＳＴＭ、ｌ！：ＡＰとを組合せること
により、夫々の方法が有する問題点を解消し、任意試料
の超微細構造の解明を可能にしようとするものである。 （課題を解決するための手段） 針状試料の先端に対向させて第１のスクリーンを配置し
、このスクリーンの中央に小孔を穿ってその後方に質量
分析手段を配置し、上記試料先端と上記スクリーンとの
間に退避可能にＸ　＊　３’　＃　Ｚ３軸方向駆動され
る探針をその先端を試料先端に対向させて配置し、上記
探針が試料と上記スクリーンとの間から退避した位置に
おいて上記探針先端と対向する位置に第２のスクリーン
を配置し、試料および探針に高電圧を印加して第１およ
び第２のスクリーン上に試料および探針先端のＦＩＭ像
を形成し得るようにすると共に、試料先端と探針先端と
を対向させた状態で両者間に流れるトンネル電流を検出
してＳＴＭ測定を行い得るようにした。 （作用） 試料が針状であり、その試料と対向してスクリーンが配
置してあって、試料に高電圧を印加できるので、スクリ
ーン上にはＦＩＭ像が形成される。こ＼でスクリーンに
は中央に小孔が穿っであるので、試料に高電圧を印加し
たとき試料表面から電界蒸発したイオンはこの小孔を通
過できる。 小孔の背後には質量分析手段が設けられているので、こ
めイオンの質量分析ができる。つまりＡＰ分析ができる
。試料と上記スクリーンとの間に退避可能に探針が設け
られ、探針を用いて試料先端面の３７Ｍ観察ができる。 探針の退避位置において探針と対向するスクリーンには
探針自身のＦＩＭ像が形成される。ＡＰ分析は試料表面
の電界蒸発を伴っているので、試料面の浄化にも利用で
き、探針についてもＦＩＭ像の観察ができるので、電界
蒸発を利用した浄化と浄化の確認ができる。 （実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。まずこの実施例の概
要を説明する。１は真空容器で、左端部に試料Ｓが取付
けられる。試料Ｓは先端曲率半径が１０００λ程度まで
鋭くされており、ＦＩＭ像を観察することができる。こ
の試料先端と対向して約１０ｃｓ＋離れて蛍光板２が配
置されている。蛍光板２は感光板３と置換可能なように
ターレット式の切換装置４に取付けられており、中央に
小孔りが穿たれている。試料Ｓの先端と蛍光板２の小孔
りの中心を結ぶ線上で蛍光板後方にイオン検出器５が配
置されている。ＢはＳＴＭ用の探針でｘ、ｙ、ｚ３軸方
向駆動装置６に保持されており、３軸方向に既知量駆動
されるようになっている。駆動装置６は水平軸Ｖによっ
て起倒可能に保持され、図案線位置と点線位置の二位置
をとり得るようにしである。駆動値ｆｌ１６を図案線位
置にすると試料Ｓの先端と探針Ｂの先端とが向き合い、
この状態で探針Ｂの２方向位置を調整して試料Ｓと探針
８間に電圧を印加すると両者間にトンネル電流が流れる
ようにすることができる。そこで、駆動装置６を作動さ
せて試料Ｓの先端に沿い探針を移動させてＳＴＭの観測
ができる。駆動装置６を倒して固点線の位置にすると、
探針Ｂは試料Ｓの先端から退避する。この状態で試料Ｓ
と真空容器１間に高電圧を印加し、試料先端から電界蒸
発を起こさせると、試料から離脱したイオンが蛍光板２
の中心孔りを通過しイオン検出器５によって検出される
。このときイオンの飛行速度Ｖを測定することでイオン
の質量分析が行われる。従ってＡＰ分析が可能となる。 またこの状態で真空容器１内に映像ガスを送っておけば
蛍光板２上にＦＩＭ像を得ることができる。駆動装置６
を固点線位置に倒したとき探針Ｂは先端が上を向いてい
る。 この上向きの探針の先端に対向する位置にもう一つの蛍
光板７が配置してあり、真空容器１と探針Ｂとの間に高
電圧を印加すると蛍光板７上に探針Ｂの先端のＦＩＭ像
を見ることができる。 上述装置で試料のＳＴＭｌ！測を行う場合の装置の操作
および動作を述べる。ＳＴＭにおいて問題になるのは前
述したように試料および探針の表面の汚染である。試料
については、探針Ｂを固点線位置に退避させた状態で試
料先端から電界蒸発を行わせ、蒸発したイオンを質量分
析するＡＰ機能によイオン種を決定すれば、試料から蒸
発して来るイオンが試料のものか汚染物質のものかがわ
かるから、汚染物質のイオンが検出されなくなる迄電界
蒸発を続ければ、試料表面の浄化およびその確認ができ
る。探針Ｂの先端の汚染も探針の固点線位置で蛍光板７
において探針Ｂの先端のＦＩＭ像を観察すると、もし汚
染がなければＦＩＭ像は探針の材質例えばタングステン
のＦＩＭ像が観察される。ＦＩＭ像は針先端表面の原子
の種類および配列を現しており、汚染に対し敏感である
からＦＩＭ像の観察で表面が清浄か否かがわかる。汚染
が認められるときは電界蒸発によって浄化できることは
試料の場合と同じである。このようにして試料および探
針の表面の清浄さが確認された後、探針を図案線位置に
してＳ　ＴＭ１１測を行う。 記述のように探針を固点線位置にしておけばＡＰ測定お
よびＦＩＭ観測ができる。 試料Ｓを保持する試料台８は真空容器１の左端壁の開口
部の蓋であって容器１に対し電気的に絶縁して気密に取
付けられる。試料台８には試料をｘｐ　ｙ＋　ｚ３軸方
向に位置調節するマイクロメータ式の微動装置８ａが付
設されており、真空容器１に取付けられた光学顕微鏡９
により探針Ｂと試料Ｓの相互位置合わせが目視によって
できるようになっている。目視によって成る程度位置合
わせをして後は８７Ｍ測定系の自動制御作用により、試
料に対し、探針先端は自動的に適当な位置をとる。探針
駆動装置６も真空容器１に対して電気的に絶縁されて取
付けられており、真空容器１は接地されていて、試料お
よび探針には正の高電圧が印加できるようにしである。 駆動装置６のＸ。 ｙ、ｚ３軸方向の駆動は夫々圧電素子によって行われる
。８７Ｍ測定を行うとき、試料Ｓは定電圧源ｅに接続さ
れる。試料Ｓと探針８間に流れるトンネル電流が抵抗ｒ
１プリアンプＡ等よりなる電流検出回路で検出され、コ
ンパレータＣで規準値と比較され、コンパレータＣの出
力が駆動装置６の２軸駆動信号発生器Ｖｚに入力され、
トンネル電流が一定値を保つよう２軸駆動が行われる。 Ｖ２の出力は記録計Ｒに送られる。他方駆動装置６のＸ
軸、ｙ軸方向夫々の駆動信号発生器Ｖｘ、Ｖｙが予め与
えられたスケジュールで信号を出し、探針Ｂに試料Ｓの
先端に沿ってｘ、ｙ方向走査運動を行わせる。このｘ、
ｙ両軸駆動信号も記録計Ｒに送られ、記録計Ｒに試料先
端の形状が画き出される。ＦＩＭＷ！測を行う場合試料
Ｓは直流高圧電源Ｈに接続される。真空容器１内には映
像ガスとして１０−令Ｔｏｒｒ程度にＨｅが導入される
。 ＡＰ１１１定を行う場合、直流高圧電源Ｈの電圧に加え
てパルス発生器Ｐの出力パルスが印加される。 このパルスはｎｓオーダの時間幅である。高圧電源Ｈの
出力電圧だけでは試料からの電界蒸発は起こらず、パル
ス発生器Ｐの出力が重なったとき電界蒸発が起るように
夫々の電圧を設定しておくと、イオン検出器５からはパ
ルス発生器Ｐの出力パルスと同期したパルスが出力され
る。このとき計時回路Ｔでパルス発生器Ｐの出力パルス
とイオン検出器５の出力パルス間の時間遅れを測定する
。この時間遅れは試料から蒸発したイオンが試料近傍の
電界で加速されて到達する速度に関係しており、重いイ
オン程遅れ時間が大きいから、この遅れ時間の測定によ
ってイオンの質量分析が行われる。 第１図に示した実施例は上述したようなものであるが、
試料からの電界蒸発を行わせるのに上述したパルス発生
器Ｐのパルスを重畳する代りに或はこれと併用して、パ
ルスレーザ照射手段を設けてもよい。また試料Ｓはその
先端を中心にして向きが変えられるようにした揺動可能
なホルダに保持させ、このホルダーを試料台８に取付け
るようにしてもよい。このようにすると試料先端のＦＩ
Ｍ像を見て、そのパターンの特定の部位が蛍光板２の中
心に来るように試料を傾けて、その状態でＡＰ測測定行
うことにより、試料面の超微小部分を指定してＡＰによ
る分析を行うことができる。 （発明の効果） 本発明によればＳＴＭ観察を行うに当って試料および探
針の汚染の除去および汚染除去の確認ができるだけでな
く、ＡＰとＳＴＭとの両方が可能なことにより、ＦＩＭ
像が得られないような試料に対しても、ＳＴＭによる表
面の超微細構造と関係づけて元素分析を行うことができ
る他、ＦＩＭ、ＡＰ二看者複合結果法のような効果が得
られる。 試料針先端は各種の結晶面が現われているので、結晶面
毎の異った物性（例えば、原子間結合力、電子状態の差
、加熱によるこれらの変化等）が調べられる。これはＦ
ＩＭによって試料先端の一つの結晶面を選んで、Ａ２分
析を行うことにより、その結晶面の電界蒸発の難易度が
分るがらである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の側面図、第２図ＡはＳ
ＴＭの原理図、第２図ＢはＳＴＭの全体概略図、第３図
ＡはＦＩＭおよびＡＰの概略構成図、第３図Ｂは同上に
おける試料先端拡大図である。 ｌ・・・真空容器、２川蛍光板、５・・・イオン検出器
、６・・・Ｘ　ｔ　”Ｉ　ｔ　２３軸方向駆動装置、７
・・・蛍光板、８・・・試料台、Ｓ・・・試料、Ｂ・・
・探針。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介 手続補正書（自発） １、　事件の表示　昭和６３年特許願第１１７５５７号
２、　発明の名称 固体表面複合分析装置 ３、　補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　京都市中京区西ノ京桑原町１番地名称（１９９
）株式会社島津製作所 代表者　　　西　八　條　　實 ４、　代　理　人　　郵便番号　５４１５、　補正によ
り増加する発明の数　　０６、　補正の対象 明細書全文 ｔＴＴＥ明　細　書 １．　発明の名称 固体表面複合分析装置 ２、特許請求の範囲 針状試料の先端に対向させて第１のスクリーンを配置し
、このスクリーンの中央に小孔を穿ってその後方に質量
分析手段を配置し、上記試料先端と上記スクリーンとの
間に退避可能にｘ、ｙ、ｚ３軸方向駆動される探針をそ
の先端を試料先端に対向させて配置し、上記探針が試料
と上記スクリーンとの間から退避した位置において上記
探針先端と対向する位置に第２のスクリーンを配置し、
試料および探針に高電圧を印加して上記第１および第２
のスクリーン上に試料および探針先端の電界イオン顕微
鏡像を形成し得るようにすると共に、試料先端と探針先
端とを対向させた状態で両者間に流れるトンネル電流を
検出して走査型トンネル顕微鏡の出力が得られるように
したことを特徴とする固体表面複合分析装置。 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） 本発明は固体表面の超微細構造を観察および分析する装
置に関する。 （従来の技術） 固体表面の超微、細構造を観察する方法として走査型ト
ンネル顕微鏡（ＳＴＭ）および電界イオン顕微跳（ＦＩ
Ｍ）が実用化されており、また固体表面の超微小部分の
分析を行う装置としてアトムプローブ分析装置（ＡＰ）
がある。 ＳＴＭは鋭い探針の先端を試料表面から数人の距離に近
づけて試料表面を走査し、試料表面の形状を原子レベル
の分解能で画き出す装置で、その原理を第２図で説明す
る。同図ＡでＳは試料表面、Ｐは針先端部で個々の円弧
は原子である。原子は核の周りを電子雲で囲まれた構造
で、図の個々の円弧は各原子の電子雲の濃密な範囲で一
応原子の表面と考えられる面であるが、電子雲は急速に
密度が低下するが、その面より外方まで拡がっている。 図の点線はそのような固体表面近傍の電子雲密度の等高
線である。探針Ｐの先端が数人の距、ｍまで試料表面に
近づくと、図のように針表面近傍と試料表面近傍の電子
雲はつながって、試料と針との間に電圧をかけておくと
両者間にトンネル電流Ｉｔが流れる。このトンネル電流
は探針先端と試料表面との間の距離が０．１人変化して
も指数関数的に太き（変化するので、探針を第２図Ｂに
示すようにｘｙｚ微動装置Ｍに取付け、トンネル電流が
一定になるようにＺ方向の位置を制御しなからｘ、ｙ方
向つまり試料面に沿って走査し、２方向の動きをＸＩＹ
方向の距離を横軸にとって記録することにより試料表面
の形状を原子的スケールで画き出すことができる。この
装置は真空中でも大気中でも使える。 ＳＴＭの問題点は、探針の先端や試料表面の組成が分ら
ないことである。探針としてタングステンを用いていて
も、針先端の原子がタングステンとは限らない。吸着ガ
スで汚染されていたり、相手の試料と接触したとき試料
原子が付着したりしていることがあり、対向している原
子が変ればトンネル電流の電圧特性は変化する。従って
針先端および試料面の組成を明確にしておくことが重要
であるが、これは容易なことではない。 ＦＩＭは第３図に示すように試料Ｎを先端半径が１００
０人程度０球面になるように研摩した針とし、真空中で
この針の先に１０ｃ１１程度離して蛍光板Ｆを置き両者
間に試料側を正にして高電圧を印加する。装置内に１０
−’　Ｔｏｒｒ程度の映像ガスを入れてお（と、試料先
端付近には強電界が成形されているので、その強電界内
で映像ガスは分極ス分子から試料側に電子が移り、映像
ガス分子は正イオンとなって試料先端から反撥される。 試料先端の電位分布は第３図Ｂに示すように試料原子の
配列を反映した状態になっており、イオンはこの電位面
に垂直に加速され、電界が針先端に集中している所から
、針先端から少し離れると殆んど無電界に近い状態でイ
オンは試料表面近傍で加速された後直進して蛍光板に当
り、これを発光させる。イオンの反撥方向は試料先端の
原子スケールの電位分布形状によって決まるので、蛍光
面上の輝点の配列は試料先端の原子配列を反映したもの
となる。従ってこの蛍光パターンから試料先端の原子配
列を読み取ることができるのである。 ＡＰは上述したＦＩＭと質量分析手段とを組合せたもの
である。試料の針と蛍光板間に電圧を印加すると、上述
した映像ガスのイオン化も起るが、針先端表面の原子も
陽イオンとして脱離する電界蒸発も起る。ＡＰはこの電
界蒸発によって生じたイオンを質量分析することによっ
て試料の針の先端表面の吸着原子１分子、或は試料その
ものの表面分析を行うもので、上述した電界蒸発は試料
表面の突出している原子から順序よく進行して行くので
、最上層から一原子層ずつ蒸発して行く。従って経時的
に質量分析を行っていると試料表面の組成を一原子層単
位で分析することができる。ＡＰの具体的な構造は第３
図Ａに示すように試料針Ｎに対向させて蛍光板Ｆを置き
、蛍光板Ｆの中央に探査孔りを設けておき、探査孔を通
過したイオ゛ンを質量分析するようになっている。蛍光
板にはＦＩＭのパターンが現れているので、針Ｎの向き
を変えて分析しようと思う表面のパターンが探査孔りの
所に来るようにして、質量分析を行う。質量分析の方法
としては例えば針上蛍光板間に一定の電圧を印加してお
き、それに幅が数ｎｓのパルス電圧を重畳してその間に
電界蒸発を行わせ、イオンの飛行速度によって質量分析
を行う方法が用いられる。試料が半導体の場合、パルス
は半導体中を効率よく伝わらないので、パルス電圧の代
りにパルスレーザの光を試料に当て＼電界蒸発を行わせ
る。 ＡＰは上述したように試料先端の原子配列と組成の両方
を観察できる特徴があるが、試料が半導体とか高分子或
は非晶質材料になると、構成原子の蒸発電界の方が映像
ガスのイオン化電界より弱くなり、ＦＩＭの像が得られ
ない場合があり、折角ＡＰで試料の組成を知ることがで
きても、これと試料原子の配列構造との関係を知ること
ができない。 （発明が解決しようとする課Ｂ） 本発明は上述したＳＴＭとＡＰとを組合せることにより
、夫々の方法が有する問題点を解消し、任意試料の超微
細構造の解明を可能にしようとするものである。 （課題を解決するための手段） 針状試料の先端に対向させて第１のスクリーンを配置し
、このスクリーンの中央に小孔を穿ってその後方に質量
分析手段を配置し、上記試料先端と上記スクリーンとの
間に退避可能にｘ、ｙ、ｚ３軸方向駆動される探針をそ
の先端を試料先端に対向させて配置し、上記探針が試料
と上記スクリーンとの間から退避した位置において上記
探針先端と対向する位置に第２のスクリーンを配置し、
試料および探針に高電圧を印加して第１および第２のス
クリーン上に試料および探針先端のＦＩＭ像を形成し得
るようにすると共に、試料先端と探針先端とを対向させ
た状態で両者間に流れるトンネル電流を検出してＳＴＭ
ＩＩＩ定を行い得るようにした。 （作用） 試料が針状であり、その試料と対向してスクリーンが配
置してあって、試料に高電圧を印加できるので、スクリ
ーン上にはＦＩＭ像が形成される。こ＼でスクリーンに
は中央に小孔が穿っであるので、試料に高電圧を印加し
たとき試料表面から電界蒸発したイオンはこの小孔を通
過できる。 小孔の背後には質量分析手段が設けられているので、こ
のイオンの質量分析ができる。つまりＡＰ分析ができる
。試料と上記スクリーンとの間に退避可能に探針が設け
られ、探針を用いて試料先端面の８７Ｍ観察ができる。 探針の退避位置において探針と対向するスクリーンには
探針自身のＦＩＭ像が形成される。ＡＰ分析は試料表面
の電界蒸発を伴っているので、試料面の浄化にも利用で
き、探針についてもＦＩＭ像の観察ができるので、電界
蒸発を利用した浄化と浄化の確認ができる。 （実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。まずこの実施例の概
要を説明する。１は真空容器で、左端部に試料Ｓが取付
けられる。試料Ｓは先端曲率半径が１０００人程反末で
鋭くされており、ＦＴＭ像を観察することができる。こ
の試料先端と対向して約１０ａｍＩＩ！ｌれて蛍光板２
が配置されている。蛍光板２は感光板３と置換可能なよ
うにターレット式の切換装置４に取付けられており、中
央に小孔りが穿たれている。試料Ｓの先端と蛍光板２の
小孔りの中心を結ぶ線上で蛍光板後方にイオン検出器５
が配置されている。ＢはＳＴＭ用の探針でｘ、ｙ、ｚ３
軸方向駆動装置６に保持されており、３軸方向に既知量
駆動されるようになっている。駆動値ｆｉ！６は水平軸
Ｖによって起倒可能に保持され、図案線位置と点線位置
の二位置をとり得るようにしである。駆動装置６を図案
線位置にすると試料Ｓの先端と探針Ｂの先端とが向き合
い、この状態で探針Ｂの２方向位置を調整して試料Ｓと
探針８間に電圧を印加すると両者間にトンネル電流が流
れるようにすることができる。そこで、駆動値Ｗ１６を
作動させて試料Ｓの先端に沿い探針を移動させてＳＴＭ
の観測ができる。駆動装置６を倒して図点線の位置にす
ると、探針Ｂは試料Ｓの先端から退避する。この状態で
試料Ｓと蛍光板２間に高電圧を印加し、試料先端から電
界蒸発を起こさせると、試料から離脱したイオンが蛍光
板２の中心孔りを通過しイオン検出器５によって検出さ
れる。このときイオンの飛行速度Ｖを測定することでイ
オンの質量分析が行われる。従ってＡ２分析が可能とな
る。またこの状態で真空容器１内に映像ガスを送ってお
けば蛍光板２上にＦＩＭ像を得ることができる。駆動値
ｅ６を固点線位置に倒したとき探針Ｂは先端が上を向い
ている。この上向きの探針の先端に対向する位置にもう
一つの蛍光板７が配置してあり、蛍光板７と探針Ｂとの
間に高電圧を印加すると蛍光板７上に探針Ｂの先端のＦ
ＩＭ像を見ることができる。 上述装置で試料のＳＴＭｉＱ測を行う場合の装置の操作
および動作を述べる。ＳＴＭにおいて間層になるのは前
述したように試料および探針の表面の汚染である。試料
については、探針Ｂを固点線位置に退避させた状態で試
料先端から電界蒸発を行わせ、蒸発したイオンを質量分
析するＡＰ機能によりイオン種を決定すれば、試料から
蒸発して来るイオンが試料のものか汚染物質のものかが
わかるから、汚染物質のイオンが検出されな（なる迄電
界蒸発を統ければ、試料表面の浄化およびその確認がで
きる。探針Ｂの先端の汚染も探針の固点線位置で蛍光板
７において探針Ｂの先端のＦＩＭ像を観察すると、もし
汚染がなければＦＩＭ像は探針の材質例えばタングステ
ンのＦＩＭ像が観察される。ＦＩＭ像は針先端表面の原
子の種類および配列を現しており、汚染に対し敏感であ
るからＦＩＭ像の観察で表面が清浄か否かがわかる。 汚染が認められるときは電界蒸発によって浄化できるこ
とは試料の場合と同じである。このようにして試料およ
び探針の表面の清浄さが確認された後、探針を図案線位
置にしてＳＴＭ１１１１１を行う。 記述のように探針を固点線位置にしておけばＡＰ測定お
よびＦＩＭＩＩＩ測ができる。 試料Ｓを保持する試料台８は真空容器１の左端壁の開口
部の蓋であって容器ｌに対し電気的に絶縁して気密に取
付けられる。試料台８には試料をｘ、ｙ、ｚ３軸方向に
位置調節するマイクロメータ式の微動装置８ａが付設さ
れており、真空容器１に取付けられた光学顕微鏡９によ
り探針Ｂと試料Ｓの相互位置合わせが目視によってでき
るようになっている。目視によって成る程度位置合わせ
をした後はＳＴＭ測定測定口動制御作用により、試料に
対し、探針先端は自動的に適当な位置をとる。探針駆動
装置６も真空容器１に対して電気的に絶縁されて取付け
られており、真空容器１は接地されていて、試料および
探針には正の高電圧が印加できるようにしである。駆動
値ｆｌ！６のＸ。 ｙ、ｚ３軸方向の駆動は夫々圧電素子によって行われる
。Ｓ７Ｍ測定を行うとき、試料Ｓは定電圧源ｅに接続さ
れる。試料Ｓと探針８間に流れるトンネル電流が抵抗ｒ
等よりなる電流検出回路で検出され、コンパレータＣで
規準値と比較され、コンパレータＣの出力が駆動装置６
の２軸駆動信号発生器Ｖｚに入力され、トンネル電流が
一定値を保つよう２軸駆動が行われる。Ｖｚの出力は記
録計Ｒに送られる。他方駆動装ｆｉ！６のＸ軸、ｙ軸方
向夫々の駆動信号発生器ＶＸ、Ｖｙが予め与えられたス
ケジュールで信号を出し、探針Ｂに試料Ｓの先端に沿っ
てｘ、ｙ方向走査運動を行わせる。 このｘ＋Ｙ両軸駆動信号も記録計Ｒに送られ、記録計Ｒ
に試料先端の形状が画き出される。ＦＩＭ観測を行う場
合試料Ｓは直流高圧電源Ｈに接続される。真空容器１内
には映像ガスとして１Ｏ−４Ｔｏｒｒ程度にＨｅが導入
される。ＡＰ測定を行う場合、直流高圧電源Ｈの電圧に
加えてパルス発生器Ｐの出力パルスが印加される。この
パルスはｎｓオーダの時間幅である。高圧電源Ｈの出力
電圧だけでは試料からの電界蒸発は起こらず、パルス発
生器Ｐの出力が重なったとき電界蒸発が起るように夫々
の電圧を設定してお（と、イオン検出器５からはパルス
発生器Ｐの出力パルスと同期したパルスが出力される。 このとき計時回路Ｔでパルス発生器Ｐの出力パルスとイ
オン検出器５の出力パルス間の時間遅れを測定する。こ
の時間遅れは試料１から蒸発したイオンが試料近傍の電
界で加速されて到達する速度に関係しており、重いイオ
ン程遅れ時間が大きいから、この遅れ時間の測定によっ
てイオンの質量分析が行われる。 第１図に示した実施例は上述したようなものであるが、
試料からの電界蒸発を行わせるのに上述したパルス発生
器Ｐのパルスを重畳する代りに或はこれと併用して、パ
ルスレーザ照射手段を設けてもよい。また試料Ｓはその
先端を中心にして向きが変えられるようにした揺動可能
なホルダに保持させ、このホルダーを試料台８に取付け
るようにしてもよい。このようにすると試料先端のＦＩ
Ｍ像を見て、そのパターンの特定の部位が蛍光板２の中
心に来るように試料を傾けて、その状態でＡＰ測定を行
うことにより、試料面の超微小部分を指定してＡＰによ
る分析を行うことができる。 （発明の効果） 本発明によれば８７Ｍ観察を行うに当って試料および探
針の汚染の除去および汚染除去の確認ができるだけでな
（、ＡＰとＳＴＭとの両方が可能なことにより、ＦＩＭ
像が得られないような試料に対しても、ＳＴＭによる表
面の超微細構造と関係づけて元素分析を行うことができ
る他、ＦＩＭ、ＡＰ二者複合の結果次のような効果が得
られる。 試料針先端は各種の結晶面が現われているので、結晶面
毎の異った物性（例えば、原子間結合力、電子状態の差
、加熱によるこれらの変化等）が調べられる。これはＦ
ＩＭによって試料先端の一つの結晶面を選んで、ＡＰ分
析を行うことにより、その結晶面の電界蒸発の難易度が
分るからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の側面図、第２図ＡはＳ
ＴＭの原理図、第２図ＢはＳＴＭの全体概略図、第３図
ＡはＦＩＭおよびＡＰの概略構成図、第３図Ｂは同上に
おける試料先端拡大図である。 １・・・真空容器、２・・・蛍光板、５・・・イオン検
出器、６・・・ＸＩ　ｙ＊　ｚ３軸方向駆動装置、７・
・・蛍光板、８・・・試料台、Ｓ・・・試料、Ｂ・・・
探針。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　針状試料の先端に対向させて第１のスクリーンを配置
   し、このスクリーンの中央に小孔を穿ってその後方に質
   量分析手段を配置し、上記試料先端と上記スクリーンと
   の間に退避可能にｘ、ｙ、ｚ３軸方向駆動される探針を
   その先端を試料先端に対向させて配置し、上記探針が試
   料と上記スクリーンとの間から退避した位置において上
   記探針先端と対向する位置に第２のスクリーンを配置し
   、試料および探針に高電圧を印加して上記第１および第
   ２のスクリーン上に試料および探針先端の電界イオン顕
   微鏡像を形成し得るようにすると共に、試料先端と探針
   先端とを対向させた状態で両者間に流れるトンネル電流
   を検出して走査トンネル顕微鏡の出力が得られるように
   したことを特徴とする固体表面複合分析装置。