JPH0145068Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は電子分光装置等の表面分析装置におい
て、試料表面をエツチングするためのイオン銃の
改良に関する。

［従来の技術］ 表面分析装置、例えば電子分光装置において
は、物質表面から内部への元素組成の変化や化学
結合状態の変化を知るために、装置内にイオン銃
を装着し、イオンエツチングとスペクトルの測定
を交互に繰り返しながら分析を行つている。

かかるイオンエツチング用のイオン銃として
は、一般には熱電子をイオン化室内でアルゴンガ
スに衝突させて正イオンを発生させ、１個の引出
し穴から取りだして加速し、静電レンズで収束さ
せて試料に照射するようになしている。しかしな
がら、このようなイオン銃ではイオンビーム径は
高々１mm程度であり、Ｘ線光電子分光法（XPS
あるいはESCA）に必要な比較的広い分析領域を
均一にエツチングするためにはイオンビームを走
査しなければならず、エツチングスピードが著し
く遅くなるという欠点を有している。

近時、かかる不都合を解決するために、従来の
ビーム径に対して10倍あるいはそれ以上のビーム
径を取りだして、広い分析領域を一度にエツチン
グすることのできるイオン銃が提案されている。
第３図はかかるイオン銃の概略構成図を示すもの
で、１は底部が開放されたイオン化室であり、内
部にはパイプ２を通してアルゴンガスが導入され
る。３はイオン化室１内部に置かれたフイラメン
トで、加熱電源４に接続されている。５は前記イ
オン化室１内に置かれた筒状の陽極で、アノード
電源６によりフイラメント３に対して正の電圧が
印加されている。７はイオン化室１の外周に置か
れたマグネツトで、フイラメント３から放出され
た電子を陽極３内で螺旋運動させて電子の軌道を
長くすることによりイオン化を効率良くさせるた
めのものである。８はイオン化室１の底部に置か
れたスクリーン電極で、アース電位に保たれてお
り、また、このスクリーン電極には例えば200個
程度のイオン引出穴が形成してある。９はこのス
クリーン電極８の下部に環状のスペーサー１０を
介して電気的に絶縁された状態で、かつ任意な間
隔を保つて置かれた加速電極で、この加速電極に
もスクリーン電極８と同様に200個程度のイオン
引出穴が形成されている。１１は前記イオン化室
１内で生成されたイオンを加速するための加速電
源で、前記フイラメント３とスクリーン電極８と
の間に負の高電圧を印加している。１２は前記ス
クリーン電極８と加速電極９との間に正の電圧を
印加するためのサプレツサー電源である。

このような装置ではスクリーン電極８と加速電
極９との間にサプレツサー電源１１によりイオン
を減速させるようになしているため、イオン化室
１内のイオン密度は空間電荷制限領域にまで高め
られ、このようにして密度の高められたイオンを
各電極８，９のイオン引出穴を介して太いビーム
Ｉとして取出し、一度に分析領域を均一にエツチ
ングができるようにしたものである。

［考案が解決しようとする問題点］ 一般に、分析試料をエツチングするとき、理想
的には加速電圧を一定にした状態で、イオンの量
を変えてエツチングスピードを変えることが望ま
しい。ところが上述したタイプのイオン銃では、
空間電荷制限領域効果を利用しているため、加速
電圧を変えないとイオンビーム電流は変わらな
い。

本考案はこの様な点に鑑みて、加速電極を変え
ることなくイオンビーム電流を変えることを提供
するものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案はガスが導
入されるイオン化室と、該イオン化室内のガスに
衝突させる電子を発生する電子発生手段と、前記
イオン化室で生成されたイオンを引出すための複
数のイオン引出穴を有する加速電極と、該加速電
極とイオン化室との間に配置された複数のイオン
引出穴を有するスクリーン電極とからなるイオン
銃において、前記スクリーン電極と加速電極とを
相対的にスライドさせることによりイオンを引出
す開口率を変化させることを特徴とする。

［実施例］ 第１図は本考案の一実施例を示す要部拡大断面
図であり、第３図は同一符号のものは同一構成要
素を示す。

即ち、本実施例ではスペーサー１０を加速電極
９側に固定すると共に、スクリーン電極８をこの
スペーサー１０上に移動可能に配置し、さらに、
スペーサー１０に設けた突出部１０ａに螺合され
た押しネジ１３の先端をスクリーン電極８の側面
に係合させることにより加速電極９に対してスク
リーン電極８を移動させることを特徴とするもの
である。尚、１０ｂは突出部１０ａと対向するよ
うにスペーサ１０に設けられた突出部で、この突
出部１０ｂとスクリーン電極８との間には押しネ
ジ１３とスクリーン電極８との接触を常に維持す
るためのスプリング１４が設けられている。ま
た、スペーサー１０には図示しないがスクリーン
電極８の移動をガイドするための案内体が設けて
ある。

しかして、押しネジ１３によりスクリーン電極
８を移動させると、第２図にその状態を示すよう
にスクリーン電極８及び加速電極９に夫々形成さ
れたイオン引出穴８ａと９ａとの相対位置がズレ
るため、２枚の電極で構成されるイオン引出穴の
見掛上の孔径、つまり開口率が変化する。その結
果、取出されるイオンビームの量（イオンビーム
電流）が変わるため、エツチングスピードを任意
に変えることができる。

尚、前述の説明では加速電極に対してスクリー
ン電極を移動させるようになしたが、逆にスクリ
ーン電極に対して加速電極を移動させても良い。

［考案の効果］ 以上のように、スクリーン電極と加速電極とを
相対的に移動させてイオン引出穴の開口率を変化
させるようになせば、加速電圧を変化させること
なくイオンビーム電流を変えることができるた
め、加速電圧を一定にして異なつた速度でエツチ
ングを行うことができる。従つて、深さ方向の分
析を行いたい位置ではエツチングをゆつくり行
い、必要のない場所ではエツチングを高速で行う
ことができるので、効率的な分析が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す要部拡大断面
図、第２図は本考案の動作を説明するための図、
第３図は従来例を説明するための図である。 １：イオン化室、２：パイプ、３：フイラメン
ト、４：加熱電源、５：陽極、６：アノード電
源、７：マグネツト、８：スクリーン電極、９：
加速電極、１０：スペーサー、１１：加速電源、
１２：サプレツサー電源、１３：押しネジ、１
４：スプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ガスが導入されるイオン化室と、該イオン化室
   内のガスに衝突させる電子を発生する電子発生手
   段と、前記イオン化室で生成されたイオンを引出
   すための複数のイオン引出穴を有する加速電極
   と、該加速電極とイオン化室との間に配置された
   複数のイオン引出穴を有するスクリーン電極とか
   らなるイオン銃において、前記スクリーン電極と
   加速電極とを相対的にスライドさせることにより
   イオンを引出す開口率を変化させることを特徴と
   するイオン銃。