JPH02100298A - High-speed atomic source - Google Patents

High-speed atomic source

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JPH02100298A
JPH02100298A JP25097688A JP25097688A JPH02100298A JP H02100298 A JPH02100298 A JP H02100298A JP 25097688 A JP25097688 A JP 25097688A JP 25097688 A JP25097688 A JP 25097688A JP H02100298 A JPH02100298 A JP H02100298A
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JP
Japan
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ion
source
electron
speed
speed atomic
Prior art date
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Pending
Application number
JP25097688A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Hoshino
星野 均
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to obtain a high-speed atomic beam which does not substantially include positive ions and/or electrons and which is energy- controlled, by causing an ion beam generated at an ion source and an electron beam generated at an electron source to intersect with each other so as to neutralize the ion beam to form the high-speed atomic beam. CONSTITUTION:An ion beam 4 formed from positive ions available from an ion source 1 is caused to pass through an ion conversion lens 3 so that it converges and, since an elecrtron source 2 from which an electron beam 5 is available is installed such that the passage of the electron beam 5 intersects with that of the ion beam 4, the ion beam 4 intersects with and is therefore neutralized by the electron beam 5 to produce a high-speed atomic beam 6. The high-speed atomic beam can thus be obtained which does not substantially include positive ions and/or electrons, and which is energy-controlled.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は高速原子源に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] FIELD OF THE INVENTION This invention relates to fast atomic sources.

[従来の技術] 従来の高速原子源では、例えば、Ar等のカスにイオン
線を照射した時に、そのイオン線によって反跳したガス
原子を利用した高速原子源が知られている。
[Prior Art] As a conventional high-speed atom source, for example, a high-speed atom source is known that utilizes gas atoms recoil by an ion beam when the scum of Ar or the like is irradiated with the ion beam.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の高速原子源ではイオン線によって
反跳したガス原子を利用しているために、高速原子線の
持つエネルギーを制御することができず、高速原子線に
イオン線が混ざった状態となっていた。また、集束した
高速原子線も得られないために局所分析法等に高速原子
源を利用することはできなかった。
[Problems to be solved by the invention] However, since conventional fast atom sources use gas atoms recoil by the ion beam, it is not possible to control the energy of the fast atom beam. There was a mixture of ion beams and ion beams. In addition, because a focused high-speed atomic beam cannot be obtained, it has not been possible to use a high-speed atomic source for local analysis methods.

例えば、二次イオン質量分析法等のビームアナリシスで
は、−次ビームに荷電粒子を用いる場合に、試料がチャ
ージアップを起すとビームの位置がずれてしまうという
問題があるが、ビームアナリシスに高速原子線を用いる
と、この問題は解決する。ところが従来は、集束した高
速原子線が得られないために、局所分析に用いることが
できなかった。
For example, in beam analysis such as secondary ion mass spectrometry, when charged particles are used as the -order beam, there is a problem that the beam position shifts when the sample charges up. Using lines solves this problem. However, in the past, it could not be used for local analysis because a focused high-speed atomic beam could not be obtained.

本発明は以上述べたような従来の事情に対処してなされ
たもので、正イオンや電子を実質的に含まず、かつエネ
ルギー制御された高速原子線が得られる高速原子源を提
供することを目的とする。
The present invention has been made in response to the above-mentioned conventional circumstances, and aims to provide a high-speed atomic source that does not substantially contain positive ions or electrons and can obtain an energy-controlled high-speed atomic beam. purpose.

[課題を解決するための手段] 本発明は、正イオンからなるイオン線を発生するイオン
源と、該イオン線の軌道と交差する軌道を有し、電子線
を発生する電子源とを備えてなることを特徴とする高速
原子源、および、正イオンからなるイオン線を発生する
イオン源と、該イオン線の軌道と交差する軌道を有し、
電子線を発生する電子源と、前記イオン線の軌道上にあ
って、前記電子線との交差点の下流側に配設され、イオ
ン線および電子線を除去して高速原子線のみを取出す高
速原子線取出し手段とを備えてなることを特徴とする高
速原子源である。
[Means for Solving the Problems] The present invention includes an ion source that generates an ion beam made of positive ions, and an electron source that has an orbit that intersects the orbit of the ion beam and generates an electron beam. a high-speed atom source, an ion source that generates an ion beam consisting of positive ions, and a trajectory that intersects the trajectory of the ion beam,
an electron source that generates an electron beam, and a high-speed atom that is located on the trajectory of the ion beam and downstream of the intersection with the electron beam, and that removes the ion beam and the electron beam and extracts only the high-speed atomic beam. The present invention is a high-speed atom source characterized by comprising a line extraction means.

本発明において、イオン源と、該イオン源から発生する
イオン線と電子線の交差点との間には、イオン源で発生
したイオン線を集束するイオン集束レンズが設けられて
いることを好適とし、この場合には、集束された高速原
子線が得られる。
In the present invention, it is preferable that an ion focusing lens for focusing the ion beam generated by the ion source is provided between the ion source and the intersection of the ion beam and electron beam generated from the ion source, In this case, a focused high-speed atomic beam is obtained.

[作用] 本発明の高速原子源においては、イオン源から発生する
イオン線および電子源から発生する電子線は交差され、
イオン線は中和されて高速原子線となる。このため、実
質的に正イオンおよび電子を含まない高速原子線を得る
ことができるとともに、高速原子線の持つエネルギーは
イオン線の持つエネルギーに制御することが可能となる
[Function] In the fast atom source of the present invention, the ion beam generated from the ion source and the electron beam generated from the electron source are crossed,
The ion beam is neutralized and becomes a high-speed atomic beam. Therefore, it is possible to obtain a high-speed atomic beam that does not substantially contain positive ions and electrons, and it is also possible to control the energy of the high-speed atomic beam to the energy of an ion beam.

また、得られた高速原子線にイオン線が残留している場
合には、高速原子線の軌道上に、磁石あるいは電極のよ
うな高速原子線取出し手段を設けることによって、高速
原子線に含まれているイオン線を完全に除去することが
できる。
In addition, if ion beams remain in the obtained fast atomic beam, it is possible to remove them by providing a means for extracting the fast atomic beams, such as a magnet or an electrode, on the trajectory of the fast atomic beam. It is possible to completely remove the ion beams that are present.

ざらに、予め集束させたイオン線を電子線によって中和
することにより、集束した高速原子線を得ることができ
、集束した高速原子線が得られることから、高速原子線
を二次イオン質量分析法等の局所分析法に応用すること
ができるようになる。
In general, by neutralizing a pre-focused ion beam with an electron beam, a focused high-speed atomic beam can be obtained. It becomes possible to apply this method to local analysis methods such as the method.

[実施例] 次に本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説
明する。
[Example] Next, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例を示す概略構成図である。イ
オン源1から得られる正イオンよりなるイオン線4はイ
オン集束レンズ3を通って集束し、電子源2より得られ
る電子線5はその軌道をイオン線4の軌道と交差するよ
うに電子源2が設置されているので、イオン線4と電子
線5は交差し、イオン線4は電子線5により中和され、
高速原子線6が得られる。高速原子線6では、高速原子
の伯に若干のイオンが混合した状態であるが、高速原子
線6が高速原子線取出し手段としての磁石(または電極
)8を通過すると、イオンは磁界(または電界)によっ
て曲げられるが、高速原子は磁界(または電界)の影響
を受けないために直進するので、高速原子のみよりなる
高速原子線7が得られる。得られた高速原子線7はシャ
ッタ9を通過して試料10に照射される。高速原子線の
オン、オフはシャッタ9によって行われる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention. An ion beam 4 consisting of positive ions obtained from the ion source 1 is focused through an ion focusing lens 3, and an electron beam 5 obtained from the electron source 2 is focused by the electron source 2 so that its trajectory intersects the trajectory of the ion beam 4. is installed, the ion beam 4 and the electron beam 5 intersect, and the ion beam 4 is neutralized by the electron beam 5.
A high-speed atomic beam 6 is obtained. In the fast atomic beam 6, some ions are mixed with the high speed atoms, but when the fast atomic beam 6 passes through a magnet (or electrode) 8 serving as a fast atomic beam extraction means, the ions are exposed to the magnetic field (or electric field). ), but since the high-speed atoms are not affected by the magnetic field (or electric field) and travel straight, a high-speed atomic beam 7 consisting only of high-speed atoms is obtained. The obtained high-speed atomic beam 7 passes through a shutter 9 and is irradiated onto a sample 10. A shutter 9 turns on and off the high-speed atomic beam.

高速原子1I917はイオン集束レンズ2によって集束
されたイオン線を中和することによって得ているために
試料の微小領域に照射することができる。
Since the fast atoms 1I917 are obtained by neutralizing the ion beam focused by the ion focusing lens 2, they can be irradiated onto a minute area of the sample.

また、イオン線4のエネルギーを制御することにより高
速原子線7のエネルギーを制御することができる。
Furthermore, by controlling the energy of the ion beam 4, the energy of the fast atomic beam 7 can be controlled.

第2図は、上記実施例による高速原子源を二次イオン質
量分析装置に用いた例である。高速原子源12より得ら
れた高速原子線13は試料14に照射される。試料14
から取出された二次イオン11は、二次イオン加速電極
15により加速され、静電アナライザ16を経て質母分
析装置17により質量分析されて検出器18により検出
される。
FIG. 2 is an example in which the fast atom source according to the above embodiment is used in a secondary ion mass spectrometer. A sample 14 is irradiated with a fast atomic beam 13 obtained from a fast atomic source 12 . Sample 14
The secondary ions 11 extracted from the ion are accelerated by a secondary ion accelerating electrode 15, passed through an electrostatic analyzer 16, subjected to mass spectrometry by a sample analyzer 17, and detected by a detector 18.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によればエネルギーを制御
されたイオン線を電子線にて中和しているので、正イオ
ンおよび電子を実質的に含まず、かつエネルギー制御さ
れた高速原子線を得ることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, since the energy-controlled ion beam is neutralized with the electron beam, the energy-controlled ion beam is substantially free of positive ions and electrons and is energy-controlled. It is possible to obtain high-speed atomic beams.

また、イオン集束レンズを設けた場合には、集束された
イオン線を中和して、集束された高速原子線を得ること
ができ、該高速原子線を用いて微小領域の分析が可能と
なる。
In addition, when an ion focusing lens is provided, it is possible to neutralize the focused ion beam and obtain a focused high-speed atomic beam, making it possible to analyze microscopic areas using the high-speed atomic beam. .

さらに、磁石あるいは電極のような高速原子線取出し手
段を設けた場合には、正イオンを含まない高速原子線の
みが得られるので、イオンの影響のない高速原子線のみ
を試料に照射することが可能となる。
Furthermore, if a high-speed atomic beam extraction means such as a magnet or electrode is provided, only high-speed atomic beams that do not contain positive ions can be obtained, making it possible to irradiate the sample only with high-speed atomic beams that are not affected by ions. It becomes possible.

また、本方法による高速原子源を二次イオン質量分析装
置に応用した場合には、試料のチャージアップの影響を
一次ビームが受けない分析を行うことができる。
Furthermore, when the fast atom source according to the present method is applied to a secondary ion mass spectrometer, analysis can be performed in which the primary beam is not affected by sample charge-up.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の概略構成図、第2図は本発
明の一応用例である二次イオン質量分析装置の概略構成
図である。 1・・・イオン源      2・・・電子源3・・・
イオン集束レンズ  4・・・イオン線5・・・電子線 6、7.13・・・高速原子線 8・・・磁石(電極)
9・・・シャッタ 11・・・二次イオン 15・・・二次イオン加速電極 17・・・質量分析装置 代 理 人
FIG. 1 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic block diagram of a secondary ion mass spectrometer that is an applied example of the present invention. 1...Ion source 2...Electron source 3...
Ion focusing lens 4... Ion beam 5... Electron beam 6, 7.13... High-speed atomic beam 8... Magnet (electrode)
9...Shutter 11...Secondary ion 15...Secondary ion accelerating electrode 17...Mass spectrometer agent

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)正イオンからなるイオン線を発生するイオン源と
、該イオン線の軌道と交差する軌道を有し、電子線を発
生する電子源とを備えてなることを特徴とする高速原子
源。
(1) A high-speed atom source characterized by comprising an ion source that generates an ion beam made of positive ions, and an electron source that has an orbit that intersects the orbit of the ion beam and generates an electron beam.
(2)正イオンからなるイオン線を発生するイオン源と
、該イオン線の軌道と交差する軌道を有し、電子線を発
生する電子源と、前記イオン線の軌道上にあって、前記
電子線との交差点の下流側に配設され、イオン線および
電子線を除去して高速原子線のみを取出す高速原子線取
出し手段とを備えてなることを特徴とする高速原子源。
(2) an ion source that generates an ion beam consisting of positive ions; an electron source that has an orbit that intersects the orbit of the ion beam and generates an electron beam; 1. A high-speed atomic beam extraction means, which is disposed on the downstream side of an intersection with a ray, and removes an ion beam and an electron beam and extracts only a high-speed atomic beam.
JP25097688A 1988-10-06 1988-10-06 High-speed atomic source Pending JPH02100298A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013020885A (en) * 2011-07-13 2013-01-31 National Institute For Materials Science Permanent magnet type multistage sextupole magneton device and method of varying focal distance of sextupole magneton

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013020885A (en) * 2011-07-13 2013-01-31 National Institute For Materials Science Permanent magnet type multistage sextupole magneton device and method of varying focal distance of sextupole magneton

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