JPH02100299A - High-speed atomic source - Google Patents

High-speed atomic source

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JPH02100299A
JPH02100299A JP25097888A JP25097888A JPH02100299A JP H02100299 A JPH02100299 A JP H02100299A JP 25097888 A JP25097888 A JP 25097888A JP 25097888 A JP25097888 A JP 25097888A JP H02100299 A JPH02100299 A JP H02100299A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ion
source
magnet
electron
speed atomic
Prior art date
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Pending
Application number
JP25097888A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Hoshino
星野 均
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH02100299A publication Critical patent/JPH02100299A/en
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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 mixing together an ion beam generated by an ion source and an electron source generated by an electron source by means of a magnet so as to neutralize the ion source to form the high-speed atomic beam. CONSTITUTION:An ion beam 6 formed from positive ions available at an ion source 1 is caused to pass through an ion conversion lens 2 so that it converges and is then incident on a magnet 4. An electron beam 7 available at an electron source 3 is incident on the magnet 4 from the direction opposite to the ion beam 6. Since the ion beam 6 and the electron beam 7 have different polarities, they can be put on the same line by controlling the ion beam 6 incident on the magnet 4, the angle of incidence of the electron beam 7, and the magnetic field of the magnet 4. The ion beam 6 formed from the positive ions is neutralized by the electron beam 7 to obtain a high-speed atomic beam 8. The high- speed atomic beam can thus be obtained which does not substantially include positive ions and/or electrons, an 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等のガスにイオン
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 a gas such as Ar 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、電子線を発生する電子線源と、前記イオン線およ
び電子線を混合・中和する磁石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、電子線を発生する電子線源と、
前記イオン線および電子線を混合・中和する磁石と、前
記磁石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 provides an ion source that generates an ion beam composed of positive ions, an electron beam source that generates an electron beam, and a magnet that mixes and neutralizes the ion beam and the electron beam. an ion source that generates an ion beam consisting of positive ions; and an electron beam source that generates an electron beam;
A magnet for mixing and neutralizing the ion beam and the electron beam, and a high-speed atomic beam extraction means disposed downstream of the magnet for removing the ion beam and the electron beam and extracting only the high-speed atomic beam. It is a high-speed atomic source characterized by

本発明において、イオン源と磁石との間には、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 is provided between the ion source and the magnet to focus the ion beam generated by the ion source, and in this case, a focused high-speed atomic beam can be obtained. It will be done.

[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磁石で混合
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電子線
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IIJ illする
ことが可能となる。
[Operation] 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 mixed by a magnet, and the ion beam is neutralized to become a fast atom beam. Therefore, it is possible to obtain a high-speed electron beam that does not substantially contain positive ions and electrons, and the energy of the high-speed atomic beam can be combined with the energy of the ion beam.

また、得られた高速原子線にイオン線および/または電
子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、これらの荷電粒子を完全に除去するこ
とができる。
In addition, if ion beams and/or electron beams remain in the obtained fast atomic beam, on the trajectory of the fast atomic beam,
By providing a high-speed atomic beam extraction means such as a magnet or an electrode, these charged particles can be completely removed.

さらに、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1昇ることがで
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。
Furthermore, by neutralizing the pre-focused ion beam with an electron beam, the focused high-speed atomic beam can be increased by 1, and 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6はイ
オン集束レンズ2を通って集束し、1石4に入射する。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention. An ion beam 6 consisting of positive ions obtained from an ion source 1 is focused through an ion focusing lens 2 and is incident on a single stone 4.

また、電子源3より得られる電子線7はイオン線6と反
対方向から磁石4に入射する。イオン線6と電子線7と
は極性が異なるため、磁石4へのイオン線6、電子線7
の入射角、磁石4の磁界を制御することにより、電子線
、イオン線を同一直線上に持ってくることができる。
Further, the electron beam 7 obtained from the electron source 3 is incident on the magnet 4 from the opposite direction to the ion beam 6. Since the ion beam 6 and the electron beam 7 have different polarities, the ion beam 6 and the electron beam 7 are directed toward the magnet 4.
By controlling the incident angle of the electron beam and the magnetic field of the magnet 4, it is possible to bring the electron beam and the ion beam onto the same straight line.

正イオンよりなるイオン線6は電子線7により中和され
、高速原子線8が得られる。高速原子線8では、高速原
子の他に若干のイオン、電子が混合した状態であるが、
高速原子線8が高速原子線取出し手段としての磁石また
は電極5を通過すると、イオンおよび電子は磁界または
電界によって曲げられ、一方、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9が得られる。得られた高速原子線
9はシャッタ10を通過して試料11に照射される。
The ion beam 6 made of positive ions is neutralized by the electron beam 7, and a high-speed atomic beam 8 is obtained. In the fast atomic beam 8, there is a mixture of some ions and electrons in addition to the fast atoms.
When the high-speed atomic beam 8 passes through the magnet or electrode 5 serving as the high-speed atomic beam extraction means, the ions and electrons are bent by the magnetic or electric field, while the high-speed atoms travel straight because they are not affected by the magnetic or electric field. A high-speed atomic beam 9 consisting only of high-speed atoms is obtained. The obtained high-speed atomic beam 9 passes through a shutter 10 and is irradiated onto a sample 11.

高速原子線のオン、オフはシャッタ10によって行われ
る。
A shutter 10 turns on and off the high-speed atomic beam.

高速原子線9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 high-speed atomic beam 9 is obtained by neutralizing the ion beam focused by the ion focusing lens 2, it can irradiate a minute region of the sample.

また、イオン線6のエネルギーを制御することにより、
高速原子線9のエネルギーを制御することができる。
In addition, by controlling the energy of the ion beam 6,
The energy of the high-speed atomic beam 9 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
から放出された二次イオン19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を経て質量分
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 19 emitted from the ion are accelerated by the secondary ion accelerating electrode 15, passed through the electrostatic analyzer 16, subjected to mass spectrometry by the mass spectrometer 17, and detected by the 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−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 ion beam does not substantially contain positive ions and electrons, and the energy is 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. .

ざらに、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、正イオンや電子を含まない高速原
子線のみが得られるので、荷電粒子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。
Generally speaking, if a high-speed atomic beam extraction means such as a magnet or an electrode is installed, only high-speed atomic beams that do not contain positive ions or electrons can be obtained, so only high-speed atomic beams that are not affected by charged particles can be applied to the sample. It becomes possible to irradiate.

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 3・・・電子源 5・・・磁石(電極) 7・・・電子線 8、9.13・・・高速原子線 10・・・シャッタ 12・・・高速原子源 15・・・二次イオン加速電極 16・・・静電アナライザ 18・・・検出器 2・・・イオン集束レンズ 4・・・磁石 6・・・イオン線 11、14・・・試料 17・・・質量分析装置 19・・・二次イオン
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 3... Electron source 5... Magnet (electrode) 7... Electron beam 8, 9.13... High speed atomic beam 10... Shutter 12... High speed atomic source 15 ... Secondary ion accelerating electrode 16 ... Electrostatic analyzer 18 ... Detector 2 ... Ion focusing lens 4 ... Magnet 6 ... Ion beams 11, 14 ... Sample 17 ... Mass spectrometer 19...Secondary ion

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
、電子線を発生する電子線源と、前記イオン線および電
子線を混合・中和する磁石とを備えてなることを特徴と
する高速原子源。
(1) A high speed system comprising an ion source that generates an ion beam made of positive ions, an electron beam source that generates an electron beam, and a magnet that mixes and neutralizes the ion beam and the electron beam. Atomic source.
(2)正イオンからなるイオン線を発生するイオン源と
、電子線を発生する電子線源と、前記イオン線および電
子線を混合・中和する磁石と、前記磁石の下流側に配設
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 beam source that generates an electron beam, a magnet that mixes and neutralizes the ion beam and the electron beam, and a magnet that is disposed downstream of the magnet. , a high-speed atomic beam extraction means for removing ion beams and electron beams and extracting only high-speed atomic beams.
JP25097888A 1988-10-06 1988-10-06 High-speed atomic source Pending JPH02100299A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0475199A2 (en) * 1990-08-30 1992-03-18 Ebara Corporation A fast atom beam source

Cited By (3)

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