JPH02160355A - 荷電粒子エネルギー分析装置 - 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、真空中の荷電粒子エネルギーの分析を行う装
置に関するものである。

従来の技術 従来の技術を、同軸円筒型を例に図に従って説明する。

第３図（ａ）には１２７°の角度を有する電子の静電型
エネルギー分析器の電極部、（ｂ）は分析器の全体概略
を示す。第３図（ｂ）に示すように、入射電子１は、入
射スリット２から入射し、正の内側電極３と負の外側電
極４の間の電場の中を設定電位で決められたあるエネル
ギーを持った電子だけが飛程５を描いて出射スリット６
に収束する。

このとき印加電位で決められる以外のエネルギーを持っ
た電子は、出射スリット６上には収束せずそとに出るこ
とはできない。しかし大きな運動エネルギーを有する電
子７が入射した場合、外側の電極に衝突して、そこから
２次電子８を放出し出射スリット６上には到達して、ノ
イズの原因となり、測定のＳ／Ｎ比を低下させることが
あった。

また第４図に示す様に、電子源９からの入射電子１２を
レンズ１０でサンプル１１に照射し、その散乱電子１３
を２次電子増倍管１４で補集して、散乱電子１３のエネ
ルギーの分析を行う装置では、入射電子１２や散乱電子
１３のモニター強度を測定して、電子線とエネルギー分
析器系、レンズ系との光軸を合わせる必要がある。入射
電子１２のモニター強度は、ファラデーカップ１５と呼
ばれているものを用い、サンプル１１の後ろでサンプル
１１を入射電子線の軸と平行にして測定していた。また
散乱電子１３のモニター強度は、ファラデーカップ１５
を、エネルギー分析器１００の後ろに移動させ、レンズ
系と電子線との軸上の穴を通過してくる散乱電子１３を
測定していた。このときは、エネルギー分析器１００に
は静電場を印加せず、散乱電子をそのまま測定した。こ
のように、入射電子１２や散乱電子１３のモニター強度
を測定して、電子線とエネルギー分析器系、レンズ系と
の光軸を合わせる為には、ファラデーカップやエネルギ
ー分析器系を交互に動かして測定しなければならない煩
わしいものであった。

発明が解決しようとする課題 従来の技術で示した様に、第一には、静電型エネルギー
分析器に入り込んでくる過剰に大きなエネルギーを持っ
た荷電粒子が、衝突によって発生させる２次電子により
ノイズとなり、測定Ｓ／Ｎ比を低下させている。また荷
電粒子の散乱によるエネルギー分析では、入射や散乱荷
電粒子の強度モニターが重要でありながら煩わしい軸合
わせを要する検出器の調整が必要であった。本発明は、
懸かる問題点を鑑みたものであり、衝突によって発生さ
せる２次電子によるノイズの抑制とＳ／Ｎ比の向上、そ
して容易な荷電粒子の強度モニターをするための手法を
提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明では上記問題点解決のために、静電型エネルギー
分析器の電極を二重構造とし、網目状の電極とその外債
の電極と、合計４つの電極によって構成した。また荷電
粒子の強度モニターでは、前記２重構造の外側の電極を
検出器として用いる。

すなわち、本発明の荷電粒子エネルギー分析装置は、静
電場の印加により荷電粒子のエネルギー分析を行う同軸
円筒型又は半円球型の分析器において、静電場印加用の
一対の電極を網目状とし、前記一対の網目状電極の外側
に過剰エネルギーを持つ荷電粒子を吸収する一対の電極
を有することを特徴とするもので、また静電場の印加に
より荷電粒子のエネルギー分析を行う同軸円筒型又は半
円球型の分析器において、網目状電極の外側の電極で荷
電粒子の入射の強度を測定することを特徴とする。

作用 本発明の技術的手段によれば、静電型エネルギー分析器
に入り込んできて、衝突によって２次電子を発生させる
ような、過剰に大きなエネルギーを持った荷電粒子を、
静電型エネルギー分析器内の電極に衝突させず、静電場
を形成する電位を印加する網目状の電極のさらに外側の
電極に取り込んでいく。静電場を形成する電位を印加す
る電極は網目状なので、直接衝突することはなくなり、
２次電子によるノイズは除去できる。また、２重構造の
静電エネルギー分析用電極を用いて、散乱されてくる荷
電粒子の強度モニターの検出器とし、軸あわせの煩わし
さなしに容易に可能とした。

実施例 本発明の半球状静電型エネルギー分析器を用いた、固体
表面電子散乱による一実施例を図に従って説明する。第
１図に、本発明による半球状静電型エネルギー分析器の
断面図を示す。入射電子１は、入射スリット２から入射
し半球状の静電場内を通過する。そのとき、網状電極１
６と１７に印加されている電界によって出射スリット６
上に収束する飛程５を描く電子エネルギーは決められて
いる。そのエネルギー以外の電子が入射すると、スリッ
ト６以外に収束し、それ以降の測定系に入り込まない。

また大きな過剰のエネルギーを持つ電子が入射しても、
網状の電極１６．１７との衝突はなく、その外側の吸収
用電極１８もしくは電極１９に吸収されてしまう。その
ため、衝突による２次電子の発生が抑えられ良好なＳ／
Ｎ比が得られる測定が可能となる。

半球状静電型エネルギー分析器を用いた、固体表面・電
子散乱測定系を第２図に示す。

この系では、電子源９からの電子のエネルギーの単色化
のための半球状静電型エネルギー分析器２０と固体表面
との散乱電子のエネルギー分析のための半球状静電型エ
ネルギー分析器２１の２つが用いられている。分析器２
０．２１は第１図の構造を有するものである。この系に
おける測定では、各エネルギー分析器、レンズ系、入射
電子・散乱電子の光軸あわせや、電子のエネルギーの単
色化のための各エネルギー分析器・レンズ等の電位設定
等複雑な調整が重要である。このときの電子線の強度モ
ニターには、第１図にある網状電極１６を接地電位とし
、入り込んでくる電子をその外側の正にした電極１８で
検出できるものである。この方法によれば、半球状静電
型エネルギー分析器の設定印加電位の切り替えだけで、
別途モニター検出器、例えば第４図のファラデーカップ
１５等を配置せずに、電子線の軸あわせやレンズ電位設
定・調整が容易に可能である。また、従来の技術の例と
してとりあげた、１２７°の角度を有する静電型エネル
ギー分析器についても、同様に可能である。

発明の効果 本発明によれば、静電型エネルギー分析器を用いた、荷
電粒子散乱エネルギー分析測定において、大きな過剰エ
ネルギーを有する荷電粒子について、静電型エネルギー
分析器内での衝突による２次電子生成を抑え、良好なＳ
／Ｎ比の測定を可能とするものである。

、また静電型エネルギー分析器の電極を、網状のものと
の２重構造にすることにより、荷電粒子散乱系の軸あわ
せや、レンズ系の調整のための強度モニター検出が、静
電型エネルギー分析器の印加電位の設定切り替えにより
容易可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の半球状静電型エネルギー分
析器の概略平面図、第２図は固体表面電子散乱による他
の実施例の分析器の概略平面図、第３図（ａ）　、　（
ｂ）は従来の分析器の電極部の斜視図。 概略平面図、第４図は従来の他の分析器の概略平面図で
ある。 １・・・・・・入射電子、２・・・・・・入射スリット
、５・・・・・・飛程、１６．１７・・・・・・網状電
極、１８．１９・・・・・・吸収用電極、６・・・・・
・出射スリット。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名ａｔ図 １７う真状を桓 ひノ 第３図 （ｂツ タトイ貝）１看で］１１に 人ＪＦ′ｒ電子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電場の印加により荷電粒子のエネルギー分析を
   行う同軸円筒型又は半円球型の分析器において、静電場
   印加用の一対の電極を網目状とし、前記一対の網目状電
   極の外側に過剰エネルギーを持つ荷電粒子を吸収する一
   対の電極を、有することを特徴とする荷電粒子エネルギ
   ー分析装置。
2. （２）静電場の印加により荷電粒子のエネルギー分析を
   行う同軸円筒型又は半円球型の分析器において、網目状
   電極の外側の電極で荷電粒子の入射の強度を測定するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載の荷電
   粒子エネルギー分析装置。