JPH0261544A - 反射電子回折測定装置 - 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、電子ビームの入射方向と試料表面のなす角（
以下「入射角」という）と反射回折した電子の強度の関
係すなわちロッキングカーブから試料表面の結晶構造に
関する知見を得る装置に関するものである。

〔従来の技術〕

反射電子回折のロッキングカーブは、第４図に示すよう
に固定した試料１に対して一次電子ビーム２の入射角を
変えるか、第５図に示すように固定した一次電子ビーム
２に対して試料１の傾斜角を変えるかのいずれかの方法
によって入射角を変化させながら反射回折した電子の強
度を測定することで求めることが出来る。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の装置では一次電子ビームの入射角は、−次電子ビ
ーム２の入射方向と試料ｌの表面のなす角を直接測定す
るのではなく、電子銃３の傾斜設定角あるいは試料ｌの
傾斜設定角と反射回折した電子４の強度を求めてロッキ
ングカーブを測定している。このため、設定角と実際の
反射角を０．１度より良い精度で一致させ、かつ−次電
子ビーム２を試料１の同一場所に照射しながら角度を掃
引する必要があるが、電子銃３が超高真空槽８の中にあ
るため、大掛かりな精密電子銃傾斜装置９または精密試
料傾斜装置１０が必要である。また、反射回折した電子
４の強度はファラデイカツブ５を用いて測定するか、あ
るいは螢光板６の螢光強度を測定する方法をとっている
ため、−次電子ビーム２の電流を大きくする必要がある
。このため試料のダメージ等が問題になる。なお、第４
図および第５図において７は覗き窓である。

〔課題を解決するための手段〕

このような課題を解決するために本発明は、−次電子ビ
ームの試料表面に対する入射角を掃引したときに生じる
特定の方向に反射回折した電子の強度変化を測定する反
射電子回折測定装置において、反射回折した電子の入射
位置の測定および反射回折した電子１個ずつの計数を同
時に行なう二次元電子増倍プレートと二次元位置検出器
とを試料後方に設置し、繰返し角度掃引を行なって反射
回折した電子の入射位置および個数より入射角と強度の
関係のデータを得るようにしたものである。

〔作用〕 本発明による反射電子回折測定装置においては、容易に
ロッキングカーブの測定ができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。第
１図は本発明の一実施例を示す構成図であって、１は試
料、２は一次電子ビーム、３は電子銃、４は反射回折し
た電子、７は覗き窓、８は超高真空槽、１１は二次元電
子増倍プレート、１２は二次元位置検出器、１３は位置
を計算する位置計算コンピュータ、１４は二次元ヒスト
グラムメモリ、１５は試料傾斜軸、１６は簡易試料傾斜
装置である。

このような構成の装置において、電子銃３から出た電子
は試料ｌの表面で反射回折し、二次元電子増倍プレート
１１に到達する。ここで１個の電子は二次元位置検出器
１２で検出されるに十分なだけの電子の数にまで増倍さ
れ、それらの電子は二次元位置検出器１２に注入される
。二次元位置検出器１２上の座標（ｘ、ｙ）の計算は位
置計算コンピュータ１３により行なわれる。二次元電子
増倍プレー）１１に到達する電子１個１個につき以上の
手順で座標を求め、二次元ヒストグラムメモリ１４の各
画素に割り振って電子の個数を加算していくことにより
、反射回折した電子の二次元強度分布が得られる。二次
元位置検出器１２の方式や計算方法はすでに知られてい
る種々の方法が考えられる。例えば、各隅に到達する電
荷量により二次元位置検出器１２上の座標（ｘ、ｙ）を
求めるなどの方法が知られている。

次に、入射角の求め方を第２図を用いて説明する。あら
かじめ、試料１で反射させない場合の入射電子の到達位
置の座標（ｘ６．ｙｏ）と試料１から二次元電子増倍プ
レートｌｌまでの距１ｆｉ１２０を測定しておくことに
より、入射角θは鏡面反射ピークの座標（ｘ、ｙ）を用
いて次の式から計算できる。ここでは試料傾斜軸１５に
平行な方向をｙ軸に、また電子線の入射方向を２軸にと
るものとする。なお、−次電子ビーム２の方向は二次元
電子増倍プレート１１に垂直である。

ｚｏ−ｔａｎ　（２θ）＝ｘ−Ｘ。

このようにして電子ビームの入射角を直接測定すること
により、設定角の精度が悪くても、次の手順を踏むこと
で高精度なロッキングカーブを得ることができる。

ある角度に試料１を傾斜させた状態で一定時間だけ測定
を行ない、反射回折電子の二次元強度分布と入射角を測
定する。その二次元強度分布から着、目する回折ピーク
（何本でも可能）の強度（単位時間あたりに検出された
電子の個数）を求める。

二次元強度分布から着目する回折ピークの強度を求める
方法は、ピークの高さを強度とする簡単な方法からバン
クグランドを引いた積分強度を求める方法等種々考えら
れる。試料傾斜角を次々に変化させて同様の測定を繰り
返すことにより、入射角と着目ピークの強度との関係を
表わすグラフ（口・７キングカーブ）が得られる。

このとき、本発明の特徴から、試料傾斜角を精度良く設
定する必要がないことを第３図を用いて以下説明する。

試料傾斜角は例えば０度から１０度まで１変度度の粗い
間隔で掃引させた場合、１回の測定で１０点程度の入射
角とピーク強度の相関を表わすデータ（○印）が得られ
る。これだけではデータ点数が少なく、しかも入射角も
等間隔に変化していないので、表面構造を解析するに足
るロッキングカーブとはいえない。しかし、同様な測定
（０度から１０度まで入射角を掃引する一連の測定）を
もう−皮丘なうと、前回とは異なった入射角と強度のデ
ータ（△印）が追加される。

この場合、意識的に前回とは異なる角度を選んでもよい
が、意識的にずらさなくてもほとんどのデータ点は前回
と一致しない。さらに同様の測定を繰り返すと、毎回入
射角は前回とは少しずつ異なるため、繰り返し回数を多
（することによって入射角のデータ間隔は細かくなって
いく。十分細かいデータ間隔になったところで測定を終
了し、各データ点を結べば、表面構造を解析するに足る
高精度なロッキングカーブが得られることになる。

このカーブは不等間隔のデータであるが、数値的補間法
を使って等間隔データに直すことは容易である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、特別な高精度電子
銃傾斜装置や試料傾斜装置を必要としないため、例えば
市販のＭＢＥ装置に付、属している反射電子回折測定装
置の螢光板を二次元検出器（二次元電子増倍プレートと
二次元位置検出器）に置き換えるだけで、装置の改造を
行なうことなく容易にロッキングカーブの測定が可能に
なる効果がある。また、電子１個１個を計数出来るため
、非常に弱いプローブ電流においても測定が可能になる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による反射電子回折測定装置の一実施例
を示す構成図、第２図は第１図の装置による入射角測定
を説明するための説明図、第３図は第１図の装置により
得られるロッキングカーブの一例を示すグラフ、第４図
および第５図は従来の反射電子回折測定装置を示す構成
図である。 ｌ・・・試料、２・・・−次電子ビーム、３・・・電子
銃、４・・・電子、７・・・覗き窓、８・・・超高真空
槽、１１・・・二次元電子増倍プレート、１２・・・二
次元位置検出器、１３・・・位置計算コンビ二一夕、１
４・・・二次元ヒストグラムメモリ、１５・・・試料傾
斜軸、１６・・・簡易試料傾斜装置。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 一次電子ビームの試料表面に対する入射角を掃引したと
   きに生じる特定の方向に反射回折した電子の強度変化を
   測定する反射電子回折測定装置において、前記反射回折
   した電子の入射位置の測定および前記反射回折した電子
   １個ずつの計数を同時に行なう二次元電子増倍プレート
   と二次元位置検出器とを試料後方に設置し、繰返し角度
   掃引を行なって前記反射回折した電子の入射位置および
   個数より入射角と強度の関係のデータを得る反射電子回
   折測定装置。