JPH03113354A - Antistatic method and antistatic device used for the method - Google Patents

Antistatic method and antistatic device used for the method

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JPH03113354A
JPH03113354A JP1252689A JP25268989A JPH03113354A JP H03113354 A JPH03113354 A JP H03113354A JP 1252689 A JP1252689 A JP 1252689A JP 25268989 A JP25268989 A JP 25268989A JP H03113354 A JPH03113354 A JP H03113354A
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JP
Japan
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sample
target
antistatic
electron
electrons
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Application number
JP1252689A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoaki Usuki
薄木 智亮
Kyoji Matsuda
松田 恭司
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the surface of a sample from being charged electrostatically by an easy and secure method by holding the sample in an electron atmosphere. CONSTITUTION:The antistatic device 6 consists of a plate-shaped target 9 which is arranged nearby a sample table 4, a holding table 10 where the target 9 is fixed, and an electron gun 11 which the target 9 is irradiated with an electron beam. When the target 9 is irradiated with an electron beam emitted by the electron gun 11 while an X-ray Photoelectron Spectro-scopy(XPS) analyzing device is in operation, secondary electrons 20 are generated by the target 9 and the periphery of the sample 6 is held in an electron atmosphere. Then those electrons are attracted to the surface of the sample which is charged electrostatically (positively) as shown by an arrow A. Namely, the sample 5 is neutralized electrically with electrons having negative charges and the quantity of electrostatic charging becomes zero, so the sample is prevented from being charged electrostatically.

Description

【発明の詳細な説明】 I策上辺皿里公I 本発明は帯電防止方法及び該方法に使用する帯電防止装
置、より詳しくは物理分析時において「正」に帯電する
試料に対し、該試料への帯電を防止するための帯電防止
方法及び該帯電防止方法に直接使用する帯電防止装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an antistatic method and an antistatic device used in the method, and more specifically, to a method for preventing static electricity on a sample that is positively charged during physical analysis. The present invention relates to an antistatic method for preventing electrostatic charging, and an antistatic device directly used in the antistatic method.

1未立役止 半導体や絶縁体等の試料を物理的な手段により分析する
場合においては、X P S (X−rayPhot、
oelectron 5pectro−scopy1分
析法、AES (Auger Electron 5p
ec−troscopy1分析法、S I M S (
Secondary ion Mass Spectr
ometry1分析法等の分析法を利用して行なわれる
のが一般的である。
1 When analyzing samples such as unutilized semiconductors and insulators by physical means, XPS (X-rayPhoto,
Auger Electron 5p analysis method, AES (Auger Electron 5p
ec-troscopy1 analysis method, SIMS (
Secondary ion Mass Spectr
This is generally carried out using an analysis method such as the ometry1 analysis method.

これらの分析法においては、X線、電子線、イオン線等
のエネルギを持つ粒子を一次線源として使用し、これら
−法線源を前記試料に照射して該試料の表面から放出さ
れる二次粒子(光電子、オージェ電子、二次イオン等)
のエネルギや質量等を検出することにより、種々の分析
が行なわれる。
In these analytical methods, energetic particles such as X-rays, electron beams, and ion beams are used as primary radiation sources, and these normal sources are irradiated onto the sample to detect the secondary radiation emitted from the surface of the sample. Secondary particles (photoelectrons, Auger electrons, secondary ions, etc.)
Various analyzes are performed by detecting the energy, mass, etc. of

ところで、試料が絶縁体や電気抵抗の大きい半導体であ
る場合、例えばXPS分析法においては、X線の照射に
より試料表面が「正」に帯電する。したがって、負電荷
を有する前記光電子が前記試料側に吸引されるため、計
測される光電子の運動エネルギ値が、実際の試料(非帯
電状態における試料)の光電子の運動エネルギ値に比べ
て低く測定され、試料自体の真の物理特性を調べること
ができない。
By the way, when the sample is an insulator or a semiconductor with high electrical resistance, for example in the XPS analysis method, the surface of the sample is "positively" charged by irradiation with X-rays. Therefore, since the negatively charged photoelectrons are attracted to the sample side, the measured kinetic energy value of the photoelectrons is lower than the kinetic energy value of the photoelectrons of the actual sample (sample in an uncharged state). , it is not possible to investigate the true physical properties of the sample itself.

そこで、従来においては、第7図に示すように、表面に
エネルギ基準膜51が形成されている試料52に低電圧
の電子ビーム53を照射することによって該試料52の
電荷を電気的に中和させ、帯電を防止していた。すなわ
ち、数V−数百Vに加速された電子ビーム53を帯電が
なくなるであろうと予測される電流値でもって試料表面
に照射することにより、帯電量を「零」とし、帯電を防
止していた。ここで、前記エネルギ基準膜51としては
、金や銀などからなる蒸着膜あるいは炭化水素の汚れ等
が用いられていた。
Therefore, in the past, as shown in FIG. 7, the charges on the sample 52 are electrically neutralized by irradiating the sample 52 with a low voltage electron beam 53 on the surface of which the energy reference film 51 is formed. This prevents static electricity. That is, by irradiating the sample surface with an electron beam 53 accelerated to several volts to several hundred volts with a current value that is predicted to eliminate the charge, the amount of charge is brought to "zero" and charge is prevented. Ta. Here, as the energy reference film 51, a vapor-deposited film made of gold, silver, etc., hydrocarbon stain, or the like has been used.

また、SIMS分析法等においてもイオン線を試料に照
射して物理分析を行なっているため、試料が絶縁体や電
気抵抗の大きい半導体である場合においては、XPS分
析法と同様、試料表面が「正」に帯電する。したがって
、この場合においても、上述と同様、電子ビームを試料
に照射することにより帯電を防止していた。
In addition, in SIMS analysis, etc., physical analysis is performed by irradiating the sample with an ion beam, so if the sample is an insulator or a semiconductor with high electrical resistance, the surface of the sample is Positively charged. Therefore, in this case as well, charging was prevented by irradiating the sample with an electron beam, as described above.

日が ′しようとする課題 しかし、上記従来の帯電防止方法においては、以下のよ
うな課題があった。すなわち、■試料の電気的性質は試
料毎に異なるため、該試料への帯電量も試料毎に異なる
。したがって。
However, the conventional antistatic methods described above have the following problems. That is, (1) since the electrical properties of the sample differ from sample to sample, the amount of charge on the sample also differs from sample to sample. therefore.

電子ビームを射出する電子銃の照射条件は、分析を行な
う試料毎に設定する必要があり、装置の取扱いが煩雑で
ある。
The irradiation conditions of an electron gun that emits an electron beam must be set for each sample to be analyzed, which makes handling of the apparatus complicated.

■前記エネルギ基準膜51が形成されていない場合、照
射電圧や照射電流を増加させていくと。
(2) When the energy reference film 51 is not formed, the irradiation voltage and irradiation current are increased.

検出される光電子等の運動エネルギが増加し、ついには
試料表面が「負」に帯電してしまう。
The kinetic energy of the detected photoelectrons, etc. increases, and the sample surface eventually becomes negatively charged.

したがって、従来法においては絶縁体試料等の帯電を防
止するためには必ずエネルギ基準膜51を形成する必要
がある。すなわち、エネルギ基準膜51を形成する予備
工程が必要となり、前記運動エネルギ等の物理特性を簡
便に調べることができない。
Therefore, in the conventional method, it is necessary to form the energy reference film 51 in order to prevent the insulator sample from being charged. That is, a preliminary process of forming the energy reference film 51 is required, and physical characteristics such as the kinetic energy cannot be easily investigated.

■高分子材料や酸化物材料を分析試料とした場合におい
ては、電子ビームの照射によりこれら試料の表面が分解
することがある。
■When analyzing polymer materials or oxide materials, the surfaces of these samples may be decomposed by electron beam irradiation.

■電子ビームは一定の照射条件でもって試料表面に照射
される。したがって、粉末状の絶縁体試料のように試料
表面で不均一に帯電しているような場合においては、試
料表面の帯電量を完全に「零」とすることはできず、充
分な帯電防止を図ることができない場合がある。
■The electron beam is irradiated onto the sample surface under certain irradiation conditions. Therefore, in cases where the sample surface is non-uniformly charged, such as a powdered insulator sample, it is impossible to completely reduce the amount of charge on the sample surface to "zero," and sufficient antistatic methods are necessary. In some cases, it may not be possible to do so.

本発明は上記課題に鑑み、簡易かつ確実な方法でもって
、試料表面の帯電を防止することができる帯電防止方法
と該帯電防止方法の使用に最適な帯電防止装置を提供す
ることを目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide an antistatic method that can prevent the surface of a sample from being charged using a simple and reliable method, and an antistatic device that is most suitable for use with the antistatic method. .

晶 を ゛するための F 上記目的を達成するために本発明に係る帯電防止方法は
発明されたものであり、エネルギを持つ粒子を試料表面
に照射して該試料表面から放出される二次粒子を検出す
る分析法において前記試料が帯電するのを防止する帯電
防止方法であって、前記試料を電子雰囲気中に保持する
ことを特徴としている。
In order to achieve the above object, the antistatic method according to the present invention was invented to prevent secondary particles emitted from the sample surface by irradiating energetic particles onto the sample surface. This antistatic method prevents the sample from being charged in an analytical method for detecting electrostatic charges, and is characterized by holding the sample in an electronic atmosphere.

さらに、上記帯電防止方法に使用される帯電防止装置は
、二次電子発生用のターゲットと、該ターゲットに電子
を照射する電子銃とを備え、前記ターゲットが、試料が
載置される試料台近傍に配設されていることを特徴とし
ている。
Furthermore, the antistatic device used in the above antistatic method includes a target for generating secondary electrons, and an electron gun that irradiates the target with electrons, and the target is located near the sample stage on which the sample is placed. It is characterized by being located in

また、上記ターゲットに代えて、熱電子発生源が、試料
が載置される試料台近傍に配設されていることを特徴と
している。
Moreover, instead of the target, a thermionic generation source is arranged near the sample stage on which the sample is placed.

さらには、バイアス電圧印加用電源が、前記ターゲット
又は前記熱電子発生源に装備されていることを特徴とし
ている。
Furthermore, the present invention is characterized in that the target or the thermionic generation source is equipped with a power source for applying a bias voltage.

1里 上記帯電防止方法によれば、試料を電子雰囲気中に保持
しているので、負電荷を有する電子が、「正」に帯電し
ている試料表面に吸引され、試料表面が電気的に中和さ
れて帯電量は「零」となる。また、前記電子は、試料表
面の帯電により形成された電場の強さに応じて試料表面
に吸引されるため、不均一に帯電している場合において
も試料は電気的に中和され、さらに電子雰囲気中に過剰
の電子が存在しても、該電子は試料表面上を通過するの
みであって、該試料が「負」に帯電することがない。
According to the antistatic method described above, since the sample is held in an electron atmosphere, negatively charged electrons are attracted to the positively charged sample surface, causing the sample surface to become electrically neutral. The amount of charge becomes "zero". In addition, the electrons are attracted to the sample surface depending on the strength of the electric field formed by the charge on the sample surface, so even if the sample is non-uniformly charged, the sample is electrically neutralized and further electrons are absorbed into the sample surface. Even if there are excess electrons in the atmosphere, the electrons only pass over the surface of the sample, and the sample is not negatively charged.

また、上記帯電防止装置によれば、電子銃から射出され
る電子ビーム(−次電子)がターゲットに照射され、該
ターゲットから二次電子が発生するので、試料周辺は容
易に電子雰囲気となる。
Further, according to the antistatic device, the target is irradiated with the electron beam (-electrons) emitted from the electron gun, and secondary electrons are generated from the target, so that the area around the sample easily becomes an electron atmosphere.

また、前記ターゲットに代えて、W(タングステン)フ
ィラメント等の熱電子発生源を使用しても、上述と同様
、容易に試料周辺は電子雰囲気となる。
Further, even if a thermoelectron generation source such as a W (tungsten) filament is used instead of the target, an electron atmosphere can easily be created around the sample as described above.

さらには、バイアス電圧印加用電源が、前記ターゲット
又は前記熱電子発生源に装備されることにより、前記タ
ーゲット又は前記熱電子発生源に負バイアスを印加する
ことが可能となり、電子雰囲気中の電子エネルギを増大
させることが可能となる。
Furthermore, by equipping the target or the thermionic source with a power source for applying a bias voltage, it becomes possible to apply a negative bias to the target or the thermionic source, thereby increasing the electron energy in the electron atmosphere. It becomes possible to increase the

したがって、帯電量の多い試料に対しても試料の電気的
中和をなすことが可能となり、該試料の帯電量は「零」
となる。
Therefore, it is possible to electrically neutralize even a sample with a large amount of charge, and the amount of charge on the sample becomes "zero."
becomes.

夫立ヨ 以下、本発明に係る実施例を図面に基づき詳説する。Husband Yo Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained in detail based on the drawings.

第2図は本発明に係る帯電防止装置を具備したxPS分
析装置を模式的に示した概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram schematically showing an xPS analyzer equipped with an antistatic device according to the present invention.

装置本体1の上部には、分光器本体2が連設されており
、該分光器本体2の中央部からは装置本体1に向かって
電子レンズ3が延設されており、この電子レンズ3の下
方には試料台4が配設されている。試料台4の上部には
、試料5が載置され、試料台4の図中右方には、試料5
の帯電を阻止する帯電防止装置6が配設され、試料台4
の図中左上方にはX線発生装置8が配設されている。
A spectrometer body 2 is connected to the upper part of the device body 1, and an electron lens 3 extends from the center of the spectrometer body 2 toward the device body 1. A sample stage 4 is arranged below. A sample 5 is placed on the top of the sample stand 4, and the sample 5 is placed on the right side of the sample stand 4 in the figure.
An antistatic device 6 is provided to prevent charging of the sample stage 4.
An X-ray generator 8 is disposed at the upper left in the figure.

また、装置本体1の下方には装置本体l内を減圧する吸
引ポンプ7が、配備されている。
Further, a suction pump 7 is provided below the apparatus main body 1 to reduce the pressure inside the apparatus main body 1.

帯電防止装置6は、試料台4近傍に配設される板状のタ
ーゲット9(図では、鉛直面に対し傾斜させて取り付け
である)と、該ターゲット9が固定される保持台10と
、前記ターゲット9に電子ビームを照射する電子銃11
とから構成されている。
The antistatic device 6 includes a plate-shaped target 9 (in the figure, it is mounted obliquely with respect to a vertical plane) disposed near the sample stage 4, a holding stage 10 to which the target 9 is fixed, and a Electron gun 11 that irradiates the target 9 with an electron beam
It is composed of.

ターゲット9は本実施例ではAuで形成されているが、
導電体で形成さねでいればよく、他の金属材料で形成し
てもよい。
Although the target 9 is made of Au in this example,
It may be formed of a conductive material, and may be formed of other metal materials.

このように構成されたxPS分析装置においては、減圧
下、X線がX線発生装置8から射出されて試料5の表面
に照射されると、該試料5の表面から光電子が放出され
、電子レンズ3を介して分光器本体2により検出され、
光電子の運動エネルギ(結合エネルギ)が計測される。
In the xPS analyzer configured in this way, when X-rays are emitted from the X-ray generator 8 under reduced pressure and irradiated onto the surface of the sample 5, photoelectrons are emitted from the surface of the sample 5, and the electron lens detected by the spectrometer main body 2 via 3,
The kinetic energy (binding energy) of photoelectrons is measured.

すなわち、前記試料5が導電体以外の絶縁体や電気抵抗
の大きい半導体で構成されている場合、X線が試料に照
射されて光電子(負電荷)が発生すると、試料5は接地
されていないため、光電子の電荷量と同一電荷量を有す
る正電荷が試料表面に発生して帯電する。したがって、
光電子は試料5側に吸引され、その運動エネルギは帯電
していない状態における運動エネルギよりも低く計測さ
れ、真の運動エネルギを計測することができない、そし
て、単色化されていないエネルギ線幅の比較的広いX線
を使用した場合、その帯電量は−穀に数v〜数十Vの範
囲にあることが知られている。そこで、本実施例におい
ては数eV〜数十〇■のエネルギを有する強い電場を試
料5周辺に形成してこれら電子を試料5側に吸引させる
ことにより、試料表面を電気的に中和し、帯電量な「零
」とすることによって試料5の帯電を防止している。
In other words, if the sample 5 is made of an insulator other than a conductor or a semiconductor with high electrical resistance, if the sample is irradiated with X-rays and photoelectrons (negative charges) are generated, the sample 5 will not be grounded. , a positive charge having the same amount of charge as the photoelectron charge is generated on the sample surface and charged. therefore,
The photoelectrons are attracted to the sample 5 side, and their kinetic energy is measured to be lower than the kinetic energy in an uncharged state, making it impossible to measure the true kinetic energy, and comparing the non-monochromatic energy line widths. It is known that when X-rays with a wide range of targets are used, the amount of charge is in the range of several volts to several tens of volts. Therefore, in this example, a strong electric field with an energy of several eV to several tens of square meters is created around the sample 5 to attract these electrons to the sample 5 side, thereby electrically neutralizing the sample surface. By setting the amount of charge to "zero," the sample 5 is prevented from being charged.

すなわち、XPS分析装置の稼動中において、電子銃1
1から電子ビームが射出されてターゲット9に照射され
ると、該ターゲット9からは二次電子20が発生し、第
1図に示すように、試料5の周辺は電子雰囲気に保持さ
れる。そして、これら電子は、矢印Aに示すように、「
正」に帯電している試料5の表面に吸引される。つまり
、試料5は負電荷を有する電子により電気的に中和され
て帯電量が「零」となり、試料5が電荷を帯びるのを防
止することができる。このように本発明に係る帯電防止
方法によれば、従来のように金等の蒸着膜などからなる
エネルギ基準膜51(第7図参照)を形成することなく
効果的に帯電防止を図ることができる。
That is, while the XPS analyzer is in operation, the electron gun 1
When an electron beam is emitted from the sample 1 and irradiated onto the target 9, secondary electrons 20 are generated from the target 9, and the periphery of the sample 5 is maintained in an electron atmosphere as shown in FIG. And these electrons, as shown by arrow A,
It is attracted to the surface of the sample 5, which is positively charged. In other words, the sample 5 is electrically neutralized by the negatively charged electrons, and the amount of charge becomes "zero," making it possible to prevent the sample 5 from being charged. As described above, according to the antistatic method of the present invention, it is possible to effectively prevent electrostatic charges without forming the energy reference film 51 (see FIG. 7) made of a vapor-deposited film of gold or the like as in the conventional method. can.

第1表は電子銃11から射出される電子ビーム(−次電
子)の電流値と帯電防止効果との相関関係を示したもの
である。この実施例では、試料5としてAI2□0.の
単結晶表面にAuの薄膜を蒸着させたものを用い、電子
ビームの電流値を変化させ、Al2.Os上におけるA
uのA u 4 f 7/2結合エネルギを測定するこ
とにより、帯電防止効果2を評価した。X線としては単
色化されていないAl1のK (a)線(hν=148
6.6eV)を使用し、電子銃11から射出される電子
ビームの直径を約1mmφに設定し、また加速電圧を1
00Vに設定した。。
Table 1 shows the correlation between the current value of the electron beam (-order electrons) emitted from the electron gun 11 and the antistatic effect. In this example, sample 5 is AI2□0. A thin film of Au was deposited on the single crystal surface of Al2. A on Os
Antistatic effect 2 was evaluated by measuring the A u 4 f 7/2 binding energy of u. The K(a) line of Al1, which is not monochromatic as an X-ray (hν=148
6.6 eV), the diameter of the electron beam emitted from the electron gun 11 was set to approximately 1 mmφ, and the acceleration voltage was set to 1 mm.
It was set to 00V. .

尚、この実施例において、上記Auの蒸着膜は帯電防止
効果を評価するために形成されたものであって、実際の
XPS分析においてはこのような蒸着膜を形成すること
なく、帯電を防止することができるのはいうまでもない
In this example, the Au vapor deposited film was formed to evaluate the antistatic effect, and in actual XPS analysis, such a vapor deposited film was not formed to prevent charging. Needless to say, it is possible.

(以下、余白) 第 表 結合エネルギは、物質に固有のものであり、帯電してい
ない場合における試料のA u 4 f 7/2の結合
エネルギは、83.7eVである。また、該軸合エネル
ギと光電子の運動エネルギとの間には以下の関係がある
(Hereinafter, blank spaces) Table 1 Binding energy is unique to a substance, and the binding energy of A u 4 f 7/2 of a sample in an uncharged case is 83.7 eV. Moreover, the following relationship exists between the axial alignment energy and the kinetic energy of photoelectrons.

(X線エネルギー運動エネルギ)工結合エネルギしたが
って、試料が「正」に帯電している場合においては、そ
の結合エネルギは、非帯電状態における試料の結合エネ
ルギ(83,7eV)より大きく計測されることとなる
(X-ray energy kinetic energy) bond energy Therefore, when the sample is positively charged, its bond energy is measured to be larger than the bond energy of the sample in the uncharged state (83.7 eV). becomes.

この第1表から明らかなように、初期状態(電子ビーム
が照射されていない状態)においては、試料5は「正」
に帯電しているが、電子ビームをターゲット9に照射し
て二次電子を発生させた場合、電子ビームの電流値が5
0μAまではその帯電量が除々に減少してゆ(、また、
電子ビームの電流値を50μA以上に増加させても前記
結合エネルギは83.7eV以下とはならない、すなわ
ち、電子ビームの電流値を50μA以上に増加させた場
合においては、試料5表面は「負」に帯電することなく
、その帯電量は「零」となる、つまり、試料5表面に帯
電している正電荷に対応する量の二次電子20のみが試
料5側に吸引されて電気的に中和され、過剰の電子が存
在した場合においては、これら電子は試料5の表面を単
に通過してしまう。
As is clear from Table 1, in the initial state (state where the electron beam is not irradiated), sample 5 is "positive".
However, when the electron beam is irradiated to the target 9 to generate secondary electrons, the current value of the electron beam becomes 5.
The amount of charge gradually decreases until it reaches 0 μA.
Even if the electron beam current value is increased to 50 μA or more, the binding energy does not become less than 83.7 eV. In other words, when the electron beam current value is increased to 50 μA or more, the surface of the sample 5 becomes “negative”. The amount of charge becomes "zero" without being charged. In other words, only the amount of secondary electrons 20 corresponding to the positive charge on the surface of the sample 5 is attracted to the sample 5 side and becomes electrically neutral. If there are excess electrons, these electrons simply pass through the surface of the sample 5.

また、第3図に示すように、正電荷が試料12上に不均
一に帯電している場合においても、試料12の帯電量に
応じて二次電子20が吸引され、試料12は電気的に中
和されて帯電量は「零」となる。すなわち、試料12の
表面に正電荷が不均一に分布している場合においても、
二次電子20は、試料12の表面に形成されている電場
の強さに応じて吸引され、該試料12表面の所定箇所に
到達し、電気的に中和し帯電が防止される。
Furthermore, as shown in FIG. 3, even when positive charges are unevenly charged on the sample 12, the secondary electrons 20 are attracted depending on the amount of charge on the sample 12, and the sample 12 becomes electrically It is neutralized and the amount of charge becomes "zero." That is, even when positive charges are unevenly distributed on the surface of the sample 12,
The secondary electrons 20 are attracted according to the strength of the electric field formed on the surface of the sample 12, reach a predetermined location on the surface of the sample 12, and are electrically neutralized to prevent charging.

第2表は、表面に正電荷が不均一に帯電している試料1
2について、その結合エネルギを測定したものである。
Table 2 shows sample 1 whose surface is nonuniformly charged with positive charges.
2, the binding energy was measured.

すなわち、試料12としては、第4図に示すように、A
u板13(導電体)上にAJ2203粉末14・・・(
絶縁体)を不均一に押し込んだものを使用し、電子ビー
ムの電流値を変化させてAg2pの結合エネルギとAu
4f7/2の結合エネルギを測定した。
That is, as the sample 12, as shown in FIG.
AJ2203 powder 14...(
The bonding energy of Ag2p and the Au
The binding energy of 4f7/2 was measured.

尚、上記実施例と同様、X線としてはAI2のK(α)
線(hν=1486.6eV)を使用し、電子ビームの
直径は約1mmφの電子銃を使用し、加速電圧、を10
0vに設定して測定した。
In addition, as in the above example, K(α) of AI2 is used as the X-ray.
(hν=1486.6eV), an electron gun with an electron beam diameter of approximately 1 mmφ, and an acceleration voltage of 10
Measurements were made with the setting set to 0v.

第 表 この第2表から明らかなように、Au板13は導電体で
あるためその表面には電荷が蓄積され。
Table 2 As is clear from Table 2, since the Au plate 13 is a conductor, charges are accumulated on its surface.

結合エネルギも一定値(83,7eV)を示しているが
、絶縁体である/1.O,粉末14・・・の、l12p
の結合エネルギは、電子ビームの電流値に依存して変化
している。すなわち、帯電していないAβgoz粉末1
4・・・のAg2pの結合エネルギは119.4eVで
あるが、電子ビームの電流値が低い場合(10μ八以下
)においてはAu板13上のAgzOa扮末14が「正
」に帯電しているため結合エネルギが大きく、電流値が
20μA以上の電子ビームをターゲット9に照射するこ
とによって、帯電量を「零」とすることができる。そし
て、さらに電子ビームの電流値を増加させても、前述と
同様の理由から、電子は試料12の表面を通過するのみ
であって該試料12が「負」に帯電することもない。
The binding energy also shows a constant value (83.7 eV), but since it is an insulator /1. O, powder 14..., l12p
The binding energy of changes depending on the current value of the electron beam. That is, uncharged Aβgoz powder 1
The binding energy of Ag2p in 4... is 119.4 eV, but when the current value of the electron beam is low (10 μ8 or less), the AgzOa powder 14 on the Au plate 13 is positively charged. Therefore, by irradiating the target 9 with an electron beam having a large binding energy and a current value of 20 μA or more, the amount of charge can be reduced to “zero”. Even if the current value of the electron beam is further increased, for the same reason as mentioned above, the electrons only pass through the surface of the sample 12, and the sample 12 is not negatively charged.

第5図は別の実施例を示した帯電防止装置の概念図であ
って、バイアス印加用電源15がターゲット9に装備さ
れている。最近のxPS分析においては測定値の分解能
を向上させるため、エネルギ線の線幅が狭い単色化され
たX線が使用される場合が多い。しかし、このように単
色化されたX線を使用した場合においては、試料(絶縁
体ンの帯電量が大きく、100eV程度の大きなエネル
ギを有する電子雰囲気が必要となる。したがって、単に
ターゲット9に電子ビームを照射したのみでは、二次電
子20のエネルギ量が不足する虞がある。
FIG. 5 is a conceptual diagram of an antistatic device showing another embodiment, in which the target 9 is equipped with a power source 15 for applying bias. In recent xPS analysis, in order to improve the resolution of measured values, monochromatic X-rays with narrow energy lines are often used. However, when monochromatic X-rays are used in this way, the amount of charge on the sample (insulator) is large, and an electron atmosphere with a large energy of about 100 eV is required. If only the beam is irradiated, the energy amount of the secondary electrons 20 may be insufficient.

そこで、本実施例は、バイアス印加用電源15を配備し
、負バイアスを前記ターゲット9に印加することにより
、高エネルギを有する電子雰囲気中に試料5が保持され
るように構成したものである。第3表はターゲット9に
バイアス電圧を印加した場合について、そのバイアス電
圧とAu4f7/2の結合エネルギとの関係を示したも
のである。
Therefore, in this embodiment, a bias applying power source 15 is provided and a negative bias is applied to the target 9, so that the sample 5 is held in an electron atmosphere having high energy. Table 3 shows the relationship between the bias voltage and the binding energy of Au4f7/2 when a bias voltage is applied to the target 9.

尚、単色化されたX線としてはA2のK(α)線を使用
し、電子ビームの加速電圧を300V、電子ビームの電
流を50μAに夫々設定して行なった。
Note that A2 K(α) rays were used as monochromatic X-rays, and the electron beam acceleration voltage was set to 300 V and the electron beam current was set to 50 μA.

(以下、余白) 第 3 表 単色化されていないX線源を使用した場合においては試
料5の帯電量が少ないため、ターゲット9に負バイアス
を印加しなくとも50μAの電流値を有する電子ビーム
から発生する二次電子20でもって帯電防止が可能であ
るが(第1表参照)帯電量が多い場合においては、バイ
アスの印加電圧が帯電防止に重要となり、この第3表か
ら明らかなように、−90V程度の負バイアスを印加す
ることにより帯電防止を図ることが可能となる。第6図
は、さらに別の実施例を示した帯電防止装置であって、
熱電子発生源16が試料17を載置する試料台4近傍に
配設されている。
(The following is a blank space) Table 3 When using a non-monochromatic X-ray source, the amount of charge on the sample 5 is small, so even if a negative bias is not applied to the target 9, an electron beam with a current value of 50 μA can be used. Although it is possible to prevent charging using the secondary electrons 20 generated (see Table 1), when the amount of charging is large, the applied bias voltage becomes important for preventing charging, and as is clear from Table 3, By applying a negative bias of about -90V, it is possible to prevent charging. FIG. 6 shows an antistatic device showing yet another embodiment,
A thermionic generation source 16 is arranged near the sample stage 4 on which the sample 17 is placed.

具体的には、熱電子発生源16は、W(タングステン)
等からなるフィラメント18と、該フィラメント18を
加熱する加熱用電源19とから構成されている。そして
、加熱用電源19に電圧が印加されてフィラメント18
が加熱され、該フィラメント18から熱電子21が放出
されて試料17が電子雰囲気に保持される。また、この
第6図においては試料17の帯電量が多い場合を考慮し
、バイアス印加用電源15が装備されているが、帯電量
が少ない場合においては熱電子発生源16に負バイアス
を印加する必要がなく、バイアス印加用電源15の省略
が可能である。
Specifically, the thermionic generation source 16 is made of W (tungsten).
The filament 18 is composed of a filament 18 and a heating power source 19 that heats the filament 18. Then, a voltage is applied to the heating power source 19 and the filament 18
is heated, thermoelectrons 21 are emitted from the filament 18, and the sample 17 is held in an electron atmosphere. In addition, in FIG. 6, a bias applying power source 15 is provided in consideration of the case where the sample 17 has a large amount of charge, but when the amount of charge is small, a negative bias is applied to the thermionic source 16. This is not necessary, and the bias application power supply 15 can be omitted.

尚、本発明は上記実施例に限定されることはなく要旨を
逸脱しない範囲において変更可能なことはいうまでもな
い1本発明は試料が「正」に帯電する可能性を有する物
理分析法に広く適用することができ、XPS分析法に限
定されることはない。すなわち、例えば、SIMS分析
法、l5S(Ion Scattering 5pec
troscopy1分析法、UPS(Ultravio
let Ph、otoelectron 5pectr
oscopy)分析法等、他の分析法にももちろん適用
可能である。
It goes without saying that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and can be modified without departing from the scope of the invention. It is widely applicable and is not limited to XPS analysis methods. That is, for example, SIMS analysis method, I5S (Ion Scattering 5pec
troscopy1 analysis method, UPS (Ultravio
let Ph, otoelectron 5pectr
Of course, it is also applicable to other analysis methods such as oscopy) analysis method.

及咀Ω勲速 以上詳述したように本発明においては、試料を電子雰囲
気中に保持しているので、試料表面上の帯電量に対応し
た電子が試料表面側に吸引されて試料が電気的に中和さ
れ、帯電量が「零」となり、帯電を防止することができ
る。
As detailed above, in the present invention, since the sample is held in an electron atmosphere, electrons corresponding to the amount of charge on the sample surface are attracted to the sample surface side, and the sample becomes electrically charged. The amount of charge becomes "zero" and charging can be prevented.

また、電子雰囲気中の電子が過剰に存在していても、こ
れら電子は試料表面を通過するのみであって試料が「負
」に帯電することがない。すなわち、従来のようにエネ
ルギ基準膜を設ける必要がなく、簡易かつ有効に帯電を
防止することができる。
Further, even if there are excessive electrons in the electron atmosphere, these electrons only pass through the sample surface, and the sample is not negatively charged. That is, there is no need to provide an energy reference film as in the conventional case, and charging can be easily and effectively prevented.

さらに、上述の如く試料の帯電量に応じて電子が吸引さ
れるため、試料表面に電荷が不均一に蓄積されていても
、容易に帯電を防止することができる。
Furthermore, as described above, since electrons are attracted according to the amount of charge on the sample, even if charges are unevenly accumulated on the sample surface, charging can be easily prevented.

また、電子ビームを試料に直接照射することなく帯電を
防止することができるため、試料の分解等を招来するこ
とがなく、高分子材料や酸化物材料等、広範囲の試料に
適用可能である。
Furthermore, since charging can be prevented without directly irradiating the sample with an electron beam, there is no possibility of decomposition of the sample, and the method can be applied to a wide range of samples such as polymeric materials and oxide materials.

さらに、本発明に係る帯電防止装置は、二次電子発生用
のターゲットと、該ターゲットに電子を照射する電子銃
とを備え、前記ターゲットが、試料が載置される試料台
近傍に配設されているので、試料周辺を容易に電子雰囲
気とすることができる。また、熱電子発生源が、試料が
載置される試料台近傍に配設されることによっても試料
周辺を容易に電子雰囲気とすることができる。このよう
に簡易な装置でもって試料を容易に電子雰囲気中に保持
することができ、帯電を防止することができる。
Furthermore, the antistatic device according to the present invention includes a target for generating secondary electrons and an electron gun that irradiates the target with electrons, and the target is arranged near the sample stage on which the sample is placed. Therefore, it is possible to easily create an electronic atmosphere around the sample. Further, by disposing the thermionic emission source near the sample stage on which the sample is placed, it is possible to easily create an electron atmosphere around the sample. With such a simple device, the sample can be easily held in an electronic atmosphere, and charging can be prevented.

さらには、バイアス電圧印加用電源がターゲット又は熱
電子発生源に装備されることにより、ターゲット又は熱
電子発生源に負バイアスを印加することが可能となる。
Furthermore, by equipping the target or thermionic source with a power source for applying a bias voltage, it becomes possible to apply a negative bias to the target or thermionic source.

したがって、帯電量の多い試料に対してもより有効に帯
電防止を図ることができる。
Therefore, it is possible to more effectively prevent electrification even for a sample with a large amount of electrification.

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

第1図は本発明に係る帯電防止方法の一実施例を説明す
るための概念図、第2図は帯電防止装置を内装したxP
S分析装置を模式的に示した断面図、第3図は本発明に
係る帯電防止方法の別の実施例を説明するための要部概
念図、第4図は別の実施例に供された試料の断面図、第
5図は帯電防止装置の別の実施例を模式的に示した要部
概念図、第6図は帯電防止装置のさらに別の実施例を模
式的に示した要部概念図、第7図は従来の帯電防止方法
を説明するための概念図である。 4・・・試料台、5・・・試料、9・・・ターゲット、
11・・・電子銃、12・・・試料、15・・・バイア
ス印加用電源、16・・・熱電子発生源、17・・・試
料。 第2図 第3図 第4図 刀 J 第5図 第6図
Figure 1 is a conceptual diagram for explaining an embodiment of the antistatic method according to the present invention, and Figure 2 is an xP equipped with an antistatic device.
A cross-sectional view schematically showing the S analyzer, FIG. 3 is a conceptual diagram of the main part for explaining another embodiment of the antistatic method according to the present invention, and FIG. 4 is provided for another embodiment. A cross-sectional view of the sample, FIG. 5 is a conceptual diagram of the main parts schematically showing another embodiment of the antistatic device, and FIG. 6 is a conceptual diagram of the main parts schematically showing still another embodiment of the antistatic device. 7 are conceptual diagrams for explaining the conventional antistatic method. 4... Sample stage, 5... Sample, 9... Target,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11... Electron gun, 12... Sample, 15... Power supply for bias application, 16... Thermionic generation source, 17... Sample. Figure 2 Figure 3 Figure 4 Sword J Figure 5 Figure 6

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)エネルギを持つ粒子を試料表面に照射して該試料
表面から放出される二次粒子を検出する分析法において
前記試料が帯電するのを防止する帯電防止方法であって
、 前記試料を電子雰囲気中に保持することを特徴とする帯
電防止方法。
(1) An antistatic method for preventing the sample from being charged in an analysis method in which the sample surface is irradiated with energetic particles and secondary particles emitted from the sample surface are detected, the method comprising: An antistatic method characterized by holding in an atmosphere.
(2)請求項1記載の帯電防止方法に使用される帯電防
止装置であって、 二次電子発生用のターゲットと、該ターゲットに電子を
照射する電子銃とを備え、 前記ターゲットが、試料が載置される試料台近傍に配設
されていることを特徴とする帯電防止装置。
(2) An antistatic device used in the antistatic method according to claim 1, comprising a target for generating secondary electrons and an electron gun for irradiating the target with electrons, the target being An antistatic device characterized in that it is disposed near a sample stage on which a sample is placed.
(3)請求項1記載の帯電防止方法に使用される帯電防
止装置であって、 熱電子発生源が、試料が載置される試料台近傍に配設さ
れていることを特徴とする帯電防止装置。
(3) An antistatic device used in the antistatic method according to claim 1, characterized in that the thermionic generation source is disposed near the sample stage on which the sample is placed. Device.
(4)バイアス電圧印加用電源が、ターゲットに装備さ
れていることを特徴とする請求項2記載の帯電防止装置
(4) The antistatic device according to claim 2, wherein the target is equipped with a power source for applying a bias voltage.
(5)バイアス電圧印加用電源が、熱電子発生源に装備
されていることを特徴する請求項3記載の帯電防止装置
(5) The antistatic device according to claim 3, wherein the bias voltage application power source is provided in the thermionic generation source.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0617452A1 (en) * 1993-03-26 1994-09-28 FISONS plc Charged particle analyser
JP2008265991A (en) * 2007-04-24 2008-11-06 Nec Access Technica Ltd Recording paper stacker

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