JPH0311547A - 表面計測方法および装置 - Google Patents
表面計測方法および装置Info
- Publication number
- JPH0311547A JPH0311547A JP1145328A JP14532889A JPH0311547A JP H0311547 A JPH0311547 A JP H0311547A JP 1145328 A JP1145328 A JP 1145328A JP 14532889 A JP14532889 A JP 14532889A JP H0311547 A JPH0311547 A JP H0311547A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particle beam
- neutral particle
- neutral
- measurement method
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 49
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 139
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 116
- 238000004441 surface measurement Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 9
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002366 time-of-flight method Methods 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 37
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 25
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 230000005639 quantum mechanical wave Effects 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H3/00—Production or acceleration of neutral particle beams, e.g. molecular or atomic beams
- H05H3/02—Molecular or atomic beam generation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
- G01N23/201—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials by measuring small-angle scattering
- G01N23/202—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials by measuring small-angle scattering using neutrons
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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。
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〕
本発明は表面Ｍ−１測技術に関わり、特に低エネルギー
の中性粒子（中性原子、中性分子）ビームを用いた表面
Ｒ」測方法および装置に関する。
の中性粒子（中性原子、中性分子）ビームを用いた表面
Ｒ」測方法および装置に関する。
最近の固体表面や極薄膜（超格子膜）を用いた素子の発
展と共に、表面の化学結合状態計測への要望が高まって
いる。特に最近では、表面微小領域（被測定領域の代表
長が１μｎ１以下さらには］ｎｍ以下）の化学状態計測
への要望が高まっている。
展と共に、表面の化学結合状態計測への要望が高まって
いる。特に最近では、表面微小領域（被測定領域の代表
長が１μｎ１以下さらには］ｎｍ以下）の化学状態計測
への要望が高まっている。
化学結合状態を知る方法としては、従来Ｅ Ｅ ＬＳ
（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＩＥｎｃｒｇｙ ＬｏＳｓ ５ｐ
ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）のような電子線を用いる方法、
Ｉ Ｓ Ｓ （Ｔｏｎ Ｓｃａｔｔｅｒｊ−ｎｇＳｐ
ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）のようなイオン線を用いる方法
、Ｘ Ｐ Ｓ （Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｍｊ、５ｓ
ｉｏｎ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）のようなＸ線を用
いる方法が知られている。これらの方法は、例えば、ス
トラフチャー アンドダイナミックス オブ サーフィ
シーズＩ、ダブリュー、ショマーズ アン１（ピー、フ
ォノ ブランケンハーゲン 編集、スプリンガーーフェ
ルラータ 社発行、東京、１９８６年（Ｓｔｒｕｃｔｕ
ｒｅａｎｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ５ｕｒｆａｃｅ
ｓ Ｔ 、 Ｅｄｉｅｄ ｂｙ １１゜Ｓｃｈｏｍｍ
ｅｒｓ ａｎｄ Ｐ、 Ｖｏｎ Ｂｌａｎｃｋ
ｅｎｈａｇｅｎ、 ＳｐｒｊｎｇｅｒＶｅｒｌ、ａｇ
、 Ｔｏｋｙｏ （＋９８６））において、Ｅ Ｅ Ｌ
Ｓが第２４５頁から第２７６頁（ＰＰ、 ２４．５〜
２７６）において、ＩＳＳが第５６頁から第６１頁（ｐ
ｐ。
（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ＩＥｎｃｒｇｙ ＬｏＳｓ ５ｐ
ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）のような電子線を用いる方法、
Ｉ Ｓ Ｓ （Ｔｏｎ Ｓｃａｔｔｅｒｊ−ｎｇＳｐ
ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）のようなイオン線を用いる方法
、Ｘ Ｐ Ｓ （Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｍｊ、５ｓ
ｉｏｎ ５ｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）のようなＸ線を用
いる方法が知られている。これらの方法は、例えば、ス
トラフチャー アンドダイナミックス オブ サーフィ
シーズＩ、ダブリュー、ショマーズ アン１（ピー、フ
ォノ ブランケンハーゲン 編集、スプリンガーーフェ
ルラータ 社発行、東京、１９８６年（Ｓｔｒｕｃｔｕ
ｒｅａｎｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ ｏｆ ５ｕｒｆａｃｅ
ｓ Ｔ 、 Ｅｄｉｅｄ ｂｙ １１゜Ｓｃｈｏｍｍ
ｅｒｓ ａｎｄ Ｐ、 Ｖｏｎ Ｂｌａｎｃｋ
ｅｎｈａｇｅｎ、 ＳｐｒｊｎｇｅｒＶｅｒｌ、ａｇ
、 Ｔｏｋｙｏ （＋９８６））において、Ｅ Ｅ Ｌ
Ｓが第２４５頁から第２７６頁（ＰＰ、 ２４．５〜
２７６）において、ＩＳＳが第５６頁から第６１頁（ｐ
ｐ。
５６−６１． ）において、Ｘ、 Ｐ Ｓが第６３頁（
Ｐ。
Ｐ。
６３）において説明されている。
Ｅ Ｅ Ｌ Ｓは、数１０ ｅ Ｖの電子線を試料表面
に照射し、反射してくる電子のエネルギーを分析するこ
とによって表面に存在する原子・分子の化学結合状態を
知る方法である。また、ＩＳＳは、数ｋｅＶのイオン線
を試料表面に照射し、反射イオンのエネルギー分析によ
り表面の化学状態を調べる方法である。また、ＸＰＳは
数１． ＯＯｅ Ｖないし数ｋｅＶのＸ線を表面に照射
し、表面から出てくる光電子のエネルギー分析により表
面の化学状態を知る方法である。これらの方法により、
表面の化学状態を知ることができるが、問題は表面に入
射する粒子線（電子線、イオン線）やＸ線のエネルギー
が大き過ぎるために、測定途中において試料表面に損傷
（化学結合状態が変化してしまうこと）が発生してしま
うことである。このことは、一般に化学結合状態の強さ
は１〜］、 Ｏｅ Ｖであり、上記粒子線のエネルギー
がこれよりも大きいことを考えると当然の結果といえる
。
に照射し、反射してくる電子のエネルギーを分析するこ
とによって表面に存在する原子・分子の化学結合状態を
知る方法である。また、ＩＳＳは、数ｋｅＶのイオン線
を試料表面に照射し、反射イオンのエネルギー分析によ
り表面の化学状態を調べる方法である。また、ＸＰＳは
数１． ＯＯｅ Ｖないし数ｋｅＶのＸ線を表面に照射
し、表面から出てくる光電子のエネルギー分析により表
面の化学状態を知る方法である。これらの方法により、
表面の化学状態を知ることができるが、問題は表面に入
射する粒子線（電子線、イオン線）やＸ線のエネルギー
が大き過ぎるために、測定途中において試料表面に損傷
（化学結合状態が変化してしまうこと）が発生してしま
うことである。このことは、一般に化学結合状態の強さ
は１〜］、 Ｏｅ Ｖであり、上記粒子線のエネルギー
がこれよりも大きいことを考えると当然の結果といえる
。
無損傷表面計測を実現するためには、入射粒子線のエネ
ルギーを１０Ｖ以下にすれば良い。しかし、一般的に電
子線やイオン線のような荷電粒子でこのような低エネル
ギー線を得ることは難しい。
ルギーを１０Ｖ以下にすれば良い。しかし、一般的に電
子線やイオン線のような荷電粒子でこのような低エネル
ギー線を得ることは難しい。
これは、粒子自体の空間電荷により、粒子線のエネルギ
ーや軌道を制御することが難しくなるからである。
ーや軌道を制御することが難しくなるからである。
一方、Ｘ線を含めた電磁波（広い意味で光）で１、ｅＶ
以下の低エネルギー線を得ることは容易である。しかし
、光のエネルギーＥと波長λとの間には、 λ＝ ｃ ｈ ／ Ｅ ・ ・・ ・・・・・・・
・・ ■なる関係があり、Ｅが小さくなるとλが大きく
なる。ここで、Ｃは光速、ｈはブランク定数である。
以下の低エネルギー線を得ることは容易である。しかし
、光のエネルギーＥと波長λとの間には、 λ＝ ｃ ｈ ／ Ｅ ・ ・・ ・・・・・・・
・・ ■なる関係があり、Ｅが小さくなるとλが大きく
なる。ここで、Ｃは光速、ｈはブランク定数である。
第２図において、光と示した実線は、このような光にお
けるエネルギーＥと波長λの関係を示したものである。
けるエネルギーＥと波長λの関係を示したものである。
図より、光では、エネルギーＥが１ｅＶ以下になるとλ
が１μｍ以上になってしまうことがわかる（即ち、赤外
線領域になってしまう）。
が１μｍ以上になってしまうことがわかる（即ち、赤外
線領域になってしまう）。
波長が１μｍ以上になると、回折・干渉のために、光線
を約１μｍ以下に集束させることができなくなる。即ち
、光（電磁波）を用いた方法では、Ｅ ＜ ｉ ｅ Ｖ
の無損傷性とλ（１μｍ以下の微沙領域計測とを両立さ
せることができない。
を約１μｍ以下に集束させることができなくなる。即ち
、光（電磁波）を用いた方法では、Ｅ ＜ ｉ ｅ Ｖ
の無損傷性とλ（１μｍ以下の微沙領域計測とを両立さ
せることができない。
一方、光以外の粒子（電子、イオン、原子２分子等）線
も量子力学的には、波動と考えることができ、粒子線の
運動エネルギーＥと１・・ブローイ（ｄｅ Ｂｒｏｇｌ
ｉｅ）波長λとの間には、λ＝ｈ／ｆ】扁「「 ・
・ ■ の関係が有る。ここに、ｍは粒子の質量である。
も量子力学的には、波動と考えることができ、粒子線の
運動エネルギーＥと１・・ブローイ（ｄｅ Ｂｒｏｇｌ
ｉｅ）波長λとの間には、λ＝ｈ／ｆ】扁「「 ・
・ ■ の関係が有る。ここに、ｍは粒子の質量である。
０式より、同じＥでも質ｉＬｍが小さくなる程、波長λ
が大きくなることがわかる。第２図において、電子と示
した実線は、電子に関する０式の関係を示したものであ
る。この場合では、エネルギーＥが約１Ｏ−５ｅＶ以上
であれば、波長λは１０μｍ以下となる。即ち、無損傷
での微小領域計測の可能性はある。しかし、λをｌｎｍ
以下にするにはＥは１． ｅ Ｖ以上となり、３． ｎ
ｍ以下の極微小領域計測をすると損傷が発生する可能
性が有る。
が大きくなることがわかる。第２図において、電子と示
した実線は、電子に関する０式の関係を示したものであ
る。この場合では、エネルギーＥが約１Ｏ−５ｅＶ以上
であれば、波長λは１０μｍ以下となる。即ち、無損傷
での微小領域計測の可能性はある。しかし、λをｌｎｍ
以下にするにはＥは１． ｅ Ｖ以上となり、３． ｎ
ｍ以下の極微小領域計測をすると損傷が発生する可能
性が有る。
上記した如く、光線や荷電粒子線を用いた表面計測では
、計測に伴い表面に損傷が発生してしまうし、さらに無
損傷に微小領域の化学結合状態を計測することが極めて
難しい。
、計測に伴い表面に損傷が発生してしまうし、さらに無
損傷に微小領域の化学結合状態を計測することが極めて
難しい。
本発明は、無損傷な表面計測を実現する方法、装置を提
供することを目的としており、特に、表面微小領域の化
学結合状態を計測する方法、装置を提供することを目的
としている。
供することを目的としており、特に、表面微小領域の化
学結合状態を計測する方法、装置を提供することを目的
としている。
上記の目的は、プローブ・ビームとして中性粒子線を用
いることにより達成可能となる。
いることにより達成可能となる。
第２図において、Ｉ−Ｉ ｅとして示した実線は、Ｈｅ
原子に関する０式の関係を示したものである。
原子に関する０式の関係を示したものである。
この場合では、エネルギーＥが約１Ｏ−３ｅＶ以にであ
れば、λはｌｎｍ以下となる。即ち、無損傷な極微小領
域計測が常に可能である。さらに、Ｈｅ原子は中性粒子
であるため、前述したような空間電荷による粒子線の乱
れもなく、微小領域Ｈ］測が容易となる。
れば、λはｌｎｍ以下となる。即ち、無損傷な極微小領
域計測が常に可能である。さらに、Ｈｅ原子は中性粒子
であるため、前述したような空間電荷による粒子線の乱
れもなく、微小領域Ｈ］測が容易となる。
第２図ではＨｅｇ子のみについて示しであるが、１
他の原子や分子に関してもほぼ類似の関係が存在し、同
様に無損傷な微小（極微小）領域の化学結合状態計測が
可能となる。
様に無損傷な微小（極微小）領域の化学結合状態計測が
可能となる。
したがって、原子・分子の中性粒子線を用いることによ
って無損傷な表面Ｒ１測が可能であり、必要に応じて中
性粒子線を細く絞ることによって、微小領域の計測も可
能となる。
って無損傷な表面Ｒ１測が可能であり、必要に応じて中
性粒子線を細く絞ることによって、微小領域の計測も可
能となる。
中性粒子線は電荷を持たないため、低エネルギー（約１
ｅＶ以下）でも容易に粒子線軌道やエネルギーを制御す
ることができ、無損傷な表面計測が可能である。また、
後述する如く、中性粒子線を絞ることも可能であり、そ
れにより微小部分の計測も可能となる。
ｅＶ以下）でも容易に粒子線軌道やエネルギーを制御す
ることができ、無損傷な表面計測が可能である。また、
後述する如く、中性粒子線を絞ることも可能であり、そ
れにより微小部分の計測も可能となる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ガス
導入手段１を介してガスを容器２内に導入する。このガ
スを冷却手段３により冷却した後、噴出口４から真空排
気室２２中に噴出させる。こ２ る。中性粒子線５は試料６の表面で反射または散乱する
。この時に、中性粒子線５を構成する中性粒子（原子・
分子）は、試料表面とエネルギーの授受を行なう。授受
されるエネルギーの大きさは、試料表面を構成する原子
・分子の種類や化学結合状態によって異なる。したがっ
て、反射または散乱した中性粒子５′のエネルギーを分
析することによって、試料表面の化学的状態を知ること
ができる。また、同様にして運動量の授受を調べること
によって試料表面の状態を計測することもできる。
導入手段１を介してガスを容器２内に導入する。このガ
スを冷却手段３により冷却した後、噴出口４から真空排
気室２２中に噴出させる。こ２ る。中性粒子線５は試料６の表面で反射または散乱する
。この時に、中性粒子線５を構成する中性粒子（原子・
分子）は、試料表面とエネルギーの授受を行なう。授受
されるエネルギーの大きさは、試料表面を構成する原子
・分子の種類や化学結合状態によって異なる。したがっ
て、反射または散乱した中性粒子５′のエネルギーを分
析することによって、試料表面の化学的状態を知ること
ができる。また、同様にして運動量の授受を調べること
によって試料表面の状態を計測することもできる。
第１図では、飛行時間法によって反射または散乱した中
性粒子線５′のエネルギーを分析する方法を示しである
。即ち、反射または散乱した中性粒子線５′をチョッパ
ー７によってチョップしくパルス的な中性粒子の流れに
し）、所定の長さＱを飛行させた後、検出器８によって
検出する。
性粒子線５′のエネルギーを分析する方法を示しである
。即ち、反射または散乱した中性粒子線５′をチョッパ
ー７によってチョップしくパルス的な中性粒子の流れに
し）、所定の長さＱを飛行させた後、検出器８によって
検出する。
チョッパーはチョッパー旺動モーター９によって駆動（
通常は回転）させている。チョッパーは開口部（スリッ
ト）を持った板で形成されており、中性粒子ビームがこ
の間［」部を間欠的に通過することによってパルスビー
ムが形成される。中性粒子が上記距離Ｑを飛行するに要
する時間を飛行時間測定系」０で測定することにより、
中性粒子の飛行速さを求めることができる。これより、
中性粒子の質量が解っていれば、中性粒子のエネルギー
を求めることができる。なお、開閉センサー１１は、中
性粒子がチョッパー７を通過する時刻を測定し、飛行時
間を割り出すためのものである。
通常は回転）させている。チョッパーは開口部（スリッ
ト）を持った板で形成されており、中性粒子ビームがこ
の間［」部を間欠的に通過することによってパルスビー
ムが形成される。中性粒子が上記距離Ｑを飛行するに要
する時間を飛行時間測定系」０で測定することにより、
中性粒子の飛行速さを求めることができる。これより、
中性粒子の質量が解っていれば、中性粒子のエネルギー
を求めることができる。なお、開閉センサー１１は、中
性粒子がチョッパー７を通過する時刻を測定し、飛行時
間を割り出すためのものである。
中性粒子線５を形成する空間（粒子線形成室）２３と試
料６を設置する空間（試料室）２４を分離壁１２によっ
て分離し、それぞれ別の排気手段（図示せず）によって
排気すること（差動排気）も、必要に応じて可能である
。この場合、中性粒子線５は分離壁１２に設けられたア
パーチャ」３を通って試料室２４側に導入される。第１
図は一段の差動排気について例示しであるか、多段の差
動排気にすることも可能である。また、同様にアパーチ
ャを有する分離壁（図示せず）を用いて検出器８の設置
される空間（検出室）２５を試料室２４から分離し、差
動排気することも、必要に応して可能である。
料６を設置する空間（試料室）２４を分離壁１２によっ
て分離し、それぞれ別の排気手段（図示せず）によって
排気すること（差動排気）も、必要に応じて可能である
。この場合、中性粒子線５は分離壁１２に設けられたア
パーチャ」３を通って試料室２４側に導入される。第１
図は一段の差動排気について例示しであるか、多段の差
動排気にすることも可能である。また、同様にアパーチ
ャを有する分離壁（図示せず）を用いて検出器８の設置
される空間（検出室）２５を試料室２４から分離し、差
動排気することも、必要に応して可能である。
中性粒子線５の形成に用いるガスとしてはＨｅガスが適
している。これは、化学反応性が低く、かつ低温まで冷
却しても気相の状態を保持できるからである。その他、
Ｎ ｅ ｒ Ａ ｒ ＋ Ｋ ｒ ｒ Ｘ ｅ等の希ガ
スを用いることもできるし、必要に応じて、Ｃｏ２．
Ｎ２． Ｎ２．０２等の分子を用いることもできる。
している。これは、化学反応性が低く、かつ低温まで冷
却しても気相の状態を保持できるからである。その他、
Ｎ ｅ ｒ Ａ ｒ ＋ Ｋ ｒ ｒ Ｘ ｅ等の希ガ
スを用いることもできるし、必要に応じて、Ｃｏ２．
Ｎ２． Ｎ２．０２等の分子を用いることもできる。
ガス容器２から噴出口４を通って真空中にガスが噴出す
る時に、断熱膨張による冷却が起り、ガス温度が低くな
る。この結果、中性粒子のエネルギー分布幅の狭い中性
粒子線５が得られる。断熱膨張によるガス粒子の温度低
下は、まず並進温度Ｔｔについて起り、次いで分子線の
場合、回転温度Ｔ１．振動温度ＴＶの順で起る。容器２
内のガス圧力Ｐ。が高い程、温度低下は激しく起る。容
器２内のガス圧力は、１０−’〜１０’Ｔ ｏ ｒ ｒ
が実用的に実現可能である。Ｐｎ＝１０−’〜１０Ｔｏ
ｒｒでは、一般にＴ１やＴ、の温度低下はおこ５ るが、ＴＶの温度低下は起らない。Ｐｎ＝１０〜１．０
４Ｔｏｒｒでは、あらゆる温度の低下が起こる。Ｐｎが
高くなり過ぎると、噴出口４から噴出するガス流量が大
きくなりすぎ、粒子線形式室２３や試料室２４を排気す
る排気系に巨大なものが必要となり、実用的でなくなる
。これを防ぐために、噴出口をパルス的（間欠的）に開
閉し、パルス的な中性粒子線を得る方法が有る。こうす
ることにより、平均的なガス流量は小さくなり、Ｐ。
る時に、断熱膨張による冷却が起り、ガス温度が低くな
る。この結果、中性粒子のエネルギー分布幅の狭い中性
粒子線５が得られる。断熱膨張によるガス粒子の温度低
下は、まず並進温度Ｔｔについて起り、次いで分子線の
場合、回転温度Ｔ１．振動温度ＴＶの順で起る。容器２
内のガス圧力Ｐ。が高い程、温度低下は激しく起る。容
器２内のガス圧力は、１０−’〜１０’Ｔ ｏ ｒ ｒ
が実用的に実現可能である。Ｐｎ＝１０−’〜１０Ｔｏ
ｒｒでは、一般にＴ１やＴ、の温度低下はおこ５ るが、ＴＶの温度低下は起らない。Ｐｎ＝１０〜１．０
４Ｔｏｒｒでは、あらゆる温度の低下が起こる。Ｐｎが
高くなり過ぎると、噴出口４から噴出するガス流量が大
きくなりすぎ、粒子線形式室２３や試料室２４を排気す
る排気系に巨大なものが必要となり、実用的でなくなる
。これを防ぐために、噴出口をパルス的（間欠的）に開
閉し、パルス的な中性粒子線を得る方法が有る。こうす
ることにより、平均的なガス流量は小さくなり、Ｐ。
が高い条件で、Ｔｔ、Ｔ、、ＴＶの低い、したがって、
エネルギー分布幅の小さい良質な中性粒子線を得ること
ができる。
エネルギー分布幅の小さい良質な中性粒子線を得ること
ができる。
中性粒子線を形成する中性粒子は、はぼ無衝突で試料室
２４内を飛翔する必要がある。このためには、試料室２
４内のガス圧力Ｐｓは約］Ｘ１、０−”Ｔ ｏ ｒ ｒ
以下が望ましい。もっと一般的には、試料室２４内での
中性粒子の平均自由行程が、試料室２４内で中性粒子が
飛翔する金側距離より十分長いことが望ましい。
２４内を飛翔する必要がある。このためには、試料室２
４内のガス圧力Ｐｓは約］Ｘ１、０−”Ｔ ｏ ｒ ｒ
以下が望ましい。もっと一般的には、試料室２４内での
中性粒子の平均自由行程が、試料室２４内で中性粒子が
飛翔する金側距離より十分長いことが望ましい。
第３図に、試料表面で反射または散乱した中性６
粒子線５′のエネルギー分布を測定した結果を示しであ
る。横軸に中性粒子のエネルギーを示してあり、縦軸に
そのエネルギーを持った中性粒子の強度（粒子流束）を
示しである。図中、エネルギーＥｏの位置の大きなピー
クａは、試料に入射した中性粒子が弾性散乱（エネルギ
ーの変化なしの散乱）したものに対応している。ピーク
ａより高エネルギー側にあるピークｇ工ｒ ｇ２・・・
・・は、試料表面での反射または散乱時に、試料表面よ
りエネルギーを得た中性粒子に対応している。ピークａ
より低エネルギー側にあるピークＱ工ｌ Ｑ２・・・
は、試料表面での反射または散乱時に、試料表面にエネ
ルギーを与えた中性粒子に対応している。ｇ工。
る。横軸に中性粒子のエネルギーを示してあり、縦軸に
そのエネルギーを持った中性粒子の強度（粒子流束）を
示しである。図中、エネルギーＥｏの位置の大きなピー
クａは、試料に入射した中性粒子が弾性散乱（エネルギ
ーの変化なしの散乱）したものに対応している。ピーク
ａより高エネルギー側にあるピークｇ工ｒ ｇ２・・・
・・は、試料表面での反射または散乱時に、試料表面よ
りエネルギーを得た中性粒子に対応している。ピークａ
より低エネルギー側にあるピークＱ工ｌ Ｑ２・・・
は、試料表面での反射または散乱時に、試料表面にエネ
ルギーを与えた中性粒子に対応している。ｇ工。
ｇ２ ・・やＱ工ｌ Ｑ２・・・・のピークの位置やピ
ークの大きさから、試料表面に存在する原子の種類。
ークの大きさから、試料表面に存在する原子の種類。
量、さらに化学的結合状態を知ることができる。
分解能の高いスペク１−ルを得るためには、ｇ□。
ｇ２・・・・・やＱ□Ｔ Ｑ２・・・等の各ピークの幅
を小さくする必要があるが、この為には、入射中性粒子
線のエネルギー幅（即ち、ピークａの幅）を小さくする
必要がある。これは、入射中性粒子ビー１１のエネルギ
ー幅が、反射・散乱中性粒子ビー１１のエネルギー幅に
反映されるからである。
を小さくする必要があるが、この為には、入射中性粒子
線のエネルギー幅（即ち、ピークａの幅）を小さくする
必要がある。これは、入射中性粒子ビー１１のエネルギ
ー幅が、反射・散乱中性粒子ビー１１のエネルギー幅に
反映されるからである。
ピークａのエネルギ−中バを小さくするために（土、前
述した如く、容器２内のガス圧力を高くして噴出時の断
熱冷却効果を大きくするか、容器２内のガスの温度をも
ともと低くするかのどちらかが必要である。容器２内の
ガス圧力を高くすると必然的にガス流量が大きくなり、
その結果、巨大な排気系を必要とすることになり実用的
でない。実用的には後者の方法、即ち容器２内のガス温
度を低くする方法が有効である。
述した如く、容器２内のガス圧力を高くして噴出時の断
熱冷却効果を大きくするか、容器２内のガスの温度をも
ともと低くするかのどちらかが必要である。容器２内の
ガス圧力を高くすると必然的にガス流量が大きくなり、
その結果、巨大な排気系を必要とすることになり実用的
でない。実用的には後者の方法、即ち容器２内のガス温
度を低くする方法が有効である。
ピーク間（例えば、ピークｇ１とピークｇ２間）のエネ
ルギー差は、分子振動エネルギーの程度であり、約ＩＸ
１．Ｏ−３〜１０ ’ｅＶの程度である。
ルギー差は、分子振動エネルギーの程度であり、約ＩＸ
１．Ｏ−３〜１０ ’ｅＶの程度である。
これらのピークを分離させるためには、各ビータのエネ
ルギーＩＮ （即ち入射中性粒子ビー１１のエネルギー
幅）が上記ピーク間エネルギー差（１×」０−３〜１０
−’ｅＶ）以下であることが望まれる。
ルギーＩＮ （即ち入射中性粒子ビー１１のエネルギー
幅）が上記ピーク間エネルギー差（１×」０−３〜１０
−’ｅＶ）以下であることが望まれる。
これは、入射中性粒子ビームの温度が、１２〜１２００
Ｋ以下であることに対応している。これを実現するた
めの容器２内のガスの温度としては、噴出時の断熱冷却
効果を考慮して、かつ実用的な冷却方法を考慮して、液
体窒素の温度７７．４Ｋ（約８０Ｋ）以下であることが
望ましい。この場合には、冷却手段３の冷媒として液体
窒素を用いることになる。さらに、分解能を」こげるた
めには、冷媒として液化Ｉ−（ｅガスを用いて、容器２
内のガスの温度を２０にや１． ＯＫの程度にまで冷却
することが必要である。
Ｋ以下であることに対応している。これを実現するた
めの容器２内のガスの温度としては、噴出時の断熱冷却
効果を考慮して、かつ実用的な冷却方法を考慮して、液
体窒素の温度７７．４Ｋ（約８０Ｋ）以下であることが
望ましい。この場合には、冷却手段３の冷媒として液体
窒素を用いることになる。さらに、分解能を」こげるた
めには、冷媒として液化Ｉ−（ｅガスを用いて、容器２
内のガスの温度を２０にや１． ＯＫの程度にまで冷却
することが必要である。
第４図に、本発明の別の実施例を示しである。
本実施例ではエネルギー幅の小さな入射中性粒子線５を
得るために、２段のチョッパー１４とチョッパー１５を
用いている。チョッパー１４とチョッパー１５は距離鮪
だけ隔たっており、それぞれチョッパー駆動モーター１
６，１７により駆動（回転）されている。チョッパー１
４を通過した中性粒子か距離鮪を飛翔してチョッパー１
５に到達した時、丁度チョッパー１５が開になっている
場合のみ粒子線はチョッパ−１，４，１５の両方９ を通過することができる。即ち、中性粒子のうち一定の
速さ（従って、一定のエネルギー）を持ったものだけが
選択される。この方法により、エネルギーの揃った、即
ち、エネルギー幅の小さな入射中性粒子線５を得ること
ができる。
得るために、２段のチョッパー１４とチョッパー１５を
用いている。チョッパー１４とチョッパー１５は距離鮪
だけ隔たっており、それぞれチョッパー駆動モーター１
６，１７により駆動（回転）されている。チョッパー１
４を通過した中性粒子か距離鮪を飛翔してチョッパー１
５に到達した時、丁度チョッパー１５が開になっている
場合のみ粒子線はチョッパ−１，４，１５の両方９ を通過することができる。即ち、中性粒子のうち一定の
速さ（従って、一定のエネルギー）を持ったものだけが
選択される。この方法により、エネルギーの揃った、即
ち、エネルギー幅の小さな入射中性粒子線５を得ること
ができる。
また、第４図には、試料表面で反射または散乱した中性
粒子線５′のエネルギーを分析する別の方法が示されて
いる。まず、中性粒子線５′はイオン化手段１８によっ
てイオン化される。ここで生成したイオンは、そのエネ
ルギーが静電形エネルギーアナライザー１９によって分
析された後検出器８によって検出される。イオン化の後
にイオンが持つ運動エネルギーともともと中性粒子が持
っていたエネルギーが等しいことが必要である。
粒子線５′のエネルギーを分析する別の方法が示されて
いる。まず、中性粒子線５′はイオン化手段１８によっ
てイオン化される。ここで生成したイオンは、そのエネ
ルギーが静電形エネルギーアナライザー１９によって分
析された後検出器８によって検出される。イオン化の後
にイオンが持つ運動エネルギーともともと中性粒子が持
っていたエネルギーが等しいことが必要である。
このためには、イオン化手段としては、低速電子線や光
を用いる方法が有効である。静電形エネルギーアナライ
ザーは、対向した電極間に電圧を印加し、静電力によっ
てイオン線の軌道を変化させてエネルギー分析する方法
である。この実施例の方法によれば、第１図に示した飛
行時間法による０ よりも、高精度でエネルギー分析を行うことができる。
を用いる方法が有効である。静電形エネルギーアナライ
ザーは、対向した電極間に電圧を印加し、静電力によっ
てイオン線の軌道を変化させてエネルギー分析する方法
である。この実施例の方法によれば、第１図に示した飛
行時間法による０ よりも、高精度でエネルギー分析を行うことができる。
第５図に本発明のさらに別の一実施例を示しである。本
実施例は、レンズ２０によって中性粒子線を収束させ、
微小部分の表面計測を可能にさせるものである。中性粒
子が試料表面で行なうエネルギーまたは運動量の授受は
エネルギー分析器２１によって測定される。レンズ２０
は中心軸Ｃのまわりに回転対称の筒状体となっており、
中性粒子線５がレンズ内面で鏡面反射することによって
収束される。鏡面反射とは、レンズ内面局所的な法線に
対する、粒子線の入射角と反射角の等しいことをいう。
実施例は、レンズ２０によって中性粒子線を収束させ、
微小部分の表面計測を可能にさせるものである。中性粒
子が試料表面で行なうエネルギーまたは運動量の授受は
エネルギー分析器２１によって測定される。レンズ２０
は中心軸Ｃのまわりに回転対称の筒状体となっており、
中性粒子線５がレンズ内面で鏡面反射することによって
収束される。鏡面反射とは、レンズ内面局所的な法線に
対する、粒子線の入射角と反射角の等しいことをいう。
レンズ２０による中性粒子線の収束点にその表面が来る
ように試料６が設置されており、試料が粒子線に対して
相対的に１次元または２欣元的に駆動されるようになっ
ている。試料表面で反射・散乱した粒子線のエネルギー
をエネルギー分析器２］により分析する。これにより、
試料表面状態の線上または面内分布を調べることができ
る。この場合の試料暁動は、１〜１００ｎ ｍの精度で
行う必要があり、ピエゾ・アクチュエータを用いるのが
有効である。試料表面での中性粒子線の直径（収束径）
は必要に応して変化させることができるが、１μｍ以下
にすることは、半導体素子の評価や物性評価にとって、
特に有用である。
ように試料６が設置されており、試料が粒子線に対して
相対的に１次元または２欣元的に駆動されるようになっ
ている。試料表面で反射・散乱した粒子線のエネルギー
をエネルギー分析器２］により分析する。これにより、
試料表面状態の線上または面内分布を調べることができ
る。この場合の試料暁動は、１〜１００ｎ ｍの精度で
行う必要があり、ピエゾ・アクチュエータを用いるのが
有効である。試料表面での中性粒子線の直径（収束径）
は必要に応して変化させることができるが、１μｍ以下
にすることは、半導体素子の評価や物性評価にとって、
特に有用である。
中性粒子としてＨｅを用いると、Ｈｅは化学的に不活性
であるため、レンズ反射面への入射粒子の大部分が反射
する１、これが鏡面反射をするためには入射粒子のド・
ブローイ波長が、レンズ反射面を構成する物質の原子間
距離以」二である必要がある。通常の物質の原子間距離
はＯ，Ｊ−ｎｍのオーダーであり、一方、Ｈｅ粒子のエ
ネルギーが約１Ｏ−３ｅＶ以下になると、そのト・ブロ
ーイ波Ｊ％も０．１ｎｍ以上になる。これを実現するた
めの容器２の温度は２０に以下が必要である。
であるため、レンズ反射面への入射粒子の大部分が反射
する１、これが鏡面反射をするためには入射粒子のド・
ブローイ波長が、レンズ反射面を構成する物質の原子間
距離以」二である必要がある。通常の物質の原子間距離
はＯ，Ｊ−ｎｍのオーダーであり、一方、Ｈｅ粒子のエ
ネルギーが約１Ｏ−３ｅＶ以下になると、そのト・ブロ
ーイ波Ｊ％も０．１ｎｍ以上になる。これを実現するた
めの容器２の温度は２０に以下が必要である。
また、中性粒子がレンズ２０の反射面で反射する際にエ
ネルギーを変化させないことが望まれる。
ネルギーを変化させないことが望まれる。
このためには、レンズ反射面を構成する物質の原子の重
さ（原子番号）は、Ｈｅの重さ（原子番号）より十分大
きいことが望ましい。また、反射面を常に清浄に保つた
めには、化学的に安定な物質が望ましい。これらの条件
を、満足する物質としては、Ａ ｕ Ｉ Ｐ ｔ Ｉ
Ａ ｇ ＋ Ｃｕが有る。したがって、レンズをこれら
の物質で作るか、または反射面にこれらの物質をコーテ
ィングすることが望ましい。
さ（原子番号）は、Ｈｅの重さ（原子番号）より十分大
きいことが望ましい。また、反射面を常に清浄に保つた
めには、化学的に安定な物質が望ましい。これらの条件
を、満足する物質としては、Ａ ｕ Ｉ Ｐ ｔ Ｉ
Ａ ｇ ＋ Ｃｕが有る。したがって、レンズをこれら
の物質で作るか、または反射面にこれらの物質をコーテ
ィングすることが望ましい。
しかし、必ずしもこうすることが不可欠ではない。
本実施例では、レンズ２０を中心軸Ｃのまわりの回転対
称な構造としたが、必ずしもこうである必要はなく、も
っと一般的な曲面を用いて粒子線を収束させることも可
能である。また、必要に応じてレンズに温度制御手段を
設け、加熱したり冷却したりすることも可能である。例
えば、加熱することはレンズ反射面を清浄に保つ（フラ
ッシングする）ために有効であり、冷却することは反射
時（レンズとしての動作中）における中性粒子のエネル
ギーの変動を防止するのに有効である。
称な構造としたが、必ずしもこうである必要はなく、も
っと一般的な曲面を用いて粒子線を収束させることも可
能である。また、必要に応じてレンズに温度制御手段を
設け、加熱したり冷却したりすることも可能である。例
えば、加熱することはレンズ反射面を清浄に保つ（フラ
ッシングする）ために有効であり、冷却することは反射
時（レンズとしての動作中）における中性粒子のエネル
ギーの変動を防止するのに有効である。
本実施例では、レンズに固体表面で中性粒子線が反射す
る現象を用いているが、他の方法で中性粒子線を収束さ
せても良いことはいうまでもない。
る現象を用いているが、他の方法で中性粒子線を収束さ
せても良いことはいうまでもない。
３
たとえば、レーザー、重力２強力な電磁界により中性粒
子線の軌道を制御し収束させることも可能である。
子線の軌道を制御し収束させることも可能である。
本実施例では、中性粒子線を収束させる効果について述
へたが、同様の方法を用いることにより、さらに一般的
に、必ずしも収束しなくても中性粒子線の軌道を制御す
ることが可能であるということはいうまでもない。
へたが、同様の方法を用いることにより、さらに一般的
に、必ずしも収束しなくても中性粒子線の軌道を制御す
ることが可能であるということはいうまでもない。
最後にレンズ２０を具体的に説明する。第５図示のよう
にレンズ２０では、中性粒子線５は２回反射 芹する。これはレンズ系の収差を少なくするためである
。このような２回反射方式のレンズとしては、ウォルタ
ー光学系、カーク式１−リック・ペッツ光学系、シュバ
ルツシルド光学系等がある。またタンデム型光学系でも
良い。中性粒子線を狭い範囲に収束させる必要のない場
合には（収差で問題とならない場合には）、必ずしも２
回反射を用いる必要はなく、−回反射で十分である。こ
の場合には上記光学系以外、球面反射鏡や２次曲面反射
鏡等あらゆる反射鏡を用いることができる。
にレンズ２０では、中性粒子線５は２回反射 芹する。これはレンズ系の収差を少なくするためである
。このような２回反射方式のレンズとしては、ウォルタ
ー光学系、カーク式１−リック・ペッツ光学系、シュバ
ルツシルド光学系等がある。またタンデム型光学系でも
良い。中性粒子線を狭い範囲に収束させる必要のない場
合には（収差で問題とならない場合には）、必ずしも２
回反射を用いる必要はなく、−回反射で十分である。こ
の場合には上記光学系以外、球面反射鏡や２次曲面反射
鏡等あらゆる反射鏡を用いることができる。
４
また、先にも述べたように、中性粒子を量子力学的に波
動であると考えれば、ゾーンプレートの様な回折効果を
利用した中性粒子線の集束も可能である。特にド・ブロ
ーイ波長が１人以」二の中性粒子線に対しては、この方
式が有効と考えられる。
動であると考えれば、ゾーンプレートの様な回折効果を
利用した中性粒子線の集束も可能である。特にド・ブロ
ーイ波長が１人以」二の中性粒子線に対しては、この方
式が有効と考えられる。
ゾーンプレートは第５図のレンズ２０のかわりに使用す
る。
る。
本発明によれば、試料表面に損傷を与えることなく、試
料表面の化学的状態を計測することができる。また、中
性粒子を収束させることによって表面の微小部分の化学
的状態を計測したり、それらの面内分布を計測すること
ができる。
料表面の化学的状態を計測することができる。また、中
性粒子を収束させることによって表面の微小部分の化学
的状態を計測したり、それらの面内分布を計測すること
ができる。
第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は光、電子
、Ｈｅのエネルギーと波長の関係を示す図、第３図は本
発明で得られる反射粒子線のエネルギースペクトルの一
例を示す線図、第４図および第５図はそれぞれ本発明の
他の一実施例の断面図、である。 １・・・ガス導入手段、２・・容器、３ 冷却手段、４
・・噴出口、５，５′ ・中性粒子線、６・・試料、７
・・チョッパー、８・・検出器、９・チョッパー叶動モ
ーター、１０・飛行時間測定系、■］・・開閉センサー
、１２・・分離壁、１３・・アパーチャ、１．４．１５
・・チョッパー、１６，１．７・ チョッパー鄭動モー
タ、１８・・イオン化手段、１９ 静電形エネルギーア
ナライザー、２０・レンズ、２１・・・エネルギー分析
器、２２・真空排気室、２３・・・中性粒子線形成室、
２４・・試料室、２５・・・検出室。 ７
、Ｈｅのエネルギーと波長の関係を示す図、第３図は本
発明で得られる反射粒子線のエネルギースペクトルの一
例を示す線図、第４図および第５図はそれぞれ本発明の
他の一実施例の断面図、である。 １・・・ガス導入手段、２・・容器、３ 冷却手段、４
・・噴出口、５，５′ ・中性粒子線、６・・試料、７
・・チョッパー、８・・検出器、９・チョッパー叶動モ
ーター、１０・飛行時間測定系、■］・・開閉センサー
、１２・・分離壁、１３・・アパーチャ、１．４．１５
・・チョッパー、１６，１．７・ チョッパー鄭動モー
タ、１８・・イオン化手段、１９ 静電形エネルギーア
ナライザー、２０・レンズ、２１・・・エネルギー分析
器、２２・真空排気室、２３・・・中性粒子線形成室、
２４・・試料室、２５・・・検出室。 ７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、中性粒子線を少なくとも測定手段の一部として用い
、該中性粒子線が試料表面で行うエネルギーまたは運動
量の授受を測定することにより該試料表面を測定する表
面計測方法において、上記中性粒子線の軌道を制御する
ことを特徴とする表面計測方法。 ２、前記中性粒子線の軌道を制御することが該中性粒子
線を収束させることであることを特徴とする請求項１記
載の表面計測方法。 ３、前記中性粒子線を構成する中性粒子の全エネルギー
が１ｅＶ以下であることを特徴とする請求項１記載の表
面計測方法。 ４、前記全エネルギーが並進、振動、回転の自由度が持
つエネルギーの総和であることを特徴とする請求項３記
載の表面計測方法。 ５、前記中性粒子線を構成する中性粒子が希ガス原子で
あることを特徴とする請求項１記載の表面計測方法。 ６、前記中性粒子線を構成する中性粒子がＨｅ原子であ
ることを特徴とする請求項１記載の表面計測方法。 ７、前記中性粒子線の軌道を制御するための手段として
固体表面での反射を利用したレンズを用いることを特徴
とする請求項１記載の表面計測方法。 ８、前記中性粒子線の軌道を制御するための固体表面に
Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕのうちの少なくとも１つ、また
はこれらを混合した物質、またはこれらのうち少なくと
も１つを構成要素の一部とする物質がコーティングされ
ていることを特徴とする請求項７記載の表面計測方法。 ９、中性粒子線を少なくとも測定手段の一部として用い
、該中性粒子線が試料表面で行うエネルギーまたは運動
量の授受を測定することにより該試料表面を測定する表
面計測方法において、冷却したガスを真空排気した空間
に噴出することにより該中性粒子線を形成することを特
徴とする表面計測方法。 １０、前記冷却したガスの温度が８０Ｋ以下であること
を特徴とする請求項９記載の表面計測方法。 １１、前記中性粒子線を形成する空間と前記試料が設置
される空間とが差動排気になっていることを特徴とする
請求項９記載の表面計測方法。 １２、前記中性粒子線の軌道を制御することを特徴とす
る請求項９記載の表面計測方法。１３、前記中性粒子線
を収束させることを特徴とする請求項９記載の表面計測
方法。 １４、前記中性粒子線の軌道を制御ための手段として固
体表面での反射を利用したレンズを用いることを特徴と
する請求項１２記載の表面計測方法。 １５、前記中性粒子線の軌道を制御するための固体表面
にＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕのうちの少なくとも１つ、ま
たはこれらを混合した物質、またはこれらのうち少なく
とも１つを構成要素の一部とする物質がコーティングさ
れていることを特徴とする請求項１４記載の表面計測方
法。 １６、前記中性粒子線を構成する中性粒子が希ガス原子
であることを特徴とする請求項９記載の表面計測方法。 １７、前記中性粒子線を構成する中性粒子がＨｅ原子で
あることを特徴とする請求項９記載の表面計測方法。 １８、前記中性粒子線が試料表面で行うエネルギーまた
は運動量の授受を測定するための方法として飛行時間法
を用いることを特徴とする請求項９記載の表面計測方法
。 １９、前記中性粒子線が試料表面で行うエネルギーまた
は運動量の授受を測定するための手段として静電形エネ
ルギーアナライザーを用いることを特徴とする請求項９
記載の表面計測方法。 ２０、中性粒子線を形成する手段、試料、該中性粒子が
該試料表面において行うエネルギーまたは運動量の授受
を計測する手段より構成される表面計測装置において、
該中性粒子線形成手段がガスが導入される容器、該導入
されたガスを冷却する手段、該冷却されたガスが噴出さ
れる排気された空間より構成されてなることを特徴とす
る表面計測装置。 ２１、前記の冷却されたガスの温度が８０Ｋ以下である
ことを特徴とする請求項２０記載の表面計測装置。 ２２、前記中性粒子線を形成するための排気空間と前記
試料が設置されるべき空間とが差動排気構成になってい
ることを特徴とする請求項２０記載の表面計測装置。 ２３、前記の形成された中性粒子線の軌道を制御するた
めの手段がさらに付設されていることを特徴とする請求
項２０記載の表面計測装置。 ２４、前記の形成された中性粒子線を収束させるための
手段がさらに付設されていることを特徴とする請求項２
０記載の表面計測装置。 ２５、前記中性粒子線の軌道を制御するための手段とし
て固体表面での反射を利用したレンズを用いることを特
徴とする請求項２３記載の表面計測装置。 ２６、前記中性粒子線の軌道を制御するための固体表面
にＡｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕのうちの少なくとも１つ、ま
たはこれらを混合した物質、またはこれらのうち少なく
とも１つを構成要素の一部とする物質がコーティングさ
れていることを特徴とする請求項２５記載の表面計測装
置。 ２７、前記ガスが希ガスであることを特徴とする請求項
２０記載の表面計測装置。 ２８、前記ガスがＨｅガスであることを特徴とする請求
項２０記載の表面計測装置。 ２９、前記中性粒子線が試料表面で行うエネルギーまた
は運動量の授受を計測する手段として飛行時間を用いた
計測手段を用いることを特徴とする請求項２０記載の表
面計測装置。 ３０、前記中性粒子線が試料表面で行うエネルギーまた
は運動量の授受を計測する手段として静電形エネルギー
アナライザーを用いることを特徴とする請求項２０記載
の表面計測装置。 ３１、前記中性粒子線の軌道を制御するための手段とし
て回折を利用したレンズを用ることを特徴とした請求項
１記載の表面計測方法。 ３２、前記中性粒子線の軌道を制御するための手段とし
て回折を利用したレンズを用いることを特徴とした請求
項１２記載の表面計測方法。 ３３、前記中性粒子線の軌道を制御するための手段とし
て回折を利用してレンズを用いることを特徴とした請求
項２３記載の表面計測装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145328A JP2791103B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 表面計測方法および装置 |
| US07/536,152 US5115130A (en) | 1989-06-09 | 1990-06-07 | Surface measuring method and apparatus |
| KR1019900008373A KR0151405B1 (ko) | 1989-06-09 | 1990-06-08 | 표면계측방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145328A JP2791103B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 表面計測方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0311547A true JPH0311547A (ja) | 1991-01-18 |
| JP2791103B2 JP2791103B2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=15382627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1145328A Expired - Lifetime JP2791103B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 表面計測方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5115130A (ja) |
| JP (1) | JP2791103B2 (ja) |
| KR (1) | KR0151405B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340821A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 中性子回折法と磁気測定法とを用いるリチウム電池用正極材料の精密結晶構造評価方法 |
| JP2006071449A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Japan Atom Energy Res Inst | 中性子散乱を用いた構造マッピング法 |
| JP2007303909A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Japan Atomic Energy Agency | パルス中性子非弾性散乱実験の高効率測定方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6271534B1 (en) | 1994-07-08 | 2001-08-07 | Muradin Abubekirovich Kumakhov | Device for producing the image of an object using a flux of neutral or charged particles, and an integrated lens for converting such flux of neutral or charged particles |
| US5798524A (en) * | 1996-08-07 | 1998-08-25 | Gatan, Inc. | Automated adjustment of an energy filtering transmission electron microscope |
| US6184524B1 (en) | 1996-08-07 | 2001-02-06 | Gatan, Inc. | Automated set up of an energy filtering transmission electron microscope |
| EP2061039A1 (en) * | 2007-11-13 | 2009-05-20 | Universidad Autonoma de Madrid | A device for reflecting beams of atoms or molecules |
| KR102181456B1 (ko) * | 2019-08-16 | 2020-11-23 | 참엔지니어링(주) | 검사 장치, 수리 장치 및 입자 빔 장치 |
| EP4099005A1 (fr) * | 2021-06-04 | 2022-12-07 | Centre national de la recherche scientifique | Dispositif d'analyse de surface par diffraction d'atomes rapides dans un environnement haute pression |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0211825U (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-25 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3235068A1 (de) * | 1982-09-22 | 1984-03-22 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Varioformstrahl-ablenkobjektiv fuer neutralteilchen und verfahren zu seinem betrieb |
| US4775789A (en) * | 1986-03-19 | 1988-10-04 | Albridge Jr Royal G | Method and apparatus for producing neutral atomic and molecular beams |
| US4992656A (en) * | 1987-10-26 | 1991-02-12 | Clauser John F | Rotation, acceleration, and gravity sensors using quantum-mechanical matter-wave interferometry with neutral atoms and molecules |
| US4886964A (en) * | 1988-09-16 | 1989-12-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Matter wave optical systems in which an atomic beam intersects a diffraction grating at a grazing incidence |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP1145328A patent/JP2791103B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-06-07 US US07/536,152 patent/US5115130A/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-08 KR KR1019900008373A patent/KR0151405B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0211825U (ja) * | 1988-07-06 | 1990-01-25 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340821A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 中性子回折法と磁気測定法とを用いるリチウム電池用正極材料の精密結晶構造評価方法 |
| JP2006071449A (ja) * | 2004-09-02 | 2006-03-16 | Japan Atom Energy Res Inst | 中性子散乱を用いた構造マッピング法 |
| JP4565202B2 (ja) * | 2004-09-02 | 2010-10-20 | 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 | 中性子散乱を用いた構造マッピング法 |
| JP2007303909A (ja) * | 2006-05-10 | 2007-11-22 | Japan Atomic Energy Agency | パルス中性子非弾性散乱実験の高効率測定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR910001370A (ko) | 1991-01-30 |
| US5115130A (en) | 1992-05-19 |
| JP2791103B2 (ja) | 1998-08-27 |
| KR0151405B1 (ko) | 1998-12-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mancuso et al. | The single particles, clusters and biomolecules and serial femtosecond crystallography instrument of the European XFEL: Initial installation | |
| US9570265B1 (en) | X-ray fluorescence system with high flux and high flux density | |
| US9823203B2 (en) | X-ray surface analysis and measurement apparatus | |
| US9449781B2 (en) | X-ray illuminators with high flux and high flux density | |
| US20190088381A9 (en) | X-ray illuminators with high flux and high flux density | |
| EP0377446B1 (en) | Surface analysis method and apparatus | |
| US4317036A (en) | Scanning X-ray microscope | |
| CN110530907B (zh) | X射线吸收测量系统 | |
| US20150357069A1 (en) | High brightness x-ray absorption spectroscopy system | |
| EP3168856A2 (en) | X-ray sources using linear accumulation | |
| US5138158A (en) | Surface analysis method and apparatus | |
| WO2015187219A1 (en) | X-ray absorption measurement system | |
| JPH0311547A (ja) | 表面計測方法および装置 | |
| US6594337B1 (en) | X-ray diagnostic system | |
| Aslanov et al. | Crystallographic instrumentation | |
| Rettner et al. | Dynamics of the formation of HD from D (H) atoms colliding with H (D) Cu (111): a model study of an Eley-Rideal reaction | |
| Zhuravlyov et al. | Comparison of the static structure factor at long wavelengths for a dusty plasma liquid and other liquids | |
| Gambino et al. | A hemispherical Langmuir probe array detector for angular resolved measurements on droplet-based laser-produced plasmas | |
| JP5480621B2 (ja) | 表面の特性を決定するデバイスと方法 | |
| EP1035422B1 (en) | Neutron beam controlling apparatus, and neutron energy measuring apparatus | |
| Blum et al. | The de‐agglomeration and dispersion of small dust particles—Principles and applications | |
| Shmaenok et al. | Developments of a high-power, low-contamination laser-plasma source for EUV projection lithography | |
| Pradeep et al. | Development of a spin polarized low energy electron diffraction system | |
| Doak | Experimental limitations and opportunities in single-phonon inelastic helium scattering | |
| GB2268802A (en) | Photo-electron spectroscopy apparatus |