JPH03241654A - 表面分析装置 - 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） 本発明は試料に励起線を照射し、試料がら放射される二
次放射を検出する型の試料表面分析装置に関する。

（従来の技術） 試料にＸ線、電子線、イオン線等を照射して、試料から
放射される電子、イオン、Ｘ線等を検出する場合、試料
が絶縁性物質であると、入射電荷と放射電荷、および試
料を流れるリーク電荷の王者がバランスするように試料
自体が帯電される。

この帯電のため照射荷電粒子が反撥されて、照射荷電粒
子のエネルギーが所定値より低くなったり、荷電粒子が
引戻されて荷電粒子の放射が妨げられたりして分析の障
害となる。このような障害を除（ため、従来は、試料を
照射する放射線源の他に荷電粒子放射銃を設け、試料に
荷電粒子を入射させて、試料の帯電を中和すると云う方
法が用いられていた。この場合試料の帯電中和のための
荷電粒子線の加速電圧とか荷電粒子線電流の値とかは経
験的に適当に設定していた。

（発明が解決しようとする課題） 試料の帯電中和のため、試料励起用とは別に設けられる
荷電粒子線銃の加速電圧および粒子線電流の値は試料毎
に帯電状態が異るため、試料毎に毎回実験的に適当値を
探り当てて設定しなければならず、大へん手間がかかっ
ていた。本発明はこのような試料の帯電中和のための放
射線銃の電圧電流の設定の面倒さを解消しようとするも
のである。

（課題を解決するための手段） 試料から放出される荷電粒子をエネルギー分析して得ら
れるエネルギースペクトル中の任意に指定したピークが
指定したエネルギー位置に現われるように、試料の帯電
中和のための放射線銃の加速電圧を制御するようにした
。

（作用） 試料を励起線で照射すると、試料から荷電粒子の二次放
射が行われる。この二次放射線をエルギー分析してエネ
ルギースペクトルを求めることができる。試料が帯電し
ていると、試料が接地レベルであるときを基準にして試
料から放射される電子が加速酸は減速されるため、エネ
ルギースペクトルはエネルギー軸の方向に全体として位
置が移動する。試料から放射される荷電粒子のエネルギ
ースペクトルで任意の一つのスペクトルピーク例えば−
群の試料に共通に表われるようなピークを指定して、そ
のピークがエネルギースペクトル上の一定の位置に現わ
れるように試料の荷電状態を制御できれば、多数の試料
について、実質上同じ条件での分析が行われることにな
る。本発明では荷電中和用の荷電粒子線源の加速電圧を
調節することで上述したエネルギースペクトルのピーク
位置が所定位置になるように試料の帯電状態を調節して
いるのである。

（実施例） 図面は本発明の一実施例を示す。この実施例はＸ線光電
子分析装置で、試料にＸ線を照射し、試料から放射され
るＸ線光電子をエネルギー分析するものである。図で、
１は試料励起用Ｘｍ源、２は試料の帯電中和用の電子線
銃で、Ｓは試料である。３は試料から放出されるＸｎ光
電子をエネルギー分析器４の入口スリットに集束させる
電子レンズである。エネルギー分析器４は半球型静電エ
ネルギー分析器である。５は電子検出器で、エネルギー
分析器４の出口スリットを通過した電子を検出する。６
はエネルギー分析器用電源である。

この電源構成により、エネルギー分析器の入口。

出口両スリットの電位は−ｖ２となり、試料Ｓを０電位
（接地電位としたとき）、エネルギー分析器に入射する
電子は試料表面から出射したとき保有していたエネルギ
ーよりＶ２　（ｅＶ）だけ加速されている。ｖｌは適当
な値に固定してエネルギー分析器４に成るエネルギーで
入射した電子だけが出口スリットを通過するようにして
、ｖ２を変化させることにより、エネルギー走査を行う
。電子検出器５の出力信号はパルスアンプ７を経てレー
トメータ８に入力され、単位時間当りの電子検出率即ち
電子線強度信号に変換されて表示装置９のｙ軸に入力さ
れる。表示装置９のＸ軸信号として、電圧ｖ２を用いる
ことにより、表示装置９にエネルギースペクトルを表示
させるこ七ができる。電子銃２において、２１は電子加
速用電極で電圧ｖ３を変化させることにより加速電圧が
変化する。電圧Ｖ３は制御装置１０によって加減される
。

測定を行う場合、試料中に含まれていることが判ってい
る元素を基準元素として、Ｘ線光電子エネルギースペク
トル中のその元素に対応するピークを基準として、その
ピークがエネルギースペクトルのエネルギー軸上で所定
位置に来るように制御装置１０により電子銃２の加速電
圧Ｖ３を制御する。具体的には予め電子銃２を作動させ
ないで、一つ試料についてｖ２を変化させてＸ線光電子
のエネルギースペクトルを表示させ、基準元素のピーク
がどこに現われているかを見る。今そのピークが表示さ
れたエネルギースペクトル上でエネルギーＥ°の位置に
現われているとする。試料が帯電していなくて、試料電
位がＯのとき、基準元素の上記ピークがエネルギースペ
クトル上のＥの位置に表われるものとする。このＥの値
は既知である。制御装置にこのＥとＥ゛とを記憶させ、
Ｅ′がＥに移るように電圧ｖ３を制御させるのである。

試料をセットし、スイッチＳｗを制御装置側に切換え、
電子銃２を作動させないでエネルギー走査を行わせ、レ
ートメータ８の出力を制御装置１０に取込ませる。制御
装置１０は取込んだエネルギースペクトル上でエネルギ
ーＥ°の付近にあるピークを検出し、電子銃２を起動（
フィラメント２２に通電）シ、エネルギー分析器の電源
で電圧Ｖ２を上記エネルギーＥ゛に相当する付近で小振
幅で変化させながら、基準元素のスペクトルピークの検
出を行い、そのエネルギー値Ｅ゛の変化を追跡し、Ｅｏ
がＥに近付くように加速電圧Ｖ３を変化させて行（。即
ちｖ３を−ステップ変化させたとき、ＥｏがＥに近付い
てＥｏになったとすると、次にｖ３を更に−ステップ変
化させ、Ｅｏを中心にエネルギー走査を行って、基準元
素のピークの新しい位置Ｅ（３）を検出すると云う手順
を繰返して、ＥｏをＥに持って来るのである。このよう
にしてｖ３の設定が自動的に完了し、次にスイッチＳｗ
を表示装置の側に切換えて、試料のＸ線光電子エネルギ
ーのスペクトルデータを得る。

共通の基準元素を含んだ一群の同種試料については標準
試料によって上記したＥｏを予め求めておくことで、試
料を変える毎に、−々予めエネルギースペクトルを測定
しなくても、Ｅ、Ｅ’を制御装置に入力しておけば、毎
回自動的に帯電中和用電子銃２の電子加速電圧を最適状
態に自動設定でき、各試料を同一条件で分析することが
できる。

上述実施例では基準ピークを一つだけ用いたが、基準ピ
ークを二つとってＶ３を調整するようにしてもよい。ま
た上側では加速電極２１の電圧を変えることで、試料に
入射する電子線量を変えて帯電中和を計っているが、加
速電圧を固定して、フィラメント電流を変えて試料入射
電子線量を変えるようにしてもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、試料の帯電中和用の荷電粒子銃の動作
条件の設定が自動的に行われ、オペレータの経験や分析
操作のノウハウ等が不要となり、誰でも容易に分析を行
うことが可能となり、多試料の自動分析も可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例のブロック図である。 １・・・Ｘ線源、２・・・試料帯電中和用電子銃、３・
・・電子レンズ、４・・・エネルギー分析器、５・・・
電子検出器、７・・・パルスアンプ、８・・・レートメ
ータ、９・・・表示装置、１０・・・制御装置、Ｓ・・
・試料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　試料面を励起線で照射し、試料から放射される二次放
   射線を検出する型の表面分析装置において、上記励起線
   の線源の他に試料の帯電中和用荷電粒子線銃と、試料面
   から放射される荷電粒子線のエネルギー分析器と、上記
   エルギー分析器により得られるエネルギースペクトル上
   の任意指定ピークがエネルギースペクトル上の指定エネ
   ルギー位置に来るように上記荷電粒子線銃の荷電粒子加
   速電圧を制御する制御装置を設けたことを特徴とする表
   面分析装置。