JPH04112445A - 電子分光分折装置 - 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） 試料面に励起線を照射したとき、試料から放出される電
子の持っているエネルギーを分析（分光）することによ
り、試料の成分２ｇ、子結合状態等についての情報が得
られる。このような試料の表面分析法として、試料をＸ
線とか紫外線で照射したとき試料から放出される光電子
を分光する光電子分光分析法とか試料に電子線を照射し
たとき試料から放射される種々な電子例えば２次電子。

反射電子、オージェ電子等をその有するエネルギーによ
って選別検出する分析法がある。本発明はこのような電
子分光分析装置特に光電子分光分析装置に関する。

（従来の技術） 光電子分光法では試料表面の元素組成が分かり、試料表
面の元素分布を知ることができる。所で試料表面の元素
分布を知るためには、成る特定の元素より放射される光
電子による試料表面の像を形成する必要がある。このた
め通常は、試料面の所定範囲をＸ＆！で照射し、電子レ
ンズ系で、試料面から放出される光電子による試料面の
像を形成し、この像面に入射スリットを位置させて電子
エネルギー分析器を配置し、この入射スリット面上で光
電子の像をＸ　、　ｙ　２方向に移動させる光電子偏向
電極を電子レンズ系内に設けて、相対的に入射スリット
により光電子像を走査するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した従来の電子分光分析装置では、試料面の元素分
布像が得られるのみで、試料表面の全体像が得られない
ため、試料表面の外観的な状態と元素分布の関係を明ら
かにしたり、元素分析を行うべき場所を適切に選択する
ことが難しかった。

従って本発明は光電子分光分析装置で試料面の同じ場所
の全体像をも観察可能にしようとするものである。

（課題を解決するための手段） 試料面を照射するＸ線、紫外線等の電磁波源と、試料面
より放出される光電子による試料面の像を形成する電子
光学系と、同電子光学系の像面に入射スリットを位置さ
せた電子エネルギー分析器と、上記電子光学系内に配置
されたｘ、ｙ走査用電子偏向手段と、試料面に電子ビー
ムを収束照射せしめる電子線源と、上記電子偏向手段と
同期して、電子エネルギー分析器が１こらむ試料面上の
点を上記電子ビームが照射するように同電子ビームを偏
向させる手段とよりなる電子分光分析装置を提供する。

更に上述装置において２次電子検出器を付設し、２次電
子検出信号を映像表示させるようにした。

（作用） 本発明は従来の光電子分光分析装置で試料面の光電子像
の走査と同期して電子ビームによる走査をも行い得るよ
うｌこしたものである。電子ビームで試料面を照射すれ
ば試料面からは２次電子とか反射電子等が放出され、そ
の放出点は試料面上でエネルギー分析器かにらんでいる
点と一致しているので、２次電子等もエネルギー分析器
で検出され、映像化することができる。光電子のエネル
ギーは元素により特定されているが、２次電子２反射電
子等は広いエネルギー範囲（こ分布しているので、試料
面に電磁波を照射している間でも、エネで、試料面に電
磁波を照射している間でも、エネルギー分析器の選別エ
ネルギーを変えることにより光電子と２次電子等とを区
別して検出することができ、エネルギー分析器により、
２次電子と反射電子（反射電子は高エネルギー）とを区
別して検出することができる。従って試料面の同一場所
の光電子像と２次電子像或は反射電子像とを略々同時に
観察することが可能となる。

もちろん電磁波と電子ビームを同時に試料に照射しなく
ても、相互切換えて照射し、両方の像を別々に観察して
も、試料面の形状像と元素分布或は状態分布の関係を知
る上では同じように有効である。更に別途２次電子検出
器を付設しておくと試料面の同じ場所の更１こ映像分解
能の良い走査型電子顕微鏡像をも得ることが可能となる
。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。図で１は２重球面電
極型電子エネルギー分析器で、１１はその入射スリット
、１２は電子検出器であり、２は試料Ｓから放射される
光電子による試料面の像を入射スリット１１の存る面上
に形成する電子光学系であり、２２はこの電子光学系内
に配置されたｘ、ｙ方向電子偏向電極である。３は試料
面にＸ線を照射するＸ線源、４は試料面に電子ビームｅ
を収束させる電子線源、５は電子ビームを試料面上でｘ
、ｙ方向に偏向させる偏向コイルである。

６は試料Ｓの側方に配置された２次電子検出器である。

７はｘ、ｙ方向走査信号発生回路、Ｓは走査信号発生回
路７の出力信号を偏向コイル５の偏向信号電流に変換す
る信号変換回路で、１０は試料面の光電子像を映出する
ＣＲＴ、１３は試料から放射される２次電子による試料
面像を映出するＣＲＴである。映像信号切換スイッチに
より、ＣＲＴＩＯによって光電子像と２次電子像を切換
え表示させるようにしてＣＲＴ１３は無しにしてもよい
。ＣＲＴＩｏ、１３は走査信号発生回路７の出力により
、試料面の走査と同期して作動せしめられる。１４はエ
ネルギー分析Ｂ１に印加する電圧を発生する電圧源で、
エネルギー分析器に印加する電圧を変えことにより、電
子検出器１２に入射する電子の初エネルギーを変えるこ
とができる。

上述実施例において、エネルギー分析器１の電圧源の出
力電圧を試料面からの２次電子を検出し得る適当な電圧
に設定して、電子ビームｅにより試料面を走査すると、
ＣＲＴＩＯに試料面の２次電子像が得られる。そこでそ
の像を見ながら試料Ｓを移動させ、分析しようと思う個
所を探し、その個所をＣＲＴＩＯの視野中心に持って来
て、試料面にＸ線を照射し、電子ビームの照射を止めて
エネルギー分析器の電圧源１４の出力電圧を分布を調べ
ようとする元素の光電子が検出できる電圧に設定すると
、ＣＲＴＩＯには目的元素の分布を示す像が表示される
。この構成により随時光電子像と２次電子像を切換えて
観察することができる。

第２図は特に光電子像と２次電子像との同時観察を可能
にした本発明の他の実施例の回路部分を示す。この実施
例は装置の主要部の構成は第１図の実施例と同じで、信
号処理の仕方が上述実施例と異るものである。エネルギ
ー分析器１の電子検出器１２の出力信号はバイパスフィ
ルタＨＦとローパスフィルタＬＦを通して二つに分けら
れ、ＨＦを通った信号がＣＲＴＩＯに印加され、ＬＦを
通った信号がＣＲＴ１３に印加される。ＣＲＴＩ３には
切換えスイッチＳｗを通して２次電子検出器６の出力信
号を印加することができる。

試料面に電子ビームｅとＸ線とを同時照射していると、
試料面からは光電子と２次電子等とが同時に発生してい
る。試料面から放射される電子のエネルギースペクトル
の低エネルギー領域は第３図に示すように、２次電子の
ゆるやかな山の上に光電子の小さなビークＰが乗った形
になっている。この山の高さは試料面を電子ビームｅで
走査するのに従い、試料面の形状によって変動し、ビー
クＰの高さはそのビークを現わしている元素の分布によ
って変化している。エネルギー分析器１の電圧源１４の
出力を上記したビークＰのエネルギーを中心に成る輻に
相当する範囲で電子ビームｅのＸ方向走査周期より充分
高い周期で振動させると、電子検出器１２の出力信号の
高周波成分の振幅は上記したビークＰの高さを表わし、
低周波成分は第３図の２次電子の山のビークＰが存る位
置の高さを表わすので、ＣＲＴｌｏには元素分布像が、
ＣＲＴ１３には同じ場所の２次電子像が夫々同時に映出
される。バイパスフィルタＨＦＯ所は電圧源１４の電圧
の振動周期に合わせたロックインアンプにしておくこと
により、電子検出器１２の出力をより厳密に光電子信号
と２次電子信号とに弁別することができる。

（発明の効果〉 本発明電子分光分析装置は上述したような構成で、試料
面の光電子像と共に同じ場所の試料面の状態をより分解
能の高い映像で表現する２次電子或は反射電子像をも併
せて観察することができるので、試料面の分析を行いた
い個所の選定が容易になり、試料面の状態と元素分布と
の関係の調査を容易正確に行うことができるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置の構成を示すブロック図
、第２図は他の実施装置の要部を示すブロック図、第３
図は同実施例の動作を説明するグラフである。 １・・・電子エネルギー分析器、２・・・電子光学系、
２１・・・偏向電極、３・・・Ｘ線源、４・・・電子線
源、５・・・偏向コイル、６・・・２次電子検出器、７
・・・走査信号発生回路、１０．１３・・・ＣＲＴ、１
４・・・エネルギー分析器ｌの電圧源。 代理人　　弁理士　縣　　浩　介

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）試料面を照射するＸ線、紫外線等の電磁波源と、
   試料面より放出される光電子による試料面の像を形成す
   る電子光学系と、同電子光学系の像面に入射スリットを
   位置させた電子エネルギー分析器と、上記電子光学系内
   に配置されたｘ、ｙ走査用電子偏向手段と、試料面に電
   子ビームを収束照射せしめる電子線源と、上記電子偏向
   手段と同期して、電子エネルギー分析器がにらむ試料面
   上の点を上記電子ビームが照射するように同電子ビーム
   を偏向させる手段とよりなる電子分光分析装置。
2. （２）２次電子検出器を付設し、２次電子検出信号を映
   像表示させるようにした請求項１記載の電子分光分析装
   置。