JPH0479103B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0479103B2 JPH0479103B2 JP58209706A JP20970683A JPH0479103B2 JP H0479103 B2 JPH0479103 B2 JP H0479103B2 JP 58209706 A JP58209706 A JP 58209706A JP 20970683 A JP20970683 A JP 20970683A JP H0479103 B2 JPH0479103 B2 JP H0479103B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pass filter
- low
- grid
- pass
- charged particle
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/44—Energy spectrometers, e.g. alpha-, beta-spectrometers
- H01J49/46—Static spectrometers
- H01J49/48—Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter
- H01J49/488—Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter with retarding grids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明はローパスフイルタとハイパスフイルタ
とを組合せた非分散形の荷電粒子エネルギー分析
装置に関する。
とを組合せた非分散形の荷電粒子エネルギー分析
装置に関する。
(ロ) 従来技術
一般にESCA，AES，SIMSなどにおいて、励
起された電子、イオンなどの荷電粒子の運動エネ
ルギーを測定するために荷電粒子エネルギー分析
装置が広く採用されている。この荷電粒子エネル
ギー分析装置には静電半球形やCMA形などの分
散形のものとハイパスフイルタとローパスフイル
タとを組合せた非分散形のものとがある。特に後
者は前者に比べて高感度、小形であるなどの特長
を有している。ところで、従来の荷電粒子エネル
ギー分析装置は、上記分散形、非分散形のいずれ
もシングルチヤンネル形であり、荷電粒子の複数
のエネルギーを同時に分析することはできない。
複数のエネルギーを分析するには印加電圧を広い
エネルギー領域にわたつて走査せねばならない。
従つて、短時間に多元素を高精度に分析するには
極めて難かしい。
起された電子、イオンなどの荷電粒子の運動エネ
ルギーを測定するために荷電粒子エネルギー分析
装置が広く採用されている。この荷電粒子エネル
ギー分析装置には静電半球形やCMA形などの分
散形のものとハイパスフイルタとローパスフイル
タとを組合せた非分散形のものとがある。特に後
者は前者に比べて高感度、小形であるなどの特長
を有している。ところで、従来の荷電粒子エネル
ギー分析装置は、上記分散形、非分散形のいずれ
もシングルチヤンネル形であり、荷電粒子の複数
のエネルギーを同時に分析することはできない。
複数のエネルギーを分析するには印加電圧を広い
エネルギー領域にわたつて走査せねばならない。
従つて、短時間に多元素を高精度に分析するには
極めて難かしい。
(ハ) 目的
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので
あつて、同時に複数のエネルギーの分析ができる
ようにして、従来の問題点を解消することを目的
とする。
あつて、同時に複数のエネルギーの分析ができる
ようにして、従来の問題点を解消することを目的
とする。
(ニ) 構成
本発明はこのような目的を達成するため回転楕
円体の１つの焦点から発した荷電粒子はもう１つ
の焦点に三次元的に収束するという事実に着目し
て、多チヤンネルの非分散形荷電粒子エネルギー
分析装置を構成したものである。すなわち、本発
明に係る荷電粒子エネルギー分析装置は、回転楕
円面上の片方側にローパスフイルタが、他方側に
ハイパスフイルタが、両フイルタを互いに対向さ
せてそれぞれ複数配置され、ローパスフイルタと
ハイパスフイルタとの間には両者を分離するシー
ルド壁が、また、各ローパスフイルタとハイパス
フイルタとの共通する前記回転楕円面の一方の焦
点位置にはスリツトが、他方の焦点位置には試料
の分析点がそれぞれ設けられ、かつ、前記ローパ
スフイルタを構成する反射鏡は、前記回転楕円面
に沿つた曲率に設定されている。
円体の１つの焦点から発した荷電粒子はもう１つ
の焦点に三次元的に収束するという事実に着目し
て、多チヤンネルの非分散形荷電粒子エネルギー
分析装置を構成したものである。すなわち、本発
明に係る荷電粒子エネルギー分析装置は、回転楕
円面上の片方側にローパスフイルタが、他方側に
ハイパスフイルタが、両フイルタを互いに対向さ
せてそれぞれ複数配置され、ローパスフイルタと
ハイパスフイルタとの間には両者を分離するシー
ルド壁が、また、各ローパスフイルタとハイパス
フイルタとの共通する前記回転楕円面の一方の焦
点位置にはスリツトが、他方の焦点位置には試料
の分析点がそれぞれ設けられ、かつ、前記ローパ
スフイルタを構成する反射鏡は、前記回転楕円面
に沿つた曲率に設定されている。
(ホ) 実施例
以下、本発明を実施例について、図面に基づい
て説明する。なお、この実施例ではESCAに適用
した場合について説明する。
て説明する。なお、この実施例ではESCAに適用
した場合について説明する。
第１図はこの実施例の荷電粒子エネルギー分析
装置の平面図、第２図は同装置の縦断面図であ
る。１は荷電粒子エネルギー分析装置で、この荷
電粒子エネルギー分析装置１は、回転楕円面上の
片方側（第１図、第２図の左側）にローパスフイ
ルタFLが、他方側（第１図、第２図の右側）に
ハイパスフイルタFHがこの両フイルタFL，FHを
互いに対向させてそれぞれ複数（本例では５対）
配置されている。すなわち、各ローパスフイルタ
FLは第２グリツドG2と反射鏡Ｍとで、また、各
ハイパスフイルタFHは第４グリツドG4と第５グ
リツドG5とでそれぞれ構成されており、一つの
回転楕円面S1上に第２グリツドG2と第４グリツ
ドG4とが、またこの回転楕円面S1から所定距離
ｌ離れた回転楕円面S2上に反射鏡Ｍと第５グリツ
ドG5とが互いに対向して配置されている。G1は
各ローパスフイルタFLの前方に設けられた第１
グリツド、G3は各ハイパスフイルタFHの前方に
設けられた第３グリツドである。ローパスフイル
タFLとハイパスフイルタFHとの間には両者を分
離するシールド壁２が設けられ、また、各ローパ
スフイルタFLとハイパスフイルタFHとを互いに
結ぶ各対角線が共通に交差する中央点F2にはス
リツト４が配置されている。このスリツト４は第
３図に示すように、有底円筒形状をなし、その周
壁部には、ローパスフイルタFLとハイパスフイ
ルタFHとの数に対応した透孔６，６…が形成さ
れている。８は試料で、この試料８の分析点F1
と上記スリツト４の中央点F2とは、反射鏡Ｍが
位置する回転楕円面S2よりさらに所定距離ｌ離れ
た仮想回転楕円面S3焦点位置となるように予じめ
設定される。ここで、各回転楕円面S1〜S3の中心
は共通で、かつ、離心率ｅも同一であり、したが
つて、各回転楕円面S1，S2，S3は、上述したよう
に、各部において所定長さｌだけ離れた状態で平
行に湾曲している。その関係は、第１、第３グリ
ツドG1，G3の形状についても同様である。なお、
１０は各ハイパスフイルタFHに対して個別的に
設けられた検知器、１２は試料を励起するための
Ｘ線源、１４は外壁で、この外壁１４の内面には
散乱電子を少なくするためにカーボンコーテイン
グが施されている。この荷電粒子エネルギー分析
装置１によりエネルギー分析を行なう場合につい
て、第４図を参照して説明する。まずＸ線源１２
により試料８を励起すると、試料８からは電子が
全方位に向かつて放出される。この放出した電子
の一部は試料８と同電位（通常アース電位）に設
定された第１グリツドG1を通過し、ローパスフ
イルタFLに向う。ローパスフイルタFLの第２グ
リツドG2は所定の電位−V1に設定されているの
で、これに打ち勝つ運動エネルギーをもつた電子
のみが第２グリツドG2を通過する（第４図のフ
イルタ曲線G1／G2の右側部分のエネルギーをも
つ電子が通過する）。第２グリツドG2を通過した
電子はさらに反射鏡Ｍに向うが、反射鏡Ｍには第
２グリツドG2よりもさらに低い電位（−（V1＋E0
＋△Ｅ／２））が設定されており、この電位（−（V1 ＋E0＋△Ｅ／２））に打ち勝つ運動エネルギをもつ 電子は反射鏡Ｍに衝突して吸収される。一方、そ
れよりも低い運動エネルギーをもつ電子は反射鏡
Ｍで反射される（フイルタ曲線G2／Ｍの左側部
分のエネルギーをもつ電子が反射される）。反射
鏡Ｍで反射された電子は再び第１グリツドG1を
通過してスリツト６内の中央点F2で焦点を結ん
だ後、第１グリツドG1と同電位（アース電位）
に設置された第３グリツドG3を経てハイパスフ
イルタFHに向う。なお、スリツト６とシールド
壁４とにより、散乱電子の通過は阻止される。ハ
イパスフイルタFHの第４グリツドG4は第２グリ
ツドG2と同電位に設定され、また、第５グリツ
ドG5も所定の電位（−（V1＋E0−△Ｅ／２））に設定 されているので、この電位（−（V1＋E0−
△Ｅ／２））に打ち勝つ運動エネルギーをもつ電子が 第５グリツドG5を通過する（フイルタ曲線G4／
G5の右側部分のエネルギーをもつ電子が通過す
る）。従つて、検出器１０には第４図のフイルタ
曲線G2／ＭとG4／G5とで囲まれた半値幅（△Ｅ）
内のエネルギーを有する電子のみが検出される。
このように、対をなすローパスフイルタFLとハ
イパスフイルタFHとの各電位を分析対象エネル
ギーに対応したものに予じめ設定しておけば、印
加電圧を走査することなく同時に複数のエネルギ
ーが分析されることになる。
装置の平面図、第２図は同装置の縦断面図であ
る。１は荷電粒子エネルギー分析装置で、この荷
電粒子エネルギー分析装置１は、回転楕円面上の
片方側（第１図、第２図の左側）にローパスフイ
ルタFLが、他方側（第１図、第２図の右側）に
ハイパスフイルタFHがこの両フイルタFL，FHを
互いに対向させてそれぞれ複数（本例では５対）
配置されている。すなわち、各ローパスフイルタ
FLは第２グリツドG2と反射鏡Ｍとで、また、各
ハイパスフイルタFHは第４グリツドG4と第５グ
リツドG5とでそれぞれ構成されており、一つの
回転楕円面S1上に第２グリツドG2と第４グリツ
ドG4とが、またこの回転楕円面S1から所定距離
ｌ離れた回転楕円面S2上に反射鏡Ｍと第５グリツ
ドG5とが互いに対向して配置されている。G1は
各ローパスフイルタFLの前方に設けられた第１
グリツド、G3は各ハイパスフイルタFHの前方に
設けられた第３グリツドである。ローパスフイル
タFLとハイパスフイルタFHとの間には両者を分
離するシールド壁２が設けられ、また、各ローパ
スフイルタFLとハイパスフイルタFHとを互いに
結ぶ各対角線が共通に交差する中央点F2にはス
リツト４が配置されている。このスリツト４は第
３図に示すように、有底円筒形状をなし、その周
壁部には、ローパスフイルタFLとハイパスフイ
ルタFHとの数に対応した透孔６，６…が形成さ
れている。８は試料で、この試料８の分析点F1
と上記スリツト４の中央点F2とは、反射鏡Ｍが
位置する回転楕円面S2よりさらに所定距離ｌ離れ
た仮想回転楕円面S3焦点位置となるように予じめ
設定される。ここで、各回転楕円面S1〜S3の中心
は共通で、かつ、離心率ｅも同一であり、したが
つて、各回転楕円面S1，S2，S3は、上述したよう
に、各部において所定長さｌだけ離れた状態で平
行に湾曲している。その関係は、第１、第３グリ
ツドG1，G3の形状についても同様である。なお、
１０は各ハイパスフイルタFHに対して個別的に
設けられた検知器、１２は試料を励起するための
Ｘ線源、１４は外壁で、この外壁１４の内面には
散乱電子を少なくするためにカーボンコーテイン
グが施されている。この荷電粒子エネルギー分析
装置１によりエネルギー分析を行なう場合につい
て、第４図を参照して説明する。まずＸ線源１２
により試料８を励起すると、試料８からは電子が
全方位に向かつて放出される。この放出した電子
の一部は試料８と同電位（通常アース電位）に設
定された第１グリツドG1を通過し、ローパスフ
イルタFLに向う。ローパスフイルタFLの第２グ
リツドG2は所定の電位−V1に設定されているの
で、これに打ち勝つ運動エネルギーをもつた電子
のみが第２グリツドG2を通過する（第４図のフ
イルタ曲線G1／G2の右側部分のエネルギーをも
つ電子が通過する）。第２グリツドG2を通過した
電子はさらに反射鏡Ｍに向うが、反射鏡Ｍには第
２グリツドG2よりもさらに低い電位（−（V1＋E0
＋△Ｅ／２））が設定されており、この電位（−（V1 ＋E0＋△Ｅ／２））に打ち勝つ運動エネルギをもつ 電子は反射鏡Ｍに衝突して吸収される。一方、そ
れよりも低い運動エネルギーをもつ電子は反射鏡
Ｍで反射される（フイルタ曲線G2／Ｍの左側部
分のエネルギーをもつ電子が反射される）。反射
鏡Ｍで反射された電子は再び第１グリツドG1を
通過してスリツト６内の中央点F2で焦点を結ん
だ後、第１グリツドG1と同電位（アース電位）
に設置された第３グリツドG3を経てハイパスフ
イルタFHに向う。なお、スリツト６とシールド
壁４とにより、散乱電子の通過は阻止される。ハ
イパスフイルタFHの第４グリツドG4は第２グリ
ツドG2と同電位に設定され、また、第５グリツ
ドG5も所定の電位（−（V1＋E0−△Ｅ／２））に設定 されているので、この電位（−（V1＋E0−
△Ｅ／２））に打ち勝つ運動エネルギーをもつ電子が 第５グリツドG5を通過する（フイルタ曲線G4／
G5の右側部分のエネルギーをもつ電子が通過す
る）。従つて、検出器１０には第４図のフイルタ
曲線G2／ＭとG4／G5とで囲まれた半値幅（△Ｅ）
内のエネルギーを有する電子のみが検出される。
このように、対をなすローパスフイルタFLとハ
イパスフイルタFHとの各電位を分析対象エネル
ギーに対応したものに予じめ設定しておけば、印
加電圧を走査することなく同時に複数のエネルギ
ーが分析されることになる。
なお、この実施例では荷電粒子エネルギー分析
装置１をESCAの場合について説明したが、その
他AES，SIMS等においても適用できるのは勿論
である。
装置１をESCAの場合について説明したが、その
他AES，SIMS等においても適用できるのは勿論
である。
(ヘ) 効果
以上のように本発明によれば、同時に複数のエ
ネルギー分析が可能ないわゆる多チヤンネル形の
ものとなるので、短時間に高精度で多元素分析が
できる。従つて時間変化の起りやすい表面現象の
時間分解測定や、工程管理や品質管理などのライ
ン分析機器などに活用できるようになるという優
れた効果が発揮される。
ネルギー分析が可能ないわゆる多チヤンネル形の
ものとなるので、短時間に高精度で多元素分析が
できる。従つて時間変化の起りやすい表面現象の
時間分解測定や、工程管理や品質管理などのライ
ン分析機器などに活用できるようになるという優
れた効果が発揮される。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は荷電粒
子エネルギー分析装置の平面図、第２図は同装置
の縦断面図、第３図はスリツトの斜視図、第４図
はローパスフイルタとハイパスフイルタの特性図
である。 １……荷電粒子エネルギー分析装置、２……シ
ールド壁、４……スリツト、FL……ローパスフ
イルタ、FH……ハイパスフイルタ。
子エネルギー分析装置の平面図、第２図は同装置
の縦断面図、第３図はスリツトの斜視図、第４図
はローパスフイルタとハイパスフイルタの特性図
である。 １……荷電粒子エネルギー分析装置、２……シ
ールド壁、４……スリツト、FL……ローパスフ
イルタ、FH……ハイパスフイルタ。
Claims (1)
- １ 回転楕円面上の片方側にローパスフイルタ
が、他方側にハイパスフイルタが、両フイルタを
互いに対向させてそれぞれ複数配置され、ローパ
スフイルタとハイパスフイルタとの間には両者を
分離するシールド壁が、また、各ローパスフイル
タとハイパスフイルタとの共通する前記回転楕円
面の一方の焦点位置にはスリツトが、他方の焦点
位置には試料の分析点がそれぞれ設けられ、か
つ、前記ローパスフイルタを構成する反射鏡は、
前記回転楕円面に沿つた曲率に設定されているこ
とを特徴とする荷電粒子エネルギー分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209706A JPS60101852A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 荷電粒子エネルギ−分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58209706A JPS60101852A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 荷電粒子エネルギ−分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60101852A JPS60101852A (ja) | 1985-06-05 |
| JPH0479103B2 true JPH0479103B2 (ja) | 1992-12-15 |
Family
ID=16577287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58209706A Granted JPS60101852A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 荷電粒子エネルギ−分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60101852A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7141800B2 (en) * | 2003-07-11 | 2006-11-28 | Charles E. Bryson, III | Non-dispersive charged particle energy analyzer |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP58209706A patent/JPS60101852A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60101852A (ja) | 1985-06-05 |
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