JPH0542107B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＸ線光電子分光装置等のような試料か
ら放射される荷電粒子のエネルギー分析を行う型
の試料表面分析装置に関する。

（従来の技術） 上述した表面分析装置ではエネルギー分析器に
印加する電圧を連続的に変化させてエネルギー走
査を行い電粒子のエネルギースペクトルのデータ
を得て、試料の元素組成とか元素間の結合状態等
を分析するのが一般的な使用方法で、この方法で
試料面の一個所についての分析ができる。他方試
料表面の二次元的な元素分布等を測定しようと云
う場合、試料面上の各点について上述したような
測定を行つていると大へんな時間が必要となつて
実用的でない。このため試料面において、その分
布が知りたい元素に合わせてエネルギー分析器の
印加電圧を固定しておき、試料面走査によつて試
料面上における目的元素の分布状態等を知ると云
う測定法が用いられる場合がある。このような試
料面を走査する型の分析装置では、エネルギー分
析器に印加する電圧を連続的に掃引する機能の他
に任意の値に固定できる機能と試料面走査機能を
備えているが、試料で多種の元素の分布状態を測
定する場合、エネルギー分析器に一つの元素に対
応する電圧を印加して試料面走査を行い、次にエ
ネルギー分析器に別の元素に対応する電圧を印加
して再び試料面の走査を行うと云う動作を測定し
ようとする元素の数だけ繰返されなければなら
ず、測定に長時間を要すると云う問題があつた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は試料から放射される荷電粒子をエネル
ギー分析する型の試料面２次元的分析装置におい
て多元素の同時分析に当つて所定時間の短縮を計
ろうとするものである。

（課題を解決するための手段） エネルギー分析器に各段を任意電圧に設定した
階段状電圧を印加するようにした。

（作用） エネルギー分析器で印加電圧を連続的に変えれ
ば多元素の同時測定は可能であるが、一元素につ
いて見ると測定時間が短く、所定の分析感度を得
ようとすると、一画素当りの所要時間が長くな
る。印加電圧を階段状にし、各段の電圧を複数の
目的元素に合わせて設定すれば、同じ時間をかけ
て連続走査する場合比し、各元素に割当てられる
測定時間が長くなるので、同じＳ／Ｎ比で分析を
行う場合の一画素当り所要時間が短くなる。従つ
て一画素毎にエネルギー分析器に階段状電圧を印
加しながら試料面を走査することにより、エネル
ギー連続走査を行つて多元素の面分布測定を行う
場合に比し、遥かに短時間で分析を終えることが
できる。また一元素ずつ試料面走査を行うと、試
料面走査を多数回繰返す必要があるが、試料ステ
ージをＸ、Ｙ両方向に往復させる場合、走査機構
のバツクラツシユを吸収するため、試料の移動距
離を実際の走査範囲より大きくする必要があり、
またＸ走査の端で一旦駆動機構を停止して逆方向
駆動させるので、試料面の一回の走査には、試料
面の分析範囲を走査している時間の他に上述した
Ｘ方向走査両端の停止時間、余分な走査範囲の走
査時間が必要であり、多数回の試料面走査で、こ
れら余分の時間が加算されるのであるが、本発明
によれば試料面の走査は一回ですむので、試料面
走査における余分な時間は一回の走査に必要な分
だけでよく、分析所要時間が短縮される。

（実施例） 第１図に本発明の一実施例を示す。１は荷電粒
子エネルギー分析器で、この実施例では半球型二
重電極を用いる型のものである。２は電子レン
ズ、３は試料である。４はＸ線源で、試料３にＸ
線を照射する。Ｘ線により励起された試料３から
Ｘ線光電子が放出される。電子レンズ２はこのＸ
線光電子による試料面の像をエネルギー分析器１
の入口スリツト１ｉ上に形成し、入口スリツト１
ｉを通して試料面上の一微小領域（面分析におけ
る一画素）から放出されたＸ線光電子がエネルギ
ー分析器１に入射せしめらめ、エネルギー分析器
に印加されている電圧によつて決まるエネルギー
の電子が出口スリツト１ｓに収束せしめられ、１
ｓを通して電子検出器５に入射せしめられる。６
は試料ステージでＸ、Ｙ二方向に駆動される。７
は信号処理装置であり、８は面分析の結果を画像
表示するCRTである。

９はエネルギー分析器印加電圧電源で、エネル
ギー分析器の両電極間にＶ１なる電圧を印加する
と共に、この電圧を抵抗Ｒ１，Ｒ２によつて分圧
し、分圧点にアース電位に対しＶ２なりる電圧を
印加するようになつており、電圧Ｖ２が階段状電
圧発生装置１０により発生されるようになつてい
る。このＶ２なる電圧は入口スリツトと１ｉにも
印加されており、エネルギー分析器１に入射する
電子は初期エネルギーV_pにこのＶ２が加算され
たエネルギーで、このエネルギーがエネルギー分
析器１の印加電圧Ｖ１によつて決まるエネルギー
に等しい電子が検出されることになる。第２図に
階段状電圧発生装置１０の発生電圧波形を示す。
図のように一定周期Ｔで階段状電圧を発生する。
１１は制御回路で、階段一段当りの時間幅ｔのタ
イミング信号を階段状電圧発生装置１０と信号処
理装置７に送ると共に、この実施例ではタイミン
グ信号７毎に一画素信号を試料ステージ駆動装置
６１に送り、試料を一画素分ずつＸ方向に駆動さ
せる。ステツプ、電圧発生装置ではタイミング信
号一個毎に出力電圧を予め定められたスケジユー
ルに従つて一段ずつ変化させ、一画素信号により
初段電圧に戻る。信号処理装置７は６個の画像メ
モリ７１〜７６を有し、上記タイミング信号によ
つて上記メモリの選択切換えを行い、電圧Ｖ２の
初段における電子検出器５の出力信号の積分値を
メモリ７１の一画素領域に格納し、次のタイミン
グ信号でＶ２の第２段電圧における電子検出信号
をメモリ７２の対応画素領域に格納すると云うよ
うにタイミング信号毎に順次メモリを切換え、一
画素信号によつて、各メモリの信号格納領域のア
ドレスを一画素分変化させる。このようにして、
試料面の所定領域の一走査を終ると、電圧Ｖ２の
各段毎の電子検出信号がメモリ７１〜７６に選別
されて格納されているので、このメモリ内容をメ
モリ別にCRTに画像表示するので、Ｖ２を６段
階に切換えたときの各段毎の試料面の像が表示さ
れる。Ｖ２の値が試料面で分布を観測しようとす
る６種の元素に合わせてあるので、この画像によ
つて６種の元素分布が観測される。こゝで６種と
云うのは一つの例に過ぎず、本発明で一回の試料
面走査で観測できる元素数は６種に限られない。

（発明の効果） 本発明によれば試料面の一回の走査で多元素回
時面分析ができ、分析所要時間の短縮と共に面分
析のための試料面走査機構の駆動量を減少させ機
構の磨耗等に対する負担を軽減することができ、
一画素毎に多元素同時分析を行うので、一元素毎
に試料面走査を行う場合のように元素毎の面走査
の位置再現上の誤差による像のずれが生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例装置のブロツク図、
第２図は階段状電圧の波形図である。 １……荷電粒子エネルギー分析器、２……電子
レンズ、３……試料、４……Ｘ線源、５……電子
検出器、６……試料ステージ、６１……試料ステ
ージ駆動装置。７……信号処理装置、７１〜７６
……メモリ、８……CRT、９……エネルギー分
析器の電圧源、１０……階段状電圧発生装置、１
１……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 試料面から放射される荷電粒子にたいするエ
   ネルギー分析器と、試料面を二次元的に走査する
   手段と、上記走査と同期して上記エネルギー分析
   器の出力を二次元的に記録乃至表示する手段と、
   エネルギー分析器に周期的階段状電圧を印加する
   手段と、上記階段状電圧の一段毎に分割してエネ
   ルギー分析器の出力を上記二次元的記録乃至表示
   手段に入力する切換え手段と、上記階段状電圧の
   一周毎に試料面走査手段を一画素分ずつ駆動させ
   る手段を備えた試料面分析装置。