JPH055613A - イオンビームの位置及びビーム径判定方法 - Google Patents
イオンビームの位置及びビーム径判定方法Info
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- JPH055613A JPH055613A JP18292491A JP18292491A JPH055613A JP H055613 A JPH055613 A JP H055613A JP 18292491 A JP18292491 A JP 18292491A JP 18292491 A JP18292491 A JP 18292491A JP H055613 A JPH055613 A JP H055613A
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- JP
- Japan
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- sample
- ion beam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 イオン散乱分光装置において、イオンビーム
の試料面照射位置およびイオンビームの径を簡単に検知
する方法を提供する。 【構成】 異なる元素を含む複数の試料Ａ，Ｂ，…を同
じ元素が隣合わせにならないように層状に重ね、縞状を
なす層面ＰにイオンビームＩを照射し、散乱イオンを分
析して元素検出を行う。 【作用】 どの元素が検出されるかで、イオンビームが
層状試料のどの層に当たっているかが判り、ビーム位置
が判明する。また同時に検出されている元素の数から、
イオンビーム径が何層分の径か判断できる。
の試料面照射位置およびイオンビームの径を簡単に検知
する方法を提供する。 【構成】 異なる元素を含む複数の試料Ａ，Ｂ，…を同
じ元素が隣合わせにならないように層状に重ね、縞状を
なす層面ＰにイオンビームＩを照射し、散乱イオンを分
析して元素検出を行う。 【作用】 どの元素が検出されるかで、イオンビームが
層状試料のどの層に当たっているかが判り、ビーム位置
が判明する。また同時に検出されている元素の数から、
イオンビーム径が何層分の径か判断できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン散乱分光装置にお
けるイオンビームの照射位置およびビーム径の判定方法
に関する。
けるイオンビームの照射位置およびビーム径の判定方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】イオン散乱分光装置は試料にイオンビー
ムを照射し、散乱されたイオンのエネルギー分析を行っ
て試料面の元素分析を行う装置である。この装置を用い
て、イオンビームに対する試料面の傾きを変えて測定を
行う場合があるが、このような場合、試料面の傾きは、
試料面の入射イオンビームの中心を通る線を軸として変
化させる必要があり、さもないと、傾きを変えることに
より試料面上の分析場所が移動することになる。また傾
きを変えると、イオンビームの照射面積も変わるから、
照射面積の変化が分析結果に影響しない程度即ち試料面
の不均一のスケール以下にビーム径が絞られている必要
がある。
ムを照射し、散乱されたイオンのエネルギー分析を行っ
て試料面の元素分析を行う装置である。この装置を用い
て、イオンビームに対する試料面の傾きを変えて測定を
行う場合があるが、このような場合、試料面の傾きは、
試料面の入射イオンビームの中心を通る線を軸として変
化させる必要があり、さもないと、傾きを変えることに
より試料面上の分析場所が移動することになる。また傾
きを変えると、イオンビームの照射面積も変わるから、
照射面積の変化が分析結果に影響しない程度即ち試料面
の不均一のスケール以下にビーム径が絞られている必要
がある。
【０００３】従来イオン散乱分光装置でイオンビームの
照射位置とかビーム径を判定する場合、イオンビームを
ファラデーカップで受けるようにし、ファラデーカップ
の前でイオンビームを遮断するように金属板を出入さ
せ、金属板の移動方向の位置とファラデーカップから得
られるイオンビーム電流の変化との関係からビーム中心
位置およびビーム径を知ると云う方法が用いられてい
た。この方法を実行するためには装置内にファラデーカ
ップを設置し、金属板をその位置を読取りながら移動さ
せる機構が設けられている必要があるが、普通のイオン
散乱分光装置にはこのような用意はなされていない。
照射位置とかビーム径を判定する場合、イオンビームを
ファラデーカップで受けるようにし、ファラデーカップ
の前でイオンビームを遮断するように金属板を出入さ
せ、金属板の移動方向の位置とファラデーカップから得
られるイオンビーム電流の変化との関係からビーム中心
位置およびビーム径を知ると云う方法が用いられてい
た。この方法を実行するためには装置内にファラデーカ
ップを設置し、金属板をその位置を読取りながら移動さ
せる機構が設けられている必要があるが、普通のイオン
散乱分光装置にはこのような用意はなされていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述したよう
な普通のイオン散乱分光装置でも簡単に実行できるイオ
ンビームの照射位置およびビーム径の判定方法を提供し
ようとするものである。
な普通のイオン散乱分光装置でも簡単に実行できるイオ
ンビームの照射位置およびビーム径の判定方法を提供し
ようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】異なる元素を含んだ複数
種の試料を同じ元素が隣合わせにならないように層状に
重ね、各試料層が露出している面Ｐ（層面と云うことに
よる）を検査面とする標準試料を用い、装置内にこの標
準試料を置いてイオンビームを照射し、散乱イオンを分
光して元素検出を行い、検出された元素によってイオン
ビームの照射位置を知り、何種類の元素が検出されたか
によってビーム径を判定する。
種の試料を同じ元素が隣合わせにならないように層状に
重ね、各試料層が露出している面Ｐ（層面と云うことに
よる）を検査面とする標準試料を用い、装置内にこの標
準試料を置いてイオンビームを照射し、散乱イオンを分
光して元素検出を行い、検出された元素によってイオン
ビームの照射位置を知り、何種類の元素が検出されたか
によってビーム径を判定する。
【０００６】
【作用】標準試料は図１に示すように複数種の試料Ａ，
Ｂ，…が層状に重なって、検査面Ｐは縞状になってい
る。各試料層Ａ，Ｂ，…等は隣同士が互いに異なる元素
を含んでいる。従って散乱イオンを分光して試料層Ｂの
元素が検出されれば、イオンビームは試料Ｂの層を照射
していることになる。標準試料の位置と各層の厚さとは
既知であるから、イオンビームの照射位置が判明する。
同様に３種の試料層Ａ，Ｂ，Ｃの元素が検出されればビ
ーム径はＢ試料の層厚より大で３試料層の合計厚さより
小さいことが判明する。このようにしてビーム位置のｘ
方向の位置が判る。試料を９０°回わして同じ判定作業
をすればｙ方向の位置も判る。
Ｂ，…が層状に重なって、検査面Ｐは縞状になってい
る。各試料層Ａ，Ｂ，…等は隣同士が互いに異なる元素
を含んでいる。従って散乱イオンを分光して試料層Ｂの
元素が検出されれば、イオンビームは試料Ｂの層を照射
していることになる。標準試料の位置と各層の厚さとは
既知であるから、イオンビームの照射位置が判明する。
同様に３種の試料層Ａ，Ｂ，Ｃの元素が検出されればビ
ーム径はＢ試料の層厚より大で３試料層の合計厚さより
小さいことが判明する。このようにしてビーム位置のｘ
方向の位置が判る。試料を９０°回わして同じ判定作業
をすればｙ方向の位置も判る。
【０００７】
【実施例】図１は本発明に用いる標準試料を示す。標準
試料は層状をなし、各層の厚さは１ｍｍにしてある。各
層Ａ，Ｂ，…は夫々別の試料であって、Ａ，Ｂ，…の順
に元素Ｔａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｔａ，Ｂ，Ｌｉ，Ｔａとなって
いる。これらの元素は散乱イオンのエネルギースペクト
ル上で明確に識別できる質量差を有するように選択され
ればよく、上記した元素の組合せだけに限定されない。
各層の元素配列はこの実施例ではＴａが二つ置きに配置
されているが、このような配置に限られず、全ての層で
元素が異なっていてもよい。また上例でＴａは純品の金
属を用いているが、ＬｉはＬｉＦの形で用いられてい
る。また各層とも共通の元素例えば酸素を含んでいても
よい。
試料は層状をなし、各層の厚さは１ｍｍにしてある。各
層Ａ，Ｂ，…は夫々別の試料であって、Ａ，Ｂ，…の順
に元素Ｔａ，Ｌｉ，Ｂ，Ｔａ，Ｂ，Ｌｉ，Ｔａとなって
いる。これらの元素は散乱イオンのエネルギースペクト
ル上で明確に識別できる質量差を有するように選択され
ればよく、上記した元素の組合せだけに限定されない。
各層の元素配列はこの実施例ではＴａが二つ置きに配置
されているが、このような配置に限られず、全ての層で
元素が異なっていてもよい。また上例でＴａは純品の金
属を用いているが、ＬｉはＬｉＦの形で用いられてい
る。また各層とも共通の元素例えば酸素を含んでいても
よい。
【０００８】図２は本発明方法が適用されるイオン散乱
分光装置の一例を示し、飛行時間型直衝突イオン散乱分
光装置である。この図で１はイオン銃、２はチョッピン
グ用電極、３はスリット、４は試料で、スリット３の試
料側に散乱粒子検出器５が配置されている。Ｉがイオン
ビームで、チョッピング電極にパルス電圧を印加するこ
とによりイオンビームを反らせ、周期的に極短時間だけ
スリット３を通してイオンビームを直進させて試料４に
入射させ、試料から入射イオンと略１８０°の方向に散
乱される粒子を粒子検出器５で検出する。イオンビーム
が試料に照射されてから散乱粒子が検出される迄の時間
により散乱粒子の速度即ちエネルギーが測定される。こ
の散乱粒子のエネルギースペクトルから、試料の構成元
素が判明する。イオンビームの照射位置およびビーム径
を知るには、図の試料４の位置に上述した標準試料を置
いて散乱粒子のエネルギースペクトルを測定する。
分光装置の一例を示し、飛行時間型直衝突イオン散乱分
光装置である。この図で１はイオン銃、２はチョッピン
グ用電極、３はスリット、４は試料で、スリット３の試
料側に散乱粒子検出器５が配置されている。Ｉがイオン
ビームで、チョッピング電極にパルス電圧を印加するこ
とによりイオンビームを反らせ、周期的に極短時間だけ
スリット３を通してイオンビームを直進させて試料４に
入射させ、試料から入射イオンと略１８０°の方向に散
乱される粒子を粒子検出器５で検出する。イオンビーム
が試料に照射されてから散乱粒子が検出される迄の時間
により散乱粒子の速度即ちエネルギーが測定される。こ
の散乱粒子のエネルギースペクトルから、試料の構成元
素が判明する。イオンビームの照射位置およびビーム径
を知るには、図の試料４の位置に上述した標準試料を置
いて散乱粒子のエネルギースペクトルを測定する。
【０００９】イオンビームの照射位置およびビーム径の
判定は次のようにして行われる。例えば散乱粒子のエネ
ルギースペクトルからＬｉのピークのみが検出された場
合、イオンビームは径が１ｍｍ以下である。またビーム
の照射位置は図１で層Ｂの位置かＥの位置である。そこ
で試料を図１で左右何れか、例えば左へ移動させて、エ
ネルギースペクトルにＬｉのピークと共に硼素（Ｂ）の
ピークが検出されるようになればビーム位置はもとの層
Ｂの位置であり、Ｔａのピークが現れれば層Ｆの位置と
判定できる。このようにして、イオンビームの位置を１
ｍｍの分解能で検出できる。
判定は次のようにして行われる。例えば散乱粒子のエネ
ルギースペクトルからＬｉのピークのみが検出された場
合、イオンビームは径が１ｍｍ以下である。またビーム
の照射位置は図１で層Ｂの位置かＥの位置である。そこ
で試料を図１で左右何れか、例えば左へ移動させて、エ
ネルギースペクトルにＬｉのピークと共に硼素（Ｂ）の
ピークが検出されるようになればビーム位置はもとの層
Ｂの位置であり、Ｔａのピークが現れれば層Ｆの位置と
判定できる。このようにして、イオンビームの位置を１
ｍｍの分解能で検出できる。
【００１０】次にイオンビームの径は上例では１ｍｍ以
下であるが、１ｍｍ以上であれば、エネルギースペクト
ルには必ず二つ以上の元素のピークが現れ、１〜２ｍｍ
の範囲であれば、試料を動かしてみると、二つの元素の
ピークだけが現れるようにすることができる。例えば初
め硼素のピークと共にＬｉとＴａのピークが現れておれ
ば、ビーム位置は層ＢかＥの何れかであり、試料を図１
で左方に動かして、硼素とＴａのピークだけとすること
ができれば、ビーム位置は層Ｂでビーム径は２ｍｍ以
下、同様ＢとＬｉのピークのみとすることができればビ
ーム径２ｍｍ以下でビーム位置は層Ｅである。この両者
の区別は試料を右へ移動させてみることで確認できる。
ビーム径が２ｍｍ以上のときは初めから元素のピークが
検出される。ビーム位置も試料を動かしてみて、三元素
中どの元素のピークが弱まり、どの元素のピークが強ま
るかで判定できる。
下であるが、１ｍｍ以上であれば、エネルギースペクト
ルには必ず二つ以上の元素のピークが現れ、１〜２ｍｍ
の範囲であれば、試料を動かしてみると、二つの元素の
ピークだけが現れるようにすることができる。例えば初
め硼素のピークと共にＬｉとＴａのピークが現れておれ
ば、ビーム位置は層ＢかＥの何れかであり、試料を図１
で左方に動かして、硼素とＴａのピークだけとすること
ができれば、ビーム位置は層Ｂでビーム径は２ｍｍ以
下、同様ＢとＬｉのピークのみとすることができればビ
ーム径２ｍｍ以下でビーム位置は層Ｅである。この両者
の区別は試料を右へ移動させてみることで確認できる。
ビーム径が２ｍｍ以上のときは初めから元素のピークが
検出される。ビーム位置も試料を動かしてみて、三元素
中どの元素のピークが弱まり、どの元素のピークが強ま
るかで判定できる。
【００１１】上例では元素をＴａ，Ｂ，Ｌｉの三種とし
ているので判定の仕方が稍繁雑であるが、元素の種類を
増し、各層とも元素が異なっているようにすれば判定は
より簡単になる。各層に共通元素，非共通の他元素が含
まれていても判別上は支承はない。ただ判別に用いる元
素は相互にはもちろん試料中の他元素のピークと明確に
区別できるように選択するようにする。
ているので判定の仕方が稍繁雑であるが、元素の種類を
増し、各層とも元素が異なっているようにすれば判定は
より簡単になる。各層に共通元素，非共通の他元素が含
まれていても判別上は支承はない。ただ判別に用いる元
素は相互にはもちろん試料中の他元素のピークと明確に
区別できるように選択するようにする。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば装置内にイオンビームの
照射位置やビーム径を知るための機構が設置されていな
い普通のイオン散乱分光装置でも簡単に照射位置やビー
ム径の判定ができ、またこの判定操作は既知元素のピー
ク検出を含んでいるので、エネルギースペクトルの横座
標と元素質量との間の較正も合わせてできると云う利点
がある。
照射位置やビーム径を知るための機構が設置されていな
い普通のイオン散乱分光装置でも簡単に照射位置やビー
ム径の判定ができ、またこの判定操作は既知元素のピー
ク検出を含んでいるので、エネルギースペクトルの横座
標と元素質量との間の較正も合わせてできると云う利点
がある。
【図１】 本発明の一実施例で用いられる標準試料の斜
視図
視図
【図２】 本発明方法が適用されるイオン散乱分光装置
の一例の側面図
の一例の側面図
Ａ，Ｂ，… 標準試料の各層 １ イオン銃 ２ チョッピング電極 ３ スリット ４ 試料 ５ 粒子検出器 Ｉ イオンビーム
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年８月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】図２は本発明方法が適用されるイオン散乱
分光装置の一例を示し、飛行時間型直衝突イオン散乱分
光装置である。この図で１はイオン銃、２はチョッピン
グ用電極、３はアパーチャ、４は試料で、アパーチャ３
の試料側に散乱粒子検出器５が配置されている。Ｉがイ
オンビームで、チョッピング電極にパルス電圧を印加す
ることによりイオンビームを反らせ、周期的に極短時間
だけアパーチャ３を通してイオンビームを直進させて試
料４に入射させ、試料から入射イオンと略１８０°の方
向に散乱される粒子を粒子検出器５で検出する。イオン
ビームが試料に照射されてから散乱粒子が検出される迄
の時間により散乱粒子の速度即ちエネルギーが測定され
る。この散乱粒子のエネルギースペクトルから、試料の
構成元素が判明する。イオンビームの照射位置およびビ
ーム径を知るには、図の試料４の位置に上述した標準試
料を置いて散乱粒子のエネルギースペクトルを測定す
る。
分光装置の一例を示し、飛行時間型直衝突イオン散乱分
光装置である。この図で１はイオン銃、２はチョッピン
グ用電極、３はアパーチャ、４は試料で、アパーチャ３
の試料側に散乱粒子検出器５が配置されている。Ｉがイ
オンビームで、チョッピング電極にパルス電圧を印加す
ることによりイオンビームを反らせ、周期的に極短時間
だけアパーチャ３を通してイオンビームを直進させて試
料４に入射させ、試料から入射イオンと略１８０°の方
向に散乱される粒子を粒子検出器５で検出する。イオン
ビームが試料に照射されてから散乱粒子が検出される迄
の時間により散乱粒子の速度即ちエネルギーが測定され
る。この散乱粒子のエネルギースペクトルから、試料の
構成元素が判明する。イオンビームの照射位置およびビ
ーム径を知るには、図の試料４の位置に上述した標準試
料を置いて散乱粒子のエネルギースペクトルを測定す
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】次にイオンビームの径は上例では１ｍｍ以
下であるが、１ｍｍ以上であれば、エネルギースペクト
ルには必ず二つ以上の元素のピークが現れ、１〜２ｍｍ
の範囲であれば、試料を動かしてみると、二つの元素の
ピークだけが現れるようにすることができる。例えば初
め硼素のピークと共にＬｉとＴａのピークが現れておれ
ば、ビーム位置は層ＢかＥの何れかであり、試料を図１
で左方に動かして、硼素とＴａのピークだけとすること
ができれば、ビーム位置は層Ｂでビーム径は２ｍｍ以
下、同様ＢとＬｉのピークのみとすることができればビ
ーム径２ｍｍ以下でビーム位置は層Ｅである。この両者
の区別は試料を右へ移動させてみることで確認できる。
ビーム径が２ｍｍ以上のときは初めから三元素のピーク
が検出される。ビーム位置も試料を動かしてみて、三元
素中どの元素のピークが弱まり、どの元素のピークが強
まるかで判定できる。
下であるが、１ｍｍ以上であれば、エネルギースペクト
ルには必ず二つ以上の元素のピークが現れ、１〜２ｍｍ
の範囲であれば、試料を動かしてみると、二つの元素の
ピークだけが現れるようにすることができる。例えば初
め硼素のピークと共にＬｉとＴａのピークが現れておれ
ば、ビーム位置は層ＢかＥの何れかであり、試料を図１
で左方に動かして、硼素とＴａのピークだけとすること
ができれば、ビーム位置は層Ｂでビーム径は２ｍｍ以
下、同様ＢとＬｉのピークのみとすることができればビ
ーム径２ｍｍ以下でビーム位置は層Ｅである。この両者
の区別は試料を右へ移動させてみることで確認できる。
ビーム径が２ｍｍ以上のときは初めから三元素のピーク
が検出される。ビーム位置も試料を動かしてみて、三元
素中どの元素のピークが弱まり、どの元素のピークが強
まるかで判定できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例で用いられる標準試料の斜
視図
視図
【図２】 本発明方法が適用されるイオン散乱分光装置
の一例の側面図
の一例の側面図
【符号の説明】 Ａ，Ｂ，… 標準試料の各層 １ イオン銃 ２ チョッピング電極 ３ アパーチャ ４ 試料 ５ 粒子検出器 Ｉ イオンビーム
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 異なる元素を含んだ複数種の試料を同じ元素が隣合わせ
にならないように層状に重ね、各試料層が露出している
面（層面と云うことによる）を検査面とする標準試料を
用い、装置内にこの標準試料を置いてイオンビームを照
射し、散乱イオンを分光して元素検出を行い、検出され
た元素によってイオンビームの照射位置を知り、何種類
の元素が検出されたかによってビーム径を判定すること
を特徴とするイオンビームの位置およびビーム径判定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18292491A JPH055613A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | イオンビームの位置及びビーム径判定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18292491A JPH055613A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | イオンビームの位置及びビーム径判定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055613A true JPH055613A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=16126760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18292491A Pending JPH055613A (ja) | 1991-06-27 | 1991-06-27 | イオンビームの位置及びビーム径判定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH055613A (ja) |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP18292491A patent/JPH055613A/ja active Pending
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