JPH0613012A - 集束イオンビームによるイオン励起型ｘ線分析装置 - Google Patents
集束イオンビームによるイオン励起型ｘ線分析装置Info
- Publication number
- JPH0613012A JPH0613012A JP4172249A JP17224992A JPH0613012A JP H0613012 A JPH0613012 A JP H0613012A JP 4172249 A JP4172249 A JP 4172249A JP 17224992 A JP17224992 A JP 17224992A JP H0613012 A JPH0613012 A JP H0613012A
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- Japan
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- ray
- sample
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- ion
- ion beam
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Abstract
(57)【要約】
【目的】表面から数原子層の組成に関する情報を優先的
に検出する。 【構成】細く絞ったイオンビーム１を試料表面２に照射
し、像観察を行なうＦＩＢ部３と、発生した特性Ｘ線４
をスリット５を通して試料の全反射臨界角φcritと同じ
取り出し角を有すように配設されたＸ線検出器６から構
成される。臨界角φcrit方向に置いたＸ線検出器によっ
て検出される特性Ｘ線は表面横方向に発生した特性Ｘ線
のみとなり、試料のごく表面に存在する原子のみを高精
度に分析することができる。
に検出する。 【構成】細く絞ったイオンビーム１を試料表面２に照射
し、像観察を行なうＦＩＢ部３と、発生した特性Ｘ線４
をスリット５を通して試料の全反射臨界角φcritと同じ
取り出し角を有すように配設されたＸ線検出器６から構
成される。臨界角φcrit方向に置いたＸ線検出器によっ
て検出される特性Ｘ線は表面横方向に発生した特性Ｘ線
のみとなり、試料のごく表面に存在する原子のみを高精
度に分析することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はイオン励起型Ｘ線分析装
置に関し、さらに詳しくは表面から数原子層の組成に関
する情報を優先的に検出する表面分析装置に関する。
置に関し、さらに詳しくは表面から数原子層の組成に関
する情報を優先的に検出する表面分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】細く絞ったイオンビームを試料上で走査
するイオンビーム照射系を持った測定手段としては従
来、二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ），集束イオン
ビーム（ＦＩＢ）が知られている。また照射系として電
子ビームを用いた場合、発生する特性Ｘ線を検出して表
面の組成を知る手段としては走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ），Ｘ線マイクロアナライザ（ＸＭＡ），透過型電子
顕微鏡（ＴＥＭ）等が一般的に用いられている。ここで
は本発明にもっとも近いと考えられるＦＩＢにＸ線半導
体検出器を配設した従来技術について特徴をのべる。Ｆ
ＩＢの場合、イオンは３０ｋＶ程度の加速電圧によって
加速され、試料表面に照射される。この場合イオンは表
面から数ｎｍの深さまで浸入し、表面原子をスパッタす
ると同時に表面原子との相互作用によって二次電子、特
性Ｘ線等を発生させる。イオンの侵入深さが数ｎｍであ
ることから二次励起による特性Ｘ線を無視すれば、ＦＩ
ＢによるＸ線分析はＸＭＡ等に比べればより表面の情報
を有していると考えられる。
するイオンビーム照射系を持った測定手段としては従
来、二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ），集束イオン
ビーム（ＦＩＢ）が知られている。また照射系として電
子ビームを用いた場合、発生する特性Ｘ線を検出して表
面の組成を知る手段としては走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ），Ｘ線マイクロアナライザ（ＸＭＡ），透過型電子
顕微鏡（ＴＥＭ）等が一般的に用いられている。ここで
は本発明にもっとも近いと考えられるＦＩＢにＸ線半導
体検出器を配設した従来技術について特徴をのべる。Ｆ
ＩＢの場合、イオンは３０ｋＶ程度の加速電圧によって
加速され、試料表面に照射される。この場合イオンは表
面から数ｎｍの深さまで浸入し、表面原子をスパッタす
ると同時に表面原子との相互作用によって二次電子、特
性Ｘ線等を発生させる。イオンの侵入深さが数ｎｍであ
ることから二次励起による特性Ｘ線を無視すれば、ＦＩ
ＢによるＸ線分析はＸＭＡ等に比べればより表面の情報
を有していると考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ＦＩＢによるＸ線分析
は上述しように表面の組成に敏感な測定法ではあるが、
従来のＦＩＢはＸ線検出器を試料表面に対して３０°〜
５０°と適当な位置に配置していたため、表面組成に敏
感な情報が充分に得られない。本発明は、従来よりもさ
らに表面の組成に敏感な情報が得られる装置を提供する
ことがねらいである。
は上述しように表面の組成に敏感な測定法ではあるが、
従来のＦＩＢはＸ線検出器を試料表面に対して３０°〜
５０°と適当な位置に配置していたため、表面組成に敏
感な情報が充分に得られない。本発明は、従来よりもさ
らに表面の組成に敏感な情報が得られる装置を提供する
ことがねらいである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、細く絞ったイ
オンビームを試料上で走査するイオンビーム照射系と、
イオン衝撃により試料表面から発生する特性Ｘ線を検出
するＸ線検出器を有するイオン励起型Ｘ線分析装置にお
いて、試料におけるＸ線の全反射臨界角の方向にＸ線検
出器を配設して成ることを特徴とする構成になってい
る。
オンビームを試料上で走査するイオンビーム照射系と、
イオン衝撃により試料表面から発生する特性Ｘ線を検出
するＸ線検出器を有するイオン励起型Ｘ線分析装置にお
いて、試料におけるＸ線の全反射臨界角の方向にＸ線検
出器を配設して成ることを特徴とする構成になってい
る。
【０００５】
【作用】本発明の要旨とするところは、Ｘ線検出器を全
反射臨界角と同じ取り出し角を有する方向に置くことに
より、試料のごく表面で発生した特性Ｘ線のみを優先的
に検出することにある。
反射臨界角と同じ取り出し角を有する方向に置くことに
より、試料のごく表面で発生した特性Ｘ線のみを優先的
に検出することにある。
【０００６】光学的に平坦な鏡面を有する基板に、その
基板の持つ全反射臨界角よりも低い角度でＸ線を入射さ
せると全反射現象が起こる。この全反射臨界角φcritは
次式で表される。
基板の持つ全反射臨界角よりも低い角度でＸ線を入射さ
せると全反射現象が起こる。この全反射臨界角φcritは
次式で表される。
【０００７】φcrit≒１．６４×１０-5√（ρ）・λ ここでλは入射Ｘ線の波長、ρは基板の密度である。
【０００８】図３は入射イオンが表面から数ｎｍの深さ
まで進入した場合の様子を示した説明図である。ＦＩＢ
の場合、入射イオンビーム１は試料２の表面２ａから数
ｎｍの深さＡ1 まで進入する。試料内に進入したイオン
はＡ0 からＡ1 までの深さの原子を励起し、特性Ｘ線を
励起させる。特性Ｘ線はあらゆる方向に等方的に発生す
るが、そのうち試料表面に平行なＡ0 Ｏ方向に発生した
Ｘ線は光線逆行の原理によりＯ点で屈折して臨界角φ
critの方向ＯＡ0 ′に進む。表面より深い部分Ａ1 で表
面に平行な方向Ａ1 Ｏ′方向に発生した特性Ｘ線は試料
中を直進する。Ａ1 から表面方向Ａ1 Ｏ方向に発生した
特性Ｘ線はＯ点で屈折して臨界角φcritよりも大きい角
度φcrit＋αの方向ＯＡ1 ′方向に進む。従って臨界角
φcrit方向に置いたＸ線検出器によって検出される特性
Ｘ線は表面でＡ0 Ｏ方向に発生した特性Ｘ線のみとな
る。試料からＸ線検出器までの距離（数ｃｍ）はイオン
ビームの照射範囲（数十μｍ）に比べて格段に大きく入
射点の移動によるＸ線検出器の取出し角の変動は無視で
きる。以上のようにこの方法によれば試料のごく表面に
存在する原子のみを高精度に分析することができる。
まで進入した場合の様子を示した説明図である。ＦＩＢ
の場合、入射イオンビーム１は試料２の表面２ａから数
ｎｍの深さＡ1 まで進入する。試料内に進入したイオン
はＡ0 からＡ1 までの深さの原子を励起し、特性Ｘ線を
励起させる。特性Ｘ線はあらゆる方向に等方的に発生す
るが、そのうち試料表面に平行なＡ0 Ｏ方向に発生した
Ｘ線は光線逆行の原理によりＯ点で屈折して臨界角φ
critの方向ＯＡ0 ′に進む。表面より深い部分Ａ1 で表
面に平行な方向Ａ1 Ｏ′方向に発生した特性Ｘ線は試料
中を直進する。Ａ1 から表面方向Ａ1 Ｏ方向に発生した
特性Ｘ線はＯ点で屈折して臨界角φcritよりも大きい角
度φcrit＋αの方向ＯＡ1 ′方向に進む。従って臨界角
φcrit方向に置いたＸ線検出器によって検出される特性
Ｘ線は表面でＡ0 Ｏ方向に発生した特性Ｘ線のみとな
る。試料からＸ線検出器までの距離（数ｃｍ）はイオン
ビームの照射範囲（数十μｍ）に比べて格段に大きく入
射点の移動によるＸ線検出器の取出し角の変動は無視で
きる。以上のようにこの方法によれば試料のごく表面に
存在する原子のみを高精度に分析することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図１を参照
して説明する。
して説明する。
【００１０】図２は本発明のＦＩＢによるイオン励起型
Ｘ線分析装置の一実施例を示す概略構成図で、図１は要
部拡大図である。図において、本実施例は細く絞ったイ
オンビーム１を試料２の表面に照射し、像観察を行なう
ＦＩＢ部３と、発生した特性Ｘ線４をスリット５を通し
て試料の全反射臨界角φcritと同じ取り出し角を有すよ
うに配設されたＸ線検出器６から構成される。
Ｘ線分析装置の一実施例を示す概略構成図で、図１は要
部拡大図である。図において、本実施例は細く絞ったイ
オンビーム１を試料２の表面に照射し、像観察を行なう
ＦＩＢ部３と、発生した特性Ｘ線４をスリット５を通し
て試料の全反射臨界角φcritと同じ取り出し角を有すよ
うに配設されたＸ線検出器６から構成される。
【００１１】以上のようにしてＸ線分析を行なうことに
より、試料のごく表面に存在する原子のみを高精度に分
析することができた。
より、試料のごく表面に存在する原子のみを高精度に分
析することができた。
【００１２】なお、ＦＩＢ部３は、図２に示す如く、液
体金属イオン源７，エキストラクタ８，電流モニタ９，
コンデンサレズ１０，ビームブランカ１１，可動絞１
２、スティグメータ１３，対物レンズ１４，偏向電極１
５，２次電子検出器１６，スリット５から成り、従来装
置と同じ構成であるので説明は省略する。
体金属イオン源７，エキストラクタ８，電流モニタ９，
コンデンサレズ１０，ビームブランカ１１，可動絞１
２、スティグメータ１３，対物レンズ１４，偏向電極１
５，２次電子検出器１６，スリット５から成り、従来装
置と同じ構成であるので説明は省略する。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＩＢに
よるイオン励起型Ｘ線分析装置によれば、試料のごく表
面に存在する原子から発生した特性Ｘ線のみを検出する
ように検出器が配設されているので、試料の表面分析に
最適であり表面組成について正確な測定が可能となる。
よるイオン励起型Ｘ線分析装置によれば、試料のごく表
面に存在する原子から発生した特性Ｘ線のみを検出する
ように検出器が配設されているので、試料の表面分析に
最適であり表面組成について正確な測定が可能となる。
【図１】本発明の一実施例の要部拡大図。
【図２】本発明の一実施例の概略構成図。
【図３】本装置の原理を示す説明図。
１ イオンビーム ２ 試料表面 ３ ＦＩＢ部 ４ 特性Ｘ線 ５ スリット ６ Ｘ線検出器 ７ 液体金属イオン源 ８ エキストラクタ ９ 電流モニタ １０ コンデンサレンズ １１ ビームブランカ １２ 可動絞 １３ スティグメータ １４ 対物レンズ １５ 偏向電極 １６ ２次電子検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 細く絞ったイオンビームを試料上で走査
するイオンビーム照射系と、イオン衝撃により試料表面
から発生する特性Ｘ線を検出するＸ線検出器を有し、か
つ試料におけるＸ線の全反射臨界角の方向に前記Ｘ線検
出器を配設して成ることを特徴とする集束イオンビーム
によるイオン励起型Ｘ線分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4172249A JP2903874B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 集束イオンビームによるイオン励起型ｘ線分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4172249A JP2903874B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 集束イオンビームによるイオン励起型ｘ線分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613012A true JPH0613012A (ja) | 1994-01-21 |
| JP2903874B2 JP2903874B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=15938391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4172249A Expired - Lifetime JP2903874B2 (ja) | 1992-06-30 | 1992-06-30 | 集束イオンビームによるイオン励起型ｘ線分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2903874B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006260995A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | National Institute For Materials Science | 低エネルギーイオン照射による導電体物質からの特性ｘ線発生方法とその装置 |
| JP2006258671A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | National Institute For Materials Science | 低エネルギーイオン照射による導電体試料中の元素分析・評価方法とその装置 |
-
1992
- 1992-06-30 JP JP4172249A patent/JP2903874B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006260995A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | National Institute For Materials Science | 低エネルギーイオン照射による導電体物質からの特性ｘ線発生方法とその装置 |
| JP2006258671A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | National Institute For Materials Science | 低エネルギーイオン照射による導電体試料中の元素分析・評価方法とその装置 |
| JP4665143B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2011-04-06 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 低エネルギーイオン照射による導電体試料中の元素分析・評価方法とその装置 |
| JP4735805B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2011-07-27 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 低エネルギーイオン照射による導電体物質からの特性ｘ線発生方法とその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2903874B2 (ja) | 1999-06-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990223 |