JPH0697601B2 - Cylindrical mirror energy analyzer - Google Patents

Cylindrical mirror energy analyzer

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JPH0697601B2
JPH0697601B2 JP4059832A JP5983292A JPH0697601B2 JP H0697601 B2 JPH0697601 B2 JP H0697601B2 JP 4059832 A JP4059832 A JP 4059832A JP 5983292 A JP5983292 A JP 5983292A JP H0697601 B2 JPH0697601 B2 JP H0697601B2
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  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はオ―ジェ分析等に使用さ
れる円筒鏡面型エネルギ―分析器に関し、特にエネルギ
―分解能の向上を図った装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cylindrical mirror surface type energy analyzer used for Auger analysis and the like, and more particularly to an apparatus for improving energy resolution.

【0002】[0002]

【従来の技術】オ―ジェ分析等に使用されるエネルギ―
分析器としては、被分析電子を分析器内に導入する開口
部の立体角が大きく取れることから、円筒鏡面型エネル
ギ―分析器(以下CMAと略する)が使用されている。
図5は従来の全円筒鏡面型CMAの要部を示す概略図
で、図5においては、説明を簡単にするため後述する内
円筒電極と外円筒電極等の片側は省略されている。図に
おいて、1は試料であり、この試料1には図示外の電子
線源より電子線2が照射される。この結果、試料1の表
面よりオ―ジェ電子3が発生する。4は接地された内円
筒電極であり、この内円筒電極4と同軸に外円筒電極5
が設けられており、外円筒電極5には図示しない可変電
源より負(−)の電位が与えられている。ここで、4a
は試料1より発生したオ―ジェ電子3を内円筒電極4と
外円筒電極5との間に形成された電界中に導くための内
円筒電極4に形成された入射開口部であり、4bは前記
電界内に導かれたオ―ジェ電子3の内、特定の軌道をと
ったもののみを選択通過させるための出射開口部であ
る。6は例えば連続ダイノ―ド型の電子線検出器で、7
は該電子線検出器6の前面に配置されたスリット幅可変
スリットで、該可変スリット7のスリット幅lは大気側
より可変できるように構成されており、その結果この可
変スリット7を通過するオ―ジェ電子3の電子線検出器
6へのエネルギ―分解能と入射量を可変できるようにな
っている。
2. Description of the Related Art Energy used for Auger analysis
As the analyzer, a cylindrical mirror surface energy analyzer (hereinafter abbreviated as CMA) is used because a solid angle of an opening for introducing electrons to be analyzed into the analyzer can be made large.
FIG. 5 is a schematic view showing a main part of a conventional all-cylindrical mirror surface type CMA. In FIG. 5, one side such as an inner cylindrical electrode and an outer cylindrical electrode, which will be described later, is omitted for simplification of description. In the figure, 1 is a sample, and this sample 1 is irradiated with an electron beam 2 from an electron beam source (not shown). As a result, Auger electrons 3 are generated from the surface of the sample 1. Reference numeral 4 denotes an inner cylindrical electrode that is grounded, and the outer cylindrical electrode 5 is coaxial with the inner cylindrical electrode 4.
Is provided, and a negative (−) potential is applied to the outer cylindrical electrode 5 from a variable power source (not shown). Where 4a
Is an entrance opening formed in the inner cylindrical electrode 4 for guiding the Auger electrons 3 generated from the sample 1 into an electric field formed between the inner cylindrical electrode 4 and the outer cylindrical electrode 5, and 4b is It is an emission opening for selectively passing only those of the Auger electrons 3 guided into the electric field, which have a specific orbit. 6 is, for example, a continuous diode type electron beam detector, and 7
Is a slit width variable slit arranged on the front surface of the electron beam detector 6, and the slit width 1 of the variable slit 7 is configured to be variable from the atmosphere side. The energy resolution and incident amount of the electron 3 to the electron beam detector 6 can be changed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
構成された従来装置において、試料1より放射されたオ
―ジェ電子3は、図5に示すような電子軌道をとって再
び円筒軸上に収束される。図6は、この試料1より放射
されたオ―ジェ電子3が、半開口角Δα=8°で分光さ
れ、例えばエネルギ―500±0.8eVで出射開口部
4bを出射した場合の可変スリット7付近における電子
軌道を示したもので、実線(イ)内はエネルギ―500
eVの電子軌道であり、点線(ロ)内は500+0.8
eVの電子軌道、一点破線(ハ)内は500−0.8e
Vの電子軌道を示している。この図6からも明らかなよ
うに、このような装置では、可変スリット7付近におけ
る電子軌道が大きく広がり、電子軌道の収差が比較的大
きくなっている。図7は、可変スリット7のスリット幅
l=0.45mmでアナライザ―のエネルギ―値を50
0eVに設定した場合のスペクトル波形であり、この場
合のエネルギ―分解能は2.89eVである。又、図8
はスリット幅lを0.2mmとした場合のスペクトル波
形を示すもので、この場合のエネルギ―分解能は2.0
3eVであった。従って、このような従来装置において
は、可変スリット7のスリット幅lを変化させてもエネ
ルギ―分解能はあまり向上せず、高分解能によるエネル
ギ分析を行なうことができなかった。
By the way, in the conventional apparatus thus constructed, the Auger electrons 3 emitted from the sample 1 take an electron orbit as shown in FIG. Converged. FIG. 6 shows the vicinity of the variable slit 7 when the Auger electron 3 radiated from the sample 1 is dispersed at the half aperture angle Δα = 8 ° and is emitted from the emission opening 4b with energy of −500 ± 0.8 eV. Shows the electron orbit at, and the solid line (a) shows the energy of 500.
It is an electron orbit of eV, and within the dotted line (b) is 500 + 0.8
electron orbit of eV, 500-0.8e in the dashed line (C)
The electron orbit of V is shown. As is clear from FIG. 6, in such a device, the electron orbit in the vicinity of the variable slit 7 greatly spreads, and the aberration of the electron orbit becomes relatively large. FIG. 7 shows the energy value of the analyzer 50 when the slit width of the variable slit 7 is l = 0.45 mm.
This is a spectrum waveform when set to 0 eV, and the energy resolution in this case is 2.89 eV. Also, FIG.
Shows a spectrum waveform when the slit width 1 is 0.2 mm, and the energy resolution in this case is 2.0
It was 3 eV. Therefore, in such a conventional device, even if the slit width 1 of the variable slit 7 is changed, the energy resolution is not improved so much, and energy analysis with high resolution cannot be performed.

【0004】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
オ―ジェ分析等において高分解能によるエネルギ―分析
と高感度分析とを選択的に切換え可能にした円筒鏡面型
エネルギ―分析器を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above points,
An object of the present invention is to provide a cylindrical mirror surface type energy analyzer capable of selectively switching between high resolution energy analysis and high sensitivity analysis in Auger analysis and the like.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本目的を達成するための
本発明は、荷電粒子線の試料への照射により発生する電
子を同軸上に配置された内円筒電極と外円筒電極間に導
き、該両電極によってエネルギ―分析された電子を前記
内円筒電極に形成された開口部と電子線検出器の間に設
けられたスリットによって制限して検出するように構成
された装置において、前記開口部と前記スリットの間に
第2のスリットを配置すると共に、該第2のスリットを
電子線軌道中に挿脱するための操作手段を大気側に設け
たことを特徴としている。
Means for Solving the Problems The present invention for achieving the above object is to introduce electrons generated by irradiation of a sample with a charged particle beam between an inner cylindrical electrode and an outer cylindrical electrode arranged coaxially, In the device configured to detect the electrons energy-analyzed by the both electrodes by limiting them by a slit provided between the opening formed in the inner cylindrical electrode and the electron beam detector, the opening A second slit is arranged between the slit and the slit, and operating means for inserting and removing the second slit in the electron beam orbit is provided on the atmosphere side.

【0006】[0006]

【作用】高分解能によるエネルギー分析時、第2のスリ
ットをスリット移動棒によって電子軌道上に挿入し、出
射開口部4bを出射したオージェ電子の可変スリット付
近における軌道収差を小さくする。この状態で、可変ス
リットのスリット幅を小さく設定して、分解能が飛躍的
に向上させる。分解能をあまり要求されない高感度のエ
ネルギ―分析時には、該第2のスリット10を電子軌道
上から外す。
In the energy analysis with high resolution, the second slit is inserted into the electron orbit by the slit moving rod to reduce the orbit aberration near the variable slit of the Auger electron emitted from the emission opening 4b. In this state, the slit width of the variable slit is set small, and the resolution is dramatically improved. During high-sensitivity energy analysis that does not require a high resolution, the second slit 10 is removed from the electron orbit.

【0007】[0007]

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳述す
る。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0008】図1は本発明の一実施例のCMAの要部を
示す概略図であり、図5に示す従来装置と同一構成要素
には同一番号を付してその説明を省略する。図1におい
て、10は内円筒電極4の出射開口部4bと可変スリッ
ト7との間で、且つ出射開口部4bの近傍に配置された
第2のスリットで、該第2のスリット10はスリット移
動棒11に取り付けられている。このスリット移動棒1
1は、ベロ―ズ12により真空を保持してケ―ス13を
貫通しており、該スリット移動棒11を矢印R又はLの
向きに移動させることにより、前記第2のスリット10
を電子軌道上に挿脱、つまり、電子軌道上に位置させた
り、電子軌道上から外したりすることができる。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a CMA according to an embodiment of the present invention. The same components as those of the conventional device shown in FIG. In FIG. 1, 10 is a second slit arranged between the output opening 4b of the inner cylindrical electrode 4 and the variable slit 7 and in the vicinity of the output opening 4b. It is attached to the rod 11. This slit moving rod 1
Reference numeral 1 denotes a second slit 10 which is pierced through a case 13 while holding a vacuum by a bellows 12 and by moving the slit moving rod 11 in the direction of arrow R or L.
Can be inserted into or removed from the electron orbit, that is, can be positioned on or off the electron orbit.

【0009】この様に構成された装置において、従来装
置と同一条件で測定した場合について、電子軌道の収差
とエネルギ―分解能がどの程度向上したかを説明する。
先ず、試料1より放射されたオ―ジェ電子3は、出射開
口部4bまでの経路を通過するまでに半開口角Δα=8
°で分光され、エネルギ―値が500±0.8eVのオ
―ジェ電子3となってこの出射開口部4bを出射する。
そこで、第2のスリット10をスリット移動棒11によ
って電子軌道上に挿入する。このようにすると、可変ス
リット7付近における電子軌道は図2に示すようにな
る。図2において、実線(イ)内はエネルギ―500e
Vの電子軌道であり、点線(ロ)内は500+0.8e
Vの電子軌道、一点破線(ハ)内は500−0.8eV
の電子軌道である。図2からも明らかなように、可変ス
リット7付近における電子軌道は、第2のスリット10
を電子軌道上に挿入したことにより、半開口角Δα=8
°で分光された場合でも、出射開口部4b側では実質的
にΔα´=2°となり、図5に示す従来装置に比較して
電子軌道の収差が小さくなっている。図3は、このよう
な装置で、可変スリット7のスリット幅l=0.45m
mでアナライザ―のエネルギ―値を500eVに設定し
た場合のスペクトル波形であり、この場合のエネルギ―
分解能は2.95eVである。又、図4は前記可変スリ
ット7のスリット幅lを0.2mmとした場合のスペク
トル波形を示すもので、この場合のエネルギ―分解能は
1.34eVであった。従って、前記出射開口部4bと
可変スリット7の間に第2のスリット10を配置し、可
変スリット7のスリット幅lを小さく設定すれば、分解
能が飛躍的に向上するため、高分解能によるエネルギ―
分析を行なうことができる。もちろん、前記第2のスリ
ット10をスリット移動棒11によって電子軌道上に位
置させたり、電子軌道上から外したりすることができる
ため、分解能をあまり要求されない場合には、前記第2
のスリット10を電子軌道上から外すことにより、高感
度のエネルギ―分析も可能である。
To what extent the aberration and energy resolution of electron trajectories are improved in the apparatus constructed as described above under the same conditions as in the conventional apparatus will be described.
First, the Auger electrons 3 emitted from the sample 1 have a half-opening angle Δα = 8 before passing through the path to the exit opening 4b.
The light is dispersed at an angle of 0 ° and becomes an Auger electron 3 having an energy value of 500 ± 0.8 eV and is emitted from the emission opening 4b.
Therefore, the second slit 10 is inserted on the electron orbit by the slit moving rod 11. By doing so, the electron trajectories near the variable slit 7 are as shown in FIG. In Fig. 2, the energy in the solid line (a) is 500e.
It is an electron orbit of V, and within the dotted line (b) is 500 + 0.8e
Electron orbit of V, 500-0.8 eV in the dashed line (C)
Is the electron orbit. As is clear from FIG. 2, the electron trajectory in the vicinity of the variable slit 7 is the second slit 10
Is inserted in the electron orbit, the half aperture angle Δα = 8
Even when the light is dispersed at .degree., .DELTA..alpha. '= 2.degree. Is substantially obtained on the side of the emission opening 4b, and the aberration of the electron orbit is smaller than that of the conventional device shown in FIG. FIG. 3 shows such a device, in which the slit width l of the variable slit 7 is l = 0.45 m.
This is a spectrum waveform when the energy value of the analyzer is set to 500 eV in m, and the energy in this case is
The resolution is 2.95 eV. Further, FIG. 4 shows a spectrum waveform when the slit width 1 of the variable slit 7 is 0.2 mm, and the energy resolution in this case was 1.34 eV. Therefore, if the second slit 10 is arranged between the exit opening 4b and the variable slit 7 and the slit width 1 of the variable slit 7 is set small, the resolution is remarkably improved.
Analysis can be performed. Of course, the second slit 10 can be positioned on the electron orbit by the slit moving rod 11 or can be removed from the electron orbit. Therefore, when the resolution is not required so much,
High-sensitivity energy analysis is also possible by removing the slit 10 from the electron orbit.

【0010】尚、上述した実施例は例示であり変形して
実施することができる。上記実施例では、1個のスリッ
トを設けた第2のスリット10を使用したが、スリット
幅の異なる複数のスリットが設けられたものを用いて適
宜スリット幅を選択して分析するようにしても良い。
It should be noted that the above-described embodiment is merely an example and can be modified and implemented. In the above embodiment, the second slit 10 provided with one slit was used, but a slit having a plurality of slits having different slit widths may be used to select an appropriate slit width for analysis. good.

【0011】又、本実施例では、全円筒鏡面型エネルギ
―分析器を例にして説明したが、これに限定されるもの
ではなく本発明を半円筒鏡面型エネルギ―分析器に適用
するようにしても良い。
Further, although the present embodiment has been described by taking the all-cylindrical specular energy analyzer as an example, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a semi-cylindrical specular energy analyzer. May be.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上詳述したように本発明装置によれ
ば、CMAにおいて、内円筒電極に形成された出射開口
部と可変スリットの間に第2のスリットを配置して、こ
の第2のスリットを大気側よりの操作により電子線軌道
中に挿脱できるようにしたため、オ―ジェ分析等におい
て高分解能によるエネルギ―分析と、高感度によるエネ
ルギ―分析を選択的に切り換え可能にした円筒鏡面型エ
ネルギ―分析器が提供される。
As described above in detail, according to the device of the present invention, in the CMA, the second slit is arranged between the variable slit and the emission opening formed in the inner cylindrical electrode, and the second slit is provided. Since the slit can be inserted into and removed from the electron beam orbit by operating from the atmosphere side, a cylindrical mirror surface that can selectively switch energy analysis with high resolution and energy analysis with high sensitivity in Auger analysis etc. A type energy analyzer is provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例のCMAの要部を示す概略
図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of a CMA according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例装置の可変スリット近傍における電子線
軌道を説明するための図。
FIG. 2 is a diagram for explaining electron beam trajectories in the vicinity of the variable slit of the embodiment apparatus.

【図3】本実施例装置で可変スリットのスリット幅lを
変化させた場合のエネルギ―分解能を説明するための
図。
FIG. 3 is a diagram for explaining the energy resolution when the slit width 1 of the variable slit is changed in the apparatus of this embodiment.

【図4】本実施例装置で可変スリットのスリット幅lを
変化させた場合のエネルギ―分解能を説明するための
図。
FIG. 4 is a diagram for explaining energy resolution when the slit width 1 of a variable slit is changed in the apparatus of this embodiment.

【図5】従来装置のCMAの要部を示す概略図。FIG. 5 is a schematic diagram showing a main part of a CMA of a conventional device.

【図6】従来装置の可変スリット近傍における電子線軌
道を説明するための図。
FIG. 6 is a diagram for explaining an electron beam trajectory in the vicinity of a variable slit of a conventional device.

【図7】従来装置で可変スリットのスリット幅lを変化
させた場合のエネルギ―分解能を説明するための図。
FIG. 7 is a diagram for explaining energy resolution when the slit width 1 of the variable slit is changed in the conventional device.

【図8】従来装置で可変スリットのスリット幅lを変化
させた場合のエネルギ―分解能を説明するための図。
FIG. 8 is a diagram for explaining the energy resolution when the slit width 1 of the variable slit is changed in the conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 試料 2 電子線 3 オ―ジェ電子 4 内円筒電極 5 外円筒電極 6 電子線検出器 7 可変スリット 10 第2のスリット 11 スリット移動棒 12 ベロ―ズ 13 ケ―ス 1 Sample 2 Electron Beam 3 Auger Electron 4 Inner Cylindrical Electrode 5 Outer Cylindrical Electrode 6 Electron Beam Detector 7 Variable Slit 10 Second Slit 11 Slit Moving Rod 12 Bellows 13 Cases

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 49/06 4230−5E // G01N 23/227 7172−2J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01J 49/06 4230-5E // G01N 23/227 7172-2J

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】荷電粒子線の試料への照射により発生する
電子を同軸上に配置された内円筒電極と外円筒電極間に
導き、該両電極によってエネルギ―分析された電子を前
記内円筒電極に形成された開口部と電子線検出器の間に
設けられたスリットによって制限して検出するように構
成された装置において、前記開口部と前記スリットの間
に第2のスリットを配置すると共に、該第2のスリット
を電子線軌道中に挿脱するための操作手段を大気側に設
けたことを特徴とする円筒鏡面型エネルギ―分析器。
1. Electrons generated by irradiation of a sample with a charged particle beam are guided between an inner cylindrical electrode and an outer cylindrical electrode arranged coaxially, and the electrons energy-analyzed by the both electrodes are introduced into the inner cylindrical electrode. In a device configured to limit and detect by a slit provided between the opening formed in and the electron beam detector, while arranging a second slit between the opening and the slit, A cylindrical specular energy analyzer characterized in that an operating means for inserting and removing the second slit into and from an electron beam orbit is provided on the atmosphere side.
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