JPH08166342A - Raman microspectroscopic measuring apparatus - Google Patents

Raman microspectroscopic measuring apparatus

Info

Publication number
JPH08166342A
JPH08166342A JP30749194A JP30749194A JPH08166342A JP H08166342 A JPH08166342 A JP H08166342A JP 30749194 A JP30749194 A JP 30749194A JP 30749194 A JP30749194 A JP 30749194A JP H08166342 A JPH08166342 A JP H08166342A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
container
sample
atmosphere
temperature
raman
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.)
Withdrawn
Application number
JP30749194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Takada
一広 高田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP30749194A priority Critical patent/JPH08166342A/en
Publication of JPH08166342A publication Critical patent/JPH08166342A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: To easily execute Raman microspectroscopic measurements with a high spatial resolution. CONSTITUTION: An objective lens 2 is set to an airtight container 1. A sample- loading stage 3 is inside the container 1. The ambience in the container can be controlled by an ambience-introducing/discharging pipe 5. The temperature of a sample is adjustable by a temperature control layer 6 having a temperature- adjusting element. Every operation for the control and adjustment can be done with the ambience in the container maintained.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は顕微ラマンスペクトルの
測定に関し、詳しくは制御された雰囲気下での顕微ラマ
ンスペクトルの測定技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the measurement of microscopic Raman spectra, and more particularly to the technique of measuring microscopic Raman spectra under a controlled atmosphere.

【0002】[0002]

【従来の技術】ラマン分光法の測定は、試料が気体・液
体・結晶・無定形固体であることを問わず、また温度は
高温でも低温でも可能であり、さらに測定に際して他の
電子線を用いた分析法と異なり、真空などの特殊な測定
雰囲気を必要としないという利点をもち、加えて試料の
前処理を特に必要としないことや、その場測定が行える
ことなどの長所を生かして測定が行なわれてきた。従来
の測定に際しては、上記の利点を用いた測定に対して、
個々の試料形態に合せたサンプリング法が色々提案され
てきた。
2. Description of the Related Art Raman spectroscopy can be measured regardless of whether the sample is a gas, liquid, crystal, or amorphous solid, and the temperature can be either high or low. Unlike the conventional analysis method, it has the advantage of not requiring a special measurement atmosphere such as vacuum, and in addition, it does not require special pretreatment of the sample, and in-situ measurement can be used for measurement. Has been done. In the conventional measurement, compared to the measurement using the above advantages,
Various sampling methods tailored to individual sample forms have been proposed.

【0003】また、レーザーを対物レンズで絞ること
で、最小スポット径1μm程度の微少領域の測定も広く
行なわれてきた。半導体・カーボン関連分野では、結晶
状態の評価等ができるため、広範に利用されている。
Further, by focusing the laser with an objective lens, measurement of a very small area having a minimum spot diameter of about 1 μm has been widely performed. It is widely used in the semiconductor and carbon related fields because it can evaluate the crystalline state.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとしている課題】しかし、従来の測
定法においては、個々の実験者が測定雰囲気を制御しよ
うとする時、特定の雰囲気が注入されている試料入りガ
ラスセル等を作成し、顕微ラマン測定などを行うことな
どが試みられてきたが、顕微測定では通常、高倍の対物
レンズを使用しているために、作動距離が小さく、試料
上にフォーカスを合せることが困難であった。開口数の
小さいレンズを使用して作動距離を長くした場合には、
焦点を合せられたとしても、レーザースポット径が大き
くなり、顕微測定の利点を犠牲にしてしまう。
However, in the conventional measuring method, when an individual experimenter tried to control the measurement atmosphere, a glass cell containing a sample in which a specific atmosphere was injected was prepared and Although Raman measurement and the like have been attempted, in microscopic measurement, since a high-magnification objective lens is usually used, the working distance is small and it is difficult to focus on the sample. When using a lens with a small numerical aperture to increase the working distance,
Even if it is focused, the laser spot diameter becomes large, and the advantage of microscopic measurement is sacrificed.

【0005】また、実際に試料室全体を真空にしたり、
試料室に窒素や不活性ガス、液体等を導入しようとする
と、装置が複雑化してしまい、試料の設置や取り出しの
際の取り扱いが不便になるという問題点などがあった。
加えてこの様な状況下において温度まで制御しようとす
ると、装置がもっと複雑なものとならざるをえなかっ
た。
[0005] In addition, the entire sample chamber is actually evacuated,
If nitrogen, an inert gas, a liquid, or the like is introduced into the sample chamber, the device becomes complicated, and there is a problem in that handling during installation and removal of the sample becomes inconvenient.
In addition, in order to control the temperature in such a situation, the device has to be more complicated.

【0006】本発明は前記従来技術の課題に鑑みてなさ
れたものであり、高い空間分解能で顕微ラマン分光測定
を容易に行うことのできる装置を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an apparatus capable of easily performing microscopic Raman spectroscopic measurement with high spatial resolution.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のある形態は、顕微ラマンスペクトルの測定を行うた
めの装置であって、試料を外部の雰囲気から隔離して保
持するための容器と、該容器に取り付けられた対物レン
ズと、該容器内の雰囲気を変えるための雰囲気導入手段
とを備えたことを特徴とするものである。
One embodiment of the present invention for solving the above-mentioned problems is an apparatus for measuring a Raman spectrum of a microscope, which comprises: a container for holding a sample isolated from an external atmosphere; , An objective lens attached to the container, and an atmosphere introducing unit for changing the atmosphere in the container.

【0008】また、本発明の別の形態は、顕微ラマンス
ペクトルの測定を行うための装置であって、試料を外部
の雰囲気から隔離して保持するための容器と、該容器に
取り付けられた対物レンズと、該容器内の試料位置を雰
囲気を破壊することなく移動させる手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
Another aspect of the present invention is an apparatus for measuring a microscopic Raman spectrum, which comprises a container for holding a sample isolated from the external atmosphere, and an objective attached to the container. It is characterized by comprising a lens and a means for moving the sample position in the container without destroying the atmosphere.

【0009】また、本発明の別の形態は、顕微ラマンス
ペクトルの測定を行うための装置であって、試料を外部
の雰囲気から隔離して保持するための容器と、該容器に
取り付けられた対物レンズと、該容器内の温度を調整す
る手段を備えたことを特徴とするものである。
Another aspect of the present invention is an apparatus for measuring a microscopic Raman spectrum, which comprises a container for keeping a sample isolated from the external atmosphere, and an objective attached to the container. A lens and means for adjusting the temperature in the container are provided.

【0010】[0010]

【実施例】図1は本発明の実施例に基づく顕微ラマン分
光測定装置の主要部の構成図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram of the main part of a microscopic Raman spectroscopic measurement apparatus based on an embodiment of the present invention.

【0011】内部に試料室を有するセルである容器1に
は対物レンズ2が取り付けられている。この対物レンズ
2は、そのままラマン分光光度計の顕微鏡に接続できる
ようにアタッチメント機構が設けられている。対物レン
ズ2は通常の対物レンズであるため、そのまま既存のラ
マン分光光度計に接続できる。
An objective lens 2 is attached to a container 1 which is a cell having a sample chamber inside. The objective lens 2 is provided with an attachment mechanism so that it can be directly connected to the microscope of the Raman spectrophotometer. Since the objective lens 2 is a normal objective lens, it can be directly connected to an existing Raman spectrophotometer.

【0012】容器1内には試料10を搭載して保持する
ステージ3が設けられ、xy平面内での移動、θ回転の
ほか、z方向の移動も行えるようになっている。このス
テージ3はステージ制御装置4によってコントロールさ
れる。5は容器1内の雰囲気を調整するための雰囲気導
入・排出口である。また温度制御のために、ステージ3
の上面にはヒータやペルチェ素子などの温度調整素子が
埋めこまれた層6が設けられており、またこの層6には
温度をモニタするための熱電対が取り付けられている。
温度調整素子と熱電対は温度制御装置7に接続され、熱
電対によって検出された温度を元に、試料10の加熱や
冷却を可能にしている。
A stage 3 for mounting and holding a sample 10 is provided in the container 1 so that it can be moved in the xy plane, rotated by θ, and moved in the z direction. The stage 3 is controlled by the stage controller 4. Reference numeral 5 denotes an atmosphere introduction / exhaust port for adjusting the atmosphere in the container 1. For temperature control, stage 3
A layer 6 in which a temperature adjusting element such as a heater or a Peltier element is embedded is provided on the upper surface of, and a thermocouple for monitoring the temperature is attached to the layer 6.
The temperature adjusting element and the thermocouple are connected to the temperature control device 7, and the sample 10 can be heated or cooled based on the temperature detected by the thermocouple.

【0013】動作手順は以下の通りである。まず初め
に、ステージ制御装置4のコントロールによって、ステ
ージ3をz方向に上下させ、試料10上にレーザー光な
どの測定光の焦点を合わせる。 次に、試料ステージ3
をxy移動やθ回転させて、試料上の測定点に測定光の
スポットを位置合わせさせる。この後に、雰囲気導入・
排出管5を用いて試料室内を所望の雰囲気にする。試料
室内の圧力は十分時間が経過した後、不図示の圧力計で
モニタする。所望の雰囲気が達成された後、再度、レー
ザースポットの調整(z方向)やxy軸の調整等を行っ
た後、測定を行う。
The operation procedure is as follows. First, the stage 3 is moved up and down in the z direction by the control of the stage control device 4, and the measurement light such as laser light is focused on the sample 10. Next, sample stage 3
By xy movement or θ rotation to align the spot of the measurement light with the measurement point on the sample. After this, introduce the atmosphere
The discharge tube 5 is used to create a desired atmosphere in the sample chamber. The pressure in the sample chamber is monitored by a pressure gauge (not shown) after a sufficient time has elapsed. After the desired atmosphere is achieved, the laser spot adjustment (z direction) and the xy axis adjustment are performed again, and then the measurement is performed.

【0014】以下に、金属パラジウム膜上にレーザー光
を照射して作成した酸化パラジウムについて測定を行っ
た例を述べる。
An example of measurement of palladium oxide prepared by irradiating a metal palladium film with laser light will be described below.

【0015】試料10は、パラジウムの薄膜のついた基
板である。これに対物レンズ2からレーザー光を入射さ
せると、酸化雰囲気で、ある一定のパワー密度を越えた
ところで、酸化物がレーザー照射位置に形成される。こ
こでステージ3によって基板10をxy平面内で走査移
動させることで、ライン状に酸化パラジウムを形成する
こともできる。
Sample 10 is a substrate having a palladium thin film. When a laser beam is made incident on this from the objective lens 2, an oxide is formed at the laser irradiation position in the oxidizing atmosphere when a certain power density is exceeded. By moving the substrate 10 in the xy plane by scanning with the stage 3, palladium oxide can be formed in a line shape.

【0016】酸化パラジウムの形成は、図2に示すよう
に、ラマンスペクトルにおいて650cm-1付近にラマ
ン線が出現することで確認でき、この測定は酸化パラジ
ウムの形成に用いたレーザー光の散乱光を分光器に導く
ことによって、酸化パラジウムの形成と同時に行うこと
ができる。またラマン線の強度から酸化パラジウムの形
成量を見積ることが可能である。本実施例においては、
この形成された酸化パラジウムの酸素分圧依存性を調べ
た。
The formation of palladium oxide can be confirmed by the appearance of a Raman line in the vicinity of 650 cm -1 in the Raman spectrum, as shown in FIG. 2, and this measurement was carried out using the scattered light of the laser light used to form palladium oxide. It can be conducted simultaneously with the formation of palladium oxide by introducing it into a spectroscope. Further, the amount of palladium oxide formed can be estimated from the intensity of the Raman line. In this embodiment,
The oxygen partial pressure dependence of the formed palladium oxide was investigated.

【0017】さらに具体的に述べる。アルゴンイオンレ
ーザーの励起波長514.5nmの発振線を、開口数=
0.90、作動距離=0.30mm、焦点距離=1.8
mm、分解能=0.37μm、焦点深度=0.73μm
の光学性能をもつ100倍の対物レンズ2を通して、ガ
ラス基板10上に酢酸パラジウムを焼成して作成した膜
厚150Aのパラジウム膜に照射する。またこれと同時
に、対物レンズ2から白色光を入射させ、基板10の表
面像を外部のCCD(Charge Coupled
Device)カメラでモニタしながら、ステージ3を
z方向に上下させ、表面に焦点が合うように調整する。
その後、容器1の内部の雰囲気を制御し、ステージ3を
x方向に20um/sec.の速度で移動させながら、
酸化パラジウム形成及びそのラマンスペクトルの測定を
同時に行った。このとき、温度制御装置のコントロール
によって試料の温度は50℃で一定に保った。表1に示
すようなN2とO2割合の各雰囲気1〜11について、以
上の測定を繰り返した。
A more specific description will be given. The numerical aperture of the oscillation line of the excitation wavelength of 514.5 nm of the argon ion laser =
0.90, working distance = 0.30 mm, focal length = 1.8
mm, resolution = 0.37 μm, depth of focus = 0.73 μm
The palladium film having a film thickness of 150 A formed by burning palladium acetate on the glass substrate 10 is irradiated through the 100 × objective lens 2 having the optical performance of. At the same time, white light is made incident from the objective lens 2 and the surface image of the substrate 10 is transferred to an external CCD (Charge Coupled).
(Device) While monitoring with the camera, move the stage 3 up and down in the z direction to adjust the focus on the surface.
After that, the atmosphere inside the container 1 is controlled, and the stage 3 is set to 20 um / sec. While moving at the speed of
Palladium oxide formation and its Raman spectrum were measured simultaneously. At this time, the temperature of the sample was kept constant at 50 ° C. by the control of the temperature controller. The above measurement was repeated for each atmosphere 1 to 11 having N 2 and O 2 ratios as shown in Table 1.

【0018】[0018]

【表1】 [Table 1]

【0019】こうして測定されたラマン散乱強度の雰囲
気依存性を図3に示す。このグラフ図から分かるよう
に、酸素分圧が増加するにつれ、同じ条件で形成される
酸化パラジウムの量は大きくなることが判明した。
FIG. 3 shows the atmosphere dependency of the Raman scattering intensity measured in this way. As can be seen from this graph, it was found that the amount of palladium oxide formed under the same conditions increased as the oxygen partial pressure increased.

【0020】比較のため、上記実験と同じ実験を、試料
のみを入れた雰囲気制御セルを用いて、セルの外側から
レーザーを照射して行う方法で試みたところ、動作距離
が短いため、焦点を絞ることができず、酸化パラジウム
を形成することができなかった。
For comparison, the same experiment as described above was tried by a method of irradiating a laser from the outside of the cell using an atmosphere control cell containing only a sample. It could not be squeezed and palladium oxide could not be formed.

【0021】また、本実施例で作成した試料を、同様の
試料のみが入るセルに入れてラマンスペクトルを、制御
された雰囲気の下で測定するという実験を試みたが、や
はりレーザービームを絞り切れないために、酸化パラジ
ウムのラマンスペクトルを得ることができなかった。
An experiment was conducted in which the sample prepared in this example was put in a cell containing only the same sample and the Raman spectrum was measured under a controlled atmosphere. Because of this, the Raman spectrum of palladium oxide could not be obtained.

【0022】なお、本発明は以上の実施例に限定される
ものではない。例えば、雰囲気導入管から導入されるも
のは、他にも不活性ガス、窒素等、あるいは水溶液等で
あっても良い。また、真空ポンプ等に接続することによ
って、セル内を真空に保つようにしても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, what is introduced from the atmosphere introducing pipe may be an inert gas, nitrogen or the like, or an aqueous solution or the like. Further, the inside of the cell may be kept vacuum by connecting to a vacuum pump or the like.

【0023】[0023]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、試料表面
上への測定光の焦点合わせが容易でありながら、雰囲気
の制御も容易に行うことができる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to easily focus the measuring light on the surface of the sample and also to easily control the atmosphere.

【0024】請求項2記載の発明によれば、試料表面上
への測定光の焦点合わせが容易でありながら、試料の位
置合わせも容易に行うことができる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to easily focus the measuring light on the surface of the sample and also to easily position the sample.

【0025】請求項3記載の発明によれば、試料表面上
への測定光の焦点合わせが容易でありながら、試料温度
調整も容易に行うことができる。
According to the third aspect of the invention, it is possible to easily focus the measuring light on the surface of the sample and also to easily adjust the temperature of the sample.

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

【図1】本発明の実施例にかかる顕微ラマン分光測定ア
タッチメントの構成図
FIG. 1 is a configuration diagram of a micro Raman spectroscopic measurement attachment according to an embodiment of the present invention.

【図2】酸化パラジウムの一般的なラマンスペクトルの
FIG. 2 Example of general Raman spectrum of palladium oxide

【図3】ラマン散乱強度の雰囲気依存性を示した図FIG. 3 is a diagram showing the atmosphere dependence of Raman scattering intensity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 容器 2 対物レンズ 3 ステージ 4 ステージ制御装置 5 雰囲気導入・排出管 6 温度調整層 7 温度制御装置 10 測定試料 1 Container 2 Objective Lens 3 Stage 4 Stage Control Device 5 Atmosphere Introduction / Exhaust Pipe 6 Temperature Adjustment Layer 7 Temperature Control Device 10 Measurement Sample

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 顕微ラマンスペクトルの測定を行うため
の装置であって、試料を外部の雰囲気から隔離して保持
するための容器と、該容器に取り付けられた対物レンズ
と、該容器内の雰囲気を変えるための雰囲気導入手段と
を備えたことを特徴とする顕微ラマン分光測定装置。
1. An apparatus for measuring a microscopic Raman spectrum, comprising a container for holding a sample in isolation from an external atmosphere, an objective lens attached to the container, and an atmosphere in the container. A Raman spectroscopic measurement device comprising: an atmosphere introducing unit for changing the temperature.
【請求項2】 顕微ラマンスペクトルの測定を行うため
の装置であって、試料を外部の雰囲気から隔離して保持
するための容器と、該容器に取り付けられた対物レンズ
と、該容器内の試料位置を雰囲気を破壊することなく移
動させる手段とを備えたことを特徴とする顕微ラマン分
光測定装置。
2. A device for measuring a microscopic Raman spectrum, which is a container for holding a sample in a manner separated from the external atmosphere, an objective lens attached to the container, and a sample in the container. And a means for moving the position without destroying the atmosphere.
【請求項3】 顕微ラマンスペクトルの測定を行うため
の装置であって、試料を外部の雰囲気から隔離して保持
するための容器と、該容器に取り付けられた対物レンズ
と、該容器内の温度を調整する手段を備えたことを特徴
とする顕微ラマン分光測定装置。
3. A device for measuring a microscopic Raman spectrum, comprising a container for holding a sample in isolation from an external atmosphere, an objective lens attached to the container, and a temperature in the container. A Raman spectroscopic apparatus for microscopic observation, characterized by comprising means for adjusting.
JP30749194A 1994-12-12 1994-12-12 Raman microspectroscopic measuring apparatus Withdrawn JPH08166342A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30749194A JPH08166342A (en) 1994-12-12 1994-12-12 Raman microspectroscopic measuring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30749194A JPH08166342A (en) 1994-12-12 1994-12-12 Raman microspectroscopic measuring apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08166342A true JPH08166342A (en) 1996-06-25

Family

ID=17969735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30749194A Withdrawn JPH08166342A (en) 1994-12-12 1994-12-12 Raman microspectroscopic measuring apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08166342A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102033060A (en) * 2010-09-27 2011-04-27 清华大学 Device for regulating test atmosphere of microscope Raman spectrometer
JP2012052846A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Tohoku Univ Method and system for structural analysis
JP2015113519A (en) * 2013-12-13 2015-06-22 株式会社キャタラー Fluid dispersion of metal composite particle and production method thereof
JP2017500568A (en) * 2013-12-18 2017-01-05 サーモ サイエンティフィック ポータブル アナリティカル インスツルメンツ インコーポレイテッド Explosive material detection by Raman spectroscopy

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012052846A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Tohoku Univ Method and system for structural analysis
CN102033060A (en) * 2010-09-27 2011-04-27 清华大学 Device for regulating test atmosphere of microscope Raman spectrometer
JP2015113519A (en) * 2013-12-13 2015-06-22 株式会社キャタラー Fluid dispersion of metal composite particle and production method thereof
JP2017500568A (en) * 2013-12-18 2017-01-05 サーモ サイエンティフィック ポータブル アナリティカル インスツルメンツ インコーポレイテッド Explosive material detection by Raman spectroscopy

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5861967B2 (en) In situ holder assembly
US7599048B2 (en) Optical emission spectroscopy process monitoring and material characterization
KR19980023920A (en) Solid sample analyzer and method
KR100582627B1 (en) Information acquisition apparatus, cross section evaluating apparatus, and cross section evaluating method
US6815377B2 (en) Laser annealing method and apparatus for determining laser annealing conditions
JP2008160127A (en) Analysis apparatus and method of wafer contaminant
JP3715956B2 (en) Information acquisition device, sample evaluation device, and sample evaluation method
JP7498225B2 (en) In-line chamber metrology
JPH08166342A (en) Raman microspectroscopic measuring apparatus
JP2001284281A (en) Laser machining device and method
JPH085471A (en) Method and device for measuring stress
JP5090134B2 (en) Sample holder for UV, visible and near infrared absorption spectrum measurement
JPH0254149A (en) Characteristic display device for semiconductor sample by photoluminescence
JPS61181947A (en) Direct laser emission spectrochemical analyzer for molten metal
JPH10253536A (en) Analysis device
CN111982832B (en) Measuring method and measuring instrument for two-dimensional material domain size
JP2010066080A (en) Raman spectroscopic apparatus
US20230034635A1 (en) Protective coating for nonlinear optical crystal
JPH08189917A (en) Mass spectrometry device
JPH01316463A (en) Device for forming thin film by laser irradiation
Rodriguez Development of Optically-coupled Scanning Tunneling Microscope for Investigation of Multi-pulse Laser Induced Defect States and Time Resolved Dynamics
CN115424912A (en) Ultrafast scanning electron microscope system and using method thereof
JPH03109719A (en) Manufacture of semiconductor device
CN112345472A (en) Cladding sample detection sample chamber and method based on double laser spectrums
JPH0714783A (en) Plasma cvd equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020305