JPH10246712A - 分析機器内の絶縁試料上を、ほぼ均一な表面電位にするための装置 - Google Patents
分析機器内の絶縁試料上を、ほぼ均一な表面電位にするための装置Info
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- JPH10246712A JPH10246712A JP9343242A JP34324297A JPH10246712A JP H10246712 A JPH10246712 A JP H10246712A JP 9343242 A JP9343242 A JP 9343242A JP 34324297 A JP34324297 A JP 34324297A JP H10246712 A JPH10246712 A JP H10246712A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ｘ線光電子又は２次イオン放射装置内の絶縁
試料の表面電位をほぼ均一にすること。 【解決手段】 装置は、ｘ線光電子又は２次イオン放射
装置内の絶縁試料上の表面電位を均一にする。照射領域
を含む資料領域は、低エネルギ電子のビームで照射され
て、正の電荷を中性化して、照射領域を負の荷電状態に
する。正のイオンは、照射領域に向けられて、負の電荷
を中性化する。電子ビームは、約２ｅＶよりも小さなエ
ネルギと約０．５ｅＶよりも小さなエネルギの拡がりを
有している。ビーム距離と、ビームの直径との比は、約
１０よりも小さい。イオンは、１０ｅＶよりも小さなエ
ネルギを有している。
試料の表面電位をほぼ均一にすること。 【解決手段】 装置は、ｘ線光電子又は２次イオン放射
装置内の絶縁試料上の表面電位を均一にする。照射領域
を含む資料領域は、低エネルギ電子のビームで照射され
て、正の電荷を中性化して、照射領域を負の荷電状態に
する。正のイオンは、照射領域に向けられて、負の電荷
を中性化する。電子ビームは、約２ｅＶよりも小さなエ
ネルギと約０．５ｅＶよりも小さなエネルギの拡がりを
有している。ビーム距離と、ビームの直径との比は、約
１０よりも小さい。イオンは、１０ｅＶよりも小さなエ
ネルギを有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面分析の際の絶
縁試料の表面電位の制御装置に関する。
縁試料の表面電位の制御装置に関する。
【０００２】本発明は、一般的に表面分析に関し、特
に、電子及びイオン放射分光分析、例えば、ｘ線光電子
分光分析及び２次イオン質量分光分析、更に特に、絶縁
試料の表面電位を制御して、その種の分光分析を行うこ
とができるようにすることに関する。
に、電子及びイオン放射分光分析、例えば、ｘ線光電子
分光分析及び２次イオン質量分光分析、更に特に、絶縁
試料の表面電位を制御して、その種の分光分析を行うこ
とができるようにすることに関する。
【０００３】
【従来の技術】ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）装置で
は、ｘ線ビームを用いて、試料の一部分を照射して、電
子を放射させる（例えば、米国特許公開第５３１５１１
３号公報（Ｌａｒｓｏｎ他））。これらの放射は、エネ
ルギアナライザを用いて分析されて、表面の成分が決定
される。しかし、絶縁試料では、電子は、ｘ線照射領域
内で正に荷電された表面から放射される。正の電荷は、
表面を横切って変化し、その際、放射された電子エネル
ギ及び飛翔経路に作用し、誤差が相応の分析中に導入さ
れる。
は、ｘ線ビームを用いて、試料の一部分を照射して、電
子を放射させる（例えば、米国特許公開第５３１５１１
３号公報（Ｌａｒｓｏｎ他））。これらの放射は、エネ
ルギアナライザを用いて分析されて、表面の成分が決定
される。しかし、絶縁試料では、電子は、ｘ線照射領域
内で正に荷電された表面から放射される。正の電荷は、
表面を横切って変化し、その際、放射された電子エネル
ギ及び飛翔経路に作用し、誤差が相応の分析中に導入さ
れる。
【０００４】２次イオン質量分光分析（ＳＩＭＳ）で
は、表面は、正のイオンで照射され、それにより、表面
から原子及びイオンが放射される。入射イオンによっ
て、絶縁試料上に正の電荷が形成される。 ｘ線光電子
分光分析（ＸＰＳ）の場合、そのような電荷によって、
分析中に誤差が入る。
は、表面は、正のイオンで照射され、それにより、表面
から原子及びイオンが放射される。入射イオンによっ
て、絶縁試料上に正の電荷が形成される。 ｘ線光電子
分光分析（ＸＰＳ）の場合、そのような電荷によって、
分析中に誤差が入る。
【０００５】この問題点の種々の解決手法としては、少
なくともｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）の場合、電位の
勾配を平滑にするために試料の近傍に格子が挿入される
（米国特許公開第４６８０４６７号公報（Ｂｒｙｓｏ
ｎ）に開示されている）。しかし、これにより、干渉要
素が導入されることになり、従って、適用可能領域が限
定される。
なくともｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）の場合、電位の
勾配を平滑にするために試料の近傍に格子が挿入される
（米国特許公開第４６８０４６７号公報（Ｂｒｙｓｏ
ｎ）に開示されている）。しかし、これにより、干渉要
素が導入されることになり、従って、適用可能領域が限
定される。
【０００６】他の解決手法では、試料が、低エネルギ電
子で照射されることによって中性化される。これによ
り、技術的に有意義に改善されるが、一般的に、光放出
領域よりも大きな領域が照射されるので、非均一に中性
化され、それにより、光電子領域の外側の領域内に過剰
な負の電荷が供給される。米国特許公開第５４３２３４
５号公報（“Ｋｅｌｌｙ ｐａｔｅｎｔ”）には、紫外
線又は正イオンビームの照射を用いて負の過剰電荷を放
電することによって磁場勾配を平滑化することが開示さ
れている。この、放射又はイオンを用いた技術は、勾配
を極めて有意義に低減することができるが、幾らかの勾
配が残存して、分析に影響を及ぼす。つまり、前述の米
国特許公開第５４３２３４５号公報（“Ｋｅｌｌｙ ｐ
ａｔｅｎｔ”）は、第１に、紫外線放射用であり、正イ
オンを用いる点での詳細は殆ど開示されていない。イオ
ン源は、通常のように、スパッタリング等に使用され、
典型的には、１０ｅＶ以上の大きなエネルギのイオンを
発生する（低エネルギ装置が経験的に使用されているに
も拘わらず）。
子で照射されることによって中性化される。これによ
り、技術的に有意義に改善されるが、一般的に、光放出
領域よりも大きな領域が照射されるので、非均一に中性
化され、それにより、光電子領域の外側の領域内に過剰
な負の電荷が供給される。米国特許公開第５４３２３４
５号公報（“Ｋｅｌｌｙ ｐａｔｅｎｔ”）には、紫外
線又は正イオンビームの照射を用いて負の過剰電荷を放
電することによって磁場勾配を平滑化することが開示さ
れている。この、放射又はイオンを用いた技術は、勾配
を極めて有意義に低減することができるが、幾らかの勾
配が残存して、分析に影響を及ぼす。つまり、前述の米
国特許公開第５４３２３４５号公報（“Ｋｅｌｌｙ ｐ
ａｔｅｎｔ”）は、第１に、紫外線放射用であり、正イ
オンを用いる点での詳細は殆ど開示されていない。イオ
ン源は、通常のように、スパッタリング等に使用され、
典型的には、１０ｅＶ以上の大きなエネルギのイオンを
発生する（低エネルギ装置が経験的に使用されているに
も拘わらず）。
【０００７】既存のｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）装置
の一般的な問題点は、電子照射を利用しても、中性化装
置の作動条件に敏感であることである。再生可能な光電
子ピーク位置及びピーク形状を得難くなる。
の一般的な問題点は、電子照射を利用しても、中性化装
置の作動条件に敏感であることである。再生可能な光電
子ピーク位置及びピーク形状を得難くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、ｘ線
光電子又は２次イオン放射装置（その中で、試料は、エ
ネルギビームを受け取る放射領域を有していて、試料か
ら放射を発生し、それにより、放射領域の正の電荷を生
じるようにする）内の絶縁試料の表面電位をほぼ均一に
することにある。他の課題は、勾配の何らかの残余（前
述の背景技術によって生じるものよりも小さいながら）
のある表面電位をほぼ均一にすることにある。
光電子又は２次イオン放射装置（その中で、試料は、エ
ネルギビームを受け取る放射領域を有していて、試料か
ら放射を発生し、それにより、放射領域の正の電荷を生
じるようにする）内の絶縁試料の表面電位をほぼ均一に
することにある。他の課題は、勾配の何らかの残余（前
述の背景技術によって生じるものよりも小さいながら）
のある表面電位をほぼ均一にすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述の各課題は、少なく
とも部分的に、装置に、正の電荷を中和するために、放
射領域を有する試料領域を低エネルギ電子の電子ビーム
で照射し、該照射の際、前記放射領域の外側の前記照射
領域は負の荷電状態にされる電子手段を設けることによ
って解決される。更に、装置には、正のイオンを、少な
くとも、前記放射領域の直ぐ近くの照射領域の部分に方
向付けて、前記部分内の負の電荷を中和するイオン手段
が設けられる。
とも部分的に、装置に、正の電荷を中和するために、放
射領域を有する試料領域を低エネルギ電子の電子ビーム
で照射し、該照射の際、前記放射領域の外側の前記照射
領域は負の荷電状態にされる電子手段を設けることによ
って解決される。更に、装置には、正のイオンを、少な
くとも、前記放射領域の直ぐ近くの照射領域の部分に方
向付けて、前記部分内の負の電荷を中和するイオン手段
が設けられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明によると、電子手段は、約
２ｅＶより小さな低エネルギで、約０．５ｅＶより小さ
なエネルギ拡がりの電子ビームを発生するように構成さ
れている。有利な実施例では、約２ｅＶより小さな仕事
関数の電子放射材から形成されていて、低エネルギ電子
ビームを発生する熱イオン電子エミッターを有する電子
手段が設けられている。
２ｅＶより小さな低エネルギで、約０．５ｅＶより小さ
なエネルギ拡がりの電子ビームを発生するように構成さ
れている。有利な実施例では、約２ｅＶより小さな仕事
関数の電子放射材から形成されていて、低エネルギ電子
ビームを発生する熱イオン電子エミッターを有する電子
手段が設けられている。
【００１１】他の実施例では、有利には、低エネルギ電
子ビームと組み合わされて、イオンが、実質的に、１０
ｅＶより小さなイオンエネルギを有しているように構成
されている。別の実施例では、有利には、低エネルギ電
子ビームと低イオンエネルギと組み合わされて、電子手
段は、試料から所定の距離の箇所に離隔されており、電
子ビームは、前記試料の箇所で所定のビーム直径を有し
ており、前記距離と前記直径との比は、約１０より小さ
い。
子ビームと組み合わされて、イオンが、実質的に、１０
ｅＶより小さなイオンエネルギを有しているように構成
されている。別の実施例では、有利には、低エネルギ電
子ビームと低イオンエネルギと組み合わされて、電子手
段は、試料から所定の距離の箇所に離隔されており、電
子ビームは、前記試料の箇所で所定のビーム直径を有し
ており、前記距離と前記直径との比は、約１０より小さ
い。
【００１２】
【実施例】実施例では、本発明で有用な装置が、表面分
析用のｘ線光電子（ＸＰＳ）と共に利用されている（例
えば、既述の米国特許公開第５５１３１１３号公報
（“Ｌａｒｓｏｎ ｐａｔｅｎｔ“）に開示されている
（ここには引用例として全体が挿入されている）。絶縁
試料２（図１）は、 ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）装
置４の真空室内に取り付けられている。ｘ線６は、通常
のように、試料の方に向けられており、その際、ｘ線
は、放射領域又は試料上のスポット１２（図２）を照射
して、光電子（図示していない）を送出する。電子銃７
は、低エネルギ電子８を送出して、試料に照射される。
荷電分子源１０は、正イオン１１のビームを試料の方に
向ける。電子銃及びイオン源は、有利には、コンピュー
タ（既述の米国特許公開第５５１３１１３号公報（“Ｌ
ａｒｓｏｎ ｐａｔｅｎｔ“）に記載されているのと同
様なシステムコンピュータでよい）によって制御され
る。
析用のｘ線光電子（ＸＰＳ）と共に利用されている（例
えば、既述の米国特許公開第５５１３１１３号公報
（“Ｌａｒｓｏｎ ｐａｔｅｎｔ“）に開示されている
（ここには引用例として全体が挿入されている）。絶縁
試料２（図１）は、 ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）装
置４の真空室内に取り付けられている。ｘ線６は、通常
のように、試料の方に向けられており、その際、ｘ線
は、放射領域又は試料上のスポット１２（図２）を照射
して、光電子（図示していない）を送出する。電子銃７
は、低エネルギ電子８を送出して、試料に照射される。
荷電分子源１０は、正イオン１１のビームを試料の方に
向ける。電子銃及びイオン源は、有利には、コンピュー
タ（既述の米国特許公開第５５１３１１３号公報（“Ｌ
ａｒｓｏｎ ｐａｔｅｎｔ“）に記載されているのと同
様なシステムコンピュータでよい）によって制御され
る。
【００１３】試料面からの光電子の放出により、放射領
域１２は正に荷電される。低エネルギ電子によって照射
される領域１４は、放射領域よりも大きく且つ放射領域
を含み、従って、正の電荷を中性化するが、放射領域の
外側の領域内に過剰な負の電荷を生じさせる。イオンビ
ーム１１は、負の電荷を中性化するために、放射領域に
近い、この領域の少なくとも部分１６に向けられる。こ
の図では、正のイオンの領域は、電子照射領域１４より
も大きいように示されているにも拘わらず、イオンビー
ムは、照射領域と等しいか、又は小さな領域に向けられ
ている（但し、放射領域の周囲の有意領域は、イオンビ
ームによって覆われていて、放射領域内及び放射領域の
周囲の電位勾配を有効に最小にするとする）。典型的な
ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）分光計では、ｘ線放射領
域１２は、直径１ｍｍ又はそれ以下であり、電子領域１
４は、直径１〜１０ｃｍであり、イオン領域１６は、直
径１０〜５０ｃｍである。
域１２は正に荷電される。低エネルギ電子によって照射
される領域１４は、放射領域よりも大きく且つ放射領域
を含み、従って、正の電荷を中性化するが、放射領域の
外側の領域内に過剰な負の電荷を生じさせる。イオンビ
ーム１１は、負の電荷を中性化するために、放射領域に
近い、この領域の少なくとも部分１６に向けられる。こ
の図では、正のイオンの領域は、電子照射領域１４より
も大きいように示されているにも拘わらず、イオンビー
ムは、照射領域と等しいか、又は小さな領域に向けられ
ている（但し、放射領域の周囲の有意領域は、イオンビ
ームによって覆われていて、放射領域内及び放射領域の
周囲の電位勾配を有効に最小にするとする）。典型的な
ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）分光計では、ｘ線放射領
域１２は、直径１ｍｍ又はそれ以下であり、電子領域１
４は、直径１〜１０ｃｍであり、イオン領域１６は、直
径１０〜５０ｃｍである。
【００１４】本発明の１実施例によると、ビーム１１の
イオンは、実質的に、１０ｅＶより小さな低イオンエネ
ルギである。適切なイオン銃（図３）では、イオン化室
１８は、熱イオンフィラメント２０を有しており、この
熱イオンフィラメントは、電子を放出し、この電子は、
管状格子２２の正の電位によって加速されて、その中の
アルゴンガスをイオン化する。放出電流は、格子の電流
計２３で測定される。ガスは、ガス供給部２６からの調
整入り口２４を通って、約２５ｍＰａの室圧力にする。
圧力は、引き出し電極として作用する室１８の電流計３
０によって検出される。イオン化室内の開口１９の後ろ
に続いて、円筒コンデンサレンズ３１、開口３６、一対
のビーム湾曲板３２、円筒対物レンズ３３、進路制御用
のオプションとして、円筒集合４極乃至８極偏向板３４
が設けられている。これらの部材を有する管３８は、比
較的低いフローティング状態の電圧に設定されている。
イオンは、管を通って高電圧格子２２から加速され、接
地された円錐形出口リング４０内に貫入し、それから、
接地された試料２に照射される。レンズ電圧は、ビーム
電圧のパーセンテージとして検出される。管３８内に
は、湾曲板３２の位置に約５°のベンドが設けられてい
て、イオンビームからの中性原子を除去するようにされ
ている。前述の構成は、適切なイオン源を示すにも拘わ
らず、有利又は所望な低エネルギ源（使用される装置に
適合することができる）を利用することができる。
イオンは、実質的に、１０ｅＶより小さな低イオンエネ
ルギである。適切なイオン銃（図３）では、イオン化室
１８は、熱イオンフィラメント２０を有しており、この
熱イオンフィラメントは、電子を放出し、この電子は、
管状格子２２の正の電位によって加速されて、その中の
アルゴンガスをイオン化する。放出電流は、格子の電流
計２３で測定される。ガスは、ガス供給部２６からの調
整入り口２４を通って、約２５ｍＰａの室圧力にする。
圧力は、引き出し電極として作用する室１８の電流計３
０によって検出される。イオン化室内の開口１９の後ろ
に続いて、円筒コンデンサレンズ３１、開口３６、一対
のビーム湾曲板３２、円筒対物レンズ３３、進路制御用
のオプションとして、円筒集合４極乃至８極偏向板３４
が設けられている。これらの部材を有する管３８は、比
較的低いフローティング状態の電圧に設定されている。
イオンは、管を通って高電圧格子２２から加速され、接
地された円錐形出口リング４０内に貫入し、それから、
接地された試料２に照射される。レンズ電圧は、ビーム
電圧のパーセンテージとして検出される。管３８内に
は、湾曲板３２の位置に約５°のベンドが設けられてい
て、イオンビームからの中性原子を除去するようにされ
ている。前述の構成は、適切なイオン源を示すにも拘わ
らず、有利又は所望な低エネルギ源（使用される装置に
適合することができる）を利用することができる。
【００１５】他の実施例によると、照射電子は、比較的
狭いエネルギ拡がりを有しており、この拡がりは、実質
的に約０．５ｅＶより小さく、例えば、約０．３ｅＶで
ある。つまり、有利には、電子は、非常に低いエネルギ
を有しており、有利には、２ｅＶより小さい（通常の照
射の場合の約１〜１０ｅＶの拡がりと比較して）。電子
銃７（図４）は、典型的には、電流で加熱された熱イオ
ンエミッター４２を有しており、その際、放射された電
子は、円筒状引出し器４４を通して加速される所望のエ
ネルギ拡がりを達成するための有利な手段では、エミッ
ター４２は、例えば、１ｅＶの場合に、約２ｅＶより小
さな仕事関数を有している電子放射材から形成されてい
る。比較のために挙げると、通常のタングステンエミッ
ターは、約４．５ｅＶの仕事関数を有している。低い仕
事関数では、エミッターは、低い温度で作動され、それ
により、実質的に、ボルツマン分布の高エネルギ端部で
のエネルギ分布及び分割の幅が低減される。例えば、エ
ミッターは、ディスクに溶接された支持脚部４９での電
流によって加熱されたプラチナディスク４８上のバリウ
ム−ストロンチウム酸化物のフィルム４６から形成する
とよい。このフィルムは、同様に、真空管内のエミッタ
ー用に利用されるニッケル容器上に形成すると有利であ
る。適切なエミッターは、モデルＥＳ−０１５バリウム
酸化ディスクカソード、Ｋｉｍｂａｌｌ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ Ｉｎｃ．Ｗｉｌｔｏｎ，ＮＨである。
狭いエネルギ拡がりを有しており、この拡がりは、実質
的に約０．５ｅＶより小さく、例えば、約０．３ｅＶで
ある。つまり、有利には、電子は、非常に低いエネルギ
を有しており、有利には、２ｅＶより小さい（通常の照
射の場合の約１〜１０ｅＶの拡がりと比較して）。電子
銃７（図４）は、典型的には、電流で加熱された熱イオ
ンエミッター４２を有しており、その際、放射された電
子は、円筒状引出し器４４を通して加速される所望のエ
ネルギ拡がりを達成するための有利な手段では、エミッ
ター４２は、例えば、１ｅＶの場合に、約２ｅＶより小
さな仕事関数を有している電子放射材から形成されてい
る。比較のために挙げると、通常のタングステンエミッ
ターは、約４．５ｅＶの仕事関数を有している。低い仕
事関数では、エミッターは、低い温度で作動され、それ
により、実質的に、ボルツマン分布の高エネルギ端部で
のエネルギ分布及び分割の幅が低減される。例えば、エ
ミッターは、ディスクに溶接された支持脚部４９での電
流によって加熱されたプラチナディスク４８上のバリウ
ム−ストロンチウム酸化物のフィルム４６から形成する
とよい。このフィルムは、同様に、真空管内のエミッタ
ー用に利用されるニッケル容器上に形成すると有利であ
る。適切なエミッターは、モデルＥＳ−０１５バリウム
酸化ディスクカソード、Ｋｉｍｂａｌｌ Ｐｈｙｓｉｃ
ｓ Ｉｎｃ．Ｗｉｌｔｏｎ，ＮＨである。
【００１６】択一選択的に、所望のエネルギ拡がりは、
電子源、例えば、熱イオンエミッター４２’と試料との
間に配設された半球静電アナライザ５０（図５）のよう
な電子エネルギフィルタ（必要に応じて、１つ以上の中
間レンズ５２を有している）によって達成するとよい。
そのようなフィルタは、本願用に構成された静電又は電
磁エネルギアナライザ、例えば、円筒静電アナライザ、
又は、既述の米国特許公開第５５１３１１３号公報
（“Ｌａｒｓｏｎ ｐａｔｅｎｔ“）に開示されたタイ
プの半球静電アナライザ（図示のような）にするとよ
い。
電子源、例えば、熱イオンエミッター４２’と試料との
間に配設された半球静電アナライザ５０（図５）のよう
な電子エネルギフィルタ（必要に応じて、１つ以上の中
間レンズ５２を有している）によって達成するとよい。
そのようなフィルタは、本願用に構成された静電又は電
磁エネルギアナライザ、例えば、円筒静電アナライザ、
又は、既述の米国特許公開第５５１３１１３号公報
（“Ｌａｒｓｏｎ ｐａｔｅｎｔ“）に開示されたタイ
プの半球静電アナライザ（図示のような）にするとよ
い。
【００１７】試料での照射電子の最大電流は、試料の直
ぐ近くの空間電荷によって制限されており、その最大値
は、電子銃と試料との間隔Ｌと試料の照射電子ビームの
直径との比Ｌ／Ｄの二乗に反比例する。この直径は、一
般的に、電子銃の出口の直径とほぼ同じである。比Ｌ／
Ｄは、有利には、約１０より小さい、更に有利には、６
より小さくすべきであり、その際、Ｄは、電子銃の出口
でのビーム直径であるとする。
ぐ近くの空間電荷によって制限されており、その最大値
は、電子銃と試料との間隔Ｌと試料の照射電子ビームの
直径との比Ｌ／Ｄの二乗に反比例する。この直径は、一
般的に、電子銃の出口の直径とほぼ同じである。比Ｌ／
Ｄは、有利には、約１０より小さい、更に有利には、６
より小さくすべきであり、その際、Ｄは、電子銃の出口
でのビーム直径であるとする。
【００１８】特に有利には、前述の実施例の少なくとも
２つ、有利には、全てを組み合わせ利用するとよい。従
って、有利な実施例では、イオンエネルギは、ほぼ１０
ｅＶよりも小さく、照射電子は、低仕事関数のエミッタ
ーで達成される約０．５ｅＶより小さな狭エネルギ拡が
りで約２ｅＶより小さなエネルギを有しており、電子銃
の距離とビーム直径との比は、約１０よりも小さい。一
層有利には、照射電子は、約２ｅＶより小さな仕事関数
の電子エミッターで形成される。
２つ、有利には、全てを組み合わせ利用するとよい。従
って、有利な実施例では、イオンエネルギは、ほぼ１０
ｅＶよりも小さく、照射電子は、低仕事関数のエミッタ
ーで達成される約０．５ｅＶより小さな狭エネルギ拡が
りで約２ｅＶより小さなエネルギを有しており、電子銃
の距離とビーム直径との比は、約１０よりも小さい。一
層有利には、照射電子は、約２ｅＶより小さな仕事関数
の電子エミッターで形成される。
【００１９】前述の改善実施例では、米国特許公開第５
４３２３４５号公報（“Ｋｅｌｌｙｐａｔｅｎｔ”）に
開示されている電位よりも実質的に一層均一であるとい
うことが分かった。つまり、装置は、有意義に一層ロー
ブストであり、従来技術よりも一層信頼性が高く、その
際、試料のタイプの範囲と表明領域は、分析的な結果及
び設定電子照射電流の感度での前述の変化なしに分析す
ることができる。電子銃を低電子エネルギ及び近接距離
にすることによって、高い照射電流密度にすることがで
きる。光電子密度は、絶縁試料上の焦点化された１０ミ
クロンの直径ｘ線ビームスポットの場合に約４０ｎＡ／
ｍｍ２に達する。中性電子流の場合には、光電子電流よ
りも少なくとも１０倍大きくするのが有利であり、こう
することによって、組み合わされた改善実施例により、
４００ｎＡ／ｍｍ２に達することができる。
４３２３４５号公報（“Ｋｅｌｌｙｐａｔｅｎｔ”）に
開示されている電位よりも実質的に一層均一であるとい
うことが分かった。つまり、装置は、有意義に一層ロー
ブストであり、従来技術よりも一層信頼性が高く、その
際、試料のタイプの範囲と表明領域は、分析的な結果及
び設定電子照射電流の感度での前述の変化なしに分析す
ることができる。電子銃を低電子エネルギ及び近接距離
にすることによって、高い照射電流密度にすることがで
きる。光電子密度は、絶縁試料上の焦点化された１０ミ
クロンの直径ｘ線ビームスポットの場合に約４０ｎＡ／
ｍｍ２に達する。中性電子流の場合には、光電子電流よ
りも少なくとも１０倍大きくするのが有利であり、こう
することによって、組み合わされた改善実施例により、
４００ｎＡ／ｍｍ２に達することができる。
【００２０】本発明は、同様に、試料表面を正の荷電状
態にする他の分析装置（例えば、表面を正のイオンで照
射する２次イオン量分析装置（ＳＩＭＳ））で絶縁試料
を中性化するのに利用される。電子照射及び低エネルギ
正イオンを導入することは、実質的に、 ｘ線光電子分
光分析（ＸＰＳ）と同様にして行われる。図１では、ｘ
線６は、正イオンのビーム（イオン１１の中性化ビーム
から分離される）に代えられている。
態にする他の分析装置（例えば、表面を正のイオンで照
射する２次イオン量分析装置（ＳＩＭＳ））で絶縁試料
を中性化するのに利用される。電子照射及び低エネルギ
正イオンを導入することは、実質的に、 ｘ線光電子分
光分析（ＸＰＳ）と同様にして行われる。図１では、ｘ
線６は、正イオンのビーム（イオン１１の中性化ビーム
から分離される）に代えられている。
【００２１】本発明について、上述の特定の実施例を用
いて説明したが、本発明の技術思想内で種々の変更及び
変化することができ、従属請求項の範囲は、当業者にと
って明らかである。従って、本発明は、従属請求項乃至
該従属請求項と等化的な内容によって限定されるに過ぎ
ない。
いて説明したが、本発明の技術思想内で種々の変更及び
変化することができ、従属請求項の範囲は、当業者にと
って明らかである。従って、本発明は、従属請求項乃至
該従属請求項と等化的な内容によって限定されるに過ぎ
ない。
【図１】本発明の装置の略図
【図２】図１の試料の表面を示す図
【図３】図１の装置で使用されるイオン銃の略図
【図４】図１の装置で使用される電子銃の略図
【図５】図１の電子源の代わりに、電子エネルギフィル
タを組み入れた源を備えた実施例の略図
タを組み入れた源を備えた実施例の略図
２ 試料 ４ Ｘ線光電子装置 ６ Ｘ線 ７ 電子銃 ８ 低エネルギ電子 １２ スポット １０ 荷電粒子源 １１ 正イオン １２ Ｘ線放射領域 １４ 電子照射領域 １６ イオン領域 ２０ 熱イオンフィラメント ２２ 管状格子 ２６ ガス供給部 ３２ ビーム湾曲板 ３４ 偏向板 ４０ リング ４２ 熱イオンエミッター ４４ 円筒状引き出し器 ４８ プラチナディスク ５０ 半球静電アナライザ ５２ 中間レンズ
Claims (19)
- 【請求項１】 分析機器内の絶縁試料上を、ほぼ均一な
表面電位にするための装置であって、前記試料は、放射
領域の正の電荷を生じるように、前記試料からの放射に
作用するエネルギビームを受け取る放射領域を有してい
る装置において、電子手段とイオン手段とを有してお
り、前記電子手段は、正の電荷を中和するために、放射
領域を有する試料領域を低エネルギ電子の電子ビームで
照射し、該照射の際、前記放射領域の外側の前記照射領
域は負の荷電状態にされ、前記イオン手段は、正のイオ
ンを、少なくとも、前記放射領域の直ぐ近くの照射領域
の部分に方向付けて、前記部分内の負の電荷を中和し、
前記電子手段は、約２ｅＶより小さな低エネルギで、約
０．５ｅＶより小さなエネルギ拡がりの電子ビームを発
生するように構成されていることを特徴とする装置。 - 【請求項２】 電子手段は、電子源と電子エネルギフィ
ルタとを有しており、該電子エネルギフィルタは、前記
電子源と試料との間に配設されていて、低エネルギの電
子ビームを発生する請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 電子手段は、熱イオン電子エミッターを
有しており、該熱イオン電子エミッターは、約２ｅＶよ
り小さな仕事関数の電子放射材から形成されていて、低
エネルギ電子ビームを発生する請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 イオンは、実質的に、１０ｅＶより小さ
なイオンエネルギを有している請求項３記載の装置。 - 【請求項５】 電子手段は、試料から所定の距離の箇所
に離隔されており、電子ビームは、前記試料の箇所で所
定のビーム直径を有しており、前記距離と前記直径との
比は、約１０より小さい請求項４記載の装置。 - 【請求項６】 エネルギビームは、ｘ線ビームであっ
て、光電子を放射して正の電荷を発生する請求項５記載
の装置。 - 【請求項７】 電子手段は、試料から所定の距離の箇所
に離隔されており、電子ビームは、前記試料の箇所で所
定のビーム直径を有しており、前記距離と前記直径との
比は、約１０より小さい請求項３記載の装置。 - 【請求項８】 イオンは、実質的に、１０ｅＶより小さ
なイオンエネルギを有している請求項１記載の装置。 - 【請求項９】 電子手段は、試料から所定の距離の箇所
に離隔されており、電子ビームは、前記試料の箇所で所
定のビーム直径を有しており、前記距離と前記直径との
比は、約１０より小さい請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 電子手段は、試料から所定の距離の箇
所に離隔されており、電子ビームは、前記試料の箇所で
所定のビーム直径を有しており、前記距離と前記直径と
の比は、約１０より小さい請求項１記載の装置。 - 【請求項１１】 エネルギビームは、ｘ線ビームであっ
て、それにより、光電子を放射して正の電荷を発生する
ようにされている請求項１記載の装置。 - 【請求項１２】 エネルギビームは、正のイオンビーム
であって、それにより、正の電荷を発生するようにされ
ている請求項１記載の装置。 - 【請求項１３】 分析機器内の絶縁試料上を、ほぼ均一
な表面電位にするための装置であって、前記試料は、放
射領域の正の電荷を生じるように、前記試料からの放射
に作用するエネルギビームを受け取る放射領域を有して
いる装置において、電子手段とイオン手段とを有してお
り、前記電子手段は、正の電荷を中和するために、放射
領域を有する試料領域を低エネルギ電子の電子ビームで
照射し、該照射の際、前記放射領域の外側の前記照射領
域は負の荷電状態にされ、前記イオン手段は、正のイオ
ンを、少なくとも、前記放射領域の直ぐ近くの照射領域
の部分に方向付けて、前記部分内の負の電荷を中和し、
イオンは、実質的に１０ｅＶより小さなイオンエネルギ
を有しているように構成されていることを特徴とする装
置。 - 【請求項１４】 電子手段は、試料から所定の距離の箇
所に離隔されており、電子ビームは、前記試料の箇所で
所定のビーム直径を有しており、前記距離と前記直径と
の比は、約１０より小さい請求項１記載の装置。 - 【請求項１５】 エネルギビームは、ｘ線ビームであっ
て、それにより、光電子を放射して正の電荷を発生する
ようにされている請求項１３記載の装置。 - 【請求項１６】 エネルギビームは、正のイオンビーム
であって、それにより、正の電荷を発生するようにされ
ている請求項１３記載の装置。 - 【請求項１７】 分析機器内の絶縁試料上を、ほぼ均一
な表面電位にするための装置であって、前記試料は、放
射領域の正の電荷を生じるように、前記試料からの放射
に作用するエネルギビームを受け取る放射領域を有して
いる装置において、電子手段とイオン手段とを有してお
り、前記電子手段は、正の電荷を中和するために、放射
領域を有する試料領域を低エネルギ電子の電子ビームで
照射し、該照射の際、前記放射領域の外側の前記照射領
域は負の荷電状態にされ、前記イオン手段は、正のイオ
ンを、少なくとも、前記放射領域の直ぐ近くの照射領域
の部分に方向付けて、前記部分内の負の電荷を中和し、
前記電子手段は、試料から所定の距離の箇所に離隔され
ており、電子ビームは、前記試料の箇所で所定のビーム
直径を有しており、前記距離と前記直径との比は、約１
０より小さいことを特徴とする装置。 - 【請求項１８】 エネルギビームは、ｘ線ビームであっ
て、それにより、光電子を放射して正の電荷を発生する
ようにされている請求項１７記載の装置。 - 【請求項１９】 エネルギビームは、正のイオンビーム
であって、それにより、正の電荷を発生するようにされ
ている請求項１７記載の装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US3360996P | 1996-12-17 | 1996-12-17 | |
| US08/968,454 US5990476A (en) | 1996-12-17 | 1997-11-12 | Control of surface potential of insulating specimens in surface analysis |
| US60/033609 | 1997-11-12 | ||
| US08/968454 | 1997-11-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246712A true JPH10246712A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3616714B2 JP3616714B2 (ja) | 2005-02-02 |
Family
ID=26709906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34324297A Expired - Fee Related JP3616714B2 (ja) | 1996-12-17 | 1997-12-12 | 分析機器内の絶縁試料上を所定表面電位にするための装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5990476A (ja) |
| EP (1) | EP0848247B1 (ja) |
| JP (1) | JP3616714B2 (ja) |
| DE (2) | DE69713725T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258017A (ja) * | 2006-03-23 | 2007-10-04 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子線パターン測定装置 |
| JP2023539347A (ja) * | 2020-08-28 | 2023-09-13 | アルバック・ファイ株式会社 | パルス状デュアルビーム帯電中和を含む方法及びシステム |
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| US6291823B1 (en) * | 1999-10-12 | 2001-09-18 | Sandia Corporation | Ion-induced electron emission microscopy |
| EP1296352A4 (en) | 2000-06-27 | 2007-04-18 | Ebara Corp | INVESTIGATION DEVICE FOR LOADED PARTICLE RAYS AND METHOD FOR PRODUCING A COMPONENT ELEVATED WITH THIS INSPECTION DEVICE |
| IL137208A0 (en) * | 2000-07-06 | 2001-07-24 | Yeda Res & Dev | Method for depth profiling of a sample |
| JP4357752B2 (ja) * | 2001-01-24 | 2009-11-04 | エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社 | 広域と局所的帯電を中和させる電子照射手段及び集束イオンビーム装置 |
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| JP4497889B2 (ja) * | 2003-10-29 | 2010-07-07 | アルバック・ファイ株式会社 | 電子分光分析方法及び分析装置 |
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| KR20130122281A (ko) * | 2012-04-30 | 2013-11-07 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 전극 표면의 피막 분석 장치 및 이를 이용한 리튬 이차 전지용 전극 표면의 피막 분석 방법 |
| US11154903B2 (en) * | 2016-05-13 | 2021-10-26 | Jiangsu Favored Nanotechnology Co., Ltd. | Apparatus and method for surface coating by means of grid control and plasma-initiated gas-phase polymerization |
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| US4680467A (en) * | 1986-04-08 | 1987-07-14 | Kevex Corporation | Electron spectroscopy system for chemical analysis of electrically isolated specimens |
| GB8703012D0 (en) * | 1987-02-10 | 1987-03-18 | Vg Instr Group | Secondary ion mass spectrometer |
| JPH01220350A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-04 | Hitachi Ltd | 帯電抑制方法及びその装置を用いた粒子線照射装置 |
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-
1997
- 1997-11-12 US US08/968,454 patent/US5990476A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-21 EP EP97120498A patent/EP0848247B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-21 DE DE69713725T patent/DE69713725T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-21 DE DE69737942T patent/DE69737942T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-12 JP JP34324297A patent/JP3616714B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69713725T2 (de) | 2002-10-24 |
| DE69713725D1 (de) | 2002-08-08 |
| EP0848247B1 (en) | 2002-07-03 |
| EP0848247A1 (en) | 1998-06-17 |
| DE69737942D1 (de) | 2007-08-30 |
| DE69737942T2 (de) | 2007-11-08 |
| JP3616714B2 (ja) | 2005-02-02 |
| US5990476A (en) | 1999-11-23 |
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