JPS5941272B2 - Blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer - Google Patents

Blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer

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JPS5941272B2
JPS5941272B2 JP57098296A JP9829682A JPS5941272B2 JP S5941272 B2 JPS5941272 B2 JP S5941272B2 JP 57098296 A JP57098296 A JP 57098296A JP 9829682 A JP9829682 A JP 9829682A JP S5941272 B2 JPS5941272 B2 JP S5941272B2
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JP
Japan
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cylindrical mirror
blocking potential
stage cylindrical
sample
type single
Prior art date
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Application number
JP57098296A
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Japanese (ja)
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JPS58216352A (en
Inventor
彰博 田中
禎一 本間
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TOKYO DAIGAKU
Original Assignee
TOKYO DAIGAKU
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Publication date
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Publication of JPS58216352A publication Critical patent/JPS58216352A/en
Publication of JPS5941272B2 publication Critical patent/JPS5941272B2/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J49/00Particle spectrometers or separator tubes
    • H01J49/44Energy spectrometers, e.g. alpha-, beta-spectrometers
    • H01J49/46Static spectrometers
    • H01J49/48Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter
    • H01J49/482Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter with cylindrical mirrors

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、試料の表層構造を解析するためのオージエ分
析装置に用いて好適の円筒鏡分析器に関し、特に一段型
の円筒鏡分析器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a cylindrical mirror analyzer suitable for use in an Auger analyzer for analyzing the surface structure of a sample, and particularly to a single-stage cylindrical mirror analyzer.

従来の一段型円筒鏡分析器としては、第1図に示すよう
なものがあり、この分析器1は、内筒2や外筒3等をそ
なえており、更に試料Sと電子増倍管EMとの間に介装
されている。
As a conventional one-stage cylindrical mirror analyzer, there is one as shown in Fig. 1. This analyzer 1 is equipped with an inner cylinder 2, an outer cylinder 3, etc., and further includes a sample S and an electron multiplier tube EM. It is interposed between.

なお、内筒2の電子増倍管側端部には、スリツトAが設
けられている.ところで、第1図に示す従来の一段型円
筒鏡分析器においては、第1図の点Pが設計上の測定点
であるが、同図に破線で示すごとく点P以外の点P′か
らの信号もかなりこの分析器1を通過して電子増倍管(
検出器)EMに入る。
Note that a slit A is provided at the end of the inner cylinder 2 on the electron multiplier tube side. By the way, in the conventional single-stage cylindrical mirror analyzer shown in Fig. 1, point P in Fig. 1 is the designed measurement point, but as shown by the broken line in the same figure, there is a measurement point from point P' other than point P. The signal also passes through this analyzer 1 to an electron multiplier (
detector) enters EM.

このような場合には、分解能の低下や強度の減少だけで
はなく、ピーク強度のバランスにも影響が現れる。この
強度比の変化は、エネルギー値の離れたスベクトルでは
殊に顕著である。
In such a case, not only is the resolution lowered and the intensity reduced, but the balance of peak intensities is also affected. This change in intensity ratio is particularly noticeable in vectors with far apart energy values.

例えば純シリコン(Si)rおいて、−92eVに存在
するLMMオージエ電子ピークと、−1662eV!I
C.存在するKLLオージエ電子ピークとの強度を比較
した場合には、表1からもわかるように、測定位置のわ
ずか0.1Tmの移動により、この比は約20%もの変
動を示す。なお、この表1はSi試料および円筒鏡分析
器1を固定しておき、電子線を移動させたときの強度比
の変化を示すもので、Xは移動距離,γは(1622e
Vピークの強度)/(92eピークの強度),σはγの
値を20個以上使用して求めた標準偏差である。
For example, in pure silicon (Si)r, the LMM Auger electron peak exists at -92eV and -1662eV! I
C. When comparing the intensity with the existing KLL Augier electron peak, as can be seen from Table 1, this ratio changes by about 20% due to a movement of only 0.1 Tm in the measurement position. Table 1 shows the change in intensity ratio when the Si sample and the cylindrical mirror analyzer 1 are fixed and the electron beam is moved, where X is the moving distance and γ is (1622e
V peak intensity)/(92e peak intensity), σ is the standard deviation obtained using 20 or more values of γ.

また、電子の加速は5k,変調は2V,−,(3.2e
)である。
Also, the acceleration of the electron is 5k, the modulation is 2V, -, (3.2e
).

そこで、これを避けるために、1次電子を十分町に太い
ものにすることも考えられるが、これでは微小点の分析
が困難になるという問題点がある.さらにエネルギー分
解能についても犠牲を払うことになる。
To avoid this, it may be possible to make the primary electrons sufficiently thick, but this poses the problem of making it difficult to analyze minute points. Furthermore, energy resolution will also be sacrificed.

これは、強度が下がつているとはいえ、点P′のような
試料S上の理想的な点以外からのク信号が加わるためで
あると考えられる。また、従来の一段型円筒鏡分析器で
は、内筒2を接地して測定を行なつている。
This is thought to be because, although the intensity has decreased, a signal from a point other than the ideal point on the sample S, such as point P', is added. Furthermore, in the conventional single-stage cylindrical mirror analyzer, measurements are performed with the inner tube 2 grounded.

したがつて電子のエネルギーをE、これを測定する分析
器のエネルギー窓幅を2△Eとすると、分解能ΔE/E
は一定値(市販の分析器の場合では、2/1000〜6
/1000)をとり、これにより1000e付近でのオ
ージエ電子ピークに対しては、△?の値として、良好な
場合で、2〜3eV、通常は5eV程度となる分析器が
多い.ところでこの付近には鉄(Fe)の約700eV
IICI:15まり、コバルト(CO)775eV,ニ
ツケル(NI)848eV1銅(Cu)920eVなど
、重要な遷移金属元素が存在している。
Therefore, if the energy of the electron is E and the energy window width of the analyzer that measures it is 2△E, then the resolution ∆E/E
is a constant value (in the case of commercially available analyzers, 2/1000 to 6
/1000), so that for the Augier electron peak near 1000e, △? Many analyzers have a value of 2 to 3 eV in good conditions, usually around 5 eV. By the way, around this area there is about 700 eV of iron (Fe).
There are important transition metal elements such as IICI: 15 mar, cobalt (CO) 775 eV, nickel (NI) 848 eV, copper (Cu) 920 eV.

しかしながら従来の一段型円筒鏡分析器では、たとえば
CU(5CU20の場合の銅のケミカルシフト約2eV
の測定を行なうことは極めて困難である。また、従来よ
り、一段型円筒鏡分析器のほかに、第2図に示すような
二段型円筒鏡分析器も提案されており、この型の分析器
1″の利点はまず、試料S上で測定点が大きな場合にも
、第一段分析部ANlと第二段分析部AN2との間に介
在する中間スリツトA1を持つているので、分析器1′
の第二段分析部AN2に対しては、前述の一段型円筒鏡
分析器の場合の点PVC当たる点が機械的に決定できる
点にある。
However, in a conventional single-stage cylindrical mirror analyzer, for example, the chemical shift of copper in the case of CU (5 CU20) is approximately 2 eV.
It is extremely difficult to measure In addition to the single-stage cylindrical mirror analyzer, a two-stage cylindrical mirror analyzer as shown in Fig. 2 has also been proposed.The advantage of this type of analyzer 1'' is that it Even when the measurement point is large, the analyzer 1'
For the second-stage analysis section AN2, the point corresponding to the point PVC in the case of the single-stage cylindrical mirror analyzer described above can be determined mechanically.

これは試料S上のP点のごく近傍からの信号のみが分析
器を通過して電子増倍管EMに入ることができ、それ以
外の信号はスリツトA1とA3とで落とされるため、測
定信号に寄写しないことを意味する。
This is because only the signal from the very vicinity of point P on the sample S can pass through the analyzer and enter the electron multiplier tube EM, and the other signals are dropped by slits A1 and A3, so the measured signal This means that the image is not attached to the image.

しかし、これは逆に微小点分析を行なおうとする場合に
、P点の近傍以外にプローブビームが当たつている場合
には、信号の検出が極めて困難であることを意味し、分
析点Pを実験的に発見することの困難を意味する。そこ
でこれを避けるためにスリツトA1の直径を大きくする
ことも考えられるが、これでは分解能が犠牲になる。ま
た、この二段型円筒鏡分析器では、阻止電位Erをかけ
て、エネルギーEの電子を測定することができるが、こ
の場合は分析器1′を通過してゆく際の電子のエネルギ
ー(パスエネルギ一)Epass(=E−Er)の値を
100e程度にすることができ、したがつて△Eを容易
に0.5e程度の値にすることができる。しかし分析器
として第一段分析部ANlの部分についてみると、構造
上、スリツトA1として、円孔スリツトを使用する必要
があるため、分解能や効率があまり良くない。
However, this means that when attempting to perform minute point analysis, it is extremely difficult to detect a signal if the probe beam hits a region other than the vicinity of the analysis point P. This means that it is difficult to discover experimentally. In order to avoid this, it may be possible to increase the diameter of the slit A1, but this would sacrifice resolution. In addition, with this two-stage cylindrical mirror analyzer, it is possible to measure electrons with energy E by applying a blocking potential Er, but in this case, the energy of the electrons (pass The value of energy (1) Epass (=E-Er) can be set to about 100e, and therefore ΔE can be easily set to a value of about 0.5e. However, regarding the first-stage analysis part AN1 of the analyzer, it is structurally necessary to use a circular slit as the slit A1, so the resolution and efficiency are not very good.

さらに、この二段型円筒鏡分析器は、一段型のものに比
べて内筒2′や外筒3′が長くなり、したがつて、工作
精度を全体に亘つて高く保つことが困難であるほか、コ
スト高を招くという問題点もある。
Furthermore, in this two-stage cylindrical mirror analyzer, the inner tube 2' and outer tube 3' are longer than those in the one-stage type, so it is difficult to maintain high machining accuracy throughout. Another problem is that it increases costs.

また空間BVC電子銃を置いて、これによりオージエ電
子分光を行なおうとする際は内筒2′に阻止電位をかけ
ることが困難であるため、通常は内筒2′を接地電位と
して、動作させることが行なわれる。
Furthermore, when a spatial BVC electron gun is installed and used to perform Auger electron spectroscopy, it is difficult to apply a blocking potential to the inner cylinder 2', so the operation is normally performed with the inner cylinder 2' at ground potential. things will be done.

なお、第2図中の符号A2はスリツト、G1は接地グリ
ツド、G2は阻止電位グリツドを示している。
In FIG. 2, reference numeral A2 indicates a slit, G1 indicates a grounding grid, and G2 indicates a blocking potential grid.

しかしながら、これらの分析器では、前述のごとく個々
に各種の問題点を有しているほか、双方に共通な問題点
として、分析器の幾何中心点Pに対する測定位置の変動
により大きな影響を受けるということである。
However, each of these analyzers individually has various problems as mentioned above, and a common problem with both is that they are greatly affected by fluctuations in the measurement position with respect to the geometric center point P of the analyzer. That's true.

この測定位置の安定性は、定量精度に極めて大きくかか
わつているにもかかわらず、測定の最適点P′は、装置
条件(主として試料と分析器周囲の磁場)によつて異な
り、電子のエネルギーに依存して移動する(第3図参照
)。すなわち幾何学的中心は点Pであつても、周囲の磁
場などにより軌道が曲げられるため、実効的には点P′
の方が良くなることがありうる。このような点はエネル
ギーによつて異なり、高いエネルギーほど点PIIC近
付くことが知られている。例えば地磁気による低エネル
ギー電子の回転する半径は、約100eVの電子に対し
、1m程度である。この場合距離20T1r!nを移動
する間に0.1?程度軌道がずれることになり、この差
は微小点分析を行なおうとするときの分析器の動作条件
として無視できる大きさではない(表1および第4,5
図A,b参照)。なお、第4図aおよび第5図aは試料
および電子線を固定しておき、分析器の位置を移動させ
たときのSiおよびNiの強度変化を示すグラフであり
、第4図bおよび第5図bは同じくSiおよびNiの強
度比変化を示すグラフである。
Although the stability of this measurement position is extremely closely related to quantitative accuracy, the optimum measurement point P' varies depending on the equipment conditions (mainly the magnetic field around the sample and analyzer) and depends on the energy of the electrons. (see Figure 3). In other words, even though the geometric center is point P, the trajectory is bent by the surrounding magnetic field, so the effective point is point P'
could be better. It is known that such a point differs depending on the energy, and the higher the energy, the closer the point PIIC becomes. For example, the rotation radius of low-energy electrons due to earth's magnetism is about 1 m for about 100 eV electrons. In this case, the distance is 20T1r! 0.1 while moving n? This difference is not negligible considering the operating conditions of the analyzer when performing minute point analysis (Table 1 and 4th and 5th
(See Figures A and b). Note that FIGS. 4a and 5a are graphs showing changes in the intensity of Si and Ni when the sample and electron beam are fixed and the position of the analyzer is moved, and FIGS. Similarly, FIG. 5b is a graph showing the change in intensity ratio of Si and Ni.

さらに、現在の超高真空装置では、イオンポンプが多く
用いられており、わずかとはいえこのマグネツトからの
磁気もれも問題として無視できない.すなわちこういつ
た微小点分析レベルでは、測定点について十分吟味する
必要があり、この測定の実効中心は、電子のエネルギー
,装置全体の幾何学的配置等によつて決定しなければな
らない。
Furthermore, ion pumps are often used in current ultra-high vacuum equipment, and magnetic leakage from these magnets, however small, cannot be ignored as a problem. In other words, at this level of minute point analysis, it is necessary to carefully examine the measurement points, and the effective center of this measurement must be determined based on the electron energy, the geometrical arrangement of the entire device, etc.

本発面は、これらの問題点を解決しようとするもので、
阻止電位法を一段型のものにも適用できるようにして、
測定エネルギーの窓幅を非常に小さな一定値に維持でき
るようにするとともに、エネルギーごとに予じめ設定さ
れた最適位置・\試料の測定位置を移動できるようにし
て、測定点の変動に伴うスベクトルプロフアイルの変化
を最小限に押えられるようにした、阻止電位式一段型円
筒鏡分析器を提供することを目的とする.このため、本
発明は試料を装着して移動しうる試料移動機構と、1次
荷電粒子線の照射を受けた上記試料から得られる試料固
有の情報をもつ2次荷電粒子を検出する検出器との間に
介装される一段型円筒鏡分析器において、同円筒鏡分析
器が、その分析器本体内に、第1および第2のスリツト
を壁面に形成された内筒と同内筒の外側に所定の間隔を
あけて同内筒に嵌合する外筒と、上記内筒の検出器側端
部に設けられたスリツト部材とをそなえて成り、上記分
析器本体に接地グリツドが設けられるとともに、上記内
筒に阻止電位グリツドが設けられて、上記内筒に阻止電
位を印加しうる電源が接続され、且つ、上記試料の測定
位置をエネルギーごとに予じめ設定された最適位置へ移
動させるための制御信号を上記試料移動機構へ出力する
制御手段が設けられたことを特徴としている。
This invention aims to solve these problems.
By making the blocking potential method applicable to single-stage models,
The window width of the measurement energy can be maintained at a very small constant value, and the optimum position/sample measurement position set in advance for each energy can be moved, thereby reducing the speed caused by fluctuations in the measurement point. The purpose of this invention is to provide a blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer that can minimize changes in vector profile. For this reason, the present invention provides a sample moving mechanism capable of mounting and moving a sample, and a detector that detects secondary charged particles having sample-specific information obtained from the sample irradiated with a primary charged particle beam. In the one-stage cylindrical mirror analyzer interposed between the inner cylinder and the inner cylinder, the first and second slits are formed in the wall surface of the analyzer body. an outer cylinder that fits into the inner cylinder at a predetermined interval, and a slit member provided at the detector side end of the inner cylinder, and a grounding grid is provided on the analyzer body. , a blocking potential grid is provided in the inner cylinder, a power source capable of applying a blocking potential is connected to the inner cylinder, and the measurement position of the sample is moved to an optimal position set in advance for each energy. The present invention is characterized in that a control means is provided for outputting a control signal to the sample moving mechanism.

以下、図面により本発明の一実施例としての阻止電位式
一段型円筒鏡分析器について説明すると、第6図はその
概略構成図であり、試料Sを装着してこれをX−Y方向
に移動しうる試料位置自動移動機構Dが設けられている
。さらに、電子増倍管EMが設けられており、この電子
増倍管EMは、電子銃Ge;Ge′からの電子線(1次
荷電粒子線)の照射を受けた試料Sの表面から飛び出す
試料固有の情報をもつオージエ電子(2次荷電粒子)を
検出するための検出器である。
Hereinafter, a blocking potential type one-stage cylindrical mirror analyzer as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. Fig. 6 is a schematic configuration diagram thereof, in which a sample S is mounted and moved in the X-Y direction. A sample position automatic movement mechanism D that can be moved is provided. Furthermore, an electron multiplier tube EM is provided, and this electron multiplier tube EM is used to detect a sample ejected from the surface of the sample S that has been irradiated with an electron beam (primary charged particle beam) from an electron gun Ge;Ge'. This is a detector for detecting Auger electrons (secondary charged particles) that have unique information.

そして、一段型円筒鏡分析器1が、移動機構D付きの試
料Sと、電子増倍管EMとの間に介装されている。
A single-stage cylindrical mirror analyzer 1 is interposed between a sample S with a moving mechanism D and an electron multiplier EM.

また、この分析器1は、分析器本体1a内に、内筒(内
円筒)2と外筒(外円筒)3とをそなえており、内筒2
の壁面には、第1および第2のスリツトA′ ,A5が
形成されている。
The analyzer 1 also includes an inner cylinder (inner cylinder) 2 and an outer cylinder (outer cylinder) 3 within the analyzer main body 1a.
First and second slits A' and A5 are formed in the wall surface of the slit.

さらに、外筒3は、内筒2との間に所定の間隔をあけて
内筒2の外側から嵌合されており、この内筒2と外筒3
との間の空間は、第1のスリツトA/を通過して入つて
きた試料Sからの電子が第2のスリツトAlから出てゆ
くための電子通過路として形成される。
Furthermore, the outer cylinder 3 is fitted from the outside of the inner cylinder 2 with a predetermined gap between the inner cylinder 2 and the outer cylinder 3.
The space between is formed as an electron passage path for electrons from the sample S that have passed through the first slit A/ to exit from the second slit Al.

なお、電子銃は、符号Geで示すように、内筒2ifC
内蔵してもよく、符号Ge′で示すように、分析器1の
外側に配設してもよい。
Note that the electron gun has an inner cylinder 2ifC, as indicated by the symbol Ge.
It may be built-in, or it may be disposed outside the analyzer 1, as indicated by the symbol Ge'.

電子銃を内筒2に内蔵する場合は、第6図に示すように
これを二重にシールドしておく必要がある。
When the electron gun is housed in the inner tube 2, it is necessary to double shield it as shown in FIG.

また、内筒2の検出器側端部には、円環状スリツトAを
有するスリツト部材が設けられている。
Further, a slit member having an annular slit A is provided at the end of the inner cylinder 2 on the detector side.

ところで、内筒2には、第1の電源4が接続されており
、内筒2と外筒3との間には、第2の電源5が介装され
ている。第1および第2の電源4,5は、それぞれ相互
に直列に接続された可変直流電源4a,5aと変調交流
電源4b,5bとで構成されている。
By the way, a first power source 4 is connected to the inner tube 2, and a second power source 5 is interposed between the inner tube 2 and the outer tube 3. The first and second power supplies 4 and 5 are respectively configured of variable DC power supplies 4a and 5a and modulated AC power supplies 4b and 5b that are connected in series.

また、内筒2の試料側端部には、阻止電位グリツドG2
が設けられるとともに、接地された分析器本体1aの試
料側端部には、接地グリツドG1が設けられている。し
たがつて、直流電源4aの電圧Vrを変えて交流電源4
bの電圧Mrに変調を加えると、これがグリッドG2に
作用して、グリッドG1の作用と相まつて、パスエネル
ギ一Epassを一定にすることができるため、窓幅を
一定にできる。
In addition, a blocking potential grid G2 is provided at the sample side end of the inner cylinder 2.
At the same time, a grounding grid G1 is provided at the sample side end of the grounded analyzer main body 1a. Therefore, by changing the voltage Vr of the DC power source 4a, the AC power source 4
When the voltage Mr of b is modulated, this acts on the grid G2, and together with the effect of the grid G1, the pass energy Epass can be made constant, so the window width can be kept constant.

また、直流電源5aの電圧Vpを変えて交流電源5bの
電圧MpVC変調を加えると、内筒2と外筒3との間の
電場状態を変えることができ、これにより第1のスリツ
トA5から第2のスリツトA″・\通過する電子の通過
エネルギーを制御することができる。
Furthermore, by changing the voltage Vp of the DC power supply 5a and applying voltage MpVC modulation of the AC power supply 5b, it is possible to change the electric field state between the inner cylinder 2 and the outer cylinder 3. The passing energy of the electrons passing through the second slit A'' can be controlled.

なお、内筒2と電子増倍管EMとの間に、定電圧Viを
印加しうる引きこみ直流電源6が介装されており、これ
により電子増倍管EMの電子増倍率を一定に保持できる
Note that a draw-in DC power supply 6 capable of applying a constant voltage Vi is interposed between the inner cylinder 2 and the electron multiplier EM, and thereby the electron multiplication factor of the electron multiplier EM is maintained constant. can.

ところで、試料Sの測定位置をエネルギーごとに予じめ
設定された最適位置・\移動させるための制御信号を移
動機構Dへ出力する制御手段7が設けられている。
By the way, a control means 7 is provided which outputs a control signal to the moving mechanism D to move the measurement position of the sample S to an optimal position set in advance for each energy.

この制御手段7は、少なくともエネルギーごとに予じめ
設定された各エネルギーに対応する試料上の最適測定位
置に関する情報を記憶するメモリと、このメモリ内のデ
ータの読出し制御やその他所望の信号処理を行なう中央
処理装置とをそなえたコンピユータとして構成されてお
り、このコンピユータ7からの信号SdはI/Oインタ
フエース8を介して試料位置自動移動機構Dへ供給され
る。
The control means 7 includes at least a memory that stores information regarding the optimal measurement position on the sample corresponding to each energy set in advance, and controls reading of data in this memory and performs other desired signal processing. The signal Sd from the computer 7 is supplied to the automatic sample position movement mechanism D via the I/O interface 8.

また、このコンピユータ7は、各可変直流電源4a,5
aの電圧値Vr,V?調整するための機構も兼ねており
、この電圧調整のため信号Svr,SvpはI/0イン
タフエース8を介して各電源4a,5aへ供給される。
In addition, this computer 7 includes each variable DC power source 4a, 5.
Voltage value of a Vr, V? It also serves as a mechanism for voltage adjustment, and signals Svr and Svp are supplied to each power source 4a and 5a via the I/0 interface 8 for voltage adjustment.

さらに、コンピユータ7は、電子銃Ge;Ge′の偏向
制御のための機構も兼ねており、この偏向制御のための
信号SdcはI/Oインタフエース8を介して電子銃G
e;Ge′・\供給される.上述の構成により、コンピ
ユータ7によつて制御された電子銃Ge;Ge″から電
子線が試料S上へ照射される。
Furthermore, the computer 7 also serves as a mechanism for deflection control of the electron guns Ge; Ge', and a signal Sdc for this deflection control is sent to the electron gun G via the I/O interface 8.
e;Ge′・\supplied. With the above-described configuration, the sample S is irradiated with an electron beam from the electron gun Ge;Ge'' controlled by the computer 7.

このとき、同じくコンピユータ7によつて制御された移
動機構Dを作動し、エネルギーに応じて決まる試料S上
の最適測定位置PVC電子線が照射されるようにしてお
く。
At this time, the moving mechanism D, which is also controlled by the computer 7, is operated so that the PVC electron beam is irradiated at the optimal measurement position on the sample S, which is determined depending on the energy.

このように電子線が照射されると、試料Sの表面から試
料固有の情報をもつオージエ電子が発生し、そのうちあ
る大きさ以上のエネルギーをもつものだけがグリツドG
l,G2で選択され、更にこのオージエ電子は第1のス
リツトA1から内筒2と外筒3との間へ入り、ここで通
過エネルギーを制御されて、再び第2のスリツトAi′
から内筒2内・\入つて、最後に円環状スリツトAを通
つて、電子増倍管EMifC.より検出される。
When the electron beam is irradiated in this way, Auger electrons with sample-specific information are generated from the surface of the sample S, and only those with energy above a certain size are used as grid G.
The Auger electrons enter between the inner tube 2 and the outer tube 3 from the first slit A1, where the passing energy is controlled, and the Auger electrons enter the second slit Ai' again.
From there, the electron enters the inner cylinder 2, and finally passes through the annular slit A to the electron multiplier tube EMifC. more detected.

このとき、グリツドGl,G2によつて、電子のパスエ
ネルギ一が一定値に保持されているので、窓幅を一定に
することができる。
At this time, since the electron pass energy is maintained at a constant value by the grids G1 and G2, the window width can be kept constant.

また、この窓幅を1e以下にして測定することも容易で
あるので、CuとCU2Oの場合のようにケミカルシフ
トが約2eVのようなものの測定も可能である。
Furthermore, since it is easy to perform measurements with this window width of 1 e or less, it is also possible to measure substances with a chemical shift of about 2 eV, such as in the case of Cu and CU2O.

なお、パスエネルギ一の量や内筒2と外筒3との間の空
間を通過する電子のエネルギー量の制御は、コンピユー
タ7からの信号Svr,Svpによつて、電圧値R,p
を変えることにより行なわれている。
Note that the amount of pass energy and the amount of energy of electrons passing through the space between the inner tube 2 and the outer tube 3 are controlled by voltage values R and p using signals Svr and Svp from the computer 7.
This is done by changing the .

また、測定エネルギーが変わつても、このエネルギーに
対応する試料S上の最適位置に電子線が当たるように、
移動機構Dが、コンピユータ7からの信号Sdを受けて
、作動するようになつている。
In addition, even if the measurement energy changes, the electron beam hits the optimal position on the sample S corresponding to this energy.
The moving mechanism D operates upon receiving a signal Sd from the computer 7.

したがつて、測定点の変動に伴う、スベクトルプロフア
イルの変化を最小限に押えることができる。以上詳述し
たように、本発明の阻止電位式一段型円筒鏡分析器によ
れば、次のような効果ないし利点が得られる。
Therefore, changes in the vector profile due to changes in measurement points can be minimized. As detailed above, the blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer of the present invention provides the following effects and advantages.

(1)極めて高い安定度で、しかも1e以下の窓幅での
測定が可能になる。
(1) Measurement with extremely high stability and a window width of 1e or less is possible.

したがつて金属の酸化などに伴う状態変化を含めてオー
ジエ電子分光法による測定に用いて最適である。(2)
内筒にかける電位を調整してこれをアース電位にすれば
、従来の一段型分析器とまつたく同じ条件で測定が可能
であり、これにより汎用性が向上する(3)測定最適点
の決定が容易である.すなわち、最適点からの位置ずれ
による強度変化を測定し、この強度変化に基づく最適点
を予じめコンピユータに記憶せしめることが可能である
Therefore, it is most suitable for use in measurements using Auger electron spectroscopy, including state changes associated with metal oxidation. (2)
By adjusting the potential applied to the inner cylinder and bringing it to earth potential, measurements can be made under exactly the same conditions as conventional single-stage analyzers, which improves versatility. (3) Determining the optimum measurement point is easy. That is, it is possible to measure the change in intensity due to positional deviation from the optimum point, and to store the optimum point based on this change in intensity in the computer in advance.

また従来の二段型分析器のように急峻な強度変化を位置
に対して示さないので、変化を逐次的に把えることが容
易である。(4)測定に当たり、定窓幅(△E一定)型
の分析が可能になる。
Furthermore, unlike conventional two-stage analyzers, it does not show steep changes in intensity with respect to position, so it is easy to understand changes sequentially. (4) In measurement, constant window width (ΔE constant) type analysis becomes possible.

この値は、実験時のパスエネルギ一Epassの設定に
より、任意に決定することができる。(5)円環状スリ
ツトの採用が可能であるため、従来の二段型分析器に比
べて、分解能や輝度の点で有利である。
This value can be arbitrarily determined by setting the pass energy Epass during the experiment. (5) Since it is possible to use an annular slit, it is advantageous in terms of resolution and brightness compared to conventional two-stage analyzers.

(6)測定位置の安定化に伴い、測定に付随していた不
安定さが、プローブ径0.1m以下の微小点分析に対し
ても保証することが可能になる。
(6) With the stabilization of the measurement position, the instability that accompanies measurement can be guaranteed even for minute point analysis with a probe diameter of 0.1 m or less.

(7)(6)項の結果として、測定器の設置条件などに
依存しない標準スペクトルを共通のデータとして保有す
ることができ、表面分析の精度が高まり、オージエ分析
データの互換性を高めることができる。すなわち、標準
の装置ごとに差の出ない感度係数を定めることが可能に
なる。(8)周囲の磁場を補正して動作させることが望
ましいが、磁場補正なしでも、従来型に比べて、100
e以下での改善の著しいことが期待される。
(7) As a result of (6), it is possible to have a standard spectrum that does not depend on the installation conditions of the measuring instrument as common data, increasing the accuracy of surface analysis and increasing the compatibility of Augier analysis data. can. In other words, it becomes possible to determine sensitivity coefficients that do not differ for each standard device. (8) Although it is desirable to operate by correcting the surrounding magnetic field, even without magnetic field correction, compared to the conventional type, the
It is expected that there will be significant improvement below e.

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

第1図は従来の一段型円筒鏡分析器を示す概略構成図で
あり、第2図は従来の二段型円筒鏡分析器を示す概略構
成図であり、第3図は従来の円筒鏡分析器においてその
測定最適点を説明するための模式図であり、第4図A,
bおよび第5図A,bはいずれも従来の円筒鏡分析器の
作用を説明するためのグラフであり、第6図は本発明の
一実施例としての阻止電位式一段型円筒鏡分析器を示す
概略構成図である。 1・・・・・・一段型円筒鏡分析器、1a・・・・・・
分析器本体、2・・・・・・内筒、3・・・・・・外筒
、4,5・・・・・・電源、4a,5a・・・・・・可
変直流電源、4b,5b・・・・・・交流電源、6・・
・・・・引きこみ電源、7・・・・・・制御手段として
のコンピユータ、8・・・・・・I/Oインタフエース
、A,A′ ,AI′・・・・・・スリツト、D・・・
・・・試料位置自動移動機構(試料移動機構)、S・・
・・・・試料、G1・・・・・・接地グリツド、G2・
・・・・・阻止電位グリツド、Ge,Ge′・・・・・
・電子銃、EM・・・・・・電子増倍管(検出器)。
Figure 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional single-stage cylindrical mirror analyzer, Figure 2 is a schematic diagram showing a conventional two-stage cylindrical mirror analyzer, and Figure 3 is a schematic diagram showing a conventional cylindrical mirror analyzer. FIG.
b and FIGS. 5A and 5B are graphs for explaining the operation of a conventional cylindrical mirror analyzer, and FIG. 6 shows a blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer as an embodiment of the present invention. FIG. 1... Single-stage cylindrical mirror analyzer, 1a...
Analyzer main body, 2...Inner cylinder, 3...Outer cylinder, 4, 5...Power supply, 4a, 5a...Variable DC power supply, 4b, 5b... AC power supply, 6...
.....Line-in power supply, 7.....computer as control means, 8.....I/O interface, A, A', AI'......slit, D ...
...Sample position automatic movement mechanism (sample movement mechanism), S...
...Sample, G1...Grounding grid, G2.
...Blocking potential grid, Ge, Ge'...
・Electron gun, EM...Electron multiplier tube (detector).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 試料を装着して移動しうる試料移動機構と、1次荷
電粒子線の照射を受けた上記試料から得られる試料固有
の情報をもつ二次荷電粒子を検出する検出器との間に介
装される一段型円筒鏡分析器において、同円筒鏡分析器
が、その分析器本体内に、第1および第2のスリットを
壁面に形成された内筒と、同内筒の外側に所定の間隔を
あけて同内筒に嵌合する外筒と、上記内筒の検出器側端
部に設けられたスリット部材とをそなえて成り、上記分
析器本体に接地グリッドが設けられるとともに、上記内
筒に阻止電位グリッドが設けられて、上記内筒に阻止電
位を印加しうる電源が接続され、且つ、上記試料の測定
位置をエネルギーごとに予じめ設定された最適位置へ移
動させるための制御信号を上記試料移動機構へ出力する
制御手段が設けられたことを特徴とする、阻止電位式一
段型円筒鏡分析器。 2 上記1次荷電粒子線が電子銃から照射される電子線
であるとともに、上記二次荷電粒子がオージエ電子であ
る特許請求の範囲第1項に記載の阻止電位式一段型円筒
鏡分析器。 3 上記の内筒と外筒との間を通過する上記二次荷電粒
子の通過エネルギーを制御すべく、上記の内筒と外筒と
の間に、可変直流電源と交流電源とが直列に介装された
特許請求の範囲第1項に記載の阻止電位式一段型円筒鏡
分析器。 4 上記検出器が電子増倍管で構成され、同検出器の電
子増倍率を一定に保持すべく、上記の内筒と検出器との
間に、定電圧を印加しうる引きこみ電源が介装された特
許請求の範囲第1項に記載の阻止電位式一段型円筒鏡分
析器。 5 上記内筒の試料側端部に、阻止電位グリッドが設け
られた特許請求の範囲第1項に記載の阻止電位式一段型
円筒鏡分析器。 6 分析器本体の試料側端部に、接地グリッドが設けら
れた特許請求の範囲第1項に記載の阻止電位式一段型円
筒鏡分析器。 7 上記スリットが円環状スリットとして構成された特
許請求の範囲第1項に記載の阻止電位式一段型円筒鏡分
析器。 8 上記円筒に接続される上記電源が、相互に直列に接
続された可変直流電源と交流電源とで構成されている特
許請求の範囲第1項に記載の阻止電位式一段型円筒鏡分
析器。 9 上記制御手段が、少なくとも上記のエネルギーごと
に予じめ設定された最適位置に関する情報を記憶するメ
モリと、同メモリ内のデータの読出し制御や所望の信号
処理を行なう中央処理装置とをそなえたコンピュータと
して構成されている特許請求の範囲第1項に記載の阻止
電位式一段型円筒鏡分析器。 10 上記コンピュータが上記可変直流電源の電圧値を
調整するための機構を兼用している特許請求の範囲第9
項に記載の阻止電位式一段型円筒鏡分析器。
[Claims] 1. A sample moving mechanism capable of mounting and moving a sample, and a detector that detects secondary charged particles having sample-specific information obtained from the sample irradiated with a primary charged particle beam. In the one-stage cylindrical mirror analyzer interposed between an outer cylinder that fits into the inner cylinder at a predetermined interval on the outside of the analyzer, and a slit member provided at the detector side end of the inner cylinder, and a grounding grid provided on the analyzer body. At the same time, a blocking potential grid is provided on the inner cylinder, a power source capable of applying a blocking potential is connected to the inner cylinder, and the measurement position of the sample is moved to an optimal position preset for each energy. A blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer, characterized in that a control means for outputting a control signal for movement to the sample moving mechanism is provided. 2. The blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer according to claim 1, wherein the primary charged particle beam is an electron beam irradiated from an electron gun, and the secondary charged particles are Auger electrons. 3. A variable DC power source and an AC power source are interposed in series between the inner tube and the outer tube in order to control the passing energy of the secondary charged particles passing between the inner tube and the outer tube. A blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer according to claim 1. 4. The detector is composed of an electron multiplier tube, and in order to maintain the electron multiplication factor of the detector constant, a power source capable of applying a constant voltage is interposed between the inner cylinder and the detector. A blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer according to claim 1. 5. The blocking potential type one-stage cylindrical mirror analyzer according to claim 1, wherein a blocking potential grid is provided at the sample side end of the inner cylinder. 6. The blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer according to claim 1, wherein a grounding grid is provided at the sample side end of the analyzer body. 7. The blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer according to claim 1, wherein the slit is configured as an annular slit. 8. The blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer according to claim 1, wherein the power source connected to the cylinder is comprised of a variable DC power source and an AC power source connected in series. 9. The control means includes at least a memory that stores information regarding the optimal position set in advance for each of the energies, and a central processing unit that controls reading of data in the memory and performs desired signal processing. A blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer according to claim 1, which is configured as a computer. 10 Claim 9, wherein the computer also serves as a mechanism for adjusting the voltage value of the variable DC power supply.
The blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer described in 2.
JP57098296A 1982-06-08 1982-06-08 Blocking potential type single-stage cylindrical mirror analyzer Expired JPS5941272B2 (en)

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US6184523B1 (en) * 1998-07-14 2001-02-06 Board Of Regents Of The University Of Nebraska High resolution charged particle-energy detecting, multiple sequential stage, compact, small diameter, retractable cylindrical mirror analyzer system, and method of use
WO2008114684A1 (en) * 2007-03-16 2008-09-25 National University Corporation NARA Institute of Science and Technology Energy analyzer, 2-dimensional display type energy analyzer, and photoelectron microscope

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