JPS60182651A - イオンマイクロアナライザ - Google Patents

イオンマイクロアナライザ

Info

Publication number
JPS60182651A
JPS60182651A JP59039004A JP3900484A JPS60182651A JP S60182651 A JPS60182651 A JP S60182651A JP 59039004 A JP59039004 A JP 59039004A JP 3900484 A JP3900484 A JP 3900484A JP S60182651 A JPS60182651 A JP S60182651A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
primary
ions
ion
ion source
sample
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.)
Granted
Application number
JP59039004A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0363174B2 (ja
Inventor
Eiichi Izumi
泉 栄一
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59039004A priority Critical patent/JPS60182651A/ja
Publication of JPS60182651A publication Critical patent/JPS60182651A/ja
Publication of JPH0363174B2 publication Critical patent/JPH0363174B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/252Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、−次イオンを試料に照射して、試料から放出
する二次イオンを分析するイオンマイクロアナライザに
関するものである。
〔発明の背景〕
第1図は従来のイオンマイクロアナライザ(以下IMA
と称する)の構成を示すもので、1′はデュオプラズマ
トロン型の一次イオン源、2は収束レンズ系、3は試料
、4は質量分析計を示している。そして、このIMAに
おいて、−次イオン源1′で発生した一次イオン5は、
収束レンズ系2で所定のビーム径に絞られ、試料3に照
射される。この−次イオン5の照射によって試料3から
放出する二次イオン6を質量分析計4で分析することに
よって試料3の組成を知ることができる。
この−次イオンm、1′の大きさは約0.1〜0.2 
mφで、試料3のμオーダの範囲を分析することができ
る。
このように、IMAでは試料に一次イオン全照射してス
パッタされる二次イオンを検出しているが、試料中に含
まれる特定元素mの二次イオン量1、、は、・ Im”II & +7 ”Kzm l Cm ・Srs
 ・・・(1)ここで、■1 ニー次イオン1を流 η ;装置の二次イオン収率 に、二元素mの二次イオン化率 C4二元素mの濃度 8m=元素mのスパッタリング率 であるので、11t η、Cmが一足の場合には、工、
は[tn、3mに依存する。このに−,8mはどちらも
元素特有の値を有し、Kmの櫃が大きい程検出限界は低
くなる。
第2図は、種々の元素に1&5KeVの0−一次イオン
を照射した時の正の二次イオンの相対二次イオン濃度強
藏比紮示すものである(H,A。
Storms et al Anal 、Chem、 
2023.1977)。この図の横軸には原子着号、縦
軸には相対二次イオン強度比がとっであるが、この図か
ら、Mg、At、Ca、Ti、VI Or、Ru、In
BaなどはIMAにおいて検出感度が高く、C1N+ 
Sr As、Se、Cd、Te、Pt、Au。
HgなどはIMAにおいて検出感度が低い元素であるこ
とがわかる。すなわち、この図の示すように、O−一次
イオンを用いる場合には、元素間の感度差は10’〜1
05桁もあり、分析結果からの定量を困難としているの
みならず、元素によっては検出感度が低くなるという欠
点を有している。
この問題を解決するために、CSイオンガンを用いる方
法が提案されている。これはCS 1,1ザーバ中の金
属C5を一定温度に加熱し、蒸発したC8を高温に保っ
である多孔質Wを通過させイオン化したものを試料に照
射するので、これによってに、の値を大きくして検出感
度を上げている。
しかし、このCSイオンガンはソースが、例えば約2m
φの大きさ金有し、試料の照射範囲は数10μに達する
ため、μ程度の微少部の分析を行なうことはできなかっ
た。従ってこれt元素間の感度差を少くしたIMAとし
て使用することはできなかった。
〔発明の目的〕
本発明は、これらの問題点を除去し、元素間の感度差を
少な、<シたIMAを提供可能とすることを目的とする
もので多る。
〔発明の概要〕
本発明は、試料に一次イオン?照射して二次イオンfス
パッターさせるデュオプラズマトロン型の第1の一次イ
オン源と、前記二次イオンの分析手段と、周期律表の第
l属及び第■属に属する少なくとも1種の元系のイオン
ケ放出し、前記第1の一次イオン源からの一次イオンと
ともに前記試料の分析部に重畳照射してイオン化率を牧
舎する第2の一次イオン源とを有していることを特徴と
するものでるる。
本発明は第2図における元素間の感度差が4〜5悄ある
のは、前述の如くイオン化率に、とスパッタリング率S
、によるものである点と、スパッタリング率S、は背進
1〜10 atoms/ ionである点から、この5
桁に及び感度差がイオン化率Kmによる点に層目し、イ
オン化率に、、を改善して元糸間の感度差r少なくする
ために、イオン化率を牧舎する第2の一次イオン源を併
設し、デュオプラズマトロン型の第1の一次イオン源と
この第2の一次イオン源とを同時に動作させることによ
って、所期の目的の達成を可能にしたものである。
〔発明の実施例〕
第3図は一実施例の説明図で、第1図と同一の部分には
同一の符号が付して必る。この図で、1はデュオプラズ
マトロン型の第1の一次イオン源。
7は質量分析計4の加速電源、8は第2の一次イオン源
、9は第2のイオン源8のフィラメント。
10は電流源、11はイオン加速電源、12は第2のイ
オン源8からの一次イオンを示している。
そしてこのイオン加速電源11は第1の一次イオン源1
よシ発生する一次イオン5全数key以上の高エネルギ
ーとし、第2の一次イオン源よシ発生する一次イオン1
2をこれよりも低エネルギーとなるように選ばれる。
この第2の一次イオン源8はフィラメント形の表面電離
イオン源でフィラメント9の上に塗布された元素が、電
流源10によるフィラメント加熱電流によシ加、lAさ
れてイオン化して一次・fオン12を放出する。この−
次イオン12は試料3の収束−次イオンビーム5が照射
される位置に重畳射されるようになっている。
この実施例においては、試料3とフィラメント9との間
に接続されているイオン加速電源11が、試料3に対し
フィラメント9が正電位になるようになっている場合に
は、正の一次イオンが重畳照射され、負電位になるよう
になっている場合には、負の一次イオンが重畳照射され
る。−次イオン源1から発生する一次イオンには、一般
に0−102” + Ar+などのガス棟イオンが用い
られ、試料3のスパッタリングが行なわれる。そして第
2の電入イオン源8から放出され、−次イオン5に重畳
照射される一次イオン12はイオン化率に、の増大に用
いられる。この第2の電入イオン源8から放出される一
次イオンにはハロゲン107フ次に、第2の電入イオン
源8より放出される一次イオン12の種類とイオン化率
Kmとの関係について説明する。
未知試料Mxに一次イオンを照射すると、次式で示す状
態になる。
M.。= Mx” + e””(2) ここで、MX′は中性原子 M+は正イオン eは電子 試料原子が衝突を繰返して表面から放出される過程で、
未知試料の正イオンMX+が再び電子eを補足すると未
知試料の正イオンMX+は中性原子MZとなる。従って
、もしも、試料上に7・ロゲン元素が存在すると、(2
)式の電子eはノ・ロゲン元素に吸収され未知試料の正
イオンMx+の中性化の確率が減少する。つまジノ・ロ
ゲン元索の存在により、正の二次イオンイールドが増加
する。また未知試料上にアルカリ金属が存在する場合に
は、ノ・ロゲン元累の場合とは逆に、自分自身が電子を
放出し正イオンになる性質を肩するので、電子親和力の
大きい元素の負の二次イオンイールドを増加させる。
例えば、第2の電入.イオン源にcsctを用いた場合
には、フィラメントの加熱によυ C3CI−+Cs++C1− ・・−・・(3)で示す
如く正負のイオンを発生する。従って、前述の如く、未
知試料の電位がフィラメントに対して正の時には(3)
式のCt−が未知試料に照射され正の二次イオンイール
ドを瑠〃lさせ、未知試料の電位がフィラメントに対し
て負の時にはC89が未知試料に照射され負の二次イオ
ンイールドを増力口させる。
第4図は二次イオンイールドの改善効果を示すもので、
横軸には原子番号,縦軸には二次イオンイールドの増力
日本がとっである。この図と第2図との比軟より明らか
なyn < 、第2図において相対二次イオン強度比の
低いCt St As, Se。
Te,Au,Ptの二次イオンイールドが著しく増加し
ている。従って、第2の電入イオ/源から二次イオンイ
ールドを改善するイオン種を低エネルギーで照射するこ
とによって、従来のIMAでは挾出できないか、または
低感度の二次イオ/イールドが改善可能で、これによっ
て元素間の感度差を少なくすることが可能となる。
そして、とのIMAでは第1の一次イオン源にデュオプ
ラズマトロン型のイオン源を用いているため一次イオン
によ石試料の照射範囲はμオーダにすることができ,第
2の一次イオン源からの一次イオンで、第1の一次イオ
ン源からの一次イオンめによる試料の照射範囲の一次イ
オンのイオン化率を大きくすることができるので、その
結果試料の微少部を二次イオンイールドの高い状態で分
析することを可能とすることができる。
なお、前述の実施例では、第2の一次イオン源としてフ
ィラメント形の表面電離形イオン銃を用いたが、他の形
のイオン銃を用いることもできる。
しかしフィラメント形の次面it 離形イオン銃を用い
る場合にはフィラメントにイオン化物質を塗付して正及
び負の一次イオンを発生するモードと熱゛電子を放出す
るモートを兼ねさせることができ、フィラメントの加熱
による放出熱電子を絶縁物の分析時の帯電中和用として
用いることもできる。
〔発明の効果,〕
本発明は、元素間の感度差を少なくしたIMAを提供可
能とするもので、産業上の効果の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第11は従来のイオンマイクロアナラ・イザの説明図、
第2図は従来のイオンマイクロアナライザを用いた場合
の原子番号と相対二次イオン強度比との関係を示す線図
、第3図は本発明のイオンマイクロアナライザの一夾剣
例の説明図、第4図は同じく効果を示す原子番号と二次
イオンイールドの増加率との関係を示す線図である。 ■・・・(デュオプラズマトロン型の)第1の一次イオ
ン源、2・・・収束レンズ系、3・・・試料、4・・・
質量分析針、5・・・1次イオン、6・・・2次イオン
、8・・・(第2の)−次イオン源、9・・・フィラメ
ント、10・・・l11i流源、11・・・イオン加速
電源、12・・・(第2の一次イオン源からの)−次イ
オン。 代理人 弁理士 長崎博男 (ほか1名) 弔1図 弔2ワ 一虎率番号 光3図 高t+図 −一席1蚤場

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、試料に一次イオンを照射して二次イオンをスパッタ
    ーきせるデュオプラズマトロン型の第1の一次イオン源
    と、前記二次イオンの分析手段と、周期律表の第■属及
    び第■属に属する少なくとも1種の元素のイオンを放射
    し、前記第1の一次イオン源からの一次イオンとともに
    前記試料の分析部に重畳照射してイオン化率を改善する
    第2の一矢イオン源とearl、ていることを特徴とす
    るイオンマイクロアナライザ。 2、前記第2の一次イオン源がフィラメント形の表面電
    離形イオン絖よシなる特許請求の範囲第1項記載のイオ
    ンマイクロアナライザ。
JP59039004A 1984-02-29 1984-02-29 イオンマイクロアナライザ Granted JPS60182651A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59039004A JPS60182651A (ja) 1984-02-29 1984-02-29 イオンマイクロアナライザ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59039004A JPS60182651A (ja) 1984-02-29 1984-02-29 イオンマイクロアナライザ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60182651A true JPS60182651A (ja) 1985-09-18
JPH0363174B2 JPH0363174B2 (ja) 1991-09-30

Family

ID=12540971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59039004A Granted JPS60182651A (ja) 1984-02-29 1984-02-29 イオンマイクロアナライザ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60182651A (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55133740A (en) * 1979-04-03 1980-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Secondary ion mass spectrometer
JPS5760571A (en) * 1980-09-29 1982-04-12 Canon Inc Magnetic card reader
JPS60101850A (ja) * 1983-11-08 1985-06-05 Jeol Ltd イオンビ−ム装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55133740A (en) * 1979-04-03 1980-10-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Secondary ion mass spectrometer
JPS5760571A (en) * 1980-09-29 1982-04-12 Canon Inc Magnetic card reader
JPS60101850A (ja) * 1983-11-08 1985-06-05 Jeol Ltd イオンビ−ム装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0363174B2 (ja) 1991-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Castro et al. Cesium ion desorption ionization with Fourier transform mass spectrometry (FTMS)
JP3616714B2 (ja) 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
JP3570393B2 (ja) 四重極質量分析装置
JP2017532744A (ja) 二次イオン質量分析計のためのセシウム一次イオン源
Nottingham Electrical and luminescent properties of willemite under electron bombardment
Amirav et al. Improved electron ionization ion source for the detection of supersonic molecular beams
US5850084A (en) Ion lens assembly for gas analysis system
Dinger et al. Ion distribution in laser produced plasma on tantalum surfaces at low irradiances
US3732426A (en) X-ray source for generating an x-ray beam having selectable sectional shapes
Weiner et al. Gas phase reactions between carbon tetrachloride and mass analyzed ions of nitrogen between 3 and 200 eV
JPS60182651A (ja) イオンマイクロアナライザ
JPS5812978B2 (ja) イオン線装置
Kashihira et al. Source for negative halogen ions
US3392280A (en) Mass spectrometer utilizing an ion beam for ionizing the gas to be analyzed
Blain et al. Clusters as projectiles for SIMS
Gaines et al. An improved annular-shaped electron gun for an X-ray generator
Ershov et al. Saturation Effect of Secondary Emission Coefficient in MCP-based Multipliers
JPS5774957A (en) Ionizing device of mass spectrometer
US3790793A (en) Molecular scanner
JPS63271855A (ja) 質量分析装置
JPS6345735Y2 (ja)
JPH03155029A (ja) X線銃
JPH0475622B2 (ja)
WEINSTEIN High current ion emission in electrohydrodynamic spraying[Ph. D. Thesis]
JPH04138647A (ja) ビームアナリシス装置およびビームアナリシス方法