JPS60236445A - 表面分析装置 - Google Patents
表面分析装置Info
- Publication number
- JPS60236445A JPS60236445A JP59093609A JP9360984A JPS60236445A JP S60236445 A JPS60236445 A JP S60236445A JP 59093609 A JP59093609 A JP 59093609A JP 9360984 A JP9360984 A JP 9360984A JP S60236445 A JPS60236445 A JP S60236445A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- image
- ion
- mass spectrometer
- energy filter
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H01J37/252—Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/06—Electron- or ion-optical arrangements
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、固体試料にイオン等を照射し、試料表面から
放出される二次イオンを質量分析することによね、試料
表面の特定微少部分の元素濃度を知ることを可能にした
表面分析装置に関する。
放出される二次イオンを質量分析することによね、試料
表面の特定微少部分の元素濃度を知ることを可能にした
表面分析装置に関する。
第１図に従来例を示す。１はイオン銃、２は試料。
３は四極子型質量分析計である。この従来の装置では、
細く絞られたイオンビーム１０を偏向板４によ多試料上
で走査させることによシ、試料拡大像を観察したり、そ
の像中の特定微小部の元素分析を行なったりしている。
細く絞られたイオンビーム１０を偏向板４によ多試料上
で走査させることによシ、試料拡大像を観察したり、そ
の像中の特定微小部の元素分析を行なったりしている。
しかしながらこの方法では、ビームを細く絞るのに大き
ｈ困難のあること９分析場所のみがエツチングされるた
め他の部分と深さ方向に差が生じてしまうこと、イオン
密 ・度の不均一な、ビーム周辺部からの信号により。
ｈ困難のあること９分析場所のみがエツチングされるた
め他の部分と深さ方向に差が生じてしまうこと、イオン
密 ・度の不均一な、ビーム周辺部からの信号により。
深さ方向精度が悪くなること（クレータ−効果）。
中性粒子や散乱イオンによる特定場所以外からの二次イ
オンも検出してしまって横方向分析精度が悪くなること
、広い面積のエツチングを行うためにはビーム走査を長
時間続ける必要がア夛、工。
オンも検出してしまって横方向分析精度が悪くなること
、広い面積のエツチングを行うためにはビーム走査を長
時間続ける必要がア夛、工。
チンブレイトが低下してしまうこと１等の問題点があっ
た。更にこれよりも細く絞ることができ。
た。更にこれよりも細く絞ることができ。
試料エツチングがなく、また、多くの各種信号を発生さ
せることの出来る電子ビームを併用することは大きな利
点が期待出来るが、信号重畳の問題から、′原理的に両
者を同時に使用することは出来なり０ また、磁場式セクター型質量分析計を使用する類似の装
置では、この質量分析計の特徴である位置収束性を利用
して、質量分離した後の二次イオンを検出器上に＃像さ
せることにより、上記問題点のいくつかを解消させた例
もあるが、大型・高価、となること、質量掃引が遅いこ
と、焼出しが出来ず超高真空が得られないこと等磁場式
質量分析計に起因する先とは別種の困難な問題がある。
せることの出来る電子ビームを併用することは大きな利
点が期待出来るが、信号重畳の問題から、′原理的に両
者を同時に使用することは出来なり０ また、磁場式セクター型質量分析計を使用する類似の装
置では、この質量分析計の特徴である位置収束性を利用
して、質量分離した後の二次イオンを検出器上に＃像さ
せることにより、上記問題点のいくつかを解消させた例
もあるが、大型・高価、となること、質量掃引が遅いこ
と、焼出しが出来ず超高真空が得られないこと等磁場式
質量分析計に起因する先とは別種の困難な問題がある。
本発明の目的はこれら従来の装置の問題点を解消させて
、安価でかつ高精度の元素分析の可能な新規の表面分析
装置の実現にある。
、安価でかつ高精度の元素分析の可能な新規の表面分析
装置の実現にある。
第２図は本発明の実施例を示す。８は写像型イオン光学
系機構、９は静電レンズ承１向板である。
系機構、９は静電レンズ承１向板である。
試料２には太いイオンビーム１０が照射され試料２から
放出された二次イオン１１は、静電レンズ９によシ投影
され、四極子型質量分析計３前のアパーチャ板７上に実
像として結像される。この像は走査電源５からの走査電
圧が印加された偏向板４により像自身の大きさ範囲内に
て走査されている。この像のうち四極子型質量分析計３
に入った二次イオン１１は、質量分離されて信号として
出力される。この出力信号により、走査電圧に同期して
陰極線管６の輝度変調を行えば、試料形状拡大像や特定
イオンの分布拡大像を表示することがすることＫよシ、
その像中の任意の特定微小部／の元素分析を行うことが
出来る。この拡大像の分解能すなわち分析微小部の大き
さは、アパーチャー板７の穴径と、アパーチャー板７上
の実像の大きさとの比率により決められる。したがって
、静電レンズ９にズーム機能を持たせ、実像の大きささ
を任意に選ぶことが出来る。
放出された二次イオン１１は、静電レンズ９によシ投影
され、四極子型質量分析計３前のアパーチャ板７上に実
像として結像される。この像は走査電源５からの走査電
圧が印加された偏向板４により像自身の大きさ範囲内に
て走査されている。この像のうち四極子型質量分析計３
に入った二次イオン１１は、質量分離されて信号として
出力される。この出力信号により、走査電圧に同期して
陰極線管６の輝度変調を行えば、試料形状拡大像や特定
イオンの分布拡大像を表示することがすることＫよシ、
その像中の任意の特定微小部／の元素分析を行うことが
出来る。この拡大像の分解能すなわち分析微小部の大き
さは、アパーチャー板７の穴径と、アパーチャー板７上
の実像の大きさとの比率により決められる。したがって
、静電レンズ９にズーム機能を持たせ、実像の大きささ
を任意に選ぶことが出来る。
上記の方法によれば、イオン／ビームは細く絞る必要が
ない。また２分析場所以外の場所も一様にエツチングさ
れているため、試料上で深さ方向に差を生じることがな
い。同様の理由からクレータ−効果も発生せず、深さ方
向分析精度を上げることが出来る。また、特定微小部の
選択を実像面で直接的に行なってｂるので、特定微小部
以外から発生しゝ匪楚？′オンは検出されることがなく
、横方向分析精度を上げることが出来る。更にまた太い
イオンビームを使用するため、エツチングレイトを下げ
ずに広い面積をエツチングすることが出来る。更に、試
料上での電子ビーム走査と、四極子型質量分析計入口部
での実像走査では、信号重畳の起シようがないため、電
子ビームとイオンビームを同時に使用することが出来る
。すなわち、電子ビームによる別種の情報も含む二次電
子像、オージェ電子像更にＸ線像等の各種信号を用いる
より鮮明な試料拡大像と、イオンビームによる二次イオ
ン像の観察とを完全に同時に行うことが出来るため、よ
シ微小部分の分析や複合分析を行うことが可能となる。
ない。また２分析場所以外の場所も一様にエツチングさ
れているため、試料上で深さ方向に差を生じることがな
い。同様の理由からクレータ−効果も発生せず、深さ方
向分析精度を上げることが出来る。また、特定微小部の
選択を実像面で直接的に行なってｂるので、特定微小部
以外から発生しゝ匪楚？′オンは検出されることがなく
、横方向分析精度を上げることが出来る。更にまた太い
イオンビームを使用するため、エツチングレイトを下げ
ずに広い面積をエツチングすることが出来る。更に、試
料上での電子ビーム走査と、四極子型質量分析計入口部
での実像走査では、信号重畳の起シようがないため、電
子ビームとイオンビームを同時に使用することが出来る
。すなわち、電子ビームによる別種の情報も含む二次電
子像、オージェ電子像更にＸ線像等の各種信号を用いる
より鮮明な試料拡大像と、イオンビームによる二次イオ
ン像の観察とを完全に同時に行うことが出来るため、よ
シ微小部分の分析や複合分析を行うことが可能となる。
以上のようにして本発明の装置によれば、従来の表面分
析装置に存在した多くの問題点を一挙に解消させること
が出来る。そのため、四極子型質量分析計のもつ多くの
優れた特徴と相俟って、安価でかつ高精度の元素分析を
可能とする表面分析装置を実現することが出来る。
析装置に存在した多くの問題点を一挙に解消させること
が出来る。そのため、四極子型質量分析計のもつ多くの
優れた特徴と相俟って、安価でかつ高精度の元素分析を
可能とする表面分析装置を実現することが出来る。
本発明の実施例は、第２図に限られない。例えば、像観
察機能の付与は、走査によらず光学的な直接観察形式に
することも出来る。すなわち光学的な直接観察の場合は
、アパーチャー板７の前部に、中心に穴のある蛍光板（
またはマイクロチャンネルグレート＋蛍光剤）を取シ付
け、それを外部の覗き窓から直接観察したり、ＴＶモニ
ターにて撮影することが出来る。
察機能の付与は、走査によらず光学的な直接観察形式に
することも出来る。すなわち光学的な直接観察の場合は
、アパーチャー板７の前部に、中心に穴のある蛍光板（
またはマイクロチャンネルグレート＋蛍光剤）を取シ付
け、それを外部の覗き窓から直接観察したり、ＴＶモニ
ターにて撮影することが出来る。
更Ｋまた。この種の装置では１．高エネルギーの二次イ
オンの衝撃によって生ずる諸々の悪影響を除くため及び
、試料からの二次イオンを効率よく収集するために、四
極子型質量分析計の前部にエネルギーフィルターを設置
する場合があるが、このエネルギーフィルターと本発明
によるイオン光学系を組み合わせることも出来る。この
場合、単に両者を並列的に設置するのでも良いし、また
は直列的に設置して同時に両機能を持たせた構造として
も良い。更Ｋまた静電レンズは１組である必要はなく、
２組以上の組み合わせで使用することも出来る。
オンの衝撃によって生ずる諸々の悪影響を除くため及び
、試料からの二次イオンを効率よく収集するために、四
極子型質量分析計の前部にエネルギーフィルターを設置
する場合があるが、このエネルギーフィルターと本発明
によるイオン光学系を組み合わせることも出来る。この
場合、単に両者を並列的に設置するのでも良いし、また
は直列的に設置して同時に両機能を持たせた構造として
も良い。更Ｋまた静電レンズは１組である必要はなく、
２組以上の組み合わせで使用することも出来る。
更に言えば、二次イオン励起源は、イオンビームに限ら
れることはなく２例えば中性粒子ピ、−ムやレーザビー
ムでも支障はない。更に、ビーム照射以外の方法１例え
ば試料表面で放電させたシ。
れることはなく２例えば中性粒子ピ、−ムやレーザビー
ムでも支障はない。更に、ビーム照射以外の方法１例え
ば試料表面で放電させたシ。
化学反応させたシして二次イオンを発生させる１法も採
用可能である。また試料表面から放出させた皺中性粒子
を別の手段でイオン化させて、最終的にこれを二次イオ
ンとすることも出来る。
用可能である。また試料表面から放出させた皺中性粒子
を別の手段でイオン化させて、最終的にこれを二次イオ
ンとすることも出来る。
尚本発明は、この種の装置の単体にのみ適用されるもの
ではなく、ＡＥＳ、 ＥＳＣＡ等他の分析装置との組み
合わせ装置においても適用可能であることは言うまでも
ない。更には、その写像機能を利用してイオン顕微鏡と
して使用し、またエネルギフィルターによるエネルギー
分離機能を利用してＩＳＳやＡＥＳとしても使用出来る
ようにして。
ではなく、ＡＥＳ、 ＥＳＣＡ等他の分析装置との組み
合わせ装置においても適用可能であることは言うまでも
ない。更には、その写像機能を利用してイオン顕微鏡と
して使用し、またエネルギフィルターによるエネルギー
分離機能を利用してＩＳＳやＡＥＳとしても使用出来る
ようにして。
複合分析機能をこれに持たせることも出来るものである
。
。
本発明の表面分析装置は以上の通りであって。
二次イオン励起源と四極子型質量分析計で構成され不表
面分析装置において、この励起源で励起されて、結果的
に二次イオンを放出する試料と、四極子型質量分析計と
の間に、像観察機能をもつ写像型イオン光学系を設置す
ることを特徴とし、仁れによって、試料上の充分な微小
部分の分析を可能ＫＬ、分析精度を高め、試料の不均一
なエツチングを解消し、更に、を子ビーム等による別種
の情報の同時獲□得や連携動作をも可能にするものであ
る。この表面分析装置が斯界に貢献するところは極めて
大きく、工業上有為の発明ということができる。
面分析装置において、この励起源で励起されて、結果的
に二次イオンを放出する試料と、四極子型質量分析計と
の間に、像観察機能をもつ写像型イオン光学系を設置す
ることを特徴とし、仁れによって、試料上の充分な微小
部分の分析を可能ＫＬ、分析精度を高め、試料の不均一
なエツチングを解消し、更に、を子ビーム等による別種
の情報の同時獲□得や連携動作をも可能にするものであ
る。この表面分析装置が斯界に貢献するところは極めて
大きく、工業上有為の発明ということができる。
第１図は従来の表面分析装置の構成を示す図。
第２図は本発明の実施例の表面分析装置の構成図である
。 １・・・イオン銃、２・・・試 料。 ３・・・四極子型質量分析計、４・・・偏向板。 ５・・・走査電源、 ６・・・陰極線管。 ７・・・アパーチャー板、８・・・像観察機能を持つ写
像型イオン光学系、９・・・静電レンズ。 １０・・・イオンビーム、１１・・・二次Ｉイオン。 実用新案登録出願人 日電アネルバ株式会社手続補正書
（自発） 昭和５９年１０月１６日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第９３６０９号 ２、発−の名称 表面分析装置 ３、補正をする者 ４、代 理 人 ５、補正により増加する発明の数 ０ ６、補正の対象 ７、補正の内容 別紙のとおシ。 ８．添付書類の目録 （１） 代理人受任届 １ 過 補正の内容 （１） 明細書の特許請求の範囲を下記の文に補正する
。 「 二次イオン励起源と四極子型質量分析計で構成され
る表面分析装置において、該励起源で励起されて二次イ
オンを放出する試料と該四極子型質量分析計の間に像観
察機能を持つ写像型エネルギーフィルターを設置したこ
とを特徴とする表面分析装置。」 （２） 明細書第１負１６行目の「分析計である。」の
次に、下記の文を挿入する。 「 装置によっては高エネルギーの二次イオンによる悪
形書を除くことを目的として、静電偏向方式により低エ
ネルギーの二次イオンのみを通過させるエネルギーフィ
ルターが四極子型質量分析計３の内部又は分析計３と試
料２との間に設置される場曾もある。」 （３） 明細書の第３頁９行目１イオン光学系機構」を
「エネルギーフィルター」に補正する。 （４）明細書第３頁９行目の「偏向板でるる。」の次に
下記の文、を挿入する。 「 この静電レンズはエネルギーフ・イルター機能と写
像機能とを合わせ持つプリズム型のものである。」 （５） 明細書第６両５行目の「更＋ｉまた。」から、
同頁１４行目の「しても良い。」−１モを削゛除し、下
記の文を代入する。 「 更にまた静電レンズとしては、プリズム型のものの
みでなく、エネルギーフィルター機能のみをもつ偏向板
と与像懺能のみをもつ軸対称型レンズを組み合せたもの
が使用できる。」（６）明細書第１負１９行目と第８頁
１５行目の「イオン光学系」を［エネルギーフィルター
」に補正する。
。 １・・・イオン銃、２・・・試 料。 ３・・・四極子型質量分析計、４・・・偏向板。 ５・・・走査電源、 ６・・・陰極線管。 ７・・・アパーチャー板、８・・・像観察機能を持つ写
像型イオン光学系、９・・・静電レンズ。 １０・・・イオンビーム、１１・・・二次Ｉイオン。 実用新案登録出願人 日電アネルバ株式会社手続補正書
（自発） 昭和５９年１０月１６日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第９３６０９号 ２、発−の名称 表面分析装置 ３、補正をする者 ４、代 理 人 ５、補正により増加する発明の数 ０ ６、補正の対象 ７、補正の内容 別紙のとおシ。 ８．添付書類の目録 （１） 代理人受任届 １ 過 補正の内容 （１） 明細書の特許請求の範囲を下記の文に補正する
。 「 二次イオン励起源と四極子型質量分析計で構成され
る表面分析装置において、該励起源で励起されて二次イ
オンを放出する試料と該四極子型質量分析計の間に像観
察機能を持つ写像型エネルギーフィルターを設置したこ
とを特徴とする表面分析装置。」 （２） 明細書第１負１６行目の「分析計である。」の
次に、下記の文を挿入する。 「 装置によっては高エネルギーの二次イオンによる悪
形書を除くことを目的として、静電偏向方式により低エ
ネルギーの二次イオンのみを通過させるエネルギーフィ
ルターが四極子型質量分析計３の内部又は分析計３と試
料２との間に設置される場曾もある。」 （３） 明細書の第３頁９行目１イオン光学系機構」を
「エネルギーフィルター」に補正する。 （４）明細書第３頁９行目の「偏向板でるる。」の次に
下記の文、を挿入する。 「 この静電レンズはエネルギーフ・イルター機能と写
像機能とを合わせ持つプリズム型のものである。」 （５） 明細書第６両５行目の「更＋ｉまた。」から、
同頁１４行目の「しても良い。」−１モを削゛除し、下
記の文を代入する。 「 更にまた静電レンズとしては、プリズム型のものの
みでなく、エネルギーフィルター機能のみをもつ偏向板
と与像懺能のみをもつ軸対称型レンズを組み合せたもの
が使用できる。」（６）明細書第１負１９行目と第８頁
１５行目の「イオン光学系」を［エネルギーフィルター
」に補正する。
Claims (1)
- 二次イオン励起源と四極子型質量分析計で構成される表
面分析装置において、該励起源で励起されて二次イオン
を放出する試料と該四極子型質量分析計の間に像観察機
能を持つ写像型イオン光学系を設置したことを特徴とす
る表面分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59093609A JPS60236445A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 表面分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59093609A JPS60236445A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 表面分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60236445A true JPS60236445A (ja) | 1985-11-25 |
Family
ID=14087070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59093609A Pending JPS60236445A (ja) | 1984-05-10 | 1984-05-10 | 表面分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60236445A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50104983A (ja) * | 1974-01-22 | 1975-08-19 |
-
1984
- 1984-05-10 JP JP59093609A patent/JPS60236445A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50104983A (ja) * | 1974-01-22 | 1975-08-19 |
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