JPS61116742A - Ｓｎｍｓ法を実施する装置 - Google Patents
Ｓｎｍｓ法を実施する装置Info
- Publication number
- JPS61116742A JPS61116742A JP60211215A JP21121585A JPS61116742A JP S61116742 A JPS61116742 A JP S61116742A JP 60211215 A JP60211215 A JP 60211215A JP 21121585 A JP21121585 A JP 21121585A JP S61116742 A JPS61116742 A JP S61116742A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- plasma
- mass spectrometer
- ion source
- ion
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- 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
- G01N23/22—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 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/225—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 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
- G01N23/2255—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 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident ion beams, e.g. proton beams
-
- 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
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
- H01J49/14—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers
- H01J49/142—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers using a solid target which is not previously vapourised
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B2017/00004—(bio)absorbable, (bio)resorbable, resorptive
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】
産業上の利用分野：
本発明は別個のイオンソース、試料支持体、ＨＦプラズ
マの発生装置および質量分析計を有するＳＮＭＳ法を実
施する装置に関する。
マの発生装置および質量分析計を有するＳＮＭＳ法を実
施する装置に関する。
従来の技術。
いわゆるＳＮＭＳ法（スパツタドまたは七カンタリ
ニュートラル マス スヘクトロメトリ、５ｐｕｔｔｅ
ｒｄ ｏｄｅｒ ５ｅｃｏｎｄａｒｙ Ｎｅｕｔｒａｌ
ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ）によれば試料
の分析は試料表面からイオン衝撃によって中性粒子を駆
出し、。
ニュートラル マス スヘクトロメトリ、５ｐｕｔｔｅ
ｒｄ ｏｄｅｒ ５ｅｃｏｎｄａｒｙ Ｎｅｕｔｒａｌ
ＭａｓｓＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ ）によれば試料
の分析は試料表面からイオン衝撃によって中性粒子を駆
出し、。
この粒子をＨＦプラズマ中でイオン化し、次に質量分析
法により試験するように行われる。この場合１次イオン
を発生させる２つの方法がある。
法により試験するように行われる。この場合１次イオン
を発生させる２つの方法がある。
１つの方法は試料の衝撃をプラズマのイオンによって行
う方法である（直接衝撃法／ＤＢＭ）。そのためには試
料をプラズマの範囲内に配置し、ＨＦプラズマと試料の
間に所望の衝撃に必要な電位差を印加することが必要で
ある。このＤＢＭ／ＳＮＭＳ法はアシル、クイズ、 （
Ａｐｐｌ。
う方法である（直接衝撃法／ＤＢＭ）。そのためには試
料をプラズマの範囲内に配置し、ＨＦプラズマと試料の
間に所望の衝撃に必要な電位差を印加することが必要で
ある。このＤＢＭ／ＳＮＭＳ法はアシル、クイズ、 （
Ａｐｐｌ。
Ｐｈｙｓ、）１４．４３−４７（１９７７）から公知で
ある。この方法は導電性および半導体性試料に適用する
ことができる。絶縁体の場合もちろん直流電圧の印加に
よるイオン衝撃は前記文献に記載のように不可能である
。
ある。この方法は導電性および半導体性試料に適用する
ことができる。絶縁体の場合もちろん直流電圧の印加に
よるイオン衝撃は前記文献に記載のように不可能である
。
もう１つの方法は試料の衝撃のため別個のイオンソース
を備え、１次イオンの発生および中性粒子のＨＦプラズ
マによる後イオン化を別個に行うことである。このＳＮ
ＭＳ法のＳＳＭ（セノξレートーンパドメントモード）
作業法は西独公開特許公報第２９５０３３０号により公
知である。この中に記載されるこの方法の実施装置では
別個のイオンソースおよび試料はＨＦプラズマの１つの
側に、質量分析計はこのプラズマの他の側に配置される
。試料と高周波プラズマの間に多数の絞りを有する薄膜
がある。この薄膜はプラズマのイオンと電子の衝突を防
ぐ目的を有すると同時に直接イオン衝撃によって試料か
ら離れる２次イオンの通過を阻止する。というのはこの
２次イオンはＳＮＭＳ法の場合望ましくなく、有害なパ
ックグラウンドを形成するからである。この公知装置に
よれば適当な手段でイオン衝撃により発生する帯電を補
償する場合には絶縁体を試験することができる。
を備え、１次イオンの発生および中性粒子のＨＦプラズ
マによる後イオン化を別個に行うことである。このＳＮ
ＭＳ法のＳＳＭ（セノξレートーンパドメントモード）
作業法は西独公開特許公報第２９５０３３０号により公
知である。この中に記載されるこの方法の実施装置では
別個のイオンソースおよび試料はＨＦプラズマの１つの
側に、質量分析計はこのプラズマの他の側に配置される
。試料と高周波プラズマの間に多数の絞りを有する薄膜
がある。この薄膜はプラズマのイオンと電子の衝突を防
ぐ目的を有すると同時に直接イオン衝撃によって試料か
ら離れる２次イオンの通過を阻止する。というのはこの
２次イオンはＳＮＭＳ法の場合望ましくなく、有害なパ
ックグラウンドを形成するからである。この公知装置に
よれば適当な手段でイオン衝撃により発生する帯電を補
償する場合には絶縁体を試験することができる。
公知装置はＤＢＭ／ＳＮＭＳ法とＳＳＭ／ＳＮＭＳ法に
よる比較測定に適しないのが不利である。ＳＮＭＳ法の
１つから他への移行の際装置の高価な改造または種々の
装置が必要である。
よる比較測定に適しないのが不利である。ＳＮＭＳ法の
１つから他への移行の際装置の高価な改造または種々の
装置が必要である。
発明が解決しようとする問題点；
本発明は試料を装置的改造なしにＤＢＭ／ＳＮＭＳ法に
よってもＳＳＭ／ＳＮＭＳ法によっても直接順次に試験
しうる首記方式の装置を得ることである。
よってもＳＳＭ／ＳＮＭＳ法によっても直接順次に試験
しうる首記方式の装置を得ることである。
問題点を解決するための手段：
この目的は本発明によりイオンソースおよび質量分析計
が高周波プラズマのため備えた空間の同じ側に隣接配置
され、試料支持体に支持した試料が高周波プラ、ズマの
ため備えた空間の内部にあることによって解決される。
が高周波プラズマのため備えた空間の同じ側に隣接配置
され、試料支持体に支持した試料が高周波プラ、ズマの
ため備えた空間の内部にあることによって解決される。
ＤＢＭ／ＳＮＭＳ法実施の際イオンソースは遮断したま
まである。
まである。
作用：
ＨＦプラズマとくにアルゴンプラズマト試料または試料
ホルダの間にプラズマのイオンによる試料の衝撃に必要
な電圧が印加される。これは導体および半導体の場合直
流電圧でよい。絶縁体の場合高周波交流電圧が試料基材
に印加される。絶縁体の誘電性およびプラズマ中のイ・
オンと電子の異なる移動性のため、絶縁体の表面に負の
直流電位があり、それによって再びイオンは試料の方向
に加速され、したがって試料がス・ξツタされる。それ
によって試料から導体、半導体および不導体の場合中性
粒子が放出される。質量分析計の方向へ流れる中性粒子
はプラズマ中でイオン化され、質量分析計内でその質量
が試験される。ＤＢＭ／ＳＮＭＳ作業からＳＳＭ／ＳＮ
ＭＳ作業への切替のためにはプラズマと試料の間の電位
差をプラズマのイオンが試料をもはや励起またはスパッ
タしない程度に低下し、試料の衝撃をイオンソースによ
り行うことだけが必要である。プラズマ粒子の平均自由
行路長は１次イオン流がほとんど妨げられずにプラズマ
を貫通しうる程度の大きさである。イオン衝撃によって
放出される中性粒子はプラズマによってイオン化され、
質量分析計内で分析される。
ホルダの間にプラズマのイオンによる試料の衝撃に必要
な電圧が印加される。これは導体および半導体の場合直
流電圧でよい。絶縁体の場合高周波交流電圧が試料基材
に印加される。絶縁体の誘電性およびプラズマ中のイ・
オンと電子の異なる移動性のため、絶縁体の表面に負の
直流電位があり、それによって再びイオンは試料の方向
に加速され、したがって試料がス・ξツタされる。それ
によって試料から導体、半導体および不導体の場合中性
粒子が放出される。質量分析計の方向へ流れる中性粒子
はプラズマ中でイオン化され、質量分析計内でその質量
が試験される。ＤＢＭ／ＳＮＭＳ作業からＳＳＭ／ＳＮ
ＭＳ作業への切替のためにはプラズマと試料の間の電位
差をプラズマのイオンが試料をもはや励起またはスパッ
タしない程度に低下し、試料の衝撃をイオンソースによ
り行うことだけが必要である。プラズマ粒子の平均自由
行路長は１次イオン流がほとんど妨げられずにプラズマ
を貫通しうる程度の大きさである。イオン衝撃によって
放出される中性粒子はプラズマによってイオン化され、
質量分析計内で分析される。
本発明はＳＳＭ／ＳＮＭＳ作業の場合、電子薄膜により
プラズマ粒子による試料の過剰の負荷Ｉ １”′−
１″“６“９が７彎ａ’ｖ’Ｈａｖ＆＜・“０２）
めにはプラズマ電位の適当な調節ですでに十分であ
る。２次イオンの薄膜による抑制も必要がない。とハう
のは多くの場合放出される中性粒子の数は放出される２
次イオンの数より著しく多いからである。さらに直接放
出される２次゛イオンおよびあとからイオン化される中
性粒子は異なるエネルギー分布を有するので、２次イオ
ンは質量分析計の前に配置したイオン光学系（エネルギ
ー窓の配置）により防止することができる。
プラズマ粒子による試料の過剰の負荷Ｉ １”′−
１″“６“９が７彎ａ’ｖ’Ｈａｖ＆＜・“０２）
めにはプラズマ電位の適当な調節ですでに十分であ
る。２次イオンの薄膜による抑制も必要がない。とハう
のは多くの場合放出される中性粒子の数は放出される２
次イオンの数より著しく多いからである。さらに直接放
出される２次゛イオンおよびあとからイオン化される中
性粒子は異なるエネルギー分布を有するので、２次イオ
ンは質量分析計の前に配置したイオン光学系（エネルギ
ー窓の配置）により防止することができる。
イオンソース、検出系および試料の好ましい相互配置に
より公知装置に比して大きい空間角度のス・ぞツタ中性
粒子が検出系によって捕そくされる。それによって高い
検出感度−が得られる。
より公知装置に比して大きい空間角度のス・ぞツタ中性
粒子が検出系によって捕そくされる。それによって高い
検出感度−が得られる。
したがって提案の装置によればたとえばミクロ分析に使
用しうる微細焦点イオンソースのような１次イオン流の
低いイオン銃を使用することができる。１μｍの横の解
像力を有するＳＮＭＳミクロ分析が可能である。これは
金属、半導体および不導体に対してである。不導体の場
合、試料のイオン衝撃の際発生する帯電は試料がプラズ
マに直接接触するので、プラズマの電子成分によって打
消される。
用しうる微細焦点イオンソースのような１次イオン流の
低いイオン銃を使用することができる。１μｍの横の解
像力を有するＳＮＭＳミクロ分析が可能である。これは
金属、半導体および不導体に対してである。不導体の場
合、試料のイオン衝撃の際発生する帯電は試料がプラズ
マに直接接触するので、プラズマの電子成分によって打
消される。
本発明の装置のもう１つの重要な利点は装置をとくに改
造しなくても５１ＭＳ法（セカンダリ イオンマス ス
ペクトロメトリ）の実施に適することである。５１ＭＳ
法の場合試料をイオン衝撃する。このイオン衝撃によっ
て直接放出される２次イオンの質量を分析する。５１Ｍ
Ｓ法は原理的に西独公開特許公報第２９５０３３０号か
ら公知の装置によって実施することもできる。しかし理
想的３１ＭＳ原理に比して大きい感度損失（数けたの）
をもってしか可能でない。
造しなくても５１ＭＳ法（セカンダリ イオンマス ス
ペクトロメトリ）の実施に適することである。５１ＭＳ
法の場合試料をイオン衝撃する。このイオン衝撃によっ
て直接放出される２次イオンの質量を分析する。５１Ｍ
Ｓ法は原理的に西独公開特許公報第２９５０３３０号か
ら公知の装置によって実施することもできる。しかし理
想的３１ＭＳ原理に比して大きい感度損失（数けたの）
をもってしか可能でない。
深いプロフィルの際の大きい動力学および良好な深さ方
向分解能のために必要なような分析と同時の試料の垂直
衝撃は同様前記装置では実施できない。これはＳＩＭＳ
分析だけでな（ＳＮＭＳ分析も同隊である。最後にマク
ロ分析は同様強度の理由から実施不可能である。
向分解能のために必要なような分析と同時の試料の垂直
衝撃は同様前記装置では実施できない。これはＳＩＭＳ
分析だけでな（ＳＮＭＳ分析も同隊である。最後にマク
ロ分析は同様強度の理由から実施不可能である。
本発明の装置により５１ＭＳ法を実施するためにはＨＦ
プラズマを遮断することしか必要としない、、それによ
って試料は最適の空間条件のもとに５１ＭＳ法により試
験することができる。
プラズマを遮断することしか必要としない、、それによ
って試料は最適の空間条件のもとに５１ＭＳ法により試
験することができる。
ＳＮＭＳ作業と同様にＳＩＭＳミクロ分析を実施するこ
とができる。
とができる。
プラズマを遮断した場合、微細焦点イオンソースによる
励起によって２次電子像もサブμｍ領域で撮影すること
ができる。そのために必要な検知器は検出側に設置され
、プラズマ作業の際絞りによってスノξツタから保護さ
れる。
励起によって２次電子像もサブμｍ領域で撮影すること
ができる。そのために必要な検知器は検出側に設置され
、プラズマ作業の際絞りによってスノξツタから保護さ
れる。
最適条件下（すなわち画法に対する最大の検出感度ｔも
って）の直接的ＳＩＭＳ−３ＮＭＳ比較測定は過去には
不可能であった。そのためには現在までつねに種々の測
定装置または少なくとも広範な改造が必要であった。し
かしＳＩＭＳ−ＳＮＭＳ比較測定はこの２つの質量分析
法が補足されるのでしばしば非常に望まれる。ＳＮＭＳ
法によって試料組成の定量的測定が可能である。これに
反し５１ＭＳ法によれば試料表面の２次イオンの発生が
複雑に表面性状に依存するので、１０の数乗の感度変動
が発生する。それゆえ５１ＭＳ法によればしばしば高感
度の非定量分析が可能である。２次イオンスペクトルに
よれば２次イオン放出の前記マトリックス依存性のため
、化学的情報（たとえば結合および結合状態）が得られ
る。
って）の直接的ＳＩＭＳ−３ＮＭＳ比較測定は過去には
不可能であった。そのためには現在までつねに種々の測
定装置または少なくとも広範な改造が必要であった。し
かしＳＩＭＳ−ＳＮＭＳ比較測定はこの２つの質量分析
法が補足されるのでしばしば非常に望まれる。ＳＮＭＳ
法によって試料組成の定量的測定が可能である。これに
反し５１ＭＳ法によれば試料表面の２次イオンの発生が
複雑に表面性状に依存するので、１０の数乗の感度変動
が発生する。それゆえ５１ＭＳ法によればしばしば高感
度の非定量分析が可能である。２次イオンスペクトルに
よれば２次イオン放出の前記マトリックス依存性のため
、化学的情報（たとえば結合および結合状態）が得られ
る。
Ｓ Ｉ ＭＳ−ＳＮＭＳ比較測定の直接実施は本発明の
装置によれば試料を３１ＭＳ法にも２つのＳＮＭＳ作業
法にも最も有利な位置へ配置しうるので、可能である。
装置によれば試料を３１ＭＳ法にも２つのＳＮＭＳ作業
法にも最も有利な位置へ配置しうるので、可能である。
ＳＢＭ／ＳＮＭＳ法は西独公開特許公報第２９５０３３
０号に記載の技術水準に比して、空間角度を制限する薄
膜がないので、高い検出感度をもって実施することがで
きる。さらに試料と検出系の距離は公開公報の装置に比
して少なくとも半分にすることができる。それによって
ＤＢＭの場合後イオン化確率も約半分になるけれど、イ
オン光学系の開口へ当るス・ゼツタした粒子の数は約４
倍大きい。
０号に記載の技術水準に比して、空間角度を制限する薄
膜がないので、高い検出感度をもって実施することがで
きる。さらに試料と検出系の距離は公開公報の装置に比
して少なくとも半分にすることができる。それによって
ＤＢＭの場合後イオン化確率も約半分になるけれど、イ
オン光学系の開口へ当るス・ゼツタした粒子の数は約４
倍大きい。
これは電子薄膜による空間角度制限を考慮しない場合で
ある。全体的にすべての前記測定法に対し最大の能力デ
ータを達成するためもつとも好ましい幾何学的配置が得
られる。ＳＩＭＳとＳＮＭＳの間および２種のＳＮＭＳ
作業法の間の迅速な交換が簡単な切替によって可能にな
った。
ある。全体的にすべての前記測定法に対し最大の能力デ
ータを達成するためもつとも好ましい幾何学的配置が得
られる。ＳＩＭＳとＳＮＭＳの間および２種のＳＮＭＳ
作業法の間の迅速な交換が簡単な切替によって可能にな
った。
実施例：
次に本発明の実施例を図面により説明する。
第１図に示す装置は板ストリップからなる１重巻ＨＦコ
イル２で包囲されたプラズマ容器１を中心に有する。コ
イル２によって内部空間妥に発生した点々で示すプラズ
マ５はゾンデ３により制御される。
イル２で包囲されたプラズマ容器１を中心に有する。コ
イル２によって内部空間妥に発生した点々で示すプラズ
マ５はゾンデ３により制御される。
プラズマ容器１は両側に７ランジ６および７を備える。
７ランジ６に試料ゲート８が支持される。このゲートｔ
ｉゲート本体９．弁１０および中間室１１からなり、こ
の室はフランジ６の孔１２を介してプラズマ容器１の内
部空間Φと結合している。ゲート本体９．中間室１１お
よびフランジ６の孔１２を通して測定位置に示す試料棒
１３が拡がゆ、この棒の端部に試料１４が支持される。
ｉゲート本体９．弁１０および中間室１１からなり、こ
の室はフランジ６の孔１２を介してプラズマ容器１の内
部空間Φと結合している。ゲート本体９．中間室１１お
よびフランジ６の孔１２を通して測定位置に示す試料棒
１３が拡がゆ、この棒の端部に試料１４が支持される。
全体的に１５で示す試料収容部は第２図に拡大して示さ
れる。ゲート本体９の接続口１６および１７ならびに中
間室１１の接続口１１は真空ポンプ接続に役立つ。フラ
ンジ６の他の接続口１９および２０はプラズマ５の作業
ガスとくにアルゴンの圧力測定または入口として役立つ
。
れる。ゲート本体９の接続口１６および１７ならびに中
間室１１の接続口１１は真空ポンプ接続に役立つ。フラ
ンジ６の他の接続口１９および２０はプラズマ５の作業
ガスとくにアルゴンの圧力測定または入口として役立つ
。
プラズマ容器１の反対側のフレンジ７に質量分析計のゲ
ージング２１が固定される。この分析計は牛極子マスフ
ィルタ２２を備え、このフィルタの前方にエネルギー窓
の設置のため７ランジ７を貫通してその入射開口がプラ
ズマ５ｔ：で達するイオン光学系２３が支持される。４
極子マスフイルタ２２の後方にもう１つのイオン光学系
２４があり、この光学系は記録するイオンを軸方向にず
れて配置したマルチプライヤ２５へ偏向する。ケージン
グ２１真空ポンプ接続接続のための接続口２６を備える
。プラズマ容器１の内部空間４の排気は接続口１８およ
び２６に接続した真空ポンプによって行われる。
ージング２１が固定される。この分析計は牛極子マスフ
ィルタ２２を備え、このフィルタの前方にエネルギー窓
の設置のため７ランジ７を貫通してその入射開口がプラ
ズマ５ｔ：で達するイオン光学系２３が支持される。４
極子マスフイルタ２２の後方にもう１つのイオン光学系
２４があり、この光学系は記録するイオンを軸方向にず
れて配置したマルチプライヤ２５へ偏向する。ケージン
グ２１真空ポンプ接続接続のための接続口２６を備える
。プラズマ容器１の内部空間４の排気は接続口１８およ
び２６に接続した真空ポンプによって行われる。
ゲート８、プラズマ容器１、イオン光学系２３および牛
極子マスフィルタ２２は同軸に配置される。全系の軸は
２７で示される。
極子マスフィルタ２２は同軸に配置される。全系の軸は
２７で示される。
フランジ７に質量分析計のほかにイオン銃２８が支持さ
れる。イオン銃はその焦点が図示の測定位置の試料１４
へ向くように配置される。
れる。イオン銃はその焦点が図示の測定位置の試料１４
へ向くように配置される。
試料は旋回可能（矢印２９）に支持されるので、衝突す
るイオンの方向に対し垂直に配置することができる。
るイオンの方向に対し垂直に配置することができる。
さらにフランジ７に２次電子検知器３０が支持される。
この検知器は摺動可能に形成されるので、２次電子像撮
影の際にのみその測定位置にある。プラズマ作業の際こ
の検知器は引戻し、図示されていない絞りによりスノξ
ツタリングから保護される。
影の際にのみその測定位置にある。プラズマ作業の際こ
の検知器は引戻し、図示されていない絞りによりスノξ
ツタリングから保護される。
第２図は試料棒１３の試料側端部の形成を示す。ここに
は中空の試料支持体３１があり、これに試料１４が図示
されていないクランプによって固定される。導入管およ
び２つの導出管３２を介して試料支持体３１の内部空間
３３に冷却媒体が供給される。導管３２および試料支持
体３１のホルダ３４は電気絶縁材料からなるので、試料
支持体３工したがって試料１４は一定電位に置くことが
できる。
は中空の試料支持体３１があり、これに試料１４が図示
されていないクランプによって固定される。導入管およ
び２つの導出管３２を介して試料支持体３１の内部空間
３３に冷却媒体が供給される。導管３２および試料支持
体３１のホルダ３４は電気絶縁材料からなるので、試料
支持体３工したがって試料１４は一定電位に置くことが
できる。
試料１４に対してさらに衝撃孔３６を有する軸方向に調
節可能のキャップ３５が配置される。
節可能のキャップ３５が配置される。
この摺動可能キャップは均一な試料衝撃を可能にする目
的を有する（アブルフイズＡｐｐ ｌ 、 Ｐｈ−ｙｓ
、２０（１９７９）、５５〜６０ページ参照）。
的を有する（アブルフイズＡｐｐ ｌ 、 Ｐｈ−ｙｓ
、２０（１９７９）、５５〜６０ページ参照）。
試料表面は旋回することができる（たとえば入射するイ
オンビームに対し垂直に、またはイオン光学系の孔と平
行に）。そのための１実施例を第３図に示す。試料支持
体３１はそのため球欠４１を有し、その上を相当する形
の構造部材４２が滑り、この部材に試料１４が支持され
る。さらに構造部材４２はセラミックリング生３を介し
てキャップ３５を支持する。
オンビームに対し垂直に、またはイオン光学系の孔と平
行に）。そのための１実施例を第３図に示す。試料支持
体３１はそのため球欠４１を有し、その上を相当する形
の構造部材４２が滑り、この部材に試料１４が支持され
る。さらに構造部材４２はセラミックリング生３を介し
てキャップ３５を支持する。
第１図に示す装置により試料１４ｔＤＢＭ／ＳＮＭＳ法
により試験するため、１型巻コイル青 ２に公知法
１プラ″５力゛発生する１うな電流１ が送られる
。イオン銃２８は遮断される。試料１４またはその支持
体３１はプラズマ５のイオンが試料１４へ当るような電
位（たとえばゼロから数ＫＶまで）に置かれる。ＤＢＭ
の場合、導体および半導体には直流、絶縁体では高周波
交流電圧が印加される。それによって発生するイオン光
学系２３の方向に流れる中性粒子はプラズマ５によって
イオン化され、接続した質量分析計２２でその質量が試
験される。
により試験するため、１型巻コイル青 ２に公知法
１プラ″５力゛発生する１うな電流１ が送られる
。イオン銃２８は遮断される。試料１４またはその支持
体３１はプラズマ５のイオンが試料１４へ当るような電
位（たとえばゼロから数ＫＶまで）に置かれる。ＤＢＭ
の場合、導体および半導体には直流、絶縁体では高周波
交流電圧が印加される。それによって発生するイオン光
学系２３の方向に流れる中性粒子はプラズマ５によって
イオン化され、接続した質量分析計２２でその質量が試
験される。
その後ただちに試料をＳＢＭ／ＳＮＭＳ法により試験す
る場合、まず試料１４とプラズマ５０間の電位差をプラ
ズマのイオンが試料にもはや達せずまたは中性粒子もし
くは２次イオンがもはや放出されないように小さいエネ
ルギーをもってのみ衝突するように低下することが必要
である。さらにイオン銃２８の作動を開始する。
る場合、まず試料１４とプラズマ５０間の電位差をプラ
ズマのイオンが試料にもはや達せずまたは中性粒子もし
くは２次イオンがもはや放出されないように小さいエネ
ルギーをもってのみ衝突するように低下することが必要
である。さらにイオン銃２８の作動を開始する。
銃に発生するイオンたとえば１〜５ ｋｅｖのＡｒイオ
ンにより試料全衝撃する。それによって２次イオンおよ
び中性粒子が試料から放出される。
ンにより試料全衝撃する。それによって２次イオンおよ
び中性粒子が試料から放出される。
イオン光学系２３の方向に流れる中性粒子はプラズマ５
内でイオン化され、質量分析計で分析される。不所望の
２次イオンをそのイオン光学系２３への途中でプラズマ
５によってイオン化された所望の中性粒子と分離するた
め、イオン光学系２３によりエネルギー窓が設定される
。
内でイオン化され、質量分析計で分析される。不所望の
２次イオンをそのイオン光学系２３への途中でプラズマ
５によってイオン化された所望の中性粒子と分離するた
め、イオン光学系２３によりエネルギー窓が設定される
。
この手段は不所望の２次イオンを抑制するためへ十分で
ある。というのはこの２次イオンは所望の中性粒子に比
して一般に異なるエネルギー分布を有するからである。
ある。というのはこの２次イオンは所望の中性粒子に比
して一般に異なるエネルギー分布を有するからである。
最後に試料１４は本発明の装置により図示の測定位置で
３１ＭＳ法により試験することができる。そのためＳＢ
Ｍ／ＳＮＭＳ法から出発してコイル２の電流を遮断し、
それによってプラズマを消すだけでよい。プラズマを消
すため作業ガスの供給を中断してもよい。イオン銃２８
からのイオン衝撃によって試料１４から２次イオンが放
出される。イオン光学系２３の方向に流れるイオンは後
置の分析計でその質量が分析される。２次イオン光学系
によってＳＩＭＳ分析に適するエネルギー窓が調節され
る。
３１ＭＳ法により試験することができる。そのためＳＢ
Ｍ／ＳＮＭＳ法から出発してコイル２の電流を遮断し、
それによってプラズマを消すだけでよい。プラズマを消
すため作業ガスの供給を中断してもよい。イオン銃２８
からのイオン衝撃によって試料１４から２次イオンが放
出される。イオン光学系２３の方向に流れるイオンは後
置の分析計でその質量が分析される。２次イオン光学系
によってＳＩＭＳ分析に適するエネルギー窓が調節され
る。
公知装置の場合、不所望の透過率のため、微細焦点イオ
ンソースによるミクロ分析はまったく不可能である。と
いうのはこのようなイオンソースの場合達成しうる絶対
イオン流が現在までのＳＮＭＳ測定に使用する大表面積
イオン銃の場合より数けた低いからである。図示の実施
例の場合試料はＳＮＭＳ測定のためにも５１ＭＳ測定の
ためにも透過に関しもつとも望ましい位置を占める°の
で、低電流による微細焦点イオン銃の使用によりこれま
でより著しく良好な結果が得られる。最後に微細焦点イ
オンソースおよび２次電子検知器３０により２次電子像
を撮影することもできる。この測定法に対しても個々の
構成部材は同様有利な空間的配置を有する。
ンソースによるミクロ分析はまったく不可能である。と
いうのはこのようなイオンソースの場合達成しうる絶対
イオン流が現在までのＳＮＭＳ測定に使用する大表面積
イオン銃の場合より数けた低いからである。図示の実施
例の場合試料はＳＮＭＳ測定のためにも５１ＭＳ測定の
ためにも透過に関しもつとも望ましい位置を占める°の
で、低電流による微細焦点イオン銃の使用によりこれま
でより著しく良好な結果が得られる。最後に微細焦点イ
オンソースおよび２次電子検知器３０により２次電子像
を撮影することもできる。この測定法に対しても個々の
構成部材は同様有利な空間的配置を有する。
発明の効果二
公知装置に比して本発明の装置によれば薄膜による空間
角度制限を必要とせず、イオン光学系の孔はスノξツタ
した粒子圧よってより良く照明される。それによって達
成されるＳＩＭＳおよびＤＢＭ／ＳＮＭＳ法のだめの強
度利得は約１００倍になる。
角度制限を必要とせず、イオン光学系の孔はスノξツタ
した粒子圧よってより良く照明される。それによって達
成されるＳＩＭＳおよびＤＢＭ／ＳＮＭＳ法のだめの強
度利得は約１００倍になる。
すべての可能な分析のため１つの試料移送系しか必要と
しない。
しない。
もう１つの重要な利点は電気絶縁材料の試料の試験の除
虫ずる。この種の試料は公知ＳＳＭ／ＳＮＭＳ法による
分析の際イオン衝撃によって帯電する欠点を有する。こ
れを避けるため、電荷を補償する電子銃を付加的に使用
することは公知である。電荷補償は電子薄膜によるプラ
ズマ電子の抽出によって実施することもできる。
虫ずる。この種の試料は公知ＳＳＭ／ＳＮＭＳ法による
分析の際イオン衝撃によって帯電する欠点を有する。こ
れを避けるため、電荷を補償する電子銃を付加的に使用
することは公知である。電荷補償は電子薄膜によるプラ
ズマ電子の抽出によって実施することもできる。
本発明の装置による作業の場合、試料はプラズマ内にあ
り、その帯電はプラズマ内に存在する電子によって避け
られるので、このような手段は必要でない。
り、その帯電はプラズマ内に存在する電子によって避け
られるので、このような手段は必要でない。
前記装置により種々の分析および衝撃条件を組合せ、ま
たは順次に使用することができる。
たは順次に使用することができる。
たとえば
ＤＢＭによる高い衝撃速度（導電性試料の場合、試料電
位の印加によって、絶縁体の場合たとえばＲＦ−ス・ξ
ツタリングによって）に静的ＳＩＭＳまたはＤＢＭのＳ
ＮＭＳ分析が続く。
位の印加によって、絶縁体の場合たとえばＲＦ−ス・ξ
ツタリングによって）に静的ＳＩＭＳまたはＤＢＭのＳ
ＮＭＳ分析が続く。
ＤＡＭによる高い衝撃速度に衝撃クレータのミクロ分析
が続く。
が続く。
この２つの例は本発明の提案による装置構成が現在公知
のＳＮＭＳ装置に比して完全に新規の分析的実験を可能
にし、さらにいつでも改造なしに２次電子像の撮影も可
能であることを示す。そのため電子検知器３０をその作
動位置にもたらし、作動させる。イオンソース２８から
のイオンにより微細焦点イオンソースとして形成されて
いるかどうかにかかわらず、試料１４はラスク状に走査
される。それによって発生する２次電子は検知器３０に
よって記録され、試料表面の像が得られる。
のＳＮＭＳ装置に比して完全に新規の分析的実験を可能
にし、さらにいつでも改造なしに２次電子像の撮影も可
能であることを示す。そのため電子検知器３０をその作
動位置にもたらし、作動させる。イオンソース２８から
のイオンにより微細焦点イオンソースとして形成されて
いるかどうかにかかわらず、試料１４はラスク状に走査
される。それによって発生する２次電子は検知器３０に
よって記録され、試料表面の像が得られる。
第１図はＳ Ｉ ＭＳ−３ＮＭＳ組合せ装置、第２図は
第１図装置の試料収容部の拡大図、第３図はそのもう１
つの実施例のいずれも縦断面図である。 １・・・プラズマ容器、２・・・ＨＦコイル、３・・・
ゾンデ、牛・・・内部空間、５・・・プラズマ、６，７
・・・７ランジ、８・・・試料ゲート、９・・・ゲート
本体、１ｏ・・・弁、１１・・・中間室、１２・・・孔
、１３・・・試料棒、１４・・・試料、１５・・・試料
収容部、１６゜１７．１８，１９，２０，２６・・・接
続口、２１・・・クー７ング、２２・・・牛極子マスフ
ィルタ、２：３＋２４・・・イオン光学系、２５・・・
マルチプライヤ、２８・・イオン銃、３０・・・２次電
子検知器、３１・・・試料支持体、３５・・・キャッジ
、３６・・・衝撃孔。 牛１・・球欠
第１図装置の試料収容部の拡大図、第３図はそのもう１
つの実施例のいずれも縦断面図である。 １・・・プラズマ容器、２・・・ＨＦコイル、３・・・
ゾンデ、牛・・・内部空間、５・・・プラズマ、６，７
・・・７ランジ、８・・・試料ゲート、９・・・ゲート
本体、１ｏ・・・弁、１１・・・中間室、１２・・・孔
、１３・・・試料棒、１４・・・試料、１５・・・試料
収容部、１６゜１７．１８，１９，２０，２６・・・接
続口、２１・・・クー７ング、２２・・・牛極子マスフ
ィルタ、２：３＋２４・・・イオン光学系、２５・・・
マルチプライヤ、２８・・イオン銃、３０・・・２次電
子検知器、３１・・・試料支持体、３５・・・キャッジ
、３６・・・衝撃孔。 牛１・・球欠
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、別個のイオンソース、試料支持体、高周波（ＨＦ）
プラズマの発生装置および質量分析計を有するＳＮＭＳ
法を実施する装置において、イオンソース（２８）およ
び質量分析計（２２）が高周波プラズマ（５）のために
設けた空間（４）の同じ側に互いに隣接配置され、試料
支持体（３１）に支持した試料（１４）が高周波プラズ
マ（５）のために設けた空間（４）の内部に存在するこ
とを特徴とするＳＮＭＳ法を実施する装置。 ２、質量分析計の前にエネルギー窓を調節するためのイ
オン光学系（２３）が支持されている特許請求の範囲第
１項記載の装置。 ３、イオンソース（２８）および質量分析計（２２）の
近くに２次電子検知器（３０）が配置されている特許請
求の範囲第１項または第２項記載の装置。 ４、試料支持体として摺動可能の試料棒（１３）を備え
、この棒がＨＦプラズマ（５）のために設けた空間の質
量分析計（２２）と反対側に配置されている特許請求の
範囲第１項から第３項までのいずれか１項に記載の装置
。 ５、ＨＦプラズマ（５）のために設けた空間（４）がＨ
Ｆ透過性の高真空気密容器（１）によつて形成され、こ
の容器を１重巻コイル（２）が包囲している特許請求の
範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載の装置
。 ６、プラズマ容器（１）が円筒形に形成され、端面に配
置した２つのフランジ（６、７）を有し、その１つの側
に試料摺動系（８）、他の側に質量分析計（２２）およ
びイオンソース（２８）が固定されている特許請求の範
囲第４項または第５項記載の装置。 ７、質量分析計（２２）が４極子マスフィルタを有する
特許請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項に
記載の装置。 ８、イオンソース（２６）がミクロ分析を実施するため
の微細焦点イオンソースとして形成されている特許請求
の範囲第１項から第７項までのいずれか１項に記載の装
置。 ９、試料（１４）がその試料支持体（３１）に旋回可能
に支持されている特許請求の範囲第１項から第８項まで
のいずれか１項に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP84111519A EP0175807B1 (de) | 1984-09-27 | 1984-09-27 | Einrichtung zur Durchführung des SNMS-Verfahrens |
| DE84111519.9 | 1984-09-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116742A true JPS61116742A (ja) | 1986-06-04 |
Family
ID=8192180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60211215A Pending JPS61116742A (ja) | 1984-09-27 | 1985-09-26 | Ｓｎｍｓ法を実施する装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4670651A (ja) |
| EP (1) | EP0175807B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61116742A (ja) |
| DE (1) | DE3475585D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272043A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-31 | Hitachi Ltd | スパッタ中性粒子のイオン化方法およびその装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3803424C2 (de) * | 1988-02-05 | 1995-05-18 | Gsf Forschungszentrum Umwelt | Verfahren zur quantitativen, tiefendifferentiellen Analyse fester Proben |
| DE3903322A1 (de) * | 1989-02-04 | 1990-08-16 | Nmi Naturwissenschaftl U Mediz | Verfahren zur erzeugung von ionen |
| US5087815A (en) * | 1989-11-08 | 1992-02-11 | Schultz J Albert | High resolution mass spectrometry of recoiled ions for isotopic and trace elemental analysis |
| DE4002849A1 (de) * | 1990-02-01 | 1991-08-08 | Finnigan Mat Gmbh | Verfahren und massenspektrometer zur massenspektroskopischen bzw. massenspektrometrischen untersuchung von teilchen |
| DE4100980A1 (de) * | 1991-01-15 | 1992-07-23 | Oechsner Hans Prof Dr Rer Nat | Verfahren und vorrichtung zur oberflaechen- und/oder tiefenprofilanalyse |
| JP6430349B2 (ja) * | 2015-09-04 | 2018-11-28 | 株式会社東芝 | 位置補正用試料、質量分析装置、および質量分析方法 |
| JP6815961B2 (ja) * | 2017-09-19 | 2021-01-20 | キオクシア株式会社 | 質量分析装置および質量分析方法 |
| CN114152660A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-03-08 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 一种金属材料不同深度氢及其同位素含量检测装置及方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3660655A (en) * | 1969-09-08 | 1972-05-02 | Ass Elect Ind | Ion probe with means for mass analyzing neutral particles sputtered from a specimen |
| US3894233A (en) * | 1972-10-27 | 1975-07-08 | Hitachi Ltd | Ion microprobe analyzer |
| US3930155A (en) * | 1973-01-19 | 1975-12-30 | Hitachi Ltd | Ion microprobe analyser |
| DE2950329C2 (de) * | 1979-12-14 | 1985-06-05 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Einrichtung zum Abtragen von Material von der Oberfläche eines Targets |
| DE2950330C2 (de) * | 1979-12-14 | 1983-06-01 | Leybold-Heraeus GmbH, 5000 Köln | Vorrichtung zur chemischen Analyse von Proben |
-
1984
- 1984-09-27 DE DE8484111519T patent/DE3475585D1/de not_active Expired
- 1984-09-27 EP EP84111519A patent/EP0175807B1/de not_active Expired
-
1985
- 1985-09-25 US US06/779,868 patent/US4670651A/en not_active Expired - Fee Related
- 1985-09-26 JP JP60211215A patent/JPS61116742A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272043A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-31 | Hitachi Ltd | スパッタ中性粒子のイオン化方法およびその装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0175807B1 (de) | 1988-12-07 |
| US4670651A (en) | 1987-06-02 |
| EP0175807A1 (de) | 1986-04-02 |
| DE3475585D1 (en) | 1989-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5466929A (en) | Apparatus and method for suppressing electrification of sample in charged beam irradiation apparatus | |
| US6069356A (en) | Scanning electron microscope | |
| US5389787A (en) | Scanning electron microscope | |
| Wittmaack | Primary‐ion charge compensation in SIMS analysis of insulators | |
| EP1305816B1 (en) | Collection of secondary electrons through the objective lens of a scanning electron microscope | |
| EP1122761A1 (en) | Optical column for charged particle beam device | |
| US5665967A (en) | Apparatus and method for surface analysis | |
| US4645929A (en) | Method and apparatus for the compensation of charges in secondary ion mass spectrometry (SIMS) of specimens exhibiting poor electrical conductivity | |
| JPH03504059A (ja) | 高分解能プラズマ質量スペクトロメータ | |
| Banner et al. | A combined ion probe/spark source analysis system | |
| JPS61116742A (ja) | Ｓｎｍｓ法を実施する装置 | |
| US7875857B2 (en) | X-ray photoelectron spectroscopy analysis system for surface analysis and method therefor | |
| Ishikawa et al. | Mass‐separated negative‐ion‐beam deposition system | |
| JP4911567B2 (ja) | 荷電粒子ビーム装置 | |
| Cutler et al. | Pin-hole camera investigation of electron beams | |
| US4611120A (en) | Suppression of molecular ions in secondary ion mass spectra | |
| US5034605A (en) | Secondary ion mass spectrometer with independently variable extraction field | |
| Hoshi et al. | High resolution static SIMS imaging by time of flight SIMS | |
| Matus et al. | Ion yield of a laser plasma mass spectrometer | |
| Gersch et al. | Postionization of sputtered neutrals by a focused electron beam | |
| JP2006221876A (ja) | イオン検出器、イオン検出器を備える質量分析計、イオン検出器を操作する方法 | |
| JPH0351052B2 (ja) | ||
| Gisler et al. | A compact CMA spectrometer with axially integrated hybrid electron-ion gun for ISS, AES and sputter depth profile analysis | |
| EP0190251B1 (en) | Method and apparatus for the micro-analysis or imaging of samples | |
| GB2091937A (en) | Mass analysis sample ionisation |