JPS61158658A

JPS61158658A - 複合表面評価装置

Info

Publication number: JPS61158658A
Application number: JP59275869A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Soejima; 啓義副島
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1984-12-29
Filing date: 1984-12-29
Publication date: 1986-07-18

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】（産業上の利用分野）本発明は、１台の装置に複数の分析手段を備えて固体試
料の表面の評価や分析を行なうための装置に関するもの
である。

（従来の技術、）固体表面の評価・分析のためには、電子・イオン・Ｘ線
・光などを照射し１反射・散乱あるいは発生してくる電
子・イオン・Ｘ線・光などを検出する、いわゆる表面分
析法が利用される。これらの表面分析法は１００種を越
すものが知られているが、夫々の手段には一長一短があ
るので、しばしば複数の分析法を組み合わせた複合表面
分析装置が利用される。

従来の複合表面分析装置の一例を第３図に示す。

２は電子銃、４はイオン銃、６はＸ線銃で、それぞれ試
料面８を励起する励起源である。電子銃２とイオン銃４
はセクターマグネット１０の入力をオン・オフすること
により、電子とイオンが同軸で試料面８上に照射される
ようになっている。

電子線の照射で試料面８上では二次電子、特性Ｘ線、オ
ージェ電子などが発生するが、これらはそれぞれＳＥＭ
　（走査電子顕微１ｌｌ）、ＥＰＭＡ（電子線マイクロ
アナリシス）、ＡＥＳ（オージェ電子分光）の信号とな
る。イオンの照射で試料面８上で発生する二次イオンお
よび試料面８上で散乱を受ける一次イオンはそれぞれＳ
ＩＭＳ（二次イオン質量分析）およびｌ５Ｓ（イオン散
乱スペクトル）の信号として使用される。また、特性Ｘ
線の照射によって発生する光電子の信号はｘＰＳ（Ｘ線
光電子分光）に使用される。１２はＥＰＭＡのためのＸ
線分光器、１４はＳＥＭのための二次電子検出器である
。１６はエネルギーアナライザで、ＡＥＳやＸＰＳのた
めに使用されるだけでなく、四重極質量分析計１８とと
もにＳＩＭＳやＩＳＳのためにも使用される。２０は光
学顕微鏡、２２は試料台である。

このような従来の複合表面分析装置は、単能機を複数台
用意する場合に比べて、（１）全く同じ微小部を異なった手段で分析することが
できる、（２）時間的に同時に、異なった手段で分析することが
できる、（３）真空中（あるいは特定の雰囲気中）に保持したま
まで、異なった手段で分析することができる。という利
点を備えている。

（発明が解決しようとする問題点）１種類の表面評価・分析手段の基本構成は、第４図に示
されるように、励起源２４、試料２６の測定位置、及び
アナライザや検出器２８が一平面３０内に配置されてい
る。

入射角ｅｇ、検出角ｅｄ、励起源と試料との距離Ｌｇ、
アナライザや検出８１２８と試料との距離Ｌｄは分析に
とって重要な数値であり、それぞれが自由に設計・設定
できることが望ましい。しかし、複合表面分析装置は１
分析試料のまわりに複数の励起源や検出系を配置するた
め空間的に無理が生じ、干渉、性能低下、操作・保守の
困難さなどが生じ、また組込める分析手段の数にも限度
がある。

すなわち、従来の複合表面分析装置は、第４図に示され
るような励起源及びアナライザや検出器を含む複数の平
面３０が第５図に示されるように組み合わされたもので
ある。　ここで、３０Ａ。

３０Ｂ、３０Ｃはそれぞれ分析手段Ａ、Ｂ、Ｃを含む平
面である。しかし、このように各分析手段を交差させる
と、ｅ　ｇ　ｖ　θｄ、Ｌｇ、Ｌｄの自由度が損われる
０例えば、いずれかの分析手段の０ｇを９０度にすると
他の分析手段のθｇ’ｅ’ｅｄは９０度にすることはで
きない、また、複数の分析手段のＬｇｔ　ｔ、ｄを同時
に小さくすることは困難である。さらに試料ステージに
Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｒ。

Ｔ方向などの微動機構を組み込もうとすると、Ｔの方向
が複数となり大変複雑な機構となる０表面分析は一般に
高真空チャンバ内で行なわれ、真空外からの動力伝達が
容易ではないのでなおさら精度の高い微動は無理である
。

本発明は、それぞれの分析手段の性能、操作性。

保守性を確保して、できるだけ多数の分析手段を組み込
むことができ、しかも分析手段の入れ替えや増設も容易
な複合表面評価装置あるいは複合表面分析装置を提供す
ることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段）本発明の複合表面評価装置では、第１図に示されるよう
に、試料２６は試料移動機構（図示時）により、直、１
１１３２に沿って概直線的に移動させられる。そして、
この直線３２に沿って複数の分析手段が配置されている
。励起源と検出系とを備えた各分析手段は、直線３２に
概直交する面４０Ａ。

４０Ｂ、・・・・・・内に設置され、かつ、各分析手段
は相互に干渉や制限を受けないような間隔に保たれ、各
分析手段の性能や操作性などが確保できるように配置さ
れている。

（作用）試料２６は試料移動機構により直線３２上を移動して分
析手段（例えば平面４０Ａ内に設置された分析手段Ａ）
の試料位Ｉｆ（２６Ａ）に設置され、その分析手段での
測定が完了すると、他の分析手段（例えば平面４０Ｂ内
に設置された分析手段Ｂ）の試料位置（２６Ｂ）に移動
されて、その分析手段での測定が行なわれる。以下同様
にして、必要な分析手段へ試料２６が移動されて、Ｗｓ
定が繰り返されていく。

（実施例）第１図では４種類の分析手段Ａ−Ｄが、直線３２に直交
する４個の平面４０Ａ〜４００内にそれぞれ１種類ずつ
配置されている。各分析手段Ａ〜Ｄは、第４図に示され
ているように励起源とアナライザや検出器などを備えた
表面評価・分析手段の基本構成を含み、それぞれの分析
手段Ａ−Ｄは単能機と同じ機能を発揮することができる
。

分析手段Ａ−Ｄは１例えば、電子銃とＸ線分光器を備え
たＥＰＭＡ、電子銃と二次電子検出器を備えたＳＥＭ、
Ｘ線銃とエネルギーアナライザを備えたＸＰＳ、又はイ
オン銃、エネルギーアナライザ及び質量分析計を備えた
ＳＩＭＳもしくはＩＳＳなどである。

試料２６を各分析手段Ａ−Ｄの測定位！！２６Ａ。

２６Ｂ、２６Ｇ又は２６Ｄへ移動させる試料移動機構と
しては、例えばコンベアを使用することができる。分析
手段Ａ−Ｄが測定位置での試料２６の角度などについて
微調整を必要としない場合には、試料はコンベアなどの
試料移動機構により単に分析手段Ａ−Ｄの測定位置間を
移動できるようになっておればよい。

第２図は１個の分析手段の測定位置において、微調整を
可能にした試料台を示したものである。

４２．４４は試料２６を第１図の直線３２上を移動させ
るための試料移動機構としてのコンベアであり１両コン
ベア４２．４４は特定の分析手段の測定位置で分離され
、その分離されたコンベア４２．４４の間隙部（測定位
置）には、両コンベア４２．４４とは切り離された傾斜
機構をもつ微調整用の試料台４６が設けられている。こ
の試料台４６は、その上に載せられた試料２６の表面上
の点を中心として矢印４８のように試料２８を傾斜させ
ることができる。このような試料台４６は全ての分析手
段の測定位置に設けてもよく、あるいは必要な分析手段
の測定位置のみに設けてもよい。このような微調整用試
料台４６を設けると。

励起Ｘ線や電子線などの入射方向及び検出角を限定した
角度分解型の分析手段を実現する場合などに特に便利で
ある。

試料を直線的に移動させるコンベアが２以上に分離され
ていたり、第２図に示されるようにコンベア間に試料台
が挿入されている場合、コンベア間もしくはコンベアと
試料台の間での試料の移送は、移送機構により行なって
もよく、又は移送棒を用いて手動で行なってもよい。

また１分析手段の間に直線３２を横切る方向の真空ゲー
トバルブを設けて分析手段間を分離し、各分析手段に適
した排気系を取りつけることもできる。このように真空
ゲートバルブで分析手段間を分離すると操作性が一層向
上する利点がある。

また、直ｇ３２と直交する各面４０Ａ、〜４０Ｄ内には
原則として１種類ずつの分析手段が設けられているが、
励起源や検出系の配置の上で問題がなければ１個の面４
０Ａ〜４０Ｄ内に複数の分析手段を設けてもよい。

（発明の効果）本発明の複合表面評価装置では、（Ｌ）各分析手段は互いに干渉や空間的制約を受けない
ように配置されているので、各分析手段はそれぞれが単
能機の場合に発揮できる性能、操作性、保守性などを発
揮することができる。

（２）第３図のような複合表面分析装置あるいは複合表
面評価装置に比べると、一層多くの分析手段を組み込む
ことができる。

（３）各分析手段は互いに分離されて配置されているの
で１分析手段の入れ替えや増設が容易で２発展性、自由
度のある装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を示す概略斜視図、第２図は一実
施例における試料移動機構及び試料台を示す部分斜視図
、第３図は従来の複合表面分析装置を表わす概略斜視図
、第４図は１個の分析手段の基本構成を示す概略斜視図
、第５図は従来の複台表面分析装置の概念を示す概略斜
視図である。２６・・・・・・試料、　　２６Ａ〜２６Ｄ・・・・・
・各分析手段の試料位置、　　３２・・・・・・試料が
移動する直線、４０Ａ〜４０Ｄ・・・・・・分析手段が
設けられている平面、　　４２．４４・・・・・・試料
移動機構としてのコンベア、４６・・・・・・試料台。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の分析手段を備えた複合表面評価装置におい
て、試料を概直線的に移動させる試料移動機構を備え、前記
分析手段は試料が移動する直線と概直交する面内に設置
され、隣接して設置される分析手段の間で相互に干渉し
ない間隔を保って配置されていることを特徴とする複合
表面評価装置。
（２）前記分析手段は試料台を有し、前記試料移動機構
は試料台へ試料を移動させる特許請求の範囲第１項に記
載の複合表面評価装置。
（３）特定の分析手段の試料台は試料を前記試料移動機
構とは独立して傾斜させる機構を備えている特許請求の
範囲第２項に記載の複合表面評価装置。
（４）試料移動機構を横切って真空的に隔離するゲート
バルブが設けられている特許請求の範囲第１項、第２項
又は第３項に記載の複合表面評価装置。