JPS61217748A - Combined surface analyzer - Google Patents
Combined surface analyzerInfo
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- JPS61217748A JPS61217748A JP60058890A JP5889085A JPS61217748A JP S61217748 A JPS61217748 A JP S61217748A JP 60058890 A JP60058890 A JP 60058890A JP 5889085 A JP5889085 A JP 5889085A JP S61217748 A JPS61217748 A JP S61217748A
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- 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は１台の装置の同−真空内にＸ線光電子分光装置
（ｘｐｓ）、オージェ電子分光袋５１（ＡＥＳ）、二次
イオン質量分析器！（ＳＩＭＳ）などのような電子やイ
オンなどを使用した表面分析装置を複数種類備えた複合
表面分析装置に関するものである。Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention provides an X-ray photoelectron spectrometer (XPS), an Auger electron spectroscopy bag 51 (AES), and a secondary ion mass spectrometer in one vacuum. vessel! The present invention relates to a composite surface analysis device including multiple types of surface analysis devices using electrons, ions, etc., such as (SIMS).
（従来の技術）
従来の複合表面分析装置では、１個の試料のまわりに複
数の表面分析装置が放射状に配置され、所定の表面分析
装置が必要に応じて作動させられるようになっている。(Prior Art) In a conventional composite surface analysis device, a plurality of surface analysis devices are arranged radially around one sample, and a predetermined surface analysis device is activated as needed.
各表面分析装置は、電子銃、イオン銃又はＸ線銃などの
励起源と、エネルギーアナライザ、質量分析器、検出器
などを含む測定系とを儲えている。Each surface analysis device has an excitation source such as an electron gun, ion gun or X-ray gun, and a measurement system including an energy analyzer, mass spectrometer, detector, etc.
また、エネルギーアナライザには５例えば、１８０度半
球形エネルギーアナライザのような半球形エネルギーア
ナライザと称される形式のものがある。この種の半球形
エネルギーアナライザは、底面に輪状の開口部を有し、
底面に垂直な面での断面が第４図に示されるように、１
個の入口スリット２と１個の出口スリット４を備えた形
態で使用されている。入口スリット２と出口スリット４
とは底面の輪状開口部に関して１８０度の位置関係に設
けられる。Furthermore, there are types of energy analyzers called hemispherical energy analyzers, such as a 180-degree hemispherical energy analyzer. This type of hemispherical energy analyzer has a ring-shaped opening on the bottom,
As shown in Figure 4, the cross section perpendicular to the bottom surface is 1.
It is used in a form with two inlet slits 2 and one outlet slit 4. Inlet slit 2 and outlet slit 4
and are provided at a positional relationship of 180 degrees with respect to the annular opening on the bottom surface.
（Ｊｌ！明が解決しようとする問題点）複合化された複
数の表面分析装置がそれぞれエネルギーアナライザを含
んでいる場合、各表面分析装置が独自のエネルギーアナ
ライザを備えることになる。したがって、複合表面分析
装置全体としては複雑で大形化する問題がある。(Problem that Jl! Ming attempts to solve) When a plurality of combined surface analysis devices each include an energy analyzer, each surface analysis device is equipped with its own energy analyzer. Therefore, there is a problem that the composite surface analysis device as a whole becomes complicated and large.
また、装置をあまり大形にしないためには軌道半径の大
きい半球形エネルギーアナライザを使用することができ
ず、そのため分解能を維持しようとすれば入口スリット
幅及び出口スリット幅を大きくすることができないので
明るい光学系を実現することができないという問題もあ
る。In addition, in order to keep the device from becoming too large, it is not possible to use a hemispherical energy analyzer with a large orbital radius, and therefore, if the resolution is to be maintained, the entrance slit width and exit slit width cannot be increased. Another problem is that it is not possible to realize a bright optical system.
この発明は、複合化された複数の表面分析装置で半球形
エネルギーアナライザを共用することにより、複合表面
分析装置の構造を簡潔にすることを目的とするものであ
る。The present invention aims to simplify the structure of a composite surface analysis device by sharing a hemispherical energy analyzer with a plurality of composite surface analysis devices.
（問題点を解決するための手段）
この発明の複合表面分析装置は、実施例を示す第１図を
参照して示すと、複数の表面分析装置で共用される半球
形エネルギーアナライザ６と、この半球形エネルギーア
ナライザ６の底面の輪状開口部８に対向する円周上に試
料１０−１．１０−２、・・・・・・をこの円周に沿っ
て保持し、移動させうる試料台１２と、前記円周に沿っ
て配置され、試料１０−１．１０−２．・・・・・・を
励起する複数種の励起源１４−１．１４−２．・・・・
・・と、各励起源１４−１．１４−２．・・・・・・と
対をなし、半球形エネルギーアナライザ６の底面の輪状
開口部８に沿って、かつ、輪状開口部８に関して対応す
る各励起源１４−１．１４−２．・・・・・・と１８０
度の位置関係に配置された検出器系１６−１ 、 １６
−’２．・・・・・・と、を備えて構成される。(Means for Solving the Problems) The composite surface analysis device of the present invention is shown with reference to FIG. 1 showing an embodiment. A sample stage 12 that can hold and move samples 10-1, 10-2, . and samples 10-1, 10-2. Multiple types of excitation sources 14-1.14-2.・・・・・・
... and each excitation source 14-1.14-2. . . . and corresponding excitation sources 14-1, 14-2. ...and 180
Detector systems 16-1, 16 arranged in a positional relationship of
-'2. It is composed of...
（実施例）
第１図は一実施例を概略的に表わしたものであり、第２
図は１８０度半球形エネルギーアナライザ６の底面を表
わしたものである。１８０度半球形エネルギーアナライ
ザ６の底面には輪状の開口部８が形成されており、その
開口部８の円周に沿って４個の荷電粒子人口１１〜工４
と４個の荷電粒子出口０１〜０４とが配置されている。(Example) FIG. 1 schematically represents one example.
The figure shows the bottom surface of the 180-degree hemispherical energy analyzer 6. A ring-shaped opening 8 is formed at the bottom of the 180-degree hemispherical energy analyzer 6, and four charged particle populations 11 to 4 are formed along the circumference of the opening 8.
and four charged particle outlets 01 to 04 are arranged.
荷電粒子人口１１と荷電粒子出口ｏ１とは開口部８の円
に対して１８０度の位置関係に配置されている。荷電粒
子人口Ｉ＝、Ｉ３．Ｉ４と荷電粒子出口０２ 。The charged particle population 11 and the charged particle outlet o1 are arranged at a positional relationship of 180 degrees with respect to the circle of the opening 8. Charged particle population I=, I3. I4 and charged particle outlet 02.
０３．０４とのそれぞれの位置関係も同様であり、開口
部８の円に対して１８０度の位置関係にある。The respective positional relationships with 03.04 are also the same, and are in a positional relationship of 180 degrees with respect to the circle of the opening 8.
１８０度半球形エネルギーアナライザ６を、一対の荷電
粒子入口（例えばＩｔ）と荷電粒子出口（例えばＯ＋）
とを結び、底面に垂直な平面で切断すると、第３図に示
されるように、入口側には入口スリット１８が設けられ
ており、出口側には出口スリット２０が設けられている
。他の荷電粒子入口、荷電粒子出口についても同様であ
り、それぞれ入口スリット、出口スリットが設けられて
いる。A 180 degree hemispherical energy analyzer 6 is connected to a pair of charged particle inlets (e.g. It) and charged particle outlets (e.g. O+).
When connected and cut along a plane perpendicular to the bottom surface, as shown in FIG. 3, an inlet slit 18 is provided on the inlet side, and an outlet slit 20 is provided on the outlet side. The same holds true for the other charged particle inlets and charged particle outlets, each having an inlet slit and an outlet slit.
再び第１図に戻って説明すると、１８０度半球形エネル
ギーアナライザ６の底面の開口部８に対向して試料台１
２が設けられている。試料台１２上には、１８０度半球
形エネルギーアナライザ６の開口部８に対向する円周上
に試料１０−１゜１０−２．・・・・・・が保持される
ようになっている。Returning to FIG. 1 again, the sample stage 1 is placed opposite the opening 8 on the bottom of the 180-degree hemispherical energy analyzer 6.
2 is provided. On the sample stage 12, samples 10-1, 10-2, . ... is maintained.
試料台１２は矢印のように回転することができ、試料１
０−１．１０−２．・・・・・・を１８０度半球形エネ
ルギーアナライザ６の開口部８の荷電粒子人口Ｉ＋〜■
４に対向する位置に位置決めすることができるように構
成されている。The sample stage 12 can be rotated as shown by the arrow, and the sample 1
0-1.10-2. . . . is the charged particle population I+~■ of the opening 8 of the 180-degree hemispherical energy analyzer 6
It is configured such that it can be positioned at a position facing 4.
１８０度半球形エネルギーアナライザ６の開口部８の入
口工１〜Ｉ４に対向する試料位置の試料１０−１．１０
−２．・・・・・・を励起できるように、イオン銃、電
子銃、Ｘ線源などの励起源１４−１゜１４−２．・・・
・・・が配置されている。第１図では図面の簡略のため
に２個の励起源１４−１．１４−２のみが示されている
。励起源が設けられている試料位置と、１８０度半球形
エネルギーアナライザ６の開口部８の入口ｒ＋〜工４と
の間には、試料から放出された荷電粒子をそれらの入口
Ｉ＋〜■４に導くためのレンズ系２２を設けることがで
きる。Sample 10-1.10 at the sample position facing the entrance holes 1 to I4 of the opening 8 of the 180-degree hemispherical energy analyzer 6
-2. Excitation sources 14-1, 14-2, such as ion guns, electron guns, and X-ray sources are used to excite . ...
...is placed. In FIG. 1, only two excitation sources 14-1, 14-2 are shown to simplify the drawing. Between the sample position where the excitation source is provided and the inlets r+ to 4 of the opening 8 of the 180-degree hemispherical energy analyzer 6, charged particles emitted from the sample are sent to the inlets I+ to 4. A lens system 22 for guiding can be provided.
また、１８０度半球形エネルギーアナライザ６の開口部
８の出口○ｌ〜０４の位置には、各出口０＋、Ｏ＝、・
・・・・・と対応する入口ＩＩ、Ｉ２．・・・・・・の
励起源１４−１．１４−２．・・・・・・と対をなして
所定の表面分析装置を構成するための検出器系１６−１
．１６−２．・・・・・・が設けられている。検出器系
１６−１．１６−２．・・・・・・も図面簡略化のため
に、１６−１．１６−２の２個のみが示されている。In addition, each outlet 0+, O=, .
Entrances II, I2, corresponding to ...... Excitation source 14-1.14-2. Detector system 16-1 for forming a pair with... to configure a predetermined surface analysis device
．． 16-2. ...... is provided. Detector system 16-1.16-2. . . . In order to simplify the drawing, only two, 16-1 and 16-2, are shown.
いま、励起源１４−１．１８０度半球形エネルギーアナ
ライザ６及び検出器１６−１で二次イオン質量分析装置
（Ｓ Ｉ ＭＳ）を構成する場合の例を第３図に示す。FIG. 3 shows an example in which a secondary ion mass spectrometer (SI MS) is configured by an excitation source 14-1, a 180-degree hemispherical energy analyzer 6, and a detector 16-1.
励起源１４−１としてはイオン銃が設けられ、そのイオ
ン銃からの一次イオン２４により励起された試料１０−
１から放出される二次イオンを１８０度半球形エネルギ
ーアナライザ６の入口Ｉ＋に導くために、試料１Ｏ−１
と入口スリット１８との間にイオン引込み電極２２ａと
入口レンズ２２ｂとからなるレンズ系２２が設けられて
いる。An ion gun is provided as the excitation source 14-1, and the sample 10- is excited by the primary ions 24 from the ion gun.
In order to guide the secondary ions emitted from the sample 1O-1 to the inlet I+ of the 180 degree hemispherical energy analyzer 6,
A lens system 22 consisting of an ion-drawing electrode 22a and an entrance lens 22b is provided between the entrance slit 18 and the entrance slit 18.
１８０度半球形エネルギーアナライザ６の出口ｏｌ側に
おいては、出口スリット２０を出た二次イオンを検出す
る検出器系１６−１として四重極質量分析計１６−１ａ
と検出器（二次電子増倍管）１６−１ｂとが設けられて
いる。On the exit ol side of the 180-degree hemispherical energy analyzer 6, a quadrupole mass spectrometer 16-1a is installed as a detector system 16-1 for detecting secondary ions exiting the exit slit 20.
and a detector (secondary electron multiplier) 16-1b.
他の対をなす励起源と検出器系としては、他の表面分析
装置、例えばＸ線光電子分光装置やオージェ電子分光装
置など、を構成するように、適当な励起源と検出器系と
を選択して設けることができる。For other paired excitation source and detector systems, select appropriate excitation source and detector systems to configure other surface analysis devices, such as X-ray photoelectron spectroscopy and Auger electron spectroscopy. It can be provided as follows.
また、半球形エネルギーアナライザは、実施例では１８
０度半球形エネルギーアナライザを例にして説明したが
、１５７度半球形エネルギーアナライザなど、他の偏向
角のものであってもよい。In addition, the hemispherical energy analyzer has 18
Although a 0 degree hemispherical energy analyzer has been described as an example, other deflection angles such as a 157 degree hemispherical energy analyzer may be used.
（発明の効果）
この発明によれば、以下のような効果を達成することが
できる。(Effects of the Invention) According to the present invention, the following effects can be achieved.
（１）エネルギーアナライザが単一であるために、装置
が簡潔になる。(1) Since there is a single energy analyzer, the device becomes simple.
（２）試料を円周に沿って移動させるため、移動機構が
簡単になる。(2) Since the sample is moved along the circumference, the moving mechanism becomes simple.
（３）半球形エネルギーアナライザの底面の開口部の円
周に沿って複数の表面分析装置が配置されるので、半球
形エネルギーアナライザの軌道半径が大きくなる。(3) Since a plurality of surface analysis devices are arranged along the circumference of the opening in the bottom of the hemispherical energy analyzer, the orbital radius of the hemispherical energy analyzer becomes large.
例えば、１８０度半球形エネルギーアナライザの場合、
スペクトルの半値幅ΔＥは。For example, in the case of a 180 degree hemispherical energy analyzer,
The half width of the spectrum ΔE is.
ΔＥ／Ｅ＝Ｗ／２Ｒ＋２α２
と表わされる。ここで、Ｅは１８０度半球形エネルギー
アナライザに入射した荷電粒子エネルギー、Ｗは入口ス
リット及び出口スリットのスリット幅、Ｒは軌道半径、
αは入射荷電粒子ビームの拡がり角（第３図参照）であ
る。It is expressed as ΔE/E=W/2R+2α2. Here, E is the charged particle energy incident on the 180 degree hemispherical energy analyzer, W is the slit width of the entrance slit and exit slit, R is the orbit radius,
α is the divergence angle of the incident charged particle beam (see FIG. 3).
この発明では軌道半径Ｒが大きくなるため、上記の式か
られかるように、従来のものと同じスリット幅とする場
合には従来のものより大きな分解能を得ることができる
。また、従来のものと同じ分解能を得る場合には従来の
ものよりスリット幅Ｗを大きくすることができることか
ら、従来のものより明るい光学系のエネルギーアナライ
ザとなり、オージェ電子分光や二次イオン質量分析の場
合に特に有利である。この効果は、１８０度半球形エネ
ルギーアナライザ以外の半球形エネルギーアナライザの
場合でも同様に達成される。In this invention, since the orbital radius R is increased, as can be seen from the above equation, when the slit width is the same as that of the conventional one, it is possible to obtain a higher resolution than that of the conventional one. In addition, since the slit width W can be made larger than the conventional one when obtaining the same resolution as the conventional one, it becomes an energy analyzer with a brighter optical system than the conventional one, and can be used for Auger electron spectroscopy and secondary ion mass spectrometry. This is particularly advantageous in cases where This effect is similarly achieved in the case of hemispherical energy analyzers other than the 180 degree hemispherical energy analyzer.
第１図はこの発明の一実施例を示す概略斜視図、第２図
は同実施例における１８０度半球形エネルギーアナライ
ザの底面の開口部の荷電粒子入口。
出口を記号で示した底面図、第３図は同実施例において
構成される表面分析装置の一例を示す概略断面図、第４
図は１８０度半球形エネルギーアナライザの従来の使用
態様を示す断面図である。
６・・・・・・１８０度半球形エネルギーアナライザ。
８・・・・・・１８０度半球形エネルギーアナライザの
開口部、
１０−１．１０−２・・・・・・試料、１２・・・・・
・試料台、
１４−１．１４−２．・・・・・・励起源、１６−１．
１６−２．・・・・・・検出器系。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a charged particle inlet of an opening at the bottom of a 180-degree hemispherical energy analyzer in the same embodiment. FIG. 3 is a schematic sectional view showing an example of the surface analysis device configured in the same embodiment; FIG. 4 is a bottom view showing the exit with symbols;
The figure is a sectional view showing a conventional usage of a 180-degree hemispherical energy analyzer. 6...180 degree hemispherical energy analyzer. 8...Aperture of 180 degree hemispherical energy analyzer, 10-1.10-2...Sample, 12...
・Sample stage, 14-1.14-2. ...Excitation source, 16-1.
16-2. ...Detector system.
Claims (1)
ルギーアナライザの底面の輪状開口部に対向する円周上
に試料を保持し、試料を該円周に沿って移動させうる試
料台と、 前記円周に沿って配置され、試料を励起する複数種の励
起源と、 前記各励起源と対をなし、前記半球形エネルギーアナラ
イザの底面の輪状開口部に沿って、かつ、前記輪状開口
部に関して前記対応する各励起源と１８０度の位置関係
に配置された検出器系と、を備えてなる複合表面分析装
置。(1) a hemispherical energy analyzer, a sample stage that holds a sample on a circumference facing the annular opening in the bottom of the hemispherical energy analyzer and allows the sample to be moved along the circumference; and the circumference of the hemispherical energy analyzer. a plurality of types of excitation sources arranged along the annular opening in the bottom surface of the hemispherical energy analyzer and arranged in pairs with each of the excitation sources to excite the sample; A composite surface analysis device comprising: each excitation source and a detector system arranged in a 180 degree positional relationship.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60058890A JPS61217748A (en) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Combined surface analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60058890A JPS61217748A (en) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Combined surface analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61217748A true JPS61217748A (en) | 1986-09-27 |
Family
ID=13097374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60058890A Pending JPS61217748A (en) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Combined surface analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61217748A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02288058A (en) * | 1989-04-27 | 1990-11-28 | Shimadzu Corp | Sample surface analyzing device |
| KR100541514B1 (en) * | 1998-10-14 | 2006-03-14 | 삼성전자주식회사 | Surface defect analysis method and bulk defect analysis method of semiconductor wafer |
| JP2009517844A (en) * | 2005-12-02 | 2009-04-30 | アリス コーポレーション | Ion source, system and method |
| EP4019951A1 (en) * | 2020-12-24 | 2022-06-29 | Inel S.A.S | Apparatuses and methods for combined simultaneous analyses of materials |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP60058890A patent/JPS61217748A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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