JPS62167452A

JPS62167452A - Ｘ線光電子分光装置

Info

Publication number: JPS62167452A
Application number: JP60295571A
Authority: JP
Inventors: Sumio Kumashiro; 熊代　州三夫
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1985-12-26
Filing date: 1985-12-26
Publication date: 1987-07-23
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH0723878B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、Ｘ線光電子分光装置に関する。

（口〕従来技術とその問題へ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、オージェ電子分光分析装
置（ＡＥＳ）、二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）な
どでは、電子やイオンのような荷電粒子を励起源として
いるので、試料を照射する際、ビームを絞ることができ
るとともに、荷電粒子に加える磁界を変えることによっ
てビームを試料上で二次元走査することが可能である。

これに対して、従来のＸ線光電子分光装置は、励起源と
しての一次ビームがＸ線であるから、ビームを絞って試
料上を走査させることが困難である。したかって、上記
のＳＥＭ、ＡＥＳ、Ｓ　ＩＭＳ等の他の分析装置では可
能である試料中の元素の分布１象を得ろことか雉かしか
った。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであっ
て、試料中の元素のマクロ領域の分析のみならず、ミク
ロ領域の分析、さらには、特定元素の二次元分布像を容
易に得ることができろようにすることを目的とする。

（ハ）問題αを解決するための手段本発明における前記問題点を解決する手段は、特性Ｘ線
が照射される試料とこの試料から励起されて放射された
光電子のエネルギーを分析するエネルギーアナライザと
の間に、試料から放射された光電子の拡大像を形成する
第１静電レンズ系と第１静電レンズ系から出射された光
電子を前記エネルギーアナライザの入射スリットに集束
する第２静電レンズ系とを設けるとともに、第１１第２
静電レンズ系の間に結像用スリットを配置する一方、前
記第１静電レンズ系内にこの第１静電レンズ系で形成さ
れる光電子の拡大像を偏向させる偏向系を設けてＸ線光
電子分光装置を構成していることである。

についての光電子がエネルギアナライザの入射スリット
に結像されるように第１１第２静電レンズ系内の電場を
調整する。すると、試料から励起されて放出された光電
子は、第１、第２静電レンズ系を経てエネルギーアナラ
イザに導かれ、ここでエネルギー走査が行なわれてエネ
ルギー幅をもった光電子か順次取り出される。そして、
エネルギーアナライザを通過した光電子が検出器で検出
されるので、試料からの光電子のエネルギースベトクル
が測定される。

ミＪ分析を行なう場合は、試料のミクロ領域についての
特定元素の光電子がエネルギーアナライザの入射スリッ
トに結像されるように第１１第２静電レンズ系内の電場
を調整する。すると、試料から励起されて放出された光
電子は、第１１第２静電レンズ系を経てエネルギーアナ
ライザに導かれる。そして、エネルギーアナライザのエ
ネルギー走査を上記第１、第２静電レンズ系内の電場に
同期して行なう。これにより、特定元素からの光電子が
順次エネルギーアナライザで取り出されるので、特定元
素の光電子のエネルギースペトクルが測定される。

試料上の特定元素の分布状態を画像表示する場合は、結
像用スリット上に光電子の拡大像が形成されるように第
１静電レンズ系の電場を調整するとともに、第１静電レ
ンズ系内の偏向系を働かせて結像用スリットに結像され
る拡大像をＴＶ走査に同期して偏向する。これにより、
拡大像を形成する光電子の一部が結像用スリットを通過
するが、その位置が時間的に変化するので、結果的に光
電子が二次元的に走査されることになる。また、結像用
スリットを通過した光電子がエネルギーアナライザの入
射スリットに結像されるように第２静電レンズ系内の電
場を調整しておく。すると、結像用スリットを通過した
光電子の拡大像の一部が第２静電レンズ系を介してエネ
ルギーアナライザの入射スリットに入射される。そして
、エネルギーアナライザに印加する電圧を特定元素に対
応して設定しておけば、その特定元素の光電子のみがエ
ネルギーアナライザを通過して検出器で検出されるので
、これにより、ＣＲＴモニタに特定元素の画像が表示さ
れる。

なお、特定元素の分布１象を得るためのみてあれば、第
２静電レンズ、系がなくてら第１静電レンズ系だけても
可能であるが、マクロ領域、ミクロ領域のエネルギース
ペクトル分析を行なおうとすると、上述のような第２静
電レンズ系を必要とする。

本発明は、１台の装置でマクロ領域、ミクロ領域のエネ
ルギースペクトル分析および元素の分布像の３種類の測
定を行ない得る、極めて実用上に優れたＸ線分光装置を
提供できる乙のである。

（ホ）実施例第１図は、本発明の一実施例に係るＸ線光電子分光装置
の概略構成図である。

この実施例のＸ線光電子分光装置１は、試料２から励起
されて放射された光電子のエネルギーを分析する同心半
球形のエネルギーアナライザ・１をｆｌ：ｉｉえるＬこ
のエネルギーアナライザ４は、内側型（＋　４　ａと外
側電極４ｂとを有し、両電極間４ａ、４ｂに直流型源５
から印加される電圧を制御することにより、エネルギア
ナライザ４の入射スリットＩＣから入射された光電子の
内、所定のエネルギ幅を在する乙ののみがその出射スリ
ット・Ｌｄまで到達子ろ。

一方、試料２とエネルギーアナライザ・１との間には、
試１′＋２から放射された光電子の拡大像を形成する第
１静電レンズ系６と、第１静電レンズ系６から出射され
た光電子を前記エネルギーアナライザ４の入射スリット
ＩＯに集束する第２静電レンズ系８とが設けられている
。第１静電レンズ系６は、本例では筒形電極レンズ６ａ
、６ｂで構成され、試料２と電極レンズ６３間に電圧が
印加される。また、電極レンズ６ｂは接地される。第２
静電レンズ系８は、本例では３個の円筒形電極レンズ８
ａ、８ｂ、８ｃで構成される。そして、上記第１、第２
静電レンズ系６．８の間に結像用スリットＩ２が配置さ
れ、また、第１静電レンズ系６内にこの第１静電レンズ
系６で形成される光電子の拡大像を偏向させる偏向系Ｉ
４が設けられている。

この偏向系１４は、静電レンズ系６内の出射口近くに相
対向するようにして配置された２対の偏向板で構成され
る。１６は、鋸歯状波信号を発生する鋸歯状波信号発生
器であり、これから発生された鋸歯状波信号は、ＣＲＴ
モニタ１８の偏向板に加えられるとともに、偏向系１４
の各対の偏向板にも個別に与えられる。鋸歯状波信号が
与えられた各対の偏向板の対向するどうしの間には、そ
の強さが鋸歯状波的に変化する電場がかけられる。

この電場の変化に応じて第１静電レンズ系１６で形成さ
れた光電子ビームの拡大像が偏向させられる。

２０はエネルギアナライザ４の出射スリット４ｄに対向
して設けられたエレクトロンマルチプライヤ等の検出器
であり、その出力部には、増幅器２２が接続され、さら
に、この増幅器２２の出力部にはＣＲＴＩ８の制御グリ
ッド１８ａおよびデータ記録部２４がそれぞれ接続され
ている。

次に、この実施例のＸ線光電子分光装置１の動作につい
て説明する。

（Ａ）マクロ分析を行なう場合この場合は、第２図に示すように、試料２のマクロ＃！−領域（４〜６ミリ径程度）から放出される光電子
がエネルギアナライザ４の入射スリット４ｃに結像され
るように第１、第２静電レンズ系６．８内の電場が調整
される。また、結像用スリット１２は、試料２から放出
される光電子を遮へいしないような大きなスリット口が
用いられる。

この状態で、特性Ｘ線を試料２に照射すると、これに励
起されて試料２から光電子が放出される。

この光電子は、第１、第２静電レンズ系６．８でエネル
ギーアナライザ４の入射スリット４ｃに結像される。入
射スリット４ｃからエネルギーアナライザ内に導かれた
光電子は、両電極４ａ、４ｂ間に印加される電圧走査に
よって所定のエネルギー幅をもった光電子のみが出射ス
リット４ｄから検出器２０で検出される。検出器２０か
らの出力は、増幅器２２で増幅された後、データ記録部
２４に与えろれるので、これにより、試料２がら放出さ
れるマクロ領域におけろ光電子のエネルギースペトタル
が測定される。

グσ （Ｂ）ミロ４分析を行なう場合この場合は、特性Ｘ線の試料２に対する照射面端はマク
ロ領域の場合と同じであるが、第３図に示すように、Ｘ
線照射部分の内のミクロ領域（数百ミクロン径程度）か
ら放出される特定元素の光電子のみがエネルギーアナラ
イザ１の入射スリット４ｃに結像されるように第１、第
２静電レンズ系６．８内の電場が調整される。また、結
像用スリット１２は、試料２から放射される光電子を遮
へいしないような大きなスリット口が用いられる。

すると、試料２のミクロ領域から放出された光電子のみ
が第１、第２静電レンズ系６．８の電場調整により、エ
ネルギーアナライザ４の入射スリットｌｔｃに結像され
る。

そして、エネルギーアナライザ４のエネルギー走査を上
記第１、第２静電レンズ系６．８内の電場に同期して行
なう。これにより、特定元素に対応した光電子が順次エ
ネルギーアナライザ４を通過して検出器２０で検出され
るので、ミクロ領域での特定元素の光電子のエネルキー
スペトクルが測定される。

（Ｃ）試料上の特定元素の分布状態を画像表示する場合この場合は、第３図に示すように、結像用スリット１２
上に特定元素の光電子の拡大像が形成されるように第１
静電レンズ系６の電場を調整し、また、結像用スリット
１２を通過した光電子がエネルギーアナライザ４の入射
スリット４ｃに結像されるように第２静電レンズ系８内
の電場を調整しておく。さらに、第１Ｄ電レンズ系６内
の偏向系１４に鋸歯状波信号発生器Ｉ６から鋸歯状波信
号を与えて結像”用スリットＩ２上に結像される特定元
素の拡大像をＴＶ走査に同期して偏向させる。

すると、第５図に示すように、拡大像を形成する光電子
の一部が結像用スリット１２の透孔１２ａを透過するが
、拡大像の位置が破線で示す場所から二点鎖線で示す場
所まで偏向されたとすれば、光電子の透過位置が矢印で
示すように時間的に変化するので、結果的に光電子が二
次元的に走査されることになる。

そして、結像用スリット１２を通過した光電子の拡大像
の一部が第２静電レンズ系を介してエネルギーアナライ
ザ４内に入射される。このとき、エネルギーアナライザ
４に印加する電圧を特定元素に対応させて設定しておけ
ば、その特定元素の光電子のみがエネルギーアナライザ
４を通過して検出器２０て検出され、この検出信号がＣ
ＲＴモニター８の輝度変調信号として与えられる。これ
により、ＣＲＴモニター８には、特定元素の二次元分布
を示す画像が表示されることになる。

なお、第１Ｆ！電レンズ系６内の偏向系１４を設ける代
イつりに、結像用スリット１２を機械的に移動させるこ
とで偏向系１４と同様の働きを行なわせるようにするこ
ともできる。

（へ）効果以上のように本発明によれば、通常行なわれている試料
中の元素のマクロ領域の分析のみならず、ミクロ領域の
分析、さらには、特定元素の二次元分布像を容易に得る
ことができるようになるという優れた効果が発揮される
。

【図面の簡単な説明】

電子の第１１第２静電レンズ系による結像状態をテ示す説明図、第９図は特定元素の光電子の二次元分布像
を得る場合の結像用スリットと拡大像との関係を示す説
明図である。Ｉ・・・Ｘ線光電子分光装置、２・・・試料、４・・エ
ネルギーアナライザ、６　・第１静電レンズ系、８・第
２静電レンズ系、Ｉ２・・・結像用スリット、１４偏向
系。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）特性Ｘ線が照射される試料とこの試料から励起さ
れて放射された光電子のエネルギーを分析するエネルギ
ーアナライザとの間に、試料から放射された光電子の拡
大像を形成する第１静電レンズ系と第１静電レンズ系か
ら出射された光電子を前記エネルギーアナライザの入射
スリットに集束する第２静電レンズ系とを設けるととも
に、これらの第１、第２静電レンズ系の間に結像用スリ
ットを配置する一方、前記第１静電レンズ系内にこの第
１静電レンズ系で形成される光電子の拡大像を偏向させ
る偏向系を設けたことを特徴とするＸ線光電子分光装置
。