JPS63167256A - Electron counting device - Google Patents

Electron counting device

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JPS63167256A
JPS63167256A JP31123986A JP31123986A JPS63167256A JP S63167256 A JPS63167256 A JP S63167256A JP 31123986 A JP31123986 A JP 31123986A JP 31123986 A JP31123986 A JP 31123986A JP S63167256 A JPS63167256 A JP S63167256A
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grid
grid voltage
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応之 宇田
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博志 石田
Atsushi Manmoto
敦 万本
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RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Hochiki Corp
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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Abstract

PURPOSE:To count electrons efficiently and stably against variations of measure ment conditions by selecting a 2nd grating voltage which is obtained by a grat ing voltage detecting means and provides the largest counted value, and a 1st grating voltage corresponding to it, and obtaining the best grating voltage. CONSTITUTION:Electrons emitted by a sample 10 irradiated with light are admitted into an electron detection part provided the 1st and 2nd grating electrodes 5, 6 and counted. An arithmetic means 26 sets the electrode voltages of grating electrodes 5 and 6 to optimum values. While an anode voltage is set for an anode ring 4 by a high-voltage power source 23, a reference sample 10 is set first and the 2nd grating voltage is varied by plural 1st grating voltages to detect the 2nd grating voltage with which the peak value of the counted value is obtained. Then, the 2nd grating voltage corresponding to the maximum counted value and the 1st grating voltage corresponding to the 2nd grating voltage are selected and set as optimum values.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光エネルギーの照射で試料から放出される電
子の数を計数する電子計数装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an electronic counting device that counts the number of electrons emitted from a sample upon irradiation with light energy.

(従来技術) 従来、例えば半導体等の試料表面に形成された酸化膜等
の膜厚を大気開放状態で計測する方法として、試料表面
に光を照射し、光の照射により試料上の薄膜を通って外
部に放出される電子を電子検出部に導入し、導入電子に
より引き起こされる気体放電現象を利用して放出電子の
数を計数し、この放出電子数に基づいて膜厚を計測する
方法が知られている(特願昭59−118818号等)
(Prior art) Conventionally, as a method for measuring the thickness of an oxide film formed on the surface of a sample such as a semiconductor in an open atmosphere, the sample surface is irradiated with light, and the light passes through the thin film on the sample. A known method is to introduce electrons emitted to the outside into an electron detection section, count the number of emitted electrons using the gas discharge phenomenon caused by the introduced electrons, and measure the film thickness based on the number of emitted electrons. (Patent Application No. 59-118818, etc.)
.

(発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、このような従来の電子計数装置におって
は、電子検出部内に配置した陽極リングに高電圧を印加
して試料から放出された電子により気体放電を引き起こ
し、この気体放電による陽極電圧のパルス変化から電子
数を計数するようにしているが、陽極電圧を変えたとき
の第1格子電圧及び第2格子電圧の決め方がはっきりし
ておらず、最適状態で効率良く放出電子を計数すること
が困難であった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in such conventional electronic counting devices, a high voltage is applied to the anode ring placed in the electron detection section, and a gas discharge is generated by the electrons emitted from the sample. The number of electrons is counted from the pulse change in the anode voltage caused by this gas discharge, but it is not clear how to determine the first grid voltage and the second grid voltage when changing the anode voltage, and it is difficult to determine the optimal state. It was difficult to efficiently count emitted electrons.

(問題点を解決するための手段) 本発明は、このような従来の問題点に檻みてなされたも
ので、陽極電圧を変えても常に格子電圧を最適状態に設
定して効率良く且つ安定した計数動作ができるようにし
た電子計数装置を提供することを目的とする。
(Means for Solving the Problems) The present invention has been made in view of these conventional problems, and it is possible to efficiently and stably maintain the grid voltage by always setting the grid voltage to the optimum state even if the anode voltage is changed. An object of the present invention is to provide an electronic counting device capable of performing counting operations.

この目的を達成するため本発明にあっては、異なる複数
の第1格子電圧G1=V1a 、Vlb 。
To achieve this objective, the present invention uses a plurality of different first grid voltages G1=V1a, Vlb.

VlC、・・・毎に第2格子電圧G2を可変して電子計
数値、例えば電子計数率Nのピーク値が得られる第2格
子電圧G2=V2a 、V2b 、V2C・・・を検出
する格子電圧検出手段と、この格子電圧検出手段で検出
した複数の第2格子電圧G2=V2a 、V2b 、V
2C−−−の中から最大目数率N maXを与える第2
格子電圧及びこれに対応した第1格子電圧を選択してを
最適値として設定する設定手段とを設けるようにしたも
のである。
The second grid voltage G2 is varied every time VlC, . . . to obtain an electronic count value, for example, the peak value of the electron count rate N. Second grid voltage G2 = grid voltage for detecting V2a, V2b, V2C, . . . A detection means and a plurality of second grid voltages G2=V2a, V2b, V detected by the grid voltage detection means
2C --- The second which gives the maximum number rate N maX
A setting means for selecting a grid voltage and a first grid voltage corresponding thereto and setting the grid voltage as an optimum value is provided.

(作用) このような本発明の構成によれば、陽極電圧を変えた場
合にも、そのときの陽極電圧において電子計数の効率が
最大となる第1格子電圧及び第2格子電圧の最適値を正
確に設定することができ、例えば陽極電圧に対する最適
格子電圧を予め求めてメモリ等に記憶しておくことで、
陽極電圧が決まれば一義的に最適格子電圧をメモリから
読出して設定することができ、効率が良く且つ安定した
動作を補償することができる。
(Function) According to the configuration of the present invention, even when the anode voltage is changed, the optimum values of the first grid voltage and the second grid voltage that maximize the efficiency of electron counting at the current anode voltage can be determined. It can be set accurately, for example, by determining the optimal grid voltage for the anode voltage in advance and storing it in a memory etc.
Once the anode voltage is determined, the optimum grid voltage can be uniquely read out from the memory and set, ensuring efficient and stable operation.

(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示した説明図である。(Example) FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.

まず構成を説明すると、1は電子検出部であり、下部に
検出窓2を開口した金属製のケース3を有し、ケース3
はアースされている。ケース3内には陽極リング4が配
置され、陽極リング4には高圧電源23より陽極電圧■
aとして、例えばVa=3.4KVの高電圧が印加され
ており、また高圧電源23からの陽極電圧Vaは必要に
応じて、例えばVa=3.0KV 〜4.0KVの範囲
で可変することができる。
First, to explain the configuration, 1 is an electron detection section, which has a metal case 3 with a detection window 2 opened at the bottom.
is grounded. An anode ring 4 is arranged inside the case 3, and an anode voltage is applied to the anode ring 4 from a high voltage power supply 23.
For example, a high voltage of Va=3.4 KV is applied as a, and the anode voltage Va from the high voltage power supply 23 can be varied in the range of Va=3.0 KV to 4.0 KV as necessary. can.

陽極リング4の検出窓2側には第1格子電極5と第2格
子電極6とが順次配置される。
A first grid electrode 5 and a second grid electrode 6 are sequentially arranged on the detection window 2 side of the anode ring 4 .

第1格子電極5には第1パルス発生器20の出力が接続
され、第1パルス発生器20は第1格子電極5に第1格
子電圧G1として、例えばG1=100Vを印加してい
る。また、第2格子電極6には第2パルス発生器22の
出力が接続され、第2パルス発生器22は第2格子電圧
G2として例えばG2=80Vを印加している。
The output of a first pulse generator 20 is connected to the first grid electrode 5, and the first pulse generator 20 applies a first grid voltage G1 of, for example, G1=100V to the first grid electrode 5. Further, the output of a second pulse generator 22 is connected to the second grid electrode 6, and the second pulse generator 22 applies, for example, G2=80V as the second grid voltage G2.

第1パルス発生器20及び第2パルス発生器22には陽
極リング4の電圧変化をコンデンサCを介して取り出す
増幅器18の出力が接続される。
The output of an amplifier 18 is connected to the first pulse generator 20 and the second pulse generator 22, which extracts the voltage change of the anode ring 4 via a capacitor C.

陽極リング4の印加電圧は、検出窓2より電子を導入し
たときに生ずる気体放電により第2図(a)に示すよう
にパルス的に立ら下がり、増幅器18より陽極電圧の立
ち下がり変化が第1パルス発生器20に与えられると、
第1パルス発生器20は、第2図(b)に示すように、
それまでの第1格子電圧G1を気体fli電を阻止する
ため、所定電圧弁Δ■だtプアツプしたフェンチングミ
圧■qとなる矩形波パルスをクエンチング時間Teに亘
って出力する。ここで、フェンチングミ圧VQを与える
電圧ΔVとしては、例えばΔV=300Vに設定されて
おり、従って、電圧パルスを受けると第1格子電極5の
電圧G1は、それまでの100■から300Vアツプし
た400Vに変化する。
The voltage applied to the anode ring 4 falls in a pulse-like manner as shown in FIG. 1 given to the pulse generator 20,
The first pulse generator 20, as shown in FIG. 2(b),
In order to prevent the first lattice voltage G1 from being charged by the gas, a rectangular wave pulse is outputted over the quenching time Te to a predetermined voltage valve Δ<i>t and a fenching pressure *q. Here, the voltage ΔV that gives the fenching pressure VQ is set to, for example, ΔV=300V, and therefore, when receiving the voltage pulse, the voltage G1 of the first grid electrode 5 is increased by 300V from 100V to 400V. Changes to

一方、第2パルス発生器22は増幅器18より電圧パル
スを受りると、第2図(C)に示すように、それまでの
第2格子電圧G2を一30Vにクエンチング時間Teに
亘って変化させる矩形パルスを発生する。例えば、第2
格子電圧G2=80Vであったとすると、1’lOV下
げた矩形波パルスを発生するようになる。
On the other hand, when the second pulse generator 22 receives a voltage pulse from the amplifier 18, as shown in FIG. Generates a rectangular pulse that changes. For example, the second
Assuming that the grid voltage G2=80V, a rectangular wave pulse lowered by 1'lOV will be generated.

この第1パルス発生器20及び第2パルス発生器22に
よるクエンチング時間Teに亘る矩形波パルスの作用は
、試料10から放出された電子が陽極リングに近づくと
、陽極リング4の近傍の高電界によって電子が加速され
て気体放電現象を引き起すようになるが、第1パルス発
生器20でクエンチング時間Teに亘ってフェンチング
ミ圧Vqにアップすることで陽極リング4と第1格子電
極5との電位差を例えばΔ=300V分だ【プ下げ、こ
れによって気体放電により生じた光や陽イオンによる二
次電子が放電電圧に達することができないようにし、な
だれ的な放電を阻止する。
The action of the rectangular wave pulse over the quenching time Te by the first pulse generator 20 and the second pulse generator 22 is such that when the electrons emitted from the sample 10 approach the anode ring, a high electric field near the anode ring 4 is generated. The electrons are accelerated and cause a gas discharge phenomenon, but the first pulse generator 20 increases the quenching pressure to Vq over the quenching time Te, thereby increasing the contact between the anode ring 4 and the first grid electrode 5. The potential difference is lowered by, for example, Δ=300V, thereby preventing light generated by the gas discharge and secondary electrons caused by positive ions from reaching the discharge voltage, thereby preventing an avalanche of discharge.

一方、第2パルス発生器22のクエンチング時間Teに
亘り一30Vに下げる矩形波パルスの出力は、増幅作用
を伴う気体放電により発生した陽イオンを第2格子電極
6で補足して中和し、これによって陽イオンが試料10
に到達して光電子の放出作用に影響を及ぼすことを防ぐ
と同時に、外部からの電子の導入を遮断する。
On the other hand, the output of the rectangular wave pulse lowered to -30V over the quenching time Te of the second pulse generator 22 is such that the second grid electrode 6 captures and neutralizes the positive ions generated by the gas discharge accompanied by the amplification effect. , this causes the cations to become sample 10
At the same time, it prevents electrons from reaching the photoelectrons and affecting the emission action of photoelectrons, and at the same time blocks the introduction of electrons from the outside.

更に、電子検出部1の側方には光源装置9が配置され、
光源装置9より試料台8にセットした試料10に対し斜
め上方より所定波長の単波長光を照射するようにしてい
る。光源装置9は重水素ランプ等の光源11と、光源1
1からの波長を単波長化するモノクロメータ12を備え
、更にモノクロメータ12の前接に光強度を調整するた
めのスリット13.14を備えている。
Furthermore, a light source device 9 is arranged on the side of the electron detection section 1,
A light source device 9 irradiates a sample 10 set on a sample stage 8 with single wavelength light of a predetermined wavelength obliquely from above. The light source device 9 includes a light source 11 such as a deuterium lamp, and a light source 1.
It is provided with a monochromator 12 that converts the wavelength from 1 to a single wavelength, and further provided with slits 13 and 14 in front of the monochromator 12 for adjusting the light intensity.

更に、電子検出部1の増幅器18より出力される電圧パ
ルスに基づいて電子数を計数する計測回路として計数手
段24が設(プられ、計数手段24は例えば単位時間当
りの電子計数率(cps)を出力する。計数手段24の
出力は演算手段26に与えられており、演算手段26は
計数手段24から得られる電子計数率Nに基づいて第1
格子電極5及び第2格子電極6の格子電源を最適値に設
定する演算制御処理を行なう。更に、この実施例にあっ
ては、演算手段26は高圧電源23の電圧を可変して陽
極リング4に印加する陽極電圧を最適値に設定する機能
も合わせて有する。演算手段26に続いては表示手段2
8が設りられ、表示手段28には計数手段24で得られ
た電子計数率Nをそのまま表示するか、若しくは演算手
段26に設けられた試料10の表面に形成された酸化膜
等の膜厚Tを演算する演算手段の演算結果に基づく膜厚
Tを表示するようになる。また波長を可変し、仕事関数
を表示するようにしてもよい。
Further, a counting means 24 is provided as a measuring circuit for counting the number of electrons based on the voltage pulse outputted from the amplifier 18 of the electron detection section 1, and the counting means 24 has an electron counting rate per unit time (cps), for example. The output of the counting means 24 is given to the calculating means 26, and the calculating means 26 calculates the first electronic count rate N obtained from the counting means 24.
An arithmetic control process is performed to set the grid power sources of the grid electrode 5 and the second grid electrode 6 to optimal values. Furthermore, in this embodiment, the calculation means 26 also has the function of varying the voltage of the high voltage power supply 23 and setting the anode voltage applied to the anode ring 4 to an optimum value. Following the calculation means 26 is the display means 2.
8 is provided, and the display means 28 displays the electron counting rate N obtained by the counting means 24 as it is, or the calculation means 26 displays the thickness of the oxide film etc. formed on the surface of the sample 10. The film thickness T based on the calculation result of the calculation means that calculates T is displayed. Alternatively, the wavelength may be varied and the work function may be displayed.

ここで、演算手段26による第1格子電極5及び第2格
子電極6の電極電圧を最適値に設定する演算制御処理は
次のようになる。
Here, the calculation control process by which the calculation means 26 sets the electrode voltages of the first grid electrode 5 and the second grid electrode 6 to optimal values is as follows.

(A)高圧電源23により陽極リング4に設定する陽極
電圧Vaを適宜の値に設定した状態で図示のように試料
台8に基準となる試お110をセットし、この状態で第
1パルス発生器20による第1格子電圧G1をG1=V
1a。
(A) With the anode voltage Va set in the anode ring 4 set to an appropriate value by the high-voltage power supply 23, the reference sample 110 is set on the sample stage 8 as shown in the figure, and the first pulse is generated in this state. G1=V
1a.

Vlb、v1C2・・・というように、例えばG1=8
0〜120Vの範囲で段階的に可変し、各第1格子電圧
v1a、V1b、v1c、・・・のそれぞれに第1格子
電圧を固定した状態で第2格子電圧G2を例えばG2=
40〜110Vの範囲で可変する。
For example, G1=8, such as Vlb, v1C2...
The second grid voltage G2 is varied stepwise in the range of 0 to 120V, and with the first grid voltage fixed to each of the first grid voltages v1a, V1b, v1c, . . .
It is variable in the range of 40 to 110V.

(B)第2格子電圧G2を例えばG2=40〜110V
の範囲で可変したときの計数率Nのピーク値が得られる
第2格子電圧V2a、 V2b。
(B) Set the second grid voltage G2 to, for example, G2=40 to 110V.
The second grid voltages V2a and V2b provide the peak value of the counting rate N when varied within the range of .

V2c、  ・・・を検出する。V2c, ... is detected.

(C)前記(B)で得られた計数率のピーク値を与える
第2格子m圧V2a、 V2b、 V2C,−−・の中
から最大計数率N maxを与える第2格子電圧及びこ
れに対応した第1格子電圧を選択する。
(C) Second grid m pressure that provides the peak value of the counting rate obtained in (B) above, and a second grid voltage that provides the maximum counting rate N max from among V2a, V2b, V2C, --. select the first grid voltage.

(D>前記(C)で求めた第1格子電圧及び第2格子電
圧を最適格子電圧として第1及び第2パルス発生器20
.22に設定する。
(D> The first and second pulse generators 20 set the first grid voltage and the second grid voltage obtained in the above (C) as the optimum grid voltage.
.. Set to 22.

次に、第3図のフローチャートを参照して第1図の実施
例の作用を説明する。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be explained with reference to the flowchart shown in FIG.

まず第3図のブロック30から36までの処理にあって
は、演算手段26により高圧電源23を制御して陽極リ
ング4に印加する最適陽極電圧aの設定処理が行なわれ
る。
First, in the processing from blocks 30 to 36 in FIG. 3, the calculation means 26 controls the high voltage power supply 23 to set the optimum anode voltage a to be applied to the anode ring 4.

この最適陽極電圧の設定処理は、第1図に示すように、
試料台8に適宜の基準となる試料10をセットした状態
で光源装置9より所定波長の単色波長光を照射して電子
を放出させ、試料10から放出された電子を電子検出部
1に導入して計数手段24により計数率を測定する。
This optimum anode voltage setting process is as shown in Figure 1.
With a sample 10 serving as an appropriate reference set on the sample stage 8, monochromatic light of a predetermined wavelength is irradiated from the light source device 9 to emit electrons, and the electrons emitted from the sample 10 are introduced into the electron detection section 1. The counting rate is measured by the counting means 24.

即ち、初期状態にあって演算手段26は高圧電源23に
よる陽極電圧Vaを、電圧可変範囲3゜0〜4.OKV
の最低値Va=3.0KVに設定しており、この初期状
態からブロック30に示ずように陽極電圧Vaを上昇さ
せる。ブロック30における陽極電圧の上昇に対し次の
判別ブロック32において計数手段24から得られる電
子計数率Nをバックグラウンドノイズで定まる閾値N。
That is, in the initial state, the calculation means 26 adjusts the anode voltage Va from the high-voltage power supply 23 within the voltage variable range of 3.0 to 4.0 degrees. OKV
The lowest value Va is set to 3.0 KV, and the anode voltage Va is increased from this initial state as shown in block 30. In response to the increase in anode voltage in block 30, in the next judgment block 32, the electron counting rate N obtained from the counting means 24 is determined by the background noise.

と比較してあり、電子計数率Nが閾値No以上となるこ
とを判別すると、このときの陽極電圧を放電開始電圧V
Sとして検出し、次のブロック34に進む。ブロック3
4においては放電開始電圧VSに予め定まっているプラ
トー電圧幅Pwの半分の電圧を加え合わせた電圧を最適
陽極電圧VaOとして演算し、次のブロック36で最適
陽極電圧vaOとなるように高圧電源23を制御する。
When it is determined that the electron counting rate N is equal to or higher than the threshold value No, the anode voltage at this time is set as the discharge starting voltage V.
It is detected as S and the process proceeds to the next block 34. block 3
In block 4, a voltage obtained by adding half the voltage of the predetermined plateau voltage width Pw to the discharge starting voltage VS is calculated as the optimum anode voltage VaO, and in the next block 36, the high voltage power supply 23 is set to the optimum anode voltage vaO. control.

ここで、陽極電圧■aを変化させたときの計数率Nは第
4図に示す特性となり、陽極電圧Vaを増加させていく
と、ある電圧でバックグラウンドノイズで定まる閾値N
oを越える計数率が得られ、この閾値Noを越える電圧
を放電開始電圧vSとして検出している。更に、陽極電
圧を増加させると陽極電圧の変化に対し、ある範囲内で
は計数率Nが略一定値におさまっており、この陽極電圧
の変化に対し計数率Nが一定値におざまっている範囲を
プラトー電圧幅Pwと定義する。更に、プラトー電圧幅
pwを越えて陽極電圧を増加させると計数率Nが急激に
増加して計数不能状態となる。
Here, the counting rate N when changing the anode voltage ■a has the characteristics shown in Figure 4, and as the anode voltage Va is increased, the threshold N determined by background noise at a certain voltage
A counting rate exceeding o is obtained, and the voltage exceeding this threshold value No is detected as the discharge starting voltage vS. Furthermore, when the anode voltage is increased, the counting rate N remains approximately constant within a certain range with respect to changes in the anode voltage; The range is defined as a plateau voltage width Pw. Further, when the anode voltage is increased beyond the plateau voltage width pw, the counting rate N rapidly increases and becomes impossible to count.

この第4図に示す計数率が略一定となる陽極電圧の範囲
を与えるプラトー電圧幅PWは、第2図(b>に示した
フェンチングミ圧VQを与える第1格子電圧G1の変化
分Δ■に等しい電圧幅として与えられる。従って、第3
図のフローチャートにおけるブロック34で求める最適
陽極電圧Va。
The plateau voltage width PW that provides the anode voltage range in which the counting rate is approximately constant as shown in FIG. It is given as an equal voltage width. Therefore, the third
The optimum anode voltage Va is determined in block 34 in the flowchart of the figure.

としては、第4図に示した特性曲線におけるプラトー幅
pwの中心の電圧を最適陽極電圧yaoとして設定する
こととなる。
Therefore, the voltage at the center of the plateau width pw in the characteristic curve shown in FIG. 4 is set as the optimum anode voltage yao.

再び第3図を参照するに、ブロック36までの処理によ
り最適陽極電圧yaoに設定が終了したならば、次のブ
ロック38において第1格子電圧G1を初期電圧Vaに
設定する。例えば、第1格子電圧G1はG1=80〜1
20Vの範囲で可変することから、V1a=80Vに設
定される。
Referring again to FIG. 3, once the optimum anode voltage yao has been set through the processing up to block 36, the first grid voltage G1 is set to the initial voltage Va in the next block 38. For example, the first grid voltage G1 is G1=80~1
Since it is variable within a range of 20V, it is set to V1a=80V.

このように第1格子電圧G1をG1=V1aと初期電圧
に設定した状態で、次のブロック40において第2格子
電圧G2を例えば40〜ll0Vの範囲で可変する。そ
して、次のブロック42においてブロック40における
第2格子電圧G2を可変したときの計数率Nを監視して
おり、計数率Nが最大となる第2格子電圧G2としてG
2=V2aを検出する。続いて、判別ブロック44にお
いて、第1格子電圧の最終設定が終了したか否かチェッ
クし、最終設定が終了していなりればブロック46に戻
り、それまでの第1格子電圧G1に所定電圧Δ■1を加
えて新たな第1格子電圧の設定を行ない、同様にしてブ
ロック40.42の処理を繰り返す。
With the first grid voltage G1 set to the initial voltage of G1=V1a in this way, in the next block 40, the second grid voltage G2 is varied within a range of, for example, 40 to 110V. Then, in the next block 42, the counting rate N when the second grid voltage G2 in the block 40 is varied is monitored, and the second grid voltage G2 at which the counting rate N becomes maximum is set as G
2=Detect V2a. Next, in the determination block 44, it is checked whether the final setting of the first grid voltage has been completed, and if the final setting has not been completed, the process returns to block 46, and the predetermined voltage Δ is added to the first grid voltage G1 up to that point. (2) 1 is added to set a new first grid voltage, and the process of blocks 40 and 42 is repeated in the same manner.

第5図は第3図のフローチャートにおけるブロック40
〜46の処理で得られた第2格子電圧G2に対する計数
率Nの関係を示した特性グラフである。
FIG. 5 shows block 40 in the flowchart of FIG.
It is a characteristic graph showing the relationship between the counting rate N and the second lattice voltage G2 obtained in the processing of 46 to 46.

この第5図の特性グラフは、第1格子電圧G1ヲV1a
、Vlb、v1C2・・・vlgと7段階に可変し、各
第1格子電圧において第2格子電圧G2を可変したとき
の計数率Nの関係を示してあり、この特性グラフから明
らかなように、第1格子電圧G1を一定としたときの第
2格子電圧G2の可変で得られる計数率Nのピーク値N
a、 Nb、  ・・−Neを与える第2格子電圧G2
がG2=V2a。
The characteristic graph in FIG. 5 shows that the first lattice voltage G1 to V1a
, Vlb, v1C2...vlg, and shows the relationship between the counting rate N when the second grid voltage G2 is varied at each first grid voltage. Peak value N of the counting rate N obtained by varying the second grid voltage G2 when the first grid voltage G1 is constant
a, Nb, ... -Ne second grid voltage G2
is G2=V2a.

V 2b、  ・・・■2gとして検出することができ
る。
It can be detected as V 2b, ...■2g.

再び第3図を参照するに、判別ブロック44で第1格子
電圧G1の最終設定が判別されたならば、次のブロック
48に進み、例えば第5図に示したように、第2格子電
圧V2a、 V2b、  −−・V2!IJの中から最
大計数率N maXを与える第2格子電圧G2、例えば
V2eを検出する。続いてブロック50においてブロッ
ク48で検出された第2格子電圧G2=V2eとV2e
に対応した第1グリツド電圧G1=V1e@最適格子電
圧として第1パルス発生器20及び第2パルス発生器2
2に設定する。
Referring again to FIG. 3, once the final setting of the first grid voltage G1 is determined in the determination block 44, the process proceeds to the next block 48, where the second grid voltage V2a is determined as shown in FIG. , V2b, ---V2! A second grid voltage G2, for example V2e, which provides the maximum counting rate NmaX is detected from IJ. Then in block 50, the second grid voltage G2=V2e and V2e detected in block 48
First grid voltage G1=V1e@optimum grid voltage corresponding to first pulse generator 20 and second pulse generator 2
Set to 2.

以上の処理により最適格子電圧の設定処理を終了するが
、更に第3図のフローチャートにあっては、ブロック5
2において電子検出部1をバックグラウンド割数モード
として電子計数率を求める。
The above process completes the optimum grid voltage setting process, but in addition, in the flowchart of FIG. 3, block 5
2, the electron counting rate is determined by setting the electron detection unit 1 to the background divisor mode.

このバックグラウンド計数モードは、第6図の信号波形
図に示すように、第2パルス発生器22により第2格子
電+1!6に印加する電圧を一30Vに固定して外部か
らの電子の導入を遮断した状態であり、そのため電子検
出部1の内部でノイズ的に発生する電子のみを計数する
モードとなる。
In this background counting mode, as shown in the signal waveform diagram of FIG. Therefore, the mode is set in which only the electrons generated as noise inside the electron detection section 1 are counted.

ブロック52でバックグラウンド計数モードとすること
によるバックグラウンドノイズを与える計数率を計数し
たならば、次の判別ブロック54において、バックグラ
ウンドノイズの閾値Noと比較し、計数率Nが閾値No
より小さければ格子電圧の最適設定処理が正常に行なわ
れたものとして設定処理を終了する。一方、バックグラ
ウンド計数モードにおける計数率Nが閾値Noより大き
いときには、ブロック56に進んで警報を出し、電子検
出部1自体の調整を促す。
After counting the counting rate that gives background noise by setting the background counting mode in block 52, in the next judgment block 54, it is compared with the background noise threshold No.
If it is smaller, it is assumed that the grid voltage optimum setting process has been performed normally and the setting process is terminated. On the other hand, when the counting rate N in the background counting mode is greater than the threshold value No, the process proceeds to block 56 where an alarm is issued to urge adjustment of the electronic detection section 1 itself.

以上説明したような最適格子電圧の設定処理が終了した
ならば、試料台8に測定試料をセットして試料の仕事関
数、若しくは試料表面に形成された膜圧を計測するため
の計測処理を行なうようになる。
When the process of setting the optimum grid voltage as explained above is completed, the measurement sample is set on the sample stage 8 and the measurement process is performed to measure the work function of the sample or the film pressure formed on the sample surface. It becomes like this.

尚、上記の実施例にあっては、装置を使用する際に演算
手段26による演算制御のもとに、第3図に示したフロ
ーチャートに従ってそのときの陽極電圧の設定状態で最
適格子電圧の設定処理をリアルタイムで行なう場合を例
にとるものであったが、実際の装置にあっては陽極電圧
を可変し、各陽極電圧毎に第3図に示した最適格子電圧
の設定処理により対応する第1格子電圧及び第2格子電
圧を求め、その結果を陽極電圧をアドレスとしたメモリ
に予め記憶しておき、陽極電圧の設定でメモリから対応
する最適格子電圧を読出して第1パルス発生器20及び
第2パルス発生器22に設定するようにしてもよい。
In the above embodiment, when using the device, the optimum grid voltage is set under the calculation control by the calculation means 26 according to the flowchart shown in FIG. Although this was an example of processing in real time, in actual equipment, the anode voltage is varied, and the corresponding grid voltage is set for each anode voltage by the process of setting the optimum grid voltage shown in Figure 3. The first grid voltage and the second grid voltage are determined, and the results are stored in advance in a memory with the anode voltage as the address.The corresponding optimum grid voltage is read out from the memory when the anode voltage is set, and the first pulse generator 20 and It may also be set in the second pulse generator 22.

また、上記の実施例は陽極電圧の可変により放電開始電
圧を検出してプラトー電圧幅の1/2の電圧を加えるこ
とで最適陽極電圧を設定する場合を例にとるものであっ
たが、本発明はこれに限定されず、手動若しくは適宜の
方法により陽極電圧を設定した状態で全く同様にして最
適格子電圧の設定処理を行なうようにしてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, the discharge starting voltage is detected by varying the anode voltage, and the optimal anode voltage is set by applying a voltage that is 1/2 of the plateau voltage width. The invention is not limited to this, and the optimum grid voltage setting process may be performed in exactly the same manner with the anode voltage set manually or by an appropriate method.

(発明の効果) 以上説明してきたように本発明によれば、異なる複数の
第1格子電圧毎に第2格子電圧を可変して電子計数値の
ピーク値が得られる第2格子電圧を検出する格子電圧検
出手段と、この格子電圧検出手段で得られた複数の第2
格子電圧の中から最大計数値を与える第2格子電圧及び
この第2格子電圧に対応する第1格子電圧を選択して最
適格子電圧として設定する設定手段とを設けるようにし
たため、計測条件の変化、例えば気圧や温度の変化若し
くは試料と電子検出部との距離の変動に伴って陽極電圧
を変えた場合にも、そのときの陽極電圧に対し計数率が
最大となる最適格子電圧の設定状態を得ることができ、
計測条件の変化に対し電子計数を効率よく且つ安定して
行なうことができ、装置の信頼性を大幅に向上すること
ができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the second grid voltage is varied for each of a plurality of different first grid voltages, and the second grid voltage at which the peak value of the electronic count value is obtained is detected. A grid voltage detection means and a plurality of second voltages obtained by the grid voltage detection means.
Since a setting means is provided for selecting a second grid voltage that gives the maximum count value from among the grid voltages and a first grid voltage corresponding to this second grid voltage and setting it as the optimum grid voltage, changes in measurement conditions can be avoided. For example, even if the anode voltage is changed due to changes in atmospheric pressure or temperature, or changes in the distance between the sample and the electron detection section, the optimal grid voltage setting state that maximizes the counting rate for the anode voltage at that time can be set. you can get
Electronic counting can be performed efficiently and stably in response to changes in measurement conditions, and the reliability of the device can be greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示した説明図、第2図は電
子検出部における陽極電圧、第1及び第2格子電極電圧
の変化を示した信号波形図、第3図は本発明による最適
格子電圧の設定処理を示したフローヂャート、第4図は
陽極電圧に対する電子計数率の関係を示したグラフ図、
第5図は第1格子電圧G1をパラメータとした第2格子
電圧G2に対する計数率Nの関係を示した特性グラフ図
、第6図はバックグラウンド計数モードの電極電圧を示
した信号波形図である。 1:電子検出部 2:検出窓 3:ケース 4:陽極リング 5:第1格子電極 6:第2格子電極 8:試料台 9:光源装置 10:試料 11:光源 12:モノクロメータ 13.14ニスリツト 18:増幅器 20:第1パルス発生器 22:第2パルス発生器 23:高圧電源 24:計数手段 26:演算手段 28二表示手段
Fig. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a signal waveform diagram showing changes in anode voltage and first and second grid electrode voltages in the electron detection section, and Fig. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. A flowchart showing the process of setting the optimum grid voltage according to FIG. 4, a graph showing the relationship between the electron count rate and the anode voltage,
Fig. 5 is a characteristic graph showing the relationship between the counting rate N and the second grid voltage G2 using the first grid voltage G1 as a parameter, and Fig. 6 is a signal waveform diagram showing the electrode voltage in the background counting mode. . 1: Electron detection unit 2: Detection window 3: Case 4: Anode ring 5: First grid electrode 6: Second grid electrode 8: Sample stage 9: Light source device 10: Sample 11: Light source 12: Monochromator 13.14 Nislit 18: Amplifier 20: First pulse generator 22: Second pulse generator 23: High voltage power supply 24: Counting means 26: Calculating means 28 Second display means

Claims (1)

【特許請求の範囲】 一方に検出窓を備えたケース内に高電圧が印加された陽
極リングを配置すると共に該陽極リングの検出窓側に第
1格子電極及び第2格子電極を順次配置した電子検出部
を有し、光を照射した試料から放出される電子を前記電
子検出部内に導入し、該導入電子により生ずる気体放電
に基づいて電子の数を計数する電子計数装置に於いて、 異なる複数の第1格子電圧毎に第2格子電圧を可変して
電子計数値のピーク値が得られる第2格子電圧を検出す
る格子電圧検出手段と、該格子電圧検出手段で得られた
複数の第2格子電圧の中から最大計数値を与える第2格
子電圧及び該第2格子電圧に対応する第1格子電圧を選
択して最適値として設定する設定手段とを設けたことを
特徴とする電子計数装置。
[Claims] Electron detection in which an anode ring to which a high voltage is applied is arranged in a case with a detection window on one side, and a first grid electrode and a second grid electrode are sequentially arranged on the detection window side of the anode ring. In an electronic counting device for introducing electrons emitted from a sample irradiated with light into the electron detection section and counting the number of electrons based on a gas discharge generated by the introduced electrons, the electronic counting device has a plurality of different A grid voltage detection means for detecting a second grid voltage from which a peak value of an electronic count value is obtained by varying a second grid voltage for each first grid voltage, and a plurality of second grids obtained by the grid voltage detection means. An electronic counting device comprising: a setting means for selecting a second grid voltage that gives a maximum count value from among the voltages and a first grid voltage corresponding to the second grid voltage and setting the selected value as an optimum value.
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