JPS6324435Y2

JPS6324435Y2 -

Info

Publication number: JPS6324435Y2
Application number: JP1979120295U
Authority: JP
Priority date: 1979-08-31
Filing date: 1979-08-31
Publication date: 1988-07-05
Also published as: JPS5638864U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は徴小領域の分析を行うのに適したオー
ジエ電子分光装置等の如き電子プローブ装置に関
する。

固体試料の表面に電子線を照射して、試料表面
から放出されるオージエ電子のエネルギースペク
トルを測定することにより試料表面の元素分析を
行うオージエ電子分光装置は物質表面の研究に有
効な方法であることが認識されつつある。このオ
ージエ電子分光装置においては超LSI等の微小素
子の分析や金属中の微小介在物の分析の如き試料
の微小領域を分析できることが要望されている。

しかして微小領域の分析を行うためには試料を
照射する電子線のスポツト径を微小にしなければ
ならない。しかし乍ら電子線のスポツト径を微小
にすると照射電流も少なくなるため、SN比が低
下し、従つて電子線のスポツト径を小さくするこ
とにも限度がある。

ところで本考案者は先に照射電流の少ない電子
線によつて、オージエ電子スペクトラムを良好な
SN比で測定することが可能なオージエ電子分光
装置を開発した。斯かるオージエ電子分光装置は
試料を照射する電子線を周期的に光軸外に偏向さ
せることによりビームブランキング用絞りに当て
てカツトし、試料に照射される電子線の強度を変
調し、試料から放出されるオージエ電子等の二次
電子を分析するアナライザーの出力を前記電子線
の強度変調に同期して復調する装置（以下この装
置をBBM方式オージエ電子分光装置と称す）
で、この装置を用いれば例えば直径が500Å程度
の微小領域の分析が可能となる。

一方電界放出型電子銃は高輝度で且つクロスオ
ーバーが非常に小さいことも周知である。そこで
前述したBBM方式オージエ電子分光装置に電界
放出型電子銃を採用すれば例えば直径が200〜300
Å程度の微小領域の分析が可能となる。

しかし乍らかかる電界放出型電子銃においては
ビーム強度の変動があり、この変動により分析精
度は低下する。

そこで、このようなビーム強度の変動に基づく
分析精度の低下を補償するため、前記周期的に光
軸外に偏向される電子線を光軸外に配置されるビ
ーム電流モニター用検出器に入射せしめ、この検
出器よりの出力信号に基づいて電子線の試料への
照射により得られる分析信号を補正することが行
なわれた。ところが、電界放出型電子銃において
はそのエミツシヨンパターンが一定なわけではな
く、種々の条件の変化により電子銃の稼働中、
種々のパターンに変化し、しかもエミツシヨンパ
ターンの中心部における電子放出量とパターンの
周辺部における電子放出量の比率はパターン毎に
異なる。しかしながら従来においては、試料には
絞りにより絞ることによりエミツシヨンパターン
の中心部の電子線のみを照射しているにもかかわ
らず、前記モニター用検出器にはエミツシヨンパ
ターンのうちの周辺部の電子線をも入射せしめて
いたため、エミツシヨンパターンが変化すると試
料に実際に照射される電子線の強度とモニター用
検出器に入射する電子線の強度の比率が変化して
しまい、ビーム強度の変動に基づく分析精度の低
下を不充分にしか補償することができなかつた。

本考案はこのような従来の欠点を解決し、電界
放出型電子銃を用いた電子プローブ装置において
エミツシヨンパターンの変化をも伴うビーム強度
の変動を充分補償することのできる電子プローブ
装置を提供することを目的としている。

以下、図面に基づき本考案の一実施例を詳述す
る。

添付図面は本考案の一実施例を示す略図であ
り、１は電界放出型電子銃である。該電界放出型
電子銃１は先端が尖鋭に加工されたエミツター２
と該エミツターの先端に高電界を印加して電子Ｅ
を放出させるための第１の陽極３と該第１の陽極
の開口を通過した電子を加速するための第２の陽
極４とから構成されている。該電子銃１から発生
した電子線Ｅは１段以上の集束レンズ５により試
料６の表面を微小に集束された状態で照射する。
該照射により試料６から発生したオージエ電子等
７は同軸円筒状の二つの静電電極８ａ，８ｂから
なるエネルギーアナライザーの電極間に入射し、
特定のエネルギーを有する電子線のみを検出器９
へ入射させる。このときの特定エネルギーは二つ
の静電電極８ａ，８ｂに与えられる電位差、従つ
てアナライザーの電源１０の出力によつて定ま
る。該電源１０の出力値はXYレコーダー１１に
印加されていてプリアンプ１２、ロツクインアン
プ１３及び割算回路１４によつて処理される検出
器９の出力と共に表示、記録されエネルギースペ
クトルが得られる。

前記電子銃１の直下には偏向コイル１５をはさ
んで上下二枚のスリツト板１６及び１７からなる
変調器が設けられており、前記偏向コイル１５に
はブランキング信号発生回路１８からのパルス出
力が供給されているので、電子銃１からの電子線
Ｅは周期的に光軸から外れ、電子線は試料６上に
断続的に照射され、その強度が変調される。前記
ブランキング信号発生回路１８を作動させる発振
回路１９の出力は、検出器９の出力を処理するロ
ツクインアンプ１３の参照信号として用いられ、
検出信号を前記電子線の強度変調と同期して復調
する。

２０は前記偏向コイル１５とスリツト板１７と
の間の光軸外におかれた検出器で、偏向コイル１
５にブラツキング信号発生回路１８からの矩形パ
ルスが供給されることにより電子線Ｅが点線で示
す様に偏向されたとき電子線が流入し、その量が
検出される。該検出器２０からの検出信号は増巾
器２１を介して増巾された後フイルタ回路２２に
送られて、交流成分がカツトされる。該フイルタ
ー回路２２からの出力信号は前記割算回路１４に
送られて、アナライザーの検出器９からの検出信
号との比が求められる。その結果ビーム強度の変
動が防止され、XYレコーダー１１には高いSN
比のスペクトルが表示、記録される。

以上のように、本考案によれば、前記BBM方
式オージエ電子分光装置等の電子放出源として、
高輝度な電子線源である電界放出型電子銃を採用
することにより、直径が200〜300Å程度の微小な
試料領域に細く絞られた充分な強度の電子線を照
射し、この微小領域から発生したオージエ電子信
号のスペクトル等を得る際に以下のような効果を
発揮することができる。

即ち、本考案においては、前記光軸外に偏向さ
れた電子線の強度を検出するためのモニター用検
出器に試料に照射される電子線と同一強度の電子
線が入射するように、前記光軸外に偏向される電
子線を該偏向の前段で絞るための絞りを配置して
いるため、試料り入射する電子線の部分に略等し
いところのエミツシヨンパターンの中心部の電子
線のみをモニター用検出器に入射させることがで
きる。そのためエミツシヨンパターンが変化して
も試料に照射される電子線の強度そのものを高精
度でモニターしながら、この高精度でモニターし
た信号に基づいて前記電子銃の電子放出強度の変
動に基づく記録される信号の変動を補正すること
ができるため、精度の良いスペクトル等を記録す
ることができる。

尚本考案は添付図面の実施例装置に限定される
ことなく、例えば電子線に強度変調を与える変調
器の偏向コイルに代えて、静電偏向手段を用いて
もよく、又変調器を設ける位置も電子銃と試料の
間であれば必ずしも電子銃の直下にする非要はな
い。

更に、前述の説明ではエネルギーアナライザー
の検出器からの出力信号を電子線の強度変調に同
期して検波する場合について述べたが、これに限
定されることなく、その他の検波方式を使用して
もよい。

更に又、電界放出型電子銃のビーム強度の変動
防止にあたつてはロツクインアンプ１３からの出
力信号と検出器２０からの出力信号との比を求め
るように述べたが、これに限定されることなく、
他の手段を利用することができる。

例えばロツクインアンプ１３の出力信号を増巾
利得制御回路に送り、この増巾利得制御回路のゲ
インを検出器２０からの出力信号（参照信号）に
よつて制御する。つまり検出器２０からの出力信
号が大きくなつたとき増巾利得制御回路のゲイン
を低くし、又逆に検出器２０の出力信号が小さく
なつたときゲインを大きくするようにしてロツク
インアンプ１３の出力信号の変動を較正すれば、
試料上に到達するビーム強度の変動を実質的に防
止することができる。

更に又前述の説明では電子線照射に基づき試料
から発生するオージエ電子を分析する場合につい
て述べたが、Ｘ線やカソードルミネツセンス等の
放射線を分析又は検出する場合にも同様に実施す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本考案の一実施例を示す略図であ
る。１……電界放出型電子銃、５……集束レンズ、
６……試料、７……オージエ等の二次電子、８
ａ，８ｂ……静電電極、９……検出器、１０……
電源、１１……XYレコーダー、１２及び２１…
…増巾器、１３……ロツクインアツプ、１４……
割算回路、１５……偏向コイル、１６及び１７…
…スリツト板、１８……ブランキング信号発生回
路、１９……発振回路、２０……検出器、２２…
…フイルター回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

エミツターに強電界を印加して電子を放出する
電界放出型電子銃、該電子銃からの電子線を細く
集束して試料上に照射する手段、該電子銃よりの
電子線を周期的に光軸外に偏向して試料照射電子
線の強度を周期的に変調する手段、該電子線の照
射に基づいて前記試料から発生する放射線を分析
或いは検出する手段、該分析或いは検出手段より
の信号を前記周期的な変調に同期して復調して記
録する手段を備えた装置において、前記光軸外に
配置され前記光軸外に偏向された電子線の強度を
検出するためのモニター用検出器と、該モニター
用検出器に試料に照射される電子線と同一強度の
電子線が入射するように前記光軸外に偏向される
電子線を該偏向の前段で絞るための絞りと、該モ
ニター用検出器よりの信号に基づいて前記電子銃
の電子放出強度を表わす信号を出力する手段と、
該出力手段よりの信号に基づいて前記電子銃の電
子放出強度の変動に基づく前記記録される信号の
変動を補正するための手段を備えたことを特徴と
する電子プローブ装置。