JPH01117258A - 荷電粒子ビームの補正装置 - Google Patents
荷電粒子ビームの補正装置Info
- Publication number
- JPH01117258A JPH01117258A JP62274544A JP27454487A JPH01117258A JP H01117258 A JPH01117258 A JP H01117258A JP 62274544 A JP62274544 A JP 62274544A JP 27454487 A JP27454487 A JP 27454487A JP H01117258 A JPH01117258 A JP H01117258A
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- JP
- Japan
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- electrodes
- convergence
- correction device
- charged particle
- particle beam
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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。
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、荷電ビームを所定の位置に収束させて検出す
る際の収束面の位置、形状を補正する荷電粒子ビームの
補正装置に関する。
る際の収束面の位置、形状を補正する荷電粒子ビームの
補正装置に関する。
従来より、磁場又は電場により質量分散又はエネルギー
分散した複数の荷電粒子ビームを乾板等の二次元検出器
で検出する方法が提案されている。
分散した複数の荷電粒子ビームを乾板等の二次元検出器
で検出する方法が提案されている。
このような同時検出は、時間に関する積算性があるため
、原理的に高感度であり又高パルスイオン化や時間的に
変動するイオン化と共に用いることができる。
、原理的に高感度であり又高パルスイオン化や時間的に
変動するイオン化と共に用いることができる。
しかしながら、質Ｍ分析装置を例にとると、複数の質量
のイオンビーム収束点を結んでできる収束面は曲率をも
っており、しかも方向収束面（α収束面）とエネルギー
収束面（β収束面）は一致しない。
のイオンビーム収束点を結んでできる収束面は曲率をも
っており、しかも方向収束面（α収束面）とエネルギー
収束面（β収束面）は一致しない。
他方、現在のところ入手できる二次元検出器は平面状の
ものであり、これを任意の曲率にすることは難しい。
ものであり、これを任意の曲率にすることは難しい。
また、広い空間にわたって収束面を補正し、平面にした
り一致させたりするごとに使用できるレンズ補正装置は
存在していない。
り一致させたりするごとに使用できるレンズ補正装置は
存在していない。
本発明は、上記の考察に基づくものであって、広い範囲
に分散して入射する複数の荷電粒子ビームが作るα、β
又はｙ方向の曲率をもった収束面を平面に変換したり、
位置や傾きを変えたりすることが可能な荷電粒子ビーム
の補正装置を提供することを目的とするものである。
に分散して入射する複数の荷電粒子ビームが作るα、β
又はｙ方向の曲率をもった収束面を平面に変換したり、
位置や傾きを変えたりすることが可能な荷電粒子ビーム
の補正装置を提供することを目的とするものである。
そのために本発明の荷電粒子ビームの補正装置は、荷電
粒子ビームを所定の位置に収束させて検出する際の収束
面の位置、形状を補正する荷電ビームの補正装置であっ
て、上下対称な一対の平行平板の上に線状電極と抵抗膜
を繰り返し配列して電場を発生させることを特徴とする
。
粒子ビームを所定の位置に収束させて検出する際の収束
面の位置、形状を補正する荷電ビームの補正装置であっ
て、上下対称な一対の平行平板の上に線状電極と抵抗膜
を繰り返し配列して電場を発生させることを特徴とする
。
本発明の荷電粒子ビームの補正装置では、上下対称な一
対の平行平板の上に線状電極と抵抗膜を繰り返し配列し
て電場を発生させるので、各線状電極に印加する電位を
調節することによって電場を非線形に変化させることが
でき、多面的な収束面の補正を行うことができる。
対の平行平板の上に線状電極と抵抗膜を繰り返し配列し
て電場を発生させるので、各線状電極に印加する電位を
調節することによって電場を非線形に変化させることが
でき、多面的な収束面の補正を行うことができる。
以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。
第１図は本発明に係る荷電粒子ビームの補正装置の１実
施例を示す図、第２図は本発明に係る荷電粒子ビームの
補正装置が使用される光電子分光装置の例を示す図であ
る。
施例を示す図、第２図は本発明に係る荷電粒子ビームの
補正装置が使用される光電子分光装置の例を示す図であ
る。
第１図において、１は補正装置、２は平板、３は線状電
極、４は抵抗膜、５は試料、Ｌ２は収束電極、Ｌ＋ 、
Ｌ３は偏向補正電極を示す。補正装置ｌは、上下対称な
一対の平板２の上に多数の線状電極３と多数の抵抗膜４
とを繰り返し配列して構成したものであり、収束電極Ｌ
！と偏向補正電極Ｌ＋、Ｌｓに３分割した例を示してい
る。線状電極３は、例えばパラジウム／銀等をコーティ
ング、プリントし焼成したもので構成され、収束電極Ｌ
２に対してその内側と外側に配置された偏向補正電極Ｌ
＋、Ｌｓは、はぼアース電位とする。
極、４は抵抗膜、５は試料、Ｌ２は収束電極、Ｌ＋ 、
Ｌ３は偏向補正電極を示す。補正装置ｌは、上下対称な
一対の平板２の上に多数の線状電極３と多数の抵抗膜４
とを繰り返し配列して構成したものであり、収束電極Ｌ
！と偏向補正電極Ｌ＋、Ｌｓに３分割した例を示してい
る。線状電極３は、例えばパラジウム／銀等をコーティ
ング、プリントし焼成したもので構成され、収束電極Ｌ
２に対してその内側と外側に配置された偏向補正電極Ｌ
＋、Ｌｓは、はぼアース電位とする。
例えば試料５にＸ線を照射することによって、試料から
放射された電子をこの補正装置１に導く。
放射された電子をこの補正装置１に導く。
補正装置１は、各線状電極３に印加する電圧を適当に選
ぶことによって任意の電位分布を形成させることができ
るので、後述するようにこの電位分布及び形状を変える
ことによ、って目的に応じた収束作用の補正を行うこと
ができる。
ぶことによって任意の電位分布を形成させることができ
るので、後述するようにこの電位分布及び形状を変える
ことによ、って目的に応じた収束作用の補正を行うこと
ができる。
第１図に示す荷電粒子ビームの補正装置を適用するＥ
Ｓ ＣＡ （１！１ａｃｔｒｏｎ ５ｐｅｃｔｒｏａｃ
ｏｐｙ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ
？光電子分光装置）の構成例を示したのが第２図であ
る。第２図に示すＥＳＣＡでは、補正装置を用いること
により入射Ｘ線により試料面から角度θ、エネルギーＥ
をもって放射される電子に対し、θとＥのある範囲につ
いて平面状の二次元検出器で同時検出することが可能と
なる。
Ｓ ＣＡ （１！１ａｃｔｒｏｎ ５ｐｅｃｔｒｏａｃ
ｏｐｙ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ
？光電子分光装置）の構成例を示したのが第２図であ
る。第２図に示すＥＳＣＡでは、補正装置を用いること
により入射Ｘ線により試料面から角度θ、エネルギーＥ
をもって放射される電子に対し、θとＥのある範囲につ
いて平面状の二次元検出器で同時検出することが可能と
なる。
第２図において、１１．はトロイダル１８０°偏向アナ
ライザ、１２は外側電極、１３は内側電極、１４は試料
、１５は検出器、１６はアナライザ制御電源、１７は直
流電源、１８は２次元位置検出演算増幅器、１９は補正
装置を示す。
ライザ、１２は外側電極、１３は内側電極、１４は試料
、１５は検出器、１６はアナライザ制御電源、１７は直
流電源、１８は２次元位置検出演算増幅器、１９は補正
装置を示す。
トロイダル１８０°偏向アナライザ１１は、外側電極１
２と内側電極１３からなり、それらは従来の半球面型と
異なりドーナツ或いは車両用のタイヤの外周側半分を使
用した形状のものである。
２と内側電極１３からなり、それらは従来の半球面型と
異なりドーナツ或いは車両用のタイヤの外周側半分を使
用した形状のものである。
また、その拡がり角は、極角分布計測範囲に相当する９
０°〜１２０”程度となるのが一般的であるが、特にこ
の範囲に限定しなくてもよい、そして、外側電極１２と
内側電極１３のそれぞれにアナライザ制御電源１６より
電位を与え、その中心軸近傍に試料１４と検出器１５が
配置される。従って、ｘ、ｙ、ｚの各座標軸を図示のよ
うに設定すると、中心軸が２軸となり、トロイダル１８
００偏向アナライザ１１を２に平面による断面で示すと
第２図山）のようになる、前記試料１４はｙ軸及びｚ軸
に平行又は略平行に置かれ、また、検出器１５はｙ軸、
ｚ軸に共に傾斜して置かれる。検出器１５は、マイクロ
チャンネルプレートを用いた市販の２次元位置敏感検出
器を置くことができ、直流電源１７は、この検出器１５
のマイクロチャンネルプレートにバイアスを与えるもの
である。
０°〜１２０”程度となるのが一般的であるが、特にこ
の範囲に限定しなくてもよい、そして、外側電極１２と
内側電極１３のそれぞれにアナライザ制御電源１６より
電位を与え、その中心軸近傍に試料１４と検出器１５が
配置される。従って、ｘ、ｙ、ｚの各座標軸を図示のよ
うに設定すると、中心軸が２軸となり、トロイダル１８
００偏向アナライザ１１を２に平面による断面で示すと
第２図山）のようになる、前記試料１４はｙ軸及びｚ軸
に平行又は略平行に置かれ、また、検出器１５はｙ軸、
ｚ軸に共に傾斜して置かれる。検出器１５は、マイクロ
チャンネルプレートを用いた市販の２次元位置敏感検出
器を置くことができ、直流電源１７は、この検出器１５
のマイクロチャンネルプレートにバイアスを与えるもの
である。
２次元位置検出演算増幅器１８は、検出器１５の２次元
位置に対応して計測信号を取り込みエネルギースペクト
ル、極角分布情報を得るための演算増幅を行うものであ
り、この出力信号は、図示しないがＡＤＣ（アナログ−
デジタルコンバータ）でデジタル信号に変換され、そし
て、２次元多チヤンネル計数回路で計数されマイクロコ
ンピュータシステム１２に取り込まれ処理される。
位置に対応して計測信号を取り込みエネルギースペクト
ル、極角分布情報を得るための演算増幅を行うものであ
り、この出力信号は、図示しないがＡＤＣ（アナログ−
デジタルコンバータ）でデジタル信号に変換され、そし
て、２次元多チヤンネル計数回路で計数されマイクロコ
ンピュータシステム１２に取り込まれ処理される。
トロイダル電場とは、第２９（ｂｌに示す如く半径ｒ、
の円板の中心を２軸より距離ａだけ離して置き、これを
２軸を中心として回転してできるような回転対称な場で
ある。即ち２軸を中心とする回転方向の角θに関しては
回転対称である。そして光電子は、試料の０点を出射し
００′に沿って電場導入される。０点よりＯＯ′に対し
ある角度αで出射したビームは０点で再び集束する。エ
ネルギーの違いによる分散はビームの進行方向と直角に
起こる。即ちエネルギーの収束面はビーム軸に対し直角
になり、第２のα収束面はｚ軸を回転中心とする円筒面
Ａとなる。
の円板の中心を２軸より距離ａだけ離して置き、これを
２軸を中心として回転してできるような回転対称な場で
ある。即ち２軸を中心とする回転方向の角θに関しては
回転対称である。そして光電子は、試料の０点を出射し
００′に沿って電場導入される。０点よりＯＯ′に対し
ある角度αで出射したビームは０点で再び集束する。エ
ネルギーの違いによる分散はビームの進行方向と直角に
起こる。即ちエネルギーの収束面はビーム軸に対し直角
になり、第２のα収束面はｚ軸を回転中心とする円筒面
Ａとなる。
上記の如き構成において、励起源からＸ線を照射して試
料１４の表面を励起し、その表面から放出される光電子
をトロイダル１８０°偏向アナライザ１１の入口から注
入すると、トロイダル１８０°偏向アナライザ１１では
、図示のように光電子ｅ−の補角分布を保持したまま適
当なエネルギー分散を与える。すなわち、図示のように
軸方向にエネルギー分散を与え、これと直交する方向に
補角分散を与える。従って、検出器１５では、エネルギ
ー分散方向と補角分散方向が直交する２次元分散により
その強度を計測できる。
料１４の表面を励起し、その表面から放出される光電子
をトロイダル１８０°偏向アナライザ１１の入口から注
入すると、トロイダル１８０°偏向アナライザ１１では
、図示のように光電子ｅ−の補角分布を保持したまま適
当なエネルギー分散を与える。すなわち、図示のように
軸方向にエネルギー分散を与え、これと直交する方向に
補角分散を与える。従って、検出器１５では、エネルギ
ー分散方向と補角分散方向が直交する２次元分散により
その強度を計測できる。
このエネルギー・角度分布同時検出装置では、検出器１
５に収束させるため、一定の拡がりをもってトロイダル
１８０’偏向アナライザ１１の入口から注入された光電
子を一旦トロイダル１８００偏向アナライザ１１の中で
クロスさせて再び収束させる。この場合、第２図中）に
示すようにエネルギーはｚ軸方向に直線的に分散するが
、補角は、円筒面上に分散することになる。この補角分
散を曲面から平面に角度補正するのが先に説明した本発
明の補正装置１９であり、第１図に示すような扇形のレ
ンズである。
５に収束させるため、一定の拡がりをもってトロイダル
１８０’偏向アナライザ１１の入口から注入された光電
子を一旦トロイダル１８００偏向アナライザ１１の中で
クロスさせて再び収束させる。この場合、第２図中）に
示すようにエネルギーはｚ軸方向に直線的に分散するが
、補角は、円筒面上に分散することになる。この補角分
散を曲面から平面に角度補正するのが先に説明した本発
明の補正装置１９であり、第１図に示すような扇形のレ
ンズである。
第３図は本発明の荷電ビームの補正装置を用いて収束面
の補正を行う例を示す図である。
の補正を行う例を示す図である。
質量ｍ ｌ 、ｍ’ｇ 、ｍ ３ 、エネルギーＵ、±
ΔＵ１イオンのひらき角α。のイオンビームが分散し平
行ビームとして進行してきたものについて説明する。
ΔＵ１イオンのひらき角α。のイオンビームが分散し平
行ビームとして進行してきたものについて説明する。
同図ｉａｌはエネルギー分散をもつビームが進行方向に
直角な偏向電場に入射した時に受ける収束作用を示した
ものである。この場合の焦点距離Ｆｌは電場の強さＥに
反比例する。なお、電場の強さはＥｌ ＜Ｅｔ ＜Ｅ、
である。
直角な偏向電場に入射した時に受ける収束作用を示した
ものである。この場合の焦点距離Ｆｌは電場の強さＥに
反比例する。なお、電場の強さはＥｌ ＜Ｅｔ ＜Ｅ、
である。
同図（ｂｌは同一エネルギーＵ０のビームがひらき角−
α。くα〈＋α。で放射した後平行ビームとなって空間
の異なる位置を進行してくる質量ｍ。
α。くα〈＋α。で放射した後平行ビームとなって空間
の異なる位置を進行してくる質量ｍ。
、ｒｒｔｆｉ 、ｍ２のビームに対し、斜め入射により
収束作用を起こさせ、るものである、この場合には、平
行ビームはひらき角αにより少しづつ異なる位置で場に
入射するため、異なる偏向作用を受は焦点距離Ｆの位置
に収束する。また、各ビームは、進行方向について異な
る位置Ａ、Ｂ、Ｃで収束作用を受けるので、α収束面は
斜めになる。
収束作用を起こさせ、るものである、この場合には、平
行ビームはひらき角αにより少しづつ異なる位置で場に
入射するため、異なる偏向作用を受は焦点距離Ｆの位置
に収束する。また、各ビームは、進行方向について異な
る位置Ａ、Ｂ、Ｃで収束作用を受けるので、α収束面は
斜めになる。
同図（ｅｌと（ｆ）は（ｂｌと同様に斜め入射を利用し
てα収束をさせるための構成で、α収束面の曲率を変え
ることもできるようにしたものである。この場合、平板
上の線状電極には、その位置Ｘの函数として２次曲線状
の電圧φ（Ｘ）を印加することになる。
てα収束をさせるための構成で、α収束面の曲率を変え
ることもできるようにしたものである。この場合、平板
上の線状電極には、その位置Ｘの函数として２次曲線状
の電圧φ（Ｘ）を印加することになる。
同図（ｄｌは紙面に直角なｙ方向の収束作用のみをもつ
ように３極からなるレンズを示したものである。この場
合、ｙ方向の収束作用は、中央の電極Ｌｘに印加される
電圧Ｖ、によって生じる。また、ｙ方向収束面の曲率を
変えるためには、ｖｏをＸ−の函数として、Ｖ ａ （
ｘ ）が例えば２次曲線となるように調整する。そして
、Ｖｏ（Ｘ）とＶｌ（Ｘ）は、ビームに対して反対方向
の偏向作用をもち、全体としてビームに対する偏向作用
がキャンセルして零になるようにする。この場合には、
Ｘ方向の収束作用即ちα収束作用とエネルギー収束作用
は零になる。従って、同図（ｄｌのようなケースでは、
紙面に直角な方向の収束面の曲率のみを変えることが原
理的に可能となる。
ように３極からなるレンズを示したものである。この場
合、ｙ方向の収束作用は、中央の電極Ｌｘに印加される
電圧Ｖ、によって生じる。また、ｙ方向収束面の曲率を
変えるためには、ｖｏをＸ−の函数として、Ｖ ａ （
ｘ ）が例えば２次曲線となるように調整する。そして
、Ｖｏ（Ｘ）とＶｌ（Ｘ）は、ビームに対して反対方向
の偏向作用をもち、全体としてビームに対する偏向作用
がキャンセルして零になるようにする。この場合には、
Ｘ方向の収束作用即ちα収束作用とエネルギー収束作用
は零になる。従って、同図（ｄｌのようなケースでは、
紙面に直角な方向の収束面の曲率のみを変えることが原
理的に可能となる。
なお、α収束作用即ちＸ方向の収束作用としては、斜め
入出射以外にｄ８φ（ｘ）／ｄｘ”もα収束作用をビー
ムに及ぼす０例えば二次曲線φ（ｘ）−αｘ２ではｄ２
φ（ｘ） ／ｄ ｘ” ＝一定で、これは焦点距離Ｆを
一定値シフトさせるような効果をもつ。
入出射以外にｄ８φ（ｘ）／ｄｘ”もα収束作用をビー
ムに及ぼす０例えば二次曲線φ（ｘ）−αｘ２ではｄ２
φ（ｘ） ／ｄ ｘ” ＝一定で、これは焦点距離Ｆを
一定値シフトさせるような効果をもつ。
同図＋８）は他の例と異なり等電位面がビーム進行方向
とほぼ直角で、しかも曲率をもっているような場合であ
る。この場合にも斜め入射即ちｄＥ（ｘｌ／ｄｘ・によ
りα収束作用が得られる。
とほぼ直角で、しかも曲率をもっているような場合であ
る。この場合にも斜め入射即ちｄＥ（ｘｌ／ｄｘ・によ
りα収束作用が得られる。
以上のように、平行平板上の線状多電極と抵抗膜により
広い範囲に分散している複数のビームのα収束面、β収
束面、及びそれと直角方向（ｙ方向）の収束面の変形、
移動等が可能になる。
広い範囲に分散している複数のビームのα収束面、β収
束面、及びそれと直角方向（ｙ方向）の収束面の変形、
移動等が可能になる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、中心
平面に対し上下対称な平行平板上の導体の線状電極及び
抵抗膜により電場を発生させ、中心平面内の広い範囲に
わたって分散している複数の荷電粒子ビームが作るα収
束面、β収束面、ｙ方向収束面に関し、形状、曲率、位
置、傾き等を変えることができる。
平面に対し上下対称な平行平板上の導体の線状電極及び
抵抗膜により電場を発生させ、中心平面内の広い範囲に
わたって分散している複数の荷電粒子ビームが作るα収
束面、β収束面、ｙ方向収束面に関し、形状、曲率、位
置、傾き等を変えることができる。
第１図は本発明に係る荷電粒子ビームの補正装置の１実
施例を示す図、第２図は本発明に係る荷電粒子ビームの
補正装置が使用される光電子分光装置の例を示す図、第
３図は本発明の荷電ビームの補正装置を用いて収束面の
補正を行う例を示す図である。 １・・・補正装置、２・・・平板、３・・・線状電極、
４・・・抵抗膜、５・・・試料、Ｌ８・・・収束電極、
Ｌ、、Ｌ３・・・偏向補正電極。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 阿 部 龍 吉（外３名）第３図（α
） １３図（ｂ） 功し÷’Ｊ。 （Ｄ 区 Ｏ 派 １≦ 区 Ｏ 昧
施例を示す図、第２図は本発明に係る荷電粒子ビームの
補正装置が使用される光電子分光装置の例を示す図、第
３図は本発明の荷電ビームの補正装置を用いて収束面の
補正を行う例を示す図である。 １・・・補正装置、２・・・平板、３・・・線状電極、
４・・・抵抗膜、５・・・試料、Ｌ８・・・収束電極、
Ｌ、、Ｌ３・・・偏向補正電極。 出 願 人 日本電子株式会社 代理人 弁理士 阿 部 龍 吉（外３名）第３図（α
） １３図（ｂ） 功し÷’Ｊ。 （Ｄ 区 Ｏ 派 １≦ 区 Ｏ 昧
Claims (1)
- （１）荷電粒子ビームを所定の位置に収束させて検出す
る際の収束面の位置、形状を補正する荷電粒子ビームの
補正装置であって、上下対称な一対の平行平板の上に線
状電極と抵抗膜を繰り返し配列して電場を発生させるこ
とを特徴とする荷電粒子ビームの補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62274544A JPH01117258A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 荷電粒子ビームの補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62274544A JPH01117258A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 荷電粒子ビームの補正装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01117258A true JPH01117258A (ja) | 1989-05-10 |
Family
ID=17543194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62274544A Pending JPH01117258A (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 荷電粒子ビームの補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01117258A (ja) |
-
1987
- 1987-10-29 JP JP62274544A patent/JPH01117258A/ja active Pending
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