JPH0115986B2 - - Google Patents
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- JPH0115986B2 JPH0115986B2 JP57192313A JP19231382A JPH0115986B2 JP H0115986 B2 JPH0115986 B2 JP H0115986B2 JP 57192313 A JP57192313 A JP 57192313A JP 19231382 A JP19231382 A JP 19231382A JP H0115986 B2 JPH0115986 B2 JP H0115986B2
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- Japan
- Prior art keywords
- sample
- cover
- mass spectrometer
- ion
- ions
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Links
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- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 10
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 6
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
- H01J49/14—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers
- H01J49/142—Ion sources; Ion guns using particle bombardment, e.g. ionisation chambers using a solid target which is not previously vapourised
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は二次イオン質量分析装置に関する。一
般に、二次イオン質量分析装置は試料表面に数十
KVに加速されたイオンビームを照射してこの試
料表面をスパツタリングする。これによつて試料
表面からは、中性粒子、二次イオンなどが放出さ
れるが、このうちの二次イオンを質量分析計に導
びき、この二次イオンを質量・荷電比に分離して
検出器で検出し、試料の元素分析等を行なう。
般に、二次イオン質量分析装置は試料表面に数十
KVに加速されたイオンビームを照射してこの試
料表面をスパツタリングする。これによつて試料
表面からは、中性粒子、二次イオンなどが放出さ
れるが、このうちの二次イオンを質量分析計に導
びき、この二次イオンを質量・荷電比に分離して
検出器で検出し、試料の元素分析等を行なう。
ところで、二次イオン質量分析装置において
は、上記のごとく試料から放出される二次イオン
を検出する場合の他、中性粒子をイオン化して測
定し、試料の情報を得たい場合がある。このた
め、二次イオン質量分析装置にイオン化室を設け
たものがある。しかしながら、従来のイオン化室
を備えた二次イオン質量分析装置においては、イ
オン化室を分析すべき試料と質量分析計との間に
配置する構造となつている。このため試料と質量
分析計との距離が長くなつて、二次イオンを測定
する場合にはその強度が減少し質量分解能が低下
する。これを防ぐために、二次イオンを測定する
ときにはイオン化室を取り除き、又中性粒子をイ
オン化して測定するときにはイオン化室を取付け
るようにした構造のものも試みられているが、分
析目的が異なるときにはその都度イオン化室の取
付け取り外しをする必要が生じ、分析作業が煩雑
になる。
は、上記のごとく試料から放出される二次イオン
を検出する場合の他、中性粒子をイオン化して測
定し、試料の情報を得たい場合がある。このた
め、二次イオン質量分析装置にイオン化室を設け
たものがある。しかしながら、従来のイオン化室
を備えた二次イオン質量分析装置においては、イ
オン化室を分析すべき試料と質量分析計との間に
配置する構造となつている。このため試料と質量
分析計との距離が長くなつて、二次イオンを測定
する場合にはその強度が減少し質量分解能が低下
する。これを防ぐために、二次イオンを測定する
ときにはイオン化室を取り除き、又中性粒子をイ
オン化して測定するときにはイオン化室を取付け
るようにした構造のものも試みられているが、分
析目的が異なるときにはその都度イオン化室の取
付け取り外しをする必要が生じ、分析作業が煩雑
になる。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので
あつて、イオン化室を常設でき、しかも、このイ
オン化室によつて本来の二次イオン測定に支障を
きたすことがなく質量分解能を確保した二次イオ
ン質量分析装置を提供することを目的とするもの
である。
あつて、イオン化室を常設でき、しかも、このイ
オン化室によつて本来の二次イオン測定に支障を
きたすことがなく質量分解能を確保した二次イオ
ン質量分析装置を提供することを目的とするもの
である。
以下、本発明の構成を実施例について、図面に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
第１図において、符号１は本発明の二次イオン
質量分析装置、２は試料、３は一次イオンビーム
を発生するイオン源、４はこの一次イオンビーム
を絞る静電レンズ、５は試料２から発生したイオ
ンを引出す二次イオン引出電極である。また６は
イオン引出電極５を通過したイオンを絞るレン
ズ、７はエネルギ分離用のセクタ電場、８は質量
分離用のセクタ磁場、９はイオンを検出する検出
器で、上記レンズ６、セクタ電場７、セクタ磁場
８および検出器９とで二重集束型の質量分析計１
０を構成する。なお、１１は検出器９で検出され
た信号を増幅する増幅器、１２はスペクトル強度
を記録する記録計である。
質量分析装置、２は試料、３は一次イオンビーム
を発生するイオン源、４はこの一次イオンビーム
を絞る静電レンズ、５は試料２から発生したイオ
ンを引出す二次イオン引出電極である。また６は
イオン引出電極５を通過したイオンを絞るレン
ズ、７はエネルギ分離用のセクタ電場、８は質量
分離用のセクタ磁場、９はイオンを検出する検出
器で、上記レンズ６、セクタ電場７、セクタ磁場
８および検出器９とで二重集束型の質量分析計１
０を構成する。なお、１１は検出器９で検出され
た信号を増幅する増幅器、１２はスペクトル強度
を記録する記録計である。
上記イオン引出電極５の近接位置には第２図に
示すように試料２を覆うカバー１５が設けられ、
このカバー１５によつて、その内部にイオン化室
１６が形成される。そして、カバー１５の上部１
５ａにはイオン源３からの一次イオンビームを入
射し、また、試料から放出される二次イオンなら
びにこのイオン化室１６内でイオン化された中性
粒子を取出すための細孔１７が形成され、さら
に、カバー１５の側部１５ｂの左右には試料２の
二次イオン放出面２ａよりも上方位置にこのカバ
ー１５を貫通する貫通孔１８，１９が形成されて
いる。さらにまた、カバー１５の上方には上記細
孔１７から取り出されたイオンを二次イオン引出
電極５を経て質量分析計１０へ偏向させる偏向板
２０が設けられている。一方カバー１５の側部１
５ｂの外方には中性粒子をイオン化するためのフ
イラメント２１と、トラツプ２２とが前記左右の
貫通孔１８，１９を通して相対向し、かつ、一次
イオンビーム軸Ｃとは直交関係を保つて配置され
ている。なお、２４，２５はフイラメント２０か
ら放出される電子の行程を増加するため、電子に
らせん運動を行なわせる磁石である。
示すように試料２を覆うカバー１５が設けられ、
このカバー１５によつて、その内部にイオン化室
１６が形成される。そして、カバー１５の上部１
５ａにはイオン源３からの一次イオンビームを入
射し、また、試料から放出される二次イオンなら
びにこのイオン化室１６内でイオン化された中性
粒子を取出すための細孔１７が形成され、さら
に、カバー１５の側部１５ｂの左右には試料２の
二次イオン放出面２ａよりも上方位置にこのカバ
ー１５を貫通する貫通孔１８，１９が形成されて
いる。さらにまた、カバー１５の上方には上記細
孔１７から取り出されたイオンを二次イオン引出
電極５を経て質量分析計１０へ偏向させる偏向板
２０が設けられている。一方カバー１５の側部１
５ｂの外方には中性粒子をイオン化するためのフ
イラメント２１と、トラツプ２２とが前記左右の
貫通孔１８，１９を通して相対向し、かつ、一次
イオンビーム軸Ｃとは直交関係を保つて配置され
ている。なお、２４，２５はフイラメント２０か
ら放出される電子の行程を増加するため、電子に
らせん運動を行なわせる磁石である。
次に、上記構成の二次イオン質量分析計１を用
いて試料２から放出された二次イオンを分析する
場合と、中性粒子をイオン化して分析する場合と
についてそれぞれ説明する。
いて試料２から放出された二次イオンを分析する
場合と、中性粒子をイオン化して分析する場合と
についてそれぞれ説明する。
分析にあたつては試料２、カバー１５およびト
ラツプ２０は共に同電位に設定されている。
ラツプ２０は共に同電位に設定されている。
まず、二次イオンを分析するには、イオン源３
からアルゴンや酸素などをイオンソースとした一
次イオンビームが試料２に向けて照射される。こ
の一次イオンビームはカバー１５の細孔１７を通
つて試料２に当り、その表面２ａがスパツタリン
グされて中性粒子や二次イオンが放出される。こ
のとき、フイラメント２１には通電されておらず
また、カバー１５は試料２と同電位に設定されて
いるので放出された二次イオンは細孔１７に集め
られて、そこを通過する。この様にイオン化室１
６内においては細孔１７の位置が実質的な二次イ
オン放出面とみなされるので、試料面２ａを多少
上下しても二次イオン集収効率は低下しない、次
いで、細孔１７を通過した二次イオンは偏向板２
０で二次イオン引出電極５側へ偏向され、質量分
析計１０に導入される。質量分析計１０では、ま
ず二次イオンはレンズ６で絞られてセクタ電場７
でエネルギー分離され、次いで、セクタ磁場８に
導かれる。セクタ磁場８では、磁場走査が行なわ
れ、二次イオンは質量分離され、それらの二次イ
オンが検出器９で検出され、増幅器１１で増幅さ
れてそれぞれの二次イオンのもつ質量と強度とが
記録計１２に記録される。
からアルゴンや酸素などをイオンソースとした一
次イオンビームが試料２に向けて照射される。こ
の一次イオンビームはカバー１５の細孔１７を通
つて試料２に当り、その表面２ａがスパツタリン
グされて中性粒子や二次イオンが放出される。こ
のとき、フイラメント２１には通電されておらず
また、カバー１５は試料２と同電位に設定されて
いるので放出された二次イオンは細孔１７に集め
られて、そこを通過する。この様にイオン化室１
６内においては細孔１７の位置が実質的な二次イ
オン放出面とみなされるので、試料面２ａを多少
上下しても二次イオン集収効率は低下しない、次
いで、細孔１７を通過した二次イオンは偏向板２
０で二次イオン引出電極５側へ偏向され、質量分
析計１０に導入される。質量分析計１０では、ま
ず二次イオンはレンズ６で絞られてセクタ電場７
でエネルギー分離され、次いで、セクタ磁場８に
導かれる。セクタ磁場８では、磁場走査が行なわ
れ、二次イオンは質量分離され、それらの二次イ
オンが検出器９で検出され、増幅器１１で増幅さ
れてそれぞれの二次イオンのもつ質量と強度とが
記録計１２に記録される。
試料２から放出された中性粒子をイオン化して
分析する場合にはフイラメント２１に通電して、
このフイラメント２１から電子ビームを放出させ
る。この電子ビームはカバー１５の貫通孔１８を
通つて試料２から生成された中性粒子を衝撃して
これをイオン化する。残余の電子ビームは貫通孔
１９を通過してトラツプ２２に吸収される。イオ
ン化室１５内で上記のようにイオン化された中性
粒子は、試料２とカバー１５とが同じ電位に保た
れているので細孔１７に集められ、この細孔１７
からカバー１５外に放出される。以下の工程は二
次イオンを分析する場合と同様である。
分析する場合にはフイラメント２１に通電して、
このフイラメント２１から電子ビームを放出させ
る。この電子ビームはカバー１５の貫通孔１８を
通つて試料２から生成された中性粒子を衝撃して
これをイオン化する。残余の電子ビームは貫通孔
１９を通過してトラツプ２２に吸収される。イオ
ン化室１５内で上記のようにイオン化された中性
粒子は、試料２とカバー１５とが同じ電位に保た
れているので細孔１７に集められ、この細孔１７
からカバー１５外に放出される。以下の工程は二
次イオンを分析する場合と同様である。
なお、上記実施例におけるイオン化室１６は
Neiv型の例であるが、Ｂ−Ａ型イオン源にも適
用することができる。さらに、一次イオンビーム
を照射しないでフイラメント２１のみを作動させ
ることによりイオン化室１６内に導入したガスの
ガス分析計として使用することも可能である。
Neiv型の例であるが、Ｂ−Ａ型イオン源にも適
用することができる。さらに、一次イオンビーム
を照射しないでフイラメント２１のみを作動させ
ることによりイオン化室１６内に導入したガスの
ガス分析計として使用することも可能である。
以上のように、本発明によれば、試料をイオン
化室を形成するカバーで覆い、このカバーの上部
に一次イオンビームを入射し、また試料から放出
されるイオンを取出すための細孔を設けるととも
に、カバーの上方に試料から放出されるイオンを
質量分析計に偏向させる偏向板を配置し、これら
試料、カバーおよび偏向板を共に同電位に設定し
たので、上記細孔が二次イオンの場合でも中性粒
子をイオン化した場合でも実質的なイオン放出面
と見なすことが可能となる。従つて、質量分析計
と実質的なイオン放出面との距離は変化しないの
で二次イオンの質量分解能が確保される。また、
二次イオンを分析する場合でも、中性粒子をイオ
ン化して分析する場合でも従来のようにイオン化
室の取付け取り外しを必要としないので、分析の
作業性が改善されるという優れた効果が発揮され
る。
化室を形成するカバーで覆い、このカバーの上部
に一次イオンビームを入射し、また試料から放出
されるイオンを取出すための細孔を設けるととも
に、カバーの上方に試料から放出されるイオンを
質量分析計に偏向させる偏向板を配置し、これら
試料、カバーおよび偏向板を共に同電位に設定し
たので、上記細孔が二次イオンの場合でも中性粒
子をイオン化した場合でも実質的なイオン放出面
と見なすことが可能となる。従つて、質量分析計
と実質的なイオン放出面との距離は変化しないの
で二次イオンの質量分解能が確保される。また、
二次イオンを分析する場合でも、中性粒子をイオ
ン化して分析する場合でも従来のようにイオン化
室の取付け取り外しを必要としないので、分析の
作業性が改善されるという優れた効果が発揮され
る。
図面は本発明の実施例を示し、第１図は二次イ
オン質量分析装置の全体を示す断面図、第２図は
第１図の一部を拡大して示す断面図である。 １……二次イオン質量分析計、２……試料、１
０……質量分析計、１５……カバー、１６……イ
オン化室、１７……細孔、２０……偏向板。
オン質量分析装置の全体を示す断面図、第２図は
第１図の一部を拡大して示す断面図である。 １……二次イオン質量分析計、２……試料、１
０……質量分析計、１５……カバー、１６……イ
オン化室、１７……細孔、２０……偏向板。
Claims (1)
- １ 分析すべき試料をイオン化室を形成するカバ
ーで覆い、このカバーの上部に一次イオンビーム
の入射と前記試料から放出されるイオンを取出す
細孔を設け、このカバーの上方には前記試料から
放出されるイオンを質量分析計に偏向させる偏向
板を配置し、前記試料、カバーおよび偏向板を共
に同電位に設置したことを特徴とする二次イオン
質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57192313A JPS5981854A (ja) | 1982-10-31 | 1982-10-31 | 二次イオン質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57192313A JPS5981854A (ja) | 1982-10-31 | 1982-10-31 | 二次イオン質量分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5981854A JPS5981854A (ja) | 1984-05-11 |
| JPH0115986B2 true JPH0115986B2 (ja) | 1989-03-22 |
Family
ID=16289196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57192313A Granted JPS5981854A (ja) | 1982-10-31 | 1982-10-31 | 二次イオン質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5981854A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0167561B1 (en) * | 1983-12-23 | 1989-12-06 | Sri International | Method and apparatus for surface diagnostics |
| JPH03184251A (ja) * | 1989-12-12 | 1991-08-12 | Shimadzu Corp | 試料表面分析装置 |
-
1982
- 1982-10-31 JP JP57192313A patent/JPS5981854A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5981854A (ja) | 1984-05-11 |
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