JPH02244549A

JPH02244549A - 二次イオン質量分析装置

Info

Publication number: JPH02244549A
Application number: JP1063755A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hirose; 広瀬　博
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-17
Filing date: 1989-03-17
Publication date: 1990-09-28

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】〔産業上の利用分野〕本発明は二次イオン質量分析計に係り、特に特さ方向分
析に於て、試料面の分析位置を確認するのに好適な二次
イオン質量分析手段に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特公昭５２−２１９０９号公報に記載の
ように、２次イオン検出信号に、質量分析手段の出力信
号を重畳し、陰極線管の輝度変調をするようになってい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来技術は、１次イオンを走査し、走査面の全イオン像
と、この全イオン像の面内で特定イオンの分布がどうな
っているかは知ることが出来た。

しかし、一次イオン質量分析計では、１次イオンの走査
幅と質量分析計に導入する範囲とは後に記す理１１０ご
て必ずしも一致せず、この位置を明確に観察又は記録す
るという点について配慮されていなかった。

本発明は二次イオンを走査し、二次イオンの発生させて
いる範囲、すなわちスパンターリングさせている範囲と
、二次イオン質量分析計に導入され分析している範囲を
画面に同時に記録し、分析情報をより明確に出来る二次
イオン質量分析計を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため１本発明では、試料表面からス
パッターリングによって放出される二次イオンを質量分
析計の物点スリットより前に置かれた検出器（第１トー
タル粒子検知器）の出力と、スパッターリングによって
発生したイオンの内、質量分析計の物質スリットは通過
するが、質量分離はされていない位置に設置されたイオ
ン検知器（第２イオン検知器）の信号を重畳させ、陰極
線管の輝度変調を行うようにしたものである。

又識別し、易くするために、上記二つの検知器のイコ号
は異った色の指定が出来る様にした。

〔作用〕

第１トータル粒子検出器は＝一次イオンの走査幅全域に
渡って二次イオンを検知出来るため、この高力信号を陰
極線管の輝度変調回路に、走査信号を陰極線管の走査回
路に一次イオン走査と同期して入力すると、一次イオン
走査の全域に相当する。

二次イオン像が記録出来る。一方策２トータルイオン検
知器は物点スリットの後方に設置されており、試料と第
２トータルイオン検知器との間で、イオンのアクセプタ
ンスを規制するのは物点スリットであるため、物点スリ
ットで規制された範囲の二次イオン像が、同様の方法で
記録出来る。

すなわち上記２つの検知器の信号を重畳して陰極線管に
記録すると、通常の方法では、第１トータル粒子検知器
の信号・に第２トータルイオン検知器の信号が重なった
部分は明るく記録出来るため、イオンを走査している範
囲の内分析されている範囲が識別できる。両検知器の信
号で別々の色指定を行えば両者はさらに鮮明に識別でき
る。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図、第２図を用いて説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示す図である。第１図
に於て、イオン照射系はイオン源１、コンデンサーレン
ズ３．対物レンズ５．偏向電極４で構成されている。又
試料表面観察のため、第１トータル粒子検出器１７．陰
極線Ｉｆ１２０．第２トータルイオン検出器１２、を備
えている。質量分析計部は物点スリット１０．セクター
電場１１、セクター磁場１３．コレクタースリット１４
、第３検知器１５から構成されている。本実施例では試
料７は試料支持台６上に置かれ、この周囲にシールド電
極８．引出し電極２２、が配置されている。試料面より
放出された二次イオン２１は静電レンズ９を通って物点
スリット１０に入射する構造になっている。

イオン源１にはデュオプラズマ形イオン源を用いており
、このイオン源で生成された０２＋イオンは最大２０ｋ
Ｖに加速されて試料面７に達するが、この間コンデンサ
ーレンズ３．対物レンズ５によって最小１μｍの径に絞
られる。この様に絞られたビームは偏向電極に印加され
た電圧によって試料面上で最大１００μ走査される。こ
の様にエネルギを持ち、絞られたビームが試料に照射さ
れると、試料面がスパッターされるがこれらの内一部分
はイオンとなって試料面上を離れる。試料面」−のイオ
ンを外部へ導くため通常試料面には３ｋＶ印加されてい
る。この様にして放出した二次イオン２１は第１のトー
タル粒子検知器で検知され、陰極線管の輝度変調回路へ
送られる。この場合、一次イオン２が走査されており、
かつ試料面に凹凸があると例えば陰極線管には第２図（
、）に示した様な像が記録出来る。図に於けるＡＢＣは
異った元素から構成されており、試料表面に存在する上
記元素のアトミックナンバーコントラストを示している
。又試料面に凹凸があればこの形状が像に呪われる。第
２図（ａ）の像を記録する場合、一次イオンの走査幅全
域から二次イオン２１が得られるため１０００μｒｎＸ
１０００μｍの範囲の像が記録されている。

一方引出し電極２２を通った二次イオン２１ａは、静電
レンズ９により物点スリット上に像と結ぶ構造になって
いる。本実施例の場合、倍率は１であるため、試料面７
と物点スリット面上は１対１に写像されていると考えら
れる。いま物点スリット幅を３００μｍφとすると、一
次イオン走査幅の約１／３が物点スリット１０を通過出
来る。

物点スリットを通過したイオンは第２トータルイオン検
知器１２で検知される。以下トータルイオン検知器につ
いて説明する。二次イオンは電子−イオン変換電極１２
ａで電子に変換され、次にこの電子は約１０ｋＶに加速
され、シンチレータに衝突し、その出力光がフォトマル
チプライヤ−に受光され電気信号に変換される。又イオ
ン電子変換電極］、、　２　ａは全部の二次イオンを変
換せず周辺部のみを変換する構造になっている。以上説
明した第２トータルイオン検知器の信号を一次イオン走
査信号・と同期して陰極線管の輝度変調回路に入れると
第２図（ｂ）に示す様な像が記録される。。

この像のみでは記録範囲が狭いため全体のどの位置を分
析しているのか不明である。そこで第２トータルイオン
検知器の信号と第１トータル粒子検知器の信号を重畳し
て同様に記録すると第２図（ｃ）に示す様な像が得られ
る。この像を用いると広い走査範囲の内どの部分が分析
されているが一目瞭然に判り分析の精度を上げることが
出来る。

この像をＩＩ！祭しながら試料支持台の位置を微動すれ
ば、試料を分析したい試料位置に正しく設定することが
出来る。

検出器の出力を色で区別するとさらに識別は容易となる
。この場合は例えば陰極線管のそれぞれの色に対応する
輝度変調回路に別々に出力しスクリーン上で重畳させる
ことになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、一次イオンの走査領域の像と二次イオ
ン質量分析計で分析している領域の像を同時に観察でき
るので、分析位置を誤ることがなく、分析の精度が向に
するという効果がある。試料を微動しながら分析したい
場所に正しく設定出来ることも当然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図（ａ）（ｂ
）（ｃ）は本発明の像の出力を説明するための図である
。１・・イオン源、２・・一次イオンビーム、３・・・コ
ンデンサーレンズ、４・・・偏向電極、５・・・対物レ
ンズ、６・・試料支持台、７・・試料、８・・・シール
ド電極、９・・・静電レンズ、１０・・・物点スリット
、１１・・・セクタ電場、１２・・・第２トータルイオ
ン検知器、１３・セクター磁場、１４・・・コレクタス
リット、１５・第３検知器、１６・・増幅器、１７・・
第１トータル粒子検肪器、１８・・・増幅器、１９・・
・走査電源、２０　・陰極線管、２１・・・二次イオン
、２２引出し電極。

Claims

【特許請求の範囲】１、一次イオン源、一次イオンを試料上に集束、走査す
るための手段、分析するための試料、試料表面より放出
する二次粒子を検知する第１のトータル粒子検出器、該
二次粒子の内のイオンを質量分析するための質量分析計
、該質量分析計の物点スリットを通過したイオンを検知
するための第２のトータルイオン検知器、質量分析計で
分離されたイオンを検知する第３の検知器、上記一次イ
オンの走査と同期して走査される陰極線管を備えた二次
イオン質量分析計において、上記第１、第２の検出器の
出力信号の和をもつて上記陰極線管の輝度を変調せしめ
る手段を備えたことを特徴とする二次イオン質量分析装
置。２、検出器の出力ごとに異つた色指定が出来ることを特
徴とする特許請求の範囲１項の二次イオン質量分析装置
。