JPH0246893B2 - - Google Patents
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- JPH0246893B2 JPH0246893B2 JP59202874A JP20287484A JPH0246893B2 JP H0246893 B2 JPH0246893 B2 JP H0246893B2 JP 59202874 A JP59202874 A JP 59202874A JP 20287484 A JP20287484 A JP 20287484A JP H0246893 B2 JPH0246893 B2 JP H0246893B2
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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
- H01J49/04—Arrangements for introducing or extracting samples to be analysed, e.g. vacuum locks; Arrangements for external adjustment of electron- or ion-optical components
- H01J49/0409—Sample holders or containers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/20—Means for supporting or positioning the object or the material; Means for adjusting diaphragms or lenses associated with the support
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、二次イオン質量分析その他の高感
度粒子ビーム分析法において使用される試料台に
関するものである。
度粒子ビーム分析法において使用される試料台に
関するものである。
二次イオン質量分析（SIMS）およびその他の
高感度粒子ビーム分析法においてはスパツタリン
グによつて形成されるクレータの周囲から発生す
る妨害的な信号の散乱を打消す必要がある。
高感度粒子ビーム分析法においてはスパツタリン
グによつて形成されるクレータの周囲から発生す
る妨害的な信号の散乱を打消す必要がある。
半導体技術開発上の要求から二次イオン質量分
析の能力の向上が望まれている。例えば深さ方向
プロフイール中に記録され得る原子密度範囲（ダ
イナミツタ領域）はできれば1021原子／cm3以上か
ら1014原子／cm3以下の範囲に拡げなければならな
いし、重要なドーパント例えばホウ素、アンチモ
ンに対する検出限界はできるだけ低下させる必要
がある。
析の能力の向上が望まれている。例えば深さ方向
プロフイール中に記録され得る原子密度範囲（ダ
イナミツタ領域）はできれば1021原子／cm3以上か
ら1014原子／cm3以下の範囲に拡げなければならな
いし、重要なドーパント例えばホウ素、アンチモ
ンに対する検出限界はできるだけ低下させる必要
がある。
二次イオン質量分析の場合これらの要求に応ず
る能力の限界は、測定中に形成されるスパツタ・
クレータの周縁とその周囲から生ずる妨害信号分
によつて決定される。この妨害信号を機器側の手
段によつて低減させることは極めて困難であるの
に対し、適当な試料製作法によれば大きな困難な
く著しい改善が可能である。
る能力の限界は、測定中に形成されるスパツタ・
クレータの周縁とその周囲から生ずる妨害信号分
によつて決定される。この妨害信号を機器側の手
段によつて低減させることは極めて困難であるの
に対し、適当な試料製作法によれば大きな困難な
く著しい改善が可能である。
欧州特許願0070351号明細書により分析試料が
イオン又は粒子のビームで照射され、その際試料
はビーム照射される支持環境無しにビーム照射区
域内部に置かれる二次イオン質量分析用試料台が
公知である。この種の試料台を使用すればクレー
タ周縁とその周囲からの有害な影響を充分避ける
ことができる。
イオン又は粒子のビームで照射され、その際試料
はビーム照射される支持環境無しにビーム照射区
域内部に置かれる二次イオン質量分析用試料台が
公知である。この種の試料台を使用すればクレー
タ周縁とその周囲からの有害な影響を充分避ける
ことができる。
この発明の目的は、冒頭に挙げた種類の試料台
を改良して更に簡単な構成とし、それによつて製
作を容易とし、同時に分析試料を包囲する環境か
らの影響が従来のものより一層充分に阻止される
ようにすることである。
を改良して更に簡単な構成とし、それによつて製
作を容易とし、同時に分析試料を包囲する環境か
らの影響が従来のものより一層充分に阻止される
ようにすることである。
この目的は特許請求の範囲第１項に特徴として
挙げた構造とすることによつて達成される。この
発明の種々の実施態様は特許請求の範囲第２項以
下に示され、又その長所と共に図面とその説明に
よつて明らかにされる。
挙げた構造とすることによつて達成される。この
発明の種々の実施態様は特許請求の範囲第２項以
下に示され、又その長所と共に図面とその説明に
よつて明らかにされる。
この発明による試料台を使用する際には、試料
はまずイオンビームその他の粒子ビームの照射区
域内に完全に収まるように小さく作られる。次に
この試料がイオン又は粒子ビームの進路内に完全
にビーム照射される支持環境無しに支持され分析
される。これによつてクレータ周縁とその周囲の
影響が大部分打消される。
はまずイオンビームその他の粒子ビームの照射区
域内に完全に収まるように小さく作られる。次に
この試料がイオン又は粒子ビームの進路内に完全
にビーム照射される支持環境無しに支持され分析
される。これによつてクレータ周縁とその周囲の
影響が大部分打消される。
比較測定の結果完全にビーム照射される環境無
しに支持された試料について二次イオン質量分析
を行なうと深部プロフイールのダイナミツク領域
は少くとも１桁拡げられ、更に種々の元素に対す
る検出限界も確実に下げられることが明らかとな
つた。
しに支持された試料について二次イオン質量分析
を行なうと深部プロフイールのダイナミツク領域
は少くとも１桁拡げられ、更に種々の元素に対す
る検出限界も確実に下げられることが明らかとな
つた。
この発明による試料台を使用すると試料の製作
法が簡単となり、日常測定に際して明らかに改善
された結果が得られる。測定結果に疑問があると
き行われる反復測定はこの発明の試料台の場合不
必要となる。この発明による試料台ではイオン・
ビームを使用するとき試料を走査する際のイオ
ン・ビームの折返し点従つて想定上のクレータ周
縁は試料境界の外側にある。中性粒子ビームを使
用する際にも同様にして中性粒子ビームが照射す
る区域の周縁は試料の境界の外側にある。試料を
取囲む環境からの信号分は、ビームの進行方向か
ら見て完全に支持物が認められないように試料が
保持され、針状の試料支持体が完全に試料によつ
て遮蔽されていることによつて完全に消去され
る。この発明の一つの実施例においては分析試料
の周囲には何等の粒子も到達しないようになつて
いる。
法が簡単となり、日常測定に際して明らかに改善
された結果が得られる。測定結果に疑問があると
き行われる反復測定はこの発明の試料台の場合不
必要となる。この発明による試料台ではイオン・
ビームを使用するとき試料を走査する際のイオ
ン・ビームの折返し点従つて想定上のクレータ周
縁は試料境界の外側にある。中性粒子ビームを使
用する際にも同様にして中性粒子ビームが照射す
る区域の周縁は試料の境界の外側にある。試料を
取囲む環境からの信号分は、ビームの進行方向か
ら見て完全に支持物が認められないように試料が
保持され、針状の試料支持体が完全に試料によつ
て遮蔽されていることによつて完全に消去され
る。この発明の一つの実施例においては分析試料
の周囲には何等の粒子も到達しないようになつて
いる。
図面に示した実施例についてこの発明を更に詳
細に説明する。
細に説明する。
二次イオン質量分析（SIMS）の場合イオンビ
ームIBによつて試料PRの表面を線走査し、それ
によつて試料にスパツタリングによるクレータを
作る。その際放出されるイオン状の飛散物質（二
次イオン）は質量分析計に導かれ分析される。特
定のイオン種の二次イオン信号強度を時間に関係
して記録することにより、試料中の対応化学元素
の深さ方向のプロフイールが求められる。
ームIBによつて試料PRの表面を線走査し、それ
によつて試料にスパツタリングによるクレータを
作る。その際放出されるイオン状の飛散物質（二
次イオン）は質量分析計に導かれ分析される。特
定のイオン種の二次イオン信号強度を時間に関係
して記録することにより、試料中の対応化学元素
の深さ方向のプロフイールが求められる。
一例を挙げれば試料PRをその元素組成に関し
て分析する場合例えばエネルギー１乃至15keV、
電流値1nA乃至10ｍＡのO+ 2イオン・ビームを試
料に当て、スパツタリングによつてゆつくり飛散
させる。その際試料表面から飛び出した原子と分
子破片は電荷を持つ二次イオンであれば質量分析
計に向つて偏向され、そこでその質量電荷比ｍ／
ｅに対応して分離され、増倍管又は適当な検出器
によつて計数される。
て分析する場合例えばエネルギー１乃至15keV、
電流値1nA乃至10ｍＡのO+ 2イオン・ビームを試
料に当て、スパツタリングによつてゆつくり飛散
させる。その際試料表面から飛び出した原子と分
子破片は電荷を持つ二次イオンであれば質量分析
計に向つて偏向され、そこでその質量電荷比ｍ／
ｅに対応して分離され、増倍管又は適当な検出器
によつて計数される。
分析表面全体に亘つて均等なスパツタリングを
起させるため、イオンIBは通常試料表面に焦点
を結ばせ分析表面を水平線状に走査する。走査イ
オンビーム装置としては例えばドイツ連邦共和国
ミユンヘン市のAtomika社のａ−DIDAを使用す
ることができる。
起させるため、イオンIBは通常試料表面に焦点
を結ばせ分析表面を水平線状に走査する。走査イ
オンビーム装置としては例えばドイツ連邦共和国
ミユンヘン市のAtomika社のａ−DIDAを使用す
ることができる。
第１図にの発明の一つの実施例を示す。この試
料台は回転部分DTから成り、先端が長軸に直角
に研磨された針NAがこの回転部分に放射状にと
りつけられている。各針NAの先端に小片に切り
取られた試料PRが接着され、周囲の影響を受け
ることなく分析される。試料PRの寸法は長さ幅
共１mm以下である。
料台は回転部分DTから成り、先端が長軸に直角
に研磨された針NAがこの回転部分に放射状にと
りつけられている。各針NAの先端に小片に切り
取られた試料PRが接着され、周囲の影響を受け
ることなく分析される。試料PRの寸法は長さ幅
共１mm以下である。
回転部分DTと針NAと接着試料PRから構成さ
れる試料台の全体は市販の超高真空マニピユレー
タの軸DMに固定される。試料台全体をマニピユ
レータ軸DMの回りに回転することにより個々の
試料PRを順次に計測位置に移し、イオンビーム
IBを試料の表面にほぼ垂直に当てることができ
る。針NAの直径は小片試料PRの対応する寸法
より小さくし、試料片自体が針NAをイオンビー
ムに対して遮蔽するようにする。
れる試料台の全体は市販の超高真空マニピユレー
タの軸DMに固定される。試料台全体をマニピユ
レータ軸DMの回りに回転することにより個々の
試料PRを順次に計測位置に移し、イオンビーム
IBを試料の表面にほぼ垂直に当てることができ
る。針NAの直径は小片試料PRの対応する寸法
より小さくし、試料片自体が針NAをイオンビー
ムに対して遮蔽するようにする。
針NAはできるだけ長くしてイオンビームの方
向において試料表面に当らなかつたイオンビーム
IB中の一次イオンが試料表面から遠く離れた個
所で始めて試料以外の面に当り得るようにする。
これによつて別の表面から発生した測定信号が実
際上質量分析計に記録された測定信号に寄与する
ことはない。針NAとしては直径0.6mm以下、長さ
が少くとも５mmの縫い針が適当である。長さ40
mm、直径0.4mmの針を使用した実験は極めて良好
な結果を与えた。１mmまでの短い針の使用も二次
イオンを質量分析計に導くイオン光学系を使用す
る場合には合理的である。
向において試料表面に当らなかつたイオンビーム
IB中の一次イオンが試料表面から遠く離れた個
所で始めて試料以外の面に当り得るようにする。
これによつて別の表面から発生した測定信号が実
際上質量分析計に記録された測定信号に寄与する
ことはない。針NAとしては直径0.6mm以下、長さ
が少くとも５mmの縫い針が適当である。長さ40
mm、直径0.4mmの針を使用した実験は極めて良好
な結果を与えた。１mmまでの短い針の使用も二次
イオンを質量分析計に導くイオン光学系を使用す
る場合には合理的である。
針NAは、イオンビームIBが、試料表面に精確
に垂直に当るように傾斜して回転部分に挿入する
ことができる。上記のAtomika社の装置におい
てはこの手段により試料表面に対する約2゜の傾斜
角を補償することができる。
に垂直に当るように傾斜して回転部分に挿入する
ことができる。上記のAtomika社の装置におい
てはこの手段により試料表面に対する約2゜の傾斜
角を補償することができる。
第２図にこの発明による試料台の詳細を示す。
個々の針NAは回転部分DTのねじ込み部にねじ
込み固定するかあるいは第２図に示すように取外
し可能に支持する。後者の場合針NAの長軸の回
りの回転位置を決定することができるように試料
台を構成する。そのためには針NAを例えば周辺
に平坦面又は溝を持つ短い固定部BAに挿入す
る。第１図にはこのような固定部によつて回転部
分DTに固定されている２本の針が示されてい
る。固定部BAの衝合面は回転部分DTのねじ込
み片に全面的に接している。これによつて針NA
の長軸の回りの回転角位置が確定され、試料の縁
端はイオンビームの走査区域の縁端に確実に平行
する。
個々の針NAは回転部分DTのねじ込み部にねじ
込み固定するかあるいは第２図に示すように取外
し可能に支持する。後者の場合針NAの長軸の回
りの回転位置を決定することができるように試料
台を構成する。そのためには針NAを例えば周辺
に平坦面又は溝を持つ短い固定部BAに挿入す
る。第１図にはこのような固定部によつて回転部
分DTに固定されている２本の針が示されてい
る。固定部BAの衝合面は回転部分DTのねじ込
み片に全面的に接している。これによつて針NA
の長軸の回りの回転角位置が確定され、試料の縁
端はイオンビームの走査区域の縁端に確実に平行
する。
回転部分の針NAがとりつけられている部分
は、少くとも一つの絶縁片によつてマニピユレー
タの軸DMから電気絶縁されている。これによつ
て各試料を電気接続によつて決まる特定の電位に
置くことができる。
は、少くとも一つの絶縁片によつてマニピユレー
タの軸DMから電気絶縁されている。これによつ
て各試料を電気接続によつて決まる特定の電位に
置くことができる。
この発明の試料台の針の数従つて試料位置の個
数は、構造上の観点と隣り合せる針の間に必要な
最小間隔から決められる。回転部分DTとそれに
とりつけられた針から構成されるスポーク車輪形
試料台の直径を例えば120mmとするとき針は30゜間
隔で配置するのが適当である。
数は、構造上の観点と隣り合せる針の間に必要な
最小間隔から決められる。回転部分DTとそれに
とりつけられた針から構成されるスポーク車輪形
試料台の直径を例えば120mmとするとき針は30゜間
隔で配置するのが適当である。
回転部分DTは二つのスポーク車輪が平行にと
りつけられる寸法とすることができる。これによ
つて試料位置の数が倍増される。
りつけられる寸法とすることができる。これによ
つて試料位置の数が倍増される。
第３図にこの発明の別の実施例を示す。第１
図、第２図について述べた多くの事柄は第３図の
実施例にも当てはまる。イオンビームIBがマニ
ピユレータの軸MAに平行に試料PRに入射する
二次イオン質量分析装置に対しては第３図の試料
台が適している。この試料台では固定部BAの衝
合面が試料盤TEの外縁部に密着するように針
NAが固定部BAによつて試料盤TEに固定されて
いる。
図、第２図について述べた多くの事柄は第３図の
実施例にも当てはまる。イオンビームIBがマニ
ピユレータの軸MAに平行に試料PRに入射する
二次イオン質量分析装置に対しては第３図の試料
台が適している。この試料台では固定部BAの衝
合面が試料盤TEの外縁部に密着するように針
NAが固定部BAによつて試料盤TEに固定されて
いる。
これによつてイオンビームIBを試料PRの表面
に垂直に任射させることができる。
に垂直に任射させることができる。
基本的には散乱粒子（イオン、電子等）を阻止
するためこの発明による試料台にも補助電極を設
けることができる。更に回転部分DT又は針から
発生する僅かの散乱分も回転部分と針の材料を適
当に選定し、あるいはその上に適当な層をかぶせ
ることにより低減させることができる。
するためこの発明による試料台にも補助電極を設
けることができる。更に回転部分DT又は針から
発生する僅かの散乱分も回転部分と針の材料を適
当に選定し、あるいはその上に適当な層をかぶせ
ることにより低減させることができる。
第１図はこの発明の一つの実施例の平面図、第
２図はその一部の詳細図であり、第３図は別の実
施例の側面図である。DT：試料台回転部分、
NA：試料とりつけ針、PR：試料、IB：イオン
ビーム。
２図はその一部の詳細図であり、第３図は別の実
施例の側面図である。DT：試料台回転部分、
NA：試料とりつけ針、PR：試料、IB：イオン
ビーム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転部分DTの周囲に取付けられた支持体
NAの自由端に試料PRが固定され、この支持体
の照射ビーム信号方向に垂直方向の寸法はこの分
析計で分析可能の最小試料の同じ方向の寸法より
小さく、試料は完全に照射ビームの通路内に置か
れても試料の支持環境が照射ビームにさらされる
ことはないこと、支持体を取付けた回転部分が回
転することによつて支持体に固定された試料が照
射ビーム通路を通過することを特徴とする分析試
料にイオン又は粒子のビームを当てて分析する二
次イオン質量分析用の試料台。 ２ 支持体NAが回転部分DTの側面に放射状に
取付けられていることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の試料台。 ３ 支持体NAが直径0.6mm以下、長さ最低１mmの
針であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の試料台。 ４ 支持体NAが回転部分DTに傾斜して取付け
られ、イオンビームは粒子ビームIBが試料PRの
表面に垂直に当たることを特徴とする特許請求の
範囲第１項ないし第３項の一つに記載の試料台。 ５ 支持体NAが回転部分DTに交換可能に取付
けられていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第４項の一つに記載の試料台。 ６ 支持体NAが、イオンビーム又は粒子ビーム
IBに平行する軸の回りの回転角が決められた値
となるように一つの固定部BAに支持されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の試
料台。 ７ 回転部分DTの支持体NAが取付けられてい
る個所が回転部分の軸DM，MAから絶縁片によ
つて電気絶縁されていることを特徴とする特許請
求の範囲第１項ないし第６項の一つに記載の試料
台。 ８ 回転部分DTの直径が最低10mmであり、12個
の支持体が取付けられていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項ないし第７項の一つに記載の
試料台。 ９ 回転部分DTに少くとも二つの支持体NAが、
それに取付けられている試料PRの間の間隔が少
くとも１mmになるように設けられていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項ないし第８項の一
つに記載の試料台。 １０ 支持体NAが、その長軸が回転部分の軸に
平行するように回転部分上に設けられていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第９項
の一つに記載の試料台。 １１ 回転部分DTがその軸の回りに回転するこ
とにより順次に異つた試料PRが所定の検査位置
に移されていることを特徴とする特許請求の範囲
第１項ないし第１０項の一つに記載の試料台。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833335581 DE3335581A1 (de) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | Probenhalterung fuer sekundaerionen-massenspektrometrie und andere empfindliche teilchenstrahl-analysenmethoden und verfahren zu ihrem betrieb |
| DE3335581.9 | 1983-09-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6093948A JPS6093948A (ja) | 1985-05-25 |
| JPH0246893B2 true JPH0246893B2 (ja) | 1990-10-17 |
Family
ID=6210615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59202874A Granted JPS6093948A (ja) | 1983-09-30 | 1984-09-27 | 二次イオン質量分析用の試料台 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4851672A (ja) |
| EP (1) | EP0136610A3 (ja) |
| JP (1) | JPS6093948A (ja) |
| DE (2) | DE8328167U1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4719349A (en) * | 1986-05-27 | 1988-01-12 | The United States Of America As Represented By The Department Of Health And Human Services | Electrochemical sample probe for use in fast-atom bombardment mass spectrometry |
| EP0268434B1 (en) * | 1986-11-15 | 1991-04-03 | The British Petroleum Company p.l.c. | Transport detector system |
| DE10112387B4 (de) | 2001-03-15 | 2004-03-25 | Bruker Daltonik Gmbh | Massenspektrometrische Genotypisierung |
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