JPH039259A - 高繰り返しレーザ励起質量分折装置 - Google Patents
高繰り返しレーザ励起質量分折装置Info
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- JPH039259A JPH039259A JP1142216A JP14221689A JPH039259A JP H039259 A JPH039259 A JP H039259A JP 1142216 A JP1142216 A JP 1142216A JP 14221689 A JP14221689 A JP 14221689A JP H039259 A JPH039259 A JP H039259A
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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、被分析物である試料を荷電ビームやレーザビ
ーム等でスパッタし、その試料表面から発生するイオン
の質量スペクトルを測定することによって試料の質量分
析を行う微量質量分析装置に関するものである。
ーム等でスパッタし、その試料表面から発生するイオン
の質量スペクトルを測定することによって試料の質量分
析を行う微量質量分析装置に関するものである。
被分析物である試料に一次イオンビームを照射し、それ
によって試料表面からスパッタされる二次イオンを検出
し、その強度から試料中の元素濃度を測定する二次イオ
ン質量分析法は、代表的な微量分析法として従来より利
用されてきた。その他、試料にレーザビームを照射し、
それによって発生するイオンを検出するレーザマイクロ
質量分析法もある。以下、図に従って従来の二次イオン
質量分析方法とレーザマイクロ質量分析方法に用いる装
置の概要を説明する。
によって試料表面からスパッタされる二次イオンを検出
し、その強度から試料中の元素濃度を測定する二次イオ
ン質量分析法は、代表的な微量分析法として従来より利
用されてきた。その他、試料にレーザビームを照射し、
それによって発生するイオンを検出するレーザマイクロ
質量分析法もある。以下、図に従って従来の二次イオン
質量分析方法とレーザマイクロ質量分析方法に用いる装
置の概要を説明する。
第４図にその二次イオン質量分析装置の概略構成を示す
。第４図において、２１はアルゴンあるいは酸素等のガ
スや金属ガスをイオン化してイオンと−ム２２を発生す
るイオンビーム発生装置であυ、このイオンビーム２２
はイオンレンズ２３を用いて収束した後、走査電極２４
により該イオンビーム２２を走査して試料２５の表面を
衝撃する。すると、イオンビーム２２の衝撃によ多試料
２５の表面から二次イオン２６がスパッタされる。
。第４図において、２１はアルゴンあるいは酸素等のガ
スや金属ガスをイオン化してイオンと−ム２２を発生す
るイオンビーム発生装置であυ、このイオンビーム２２
はイオンレンズ２３を用いて収束した後、走査電極２４
により該イオンビーム２２を走査して試料２５の表面を
衝撃する。すると、イオンビーム２２の衝撃によ多試料
２５の表面から二次イオン２６がスパッタされる。
この二次イオン２６は引き出し電極２γにょシ加速され
、質量分析計２８で質量分離されたのち、この質量分離
されたイオンは一個一個がイオン検出器２９で計数され
て測定されるものとなっている。
、質量分析計２８で質量分離されたのち、この質量分離
されたイオンは一個一個がイオン検出器２９で計数され
て測定されるものとなっている。
第５図は本装置で測定したＱａＡｇの質量スペクトルを
示すもので１りシ、図に示したように、二次イオン質量
分析法は、スパッタにより発生するイオン分−個−個パ
ルス検出できるため非常に高感度な微量分析法である。
示すもので１りシ、図に示したように、二次イオン質量
分析法は、スパッタにより発生するイオン分−個−個パ
ルス検出できるため非常に高感度な微量分析法である。
しかし、イオンビーム２２によりスパッタされる二次イ
オン２６の発生効率は、イオンの元素様によυ異なる。
オン２６の発生効率は、イオンの元素様によυ異なる。
そのため、ＧａＡｓ中に同量含まれるＧａとＡｓの二次
イオン強度は、第５図に示したように３桁程度異なって
しまう。さらに、二次イオンの発生効率は試料の組成に
よっても変化するため、同一の元素においても試料が異
なれば強度は異なる。これらの理由により、二次イオン
質量分析法においては、二次イオン強度から直接元素濃
度を求めることはできず、定量性に問題がある。
イオン強度は、第５図に示したように３桁程度異なって
しまう。さらに、二次イオンの発生効率は試料の組成に
よっても変化するため、同一の元素においても試料が異
なれば強度は異なる。これらの理由により、二次イオン
質量分析法においては、二次イオン強度から直接元素濃
度を求めることはできず、定量性に問題がある。
また、第６図にレーザマイクロ質量分析装置の概略構成
を示す。ここで、３１はパルスレーザ発生装置で、高輝
度紫外パルスレーザ３２を発生する。このパルスレーザ
３２はレンズ３３により集光され試料３４０表面に照射
される。このパルスレーザ３２の照射によ多試料３４か
らレーザ蒸発イオン３５が発生すると、該レーザ蒸発イ
オン３５は引き出し電極３６により加速集束され、飛行
時間型質量分析器３Ｔに入射する。このとき、飛行時間
型質量分析器３Ｔの内部で軽いイオンは速く、重いイオ
ンは遅く飛行するため、イオン検出器３８に到着する時
間はレーザ蒸発イオン３５の質量が大きい程遅くなる。
を示す。ここで、３１はパルスレーザ発生装置で、高輝
度紫外パルスレーザ３２を発生する。このパルスレーザ
３２はレンズ３３により集光され試料３４０表面に照射
される。このパルスレーザ３２の照射によ多試料３４か
らレーザ蒸発イオン３５が発生すると、該レーザ蒸発イ
オン３５は引き出し電極３６により加速集束され、飛行
時間型質量分析器３Ｔに入射する。このとき、飛行時間
型質量分析器３Ｔの内部で軽いイオンは速く、重いイオ
ンは遅く飛行するため、イオン検出器３８に到着する時
間はレーザ蒸発イオン３５の質量が大きい程遅くなる。
そのため、同一の質量を持つレーザ蒸発イオン３５は同
時にイオン検出器３８に入射し、電流に変換される。こ
れによって、電流強度の時間変化をオシロスコープ３９
で計測することにより質量スペクトルを得るものとなっ
ている。
時にイオン検出器３８に入射し、電流に変換される。こ
れによって、電流強度の時間変化をオシロスコープ３９
で計測することにより質量スペクトルを得るものとなっ
ている。
第７図はかかるレーザマイクロ質量分析法で測定したＧ
ａＡｓの質量スペクトルを示すものであシ、図に示した
ように、レーザマイクロ質量分析法では、ＧａＡａの強
度がほぼ等しく、定量性の良い測定方法であることが分
る。しかし、全ての質量のレーザ蒸発イオンを同一のイ
オン検出器で測定するため、発生量の多い組成元素イオ
ンの妨害により微量不純物イオンの検出は困難となる。
ａＡｓの質量スペクトルを示すものであシ、図に示した
ように、レーザマイクロ質量分析法では、ＧａＡａの強
度がほぼ等しく、定量性の良い測定方法であることが分
る。しかし、全ての質量のレーザ蒸発イオンを同一のイ
オン検出器で測定するため、発生量の多い組成元素イオ
ンの妨害により微量不純物イオンの検出は困難となる。
また、イオンがＩＱ ｃｐｓ＋以上発生するため、パ
ルス計数法を用いることができず、二次イオン質量分析
法に比べて感度が悪くなっていた。
ルス計数法を用いることができず、二次イオン質量分析
法に比べて感度が悪くなっていた。
このように、上述した従来の二次イオン質量分析装置は
、二次イオン強度から直接元素濃度を求めることができ
ず、定量性に問題があった。また、従来のレーザマイク
ロ質量分析装置は、微小部分析や有機物分析に有効な方
法でおるが、感度、精度に問題があった。
、二次イオン強度から直接元素濃度を求めることができ
ず、定量性に問題があった。また、従来のレーザマイク
ロ質量分析装置は、微小部分析や有機物分析に有効な方
法でおるが、感度、精度に問題があった。
本発明は以上の点に鑑み、かかる問題点を解決するため
になされたもので、その目的は、二次イオン質量分析法
と同程度の感度を持ち、かつ定量性の食込質量分析を実
現可能にした高繰り返しレーザ励起質量分析装置を提供
することにある。
になされたもので、その目的は、二次イオン質量分析法
と同程度の感度を持ち、かつ定量性の食込質量分析を実
現可能にした高繰り返しレーザ励起質量分析装置を提供
することにある。
このような目的を達成するため、本発明の高繰り返しレ
ーザ励起質量分析装置は、信号発生器から発生する信号
を受けてパルスレーザビームを繰り返し発生するパルス
レーザ発生装置と、このパルスレーザビームを被分析物
である試料の表面に照射させる照射手段と、前記パルス
レーザビームの照射により試料の表面から発生するイオ
ンを質量分離し所望の質量のイオンのみを取り出す質量
分離手段と、この質量分離手段により質量分離されたイ
オンを検出するイオン検出器から成り、このイオン検出
器は、その質量分離されたイオンが該イオン検出器に到
達すると予想される時間のみに検出機能を動作させる検
出時間限定手段を有することを主たる特徴とするもので
ある。
ーザ励起質量分析装置は、信号発生器から発生する信号
を受けてパルスレーザビームを繰り返し発生するパルス
レーザ発生装置と、このパルスレーザビームを被分析物
である試料の表面に照射させる照射手段と、前記パルス
レーザビームの照射により試料の表面から発生するイオ
ンを質量分離し所望の質量のイオンのみを取り出す質量
分離手段と、この質量分離手段により質量分離されたイ
オンを検出するイオン検出器から成り、このイオン検出
器は、その質量分離されたイオンが該イオン検出器に到
達すると予想される時間のみに検出機能を動作させる検
出時間限定手段を有することを主たる特徴とするもので
ある。
さらに、本発明は、このような高繰り返しレーザ励起質
量分析装置においてイオンビーム発生装置と、核イオン
ビーム発生装置よ）発生したイオンビームによυ試料表
面ｔスパッタするための走査手段を具備し、パルスレー
ザによる分析を行うと同時に、イオンビームを発生し、
集光して走査しながら試料表面をスパッタさせることを
他の特徴とするものである。
量分析装置においてイオンビーム発生装置と、核イオン
ビーム発生装置よ）発生したイオンビームによυ試料表
面ｔスパッタするための走査手段を具備し、パルスレー
ザによる分析を行うと同時に、イオンビームを発生し、
集光して走査しながら試料表面をスパッタさせることを
他の特徴とするものである。
したがって、本発明においては次のような作用効果を有
する。まず第１に、イオンの発生手段にレーザビームを
用いているため、従来のレーザマイクロ質量分析法と同
様定量性の良い測定を行うことができる。第２に、全て
の質量のイオンを検出対象とする飛行時間型質量分析器
を用いる従来のレーザマイクロ質量分析法と異なシ、セ
クター型や四重種型の質量分析器のような１種類の質量
のイオンのみを質量分離する質量分離手段を用いて、検
出したい質量の微量元素イオンのみを質量分離すること
ができる。これによυ、大量に発生する試料構成元素の
影響を除き、わずかに発生する微量元素イオンのみをパ
ルス計測することができるため、高感度分析が可能とな
る。第３に、二次イオン質量分析法なみの感度を得るた
めに、レーザを繰り返し発光させ、データを積算するこ
とにより感度、精度を高めることができる。ところカ現
状では、パルスレーザのパルス幅は数１０ｎｓｓｅｓ繰
り返し発光周波数は数百〜数千Ｈｚ程度と実際に発光し
ている時間は短いので、１パルス当たりのイオンの放出
量は多くても毎秒の積分量は非常に小さい。このため、
レーザが発生していない時間に発生するノイズの積分量
を無視できなくなる。
する。まず第１に、イオンの発生手段にレーザビームを
用いているため、従来のレーザマイクロ質量分析法と同
様定量性の良い測定を行うことができる。第２に、全て
の質量のイオンを検出対象とする飛行時間型質量分析器
を用いる従来のレーザマイクロ質量分析法と異なシ、セ
クター型や四重種型の質量分析器のような１種類の質量
のイオンのみを質量分離する質量分離手段を用いて、検
出したい質量の微量元素イオンのみを質量分離すること
ができる。これによυ、大量に発生する試料構成元素の
影響を除き、わずかに発生する微量元素イオンのみをパ
ルス計測することができるため、高感度分析が可能とな
る。第３に、二次イオン質量分析法なみの感度を得るた
めに、レーザを繰り返し発光させ、データを積算するこ
とにより感度、精度を高めることができる。ところカ現
状では、パルスレーザのパルス幅は数１０ｎｓｓｅｓ繰
り返し発光周波数は数百〜数千Ｈｚ程度と実際に発光し
ている時間は短いので、１パルス当たりのイオンの放出
量は多くても毎秒の積分量は非常に小さい。このため、
レーザが発生していない時間に発生するノイズの積分量
を無視できなくなる。
そこで第４の特長として、検出時間の限定手段を用いて
イオンがイオン検出器に到着している時のみの測定を行
うことにより、ＳＺＮ比を向上させて感度を高めること
もできる。
イオンがイオン検出器に到着している時のみの測定を行
うことにより、ＳＺＮ比を向上させて感度を高めること
もできる。
さらに、本発明によれば、パルスレーザによる分析を行
うと同時に、イオンビームを発生して走査しながら試料
表面をスパッタさせることにより、レーザビームによる
試料の蒸発を繰り返すことによって試料の表面から深さ
方向に分析を行う深さ方向分析は可能である。しかし、
現状のレーザビームはイオンビームに比べ均一性が悪い
ため、深さ方向分解能が悪くなる。そこで、試料をイオ
ンビームを用いて所望の深さまで均一にスパッタし、ス
パッタされた藺をレーザビームにより分析することによ
り所望の深さ位置での分析が可能となる。
うと同時に、イオンビームを発生して走査しながら試料
表面をスパッタさせることにより、レーザビームによる
試料の蒸発を繰り返すことによって試料の表面から深さ
方向に分析を行う深さ方向分析は可能である。しかし、
現状のレーザビームはイオンビームに比べ均一性が悪い
ため、深さ方向分解能が悪くなる。そこで、試料をイオ
ンビームを用いて所望の深さまで均一にスパッタし、ス
パッタされた藺をレーザビームにより分析することによ
り所望の深さ位置での分析が可能となる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例による質量分析装置の概略構
成図である。第４図において、１はパルスレーザ発生装
置で、信号発生器２からの高繰り返しパルス信号を受け
て高輝度紫外のパルスレーザ３を発生する。このパルス
レーザ発生装置１から発生するパルスレーザ３は照射手
段としてのレーザ集光系４により集光され、試料５の表
面を衝撃する。このパルスレーザ３の衝撃により試料５
からレーザ蒸発イオン６が発生すると、該レーザ蒸発イ
オン６は引き出し電極１により加速収集され、質量分析
器８に入射する。このとき、質量分析器８は、例えばセ
レクタ型や四重極の質量分析器のような１種類の質量の
イオンのみを質量分離するものを用い、所定のイオンの
みを質量分離したうえ、その分離されたイオンをイオン
検出器９に入射する。そして、このイオン検出器９は、
質量分離されたイオンがそれに到達すると予想される時
間のみに検出機能を動作させるための検出時間限定手段
を有している。本実施例の場合、このイオン検出時間の
限定手段を有するイオン検出器９は、質量分離器８によ
り質量分離されたイオンを収集し電気パルスに変換する
イオン検出部１Ｇと、信号発生器２により発生する信号
を受けて所定の時間の後所定の時間幅の信号を発生する
ディレィ信号発生器１１と、該ディレィ信号発生器１１
より発生したディレィ信号とイオン検出部９から発生し
た電気パルスを同時に受けた時のみパルス信号を発生す
るアンド（論理積）回路１２と、該アンド回路１２から
のパルス信号を計数するパルス計数器１３から構成され
ている。
成図である。第４図において、１はパルスレーザ発生装
置で、信号発生器２からの高繰り返しパルス信号を受け
て高輝度紫外のパルスレーザ３を発生する。このパルス
レーザ発生装置１から発生するパルスレーザ３は照射手
段としてのレーザ集光系４により集光され、試料５の表
面を衝撃する。このパルスレーザ３の衝撃により試料５
からレーザ蒸発イオン６が発生すると、該レーザ蒸発イ
オン６は引き出し電極１により加速収集され、質量分析
器８に入射する。このとき、質量分析器８は、例えばセ
レクタ型や四重極の質量分析器のような１種類の質量の
イオンのみを質量分離するものを用い、所定のイオンの
みを質量分離したうえ、その分離されたイオンをイオン
検出器９に入射する。そして、このイオン検出器９は、
質量分離されたイオンがそれに到達すると予想される時
間のみに検出機能を動作させるための検出時間限定手段
を有している。本実施例の場合、このイオン検出時間の
限定手段を有するイオン検出器９は、質量分離器８によ
り質量分離されたイオンを収集し電気パルスに変換する
イオン検出部１Ｇと、信号発生器２により発生する信号
を受けて所定の時間の後所定の時間幅の信号を発生する
ディレィ信号発生器１１と、該ディレィ信号発生器１１
より発生したディレィ信号とイオン検出部９から発生し
た電気パルスを同時に受けた時のみパルス信号を発生す
るアンド（論理積）回路１２と、該アンド回路１２から
のパルス信号を計数するパルス計数器１３から構成され
ている。
しかして、パルスレーザ３の衝撃により試料５の表面か
ら発生したレーザ蒸発イオン６は、数〜数１０・Ｖの初
期エネルギを持つ。さらに試料５と引き出し電極γとの
間の電位差により加速される。
ら発生したレーザ蒸発イオン６は、数〜数１０・Ｖの初
期エネルギを持つ。さらに試料５と引き出し電極γとの
間の電位差により加速される。
すると、この電位差は一定であるから、質量の小さなイ
オンは速く、大きなイオンは遅く進む。よって、所定の
質量のレーザ蒸発イオン６がイオン検出部１０に到達す
るに要する時間は、質量に対応して決定される。ディレ
ィ信号発生器１１は、信号発生器２からの信号を受けた
後、所定のイオンがイオン検出部１０に到達するのに必
要な時間遅れたディレィ信号を発生する。このとき、初
期エネルギのバラツキの分だけレーザ蒸発イオンの速度
分布は拡がるため、ディレィ信号幅はそれに対応するだ
けの幅に設定しておく。従って、このディレィ信号とイ
オン検出部１０からの電気パルスとのアンドをとること
により、レーザ蒸発イオン６が発生している時のみの検
出を行うことができる。これにより、レーザ蒸発イオン
６が発生していないときに発生するバックグラウンドノ
イズを除去し、Ｓ／Ｎ比を大幅に改善できる。この場合
、ディレィ信号発生器１１より発生するディレィ信号の
時間幅を小さくするほどＳ／Ｎ比は改善されるが、時間
幅を小さくするほど速度分布の中心からはずれた速度を
持つレーザ蒸発イオン６を検出できなくなる。このため
、ディレィ信号はある程度の時間幅をとる必要がある。
オンは速く、大きなイオンは遅く進む。よって、所定の
質量のレーザ蒸発イオン６がイオン検出部１０に到達す
るに要する時間は、質量に対応して決定される。ディレ
ィ信号発生器１１は、信号発生器２からの信号を受けた
後、所定のイオンがイオン検出部１０に到達するのに必
要な時間遅れたディレィ信号を発生する。このとき、初
期エネルギのバラツキの分だけレーザ蒸発イオンの速度
分布は拡がるため、ディレィ信号幅はそれに対応するだ
けの幅に設定しておく。従って、このディレィ信号とイ
オン検出部１０からの電気パルスとのアンドをとること
により、レーザ蒸発イオン６が発生している時のみの検
出を行うことができる。これにより、レーザ蒸発イオン
６が発生していないときに発生するバックグラウンドノ
イズを除去し、Ｓ／Ｎ比を大幅に改善できる。この場合
、ディレィ信号発生器１１より発生するディレィ信号の
時間幅を小さくするほどＳ／Ｎ比は改善されるが、時間
幅を小さくするほど速度分布の中心からはずれた速度を
持つレーザ蒸発イオン６を検出できなくなる。このため
、ディレィ信号はある程度の時間幅をとる必要がある。
また、本実施例に用い九イオン測定時間の限定手段のう
ち、アンド回路１２の代わりに、パルス計数器１３に外
部信号コントロールによる計数開始・終了機能を付加し
、ディレィ信号発生器１１より発生した信号を用いてパ
ルス計数器１３の計数開始・終了をコントロールしても
、上記と同様の効果が得られる。さらに、ディレィ信号
発生器１１とアンド回路１２を用いず、イオン検出部１
０か、らの信号を時間分解して記憶するメモリによって
全ての信号を記憶し、測定後、レーザ蒸発イオン６が発
生した時間に対応する部分の測定値のみを利用しても、
イオン検出の時間限定手段の機能は同等である。
ち、アンド回路１２の代わりに、パルス計数器１３に外
部信号コントロールによる計数開始・終了機能を付加し
、ディレィ信号発生器１１より発生した信号を用いてパ
ルス計数器１３の計数開始・終了をコントロールしても
、上記と同様の効果が得られる。さらに、ディレィ信号
発生器１１とアンド回路１２を用いず、イオン検出部１
０か、らの信号を時間分解して記憶するメモリによって
全ての信号を記憶し、測定後、レーザ蒸発イオン６が発
生した時間に対応する部分の測定値のみを利用しても、
イオン検出の時間限定手段の機能は同等である。
第２図は、本発明装置により測定し九〇ａＡｍの質量ス
ペクトルの一例を示すものであり、この質量スペクトル
は、二次イオン質量分析法に比べ、２つの優れた点を持
っている。第４に、ＧａとＡｓの強度がほぼ等しく、レ
ーザ蒸発イオン強度が試料の濃度に良く対応している。
ペクトルの一例を示すものであり、この質量スペクトル
は、二次イオン質量分析法に比べ、２つの優れた点を持
っている。第４に、ＧａとＡｓの強度がほぼ等しく、レ
ーザ蒸発イオン強度が試料の濃度に良く対応している。
第２に二次イオン質量分析法におけるＳ／Ｎ比を比較す
ると、Ｑａ強度が両者でほぼ等しいのに対して、本発明
ではバツクグラウンドレベルが低く、ＳＺＮ比が良い。
ると、Ｑａ強度が両者でほぼ等しいのに対して、本発明
ではバツクグラウンドレベルが低く、ＳＺＮ比が良い。
これは、二次イオン質量分析法においては二次イオンが
連続的に弱く発生するのに対し、レーザ蒸発イオンが、
レーザが照射された非常に短い時間の間に強く発生する
ため、本発明のようにイオンが発生するときのみの測定
を行うことによりバックグラウンドレベルを低減できる
からである。以上２点により、二次イオン質量分析法と
同等以上の感度を持ち、かつ、定量性を飛躍的に向上し
た測定であることが明らかである。
連続的に弱く発生するのに対し、レーザ蒸発イオンが、
レーザが照射された非常に短い時間の間に強く発生する
ため、本発明のようにイオンが発生するときのみの測定
を行うことによりバックグラウンドレベルを低減できる
からである。以上２点により、二次イオン質量分析法と
同等以上の感度を持ち、かつ、定量性を飛躍的に向上し
た測定であることが明らかである。
第３図は本発明による質量分析装置の他の実施例であり
、深さ方向の分析を可能としたものである。本実施例は
第１図に示した実施例の構成にイオンビームを作用させ
たものであり、１４はイオンビーム発生装置、１５はイ
オンビーム発生装置１４より発生したイオンビーム、１
６はこのイオンビーム１５を集束させるためのイオンレ
ンズ、１Ｔは集束したイオンビーム１５を走査し、試料
５に照射するための走査電極である。
、深さ方向の分析を可能としたものである。本実施例は
第１図に示した実施例の構成にイオンビームを作用させ
たものであり、１４はイオンビーム発生装置、１５はイ
オンビーム発生装置１４より発生したイオンビーム、１
６はこのイオンビーム１５を集束させるためのイオンレ
ンズ、１Ｔは集束したイオンビーム１５を走査し、試料
５に照射するための走査電極である。
本実施例における質量分析法を次に説明すると、これは
、まずイオンビーム発生装置１４より発生したイオンビ
ーム１５がイオンレンズ１６により集束された、走査電
極１１によね走査されて試料５の表面を衝撃する。する
と、この試料５の表面は、イオンビーム１５の衝撃によ
りスパッタされるため、所望の深さまでスパッタされた
試料５の表面に第４図の実施例と同様パルスレーザ３を
照射し、試料５の表面から発生するレーザ蒸発イオン６
を質量分析する。このように本発明によると、第１図の
実施例と従来の二次イオン質量分析装置とを組み合わせ
ることにより、試料５の定量性のよい深さ方向の分析が
可能となる。
、まずイオンビーム発生装置１４より発生したイオンビ
ーム１５がイオンレンズ１６により集束された、走査電
極１１によね走査されて試料５の表面を衝撃する。する
と、この試料５の表面は、イオンビーム１５の衝撃によ
りスパッタされるため、所望の深さまでスパッタされた
試料５の表面に第４図の実施例と同様パルスレーザ３を
照射し、試料５の表面から発生するレーザ蒸発イオン６
を質量分析する。このように本発明によると、第１図の
実施例と従来の二次イオン質量分析装置とを組み合わせ
ることにより、試料５の定量性のよい深さ方向の分析が
可能となる。
以上説明したように、本発明の高繰り返しレーザ励起質
量分析装置によれば、繰り返し発生するパルスレーザビ
ームを被分析物である試料の表面に照射し、そのパルス
レーザビームの照射により試料表面から発生するイオン
を質量分離して所望の質量のイオンのみを取り出し、こ
の質量分離されたイオンを検出するに際し、その検出時
間の限定手段を用いてイオンがイオン検出器に到達して
いる時のみ測定を行うことにより、二次イオン質量分析
法と感度が同等以上で、かつ定量性の良い微量分析を行
うことができる。
量分析装置によれば、繰り返し発生するパルスレーザビ
ームを被分析物である試料の表面に照射し、そのパルス
レーザビームの照射により試料表面から発生するイオン
を質量分離して所望の質量のイオンのみを取り出し、こ
の質量分離されたイオンを検出するに際し、その検出時
間の限定手段を用いてイオンがイオン検出器に到達して
いる時のみ測定を行うことにより、二次イオン質量分析
法と感度が同等以上で、かつ定量性の良い微量分析を行
うことができる。
また、本発明によれば、パルスレーザビーＡＫよる分析
を行うと同時に、イオンビームを走査しながら、試料表
面をスパッタさせることにより、試料の表面から深さ方
向の位置での分析を行うこともできる。
を行うと同時に、イオンビームを走査しながら、試料表
面をスパッタさせることにより、試料の表面から深さ方
向の位置での分析を行うこともできる。
第１図は本発明の一実施例による質量分析装置の概略構
成図、第２図はこの実施例装置により測定したＧ１Ａｓ
の質量スペクトルを示す図、第３図は本発明の他の実施
例を示す概略構成図、第４図は従来の二次イオン質量分
析装置の概略図、第５図は第４図の二次イオン質量分析
装置で測定し九〇ａ Ａｓの質量スペクトルを示す図、
第６図は従来のレーザマイクロ質量分析装置の概略図、
第７図は従来のレーザマイクロ質量分析装置により測定
し九〇ａＡｓの質量スペクトルを示す図である。 １・・・・パルスレーザ発生装置、２・・・・信号発生
器、３・・拳・パルスレーザ、４・・・・レーザ集光系
、５・・・・試料、６・・・・レーザ蒸発イオン、Ｔ・
・・・引き出し電極、８・・・・質量分析器、９・・・
・イオン検出器、１０・・・拳イオン検出部、１１１１
・・−ディレィ信号発生器、１２争・・・アンド回路、
１３・−・・パルス計数器、１４・・・Ｏイオンビーム
発生装置、１５−・・・イオンビーム、１６・・・・イ
オンレンズ、１７・・・・走査電極。
成図、第２図はこの実施例装置により測定したＧ１Ａｓ
の質量スペクトルを示す図、第３図は本発明の他の実施
例を示す概略構成図、第４図は従来の二次イオン質量分
析装置の概略図、第５図は第４図の二次イオン質量分析
装置で測定し九〇ａ Ａｓの質量スペクトルを示す図、
第６図は従来のレーザマイクロ質量分析装置の概略図、
第７図は従来のレーザマイクロ質量分析装置により測定
し九〇ａＡｓの質量スペクトルを示す図である。 １・・・・パルスレーザ発生装置、２・・・・信号発生
器、３・・拳・パルスレーザ、４・・・・レーザ集光系
、５・・・・試料、６・・・・レーザ蒸発イオン、Ｔ・
・・・引き出し電極、８・・・・質量分析器、９・・・
・イオン検出器、１０・・・拳イオン検出部、１１１１
・・−ディレィ信号発生器、１２争・・・アンド回路、
１３・−・・パルス計数器、１４・・・Ｏイオンビーム
発生装置、１５−・・・イオンビーム、１６・・・・イ
オンレンズ、１７・・・・走査電極。
Claims (5)
- （１）繰り返し信号を発生する信号発生器、該信号発生
器から発生する信号を受けてパルスレーザビームを発生
するパルスレーザ発生装置、前記パルスレーザビームを
被分析物である試料の表面に照射させる照射手段、前記
パルスレーザビームの照射により試料の表面から発生す
るイオンを質量分離し所望の質量のイオンのみを取り出
す質量分離手段、該質量分離手段により質量分離された
イオンを検出するイオン検出器より成り、かつ前記イオ
ン検出器は、前記質量分離されたイオンが前記イオン検
出器に到達すると予想される時間のみに検出機能を動作
させる検出時間限定手段を有することを特徴とする高繰
り返しレーザ励起質量分析装置。 - （２）検出時間限定手段を持つたイオン検出器は、信号
発生器から発生する信号を受けた後所定の時間幅の信号
を発生するディレィ信号発生器と、質量分離手段により
質量分離されたイオンを収集し電気パルスに変換するイ
オン検出部と、前記ディレィ信号発生器より発生したデ
ィレィ信号と前記イオン検出部から発生した電気パルス
を同時に受けた時のみパルス信号を発生するアンド回路
と、該アンド回路からのパルス信号を計数するパルス計
数器から成ることを特徴とする請求項１に記載の高繰り
返しレーザ励起質量分析装置。 - （３）検出時間限定手段を持つたイオン検出器は、信号
発生器から発生する信号を受けた後所定の時間幅の信号
を発生するディレィ信号発生器と、質量分離手段により
質量分離されたイオンを収集し電気パルスに変換するイ
オン検出部と、前記ディレィ信号発生器からのディレィ
信号により前記イオン検出部からの電気パルスの計数を
動作させるパルス計数器から成ることを特徴とする請求
項１に記載の高繰り返しレーザ励起質量分析装置。 - （４）検出時間限定手段を持つたイオン検出器は、質量
分離手段により質量分離されたイオンを収集し電気パル
スに変換するイオン検出部と、該イオン検出部からの信
号を時間分解して記憶するメモリから成ることを特徴と
する請求項１に記載の高繰り返しレーザ励起質量分析装
置。 - （５）イオンビーム発生装置と、該イオンビーム発生装
置より発生したイオンビームにより前記試料表面をスパ
ツタするための走査手段を具備するととを特徴とする請
求項１〜４に記載の高繰り返しレーザ励起質量分析装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1142216A JPH039259A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 高繰り返しレーザ励起質量分折装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1142216A JPH039259A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 高繰り返しレーザ励起質量分折装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH039259A true JPH039259A (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=15310105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1142216A Pending JPH039259A (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 高繰り返しレーザ励起質量分折装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH039259A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006240693A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Hellermann Tyton Co Ltd | 結束引締め具 |
| KR20150124452A (ko) | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 세이렌가부시끼가이샤 | 적층시트 |
| CN108305826A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-07-20 | 常州英诺激光科技有限公司 | 外置电磁场常压敞开式激光质谱仪 |
| JP2024119808A (ja) * | 2018-06-18 | 2024-09-03 | フリューダイム カナダ インコーポレイテッド | 高解像度イメージング装置および方法 |
-
1989
- 1989-06-06 JP JP1142216A patent/JPH039259A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006240693A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Hellermann Tyton Co Ltd | 結束引締め具 |
| KR20150124452A (ko) | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 세이렌가부시끼가이샤 | 적층시트 |
| CN108305826A (zh) * | 2018-04-03 | 2018-07-20 | 常州英诺激光科技有限公司 | 外置电磁场常压敞开式激光质谱仪 |
| JP2024119808A (ja) * | 2018-06-18 | 2024-09-03 | フリューダイム カナダ インコーポレイテッド | 高解像度イメージング装置および方法 |
| US12278098B2 (en) | 2018-06-18 | 2025-04-15 | Standard Biotools Canada Inc. | High resolution imaging apparatus and method |
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