JPH04233149A - 試料面分析装置 - Google Patents
試料面分析装置Info
- Publication number
- JPH04233149A JPH04233149A JP2417344A JP41734490A JPH04233149A JP H04233149 A JPH04233149 A JP H04233149A JP 2417344 A JP2417344 A JP 2417344A JP 41734490 A JP41734490 A JP 41734490A JP H04233149 A JPH04233149 A JP H04233149A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- electron
- sample surface
- analysis
- gun
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は試料面の深さ方向に多種
の分析を進めて行くことのできる試料面分析装置に関す
る。
の分析を進めて行くことのできる試料面分析装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】試料の表面から深さ方向への分析は一般
に、試料表面をイオンエッチングによって削除しながら
表面分析を行うと云う方法を用いている。このような方
法による分析装置は基本的には、試料を励起する励起線
源と、試料から放出される二次放射線を検出する装置と
、試料表面をイオンエッチングするためのイオン銃を一
つの真空容器内に組込んだ構成となる。
に、試料表面をイオンエッチングによって削除しながら
表面分析を行うと云う方法を用いている。このような方
法による分析装置は基本的には、試料を励起する励起線
源と、試料から放出される二次放射線を検出する装置と
、試料表面をイオンエッチングするためのイオン銃を一
つの真空容器内に組込んだ構成となる。
【０００３】所で従来の試料表面の深さ方向分析装置は
、試料励起線源としてＸ線源を備え、二次放射線の検出
装置として、二次放射線にＸ線光電子を選択してエネル
ギー分析を行うエネルギー分析器を備え、それにイオン
銃を付設した分析装置のように、一種類の励起線源と、
一種類の二次放射線検出装置と、イオン銃とで構成され
たものであった。
、試料励起線源としてＸ線源を備え、二次放射線の検出
装置として、二次放射線にＸ線光電子を選択してエネル
ギー分析を行うエネルギー分析器を備え、それにイオン
銃を付設した分析装置のように、一種類の励起線源と、
一種類の二次放射線検出装置と、イオン銃とで構成され
たものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】例えば、試料面の二次
電子像を見ながら、深さ方向にＸ線分光分析を行って元
素定性を行い、更にＸ線光電子分光法によって元素の結
合状態を調べたいと云うような場合、ＥＰＭＡとＸ線光
電子分析装置を必要とし、かつ少なくとも何れか一方の
装置にイオンエッチング装置が付設されたものを選ばね
ばならなかった。これは装置を揃えると云う点でも経済
上の問題があるが、更に、試料を一つの真空装置から他
の真空装置に移し変えるため、途中で大気中を経過する
ことによる表面の変質汚染をまぬかれず、かつ分析に時
間がかゝって非能率と云う問題があった。本発明は一つ
の装置で、試料面の深さ方向に多種の分析を平行して実
施できるような分析装置を提供しようとするものである
。
電子像を見ながら、深さ方向にＸ線分光分析を行って元
素定性を行い、更にＸ線光電子分光法によって元素の結
合状態を調べたいと云うような場合、ＥＰＭＡとＸ線光
電子分析装置を必要とし、かつ少なくとも何れか一方の
装置にイオンエッチング装置が付設されたものを選ばね
ばならなかった。これは装置を揃えると云う点でも経済
上の問題があるが、更に、試料を一つの真空装置から他
の真空装置に移し変えるため、途中で大気中を経過する
ことによる表面の変質汚染をまぬかれず、かつ分析に時
間がかゝって非能率と云う問題があった。本発明は一つ
の装置で、試料面の深さ方向に多種の分析を平行して実
施できるような分析装置を提供しようとするものである
。
【０００５】
【課題を解決するための手段】試料上の一点をにらむよ
うに配置された電子銃並びに同電子銃により形成される
電子ビームを試料面に収束させる電子光学系と、Ｘ線源
と、イオン銃と、Ｘ線分光器と、荷電粒子エネルギー分
析器と、質量分析器を備え、更に試料側方に二次電子検
出器を備えた複合分析装置を提供する。
うに配置された電子銃並びに同電子銃により形成される
電子ビームを試料面に収束させる電子光学系と、Ｘ線源
と、イオン銃と、Ｘ線分光器と、荷電粒子エネルギー分
析器と、質量分析器を備え、更に試料側方に二次電子検
出器を備えた複合分析装置を提供する。
【０００６】
【作用】上述装置によると、電子銃並びに電子光学系と
二次電子検出器および電子ビーム偏向手段を作動させて
、ＣＲＴ上に試料面の走査電子顕微鏡像を表示させるこ
とができて、試料面を目視観察することができ、分析点
の選択が容易となる。電子ビームで照射されている点を
にらむようにＸ線分光器があるから、走査型電子顕微鏡
で観察したのと同じ場所のＸ線分光法による元素分析が
できる。イオン銃が試料面の同じ場所をにらんでいるか
ら、同じ分析点のイオンエッチングができ、分析を深さ
方向に進めていくことができる。またイオン銃によるイ
オン照射で試料から放出される二次イオンに対しエネル
ギー分析および質量分析ができ、これはＸ線分光法では
分析困難な軽元素の分析を可能にし、更にＸ線源が試料
の同じ場所にＸ線を照射するから、上記したエネルギー
分析器により、Ｘ線光電子分析ができて、試料における
元素の結合状態を知ることができる。そしてこれらの各
分析はイオン銃を作動させることにより試料面の深さ方
向に進め行くことができる。
二次電子検出器および電子ビーム偏向手段を作動させて
、ＣＲＴ上に試料面の走査電子顕微鏡像を表示させるこ
とができて、試料面を目視観察することができ、分析点
の選択が容易となる。電子ビームで照射されている点を
にらむようにＸ線分光器があるから、走査型電子顕微鏡
で観察したのと同じ場所のＸ線分光法による元素分析が
できる。イオン銃が試料面の同じ場所をにらんでいるか
ら、同じ分析点のイオンエッチングができ、分析を深さ
方向に進めていくことができる。またイオン銃によるイ
オン照射で試料から放出される二次イオンに対しエネル
ギー分析および質量分析ができ、これはＸ線分光法では
分析困難な軽元素の分析を可能にし、更にＸ線源が試料
の同じ場所にＸ線を照射するから、上記したエネルギー
分析器により、Ｘ線光電子分析ができて、試料における
元素の結合状態を知ることができる。そしてこれらの各
分析はイオン銃を作動させることにより試料面の深さ方
向に進め行くことができる。
【０００７】
【実施例】図は本発明の一実施例を示す。図１において
、１は電子銃、２は電子ビームを試料面に収束させる電
子レンズ、３は電子ビームを試料面でｘ，ｙ方向に偏向
させる偏向コイルで、Ｓは試料である。４は第１のイオ
ン銃でイオンレンズ系５により試料面にイオンビームが
収束されるようにしてある。６は試料面から放出される
荷電粒子をエネルギー分析器７の入口スリットに収束さ
せる荷電粒子レンズ系である。エネルギー分析器は円筒
電極型であり、エネルギー分析器７の出射測光軸上には
同軸的に荷電粒子レンズ系８、四重極型質量分析器９が
配置され、その後方に荷電粒子検出器１０が配置されて
いる。図２は図１の装置を、エネルギー分析器７，質量
分析器９を通る共通光軸Ｎを中心に９０％回転させた状
態を示し、上記光軸上に配置される各装置６，７，８，
９，１０を一つのブロックで示してある。１１はＸ線源
、１２は試料面エッチング用の第２のイオン銃である。 また１３は試料側方に配置された二次電子検出器である
。
、１は電子銃、２は電子ビームを試料面に収束させる電
子レンズ、３は電子ビームを試料面でｘ，ｙ方向に偏向
させる偏向コイルで、Ｓは試料である。４は第１のイオ
ン銃でイオンレンズ系５により試料面にイオンビームが
収束されるようにしてある。６は試料面から放出される
荷電粒子をエネルギー分析器７の入口スリットに収束さ
せる荷電粒子レンズ系である。エネルギー分析器は円筒
電極型であり、エネルギー分析器７の出射測光軸上には
同軸的に荷電粒子レンズ系８、四重極型質量分析器９が
配置され、その後方に荷電粒子検出器１０が配置されて
いる。図２は図１の装置を、エネルギー分析器７，質量
分析器９を通る共通光軸Ｎを中心に９０％回転させた状
態を示し、上記光軸上に配置される各装置６，７，８，
９，１０を一つのブロックで示してある。１１はＸ線源
、１２は試料面エッチング用の第２のイオン銃である。 また１３は試料側方に配置された二次電子検出器である
。
【０００８】以下上述装置を用いた各種分析法とその分
析を行う場合の操作について述べる。電子銃１、電子レ
ンズ２、偏向コイル３を作動させ、二次電子検出器１３
の出力をＣＲＴ１４に表示させると走査型電子顕微鏡の
像が得られる。１５は偏向コイル３およびＣＲＴ１４に
走査信号を送る走査信号発生回路である。
析を行う場合の操作について述べる。電子銃１、電子レ
ンズ２、偏向コイル３を作動させ、二次電子検出器１３
の出力をＣＲＴ１４に表示させると走査型電子顕微鏡の
像が得られる。１５は偏向コイル３およびＣＲＴ１４に
走査信号を送る走査信号発生回路である。
【０００９】上と同じく電子銃１，電子レンズ２を作動
させ、レンズ系６，８およびエネルギー分析器７を作動
させ、質量分析器９には電圧を印加しないでおくと、電
子ビーム照射により試料ＳからはＸ線，二次電子の他オ
ージェ電子も放出されているので、エネルギー分析器７
を通して特定のエネルギーの電子が選出され、レンズ系
８によって略平行な線束となって荷電粒子検出器１０に
入射する。質量分析器９は四重極型で電圧が印加してな
いので、電子は直進して検出器１０に入射する。検出器
１０の検出出力は切換スイッチ１６の接点ａ側を経て記
録計１７にｙ軸信号として印加される。エネルギー分析
器７に印加する電圧を変化させることによりエネルギー
走査を行い、その印加電圧に対応する信号を記録計１７
のｘ軸信号として印加することにより試料より放射され
る電子のエネルギースペクトルを記録する。この記録よ
りオージェ電子のスペクトトトルピークを検出すること
ができる。オージェ電子分光により試料の極微小領域の
元素分析，化学結合状態分析ができる。
させ、レンズ系６，８およびエネルギー分析器７を作動
させ、質量分析器９には電圧を印加しないでおくと、電
子ビーム照射により試料ＳからはＸ線，二次電子の他オ
ージェ電子も放出されているので、エネルギー分析器７
を通して特定のエネルギーの電子が選出され、レンズ系
８によって略平行な線束となって荷電粒子検出器１０に
入射する。質量分析器９は四重極型で電圧が印加してな
いので、電子は直進して検出器１０に入射する。検出器
１０の検出出力は切換スイッチ１６の接点ａ側を経て記
録計１７にｙ軸信号として印加される。エネルギー分析
器７に印加する電圧を変化させることによりエネルギー
走査を行い、その印加電圧に対応する信号を記録計１７
のｘ軸信号として印加することにより試料より放射され
る電子のエネルギースペクトルを記録する。この記録よ
りオージェ電子のスペクトトトルピークを検出すること
ができる。オージェ電子分光により試料の極微小領域の
元素分析，化学結合状態分析ができる。
【００１０】上述した電子光学系１，２の代わりにＸ線
源１１を作動させると、試料面からはＸ線光電子が放射
される。このＸ線光電子を上述したオージェ電子分光の
場合と同様にして分光し、記録するとＸ線光電子スペク
トトルが得られ、これによって試料面全体の平均的元素
分析ができる。
源１１を作動させると、試料面からはＸ線光電子が放射
される。このＸ線光電子を上述したオージェ電子分光の
場合と同様にして分光し、記録するとＸ線光電子スペク
トトルが得られ、これによって試料面全体の平均的元素
分析ができる。
【００１１】イオン銃４を作動させ、イオン化ガスとし
てＨｅを供給して試料面にＨｅイオンを照射し、後方散
乱イオンをエネルギー分析器７でエネルギー分析するこ
とができる。この場合質量分析器９は作動させない。エ
ネルギー分析器７の印加電圧は＋イオン用に極性を切換
えておく。切換えスイッチ１６を接点ｂ側に切換え、検
出器１０の出力信号をカウンタ１８に送って計数させる
。一定時間のカウンタの計数が或るエネルギーの散乱イ
オンの強度を与え、エネルギー分析器７でエネルギー走
査を行うことにより、後方散乱イオンのエネルギー分析
ができ、これによって試料の極表面の元素分析ができる
。
てＨｅを供給して試料面にＨｅイオンを照射し、後方散
乱イオンをエネルギー分析器７でエネルギー分析するこ
とができる。この場合質量分析器９は作動させない。エ
ネルギー分析器７の印加電圧は＋イオン用に極性を切換
えておく。切換えスイッチ１６を接点ｂ側に切換え、検
出器１０の出力信号をカウンタ１８に送って計数させる
。一定時間のカウンタの計数が或るエネルギーの散乱イ
オンの強度を与え、エネルギー分析器７でエネルギー走
査を行うことにより、後方散乱イオンのエネルギー分析
ができ、これによって試料の極表面の元素分析ができる
。
【００１２】イオン銃４にイオン化ガスとしてＡｒを供
給して試料面にＡｒイオンを照射すると、試料表面の原
子が二次イオンとして放出される。エネルギー分析器７
に適当な電圧を印加しておき、レンズ系６，８を作動さ
せて二次イオンを四重極質量分析器９に導入させる。こ
ゝで質量分析器９を作動させて質量走査を行い、検出器
１０の検出信号をスイッチ１６のｂ接点を通してカウン
タ１８で計数することにより散乱イオンの場合と同様に
して、試料表面の構成元素の質量スペクトルを得る。こ
の方法による元素分析では上述したオージェ電子とかＸ
線光電子を用いるより遥かに微量の不純物元素等の検出
ができる。
給して試料面にＡｒイオンを照射すると、試料表面の原
子が二次イオンとして放出される。エネルギー分析器７
に適当な電圧を印加しておき、レンズ系６，８を作動さ
せて二次イオンを四重極質量分析器９に導入させる。こ
ゝで質量分析器９を作動させて質量走査を行い、検出器
１０の検出信号をスイッチ１６のｂ接点を通してカウン
タ１８で計数することにより散乱イオンの場合と同様に
して、試料表面の構成元素の質量スペクトルを得る。こ
の方法による元素分析では上述したオージェ電子とかＸ
線光電子を用いるより遥かに微量の不純物元素等の検出
ができる。
【００１３】イオン銃１２を作動させると、試料面の観
察領域をイオンエッチングすることができる。従って上
述した各種分析手段の幾つか或は全部を行った後、試料
面のエッチングを一定時間行い、再び上記各種分析を行
うと云う操作を繰り返すことにより、試料面の深さ方向
に分析を進めて行くことができる。
察領域をイオンエッチングすることができる。従って上
述した各種分析手段の幾つか或は全部を行った後、試料
面のエッチングを一定時間行い、再び上記各種分析を行
うと云う操作を繰り返すことにより、試料面の深さ方向
に分析を進めて行くことができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、試料面をエッチングし
ながら深さ方向の各種分析を一つの装置内に試料をセッ
トしたまゝで行うことができ、試料を一つの装置から他
の装置へと移し変える手数が省けて、分析能率が著しく
向上する上、試料の移し換えがないから、試料の同一個
所の分析を行う場合の位置合わせの必要がなく、正確に
同じ個所の各種分析ができる。また試料をエッチングし
た後大気中に出すことがないから、表面の変質，汚染も
生じない。
ながら深さ方向の各種分析を一つの装置内に試料をセッ
トしたまゝで行うことができ、試料を一つの装置から他
の装置へと移し変える手数が省けて、分析能率が著しく
向上する上、試料の移し換えがないから、試料の同一個
所の分析を行う場合の位置合わせの必要がなく、正確に
同じ個所の各種分析ができる。また試料をエッチングし
た後大気中に出すことがないから、表面の変質，汚染も
生じない。
【図１】本発明の一実施例装置の正面図。
【図２】同上の側面図。
１…電子銃
４…第１のイオン銃
７…エネルギー分析器
９…質量分析器
１０…荷電粒子検出器
１１…Ｘ線源
１２…第２のイオン銃
Claims (1)
- 試料面上の一点をにらむように配置された電子銃および
電子光学系と試料励起用イオン銃と試料面エッチング用
イオン銃とＸ線源と試料より放出される荷電粒子線のエ
ネルギー分析器と同じく質量分析器、二次電子検出器等
の試料からの二次放射線検出手段とを備えたことを特徴
とする試料面分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417344A JPH04233149A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 試料面分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2417344A JPH04233149A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 試料面分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04233149A true JPH04233149A (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=18525464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2417344A Pending JPH04233149A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 試料面分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04233149A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10351276A1 (de) * | 2003-10-31 | 2005-06-16 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Teilchenstrahlgerät |
| JP2011159625A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-18 | Carl Zeiss Nts Gmbh | エネルギー伝達および／またはイオン輸送装置、およびこのような装置を備える粒子ビーム装置 |
| JP2011171296A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-09-01 | Carl Zeiss Nts Gmbh | イオンを集束および蓄積する装置、および圧力領域を分離する装置 |
-
1990
- 1990-12-27 JP JP2417344A patent/JPH04233149A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10351276A1 (de) * | 2003-10-31 | 2005-06-16 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Teilchenstrahlgerät |
| JP2011159625A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-18 | Carl Zeiss Nts Gmbh | エネルギー伝達および／またはイオン輸送装置、およびこのような装置を備える粒子ビーム装置 |
| JP2011171296A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-09-01 | Carl Zeiss Nts Gmbh | イオンを集束および蓄積する装置、および圧力領域を分離する装置 |
| US9230789B2 (en) | 2010-01-28 | 2016-01-05 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Printed circuit board multipole for ion focusing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schueler et al. | A time-of-flight secondary ion microscope | |
| US5128543A (en) | Particle analyzer apparatus and method | |
| EP0246841B1 (en) | Electron spectrometer | |
| CN109411320B (zh) | 透射带电粒子显微镜中的衍射图案检测 | |
| CN112305002B (zh) | 光谱学和成像系统 | |
| US20130306855A1 (en) | Efficient detection of ion species utilizing fluorescence and optics | |
| JPH0286036A (ja) | イオンマイクロアナライザ | |
| US6008491A (en) | Time-of-flight SIMS/MSRI reflectron mass analyzer and method | |
| US6091068A (en) | Ion collector assembly | |
| JPH09106780A (ja) | 表面分析装置および方法 | |
| JP3898826B2 (ja) | 粒子線結像装置、粒子線結像装置に設けられるスペクトロメータ、粒子線結像方法及び粒子線結像装置の使用方法 | |
| JP2641437B2 (ja) | 荷電粒子線装置 | |
| JPH04233149A (ja) | 試料面分析装置 | |
| JP5412246B2 (ja) | 四重極質量分析装置におけるスペクトル信号補正方法 | |
| US4107527A (en) | Ion-emission microanalyzer microscope | |
| US20240128070A1 (en) | Multimode ion detector with wide dynamic range and automatic mode switching | |
| JP2999127B2 (ja) | 極微領域表面の分析装置 | |
| EP0932184B1 (en) | Ion collector assembly | |
| Gersch et al. | Postionization of sputtered neutrals by a focused electron beam | |
| LU502891B1 (en) | Device and method for high resolution beam analysis | |
| JPH01118757A (ja) | 表面分析装置のマスク | |
| KR100485389B1 (ko) | 이차이온 질량분석기 및 이를 이용한 이차이온 일드측정방법 | |
| JP3055159B2 (ja) | 中性粒子質量分析装置 | |
| JPH07183343A (ja) | Ｘ線光電子分光分析装置 | |
| JP2610035B2 (ja) | 表面分析装置 |