JPH04233152A - 荷電粒子エネルギ分析器 - Google Patents
荷電粒子エネルギ分析器Info
- Publication number
- JPH04233152A JPH04233152A JP3186501A JP18650191A JPH04233152A JP H04233152 A JPH04233152 A JP H04233152A JP 3186501 A JP3186501 A JP 3186501A JP 18650191 A JP18650191 A JP 18650191A JP H04233152 A JPH04233152 A JP H04233152A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charged particle
- energy
- annular
- energy analyzer
- particle energy
- 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.)
- Granted
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 94
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 21
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 14
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 6
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000000682 scanning probe acoustic microscopy Methods 0.000 description 2
- 108010083687 Ion Pumps Proteins 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01J37/252—Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/44—Energy spectrometers, e.g. alpha-, beta-spectrometers
- H01J49/46—Static spectrometers
- H01J49/48—Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter
- H01J49/482—Static spectrometers using electrostatic analysers, e.g. cylindrical sector, Wien filter with cylindrical mirrors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (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】本発明はサンプル表面の特性を表
すのに一般に使用される荷電粒子エネルギ分析装置に関
し、かつ詳細には追加のマルチチヤンネル荷電粒子分析
器を組み込んでいるかかる装置に関する。
すのに一般に使用される荷電粒子エネルギ分析装置に関
し、かつ詳細には追加のマルチチヤンネル荷電粒子分析
器を組み込んでいるかかる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子の分光測定に使用の器械は電子
銃のごとき源からの電子またはイオンにより衝撃を与え
られるかまたは照射された後物質から放出される電子ま
たはイオンを使用する。本発明がとくに向けられる技術
はアウガー電子分光測定として知られている。この技術
において、目標サンプル材料は通常１０− ７ Ｔｏｒ
ｒ以下の真空中に置かれ、そして電子銃のごとき、なん
らかの源からの電子により衝撃を与えられた後、サンプ
ルは種々の放出物を放出する。これらにはＸ線、２次電
子、および源からの反射１次電子がある。放出物は文献
において良く知られている方法においてアウガー電子（
２次電子の特定の等級）を含んでいる。
銃のごとき源からの電子またはイオンにより衝撃を与え
られるかまたは照射された後物質から放出される電子ま
たはイオンを使用する。本発明がとくに向けられる技術
はアウガー電子分光測定として知られている。この技術
において、目標サンプル材料は通常１０− ７ Ｔｏｒ
ｒ以下の真空中に置かれ、そして電子銃のごとき、なん
らかの源からの電子により衝撃を与えられた後、サンプ
ルは種々の放出物を放出する。これらにはＸ線、２次電
子、および源からの反射１次電子がある。放出物は文献
において良く知られている方法においてアウガー電子（
２次電子の特定の等級）を含んでいる。
【０００３】例えば、本譲受人の、アメリカ合衆国特許
第４，２０５，２２６号（ガーラツク）において教示さ
れるような、アウガー電子分光測定の技術において、サ
ンプル材料によつて放出されるアウガー電子のエネルギ
およびエネルギスペクトルを分析する筒状ミラー分析器
（「ＣＭＡ」）を使用する器具が知られている。かかる
器具は発散する電子を異なる電位で保持される１対の同
軸に取り付けられた電極シリンダ間に発生された半径方
向電界に注入することにより作動する。サンプルから筒
状電極の間の半径方向電界に注入されるアウガー電子は
電極の共通軸線に後方に向けて電界により偏向される。 予め定めたエネルギの電子はそれにより焦点に持ち来た
される。コレクタ装置をこの焦点に位置決めすることに
より、予め定めたエネルギの電子が選択されかつ検出さ
れる。値の範囲を通って筒状電極を横切って印加される
電圧を掃引しかつ集められるような電子のごとくこれら
の印加された電位の関数として検出することにより、注
入された電子のエネルギスペクトルがプロツトされかつ
決定される。
第４，２０５，２２６号（ガーラツク）において教示さ
れるような、アウガー電子分光測定の技術において、サ
ンプル材料によつて放出されるアウガー電子のエネルギ
およびエネルギスペクトルを分析する筒状ミラー分析器
（「ＣＭＡ」）を使用する器具が知られている。かかる
器具は発散する電子を異なる電位で保持される１対の同
軸に取り付けられた電極シリンダ間に発生された半径方
向電界に注入することにより作動する。サンプルから筒
状電極の間の半径方向電界に注入されるアウガー電子は
電極の共通軸線に後方に向けて電界により偏向される。 予め定めたエネルギの電子はそれにより焦点に持ち来た
される。コレクタ装置をこの焦点に位置決めすることに
より、予め定めたエネルギの電子が選択されかつ検出さ
れる。値の範囲を通って筒状電極を横切って印加される
電圧を掃引しかつ集められるような電子のごとくこれら
の印加された電位の関数として検出することにより、注
入された電子のエネルギスペクトルがプロツトされかつ
決定される。
【０００４】前述した特許に開示されるように、中心軸
線が目標に対する１次ビームに使用されるため、軸線か
らずれる、例えば環状である検出器装置を利用するのが
好都合である。また、電子銃に使用される磁気レンズは
検出されている電子の通路を偏向し、かくして精密測定
を妨害する。ドイツ連邦共和国特許出願第２，７０５，
４３８号は同様に、感度を増大するような努力を示す幾
つかの形状および電子通路において軸線からずれた検出
を開示する。アメリカ合衆国特許第４，１００，４０９
号はずれた軸線から電子銃ビームを持ち来たし、磁気レ
ンズを除去し、かつ次いで筒状分析器から電子を受容す
るための軸上検出器装置を利用することを開示する。
線が目標に対する１次ビームに使用されるため、軸線か
らずれる、例えば環状である検出器装置を利用するのが
好都合である。また、電子銃に使用される磁気レンズは
検出されている電子の通路を偏向し、かくして精密測定
を妨害する。ドイツ連邦共和国特許出願第２，７０５，
４３８号は同様に、感度を増大するような努力を示す幾
つかの形状および電子通路において軸線からずれた検出
を開示する。アメリカ合衆国特許第４，１００，４０９
号はずれた軸線から電子銃ビームを持ち来たし、磁気レ
ンズを除去し、かつ次いで筒状分析器から電子を受容す
るための軸上検出器装置を利用することを開示する。
【０００５】ニユークリヤー・インスツルモンツ・アン
ド・メソツズ、１９８２年、２０３，５４７−５５０ペ
ージの、オー・ベンカによる論文「Ｘ線分析に使用され
る位置感知検出器を備えた筒状ミラー光電子分光計」に
おいて、器具感度を増大するために、ＣＭＡを出ている
電子のマルチチヤンネル検出のために軸線からずれて位
置決めされた位置感知検出器を備えたＣＭＡが記載され
ている。かかる用途に有用な高い精度の検出器はニユー
クリヤー。インスツルメンツ・アンド・メソツヅ、１９
７９年、１６２，５８７−６０１ページの、ジエイ・エ
ル・ウイザによる論文「微小チヤンネルプレート検出器
」に開示された型のチヤンネルプレート検出器である。 かかる検出器はそれを貫通する多数の微小チヤンネルを
形成したセラミツクプレートを含んでおり、各微小チヤ
ンネルは入射電子またはイオンの電子増倍器である。
ド・メソツズ、１９８２年、２０３，５４７−５５０ペ
ージの、オー・ベンカによる論文「Ｘ線分析に使用され
る位置感知検出器を備えた筒状ミラー光電子分光計」に
おいて、器具感度を増大するために、ＣＭＡを出ている
電子のマルチチヤンネル検出のために軸線からずれて位
置決めされた位置感知検出器を備えたＣＭＡが記載され
ている。かかる用途に有用な高い精度の検出器はニユー
クリヤー。インスツルメンツ・アンド・メソツヅ、１９
７９年、１６２，５８７−６０１ページの、ジエイ・エ
ル・ウイザによる論文「微小チヤンネルプレート検出器
」に開示された型のチヤンネルプレート検出器である。 かかる検出器はそれを貫通する多数の微小チヤンネルを
形成したセラミツクプレートを含んでおり、各微小チヤ
ンネルは入射電子またはイオンの電子増倍器である。
【０００６】
【発明が解決すべき課題】チヤンネルプレート検出器は
確かに有効であるが、その固有の構造のため、平らな電
子入口表面を備えた平らなセラミツクプレートとして一
般に市場で利用可能であつた。最近屈曲したプレート技
術が制限された基本原理で利用可能であるが非常に高価
である。それゆえ、ベンカは３６０°ＣＭＡの小さな（
４０°）のアジマス部分のみにおいてかかるチヤンネル
検出器プレートを配置した。ベンカはさらに、６°の極
範囲（１２°が実際にはより標準である）を利用し、か
つ０．３％解像度を有する電子エネルギスペクトルの６
．５％を測定することを報告した。この結果は角度的受
容において実際には１８倍増加であつた。これはかかる
プレートのリングを利用することにより改善されること
ができたが、かかる構体は面倒でかつ高価な解決であり
そしてさらに最適な感度を提供することができないかも
知れない。
確かに有効であるが、その固有の構造のため、平らな電
子入口表面を備えた平らなセラミツクプレートとして一
般に市場で利用可能であつた。最近屈曲したプレート技
術が制限された基本原理で利用可能であるが非常に高価
である。それゆえ、ベンカは３６０°ＣＭＡの小さな（
４０°）のアジマス部分のみにおいてかかるチヤンネル
検出器プレートを配置した。ベンカはさらに、６°の極
範囲（１２°が実際にはより標準である）を利用し、か
つ０．３％解像度を有する電子エネルギスペクトルの６
．５％を測定することを報告した。この結果は角度的受
容において実際には１８倍増加であつた。これはかかる
プレートのリングを利用することにより改善されること
ができたが、かかる構体は面倒でかつ高価な解決であり
そしてさらに最適な感度を提供することができないかも
知れない。
【０００７】本発明の目的は、軸対称エネルギ分析装置
の感度を改善するのに有用な新規な荷電粒子エネルギ分
析器を提供することにある。他の目的は装置中で軸方向
にに向けられた１次エネルギビームに利用可能な軸方向
開口を有するかかる分析器を提供することにある。さら
に他の目的は電子の敏感な軸ずれ検出を提供し、かつ信
号対雑音比を改善することにある。さらに他の目的はエ
ネルギの分布を有する粒子の３６０°全アジマス範囲を
実質上検出するようにチヤンネルプレート検出器を組み
込んでいる改良されたエネルギ分析器を提供することに
ある。
の感度を改善するのに有用な新規な荷電粒子エネルギ分
析器を提供することにある。他の目的は装置中で軸方向
にに向けられた１次エネルギビームに利用可能な軸方向
開口を有するかかる分析器を提供することにある。さら
に他の目的は電子の敏感な軸ずれ検出を提供し、かつ信
号対雑音比を改善することにある。さらに他の目的はエ
ネルギの分布を有する粒子の３６０°全アジマス範囲を
実質上検出するようにチヤンネルプレート検出器を組み
込んでいる改良されたエネルギ分析器を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記および他の目的は中
心軸線と同軸の環状開口を備えた中空軸対称体からなる
荷電粒子エネルギ分析器により達成される。環状開口は
筒状ミラー分析器のごときエネルギ分散手段からの入力
荷電粒子を受容する。入力粒子は粒子エネルギの分布お
よび粒子軌道の範囲を有し、軌道が各々軸線に対して平
行な順方向において半径方向に内向成分および軸方向成
分を有する。各軌道の軸方向成分を逆にしかつ入口区域
において前記中心軸からの前記荷電粒子半径方向距離粒
子エネルギに関連付けられるように軸対称入口区域を通
って前記順方向と反対に前記荷電粒子を方向付けるため
に入力荷電粒子を受容すべく前記中空軸対称体内に同軸
に配置される。検出手段は半径方向距離に関連して前記
入口区域において荷電粒子を検出するための前記入口区
域と一致する入口表面を備えた中空軸対称体に配置され
る。かかる形状は荷電粒子の目標源に向けられる中央エ
ネルギビーム用の軸方向通路を分析器が有するようにす
る。
心軸線と同軸の環状開口を備えた中空軸対称体からなる
荷電粒子エネルギ分析器により達成される。環状開口は
筒状ミラー分析器のごときエネルギ分散手段からの入力
荷電粒子を受容する。入力粒子は粒子エネルギの分布お
よび粒子軌道の範囲を有し、軌道が各々軸線に対して平
行な順方向において半径方向に内向成分および軸方向成
分を有する。各軌道の軸方向成分を逆にしかつ入口区域
において前記中心軸からの前記荷電粒子半径方向距離粒
子エネルギに関連付けられるように軸対称入口区域を通
って前記順方向と反対に前記荷電粒子を方向付けるため
に入力荷電粒子を受容すべく前記中空軸対称体内に同軸
に配置される。検出手段は半径方向距離に関連して前記
入口区域において荷電粒子を検出するための前記入口区
域と一致する入口表面を備えた中空軸対称体に配置され
る。かかる形状は荷電粒子の目標源に向けられる中央エ
ネルギビーム用の軸方向通路を分析器が有するようにす
る。
【０００９】環状１次電極表面を備えた１次電極が入口
表面に向かい合うように前記中心軸に対してほぼ垂直に
中空軸対称体内に同軸に配置される。１次電極表面は入
口表面に向かい合っている軸対称凹状曲率を有する。２
次電極表面を備えた２次電極が入口表面に向かい合うよ
うに前記１次電極表面内に同軸にかつそれとほぼ軸方向
に整列して配置される。１次電圧はアース電位にある検
出手段に関連して１次電極にもたらされ、そして２次電
圧は検出手段に関連して２次電極にもたらされる。電圧
は正または負になつている荷電粒子にそれぞれ対応する
正または負である。２次電圧は１次電圧より小さい大き
さである。
表面に向かい合うように前記中心軸に対してほぼ垂直に
中空軸対称体内に同軸に配置される。１次電極表面は入
口表面に向かい合っている軸対称凹状曲率を有する。２
次電極表面を備えた２次電極が入口表面に向かい合うよ
うに前記１次電極表面内に同軸にかつそれとほぼ軸方向
に整列して配置される。１次電圧はアース電位にある検
出手段に関連して１次電極にもたらされ、そして２次電
圧は検出手段に関連して２次電極にもたらされる。電圧
は正または負になつている荷電粒子にそれぞれ対応する
正または負である。２次電圧は１次電圧より小さい大き
さである。
【００１０】好都合には、検出手段はチヤンネルプレー
ト検出器構体である。電子増倍器チヤンネルのマトリク
スを備えたチヤンネルプレートが入口区域で荷電粒子を
受容しかつチヤンネルプレートの裏側に通過する。陽極
板は裏側で前記チヤンネルと連通しかつ中心軸と同軸の
複数の環状陽極リングを形成して各環状陽極リングが前
記中心軸からの荷電粒子の半径方向距離にしたがつて前
記チヤンネルプレートから電子を受容する。
ト検出器構体である。電子増倍器チヤンネルのマトリク
スを備えたチヤンネルプレートが入口区域で荷電粒子を
受容しかつチヤンネルプレートの裏側に通過する。陽極
板は裏側で前記チヤンネルと連通しかつ中心軸と同軸の
複数の環状陽極リングを形成して各環状陽極リングが前
記中心軸からの荷電粒子の半径方向距離にしたがつて前
記チヤンネルプレートから電子を受容する。
【００１１】
【実施例】本発明を組み込んでいる電子エネルギ分析装
置１０が図１に示される。一般に検出器構体と関連付け
られる構成要素以外の構成要素はパーキンーエルマー社
により販売されるモデル２５−１２０Ａアウガー電子分
光分析器におけるように月並みである。この図は概略図
であり、詳細は前述したアメリカ合衆国特許第４，２０
５，２２６号のごとき引用文献に見出されることができ
る。
置１０が図１に示される。一般に検出器構体と関連付け
られる構成要素以外の構成要素はパーキンーエルマー社
により販売されるモデル２５−１２０Ａアウガー電子分
光分析器におけるように月並みである。この図は概略図
であり、詳細は前述したアメリカ合衆国特許第４，２０
５，２２６号のごとき引用文献に見出されることができ
る。
【００１２】分析装置１０は多重構成要素筺体１４内に
封入され、該筺体１４はイオンポンプにより真空に維持
され、これらの月並みの構成要素は図示してない。明瞭
にするために観察口、内部弁装置サンプル取り付け具等
のごとき他の標準部品もまた図示してない。装置の軸線
１６上に配置された電子銃１８は静電または磁気光学、
または電子の熱電子または電界放出に基礎が置かれるよ
うないずれの所望の型であつても良い。表面分析される
べき材料の目標２０は装置の外方端２２に配置される。 装置は一般に筒状であり、かつ電子銃と目標との間に配
置されるすべての構成要素は１次電子または他のエネル
ギビーム２５が電子銃１８から目標上に向けられること
ができるようにそれを貫通する軸方向通路２４を有して
いる。符号２６で総括的に示されるビーム用電子光学構
成要素はまた所望されるごとく同軸に配置されることが
でき、それは可変開口対物鏡、操作プレート、対物レン
ズ、偏向装置およびステイグメータであり、それらの幾
つかは磁性であるかもしれない。
封入され、該筺体１４はイオンポンプにより真空に維持
され、これらの月並みの構成要素は図示してない。明瞭
にするために観察口、内部弁装置サンプル取り付け具等
のごとき他の標準部品もまた図示してない。装置の軸線
１６上に配置された電子銃１８は静電または磁気光学、
または電子の熱電子または電界放出に基礎が置かれるよ
うないずれの所望の型であつても良い。表面分析される
べき材料の目標２０は装置の外方端２２に配置される。 装置は一般に筒状であり、かつ電子銃と目標との間に配
置されるすべての構成要素は１次電子または他のエネル
ギビーム２５が電子銃１８から目標上に向けられること
ができるようにそれを貫通する軸方向通路２４を有して
いる。符号２６で総括的に示されるビーム用電子光学構
成要素はまた所望されるごとく同軸に配置されることが
でき、それは可変開口対物鏡、操作プレート、対物レン
ズ、偏向装置およびステイグメータであり、それらの幾
つかは磁性であるかもしれない。
【００１３】電子銃からのビームは荷電粒子２７を目標
から放出させる。荷電粒子は正イオン、負イオンまたは
電子、例えばアウガー電子であつても良い。他の場合に
目標への軸方向ビーム２５はイオン流、Ｘ線または他の
適宜なエネルギ源であつても良く、そして放出は反射電
子を含むことができる。
から放出させる。荷電粒子は正イオン、負イオンまたは
電子、例えばアウガー電子であつても良い。他の場合に
目標への軸方向ビーム２５はイオン流、Ｘ線または他の
適宜なエネルギ源であつても良く、そして放出は反射電
子を含むことができる。
【００１４】本装置は放出された電子２７に関連してタ
ンデムに作動する２つのエネルギ分析器を有する。第１
の、または１次分析器は通常の筒状ミラー分析器３０（
ＣＭＡ）である。これは外方導電性シリンダ３２および
内方導電性シリンダ３４からなる。外方シリンダは内方
シリンダ上に基準電圧に対して負の電圧を有し、基準は
一般にはアース電位である。電圧は筺体１４の貫通取り
付け部４０のリード線３８を介してＤＣ源３６により供
給される。
ンデムに作動する２つのエネルギ分析器を有する。第１
の、または１次分析器は通常の筒状ミラー分析器３０（
ＣＭＡ）である。これは外方導電性シリンダ３２および
内方導電性シリンダ３４からなる。外方シリンダは内方
シリンダ上に基準電圧に対して負の電圧を有し、基準は
一般にはアース電位である。電圧は筺体１４の貫通取り
付け部４０のリード線３８を介してＤＣ源３６により供
給される。
【００１５】円錐角度の一定範囲内に目標から発散する
電子２７は第１環状ギヤツプ４２およびアースされたス
クリーン４３を貫通しかつシリンダ間の空間４４に入る
。外方シリンダ３２上で負の電圧と関連付けられる電界
のため、電子は装置の軸線１６に向かって後方に屈曲す
る通路２８に追随する。各電子の正確な通路または軌道
は電界に対する電子の運動エネルギに依存する。エネル
ギの小さな範囲内のエネルギによるこれらの電子は、目
標源２０と反対の内方シリンダ３４内に配置された検出
装置５０により検出されるように、内方シリンダ３４内
の他のアースされたスクリーン４５および環状通路４７
を通って空間４４に出る。
電子２７は第１環状ギヤツプ４２およびアースされたス
クリーン４３を貫通しかつシリンダ間の空間４４に入る
。外方シリンダ３２上で負の電圧と関連付けられる電界
のため、電子は装置の軸線１６に向かって後方に屈曲す
る通路２８に追随する。各電子の正確な通路または軌道
は電界に対する電子の運動エネルギに依存する。エネル
ギの小さな範囲内のエネルギによるこれらの電子は、目
標源２０と反対の内方シリンダ３４内に配置された検出
装置５０により検出されるように、内方シリンダ３４内
の他のアースされたスクリーン４５および環状通路４７
を通って空間４４に出る。
【００１６】上述したアメリカ合衆国特許第４，２０５
，２２６号に開示された従来の分析器において、小さな
環状開口が電子検出器に設けられる。電圧を外方シリン
ダで変化することにより、検出器により選択されたエネ
ルギ帯域が対応して変化される。かくしてギヤツプに伝
送する電子の電子検出と組み合わされる電圧の走査は材
料および地形のごとき目標の特性と相関されることがで
きるスペクトルを提供する。
，２２６号に開示された従来の分析器において、小さな
環状開口が電子検出器に設けられる。電圧を外方シリン
ダで変化することにより、検出器により選択されたエネ
ルギ帯域が対応して変化される。かくしてギヤツプに伝
送する電子の電子検出と組み合わされる電圧の走査は材
料および地形のごとき目標の特性と相関されることがで
きるスペクトルを提供する。
【００１７】本発明によれば、従来の検出装置は、通路
４７を通過する電子のエネルギ範囲内でスペクトルを測
定するために、特別な型の第２のエネルギ分析器５０に
よつて置き換えられる。この２次分析器５０の簡単な実
施例は図２に略示される。構成要素は装置の軸線と一致
する（図一）軸線１６のまわりに対称である。内方シリ
ンダ３４の１部分（本実施例ではそのようになつていな
いけれども）であつても良い本体５２はそれに環状開口
４６を有している。
４７を通過する電子のエネルギ範囲内でスペクトルを測
定するために、特別な型の第２のエネルギ分析器５０に
よつて置き換えられる。この２次分析器５０の簡単な実
施例は図２に略示される。構成要素は装置の軸線と一致
する（図一）軸線１６のまわりに対称である。内方シリ
ンダ３４の１部分（本実施例ではそのようになつていな
いけれども）であつても良い本体５２はそれに環状開口
４６を有している。
【００１８】環状開口４６は本体５２の外方壁５４およ
び内方壁により境界付けられ、その結果環状開口は筒状
分析器空間４４から通過している入力電子２８に向かっ
て外方にかつ後方に向かい合う。環状開口４６において
、各電子は半径方向に内方に向かう成分４３および順方
向（図の右方に向かって）の軸方向成分４５を備えた軌
道２８を有する。
び内方壁により境界付けられ、その結果環状開口は筒状
分析器空間４４から通過している入力電子２８に向かっ
て外方にかつ後方に向かい合う。環状開口４６において
、各電子は半径方向に内方に向かう成分４３および順方
向（図の右方に向かって）の軸方向成分４５を備えた軌
道２８を有する。
【００１９】表面７０を備えた偏向電極６８から形成さ
れる偏向手段は検出器５８に向かい合うように軸線１６
に対して垂直な表面と概略本体５２内で同軸に配置され
る。この簡単な実施例においてこの電極は検出器とほぼ
同一の内方半径で内方に延在するその表面７０を有する
ことができる。好ましくは図示のごとく軸対称に屈曲さ
れるけれども、表面は平らであるかまたは本発明の範囲
内で円錐にすることもできる。基準（アース）電圧であ
る本体５２および検出器入口表面６０に対してこの電極
上に源３６（図１）からライン７３を介して負電圧は到
来電子を通路位置７２で示されるように検出器５８に向
けて偏向する。正のイオンである荷電粒子の場合におい
て、電圧は正であり、かくして電圧は正または負である
荷電粒子にそれぞれ対応する正または負である。いずれ
の場合にも軸方向成分は順方向と反対の軸方向成分７３
に逆転される。半径方向成分４３’もまた影響を及ぼさ
れる、多分同様に逆転される。好ましくは、この電圧は
入力電子２８の電子エネルギ（選択ボルトにおいて）の
平均にほぼ対応する大きさを有する。
れる偏向手段は検出器５８に向かい合うように軸線１６
に対して垂直な表面と概略本体５２内で同軸に配置され
る。この簡単な実施例においてこの電極は検出器とほぼ
同一の内方半径で内方に延在するその表面７０を有する
ことができる。好ましくは図示のごとく軸対称に屈曲さ
れるけれども、表面は平らであるかまたは本発明の範囲
内で円錐にすることもできる。基準（アース）電圧であ
る本体５２および検出器入口表面６０に対してこの電極
上に源３６（図１）からライン７３を介して負電圧は到
来電子を通路位置７２で示されるように検出器５８に向
けて偏向する。正のイオンである荷電粒子の場合におい
て、電圧は正であり、かくして電圧は正または負である
荷電粒子にそれぞれ対応する正または負である。いずれ
の場合にも軸方向成分は順方向と反対の軸方向成分７３
に逆転される。半径方向成分４３’もまた影響を及ぼさ
れる、多分同様に逆転される。好ましくは、この電圧は
入力電子２８の電子エネルギ（選択ボルトにおいて）の
平均にほぼ対応する大きさを有する。
【００２０】チヤンネルプレート検出器構体５８は内方
壁５６の内方に配置されかつ逆方向電子用電子入口表面
６０を有しかつ内方壁に近似する半径に延在する。検出
器は環状開口の好都合には半径方向に内方に、軸線１６
に対して垂直である入口区域６２と一致する入口表面６
０を備えたワツシヤ形状である。検出器５８の軸方向孔
６６は上で説明されたような中央ビームを収容する。検
出器信号はエネルギ分布の分光測定情報への変換のため
にリード線６９を介してデータプロセツサ７１（図１）
に送られる。この検出器は逆転された電子の半径方向位
置に感応する。かかる半径方向位置はエネルギに依存す
るので、位置感応検出器は電子のエネルギ分布を測定す
る。
壁５６の内方に配置されかつ逆方向電子用電子入口表面
６０を有しかつ内方壁に近似する半径に延在する。検出
器は環状開口の好都合には半径方向に内方に、軸線１６
に対して垂直である入口区域６２と一致する入口表面６
０を備えたワツシヤ形状である。検出器５８の軸方向孔
６６は上で説明されたような中央ビームを収容する。検
出器信号はエネルギ分布の分光測定情報への変換のため
にリード線６９を介してデータプロセツサ７１（図１）
に送られる。この検出器は逆転された電子の半径方向位
置に感応する。かかる半径方向位置はエネルギに依存す
るので、位置感応検出器は電子のエネルギ分布を測定す
る。
【００２１】好適な実施例、図３（また図１にも示され
る）において、全体形状は偏向手段が２つの電極からな
る以外は同じである。１次電極７４は検出器手段の入口
表面６０に向かって面している、軸対称凹状曲率または
ドーナツ形部分を備えた１次電極表面７６を有している
。ライン７３を介して電圧手段３６（図１）はこの電極
に負（正イオンに関しては正）の１次電圧を供給して偏
向手段５８に電子を偏向する。ドーナツ形の部分の曲率
は以下に説明される偏向された電子の軌道の平均曲率に
近似する。
る）において、全体形状は偏向手段が２つの電極からな
る以外は同じである。１次電極７４は検出器手段の入口
表面６０に向かって面している、軸対称凹状曲率または
ドーナツ形部分を備えた１次電極表面７６を有している
。ライン７３を介して電圧手段３６（図１）はこの電極
に負（正イオンに関しては正）の１次電圧を供給して偏
向手段５８に電子を偏向する。ドーナツ形の部分の曲率
は以下に説明される偏向された電子の軌道の平均曲率に
近似する。
【００２２】リング形状の２次電極７８は入口表面６０
に面するように１次電極表面内に同軸に配置される２次
電極表面８０を有する。電極表面８０の形状は重要では
なくそして好都合には半径方向に外方に面している截切
円錐面である。この表面は入口表面の半径方向配置内に
、すなわちそれから軸方向に間隔が置かれるけれどもお
よそ同一の半径において半径方向配置を有する。２次電
極７８は本体および検出器手段に対して負（または正イ
オンの場合には正）の２次電圧を有し、該２次電圧は１
次電圧より小さい大きさであり、かつ好ましくは１次電
圧のほぼ半分である。この２次電圧は〔ライン７９（図
１）を介して源３６〕から引き出される。
に面するように１次電極表面内に同軸に配置される２次
電極表面８０を有する。電極表面８０の形状は重要では
なくそして好都合には半径方向に外方に面している截切
円錐面である。この表面は入口表面の半径方向配置内に
、すなわちそれから軸方向に間隔が置かれるけれどもお
よそ同一の半径において半径方向配置を有する。２次電
極７８は本体および検出器手段に対して負（または正イ
オンの場合には正）の２次電圧を有し、該２次電圧は１
次電圧より小さい大きさであり、かつ好ましくは１次電
圧のほぼ半分である。この２次電圧は〔ライン７９（図
１）を介して源３６〕から引き出される。
【００２３】検出器５８はウイザによる上述した論文に
本質的に説明されているチヤンネルプレート検出器構体
のさらに他の詳細とともにこの図により詳細に示される
。マサチユセツツ州スターブリツジのガリレオ・エレク
トローオプテイツクス社から、ＭＣ−２８として利用で
きるチヤンネルプレートは、３２ミクロン中心−中心間
隔を有し、各チヤンネルは２５ミクロンＩＤおよび１ｍ
ｍの厚さである。プレートは環状（リング）形状が付与
される。検出器は少なくとも１つの単一チヤンネルプレ
ート、かつ好ましくはイオンバツクドリフトを阻止する
ように各々ウイザに開示されるように対向の８°でシエ
ブロン対のチヤンネルプレート８２，８４からなる。 リング形状であるけれども、入口表面６８は、チヤンネ
ルプレート表面の典型として、平らである。
本質的に説明されているチヤンネルプレート検出器構体
のさらに他の詳細とともにこの図により詳細に示される
。マサチユセツツ州スターブリツジのガリレオ・エレク
トローオプテイツクス社から、ＭＣ−２８として利用で
きるチヤンネルプレートは、３２ミクロン中心−中心間
隔を有し、各チヤンネルは２５ミクロンＩＤおよび１ｍ
ｍの厚さである。プレートは環状（リング）形状が付与
される。検出器は少なくとも１つの単一チヤンネルプレ
ート、かつ好ましくはイオンバツクドリフトを阻止する
ように各々ウイザに開示されるように対向の８°でシエ
ブロン対のチヤンネルプレート８２，８４からなる。 リング形状であるけれども、入口表面６８は、チヤンネ
ルプレート表面の典型として、平らである。
【００２４】複数の環状陽極リング（図４に符号８８で
ひとまとめに示される）を備えた絶縁ベース８７の陽極
板８６は増倍された電子流を受容するためにチヤンネル
プレートの後ろに配置される。基準（アース）電位での
電子入口表面６０により、プレート間の電圧は、例えば
＋１０００Ｖであり、裏側９０での電圧は＋２０００Ｖ
であり、そして陽極板リングの電圧は＋２２００Ｖであ
る。入力電子またはイオンから縦続接続された電子の測
定はアナログ検出による電流の流れによるかまたはデジ
タル検出による電子カウントにより好都合になされる。 図３は各々異なる陽極リングから接続リード線６９（図
１）を通ってデスプレイまたは他のデータ表示を備えた
電子増幅器−プロセツサ７１に通じる２００ピコフアラ
ツドの１組の正確に間隔を置いたコンデンサ（１つが符
号９２で示される）を使用するデジタル検出用装置を示
す。
ひとまとめに示される）を備えた絶縁ベース８７の陽極
板８６は増倍された電子流を受容するためにチヤンネル
プレートの後ろに配置される。基準（アース）電位での
電子入口表面６０により、プレート間の電圧は、例えば
＋１０００Ｖであり、裏側９０での電圧は＋２０００Ｖ
であり、そして陽極板リングの電圧は＋２２００Ｖであ
る。入力電子またはイオンから縦続接続された電子の測
定はアナログ検出による電流の流れによるかまたはデジ
タル検出による電子カウントにより好都合になされる。 図３は各々異なる陽極リングから接続リード線６９（図
１）を通ってデスプレイまたは他のデータ表示を備えた
電子増幅器−プロセツサ７１に通じる２００ピコフアラ
ツドの１組の正確に間隔を置いたコンデンサ（１つが符
号９２で示される）を使用するデジタル検出用装置を示
す。
【００２５】図５は図示形状と関連付けられるコンピユ
ータ発生等電位電界線９４、−１５３５ボルトの１次電
極電圧、および−７６７．５ボルトの２次電極電圧を示
す。線は検出器表面と２次電極７８との間の領域９８に
おけるより検出器表面６０と１次電極との間の領域９６
におけるより密であるように見られることができる。こ
の作用は、以下に示される、この形状により達成される
有利な結果に寄与するものと思われる。
ータ発生等電位電界線９４、−１５３５ボルトの１次電
極電圧、および−７６７．５ボルトの２次電極電圧を示
す。線は検出器表面と２次電極７８との間の領域９８に
おけるより検出器表面６０と１次電極との間の領域９６
におけるより密であるように見られることができる。こ
の作用は、以下に示される、この形状により達成される
有利な結果に寄与するものと思われる。
【００２６】内方壁５６と検出器５８との間のギヤツプ
９９における電界の影響を最小にするために、入口表面
６０の外方縁部１０１の空間的分離が比較的小さい。よ
り詳細には、この分離は１次電極表面７６からの入口表
面の空間的分離より実質上小さい、好ましくは１次電極
表面の分離の約１／４より小さい。前に示したように、
壁５６および表面６０を含んでいる本体は両方ともアー
ス電位にある。
９９における電界の影響を最小にするために、入口表面
６０の外方縁部１０１の空間的分離が比較的小さい。よ
り詳細には、この分離は１次電極表面７６からの入口表
面の空間的分離より実質上小さい、好ましくは１次電極
表面の分離の約１／４より小さい。前に示したように、
壁５６および表面６０を含んでいる本体は両方ともアー
ス電位にある。
【００２７】図６は図５に示した電界を通るコンピユー
タ発生の電子軌道を示す。該軌道は３２．５ないし４７
．２°の目標での極角度によりかつ９１／３ｅＶ増分に
おいて１５２０ｅＶから１５４８ｅＶの４つのエネルギ
により目標表面の中心で初期化される。これらの軌道は
各エネルギに対して１つの、ゼロエネルギ帯域幅を備え
た、４つの束の完全に暗いパターン１０２，１０４，１
０６，１０８において示される。軌道は１６．２５ｃｍ
の直径の外方シリンダ、７．５ｃｍの直径の内方シリン
ダ、および外方シリンダに印加された−１０００Ｖを備
えた筒状分析器により記録された。目標表面２８は検出
器表面６０（図１）から１８，７ｃｍであつた。２次分
析器の規模は図６に示される。内方シリンダ、第２分析
器本体およびチヤンネル検出器の入力表面は電気的にア
ースされた。１次および２次偏向電極７４，７８は、コ
ンピユータ発生通路のために、それぞれ−１５３５Ｖお
よび−７６７．５Ｖの電位を印加した。
タ発生の電子軌道を示す。該軌道は３２．５ないし４７
．２°の目標での極角度によりかつ９１／３ｅＶ増分に
おいて１５２０ｅＶから１５４８ｅＶの４つのエネルギ
により目標表面の中心で初期化される。これらの軌道は
各エネルギに対して１つの、ゼロエネルギ帯域幅を備え
た、４つの束の完全に暗いパターン１０２，１０４，１
０６，１０８において示される。軌道は１６．２５ｃｍ
の直径の外方シリンダ、７．５ｃｍの直径の内方シリン
ダ、および外方シリンダに印加された−１０００Ｖを備
えた筒状分析器により記録された。目標表面２８は検出
器表面６０（図１）から１８，７ｃｍであつた。２次分
析器の規模は図６に示される。内方シリンダ、第２分析
器本体およびチヤンネル検出器の入力表面は電気的にア
ースされた。１次および２次偏向電極７４，７８は、コ
ンピユータ発生通路のために、それぞれ−１５３５Ｖお
よび−７６７．５Ｖの電位を印加した。
【００２８】ＣＭＡからの電子の焦点合わせ、または交
差は実質上環状開口でかつ軸線に対して通常２３°の角
度で円錐表面にある。最高の運動エネルギ軌道１０２を
有する粒子は偏向電界に最も遠くに貫通しかつ深い貫通
のため多くのエネルギを損失する。これらは非常に偏向
されかつその外方半径近くでチヤンネルプレートに衝突
する。逆に、最低のエネルギ粒子１０８は最小に貫通し
かつ最小量のエネルギを損失し、かつ軸線に最も近いチ
ヤンネルプレートに走行する。また、中間のおよびより
低いエネルギ電子１０４，１０６，１０８の焦点合わせ
効果がある。
差は実質上環状開口でかつ軸線に対して通常２３°の角
度で円錐表面にある。最高の運動エネルギ軌道１０２を
有する粒子は偏向電界に最も遠くに貫通しかつ深い貫通
のため多くのエネルギを損失する。これらは非常に偏向
されかつその外方半径近くでチヤンネルプレートに衝突
する。逆に、最低のエネルギ粒子１０８は最小に貫通し
かつ最小量のエネルギを損失し、かつ軸線に最も近いチ
ヤンネルプレートに走行する。また、中間のおよびより
低いエネルギ電子１０４，１０６，１０８の焦点合わせ
効果がある。
【００２９】チヤンネルプレート検出器５８を横切るエ
ネルギ分散は一般的には非直線である。これは、８個の
リングに関して図４に示されるように、陽極板上の環状
リング８８の選択された半径方向位置により容易に補正
される。リングは陽極をバイアスするためにＤＣ源に対
して適宜な抵抗を有する板の裏側で導電性パターン（図
示せず）に電気的に接続される。パルス計数のためにコ
ンデンサ９２はほぼアース電位で信号を増幅器（プロセ
ツサ７１に組み込まれた、図１）に結合する。中央孔１
１２は取り付けのためのものでありかつ軸方向チヤンネ
ル２４（図１）である。導電性区域１１４は適宜な電圧
の印加のために第２チヤンネルプレート裏側９０に接触
すべく持ち上げられる。
ネルギ分散は一般的には非直線である。これは、８個の
リングに関して図４に示されるように、陽極板上の環状
リング８８の選択された半径方向位置により容易に補正
される。リングは陽極をバイアスするためにＤＣ源に対
して適宜な抵抗を有する板の裏側で導電性パターン（図
示せず）に電気的に接続される。パルス計数のためにコ
ンデンサ９２はほぼアース電位で信号を増幅器（プロセ
ツサ７１に組み込まれた、図１）に結合する。中央孔１
１２は取り付けのためのものでありかつ軸方向チヤンネ
ル２４（図１）である。導電性区域１１４は適宜な電圧
の印加のために第２チヤンネルプレート裏側９０に接触
すべく持ち上げられる。
【００３０】電子エネルギの分布は各々帯域幅を有する
１組のエネルギ帯域として定義されることができ、そし
て平面において電子の半径方向距離が各々エネルギ帯域
に対応しかつ対応して選択された半径方向幅を有する１
組の環状チヤンネルとして組織される。陽極板の各環状
リング８８は次いで対応する環状チヤンネルの選択され
た半径方向幅にかつそれにより対応するエネルギ帯域に
対応する異なるリング幅Ｗ（外方リング１１６に関して
のみ示される）を有する。これはほぼ等しいエネルギ解
像度を有する検出チヤンネルを結果として生じる。
１組のエネルギ帯域として定義されることができ、そし
て平面において電子の半径方向距離が各々エネルギ帯域
に対応しかつ対応して選択された半径方向幅を有する１
組の環状チヤンネルとして組織される。陽極板の各環状
リング８８は次いで対応する環状チヤンネルの選択され
た半径方向幅にかつそれにより対応するエネルギ帯域に
対応する異なるリング幅Ｗ（外方リング１１６に関して
のみ示される）を有する。これはほぼ等しいエネルギ解
像度を有する検出チヤンネルを結果として生じる。
【００３１】かかるマルチチヤンネル分析器の予想性能
は０．３％エネルギ解像度で操作される単一チヤンネル
ＣＭＡの性能および同一の角度受容から評価されかつそ
れらと比較されることができる。標準のアウガー測定条
件下での単一チヤンネルＣＭＡカウント量は背景の上方
で約１００ｋｃｐｓ（１０００カウント／秒）である。 ２次分析器および６０％チヤンネルプレート効率（単一
チヤンネル検出に比べて）を有する本マルチチヤンネル
ＣＭＡ装置に８個のエネルギチヤンネルが付与されると
、マルチチヤンネルＣＭＡカウント量は同一の０．３％
エネルギ解像度により背景の上方で約８＊１００＊６０
％＝５００ｋｐｃｓである。
は０．３％エネルギ解像度で操作される単一チヤンネル
ＣＭＡの性能および同一の角度受容から評価されかつそ
れらと比較されることができる。標準のアウガー測定条
件下での単一チヤンネルＣＭＡカウント量は背景の上方
で約１００ｋｃｐｓ（１０００カウント／秒）である。 ２次分析器および６０％チヤンネルプレート効率（単一
チヤンネル検出に比べて）を有する本マルチチヤンネル
ＣＭＡ装置に８個のエネルギチヤンネルが付与されると
、マルチチヤンネルＣＭＡカウント量は同一の０．３％
エネルギ解像度により背景の上方で約８＊１００＊６０
％＝５００ｋｐｃｓである。
【００３２】また、焦点面において環状開口に分析器の
散乱により従来のＣＭＡの顕著な背景ノイズがある。２
次分析器は該分析器に関して確立されたエネルギ範囲の
外側の散乱電子の大きな部分を遮蔽する。これは信号対
背景比の顕著な増加を結果として生じる。
散乱により従来のＣＭＡの顕著な背景ノイズがある。２
次分析器は該分析器に関して確立されたエネルギ範囲の
外側の散乱電子の大きな部分を遮蔽する。これは信号対
背景比の顕著な増加を結果として生じる。
【００３３】ここではＣＭＡについて説明されたけれど
も、本発明は１次電子エネルギ分析器に関しては他の軸
対称形状により適応できる。例は筒状導体に代えて内方
および外方屈曲導体を有する分析器である。また、装置
は完全な３６０°アジマスまたは筒状形状を有する必要
はなくそして例えば、半筒状にすることもできる。ここ
にかつ請求の範囲に使用されるように、装置およびその
分析器、偏向および検出器構成要素の軸対称に関連され
るような用語軸対称、環状等は、操作の原理が同一であ
ると理解されるので、かかる部分的に筒状の形状を含む
ように意図される。
も、本発明は１次電子エネルギ分析器に関しては他の軸
対称形状により適応できる。例は筒状導体に代えて内方
および外方屈曲導体を有する分析器である。また、装置
は完全な３６０°アジマスまたは筒状形状を有する必要
はなくそして例えば、半筒状にすることもできる。ここ
にかつ請求の範囲に使用されるように、装置およびその
分析器、偏向および検出器構成要素の軸対称に関連され
るような用語軸対称、環状等は、操作の原理が同一であ
ると理解されるので、かかる部分的に筒状の形状を含む
ように意図される。
【００３４】本発明は特定の実施例に関連して詳細に上
述されたが、本発明の精神および特許請求の範囲に入る
種々の変化および変更は当該技術に熟練した者には明ら
かとなる。それゆえ、本発明は特許請求の範囲またはそ
れらの同等物によつてのみ限定される。
述されたが、本発明の精神および特許請求の範囲に入る
種々の変化および変更は当該技術に熟練した者には明ら
かとなる。それゆえ、本発明は特許請求の範囲またはそ
れらの同等物によつてのみ限定される。
【００３５】上述のごとく、本発明は、荷電粒子エネル
ギ分析器中心軸と同軸の環状開口を備え、該環状開口が
粒子エネルギの分布および粒子軌道の範囲を有する入力
荷電粒子を受容し、前記軌道が各々軸線に対して平行な
順方向において半径方向に内向成分および軸方向成分を
有する中空軸対称体、前記軌道の軸方向成分を逆にしか
つ入口区域において前記中心軸からの前記荷電粒子半径
方向距離粒子エネルギに関連付けられるように軸対称入
口区域を通って前記順方向と反対に前記荷電粒子を方向
付けるために入力荷電粒子を受容すべく前記中空軸対称
体内に同軸に配置される偏向装置、および半径方向距離
に関連して前記入口区域において荷電粒子を検出するた
めの前記入口区域と一致する入口表面を備えた検出手段
とからなる構成としたので、軸対称エネルギ分析装置の
感度を改善し、装置中で軸方向にに向けられた１次エネ
ルギビームに利用可能な軸方向開口を有する荷電粒子エ
ネルギ分析器を提供することができる。
ギ分析器中心軸と同軸の環状開口を備え、該環状開口が
粒子エネルギの分布および粒子軌道の範囲を有する入力
荷電粒子を受容し、前記軌道が各々軸線に対して平行な
順方向において半径方向に内向成分および軸方向成分を
有する中空軸対称体、前記軌道の軸方向成分を逆にしか
つ入口区域において前記中心軸からの前記荷電粒子半径
方向距離粒子エネルギに関連付けられるように軸対称入
口区域を通って前記順方向と反対に前記荷電粒子を方向
付けるために入力荷電粒子を受容すべく前記中空軸対称
体内に同軸に配置される偏向装置、および半径方向距離
に関連して前記入口区域において荷電粒子を検出するた
めの前記入口区域と一致する入口表面を備えた検出手段
とからなる構成としたので、軸対称エネルギ分析装置の
感度を改善し、装置中で軸方向にに向けられた１次エネ
ルギビームに利用可能な軸方向開口を有する荷電粒子エ
ネルギ分析器を提供することができる。
【図１】本発明による電子エネルギ分析器を組み込んで
いる筒状ミラー分析器装置を示す簡単化した長手方向断
面図である。
いる筒状ミラー分析器装置を示す簡単化した長手方向断
面図である。
【図２】本発明の電子エネルギ分析器の１実施例を示す
長手方向半断面図である。
長手方向半断面図である。
【図３】本発明の電子エネルギ分析器の他の実施例を示
す長手方向半断面図である。
す長手方向半断面図である。
【図４】図３の本発明に使用される陽極板の端面図であ
る。
る。
【図５】図３の実施例と関連付けたコンピユータ発生電
界線を示す説明図である。
界線を示す説明図である。
【図６】図３の実施例と関連付けたコンピユータ発生電
子軌道を示す説明図である。
子軌道を示す説明図である。
【符号の説明】
１０ 電子エネルギ分析器
１６ 中心軸線
２０ 目標
２７ 荷電粒子
２８ 軌道
３２ 外方シリンダ
３４ 内方シリンダ
４３ 半径方向内方成分
４５ 軸方向成分
４６ 環状開口
５２ 本体
５４ 外方壁
５６ 内方壁
５８ チヤンネルプレート検出器構体６０ 入口表
面 ６８ 偏向手段 ７４ １次電極 ７６ １次電極表面 ７８ ２次電極 ８０ ２次電極表面
面 ６８ 偏向手段 ７４ １次電極 ７６ １次電極表面 ７８ ２次電極 ８０ ２次電極表面
Claims (25)
- 【請求項１】 中心軸線と同軸の環状開口を備え、該
環状開口が粒子エネルギの分布および粒子軌道の範囲を
有する入力荷電粒子を受容し、前記軌道が各々軸線に対
して平行な順方向において半径方向に内向成分および軸
方向成分を有する中空軸対称体、前記軌道の軸方向成分
を逆にしかつ入口区域において前記中心軸線からの前記
荷電粒子半径方向距離粒子エネルギに関連付けられるよ
うに軸対称入口区域を通って前記順方向と反対に前記荷
電粒子を方向付けるために入力荷電粒子を受容すべく前
記中空軸対称体内に同軸に配置される偏向装置、および
半径方向距離に関連して前記入口区域において荷電粒子
を検出するための前記入口区域と一致する入口表面を備
えた検出手段とからなることを特徴とする荷電粒子エネ
ルギ分析器。 - 【請求項２】 前記入口表面が前記環状開口の半径方
向内方に配置されることを特徴とする請求項１に記載の
荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項３】 前記偏向手段が前記入口表面に向かい
合うように前記中心軸に対してほぼ垂直な１次電極表面
を備えた前記中空軸対称体内に同軸に配置される１次電
極からなり、そしてさらに、１次電圧を前記検出手段に
対して前記１次電極にもたらすための電圧手段からなり
、前記１次電圧が正または負になつている荷電粒子にそ
れぞれ対応する正または負であることを特徴とする請求
項１に記載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項４】 前記１次電圧が粒子エネルギの平均に
ほぼ対応する大きさを有することを特徴とする請求項３
に記載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項５】 前記１次電極表面が前記入口表面に向
かい合う軸対称凹状曲率を有することを特徴とする請求
項３に記載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項６】 前記１次電極が環状であり、前記偏向
手段がさらに前記入口表面に向かい合うように前記１次
電極表面内に同軸にかつそれとほぼ軸方向に整列して配
置される２次電極表面を備えた２次電極からなり、そし
て前記電圧手段がさらに前記中空軸対称体および前記検
出手段に関連して前記２次電極に２次電圧をもたらし、
前記２次電圧は前記１次電圧より小さい大きさでありか
つ正または負になつている前記１次電圧にそれぞれ対応
する正または負になつていることを特徴とする請求項５
に記載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項７】 前記２次電圧は前記１次電圧の約半分
であることを特徴とする請求項６に記載の荷電粒子エネ
ルギ分析器。 - 【請求項８】 前記２次電極表面は前記検出手段に向
けて半径方向に外方に向かい合う截切円錐面であること
を特徴とする請求項６に記載の荷電粒子エネルギ分析器
。 - 【請求項９】 前記環状開口が１側で前記中空軸対称
体の外方壁によりかつ反対側で前記外方壁の半径方向に
内方に配置された前記中空軸対称体の内方壁により境界
が付けられ、前記入口表面は前記内方壁から半径方向内
方に第１の空間的分離および前記１次電極表面からの第
２空間的分離を備えた外方縁部を有し、前記第１空間的
分離が前記第２空間的分離より実質上小さく、そして前
記電圧手段が前記入口表面および前記中空軸対称体に共
通の基準電圧をもたらすことを特徴とする請求項３に記
載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項１０】 前記第１空間的分離が前記第２空間
的分離の約１／４以下であることを特徴とする請求項９
に記載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項１１】 前記入口表面は平らであことを特徴
とする請求項１に記載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項１２】 前記検出手段はチヤンネルプレート
検出器構体であることを特徴とする請求項１１に記載の
荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項１３】 前記チヤンネルプレート検出器構体
は前記入口区域で荷電粒子を受容しかつチヤンネルプレ
ートのの裏側に通過する電子増倍器チヤンネルのマトリ
クスを備えた環状チヤンネルプレートからなり、そして
さらに裏側で前記チヤンネルと連通する陽極板からなり
、この陽極板が前記中心軸と同軸の複数の環状陽極リン
グを形成して各環状陽極リングが前記中心軸からの荷電
粒子の半径方向距離にしたがつて前記チヤンネルプレー
トから電子を受容することを特徴とする請求項１２に記
載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項１４】 前記荷電粒子の分布は各々エネルギ
帯域幅を有する１組のエネルギ帯域からなり、前記入口
表面での電子の半径方向距離は各々エネルギ帯域と関連
付けられかつ対応する半径方向幅を有する１組の環状チ
ヤンネルとして組織され、そして各陽極リングが対応す
る環状チヤンネルの半径方向幅と関連付けられるリング
幅を有しかつそれにより対応するエネルギ帯域と関連付
けられることを特徴とする請求項１３に記載の荷電粒子
エネルギ分析器。 - 【請求項１５】 前記エネルギ帯域幅はほぼ等しいこ
とを特徴とする請求項１４に記載の荷電粒子エネルギ分
析器。 - 【請求項１６】 前記部材それを貫通する軸方向通路
を有することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子エ
ネルギ分析器。 - 【請求項１７】 さらに、前記環状開口に前記入力荷
電粒子をもたらす荷電粒子分散手段からなることを特徴
とする請求項１に記載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項１８】 前記荷電粒子分散手段が粒子エネル
ギにしたがつて空間的に実質上前記環状開口において入
力荷電粒子を焦点合わせすることを特徴とする請求項１
７に記載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項１９】 前記荷電粒子分散手段が筒状ミラー
分析器からなることを特徴とする請求項１８に記載の荷
電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項２０】 前記荷電粒子エネルギ分析器はそれ
を貫通する軸方向通路を有しかつさらに、荷電粒子を前
記分散手段に放出するために中心軸線上に目標源を保持
するための目標手段、および前記目標源から荷電粒子を
放出するように前記目標源に前記軸方向通路を通ってエ
ネルギビームを方向付けるためのビーム発生手段からな
ることを特徴とする請求項１９に記載の荷電粒子エネル
ギ分析器。 - 【請求項２１】 前記荷電粒子は電子であることを特
徴とする請求項１に記載の荷電粒子エネルギ分析器。 - 【請求項２２】 中心軸線と同軸の環状開口を備え、
該環状開口が粒子エネルギの分布および粒子軌道の範囲
を有する入力荷電粒子を受容し、前記軌道が各々軸線に
対して平行な順方向において半径方向に内向成分および
軸方向成分を有する中空軸対称体、前記軌道の軸方向成
分を逆にしかつ入口区域において前記中心軸線からの前
記荷電粒子半径方向距離が粒子エネルギに関連付けられ
るように軸対称の平らな入口区域を通って前記順方向と
反対に前記荷電粒子を方向付けるために入力荷電粒子を
受容すべく前記中空軸対称体内に同軸に配置される偏向
装置、および前記中空軸対称体内に配置されかつ半径方
向距離に関連して前記入口区域において荷電粒子を検出
するための前記入口区域と一致する平らな入口表面を備
えそしてそれを貫通する軸方向通路を有するチヤンネル
プレート検出器構体とからなり、前記偏向手段がそれを
貫通する軸方向開口を備えかつ前記入口表面に向かい合
うように前記中心軸に対してほぼ垂直な前記中空軸対称
体内に同軸に配置される軸対称凹面を有する１次電極、
それを貫通する中央通路および前記入口表面に向かって
半径方向に外方に向かい合うように前記１次電極表面内
にかつそれとほぼ軸方向に整列して同軸に配置される截
切円錐面を備えた２次電極、および負の１次電圧を前記
１次電極にかつ負の２次電圧を前記２次電極にもたらす
ための電圧手段からなり、前記１次および２次電圧が前
記中空軸対称体および前記入口表面に各々関連し、前記
２次電圧が前記１次電圧より小さい大きさであることを
特徴とする電子エネルギ分析器。 - 【請求項２３】 前記環状開口が１側で前記中空軸対
称体の外方壁によりかつ反対側で前記外方壁の半径方向
に内方に配置された前記中空軸対称体の内方壁により境
界が付けられ、前記入口表面は前記内方壁から半径方向
内方に第１の空間的分離および前記１次電極表面からの
第２空間的分離を備えた外方縁部を有し、前記第１空間
的分離が前記第２空間的分離より実質上小さく、そして
前記電圧手段が前記入口表面および前記中空軸対称体に
共通の基準電圧をもたらすことを特徴とする請求項２２
に記載の電子エネルギ分析器。 - 【請求項２４】 前記チヤンネルプレート検出器構体
は前記入口区域で荷電粒子を受容しかつチヤンネルプレ
ートのの裏側に通過する電子増倍器チヤンネルのマトリ
クスを備えた環状チヤンネルプレートからなり、そして
さらに裏側で前記チヤンネルと連通する陽極板からなり
、この陽極板が前記中心軸と同軸の複数の環状陽極リン
グを形成して各環状陽極リングが前記中心軸からの荷電
粒子の半径方向距離にしたがつて前記チヤンネルプレー
トから電子を受容し、そして前記電子エネルギの分布は
各々エネルギ帯域幅を有する１組のエネルギ帯域からな
り、前記入口表面での電子の半径方向距離は各々エネル
ギ帯域と関連付けられかつ対応する半径方向幅を有する
１組の環状チヤンネルとして組織され、そして各陽極リ
ングが対応する環状チヤンネルの半径方向幅と関連付け
られるリング幅を有しかつ対応するエネルギ帯域と関連
付けられることを特徴とする請求項２２に記載の電子エ
ネルギ分析器。 - 【請求項２５】 前記荷電粒子エネルギ分析器はそれ
を貫通する軸方向通路を有しかつさらに、それからの電
子を放出するために軸方向通路を通るエネルギビームを
目標源に向けるためのビーム発生手段、および入力電子
をもたらしかつ該入力電子を電子エネルギにしたがつて
空間的に前記環状開口において焦点合わせするための電
子放出を受容する筒状ミラー分析器からなることを特徴
とする請求項２２に記載の電子エネルギ分析器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/565289 | 1990-08-09 | ||
| US07/565,289 US5032724A (en) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | Multichannel charged-particle analyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04233152A true JPH04233152A (ja) | 1992-08-21 |
| JP3140094B2 JP3140094B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=24257954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03186501A Expired - Fee Related JP3140094B2 (ja) | 1990-08-09 | 1991-07-25 | 荷電粒子エネルギ分析器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5032724A (ja) |
| EP (1) | EP0470478B1 (ja) |
| JP (1) | JP3140094B2 (ja) |
| DE (1) | DE69115589T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006286207A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡 |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9220097D0 (en) * | 1992-09-23 | 1992-11-04 | Univ York | Electron spectrometers |
| US5900667A (en) * | 1996-10-04 | 1999-05-04 | Etec Systems, Inc. | Operating a solid state particle detector within a magnetic deflection field so as to minimize eddy currents |
| US6184523B1 (en) * | 1998-07-14 | 2001-02-06 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | High resolution charged particle-energy detecting, multiple sequential stage, compact, small diameter, retractable cylindrical mirror analyzer system, and method of use |
| JP4763191B2 (ja) | 1999-06-16 | 2011-08-31 | シマヅ リサーチ ラボラトリー（ヨーロッパ）リミティド | 荷電粒子エネルギ分析装置 |
| EP1063677B1 (en) * | 1999-06-23 | 2005-03-16 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle beam device |
| GB0225791D0 (en) * | 2002-11-05 | 2002-12-11 | Kratos Analytical Ltd | Charged particle spectrometer and detector therefor |
| US7561438B1 (en) | 2004-12-22 | 2009-07-14 | Revera Incorporated | Electronic device incorporating a multilayered capacitor formed on a printed circuit board |
| US7902502B2 (en) * | 2005-11-01 | 2011-03-08 | The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate | Multichannel energy analyzer for charged particles |
| EP2245648A4 (en) * | 2008-01-25 | 2017-03-29 | Ionwerks, Inc. | Time-of-flight mass spectrometry of surfaces |
| US8071942B2 (en) * | 2009-03-20 | 2011-12-06 | Physical Electronics USA, Inc. | Sample holder apparatus to reduce energy of electrons in an analyzer system and method |
| KR101711145B1 (ko) * | 2010-09-03 | 2017-03-13 | 삼성전자주식회사 | 휴대용 4중극자 이온트랩 질량분석기 |
| US8981292B2 (en) * | 2011-04-28 | 2015-03-17 | National University Of Singapore | Parallel radial mirror analyser with an angled zero-volt equipotential exit grid for scanning electron microscopes |
| DE102013006535B4 (de) * | 2013-04-15 | 2025-11-06 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Raster-Partikelstrahlmikroskop mit energiefilterndem Detektorsystem |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3609352A (en) * | 1970-05-18 | 1971-09-28 | Gen Electric | Secondary electron energy analyzing apparatus |
| US3805057A (en) * | 1971-03-22 | 1974-04-16 | Hitachi Ltd | Energy analyzer of coaxial cylindrical type |
| US3699331A (en) * | 1971-08-27 | 1972-10-17 | Paul W Palmberg | Double pass coaxial cylinder analyzer with retarding spherical grids |
| US3742214A (en) * | 1971-10-18 | 1973-06-26 | Varian Associates | Apparatus for performing chemical analysis by electron spectroscopy |
| US4100409A (en) * | 1973-02-02 | 1978-07-11 | U.S. Phillips Corporation | Device for analyzing a surface layer by means of ion scattering |
| NL7306378A (ja) * | 1973-05-08 | 1974-11-12 | ||
| US4107526A (en) * | 1976-03-22 | 1978-08-15 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Ion scattering spectrometer with modified bias |
| US4205226A (en) * | 1978-09-01 | 1980-05-27 | The Perkin-Elmer Corporation | Auger electron spectroscopy |
-
1990
- 1990-08-09 US US07/565,289 patent/US5032724A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-07-25 JP JP03186501A patent/JP3140094B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-07-29 EP EP91112735A patent/EP0470478B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-07-29 DE DE69115589T patent/DE69115589T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006286207A (ja) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Hitachi High-Technologies Corp | 電子顕微鏡 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5032724A (en) | 1991-07-16 |
| EP0470478A3 (en) | 1993-05-12 |
| EP0470478B1 (en) | 1995-12-20 |
| DE69115589D1 (de) | 1996-02-01 |
| EP0470478A2 (en) | 1992-02-12 |
| DE69115589T2 (de) | 1996-05-02 |
| JP3140094B2 (ja) | 2001-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8134119B2 (en) | Reflectron | |
| US5128543A (en) | Particle analyzer apparatus and method | |
| Storer et al. | Condensed matter electron momentum spectrometer with parallel detection in energy and momentum | |
| JP3140094B2 (ja) | 荷電粒子エネルギ分析器 | |
| JP7029494B2 (ja) | 分光およびイメージングシステム、並びに、試料の特性評価の方法 | |
| CA1269181A (en) | Mass spectrometer for positive and negative ions | |
| EP0246841A2 (en) | Electron spectrometer | |
| US4680467A (en) | Electron spectroscopy system for chemical analysis of electrically isolated specimens | |
| US6984821B1 (en) | Mass spectrometer and methods of increasing dispersion between ion beams | |
| EP0458498B1 (en) | Charged particle energy analysers | |
| JPS61288357A (ja) | 定量的電位測定用スペクトロメ−タ−対物レンズ装置 | |
| US5665967A (en) | Apparatus and method for surface analysis | |
| US3920990A (en) | Device for analysing a surface layer by means of ion scattering | |
| US3970849A (en) | Device for mass analysis and structure analysis of a surface layer by means of ion scattering | |
| US4126782A (en) | Electrostatic charged-particle analyzer | |
| JPH03173054A (ja) | 粒子線装置 | |
| WO1989006436A1 (en) | Secondary ion mass spectrometer | |
| US4680468A (en) | Particle detector | |
| CN116699676B (zh) | 一种45°取样的阴离子光电子速度成像装置及方法 | |
| US5594244A (en) | Electron energy spectrometer | |
| US4219730A (en) | Charge-particle energy analyzer | |
| JP3353488B2 (ja) | イオン散乱分光装置 | |
| Grzelakowski et al. | The miniature cylindrical mirror analyzer: A new tool for surface analysis | |
| EP1051735A2 (en) | Charged particle energy analysers | |
| US4128763A (en) | Energy analyzer for charged particles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081215 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091215 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101215 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |