JPH0510894A

JPH0510894A - イオン散乱分析装置

Info

Publication number: JPH0510894A
Application number: JP3160475A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Konishi; 郁夫小西
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1991-07-01
Filing date: 1991-07-01
Publication date: 1993-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】分析すべき試料の着脱および他の真空装置と
の間の搬送を真空下で行うことが可能な構造のイオン散
乱分析装置を提供する。【構成】内部に試料が配置される真空チェンバを、分
析装置本体から分離して、その装置本体に着脱自在に装
着可能な構造とするとともに、その真空チェンバの装置
本体への装着部には、このチャンバの内部と外部とを気
密に仕切るための開閉自在の扉を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はイオン散乱分析装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】イオン散乱分析装置は、電子材料等の
試料に高エネルギイオンビームを照射することによって
発生する散乱イオンを、ＳＳＤ（半導体検出器）を用い
て検出する構造のものが一般的で、その検出結果に基づ
いて試料の分析（物性評価）が行われる。このような分
析装置において、分析すべき試料の着脱は、装置に備え
つけられた真空チェンバにゴニオメータを配置し、この
ゴニオメータ上のステージに試料を装着・離脱すること
よって行われている。また、その着脱作業は、従来、装
置の真空をリークして大気下で行うか、あるいは、ロー
ドロック室を通じて真空下で行われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電子材料
などの試料の分析はイオン散乱分析を含め、高真空下で
大気にさらすことなく行うことが望まれる場合が多々あ
り、しかも、成膜装置などの真空装置内で、その場で観
察することが望まれている。これらの要求を満たすに
は、各種真空装置のそれぞれに、イオン散乱分析装置を
取り付ければよいが、イオン散乱分析装置は高価で、か
つその配置スペースも必要となることから、その実施は
容易ではない。

【０００４】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、分析すべき試料の着
脱および他の真空装置との間の搬送を真空下で行うこと
が可能な構造のイオン散乱分析装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する
ための構成を、実施例に対応する図１を参照しつつ説明
とすると、本発明は、内部に試料Ｓが配置される真空チ
ェンバ２を、分析装置本体１から分離し、かつ、その装
置本体１に着脱自在に装着可能な構造とするととも、真
空チェンバ２の装置本体１への装着部には、このチャン
バ２の内部と外部とを気密に仕切るための開閉自在の扉
（ゲートバルブ）２１を設けたことによって特徴づけら
れる。

【０００６】

【作用】試料Ｓの装置からの離脱は、真空チェンバ２
を装置本体１から分離することで行うが、この分離時に
扉２１を閉鎖しておけば、真空チェンバ２内部は真空の
ままの状態が維持され、試料Ｓが大気にさらされること
はない。また、成膜装置１００などの各種真空装置を、
真空チェンバ２を装着可能な構造としておけば、それら
の真空装置とイオン散乱分析装置との間の試料Ｓの搬送
を、真空下において行うことも可能となる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明実施例の構成を示す図であ
る。まず、装置全体は、分析装置本体１に真空チェンバ
２を、ゲートバルブ２１を介して接続した構造である。
その両者の接続には、例えばフランジによるねじ止め、
あるいはカプラなどの公知の接続機構が採用されてお
り、真空チェンバ２の分析装置本体１への装着あるいは
分離を容易に行うことのできる構造となっている。な
お、ゲートバルブ２１は真空チェンバ２側に固着されて
いる。

【０００８】分析装置本体１は、その内部を高真空状態
に維持するための排気ポンプ１１およびイオン発生部
（図示せず）等を備えており、そのイオン発生部から引
き出され高エネルギに加速されたイオンビームIBが真空
チェンバ２内部へと入射する。真空チャンバ２内には、
後述するトランスファロッド２３によって支持されたホ
ルダ２４が配置されており、このホルダ２４に装着され
た試料ＳにイオンビームIBが照射される。そして、この
イオンビーム照射により発生する散乱イオンは、分析装
置本体１側に配置したＳＳＤ１２よって検出される。な
お、ＳＳＤ１２はイオンビームIBの近傍位置、例えばイ
オンビーム軸に対して１７５°後方に傾いた位置に配置
されている。この配置は、機器の設置条件および測定目
的により異なり、特に限定されるものではない。

【０００９】また、分析装置本体１の真空チェンバ２の
接続部は、イオンビームIBの軸を中心として回転可能な
構造の磁気シール軸１３となっており、この軸１３に
は、その外周に固着された歯車１３ａと、これに噛み合
う歯車３ａおよびモータ３によって構成される回転駆動
機構が設けられている。従って、この磁気シール軸１２
に接続された真空チェンバ２つまりホルダ２４は、イオ
ンビーム軸を中心として適宜に回転可能となっている。

【００１０】一方、真空チェンバ２には、先のゲートバ
ルブ２１に加えて、トランスファロッド２３と対向する
位置に、もう一つのゲートバルブ２２が装着されてい
る。このゲートバルブ２２は、成膜装置１００の所定位
置に接続可能な構造となっている。なお、この接続も先
の分析装置本体１への接続の場合と同様な手法を採用す
る。

【００１１】また、トランスファロッド２３は、イオン
ビームIBの軸に直交して配置されており、ホルダ２４を
その直交軸を中心として任意に回転させることができ、
さらにホルダ２４をゲートバルブ２２を通じてチェンバ
２の外部へと平行移動させることができる。なお、これ
らの駆動は、トランスファロッド２３の端部に設けた外
部マグネット２３ａによって行われる。

【００１２】さらに、真空チェンバ２はバッテリ駆動式
のイオンポンプ２５を備えている。このポンプ２５は、
真空チェンバ２を分析装置本体１などから分離した際
に、その内部の高真空を維持するためのものである。な
お、この種のイオン散乱分析装置においては、ビーム電
流を測定する必要がある。そこで、この実施例において
は、分析装置本体１と真空チェンバ２との間にインシュ
レータ４を挟んで接続して、その両者を電気的に絶縁し
た状態とし、電流計５を真空チェンバ２とアースとの間
に接続することによって測定する。

【００１３】次に、試料Ｓの装置への搬送・着脱の手順
とともに、本発明実施例の作用を述べる。なお、この例
で使用する成膜装置１００は、複数の蒸発源セル１０
１，１０２等を備えたＭＢＥ装置である。まず、分析装
置本体１から真空チェンバ２を分離し、ホルダ２４に試
料Ｓを装着した後、真空チェンバ２を成膜装置１００に
接続する。このとき、接続側のゲートバルブ２２は
「開」、もう一方のゲートバルブ２１は「閉」とする。
次いで成膜装置１００側の排気ポンプ（図示せず）によ
り、成膜装置１００内部および真空チェンバ２内の真空
引きを行って高真空状態に維持する。次に、トランスフ
ァーロッド２３によりホルダ２４を成膜装置１００内に
挿入し、試料Ｓを所定位置に配置してこの状態で成膜処
理を施す。その処理が完了した時点で、ホルダ２４を真
空チェンバ２内へと戻した後、ゲートバルブ２２を閉鎖
するとともにイオンポンプ２５を駆動し、次いで真空チ
ェンバ２を成膜装置１００から分離する。

【００１４】次に、分離した真空チェンバ２を分析装置
本体１に搬送して接続する。この後に分析装置本体１内
を高真空状態に維持し、この状態でゲートバルブ２１を
開放するとともに、イオンポンプ２５の駆動を停止す
る。そして、試料Ｓの表面に形成した膜のイオン散乱よ
る分析が完了した後に、ゲートバルブ２１を閉鎖すると
ともにイオンポンプ２５を駆動し、次いで真空チェンバ
２を分析装置本体１から分離して、次の処理もしくは分
析を行うための真空装置へと搬送して、以下、先と同様
な手順によって試料Ｓをその真空装置への着脱を行う。

【００１５】ここで、以上の実施例によると、イオン散
乱分析を行う際に、試料ＳをイオンビームIBの軸回り、
およびトランスファロッド２３の中心軸回りの２軸につ
いて回転させることができるので、チャンネリングを利
用した結晶構造評価を行うことが可能となる。しかも、
それらの回転を行うための機構として、真空チェンバ２
内に存在するのはトランスファロッド２３のみで、従っ
て、一般的なゴニオメータを使用する場合に比して、試
料ステージ（ホルダ）の形状寸法を容易に大きくするこ
とができ、これにより、分析を行う試料Ｓの大きさに制
限がなくなるといった利点が生じる。

【００１６】なお、分析目的がイオン散乱を利用した膜
厚測定や組成分析などであれば、一般にランダム測定と
称される方式で充分であり、この場合は、分析時の試料
Ｓの回転は不要で、磁気シール軸１３やトランスファロ
ッド２３の回転機構を省略することもできる。また、以
上の実施例では、磁気シール軸１３およびトランスファ
ロッド２３などによって試料Ｓの回転を行うよう構成し
ているが、これらの回転機構のほか、例えば、真空チェ
ンバ２と分析装置本体１とをベローズを介して接続する
とともに、そのベローズの許容たわみ角範囲内で真空チ
ェンバ２を回転させる機構を設けて、試料Ｓを上述した
２軸まわりに回転させるよう構成してもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれ
ば、試料が配置される真空チェンバを、分析装置本体か
ら分離して、その装置本体に着脱自在に装着可能な構造
とするととも、真空チェンバの装置本体への装着部に
は、このチャンバの内部と外部とを気密に仕切るための
開閉自在の扉を設けたので、装置への試料の着脱を真空
下において行うことができ、しかも、他の各種真空装置
との間の搬送も、大気にさらすことなく真空下で行うこ
とが可能となる。これによって、成膜装置などの各種真
空装置のそれぞれにイオン散乱分析装置を取り付けるこ
となく、例えば成膜工程を行った後にその場で膜の分析
を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の構成を示す図

【符号の説明】

１・・・・分析装置本体１１・・・・排気ポンプ１２・・・・ＳＳＤ
２・・・・真空チェンバ２１，２２・・・・ゲートバルブ２３・・
・・トランスファロッド２４・・・・ホルダ２５・・・・イオンポ
ンプ１００・・・・成膜装置IB・・・・イオンビームＳ・・・・試料

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】真空チェンバ内に配置された試料にイオ
ンビームを照射し、これによって発生する散乱イオンを
検出して、その検出結果を試料の分析情報として供する
よう構成した装置において、上記真空チェンバを、当該
分析装置本体から分離し、かつ、その装置本体に着脱自
在な構造とするととも、上記真空チェンバの上記装置本
体への装着部には、このチャンバの内部と外部とを気密
に仕切るための開閉自在の扉を設けたことを特徴とする
イオン散乱分析装置。