JPH0521032A - 荷電粒子線分析装置 - Google Patents
荷電粒子線分析装置Info
- Publication number
- JPH0521032A JPH0521032A JP3194862A JP19486291A JPH0521032A JP H0521032 A JPH0521032 A JP H0521032A JP 3194862 A JP3194862 A JP 3194862A JP 19486291 A JP19486291 A JP 19486291A JP H0521032 A JPH0521032 A JP H0521032A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- quadrupole
- electrodes
- voltage
- lens
- charged particle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 エネルギー分析器等に入射させる電子線束の
集光用レンズの収差を除くための四重極子レンズ自身に
より現れる収差を除く。 【構成】 四重極子の各電極Ｑ１〜Ｑ４の間に追加電極
Ｈ１〜Ｈ４を配置し、四重極子には通常の四重極電圧を
印加し、上記追加電極には互いに同値同極性の電圧を印
加し、追加電極にはさまれる四重極子中の一対の電極に
追加電極印加電圧と同値反対極性の電圧を印加するよう
にした。
集光用レンズの収差を除くための四重極子レンズ自身に
より現れる収差を除く。 【構成】 四重極子の各電極Ｑ１〜Ｑ４の間に追加電極
Ｈ１〜Ｈ４を配置し、四重極子には通常の四重極電圧を
印加し、上記追加電極には互いに同値同極性の電圧を印
加し、追加電極にはさまれる四重極子中の一対の電極に
追加電極印加電圧と同値反対極性の電圧を印加するよう
にした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線光電子分光装置等に
おける荷電粒子エネルギー分析装置等の荷電粒子線分析
装置に関する。
おける荷電粒子エネルギー分析装置等の荷電粒子線分析
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】試料を励起線で照射したとき、試料から
放出される電子或はイオンのエネルギー分析を行う場
合、通常試料とエネルギー分析器との間に、荷電粒子入
射光学系を配置し、試料上の一点から放射される荷電粒
子をエネルギー分析器の入口スリット上に収束させるよ
うにしている。こゝで荷電粒子入射光学系としては軸対
称的なレンズが用いられるが、そのとき、レンズの収差
を除くため、レンズとエネルギー分析器との間に四重極
子レンズを挿入している。四重極子レンズは軸対称的な
線束を非点光束的な線束に変える性質があるが、エネル
ギー分析器として二重球面電極型のものを用いる場合、
エネルギースペクトル面は球面電極の半径方向に展開さ
れるので、線束の収束像がこのスペクトル展開方向と直
交する方向に長い形になっていても支障はなく、エネル
ギー分析器の入出射スリットを細長い形にしておけば荷
電粒子の透過効率も向上する。従って四重極子レンズが
持っている非点線束を形成する性質は特に邪魔にはなら
ず、軸対称的レンズの持っている収差に対し、図２に示
すように、入射光学系の収差未補正時の収束像Ａを光軸
と直交するｘ方向の収差を改善してＢのような収束像に
変化させ、これによって実質的に収差を改善し、荷電粒
子のエネルギー分析器への入射効率を高めるようにして
いる。
放出される電子或はイオンのエネルギー分析を行う場
合、通常試料とエネルギー分析器との間に、荷電粒子入
射光学系を配置し、試料上の一点から放射される荷電粒
子をエネルギー分析器の入口スリット上に収束させるよ
うにしている。こゝで荷電粒子入射光学系としては軸対
称的なレンズが用いられるが、そのとき、レンズの収差
を除くため、レンズとエネルギー分析器との間に四重極
子レンズを挿入している。四重極子レンズは軸対称的な
線束を非点光束的な線束に変える性質があるが、エネル
ギー分析器として二重球面電極型のものを用いる場合、
エネルギースペクトル面は球面電極の半径方向に展開さ
れるので、線束の収束像がこのスペクトル展開方向と直
交する方向に長い形になっていても支障はなく、エネル
ギー分析器の入出射スリットを細長い形にしておけば荷
電粒子の透過効率も向上する。従って四重極子レンズが
持っている非点線束を形成する性質は特に邪魔にはなら
ず、軸対称的レンズの持っている収差に対し、図２に示
すように、入射光学系の収差未補正時の収束像Ａを光軸
と直交するｘ方向の収差を改善してＢのような収束像に
変化させ、これによって実質的に収差を改善し、荷電粒
子のエネルギー分析器への入射効率を高めるようにして
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】荷電粒子線を細長いス
リット上に収束させる場合上述したように四重極子レン
ズを用いることで、収差が改善され、エネルギー分析器
の明るさが向上するが、試料面からレンズ系に入射させ
る荷電粒子線束の拡り角を更に大きくしようとすると、
四重極子レンズが呈する高次収差が大きくなってレンズ
系への入射線束の拡り角を大きくした効果が得られなか
った。本発明はこのような収差除去のために用いている
四重極子レンズ自身の高次収差の影響を除去して、より
一層明るい荷電粒子エネルギー分析器を得ようとするも
のである。
リット上に収束させる場合上述したように四重極子レン
ズを用いることで、収差が改善され、エネルギー分析器
の明るさが向上するが、試料面からレンズ系に入射させ
る荷電粒子線束の拡り角を更に大きくしようとすると、
四重極子レンズが呈する高次収差が大きくなってレンズ
系への入射線束の拡り角を大きくした効果が得られなか
った。本発明はこのような収差除去のために用いている
四重極子レンズ自身の高次収差の影響を除去して、より
一層明るい荷電粒子エネルギー分析器を得ようとするも
のである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】収差補正のための四重極
子レンズの各電極間に更に電極を配置し、四重極子の各
電極には通常の四重極電場を形成する電圧を印加し、上
記新たに配置した４電極には互いに同極性の電圧を印加
し、この電圧と同極性の電圧を印加されている四重極子
電極の中の一対の電極には上記新たに配置された電極に
印加しているのと反対極性の電圧を重畳して印加した。
子レンズの各電極間に更に電極を配置し、四重極子の各
電極には通常の四重極電場を形成する電圧を印加し、上
記新たに配置した４電極には互いに同極性の電圧を印加
し、この電圧と同極性の電圧を印加されている四重極子
電極の中の一対の電極には上記新たに配置された電極に
印加しているのと反対極性の電圧を重畳して印加した。
【０００５】
【作用】上述した電極の配置および印加電圧の関係は図
１のようになる。この図でＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４が通
常の四重極子の電極で、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４が新た
に追加された電極である。Ｑ１，Ｑ３に＋Ｖ、Ｑ２，Ｑ
４に−Ｖの電圧が印加され、Ｈ１〜Ｈ４全部に−Ｖｈな
る電圧を印加し、これと同極性の電圧が印加されている
四重極子電極Ｑ２，Ｑ４に＋Ｖｈなる電圧を重畳してあ
る。これは四重極子レンズにそれ自身の収差を補正する
ため電極Ｈ１，Ｑ２’，Ｈ２，Ｈ３，Ｑ４，Ｈ４を追加
したものとみることができる。こゝでＱ２’，Ｑ４’は
Ｑ２，Ｑ４と同じ場所に位置する仮想的なものである。
これらの電極の作用は四重極子レンズの電極Ｑ２，Ｑ４
の作用が電極Ｑ２，Ｑ４に集中していたのをｙ方向即ち
Ｑ１，Ｑ４の方向に分散させたものとみることができ
て、四重極子レンズの高次収差を低減させることが可能
となる。
１のようになる。この図でＱ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４が通
常の四重極子の電極で、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４が新た
に追加された電極である。Ｑ１，Ｑ３に＋Ｖ、Ｑ２，Ｑ
４に−Ｖの電圧が印加され、Ｈ１〜Ｈ４全部に−Ｖｈな
る電圧を印加し、これと同極性の電圧が印加されている
四重極子電極Ｑ２，Ｑ４に＋Ｖｈなる電圧を重畳してあ
る。これは四重極子レンズにそれ自身の収差を補正する
ため電極Ｈ１，Ｑ２’，Ｈ２，Ｈ３，Ｑ４，Ｈ４を追加
したものとみることができる。こゝでＱ２’，Ｑ４’は
Ｑ２，Ｑ４と同じ場所に位置する仮想的なものである。
これらの電極の作用は四重極子レンズの電極Ｑ２，Ｑ４
の作用が電極Ｑ２，Ｑ４に集中していたのをｙ方向即ち
Ｑ１，Ｑ４の方向に分散させたものとみることができ
て、四重極子レンズの高次収差を低減させることが可能
となる。
【０００６】
【実施例】図３に本発明の実施例の電極配置を示し、図
４に装置の全体を示す。実施例の装置はＸ線光電子分析
装置である。図４において、１は試料で、Ｘ線を照射し
てある。２は集光用軸対称電子レンズで試料から放射さ
れるＸ線光電子による試料面の像を二重球面電極型エネ
ルギー分析器３の入口スリット３１の面に形成させる。
こゝで入口スリットは図の紙面に垂直の方向に長い形で
あり、出口スリット３２も図の紙面に垂直の方向に長い
形である。従って試料面上の一点の像が入口スリット面
上の一点に形成される必要はなく、入口スリットの方向
に長い形に収束されればよい。試料上の一点から放出さ
れたＸ線光電子はエネルギー分析器３の入口スリット上
に集光され、エネルギー分析器の出口スリット３２の面
にエネルギースペクトルを形成する。このスペクトルか
ら特定エネルギー位置に来ている電子を出口スリット３
２により取出し、電子検出器４によって検出する。
４に装置の全体を示す。実施例の装置はＸ線光電子分析
装置である。図４において、１は試料で、Ｘ線を照射し
てある。２は集光用軸対称電子レンズで試料から放射さ
れるＸ線光電子による試料面の像を二重球面電極型エネ
ルギー分析器３の入口スリット３１の面に形成させる。
こゝで入口スリットは図の紙面に垂直の方向に長い形で
あり、出口スリット３２も図の紙面に垂直の方向に長い
形である。従って試料面上の一点の像が入口スリット面
上の一点に形成される必要はなく、入口スリットの方向
に長い形に収束されればよい。試料上の一点から放出さ
れたＸ線光電子はエネルギー分析器３の入口スリット上
に集光され、エネルギー分析器の出口スリット３２の面
にエネルギースペクトルを形成する。このスペクトルか
ら特定エネルギー位置に来ている電子を出口スリット３
２により取出し、電子検出器４によって検出する。
【０００７】電子レンズ２とエネルギー分析器３との間
に電子レンズ２の収差除去用の静電レンズ５が配置され
ている。図３がこのレンズ５の電極配置を示す。Ｑ１〜
Ｑ４は四重極子を構成するよう同一円周上に９０°の間
隔で配置され、対向する電極同士は同極性同値の電圧が
印加され、隣合う同士は互いに同値反対極性の電圧が印
加されている。このような電極配置において、各電極の
配置円周上で、ｘ方向に配置されている電極Ｑ２，Ｑ４
の上下両隣に夫々３０°ずつ離れて追加電極Ｈ１〜Ｈ４
が配置されている。６は四重極子に印加する電圧を発生
する四重極子用電源で正負Ｖの電圧を発生しており、７
は追加電極用電源で正負Ｖｈの電圧を発生している。四
重極子中電極Ｑ２，Ｑ４は一括されて電源６の負側出力
電圧−Ｖと電源７の正側出力電圧Ｖｈとが加算回路８で
加算された電圧−Ｖ＋Ｖｈが印加される。電極Ｑ１，Ｑ
３は一括されて電源６の正側出力電圧Ｖが印加されてい
る。追加電極Ｈ１〜Ｈ４は一括されて電源７の負側出力
電圧−Ｖｈが印加されている。電源７は抵抗７ｒを調節
することにより出力電圧の値Ｖｈを変えることができ、
電子検出器４の出力が最も大で、かつエネルギー分解能
も最も良いＶｈの値を実測的に探索できるようになって
いる。
に電子レンズ２の収差除去用の静電レンズ５が配置され
ている。図３がこのレンズ５の電極配置を示す。Ｑ１〜
Ｑ４は四重極子を構成するよう同一円周上に９０°の間
隔で配置され、対向する電極同士は同極性同値の電圧が
印加され、隣合う同士は互いに同値反対極性の電圧が印
加されている。このような電極配置において、各電極の
配置円周上で、ｘ方向に配置されている電極Ｑ２，Ｑ４
の上下両隣に夫々３０°ずつ離れて追加電極Ｈ１〜Ｈ４
が配置されている。６は四重極子に印加する電圧を発生
する四重極子用電源で正負Ｖの電圧を発生しており、７
は追加電極用電源で正負Ｖｈの電圧を発生している。四
重極子中電極Ｑ２，Ｑ４は一括されて電源６の負側出力
電圧−Ｖと電源７の正側出力電圧Ｖｈとが加算回路８で
加算された電圧−Ｖ＋Ｖｈが印加される。電極Ｑ１，Ｑ
３は一括されて電源６の正側出力電圧Ｖが印加されてい
る。追加電極Ｈ１〜Ｈ４は一括されて電源７の負側出力
電圧−Ｖｈが印加されている。電源７は抵抗７ｒを調節
することにより出力電圧の値Ｖｈを変えることができ、
電子検出器４の出力が最も大で、かつエネルギー分解能
も最も良いＶｈの値を実測的に探索できるようになって
いる。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、分解能の低下なしに荷
電粒子のエネルギー分析器への入射効率が従来例以上に
向上させることができ、明るく感度，分解能の優れた荷
電粒子エネルギー分析器が得られる。
電粒子のエネルギー分析器への入射効率が従来例以上に
向上させることができ、明るく感度，分解能の優れた荷
電粒子エネルギー分析器が得られる。
【図１】 本発明の収差補正レンズの電極配置説明図
【図２】 収差補正作用説明図
【図３】 本発明の一実施例の収差補正用レンズの電極
配置図
配置図
【図４】 本発明が適用されるＸ線光電子分析装置の側
面図 Ｑ１〜Ｑ４ 四重極子電極 Ｈ１〜Ｈ４ 追加された電極 １ 試料 ２ 集光用軸対称レンズ ３ エネルギー分析器 ４ 電子検出器 ５ 収差補正用レンズ ６，７ 電源 ８ 加算回路
面図 Ｑ１〜Ｑ４ 四重極子電極 Ｈ１〜Ｈ４ 追加された電極 １ 試料 ２ 集光用軸対称レンズ ３ エネルギー分析器 ４ 電子検出器 ５ 収差補正用レンズ ６，７ 電源 ８ 加算回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 荷電粒子用の軸対称レンズの収差補正用
の四重極子レンズの各電極間に夫々追加電極を配置し、
四重極子の各電極間には通常の四重極電圧を印加し、上
記追加された４電極には互いに同値同極性の電圧を印加
し、この追加電極の印加電圧と同極性の電圧を印加され
ている四重極子中の一対の電極には上記追加電極に印加
したのと反対極性の電圧を重畳することによって、四重
極自身が呈する収差を除くようにした収差補正レンズを
備えたことを特徴とする荷電粒子線分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3194862A JPH0521032A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 荷電粒子線分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3194862A JPH0521032A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 荷電粒子線分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521032A true JPH0521032A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16331532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3194862A Pending JPH0521032A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 荷電粒子線分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0521032A (ja) |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3194862A patent/JPH0521032A/ja active Pending
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