JPH06310092A - レーザイオン化中性粒子質量分析装置 - Google Patents
レーザイオン化中性粒子質量分析装置Info
- Publication number
- JPH06310092A JPH06310092A JP5099959A JP9995993A JPH06310092A JP H06310092 A JPH06310092 A JP H06310092A JP 5099959 A JP5099959 A JP 5099959A JP 9995993 A JP9995993 A JP 9995993A JP H06310092 A JPH06310092 A JP H06310092A
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- Japan
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- laser
- solid sample
- sample
- ions
- mass spectrometer
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- Pending
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- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 試料表面からスパッタされる中性粒子をレー
ザによりイオン化してこの光励起イオンの質量スペクト
ルを測定する質量分析装置において、レーザの通過位置
をできるだけ試料表面に近づけ、しかも試料表面にはレ
ーザが照射されないようにする。 【構成】 イオンビーム発生装置１２、静電レンズ１
３、走査電極１４により固体試料表面にイオンビームＢ
を照射して中性粒子Ｃをスパッタさせ、紫外レーザ光Ｌ
により中性粒子Ｃをイオン化して光励起イオンＩc を発
生させ、取り出し電極１６とエネルギ分析器１７でアブ
レーションイオンを取り除くようにした装置において、
紫外レーザ光Ｌを固体試料１１表面の斜め後方より入射
させ、固体試料１１側面が紫外レーザ光Ｌの下部を遮る
ことにより紫外レーザ光Ｌが固体試料１１の分析面に照
射されないようにする。
ザによりイオン化してこの光励起イオンの質量スペクト
ルを測定する質量分析装置において、レーザの通過位置
をできるだけ試料表面に近づけ、しかも試料表面にはレ
ーザが照射されないようにする。 【構成】 イオンビーム発生装置１２、静電レンズ１
３、走査電極１４により固体試料表面にイオンビームＢ
を照射して中性粒子Ｃをスパッタさせ、紫外レーザ光Ｌ
により中性粒子Ｃをイオン化して光励起イオンＩc を発
生させ、取り出し電極１６とエネルギ分析器１７でアブ
レーションイオンを取り除くようにした装置において、
紫外レーザ光Ｌを固体試料１１表面の斜め後方より入射
させ、固体試料１１側面が紫外レーザ光Ｌの下部を遮る
ことにより紫外レーザ光Ｌが固体試料１１の分析面に照
射されないようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、被分析物である個体
試料にイオンビームを当てることによりスパッタされる
粒子のうちで、電荷を持たない中性粒子をレーザにより
イオン化してなる光励起イオンの質量スペクトルを測定
することで試料の質量分析を行うレーザイオン化中性粒
子質量分析装置に関するものである。
試料にイオンビームを当てることによりスパッタされる
粒子のうちで、電荷を持たない中性粒子をレーザにより
イオン化してなる光励起イオンの質量スペクトルを測定
することで試料の質量分析を行うレーザイオン化中性粒
子質量分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種のレーザイオン化中性粒子質量分
析装置において、固体試料表面よりスパッタされる中性
粒子をレーザ光により効率良くイオン化するためには、
レーザ光の通過位置を固体試料表面にできるだけ近づけ
ることが望ましい。しかし、この場合、レーザの一部が
試料表面に照射されて新たなイオン（レーザアブレーシ
ョンイオン）が発生することが問題となる。
析装置において、固体試料表面よりスパッタされる中性
粒子をレーザ光により効率良くイオン化するためには、
レーザ光の通過位置を固体試料表面にできるだけ近づけ
ることが望ましい。しかし、この場合、レーザの一部が
試料表面に照射されて新たなイオン（レーザアブレーシ
ョンイオン）が発生することが問題となる。
【０００３】そこで、本発明者らは、特開平３−２９１
５５９号や特開平４−５８４４７号の発明において、こ
のようなレーザアブレーションイオンや二次イオン等の
イオンを効果的に分離し、光励起イオンのみを検出する
装置を考案した。図４に本発明者らの発明したレーザイ
オン化中性粒子質量分析装置の全体図を示す。
５５９号や特開平４−５８４４７号の発明において、こ
のようなレーザアブレーションイオンや二次イオン等の
イオンを効果的に分離し、光励起イオンのみを検出する
装置を考案した。図４に本発明者らの発明したレーザイ
オン化中性粒子質量分析装置の全体図を示す。
【０００４】図４において、イオンビーム発生装置３２
よりイオンビームＢが発生する。次いで、このイオンビ
ームＢを静電レンズ３３により収束した後、走査電極３
４により振動させて固体試料３１表面上を走査しながら
表面上に衝撃させる。イオンビームＢの衝撃により中性
粒子Ｃと二次イオンＩ2 がスパッタされる。中性粒子Ｃ
は、紫外レーザ光Ｌによりイオン化され光励起イオンＩ
c となる。この光励起イオンＩc は引き出し電極３６に
よりイオン化領域から引き出され、エネルギ分析器３７
を通過後、磁場や電場を利用した質量分析器３８で質量
分離された後、イオン検出器３９で電気パルス化され、
パルス計数器４０で計数される。
よりイオンビームＢが発生する。次いで、このイオンビ
ームＢを静電レンズ３３により収束した後、走査電極３
４により振動させて固体試料３１表面上を走査しながら
表面上に衝撃させる。イオンビームＢの衝撃により中性
粒子Ｃと二次イオンＩ2 がスパッタされる。中性粒子Ｃ
は、紫外レーザ光Ｌによりイオン化され光励起イオンＩ
c となる。この光励起イオンＩc は引き出し電極３６に
よりイオン化領域から引き出され、エネルギ分析器３７
を通過後、磁場や電場を利用した質量分析器３８で質量
分離された後、イオン検出器３９で電気パルス化され、
パルス計数器４０で計数される。
【０００５】このような装置においては、レーザアブレ
ーションイオンや二次イオンＩ2 の発生装置と光励起イ
オンＩc の発生位置が異なる。そのため、引き出し電極
３６により印加される電位が異なるため、容易にエネル
ギ分析器３７によってエネルギ分離が可能であり、その
ため光励起イオンＩc を効果的にレーザアブレーション
イオンや二次イオンから分離して検出することが可能で
ある。そのため、レーザの通過位置を試料表面近くにま
で近づけることが可能となり、効率的に中性粒子を光イ
オン化することが可能となった。
ーションイオンや二次イオンＩ2 の発生装置と光励起イ
オンＩc の発生位置が異なる。そのため、引き出し電極
３６により印加される電位が異なるため、容易にエネル
ギ分析器３７によってエネルギ分離が可能であり、その
ため光励起イオンＩc を効果的にレーザアブレーション
イオンや二次イオンから分離して検出することが可能で
ある。そのため、レーザの通過位置を試料表面近くにま
で近づけることが可能となり、効率的に中性粒子を光イ
オン化することが可能となった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
の一部が試料表面に照射されることによってレーザアブ
レーションイオンが発生することの他にも、例えば試料
表面がレーザによって熱せられるために化学反応を起こ
し分析ができなくなるなどの問題が生じる。そこで、レ
ーザを試料表面に照射せず、かつできるだけレーザを試
料表面に近づける方法が必要となる。
の一部が試料表面に照射されることによってレーザアブ
レーションイオンが発生することの他にも、例えば試料
表面がレーザによって熱せられるために化学反応を起こ
し分析ができなくなるなどの問題が生じる。そこで、レ
ーザを試料表面に照射せず、かつできるだけレーザを試
料表面に近づける方法が必要となる。
【０００７】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、試料表面からスパッ
タされる中性粒子のイオン化効率を高めるべくレーザの
通過位置をできるだけ試料表面に近づけることができ、
しかも試料表面にはレーザが照射されることのないレー
ザイオン化中性粒子質量分析装置を提供することにあ
る。
べくなされたもので、その目的は、試料表面からスパッ
タされる中性粒子のイオン化効率を高めるべくレーザの
通過位置をできるだけ試料表面に近づけることができ、
しかも試料表面にはレーザが照射されることのないレー
ザイオン化中性粒子質量分析装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は前記目的を達
成するために、次のような構成とした。すなわち、真空
中において被分析物である固体試料の表面にイオンビー
ムを照射し、前記固体試料表面から中性粒子をスパッタ
させる手段（イオンビーム発生装置、静電レンズ、走査
電極など）と、前記中性粒子をイオン化して光励起イオ
ンを発生させるパルスレーザと、前記光励起イオンを質
量分離する質量分析器と、前記質量分析器により質量分
離されたイオンを検出するイオン検出器とを備え、さら
に前記パルスレーザが前記固体試料を直接照射すること
によって発生するアブレーションイオンを取り除く手段
（取り出し電極、エネルギ分析器など）を前記質量分析
器の前段に有するレーザイオン化中性粒子質量分析装置
において、前記パルスレーザを前記固体試料表面の斜め
後方より入射させ、前記固体試料の側面が前記パルスレ
ーザの一部を遮ることによりパルスレーザが固体試料表
面の分析面に照射されないようにレーザ装置を配置す
る。
成するために、次のような構成とした。すなわち、真空
中において被分析物である固体試料の表面にイオンビー
ムを照射し、前記固体試料表面から中性粒子をスパッタ
させる手段（イオンビーム発生装置、静電レンズ、走査
電極など）と、前記中性粒子をイオン化して光励起イオ
ンを発生させるパルスレーザと、前記光励起イオンを質
量分離する質量分析器と、前記質量分析器により質量分
離されたイオンを検出するイオン検出器とを備え、さら
に前記パルスレーザが前記固体試料を直接照射すること
によって発生するアブレーションイオンを取り除く手段
（取り出し電極、エネルギ分析器など）を前記質量分析
器の前段に有するレーザイオン化中性粒子質量分析装置
において、前記パルスレーザを前記固体試料表面の斜め
後方より入射させ、前記固体試料の側面が前記パルスレ
ーザの一部を遮ることによりパルスレーザが固体試料表
面の分析面に照射されないようにレーザ装置を配置す
る。
【０００９】
【作用】以上のような構成において、レーザ光の下部が
試料の側面により遮られた状態で、レーザ光が分析され
る試料表面に対して斜め後方から斜め前方に通過する。
従来において試料表面に照射されていたレーザ光の下部
部分が試料側面によって遮られ、試料表面に照射されな
くなる。これにより試料表面がレーザによって熱せられ
ることがなく、化学反応を起こして分析ができなくなる
というような問題を解消できる。また、レーザの通過位
置は従来とほぼ変わらず、試料表面に近づけることがで
きる。なお、レーザ光の下部部分が試料の側面を照射す
ることになるが、分析位置との間に距離をとれば、熱的
影響の心配がない。
試料の側面により遮られた状態で、レーザ光が分析され
る試料表面に対して斜め後方から斜め前方に通過する。
従来において試料表面に照射されていたレーザ光の下部
部分が試料側面によって遮られ、試料表面に照射されな
くなる。これにより試料表面がレーザによって熱せられ
ることがなく、化学反応を起こして分析ができなくなる
というような問題を解消できる。また、レーザの通過位
置は従来とほぼ変わらず、試料表面に近づけることがで
きる。なお、レーザ光の下部部分が試料の側面を照射す
ることになるが、分析位置との間に距離をとれば、熱的
影響の心配がない。
【００１０】
【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て詳細に説明する。図１、図２は、この発明のレーザイ
オン化中性粒子質量分析装置を示す全体概略図、固体試
料近傍の拡大図である。図１に示すように、固体試料１
１の斜め上方には、従来と同様にイオンビーム発生装置
１２、静電レンズ１３、走査電極１４が配列され、さら
に固体試料１１の上には引き出し電極１６、エネルギ分
析器１７が設けられ、このエネルギ分析器１７に質量分
析器１８、イオン検出器１９、パルス計数器２０が接続
される。
て詳細に説明する。図１、図２は、この発明のレーザイ
オン化中性粒子質量分析装置を示す全体概略図、固体試
料近傍の拡大図である。図１に示すように、固体試料１
１の斜め上方には、従来と同様にイオンビーム発生装置
１２、静電レンズ１３、走査電極１４が配列され、さら
に固体試料１１の上には引き出し電極１６、エネルギ分
析器１７が設けられ、このエネルギ分析器１７に質量分
析器１８、イオン検出器１９、パルス計数器２０が接続
される。
【００１１】イオンビーム発生装置１２より発生したイ
オンビームＢは、静電レンズ１３により収束された後、
走査電極１４により振動して固体試料１１の表面上を走
査しながら衝撃する。イオンビームＢの衝撃により固体
試料１１から中性粒子Ｃと二次イオンＩ2 がスパッタさ
れる。中性粒子Ｃは、パルスレーザ１５からの紫外レー
ザ光Ｌによりイオン化され、光励起イオンＩc となる。
この光励起イオンＩcは、引き出し電極１６によりイオ
ン化領域から引き出され、エネルギ分析器１７でレーザ
アブレーションや二次イオンからエネルギ分離された
後、磁場や電場を利用した質量分析器１８で質量分離さ
れ、イオン検出器１９で電気パルス化され、パルス計数
器２０で計数される。
オンビームＢは、静電レンズ１３により収束された後、
走査電極１４により振動して固体試料１１の表面上を走
査しながら衝撃する。イオンビームＢの衝撃により固体
試料１１から中性粒子Ｃと二次イオンＩ2 がスパッタさ
れる。中性粒子Ｃは、パルスレーザ１５からの紫外レー
ザ光Ｌによりイオン化され、光励起イオンＩc となる。
この光励起イオンＩcは、引き出し電極１６によりイオ
ン化領域から引き出され、エネルギ分析器１７でレーザ
アブレーションや二次イオンからエネルギ分離された
後、磁場や電場を利用した質量分析器１８で質量分離さ
れ、イオン検出器１９で電気パルス化され、パルス計数
器２０で計数される。
【００１２】以上のような構成において、レーザ装置１
５を傾斜配置して紫外レーザ光Ｌを固体試料１１の側面
上部に指向させ、紫外レーザ光Ｌの一部が固体試料１１
の側面上端部に遮られた状態で、紫外レーザ光Ｌが固体
試料１１の表面に対して斜め後方から斜め前方に通過す
るように構成する。
５を傾斜配置して紫外レーザ光Ｌを固体試料１１の側面
上部に指向させ、紫外レーザ光Ｌの一部が固体試料１１
の側面上端部に遮られた状態で、紫外レーザ光Ｌが固体
試料１１の表面に対して斜め後方から斜め前方に通過す
るように構成する。
【００１３】このような構成において、図２に示すよう
に、従来では固体試料１１の表面１１ａに照射されてい
た紫外レーザ光Ｌの下部部分ａが固体試料１１の側面１
１ｂの上端部によって遮られ、固体試料１１の表面１１
ａには決して照射されなくなる。紫外レーザ光Ｌの下部
部分ａは試料の側面１１ｂを照射することになるが、適
当に分析位置との距離をとることにより熱的影響を与え
ない。
に、従来では固体試料１１の表面１１ａに照射されてい
た紫外レーザ光Ｌの下部部分ａが固体試料１１の側面１
１ｂの上端部によって遮られ、固体試料１１の表面１１
ａには決して照射されなくなる。紫外レーザ光Ｌの下部
部分ａは試料の側面１１ｂを照射することになるが、適
当に分析位置との距離をとることにより熱的影響を与え
ない。
【００１４】紫外レーザ光Ｌの下部部分ａが固体試料１
１の表面部分に照射されないことにより、固体試料１１
の表面がレーザ光Ｌにより熱せられて化学反応を起こす
ことがない。図３に示すのは、このような装置をＳｉ酸
化膜に適用して試料表面に対する光励起イオン強度を示
したグラフであり、レーザによる熱的影響が無いことが
わかる。
１の表面部分に照射されないことにより、固体試料１１
の表面がレーザ光Ｌにより熱せられて化学反応を起こす
ことがない。図３に示すのは、このような装置をＳｉ酸
化膜に適用して試料表面に対する光励起イオン強度を示
したグラフであり、レーザによる熱的影響が無いことが
わかる。
【００１５】
【発明の効果】前述の通り、この発明によれば、固体表
面からスパッタされる中性粒子をイオン化するパルスレ
ーザを前記固体試料の斜め後方より入射させ、前記固体
試料の側面が前記パルスレーザの一部を遮ることにより
パルスレーザが固体試料の分析面に照射されないように
したため、レーザの通過位置をできるだけ試料表面に近
づけた状態で、試料表面にレーザが照射されないように
することができ、レーザの影響を受けない表面分析が可
能となる。
面からスパッタされる中性粒子をイオン化するパルスレ
ーザを前記固体試料の斜め後方より入射させ、前記固体
試料の側面が前記パルスレーザの一部を遮ることにより
パルスレーザが固体試料の分析面に照射されないように
したため、レーザの通過位置をできるだけ試料表面に近
づけた状態で、試料表面にレーザが照射されないように
することができ、レーザの影響を受けない表面分析が可
能となる。
【図１】この発明のレーザイオン化中性粒子質量分析装
置全体を示す概略図である。
置全体を示す概略図である。
【図２】図１の装置における固体試料近傍の拡大図であ
る。
る。
【図３】この発明によるＳｉ酸化膜の深さ方向分析例を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図４】従来のレーザイオン化中性粒子質量分析装置を
示す概略図である。
示す概略図である。
Ｂ イオンビーム Ｃ 中性粒子 Ｉc 光励起イオン Ｉ2 二次イオン １１ 固体試料 １２ イオンビーム発生装置 １３ 静電レンズ １４ 走査電極 １５ パルスレーザ １６ 引き出し電極 １７ エネルギ分析器 １８ 質量分析器 １９ イオン検出器 ２０ パルス計数器
Claims (1)
- 【請求項１】 真空中において被分析物である固体試料
の表面にイオンビームを照射し、前記固体試料表面から
中性粒子をスパッタさせる手段と、前記中性粒子をイオ
ン化して光励起イオンを発生させるパルスレーザと、前
記光励起イオンを質量分離する質量分析器と、前記質量
分析器により質量分離されたイオンを検出するイオン検
出器とを備え、さらに前記パルスレーザが前記固体試料
を直接照射することによって発生するアブレーションイ
オンを取り除く手段を前記質量分析器の前段に有するレ
ーザイオン化中性粒子質量分析装置において、 前記パルスレーザを前記固体試料表面の斜め後方より入
射させ、前記固体試料の側面が前記パルスレーザの一部
を遮ることによりパルスレーザが固体試料表面の分析面
に照射されないようにレーザ装置を配置したことを特徴
とするレーザイオン化中性粒子質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5099959A JPH06310092A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | レーザイオン化中性粒子質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5099959A JPH06310092A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | レーザイオン化中性粒子質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310092A true JPH06310092A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14261228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5099959A Pending JPH06310092A (ja) | 1993-04-27 | 1993-04-27 | レーザイオン化中性粒子質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06310092A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105572216A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-05-11 | 大连民族大学 | 一种新型飞行时间二次离子质谱 |
| US10553416B2 (en) | 2015-09-11 | 2020-02-04 | Toshiba Memory Corproation | Mass spectrometer performing mass spectrometry for sample with laser irradiation |
-
1993
- 1993-04-27 JP JP5099959A patent/JPH06310092A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10553416B2 (en) | 2015-09-11 | 2020-02-04 | Toshiba Memory Corproation | Mass spectrometer performing mass spectrometry for sample with laser irradiation |
| CN105572216A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-05-11 | 大连民族大学 | 一种新型飞行时间二次离子质谱 |
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