JPS5925154A - 荷電粒子アナライザ素子の整列装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、一般に荷電粒子アナライザ素子の整列装置に
関し、かつ詳しくは、超高真空中に配置された素子を外
部から整列するために有用である装置に関する。

荷電粒子スにクトロスコピーの一般的分野において、タ
ーゲット物質から遊離された荷電粒子が、それに応答す
る信号を発生させるため取（＝Ｊけられたコレクタ装置
に衝突する。その後に、このコレクタ装置から得られた
信号が処理され、物質の元素組成を示すか寸たけそれを
表わす有効出力信号を生じる。

このような分析の精度にとって第１に重要なのが、荷電
粒子アナライザを通過する荷電粒子に対するコレクタ装
置の位置決めまたは整列である。この分野の初期の研究
において、ザンプルの表面から荷電粒子を遊離させる粒
子ビーム、すなわち放射ビームの直径が相対的（（大で
あり、かっこのビームとアナライザとの整列が、とりわ
け、ビームをその軸に沿い偏向させることにより実施さ
れた。

コレクタの整列を改善する方法がさらに困難になるとと
もに、ビーム発射ガンだけでなく１だアナライザの種々
の素子が相応に小さい許容差で高精度に加工されねばな
らなかった。ｈｖ用のエレクトロンスペクトロスコープ
の１種が米国特許明細１第４２０５２２６号に記載され
ている。この明ＭＪ＠：には、内部コレクタ整列機構が
記載されてｂる。しかしながらその整列工程は、はじめ
の装置誤配列がまず」］］定され、超高真空が中断され
かつ次いでコレクタ装置が調節されなければならないの
で約４時間を要する。

その後に、装置が再び組立てられ、超高真空が再設定さ
れかつ整列がチェックされる。しばしばこの工程が、所
要の整列精度を得るため繰返されなければならない。

さらに、技術進歩の結果ビーム直径が小さくなったので
、アナライザ素子を整列させるためビーム偏向を使用す
ることが益々非実用的になった。この非実用性は、極め
て大きい実施費用および大きい機械的精度からだけでな
く、過大なビーム収差が小さいビームの相対的にわずか
な偏向度から導入されるという事実からも生じる。

従って、本発明の目的は、完全に正確でありかつ、整列
実施に相対的にわずかな時間を要するにすぎない整列装
置を得ることである。

この目的は、少くとも部分的に、整列された荷電粒子ア
ナライザの素子を位置決めおよび固定する装置を含有す
る複数の半径方向ＭＡ孔を有する整列装置により達成さ
れる。

以下に、本発明の他の目的および利点を図面実施例につ
き詳説する。

本発明は、一般に全ての荷電粒子ス被りトロスコープに
関するものであるが、以下の実施例はエレクト°ロンス
ペクトロスコープ、詳シくハオージエエレクトロンスヘ
クトロスコーフ（Ａｕｇｅｒ　ｅｌｅｃｔｒｏｎ　５ｐ
ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ　）に関する。

第１図において、本発明の原理を具体化するオーノエエ
レクトロンスベクトロスコープが一般に１０で示され、
このものは、電子線源１２を含有し：ビームプランキン
グ素子１４、コンデンサレンズ１Ｇ、第１のビーム制御
プレート１８、可変対物アパーチャ２０、第２のビーム
制御プレート２２、および固定対物レンズ２４を含有す
るビーム制御素子を有する。さらにこの装置１０は、こ
の実施例の場合、円筒形のミラーアナライザ２８、コレ
クタ装置３ｏおよび整列装置３２を含有するオーノエエ
レクトロンアナライザ２６を含有する。

当業者に公知であるように、前述のこれら素子は、操作
中、超高真空にポンプ減圧されるケーシング３４の内部
に装入されている（この場合“超高真空″なる用語は、
約１０　’　ｌ−ルを上形る圧力を表わすために使用さ
れる）。

電子線源は、例えば米国特許明細書箱４２０５２２６＠
に記載されたような常用の構造で、その全体がその明細
書記載により具体化されたものであればよい。さらに、
前述の常用のビーム収束および形成素子が前記明細書に
も十分に記載されているが、なおその記載は本発明の完
全な理解を保証するものではない。

本発明の要因である常用の装置から出発し、整列装置３
２が、コレクタ装置３０のターゲット側３６および線源
側３８間に備えられる。

有利な実施例において、整列装置３２は、第２Ａ図に示
すようにそれを貫通するア・ｇ−チャ４２を有するフラ
ンツプレート４０を含有する。有利に、このアパーチャ
４２は円形かつフランツプレート４０と同軸でありかつ
直径約４ＣｒＩＬを有し、かつこれはその中にコレクタ
装置３０を緩く収容する。さらに７ランノプレート４０
は、このフランツプレート４０の周縁から延びかつアパ
ーチャ４２と連絡する、距離をおいた複数の貫通孔４４
を含有する。有利な実施例において、これらは、周縁４
Ｇの回りに等しい距離をおいた４つの貫通孔４４である
。勿論、以下の記載から明白なように、３つ程度の少数
の貫通孔４４でも十分である。また有利に、貫通孔４４
全部が、ビーム通路の軸と実際に直角である同じ平面中
にある必要はない。

この実施例において、それぞれの貫通孔４４は、フラン
ジプレー）４００周縁４６の外側から制御可能なプソン
ユロンド５ｏによりア・ξ−チャ４２中へ押入可能およ
びそれから後退可能であるシランツヤ４８を含有する。

それぞれのフッシュロッド５０は貫通孔４４中のベロー
ズ５２を経て延びるが、ベローズ５２はそれにわたる超
高真空にＷＪｆえることができる。このようナヘローズ
５２の１つが、カンヨン社（ＣＡＪＯＮＣｏｍｐａｎｙ
　ｏｆ　５ｏｌｏｎ　＋　０ｈｉｏ　）により部品番号
３２１−４−χ−２として製造市販されている。

特殊な１実施例において、７ランノプレート４０は外径
約２５ｃ７ｒＬおよび厚き約２．５　ｃｍを有する。そ
れぞれの貫通孔４４は、周縁４Ｇから内方へ延びる比較
的広い部分５４およびアパーチヤ４２中へ出る比較的狭
い部分５６を含有する。従って、プランツヤを受ける肩
部５８が、貫通孔４４中で交差部に形成される。有利に
、比較的広い部分５４が直径約１．２　ｃｍを有し、か
つ比較的狭い部分５６が直径約０．２５ｃｕを有する。

この実施例において、プラノジャ４８が、狭い部分の直
径よりも比較的太であり、広い部分５４中の移動と共働
可能に適合する直径を有するヘッド部６０を含有し、こ
のヘッド部６０が、シランジャ４８が完全に仲人した場
合肩部５８に載る。捷だ、このプランツヤ４８は、ヘッ
ド部６０から延びかつ貫通孔の比較的せまい部分５Ｇを
経て延びる接触ロッド６２を含有する。

ゾノンユロノド５０は、そのｌ端６４ｆヘッド部６０に
接触しかつそこから外方へ延びる。

有利に、シソシュロッド５０はその他端６８にねじ部６
６を含有し、このねじ部６６が、フランツプレー）４０
０周縁４６に設けられたフランツ７０のねし孔７０中へ
ねじ込まれる。従ってプソンユロツド５０は、例えばね
じ回しを使用することにより、アパーチャ４２へ向は推
進されるかまたはそれから引抜かれることができる。

実際に、ブツシュロッド５０が、プランツヤ４８と一緒
になって、コレクタ装置３０をグーソング３４中で位置
決めおよび固定する装置として使用される。

第２Ｂ図に示した他の実施例において、２つの隣接する
貫通孔４４Ａに、それぞればね７４によりア・ξ−チャ
４２へ向は圧迫されるプランツヤ４８が備えられる。さ
らに、貫通孔４４　Ａは、所望の高真空をその中に維持
するため、例えば溶接のような公知の技術によりンール
されている。有利に、ばね７４は１０〜５０ボンド（約
４，５〜２２．５　ｋｌｉ’　）の力を作用させること
が可能である。従ってこの実施例の場合、ばね装荷され
たシランツヤ４８が、可調節シランツヤに、すなわちそ
れらが貫通孔４牛から突出するための十分な抗力を与え
、コレクタ装置３０の整列あるいは寸だ装置３０の整列
位置への固定のいずれにも十分な抗力を許容する。

第３図に示すように、装置７６が包含され、これがコレ
クタ装置３０をビーム軸に平行な方向に支持する。この
装置７６は、複数のＺ形ばねを使用することにより有効
とされることができる。従って、コレクタ装置３０は、
プランジャ４８を超高真空に対し外側から、または外的
に調節することにより、ビーム軸に対し角度により整列
されることができる。

第３図の実施Ｉ１５’１１に示すように、貫通孔４４は
その全長にわたり等しい直径を有する。このような西己
夕１ｊにおいて、プランジャ４８がプノンユロノド５０
に固定されている。さらに、プランツヤ４８の整列を維
持もしくは強化するため、それに取付けられた１組の案
内アーム８０を有するブラケット７８が、案内アーム８
０がアノミーチャ４２中へ延びるように備えられる。こ
の案内アーム８０ば、プランツヤ４８の接触ロッド６２
が通る案内孔８２と一緒に備えられる。

有利に、この案内孔の軸は貫通孔４４の軸と整列する。

１つの特殊な配列において、フランジゾレート４０は、
貫通孔４４の背後へ延びかつア・ξ−チャ４２中へ延び
る数例は壁８４を含有するように形成される。フランジ
ゾレート４０の厚さと比べ薄い厚さを有する壁８４は、
ブラケット７８が壁８４に固定された際に案内孔８２が
貫通孔４４と軸方向に整列するように共働可能な寸法に
形成されている。フランノゾレート４０ば、公知の機械
加工技術を使用し形成されることができる。

有利な整列法を後述する。寝首１０を組立てかつターゲ
ット、例えば銅ターゲツトを備え、かつ直径１００オン
グストローム〜１００ミ／）ロンを有するＫｅＶビーム
をそれに向ける。プソンユロンド５０を、コレクタ装置
δ○が最高反射エレクトロンを受容する丑で、すなわち
コレクタ装置が遊離エレクトロンの弾性ピークに心出し
されるまで調節する。全工程が５〜１０秒で容易に実施
されることができ、かっこの整列の精度が常用の装置を
一２〜３倍上廻る。

不明、１′＋ｌｆｌ書において、本発明が有利な実施例
により詳説されているにせよ、他の構成および変法が本
発明の精神および範囲を逸脱することなく可能であるこ
とは明白である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の１実施例を略示する縦断面
図、第２Ａ図は第１図の２−２線による横断面図、第２
Ｂ図は本発明による装置の他の１実施例を示す横断面図
、および第３図は本発明による装置のさらに他の１実施
例を略示する縦断面図である。 １０・・・エレクトロンスペクトロスコーフ、１２・・
・電子線源、■４・・ビームブランキング素子、１Ｇ・
・・コンデンサレン！、１８・・・第１　ノヒ−ムｉ１
ｉ制御プレート、２０・・・目Ｊ変対物アパーチャ、２
２・第２のビーム８Ｉｉ制御プレート、２４・固定対物
レンズ、２６　・オーノエエレクＩ・ロンアナライリ゛
、２８・・ミラーアナライザ、３０・・・コレクタ装置
、３２・・・整列装置、４０・・・フランツプレート、
４２・・与パーチャ、４４・・貫通孔、４６・・・周縁
、４８・・・シランジャ、５０・・・ブツシュロッド、
５２・・・ベローズ、５４・・・広い部分、５６・・・
狭い部分、５８・・・肩部、６０・・・ヘッド部、６２
・・・接触ロツ１き、７４・・・ばね、７６・・・支持
装置、７８・・・ブラケット、８０・・・案内アーム、
８２・・・案内孔、８４・・・取付は壁

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、荷電粒子アナライザの素子を整列させる装置におい
   て： 前記素子を緩く収容するような寸法に形成された貫通ア
   ・ξ−チャを有するプレート；前記プレートの周縁から
   延びかつ前記アパーチャに接続する複数の半径方向の貫
   通孔；前記貫通孔を経て延び、前記素子を前記ア・ξ−
   チャ中に位置決めおよび固定する装置；それぞれの前記
   貫通孔と共同しかつその内部に配置され、それにより超
   高真空が前記貫通孔にわたり維持可能である超高真空用
   シール； より成る荷電粒子アナライザ素子の整列装置。 ２、前記貫通孔が、前記プレートの周縁から内方へ延び
   る比較的広い部分および前記ア・ξ−チャへ出る比較的
   狭い部分、これら部分の交差部に形成された肩部な含有
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷電
   粒子アナライザ素子の整列装置。 ３、前記位置決め装置がプランジャおよびブツシュロッ
   ドを含有し、前記プランジャの１端が、前記ブツシュロ
   ッドの操作を経て前記ア・ξ−チャ中へ押入可能および
   それから後退可能であり、前記ブツシュロッドの１端が
   、前記プレートの周縁付近の、前記ンールの終端部背後
   に延びることを特徴とする特許請求の範囲第１または第
   ２項のいずれかに記載の荷電粒子アナライザ素子の整列
   装置。 ４、前記ブツシュロッドの前記１端が雄ねじを有しかつ
   、位置決めフランジの雌ねじ加工された開口部中へ延び
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の荷電粒
   子アナライザ素子の整列装置。 ５、前記位置決めフランジが、前記プレートに固定され
   かつ前記貫通孔と軸方向に整列されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の荷電粒子アナライザ素
   子の整列装置。 ６、　前記シランジャが、前記貫通孔の前記比較的狭い
   部分よりも比較的大きい直径を有するヘラ１＋部を含有
   することを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の荷電
   粒子アナライザ素子の整列装置。 ７　前記貫通孔の数の但し半分を上廻らなり数の貫通孔
   がその中にばね装荷せるシランツヤを含有し、前記数の
   前記貫通孔が前記プレートの周縁付近でシールされ、前
   記プランツヤが前記ア・ξ−チャ中へ延びることを特徴
   とする特許請求の範囲第１または第２項のいずれかに記
   載の荷電粒子アナライザ素子の整列装置。 ８　それぞれの前記ばね装荷せるシランジャが、シラン
   ジャおよびシソシュロットゝを有スる貫通孔に対向せし
   められていることを特徴とする特許請求の範囲第７項記
   載の荷電粒子アナライザ素子の整列装置。 ９、　前記超高真空用ソールが、最低ニゲ９トルの超高
   真空が維持可能であるベローズを含有することを特徴と
   する特許請求の範囲第■丑たは第２項のいずれかに記載
   の荷電粒子アナライザ素子の整列装置。 １０　　さらに該装置が、それぞれの貫通孔と共同しか
   つ前記ア・ξ−チャ中へ延びる、前記位置決めおよび固
   定装置を案内する装置より成ることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の荷電粒子アナライザ素子の整列装
   置。 １１、前記位置決めおよび固定装置が、前記ア・♀−チ
   ヤ中へ併入可能およびそれから後退可能であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１０項記載の荷電粒子アナラ
   イザ素子の整列装置。 １２、　　さらに該装置が、前記プレートとコ一体であ
   りかつそれと比べ薄い厚さを有する、前記アパーチャへ
   延びる壁より成り、前記壁に１、前記案内装置が前記壁
   に数例けられた際にｔ’ｊｌ　Ｆｔ＋。 案内孔が前記貫通孔と軸方向に整列するように前記案内
   装置と共働する寸法に形成されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１１項記載の荷電粒子アナライザ素子
   の整列装置。