JPS5830697B2 - 荷電粒子エネルギ−分析装置 - Google Patents
荷電粒子エネルギ−分析装置Info
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- JPS5830697B2 JPS5830697B2 JP52102706A JP10270677A JPS5830697B2 JP S5830697 B2 JPS5830697 B2 JP S5830697B2 JP 52102706 A JP52102706 A JP 52102706A JP 10270677 A JP10270677 A JP 10270677A JP S5830697 B2 JPS5830697 B2 JP S5830697B2
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- 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
- H01J37/256—Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers using scanning beams
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
- G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
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- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—HANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/08—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means
- G21K1/087—Deviation, concentration or focusing of the beam by electric or magnetic means by electrical means
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、荷電粒子エネルギー分析器において、信号の
検出立体角を大きくとることを可能ならしめ、且つ測定
位置での試料表面の凹凸形状の判別情報をも得ることが
可能な荷電粒子エネルギー分析器に関するものである。
検出立体角を大きくとることを可能ならしめ、且つ測定
位置での試料表面の凹凸形状の判別情報をも得ることが
可能な荷電粒子エネルギー分析器に関するものである。
固体表面分析におけるオージェ電子、光電子等の微弱で
低エネルギーの電子線の分析に際しては、試料から放出
された電子を効率よく利用することか肝要であり、その
ためには検出立体角（二分析器に入射する電子線の立体
角／試料から放出される電子線の立体角）の大きいこと
が必要である。
低エネルギーの電子線の分析に際しては、試料から放出
された電子を効率よく利用することか肝要であり、その
ためには検出立体角（二分析器に入射する電子線の立体
角／試料から放出される電子線の立体角）の大きいこと
が必要である。
この要求にもとづいた最適形状として、第１図に示す構
造の分析系が提案されている。
造の分析系が提案されている。
この装置では試料周辺に軸対称に内外２つの電極からな
る偏向系を配置し、試料から放出されこの偏向系内に入
射する荷電粒子を大きく彎曲させる軌道を描かせた後、
再び中心軸上又はその円周上に集束させるような構成を
とっている。
る偏向系を配置し、試料から放出されこの偏向系内に入
射する荷電粒子を大きく彎曲させる軌道を描かせた後、
再び中心軸上又はその円周上に集束させるような構成を
とっている。
さらにこの偏向系の後段で、上述のような試料からの放
出荷電粒子の集束点が信号の放出点として考えられるよ
うな電子光学的な関係をもった飲屋に分析器を配置して
、二次電子の検出あるいは光電子、オージェ電子などの
エネルギー分析を行なわしめるものである。
出荷電粒子の集束点が信号の放出点として考えられるよ
うな電子光学的な関係をもった飲屋に分析器を配置して
、二次電子の検出あるいは光電子、オージェ電子などの
エネルギー分析を行なわしめるものである。
図において、１は電子銃で、ここから発生した電子線２
Ｉ／′ｉ集束レンズ３によって集束され試料面４上に照
射される。
Ｉ／′ｉ集束レンズ３によって集束され試料面４上に照
射される。
試料４の照射点からは、二次電子、オージェ電子などの
荷電粒子５がほぼコサイン・ロウ（ｃｏｓ−Ｌｏｗ）の
空間分布をもって放出される。
荷電粒子５がほぼコサイン・ロウ（ｃｏｓ−Ｌｏｗ）の
空間分布をもって放出される。
この荷電粒子のうち、点Ｐを頂点として半頂角がθ十ａ
およびθ−ａの二つの円錐に四重れた電子束が偏向電極
６，７の間に入射する。
およびθ−ａの二つの円錐に四重れた電子束が偏向電極
６，７の間に入射する。
偏向電極６，７は軸対称で、その断面がＬ字型をしてい
る２重電極で構成されている。
る２重電極で構成されている。
偏向電極内において荷電粒子束は偏向電場により太きく
わん曲した軌道を通り、さらに補助電極８により軌道修
正されて、補助電極８の後段におかれたスリット９上で
微小角ａの一次のオーダーで収束し、スリット９を通過
したのち中心軸上でクロスするように進む。
わん曲した軌道を通り、さらに補助電極８により軌道修
正されて、補助電極８の後段におかれたスリット９上で
微小角ａの一次のオーダーで収束し、スリット９を通過
したのち中心軸上でクロスするように進む。
この荷電粒子束はつづいて配置された円筒鏡面型エネル
ギー分析器１０によりエネルギー分析され、ある特定の
エネルギーをもった荷電粒子のみ軸上におかれた検出ス
リット９′に収束し、その後面にある検出器１１により
信号が検出される。
ギー分析器１０によりエネルギー分析され、ある特定の
エネルギーをもった荷電粒子のみ軸上におかれた検出ス
リット９′に収束し、その後面にある検出器１１により
信号が検出される。
偏向電極６，７、補助電極８、および円筒鏡面型分析器
１０の各電極に印加する電圧を電源１２゜１３．１４を
使用して各印加電圧をそれぞれ適当にえらんだのち、−
走化でこの印加電圧値を走査すれば、例えばオージェ電
子分析の場合にはその電子軌道はエネルギーに依存する
ため、試料から放出された電子エネルギースペクトルを
得ることか可能となる。
１０の各電極に印加する電圧を電源１２゜１３．１４を
使用して各印加電圧をそれぞれ適当にえらんだのち、−
走化でこの印加電圧値を走査すれば、例えばオージェ電
子分析の場合にはその電子軌道はエネルギーに依存する
ため、試料から放出された電子エネルギースペクトルを
得ることか可能となる。
以上は、試料から放出したオージェ電子分析の一例を述
べたものであり、この場合検出器１１の後段にあるスイ
ッチＳ１はＡ側に倒しておき、検出される信号はロック
イン増幅器１５により増幅され、周波数ｆなる摂動交流
により位相敏感検波される。
べたものであり、この場合検出器１１の後段にあるスイ
ッチＳ１はＡ側に倒しておき、検出される信号はロック
イン増幅器１５により増幅され、周波数ｆなる摂動交流
により位相敏感検波される。
この信号をレコーダ１６によって記録すると、ここには
オージェ電子エネルギースペクトルを得ることができる
。
オージェ電子エネルギースペクトルを得ることができる
。
また、分析系の電源１２，１３，１４を特定の電圧の値
に固定し、特定のエネルギーをもつオージェ電子のみを
検出できるような状態とし、スイッチＳ１ をＢ側に倒
しておき、ＣＲＴ２０の偏向コイル１９と一次電子線偏
向コイル１８とを同期して電源１７により駆動させ、−
次電子線を試料面上で走査し、試料面上の走査位置に対
応して得られる特定のエネルギー値のオージェ電子に応
じた信号の強弱をＣＲＴ２０の輝度変調として使用する
と、ＣＲＴ２０面上には、−次電子線の走査領域に対応
した特定元素のオージェ電子走査像を表示することがで
きる。
に固定し、特定のエネルギーをもつオージェ電子のみを
検出できるような状態とし、スイッチＳ１ をＢ側に倒
しておき、ＣＲＴ２０の偏向コイル１９と一次電子線偏
向コイル１８とを同期して電源１７により駆動させ、−
次電子線を試料面上で走査し、試料面上の走査位置に対
応して得られる特定のエネルギー値のオージェ電子に応
じた信号の強弱をＣＲＴ２０の輝度変調として使用する
と、ＣＲＴ２０面上には、−次電子線の走査領域に対応
した特定元素のオージェ電子走査像を表示することがで
きる。
以上、従来使用されている超高感度オージェ電子分析装
置の操作手順について述べたが、従来の方法では、検出
される信号の強弱が、試料内に含有されている元素量の
多少によるものか、測定場所の試料表面の形状（凹凸）
に関係しているものかは、試料から放出される信号を全
方位から検出しているために、その判別がむずかしい。
置の操作手順について述べたが、従来の方法では、検出
される信号の強弱が、試料内に含有されている元素量の
多少によるものか、測定場所の試料表面の形状（凹凸）
に関係しているものかは、試料から放出される信号を全
方位から検出しているために、その判別がむずかしい。
本発明はかかる問題を除去するための装置改良に関する
ものである。
ものである。
本発明の要旨とするところは、第１図において偏向電極
８とスリット９との間に電気的な荷電粒子束偏向部を装
着し、真円リング状に集束される荷電粒子束の一部分を
偏向させ、スリット９に入射しないようにして、それぞ
れ対応する位置の表面の凹凸状態の情報をも得ることを
可能にしたことを特徴とするものである。
８とスリット９との間に電気的な荷電粒子束偏向部を装
着し、真円リング状に集束される荷電粒子束の一部分を
偏向させ、スリット９に入射しないようにして、それぞ
れ対応する位置の表面の凹凸状態の情報をも得ることを
可能にしたことを特徴とするものである。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
第２図は上述の荷電粒子偏向部を装着した静電型荷電粒
子エネルギー分析系の一実施例を示したものであり、第
３図は荷電粒子偏向部の詳細を示したものである。
子エネルギー分析系の一実施例を示したものであり、第
３図は荷電粒子偏向部の詳細を示したものである。
以下、各部について述べる。
第２図において、荷電粒子偏向部の構造は荷電粒子束偏
向電極２１が、スリット９の上に絶縁物２２を介して固
定されている。
向電極２１が、スリット９の上に絶縁物２２を介して固
定されている。
このような構造の偏向電極が軸対称に複数個配置されて
いる。
いる。
こＸで偏向電極の先端はスリットに入射する荷電粒子束
をさえぎらないように取りつげである。
をさえぎらないように取りつげである。
偏向電極２１への電圧印加は電源２３により行うことが
可能である。
可能である。
このように構成された先ず分析系において、分析系に印
加する電圧を試料から放出される荷電粒子を最も効率よ
く検出できる値に電源１２，１３゜１４を設定しておく
、この状態で一次電子ビームを走査電源１７により試料
面上を走査し、試料から放出される荷電粒子に基づいて
検出される信号をＣＲＴ２０上に表示すれば、そこには
試料表面の二次電子像を得ることかできる。
加する電圧を試料から放出される荷電粒子を最も効率よ
く検出できる値に電源１２，１３゜１４を設定しておく
、この状態で一次電子ビームを走査電源１７により試料
面上を走査し、試料から放出される荷電粒子に基づいて
検出される信号をＣＲＴ２０上に表示すれば、そこには
試料表面の二次電子像を得ることかできる。
この場合、荷電粒子束偏向部に入射する荷電粒子束は真
円リング状になるよう予め補正調整されている。
円リング状になるよう予め補正調整されている。
つぎに偏向電極のうち、特定の方向の電極に電圧を印加
し荷電粒子束５の一部分を偏向させて、スリット９を通
過しないようにすると、この結果得られる二次電子像は
、あたかも試料に対して、ある特定の方向からのみ一次
電子線を照射したのと同一の結果となり、もし試料面上
に凹凸が存在している場合にはこれが立体的に観察でき
るようになる。
し荷電粒子束５の一部分を偏向させて、スリット９を通
過しないようにすると、この結果得られる二次電子像は
、あたかも試料に対して、ある特定の方向からのみ一次
電子線を照射したのと同一の結果となり、もし試料面上
に凹凸が存在している場合にはこれが立体的に観察でき
るようになる。
第３図に示すごとく、偏向電極２１には、スリットを通
過出来ない軟量に１で荷電粒子束を偏向し得る電圧が印
加可能な構成になっている。
過出来ない軟量に１で荷電粒子束を偏向し得る電圧が印
加可能な構成になっている。
スイッチＳ２を順次切換えることにより、全方位の信号
の一部を順次偏向させ、その都度試料表面を観察して試
料面の凹凸がどのような形状をしているかが判別できる
。
の一部を順次偏向させ、その都度試料表面を観察して試
料面の凹凸がどのような形状をしているかが判別できる
。
この情報をわき１えたうえで、塩ｌオージェ電子分析に
よる元素分布像を観察した場合、試料の形状効果の影響
を光分考案した上での像の解釈が可能となってくる。
よる元素分布像を観察した場合、試料の形状効果の影響
を光分考案した上での像の解釈が可能となってくる。
以上、荷電粒子偏向部を偏向電極８とスリット９との間
に配置した実施例を述べたが、荷電粒子束偏向場所は、
信号の発生源の試料から偏向系、分析系および検出器ま
での間のいずれの場所に設置してもよく、その数量も１
個で不充分であれば複数個の偏向部を信号の軌道内の任
意の位置に設置して目的を達成することが可能である。
に配置した実施例を述べたが、荷電粒子束偏向場所は、
信号の発生源の試料から偏向系、分析系および検出器ま
での間のいずれの場所に設置してもよく、その数量も１
個で不充分であれば複数個の偏向部を信号の軌道内の任
意の位置に設置して目的を達成することが可能である。
以上に本発明の一実施例として荷電粒子束５の一部分の
信号を偏向板により静電偏向させることにより検出でき
ないようにすることについて述べたか、荷電粒子束の一
部分をさえぎる方法としては、複数個の遮蔽板を軸対称
に配置しておき、その一部を荷電粒子束をさえぎる位置
１で移動可能な構造にしておき、各方位に対応した遮蔽
板をそれぞれ移動して荷電粒子束を遮蔽することによっ
ても同じ効果が期待できることは言う１でもない。
信号を偏向板により静電偏向させることにより検出でき
ないようにすることについて述べたか、荷電粒子束の一
部分をさえぎる方法としては、複数個の遮蔽板を軸対称
に配置しておき、その一部を荷電粒子束をさえぎる位置
１で移動可能な構造にしておき、各方位に対応した遮蔽
板をそれぞれ移動して荷電粒子束を遮蔽することによっ
ても同じ効果が期待できることは言う１でもない。
第１図は従来装置の構造図、第２図は本発明を装着した
分析系の構造図、第３図は本発明の詳細図である。
分析系の構造図、第３図は本発明の詳細図である。
Claims (1)
- １ 試料面に１次荷電粒子を照射する手段と、前記試料
面から放出される荷電粒子をエネルギー値に対応して偏
向させる偏向手段と、偏向された荷電粒子のエネルギー
を分析するエネルギー分析手段と、前記エネルギー分析
手段のエネルギー分析器に入射する荷電粒子束を光軸に
垂直な面内の全方位角範囲で１部づつ遮蔽する手段とを
有することを特徴とする荷電粒子エネルギー分析装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52102706A JPS5830697B2 (ja) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | 荷電粒子エネルギ−分析装置 |
| DE2835978A DE2835978C3 (de) | 1977-08-29 | 1978-08-17 | Energieanalysator zur Analyse der Energie geladener Teilchen |
| GB7834364A GB2004114B (en) | 1977-08-29 | 1978-08-23 | Charged-particle energy analyzer |
| US05/936,928 US4219730A (en) | 1977-08-29 | 1978-08-25 | Charge-particle energy analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52102706A JPS5830697B2 (ja) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | 荷電粒子エネルギ−分析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5436990A JPS5436990A (en) | 1979-03-19 |
| JPS5830697B2 true JPS5830697B2 (ja) | 1983-06-30 |
Family
ID=14334703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52102706A Expired JPS5830697B2 (ja) | 1977-08-29 | 1977-08-29 | 荷電粒子エネルギ−分析装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4219730A (ja) |
| JP (1) | JPS5830697B2 (ja) |
| DE (1) | DE2835978C3 (ja) |
| GB (1) | GB2004114B (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0545064B1 (de) * | 1991-12-02 | 2001-08-08 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Verfahren zur Filterung elektrisch geladener Teilchen, Energiefilter und Analysator mit einem solchen Energiefilter |
| JP3757371B2 (ja) * | 1999-07-05 | 2006-03-22 | 日本電子株式会社 | エネルギーフィルタ及びそれを用いた電子顕微鏡 |
| US8723114B2 (en) * | 2011-11-17 | 2014-05-13 | National University Of Singapore | Sequential radial mirror analyser |
| JP6053919B2 (ja) * | 2012-05-31 | 2016-12-27 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 荷電粒子を偏向させる偏向板および偏向装置 |
| JP6000450B2 (ja) * | 2012-06-01 | 2016-09-28 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 荷電粒子を偏向させるための偏向板および偏向装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3596091A (en) * | 1969-05-19 | 1971-07-27 | Varian Associates | Induced electron emission spectrometer having a unipotential sample chamber |
| US3714417A (en) * | 1970-04-30 | 1973-01-30 | Varian Associates | Beam focus coils for induced emission apparatus |
| US4126782A (en) * | 1976-02-09 | 1978-11-21 | Hitachi, Ltd. | Electrostatic charged-particle analyzer |
-
1977
- 1977-08-29 JP JP52102706A patent/JPS5830697B2/ja not_active Expired
-
1978
- 1978-08-17 DE DE2835978A patent/DE2835978C3/de not_active Expired
- 1978-08-23 GB GB7834364A patent/GB2004114B/en not_active Expired
- 1978-08-25 US US05/936,928 patent/US4219730A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2004114B (en) | 1982-02-10 |
| DE2835978B2 (de) | 1980-03-20 |
| DE2835978A1 (de) | 1979-03-08 |
| JPS5436990A (en) | 1979-03-19 |
| US4219730A (en) | 1980-08-26 |
| DE2835978C3 (de) | 1980-11-20 |
| GB2004114A (en) | 1979-03-21 |
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