JPH0450699B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0450699B2 JPH0450699B2 JP62184633A JP18463387A JPH0450699B2 JP H0450699 B2 JPH0450699 B2 JP H0450699B2 JP 62184633 A JP62184633 A JP 62184633A JP 18463387 A JP18463387 A JP 18463387A JP H0450699 B2 JPH0450699 B2 JP H0450699B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- primary
- electrode
- emitted
- accelerating electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 50
- 150000001768 cations Chemical group 0.000 claims description 25
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 19
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 claims description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 13
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 12
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 5
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 238000005421 electrostatic potential Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01J37/02—Details
- H01J37/026—Means for avoiding or neutralising unwanted electrical charges on tube components
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はイオン分析に関し、特に絶縁材料のイ
オン分析方法および装置に関するものである。
オン分析方法および装置に関するものである。
イオン分析器は元来、固体サンプルの分析のた
めに使用される。分析された成分が陰イオンを生
ずると、そのサンプルには陰性の極性が与えられ
て陰イオンを生じたことが分析される。一方、そ
の成分が陽イオンを放射すると、そのサンプルに
は陽性が与えられ、陽イオンを生じたことが分析
される。内部に絶縁領域を形成するサンプル、す
なわち絶縁材料のサンプルでは、帯電された粒子
の発生によりサンプルの表面上に表面電荷を形成
する。この表面電荷はサンプルの適当な像を得る
ために補償されなければならない。
めに使用される。分析された成分が陰イオンを生
ずると、そのサンプルには陰性の極性が与えられ
て陰イオンを生じたことが分析される。一方、そ
の成分が陽イオンを放射すると、そのサンプルに
は陽性が与えられ、陽イオンを生じたことが分析
される。内部に絶縁領域を形成するサンプル、す
なわち絶縁材料のサンプルでは、帯電された粒子
の発生によりサンプルの表面上に表面電荷を形成
する。この表面電荷はサンプルの適当な像を得る
ために補償されなければならない。
絶縁材料のサンプルから放出される陰性二次イ
オンによるイオン分析のための方法および装置は
すでに提案されている。この提案では、分析され
るべき一次イオンビームおよび補助電子ビームを
検査領域へと方向付けるようにする。補助電子ビ
ームは正電荷を正確に補償しようとするものであ
るが、正電荷を中性にする方法が使用されないと
正電荷がサンプルの表面上に生じて検査領域を損
うことがある。
オンによるイオン分析のための方法および装置は
すでに提案されている。この提案では、分析され
るべき一次イオンビームおよび補助電子ビームを
検査領域へと方向付けるようにする。補助電子ビ
ームは正電荷を正確に補償しようとするものであ
るが、正電荷を中性にする方法が使用されないと
正電荷がサンプルの表面上に生じて検査領域を損
うことがある。
絶縁材料のサンプルの分析のあたり、操作手順
としての分析はイオン衝撃によつて発生された二
次陽イオンに基づいており、サンプルのターゲツ
トには一次ビームの衝撃によつて発生された二次
陽イオンを押し戻すために正に極性付けられる。
冒頭に述べたように陰イオンに基づいた分析に類
似する一つの手段として、補助電子ビームを陽イ
オンの補助的単純運動ビームによつて置換えたも
のが存在する。しかし、この補助ビームをイオン
照射レンズの軸線に至らせるための磁界は、以前
使用されたものよりも、さらに強力なものでなけ
ればならない。ところが、磁界の二次イオンへの
作用がこれ以上容易には補償できないため、必要
以上に複雑な組立を伴うことになるので、上記の
手段はあまり有効なものではないと言わざるをえ
ない。さらに絶縁材料の表面はすべての条件下に
おいて、イオン衝撃の際に負電荷を発生する傾向
を持つていることが必要である。しかしながら、
イオン衝撃が一次陽イオンによつて生じた時は、
この例に当たらない。したがつて、補償を得るた
めに、高速中性原子か、または陰イオンによつて
サンプルの表面に衝撃を与える必要があり、ま
た、上記したように付加した補助電子ビームを与
えることが必要である。しかしながら、このよう
な装置はなおさら複雑になる。
としての分析はイオン衝撃によつて発生された二
次陽イオンに基づいており、サンプルのターゲツ
トには一次ビームの衝撃によつて発生された二次
陽イオンを押し戻すために正に極性付けられる。
冒頭に述べたように陰イオンに基づいた分析に類
似する一つの手段として、補助電子ビームを陽イ
オンの補助的単純運動ビームによつて置換えたも
のが存在する。しかし、この補助ビームをイオン
照射レンズの軸線に至らせるための磁界は、以前
使用されたものよりも、さらに強力なものでなけ
ればならない。ところが、磁界の二次イオンへの
作用がこれ以上容易には補償できないため、必要
以上に複雑な組立を伴うことになるので、上記の
手段はあまり有効なものではないと言わざるをえ
ない。さらに絶縁材料の表面はすべての条件下に
おいて、イオン衝撃の際に負電荷を発生する傾向
を持つていることが必要である。しかしながら、
イオン衝撃が一次陽イオンによつて生じた時は、
この例に当たらない。したがつて、補償を得るた
めに、高速中性原子か、または陰イオンによつて
サンプルの表面に衝撃を与える必要があり、ま
た、上記したように付加した補助電子ビームを与
えることが必要である。しかしながら、このよう
な装置はなおさら複雑になる。
さらに他の方法も提案されているが、それらは
すべてターゲツトから放出される陽イオンの分析
に属するものであり、ターゲツトの表面には金属
グリツドが蒸着されている。その場合、一次イオ
ンビームに加えて、サンプルの絶縁領域は加速電
極に発生した高エネルギー電子およびサンプルに
よる誘引によつてグリツドから放出される二次低
エネルギー電子を受ける。
すべてターゲツトから放出される陽イオンの分析
に属するものであり、ターゲツトの表面には金属
グリツドが蒸着されている。その場合、一次イオ
ンビームに加えて、サンプルの絶縁領域は加速電
極に発生した高エネルギー電子およびサンプルに
よる誘引によつてグリツドから放出される二次低
エネルギー電子を受ける。
ところが、ターゲツト上の一次イオンビームの
総合強度を一定に維持しながら一次イオンの衝撃
密度を十分低くするための補償を行うために、検
査領域上のこの低エネルギー電子を使用すること
ができる。検査領域の一次イオンビームの密度を
調整することによつて、絶縁表面を事実上等電位
とし、その場所の導電膜と比較した電位差を事実
上零とすることができる。しかし、この低い電位
差は結像に使用される二次イオン電流もまた小さ
くするという欠点となる。さらに、一次ビームの
密度調節は微妙な操作である。というのは、一次
ビームの密度調節は静電容量の励起の影響により
一次イオンビームの収束範囲に変化を与えること
によつて得られるものだからである。しかしなが
ら、一次カラムにはダイアフラムがあるので、こ
の操作もまたターゲツトに到達する一次イオンビ
ームの総合強度を変えてしまうおそれがある。最
後に、衝撃を与える領域は不必要に増大され、さ
らに、調節の難しさが増す傾向にある二次電子流
の調整のために、影響を受ける新しい領域は異な
る方向に二次イオンを放出する。
総合強度を一定に維持しながら一次イオンの衝撃
密度を十分低くするための補償を行うために、検
査領域上のこの低エネルギー電子を使用すること
ができる。検査領域の一次イオンビームの密度を
調整することによつて、絶縁表面を事実上等電位
とし、その場所の導電膜と比較した電位差を事実
上零とすることができる。しかし、この低い電位
差は結像に使用される二次イオン電流もまた小さ
くするという欠点となる。さらに、一次ビームの
密度調節は微妙な操作である。というのは、一次
ビームの密度調節は静電容量の励起の影響により
一次イオンビームの収束範囲に変化を与えること
によつて得られるものだからである。しかしなが
ら、一次カラムにはダイアフラムがあるので、こ
の操作もまたターゲツトに到達する一次イオンビ
ームの総合強度を変えてしまうおそれがある。最
後に、衝撃を与える領域は不必要に増大され、さ
らに、調節の難しさが増す傾向にある二次電子流
の調整のために、影響を受ける新しい領域は異な
る方向に二次イオンを放出する。
本発明は、上記した欠点を回避した、二次陽イ
オンから像を形成するのに適している、絶縁材料
のサンプルのイオン分析のための方法および装置
を提供することを目的とする。
オンから像を形成するのに適している、絶縁材料
のサンプルのイオン分析のための方法および装置
を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、第一に、
一次陽イオンビームの衝撃のもとで二次陽イオン
が放出され、二次陽イオンはサンプルとこれに対
向する加速電極との間の加速空間に形成される静
電界によつて加速されるイオン分析方法であつ
て、サンプルの検査領域に生ずる正電荷がサンプ
ルから放出された粒子の衝突のもとで加速電極か
ら放出される二次電子によつて補償され、加速空
間に配置された収束手段が補償のために必要な二
次電子の正確な量を検査領域に送り返すことを特
徴とする、絶縁材料のイオン分析方法を提案する
ものである。
一次陽イオンビームの衝撃のもとで二次陽イオン
が放出され、二次陽イオンはサンプルとこれに対
向する加速電極との間の加速空間に形成される静
電界によつて加速されるイオン分析方法であつ
て、サンプルの検査領域に生ずる正電荷がサンプ
ルから放出された粒子の衝突のもとで加速電極か
ら放出される二次電子によつて補償され、加速空
間に配置された収束手段が補償のために必要な二
次電子の正確な量を検査領域に送り返すことを特
徴とする、絶縁材料のイオン分析方法を提案する
ものである。
さらに本発明は、一次イオン源と、相対的に高
電位のサンプルの検査領域に一次イオンを送り込
む一次カラムと、サンプルに対向する相対的に低
電位の加速電極を有する収束装置と、質量分析器
とを備えた、一次陽イオンビームの衝撃のもとで
サンプルの検査領域から放出される二次陽イオン
を分析するための装置であつて、加速電極とサン
プルとの間に配され、加速電極とサンプルとの間
の中間の電位が印加され、サンプルの検査領域に
生ずる正電荷をサンプルから放出された粒子の衝
突のもとで加速電極から放出される二次電子によ
つて補償するために二次電子を静電収束する付加
電極と、付加電極に印加する中間の電位を調節す
る手段と、を備えたことを特徴とする、絶縁材料
のイオン分析装置を提案するものである。
電位のサンプルの検査領域に一次イオンを送り込
む一次カラムと、サンプルに対向する相対的に低
電位の加速電極を有する収束装置と、質量分析器
とを備えた、一次陽イオンビームの衝撃のもとで
サンプルの検査領域から放出される二次陽イオン
を分析するための装置であつて、加速電極とサン
プルとの間に配され、加速電極とサンプルとの間
の中間の電位が印加され、サンプルの検査領域に
生ずる正電荷をサンプルから放出された粒子の衝
突のもとで加速電極から放出される二次電子によ
つて補償するために二次電子を静電収束する付加
電極と、付加電極に印加する中間の電位を調節す
る手段と、を備えたことを特徴とする、絶縁材料
のイオン分析装置を提案するものである。
上記付加電極は、中性とされ、かつインダクタ
ンスコイルを装着した軟鉄を有し、加速電極から
放出される二次電子を磁界収束するものとして構
成することもできる。
ンスコイルを装着した軟鉄を有し、加速電極から
放出される二次電子を磁界収束するものとして構
成することもできる。
〔実施例〕
本発明を詳細に説明する前に、本発明に係わる
分析装置の基本的な構成について第1図および第
2図を参照して説明する。この分析装置は例えば
10KVの正極性を有する一次イオン源10を備え
ている。一次イオン源10は絶縁材料からなるサ
ンプル20の表面上のターゲツト22aに向けて
一次イオンビーム1を衝撃的に照射する。サンプ
ル20の表面上の平坦で磨かれた部分には導電膜
21が被覆され、また、この導電膜21にはサン
プル20の表面が露出するように窓22が開けら
れている。導電膜21には電圧+Vが印加され
る。複数の静電レンズからなる収束装置30は、
その最終出力段に、中性にされる加速電極(第2
の加速電極)Vを備えている。イオン分析は質量
分析器40によつて行われる。ここでは、この質
量分析器40そのものの説明は省略する。絶縁材
料のサンプル20のターゲツト22aの表面にイ
オンビームの衝撃動作によつて生ずる二次陽イオ
ンの流れは、収束装置30の入力段すなわちサン
プル20側に位置するように配置された第1の加
速電極Eとサンプル20との間に軸線2に沿つて
発生する静電界によつて加速される。発生された
二次陽イオンは加速電極Eに明けられた丸孔Tの
加速空間から出ていく。この加速電極E自体もタ
ーゲツト22aからの粒子流によつて衝撃を受け
る。ターゲツト22aが陽イオンを放出するため
に、後方散乱イオンすなわち後方散乱原子および
イオン衝撃によつてサンプル20の表面で曲げら
れた中性の原子が送り返される。さらに加速電極
Eは、サンプル20から放出され、十分に高い初
期エネルギーを有し、丸孔Tを通る、垂直軸から
かなり外れてそれた方向からの二次イオンによる
衝突を受ける。この、ある一定量の粒子は衝撃エ
ネルギーを持つている。この衝撃エネルギーは加
速電極Eの表面上で二次電子を生ずるのに十分な
大きさを持つている。これらの電子は陽極性とさ
れたサンプル20上の導電膜21によつて引き寄
せられる。
分析装置の基本的な構成について第1図および第
2図を参照して説明する。この分析装置は例えば
10KVの正極性を有する一次イオン源10を備え
ている。一次イオン源10は絶縁材料からなるサ
ンプル20の表面上のターゲツト22aに向けて
一次イオンビーム1を衝撃的に照射する。サンプ
ル20の表面上の平坦で磨かれた部分には導電膜
21が被覆され、また、この導電膜21にはサン
プル20の表面が露出するように窓22が開けら
れている。導電膜21には電圧+Vが印加され
る。複数の静電レンズからなる収束装置30は、
その最終出力段に、中性にされる加速電極(第2
の加速電極)Vを備えている。イオン分析は質量
分析器40によつて行われる。ここでは、この質
量分析器40そのものの説明は省略する。絶縁材
料のサンプル20のターゲツト22aの表面にイ
オンビームの衝撃動作によつて生ずる二次陽イオ
ンの流れは、収束装置30の入力段すなわちサン
プル20側に位置するように配置された第1の加
速電極Eとサンプル20との間に軸線2に沿つて
発生する静電界によつて加速される。発生された
二次陽イオンは加速電極Eに明けられた丸孔Tの
加速空間から出ていく。この加速電極E自体もタ
ーゲツト22aからの粒子流によつて衝撃を受け
る。ターゲツト22aが陽イオンを放出するため
に、後方散乱イオンすなわち後方散乱原子および
イオン衝撃によつてサンプル20の表面で曲げら
れた中性の原子が送り返される。さらに加速電極
Eは、サンプル20から放出され、十分に高い初
期エネルギーを有し、丸孔Tを通る、垂直軸から
かなり外れてそれた方向からの二次イオンによる
衝突を受ける。この、ある一定量の粒子は衝撃エ
ネルギーを持つている。この衝撃エネルギーは加
速電極Eの表面上で二次電子を生ずるのに十分な
大きさを持つている。これらの電子は陽極性とさ
れたサンプル20上の導電膜21によつて引き寄
せられる。
加速電極Eに衝突し、そこで反射して戻つて来
る粒子の流れに関して有利な特性は、粒子流が被
分析一次陽イオン流に比例することである。同じ
ようなことをこの加速電極Eによつて生ずる二次
電子流にあてはめると、この二次電子流もまた一
次イオン流に比例するということである。この二
次電子のうちのごく一部だけが検査領域23に到
達する。この検査領域23は装置の軸線2上に位
置するように、すなわち、加速電極Eにあけられ
た丸孔Tの軸線上に位置するように、その直径は
4.0mm、つまり丸孔Tの直径よりも一般に小さく、
普通は1.5mmから2.5mmの範囲である。丸孔Tの周
辺に第1の加速電極Eに垂直に加速電極Eから放
出された二次電子はサンプル20の、検査領域2
3の外周部分に衝突する。計算によれば、電子が
検査領域23の中心に到達するためには、電子が
垂直軸に対して大きい角度をなす方向に放出さ
れ、概略的に見て約10電子ボルトの比較的高エネ
ルギーが放出される。ここで、二次電子は最大、
数電子ボルトのエネルギー供給能力を有する。結
果として検査領域内での電子流は、サンプル20
に戻るその全部の流れよりもはるかに小さい。
る粒子の流れに関して有利な特性は、粒子流が被
分析一次陽イオン流に比例することである。同じ
ようなことをこの加速電極Eによつて生ずる二次
電子流にあてはめると、この二次電子流もまた一
次イオン流に比例するということである。この二
次電子のうちのごく一部だけが検査領域23に到
達する。この検査領域23は装置の軸線2上に位
置するように、すなわち、加速電極Eにあけられ
た丸孔Tの軸線上に位置するように、その直径は
4.0mm、つまり丸孔Tの直径よりも一般に小さく、
普通は1.5mmから2.5mmの範囲である。丸孔Tの周
辺に第1の加速電極Eに垂直に加速電極Eから放
出された二次電子はサンプル20の、検査領域2
3の外周部分に衝突する。計算によれば、電子が
検査領域23の中心に到達するためには、電子が
垂直軸に対して大きい角度をなす方向に放出さ
れ、概略的に見て約10電子ボルトの比較的高エネ
ルギーが放出される。ここで、二次電子は最大、
数電子ボルトのエネルギー供給能力を有する。結
果として検査領域内での電子流は、サンプル20
に戻るその全部の流れよりもはるかに小さい。
検査領域23においてサンプル20の絶縁表面
21aにイオン照射をするために、本発明におい
ては加速電極Eから放出される二次電子を使用す
る。この二次電子を加速電極Eとサンプル20と
の間で検査領域23に向けて収束するために、収
束手段(例えば、静電収束手段)が設けられる。
収束手段として、ここでは、加速電極Eとサンプ
ル20との間に位置するように加速電極Eに平行
に付加電極E′が設けられている。付加電極E′には
丸孔Tと軸線を共有する丸孔T′が明けられてお
り、その直径は加速電極Eの丸孔Tの直径よりも
大きい。付加電極E′には可変電圧源50から可変
電位+V′が印加され、その結果、丸孔Tに対応
する加速電極Eの円形部分から放出される二次電
子は、適当に調整された度合をもつて検査領域2
3に向かうように収束される。
21aにイオン照射をするために、本発明におい
ては加速電極Eから放出される二次電子を使用す
る。この二次電子を加速電極Eとサンプル20と
の間で検査領域23に向けて収束するために、収
束手段(例えば、静電収束手段)が設けられる。
収束手段として、ここでは、加速電極Eとサンプ
ル20との間に位置するように加速電極Eに平行
に付加電極E′が設けられている。付加電極E′には
丸孔Tと軸線を共有する丸孔T′が明けられてお
り、その直径は加速電極Eの丸孔Tの直径よりも
大きい。付加電極E′には可変電圧源50から可変
電位+V′が印加され、その結果、丸孔Tに対応
する加速電極Eの円形部分から放出される二次電
子は、適当に調整された度合をもつて検査領域2
3に向かうように収束される。
第2図には、サンプル20、加速電極E、付加
電極E′、および加速空間がさらに詳細に示されて
いる。仮に付加電極E′が存在しなければ、加速電
極Eから放出される二次電子の通路は第2図に通
路3として示されているように検査領域23に向
かうことなくそこからずれてしまう。しかしなが
ら、付加電極E′を設け、それに電位+V′を印加
することにより、通路4として示されているよう
に、二次電子の通路は検査領域23に向かうよう
に調節される。したがつて、加速電極Eから放出
される二次電子の大部分をサンプル20に向ける
ことができる。二次電子流の密度は付加電極E′に
印加する電位V′を制御することによつて容易に
調節することができる。かくして、所定の一次イ
オンビーム密度を達成するために、サンプル20
の絶縁表面21a、すなわち導電膜21と窓22
との間にほとんど同電位が得られるまで、付加電
極E′に印加する電圧が調整されることになる。
電極E′、および加速空間がさらに詳細に示されて
いる。仮に付加電極E′が存在しなければ、加速電
極Eから放出される二次電子の通路は第2図に通
路3として示されているように検査領域23に向
かうことなくそこからずれてしまう。しかしなが
ら、付加電極E′を設け、それに電位+V′を印加
することにより、通路4として示されているよう
に、二次電子の通路は検査領域23に向かうよう
に調節される。したがつて、加速電極Eから放出
される二次電子の大部分をサンプル20に向ける
ことができる。二次電子流の密度は付加電極E′に
印加する電位V′を制御することによつて容易に
調節することができる。かくして、所定の一次イ
オンビーム密度を達成するために、サンプル20
の絶縁表面21a、すなわち導電膜21と窓22
との間にほとんど同電位が得られるまで、付加電
極E′に印加する電圧が調整されることになる。
第3a図および第3b図には窓22を持つた導
電膜21によつて被覆された絶縁材料のサンプル
20の断面図および平面図が、窓22を通して受
け入れたり、放出されたりする粒子流と共に示さ
れている。
電膜21によつて被覆された絶縁材料のサンプル
20の断面図および平面図が、窓22を通して受
け入れたり、放出されたりする粒子流と共に示さ
れている。
導電膜21において、電子衝撃による衝撃エネ
ルギーは導電膜21に印加される正電位+Vによ
つて決まる。絶縁表面21a上で何の補償もなけ
れば、静電電位は一定ではない。したがつて、そ
の静電電位はあらゆる場所で+Vより小さく、そ
の衝撃エネルギーYは導電膜21上よりも小さ
い。絶縁領域の中心点Oにおいて、導電膜21と
絶縁物20aとの間の電位差は最大である。この
電位差の値は幾何学的形状によつて決まる。すな
わち、その電位差は固体絶縁物や導電支持体上の
薄膜絶縁物などで決まる。
ルギーは導電膜21に印加される正電位+Vによ
つて決まる。絶縁表面21a上で何の補償もなけ
れば、静電電位は一定ではない。したがつて、そ
の静電電位はあらゆる場所で+Vより小さく、そ
の衝撃エネルギーYは導電膜21上よりも小さ
い。絶縁領域の中心点Oにおいて、導電膜21と
絶縁物20aとの間の電位差は最大である。この
電位差の値は幾何学的形状によつて決まる。すな
わち、その電位差は固体絶縁物や導電支持体上の
薄膜絶縁物などで決まる。
そこで第3b図に示すように絶縁表面21aの
点Aを囲んだ小さい範囲を考察してみる。この小
さい範囲は、一次陽イオン電流Ipと補償電子流Ie
とを受け、陽性粒子流Isを放出し、導電によつて
導電膜21へ向けて粒子流Icを放出する。すなわ
ち、Ic=Ip−Is−Ieである。本発明によれば、電
子流Ieは一次陽イオン流Ipに比例することにな
る。
点Aを囲んだ小さい範囲を考察してみる。この小
さい範囲は、一次陽イオン電流Ipと補償電子流Ie
とを受け、陽性粒子流Isを放出し、導電によつて
導電膜21へ向けて粒子流Icを放出する。すなわ
ち、Ic=Ip−Is−Ieである。本発明によれば、電
子流Ieは一次陽イオン流Ipに比例することにな
る。
第4a図および第4b図は一次ビームの強度が
調節された時に、一定制御電圧V′のもとで補償
がいかになされるかを示す2つのベクトル図であ
る。その平衡状態はIp,IeおよびIsによつて調整
されるのではなく、Icが同じ割合で変化する。
調節された時に、一定制御電圧V′のもとで補償
がいかになされるかを示す2つのベクトル図であ
る。その平衡状態はIp,IeおよびIsによつて調整
されるのではなく、Icが同じ割合で変化する。
言うまでもなく、上記した手段によるサンプル
20からの放射は絶縁表面21aから離れる陽イ
オンの数がターゲツト22aに到達する一次陽イ
オンの数よりも少ない場合にのみなされる。絶縁
表面21aから離れる陽イオンの数がターゲツト
22aに到達する一次陽イオンの数よりも多い場
合は、平衡状態に戻すために一次イオンの性質す
なわちエネルギーを変化させる必要がある。この
例外的な状態は度々起こるわけではない。
20からの放射は絶縁表面21aから離れる陽イ
オンの数がターゲツト22aに到達する一次陽イ
オンの数よりも少ない場合にのみなされる。絶縁
表面21aから離れる陽イオンの数がターゲツト
22aに到達する一次陽イオンの数よりも多い場
合は、平衡状態に戻すために一次イオンの性質す
なわちエネルギーを変化させる必要がある。この
例外的な状態は度々起こるわけではない。
さらにまた、電子衝撃がサンプル20の絶縁表
面21aに低い導電状態を誘導する場合は、絶縁
表面21aを同電位にすることは不可能である。
この場合、電気的平衡を達成することは困難であ
る。というのは、付加電極E′の励起を調節するこ
とによつて、到来する一次イオン流と放出されて
出ていく陽イオン流との間の違い、すなわち二次
イオンと後方散乱イオンとの間の違いを補償すべ
く、電子流を正確に補償することは困難だからで
ある。そのため、誘導された導電状態は平衡状態
に戻すのに必要なかぎり維持される。もちろん、
補償の度合が正確であればあるほど、導電状態の
影響は少なく、結果として低い導電状態でも十分
である。しかしながら、補償がなされない間に過
渡期間があるという事実のため、または急激に降
伏状態を生ずるという大きな誤差状態が生ずる時
のために、平衡状態を維持する上での困難があ
る。
面21aに低い導電状態を誘導する場合は、絶縁
表面21aを同電位にすることは不可能である。
この場合、電気的平衡を達成することは困難であ
る。というのは、付加電極E′の励起を調節するこ
とによつて、到来する一次イオン流と放出されて
出ていく陽イオン流との間の違い、すなわち二次
イオンと後方散乱イオンとの間の違いを補償すべ
く、電子流を正確に補償することは困難だからで
ある。そのため、誘導された導電状態は平衡状態
に戻すのに必要なかぎり維持される。もちろん、
補償の度合が正確であればあるほど、導電状態の
影響は少なく、結果として低い導電状態でも十分
である。しかしながら、補償がなされない間に過
渡期間があるという事実のため、または急激に降
伏状態を生ずるという大きな誤差状態が生ずる時
のために、平衡状態を維持する上での困難があ
る。
この問題を解決するために、一次イオンの極低
密度ビームを使用することによつて以前の調節段
階を実行するという可能性がある。この解決手段
は高い信号を得るためには使用できないが、付加
電極E′の励起を調節することによつて平衡状態を
得ることを可能とする。加速電極Eから放出され
る二次電子ビームは一次イオンビームに比例する
ということのために、この平衡状態を調整するこ
となしに、平衡状態の点から先は電荷に対して一
次イオン衝撃の密度を増加することができる。
密度ビームを使用することによつて以前の調節段
階を実行するという可能性がある。この解決手段
は高い信号を得るためには使用できないが、付加
電極E′の励起を調節することによつて平衡状態を
得ることを可能とする。加速電極Eから放出され
る二次電子ビームは一次イオンビームに比例する
ということのために、この平衡状態を調整するこ
となしに、平衡状態の点から先は電荷に対して一
次イオン衝撃の密度を増加することができる。
本発明は本実施例として説明した態様だけに限
定されるものではない。例えば、付加電極E′を用
いた静電収束方式を磁界収束方式に置き換えるこ
とができる。上述の静電収束方式の場合、二次イ
オンビームが静電収束によつて収束されると同時
に、付加電極E′から放出される二次電子もサンプ
ル20上に収束されるという欠点がある。これは
付加電極E′から酸素イオンが放出される場合、お
よびサンプル20の酸素イオンを測定によつて見
つけようとする場合という特別な場合である。静
電収束はイオンおよび電子に対して同じように作
用するからである。
定されるものではない。例えば、付加電極E′を用
いた静電収束方式を磁界収束方式に置き換えるこ
とができる。上述の静電収束方式の場合、二次イ
オンビームが静電収束によつて収束されると同時
に、付加電極E′から放出される二次電子もサンプ
ル20上に収束されるという欠点がある。これは
付加電極E′から酸素イオンが放出される場合、お
よびサンプル20の酸素イオンを測定によつて見
つけようとする場合という特別な場合である。静
電収束はイオンおよび電子に対して同じように作
用するからである。
本発明の装置では、静電収束方式の代わりに磁
界収束方式を使用することができる。この場合、
付加電極E′はステンレススチールによつて作ら
れ、イオンおよび電子に異なつた作用をするよう
に磁界収束動作を行う小型磁気レンズを形成する
ために、小型コイルを巻装し、電位+V′の代わ
りに中性にされた軟鉄電極によつて置き換えられ
る。
界収束方式を使用することができる。この場合、
付加電極E′はステンレススチールによつて作ら
れ、イオンおよび電子に異なつた作用をするよう
に磁界収束動作を行う小型磁気レンズを形成する
ために、小型コイルを巻装し、電位+V′の代わ
りに中性にされた軟鉄電極によつて置き換えられ
る。
第1図は本発明によるイオン分析装置の概略ブ
ロツク図、第2図は第1図の装置の要部の詳細を
示す図、第3a図および第3b図は電荷の分布お
よび誘導電流を示すサンプルの断面図および平面
図、第4a図および第4b図は説明のための電流
ベクトル図である。 1……一次イオンビーム、10……一次イオン
源、20……絶縁材料のサンプル、20a……絶
縁表面、21……導電膜、21a……絶縁表面、
22……窓、23……検査領域、30……収束装
置、40……質量分析器、50……可変電圧源、
E……第1の加速電極、E′……付加電極、V……
第2の加速電極、T,T′……丸孔。
ロツク図、第2図は第1図の装置の要部の詳細を
示す図、第3a図および第3b図は電荷の分布お
よび誘導電流を示すサンプルの断面図および平面
図、第4a図および第4b図は説明のための電流
ベクトル図である。 1……一次イオンビーム、10……一次イオン
源、20……絶縁材料のサンプル、20a……絶
縁表面、21……導電膜、21a……絶縁表面、
22……窓、23……検査領域、30……収束装
置、40……質量分析器、50……可変電圧源、
E……第1の加速電極、E′……付加電極、V……
第2の加速電極、T,T′……丸孔。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一次陽イオンビームの衝撃のもとで二次陽イ
オンが放出され、前記二次陽イオンはサンプルと
これに対向する加速電極との間の加速空間に形成
される静電界によつて加速されるイオン分析方法
であつて、前記サンプルの検査領域に生ずる正電
荷が前記サンプルから放出された粒子の衝突のも
とで前記加速電極から放出される二次電子によつ
て補償され、前記加速空間に配置された収束手段
が補償のために必要な前記二次電子の正確な量を
前記検査領域に送り返すことを特徴とする、絶縁
材料のイオン分析方法。 2 前記収束手段は静電界手段であつて、適切な
電位が印加された付加電極を備えていることを特
徴とする、特許請求の範囲第1項に記載の絶縁材
料のイオン分析方法。 3 前記サンプルの前記検査領域に送出される二
次電子の量に変動を生じさせ、かつ前記サンプル
の表面に生ずる正電荷を正確に補償するために、
前記付加電極に印加される電位が調節可能である
ことを特徴とする、特許請求の範囲第2項に記載
の絶縁材料のイオン分析方法。 4 前記付加電極に印加される電位は低強度の一
次衝撃ビームに従つて調節され、次いで補償され
る電荷の量のために一次ビームの強度が前記付加
電極の設定電位の変更なしに分析のために必要な
値に増加され、しかも前記検査領域に送出される
二次電子流は一次イオン流に比例することを特徴
とする、特許請求の範囲第3項に記載の絶縁材料
のイオン分析方法。 5 前記収束手段は磁界手段であつて、中性とさ
れ、かつインダクタンスコイルを巻装した軟鉄電
極を備えていることを特徴とする、特許請求の範
囲第1項に記載の絶縁材料のイオン分析方法。 6 一次イオン源と、相対的に高電位のサンプル
の検査領域に一次イオンを送り込む一次カラム
と、前記サンプルに対向する相対的に低電位の加
速電極を有する収束装置と、質量分析器とを備え
た、一次陽イオンビームの衝撃のもとでサンプル
の検査領域から放出される二次陽イオンを分析す
るための装置であつて、前記加速電極と前記サン
プルとの間に配され、前記加速電極と前記サンプ
ルとの間の中間の電位が印加され、前記サンプル
の検査領域に生ずる正電荷を前記サンプルから放
出された粒子の衝突のもとで前記加速電極から放
出される二次電子によつて補償するために前記二
次電子を静電収束する付加電極と、前記付加電極
に印加する中間の電位を調節する手段と、を備え
たことを特徴とする、絶縁材料のイオン分析装
置。 7 一次イオン源と、相対的に高電位のサンプル
の検査領域に一次イオンを送り込む一次カラム
と、前記サンプルに対向する相対的に低電位の加
速電極を有する収束装置と、質量分析器とを備え
た、一次陽イオンビームの衝撃のもとでサンプル
の検査領域から放出される二次陽イオンを分析す
るための装置であつて、前記加速電極と前記サン
プルとの間に配され、中性とされ、かつインダク
タンスコイルを巻装した軟鉄を有し、前記サンプ
ルの検査領域に生ずる正電荷を前記サンプルから
放出された粒子の衝突のもとで前記加速電極から
放出される二次電子によつて補償するために前記
二次電子を磁界収束する手段と、を備えたことを
特徴とする、絶縁材料のイオン分析装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8610681A FR2602051B1 (fr) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | Procede et dispositif pour la decharge d'echantillons isolants lors d'une analyse ionique |
FR8610681 | 1986-07-23 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6334844A JPS6334844A (ja) | 1988-02-15 |
JPH0450699B2 true JPH0450699B2 (ja) | 1992-08-17 |
Family
ID=9337664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62184633A Granted JPS6334844A (ja) | 1986-07-23 | 1987-07-23 | 絶縁材料のイオン分析方法および装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4748325A (ja) |
EP (1) | EP0254625B1 (ja) |
JP (1) | JPS6334844A (ja) |
DE (1) | DE3762472D1 (ja) |
FR (1) | FR2602051B1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB8703012D0 (en) * | 1987-02-10 | 1987-03-18 | Vg Instr Group | Secondary ion mass spectrometer |
US4992661A (en) * | 1987-08-20 | 1991-02-12 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for neutralizing an accumulated charge on a specimen by means of a conductive lattice deposited on the specimen |
JPH01220350A (ja) * | 1988-02-26 | 1989-09-04 | Hitachi Ltd | 帯電抑制方法及びその装置を用いた粒子線照射装置 |
US5059785A (en) * | 1990-05-30 | 1991-10-22 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Backscattering spectrometry device for identifying unknown elements present in a workpiece |
GB9122161D0 (en) * | 1991-10-18 | 1991-11-27 | Kratos Analytical Ltd | Charged particle energy analysers |
DE19724265A1 (de) * | 1997-06-09 | 1998-12-10 | Atomika Instr Gmbh | Sekundärionen-Massenspektrometer mit Lochmaske |
JP3260663B2 (ja) * | 1997-07-23 | 2002-02-25 | 沖電気工業株式会社 | ホール内表面の組成分布検出方法 |
FR2806527B1 (fr) * | 2000-03-20 | 2002-10-25 | Schlumberger Technologies Inc | Colonne a focalisation simultanee d'un faisceau de particules et d'un faisceau optique |
US6683320B2 (en) | 2000-05-18 | 2004-01-27 | Fei Company | Through-the-lens neutralization for charged particle beam system |
DE10358182B4 (de) * | 2003-12-12 | 2012-01-05 | 3D-Micromac Ag | Vorrichtung zur Beschichtung einer Probe |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5871546A (ja) * | 1981-10-23 | 1983-04-28 | Fujitsu Ltd | イオン注入装置 |
JPS58131731A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-05 | Fujitsu Ltd | エネルギ−線照射方法 |
EP0104818A3 (en) * | 1982-09-29 | 1985-10-23 | Eaton Corporation | Ion implantation device |
JPS60117532A (ja) * | 1983-11-29 | 1985-06-25 | Shimadzu Corp | イオン照射装置 |
-
1986
- 1986-07-23 FR FR8610681A patent/FR2602051B1/fr not_active Expired
-
1987
- 1987-07-07 EP EP87401592A patent/EP0254625B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-07 DE DE8787401592T patent/DE3762472D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-14 US US07/072,867 patent/US4748325A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-07-23 JP JP62184633A patent/JPS6334844A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0254625B1 (fr) | 1990-04-25 |
FR2602051A1 (fr) | 1988-01-29 |
EP0254625A1 (fr) | 1988-01-27 |
US4748325A (en) | 1988-05-31 |
FR2602051B1 (fr) | 1988-09-16 |
JPS6334844A (ja) | 1988-02-15 |
DE3762472D1 (de) | 1990-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4945236A (en) | Direct imaging type SIMS instrument having TOF mass spectrometric mode | |
US4912326A (en) | Direct imaging type SIMS instrument | |
JPH0530016B2 (ja) | ||
US8957392B2 (en) | Mass spectrometer | |
US20100148060A1 (en) | Atom probe | |
JPH07101602B2 (ja) | 入射角を一定にして高電流イオンビ−ムを走査する装置 | |
JPH08212965A (ja) | イオン注入装置 | |
JPH0736321B2 (ja) | 定量的電位測定用スペクトロメ−タ−対物レンズ装置 | |
JPH04242060A (ja) | 反射電子顕微鏡 | |
GB1325551A (en) | Ion beam microprobes | |
JPH0450699B2 (ja) | ||
JPH04298948A (ja) | 荷電粒子抽出装置 | |
JPH03108240A (ja) | 荷電粒子ビーム装置 | |
JP5885474B2 (ja) | 質量分布分析方法及び質量分布分析装置 | |
US2814729A (en) | X-ray microscope | |
JPH10312765A (ja) | 荷電粒子線装置及び荷電粒子線を用いた試料の処理方法 | |
US5034605A (en) | Secondary ion mass spectrometer with independently variable extraction field | |
US9679756B2 (en) | Projection-type charged particle optical system and imaging mass spectrometry apparatus | |
US4902927A (en) | Streak tube | |
JPH0618120B2 (ja) | 荷電粒子ビーム装置 | |
US3800140A (en) | Focusing plate for magnetic mass spectrometer | |
JPH0668832A (ja) | 走査電子顕微鏡 | |
JPS61114453A (ja) | 荷電粒子線装置 | |
JPH02112140A (ja) | 低速イオン銃 | |
JPH0539555Y2 (ja) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |