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JPS62226554A - Charged particle energy analyzer - Google Patents

Charged particle energy analyzer

Info

Publication number
JPS62226554A
JPS62226554A JP61069165A JP6916586A JPS62226554A JP S62226554 A JPS62226554 A JP S62226554A JP 61069165 A JP61069165 A JP 61069165A JP 6916586 A JP6916586 A JP 6916586A JP S62226554 A JPS62226554 A JP S62226554A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectron
pass filter
kinetic energy
analyzer
low
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.)
Pending
Application number
JP61069165A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sumio Kumashiro
熊代 州三夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP61069165A priority Critical patent/JPS62226554A/en
Publication of JPS62226554A publication Critical patent/JPS62226554A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Abstract

PURPOSE:To take a solid angle larger as compared with the conventional electrostatic hemisphere type dispersive analyzer as well as to improve the extent of detection sensitivity, by leading charged particles converged by a decelerating lens system into a nondispersive analyzer having both low-pass and high-pass filters. CONSTITUTION:The photoelectron emitted out of a sample 1 is converged on an incident slit 3 by a decelerating lens system 2. Kinetic energy of the photoelectron passing through the incident slit 3 is more than a range of V1 (eV) whereby it reaches a low-pass filter after uniform rectilinear motion. At this low-pass filter, such a photoelectron whose kinetic energy is lower than that of V2 (eV) is reflected, moving toward an incident slit 7, and another photoelectron whose kinetic energy is higher than the V2 (eV) collides with a reflecting surface 5, losing it charge. The photoelectron passing through the incident slit 7 reaches a high-pass filter 8, and such a photelectron whose kinetic energy is lower than a range of V3 (eV) is reflected by a second grid 10, while another photoelectron whose kinetic energy is higher than this V3 (eV) passes through it, entering a detector 12, whereby such photoelectron that is within the range of V3-V2 (eV) is caught and detected.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ESCAやオージェ電子分光等に好適な荷電
粒子エネルギーアナライザに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a charged particle energy analyzer suitable for ESCA, Auger electron spectroscopy, and the like.

(ロ)従来技術とその問題点 従来、ESCAやオージェ電子分光等に使用されている
荷電粒子エネルギーアナライザとして静電半球形の分散
形アナライザあるいはエネルギーフィルタを組み合わせ
た非分散形アナライザなどがある。
(b) Prior art and its problems Conventionally, charged particle energy analyzers used in ESCA, Auger electron spectroscopy, etc. include electrostatic hemispherical dispersive analyzers and non-dispersive analyzers combined with energy filters.

前者の分散形アナライザは、半球形アナライザの前段に
減速レンズ系を設け、該減速レンズ系によって励起され
た電子ビームを半球形アナライザの入射スリ″ットに収
束させるのであるが、この収束された電子ビームの立体
角が大きいと、電子ビームが半球形アナライザに到達で
きず、このため、検出感度に劣るという難点がある。
The former dispersive analyzer is equipped with a deceleration lens system in front of the hemispherical analyzer, and the electron beam excited by the deceleration lens system is focused on the entrance slit of the hemispherical analyzer. If the solid angle of the electron beam is large, the electron beam cannot reach the hemispherical analyzer, which results in poor detection sensitivity.

一方、後者の非分散形アナライザは、立体角を大きくと
れるけれども、試料から放出されるエネルギーの高い電
子を除去するために、収束レンズや前段フィルタを必要
とし、構造が複雑であるとライザに到達できず、このた
め、検出感度に限界があった。
On the other hand, the latter type of non-dispersive analyzer can obtain a large solid angle, but requires a converging lens or pre-stage filter to remove high-energy electrons emitted from the sample, and has a complex structure that does not reach the riser. Therefore, there was a limit to detection sensitivity.

本発明は、上述の点に鑑みて為されたものであって、検
出感度を向上させた荷電粒子エネルギーアナライザを提
供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a charged particle energy analyzer with improved detection sensitivity.

(ハ)問題点を解決するための手段 本発明でば、上述の目的を達成するために、試料にX線
あるいは電子線を照射し、該試料から放出される荷電粒
子のエネルギーを分析する荷電粒子エネルギーアナライ
ザにおいて、回転楕円体の周面の一部に沿った形状を有
するローパスフィルタと、この回転楕円体の一方の焦点
位置に配置された入射スリットと、前記回転楕円体の他
方の焦点位置に配置された出射スリットと、前記他方の
焦点位置を曲率中心とする球面状のハイパスフィルタと
、前記一方の焦点位置に焦点を有する減速レンズ系とを
備えている。
(c) Means for Solving the Problems According to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object, a sample is irradiated with X-rays or an electron beam, and the energy of the charged particles emitted from the sample is analyzed. In a particle energy analyzer, a low-pass filter having a shape along a part of the circumferential surface of a spheroid, an entrance slit arranged at one focal position of the spheroid, and another focal position of the spheroid a spherical high-pass filter having a center of curvature at the other focal position, and a deceleration lens system having a focal point at the one focal position.

(ニ)作用 上記構成では、減速レンズ系で収束した荷電粒子をロー
パスフィルタおよびハイパスフィルタを備える、いわゆ
る非分散形のアナライザ内に、導入するので、静電半球
形の分散形アナライザに比べて立体角を大きくとれると
とらに、従来の非分散形アナライザのように電子ビーム
の軌道を大幅に変える必要がなくなり、このため励起さ
れた電子ビームのアナライザへの導入効率が良くなり、
検出感度が向上する。
(D) Effect In the above configuration, the charged particles converged by the deceleration lens system are introduced into a so-called non-dispersive analyzer that is equipped with a low-pass filter and a high-pass filter. In addition to being able to make a large angle, there is no need to change the trajectory of the electron beam as much as in conventional non-dispersive analyzers, which improves the efficiency of introducing the excited electron beam into the analyzer.
Detection sensitivity is improved.

(ホ)実施例 以下、図面によって本発明の実施例について詳細に説明
する。第1図は本発明の一実施例の概略構成図である。
(e) Examples Examples of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention.

同図において、lは試料であり、この試料lには、励起
源13からX線あるいは電子線が照射される。2は試料
lから放出される荷電粒子としての光電子を装置本体の
入射スリット3に収束する減速レンズ系である。この実
施例の減速レンズ系2は、3個の円筒形電極レンズ2a
In the figure, l is a sample, and this sample l is irradiated with X-rays or electron beams from an excitation source 13. Reference numeral 2 denotes a deceleration lens system that converges photoelectrons as charged particles emitted from the sample 1 onto an entrance slit 3 of the main body of the apparatus. The deceleration lens system 2 of this embodiment includes three cylindrical electrode lenses 2a.
.

2 b、 2 cで構成されており、入射スリット3側
の円筒形電極レンズ2cの電位は、Vlに設定されてい
る。
2b and 2c, and the potential of the cylindrical electrode lens 2c on the side of the entrance slit 3 is set to Vl.

11はアナライザ本体の外壁であり、この外壁11の電
位もVlに設定されている。
11 is an outer wall of the analyzer main body, and the potential of this outer wall 11 is also set to Vl.

4は入射スリット3からの光電子の内、成るエネルギー
値よりも低いエネルギーの光電子だけを選択的に反射す
るローパスフィルタであり、このローパスフィルタ4は
、回転楕円体の周面の一部に沿った形状を有する反射面
5と、この反射面5に平行なグリッド6とから成り、第
1図に示されるように、回転楕円体の周面の一部を形成
している。このローパスフィルタ4の反射面5は、V2
の電位に設定されている。
Reference numeral 4 denotes a low-pass filter that selectively reflects only photoelectrons with energy lower than the energy value of the photoelectrons from the incident slit 3. It consists of a reflective surface 5 having a shape and a grid 6 parallel to the reflective surface 5, and forms part of the circumferential surface of a spheroid, as shown in FIG. The reflective surface 5 of this low-pass filter 4 is V2
The potential is set to .

前記入射スリット3は、ローパスフィルタ4の前記回転
楕円体の一方の焦点位置01に配置されており、また、
減速レンズ系2の焦点も該焦点位置01にある。
The entrance slit 3 is arranged at one focal point position 01 of the spheroid of the low-pass filter 4, and
The focus of the deceleration lens system 2 is also at the focus position 01.

7は出射スリットであり、この出射スリット7は、前記
回転楕円体の他方の焦点位置02に配置されている。8
は出射スリット7からの光電子の内、成るエネルギー値
よりも高いエネルギーの光電子だけを選択的に透過させ
るハイパスフィルタであり、このハイパスフィルタ8は
、前記他方の焦点位置o2を曲率中心とする同心球面状
の第1゜第2グリッド9.IOから成る。このハイパス
フィルタ8の第1グリツド9はVlに、第2グリツド1
0は、V3の電位にそれぞれ設定されている。
7 is an exit slit, and this exit slit 7 is arranged at the other focal point 02 of the spheroid. 8
is a high-pass filter that selectively transmits only photoelectrons having an energy higher than the energy value of the photoelectrons from the output slit 7, and this high-pass filter 8 has a concentric spherical surface whose center of curvature is the other focal point o2. 9. 1st and 2nd grids of shape. Consists of IO. The first grid 9 of this high-pass filter 8 is connected to Vl, and the second grid 1
0 is set to the potential of V3.

12は、ハイパスフィルタ8を通過した光電子が捕捉さ
れるエレクトロンマルチプライヤ等の検出器である。
12 is a detector such as an electron multiplier that captures photoelectrons that have passed through the high-pass filter 8.

第2図は第1図の実施例のフィルタ特性を示す図であり
、この第2図および第1図に基づいて、上記構成の荷電
粒子エネルギーアナライザの作用を説明ずろ。
FIG. 2 is a diagram showing the filter characteristics of the embodiment shown in FIG. 1. Based on FIG. 2 and FIG. 1, the operation of the charged particle energy analyzer having the above configuration will be explained.

試料lから放出された光電子は、第1図の仮想線で示さ
れろように減速レンズ系2によって入射スリット3に収
束する。この入射スリット3を通過する光電子の運動エ
ネルギーは、Vl(eV)以上である。この入射スリッ
ト3を通過した光電子は、等速直線運動をしてローパス
フィルタ4に到達する。ローパスフィルタ4では、運動
エネルギーがV 2 (eV )より低いエネルギーの
光電子が反射されて出射スリット7に向かって運動し、
V2(eV)より高い運動エネルギーの光電子は、反射
面5に衝突して電荷を失う。したがって、ローパスフィ
ルタ4を通過する光電子の運動エネルギーは、■1〜V
2の範囲にある。
Photoelectrons emitted from the sample 1 are focused on the entrance slit 3 by the deceleration lens system 2, as shown by the imaginary line in FIG. The kinetic energy of photoelectrons passing through this entrance slit 3 is equal to or higher than Vl (eV). The photoelectrons that have passed through the entrance slit 3 undergo uniform linear motion and reach the low-pass filter 4 . In the low-pass filter 4, photoelectrons with kinetic energy lower than V 2 (eV) are reflected and move toward the output slit 7,
Photoelectrons with kinetic energy higher than V2 (eV) collide with the reflective surface 5 and lose charge. Therefore, the kinetic energy of photoelectrons passing through the low-pass filter 4 is:
It is in the range of 2.

出射スリット7を通過した光電子は、ノ1イパスフィル
タ8に到達する。ハイパスフィルタ8では、運動エネル
ギーがV 3 (eV )より低い光電子は第2グリツ
ドlOで反射され、運動エネルギーがV3(eV)より
高い光電子は通過して検出器12に入る。
The photoelectrons that have passed through the output slit 7 reach a single pass filter 8 . In the high-pass filter 8, photoelectrons with a kinetic energy lower than V 3 (eV) are reflected at the second grid 10, and photoelectrons with a kinetic energy higher than V 3 (eV) pass through and enter the detector 12.

したがって、検出器12には、第2図の斜線で示される
V3〜V 2 (eV )のエネルギー範囲の光電子が
捕捉されて検出されることになる。
Therefore, the detector 12 captures and detects photoelectrons in the energy range of V3 to V2 (eV) indicated by diagonal lines in FIG.

このように本発明の荷電粒子エネルギーアナライザでは
、a−パスフィルタ4およびハイパスフィルタ8を備え
る、いイつゆる非分散形のアナライザに、減速レンズ系
2を設けているので、電子ビームの立体角を大きくとる
ことができ、しかも、従来の非分散形エネルギーアナラ
イザのように電子ビームの軌道を変える必要がないので
、収束レンズや曲設フィルタ等を必要せず、これによっ
て、検出感度か向上するとともに、購造が比較的簡単と
なる。
In this way, in the charged particle energy analyzer of the present invention, the so-called non-dispersive type analyzer equipped with the a-pass filter 4 and the high-pass filter 8 is provided with the deceleration lens system 2, so that the solid angle of the electron beam is Furthermore, unlike conventional non-dispersive energy analyzers, there is no need to change the trajectory of the electron beam, so there is no need for converging lenses or curved filters, which improves detection sensitivity. At the same time, purchasing becomes relatively easy.

さらに、本発明の荷電粒子エネルギーアナライザでは、
回転楕円体の周面に沿った形状を有するローパスフィル
タ4の前記回転楕円体の一方の焦点位置に焦点を有する
減速レンズ系2と、前記回転楕円体の他方の焦点位置を
曲率中心とする球面状のハイパスフィルタ8とを設けて
いるので、ハイパスフィルタ8の後段にマイクロヂャン
ネルプレートを設置することによって、試料1の像を観
測すること、すなわち、イメージングが可能となる。
Furthermore, in the charged particle energy analyzer of the present invention,
a deceleration lens system 2 having a focal point at one focal position of the spheroid of a low-pass filter 4 having a shape along the circumferential surface of the spheroid; and a spherical surface having a center of curvature at the other focal position of the spheroid. Since a high-pass filter 8 having the shape of a shape is provided, by installing a microchannel plate after the high-pass filter 8, it becomes possible to observe an image of the sample 1, that is, perform imaging.

(へ)効果 以上のように本発明によれば、試料にX線あるいは電子
線を照射し、該試料から放出される荷電粒子のエネルギ
ーを分析する荷電粒子エネルギーアナライザにおいて、
試料にX線あるいは電子線を照射し、該試料から放出さ
れる荷電粒子のエネルギーを分析する荷電粒子エネルギ
ーアナライザにおいて、回転楕円体の周面の一部に沿っ
た形状を有するローパスフィルタと、この回転楕円体の
一方の焦点位置に配置された入射スリットと、肋記回転
楕円体の他方の焦点位置に配置された出射スリットと、
前記他方の焦点位置を曲率中心とする球面状のハイパス
フィルタと、前記一方の焦点位置に焦点を有する減速レ
ンズ系とを備えているので、検出感度が向上するととも
に、イメージングが可能となる。
(f) Effects As described above, according to the present invention, in a charged particle energy analyzer that irradiates a sample with X-rays or electron beams and analyzes the energy of charged particles emitted from the sample,
A charged particle energy analyzer that irradiates a sample with X-rays or electron beams and analyzes the energy of charged particles emitted from the sample includes a low-pass filter having a shape along a part of the circumferential surface of a spheroid; an entrance slit disposed at one focal position of the spheroid; an exit slit disposed at the other focal position of the costal spheroid;
Since it includes a spherical high-pass filter having its center of curvature at the other focal position and a deceleration lens system having a focal point at the one focal position, detection sensitivity is improved and imaging becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の概略構成図、第2図は第1
図の実施例のフィルタ特性図である。 l・・・試料、2・・・減速レンズ系、3・・・入射ス
リット、4・・・ローパスフィルタ、7・・・出射スリ
ット、8・・・ハイパスフィルタ。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention, and FIG.
It is a filter characteristic diagram of the example of a figure. l...Sample, 2...Deceleration lens system, 3...Entrance slit, 4...Low pass filter, 7...Output slit, 8...High pass filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)試料にX線あるいは電子線を照射し、該試料から
放出される荷電粒子のエネルギーを分析する荷電粒子エ
ネルギーアナライザにおいて、 回転楕円体の周面の一部に沿った形状を有するローパス
フィルタと、 この回転楕円体の一方の焦点位置に配置された入射スリ
ットと、 前記回転楕円体の他方の焦点位置に配置された出射スリ
ットと、 前記他方の焦点位置を曲率中心とする球面状のハイパス
フィルタと、 前記一方の焦点位置に焦点を有する減速レンズ系とを備
えることを特徴とする荷電粒子エネルギーアナライザ。
(1) In a charged particle energy analyzer that irradiates a sample with X-rays or electron beams and analyzes the energy of charged particles emitted from the sample, a low-pass filter having a shape along a part of the circumferential surface of a spheroid is used. an entrance slit placed at one focal position of the spheroid; an exit slit placed at the other focal position of the spheroid; and a spherical high-pass with the other focal position as the center of curvature. A charged particle energy analyzer comprising: a filter; and a deceleration lens system having a focal point at the one focal position.
JP61069165A 1986-03-27 1986-03-27 Charged particle energy analyzer Pending JPS62226554A (en)

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JP (1) JPS62226554A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5792807A (en) * 1993-01-19 1998-08-11 Nippon Kayaku Kabushiki Kaisha Composition adaptable or suitable for being marked and molding thereof
US7141800B2 (en) * 2003-07-11 2006-11-28 Charles E. Bryson, III Non-dispersive charged particle energy analyzer

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