例えばＥＸＡＦＳ（広帯域Ｘ線吸収微細構造）測定での蛍光収率（ＦＹ）と全電子収率（ＴＥＹ）との分離を可能にする電離粒子分析器
１つの電離粒子分析器は、１つの電離１次粒子源と、１つの荷電粒子検出器と、且つ、電離可能なガスを前記粒子源と前記検出器の間に有している。前記分析器は、更に、前記粒子源と前記検出器の間に位置する荷電粒子妨害装置を具えている。該荷電粒子妨害装置は、第１の構成において、荷電粒子の通過を妨げ、且つ非荷電粒子を通す様な電位に維持される様に準備されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電離可能なガスを用いた電離粒子の分析器及び分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子収率の測定は、Ｘ線の如き高エネルギーの光子のビームとの相互作用に対する材料表面の応答の研究に用いられる技術として知られている。材料の表面を様々なエネルギーのＸ線に曝し、表面から放出される電子の数とエネルギーを測定することによって、表面の化学的な特性を詳しく分析することが出来る。
放出電子の全電子収率(ＴＥＹ)には、光電子効果により放出された電子と、オージェ効果により放出された電子との両方を含んでいる。放出されたオージェ電子のエネルギーは、原子エネルギーレベルに固有なものであり、表面の成分と特性の測定方法を提供している。しかしながら、オージェ電子の放出の代わりに、エネルギーがＸ線として材料から失われる場合がある。この蛍光収率(ＦＹ)は、オージェ電子よりも光子を優先して放出する特有の励起原子の確率である。
【０００３】
物質の表層の研究において、放出ＥＸＡＦＳ(広帯域Ｘ線吸収微細構造)は、確立された技術であり、シンクロトロンＸ線光源と併せて、世界中で広く活用されている。該技術は、Ｘ線によって物質の表面近くの原子を励起し、試料材料の原子構造に関する情報が得られるＸ線と電子の放出を測定することが出来る。
【０００４】
ヨーロッパ特許出願９８９０３１３０.７では、基本的な表面ＥＸＡＦＳ技術の拡張が記載されている。荷電粒子検出器は、少なくとも一対の電極(例えば、１つの陽極と１つの陰極)を具えている。該出願は、荷電粒子源である試料材料と間隙を介する荷電粒子検出器を具え、試料と検出器の両方が電離可能なガス中に浸されている荷電粒子分析器を記載している。１次粒子は、粒子源(例えば試料材料)から放出された粒子である。検出器を試料に対して陽電位に維持することによって、試料から放出された高速の１次電子によって生じた２次電子は、検出器に向けて押し流される。材料から放出されたＸ線も、ガスを電離し２次電子を生成する。ガスが電離されて現われた２次電子の集団は、検出器に向けて電界中を押し流され、増幅された信号が検出器の陽極に集められる。この増幅された信号には、試料から放出されたＸ線と電子の両方に関する情報が含まれ得る。
検出器からの波高の分布(例えばスペクトル)を分析することによって、表層から制御深さまでの分析を行なうことが出来る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態の１つの目的は、ここに言及されたものと他のものを含めて、従来技術の１以上の課題に実質的に対応する粒子分析器を提供することである。
本発明の実施形態の１つの目的は特に、試料の構造について、好ましくは表面下の様々な深さにおいて、更なる情報を得ることが出来る粒子分析器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様において、本発明は、１つの電離１次粒子源と、１つの荷電粒子検出器と、前記粒子源と前記検出器の間に存在する電離可能なガスとを有する電離粒子分析器であって、該分析器は、更に、前記粒子源と前記検出器の間に位置すると共に、第１の構成では、荷電１次粒子が前記ガスを電離して生成した２次電子の通過を妨害すると共に非荷電粒子を通す様な電位に維持される様に構成されている１つの荷電粒子妨害装置を具えている。
【０００７】
この様な構成を有する粒子分析器の提供によって、粒子源からの非荷電(例えば、電気的中性)電離粒子は、荷電粒子妨害装置を通過することが出来る。この様な非荷電粒子(例えば光子)は、次にガスを電離し、その結果生じた２次電子が荷電粒子検出器により検出される。従って、試料構造の詳しい情報が得られることとなる非荷電粒子からの信号を、荷電粒子とは切り離して測定することが出来る。
【０００８】
試料により放出された前記荷電粒子に電子が含まれていてもよく、且つ前記非荷電粒子に光子が含まれていてもよい。
【０００９】
前記荷電粒子妨害装置は、前記１次粒子によって前記ガス中に生成された前記荷電２次電子を斥ける様な電位が維持されていてもよい。
【００１０】
前記荷電粒子妨害装置は、試料の１つの表面に実質的に平行な１つの平面に位置する少なくとも１つの棒状片を具えていてもよい。
【００１１】
前記荷電粒子妨害装置は、複数の実質的に平行な棒状片を具える格子を具えていてもよい。
【００１２】
前記荷電粒子妨害装置は、更に、荷電粒子と非荷電粒子の両方の十分にスムーズな通過を許容する第２の構成に維持される様に構成されていてもよい。
【００１３】
前記荷電粒子妨害装置は、前記電離可能なガス中に位置していてもよく、且つ前記粒子源から放出された荷電粒子の実質的に全部が、前記荷電粒子妨害装置上に入射する前に電離ガス電子に変わる様に、前記粒子源から離れている。
【００１４】
前記粒子源は１つの試料であってもよく、且つ輻射のビームに前記試料を露出させるための手段が設けられていてもよく、該ビームのエネルギーは、前記試料から電離粒子が放出されることを引き起こすために十分である。
【００１５】
前記露出手段は、Ｘ線源を具えていてもよい。
【００１６】
前記試料は実質的に平面状の表面を有していてもよく、且つ、前記ビームは、前記試料表面の法線に対して傾いた方向で前記試料に向けられていてもよい。
【００１７】
前記ビームは、試料表面に対して視射角で向けられていてもよい。
【００１８】
前記ビームは、前記粒子源と前記荷電粒子妨害装置の間を通過する様に配置されていてもよく、前記ビームが前記装置により塞がれない様になっている。
【００１９】
前記ビームは、前記荷電粒子妨害装置を通り抜ける様に配置されていてもよく、前記分析器は更に、前記荷電粒子妨害装置と前記荷電粒子検出器の間に位置する１つの保護電極を具え、該保護電極は、少なくとも前記ビームが前記荷電粒子妨害装置を通り抜ける領域を覆っている。
【００２０】
前記検出器は、少なくとも一対の電極を具えていてもよく、該一対の電極は、前記粒子源と前記検出器の間の間隔よりも十分に狭い距離の間隙を介して配置されており、該一対の電極が異なる電位に維持されていると共に、前記粒子源は、何れの電極の電位とも異なる電位に維持されており、これらの電位は、検出器近傍の２次荷電粒子がガスを電離するために十分なエネルギーまで加速される様に、前記粒子源によって放出された荷電粒子が、前記粒子源から前記一対の電極のそれぞれに向けて引きつけられる様に選択されている。
【００２１】
第２態様において、本発明は粒子源により放出された電離１次粒子の分析方法を提供し、該方法は、前記粒子源と１つの荷電粒子検出器の間に電離可能なガスが存在すると共に、前記粒子源と前記検出器の間に荷電粒子妨害装置が位置しており、荷電１次粒子が前記ガスを電離して生成された２次電子の通過を妨害すると共に非荷電１次粒子を通過させる様な電位に荷電粒子妨害装置を維持することと、荷電粒子検出器において、少なくとも前記非荷電１次粒子による前記ガスの電離によって生成された荷電粒子を検出することを含んでいる。
【００２２】
前記荷電粒子妨害装置が異なる電位域に維持されている状態で、荷電粒子を検出するステップが繰り返されてもよい。
【００２３】
前記方法は、更に、荷電粒子と非荷電粒子の両方の十分にスムーズな通過を許容する電位に荷電粒子妨害装置を維持するステップと、前記荷電電離粒子と前記非荷電電離粒子の両方による前記ガスの電離によって生成された荷電粒子を荷電粒子検出器において検出するステップとを具えていてもよい。
【００２４】
本発明の実施形態は、単に一例として、添付図面を参照して記載される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明者は、非荷電電離粒子の相対的にスムーズな通過が許容されている間、
電離源からの荷電粒子の通過を妨害するために配置された装置を加えることによって、改善された電離粒子分析器を実現している。例えば、放出ＥＸＡＦＳでは、この様な装置の実装によって、信号の蛍光収率(ＦＹ)成分と全電子収率(ＴＥＹ)成分との分離が可能になり、ＦＹ成分を単独で測定可能になる。該ＦＹ信号は、オージェ電子の代わりにＸ線を放出した源に起因した信号である。低エネルギーＸ線のために低Ｚ(原子番号)試料に関しては、ＦＹ信号が特に小さくなり、通常、ＦＹ信号はＴＥＹ信号に埋もれてしまう。
【００２６】
ＦＹ信号成分では、試料材料の数μｍ深さでの構造に関する情報が得られる。これに対して、ＴＥＹ成分では、材料の表面近く(例えば、数１０ｎｍの単位)での構造に関する情報しか得られない。
従って、半独立のＦＹとＴＥＹの測定が可能な技術の提供は、表面下様々な深さでの試料の構造に関するより一層の情報を引き出す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の望ましい実施の形態につき、添付図面を参照しながら記述する。
図１に示す様に、試料１は、平板状のベース２上に位置している。検出器３は、試料１とベース２の真上に具えられている。検出器３は平板状であり、試料１とベース２の平面と平行な平面に置かれている。
【００２８】
図２に更に詳しく示す様に、検出器３は、半導体ガラス基板５上に被着した平行電極４の系を具えている。マイクロストリップ上の互いに隣り合う電極４Ａと電極４Ｂは、電圧に関して陽と陰に維持され、陽極と陰極のパターンを与えている。
陽極４Ａは、互いに同じ幅であり、電極４を５μｍ程度の幅に作製するためには、リソグラフィー技術を用いることが出来る。それぞれの電極は、電極４Ａからの電気信号を観測する検出回路６に接続されている。
【００２９】
検出器３の全ての電極４が、ベース２と試料１に比べて陽電位となる様に、図１に示すベース２と試料１は、検出器３の陰極４の電位よりも陰電位である一定の電位に維持されている。
【００３０】
この実施例において、荷電粒子妨害装置は、格子９の形態をとっている。格子９は、平板状であり、試料１とベース２の平面に略平行な平面に置かれている。一般的には、格子９は、試料１から、約０.５ｍｍ〜１ｍｍ離されることとなる。格子９は、平行な縦方向に伸びる棒状片或いはワイヤーが連続した形態をとっている。通常、棒状片、或いはワイヤー間の間隔は、各棒状片、或いはワイヤーの幅よりも大きい。例えば、ワイヤー径が１００μｍ、各ワイヤーの間隔又は中心間距離が１ｍｍであれば、ワイヤー格子のマーク-スペース比は１０：１となる。該格子は、通常、銅の如き導電性金属より形成されており、ベース１と試料２に対して、又、検出器３の電極４に対して所定の電位に格子９を維持することができる。
【００３１】
試料１、検出器３及び格子９は、ガス１２で満たされたチャンバー(図示省略)内に保持されており、ガス１２は、主に、研究対象の試料に合わせて選ばれた希ガスである。ガス１２は、イソブタンの如き消滅ガスを含んでいてもよく、通常、約１０％のレベルで、雰囲気中での電気的破壊の連続を止める役割を果たす。
【００３２】
使用においては、シンクロトロン或いは他の手段(図示省略)を用いてＸ線が生成され、所望のエネルギーのＸ線がシンクロトロンから選ばれて、ビーム７として試料１の表面上に向けられる。Ｘ線は、検出器３上の電極４の方向とは垂直の方向から試料１に接近する。Ｘ線ビーム７と試料１表面との間に形成される角度は小さいので、Ｘ線が視射角で試料１の表面上に作用する。Ｘ線が作用する試料１の表面上の領域は、Ｘ線と試料１との間の角度の変化によって変化する。
【００３３】
好ましくは、ビーム７が格子９に入射することなく格子９とベース２の平行な表面の間を通過して、試料１の表面上に作用する様に、格子９を試料から十分に離して設置し、及び/又は、Ｘ線ビーム７の視射角を十分に浅くする。
【００３４】
ビーム７が格子９に衝突する(ビーム７が格子９によって部分的に塞がれる)様に配置されているのであれば、ビーム７に曝される格子の表面領域を最小化するために、格子９の縦方向に伸びる棒状片或いはワイヤーが、ビーム７方向と実質的に平行に伸びる様にすることが好ましい。
好ましくは、図５に示す様に、ビーム７が格子９に衝突する様に配置されているのであれば、不要な粒子の検出から検出器を遮蔽するために、少なくとも１つの保護電極１３を、格子９と検出器３の間に配置する。保護電極１３は、導電性材料製の硬いシートの形態をとっている。保護電極１３は、通常、格子９と同じ電位に保持されている。保護電極１３は、少なくともビームが格子９を通り抜ける部分を覆って配置される。好ましくは、ビーム進路と実質的に平行に電極１３を配置する。電極１３を、格子９と検出器３間のビームの全部を覆う様に配置することも可能である。
ビームは、ガスを電離するか、或いは、格子９に衝突した場合には粒子の放出を引き起こすこととなる。保護電極１３は、通常、粒子、或いはその様な粒子によって生じる２次電子の何れか一方を阻止することによって、その様な粒子が検出器３に検出されることを防止することが出来る。
必要であれば、図５に示す様に、試料１上のビームフットプリントから放出された粒子のみが検出器３に至ることが許容される様に、保護電極１３を配置することが出来、例えば、反射されたビームが格子／ガスを通過して検出器に至ることによる不要な信号を防ぐ様に、電極１３を配置することも出来る。
【００３５】
試料表面の電子１１は、Ｘ線のビーム７からエネルギーを得て、試料から放出される。同じ様に、光子１０は、Ｘ線のビーム７からエネルギーを得て、試料から放出される。
【００３６】
第１の構成では、格子９は試料１に対して陰電位に維持されている。
【００３７】
ガスの有効断面積(粒子がガス粒子と衝突してイオン化する見込み)は、ガスの圧力とガスを構成する物質に依存している。もし、ガスの有効断面積が十分に大きいのであれば、表面から放出された全ての電子１１が、試料１の表面付近のガスを電離し、電子の集団８を形成する。例えば、図３Ａに示す様な場合では、格子９は、ＴＥＹ電子によって電離された２次電子を斥けて試料１の方に戻す十分な電位に維持されている。
【００３８】
何れの場合にも、試料の表面は、通常、斥けられた電子の電荷の蓄積を防ぐ様に伝導する。更に、何れの場合にも、試料１から放出された光子１０は、格子９を相対的にスムーズに通り抜ける。光子１０は、後に、ガスを電離し、電子の集団８を生成する。この電子の集団は、後に、荷電粒子検出器に検出され、ＴＥＹ成分を除いた蛍光収率成分の測定をすることが出来る。
【００３９】
好ましくは、他の電離の源(試料１から放出された荷電粒子)が、格子９によって抑制されている間に、試料から放出された非荷電粒子(例えば光子１０)が、格子９と検出器３との間のガスを電離する様に、ガスの圧力と混合を注意深く選ぶ。Ｘ線によって電離ガスから引き出された２次電子８は、荷電粒子検出器によって検出されて、ＦＹ成分のみを示す信号を得ることが出来る。
【００４０】
第２の、代替構成では、図３Ｂに示す様に、格子９は、荷電粒子の通過を妨害しない電位に維持されており、例えば、格子９は、試料１に比べて僅かに陽電位に保たれている(但し、検出器３よりも低い電位である)。結果として、表面から放出された光子１０と電子１１はガスを電離し、電子の集団８を形成することとなる。電子の集団は、荷電粒子検出器によって順に検出される。従って、荷電粒子検出器からの信号は、ＦＹとＴＥＹ成分の両方を示している。
【００４１】
一例として、図４のグラフは、格子９の電圧が異なる場合の検出器３からのデータを示している。該データは、チタン試料に入射する８ｋｅＶのＸ線ビームを用いた実験により得られる。使用したガスは、７５％のヘリウム(Ｈｅ)と２５％のイソブタン(ＩＢ)の混合である。検出器の電極４Ｂでの電位が−７１９Ｖに保持された間、試料１は−１５００Ｖの電位に保持されており(全ての電圧は、電極４Ａの電位に比較している)、２０００のガスアバランシェゲインを与え、そのようにして何れの現象も検出されることが許容されている。図４は、２つの場合に、電極４Ａから波高スペクトルが観測されることを示している。
(i)格子９が−１４１０Ｖに設定され、そしてＴＥＹとＦＹの両方の検出が許容されたとき(円と左側の縦軸)。
(ii)格子９が−１５５０Ｖに設定され、ＴＥＹが略全体的に抑制され、且つ、従来は隠れていたチタンのＦＹピークが明瞭に観測されたとき(四角と右側の縦軸)。
スペクトルは、３００秒間の、チャンネル毎の計数を示している。図４のチャンネル番号は、図中でヒストグラム化された１次粒子のそれぞれのエネルギーに比例している。縦軸の目盛の違いに注意するべきである。
【００４２】
概して、ガスの密度、電子進路での電圧勾配、及び電子の初期運動エネルギーによって、粒子とガスの初期相互作用が、試料１の表面付近で起こるのか、或いは、検出器３に向けて電子が移行するにつれてガス中に分散するのかが決定される。ガスの密度と検出器３が維持される電圧は、試料１から放出された荷電電離粒子、或いは非荷電電離粒子の両方についての測定位置、或いはエネルギー分解能に対して最適化されている。
【００４３】
検出器３に対する試料１及びベース２の陰電位は、各電子集団８を検出器３の方に向けて押し流す(図中には、押し流される電子を８として示している)。試料１から電子が放出された位置に関する情報は、電子集団８が押し流される間、保持されている。これは、押し流される方向が試料１の表面に垂直であり、又、電子は、放出された位置の真上から大きく外れるだけの十分な運動エネルギーを有していないためである。
【００４４】
検出器３上の陽極と陰極４との平行なパターンは、電子集団が検出器３に直接隣接するまでは、電子集団の流れに影響を及ぼさない。なぜならば、検出器３上の陽極と陰極４とが極めて接近した結果として形成された電界は、極めて局在しているからである。電子は、検出器３に接近するにしたがって、検出器３近傍で急速に強度が増大する局在電界により陽極に向けて加速される。電子の加速によって、該電子は、チャンバー内のガスを電離する十分なエネルギーを得ることになり、生成された他の電子は、自らも更なる電離を引き起こす。この様にして、試料１から放出された電子は、検出器３近傍のガスから電子なだれを生成する。電子なだれの生成は、検出器３で発生する電気信号を正確に測定されるレベルにまで増大させるので有用である。電子なだれによって生成される信号の増幅は、検出された電子の最終の個数が、試料１から放出された電子の最初の個数に比例する様に制御されている。
【００４５】
検出器３に直接隣接する範囲での電子なだれの局在は、ガスの電離により生成された電子が局在したままであり、又、試料１から放出された電子に関する空間的情報が保たれているので、有利である。言及された空間的情報とは、単に、試料１の前端と後端に関して、試料から放出された電子の位置である。
【００４６】
試料１の前後端は、それぞれＸ線ビーム７源から近い方と遠い方の試料１の端部として規定される。検出器３上のそれぞれの電極４Ａから受信した信号の相対的な強度は、Ｘ線ビーム７と試料１の表面とが相互作用した位置を識別するために有用である。
【００４７】
検出器３近傍の電界強度は、検出器３の陽極と陰極４Ａ、４Ｂに印加される電位、及びこれらの間の距離によっても決定される。陽極と陰極間の間隔の減少によって、検出器３近傍の電界勾配が増大し、又、これに応じて、電子を所望加速度にするために必要な印加電位が減少する。検出器３上の電極４密度の増加は、検出器３の空間的分解能を増大させることにもなる。
【００４８】
上記実施の形態は、電子の検出のみについて言及したが、本発明は、他の正荷電粒子、或いは負荷電粒子の検出にも利用されると理解されなければならない。
【００４９】
同様に、上記装置は、放出ＥＸＡＦＳ実験装置と併せて記載されているが、この様な電離粒子分析器は、ガスを電離可能な荷電粒子と非荷電粒子を両方放出する任意の電離粒子源と併せて使用出来る。例えば、本発明の実施形態は、Ｘ線、特に低エネルギーのＸ線の蛍光分析に使用可能である。
更に、実施形態は、任意のガス電離検出器(例えば、ワイヤーコンバータ)と併せても使用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態における電離粒子分析器の斜視図である。
【図２】図１の分析器に組み込まれた荷電粒子検出器の概略図である。
【図３Ａ】図１に示された実施形態の異なる動作モードを説明する断面図である。
【図３Ｂ】図１に示された実施形態の異なる動作モードを説明する断面図である。
【図４】荷電粒子妨害装置に異なる電圧を印加した荷電粒子検出器からの出力スペクトルを示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態における電離粒子分析器の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
(１) 試料
(３) 検出器
(４) 電極
(８) 電子の集団
(７) ビーム
(９) 格子
(10) 光子
(11) 電子
(13) 保護電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電離可能なガスを用いた電離粒子の分析器及び分析方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子収率の測定は、Ｘ線の如き高エネルギーの光子のビームとの相互作用に対する材料表面の応答の研究に用いられる技術として知られている。材料の表面を様々なエネルギーのＸ線に曝し、表面から放出される電子の数とエネルギーを測定することによって、表面の化学的な特性を詳しく分析することが出来る。
放出電子の全電子収率(ＴＥＹ)には、光電子効果により放出された電子と、オージェ効果により放出された電子との両方を含んでいる。放出されたオージェ電子のエネルギーは、原子エネルギーレベルに固有なものであり、表面の成分と特性の測定方法を提供している。しかしながら、オージェ電子の放出の代わりに、エネルギーがＸ線として材料から失われる場合がある。この蛍光収率(ＦＹ)は、オージェ電子よりも光子を優先して放出する特有の励起原子の確率である。
【０００３】
物質の表層の研究において、放出ＥＸＡＦＳ(広帯域Ｘ線吸収微細構造)は、確立された技術であり、シンクロトロンＸ線光源と併せて、世界中で広く活用されている。該技術は、Ｘ線によって物質の表面近くの原子を励起し、試料材料の原子構造に関する情報が得られるＸ線と電子の放出を測定することが出来る。
【０００４】
ヨーロッパ特許出願９８９０３１３０.７では、基本的な表面ＥＸＡＦＳ技術の拡張が記載されている。荷電粒子検出器は、少なくとも一対の電極(例えば、１つの陽極と１つの陰極)を具えている。該出願は、荷電粒子源である試料材料と間隙を介する荷電粒子検出器を具え、試料と検出器の両方が電離可能なガス中に浸されている荷電粒子分析器を記載している。１次粒子は、粒子源(例えば試料材料)から放出された粒子である。検出器を試料に対して陽電位に維持することによって、試料から放出された高速の１次電子によって生じた２次電子は、検出器に向けて押し流される。材料から放出されたＸ線も、ガスを電離し２次電子を生成する。ガスが電離されて現われた２次電子の集団は、検出器に向けて電界中を押し流され、増幅された信号が検出器の陽極に集められる。この増幅された信号には、試料から放出されたＸ線と電子の両方に関する情報が含まれ得る。
検出器からの波高の分布(例えばスペクトル)を分析することによって、表層から制御深さまでの分析を行なうことが出来る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態の１つの目的は、ここに言及されたものと他のものを含めて、従来技術の１以上の課題に実質的に対応する粒子分析器を提供することである。
本発明の実施形態の１つの目的は特に、試料の構造について、好ましくは表面下の様々な深さにおいて、更なる情報を得ることが出来る粒子分析器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の態様において、本発明は、１つの電離１次粒子源と、１つの荷電粒子検出器と、前記粒子源と前記検出器の間に存在する電離可能なガスとを有する電離粒子分析器であって、該分析器は、更に、前記粒子源と前記検出器の間に位置すると共に、第１の構成では、荷電１次粒子が前記ガスを電離して生成した２次電子の通過を妨害すると共に非荷電粒子を通す様な電位に維持される様に構成されている１つの荷電粒子妨害装置を具えている。
【０００７】
この様な構成を有する粒子分析器の提供によって、粒子源からの非荷電(例えば、電気的中性)電離粒子は、荷電粒子妨害装置を通過することが出来る。この様な非荷電粒子(例えば光子)は、次にガスを電離し、その結果生じた２次電子が荷電粒子検出器により検出される。従って、試料構造の詳しい情報が得られることとなる非荷電粒子からの信号を、荷電粒子とは切り離して測定することが出来る。
【０００８】
試料により放出された前記荷電粒子に電子が含まれていてもよく、且つ前記非荷電粒子に光子が含まれていてもよい。
【０００９】
前記荷電粒子妨害装置は、前記１次粒子によって前記ガス中に生成された前記荷電２次電子を斥ける様な電位が維持されていてもよい。
【００１０】
前記荷電粒子妨害装置は、試料の１つの表面に実質的に平行な１つの平面に位置する少なくとも１つの棒状片を具えていてもよい。
【００１１】
前記荷電粒子妨害装置は、複数の実質的に平行な棒状片を具える格子を具えていてもよい。
【００１２】
前記荷電粒子妨害装置は、更に、荷電粒子と非荷電粒子の両方の十分にスムーズな通過を許容する第２の構成に維持される様に構成されていてもよい。
【００１３】
前記荷電粒子妨害装置は、前記電離可能なガス中に位置していてもよく、且つ前記粒子源から放出された荷電粒子の実質的に全部が、前記荷電粒子妨害装置上に入射する前に電離ガス電子に変わる様に、前記粒子源から離れている。
【００１４】
前記粒子源は１つの試料であってもよく、且つ輻射のビームに前記試料を露出させるための手段が設けられていてもよく、該ビームのエネルギーは、前記試料から電離粒子が放出されることを引き起こすために十分である。
【００１５】
前記露出手段は、Ｘ線源を具えていてもよい。
【００１６】
前記試料は実質的に平面状の表面を有していてもよく、且つ、前記ビームは、前記試料表面の法線に対して傾いた方向で前記試料に向けられていてもよい。
【００１７】
前記ビームは、試料表面に対して視射角で向けられていてもよい。
【００１８】
前記ビームは、前記粒子源と前記荷電粒子妨害装置の間を通過する様に配置されていてもよく、前記ビームが前記装置により塞がれない様になっている。
【００１９】
前記ビームは、前記荷電粒子妨害装置を通り抜ける様に配置されていてもよく、前記分析器は更に、前記荷電粒子妨害装置と前記荷電粒子検出器の間に位置する１つの保護電極を具え、該保護電極は、少なくとも前記ビームが前記荷電粒子妨害装置を通り抜ける領域を覆っている。
【００２０】
前記検出器は、少なくとも一対の電極を具えていてもよく、該一対の電極は、前記粒子源と前記検出器の間の間隔よりも十分に狭い距離の間隙を介して配置されており、該一対の電極が異なる電位に維持されていると共に、前記粒子源は、何れの電極の電位とも異なる電位に維持されており、これらの電位は、検出器近傍の２次荷電粒子がガスを電離するために十分なエネルギーまで加速される様に、前記粒子源によって放出された荷電粒子が、前記粒子源から前記一対の電極のそれぞれに向けて引きつけられる様に選択されている。
【００２１】
第２態様において、本発明は粒子源により放出された電離１次粒子の分析方法を提供し、該方法は、前記粒子源と１つの荷電粒子検出器の間に電離可能なガスが存在すると共に、前記粒子源と前記検出器の間に荷電粒子妨害装置が位置しており、荷電１次粒子が前記ガスを電離して生成された２次電子の通過を妨害すると共に非荷電１次粒子を通過させる様な電位に荷電粒子妨害装置を維持することと、荷電粒子検出器において、少なくとも前記非荷電１次粒子による前記ガスの電離によって生成された荷電粒子を検出することを含んでいる。
【００２２】
前記荷電粒子妨害装置が異なる電位域に維持されている状態で、荷電粒子を検出するステップが繰り返されてもよい。
【００２３】
前記方法は、更に、荷電粒子と非荷電粒子の両方の十分にスムーズな通過を許容する電位に荷電粒子妨害装置を維持するステップと、前記荷電電離粒子と前記非荷電電離粒子の両方による前記ガスの電離によって生成された荷電粒子を荷電粒子検出器において検出するステップとを具えていてもよい。
【００２４】
本発明の実施形態は、単に一例として、添付図面を参照して記載される。
【発明の効果】
【００２５】
本発明者は、非荷電電離粒子の相対的にスムーズな通過が許容されている間、
電離源からの荷電粒子の通過を妨害するために配置された装置を加えることによって、改善された電離粒子分析器を実現している。例えば、放出ＥＸＡＦＳでは、この様な装置の実装によって、信号の蛍光収率(ＦＹ)成分と全電子収率(ＴＥＹ)成分との分離が可能になり、ＦＹ成分を単独で測定可能になる。該ＦＹ信号は、オージェ電子の代わりにＸ線を放出した源に起因した信号である。低エネルギーＸ線のために低Ｚ(原子番号)試料に関しては、ＦＹ信号が特に小さくなり、通常、ＦＹ信号はＴＥＹ信号に埋もれてしまう。
【００２６】
ＦＹ信号成分では、試料材料の数μｍ深さでの構造に関する情報が得られる。これに対して、ＴＥＹ成分では、材料の表面近く(例えば、数１０ｎｍの単位)での構造に関する情報しか得られない。
従って、半独立のＦＹとＴＥＹの測定が可能な技術の提供は、表面下様々な深さでの試料の構造に関するより一層の情報を引き出す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の望ましい実施の形態につき、添付図面を参照しながら記述する。
図１に示す様に、試料１は、平板状のベース２上に位置している。検出器３は、試料１とベース２の真上に具えられている。検出器３は平板状であり、試料１とベース２の平面と平行な平面に置かれている。
【００２８】
図２に更に詳しく示す様に、検出器３は、半導体ガラス基板５上に被着した平行電極４の系を具えている。マイクロストリップ上の互いに隣り合う電極４Ａと電極４Ｂは、電圧に関して陽と陰に維持され、陽極と陰極のパターンを与えている。
陽極４Ａは、互いに同じ幅であり、電極４を５μｍ程度の幅に作製するためには、リソグラフィー技術を用いることが出来る。それぞれの電極は、電極４Ａからの電気信号を観測する検出回路６に接続されている。
【００２９】
検出器３の全ての電極４が、ベース２と試料１に比べて陽電位となる様に、図１に示すベース２と試料１は、検出器３の陰極４の電位よりも陰電位である一定の電位に維持されている。
【００３０】
この実施例において、荷電粒子妨害装置は、格子９の形態をとっている。格子９は、平板状であり、試料１とベース２の平面に略平行な平面に置かれている。一般的には、格子９は、試料１から、約０.５ｍｍ〜１ｍｍ離されることとなる。格子９は、平行な縦方向に伸びる棒状片或いはワイヤーが連続した形態をとっている。通常、棒状片、或いはワイヤー間の間隔は、各棒状片、或いはワイヤーの幅よりも大きい。例えば、ワイヤー径が１００μｍ、各ワイヤーの間隔又は中心間距離が１ｍｍであれば、ワイヤー格子のマーク-スペース比は１０：１となる。該格子は、通常、銅の如き導電性金属より形成されており、ベース１と試料２に対して、又、検出器３の電極４に対して所定の電位に格子９を維持することができる。
【００３１】
試料１、検出器３及び格子９は、ガス１２で満たされたチャンバー(図示省略)内に保持されており、ガス１２は、主に、研究対象の試料に合わせて選ばれた希ガスである。ガス１２は、イソブタンの如き消滅ガスを含んでいてもよく、通常、約１０％のレベルで、雰囲気中での電気的破壊の連続を止める役割を果たす。
【００３２】
使用においては、シンクロトロン或いは他の手段(図示省略)を用いてＸ線が生成され、所望のエネルギーのＸ線がシンクロトロンから選ばれて、ビーム７として試料１の表面上に向けられる。Ｘ線は、検出器３上の電極４の方向とは垂直の方向から試料１に接近する。Ｘ線ビーム７と試料１表面との間に形成される角度は小さいので、Ｘ線が視射角で試料１の表面上に作用する。Ｘ線が作用する試料１の表面上の領域は、Ｘ線と試料１との間の角度の変化によって変化する。
【００３３】
好ましくは、ビーム７が格子９に入射することなく格子９とベース２の平行な表面の間を通過して、試料１の表面上に作用する様に、格子９を試料から十分に離して設置し、及び/又は、Ｘ線ビーム７の視射角を十分に浅くする。
【００３４】
ビーム７が格子９に衝突する(ビーム７が格子９によって部分的に塞がれる)様に配置されているのであれば、ビーム７に曝される格子の表面領域を最小化するために、格子９の縦方向に伸びる棒状片或いはワイヤーが、ビーム７方向と実質的に平行に伸びる様にすることが好ましい。
好ましくは、図５に示す様に、ビーム７が格子９に衝突する様に配置されているのであれば、不要な粒子の検出から検出器を遮蔽するために、少なくとも１つの保護電極１３を、格子９と検出器３の間に配置する。保護電極１３は、導電性材料製の硬いシートの形態をとっている。保護電極１３は、通常、格子９と同じ電位に保持されている。保護電極１３は、少なくともビームが格子９を通り抜ける部分を覆って配置される。好ましくは、ビーム進路と実質的に平行に電極１３を配置する。電極１３を、格子９と検出器３間のビームの全部を覆う様に配置することも可能である。
ビームは、ガスを電離するか、或いは、格子９に衝突した場合には粒子の放出を引き起こすこととなる。保護電極１３は、通常、粒子、或いはその様な粒子によって生じる２次電子の何れか一方を阻止することによって、その様な粒子が検出器３に検出されることを防止することが出来る。
必要であれば、図５に示す様に、試料１上のビームフットプリントから放出された粒子のみが検出器３に至ることが許容される様に、保護電極１３を配置することが出来、例えば、反射されたビームが格子／ガスを通過して検出器に至ることによる不要な信号を防ぐ様に、電極１３を配置することも出来る。
【００３５】
試料表面の電子１１は、Ｘ線のビーム７からエネルギーを得て、試料から放出される。同じ様に、光子１０は、Ｘ線のビーム７からエネルギーを得て、試料から放出される。
【００３６】
第１の構成では、格子９は試料１に対して陰電位に維持されている。
【００３７】
ガスの有効断面積(粒子がガス粒子と衝突してイオン化する見込み)は、ガスの圧力とガスを構成する物質に依存している。もし、ガスの有効断面積が十分に大きいのであれば、表面から放出された全ての電子１１が、試料１の表面付近のガスを電離し、電子の集団８を形成する。例えば、図３Ａに示す様な場合では、格子９は、ＴＥＹ電子によって電離された２次電子を斥けて試料１の方に戻す十分な電位に維持されている。
【００３８】
何れの場合にも、試料の表面は、通常、斥けられた電子の電荷の蓄積を防ぐ様に伝導する。更に、何れの場合にも、試料１から放出された光子１０は、格子９を相対的にスムーズに通り抜ける。光子１０は、後に、ガスを電離し、電子の集団８を生成する。この電子の集団は、後に、荷電粒子検出器に検出され、ＴＥＹ成分を除いた蛍光収率成分の測定をすることが出来る。
【００３９】
好ましくは、他の電離の源(試料１から放出された荷電粒子)が、格子９によって抑制されている間に、試料から放出された非荷電粒子(例えば光子１０)が、格子９と検出器３との間のガスを電離する様に、ガスの圧力と混合を注意深く選ぶ。Ｘ線によって電離ガスから引き出された２次電子８は、荷電粒子検出器によって検出されて、ＦＹ成分のみを示す信号を得ることが出来る。
【００４０】
第２の、代替構成では、図３Ｂに示す様に、格子９は、荷電粒子の通過を妨害しない電位に維持されており、例えば、格子９は、試料１に比べて僅かに陽電位に保たれている(但し、検出器３よりも低い電位である)。結果として、表面から放出された光子１０と電子１１はガスを電離し、電子の集団８を形成することとなる。電子の集団は、荷電粒子検出器によって順に検出される。従って、荷電粒子検出器からの信号は、ＦＹとＴＥＹ成分の両方を示している。
【００４１】
一例として、図４のグラフは、格子９の電圧が異なる場合の検出器３からのデータを示している。該データは、チタン試料に入射する８ｋｅＶのＸ線ビームを用いた実験により得られる。使用したガスは、７５％のヘリウム(Ｈｅ)と２５％のイソブタン(ＩＢ)の混合である。検出器の電極４Ｂでの電位が−７１９Ｖに保持された間、試料１は−１５００Ｖの電位に保持されており(全ての電圧は、電極４Ａの電位に比較している)、２０００のガスアバランシェゲインを与え、そのようにして何れの現象も検出されることが許容されている。図４は、２つの場合に、電極４Ａから波高スペクトルが観測されることを示している。
(i)格子９が−１４１０Ｖに設定され、そしてＴＥＹとＦＹの両方の検出が許容されたとき(円と左側の縦軸)。
(ii)格子９が−１５５０Ｖに設定され、ＴＥＹが略全体的に抑制され、且つ、従来は隠れていたチタンのＦＹピークが明瞭に観測されたとき(四角と右側の縦軸)。
スペクトルは、３００秒間の、チャンネル毎の計数を示している。図４のチャンネル番号は、図中でヒストグラム化された１次粒子のそれぞれのエネルギーに比例している。縦軸の目盛の違いに注意するべきである。
【００４２】
概して、ガスの密度、電子進路での電圧勾配、及び電子の初期運動エネルギーによって、粒子とガスの初期相互作用が、試料１の表面付近で起こるのか、或いは、検出器３に向けて電子が移行するにつれてガス中に分散するのかが決定される。ガスの密度と検出器３が維持される電圧は、試料１から放出された荷電電離粒子、或いは非荷電電離粒子の両方についての測定位置、或いはエネルギー分解能に対して最適化されている。
【００４３】
検出器３に対する試料１及びベース２の陰電位は、各電子集団８を検出器３の方に向けて押し流す(図中には、押し流される電子を８として示している)。試料１から電子が放出された位置に関する情報は、電子集団８が押し流される間、保持されている。これは、押し流される方向が試料１の表面に垂直であり、又、電子は、放出された位置の真上から大きく外れるだけの十分な運動エネルギーを有していないためである。
【００４４】
検出器３上の陽極と陰極４との平行なパターンは、電子集団が検出器３に直接隣接するまでは、電子集団の流れに影響を及ぼさない。なぜならば、検出器３上の陽極と陰極４とが極めて接近した結果として形成された電界は、極めて局在しているからである。電子は、検出器３に接近するにしたがって、検出器３近傍で急速に強度が増大する局在電界により陽極に向けて加速される。電子の加速によって、該電子は、チャンバー内のガスを電離する十分なエネルギーを得ることになり、生成された他の電子は、自らも更なる電離を引き起こす。この様にして、試料１から放出された電子は、検出器３近傍のガスから電子なだれを生成する。電子なだれの生成は、検出器３で発生する電気信号を正確に測定されるレベルにまで増大させるので有用である。電子なだれによって生成される信号の増幅は、検出された電子の最終の個数が、試料１から放出された電子の最初の個数に比例する様に制御されている。
【００４５】
検出器３に直接隣接する範囲での電子なだれの局在は、ガスの電離により生成された電子が局在したままであり、又、試料１から放出された電子に関する空間的情報が保たれているので、有利である。言及された空間的情報とは、単に、試料１の前端と後端に関して、試料から放出された電子の位置である。
【００４６】
試料１の前後端は、それぞれＸ線ビーム７源から近い方と遠い方の試料１の端部として規定される。検出器３上のそれぞれの電極４Ａから受信した信号の相対的な強度は、Ｘ線ビーム７と試料１の表面とが相互作用した位置を識別するために有用である。
【００４７】
検出器３近傍の電界強度は、検出器３の陽極と陰極４Ａ、４Ｂに印加される電位、及びこれらの間の距離によっても決定される。陽極と陰極間の間隔の減少によって、検出器３近傍の電界勾配が増大し、又、これに応じて、電子を所望加速度にするために必要な印加電位が減少する。検出器３上の電極４密度の増加は、検出器３の空間的分解能を増大させることにもなる。
【００４８】
上記実施の形態は、電子の検出のみについて言及したが、本発明は、他の正荷電粒子、或いは負荷電粒子の検出にも利用されると理解されなければならない。
【００４９】
同様に、上記装置は、放出ＥＸＡＦＳ実験装置と併せて記載されているが、この様な電離粒子分析器は、ガスを電離可能な荷電粒子と非荷電粒子を両方放出する任意の電離粒子源と併せて使用出来る。例えば、本発明の実施形態は、Ｘ線、特に低エネルギーのＸ線の蛍光分析に使用可能である。
更に、実施形態は、任意のガス電離検出器(例えば、ワイヤーコンバータ)と併せても使用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第１実施形態における電離粒子分析器の斜視図である。
【図２】図１の分析器に組み込まれた荷電粒子検出器の概略図である。
【図３Ａ】図１に示された実施形態の異なる動作モードを説明する断面図である。
【図３Ｂ】図１に示された実施形態の異なる動作モードを説明する断面図である。
【図４】荷電粒子妨害装置に異なる電圧を印加した荷電粒子検出器からの出力スペクトルを示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態における電離粒子分析器の断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
(１) 試料
(３) 検出器
(４) 電極
(８) 電子の集団
(７) ビーム
(９) 格子
(10) 光子
(11) 電子
(13) 保護電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの電離１次粒子源と、
１つの荷電粒子検出器と、
前記粒子源と前記検出器の間に存在する電離可能なガス
とを有する電離粒子分析器であって、
該分析器は、更に、前記粒子源と前記検出器の間に位置すると共に、第１の構成では、荷電１次粒子が前記ガスを電離して生成した２次電子の通過を妨害すると共に非荷電粒子を通す様な電位に維持される様に構成されている１つの荷電粒子妨害装置を具えている電離粒子分析器。
【請求項２】
前記荷電粒子が電子を含むと共に、前記非荷電粒子は光子を含む請求項１に記載の電離粒子分析器。
【請求項３】
前記荷電粒子妨害装置は、前記１次粒子によって前記ガス中に生成された前記荷電２次電子を斥ける様な電位が維持されている請求項１又は請求項２に記載の電離粒子分析器。
【請求項４】
前記荷電粒子妨害装置は、試料の１つの表面に実質的に平行な１つの平面に位置する少なくとも１つの棒状片を具えている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項５】
前記荷電粒子妨害装置は、複数の実質的に平行な棒状片を具える格子を具えている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項６】
前記荷電粒子妨害装置は、更に、荷電粒子と非荷電粒子の両方の十分にスムーズな通過を許容する第２の構成に維持される様に構成されている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項７】
前記荷電粒子妨害装置は、前記電離可能なガス中に位置すると共に、前記粒子源から放出された荷電粒子の実質的に全部が、前記荷電粒子妨害装置上に入射する前に電離ガス電子に変わる様に、前記粒子源から離れている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項８】
前記粒子源は１つの試料であり、輻射のビームに前記試料を露出させるための手段が設けられ、該ビームのエネルギーは、前記試料から電離粒子が放出されることを引き起こすために十分である上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項９】
前記露出手段は、Ｘ線源を具えている請求項８に記載の電離粒子分析器。
【請求項１０】
前記試料は実質的に平面状の表面を有し、前記ビームは、前記試料表面の法線に対して傾いた方向で前記試料に向けられる請求項８又は請求項９に記載の電離粒子分析器。
【請求項１１】
前記ビームは、試料表面に対する視射角で向けられる請求項１０に記載の電離粒子分析器。
【請求項１２】
前記ビームは、前記粒子源と前記荷電粒子妨害装置の間を通過する様に配置されて、前記ビームが前記装置により塞がれない様になっている請求項８乃至請求項１１の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項１３】
前記ビームは、前記荷電粒子妨害装置を通り抜ける様に配置され、前記分析器は更に、前記荷電粒子妨害装置と前記荷電粒子検出器の間に位置する１つの保護電極を具え、該保護電極は、少なくとも前記ビームが前記荷電粒子妨害装置を通り抜ける領域を覆っている請求項８乃至請求項１１の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項１４】
前記検出器は、少なくとも一対の電極を具え、該一対の電極は、前記粒子源と前記検出器の間の間隔よりも十分に狭い距離の間隙を介して配置されており、該一対の電極が異なる電位に維持されていると共に、前記粒子源は、何れの電極の電位とも異なる電位に維持されており、これらの電位は、検出器近傍の２次荷電粒子がガスを電離するために十分なエネルギーまで加速される様に、前記粒子源によって放出された荷電粒子が、前記粒子源から前記一対の電極のそれぞれに向けて引きつけられる様に選択されている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項１５】
粒子源により放出された電離１次粒子を分析する方法であり、前記粒子源と１つの荷電粒子検出器の間に電離可能なガスが存在すると共に、前記粒子源と前記検出器の間に荷電粒子妨害装置が位置しており、
荷電１次粒子が前記ガスを電離して生成された２次電子の通過を妨害すると共に非荷電１次粒子を通過させる様な電位に荷電粒子妨害装置を維持することと、
荷電粒子検出器において、少なくとも前記非荷電１次粒子による前記ガスの電離によって生成された荷電粒子を検出すること
とを含む方法。
【請求項１６】
前記荷電粒子妨害装置が異なる電位域に維持されている状態で、荷電粒子を検出するステップが繰り返される請求項１５に記載の電離１次粒子分析方法。
【請求項１７】
更に、荷電粒子と非荷電粒子の両方の十分にスムーズな通過を許容する電位に荷電粒子妨害装置を維持するステップと、
前記荷電電離粒子と前記非荷電電離粒子の両方による前記ガスの電離によって生成された荷電粒子を荷電粒子検出器において検出するステップ
とを具えている請求項１５又は請求項１６に記載の電離１次粒子分析方法。
【請求項１８】
添付図面を参照して実質的に以上に詳述した様な電離粒子分析器。
【請求項１９】
添付図面を参照して実質的に以上に詳述した様な電離粒子分析方法。
【請求項１】
１つの電離１次粒子源と、
１つの荷電粒子検出器と、
前記粒子源と前記検出器の間に存在する電離可能なガス
とを有する電離粒子分析器であって、
該分析器は、更に、前記粒子源と前記検出器の間に位置すると共に、第１の構成では、荷電１次粒子が前記ガスを電離して生成した２次電子の通過を妨害すると共に非荷電粒子を通す様な電位に維持される様に構成されている１つの荷電粒子妨害装置を具えている電離粒子分析器。
【請求項２】
前記荷電粒子が電子を含むと共に、前記非荷電粒子は光子を含む請求項１に記載の電離粒子分析器。
【請求項３】
前記荷電粒子妨害装置は、前記１次粒子によって前記ガス中に生成された前記荷電２次電子を斥ける様な電位が維持されている請求項１又は請求項２に記載の電離粒子分析器。
【請求項４】
前記荷電粒子妨害装置は、試料の１つの表面に実質的に平行な１つの平面に位置する少なくとも１つの棒状片を具えている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項５】
前記荷電粒子妨害装置は、複数の実質的に平行な棒状片を具える格子を具えている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項６】
前記荷電粒子妨害装置は、更に、荷電粒子と非荷電粒子の両方の十分にスムーズな通過を許容する第２の構成に維持される様に構成されている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項７】
前記荷電粒子妨害装置は、前記電離可能なガス中に位置すると共に、前記粒子源から放出された荷電粒子の実質的に全部が、前記荷電粒子妨害装置上に入射する前に電離ガス電子に変わる様に、前記粒子源から離れている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項８】
前記粒子源は１つの試料であり、輻射のビームに前記試料を露出させるための手段が設けられ、該ビームのエネルギーは、前記試料から電離粒子が放出されることを引き起こすために十分である上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項９】
前記露出手段は、Ｘ線源を具えている請求項８に記載の電離粒子分析器。
【請求項１０】
前記試料は実質的に平面状の表面を有し、前記ビームは、前記試料表面の法線に対して傾いた方向で前記試料に向けられる請求項８又は請求項９に記載の電離粒子分析器。
【請求項１１】
前記ビームは、試料表面に対する視射角で向けられる請求項１０に記載の電離粒子分析器。
【請求項１２】
前記ビームは、前記粒子源と前記荷電粒子妨害装置の間を通過する様に配置されて、前記ビームが前記装置により塞がれない様になっている請求項８乃至請求項１１の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項１３】
前記ビームは、前記荷電粒子妨害装置を通り抜ける様に配置され、前記分析器は更に、前記荷電粒子妨害装置と前記荷電粒子検出器の間に位置する１つの保護電極を具え、該保護電極は、少なくとも前記ビームが前記荷電粒子妨害装置を通り抜ける領域を覆っている請求項８乃至請求項１１の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項１４】
前記検出器は、少なくとも一対の電極を具え、該一対の電極は、前記粒子源と前記検出器の間の間隔よりも十分に狭い距離の間隙を介して配置されており、該一対の電極が異なる電位に維持されていると共に、前記粒子源は、何れの電極の電位とも異なる電位に維持されており、これらの電位は、検出器近傍の２次荷電粒子がガスを電離するために十分なエネルギーまで加速される様に、前記粒子源によって放出された荷電粒子が、前記粒子源から前記一対の電極のそれぞれに向けて引きつけられる様に選択されている上記請求項の何れかに記載の電離粒子分析器。
【請求項１５】
粒子源により放出された電離１次粒子を分析する方法であり、前記粒子源と１つの荷電粒子検出器の間に電離可能なガスが存在すると共に、前記粒子源と前記検出器の間に荷電粒子妨害装置が位置しており、
荷電１次粒子が前記ガスを電離して生成された２次電子の通過を妨害すると共に非荷電１次粒子を通過させる様な電位に荷電粒子妨害装置を維持することと、
荷電粒子検出器において、少なくとも前記非荷電１次粒子による前記ガスの電離によって生成された荷電粒子を検出すること
とを含む方法。
【請求項１６】
前記荷電粒子妨害装置が異なる電位域に維持されている状態で、荷電粒子を検出するステップが繰り返される請求項１５に記載の電離１次粒子分析方法。
【請求項１７】
更に、荷電粒子と非荷電粒子の両方の十分にスムーズな通過を許容する電位に荷電粒子妨害装置を維持するステップと、
前記荷電電離粒子と前記非荷電電離粒子の両方による前記ガスの電離によって生成された荷電粒子を荷電粒子検出器において検出するステップ
とを具えている請求項１５又は請求項１６に記載の電離１次粒子分析方法。
【請求項１８】
添付図面を参照して実質的に以上に詳述した様な電離粒子分析器。
【請求項１９】
添付図面を参照して実質的に以上に詳述した様な電離粒子分析方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００７−５０５３０８（Ｐ２００７−５０５３０８Ａ）
【公表日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２５８７３（Ｐ２００６−５２５８７３）
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００３６８０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２４４０５
【国際公開日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（３９９１２８４３７）カウンシル・フォー・ザ・セントラル・ラボラトリー・オブ・ザ・リサーチ・カウンシルズ (4)
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＵＮＣＩＬ ＦＯＲ ＴＨＥ ＣＥＮＴＲＡＬ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＯＦ ＴＨＥ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＵＮＣＩＬＳ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年３月８日（２００７．３．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月２７日（２００４．８．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００４／００３６８０
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０２４４０５
【国際公開日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（３９９１２８４３７）カウンシル・フォー・ザ・セントラル・ラボラトリー・オブ・ザ・リサーチ・カウンシルズ (4)
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＵＮＣＩＬ ＦＯＲ ＴＨＥ ＣＥＮＴＲＡＬ ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ ＯＦ ＴＨＥ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＵＮＣＩＬＳ
【Ｆターム（参考）】
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