磁場偏向型エネルギー分析器及びイオン散乱分光装置
【課題】 磁場偏向型エネルギー分析器及びイオン散乱分光装置に関し、簡単な機構によりエネルギースペクトルのノイズレベルを低減して、高分解能で分析試料の構成元素を分析する。
【解決手段】磁場偏向型エネルギー分析器の壁面に、壁面に入射したＨｅ或いはＨのいずれかの並進エネルギーを減衰させる突起を設ける。
【解決手段】磁場偏向型エネルギー分析器の壁面に、壁面に入射したＨｅ或いはＨのいずれかの並進エネルギーを減衰させる突起を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁場偏向型エネルギー分析器及びイオン散乱分光装置に関するものであり、印加磁場の強度や分析器の形状等に適合しないエネルギーを有する粒子の散乱に起因するノイズを低減するための構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
数百ｋＶ程度に加速されたＨｅイオンをプローブとし、Ｈｅイオンと試料構成元素との散乱相互作用を利用して試料中の元素組成などを計測する分析方法は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱分光）法、或いは、イオン散乱分光法と呼ばれて広く用いられている。
【０００３】
近年、このような分析法において磁場偏向型のエネルギー分析器を用い、試料に照射されて散乱されたＨｅイオンのエネルギーを数百Ｖの分解能で測定する位置敏感型検出器を備えた高エネルギー分解能型の装置、即ち、高分解能ＲＢＳ装置が開発され、原子層厚レベルでの組成分析が可能となってきている。
【０００４】
このようなＲＢＳ法においては、数百ｋＶに加速されたＨｅやＨの軽イオンを試料に照射し、試料構成原子と衝突して散乱された軽イオンのエネルギースペクトルを測定することにより試料構成元素を特定するものである。
【０００５】
図１０は、高分解能型ＲＢＳ装置の概略的構成図であり、イオン照射部１０と、分析試料２１を収容する分析チャンバー２０と、入射してきた散乱イオンに対して並進方向に垂直な磁場を印加するマグネット３１及び分析管３２を備えた磁場偏向型エネルギー分析器３０と、位置敏感型検出器４１を備えた検出部４０によって構成される。
【０００６】
この場合のイオン照射部１０は、Ｈｅ等のイオンを発生するイオン源１１、発生したイオンを加速する加速管１２、所定のビームサイズに絞るスリット１３、所定のエネルギーのイオンのみを通過させて単色化するＷｉｅｎフィルター１４、さらにビームサイズを例えば、０．３ｍｍ程度に整形するスリット１５によって構成される。
【０００７】
この高分解能型ＲＢＳ装置を用いて試料を分析する場合、分析試料２１上の散乱点で散乱された荷電粒子を磁場が印加された分析管３２を通してエネルギー毎に分光され、位置敏感型検出器４１上に投影され、位置敏感型検出器４１上の位置とその位置に入射した荷電粒子のカウント数を計測する。このように、ある磁場強度で空間的に帯状にエネルギー分光された荷電粒子を位置敏感型検出器により一度に検出することによって、測定時間の短時間化と分析試料にかかるダメージの回避を可能にしている。
【０００８】
この場合、入射した軽イオンと分析試料２１を構成する試料構成原子とはほぼ弾性散乱するものとし、弾性散乱で跳ね返された入射した軽イオンのエネルギーが試料構成原子の原子核の質量の関数になることを利用する。この時、後方、即ち、θ＝１８０°に散乱された軽イオンを利用する場合に最も分解能が高くなる。
【０００９】
また、エネルギースペクトル取得のために用いられる磁場偏向型エネルギー分析器３０では、運動しているイオン等の荷電粒子に対してその並進方向に垂直な磁場を印加することで荷電粒子にローレンツ力が作用することを利用している。
【００１０】
つまり、荷電粒子に作用するローレンツ力の大きさが、荷電粒子の運動エネルギーに依存し、その結果、運動エネルギーによって決まる軌道を荷電粒子が辿ることを用いて荷電粒子の運動エネルギーを計測している。
【００１１】
この時、図１１に示すように、印加される磁場の強さ、分析器の形状等に適合したエネルギーを持った粒子は分析器内を無衝突で通過することができる。しかし、その条件に適合しない粒子は、分析器内の壁等に衝突し、散乱されることになる。
【００１２】
しかし、このような構成をとっているために、分析管３２の出口開口部は比較的大きく開けておく必要がある。その結果、上述の通過条件に適合しない荷電粒子も、分析管内の壁などに散乱され、偶然に分析管出口に運動方向を向いた場合、その荷電粒子は位置敏感型検出器４１で検出されることになる。つまり、比較的大きな開口部によって、本来除外されるべき荷電粒子がカウントされやすくなっていた。
【００１３】
このような荷電粒子による信号はエネルギースペクトルにおけるノイズであるため、スペクトルのＳ／Ｎが劣化し、その結果、強度の小さい信号の評価が困難になるという問題があった。
【００１４】
そこで、このような問題を解決するために、磁場フィルターの出口付近にイオンの軌道を変化させるための静電型イオン偏向器をイオンを検出するためのイオン検出器を移動可能とする移動機構を組み合わせた手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、静電型イオン偏向器に印加する電圧とイオン検出器の移動距離を適当に調整することで、エネルギーの変化したイオンをイオン検出器に入射させず、ノイズを低減するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１５３７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、上述の提案では、新たにイオン偏向器や駆動電源、位置敏感型検出器の移動機構等を用意する必要がある。また、プローブＨｅイオンと分析試料の表面の角度、分析試料の構成元素に応じて偏向器電圧と位置敏感型検出器の移動距離を変化させる必要があるため、装置の構成や、測定手順が複雑化するという問題がある。
【００１７】
したがって、磁場偏向型エネルギー分析器において、簡単な機構によりエネルギースペクトルのノイズレベルを低減して、高分解能で分析試料の構成元素を分析することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一観点からは、壁面に入射したＨｅ或いはＨのいずれかの並進エネルギーを減衰させる突起を壁面に有する磁場偏向型エネルギー分析器が提供される。
【００１９】
また、本発明の別の観点からは、上述の磁場偏向型エネルギー分析器と、Ｈｅイオン或いはＨイオンのいずれかを試料に照射するイオン照射部と、前記試料を収容する分析チャンバーと、前記磁場偏向型エネルギー分析器からのＨｅイオン或いはＨイオンのいずれかを検出する位置検出器とを備えたイオン散乱分光装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
開示の磁場偏向型エネルギー分析器及び磁場偏向型エネルギー分析器を備えたイオン散乱分光装置によれば、不所望なイオンを散乱させてエネルギーを減衰するための突起を設けるという簡単な構成で、バックグラウンドノイズを大幅に低減することができる。また、その結果、高分解能で分析試料の構成元素を分析することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の分析管の概略的斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に用いるポケット板の構成説明図である。
【図３】本発明の実施例１の磁場偏向型エネルギー分析器を構成する分析管の構成説明図である。
【図４】本発明の実施例１の磁場偏向型エネルギー分析器を備えたイオン散乱分光装置を用いた測定結果の説明図である。
【図５】本発明の実施例２乃至実施例６に用いるポケットの構成説明図である。
【図６】本発明の実施例７のポケット板の製造工程の説明図である。
【図７】本発明の各実施例の作用効果の説明図である。
【図８】本発明の実施例８のポケット板の製造工程の説明図である。
【図９】高分解能型ＲＢＳ装置の概略的構成図である。
【図１０】入射イオンの軌跡の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ここで、本発明の実施の形態を説明するが、イオン散乱分光装置の基本構成は図６に示した従来のイオン散乱分光装置と全く同一であり、磁場偏向型エネルギー分析器を構成する分析管の構成が異なるだけであるので、分析管の構成のみを説明する。
【００２３】
図１は、本発明の分析管の概略的斜視図であり、図１（ａ）に示すように、分析管３２の内側壁面に傾斜状突起５２を利用した複数の空間、即ち、ポケット５１を設けたポケット板５０を取り付ける。この場合、ポケット板５０は、図１（ｂ）に示すように、分析管３２の偏向部３４と出射部３５の内側壁面に取付け、入射部３３の内側壁面に取付ける必要はない。
【００２４】
また、図２に示すように、ポケット板５０は、ベース板５４と、ベース板５４に所定間隔で差し込んでポケット５１を構成する突起部材５５とにより構成され、突起部材５５の突出部が傾斜状突起５２となる。この場合のベース板５４と突起部材５５の素材は、原理的には何を用いても良いが、加工容易性及び機械的強度の観点から、ＳＵＳ或いはＡｌが望ましい。
【００２５】
この様なポケット板５０に設けられたポケット５１に不所望なエネルギーを有するイオンが入射した場合に、ポケット５１の表面を構成する原子と衝突して弾性散乱される。
この時、ポケット５１の表面を構成する原子の質量が小さい場合、入射したイオンのエネルギーの一部が衝突した原子に受け渡されるので、イオンはその分のエネルギーを失うことになる。なお、ポケット５１の表面を構成する原子の質量が大きい場合には、入射したイオンのエネルギーはほとんど失われずに反射された状態になる。
【００２６】
したがって、ベース板５４及び突起部材５５の表面は、質量数の小さな軽元素で被覆しておくことが望ましく、材質の安定性や超高真空中での使用を考慮するとＣ、Ｂ、Ａｌ、或いは、Ｓｉの軽元素を主成分とする物質によりスパッタ法、真空蒸着法、或いは、ＣＶＤ法によってコートしておく。このＣ、Ｂ、Ａｌ、或いは、Ｓｉの軽元素を主成分とする物質としては、Ｃ、ＢＮ、Ａｌ、ＳｉＮ、ＳｉＣ等が挙げられる。なお、ベース板５４及び突起部材５５の素材がＡｌの場合には、このコートは必ずしも必要はない。
【００２７】
また、ベース板５４及び突起部材５５の表面に入射したイオンは、その表面との電荷のやりとりを行うため、ベース板５４及び突起部材５５の表面が帯電することがある。したがって、この様な帯電を抑制するためには、構成材料は導電性を持つことが望ましく、例えば、ＣやＡｌが好適になる。
【００２８】
このような衝突をポケット５１内で複数回繰り返すため、この多重散乱によってＨｅイオン或いはＨイオンはエネルギーを次第に失うことになる。例えば、５００ｋＶ程度の並進エネルギーを持ったＨｅであっても、Ｃ等の軽元素からなる壁面で５回程度散乱すれば並進エネルギーが数百Ｖ以下になる場合もある。
【００２９】
数百Ｖというイオンのエネルギーは、位置敏感型検出器が検出するエネルギーとしては十分小さい。したがって、ポケット５１に捕まって多重散乱してエネルギーが十分低下したイオンが偶然に位置敏感型検出器に入射することになったとしても、そのイオンは信号パルスを発生させるエネルギーを有していないことになる。つまり、位置敏感型検出器は、多重散乱によってエネルギーを失ったイオンに対して感度がなくなり、ノイズ信号が発生しなくなる。このため、得られるエネルギースペクトルのバックグラウンドレベルを十分下げることが可能になる。
【００３０】
一方、ポケット板を取り付けない場合には、壁面に入射したイオンは、壁面との衝突による一度の相互作用により自由空間中に戻ってしまうため、十分高い並進エネルギーを保ったまま運動を続けることができる。したがって、壁面で散乱された後、偶然に位置敏感型検出器の方向に向いたイオンが高い並進エネルギーを保ったまま位置敏感型検出器に入射するため、位置敏感型検出器を構成するＭＣＰ（マルチチャンネルプレート）中で信号パルスを発生させ、ノイズとなる。
【００３１】
しかし、本発明のイオン散乱分光装置においては、磁場偏向型エネルギー分析器を構成する分析管の内側壁面にイオンを多重散乱させるポケットを設けたポケット板を設けるだけであるので、簡単な装置構成でノイズを効果的低減することが可能になる。
【００３２】
また、陽極酸化やポーラスシリカを用いることによって、ポケット壁面が細孔を持つように処理しても良い。それによって、壁面に入射した粒子が細孔内においても散乱を起こすため、より効率的に粒子のエネルギーを低下させることができる。
【実施例１】
【００３３】
以上を前提として、次に、本発明の実施例１の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ここでも、本質的特徴がある分析管の構成を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、例えば、出射部３５の開口部の内法のサイズが１３ｍｍ×１４０ｍｍの分析管３２の内側壁面にポケット板５０１〜５０４を取り付ける。
【００３４】
この場合のポケット板５０は、図３（ｂ）に示すように、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＳＵＳ製のベース板５４に、厚さが０．２ｍｍで、幅が９ｍｍのＳＵＳ製の突起部材５５を所定間隔で差し込んで構成する。
【００３５】
ベース板５４から突出した部分の突起部材５５の長さは、例えば、ポケット５１の開口高さが４ｍｍとし、突起部材５５の傾斜角度を４５°とした場合に、４×２1/2 （≒５．６６）ｍｍとし、隣接するポケット５１の間隔が１．５ｍｍになるように取り付ける。なお、ベース板５４の長さは、取り付ける内側壁の長さによる。
【００３６】
このポケット板５０に対してＣをスパッタすることによって、ベース板５４及び突起部材５５の表面を軽元素で且つ導電性を有する厚さが、例えば、１００ｎｍのカーボン膜でコートする。
【００３７】
図４は、本発明の実施例１の磁場偏向型エネルギー分析器を備えたイオン散乱分光装置を用いた測定結果の説明図であり、ここでは、試料としてＨｆＳｉＯをＳｉ基板上に堆積させたものを用い、４００ｋＶのＨｅで測定した結果を示す。図から明らかなように、バックグラウンドノイズの低減が確認された。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明の実施例２の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ａ）は、本発明の実施例２に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材５６を入射イオンから見た場合、端部における漸近線の傾斜角が４５°となり半径Ｒが１４ｍｍの円筒面状凸面で構成したものであり、ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例３】
【００３９】
次に、本発明の実施例３の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ｂ）は、本発明の実施例３に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材５７を入射イオンから見た場合、４５°に傾斜部５７１と半径Ｒが３．５ｍｍの円筒面状凹面５７２で構成したものであり、ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例４】
【００４０】
次に、本発明の実施例４の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ｃ）は、本発明の実施例４に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材５８を入射イオンから見た場合、４５°に傾斜部５８１と、高さが１．５ｍｍで長さが４．５ｍｍの平行平板部５８２と、後端の差込み部５８３により構成される。ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例５】
【００４１】
次に、本発明の実施例５の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ｄ）は、本発明の実施例５に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材５９を入射イオンから見た場合、長さが４．０ｍｍで端部における漸近線の傾斜角が４５°となる半径Ｒが１４ｍｍの円筒面状凸面５９１と、高さが１．２ｍｍで長さが４．５ｍｍの平行平板部５９２と、後端の差込み部５９３により構成される。ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例６】
【００４２】
次に、本発明の実施例６の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ｅ）は、本発明の実施例６に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材６０を入射イオンから見た場合、長さが４．０ｍｍで端部における漸近線の傾斜角が４５°となる半径Ｒが１４ｍｍの円筒面状凸面５９１と、高さが１．２ｍｍで長さが３．３ｍｍの平行平板部６０２と、後端の傾斜が４５°の差込み部６０３により構成される。ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例７】
【００４３】
次に、図６を参照して本発明の実施例７の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板を切り起こしで形成した以外の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケット板の製造工程のみ説明する。なお、各部材における上図は平面図であり、下図は平面図におけるＡ−Ａ′或いはＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。
【００４４】
まず、図６（ａ）に示すように、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＳＵＳ製のベース板７１と、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＳＵＳ製のポケット母板７２を用意する。このポケット母板７２には、例えば、長さが４×２1/2 （≒５．６６）ｍｍで、幅が９ｍｍの切り起こし部７３を、隣接する切り起こし部７３との間隔が１．５ｍｍになるように形成する。
【００４５】
次いで、図６（ｂ）に示すように、各切り起こし部７３を例えば、４５°の角度に起こす。次いで、図６（ｃ）に示すように、ベース板７１とポケット母板７２を溶接によって互いに電気的に導通させて貼り合わせることによってポケット板７０が完成する。この時、切り起こした切り起こし部７３が実施例１における突起部材として機能する。
【００４６】
このように、本発明の実施例７においては、突起部材を切り起こしにより形成しているので、一枚一枚の差込み工程が不要になり、作業効率が向上する。また、分析管への取付け面、即ち、ベース板７１の裏面は平坦であるので、分析管へ安定して取り付けることができる。
【００４７】
図７は、本発明の実施例７のポケット板を用いた場合の作用効果の説明図であり、ここでは、後述する実施例８のポケット板を用いた場合の作用効果と、ポケット板を設けない従来例の結果を併せて図示している。なお、右上の挿入図は、ピークの状態を示す全体図である。試料にはＳｉＯ２膜をＳｉ基板上に堆積させたものを用い、４００ｋｅＶのＨｅで測定したスペクトルを示している。図から明らかなように、ポケット板を設けることによって、ポケット板を設けない場合に比べてバックグラウンドノイズを大幅に低減することができる。
【実施例８】
【００４８】
次に、図８を参照して、本発明の実施例８の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、材質をＡｌとしてポケットの粒子との衝突面を陽極酸化により多孔質にした以外の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケット板の製造工程のみ説明する。なお、各部材における上図は平面図であり、下図は平面図におけるＡ−Ａ′或いはＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。
【００４９】
まず、図８（ａ）に示すように、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＡｌ製のベース板８１と、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＡｌ製のポケット母板８２を陽極酸化により片面を例えば厚さが３μｍの多孔質部８３，８４とする。
【００５０】
この陽極酸化工程において、例えば、０．３Ｍ／ｌの希硫酸浴からなる陽極酸化液中に片面を保護部材で覆ったベース板８１及びポケット母板８２を浸漬して陽極酸化を行う。この時、Ａｌ板の表面は陽極酸化されてポアを有するアルマイトポアからなる多孔質部８３，８４となる。
【００５１】
次いで、ポアサイズを調整するために、例えば、４％のリン酸液中に浸漬してポアワイドニングを行うことによってポアのサイズを拡大する。
【００５２】
次いで、ベース板８１及びポケット母板８２に設けた多孔質部８３，８４の表面にスパッタリング法によりＡｌ薄膜（図示は省略）を形成して表面を導電性にしておく。なお、この場合のＡｌ薄膜の膜厚はポアの内部を埋め込み尽くさない厚さにする必要がある。
【００５３】
次いで、図８（ｂ）に示すように、ポケット母板８２に、例えば、長さが４×２1/2 （≒５．６６）ｍｍで、幅が９ｍｍの切り起こし部８５を、隣接する切り起こし部８５との間隔が１．５ｍｍになるように形成する。
【００５４】
次いで、図８（ｃ）に示すように、各切り起こし部８５を例えば、４５°の角度に起こす。次いで、図８（ｄ）に示すように、ベース板８１とポケット母板８２を多孔質部８３，８４を対向させて溶接によって互いに電気的に導通させて貼り合わせることによってポケット板８０が完成する。この時、切り起こした切り起こし部８５が実施例１における突起部材として機能する。
【００５５】
上述の図７に示すように、ポケットの粒子との衝突面を多孔質部とすることによって、ポケットの粒子との衝突面を多孔質部としない実施例７に比べてさらにバックグラウンドノイズを低減することができ、より正確な解析が可能となる。これは、ポケットの壁面に入射した粒子がポア内においても散乱を起こすため、より効率的に粒子のエネルギーを低下させることができるためである。
【００５６】
また、この実施例８においては表面を軽元素のＡｌで被覆して導電性にしているので、ポケットに入射したイオンのエネルギーを軽元素に受け渡すことによって効果的に低減することができるとともに、ポケットがイオンからの電荷により帯電することがない。
【００５７】
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は、各実施例に示した条件に限られるものではない。例えば、開口部の高さを４ｍｍとしているが、この高さは任意であり、例えば、分析管の出射部の開口部のサイズに応じて適宜決定すれば良い。また、突起部材の傾斜角、或いは、端部における漸近線の傾斜角を４５°にしているが、４５°であることは必須ではなく、任意に変更することが可能である。
【００５８】
ここで、実施例１乃至実施例８を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を開示する。
（付記１） 壁面に入射したＨｅ或いはＨのいずれかの並進エネルギーを減衰させる突起を壁面に有する磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記２） 前記突起が、その内部に前記Ｈｅ或いはＨのいずれかを散乱させる空間を構成する付記１記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記３） 前記突起が、テーパ部から構成される付記２記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記４） 前記突起が、テーパ部と前記テーパ部の後部に接続する平行平板部から構成される付記２記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記５） 前記突起が、テーパ部と前記テーパ部の後部に接続する凹面部から構成される付記２記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記６） 前記突起の前記Ｈｅ或いはＨの入射面が多孔部である付記１乃至付記５のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記７） 前記多孔部が、Ａｌの酸化物からなる多孔体で形成されている付記６に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記８） 前記突起の表面が、導電性を有している付記１乃至７のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記９） 前記突起の表面が、Ｎ、Ｃ、Ｂ、Ａｌ或いはＳｉの少なくとも一つを主成分とした物質で構成されていることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記１０） 前記突起が、母体材料の表面をＮ、Ｃ、Ｂ、Ａｌ或いはＳｉの少なくとも一つを主成分とした物質で被覆されている付記１乃至７のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記１１） 前記突起とともに前記Ｈｅ或いはＨのいずれかを散乱させる空間を構成する前記壁面の表面が、Ｎ、Ｃ、Ｂ、Ａｌ或いはＳｉの少なくとも一つを主成分とした物質で構成されている付記１乃至７のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記１２） 付記１乃至１１のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器と、Ｈｅイオン或いはＨイオンのいずれかを試料に照射するイオン照射部と、前記試料を収容する分析チャンバーと、前記磁場偏向型エネルギー分析器からのＨｅイオン或いはＨイオンのいずれかを検出する位置検出器とを備えたイオン散乱分光装置。
【符号の説明】
【００５９】
１０ イオン照射部
１１ イオン源
１２ 加速管
１３ スリット
１４ Ｗｉｅｎフィルター
１５ スリット
２０ 分析チャンバー
２１ 分析試料
３０ 磁場偏向型エネルギー分析器
３１ マグネット
３２ 分析管
３３ 入射部
３４ 偏向部
３５ 出射部
４０ 検出部
４１ 位置敏感型検出器
５０，５０１ 〜５０４ ポケット板
５１ ポケット
５２ 傾斜状突起
５４ ベース板
５５〜６０ 突起部材
５７１、５８１ 傾斜部
５７２ 円筒面状凹面
５８２、５９２、６０２ 平行平板部
５８３、５９３、６０３ 差込み部
５９１ 、６０１ 円筒面状凸面
７０，８０ ポケット板
７１，８１ ベース板
７２，８２ ポケット母板
７３，８５ 切り起こし部
８３，８４ 多孔質部
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁場偏向型エネルギー分析器及びイオン散乱分光装置に関するものであり、印加磁場の強度や分析器の形状等に適合しないエネルギーを有する粒子の散乱に起因するノイズを低減するための構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
数百ｋＶ程度に加速されたＨｅイオンをプローブとし、Ｈｅイオンと試料構成元素との散乱相互作用を利用して試料中の元素組成などを計測する分析方法は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱分光）法、或いは、イオン散乱分光法と呼ばれて広く用いられている。
【０００３】
近年、このような分析法において磁場偏向型のエネルギー分析器を用い、試料に照射されて散乱されたＨｅイオンのエネルギーを数百Ｖの分解能で測定する位置敏感型検出器を備えた高エネルギー分解能型の装置、即ち、高分解能ＲＢＳ装置が開発され、原子層厚レベルでの組成分析が可能となってきている。
【０００４】
このようなＲＢＳ法においては、数百ｋＶに加速されたＨｅやＨの軽イオンを試料に照射し、試料構成原子と衝突して散乱された軽イオンのエネルギースペクトルを測定することにより試料構成元素を特定するものである。
【０００５】
図１０は、高分解能型ＲＢＳ装置の概略的構成図であり、イオン照射部１０と、分析試料２１を収容する分析チャンバー２０と、入射してきた散乱イオンに対して並進方向に垂直な磁場を印加するマグネット３１及び分析管３２を備えた磁場偏向型エネルギー分析器３０と、位置敏感型検出器４１を備えた検出部４０によって構成される。
【０００６】
この場合のイオン照射部１０は、Ｈｅ等のイオンを発生するイオン源１１、発生したイオンを加速する加速管１２、所定のビームサイズに絞るスリット１３、所定のエネルギーのイオンのみを通過させて単色化するＷｉｅｎフィルター１４、さらにビームサイズを例えば、０．３ｍｍ程度に整形するスリット１５によって構成される。
【０００７】
この高分解能型ＲＢＳ装置を用いて試料を分析する場合、分析試料２１上の散乱点で散乱された荷電粒子を磁場が印加された分析管３２を通してエネルギー毎に分光され、位置敏感型検出器４１上に投影され、位置敏感型検出器４１上の位置とその位置に入射した荷電粒子のカウント数を計測する。このように、ある磁場強度で空間的に帯状にエネルギー分光された荷電粒子を位置敏感型検出器により一度に検出することによって、測定時間の短時間化と分析試料にかかるダメージの回避を可能にしている。
【０００８】
この場合、入射した軽イオンと分析試料２１を構成する試料構成原子とはほぼ弾性散乱するものとし、弾性散乱で跳ね返された入射した軽イオンのエネルギーが試料構成原子の原子核の質量の関数になることを利用する。この時、後方、即ち、θ＝１８０°に散乱された軽イオンを利用する場合に最も分解能が高くなる。
【０００９】
また、エネルギースペクトル取得のために用いられる磁場偏向型エネルギー分析器３０では、運動しているイオン等の荷電粒子に対してその並進方向に垂直な磁場を印加することで荷電粒子にローレンツ力が作用することを利用している。
【００１０】
つまり、荷電粒子に作用するローレンツ力の大きさが、荷電粒子の運動エネルギーに依存し、その結果、運動エネルギーによって決まる軌道を荷電粒子が辿ることを用いて荷電粒子の運動エネルギーを計測している。
【００１１】
この時、図１１に示すように、印加される磁場の強さ、分析器の形状等に適合したエネルギーを持った粒子は分析器内を無衝突で通過することができる。しかし、その条件に適合しない粒子は、分析器内の壁等に衝突し、散乱されることになる。
【００１２】
しかし、このような構成をとっているために、分析管３２の出口開口部は比較的大きく開けておく必要がある。その結果、上述の通過条件に適合しない荷電粒子も、分析管内の壁などに散乱され、偶然に分析管出口に運動方向を向いた場合、その荷電粒子は位置敏感型検出器４１で検出されることになる。つまり、比較的大きな開口部によって、本来除外されるべき荷電粒子がカウントされやすくなっていた。
【００１３】
このような荷電粒子による信号はエネルギースペクトルにおけるノイズであるため、スペクトルのＳ／Ｎが劣化し、その結果、強度の小さい信号の評価が困難になるという問題があった。
【００１４】
そこで、このような問題を解決するために、磁場フィルターの出口付近にイオンの軌道を変化させるための静電型イオン偏向器をイオンを検出するためのイオン検出器を移動可能とする移動機構を組み合わせた手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、静電型イオン偏向器に印加する電圧とイオン検出器の移動距離を適当に調整することで、エネルギーの変化したイオンをイオン検出器に入射させず、ノイズを低減するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００６−１５３７５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、上述の提案では、新たにイオン偏向器や駆動電源、位置敏感型検出器の移動機構等を用意する必要がある。また、プローブＨｅイオンと分析試料の表面の角度、分析試料の構成元素に応じて偏向器電圧と位置敏感型検出器の移動距離を変化させる必要があるため、装置の構成や、測定手順が複雑化するという問題がある。
【００１７】
したがって、磁場偏向型エネルギー分析器において、簡単な機構によりエネルギースペクトルのノイズレベルを低減して、高分解能で分析試料の構成元素を分析することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一観点からは、壁面に入射したＨｅ或いはＨのいずれかの並進エネルギーを減衰させる突起を壁面に有する磁場偏向型エネルギー分析器が提供される。
【００１９】
また、本発明の別の観点からは、上述の磁場偏向型エネルギー分析器と、Ｈｅイオン或いはＨイオンのいずれかを試料に照射するイオン照射部と、前記試料を収容する分析チャンバーと、前記磁場偏向型エネルギー分析器からのＨｅイオン或いはＨイオンのいずれかを検出する位置検出器とを備えたイオン散乱分光装置が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
開示の磁場偏向型エネルギー分析器及び磁場偏向型エネルギー分析器を備えたイオン散乱分光装置によれば、不所望なイオンを散乱させてエネルギーを減衰するための突起を設けるという簡単な構成で、バックグラウンドノイズを大幅に低減することができる。また、その結果、高分解能で分析試料の構成元素を分析することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の分析管の概略的斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に用いるポケット板の構成説明図である。
【図３】本発明の実施例１の磁場偏向型エネルギー分析器を構成する分析管の構成説明図である。
【図４】本発明の実施例１の磁場偏向型エネルギー分析器を備えたイオン散乱分光装置を用いた測定結果の説明図である。
【図５】本発明の実施例２乃至実施例６に用いるポケットの構成説明図である。
【図６】本発明の実施例７のポケット板の製造工程の説明図である。
【図７】本発明の各実施例の作用効果の説明図である。
【図８】本発明の実施例８のポケット板の製造工程の説明図である。
【図９】高分解能型ＲＢＳ装置の概略的構成図である。
【図１０】入射イオンの軌跡の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ここで、本発明の実施の形態を説明するが、イオン散乱分光装置の基本構成は図６に示した従来のイオン散乱分光装置と全く同一であり、磁場偏向型エネルギー分析器を構成する分析管の構成が異なるだけであるので、分析管の構成のみを説明する。
【００２３】
図１は、本発明の分析管の概略的斜視図であり、図１（ａ）に示すように、分析管３２の内側壁面に傾斜状突起５２を利用した複数の空間、即ち、ポケット５１を設けたポケット板５０を取り付ける。この場合、ポケット板５０は、図１（ｂ）に示すように、分析管３２の偏向部３４と出射部３５の内側壁面に取付け、入射部３３の内側壁面に取付ける必要はない。
【００２４】
また、図２に示すように、ポケット板５０は、ベース板５４と、ベース板５４に所定間隔で差し込んでポケット５１を構成する突起部材５５とにより構成され、突起部材５５の突出部が傾斜状突起５２となる。この場合のベース板５４と突起部材５５の素材は、原理的には何を用いても良いが、加工容易性及び機械的強度の観点から、ＳＵＳ或いはＡｌが望ましい。
【００２５】
この様なポケット板５０に設けられたポケット５１に不所望なエネルギーを有するイオンが入射した場合に、ポケット５１の表面を構成する原子と衝突して弾性散乱される。
この時、ポケット５１の表面を構成する原子の質量が小さい場合、入射したイオンのエネルギーの一部が衝突した原子に受け渡されるので、イオンはその分のエネルギーを失うことになる。なお、ポケット５１の表面を構成する原子の質量が大きい場合には、入射したイオンのエネルギーはほとんど失われずに反射された状態になる。
【００２６】
したがって、ベース板５４及び突起部材５５の表面は、質量数の小さな軽元素で被覆しておくことが望ましく、材質の安定性や超高真空中での使用を考慮するとＣ、Ｂ、Ａｌ、或いは、Ｓｉの軽元素を主成分とする物質によりスパッタ法、真空蒸着法、或いは、ＣＶＤ法によってコートしておく。このＣ、Ｂ、Ａｌ、或いは、Ｓｉの軽元素を主成分とする物質としては、Ｃ、ＢＮ、Ａｌ、ＳｉＮ、ＳｉＣ等が挙げられる。なお、ベース板５４及び突起部材５５の素材がＡｌの場合には、このコートは必ずしも必要はない。
【００２７】
また、ベース板５４及び突起部材５５の表面に入射したイオンは、その表面との電荷のやりとりを行うため、ベース板５４及び突起部材５５の表面が帯電することがある。したがって、この様な帯電を抑制するためには、構成材料は導電性を持つことが望ましく、例えば、ＣやＡｌが好適になる。
【００２８】
このような衝突をポケット５１内で複数回繰り返すため、この多重散乱によってＨｅイオン或いはＨイオンはエネルギーを次第に失うことになる。例えば、５００ｋＶ程度の並進エネルギーを持ったＨｅであっても、Ｃ等の軽元素からなる壁面で５回程度散乱すれば並進エネルギーが数百Ｖ以下になる場合もある。
【００２９】
数百Ｖというイオンのエネルギーは、位置敏感型検出器が検出するエネルギーとしては十分小さい。したがって、ポケット５１に捕まって多重散乱してエネルギーが十分低下したイオンが偶然に位置敏感型検出器に入射することになったとしても、そのイオンは信号パルスを発生させるエネルギーを有していないことになる。つまり、位置敏感型検出器は、多重散乱によってエネルギーを失ったイオンに対して感度がなくなり、ノイズ信号が発生しなくなる。このため、得られるエネルギースペクトルのバックグラウンドレベルを十分下げることが可能になる。
【００３０】
一方、ポケット板を取り付けない場合には、壁面に入射したイオンは、壁面との衝突による一度の相互作用により自由空間中に戻ってしまうため、十分高い並進エネルギーを保ったまま運動を続けることができる。したがって、壁面で散乱された後、偶然に位置敏感型検出器の方向に向いたイオンが高い並進エネルギーを保ったまま位置敏感型検出器に入射するため、位置敏感型検出器を構成するＭＣＰ（マルチチャンネルプレート）中で信号パルスを発生させ、ノイズとなる。
【００３１】
しかし、本発明のイオン散乱分光装置においては、磁場偏向型エネルギー分析器を構成する分析管の内側壁面にイオンを多重散乱させるポケットを設けたポケット板を設けるだけであるので、簡単な装置構成でノイズを効果的低減することが可能になる。
【００３２】
また、陽極酸化やポーラスシリカを用いることによって、ポケット壁面が細孔を持つように処理しても良い。それによって、壁面に入射した粒子が細孔内においても散乱を起こすため、より効率的に粒子のエネルギーを低下させることができる。
【実施例１】
【００３３】
以上を前提として、次に、本発明の実施例１の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ここでも、本質的特徴がある分析管の構成を説明する。まず、図３（ａ）に示すように、例えば、出射部３５の開口部の内法のサイズが１３ｍｍ×１４０ｍｍの分析管３２の内側壁面にポケット板５０１〜５０４を取り付ける。
【００３４】
この場合のポケット板５０は、図３（ｂ）に示すように、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＳＵＳ製のベース板５４に、厚さが０．２ｍｍで、幅が９ｍｍのＳＵＳ製の突起部材５５を所定間隔で差し込んで構成する。
【００３５】
ベース板５４から突出した部分の突起部材５５の長さは、例えば、ポケット５１の開口高さが４ｍｍとし、突起部材５５の傾斜角度を４５°とした場合に、４×２1/2 （≒５．６６）ｍｍとし、隣接するポケット５１の間隔が１．５ｍｍになるように取り付ける。なお、ベース板５４の長さは、取り付ける内側壁の長さによる。
【００３６】
このポケット板５０に対してＣをスパッタすることによって、ベース板５４及び突起部材５５の表面を軽元素で且つ導電性を有する厚さが、例えば、１００ｎｍのカーボン膜でコートする。
【００３７】
図４は、本発明の実施例１の磁場偏向型エネルギー分析器を備えたイオン散乱分光装置を用いた測定結果の説明図であり、ここでは、試料としてＨｆＳｉＯをＳｉ基板上に堆積させたものを用い、４００ｋＶのＨｅで測定した結果を示す。図から明らかなように、バックグラウンドノイズの低減が確認された。
【実施例２】
【００３８】
次に、本発明の実施例２の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ａ）は、本発明の実施例２に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材５６を入射イオンから見た場合、端部における漸近線の傾斜角が４５°となり半径Ｒが１４ｍｍの円筒面状凸面で構成したものであり、ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例３】
【００３９】
次に、本発明の実施例３の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ｂ）は、本発明の実施例３に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材５７を入射イオンから見た場合、４５°に傾斜部５７１と半径Ｒが３．５ｍｍの円筒面状凹面５７２で構成したものであり、ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例４】
【００４０】
次に、本発明の実施例４の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ｃ）は、本発明の実施例４に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材５８を入射イオンから見た場合、４５°に傾斜部５８１と、高さが１．５ｍｍで長さが４．５ｍｍの平行平板部５８２と、後端の差込み部５８３により構成される。ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例５】
【００４１】
次に、本発明の実施例５の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ｄ）は、本発明の実施例５に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材５９を入射イオンから見た場合、長さが４．０ｍｍで端部における漸近線の傾斜角が４５°となる半径Ｒが１４ｍｍの円筒面状凸面５９１と、高さが１．２ｍｍで長さが４．５ｍｍの平行平板部５９２と、後端の差込み部５９３により構成される。ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例６】
【００４２】
次に、本発明の実施例６の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板の形状が異なるだけで、他の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケットの形状のみ説明する。図５（ｅ）は、本発明の実施例６に用いるポケットの構成説明図であり、突起部材６０を入射イオンから見た場合、長さが４．０ｍｍで端部における漸近線の傾斜角が４５°となる半径Ｒが１４ｍｍの円筒面状凸面５９１と、高さが１．２ｍｍで長さが３．３ｍｍの平行平板部６０２と、後端の傾斜が４５°の差込み部６０３により構成される。ここでも開口高さは４ｍｍとする。
【実施例７】
【００４３】
次に、図６を参照して本発明の実施例７の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、ポケット板を切り起こしで形成した以外の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケット板の製造工程のみ説明する。なお、各部材における上図は平面図であり、下図は平面図におけるＡ−Ａ′或いはＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。
【００４４】
まず、図６（ａ）に示すように、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＳＵＳ製のベース板７１と、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＳＵＳ製のポケット母板７２を用意する。このポケット母板７２には、例えば、長さが４×２1/2 （≒５．６６）ｍｍで、幅が９ｍｍの切り起こし部７３を、隣接する切り起こし部７３との間隔が１．５ｍｍになるように形成する。
【００４５】
次いで、図６（ｂ）に示すように、各切り起こし部７３を例えば、４５°の角度に起こす。次いで、図６（ｃ）に示すように、ベース板７１とポケット母板７２を溶接によって互いに電気的に導通させて貼り合わせることによってポケット板７０が完成する。この時、切り起こした切り起こし部７３が実施例１における突起部材として機能する。
【００４６】
このように、本発明の実施例７においては、突起部材を切り起こしにより形成しているので、一枚一枚の差込み工程が不要になり、作業効率が向上する。また、分析管への取付け面、即ち、ベース板７１の裏面は平坦であるので、分析管へ安定して取り付けることができる。
【００４７】
図７は、本発明の実施例７のポケット板を用いた場合の作用効果の説明図であり、ここでは、後述する実施例８のポケット板を用いた場合の作用効果と、ポケット板を設けない従来例の結果を併せて図示している。なお、右上の挿入図は、ピークの状態を示す全体図である。試料にはＳｉＯ２膜をＳｉ基板上に堆積させたものを用い、４００ｋｅＶのＨｅで測定したスペクトルを示している。図から明らかなように、ポケット板を設けることによって、ポケット板を設けない場合に比べてバックグラウンドノイズを大幅に低減することができる。
【実施例８】
【００４８】
次に、図８を参照して、本発明の実施例８の磁場偏向型エネルギー分析器を説明するが、材質をＡｌとしてポケットの粒子との衝突面を陽極酸化により多孔質にした以外の構成は上記の実施例１と全く同様であるので、ここではポケット板の製造工程のみ説明する。なお、各部材における上図は平面図であり、下図は平面図におけるＡ−Ａ′或いはＢ−Ｂ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。
【００４９】
まず、図８（ａ）に示すように、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＡｌ製のベース板８１と、例えば、厚さが０．２ｍｍで、幅が１２ｍｍのＡｌ製のポケット母板８２を陽極酸化により片面を例えば厚さが３μｍの多孔質部８３，８４とする。
【００５０】
この陽極酸化工程において、例えば、０．３Ｍ／ｌの希硫酸浴からなる陽極酸化液中に片面を保護部材で覆ったベース板８１及びポケット母板８２を浸漬して陽極酸化を行う。この時、Ａｌ板の表面は陽極酸化されてポアを有するアルマイトポアからなる多孔質部８３，８４となる。
【００５１】
次いで、ポアサイズを調整するために、例えば、４％のリン酸液中に浸漬してポアワイドニングを行うことによってポアのサイズを拡大する。
【００５２】
次いで、ベース板８１及びポケット母板８２に設けた多孔質部８３，８４の表面にスパッタリング法によりＡｌ薄膜（図示は省略）を形成して表面を導電性にしておく。なお、この場合のＡｌ薄膜の膜厚はポアの内部を埋め込み尽くさない厚さにする必要がある。
【００５３】
次いで、図８（ｂ）に示すように、ポケット母板８２に、例えば、長さが４×２1/2 （≒５．６６）ｍｍで、幅が９ｍｍの切り起こし部８５を、隣接する切り起こし部８５との間隔が１．５ｍｍになるように形成する。
【００５４】
次いで、図８（ｃ）に示すように、各切り起こし部８５を例えば、４５°の角度に起こす。次いで、図８（ｄ）に示すように、ベース板８１とポケット母板８２を多孔質部８３，８４を対向させて溶接によって互いに電気的に導通させて貼り合わせることによってポケット板８０が完成する。この時、切り起こした切り起こし部８５が実施例１における突起部材として機能する。
【００５５】
上述の図７に示すように、ポケットの粒子との衝突面を多孔質部とすることによって、ポケットの粒子との衝突面を多孔質部としない実施例７に比べてさらにバックグラウンドノイズを低減することができ、より正確な解析が可能となる。これは、ポケットの壁面に入射した粒子がポア内においても散乱を起こすため、より効率的に粒子のエネルギーを低下させることができるためである。
【００５６】
また、この実施例８においては表面を軽元素のＡｌで被覆して導電性にしているので、ポケットに入射したイオンのエネルギーを軽元素に受け渡すことによって効果的に低減することができるとともに、ポケットがイオンからの電荷により帯電することがない。
【００５７】
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は、各実施例に示した条件に限られるものではない。例えば、開口部の高さを４ｍｍとしているが、この高さは任意であり、例えば、分析管の出射部の開口部のサイズに応じて適宜決定すれば良い。また、突起部材の傾斜角、或いは、端部における漸近線の傾斜角を４５°にしているが、４５°であることは必須ではなく、任意に変更することが可能である。
【００５８】
ここで、実施例１乃至実施例８を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を開示する。
（付記１） 壁面に入射したＨｅ或いはＨのいずれかの並進エネルギーを減衰させる突起を壁面に有する磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記２） 前記突起が、その内部に前記Ｈｅ或いはＨのいずれかを散乱させる空間を構成する付記１記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記３） 前記突起が、テーパ部から構成される付記２記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記４） 前記突起が、テーパ部と前記テーパ部の後部に接続する平行平板部から構成される付記２記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記５） 前記突起が、テーパ部と前記テーパ部の後部に接続する凹面部から構成される付記２記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記６） 前記突起の前記Ｈｅ或いはＨの入射面が多孔部である付記１乃至付記５のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記７） 前記多孔部が、Ａｌの酸化物からなる多孔体で形成されている付記６に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記８） 前記突起の表面が、導電性を有している付記１乃至７のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記９） 前記突起の表面が、Ｎ、Ｃ、Ｂ、Ａｌ或いはＳｉの少なくとも一つを主成分とした物質で構成されていることを特徴とする付記１乃至７のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記１０） 前記突起が、母体材料の表面をＮ、Ｃ、Ｂ、Ａｌ或いはＳｉの少なくとも一つを主成分とした物質で被覆されている付記１乃至７のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記１１） 前記突起とともに前記Ｈｅ或いはＨのいずれかを散乱させる空間を構成する前記壁面の表面が、Ｎ、Ｃ、Ｂ、Ａｌ或いはＳｉの少なくとも一つを主成分とした物質で構成されている付記１乃至７のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
（付記１２） 付記１乃至１１のいずれか１に記載の磁場偏向型エネルギー分析器と、Ｈｅイオン或いはＨイオンのいずれかを試料に照射するイオン照射部と、前記試料を収容する分析チャンバーと、前記磁場偏向型エネルギー分析器からのＨｅイオン或いはＨイオンのいずれかを検出する位置検出器とを備えたイオン散乱分光装置。
【符号の説明】
【００５９】
１０ イオン照射部
１１ イオン源
１２ 加速管
１３ スリット
１４ Ｗｉｅｎフィルター
１５ スリット
２０ 分析チャンバー
２１ 分析試料
３０ 磁場偏向型エネルギー分析器
３１ マグネット
３２ 分析管
３３ 入射部
３４ 偏向部
３５ 出射部
４０ 検出部
４１ 位置敏感型検出器
５０，５０１ 〜５０４ ポケット板
５１ ポケット
５２ 傾斜状突起
５４ ベース板
５５〜６０ 突起部材
５７１、５８１ 傾斜部
５７２ 円筒面状凹面
５８２、５９２、６０２ 平行平板部
５８３、５９３、６０３ 差込み部
５９１ 、６０１ 円筒面状凸面
７０，８０ ポケット板
７１，８１ ベース板
７２，８２ ポケット母板
７３，８５ 切り起こし部
８３，８４ 多孔質部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁面に入射したＨｅ或いはＨのいずれかの並進エネルギーを減衰させる突起を壁面に有する磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項２】
前記突起が、その内部に前記Ｈｅ或いはＨのいずれかを散乱させる空間を構成する請求項１記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項３】
前記突起の前記Ｈｅ或いはＨの入射面が多孔部である請求項１または請求項２に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項４】
前記多孔部が、Ａｌの酸化物からなる多孔体で形成されている請求項３に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項５】
前記突起の表面が、導電性を有している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項６】
前記突起の表面が、Ｎ、Ｃ、Ｂ、Ａｌ或いはＳｉの少なくとも一つを主成分とした物質で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁場偏向型エネルギー分析器と、
Ｈｅイオン或いはＨイオンのいずれかを試料に照射するイオン照射部と、
前記試料を収容する分析チャンバーと、
前記磁場偏向型エネルギー分析器からの前記Ｈｅイオン或いはＨイオンのいずれかを検出する位置検出器と
を備えたイオン散乱分光装置。
【請求項１】
壁面に入射したＨｅ或いはＨのいずれかの並進エネルギーを減衰させる突起を壁面に有する磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項２】
前記突起が、その内部に前記Ｈｅ或いはＨのいずれかを散乱させる空間を構成する請求項１記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項３】
前記突起の前記Ｈｅ或いはＨの入射面が多孔部である請求項１または請求項２に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項４】
前記多孔部が、Ａｌの酸化物からなる多孔体で形成されている請求項３に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項５】
前記突起の表面が、導電性を有している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項６】
前記突起の表面が、Ｎ、Ｃ、Ｂ、Ａｌ或いはＳｉの少なくとも一つを主成分とした物質で構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の磁場偏向型エネルギー分析器。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁場偏向型エネルギー分析器と、
Ｈｅイオン或いはＨイオンのいずれかを試料に照射するイオン照射部と、
前記試料を収容する分析チャンバーと、
前記磁場偏向型エネルギー分析器からの前記Ｈｅイオン或いはＨイオンのいずれかを検出する位置検出器と
を備えたイオン散乱分光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１０１２６（Ｐ２０１０−１０１２６Ａ）
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２０７９８（Ｐ２００９−１２０７９８）
【出願日】平成２１年５月１９日（２００９．５．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１９日（２００９．５．１９）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]