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JP3140577B2 - Laser ionization neutral particle mass spectrometer - Google Patents

Laser ionization neutral particle mass spectrometer

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Publication number
JP3140577B2
JP3140577B2 JP04268365A JP26836592A JP3140577B2 JP 3140577 B2 JP3140577 B2 JP 3140577B2 JP 04268365 A JP04268365 A JP 04268365A JP 26836592 A JP26836592 A JP 26836592A JP 3140577 B2 JP3140577 B2 JP 3140577B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
neutral particle
ion beam
mass spectrometer
pulse laser
Prior art date
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JP04268365A
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康弘 東
哲也 丸尾
孝好 林
芳和 本間
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
NTT Inc
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.)
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp, NTT Inc filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPH06119905A publication Critical patent/JPH06119905A/en
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  • Electron Tubes For Measurement (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は固体表面の被分析領域に
イオンビームを照射することにより発生する中性粒子に
紫外パルスレーザを照射して発生した光励起イオンの質
量スペクトルを測定するレーザイオン化中性粒子質量分
析装置に係り、特に、深さ方向分解能が良好な条件下で
感度の良い深さ方向分析が可能なレーザイオン化中性粒
子質量分析装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to laser ionization for measuring the mass spectrum of photoexcited ions generated by irradiating a neutral particle generated by irradiating an ion beam on an area to be analyzed on a solid surface with an ultraviolet pulse laser. The present invention relates to a neutral particle mass spectrometer, and more particularly, to a laser ionization neutral particle mass spectrometer capable of performing a depth analysis with good sensitivity under conditions of good depth resolution.

【0002】[0002]

【従来の技術】固体試料の微量分析法の代表的な方法と
して、イオンビームにより表面からスパッタされる二次
イオンを検出する二次イオン質量分析法がある。しか
し、二次イオンは発生効率が低くかつ元素依存性や試料
依存性が大きいため二次イオン強度が試料中の元素濃度
に比例せず、定量性に問題がある。これに対し、二次イ
オンと同時にスパッタされる中性粒子の量は元素濃度に
ほぼ比例するため、これを検出する中性粒子質量分析法
は定量性の良い分析法である。特に、中性粒子を高輝度
レーザによりイオン化して質量分析するレーザイオン化
中性粒子質量分析法は、イオン化効率の良い方法として
知られている。但し、イオン化が可能なレーザはパルス
レーザに限られるため、1秒間に得られるイオン強度は
二次イオン質量分析法に比べて小さく、レーザイオン化
中性粒子質量分析法は二次イオン質量分析法に感度の点
でしばしば劣る。深さ方向分析の可能なレーザイオン化
中性粒子質量分析装置としては、特開平3‐291559号記
載の装置(レーザイオン化中性粒子質量分析装置)があ
る。本装置は二次イオン質量分析装置としても利用可能
である。以下に本装置の原理、構成について説明する。
2. Description of the Related Art As a typical method for trace analysis of a solid sample, there is a secondary ion mass spectrometry for detecting secondary ions sputtered from the surface by an ion beam. However, since secondary ions have low generation efficiency and large element dependence and sample dependence, the secondary ion intensity is not proportional to the element concentration in the sample, and there is a problem in quantitativeness. On the other hand, the amount of neutral particles sputtered at the same time as the secondary ions is almost proportional to the element concentration. Therefore, the neutral particle mass spectrometry for detecting this is an analytical method with good quantitative properties. In particular, laser ionization neutral particle mass spectrometry, in which neutral particles are ionized by a high-intensity laser and mass analysis is performed, is known as a method with high ionization efficiency. However, since lasers that can be ionized are limited to pulsed lasers, the ion intensity obtained per second is smaller than that of secondary ion mass spectrometry, and laser ionization neutral particle mass spectrometry is used for secondary ion mass spectrometry. Often inferior in sensitivity. As a laser ionization neutral particle mass spectrometer capable of depth direction analysis, there is an apparatus (laser ionization neutral particle mass spectrometer) described in JP-A-3-291559. This device can also be used as a secondary ion mass spectrometer. Hereinafter, the principle and configuration of the present device will be described.

【0003】図4に本装置の概略構成を示す。図におい
て、まず、イオンビーム発生装置1から連続イオンビー
ム2を発生させる。次いで、連続イオンビーム2を静電
レンズ3を用いて集束した後、走査電極4により振動さ
せて固体試料5の表面を走査しながら衝撃を与える。連
続イオンビーム2の衝撃により固体試料5の表面から中
性粒子6と二次イオン7とがスパッタリングされる。こ
こで、中性粒子6は紫外レーザ発生器8から発生した紫
外パルスレーザ9によってイオン化され光励起イオン10
となる。二次イオン7と光励起イオン10は引出し電極11
によって引出され、磁場や電場を利用した質量分析器12
によって質量分離された後、イオン検出器13で電気パル
ス化され、パルス計数器14によって計数される。本装置
は、紫外パルスレーザ9を遮断し、引出し電極11の設定
を変えることによって二次イオン質量分析装置としても
利用可能である。
FIG. 4 shows a schematic configuration of the present apparatus. In the figure, first, a continuous ion beam 2 is generated from an ion beam generator 1. Next, after the continuous ion beam 2 is focused using the electrostatic lens 3, the continuous ion beam 2 is vibrated by the scanning electrode 4 to apply an impact while scanning the surface of the solid sample 5. Neutral particles 6 and secondary ions 7 are sputtered from the surface of the solid sample 5 by the impact of the continuous ion beam 2. Here, the neutral particles 6 are ionized by an ultraviolet pulse laser 9 generated from an ultraviolet laser
Becomes Secondary ions 7 and photoexcited ions 10 are extracted electrodes 11
Mass spectrometer using magnetic and electric fields
After being mass-separated by an ion detector 13, it is converted into an electric pulse by the ion detector 13 and counted by the pulse counter 14. This device can be used also as a secondary ion mass spectrometer by cutting off the ultraviolet pulse laser 9 and changing the setting of the extraction electrode 11.

【0004】本装置においては、スパッタリングに連続
イオンビーム2を用いているために、質量分析器12で検
出される二次イオン7は連続的に発生する。これに対し
て、紫外パルスレーザ9によるイオン化により発生する
光励起イオン10は、二次イオン7に対してピーク値は高
いが、1秒間当りでは紫外パルスレーザ9の繰り返し周
波数と等しい回数しか発生せず、時間的にみて離散的で
ある。二次イオン7と光励起イオン10のこの時間的な発
生の仕方の違いを利用して、本装置で光励起イオン10を
検出する際には、混入する二次イオン7の量を減らすた
め、光励起イオン10がイオン検出器13に到着する時間の
み検出を行っている。
In this apparatus, since the continuous ion beam 2 is used for sputtering, the secondary ions 7 detected by the mass analyzer 12 are continuously generated. On the other hand, the photoexcited ions 10 generated by ionization by the ultraviolet pulse laser 9 have a higher peak value than the secondary ions 7, but generate only the number of times equal to the repetition frequency of the ultraviolet pulse laser 9 per second. Is discrete in time. When detecting the photo-excited ions 10 with the present apparatus by utilizing the difference in the temporal generation method of the secondary ions 7 and the photo-excited ions 10, the photo-excited ions 10 Detection is performed only during the time when 10 arrives at the ion detector 13.

【0005】本装置において連続イオンビーム2を走査
するのは、二次イオン質量分析法と同様に、深さ方向分
析を行うためである。一般に、二次イオン質量分析法に
おける深さ方向分析では、図5に示すように、イオンビ
ームを固体試料表面の広い範囲にわたって走査し平坦な
中央付近からの二次イオンのみを検出する方法が採られ
る。これによって、平坦でない端の部分の影響を取り除
くことができ、良好な深さ方向分解能を得ることができ
る。
The reason why the continuous ion beam 2 is scanned in the present apparatus is to perform a depth direction analysis as in the secondary ion mass spectrometry. In general, in the depth direction analysis in the secondary ion mass spectrometry, as shown in FIG. 5, a method of scanning an ion beam over a wide range of the surface of a solid sample and detecting only secondary ions from near a flat center is adopted. Can be This makes it possible to remove the influence of the non-flat end portion, and obtain a good depth resolution.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前項で述べた二次イオ
ン質量分析法における深さ方向分析の手法をそのままレ
ーザイオン化中性粒子質量分析法における深さ方向分析
に適用した場合には、以下のような問題が生じる。ま
ず、図6に二次イオン質量分析法における深さ方向分析
の手法をそのままレーザイオン化中性粒子質量分析法に
おける深さ方向分析に適用した場合の、イオンビームが
固体試料表面上を照射する領域と、光励起イオンのもと
となる中性粒子がスパッタされる中央付近の領域と、光
励起イオンのもとになる中性粒子の発生位置との関係を
示す。図からわかるように、二次イオン質量分析法にお
ける深さ方向分析を行う場合と同様に、平坦である中央
付近のみから発生する中性粒子をイオン化して光励起イ
オンとして検出し、平坦でない端の部分の影響を除くこ
とによって、深さ方向分解能を良好にすることが可能で
ある。
When the technique of the depth direction analysis in the secondary ion mass spectrometry described in the preceding section is directly applied to the depth direction analysis in the laser ionization neutral particle mass spectrometry, Such a problem arises. First, FIG. 6 shows a region where the ion beam irradiates the surface of the solid sample when the depth analysis in the secondary ion mass spectrometry is directly applied to the depth analysis in the laser ionization neutral particle mass spectrometry. And the relationship between the region near the center where the neutral particles serving as the source of the photoexcited ions are sputtered and the position where the neutral particles serving as the source of the photoexcited ions are generated. As can be seen from the figure, as in the case of performing the depth direction analysis in the secondary ion mass spectrometry, neutral particles generated only from the vicinity of the center, which is flat, are ionized and detected as photoexcited ions, and the edge of the non-flat edge is detected. By removing the influence of the portion, it is possible to improve the resolution in the depth direction.

【0007】一方、紫外パルスレーザによる光励起イオ
ンの発生は時間的に離散的であるので、光励起イオンの
もとになる中性粒子の発生位置は、イオンビームが走査
されることによって、固体試料の上に離散的に存在する
ことになる。このとき、二次イオン質量分析法における
深さ方向分析の手法をそのままレーザイオン化中性粒子
質量分析法における深さ方向分析に適用した場合、発生
するすべての光励起イオンを利用することがきない。例
えば、イオンビームが走査される領域の中、中央付近の
9%を深さ方向分析に利用する場合には、紫外パルスレ
ーザの繰り返し周波数が100Hzであっても、実際に利用
される光励起イオンは僅か9個のレーザパルスによって
発生したものに限られてしまう。
On the other hand, since the generation of photoexcited ions by an ultraviolet pulse laser is discrete in time, the generation position of the neutral particles that are the source of the photoexcited ions is determined by scanning the ion beam with the solid sample. Will exist discretely above. At this time, if the technique of the depth direction analysis in the secondary ion mass spectrometry is directly applied to the depth direction analysis in the laser ionization neutral particle mass spectrometry, all the generated photoexcited ions cannot be used. For example, in the case where 9% near the center of the region scanned by the ion beam is used for depth direction analysis, even if the repetition frequency of the ultraviolet pulse laser is 100 Hz, the photoexcitation ions actually used are It is limited to those generated by only nine laser pulses.

【0008】以上の記述からわかるように、二次イオン
質量分析法における深さ方向分析の手法をそのままレー
ザイオン化中性粒子質量分析法における深さ方向分析に
適用した場合、深さ方向分解能を良好にしようとする
と、1秒間に検出される光励起イオンの数は1/10程度に
まで減少し、この結果、感度が低下してしまう。従っ
て、二次イオン質量分析法における深さ方向分析の手法
をそのままレーザイオン化中性粒子質量分析法における
深さ方向分析に適用した場合には、深さ方向分解能が良
好な条件下で感度の良い深さ方向分析を行うことは難し
い。
As can be seen from the above description, when the technique of the depth direction analysis in the secondary ion mass spectrometry is directly applied to the depth direction analysis in the laser ionization neutral particle mass spectrometry, the resolution in the depth direction is improved. In this case, the number of photoexcited ions detected in one second is reduced to about 1/10, and as a result, the sensitivity is reduced. Therefore, when the technique of the depth direction analysis in the secondary ion mass spectrometry is directly applied to the depth direction analysis in the laser ionization neutral particle mass spectrometry, the sensitivity is good under the condition that the depth direction resolution is good. It is difficult to perform depth analysis.

【0009】本発明の目的は、上記従来技術の有してい
た課題を解決して、深さ方向分解能が良好な条件下で感
度の良い深さ方向分析が可能であるレーザイオン化中性
粒子質量分析装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a laser ionized neutral particle mass capable of performing a sensitive depth analysis under conditions of good depth resolution. An object of the present invention is to provide an analyzer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的は、真空中で固
体試料表面の被分析領域にイオンビームを照射して該被
分析領域から中性粒子をスパッタリングさせる手段と、
該中性粒子をイオン化して光励起イオンを発生させる紫
外パルスレーザと、該光励起イオンを質量分離する質量
分析器と、該質量分析器により質量分離された光励起イ
オンを検出する検出器とからなるレーザイオン化中性粒
子質量分析装置において、上記イオンビームが上記被分
析領域を1回走査するのに要する時間を上記紫外パルス
レーザの発光間隔と等しくし、上記パルスレーザが上記
被分析領域の中央部分からスパッタされた中性粒子に照
射されるようにした手段を有することを特徴とするレー
ザイオン化中性粒子質量分析装置とすることによって達
成することができる。
The object of the present invention is to irradiate an area to be analyzed on the surface of a solid sample with an ion beam in a vacuum to sputter neutral particles from the area to be analyzed.
An ultraviolet pulse laser that ionizes the neutral particles to generate photoexcited ions, a mass analyzer that mass separates the photoexcited ions, and a laser that detects the photoexcited ions mass separated by the mass analyzer In the ionized neutral particle mass spectrometer, the time required for the ion beam to scan the region to be analyzed once is equal to the emission interval of the ultraviolet pulse laser, and the pulse laser is moved from the central portion of the region to be analyzed. This can be achieved by a laser ionization neutral particle mass spectrometer characterized by having means for irradiating sputtered neutral particles.

【0011】[0011]

【作用】図7に、分析する固体試料中の微量元素 M の
濃度の深さ方向分布の一例を、図8に二次イオン質量分
析法における深さ方向分析の手法をそのままレーザイオ
ン化中性粒子質量分析法における深さ方向分析に適用し
て上記試料を分析した時に得られると予想される結果の
一例を、図9に本発明のレーザイオン化中性粒子質量分
析装置で上記試料を分析した時に得られると予想される
結果の一例を示す。図8の場合には感度が悪いため、同
じ濃度であってもイオン強度は小さく、検出できる最小
の濃度すなわち検出限界も高い。これに対し、図9の場
合は、レーザパルスをすべて利用することができ、発生
したすべての光励起イオンを利用できるため、図8の二
次イオン質量分析法における深さ方向分析の手法をその
ままレーザイオン化中性粒子質量分析法における深さ方
向分析に適用した場合に比べて10倍程度感度を良くする
ことが可能で、検出できる最小の濃度すなわち検出限界
を低くすることが可能である。
FIG. 7 shows an example of the distribution of the concentration of the trace element M in the solid sample to be analyzed in the depth direction. FIG. 8 shows the depth analysis in the secondary ion mass spectrometry as it is for laser ionized neutral particles. FIG. 9 shows an example of a result expected to be obtained when the sample is analyzed by applying to the depth direction analysis in the mass spectrometry, and FIG. 9 shows the result when the sample is analyzed by the laser ionization neutral particle mass spectrometer of the present invention. An example of the expected results is shown. In the case of FIG. 8, since the sensitivity is poor, the ion intensity is small even at the same concentration, and the minimum detectable concentration, that is, the detection limit is high. On the other hand, in the case of FIG. 9, all the laser pulses can be used and all the photoexcited ions generated can be used, so that the depth direction analysis method in the secondary ion mass spectrometry of FIG. Sensitivity can be improved about 10 times as compared with the case of application to depth direction analysis in ionized neutral particle mass spectrometry, and the minimum detectable concentration, that is, the detection limit can be lowered.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明のレーザイオン化中性粒子質量
分析装置について実施例によって具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The laser ionization neutral particle mass spectrometer of the present invention will be specifically described below with reference to embodiments.

【0013】[0013]

【実施例1】図1は、本発明レーザイオン化中性粒子質
量分析装置における紫外パルスレーザの発光と走査電極
に掃引する電圧との関係の一例を示した図である。本発
明装置においては、紫外パルスレーザの発光と同期をと
って、X方向の走査電極とY軸方向の走査電極とに電圧
を掃引することによって、イオンビームが被分析領域を
1回走査するのに要する時間を上記パルスレーザの発光
間隔と等しくし、さらにイオンビームを照射する領域の
中、中央部分から発生した中性粒子に紫外パルスレーザ
が照射されるようにする。具体的には、紫外パルスレー
ザの繰り返し周波数をf、走査線の数をnとしたとき、
図1に示すように、X方向の走査電極とY軸方向の走査
電極にfHz及びn×fHzの鋸歯状電圧を掃引する。これ
によって、まずX方向の走査電極の電圧が或る所定の値
になったときのみ紫外パルスレーザが発光することにな
る。この時、図2に示すように、イオンビームが被分析
領域のある所定の位置にきたときのみ紫外パルスレーザ
が発光するようになる。中性粒子は有限の速度を持つの
で、スパッタリングされてからイオン化される空間領域
に達するまでに有限の時間を要する。この時間をt秒と
する。被分析領域の中央部分をスパッタリングした時刻
からt秒後に紫外パルスレーザが発光するように紫外パ
ルスレーザの発光の位相を調整する。
Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing an example of the relationship between the emission of an ultraviolet pulse laser and the voltage sweeping a scanning electrode in a laser ionization neutral particle mass spectrometer of the present invention. In the apparatus of the present invention, the ion beam scans the region to be analyzed once by sweeping the voltage between the scan electrode in the X direction and the scan electrode in the Y axis direction in synchronization with the emission of the ultraviolet pulse laser. The time required for the irradiation is set to be equal to the light emission interval of the pulse laser, and further, the ultraviolet pulse laser is applied to the neutral particles generated from the central part in the ion beam irradiation area. Specifically, when the repetition frequency of the ultraviolet pulse laser is f and the number of scanning lines is n,
As shown in FIG. 1, a sawtooth voltage of fHz and n × fHz is swept across the scanning electrodes in the X direction and the scanning electrodes in the Y axis direction. As a result, first, the ultraviolet pulse laser emits light only when the voltage of the scanning electrode in the X direction reaches a certain predetermined value. At this time, as shown in FIG. 2, the ultraviolet pulse laser emits light only when the ion beam reaches a certain position in the region to be analyzed. Since neutral particles have a finite velocity, it takes a finite time to reach a spatial region to be ionized after being sputtered. This time is defined as t seconds. The emission phase of the ultraviolet pulse laser is adjusted so that the ultraviolet pulse laser emits light t seconds after the time when the center portion of the analysis area is sputtered.

【0014】このようにすれば、平坦である中央部分か
らのみの中性粒子をイオン化して光励起イオンとして検
出することが可能であり、深さ方向分解能を良好にする
とともに、紫外パルスレーザによって発生した光励起イ
オンをすべて利用できるために、感度も良好にすること
ができる。
In this way, it is possible to ionize neutral particles only from the flat central portion and detect them as photoexcited ions, to improve the depth direction resolution and to generate an ultraviolet pulse laser. Since all the photoexcited ions obtained can be used, the sensitivity can be improved.

【0015】[0015]

【実施例2】図3は、紫外パルスレーザの発光に同期し
てイオンビームを渦巻状に走査し、さらに、実施例1の
場合と同様に、被分析領域のうち中央部分から発生した
中性粒子に紫外パルスレーザを照射するようにした状態
を示す図である。これによって、実施例1の場合と同様
に、平坦である中央部分からのみの中性粒子をイオン化
して光励起イオンとして検出することで深さ方向分解能
を良好にするとともに、紫外パルスレーザによって発生
した光励起イオンをすべて利用することができるため
に、感度も良好にすることができる。
[Embodiment 2] FIG. 3 shows that an ion beam is scanned in a spiral in synchronization with the emission of an ultraviolet pulse laser, and neutral ions generated from the central part of the analysis area are also used in the same manner as in the first embodiment. FIG. 4 is a diagram showing a state in which particles are irradiated with an ultraviolet pulse laser. Thus, similarly to the case of the first embodiment, the neutral particles only from the flat central portion are ionized and detected as photoexcited ions, thereby improving the depth direction resolution, and generated by the ultraviolet pulse laser. Since all the photoexcited ions can be used, the sensitivity can be improved.

【0016】本実施例の場合には、紫外パルスレーザの
発光のタイミングに多少のゆらぎがあっても、イオンビ
ームが渦巻状に走査されているため、被分析領域のうち
真の中央部分から発生した中性粒子でなくとも、真の中
央部分にごく近い位置から発生した中性粒子に紫外パル
スレーザが照射される。従って、紫外パルスレーザの発
光とイオンビームの走査との同期が多少完全でなくと
も、実施例1の場合と同様に、深さ方向分解能が良好な
条件下で感度の良い深さ方向分析が可能である。
In the case of this embodiment, even if there is a slight fluctuation in the emission timing of the ultraviolet pulse laser, the ion beam is scanned in a spiral shape, so that the ion beam is generated from the true center of the region to be analyzed. The neutral pulse generated from a position very close to the true center portion is irradiated with the ultraviolet pulse laser even if it is not a neutral particle. Therefore, even if the synchronization between the emission of the ultraviolet pulse laser and the scanning of the ion beam is not perfect, the depth direction analysis with good sensitivity can be performed under the condition that the depth direction resolution is good, as in the case of the first embodiment. It is.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上述べてきたように、レーザイオン化
中性粒子質量分析装置を本発明構成の装置とすることに
よって、従来技術の有していた課題を解決して、深さ方
向分解能が良好な条件下で感度の良い深さ方向分析が可
能であるレーザイオン化中性粒子質量分析装置を提供す
ることができた。
As described above, by using the laser ionization neutral particle mass spectrometer according to the present invention, the problems of the prior art can be solved and the resolution in the depth direction can be improved. A laser ionization neutral particle mass spectrometer capable of performing sensitive depth analysis under a variety of conditions was provided.

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

【図1】本発明レーザイオン化中性粒子質量分析装置に
おける紫外パルスレーザの発光と走査電極に印加する掃
引電圧との関係の一実施例を示した図。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a relationship between emission of an ultraviolet pulse laser and a sweep voltage applied to a scanning electrode in the laser ionization neutral particle mass spectrometer of the present invention.

【図2】本発明装置において、イオンビームが固体試料
表面を走査する軌跡の一部と紫外パルスレーザ発光との
関係を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a part of a trajectory of an ion beam scanning a surface of a solid sample and ultraviolet pulse laser emission in the apparatus of the present invention.

【図3】本発明装置において、イオンビームが被分析領
域を走査する軌跡と紫外パルスレーザの発光との関係の
一実施例を示す図(イオンビームを渦巻状に走査した場
合)。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the trajectory of an ion beam scanning a region to be analyzed and the emission of an ultraviolet pulse laser in the apparatus of the present invention (when the ion beam is scanned spirally).

【図4】従来のレーザイオン化中性粒子質量分析装置の
構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a conventional laser ionization neutral particle mass spectrometer.

【図5】二次イオンを用いて深さ方向分析を行う場合に
イオンビームを走査する領域と二次イオンを検出する領
域との関係を示した図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a region where an ion beam is scanned and a region where a secondary ion is detected when a depth direction analysis is performed using a secondary ion.

【図6】二次イオン質量分析法における深さ方向分析の
手法をそのままレーザイオン化中性粒子質量分析法にお
ける深さ方向分析に適用した場合に、イオンビームが固
体試料表面上を走査する領域と光励起イオンを検出する
領域と光励起イオンのもととなる中性粒子発生位置との
関係を示す図。
FIG. 6 shows a region where an ion beam scans on the surface of a solid sample when a depth direction analysis method in secondary ion mass spectrometry is directly applied to a depth direction analysis in laser ionization neutral particle mass spectrometry. The figure which shows the relationship between the area | region which detects a photoexcitation ion, and the neutral particle generation position which is the source of a photoexcitation ion.

【図7】分析する固体試料中の微量元素 M の濃度の深
さ方向分布の一例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a depth direction distribution of the concentration of a trace element M in a solid sample to be analyzed.

【図8】二次イオン質量分析法における深さ方向分析の
手法をそのままレーザイオン化中性粒子質量分析法にお
ける深さ方向分析に適用した場合に得られると予想され
る分析結果の一例を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an analysis result expected to be obtained when the technique of the depth direction analysis in the secondary ion mass spectrometry is directly applied to the depth direction analysis in the laser ionization neutral particle mass spectrometry. .

【図9】本発明のレーザイオン化中性粒子質量分析装置
で分析した時に得られると予想される分析結果の一例を
示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an example of an analysis result expected to be obtained when analysis is performed by the laser ionization neutral particle mass spectrometer of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…イオンビーム発生装置、2…連続イオンビーム、3
…静電レンズ、4…走査電極、5…固体試料、6…中性
粒子、7…二次イオン、8…紫外レーザ発生器、9…紫
外パルスレーザ、10…光励起イオン、11…引出し電極、
12…質量分析器、13…イオン検出器、14…パルス計数
器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ion beam generator, 2 ... Continuous ion beam, 3
... electrostatic lens, 4 ... scanning electrode, 5 ... solid sample, 6 ... neutral particles, 7 ... secondary ion, 8 ... ultraviolet laser generator, 9 ... ultraviolet pulse laser, 10 ... photoexcited ion, 11 ... extraction electrode,
12… Mass analyzer, 13… Ion detector, 14… Pulse counter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本間 芳和 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−265154(JP,A) 特開 昭49−66396(JP,A) 特開 平4−56057(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 49/10 H01J 49/26 H01J 37/252 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Yoshikazu Honma Nippon Telegraph and Telephone Corporation, 1-6-1, Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo (56) References JP-A-1-265154 (JP, A) JP-A Sho 49-66396 (JP, A) JP-A-4-56057 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 49/10 H01J 49/26 H01J 37/252

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】真空中で固体試料表面の被分析領域にイオ
ンビームを照射して該被分析領域から中性粒子をスパッ
タリングさせる手段と、該中性粒子をイオン化して光励
起イオンを発生させる紫外パルスレーザと、該光励起イ
オンを質量分離する質量分析器と、該質量分析器により
質量分離された光励起イオンを検出する検出器とからな
るレーザイオン化中性粒子質量分析装置において、上記
イオンビームが上記被分析領域を1回走査するのに要す
る時間を上記紫外パルスレーザの発光間隔と等しくし、
上記パルスレーザが上記被分析領域の中央部分からスパ
ッタされた中性粒子に照射されるようにした手段を有す
ることを特徴とするレーザイオン化中性粒子質量分析装
置。
1. A means for irradiating an ion beam to a region to be analyzed on a surface of a solid sample in a vacuum to sputter neutral particles from the region to be analyzed, and an ultraviolet ray for ionizing the neutral particles to generate photoexcited ions. In a laser ionization neutral particle mass spectrometer comprising a pulse laser, a mass analyzer for mass-separating the photoexcited ions, and a detector for detecting photoexcited ions mass-separated by the mass analyzer, the ion beam is The time required to scan the area to be analyzed once is equal to the emission interval of the ultraviolet pulse laser,
A laser ionization neutral particle mass spectrometer comprising means for irradiating the pulse laser to neutral particles sputtered from a central portion of the region to be analyzed.
【請求項2】上記イオンビームの照射を渦巻状に行う手
段を有することを特徴とする請求項1記載のレーザイオ
ン化中性粒子質量分析装置。
2. The laser ionization neutral particle mass spectrometer according to claim 1, further comprising means for spirally irradiating the ion beam.
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