(57)【要約】【課題】絶縁性試料の分析を正確に行う。【解決手段】  試料２表面にＸ線３を照射すると同時に、中和用電子銃６からの電子ビームを試料２表面に照射し、試料２をセットしている試料ステージ４にバイアス電圧電源１４からバイアス電圧を印加することにより、試料表面上が一旦一様に帯電される様にしてから中和用電子銃６からの電子ビーム照射により試料表面上を一様に中和する様に成す分光分析装置において、その内部に試料ステージ４が配置される様に直方体状の容器３１を設ける。容器３１は試料２と電気的に絶縁されており、ステージ４の試料セット面に対向する容器３１の上壁中央部にはＸ線，中和用電子銃６からの電子ビーム，試料からの光電子が通過可能な孔３４が設けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料表面上に放射ビームを照射すると同時に、中和用荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを前記試料表面上に照射し、前記放射ビーム照射に基づき該試料表面から放出された二次荷電粒子をエネルギーアナライザに導き、該エネルギーアナライザでエネルギー分光してエネルギースペクトルを得る様に成した装置であって、前記試料をセットしている試料ステージにバイアス電圧を印加することにより前記試料表面上が一様に帯電される様に成した分光分析装置において、前記中和用荷電粒子ビーム発生手段に対して前記試料ステージを覆うように設けられた導電性材料から成る遮蔽部材であって、前記放射ビーム,前記中和用荷電粒子ビーム,前記二次荷電粒子が通過可能な孔が設けられ、且つ、接地されている遮蔽部体を設けたことを特徴とする分光分析装置。
【請求項２】
前記孔の大きさが変えられる遮蔽部材手段を設けた請求項１の記載の分光分析装置。
【請求項３】
前記遮蔽部体は、その内部に前記試料ステージが配置される様に容器状に形成されており、該ステージの試料セット面に対向する上壁中央部には前記放射ビーム，前記中和用荷電粒子ビーム，前記二次荷電粒子が通過可能な孔が設けられており、且つ、前記試料とは電気的に絶縁されている請求項１記載の分光分析装置。
【請求項４】
前記放射ビームはＸ線で、前記荷電粒子ビーム発生手段が電子ビーム発生手段及び/又はイオンビーム発生手段である請求項１の記載の分光分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は絶縁性試料の分析に適した分光分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分光分析装置の一つであるＸ線光電子分光分析装置は、分析すべき試料にＸ線を照射することにより該試料から放出される光電子をインプットレンズにより減速且つ集束させてアナライザに入射させ、該光電子を該アナライザでエネルギー分光して該試料のエネルギースペクトルを得、該エネルギースペクトルから該試料に含まれる元素の定量分析等を行っている。
【０００３】
さて、この様なＸ線光電子分光分析装置において、絶縁物からなる試料を分析する場合、該試料表面へのＸ線照射によって該試料表面から光電子が放出されるので、該試料表面が正に帯電する。この様な帯電が発生すると、試料から放出される光電子は試料と検出器の間に生じた電位差により運動エネルギーが変化し、得られる光電子エネルギースペクトルが束縛エネルギー軸（電子の運動エネルギー軸）についてシフト（高結合エネルギー側にシフト）し、正確な分析を行うことが難しくなる。
【０００４】
そこで、例えば、中和用電子銃を使い、正に帯電した試料表面に電子ビームを照射して該試料表面に帯電した電荷を電気的に中和している。
【０００５】
図１は中和用電子銃を備えたＸ線光電子分光分析装置の一概略例を示している。
【０００６】
図中１はＸ線発生源、２は該Ｘ線発生源からのＸ線３が照射される試料、４は該試料を載置する試料ステージ、６は前記Ｘ線３の照射により帯電した試料２表面を中和させるための電子ビームを照射するための中和用電子銃、７は光電子分光器で、インプットレンズ７aと、該インプットレンズを介して入射して来た前記試料２からの光電子５をエネルギー分析するための内半球電極と外半球電極からなるアナライザ７bと、該アナライザでエネルギー選別された光電子を検出するための検出器７cとから成っている。
【０００７】
８は前記検出器７cの出力信号を増幅する増幅器、９はＡＤ変換器である。
【０００８】
１０は制御装置で、光電子分光装置を成す各手段の制御並びに各種演算処理を行うものである。
【０００９】
１１は前記制御装置１０からの指令に基づいて前記Ｘ線発生源１に制御信号を送るＸ線発生源制御電源、１２は前記制御装置１０からの指令に基づいて前記インプットレンズ７aと前記アナライザ７bに制御信号を送る制御電源、１３は前記制御装置１０からの指令に基づいて前記中和用電子銃６に制御信号を送る中和用電子銃制御電源である。
【００１０】
１４は前記検出器７ｃの出力信号（光電子エネルギースペクトル信号）を記憶する記憶装置、１５は前記制御装置１０からの指令に基づいて前記記憶装置１４から読み出された前記光電子エネルギースペクトル信号を表示する表示装置、１６はマウス、キーボード等から成る入力装置である。
【００１１】
この様な構成のＸ線光電子分光分析装置において、制御装置１０の指令によりＸ線発生源制御電源１１からＸ線発生源１に制御信号が送られると、該Ｘ線発生源はＸ線３を発生する。該Ｘ線は試料２の表面に照射され、該試料から光電子５が放出される。
【００１２】
この際、前記試料２が絶縁物から成る試料（絶縁試料）の場合、該絶縁試料表面から光電子５が放出されると、該試料表面のＸ線照射領域が正に帯電する。
【００１３】
この時、同時に前記制御装置１０の指令により中和用電子銃制御電源１３から中和用電子銃６に制御信号が送られて、該中和用電子銃から前記試料２表面の前記Ｘ線照射領域に電子ビームが照射されることにより、該Ｘ線照射領域に正に帯電した電荷は電気的に中和される。
【００１４】
そして、前記試料２表面から放出された光電子６はインプットレンズ７ａに入り、ここで減速及び集束されてアナライザ７ｂ内に入射し、該アナライザ内でエネルギー分光され、検出器７ｃで検出される。
【００１５】
該検出器の出力信号は増幅器８及びＡＤ変換器９を介して前記制御装置１０に送られ、光電子エネルギースペクトル信号として記憶装置１４に記憶される。
【００１６】
前記制御装置１０は前記記憶装置１４から前記光電子エネルギースペクトル信号を読み出して表示装置１５に送り、該表示装置の表示画面上に前記光電子エネルギースペクトルを表示させる。
【００１７】
所で、前記X線発生源１から発生するＸ線３の空間強度分布は、中央部で強く、周辺部で弱い状態にあるので、前記Ｘ線照射領域内の中央部は周辺部より帯電量が多く、該X線照射領域に不均一な帯電状態が生じる。
【００１８】
又、該X線照射領域に試料表面形状に依る不均一な帯電状態が生じる。例えば、試料表面の凸状の箇所は他の箇所より帯電量が多くなり、該X線照射領域に不均一な帯電状態が生じる。
【００１９】
この様に試料表面に不均一な帯電状態が発生すると、前記中和用電子銃６から前記試料表面に一様に電子ビームを照射しても試料表面の不均一な帯電状態が解消されない。
【００２０】
この様な不均一な帯電状態があると、シフト量の異なるスペクトルの重ね合わせによりスペクトルが変形したり、ピーク幅の広がりが発生し、試料の正確な分析が難しくなる。
【００２１】
【特許文献１】特開平７−１８３３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
さて、本発明者は、この様な問題を解決するために、次に説明する様な提案を成し、２００７年９月７日に特許出願（特願２００７−２３２１２３号）している。
【００２３】
即ち、試料表面における不均一な帯電状態をまず均一な帯電状態にし、該均一な帯電状態にした試料表面に帯電電荷の極性と反対の荷電粒子を照射すれば、試料表面の帯電は中和されるとの着想を得、例えば、Ｘ線照射により正に帯電した試料表面に中和用電子銃から電子ビームが照射されている試料を載置している試料ステージに適宜な正のバイアス電圧を印加し、試料の少なくともステージ接触面全体を一様に、例えば、正に帯電させるようにし、このような試料表面に帯電電荷の極性（正）と反対の極性（負）の荷電粒子（電子）を照射し、試料表面の帯電が一様に中和される様にした。
【００２４】
図２はこの様な原理に基づくＸ線光電子分光分析装置の一概略例を示したもので、図中前記図１にて使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。
【００２５】
図中２１は制御装置１０の指令に従って試料２に正のバイアス電圧を印加するバイアス電圧電源、２２は得られたエネルギースペクトルのピーク位置（ピークエネルギー値）を読み取るピーク位置読取装置、２３は前記読み取ったピーク位置を前記バイアス電圧と関連付けて記憶するメモリ、２４は前記読み取った順に各ピーク位置間の差を算出する第１演算装置、２５は該差が連続して許容値域内になった時のバイアス電圧値を求める第２演算装置、２５aは前記第２演算装置２５内に設けられ、前記差が許容値域内に入る度に１回カウントするカウント部である。
【００２６】
この様な構成のＸ線光電子分光分析装置において、まず、表示装置１５の表示画面上に表示された試料２の光電子エネルギースペクトルからバイアス電圧を求めるために用いるピークを次のように指定する。
【００２７】
分析すべき試料２が、絶縁試料、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）からなるフィルムとする。該表面をＸ線光電子分光分析することによって得られる炭素原子の１ｓ軌道のエネルギースペクトルは図３の破線Ｓ１に示すよう３つのピークＰ１、Ｐ２、Ｐ３を持つ。その内、ピーク位置（ピークエネルギー値）が２８５eV付近のピーク（Ｐ１）はC−C結合に対応し、２８６．５eV付近のピーク（Ｐ２）はC−O結合に対応し、２８９eV付近のピーク（Ｐ３）はO−C=O結合に対応すると考えられているが、ピーク同士の干渉が少ないピークＰ３をバイアス電圧を求めるために用いるピークに指定する。
【００２８】
更に、オペレータは入力装置１６により、試料２に印加するバイアス電圧の上限電圧値と下限電圧値及び電圧の可変幅、前記指定ピークと、前記試料２に印加するバイアス電圧値を決めるために必要な許容値域を制御装置１０に入力する。
【００２９】
該制御装置は前記上限電圧値と前記下限電圧値と前記電圧の可変幅を記憶装置１４に記憶させ、前記指定ピークをピーク位置読取装置２２に設定し、更に前記許容値域を第２演算装置２５に設定する。
【００３０】
さて、Ｘ線発生源１からＸ線３を試料２上の所定個所に照射すると、該試料から光電子５が放出され、該試料は正に帯電する。この際、同時に前記制御装置１０の指令により中和電子銃制御電源１３から中和電子銃６に制御信号が送られ、該中和電子銃から前記試料２表面上の前記Ｘ線照射領域に電子ビームが照射され、該照射領域の帯電は中和される。
【００３１】
この時に、前記制御装置１０の指令に基づいて前記記憶装置１４から前記上限電圧値と前記下限電圧値及び前記電圧の可変幅を読み出し、バイアス電圧電源２１に送る。
【００３２】
すると、該電源は試料ステージ４にバイアス電圧を下限値（例えば０Ｖ）から上限値（例えば３０Ｖ）に向かって設定された可変幅（例えば５Ｖ）で所定の時間間隔で変えていく。
【００３３】
すると、各バイアス電圧の印加毎に、前記試料２表面から放出された光電子５は光電子分光器７により分光され検出器７ｃで検出され、前記検出器７ｃの出力は、増幅器８、ＡＤ変換器９を介して光電子エネルギースペクトル信号として前記制御装置１０に送られ、一旦記憶装置１４に各バイアス電圧に関連づけられて記憶される。
【００３４】
次に、ピーク位置読取装置２２は、前記制御装置１０を介して前記記憶装置１４から光電子エネルギースペクトル信号を測定順に読み込み、前記指定したピークに基づいて前記測定した各光電子エネルギースペクトルの指定ピークのピーク位置（ピークエネルギー値）を読み取る。
【００３５】
ここで、指定ピークＰ３の基準ピーク位置を２８９（eV）とした場合、各バイアス電圧毎に得た試料の各光電子エネルギースペクトルから読取った指定ピーク位置とバイアス電圧の関係を図４に示す。
【００３６】
図４に示すバイアス電圧とピーク位置との関係から、この試料の場合、バイアス電圧が０Ｖから９Ｖ辺りまではピーク位置が変動するが、１０Ｖ以上ではピーク位置の変動は小さくほぼ一定となることが分かる。
【００３７】
このピーク位置の変動が一定になっていることは、前記試料表面の帯電状態（例えば正の帯電状態）が均一になったことに対応する。
【００３８】
即ち、試料に１０Ｖ以上のバイアス電圧を印加することで、試料表面の帯電状態が均一であるときのエネルギースペクトルを得ることができる。
【００３９】
次に、設定するバイアス電圧値の具体的求め方について説明する。
【００４０】
前記ピーク位置読取装置２２は前記読み取った各光電子エネルギースペクトルのピーク位置を測定順にメモリ２３に記憶させる。
【００４１】
すると、第１演算装置２４は該メモリから各ピーク位置を読み込み、測定順に該各ピーク位置間の差を求めて、バイアス電圧に関連づけて、第２演算装置２５に送る。
【００４２】
該第２演算装置は、各バイアス電圧に対する前記第１演算装置２４からの各差分値が、予め設定されている前記許容値域に入っているか否かを判断を順次行い、該差分値が許容値内に入った時、前記カウント部２５aは１回カウントする。この時、該カウント部は差分値が連続して許容値域内に入ると、カウント数を加算し、連続して許容値域内に入らない場合にはカウント数をリセットする。
【００４３】
なお、該カウント部には予め設定バイアス電圧が決定される回数が設定されてある。
【００４４】
該カウント部のカウント数が前記設定回数に達した時、その時の差分値に対するバイアス電圧値が設定すべきバイアス電圧に決定される。
【００４５】
前記第２演算装置２５はこの様にして決定されたバイアス電圧Ｖｓを前記制御装置１０を介して前記記憶装置１４に記憶させる。
【００４６】
次に、前記制御装置１０は前記記憶装置１４から前記設定バイアス電圧Ｖｓを読み出し、試料ステージ４に該電圧Ｖｓが印加されるようにバイアス電圧電源２１に指令を送る。
【００４７】
同時に、Ｘ線発生源１よりのＸ線３と中和電子銃６よりの電子ビームが試料２の同一個所に照射されるようにする。
この時、前記バイアス電圧Ｖｓの印加と前記中和電子銃６からの電子ビームにより試料表面が一様に中和するように、前記中和電子銃６の加速電圧等を前記バイアス電圧値に対応させて制御している。
【００４８】
前記試料２上のＸ線照射個所から光電子５が放出され、該光電子はインプットレンズ７aに入射し静電レンズ（図示せず）により減速、集束され、前記アナライザ７b内に入射する。該入射した光電子は該アナライザ内でエネルギー分光されて検出器７ｃに検出される。
【００４９】
該検出器の出力信号は増幅器８、ＡＤ変換器９を介して制御装置１０に送られ、該制御装置は表示装置１５に光電子エネルギースペクトルを表示させる。
【００５０】
図３のＳ２は該表示装置の表示画面上に表示されたＰＥＴフィルムの炭素原子の１ｓ軌道の光電子エネルギースペクトルを示す。
【００５１】
このスペクトルＳ２を見ても分かるように、本実施例によると、例え、Ｘ線源のＸ線の強度分布が不均一であっても、あるいは試料表面に凸凹があっても試料表面上の帯電はほぼ中和され、従来の試料帯電の影響を受けた状態で得た光電子エネルギースペクトルＳ１と比較しても、本実施例の電子分光分析法で得たエネルギースペクトルＳ２はスペクトルの変形が小さく、またピーク幅の広がりも小さなものとなる。
【００５２】
しかし、前記中和用電子銃６から射出される電子の状態によっては、前記試料ステージに印加するバイアス電圧が求められない場合があることが分かった。
【００５３】
即ち、前記中和用電子銃６としてエネルギーの可成り小さい電子を放出するものを使用した場合、或いは、エネルギーの可成り小さい電子を放出される様に中和用電子銃を調整した場合、バイアス電圧とピーク位置との関係が図４に示す様（バイアス電圧が０Ｖから９Ｖ辺りまではピーク位置が変動するが、１０Ｖ以上ではピーク位置の変動は小さくほぼ一定となる）にはならず、図５に示す様に、ピーク位置が１０Ｖ以後も一定とならずに、徐々に高くなって行くことが分かった。
【００５４】
この様な場合には、前記試料ステージに印加するバイアス電圧が求められず、結果として、試料を正確に分析することが出来なくなる。
【００５５】
本発明はこの様な問題を解決する為に成されたもので、新規な分光分析装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００５６】
本発明の分光分析装置は、試料表面上に放射ビームを照射すると同時に、中和用荷電粒子ビーム発生手段からの荷電粒子ビームを前記試料表面上に照射し、前記放射ビーム照射に基づき該試料表面から放出された二次荷電粒子をエネルギーアナライザに導き、該エネルギーアナライザでエネルギー分光してエネルギースペクトルを得る様に成した装置であって、前記試料をセットしている試料ステージにバイアス電圧を印加することにより前記試料表面上が一様に帯電される様に成した分光分析装置において、前記中和用荷電粒子ビーム発生手段に対して前記試料ステージを覆うように設けられた導電性材料から成る遮蔽部材であって、前記放射ビーム,前記中和用荷電粒子ビーム,前記二次荷電粒子が通過可能な孔が設けられ、且つ、接地されている遮蔽部体を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５７】
本発明によれば、中和用荷電粒子ビーム発生装置としてエネルギーの可成り小さい荷電粒子を放出するものを使用した場合でも、或いは、エネルギーの可成り小さい荷電粒子を放出される様に中和用荷電粒子ビーム発生装置を調整した場合でも、試料ステージに印加するバイアス電圧が求められ、結果として、試料を正確に分析することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
さて、本発明者は、前記中和用電子銃６として、エネルギーの可成り小さな電子を放出するものを使用した場合、或いは、中和用電子銃から放出される電子のエネルギーが可成り小さく成る様に中和用電子銃を調整した場合には、バイアス電圧とピーク位置との関係が図４に示す様（バイアス電圧が０Ｖから９Ｖ辺りまではピーク位置が変動するが、１０Ｖ以上ではピーク位置の変動は小さくほぼ一定となる）にはならず、図５に示す様に、ピーク位置が１０Ｖ以後も徐々に高くなって行く原因を探求し、次の結論を得た。
【００５９】
試料ステージに正のバイアス電圧を印加し、該試料ステージが正の電位になった場合、中和用電子銃から試料方向に向かう電子ビームは、該試料ステージの試料載置面の内、試料に接していない周辺部部分の正の電位の影響（即ち、該正の電位に基づく正電界による影響（偏向））を受ける可能性がある。その場合、前記中和用電子銃からの電子が受ける影響力（偏向力）は自身のエネルギーの大きさとバイアス電圧の強さに従い、該エネルギーが小さい程、該バイアス電圧値が大きい程、受ける影響力（偏向力）が大きい。
【００６０】
従って、前記中和電子銃からの電子のエネルギーが可成り小さいと、前記試料ステージの試料載置面の内、試料に接していない周辺部部分の正の電位の影響（該正の電位に基づく正電界による影響）を強く受けてしまい、前記試料方向に向かう電子ビームの軌道が該周辺部部分方向に大きく曲げられ、該電子ビームの試料上の照射位置がＸ線照射領域から外れてしまう場合も発生する。
【００６１】
この様な場合には、前記Ｘ照射領域に前記中和用電子銃からの電子が照射されない状態と同じなので、該Ｘ照射領域には、X線発生源１から発生するＸ線３の空間強度分布の偏りと前記Ｘ照射領域の試料表面形状に基づく不均一な帯電状態が生じる。従って、この様な場合には、前記Ｘ照射領域の帯電状態（例えば正の帯電状態）が均一になることはなく、バイアス電圧とピーク位置との関係が図５に示す様に成ると考えられる。
【００６２】
そこで本発明者は、試料ステージに所定のバイアス電圧が印加されても、該バイアス電圧に基づく試料載置面周辺部部分の正電位（該正電位に基づく正電界）が中和用電子銃からの電子に影響を及ぼさない様に、例えば、中和用電子銃から試料表面上に向かって来る電子に対して、該試料載置面周辺部部分の正電位に基づく正電界を遮断すれば前記問題が解決されると考えた。
【００６３】
図６は、この様な原理に基づいて成された分光分析装置の一概略例を示したで、前記図２にて使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成要素を示す。
【００６４】
図６で示す装置が図２で示した装置と異なる構成を中心に説明する。
【００６５】
図６に示す装置では、試料ステージ４が導電性材料で形成された直方体状の容器３１の内部に配置される様に成っている。
【００６６】
該容器の底壁３１ａ上に絶縁材料で形成された支持体３２ａ，３２ｂを介して前記試料ステージ４が固定されている。
【００６７】
又、該容器の一方の側壁３１ｂには、バイアス電源２１と前記ステージ４とを電気的に結ぶケーブルを通す孔３３が開けられている。
【００６８】
又、該容器の上壁３１ｃ中央部には、Ｘ線発生源１からのＸ線が試料２上に照射出来、該Ｘ線照射により該試料から発生した光電子がインプットレンズ７ａに入射出来、且つ、中和用電子銃６からの電子が前記試料に照射出来る孔３４が開けられている。
【００６９】
該孔３は、この様に、前記Ｘ線，光電子及び電子の通過を可能とすると共に、前記試料ステージ４に印加されるバイアス電圧に基づいた試料載置面の内、試料が接していない周辺部部分の正電位（該正電位に基づく正電界）が前記中和用電子銃６からの電子に影響を及ぼさない様に、中和用電子銃６の電子放出部から見て、該試料載置面周辺部部分が前記上壁３１ｃにより隠れる程度の口径を有する様に開けられている。
【００７０】
この様な構成のＸ線光電子分光分析装置において、分析すべき試料２（例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート樹脂）からなるフィルム）を試料ステージ４上にセットし、事前に光電子エネルギースペクトル測定を行い、表示装置１５の表示画面上に表示された前記試料２の光電子エネルギースペクトル（図３のＳ１）から、ピーク同士の干渉が少ないピークＰ３をバイアス電圧を求めるために用いるピークに指定する。
【００７１】
更に、オペレータは入力装置１６により、前記試料２に印加するバイアス電圧の上限電圧値と下限電圧値及び電圧の可変幅、前記指定ピークと、該試料に印加するバイアス電圧値を決めるために必要な許容値域を制御装置１０に入力する。
【００７２】
該制御装置は前記上限電圧値と前記下限電圧値と前記電圧の可変幅を記憶装置１４に記憶させ、前記指定ピークをピーク位置読取装置２２に設定し、更に前記許容値域を第２演算装置２５に設定する。
【００７３】
さて、Ｘ線発生源１からＸ線３を試料２上の所定個所に照射すると、該試料から光電子５が放出され、該試料は正に帯電する。この際、同時に前記制御装置１０の指令により中和電子銃制御電源１３から中和電子銃６に制御信号が送られ、該中和電子銃から前記試料２表面上の前記Ｘ線照射領域に電子ビームが照射され、該照射領域の帯電は中和される。この際、前記Ｘ線３の空間強度分布と、該X線照射領域の表面形状により、該X線照射領域に不均一な帯電状態が生じているとする。
【００７４】
この時に、前記制御装置１０の指令に基づいて前記記憶装置１４から前記上限電圧値と前記下限電圧値及び前記電圧の可変幅を読み出し、バイアス電圧電源２１に送る。
【００７５】
すると、該電源は試料ステージ４にバイアス電圧を下限値（例えば０Ｖ）から上限値（例えば３０Ｖ）に向かって設定された可変幅（例えば５Ｖ）で所定の時間間隔で変えていく。
【００７６】
このバイアス電圧の印加により前記試料ステージ４は正の電位になるが、該試料ステージの試料載置面内で試料に接していない周辺部分の正電位に基づく電界は前記容器３１の上壁部３１ｃによって該上壁部の上方への漏洩が遮蔽され、前記中和電子銃６からの電子に何ら電気的に影響（偏向力）を及ぼさない。従って、前記中和用電子銃６からの電子は前記電界によりその軌道が曲げられずに、前記Ｘ線照射領域に照射されることになる。
【００７７】
さて、この様にして各バイアス電圧の印加毎に前記試料２表面から放出された光電子５は光電子分光器７により分光され検出器７ｃで検出され、前記検出器７ｃの出力は、増幅器８、ＡＤ変換器９を介して光電子エネルギースペクトル信号として前記制御装置１０に送られ、一旦記憶装置１４に各バイアス電圧に関連づけられて記憶される。
【００７８】
次に、ピーク位置読取装置２２は、前記制御装置１０を介して前記記憶装置１４から光電子エネルギースペクトル信号を測定順に読み込み、前記指定したピークに基づいて前記測定した各光電子エネルギースペクトルの指定ピークのピーク位置（ピークエネルギー値）を読み取る。
【００７９】
ここで、指定ピークＰ３の基準ピーク位置を２８９（eV）とした場合、各バイアス電圧毎に得た試料の各光電子エネルギースペクトルから読取った指定ピーク位置とバイアス電圧の関係を図７に示す。
【００８０】
図７に示すバイアス電圧とピーク位置との関係から、この試料の場合、バイアス電圧が０Ｖから１０Ｖ辺りまではピーク位置が変動するが、１０Ｖ以上ではピーク位置の変動は小さくほぼ一定となることが分かる。
【００８１】
このピーク位置の変動が一定になっていることは、前記試料表面の帯電状態（例えば正の帯電状態）が均一になったことに対応する。
【００８２】
即ち、試料に１０Ｖ以上のバイアス電圧を印加することで、試料表面の帯電状態が均一であるときのエネルギースペクトルを得ることができる。
【００８３】
次に、設定すべきバイアス電圧値を具体的に求める。この求め方は、既に説明した前記図２に示すＸ線光電子分光分析装置での求め方（ピーク位置読取装置２２，メモリ２３，第１演算装置２４，第２演算装置２５により求められる）と同一なので、ここでは重複して説明しない。
【００８４】
次に、この様にして求められたバイアス電圧Ｖｓ’は、第２演算装置２５から前記制御装置１０を介して前記記憶装置１４に記憶させる。
【００８５】
次に、前記制御装置１０は前記記憶装置１４から前記設定バイアス電圧Ｖｓ’を読み出し、試料ステージ４に該電圧Ｖｓ’が印加されるようにバイアス電圧電源２１に指令を送る。
【００８６】
同時に、Ｘ線発生源１よりのＸ線３と中和電子銃６よりの電子ビームが試料２の同一個所に照射されるようにする。
この時、前記バイアス電圧Ｖｓ’の印加と前記中和電子銃６からの電子ビームにより試料表面が一様に中和するように、前記中和電子銃６の加速電圧等を前記バイアス電圧値に対応させて制御している。
【００８７】
前記試料２上のＸ線照射個所から光電子５が放出され、該光電子はインプットレンズ７aに入射し静電レンズ（図示せず）により減速、集束され、前記アナライザ７b内に入射する。該入射した光電子は該アナライザ内でエネルギー分光されて検出器７ｃに検出される。
【００８８】
該検出器の出力信号は増幅器８、ＡＤ変換器８を介して制御装置１０に送られ、該制御装置は表示装置１５に光電子エネルギースペクトルを表示させる。
【００８９】
図３のＳ２は該表示装置の表示画面上に表示されたＰＥＴフィルムの炭素
原子の１ｓ軌道の光電子エネルギースペクトルを示す。
【００９０】
尚、前記例では、特に示さなかったが、試料ステージ４を内部に配置させた導電性材料から成り、アースされた直方体状容器３１は試料チャンバー内の、例えば、該チャンバー底壁上に設けられる。一方、前記試料ステージの試料載置面内で試料に接していない周辺部分の正電荷に基づく電界が前記中和電子銃６からの電子に何ら電気的に影響を及ぼさない様にするには、該電界と前記中和用電子銃６の間に、アースされた導電性材料から成る遮蔽物体が存在すれば良い。従って、該遮蔽物体は前記容器状のものに限定されなくても良い。例えば、前記容器から底壁を除いたカバー状のものでも良い。但し、その場合には、容器の底壁に当たるベース板を前記試料チャンバーの底壁上に設け、該ベース板の上に絶縁性材料から成る支持体を介して試料ステージを支持する様に成す。
【００９１】
又、前記遮蔽物体の中央部にＸ線発生源１からのＸ線が試料２上に照射出来、
該Ｘ線照射により該試料から発生した光電子がインプットレンズ７ａに入射出来、且つ、中和用電子銃６からの電子が前記試料に照射出来る固定した孔３４
を設けるようにしたが、前記孔３４の大きさが異なる遮蔽物体を複数作製し、
試料ステージ４上の試料載置以外の面を充分に遮蔽するために試料の大きさに
合った孔の遮蔽物体を選択的に取り付けるようにしても良い。
【００９２】
又、前記遮蔽物体中央部の孔３４の大きさを可変出来るような機構を設けて
も良い。図８及び図９はそのような実施の形態の例を示すのものである。図８
（a）と図９は実施の形態の一例と示した遮蔽物体に絞り機構を組み込んだ概
略図で、図８（b）は図８（a）の断面図である。
【００９３】
図８（a）及び図８（ｂ）において前記容器３１の上壁遮蔽板３１C中央部に
導電性材料から成る何枚もの羽３８を重ね合わせて各大きさの孔３９を作るア
イリス絞り機構４０が設けられている。尚、前記アイリス絞り機構４０の複数
の羽と前記遮蔽物体は電気的に繋がり接地されている。
【００９４】
本実施の形態では、分析する試料２´の大きさに合わせてアイリス絞り機構
４０により形成される孔３９を可変させることができるので、絶縁性試料の分
析を正確に行うことができる。
【００９５】
図９においては前記容器３１の上壁遮蔽板３１ｃ中央部に破線で示す長方形
状の開口部４１を設け、該開口部の上に導電性材料から成る２枚のL字板４２,
４３が回転対称的に配置され、該２枚のL字板は紙面に対して上下左右に移動
させることにより、四角形状の開口４４の大きさを可変できるL字板スライド
機構４５が設けられている。尚、前記２枚のL字板４２,４３と前記遮蔽板３１
Cは電気的に繋がり接地されている。
【００９６】
本実施の形態では、例えば、分析する試料が破線で示すような大きさの試料
２´の場合、L字板スライド機構４５により各L字板４２,４３を上下左右にス
ライドさせて、形成される開口を前記試料２´の大きさに合わせることができ
るので、絶縁性試料の分析を正確に行うことができる。
【００９７】
又、前記例では中和用電子銃６を用いた例を挙げて説明したが、試料表面が負に帯電する場合には中和用イオン銃を用い、この場合でも前記実施例と同じようにバイアス電圧を設定し、中和用イオン銃の制御を行っても良い。
【００９８】
更に、図６において破線で示すように中和用電子銃６に加えて中和用イオン銃３５を設け、試料表面の帯電の極性に応じて中和用電子銃６と中和用イオン銃３５を使い分けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】従来のＸ線光電子分光分析装置の一概略例を示したものである。
【図２】本発明者が本発明の事前に提案した発明を実施したＸ線光電子分光分析装置の一概略例を示したものである。
【図３】ＰＥＴフィルムの炭素原子の１ｓ軌道の光電子エネルギースペクトルを示したものである。
【図４】図２に示す装置での分光分析におけるバイアス電圧と指定ピーク位置（指定ピークエネルギー値）の関係を示したものである。
【図５】図２に示す装置での分光分析における不具合を示したバイアス電圧と指定ピーク位置の関係を示したものである。
【図６】本発明の分光分析装置の一概略例を示したものである。
【図７】本発明の分光分析装置での分光分析におけるバイアス電圧と指定ピーク位置の関係を示したものである。
【図８】本発明の遮蔽物体に絞り機構を組み込んだ一概略例を示したものである。
【図９】本発明の遮蔽物体に絞り機構を組み込んだ他の一概略例を示したものである。
【符号の説明】
【０１００】
１…Ｘ線発生源
２、２´…試料
３…Ｘ線
４…試料ステージ
５…光電子
６…中和用電子銃
７…光電子分光器
８…増幅器
９…ＡＤ変換器
１０…制御装置
１１…Ｘ線発生源制御電源
１２…制御電源
１３…中和用電子銃制御電源
１４…記憶装置
１５…表示装置
１６…入力装置
１７…入力装置
２２…ピーク位置読取装置
２３…メモリ
２４…第１演算装置
２５…第２演算装置
２５ａ…カウント部
３１…容器
３１ａ…底壁
３１ｂ…側壁
３１ｃ…上壁
３２ａ，３２ｂ…支持体
３３、３４…孔
３６…遮蔽板
３７、３９…孔
３８…羽
４０…アイリス絞り機構
４１…開口
４２、４３…Ｌ字板
４４…開口
４５…Ｌ字板スライド機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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