(57)【要約】      （修正有）【課題】微粒子の発生源をより正確に特定すること。【解決手段】本発明に係る分析方法は、試料２に対して分析装置１の分析室１０の内部でイオンビームを照射し、試料２から飛来する物質を検出することにより試料２を分析する方法であって、試料２が設置された試料ホルダ４を液体窒素中に浸したまま、試料ホルダ４を囲って覆う試料ホルダカバーを試料ホルダ４に取り付ける試料ホルダカバー取付けステップと、試料ホルダカバーが取り付けられた試料ホルダ４を液体窒素中から取り出し、分析室１０に接続された予備排気室１１に設置する試料ホルダ設置ステップと、予備排気室１１の内部を排気し、予備排気室１１の内部が所定の真空度に到達した後に、予備排気室１１の内部において試料ホルダカバーを試料ホルダ４から取り外す試料ホルダカバー取外しステップと、試料ホルダ４を予備排気室１１から分析室１０に搬送する試料ホルダ搬送ステップと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に対して分析装置の分析室の内部でイオンビームを照射し、当該試料から飛来する物質を検出することにより当該試料を分析する分析方法であって、
試料が設置された試料ホルダを液体窒素中に浸したまま、前記試料ホルダを囲って覆う試料ホルダカバーを前記試料ホルダに取り付ける試料ホルダカバー取付けステップと、
前記試料ホルダカバーが取り付けられた前記試料ホルダを前記液体窒素中から取り出し、前記分析室に接続された予備排気室に設置する試料ホルダ設置ステップと、
前記予備排気室の内部を排気し、前記予備排気室の内部が所定の真空度に到達した後に、前記予備排気室の内部において前記試料ホルダカバーを前記試料ホルダから取り外す試料ホルダカバー取外しステップと、
前記試料ホルダを前記予備排気室から前記分析室に搬送する試料ホルダ搬送ステップと、
を含む、分析方法。
【請求項２】
前記分析室に搬送された前記試料ホルダに設置された前記試料を分析する試料分析ステップをさらに含み、
前記試料分析ステップは、
前記試料の温度が第１の温度となるように前記試料ホルダの温度を制御しながら分析を行う第１分析ステップと、
前記第１分析ステップの後に、前記試料の温度が前記第１の温度より高い第２の温度となるように前記試料ホルダの温度を制御しながら分析を行う第２分析ステップと、
を含む、請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
前記試料ホルダカバー取付けステップにおいて、前記試料ホルダカバーに設けられた留め具により前記試料ホルダカバーが閉じた状態を保持し、
前記試料ホルダカバー取外しステップにおいて、前記予備排気室に設けられた外部より操作可能な治具により前記留め具を操作して、前記留め具による前記試料ホルダカバーが閉じた状態を解除する、請求項１または２に記載の分析方法。
【請求項４】
前記分析装置は、ＦＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Focused  Ion  Beam−Time  of  Flight−Secondary  Ion  Mass  Spectroscopy）を用いた分析装置である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料に対して分析装置の分析室内でイオンビームを照射し、当該試料から飛来する物質を検出することにより当該試料を分析する分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＭ１０やＰＭ２．５等の粒子状物質は、大気中を長時間浮遊し、人間の体内に侵入すると、様々な健康被害を引き起こすことが知られている。その中でも、特に、ＰＭ２．５については、人体に対して特に大きな影響を及ぼすことが懸念されている。
【０００３】
そこで、このような大気中を浮遊する微粒子については、その発生源（排出源）を特定するための技術が求められている。微粒子の発生源や、その後の飛散履歴を特定することができれば、より有効な対策を講じることが可能となるからである。
【０００４】
しかしながら、通常、大気中に浮遊している微粒子には、様々な発生源に起因するものが混ざり合っている。従って、ある微粒子群の発生源を正確に知るためには、粒子ごとに発生源を特定することが求められている。
【０００５】
粒子ごとに発生源を特定する技術として、微粒子に対して１粒子解析を行う技術が開発されている。１粒子解析では、採取した微粒子群について、１粒子ごとに、その粒子径、成分及び濃度等が解析され得る。例えば、下記特許文献１には、試料台に載置された微粒子に電子ビーム（ＥＢ：Electron  Beam）を照射する電子ビーム照射器と、電子ビームの照射により当該微粒子から発生する二次電子を検出する検出器と、当該微粒子に集束イオンビーム（ＦＩＢ：Focused  Ion  Beam）を照射する集束イオンビーム照射器と、集束イオンビームの照射により当該微粒子から発生する二次イオンを検出する質量分析器と、を有する分析装置を用いて、当該微粒子に対して１粒子解析を行う分析方法が開示されている。当該分析方法では、電子ビームの照射により発生した二次電子を検出した結果に基づいてＳＥＭ像が生成され、当該ＳＥＭ像に基づいて分析対象の微粒子を特定するとともに当該微粒子の粒子径が測定され得る。そして、集束イオンビームの照射により微粒子から発生した二次イオンを検出した結果に基づいて、当該微粒子の成分が分析され得る。
【０００６】
また、下記非特許文献１には、集束イオンビームにより微粒子をスパッタリングして当該微粒子の断面を生成し、かかる断面に対する集束イオンビームの照射により発生する二次イオンを検出する分析装置が開示されている。当該分析装置では、微粒子の断面に係る二次イオンを検出した結果に基づいて、微粒子の内部における元素の分布が取得され得る。
【０００７】
しかし、実際に発生源から生じた微粒子の表面は、その微粒子の生成過程または飛散過程において、油分または水分に覆われていることが多い。このような油分および水分は、下記特許文献１および下記非特許文献１に記載された分析装置を用いる場合、常温高真空下において揮発してしまうので、当該油分および水分を解析することは困難である。
【０００８】
そこで、例えば、下記非特許文献２には、含水試料を液化プロパンにより凍結させ、凍結された状態の試料を分析装置に導入する技術が開示されている。かかる技術では、液化プロパンによる試料の凍結処理後に、試料が設置された試料台の上部を覆う蓋が液体窒素内で設置される。これにより、試料本体への霜の付着を防ぎ、試料表面に付着した油分および水分の定量的な分析が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１１−１６３８７２号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】“ＰＭ２．５個別粒子分析のための高分解能ＴＯＦ−ＳＩＭＳ装置の開発と越境微粒子分析への応用”、坂本哲夫、ＴＭＳ研究、２０１４年、１号
【非特許文献２】“簡易型凍結試料導入法を用いた含水試料のＳＩＭＳ分析”、大石、川上、奥村、坂本、分析化学、６３、Ｐ３９１−３９７（２０１４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、微粒子の発生源を特定するためには、１の微粒子について、発生源の環境に影響する当該微粒子の生成過程における微粒子の内部の構成元素等の分布のみならず、発生源から観測点までの飛来ルートに影響する当該微粒子の表面に付着し得る油分および水分の両方を分析することが求められる。この場合、微粒子の内部の構成元素および表面に付着した付着物質の構成元素のどちらも分析することが望まれる。そうすると、微粒子の内部の構成元素等の分布を得るためには、表面に付着している油分または水分を除去する必要がある。
【００１２】
油分および水分の除去は、例えば、非特許文献１に記載されたスパッタリングによる除去が考えられる。しかし、スパッタリングの過程において微粒子が損傷または変質してしまうため、分析結果により推定される微粒子の構成と分析前の実際の微粒子の構成が異なってしまう。そうなると、発生源を正確に特定することは困難となる。
【００１３】
他にも、油分および水分を揮発させることが考えられる。揮発のためには、微粒子を支持する試料台の温度を上昇させることが求められる。すると、上記非特許文献２に記載された技術では、試料本体に霜が付着されなくても、試料台に霜が付着している可能性が高い。この状態で試料台の温度を上昇させると、試料台からガスが発生してしまう。そうすると、分析装置の分析室内の高真空環境が維持されず、また、ガスの発生により構成元素等の分布を正しく測定することが困難となる。よって、上記非特許文献２に記載された技術では、微粒子の内部の構成元素および表面に付着した付着物質の構成元素の両方を分析することは困難であった。
【００１４】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、微粒子の発生源をより正確に特定することが可能な、新規かつ改良された分析方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、試料に対して分析装置の分析室の内部でイオンビームを照射し、当該試料から飛来する物質を検出することにより当該試料を分析する分析方法であって、試料が設置された試料ホルダを液体窒素中に浸したまま、上記試料ホルダを囲って覆う試料ホルダカバーを上記試料ホルダに取り付ける試料ホルダカバー取付けステップと、上記試料ホルダカバーが取り付けられた上記試料ホルダを上記液体窒素中から取り出し、上記分析室に接続された予備排気室に設置する試料ホルダ設置ステップと、上記予備排気室の内部を排気し、上記予備排気室の内部が所定の真空度に到達した後に、上記予備排気室の内部において上記試料ホルダカバーを上記試料ホルダから取り外す試料ホルダカバー取外しステップと、上記試料ホルダを上記予備排気室から上記分析室に搬送する試料ホルダ搬送ステップと、を含む、分析方法が提供される。
【００１６】
上記分析方法は、上記分析室に搬送された上記試料ホルダに設置された上記試料を分析する試料分析ステップをさらに含み、上記試料分析ステップは、上記試料の温度が第１の温度となるように上記試料ホルダの温度を制御しながら分析を行う第１分析ステップと、上記第１分析ステップの後に、上記試料の温度が上記第１の温度より高い第２の温度となるように上記試料ホルダの温度を制御しながら分析を行う第２分析ステップと、を含んでもよい。
【００１７】
上記試料ホルダカバー取付けステップにおいて、上記試料ホルダカバーに設けられた留め具により上記試料ホルダカバーが閉じた状態を保持し、上記試料ホルダカバー取外しステップにおいて、上記予備排気室に設けられた外部より操作可能な治具により上記留め具を操作して、上記留め具による上記試料ホルダカバーが閉じた状態を解除してもよい。
【００１８】
上記分析装置は、ＦＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Focused  Ion  Beam−Time  of  Flight−Secondary  Ion  Mass  Spectroscopy）を用いた分析装置であってもよい。
【００１９】
かかる技術によれば、試料ホルダカバーを液体窒素内で試料ホルダに取り付けた後に予備排気室へ導入する際に、試料ホルダカバーの表面のみに霜が付着し得る。試料ホルダに試料ホルダカバーを取り付けたまま予備排気室内で所定の真空度まで真空引きを行った後に、試料ホルダカバーを取り外すことにより、試料本体のみならず、試料ホルダの表面にも霜が付着していない状態で、当該試料ホルダを分析室に導入することができる。そうすると、予め冷却された試料ホルダを分析室に導入した後に当該試料ホルダの温度を上昇させても、霜の水分由来のガスがほとんど発生しない。よって、分析室内の高真空度を維持しつつ、イオンビームを用いた精度の高い元素分析等を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば、微粒子の発生源をより正確に特定することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る分析装置１の構成を水平方向から見た概略図である。
【図２】微粒子２の構成の一例を示す図である。
【図３Ａ】同実施形態に係る試料ホルダカバー５の構成の一例を示す正面図である。
【図３Ｂ】同実施形態に係る試料ホルダカバー５の構成の一例を示す側面図である。
【図３Ｃ】同実施形態に係る試料ホルダカバー５の構成の一例を示す上面図である。
【図３Ｄ】同実施形態に係る試料ホルダカバー５の構成の一例を示す下面図である。
【図４】同実施形態に係る分析方法の流れを示すフローチャートである。
【図５】試料・分析冷却工程における試料の冷却処理の状態を示す図である。
【図６】試料ホルダカバー取付け工程における試料ホルダカバー５の取付け状態を示す図である。
【図７】試料ホルダ設置工程における試料ホルダ４の設置状態を示す図である。
【図８】予備排気工程における試料ホルダ４の状態を示す図である。
【図９】試料ホルダカバー取外し工程における試料ホルダカバー５の留め具５２によるロック状態を解除する操作を示す図である。
【図１０】試料ホルダカバー取外し工程における留め具５２によるロック状態が解除された後の試料ホルダカバー５の状態を示す図である。
【図１１】試料ホルダカバー取外し工程における試料ホルダカバー５の取外しの操作および状態を示す図である。
【図１２】搬送工程における試料ホルダ４の分析室１０への搬送に係る操作を示す図である。
【図１３】搬送工程における試料ホルダ４の搬送後の操作を示す図である。
【図１４】比較例および実施例に係る分析手法を用いた分析により得られた二次イオン像の一例である。
【図１５】実験例２に係る１回目（−１１５度）および昇温後の２回目（−１５度）におけるＳＩＭＳ信号を示すスペクトルである（ｍ／ｚ：１〜１００）。
【図１６】実験例２に係る１回目（−１１５度）および昇温後の２回目（−１５度）におけるＳＩＭＳ信号を示すスペクトルである（ｍ／ｚ：１０１〜２００）。
【図１７】実験例２に係る１回目（−１１５度）および昇温後の２回目（−１５度）におけるＨ３Ｏ＋、Ｎａ（Ｈ２Ｏ）２＋、Ｉｎ（Ｈ２Ｏ）＋の二次イオン像を示す。
【図１８】実験例３に係る１回目（−１１５度）および昇温後の２回目（−１５度）におけるＳＩＭＳ信号を示すスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２３】
なお、本明細書においては、試料の一例として微粒子の分析方法について説明するが、試料の種類は、分析装置における分析対象となり得るものであれば特に限定されない。ここで、「微粒子」とは、例えば、粒子径が１０μｍ以下である粒子状物質のことを意味する。ただし、本発明は、粒子状物質の中でも、特にＰＭ２．５の分析を対象としている。従って、以下の実施形態では、分析対象である粒子状物質がＰＭ２．５である場合について説明を行うこととし、以下の実施形態についての説明において、「微粒子」との表現は、特に記載のない限り、ＰＭ２．５のことを意味することとする。ただし、本発明はかかる例に限定されず、粒子径が１０μｍ以下であるような他の大きさの微粒子に対しても好適に適用可能である。
【００２４】
＜１．分析装置の概要＞
図１は、本発明の一実施形態に係る分析装置１の構成を水平方向から見た概略図である。図１に示すように、分析装置１は、分析室１０、予備排気室１１、シャッター１２、トランスファーロッド１３、治具１４、および温度制御装置１５を備える。
【００２５】
なお、図１に示すＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、他の図面におけるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸と共通である。すなわち、図１においてＸ軸方向はトランスファーロッド１３による試料ホルダ４の搬送方向に相当し、Ｙ軸方向は当該搬送方向と水平面上で直交する方向に相当し、Ｚ軸方向は、分析装置１の高さ方向（深さ方向）に相当する。
【００２６】
分析室１０は、集束イオンビーム照射器１０１、分析計１０３、電子ビーム照射器１０５、二次電子検出器１０７およびサンプルステージ１１１を備える。これらの構成要素は、分析室１０の内側のチャンバ内に設けられる。かかる分析室１０は、微粒子の一粒子解析に用いられる微粒子分析装置、例えばＦＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Focused  Ion  Beam−Time  of  Flight−Secondary  Ion  Mass  Spectroscopy）装置による分析を行うための空間である。
【００２７】
解析対象である微粒子２はフィルタ３上に保持されており、フィルタ３は試料ホルダ４上に保持されている。微粒子２（例えば、ＰＭ２．５）は、採取した粒子群（例えば大気中の粒子群）を、粒子径ごとに分級器によって分級することによって得られる。本実施形態では、微粒子２の捕集方法は限定されず、各種の公知の方法が用いられてよい。例えば、分級器としては、バーチャルインパクタ、サイクロン式分級器等、各種の公知の装置が用いられてよい。また、フィルタ３としては、シリカフィルタや、Ｓｉウェハー等、一般的に分級器において粒子を分級し捕集する際に用いられている各種の公知のものが用いられてよい。なお、図１等では、模擬的に、微粒子２を表す１つの球体を図示しているが、実際には、フィルタ３上に多数の微粒子２（すなわち、微粒子群）が捕集されている。
【００２８】
サンプルステージ１１１は、分析室１０の内部に導入された試料ホルダ４を支持する。サンプルステージ１１１は上下および水平面内方向に移動可能に設けられる。サンプルステージ１１１の駆動制御は、不図示の駆動制御装置により行われる。また、サンプルステージ１１１の内部には温度制御装置１５と接続する導入管１１３が配設されている。導入管１１３の内部には、サンプルステージ１１１の温度を調整するための冷媒（例えば、液体窒素）が流通している。かかる温度は、温度制御装置１５により制御され得る。これにより、サンプルステージ１１１上に載置される試料ホルダ４（すなわち微粒子２）の温度を制御することができる。
【００２９】
集束イオンビーム照射器１０１は、サンプルステージ１１１上に載置された試料ホルダ４上の微粒子２に集束イオンビームを照射する。かかる集束イオンビーム照射器１０１は、イオンビームを微粒子２の表面において数十ｎｍのレベルまで集束させることが可能であることが好ましい。集束イオンビーム照射器１０１としては、一般的に微粒子の一粒子解析に用いられる微粒子分析装置（例えば、ＦＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳ装置や、特許文献１、および非特許文献１に記載の微粒子分析装置）において用いられているものが適宜適用されてよい。例えば、集束イオンビーム照射器１０１としては、Ｇａイオン源からイオンビームを取り出し照射するものが用いられ得る。また、かかるイオン源は、Ｇａの他に、ビスマス（Ｂｉ）または金（Ａｕ）等であってもよい。集束イオンビーム照射器１０１は、微粒子２に対して照射されるイオンビームの照射角度が、サンプルステージ１１１に対する伏角が略４５度となるように、任意の高さに設けられることが好ましい。
【００３０】
分析計１０３は、イオンビームが照射された微粒子２から飛来する物質を検出し、検出された物質について分析を行う分析計である。本実施形態に係る分析計１０３として、例えば、飛行時間型質量分析計（Time  of  Flight−Secondary  Ion  Mass  Spectrometry：ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）が用いられる。飛行時間型質量分析計とは、微粒子２についてＳＩＭＳ分析を行うための質量分析計である。本実施形態に係る分析計１０３は、集束イオンビーム照射器１０１によって集束イオンビームが照射されることにより微粒子２から生じる二次イオン（飛来する物質の一例）について、質量分析を行う。分析計１０３による質量分析の結果に基づいて、集束イオンビームが照射されている微粒子２の成分を分析することができる。なお、分析計１０３は、試料ホルダ４の載置位置の略鉛直上方に設けられることが好ましい。
【００３１】
なお、分析計１０３として、例えば四重極質量分析計または二重収束型質量分析計など、種々の公知の質量分析計が用いられてもよい。ただし、本実施形態に係る分析手法の分析対象であるＰＭ２．５等の微粒子を分析対象とする場合、上述した飛行時間型質量分析計を用いることが好ましい。飛行時間型質量分析計を用いることにより、数ｎｍレベルの分解能で、微粒子２の元素および分子情報を広い質量範囲で取得することが可能である。すなわち、微粒子２の特定精度が向上し得る。
【００３２】
電子ビーム照射器１０５は、サンプルステージ１１１上に載置された試料ホルダ４上の微粒子２を含む微粒子群に対して電子ビームが照射される。かかる電子ビームは当該微粒子群に対して走査され、その電子ビームの走査によって微粒子群から発生した二次電子が二次電子検出器１０７により検出される。これにより、試料ホルダ４上の微粒子群のＳＥＭ（Scanning  Electron  Microscopy）像を取得することができる。当該ＳＥＭ像からは、微粒子２の形状、大きさ（粒子径）、および発生源を特定するために有用な情報を、微粒子２ごとに得ることができる。また、当該ＳＥＭ像を用いて微粒子群の中から解析対象とする１つの微粒子２が特定されてもよい。
【００３３】
１粒子解析を行う際には、高真空下において、フィルタ３上の微粒子群のうちで、解析対象とする１つの微粒子２に対して、集束イオンビーム照射器１０１から集束イオンビームが照射される。集束イオンビームの照射により微粒子２の表面を構成する原子がスパッタリングされ、二次イオンが放出される。二次イオンは分析計１０３により検出され、得られた二次イオンが分析計１０３によって分析される。なお、微粒子群の中から解析対象とする１つの微粒子２を特定する際には、フィルタ３上の微粒子群に対して集束イオンビームを走査して全二次イオン像を生成し、当該全二次イオン像に基づいて当該解析対象とする１つの微粒子２が特定されてよい。
【００３４】
また、電子ビーム照射器１０５および二次電子検出器１０７を用いる場合、分析計１０３により分析される微粒子２の成分についての情報に加えて、微粒子２のフィルタ３上の位置および微粒子２の形状等についての情報をさらに得ることが可能となる。したがって、発生源の特定の精度を更に向上させることができる。
【００３５】
また、分析室１０における装置構成によって実現可能な分析であれば、既存の微粒子分析装置において一般的に行われている各種の公知の分析が更に行われてもよい。例えば、上記非特許文献１に記載されているように、集束イオンビームの照射により微粒子２から発生した二次電子を検出することにより、ＳＩＭ（Scanning  Ion  Microscopy）像が得られてもよい。この場合、当該ＳＩＭ像に基づいて微粒子２の形状や粒子径等が測定されてもよい。また、ＳＩＭ像による微粒子２および微粒子群の特定が可能であれば、電子ビーム照射器１０５および二次電子検出器１０７は、必ずしも分析室１０に備えられなくてもよい。
【００３６】
予備排気室１１は、分析室１０と接続されて設けられ、微粒子２等の試料を設置した試料ホルダ４を導入または導出するためのものである。予備排気室１１に試料ホルダ４を設置した後、予備排気室１１の内部を排気して真空引きを行う。予備排気室１１の内部の圧力が所定の真空度に達した際に、シャッター１２が開き、試料ホルダ４を分析室１０の内部に導入することができる。試料ホルダ４の分析室１０と予備排気室１１との往復の搬送は、トランスファーロッド１３により行われる。トランスファーロッド１３は予備排気室１１の外部から内部にＸ軸方向に沿って貫通しており、その先端と試料ホルダ４とを着脱させることにより、試料ホルダ４をサンプルステージ１１１上に載置させることができ、また、サンプルステージ１１１から試料ホルダ４を回収することができる。
【００３７】
また、本実施形態に係る予備排気室１１には、治具１４が設けられる。詳細は後述するが、治具１４は、予備排気室１１の下方から内部に挿入されＺ軸方向に沿って移動可能であり、後述する試料ホルダカバー５の留め具５２を外部から操作可能に設けられ、留め具５２による試料ホルダカバー５の閉じた状態を解除するために用いられる。
【００３８】
以上、本実施形態に係る分析装置１の構成の一例について説明した。このような分析装置１を用いて、微粒子２の構成元素を分析することができる。
【００３９】
ところで、上述したように、本実施形態に係る分析装置１の分析対象は、ＰＭ２．５など、いずれかの発生源において発生し、当該発生源から飛来して観測される微粒子である。このような微粒子においては、その飛来過程で油分または水分が表面に付着していることがある。このような油分または水分は、微粒子の表面を覆うように存在していたり、微粒子と反応して化合物等を形成したりする場合がある。
【００４０】
図２は、微粒子２の構成の一例を示す図である。図２に示すように、微粒子２は、内部の固体部分および表面の液体部分により構成されることがある。この固体部分は発生源における微粒子２の生成過程において生じ得る固体の化合物であるが、液体部分は、微粒子２の飛来過程において大気中の油分または水分等が微粒子２の表面に付着し得るものである。かかる水分には、任意のイオンが含まれる場合もある。
【００４１】
微粒子２の表面に付着した油分または水分は、微粒子２の飛来過程において微粒子２の表面に新たに生成されるものであるから、微粒子２の発生源を特定するための重要な情報を含み得る。しかしながら、油分または水分は常温高真空下において容易に揮発してしまうため、例えば本実施形態に係る分析装置１を常温で用いる場合においては、これらの油分または水分を分析することはできない。
【００４２】
そこで、例えば、上述した非特許文献２には、試料を液化プロパン等の冷媒により凍結させ、凍結された状態の試料を分析装置に導入する技術が開示されている。かかる技術を用いれば、微粒子２の表面に付着した油分または水分が凍結されるので、分析室１０の内部においても揮発しない。そのため、油分または水分の分析をすることは可能である。
【００４３】
しかしながら、微粒子２の発生源を特定するためには、微粒子２の飛来過程のみならず、微粒子２の生成過程を特定することが求められる。すなわち、微粒子２の内部の固体部分の構成元素を明らかにすることが求められる。そうすると、微粒子２の固体部分を分析するためには、微粒子２の表面に付着した油分または水分を除去することが求められる。
【００４４】
油分または水分の除去は、例えば、非特許文献１に記載されたスパッタリングによる除去が考えられる。しかし、スパッタリングの過程において微粒子が損傷または変質してしまうため、分析結果により推定される微粒子の構成と分析前の実際の微粒子の構成が異なってしまう。そうすると、発生源を正確に特定することは困難となる。
【００４５】
他にも、非特許文献２に記載された技術により凍結された油分または水分を、微粒子２の温度を上昇させることにより揮発させることは可能である。しかし、非特許文献２に記載された方法では、冷却された微粒子２を保持する試料ホルダ４を冷媒から取り出した際に試料ホルダ４の表面に付着する霜が、分析室１０の内部において揮発してしまう。そうすると、分析室１０の内部の真空度が低下し、また、霜の揮発により生じるガスが、集束イオンビームおよび放出される二次イオンと衝突してしまい、二次イオンを正確に検出できず、微粒子２の分析を行うことが困難となる。
【００４６】
また、非特許文献２に記載された技術により微粒子２の表面に付着した油分または水分を凍結して保持したまま、非特許文献１に記載された技術により微粒子２のスパッタリングを行ってから内部物質を分析しようとしても、スパッタリングの過程において微粒子２が損傷または変質してしまう。そのため、分析結果により推定される微粒子２の構成と分析前の実際の微粒子２の構成が異なってしまい、微粒子２の発生源を正確に特定することは困難である。
【００４７】
そこで、本発明者らが鋭意検討した結果、本発明に係る分析方法に想到した。本発明に係る技術によれば、微粒子２を保持する試料ホルダ４を冷媒中で冷却している状態で試料ホルダ４を囲って覆う試料ホルダカバー５を試料ホルダ４に取り付け、当該冷媒中から試料ホルダ４を試料ホルダカバー５ごと取り出したのち、試料ホルダ４および試料ホルダカバー５を予備排気室１１に設置する。そして、予備排気室１１の内部を真空引きした後、予備排気室１１の内部で試料ホルダカバー５を試料ホルダ４から取り外す。試料ホルダカバー５が取り外された試料ホルダ４は、その後分析室１０にトランスファーロッド１３により搬送される。
【００４８】
試料ホルダカバー５が試料ホルダ４を囲って覆うことにより、冷媒から大気中に試料ホルダ４を取り出したとしても、試料ホルダ４の表面ではなく試料ホルダカバー５の表面に霜が付着し得る。そして、予備排気室１１の内部において試料ホルダカバー５を取り付けながら真空引きし、予備排気室１１の内部で試料ホルダカバー５が取り外される。こうすることで、試料ホルダカバー５に霜が付着した状態で予備排気室１１において霜が取り除かれ、または、揮発した霜が予備排気室１１において系外に排出される。よって、分析室１０の内部に霜が導入されないので、分析室１０の真空度を低下させず、また、イオンビームによる分析をより精度高く行うことが可能となる。
【００４９】
＜２．分析方法＞
以下、本実施形態に係る分析方法の詳細について説明する。まず、分析方法の流れを説明する前に、本実施形態に係る分析方法において用いられる試料ホルダカバー５の構成について説明する。
【００５０】
図３Ａ〜図３Ｄは、本実施形態に係る試料ホルダカバー５の構成の一例を示す図である。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃおよび図３Ｄは、それぞれ正面図、側面図、上面図および下面図である。
【００５１】
図３Ａ〜図３Ｄを参照すると、本実施形態に係る試料ホルダカバー５は、カバー本体５０、ヒンジ５１および留め具５２を有する。
【００５２】
カバー本体５０は、試料ホルダカバー５を主に構成する本体である。カバー本体５０の材質は断熱性に優れているものが好ましく、例えば、ＰＥＥＫ等の樹脂であることが好ましい。なお、試料ホルダカバー５を構成する他の部材についても、同様の材質であることが好ましい。
【００５３】
図３Ａ等に示すように、カバー本体５０は二つの箱状体５０ａ、５０ｂからなり、これらの箱状体５０ａ、５０ｂが上部に設けられるヒンジ５１を介して接続されている。そして、ヒンジ５１を回転軸としてこれらの箱状体５０ａ、５０ｂがそれぞれ回動することにより、カバー本体５０が開閉される。
【００５４】
図３Ｂに示すように、ホルダカバー５の側面の、カバー本体５０が閉じた状態における二つの箱状体５０ａ、５０ｂが互いに当接する部分には、穴部５３が形成される。かかる穴部５３は、試料ホルダカバー５が試料ホルダ４をその内部に保持している状態において、トランスファーロッド１３と試料ホルダ４とを接続するための固定ロッド６を挿通するために設けられる。
【００５５】
この固定ロッド６の一方は試料ホルダ４に接続可能に設けられ、他方はトランスファーロッド１３に接続可能に設けられる。これにより、試料ホルダカバー５が取り付けられた試料ホルダ４に、トランスファーロッド１３を接続することができる。
【００５６】
例えば、試料ホルダ４の側面には雌ねじを有する穴が形成され、試料ホルダ４と接続する側の固定ロッド６の端部には雄ねじが形成されていてもよい。また、トランスファーロッド１３と接続する側の固定ロッド６の端部には、トランスファーロッド１３の端部に形成されている雄ねじに対応する雌ねじを有する穴が設けられていてもよい。その際、試料ホルダ４側のねじと、トランスファーロッド１３側のねじは、送り方向が逆向きとなるように形成され得る。これにより、後述する試料ホルダカバー５の取り外しと、固定ロッド６の取り外しとをどちらも行うことができる。
【００５７】
なお、固定ロッド６は、試料ホルダ４と一体的に形成されるものであってもよい。後述するように、トランスファーロッド１３により試料ホルダカバー５が取り付けられた試料ホルダ４を支持可能または回転可能であり、試料ホルダカバー５が取り外された後の試料ホルダ４を予備排気室１１と分析室１０との間で搬送可能であれば、固定ロッド６の構成は特に限定されない。
【００５８】
留め具５２は、カバー本体５０の下面側の、二つの箱状体５０ａ、５０ｂのいずれか一方に設けられる。留め具５２は、二つの箱状体５０ａ、５０ｂを掛止し、カバー本体５０が閉じた状態を保持するものである。留め具５２によるカバー本体５０の閉じた状態（ロック状態）は、予備排気室１１に設けられた治具１４による操作により解除が可能である。かかる治具１４の操作は、予備排気室１１の外部において作業者等により行われ得る。留め具５２、および留め具５２によるロック状態を解除する治具１４の機構は特に限定されない。例えば、留め具５２は、弾性体により形成され、治具１４により留め具５２をカバー本体５０側に押込むことでロック状態が解除される機構を有してもよい。また、留め具５２は、ねじ構造を有し、カバー本体５０を閉じた状態において留め具５２がカバー本体５０に締結され、治具１４の先端に設けられるドライバー部分により留め具５２を緩めることによりロック状態が解除されてもよい。このような治具１４を用いることにより、予備排気室１１が密閉された状態でも試料ホルダカバー５を容易に開放することができる。
【００５９】
また、カバー本体５０による密閉の程度は、詳しくは後述するが、厳密でなくてもよい。厳密でない程度とは、例えば、二つの箱状体５０ａ、５０ｂの互いの当接面においては、特段シール材等を設けることをせず、互いの当接面が直接当接することにより内部を密閉する程度のもので十分ということを意味する。より具体的には、厳密でない程度とは、カバー本体５０の内部において、固体または液体のものは保持可能であるが、当該固体または液体が気化した際に、気化した気体が必ずしも保持されるような気密性を有していなくてもよい程度という意味である。
【００６０】
図４は、本実施形態に係る分析方法の流れを示すフローチャートである。以下、図４のフローチャートを参照しながら、本実施形態に係る分析方法の流れについて説明する。
【００６１】
（ステップＳ１０１：試料・分析室冷却工程）
本実施形態に係る分析方法では、まず、微粒子２、および微粒子２を保持する試料ホルダ４を冷却する。図５は、試料・分析冷却工程における試料の冷却処理の状態を示す図である。図５を参照すると、本工程では、容器２０に満たされた液体窒素２１の中に、微粒子２、および微粒子２を保持する試料ホルダ４が浸漬されている。なお、試料ホルダ４には予め固定ロッド６が接続されている。
【００６２】
また、分析室１０においては、予めサンプルステージ１１１が、所定の温度となるように冷却される。
【００６３】
（ステップＳ１０３：試料ホルダカバー取付け工程）
次に、微粒子２を冷却しながら、試料ホルダ４に試料ホルダカバー５を取り付ける。その際、試料ホルダ４は液体窒素２１に浸漬しながら、試料ホルダカバー５を液体窒素２１中で取り付ける。試料ホルダカバー５の取り付けにはピンセット等の適当な治具が用いられ得る。
【００６４】
図６は、試料ホルダカバー取付け工程における試料ホルダカバー５の取付け状態を示す図である。液体窒素２１中で試料ホルダカバー５を試料ホルダ４に取り付けるので、試料ホルダカバー５の内側は液体窒素Ｌが充満する。これにより、微粒子２、フィルタ３および試料ホルダ４の表面は液体窒素Ｌにより覆われた状態となる。
【００６５】
（ステップＳ１０５：試料ホルダ設置工程）
次に、液体窒素２１により冷却した微粒子２を保持する試料ホルダ４を、試料ホルダカバー５ごと予備排気室１１に設置する。
【００６６】
図７は、試料ホルダ設置工程における試料ホルダ４の設置状態を示す図である。図７を参照すると、予備排気室１１の内部に試料ホルダ４を設置する際に、試料ホルダ４に取り付けられている固定ロッド６をトランスファーロッド１３の先端に接続させる。これにより、トランスファーロッド１３による試料ホルダ４の搬送等の操作が可能になる。
【００６７】
予備排気室１１の内部に試料ホルダ４を設置した時点においては、試料ホルダカバー５の内部は液体窒素Ｌが充満している。そのため、試料ホルダ４を容器２０から予備排気室１１に移動させるときに、微粒子２、フィルタ３および試料ホルダ４の表面には大気中の水分が凝着しにくくなる。
【００６８】
（ステップＳ１０７：予備排気工程）
予備排気室１１の内部の試料ホルダ４の設置が完了すると、予備排気室１１を密閉し、排気（予備排気）が行われる。予備排気は、図１では不図示の排気装置（真空ポンプ、ターボ分子ポンプ、もしくはクライオポンプ等の公知の排気装置またはその組み合わせ）により行われる。予備排気は、予備排気室１１が所定の真空度（例えば、１０−４Ｐａ〜１０−５Ｐａ程度）に到達するまで行われる。
【００６９】
図８は、予備排気工程における試料ホルダ４の状態を示す図である。予備排気においては、予備排気室１１の内部の圧力が低下することから、試料ホルダカバー５の内部に充満していた液体窒素Ｌが気化する。気化した窒素は、試料ホルダカバー５の隙間（例えば、二つの箱状体５０ａ、５０ｂの互いの当接面の隙間、または穴部５３等）から外部に漏れ出て（矢印Ｎ１）、系外に排出され得る。
【００７０】
このとき、試料ホルダカバー５の表面においては、試料ホルダ４を容器２０から予備排気室１１に移動させるときに付着した霜が部分的に揮発することもある。しかし、試料ホルダカバー５の内部から外部に窒素Ｎ１が漏れ出るため、揮発した霜の水分が試料ホルダカバー５の内部に浸入しにくくなる。これにより、試料ホルダ４の表面に霜が付着しにくくなる。
【００７１】
（ステップＳ１０９：試料ホルダカバー取外し工程）
所定の真空度まで到達した後、試料ホルダカバー５を試料ホルダ４から取り外す。試料ホルダカバー取外し工程について、図９〜図１１を参照しながら説明する。
【００７２】
図９は、試料ホルダカバー取外し工程における試料ホルダカバー５の留め具５２によるロック状態を解除する操作を示す図である。図９に示すように、予備排気室１１の下部において外部から内部に挿入されている治具１４をＺ軸方向に移動させ、治具１４の先端を留め具５２に係合させる。係合した状態で治具１４を用いて所定の操作を行うことにより、留め具５２によるロック状態が解除され、試料ホルダカバー５は開放状態となる。
【００７３】
図１０は、試料ホルダカバー取外し工程における留め具５２によるロック状態が解除された後の試料ホルダカバー５の状態を示す図である。図１０に示すように、留め具５２によるロック状態が解除されることにより、箱状体５０ａおよび箱状体５０ｂがヒンジ５１を回転軸として相対的に回動し、試料ホルダカバー５が開放される。
【００７４】
次に、トランスファーロッド１３を用いて、試料ホルダカバー５を試料ホルダ４から完全に取り外す。図１１は、試料ホルダカバー取外し工程における試料ホルダカバー５の取外しの操作および状態を示す図である。図１０に示す状態において、試料ホルダカバー５が回転可能な状態となるように試料ホルダ４を調整した後、トランスファーロッド１３を回転させて、試料ホルダ４をトランスファーロッド１３の長尺方向に平行な軸を中心に１８０度回動させる。そうすると、図１１に示すように、試料ホルダカバー５が、試料ホルダ４から振り落とされることにより、試料ホルダ４から取り外される。落下した試料ホルダカバー５は、予備排気室１１の下部に設けられる不図示のボックス等に収容され得る。
【００７５】
このように、予備排気室１１の内部において所定の真空度に達した後に試料ホルダカバー５を試料ホルダ４から取り外すことにより、昇温時において真空度および分析精度に悪影響を及ぼし得る霜を、試料ホルダカバー５ごと強制的に予備排気室１１の内部で排除することができる。これにより、分析室１０の内部への霜の浸入を抑制することができる。したがって、後段の分析工程において微粒子２を昇温させる場合であっても、霜による真空度および分析精度への影響を抑制することが可能となる。
【００７６】
なお、本実施形態に係る試料ホルダカバー５の形状、構造および機構、並びに本ステップＳ１０９における試料ホルダカバー５の取外し工程で示した具体的な取外し手段についてはあくまでも例示であり、予備排気室１１の内部において試料ホルダカバー５を試料ホルダ４から取り外すことが可能であるならば、試料ホルダカバー５の形状、構造および機構、並びに試料ホルダカバー５の取外し手段については特に限定されない。
【００７７】
（ステップＳ１１１：搬送工程）
次に、試料ホルダカバー５が取り外された試料ホルダ４を、分析室１０に搬送する。図１２および図１３は、搬送工程における試料ホルダ４の分析室１０への搬送に係る操作、および搬送後の操作を示す図である。
【００７８】
図１２に示すように、試料ホルダカバー５を試料ホルダ４から取り外した後、予備排気室１１の内部が所定の真空度を満たしていれば、シャッター１２が開放される。かかるシャッター１２の開放は、手動により、または上記所定の真空度に基づき制御されるアクチュエータ等により操作されてもよい。
【００７９】
シャッター１２の開放後、トランスファーロッド１３を用いて、試料ホルダ４を分析室１０の内部に導入し、試料ホルダ４をサンプルステージ１１１上に載置させる。
【００８０】
次に、図１３に示すように、試料ホルダ４の載置後、トランスファーロッド１３を試料ホルダ４から分離して、トランスファーロッド１３の先端部分を予備排気室１１の内部へと引き戻す。その際、固定ロッド６は、試料ホルダ４から取り外され、トランスファーロッド１３とともに予備排気室１１の内部へ引き戻されてもよい。これにより、固定ロッド６を回収でき、他の試料ホルダに使用することが可能となる。トランスファーロッド１３の引き戻し後、シャッター１２が閉じられ、分析室１０と予備排気室１１とが隔絶される。
【００８１】
（ステップＳ１１３：分析工程）
試料ホルダ４がサンプルステージ１１１に載置された後に、集束イオンビーム照射器１０１および分析計１０３等を用いた微粒子２の分析が行われる。その際、微粒子２の内部の分析を行うことを目的として微粒子２の表面に付着した油分または水分を揮発させるため、サンプルステージ１１１を昇温させる場合がある。このような場合においても、試料ホルダ４が分析室１０に導入された時点において試料ホルダ４の表面には霜がほとんど付着していないので、サンプルステージ１１１の昇温による霜の揮発の影響が生じない。したがって、サンプルステージ１１１を昇温させても、分析室１０の内部の真空度および分析精度の悪化を防止することができる。
【００８２】
これにより、かかる分析工程では、サンプルステージ１１１の温度（すなわち試料ホルダ４の温度）を制御して微粒子２の温度を変更しながら、微粒子２の分析を行うことも可能である。これにより、例えば、１つの微粒子２について、微粒子２の表面に付着した油分または水分、および微粒子２の内部の両方の分析を行うことが可能となる。
【００８３】
例えば、分析室１０のサンプルステージ１１１に載置されたときに、まず第１分析ステップとして、微粒子２の温度が第１の温度となるように、試料ホルダ４の温度をサンプルステージ１１１を介して制御する。かかる第１の温度は、分析室１０内の環境において、微粒子２の表面に付着した油分または水分が揮発しない温度である。この状態で集束イオンビーム照射器１０１および分析計１０３等を用いて微粒子２を分析した場合、その分析対象は微粒子２の表面に付着した油分または水分となる。
【００８４】
第１の温度における分析が完了した後、第２分析ステップとして、微粒子２の温度が第２の温度となるように、試料ホルダ４の温度を制御する。かかる第２の温度は、上記の第１の温度よりも高い温度であり、分析室１０内の環境において、微粒子２の表面に付着した油分または水分が揮発する温度である。この状態で集束イオンビーム照射器１０１および分析計１０３等を用いて微粒子２を分析した場合、その分析対象は微粒子２の内部の固体部分となる。
【００８５】
これにより、微粒子２の表面と内部の双方を区別して分析することが可能である。したがって、双方の分析結果から微粒子２の飛来過程および生成過程のいずれも特定することができる。すなわち、微粒子２の発生源を高精度で特定することができる。
【００８６】
なお、上述した例は、第１の温度における分析と第２の温度における分析の２段階であるが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、微粒子２の温度を段階的にまたは連続的に変化させながら分析することも、本発明の範疇に含まれる。
【００８７】
以上、本実施形態に係る分析方法の流れについて説明した。
【実施例】
【００８８】
次に、本発明の実施例について説明する。本実施例では、試料ホルダカバー５を用いた分析方法による、霜の除去の効果および分析結果の有効性について検証した。なお、以下の実施例は本発明の効果を検証するために行ったものに過ぎず、本発明が以下の実施例に限定されるものではない。
【００８９】
（実験例１）
実験例１では、ＦＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いた分析装置１により微粒子２の二次イオン像を取得し、その二次イオン像の描画精度について検証した。二次イオン像とは、微粒子２に対して集束イオンビームを照射することにより微粒子２から放出される二次イオンの検出信号に基づいて得られるマッピング像である。
【００９０】
本実験例では、微粒子２として環境中から採取された環境微粒子を用いた。環境微粒子はＳｉ基板（フィルタ３に相当）上に配置された。かかる環境微粒子の分析では、実施例として上述した本発明に係る分析手法を適用させて、また、比較例として当該分析手法を適用させずに、二次イオン像を取得した。比較例では、予備排気室１１への試料ホルダ４の設置の際、試料ホルダカバー５を用いずに環境微粒子および試料ホルダ４を冷却させてから予備排気室１１に導入させた。分析時の試料ホルダ４の温度は比較例および実施例ともに−８０度であった。
【００９１】
図１４は、比較例および実施例に係る分析手法を用いた分析により得られた二次イオン像の一例である。図１４に示すように、比較例に係る二次イオン像においては像が不鮮明であるのに対し、実施例に係る二次イオン像においては、粒子の形状が明確に示されていることが分かる。
【００９２】
高真空下において試料ホルダ４の温度が−８０度であれば、試料ホルダ４に水分が付着している場合、かかる水分は揮発し得る。比較例においては、試料ホルダ４の表面に霜が付着していたため、霜の水分が揮発して、揮発した水分が二次イオンの検出に悪影響を及ぼした結果、不鮮明な二次イオン像が得られたものと考えられる。一方、実施例においては、試料ホルダ４の表面に霜が付着していなかったため、−８０度の条件であっても二次イオンを精度高く検出することができたと考えられる。
【００９３】
（実験例２）
実験例２では、ＦＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いた分析装置１により、本発明に係る分析手法を用いて水分が表面に付着した微粒子２に対してＳＩＭＳ分析および二次イオン像の取得を行い、得られた分析結果について評価した。
【００９４】
本実験例では、微粒子２として硫酸ナトリウムを用いた。硫酸ナトリウムの表面には大気中の水分が付着しており、水分の一部は硫酸ナトリウムと水和物を形成している。かかる硫酸ナトリウムをＩｎ基板上に配置した。そして、上述した分析手法を用いてＩｎ基板を保持する試料ホルダ４を分析室１０に導入し、最初に−１１５度で１回目のＳＩＭＳ分析等を行った後、サンプルステージ１１１を昇温させて、−１５度で２回目のＳＩＭＳ分析等を行った。
【００９５】
図１５および図１６は、それぞれ１回目（−１１５度）および昇温後の２回目（−１５度）におけるＳＩＭＳ信号を示すスペクトルである。図１５では、ｍ／ｚが１から１００までのスペクトル、図１６では、ｍ／ｚが１０１から２００までのスペクトルがそれぞれ示されている。なお、Ａ１に係るスペクトルとＢ１に係るスペクトルとは１回目に同時に測定され、Ａ２に係るスペクトルとＢ２に係るスペクトルは２回目に同時に測定されたものである。
【００９６】
１回目に測定されたスペクトル（図１５のＡ１、図１６のＢ１）においては、Ｈ３Ｏ＋、Ｎａ（Ｈ２Ｏ）２＋、Ｉｎ（Ｈ２Ｏ）ｘ＋など、水由来の信号が得られている。それに対し、２回目に測定されたスペクトル（図１５のＡ２、図１６のＢ２）においては、Ｎａ＋およびＩｎ＋等の信号が得られており、水由来の信号はほとんど得られていない。
【００９７】
図１７は、１回目（−１１５度）および昇温後の２回目（−１５度）におけるＨ３Ｏ＋、Ｎａ（Ｈ２Ｏ）２＋、Ｉｎ（Ｈ２Ｏ）＋の二次イオン像を示す。図１７に示すように、１回目に係る二次イオン像では水由来の信号強度が高いのに対して、２回目に係る二次イオン像では水由来の信号強度が０に近い。特に、Ｎａ（Ｈ２Ｏ）２＋に係るイオン像を比較すると、１回目の二次イオン像において円で囲った部分の信号強度が、２回目では０に近いことが分かる。かかる円で囲った部分は硫酸ナトリウムが存在する部分であるから、−１１５度では硫酸ナトリウムの表面に水分が付着しており、−１５度に昇温した後にはかかる水分が揮発したと考えられる。この結果から、１回目の低温時には微粒子の表面に付着した水分を、２回目の高温時には微粒子の内部を分析することが可能であることが示された。
【００９８】
（実験例３）
実験例３では、ＦＩＢ−ＴＯＦ−ＳＩＭＳを用いた分析装置１により、本発明に係る分析手法を用いて油分が表面に付着した微粒子２に対してＳＩＭＳ分析を行い、得られた分析結果について評価した。
【００９９】
本実験例では、微粒子２として、油分（Ｃ３Ｈ５＋、Ｃ３Ｈ７＋等）が付着した環境微粒子を用いた。かかる環境微粒子は、主成分としてＳｉを含有する。かかる環境微粒子をシリコン基板上に配置した。そして、上述した分析手法を用いてシリコン基板を保持する試料ホルダ４を分析室１０に導入し、最初に−１１５度で１回目のＳＩＭＳ分析を行った後、サンプルステージ１１１を昇温させて、−１５度で２回目のＳＩＭＳ分析を行った。
【０１００】
図１８は、１回目（−１１５度）および昇温後の２回目（−１５度）におけるＳＩＭＳ信号を示すスペクトルである。１回目に測定されたスペクトル（Ｃ１）においては、Ｃ３Ｈ５＋、Ｃ３Ｈ７＋の油分由来の信号が得られている。それに対し、２回目に測定されたスペクトル（Ｃ２）においては、Ｓｉ＋の信号強度が１回目よりも増加しており、Ｃ３Ｈ５＋、Ｃ３Ｈ７＋の油分由来の信号はほとんど得られていない。つまり、−１１５度では環境微粒子の表面に油分が付着しており、−１５度に昇温した後にはかかる油分が揮発したと考えられる。この結果から、１回目の低温時には環境微粒子の表面に付着した油分を、２回目の高温時には環境微粒子の内部を分析することが可能であることが示された。
【０１０１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【０１０２】
１        分析装置
２        微粒子
３        フィルタ
４        試料ホルダ
５        試料ホルダカバー
６        固定ロッド
１０      分析室
１１      予備排気室
１２      シャッター
１３      トランスファーロッド
１４      治具
１５      温度制御装置
２０      容器
２１      液体窒素
５０      カバー本体
５０ａ、５０ｂ    箱状体
５１      ヒンジ
５２      留め具
５３      穴部
１０１    集束イオンビーム照射器
１０３    分析計
１０５    電子ビーム照射器
１０７    二次電子検出器
１１１    サンプルステージ
１１３    導入管
【図１】
2018091687.tif 000003
【図２】
2018091687.tif 000004
【図３Ａ】
2018091687.tif 000005
【図３Ｂ】
2018091687.tif 000006
【図３Ｃ】
2018091687.tif 000007
【図３Ｄ】
2018091687.tif 000008
【図４】
2018091687.tif 000009
【図５】
2018091687.tif 000010
【図６】
2018091687.tif 000011
【図７】
2018091687.tif 000012
【図８】
2018091687.tif 000013
【図９】
2018091687.tif 000014
【図１０】
2018091687.tif 000015
【図１１】
2018091687.tif 000016
【図１２】
2018091687.tif 000017
【図１３】
2018091687.tif 000018
【図１４】
2018091687.tif 000019
【図１５】
2018091687.tif 000020
【図１６】
2018091687.tif 000021
【図１７】
2018091687.tif 000022
【図１８】
2018091687.tif 000023