(57)【要約】【課題】試料の結合状態および組成の変化などの損傷を抑制し、試料表面の分析精度を向上させる。【解決手段】１８４．９ｎｍの波長光を発するＵＶ光源１７と２５３．７ｎｍの波長光を発するＵＶ光源１８と酸素供給用の酸素供給管２１と予備排気可能な排気管２２とを備え、排気により真空を形成すると共に、炭化水素を含まない酸素存在雰囲気下、ＵＶ光源１７、１８により紫外光を照射して試料表面を清浄する予備排気室１２および、仕切り弁２３を有し、仕切り弁を開いたときに測定チェンバ１１と予備排気室１２とを連通し、清浄後の試料を測定チェンバ１１へ搬入する連絡通路１５を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長１２０ｎｍ以上２００ｎｍ未満の領域にピーク波長を有する光および波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の領域にピーク波長を有する光を照射する照射手段と、
酸素を供給する酸素供給手段および排気を行なう排気手段を備え、前記排気手段により排気し又はガス置換した後に前記酸素供給手段により酸素を供給して形成された酸素存在下、前記照射手段により互いに異なるピーク波長を有する２つの光を照射して試料の少なくとも一部を清浄する予備排気室と、
仕切り弁を有し、該仕切り弁を開くことにより前記予備排気室と前記試料を測定する測定室との間を連絡し、前記清浄後の試料を前記測定室へ搬入可能な連絡手段と、
を備えたＸ線光電子分光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クリーニング機構を備えたＸ線光電子分光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大気中で保管された試料の表面は、通常、自然酸化や炭化水素による汚染がみられ、これらの汚染は、Ｘ線光電子分光装置（ＸＰＳ；X-ray Photoelectron Spectroscopy）をはじめとする試料の表面分析を行なう際の測定および解析の妨げとなる。
【０００３】
試料の表面分析を行なう場合、試料表面に存在する汚染物質を浄化する清浄化方法としては、有機溶剤（アセトンなど）を用いた溶剤洗浄や、各種イオンを用いたイオンスパッタリング法を利用した洗浄（スパッタクリーニング）が一般に知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
特にイオンスパッタリング法は、測定対象である試料にイオンビームを照射して、試料表面に存在する付着物の原子をスパッタリングで除去する方法であり、広く利用されている。ここで用いるイオン種には、試料との化学反応を避けるために希ガスが用いられ、数百から数ｋｅＶに加速されたＡｒイオンを用いることが一般的である。そのため、ＸＰＳ装置には、ＡｒやＨｅを用いたイオンスパッタリング機構が併設されたものがある。
【非特許文献１】Ｘ線光電子分光法、日本表面科学会編、p.60，p.73，p.179〜181、丸善株式会社（１９９８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のイオンスパッタリング法では、イオンを試料に照射することにより、試料中の化合物の分解又は還元などによる結合状態および組成の変化を引き起こす。また、表面形状の荒れやコーンの生成など構造の変化をも伴なうことが多い。
【０００６】
このような結合状態および組成の変化は、清浄後に行なう表面分析（測定）時における試料の結合状態および組成をスパッタリング前と異なるものにし、また、構造の変化は深さ方向分析をする際の深さ分解能の劣化を生じさせる。
【０００７】
また、試料にあらかじめ洗浄やイオンスパッタリング等を施して清浄化しても、分析（測定）を行なう装置に移動させる等、測定前に大気に触れる過程が存在する場合には、大気中の成分が試料表面に再付着して清浄効果が充分に得られない課題もある。
【０００８】
そのため、これまでＸＰＳ等を利用した表面分析を行なうに際しては、被検物質である試料の状態に影響を与えることなく、汚染物質が再付着することなく、試料そのものが有している性状を精度良く計測することができる方法は、未だ確立されていないのが実状である。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みなされたものであり、清浄後測定前の汚染物質の再付着および清浄による試料の損傷を抑制し、試料の表面分析などの測定、解析を精度良く行なうことができるＸ線光電子分光装置を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、大気雰囲気下でのクリーニングでは、大気中の汚染物質の再吸着により試料表面における清浄化効果が小さくなるとの知見のもと、Ｘ線光電子分光装置（以下、ＸＰＳ装置と略記することがある。）を構成する試料測定用の測定室に連絡する、予備排気が可能で炭化水素を含まない又はその存在量が少ない（好ましくは低圧ないし真空状態の）酸素存在雰囲気（以下、「ＵＶクリーニング雰囲気」ということがある。）中でのクリーニングが有効であることに基づいて達成されたものである。
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明のＸ線光電子分光装置は、波長１２０ｎｍ以上２００ｎｍ未満の領域にピーク波長を有する光および波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の領域にピーク波長を有する光を照射する照射手段と、酸素を供給する酸素供給手段および排気を行なう排気手段を備え、前記排気手段により排気し又はガス置換した後に前記酸素供給手段により酸素を供給して形成された酸素存在下、前記照射手段により互いに異なるピーク波長を有する２つの光を照射して試料の少なくとも一部を清浄する予備排気室と、仕切り弁を有し、該仕切り弁を開くことにより前記予備排気室と前記試料を測定する測定室との間を連絡し、前記清浄後の試料を前記測定室へ搬入可能な連絡手段と、を設けて構成されたものである。
【００１２】
予備排気とは、試料を測定する測定室もしくは測定室に繋がる容器に試料を導入する場合など、室内の大気を排気することをいう。予備排気により好ましくは、大気圧から一定の低圧力、例えば１０−３Ｐａ以下の低圧ないし真空状態まで排気する。
また、「ピーク波長を有する」とは、光の吸収スペクトルの中に山形に突出する波形が存在していることをいい、その吸収ピークが必ずしも最大のものでなくてもよい。
【００１３】
本発明のＸ線光電子分光装置（ＸＰＳ装置）においては、従来のスパッタクリーニング等ではイオンの照射等が原因で試料化合物の分解又は還元などによる結合状態および組成の変化等が起こって正しい測定結果が得られなかったのに対して、試料の清浄（クリーニング）を、あらかじめ排気し又は酸素との反応性が低いガス（例えば不活性ガス）を用いてガス置換した後のＵＶクリーニング雰囲気下（具体的には、一旦予備排気して所望の低圧ないし真空状態とした後あるいは予備排気し又は予備排気せずにガス置換した後に、酸素供給された酸素存在雰囲気下）、測定対象である試料に波長の異なる２種の短波長光（好ましくは紫外光）を照射して行なうことで、試料に損傷（結合状態や組成の変化および構造変化など）を与えることがなく、また、詳しくは後記するように、試料表面に存在する汚染物質を酸化し、揮発性の物質に変化させて除去されるようにするので、良好な清浄（クリーニング）効果が得られる。
【００１４】
しかも、装置を構成する予備排気室にクリーニング機構を具え、クリーニングする予備排気室が試料の測定を行なう測定室に連絡可能な構造に構成されることで、クリーニング後の試料を大気に曝すことなく、測定室に搬入できるので、測定前の汚染物質の再付着を防止でき、試料本来のもつ表面等の性状を精度良く測定することが可能である。
【００１５】
ここで、波長の異なる２種の短波長光を照射することよる清浄作用について、以下により具体的に詳述する。すなわち、
試料表面にまず、短波側（１２０ｎｍ≦波長λ＜２００ｎｍ）の光を照射すると、試料表面に存在する付着物（汚染物質）の分子が切断され、同時に酸素供給手段により供給された酸素分子（Ｏ２）が分解する。分解により活性単分子の酸素Ｏ（エネルギーの低い基底状態の酸素）が生成され、この活性単分子Ｏが酸素分子Ｏ２と結合すると、オゾンＯ３を発生する。発生したオゾンＯ３は、照射された長波側（２００ｎｍ≦波長λ≦３００ｎｍ）の光を吸収し、再びＯ２とＯとに分解されて活性酸素Ｏを生成する。この活性酸素Ｏは、エネルギーの高い励起状態にあり、この活性酸素が試料表面の付着物の分子と結合すると、付着物は酸化されて揮発性の生成物に変化し、その後除去される。
【００１６】
このとき、試料が置かれた予備排気室の内部は、必ずしも予備排気により低圧ないし真空状態を形成する必要はないが、圧力を１０−３Ｐａ以下とすることが好ましい。
なお、試料は一般に高真空状態が形成された測定室に導入されるため、クリーニング後は予備排気室を低圧ないし真空状態にする。
【００１７】
本発明においては、予備排気室を排気し又はガス置換することにより、付着物（汚染物質）除去後の試料表面への汚染物質の再付着を抑制しながら、試料を測定室（ＸＰＳ装置に備えられた測定チェンバ）内に搬入することが可能であり、試料表面の測定時における清浄状態を効果的に高めることができる。
【００１８】
本発明のＸ線光電子分光装置は、損傷（結合状態や組成の変化および構造変化等）など清浄時に試料に与える影響が小さく抑えられており、イオン照射など従来から清浄方法として有用とされてきたクリーニング法では損傷を受けやすいために適さない、ポリマー等の有機材料などをはじめ、半導体材料、電極等の金属材料等の幅広い分野の試料の測定に適用可能な測定システムを構築することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、清浄後測定前の汚染物質の再付着および清浄による試料の損傷を抑制し、試料の表面分析などの測定、解析を精度良く行なうことができるＸ線光電子分光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明のＸ線光電子分光装置（ＸＰＳ装置）の実施形態の一例を図１〜図３を参照して詳細に説明する。但し、本発明においては、これら実施形態に制限されるものではない。
【００２１】
本実施形態では、照射手段としてピーク波長の領域が互いに異なる２種類のＵＶ光源を用いた場合を中心に説明する。
【００２２】
本実施形態のＸＰＳ装置は、図１に示すように、試料測定用の測定室である測定チェンバ１１と、酸素を供給する酸素供給管および室内を排気する排気機構を備え、試料のクリーニングを行なう予備排気室１２と、予備排気室１２に取り付けられた照射手段であるＵＶ光源１７、１８と、仕切り弁を有し、仕切り弁の切替により測定チェンバ１１および予備排気室１２間の連通状態を形成できる連絡手段である連絡通路１５とを備えている。
【００２３】
ＸＰＳ装置は、Ｘ線（例えば、Ｍｇｋα線やＡｌｋα線などの軟Ｘ線）を固体試料表面に照射し、表面数ナノメートル領域より放出される光電子（photoelectron）の、元素固有のエネルギー測定により、物質表面の構成元素、化学結合状態の分析を行なうものであり、試料測定は測定チェンバ１１により行なわれる。
【００２４】
測定チェンバ１１は、Ｘ線発生装置を有し、目的とする試料にＸ線をあててＸ線光電子分光法により測定を行なうための測定室であり、所定の低圧状態（好ましくは１０−６〜１０−８Ｐａの真空状態）を保って、試料表面にＸ線照射が行なえるように構成されている。この測定チェンバは、市販されているＸＰＳ装置（例えば、ＵＬＶＡＣ−ＰＨＩ社製のＰＨＩ−５５００ＭＣなど）と同様にして構成することができる。
なお、測定時の測定条件については、試料の種類や目的等に応じて従来同様に選択することができる。
【００２５】
測定チェンバ中で試料を測定する場合、Ｘ線照射により飛び出した光電子が測定チェンバ中の気体分子等により散乱されたり、あるいは試料表面が測定チェンバ中に存在する酸素分子等で酸化されていると固体中の電子状態を反映した光電子スペクトルの測定が困難になる等の理由から、本実施形態では測定チェンバを内部が大気に触れない機構とするために、測定チェンバ１１と連通可能なように連絡通路１５を介して予備排気室１２が設けられている。
【００２６】
予備排気室１２は、排気機構が構築され、測定試料の出入れ、試料の交換を行なうことができる試料交換室であり、試料を収容した後は、排気機構により室内を排気（予備排気）し、低圧ないし真空状態を形成できるようになっている。
【００２７】
排気機構は、予備排気室の排気口に排気管２２が一端で接続されて構成されており、この排気管２２に取り付けられた不図示の吸引ポンプ等により吸引して排気し、予備排気室内を低圧ないし真空状態（好ましくは真空状態）にすることができる。
吸引ポンプ等には、ロータリーポンプ、ターボ分子ポンプなどの公知の吸引装置から選択することができる。
【００２８】
ここで、予備排気は、室内の大気を排気することであり、少なくとも炭化水素が排出されるように排気することができ、好ましくは炭化水素を実質的に含まない大気圧以下に排気し、特に好ましくは大気圧から一定の低圧力（好ましくは１０−３Ｐａ以下）まで排気する。なお、実質的に含まないとは、クリーニング後の試料の測定精度を損なわないことをいう。
【００２９】
本実施形態では、予備排気室内を大気にして試料を収容した後に後述するクリーニングを行なうために、あるいはクリーニング後、清浄された試料を測定チェンバに移動するために、予備排気を行ない、所望の低圧ないし真空状態を形成する。このとき、前者では大気が、後者では主に酸素ガスが排出される。
【００３０】
低圧ないし真空状態とは、予備排気室内の圧力が１０−３Ｐａ以下の状態をいい、好ましくは１０−６〜１０−８Ｐａの範囲の真空状態である。
【００３１】
予備排気室には、さらに、酸素含有ガスを室内に供給するための酸素供給管２１の一端が接続されており、予備排気室に酸素含有ガスを供給し、室内を酸素が存在する雰囲気に調整することができる。この酸素供給管２１の他端は、図示しない酸素供給用の装置又は酸素タンクに接続されている。
酸素含有ガスは、炭化水素を実質的に含まないガスであり、「実質的に含まない」とは、上記同様にクリーニング後の試料の測定精度を損なわない範囲をいう。
【００３２】
また、予備排気室１２には、紫外光導入用のフランジ（窓）１３，１４が形成されており、各フランジにはそれぞれＵＶ光源１７とＵＶ光源１８とが取り付けられており、予備排気室内に収容された試料に紫外線（ＵＶ）を同時にあるいは交互に照射できるようになっている。
【００３３】
本実施形態におけるＵＶ光源１７は、１８４．９ｎｍにピーク波長を有する紫外線を試料に照射することができ、ＵＶ光源１８は、２５３．７ｎｍにピーク波長を有する紫外線を試料に照射することができる。紫外線の照射は、ＵＶ光源１７とＵＶ光源１８との双方から同時に行なうようにすることが好ましいが、ＵＶ光源１７による照射から少し後にＵＶ光源１８による照射を行なうようにしてもよい。
ＵＶクリーニング雰囲気下で、ピーク波長の異なる２種の紫外線をともに照射することによって、試料表面のクリーニングを良好に行なわせることができる。
【００３４】
ＵＶ光源１７、１８には、各々制御コントローラが電気的に接続されており、所望の照射エネルギーで所定時間の照射が行なえるようになっている。
また、照射時間は、試料の種類や照射エネルギーなどにより異なるが、１０〜３００秒程度が好適である。
【００３５】
ＵＶ光源の照射エネルギーとしては、クリーニング効果の点で、０．５ｋｗ／ｍ２以上であることが好ましく、３〜４ｋｗ／ｍ２の範囲がより好ましい。
【００３６】
ＵＶ光源には、本実施形態のように、１８４．９ｎｍ又は２５３．７ｎｍにピーク波長を有する紫外線を発する光源のほか、上市されている種々の光源から、波長１２０ｎｍ以上２００ｎｍ未満の領域にピーク波長を有する光を発する光源、および波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の領域にピーク波長を有する光を発する光源を適宜選択して用いることができる。
【００３７】
試料の清浄に用いる照射手段は、本実施形態のように、波長１２０ｎｍ以上２００ｎｍ未満の領域にピーク波長を有する光を発する光源（第１の光源）および波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の領域にピーク波長を有する光を発する光源（第２の光源）の２種のＵＶ光源で構成するほか、波長１２０ｎｍ以上２００ｎｍ未満の領域にピーク波長を有する光と波長２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の領域にピーク波長を有する光との両方を照射することができる単一の光源を用いて構成することも可能である。
【００３８】
また、予備排気室１２には、さらに試料導入用の導入口が形成されており、この試料導入口を介して、測定用の試料を予備排気室１２の内部に導入するための試料導入機構１６が設けられている。この試料導入機構１６により予備排気室内に測定対象である試料を導入することができる。
【００３９】
予備排気室１２は、試料を測定チェンバ１１内に導入するにあたり予備排気により低圧ないし真空状態を形成する機能を担うと共に、さらに測定チェンバ１１に試料を導入する前に予め、上記のようにＵＶクリーニング雰囲気下で紫外線を照射することにより試料表面のクリーニングを行なう。紫外線照射によるので、試料に損傷を与えることなく試料表面をクリーニングできる。
【００４０】
試料表面のクリーニングは、大気下で試料を予備排気室１１に収容、密閉し、酸素供給管２１から酸素が供給され、ＵＶクリーニング雰囲気下でＵＶ光源１７、１８により波長の異なる２種の紫外線を試料に照射する。
このとき、雰囲気中の酸素濃度は、２５％以上であることが好ましい。
【００４１】
具体的には、ＵＶクリーニング雰囲気下、試料表面にまず、ＵＶ光源１７により１８４．９ｎｍの光が照射され、試料表面に存在する汚染物質である付着物の分子が切断される。同時に、雰囲気中の酸素分子（Ｏ２）が分解する。このとき、分解により活性単分子の酸素Ｏ（エネルギーの低い基底状態の酸素）が生成され、この活性単分子Ｏが酸素分子Ｏ２と結合してオゾンＯ３を発生する。発生したオゾンＯ３は、ＵＶ光源１８により照射された２５３．７ｎｍの光を吸収し、再びＯ２とＯとに分解されて活性酸素Ｏを生成する。このとき生成された活性酸素Ｏはエネルギーの高い励起状態にあるため、この活性酸素が試料表面の付着物の分子と結合すると、付着物は酸化されて揮発性の生成物に変化する。このようにして付着物は除去され、試料表面を清浄化することができる。
【００４２】
ここで、本発明における紫外光によるクリーニング効果について、ＭｏＯ３に対して、ＵＶクリーニング雰囲気下１８４．９ｎｍ又は２５３．７ｎｍにピーク波長を有する波長の異なる２種の紫外光を照射してクリーニングした場合と、従来のＡｒイオンを照射するイオンスパッタリングによりクリーニングした場合とを、図２のスペクトルを示して説明する。
図２−（ａ）に示すように、ＵＶクリーニング雰囲気下、波長の異なる２種の紫外光を照射する本発明における場合では、初期からのスペクトル変化はほとんど認められず、試料が結合状態や組成の変化に伴なう損傷を受けていないことが分かる。これに対し、イオンスパッタリングによる場合では、図２−（ｂ）に示すように、時間に応じて初期からのスペクトル変化が大きくなり、時間が伸びるしたがって徐々に酸素数が減るなど結合状態や組成の変化（損傷）が生じていることが分かる。このように、本発明におけるクリーニングでは、試料そのものの測定、解析が行なえる点で有効である。
【００４３】
連絡通路１５は、一端が測定チェンバ１１に接続されると共に、他端が予備排気室１２に接続されており、通路の中央付近には図１に示すように仕切り弁２３が取り付けられている。この仕切り弁２３を開閉することによって、閉弁したときには測定チェンバ１１と予備排気室１２とを各々分離、密閉し、開弁したときには、連絡通路１５により測定チェンバ１１と予備排気室１２とを連通することができる。
【００４４】
上記したように、予備排気室１２はクリーニング後の予備排気により低圧なしい真空状態に調整されるが、仕切り弁２３を開いて測定チェンバ１１と予備排気室１２とを連通させることによって、クリーニングを終了した試料を大気に触れないように測定チェンバに移動することができる。
【００４５】
このように、予備排気室１２に試料を収容するときには予め仕切り弁２３を閉じておくことで測定チェンバ１１内への大気の進入を回避すると共に、予備排気室１２に設けられたクリーニング機構により試料表面の清浄化を行なったときには、予備排気室１２はクリーニング終了時の状態を保ったまま仕切り弁２３を開き、連絡通路１５を通じて試料を測定チェンバ１１に送ることによって、清浄化された試料表面に大気中等の汚染物質が再付着して測定精度を損なうのを防止することができる。
【００４６】
本実施形態のＸＰＳ装置により測定する場合、まず試料導入機構１６を用いて、大気下、目的の試料を予備排気室１２内に導入し、導入後に排気管２２から室内の大気を予備排気して、低圧ないし真空状態（好ましくは１０−３Ｐａ以下の圧力状態）を形成する。その後、予備排気室内に酸素供給管２１により酸素を供給し、ＵＶクリーニング雰囲気下で試料にＵＶ光源１７、１８により紫外光を照射することにより、試料表面を清浄化（クリーニング）する。クリーニング終了後、再び排気管２２から室内の酸素を排気して、所望の低圧ないし真空状態（好ましくは１０−３Ｐａ以下の圧力状態）を形成する。そして、仕切り弁２３を開き、あらかじめ測定チェンバ１１を低圧状態（好ましくは真空状態）にした状態で、あるいは排気管２２から排気を継続して連絡通路１５および測定チェンバ１１に低圧状態（好ましくは真空状態）が形成されるように、予備排気室１２と測定チェンバ１１とを連通する。そして、予備排気室１２から連絡通路１５を通して測定チェンバ１１に試料を搬入し、再び仕切り弁を閉じて測定チェンバ１１においてＸ線光電子分光法により測定を行なう。
【００４７】
本発明における予備排気室は、上市されている種々のＸ線発生装置に備えられている予備排気室（試料交換室などとも呼ばれる）と同様の構造に、発光波長の異なる２種（１２０ｎｍ以上２００ｎｍ未満の波長域、２００ｎｍ以上３００ｎｍ以下の波長域）の光源と酸素供給が可能な酸素供給手段とを更に設けることにより作製することが可能である。
【００４８】
本実施形態では、予備排気により、予備排気室に低圧ないし真空状態を形成して大気中等の汚染物質の再付着で測定精度が損なわれるのを防止するようにしたが、予備排気を行なわずにあるいは予備排気を行なうと共に、酸素との反応性が低いガスを用いて室内をガス置換して汚染物質の再付着を防止するようにしてもよい。このとき、予備排気室は、低圧ないし真空状態であってもよいし、大気圧ないしその近傍の圧力であってもよい。
この場合には、予備排気室には、酸素との反応性が低いガスを室内に供給するための置換ガス供給管を設けることができる。置換ガス供給管からガス供給されるときには、排気機構により排気することにより予備排気室内を置換ガスに置換することができる。そして、ガス置換した後に室内を酸素が存在する雰囲気に調整することができる。
【００４９】
酸素との反応性が低いガスには、不活性ガスなどが含まれ、例えば、窒素ガス（Ｎ２）、アルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスなどを用いることができる。
【００５０】
なお、本発明のＸ線光電子分光装置（ＸＰＳ装置）でのＸ線光電子分光法による測定は、従来より行なわれている方法、測定条件に準じて行なうことができる。
【００５１】
本発明のＸ線光電子分光装置は、半導体材料［例えばＳｉＯ２膜］、光触媒［例えばＴｉＯ２］、硬質膜［例えばＴｉＮ膜、ＣｒＮ膜］などを用いたものを試料とした場合でも、損傷を与えることなく、試料表面を良好に清浄（クリーニング）できると共に、測定前の清浄表面を保って測定することが可能であり、試料種に関わらず、測定精度を効果的に向上できる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
【００５３】
（実施例１）
ＸＰＳ装置として、ＵＬＶＡＣ−ＰＨＩ社製のＰＨＩ−５５００ＭＣを用意した。この装置には、予備排気が可能で測定試料の導入を行なう予備排気室と、試料の測定を行なう測定室である測定チェンバと、予備排気室および測定チェンバを連結し必要に応じて連通可能な連結路とが備えられている。
【００５４】
そして、この装置の予備排気室に設置されている７０ｍｍφフランジ２箇所の窓材をＭｇＦ２に変更し、その一方に、浜松ホトニクス社製のＵＶ光源Ｌ９０２６（１６０ｎｍ帯増強タイプ；ピーク波長１６０ｎｍ）を取り付け、他方には、浜松ホトニクス社製のＵＶ光源Ｌ８８５８（２５０ｎｍ帯増強タイプ；ピーク波長２５３．７ｎｍ）を取り付け、導入された試料にピーク波長の異なる２種の紫外光を照射できるようにした。
【００５５】
また、予備排気室に備えられた試料導入機構による試料の導入の有無を感知するためのセンサ部の近傍には、図１と同様にして酸素供給管が配管されており、酸素供給管により予備排気室内に酸素ガスを供給することができる。
【００５６】
予備排気室には、さらに排気機構が設けられており、この排気機構はロータリーポンプおよびターボ分子ポンプを備え、これらポンプの駆動により室内を予備排気することができるようになっている。
また、予備排気室および測定チェンバを連結する連結路には、図１に示すように開閉バルブが取り付けられており、必要に応じて開閉バルブを開弁することにより、予備排気室と測定チェンバとを連通させることができる。
【００５７】
上記のＸＰＳ装置を用い、試料導入機構を用いて５×１０ｍｍサイズの金属片であるモリブデン（Ｍｏ）〔（株）高純度化学研究所製〕を試料として予備排気室内に導入した。
【００５８】
続いて、予備排気室の排気機構により予備排気を行なって、予備排気室内の圧力を真空〔１．３３×１０−５Ｐａ（１×１０−７ｔｏｒｒ）〕にした後、酸素供給管から酸素ガスを供給（−０．０５ａｔｍ程度）して予備排気室内を酸素雰囲気とした。この状態のまま、金属Ｍｏに波長の異なる２種の紫外光を同時に照射した。紫外光の照射は、照射時間を１８０秒間、３００秒間に設定して行ない、金属Ｍｏ表面を清浄した。
【００５９】
その後、排気機構のロータリーポンプおよびターボ分子ポンプを駆動して再び予備排気室内を排気し、予備排気室内の酸素を排出して真空度が１．３３×１０−５Ｐａ（１×１０−７ｔｏｒｒ）程度に達したところで、連結路のバルブを開き、清浄後の金属Ｍｏを予備排気室と測定チェンバとを連通する連結路内を輸送して測定チェンバに搬入した。搬入後、測定チェンバを作動して金属Ｍｏの測定を開始した。
【００６０】
ここで、照射時間を変えた清浄後の各金属Ｍｏのそれぞれについて、ＵＬＶＡＣ−ＰＨＩ社製のＰＨＩ−５５００ＭＣにより金属Ｍｏ表面に存在するカーボン量（％；カーボン残存率）の測定も行なった。測定結果は図３に示す。
【００６１】
上記の測定チェンバでの測定条件は以下の通りとした。
・Ｘ線源：Ｍｇｋα線、１２５３．６ｅＶ、１５ｋＶ、４００Ｗ
・Ｘ線照射領域：約８００μｍφ
・光電子の取出角：４５°
・測定時のチェンバ内圧：１．３３×１０−７Ｐａ（１×１０−９ｔｏｒｒ）
【００６２】
（比較例１〜２）
実施例１において、金属Ｍｏに波長の異なる２種の紫外光を同時に照射して行なった金属Ｍｏ表面の清浄を、ＵＶ光源Ｌ９０２６（１６０ｎｍ帯増強タイプ）のみ（比較例１）、又はＵＶ光源Ｌ８８５８（２５０ｎｍ帯増強タイプ）のみ（比較例２）を用いて行なうようにしたこと以外は、実施例１と同様の操作を行ない、同様にしてカーボン残存率を測定した。測定結果は図３に示す。
【００６３】
実施例１および比較例１〜２における金属Ｍｏの各表面分析の結果、実施例１では、比較例１〜２に比し、金属Ｍｏ表面が清浄であったことにより、高い精度の表面解析を行なうことができた。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の実施形態に係るＸＰＳ装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は波長の異なる２種の紫外光を時間を変えて照射しクリーニングした場合のスペクトルであり、（ｂ）はイオンスパッタリングにより時間を変えてクリーニングした場合のスペクトルである。
【図３】紫外光の照射時間と照射後のカーボン残存率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１１…測定チェンバ
１２…予備排気室
１５…連絡通路
１７，１８…ＵＶ光源
２１…酸素供給管
２２…排気管
２３…仕切り弁
【図１】
2008058154.tif 000003
【図２】
2008058154.tif 000004
【図３】
2008058154.tif 000005