(57)【要約】【課題】測定や分析を行うことが可能な測定対象物を拡張するとともに、測定精度や分析精度を向上させる。【解決手段】測定対象物に陽電子ビームを入射する陽電子ビーム入射手段と、測定対象物に電子ビームを入射する電子ビーム入射手段と、陽電子ビーム入射手段による測定対象物への陽電子ビームの入射および電子ビーム入射手段による測定対象物への電子ビームの入射に伴いそれぞれ発生する２次電子を検出する２次電子検出手段と、２次電子検出手段により検出された２次電子に基づいて測定対象物の２次電子画像を生成して監視するモニター手段と、陽電子ビーム入射手段による測定対象物への陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行う陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定手段とを有する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に陽電子ビームを入射する陽電子ビーム入射手段と、
前記測定対象物に電子ビームを入射する電子ビーム入射手段と、
前記陽電子ビーム入射手段による前記測定対象物への陽電子ビームの入射および前記電子ビーム入射手段による前記測定対象物への電子ビームの入射に伴いそれぞれ発生する２次電子を検出する２次電子検出手段と、
前記２次電子検出手段により検出された２次電子に基づいて前記測定対象物の２次電子画像を生成して監視するモニター手段と、
前記陽電子ビーム入射手段による前記測定対象物への陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行う陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定手段と
を有することを特徴とする陽電子分析顕微鏡。
【請求項２】
測定対象物に陽電子ビームを入射する陽電子ビーム入射手段と、
前記測定対象物に電子ビームを入射する電子ビーム入射手段と、
前記陽電子ビーム入射手段による前記測定対象物への陽電子ビームの入射および前記電子ビーム入射手段による前記測定対象物への電子ビームの入射に伴いそれぞれ発生する２次電子を検出する２次電子検出手段と、
前記２次電子検出手段により検出された２次電子に基づいて前記測定対象物の２次電子画像を生成して監視するモニター手段と、
前記陽電子ビーム入射手段による前記測定対象物への陽電子ビームの入射に伴い発生する２本のγ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定を行う陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定手段と
を有することを特徴とする陽電子分析顕微鏡。
【請求項３】
測定対象物に陽電子ビームを入射する陽電子ビーム入射手段と、
前記測定対象物に電子ビームを入射する電子ビーム入射手段と、
前記陽電子ビーム入射手段による前記測定対象物への陽電子ビームの入射および前記電子ビーム入射手段による前記測定対象物への電子ビームの入射に伴いそれぞれ発生する２次電子を検出する２次電子検出手段と、
前記２次電子検出手段により検出された２次電子に基づいて前記測定対象物の２次電子画像を生成して監視するモニター手段と、
前記陽電子ビーム入射手段による前記測定対象物への陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行う陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定手段と、
前記陽電子ビーム入射手段による前記測定対象物への陽電子ビームの入射に伴い発生する２本のγ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定を行う陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定手段と
を有することを特徴とする陽電子分析顕微鏡。
【請求項４】
請求項１または請求項３のいずれか１項に記載の陽電子分析顕微鏡において、
前記陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定手段は、Ｓｉ（Ｌｉ）結晶を備えたＳｉ（Ｌｉ）検出器を有して構成され、
前記Ｓｉ（Ｌｉ）結晶は、前記２本のγ線のエネルギー付与の小さい厚さである
ことを特徴とする陽電子分析顕微鏡。
【請求項５】
陽電子ビームを測定対象物に入射して、前記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、
測定対象物に電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、
前記測定対象物に陽電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、
前記第１の２次電子画像と前記第２の２次電子画像とを比較して、前記測定対象物における陽電子ビームを入射する測定箇所を決定する
ことを特徴とする陽電子ビームを用いた測定方法。
【請求項６】
陽電子ビームを測定対象物に入射して、前記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、
測定対象物に電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、
前記測定対象物に陽電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、
前記第１の２次電子画像と前記第２の２次電子画像とを比較して、前記測定対象物における陽電子ビームを入射する測定箇所を決定し、
前記決定した測定箇所に陽電子ビームの入射して、該陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行う
ことを特徴とする陽電子ビームを用いた測定方法。
【請求項７】
陽電子ビームを測定対象物に入射して、前記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、
測定対象物に電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、
前記測定対象物に陽電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、
前記第１の２次電子画像と前記第２の２次電子画像とを比較して、前記測定対象物における陽電子ビームを入射する測定箇所を決定し、
前記決定した測定箇所に陽電子ビームの入射して、該陽電子ビームの入射に伴い発生する２本のγ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定を行う
ことを特徴とする陽電子ビームを用いた測定方法。
【請求項８】
陽電子ビームを測定対象物に入射して、前記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、
測定対象物に電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、
前記測定対象物に陽電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、
前記第１の２次電子画像と前記第２の２次電子画像とを比較して、前記測定対象物における陽電子ビームを入射する測定箇所を決定し、
前記決定した測定箇所に陽電子ビームの入射して、該陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行い、
前記決定した測定箇所に陽電子ビームの入射して、該陽電子ビームの入射に伴い発生する２本のγ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定を行う
ことを特徴とする陽電子ビームを用いた測定方法。
【請求項９】
陽電子ビームを測定対象物に入射して、前記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、
測定対象物に電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、
前記測定対象物に陽電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、
前記第１の２次電子画像と前記第２の２次電子画像とを比較して、陽電子ビームが入射される前記測定対象物のドリフトを補正する
ことを特徴とする陽電子ビームを用いた測定方法。
【請求項１０】
陽電子ビームを測定対象物に入射して、前記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、
測定対象物に陽電子ビームを入射して、前記測定対象物から放出される２次電子を検出し、
前記検出結果に基づいて位相相関法により前記測定対象物のドリフトを補正する
ことを特徴とする陽電子ビームを用いた測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽電子分析顕微鏡および陽電子ビーム（以下、「陽電子線」と適宜に称する。）を用いた測定方法に関し、さらに詳細には、陽電子ビームを測定対象物（以下、「試料」と適宜に称する。）に入射することにより測定対象物の測定や分析を行う陽電子分析顕微鏡および陽電子ビームを用いた測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子ビーム（以下、「電子線」と適宜に称する。）を用いた電子顕微鏡が知られているが、この電子顕微鏡は、ミクロの世界のプローブとして長足の進歩を遂げてきた。
【０００３】
現在、電子顕微鏡の分解能は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）では〜０．５ｎｍであり、また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）では〜０．１ｎｍであって、きわめて高い分解能が実現されている。
【０００４】
また、こうした電子顕微鏡の進歩は、分解能の向上の他にも、電子エネルギー損失分光（ＥＥＬＳ）やエネルギー分散型Ｘ線分析（ＥＤＳ）による試料中の原子の結合状態や組成分析法、三次元像構成の観察法、絶縁体試料の観察法、低真空観察法あるいは試料のドリフト補正法のような各種の分析や観察の手法の確立などの点において、目を見張るものがある。
【０００５】
上記したような高機能を備えるとともに高分解能を実現した電子顕微鏡は、試料の作成技術の進歩とともに、基礎科学あるいは材料開発などの産業の発展においても不可欠の手段となっている。
【０００６】
こうした電子顕微鏡において、試料の情報を得るために検出する対象は、２次電子、反射電子、透過電子、散乱電子、蛍光、オージェ電子あるいは特性Ｘ線などである。
【０００７】
即ち、走査型電子顕微鏡は、２次電子、反射電子を検出してミクロの表面形態を可視化し、また、走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線分析（ＳＥＭ−ＥＤＳ）は、入射電子による試料中の原子の内殻電子電離によって放出される特性Ｘ線を検出して試料中の元素組成を明らかにするものである。  
ここで、電子の代わりに陽電子を用いても、透過電子、反射電子、散乱電子をそれぞれ陽電子に換えれば、電子と基本的に同じ観察を行うことが可能であるが、実用的に上記した観察を行うことを可能にする陽電子ビームは未だ存在していない。
【０００８】
なお、陽電子とは電子の反粒子であり、電荷が正で質量は電子と等しいものである。物質中の陽電子は短時間のうちに周囲の物質と熱平衡状態になり、その後、周囲の電子と対消滅する。この陽電子が周囲の電子と対消滅するときに、エネルギー保存則を満たすようにして、電子と陽電子との静止質量エネルギーに相当するエネルギーたる５１１ｋｅＶのγ線が１８０度反対方向に２本放出される。なお、以下においては、この反対方向に２本放出されるγ線を「消滅γ線」と適宜に称する。
【０００９】
対消滅する前の電子陽電子対は運動量を持っているために、対消滅するときに１８０度反対方向に放出される２本の消滅γ線のエネルギーはドップラーシフトを示す。こうした消滅γ線のドップラーシフトの測定は、例えば、γ線を測定するＨＰＧｅ検出器などのγ線の検出手段を用いて行われる。また、ＨＰＧｅ検出器など検出手段を用いて行われるドップラーシフトの測定は、ドップラー幅拡がり測定（ＤＢＳ）と称されている。
【００１０】
なお、ＨＰＧｅ検出器とは、高純度ゲルマニウム（Ｈｉｇｈ  Ｐｕｒｉｔｙ  Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ）を用いた半導体検出器である。
【００１１】
また、陽電子のエネルギーは熱エネルギー程度なので、電子陽電子対の運動量は電子の軌道運動動量とみなすことができ、物質中の原子空孔では周囲よりもポテンシャルが低いために陽電子は捕獲される。捕獲された陽電子は内殻電子よりも運動量分布の狭い外殻電子と消滅する確率が大きいために、対消滅するときに放出される２本の消滅γ線のドップラースペクトルのピークは鋭くなる。試料中における陽電子の状態や試料の物性に関する情報は、通常、ドップラースペクトルの全カウント数に対するピーク近傍のカウント数の割合を示すＳパラメータを用いて解析される。
【００１２】
また、陽電子が原子空孔に捕獲された場合には、陽電子と電子との波動関数の重なりが小さくなるために、陽電子寿命測定法によって得られる陽電子の寿命も長くなる。原子空孔の他に、ボイドや転移型欠陥あるいは不純物欠陥に陽電子が捕獲されて消滅する場合にも、Ｓパラメータや陽電子寿命が変化する。
【００１３】
従って、ドップラー幅拡がり測定や陽電子寿命測定によって、これらの欠陥分布についての情報を得ることができることになる。
【００１４】
一方、２台のＨＰＧｅ検出器を用いて、１８０度反対方向に放出される２本の消滅γ線の同時測定、即ち、陽電子消滅ドップラー幅拡がり同時測定（ＣＤＢＳ）を行うとＳＮ比が大幅に向上し、ドップラー幅拡がり測定では観測できないドップラースペクトルの高運動量領域を調べることができることが知られている。高運動量γ線は、陽電子と内殻電子との消滅によって放出されるものであり、内殻電子の運動量分布から陽電子と消滅した電子が束縛されていた元素を特定することができることになる。
【００１５】
こうした測定手法によって不純物元素の分布や偏析、空孔型欠陥との複合欠陥についての高精度の情報が得られているものであり、これらの測定手法においては、放射性同位体から放出されるエネルギー連続の陽電子が利用されている。
【００１６】
近年、このエネルギー連続の陽電子をビームにして、表面、界面あるいは深さ方向の欠陥の分布の研究が行われるようになり、種々の成果が得られている。
【００１７】
即ち、低速陽電子ビームを用いて、試料の表面や界面あるいは空孔型欠陥やイオン照射による材質変化の深さ方向の解析が行われており、図１には、イオン照射ポリマー（ポリ乳酸）の低速陽電子ビームによる深さ方向解析の実験結果をあらわすグラフが示されている。
【００１８】
この図１に示すグラフは、Ｈｅ＋イオン１５０ｅＶの照射量を変えた試料について、Ｓパラメータの陽電子の入射エネルギー依存性を示すものである。イオン照射の影響を受けた層（イオン照射層）ではＳパラメータの値が小さくなり、イオン照射層よりもさらに深いイオン照射の影響を受けなかった層（未照射層）では、イオン照射していない試料とＳパラメータの値はほとんど変わらない。即ち、照射層の厚さがイオンの照射量に依存して増加することが確認されたものである。
【００１９】
しかしながら、陽電子ビームによるミクロの領域の観察例は稀である。これは、電子のビーム強度に比べて陽電子のビーム強度がはるかに小さいために、絞りを利用したミクロンオーダー、サブミクロンオーダーのビーム径の実現が困難なためである。
【００２０】
即ち、電子のビーム強度に関しては、電界放出型電子線源を利用すると、放出電流は１００μＡにまで達する。
【００２１】
一方、陽電子ビームの強度は、電子線形加速器（ＬＩＮＡＣ）を利用した場合でも１０８ｅ＋／ｓ程度（〜１ｐＡ）である。これまで、陽電子ビームのビーム径がμｍオーダーを実現した報告としては、例えば、「Ｕ．Ｍａｅｎｎｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  １４９（１９９９）２１７」（非特許文献１）および「Ｗ．Ｔｒｉｆｔｓｈａｕｓｅｒ，  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｆｏｒｕｍ  ４４５−４４６（２００４）４５２」（非特許文献２）が知られている。
【００２２】
即ち、非特許文献１には、ビーム径７μｍの低速陽電子ビームと走査型電子顕微鏡とを組み合わせた装置を開発してドップラー幅拡がり測定を行い、陽電子の入射エネルギーに依存したＳパラメータの変化を観察したことが示されている。
【００２３】
また、非特許文献２には、ビーム径２μｍの低速陽電子ビームと走査型電子顕微鏡とを組み合わせた装置を開発して陽電子寿命測定を行い、０．６×０．６ｍｍの領域を走査して２０×２０ピクセルの像を得たことが示されている。
【００２４】
ここで、ビームを用いた陽電子寿命測定ではビームをパルス化する必要があり、パルス化によって陽電子の１部が失われてしまう。また、反射した陽電子が試料に再入射して寿命スペクトルにサブピークが生じないように、対物レンズと試料との空間を通常の走査型電子顕微鏡よりも大きく取る必要がある。この結果、非特許文献２に開示された手法によれば、電子と陽電子との両方についてビーム径を絞ることが困難である。また、非特許文献２に開示された手法は、試料のドリフト補正についても考慮していない。
【００２５】
ところで、電子顕微鏡は転位型欠陥の観察に威力を発揮するが、空孔型欠陥の観察は困難である。また、走査型電子顕微鏡で観察可能な試料の表面からの深さは、２次電子のエネルギーである５０〜１００ｅＶに相当するエスケープ深さ（ｅｓｃａｐｅ  ｄｅｐｔｈ）の５〜１０ｎｍ程度である。一方、透過型電子顕微鏡では試料の内部構造や組成分析が可能であるが、電子が透過できるように薄くした試料を必要とし、バルク試料の観察を行うことができない。
【００２６】
また、走査型電子顕微鏡でも透過型電子顕微鏡でも、バルク試料の〜１μｍまでの深さ方向の測定を行うことができないという問題点があった。
【００２７】
なお、走査型電子顕微鏡においては、電子ビームのビーム径を０．１ｎｍ程度に絞ることは可能であるが、走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線分析で特性Ｘ線を検出する場合には、入射した電子が散乱されるためにＸ線発生領域が広がってしまうことになる。そして、このＸ線発生領域の拡がりは、位置分解能を低下させるという問題点があった。こうしたＸ線発生領域の拡がりの大きさは、試料の組成、密度あるいは電子加速電圧に依存するが、およそ１μｍ程度である。
【００２８】
なお、走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線分析においては、試料として薄膜を用いるために、Ｘ線発生領域の拡がりは走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線分析ほど大きくはないが、試料の厚さの増加とともに大きくなって位置分解能の低下をもたらすという問題点があった。
【非特許文献１】Ｕ．Ｍａｅｎｎｉｎｇ  ｅｔ  ａｌ，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  １４９（１９９９）２１７
【非特許文献２】Ｗ．Ｔｒｉｆｔｓｈａｕｓｅｒ，  Ｍａｔｅｒｉａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｆｏｒｕｍ  ４４５−４４６（２００４）４５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
本発明は、上記したような従来の陽電子を用いた測定手法や従来の電子顕微鏡が有する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来の陽電子を用いた測定手法を発展させることにより従来の電子顕微鏡が有する問題点を解決して、測定や分析を行うことが可能な測定対象物を拡張するとともに、測定精度や分析精度を向上させた陽電子分析顕微鏡および陽電子ビームを用いた測定方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上記目的を達成するために、本発明は、陽電子をプローブとして用いて測定対象物の測定や分析を行うようにしたものである。
【００３１】
また、本発明は、電子線と陽電子線とを用いてミクロな物性の測定や分析を行うようにしたものである。換言すれば、本発明は、電子顕微鏡としての機能を持つとともに、ビーム集束技術、画像処理技術あるいはドリフト補正技術などの電子顕微鏡で確立された技術を利用して陽電子をプローブとして用いるようにしたものである。
【００３２】
こうした本発明によれば、陽電子ビームによる陽電子消滅ドップラー幅拡がり同時測定や陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定（ｐＥＤＳ）を行うことにより、測定対象物の空孔型欠陥、不純物複合欠陥および元素の３次元分布に関する高精度の情報を得ることが可能となる。
【００３３】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、測定対象物に陽電子ビームを入射する陽電子ビーム入射手段と、上記測定対象物に電子ビームを入射する電子ビーム入射手段と、上記陽電子ビーム入射手段による上記測定対象物への陽電子ビームの入射および上記電子ビーム入射手段による上記測定対象物への電子ビームの入射に伴いそれぞれ発生する２次電子を検出する２次電子検出手段と、上記２次電子検出手段により検出された２次電子に基づいて上記測定対象物の２次電子画像を生成して監視するモニター手段と、上記陽電子ビーム入射手段による上記測定対象物への陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行う陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定手段とを有するようにしたものである。
【００３４】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、測定対象物に陽電子ビームを入射する陽電子ビーム入射手段と、上記測定対象物に電子ビームを入射する電子ビーム入射手段と、上記陽電子ビーム入射手段による上記測定対象物への陽電子ビームの入射および上記電子ビーム入射手段による上記測定対象物への電子ビームの入射に伴いそれぞれ発生する２次電子を検出する２次電子検出手段と、上記２次電子検出手段により検出された２次電子に基づいて上記測定対象物の２次電子画像を生成して監視するモニター手段と、上記陽電子ビーム入射手段による上記測定対象物への陽電子ビームの入射に伴い発生する２本のγ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定を行う陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定手段とを有するようにしたものである。
【００３５】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、測定対象物に陽電子ビームを入射する陽電子ビーム入射手段と、上記測定対象物に電子ビームを入射する電子ビーム入射手段と、上記陽電子ビーム入射手段による上記測定対象物への陽電子ビームの入射および上記電子ビーム入射手段による上記測定対象物への電子ビームの入射に伴いそれぞれ発生する２次電子を検出する２次電子検出手段と、上記２次電子検出手段により検出された２次電子に基づいて上記測定対象物の２次電子画像を生成して監視するモニター手段と、上記陽電子ビーム入射手段による上記測定対象物への陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行う陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定手段と、上記陽電子ビーム入射手段による上記測定対象物への陽電子ビームの入射に伴い発生する２本のγ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定を行う陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定手段とを有するようにしたものである。
【００３６】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項１または請求項３のいずれか１項に記載の発明において、上記陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定手段は、Ｓｉ（Ｌｉ）結晶を備えたＳｉ（Ｌｉ）検出器を有して構成され、上記Ｓｉ（Ｌｉ）結晶は、上記２本のγ線のエネルギー付与の小さい厚さであるようにしたものである。
【００３７】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、陽電子ビームを測定対象物に入射して、上記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、測定対象物に電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、上記測定対象物に陽電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、上記第１の２次電子画像と上記第２の２次電子画像とを比較して、上記測定対象物における陽電子ビームを入射する測定箇所を決定するようにしたものである。
【００３８】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、陽電子ビームを測定対象物に入射して、上記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、測定対象物に電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、上記測定対象物に陽電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、上記第１の２次電子画像と上記第２の２次電子画像とを比較して、上記測定対象物における陽電子ビームを入射する測定箇所を決定し、上記決定した測定箇所に陽電子ビームの入射して、該陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行うようにしたものである。
【００３９】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、陽電子ビームを測定対象物に入射して、上記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、測定対象物に電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、上記測定対象物に陽電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、上記第１の２次電子画像と上記第２の２次電子画像とを比較して、上記測定対象物における陽電子ビームを入射する測定箇所を決定し、上記決定した測定箇所に陽電子ビームの入射して、該陽電子ビームの入射に伴い発生する２本のγ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定を行うようにしたものである。
【００４０】
また、本発明のうち請求項８に記載の発明は、陽電子ビームを測定対象物に入射して、上記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、測定対象物に電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、上記測定対象物に陽電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、上記第１の２次電子画像と上記第２の２次電子画像とを比較して、上記測定対象物における陽電子ビームを入射する測定箇所を決定し、上記決定した測定箇所に陽電子ビームの入射して、該陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行い、上記決定した測定箇所に陽電子ビームの入射して、該陽電子ビームの入射に伴い発生する２本のγ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定を行うようにしたものである。
【００４１】
また、本発明のうち請求項９に記載の発明は、陽電子ビームを測定対象物に入射して、上記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、測定対象物に電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第１の２次電子画像を得て、上記測定対象物に陽電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出して第２の２次電子画像を得て、上記第１の２次電子画像と上記第２の２次電子画像とを比較して、陽電子ビームが入射される上記測定対象物のドリフトを補正するようにしたものである。
【００４２】
また、本発明のうち請求項１０に記載の発明は、陽電子ビームを測定対象物に入射して、上記測定対象物の測定を行う陽電子ビームを用いた測定方法において、測定対象物に陽電子ビームを入射して、上記測定対象物から放出される２次電子を検出し、上記検出結果に基づいて位相相関法により上記測定対象物のドリフトを補正するようにしたものである。
【発明の効果】
【００４３】
本発明は、従来の陽電子を用いた測定手法を発展させることにより従来の電子顕微鏡が有する問題点を解決して、測定や分析を行うことが可能な測定対象物を拡張するとともに、測定精度や分析精度を向上させた陽電子分析顕微鏡および陽電子ビームを用いた測定方法を提供することができるという優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明による陽電子分析顕微鏡および陽電子ビームを用いた測定方法の実施の形態の一例を詳細に説明するものとする。
【００４５】
図２には、本発明の実施の形態の一例による陽電子分析顕微鏡の概略構成説明図が示されている。
【００４６】
即ち、本発明による陽電子分析顕微鏡１０は、コンピューター（図示せず。）により全体の動作の制御が行われるものであり、試料１００を支持する支持手段たる移動ステージ２０と、試料１００に陽電子ビームを入射する陽電子ビーム入射手段たる陽電子ビーム入射システム３０と、試料１００への陽電子ビームの入射に伴い発生する消滅γ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定を行う陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定手段たる陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定システム４０と、試料１００への陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行う陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定手段たる陽電子衝撃誘起特性特性Ｘ線測定システム５０と、試料１００へ電子ビームを入射する電子ビーム入射手段たる電子ビーム入射システム６０と、試料１００への陽電子ビームまたは電子ビームの入射に伴い発生する２次電子を検出する２次電子検出手段たる２次電子検出器７０と、２次電子検出器７０により検出された２次電子に基づいて試料１００の２次電子画像を生成して監視するためのモニター手段たるモニター装置８０とを有して構成されている。
【００４７】
つまり、この陽電子分析顕微鏡１０は、バルク試料の空孔型欠陥や元素分布について深さ方向の情報を精度よく得ることを可能にするために、低速陽電子ビームを用いた陽電子消滅ドップラー幅拡がり同時測定を行う陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定システム４０と、陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行う陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０とを備えている。
【００４８】
なお、符号９０は減速器であり、この減速器９０により陽電子ビーム発生装置３０ａおよび高輝度化装置３０ｂの電圧制御を簡単にすることができる。
【００４９】
同様に、符号９２も減速器であり、この減速器９２により電子ビーム入射システム６０の電圧制御を簡単にすることができる。
【００５０】
ここで、移動ステージ２０は、試料１００を載置するとともに、図２に示す直交座標系を示す参考図におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に任意に移動可能に構成されている。従って、移動ステージ２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に任意に移動することにより、陽電子ビーム入射システム３０から試料１００へ入射される陽電子ビームの入射位置を任意の変化することができる。
【００５１】
また、陽電子ビーム入射システム３０は、陽電子ビーム発生装置３０ａと高輝度化装置３０ｂとを備えて構成されている。
【００５２】
ここで、陽電子ビーム発生装置３０ａは、陽電子線源３０ａ−１、モデレータ（減速材）３０ａ−２、引き出し用グリッド３０ａ−３、静電レンズ３０ａ−４、アクセラレータ３０ａ−５および静電レンズ３０ａ−６を順次配置して構成されている。この陽電子ビーム発生装置３０ａは、陽電子線源３０ａ−１により発生した陽電子ビームをモデレータ３０ａ−２に入射して低速陽電子ビームに変換して引き出し用グリッド３０ａ−３により引き出し、静電レンズ３０ａ−４、アクセラレータ３０ａ−５および静電レンズ３０ａ−６により引き出し用グリッド３０ａ−３から引き出された低速陽電子ビームを集束してビーム径を小さくし、高輝度化装置３０ｂのリモデレータ３０ｂ−１（後述する。）へ入射する。
【００５３】
なお、陽電子ビーム入射システム３０においては、陽電子ビーム発生装置３０ａの陽電子線源３０ａ−１から放出される陽電子ビームをモデレータ３０ａ−２に入射し、モデレータ３０ａ−２から再放出される陽電子ビームを高輝度化装置３０ｂにより再加速して試料１００へ入射する。陽電子ビーム入射システム３０は、陽電子ビームの強度が大きいことと陽電子ビームが高い輝度を持つことが要求されるため、モデレータ３０ａ−２としては、例えば、図５に示すように、高い変換効率を持つ電解研磨タングステンメッシュモデレータを使用し、また、陽電子ビーム径を小さくするために、モデレータ３０ａ−２の径を、例えば、３〜４ｍｍとすることが好ましい。
【００５４】
図５に示すような電解研磨タングステンメッシュモデレータは、本願発明者等によって提案されている（特開２００２−２６３９６２号公報参照）。この電解研磨タングステンメッシュモデレータの変換効率は７．５×１０−４であり、これは固体希ガスモデレータを除いては最高の値である。固体希ガスモデレータの変換効率はさらに１桁大きいが、取り扱いは容易でなく、短時間のうちに変換効率が低下し、得られる陽電子ビームのエネルギー分布の広がりも大きい。
【００５５】
高輝度化装置３０ｂは、タングステン単結晶フォイルよりなるリモデレータ３０ｂ−１、アクセラレータ３０ｂ−２、コンデンサレンズ３０ｂ−３および対物レンズ３０ｂ−４を順次配置して構成されている。この高輝度化装置３０ｂは、陽電子ビーム発生装置３０ａから入射された低速陽電子ビームの輝度増強を行うものである。即ち、高輝度化装置３０ｂにおいては、ビーム径を小さくした陽電子ビームがタングステン単結晶フォイルよりなるリモデレータ３０ｂ−１に入射されると、小さなビーム径でタングステン単結晶フォイルよりなるリモデレータ３０ｂ−１に入射した陽電子の１部が再びタングステン単結晶フォイルよりなるリモデレータ３０ｂ−１から放出されるとき、放出方向は表面に対し垂直となるので輝度が増強される。輝度増強された陽電子ビームは、アクセラレータ３０ｂ−２に入射される。アクセラレータ３０ｂ−２に入射された陽電子ビームは、アクセラレータ３０ｂ−２で加速されてコンデンサレンズ３０ｂ−３、対物レンズ３０ｂ−４に入射して集束されてビーム径を小さく、例えば、サブミクロンオーダーの径とされてから試料１００に入射される。
【００５６】
次に、陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定システム４０について、陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定システム４０に関する詳細な構成を示す図３を参照しながら説明する。
【００５７】
即ち、陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定システム４０は、電子陽電子対消滅によって１８０度反対方向に放出される２本のγ線をそれぞれ検出する第１ＨＰＧｅ検出器４１−１および第２ＨＰＧｅ検出器４１−２と、第１ＨＰＧｅ検出器４１−１に接続された第１プリアンプ４２−１、第２ＨＰＧｅ検出器４１−２に接続された第２プリアンプ４２−２、第１プリアンプ４２−１に接続された第１アンプ４３−１と、第２プリアンプ４２−２に接続された第２アンプ４３−２と、第１アンプ４３−１および第２アンプ４３−２に接続された同時計測回路４４と、同時計測回路４４に接続された２次元マルチチャンネルアナライザ４５とを備えて構成されている。なお、第１ＨＰＧｅ検出器４１−１および第２ＨＰＧｅ検出器４１−２とは、１８０度反対方向に放出される２本のγ線をそれぞれ検出することができるように、試料１００を挟んで１８０度反対方向にそれぞれ配置されている。
【００５８】
この陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定システム４０においては、第１ＨＰＧｅ検出器４１−１と第２ＨＰＧｅ検出器４１−２とにおける消滅γ線の検出信号は、それぞれ第１プリアンプ４２−１と第２プリアンプ４２−２とにより増幅されて、第１アンプ４３−１と第２アンプ４３−２とにそれぞれ入力される。第１アンプ４３−１と第２アンプ４３−２とは、それぞれ入力された信号を増幅して同時計測回路４４に入力し、同時計測回路４４からの出力信号が２次元マルチチャンネルアナライザ４５に入力されて解析され、試料１００への陽電子ビームの入射に伴い発生する消滅γ線による陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定が行われる。
【００５９】
次に、陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０について、陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０に関する詳細な構成を示す図４を参照しながら説明する。
【００６０】
即ち、陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０は、陽電子励起特性Ｘ線を検出するＳｉ（Ｌｉ）検出器５１と、Ｓｉ（Ｌｉ）検出器５１に接続されたプリアンプ５２と、プリアンプ５２に接続されたアンプ５３と、アンプ５３に接続されたマルチチャンネルアナライザ５４とを備えて構成されている。なお、Ｓｉ（Ｌｉ）検出器とは、シリコン単結晶にリチウムをドリフトすることにより得られた高抵抗シリコンを用いた検出器である。
【００６１】
この陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０のＳｉ（Ｌｉ）検出器５１においては、Ｓｉ（Ｌｉ）結晶の厚さを０．２５ｍｍとしている。この０．２５ｍｍという厚さは、従来のＳｉ（Ｌｉ）結晶に用いるＳｉ（Ｌｉ）結晶の厚さの１０分の１程度である。
【００６２】
陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０においては、Ｓｉ（Ｌｉ）検出器における特性Ｘ線の検出信号は、プリアンプ５２により増幅されてアンプ５３に入力される。アンプ５３へ入力された検出信号はさらに増幅されてマルチチャンネルアナライザ５４に入力されて解析され、試料１００への陽電子ビームの入射に伴い発生する陽電子衝撃誘起特性Ｘ線を検出して陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定が行われる。
【００６３】
次に、電子ビーム入射システム６０は、電子線源６１、アクセラレータ６２、コンデンサレンズ６３および対物レンズ６４を順次配置して構成されている。この電子ビーム発生装置６０は、電子線源６１により発生した電子ビームをアクセラレータ６２へ入射し、アクセラレータ６２で加速した後にコンデンサレンズ６３および対物レンズ６４により集束してビーム径を小さくしてから試料１００に入射する。なお、電子ビーム入射システム６０については、従来より公知の電子ビーム入射システムを用いることができるので、その詳細な説明は省略する。
【００６４】
次に、２次電子検出器７０は、試料１００への陽電子ビームまたは電子ビームの入射に伴い発生する２次電子を検出するものである。この２次電子検出器７０による２次電子の検出結果はモニター装置８０へ出力され、モニター装置８０は２次電子検出器７０による２次電子の検出結果に基づいて試料１００の２次電子画像を生成して監視する。
【００６５】
従って、試料１００への電子ビームを入射する電子ビーム入射システム６０と２次電子検出器７０とモニター装置８０とによって、電子ビームにより２次電子画像を生成するという走査型電子顕微鏡の機能が実現されることになる。
【００６６】
また、試料１００への陽電子ビームを入射する陽電子ビーム入射システム３０と２次電子検出器７０とモニター装置８０とによって、陽電子ビームにより２次電子画像を生成するという走査型電子顕微鏡の機能と類似の機能が実現されることになる。
【００６７】
なお、これら２次電子検出器７０ならびにモニター装置８０ついては、従来より公知の２次電子検出器ならびにモニター装置をそれぞれを用いることができるので、その詳細な説明は省略する。
【００６８】
以上の構成において、上記した構成を備えた陽電子分析顕微鏡１０を用いて試料１００の測定を行うにあたっては、陽電子ビームによる測定時間を短くするために、まず、電子ビーム入射システム６０、２次電子検出器７０およびモニター装置８０を用いて試料１００における測定に必要な範囲を確定する。
【００６９】
即ち、上記したように、電子ビーム入射システム６０、２次電子検出器７０およびモニター装置８０は走査型電子顕微鏡の機能を持つものであり、試料１００に電子線を入射して放出される２次電子を検出して２次電子画像を得ることができる。従って、試料１００を載置したステージ２０を移動することにより、試料１００における測定に必要な範囲を電子ビーム入射システム６０から試料１００に入射される電子ビームが走査されるように制御することによって、試料１００における測定に必要な範囲の２次元２次電子画像を得ることができることになる。
【００７０】
こうして２次元２次電子画像が得られたならば、この２次元２次電子画像に従って、陽電子ビーム入射システム３０から出射された陽電子ビームが試料１００の測定箇所に入射されるように、ステージ２０を移動して試料１００を誘導する。
【００７１】
次に、陽電子ビーム入射システム３０から出射された陽電子ビームの試料１００への入射によって放出される２次電子を２次電子検出器７０により検出して、モニター装置８０により２次電子検出器７０の検出結果から２次電子画像を得る。
【００７２】
こうして得られた陽電子ビームの試料１００への入射に伴う２次電子画像と上記した試料１００への電子線の入射に伴う２次電子画像とを比較して、陽電子ビームを入射する試料１００の測定箇所を確定する。
【００７３】
これにより、試料１００における測定箇所を特定して陽電子ビームを入射することができるようになるため、陽電子ビームの試料１００における走査領域を限定することができるようになって、試料１００全体に陽電子ビームを入射する必要がなくなるので、測定時間を大幅に短縮することができるようになる。
【００７４】
また、試料１００のドリフトについても、上記したと同様にして、陽電子ビームの試料１００への入射に伴う２次電子画像と電子ビームの試料１００への入射に伴う２次電子画像とを比較することにより、ドリフトの補正を行うことができる。
【００７５】
上記のようして試料１００の測定箇所を確定して、陽電子ビーム入射システム３０により確定した測定箇所に陽電子ビームを入射し、測定箇所へ入射した陽電子の衝撃によって放出された特性Ｘ線を陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０により測定するとともに、陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定システム４０により散乱を繰り返して周囲の物質と熱平衡に達した陽電子が内殻電子と消滅して放出される消滅γ線を検出して陽電子消滅ドップラー幅拡がり同時測定を行う。
【００７６】
ここで、試料１００中の元素分析の測定において、電子ビームを用いた走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線分析の分解能よりも、本発明の陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０による陽電子ビームを用いた陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定の分解能の方が高くなる。
【００７７】
これは、次の理由による。即ち、電子励起の場合と比較すると、陽電子励起の内殻電子電離断面積は高エネルギーではほとんど同じであるが、電離閾値エネルギーに近い低エネルギーでは小さい（図６参照）。これは、原子核の正電荷によるクーロン斥力のために、運動エネルギーの小さな陽電子は内殻電子の分布する領域に近づけなくなるためと考えられる。この結果、等しいビーム径で入射した場合、散乱によるビームの拡がりは電子と陽電子でほとんど同じと考えられるが、散乱によってエネルギーを失った陽電子では内殻電子電離が起きにくく、特性Ｘ線発生領域は陽電子のほうが電子よりも狭くなる。
【００７８】
従って、本発明による陽電子分析顕微鏡１０によって、従来よりもプローブ電流が大きく、ビーム径の小さな陽電子ビームを試料１００の任意の測定箇所に照射して陽電子消滅ドップラー幅拡がり同時測定および陽電子衝撃内殻電子電離による特性Ｘ線測定を行うことによって、試料１００の空孔型欠陥、不純物複合欠陥および元素の３次元分布についての高精度解析が可能となる。
【００７９】
ところで、電子や陽電子を物質中に入射すると原子核の電場による加速度運動により制動Ｘ線が放出されるが、荷電粒子による内殻電子電離による特性Ｘ線の検出では、この制動Ｘ線がバックグラウンドとなる。
【００８０】
ここで、陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０における陽電子衝撃特性Ｘ線の検出においては、上記した制動Ｘ線に加えてさらに消滅γ線がバックグラウンドとなる。即ち、試料１００中で陽電子が消滅して放出されるγ線がＳｉ（Ｌｉ）検出器５１のＳｉ（Ｌｉ）結晶に入射し、エネルギーが付与されるとバックグラウンドとして検出されることになる。
【００８１】
従来は、陽電子衝撃特性Ｘ線の検出は、試料中での陽電子の消滅確率を小さくするために、大きな陽電子入射エネルギー（３０ｋｅＶ以上）でしか行われていなかった。
【００８２】
しかしながら、本発明による陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システム５０においては、Ｓｉ（Ｌｉ）検出器５１のＳｉ（Ｌｉ）結晶の厚さを０．２５ｍｍと従来のＳｉ（Ｌｉ）検出器の１／１０に薄くして、消滅γ線を通過させてしまうことによって、３０ｋｅＶ以下の陽電子入射エネルギーにおける陽電子衝撃特性Ｘ線の測定に成功したものである（図７（ａ）（ｂ）（ｃ）参照）。
【００８３】
この図７（ａ）（ｂ）（ｃ）について説明すると、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）は厚さ０．１ｍｍのＡｇ、Ｔｉ、Ｃｕに陽電子を入射して得られたＸ線スペクトルを示している。ここで、陽電子衝撃による内殻電子電離に伴って放出された特性Ｘ線のピークが認められる。測定時間は、１００００秒である。
【００８４】
なお、Ｓｉ（Ｌｉ）結晶を薄くすると静電容量が大きくなり、Ｓｉ（Ｌｉ）検出器のエネルギー分解能を低下させる。そこで、静電容量を小さくするために、Ｓｉ（Ｌｉ）結晶の有効面積を、例えば、２０ｍｍ２とすることが好ましい。
【００８５】
また、この陽電子分析顕微鏡１０においては、陽電子ビーム強度を補うために、従来より知られている走査型電子顕微鏡の測定の場合よりも長い時間の測定を行うことが好ましい。
【００８６】
なお、長時間の測定では試料１００のドリフトが深刻な問題となってくるが、こうした試料１００のドリフトについては、例えば、陽電子ビームの試料１００への入射に伴う２次電子を２次電子検出器７０を用いて検出し、この検出結果を用いて、例えば、位相相関法（ｐｈａｓｅ  ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ）などの画像処理を用いてドリフト補正を行うようにすればよい。
【００８７】
なお、位相相関法は、既に走査透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で実現されており、測定開始から１日以上経過しても、試料のドリフトを１ｎｍ以下に抑えられることが確認されている（Ｒ．  Ｔｓｕｎｅｔａ  ｅｔ  ａｌ，  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ５１  （２００２）  １６７  参照）。
【００８８】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（３）に示すように変形することができるものである。
【００８９】
（１）上記した実施の形態においては、Ｓｉ（Ｌｉ）検出器５１に用いるＳｉ（Ｌｉ）結晶として、面積が２０ｍｍ２で厚さ０．２５ｍｍのＳｉ（Ｌｉ）結晶を用いる場合を例示したが、Ｓｉ（Ｌｉ）結晶の面積や厚さはこれに限られるものではないことは勿論である。
【００９０】
（２）上記した実施の形態においては、Ｓｉ（Ｌｉ）検出器５１に用いるＳｉ（Ｌｉ）結晶の数については詳細な説明を省略したが、Ｓｉ（Ｌｉ）結晶の数は単数でもよいし複数でもよい。Ｓｉ（Ｌｉ）結晶の数を複数にすれば、計測効率を向上することができる。即ち、Ｓｉ（Ｌｉ）結晶を２個用いる場合には、Ｓｉ（Ｌｉ）結晶をそれぞれ別々のプレアンプに接続して利用すればよい。
【００９１】
（３）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（２）に示す変形例は、適宜に組み合わせるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、測定対象物の空孔型欠陥、不純物複合欠陥あるいは元素の３次元分布に関する高精度の情報を得る際に利用することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】イオン照射ポリマー（ポリ乳酸）の低速陽電子ビームによる深さ方向解析の実験結果をあらわすグラフであり、Ｈｅ＋イオン１５０ｅＶの照射量を変えた試料について、Ｓパラメータの陽電子の入射エネルギー依存性を示すものである。
【図２】本発明の実施の形態の一例による陽電子分析顕微鏡の概略構成説明図である。
【図３】陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定システムの構成説明図である。
【図４】陽電子衝撃誘起特性Ｘ線測定システムの構成説明図である。
【図５】本願発明者等によって提案された電解研磨タングステンメッシュモデレータの説明図である。
【図６】陽電子衝撃内殻電子電離断面積を説明するためのグラフであり、高エネルギーで陽電子と電子の内殻電子電離断面積は等しいが、エネルギーが小さくなると電子に比べて陽電子による断面積が小さくなる。
【図７】陽電子衝撃によって発生する特性Ｘ線を説明するためのグラフであり、厚さ０．１ｍｍのＡｇ、Ｔｉ、Ｃｕに陽電子を入射して得られたＸ線スペクトルを示しており、陽電子衝撃による内殻電子電離に伴って放出された特性Ｘ線のピークが認められるものであり、測定時間は１００００秒である。
【符号の説明】
【００９４】
１０          陽電子分析顕微鏡
２０          移動ステージ
３０          陽電子ビーム入射システム
３０ａ        陽電子ビーム発生装置
３０ａ−１    陽電子線源
３０ａ−２    モデレータ（減速材）
３０ａ−３    引き出し用グリッド
３０ａ−４    静電レンズ
３０ａ−５    アクセラレータ
３０ａ−６    静電レンズ
３０ｂ        高輝度化装置
３０ｂ−１    リモデレータ
３０ｂ−２    アクセラレータ
３０ｂ−３    コンデンサレンズ
３０ｂ−４    対物レンズ
４０          陽電子消滅ドップラー幅広がり同時測定システム
４１−１      第１ＨＰＧｅ検出器
４１−２      第２ＨＰＧｅ検出器
４２−１      第１プリアンプ
４２−２      第２プリアンプ
４３−１      第１アンプ
４３−２      第２アンプ
４４          同時計測回路
４５          ２次元マルチチャンネルアナライザ
５０          陽電子衝撃誘起特性特性Ｘ線測定システム
５１          Ｓｉ（Ｌｉ）検出器
５２          プリアンプ
５３          アンプ
５４          マルチチャンネルアナライザ
６０          電子ビーム入射システム
６１          電子線源
６２          アクセラレータ
６３          コンデンサレンズ
６４          対物レンズ
７０          ２次電子検出器
８０          モニター装置
９０          減速器
９２          減速器
１００          試料
【図１】
2005331460.tif 000003
【図２】
2005331460.tif 000004
【図３】
2005331460.tif 000005
【図４】
2005331460.tif 000006
【図５】
2005331460.tif 000007
【図６】
2005331460.tif 000008
【図７】
2005331460.tif 000009