(57)【要約】  【課題】  試料分析装置の縮小化，装置の搬送及び移動の容易化，ビームラインの調整効率の向上。  【解決手段】  イオンビームを生成して出射するイオンビーム発生器と，被分析試料を内部に保持する真空容器とを備えた試料分析装置の構造に特徴と有し，上記イオンビーム発生器が上記真空容器より上方に配設され，上記イオンビーム発生器により鉛直下方に出射されたイオンビームの出射軸上に該イオンビームを水平方向に偏向する偏向手段が配設され，上記偏向手段により水平方向に偏向されたイオンビームを上記被分析試料に入射するべく上記真空容器のイオンビーム入射孔を上記水平方向に指向させた上記真空容器が配設されてなり，上記イオンビーム発生器，上記偏向手段及び上記真空容器が共通の架台に組み付けられてなる試料分析装置。【選択図】図１
2005274137.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イオンビームを被分析試料に照射させることによって上記被分析試料から所定の方向に散乱した散乱イオンのスペクトルを測定することにより上記被分析試料の組成分析を行う試料分析装置であって，上記イオンビームを生成して出射するイオンビーム発生器と，上記被分析試料を内部に保持する真空容器と，を備えてなる試料分析装置において，
上記イオンビーム発生器が上記真空容器より上方に配設され，
上記イオンビーム発生器により鉛直下方に出射されたイオンビームの出射軸上に該イオンビームを水平方向に偏向する偏向手段が配設され，
上記偏向手段により水平方向に偏向されたイオンビームを上記被分析試料に入射するべく上記真空容器のイオンビーム入射孔を上記水平方向に指向させた上記真空容器が配設されてなり，
上記イオンビーム発生器，上記偏向手段及び上記真空容器が共通の架台に組み付けられてなることを特徴とする試料分析装置。
【請求項２】
上記イオンビーム発生器が，上記偏向手段を内設するよう上記架台に設けられた支持部材により支持されてなる請求項１に記載の試料分析装置。
【請求項３】
上記偏向手段と上記真空容器とを近接させてなる請求項１又は２に記載の試料分析装置。
【請求項４】
上記真空容器に上記被分析試料を搬出入する試料搬出入手段と，上記真空容器内の上記被分析試料の位置調整を行う位置調整手段と，上記散乱イオンをスペクトル化するスペクトル分離手段と，上記スペクトル分離手段により分離されたスペクトルのエネルギーを測定するイオン検出手段とを更に備え，上記試料搬出入手段，上記位置調整手段，上記スペクトル分離手段，上記イオン検出手段及び上記真空容器が少なくとも運搬時に上面視で上記架台に内包又は略内包されてなる請求項１〜３のいずれかに記載の試料分析装置。
【請求項５】
上記試料分析装置がラザフォード後方散乱分析装置である請求項１〜４のいずれかに記載の試料分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，加速されたＨｅ，Ｈ等の軽イオンを試料に照射し，試料中の成分元素によって弾性散乱されたイオンのエネルギースペクトルを測定することによって試料の組成分析を行う試料分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの微細化，多層化が進展するなか，半導体技術や結晶性薄膜技術の分野では，エピタキシャル成膜やＭＢＥ成膜（分子線エピタキシー法による成膜）等による半導体デバイス材料の研究開発が盛んに行われている。特に，半導体がより一層集積化，多層化するに従い，ゲート絶縁膜の等価厚み等の極薄膜化が避けられない状況にあり，また，次世代半導体として開発が進んでいるＭＲＡＭ等も実膜厚がオングストロームレベルの膜構造を構成していることもあって，半導体デバイス材料の極薄膜の高精度な膜厚計測の要求が高まってきた。かかる要求に応えるためには，半導体デバイス材料の組成分析を行う試料分析装置の性能の向上が必須である。
従来，上記極薄膜の研究開発や製造開発においては，表面スパッタを基本とする２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ法）やオージェ電子分光法（ＡＥＳ法）を用いた分析装置により半導体デバイス材料の組成分析が行われている。しかし，上記分析装置では試料の表面に損傷層が生成されることから深さ分解能に限界があった。そのため，非破壊手法である１００ＫｅＶ程度の水素イオンを用いたイオン散乱分析方法や，３００ＫｅＶ以上の高エネルギーイオンを用いたラザフォード後方散乱分析方法（ＲＢＳ分析方法）等により試料の組成を分析する試料分析装置が注目されるようになってきた。
【０００３】
一般に，ＲＢＳ分析方法による組成分析は，高エネルギー軽イオンをプローブとした弾性散乱によって，試料表面下の元素組成分布が数１０ｎｍ（数１００Å）程度の深さ分解能で非破壊的に試料の組成を分析できる特徴を持ち，しかも，分析時間も短く，更に定量性に優れた方法であると認知されている。その一方で，試料に対する深さ分解能に関しては専ら半導体検出器のエネルギー分解能に依存しているため，従来のＲＢＳ分析装置では深さ分解能に限界がある。しかしながら，図３に示す，非特許文献１に記載の高分解能ＲＢＳ分析装置Ｙ（以下，「ＲＢＳ分析装置Ｙ」と略す）によれば，ＨｅやＨ等の単一エネルギーのイオンを試料に照射し，試料中の成分元素によって弾性散乱されたエネルギースペクトルを電磁石スペクトロメータ等により磁場偏向させ，この磁場偏向されたエネルギースペクトルを半導体イオン検出器によって測定することにより，高い深さ分解能で試料の組成分析を行うことが可能となる。
【０００４】
ここで，図３を用いて，上記ＲＢＳ分析装置Ｙの概要及びその基本動作について簡単に説明する。加速器１１９内の図示しないイオン源から水平に出射されたイオンビームは，電場と磁場とが直行するＥ×Ｂフィルタ１１７及びビームスリット１０７によって，イオンビーム中から，例えばヘリウム一価イオンのみが選別される。即ち，ヘリウム二価，水素原子イオン及び水素分子イオンは上記Ｅ×Ｂフィルタ１１７により軌道が曲げられた後に上記ビームスリット１０７で除去される。選別されたヘリウム一価イオンは図示しない四重極磁気レンズにより収束され，測定チャンバ（測定用の真空容器）１０３の内部に入射され，ゴニオメータ１０９により上記測定チャンバ１０３の内部で保持された試料の表面に対して水平方向から照射される。この試料の表面に照射されたイオンビームはその表面及び表面下の元素により弾性散乱され，その一部が測定チャンバ１０３の周囲に配置された電磁石スぺクトロメータ１０４に入射され，その軌道が磁場偏向されて，イオン検出器１０８により検出される。
【非特許文献１】森  芳一  外３名，「Ｒ＆Ｄ  神戸製鋼技報」第５２巻  第５２号（通巻第２０１号），特集：薄膜技術，Ｐ５３〜Ｐ５６  高分解能ＲＢＳ分析装置，［online］，２００２年９月１日，株式会社神戸製鋼所  コミュニケーションセンター，［平成１６年３月１８日検索］，インターネット＜http://www.kobelco.co.jp/technology-review/vol52#2.＞又は＜http://www.kobelco.co.jp/technology-review/pdf/52#2/053-056.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，上記非特許文献１に記載のＲＢＳ分析装置Ｙは，図３に示すように，イオン源や加速管等からなる加速器１１９と測定チャンバ１０３との間にはフィルタ，スリット等の複数のビームライン機器が配設されており，これらのビームライン機器の設定を容易に調整することができるように，上記加速器１１９，複数のビームライン機器，上記測定チャンバ１０３それぞれが調整者の手が届く高さ範囲内で水平軸線上に配設されている。
しかしながら，上記ＲＢＳ分析装置Ｙは図３に示す如く水平方向に長い形状（横幅：約３８８０ｍｍ）をしているため，非常に大きな設置面積を要するという問題がある。また，水平方向に長い形状をしているため，組み立てられた状態の装置をユーザ側に運搬納入することができず，従来は，メーカ側で動作検査のために組み立てられた装置を一旦２以上のユニット（例えば，加速器１１９とそれ以外の装置）に分割し，分割されたユニットを納入後に再度組み立てるという作業を行っていた。このような作業は極めて煩雑であり，また，運搬納入に費やされる費用も軽視できない。また，メーカ側でイオンビームのライン調整をしたにもかかわらず，装置が分解されたため納入後に再度イオンビームのライン調整を行う必要があり，調整作業が二度手間となっていた。
また，装置が設置された後に設置レイアウトを変更する場合は，組み立てられた状態で装置を移動することができないため，この場合も装置の分解，組み立て，イオンビームのライン調整といった手間のかかる作業を行う必要があり甚だ面倒であった。
更に，上記ＲＢＳ分析装置Ｙでは，鉛直方向に比較的長い縦設置タイプの加速器１１９が用いられており，この加速器１１９は該加速器１１９の上方部の出射孔１２５からイオンビームが水平に向けて出射されるものであるため，測定チャンバ１０３の設置位置をイオンビームの出射孔１２５に合わせて高くせざるを得ない。そのため，たとえ調整者の手の届く高さに上記ビームライン機器等が配設されていたとしても，上記ビームライン機器の調整，或いは上記測定チャンバ１０３への試料の出し入れを容易に行うことができなかった。
また，上記ゴニオメータ１０９は上記測定チャンバ１０３より更に上方に配置されているため，上記測定チャンバ１０３内の試料の位置調整作業は作業台等を使用しなければならず，作業効率があまり高くなかった。
さらにまた，上記イオンビームの出射軸上に電磁石スペクトロメータ１０４等の重量の大きい複数のビームライン機器が配置されているため，装置全体の重心が高くなり，装置の安定性が悪いという問題がある。これに対し，安定性を確保するために架台やフレームを補強して重心を下げることも可能であるが，装置全体の総重量が増加し，装置規模が拡大するという新たな問題を招くことになる。
上述した問題は，上記ＲＢＳ分析装置Ｙだけに限られず，従来の試料分析装置全般にも当てはまると考えられる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，上述の問題を解決することのできる試料分析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明は，イオンビームを被分析試料に照射させることによって上記被分析試料から所定の方向に散乱した散乱イオンのスペクトルを測定することにより上記被分析試料の組成分析を行う試料分析装置であって，上記イオンビームを生成して出射するイオンビーム発生器と，上記被分析試料を内部に保持する真空容器と，を備えてなる試料分析装置において，上記イオンビーム発生器が上記真空容器より上方に配設され，上記イオンビーム発生器により鉛直下方に出射されたイオンビームの出射軸上に該イオンビームを水平方向に偏向する偏向手段が配設され，上記偏向手段により水平方向に偏向されたイオンビームを上記被分析試料に入射するべく上記真空容器のイオンビーム入射孔を上記水平方向に指向させた上記真空容器が配設されてなり，上記イオンビーム発生器，上記偏向手段及び上記真空容器が共通の架台に組み付けられてなることを特徴とする試料分析装置として構成されている。
この場合，上記イオンビーム発生器が，上記偏向手段を内設するよう上記架台に設けられた支持部材により支持されてなることが望ましい。
また，上記偏向手段と上記真空容器とを近接させて配設するものであれば，更に装置の水平方向の全長が短縮化され得る。
また，図３に示す如く従来の試料分析装置のように，共通架台からトランスファーロッドやスペクトル測定器等が大きく突出している場合は装置の運搬に支障を来たす恐れが極めて高いため，上記真空容器に上記被分析試料を搬出入する試料搬出入手段と，上記真空容器内の上記被分析試料の位置調整を行う位置調整手段と，上記散乱イオンをスペクトル化するスペクトル分離手段と，上記スペクトル分離手段により分離されたスペクトルのエネルギーを測定するイオン検出手段とを更に備えた試料分析装置においては，上記試料搬出入手段，上記位置調整手段，上記スペクトル分離手段，上記イオン検出手段及び上記真空容器が少なくとも運搬時に上面視で上記架台に内包又は略内包されてなるものであることが望ましい。
なお，上記試料分析装置の具体例として，ラザフォード後方散乱分析装置や，イオン散乱分析装置，粒子励起Ｘ線分析装置（ＰＩＸＥ），反跳原子分析装置（ＥＲＤ）等が考えられる。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように，本発明は，イオンビームを被分析試料に照射させることによって上記被分析試料から所定の方向に散乱した散乱イオンのスペクトルを測定することにより上記被分析試料の組成分析を行う試料分析装置であって，上記イオンビームを生成して出射するイオンビーム発生器と，上記被分析試料を内部に保持する真空容器と，を備えてなる試料分析装置において，上記イオンビーム発生器が上記真空容器より上方に配設され，上記イオンビーム発生器により鉛直下方に出射されたイオンビームの出射軸上に該イオンビームを水平方向に偏向する偏向手段が配設され，上記偏向手段により水平方向に偏向されたイオンビームを上記被分析試料に入射するべく上記真空容器のイオンビーム入射孔を上記水平方向に指向させた上記真空容器が配設されてなり，上記イオンビーム発生器，上記偏向手段及び上記真空容器が共通の架台に組み付けられてなることを特徴とする試料分析装置として構成されているため，装置の水平方向の全長が格段に短縮され，装置の設置面積を小さくすることができる。また，装置を分割することなく運搬，納入することが可能となるため，従来のように，装置の分割，再度の組み立て，ビームラインの再調整という極めて煩雑な作業を行う必要がなくなる。さらに，装置を移動するためにわざわざ装置を分解する必要がないため，装置設置後のレイアウトの変更等を容易に行うことができる。
また，偏向マグネット等の上記偏向手段を比較的低い位置に設けることによって，水平方向に偏向されるイオンビームのビームラインを低く設定することができ，更に上記真空容器を低い位置に配置することが可能となる。これにより，上記ビームライン上に配設されたビームライン機器の調整作業や上記真空容器への試料の出し入れ作業が簡便となり，これらの作業効率が向上され得る。また，上記真空容器の上方に設けられたゴニオメータの配設位置も上記真空容器の位置に応じて低くなるため，作業台を用いることなく試料の位置調整作業を行うことが可能となり，作業効率が向上される。また，イオンビームのビームラインを低く設定することで，上記ビームライン上に配置された重量の大きい複数のビームライン機器の影響により，装置全体の重心が低くなるため，装置の安定性が向上することになる。また，装置の安定性が高くなることで，装置の架台を縮小して，装置全体の総重量を軽減することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下添付図面を参照しながら，本発明の一実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係るラザフォード後方散乱分析装置Ｘの構成を示す全体図，図２は加速器の概略構成を示す模式図，図３は従来の高分解能型のラザフォード後方散乱分析装置Ｙの構成を示す全体図である。
【０００９】
まず，図１の全体図及び図２の模式図を用いて，本発明の実施の形態に係るラザフォード後方散乱分析装置Ｘ（以下，「ＲＢＳ分析装置」と略す。）の構成について説明する。ここに，図１の（ａ）はＲＢＳ分析装置Ｘの正面図，（ｂ）は（ａ）の平面図である。なお，本ＲＢＳ分析装置Ｘの構成要素のうち，前述した文献公知のＲＢＳ分析装置Ｙ（図３）と同一の構成要素には同一の符号を付して表す。また，言うまでもないが，本ＲＢＳ分析装置Ｘは，軽イオンや水素イオン等のイオンビームが試料（被分析試料）に照射され，その後，所定方向に弾性散乱した散乱イオン或いは所定方向に反跳した試料元素イオン等のエネルギースペクトルを測定することにより試料の組成分析を行う試料分析装置の単なる一例に過ぎない。
図１に示すように，本ＲＢＳ分析装置Ｘは，試料を内部に保持する測定チャンバ１０３（真空容器に相当）の上方に，イオンビームを生成して出射する加速器１１９（イオンビーム発生器に相当）が配設されており，上記加速器１１９の下方に後述する偏向マグネット１２２が配設されている。
上記加速器１１９においては，図２に示されるヘリウムガスボンベ１１５から送り出されたヘリウムはイオン源１１２でイオン化され，その後，イオン化された一価のヘリウムイオンが上記Ｅ×Ｂフィルタ１１７により選別されて，この一価のヘリウムイオンだけが加速管１１３に送り出される。上記加速管１１３内では，上記一価のヘリウムイオンは，高圧電源回路１１４から高電圧が供給されることにより，この高電圧に対応したエネルギーが蓄えられて加速される。その後，加速されたイオンはイオンビーム１０１となり，ビームダクト１１６内を鉛直下方へ出射される。そして，上記加速器１１９から鉛直下方に出射されたイオンビームは，該イオンビームの出射軸上に設けられた偏向マグネット１２２（偏向手段の一例）に入射する。上記偏向マグネット１２２は，水平方向に出射されるイオンビームのビームラインを比較的低く設定するために，本ＲＢＳ分析装置Ｘの設置面Ｐに近い位置に設けられている。また，上記加速器１１９と上記偏向マグネット１２２との間には上記ビームダクト１１６内の空気を排出して真空化するターボ分子ポンプ１２０が設けられている。
【００１０】
上記偏向マグネット１２２に入射したイオンビームは，該偏向マグネット１２２内で鉛直下方向から水平方向に偏向された後，偏向されたイオンビームのライン軸上に設けられた前記測定チャンバ１０３に向けて出射される。上記偏向マグネット１２２から出射されたイオンビームは，途中，図示しないＱマグネットにより収束され，ビームスリット１０７で更に不要な粒子やイオンが除去された後，上記測定チャンバ１０３のイオンビーム入射孔１２６を通って内部の試料に照射される。従って，上記測定チャンバ１０３は，上記偏向マグネット１２２により水平方向に偏向されたイオンビームを上記測定チャンバ１０３内の試料に入射させるべく上記測定チャンバ１０３のイオンビーム入射孔１２６を上記水平方向に指向させた状態となるよう配置されている。
上記測定チャンバ１０３と上記偏向マグネット１２２との間には，上記ビームスリット１０７や不図示のＱマグネット等の複数のビームライン機器が配設されており，これらは相互に近接した状態で連結されている。例えば，図３に示されるＲＢＳ分析装置Ｙのようにビームダクト１１６により上記ビームライン機器を連結するのではなく，上記ビームライン機器同士を直接連結する等して，上記ビームライン機器間を近接させている。そのため，上記測定チャンバ１０３と上記偏向マグネット１２２との離間距離は，従来の試料分析装置に比べ短縮され，その結果，装置の横方向の全長が短縮される。
【００１１】
上記測定チャンバ１０３は，円筒形の測定チャンバであり，内部を真空状態にするため，測定チャンバ１０３の下部近傍には上記測定チャンバ１０３内部の空気を排出して真空化するターボ分子ポンプ１２１が設けられている。また，この測定チャンバ１０３には，試料に照射されたイオンビームによって上記試料から所定の散乱角をなす複数の方向に散乱した散乱イオンを上記測定チャンバ１０３の外部に導く図示しない検出ポートが設けられている。この検出ポートは，散乱イオンのエネルギースペクトルを測定するスペクトル測定器１２３に連結されている。また，上記円筒形の測定チャンバ１０３の中心軸（円筒軸）にあたる位置には試料を保持する図示しない試料台が配置されている。
【００１２】
上記試料台に保持された試料にイオンビームが照射され，試料の表面又は表面下の元素により弾性散乱されたイオンのうち，上記スペクトル測定器１２３が連結された上記検出ポート（不図示）に飛び込んだ散乱イオンだけが上記スペクトル測定器１２３を構成する電磁石スペクトロメータ（スペクトル分離手段の一例）１０４によって分光分析されてスペクトル化され，そのうちの特定のエネルギースペクトルだけが上記スペクトル測定器１２３を構成するイオン検出器１０８（イオン検出手段の一例）により検出されて，そのエネルギーが測定される。
【００１３】
上記試料台は上記測定チャンバ１０３の中心軸を中心にして上記測定チャンバ１０３の円周方向に回転自在に支持される。上記測定チャンバ１０３の外部上方には，上記試料台と連接され，上記試料台を上記測定チャンバ１０３内で保持するとともに上記測定チャンバ１０３の円周方向に回転させて上記試料の位置を調整するゴニオメータ１０９（位置調整手段の一例）が配設されている。また，上記測定チャンバ１０３近傍には，上記試料台に試料を搬出入するトランスファーロッド１１８（試料搬出入手段の一例）が設けられている。
【００１４】
次に，本ＲＢＳ分析装置Ｘにおける上述の各構成要素の組み付け構造について説明する。
図１に示すように，本ＲＢＳ分析装置Ｘは，上記加速器１１９，上記偏向マグネット１２２及び上記測定チャンバ１０３が，上記本ＲＢＳ分析装置Ｘの設置面Ｐに据え付けられた全体ベース１３０（共通の架台に相当）に組み付けられた構造をしている。より具体的には，上記全体ベース１３０に，Ｌ字鋼等で加工形成された全体フレーム１３２がボルトにより或いは溶接により取り付けられており，更に，上記全体フレーム１３２上には，前記した測定チャンバ１０３，スペクトル測定器１２３（イオン検出器１０８，電磁石スペクトロメータ１０４を含む），トランスファーロッド１１８，ゴニオメータ１０９等の機器（以下，分析系機器と総称する）を載置するステーションフレームと，前記加速器１１９を支持する加速器用支持フレーム１３１（支持部材に相当）とが固着されている。
上記加速器用支持フレーム１３１は，その上部に上記加速器１１９を載置するため，Ｌ字鋼等をトラス構造或いはラーメン構造等に結合して形成されており，比較的強固に形成されている。この加速器用支持フレーム１３１の内部空間には，上記偏向マグネット１２２が内設されている。なお，この実施の形態においては，支持部材として，４本のＬ字鋼等を支柱に用いたフレーム構造の加速器用支持フレーム１３１を例示したが，支柱を２本とした片持ち式のフレーム構造をした支持部材であってもよく，また，フレーム構造ではなく，壁面支持構造の支持部材であってもよい。
測定チャンバ１０３，スペクトル測定器１２３，トランスファーロッド１１８，ゴニオメータ１０９等の上記分析系機器は，図１（ａ）の上記ＲＢＳ分析装置Ｘの平面図に示す如く，上記全体ベース１３０に略内包されており，上記ＲＢＳ分析装置Ｘの運搬時，移動時に他の周辺機器や歩行者等に接触，干渉しないように配慮されている。なお，図１（ａ）では，上記トランスファーロッド１１８の先端部分が，全体ベース１３０から若干突出しているが，この突出部分は，トランスファーロッド１１８を操作して縮小，収縮すれば全体ベース１３０内に収めることができる。また，上記イオン検出器１０８及び上記電磁石スペクトロメータ１０４は，上記測定チャンバー１０３の中心軸を中心として配設されたレール１２４上を旋回可能とされており，その旋回軌道の一部において，上記イオン検出器１０８及び上記電磁石スペクトロメータ１０４が全体ベース１３０から若干突出する場合もあるが，図１（ａ）に示された位置では全体ベース１３０内に収められている。このように，操作状態においては，上面視で全体ベース１３０から若干突出することがあるが，少なくとも運搬時には全体ベース１３０内に収納可能とされている。また，運搬，移動に問題がない範囲で，これらの分析系機器が若干突出していてもかまわない。
【００１５】
このように，本ＲＢＳ分析装置Ｘは，上記加速器１１９が上記測定チャンバ１０３の上方，より具体的には上記測定チャンバ１０３の斜め上方に設けられており，上記加速器１１９から鉛直下方に出射されたイオンビームが上記偏向マグネット１２２により水平方向に偏向され，その後，偏向された水平方向のイオンビームが上記測定チェンバ１０３内の試料に照射するよう構成されており，これらの機器が上記全体ベース１３０内に納まるよう組み付けられているため，装置の水平方向の全長が短縮され（本ＲＢＳ分析装置Ｘでは横幅が約１９５０ｍｍ），装置の設置面積を小さくすることが可能となる。また，上記偏向マグネット１２２に配設位置を低くすることにより，水平方向に偏向されるイオンビームのビームラインを比較的低く設定することができる。
【００１６】
上述の実施の形態の説明では，測定チェンバ１０３の斜め上方に加速器１１９が配設されたＲＢＳ分析装置Ｘについて説明した。しかし，このような構成に限られず，上記ＲＢＳ分析装置Ｘは，例えば，上記測定チャンバ１０３の略鉛直上方に加速器を配設する構成であってもかまわない。ただし，この場合は，上記加速器１１９に代えて，イオンビームを水平方向に出射する加速器を用い，また，上記加速器から水平方向に出射されたイオンビームを鉛直下方に偏向する偏向マグネットを新たに設ける必要がある。この偏向マグネットにより鉛直下方に偏向されたイオンビームは，その後，前記偏向マグネット１２２（図１）により，上記加速器から出射された水平方向とは逆側の水平方向へ偏向されて，その後，上記測定チャンバ１０３内の試料に照射される。
このように構成されたＲＢＳ分析装置であっても，装置の水平方向の全長が従来と比べて短縮されるため，装置の設置面積を小さくすることが可能となる。
また，上述の実施の形態と，加速器１１９（イオンビーム発生器）と測定チャンバ１０３（真空容器）との位置関係を左右反対にしたり，ゴニオメータ１０９とトランスファーロッド１１８の設置位置を反対にしてもよい。さらに，上述の実施の形態では，イオン検出器１０８および電磁石スペクトロメータ１０４を水平方向に旋回するように配置しているが，これを鉛直方向に旋回するように配置してもよい。この場合，上面視における占有面積を更に小さくすることができる。
なお，上述の実施の形態の項では，ＲＢＳ分析装置Ｘを例として説明したが，本発明は，イオンビームを用いる他の試料分析装置にも好適に利用することが可能である。具体的には，水素イオンを用いたイオン散乱分析装置，粒子励起Ｘ線分析装置（ＰＩＸＥ），反跳原子分析装置（ＥＲＤ）等にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係るラザフォード後方散乱分析装置Ｘの構成を示す全体図。
【図２】加速器の概略構成を示す模式図。
【図３】従来の高分解能型のラザフォード後方散乱分析装置Ｙの構成を示す全体図。
【符号の説明】
【００１８】
１０１…イオンビーム
１０３…測定チャンバ（真空容器）
１０４…電磁石スペクトロメータ（スペクトル分離手段の一例）
１０７…ビームスリット
１０８…イオン検出器（イオン検出手段の一例）
１０９…ゴニオメータ（位置調整手段の一例）
１１２…イオン源
１１３…加速管
１１４…高圧電源回路
１１５…ヘリウムガスボンベ
１１６…ビームダクト
１１７…Ｅ×Ｂフィルタ
１１８…トランスファーロッド（試料搬出入手段の一例）
１１９…加速器（イオンビーム発生器）
１２０，１２１…ターボ分子ポンプ
１２２…偏向マグネット（偏向手段の一例）
１２３…スペクトル測定器
１２４…レール
１２６…イオンビーム入射孔
１３０…全体ベース（架台の一例）
１３１…加速器用支持フレーム（支持部材の一例）
【図１】
2005274137.tif 000003
【図２】
2005274137.tif 000004
【図３】
2005274137.tif 000005