(57)【要約】【課題】装置の大型化を抑制しつつ、１回の質量分析において正イオンと負イオンの両方を質量分析可能とする質量分析装置および質量分析方法を提供する。【解決手段】実施形態に係る質量分析装置は、試料台と、イオンビーム源と、質量分析部と、制御部と、を備える。前記制御部は、第１制御と、第２制御と、を実行する。前記制御部は、前記第１制御において、イオンビームを前記試料に照射させ、前記試料台と前記引き出し電極との間に第１電界を形成させ、前記質量分析部において前記試料から放出された第１極性のイオンを質量分析させる。前記制御部は、前記第１制御の後に、前記第２制御において、前記イオンビームを前記試料に照射させ、前記試料台と前記引き出し電極との間に前記第１電界と反対方向の第２電界を形成させ、前記質量分析部において前記試料から放出された第２極性のイオンを質量分析させる。【選択図】図１
2017054737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料が配置される試料台と、
前記試料台に向けてイオンビームを照射するイオンビーム源と、
引き出し電極を有し、イオン化された粒子を質量分析する質量分析部と、
前記イオンビーム源と前記質量分析部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
イオンビームを前記試料に照射させ、前記試料台と前記引き出し電極との間に第１電界を形成させ、前記質量分析部において前記試料から放出された第１極性のイオンを質量分析させる第１制御と、
前記第１制御の後に前記イオンビームを前記試料に照射させ、前記試料台と前記引き出し電極との間に前記第１電界と反対方向の第２電界を形成させ、前記質量分析部において前記試料から放出された第２極性のイオンを質量分析させる第２制御と、
を実行する質量分析装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１制御と前記第２制御とを交互に繰り返し実行する請求項１記載の質量分析装置。
【請求項３】
前記制御部は、複数回の前記第１制御と、少なくとも１回の前記第２制御と、を交互に繰り返し実行する請求項１記載の質量分析装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１極性のイオンを質量分析させた後、前記第２極性のイオンを質量分析させるまでの間の時間が、前記第１極性のイオンを質量分析させる時間よりも短く、前記第２極性のイオンを質量分析させる時間よりも短くなるように、前記第１制御および前記第２制御を行う請求項１記載の質量分析装置。
【請求項５】
イオンビームを試料に照射し、前記試料と質量分析部との間に第１電界を形成し、前記質量分析部において前記試料から放出された第１極性のイオンを質量分析する第１工程と、
前記第１工程の後に、イオンビームを前記試料に照射し、前記試料と前記質量分析部との間に前記第１電界と反対方向の第２電界を形成し、前記質量分析部において前記試料から放出された第２極性のイオンを質量分析する第２工程と、
を備え、
前記第１工程における前記第１極性のイオンの質量分析と、前記第２工程における前記第２極性のイオンの質量分析と、の間の時間は、前記第１工程における前記第１極性のイオンの質量分析を行う時間よりも短く、かつ前記第２工程における前記第２極性のイオンの質量分析を行う時間よりも短い質量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、質量分析装置および質量分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ）などの質量分析装置では、例えば、試料にイオンビームを照射し、試料から放出された正の二次イオン（以下、単に正イオンという）または負の二次イオン（以下、単に負イオンという）を質量分析部に引き込むことで、質量分析が行われる。
【０００３】
イオンビームを試料に照射して試料をスパッタした際に、試料に含まれる材料や元素の組み合わせなどによって、正イオンと負イオンの両方が発生しやすい場合がある。１回の質量分析において、一方のイオンのみの質量分析を行う質量分析装置または質量分析方法では、正イオンと負イオンの両方について深さ方向の質量分析を行いたい場合、試料の２か所に対して質量分析を行わなければならない。しかし、不良解析などの限られた領域における深さ方向の分析を行う場合、当該箇所１か所しかないため、正イオンと負イオンの両方について深さ方向の質量分析を行うことは困難である。
【０００４】
この点について、正イオンを質量分析するための質量分析部と、負イオンを質量分析するための質量分析部と、の２つの質量分析部を有する質量分析装置を用いることが考えられる。しかし、このような構成を採用すると装置が非常に大型となるため、望ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１７７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、装置の大型化を抑制しつつ、１回の質量分析において正イオンと負イオンの両方を質量分析可能とする質量分析装置および質量分析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る質量分析装置は、試料台と、イオンビーム源と、質量分析部と、制御部と、を備える。
前記試料台には、試料が配置される。
前記イオンビーム源は、前記試料台に向けてイオンビームを照射する。
前記質量分析部は、引き出し電極を含み、イオン化された粒子を質量分析する。
前記制御部は、前記イオンビーム源と前記質量分析部を制御する。
前記制御部は、第１制御と、第２制御と、を実行する。
前記制御部は、前記第１制御において、イオンビームを前記試料に照射させ、前記試料台と前記引き出し電極との間に第１電界を形成させ、前記質量分析部において前記試料から放出された第１極性のイオンを質量分析させる。
前記制御部は、前記第１制御の後に、前記第２制御において、前記イオンビームを前記試料に照射させ、前記試料台と前記引き出し電極との間に前記第１電界と反対方向の第２電界を形成させ、前記質量分析部において前記試料から放出された第２極性のイオンを質量分析させる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る質量分析装置を表す模式図である。
【図２】本実施形態に係る質量分析方法の一例を表すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る質量分析方法の一例を表すタイミングチャートである。
【図４】本実施形態の第１変形例に係る質量分析方法の一例を表すフローチャートである。
【図５】本実施形態の第１変形例に係る質量分析方法の一例を表すタイミングチャートである。
【図６】本実施形態の第１変形例に係る質量分析方法の他の一例を表すタイミングチャートである。
【図７】本実施形態の第１変形例に係る質量分析方法の他の一例を表すタイミングチャートである。
【図８】本実施形態の第１変形例に係る質量分析方法の他の一例を表すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１を用いて、実施形態に係る質量分析装置の一例について説明する。
図１は、実施形態に係る質量分析装置１００を表す模式図である。
【００１０】
図１に表すように、質量分析装置１００は、試料台１０と、レーザ光源１１と、制御部１２と、分析室１４と、イオンビーム源２０と、質量分析部３０と、を含む。
【００１１】
試料台１０の上には、分析対象となる試料１３が配置される。試料台１０は、試料台１０の位置を調整するための位置調整機構１０ａを有する。
【００１２】
イオンビーム源２０は、試料台１０の上に配置された試料１３に向けてイオンビームを照射する。イオンビーム源２０から照射されるイオンビームによって、試料台１０の上に配置された試料１３がスパッタされ、試料１３に由来する原子や分子などの粒子が放出される。イオンビーム源２０は、例えば、収束イオンビーム装置（ＦＩＢ）である。
【００１３】
レーザ光源１１は、試料台１０の上方にレーザ光を照射する。試料１３から放出された中性粒子に対してレーザ光を照射することで、イオン化することができる。レーザ光源１１は、粒子を効率よくイオン化するために、試料台１０の近傍に、試料台１０の表面と平行に、レーザ光を照射することが望ましい。
【００１４】
質量分析部３０は、試料１３から放出された二次イオンを質量分析する。質量分析部３０は、さらに、レーザ光源１１から照射されるレーザ光によってイオン化された粒子を質量分析してもよい。
【００１５】
イオンビーム源２０は、イオン源２１と、加速電極２２と、コンデンサレンズ２３と、アパーチャ２４と、偏向電極２５と、偏向電極２６と、対物レンズ２７と、を有する。
【００１６】
イオン源２１には液体または気体が供給され、放電により液体または気体からイオンが生成される。イオン源２１では、例えば、酸素、セシウム、ガリウム、金、ビスマス、アルゴン、クリプトンまたはキセノンなどの元素のイオンが生成される。
【００１７】
加速電極２２は、イオン源２１で生成されたイオンを引き出し、加速する。加速電極２２によりイオンビームが形成される。加速電極２２は、複数の電極から構成されていてもよい。
【００１８】
コンデンサレンズ２３は、加速電極２２とアパーチャ２４との間に配置される。コンデンサレンズ２３は、例えば、複数の電極を含む。コンデンサレンズ２３は、加速電極２２で形成されたイオンビームを集束させ、イオンビームの径を小さくする。
【００１９】
アパーチャ２４は、コンデンサレンズ２３と第３偏向電極２５との間に配置される。アパーチャ２４は、電極板に孔が形成されたものであり、コンデンサレンズ２３の収差を低減するために配置される。
【００２０】
偏向電極２５および偏向電極２６は、アパーチャ２４と対物レンズ２７との間に配置される。偏向電極２５および偏向電極２６によって、試料台１０へのイオンビームの照射位置が制御される。
【００２１】
対物レンズ２７は、コンデンサレンズ２３およびアパーチャ２４で集束されたイオンビームを、試料台１０の上に配置された試料１３の表面に焦点を合わせてさらに集束させるものである。
【００２２】
イオンビーム源２０は、偏向電極２５および２６に加えて、ビームブランキングを行うための、さらに他の偏向電極を有していてもよい。また、偏向電極２５および２６のそれぞれは、複数の電極から構成されていてもよい。
【００２３】
質量分析部３０は、引込電極３１と、静電レンズ３２と、偏向電極３３と、偏向電極３４と、分離部３５と、イオン検出部３６と、を有する。
【００２４】
引込電極３１には、試料台１０と引込電極３１との間に電界が形成されるように、電圧が印加される。試料台１０近傍のイオンは、当該電界により質量分析部３０の内部に引き込まれる。
【００２５】
静電レンズ３２は、引込電極３１と偏向電極３３との間に配置される。静電レンズ３２により、試料台１０と引込電極３１との間の電界により引き込まれたイオンが集束される。
【００２６】
偏向電極３３および３４は、静電レンズ３２と分離部３５との間に配置される。偏向電極３３および３４により、分離部３５に向かうイオンの軌道が調整される。
【００２７】
分離部３５は、分析対象であるイオンを質量分離するものである。分離部３５において質量分離されたイオンは、イオン検出部３６へ導かれる。
【００２８】
イオン検出部３６は、分離部３５を通過したイオンの数を計測する。
【００２９】
試料台１０、イオンビーム源２０のイオンビーム発射口を含む少なくとも一部、および質量分析部３０のイオン入射口を含む少なくとも一部は、分析室１４の内部に設けられる。イオンビーム源２０の一部および質量分析部３０の一部が、分析室１４の一部を構成していてもよい。レーザ光源１１は分析室１４の外に設けられており、分析室１４が有する不図示のビューポートなどを通して分析室１４の内部にレーザ光を照射する。分析室１４には排気手段が設けられており、分析室１４の内部を減圧可能に構成されている。
【００３０】
制御部１２は、上述した各構成要素と接続され、各構成要素の動作を制御する。例えば、制御部１２は、各レンズおよび各電極のそれぞれの電圧を制御可能に構成される。
【００３１】
次に、図２および図３を用いて、本実施形態に係る質量分析方法について説明する。
図２は、本実施形態に係る質量分析方法の一例を表すフローチャートである。
図３は、本実施形態に係る質量分析方法の一例を表すタイミングチャートである。
【００３２】
図３に表すタイミングチャートにおいて、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表している。
なお、図３に表すタイミングチャートの縦軸は、各構成要素への印加電圧の正、グラウンド、または負を模式的に表したものであり、それぞれの構成要素に印加される電圧値の間の大小関係を示唆するものではない。
【００３３】
図２に表す質量分析方法では、各構成要素の動作および各構成要素への印加電圧の制御は、制御部１２により行われる。制御部１２は、主に、第１制御および第２制御を実行する。第１制御では、ステップ２０３および２０４が実行される。第２制御では、ステップ２０５および２０６が実行される。
【００３４】
まず、ステップ２０１において、イオンビーム源２０により、イオンビームが形成される。
続いて、ステップ２０２において、イオンビーム源２０から試料１３に向けてイオンビームを照射し、分析対象となる部分が露出するまで、試料１３の表面をエッチングする。このステップ２０２は、質量分析の際に用いられるイオンビーム源２０と異なるイオンビーム源からイオンビームを照射して、行っても良い。分析対象となる部分が最初から試料１３の表面に露出している場合は、このステップは不要である。
【００３５】
次に、ステップ２０３において、イオンビームを試料１３に照射する。イオンビームによって試料１３の表面がスパッタされ、試料１３から二次イオンが放出される。このとき、試料１３に向けて照射されるイオンビームのエネルギーは、例えば、ステップ２０２において試料１３のエッチングを行う際のイオンビームのエネルギーよりも大きい。
【００３６】
各構成要素に対して、ステップ２０２では、例えば、図３の時刻ｔ１からｔ２の間に表される電圧が印加され、ステップ２０３では、時刻ｔ２からｔ３の間に表される電圧が印加される。すなわち、ステップ２０２および２０３では、各構成要素には電圧が印加されず、各構成要素は固定電位（例えばグラウンド電位）に設定される。
【００３７】
次に、ステップ２０４において、試料台１０に対して引込電極３１に負電圧を印加し、試料台１０から引込電極３１に向かう電界を形成する。この電界により、ステップ２０３において試料１３から放出された正イオンが質量分析部３０の内部に引き込まれ、質量分析が行われる。
【００３８】
ステップ２０４では、各構成要素に対して、図３の時刻ｔ３からｔ４の間に表される電圧が印加される。図３に表されるように、例えば、試料台１０の電位をグラウンドに設定したまま、引込電極３１、静電レンズ３２、偏向電極３３、および偏向電極３４に負電圧が印加される。ただし、試料台１０から引込電極３１に向かう電界を形成することができれば、試料台１０および引込電極３１への印加電圧は任意である。
【００３９】
また、ステップ２０４について、図３に表すタイミングチャートでは、偏向電極２５への印加電圧を一定に維持しつつ、偏向電極２６への印加電圧を、時刻ｔ３において、より大きな負電圧に変化させているが、これは一例である。例えば、ステップ２０４において、偏向電極２５への印加電圧を一定に維持しつつ、偏向電極２６への印加電圧をグラウンドまたは正電圧に変化させてもよい。あるいは、偏向電極２６への印加電圧を一定に維持しつつ、偏向電極２５への印加電圧を変化させてもよい。
【００４０】
換言すると、ステップ２０２および２０３では、試料１３にイオンビームが照射されるように、偏向電極２５および２６の少なくとも一方には、第１電圧が印加されるのに対して、ステップ２０４では、試料１３にイオンビームが照射されないように、これらの電極の少なくとも一方の電圧を第１電圧から、第１電圧と異なる第２電圧に変化させる。あるいは、ビームブランキングのための他の偏向電極の電圧を第１電圧から第２電圧に変化させ、イオンビームの軌道を変化させてもよい。
すなわち、イオンビームの軌道を試料１３から逸らすことが出来れば、時刻ｔ３からｔ４の間における各偏向電極への印加電圧は、任意である。
【００４１】
次に、ステップ２０５において、ステップ２０３と同様に、イオンビームを試料１３に照射する。イオンビームにより試料１３の表面をスパッタリングすることで、試料１３から二次イオンを放出させる。
【００４２】
ステップ２０５では、各構成要素に対して、図３の時刻ｔ４からｔ５の間に表される電圧が印加される。図３に表されるように、例えば、偏向電極以外の各構成要素の電位はグラウンドに設定される。偏向電極２５および２６には、イオンビームを試料１３に照射するために、ステップ２０３と同様の電圧が印加される。なお、ステップ２０５で偏向電極２５および２６に印加される第３電圧と、ステップ２０３で偏向電極２５および２６に印加される第１電圧と、が異なっていてもよい。
【００４３】
ただし、ステップ２０３における正イオンの測定領域と、ステップ２０５における負イオンの測定領域と、の間の位置ずれを抑制するためには、ステップ２０５で偏向電極２５および２６に印加される第３電圧と、ステップ２０３で偏向電極２５および２６に印加される第１電圧と、が同じであることが望ましい。
【００４４】
あるいは、ステップ２０３および２０５において、試料台１０と引込電極３１との間に電界を形成しながらスパッタを行う場合は、ステップ２０３における正イオンの測定領域と、ステップ２０５における負イオンの測定領域と、の間の位置ずれを抑制するために、第３電圧と第１電圧とが異なっていてもよい。
【００４５】
次に、ステップ２０６において、試料台１０に対して引込電極３１に正電圧を印加し、引込電極３１から試料台１０に向かう電界を形成する。この電界により、ステップ２０５で試料１３から放出された負イオンが質量分析部３０の内部に引き込まれ、質量分析が行われる。
【００４６】
ステップ２０６では、各構成要素に対して、図３の時刻ｔ５からｔ６の間に表される電圧が印加される。図３に表されるように、例えば、引込電極３１、静電レンズ３２、偏向電極３３、および偏向電極３４に正電圧が印加される。また、イオンビームの軌道を試料１３から逸らすために、例えば、偏向電極２６の電圧を第３電圧から、より大きな負電圧である第４電圧に変化させる。なお、ステップ２０６においても、ステップ２０４と同様に、イオンビームの軌道を試料１３から逸らすことが出来れば、時刻ｔ５からｔ６の間における各変更電極への印加電圧は任意である。
【００４７】
また、図３に表すように、ステップ２０４で正イオンの質量分析が行われてからステップ２０６で負イオンの質量分析が行われるまでの間の時間（ｔ４〜ｔ５）を、ステップ２０４で正イオンの質量分析が行われる時間（ｔ３〜ｔ４）よりも短く、かつステップ２０６で負イオンの質量分析が行われる時間（ｔ５〜ｔ６）よりも短くしても良い。
【００４８】
以上のステップにより、試料１３に由来する正イオンおよび負イオンの質量分析が行われる。
ステップ２０６が行われた後は、図３に表すように、時刻ｔ６以降において、再度ステップ２０２〜２０６を繰り返すことができる。即ち、制御部１２は、試料１３をエッチングさせつつ、第１制御および第２制御を交互に実行してもよい。
【００４９】
なお、偏向電極３３および３４の印加電圧については、図３に表すようにステップ２０３において負であり、ステップ２０５において正でなくともよい。ステップ２０３および２０５では、質量分析部３０の内部に引き込んだイオンを分離部３５およびイオン検出部３６に導くために、それぞれのステップにおいて偏向電極３３および３４に対して最適な電圧が設定される。すなわち、ステップ２０３では正イオンを導き、およびステップ２０５では負イオンを導くために、ステップ２０３と２０５で異なる電圧が、偏向電極３３および３４に対して印加されればよい。
また、質量分析が行われないステップ２０４および２０６以外の他のステップについては、偏向電極３３および３４への印加電圧は任意である。
【００５０】
また、ステップ２０２および２０３に先立って、ステップ２０４および２０５を実行してもよい。すなわち、負イオンの質量分析を行った後に、正イオンの質量分析を行っても良い。
【００５１】
また、図２および図３に表した例では、試料１３の表面のスパッタと質量分析とを異なるステップで実行していた。本実施形態は、これに限らず、試料１３の表面のスパッタと質量分析とを同時に実行してもよい。
例えば、イオンビーム源２０の各構成要素については、時刻ｔ２〜ｔ４の間に、時刻ｔ２〜ｔ３に表される電圧を印加しながら試料１３の表面のスパッタを行い、質量分析部３０の各構成要素については、時刻ｔ２〜ｔ４の間に、時刻ｔ３〜ｔ４に表される電圧を印加しながら質量分析を行うことができる。
【００５２】
ここで、本実施形態による作用および効果について説明する。
本実施形態によれば、イオンビーム源２０および質量分析部３０の各構成要素への印加電圧を制御することで、正イオンと負イオンの両方質量分析を、１回の質量分析中に行うことが可能となる。
このため、不良解析などの限られた領域における深さ方向の分析を行う場合でも、１回の質量分析において正イオンと負イオンの両方を質量分析可能であり、また、質量分析部も１つで良いため、装置の大型化を抑制することができる。
【００５３】
また、本実施形態によれば、制御部１２が各構成要素への印加電圧等を制御することで、正イオンおよび負イオンの一方のイオンの質量分析を行った後、他方のイオンの質量分析を行うまでの時間を短縮することが可能である。このため、本実施形態では、例えば、制御部１２は、正イオンの質量分析を実行させてから負イオンの質量分析を実行させるまでの間の時間を、正イオンの質量分析の時間よりも短く、かつ負イオンの質量分析の時間よりも短くなるように、第１制御および第２制御を行うことが可能である。
このような構成によれば、質量分析を行う間の時間を短縮することで、スパッタされた試料１３の表面が時間の経過によって変質する可能性を低減することができ、分析精度を向上させることが可能となる。
【００５４】
（第１変形例）
図４および図５を用いて、本実施形態の第１変形例について説明する。
図４は、本実施形態の第１変形例に係る質量分析方法の一例を表すフローチャートである。
図５は、本実施形態の第１変形例に係る質量分析方法の一例を表すタイミングチャートである。
【００５５】
図５に表すタイミングチャートは、図３と同様に、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表している。また、図５に表すタイミングチャートは、各構成要素間における電圧値の大小関係を示唆するものではない。
【００５６】
図４に表す質量分析方法では、各構成要素の動作および各構成要素への印加電圧の制御は、制御部１２により行われる。制御部１２は、主に、第１制御、第２制御、および第３制御を実行する。第１制御では、ステップ４０３および４０４が実行される。第２制御では、ステップ４０５および４０６が実行される。第３制御では、ステップ４０７が実行される。
【００５７】
まず、図４に表すステップ４０１〜４０６において、図２に表すステップ２０１〜２０６と同様にして、正イオンと負イオンの両方の質量分析を行う。
【００５８】
次に、ステップ４０７において、イオンビームを試料１３に照射する。そして、試料１３の上方に向けて、レーザ光源１１からレーザ光を照射するとともに、試料台１０に対して引込電極３１に負電圧を印加し、試料台１０から引込電極３１に向かう電界を形成する。
【００５９】
試料１３からスパッタされた中性粒子は、レーザ光によりイオン化される。イオン化された粒子は、試料台１０と引込電極３１との間の電界によって、質量分析部３０の内部に引き込まれ、質量分析が行われる。
【００６０】
ステップ４０７では、各構成要素に対して、図５の時刻ｔ６からｔ７の間に表される電圧が印加される。図５に表されるように、例えば、試料台１０の電位をグラウンドに設定したまま、引込電極３１、静電レンズ３２、偏向電極３３、および偏向電極３４に負電圧が印加される。また、このとき、偏向電極２５および２６には、例えば、イオンビームを試料１３に照射するための電圧が印加される。
【００６１】
すなわち、ステップ４０３〜４０６では、試料１３へのイオンビームの照射タイミングの少なくとも一部と、試料台１０と引込電極３１との間に電界を形成するタイミングの少なくとも一部と、をずらしていた。これに対して、ステップ４０７では、例えば、試料１３へのイオンビームの照射を行いつつ、試料台１０と引込電極３１との間に電界を形成する。
【００６２】
なお、ステップ４０７は、他のステップ４０３〜４０６と同様に、試料台１０と引込電極３１との間に電界を形成せずに試料１３をスパッタした後に、イオンビームを試料１３から逸らすとともに、試料台１０と引込電極３１との間に電界を形成してもよい。
【００６３】
以上のステップにより、試料１３に由来する正イオンおよび負イオンの質量分析が行われるとともに、試料１３に由来する中性粒子の質量分析が行われる。
【００６４】
ステップ４０７が行われた後は、図５に表すように時刻ｔ７以降において、再度ステップ４０２〜４０７を繰り返すことができる。
なお、正イオンの質量分析、負イオンの質量分析、および中性粒子の質量分析を行う順番は、適宜変更可能である。例えば、正イオンおよび負イオンの質量分析を行った後に、中性粒子の質量分析を行っても良い。
【００６５】
ステップ４０２〜４０７において、各構成要素への印加電圧を、図６〜図８のように変化させてもよい。
図６〜図８は、本実施形態の第１変形例に係る質量分析方法の他の一例を表すタイミングチャートである。
【００６６】
図６〜図８に表すタイミングチャートは、図３と同様に、横軸は時間を表し、縦軸は電圧を表している。また、図６〜図８に表すタイミングチャートは、各構成要素間における電圧値の大小関係を示唆するものではない。
【００６７】
図６（ａ）に表す例では、ステップ４０６で引込電極３１に印加される正電圧の第２電圧値が、ステップ４０４で引込電極３１に印加される負電圧の第１電圧値よりも大きい。このため、ステップ４０６において、試料台１０と引込電極３１との間に形成される第２電界の強度は、ステップ４０４において、試料台１０と引込電極３１との間に形成される第１電界の強度よりも高い。
【００６８】
ステップ４０７では、例えば、第１電圧値よりも大きく、第２電圧値よりも小さい負電圧の第３電圧値が、引込電極３１に印加される。なお、ステップ４０７において引込電極３１に印加される負電圧の第３電圧値は、１２電圧値以下であってもよいし、第２電圧値以上であってもよい。
【００６９】
図６（ａ）に表すタイミングチャートによれば、引込電極３１へ印加される正電圧の電圧値を高くすることで、質量分析部３０に引き込まれる負イオンの数を増加させ、負イオンの検出感度を高めることができる。
【００７０】
図６（ｂ）に表す例では、ステップ４０４で引込電極３１に印加される負電圧の第１電圧値が、ステップ４０６で引込電極３１に印加される正電圧の第２電圧値よりも大きい。このため、ステップ４０４において、試料台１０と引込電極３１との間に形成される第１電界の強度は、ステップ４０６において、試料台１０と引込電極３１との間に形成される第２電界の強度よりも高い。
【００７１】
ステップ４０７では、例えば、負電圧であり、第１電圧値よりも小さく、第２電圧値よりも大きい第３電圧値が、引込電極３１に印加される。なお、ステップ４０７において引込電極３１に印加される負電圧の第３電圧値を、第２電圧値以下または第１電圧値以上とすることも可能である。
【００７２】
図６（ｂ）に表すタイミングチャートによれば、引込電極３１へ印加される負電圧の電圧値を高くすることで、質量分析部３０に引き込まれる正イオンの数を増加させ、正イオンの検出感度を高めることができる。
【００７３】
図６（ａ）および図６（ｂ）に表す例では、試料台１０、偏向電極２５および偏向電極２６への印加電圧は、例えば、図５と同様に制御される。
【００７４】
または、図７に表すように、ステップ４０６を実行する時刻ｔ５からｔ６までの第２時間を、ステップ４０４を実行する時刻ｔ３からｔ４までの第１時間よりも長くしてもよい。ステップ４０７を実行する時刻ｔ６からｔ７までの第３時間は、例えば、第１時間よりも長く、第２時間よりも短い。なお、ステップ４０７を実行する第３時間を、第１時間以下または第２時間以上とすることも可能である。
【００７５】
図７に表すタイミングチャートは、例えば、試料１３から放出される材料の一部が正イオン化しやすく、他の一部が負イオン化しにくい場合に有効である。負イオンに対する検出時間を長くすることで、負イオンの検出感度を高めることができる。
【００７６】
あるいは、図８に表すように、ステップ４０４を実行する時刻ｔ３からｔ４までの第１時間を、ステップ４０６を実行する時刻ｔ５からｔ６までの第２時間よりも長くしてもよい。ステップ４０７を実行する時刻ｔ６からｔ７までの第３時間は、例えば、第２時間よりも長く、第１時間よりも短い。なお、ステップ４０７を実行する第３時間を、第１時間以上または第２時間以下とすることも可能である。
【００７７】
図８に表すタイミングチャートは、例えば、試料１３から放出される材料の一部が負イオン化しやすく、他の一部が正イオン化しにくい場合に有効である。正イオンに対する検出時間を長くすることで、正イオンの検出感度を高めることができる。
【００７８】
なお、上述した実施形態およびその変形例において、正イオンの質量分析を行う第１制御または負イオンの質量分析を行う第２制御を、連続的に複数回行うことも可能である。
例えば、制御部１２は、複数回の第１制御と、１回の第２制御と、を交互に行ってもよい。または、制御部１２は、１回の第１制御と、複数回の第２制御と、を交互に行ってもよい。あるいは、制御部１２は、複数回の第１制御と、複数回の第２制御と、を交互に行ってもよい。
第１制御または第２制御を複数回連続して行うことで、正イオンまたは負イオンに対する検出感度を高めることが可能である。
【００７９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１００…質量分析装置  １０…試料台  １０ａ…位置調整機構  １１…レーザ光源  １２…制御部  １３…試料  １４…分析室  ２０…イオンビーム源  ２１…イオン源  ２２…加速電極  ２３…コンデンサレンズ  ２４…アパーチャ  ２５…偏向電極  ２６…偏向電極  ２７…対物レンズ  ３０…質量分析部  ３１…引込電極  ３２…静電レンズ  ３３…偏向電極  ３４…偏向電極  ３５…分離部  ３６…イオン検出部
【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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