JP2000187011A - 表面元素分析装置および分析方法 - Google Patents
表面元素分析装置および分析方法Info
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- JP2000187011A JP2000187011A JP10364062A JP36406298A JP2000187011A JP 2000187011 A JP2000187011 A JP 2000187011A JP 10364062 A JP10364062 A JP 10364062A JP 36406298 A JP36406298 A JP 36406298A JP 2000187011 A JP2000187011 A JP 2000187011A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】極表面元素の濃度情報または結合状態情報を超
高深さ分解能で得るのに好適な表面元素分析の方法およ
び装置を提供する。 【解決手段】一次荷電粒子線の試料への照射時には試料
から放出される二次荷電粒子を分析器に導く電界もしく
は磁界を印加せず、一次荷電粒子線を試料へ照射しない
時に上記二次荷電粒子を分析器に導く電界もしくは磁界
を印加する。
高深さ分解能で得るのに好適な表面元素分析の方法およ
び装置を提供する。 【解決手段】一次荷電粒子線の試料への照射時には試料
から放出される二次荷電粒子を分析器に導く電界もしく
は磁界を印加せず、一次荷電粒子線を試料へ照射しない
時に上記二次荷電粒子を分析器に導く電界もしくは磁界
を印加する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子線を試料に
照射し、試料から放出される荷電粒子を電界もしくは磁
界で分析器に導き、これを検出して試料表面の元素の濃
度情報もしくは表面元素の結合状態情報を得る表面元素
分析装置および分析方法に係り、特に極表面の元素の濃
度情報もしくは表面元素の結合状態情報を超高深さ分解
能で得るのに好適な表面元素分析装置および分析方法に
関する。
照射し、試料から放出される荷電粒子を電界もしくは磁
界で分析器に導き、これを検出して試料表面の元素の濃
度情報もしくは表面元素の結合状態情報を得る表面元素
分析装置および分析方法に係り、特に極表面の元素の濃
度情報もしくは表面元素の結合状態情報を超高深さ分解
能で得るのに好適な表面元素分析装置および分析方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、荷電粒子線を試料に照射し、荷電
粒子を電界もしくは磁界で分析器に導き、これを検出し
て試料表面の元素の濃度情報もしくは表面元素の結合状
態情報を得る表面元素分析装置には、例えば、イオンビ
ームを試料に照射して試料から放出される二次イオンを
検出する二次イオン質量分析装置、電子ビームを試料に
照射して試料から放出されるイオンを検出する電子ビー
ム脱離イオン質量分析装置あるいは、イオンビームを試
料に照射して試料から放出されるオージェ電子を検出す
るオージェ電子分光分析装置などがあった。これらは固
体の表面分析において、表面や深さ方向の濃度情報もし
くは結合状態情報が得られるため広く用いられてきた。
粒子を電界もしくは磁界で分析器に導き、これを検出し
て試料表面の元素の濃度情報もしくは表面元素の結合状
態情報を得る表面元素分析装置には、例えば、イオンビ
ームを試料に照射して試料から放出される二次イオンを
検出する二次イオン質量分析装置、電子ビームを試料に
照射して試料から放出されるイオンを検出する電子ビー
ム脱離イオン質量分析装置あるいは、イオンビームを試
料に照射して試料から放出されるオージェ電子を検出す
るオージェ電子分光分析装置などがあった。これらは固
体の表面分析において、表面や深さ方向の濃度情報もし
くは結合状態情報が得られるため広く用いられてきた。
【０００３】このような従来技術について、二次イオン
質量分析装置を例にとって説明する。従来の二次イオン
質量分析装置の例としては、特開平５−２９９０５５号
記載の多機能表面分析装置がある。ここでは二次イオン
質量分析装置と電子ビーム脱離イオン質量分析装置が述
べられている。
質量分析装置を例にとって説明する。従来の二次イオン
質量分析装置の例としては、特開平５−２９９０５５号
記載の多機能表面分析装置がある。ここでは二次イオン
質量分析装置と電子ビーム脱離イオン質量分析装置が述
べられている。
【０００４】従来の装置の原理について図２を用いて説
明する。まず一次イオン源１から引き出されたイオンビ
ーム２は、加速電圧印加電源３によって１０ｋｅＶに加
速される。そして細束化のためイオンビームレンズ４を
通過し、つぎにコンピュータ５で動作する走査制御装置
６に接続された２組の静電偏向板７により走査される。
最後にイオンビーム２は、試料台８に設置された試料９
に照射される。
明する。まず一次イオン源１から引き出されたイオンビ
ーム２は、加速電圧印加電源３によって１０ｋｅＶに加
速される。そして細束化のためイオンビームレンズ４を
通過し、つぎにコンピュータ５で動作する走査制御装置
６に接続された２組の静電偏向板７により走査される。
最後にイオンビーム２は、試料台８に設置された試料９
に照射される。
【０００５】上記一次イオンビーム２の照射で試料９か
ら放出された二次イオン１０は、セクタ型質量分析計１
１の引出電極１２に印加される電圧および試料９に印加
される電圧によって形成される電界によってセクタ型質
量分析計１１に導かれる。セクタ型質量分析計１１で
は、二次イオン１０が元素種毎に分別されて、検出器１
５によって各々の元素の信号強度が測定される。
ら放出された二次イオン１０は、セクタ型質量分析計１
１の引出電極１２に印加される電圧および試料９に印加
される電圧によって形成される電界によってセクタ型質
量分析計１１に導かれる。セクタ型質量分析計１１で
は、二次イオン１０が元素種毎に分別されて、検出器１
５によって各々の元素の信号強度が測定される。
【０００６】ここでイオンビーム走査機構によって、イ
オンビーム２を二次元的に走査して試料上に照射し、特
定の二次イオン強度を検出すれば試料表面の二次元の元
素分布分析を行うことができる。またイオンビームの走
査を繰り返し行い、試料をイオンビームで削りながら特
定の二次イオン強度を検出すれば深さ方向分析を行うこ
ともできる。また電子ビームを試料に照射して試料から
放出されるイオンを検出しても試料表面の二次元の元素
分布分析を行うことができる。なおオージェ電子分光分
析装置については、イオンビームを試料に照射し、試料
から放出されるオージェ電子をエネルギ分析器で分析す
れば同様に試料表面の元素分布分析あるいは状態分析を
行うことができる。
オンビーム２を二次元的に走査して試料上に照射し、特
定の二次イオン強度を検出すれば試料表面の二次元の元
素分布分析を行うことができる。またイオンビームの走
査を繰り返し行い、試料をイオンビームで削りながら特
定の二次イオン強度を検出すれば深さ方向分析を行うこ
ともできる。また電子ビームを試料に照射して試料から
放出されるイオンを検出しても試料表面の二次元の元素
分布分析を行うことができる。なおオージェ電子分光分
析装置については、イオンビームを試料に照射し、試料
から放出されるオージェ電子をエネルギ分析器で分析す
れば同様に試料表面の元素分布分析あるいは状態分析を
行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の装置
では、極表面を超高深さ分解能で分析するという点で十
分には考慮されていなかった。
では、極表面を超高深さ分解能で分析するという点で十
分には考慮されていなかった。
【０００８】一般に二次イオン質量分析装置あるいはオ
ージェ電子分光分析装置などの、荷電粒子線を試料に照
射して表面の元素を分析する装置において、高い深さ分
解能での分析を行うめには荷電粒子線のエネルギを低く
して照射する。しかしながら、荷電粒子線のエネルギを
低くするにしたがって、荷電粒子を分析器に導くための
電界もしくは磁界による影響が大きくなる。すなわち試
料に照射する荷電粒子線の軌道が、試料から放出された
荷電粒子を分析器に導くための電界もしくは磁界によっ
て曲げられたり、試料に照射する荷電粒子線の断面形状
が歪められたりする。
ージェ電子分光分析装置などの、荷電粒子線を試料に照
射して表面の元素を分析する装置において、高い深さ分
解能での分析を行うめには荷電粒子線のエネルギを低く
して照射する。しかしながら、荷電粒子線のエネルギを
低くするにしたがって、荷電粒子を分析器に導くための
電界もしくは磁界による影響が大きくなる。すなわち試
料に照射する荷電粒子線の軌道が、試料から放出された
荷電粒子を分析器に導くための電界もしくは磁界によっ
て曲げられたり、試料に照射する荷電粒子線の断面形状
が歪められたりする。
【０００９】通常は試料に照射する荷電粒子線の試料照
射位置は、試料から放出される荷電粒子が分析器に最も
取り込まれる効率が高い位置になるべく近くなるように
調整されている。したがって試料に照射する荷電粒子線
の軌道が、試料から放出された荷電粒子を分析器に導く
ための電界もしくは磁界によって曲げられると、荷電粒
子線の試料照射位置からずれ、試料から放出される荷電
粒子が分析器に取り込まれる効率が下がるという問題が
生じる。
射位置は、試料から放出される荷電粒子が分析器に最も
取り込まれる効率が高い位置になるべく近くなるように
調整されている。したがって試料に照射する荷電粒子線
の軌道が、試料から放出された荷電粒子を分析器に導く
ための電界もしくは磁界によって曲げられると、荷電粒
子線の試料照射位置からずれ、試料から放出される荷電
粒子が分析器に取り込まれる効率が下がるという問題が
生じる。
【００１０】特に、セクタ型二次イオン質量分析装置で
二次イオンを分析する場合、一般に数ｋＶの高い電界で
二次イオンを質量分析計に導くために、１ｋＶ以下のエ
ネルギの荷電粒子線は、もはや試料に照射できないとい
う問題も生じている。また試料から放出された荷電粒子
を分析器に導くための電界もしくは磁界によって、試料
に照射する荷電粒子線の断面形状が歪められた場合に
は、二次元分布分析の面分解能が低下するという問題が
生じてくる。
二次イオンを分析する場合、一般に数ｋＶの高い電界で
二次イオンを質量分析計に導くために、１ｋＶ以下のエ
ネルギの荷電粒子線は、もはや試料に照射できないとい
う問題も生じている。また試料から放出された荷電粒子
を分析器に導くための電界もしくは磁界によって、試料
に照射する荷電粒子線の断面形状が歪められた場合に
は、二次元分布分析の面分解能が低下するという問題が
生じてくる。
【００１１】そもそも従来においてこのような課題の対
策が考慮されてこなかったのは、分析に実用できる高電
流密度ビームの低エネルギ化技術が未熟で、最低エネル
ギがせいぜい１．５ｋＶ程度であったことに起因してい
た。荷電粒子線のエネルギがせいぜい１．５ｋＶであれ
ば、荷電粒子線の軌道や形状の歪みは静電偏向器あるい
は非点補正器等で補正可能であったからである。
策が考慮されてこなかったのは、分析に実用できる高電
流密度ビームの低エネルギ化技術が未熟で、最低エネル
ギがせいぜい１．５ｋＶ程度であったことに起因してい
た。荷電粒子線のエネルギがせいぜい１．５ｋＶであれ
ば、荷電粒子線の軌道や形状の歪みは静電偏向器あるい
は非点補正器等で補正可能であったからである。
【００１２】しかし最近の超高深さ分解能に対する要求
の高まりに伴う高電流密度ビームの低エネルギ化技術の
発達で、１ｋＶ以下の荷電粒子線が得られるようになっ
て、この課題が顕在化してきたといえる。
の高まりに伴う高電流密度ビームの低エネルギ化技術の
発達で、１ｋＶ以下の荷電粒子線が得られるようになっ
て、この課題が顕在化してきたといえる。
【００１３】本発明の目的は、本課題を解決し、極表面
を超高深さ分解能で分析が可能な表面元素分析装置およ
び分析方法を提供することにある。
を超高深さ分解能で分析が可能な表面元素分析装置およ
び分析方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、荷電粒子線
を試料に照射し、試料から放出される荷電粒子を電界も
しくは磁界で分析器に導き、これを検出して試料表面の
元素の濃度情報もしくは表面元素の結合状態情報を得る
表面元素分析装置および分析方法において、荷電粒子線
の試料照射時と、試料から放出される荷電粒子を分析器
に導く時で、試料から放出される荷電粒子を分析機に導
く電界強度もしくは磁界強度を異なるようにしたことを
特徴とする表面元素分析装置および分析方法とすること
によって達成される。
を試料に照射し、試料から放出される荷電粒子を電界も
しくは磁界で分析器に導き、これを検出して試料表面の
元素の濃度情報もしくは表面元素の結合状態情報を得る
表面元素分析装置および分析方法において、荷電粒子線
の試料照射時と、試料から放出される荷電粒子を分析器
に導く時で、試料から放出される荷電粒子を分析機に導
く電界強度もしくは磁界強度を異なるようにしたことを
特徴とする表面元素分析装置および分析方法とすること
によって達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】＜実施例１＞以下本発明を二次イ
オン質量分析装置に応用した例を図１を用いて説明す
る。まず一次イオン源１から引き出されたイオンビーム
２は、加速電圧印加電源３によって０．８ｋｅＶに加速
される。そして細束化のためイオンビームレンズ４を通
過し、つぎにコンピュータ５で動作する走査制御装置６
に接続された２組の静電偏向板７により走査される。最
後にイオンビーム２は、試料台８に設置された試料９に
照射される。
オン質量分析装置に応用した例を図１を用いて説明す
る。まず一次イオン源１から引き出されたイオンビーム
２は、加速電圧印加電源３によって０．８ｋｅＶに加速
される。そして細束化のためイオンビームレンズ４を通
過し、つぎにコンピュータ５で動作する走査制御装置６
に接続された２組の静電偏向板７により走査される。最
後にイオンビーム２は、試料台８に設置された試料９に
照射される。
【００１６】試料９からは二次イオン１０が放出される
が、この時には、セクタ型質量分析計１１の引出電極１
２および試料９には電圧は印加されず、二次イオン１０
は自身の持つ数ｅＶのエネルギで飛行することになる。
また、イオンビーム２はセクタ型質量分析計１１の引出
電極１２に印加される電圧および試料電圧によって形成
される電界によって、その軌道を曲げられたり、ビーム
形状を歪められたりすることはない。
が、この時には、セクタ型質量分析計１１の引出電極１
２および試料９には電圧は印加されず、二次イオン１０
は自身の持つ数ｅＶのエネルギで飛行することになる。
また、イオンビーム２はセクタ型質量分析計１１の引出
電極１２に印加される電圧および試料電圧によって形成
される電界によって、その軌道を曲げられたり、ビーム
形状を歪められたりすることはない。
【００１７】その後イオンビーム２は偏向電極１３に電
圧が加えられ、その軌道が曲げられ、アパーチャ１４に
さえぎられることによって試料９には照射されなくな
る。つぎにセクタ型質量分析計１１の引出電極１２およ
び試料９に電圧が印加される。したがって、この時に試
料上方近傍を飛行していた二次イオン１０は、セクタ型
質量分析計１１の引出電極１２に印加された電圧と試料
電圧によって形成される電界によって、セクタ型質量分
析計１１へと導かれる。その後、二次イオン１０はセク
タ型質量分析計１１で質量分離され、元素ごとの二次イ
オン強度が検出器１５によって記録される。
圧が加えられ、その軌道が曲げられ、アパーチャ１４に
さえぎられることによって試料９には照射されなくな
る。つぎにセクタ型質量分析計１１の引出電極１２およ
び試料９に電圧が印加される。したがって、この時に試
料上方近傍を飛行していた二次イオン１０は、セクタ型
質量分析計１１の引出電極１２に印加された電圧と試料
電圧によって形成される電界によって、セクタ型質量分
析計１１へと導かれる。その後、二次イオン１０はセク
タ型質量分析計１１で質量分離され、元素ごとの二次イ
オン強度が検出器１５によって記録される。
【００１８】一回の一次イオン照射によって発生した二
次イオン１０がセクタ型質量分析計１１の内に取り込ま
れたら、セクタ型質量分析計１１の引出電極１２と試料
９への電圧印加をやめ、さらに偏向電極１３への電圧印
加をやめてイオンビーム２が試料９を照射するようにす
る。分析は、このような手順を繰り返して行うことにな
る。
次イオン１０がセクタ型質量分析計１１の内に取り込ま
れたら、セクタ型質量分析計１１の引出電極１２と試料
９への電圧印加をやめ、さらに偏向電極１３への電圧印
加をやめてイオンビーム２が試料９を照射するようにす
る。分析は、このような手順を繰り返して行うことにな
る。
【００１９】以上で述べた、イオンビーム２の試料９へ
の照射を制御する偏向電圧電源１６、セクタ型質量分析
計の引出電極に電圧を印加する電源１７、および試料電
圧を印加する電源１８は、コンピュータ５で制御可能な
タイミング制御装置１９に接続され、各々の電圧印加の
タイミングを統括して制御されている。
の照射を制御する偏向電圧電源１６、セクタ型質量分析
計の引出電極に電圧を印加する電源１７、および試料電
圧を印加する電源１８は、コンピュータ５で制御可能な
タイミング制御装置１９に接続され、各々の電圧印加の
タイミングを統括して制御されている。
【００２０】図３に、イオンビームの偏向電圧電源１
６、セクタ型質量分析計の引出電極電圧電源１７、およ
び試料電圧電源１８の電圧印加タイミングチャートの一
例を示す。
６、セクタ型質量分析計の引出電極電圧電源１７、およ
び試料電圧電源１８の電圧印加タイミングチャートの一
例を示す。
【００２１】本装置によって超高感度で表面元素の二次
元元素分布を行う操作の例について説明する。まずイオ
ンビーム２をビーム径１００ｎｍに細束化して、走査制
御装置に図４に示すようなＸ走査信号およびＹ走査信号
を与えることによって、図５に示すようにＸならびにＹ
方向に順に、約２０μｍ×２０μｍの領域を走査させ
る。各照射点における二次イオン強度を、平面内の各
Ｘ，Ｙ座標に対応させてコンピュータ５に記憶させる。
そして一平面分の二次イオン強度分布が得られたら、二
次イオン強度の二次元分布をコンピュータ５の画面上に
表示させることができる。
元元素分布を行う操作の例について説明する。まずイオ
ンビーム２をビーム径１００ｎｍに細束化して、走査制
御装置に図４に示すようなＸ走査信号およびＹ走査信号
を与えることによって、図５に示すようにＸならびにＹ
方向に順に、約２０μｍ×２０μｍの領域を走査させ
る。各照射点における二次イオン強度を、平面内の各
Ｘ，Ｙ座標に対応させてコンピュータ５に記憶させる。
そして一平面分の二次イオン強度分布が得られたら、二
次イオン強度の二次元分布をコンピュータ５の画面上に
表示させることができる。
【００２２】ここでイオンビーム２の偏向電圧電源１
６、セクタ型質量分析計の引出電極電圧電源１７、およ
び試料電圧電源１８の電圧印加タイミングは上記で述べ
たのと同様である。すなわち、このような２次元分布分
析をする場合でも、イオンビーム２を試料９に照射する
ときは、セクタ型質量分析計１１の引出電極１２および
試料９には電圧は印加されず、そのビーム形状を歪めら
れていないため、イオンビーム径と同じ１００ｎｍの面
分解能で分析が可能となるのである。
６、セクタ型質量分析計の引出電極電圧電源１７、およ
び試料電圧電源１８の電圧印加タイミングは上記で述べ
たのと同様である。すなわち、このような２次元分布分
析をする場合でも、イオンビーム２を試料９に照射する
ときは、セクタ型質量分析計１１の引出電極１２および
試料９には電圧は印加されず、そのビーム形状を歪めら
れていないため、イオンビーム径と同じ１００ｎｍの面
分解能で分析が可能となるのである。
【００２３】つぎに、本装置によって超高深さ分解能で
元素の深さ方向分析を行う操作の例について説明する。
まずイオンビーム２を加速電圧印加電源３によって０．
５ｋｅＶに加速する。このように非常に低く加速電圧を
設定するのは、イオンビーム照射による深さ分解能が加
速電圧が低くなるほど高くなるためである。
元素の深さ方向分析を行う操作の例について説明する。
まずイオンビーム２を加速電圧印加電源３によって０．
５ｋｅＶに加速する。このように非常に低く加速電圧を
設定するのは、イオンビーム照射による深さ分解能が加
速電圧が低くなるほど高くなるためである。
【００２４】つぎにイオンビームレンズ４によって、イ
オンビーム２をビーム径５００ｎｍに細束化して、走査
制御装置に図４に示すようなＸ走査信号およびＹ走査信
号を与えることによって、図５に示すようにＸならびに
Ｙ方向に順に、約２００μｍ×２００μｍの領域を走査
させる。各照射点における二次イオン強度を、平面内の
各Ｘ，Ｙ座標に対応させてコンピュータ５に記憶させ
る。これを順次繰り返す、すなわち深さ方向に分析を進
めることになる。
オンビーム２をビーム径５００ｎｍに細束化して、走査
制御装置に図４に示すようなＸ走査信号およびＹ走査信
号を与えることによって、図５に示すようにＸならびに
Ｙ方向に順に、約２００μｍ×２００μｍの領域を走査
させる。各照射点における二次イオン強度を、平面内の
各Ｘ，Ｙ座標に対応させてコンピュータ５に記憶させ
る。これを順次繰り返す、すなわち深さ方向に分析を進
めることになる。
【００２５】しかしここで、イオンビーム２の照射によ
って生成したエッチングクレータは、一般に図６のよう
な形状を示す。エッチングクレータの側壁からの二次イ
オン強度は著しく深さ分解能を低下させるため、上記の
方法で記憶された３次元の二次イオン強度から、エッチ
ングクレータの側壁からの二次イオン強度を除く。
って生成したエッチングクレータは、一般に図６のよう
な形状を示す。エッチングクレータの側壁からの二次イ
オン強度は著しく深さ分解能を低下させるため、上記の
方法で記憶された３次元の二次イオン強度から、エッチ
ングクレータの側壁からの二次イオン強度を除く。
【００２６】このようにして超高深さ分解能の分析が可
能になる。ここでも、イオンビームの偏向電圧電源１
６、セクタ型質量分析計の引出電極電圧電源１７、およ
び試料電圧電源１８の電圧印加タイミングは上記で述べ
たのと同様である。すなわち、このような深さ方向分析
をする場合でも、イオンビーム２を試料９に照射すると
きは、セクタ型質量分析計１１の引出電極１２および試
料９には電圧は印加されてなく、極低エネルギのイオン
ビーム２を試料９に照射できるため超高深さ分解能で分
析が可能となる。
能になる。ここでも、イオンビームの偏向電圧電源１
６、セクタ型質量分析計の引出電極電圧電源１７、およ
び試料電圧電源１８の電圧印加タイミングは上記で述べ
たのと同様である。すなわち、このような深さ方向分析
をする場合でも、イオンビーム２を試料９に照射すると
きは、セクタ型質量分析計１１の引出電極１２および試
料９には電圧は印加されてなく、極低エネルギのイオン
ビーム２を試料９に照射できるため超高深さ分解能で分
析が可能となる。
【００２７】なお本実施例では、質量分析計としてセク
タ型質量分析計を用いたが、四重極型質量分析計および
飛行時間型質量分析計を用いてもよい。また試料に照射
するべき荷電粒子線として、イオンビームを用いたが電
子ビーム照射によって試料から放出されるイオンを分析
する技術にも利用可能である。
タ型質量分析計を用いたが、四重極型質量分析計および
飛行時間型質量分析計を用いてもよい。また試料に照射
するべき荷電粒子線として、イオンビームを用いたが電
子ビーム照射によって試料から放出されるイオンを分析
する技術にも利用可能である。
【００２８】また本実施例では、イオンビームを試料に
照射するときは、セクタ型質量分析計の引出電極および
試料には電圧は完全に印加しなかったが、分析に支障が
ないほどの電圧、すなわちビームの軌道の変化や、ビー
ム形状の歪みが分析に支障がないほどにおさまる程度の
電圧に下げるだけでもよい。
照射するときは、セクタ型質量分析計の引出電極および
試料には電圧は完全に印加しなかったが、分析に支障が
ないほどの電圧、すなわちビームの軌道の変化や、ビー
ム形状の歪みが分析に支障がないほどにおさまる程度の
電圧に下げるだけでもよい。
【００２９】また本実施例では、二次イオンを質量分析
計に導くのに、質量分析計の引出電極に印加された電圧
と試料電圧によって形成される電界を使ったが、二次イ
オンを質量分析計に導くことができれば、質量分析計の
引出電極に印加された電圧のみによって形成される電
界、試料電圧のみによって形成される電界、あるいは磁
極から発生する磁界を用いてもよい。
計に導くのに、質量分析計の引出電極に印加された電圧
と試料電圧によって形成される電界を使ったが、二次イ
オンを質量分析計に導くことができれば、質量分析計の
引出電極に印加された電圧のみによって形成される電
界、試料電圧のみによって形成される電界、あるいは磁
極から発生する磁界を用いてもよい。
【００３０】＜実施例２＞第２の応用例として、イオン
ビームを照射して試料から放出されるオージェ電子を分
析するオージェ電子分光分析装置について説明する。
ビームを照射して試料から放出されるオージェ電子を分
析するオージェ電子分光分析装置について説明する。
【００３１】上記実施例１で述べた二次イオン質量分析
計の例のように、イオンビームを試料に照射するとき
は、エネルギ分析器の引出電極に印加される電圧によっ
て形成される電界によって、イオンビームの軌道が曲げ
られたり、ビーム形状が歪められたりすることがないよ
うに、エネルギ分析器の引出電極には電圧は印加しな
い。
計の例のように、イオンビームを試料に照射するとき
は、エネルギ分析器の引出電極に印加される電圧によっ
て形成される電界によって、イオンビームの軌道が曲げ
られたり、ビーム形状が歪められたりすることがないよ
うに、エネルギ分析器の引出電極には電圧は印加しな
い。
【００３２】その後イオンビームは偏向電極に電圧が加
えられ、その軌道が曲げられ、アパーチャにさえぎられ
ることによって試料には照射しない。つぎにエネルギ分
析器の引出電極に電圧が印加される。したがって、この
時に試料上方近傍を飛行していオージェ電子は、エネル
ギ分析器の引出電極に印加される電圧によって形成され
る電界によって、エネルギ分析器へと導かれる。
えられ、その軌道が曲げられ、アパーチャにさえぎられ
ることによって試料には照射しない。つぎにエネルギ分
析器の引出電極に電圧が印加される。したがって、この
時に試料上方近傍を飛行していオージェ電子は、エネル
ギ分析器の引出電極に印加される電圧によって形成され
る電界によって、エネルギ分析器へと導かれる。
【００３３】以下、エネルギ分析器によって、特定の元
素のオージェ電子の強度を測定すれば、二次イオン質量
分析計と同様に試料表面の二次元の元素分布分析あるい
は深さ方向の元素分布分析を行うことができる。またオ
ージェ電子分析では、以上の分析に合わせて、元素の結
合状態分析も可能である。
素のオージェ電子の強度を測定すれば、二次イオン質量
分析計と同様に試料表面の二次元の元素分布分析あるい
は深さ方向の元素分布分析を行うことができる。またオ
ージェ電子分析では、以上の分析に合わせて、元素の結
合状態分析も可能である。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、荷電粒子線を試料に照
射し、試料から放出される荷電粒子を電界もしくは磁界
で分析器に導き、これを検出して試料表面の元素の濃度
情報もしくは表面元素の結合状態情報を得る表面元素分
析装置および分析方法において、極表面の元素の濃度情
報もしくは表面元素の結合状態情報を超高深さ分解能で
得られる表面元素分析装置および分析方法が提供され
る。
射し、試料から放出される荷電粒子を電界もしくは磁界
で分析器に導き、これを検出して試料表面の元素の濃度
情報もしくは表面元素の結合状態情報を得る表面元素分
析装置および分析方法において、極表面の元素の濃度情
報もしくは表面元素の結合状態情報を超高深さ分解能で
得られる表面元素分析装置および分析方法が提供され
る。
【図１】本発明の一実施例を示す分析装置のブロック構
成図。
成図。
【図２】従来装置のブロック構成図。
【図３】本発明の一実施例における電極電源電圧の印加
タイミング図。
タイミング図。
【図４】Ｘ走査信号とＹ走査信号を示す波形図。
【図５】イオンビームの走査を示す斜視図。
【図６】イオンビームを走査して得られたエッチングク
レータを示す斜視図。
レータを示す斜視図。
１…一次イオン源、２…イオンビーム、３…加速電圧印
加電源、４…イオンビームレンズ、５…コンピュータ、
６…走査制御装置、７…２組の静電偏向板、８…試料
台、９…試料、１０二次イオン、１１…セクタ型質量分
析計、１２…引出電極、１３…偏向電極、１４…アパー
チャ、１５…検出器、１６…偏向電圧電源、１７…引出
電極電圧電源、１８…試料電圧電源、１９…タイミング
制御装置。
加電源、４…イオンビームレンズ、５…コンピュータ、
６…走査制御装置、７…２組の静電偏向板、８…試料
台、９…試料、１０二次イオン、１１…セクタ型質量分
析計、１２…引出電極、１３…偏向電極、１４…アパー
チャ、１５…検出器、１６…偏向電圧電源、１７…引出
電極電圧電源、１８…試料電圧電源、１９…タイミング
制御装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA05 AA09 BA06 BA09 BA30 CA03 CA05 CA10 EA04 EA05 FA21 GA06 GA08 GA09 GA10 HA13 JA03 JA05 JA11 JA20 KA01 KA13 SA01
Claims (9)
- 【請求項１】荷電粒子線を試料に照射し、試料から放出
される荷電粒子を電界もしくは磁界で分析器に導き、こ
れを検出して試料表面の元素の濃度情報もしくは表面元
素の結合状態情報を得る表面元素分析装置において、試
料から放出される荷電粒子を分析器に導くための電界強
度もしくは磁界強度を、荷電粒子線の試料照射時と試料
から放出される荷電粒子を分析器に導く時とにおいて異
なる強度とすることを特徴とする表面元素分析装置。 - 【請求項２】荷電粒子線を試料に照射し、試料から放出
される荷電粒子を電界もしくは磁界で分析器に導き、こ
れを検出して試料表面の元素の濃度情報もしくは表面元
素の結合状態情報を得る表面元素分析装置において、荷
電粒子線の試料への照射、非照射選択機構を設け、荷電
粒子線の試料への照射時には、試料から放出される荷電
粒子を分析器に導くための電界もしくは磁界を印加せ
ず、荷電粒子線を試料へ照射しない時には、試料から放
出される荷電粒子を分析器に導くための電界もしくは磁
界を印加することを特徴とする表面元素分析装置。 - 【請求項３】上記分析器がセクタ型質量分析器である請
求項１または２記載の表面元素分析装置。 - 【請求項４】上記分析器が四重極型質量分析器である請
求項１または２記載の表面元素分析装置。 - 【請求項５】上記分析器が飛行時間型質量分析器である
請求項１または２記載の表面元素分析装置。 - 【請求項６】荷電粒子線がイオンビームであり、試料か
ら放出される信号が二次イオンである請求項１ないし５
のいずれか記載の表面元素分析装置。 - 【請求項７】荷電粒子線がイオンビームであり、試料か
ら放出される信号がオージェ電子である請求項１または
２記載の表面元素分析装置。 - 【請求項８】一次荷電粒子線を試料に照射し、試料から
放出される荷電粒子を電界もしくは磁界で分析器に導
き、これを検出して試料表面の元素の濃度情報もしくは
表面元素の結合状態情報を得る表面元素分析方法におい
て、試料から放出される荷電粒子を分析器に導くための
電界もしくは磁界を、一次荷電粒子線の試料照射時と試
料から放出される荷電粒子を分析器に導く時とで異なる
強度とすることを特徴とする表面元素分析方法。 - 【請求項９】荷電粒子線を試料に照射し、試料から放出
される荷電粒子を電界もしくは磁界で分析器に導き、こ
れを検出して試料表面の元素の濃度情報もしくは表面元
素の結合状態情報を得る表面元素分析方法において、荷
電粒子線の試料への照射、非照射選択機構により、荷電
粒子線の試料への照射時には、試料から放出される荷電
粒子を分析器に導くための電界もしくは磁界を印加せ
ず、荷電粒子線を試料へ照射いない時には、試料から放
出される荷電粒子を分析器に導くための電界もしくは磁
界を印加することを特徴とする表面元素分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10364062A JP2000187011A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 表面元素分析装置および分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10364062A JP2000187011A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 表面元素分析装置および分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000187011A true JP2000187011A (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=18480884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10364062A Pending JP2000187011A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 表面元素分析装置および分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000187011A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004045172A (ja) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Fujitsu Ltd | ３次元構造評価方法 |
| JP2013152169A (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Fujitsu Ltd | 二次イオン質量分析方法及び二次イオン質量分析装置 |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP10364062A patent/JP2000187011A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004045172A (ja) * | 2002-07-11 | 2004-02-12 | Fujitsu Ltd | ３次元構造評価方法 |
| JP2013152169A (ja) * | 2012-01-25 | 2013-08-08 | Fujitsu Ltd | 二次イオン質量分析方法及び二次イオン質量分析装置 |
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