JP2001349854A

JP2001349854A - 電子分光装置における分析位置設定方法

Info

Publication number: JP2001349854A
Application number: JP2000169148A
Authority: JP
Inventors: Toyohiko Tazawa; 澤豊彦田
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 2000-06-06
Filing date: 2000-06-06
Publication date: 2001-12-21

Abstract

(57)【要約】【課題】光学顕微鏡を用いて特定した分析位置を実際
に分析することができる電子分光装置における分析位置
設定方法を提供すること。【解決手段】光学顕微鏡の光軸Ｏ上に位置している注
目領域Ｃが、図７に示すように、電子分光器の光軸Ｏ’
を横切りかつ光学顕微鏡の光軸Ｏ上を移動するように試
料ステージが移動される。そして、各ステージ位置に対
応して、注目領域Ｃを構成する元素に関する電子強度が
測定されて記憶される。そして、その記憶された情報に
基づいて、前記同定元素に関するラインプロファイルが
求められ、そのラインプロファイルに基づき、前記注目
領域Ｃのほぼ中心を基準分析位置Ａ上に位置させるため
の試料ステージ位置が求められる。そして、その求めら
れた位置に試料ステージが移動されて分析が行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光電子分光装置
などの電子分光装置における分析位置設定方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光電子分光装置は、Ｘ線を試料表面に
照射し、試料から放出された光電子をエネルギーアナラ
イザなどから成る電子分光器でエネルギー測定すること
により、試料表面に存在する元素の同定、化学結合状態
および構造解析を行う装置である。

【０００３】この光電子分光装置を用いて試料表面上の
特定の部位を分析する場合、その分析位置の特定に光学
顕微鏡が一般的に用いられている。この光学顕微鏡は通
常、その光軸が、エネルギーアナライザに光電子を捕集
するための入射レンズによって決まる基準分析位置に交
錯するように位置合わせされて配置される。

【０００４】ここで、このような光学顕微鏡の位置合わ
せについて説明する。

【０００５】まず、図１に示すような位置合わせのため
のテストサンプルが用意される。このテストサンプル
は、Ａｌの円盤状基板上に、直径０．５ｍｍ程度のＡｕ
粒子を固定したものである。

【０００６】そして、図２に示すように、図１に示した
テストサンプルが試料ステージ上にセットされる。その
後、テストサンプル表面が基準高さｚ₀、すなわち、上
述した入射レンズによって決まる基準分析位置Ａの高さ
に位置するように、試料ステージがｚ方向へ移動され
る。この際、テストサンプルの表面は鏡面に仕上げられ
ていて凹凸がなく、また、テストサンプルの表面は試料
ステージの基準面と合わされているので、容易にテスト
サンプルの表面を基準分析位置Ａの高さに合わせること
ができる。

【０００７】次に、Ａｕに関する電子強度が測定される
ようにエネルギーアナライザの測定条件が設定された状
態で、試料表面にＸ線が照射される。そして、試料ステ
ージがｘｙ方向に走査されて、測定されたＡｕのピーク
強度が最も高くなるｘｙ位置に試料ステージが位置決め
される。

【０００８】このようにして、テストサンプル上のＡｕ
粒子が前記基準分析位置Ａに位置されると、このＡｕ粒
子が光学顕微鏡の視野中央に来るように、光学顕微鏡の
位置合わせが行われる。この結果、図２に示すように、
光学顕微鏡は、その光軸Ｏが電子分光器の光軸Ｏ’上の
基準分析位置Ａと交錯するように位置合わせされ、この
とき光学顕微鏡の焦点は基準分析位置Ａに合わされてい
る。

【０００９】以上、光学顕微鏡の位置合わせについて説
明したが、未知試料の分析時には、前記テストサンプル
に代えてその未知試料が試料ステージ上にセットされ
る。そして、光学顕微鏡を用いて、試料上の分析したい
位置が顕微鏡の視野中央に来るように、すなわち、分析
したい位置が前記基準分析位置Ａに位置するように試料
ステージが移動されて、試料の分析が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、分析位置
の特定に用いられる上述した光学顕微鏡は、電子分光器
の光軸Ｏ’と光学顕微鏡の光軸Ｏを同軸上に配置するこ
とが困難であるため、焦点深度が浅いものが使用され
る。

【００１１】しかし、通常入手可能な光学顕微鏡では焦
点深度が±２００μｍ程度ある。このため、図３に示す
ように、電子分光器の光軸Ｏ’と顕微鏡の光軸Ｏの開き
角をθ、分析試料上におけるｘ方向への分析位置の偏差
をδＬ、顕微鏡光軸上における前記基準分析位置Ａから
の偏差をδｄとすると、δＬ＝δｄｓｉｎθの偏差が存
在する。

【００１２】例えば、δｄ＝０．２ｍｍ、θ＝４５度で
あれば、分析試料上においてｘ方向に１４０μｍ程度の
分析位置のズレが生じる。このように従来においては、
せっかく光学顕微鏡を用いて分析位置を特定しても、そ
の部分が実際には分析されないという問題があった。

【００１３】本発明はこのような点に鑑みて成されたも
ので、その目的は、光学顕微鏡を用いて特定した分析位
置を実際に分析することができる電子分光装置における
分析位置設定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】この目的を達成する本
発明の電子分光装置における分析位置設定方法は、試料
ステージ上に置かれた試料に一次線を照射するための一
次線照射手段と、その一次線照射によって試料から発生
した電子をエネルギー選別して、ある特定のエネルギー
を有する電子を取り出す電子分光器と、光軸が前記電子
分光器の光軸と交わるように配置され、かつ焦点がそれ
らの光軸の交点付近に合わされた試料観察用光学顕微鏡
を備えた電子分光装置を用意し、前記光学顕微鏡を用い
て、分析したい試料上の注目領域が光学顕微鏡の視野中
央に来るように、前記試料ステージを移動させ、試料に
一次線を照射し、その一次線照射によって試料から発生
した電子を前記電子分光器で検出して、前記注目領域を
構成する元素を同定し、その同定された元素に関する電
子強度が測定されるように、前記電子分光器の測定条件
を設定し、試料に一次線を照射すると共に、前記注目領
域が電子分光器の光軸を横切りかつ光学顕微鏡の光軸上
を移動するように、前記試料ステージを移動させ、その
ステージ移動に同期させて、前記同定元素に関する電子
強度を電子分光器で測定し、各ステージ位置に対応させ
てその電子強度を記憶させ、その記憶された情報に基づ
いて、前記同定元素に関するラインプロファイルを求
め、そのラインプロファイルに基づき、前記注目領域の
ほぼ中心を前記光軸交点上に位置させるための試料ステ
ージ位置を求め、その求めたステージ位置に試料ステー
ジを移動させることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実
施の形態について説明する。

【００１６】図４は、本発明の電子分光装置の一例を示
した図である。

【００１７】まず図４の装置構成について説明すると、
１は真空容器であり、真空容器１の内部、すなわち試料
室２は排気装置３によって超高真空に排気されている。
試料室２には試料ステージ４が配置されており、この試
料ステージ４は、ステージ駆動機構５によってｘ，ｙお
よびｚ方向に移動される。また、試料６を保持した試料
ホルダ７が試料ステージ４上にセットされている。

【００１８】８は一次線照射手段であるＸ線源であり、
前記試料６にＸ線を照射するためのＸ線源８は、真空容
器１に取り付けられている。

【００１９】９は電子分光器であり、電子分光器９は真
空容器１に取り付けられている。この電子分光器９は、
Ｘ線照射によって試料６から発生した光電子を分光させ
るためのものである。そして、この電子分光器９は、試
料６からの光電子を減速させる上述した入射レンズ１０
と、入射レンズ１０からの光電子をエネルギー選別して
ある特定のエネルギーを有する光電子を取り出すエネル
ギーアナライザ１１と、エネルギーアナライザ１１で抽
出された光電子を検出する検出器１２で構成されてい
る。図中Ｏ’は電子分光器９の光軸であり、光軸Ｏ’は
ｘｚ平面上に位置している。

【００２０】また、１３はズーム式のＣＣＤカメラ付光
学顕微鏡であり、試料６を観察するための光学顕微鏡１
３は真空容器１に取り付けられていて、その焦点深度は
±２００μｍ程度である。光学顕微鏡１３の光軸Ｏはｘ
ｚ平面上に位置していて、その光軸Ｏは、電子分光器９
の光軸Ｏ’上の前記基準分析位置Ａと交錯している。ま
た、光学顕微鏡１３の焦点はその基準分析位置Ａ近傍に
合わされており、このような光学顕微鏡１３の位置合わ
せは上述した方法による。なお、図４中θは、電子分光
器９の光軸Ｏ’と顕微鏡１３の光軸Ｏの開き角である。

【００２１】１４はＸ線制御手段であり、Ｘ線制御手段
１４は、前記Ｘ線源８を制御するものである。

【００２２】また、１５はエネルギーアナライザ制御手
段であり、エネルギーアナライザ制御手段１５は、エネ
ルギーアナライザ１１の分光エネルギーを制御したり、
入射レンズ１０のレンズ条件を制御するものである。１
６は光電子計測手段であり、光電子計測手段１６は検出
器１２の出力を受けて、エネルギーアナライザ１１で抽
出された光電子をエネルギー別に計数するものである。

【００２３】１７は顕微鏡像表示手段であり、顕微鏡像
表示手段１７は、試料の光学像が結像される光学顕微鏡
１３のＣＣＤカメラの出力を受けると共に、光学顕微鏡
１３のレンズ条件を制御するものである。

【００２４】また、１８はステージ制御手段であり、ス
テージ制御手段１８は前記ステージ駆動機構５を制御す
るものである。

【００２５】上述した構成１４〜１８は中央制御装置１
９に接続されており、中央制御装置１９はそれらの構成
を制御するものである。また、表示手段２０と、キーボ
ードやマウスを備えた入力手段２１が中央制御装置１９
に接続されている。２２はラインプロファイル測定手段
であり、これは中央制御装置１９の一部を構成してい
る。

【００２６】以上、図４の装置構成について説明した
が、以下、このような装置における分析位置設定につい
て説明する。

【００２７】まずオペレータは、入力手段２１により、
試料６の光学像を表示手段２０の画面上に表示させる指
示を行う。この指示を受けた中央制御装置１９は、光学
顕微鏡１３のＣＣＤカメラの出力が供給される顕微鏡像
表示手段１７の出力に基づき、試料６の光学像を表示手
段２０の画面上に表示させる。なお、このとき、光学顕
微鏡１３の焦点深度を最短にするために、そのズーム倍
率は最高倍に設定されている。

【００２８】そしてオペレータは、この光学像を見なが
ら試料ステージ４を移動させて、明らかに試料基板であ
る領域Ｂを探す。この試料ステージ４の移動は入力手段
２１を用いて行われ、オペレータが入力手段２１により
試料ステージ４の移動を指示すると、この指示を受けた
中央制御装置１９は、試料ステージ４をその指示された
方向に指示された量だけ移動させるためのステージ移動
信号をステージ制御手段１８に送る。このステージ移動
信号を受け取ったステージ制御手段１８は、その信号に
基づいてステージ駆動機構５を駆動させるので、試料ス
テージ４はオペレータが指示したように移動する。

【００２９】このようにして、オペレータは試料基板領
域Ｂを探すと、その基板領域Ｂが図５に示すように表示
画面中央に来るように、すなわち、その基板領域Ｂが光
学顕微鏡１３の視野中央に来るように、入力手段２１を
用いて試料ステージ４を移動させる。この結果、基板領
域Ｂは光学顕微鏡１３の光軸Ｏ上に位置する。

【００３０】そして、オペレータが入力手段２１により
分析開始を指示すると、中央制御装置１９は、Ｘ線を試
料表面に照射するための制御信号をＸ線源制御手段１４
に送ると共に、エネルギーアナライザ１１の分光エネル
ギーを掃引させるための制御信号をエネルギーアナライ
ザ制御手段１５に送る。すると、Ｘ線源制御手段１４
は、Ｘ線を発生させるようにＸ線源８を制御するので、
Ｘ線源８からＸ線が発生する。

【００３１】このＸ線照射を受けた試料からは光電子が
発生し、前記基板領域Ｂからの光電子は、入射レンズ１
０を介してエネルギーアナライザ１１に導かれる。そし
て、その光電子はエネルギーアナライザ１１でエネルギ
ー選別されて、検出器１２で検出される。この検出器１
２の出力は光電子計測手段１６に送られ、光電子計測手
段１６は、エネルギーアナライザ１１の分光エネルギー
を参照して、エネルギーアナライザ１１で抽出された光
電子をエネルギー別に計数する。

【００３２】そして、中央制御装置１９は、光電子計測
手段１６の計測結果に基づき、横軸に運動エネルギー、
縦軸に電子強度をとった前記基板領域Ｂについてのスペ
クトルを作成する。このスペクトルは、中央制御装置１
９の記憶部に記憶される。

【００３３】このようにして、基板領域Ｂに関するスペ
クトルが得られると、次にオペレータは、表示手段２０
の画面上に表示されている試料６の光学像を見ながら、
入力手段２１を用いて試料ステージ４を移動させて、分
析したい試料上の注目領域Ｃを探す。

【００３４】そして、オペレータは分析したい試料上の
注目領域Ｃを探すと、その注目領域Ｃが図６に示すよう
に表示画面中央に来るように、すなわち、その注目領域
Ｃが光学顕微鏡１３の視野中央に来るように、入力手段
２１を用いて試料ステージ４を移動させる。この結果、
注目領域Ｃは光学顕微鏡１３の光軸Ｏ上に位置する。し
かし、上述したように、光学顕微鏡１３の焦点深度は±
２００μｍ程度あるので、注目領域Ｃの中心が前記基準
分析位置Ａ上に位置しているとは限らない。

【００３５】そこでオペレータは、入力手段２１によ
り、前記基準分析位置Ａを中心とするｘｙ平面上におけ
るエネルギーアナライザの分析領域の径Ｓを、次式を満
足する程度の大きさに設定する指示を行う。

【００３６】Ｓ≒２（光学顕微鏡の前方焦点深度＋後方
焦点深度）×ｓｉｎθ例えば、オペレータがＳ＝４００
μｍに設定する指示を行うと、この指示を受けた中央制
御装置１９は、Ｓ＝４００μｍとするための制御信号を
エネルギーアナライザ制御手段１５に送る。すると、エ
ネルギーアナライザ制御手段１５は、その信号に基づい
て入射レンズ１０のレンズ条件を制御するので、エネル
ギーアナライザの分析領域の径Ｓは４００μｍに設定さ
れる。なお、通常の試料分析においては、その径Ｓは１
００μｍ程度に設定されるが、この場合、上述した焦点
深度による分析位置のズレがあっても前記注目領域Ｃの
分析が行われるように、エネルギーアナライザの分析領
域の径は４００μｍに大きく設定されている。

【００３７】こうして、エネルギーアナライザの分析領
域サイズが変更設定されると、オペレータは入力手段２
１により分析開始を指示する。すると、中央制御装置１
９は、Ｘ線を試料表面に照射するための制御信号をＸ線
源制御手段１４に送ると共に、エネルギーアナライザ１
１の分光エネルギーを掃引させるための制御信号をエネ
ルギーアナライザ制御手段１５に送る。このため、前記
Ｘ線源８からＸ線が発生する。

【００３８】このＸ線照射を受けた試料からは光電子が
発生し、前記注目領域Ｃからの光電子を含む試料からの
光電子は、入射レンズ１０を介してエネルギーアナライ
ザ１１に導かれる。そして、その光電子はエネルギーア
ナライザ１１でエネルギー選別されて、検出器１２で検
出される。この検出出力は光電子計測手段１６に送ら
れ、光電子計測手段１６は、エネルギーアナライザの分
光エネルギーを参照して、エネルギーアナライザ１１で
抽出された光電子をエネルギー別に計数する。

【００３９】そして、中央制御装置１９は、光電子計測
手段１６の計測結果に基づき、前記注目領域Ｃを含む試
料領域についてのスペクトルを作成する。この注目領域
Ｃに関するスペクトルは、中央制御装置１９の記憶部に
記憶される。

【００４０】このようにして、注目領域Ｃに関するスペ
クトルと、基板領域Ｂに関するスペクトルが得られる
と、中央制御装置１９は、それらのスペクトルの比較対
照を行い、注目領域Ｃを構成する元素が試料基板を構成
する元素と同一元素であるか否かを判断する。

【００４１】例えば、注目領域Ｃを構成する元素が、Ｓ
ｉ基板上に形成されたタングステンＷである場合、中央
制御装置１９は、注目領域Ｃを構成する元素が試料基板
を構成する元素と異なると判断する。そしてこの場合、
中央制御装置１９は、注目領域Ｃを構成する試料基板側
に含まれない元素（この場合タングステン）に関する電
子強度ラインプロファイルを測定する指示を、ラインプ
ロファイル測定手段２２に送る。

【００４２】一方、例えば、注目領域Ｃの物質がＣｕ₂
Ｏであって、このＣｕ₂Ｏが試料基板ＣｕＯ上に形成さ
れている場合、中央制御装置１９は、注目領域Ｃは複数
の元素で構成されていて、注目領域Ｃを構成する各元素
が試料基板を構成する各元素と一致すると判断する。そ
してこの場合、中央制御装置１９は、それらの元素（こ
の場合ＣｕとＯ）に関する組成比ラインプロファイルを
測定する指示を、ラインプロファイル測定手段２２に送
る。

【００４３】さて、ラインプロファイル測定手段２２
は、上述した例えばＷに関する電子強度ラインプロファ
イルの指示を受けると、この同定されたＷに関する電子
強度を測定するための制御信号をエネルギーアナライザ
制御手段１５に送る。エネルギーアナライザ制御手段１
５は、この制御信号に基づき、エネルギーアナライザ１
１の分光エネルギーを、Ｗに関する電子強度を測定する
分光エネルギーに設定する。

【００４４】また、ラインプロファイル測定手段２２
は、上述したエネルギーアナライザの分析領域の径Ｓ
を、通常分析時の大きさである１００μｍ程度とするた
めの制御信号をエネルギーアナライザ制御手段１５に送
る。エネルギーアナライザ制御手段１５は、その制御信
号に基づいて入射レンズ１０のレンズ条件を制御するの
で、エネルギーアナライザ１１の分析領域の径Ｓは１０
０μｍ程度に設定される。

【００４５】こうして、エネルギーアナライザ１１の分
光エネルギーと、エネルギーアナライザ１１の分析領域
サイズが設定されると、ラインプロファイル測定手段２
２は、Ｘ線を試料表面に照射するための制御信号をＸ線
源制御手段１４に送る。このため、前記Ｘ線源８からＸ
線が発生する。

【００４６】さらにラインプロファイル測定手段２２
は、光軸ＯとＯ’の開き角θの情報に基づき、現在光学
顕微鏡１３の光軸Ｏ上に位置している前記注目領域Ｃ
が、図７に示すように、電子分光器９の光軸Ｏ’を横切
りかつ光学顕微鏡１３の光軸Ｏ上を移動するためのステ
ージ移動信号をステージ制御手段１８に送る。

【００４７】図７において、Ｌは、注目領域Ｃが光軸Ｏ
上を移動する距離であり、その距離ＬはＬ＝２×（光学
顕微鏡の前方焦点深度＋後方焦点深度）程度に設定され
る。また、図７において、（ｘ₁，ｙ₀，ｚ₁），（ｘ₂，
ｙ₀，ｚ₂），……，（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀），……，
（ｘ_n-1，ｙ₀，ｚ_n-1），（ｘ_n，ｙ₀，ｚ_n）は、注目領
域Ｃが光軸Ｏ上を移動するときの各ステージ停止位置で
あり、前記ステージ移動信号は、試料ステージ４がこれ
らの各ステージ位置で一旦停止するように作成されてい
る。なお、となり合うステージ停止位置のステージ座標
は、ｙ座標は同じで、ｘ座標はｄｘ、ｚ座標はｄｚの差
がある。

【００４８】さて、このようなステージ移動信号を受け
たステージ制御手段１８は、そのステージ移動信号に基
づき、まず、試料ステージ４が座標（ｘ₁，ｙ₀，ｚ₁）
に位置するようにステージ駆動機構５を制御する。そし
て、そのステージ位置（ｘ₁，ｙ₀，ｚ₁）において、Ｘ
線照射により試料６から発生した光電子は、入射レンズ
１０を介してエネルギーアナライザ１１に導かれる。

【００４９】上述したように、エネルギーアナライザ１
１の分光エネルギーは、Ｗに関する電子強度を測定する
分光エネルギーに固定されているので、Ｗに関する光電
子のみが検出器１２で検出される。この検出出力は光電
子計測手段１６に送られ、光電子計測手段１６は、エネ
ルギーアナライザ１１の分光エネルギーを参照して、エ
ネルギーアナライザ１１で抽出されたＷに関する光電子
を計数する。そして、ラインプロファイル測定手段２２
は、光電子計測手段１６の計測結果と、現在のステージ
位置情報に基づき、ステージ位置（ｘ₁，ｙ₀，ｚ₁）に
対応させてＷに関する電子強度を記憶させる。

【００５０】次に、試料ステージ４が座標（ｘ₂，ｙ₀，
ｚ₂）に位置するように、ステージ駆動機構５がステー
ジ制御手段１８によって制御され、前記同様にして、ラ
インプロファイル測定手段２２は、ステージ位置
（ｘ₂，ｙ₀，ｚ₂）に対応させてＷに関する電子強度を
記憶させる。

【００５１】以後、試料ステージ４が順に移動され、ラ
インプロファイル測定手段２２は、ステージ位置
（ｘ₃，ｙ₀，ｚ₃），……，（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀），……，
（ｘ_n-1，ｙ₀，ｚ_n-1），（ｘ_n，ｙ₀，ｚ_n）に対応させ
てＷに関する電子強度を記憶する。なお、図８は、この
ようなプロファイル測定時のステージ駆動タイミングを
示した図であり、各位置にステージが停止した後でプロ
ファイル測定が行われる。

【００５２】このようにして、ラインプロファイル測定
手段２２は、各ステージ位置におけるＷに関する電子強
度を記憶すると、その記憶した情報に基づき、図９に示
すようなＷに関する電子強度ラインプロファイルを求め
る。この図９に示すように、前記注目領域Ｃの中心が前
記基準分析位置Ａ上に位置するステージ位置（ｘ₀，
ｙ₀，ｚ₀）付近においては、注目領域Ｃは前記エネルギ
ーアナライザ１１の分析領域内に入るので、Ｗに関する
光電子は検出されて電子強度が高くなっている。しか
し、注目領域Ｃがエネルギーアナライザ１１の分析領域
内に入ってこないそれ以外のステージ位置においては、
Ｗに関する光電子は検出器１２で検出されないので電子
強度は低い。

【００５３】そして、ラインプロファイル測定手段２２
は、求めた図９に示す電子強度ラインプロファイルか
ら、前記注目領域Ｃの中心を前記基準分析位置Ａ上に位
置させるためのステージ位置座標（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀）を
算出する。すなわち、ラインプロファイル測定手段２２
は、まず図９に示すように、電子強度ピークの立ち上が
りステージ位置（ｘ_a，ｙ₀，ｚ_a）と、立ち下がりステ
ージ位置（ｘ_b，ｙ₀，ｚ_b）を求める。そして、ライン
プロファイル測定手段２２は、（（ｘ_a−ｘ_b）／２，ｙ
₀，（ｚ_a−ｚ_b）／２）から、前記ステージ位置座標
（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀）を求める。

【００５４】以上、電子強度ラインプロファイルからス
テージ位置座標（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀）を求める場合につい
て説明した。

【００５５】一方、ラインプロファイル測定手段２２
は、上述した例えばＣｕとＯに関する組成比ラインプロ
ファイルの指示を受けると、上述した電子強度ラインプ
ロファイル取得と同様な制御により、まず、ステージ位
置（ｘ₁，ｙ₀，ｚ₁），（ｘ₂，ｙ₀，ｚ₂），（ｘ₃，
ｙ₀，ｚ₃），……，（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀），……，
（ｘ_n-1，ｙ₀，ｚ_n-1），（ｘ_n，ｙ₀，ｚ_n）に対応させ
て同定元素Ｃｕに関する電子強度を記憶する。

【００５６】次にラインプロファイル測定手段２２は、
同様な制御により、ステージ位置（ｘ₁，ｙ₀，ｚ₁），
（ｘ₂，ｙ₀，ｚ₂），（ｘ₃，ｙ₀，ｚ₃），……，
（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀），……，（ｘ_n-1，ｙ₀，ｚ_n-1），
（ｘ_n，ｙ₀，ｚ_n）に対応させて同定元素Ｏに関する電
子強度を記憶する。

【００５７】このようにして、ラインプロファイル測定
手段２２は、各ステージ位置におけるＣｕとＯに関する
電子強度を記憶すると、その記憶した情報に基づき、図
１０に示すようなＣｕとＯに関する組成比ラインプロフ
ァイルを求める。この図１０に示すように、前記注目領
域Ｃの中心が前記基準分析位置Ａ上に位置するステージ
位置（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀）付近と、その両側においては、
その組成比が異なっていることが分かる。これは注目領
域ＣがＣｕ₂Ｏで形成されていて、一方、試料基板Ｂが
ＣｕＯで形成されているためである。

【００５８】そして、ラインプロファイル測定手段２２
は、求めた図１０に示す組成比ラインプロファイルか
ら、前記注目領域Ｃの中心を前記基準分析位置Ａ上に位
置させるためのステージ位置座標（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀）を
算出する。すなわち、ラインプロファイル測定手段２２
は、まず図１０に示すように、例えばＣｕに関する組成
比ピークの立ち上がりステージ位置（ｘ_a，ｙ₀，ｚ_a）
と、立ち下がりステージ位置（ｘ_b，ｙ₀，ｚ_b）を求め
る。そして、ラインプロファイル測定手段２２は、
（（ｘ_a−ｘ_b）／２，ｙ₀，（ｚ_a−ｚ_b）／２）から、
前記ステージ位置座標（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀）を求める。な
お、このとき、同定元素Ｏに関する組成比ラインプロフ
ァイルから、前記ステージ位置座標（ｘ₀，ｙ₀，ｚ₀）
を求めるようにしてもよい。

【００５９】以上、図４の装置について説明したが、こ
の装置を用いれば、試料上の目的部位をエネルギーアナ
ライザの真の分析中心に設定できることにより、目的部
位が試料基板の構成元素と異なる元素からなる場合に
は、信号強度的に最適な条件で測定が可能となる。ま
た、目的部位が試料基板と同じ構成元素からなる場合に
は、上述した方法で得られるラインプロファイルによる
化学量論的な考察から、光学顕微鏡によるだけの分析位
置合わせと比して、より正確な分析位置の設定が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光学顕微鏡の位置合わせに用いられるテスト
サンプルを示した図である。

【図２】図１に示したテストサンプルが試料ステージ
上にセットされた状態を示した図である。

【図３】光学顕微鏡の焦点深度による、分析位置のズ
レを説明するために示した図である。

【図４】本発明の電子分光器の一例を示した図であ
る。

【図５】表示手段の画面上に表示される試料の光学像
を説明するために示した図である。

【図６】表示手段の画面上に表示される試料の光学像
を説明するために示した図である。

【図７】図４の装置におけるステージ移動を説明する
ために示した図である。

【図８】プロファイル測定時の、ステージ駆動タイミ
ングを示した図である。

【図９】電子強度ラインプロファイルを示した図であ
る。

【図１０】組成比ラインプロファイルを示した図であ
る。

【符号の説明】

１…真空容器、２…試料室、３…排気装置、４…試料ス
テージ、５…ステージ駆動機構、６…試料、７…試料ホ
ルダ、８…Ｘ線源、９…電子分光器、１０…入射レン
ズ、１１…エネルギーアナライザ、１２…検出器、１３
…光学顕微鏡、１４…Ｘ線源制御手段、１５…エネルギ
ーアナライザ制御手段、１６…光電子計測手段、１７…
顕微鏡像表示手段、１８…ステージ制御手段、１９…中
央制御装置、２０…表示手段、２１…入力手段、２２…
ラインプロファイル測定手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試料ステージ上に置かれた試料に一次線
を照射するための一次線照射手段と、その一次線照射に
よって試料から発生した電子をエネルギー選別して、あ
る特定のエネルギーを有する電子を取り出す電子分光器
と、光軸が前記電子分光器の光軸と交わるように配置さ
れ、かつ焦点がそれらの光軸の交点付近に合わされた試
料観察用光学顕微鏡を備えた電子分光装置を用意し、前
記光学顕微鏡を用いて、分析したい試料上の注目領域が
光学顕微鏡の視野中央に来るように、前記試料ステージ
を移動させ、試料に一次線を照射し、その一次線照射に
よって試料から発生した電子を前記電子分光器で検出し
て、前記注目領域を構成する元素を同定し、その同定さ
れた元素に関する電子強度が測定されるように、前記電
子分光器の測定条件を設定し、試料に一次線を照射する
と共に、前記注目領域が電子分光器の光軸を横切りかつ
光学顕微鏡の光軸上を移動するように、前記試料ステー
ジを移動させ、そのステージ移動に同期させて、前記同
定元素に関する電子強度を電子分光器で測定し、各ステ
ージ位置に対応させてその電子強度を記憶させ、その記
憶された情報に基づいて、前記同定元素に関するライン
プロファイルを求め、そのラインプロファイルに基づ
き、前記注目領域のほぼ中心を前記光軸交点上に位置さ
せるための試料ステージ位置を求め、その求めたステー
ジ位置に試料ステージを移動させることを特徴とする電
子分光装置における分析位置設定方法。
【請求項２】前記注目領域を構成する元素が、試料基
板を構成する元素と異なる場合には、注目領域を構成す
る元素に関する電子強度ラインプロファイルを求め、一
方、前記注目領域を構成する各元素が、試料基板を構成
する各元素と一致する場合には、それらの元素に関する
組成比ラインプロファイルを求めるようにしたことを特
徴とする請求項１記載の電子分光装置における分析位置
設定方法。
【請求項３】前記一次線はＸ線であることを特徴とす
る請求項１または２に記載の電子分光装置における分析
位置設定方法。