JP2002214169A - 電子分光装置 - Google Patents

電子分光装置

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JP2002214169A
JP2002214169A JP2001005919A JP2001005919A JP2002214169A JP 2002214169 A JP2002214169 A JP 2002214169A JP 2001005919 A JP2001005919 A JP 2001005919A JP 2001005919 A JP2001005919 A JP 2001005919A JP 2002214169 A JP2002214169 A JP 2002214169A
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Japan
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bias voltage
electron
electron spectrometer
surface potential
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Masato Kudou
政都 工藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Eonset の測定による表面電位の測定と共に
オージェスペクトルの正確なピーク位置測定が行えるよ
うにした電子分光装置を提供する。 【解決手段】 試料ステージ上に載置された試料2に対
して電子線を照射する電子照射装置1と、試料より放出
される二次電子又はオージェ電子を分光検出する電子分
光器3とを有し、該電子分光器の分光検出出力に基づい
て試料のオージェスペクトル又は表面電位を測定するよ
うにした電子分光装置において、試料に対してバイアス
電圧を印加するバイアス電圧印加制御装置5を備え、表
面電位の測定時には所定のバイアス電圧を試料に印加
し、オージェスペクトル測定時には試料に印加するバイ
アス電圧を0とするように、バイアス電圧印加制御装置
5をホストコンピュータ6で制御するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子分光装置に
関し、特にオージェスペクトルと共に表面電位を正確に
測定できるようにした電子分光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、電子分光装置は、オージェスペ
クトルの測定により試料表面上の元素分析や状態分析を
行ったり、あるいはEonset(立ち上がりエネルギー値)
の測定により試料の表面電位(二次電子像)の測定を行
ったりする場合に用いられている。
【0003】Eonset の測定においては、試料の仕事関
数と電子分光器の検出素子の仕事関数との関係により、
試料にバイアス電圧を印加して測定する必要があり、そ
のため従来は、オージェスペクトルの測定時をも含め、
常に一定の値のバイアス電圧を試料に印加して、それぞ
れの測定が行われている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に試料のEonset の測定時と共にオージェスペクトルの
測定時においても、試料に常時バイアス電圧を印加して
測定を行っている場合には、オージェスペクトルの測定
時にはオージェスペクトルのエネルギー位置が、試料へ
印加しているバイアス電圧分だけシフトする。そのた
め、オージェスペクトルの位置が本来の位置からずれた
状態となり、正確なオージェスペクトルが得られないと
いう問題点がある。
【0005】本発明は、従来の電子分光装置における上
記問題点を解消するためになされたもので、Eonset の
測定と共に正確なオージェスペクトル測定が行えるよう
にした電子分光装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項1に係る発明は、試料ステージ上に載置され
た試料に対して一次励起線を照射する一次励起線源と、
試料より放出される二次線を分光検出する電子分光器と
を有し、該電子分光器の分光検出出力に基づいて試料の
オージェスペクトル又は表面電位を測定するようにした
電子分光装置において、試料に対してバイアス電圧を印
加するバイアス電圧印加手段と、該バイアス電圧印加手
段の印加電圧の設定を制御する制御手段を備え、該制御
手段は指定分析エネルギー値に基づくオージェスペクト
ルの測定か表面電位の測定かに応じて、バイアス電圧印
加手段の設定印加電圧を切り替え制御するように構成さ
れていることを特徴とするものである。
【0007】このように構成した電子分光装置において
は、電子分光器に指定される分析エネルギー値EK が低
い領域のEonset の測定時には、制御手段によりバイア
ス電圧印加手段が所定のバイアス電圧を試料に印加する
ように制御され、また電子分光器に指定される分析エネ
ルギー値が高い領域のオージェスペクトル測定時には、
制御手段によりバイアス電圧印加手段が試料に印加する
バイアス電圧をゼロにするように制御される。これによ
り、Eonset の測定による表面電位の測定が可能となる
と共に、オージェスペクトル測定時にはバイアス電圧に
よるオージェスペクトルのずれが発生せず、正確なオー
ジェスペクトル測定を行うことができる。
【0008】そして、この場合、上記制御手段は、電子
分光器の動作パラメータを指定送出するホストコンピュ
ータに内蔵させることができ、あるいはまた上記制御手
段は、電子分光器の動作パラメータを指定するホストコ
ンピュータから電子分光器へ指定送出される分析エネル
ギー値EK をモニタし、基準電圧と比較してバイアス切
り替え信号を送出する電圧比較回路で構成することがで
きる。
【0009】また請求項4に係る発明は、試料ステージ
上に載置された試料に対して一次励起線を照射する一次
励起線源と、試料より放出される二次線を分光検出する
電子分光器とを有し、該電子分光器の分光検出出力に基
づいて試料のオージェスペクトル又は表面電位を測定す
るようにした電子分光装置において、前記試料にバイア
ス電圧を印加するバイアス電圧印加手段と、前記電子分
光器の動作パラメータを指定するホストコンピュータと
を備え、前記バイアス電圧印加手段は表面電位の測定に
必要なバイアス電圧を試料に常時印加し、前記ホストコ
ンピュータは、オージェスペクトル測定時には電子分光
器への動作パラメータとして前記バイアス電圧に相当す
るエネルギー値を加算補正して分析エネルギー値を指定
するように構成されていることを特徴とするものであ
る。
【0010】このように構成した電子分光装置において
は、バイアス電圧印加手段により、試料には表面電位の
測定に必要な一定のバイアス電圧を常時印加しておい
て、ホストコンピュータは、電子分光器に指定する分析
エネルギー値を高くしてオージェスペクトル測定を実行
する場合には、該電子分光器に指定するパラメータとし
て、バイアス電圧に相当するエネルギー値を加算補正し
た値を用いるようにしている。これにより、Eonset の
測定が行えると共に、オージェスペクトル測定時には試
料にバイアス電圧を印加しない場合と同様にずれのない
正確なスペクトルを表示し測定することが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】次に、実施の形態について説明す
る。図1は、本発明に係る電子分光装置の第1の実施の
形態を示すブロック構成図である。図1において、1は
電子照射装置(一次励起線源)で、2は該電子照射装置
1からの電子線が照射される図示しない試料ステージ上
に載置された試料、3は電子線の照射された試料より放
出される二次電子やオージェ電子(二次線)を分光して
検出するための電子分光器、4は該電子分光器3の動作
を制御するための分光器制御装置、5は試料2にバイア
ス電圧を印加するためのバイアス電圧印加制御装置、6
は分光器制御装置4及びバイアス電圧印加制御装置5を
制御するためのホストコンピュータ、7は分光器制御装
置4及びバイアス電圧印加制御装置5とホストコンピュ
ータ6との間の信号の授受を行うためのバスである。
【0012】次に、このように構成されている第1の実
施の形態の動作について説明する。電子照射装置1より
出射される電子を試料2で照射し、試料2より放出され
る二次電子あるいはオージェ電子を電子分光器3で分光
検出し、該電子分光器3の分光検出信号から得られるス
ペクトルのEonset の測定により表面電位(二次電子
像)の測定を行い、更にはオージェスペクトルを測定す
ることにより試料表面の元素分析や状態分析を行う。
【0013】ところで、Eonset の測定においては、電
子分光器3の検出素子の仕事関数に対する試料2の仕事
関数の差異等により、Eonset のエネルギー位置が0 e
Vよりも小さくなる場合があるので、通常−5V程度の
バイアス電圧を試料2に印加し、試料2の仕事関数に依
存せず、正確なEonset 値が得られるようにしている。
【0014】しかしながら、オージェスペクトル測定時
においても、試料2に対して同じくバイアス電圧を印加
しておくと、先に述べたようにオージェスペクトルがず
れて正確なスペクトル測定ができなくなる。例えば、−
5Vのバイアス電圧を印加した場合、銅のスペクトルピ
ークは914eVであるのに、919eVにずれて表示される。
【0015】そこで、本実施の形態においては、バイア
ス電圧印加制御装置5を設け、Eonset の測定時には試
料2に対して、表面電位の測定に必要なバイアス電圧を
印加し、一方、オージェスペクトル測定時にはバイアス
電圧を印加せず零バイアスとするものである。
【0016】オージェスペクトル測定において、オージ
ェピーク値が現れるのは、その運動エネルギーEK は最
低でも 30eV程度である。またEonset の測定において
は、最大でもその運動エネルギーEK は 30eV程度まで
しかデータを収集しない。したがって、本実施の形態で
は、分析している電子の運動エネルギーEK の値に応じ
て、すなわちオージェスペクトル測定かEonset による
表面電位の測定かに応じて、バイアス電圧印加制御装置
を切り替えて制御するようにしている。すなわち、EK
が 30eV未満のEonset の測定時にはバイアス電圧印加
制御装置5により、−5Vのバイアス電圧を試料2に印
加するようにし、EK が 30eV以上のオージェスペクト
ル測定時には、試料2に印加するバイアス電圧を0Vと
する。
【0017】このように、バイアス電圧印加制御装置5
により試料2へ印加するバイアス電圧を制御することに
より、Eonset の測定と共にオージェスペクトルのピー
ク値を正確に測定することができる。なお、本実施の形
態においては、上記バイアス電圧印加制御装置5は、電
子分光器3の各種動作パラメータを送出するホストコン
ピュータ6から指定される電子分光器3への分析エネル
ギー(運動エネルギー)EK 値に基づいて、切り替え制
御されるようになっている。
【0018】次に、第2の実施の形態を図2に示すブロ
ック構成図に基づいて説明する。図2において、図1に
示した第1の実施の形態の電子分光装置と同一又は対応
する構成要素には、同一符号を付して示している。この
実施の形態では、電子分光器3の動作パラメータを指定
するホストコンピュータ6から電子分光器3へ送出され
る分析エネルギーEK 値を、直接アナログ的にモニタ
し、基準電圧と比較してバイアス電圧印加制御装置5へ
バイアス切り替え信号を送出する電圧比較回路11を設
け、この電圧比較回路11から出力されるバイアス切り替
え信号により、バイアス電圧印加制御装置5は試料2へ
のバイアス印加電圧を、EK が 30eV未満のEonset の
測定を行う場合には−5Vに設定し、EK が 30eV以上
のオージェスペクトル測定時には0Vに設定するもので
ある。
【0019】これにより、第1の実施の形態と同様に、
Eonset の測定と共に、オージェスペクトルの正確なピ
ーク位置の測定を行うことができる。
【0020】次に、第3の実施の形態について説明す
る。図3は第3の実施の形態を示すブロック構成図で、
図1及び図2に示した第1及び第2の実施の形態と同一
又は対応する構成要素には、同一符号を付して示してい
る。この実施の形態は、試料2に対して、Eonset を測
定するのに必要なバイアス電圧を常時印加するバイアス
電圧印加装置21を備え、試料2には、Eonset の測定時
のみならずオージェスペクトル測定時にも、Eonset の
測定に必要とするバイアス電圧(−Vボルト)を印加す
るように構成している。そして、EK が 30eV未満のE
onset の測定を行う場合は、EK をそのまま用いて電子
分光器3の各種パラメータを指定し、EKが 30eV以上
のオージェスペクトルの測定を行う場合には、ホストコ
ンピュータ6は電子分光器3に対して、EK の代わり
に、EK ′=EK + eVを用いて、電子分光器3の各種
パラメータを指定すると共に、スペクトルとして得られ
るデータのEK を表す軸(通常は横軸)には、EK その
ものを表示するように構成する。
【0021】このように構成することにより、試料2に
は所定のバイアス電圧(−V)が印加されていても、オ
ージェスペクトル測定時には、バイアス電圧分を補正し
たE K ′を用いて、電子分光器3の各種パラメータを指
定するようにしているので、表示装置22のEK を表す横
軸に従来と同様にEK そのものを表示することにより、
Eonset の測定と共にオージェスペクトルの正確なピー
クを表示し測定することができる。
【0022】上記各実施の形態では、EK 値を 30eV以
上か 30eV未満かを、オージェスペクトル測定とEonse
t の測定の場合分けの境界に設定しているが、この境界
は 30eVに必ずしも厳密に設定する必要はなく、例え
ば、 20eV程度に境界の設定をしても、実用上支障は生
じない。
【0023】
【発明の効果】以上実施の形態に基づいて説明したよう
に、請求項1に係る発明によれば、指定分析エネルギー
値に基づくオージェスペクトルの測定か表面電位の測定
かに応じて、試料に印加するバイアス電圧値を切り替え
制御するように構成しているので、Eonset の測定によ
る表面電位の測定と共にオージェスペクトルの正確なピ
ーク測定を行うことができる。請求項4に係る発明によ
れば、試料には一定のバイアス電圧を常時印加しておい
て、オージェスペクトル測定時には、電子分光器に指定
する分析エネルギー値として、バイアス電圧に相当する
エネルギー値を加算補正した値を用いるようにしている
ので、Eonset の測定が行えると共に、オージェスペク
トル測定時にもずれのない正確なスペクトルピークを表
示測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電子分光装置の第1の実施の形態
を示すブロック構成図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示すブロック構成
図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態を示すブロック構成
図である。
【符号の説明】
1 電子照射装置 2 試料 3 電子分光器 4 分光器制御装置 5 バイアス電圧印加制御装置 6 ホストコンピュータ 7 バス 11 電圧比較回路 21 バイアス電圧印加装置 22 表示装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料ステージ上に載置された試料に対し
    て一次励起線を照射する一次励起線源と、試料より放出
    される二次線を分光検出する電子分光器とを有し、該電
    子分光器の分光検出出力に基づいて試料のオージェスペ
    クトル又は表面電位を測定するようにした電子分光装置
    において、試料に対してバイアス電圧を印加するバイア
    ス電圧印加手段と、該バイアス電圧印加手段の印加電圧
    の設定を制御する制御手段を備え、該制御手段は指定分
    析エネルギー値に基づくオージェスペクトルの測定か表
    面電位の測定かに応じて、バイアス電圧印加手段の設定
    印加電圧を切り替え制御するように構成されていること
    を特徴とする電子分光装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記電子分光器の動作
    パラメータを指定するホストコンピュータであることを
    特徴とする請求項1に係る電子分光装置。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、前記電子分光器の動作
    パラメータを指定するホストコンピュータから前記電子
    分光器へ送出される指定分析エネルギー値をモニタし、
    基準電圧と比較してバイアス切り替え信号を前記バイア
    ス電圧印加手段へ送出する電圧比較回路であることを特
    徴とする請求項1に係る電子分光装置。
  4. 【請求項4】 試料ステージ上に載置された試料に対し
    て一次励起線を照射する一次励起線源と、試料より放出
    される二次線を分光検出する電子分光器とを有し、該電
    子分光器の分光検出出力に基づいて試料のオージェスペ
    クトル又は表面電位を測定するようにした電子分光装置
    において、前記試料にバイアス電圧を印加するバイアス
    電圧印加手段と、前記電子分光器の動作パラメータを指
    定するホストコンピュータとを備え、前記バイアス電圧
    印加手段は表面電位の測定に必要なバイアス電圧を試料
    に常時印加し、前記ホストコンピュータは、オージェス
    ペクトル測定時には電子分光器への動作パラメータとし
    て前記バイアス電圧に相当するエネルギー値を加算補正
    して分析エネルギー値を指定するように構成されている
    ことを特徴とする電子分光装置。
JP2001005919A 2001-01-15 2001-01-15 電子分光装置 Withdrawn JP2002214169A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009154329A1 (en) * 2008-06-20 2009-12-23 Semisysco Co., Ltd. Connection structure of remote spectrometer
WO2009137706A3 (en) * 2008-05-08 2010-02-25 Kla-Tencor Corporation In-situ differential spectroscopy

Cited By (3)

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