JP2008058154A - X-ray photoelectron spectroscopic instrument - Google Patents

X-ray photoelectron spectroscopic instrument Download PDF

Info

Publication number
JP2008058154A
JP2008058154A JP2006235560A JP2006235560A JP2008058154A JP 2008058154 A JP2008058154 A JP 2008058154A JP 2006235560 A JP2006235560 A JP 2006235560A JP 2006235560 A JP2006235560 A JP 2006235560A JP 2008058154 A JP2008058154 A JP 2008058154A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
chamber
measurement
oxygen
cleaning
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006235560A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naoko Takechi
直子 武市
Yasushi Kimoto
康司 木本
Kazuhiko Domae
和彦 堂前
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Central R&D Labs Inc filed Critical Toyota Central R&D Labs Inc
Priority to JP2006235560A priority Critical patent/JP2008058154A/en
Publication of JP2008058154A publication Critical patent/JP2008058154A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve precision of analysis on a sample surface by controlling a damage such as a change in a bonding state, and the composition of the sample. <P>SOLUTION: The system comprises: a UV light source 17 emitting light with the wavelength of 184.9 nm; a UV light source 18 emitting light with the wavelength of 253.7 nm; an oxygen supply tube 21 to supply oxygen; an exhaust pipe 22 capable of auxiliary evacuation for generating vacuum by evacuation; an auxiliary evacuation chamber 12 for cleaning a sample surface with application of UV light from UV light sources 17 and 18 under a hydrocarbon-free oxygen atmosphere; a gate valve 23; and a communicating passage 15 which communicates a measuring chamber 11 with the auxiliary evacuation chamber 12 and carries the cleaned sample to the measuring chamber 11 when the gate valve is opened. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、クリーニング機構を備えたX線光電子分光装置に関する。   The present invention relates to an X-ray photoelectron spectrometer equipped with a cleaning mechanism.

大気中で保管された試料の表面は、通常、自然酸化や炭化水素による汚染がみられ、これらの汚染は、X線光電子分光装置(XPS;X-ray Photoelectron Spectroscopy)をはじめとする試料の表面分析を行なう際の測定および解析の妨げとなる。   The surface of samples stored in the atmosphere is usually contaminated with natural oxidation or hydrocarbons. These contaminations are the surfaces of samples such as X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). This hinders measurement and analysis during analysis.

試料の表面分析を行なう場合、試料表面に存在する汚染物質を浄化する清浄化方法としては、有機溶剤(アセトンなど)を用いた溶剤洗浄や、各種イオンを用いたイオンスパッタリング法を利用した洗浄(スパッタクリーニング)が一般に知られている(例えば、非特許文献1参照)。   When performing surface analysis of a sample, cleaning methods using organic solvents (such as acetone) and ion sputtering methods using various ions (as a cleaning method to remove contaminants present on the sample surface) Sputter cleaning is generally known (see, for example, Non-Patent Document 1).

特にイオンスパッタリング法は、測定対象である試料にイオンビームを照射して、試料表面に存在する付着物の原子をスパッタリングで除去する方法であり、広く利用されている。ここで用いるイオン種には、試料との化学反応を避けるために希ガスが用いられ、数百から数keVに加速されたArイオンを用いることが一般的である。そのため、XPS装置には、ArやHeを用いたイオンスパッタリング機構が併設されたものがある。
X線光電子分光法、日本表面科学会編、p.60,p.73,p.179〜181、丸善株式会社(1998)
In particular, the ion sputtering method is a method of irradiating a sample to be measured with an ion beam and removing the atoms of the deposits existing on the sample surface by sputtering, and is widely used. As the ion species used here, a rare gas is used in order to avoid a chemical reaction with the sample, and Ar ions accelerated to several hundred to several keV are generally used. Therefore, some XPS apparatuses are provided with an ion sputtering mechanism using Ar or He.
X-ray photoelectron spectroscopy, edited by Japan Society for Surface Science, p.60, p.73, p.179-181, Maruzen Co., Ltd. (1998)

しかし、上記のイオンスパッタリング法では、イオンを試料に照射することにより、試料中の化合物の分解又は還元などによる結合状態および組成の変化を引き起こす。また、表面形状の荒れやコーンの生成など構造の変化をも伴なうことが多い。   However, in the above ion sputtering method, by irradiating the sample with ions, the bonding state and the composition are changed due to decomposition or reduction of the compound in the sample. In addition, it often involves structural changes such as rough surface shapes and cone formation.

このような結合状態および組成の変化は、清浄後に行なう表面分析(測定)時における試料の結合状態および組成をスパッタリング前と異なるものにし、また、構造の変化は深さ方向分析をする際の深さ分解能の劣化を生じさせる。   Such a change in bonding state and composition makes the bonding state and composition of the sample different from that before sputtering in the surface analysis (measurement) performed after cleaning, and the change in structure is the depth at the time of depth direction analysis. This causes degradation of the resolution.

また、試料にあらかじめ洗浄やイオンスパッタリング等を施して清浄化しても、分析(測定)を行なう装置に移動させる等、測定前に大気に触れる過程が存在する場合には、大気中の成分が試料表面に再付着して清浄効果が充分に得られない課題もある。   Even if the sample is cleaned and cleaned by ion sputtering in advance, if there is a process in contact with the atmosphere before the measurement, such as moving to a device that performs analysis (measurement), the components in the atmosphere are There is also a problem that the cleaning effect cannot be sufficiently obtained by reattaching to the surface.

そのため、これまでXPS等を利用した表面分析を行なうに際しては、被検物質である試料の状態に影響を与えることなく、汚染物質が再付着することなく、試料そのものが有している性状を精度良く計測することができる方法は、未だ確立されていないのが実状である。   Therefore, when performing surface analysis using XPS or the like, the properties of the sample itself are accurate without affecting the state of the sample, which is the test substance, without reattaching contaminants. Actually, a method that can measure well has not been established yet.

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、清浄後測定前の汚染物質の再付着および清浄による試料の損傷を抑制し、試料の表面分析などの測定、解析を精度良く行なうことができるX線光電子分光装置を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above, and suppresses reattachment of contaminants before cleaning after cleaning and damage of the sample due to cleaning, and can perform measurement and analysis such as surface analysis of the sample with high accuracy. An object of the present invention is to provide a linear photoelectron spectrometer, and to achieve the object.

本発明は、大気雰囲気下でのクリーニングでは、大気中の汚染物質の再吸着により試料表面における清浄化効果が小さくなるとの知見のもと、X線光電子分光装置(以下、XPS装置と略記することがある。)を構成する試料測定用の測定室に連絡する、予備排気が可能で炭化水素を含まない又はその存在量が少ない(好ましくは低圧ないし真空状態の)酸素存在雰囲気(以下、「UVクリーニング雰囲気」ということがある。)中でのクリーニングが有効であることに基づいて達成されたものである。   According to the present invention, an X-ray photoelectron spectrometer (hereinafter abbreviated as XPS apparatus) is based on the knowledge that cleaning effect in the atmosphere reduces the cleaning effect on the sample surface due to resorption of contaminants in the atmosphere. And an oxygen-containing atmosphere (hereinafter referred to as “UV”) that is preliminarily evacuated and does not contain hydrocarbons or has a small amount (preferably low pressure or vacuum). The cleaning atmosphere is sometimes referred to as “cleaning atmosphere”).

前記目的を達成するために、本発明のX線光電子分光装置は、波長120nm以上200nm未満の領域にピーク波長を有する光および波長200nm以上300nm以下の領域にピーク波長を有する光を照射する照射手段と、酸素を供給する酸素供給手段および排気を行なう排気手段を備え、前記排気手段により排気し又はガス置換した後に前記酸素供給手段により酸素を供給して形成された酸素存在下、前記照射手段により互いに異なるピーク波長を有する2つの光を照射して試料の少なくとも一部を清浄する予備排気室と、仕切り弁を有し、該仕切り弁を開くことにより前記予備排気室と前記試料を測定する測定室との間を連絡し、前記清浄後の試料を前記測定室へ搬入可能な連絡手段と、を設けて構成されたものである。   In order to achieve the above object, the X-ray photoelectron spectrometer according to the present invention irradiates light having a peak wavelength in a region having a wavelength of 120 nm or more and less than 200 nm and light having a peak wavelength in a region having a wavelength of 200 nm or more and 300 nm or less. And an oxygen supply means for supplying oxygen and an exhaust means for exhausting, and after evacuating by the exhaust means or replacing the gas, oxygen is supplied by the oxygen supply means, and in the presence of oxygen formed by the irradiation means Measurement of measuring the preliminary exhaust chamber and the sample by irradiating two light beams having different peak wavelengths to clean at least a part of the sample, a partition valve, and opening the partition valve And a communication means capable of communicating with the chamber and allowing the cleaned sample to be carried into the measurement chamber.

予備排気とは、試料を測定する測定室もしくは測定室に繋がる容器に試料を導入する場合など、室内の大気を排気することをいう。予備排気により好ましくは、大気圧から一定の低圧力、例えば10−3Pa以下の低圧ないし真空状態まで排気する。
また、「ピーク波長を有する」とは、光の吸収スペクトルの中に山形に突出する波形が存在していることをいい、その吸収ピークが必ずしも最大のものでなくてもよい。
Preliminary exhaust refers to exhausting the indoor air, such as when a sample is introduced into a measurement chamber for measuring the sample or a container connected to the measurement chamber. The preliminary exhaust is preferably performed from the atmospheric pressure to a constant low pressure, for example, a low pressure of 10 −3 Pa or less or a vacuum state.
Further, “having a peak wavelength” means that a waveform protruding in a mountain shape exists in the absorption spectrum of light, and the absorption peak may not necessarily be the maximum.

本発明のX線光電子分光装置(XPS装置)においては、従来のスパッタクリーニング等ではイオンの照射等が原因で試料化合物の分解又は還元などによる結合状態および組成の変化等が起こって正しい測定結果が得られなかったのに対して、試料の清浄(クリーニング)を、あらかじめ排気し又は酸素との反応性が低いガス(例えば不活性ガス)を用いてガス置換した後のUVクリーニング雰囲気下(具体的には、一旦予備排気して所望の低圧ないし真空状態とした後あるいは予備排気し又は予備排気せずにガス置換した後に、酸素供給された酸素存在雰囲気下)、測定対象である試料に波長の異なる2種の短波長光(好ましくは紫外光)を照射して行なうことで、試料に損傷(結合状態や組成の変化および構造変化など)を与えることがなく、また、詳しくは後記するように、試料表面に存在する汚染物質を酸化し、揮発性の物質に変化させて除去されるようにするので、良好な清浄(クリーニング)効果が得られる。   In the X-ray photoelectron spectrometer (XPS device) of the present invention, the conventional sputter cleaning or the like causes a change in the binding state and composition due to decomposition or reduction of the sample compound due to ion irradiation or the like, and correct measurement results are obtained. Although not obtained, the sample was cleaned (cleaned) in advance under a UV cleaning atmosphere after evacuation or gas replacement with a gas having low reactivity with oxygen (for example, an inert gas) (specifically, After pre-evacuation to a desired low pressure or vacuum state, or after pre-evacuation or gas replacement without pre-exhaust, oxygen is supplied to the sample to be measured. Irradiation with two different types of short-wavelength light (preferably ultraviolet light) can damage the sample (bonding state, composition change, structural change, etc.) Ku, also, details as described later, to oxidize the contaminants present in the sample surface, since changing the volatile substances to be removed, good clean (cleaning) effect is obtained.

しかも、装置を構成する予備排気室にクリーニング機構を具え、クリーニングする予備排気室が試料の測定を行なう測定室に連絡可能な構造に構成されることで、クリーニング後の試料を大気に曝すことなく、測定室に搬入できるので、測定前の汚染物質の再付着を防止でき、試料本来のもつ表面等の性状を精度良く測定することが可能である。   In addition, the preliminary exhaust chamber constituting the apparatus is provided with a cleaning mechanism, and the preliminary exhaust chamber to be cleaned is configured to be able to communicate with the measurement chamber for measuring the sample without exposing the cleaned sample to the atmosphere. Since it can be carried into the measurement chamber, it is possible to prevent the reattachment of contaminants before the measurement and to accurately measure the properties of the surface of the sample.

ここで、波長の異なる2種の短波長光を照射することよる清浄作用について、以下により具体的に詳述する。すなわち、
試料表面にまず、短波側(120nm≦波長λ<200nm)の光を照射すると、試料表面に存在する付着物(汚染物質)の分子が切断され、同時に酸素供給手段により供給された酸素分子(O)が分解する。分解により活性単分子の酸素O(エネルギーの低い基底状態の酸素)が生成され、この活性単分子Oが酸素分子Oと結合すると、オゾンOを発生する。発生したオゾンOは、照射された長波側(200nm≦波長λ≦300nm)の光を吸収し、再びOとOとに分解されて活性酸素Oを生成する。この活性酸素Oは、エネルギーの高い励起状態にあり、この活性酸素が試料表面の付着物の分子と結合すると、付着物は酸化されて揮発性の生成物に変化し、その後除去される。
Here, the cleaning action by irradiating two types of short wavelength light having different wavelengths will be described in detail below. That is,
When the sample surface is first irradiated with light on the short wave side (120 nm ≦ wavelength λ <200 nm), the molecules of contaminants (contaminants) existing on the sample surface are cut, and at the same time, oxygen molecules (O 2 ) Decomposes. The decomposition generates active single-molecule oxygen O (ground state oxygen having low energy), and when this active single molecule O is combined with oxygen molecule O 2 , ozone O 3 is generated. The generated ozone O 3 absorbs the irradiated long-wave side light (200 nm ≦ wavelength λ ≦ 300 nm) and is decomposed again into O 2 and O to generate active oxygen O. The active oxygen O is in a high energy excited state, and when the active oxygen is combined with molecules of the deposit on the sample surface, the deposit is oxidized to a volatile product and then removed.

このとき、試料が置かれた予備排気室の内部は、必ずしも予備排気により低圧ないし真空状態を形成する必要はないが、圧力を10−3Pa以下とすることが好ましい。
なお、試料は一般に高真空状態が形成された測定室に導入されるため、クリーニング後は予備排気室を低圧ないし真空状態にする。
At this time, the inside of the preliminary exhaust chamber in which the sample is placed does not necessarily need to form a low pressure or a vacuum state by the preliminary exhaust, but the pressure is preferably 10 −3 Pa or less.
Since the sample is generally introduced into a measurement chamber where a high vacuum state is formed, the preliminary exhaust chamber is set to a low pressure or a vacuum state after cleaning.

本発明においては、予備排気室を排気し又はガス置換することにより、付着物(汚染物質)除去後の試料表面への汚染物質の再付着を抑制しながら、試料を測定室(XPS装置に備えられた測定チェンバ)内に搬入することが可能であり、試料表面の測定時における清浄状態を効果的に高めることができる。   In the present invention, the sample is provided in the measurement chamber (XPS device) while suppressing the reattachment of the contaminants to the sample surface after removing the deposits (contaminants) by exhausting or replacing the preliminary exhaust chamber. Can be carried into the measurement chamber), and the clean state during measurement of the sample surface can be effectively enhanced.

本発明のX線光電子分光装置は、損傷(結合状態や組成の変化および構造変化等)など清浄時に試料に与える影響が小さく抑えられており、イオン照射など従来から清浄方法として有用とされてきたクリーニング法では損傷を受けやすいために適さない、ポリマー等の有機材料などをはじめ、半導体材料、電極等の金属材料等の幅広い分野の試料の測定に適用可能な測定システムを構築することができる。   The X-ray photoelectron spectrometer according to the present invention has been kept useful as a cleaning method such as ion irradiation because it has a small effect on the sample during cleaning such as damage (bonding state, composition change, structural change, etc.). It is possible to construct a measurement system applicable to the measurement of samples in a wide range of fields such as organic materials such as polymers, semiconductor materials, and metal materials such as electrodes, which are not suitable because they are easily damaged by the cleaning method.

本発明によれば、清浄後測定前の汚染物質の再付着および清浄による試料の損傷を抑制し、試料の表面分析などの測定、解析を精度良く行なうことができるX線光電子分光装置を提供することができる。   According to the present invention, there is provided an X-ray photoelectron spectrometer capable of accurately performing measurement and analysis such as surface analysis of a sample by suppressing reattachment of a contaminant before cleaning and cleaning of the sample due to cleaning. be able to.

以下、本発明のX線光電子分光装置(XPS装置)の実施形態の一例を図1〜図3を参照して詳細に説明する。但し、本発明においては、これら実施形態に制限されるものではない。   Hereinafter, an example of an embodiment of an X-ray photoelectron spectrometer (XPS apparatus) of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to these embodiments.

本実施形態では、照射手段としてピーク波長の領域が互いに異なる2種類のUV光源を用いた場合を中心に説明する。   In the present embodiment, the case where two types of UV light sources having different peak wavelength regions are used as irradiation means will be mainly described.

本実施形態のXPS装置は、図1に示すように、試料測定用の測定室である測定チェンバ11と、酸素を供給する酸素供給管および室内を排気する排気機構を備え、試料のクリーニングを行なう予備排気室12と、予備排気室12に取り付けられた照射手段であるUV光源17、18と、仕切り弁を有し、仕切り弁の切替により測定チェンバ11および予備排気室12間の連通状態を形成できる連絡手段である連絡通路15とを備えている。   As shown in FIG. 1, the XPS apparatus of this embodiment includes a measurement chamber 11 that is a measurement chamber for sample measurement, an oxygen supply pipe that supplies oxygen, and an exhaust mechanism that exhausts the chamber, and cleans the sample. The preliminary exhaust chamber 12, UV light sources 17 and 18 that are irradiation means attached to the preliminary exhaust chamber 12, and a partition valve are provided, and a communication state between the measurement chamber 11 and the preliminary exhaust chamber 12 is formed by switching the partition valve. And a communication passage 15 which is a communication means that can be used.

XPS装置は、X線(例えば、Mgkα線やAlkα線などの軟X線)を固体試料表面に照射し、表面数ナノメートル領域より放出される光電子(photoelectron)の、元素固有のエネルギー測定により、物質表面の構成元素、化学結合状態の分析を行なうものであり、試料測定は測定チェンバ11により行なわれる。   The XPS device irradiates the surface of a solid sample with X-rays (for example, soft X-rays such as Mgkα rays and Alkα rays), and measures the energy inherent to the element of photoelectrons emitted from the surface several nanometer region. Analysis of constituent elements and chemical bonding states on the material surface is performed, and sample measurement is performed by the measurement chamber 11.

測定チェンバ11は、X線発生装置を有し、目的とする試料にX線をあててX線光電子分光法により測定を行なうための測定室であり、所定の低圧状態(好ましくは10−6〜10−8Paの真空状態)を保って、試料表面にX線照射が行なえるように構成されている。この測定チェンバは、市販されているXPS装置(例えば、ULVAC−PHI社製のPHI−5500MCなど)と同様にして構成することができる。
なお、測定時の測定条件については、試料の種類や目的等に応じて従来同様に選択することができる。
The measurement chamber 11 has an X-ray generator, is a measurement chamber for applying X-rays to a target sample and performing measurement by X-ray photoelectron spectroscopy, and is in a predetermined low-pressure state (preferably 10 −6 to The sample surface is configured so that X-ray irradiation can be performed while maintaining a vacuum state of 10 −8 Pa. This measurement chamber can be configured in the same manner as a commercially available XPS apparatus (for example, PHI-5500MC manufactured by ULVAC-PHI).
The measurement conditions at the time of measurement can be selected in the same manner as in the past depending on the type and purpose of the sample.

測定チェンバ中で試料を測定する場合、X線照射により飛び出した光電子が測定チェンバ中の気体分子等により散乱されたり、あるいは試料表面が測定チェンバ中に存在する酸素分子等で酸化されていると固体中の電子状態を反映した光電子スペクトルの測定が困難になる等の理由から、本実施形態では測定チェンバを内部が大気に触れない機構とするために、測定チェンバ11と連通可能なように連絡通路15を介して予備排気室12が設けられている。   When measuring a sample in a measurement chamber, the photoelectrons emitted by X-ray irradiation are scattered by gas molecules in the measurement chamber or the sample surface is oxidized by oxygen molecules present in the measurement chamber. In this embodiment, since the measurement of the photoelectron spectrum reflecting the electronic state in the inside becomes difficult, in this embodiment, the communication chamber is connected to the measurement chamber 11 so as to communicate with the measurement chamber 11 so that the inside of the measurement chamber is not exposed to the atmosphere. A preliminary exhaust chamber 12 is provided through 15.

予備排気室12は、排気機構が構築され、測定試料の出入れ、試料の交換を行なうことができる試料交換室であり、試料を収容した後は、排気機構により室内を排気(予備排気)し、低圧ないし真空状態を形成できるようになっている。   The preliminary exhaust chamber 12 is a sample exchange chamber in which an exhaust mechanism is constructed so that a measurement sample can be taken in and out and the sample can be exchanged. After the sample is stored, the chamber is exhausted (preliminary exhaust) by the exhaust mechanism. , Low pressure or vacuum can be formed.

排気機構は、予備排気室の排気口に排気管22が一端で接続されて構成されており、この排気管22に取り付けられた不図示の吸引ポンプ等により吸引して排気し、予備排気室内を低圧ないし真空状態(好ましくは真空状態)にすることができる。
吸引ポンプ等には、ロータリーポンプ、ターボ分子ポンプなどの公知の吸引装置から選択することができる。
The exhaust mechanism is configured by connecting an exhaust pipe 22 at one end to the exhaust port of the preliminary exhaust chamber. The exhaust mechanism is sucked and exhausted by a suction pump (not shown) attached to the exhaust pipe 22, and the preliminary exhaust chamber is exhausted. The pressure can be low or vacuum (preferably vacuum).
The suction pump can be selected from known suction devices such as a rotary pump and a turbo molecular pump.

ここで、予備排気は、室内の大気を排気することであり、少なくとも炭化水素が排出されるように排気することができ、好ましくは炭化水素を実質的に含まない大気圧以下に排気し、特に好ましくは大気圧から一定の低圧力(好ましくは10−3Pa以下)まで排気する。なお、実質的に含まないとは、クリーニング後の試料の測定精度を損なわないことをいう。 Here, the preliminary exhaust is exhausting the indoor atmosphere, and can be exhausted so that at least hydrocarbons are exhausted, preferably exhausted below atmospheric pressure substantially free of hydrocarbons, especially The exhaust is preferably performed from atmospheric pressure to a constant low pressure (preferably 10 −3 Pa or less). “Substantially free” means that the measurement accuracy of the sample after cleaning is not impaired.

本実施形態では、予備排気室内を大気にして試料を収容した後に後述するクリーニングを行なうために、あるいはクリーニング後、清浄された試料を測定チェンバに移動するために、予備排気を行ない、所望の低圧ないし真空状態を形成する。このとき、前者では大気が、後者では主に酸素ガスが排出される。   In the present embodiment, in order to perform cleaning, which will be described later, after the sample is stored in the preliminary exhaust chamber in the atmosphere, or in order to move the cleaned sample to the measurement chamber after cleaning, preliminary exhaust is performed to obtain a desired low pressure. Or form a vacuum. At this time, the atmosphere is discharged in the former and oxygen gas is mainly discharged in the latter.

低圧ないし真空状態とは、予備排気室内の圧力が10−3Pa以下の状態をいい、好ましくは10−6〜10−8Paの範囲の真空状態である。 The low pressure or vacuum state refers to a state where the pressure in the preliminary exhaust chamber is 10 −3 Pa or less, preferably a vacuum state in the range of 10 −6 to 10 −8 Pa.

予備排気室には、さらに、酸素含有ガスを室内に供給するための酸素供給管21の一端が接続されており、予備排気室に酸素含有ガスを供給し、室内を酸素が存在する雰囲気に調整することができる。この酸素供給管21の他端は、図示しない酸素供給用の装置又は酸素タンクに接続されている。
酸素含有ガスは、炭化水素を実質的に含まないガスであり、「実質的に含まない」とは、上記同様にクリーニング後の試料の測定精度を損なわない範囲をいう。
The preliminary exhaust chamber is further connected to one end of an oxygen supply pipe 21 for supplying an oxygen-containing gas into the room, and the oxygen-containing gas is supplied to the preliminary exhaust chamber to adjust the atmosphere to an atmosphere in which oxygen exists. can do. The other end of the oxygen supply pipe 21 is connected to an oxygen supply device or an oxygen tank (not shown).
The oxygen-containing gas is a gas that does not substantially contain hydrocarbons, and “substantially does not contain” means a range that does not impair the measurement accuracy of the sample after cleaning as described above.

また、予備排気室12には、紫外光導入用のフランジ(窓)13,14が形成されており、各フランジにはそれぞれUV光源17とUV光源18とが取り付けられており、予備排気室内に収容された試料に紫外線(UV)を同時にあるいは交互に照射できるようになっている。   Further, flanges (windows) 13 and 14 for introducing ultraviolet light are formed in the preliminary exhaust chamber 12, and a UV light source 17 and a UV light source 18 are attached to the flanges, respectively. The accommodated sample can be irradiated with ultraviolet rays (UV) simultaneously or alternately.

本実施形態におけるUV光源17は、184.9nmにピーク波長を有する紫外線を試料に照射することができ、UV光源18は、253.7nmにピーク波長を有する紫外線を試料に照射することができる。紫外線の照射は、UV光源17とUV光源18との双方から同時に行なうようにすることが好ましいが、UV光源17による照射から少し後にUV光源18による照射を行なうようにしてもよい。
UVクリーニング雰囲気下で、ピーク波長の異なる2種の紫外線をともに照射することによって、試料表面のクリーニングを良好に行なわせることができる。
In the present embodiment, the UV light source 17 can irradiate the sample with ultraviolet light having a peak wavelength of 184.9 nm, and the UV light source 18 can irradiate the sample with ultraviolet light having a peak wavelength of 253.7 nm. Irradiation with ultraviolet light is preferably performed simultaneously from both the UV light source 17 and the UV light source 18, but irradiation with the UV light source 18 may be performed slightly after irradiation with the UV light source 17.
By irradiating two types of ultraviolet rays having different peak wavelengths in a UV cleaning atmosphere, the sample surface can be cleaned well.

UV光源17、18には、各々制御コントローラが電気的に接続されており、所望の照射エネルギーで所定時間の照射が行なえるようになっている。
また、照射時間は、試料の種類や照射エネルギーなどにより異なるが、10〜300秒程度が好適である。
A controller is electrically connected to each of the UV light sources 17 and 18 so that irradiation for a predetermined time can be performed with desired irradiation energy.
Moreover, although irradiation time changes with the kind of sample, irradiation energy, etc., about 10 to 300 second is suitable.

UV光源の照射エネルギーとしては、クリーニング効果の点で、0.5kw/m以上であることが好ましく、3〜4kw/mの範囲がより好ましい。 The irradiation energy of the UV light source is preferably 0.5 kw / m 2 or more and more preferably in the range of 3 to 4 kw / m 2 in terms of the cleaning effect.

UV光源には、本実施形態のように、184.9nm又は253.7nmにピーク波長を有する紫外線を発する光源のほか、上市されている種々の光源から、波長120nm以上200nm未満の領域にピーク波長を有する光を発する光源、および波長200nm以上300nm以下の領域にピーク波長を有する光を発する光源を適宜選択して用いることができる。   As the UV light source, in addition to a light source that emits ultraviolet light having a peak wavelength at 184.9 nm or 253.7 nm as in the present embodiment, a peak wavelength in a range from 120 nm to less than 200 nm from various commercially available light sources. A light source that emits light having a peak wavelength and a light source that emits light having a peak wavelength in a wavelength region of 200 nm to 300 nm can be appropriately selected and used.

試料の清浄に用いる照射手段は、本実施形態のように、波長120nm以上200nm未満の領域にピーク波長を有する光を発する光源(第1の光源)および波長200nm以上300nm以下の領域にピーク波長を有する光を発する光源(第2の光源)の2種のUV光源で構成するほか、波長120nm以上200nm未満の領域にピーク波長を有する光と波長200nm以上300nm以下の領域にピーク波長を有する光との両方を照射することができる単一の光源を用いて構成することも可能である。   As in the present embodiment, the irradiation means used for cleaning the sample has a light source (first light source) that emits light having a peak wavelength in a region having a wavelength of 120 nm or more and less than 200 nm, and a peak wavelength in a region having a wavelength of 200 nm or more and 300 nm or less. A light source (second light source) that emits light having two types of UV light sources, light having a peak wavelength in a region of wavelength 120 nm or more and less than 200 nm, and light having a peak wavelength in a region of wavelength 200 nm or more and 300 nm or less It is also possible to use a single light source that can irradiate both.

また、予備排気室12には、さらに試料導入用の導入口が形成されており、この試料導入口を介して、測定用の試料を予備排気室12の内部に導入するための試料導入機構16が設けられている。この試料導入機構16により予備排気室内に測定対象である試料を導入することができる。   The preliminary exhaust chamber 12 is further provided with an inlet for introducing a sample, and a sample introduction mechanism 16 for introducing a measurement sample into the preliminary exhaust chamber 12 through the sample inlet. Is provided. The sample introduction mechanism 16 can introduce a sample to be measured into the preliminary exhaust chamber.

予備排気室12は、試料を測定チェンバ11内に導入するにあたり予備排気により低圧ないし真空状態を形成する機能を担うと共に、さらに測定チェンバ11に試料を導入する前に予め、上記のようにUVクリーニング雰囲気下で紫外線を照射することにより試料表面のクリーニングを行なう。紫外線照射によるので、試料に損傷を与えることなく試料表面をクリーニングできる。   The preliminary exhaust chamber 12 has a function of forming a low pressure or a vacuum state by preliminary exhaust when the sample is introduced into the measurement chamber 11, and further, before introducing the sample into the measurement chamber 11, UV cleaning is performed in advance as described above. The sample surface is cleaned by irradiating with ultraviolet rays in an atmosphere. Because of ultraviolet irradiation, the sample surface can be cleaned without damaging the sample.

試料表面のクリーニングは、大気下で試料を予備排気室11に収容、密閉し、酸素供給管21から酸素が供給され、UVクリーニング雰囲気下でUV光源17、18により波長の異なる2種の紫外線を試料に照射する。
このとき、雰囲気中の酸素濃度は、25%以上であることが好ましい。
For cleaning the surface of the sample, the sample is stored in the preliminary exhaust chamber 11 in the atmosphere and sealed, oxygen is supplied from the oxygen supply pipe 21, and two types of ultraviolet rays having different wavelengths are emitted from the UV light sources 17 and 18 in the UV cleaning atmosphere. Irradiate the sample.
At this time, the oxygen concentration in the atmosphere is preferably 25% or more.

具体的には、UVクリーニング雰囲気下、試料表面にまず、UV光源17により184.9nmの光が照射され、試料表面に存在する汚染物質である付着物の分子が切断される。同時に、雰囲気中の酸素分子(O)が分解する。このとき、分解により活性単分子の酸素O(エネルギーの低い基底状態の酸素)が生成され、この活性単分子Oが酸素分子Oと結合してオゾンOを発生する。発生したオゾンOは、UV光源18により照射された253.7nmの光を吸収し、再びOとOとに分解されて活性酸素Oを生成する。このとき生成された活性酸素Oはエネルギーの高い励起状態にあるため、この活性酸素が試料表面の付着物の分子と結合すると、付着物は酸化されて揮発性の生成物に変化する。このようにして付着物は除去され、試料表面を清浄化することができる。 Specifically, the sample surface is first irradiated with light of 184.9 nm from the UV light source 17 in a UV cleaning atmosphere, and the adhered molecules that are contaminants existing on the sample surface are cut. At the same time, oxygen molecules (O 2 ) in the atmosphere are decomposed. At this time, active monomolecular oxygen O (low-energy ground state oxygen) is generated by decomposition, and the active monomolecule O combines with oxygen molecules O 2 to generate ozone O 3 . The generated ozone O 3 absorbs light of 253.7 nm irradiated by the UV light source 18 and is decomposed again into O 2 and O to generate active oxygen O. Since the active oxygen O generated at this time is in an excited state with high energy, when the active oxygen is combined with the molecules of the deposit on the sample surface, the deposit is oxidized and changed into a volatile product. In this way, deposits are removed and the sample surface can be cleaned.

ここで、本発明における紫外光によるクリーニング効果について、MoOに対して、UVクリーニング雰囲気下184.9nm又は253.7nmにピーク波長を有する波長の異なる2種の紫外光を照射してクリーニングした場合と、従来のArイオンを照射するイオンスパッタリングによりクリーニングした場合とを、図2のスペクトルを示して説明する。
図2−(a)に示すように、UVクリーニング雰囲気下、波長の異なる2種の紫外光を照射する本発明における場合では、初期からのスペクトル変化はほとんど認められず、試料が結合状態や組成の変化に伴なう損傷を受けていないことが分かる。これに対し、イオンスパッタリングによる場合では、図2−(b)に示すように、時間に応じて初期からのスペクトル変化が大きくなり、時間が伸びるしたがって徐々に酸素数が減るなど結合状態や組成の変化(損傷)が生じていることが分かる。このように、本発明におけるクリーニングでは、試料そのものの測定、解析が行なえる点で有効である。
Here, regarding the cleaning effect by ultraviolet light in the present invention, MoO 3 is cleaned by irradiating two kinds of ultraviolet light having different wavelengths having a peak wavelength at 184.9 nm or 253.7 nm in a UV cleaning atmosphere. 2 and a case where cleaning is performed by ion sputtering using conventional Ar ions will be described with reference to the spectrum of FIG.
As shown in FIG. 2- (a), in the case of the present invention in which two types of ultraviolet light having different wavelengths are irradiated in a UV cleaning atmosphere, almost no change in spectrum from the initial stage is observed, and the sample is in a bonded state or composition. It can be seen that there is no damage accompanying the change of On the other hand, in the case of ion sputtering, as shown in FIG. 2- (b), the spectrum change from the beginning increases with time, and the time increases, so that the number of oxygen gradually decreases. It can be seen that there is a change (damage). Thus, the cleaning according to the present invention is effective in that the sample itself can be measured and analyzed.

連絡通路15は、一端が測定チェンバ11に接続されると共に、他端が予備排気室12に接続されており、通路の中央付近には図1に示すように仕切り弁23が取り付けられている。この仕切り弁23を開閉することによって、閉弁したときには測定チェンバ11と予備排気室12とを各々分離、密閉し、開弁したときには、連絡通路15により測定チェンバ11と予備排気室12とを連通することができる。   The communication passage 15 has one end connected to the measurement chamber 11 and the other end connected to the preliminary exhaust chamber 12, and a gate valve 23 is attached near the center of the passage as shown in FIG. By opening and closing the gate valve 23, the measurement chamber 11 and the preliminary exhaust chamber 12 are separated and sealed when they are closed, and when the valve is opened, the measurement chamber 11 and the preliminary exhaust chamber 12 are communicated with each other by the communication passage 15. can do.

上記したように、予備排気室12はクリーニング後の予備排気により低圧なしい真空状態に調整されるが、仕切り弁23を開いて測定チェンバ11と予備排気室12とを連通させることによって、クリーニングを終了した試料を大気に触れないように測定チェンバに移動することができる。   As described above, the preliminary exhaust chamber 12 is adjusted to a low pressure or a low vacuum state by the preliminary exhaust after cleaning. However, the cleaning is performed by opening the gate valve 23 to allow the measurement chamber 11 and the preliminary exhaust chamber 12 to communicate with each other. The finished sample can be moved to the measurement chamber without touching the atmosphere.

このように、予備排気室12に試料を収容するときには予め仕切り弁23を閉じておくことで測定チェンバ11内への大気の進入を回避すると共に、予備排気室12に設けられたクリーニング機構により試料表面の清浄化を行なったときには、予備排気室12はクリーニング終了時の状態を保ったまま仕切り弁23を開き、連絡通路15を通じて試料を測定チェンバ11に送ることによって、清浄化された試料表面に大気中等の汚染物質が再付着して測定精度を損なうのを防止することができる。   As described above, when the sample is stored in the preliminary exhaust chamber 12, the gate valve 23 is closed in advance to prevent the air from entering the measurement chamber 11 and the sample is removed by the cleaning mechanism provided in the preliminary exhaust chamber 12. When the surface is cleaned, the preliminary exhaust chamber 12 keeps the state at the end of cleaning, opens the gate valve 23, and sends the sample to the measurement chamber 11 through the communication passage 15, so that the surface of the cleaned sample is cleaned. It is possible to prevent the measurement accuracy from being lost due to re-adhesion of pollutants in the atmosphere or the like.

本実施形態のXPS装置により測定する場合、まず試料導入機構16を用いて、大気下、目的の試料を予備排気室12内に導入し、導入後に排気管22から室内の大気を予備排気して、低圧ないし真空状態(好ましくは10−3Pa以下の圧力状態)を形成する。その後、予備排気室内に酸素供給管21により酸素を供給し、UVクリーニング雰囲気下で試料にUV光源17、18により紫外光を照射することにより、試料表面を清浄化(クリーニング)する。クリーニング終了後、再び排気管22から室内の酸素を排気して、所望の低圧ないし真空状態(好ましくは10−3Pa以下の圧力状態)を形成する。そして、仕切り弁23を開き、あらかじめ測定チェンバ11を低圧状態(好ましくは真空状態)にした状態で、あるいは排気管22から排気を継続して連絡通路15および測定チェンバ11に低圧状態(好ましくは真空状態)が形成されるように、予備排気室12と測定チェンバ11とを連通する。そして、予備排気室12から連絡通路15を通して測定チェンバ11に試料を搬入し、再び仕切り弁を閉じて測定チェンバ11においてX線光電子分光法により測定を行なう。 When the measurement is performed by the XPS apparatus of the present embodiment, first, the target sample is introduced into the preliminary exhaust chamber 12 in the atmosphere using the sample introduction mechanism 16, and the indoor air is preliminarily exhausted from the exhaust pipe 22 after the introduction. A low pressure or vacuum state (preferably a pressure state of 10 −3 Pa or less) is formed. Thereafter, oxygen is supplied into the preliminary exhaust chamber through the oxygen supply pipe 21, and the sample surface is cleaned (cleaned) by irradiating the sample with UV light from the UV light sources 17 and 18 in a UV cleaning atmosphere. After the cleaning is completed, oxygen in the room is exhausted from the exhaust pipe 22 again to form a desired low pressure or vacuum state (preferably a pressure state of 10 −3 Pa or less). Then, the gate valve 23 is opened and the measurement chamber 11 is in a low-pressure state (preferably in a vacuum state) in advance, or the exhaust pipe 22 is continuously evacuated to the communication passage 15 and the measurement chamber 11 in a low-pressure state (preferably vacuum). The preliminary exhaust chamber 12 and the measurement chamber 11 are communicated with each other so that the (state) is formed. Then, a sample is carried into the measurement chamber 11 from the preliminary exhaust chamber 12 through the communication passage 15, the gate valve is closed again, and measurement is performed in the measurement chamber 11 by X-ray photoelectron spectroscopy.

本発明における予備排気室は、上市されている種々のX線発生装置に備えられている予備排気室(試料交換室などとも呼ばれる)と同様の構造に、発光波長の異なる2種(120nm以上200nm未満の波長域、200nm以上300nm以下の波長域)の光源と酸素供給が可能な酸素供給手段とを更に設けることにより作製することが可能である。   The preliminary exhaust chamber in the present invention has the same structure as the preliminary exhaust chamber (also referred to as a sample exchange chamber) provided in various commercially available X-ray generators, and two types (120 nm to 200 nm) having different emission wavelengths. (A wavelength range of less than 200 nm and a wavelength range of 300 nm to 300 nm) and an oxygen supply means capable of supplying oxygen can be further provided.

本実施形態では、予備排気により、予備排気室に低圧ないし真空状態を形成して大気中等の汚染物質の再付着で測定精度が損なわれるのを防止するようにしたが、予備排気を行なわずにあるいは予備排気を行なうと共に、酸素との反応性が低いガスを用いて室内をガス置換して汚染物質の再付着を防止するようにしてもよい。このとき、予備排気室は、低圧ないし真空状態であってもよいし、大気圧ないしその近傍の圧力であってもよい。
この場合には、予備排気室には、酸素との反応性が低いガスを室内に供給するための置換ガス供給管を設けることができる。置換ガス供給管からガス供給されるときには、排気機構により排気することにより予備排気室内を置換ガスに置換することができる。そして、ガス置換した後に室内を酸素が存在する雰囲気に調整することができる。
In the present embodiment, the preliminary exhaust is used to prevent the measurement accuracy from being lost due to the reattachment of pollutants in the atmosphere by forming a low pressure or vacuum state in the preliminary exhaust chamber. Alternatively, preliminary exhaust may be performed and gas may be substituted in the room using a gas having low reactivity with oxygen to prevent reattachment of contaminants. At this time, the preliminary exhaust chamber may be in a low pressure or a vacuum state, or may be an atmospheric pressure or a pressure in the vicinity thereof.
In this case, the preliminary exhaust chamber can be provided with a replacement gas supply pipe for supplying a gas having low reactivity with oxygen into the chamber. When the gas is supplied from the replacement gas supply pipe, the preliminary exhaust chamber can be replaced with the replacement gas by exhausting with the exhaust mechanism. After the gas replacement, the room can be adjusted to an atmosphere in which oxygen exists.

酸素との反応性が低いガスには、不活性ガスなどが含まれ、例えば、窒素ガス(N)、アルゴン(Ar)ガス等の希ガスなどを用いることができる。 The gas having low reactivity with oxygen includes an inert gas. For example, a rare gas such as nitrogen gas (N 2 ) or argon (Ar) gas can be used.

なお、本発明のX線光電子分光装置(XPS装置)でのX線光電子分光法による測定は、従来より行なわれている方法、測定条件に準じて行なうことができる。   In addition, the measurement by the X-ray photoelectron spectroscopy in the X-ray photoelectron spectrometer (XPS apparatus) of the present invention can be performed according to a conventionally performed method and measurement conditions.

本発明のX線光電子分光装置は、半導体材料[例えばSiO膜]、光触媒[例えばTiO]、硬質膜[例えばTiN膜、CrN膜]などを用いたものを試料とした場合でも、損傷を与えることなく、試料表面を良好に清浄(クリーニング)できると共に、測定前の清浄表面を保って測定することが可能であり、試料種に関わらず、測定精度を効果的に向上できる。 The X-ray photoelectron spectrometer of the present invention can damage even when a sample using a semiconductor material [for example, SiO 2 film], a photocatalyst [for example TiO 2 ], a hard film [for example, TiN film, CrN film] or the like is used. Without giving, the sample surface can be cleaned (cleaned) satisfactorily and measurement can be performed while maintaining the clean surface before measurement, and the measurement accuracy can be effectively improved regardless of the sample type.

以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples unless it exceeds the gist thereof.

(実施例1)
XPS装置として、ULVAC−PHI社製のPHI−5500MCを用意した。この装置には、予備排気が可能で測定試料の導入を行なう予備排気室と、試料の測定を行なう測定室である測定チェンバと、予備排気室および測定チェンバを連結し必要に応じて連通可能な連結路とが備えられている。
(Example 1)
As an XPS device, PHI-5500MC manufactured by ULVAC-PHI was prepared. This apparatus can be connected to a preliminary exhaust chamber that allows preliminary exhaust and introduces a measurement sample, a measurement chamber that is a measurement chamber for measuring a sample, and a preliminary exhaust chamber and a measurement chamber. And a connecting path.

そして、この装置の予備排気室に設置されている70mmφフランジ2箇所の窓材をMgFに変更し、その一方に、浜松ホトニクス社製のUV光源L9026(160nm帯増強タイプ;ピーク波長160nm)を取り付け、他方には、浜松ホトニクス社製のUV光源L8858(250nm帯増強タイプ;ピーク波長253.7nm)を取り付け、導入された試料にピーク波長の異なる2種の紫外光を照射できるようにした。 And the window material of two 70 mm diameter flanges installed in the preliminary exhaust chamber of this apparatus is changed to MgF 2, and a UV light source L9026 (160 nm band enhancement type; peak wavelength 160 nm) manufactured by Hamamatsu Photonics is used as one of them. On the other side, a UV light source L8858 (250 nm band enhancement type; peak wavelength 253.7 nm) manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd. was attached so that the introduced sample could be irradiated with two types of ultraviolet light having different peak wavelengths.

また、予備排気室に備えられた試料導入機構による試料の導入の有無を感知するためのセンサ部の近傍には、図1と同様にして酸素供給管が配管されており、酸素供給管により予備排気室内に酸素ガスを供給することができる。   In addition, an oxygen supply pipe is provided in the vicinity of the sensor unit for detecting whether or not the sample is introduced by the sample introduction mechanism provided in the preliminary exhaust chamber, as in FIG. Oxygen gas can be supplied into the exhaust chamber.

予備排気室には、さらに排気機構が設けられており、この排気機構はロータリーポンプおよびターボ分子ポンプを備え、これらポンプの駆動により室内を予備排気することができるようになっている。
また、予備排気室および測定チェンバを連結する連結路には、図1に示すように開閉バルブが取り付けられており、必要に応じて開閉バルブを開弁することにより、予備排気室と測定チェンバとを連通させることができる。
The preliminary exhaust chamber is further provided with an exhaust mechanism. The exhaust mechanism includes a rotary pump and a turbo-molecular pump, and the interior of the chamber can be preliminarily exhausted by driving these pumps.
In addition, an open / close valve is attached to the connection path connecting the pre-exhaust chamber and the measurement chamber as shown in FIG. 1, and by opening the open / close valve as necessary, the pre-exhaust chamber, the measurement chamber, Can be communicated.

上記のXPS装置を用い、試料導入機構を用いて5×10mmサイズの金属片であるモリブデン(Mo)〔(株)高純度化学研究所製〕を試料として予備排気室内に導入した。   Using the above XPS apparatus, molybdenum (Mo) (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.), which is a metal piece of 5 × 10 mm size, was introduced into the preliminary exhaust chamber as a sample using a sample introduction mechanism.

続いて、予備排気室の排気機構により予備排気を行なって、予備排気室内の圧力を真空〔1.33×10−5Pa(1×10−7torr)〕にした後、酸素供給管から酸素ガスを供給(−0.05atm程度)して予備排気室内を酸素雰囲気とした。この状態のまま、金属Moに波長の異なる2種の紫外光を同時に照射した。紫外光の照射は、照射時間を180秒間、300秒間に設定して行ない、金属Mo表面を清浄した。 Subsequently, preliminary exhaust is performed by the exhaust mechanism of the preliminary exhaust chamber, and the pressure in the preliminary exhaust chamber is reduced to vacuum [1.33 × 10 −5 Pa (1 × 10 −7 torr)], and then oxygen is supplied from the oxygen supply pipe. Gas was supplied (about -0.05 atm) to make the pre-exhaust chamber an oxygen atmosphere. In this state, the metal Mo was simultaneously irradiated with two types of ultraviolet light having different wavelengths. Irradiation with ultraviolet light was performed with the irradiation time set to 180 seconds and 300 seconds to clean the metal Mo surface.

その後、排気機構のロータリーポンプおよびターボ分子ポンプを駆動して再び予備排気室内を排気し、予備排気室内の酸素を排出して真空度が1.33×10−5Pa(1×10−7torr)程度に達したところで、連結路のバルブを開き、清浄後の金属Moを予備排気室と測定チェンバとを連通する連結路内を輸送して測定チェンバに搬入した。搬入後、測定チェンバを作動して金属Moの測定を開始した。 Thereafter, the rotary pump and the turbo molecular pump of the exhaust mechanism are driven to exhaust the interior of the preliminary exhaust chamber again, the oxygen in the preliminary exhaust chamber is exhausted, and the degree of vacuum is 1.33 × 10 −5 Pa (1 × 10 −7 torr). ) When the pressure reached the level, the valve of the connection path was opened, and the cleaned metal Mo was transported through the connection path connecting the preliminary exhaust chamber and the measurement chamber and carried into the measurement chamber. After carrying in, the measurement chamber was operated and measurement of metal Mo was started.

ここで、照射時間を変えた清浄後の各金属Moのそれぞれについて、ULVAC−PHI社製のPHI−5500MCにより金属Mo表面に存在するカーボン量(%;カーボン残存率)の測定も行なった。測定結果は図3に示す。   Here, for each of the cleaned metal Mos with different irradiation times, the amount of carbon (%; carbon residual ratio) present on the metal Mo surface was also measured by PHI-5500MC manufactured by ULVAC-PHI. The measurement results are shown in FIG.

上記の測定チェンバでの測定条件は以下の通りとした。
・X線源:Mgkα線、1253.6eV、15kV、400W
・X線照射領域:約800μmφ
・光電子の取出角:45°
・測定時のチェンバ内圧:1.33×10−7Pa(1×10−9torr)
The measurement conditions in the above measurement chamber were as follows.
X-ray source: Mgkα ray, 1253.6 eV, 15 kV, 400 W
・ X-ray irradiation area: about 800μmφ
-Photoelectron extraction angle: 45 °
-Chamber internal pressure during measurement: 1.33 × 10 −7 Pa (1 × 10 −9 torr)

(比較例1〜2)
実施例1において、金属Moに波長の異なる2種の紫外光を同時に照射して行なった金属Mo表面の清浄を、UV光源L9026(160nm帯増強タイプ)のみ(比較例1)、又はUV光源L8858(250nm帯増強タイプ)のみ(比較例2)を用いて行なうようにしたこと以外は、実施例1と同様の操作を行ない、同様にしてカーボン残存率を測定した。測定結果は図3に示す。
(Comparative Examples 1-2)
In Example 1, the cleaning of the surface of the metal Mo performed by simultaneously irradiating the metal Mo with two types of ultraviolet light having different wavelengths is performed only for the UV light source L9026 (160 nm band enhancement type) (Comparative Example 1) or the UV light source L8858. Except for using only (250 nm band enhancement type) (Comparative Example 2), the same operation as in Example 1 was performed, and the carbon residual ratio was measured in the same manner. The measurement results are shown in FIG.

実施例1および比較例1〜2における金属Moの各表面分析の結果、実施例1では、比較例1〜2に比し、金属Mo表面が清浄であったことにより、高い精度の表面解析を行なうことができた。   As a result of each surface analysis of metal Mo in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, in Example 1, compared with Comparative Examples 1 and 2, the surface of the metal Mo was clean, so that a highly accurate surface analysis was performed. I was able to do it.

本発明の実施形態に係るXPS装置の概略構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic configuration of an XPS apparatus according to an embodiment of the present invention. (a)は波長の異なる2種の紫外光を時間を変えて照射しクリーニングした場合のスペクトルであり、(b)はイオンスパッタリングにより時間を変えてクリーニングした場合のスペクトルである。(A) is a spectrum when two types of ultraviolet light having different wavelengths are irradiated and cleaned, and (b) is a spectrum when cleaned by changing the time by ion sputtering. 紫外光の照射時間と照射後のカーボン残存率との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the irradiation time of an ultraviolet light, and the carbon residual rate after irradiation.

符号の説明Explanation of symbols

11…測定チェンバ
12…予備排気室
15…連絡通路
17,18…UV光源
21…酸素供給管
22…排気管
23…仕切り弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Measurement chamber 12 ... Preliminary exhaust chamber 15 ... Communication passage 17, 18 ... UV light source 21 ... Oxygen supply pipe 22 ... Exhaust pipe 23 ... Gate valve

Claims (1)

波長120nm以上200nm未満の領域にピーク波長を有する光および波長200nm以上300nm以下の領域にピーク波長を有する光を照射する照射手段と、
酸素を供給する酸素供給手段および排気を行なう排気手段を備え、前記排気手段により排気し又はガス置換した後に前記酸素供給手段により酸素を供給して形成された酸素存在下、前記照射手段により互いに異なるピーク波長を有する2つの光を照射して試料の少なくとも一部を清浄する予備排気室と、
仕切り弁を有し、該仕切り弁を開くことにより前記予備排気室と前記試料を測定する測定室との間を連絡し、前記清浄後の試料を前記測定室へ搬入可能な連絡手段と、
を備えたX線光電子分光装置。
Irradiating means for irradiating light having a peak wavelength in a region having a wavelength of 120 nm or more and less than 200 nm and light having a peak wavelength in a region having a wavelength of 200 nm or more and 300 nm or less;
An oxygen supply means for supplying oxygen and an exhaust means for exhausting are provided, and differ depending on the irradiation means in the presence of oxygen formed by supplying oxygen by the oxygen supply means after exhausting or gas replacement by the exhaust means. A preliminary exhaust chamber for irradiating two light beams having a peak wavelength to clean at least a part of the sample;
A communication means having a gate valve, communicating between the preliminary exhaust chamber and the measurement chamber for measuring the sample by opening the gate valve, and capable of carrying the cleaned sample into the measurement chamber;
X-ray photoelectron spectrometer equipped with
JP2006235560A 2006-08-31 2006-08-31 X-ray photoelectron spectroscopic instrument Pending JP2008058154A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006235560A JP2008058154A (en) 2006-08-31 2006-08-31 X-ray photoelectron spectroscopic instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006235560A JP2008058154A (en) 2006-08-31 2006-08-31 X-ray photoelectron spectroscopic instrument

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008058154A true JP2008058154A (en) 2008-03-13

Family

ID=39241059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006235560A Pending JP2008058154A (en) 2006-08-31 2006-08-31 X-ray photoelectron spectroscopic instrument

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008058154A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8507879B2 (en) Oxidative cleaning method and apparatus for electron microscopes using UV excitation in an oxygen radical source
US6667475B1 (en) Method and apparatus for cleaning an analytical instrument while operating the analytical instrument
US20070284541A1 (en) Oxidative cleaning method and apparatus for electron microscopes using UV excitation in a oxygen radical source
JP3345590B2 (en) Substrate processing method and apparatus
JP5033126B2 (en) Methods for cleaning and post-processing the optical surface in the irradiation unit
US8507854B2 (en) Particle beam microscopy system and method for operating the same
US7964039B2 (en) Cleaning of plasma chamber walls using noble gas cleaning step
KR100478663B1 (en) Method of and apparatus for cleaning semiconductor device
JPH05144716A (en) Charged beam irradiator and irradiating method
JP4497889B2 (en) Electron spectroscopic analysis method and analyzer
Wanzenboeck et al. Novel method for cleaning a vacuum chamber from hydrocarbon contamination
WO2004008510A1 (en) Surface treating method for substrate
US20150253675A1 (en) System and Method for Cleaning EUV Optical Elements
JP4681291B2 (en) Charged particle beam apparatus and its contamination removal method
JP2008053646A (en) Method and apparatus of surface treatment
JP2008058154A (en) X-ray photoelectron spectroscopic instrument
JP2004186600A (en) Optical characteristics recovery method of optical system and its device
JP2016219412A (en) Electron beam microscope with improved imaging gas and method of use
WO2008023460A1 (en) Method for preventing contamination of reflection mirror for extreme ultraviolet light source, and exposure apparatus
JP2002195965A (en) Auger electron spectroscope analyzing apparatus and analyzing method using the same
JP3688467B2 (en) Impurity amount measuring method and apparatus
JP3294242B2 (en) Charged beam irradiation method
JP2002340826A (en) Substrate inspecting method and substrate inspecting device
JP2001015057A (en) Charged particle beam device, and sample supply method for it
JP2001242107A (en) Method for treating sample for surface analysis, surface analysis method, apparatus for treating sample for surface analysis and surface analyzer