JP2937598B2 - 深さ方向元素濃度分布測定装置 - Google Patents
深さ方向元素濃度分布測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、深さ方向元素濃度分布
測定装置に関し、特に、元素の深さ方向濃度分布を高濃
度から微量濃度まで測定可能な深さ方向元素濃度分布測
定装置に関する。
測定装置に関し、特に、元素の深さ方向濃度分布を高濃
度から微量濃度まで測定可能な深さ方向元素濃度分布測
定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、深さ方向元素濃度分布測定装置と
しては、 （１）微量濃度の測定に適した２次イオン質量分析装置 （２）高濃度の測定に適した、イオンスパッタを併用し
たオージェ電子分析装置および光電子分光装置が一般的
に知られているが、元素の深さ方向濃度分布を高濃度か
ら微量濃度まで測定できる深さ方向元素濃度分布測定装
置は報告されていない。
しては、 （１）微量濃度の測定に適した２次イオン質量分析装置 （２）高濃度の測定に適した、イオンスパッタを併用し
たオージェ電子分析装置および光電子分光装置が一般的
に知られているが、元素の深さ方向濃度分布を高濃度か
ら微量濃度まで測定できる深さ方向元素濃度分布測定装
置は報告されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
述した各深さ方向元素濃度分布測定装置は測定できる濃
度に限界があるため、元素の深さ方向濃度分布を高濃度
から微量濃度まで測定する際には、被測定物の濃度に応
じて測定者が上記（１）に示した装置と上記（２）に示
した装置とを使い分けなければならないという問題があ
る。
述した各深さ方向元素濃度分布測定装置は測定できる濃
度に限界があるため、元素の深さ方向濃度分布を高濃度
から微量濃度まで測定する際には、被測定物の濃度に応
じて測定者が上記（１）に示した装置と上記（２）に示
した装置とを使い分けなければならないという問題があ
る。
【０００４】この問題を解決する一方法として、上記
（１）に示した装置と上記（２）に示した装置とを被測
定物の濃度に応じて自動的に切り替える方法が考えられ
るが、この方法を実現するためには、以下に示す問題が
ある。
（１）に示した装置と上記（２）に示した装置とを被測
定物の濃度に応じて自動的に切り替える方法が考えられ
るが、この方法を実現するためには、以下に示す問題が
ある。
【０００５】（１）検出系の切替え条件を正確に設定す
る必要がある。すなわち、２次イオン質量分析装置用の
検出系（以下、「２次イオン検出系」と称する。）で
は、信号強度と元素濃度との比例関係は元素濃度が低い
場合でしか成り立たないため、元素が深さ方向に高い濃
度で存在する部分ではオージェ電子分析装置用の検出系
（以下、「オージェ電子検出系」と称する。）または光
電子分光装置用の検出系（以下、「光電子検出系」と称
する。）に切り替えて元素の定量を行う必要がある。し
たがって、元素の深さ方向濃度分布を測定しながら元素
の濃度に応じて２次イオン検出系とオージェ電子検出系
または光電子検出系とを正確にかつ自動的に切り替える
条件をどのように設定するかが問題となる。
る必要がある。すなわち、２次イオン質量分析装置用の
検出系（以下、「２次イオン検出系」と称する。）で
は、信号強度と元素濃度との比例関係は元素濃度が低い
場合でしか成り立たないため、元素が深さ方向に高い濃
度で存在する部分ではオージェ電子分析装置用の検出系
（以下、「オージェ電子検出系」と称する。）または光
電子分光装置用の検出系（以下、「光電子検出系」と称
する。）に切り替えて元素の定量を行う必要がある。し
たがって、元素の深さ方向濃度分布を測定しながら元素
の濃度に応じて２次イオン検出系とオージェ電子検出系
または光電子検出系とを正確にかつ自動的に切り替える
条件をどのように設定するかが問題となる。
【０００６】（２）オージェ電子検出系または光電子検
出系の精度を向上する必要がある。すなわち、オージェ
電子検出系または光電子検出系で用いられている、測定
元素のオージェ電子信号強度または光電子信号強度を元
素濃度に換算する感度係数は、純元素に対する理論的な
値であるため、化合物中または合金試料中の元素を定量
する場合の精度は必ずしも高くない。
出系の精度を向上する必要がある。すなわち、オージェ
電子検出系または光電子検出系で用いられている、測定
元素のオージェ電子信号強度または光電子信号強度を元
素濃度に換算する感度係数は、純元素に対する理論的な
値であるため、化合物中または合金試料中の元素を定量
する場合の精度は必ずしも高くない。
【０００７】本発明の目的は、元素の深さ方向濃度分布
を高濃度から微量濃度まで正確にかつ自動的に測定でき
る深さ方向元素濃度分布測定装置を提供することにあ
る。
を高濃度から微量濃度まで正確にかつ自動的に測定でき
る深さ方向元素濃度分布測定装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の深さ方向元素濃
度分布測定装置は、一つの試料に対して、２次イオン信
号強度を発生させる２次イオン検出系と、オージェ電子
信号強度を発生させるオージェ電子検出系とを配した検
出手段と、 前記２次イオン信号強度を用いて元素濃度Ｋ
SIMS を算出し、前記オージェ電子信号強度を用いて元素
濃度Ｃ M を算出する計算手段と、 前記試料を前記２次イ
オン検出系によって検出し、検出された２次イオン信号
強度を用いて算出された元素濃度Ｋ SIMS が所定値を超え
たとき、前記試料の検出を前記オージェ電子検出系に切
替えて前記試料を前記オージェ電子検出系によって検出
し、検出されたオージェ電子信号強度を用いて算出され
た元素濃度Ｃ M が所定値以下のとき、前記試料の検出を
前記２次イオン検出系に切替える切替え手段と、を有す
る。
度分布測定装置は、一つの試料に対して、２次イオン信
号強度を発生させる２次イオン検出系と、オージェ電子
信号強度を発生させるオージェ電子検出系とを配した検
出手段と、 前記２次イオン信号強度を用いて元素濃度Ｋ
SIMS を算出し、前記オージェ電子信号強度を用いて元素
濃度Ｃ M を算出する計算手段と、 前記試料を前記２次イ
オン検出系によって検出し、検出された２次イオン信号
強度を用いて算出された元素濃度Ｋ SIMS が所定値を超え
たとき、前記試料の検出を前記オージェ電子検出系に切
替えて前記試料を前記オージェ電子検出系によって検出
し、検出されたオージェ電子信号強度を用いて算出され
た元素濃度Ｃ M が所定値以下のとき、前記試料の検出を
前記２次イオン検出系に切替える切替え手段と、を有す
る。
【０００９】または、一つの試料に対して、２次イオン
信号強度を発生させる２次イオン検出系と、光電子信号
強度を発生させる光電子検出系とを配した検出手段と、
前記２次イオン信号強度を用いて元素濃度Ｋ SIMS を算出
し、前記光電子信号強度を用いて元素濃度Ｄ M を算出す
る計算手段と、 前記試料を前記２次イオン検出系によっ
て検出し、検出された２次イオン信号強度を用いて算出
された元素濃度Ｋ SIMS が所定値を超えたとき、前記試料
の検出を前記光電子検出系に切替えて前記試料を前記光
電子検出系によって検出し、検出された光電子信号強度
を用いて算出された元素濃度Ｄ M が所定値以下のとき、
前記試料の検出を前記２次イオン検出系に切替える切替
え手段と、を有する。
信号強度を発生させる２次イオン検出系と、光電子信号
強度を発生させる光電子検出系とを配した検出手段と、
前記２次イオン信号強度を用いて元素濃度Ｋ SIMS を算出
し、前記光電子信号強度を用いて元素濃度Ｄ M を算出す
る計算手段と、 前記試料を前記２次イオン検出系によっ
て検出し、検出された２次イオン信号強度を用いて算出
された元素濃度Ｋ SIMS が所定値を超えたとき、前記試料
の検出を前記光電子検出系に切替えて前記試料を前記光
電子検出系によって検出し、検出された光電子信号強度
を用いて算出された元素濃度Ｄ M が所定値以下のとき、
前記試料の検出を前記２次イオン検出系に切替える切替
え手段と、を有する。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【作用】本発明の深さ方向元素濃度分布測定装置の前者
は、現在測定している元素濃度に応じて、微量濃度が正
確に測定できる２次イオン検出系と高濃度が正確に測定
できるオージェ電子検出系とを切替え手段で自動的に切
替えて元素濃度を測定することができる。
は、現在測定している元素濃度に応じて、微量濃度が正
確に測定できる２次イオン検出系と高濃度が正確に測定
できるオージェ電子検出系とを切替え手段で自動的に切
替えて元素濃度を測定することができる。
【００１５】本発明の深さ方向元素濃度分布測定装置の
後者は、現在測定している元素濃度に応じて、微量濃度
が正確に測定できる２次イオン検出系と高濃度が正確に
測定できる光電子検出系とを切替え手段で自動的に切替
えて元素濃度を測定することができる。
後者は、現在測定している元素濃度に応じて、微量濃度
が正確に測定できる２次イオン検出系と高濃度が正確に
測定できる光電子検出系とを切替え手段で自動的に切替
えて元素濃度を測定することができる。
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２１】図１は、本発明の深さ方向元素濃度分布測
定装置の一実施例およびこの装置を用いた深さ方向元素
濃度分布測定方法の第１の実施例を示す概略構成図であ
る。
定装置の一実施例およびこの装置を用いた深さ方向元素
濃度分布測定方法の第１の実施例を示す概略構成図であ
る。
【００２２】深さ方向元素濃度分布測定装置１０は、２
次イオン検出系１１と、オージェ電子検出系１２と、２
次イオン検出系１１から送られてくる２次イオン信号強
度Ｓ S およびオージェ電子検出系１２から送られてくる
オージェ電子信号強度ＳA から、２次イオン検出系１１
およびオージェ電子検出系１２の切替えを行うとともに
元素濃度を求める検出系切替制御装置１３と、検出系切
替制御装置１３から送られてくる元素濃度より深さ方向
元素濃度分布を出力する出力装置１４とを含む。
次イオン検出系１１と、オージェ電子検出系１２と、２
次イオン検出系１１から送られてくる２次イオン信号強
度Ｓ S およびオージェ電子検出系１２から送られてくる
オージェ電子信号強度ＳA から、２次イオン検出系１１
およびオージェ電子検出系１２の切替えを行うとともに
元素濃度を求める検出系切替制御装置１３と、検出系切
替制御装置１３から送られてくる元素濃度より深さ方向
元素濃度分布を出力する出力装置１４とを含む。
【００２３】イオンビーム照射装置（不図示）から高ド
ーズイオン注入を行った試料１に、収束イオンビームＬ
を図示Ｘ方向および図示Ｙ方向に掃引しながら照射す
る。また、試料１に照射されている収束イオンビームＬ
の照射範囲の中央部に、オージェ電子検出系１２から電
子線ＬE を照射する。このとき、試料１中に含まれる元
素から放出される２次イオンのうち、収束イオンビーム
Ｌの照射範囲の中央部から放出した２次イオンＩは、２
次イオン検出系１１により検出され、２次イオン信号強
度ＳS が測定される。また、試料１中に含まれる元素か
ら放出されるオージェ電子Ａはオージェ電子検出系１２
により検出され、オージェ電子信号強度Ｓ A およびバッ
クグラウンドオージェ電子信号強度ＮA が測定される。
２次イオン信号強度ＳS ，オージェ電子信号強度ＳA お
よびバックグラウンドオージェ電子信号強度ＮA は、検
出系切替制御装置１３にそれぞれ入力される。
ーズイオン注入を行った試料１に、収束イオンビームＬ
を図示Ｘ方向および図示Ｙ方向に掃引しながら照射す
る。また、試料１に照射されている収束イオンビームＬ
の照射範囲の中央部に、オージェ電子検出系１２から電
子線ＬE を照射する。このとき、試料１中に含まれる元
素から放出される２次イオンのうち、収束イオンビーム
Ｌの照射範囲の中央部から放出した２次イオンＩは、２
次イオン検出系１１により検出され、２次イオン信号強
度ＳS が測定される。また、試料１中に含まれる元素か
ら放出されるオージェ電子Ａはオージェ電子検出系１２
により検出され、オージェ電子信号強度Ｓ A およびバッ
クグラウンドオージェ電子信号強度ＮA が測定される。
２次イオン信号強度ＳS ，オージェ電子信号強度ＳA お
よびバックグラウンドオージェ電子信号強度ＮA は、検
出系切替制御装置１３にそれぞれ入力される。
【００２４】ここで、検出系切替制御装置１３は、次の
ようにして、２次イオン検出系１１とオージェ電子検出
系１２とを切替えて、元素濃度を求める。
ようにして、２次イオン検出系１１とオージェ電子検出
系１２とを切替えて、元素濃度を求める。
【００２５】（１）２次イオン検出系１１からオージェ
電子検出系１２への切替え 試料１と同じ成分からなる標準試料での測定により得ら
れた相対感度係数を用いて２次イオン信号強度ＳS から
元素濃度ＫSIMSを求め、求めた元素濃度ＫSIMSが１×１
０21 atoms／cm3 以下のときには、２次イオン信号強度
ＳS から元素濃度ＫSIMSを同様にして引続き求める。一
方、２次イオン信号強度ＳS から求めた元素濃度ＫSIMS
が１×１０21 atoms／cm3 よりも大きくなったときに
は、求めた元素濃度ＫSIMSを基準元素濃度ＫSIMS0 とす
るとともに、検出系をオージェ電子検出系１２へ切替え
て、このときのオージェ電子信号強度ＳA を基準オージ
ェ電子信号強度ＳA0として、次式により元素濃度ＣM を
求める。
電子検出系１２への切替え 試料１と同じ成分からなる標準試料での測定により得ら
れた相対感度係数を用いて２次イオン信号強度ＳS から
元素濃度ＫSIMSを求め、求めた元素濃度ＫSIMSが１×１
０21 atoms／cm3 以下のときには、２次イオン信号強度
ＳS から元素濃度ＫSIMSを同様にして引続き求める。一
方、２次イオン信号強度ＳS から求めた元素濃度ＫSIMS
が１×１０21 atoms／cm3 よりも大きくなったときに
は、求めた元素濃度ＫSIMSを基準元素濃度ＫSIMS0 とす
るとともに、検出系をオージェ電子検出系１２へ切替え
て、このときのオージェ電子信号強度ＳA を基準オージ
ェ電子信号強度ＳA0として、次式により元素濃度ＣM を
求める。
【００２６】ＣM ＝ＫSIMS0 ×ＳA ／ＳA0 （１） これにより、２次イオン信号強度ＳS から求めた元素濃
度ＫSIMSとオージェ電子信号強度ＳA から求めた元素濃
度ＣM との連続性を確保することができる。以降、オー
ジェ電子検出系１２により検出されたオージェ電子信号
強度ＳA を上記（１）式に代入して元素濃度ＣM を求め
る。
度ＫSIMSとオージェ電子信号強度ＳA から求めた元素濃
度ＣM との連続性を確保することができる。以降、オー
ジェ電子検出系１２により検出されたオージェ電子信号
強度ＳA を上記（１）式に代入して元素濃度ＣM を求め
る。
【００２７】（２）オージェ電子検出系１２から２次イ
オン検出系１１への切替え 上記（１）式で得た元素濃度ＣM が１×１０21 atoms／
cm3 よりも小さくなるまで、同様にして、オージェ電子
信号強度ＳA から元素濃度ＣM を求める。一方、オージ
ェ電子信号強度ＳA から求めた元素濃度ＣM が１×１０
21 atoms／cm3よりも小さくなったときには、検出系を
２次イオン検出系１１へ切替えて、試料１と同じ成分か
らなる標準試料での測定により得られた相対感度係数を
用いて２次イオン信号強度ＳS から元素濃度ＫSIMSを求
める。
オン検出系１１への切替え 上記（１）式で得た元素濃度ＣM が１×１０21 atoms／
cm3 よりも小さくなるまで、同様にして、オージェ電子
信号強度ＳA から元素濃度ＣM を求める。一方、オージ
ェ電子信号強度ＳA から求めた元素濃度ＣM が１×１０
21 atoms／cm3よりも小さくなったときには、検出系を
２次イオン検出系１１へ切替えて、試料１と同じ成分か
らなる標準試料での測定により得られた相対感度係数を
用いて２次イオン信号強度ＳS から元素濃度ＫSIMSを求
める。
【００２８】以上のようにして求められた元素濃度Ｋ
SIMS，ＣM は出力装置１５に入力され、深さ方向元素濃
度分布として出力される。
SIMS，ＣM は出力装置１５に入力され、深さ方向元素濃
度分布として出力される。
【００２９】次に、深さ方向元素濃度分布測定方法の第
２の実施例について説明する。
２の実施例について説明する。
【００３０】本実施例の深さ方向元素濃度分布測定方法
では、検出系切替制御装置１３は、次のようにして、２
次イオン検出系１１とオージェ電子検出系１２とを切替
えて、元素濃度を求める。
では、検出系切替制御装置１３は、次のようにして、２
次イオン検出系１１とオージェ電子検出系１２とを切替
えて、元素濃度を求める。
【００３１】（１）２次イオン検出系１１からオージェ
電子検出系１２への切替え 試料１と同じ成分からなる標準試料での測定により得ら
れた相対感度係数を用いて２次イオン信号強度ＳS から
元素濃度ＫSIMSを求め、求めた元素濃度ＫSIMSが１×１
０21 atoms／cm3 以下のときには、２次イオン信号強度
ＳS から元素濃度ＫSIMSを同様にして引続き求める。一
方、２次イオン信号強度ＳS から求めた元素濃度ＫSIMS
が１×１０21 atoms／cm3 よりも大きくなったときに
は、求めた元素濃度ＫSIMSを基準元素濃度ＫSIMS0 とす
るとともに、検出系をオージェ電子検出系１２へ切替え
て、このときのオージェ電子信号強度ＳA を基準オージ
ェ電子信号強度ＳA0として、上記（１）式により元素濃
度ＣM を求める。これにより、２次イオン信号強度ＳS
から求めた元素濃度ＫSIMSとオージェ電子信号強度Ｓ A
から求めた元素濃度ＣM との連続性を確保することがで
きる。以降、オージェ電子検出系１２により検出された
オージェ電子信号強度ＳA を上記（１）式に代入して元
素濃度ＣM を求める。
電子検出系１２への切替え 試料１と同じ成分からなる標準試料での測定により得ら
れた相対感度係数を用いて２次イオン信号強度ＳS から
元素濃度ＫSIMSを求め、求めた元素濃度ＫSIMSが１×１
０21 atoms／cm3 以下のときには、２次イオン信号強度
ＳS から元素濃度ＫSIMSを同様にして引続き求める。一
方、２次イオン信号強度ＳS から求めた元素濃度ＫSIMS
が１×１０21 atoms／cm3 よりも大きくなったときに
は、求めた元素濃度ＫSIMSを基準元素濃度ＫSIMS0 とす
るとともに、検出系をオージェ電子検出系１２へ切替え
て、このときのオージェ電子信号強度ＳA を基準オージ
ェ電子信号強度ＳA0として、上記（１）式により元素濃
度ＣM を求める。これにより、２次イオン信号強度ＳS
から求めた元素濃度ＫSIMSとオージェ電子信号強度Ｓ A
から求めた元素濃度ＣM との連続性を確保することがで
きる。以降、オージェ電子検出系１２により検出された
オージェ電子信号強度ＳA を上記（１）式に代入して元
素濃度ＣM を求める。
【００３２】（２）オージェ電子検出系１２から２次イ
オン検出系１１への切替え 測定元素に特有のオージェエネルギーＥMAをもつオージ
ェ電子の信号強度ＳMAと、測定元素に特有のオージェエ
ネルギーＥMA近傍でのノイズ成分のオージェ電子の信号
強度ＮMAとの比ＳMA／ＮMAを求め、比ＳMA／ＮMAが３よ
りも大きいときには、上記（１）式により元素濃度ＣM
を引続き求め、一方、比ＳMA／ＮMAが３以下のときに
は、検出系をオージェ電子検出系１２から２次イオン検
出系１１へ切替えて、試料１と同じ成分からなる標準試
料での測定により得られた相対感度係数を用いて２次イ
オン信号強度ＳS から元素濃度ＫSIMSを求める。
オン検出系１１への切替え 測定元素に特有のオージェエネルギーＥMAをもつオージ
ェ電子の信号強度ＳMAと、測定元素に特有のオージェエ
ネルギーＥMA近傍でのノイズ成分のオージェ電子の信号
強度ＮMAとの比ＳMA／ＮMAを求め、比ＳMA／ＮMAが３よ
りも大きいときには、上記（１）式により元素濃度ＣM
を引続き求め、一方、比ＳMA／ＮMAが３以下のときに
は、検出系をオージェ電子検出系１２から２次イオン検
出系１１へ切替えて、試料１と同じ成分からなる標準試
料での測定により得られた相対感度係数を用いて２次イ
オン信号強度ＳS から元素濃度ＫSIMSを求める。
【００３３】すなわち、本実施例の深さ方向元素濃度分
布測定方法は、オージェ電子検出系１２から２次イオン
検出系１１への切替え方法が、前述した第１の実施例の
深さ方向元素濃度分布測定方法と異なる。
布測定方法は、オージェ電子検出系１２から２次イオン
検出系１１への切替え方法が、前述した第１の実施例の
深さ方向元素濃度分布測定方法と異なる。
【００３４】次に、深さ方向元素濃度分布測定方法の第
３の実施例について説明する。
３の実施例について説明する。
【００３５】本実施例の深さ方向元素濃度分布測定方法
は、高濃度の測定にオージェ電子検出系１２を用いた
が、オージェ電子検出系１２の代わりに、光電子検出系
を用いる点で、前述した第１の実施例の深さ方向元素濃
度分布測定方法と異なる。なお、この場合には、上記
（１）式中のオージェ電子信号強度ＳA および基準オー
ジェ電子信号強度ＳA0の代わりに、光電子信号強度ＳX
および基準光電子信号強度ＳX0を用いることにより、同
様にして、低濃度から高濃度まで深さ方向元素濃度分布
を測定することができる。
は、高濃度の測定にオージェ電子検出系１２を用いた
が、オージェ電子検出系１２の代わりに、光電子検出系
を用いる点で、前述した第１の実施例の深さ方向元素濃
度分布測定方法と異なる。なお、この場合には、上記
（１）式中のオージェ電子信号強度ＳA および基準オー
ジェ電子信号強度ＳA0の代わりに、光電子信号強度ＳX
および基準光電子信号強度ＳX0を用いることにより、同
様にして、低濃度から高濃度まで深さ方向元素濃度分布
を測定することができる。
【００３６】次に、深さ方向元素濃度分布測定方法の第
４の実施例について説明する。
４の実施例について説明する。
【００３７】本実施例の深さ方向元素濃度分布測定方法
は、前述した第３の実施例の深さ方向元素濃度分布測定
方法と同様に、２次イオン検出系１１と光電子検出系と
を切替えて元素濃度を求めるものであるが、検出系切替
制御装置１３が、次のようにして、２次イオン検出系１
１と光電子検出系とを切替える点で、前述した第３の実
施例の深さ方向元素濃度分布測定方法と異なる。
は、前述した第３の実施例の深さ方向元素濃度分布測定
方法と同様に、２次イオン検出系１１と光電子検出系と
を切替えて元素濃度を求めるものであるが、検出系切替
制御装置１３が、次のようにして、２次イオン検出系１
１と光電子検出系とを切替える点で、前述した第３の実
施例の深さ方向元素濃度分布測定方法と異なる。
【００３８】（１）２次イオン検出系１１から光電子検
出系への切替え 試料１と同じ成分からなる標準試料での測定により得ら
れた相対感度係数を用いて２次イオン信号強度ＳS から
元素濃度ＫSIMSを求め、求めた元素濃度ＫSIMSが１×１
０21 atoms／cm3 以下のときには、２次イオン信号強度
ＳS から元素濃度ＫSIMSを同様にして引続き求める。一
方、２次イオン信号強度ＳS から求めた元素濃度ＫSIMS
が１×１０21 atoms／cm3 よりも大きくなったときに
は、求めた元素濃度ＫSIMSを基準元素濃度ＫSIMS0 とす
るとともに、検出系を光電子検出系へ切替えて、このと
きの光電子信号強度ＳX を基準光電子信号強度ＳX0とし
て、 ＤM ＝ＫSIMS0 ×ＳX ／ＳX0 （２） より、光電子信号強度ＳX から元素濃度ＤM を引続き求
める。これにより、２次イオン信号強度ＳS から求めた
元素濃度ＫSIMSと光電子信号強度ＳX から求めた元素濃
度ＤM との連続性を確保することができる。
出系への切替え 試料１と同じ成分からなる標準試料での測定により得ら
れた相対感度係数を用いて２次イオン信号強度ＳS から
元素濃度ＫSIMSを求め、求めた元素濃度ＫSIMSが１×１
０21 atoms／cm3 以下のときには、２次イオン信号強度
ＳS から元素濃度ＫSIMSを同様にして引続き求める。一
方、２次イオン信号強度ＳS から求めた元素濃度ＫSIMS
が１×１０21 atoms／cm3 よりも大きくなったときに
は、求めた元素濃度ＫSIMSを基準元素濃度ＫSIMS0 とす
るとともに、検出系を光電子検出系へ切替えて、このと
きの光電子信号強度ＳX を基準光電子信号強度ＳX0とし
て、 ＤM ＝ＫSIMS0 ×ＳX ／ＳX0 （２） より、光電子信号強度ＳX から元素濃度ＤM を引続き求
める。これにより、２次イオン信号強度ＳS から求めた
元素濃度ＫSIMSと光電子信号強度ＳX から求めた元素濃
度ＤM との連続性を確保することができる。
【００３９】（２）光電子検出系から２次イオン検出系
１１への切替え 測定元素に特有の結合エネルギーＥMXをもつ光電子のピ
ーク信号強度ＳMXと、特有の結合エネルギーＥMXでのバ
ックグラウンド信号強度ＢMXとの比ＳMX／ＢMXを求め、
比ＳMX／ＢMXが１よりも大きいときには、上記（２）式
により元素濃度ＤM を引続き求め、一方、比ＳMX／ＢMX
が１以下のときには、検出系を光電子検出系から２次イ
オン検出系１１へ切替えて、試料１と同じ成分からなる
標準試料での測定により得られた相対感度係数を用いて
２次イオン信号強度ＳS から元素濃度ＫSIMSを求める。
１１への切替え 測定元素に特有の結合エネルギーＥMXをもつ光電子のピ
ーク信号強度ＳMXと、特有の結合エネルギーＥMXでのバ
ックグラウンド信号強度ＢMXとの比ＳMX／ＢMXを求め、
比ＳMX／ＢMXが１よりも大きいときには、上記（２）式
により元素濃度ＤM を引続き求め、一方、比ＳMX／ＢMX
が１以下のときには、検出系を光電子検出系から２次イ
オン検出系１１へ切替えて、試料１と同じ成分からなる
標準試料での測定により得られた相対感度係数を用いて
２次イオン信号強度ＳS から元素濃度ＫSIMSを求める。
【００４０】すなわち、本実施例の深さ方向元素濃度分
布測定方法は、光電子検出系から２次イオン検出系１１
への切替え方法が、前述した第２の実施例の深さ方向元
素濃度分布測定方法と異なる。
布測定方法は、光電子検出系から２次イオン検出系１１
への切替え方法が、前述した第２の実施例の深さ方向元
素濃度分布測定方法と異なる。
【００４１】前述した第３および第４の実施例の深さ方
向元素濃度分布測定方法を実現できる深さ方向元素濃度
分布測定装置の一実施例としては、図１に示した深さ方
向元素濃度分布測定装置１０におけるオージェ電子検出
系１２の代わりに、図２に示すように、光電子検出系２
１を用いるものがある。
向元素濃度分布測定方法を実現できる深さ方向元素濃度
分布測定装置の一実施例としては、図１に示した深さ方
向元素濃度分布測定装置１０におけるオージェ電子検出
系１２の代わりに、図２に示すように、光電子検出系２
１を用いるものがある。
【００４２】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次のような効果がある。
ので、次のような効果がある。
【００４３】請求項１記載の発明は、現在測定している
元素濃度に応じて、微量濃度が正確に測定できる２次イ
オン検出系と高濃度が正確に測定できるオージェ電子検
出系とを切替え手段で自動的に切替えて元素濃度を測定
することができるため、元素の深さ方向濃度分布を高濃
度から微量濃度まで正確にかつ自動的に測定できる。
元素濃度に応じて、微量濃度が正確に測定できる２次イ
オン検出系と高濃度が正確に測定できるオージェ電子検
出系とを切替え手段で自動的に切替えて元素濃度を測定
することができるため、元素の深さ方向濃度分布を高濃
度から微量濃度まで正確にかつ自動的に測定できる。
【００４４】請求項２記載の発明は、現在測定している
元素濃度に応じて、微量濃度が正確に測定できる２次イ
オン検出系と高濃度が正確に測定できる光電子検出系と
を切替え手段で自動的に切替えて元素濃度を測定するこ
とができるため、元素の深さ方向濃度分布を高濃度から
微量濃度まで正確にかつ自動的に測定できる。
元素濃度に応じて、微量濃度が正確に測定できる２次イ
オン検出系と高濃度が正確に測定できる光電子検出系と
を切替え手段で自動的に切替えて元素濃度を測定するこ
とができるため、元素の深さ方向濃度分布を高濃度から
微量濃度まで正確にかつ自動的に測定できる。
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【図１】本発明の深さ方向元素濃度分布測定装置の一実
施例および本発明の深さ方向元素濃度分布測定方法の第
１の実施例を示す概略構成図である。
施例および本発明の深さ方向元素濃度分布測定方法の第
１の実施例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の深さ方向元素濃度分布測定装置の他の
実施例を示す概略構成図である。
実施例を示す概略構成図である。
１ 試料 １０ 深さ方向元素濃度分布測定装置 １１ ２次イオン検出系 １２ オージェ電子検出系 １３ 検出系切替制御装置 １４ 出力装置 ２１ 光電子検出系 Ｌ 収束イオンビーム ＬE 電子線 ＳS ２次イオン信号強度 ＳA オージェ電子信号強度 ＳA0 基準オージェ電子信号強度 ＮA バックグラウンドオージェ電子信号強度 ＫSIMS ２次イオン信号強度より求めた元素濃度 ＫSIMS0 基準元素濃度 ＣM オージェ電子信号強度より求めた元素濃度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−181949（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−57491（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−95232（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−30695（ＪＰ，Ｂ２) Ｋ．Ｂｅｒｒｅｓｈｅｉｍ，”Ｖｅｒ ｆａｈｒｅｎｓｋｏｎｔｒｏｌｌｅｎ ｕｎｄ ｋｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｎ ｉｎ ｄ ｅｒ Ｏｂｅｒｆｌａｃｈｅｎａｎａｌ ｙｓｅ ｄｕｒｃｈ Ｋｏｍｂｉｎａｔ ｉｏｎｓｇｅｒａｔｅ”，Ｆｒｅｓｅｎ ｉｕｓ Ｚ Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ, （1984），Ｖｏｌ．319，Ｎｏ．６／７, ｐ611−615 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 23/225 - 23/227 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 一つの試料に対して、２次イオン信号強
度を発生させる２次イオン検出系と、オージェ電子信号
強度を発生させるオージェ電子検出系とを配した検出手
段と、 前記２次イオン信号強度を用いて元素濃度Ｋ SIMS を算出
し、前記オージェ電子信号強度を用いて元素濃度Ｃ M を
算出する計算手段と、 前記試料を前記２次イオン検出系によって検出し、検出
された２次イオン信号強度を用いて算出された元素濃度
Ｋ SIMS が所定値を超えたとき、前記試料の検出を前記オ
ージェ電子検出系に切替えて前記試料を前記オージェ電
子検出系によって検出し、検出されたオージェ電子信号
強度を用いて算出された元素濃度Ｃ M が所定値以下のと
き、前記試料の検出を前記２次イオン検出系に切替える
切替え手段と、 を有する 深さ方向元素濃度分布測定装置。 - 【請求項２】 一つの試料に対して、２次イオン信号強
度を発生させる２次イオン検出系と、光電子信号強度を
発生させる光電子検出系とを配した検出手段と、 前記２次イオン信号強度を用いて元素濃度Ｋ SIMS を算出
し、前記光電子信号強度を用いて元素濃度Ｄ M を算出す
る計算手段と、 前記試料を前記２次イオン検出系によって検出し、検出
された２次イオン信号強度を用いて算出された元素濃度
Ｋ SIMS が所定値を超えたとき、前記試料の検出を前記光
電子検出系に切替えて前記試料を前記光電子検出系によ
って検出し、検出された光電子信号強度を用いて算出さ
れた元素濃度Ｄ M が所定値以下のとき、前記試料の検出
を前記２次イオン検出系に切替える切替え手段と、 を有する 深さ方向元素濃度分布測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000993A JP2937598B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 深さ方向元素濃度分布測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4000993A JP2937598B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 深さ方向元素濃度分布測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05180790A JPH05180790A (ja) | 1993-07-23 |
| JP2937598B2 true JP2937598B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=11489125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4000993A Expired - Fee Related JP2937598B2 (ja) | 1992-01-07 | 1992-01-07 | 深さ方向元素濃度分布測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2937598B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6603119B1 (en) * | 2000-05-09 | 2003-08-05 | Agere Systems Inc. | Calibration method for quantitative elemental analysis |
-
1992
- 1992-01-07 JP JP4000993A patent/JP2937598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｋ．Ｂｅｒｒｅｓｈｅｉｍ，"Ｖｅｒｆａｈｒｅｎｓｋｏｎｔｒｏｌｌｅｎ ｕｎｄ ｋｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｅ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｅｎ ｉｎ ｄｅｒ Ｏｂｅｒｆｌａｃｈｅｎａｎａｌｙｓｅ ｄｕｒｃｈ Ｋｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｇｅｒａｔｅ"，Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｚ Ａｎａｌ Ｃｈｅｍ，（１９８４），Ｖｏｌ．３１９，Ｎｏ．６／７，ｐ６１１−６１５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05180790A (ja) | 1993-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |