JP2963283B2 - 高周波グロー放電発光分光分析方法およびその装置 - Google Patents
高周波グロー放電発光分光分析方法およびその装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、試料をスパッタリン
グしながら、発生する光を分光器で分光する高周波グロ
ー放電発光分光分析方法およびその装置に関するもので
ある。
グしながら、発生する光を分光器で分光する高周波グロ
ー放電発光分光分析方法およびその装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】気体圧力が４〜10Torr程度のアルゴン雰
囲気中で、二つの電極間に高周波の高電圧を印加する
と、グロー放電が起こり、Ａｒイオンが生成される。生
成したＡｒイオンは高電界で加速され、陰極表面に衝突
し、そこに存在する物質をたたき出す。この現象をスパ
ッタリングと呼ぶが、スパッタされた粒子 （原子、分
子、イオン）はプラズマ中で励起され、基底状態にもど
る際にその元素に固有の波長の光を放出する。この発光
を分光器で分光する分析法が、高周波グロー放電発光分
光分析方法と呼ばれている分析方法である。放電を継続
すると、試料表面は連続的にスパッタ除去されるので、
各元素の発光強度の時間変化を測定することにより深さ
方向の元素分析が可能となる。
囲気中で、二つの電極間に高周波の高電圧を印加する
と、グロー放電が起こり、Ａｒイオンが生成される。生
成したＡｒイオンは高電界で加速され、陰極表面に衝突
し、そこに存在する物質をたたき出す。この現象をスパ
ッタリングと呼ぶが、スパッタされた粒子 （原子、分
子、イオン）はプラズマ中で励起され、基底状態にもど
る際にその元素に固有の波長の光を放出する。この発光
を分光器で分光する分析法が、高周波グロー放電発光分
光分析方法と呼ばれている分析方法である。放電を継続
すると、試料表面は連続的にスパッタ除去されるので、
各元素の発光強度の時間変化を測定することにより深さ
方向の元素分析が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、かか
る分析法を用いて、シリコンウェハのような基板の上
に、光を透過するＳｉＯ2 等の薄膜を有し、かつ、上記
基板および薄膜の表面が鏡面状の試料の分析が行われて
いる。ここで、基板および薄膜の表面が鏡面状であるこ
とから、測定した光の強度には反射光が含まれているの
であるが、従来は、測定した光の強度に反射光が含まれ
ていることに気が付いていなかった。そのため、分析が
不正確になるのは、避けられない。
る分析法を用いて、シリコンウェハのような基板の上
に、光を透過するＳｉＯ2 等の薄膜を有し、かつ、上記
基板および薄膜の表面が鏡面状の試料の分析が行われて
いる。ここで、基板および薄膜の表面が鏡面状であるこ
とから、測定した光の強度には反射光が含まれているの
であるが、従来は、測定した光の強度に反射光が含まれ
ていることに気が付いていなかった。そのため、分析が
不正確になるのは、避けられない。
【０００４】この発明は上記従来の問題を解決するため
になされたもので、その目的は、基板および薄膜の表面
が共に鏡面状の試料について、分光器に入射した光のう
ち試料による反射光を除去した光（以下、単に「直接
光」という）の強度を得ることができる高周波グロー放
電発光分光分析方法およびその装置を提供することであ
る。
になされたもので、その目的は、基板および薄膜の表面
が共に鏡面状の試料について、分光器に入射した光のう
ち試料による反射光を除去した光（以下、単に「直接
光」という）の強度を得ることができる高周波グロー放
電発光分光分析方法およびその装置を提供することであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１および３の発明は、上記測定強度から、上
記基板および薄膜の表面で反射された反射光の強度を、
薄膜における反射光の干渉を考慮して除去することで、
分光器に入射した光のうち直接光の強度を得る。
に、請求項１および３の発明は、上記測定強度から、上
記基板および薄膜の表面で反射された反射光の強度を、
薄膜における反射光の干渉を考慮して除去することで、
分光器に入射した光のうち直接光の強度を得る。
【０００６】一方、請求項２および４の発明は、スパッ
タリング時間をスパッタリング深さに変換して得た各ス
パッタリング深さに対する測定強度から、上記基板およ
び薄膜の表面で反射された反射光の強度を、薄膜におけ
る反射光の干渉を考慮して除去することで、スパッタリ
ング深さに対する直接光の強度を得る。
タリング時間をスパッタリング深さに変換して得た各ス
パッタリング深さに対する測定強度から、上記基板およ
び薄膜の表面で反射された反射光の強度を、薄膜におけ
る反射光の干渉を考慮して除去することで、スパッタリ
ング深さに対する直接光の強度を得る。
【０００７】
【作用】以下、この発明の原理を説明する。図１（ａ）
は、分析装置で実際に測定した固有の元素についての光
の強度（以下、単に「測定強度」という。）のスパッタ
リング時間に対する変化を示す。この図において、測定
強度は、スパッタリング時間に対して、ほぼ一定に近い
周期Ｔ1 ，Ｔ2 ，…Ｔn で変化していることが分かる。
従来は上記測定強度の変化のメカニズムは明らかにされ
ていなかった。しかし、この発明者は、上記測定強度の
周期的な変化が、以下に述べるように、薄膜における反
射光の干渉により生じていることを発見し、この発明を
完成した。
は、分析装置で実際に測定した固有の元素についての光
の強度（以下、単に「測定強度」という。）のスパッタ
リング時間に対する変化を示す。この図において、測定
強度は、スパッタリング時間に対して、ほぼ一定に近い
周期Ｔ1 ，Ｔ2 ，…Ｔn で変化していることが分かる。
従来は上記測定強度の変化のメカニズムは明らかにされ
ていなかった。しかし、この発明者は、上記測定強度の
周期的な変化が、以下に述べるように、薄膜における反
射光の干渉により生じていることを発見し、この発明を
完成した。
【０００８】図６は試料表面近傍で発光した光Ｌと、そ
の反射光Ｌ1,Ｌ2 …Ｌn の様子を示す概念図である。こ
の図において、陽イオンまたは電子によって原子が励起
されて生じた光Ｌは、その一部が分光器（図示せず）に
入射するとともに、他の一部Ｌが試料１の薄膜２の表面
２ａに向う。光Ｌの一部は、鏡面からなる薄膜２の表面
２ａのＡ点で反射され反射光Ｌ1 となって分光器に入射
し、光Ｌの他の一部がＡ点で屈折して鏡面からなる基板
３の表面３ａのＢ点に向う。Ｂ点において、光の一部
は、基板３内に入射し、他の一部が反射されてＣ点に向
う。さらに、Ｃ点でも、光が反射、屈折されて反射光Ｌ
2 が分光器に向う。このように、薄膜２および基板３の
表面２ａ，３ａが鏡面状であることから、光が入射、屈
折、反射を繰り返すことで、反射光 Ｌ1,Ｌ2 …Ｌn が
薄膜２の表面２ａから出射され分光器に入射する。
の反射光Ｌ1,Ｌ2 …Ｌn の様子を示す概念図である。こ
の図において、陽イオンまたは電子によって原子が励起
されて生じた光Ｌは、その一部が分光器（図示せず）に
入射するとともに、他の一部Ｌが試料１の薄膜２の表面
２ａに向う。光Ｌの一部は、鏡面からなる薄膜２の表面
２ａのＡ点で反射され反射光Ｌ1 となって分光器に入射
し、光Ｌの他の一部がＡ点で屈折して鏡面からなる基板
３の表面３ａのＢ点に向う。Ｂ点において、光の一部
は、基板３内に入射し、他の一部が反射されてＣ点に向
う。さらに、Ｃ点でも、光が反射、屈折されて反射光Ｌ
2 が分光器に向う。このように、薄膜２および基板３の
表面２ａ，３ａが鏡面状であることから、光が入射、屈
折、反射を繰り返すことで、反射光 Ｌ1,Ｌ2 …Ｌn が
薄膜２の表面２ａから出射され分光器に入射する。
【０００９】ところで、光が反射する場合において、媒
質の光学的な密度が疎から密に変化すると、光の位相が
π（半波長）だけずれる。この位相のずれと光路差など
に従って、周知のように、反射光Ｌi 同士が互いに強め
合ったり弱め合う干渉現象を呈する。一方、上記薄膜２
の厚さｄは、スパッタリングにより、時間とともに減少
し、また、薄膜２の表面２ａはスパッタリング後も鏡面
状態を保つ。したがって、測定強度には、分光器に直接
入射した光の強度の他に、薄膜２で干渉した反射光Ｌi
の強度が含まれているから、上記測定強度から、上記基
板３および薄膜２の表面３ａ，２ａで反射された反射光
ΣＬi の強度を、薄膜における反射光Ｌi の干渉を考慮
して除去することで、分光器に直接入射した直接光の強
度を得ることができる。
質の光学的な密度が疎から密に変化すると、光の位相が
π（半波長）だけずれる。この位相のずれと光路差など
に従って、周知のように、反射光Ｌi 同士が互いに強め
合ったり弱め合う干渉現象を呈する。一方、上記薄膜２
の厚さｄは、スパッタリングにより、時間とともに減少
し、また、薄膜２の表面２ａはスパッタリング後も鏡面
状態を保つ。したがって、測定強度には、分光器に直接
入射した光の強度の他に、薄膜２で干渉した反射光Ｌi
の強度が含まれているから、上記測定強度から、上記基
板３および薄膜２の表面３ａ，２ａで反射された反射光
ΣＬi の強度を、薄膜における反射光Ｌi の干渉を考慮
して除去することで、分光器に直接入射した直接光の強
度を得ることができる。
【００１０】また、分光器に入射する反射光ΣＬi の強
度は、後述するように、薄膜２の厚さｄの変化に応じて
変動するので、スパッタリング時間をスパッタリング深
さに変換して得た各スパッタリング深さに対する測定強
度から、上記基板３および薄膜２の表面３ａ，２ａで反
射された反射光ΣＬi の強度を、薄膜における反射光Ｌ
i の干渉を考慮して除去することで、スパッタリング深
さに対する直接光の強度を正確に得ることができる。
度は、後述するように、薄膜２の厚さｄの変化に応じて
変動するので、スパッタリング時間をスパッタリング深
さに変換して得た各スパッタリング深さに対する測定強
度から、上記基板３および薄膜２の表面３ａ，２ａで反
射された反射光ΣＬi の強度を、薄膜における反射光Ｌ
i の干渉を考慮して除去することで、スパッタリング深
さに対する直接光の強度を正確に得ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面にしたがっ
て説明する。図６において、試料１は、たとえば、シリ
コンウェハのような基板３の上に、ＳｉＯ2 膜のような
光を透過する薄膜２を有するものである。上記基板３お
よび薄膜２は、共に、その表面３ａおよび表面２ａが鏡
面になっている。
て説明する。図６において、試料１は、たとえば、シリ
コンウェハのような基板３の上に、ＳｉＯ2 膜のような
光を透過する薄膜２を有するものである。上記基板３お
よび薄膜２は、共に、その表面３ａおよび表面２ａが鏡
面になっている。
【００１２】図４において、上記試料１は、薄膜２の表
面２ａがグリムグロー放電管４の陰極ブロック５に押し
付けられている。グリムグロー放電管４は、上記陰極ブ
ロック５と陽極ブロック６との間に、テフロンワッシャ
７が介挿されてなる。陽極ブロック６は、アルゴンガス
の供給孔６ａと、第１および第２真空排気孔６ｂ，６ｃ
を有しており、管内Ｓがアルゴンの希ガス雰囲気（４〜
10Torr）とされている。陽極ブロック６には、陽極管６
ｄが一体形成されており、この陽極管６ｄは、テフロン
ワッシャ７を貫通して試料１の表面２ａに近接してい
る。なお、５ａは冷却液通路、８は窓板である。このグ
リムグロー放電管４は、アルゴンの陽イオンを試料１の
表面２ａに衝突させることにより、試料１の薄膜２をス
パッタリングするものである。
面２ａがグリムグロー放電管４の陰極ブロック５に押し
付けられている。グリムグロー放電管４は、上記陰極ブ
ロック５と陽極ブロック６との間に、テフロンワッシャ
７が介挿されてなる。陽極ブロック６は、アルゴンガス
の供給孔６ａと、第１および第２真空排気孔６ｂ，６ｃ
を有しており、管内Ｓがアルゴンの希ガス雰囲気（４〜
10Torr）とされている。陽極ブロック６には、陽極管６
ｄが一体形成されており、この陽極管６ｄは、テフロン
ワッシャ７を貫通して試料１の表面２ａに近接してい
る。なお、５ａは冷却液通路、８は窓板である。このグ
リムグロー放電管４は、アルゴンの陽イオンを試料１の
表面２ａに衝突させることにより、試料１の薄膜２をス
パッタリングするものである。
【００１３】上記アルゴンの陽イオンまたは電子によっ
て励起された原子からは光が発生し、そのうちの一部は
分光器１０に直接入射する。これを直接光Ｌａとする。
それに対し、試料１へ向かった光は、試料１により反射
され反射光ΣＬi として、分光器１０に入射する。直接
光Ｌａおよび反射光ΣＬi は、窓板８を透過して、図３
の入射スリット９を通して、分光器１０の回折格子１１
に向う。回折格子１１で分光された光は、出射スリット
１３を通して、必要な波長の光を、分析器１４に接続さ
れた光電子増倍管１２に入射させる。
て励起された原子からは光が発生し、そのうちの一部は
分光器１０に直接入射する。これを直接光Ｌａとする。
それに対し、試料１へ向かった光は、試料１により反射
され反射光ΣＬi として、分光器１０に入射する。直接
光Ｌａおよび反射光ΣＬi は、窓板８を透過して、図３
の入射スリット９を通して、分光器１０の回折格子１１
に向う。回折格子１１で分光された光は、出射スリット
１３を通して、必要な波長の光を、分析器１４に接続さ
れた光電子増倍管１２に入射させる。
【００１４】つぎに、上記構成の動作について説明す
る。図４の陰極である試料１と陽極ブロック６との間
に、数百〜数千ボルトの高周波電圧を印加すると、グロ
ー放電を生じ、アルゴンの陽イオンが生成される。生成
されたＡｒイオンは、陰極である試料１に衝突し、薄膜
２の表面２ａから原子をたたき出す。図５のように、た
たき出されて剥離した原子２ｂは、Ａｒイオンまたは電
子によって励起され、再び基底状態に戻る際に元素固有
の光を放出する。光の一部（直接光）Ｌａは、前述のよ
うに、分光器１０（図３）に直接入射し、他の一部は
〔作用〕の項で述べたように、反射光ΣＬi として図３
の分光器１０に入射する。分光器１０に入射した、直接
光Ｌａおよび反射光ΣＬi は、回折格子１１で回折され
て、波長ごとに分光され、光電子増倍管１２に入射し
て、その強度が測定される。この測定された強度は、分
析器１４に入力され、後述する分析演算が行われる。
る。図４の陰極である試料１と陽極ブロック６との間
に、数百〜数千ボルトの高周波電圧を印加すると、グロ
ー放電を生じ、アルゴンの陽イオンが生成される。生成
されたＡｒイオンは、陰極である試料１に衝突し、薄膜
２の表面２ａから原子をたたき出す。図５のように、た
たき出されて剥離した原子２ｂは、Ａｒイオンまたは電
子によって励起され、再び基底状態に戻る際に元素固有
の光を放出する。光の一部（直接光）Ｌａは、前述のよ
うに、分光器１０（図３）に直接入射し、他の一部は
〔作用〕の項で述べたように、反射光ΣＬi として図３
の分光器１０に入射する。分光器１０に入射した、直接
光Ｌａおよび反射光ΣＬi は、回折格子１１で回折され
て、波長ごとに分光され、光電子増倍管１２に入射し
て、その強度が測定される。この測定された強度は、分
析器１４に入力され、後述する分析演算が行われる。
【００１５】一方、図５の薄膜２は、上記Ａｒイオンの
衝突によりスパッタリングされ、その厚さｄが時間とと
もに徐々に薄くなる。こうして、上記測定強度をスパッ
タリング時間の経過とともに測定して、図１（ａ）のデ
ータを得る。なお、図１(a)は酸素のスペクトル（波長
１３０．２ｎｍ）についての測定強度である。
衝突によりスパッタリングされ、その厚さｄが時間とと
もに徐々に薄くなる。こうして、上記測定強度をスパッ
タリング時間の経過とともに測定して、図１（ａ）のデ
ータを得る。なお、図１(a)は酸素のスペクトル（波長
１３０．２ｎｍ）についての測定強度である。
【００１６】つぎに、まず、上記データのスパッタリン
グ時間をスパッタリング深さに変換する方法について述
べる。得られた測定強度は、この図から分るように、ス
パッタリング時間に対して波を打ち、周期Ｔ1,Ｔ2 …Ｔ
n を有する。
グ時間をスパッタリング深さに変換する方法について述
べる。得られた測定強度は、この図から分るように、ス
パッタリング時間に対して波を打ち、周期Ｔ1,Ｔ2 …Ｔ
n を有する。
【００１７】一方、スパッタリング深さごとに分光器１
０（図３）に入射する相対理論強度ＩTOTAL は、直接光
Ｌａ（図５）の強度を１としたとき、下記の（１）式で
表される。 ＩTOTAL ＝１＋Ｒ…（１） 但し、Ｒ：反射率
０（図３）に入射する相対理論強度ＩTOTAL は、直接光
Ｌａ（図５）の強度を１としたとき、下記の（１）式で
表される。 ＩTOTAL ＝１＋Ｒ…（１） 但し、Ｒ：反射率
【００１８】
【数１】
【００１９】ここで、周知のように、薄膜２（図５）の
厚さｄの変化で光路差２ｎｄ cosφも変化するから、理
論強度は、図１（ｂ）のように、薄膜２の厚さに対し
て、つまり、スパッタリング深さに対して、一定の周期
Ｔ（ｎｍ）で波を打つ。この理論強度の変化の周期Ｔ
（ｎｍ）は、周知のように、λ／（２ｎ）であり、図１
（ａ）の測定強度の変化の周期Ｔi (sec) に対応すると
考えられるので、たとえば、波形における谷から谷の区
間Ｔi を、図１（ｂ）の周期Ｔ（ｎｍ）に合せて補正す
ることにより、図２（ａ）のように、スパッタリング深
さに対する測定強度を求めることができる。つまり、図
１（ａ）のｔ0,ｔ1 …ｔn における強度を図１（ｂ）の
各スパッタリング深さｄ0,ｄ1 … ｄn に写すととも
に、各々の小区間ではスパッタリング深さがスパッタリ
ング時間に比例関係に近いので、図１（ａ）の時間周期
Ｔi に係数αi ＝Ｔ／Ｔi を乗算して、時間周期 Ｔi
を図１（ｂ）の深さ周期Ｔに合せて、波形を補正するこ
とにより、スパッタリング深さに対する測定強度を求め
ることができる。これを数式で表わせば、任意のスパッ
タリング時間ｔにおけるスパッタリング深さＤは、 Ｄ＝ｄi ＋（ｔ−ｔi ）αi で表わされる。
厚さｄの変化で光路差２ｎｄ cosφも変化するから、理
論強度は、図１（ｂ）のように、薄膜２の厚さに対し
て、つまり、スパッタリング深さに対して、一定の周期
Ｔ（ｎｍ）で波を打つ。この理論強度の変化の周期Ｔ
（ｎｍ）は、周知のように、λ／（２ｎ）であり、図１
（ａ）の測定強度の変化の周期Ｔi (sec) に対応すると
考えられるので、たとえば、波形における谷から谷の区
間Ｔi を、図１（ｂ）の周期Ｔ（ｎｍ）に合せて補正す
ることにより、図２（ａ）のように、スパッタリング深
さに対する測定強度を求めることができる。つまり、図
１（ａ）のｔ0,ｔ1 …ｔn における強度を図１（ｂ）の
各スパッタリング深さｄ0,ｄ1 … ｄn に写すととも
に、各々の小区間ではスパッタリング深さがスパッタリ
ング時間に比例関係に近いので、図１（ａ）の時間周期
Ｔi に係数αi ＝Ｔ／Ｔi を乗算して、時間周期 Ｔi
を図１（ｂ）の深さ周期Ｔに合せて、波形を補正するこ
とにより、スパッタリング深さに対する測定強度を求め
ることができる。これを数式で表わせば、任意のスパッ
タリング時間ｔにおけるスパッタリング深さＤは、 Ｄ＝ｄi ＋（ｔ−ｔi ）αi で表わされる。
【００２０】なお、この変換は測定されたｔ0,ｔ1 …ｔ
n および演算により求められたｄ0,ｄ1 …ｄn から深さ
Ｄを時間ｔの関数で表わし Ｄ＝Ｆ（ｔ） で表わしてもよい。例えば深さＤを時間ｔの２次関数で
近似するならば、 Ｄ＝Ａｔ2 ＋Ｂｔ＋Ｃ で表わされ、最小二乗法で定数Ａ，Ｂ，Ｃを求めるなど
してもよい。
n および演算により求められたｄ0,ｄ1 …ｄn から深さ
Ｄを時間ｔの関数で表わし Ｄ＝Ｆ（ｔ） で表わしてもよい。例えば深さＤを時間ｔの２次関数で
近似するならば、 Ｄ＝Ａｔ2 ＋Ｂｔ＋Ｃ で表わされ、最小二乗法で定数Ａ，Ｂ，Ｃを求めるなど
してもよい。
【００２１】変換した測定強度には、図５の反射光ΣＬ
i の強度が含まれており、この反射光ΣＬi の強度が前
述のように、薄膜２の厚さｄに応じて変化している。し
たがって、各元素の濃度を知るためには、まず、変換し
た測定強度から、上記基板３および薄膜２の表面３ａ，
２ａで反射された反射光ΣＬi の強度を除去して、分光
器１０（図３）に直接入射した直接光Ｌａの強度を得る
必要がある。
i の強度が含まれており、この反射光ΣＬi の強度が前
述のように、薄膜２の厚さｄに応じて変化している。し
たがって、各元素の濃度を知るためには、まず、変換し
た測定強度から、上記基板３および薄膜２の表面３ａ，
２ａで反射された反射光ΣＬi の強度を除去して、分光
器１０（図３）に直接入射した直接光Ｌａの強度を得る
必要がある。
【００２２】以下、この直接光Ｌａの強度の求め方を説
明する。上記（１）式の反射率Ｒは、前述の（２）式な
いし（４）式から分るように、薄膜２の厚さｄが既知で
あれば、つまり、スパッタリング深さが既知であれば、
知ることができる。したがって、図２（ａ）のスパッタ
リング深さに対する測定強度において、その測定強度を
（１＋Ｒ）で除算することにより、図２（ｂ）のよう
に、直接光Ｌａの強度を得る。つまり、図１（ａ）のス
パッタリング時間を図２（ａ）のように、スパッタリン
グ深さに変換して得た各スパッタリング深さごとの測定
強度から、図５の基板３および薄膜２の表面３ａ，２ａ
で反射された反射光ΣＬi の強度を、薄膜２における反
射光Ｌi の干渉を考慮して除去することで、スパッタリ
ング深さに対する直接光Ｌａの正確な強度を得ることが
できる。直接光Ｌａと反射光ΣＬ i とを合計した強度
は、前述のように光電子増倍管１２（図３）により測定
されるので、スパッタリング時間および光電子増倍管１
２の出力に基づいて、分析器１４（図３）の演算手段
（図示せず）において、上記演算によってスパッタリン
グ深さに対する直接光Ｌａの強度が求められる。
明する。上記（１）式の反射率Ｒは、前述の（２）式な
いし（４）式から分るように、薄膜２の厚さｄが既知で
あれば、つまり、スパッタリング深さが既知であれば、
知ることができる。したがって、図２（ａ）のスパッタ
リング深さに対する測定強度において、その測定強度を
（１＋Ｒ）で除算することにより、図２（ｂ）のよう
に、直接光Ｌａの強度を得る。つまり、図１（ａ）のス
パッタリング時間を図２（ａ）のように、スパッタリン
グ深さに変換して得た各スパッタリング深さごとの測定
強度から、図５の基板３および薄膜２の表面３ａ，２ａ
で反射された反射光ΣＬi の強度を、薄膜２における反
射光Ｌi の干渉を考慮して除去することで、スパッタリ
ング深さに対する直接光Ｌａの正確な強度を得ることが
できる。直接光Ｌａと反射光ΣＬ i とを合計した強度
は、前述のように光電子増倍管１２（図３）により測定
されるので、スパッタリング時間および光電子増倍管１
２の出力に基づいて、分析器１４（図３）の演算手段
（図示せず）において、上記演算によってスパッタリン
グ深さに対する直接光Ｌａの強度が求められる。
【００２３】つぎに、直接光Ｌａの強度から、元素の濃
度の求め方を簡単に説明する。まず、予め、濃度が既知
の複数の標準試料を用意し、それぞれについて、直接光
Ｌａの強度を測定して、濃度と直接光Ｌａの強度との関
係を求めておく。つづいて、分析しようとする試料につ
いての直接光Ｌａの強度を求め、上記関係から元素の濃
度を求める。
度の求め方を簡単に説明する。まず、予め、濃度が既知
の複数の標準試料を用意し、それぞれについて、直接光
Ｌａの強度を測定して、濃度と直接光Ｌａの強度との関
係を求めておく。つづいて、分析しようとする試料につ
いての直接光Ｌａの強度を求め、上記関係から元素の濃
度を求める。
【００２４】ところで、上記実施例では、図１の波形の
谷のスパッタリング時間ｔi およびスパッタリング深さ
ｄi に着目して、ポイントｔi をポイントｄi に一致さ
せたが、山に着目して、時間から深さへの変換を行って
もよく、あるいは、山および谷の双方を用いて変換を行
ってもよい。
谷のスパッタリング時間ｔi およびスパッタリング深さ
ｄi に着目して、ポイントｔi をポイントｄi に一致さ
せたが、山に着目して、時間から深さへの変換を行って
もよく、あるいは、山および谷の双方を用いて変換を行
ってもよい。
【００２５】なお、上記実施例では、直接光Ｌａの強度
を求め、更に、各元素の濃度を求めることとした。しか
し、この発明では、必ずしも濃度を求める必要はなく、
たとえば、図２（ｂ）のように、スパッタリング深さに
対する直接光の強度を求めるだけでも概略の元素濃度が
分かるなど大きな意義があり、したがって、この発明の
範囲に含まれる。
を求め、更に、各元素の濃度を求めることとした。しか
し、この発明では、必ずしも濃度を求める必要はなく、
たとえば、図２（ｂ）のように、スパッタリング深さに
対する直接光の強度を求めるだけでも概略の元素濃度が
分かるなど大きな意義があり、したがって、この発明の
範囲に含まれる。
【００２６】また、上記実施例では、図６の薄膜２が一
層である場合について述べたが、薄膜２が２層以上の場
合についても、この発明の原理を適用でき、したがっ
て、この発明の範囲に含まれる。さらに、薄膜２は、完
全に光を透過する必要はなく、光の一部または全部を透
過するものであれば、この発明を適用できる。
層である場合について述べたが、薄膜２が２層以上の場
合についても、この発明の原理を適用でき、したがっ
て、この発明の範囲に含まれる。さらに、薄膜２は、完
全に光を透過する必要はなく、光の一部または全部を透
過するものであれば、この発明を適用できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、基板および薄膜の表面が共に鏡面状の試料につい
て、分光器に直接入射した直接光の強度を得ることがで
きるから、分析の精度が向上する。
ば、基板および薄膜の表面が共に鏡面状の試料につい
て、分光器に直接入射した直接光の強度を得ることがで
きるから、分析の精度が向上する。
【図１】（ａ）はスパッタリング時間に対する測定強度
の変化を示す特性図、（ｂ）はスパッタリング深さに対
する相対理論強度の変化を示す特性図である。
の変化を示す特性図、（ｂ）はスパッタリング深さに対
する相対理論強度の変化を示す特性図である。
【図２】（ａ）はスパッタリング深さに対する測定強度
の変化を示す特性図、（ｂ）は直接光のスパッタリング
深さに対する強度を示す特性図である。
の変化を示す特性図、（ｂ）は直接光のスパッタリング
深さに対する強度を示す特性図である。
【図３】一般的な分析装置の概略構成図である。
【図４】一般的なグリムグロー放電管の一例を示す断面
図である。
図である。
【図５】試料表面近傍の拡大図である。
【図６】反射光の生じる様子を示す概念的な断面図であ
る。
る。
１…試料、２…薄膜、２ａ…表面、３…基板、３ａ…表
面。
面。
Claims (4)
- 【請求項１】 基板の上に光を透過する薄膜を有し、か
つ、基板および薄膜の表面が鏡面状の試料に、陽イオン
を衝突させることにより、上記試料の薄膜をスパッタリ
ングするとともに、上記陽イオンまたは電子によって励
起された原子から発生する光の測定強度に基づいて試料
の分析を行う高周波グロー放電発光分光分析方法におい
て、 上記測定強度から、上記基板および薄膜の表面で反射さ
れた反射光の強度を、薄膜における反射光の干渉を考慮
して除去することで、分光器に入射した光のうち試料に
よる反射光を除去した直接光の強度を得ることを特徴と
する高周波グロー放電発光分光分析方法。 - 【請求項２】 基板の上に光を透過する薄膜を有し、か
つ、基板および薄膜の表面が鏡面状の試料に、陽イオン
を衝突させることにより、上記試料の薄膜をスパッタリ
ングするとともに、上記陽イオンまたは電子によって励
起された原子から発生する光の測定強度に基づいて試料
の分析を行う高周波グロー放電発光分光分析方法におい
て、 スパッタリング時間をスパッタリング深さに変換して得
た各スパッタリング深さに対する測定強度から、上記基
板および薄膜の表面で反射された反射光の強度を、薄膜
における反射光の干渉を考慮して除去することで、スパ
ッタリング深さに対する直接光の強度を得ることを特徴
とする高周波グロー放電発光分光分析方法。 - 【請求項３】 陽極管を有する陽極ブロックを有し、 基板の上に光を透過する薄膜を有し、かつ、基板および
薄膜の表面が鏡面状である試料と上記陽極ブロックとの
間に高周波の電圧を印加して上記試料に陽イオンを衝突
させることにより、上記試料の薄膜をスパッタリングす
るとともに、上記イオンまたは電子によって励起された
原子から発生する光の測定強度に基づいて試料の分析を
行う高周波グロー放電発光分光分析装置であって、 上記イオンまたは電子によって励起された原子から発生
する光を分光する分光器を備え、 この分光器で分光した光の測定強度から、上記基板およ
び薄膜の表面で反射さ れた反射光の強度を、薄膜におけ
る反射光の干渉を考慮して除去することで、上記分光器
に入射した光のうち試料による反射光を除去した直接光
の強度を得る高周波グロー放電発光分光分析装置。 - 【請求項４】 陽極管を有する陽極ブロックを有し、 基板の上に光を透過する薄膜を有し、かつ、基板および
薄膜の表面が鏡面状である試料と上記陽極ブロックとの
間に高周波の電圧を印加して上記試料に陽イオンを衝突
させることにより、上記試料の薄膜をスパッタリングす
るとともに、上記イオンまたは電子によって励起された
原子から発生する光の測定強度に基づいて試料の分析を
行う高周波グロー放電発光分光分析装置であって、 上記イオンまたは電子によって励起された原子から発生
する光を分光する分光器を備え、 スパッタリング時間をスパッタリング深さに変換して得
た各スパッタリング深さに対する前記分光器で分光した
光の測定強度から、上記基板および薄膜の表面で反射さ
れた反射光の強度を、薄膜における反射光の干渉を考慮
して除去することで、スパッタリング深さに対する直接
光の強度を得る高周波グロー放電発光分光分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21850392A JP2963283B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 高周波グロー放電発光分光分析方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21850392A JP2963283B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 高周波グロー放電発光分光分析方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643101A JPH0643101A (ja) | 1994-02-18 |
| JP2963283B2 true JP2963283B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16720951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21850392A Expired - Fee Related JP2963283B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 高周波グロー放電発光分光分析方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963283B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP21850392A patent/JP2963283B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0643101A (ja) | 1994-02-18 |
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