JP4410154B2 - デコンボリューション解析装置、デコンボリューション解析プログラム及びデコンボリューション解析方法 - Google Patents
デコンボリューション解析装置、デコンボリューション解析プログラム及びデコンボリューション解析方法 Download PDFInfo
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Description
以下のような式2を利用して補正している。
Zreal=Zapp.+a×(1−exp(−b×Zapp.)) ・・・(2)
ここで、Zrealは実際の深さ軸(nm)、Zapp.は深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸(nm)、a,bは係数(nm,nm-1)である。
Yreal=Yapp./(1+a×b×exp(−b×Zapp.)) ・・・(3)
以下のような式2を利用して補正している。
Zreal=Zapp.+a×(1−exp(−b×Zapp.)) ・・・(2)
ここで、Zrealは実際の深さ軸(nm)、Zapp.は深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸(nm)、a,bは係数(nm,nm-1)である。なお、スパッタ率の変化の補正式は、式2に限るものではない。
Yreal=Yapp./(1+a×b×exp(−b×Zapp.)) ・・・(3)
なお、オージェ電子分光法、X線光電子分光法では式3の補正は必要ない。
ΔZreg.=ΔZreal/(1−exp(−b×Zapp.)) ・・・(4)
また、分析法に二次イオン質量分析法を用いた場合は、横軸が変化する場合には信号強度の積算値が同じである必要があるため、以下に示す式5のように縦軸の信号強度も変化させる。
Yreg.=Yreal×(1−exp(−b×Zapp.)) ・・・(5)
ここで、ΔZreg.、Yreg.は、深さ方向分解能関数一定みなしデータにおける横軸の微分値、縦軸の信号強度である。この式4,5におけるパラメータbは、非特許文献1のようにMEIS測定の結果から導出してもよいし、イオン注入された試料とその試料上に基板と同一材料の膜を数nmから数10nm付けたキャップ試料の測定分布の比較から評価しても良い。なお、深さ方向分解能変化を見かけ上変わらなくなるように深さ方向分布の深さ軸を伸張させる式は、式4に限るものではない。
ΔZreal=ΔZreg.×(1−exp(−b×Zapp.)) ・・・(6)
また、分析法に二次イオン質量分析法を用いた場合には、縦軸も変換する必要があるので、式7の関係により、Yreg. をYrealに変換することができる。
Yreal=Yreg./(1−exp(−b×Zapp.)) ・・・(7)
これにより、真の深さ方向分布が得られる。ここに、深さ軸逆補正手段の機能が実行される。
この実施例1では、Si(シリコン)半導体にエネルギー0.2keV、ドーズ量1E15cm-2の条件にて11B(質量数11のボロン)をイオン注入した試料を準備した。このイオン注入試料を、二次イオン質量分析装置により、一次イオン:O2 + 350eV、入射角0度の条件で測定を行ったところ、ボロンの深さ方向分布(縦軸が二次イオン強度、横軸がスパッタ時間)が得られた。この分析データをデコンボリューション解析装置1に入力し、デコンボリューション解析プログラムによりデータ処理を実行させる(図2のステップS1)。
R(z)=A*(1+erfξ1)exp−[z/λd−0.5(σ/λd)2] ・・・(8)
ここで、ξ1=(z/σ−σ/λd)/√2
ただし、もともとの式では増加長λgの項も含まれているが、文献(D.P.Chu, M.G.Dowsett, Phys.Rev.B56 (1997) 15167.)によるとλgは0であるとしているため、式8ではλgを除いて表記している。
実施例1の二次イオン質量分析で得た深さ方向分布をスパッタ率補正処理、深さ方向分解能一定見なし処理を施さないでデコンボリューションした結果を図10に示す。イオン注入分布にとって物理的にあり得ない振動構造を持つ分布を示しており、このデコンボリューション解析結果が正しくないということが判る。
実施例1の二次イオン質量分析で得た深さ方向分布をスパッタ率補正処理だけ施し、深さ方向分解能一定見なし処理を施さないでデコンボリューションした結果を図11に示す。深さ方向分布のテイル部は実施例1の結果とほぼ同じであるが、表面近傍では濃度がゼロで、深さ2〜3nmの領域では深さ方向分布が異常な振動構造を見せており、このデコンボリューション解析結果が正しくないということが判る。
2 CPU
3 ROM
4 RAM
5 バス
6 HDD
7 CD−ROM
8 CD−ROMドライブ
9 ネットワーク
10 通信制御装置
11 入力装置
12 表示装置
Claims (12)
- 評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正手段と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように前記スパッタ率補正手段により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させた深さ方向分布をデコンボリューション解析するデコンボリューション解析手段と、
を備えることを特徴とするデコンボリューション解析装置。 - 評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布を取得する深さ方向分布取得手段と、
前記評価対象試料に対するスパッタリング法による深さ方向分析における分析歪みを表す関数である深さ方向分解能関数のパラメータを評価する関数パラメータ評価手段と、
前記深さ方向分布取得手段により取得した深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正手段と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように、前記スパッタ率補正手段により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ軸補正手段と、
この深さ軸補正手段により深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を2n個(n:自然数)のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にする補間手段と、
この補間手段でデータ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、前記関数パラメータ評価手段で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する深さ方向分解能関数作成手段と、
この深さ方向分解能関数作成手段により作成された深さ方向分解能関数分布データと前記補間手段により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析する解析手段と、
この解析手段によりデコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を、実際の深さ軸に戻す深さ軸逆補正手段と、
を備えることを特徴とするデコンボリューション解析装置。 - 前記深さ軸補正手段は、表面分析法として二次イオン質量分析法を用いた場合は、深さ軸の変化に対応させて信号強度も変化させる、
ことを特徴とする請求項2記載のデコンボリューション解析装置。 - 前記深さ軸補正手段は、深さ方向分布の深さ軸の微分値ΔZreg.を下記式のように変化させる、
ΔZreg.=ΔZreal/(1−exp(−b×Zapp.))
ΔZreg.:深さ軸の微分値
Zreal:実際の深さ軸(nm)
Zapp.:深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸(nm)
b:係数(nm-1)
ことを特徴とする請求項2記載のデコンボリューション解析装置。 - 前記深さ軸補正手段は、信号強度Yreg.を下記式のように変化させる、
Yreg.=Yreal×(1−exp(−b×Zapp.))
Yreg.:信号強度
Yreal:実際の信号強度
Zapp.:深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸(nm)
b:係数(nm-1)
ことを特徴とする請求項3記載のデコンボリューション解析装置。 - 評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正機能と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように前記スパッタ率補正機能により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させた深さ方向分布をデコンボリューション解析するデコンボリューション解析機能と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするデコンボリューション解析プログラム。 - 評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布を取得する深さ方向分布取得機能と、
前記評価対象試料に対するスパッタリング法による深さ方向分析における分析歪みを表す関数である深さ方向分解能関数のパラメータを評価する関数パラメータ評価機能と、
前記深さ方向分布取得機能により取得した深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正機能と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように、前記スパッタ率補正機能により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ軸補正機能と、
この深さ軸補正機能により深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を2n個(n:自然数)のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にする補間機能と、
この補間機能でデータ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、前記関数パラメータ評価機能で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する深さ方向分解能関数作成機能と、
この深さ方向分解能関数作成機能により作成された深さ方向分解能関数分布データと前記補間機能により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析する解析機能と、
この解析機能によりデコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を、実際の深さ軸に戻す深さ軸逆補正機能と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするデコンボリューション解析プログラム。 - 前記深さ軸補正機能は、表面分析法として二次イオン質量分析法を用いた場合は、深さ軸の変化に対応させて信号強度も変化させる、
ことを特徴とする請求項7記載のデコンボリューション解析プログラム。 - 前記深さ軸補正機能は、深さ方向分布の深さ軸の微分値ΔZreg.を下記式のように変化させる、
ΔZreg.=ΔZreal/(1−exp(−b×Zapp.))
ΔZreg.:深さ軸の微分値
Zreal:実際の深さ軸(nm)
Zapp.:深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸(nm)
b:係数(nm-1)
ことを特徴とする請求項7記載のデコンボリューション解析プログラム。 - 前記深さ軸補正機能は、信号強度Yreg.を下記式のように変化させる、
Yreg.=Yreal×(1−exp(−b×Zapp.))
Yreg.:信号強度
Yreal:実際の信号強度
Zapp.:深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸(nm)
b:係数(nm-1)
ことを特徴とする請求項8記載のデコンボリューション解析プログラム。 - 評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正工程と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように前記スパッタ率補正工程により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させた深さ方向分布をデコンボリューション解析するデコンボリューション解析工程と、
を含むことを特徴とするデコンボリューション解析方法。 - 評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布を取得する深さ方向分布取得工程と、
前記評価対象試料に対するスパッタリング法による深さ方向分析における分析歪みを表す関数である深さ方向分解能関数のパラメータを評価する関数パラメータ評価工程と、
前記深さ方向分布取得工程により取得した深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正工程と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように、前記スパッタ率補正工程により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ軸補正工程と、
この深さ軸補正工程により深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を2n個(n:自然数)のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にする補間工程と、
この補間工程でデータ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、前記関数パラメータ評価工程で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する深さ方向分解能関数作成工程と、
この深さ方向分解能関数作成工程により作成された深さ方向分解能関数分布データと前記補間工程により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析する解析工程と、
この解析工程によりデコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を、実際の深さ軸に戻す深さ軸逆補正工程と、
を含むことを特徴とするデコンボリューション解析方法。
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