JPH01217249A - 固体試料を深度差分により定量分析する方法および装置 - Google Patents
固体試料を深度差分により定量分析する方法および装置Info
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- JPH01217249A JPH01217249A JP1025956A JP2595689A JPH01217249A JP H01217249 A JPH01217249 A JP H01217249A JP 1025956 A JP1025956 A JP 1025956A JP 2595689 A JP2595689 A JP 2595689A JP H01217249 A JPH01217249 A JP H01217249A
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- G—PHYSICS
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- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は請求項１の前提部に記載された、２種のイオン
ビームを使用して固体試料を深度差分によｆ） （ｔｉ
ｅｆｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｅｌＬ ）定量分析する
方法、評言すれば軽イオンの（ラザフオード）後方散乱
と、中イオンまたは重イオン衝撃による固体スパッタリ
ングとを組み合わせてなる、固体試料を深度差分によシ
定量分析する方法ならびに前記方法を実施するための装
置に関するものである。本発明は、（ラサ゛フォード）
後方散乱分光測定法として知られている分析法の能力は
、この分析法をイオン誘発性固体スパッタリングと組み
合わせて使用すれば、著しく拡張させ、かつ増大させる
ことがでさるという認識に基づくものである。
ビームを使用して固体試料を深度差分によｆ） （ｔｉ
ｅｆｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｅｌＬ ）定量分析する
方法、評言すれば軽イオンの（ラザフオード）後方散乱
と、中イオンまたは重イオン衝撃による固体スパッタリ
ングとを組み合わせてなる、固体試料を深度差分によシ
定量分析する方法ならびに前記方法を実施するための装
置に関するものである。本発明は、（ラサ゛フォード）
後方散乱分光測定法として知られている分析法の能力は
、この分析法をイオン誘発性固体スパッタリングと組み
合わせて使用すれば、著しく拡張させ、かつ増大させる
ことがでさるという認識に基づくものである。
後方散乱分光測定の原理および使用はチュー（ｗ、−に
、 Ｃｈｕ、 ）、マイヤー（Ｊ、Ｗ、 Ｍａｙｅｒ
）およびニコレットＣＭ、−Ａ、 Ｎ１ｃｏ］、ｅｔ
）著の文献”バックスキャツタリング・スペクトロメト
リー（Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒｏ
ｍｅｔｒｙ ） ” （出版社Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒ
ｅｓｓ ＸＮｅｗ Ｙｏｒｋ在１９７８年）に詳細に記
載されている。上記文献で使用さｆした専門用語を以下
の本発明の説明においても利用する。上記文献の尚該方
程式または蟲該文節を参照する際には、冒頭に略語”チ
ュー他者”を付記する。
、 Ｃｈｕ、 ）、マイヤー（Ｊ、Ｗ、 Ｍａｙｅｒ
）およびニコレットＣＭ、−Ａ、 Ｎ１ｃｏ］、ｅｔ
）著の文献”バックスキャツタリング・スペクトロメト
リー（Ｂａｃｋｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｓｐｅｃｔｒｏ
ｍｅｔｒｙ ） ” （出版社Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒ
ｅｓｓ ＸＮｅｗ Ｙｏｒｋ在１９７８年）に詳細に記
載されている。上記文献で使用さｆした専門用語を以下
の本発明の説明においても利用する。上記文献の尚該方
程式または蟲該文節を参照する際には、冒頭に略語”チ
ュー他者”を付記する。
後方散乱分光測定法の場合、高速軽イオン（たとえばＨ
ｅ＋またはＨｅ” ）のビームが試料に向けられる。試
料の組成に関する所望の情報は、角度θだけ立体角エレ
メントΔΩに散乱された一次粒子のエネルギスペクトル
を測定することにより得られる。質量Ｍ２の原子が試料
の深ざ２に存在する場合（ただし２は試料表面に対して
垂直に測定する）、質量Ｍ１および初期エネルギＥＯの
一次粒子はＭ２での散乱後に試料から出る際にエネルギ
Ｅ１を有し、この場合エネルギゞＥ１は； Ｅｌ；ＫＥｏ−〔百ｌＮ７（１） の形で表わすことができる（チュー他者、６゜２．１．
３．２．２ ）。ただし、上記方程式によ・いて、 ［Ｚ］ −（Ｋｊｏ／ ｃｏｓθｅ ） ＋（” ａ
／ ｃｏ ｓθａ） （２）である。
ｅ＋またはＨｅ” ）のビームが試料に向けられる。試
料の組成に関する所望の情報は、角度θだけ立体角エレ
メントΔΩに散乱された一次粒子のエネルギスペクトル
を測定することにより得られる。質量Ｍ２の原子が試料
の深ざ２に存在する場合（ただし２は試料表面に対して
垂直に測定する）、質量Ｍ１および初期エネルギＥＯの
一次粒子はＭ２での散乱後に試料から出る際にエネルギ
Ｅ１を有し、この場合エネルギゞＥ１は； Ｅｌ；ＫＥｏ−〔百ｌＮ７（１） の形で表わすことができる（チュー他者、６゜２．１．
３．２．２ ）。ただし、上記方程式によ・いて、 ［Ｚ］ −（Ｋｊｏ／ ｃｏｓθｅ ） ＋（” ａ
／ ｃｏ ｓθａ） （２）である。
この場合ＫＫＶｉ、、所定の散乱角θで質重比Ｍ２／Ｍ
１だけに依存する新開運動学的係数（Ｋｉｎｅｍａｔｉ
ｓｈｅＦａｋもｏｒ ）である（チュー他者、９２．２
ならびに表Ｈ〜Ｖ）。大きさｊは表面と散乱中心Ｍ２と
の間の軌道上での試料の一次粒子に対する平均阻止能を
表わす（ふ字ｅ ないしは１ａ１は入射粒子ないしは射
出粒子を表わす）。θ。分よひθａは表面法線と、入射
粒子液ないしは射出粒子末伝播方向との間の角度を表わ
す。Ｎは試料の密度（原子／ｃｍ３）である。
１だけに依存する新開運動学的係数（Ｋｉｎｅｍａｔｉ
ｓｈｅＦａｋもｏｒ ）である（チュー他者、９２．２
ならびに表Ｈ〜Ｖ）。大きさｊは表面と散乱中心Ｍ２と
の間の軌道上での試料の一次粒子に対する平均阻止能を
表わす（ふ字ｅ ないしは１ａ１は入射粒子ないしは射
出粒子を表わす）。θ。分よひθａは表面法線と、入射
粒子液ないしは射出粒子末伝播方向との間の角度を表わ
す。Ｎは試料の密度（原子／ｃｍ３）である。
前記方程式（１）汀、被検試料の組成に関するその曲の
認識なしには解くことができない。そ汎というのも、た
とえ署が既知数であっても、２つの未知数、すなわちＫ
および２を有する方程式が問題であるからである。
認識なしには解くことができない。そ汎というのも、た
とえ署が既知数であっても、２つの未知数、すなわちＫ
および２を有する方程式が問題であるからである。
ところで本発明の根底をなす課題は、前記方法を後方散
乱スペクトルの不明瞭性が取り除かれるように構成する
ことにある。
乱スペクトルの不明瞭性が取り除かれるように構成する
ことにある。
前記課題は請求項１の特徴部に記載されている特徴、す
なわち試料を連続する２つの後方散乱分析の間でスパッ
タリングによりステップパイステップに除去して、後方
散乱スペクトルにおける質量スケールと深さスケールと
を相互分離するだけでなく、試料の領域の深い所に位置
する領域をも検出することにより解決される。
なわち試料を連続する２つの後方散乱分析の間でスパッ
タリングによりステップパイステップに除去して、後方
散乱スペクトルにおける質量スケールと深さスケールと
を相互分離するだけでなく、試料の領域の深い所に位置
する領域をも検出することにより解決される。
本発明によれば、まず未処理の試料のスペクトルを取る
（ここではぜロースベクトルト呼ぶ）。
（ここではぜロースベクトルト呼ぶ）。
引き続き、低速重イオン（たとえばＡｒ＋）のビームを
使用して試料をスパッタリングすることにより層ノ阜要
素ΔＺｊを除去し、その後にもう１つ後方散乱スペクト
ルを取る（スペクトルＪ）。
使用して試料をスパッタリングすることにより層ノ阜要
素ΔＺｊを除去し、その後にもう１つ後方散乱スペクト
ルを取る（スペクトルＪ）。
Δｚｊだけ除去することに基づき、ゼロ−スペクトルで
観察された特性構造はスペクトル３において、式（１）
によれば； ΔＥ〕、ｊ −Ｃ１３Ｎｚｊ （３）の量
だけ冒いエイ・ルギにシフトせしめられる。
観察された特性構造はスペクトル３において、式（１）
によれば； ΔＥ〕、ｊ −Ｃ１３Ｎｚｊ （３）の量
だけ冒いエイ・ルギにシフトせしめられる。
したがって、エネルキ゛依存性の阻止能ε−ε（Ｅ）は
文献値から公知である（たとえばチュー他者、表■）の
で、ΔＥ、２よびΔ７．．を測定することにより、θ
およびθ８が判明すｎば式（２）によりＫひいてはＭ２
を明確に定めることが可能である。上記の事情は、未知
の不純物を有するカヌ、但しその主成分は既知である試
料の場合に与えられる。
文献値から公知である（たとえばチュー他者、表■）の
で、ΔＥ、２よびΔ７．．を測定することにより、θ
およびθ８が判明すｎば式（２）によりＫひいてはＭ２
を明確に定めることが可能である。上記の事情は、未知
の不純物を有するカヌ、但しその主成分は既知である試
料の場合に与えられる。
ε（ｇ）が未知である場合、スパッタリングによる試料
の除去は、後方散乱スベクｌ−／しに特定の構造を生せ
しめる質量Ｍ−の原子力；瞬時表面（ｍｏｍｅｎｔａｎ
ｅ ＯｂｅｒｆｌｉＭｃｈｅ ）に至Ｕ達する丑で継続
されなければならない。この場合、１関係式；によって
定義される瞬時深さ２′はゼロであるので、Ｋ（Ｍ″′
）は式（１）により明確に規定される：Ｋ（Ｍｘ） ＝
Ｅｌ（ｚ／ ＝Ｏ）／ ＥＯ（５） 。
の除去は、後方散乱スベクｌ−／しに特定の構造を生せ
しめる質量Ｍ−の原子力；瞬時表面（ｍｏｍｅｎｔａｎ
ｅ ＯｂｅｒｆｌｉＭｃｈｅ ）に至Ｕ達する丑で継続
されなければならない。この場合、１関係式；によって
定義される瞬時深さ２′はゼロであるので、Ｋ（Ｍ″′
）は式（１）により明確に規定される：Ｋ（Ｍｘ） ＝
Ｅｌ（ｚ／ ＝Ｏ）／ ＥＯ（５） 。
請求項２および乙には本発明による方法の他の有利な構
成ならびに本発明による方法を実施するための装置が記
載されている。
成ならびに本発明による方法を実施するための装置が記
載されている。
次に本発明を簡単な１実施例につき、第１図〜第６図を
用いて詳説する。
用いて詳説する。
実施例においては、試料は第１図ａ）に略示された構造
を有する多層試料であると想定する。
を有する多層試料であると想定する。
基板（この場合には重要でない）上には多結晶性シリコ
ン（ポリ−８ｉ’）からなる厚い層１８が存在し、この
層は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる被覆層１９を備
えている。ボＩＪ −Ｓｉ層１８の幅の狭い領域２０は
ヒ累でドーピングされている。
ン（ポリ−８ｉ’）からなる厚い層１８が存在し、この
層は二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる被覆層１９を備
えている。ボＩＪ −Ｓｉ層１８の幅の狭い領域２０は
ヒ累でドーピングされている。
このような試料の後方散乱スペクトルは第１図ａ／ ）
に略示されている。鉛直の矢印は、前記式（５）により
元素１６０． ２ＢＳ４．７５ＡＳおよび１３１Ｘｅの
相対エイ・ルギＥ工（ｚ′−〇）／Ｅｏを示す。
に略示されている。鉛直の矢印は、前記式（５）により
元素１６０． ２ＢＳ４．７５ＡＳおよび１３１Ｘｅの
相対エイ・ルギＥ工（ｚ′−〇）／Ｅｏを示す。
ところでこの試料から（第１図ｂ）〜ｅ）に略示したよ
うに）たとえば数ｋｅＶのエネルギのキセノンイオンを
衝撃することによりステップ・パイ・ステップに薄い層
を飛散させると、１麦方散乱スペクトルは第１図ｂ／）
〜ｅ′）に図示されたように変化する。特性段訃よび最
大点の位置およヒ場合によってはスパッタリングが進行
する際のそｎらの移動量から、式（５）および（１）を
使用して試料に自重れている元素を同定しかつ試料中で
のこれらの元素の位置々いし・は深さを定めることがで
きる。
うに）たとえば数ｋｅＶのエネルギのキセノンイオンを
衝撃することによりステップ・パイ・ステップに薄い層
を飛散させると、１麦方散乱スペクトルは第１図ｂ／）
〜ｅ′）に図示されたように変化する。特性段訃よび最
大点の位置およヒ場合によってはスパッタリングが進行
する際のそｎらの移動量から、式（５）および（１）を
使用して試料に自重れている元素を同定しかつ試料中で
のこれらの元素の位置々いし・は深さを定めることがで
きる。
本発明による方法はとりわけ第１図の実施例におけるよ
うに質量Ｍ２１、の不純化元素育たはドーピング元素が
質量Ｍ２．ｍの、ｌ：り軽い原子からなるマトリックス
の深さＺ＞ｚｉ、ｍに存在する場合に特に有用であジ、
この場合式： ％式％（６） この場合、後方散乱スペクトルには、エネルギＥ１にお
いて２種の原子によって惹起された信号のオーバラップ
が生じる。原子Ｍ ２ 、ｉの濃度の定量測定に対して
大きな妨害因子となる、マトリックス信号によって惹起
された”バックグラウンド”（第１図ａ）中のヒ素信号
参照）は、試料から厚さΔ２の層をスパッタリングによ
り除去し、その結果２−Δｚ （ｚｌ 、（Ｈとなる場
合に取り除くことができる（第１図ａ′）〜Ｃ′）のヒ
素信号の移動参照）。
うに質量Ｍ２１、の不純化元素育たはドーピング元素が
質量Ｍ２．ｍの、ｌ：り軽い原子からなるマトリックス
の深さＺ＞ｚｉ、ｍに存在する場合に特に有用であジ、
この場合式： ％式％（６） この場合、後方散乱スペクトルには、エネルギＥ１にお
いて２種の原子によって惹起された信号のオーバラップ
が生じる。原子Ｍ ２ 、ｉの濃度の定量測定に対して
大きな妨害因子となる、マトリックス信号によって惹起
された”バックグラウンド”（第１図ａ）中のヒ素信号
参照）は、試料から厚さΔ２の層をスパッタリングによ
り除去し、その結果２−Δｚ （ｚｌ 、（Ｈとなる場
合に取り除くことができる（第１図ａ′）〜Ｃ′）のヒ
素信号の移動参照）。
本発明による方法の第２の利点は、後方散乱法と衝撃誘
発性のスパッタリングとを組み合わせることによって試
料の深い所に位置する領域を分析することもできる点に
ある。スパッタリングによる除去と組み合わせなければ
、後方散乱の際に最大に検出可能な深さ”ｍａｘは、後
方散乱エネル−ｆＥｌ’にゼロに等しいと仮定すること
により式（１）ヲ用いて評価することができる、すなわ
ち； Ｚ、１ａｘ−ＫＥｏ ／ Ｎ ｌｊｌ
（７）である。
発性のスパッタリングとを組み合わせることによって試
料の深い所に位置する領域を分析することもできる点に
ある。スパッタリングによる除去と組み合わせなければ
、後方散乱の際に最大に検出可能な深さ”ｍａｘは、後
方散乱エネル−ｆＥｌ’にゼロに等しいと仮定すること
により式（１）ヲ用いて評価することができる、すなわ
ち； Ｚ、１ａｘ−ＫＥｏ ／ Ｎ ｌｊｌ
（７）である。
式（７）によって記載された制限は本発明によれば、連
続する後方散乱分析の間で試料から適当な層厚要素Δ２
３を除去することにより取り除かれる。試料の組成を深
さの関数としてすき間なく求めることができるようにす
るためには厚さΔ２□を、スパッタリングの前後に測定
される後方散乱スペクトルが部分的にオーバラップする
ように選択することが望ましい、すなわちΔｚｊ ”β
Ｚｍａｘ （８）〔ただし０．２りβ＜０
．７である〕である。
続する後方散乱分析の間で試料から適当な層厚要素Δ２
３を除去することにより取り除かれる。試料の組成を深
さの関数としてすき間なく求めることができるようにす
るためには厚さΔ２□を、スパッタリングの前後に測定
される後方散乱スペクトルが部分的にオーバラップする
ように選択することが望ましい、すなわちΔｚｊ ”β
Ｚｍａｘ （８）〔ただし０．２りβ＜０
．７である〕である。
本発明による方法の第６の利点は、高い深さ分解能を備
えた後方散乱分析を表面近傍だけでなく、より大きな深
部でも芙確することが可能であることにある。式（１）
によれば深さ分解能２は； ／δ２／−δＥｌ／ Ｎ（Ｅ］（９） の形で表わすことができる。
えた後方散乱分析を表面近傍だけでなく、より大きな深
部でも芙確することが可能であることにある。式（１）
によれば深さ分解能２は； ／δ２／−δＥｌ／ Ｎ（Ｅ］（９） の形で表わすことができる。
前記式（９）から、Ｅが小となりかつＣｊ〕が犬となる
につれて６２はます才す小となる、すなわち深さ分解能
はますます良好となることが判かる。エイ・ルヤ幅δＥ
１は２つの成分、すなわち後方散乱装置の所定のエネル
ギ分解能δＥｒとエネルギ散乱Ｅ８とから構成されてい
る（チュー拙著、冬７．４ ） ： δ虜−（（δ厨）２＋（δＥＳ）２１”’ （１０
）。
につれて６２はます才す小となる、すなわち深さ分解能
はますます良好となることが判かる。エイ・ルヤ幅δＥ
１は２つの成分、すなわち後方散乱装置の所定のエネル
ギ分解能δＥｒとエネルギ散乱Ｅ８とから構成されてい
る（チュー拙著、冬７．４ ） ： δ虜−（（δ厨）２＋（δＥＳ）２１”’ （１０
）。
エネルギ散乱は試料中のビームによって通過される行路
長の平方根に比例して増大する。したがって良好なエネ
ルギ分解能δＦ２ｒはδＥＳ ＜δＥｒである場合にだ
け完全に活用することができる。す々わち狭いエネルギ
幅δＥ １によって分析可能な深さ範囲は制限されてい
る訳である。
長の平方根に比例して増大する。したがって良好なエネ
ルギ分解能δＦ２ｒはδＥＳ ＜δＥｒである場合にだ
け完全に活用することができる。す々わち狭いエネルギ
幅δＥ １によって分析可能な深さ範囲は制限されてい
る訳である。
このことは、深さ分解能δ２を高めるために後方散乱測
定を高い阻止係数〔ε〕で、すなわち分析ビームの平ら
な入射および／または射出で実施する場合には特に云え
る（チュー拙著、冬７．５）。この場合、高い深さ分解
能で検出される範囲は極めて狭くなる。試料をよＶ大き
な深さでもなお高い深さ分解能を用いて検出することが
できるようにするために、本発明によれば試料をスパッ
タリングによりステップパイステップに除去する。この
場合、スパッタリングを１ｋｅＶよりも小さいエネルギ
の重イオン（たとえばＸ。＋）を用いて平らな入射（０
ユパッ、レフ〉６０°）で実施することが有利である。
定を高い阻止係数〔ε〕で、すなわち分析ビームの平ら
な入射および／または射出で実施する場合には特に云え
る（チュー拙著、冬７．５）。この場合、高い深さ分解
能で検出される範囲は極めて狭くなる。試料をよＶ大き
な深さでもなお高い深さ分解能を用いて検出することが
できるようにするために、本発明によれば試料をスパッ
タリングによりステップパイステップに除去する。この
場合、スパッタリングを１ｋｅＶよりも小さいエネルギ
の重イオン（たとえばＸ。＋）を用いて平らな入射（０
ユパッ、レフ〉６０°）で実施することが有利である。
こうして、スパッタリングの際に形成される照射除去領
域２１はたんに僅かな深さにまで延びるにすぎないこと
が達成される（第２図参照）。
域２１はたんに僅かな深さにまで延びるにすぎないこと
が達成される（第２図参照）。
本発明による方法を実施するための装置は第３図に示さ
れている。高速軽イオンのビーム１は所属する分析用磁
石を備えた加速器（図示しない）から供給される。排気
されたビームチャネル２に沿った軌道上でこのビームは
絞り３〜乙によって照準を合わせられ、それからこのビ
ームは試料γ（１８〜２０）に衝芙する。試料７は図平
面に対して垂直に位置する■−軸を中心に回転させかつ
ｕ−１ｖ−ないしはＷ−軸の方向へ移動させることがで
きる。試料７の原子から後方散乱されたイオン１７は検
出器８により記録され、かつ後続の検出電子装置（電子
しない）中で処理される。
れている。高速軽イオンのビーム１は所属する分析用磁
石を備えた加速器（図示しない）から供給される。排気
されたビームチャネル２に沿った軌道上でこのビームは
絞り３〜乙によって照準を合わせられ、それからこのビ
ームは試料γ（１８〜２０）に衝芙する。試料７は図平
面に対して垂直に位置する■−軸を中心に回転させかつ
ｕ−１ｖ−ないしはＷ−軸の方向へ移動させることがで
きる。試料７の原子から後方散乱されたイオン１７は検
出器８により記録され、かつ後続の検出電子装置（電子
しない）中で処理される。
スパッタリングに使用されるイオンビーム９は小型加速
器１０を用いて発生させる。質量−ないしは速度選別（
ｆｉｌｔｅｒｕｎｇ ）のためにビーム９はウィーンフ
ィルタ１１および絞り１２を通過する。個々のレンズ１
３を用いてビーム９は試料７に集束される。適当な時間
依存性電圧を偏向板対１４に印加することにより、集束
されたビームを試料γ上をラスク状に移動させることが
できるので、大きさＡＳの面積は時間的手段で一定の電
流密度の衝撃を受ける。これにより面積Ａ８全体にわた
り試料７（１８〜２０）の均一な除去が保証される。イ
オンビーム９の所定電流で高い除去速度を達成するため
には面ｍ Ａｓ ｉ”分析ビーム１によって衝突される
面積Ａｒに等しいかまたはこの面積ＡＩ−よりも少しだ
け犬であることが望ましい０ 平らな入射、すなわち８０°く０゜〈９０°の場合の分
析のためには絞９４〜６の単数または複数を、スリット
状に構成し、この場合にスリット幅ｂｕがスリット高さ
ｂｖよりも著しく小となるようにすることが有利である
。ビーム１の発散が十分に小さければ、Ａｒが一辺の長
さｂｖを有する正方形の形を有する場合にはｂｕ＝ ｂ
ｙｃｏｓ ０６が得られる。
器１０を用いて発生させる。質量−ないしは速度選別（
ｆｉｌｔｅｒｕｎｇ ）のためにビーム９はウィーンフ
ィルタ１１および絞り１２を通過する。個々のレンズ１
３を用いてビーム９は試料７に集束される。適当な時間
依存性電圧を偏向板対１４に印加することにより、集束
されたビームを試料γ上をラスク状に移動させることが
できるので、大きさＡＳの面積は時間的手段で一定の電
流密度の衝撃を受ける。これにより面積Ａ８全体にわた
り試料７（１８〜２０）の均一な除去が保証される。イ
オンビーム９の所定電流で高い除去速度を達成するため
には面ｍ Ａｓ ｉ”分析ビーム１によって衝突される
面積Ａｒに等しいかまたはこの面積ＡＩ−よりも少しだ
け犬であることが望ましい０ 平らな入射、すなわち８０°く０゜〈９０°の場合の分
析のためには絞９４〜６の単数または複数を、スリット
状に構成し、この場合にスリット幅ｂｕがスリット高さ
ｂｖよりも著しく小となるようにすることが有利である
。ビーム１の発散が十分に小さければ、Ａｒが一辺の長
さｂｖを有する正方形の形を有する場合にはｂｕ＝ ｂ
ｙｃｏｓ ０６が得られる。
試料７に衝突するイオン電流の絶対測定はファラデー・
カップ１５ないしは１６を用いて実施することができる
。電流測定のためには相応するビーム軸線を短時間自由
にさせなけｎばならない。このことは試料を方向ｕ、ｖ
ｉたはＷの一方に移動させることにより達成することが
できる。
カップ１５ないしは１６を用いて実施することができる
。電流測定のためには相応するビーム軸線を短時間自由
にさせなけｎばならない。このことは試料を方向ｕ、ｖ
ｉたはＷの一方に移動させることにより達成することが
できる。
ビーム１の軸とビーム９の軸とを相互配置することに関
して制限は無い。試料７を両ビーム１．９によってそれ
ぞれ自由に選択可能な入射角で照射することができるこ
とが保証されているだけでよい。さらに、試料マニピュ
レータを箭えた分析室および試料原子で散乱される軽イ
オンのエネルヤを測定する装置を設けることができる（
図示しない）。
して制限は無い。試料７を両ビーム１．９によってそれ
ぞれ自由に選択可能な入射角で照射することができるこ
とが保証されているだけでよい。さらに、試料マニピュ
レータを箭えた分析室および試料原子で散乱される軽イ
オンのエネルヤを測定する装置を設けることができる（
図示しない）。
図面は本発明の１実施例を示すものであって、第１図は
試料のスパッタリングステップを示す断面図とそれに対
応する後方散乱スペクトル線図、第２図は本発明による
方法の原理を説明する略図、第３図は本発明による方法
を実施するための装置の略図である。 １・・イオンビーム、７・・・試料、８・・・検出器、
９・・・イオンビーム 一□−＜口＝コー１ ５ＥｓＳ６Ｅ「１ 、 Ｓ−（ｉ ｙ ヒ−、ｔｌ、
δＥｒ７ 試料 ８ 検出器 ■ ｌ Ｆｉｌ１３
試料のスパッタリングステップを示す断面図とそれに対
応する後方散乱スペクトル線図、第２図は本発明による
方法の原理を説明する略図、第３図は本発明による方法
を実施するための装置の略図である。 １・・イオンビーム、７・・・試料、８・・・検出器、
９・・・イオンビーム 一□−＜口＝コー１ ５ＥｓＳ６Ｅ「１ 、 Ｓ−（ｉ ｙ ヒ−、ｔｌ、
δＥｒ７ 試料 ８ 検出器 ■ ｌ Ｆｉｌ１３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、軽イオンの（ラザフオード）後方散乱と、中イオン
または重イオン衝撃による固体スパッタリングとを組み
合わせてなる、固体試料を深度差分により定量分析する
方法において、試料（７）を２つの連続する後方散乱分
析の間でスパッタリングによりステップバイステップに
除去して、後方散乱スペクトルにおける質量スケールと
深さスケールとを相互分離するだけでなく、試料（７）
の領域の深い所に位置する領域をも分析ビーム（１）に
より検出することを特徴とする、固体試料を深度差分に
より定量分析する方法。 ２、高い深さ分解能を得るために後方散乱分析を表面近
傍領域内で、イオンビーム（１）のすれすれ入射および
／または検出器（８）によつて検出される散乱粒子のす
れすれ射出において行ない、かつ照射除去される領域を
制限するためにスパッタリングを低いイオンエネルギお
よびすれすれイオン入射において実施して、試料（７）
の深い所に位置する領域をも高い深さ分解能を有する分
析のために裸出させる、請求項１記載の方法。 ３、請求項１または２記載の方法を実施するための装置
であつて、約０．１〜５ＭｅＶの範囲内のエネルギを有
する高速軽イオン（たとえばＨ＾＋、Ｈｅ＾＋、Ｈｅ＾
２＾＋、Ｌｉ＾＋）のビームを発生させるための加速器
と、約０．５〜１０ｋｅＶのエネルギを有する低速の中
イオンまたは重イオン（たとえばＡｒ＾＋、Ｘｅ＾＋）
のビームを発生させるためのもう１つの加速器と、試料
マニピュレータを備えた分析室と、試料原子で散乱され
た軽イオンのエネルギを測定する装置とからなる形式の
ものにおいて、両イオンビーム（１，９）がそれぞれ任
意に前選択可能な入射角で、分析すべき試料（７）の同
一表面に順次にまたは同時に向けられるように構成され
ていることを特徴とする、固体試料を深度差分により定
量分析する装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3803424.7 | 1988-02-05 | ||
| DE3803424A DE3803424C2 (de) | 1988-02-05 | 1988-02-05 | Verfahren zur quantitativen, tiefendifferentiellen Analyse fester Proben |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01217249A true JPH01217249A (ja) | 1989-08-30 |
| JP2740231B2 JP2740231B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=6346682
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Country Status (6)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2740231B2 (ja) |
| DE (1) | DE3803424C2 (ja) |
| FR (1) | FR2626976B1 (ja) |
| GB (1) | GB2215909B (ja) |
| IT (1) | IT1230178B (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4028044A1 (de) * | 1990-09-05 | 1992-03-12 | Geesthacht Gkss Forschung | Verfahren und vorrichtung zur analyse und bestimmung der konzentration von elementen in vorbestimmten tiefen von objekten |
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| FR2748851B1 (fr) | 1996-05-15 | 1998-08-07 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'une couche mince de materiau semiconducteur |
| US6033974A (en) * | 1997-05-12 | 2000-03-07 | Silicon Genesis Corporation | Method for controlled cleaving process |
| US6291313B1 (en) | 1997-05-12 | 2001-09-18 | Silicon Genesis Corporation | Method and device for controlled cleaving process |
| CA2290104A1 (en) * | 1997-05-12 | 1998-11-19 | Silicon Genesis Corporation | A controlled cleavage process |
| US6013563A (en) | 1997-05-12 | 2000-01-11 | Silicon Genesis Corporation | Controlled cleaning process |
| US20070122997A1 (en) * | 1998-02-19 | 2007-05-31 | Silicon Genesis Corporation | Controlled process and resulting device |
| US6548382B1 (en) | 1997-07-18 | 2003-04-15 | Silicon Genesis Corporation | Gettering technique for wafers made using a controlled cleaving process |
| FR2773261B1 (fr) | 1997-12-30 | 2000-01-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede pour le transfert d'un film mince comportant une etape de creation d'inclusions |
| US6291326B1 (en) | 1998-06-23 | 2001-09-18 | Silicon Genesis Corporation | Pre-semiconductor process implant and post-process film separation |
| US6255662B1 (en) * | 1998-10-27 | 2001-07-03 | Axcelis Technologies, Inc. | Rutherford backscattering detection for use in Ion implantation |
| AU6905000A (en) * | 1999-08-10 | 2001-03-05 | Silicon Genesis Corporation | A cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses |
| US6221740B1 (en) | 1999-08-10 | 2001-04-24 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving tool and method |
| US6500732B1 (en) | 1999-08-10 | 2002-12-31 | Silicon Genesis Corporation | Cleaving process to fabricate multilayered substrates using low implantation doses |
| US6263941B1 (en) | 1999-08-10 | 2001-07-24 | Silicon Genesis Corporation | Nozzle for cleaving substrates |
| US6373070B1 (en) | 1999-10-12 | 2002-04-16 | Fei Company | Method apparatus for a coaxial optical microscope with focused ion beam |
| FR2806527B1 (fr) * | 2000-03-20 | 2002-10-25 | Schlumberger Technologies Inc | Colonne a focalisation simultanee d'un faisceau de particules et d'un faisceau optique |
| US6465776B1 (en) | 2000-06-02 | 2002-10-15 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Mass spectrometer apparatus for analyzing multiple fluid samples concurrently |
| FR2823599B1 (fr) | 2001-04-13 | 2004-12-17 | Commissariat Energie Atomique | Substrat demomtable a tenue mecanique controlee et procede de realisation |
| US8187377B2 (en) * | 2002-10-04 | 2012-05-29 | Silicon Genesis Corporation | Non-contact etch annealing of strained layers |
| FR2848336B1 (fr) * | 2002-12-09 | 2005-10-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'une structure contrainte destinee a etre dissociee |
| FR2856844B1 (fr) * | 2003-06-24 | 2006-02-17 | Commissariat Energie Atomique | Circuit integre sur puce de hautes performances |
| FR2857953B1 (fr) | 2003-07-21 | 2006-01-13 | Commissariat Energie Atomique | Structure empilee, et procede pour la fabriquer |
| FR2861497B1 (fr) * | 2003-10-28 | 2006-02-10 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de transfert catastrophique d'une couche fine apres co-implantation |
| US7354815B2 (en) * | 2003-11-18 | 2008-04-08 | Silicon Genesis Corporation | Method for fabricating semiconductor devices using strained silicon bearing material |
| FR2889887B1 (fr) * | 2005-08-16 | 2007-11-09 | Commissariat Energie Atomique | Procede de report d'une couche mince sur un support |
| FR2891281B1 (fr) | 2005-09-28 | 2007-12-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'un element en couches minces. |
| JP5127148B2 (ja) * | 2006-03-16 | 2013-01-23 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | イオンビーム加工装置 |
| US9362439B2 (en) | 2008-05-07 | 2016-06-07 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled shear region |
| US7811900B2 (en) * | 2006-09-08 | 2010-10-12 | Silicon Genesis Corporation | Method and structure for fabricating solar cells using a thick layer transfer process |
| US8993410B2 (en) | 2006-09-08 | 2015-03-31 | Silicon Genesis Corporation | Substrate cleaving under controlled stress conditions |
| US8293619B2 (en) | 2008-08-28 | 2012-10-23 | Silicon Genesis Corporation | Layer transfer of films utilizing controlled propagation |
| FR2910179B1 (fr) * | 2006-12-19 | 2009-03-13 | Commissariat Energie Atomique | PROCEDE DE FABRICATION DE COUCHES MINCES DE GaN PAR IMPLANTATION ET RECYCLAGE D'UN SUBSTRAT DE DEPART |
| FR2922359B1 (fr) * | 2007-10-12 | 2009-12-18 | Commissariat Energie Atomique | Procede de fabrication d'une structure micro-electronique impliquant un collage moleculaire |
| FR2925221B1 (fr) * | 2007-12-17 | 2010-02-19 | Commissariat Energie Atomique | Procede de transfert d'une couche mince |
| US8330126B2 (en) * | 2008-08-25 | 2012-12-11 | Silicon Genesis Corporation | Race track configuration and method for wafering silicon solar substrates |
| US8329557B2 (en) * | 2009-05-13 | 2012-12-11 | Silicon Genesis Corporation | Techniques for forming thin films by implantation with reduced channeling |
| FR2947098A1 (fr) * | 2009-06-18 | 2010-12-24 | Commissariat Energie Atomique | Procede de transfert d'une couche mince sur un substrat cible ayant un coefficient de dilatation thermique different de celui de la couche mince |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3415985A (en) * | 1962-11-28 | 1968-12-10 | Centre Nat Rech Scient | Ionic microanalyzer wherein secondary ions are emitted from a sample surface upon bombardment by neutral atoms |
| NL7306378A (ja) * | 1973-05-08 | 1974-11-12 | ||
| NL7317436A (nl) * | 1973-12-20 | 1975-06-24 | Philips Nv | Inrichting voor massa-analyse en structuur-analyse van een oppervlaklaag door middel van ionenver- strooiing. |
| US3916190A (en) * | 1974-03-01 | 1975-10-28 | Minnesota Mining & Mfg | Depth profile analysis apparatus |
| US4088895A (en) * | 1977-07-08 | 1978-05-09 | Martin Frederick Wight | Memory device utilizing ion beam readout |
| DE3128814A1 (de) * | 1981-07-21 | 1983-02-10 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Elektrisch leitende probenhalterung fuer die analysentechnik der sekundaerionen-massenspektrometrie |
| DE3475585D1 (en) * | 1984-09-27 | 1989-01-12 | Leybold Ag | Apparatus for the sputtered neutral mass spectrometry |
| US4633084A (en) * | 1985-01-16 | 1986-12-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | High efficiency direct detection of ions from resonance ionization of sputtered atoms |
| IE58049B1 (en) * | 1985-05-21 | 1993-06-16 | Tekscan Ltd | Surface analysis microscopy apparatus |
| JPH0739987B2 (ja) * | 1988-06-28 | 1995-05-01 | 川崎製鉄株式会社 | 皮膜の厚みと組成の同時測定方法 |
-
1988
- 1988-02-05 DE DE3803424A patent/DE3803424C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-28 FR FR888817317A patent/FR2626976B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1988-12-30 IT IT8823166A patent/IT1230178B/it active
-
1989
- 1989-01-31 GB GB8902064A patent/GB2215909B/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-02 US US07/305,693 patent/US4982090A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-06 JP JP1025956A patent/JP2740231B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US4982090A (en) | 1991-01-01 |
| IT1230178B (it) | 1991-10-18 |
| JP2740231B2 (ja) | 1998-04-15 |
| IT8823166A0 (it) | 1988-12-30 |
| DE3803424A1 (de) | 1989-08-17 |
| GB2215909A (en) | 1989-09-27 |
| DE3803424C2 (de) | 1995-05-18 |
| FR2626976A1 (fr) | 1989-08-11 |
| GB2215909B (en) | 1992-09-16 |
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|---|---|---|---|
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