JPH0230644B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0230644B2 JPH0230644B2 JP57234194A JP23419482A JPH0230644B2 JP H0230644 B2 JPH0230644 B2 JP H0230644B2 JP 57234194 A JP57234194 A JP 57234194A JP 23419482 A JP23419482 A JP 23419482A JP H0230644 B2 JPH0230644 B2 JP H0230644B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- ion beam
- layer
- signal
- amplifier
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
- G01B15/02—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness
- G01B15/025—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness by measuring absorption
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は材質を異にする複数の層から成る試料
にイオンビームを照射して試料をエツチングしな
がら、試料の各層の膜厚を測定する装置に関す
る。
にイオンビームを照射して試料をエツチングしな
がら、試料の各層の膜厚を測定する装置に関す
る。
材質を異にする複数の層から成る試料の各層の
厚さを、試料にイオンビームを照射してエツチン
グしながら測定しようとする場合、従来において
は以下のようにしていた。
厚さを、試料にイオンビームを照射してエツチン
グしながら測定しようとする場合、従来において
は以下のようにしていた。
第１の型の装置においては、イオンビームの照
射に伴なつて試料から発生するオージエ電子をエ
ネルギー分析し、そのスペクトルの変化を見い出
すことによりエツチングが新たな層に進んだこと
を検出し、このような検出に基づいて層の厚さを
測定していた。
射に伴なつて試料から発生するオージエ電子をエ
ネルギー分析し、そのスペクトルの変化を見い出
すことによりエツチングが新たな層に進んだこと
を検出し、このような検出に基づいて層の厚さを
測定していた。
第２の型の装置においては、試料から発生する
二次イオンを質量分析装置に導いて質量分析し、
その質量分析スペクトルの変化から層の変化を検
出し、このような検出に基づいて層の厚さを測定
していた。
二次イオンを質量分析装置に導いて質量分析し、
その質量分析スペクトルの変化から層の変化を検
出し、このような検出に基づいて層の厚さを測定
していた。
従つてこのような従来装置は、いずれもエネル
ギー分析装置又は質量分析装置といつた大型の付
属装置を必要とした。
ギー分析装置又は質量分析装置といつた大型の付
属装置を必要とした。
本発明はこのような従来の欠点を解決すべく成
されたもので、イオンビーム源と、該イオンビー
ム源よりのイオンビームを試料上に細く集束して
照射するための集束レンズと、試料に周期的な変
調電圧を印加する手段と、試料に吸収されたイオ
ンビーム電流を検出するための検出手段と、該検
出手段によつて検出された検出信号を前記変調電
圧の印加に同期して位相検波するための位相検波
器と、該位相検波器の出力信号の経時変化を記録
する手段を具備することを特徴としている。
されたもので、イオンビーム源と、該イオンビー
ム源よりのイオンビームを試料上に細く集束して
照射するための集束レンズと、試料に周期的な変
調電圧を印加する手段と、試料に吸収されたイオ
ンビーム電流を検出するための検出手段と、該検
出手段によつて検出された検出信号を前記変調電
圧の印加に同期して位相検波するための位相検波
器と、該位相検波器の出力信号の経時変化を記録
する手段を具備することを特徴としている。
以下本発明の一実施例を添付図面に基づき詳述
する。
する。
本発明の一実施例を示す第１図において、１は
イオン源であり、このイオン源１よりのイオンビ
ームIBは集束レンズ２により集束された後、対
物レンズ３により試料４上に細く絞られて照射さ
れる。試料４はその断面を示す第２図から明らか
なように、互いに材質を異にする複数の層４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄ…から成つている。５は第３図
ａに示すような一定周波数f0の変調電圧を発生す
る変調器であり、この変調器５の出力信号は変調
トランス６によつて、試料４に印加される。試料
４に吸収されるイオンビーム電流を検出するた
め、試料４は前記トランス６の二次側巻線を介し
て前置増幅器７にCR結合されている。この前置
増幅器７の出力信号は、前記変調器５の変調信号
に同期した参照信号が供給されているロツクイン
アンプ８に供給されている。ロツクインアンプ８
の出力信号は、記録計９に供給されている。
イオン源であり、このイオン源１よりのイオンビ
ームIBは集束レンズ２により集束された後、対
物レンズ３により試料４上に細く絞られて照射さ
れる。試料４はその断面を示す第２図から明らか
なように、互いに材質を異にする複数の層４ａ，
４ｂ，４ｃ，４ｄ…から成つている。５は第３図
ａに示すような一定周波数f0の変調電圧を発生す
る変調器であり、この変調器５の出力信号は変調
トランス６によつて、試料４に印加される。試料
４に吸収されるイオンビーム電流を検出するた
め、試料４は前記トランス６の二次側巻線を介し
て前置増幅器７にCR結合されている。この前置
増幅器７の出力信号は、前記変調器５の変調信号
に同期した参照信号が供給されているロツクイン
アンプ８に供給されている。ロツクインアンプ８
の出力信号は、記録計９に供給されている。
このような構成において、試料４にイオン源１
よりイオンビームIBを照射すると、試料４の表
面の物質がスパツターされ、試料４はエツチング
されて行く。この際、試料４からは二次イオン等
が発生すると共に、入射したイオンによつて担わ
れていた電荷が試料４に吸収されるが、試料４に
は第３図ａに示した信号電圧が印加されているた
め、試料４から前置増幅器に供給される吸収電流
信号は第３図ｂに示すようなものとなる。この前
置増幅器７よりの信号はロツクインアンプ８に供
給されるが、このロツクインアンプ８には変調器
５よりの変調信号に同期した変調信号が供給され
ているため、このロツクインアンプの出力信号は
第４図においてイで示すようなものとなる。試料
４のエツチングが進み、エツチングされる試料４
の表面が第１層４ａから第２層４ｂになると、層
を構成している元素の変化に起因して、単位時間
当りにエツチングされる深さ（エツチングレー
ト）が変化すると共に、試料表面から飛び出す二
次イオン等の量が変化する。試料４に吸収される
電流は、試料に入射する全イオン電流から試料よ
り飛散する荷電粒子（例えば二次イオン等）の電
流量を差し引いてものであるから、試料４の吸収
電流量も僅かに変化する。この結果ロツクインア
ンプ８の検出信号は、第４図においてイで示す値
からロで示す値に変化する。この変化は僅かなた
め、通常の電流計等によつては検出できないが、
仮に検出できたとすると、その検出信号は同図に
おいて例えば点線で示すようになるが、層と層の
境界においては、ロツクインアンプの出力信号は
この電流計の検出信号を微分したと同形のものと
なるため、ロツクインアンプ８の出力信号により
層の境界を明瞭に知ることができる。同様に、エ
ツチングが更に進み層が変化すると、この変化の
都度ロツクインアンプ８の検出信号に微分波形が
現れ且つ又信号のレベルが変化することになる。
このような信号は、一定の速度で掃引されている
記録計９に供給されて記録される。測定者は、こ
のような記録計の信号を観察して隣り合う微分波
形間の距離から各層をエツチングするのに要した
時間を求める。一方、測定者は各層４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄ…と同一の材質を有し厚さが既知であ
る標準試料４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…（図示せ
ず）を用意し、これら標準試料の各々を、同一の
装置条件で予めエツチングし、この既知の厚さを
エツチングするのに要した時間を夫々について測
定しておく。測定者は、この標準試料に関するデ
ータを用いて、記録計から求められた前記試料各
層のエツチング時間を表すデータを各層の厚さを
表すデータに置き換えれば、試料の各層の厚さを
測定することができる。
よりイオンビームIBを照射すると、試料４の表
面の物質がスパツターされ、試料４はエツチング
されて行く。この際、試料４からは二次イオン等
が発生すると共に、入射したイオンによつて担わ
れていた電荷が試料４に吸収されるが、試料４に
は第３図ａに示した信号電圧が印加されているた
め、試料４から前置増幅器に供給される吸収電流
信号は第３図ｂに示すようなものとなる。この前
置増幅器７よりの信号はロツクインアンプ８に供
給されるが、このロツクインアンプ８には変調器
５よりの変調信号に同期した変調信号が供給され
ているため、このロツクインアンプの出力信号は
第４図においてイで示すようなものとなる。試料
４のエツチングが進み、エツチングされる試料４
の表面が第１層４ａから第２層４ｂになると、層
を構成している元素の変化に起因して、単位時間
当りにエツチングされる深さ（エツチングレー
ト）が変化すると共に、試料表面から飛び出す二
次イオン等の量が変化する。試料４に吸収される
電流は、試料に入射する全イオン電流から試料よ
り飛散する荷電粒子（例えば二次イオン等）の電
流量を差し引いてものであるから、試料４の吸収
電流量も僅かに変化する。この結果ロツクインア
ンプ８の検出信号は、第４図においてイで示す値
からロで示す値に変化する。この変化は僅かなた
め、通常の電流計等によつては検出できないが、
仮に検出できたとすると、その検出信号は同図に
おいて例えば点線で示すようになるが、層と層の
境界においては、ロツクインアンプの出力信号は
この電流計の検出信号を微分したと同形のものと
なるため、ロツクインアンプ８の出力信号により
層の境界を明瞭に知ることができる。同様に、エ
ツチングが更に進み層が変化すると、この変化の
都度ロツクインアンプ８の検出信号に微分波形が
現れ且つ又信号のレベルが変化することになる。
このような信号は、一定の速度で掃引されている
記録計９に供給されて記録される。測定者は、こ
のような記録計の信号を観察して隣り合う微分波
形間の距離から各層をエツチングするのに要した
時間を求める。一方、測定者は各層４ａ，４ｂ，
４ｃ，４ｄ…と同一の材質を有し厚さが既知であ
る標準試料４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…（図示せ
ず）を用意し、これら標準試料の各々を、同一の
装置条件で予めエツチングし、この既知の厚さを
エツチングするのに要した時間を夫々について測
定しておく。測定者は、この標準試料に関するデ
ータを用いて、記録計から求められた前記試料各
層のエツチング時間を表すデータを各層の厚さを
表すデータに置き換えれば、試料の各層の厚さを
測定することができる。
上述した説明から明らかなように、本発明にお
いてはエツチングされる層の変化に基づく試料吸
収電流値の僅かな変化を、試料の電位を変調する
変調信号を参照信号とするロツクインアンプによ
つて位相検波することにより検出し、該検出信の
経時変化を記録しているため、大型のエネルギー
分析器や質量分析装置等を使用することなく、試
料を構成する各層の厚さを測定することができ
る。
いてはエツチングされる層の変化に基づく試料吸
収電流値の僅かな変化を、試料の電位を変調する
変調信号を参照信号とするロツクインアンプによ
つて位相検波することにより検出し、該検出信の
経時変化を記録しているため、大型のエネルギー
分析器や質量分析装置等を使用することなく、試
料を構成する各層の厚さを測定することができ
る。
第１図は本発明の一実施例を説明するための
図、第２図は試料の断面を示すための図、第３図
は第１図に示した一実施例装置の各回路素子の出
力信号を示すための図、第４図はロツクインアン
プの出力信号を例示するための図である。 １：イオン源、２：集束レンズ、３：対物レン
ズ、４：試料、５：変調器、６：変調トランス、
７：前置増幅器、８：ロツクインアンプ、９：記
録計。
図、第２図は試料の断面を示すための図、第３図
は第１図に示した一実施例装置の各回路素子の出
力信号を示すための図、第４図はロツクインアン
プの出力信号を例示するための図である。 １：イオン源、２：集束レンズ、３：対物レン
ズ、４：試料、５：変調器、６：変調トランス、
７：前置増幅器、８：ロツクインアンプ、９：記
録計。
Claims (1)
- １ イオンビーム源と、該イオンビーム源よりの
イオンビームを試料上に細く集束して照射するた
めの集束レンズと、試料に周期的な変調電圧を印
加する手段と、試料に吸収されたイオンビーム電
流を検出するための検出手段と、該検出手段によ
つて検出された検出信号を前記変調電圧の印加に
同期して位相検波するための位相検波器、位相検
波器の出力信号の経時変化を記録する手段を具備
することを特徴とするイオンビーム膜厚測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57234194A JPS59122904A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | イオンビ−ム膜厚測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57234194A JPS59122904A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | イオンビ−ム膜厚測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59122904A JPS59122904A (ja) | 1984-07-16 |
| JPH0230644B2 true JPH0230644B2 (ja) | 1990-07-09 |
Family
ID=16967149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57234194A Granted JPS59122904A (ja) | 1982-12-28 | 1982-12-28 | イオンビ−ム膜厚測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59122904A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0366248U (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-27 | ||
| JPH0390150U (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-13 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4813069B2 (ja) * | 2005-03-18 | 2011-11-09 | 富士通株式会社 | 膜厚測定方法及び膜厚測定装置 |
| DE102005061687B4 (de) * | 2005-12-21 | 2008-04-10 | Carl Zeiss Nts Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Abstandsmessung sowie Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Topographiebestimmung |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5063990A (ja) * | 1973-10-08 | 1975-05-30 | ||
| JPS5636024A (en) * | 1979-08-31 | 1981-04-09 | Fujitsu Ltd | Measuring device for high-frequency modulated ray |
-
1982
- 1982-12-28 JP JP57234194A patent/JPS59122904A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0366248U (ja) * | 1989-10-26 | 1991-06-27 | ||
| JPH0390150U (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59122904A (ja) | 1984-07-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3984679A (en) | Coating thickness monitor for multiple layers | |
| JPH0230644B2 (ja) | ||
| JPS639807A (ja) | 膜厚測定方法およびその装置 | |
| US3461306A (en) | Electron probe microanalyzer for measuring the differential energy response of auger electrons | |
| US5714875A (en) | Electron beam stop analyzer | |
| US3914606A (en) | Electron detector | |
| US4134014A (en) | Spectroscopy | |
| JPS6341185B2 (ja) | ||
| JPH0531724B2 (ja) | ||
| US5336886A (en) | Apparatus for measuring a diffraction pattern of electron beams having only elastic scattering electrons | |
| US4316147A (en) | Apparatus for determining the composition of mercury-cadmium-telluride and other alloy semiconductors | |
| JPH063295A (ja) | 表面分析装置 | |
| Barcz et al. | Apparatus for surface microanalysis by nuclear reactions with automatic energy scanning | |
| Issenberg et al. | Magnetic Tape Recording of Analytical Data. | |
| JP2685722B2 (ja) | Ｘ線分析方法 | |
| JPH02108949A (ja) | 試料の深さ方向組成分析方式 | |
| SU1105792A1 (ru) | Способ послойного анализа диэлектриков | |
| JPS63735B2 (ja) | ||
| JPS62229748A (ja) | オ−ジエ電子分光装置 | |
| Nitschke et al. | Electrostatic pickup electrode | |
| SU1117505A1 (ru) | Способ рентгеноспектрального анализа (его варианты) | |
| SU1141855A1 (ru) | Способ контрол эрозионного разрушени | |
| JPH07104301B2 (ja) | Ｘ線光電子分析装置 | |
| JPS6360497B2 (ja) | ||
| JPS5913151B2 (ja) | 四重極質量分析装置 |