JPH03203151A - 二次イオン質量分析法 - Google Patents
二次イオン質量分析法Info
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- JPH03203151A JPH03203151A JP1343501A JP34350189A JPH03203151A JP H03203151 A JPH03203151 A JP H03203151A JP 1343501 A JP1343501 A JP 1343501A JP 34350189 A JP34350189 A JP 34350189A JP H03203151 A JPH03203151 A JP H03203151A
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Landscapes
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
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〕
この発明は、二次イオン質量分析法に係り、特に試料測
定域の汚染のない高精度な二次イオン質量分析法に関す
る。
定域の汚染のない高精度な二次イオン質量分析法に関す
る。
二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳと略称する）は１次イ
オンビームを測定試料表面に照射し、試料表面からスパ
ッタリングによって放出される粒子の内２次イオンを電
場勾配によって取出し、電場と磁場あるいは四重種型電
極を用いて質量／電荷比に従って分離し、試料に含まれ
る元素の分析を行うものであり、１次イオンビームを１
０−程度に絞り、試料表面を走査することによって二次
元的な元素分布や、１次イオンビームによるスパッタエ
ツチング作用によって深さ方向の元素の濃度分布を得る
ことができる。このような測定を行うために、１次イオ
ンビームを常に一定の領域を走査してエツチングを行い
、走査信号と同期させて、１次イオンビームが試料表面
の測定域を照射している期間のみ２次イオンの測定を行
う方法が一般的に用いられる。
オンビームを測定試料表面に照射し、試料表面からスパ
ッタリングによって放出される粒子の内２次イオンを電
場勾配によって取出し、電場と磁場あるいは四重種型電
極を用いて質量／電荷比に従って分離し、試料に含まれ
る元素の分析を行うものであり、１次イオンビームを１
０−程度に絞り、試料表面を走査することによって二次
元的な元素分布や、１次イオンビームによるスパッタエ
ツチング作用によって深さ方向の元素の濃度分布を得る
ことができる。このような測定を行うために、１次イオ
ンビームを常に一定の領域を走査してエツチングを行い
、走査信号と同期させて、１次イオンビームが試料表面
の測定域を照射している期間のみ２次イオンの測定を行
う方法が一般的に用いられる。
しかしながら上述の方法では、１次イオンビームが２次
イオンの測定域以外を走査している時、測定域に１次イ
オンビームによってスパッタリングされた粒子が再付着
する。あるいは分析装置内の残留ガスが吸着する等の汚
染が起こるため、精密かつ高感度の分析ができないとい
う問題があった。
イオンの測定域以外を走査している時、測定域に１次イ
オンビームによってスパッタリングされた粒子が再付着
する。あるいは分析装置内の残留ガスが吸着する等の汚
染が起こるため、精密かつ高感度の分析ができないとい
う問題があった。
この発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的は試料表
面の測定域が汚染を受けないようにして、高精度かつ高
感度な二次イオン質量分析法を提供することにある。
面の測定域が汚染を受けないようにして、高精度かつ高
感度な二次イオン質量分析法を提供することにある。
上述の目的はこの発明によれば第１工程と、第２工程と
、第３工程とを有し、 第１工程は、１次イオンビームを加速して試料の測定域
に走査して照射し、試料の測定域をスパッタして２次イ
オンを発生させる工程であり、第２工程は、ヘリウムイ
オンビームを試料の測定域に照射する工程であり、 第３工程は、第１工程で発生した２次イオンを電場勾配
により質量と電荷の比に従って分離する工程であるとす
ることにより達成される。
、第３工程とを有し、 第１工程は、１次イオンビームを加速して試料の測定域
に走査して照射し、試料の測定域をスパッタして２次イ
オンを発生させる工程であり、第２工程は、ヘリウムイ
オンビームを試料の測定域に照射する工程であり、 第３工程は、第１工程で発生した２次イオンを電場勾配
により質量と電荷の比に従って分離する工程であるとす
ることにより達成される。
〔作用〕
ヘリウムイオンは照射によって試料表面に化合物が形成
されることがない。ヘリウムイオンはそのエネルギを最
適にして吸着ガス等のみを選択的にスパッタすることが
できる。
されることがない。ヘリウムイオンはそのエネルギを最
適にして吸着ガス等のみを選択的にスパッタすることが
できる。
次にこの発明の実施例を図面に基いて説明する。
第１ｗＪは二次イオン質量分析装置を示す配置図である
。イオン銃１から放出された１次イオンビーム２はレン
ズ３によって収束され、試料４に照射される。１次イオ
ンビーム２によって試料４からスパッタリングによって
放出された２次イオン５は、質量分析計６に導かれ、セ
クタ電場７、セクタ磁場８によって質量／電荷比に応じ
て分離され、検出器９で検出される。１次イオンビーム
２の通路には、対向する走査電極１０が互いに直角にな
るよう２対設置されており （図では１対のみ示す〉、
１次イオンビーム２が試料４の表面を二次元的に走査す
る。この１次イオンビーム２が走査する試料４の表面の
同じ領域を、イオン源１１からＩ（ｅ”イオンビーム１
２で照射する。
。イオン銃１から放出された１次イオンビーム２はレン
ズ３によって収束され、試料４に照射される。１次イオ
ンビーム２によって試料４からスパッタリングによって
放出された２次イオン５は、質量分析計６に導かれ、セ
クタ電場７、セクタ磁場８によって質量／電荷比に応じ
て分離され、検出器９で検出される。１次イオンビーム
２の通路には、対向する走査電極１０が互いに直角にな
るよう２対設置されており （図では１対のみ示す〉、
１次イオンビーム２が試料４の表面を二次元的に走査す
る。この１次イオンビーム２が走査する試料４の表面の
同じ領域を、イオン源１１からＩ（ｅ”イオンビーム１
２で照射する。
第２図は、１次イオンビーム２およびＨｅ”イオンビー
ム１２の照射領域を示す配置図である。
ム１２の照射領域を示す配置図である。
深さ方向の元素分析を行う際、１次イオンビーム２は走
査電極工０によって試料４の表面の走査域２１の領域を
走査する。走査域２１は、１次イオンビーム２によるス
パッタエツチングによって削られ、エツチングクレータ
となる。走査電極１０と電気的に同期させて、１次イオ
ンビーム２が走査域２１の中央部の測定域２２を通過す
るときのみ検出器９からの信号を取り出して測定する。
査電極工０によって試料４の表面の走査域２１の領域を
走査する。走査域２１は、１次イオンビーム２によるス
パッタエツチングによって削られ、エツチングクレータ
となる。走査電極１０と電気的に同期させて、１次イオ
ンビーム２が走査域２１の中央部の測定域２２を通過す
るときのみ検出器９からの信号を取り出して測定する。
Ｆｌｅ”イオンビーム１２は、測定域２２を含む領域を
均一に照射する。この際、Ｈｅ ”イオンビーム１２は
静止状態とし、細く絞って走査する必要はない。
均一に照射する。この際、Ｈｅ ”イオンビーム１２は
静止状態とし、細く絞って走査する必要はない。
第３図は、上述の装置で、シリコン中の水素を分析した
深さ方向濃度分布を示す線図で、横軸は試料表面からの
深さ、縦軸は水素濃度を示す。なお、この時、試料はシ
リコン中にプロトン（Ｈ”″）を５０ｋｅＶ、 Ｉ Ｘ
１０１０ｌ５ａｔｏ／ｃｉＩイオン注入したものを供
し、分析条件は次の通りである。
深さ方向濃度分布を示す線図で、横軸は試料表面からの
深さ、縦軸は水素濃度を示す。なお、この時、試料はシ
リコン中にプロトン（Ｈ”″）を５０ｋｅＶ、 Ｉ Ｘ
１０１０ｌ５ａｔｏ／ｃｉＩイオン注入したものを供
し、分析条件は次の通りである。
１次イオン種 ；セシウムイオン（Ｃｓ” ）１次
イオン加速電圧；１６ＫＶ １次イオン電流 ；１．ＯμＡ １次イオン照射面積ｉ０．４ ｍＸＱ、４１１１ｍ２次
イオン測定域 ；０．１ ｆｉＸｏ、１鵡検出２次イオ
ン ピ負イオン（Ｈ−）Ｈｅ＋イオン加速電圧； ２
ＫＶ Ｈｅ４イオン電流 ±０．１μＡ 試料室圧力 ； Ｉ Ｘｌ０−’Ｔｏｒｒ以下第
３図において、Ｈｅ”イオンビームを照射した場合の方
がバックグランドレベルが下がっており、残留ガスの吸
着による汚染が除去され、元素の検出下限が下がってい
ることが判る。
イオン加速電圧；１６ＫＶ １次イオン電流 ；１．ＯμＡ １次イオン照射面積ｉ０．４ ｍＸＱ、４１１１ｍ２次
イオン測定域 ；０．１ ｆｉＸｏ、１鵡検出２次イオ
ン ピ負イオン（Ｈ−）Ｈｅ＋イオン加速電圧； ２
ＫＶ Ｈｅ４イオン電流 ±０．１μＡ 試料室圧力 ； Ｉ Ｘｌ０−’Ｔｏｒｒ以下第
３図において、Ｈｅ”イオンビームを照射した場合の方
がバックグランドレベルが下がっており、残留ガスの吸
着による汚染が除去され、元素の検出下限が下がってい
ることが判る。
第４図には同様にして分析したシリコン中の炭素（Ｃ）
の測定例を示す。試料は、シリコン中に目Ｃを８０ｋｅ
Ｖ、 ２ Ｘ １０１０１４ａｔｏ／ｃ＋＆イオン注入
したものを用いた。炭素は目Ｃ−として検知される。第
４図でも第３図と同様にＨｅ”イオンビーム照射の効果
が明らかである。
の測定例を示す。試料は、シリコン中に目Ｃを８０ｋｅ
Ｖ、 ２ Ｘ １０１０１４ａｔｏ／ｃ＋＆イオン注入
したものを用いた。炭素は目Ｃ−として検知される。第
４図でも第３図と同様にＨｅ”イオンビーム照射の効果
が明らかである。
この発明によれば第１工程と、第２工程と、第３工程と
を有し、 第１工程は、１次イオンビームを加速して試料の測定域
に走査して照射し、試料の測定域をスパッタして２次イ
オンを発生させる工程であり、第２工程は、ヘリウムイ
オンビームを試料の測定域に照射する工程であり、 第３工程は、第１工程で発生した２次イオンを電場勾配
により質量と電荷の比に従って分離する工程であるので
、１次イオンビームの照射によりスパッタエッチされた
粒子の測定域への再付着。
を有し、 第１工程は、１次イオンビームを加速して試料の測定域
に走査して照射し、試料の測定域をスパッタして２次イ
オンを発生させる工程であり、第２工程は、ヘリウムイ
オンビームを試料の測定域に照射する工程であり、 第３工程は、第１工程で発生した２次イオンを電場勾配
により質量と電荷の比に従って分離する工程であるので
、１次イオンビームの照射によりスパッタエッチされた
粒子の測定域への再付着。
あるいは分析装置内の残留ガスの測定域への吸着があっ
てもエネルギ調整されたヘリウムイオンビームの照射に
より、それらが選択的に取り除かれ、その結果清浄な測
定域に１次イオンビームが照射されることとなり、高精
度かつ高感度に試料の測定を行うことが可能となる。
てもエネルギ調整されたヘリウムイオンビームの照射に
より、それらが選択的に取り除かれ、その結果清浄な測
定域に１次イオンビームが照射されることとなり、高精
度かつ高感度に試料の測定を行うことが可能となる。
第１図はこの発明の実施例に係る二次イオン質量４亀置
を示す配置図、第２図は１次イオンビームとＨｅ”イオ
ンビームの走査域および測定域への照射方法を示す斜視
図、第３図はシリコン中の水素濃度のプロファイルを示
す線図、第４図はシリコン中の炭素濃度のプロファイル
を示す線図である。 １１次イオンビーム、４：試料、５：２次イオン、１２
＋ Ｈｅ”イオンビーム、２２：測定域。
を示す配置図、第２図は１次イオンビームとＨｅ”イオ
ンビームの走査域および測定域への照射方法を示す斜視
図、第３図はシリコン中の水素濃度のプロファイルを示
す線図、第４図はシリコン中の炭素濃度のプロファイル
を示す線図である。 １１次イオンビーム、４：試料、５：２次イオン、１２
＋ Ｈｅ”イオンビーム、２２：測定域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）第１工程と、第２工程と、第３工程とを有し、第１
工程は、１次イオンビームを加速して試料の測定域に走
査して照射し、試料の測定域をスパッタして２次イオン
を発生させる工程であり、第２工程は、ヘリウムイオン
ビームを試料の測定域に照射する工程であり、 第３工程は、第１工程で発生した２次イオンを電場勾配
により質量と電荷の比に従って分離する工程であること
を特徴とする二次イオン質量分析法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343501A JPH03203151A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 二次イオン質量分析法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343501A JPH03203151A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 二次イオン質量分析法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03203151A true JPH03203151A (ja) | 1991-09-04 |
Family
ID=18362004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1343501A Pending JPH03203151A (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 二次イオン質量分析法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03203151A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015227779A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-17 | 富士通株式会社 | 二次イオン質量分析装置の制御方法及び制御プログラム、二次イオン質量分析装置 |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1343501A patent/JPH03203151A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015227779A (ja) * | 2014-05-30 | 2015-12-17 | 富士通株式会社 | 二次イオン質量分析装置の制御方法及び制御プログラム、二次イオン質量分析装置 |
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