JPH06215728A - 一次イオンビーム調整技法 - Google Patents
一次イオンビーム調整技法Info
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- JPH06215728A JPH06215728A JP5005618A JP561893A JPH06215728A JP H06215728 A JPH06215728 A JP H06215728A JP 5005618 A JP5005618 A JP 5005618A JP 561893 A JP561893 A JP 561893A JP H06215728 A JPH06215728 A JP H06215728A
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- JP
- Japan
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- sample
- ion beam
- primary ion
- adjusted
- secondary ion
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- Pending
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】二次イオン光学系が最適軌道に設定されたＳＩ
ＭＳ装置において、定量的な測定結果が得られるよう最
適な一次イオンビームが調整出来る技法を提供するこ
と。 【構成】二次イオン光学系のセクタ電場とセクタ磁場と
の間に全二次イオンモニタを設置して全二次イオンモニ
タ援用制限視野法を採用しているＳＩＭＳ装置におい
て、蛍光膜下地（金属薄板，ウェハ，絶縁板，測定対象
試料）の表面の一部に蛍光膜を形成させる。 【効果】本発明によれば、ＴＩＭ援用制限視野法にて最
適に調整された二次イオン軌道上に試料の分析位置を調
整後、その位置にて一次イオンビームを最適に調整出来
ることで、定量的な測定結果が得られるという効果があ
る。
ＭＳ装置において、定量的な測定結果が得られるよう最
適な一次イオンビームが調整出来る技法を提供するこ
と。 【構成】二次イオン光学系のセクタ電場とセクタ磁場と
の間に全二次イオンモニタを設置して全二次イオンモニ
タ援用制限視野法を採用しているＳＩＭＳ装置におい
て、蛍光膜下地（金属薄板，ウェハ，絶縁板，測定対象
試料）の表面の一部に蛍光膜を形成させる。 【効果】本発明によれば、ＴＩＭ援用制限視野法にて最
適に調整された二次イオン軌道上に試料の分析位置を調
整後、その位置にて一次イオンビームを最適に調整出来
ることで、定量的な測定結果が得られるという効果があ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＩＭＳ装置において
全二次イオンモニタ（Total Ion Monitor，TIM ）援用
制限視野法により最適軌道に設定された二次イオン光学
系に対し一次イオンビームを最適なイオンビームに調整
出来ることで、信頼性あるデータを得るに好適な技法に
関する。
全二次イオンモニタ（Total Ion Monitor，TIM ）援用
制限視野法により最適軌道に設定された二次イオン光学
系に対し一次イオンビームを最適なイオンビームに調整
出来ることで、信頼性あるデータを得るに好適な技法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明を説明する上での参考文献 H.Tamura,Y.Ikebe,H.Toita,H.Hirose and H.Shichi;Sev
enth Int. Conferenceon SIMS,903(1989)。
enth Int. Conferenceon SIMS,903(1989)。
【０００３】従来法を図２，図３及び図４にて説明す
る。一次イオンビーム調整用としての蛍光板１及び複数
個の測定対象試料４をサンプルホルダ５に取り付けた場
合の問題点として、次の点が指摘できる。蛍光板１と試
料４が試料支持台６に置かれサンプルカバー７の裏面高
さまで螺子方式８で持ち上げられ固定されるが、サンプ
ルカバー７（厚み；０.１mm ）の過去の経歴や試料支持
台螺子８による力の掛け具合及び蛍光板１や試料４の表
面の凹凸等により個々が異なる高さ（Ｚ方向）で取り付
けられる、更にサンプルホルダ５へ取り付けられた場所
（Ｘ及びＹ方向）にもより、個々の表面と引き出し電極
２０との間の電界分布が変化し一次イオン１８及び二次
イオン２９の軌道が変わる。その結果、一次イオンビー
ム１８が蛍光板１の位置で最適イオンビーム｛図３−
（ａ）｝に調整されても、最適な二次イオン軌道２９上
に調整された測定対象試料４の位置においては、蛍光板
１で観察する限り図３−（ｂ）の様にビーム形状の歪，
ビーム径の広がり及びビーム位置のずれ等を引き起こし
ている。その結果、従来法ではサンプルホルダ５の別々
の位置に取り付けられた測定対象試料４の分析位置に対
しての最適な一次イオンビームの調整は不可能であっ
た。それ故、得られた測定結果に対しても信頼性がなか
った。
る。一次イオンビーム調整用としての蛍光板１及び複数
個の測定対象試料４をサンプルホルダ５に取り付けた場
合の問題点として、次の点が指摘できる。蛍光板１と試
料４が試料支持台６に置かれサンプルカバー７の裏面高
さまで螺子方式８で持ち上げられ固定されるが、サンプ
ルカバー７（厚み；０.１mm ）の過去の経歴や試料支持
台螺子８による力の掛け具合及び蛍光板１や試料４の表
面の凹凸等により個々が異なる高さ（Ｚ方向）で取り付
けられる、更にサンプルホルダ５へ取り付けられた場所
（Ｘ及びＹ方向）にもより、個々の表面と引き出し電極
２０との間の電界分布が変化し一次イオン１８及び二次
イオン２９の軌道が変わる。その結果、一次イオンビー
ム１８が蛍光板１の位置で最適イオンビーム｛図３−
（ａ）｝に調整されても、最適な二次イオン軌道２９上
に調整された測定対象試料４の位置においては、蛍光板
１で観察する限り図３−（ｂ）の様にビーム形状の歪，
ビーム径の広がり及びビーム位置のずれ等を引き起こし
ている。その結果、従来法ではサンプルホルダ５の別々
の位置に取り付けられた測定対象試料４の分析位置に対
しての最適な一次イオンビームの調整は不可能であっ
た。それ故、得られた測定結果に対しても信頼性がなか
った。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＴＩＭを備えたＳＩＭ
Ｓ装置において、ＴＩＭ援用制限視野法で最適に調整さ
れた二次イオン軌道に対して、測定対象試料の分析位置
は測定のつどＴＩＭ援用制限視野法にて調整されなけれ
ばならない。本調整により調整前に設定された最適な一
次イオンビームはビーム形状の歪，ビーム径の広がり及
びビーム位置のずれ等を引き起こす。その結果、測定結
果に信憑性がなかった。
Ｓ装置において、ＴＩＭ援用制限視野法で最適に調整さ
れた二次イオン軌道に対して、測定対象試料の分析位置
は測定のつどＴＩＭ援用制限視野法にて調整されなけれ
ばならない。本調整により調整前に設定された最適な一
次イオンビームはビーム形状の歪，ビーム径の広がり及
びビーム位置のずれ等を引き起こす。その結果、測定結
果に信憑性がなかった。
【０００５】本発明は、測定対象試料の分析位置をＴＩ
Ｍ援用制限視野法にて調整した後、その位置で一次イオ
ンビームのビーム形状歪及びビーム径広がりを補正し、
更にビーム位置ずれを再設定することで、信頼性ある測
定結果を得る一次イオンビーム調整技法に関する。
Ｍ援用制限視野法にて調整した後、その位置で一次イオ
ンビームのビーム形状歪及びビーム径広がりを補正し、
更にビーム位置ずれを再設定することで、信頼性ある測
定結果を得る一次イオンビーム調整技法に関する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】測定対象試料の分析位置
をＴＩＭ援用制限視野法にて調整した後、その位置で一
次イオンビームのビーム形状歪及びビーム径広がりを補
正し、更にビーム位置ずれを再設定をするため、次の手
段を用いた。
をＴＩＭ援用制限視野法にて調整した後、その位置で一
次イオンビームのビーム形状歪及びビーム径広がりを補
正し、更にビーム位置ずれを再設定をするため、次の手
段を用いた。
【０００７】１）一次イオンビーム調整用として、蛍光
膜下地としてのＣｕやＳＵＳ等の金属薄板又はＳｉやＧ
ａＡｓ等のウェハ又はセラミックスやガラス等の絶縁板
又は測定対象試料等の表面の一部に蛍光膜を形成する。
膜下地としてのＣｕやＳＵＳ等の金属薄板又はＳｉやＧ
ａＡｓ等のウェハ又はセラミックスやガラス等の絶縁板
又は測定対象試料等の表面の一部に蛍光膜を形成する。
【０００８】２）１）項で作製した蛍光板をサンプルホ
ルダに固定して、蛍光膜下地（金属面又はウェハ面又は
絶縁面又は測定対象試料面）に一次イオンビームを照射
し、最適に調整された二次イオン軌道に対してＴＩＭ援
用制限視野法にて試料の分析位置を調整する。
ルダに固定して、蛍光膜下地（金属面又はウェハ面又は
絶縁面又は測定対象試料面）に一次イオンビームを照射
し、最適に調整された二次イオン軌道に対してＴＩＭ援
用制限視野法にて試料の分析位置を調整する。
【０００９】３）分析位置を調整後、蛍光膜上で一次イ
オンビームを観察し、分析位置調整により生じたビーム
形状歪及びビーム径広がりを補正し、更にビーム位置ず
れを再設定することで、最適一次イオンビームが調整出
来る。
オンビームを観察し、分析位置調整により生じたビーム
形状歪及びビーム径広がりを補正し、更にビーム位置ず
れを再設定することで、最適一次イオンビームが調整出
来る。
【００１０】
【作用】上記手段を採用することにより、各種試料の分
析面が最適に調整された二次イオン軌道上に位置し、そ
の位置で最適な一次イオンビームが照射出来るという作
用がある。
析面が最適に調整された二次イオン軌道上に位置し、そ
の位置で最適な一次イオンビームが照射出来るという作
用がある。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２，図３
及び図４にて説明する。本実施例に用いたＳＩＭＳ装置
はイオン源としてディオプラズマトロンイオン源９，表
面電離型イオン源１０及び液体金属イオン源１１の３種
類を搭載している。一次イオン光学系は一次イオン質量
分離器１２，質量分離スリット１３，コンデンサレンズ
１４，偏向電極１５及び対物レンズ１６より構成されて
いる。試料室１７にはサンプルホルダ５、更に一次イオ
ンビーム１８の位置をモニターする光学顕微鏡のクロス
目盛１９，二次イオン光学系は引き出し電極２０，投射
レンズ２１，偏向電極２２，出射スリット(制限視野ス
リット)２３，セクタ電場２４，ＴＩＭ（トータルイオ
ンモニタ；ＴＩＭスリット２５，シンチレータ２６，ホ
トマルチプライア２７で構成）及びセクタ磁場２８等か
ら構成されている。
及び図４にて説明する。本実施例に用いたＳＩＭＳ装置
はイオン源としてディオプラズマトロンイオン源９，表
面電離型イオン源１０及び液体金属イオン源１１の３種
類を搭載している。一次イオン光学系は一次イオン質量
分離器１２，質量分離スリット１３，コンデンサレンズ
１４，偏向電極１５及び対物レンズ１６より構成されて
いる。試料室１７にはサンプルホルダ５、更に一次イオ
ンビーム１８の位置をモニターする光学顕微鏡のクロス
目盛１９，二次イオン光学系は引き出し電極２０，投射
レンズ２１，偏向電極２２，出射スリット(制限視野ス
リット)２３，セクタ電場２４，ＴＩＭ（トータルイオ
ンモニタ；ＴＩＭスリット２５，シンチレータ２６，ホ
トマルチプライア２７で構成）及びセクタ磁場２８等か
ら構成されている。
【００１２】次に装置の動作原理について説明する。各
イオン源より放出された一次イオンビーム１８はコンデ
ンサレンズ１４及び対物レンズ１６で収束され、偏向電
極１５で偏向走査されながら試料４の表面を照射する。
試料４はサンプルホルダ５に取り付けられ、Ｘ（可動範
囲：０〜３０mm），Ｙ（可動範囲：０〜５０mm），Ｚ
（可動範囲：０〜４mm）及びTilt（可動範囲：０〜４５
°）の各方向に移動可能で、一次イオンビーム１８が試
料表面の分析面を選択的に照射できる。但し、分析面観
察時は試料４を平面（Tilt；０°）に設定し、分析時は
試料４を４５°（Tilt；４５°）に傾斜させる。分析面
から放出された二次イオン２９は引き出し電極２０で引
き出され投射レンズ２１により制限視野スリット２３上
にフォーカスされ、更にビーム２９の中央部のみが制限
視野スリット２３を通過する。その後、セクタ電場２４
で偏向及びエネルギー分離されＴＩＭスリット２５を通
りセクタ磁場２８にて質量分離後検出される。一方、Ｔ
ＩＭスリット２３孔周辺に流入した二次イオン２９はＴ
ＩＭ電流として検出されシンチレータ２６及びホトマル
チプライア２７を経てＣＲＴ３０で制限視野像（ＴＩＭ
像）として観察される。尚、測定対象試料４を測定する
前に装置の二次イオン軌道２９はＳｉウェハ等の標準試
料を用いてＴＩＭ援用制限視野法にて最適軌道に調整さ
れている。
イオン源より放出された一次イオンビーム１８はコンデ
ンサレンズ１４及び対物レンズ１６で収束され、偏向電
極１５で偏向走査されながら試料４の表面を照射する。
試料４はサンプルホルダ５に取り付けられ、Ｘ（可動範
囲：０〜３０mm），Ｙ（可動範囲：０〜５０mm），Ｚ
（可動範囲：０〜４mm）及びTilt（可動範囲：０〜４５
°）の各方向に移動可能で、一次イオンビーム１８が試
料表面の分析面を選択的に照射できる。但し、分析面観
察時は試料４を平面（Tilt；０°）に設定し、分析時は
試料４を４５°（Tilt；４５°）に傾斜させる。分析面
から放出された二次イオン２９は引き出し電極２０で引
き出され投射レンズ２１により制限視野スリット２３上
にフォーカスされ、更にビーム２９の中央部のみが制限
視野スリット２３を通過する。その後、セクタ電場２４
で偏向及びエネルギー分離されＴＩＭスリット２５を通
りセクタ磁場２８にて質量分離後検出される。一方、Ｔ
ＩＭスリット２３孔周辺に流入した二次イオン２９はＴ
ＩＭ電流として検出されシンチレータ２６及びホトマル
チプライア２７を経てＣＲＴ３０で制限視野像（ＴＩＭ
像）として観察される。尚、測定対象試料４を測定する
前に装置の二次イオン軌道２９はＳｉウェハ等の標準試
料を用いてＴＩＭ援用制限視野法にて最適軌道に調整さ
れている。
【００１３】蛍光膜下地２としてＣｕやＳＵＳ等の金属
薄板又はＳｉやＧａＡｓ等のウェハ又はセラミックスや
ガラス等の絶縁板又は測定対象試料４等の表面の一部に
蛍光膜３を形成した一次イオンビーム調整用蛍光板１及
び複数個の測定対象試料４をサンプルホルダ５に取り付
けた後、蛍光膜下地２（金属面又はウェハ面又は絶縁面
又は測定対象試料面）に一次イオンビーム１８を照射
し、最適に調整された二次イオン軌道２９上にＴＩＭ援
用制限視野法にて試料の分析位置を調整する。この位置
において一次イオンビーム１８を蛍光膜３で観察し、位
置調整で生じたビーム形状歪及びビーム径広がりを対物
レンズ１６で補正し、更にビーム位置がずれたぶんクロ
ス目盛１９を再設定することで、その位置における最適
な一次イオンビーム１８を調整する。
薄板又はＳｉやＧａＡｓ等のウェハ又はセラミックスや
ガラス等の絶縁板又は測定対象試料４等の表面の一部に
蛍光膜３を形成した一次イオンビーム調整用蛍光板１及
び複数個の測定対象試料４をサンプルホルダ５に取り付
けた後、蛍光膜下地２（金属面又はウェハ面又は絶縁面
又は測定対象試料面）に一次イオンビーム１８を照射
し、最適に調整された二次イオン軌道２９上にＴＩＭ援
用制限視野法にて試料の分析位置を調整する。この位置
において一次イオンビーム１８を蛍光膜３で観察し、位
置調整で生じたビーム形状歪及びビーム径広がりを対物
レンズ１６で補正し、更にビーム位置がずれたぶんクロ
ス目盛１９を再設定することで、その位置における最適
な一次イオンビーム１８を調整する。
【００１４】本実施例によれば、サンプルホルダの経
歴、試料のサンプルホルダへの取り付け方及び取り付け
位置等に無関係に最適な一次イオンビームが設定出来る
ということで、信頼性ある測定結果が得られるという効
果がある。
歴、試料のサンプルホルダへの取り付け方及び取り付け
位置等に無関係に最適な一次イオンビームが設定出来る
ということで、信頼性ある測定結果が得られるという効
果がある。
【００１５】本応用例として、全ての測定対象試料４の
表面の一部に蛍光膜３を形成すれば測定のつど最適な一
次イオンビーム１８が調整出来る。
表面の一部に蛍光膜３を形成すれば測定のつど最適な一
次イオンビーム１８が調整出来る。
【００１６】本応用例によれば、サンプルホルダの経
歴，試料のサンプルホルダへの取り付け方及び取り付け
位置等に全く無関係に最適な一次イオンビームが設定出
来ることで、より信頼性ある測定結果が得られるという
効果がある。
歴，試料のサンプルホルダへの取り付け方及び取り付け
位置等に全く無関係に最適な一次イオンビームが設定出
来ることで、より信頼性ある測定結果が得られるという
効果がある。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、最適に調整された二次
イオン軌道上にＴＩＭ援用制限視野法にて試料の分析位
置を調整後、その位置にて最適な一次イオンビームが調
整出来ることで、定量的な測定結果が得られるという効
果がある。
イオン軌道上にＴＩＭ援用制限視野法にて試料の分析位
置を調整後、その位置にて最適な一次イオンビームが調
整出来ることで、定量的な測定結果が得られるという効
果がある。
【図１】最適な一次イオンビームが調整出来る蛍光板を
示す図である。
示す図である。
【図２】蛍光板及び測定対象試料を取り付けた状態のサ
ンプルホルダを示す図である。
ンプルホルダを示す図である。
【図３】蛍光板で観察できる一次イオンビームを示す図
である。
である。
【図４】本実施例に使用したＳＩＭＳ装置及び試料室の
サンプルホルダ部分を示す図である。
サンプルホルダ部分を示す図である。
１…一次イオンビーム調整用蛍光板、２…蛍光膜下地、
３…蛍光膜、４…測定対象試料、５…サンプルホルダ、
６…試料支持台、７…サンプルカバー、８…試料支持台
螺子、９…ディオプラズマトロンイオン源、１０…表面
電離型イオン源、１１…液体金属イオン源、１２…一次
イオン質量分離器、１３…質量分離スリット、１４…コ
ンデンサレンズ、１５…偏向電極、１６…対物レンズ、
１７…試料室、１８…一次イオンビーム、１９…光学顕
微鏡のクロス目盛、２０…引き出し電極、２１…投射レ
ンズ、２２…偏向電極、２３…出射スリット（制限視野
スリット）、２４…セクタ電場、２５…ＴＩＭスリッ
ト、２６…シンチレータ、２７…ホトマルチプライア、
２８…セクタ磁場、２９…二次イオンビーム、３０…Ｃ
ＲＴ。
３…蛍光膜、４…測定対象試料、５…サンプルホルダ、
６…試料支持台、７…サンプルカバー、８…試料支持台
螺子、９…ディオプラズマトロンイオン源、１０…表面
電離型イオン源、１１…液体金属イオン源、１２…一次
イオン質量分離器、１３…質量分離スリット、１４…コ
ンデンサレンズ、１５…偏向電極、１６…対物レンズ、
１７…試料室、１８…一次イオンビーム、１９…光学顕
微鏡のクロス目盛、２０…引き出し電極、２１…投射レ
ンズ、２２…偏向電極、２３…出射スリット（制限視野
スリット）、２４…セクタ電場、２５…ＴＩＭスリッ
ト、２６…シンチレータ、２７…ホトマルチプライア、
２８…セクタ磁場、２９…二次イオンビーム、３０…Ｃ
ＲＴ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 住谷 弘幸 茨城県勝田市堀口字長久保832番地２ 日 立計測エンジニアリング株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】二次イオン光学系のセクタ電場とセクタ磁
場との間に全二次イオンモニタを設置して、全二次イオ
ンモニタ援用制限視野法を採用しているＳＩＭＳ装置に
おいて、最適軌道に設定された二次イオン光学系に対し
最適な一次イオンビームが調整出来るようにしたことを
特徴とする一次イオンビーム調整技法。 - 【請求項２】請求項１において、測定対象試料表面の凹
凸や試料のサンプルホルダへの取り付け位置による一次
イオンビームの乱れを最適なイオンビームに調整出来る
ことを特徴とする一次イオンビーム調整技法。 - 【請求項３】請求項１又は２において、個々の測定対象
試料の位置による一次イオンビーム径の変化や歪みを補
正し、更にイオンビーム位置を再設定出来ることを特徴
とする一次イオンビーム調整技法。 - 【請求項４】請求項１，２又は３において、ＣｕやＳＵ
Ｓ等の金属薄板又はＳｉやＧａＡｓ等のウェハ又はセラ
ミックスやガラス等の絶縁板又は測定対象試料等の表面
の一部に蛍光膜を形成することを特徴とする一次イオン
ビーム調整技法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5005618A JPH06215728A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 一次イオンビーム調整技法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5005618A JPH06215728A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 一次イオンビーム調整技法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06215728A true JPH06215728A (ja) | 1994-08-05 |
Family
ID=11616173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5005618A Pending JPH06215728A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 一次イオンビーム調整技法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06215728A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101465389B1 (ko) * | 2013-09-27 | 2014-11-25 | 성균관대학교산학협력단 | 알루미늄 합금 조성물, 이를 포함하는 관통저항성이 향상된 알루미늄 압출 튜브와 핀 재 및 이로 구성된 열교환기 |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP5005618A patent/JPH06215728A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101465389B1 (ko) * | 2013-09-27 | 2014-11-25 | 성균관대학교산학협력단 | 알루미늄 합금 조성물, 이를 포함하는 관통저항성이 향상된 알루미늄 압출 튜브와 핀 재 및 이로 구성된 열교환기 |
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