JPH07190964A - 固体中での電子の減衰長の測定方法 - Google Patents
固体中での電子の減衰長の測定方法Info
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- JPH07190964A JPH07190964A JP5331633A JP33163393A JPH07190964A JP H07190964 A JPH07190964 A JP H07190964A JP 5331633 A JP5331633 A JP 5331633A JP 33163393 A JP33163393 A JP 33163393A JP H07190964 A JPH07190964 A JP H07190964A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、分析の対象としている材料系で実験
的に減衰長を求めるもので、現実に即した減衰長を測定
者自らが得ることができる固体中での電子の減衰長の測
定方法を提供することを目的とする。 【構成】本発明は、固体試料にプローブを照射し、該固
体試料から放出される電子の減衰長を求める固体中での
電子の減衰長の測定方法において、電子が通過する材料
Ｂの厚さｄを測定した後、電子を放出する材料Ａから放
出される電子の強度ＩO および電子が通過する材料Ｂか
ら通過、放出された電子の強度Ｉを測定し、一般式 ｌ
ｎ Ｉ／Ｉ0 ＝−ｄ／Ｌ に従って、固体中での電子の
減衰長Ｌを得ることを特徴とするものである。
的に減衰長を求めるもので、現実に即した減衰長を測定
者自らが得ることができる固体中での電子の減衰長の測
定方法を提供することを目的とする。 【構成】本発明は、固体試料にプローブを照射し、該固
体試料から放出される電子の減衰長を求める固体中での
電子の減衰長の測定方法において、電子が通過する材料
Ｂの厚さｄを測定した後、電子を放出する材料Ａから放
出される電子の強度ＩO および電子が通過する材料Ｂか
ら通過、放出された電子の強度Ｉを測定し、一般式 ｌ
ｎ Ｉ／Ｉ0 ＝−ｄ／Ｌ に従って、固体中での電子の
減衰長Ｌを得ることを特徴とするものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種プローブを固体に
照射した際に放出される電子を用いて固体表面領域の組
成、化学結合状態、構造等を分析する際に、分析結果を
より正確に解釈するために、検出深さを規定する電子の
減衰長もしくは脱出深さを実験的に測定する方法に関す
る。
照射した際に放出される電子を用いて固体表面領域の組
成、化学結合状態、構造等を分析する際に、分析結果を
より正確に解釈するために、検出深さを規定する電子の
減衰長もしくは脱出深さを実験的に測定する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】固体表面領域の組成、化学結合状態を調
べるにはオージェ電子分光法、Ｘ線光電子分光法に代表
される光電子分光法が用いられる。また構造を調べるに
は、低速電子線回折等の手法が用いられる。各々情報を
得るために照射するプローブの種類、性質は異なるが、
検出するのは数ｅＶ（エレクトロンボルト）から数Ｋｅ
Ｖの電子である。ここで放出される電子が、固体中を通
過し真空中から検出器にはいり、エネルギー分析等が行
われる。あるエネルギーを有する電子が固体中を通過
し、表面に達する深さを一般に検出深さと言うが、検出
深さは電子の減衰長もしくは脱出深さと呼ばれる物理量
で規定される。この量は、電子を放出する材料と電子が
通過する材料で決まるが、運動エネルギー１００ｅＶの
電子の減衰長は２ｎｍ（１ｎｍ＝１０-9ｍ）程度であ
る。分析結果を正確に解釈するために必要不可欠な要素
がこの検出深さである。
べるにはオージェ電子分光法、Ｘ線光電子分光法に代表
される光電子分光法が用いられる。また構造を調べるに
は、低速電子線回折等の手法が用いられる。各々情報を
得るために照射するプローブの種類、性質は異なるが、
検出するのは数ｅＶ（エレクトロンボルト）から数Ｋｅ
Ｖの電子である。ここで放出される電子が、固体中を通
過し真空中から検出器にはいり、エネルギー分析等が行
われる。あるエネルギーを有する電子が固体中を通過
し、表面に達する深さを一般に検出深さと言うが、検出
深さは電子の減衰長もしくは脱出深さと呼ばれる物理量
で規定される。この量は、電子を放出する材料と電子が
通過する材料で決まるが、運動エネルギー１００ｅＶの
電子の減衰長は２ｎｍ（１ｎｍ＝１０-9ｍ）程度であ
る。分析結果を正確に解釈するために必要不可欠な要素
がこの検出深さである。
【０００３】（以下本明細書では、減衰長、脱出深さ、
さらには類似の概念である非弾性平均自由行程等の物理
量を減衰長と呼ぶ。） これまで、減衰長はペン（Penn：J.Electron Spectros
c.Relat.Phenom.９巻２６頁１９７６年）や田沼（Surf.
Sci. １９２巻Ｌ８４９頁１９８７年）等により提案さ
れた理論式から求めるか、シー（Seah：Surf.Interf.An
al. ２巻５３頁１９８０年）や徳高（Surf.Sci. １４９
巻３４９頁１９８５年）等により提案された経験式から
求める方法が用いられている。また、実験的には、電子
を放出させる材料の上に電子を通過させる材料を真空中
で薄膜成長させ、その成長膜厚が大きくなることに対応
して検出される電子の量が少なくなる状態を調べるオー
バレイヤ フィルム メソード（Ｏverlayer film meth
od）が用いられている。
さらには類似の概念である非弾性平均自由行程等の物理
量を減衰長と呼ぶ。） これまで、減衰長はペン（Penn：J.Electron Spectros
c.Relat.Phenom.９巻２６頁１９７６年）や田沼（Surf.
Sci. １９２巻Ｌ８４９頁１９８７年）等により提案さ
れた理論式から求めるか、シー（Seah：Surf.Interf.An
al. ２巻５３頁１９８０年）や徳高（Surf.Sci. １４９
巻３４９頁１９８５年）等により提案された経験式から
求める方法が用いられている。また、実験的には、電子
を放出させる材料の上に電子を通過させる材料を真空中
で薄膜成長させ、その成長膜厚が大きくなることに対応
して検出される電子の量が少なくなる状態を調べるオー
バレイヤ フィルム メソード（Ｏverlayer film meth
od）が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】電子を検出する各種表
面分析法の深さ方向の空間分解能を規定する大きな要因
は電子の減衰長であるが、現在の半導体素子、金属系多
層膜等内で形成される層の厚さは減衰長と同程度までに
小さくなっている。したがって、各種部品、材料を形成
する層の厚さ、材料相互の混合領域を調べるためには、
減衰長に関するより正確な値が要求される。しかし、上
述した減衰長の算出方法によるばらつきは、５０〜１０
０％であることが知られており、分析誤差は他の要因を
考慮するとその値以上になる。さらには、これらの算出
方法は汎用性を考慮しているため、実際に対象として分
析している材料の減衰長を精度よく求めることを保証し
ていない。また、実験的に対象とする材料の減衰長をオ
ーバレイヤ フィルム メソード（Ｏverlayer film me
thod）を用いて求めることは、分析装置の制約もありル
ーチン的な分析作業では不可能であるばかりでなく、一
般的には減衰長を求めるための標準試料、標準化された
手法もない。
面分析法の深さ方向の空間分解能を規定する大きな要因
は電子の減衰長であるが、現在の半導体素子、金属系多
層膜等内で形成される層の厚さは減衰長と同程度までに
小さくなっている。したがって、各種部品、材料を形成
する層の厚さ、材料相互の混合領域を調べるためには、
減衰長に関するより正確な値が要求される。しかし、上
述した減衰長の算出方法によるばらつきは、５０〜１０
０％であることが知られており、分析誤差は他の要因を
考慮するとその値以上になる。さらには、これらの算出
方法は汎用性を考慮しているため、実際に対象として分
析している材料の減衰長を精度よく求めることを保証し
ていない。また、実験的に対象とする材料の減衰長をオ
ーバレイヤ フィルム メソード（Ｏverlayer film me
thod）を用いて求めることは、分析装置の制約もありル
ーチン的な分析作業では不可能であるばかりでなく、一
般的には減衰長を求めるための標準試料、標準化された
手法もない。
【０００５】その中にあって、精度の高い分析結果を得
るためには、対象としている材料系で減衰長を求めて、
結果の解析に利用することが最適と考えられる。しか
し、確立された手法はなく、上述の理論的または経験的
な算出方法を使用せざるを得なかった。
るためには、対象としている材料系で減衰長を求めて、
結果の解析に利用することが最適と考えられる。しか
し、確立された手法はなく、上述の理論的または経験的
な算出方法を使用せざるを得なかった。
【０００６】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、分析の対象としている材料系で実験的に減衰長を求
めるもので、分析に供した試料そのものを用いるか、も
しくは全く同一の材料系を用いる手法であるため、現実
に即した減衰長を測定者自らが得ることができる固体中
での電子の減衰長の測定方法を提供することを目的とす
る。
で、分析の対象としている材料系で実験的に減衰長を求
めるもので、分析に供した試料そのものを用いるか、も
しくは全く同一の材料系を用いる手法であるため、現実
に即した減衰長を測定者自らが得ることができる固体中
での電子の減衰長の測定方法を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電子を放出する材料と、電子が通過する材
料からなる固体試料にプローブを照射し、該固体試料か
ら放出される電子の減衰長を求める固体中での電子の減
衰長の測定方法において、前記電子が通過する材料の厚
さｄを測定した後、前記電子を放出する材料から放出さ
れる電子の強度ＩO および該電子が通過する材料から通
過、放出された電子の強度Ｉを測定し、一般式 ｌｎ
Ｉ／Ｉ0 ＝−ｄ／Ｌ に従って、固体中での電子の減衰
長Ｌを得ることを特徴とするものである。
に本発明は、電子を放出する材料と、電子が通過する材
料からなる固体試料にプローブを照射し、該固体試料か
ら放出される電子の減衰長を求める固体中での電子の減
衰長の測定方法において、前記電子が通過する材料の厚
さｄを測定した後、前記電子を放出する材料から放出さ
れる電子の強度ＩO および該電子が通過する材料から通
過、放出された電子の強度Ｉを測定し、一般式 ｌｎ
Ｉ／Ｉ0 ＝−ｄ／Ｌ に従って、固体中での電子の減衰
長Ｌを得ることを特徴とするものである。
【０００８】また本発明は、少なくとも、電子を放出す
る材料上に電子が通過する材料が積層されてなり、かつ
積層断面が積層表面に対して傾斜角θを有してなる固体
試料の積層断面にプローブを照射し、該固体試料から放
出される電子の減衰長を求める固体中での電子の減衰長
の測定方法において、前記電子を放出する材料から放出
される電子の強度ＩO および該電子が通過する材料から
通過、放出された電子の強度Ｉを測定した後、前記固体
試料の前記積層断面上の積層界面から該電子の強度Ｉを
測定した測定点までの距離Ｄを測定し、一般式 ｌｎ
Ｉ／Ｉ0 ＝−Ｄtanθ／Ｌ に従って、固体中での電子
の減衰長Ｌを得ることを特徴とするものである。
る材料上に電子が通過する材料が積層されてなり、かつ
積層断面が積層表面に対して傾斜角θを有してなる固体
試料の積層断面にプローブを照射し、該固体試料から放
出される電子の減衰長を求める固体中での電子の減衰長
の測定方法において、前記電子を放出する材料から放出
される電子の強度ＩO および該電子が通過する材料から
通過、放出された電子の強度Ｉを測定した後、前記固体
試料の前記積層断面上の積層界面から該電子の強度Ｉを
測定した測定点までの距離Ｄを測定し、一般式 ｌｎ
Ｉ／Ｉ0 ＝−Ｄtanθ／Ｌ に従って、固体中での電子
の減衰長Ｌを得ることを特徴とするものである。
【０００９】また本発明は、少なくとも、電子を放出す
る材料上に電子が通過する材料が積層されてなり、かつ
積層断面が積層表面に対して傾斜してなる固体試料の積
層断面にプローブを照射し、該固体試料から放出される
電子の減衰長を求める固体中での電子の減衰長の測定方
法において、前記電子を放出する材料から放出される電
子の強度ＩO を測定し、前記電子が通過する材料から通
過、放出された電子の強度Ｉを間隔ｍを測定しながら、
少なくとも２点以上測定した後、横軸を間隔ｍとし、縦
軸を各測定点で得られた電子の強度ＩのＩO に対する比
の対数値として図上に作成された直線の傾き−１／Ｌよ
り固体中での電子の減衰長Ｌを得ることを特徴とするも
のである。
る材料上に電子が通過する材料が積層されてなり、かつ
積層断面が積層表面に対して傾斜してなる固体試料の積
層断面にプローブを照射し、該固体試料から放出される
電子の減衰長を求める固体中での電子の減衰長の測定方
法において、前記電子を放出する材料から放出される電
子の強度ＩO を測定し、前記電子が通過する材料から通
過、放出された電子の強度Ｉを間隔ｍを測定しながら、
少なくとも２点以上測定した後、横軸を間隔ｍとし、縦
軸を各測定点で得られた電子の強度ＩのＩO に対する比
の対数値として図上に作成された直線の傾き−１／Ｌよ
り固体中での電子の減衰長Ｌを得ることを特徴とするも
のである。
【００１０】
【作用】本発明は、電子顕微鏡等の分析位置を確認でき
る機能を有する表面分析装置において、一部分を基板と
は別の材料で覆った構造または低角に研磨された層構造
から検出される信号強度を計測することにより、対象と
する材料から放出される電子の減衰長を求めることを特
徴とするものであり、低角に研磨された多層構造を有す
る試料の、層構造の境界付近を表面に平行な方向に複数
点測定を行い、各点での対象とする電子の強度を解析す
ることにより達成される。さらに、層構造の境界を明瞭
に決定する必要がなく、また低角に研磨された表面形成
時の材料の混合を避けえないとしても、精度よく減衰長
を測定できるという特徴も有する。
る機能を有する表面分析装置において、一部分を基板と
は別の材料で覆った構造または低角に研磨された層構造
から検出される信号強度を計測することにより、対象と
する材料から放出される電子の減衰長を求めることを特
徴とするものであり、低角に研磨された多層構造を有す
る試料の、層構造の境界付近を表面に平行な方向に複数
点測定を行い、各点での対象とする電子の強度を解析す
ることにより達成される。さらに、層構造の境界を明瞭
に決定する必要がなく、また低角に研磨された表面形成
時の材料の混合を避けえないとしても、精度よく減衰長
を測定できるという特徴も有する。
【００１１】
【実施例】以下、図面に沿って本発明の実施例について
説明する。なお、実施例は例示であって、本発明の精神
を逸脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行いうる
ことは言うまでもない。
説明する。なお、実施例は例示であって、本発明の精神
を逸脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行いうる
ことは言うまでもない。
【００１２】［実施例１］図１は、電子を放出する材料
Ａの上部に部分的に材料Ｂが厚さｄで覆っている試料構
造の断面を示す。材料Ａの領域から放出される電子の強
度をＩ0 とすると、厚さｄの材料Ｂが材料Ａを覆ってい
る領域からの材料Ａに起因する電子の強度は、Ｉ＝Ｉ0
exp(-d/L) で表される。ここで、定数Ｌが減衰長として
定義される物理量である。したがって、同一試料の二点
から放出される電子の強度を測定することで減衰長Ｌを
求めることができる。
Ａの上部に部分的に材料Ｂが厚さｄで覆っている試料構
造の断面を示す。材料Ａの領域から放出される電子の強
度をＩ0 とすると、厚さｄの材料Ｂが材料Ａを覆ってい
る領域からの材料Ａに起因する電子の強度は、Ｉ＝Ｉ0
exp(-d/L) で表される。ここで、定数Ｌが減衰長として
定義される物理量である。したがって、同一試料の二点
から放出される電子の強度を測定することで減衰長Ｌを
求めることができる。
【００１３】［実施例２］図２は、試料の１例であり、
材料Ａ上に材料Ｂが積層されている試料が初期表面から
斜めに研磨された構造の断面構造を示している。本実施
例ではこの斜め研磨された構造の形成方法を規定しない
が、イオンスパッタリングで形成する方法（実用オージ
ェ電子分光法、共立出版１４４頁）、ボールクレーター
法（同書１３３頁）等が既存技術として挙げられる。ま
た、イオンスパッタリングで形成する方法の場合、試料
によっては実際の深さ方向分析後に、試料を分析装置か
ら取り出さずに、本実施例による減衰長の測定が行える
という利点もある。試料を斜めに機械研磨する斜め研磨
法（実用オージェ電子分光法、１３２頁）によって形成
された斜面でも本実施例を適用できることは明らかであ
る。材料Ａと材料Ｂの界面が明瞭であれば、界面からの
距離Ｄにおける材料Ｂの厚さＴは、試料表面と研磨（以
後、スパッタリングによる形成も研磨と呼ぶ）された面
のなす角θと、Ｔ＝Ｄ tanθとの関係にあり、材料Ｂの
厚さＤは連続的に変化している。したがって、材料Ａか
らの信号強度Ｉ0 と界面から距離Ｄにおける材料Ａに起
因する強度Ｉを測定すれば、実施例１と同様に減衰長Ｌ
を求めることができる。
材料Ａ上に材料Ｂが積層されている試料が初期表面から
斜めに研磨された構造の断面構造を示している。本実施
例ではこの斜め研磨された構造の形成方法を規定しない
が、イオンスパッタリングで形成する方法（実用オージ
ェ電子分光法、共立出版１４４頁）、ボールクレーター
法（同書１３３頁）等が既存技術として挙げられる。ま
た、イオンスパッタリングで形成する方法の場合、試料
によっては実際の深さ方向分析後に、試料を分析装置か
ら取り出さずに、本実施例による減衰長の測定が行える
という利点もある。試料を斜めに機械研磨する斜め研磨
法（実用オージェ電子分光法、１３２頁）によって形成
された斜面でも本実施例を適用できることは明らかであ
る。材料Ａと材料Ｂの界面が明瞭であれば、界面からの
距離Ｄにおける材料Ｂの厚さＴは、試料表面と研磨（以
後、スパッタリングによる形成も研磨と呼ぶ）された面
のなす角θと、Ｔ＝Ｄ tanθとの関係にあり、材料Ｂの
厚さＤは連続的に変化している。したがって、材料Ａか
らの信号強度Ｉ0 と界面から距離Ｄにおける材料Ａに起
因する強度Ｉを測定すれば、実施例１と同様に減衰長Ｌ
を求めることができる。
【００１４】また、図３に示すように材料Ａ上に非連続
的に厚さを変化させて材料Ｂを薄膜形成した試料を用い
ると、各厚さの領域で減衰長を求めることができる。こ
の場合、厚さｄi （ｉ＝１，２，３，………）の領域か
ら求まる減衰長をＬi とすると、同一試料から複数の減
衰長が算出される。一般的には、実験結果は種々の要因
により誤差を含んでいるが、本来一つの値である量に対
して、複数の実験値が求まると、統計的処理により誤差
を小さくできる。
的に厚さを変化させて材料Ｂを薄膜形成した試料を用い
ると、各厚さの領域で減衰長を求めることができる。こ
の場合、厚さｄi （ｉ＝１，２，３，………）の領域か
ら求まる減衰長をＬi とすると、同一試料から複数の減
衰長が算出される。一般的には、実験結果は種々の要因
により誤差を含んでいるが、本来一つの値である量に対
して、複数の実験値が求まると、統計的処理により誤差
を小さくできる。
【００１５】［実施例３］図４は、他の試料の１例であ
り、材料Ａと材料Ｂが交互に積層されている構造を示
す。ここでは２周期を示したが、周期数は任意である。
図５には、図４に示した試料表面に凹状のクレーターを
形成した状態を示す。図５（ａ）がクレーター中央部の
断面構造であり、（ｂ）はクレーターを上からみた状態
を示す図である。本実施例では実施例２と同様に、クレ
ーターの形成方法には規定されない。さらに、図６は、
試料表面に対して斜めに研磨またはスパッタリングされ
た試料表面の一部を示す。図６に図示したごとく材料Ａ
とＢの境界を原点にとり、境界方向すなわち試料表面に
平行方向にｘ軸を、境界に垂直すなわち試料表面に垂直
方向にｄ軸をとる。ここで、材料Ｂの膜厚をＴ、電子顕
微鏡等で試料表面から垂直に観察した際に観察される材
料Ｂの幅をＤとする。Ｄは図５（ｂ）の状態において、
環状を示す部分の環幅を測定することで計測できる。試
料表面と研磨された面のなす角θは、θ＝tan -1（Ｔ／
Ｄ）で表される。したがって、ｘ軸に沿って放出電子の
強度変化を測定することは、材料Ｂの研磨された場所の
厚さｄをｘ・tan θで変化させることに対応する。
り、材料Ａと材料Ｂが交互に積層されている構造を示
す。ここでは２周期を示したが、周期数は任意である。
図５には、図４に示した試料表面に凹状のクレーターを
形成した状態を示す。図５（ａ）がクレーター中央部の
断面構造であり、（ｂ）はクレーターを上からみた状態
を示す図である。本実施例では実施例２と同様に、クレ
ーターの形成方法には規定されない。さらに、図６は、
試料表面に対して斜めに研磨またはスパッタリングされ
た試料表面の一部を示す。図６に図示したごとく材料Ａ
とＢの境界を原点にとり、境界方向すなわち試料表面に
平行方向にｘ軸を、境界に垂直すなわち試料表面に垂直
方向にｄ軸をとる。ここで、材料Ｂの膜厚をＴ、電子顕
微鏡等で試料表面から垂直に観察した際に観察される材
料Ｂの幅をＤとする。Ｄは図５（ｂ）の状態において、
環状を示す部分の環幅を測定することで計測できる。試
料表面と研磨された面のなす角θは、θ＝tan -1（Ｔ／
Ｄ）で表される。したがって、ｘ軸に沿って放出電子の
強度変化を測定することは、材料Ｂの研磨された場所の
厚さｄをｘ・tan θで変化させることに対応する。
【００１６】次に各層の界面が不明瞭の場合について言
及する。
及する。
【００１７】材料Ａから放出される電子の強度をＩ0 と
すると、厚さｄの材料Ｂが材料Ａを覆っているときの電
子の強度Ｉは、Ｉ＝Ｉ0 ｅｘｐ（−ｄ／Ｌ）で表され、
放出される電子の強度の対数（ｌｎ Ｉ／Ｉ0 ）は、材
料Ｂの厚さｄと負の比例関係になる。図７（ａ）に境界
付近の間隔ｍで測定された測定位置、図７（ｂ）には材
料Ａから放出される電子の強度変化の様子を示すが、得
られた直線の傾き−１／Ｌから減衰長が算出される。図
７（ｂ）の横軸は材料Ａを覆う材料Ｂの測定点における
厚さである。また、測定は離散的な多点分析であって
も、連続的な分析であってもかまわない。なお、ここで
は電子の検出方向は試料表面に垂直として求める方法を
述べるが、検出方向が試料表面から角度φをなす時に
は、Ｌの代わりにＬ/sinφを用いることが必要となる。
図６においてｘ軸原点は材料Ａと材料Ｂの境界をとって
いるが、ｘの値は相対的な量として扱える。境界が明瞭
でないときに測定場所を変えた場合の結果を図８中の実
線で示す。実線が図７（ａ）に相当するとすれば、破線
はより材料Ａに偏った測定に相当する。ｘ軸の原点から
の距離が変化するために、図８の横軸の値は異なってい
るが直線の傾きは変化していない。この結果は、等しい
減衰長Ｌを与えることを意味する。さらに、斜面を形成
するためにイオンスパッタリングを用いた際には、表面
近傍の領域で材料が混合する現象、さらにはスパッタリ
ング用元素が表面領域に注入されることが予想される。
この場合の測定結果を図９に示すが、図中、イ部の直線
の両側ロ部およびハ部に傾きが異なる領域が生じること
になる。混合状態はロ、ハの両部分に対応し、イ部分の
直線の傾きから減衰長を求める。このような場合であっ
ても、イ部の直線の傾きから減衰長Ｌは算出できる。
すると、厚さｄの材料Ｂが材料Ａを覆っているときの電
子の強度Ｉは、Ｉ＝Ｉ0 ｅｘｐ（−ｄ／Ｌ）で表され、
放出される電子の強度の対数（ｌｎ Ｉ／Ｉ0 ）は、材
料Ｂの厚さｄと負の比例関係になる。図７（ａ）に境界
付近の間隔ｍで測定された測定位置、図７（ｂ）には材
料Ａから放出される電子の強度変化の様子を示すが、得
られた直線の傾き−１／Ｌから減衰長が算出される。図
７（ｂ）の横軸は材料Ａを覆う材料Ｂの測定点における
厚さである。また、測定は離散的な多点分析であって
も、連続的な分析であってもかまわない。なお、ここで
は電子の検出方向は試料表面に垂直として求める方法を
述べるが、検出方向が試料表面から角度φをなす時に
は、Ｌの代わりにＬ/sinφを用いることが必要となる。
図６においてｘ軸原点は材料Ａと材料Ｂの境界をとって
いるが、ｘの値は相対的な量として扱える。境界が明瞭
でないときに測定場所を変えた場合の結果を図８中の実
線で示す。実線が図７（ａ）に相当するとすれば、破線
はより材料Ａに偏った測定に相当する。ｘ軸の原点から
の距離が変化するために、図８の横軸の値は異なってい
るが直線の傾きは変化していない。この結果は、等しい
減衰長Ｌを与えることを意味する。さらに、斜面を形成
するためにイオンスパッタリングを用いた際には、表面
近傍の領域で材料が混合する現象、さらにはスパッタリ
ング用元素が表面領域に注入されることが予想される。
この場合の測定結果を図９に示すが、図中、イ部の直線
の両側ロ部およびハ部に傾きが異なる領域が生じること
になる。混合状態はロ、ハの両部分に対応し、イ部分の
直線の傾きから減衰長を求める。このような場合であっ
ても、イ部の直線の傾きから減衰長Ｌは算出できる。
【００１８】他の試料の１例としては、図１０に示すよ
うに同一種類の繰り返しから構成される試料でなく、異
種試料が層構造をなす試料でも本発明による測定方法は
有効である。この種の試料を用いれば、種々の材料にお
ける減衰長をこの１つの試料から算出できることにな
る。
うに同一種類の繰り返しから構成される試料でなく、異
種試料が層構造をなす試料でも本発明による測定方法は
有効である。この種の試料を用いれば、種々の材料にお
ける減衰長をこの１つの試料から算出できることにな
る。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように、固体表面領域の組
成、化学結合状態を問題とする多様な分野では、材料、
素子の作製技術の高度化により、放出電子を用いる分析
法における電子の減衰長と同程度もしくはそれ以下の膜
厚が制御形成されているが、従来の方法では標準となる
試料を複数個準備し各々の試料を同一条件で測定するた
め、減衰長の測定には長時間を要した。本発明によれば
一個の試料により短時間に減衰長を求めることができ
る。また上部層の厚さを変化させた試料を用いて同時に
複数点測定することにより統計的に誤差を小さくするこ
とができる。さらに、分析対象とする系を低角に研磨し
た表面を用いれば、層間の境界が明瞭でなくても、減衰
長を精度よく求めることができる。したがって、本発明
により求めた減衰長を用いた分析結果の解析はより信頼
性の高いものとなることが期待できる。
成、化学結合状態を問題とする多様な分野では、材料、
素子の作製技術の高度化により、放出電子を用いる分析
法における電子の減衰長と同程度もしくはそれ以下の膜
厚が制御形成されているが、従来の方法では標準となる
試料を複数個準備し各々の試料を同一条件で測定するた
め、減衰長の測定には長時間を要した。本発明によれば
一個の試料により短時間に減衰長を求めることができ
る。また上部層の厚さを変化させた試料を用いて同時に
複数点測定することにより統計的に誤差を小さくするこ
とができる。さらに、分析対象とする系を低角に研磨し
た表面を用いれば、層間の境界が明瞭でなくても、減衰
長を精度よく求めることができる。したがって、本発明
により求めた減衰長を用いた分析結果の解析はより信頼
性の高いものとなることが期待できる。
【図１】本発明の実施例１に供する試料を示す断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明の実施例２に係る二層構造の試料を表面
から斜めに研磨した様子を示す断面図である。
から斜めに研磨した様子を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例２に係る複数の厚さから成る上
部層を有する試料の様子を示す断面図である。
部層を有する試料の様子を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例３に供する試料の様子を示す断
面図である。
面図である。
【図５】（ａ）は図４の試料に形成したクレーターを示
す断面図であり、（ｂ）は図４の試料に形成したクレー
ターを示す上面図である。
す断面図であり、（ｂ）は図４の試料に形成したクレー
ターを示す上面図である。
【図６】本発明に係る材料Ａと材料Ｂの境界付近の一例
を拡大した断面図である。
を拡大した断面図である。
【図７】（ａ）は本発明に係る材料Ａと材料Ｂの境界付
近での測定点の一例を示す説明図であり、（ｂ）は
（ａ）の測定点における材料Ａからの信号強度の変化の
一例を示す特性図である。
近での測定点の一例を示す説明図であり、（ｂ）は
（ａ）の測定点における材料Ａからの信号強度の変化の
一例を示す特性図である。
【図８】図７（ａ）に示した測定点の列を変化させた場
合の結果を示す特性図である。
合の結果を示す特性図である。
【図９】本発明に係る材料Ａと材料Ｂに表面に混合領域
が存在する場合の結果の一例を示す特性図である。
が存在する場合の結果の一例を示す特性図である。
【図１０】本発明に係る異種材料で試料を構成した様子
の一例を示す断面図である。
の一例を示す断面図である。
【符号の説明】 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ…材料。
Claims (3)
- 【請求項１】 電子を放出する材料と、電子が通過する
材料からなる固体試料にプローブを照射し、該固体試料
から放出される電子の減衰長を求める固体中での電子の
減衰長の測定方法において、 前記電子が通過する材料の厚さｄを測定した後、前記電
子を放出する材料から放出される電子の強度ＩO および
該電子が通過する材料から通過、放出された電子の強度
Ｉを測定し、一般式 ｌｎ Ｉ／Ｉ0 ＝−ｄ／Ｌ に従って、固体中での電子の減衰長Ｌを得ることを特徴
とする固体中での電子の減衰長の測定方法。 - 【請求項２】 少なくとも、電子を放出する材料上に電
子が通過する材料が積層されてなり、かつ積層断面が積
層表面に対して傾斜角θを有してなる固体試料の積層断
面にプローブを照射し、該固体試料から放出される電子
の減衰長を求める固体中での電子の減衰長の測定方法に
おいて、 前記電子を放出する材料から放出される電子の強度ＩO
および該電子が通過する材料から通過、放出された電子
の強度Ｉを測定した後、前記固体試料の前記積層断面上
の積層界面から該電子の強度Ｉを測定した測定点までの
距離Ｄを測定し、一般式 ｌｎ Ｉ／Ｉ0 ＝−Ｄ tanθ／Ｌ に従って、固体中での電子の減衰長Ｌを得ることを特徴
とする固体中での電子の減衰長の測定方法。 - 【請求項３】 少なくとも、電子を放出する材料上に電
子が通過する材料が積層されてなり、かつ積層断面が積
層表面に対して傾斜してなる固体試料の積層断面にプロ
ーブを照射し、該固体試料から放出される電子の減衰長
を求める固体中での電子の減衰長の測定方法において、 前記電子を放出する材料から放出される電子の強度ＩO
を測定し、前記電子が通過する材料から通過、放出され
た電子の強度Ｉを間隔ｍを測定しながら、少なくとも２
点以上測定した後、横軸を間隔ｍとし、縦軸を各測定点
で得られた電子の強度ＩのＩO に対する比の対数値とし
て図上に作成された直線の傾き−１／Ｌより固体中での
電子の減衰長Ｌを得ることを特徴とする固体中での電子
の減衰長の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331633A JPH07190964A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 固体中での電子の減衰長の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5331633A JPH07190964A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 固体中での電子の減衰長の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190964A true JPH07190964A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18245844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5331633A Pending JPH07190964A (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 固体中での電子の減衰長の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07190964A (ja) |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5331633A patent/JPH07190964A/ja active Pending
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