JPH0954053A - 表面分析装置 - Google Patents
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- JPH0954053A JPH0954053A JP7210687A JP21068795A JPH0954053A JP H0954053 A JPH0954053 A JP H0954053A JP 7210687 A JP7210687 A JP 7210687A JP 21068795 A JP21068795 A JP 21068795A JP H0954053 A JPH0954053 A JP H0954053A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 種々の試料について最適な測定条件を設定す
ることができ、しかも試料中の軽元素の深さ分解能、検
出深さ限界の向上をはかることのできる表面分析装置を
提供する。 【解決手段】 試料の構成元素の種類及びその存在比
率、試料膜厚及び密度に関する試料情報と測定対象粒子
に関する情報を用いて、入射粒子ビーム種、入射エネル
ギ、入射角及び反跳角に関する測定情報をパラメータと
して試料中の軽元素の深さ分解能・検出深さ限界を計算
し、その計算結果を出力装置に出力する演算手段をＥＲ
ＤＡ測定装置に付加することで、深さ分解能や検出深さ
限界の情報を含めて測定条件を厳密に設定できるように
する。
ることができ、しかも試料中の軽元素の深さ分解能、検
出深さ限界の向上をはかることのできる表面分析装置を
提供する。 【解決手段】 試料の構成元素の種類及びその存在比
率、試料膜厚及び密度に関する試料情報と測定対象粒子
に関する情報を用いて、入射粒子ビーム種、入射エネル
ギ、入射角及び反跳角に関する測定情報をパラメータと
して試料中の軽元素の深さ分解能・検出深さ限界を計算
し、その計算結果を出力装置に出力する演算手段をＥＲ
ＤＡ測定装置に付加することで、深さ分解能や検出深さ
限界の情報を含めて測定条件を厳密に設定できるように
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高エネルギイオン
ビームを用いた表面分析装置に関する。
ビームを用いた表面分析装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高エネルギイオンビームをプローブとし
て試料表面の元素を分析する方法の一つにＥＲＤＡ（El
astic Recoil Detection Analysis:弾性反跳粒子検出
法）がある。このＥＲＤＡは、高エネルギイオンビーム
が試料に入射した際に弾性反跳する粒子を検出して、そ
のスペクトルから試料中の軽元素の深さ方向分布を分析
する方法である。
て試料表面の元素を分析する方法の一つにＥＲＤＡ（El
astic Recoil Detection Analysis:弾性反跳粒子検出
法）がある。このＥＲＤＡは、高エネルギイオンビーム
が試料に入射した際に弾性反跳する粒子を検出して、そ
のスペクトルから試料中の軽元素の深さ方向分布を分析
する方法である。
【０００３】そして、このようなＥＲＤＡ測定を行うに
あたり、入射粒子のエネルギ、試料の幾何学的配置（入
射角）及び検出器の幾何学的配置（反跳角）などの測定
条件は、従来、文献中の測定例を参考にして決定した
り、また、限られた代表的な試料について最適条件を計
算により求めるといった方法が採られている。
あたり、入射粒子のエネルギ、試料の幾何学的配置（入
射角）及び検出器の幾何学的配置（反跳角）などの測定
条件は、従来、文献中の測定例を参考にして決定した
り、また、限られた代表的な試料について最適条件を計
算により求めるといった方法が採られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＥＲＤＡの
測定条件の計算は、試料情報（構成元素の種類及びその
存在比率、試料膜厚及び密度）及び吸収膜の膜厚等の数
多くのパラメータを用いて行うため複雑であり、しか
も、このような複雑な計算を測定条件（入射粒子ビーム
種、入射エネルギ、入射角、反跳角）を変化させながら
行って、最適な測定条件を見出すといった作業は容易で
はない。
測定条件の計算は、試料情報（構成元素の種類及びその
存在比率、試料膜厚及び密度）及び吸収膜の膜厚等の数
多くのパラメータを用いて行うため複雑であり、しか
も、このような複雑な計算を測定条件（入射粒子ビーム
種、入射エネルギ、入射角、反跳角）を変化させながら
行って、最適な測定条件を見出すといった作業は容易で
はない。
【０００５】また、従来のように、代表的な試料につい
てのみ計算を行った場合、あるいは文献中の測定例を参
考にした場合、その対象となっている試料に対しては最
適な測定条件設定を行えるが、この測定条件があらゆる
試料に対して最適な条件とはならない。
てのみ計算を行った場合、あるいは文献中の測定例を参
考にした場合、その対象となっている試料に対しては最
適な測定条件設定を行えるが、この測定条件があらゆる
試料に対して最適な条件とはならない。
【０００６】さらに、従来の条件設定では、試料中のあ
る深さの測定対象粒子が検出可能であるかどうか、とい
った点のみを基準として測定条件を決定してしており、
検出深さ限界や深さ分解能については何ら考慮されてい
ない。
る深さの測定対象粒子が検出可能であるかどうか、とい
った点のみを基準として測定条件を決定してしており、
検出深さ限界や深さ分解能については何ら考慮されてい
ない。
【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、種々の試料について最適な測定条件を容易に設
定することができ、しかも、試料中の軽元素の深さ分解
能、検出深さ限界の向上をはかることのできる表面分析
装置の提供を目的とする。
もので、種々の試料について最適な測定条件を容易に設
定することができ、しかも、試料中の軽元素の深さ分解
能、検出深さ限界の向上をはかることのできる表面分析
装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の表面分析装置は、試料の構成元素の種類及
びその存在比率、試料膜厚及び密度に関する試料情報と
測定対象粒子情報に基づいて、かつ、入射粒子ビーム
種、入射エネルギ、入射角及び反跳角に関する測定情報
をパラメータとして、試料中の軽元素の深さ分解能また
は検出深さ限界のいずれか一方もしくは双方を計算し、
その計算結果を出力装置に出力する演算手段を設けたこ
とよって特徴づけられる。
め、本発明の表面分析装置は、試料の構成元素の種類及
びその存在比率、試料膜厚及び密度に関する試料情報と
測定対象粒子情報に基づいて、かつ、入射粒子ビーム
種、入射エネルギ、入射角及び反跳角に関する測定情報
をパラメータとして、試料中の軽元素の深さ分解能また
は検出深さ限界のいずれか一方もしくは双方を計算し、
その計算結果を出力装置に出力する演算手段を設けたこ
とよって特徴づけられる。
【０００９】このような演算手段を装置に付加すること
で、深さ分解能や検出深さ限界の各情報を含めて測定条
件を設定することが可能となり、これにより、使用者が
必要とする深さ分解能、検出深さ限界を加味した最適な
測定条件での測定が実行可能となる。さらに、測定対象
となる全ての試料について、それぞれ最適な測定条件を
設定することも可能となる。
で、深さ分解能や検出深さ限界の各情報を含めて測定条
件を設定することが可能となり、これにより、使用者が
必要とする深さ分解能、検出深さ限界を加味した最適な
測定条件での測定が実行可能となる。さらに、測定対象
となる全ての試料について、それぞれ最適な測定条件を
設定することも可能となる。
【００１０】ここで、本発明において深さ分解能、検出
深さ限界は、ＥＲＤＡの分野で既に確立されている計算
式、例えば、深さ分解能は、A.Turos らによる式を基と
し、多元素、多層の試料を扱えるように変形した式
深さ限界は、ＥＲＤＡの分野で既に確立されている計算
式、例えば、深さ分解能は、A.Turos らによる式を基と
し、多元素、多層の試料を扱えるように変形した式
【００１１】
【数１】
【００１２】で求めることができる。なお、 (1)式の右
辺の各項については、文献等に記載されているので、そ
の詳細な説明はここでは省略する。また、検出深さ限界
は、
辺の各項については、文献等に記載されているので、そ
の詳細な説明はここでは省略する。また、検出深さ限界
は、
【００１３】
【数２】
【００１４】Ｅ0 ：入射ビームのエネルギ Ｅ2 ：反跳粒子のエネルギ ｘ ：試料の表面からの深さ α ：入射角（図１参照） β ：反跳角（図１参照） （ｄＥ／ｄｘ）i ：入射粒子に対する阻止能 （ｄＥ／ｄｘ）r ：反跳粒子に対する阻止能 を、やはり多元素、多層の試料を扱えるようにして求め
ることができる。
ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態を示す
ブロック図である。まず、この図１に示す分析装置は、
ＥＲＤＡ測定装置１、入力装置２、計算機３及びＣＲＴ
等の出力装置４によって構成されている。
ブロック図である。まず、この図１に示す分析装置は、
ＥＲＤＡ測定装置１、入力装置２、計算機３及びＣＲＴ
等の出力装置４によって構成されている。
【００１６】ＥＲＤＡ測定装置１は、真空雰囲気中に置
かれた試料Ｔの表面に高エネルギイオン（Ｈｅ+ 等）ビ
ームを入射させ、このビーム入射により試料表面で弾性
反跳した粒子（軽元素）のエネルギを表面障壁型半導体
検出器１ａで検出して、そのエネルギ検出値を出力する
装置である。
かれた試料Ｔの表面に高エネルギイオン（Ｈｅ+ 等）ビ
ームを入射させ、このビーム入射により試料表面で弾性
反跳した粒子（軽元素）のエネルギを表面障壁型半導体
検出器１ａで検出して、そのエネルギ検出値を出力する
装置である。
【００１７】この測定系において、試料Ｔは試料台（ゴ
ニオステージ）１ｂに保持され、この試料台１ｂの駆動
用モータＭ1 の制御により、試料Ｔに対するイオンビー
ムの入射角αを任意に設定できる。
ニオステージ）１ｂに保持され、この試料台１ｂの駆動
用モータＭ1 の制御により、試料Ｔに対するイオンビー
ムの入射角αを任意に設定できる。
【００１８】また、表面障壁型半導体検出器１ａの前段
には、スリット１ｃ及びＥ×Ｂフィルタ（ウィーンフィ
ルタ）１ｄが配置されており、これらの検出系の全体
を、駆動用モータＭ2 の制御により試料Ｔに対して移動
させることで、反跳角（散乱角）βを任意に設定するこ
とができる。なお、Ｅ×Ｂフィルタ１ｄは、試料Ｔから
のビーム中に含まれる測定対象粒子（例えばＨ）を、妨
害粒子である入射散乱粒子（Ｈｅ等）から分離するため
のもので、電場（Ｅ）、磁場（Ｂ）を電源Ｅ1 の制御に
より任意に設定できる。
には、スリット１ｃ及びＥ×Ｂフィルタ（ウィーンフィ
ルタ）１ｄが配置されており、これらの検出系の全体
を、駆動用モータＭ2 の制御により試料Ｔに対して移動
させることで、反跳角（散乱角）βを任意に設定するこ
とができる。なお、Ｅ×Ｂフィルタ１ｄは、試料Ｔから
のビーム中に含まれる測定対象粒子（例えばＨ）を、妨
害粒子である入射散乱粒子（Ｈｅ等）から分離するため
のもので、電場（Ｅ）、磁場（Ｂ）を電源Ｅ1 の制御に
より任意に設定できる。
【００１９】この測定系に設けられた駆動用モータＭ1,
Ｍ2 及び電場・磁場発生用の電源Ｅ1 は、後述する計算
機３の制御部３ｃからの指令信号に従って動作するモー
タコントローラＣ1 及びＣ2 と、ドライバＤ1 及びＤ2
、電源コントローラＣ3 によって制御される。
Ｍ2 及び電場・磁場発生用の電源Ｅ1 は、後述する計算
機３の制御部３ｃからの指令信号に従って動作するモー
タコントローラＣ1 及びＣ2 と、ドライバＤ1 及びＤ2
、電源コントローラＣ3 によって制御される。
【００２０】入力装置２はキーボードやマウス等であっ
て、入射粒子ビーム種、入射エネルギ、入射角及び反跳
角の各測定条件を計算機３に入力することができる。ま
た、この入力装置２の操作により、計算機３の演算処理
部３ａに、記憶部３ｂから試料情報及び測定対象粒子を
読み込む旨の指令を与えることができる。
て、入射粒子ビーム種、入射エネルギ、入射角及び反跳
角の各測定条件を計算機３に入力することができる。ま
た、この入力装置２の操作により、計算機３の演算処理
部３ａに、記憶部３ｂから試料情報及び測定対象粒子を
読み込む旨の指令を与えることができる。
【００２１】計算機３は、例えばコンピュータであっ
て、演算処理部３ａ、記憶部３ｂ及び制御部３ｃの各機
能部が設けられている。記憶部３ｂには、測定対象とな
る複数種の試料について、それぞれ構成元素の種類及び
その存在比率、試料膜厚及び密度に関する試料情報が格
納されている。
て、演算処理部３ａ、記憶部３ｂ及び制御部３ｃの各機
能部が設けられている。記憶部３ｂには、測定対象とな
る複数種の試料について、それぞれ構成元素の種類及び
その存在比率、試料膜厚及び密度に関する試料情報が格
納されている。
【００２２】演算処理部３ａは、記憶部３ｂから読み込
んだ試料情報を用い、入力装置２から入力された各測定
条件をパラメータとして、測定対象粒子について検出深
さ限界及び深さ分解能の計算と、その計算結果のうち最
適なものをサーチするとい動作を、後述する手順で実行
し、その計算結果（測定条件）を制御部３ｃに供給する
とともに、出力装置４に出力するように構成されてい
る。
んだ試料情報を用い、入力装置２から入力された各測定
条件をパラメータとして、測定対象粒子について検出深
さ限界及び深さ分解能の計算と、その計算結果のうち最
適なものをサーチするとい動作を、後述する手順で実行
し、その計算結果（測定条件）を制御部３ｃに供給する
とともに、出力装置４に出力するように構成されてい
る。
【００２３】なお、演算処理部３ａにおいて検出深さ限
界と深さ分解能を得るための計算式としては、例えば、
先に示した (1)式及び (2)式を用いる。また、この例で
は、上記した測定条件のうち、入射エネルギ及び入射角
αをパラメータとして計算を実行する。
界と深さ分解能を得るための計算式としては、例えば、
先に示した (1)式及び (2)式を用いる。また、この例で
は、上記した測定条件のうち、入射エネルギ及び入射角
αをパラメータとして計算を実行する。
【００２４】そして、制御部３ｃは、演算処理部３ａか
らの測定条件に、ＥＲＤＡ測定装置１の装置条件（入射
角α，反跳角β，電場，磁場）が合致するように、各駆
動用モータＭ1,Ｍ2 、電場・磁場発生用電源Ｅ1 の各コ
ントローラＣ1,Ｃ2,Ｃ3 に指令信号を供給する。
らの測定条件に、ＥＲＤＡ測定装置１の装置条件（入射
角α，反跳角β，電場，磁場）が合致するように、各駆
動用モータＭ1,Ｍ2 、電場・磁場発生用電源Ｅ1 の各コ
ントローラＣ1,Ｃ2,Ｃ3 に指令信号を供給する。
【００２５】図２は、計算機３の動作内容を示すフロー
チャートで、以下、この図を参照しつつ本発明の実施の
形態の作用を説明する。まず、入力装置２の操作によ
り、目的とする試料の情報つまり構成元素の種類及びそ
の存在比率、試料膜厚及び密度に関するデータを読み込
み、次いで、測定条件の入力と測定対象粒子の指定を行
う。このとき、測定条件の入力データのうち入射エネル
ギ、入射角α及び反跳角βの各データについては、入射
エネルギ、入射角α及び反跳角βを変化させる範囲とそ
の各変化の幅（ステップ）を入力するものとする。ま
た、初期の入力情報として、先のデータに加えて、使用
者が必要とする検出深さ限界と深さ分解能を入力してお
く。
チャートで、以下、この図を参照しつつ本発明の実施の
形態の作用を説明する。まず、入力装置２の操作によ
り、目的とする試料の情報つまり構成元素の種類及びそ
の存在比率、試料膜厚及び密度に関するデータを読み込
み、次いで、測定条件の入力と測定対象粒子の指定を行
う。このとき、測定条件の入力データのうち入射エネル
ギ、入射角α及び反跳角βの各データについては、入射
エネルギ、入射角α及び反跳角βを変化させる範囲とそ
の各変化の幅（ステップ）を入力するものとする。ま
た、初期の入力情報として、先のデータに加えて、使用
者が必要とする検出深さ限界と深さ分解能を入力してお
く。
【００２６】さて、演算動作が開始されると、まずは測
定条件の初期値を設定して、この条件で測定対象粒子が
可能かどうかの計算（検出深さ限界の計算）が実行され
る。その計算は、測定条件の初期値を用いて反跳粒子の
エネルギを計算して、その反跳粒子（測定対象粒子）の
エネルギや入射粒子のエネルギが、試料中で失われて測
定対象粒子が検出器１ａに到達しないことが起こり得な
いかどうかを計算するといった手順で実行される。
定条件の初期値を設定して、この条件で測定対象粒子が
可能かどうかの計算（検出深さ限界の計算）が実行され
る。その計算は、測定条件の初期値を用いて反跳粒子の
エネルギを計算して、その反跳粒子（測定対象粒子）の
エネルギや入射粒子のエネルギが、試料中で失われて測
定対象粒子が検出器１ａに到達しないことが起こり得な
いかどうかを計算するといった手順で実行される。
【００２７】次に、検出深さ限界の計算結果と、先に入
力された所望の値とを比較して、必要とする検出深さ限
界で測定対象粒子が検出可能かどうかを判定し、この判
定結果が検出可能である場合には、深さ分解能の計算を
実行した後、測定条件を変更して、再度、検出深さ限界
と深さ分解能の計算を実行し、また、計算結果が検出不
可能である場合には、深さ分解能の計算は行わずに、測
定条件を変更して同様に計算を実行する。
力された所望の値とを比較して、必要とする検出深さ限
界で測定対象粒子が検出可能かどうかを判定し、この判
定結果が検出可能である場合には、深さ分解能の計算を
実行した後、測定条件を変更して、再度、検出深さ限界
と深さ分解能の計算を実行し、また、計算結果が検出不
可能である場合には、深さ分解能の計算は行わずに、測
定条件を変更して同様に計算を実行する。
【００２８】そして、このような計算を、入力された測
定条件について順次に繰り返して行ってゆき、全ての測
定条件の計算が終了した時点で、検出可能な測定条件が
あったかどうかを判定し、検出可能条件がない場合に
は、その旨を出力装置４に出力して表示する。
定条件について順次に繰り返して行ってゆき、全ての測
定条件の計算が終了した時点で、検出可能な測定条件が
あったかどうかを判定し、検出可能条件がない場合に
は、その旨を出力装置４に出力して表示する。
【００２９】一方、検出可能な測定条件がある場合に
は、まず、計算結果のデータ群をサーチして深さ分解能
が最も良い値（最小値）となるデータを採取した後、そ
の深さ分解能の最小値と、先に入力された所望の分解能
とを比較して、〔最小値≦所望値〕である場合には、そ
のデータを最適測定条件として出力装置４に出力して表
示するとともに、その最適測定条件に合致するようにＥ
ＲＤＡ測定装置１の装置条件のうち、入射角α，反跳角
βを設定する。また最適測定条件のうち、入射エネルギ
に対応する値に電場、磁場を設定する。
は、まず、計算結果のデータ群をサーチして深さ分解能
が最も良い値（最小値）となるデータを採取した後、そ
の深さ分解能の最小値と、先に入力された所望の分解能
とを比較して、〔最小値≦所望値〕である場合には、そ
のデータを最適測定条件として出力装置４に出力して表
示するとともに、その最適測定条件に合致するようにＥ
ＲＤＡ測定装置１の装置条件のうち、入射角α，反跳角
βを設定する。また最適測定条件のうち、入射エネルギ
に対応する値に電場、磁場を設定する。
【００３０】また、深さ分解能の最小値が所望の深さ分
解能よりも悪い場合には、検出は可能であるが所望の分
解能は得られない旨を出力装置４に出力して表示する。
なお、このように必要とする分解能が得られない場合で
あっても、使用者の希望により、測定実行の旨が入力さ
れたときには、深さ分解能が最小値となるデータに基づ
いてＥＲＤＡ測定装置１の装置条件を設定するといった
動作を実行するようにしておいてもよい。
解能よりも悪い場合には、検出は可能であるが所望の分
解能は得られない旨を出力装置４に出力して表示する。
なお、このように必要とする分解能が得られない場合で
あっても、使用者の希望により、測定実行の旨が入力さ
れたときには、深さ分解能が最小値となるデータに基づ
いてＥＲＤＡ測定装置１の装置条件を設定するといった
動作を実行するようにしておいてもよい。
【００３１】ここで、以上の実施の形態では、計算結果
から最適測定条件（もしくは分解能が最小値となる条
件）を求めて表示しているが、これに限られることな
く、例えば、全測定条件の中の検出可能条件を抽出し
て、検出可能範囲をグラフ表示するとともに、その範囲
内に深さ分解能の計算値を重ね合わせて表示する（図３
〜図８参照）といった表示法を採用してもよい。この場
合、最適測定条件を自動的に設定するための機能は必ず
しも設ける必要はなく、例えば、使用者が表示を見て最
適条件を選択して手入力により設定するようにしてもよ
い。
から最適測定条件（もしくは分解能が最小値となる条
件）を求めて表示しているが、これに限られることな
く、例えば、全測定条件の中の検出可能条件を抽出し
て、検出可能範囲をグラフ表示するとともに、その範囲
内に深さ分解能の計算値を重ね合わせて表示する（図３
〜図８参照）といった表示法を採用してもよい。この場
合、最適測定条件を自動的に設定するための機能は必ず
しも設ける必要はなく、例えば、使用者が表示を見て最
適条件を選択して手入力により設定するようにしてもよ
い。
【００３２】また、以上の実施の形態では、複数の試料
に関する試料情報等を、予め計算機内の記憶部（主記憶
装置または補助記憶装置）に格納しておき、計算を実行
する際に測定対象となる試料に関するデータを記憶部か
ら読み出すという手法を採用しているが、この試料情報
は、計算を実行する際に、都度、手入力により設定する
ようにしてもよい。もしくは、以上の実施の形態では、
自動設定可能な測定条件を入射角α、反跳角β、Ｅ×Ｂ
フィルタ１ｄの電場、磁場としているが、さらにスリッ
ト１ｃの幅、Ｅ×Ｂフィルタ１ｄに対する検出器１ａの
角度のうち、いずれか一方、もしくは双方も自動設定で
きるようにしてもよい。
に関する試料情報等を、予め計算機内の記憶部（主記憶
装置または補助記憶装置）に格納しておき、計算を実行
する際に測定対象となる試料に関するデータを記憶部か
ら読み出すという手法を採用しているが、この試料情報
は、計算を実行する際に、都度、手入力により設定する
ようにしてもよい。もしくは、以上の実施の形態では、
自動設定可能な測定条件を入射角α、反跳角β、Ｅ×Ｂ
フィルタ１ｄの電場、磁場としているが、さらにスリッ
ト１ｃの幅、Ｅ×Ｂフィルタ１ｄに対する検出器１ａの
角度のうち、いずれか一方、もしくは双方も自動設定で
きるようにしてもよい。
【００３３】さらに、以上の実施の形態においては、反
跳粒子を妨害粒子（入射散乱粒子）から分離するための
手段としてＥ×Ｂフィルタを用いた分析装置に、本発明
を適用した例を示しているが、その粒子分離手段として
吸収膜を用いる従来の一般的な表面分析装置にも本発明
は適用可能である。なお、この場合は、Ｅ×Ｂフィルタ
の電場、磁場の自動設定機構は不要となる。
跳粒子を妨害粒子（入射散乱粒子）から分離するための
手段としてＥ×Ｂフィルタを用いた分析装置に、本発明
を適用した例を示しているが、その粒子分離手段として
吸収膜を用いる従来の一般的な表面分析装置にも本発明
は適用可能である。なお、この場合は、Ｅ×Ｂフィルタ
の電場、磁場の自動設定機構は不要となる。
【００３４】さらにまた、本発明において、深さ分解能
及び検出深さ限界の双方を計算する機能は必ずしも必要
ではないが、測定条件をより厳密に設定できるといった
点を考慮すれば、深さ分解能と検出深さ限界の双方の値
を求めて表示する方が好ましい。
及び検出深さ限界の双方を計算する機能は必ずしも必要
ではないが、測定条件をより厳密に設定できるといった
点を考慮すれば、深さ分解能と検出深さ限界の双方の値
を求めて表示する方が好ましい。
【００３５】ここで、本発明の他の実施態様として次の
ものが挙げられる。請求項１に記載の表面分析装置の構
成に加えて、演算手段で得られた検出深さ限界の計算値
と予め入力された所定値と比較して、必要とする検出深
さ限界において測定対象粒子の検出可能かどうかを判定
する手段と、演算手段で得られた深さ分解能の計算値に
中で最も良い値をサーチして、その最小値が予め入力さ
れた深さ分解能の所望の値よりも良いかどうかを判定す
る手段と、これら二つの判定結果に基づいて最適測定条
件を決定して、その条件を出力装置に出力する手段を設
けておいてもよい。この場合、ＥＲＤＡ測定装置の装置
条件を最適条件に自動的に設定する機能を付加すること
が可能となって、ＥＲＤＡ測定の作業効率が更に向上す
る。
ものが挙げられる。請求項１に記載の表面分析装置の構
成に加えて、演算手段で得られた検出深さ限界の計算値
と予め入力された所定値と比較して、必要とする検出深
さ限界において測定対象粒子の検出可能かどうかを判定
する手段と、演算手段で得られた深さ分解能の計算値に
中で最も良い値をサーチして、その最小値が予め入力さ
れた深さ分解能の所望の値よりも良いかどうかを判定す
る手段と、これら二つの判定結果に基づいて最適測定条
件を決定して、その条件を出力装置に出力する手段を設
けておいてもよい。この場合、ＥＲＤＡ測定装置の装置
条件を最適条件に自動的に設定する機能を付加すること
が可能となって、ＥＲＤＡ測定の作業効率が更に向上す
る。
【００３６】
【実施例】図１に示した構造の表面分析装置を使用し
て、入射粒子のエネルギと入射角をパラメータとして、
検出可能条件（検出深さ限界）及び深さ分解能の計算を
行った例を以下に示す。
て、入射粒子のエネルギと入射角をパラメータとして、
検出可能条件（検出深さ限界）及び深さ分解能の計算を
行った例を以下に示す。
【００３７】なお、表面障壁型半導体検出器１ａで、
241Ａｍによる 5.486ＭeVのα線を検出したときのスペ
クトルの半値幅は１８ＫeVであった。 〔実施例１〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：０nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図３ 〔実施例２〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：１００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図４ 〔実施例３〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：２００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図５ 〔実施例４〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：３００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図６ 〔実施例５〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：４００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図７ 〔実施例６〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：５００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図８ なお、図３〜図８において、各図の横軸は入射粒子のエ
ネルギ、縦軸は入射角α（図１参照）となっている。ま
た、各図において斜線で囲まれる範囲が検出可能条件の
範囲を示しており、その範囲内での深さ分解能（nm）を
曲線で表している。
241Ａｍによる 5.486ＭeVのα線を検出したときのスペ
クトルの半値幅は１８ＫeVであった。 〔実施例１〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：０nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図３ 〔実施例２〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：１００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図４ 〔実施例３〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：２００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図５ 〔実施例４〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：３００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図６ 〔実施例５〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：４００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図７ 〔実施例６〕 a.計算条件 入射角α＋反跳角β＝３０deg. 試料：Ｓｉ 検出深さ：５００nm 入射粒子：Ｈｅ（エネルギ 1.8ＭeV以下） 測定対象粒子：Ｈ 入射ビーム径：１mmφ 検出器前スリットの幅：0.5mm 試料〜検出器間距離：５０mm b.計算結果：図８ なお、図３〜図８において、各図の横軸は入射粒子のエ
ネルギ、縦軸は入射角α（図１参照）となっている。ま
た、各図において斜線で囲まれる範囲が検出可能条件の
範囲を示しており、その範囲内での深さ分解能（nm）を
曲線で表している。
【００３８】以上の〔実施例１〕〜〔実施例６〕の結果
から、検出深さが深くなるにつれ、検出可能条件の範囲
が狭くなること、また、測定対象粒子が試料中の比較的
浅い位置にある場合（図３〜図５）には、入射粒子のエ
ネルギを小さくした方が深さ分解能が良好となるが、測
定対象粒子が試料中の深い位置にある場合（図６〜図
８）には、入射粒子のエネルギを小さくしすぎると、逆
に深さ分解能が悪化することが判る。
から、検出深さが深くなるにつれ、検出可能条件の範囲
が狭くなること、また、測定対象粒子が試料中の比較的
浅い位置にある場合（図３〜図５）には、入射粒子のエ
ネルギを小さくした方が深さ分解能が良好となるが、測
定対象粒子が試料中の深い位置にある場合（図６〜図
８）には、入射粒子のエネルギを小さくしすぎると、逆
に深さ分解能が悪化することが判る。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面分析
装置によれば、ＥＲＤＡ測定において必要とする検出深
さ限界・深さ分解能に応じた測定条件を計算して表示す
る機能を付加したので、測定条件の設定作業が極めて簡
単となる。また、測定対象となる全ての試料について、
それぞれ最適な測定条件を設定することができる。さら
に、従来では得られなかった厳密な測定条件を計算によ
り求めることも可能で、これにより試料中の軽元素の深
さ分解能、検出深さ限界が向上する。
装置によれば、ＥＲＤＡ測定において必要とする検出深
さ限界・深さ分解能に応じた測定条件を計算して表示す
る機能を付加したので、測定条件の設定作業が極めて簡
単となる。また、測定対象となる全ての試料について、
それぞれ最適な測定条件を設定することができる。さら
に、従来では得られなかった厳密な測定条件を計算によ
り求めることも可能で、これにより試料中の軽元素の深
さ分解能、検出深さ限界が向上する。
【図１】本発明の実施の形態を示すブロック図
【図２】計算機２の演算処理動作の内容を示すフローチ
ャート
ャート
【図３】本発明の実施例１の計算結果を示すグラフ
【図４】本発明の実施例２の計算結果を示すグラフ
【図５】本発明の実施例３の計算結果を示すグラフ
【図６】本発明の実施例４の計算結果を示すグラフ
【図７】本発明の実施例５の計算結果を示すグラフ
【図８】本発明の実施例６の計算結果を示すグラフ
１ ＥＲＤＡ測定装置 １ａ 表面障壁型半導体検出器 １ｂ 試料台 １ｃ スリット １ｄ Ｅ×Ｂフィルタ ２ 入力装置 ３ 計算機 ３ａ 演算処理部 ３ｂ 記憶部 ３ｃ 制御部 ４ 出力装置 Ｔ 試料
Claims (1)
- 【請求項１】 高エネルギイオンビームを試料に入射さ
せ、このビーム入射により生じる反跳粒子のエネルギを
検出し、そのエネルギスペクトルから試料中の軽元素の
深さ方向の分布情報を得る分析装置において、試料の構
成元素の種類及びその存在比率、試料膜厚及び密度に関
する試料情報と測定対象粒子情報に基づいて、かつ、入
射粒子ビーム種、入射エネルギ、入射角及び反跳角に関
する測定情報をパラメータとして、試料中の軽元素の深
さ分解能または検出深さ限界のいずれか一方もしくは双
方を計算し、その計算結果を出力装置に出力する演算手
段を設けたことを特徴とする表面分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210687A JPH0954053A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 表面分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7210687A JPH0954053A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 表面分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954053A true JPH0954053A (ja) | 1997-02-25 |
Family
ID=16593449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7210687A Pending JPH0954053A (ja) | 1995-08-18 | 1995-08-18 | 表面分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0954053A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271574A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Fujitsu Ltd | 元素分析方法 |
| JP2008151679A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Horiba Ltd | 試料分析装置 |
| JP2009053169A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Fujitsu Ltd | 二次イオン質量分析技術による高精度な深さ方向分析法および分析装置 |
-
1995
- 1995-08-18 JP JP7210687A patent/JPH0954053A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007271574A (ja) * | 2006-03-31 | 2007-10-18 | Fujitsu Ltd | 元素分析方法 |
| JP2008151679A (ja) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Horiba Ltd | 試料分析装置 |
| JP4709129B2 (ja) * | 2006-12-19 | 2011-06-22 | 株式会社堀場製作所 | 試料分析装置 |
| JP2009053169A (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Fujitsu Ltd | 二次イオン質量分析技術による高精度な深さ方向分析法および分析装置 |
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