JPH11326215A - Correction method in glow discharge emission spectrochemical analysis - Google Patents

Correction method in glow discharge emission spectrochemical analysis

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JPH11326215A
JPH11326215A JP13328498A JP13328498A JPH11326215A JP H11326215 A JPH11326215 A JP H11326215A JP 13328498 A JP13328498 A JP 13328498A JP 13328498 A JP13328498 A JP 13328498A JP H11326215 A JPH11326215 A JP H11326215A
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sputtering
concentration
glow discharge
measurement
fluctuation
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JP13328498A
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Hideto Furumi
秀人 古味
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Shimadzu Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To correct an analysis result where influence due to the fluctuation of a sputtering speed is included, by correcting the fluctuation of sputtering distance caused by the fluctuation of the sputtering speed, and standardizing the fluctuation of an element concentration in a glow discharge emission spectrochemical analysis. SOLUTION: With a correction method, in a glow discharge emission spectrochemical analysis for performing an element analysis by performing the spectral detection of atom emission while sputtering a sample surface by glow discharge, the light intensity 6f each element in an element contained in the sample is converted to concentration, the total concentration value of total elements being converted on each measurement is obtained, and the fluctuation of an analysis result is corrected due to the fluctuation of the sputtering speed using the obtained, total concentration value. On each measurement, the ratio of the total concentration value at each measurement for the total, maximum concentration value during total measurement is multiplied by the sputtering distance that is obtained from the sputtering speed, thus correcting the influence due to the fluctuation of the sputtering speed of the sputtering distance, and obtaining a coefficient where the total concentration value is the same through total measurement, and the coefficient is multiplied by the concentration and hence correcting the fluctuation of the element concentration.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、グロー放電発光分
光分析に関し、膜組成の分析等において元素濃度の変動
による分析結果に変動を補正する補正方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to glow discharge optical emission spectroscopy, and more particularly to a correction method for correcting fluctuations in analysis results due to fluctuations in element concentrations in film composition analysis and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】低圧力のアルゴン雰囲気中で、電極間に
高電圧を印加すると、グロー放電が発生する。このグロ
ー放電によって生成されたArイオンは、高電界で加速
されて陰極側に衝突して陰極側から物質をたたき出す。
このスパッタリングによって放出された粒子(原子,分
子,イオン)は、プラズマ中で励起状態から基底状態に
戻る際に、その元素特有の波長の光を放出する。グロー
放電発光分光分析は、この発光を分光器で分光して元素
分析等を行うものである。
2. Description of the Related Art When a high voltage is applied between electrodes in a low-pressure argon atmosphere, a glow discharge occurs. Ar ions generated by the glow discharge are accelerated by a high electric field, collide with the cathode side, and strike a substance from the cathode side.
The particles (atoms, molecules, ions) emitted by the sputtering emit light having a wavelength specific to the element when returning from the excited state to the ground state in the plasma. In glow discharge emission spectroscopy, this light emission is analyzed by a spectroscope to perform elemental analysis or the like.

【0003】このグロー放電発光分光分析では、スパッ
タリングによって試料表面が除去され、各元素の発光強
度の時間的変化を測定することによって、深さ方向の元
素分析を行うことができ、酸化物薄膜などの膜組成の評
価に適用することができる。この深さ方向の距離を求め
る方法として、光透過性薄膜の膜組成の評価において、
薄膜試料の表面及び基板との境界で反射する反射光の位
相ずれと光路差等により生じる光干渉を用いるものが知
られている(たとえば、特開平6−43100号公
報)。
[0003] In this glow discharge emission spectroscopy, the sample surface is removed by sputtering, and the temporal change in the luminescence intensity of each element can be measured, whereby element analysis in the depth direction can be performed. Can be applied to the evaluation of the film composition. As a method of obtaining the distance in the depth direction, in the evaluation of the film composition of the light-transmitting thin film,
There is known one that uses light interference generated by a phase shift and an optical path difference of reflected light reflected at the boundary between the surface of a thin film sample and a substrate (for example, JP-A-6-43100).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】通常、試料に含まれる
元素の濃度は一定ではなく変動している場合がある。こ
のような試料について、グロー放電発光分光分析によっ
て元素組成を求めると、スパッタリング速度の変動によ
って、測定された光強度が変動することになる。このよ
うなスパッタリング速度の変動は、試料毎の測定データ
間においても、また一つの試料の測定データにおいても
発生する。
Normally, the concentration of an element contained in a sample is not constant but may fluctuate. When the element composition of such a sample is determined by glow discharge emission spectroscopy, the measured light intensity fluctuates due to fluctuations in the sputtering rate. Such a change in the sputtering rate occurs between the measurement data of each sample and the measurement data of one sample.

【0005】従来のグロー放電発光分光分析では、スパ
ッタリング速度は一定であると仮定し、スパッタリング
速度の変動による分析結果の補正は行われていない。た
とえば、スパッタリング距離を求める場合、スパッタリ
ング速度は一定と仮定し、標準的な試料のスパッタリン
グ速度をそのまま適用している。そのため、スパッタリ
ング速度の変動がある場合には、求めたスパッタリング
距離には元素濃度の変動分が誤差として含まれるため、
正確な深さ方向の分布情報を得ることができないことに
なる。
[0005] In the conventional glow discharge emission spectroscopy, the sputtering rate is assumed to be constant, and the analysis result is not corrected by the fluctuation of the sputtering rate. For example, when obtaining the sputtering distance, the sputtering speed is assumed to be constant, and the standard sample sputtering speed is applied as it is. Therefore, if there is a variation in the sputtering rate, the obtained sputtering distance includes a variation in element concentration as an error,
This means that accurate distribution information in the depth direction cannot be obtained.

【0006】したがって、従来のグロー放電発光分光分
析方法では、試料中の含有元素の濃度変動によって正確
な分析結果を得ることができないという問題がある。
Therefore, the conventional glow discharge emission spectroscopy method has a problem that accurate analysis results cannot be obtained due to fluctuations in the concentration of elements contained in the sample.

【0007】また、特開平6−43100号公報に示さ
れる方法は、光透過性薄膜を測定対象とする分析方法で
あるため、試料が非光透過性薄膜である場合には、適用
することができないという問題もある。
The method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-43100 is an analysis method using a light-transmitting thin film as an object to be measured. Therefore, when the sample is a non-light-transmitting thin film, it can be applied. There is also the problem that it cannot be done.

【0008】そこで、本発明は、試料中の含有元素の分
析結果に対してスパッタリング速度の変動による影響を
補正することができるグロー放電発光分光分析における
補正方法を提供することを目的とするものであり、更に
詳細には、スパッタリング速度変動によるスパッタリン
グ距離の変動を補正することを一つの目的とし、また、
スパッタリング速度の変動を規格化して補正した組成比
を求めることを他の目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a correction method in glow discharge optical emission spectroscopy which can correct the effect of fluctuations in the sputtering rate on the analysis results of elements contained in a sample. Yes, and in more detail, one object is to correct the variation of the sputtering distance due to the variation of the sputtering speed,
Another object is to obtain a corrected composition ratio by normalizing the fluctuation of the sputtering rate.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】グロー放電発光分光分析
によって薄膜等の試料の元素組成を求めるには、グロー
放電発光から直接得られる光の光強度を用いる。なお、
光透過性薄膜の試料の場合には、薄膜試料の表面及び基
板との境界で反射する反射光の位相ずれと光路差等によ
り生じる光干渉によって、測定光中には試料の元素組成
にかかわる直流分の他に干渉光による変動分が含まれ
る。ここでは、測定データ中に干渉光による変動分が含
まれる場合には、この変動分を除去して得られる直流分
を用いて元素組成の分析、及びスパッタリング速度変動
による分析結果の補正を行う。
In order to determine the elemental composition of a sample such as a thin film by glow discharge emission spectroscopy, the light intensity of light directly obtained from glow discharge emission is used. In addition,
In the case of a sample with a light-transmitting thin film, the measurement light contains a direct current related to the elemental composition of the sample due to optical interference caused by the phase shift and optical path difference of the reflected light reflected at the boundary between the surface of the thin film sample and the substrate. In addition to the fluctuation, the fluctuation due to the interference light is included. Here, when the fluctuation due to the interference light is included in the measurement data, the analysis of the elemental composition and the correction of the analysis result due to the fluctuation of the sputtering speed are performed by using the DC component obtained by removing the fluctuation.

【0010】グロー放電によって試料表面をスパッタリ
ングしながら原子発光を分光検出し、元素分析を行うグ
ロー放電発光分光分析において、本発明の補正方法は、
試料の含有元素中の各元素の光強度を濃度に換算し、各
測定時において換算した全元素の濃度合計値を求め、求
めた濃度合計値を用いてスパッタリング速度の変動によ
る分析結果の変動を補正するものである。この補正は、
各測定時点でのスパッタリング速度の変動による影響に
対して分析結果を、その時点での濃度合計値を用いて行
う。これは、濃度合計値はスパッタリング速度に比例す
ることに基づいている。
In glow discharge emission spectroscopy, in which atomic emission is spectrally detected while sputtering a sample surface by glow discharge and elemental analysis is performed, the correction method of the present invention is as follows.
The light intensity of each element in the elements contained in the sample is converted to the concentration, the total value of the concentrations of all the elements converted at each measurement is obtained, and the fluctuation of the analysis result due to the fluctuation of the sputtering speed is determined using the obtained total value of the concentration. It is to be corrected. This correction is
Analysis results for the influence of the fluctuation of the sputtering rate at each measurement time point are performed using the total concentration value at that time point. This is based on the fact that the total concentration is proportional to the sputtering rate.

【0011】本発明の第1の形態は、補正を行う分析結
果をスパッタリング距離とするものである。第1の形態
では、グロー放電によって試料表面をスパッタリングし
ながら原子発光を分光検出し、元素分析を行うグロー放
電発光分光分析において、試料の含有元素中の各元素の
光強度を濃度に換算し、各測定時において換算した全元
素の濃度合計値を求める。そして、各測定時において、
全測定時中の最大の濃度合計値に対する各測定時におけ
る濃度合計値の比率を、スパッタリング速度から求めた
スパッタリング距離に乗算する。この濃度合計値の比率
を乗ずることによって、スパッタリング距離のスパッタ
リング速度の変動による影響は補正され、スパッタリン
グ速度変動に影響されない深さ方向の元素分析を行うこ
とができる。
In the first embodiment of the present invention, the analysis result for performing the correction is used as the sputtering distance. In the first embodiment, atomic emission is spectrally detected while sputtering the sample surface by glow discharge, and in glow discharge emission spectral analysis for elemental analysis, the light intensity of each element in the elements contained in the sample is converted into a concentration, The total value of the concentrations of all the elements converted at each measurement is obtained. And, at the time of each measurement,
The ratio of the total concentration at each measurement to the maximum total concentration during all measurements is multiplied by the sputtering distance determined from the sputtering rate. By multiplying by the ratio of the total concentration, the influence of the variation of the sputtering speed on the sputtering distance is corrected, and elemental analysis in the depth direction not affected by the variation of the sputtering speed can be performed.

【0012】なお、スパッタリング速度からスパッタリ
ング距離を求めるには、標準試料をスパッタリングし、
このときのスパッタリング速度を求めておき、このスパ
ッタリング速度に所定の時間間隔を乗じることによって
スパッタリング距離を求めることができる。このスパッ
タリング距離は、スパッタリング速度の変動を考慮して
いない基準値であり、第1の形態はこの基準のスパッタ
リング距離に濃度合計値の比率を乗算することによって
濃度変動の補正を行う。
To determine the sputtering distance from the sputtering rate, a standard sample is sputtered,
The sputtering speed at this time is determined, and the sputtering distance can be determined by multiplying the sputtering speed by a predetermined time interval. This sputtering distance is a reference value that does not take into account fluctuations in the sputtering rate. In the first embodiment, the concentration fluctuation is corrected by multiplying this reference sputtering distance by the ratio of the total concentration.

【0013】本発明の第2の形態は、補正を行う分析結
果を元素濃度とするものである。第2の形態では、グロ
ー放電によって試料表面をスパッタリングしながら原子
発光を分光検出し、元素分析を行うグロー放電発光分光
分析において、試料の含有元素中の各元素の光強度を濃
度に換算し、各測定時において換算した全元素の濃度合
計値を求める。そして、各測定時において、該測定時に
おける濃度合計値を全測定時を通じて同一とする係数を
求め、この係数を濃度に乗算する。この係数を乗算する
ことによってスパッタリング速度の変動による影響は補
正され、スパッタリング速度の変動に影響されない規格
化された元素濃度を得ることができる。
According to a second embodiment of the present invention, an analysis result to be corrected is used as an element concentration. In the second embodiment, atomic emission is spectrally detected while sputtering the sample surface by glow discharge, and in glow discharge emission spectral analysis for elemental analysis, the light intensity of each element in the elements contained in the sample is converted into a concentration, The total value of the concentrations of all the elements converted at each measurement is obtained. Then, at each measurement, a coefficient that makes the total value of the concentration at the time of the measurement the same throughout the measurement is obtained, and this coefficient is multiplied by the coefficient. By multiplying this coefficient, the influence of the fluctuation of the sputtering rate is corrected, and a standardized element concentration that is not affected by the fluctuation of the sputtering rate can be obtained.

【0014】さらに、第1の形態によるスパッタリング
距離のスパッタリング速度の変動による影響の補正と、
第2の形態によるスパッタリング速度の変動による影響
の補正とを組み合わせることによって、スパッタリング
速度の変動の影響を受けない深さ方向の元素分析を行う
ことができる。
Further, the first embodiment corrects the effect of the sputtering distance due to the fluctuation of the sputtering speed, and
By combining with the correction of the influence of the variation of the sputtering rate according to the second embodiment, it is possible to perform the elemental analysis in the depth direction which is not affected by the variation of the sputtering rate.

【0015】また、本発明によれば、試料が非光透過性
薄膜の場合でも、スパッタリング距離を求めることがで
きる。
Further, according to the present invention, the sputtering distance can be obtained even when the sample is a non-light-transmitting thin film.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら詳細に説明する。図1は本発明のグロー放
電発光分光分析における補正方法を適用することができ
るグロー放電発光分光分析装置の一構成例を示すブロッ
ク図である。図1に示すグロー放電発光分光分析装置1
は、中空状に形成した放電電極3と試料Sとを対向配置
し、アルゴンガスを流しながら真空排気を行って低真空
雰囲気に保ち、試料Sに高周波電力を供給して、試料S
と放電電極3との間に安定したアルゴンのグロー放電プ
ラズマを形成する。なお、高周波電力を供給する場合に
は、高周波電源4及び整合器5によって行うことができ
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a glow discharge optical emission spectrometer to which a correction method in glow discharge optical emission spectroscopy of the present invention can be applied. Glow discharge emission spectrometer 1 shown in FIG.
Is a method in which a discharge electrode 3 formed in a hollow shape and a sample S are arranged to face each other, and vacuum evacuation is performed while flowing argon gas to maintain a low vacuum atmosphere.
And a stable discharge glow discharge plasma of argon is formed between the discharge electrodes 3. In addition, when supplying high frequency power, it can be performed by the high frequency power supply 4 and the matching device 5.

【0017】プラズマの正イオンは、試料Sの表面を均
一にスパッタリングし、たとえば10nm/secのオ
ーダーの速度で切削する。スパッタリングされた試料S
の原子は、プラズマ中で励起されて元素特有の光を発光
する。高周波グロー放電発光分光分析装置1は、この発
光を分光器2で分光して光検出器23で検出する。な
お、符号21はスリットであり、符号22は回折格子等
の分光器である。通常、上記構成のグロー放電発光分光
分析装置1は、発光の経時変化を測定することによっ
て、試料S中の元素の深さ方向の分布の測定を行う。
The positive ions of the plasma sputter the surface of the sample S uniformly and are cut at a speed on the order of, for example, 10 nm / sec. Sputtered sample S
Are excited in the plasma to emit light peculiar to the element. The high-frequency glow discharge emission spectrometer 1 splits the emitted light with the spectroscope 2 and detects it with the photodetector 23. Reference numeral 21 denotes a slit, and reference numeral 22 denotes a spectroscope such as a diffraction grating. In general, the glow discharge optical emission spectrometer 1 having the above-described configuration measures the distribution of the elements in the sample S in the depth direction by measuring the temporal change of the emission.

【0018】本発明によるグロー放電発光分光分析で
は、上記したグロー放電発光分光分析装置1によって、
波長毎に光強度を検出し、この測定光強度の大きさから
含有元素の組成を求める。
In the glow discharge emission spectral analysis according to the present invention, the glow discharge emission spectral analyzer 1 described above
The light intensity is detected for each wavelength, and the composition of the contained element is determined from the magnitude of the measured light intensity.

【0019】以下、本発明のグロー放電発光分光分析に
おける補正方法の手順について、図2のフローチャー
ト、及び図3〜図9のグラフを用いて説明する。なお、
図3〜図6は全元素の濃度合計値を求める手順を説明す
るグラフであり、図7はスパッタリング距離の補正を説
明するグラフであり、図8は濃度を規格化する補正を説
明するグラフであり、図9はスパッタリング距離と濃度
の補正を組み合わせたグラフである。
The procedure of the correction method in the glow discharge optical emission spectroscopy of the present invention will be described below with reference to the flowchart of FIG. 2 and the graphs of FIGS. In addition,
3 to 6 are graphs for explaining the procedure for obtaining the total concentration of all elements, FIG. 7 is a graph for explaining the correction of the sputtering distance, and FIG. 8 is a graph for explaining the correction for normalizing the concentration. FIG. 9 is a graph in which sputtering distance and concentration correction are combined.

【0020】図2のフローチャートにおいて、はじめ
に、試料をグロー放電発光分析し、試料中の含まれる元
素の深さ分布データを測定する。この深さ分布データ
は、グロー放電発光からの光を含有元素に特有の波長で
分光し、その光強度を検出することによって求めること
ができる。図3のグラフは、試料中に元素a,元素b,
及び元素cが含まれる場合について、各元素に特有の波
長の光強度Iをスパッタリングの時間変化とともに測定
して得られた深さ分布データを模式的に示している。
In the flowchart of FIG. 2, first, the sample is subjected to glow discharge emission analysis to measure the depth distribution data of the elements contained in the sample. The depth distribution data can be obtained by dispersing light from glow discharge light emission at a wavelength specific to the contained element and detecting the light intensity. The graph of FIG. 3 shows that elements a, b,
FIG. 3 schematically shows depth distribution data obtained by measuring the light intensity I at a wavelength specific to each element together with the time change of sputtering when the element c is included.

【0021】たとえば、元素a,bの光強度Ia ,Ib
は時刻1,2でピークを示した後、時間と共に徐々に低
下し、また、元素cの光強度Ic は時刻4を過ぎてから
時間と共に徐々に増加し時刻8,9,10でピークを示
す。
For example, the light intensities Ia and Ib of the elements a and b
Shows a peak at times 1 and 2, then gradually decreases with time, and the light intensity Ic of element c gradually increases with time after time 4 and shows peaks at times 8, 9, and 10. .

【0022】なお、図3では、所定の時間間隔(ここで
は一定時間間隔)で測定を行った場合について示してい
る。
FIG. 3 shows a case where the measurement is performed at a predetermined time interval (here, a constant time interval).

【0023】各元素の光強度Ia ,Ib ,Ic は、試料
中における元素組成に基づいた値を示している。また、
スパッタリング速度が一定と仮定すると、各元素の光強
度Ia ,Ib ,Ic の変化は、深さ方向についての変化
を表すことになる(ステップS1)。
The light intensities Ia, Ib, and Ic of the respective elements indicate values based on the element composition in the sample. Also,
Assuming that the sputtering rate is constant, a change in the light intensity Ia, Ib, Ic of each element indicates a change in the depth direction (step S1).

【0024】ステップS1で求めた光強度Iから、各元
素a,b,cの濃度Ca ,Cb ,Cc に換算する。この
濃度換算は、あらかじめ各元素の標準試料についてグロ
ー放電発光分光を行い、これによって求めた標準試料感
度を用いて行うことができる。
From the light intensity I obtained in step S1, the concentration Ca, Cb, Cc of each element a, b, c is converted. This concentration conversion can be performed by performing glow discharge emission spectroscopy on a standard sample of each element in advance, and using the standard sample sensitivity obtained thereby.

【0025】標準試料感度は、一点における光強度と濃
度との関係を用いて、ステップS1で求めた光強度Iを
比例計算して求めることも、また、複数個のデータから
形成した光強度Iに対する濃度Cの検量線を用いて、ス
テップS1で求めた光強度Iに対する濃度Cを求めるこ
ともできる。図4(a),(b),(c)は、光強度I
に対する濃度Cの検量線の例を、各元素a,b,cにつ
いて模式的に示している。なお、この濃度Cは重量濃度
であり、最大値は100で表されるものとする。
The standard sample sensitivity can be obtained by proportionally calculating the light intensity I obtained in step S1 using the relationship between the light intensity and the concentration at one point, or the light intensity I formed from a plurality of data. The density C for the light intensity I obtained in step S1 can also be obtained using the calibration curve of the density C for 4A, 4B and 4C show the light intensity I
An example of a calibration curve of the concentration C with respect to is schematically shown for each of the elements a, b, and c. The concentration C is a weight concentration, and the maximum value is represented by 100.

【0026】図5は、各測定時間毎に、各元素a,b,
cの光強度Ia ,Ib ,Ic (図3の光強度)を検量線
(図4(a),(b),(c)の検量線図)を用いて、
濃度Ca ,Cb ,Cc に換算して求めたものであり、各
元素毎の濃度Ca ,Cb ,Cc の時間変化を示している
(ステップS2)。
FIG. 5 shows that each element a, b,
The light intensities Ia, Ib, and Ic of c (the light intensities in FIG. 3) are calculated using a calibration curve (the calibration curves in FIGS. 4A, 4B, and 4C).
The values are obtained by converting into the concentrations Ca, Cb, and Cc, and show the time change of the concentrations Ca, Cb, and Cc for each element (step S2).

【0027】ステップS2の濃度換算で得られる濃度デ
ータは各元素毎の濃度であり、各濃度の大きさは、測定
時点でのスパッタリング速度の変動の影響を受けて変動
している可能性がある。そこで、各測定時点(以下、各
測定時点での処理をステップiで表す)におけるスパッ
タリング速度の変動を求めるために、全元素の濃度の合
計値Ci を求める。
The concentration data obtained by the concentration conversion in step S2 is the concentration of each element, and the magnitude of each concentration may fluctuate due to the fluctuation of the sputtering speed at the time of measurement. . Therefore, in order to determine the fluctuation of the sputtering rate at each measurement time (hereinafter, the processing at each measurement time is represented by step i), the total value Ci of the concentrations of all the elements is obtained.

【0028】図6は、図5に示す各元素の濃度のCa ,
Cb ,Cc を、各ステップi毎に加算して求めた濃度合
計値Ci を表している。したがって、図6からスパッタ
リング中におけるスパッタリング速度の時間変動を知る
ことができる(ステップS3)。
FIG. 6 shows the concentration of each element shown in FIG.
The total density value Ci obtained by adding Cb and Cc for each step i is shown. Therefore, the time variation of the sputtering speed during sputtering can be known from FIG. 6 (step S3).

【0029】以下、ステップS3で求めた全元素の濃度
の合計値Ci を用いて、ステップS4〜ステップS6に
おいてスパッタリング速度の変動によるスパッタリング
距離の変動を補正し、ステップS7において規格化によ
って濃度補正を行う。
In the following, the fluctuation of the sputtering distance due to the fluctuation of the sputtering speed is corrected in steps S4 to S6 using the total value Ci of the concentrations of all the elements obtained in step S3, and the concentration is corrected by normalization in step S7. Do.

【0030】スパッタリング距離の補正を行うために、
標準試料を用いてあらかじめ標準スパッタリング速度を
求めておく。この標準スパッタリング速度を求める第1
の態様は、試料と類似する組成の標準試料を用意し、こ
の標準試料を試料の分析条件と同様の分析条件でスパッ
タリングし、スパッタリング後に切削深さを測定して、
切削深さとスパッタリング時間とからスパッタリング速
度を求める。
In order to correct the sputtering distance,
A standard sputtering rate is determined in advance using a standard sample. The first to determine this standard sputtering rate
In the embodiment, a standard sample having a composition similar to the sample is prepared, and this standard sample is sputtered under the same analysis conditions as the analysis conditions of the sample, and the cutting depth is measured after sputtering.
The sputtering rate is determined from the cutting depth and the sputtering time.

【0031】また、標準スパッタリング速度を求める第
2の態様は、試料と類似する組成で厚さが既知の薄膜の
標準試料を用意し、この薄膜標準試料を試料の分析条件
と同様の分析条件でスパッタリングするとともに元素分
析を行い、薄膜部分の切削が終了して基板部分の元素が
検出されるまでの時間をスパッタリング時間として測定
し、薄膜の厚さとスパッタリング時間とからスパッタリ
ング速度を求める(ステップS4)。
In a second mode for obtaining the standard sputtering rate, a standard sample of a thin film having a composition similar to that of the sample and having a known thickness is prepared, and this thin film standard sample is analyzed under the same analysis conditions as those of the sample. Sputtering and elemental analysis are performed, and the time from when the cutting of the thin film portion is completed to when the element of the substrate portion is detected is measured as the sputtering time, and the sputtering speed is determined from the thin film thickness and the sputtering time (step S4). .

【0032】次に、ステップS4で求めた標準スパッタ
リング速度からスパッタリング距離の標準値Kstd を求
める。このスパッタリング距離の標準値Kstd は、標準
スパッタリング速度で所定の時間だけスパッタリングが
行われたときの距離である。ここでは、所定の時間とし
て、各ステップi間の時間間隔を用いることができる。
Next, a standard value Kstd of the sputtering distance is obtained from the standard sputtering speed obtained in step S4. The standard value Kstd of the sputtering distance is a distance when sputtering is performed at a standard sputtering speed for a predetermined time. Here, a time interval between steps i can be used as the predetermined time.

【0033】したがって、標準スパッタリング速度をv
std とし、各ステップi間の時間間隔をTとすると、ス
パッタリング距離の標準値Kstd は Kstd=vstd×T …(1) で表すことができる(ステップS5)。
Therefore, the standard sputtering rate is v
Assuming that the time interval between each step i is T, the standard value Kstd of the sputtering distance can be represented by Kstd = vstd × T (1) (step S5).

【0034】次に、ステップS3で求めた全元素の濃度
合計値Ci を用いて各ステップiにおけるスパッタリン
グ距離Ki を求める。このスパッタリング距離Ki は、
ステップS3で求めたスパッタリング距離の標準値Kst
d に対して、全測定時中の最大の濃度合計値に対する各
測定時における濃度合計値の比率を乗算することによっ
て求めることができる。
Next, the sputtering distance Ki in each step i is determined by using the total concentration value Ci of all the elements determined in step S3. This sputtering distance Ki is
Standard value Kst of the sputtering distance obtained in step S3
It can be obtained by multiplying d by the ratio of the total concentration at each measurement to the maximum total concentration during the measurement.

【0035】ここで、全測定時中の最大の濃度合計値C
i max は、濃度を重量濃度とする場合には100で表さ
れるため、スパッタリング距離Ki は以下の式で表すこ
とができ、 Ki=Kstd×(Ci/Ci max) =Kstd×(Ci/100) …(2) スパッタリング速度の変動によるスパッタリング距離の
変動を補正した値Ki を求めることができる。ここで、
(Ci /100)はスパッタリング距離の変動を補正す
る補正係数を表すことになる。
Here, the maximum concentration total value C during all measurements.
Since i max is represented by 100 when the concentration is weight concentration, the sputtering distance Ki can be represented by the following equation: Ki = Kstd × (Ci / Cimax) = Kstd × (Ci / 100 (2) The value Ki corrected for the variation in the sputtering distance due to the variation in the sputtering speed can be obtained. here,
(Ci / 100) represents a correction coefficient for correcting the fluctuation of the sputtering distance.

【0036】図7は、等時間間隔で測定した各ステップ
iにおけるスパッタリング距離Kiを式(2)で求め、
距離を表す軸上に模式的に図示するとともに、時間軸と
の関係を示している。
FIG. 7 shows that the sputtering distance Ki at each step i measured at equal time intervals is obtained by equation (2).
This is schematically illustrated on an axis representing a distance, and shows a relationship with a time axis.

【0037】したがって、このスパッタリング距離の補
正によって、スパッタリング速度の変動に影響されない
深さ方向の元素分析を行うことができる(ステップS
6)。
Accordingly, the elemental analysis in the depth direction which is not affected by the fluctuation of the sputtering speed can be performed by the correction of the sputtering distance (step S).
6).

【0038】次に、ステップS2で求めた濃度Cの規格
化を行う。ステップS2で求めた各元素濃度Ca ,Cb
,Cc (図5)は、濃度変動によってその濃度合計値
が100%から変動している場合がある。そこで、各ス
テップiにおける濃度合計値が全測定時を通じて同一と
なるように係数を求め、該係数を各元素濃度Ca ,C
b,Cc に乗算することにより、元素濃度の規格化を行
う。
Next, the density C obtained in step S2 is normalized. Each element concentration Ca, Cb obtained in step S2
, Cc (FIG. 5) may have a total density value that varies from 100% due to a density variation. Therefore, a coefficient is determined such that the total concentration value in each step i is the same throughout all the measurements, and the coefficient is determined for each element concentration Ca,
The element concentration is normalized by multiplying b and Cc.

【0039】たとえば、図6で示される濃度合計値は最
大100で表されているため、濃度合計値の値を%表示
とし、この値の逆数を規格化を行う係数とすることがで
きる。図8は、この規格化を行った後に濃度の時間変化
を表し、各ステップiにおいて各元素濃度の和は100
で表される(ステップS7)。
For example, since the total density value shown in FIG. 6 is represented by a maximum of 100, the value of the total density value is expressed in%, and the reciprocal of this value can be used as a coefficient for normalization. FIG. 8 shows a temporal change of the concentration after the normalization. In each step i, the sum of the element concentrations is 100.
(Step S7).

【0040】また、図9は、ステップS4〜ステップS
6によるスパッタリング距離の補正と、ステップS7に
よる濃度補正の両補正を組み合わした場合を示し、横軸
には補正したスパッタリング距離を示し、縦軸には規格
化した濃度を表している。
FIG. 9 shows steps S4 to S
6 shows a case where both the correction of the sputtering distance and the correction of the concentration in step S7 are combined. The horizontal axis shows the corrected sputtering distance, and the vertical axis shows the normalized concentration.

【0041】したがって、本発明の方法によれば、試料
の含有元素の深さ分布を、距離と濃度について補正する
ことができる。
Therefore, according to the method of the present invention, the depth distribution of the elements contained in the sample can be corrected with respect to distance and concentration.

【0042】また、本発明の実施の形態によれば、スパ
ッタリング距離に算出を光干渉を用いずに行うことがで
きるため、試料が光透過性か非光透過性かによらず、ス
パッタリング距離を求めることができる。
Further, according to the embodiment of the present invention, since the calculation of the sputtering distance can be performed without using light interference, the sputtering distance can be set regardless of whether the sample is light-transmitting or non-light-transmitting. You can ask.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、グロー放電発光分
光分析において、濃度変動によるスパッタリング距離の
変動を補正し、元素濃度の変動を規格化して、試料中の
含有元素の濃度変動による分析結果を補正することがで
きる。
As described above, in the glow discharge optical emission spectroscopy, the fluctuation of the sputtering distance due to the fluctuation of the concentration is corrected, the fluctuation of the element concentration is standardized, and the analysis result based on the fluctuation of the concentration of the element contained in the sample is obtained. Can be corrected.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のグロー放電発光分光分析における補正
方法を適用することができるグロー放電発光分光分析装
置の一構成例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a glow discharge optical emission spectrometer to which a correction method in glow discharge optical emission spectroscopy of the present invention can be applied.

【図2】本発明のグロー放電発光分光分析における補正
方法の手順を説明するためのフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a procedure of a correction method in glow discharge emission spectroscopy according to the present invention.

【図3】試料中の各元素の光強度Iのスパッタリングの
時間変化を表したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a temporal change in sputtering of light intensity I of each element in a sample.

【図4】光強度Iに対する濃度Cの検量線の例を模式的
に示したグラフである。
FIG. 4 is a graph schematically showing an example of a calibration curve of concentration C with respect to light intensity I;

【図5】光強度を濃度に換算して求めた元素毎の濃度の
時間変化を示したグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a temporal change in concentration for each element obtained by converting light intensity into concentration.

【図6】各元素の濃度を加算して求めた濃度合計値Ci
を示したグラフである。
FIG. 6 shows a total concentration value Ci obtained by adding the concentrations of the respective elements.
FIG.

【図7】スパッタリング距離の補正を説明するグラフで
ある。
FIG. 7 is a graph illustrating correction of a sputtering distance.

【図8】濃度を規格化する補正を説明するグラフであ
る。
FIG. 8 is a graph illustrating correction for normalizing density.

【図9】スパッタリング距離と濃度の補正を組み合わせ
たグラフである。
FIG. 9 is a graph combining sputtering distance and concentration correction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…グロー放電発光分光分析装置、2…分光器、3…放
電電極、4…高周波電源、5…整合器、6…高周波プラ
ズマ、S…試料。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Glow discharge optical emission spectrometer, 2 ... Spectroscope, 3 ... Discharge electrode, 4 ... High frequency power supply, 5 ... Matching device, 6 ... High frequency plasma, S ... Sample.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 グロー放電によって試料表面をスパッタ
リングしながら原子発光を分光検出し、元素分析を行う
グロー放電発光分光分析において、試料の含有元素中の
各元素の光強度を濃度に換算し、各測定時において換算
した全元素の濃度合計値を求め、該濃度合計値を用いて
スパッタリング速度の変動による分析結果の変動を補正
する、グロー放電発光分光分析における補正方法。
In glow discharge emission spectroscopy for atomically detecting atomic emission while sputtering a sample surface by glow discharge and performing elemental analysis, the light intensity of each element in the elements contained in the sample is converted into a concentration. A correction method in glow discharge optical emission spectroscopy in which a total value of concentrations of all elements converted at the time of measurement is obtained, and a fluctuation in an analysis result due to a fluctuation in a sputtering rate is corrected using the total value of the concentrations.
【請求項2】 グロー放電によって試料表面をスパッタ
リングしながら原子発光を分光検出し、元素分析を行う
グロー放電発光分光分析において、試料の含有元素中の
各元素の光強度を濃度に換算し、各測定時において換算
した全元素の濃度合計値を求め、各測定時において、全
測定時中の最大の濃度合計値に対する該測定時における
濃度合計値の比率を、スパッタリング速度から求めたス
パッタリング距離に乗算することにより、スパッタリン
グ速度の変動によるスパッタリング距離の変動を補正す
る、グロー放電発光分光分析における補正方法。
2. In glow discharge emission spectroscopy, in which atomic emission is spectrally detected while sputtering the sample surface by glow discharge and elemental analysis is performed, the light intensity of each of the elements contained in the sample is converted into a concentration. The total concentration of all elements converted at the time of measurement is determined, and at each measurement, the ratio of the total concentration at the time of measurement to the maximum total concentration during measurement is multiplied by the sputtering distance obtained from the sputtering speed. Correction method in glow discharge emission spectroscopy for correcting fluctuations in sputtering distance due to fluctuations in sputtering speed.
【請求項3】 グロー放電によって試料表面をスパッタ
リングしながら原子発光を分光検出し、元素分析を行う
グロー放電発光分光分析において、試料の含有元素中の
各元素の光強度を濃度に換算し、各測定時において換算
した全元素の濃度合計値を求め、各測定時において、該
測定時における濃度合計値を全測定時を通じて同一とす
る係数を求め、該係数を濃度に乗算することにより、元
素濃度の変動を規格化して補正を行う、グロー放電発光
分光分析における補正方法。
3. Glow discharge emission spectroscopy for performing atomic analysis by sputter-detecting atomic emission while sputtering the sample surface by glow discharge and converting the light intensity of each of the elements contained in the sample into a concentration. The total concentration of all elements converted at the time of measurement is obtained, and at each measurement, a coefficient that makes the total concentration at the measurement the same throughout the measurement is obtained, and the coefficient is multiplied by the concentration to obtain the element concentration. Correction method in glow discharge emission spectroscopy, in which correction is performed by normalizing the fluctuation of the light emission.
JP13328498A 1998-05-15 1998-05-15 Correction method in glow discharge emission spectrochemical analysis Withdrawn JPH11326215A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010048555A (en) * 2008-08-19 2010-03-04 Shimadzu Corp Emission analyzing apparatus

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