JPS5851453A - イオンビ−ム固体表面分析装置 - Google Patents
イオンビ−ム固体表面分析装置Info
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- JPS5851453A JPS5851453A JP56149982A JP14998281A JPS5851453A JP S5851453 A JPS5851453 A JP S5851453A JP 56149982 A JP56149982 A JP 56149982A JP 14998281 A JP14998281 A JP 14998281A JP S5851453 A JPS5851453 A JP S5851453A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- detector
- ion
- analysis
- ion beam
- scattering
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/244—Detectors; Associated components or circuits therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (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】
本発明はイオンビーム固体繰向分析装置に係り、％にイ
オン励起特性Ｘ＠分析とラザフオード散乱イオン分析と
を同時に行な〜・うるイオン−ビーム固体表面分析装置
に関する 固体表面分析は基板などの結晶欠陥、注入された不純物
原子の分布、また蚤工半導体の組成などを調べ心ことを
主な目的とし、半導体装置製造に貢献するとともに装置
４Ｉｉ鯖性を支えるものである。
オン励起特性Ｘ＠分析とラザフオード散乱イオン分析と
を同時に行な〜・うるイオン−ビーム固体表面分析装置
に関する 固体表面分析は基板などの結晶欠陥、注入された不純物
原子の分布、また蚤工半導体の組成などを調べ心ことを
主な目的とし、半導体装置製造に貢献するとともに装置
４Ｉｉ鯖性を支えるものである。
２上記固体表面分析を行なうイオンビーム固体表向分析
装置は、第１図に示すような基本的構造を有している。
装置は、第１図に示すような基本的構造を有している。
同図を参照ｊると、高速イオンビームｌがスリット２を
通して分析試料３に照射される。当該高速イオンビーム
照射によって生ずる特ＨＸ線４とラザ７オード散乱（後
方散乱）°イオン６とはそれぞれ８１（Ｌｌ） 検出
器５と半導体検出器７とによって検出される。
通して分析試料３に照射される。当該高速イオンビーム
照射によって生ずる特ＨＸ線４とラザ７オード散乱（後
方散乱）°イオン６とはそれぞれ８１（Ｌｌ） 検出
器５と半導体検出器７とによって検出される。
エネルギーが約５０ ＫＩＶ力ら５００ Ｋ＠Ｖの間の
イオンを用いた従来のイオンビーム固体表向分析装置で
は、イオン励起特性ｘ細分析とラザフオード散乱イオン
分析とを、一度のビーム照射で同時に行なうこと６エ不
可能であった。すなわち、特性Ｘ線発生断面積とラザフ
ォード散乱面積とが異なるため１分析に必要なデータを
得るためのイオンビームｍ ８４１ｋには、２つの分析
において１０倍から１００倍の差が存在すｂ＜Ｘ線分析
の方がラザ７オード敬乱分析より１０倍〜１００倍のイ
オンビーム照射量を必要とすり）。一方、上記２種類の
分析に用いられる半導体検出器は、検出頻度が多（なる
と、個々のＸ＠またはイオンの個別検知が不可能になり
（パイルアップ現象）、正確なスペクトルが得られなく
なる。従って、イオン励起特性ｘ！Ｉ分析を行なうとき
のよ５に大きいイオンビーム電流でラザフオード散乱分
析を行なうと、検出器のパイルアップ現象が太き（なり
、正確なスペクトルが得られなくなる。一方、ラザフオ
ード散乱分析を行なうときのような小さいイオンビーム
電流とビーム照射音でイオン励起Ｘ線分析な行なうと、
解析に必要なｘｌＩＩ瀘が得られず、満足できるスペク
トルを得ることができない。
イオンを用いた従来のイオンビーム固体表向分析装置で
は、イオン励起特性ｘ細分析とラザフオード散乱イオン
分析とを、一度のビーム照射で同時に行なうこと６エ不
可能であった。すなわち、特性Ｘ線発生断面積とラザフ
ォード散乱面積とが異なるため１分析に必要なデータを
得るためのイオンビームｍ ８４１ｋには、２つの分析
において１０倍から１００倍の差が存在すｂ＜Ｘ線分析
の方がラザ７オード敬乱分析より１０倍〜１００倍のイ
オンビーム照射量を必要とすり）。一方、上記２種類の
分析に用いられる半導体検出器は、検出頻度が多（なる
と、個々のＸ＠またはイオンの個別検知が不可能になり
（パイルアップ現象）、正確なスペクトルが得られなく
なる。従って、イオン励起特性ｘ！Ｉ分析を行なうとき
のよ５に大きいイオンビーム電流でラザフオード散乱分
析を行なうと、検出器のパイルアップ現象が太き（なり
、正確なスペクトルが得られなくなる。一方、ラザフオ
ード散乱分析を行なうときのような小さいイオンビーム
電流とビーム照射音でイオン励起Ｘ線分析な行なうと、
解析に必要なｘｌＩＩ瀘が得られず、満足できるスペク
トルを得ることができない。
上記理由により、限られた時間内に、しかも同時にイオ
ン励起特性ｘｌｓ分析とラザ７オード散乱分析とを行な
いたい場合Ｋｋ工、纂１図に示す如（両者の分析を同時
に行なえばよいが、従来装置では、上述の検出器のパイ
ルアップ現象またはＸ＠感度不十分などのために、同時
分析は不可能であった。
ン励起特性ｘｌｓ分析とラザ７オード散乱分析とを行な
いたい場合Ｋｋ工、纂１図に示す如（両者の分析を同時
に行なえばよいが、従来装置では、上述の検出器のパイ
ルアップ現象またはＸ＠感度不十分などのために、同時
分析は不可能であった。
かかる事１１は固体表面分析法置の複雑化なまねき、ひ
いては半導体装置製造効率および装置信頼性の低下をも
たらすものである。
いては半導体装置製造効率および装置信頼性の低下をも
たらすものである。
本発明の目的番工上記問題を解決するにあり、かかる目
的を実現するため、本願の発明者は半導体検出器にキャ
ップをかぶせることにより、当該検出器のパイルアップ
現象を押え、イオン励起Ｘ線分析とラザフォード散乱分
析とを一度のイオンビーム照射で同時に行なう装置を提
供する。
的を実現するため、本願の発明者は半導体検出器にキャ
ップをかぶせることにより、当該検出器のパイルアップ
現象を押え、イオン励起Ｘ線分析とラザフォード散乱分
析とを一度のイオンビーム照射で同時に行なう装置を提
供する。
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第２図蚤工、現在ラザ７オード散乱イオン分析に用いら
れている半導体検出器の概略断面図である。
れている半導体検出器の概略断面図である。
当該検出器の検出面積は小さなもので７ （ｗｍ” ）
程度であるが（ｌｃＧ＆Ｇ ０ＲＴＥＣ社製）、通常
ＧＸ５０〜１０Ｇ （ｒｍ’ ）のものである。一方
、Ｘ線の検出器は５ｉ（Ｌｌ） 半導体検出器である
が、その検出面積は約１３（關１）である。これらの検
出器蚤工、通常の場合、ラザフオード散乱検出器でｌθ
〜３０（ＣＪ）、Ｘ線検出器で５〜３０（ＣＩ＋）
の゛距離に置かれている。
程度であるが（ｌｃＧ＆Ｇ ０ＲＴＥＣ社製）、通常
ＧＸ５０〜１０Ｇ （ｒｍ’ ）のものである。一方
、Ｘ線の検出器は５ｉ（Ｌｌ） 半導体検出器である
が、その検出面積は約１３（關１）である。これらの検
出器蚤工、通常の場合、ラザフオード散乱検出器でｌθ
〜３０（ＣＪ）、Ｘ線検出器で５〜３０（ＣＩ＋）
の゛距離に置かれている。
例えば検出面積５０ （＋ｍｍ” ） のラザ７オー
ド散乱半導体検出器を試料から１５（ａｍ） の距離
に設置し、Ｘ−用の検出面積１３（ａｍ”） の８１
（Ｌｉ） 検出器を試料から１０（ＣＪ） の距１
１１ｉＫ設置して、エネルギー３００に＠Ｖのプロトン
イオンを０．５〜２ （ｎム］のビーム電流で１〜２μ
（Ｃ／ｓ） 照射した場合、ラザフード散乱に対して
は十分な後方散乱スペクトルが得られるが、Ｘ線スペク
トルについては不十分であΦことが確認されている。十
分なＸ線スペクトルを４４るためＫは、 １０〜５０（
勤ム） のビーム電流で、１００〜２００μ（Ｃ／・）
のイオンを照射しなければならないが、当該照射条件で
ラザフォード散乱崗定を行なうと、パイルアップ現象で
正確なスペクトルが・潜られない。
ド散乱半導体検出器を試料から１５（ａｍ） の距離
に設置し、Ｘ−用の検出面積１３（ａｍ”） の８１
（Ｌｉ） 検出器を試料から１０（ＣＪ） の距１
１１ｉＫ設置して、エネルギー３００に＠Ｖのプロトン
イオンを０．５〜２ （ｎム］のビーム電流で１〜２μ
（Ｃ／ｓ） 照射した場合、ラザフード散乱に対して
は十分な後方散乱スペクトルが得られるが、Ｘ線スペク
トルについては不十分であΦことが確認されている。十
分なＸ線スペクトルを４４るためＫは、 １０〜５０（
勤ム） のビーム電流で、１００〜２００μ（Ｃ／・）
のイオンを照射しなければならないが、当該照射条件で
ラザフォード散乱崗定を行なうと、パイルアップ現象で
正確なスペクトルが・潜られない。
本発明は上述した検出器のパイルアップを解決する勾め
、検出器の検出面積を調節し、固体表面分析法として重
要なイオン励起Ｘ線分析法とラザフオード散乱分析法と
を、一度のビーム照射で同時に行なえるようにしたもの
である。
、検出器の検出面積を調節し、固体表面分析法として重
要なイオン励起Ｘ線分析法とラザフオード散乱分析法と
を、一度のビーム照射で同時に行なえるようにしたもの
である。
第３図は本発明の実施例を示すものである。同図はラダ
フォード散乱イオン検出用半導体検出器７の検出面積を
調節すうため、カーボンのキャップ１１を当該検出器に
かぶせた場合の概略断面図である。当該カーボンキャン
プ１１はネジ１２６Ｃよって半導体検出器７に取り付け
られ、当該キャップの検出器の検出面に対する面にを工
１面積ｌ（−一）の小孔が設けられている。また当該キ
ャップ側面は厚さ０．５（■鵬］かそれ以上で、ネジ化
めするに十分な強度を有するものである。一方検出面に
相当する部分の厚さは０．１ （ａｍ鵬）で容易に加工
可能な厚さである。
フォード散乱イオン検出用半導体検出器７の検出面積を
調節すうため、カーボンのキャップ１１を当該検出器に
かぶせた場合の概略断面図である。当該カーボンキャン
プ１１はネジ１２６Ｃよって半導体検出器７に取り付け
られ、当該キャップの検出器の検出面に対する面にを工
１面積ｌ（−一）の小孔が設けられている。また当該キ
ャップ側面は厚さ０．５（■鵬］かそれ以上で、ネジ化
めするに十分な強度を有するものである。一方検出面に
相当する部分の厚さは０．１ （ａｍ鵬）で容易に加工
可能な厚さである。
上記のカーボンキャップ１１を半導体検出６７にかぶせ
、ｍ述した検出器配置条件でＸ線スペクトルが十分得ら
れる高速イオンビーム照射の下で分析絢定を行なった場
合、従来装置に比べ、バイルアツブ現象効果の少な（・
十分満足できる後方歓乱スペクトルか得られることが確
認された。
、ｍ述した検出器配置条件でＸ線スペクトルが十分得ら
れる高速イオンビーム照射の下で分析絢定を行なった場
合、従来装置に比べ、バイルアツブ現象効果の少な（・
十分満足できる後方歓乱スペクトルか得られることが確
認された。
−以上説明した如く、本発明の方法によれば、１度のイ
オンビーム照射で同時にイオン励起Ｘ−分析とラザフオ
ード散乱分析が行なえ０ため、イオンと固体原子の相互
作用につ−・てダイナミックに分析できる効果があるば
かりでなく、分析操作が容易である゛ため分析時！＋１
１も短縮することができ、半導体装置の製造効率および
信頼性の向上に大−・に貢献するものである。
オンビーム照射で同時にイオン励起Ｘ−分析とラザフオ
ード散乱分析が行なえ０ため、イオンと固体原子の相互
作用につ−・てダイナミックに分析できる効果があるば
かりでなく、分析操作が容易である゛ため分析時！＋１
１も短縮することができ、半導体装置の製造効率および
信頼性の向上に大−・に貢献するものである。
なお、本発明はラザフオード散乱分析とイオン励起オー
ジェ電子分光とを同時に行なう場合にも適用することが
でき、また検出器にかぶせるカーボンキャンプにおいて
当該キャンプの小孔の大きさを自由に調節することも可
能であり、イオンヒーム固体戎面分析なより容易にかつ
また正確に行７ｊ ５ことを可能ならしめるものである
。
ジェ電子分光とを同時に行なう場合にも適用することが
でき、また検出器にかぶせるカーボンキャンプにおいて
当該キャンプの小孔の大きさを自由に調節することも可
能であり、イオンヒーム固体戎面分析なより容易にかつ
また正確に行７ｊ ５ことを可能ならしめるものである
。
第１因はイオンビーム固体表面分析装置の該略図、第２
図は半導体検出器の概略断面図、第３図は本発明の実施
例を示す半導体検出器の＃ｉ略訪面図である。 １−°・イオンビーム、２・−・ス替ット、３・・・固
体ターゲット（試料）、 ４・・・イオン励起Ｘ＠、５−８ｉ（Ｌｉ） Ｍ 小器
、６・−・ラザフオード散乱イオン、 ７・・・半導体検出器、１１・・・カーボンキャップ。 １２・・・ネジ 特許出願人 富士通株式会社
図は半導体検出器の概略断面図、第３図は本発明の実施
例を示す半導体検出器の＃ｉ略訪面図である。 １−°・イオンビーム、２・−・ス替ット、３・・・固
体ターゲット（試料）、 ４・・・イオン励起Ｘ＠、５−８ｉ（Ｌｉ） Ｍ 小器
、６・−・ラザフオード散乱イオン、 ７・・・半導体検出器、１１・・・カーボンキャップ。 １２・・・ネジ 特許出願人 富士通株式会社
Claims (2)
- （１） 固体に高速イオンビームを照射して得られる
イオノ励起特性Ｘ線のエネルギー分析を行な５検出器と
ラザフオード散乱イオンのエネルギー分析を行な５表面
障壁型半導体検出器とを備えたイオンビーム固体表向分
析装置において、両生導体検出器にイオン検出部開孔面
積を小にする小孔を有するキャンプをかぶせイオン励起
特性ｘ締のエネルギー分析を該検出器で、ラザフオード
散乱イオンのエネルギー分析を該キャップを有する半導
体検出器で同時に行なうことを％做と−ｆるイオンビー
ム固体表面分析装置。 - （２） 前記キャップの小孔の面積が調整可能である
ことを特徴とする特許請求の範囲纂１項記載のイオンビ
ーム固体表面分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56149982A JPS5851453A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | イオンビ−ム固体表面分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56149982A JPS5851453A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | イオンビ−ム固体表面分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5851453A true JPS5851453A (ja) | 1983-03-26 |
Family
ID=15486874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56149982A Pending JPS5851453A (ja) | 1981-09-22 | 1981-09-22 | イオンビ−ム固体表面分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5851453A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03122956A (ja) * | 1989-10-03 | 1991-05-24 | Mikio Takai | 走査型集束イオンビームを用いた３次元非破壊断層分析方法 |
-
1981
- 1981-09-22 JP JP56149982A patent/JPS5851453A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03122956A (ja) * | 1989-10-03 | 1991-05-24 | Mikio Takai | 走査型集束イオンビームを用いた３次元非破壊断層分析方法 |
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