JPS61131356A - 質量分析装置 - Google Patents
質量分析装置Info
- Publication number
- JPS61131356A JPS61131356A JP59251122A JP25112284A JPS61131356A JP S61131356 A JPS61131356 A JP S61131356A JP 59251122 A JP59251122 A JP 59251122A JP 25112284 A JP25112284 A JP 25112284A JP S61131356 A JPS61131356 A JP S61131356A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- opening portion
- aperture plate
- sputtering
- mass
- wafer
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J49/00—Particle spectrometers or separator tubes
- H01J49/02—Details
- H01J49/10—Ion sources; Ion guns
- H01J49/105—Ion sources; Ion guns using high-frequency excitation, e.g. microwave excitation, Inductively Coupled Plasma [ICP]
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Electron Tubes For Measurement (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、質量分析装置に関し、特に被検体からスバッ
リングされた二次イオンの質量を分析する装置に係わる
。
リングされた二次イオンの質量を分析する装置に係わる
。
従来より被検体の構成元素を分析する質量分析装置とし
ては、第４図に示すように被検体１にイオン２を照射し
てその構成元素をスパッタリングさせるイオン銃３と、
前記スパッタリングによりイオン化した構成元素の被検
イオン４の質量を分析する四重種型分析器５とからなる
構造のものが知られている。
ては、第４図に示すように被検体１にイオン２を照射し
てその構成元素をスパッタリングさせるイオン銃３と、
前記スパッタリングによりイオン化した構成元素の被検
イオン４の質量を分析する四重種型分析器５とからなる
構造のものが知られている。
しかしながら、上述した従来の質量分析装置にあっては
高価なイオン銃を使用するため、装置自体の価格が高く
なる傾向がある。また、イオン銃を用いた場合、イオン
種としては主にアルゴンイオンが使用されるが、検出感
度を向上する観点からスパッタリング元素のイオン化率
を大きくすることが有利である。スパッタリング元素の
イオン化率を増大するには、イオン種として酸素やセシ
ウム等を利用することが有効であると言われているが、
前記イオン銃でかかるイオン種を作ることはイオン銃の
構造上、困難を伴い、イオン銃がより一層高騰化すると
いう問題があった。
高価なイオン銃を使用するため、装置自体の価格が高く
なる傾向がある。また、イオン銃を用いた場合、イオン
種としては主にアルゴンイオンが使用されるが、検出感
度を向上する観点からスパッタリング元素のイオン化率
を大きくすることが有利である。スパッタリング元素の
イオン化率を増大するには、イオン種として酸素やセシ
ウム等を利用することが有効であると言われているが、
前記イオン銃でかかるイオン種を作ることはイオン銃の
構造上、困難を伴い、イオン銃がより一層高騰化すると
いう問題があった。
本発明は、高価なイオン銃を使用せずに被検体の構成元
素の質量を分析でき、かつイオン化率を高められる酸素
やセシウム等のイオン種の使用が可能な質量分析装置を
提供Ｇようとするものである。
素の質量を分析でき、かつイオン化率を高められる酸素
やセシウム等のイオン種の使用が可能な質量分析装置を
提供Ｇようとするものである。
本発明は、被検体を保持する保持部材と、この保持部材
に保持された被検体に対向して配設されるアパーチャプ
レートと、前記保持部材とアパーチャプレートとの間に
パワーを入力し、被検体とプレートとの間で放電を起こ
させて被検体の構成元素をスパッタリングさせる電源と
、前記アパーチャプレートに設けられ、前記スパッタリ
ングされた構成元素を引出すための開孔部と、この開孔
部から引出されたイオン化元素の質量を分析する分析器
とを具備したことを特徴とするものである。
に保持された被検体に対向して配設されるアパーチャプ
レートと、前記保持部材とアパーチャプレートとの間に
パワーを入力し、被検体とプレートとの間で放電を起こ
させて被検体の構成元素をスパッタリングさせる電源と
、前記アパーチャプレートに設けられ、前記スパッタリ
ングされた構成元素を引出すための開孔部と、この開孔
部から引出されたイオン化元素の質量を分析する分析器
とを具備したことを特徴とするものである。
かかる本発明の質量分析装置によれば、既述の如く高価
なイオン銃を使用せずに被検体の構成元素の質量を分析
でき、かつイオン化率を高められる酸素やセシウム等の
イオン種の使用が可能となり、検出感度をより一層向上
できる。
なイオン銃を使用せずに被検体の構成元素の質量を分析
でき、かつイオン化率を高められる酸素やセシウム等の
イオン種の使用が可能となり、検出感度をより一層向上
できる。
以下、本発明の実施例を第１図を参照して詳細に説明す
る。
る。
図中の１１は被検体を保持する保持部材としての保持板
である。この保持板１１の上方には、例えば直径１０ａ
ｍ＋のアパーチャプレート１２が対向して配設されてい
る。前記プレート１２には、例えば直径１＃１１の開孔
部１３が形成されている。前記保持板１１には、前記ア
パーチャプレート１２と該保持板１１に保持される被検
体との間でプラズマ放電を起こさせる高周波電源１４が
接続されており、かつ該電１１４はグランドに接続され
ている。また、前記アパーチャプレート１２はグランド
に接続されている。そして、前記アパーチャプレート１
２の開孔部１３の上方には四重種型分析器１５が配設さ
れている。こうした保持板１１、アパーチャプレート１
３及び分析器１５は、図示しない排気管及びイオン種と
なるガスを導入する導入管が付設された真空チャンバ内
に装填されている。
である。この保持板１１の上方には、例えば直径１０ａ
ｍ＋のアパーチャプレート１２が対向して配設されてい
る。前記プレート１２には、例えば直径１＃１１の開孔
部１３が形成されている。前記保持板１１には、前記ア
パーチャプレート１２と該保持板１１に保持される被検
体との間でプラズマ放電を起こさせる高周波電源１４が
接続されており、かつ該電１１４はグランドに接続され
ている。また、前記アパーチャプレート１２はグランド
に接続されている。そして、前記アパーチャプレート１
２の開孔部１３の上方には四重種型分析器１５が配設さ
れている。こうした保持板１１、アパーチャプレート１
３及び分析器１５は、図示しない排気管及びイオン種と
なるガスを導入する導入管が付設された真空チャンバ内
に装填されている。
このような構成によれば、今、保持板１１上に被検体、
例えばシリコンウェハ１６を設置し、図示しない真空チ
ャンバ内をｉ Ｑ−” ｔｏｒｒ程度まで排気後、図示
しない導入管からアルゴンガスを１０“３ｔｏｒｒまで
導入し、高周波電源１４（１３，５６ＭＨ２）から高周
波電力を保持板１１（ウェハ１６）に印加すると、アパ
ーチャプレート１２とシリコンウェハ１６との間で放電
が起りプラズマ１７が発生する。こうしたプラズマ放電
により、シリコンウェハ１６からシリコン及びウェハ１
６中に拡散した不純物がスパッタリングされると共に、
ホロカソード効果によって前記アパーチャプレート１２
の開孔部１３に対応するウェハ１６の箇所が集中的にス
パッタリングされ、スパッタリング元素は開孔部１３よ
り飛出される。この時、開孔部１３より飛出したスパッ
タリング元素の一部がイオン化されるので、該イオン化
元素を開孔部１３の上方に配設した四重種型分析器１５
で質量を分析することによってウェハ１６中の元素の同
定がなされる。また、プラズマ放電を続行してシリコン
ウェハ１６のスパッタリングを継続的に行なうことによ
って、ウェハ１６表面からの深さ方向の不純物元素のプ
ロファイルを簡単に計測することが可能となる。
例えばシリコンウェハ１６を設置し、図示しない真空チ
ャンバ内をｉ Ｑ−” ｔｏｒｒ程度まで排気後、図示
しない導入管からアルゴンガスを１０“３ｔｏｒｒまで
導入し、高周波電源１４（１３，５６ＭＨ２）から高周
波電力を保持板１１（ウェハ１６）に印加すると、アパ
ーチャプレート１２とシリコンウェハ１６との間で放電
が起りプラズマ１７が発生する。こうしたプラズマ放電
により、シリコンウェハ１６からシリコン及びウェハ１
６中に拡散した不純物がスパッタリングされると共に、
ホロカソード効果によって前記アパーチャプレート１２
の開孔部１３に対応するウェハ１６の箇所が集中的にス
パッタリングされ、スパッタリング元素は開孔部１３よ
り飛出される。この時、開孔部１３より飛出したスパッ
タリング元素の一部がイオン化されるので、該イオン化
元素を開孔部１３の上方に配設した四重種型分析器１５
で質量を分析することによってウェハ１６中の元素の同
定がなされる。また、プラズマ放電を続行してシリコン
ウェハ１６のスパッタリングを継続的に行なうことによ
って、ウェハ１６表面からの深さ方向の不純物元素のプ
ロファイルを簡単に計測することが可能となる。
従って、本発明によれば保持板１１のシリコンウェハ１
６と、該保持板１１に対向して配設された開孔部１３を
有するアパーチャプレート１２との間でプラズマ放電を
起こさせ、既述の如きホロカソード効果を利用して開孔
部１３に対応するウェハ１６の箇所を集中的にスパッタ
リングできるため、従来構造のような高価なイオン銃を
使用せずに、該箇所のウェハ１６中の元素分析を行なう
ことができる。また、本発明の装置では、構成部品を何
等変更することなく、アルゴンガスの代わりに酸素やセ
シウム等のスパッタリング元素のイオン化率の向上に寄
与するイオン種を導入できるため、ウェハ等の被検体の
質量分析検出感度を著しく向上できる。
６と、該保持板１１に対向して配設された開孔部１３を
有するアパーチャプレート１２との間でプラズマ放電を
起こさせ、既述の如きホロカソード効果を利用して開孔
部１３に対応するウェハ１６の箇所を集中的にスパッタ
リングできるため、従来構造のような高価なイオン銃を
使用せずに、該箇所のウェハ１６中の元素分析を行なう
ことができる。また、本発明の装置では、構成部品を何
等変更することなく、アルゴンガスの代わりに酸素やセ
シウム等のスパッタリング元素のイオン化率の向上に寄
与するイオン種を導入できるため、ウェハ等の被検体の
質量分析検出感度を著しく向上できる。
なお、本発明の′Ｒ量分析装置は実施例で説明した第１
図図示の構造のものに限定されない。例えば、第２図に
示すように保持板１１の被検体１６及びこれと対向した
アパーチャプレート１３を囲むように磁石１９を配設し
、該磁石１９からの磁界によりプラズマ密度を増加させ
、図示しない真空チャンバ内を高真空にしてもプラズマ
放電が維持されるような構造にしてもよい。しかも、第
２図図示の構造において磁石１９からの磁界をアパーチ
ャプレート１２の開孔部１３より上方にまで延長させ、
該開孔部１３から飛出したイオン化元素を偏向させ、偏
向させた方向に中心軸を持つように四重種型分析器１５
を配設する構造してもよい。かかる構成によれば、被検
体からスパッタリングされた中性スパッタリング元素が
分析器に飛入するのを防止でき、より検出感度が向上す
る。
図図示の構造のものに限定されない。例えば、第２図に
示すように保持板１１の被検体１６及びこれと対向した
アパーチャプレート１３を囲むように磁石１９を配設し
、該磁石１９からの磁界によりプラズマ密度を増加させ
、図示しない真空チャンバ内を高真空にしてもプラズマ
放電が維持されるような構造にしてもよい。しかも、第
２図図示の構造において磁石１９からの磁界をアパーチ
ャプレート１２の開孔部１３より上方にまで延長させ、
該開孔部１３から飛出したイオン化元素を偏向させ、偏
向させた方向に中心軸を持つように四重種型分析器１５
を配設する構造してもよい。かかる構成によれば、被検
体からスパッタリングされた中性スパッタリング元素が
分析器に飛入するのを防止でき、より検出感度が向上す
る。
また、第３図に示すように７バーチヤプレート１２と四
重種型分析器とを連結筒２０で一体化すると共に、例え
ば該連結筒２０に図示しない排気管を連結し、連結筒２
０内を真空チャンバとは別の系統で排気する構成にする
ことによって、アパーチャプレート１２の開孔部１３よ
り飛出したイオン化元素が飛行する空間をプラズマ放電
空間より高真空とすることが可能となり、被分析元素と
してのイオン化元素の散乱確率を減少させて、検出感度
を向上できる。
重種型分析器とを連結筒２０で一体化すると共に、例え
ば該連結筒２０に図示しない排気管を連結し、連結筒２
０内を真空チャンバとは別の系統で排気する構成にする
ことによって、アパーチャプレート１２の開孔部１３よ
り飛出したイオン化元素が飛行する空間をプラズマ放電
空間より高真空とすることが可能となり、被分析元素と
してのイオン化元素の散乱確率を減少させて、検出感度
を向上できる。
−上記実施例では被検体としてシリコンウェハを使用し
たが、他の被検体でも同様な分析を行なえることは勿論
である。
たが、他の被検体でも同様な分析を行なえることは勿論
である。
上記実施例では分析器として四重種型分析器を使用した
が、この代わりに例えば 磁場を使用するセクタ型の質量分析器を用いてもよい。
が、この代わりに例えば 磁場を使用するセクタ型の質量分析器を用いてもよい。
以上詳述した如く、本発明によればイオン銃を使用せず
に、被検体と対向するアパーチャプレートの開孔部を利
用したホロカソード効果により該開孔部に対応した被検
体のスパッタリング密度を高くできるため、非常に安価
な構成で被検体の質量を分析し得る装置を提供できる。
に、被検体と対向するアパーチャプレートの開孔部を利
用したホロカソード効果により該開孔部に対応した被検
体のスパッタリング密度を高くできるため、非常に安価
な構成で被検体の質量を分析し得る装置を提供できる。
また、本発明の装置によれば酸素やセシウム等のプラズ
マ放電を形成することが容易であるため、これらのイオ
ンによるスパッタリングが可能となり、イオン化゛率の
向上、ひいては検出感度の著しい向上化を達成できる。
マ放電を形成することが容易であるため、これらのイオ
ンによるスパッタリングが可能となり、イオン化゛率の
向上、ひいては検出感度の著しい向上化を達成できる。
第１図は本発明の一実施例を示す質量分析装置の概略断
面図、第２図及び第３図は夫々本発明の他の実施例を示
す質量分析装置の概略断面図、第４図は従来の質量分析
装置を示す概略図である。 １１・・・保持板、１２・・・アパーチャプレート、１
３・・・開孔部、１４・・・高周波電源、１５・・・四
重種型分析器、１６・・・シリコンウェハ（被検体ン、
１７・・・プラズマ、１８・・・イオン化元素、１９・
・・磁石、２０・・・連結筒。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
面図、第２図及び第３図は夫々本発明の他の実施例を示
す質量分析装置の概略断面図、第４図は従来の質量分析
装置を示す概略図である。 １１・・・保持板、１２・・・アパーチャプレート、１
３・・・開孔部、１４・・・高周波電源、１５・・・四
重種型分析器、１６・・・シリコンウェハ（被検体ン、
１７・・・プラズマ、１８・・・イオン化元素、１９・
・・磁石、２０・・・連結筒。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第２図
Claims (1)
- 被検体を保持する保持部材と、この保持部材に保持され
た被検体に対向して配設されるアパーチャプレートと、
前記保持部材とアパーチャプレートとの間にパワーを入
力し、被検体とプレートとの間で放電を起こさせて被検
体の構成元素をスパッタリングさせる電源と、前記アパ
ーチャプレートに設けられ、前記スパッタリングされた
構成元素を引出すための開孔部と、この開孔部から引出
されたイオン化元素の質量を分析する分析器とを具備し
たことを特徴とする質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251122A JPS61131356A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59251122A JPS61131356A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61131356A true JPS61131356A (ja) | 1986-06-19 |
Family
ID=17217988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59251122A Pending JPS61131356A (ja) | 1984-11-28 | 1984-11-28 | 質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61131356A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6005767A (en) * | 1997-11-14 | 1999-12-21 | Vadem | Portable computer having articulated display |
| US6266236B1 (en) | 1997-08-27 | 2001-07-24 | Vadem | Apparatus and method for connecting and articulating display in a portable computer having multiple display orientations |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53132396A (en) * | 1977-04-25 | 1978-11-18 | Hitachi Ltd | Solid ion source |
-
1984
- 1984-11-28 JP JP59251122A patent/JPS61131356A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53132396A (en) * | 1977-04-25 | 1978-11-18 | Hitachi Ltd | Solid ion source |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6266236B1 (en) | 1997-08-27 | 2001-07-24 | Vadem | Apparatus and method for connecting and articulating display in a portable computer having multiple display orientations |
| US6005767A (en) * | 1997-11-14 | 1999-12-21 | Vadem | Portable computer having articulated display |
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