JPS6150045A - オージエ電子分光スペクトル測定方法 - Google Patents
オージエ電子分光スペクトル測定方法Info
- Publication number
- JPS6150045A JPS6150045A JP60175368A JP17536885A JPS6150045A JP S6150045 A JPS6150045 A JP S6150045A JP 60175368 A JP60175368 A JP 60175368A JP 17536885 A JP17536885 A JP 17536885A JP S6150045 A JPS6150045 A JP S6150045A
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- JP
- Japan
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- sample
- voltage
- electrons
- minute
- auger
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-
- 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
- H01J37/252—Tubes for spot-analysing by electron or ion beams; Microanalysers
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、オージェ電子分光スペクトルの測定方法に関
するものである。
するものである。
（ＣＭΔ： Ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ Ｍｉｒｒｏｒ
Ａｎａｌｙｅｒｂ以下ＣＭ Ａと記述する。）に直流掃
引電圧と微小振幅変調電圧とを重畳させて、試料から放
出される二次電子（オージェ電子を含む）のうち該変調
電圧に同期した周波数成分のみをロックイン増幅器で位
相検波することによってオージェ電子分光スペクトルを
検出する方法を採用している。
Ａｎａｌｙｅｒｂ以下ＣＭ Ａと記述する。）に直流掃
引電圧と微小振幅変調電圧とを重畳させて、試料から放
出される二次電子（オージェ電子を含む）のうち該変調
電圧に同期した周波数成分のみをロックイン増幅器で位
相検波することによってオージェ電子分光スペクトルを
検出する方法を採用している。
従来のこの測定方法のブロックダイアグラムを第１図に
示す０第１図において１は真窒容器でイオンポンプ２に
よって排気されている。−次電子照射系３から試料４に
一次電子を照射し、試料４から放出されたオージェ電子
を含む二次電子はＣＭＡ５によシエネルギー分元され、
二次電子増倍管６によって増幅され、ロック−ｆン増幅
器７に検出される。
示す０第１図において１は真窒容器でイオンポンプ２に
よって排気されている。−次電子照射系３から試料４に
一次電子を照射し、試料４から放出されたオージェ電子
を含む二次電子はＣＭＡ５によシエネルギー分元され、
二次電子増倍管６によって増幅され、ロック−ｆン増幅
器７に検出される。
ロックイン増幅器７の出力はＸ−Ｙレコーダ８に記録さ
れるＯＣＭＡ５には直流掃引電圧９及び微小交流電圧１
０がトラレス１１を介して印加されている◎ロックイン
増幅器７はＣＭＡ５ に印加された微小変調電圧ｌＯ
の周波数と位相に同期整合されておシ、入力信号のうち
前記周波数と位相をもつ成分のみを増幅することによっ
て入力信号中の雑音を低減している。
れるＯＣＭＡ５には直流掃引電圧９及び微小交流電圧１
０がトラレス１１を介して印加されている◎ロックイン
増幅器７はＣＭＡ５ に印加された微小変調電圧ｌＯ
の周波数と位相に同期整合されておシ、入力信号のうち
前記周波数と位相をもつ成分のみを増幅することによっ
て入力信号中の雑音を低減している。
この測定方法においては、０Ｍ人５に変調風圧１０を印
加しているため、０Ｍ人５を通過する電子は全て変調さ
れてしまう００Ｍ人５を通過する電子の大部分は、試料
４から放出されて直接飛来する二次電子であるが、その
他に迷走電子と呼ばれる試料４以外から発生する低エネ
ルギーの電子が０Ｍ人５ ｆ通過している。これらの迷
走電子には、イオンポンプ２から発生している迷走電子
、ＣＭＡ開口部のメッシユ１２から発生している二次電
子、０Ｍ人５の内壁から発生している二次電子等が含ま
れる。ＣＭＡＳ内では、試料４から放出されかつ、真の
信号を与える二次電子のみならず、同時に迷走電子も変
調される０この現象はオージェ電子分光スペクトルを検
出する際に、雑音の原因とな）、時には低エネルギー領
域でのオージェ電子分光スペクトルの検出を困難にする
こともあるコ特に金属及び半導体デバイス等の素子の表
面を研冗していくうえで、低エネルギー領域のオージェ
電子分光スペクトルを測定することはしばしば重要であ
る。たとえば素子の表面の汚染状態を調べるうえで問題
となる汚染元素に炭素、酸素、窒素、カリウム等があげ
られるが、これらの元素のオージェ電子分光スペクトル
は、はとんどが数１００ ｅｖ以下に存在する０寸だ、
素子表面の化学結合状態を知るためにも、低エネルギー
領域のオージェ電子分光スペクトルは重要である０たと
えばシリコンの低エネルギーオージェ電子は９２ ａｙ
であるが、酸化されることによって７６ｃｖの酸化シリ
コン特有のオージェ電子を放出する。
加しているため、０Ｍ人５を通過する電子は全て変調さ
れてしまう００Ｍ人５を通過する電子の大部分は、試料
４から放出されて直接飛来する二次電子であるが、その
他に迷走電子と呼ばれる試料４以外から発生する低エネ
ルギーの電子が０Ｍ人５ ｆ通過している。これらの迷
走電子には、イオンポンプ２から発生している迷走電子
、ＣＭＡ開口部のメッシユ１２から発生している二次電
子、０Ｍ人５の内壁から発生している二次電子等が含ま
れる。ＣＭＡＳ内では、試料４から放出されかつ、真の
信号を与える二次電子のみならず、同時に迷走電子も変
調される０この現象はオージェ電子分光スペクトルを検
出する際に、雑音の原因とな）、時には低エネルギー領
域でのオージェ電子分光スペクトルの検出を困難にする
こともあるコ特に金属及び半導体デバイス等の素子の表
面を研冗していくうえで、低エネルギー領域のオージェ
電子分光スペクトルを測定することはしばしば重要であ
る。たとえば素子の表面の汚染状態を調べるうえで問題
となる汚染元素に炭素、酸素、窒素、カリウム等があげ
られるが、これらの元素のオージェ電子分光スペクトル
は、はとんどが数１００ ｅｖ以下に存在する０寸だ、
素子表面の化学結合状態を知るためにも、低エネルギー
領域のオージェ電子分光スペクトルは重要である０たと
えばシリコンの低エネルギーオージェ電子は９２ ａｙ
であるが、酸化されることによって７６ｃｖの酸化シリ
コン特有のオージェ電子を放出する。
このように、低エネルギー領域における正確なオージェ
電子分光スペクトルを得るためには、迷走電子を検出系
から除去する必要があるが、従来の測定方法によれば、
迷走電子の除去はで＠ないという欠点を有する。
電子分光スペクトルを得るためには、迷走電子を検出系
から除去する必要があるが、従来の測定方法によれば、
迷走電子の除去はで＠ないという欠点を有する。
また、特に半導体デバイス表面の評価において表面の微
小領域でのオージェ電子分光スペクトルを測定すること
が重要になってきている。現在の半導体集積回路におい
ては、１μｍｎ以下の線幅でパターンを形成することが
可能になり、ユニボー、１ＦｆｆｉＦＥ’、［’（Ｆｉ
ｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ：電界
効果トランジスタ）においては高周波特性を改善するた
めにゲート長１μｍ以下のゲート電極を有するものも開
発されている。このような微小領域をオージェ電子分光
法を用いて測定評価することは、今後ますます重要にな
ってきている。０Ｍ人５に微小変′Ａ電圧ｌＯを印加す
る従来の測定方法においては、微小領域でのオージェ電
子分光スペクトＡ／を検出するためには試料４に照射す
る一次電子ビームの直径を小さくする必要がある〇一般
にオージェ電子分光スペクトルを感度良く検出するため
には、試料６に入射する一次電子ビームの電流量はｌＱ
−１ｕ Ａ程度を必要としている。このときの−
次電子ビームの到達最小ビーム直径は、電子銃フィラメ
ントにタングステンを用いた揚台最高性能の電子レンズ
系を用いても約１μｍφ程度でらる口試料４に照射する
一次電子ビームの直径は、試料照射電流量によって、お
およそ決定されるが、−次電子ビームの直径を１μｍφ
以下にするためには、試料に照射される一次電子の電流
量を少なくしなければならない０然るにかくなるときは
、良好なオージェ電子分光スペクトルが得られに＜＜、
また、信号が雑音に埋もれてしまい、何の情報も検出で
きなくなるという事態を招くことが多い。ま；を−次心
子ビームの直径を充分側くすることができたとしても、
−次電子ビームの照射位置のゆらぎを１ｉｌＪ限する必
要がある０測定したい微小領域に一次電子ビームを照射
していても、時間の緑過と共に照射位置がふらつく危険
性がらシ、この場合、正確なオージェ電子分光スペクト
ル情報を得ることができない。
小領域でのオージェ電子分光スペクトルを測定すること
が重要になってきている。現在の半導体集積回路におい
ては、１μｍｎ以下の線幅でパターンを形成することが
可能になり、ユニボー、１ＦｆｆｉＦＥ’、［’（Ｆｉ
ｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ：電界
効果トランジスタ）においては高周波特性を改善するた
めにゲート長１μｍ以下のゲート電極を有するものも開
発されている。このような微小領域をオージェ電子分光
法を用いて測定評価することは、今後ますます重要にな
ってきている。０Ｍ人５に微小変′Ａ電圧ｌＯを印加す
る従来の測定方法においては、微小領域でのオージェ電
子分光スペクトＡ／を検出するためには試料４に照射す
る一次電子ビームの直径を小さくする必要がある〇一般
にオージェ電子分光スペクトルを感度良く検出するため
には、試料６に入射する一次電子ビームの電流量はｌＱ
−１ｕ Ａ程度を必要としている。このときの−
次電子ビームの到達最小ビーム直径は、電子銃フィラメ
ントにタングステンを用いた揚台最高性能の電子レンズ
系を用いても約１μｍφ程度でらる口試料４に照射する
一次電子ビームの直径は、試料照射電流量によって、お
およそ決定されるが、−次電子ビームの直径を１μｍφ
以下にするためには、試料に照射される一次電子の電流
量を少なくしなければならない０然るにかくなるときは
、良好なオージェ電子分光スペクトルが得られに＜＜、
また、信号が雑音に埋もれてしまい、何の情報も検出で
きなくなるという事態を招くことが多い。ま；を−次心
子ビームの直径を充分側くすることができたとしても、
−次電子ビームの照射位置のゆらぎを１ｉｌＪ限する必
要がある０測定したい微小領域に一次電子ビームを照射
していても、時間の緑過と共に照射位置がふらつく危険
性がらシ、この場合、正確なオージェ電子分光スペクト
ル情報を得ることができない。
このように、０Ｍ人５に微小変詞′冠圧１０を印加する
従来の０！す定力法においては、試料４の微小領域の測
定を制限する要因は、−欠電子ビームの照射系３であり
、−次電子ビームの直径を小さくし、かつ照射位置のふ
らつきを減するため高度の技術精度を要するという欠点
を有している。
従来の０！す定力法においては、試料４の微小領域の測
定を制限する要因は、−欠電子ビームの照射系３であり
、−次電子ビームの直径を小さくし、かつ照射位置のふ
らつきを減するため高度の技術精度を要するという欠点
を有している。
本発明の目的は、上記の低エネルギー領域においてオー
ジェ電子分光スペクトルの雑音の原因となる迷走電子の
検出を避け、かつ試料に入射する一次電子ビームの直径
を充分に小さくするという必要をなくして、実効的に微
小領域での正確なオージェ電子分光スペクトルを得る測
定方法を提供することにある０ 本発明によれば、試料に微小交流電圧を印加して試料よ
り放出される二次電子を変調することによりｓ／Ｎの良
いオージェ電子分光スペクトルの測定方法が得られる。
ジェ電子分光スペクトルの雑音の原因となる迷走電子の
検出を避け、かつ試料に入射する一次電子ビームの直径
を充分に小さくするという必要をなくして、実効的に微
小領域での正確なオージェ電子分光スペクトルを得る測
定方法を提供することにある０ 本発明によれば、試料に微小交流電圧を印加して試料よ
り放出される二次電子を変調することによりｓ／Ｎの良
いオージェ電子分光スペクトルの測定方法が得られる。
第２図に本発明のブロックダイアグラムを示すＯＣＭＡ
５には直流掃引電圧９のみを印加し、また試料４には微
小交流電圧１１のみを印加するＯただし、ＣＭＡＳ側の
アースと、試料４側のアースとは共通にしている口試料
４が導体である場合、変調電圧１０がアースと短絡する
ことを避けるため高抵抗１３を試料４とアースとの間に
挿入する。こうすることによシ、照射系３よ）−次電子
ビームを試料４に入射させたとき、試料から放出する二
次電子（オージェ電子を含む）のみが、交流電圧１０に
より変調を受ける。このとき試料４以外から発生してい
る迷走電子は変調を受けない。ＣＭＡ５を通過する電子
は、変調を受けた試料４がらの二次電子と変調を受けて
いない迷走電子とでおるが、ロックイン増幅器７で、試
料４に印加した変調電圧ｌＯと同期した周波数成分の信
号のみを検出増幅することによりて変調を受けた試料４
からの二次電子の信号のみが検出される口このとき、迷
走電子による信号は検出されないから低エネルギー領域
におけるオージェ電子分光スペクトルは非常に雑音の少
ないものとなる口また交流電圧１０を測定したい微小領
域のみに印加すれば、その領域から放出する二次電子の
みが変調を受ける。そのため、試料４に入射する一次電
子ビームの直径が、たとえその微小領域以上であっても
、その微小領域以外から放出する二次電子は変調を受け
ていないため、ロックイン増幅器７で検出されない。
５には直流掃引電圧９のみを印加し、また試料４には微
小交流電圧１１のみを印加するＯただし、ＣＭＡＳ側の
アースと、試料４側のアースとは共通にしている口試料
４が導体である場合、変調電圧１０がアースと短絡する
ことを避けるため高抵抗１３を試料４とアースとの間に
挿入する。こうすることによシ、照射系３よ）−次電子
ビームを試料４に入射させたとき、試料から放出する二
次電子（オージェ電子を含む）のみが、交流電圧１０に
より変調を受ける。このとき試料４以外から発生してい
る迷走電子は変調を受けない。ＣＭＡ５を通過する電子
は、変調を受けた試料４がらの二次電子と変調を受けて
いない迷走電子とでおるが、ロックイン増幅器７で、試
料４に印加した変調電圧ｌＯと同期した周波数成分の信
号のみを検出増幅することによりて変調を受けた試料４
からの二次電子の信号のみが検出される口このとき、迷
走電子による信号は検出されないから低エネルギー領域
におけるオージェ電子分光スペクトルは非常に雑音の少
ないものとなる口また交流電圧１０を測定したい微小領
域のみに印加すれば、その領域から放出する二次電子の
みが変調を受ける。そのため、試料４に入射する一次電
子ビームの直径が、たとえその微小領域以上であっても
、その微小領域以外から放出する二次電子は変調を受け
ていないため、ロックイン増幅器７で検出されない。
このことは即ち、試料４に入射する一次電子ビームの直
径を実効的に測定している微小領域に等しくしているこ
とに対応する。このようにして、−次電子ビームの電流
量を減少させることなく、−次電子ビームの直径全実効
的に小さくすることができる。
径を実効的に測定している微小領域に等しくしているこ
とに対応する。このようにして、−次電子ビームの電流
量を減少させることなく、−次電子ビームの直径全実効
的に小さくすることができる。
以下、図面を用いてこの発明の実施例について詳述する
。第３図は、アルミニウム電甑σ）腐食によって故障し
たＩＣ（集積回路： ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕ
ｉｔ ）であるｏｔ極２１が腐食している力Ｓ。
。第３図は、アルミニウム電甑σ）腐食によって故障し
たＩＣ（集積回路： ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕ
ｉｔ ）であるｏｔ極２１が腐食している力Ｓ。
その他の電極２２．２３は腐食していない。それぞれの
電極は、幅４０μｍ程度でちる。アルミニウム電極２１
に振幅１０Ｖの微小交流電圧を印加し、かつ−次電子ビ
ームを、加速電圧１０ＫＶ、電流量５×ｌＯ″″６Ａ、
ビーム通約３００μｍで電極２２゜２３．２４の全体に
照射したＯこうすることによって１じ極２１から放出さ
れる二次電子Ｏ）みが変調を受ける。変調電圧と同期し
た周波数成分をロックイン増幅器で検出して得られたオ
ージェ電子分光スペクトルを第４図に示す０同様に腐食
されていないアルミニウム電極２２．２３に微小変調電
圧を印加して得られたオージェ電子分光スペクトルを第
５図に示すＯ第４図と第５図を比・絞すると、腐食した
電極２１から、塩素が検出されるが電極２２．２３から
は塩素は検出されていない。こび）ことからアルミニウ
ム電極は、塩素によって腐食されるざ結果を知ることが
できる・ このように、本発明は、試料に交流電圧を印加して迷走
電圧による雑音信号を低減させかつ、試料に照射する一
次電子ビームの直径を考慮することなく測定したい微小
領域のみのオージェ電子分光スペクトルを検出すること
ができるという種々の利点を有する。
電極は、幅４０μｍ程度でちる。アルミニウム電極２１
に振幅１０Ｖの微小交流電圧を印加し、かつ−次電子ビ
ームを、加速電圧１０ＫＶ、電流量５×ｌＯ″″６Ａ、
ビーム通約３００μｍで電極２２゜２３．２４の全体に
照射したＯこうすることによって１じ極２１から放出さ
れる二次電子Ｏ）みが変調を受ける。変調電圧と同期し
た周波数成分をロックイン増幅器で検出して得られたオ
ージェ電子分光スペクトルを第４図に示す０同様に腐食
されていないアルミニウム電極２２．２３に微小変調電
圧を印加して得られたオージェ電子分光スペクトルを第
５図に示すＯ第４図と第５図を比・絞すると、腐食した
電極２１から、塩素が検出されるが電極２２．２３から
は塩素は検出されていない。こび）ことからアルミニウ
ム電極は、塩素によって腐食されるざ結果を知ることが
できる・ このように、本発明は、試料に交流電圧を印加して迷走
電圧による雑音信号を低減させかつ、試料に照射する一
次電子ビームの直径を考慮することなく測定したい微小
領域のみのオージェ電子分光スペクトルを検出すること
ができるという種々の利点を有する。
第１図は従来のオージェ電子分光スペクトルの測定方法
を示す概略図でちゃ、第２図は本発明による測定方法；
２示す概略図である。第１図、第２回において１は真空
容器、２けイオンポンプ、３は一次電子照射系、４は試
料、５はＣＭＡ、６は二次電子増倍管、７はロックイン
増幅器、８はＸ−Ｙレコーダ、９は直流掃引電圧、１０
は微小変調電圧、１１はトランス、１２はＣＭＡ開口部
Ｏ〕メツシュ、１３は抵抗である。ｗＪ３図は腐食され
た電ｆｆ１２１および腐食されていない電（ｉｉ２２，
２３Ｌ
を示す概略図でちゃ、第２図は本発明による測定方法；
２示す概略図である。第１図、第２回において１は真空
容器、２けイオンポンプ、３は一次電子照射系、４は試
料、５はＣＭＡ、６は二次電子増倍管、７はロックイン
増幅器、８はＸ−Ｙレコーダ、９は直流掃引電圧、１０
は微小変調電圧、１１はトランス、１２はＣＭＡ開口部
Ｏ〕メツシュ、１３は抵抗である。ｗＪ３図は腐食され
た電ｆｆ１２１および腐食されていない電（ｉｉ２２，
２３Ｌ
Claims (1)
- １、試料から放出される二次電子をエネルギー分析し検
出するオージェ電子分光スペクトル測定方法に於て、試
料に微小交流電圧を印加することにより前記二次電子を
変調することを特徴とするオージェ電子分光スペクトル
測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60175368A JPS6150045A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | オージエ電子分光スペクトル測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60175368A JPS6150045A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | オージエ電子分光スペクトル測定方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP491078A Division JPS54139593A (en) | 1978-01-19 | 1978-01-19 | Measuring method of auger electron spectral spectra |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6150045A true JPS6150045A (ja) | 1986-03-12 |
| JPH0130101B2 JPH0130101B2 (ja) | 1989-06-16 |
Family
ID=15994868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60175368A Granted JPS6150045A (ja) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | オージエ電子分光スペクトル測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6150045A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054380A (ja) * | 1973-05-23 | 1975-05-14 | ||
| JPS5218392A (en) * | 1975-08-02 | 1977-02-10 | Jeol Ltd | Apparatus for analysis of electrn beam energy |
-
1985
- 1985-08-09 JP JP60175368A patent/JPS6150045A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5054380A (ja) * | 1973-05-23 | 1975-05-14 | ||
| JPS5218392A (en) * | 1975-08-02 | 1977-02-10 | Jeol Ltd | Apparatus for analysis of electrn beam energy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0130101B2 (ja) | 1989-06-16 |
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