JPS625158A - 二次イオン質量分析装置 - Google Patents
二次イオン質量分析装置Info
- Publication number
- JPS625158A JPS625158A JP60142478A JP14247885A JPS625158A JP S625158 A JPS625158 A JP S625158A JP 60142478 A JP60142478 A JP 60142478A JP 14247885 A JP14247885 A JP 14247885A JP S625158 A JPS625158 A JP S625158A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- ion beam
- ion
- generator
- mass spectrometer
- 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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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (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】
〔発明の利用分野〕
本発明は二次イオン質量分析装置、特に試料の深さ方向
の濃度分布を測定するのに好適な二次イオン質量分析装
置に関する。
の濃度分布を測定するのに好適な二次イオン質量分析装
置に関する。
第４図（Ａ）に示す様Ｋ、試料表面から元素Ｍ１゜膜厚
ｄ１の元素ｍｌの層、膜厚ｄ２の元素ｍ２の層、・・・
・・・からなる多層膜試料の二次イオン質量分析を行う
と、第４図（Ｂ）の深さプロファイルが得られる。ただ
し、横軸を分析時間（深さに対応）Ｔ、縦軸をイオン強
度（元素濃度に対応）Ｉとする。この場合、ｄｌ・Δ１
／１が深さ方向の分解能と呼ぶことＫすれば、Δ１ ／
１が小さいほど深さ分解能が高いと称することができ
る。この値は数１０人まで低くすることができると言わ
れている。
ｄ１の元素ｍｌの層、膜厚ｄ２の元素ｍ２の層、・・・
・・・からなる多層膜試料の二次イオン質量分析を行う
と、第４図（Ｂ）の深さプロファイルが得られる。ただ
し、横軸を分析時間（深さに対応）Ｔ、縦軸をイオン強
度（元素濃度に対応）Ｉとする。この場合、ｄｌ・Δ１
／１が深さ方向の分解能と呼ぶことＫすれば、Δ１ ／
１が小さいほど深さ分解能が高いと称することができ
る。この値は数１０人まで低くすることができると言わ
れている。
高い分解能を得る条件としては、（１）、均一なスパッ
タを行うこと、（２）、スパッタによシ生じたクレータ
の側壁の影響を受けないことなどが必要である。
タを行うこと、（２）、スパッタによシ生じたクレータ
の側壁の影響を受けないことなどが必要である。
特公昭５３−２５９９号公報によれば、−次イオンをラ
スター走査することによシ（１）を満足させ、ラスター
走査の中央部を走査しているときのみ二次イオンを捕捉
する方法によって（２）を満足している。
スター走査することによシ（１）を満足させ、ラスター
走査の中央部を走査しているときのみ二次イオンを捕捉
する方法によって（２）を満足している。
このような方法で高い深さ分解能を得るためには、試料
を衝撃するイオンビームの電流密度が一様であること並
びに走査幅Ｗ、走査線間隔Ｗおよびイオンビームの直径
ｄの間にＷ＞ｄ＞Ｗの関係が満されていることが必要で
ある。
を衝撃するイオンビームの電流密度が一様であること並
びに走査幅Ｗ、走査線間隔Ｗおよびイオンビームの直径
ｄの間にＷ＞ｄ＞Ｗの関係が満されていることが必要で
ある。
しかし、これらの事項を満足する条件設定は容易でない
。
。
、〔発明の目的〕
本発明の目的は前述したような条件設定によらずともス
パッタリングを均一に行うことができる二次イオン質量
分析装置を提供することにある。
パッタリングを均一に行うことができる二次イオン質量
分析装置を提供することにある。
本発明の特徴は、イオンビームが試料上で第１の方向に
おける予め定められたそれぞれの位置において前記第１
の方向と実質的に直角な第２の方向に移動するように前
記試料を前記イオンビームで二次元的に走査する手段と
、その走査によって前記試料から放出される二次イオン
を質量分析する手段とを備え、前記走査手段は前記イオ
ンビームが前記第１の方向に振動しながら前記第２の方
向に移動するように構成されている二次イオン質量分析
装置にある。
おける予め定められたそれぞれの位置において前記第１
の方向と実質的に直角な第２の方向に移動するように前
記試料を前記イオンビームで二次元的に走査する手段と
、その走査によって前記試料から放出される二次イオン
を質量分析する手段とを備え、前記走査手段は前記イオ
ンビームが前記第１の方向に振動しながら前記第２の方
向に移動するように構成されている二次イオン質量分析
装置にある。
第５図を参照するに、イオン発生装置１１から放出され
るある特定の質量対電荷比のイオンビーム１２はレンズ
１３および１４によって試料１５に収束される。イオン
ビーム１２は偏向器５によって二次元的に偏向され、こ
れＩＣよって試料１５は収束されたイオンビーム１２で
もって二次元的に走査される。試料１５はこれによって
スパッタされ、二次イオンを発生し１発生した二次イオ
ンは質量分析計１６によって質量分析される。質量分析
計１６は試料１５から発生するイオンのうちの特定の質
量対電荷比のイオンの信号だけを発生させるように設定
されてもよいし、質量掃引を行い、質量対電荷比の異な
るイオンの信号を次々と取出すように設定されてもよい
。
るある特定の質量対電荷比のイオンビーム１２はレンズ
１３および１４によって試料１５に収束される。イオン
ビーム１２は偏向器５によって二次元的に偏向され、こ
れＩＣよって試料１５は収束されたイオンビーム１２で
もって二次元的に走査される。試料１５はこれによって
スパッタされ、二次イオンを発生し１発生した二次イオ
ンは質量分析計１６によって質量分析される。質量分析
計１６は試料１５から発生するイオンのうちの特定の質
量対電荷比のイオンの信号だけを発生させるように設定
されてもよいし、質量掃引を行い、質量対電荷比の異な
るイオンの信号を次々と取出すように設定されてもよい
。
質量分析計１６からの信号は陰極線管１７に輝度変調信
号として導かれる。陰極線管１７の電子ビームとイオン
ビーム１２とは走査電源回路１８によって同期して二次
元的に偏向される。したがって、陰極線管１７のスクリ
ーンには質量分析計１６からの信号に応じた。試料１５
の走査領域の像が表示される。
号として導かれる。陰極線管１７の電子ビームとイオン
ビーム１２とは走査電源回路１８によって同期して二次
元的に偏向される。したがって、陰極線管１７のスクリ
ーンには質量分析計１６からの信号に応じた。試料１５
の走査領域の像が表示される。
もちろん、図では省略されているが、質量分析計１６か
らの二次イオン強度を表わす信号は記録計に記録される
よう圧してもよい。
らの二次イオン強度を表わす信号は記録計に記録される
よう圧してもよい。
第１図は第５図のイオンビーム偏向系のブロック図を示
す。同図において、５は第１図の偏向器５を表わしてい
る。この偏向器が発生する一次イオンく−ム偏向場は電
場、磁場いずれでも良いが、図は電場偏向を用いる例を
示す。第５図中の偏向器５以外の構成要素は第５図の走
査電源回路１８の構成要素と考えてよい。Ｘ方向偏向電
極５ＸとＹ方向偏向電極５Ｙからなる偏向器５には、各
々Ｘ偏向電源４と、Ｙ偏向電源６が接続されている。
す。同図において、５は第１図の偏向器５を表わしてい
る。この偏向器が発生する一次イオンく−ム偏向場は電
場、磁場いずれでも良いが、図は電場偏向を用いる例を
示す。第５図中の偏向器５以外の構成要素は第５図の走
査電源回路１８の構成要素と考えてよい。Ｘ方向偏向電
極５ＸとＹ方向偏向電極５Ｙからなる偏向器５には、各
々Ｘ偏向電源４と、Ｙ偏向電源６が接続されている。
Ｘ偏向電源４には、Ｘ走査信号発生器２が接続されてい
る。Ｘ走査信号Ａは、第２図Ａに示す様な鋸歯状波であ
る。一方、Ｙ偏向電源６には、Ｘ走査信号発生器２の鋸
歯状波の終了信号を入力としたＸ走査信号発生器３の出
力信号Ｂと、正弦波関数発生器８の出力Ｃ（第２図のＣ
−１）とを加算する加算器７の出力Ｂ＋Ｃ（第２図のＤ
）が入力される。Ｘ走査信号発生器２と正弦波関数発生
器８は、タイマー１のパルスにより同期をとっている。
る。Ｘ走査信号Ａは、第２図Ａに示す様な鋸歯状波であ
る。一方、Ｙ偏向電源６には、Ｘ走査信号発生器２の鋸
歯状波の終了信号を入力としたＸ走査信号発生器３の出
力信号Ｂと、正弦波関数発生器８の出力Ｃ（第２図のＣ
−１）とを加算する加算器７の出力Ｂ＋Ｃ（第２図のＤ
）が入力される。Ｘ走査信号発生器２と正弦波関数発生
器８は、タイマー１のパルスにより同期をとっている。
また正弦波周期は、Ｘ走査信号周期を整数で多分割され
ている。正弦波関数発生器８は、Ｘ走査信号発生器３の
終了信号（つまシ１フレーム信号）毎に位置がずれる様
になっている。たとえば１フレーム毎に位相がπ／２ず
つずれる時、正弦波Ｃは、第３図に示す如く第１のフレ
ームにて■、第２のフレームにて■とずれ、第５フレー
ムにて元の位相に戻る。つまり ■Ｖ 、 ｓｉｎ （ｗｔ−π／２・０）＝ｖ、・５ｉ
ｎＷｔ■Ｖ ｍ ｓｉｎ （ｗｔ−π／２−１）■Ｖ＋
ｍ５１１１（Ｗｔ−π／２・２）■Ｖ＋ｍｓｉｎ（ｗｔ
−π／２・３） ■Ｖａｓｉｎ（Ｗｔ−π／２・４）＝Ｖ、ｓｉｎｗｔと
なる。
ている。正弦波関数発生器８は、Ｘ走査信号発生器３の
終了信号（つまシ１フレーム信号）毎に位置がずれる様
になっている。たとえば１フレーム毎に位相がπ／２ず
つずれる時、正弦波Ｃは、第３図に示す如く第１のフレ
ームにて■、第２のフレームにて■とずれ、第５フレー
ムにて元の位相に戻る。つまり ■Ｖ 、 ｓｉｎ （ｗｔ−π／２・０）＝ｖ、・５ｉ
ｎＷｔ■Ｖ ｍ ｓｉｎ （ｗｔ−π／２−１）■Ｖ＋
ｍ５１１１（Ｗｔ−π／２・２）■Ｖ＋ｍｓｉｎ（ｗｔ
−π／２・３） ■Ｖａｓｉｎ（Ｗｔ−π／２・４）＝Ｖ、ｓｉｎｗｔと
なる。
第１図に一実施例として示されている正弦波発土器８ば
、第２図Ｃ−２，０−３に示すような矩形波または三角
波を発生するものに置き換えられてもよい。
、第２図Ｃ−２，０−３に示すような矩形波または三角
波を発生するものに置き換えられてもよい。
以上説明した実施例によれば、イオンビーム１２は試料
１５上でＹ方向の各位置において単にＸ方向に移動する
だけではなく、Ｙ方向に振動しながら移動する。このた
め、イオンビーム１２の電流密度が必ずしも一様でなく
とも、また発明の背景の項目部分で述べたように必ずし
もＷ）ｄ）Ｗという関係が満されなくともスパッタが均
−行われるようになる。
１５上でＹ方向の各位置において単にＸ方向に移動する
だけではなく、Ｙ方向に振動しながら移動する。このた
め、イオンビーム１２の電流密度が必ずしも一様でなく
とも、また発明の背景の項目部分で述べたように必ずし
もＷ）ｄ）Ｗという関係が満されなくともスパッタが均
−行われるようになる。
また、試料１５上でのＹ方向におけるイオンビーム１２
の振動の位相、すなわちＹ走査信号に加えられる振動波
形の位相がフレーム毎にすなわち試料の走査領域の各回
の走査毎に異なるためスパッタのより均一化が図られる
。
の振動の位相、すなわちＹ走査信号に加えられる振動波
形の位相がフレーム毎にすなわち試料の走査領域の各回
の走査毎に異なるためスパッタのより均一化が図られる
。
更に、スパッタの均一化を図るためには試料上でのイオ
ンビームのＸ方向移動をＹ方向への振動を伴わせながら
行うだけでよい。換言すれば、Ｙ走査信号に振動波形を
加えるだけでよい。これはその目的達成手段が極めて単
純であることを意味する。
ンビームのＸ方向移動をＹ方向への振動を伴わせながら
行うだけでよい。換言すれば、Ｙ走査信号に振動波形を
加えるだけでよい。これはその目的達成手段が極めて単
純であることを意味する。
なお、Ｙ走査信号は第２図Ｂに示されるようにステップ
状の鋸歯状波に代えて連続状の鋸歯状波が用いられても
よいことは当然である。
状の鋸歯状波に代えて連続状の鋸歯状波が用いられても
よいことは当然である。
また、Ｙ走査信号に加えられる振動波形の振幅や振動数
ないしは周波数はイオンビームの直径。
ないしは周波数はイオンビームの直径。
走査線間隔、スパッタの目的とする均一度などに応じて
任意に定めることができる。
任意に定めることができる。
本発明によれば、試料照射用イオンビームの電流密度を
必ずしも一様にしなくとも、また発明の背景の項目部分
で述べたように必ずしもＷ＞ｄ＞Ｗという関係が満され
なくともスパッタの均一化を図ることができると共Ｋ、
その手段が非常に単純であるという効果が奏せられる。
必ずしも一様にしなくとも、また発明の背景の項目部分
で述べたように必ずしもＷ＞ｄ＞Ｗという関係が満され
なくともスパッタの均一化を図ることができると共Ｋ、
その手段が非常に単純であるという効果が奏せられる。
第１図は本発明の一実施例を示す二次イオン質量分析装
置の概念図、第２図は第１図中の各部の波形図、第３図
は振動波形の位相ずれを説明する図、第４図は多層膜試
料とその分析結果を示す図、第５図は第１図中の一次イ
オンビーム偏向系のブロック図である。 １・・・タイマー、２・・・Ｘ走査信号発生器、３・・
・Ｘ走査信号発生器、４・・・Ｘ走査電源、５・・・偏
向電極、拓３図 高年図 １’７
置の概念図、第２図は第１図中の各部の波形図、第３図
は振動波形の位相ずれを説明する図、第４図は多層膜試
料とその分析結果を示す図、第５図は第１図中の一次イ
オンビーム偏向系のブロック図である。 １・・・タイマー、２・・・Ｘ走査信号発生器、３・・
・Ｘ走査信号発生器、４・・・Ｘ走査電源、５・・・偏
向電極、拓３図 高年図 １’７
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、イオンビームが試料上で第１の方向における予め定
められたそれぞれの位置において前記第１の方向と実質
的に直角な第２の方向に移動するように前記試料を前記
イオンビームで二次元的に走査する手段と、その走査に
よつて前記試料から放出される二次イオンを質量分析す
る手段とを備え、前記走査手段は前記イオンビームが前
記第１の方向に振動しながら前記第２の方向に移動する
ように構成されている二次イオン質量分析装置。 ２、前記走査手段は前記イオンビームの振動の位相が前
記試料の走査領域の各回の走査毎に異なるように構成さ
れている特許請求の範囲第１項に記載された二次イオン
質量分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142478A JPS625158A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 二次イオン質量分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60142478A JPS625158A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 二次イオン質量分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS625158A true JPS625158A (ja) | 1987-01-12 |
Family
ID=15316251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60142478A Pending JPS625158A (ja) | 1985-07-01 | 1985-07-01 | 二次イオン質量分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS625158A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014142357A (ja) * | 2008-11-06 | 2014-08-07 | Nanomegas Sprl | 電子線回折による高スループット結晶構造解析のための方法及びデバイス |
-
1985
- 1985-07-01 JP JP60142478A patent/JPS625158A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014142357A (ja) * | 2008-11-06 | 2014-08-07 | Nanomegas Sprl | 電子線回折による高スループット結晶構造解析のための方法及びデバイス |
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