JPS6326935A - 荷電粒子線を用いた分析装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は試料の所定領域をエツチングしながら分析する
ことにより、試料の種々の深さにＪ５ける元素の二次元
的な分布を分析ザることのできる荷電粒子線を用いた分
析装置に関づる。

［従来の技術］ 試料表面にＪ３ける二次元的な元素分布を分析するに止
まらず、試料の種々の深さにＪ３ける二次元的な元素の
分布を分析することが行なわれるようになった。

このような装置としては、例えば、オージ１分析装置に
エツチング用の−でオンビーム源と、イオンビーム走査
手段を備えたものがある。

このような装置を用いて、例えば第５図に示すにうな炭
素の部分Ｃとそれ以外のも］１素部分ｓ１とから成る試
料のグ１１！Ｉｌｉ　Ａを深ざ　１１００ｆ１ずつエッ
チングする毎に分析しようとする場合、従来においては
、第６図に示Ｊ゛ような水平走査信号と図示しない垂直
走査信号をイオンビーム走査信号発生回路よりイオンビ
ーム偏向器に送り、領域へを−様な速度でイオンビーム
により走査し、試料をエツチングしていた。

［発明が解決しようとする問題点］ さて、第５図におけるｍ線Ｕて示された試料の断面につ
いて考えると、従来においては、上記のようなエツチン
グを行なっていたため、最初の分析時には、第７図（ａ
）に示すものであった試料の表面は、第１回目の測定の
後行なわれた、第１回のエツチングにより第７図（ｂ）
に示すようになり、又、第２回目の測定の後、行なわれ
た第２回目のエツチングにより第７図（Ｃ）に示すよう
になってしまう。

これは、試料が異なった元素より形成されているにもか
かわらず、領ＭＡのどの点も同じ時間だけエツチングし
ていたためで、そのため、従来の装置においては、分析
によった１ｑられたある深さ・における試料の元素分布
データは、想定している深さとは異なった深さのデータ
を８んだものとなり、正確に種々の深さの元素分布デー
タを１！７ることはできなかった。

本発明は、このような従来の欠点を解決し、元素分布デ
ータを深さの誤差無く得ることのできる荷電粒子線を用
いた分析装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ そのため本発明は、試料の所定領域をエツチングするた
めイオンビームを該試料上において二次元的に走査する
ための手段と、該試料の所定領域を分析するため荷電粒
子線により該所定領域を二次元的に走査するための手段
と、該荷電粒子線の走査に伴って試料より発生した２次
荷電粒子又はＸ線のエネルギーを分析するための手段と
、該分析手段よりの信号に基づいて前記領域内各点の走
間分析データを求める手段とを備え、前記所定領域内の
エツチングを行なう毎に前記分析を行なって前記試料の
種々の深さにおける元素介在を表示するようにした装置
において、前記イオンビームにより前記領域をエツチン
グする際に該領域内の各点が存在元素の種類にかかわら
ず同じ深さまでエツチングされるように、前記領域内各
点に照射されるイオンビームの照射時間、加速電圧又は
ビーム電流回を前記走間分析データに基づいて制η口す
るための手段を備えることを特徴としている。

［実施例］ ｎｉｒ記第５図に示した試料の領域Ａを所定深さエツチ
ングする毎に試料の分析を行なう場合を例にとり、以下
、本発明の実施例を詳述する。

第１図は本発明の一実施例装置を示まための図である。

図中１は電子銃であり、この電子銃１よりの電子線２は
図示しない集束レンズにより集束されて試料３に照射さ
れる。４は偏向器であり、偏向器４には走査電源５より
走査信号が送られろ。

（３は前記電子線２の照射によって試料３より発生づる
オージェ、電子８を分析するためのシリンドリカルミラ
ー型エネルギー分析器であり、７は分析器６の碌引信号
発生器である。分析器６によってそのエネルギーに応じ
て分離されたオージェ電子は検出器９によって検出され
る。検出器９よりの信号は増幅器１０を介して信号処ｉ
！ｌ！何路１１に送られる。信号処理回路１１は検出器
９よりの信号に基づいて各分析点に存在する元素の走間
分析データを求め、求められた分析データは分析データ
格納メモリ１２に送られる。１３４ま試料をエツチング
するためのイオンを発生ずるイオン銃である。

１４は偏向器であり、偏向器１４はイオンビームを偏向
して試料の所定の点にイオンビームを照射するためのも
のである。１５は偏向器１４を制御するためのイオンビ
ーム走査信号発生回路である。

１６は中央演痺処理装置であり、１７は元素存在比−イ
オン照射時間変換テーブルを格納しているメモリである
。元素存在比−イオン照ｑ・１時間変換テーブルは、硅
素と炭素の存在比を表わ１“データを均一な深さのエツ
チングを行なうために必要なイオン照射時間データに変
換するためのテーブルであり、このテーブルの各存在比
に対応したアドレスには第２図に示ザようなデータが予
め格納されている。尚、このデータとしては実験により
得られたものを使用している。１８はイオン照０・１時
間データ格納メモリであり、１９は中央演算処理装置１
６に種々の指示を与えるための入力装置であり、２０は
分析結果を表示するためのＣＲＴであり、２１はパスラ
インである。

まず、入力装置１９により前記試料３の領域Ａの分析を
指示すると、中央演算処理装置１６は電子線走査用の走
査信号発生回路１５より走査信号を発生させる。その結
果、試料の領域Ａが二次元的に走査され、この走査に伴
って試料３より発生したオージェ電子の検出信号は信号
処理回路１１に送られる。その結果、信号処理回路１１
より前記領域各点に存在する元素の定ω分析データが得
られる。このデータ１１号はパスライン２１を介して分
析データ格納メモリ１２に送られ、メモリ１２の前記各
点の座標（ｘ、ｙ）に対応したアドレスに格納される。

中央演算処理装置装置１６は、分析データ格納メモリ１
２の各アドレスのデータを読み出し、各アドレスのデー
タに基づいてメモリ１７に記憶された元素存在比−イオ
ン照な・１時間変換テーブルのアドレスを指定し、領１
ｉｆｆｉ　Ａ各点のイオンビーム照射時間データを求め
る。即ち、例えば、分析データ格納メモリ１２の分析点
座標（ｘｉ　。

ｙｊ）に関するデータが硅素７３％（炭素２１％）であ
ったとすると、中央演算処理装置１６はこの元素存在比
に最も近い元素存在比のアドレスを指定してデータα（
７０，３０）をメモリ１７より読み出し、イオン照射時
間データ格納メモリ１８の分析点座標（ｘｉ　、　ｙｊ
　）に対応するアドレスに格納する。このようにして、
領域Ａの各分析点（ｘｉ　。

ｙｉ　）　　（ｉ＝　１．　２．　３．・・・、ｍ、ｊ
＝１．２゜３、・・・、ｎ）に対して、イオン照射時間
データ格納メモリ１８にデータを格納したら、中央演算
処理装置１６は、イオン照射時間データ格納メモリ１８
よりのデータに基づいてイオンビーム走査信号発生回路
１５に制御信号を送る。その結果、イオンビーム走査信
号発生回路１５は第３図に示づような水平走査信号を発
生ずる。そのため、炭素が存在している領域においては
、−点当りのイオンビーム照射時間が延長され、イオン
ビーム走査による第１回目のエツチングによって、第４
図（ａ）に示す部分は第４図（ｂ）に示ずように−様な
深さにエツチングされる。そこで、第１回目のエツチン
グが終了した時点で、中央演算処理装置１６よりの制御
に基づいて、電子線２により領域Ａを二次元的に走査し
、領域Ａの深さ　１００μｍにおける元素の二次元元素
分布データが分析データ格納メモリ１２の第２フレーム
ロの記憶領域に格納される。そこで、中央演算処理装置
１６は、このメモリ１２の第２フレーム目のデータに基
づいて前記のように元素存在比−イオン照射時間変換テ
ーブルのアドレスを指定して、走査各座標（ｘｉ　、　
ｙｊ　）のイオン照射時間データを読み出し、このデー
タによりイオン照射時間データメモリ１８を書き変える
。そして、第２回目のエツチングは、このイオン照射時
間データメモリ１８よりのイオン魚介１時間データに基
づいてイオンビーム走査信号発生回路より走査信号を発
生さける。

このようにすれば、第２回目のエツチングによっても第
４図（Ｃ）に示すように、領域Ａは均一な深さまでエツ
チングされ、第３回目の分析においても、深さ誤差デー
タの混入することの無い、領域△の元素分布データを得
ることができる。

尚、上述した実施例は本発明の一実施例に過ぎず、変型
して実施することができる。

例えば、上述した実施例においては、試料が２元素のみ
から成る場合に本発明を適用したが、３元素以上から成
る場合にも本発明は同様に適用できる。

又、上述した実施例においては、元素存在比データから
イオン照射時間データを求めるため、元素存在比−イオ
ン照射時間変換テーブルを用いるようにしたが、試料が
多くの元素から存在する場合には、各元素が１００％で
ある場合のイオン照０・１時間データのみを記憶させて
おき、ある点の各元素の存在比データに基づいてこれら
各元素が１００％である場合のデータを用いて演算によ
りイオン照射時間データを求めるようにして乙良い。

又、上述した実施例においては、イオンご−１１の各点
の照射時間をその点に存在する元素に応じて変えるよう
にしたが、イオンビームの照射時間の代りにイオンビー
ムの加速電圧やイオンビーム電流を変えるようにしてら
良い。

又、上述した実施例は、試料を電子線により走査し、こ
の走査に伴って試料Ｊ：り発生するＡ−ジ工電子を分析
して試料を分析する装置に本発明を適用したが、試料を
電子線により走査した際に、試料より発生するＸ線に基
づいて試料を分析する装置や、試料をイオンビームで走
査した際に、試料より発生する二次イオンにより試料を
分析する装置にも本発明は同様に適用できる。

［発明の効果］ 上述した説明から明らかなように、本発明に基づく装置
によれば、試料の二次元的な元素分布データに基づいて
、各点を照射する際のイオンビーム照射時間、イオンビ
ームの加速電圧又はイオンビーム電流を変えるようにし
ているため、各点に存在する元素が異なる場合にも、所
定の領域を均一な深さまでエツチングすることができ、
深さ誤差の無い試料の分析を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示すための図、第２図は元
素存在比−イオン照射時間変換テーブルを説明ザるため
の図、第３図は第１図に示した一実施例装置におけるイ
オンビームの走査信号を例示するための図、第４負は本
発明の詳細な説明ηるためにエツチングされた試料の断
面を示すための図、第５図は試料の分析領域を説明−す
るための図、第６図は従来装置におけるイオンビーム走
査信号を例示するための図、第７図は従来装置の欠点を
説明するためにエツチングされた試料の断面を示すため
の図である。 １：電子ｔＡ　　　　　　２：電子線 ３：試料　　　　　　４：電子線偏向器５：電子線偏向
用走査信号発生回路 ６：シリンドリカルミラー型エネルギー分析器７：エネ
ルギー徐引信号発生器 ８：オージエ電子　　９：検出器 １１：信号処理回路 １２；分析データ格納メモリ １３：イオン銃 １４：イオンビーム偏向器 １５：イオンビーム走査信号発生回路 １６：中央演睦処叩装置 １７：元素存在比−イオン照射時間変換テーブル格納メ
モリ １８：イオン照射時間データ格納メモリ１９：入力装置
　　　２０　：　ＣＲＴ２１：バスライン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試料の所定領域をエッチングするためイオンビームを該
   試料上において二次元的に走査するための手段と、該試
   料の所定領域を分析するため荷電粒子線により該所定領
   域を二次元的に走査するための手段と、該荷電粒子線の
   走査に伴つて試料より発生した２次荷電粒子又はＸ線の
   エネルギーを分析するための手段と、該分析手段よりの
   信号に基づいて前記領域内各点の定量分析データを求め
   る手段とを備え、前記所定領域内のエッチングを行なう
   毎に前記分析を行なって前記試料の種々の深さにおける
   元素分布を表示するようにした装置において、前記イオ
   ンビームにより前記領域をエッチングする際に該領域内
   の各点が存在元素の種類にかかわらず同じ深さまでエッ
   チングされるように、前記領域内各点に照射されるイオ
   ンビームの照射時間、加速電圧又はビーム電流量を前記
   走間分析データに基づいて制御するための手段を備える
   ことを特徴とする荷電粒子線を用いた分析装置。