KR0151405B1 - 표면계측방법 및 장치 - Google Patents

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미다 가쓰시게
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Abstract

내용 없음.

Description

표면계층방법 및 장치
제1도는 본원 발명의 일실시예를 도시한 도면.
제2도는 광, 전자, He의 에너지와 파장의 관계를 도시한 도면.
제3도는 본원 발명에서 얻어지는 반사입자선의 에너지스펙트럼의 일예를 도시한 선도.
제4도는 및 제5도는 각각 본원 발명의 다른 일실시예를 도시한 도면.
본원 발명은 표면계측 기술에 관한 것이며, 특히 저에너지의 중성입자(중성원자, 중성분자)빔을 사용한 표면계측방법 및 장치에 관한 것이다.
최근의 고체표면이나 극박막(極搏膜)(초격자막)을 사용한 소자의 발전과 함게 표면의 화학결합상태 계측에의 요망이 높아지고 있다.
특히 최근에는 표면미소영역(피측정영역의 크기를 나타내는 대표길이가 1㎛ 이하 나아가서는 1nm 이하)의 화학결합상태 계측에의 요망이 높아지고 있다.
화학결합상태를 아는 방법으로서는 종래 EELS(Electron Energy Loss spectroscopy)와 같은 전자선을 사용하는 방법, ISS(Ion Scattering Spectroscopy)와 같은 이온선을 사용하는 방법, XPS(X-ray Photoemission Spectroscopy)와 같은 X선을 사용하는 방법이 알려져 있다. 이러한 방법은 예를들면 표면의 구조 및 동역학(Structure and Dynamics of Surfaces I, edited by W. Schommers and P. von Blanckenhagen, Springer-Verlag, Tokyo. 1986)에 있어서, EELS는 제245면 내지 제276면에, ISS는 제 56면 내지 제61면에, XPS는 제63면에 설명되어 있다.
EELS는 수 10 eV의 전자선(電子線)을 시료표면에 조사(照射)하여 반사되어 오는 전자의 에너지를 분석함으로써 표면에 존재하는 원자.분자의 화학결합 상태를 아는 방법이다. 또한, ISS는 수KeV의 이온선을 시료표면에 조사하여, 반사이온의 에너지 분석에 의해 표면의 화학상태를 조사하는 방법이다. 또한, XPS는 수 100 eV 내지 수 keV의 X선을 시료표면에 조사하고, 표면에서 나오는 광전자의 에너지분석에 의해 표면의 화학상태를 아는 방법이다. 이러한 방법에 의해 표면의 화학상태를 알 수 있으나, 문제는 표면에 입사하는 입자선(전자선, 이온선)이나 X선의 에너지가 과대하므로 측정도중에 시료표면에 손상(화학결합 상태가 변화되어 버리는 것)이 발생하는 것이다.
이러한 것은 일반적으로 화학결합 상태의 강도는 1-10 eV이며, 상기 입자선의 에너지가 이 보다 큰 것을 고려하면 당연한 결과라고 할 수 있다.
무손상표면 계측을 실현하기 위해서는 입사입자선의 에너지를 1eV이하로 하면된다. 그러나, 일반적으로 전자선이나 이온선과 같은 하전입자로 이와 같은 저어네지선을 얻기는 어렵다. 이것은 입자 자체가 전하를 가지고 있기 때문에 다발로 되어 입자가 비행하면, 그 다발안에 분포하는 공간전하에 의해 입자선의 에너지나 궤도를 제어하는 것이 어려워지기 때문이다.
한편, X선을 포함한 전자파(넓은 의미에서 광)로 1eV 이하의 저에너지선을 얻는 것은 용이하다. 그러나, 광 에너지 E와 파장 λ과의 사이에는
Figure kpo00002
라는 관계가 있으며, E가 작아지면 λ가 커진다는 문제가 있다.
여기서 C는 광속, h는 플랭크(Planck) 상수이다. 제2도에 있어서, 광이라고 표시한 실선은 이와 같은 광에 있어서의 에너지 E와 파장 λ의 관계를 표시한 것이다. 제2도에 있어서, 광으로는 에너지 E가 1eV 이하가 되면 파장 λ가 1㎛ 이상으로 되어버린다는 것을 알 수 있다(즉, 적외선 영역으로 되어버림). 파장이 1㎛ 이상이 되면, 회질.간섭 때문에 광선을 약 1㎛ 이하로 접속시킬 수 없게 된다. 즉, 광(전자파)을 사용한 방법에서는 E ≤1eV 의 무손상성과 λ≤1㎛ 이하의 미소영역 계측을 양립시킬 수 없다.
한편, 광이외의 입자(전자, 이온, 원자, 분자등)선도 양자역학적으로는 파동이라고 생각할 수 있으며, 입자선의 운동에너지 E와 드브로이(de Broglie) 파장 λ과의 사이에는
Figure kpo00003
의 관계가 있다. 여기에서 m은 입자의 질량이다. (2)식에서 같은 E라도 질량 m이 작아질수록 파장 λ이 커지는 것을 알수 있다. 제2도에 있어서, 전자라고 표시한 실선으로 전자에 관한 (2)식의 관계를 표시한 것이다. 이 경우 전자에서는 에너지 E가 약 10-5eV이상이면 파장 λ은 1㎛ 이하가 된다. 즉, 무손상에서의 미소영역계측의 가능성은 있다.그러나, λ을 1nm 이하로 하기 위해서는 E는 1eV 이상이 되고, 1nm 이하의 극미소영역 계측을 하면 손상이 발생할 가능성이 있다.
상기와 같이 광선이나 하전입자선을 사용한 표면계측에서는 계측에 따라 표면에 손상이 발생하고, 또한 무손상으로 미소영역의 화학결합 상태를 계측하는 것이 매우 어렵다.
본원 발명은 무손상의 표면계측을 실현하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 하며, 특히 표면미소영역의 화학결합 상태를 계측하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은 프로브빔으로서 중성입자선을 사용함으로써 달성한다.
제2도에 있어서, He 으로서 표시한 실선은 He 원자에 관한(2)식의 관계를 표시한 것이다. 이 경우 He 원자에서는 에너지 E가 약 10-3eV 이상이면, λ는 1nm 이하가 된다. 즉, 무손상으로 극미소영역 계측이 향상 가능하다. 그리고, He 원자는 중성입자이므로, 상기와 같은 공간 전하에 의한 입자선의 교란도 없고, 미소영역 계측이 용이해진다.
제2도에는 He 원자에 대해서만 도시되어 있으나, 다른 원자나 분자에 관해서도 대략 유사한 관계가 존재하며, 마찬가지로 무손상의 미소(극미소)영역의 화학결합상태 계측이 가능해진다.
따라서, 원자.분자의 중성입자선을 사용함으로써 무손상으로 표면계측이 가능하며, 필요에 따라 중성입자선을 세분화함으로써 미소영역의 표면계측도 가능해진다.
다음에 본원 발명의 일실시예에 대하여 제1도에 의해 설명한다.
가스도입수단(1)을 통해서 가스를 용기(2)내에 도입한다. 이 가스를 냉각수단(3)에 의해 냉각한 다음, 분출구(4)로부터 계측시스템 전체를 수납한 진공배기실(22)중에 분출시킨다. 이 결과 중성입자(원자.분자)선(5)이 형성된다. 중성입자선(5)은 시료(6)의 표면에서 반사 또는 산란(散亂)한다. 이때에, 중성입자선(5)을 구성하는 중성입자 (원자.분자)는 시료표면과 에너지를 주고받는다. 전이되는 에너지의 크기는 시료 표면을 구성하는 원자.분자의 종류나 화학결합상태에 따라 다른다. 따라서, 반사 또는 산란한 중성입자선(5')의 에너지를 분석함으로써 시료표면의 화학적상태를 알 수 있다. 또한, 마찬가지로 운동량의 전이를 조사함으로써 시료표면의 상태를 계측할 수도 있다.
제1도에는 비행시간법에 의해 반사 도는 산란한 중성입장선(5')의 에너지를 분석하는 방법이 도시되어 있다. 즉 반사 또는 산란한 중성입자선(5')을 초퍼(7)에 의해 촙(chop)하여 (펄스적인 중성입자의 흐름으로 하고), 소정의 길이 1를 비행시킨 후 검출기(8)에 의해 검출한다. 초퍼(7)는 초퍼구동모터(9)에 의해 구도(통상은 회전)시킨다. 초퍼(7)는 개구부(슬릿)를 가진 판으로 형성되어 있으며, 중성입자빔이 이 개구부를 간헐적으로 통과함으로써 펄스빔이 형성된다.
중성입자가 상기 거리 ℓ를 비행하는데 요하는 시간을 비행시간 측정시스템(10)으로 측정함으로써 중성입자의 비행속도를 구할 수 있다.
이로부터 중성입자의 질량을 알고 있으면 중성입자의 에너지를 구할 수 있다. 또한 개폐센서(11)는 중성입자가 초퍼(7)를 통과하는 시각을 측정하고, 비행시간을 산출하기 위한 것이다.
중성입자선(5)을 형성하는 입자선형성실(23)과 시료(6)를 설치하는 시료실(24)을 분리벽(12)에 의해 분리하고, 각각 별도의 배기수단(도시생략)에 의해 실내의 공기를 배기하는 것(차동배기)도 필요로 따라 가능하다. 이 경우, 중성입자선(5)은 분리벽(12)에 형성된 핀홀모양의 개구(aperture)(13)를 지나 시료실(24)측에 도입된다. 제1도에는 일단의 차동배기에 대해서 예시되어 있으나, 타단의 차동배기로 하는 것도 가능하다. 또한, 마찬가지로 그 사이에 설치된 분리벽(도시생략)을 사용해서 검출기(8)를 수납한 검출실(도시생략)을 시료실(24)로부터 분리하여 차동배기하는 것도 필요에 따라 가능한다.
중성입자(5)의 형성에 사용하는 가스로서는 He 가스가 적합하다. 이것은 화학반응성이 낮고, 또한 저온까지 냉각해도 기상(氣相)의 상태를 유지할 수 있기 때문이다. 기타 Rn, Ne, Ar, Kr, Xe 등의 희가스를 사용할 수도 있고, 필요에 따라 Co2, N2, H2, O2등의 분자를 사용할 수도 있다.
가스용기(2)로부터 분출구(4)를 지나 진공중에 가스를 분출할 때에 단열팽창에 의한 냉각이 일어나고, 가스온도가 낮아진다. 이 결과, 중성입자의 에너지 분포폭이 좁은 중성입자선(5)이 얻어진다.
입자의 운동에는 입자의 중심(重心)이 이동하는 병진운동(病進運動)과, 중심의 주위로 회전하는 회전운동과, 중심(重心)을 중심(中心)으로 진동하는 진동운동이 있다. 입자의 각 운동에너지 플래크 상수와 절대온도와의 적(積)에 비례한 값으로 표현된다.
각 운동에너지와 1/2의 값 폭에 상당하는 에너지를 나타내는 절대 온도를 병진온도, 회전온도, 진동온도라고 한다.
분출된 입자에 있어서는 병진에너지가 가장 커진다.
단열팽창에 의한 가스입자의 온도저하는 먼저 병진온도 Tt에 대해서 일어나고, 이어서 분자선의 경우 회전온도 Tr, 진동온도 Tv의 순으로 일어난다. 용기(2)내의 가스 압력 Pn이 높을수록 온도 저하는 심하게 일어난다. 용기(2)내의 가스압력은 10-1-104Torr가 실용적으로 실현가능한다. Pn = 10-1-104Torr 에서는 일반적으로 Tt나 Tr의 온도저하는 일어나지만 Tv의 온도저하는 일어나지 않는다. Pn = 10-104Torr 에서는 모든 온도의 저하가 일어난다. 가스압력 Pn이 너무 높아지면 분출구(4)로부터 분출하는 가스유량이 너무커져서 입자선형성실(23)이나 시료실(24)을 배기하는 배기시스템에 거대한 것이 필요해지며, 실용적이 못된다. 이것을 방지하기 위해 분출구를 펄스적(간헐적)으로 개폐하여 펄스적인 중성입자선을 얻는 방법이 있다. 이와 같이 함으로써, 평균적인 가스유량은 작아지고, Pn이 높은 조건에서 Tt, Tr, Tv가 낮은 따라서 에너지 분포폭이 작은 양질의 중성입자선을 얻을 수 있다.
중성입자선을 형성하는 중성입자는 입자를 분출시키기 위해 도입된 가스나 배기되지 않고 남아있는 가스와 대략 무충돌로 시료실(24)내를 비행할 필요가 있다. 이를 위해서는 시료실(24)내의 가스압력 Pn은 약 1 × 10-3Torr 이하가 바람직하다. 더욱 일반적으로는 시료실(24)내에서 중성입자가 무충돌로 비행하는 거리의 평균자유행정(行程)이 시료실(24)내에서 중성입자가 비행하는 합계거리 보다 충분히 긴 것이 바람직한다.
제3도에는 시료표면에서 반사 또는 산란한 중성입자선(5')의 에너지분포를 측정한 결과가 도시되어 있다. 횡측에 중성입자의 에너지를 표시하고, 종측에 그 에너지를 가진 중성입자의 강도(입자유속(流束))를 표시하고 있다. 도면중 에너지 Eo의 위치의 커다란 피크 a는 시료에 입사한 중성입자가 탄성산란(에너지의 변화가 없는 산란)한 것에 대응하고 있다. 피크 a 보다 고에너지측에 있는 피크 g1, g2....는 시료표면에서의 반사 또는 산란시에 시료 표면에서 에너지를 얻은 중성입자에 대응하고 있다. 피크 a보다 저에너지측에 있는 ℓ1, ℓ2, .., ..는 시료표면에서의 반사 또는 산란시에 시료표면에 에너지를 부여한 중성입자에 대응하고 있다. g1, g2,.., ..또는 ℓ1, ℓ2, ....의 피크의 위치나 피크의 크기로부터 시료 표면에 존재하는 원자의 종류, 양 또한 화학적 결합상태를 알 수 있다.
분해능이 높은 스펙트럼을 얻기 위해서는 g1, g2.... 또는 ℓ1, ℓ2, .... 등의 각 피크의 폭을 작게할 필요가 있으나 이를 위해서는 입사중성입자선의 에너지폭(즉 피크 a의 폭)을 작게할 필요가 있다. 이것은 입사중성입자빔의 에너지폭이 반사.산란 중성 입자빔의 에너지폭에 반영되기 때문이다.
피크 a의 에너지폭을 작게하기 위해서는 용기(2)내의 가스압력을 높게해서 분출시의 단열냉각 효과를 크게하든가, 용기(2)내의 가스의 온도를 근본적으로 낮게 하든가의 어느 하나가 필요하다. 용기(2)내의 가스압력을 높게하면 필연적으로 가스유량이 커지고, 그 결과 거대한 배기시스템이 필요하게 된다. 실용적으로는 용기(2)내의 가스온도를 낮게하는 방법이 유효하다.
피크사이(예를 들면 피크 g1와 피크 g2 사이)의 에너지 차의 크기는 분자진동에너지의 정도이며, 약 1 × 10-3-10-1eV 의 정도이다. 이들 피크를 분리하기 위해서는 각 피크의 에너지폭(즉 입사 중성입자빔의 에너지폭)이 상기 피크간 에너지 차(1 × 10-3-10-1eV )이하가 요망된다. 이것은 입사중성입자빔의 온도가 12-1200°K 이하인 것에 대응하고 있다. 이것을 실현하기 위한 용기(2)내의 가스의 온도로서는 가스분출시의 단열냉각 효과를 고려해서 또한 실용적인 냉각방법을 고려해서 액체질소의 온도 77.4°K (약 80°K) 이하가 바람직하다. 이 경우에는 냉각수단(3)의 냉매로서 액체질소를 사용하게 된다. 분해능을 더욱 높이기 위해서는 냉매로서 액화가스를 사용해서, 용기(2)내의 가스의 온도를 20°K 나 10°K 의 정도까지 냉각할 필요가 있다.
제4도에는 본원 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 에너지폭이 작은 입사중성입자선(5)을 얻기 위해 2단의 초퍼(14)와 초퍼(15)를 사용하고 있다. 초퍼(14)와 초퍼(15)는 거리 ℓi만큼 떨어져 있으며 각각 초퍼구동모터(16),(17)에 의해 구동(회전)되고 있다. 초퍼(14)를 통과한 중성입자가 ℓi를 비행하여 초퍼(15)에 도달했을 때 마치 초퍼(15)가 개방되어 있는 경우에만 입자선은 초퍼(14),(15)의 양쪽을 통과할 수 있다. 즉 중성입자중 일정한 속도(따라서 일정한 에너지)를 가진 것만이 선택된다. 이 방법에 의해 에너지가 갖추어진 즉 에너지폭이 작은 입사중성입자선(5)을 얻을 수 있다.
또한, 제4도에는 시료표면에서 반사 또는 산란한 중성입자선(5')의 에너지를 분석하는 다른 방법이 도시되어 있다. 먼저, 중성 입자선(5')은 이온화수단(18)에 의해 이온화된다. 여기서 생성된 이온은 그 에너지가 정전형 에너지분석기(19)에 의해 분리된 후 검출기(8)에 의해 검출된다. 이온화 후에 이온화된 입자가 가진 운동에너지와 원래 중성입자가 갖고 있던 에너지가 같아야 할 필요가 있다. 이를 위해서는 이온수단으로서는 저속전자선이나 광을 사용하는 방법이 유효하다. 정전형에너지 분석기를 이용한 방법은 대향한 전극간에 전압을 인가하고, 정전력에 의해 이온선의 궤도를 변화시켜서 에너지를 분석하는 방법이다. 이 실시예의 방법에 의하면, 제1도에 도시한 비행 시간법에 의한 것보다 고정밀도로 에너지를 분석할 수 있다.
제5도에는 본원 발명의 또다른 일실시예가 도시되어 있다.
본 실시예는 렌즈(20)에 의해 중성입자선을 수속(手束)시키고, 미소부분의 표면계측을 가능하고 하는 것이다. 중성입자가 시료표면에서 행하는 에너지 또는 운동량의 전이는 에너지분석기(21)에 의해 측정된다. 렌즈(20)는 중심측 C의 주위에 회전 대칭의 통상체(筒狀
Figure kpo00004
)로 되어 있으며, 중성입자선(5)이 렌즈내면에서 경면반사함으로써 수속된다. 경면반사라는 것은 렌즈 내면 국소적인 법선에 대한 입자선의 입사각과 반사각이 같은 것을 말한다. 렌즈(20)에 의한 중성입자선의 수속점에 그 표면이 오도록 시료(6)가 설치되어 있으며, 시료가 입자선에 대해 상대적으로 1차원 또는 2차원적으로 구동되도록 되어 있다. 시료표면에서 반사.산란한 입자선의 에너지를 에너지분석기(21)에 의해 분석한다. 이로써, 시료표면상태의 선상 또는 면내에너지 분포를 조사할 수 있다. 이 경우 시료구동은 1-100nm의 정밀도로 행할 필요가 있으며, 피에조 액튜에이터(piezo actuator)를 사용한 것이 유효하다. 시료표면에서의 중성입자선의 직경(수속경)은 필요에 따라 변화시킬 수 있으나, 1㎛ 이하로 하는 것은 반도체소자의 평가나 물성평가에 있어서 특히 유용하다.
중성임자로서 He을 사용하면 He은 화학적으로 불활성이므로 렌즈반사면으로의 입사입자의 대부분이 반사한다. 이것이 경면반사를 하기 위해서는 입사입자의 드브로이 파장이 렌즈반사면을 구성하는 물질의 원자간거리 이상일 필요가 있다. 통상의 물질의 원자간 거리는 0.1nm 의 오더이며, 한편 He 입자의 에너지가 약 10-3eV이하가 되면 그 드브로이 파장도 0.1nm 이상이된다. 이것을 실현하기 위한 용기(2)의 온도는 20°K 이하가 필요하다.
또한, 중성입자가 렌즈(20)의 반사면으로 반사할 때에 에너지를 변화시키지 않는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 렌즈반사면을 구성하는 물질의 원자의 무게(원자번호)는 He의 무게(원자번호)보다 충분히 큰 것이 바람직하다. 또한 반사면을 항상 깨끗하게 유지하기 위해서는 화학적으로 안정된 반사면의 물질이 바람직하다. 이러한 조건을 만족하는 물질로는 Au, Pt, Ag, Cu가 있다. 따라서, 렌즈를 이들 물질로 만들거나 또는 반사면에 이들 물질를 도포하는 것이 바람직하다. 그러나, 반드시 이렇게 하는 것이 불가결한 것은 아니다.
본 실시예에서는 렌즈(2)를 중심측 C의 주위의 회전대칭인 구조로 하였으나 반드시 이와 같이 하지 않아도 되며, 좀 더 일반적인 곡면을 사용해서 입자선을 수속시키는 것도 가능하다. 또한 필요에 따라 렌즈에 온도제어수단을 설치하여 가열하거나 냉각하거나 하는 것도 가능하다. 예를 들면 가열하는 것은 렌즈반사면을 깨끗하게 유지(플래싱)하기 위해 유효하며, 냉각하는 것은 반사시(렌즈로서의 동작중)에 있어서의 중성입자의 에너지의 변동을 방지하는데 유효하다.
본 실시예에서는 렌즈의 고체 표면에서 중성입자선이 반사하는 현상을 이용하고 있으나, 다른 방법으로 중성입자선을 수속시켜도 되는 것은 물론이다. 예를 들면 레이져, 중력, 강력한 전자계에 의해 중성 입자선의 궤도를 제어하여 수속시키는 것도 가능하다.
본 실시예에서는 중성입자선을 수속시키는 효과에 대해서 설명하였으나, 반드시 수속하지 않아도 중성입자선의 궤도를 변경하는 것이 가능한 것은 물론이다.
또한 본원 발명에 의한 표면계측을 우주공간에서 행하면 배기 장치는 불필요해진다.
끝으로, 렌즈(20)를 구체적으로 설명한다. 제5도에 도시한 바와 같이 렌즈(20)에서는 중성입자선(5)은 2회 반사한다. 이것은 렌즈계의 수차를 작게하기 위한 것이다. 이와 같은 2회 반사방식의 렌즈로서는 월터(Wolter) 광학계, 커크패트릭 베츠(Kirkpatrik Beaz) 광학게, 슈바르츠실드(Schwartzschild) 광학계 등이 있다.
또한, 탄뎀(Tandem)형 광학계라도 좋다. 중성입자선을 좁은 범위로 수속할 필요가 없는 경우에는(수차로 문제가 되지 않는 경우에는) 반드시 2회 반사를 사용할 필요는 없고 1회 반사로 충분하다. 이 경우에는 상기 광학계 이외의 구면(球面) 반사경이나 2차 곡면반사경등 여러 가지 반사경을 사용할 수 있다.
또한, 앞에서도 설명한 바와 같이 중성입자를 양자 역학적으로 파동(波動)이라고 생각하면 존플레이트(zone plate)와 같은 회절효과를 이용한 중성입자선의 집속도 가능하다. 특히, 드브로이 파장이 1Å 이상이 중성입자선에 대해서는 이 방식이 유효하다고 생각된다. 존플레이트는 제5도의 렌즈(20) 대신 사용한다.

Claims (38)

  1. 중성입자를 분출시키는 스텝, 상기 분출된 중성입자를 빔형상으로 형성하는 스텝, 상기 중성입자빔을 시료의 표면에 충돌시키는 스텝, 상기 시료표면에서 반사되는 상기 중성입자를 검출하는 스텝, 그리고, 상기 검출된 중성입자의 에너지를 분석하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 충돌시키는 스텝은 상기 중성입자빔의 궤도를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 궤도를 제어하는 스텝은 상기 중성입자빔을 수속(收束)시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중성입자를 분출시키는 스텝은 상기 중성입자의 전체에너지를 1eV 이하로 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 분출된 중성입자의 전체 에너지는 병진, 진동, 회전의 자유도라 가지는 각 에너지의 총화로서 취하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중성입자는 희가스 원자인 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 중성입자는 He 원자인 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 궤도를 제어하는 스텝은 고체표면에서 상기 중성입자빔을 반사시킴으로써 상기 궤도를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 고체표면에는 Au, Pt, Ag, Cu 중 최소한 하나 또는 이들의 둘이상을 환합한 물질 또는 이들중 최소한 하나를 구성요소의 일부로 하는 물질이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 분석하는 스텝은 비행시간법에 의해 상기 중성입자빔이 상기 시료면에서 행하는 에너지 또는 운동량의 전이를 측정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 분석하는 스텝은 정전형 에너지분석기에 의해 상기 중성입자빔이 상기 시료표면에서 행하는 에너지 또는 운동량의 전이를 측정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  12. 제2항에 있어서, 상기 궤도를 제어하는 스텝은 회절을 이용한 렌즈를 사용해서 상기 궤도를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  13. 중성입자가 비행하는 공간을 진공배기하는 스텝, 상기 중성입자를 포함한 가스를 냉각하는 스텝, 상기 냉각된 가스를 상기 진공배기된 공간에 분출시키는 스텝, 상기 분출된 중성입자를 빔형상으로 형성하는 스텝, 상기 중성입자빔을 시료의 표면에 충돌시키는 스텝, 상기 시료표면에서 반사되는 상기 중성입자를 검출하는 스텝, 그리고, 상기 검출된 중성입자의 에너지를 분석하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 충돌시키는 스텝은 상기 중성입자빔의 궤도를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 냉각하는 스텝은 상기 가스를 80°K 이하로 냉각하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 궤도를 제어하는 스텝은 상기 중성 입자빔을 수속시키는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 진공배기하는 스텝은 상기 중성입자빔이 형성되는 공간과 상기 시료가 설치되는 공간이 차동배기되는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  18. 제14항에 있어서, 상기 궤도를 제어하는 스텝은 고체표면에서 상기 중성입자빔을 반사시킴으로써 상기 궤도를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 고체표면에는 Au, Pt, Ag, Cu 중 최소한 하나 또는 이들의 둘 이상의 혼합한 물질 또는 이들중 최소한 하나를 구성요소의 일부로 하는 물질이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  20. 제13항에 있어서, 상기 중성입자는 희가스원자인 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  21. 제13항에 있어서, 상기 중성입자는 He 원자인 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  22. 제13항에 있어서, 상기 분석하는 스텝은 비행시간법에 의해 상기 중성입자빔이 상기 시료표면에서 행하는 에너지 또는 운동량의 전이를 측정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  23. 제13항에 있어서, 상기 분석하는 스텝은 정전형 에너지분석기에 의해 상기 중성입자빔이 상기 시료표면에서 행하는 에너지 또는 운동량의 전이를 측정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  24. 제14항에 있어서, 상기 궤도를 제어하는 스텝은 회절을 이용한 렌즈를 사용해서 상기 궤도를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측방법.
  25. 중성입자를 분출시키는 수단, 상기 분출된 중성입자를 빔형상으로 형성하는 수단, 상기 중성입자빔을 시료의 표면에 충돌시키는 수단, 상기 시료표면에서 반사되는 상기 중성입자를 검출하는 수단, 그리고 상기 검출된 중성입자의 에너지를 분석하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 중성입자를 충돌시키는 수단은 상기 중성입자빔의 궤도를 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 궤도를 제어하는 수단은 상기 중성입자빔을 수속시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  28. 제25항에 있어서, 상기 중성입자를 분출시키는 수단은 상기 중성입자의 전체 에너지를 1eV 이하로 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  29. 제25항에 있어서, 상기 중성입자는 희가스원자인 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  30. 제25항에 있어서, 상기 중성입자는 He 원자인 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  31. 제26항에 있어서, 상기 궤도를 제어하는 수단은 고체표면에서 상기 중성입자빔을 반사시킴으로써 상기 궤도를 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 고체표면에는 Au, Pt, Ag, Cu 중 최소한 하나 또는 이들의 둘 이상을 혼합한 물질 또는 이들중 최소한 하나를 구성요소의 일부로 하는 물질이 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  33. 제25항에 있어서, 상기 분석하는 수단은 비행시간법에 의해 상기 중성입자빔이 상기 시료표면에서 행하는 에너지 또는 운동량의 전이를 측정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치
  34. 제25항에 있어서, 상기 분석하는 수단은 정전형 에너지분석기에 의해 상기 중성입자빔이 상기 시료표면에서 행하는 에너지 또는 운동량의 전이를 측정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  35. 제25항에 있어서, 상기 분출시키는 수단은 상기 중성입자를 포함한 가스를 냉각하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 냉각하는 수단은 상기 가스를 80°K 이하로 냉각하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  37. 제25항에 있어서, 다시 상기 중성입자가 비행하는 공간을 진공배기하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
  38. 제26항에 있어서, 상기 궤도를 제어하는 수단은 회전을 이용해서 상기 궤도를 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 표면계측장치.
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