KR101850304B1 - 분석방법 및 그것을 구비하는 분석장치 - Google Patents

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Abstract

이온 스퍼터링을 사용한 표면 분석방법과 동시 또는 개별적으로, 우수한 깊이 방향 분해능으로 원자 발광 프로파일이나 캐소드 루미네선스를 평가 가능한 장치를 제공한다. 시판의 초고진공 표면 분석장치이고 스퍼터링 이온·전자선의 조사 위치로부터 반경 30~50cm 이내에, 시료로부터 방출되는 원자 발광 스펙트럼·캐소드 루미네선스를 분광하기 위한 분광기와 발광 검출기의 광학계를 장착하는 이온빔 유기 원자 발광 분석장치이다.

Description

분석방법 및 그것을 구비하는 분석장치
본 발명은 진공 분위기 하에서, 시료에 이온을 조사하고, 그것에 의해 시료가 스퍼터링되어 방출된 이차 이온의 질량을 분석하여 깊이 방향의 분석을 행하는 방법 등과 동시에, 시료로부터 방출되는 발광 스펙트럼을 분광하여 시료의 깊이 방향의 분석을 행하는 분석방법 및 그것을 구비하는 분석장치에 관한 것이다.
이온(가속 이온속)을 시료 표면에 조사하면, 표면 및 표면 근방의 원자는 교반되고, 일부가 진공 중에 튀어나온다. 그 때에 원자 발광이 관측되는 것은 1970년대에 발견되고(비특허문헌 1), 이온 충격 광조사(Surface Composition by analysis neutral and ion impact radiation; SCANIIR)이라고 부르고 있었다(비특허문헌 2). 당시는 이온 충격 발광 강도가 약하기 때문에 실용화되지 않았다. 그 대신에, 감도가 높은 질량 분석기가 존재하고 있었기 때문에, 스퍼터링 이온(일차 이온)의 조사에 의해 튀어 나온 입자 중 이차 이온을 질량 분석함으로써 시료 중에 포함되는 성분의 정성·정량을 행하는 분석법인 이차 이온 질량 분석(Secondary Ion Mass Spectrometry; SIMS)법이 보급되어 현재에 이르고 있다. 주로 고체 중의 미량 불순물의 분석을 행하는 타입을 다이나믹 SIMS(D-SIMS)라고 부르고, 스퍼터링 이온에는 주로 산소나 세슘 이온이 사용된다. 질량 분석기에는 사중극형, 섹터(이중 수속)형의 질량 분석기가 사용되고 있다. 또한, 스퍼터링 이온이 일차 이온을 겸하고 있는 D-SIMS와는 달리, 비행 시간형의 질량 분석장치(TOF-SIMS)의 경우, 스퍼터링 이온과는 별도로 저전류 밀도(1×10-12ions/cm2)의 일차 이온이 사용된다. 또한, SIMS에서는 통상 스퍼터링 이온에 의한 시료의 대전을 중화하기 위해서 전자선(가속 전자속)이 이용되고 있고, 그것을 위한 전자총이 장착되어 있다.
SIMS은 불순물 분석에 이용되는 분석방법이고, 농도 기지의 시료로부터 얻어진 강도로부터 상대 감도 계수를 구함으로써 평가 시료로부터 얻어진 불순물 강도의 농도 정량을 행하는 것이 가능하다. 일부, 조성 정량이 가능한 계도 존재하지만, 일반적으로는 조성 정량은 할 수 없다. 이것은 주목의 원소가 주성분 레벨에 달하면, 조성이 변경되는 것에 의한 감도 변화의 영향을 받기 때문이다. 주성분이나 주목 원소에 따라 다르지만, 주목 원소의 이차 이온 강도와 농도의 선형성이 유지되지 않게 되는 레벨은 1% 정도이다.
이온을 이용하여 스퍼터링하면서 깊이 방향 분석하는 경우, 깊이 방향 분해능에 크게 영향을 주는 요인의 하나로서, 조사하는 스퍼터링 이온의 스폿 지름의 수속성이 열거된다. 이것은 스퍼터링 이온을 묘화함으로써 형성되는 스퍼터 자국(크레이터) 바닥의 형상에 영향을 미치게 하기 때문이다. 스퍼터링 이온의 스폿 지름이 큰 경우, 크레이터 바닥의 형상이 반구 형상이 됨으로써, 상부에서 보았을 때의 크레이터 벽면의 노출 면적에 큰 영향을 준다. 그 영향에 의해, 얻어지는 정보의 깊이에 차가 발생함으로써 깊이 방향 분해능의 악화로 연결된다.
원자 발광을 사용한 깊이 방향 분석이 가능한 방법으로서, GD-OES(글로우 방전 원자 발광 분광법)가 있다. 이 방법은 Ar 플라즈마를 이용하여 시료를 스퍼터링하고, 방출된 입자가 플라즈마 중에서 원자 발광한다. 이 원자 발광을 관측함으로써 깊이 방향 분석이 가능하다. GD-OES에서는 스퍼터링 속도와 농도의 곱이 원자 발광 강도와 상관 관계에 있는 것을 이용해서 조성 정량을 행한다. 단, Ar 플라즈마를 사용한 스퍼터링인 경우, 크레이터의 형상이 변형되는 경우가 많고, 또한 원리상 크레이터의 저부과 벽면으로부터의 정보를 분리할 수 없기 때문에 깊이 방향 분해능은 악화한다.
전자선 조사에 의해 시료로부터 발생한 광을 분석하고, 물질의 결정성이나 결함을 평가하는 캐소드 루미네선스 장치는 이미 시판되어 있다. 그러나, 캐소드 루미네선스 장치의 여기용 전자원으로서 사용되는 전자총은 가속 전압이 높기 때문에, 시료에 주는 데미지가 클 뿐만 아니라, 가속 전압이 높기 때문에 시료 중에서의 전자선의 침입 깊이가 깊어진다. 또한, 전자선으로는 시료를 스퍼터링하여 깊이 방향의 정보를 얻는 것은 불가능하다.
비특허문헌 1 : White CW, Simms DL, Tolk NH. Science.1972;177:481. 비특허문헌 2 : 오쿠타니 츠요시 「이온 여기의 스펙트로스코피와 그 응용」3장, 이온 충격 광방사 분석(SCANIIR)(1987년)
본 발명은 표면 분석방법 장치내에서 발광 스펙트럼이 취득 가능한 장치 및 상기 장치를 이용하여, 나노미터 레벨의 깊이 분해능으로, SIMS 등의 표면 분석방법과 동시에 원자 발광 스펙트럼이나 캐소드 루미네선스를 동시에 취득하는 분석방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
즉, 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 구성으로 이루어진다.
표면 분석 장치의 진공도가 2×10-9mbar 이하인 진공 분위기 하에서, 시료에 조사 에너지가 20keV 이하인 아르곤 이온, 산소 이온, 세슘 이온, 클러스터 이온 에서 선택되는 적어도 1종의 이온을 조사하고, 시료를 스퍼터링하면서, 하기 (1)∼(3)에서 선택되는 어느 하나의 방법과 동시에 시료로부터 방출되는 발광 스펙트럼을 분광하여 시료의 깊이 방향의 분석을 행하는 것을 특징으로 하는 분석방법이다.
(1) 상기 스퍼터링 이온을 조사하고, 시료를 스퍼터링하면서, 시료로부터 방출되는 이차 이온의 질량을 분석하여 깊이 방향의 분석을 행하는 방법
(2) 상기 스퍼터링 이온을 조사해 형성된 크레이터면에 X선 또는 전자선을 조사하고, 시료로부터 방출되는 광전자 또는 오제 전자를 분광하여 시료의 깊이 방향의 분석을 행하는 방법
(3) 상기 스퍼터링 이온을 조사해 형성된 크레이터면에 전류 밀도가 낮은 일차 이온을 조사하여 시료로부터 방출되는 이차 이온의 질량을 분석하는 방법
본 발명의 장치에 의하면, 나노미터 레벨의 깊이 분해능으로, 재료 중의 미량불순물과 동시에 주성분 원소의 깊이 방향의 동시 분석이 가능해질 뿐만 아니라, 이온 스퍼터링을 사용한 캐소드 루미네선스의 측정으로부터 하자·불순물, 전자 구조 등의 깊이 방향 분석이 가능해진다.
도 1은 본 발명의 이온빔 유기 원자 발광 분석 장치의 개략도(D-SIMS: 광학계예 1)이다.
도 2는 본 발명의 이온빔 유기 원자 발광 분석 장치의 개략도(D-SIMS: 광학계예 2)이다.
도 3은 본 발명의 이온빔 유기 원자 발광 분석 장치의 개략도(TOF-SIMS: 광학계예 1)이다.
도 4는 본 발명의 이온빔 유기 원자 발광 분석 장치의 개략도(TOF-SIMS: 광학계예 2)이다.
도 5는 본 발명의 이온빔 유기 원자 발광 분석 장치의 개략도(XPS·AES: 광학계예 1)이다.
도 6은 본 발명의 이온빔 유기 원자 발광 분석 장치의 개략도(XPS·AES: 광학계예 2)이다.
도 7은 SIMS-OES에 의한 깊이 방향 조성 분석 결과(Al, Ga 조성 프로파일)이다.
도 8은 SIMS-OES에 의한 SIMS·OES 동시 분석 결과이다.
도 9는 SIMS-CL에 의한 캐소드 루미네선스 분석 결과(SiO2 막, SiC 기판)이다.
이하, 본 발명의 장치 및 분석방법의 개요를 도 1을 사용하여 설명한다.
본 발명의 장치는 SIMS 장치에 부수의 진공 챔버(D1), 스테이지·시료 홀더(D2), 일차 이온원(D4), 전자선원(D5), 이차 이온 광학계(D6), 및 측정 대상 시료(D3)를 갖고 있고, 시료로부터 방출된 발광선(D7)을 시료에 대하여 이온 및 전자선 또는 어느 하나가 조사되는 위치를 확인할 수 있는 진공창(D8)으로부터 인출하고 광학계(D9)를 통해서 분광기(D10)로 도입해서 분석을 행한다. 스테이지, 시료 홀더(D2)는 스퍼터링 이온원(D4) 또는 전자선원(D5) 또는 진공창(D8) 방향에 대하여 각각의 모서리가 가변인 것이 바람직하지만, 고정되어 있어도 상관없다. 시료 홀더로의 시료(D3)의 마운트 방법에 의해 조정하는 방법도 사용된다.
본 발명의 장치에 있어서의 진공 챔버(D1)의 진공도는 2×10-9 mbar 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 1×10-10 mbar 이하이다. 진공도를 낮춤으로써, 표면 분석방법의 검출 하한이나 노이즈에 영향을 저감시키는 효과가 얻어진다.
본 발명의 장치에 있어서의 스퍼터링 이온원(D4)은 여러가지 방식이 있고, 산소, 세슘, 아르곤, 가스 클러스터, 수 클러스터, 헬륨, 크세논, 네온 등이 열거된다. 특히, 아르곤, 산소, 세슘, 가스 클러스터가 바람직하게 예시된다. 조사하는 이온의 가속 에너지는 20keV 이하인 것이 바람직하다. 가속 에너지가 높은 경우, 이온에 의한 믹싱의 영향에 의해, 깊이 방향 분해능이 악화한다. 그 때문에 측정 대상의 막두께나 주목 깊이에 의해 조정하는 것이 필요하다.
본 발명 장치에 있어서, 이온을 조사하면 시료를 구성하는 원자가 스퍼터링되고, 스퍼터링된 원자가 기저 상태로 천이할 때에, 원자 발광 스펙트럼이 관측된다. 이것을 관측함으로써 깊이 방향의 원소 분석이 가능해진다. 종래의 SIMS는 깊이 방향의 불순물이나 주성분 원소의 분포밖에 정보가 얻어지지 않지만, 본 발명의 장치에서는 시료의 조성·원소 정보뿐만 아니라, 깊이 방향의 결정성이나 결함 분포의 동시 측정이 가능하다. 다른 초고진공 장치내에서 이온 스퍼터링하는 분석방법에 있어서도, 동시에 조성·원소 정보 및 결정성이나 결함 분포의 동시 측정이 가능하다. 그 때문에 본 발명에 사용되는 표면 분석방법은 SIMS에 한정되지 않고 XPS, AES나 TOF-SIMS에도 적용할 수 있다.
본 발명에 사용되는 표면 분석방법이 SIMS인 경우에서, 질량 분석계가 섹터형인 경우, 스퍼터링 이온은 20keV 이하인 것이 바람직하다. 또한, 측정 대상의 막두께나 주목 깊이에 의해, 또한 조사 에너지를 낮추는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 표면 분석방법이 SIMS인 경우에서, 질량 분석계가 사중극형인 경우, 스퍼터링 이온은 8keV 이하인 것이 바람직하다. 또한, 측정 대상의 막두께나 주목 깊이에 의해, 또한 조사 에너지를 낮추는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 표면 분석방법이 SIMS인 경우에서, 질량 분석계가 비행시간형인 경우, 스퍼터링 이온이 산소 또는 세슘 이온의 조사 에너지는 5keV 이하인 것이 바람직하다. 또한, 스퍼터링 이온이 클러스터 이온의 조사 에너지는 20keV 이하가 바람직하다.
본 발명에 사용되는 스퍼터링 이온은 조사 에너지가 8keV 이상인 경우, 50㎛ 지름 미만인 것이 바람직하다. 조사 에너지가 8keV 미만인 경우, 100㎛ 지름 미만인 것이 바람직하다. 또한, 조사 에너지가 5keV 미만인 경우, 200㎛ 지름 미만인 것이 바람직하다.
본 발명 장치에 있어서, 원자 발광을 이용하여 조성 분석을 행하는 경우, SIMS와 같이 전기적인 게이트를 이용하는 것이 곤란하다. 그 때문에 크레이터 엣지의 영향을 배제하기 위해서, 목적의 크레이터의 외주를 미리 파 두는 것이 바람직하다. 이것에 의해 크레이터 엣지의 영향이 작아져, 깊이 방향 분해능이 향상한다.
본 발명에 사용되는 장치에 있어서, 이온 또는 X선을 조사함으로써 발생하는 대전을 보상하는 목적으로 사용되는 챠지 보상용의 전자선원(D5)에 대해서는 방식에도 특별히 제약은 없고, 예를 들면 열전자 방출형, 전계 방출형, 쇼트키 에미션형(별명, 써멀 전계 방출형) 등의 방식이 예시된다. 이 전자선을 이용하여, 시료로부터 방출되는 캐소드 루미네선스를 평가하는 경우, 전자선의 조사 에너지는 3keV 이하인 것이 바람직하다. 이것에 의해 일반적인 캐소드 루미네선스에 비하여 매우 얕은 영역으로부터의 정보를 얻는 것이 가능하게 된다. 그 때문에 발광 강도가 얻어지는 한 가속 에너지를 저하시키는 것이 보다 바람직하다. 또한, 이온을 이용하여 시료를 스퍼터링하면서, 스퍼터링된 면의 캐소드 루미네선스를 측정할 수도 있는 점으로부터, 나노미터 레벨의 깊이 분해능으로 시료의 결정성이나 하자의 평가를 행할 수 있다.
본 발명 장치에 사용되는 진공창(D8)은 분석 대상의 파장이 투과하는 재질을 사용하는 것이 필요하다.
본 발명 장치에 있어서, 발광선 D7을 진공창(D8)으로부터 인출한 후, 효율적으로 이들을 분광기(D10)에 도입할 필요가 있어 렌즈, 광화이버 또는 집광 미러 등의 광학계(D9)를 사용한다. 이들의 집광부는 감도 저하를 억제하기 위해서, 시료(D3)에 대하여 30cm이내에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 광학계(D9)는 진공 챔버내에 그 일부를 설치해도 상관없다. 또한, XPS나 AES 등의 장치의 경우에서, 스퍼터링 이온의 조사 에너지가 10keV 이하인 경우, 이 거리는 50cm 이내인 것이 바람직하다.
본 발명 장치에 있어서, 이차 이온 광학계(D6)를 사용해서 표면 분석을 실시하면서, 발광선(D7)을 분광함으로써 동시에 깊이 방향 분석이 가능해진다.
실시예
이하, 실시예를 들어서 본 발명의 효과를 더 설명한다.
(실시예 1) 화합물 재료의 조성 정량 분석
사중극형 SIMS 분석장치인 FEI사 제작 SIMS 4550을 사용했다. 장치의 진공 챔버의 정상 도달 진공도는 1×10-10mbar 이하이었다. 이 진공 챔버내의 시료대로부터 진공창을 통해서 대기 중의 위치에, 분광기에 집광하기 위한 광학 렌즈를 설치했다. 이 렌즈의 위치는 시료대로부터 25cm의 위치이다. 광학 렌즈에는 HORIBA, Ltd.제작 CCD 검출기 Sincerity를 탑재한 동사 제작의 분광기 microHR을 접속했다. 또한, 집광렌즈 위치를 미세 조정하기 위해서, 분광기를 XYZ 스테이지 상에 설치했다.
SIMS의 일차 이온은 산소 이온 중 O2 + 이온을 사용하고, 가속 에너지 3keV, 입사각 45°, 전류량 100nA, 스폿 지름 20㎛φ, 래스터 사이즈 150㎛□로 주사했다. 이 때, 광학 렌즈의 위치는 시료에 대하여 90°의 위치로 했다. 또한, 진공 게이지의 필라멘트로부터의 발광이 영향을 주기 때문에, 게이지는 이용하지 않는 상태에서 평가했다.
분광기의 회절 격자에는 Groove Density: 300gr/mm, Blaze wavelength: 500 nm를 사용했다. CCD의 도입에 대해서는 분석 대상 시료를 분석 위치로 이동한 후, 매회 외광 등의 누설을 다크로서 사전에 설정하여 분석시에 차감하는 것으로 했다. 도입은 5초 적산으로 했다.
평가 시료에는 화합물 반도체의 적층 구조 시료를 제공했다. 적층 구조와, 각각의 층 중의 조성비의 설계값은 In(Al0.25Ga0.75)P/In(Al0.50Ga0.50)P/In(Al0.70Ga0.30)P /GaAs-sub이고, 각각 200nm의 막을 적층하고 있다.
이온에 의한 스퍼터링을 개시하는 것보다 약간 빠르게 CCD의 도입을 개시했다. 원자 발광 스펙트럼이 얻어지기 시작한 시점을 스퍼터링 개시 시간으로서 고려했다.
얻어진 스펙트럼으로부터, 396nm를 Al, 403nm를 Ga로 하고, 각각의 원자 발광 스펙트럼의 뎁스 프로파일(depth profile)을 얻었다. 횡축의 환산에는 별도 측정해서 구한 각각의 막 중의 스퍼터링 속도를 사용했다. 「발광 강도=정수×스퍼터링 속도×농도」의 관계식으로부터, 농도 기지 시료로 사전에 구한 정수와, 각 깊이에 있어서의 발광 강도·스퍼터링 속도로부터 각각의 깊이에 있어서의 농도를 구할 수 있다.
실제로 상기 시료에 있어서 평가한 결과를 도 7에 나타낸다. 깊이 방향으로 Al과 Ga의 농도 변동을 확인할 수 있고 있고, 조성의 값도 설계값에 거의 일치하고 있어 본 방법의 유효성을 확인할 수 있었다.
(실시예 2) SIMS와의 동시 측정과 높은 깊이 방향 분해능
실시예 1과 같은 장치 구성에 있어서, 이하의 시료의 평가를 행했다. In(Al0.70Ga0.30)P/In(Al0.50Ga0.50)P/In(Al0.70Ga0.30)P/In(Al0.25Ga0.75)P/In(Al0.70Ga0.30)P/In(Al0.50Ga0.50)P/In(Al0.70Ga0.30)P/GaAs-sub.의 적층 구조이고, 각각 100nm/10nm/10nm/ 10nm/10nm/10nm/300nm/기판의 막두께이다.
SIMS의 분석을 개시하는 것보다 약간 빨리 CCD의 도입을 개시했다. 발광 스펙트럼이 얻어지기 시작한 시점을 SIMS 분석 개시 시간으로서, SIMS 데이터와의 횡축 원점을 일치시켰다.
Al의 원자 발광 스펙트럼의 뎁스 프로파일을 SIMS 프로파일과 포개서 묘화한 결과를 도 8에 나타낸다. 100nm보다 심부에 있어서, 10nm마다 조성이 다른 적층 구조가 존재하는 시료에도 상관없이, Al의 원자 발광 스펙트럼으로부터 얻은 뎁스 프로파일은 SIMS와 같은 깊이에 있어서 조성의 변동에 따른 변화를 나타내고 있는 것을 확인할 수 있다. 이것으로부터, 수속성이 높은 스퍼터링 이온을 이용함으로써 깊이 방향 분해능이 높은 데이터를 얻는 것이 가능한 것이 확인되었다.
또한, SIMS에 의한 데이터로부터는 불순물의 Mg의 뎁스 프로파일을 동시에 취득할 수 있는 점으로부터, 동시에 주성분의 평가와 불순부의 프로파일을 평가할 수 있는 것이 확인된다.
(실시예 3) 극저가속 캐소드 루미네선스
실시예 1 및 2와 동일한 장치 구성에 있어서, 광학 렌즈의 위치는 시료에 대하여 75°의 위치로 했다. 또한, 여기에서는 스퍼터링 이온은 사용하지 않는다.
캐소드 루미네선스를 얻기 위해서 사용한 전자선은 가속 에너지 500eV, 전류량 5μA, 입사각 15°, 플랩각 45°로 했다.
분광기의 회절 격자에는 Groove Density: 300gr/mm, Blaze wavelength: 250 nm를 사용했다. CCD의 도입에 대해서는 분석 대상 시료를 분석 위치로 이동한 후, 매회 외광 등의 누설을 다크로서 사전에 설정하여 분석 시에 차감하는 것으로 했다. 도입은 5초 적산으로 했다.
평가 시료에는 SiC 기판 상에 SiO2 막을 약 40nm 성막한 시료를 사용했다. 도 9에, 500eV라고 하는 극저가속의 전자선을 이용하여 캐소드 루미네선스를 취득한 데이터를 나타낸다. 또한, 동일한 SiC 기판으로부터 얻어진 캐소드 루미네선스의 데이터도 함께 나타낸다. 이들의 결과를 비교하면, SiC 기판 상의 SiO2 막으로부터 얻어진 데이터에는 SiC 기판만으로부터 얻어지는 바와 같이, 390nm 부근의 밴드단 발광에서 유래하는 피크가 영향을 주지 않고, 전자선의 가속 에너지가 대단히 저가속인것에 의해 매우 얕은 영역으로부터만의 데이터를 취득할 수 있는 것이 확인된다.
산업상의 이용 가능성
본 발명의 이온빔 유기 원자 발광 분석 장치 및 그것을 사용한 분석방법은 분석기기의 산업뿐만 아니라, 일렉트로닉스 부품 산업의 분야 등에서, 제품의 상태를 미세한 부분에 대해서 해석할 수 있어 품질 향상이나 제품 수율의 향상에 공헌할 수 있다.
D1: SIMS 장치 진공 챔버 D2: 스테이지·시료 홀더
D3: 시료 D4: 일차 이온원
D5: 전자선원 D6: 이차 이온 광학계
D7: 발광선(원자 발광·캐소드 루미네선스) D8: 진공창
D9: 광학계 D10: 분광기
T1: TOF-SIMS 장치 진공 챔버 T2: 스테이지·시료 홀더
T3: 시료 T4: 일차 이온원
T5: 전자선원 T6: 이차 이온 광학계
T7: 발광선(원자 발광·캐소드 루미네선스) T8: 진공창
T9: 광학계 T10: 분광기
T11: 스퍼터링 이온원 X1: XPS·AES 장치진공 챔버
X2: 스테이지·시료 홀더 X3: 시료
X4: 광원(X선·전자선) X5: 전자선원
X6: 전자 분광기
X7: 발광선(원자 발광·캐소드 루미네선스)
X8: 진공창 X9: 광학계
X10: 분광기 X11: 스퍼터링 이온원

Claims (8)

  1. 진공도가 2×10-9mbar 이하인 진공 분위기 하에서 시료에,
    스퍼터링 이온의 조사 에너지가 8keV 이상이고 스폿 지름이 50㎛ 지름 미만, 8keV 미만이고 스폿 지름이 100㎛ 지름 미만, 및 5keV 미만이고 스폿 지름이 200㎛ 지름 미만에서 선택되는 어느 하나이고,
    아르곤 이온, 산소 이온, 세슘 이온, 클러스터 이온에서 선택되는 적어도 1종의 이온을 조사하고, 시료를 스퍼터링하면서, 또한 크레이터 엣지의 영향을 배제하기 위해서 목적의 크레이터의 외주를 미리 파 두고, 하기 (1)의 방법과 동시에 시료로부터 방출되는 발광 스펙트럼을 분광하여 시료의 깊이 방향의 분석을 행하는 것을 특징으로 하는 분석방법.
    (1) 상기 스퍼터링 이온을 조사하고, 시료를 스퍼터링하면서 시료로부터 방출되는 이차 이온의 질량을 분석하여 깊이 방향의 분석을 행하는 방법
  2. 제 1 항에 있어서,
    스퍼터링 이온의 조사의 위치로부터 반경 30cm 이내에 시료로부터 방출되는 발광 스펙트럼을 분광하는 분광기 또는 발광 검출기의 광학계를 장착하는 분석방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    이차 이온의 질량 분석에 섹터형의 질량 분석기를 사용하는 분석방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    이차 이온의 질량 분석에 사중극형의 질량 분석기를 사용하고, 스퍼터링 이온의 조사 에너지가 8keV 이하인 분석방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    이차 이온의 질량 분석에 비행 시간형의 질량 분석기를 사용하고, 하기 (4) 또는 (5)에서 선택되는 어느 하나인 분석방법.
    (4) 스퍼터링 이온이 산소 이온 또는 세슘 이온이고, 조사 에너지가 5keV 이하
    (5) 스퍼터링 이온이 클러스터 이온이고, 조사 에너지가 20keV 이하
  6. 제 1 항에 있어서,
    스퍼터링 이온의 조사 에너지가 10keV 이하이고, 스퍼터링 이온의 조사 위치로부터 반경 50cm 이내에 시료로부터 방출되는 발광 스펙트럼을 분광하는 분광기 또는 발광 검출기의 광학계를 장착하는 분석방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    진공도가 1×10-10mbar 미만인 분석방법.
  8. 재 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 분석방법을 구비하는 분석장치.
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