JPH03285241A - 2次イオン質量分析計 - Google Patents
2次イオン質量分析計Info
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- JPH03285241A JPH03285241A JP2084882A JP8488290A JPH03285241A JP H03285241 A JPH03285241 A JP H03285241A JP 2084882 A JP2084882 A JP 2084882A JP 8488290 A JP8488290 A JP 8488290A JP H03285241 A JPH03285241 A JP H03285241A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、SIMS装置において試料表面の分析領域を
除き、その周辺領域のみを1次イオンビームでエツチン
グする技法に関する。
除き、その周辺領域のみを1次イオンビームでエツチン
グする技法に関する。
特開昭50−23291 rイオンマイクロアナライ
ザ」で請求されているミニチップ法について簡単に説明
する。この技法は、SIMS装置において試料を支持す
る試料支持部の表面を試料表面より小さく抑えることに
特徴がある。1次イオンビームがラスタ走査する領域よ
り小面積を有するミニチップを作製し、試料支持部に固
定する。この結果。
ザ」で請求されているミニチップ法について簡単に説明
する。この技法は、SIMS装置において試料を支持す
る試料支持部の表面を試料表面より小さく抑えることに
特徴がある。1次イオンビームがラスタ走査する領域よ
り小面積を有するミニチップを作製し、試料支持部に固
定する。この結果。
1次イオンビームを試料表面に照射しても試料表面より
放出される2次イオンはラスタ領域のみからであり、通
常分析で問題となる分析領域周辺およびエツチングクレ
ータ端縁部からの2次イオンによるバックグランドの増
加は完全に避けられる。
放出される2次イオンはラスタ領域のみからであり、通
常分析で問題となる分析領域周辺およびエツチングクレ
ータ端縁部からの2次イオンによるバックグランドの増
加は完全に避けられる。
このことは、試料に含まれる極微量不純物の検品限界を
向上させる効果がある。
向上させる効果がある。
[発明が解決しようとする課題〕
51MS装置において2分析領域周辺およびエツチング
クレータ端縁部から放出される2次イオンが分析領域か
らの2次イオンに及ぼす妨害を避ける目的で、試料前処
理技術としてのミニチップ法が採用されている。しかし
、この技法には次のような困難がつきまとう。
クレータ端縁部から放出される2次イオンが分析領域か
らの2次イオンに及ぼす妨害を避ける目的で、試料前処
理技術としてのミニチップ法が採用されている。しかし
、この技法には次のような困難がつきまとう。
1)SXMSにおける分析領域は、一般に数100μm
口以下である。そのため、試料をこのような微小エリア
のミニチップに加工することが難しい。
口以下である。そのため、試料をこのような微小エリア
のミニチップに加工することが難しい。
2)微小エリアのミニチップに加工した試料を、更にそ
れより小さい試料支持台に取付ける作業が大変である。
れより小さい試料支持台に取付ける作業が大変である。
そこで、本発明は上記のミニチップ法の問題点を考慮し
、分析領域周辺およびエツチングクレータ端縁部から放
出される2次イオンが分析領域からの2次イオンに及ぼ
す妨害を抑えるための新しい技法を提案することにある
。
、分析領域周辺およびエツチングクレータ端縁部から放
出される2次イオンが分析領域からの2次イオンに及ぼ
す妨害を抑えるための新しい技法を提案することにある
。
上記目的を達成するため、1次イオンビームで試料表面
をラスタ走査するにおいて、ラスタ領域の中央部を走査
している間は1次イオンビームをブランキングさせ、1
次イオンビームが試料表面を照射しないようにしたもの
である。また、1次イオンビームが周辺領域のみを照射
するようにしたものである。更に、任意のラスタ領域群
を前もってコンピュータで設定しておき、各ラスタ領域
を順次ラスタ走査するベクタ方式のスキャン法を採用し
たものである。
をラスタ走査するにおいて、ラスタ領域の中央部を走査
している間は1次イオンビームをブランキングさせ、1
次イオンビームが試料表面を照射しないようにしたもの
である。また、1次イオンビームが周辺領域のみを照射
するようにしたものである。更に、任意のラスタ領域群
を前もってコンピュータで設定しておき、各ラスタ領域
を順次ラスタ走査するベクタ方式のスキャン法を採用し
たものである。
1次イオンビームのラスタ領域の中央領域(分析領域)
には1次イオンビームを照射しない。その結果、分析領
域はエツチングされず、その周辺領域のみが1次イオン
ビームによりエツチングされる、この操作はコンピュー
タにより実行され誤動作することはない。
には1次イオンビームを照射しない。その結果、分析領
域はエツチングされず、その周辺領域のみが1次イオン
ビームによりエツチングされる、この操作はコンピュー
タにより実行され誤動作することはない。
C実施例〕
以下5本発明の実施例を第1図、第2図および第3図で
説明する。
説明する。
第2図に示すごとく、51MS装置は1次イオン光学系
(6,7,8,8’ 、9)試料(試料室4.2次イオ
ン光学系(10,11,12)およびデータ処理ユニッ
ト13より構成される。次に、この装置の動作原理を説
明する。イオン源6で生成された1次イオンビーム7は
レンズ8,8′で任意のビーム電流およびビーム径に設
定される。
(6,7,8,8’ 、9)試料(試料室4.2次イオ
ン光学系(10,11,12)およびデータ処理ユニッ
ト13より構成される。次に、この装置の動作原理を説
明する。イオン源6で生成された1次イオンビーム7は
レンズ8,8′で任意のビーム電流およびビーム径に設
定される。
更に、元素の深さ方向濃度分布(デイプスプロファイル
)測定においては、1次イオンビーム7はディフレクタ
9でX方向1およびY方向2に振られ分析試料4の表面
をラスタ走査14する、その結果、試料表面4より放出
された2次イオン10は質量分析計11で質量分離され
検出器12で検出される。検出された信号はデータ処理
ユニット13においてデイプスプロファイル信号として
取込まれる。
)測定においては、1次イオンビーム7はディフレクタ
9でX方向1およびY方向2に振られ分析試料4の表面
をラスタ走査14する、その結果、試料表面4より放出
された2次イオン10は質量分析計11で質量分離され
検出器12で検出される。検出された信号はデータ処理
ユニット13においてデイプスプロファイル信号として
取込まれる。
このデイプスプロファイル測定では、更にエレクトロニ
ックアパーチャリングという技法が採用されている。こ
の技法のタイさチャートおよび概要を第3図に示す。1
次イオンビーム7を細く絞り、ディフレクタ9により試
料表面4の分析領域15を含むラスタ領域5をX走査1
およびY走査2のラスタ走査14を行う。これと並行し
て、2次イオン10のゲート3′をラスタ領域5の中央
の分析領域15で開くことで9分析領域15からの2次
イオン10のみを取込む、この技法により、1次イオン
ビーム7でエツチングされた分析領域15の周辺および
エツチングクレータ端縁部16から放出される2次イオ
ン10′が1分析領域15から放出した2次イオン10
によるデイプスプロファイルのバックグランドの原因と
なるのを抑えることができる。しかし実際は、1次イオ
ンビーム7の裾部7′ (第3図)は大きな広がりを持
っているため、分析領域15で2次イオン用ゲート3′
が開いている間は、1次イオンビーム裾部7′が照射し
ている全ての試料表面4から放出された2次イオン10
′は分析領域15からの2次イオン10と一緒に質量分
析計11に取込まれてしまう。この結果、エレクトロニ
ックアパーチャリング法のメリットは低減してしまう。
ックアパーチャリングという技法が採用されている。こ
の技法のタイさチャートおよび概要を第3図に示す。1
次イオンビーム7を細く絞り、ディフレクタ9により試
料表面4の分析領域15を含むラスタ領域5をX走査1
およびY走査2のラスタ走査14を行う。これと並行し
て、2次イオン10のゲート3′をラスタ領域5の中央
の分析領域15で開くことで9分析領域15からの2次
イオン10のみを取込む、この技法により、1次イオン
ビーム7でエツチングされた分析領域15の周辺および
エツチングクレータ端縁部16から放出される2次イオ
ン10′が1分析領域15から放出した2次イオン10
によるデイプスプロファイルのバックグランドの原因と
なるのを抑えることができる。しかし実際は、1次イオ
ンビーム7の裾部7′ (第3図)は大きな広がりを持
っているため、分析領域15で2次イオン用ゲート3′
が開いている間は、1次イオンビーム裾部7′が照射し
ている全ての試料表面4から放出された2次イオン10
′は分析領域15からの2次イオン10と一緒に質量分
析計11に取込まれてしまう。この結果、エレクトロニ
ックアパーチャリング法のメリットは低減してしまう。
従来のミニチップ法はこの問題を解決するための技法で
あるが、先に述べたように充分とは言い難い。そこで我
々は、エレクトロニックアパーチャリング法の欠点およ
びミニチップ法の問題点を解決するために、ゲートスキ
ャン法を新しく開発した。ゲートスキャン法のタイムチ
ャートおよび概要を第1図に示す。本技法は、細く絞っ
た1次イオンビーム7が試料表面4のラスタ領域5をデ
ィフレクタ9によりX走査1およびY走査2のラスタ走
査14を行う、ここで、1次イオンビーム7がラスタ領
域5の中央の分析領域15においては、1次イオンビー
ム用ゲート3のon−off信号をディフレクタ9に加
えることで1次イオンビーム7は偏向され、ブランキン
グ機構で試料表面4を照射しない、そして1次イオンビ
ーム7が分析領域15の周辺においては、ディフレクタ
9が通常に動作し分析領域周辺は1次イオンビーム7で
エツチングされる。この操作を繰返し、分析時に分析領
域15をエツチングする深さよりも充分深く分析領域周
辺をエツチングする。この結果。
あるが、先に述べたように充分とは言い難い。そこで我
々は、エレクトロニックアパーチャリング法の欠点およ
びミニチップ法の問題点を解決するために、ゲートスキ
ャン法を新しく開発した。ゲートスキャン法のタイムチ
ャートおよび概要を第1図に示す。本技法は、細く絞っ
た1次イオンビーム7が試料表面4のラスタ領域5をデ
ィフレクタ9によりX走査1およびY走査2のラスタ走
査14を行う、ここで、1次イオンビーム7がラスタ領
域5の中央の分析領域15においては、1次イオンビー
ム用ゲート3のon−off信号をディフレクタ9に加
えることで1次イオンビーム7は偏向され、ブランキン
グ機構で試料表面4を照射しない、そして1次イオンビ
ーム7が分析領域15の周辺においては、ディフレクタ
9が通常に動作し分析領域周辺は1次イオンビーム7で
エツチングされる。この操作を繰返し、分析時に分析領
域15をエツチングする深さよりも充分深く分析領域周
辺をエツチングする。この結果。
試料の分析領域周辺が1次イオンビーム7でエツチング
され1分析部域15のみが凸形状〔第1図(a)〕に残
る。そして、分析は従来法と同様に中央の分析領域15
の凸部をラスタ走査14または固定ビームにて分析する
。この場合、ラスタ領域5およびビーム径は少なくとも
凸部面積より広に領域にまたがるようにする。
され1分析部域15のみが凸形状〔第1図(a)〕に残
る。そして、分析は従来法と同様に中央の分析領域15
の凸部をラスタ走査14または固定ビームにて分析する
。この場合、ラスタ領域5およびビーム径は少なくとも
凸部面積より広に領域にまたがるようにする。
次に、第2の実施例を第1図(b)にて説明する。タイ
ムチャートより、1次イオンビーム7で分析部fl15
の周辺を■、■、■および■の各領域ごとにラスタ走査
14させる。この結果1分析部域周辺のみがエツチング
され、第1図(a)に示すように分析領域15が凸形状
に残る。本実施例によれば、1次イオンビーム用ゲート
3を頻繁にon−offする必要はなく1手法が簡単で
あるという利点がある。
ムチャートより、1次イオンビーム7で分析部fl15
の周辺を■、■、■および■の各領域ごとにラスタ走査
14させる。この結果1分析部域周辺のみがエツチング
され、第1図(a)に示すように分析領域15が凸形状
に残る。本実施例によれば、1次イオンビーム用ゲート
3を頻繁にon−offする必要はなく1手法が簡単で
あるという利点がある。
次に、第3の実施例を第1図(c)にて説明する。1次
イオンビーム7が分析領域15の周辺で(a−d−e
ff1) t (c−d−g−h) 、 (f−
Lg−i−k)および(i−j−a−b)の各領域ごと
にラスタ走査14するようタイムチャートを組む。この
場合も、分析領域周辺のみがエツチングされ分析領域1
5は凸形状に残る。本実施例の場合も、1次イオンビー
ム用ゲート3を頻繁にon−offする必要がなく、手
法が簡単であるという利点がある。
イオンビーム7が分析領域15の周辺で(a−d−e
ff1) t (c−d−g−h) 、 (f−
Lg−i−k)および(i−j−a−b)の各領域ごと
にラスタ走査14するようタイムチャートを組む。この
場合も、分析領域周辺のみがエツチングされ分析領域1
5は凸形状に残る。本実施例の場合も、1次イオンビー
ム用ゲート3を頻繁にon−offする必要がなく、手
法が簡単であるという利点がある。
次に、第4の実施例を第1図を用いて説明する。
特許請求の範囲の1)項に示したように、試料前処理の
段階として、1次イオンビーム7で分析領域15を除い
た周辺領域のエツチングを進め、所望の凸形状を作製す
る。次に、極性反転回路により1次イオンビーム用ゲー
ト信号3を反転させ。
段階として、1次イオンビーム7で分析領域15を除い
た周辺領域のエツチングを進め、所望の凸形状を作製す
る。次に、極性反転回路により1次イオンビーム用ゲー
ト信号3を反転させ。
直ちに分析モードに変え、分析部のデイプスプロファイ
ル測定を行なう。これら分析モードの変換において、ゲ
ート信号3は単に反転するだけであるから照射領域の位
置ずれは起らず、分析領域15の位置精度は極めて良好
であるという効果がある。更に、1次イオンビーム7で
分析部周辺をエツチングしながら、同時にその領域から
の2次イオン10’ を分析する。このモードにおいて
は、分析部周辺をエツチングしながら分析することで、
エツチング速度や分析条件の最適化がはかられ、さらに
試料に関する情報を得ることができる。この結果、ゲー
ト信号3の極性を反転し、中央の分析領域を分析する場
合、最適な分析条件の設定が可能となる。
ル測定を行なう。これら分析モードの変換において、ゲ
ート信号3は単に反転するだけであるから照射領域の位
置ずれは起らず、分析領域15の位置精度は極めて良好
であるという効果がある。更に、1次イオンビーム7で
分析部周辺をエツチングしながら、同時にその領域から
の2次イオン10’ を分析する。このモードにおいて
は、分析部周辺をエツチングしながら分析することで、
エツチング速度や分析条件の最適化がはかられ、さらに
試料に関する情報を得ることができる。この結果、ゲー
ト信号3の極性を反転し、中央の分析領域を分析する場
合、最適な分析条件の設定が可能となる。
最後に、第5の実施例を説明する。上記のモードに全2
次イオン像または特定2次イオン像の観察モごドを併用
することで、試料表面の分析位置の確認や深さ方向の情
報が得られ、実用上極めて有効である。
次イオン像または特定2次イオン像の観察モごドを併用
することで、試料表面の分析位置の確認や深さ方向の情
報が得られ、実用上極めて有効である。
これらの実施例において、ベクタ方式スキャン法を採用
すれば、複数のデスク領域を次順にラスタ走査しエツチ
ングすることができる。更に、分析モードに切換えるこ
とで、分析領域の分析を次次と高精度で実施することが
可能である。
すれば、複数のデスク領域を次順にラスタ走査しエツチ
ングすることができる。更に、分析モードに切換えるこ
とで、分析領域の分析を次次と高精度で実施することが
可能である。
本実施例によれば、このような前処理を施した試料をエ
レクトロニックアパーチャリング法を用いてデイプスプ
ロファイル測定をした場合51次イオンビーム裾部が分
析領域周辺を照射することで放出される2次イオンの強
度は非常に弱く、デイブスプロファイル信号のパックグ
ランドとしては無視できるという効果がある。
レクトロニックアパーチャリング法を用いてデイプスプ
ロファイル測定をした場合51次イオンビーム裾部が分
析領域周辺を照射することで放出される2次イオンの強
度は非常に弱く、デイブスプロファイル信号のパックグ
ランドとしては無視できるという効果がある。
第1図は本発明の実施例を示す図、第2図はSIMS装
置の動作原理図、第3図はデイプスプロファイル測定に
おいて、従来より採用されているエレクトロニックアパ
ーチャリング法のタイムチャートおよびその動作と効果
を示す図である。
置の動作原理図、第3図はデイプスプロファイル測定に
おいて、従来より採用されているエレクトロニックアパ
ーチャリング法のタイムチャートおよびその動作と効果
を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、分析試料表面を1次イオンビームが照射して、試料
表面から放出される2次イオンを質量分析計で質量分離
し、検出する2次イオン質量分析計(SIMS装置)に
おいて、1次イオンビームをラスタ走査させ、そのラス
タ領域の中央領域を走査している間は1次イオンビーム
が試料表面を照射しない手段を設けたことを特徴とする
2次イオン質量分析計。 2、請求項1記載において、1次イオンビームがラスタ
領域の中央領域を走査している間はゲート信号のon−
offによりディフレクタが動作し、1次イオンビーム
を偏向させ、1次イオンビームが試料表面を照射しない
ようにブランキング機構を設けたことを特徴とする2次
イオン質量分析計。 3、請求項1記載において、1次イオンビームがラスタ
領域の中央領域を除く周辺領域を対象として、複数回の
限定走査を行うようにしたことを特徴とする2次イオン
質量分析計。 4、請求項1記載において、極性反転回路によりゲート
信号の極性を反転させ、周辺領域のエッチングと中央領
域の分析を容易、且つ確実に行えるようにしたことを特
徴とした2次イオン質量計。 5、請求項1から4記載において、全2次イオン像また
は特定2次イオン像を併用動作させることを特徴とする
2次イオン質量分析計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2084882A JPH03285241A (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 2次イオン質量分析計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2084882A JPH03285241A (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 2次イオン質量分析計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03285241A true JPH03285241A (ja) | 1991-12-16 |
Family
ID=13843139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2084882A Pending JPH03285241A (ja) | 1990-04-02 | 1990-04-02 | 2次イオン質量分析計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03285241A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014044124A (ja) * | 2012-08-27 | 2014-03-13 | Fujitsu Ltd | 二次イオン質量分析装置および二次イオン質量分析方法 |
JP2015096817A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 富士通株式会社 | 二次イオン質量分析方法及び二次イオン質量分析装置 |
-
1990
- 1990-04-02 JP JP2084882A patent/JPH03285241A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014044124A (ja) * | 2012-08-27 | 2014-03-13 | Fujitsu Ltd | 二次イオン質量分析装置および二次イオン質量分析方法 |
JP2015096817A (ja) * | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 富士通株式会社 | 二次イオン質量分析方法及び二次イオン質量分析装置 |
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