JPH0765776A - Ion generating method and device, and element analizing method and device using ion generating device - Google Patents
Ion generating method and device, and element analizing method and device using ion generating deviceInfo
- Publication number
- JPH0765776A JPH0765776A JP5207935A JP20793593A JPH0765776A JP H0765776 A JPH0765776 A JP H0765776A JP 5207935 A JP5207935 A JP 5207935A JP 20793593 A JP20793593 A JP 20793593A JP H0765776 A JPH0765776 A JP H0765776A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- irradiated
- particles
- elemental analysis
- neutral
- 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
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はイオン発生技術および表
面の元素分析技術に係り、特に、中性粒子にレーザ光を
照射し高効率にイオンを発生させる方法および装置、さ
らにこれを用いた高感度の元素分析方法および装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ion generation technique and a surface elemental analysis technique, and more particularly to a method and apparatus for irradiating neutral particles with laser light to generate ions with high efficiency, and a method using the same. The present invention relates to a sensitivity elemental analysis method and apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】粒子ビームを試料に照射し、試料から放
出される中性粒子にレーザ光を照射してイオン化するイ
オン発生技術は、これをイオン源として用いれば固体内
にイオン注入する装置などに応用が可能であり、またこ
の技術で発生したイオンを質量分析すれば、試料の高感
度な元素分析が可能になる。従来この技術が元素分析装
置に応用された例としては、特開平３−２９１５５９号
公報に記載のレーザイオン化中性粒子質量分析装置があ
る。2. Description of the Related Art Ion generation technology in which a sample is irradiated with a particle beam, and neutral particles emitted from the sample are irradiated with laser light to be ionized is an apparatus for implanting ions into a solid by using this as an ion source. Can be applied to, and mass analysis of ions generated by this technique enables highly sensitive elemental analysis of a sample. As an example in which this technique has been conventionally applied to an elemental analyzer, there is a laser ionization neutral particle mass spectrometer described in JP-A-3-291559.
【０００３】図２を用いて、従来の上記装置の動作を説
明する。イオン源１から引き出されたイオンビーム２を
加速して、試料３に照射する。試料３表面を構成してい
た粒子は、中性粒子４か二次イオン５となって試料３表
面から放出される。二次イオン５を質量分析計６で分析
する装置が二次イオン質量分析装置であり、中性粒子４
をレーザ７から放出されたレーザ光８でイオン化して、
質量分析計６で分析する装置がレーザイオン化中性粒子
質量分析装置である。試料３から放出される二次イオン
５と中性粒子４の数の比は、中性粒子４が圧倒的に多
く、一般的に１００倍以上である。したがって、中性粒
子４のイオン化を効率的に行なえば、二次イオン質量分
析計に比べ、レーザイオン化中性粒子質量分析装置は高
感度な分析装置となる可能性がある。The operation of the conventional device will be described with reference to FIG. The ion beam 2 extracted from the ion source 1 is accelerated to irradiate the sample 3. The particles constituting the surface of the sample 3 become neutral particles 4 or secondary ions 5 and are emitted from the surface of the sample 3. An apparatus for analyzing the secondary ions 5 with the mass spectrometer 6 is a secondary ion mass spectrometer, and the neutral particles 4
Is ionized by the laser light 8 emitted from the laser 7,
A device for analyzing with the mass spectrometer 6 is a laser ionization neutral particle mass spectrometer. The ratio of the number of the secondary ions 5 and the number of the neutral particles 4 emitted from the sample 3 is overwhelmingly large in the neutral particles 4, and is generally 100 times or more. Therefore, if ionization of the neutral particles 4 is performed efficiently, the laser ionization neutral particle mass spectrometer may be a highly sensitive analyzer as compared with the secondary ion mass spectrometer.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし実際には、レー
ザイオン化中性粒子質量分析装置の感度が二次イオン質
量分析計の感度を上回るのは難しい。これは主に次の二
つの原因による。一つは中性粒子４のイオン化確率を高
くしようとした場合、より強力なレーザ７が必要であ
り、レーザ照射領域において１００％近くのイオン化確
率が得られるのは、現在エキシマレーザやＹＡＧレーザ
のようにパルスレーザに限られるからである。通常、レ
ーザのパルス幅はせいぜい１０ｎsec程度の長さで、繰
返し回数は最大１ｋＨｚ程度である。つまり、レーザに
よりイオン化できるのは、１秒間でせいぜい１０の５乗
分の１秒間にすぎない。もう一つの原因は、試料３から
放出される中性粒子４が試料３表面からほぼ四方八方に
飛散することに起因しており、せいぜい数ｍｍのビーム
径のレーザ光８では、全ての中性粒子４にレーザ光８を
照射することができない。主に以上の原因によって、レ
ーザイオン化中性粒子質量分析装置の感度が二次イオン
質量分析計の感度を上回るのは難しい現状となってい
る。また、上記のイオン発生技術を、イオン源としてイ
オン注入装置などに応用する場合も、レーザイオン化中
性粒子質量分析装置の場合と同様な理由で高効率にイオ
ンが得られず、その装置の実現は困難であった。However, in practice, it is difficult for the sensitivity of the laser ionization neutral particle mass spectrometer to exceed the sensitivity of the secondary ion mass spectrometer. This is mainly due to the following two causes. One is that if an attempt is made to increase the ionization probability of the neutral particles 4, a stronger laser 7 is required, and the ionization probability of nearly 100% can be obtained in the laser irradiation region by the current excimer laser or YAG laser. This is because it is limited to pulse lasers. Usually, the pulse width of the laser is at most about 10 nsec, and the maximum number of repetitions is about 1 kHz. In other words, the laser can ionize for only one second of tenth power of ten at most. The other cause is that the neutral particles 4 emitted from the sample 3 scatter from the surface of the sample 3 in almost all directions, and at the laser beam 8 having a beam diameter of several mm at most, all neutral The particles 4 cannot be irradiated with the laser light 8. Due to the above-mentioned causes, it is difficult at present that the sensitivity of the laser ionization neutral particle mass spectrometer exceeds the sensitivity of the secondary ion mass spectrometer. Also, when the above-mentioned ion generation technology is applied to an ion implantation device as an ion source, ions cannot be obtained with high efficiency for the same reason as in the case of the laser ionization neutral particle mass spectrometer, and the device is realized. Was difficult.
【０００５】以上のように従来技術では、試料から放出
された全ての中性粒子に対するイオン化粒子の個数の割
合が必ずしも高くなく、高感度分析が達成できないとい
う問題があった。As described above, the conventional technique has a problem in that the ratio of the number of ionized particles to all the neutral particles released from the sample is not necessarily high and high-sensitivity analysis cannot be achieved.
【０００６】本発明は、このような課題を解決するため
になされたもので、中性粒子にレーザ光を照射してイオ
ン化する技術において、高効率にイオン化できるイオン
発生方法および装置、さらにこのイオン発生技術を用い
た高感度な元素分析方法および装置を提供することを目
的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and in the technique of irradiating a neutral particle with a laser beam to ionize it, an ion generating method and apparatus capable of highly efficient ionization, and further the ion. An object of the present invention is to provide a highly sensitive elemental analysis method and apparatus using a generation technique.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、粒子ビームを試料に照射し、試料から
放出される中性粒子にレーザ光を照射してイオン化する
イオン発生方法および装置、さらに、このようにして発
生させたイオンを質量分析する元素分析方法および分析
装置において、レーザ光に照射される中性粒子の空間密
度を高くする手段を講じる。In order to achieve this object, according to the present invention, a sample is irradiated with a particle beam, and neutral particles emitted from the sample are irradiated with laser light to be ionized. The apparatus, the elemental analysis method and the analysis apparatus for mass-analyzing the ions thus generated, have means for increasing the spatial density of neutral particles irradiated with laser light.
【０００８】その第１は、試料近傍にガスを導入し、試
料から放出された中性粒子を、試料に照射した粒子や試
料から放出された粒子以外の第３の粒子と衝突させるこ
とにより、試料から放出された中性粒子の飛散速度を低
減し、中性粒子の空間密度を高くする。First, by introducing a gas in the vicinity of the sample and causing the neutral particles emitted from the sample to collide with the third particles other than the particles irradiated to the sample and the particles emitted from the sample, The scattering velocity of neutral particles emitted from the sample is reduced, and the spatial density of neutral particles is increased.
【０００９】第２に、試料上で粒子ビームが照射される
個所を凹型に加工する。これにより、試料の各点から立
てた法線が集中するところに、放出された中性粒子の空
間密度の高い領域が生じ、ここにレーザ光を照射する。Secondly, the portion of the sample irradiated with the particle beam is processed into a concave shape. As a result, a region having a high spatial density of the emitted neutral particles is generated where the normal lines raised from the respective points of the sample are concentrated, and the region is irradiated with the laser beam.
【００１０】次に、中性粒子イオン化用レーザ光を、試
料表面に対して溶融などの損傷を与えないように極めて
低い角度で、しかも制御された強度で直接照射し、試料
から放出される中性粒子が試料から四散する以前にレー
ザ光を照射してイオン化率を高める。Next, the laser beam for ionizing the neutral particles is directly irradiated with a controlled intensity at an extremely low angle so as not to damage the sample surface such as melting, and then emitted from the sample. Before the conductive particles are scattered from the sample, laser light is irradiated to increase the ionization rate.
【００１１】また、中性粒子イオン化用レーザ光を反射
する鏡を、反射されたレーザ光が試料の上方の空間に集
光するように試料の近傍に配置し、上記のレーザ光を鏡
と試料の両方に照射し、試料から放出される中性粒子に
対して周囲から強力なレーザ光照射を行なう。Further, a mirror for reflecting the laser beam for neutral particle ionization is arranged in the vicinity of the sample so that the reflected laser beam is focused in the space above the sample, and the laser beam is used for the mirror and the sample. Both are irradiated with strong laser light from the surroundings to the neutral particles emitted from the sample.
【００１２】[0012]
【作用】先に述べたように、粒子ビームを試料に照射
し、試料から放出される中性粒子にレーザ光を照射して
イオン化するイオン発生装置で高効率でイオンが得られ
なかったり、該技術によって発生したイオンを質量分析
する元素分析装置が、検出感度の点で従来装置に比べて
劣っているのは、試料から放出される中性粒子全てにレ
ーザ光を照射することができないことに起因する。試料
から放出された中性粒子を、試料に照射した粒子や試料
から放出された粒子以外の第３の粒子と衝突させること
により、試料から放出された中性粒子の飛散速度を、中
性粒子が自由に飛散する速度に比べ遅くすると、同じ単
位空間の中に含まれる中性粒子の個数、つまり空間密度
が増し、１パルスのレーザ光によってイオン化される粒
子の個数が増加する。As described above, the ion beam generator irradiates the sample with the particle beam and irradiates the neutral particles emitted from the sample with the laser beam to ionize the sample. The elemental analyzer that mass-analyzes the ions generated by the technology is inferior to the conventional device in terms of detection sensitivity because it is impossible to irradiate all the neutral particles emitted from the sample with laser light. to cause. By causing the neutral particles emitted from the sample to collide with the third particles other than the particles irradiated to the sample and the particles emitted from the sample, the scattering speed of the neutral particles emitted from the sample is determined. Is slower than the free scattering speed, the number of neutral particles contained in the same unit space, that is, the spatial density increases, and the number of particles ionized by one pulse of laser light increases.
【００１３】また、試料上で粒子ビームが照射される個
所を凹型に加工することによって、試料から放出される
中性粒子は、試料表面に対する法線方向に放出される個
数が多いことから、試料上の放出点から立てた法線の集
まる領域において空間密度が増し、ここにレーザを照射
すれば、ほぼ平面的な試料表面に粒子ビームを照射した
場合に比べ、レーザ光によってイオン化される粒子の割
合が増加する。Further, since the number of neutral particles emitted from the sample is increased in the direction normal to the sample surface by processing the portion of the sample irradiated with the particle beam into a concave shape, the number of neutral particles emitted from the sample is large. Spatial density increases in the region where the normals that rise from the upper emission point gather, and when laser irradiation is performed here, compared with the case where a substantially planar sample surface is irradiated with a particle beam, particles ionized by laser light The rate increases.
【００１４】また、中性粒子イオン化用レーザ光を、試
料に溶融などの損傷を与えない強度にして試料表面に照
射する。一般的にレーザ光と試料表面との距離が短いほ
ど、中性粒子が四散する前に、つまり空間密度が高いう
ちにレーザ光を照射できるため、レーザ光によってイオ
ン化される粒子の個数が増加する。試料にレーザ光を直
接照射すると、レーザ光と試料表面の距離が最も短くな
る。しかし強度の強いレーザ光を照射すると、一般的に
試料が溶融などを起こし損傷する。本発明では、レーザ
光を試料面に対して、試料表面から非常に僅かな角度で
照射することによって、試料表面に対する単位面積あた
りのレーザ光の強度を損傷を与えない程度に低くできる
反面、中性粒子の高いイオン化確率を得るのに十分な強
度を保つことができる。Further, the laser beam for ionizing the neutral particles is irradiated on the sample surface with an intensity that does not damage the sample such as melting. In general, the shorter the distance between the laser beam and the sample surface, the more the number of particles ionized by the laser beam increases because the laser beam can be irradiated before the neutral particles are scattered, that is, while the spatial density is high. . When the sample is directly irradiated with the laser beam, the distance between the laser beam and the sample surface becomes shortest. However, when the laser beam with high intensity is irradiated, the sample is generally melted and damaged. In the present invention, by irradiating the sample surface with the laser beam at a very small angle from the sample surface, the intensity of the laser beam per unit area with respect to the sample surface can be lowered to such an extent that it does not damage the sample surface. Sufficient strength can be maintained to obtain a high ionization probability of the functional particles.
【００１５】また、中性粒子イオン化用のレーザ光を反
射する鏡を、反射されたレーザ光が試料の上方の空間に
集光するように、試料近傍に配置する。試料は反射鏡の
上方に設置するか、反射鏡に孔を開けその先に配置す
る。中性粒子イオン化用のレーザ光を試料に損傷を与え
ない程度の強度にして試料及び反射鏡に照射すると、試
料から放出された中性粒子に対して、レーザ光はすきま
なく照射される。そして、試料近傍ではレーザ光の強度
は充分ではないが、反射鏡によって飽和イオン化が達成
されるのに充分なレーザ光強度の領域が得られるため、
総和としてイオン化される粒子の割合が増加する。Further, a mirror for reflecting the laser beam for neutral particle ionization is arranged in the vicinity of the sample so that the reflected laser beam is focused in the space above the sample. The sample should be placed above the reflecting mirror, or a hole should be made in the reflecting mirror and placed in front of it. When the sample and the reflecting mirror are irradiated with laser light for ionizing neutral particles with an intensity that does not damage the sample, the neutral particles emitted from the sample are irradiated with the laser light without any gap. And, although the intensity of the laser beam is not sufficient near the sample, since a region of the laser beam intensity sufficient to achieve saturated ionization is obtained by the reflecting mirror,
The total proportion of particles that are ionized increases.
【００１６】これらに述べた作用は、試料から放出され
る全中性粒子に対するイオン化される粒子の割合の増加
をもたらす。その結果、高効率でイオンを発生する装置
や、高感度な元素分析装置が達成される。The effects mentioned above lead to an increase in the proportion of ionized particles with respect to the total neutral particles emitted from the sample. As a result, an apparatus for generating ions with high efficiency and an element analysis apparatus with high sensitivity are achieved.
【００１７】[0017]
【実施例】本発明に係るイオン発生方法のいくつかの実
施例について、図を用いて説明する。EXAMPLES Some examples of the ion generating method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１８】図１では、高純度ガスを試料近傍に供給す
る場合について説明する。本実施例では、イオンビーム
２を試料３に照射して試料３から中性粒子４を放出させ
る分析装置を取り上げた。本装置では、まずイオン源１
から引き出されたイオンビーム２を加速して試料３に照
射する。ここでガスボンベ９からノズル１０を通して、
試料近傍に高純度の不活性ガスを供給する。すると試料
３から放出された中性粒子４は不活性ガス原子１１との
衝突によって、その飛散速度が遅くなる。そこにレーザ
７から発射されたレーザ光８を照射する。この場合、同
じ単位空間の中に含まれる中性粒子４の個数密度が中性
粒子４が自由に試料３から飛散する場合に比べて高くな
り、レーザ光８によってイオン化される中性粒子４の個
数が増加する。次にイオン化された粒子（以下光イオ
ン）を質量分析計６で分析することによって、試料表面
の元素の定性及び定量分析ができる。本発明によって、
検出できる光イオンの個数が多くなるため、検出感度は
その個数の増加に比例して高くなる。今回、試料３に照
射するイオンビーム２としてＡｒイオンビームを用い、
イオン電流を５マイクロアンペアとして、Ｓｉからなる
試料３に照射し、繰返し周波数５００ヘルツのＡｒＦエ
キシマレーザ光８を、中性粒子４に照射した。そして、
不活性ガス原子１１としてＡｒガス原子を導入したとこ
ろ、従来の二次中性粒子質量分析計に対して、少なくと
も１００％以上の分析感度の向上が確認できた。In FIG. 1, the case where a high-purity gas is supplied near the sample will be described. In this example, an analyzer for irradiating the sample 3 with the ion beam 2 to emit the neutral particles 4 was taken up. In this device, first, the ion source 1
The ion beam 2 extracted from the sample is accelerated to irradiate the sample 3. Here, from the gas cylinder 9 through the nozzle 10,
A high-purity inert gas is supplied near the sample. Then, the neutral particles 4 released from the sample 3 collide with the inert gas atoms 11 and the scattering speed thereof becomes slow. The laser beam 8 emitted from the laser 7 is irradiated there. In this case, the number density of the neutral particles 4 contained in the same unit space becomes higher than that in the case where the neutral particles 4 freely scatter from the sample 3, and the number of the neutral particles 4 ionized by the laser light 8 is increased. The number increases. Next, by analyzing the ionized particles (hereinafter referred to as photoions) with the mass spectrometer 6, qualitative and quantitative analysis of elements on the sample surface can be performed. According to the invention,
Since the number of photoions that can be detected increases, the detection sensitivity increases in proportion to the increase in the number. This time, an Ar ion beam is used as the ion beam 2 for irradiating the sample 3,
The sample 3 made of Si was irradiated with an ion current of 5 microamperes, and the neutral particles 4 were irradiated with ArF excimer laser light 8 having a repetition frequency of 500 Hertz. And
When Ar gas atoms were introduced as the inert gas atoms 11, it was confirmed that the analysis sensitivity was improved by at least 100% as compared with the conventional secondary neutral particle mass spectrometer.
【００１９】なお、ここで供給するガスに含まれる不純
物もイオン化され検出されるので、供給するガスを高純
度化してバックグラウンドを下げることが必要である。
その方法は、まず、ガス中に含まれる水や炭酸ガスなど
の多量の不純物をモレキュラーシーブで吸収し、さら
に、これで吸収できなかったメタンなどの少量の不純物
をチタン合金ゲッタやケミカルフィルタで吸収する。こ
の工程により不純物吸収量を制御し、供給するガスをｐ
ｐｔオーダに高純度化できる。ｐｐｔオーダに高純度化
されたガスであれば、その含有物はほとんど水であるた
め、ｐｐｔオーダの表面元素分析には影響がないことが
わかった。しかし分析精度を高めるためには常にｐｐｔ
オーダの不純物ガスのモニタを行う必要があり、このた
めには大気圧質量分析計で常時ガスモニタを行なうこと
が有効である。また、アルゴンやヘリウムなどの不活性
元素はイオン化ポテンシャルが高く、レーザ光８の照射
によってイオン化されにくいため、不要なバックグラウ
ンドを少なくする意味で、試料近傍に供給するガスとし
て適している。また中性粒子４をイオン化するレーザ光
８の波長を選択することによって、分析の対象となる不
純物元素のみを選択的にイオン化（共鳴イオン化）する
ことができるので、供給するガスのイオン化について
は、ほとんど考慮する必要が無くなる。Since the impurities contained in the gas supplied here are also ionized and detected, it is necessary to highly purify the gas supplied to lower the background.
The method involves first absorbing a large amount of impurities such as water and carbon dioxide contained in the gas with a molecular sieve, and then absorbing a small amount of impurities such as methane that could not be absorbed with a titanium alloy getter or chemical filter. To do. By this step, the amount of impurities absorbed is controlled, and the supplied gas is p
It can be highly purified to the pt order. It has been found that if the gas is highly purified to the ppt order, its content is almost water, so that it has no effect on the surface elemental analysis of the ppt order. However, in order to improve the accuracy of analysis, always ppt
It is necessary to monitor the impurity gas on the order, and for this purpose, it is effective to constantly monitor the gas with an atmospheric pressure mass spectrometer. Further, since an inert element such as argon or helium has a high ionization potential and is hard to be ionized by the irradiation of the laser beam 8, it is suitable as a gas supplied near the sample in the sense of reducing unnecessary background. In addition, by selecting the wavelength of the laser beam 8 that ionizes the neutral particles 4, only the impurity element to be analyzed can be selectively ionized (resonance ionization). Almost no need to consider.
【００２０】図３では、半球上の覆い１２を試料台１３
の上に配置して、試料台１３や半球状の覆い１２で囲ま
れた空間の中だけに高純度の不活性ガス原子１１を供給
する例を示す。この半球状の覆い１２には、少なくとも
イオンビーム２が試料３に到達する孔と、光イオンが質
量分析計に引き出されるための孔とが開けられている。
このような構成では高純度不活性ガス原子１１の供給の
影響が質量分析計６やイオンビーム２の照射系に及ばな
いという利点がある。したがって不活性ガス原子１１と
イオンビーム２との衝突によるイオンビーム２の集束特
性の劣化や、不活性ガス原子１１と光イオンとの衝突に
より光イオンが質量分析計６に到達しなくなる、といっ
たことが少なくなる。今回、この構成において、Ａｒイ
オンビーム２の径を２００ｎｍ程度まで細束化でき、ま
た、光イオンの質量分析計への到達確率の低下も殆どな
いことが確認できた。In FIG. 3, the cover 12 on the hemisphere is covered with the sample table 13
An example in which the high-purity inert gas atom 11 is supplied only in the space surrounded by the sample table 13 and the hemispherical cover 12 is shown above. The hemispherical cover 12 has at least a hole through which the ion beam 2 reaches the sample 3 and a hole through which photoions are extracted to the mass spectrometer.
With such a configuration, there is an advantage that the influence of the supply of the high-purity inert gas atom 11 does not affect the mass spectrometer 6 and the irradiation system of the ion beam 2. Therefore, the focusing characteristic of the ion beam 2 is deteriorated due to the collision between the inert gas atom 11 and the ion beam 2, and the photoion does not reach the mass spectrometer 6 due to the collision between the inert gas atom 11 and the photoion. Is less. This time, it was confirmed that with this configuration, the diameter of the Ar ion beam 2 can be reduced to about 200 nm, and the probability of arrival of photoions at the mass spectrometer is not significantly reduced.
【００２１】なお、この例の場合、試料台１３や半球状
の覆い１２で囲まれた空間の中の排気は、試料室の排気
系１４とは別の排気系１４′で行なう。したがって、試
料台１３や半球状の覆い１２で囲まれた空間の中の真空
度をモニタすることによって、試料から放出される中性
粒子４と不活性ガス原子１１との衝突の頻度、すなわち
中性粒子４の平均の飛散速度を制御することができる。
したがって、レーザ光８によってイオン化できる中性粒
子４の個数を制御できる。In the case of this example, the exhaust in the space surrounded by the sample table 13 and the hemispherical cover 12 is performed by an exhaust system 14 'different from the exhaust system 14 of the sample chamber. Therefore, by monitoring the degree of vacuum in the space surrounded by the sample table 13 and the hemispherical cover 12, the frequency of collision between the neutral particles 4 emitted from the sample and the inert gas atom 11, that is, the It is possible to control the average scattering speed of the sexual particles 4.
Therefore, the number of neutral particles 4 that can be ionized by the laser light 8 can be controlled.
【００２２】図４では、試料直上に、高純度の不活性ガ
ス原子１１を供給するノズル１０と排気系１４′の吸い
込み口１５を対向して配置した例を示す。図は、レーザ
光８の照射方向に対して垂直な面を示す。本実施例の動
作は図１の場合とほぼ同じであるが、高純度の不活性ガ
ス原子１１を供給するノズル１０と排気系１４′の吸い
込み口１５を対向して配置したため、高純度の不活性ガ
ス原子１１の装置内部への拡散を少なくすることができ
る。FIG. 4 shows an example in which the nozzle 10 for supplying the high-purity inert gas atom 11 and the suction port 15 of the exhaust system 14 'are arranged to face each other directly above the sample. The figure shows a plane perpendicular to the irradiation direction of the laser beam 8. The operation of this embodiment is almost the same as that of FIG. 1, but since the nozzle 10 for supplying the high-purity inert gas atom 11 and the suction port 15 of the exhaust system 14 'are arranged to face each other, the high-purity It is possible to reduce the diffusion of the active gas atoms 11 into the device.
【００２３】図５では、高純度の不活性ガス原子１１を
供給する空間に、試料を照射するイオンビーム２が通過
しないようにした例を示す。本実施例の動作は前例と同
じであるが、不活性ガス原子１１とイオンビーム２との
衝突が無くなるため、イオンビーム２の集束特性の劣化
をなくすことができる。また、この例では、二次電子検
出器１６を試料室内に配置した。この二次電子検出器１
６やＣＲＴ１７を使って試料３の二次電子像を得ること
ができる。すなわち、まずイオンビーム２をＸＹ直行方
向に走査して、試料３に照射する。イオンビーム２の照
射によって試料３から放出された二次電子を二次電子検
出器１６で検出し、これを輝度信号とすれば、ＣＲＴ１
７上に試料の二次電子像を得ることができる。この二次
電子像は試料表面観察や分析位置を探すのに利用でき
る。FIG. 5 shows an example in which the ion beam 2 for irradiating the sample is prevented from passing through the space for supplying the high-purity inert gas atom 11. The operation of this embodiment is the same as that of the previous example, but since the collision of the inert gas atoms 11 and the ion beam 2 is eliminated, deterioration of the focusing characteristics of the ion beam 2 can be eliminated. Further, in this example, the secondary electron detector 16 is arranged in the sample chamber. This secondary electron detector 1
The secondary electron image of the sample 3 can be obtained by using the CRT 6 or the CRT 17. That is, first, the sample 3 is irradiated with the ion beam 2 by scanning in the XY orthogonal directions. The secondary electron emitted from the sample 3 by the irradiation of the ion beam 2 is detected by the secondary electron detector 16, and if this is used as a luminance signal, CRT1
A secondary electron image of the sample can be obtained on 7. This secondary electron image can be used for observing the sample surface and searching for the analysis position.
【００２４】図６では、粒子ビームが照射される個所を
凹の円筒型に加工した例を示す。図は、レーザ光８の照
射方向に垂直な断面を示す。イオンビーム２によって、
試料の凹の円筒型に加工した個所を照射する。ここで試
料上の放出点から立てた法線の集まる領域にレーザ光８
を照射する。すると試料から放出された中性粒子４は、
それぞれの試料上の放出点において、試料表面に対する
法線方向に放出される個数が多いことから空間密度が増
し、ほぼ平面的な試料表面にイオンビーム２を照射した
場合に比べ、レーザ光８によってイオン化される粒子の
割合が増加する。したがって、イオン化された粒子を質
量分析することによって、試料表面の高感度の元素分析
が達成される。今回、イオンビーム２としてＡｒイオン
ビームを用い、イオン電流を１０ミリアンペアとして、
５ミリ径の凹の円筒型に加工した試料３に照射し、さら
にエキシマレーザ光８を凹の円筒型の中心軸方向に照射
して、Ｆｅ試料中のＡｌ不純物の分析感度を調べたとこ
ろ、従来の二次中性粒子質量分析計に対して、少なくと
も８０％以上の分析感度の向上が確認できた。FIG. 6 shows an example in which the portion irradiated with the particle beam is processed into a concave cylindrical shape. The figure shows a cross section perpendicular to the irradiation direction of the laser light 8. With the ion beam 2,
Irradiate the concave cylindrical part of the sample. Here, the laser beam 8 is applied to the area where the normals standing from the emission point on the sample gather.
Irradiate. Then, the neutral particles 4 released from the sample are
At each emission point on each sample, the number of particles emitted in the direction normal to the sample surface is large, so that the spatial density increases, and compared with the case where the ion beam 2 is irradiated on the substantially planar sample surface, the laser beam 8 The proportion of particles that are ionized increases. Therefore, by mass spectrometric analysis of ionized particles, highly sensitive elemental analysis of the sample surface is achieved. This time, an Ar ion beam was used as the ion beam 2, and the ion current was set to 10 milliamperes.
When the sample 3 processed into a concave cylindrical shape having a diameter of 5 mm was irradiated, and further, the excimer laser beam 8 was irradiated in the direction of the central axis of the concave cylindrical shape, and the analytical sensitivity of the Al impurity in the Fe sample was examined. It was confirmed that the analysis sensitivity was improved by at least 80% as compared with the conventional secondary neutral particle mass spectrometer.
【００２５】図７は、中性粒子イオン化用レーザ光８を
試料３に対して、試料表面から非常に僅かな角度で照射
する例を示す。既に述べた例と同じように、イオンビー
ム２で試料３を照射する。中性粒子イオン化用レーザ光
８は、試料表面から僅かな角度方向から試料３上のイオ
ンビーム照射領域を含むように照射する。このことによ
ってレーザ光８の強度を、中性粒子４のイオン化に必要
な程度に保ったまま、試料表面での単位面積あたりの強
度を、試料に損傷を与えない程度にすることができる。
この場合レーザ光８が直接中性粒子４の放出点を照射す
るため、より多くの中性粒子４にレーザ光８を照射でき
るようになる。今回、イオンビーム２としてＡｒイオン
ビームを用い、イオン電流を１マイクロアンペアとして
試料３に照射し、試料表面の法線方向から８５度以上の
角度でエキシマレーザ光８が試料３を照射するようにし
たところ、Ｓｉ中のＦｅの分析感度について、従来の二
次中性粒子質量分析計に対して、少なくとも５０％以上
の向上が確認できた。FIG. 7 shows an example of irradiating the sample 3 with the laser beam 8 for neutral particle ionization at a very small angle from the sample surface. The sample 3 is irradiated with the ion beam 2 in the same manner as the example already described. The neutral particle ionization laser beam 8 is irradiated from the sample surface from a slight angle direction so as to include the ion beam irradiation region on the sample 3. As a result, the intensity per unit area on the surface of the sample can be set to a level that does not damage the sample while maintaining the intensity of the laser beam 8 at a level required for ionization of the neutral particles 4.
In this case, since the laser light 8 directly irradiates the emission point of the neutral particles 4, it becomes possible to irradiate more neutral particles 4 with the laser light 8. This time, an Ar ion beam is used as the ion beam 2, and the sample 3 is irradiated with an ion current of 1 microamperes so that the excimer laser light 8 irradiates the sample 3 at an angle of 85 degrees or more from the normal direction of the sample surface. As a result, it was confirmed that the analytical sensitivity of Fe in Si was improved by at least 50% or more as compared with the conventional secondary neutral particle mass spectrometer.
【００２６】図８は、中性粒子イオン化用のレーザ光８
の反射鏡１８を配置した例である。試料３は反射鏡１８
の上方に設置する。まずイオンビーム２を試料に照射す
る。次に、中性粒子イオン化用のレーザ光８を試料３に
損傷を与えない程度の強度にして試料３及び反射鏡１８
に照射する。すると、イオンビーム２の照射によって試
料３から放出された中性粒子４に対して、レーザ光８は
すきまなく照射されることになる。試料３近傍ではレー
ザ光の強度は充分ではないが、反射鏡１８によって飽和
イオン化が達成されるのに充分なレーザ光強度領域が、
試料３上部に得られるため、総和として、イオン化され
る粒子の割合は増加する。今回、イオンビーム２として
Ａｒイオンビームを用い、イオン電流を２マイクロアン
ペアとして試料３に照射し、有機薄膜からなる反射面を
持つ反射鏡１８を図８のように配置して、ＡｒＦエキシ
マレーザ光８を試料３と反射鏡１８に向けて照射したと
ころ、ＧａＡｓ中のＦｅの分析感度について、従来の二
次中性粒子質量分析計に対して、少なくとも６０％以上
の向上が確認できた。なお図９に示すように、試料３は
反射鏡１８に孔を開けその先に配置すると、ほぼ同様の
効果が得られ、さらに、反射鏡１８とは別個に、試料３
の位置制御が可能となる。FIG. 8 shows a laser beam 8 for ionizing neutral particles.
This is an example in which the reflecting mirror 18 is arranged. Sample 3 is reflector 18
Install above. First, the sample is irradiated with the ion beam 2. Next, the laser beam 8 for ionizing the neutral particles is made to have an intensity that does not damage the sample 3 and the sample 3 and the reflecting mirror 18.
To irradiate. Then, the neutral particles 4 emitted from the sample 3 by the irradiation of the ion beam 2 are irradiated with the laser light 8 without any gap. Although the intensity of the laser beam is not sufficient in the vicinity of the sample 3, a laser beam intensity region sufficient for achieving saturated ionization by the reflecting mirror 18 is
Since it is obtained on the upper part of the sample 3, the proportion of particles to be ionized increases as a total. This time, an Ar ion beam is used as the ion beam 2, the sample 3 is irradiated with an ion current of 2 microamperes, and a reflecting mirror 18 having a reflecting surface made of an organic thin film is arranged as shown in FIG. When 8 was irradiated toward the sample 3 and the reflecting mirror 18, it was confirmed that the analytical sensitivity of Fe in GaAs was improved by at least 60% or more as compared with the conventional secondary neutral particle mass spectrometer. Note that, as shown in FIG. 9, when the sample 3 is provided with a hole in the reflecting mirror 18 and is arranged at the tip thereof, substantially the same effect is obtained. Furthermore, separately from the reflecting mirror 18, the sample 3 is provided.
It is possible to control the position of.
【００２７】これまでに述べた例では、試料３を照射す
る粒子ビームとしてイオンビーム２を用いたが、レーザ
光や中性粒子ビームを用いても良い。イオンビーム２を
照射する場合は高純度不活性ガス原子１１との衝突によ
って、イオンビーム２がその電荷を失ったり、集束特性
に劣化が生じる可能性があるが、レーザ光を用いた場合
には、そうした問題はほとんど無い。また中性粒子ビー
ムを用いた場合は、イオンビーム２を絶縁物の試料３に
照射した場合に生じるチャージアップの現象を少なくす
ることができる。試料３でチャージアップが生じると
と、質量分析計６へ光イオンを導くことが難しくなるこ
とがあり、中性粒子ビームの利用は有効である。In the examples described so far, the ion beam 2 is used as the particle beam for irradiating the sample 3, but a laser beam or a neutral particle beam may be used. When the ion beam 2 is irradiated, the ion beam 2 may lose its charge or the focusing characteristics may deteriorate due to collision with the high-purity inert gas atom 11. However, when the laser beam is used, , There are almost no such problems. Further, when the neutral particle beam is used, it is possible to reduce the phenomenon of charge-up that occurs when the sample 3 made of the insulating material is irradiated with the ion beam 2. When charge-up occurs in the sample 3, it may be difficult to guide photoions to the mass spectrometer 6, and the use of the neutral particle beam is effective.
【００２８】また、中性粒子４をレーザ光８の波長によ
り選択的にイオン化した場合、質量分析計６を用いずに
全イオンを計測しても良い。また質量分析計６は、四重
極型、飛行時間型及び磁場型などを使うことができる。
四重極型を用いた場合には、その装置構造を簡単にで
き、装置価格を低くすることができる。また飛行時間型
を用いた場合には、イオンの透過率を高くすることがで
きる。分析装置の感度を高くするのに有利である。また
磁場型の場合には、従来の磁場型二次イオン質量分析装
置と複合的に使用することが可能となる。When the neutral particles 4 are selectively ionized by the wavelength of the laser beam 8, all ions may be measured without using the mass spectrometer 6. The mass spectrometer 6 may be of quadrupole type, time of flight type, magnetic field type, or the like.
When the quadrupole type is used, the device structure can be simplified and the device cost can be reduced. Further, when the time-of-flight type is used, the ion transmittance can be increased. This is advantageous for increasing the sensitivity of the analyzer. In the case of the magnetic field type, it can be used in combination with the conventional magnetic field type secondary ion mass spectrometer.
【００２９】また、試料３を照射するイオンビーム２を
液体金属イオン源から引き出した場合、試料上で５０ｎ
ｍ以下に細束してもなお高いイオン電流が得られるた
め、微小部の高感度分析が可能となる。When the ion beam 2 for irradiating the sample 3 is extracted from the liquid metal ion source, 50 n on the sample.
Since a high ion current can be obtained even if the bundle is finely bundled to m or less, highly sensitive analysis of a minute portion becomes possible.
【００３０】図１０に、本発明の分析装置を半導体など
の製造装置に接続して用いた例を示す。本発明の分析装
置１９にゲートバルブ２０を介して搬送経路２１を接続
した。搬送経路２１内は真空排気されている。搬送経路
２１の別の端部には、ゲートバルブ２０を介してイオン
注入装置２２が接続されている。半導体素子はイオン注
入装置によって不純物が注入され、その電気的性質が制
御される。従来イオン注入量はイオン電流量と注入時間
とによって管理されていたが、実際の不純物量は不明で
あった。本実施例では、半導体製造プロセスの途中で、
ウエハをイオン注入装置２２から分析装置１９に搬送し
て、イオン注入量を直接分析することによってイオン注
入量をモニタする。イオン注入量が所定量に達していな
い場合は、ウエハをイオン注入装置２２に戻して、イオ
ン注入を追加する。この際、ウエハは真空搬送されるた
め、搬送時に表面の改質が生じず、追加処理が可能とな
る。今回、本発明の分析装置１９は従来の分析装置に比
べて高感度であり、短時間に正確にイオン注入量を測定
することができ、プロセスモニタが実現できた。また本
発明では分析装置を、表面汚染の有無や熱拡散後の不純
物分布のモニタとしても使用することができた。さら
に、ウエハのプロセス履歴情報をウエハ上の素子構造以
外の微小位置に特定元素を使って書き記しておけば、こ
れを本発明の分析装置で情報を読み取ることによって、
プロセスの進行を管理することもできる。FIG. 10 shows an example in which the analyzer of the present invention is used by being connected to a semiconductor or other manufacturing apparatus. A transport path 21 was connected to the analyzer 19 of the present invention via a gate valve 20. The inside of the transfer path 21 is evacuated. An ion implanter 22 is connected to the other end of the transport path 21 via a gate valve 20. Impurities are implanted into the semiconductor element by an ion implantation apparatus, and its electrical properties are controlled. Conventionally, the ion implantation amount was controlled by the ion current amount and the implantation time, but the actual impurity amount was unknown. In this embodiment, during the semiconductor manufacturing process,
The wafer is transferred from the ion implantation device 22 to the analysis device 19, and the ion implantation amount is monitored by directly analyzing the ion implantation amount. When the ion implantation amount has not reached the predetermined amount, the wafer is returned to the ion implantation device 22 and the ion implantation is added. At this time, since the wafer is vacuum-transferred, the surface is not modified during the transfer, and additional processing can be performed. This time, the analysis device 19 of the present invention has higher sensitivity than the conventional analysis device, can accurately measure the ion implantation amount in a short time, and can realize the process monitor. Further, in the present invention, the analyzer can be used as a monitor for the presence or absence of surface contamination and the impurity distribution after thermal diffusion. Furthermore, if the process history information of the wafer is written in a minute position other than the element structure on the wafer using a specific element, the information can be read by the analyzer of the present invention,
You can also manage the progress of the process.
【００３１】また、本分析装置で半導体素子の微細パタ
ーンの中で特定した分析領域を確認する場合、図１１に
示す計測表示画面に基づく分析法が効果的である。本実
施例では、ウエハ表面のパターンの像２３とマスクパタ
ーン２４とを一つの画面に並べて表示できる。パターン
の像２３は、試料に照射する粒子ビームを試料上で走査
し、試料から放出される二次電子の強度を輝度変調信号
とすることによって得られる。一方、マスクパターン２
４は、あらかじめ装置にデータとして入力しておく。そ
して、マスクパターン２４の座標の指定により、ウエハ
上の指定されたチップの同じ位置が観察画面に表示され
るように、ウエハステージを連動させておく。そして、
マスクパターン２４上で分析すべき領域を指定し、順次
自動分析する。分析結果は、主に検出された物質に応じ
て、画面に色分けなどの分類にて表示する。分析点の表
示をマスクパターン２４や実像上２３にしていくことに
よって、分析位置が正しいかどうかが逐次確認できる。Further, in the case of confirming the analysis region specified in the fine pattern of the semiconductor element with this analysis device, the analysis method based on the measurement display screen shown in FIG. 11 is effective. In this embodiment, the image 23 of the pattern on the wafer surface and the mask pattern 24 can be displayed side by side on one screen. The pattern image 23 is obtained by scanning the sample with a particle beam irradiating the sample and using the intensity of secondary electrons emitted from the sample as a brightness modulation signal. On the other hand, mask pattern 2
4 is input as data to the device in advance. Then, by designating the coordinates of the mask pattern 24, the wafer stage is interlocked so that the same position of the designated chip on the wafer is displayed on the observation screen. And
An area to be analyzed is designated on the mask pattern 24, and automatic analysis is sequentially performed. The analysis result is displayed on the screen in a classification such as a color coding mainly according to the detected substance. By displaying the analysis points on the mask pattern 24 or the real image 23, it is possible to sequentially confirm whether the analysis position is correct.
【００３２】図１２に、本発明のイオン発生装置をイオ
ン注入装置のイオン源として用いた例を示す。固体内に
イオンを注入すると、固体表面を硬化させたり、半導体
などのようにその電気的性質を制御できることが知られ
ている。本実施例では、固体内に注入するイオンを本発
明の方式によって発生させる。固体内に注入するイオン
種を含む試料３をイオンビーム２で照射し、試料から放
出される中性粒子４にレーザ光８を照射しイオンを発生
させる。最初に述べた実施例で説明した方法と同様に、
試料３近傍に不活性ガス１１を導入すれば、高効率で目
的のイオンを発生させることができる。これをイオン引
出し電極２５によって引き出し、イオンビーム２６とし
て静電的加速集束機構２７を通して固体試料２８に注入
す。今回、試料３にＧａＡｓを用いて、電流２０ミリア
ンペアのＡｒイオンビーム２を照射し、不活性ガス１１
の導入およびエキシマレーザ光８の照射により、高効率
でＡｓイオンを発生させ、これを５０ｋＶで加速してＳ
ｉからなる固体試料２８に注入できた。本発明によっ
て、従来はその毒性のために安全で取り扱いが容易なイ
オン源が得にくかったＡｓについて、安全な化合物であ
るＧａＡｓを用いて高効率でＡｓイオンを得ることがで
きた。FIG. 12 shows an example in which the ion generator of the present invention is used as an ion source of an ion implanter. It is known that when ions are injected into a solid, the surface of the solid can be hardened and its electrical properties can be controlled like a semiconductor. In this embodiment, the ions to be injected into the solid are generated by the method of the present invention. The sample 3 containing the ion species to be injected into the solid is irradiated with the ion beam 2, and the neutral particles 4 emitted from the sample are irradiated with the laser beam 8 to generate ions. Similar to the method described in the first-mentioned embodiment,
If the inert gas 11 is introduced in the vicinity of the sample 3, target ions can be generated with high efficiency. This is extracted by the ion extraction electrode 25 and injected as an ion beam 26 into the solid sample 28 through the electrostatic acceleration focusing mechanism 27. This time, GaAs was used as the sample 3 and the Ar ion beam 2 with a current of 20 milliamperes was irradiated, and the inert gas 11
Is introduced and the excimer laser beam 8 is irradiated to generate As ions with high efficiency, and the As ions are accelerated at 50 kV and S
The solid sample 28 made of i could be injected. According to the present invention, it is possible to obtain As ions with high efficiency by using GaAs, which is a safe compound, for As, which has been difficult to obtain a safe and easy-to-use ion source because of its toxicity.
【００３３】以上、いくつかの実施例を用いて本発明を
説明したが、ここで述べた実施例の組み合わせも、本発
明に含まれることは言うまでもない。Although the present invention has been described with reference to some embodiments, it goes without saying that combinations of the embodiments described here are also included in the present invention.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上説明したように、粒子ビームを試料
に照射し、試料から放出される中性粒子にレーザ光を照
射してイオン化するイオン発生装置、およびレーザ光照
射によってイオン化したイオンを質量分析して試料表面
の元素分析をする装置において、本発明に係るイオン発
生方法では、試料から放出される中性粒子の空間密度を
高くし、また、照射レーザ光を集光して強度を高くして
いるので、放出された中性粒子のイオン化率が高く、し
たがって、試料から高効率にイオンを発生させることが
でき、したがって、試料表面の高感度な元素分析ができ
る。As described above, a sample is irradiated with a particle beam, and neutral particles emitted from the sample are irradiated with laser light for ionization, and a mass of ions ionized by laser light irradiation. In an apparatus for analyzing and performing elemental analysis of a sample surface, in the ion generation method according to the present invention, the spatial density of neutral particles emitted from the sample is increased, and the irradiation laser beam is condensed to increase the intensity. Therefore, the ionization rate of the released neutral particles is high, and therefore ions can be generated from the sample with high efficiency, and therefore, highly sensitive elemental analysis of the sample surface can be performed.
【図１】本発明に係るイオン発生装置の一実施例を示す
装置構成図である。FIG. 1 is a device configuration diagram showing an embodiment of an ion generating device according to the present invention.
【図２】従来装置の例を示す装置構成図である。FIG. 2 is a device configuration diagram showing an example of a conventional device.
【図３】本発明の一実施例を示す装置構成図である。FIG. 3 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例を示す装置構成図である。FIG. 4 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例を示す装置構成図である。FIG. 5 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例を示す装置構成図である。FIG. 6 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図７】本発明の一実施例を示す装置構成図である。FIG. 7 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図８】本発明の一実施例を示す装置構成図である。FIG. 8 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図９】本発明の一実施例を示す装置構成図である。FIG. 9 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図１０】本発明の一実施例を示す半導体製造装置平面
配置図である。FIG. 10 is a plan layout view of a semiconductor manufacturing apparatus showing an embodiment of the present invention.
【図１１】本発明の一実施例を示す表示画面模式図であ
る。FIG. 11 is a schematic view of a display screen showing an embodiment of the present invention.
【図１２】本発明の一実施例を示す装置構成図である。FIG. 12 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
１ イオン源 ２ イオンビーム ３ 試料 ４ 中性粒子 ５ 二次イオン ６ 質量分析計 ７ レーザ ８ レーザ光 ９ ガスボンベ １０ ノズル １１ 不活性ガス原子 １２ 半球状の覆い １３ 試料台 １４ 試料室の排気系 １４′ 半球状の覆いと試料台で囲まれる空間の排気
系 １５ 吸い込み口 １６ 二次電子検出器 １７ ＣＲＴ １８ 反射鏡 １９ 分析装置 ２０ ゲートバルブ ２１ 搬送経路 ２２ イオン注入装置 ２３ パターンの像 ２４ マスクパターン ２５ イオン引出し電極 ２６ イオンビーム ２７ 静電的加速集束機構 ２８ 固体試料1 Ion Source 2 Ion Beam 3 Sample 4 Neutral Particle 5 Secondary Ion 6 Mass Spectrometer 7 Laser 8 Laser Light 9 Gas Cylinder 10 Nozzle 11 Inert Gas Atom 12 Hemispherical Cover 13 Sample Stand 14 Sample Chamber Exhaust System 14 ' Exhaust system in space surrounded by hemispherical cover and sample stage 15 Suction port 16 Secondary electron detector 17 CRT 18 Reflector 19 Analyzer 20 Gate valve 21 Transport path 22 Ion implanter 23 Pattern image 24 Mask pattern 25 Ions Extraction electrode 26 Ion beam 27 Electrostatic focusing mechanism 28 Solid sample
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 49/10 4230−5Ｅ Ｈ０１Ｌ 21/265 // Ｇ０１Ｎ 27/64 Ｂ 9115−2Ｊ (72)発明者 二宮 健 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 奥平 秀和 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 入江 隆史 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 高口 雅成 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 松浦 由美子 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大湯 静憲 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 宮尾 正信 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication H01J 49/10 4230-5E H01L 21/265 // G01N 27/64 B 9115-2J (72) Invention Ken Ninomiya 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo, Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Hidekazu Okuhira, 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji, Tokyo (72), Takashi Irie Tokyo Inventor, Takashi Irie Tokyo 1-280, Higashi Koigakubo, Kokubunji City, Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masanari Takaguchi, 1-280, Higashi Koikeku, Tokyo Kokubunji City, Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yumiko Matsuura Tokyo Kokubunji 1-280, Higashi-Kengokubo, Ichi, Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Univ. ShizuKen Tokyo Kokubunji Higashikoigakubo 1-chome 280 address Hitachi, Ltd. center within the Institute (72) inventor Masanobu Miyao Tokyo Kokubunji Higashikoigakubo 1-chome 280 address Hitachi, Ltd. center within the Institute
Claims (85)
出される中性粒子にレーザ光を照射してイオン化するイ
オン発生方法において、上記レーザ光に照射される上記
中性粒子の空間密度を高くする手段を講じたことを特徴
とするイオン発生方法。1. An ion generation method in which a sample is irradiated with a particle beam, and neutral particles emitted from the sample are irradiated with laser light to be ionized. In the ion generation method, the spatial density of the neutral particles irradiated with the laser light. A method for generating ions, which is characterized in that a means for increasing the temperature is taken.
出される中性粒子にレーザ光を照射しイオン化して質量
を分析する元素分析方法において、上記レーザ光に照射
される上記中性粒子の空間密度を高くする手段を講じた
ことを特徴とする元素分析方法。2. An elemental analysis method in which a sample is irradiated with a particle beam, and neutral particles emitted from the sample are irradiated with a laser beam to be ionized for mass analysis, wherein the neutral beam irradiated with the laser beam is used. An elemental analysis method, characterized in that means for increasing the spatial density of particles is taken.
や上記試料から放出された粒子以外の第３の粒子と衝突
させることにより、上記試料から放出された中性粒子の
飛散速度を低減し、該中性粒子の空間密度を高くしたこ
とを特徴とする請求項１に記載のイオン発生方法。3. The scattering speed of the neutral particles emitted from the sample by colliding the neutral particles with a third particle other than the particles irradiated to the sample or the particles emitted from the sample. The ion generation method according to claim 1, wherein the ion density is reduced and the spatial density of the neutral particles is increased.
や上記試料から放出された粒子以外の第３の粒子と衝突
させることにより、上記試料から放出された中性粒子の
飛散速度を低減し、該中性粒子の空間密度を高くしたこ
とを特徴とする請求項２に記載の元素分析方法。4. The scattering speed of the neutral particles emitted from the sample is caused by colliding the neutral particles with third particles other than the particles irradiated to the sample and the particles emitted from the sample. 3. The elemental analysis method according to claim 2, wherein the neutral density is reduced and the spatial density of the neutral particles is increased.
る元素からなる粒子であることを特徴とする請求項４に
記載の元素分析方法。5. The elemental analysis method according to claim 4, wherein the third particles are particles composed of an element that is a gas in a standard state.
粒子であることを特徴とする請求項４または５に記載の
元素分析方法。6. The elemental analysis method according to claim 4, wherein the third particles are particles made of an inert gas element.
オーダに高純度化された不活性ガス元素からなる粒子で
あることを特徴とする請求項５または６に記載の元素分
析方法。7. The third particles have an impurity content of ppt.
The elemental analysis method according to claim 5 or 6, wherein the particles are particles made of an inert gas element highly purified on the order.
ーダに高純度化された不活性ガス元素からなる粒子であ
って、かつ、分析装置に不活性ガスを導入する手段に大
気圧質量分析計を有し、ｐｐｔオーダの不純物ガスのモ
ニタを行なう工程を含むことを特徴とする請求項７に記
載の元素分析方法。8. The third particle is a particle composed of an inert gas element whose impurity content is highly purified to the ppt order, and the means for introducing an inert gas into an analyzer has an atmospheric pressure mass. The elemental analysis method according to claim 7, further comprising a step of monitoring an impurity gas having a ppt order by using an analyzer.
行なうことを特徴とする請求項４に記載の元素分析方
法。9. The elemental analysis method according to claim 4, wherein the supply of the third particles is performed only near the sample.
出したノズルによって行なうことを特徴とする請求項９
に記載の元素分析方法。10. The supply of the third particles is performed by a nozzle projecting in the vicinity of the sample.
Elemental analysis method described in.
料を照射する粒子ビームやレーザ光、および上記イオン
化したイオンを取り出す孔の開いた剛体を上記試料近傍
に配置し、該試料、試料台および該剛体によって囲まれ
る空間に限って行なうことを特徴とする請求項９に記載
の元素分析方法。11. A supply of the third particles, at least a particle beam for irradiating a sample, a laser beam, and a rigid body having holes for taking out the ionized ions are arranged in the vicinity of the sample. 10. The elemental analysis method according to claim 9, wherein the method is performed only in a space surrounded by the rigid body.
れる空間の排気を、試料室の排気とは別に行なうことを
特徴とする請求項１１に記載の元素分析方法。12. The elemental analysis method according to claim 11, wherein the exhaust of the space surrounded by the sample stage and the rigid body is performed separately from the exhaust of the sample chamber.
とする請求項１１または１２に記載の元素分析方法。13. The elemental analysis method according to claim 11, wherein the rigid body has a hemispherical shape.
ビームであることを特徴とする請求項４から１３までの
いずれかに記載の元素分析方法。14. The elemental analysis method according to claim 4, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is an ion beam.
光ビームであることを特徴とする請求項４から１３まで
のいずれかに記載の元素分析方法。15. The elemental analysis method according to claim 4, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a laser beam.
子ビームであることを特徴とする請求項４から１３まで
のいずれかに記載の元素分析方法。16. The elemental analysis method according to claim 4, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a neutral particle beam.
放出される中性粒子にレーザ光を照射してイオン化する
イオン発生方法において、上記試料上で上記粒子ビーム
が照射される個所を凹型に加工し、該凹部で上記粒子ビ
ームが照射される各点から立てた法線が集まる領域に上
記レーザ光を照射することを特徴とするイオン発生方
法。17. An ion generating method in which a sample is irradiated with a particle beam, and neutral particles emitted from the sample are irradiated with laser light to be ionized. In the ion generation method, a portion of the sample irradiated with the particle beam is concave. And a laser beam is applied to a region where normals that are raised from the points where the particle beam is irradiated are collected in the recess.
放出される中性粒子にレーザ光を照射しイオン化して質
量分析する元素分析方法において、上記試料上で上記粒
子ビームが照射される個所を凹型に加工し、該凹部で上
記粒子ビームが照射される各点から立てた法線が集まる
領域に上記レーザ光を照射することを特徴とする元素分
析方法。18. In the elemental analysis method of irradiating a sample with a particle beam, irradiating a neutral particle emitted from the sample with a laser beam to ionize and perform mass spectrometry, the sample is irradiated with the particle beam. An elemental analysis method, characterized in that a portion is processed into a concave shape, and a region where a normal line standing from each point where the particle beam is irradiated is gathered in the concave portion is irradiated with the laser beam.
る個所を凹の円筒型に加工し、該円筒型の軸方向にレー
ザ光を照射することを特徴とする請求項１８に記載の元
素分析方法。19. The element according to claim 18, wherein a portion of the sample irradiated with the particle beam is processed into a concave cylindrical shape, and laser light is irradiated in an axial direction of the cylindrical shape. Analysis method.
ビームであることを特徴とする請求項１８または１９に
記載の元素分析方法。20. The elemental analysis method according to claim 18, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is an ion beam.
光ビームであることを特徴とする請求項１８または１９
に記載の元素分析方法。21. The particle beam with which the sample is irradiated is a laser light beam.
Elemental analysis method described in.
子ビームであることを特徴とする請求項１８または１９
に記載の元素分析方法。22. The particle beam for irradiating the sample is a neutral particle beam.
Elemental analysis method described in.
放出される中性粒子にレーザ光を照射してイオン化する
イオン発生方法において、上記中性粒子イオン化用レー
ザ光を上記試料表面に照射することを特徴とするイオン
発生方法。23. An ion generating method in which a sample is irradiated with a particle beam, and neutral particles emitted from the sample are irradiated with laser light to be ionized. In the ion generation method, the laser light for ionizing the neutral particles is irradiated onto the surface of the sample. An ion generating method characterized by:
放出される中性粒子にレーザ光を照射しイオン化して質
量分析する元素分析方法において、上記中性粒子イオン
化用レーザ光を上記試料表面に照射することを特徴とす
る元素分析方法。24. In an elemental analysis method of irradiating a sample with a particle beam, irradiating laser light to the neutral particles emitted from the sample to ionize the same, and subjecting the sample to the neutral particle ionization laser beam. An elemental analysis method characterized by irradiating the surface.
強度を、試料に溶融などの損傷を与えない強度にして上
記試料表面に照射することを特徴とする請求項２４に記
載の元素分析方法。25. The elemental analysis method according to claim 24, wherein the irradiation of the laser beam for ionizing the neutral particles is performed so that the sample surface is not damaged by melting or the like. .
記試料の法線方向に対して照射強度が上記試料に溶融な
どの損傷を与えない強度となる角度を持たせて、該試料
表面に照射することを特徴とする請求項２４に記載の元
素分析方法。26. A laser beam for neutralizing the neutral particles is formed on the surface of the sample at an angle such that the irradiation intensity with respect to the normal direction of the sample is such that the sample is not damaged by melting or the like. Irradiation is performed, The elemental analysis method of Claim 24 characterized by the above-mentioned.
記試料の法線方向に対して８５度以上の角度を持たせて
照射し、かつ、上記照射強度を上記試料に溶融などの損
傷を与えない強度にすることを特徴とする請求項２４に
記載の元素分析方法。27. The laser beam for ionizing neutral particles is irradiated at an angle of 85 degrees or more with respect to the normal line direction of the sample, and the irradiation intensity is applied to the sample for damage such as melting. 25. The elemental analysis method according to claim 24, wherein the strength is set so as not to give it.
ビームであることを特徴とする請求項２４に記載の元素
分析方法。28. The elemental analysis method according to claim 24, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is an ion beam.
光ビームであることを特徴とする請求項２４に記載の元
素分析方法。29. The elemental analysis method according to claim 24, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a laser beam.
子ビームでることを特徴とする請求項２４に記載の元素
分析方法。30. The elemental analysis method according to claim 24, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a neutral particle beam.
放出される中性粒子にレーザ光を照射してイオン化する
イオン発生方法において、上記中性粒子イオン化用レー
ザ光を反射する鏡を、反射された上記レーザ光が上記試
料の上方の空間に集光するように上記試料の近傍に配置
することを特徴とするイオン発生方法。31. An ion generating method for irradiating a sample with a particle beam and irradiating neutral particles emitted from the sample with a laser beam to ionize the neutral beam, the mirror reflecting the laser beam for neutralizing the neutral particle, An ion generating method, wherein the reflected laser light is arranged in the vicinity of the sample so as to be condensed in a space above the sample.
放出される中性粒子にレーザ光を照射しイオン化して質
量分析する元素分析方法において、上記中性粒子イオン
化用レーザ光を反射する鏡を、反射された上記レーザ光
が上記試料の上方の空間に集光するように上記試料の近
傍に配置することを特徴とする元素分析方法。32. In the elemental analysis method of irradiating a particle beam on a sample, irradiating the neutral particles emitted from the sample with a laser beam to ionize and perform mass spectrometry, the neutral particle ionizing laser beam is reflected. An elemental analysis method, wherein a mirror is arranged in the vicinity of the sample so that the reflected laser light is condensed in a space above the sample.
子イオン化用レーザ光で照射することを特徴とする請求
項３２に記載の元素分析方法。33. The elemental analysis method according to claim 32, wherein both the mirror and the sample are irradiated with the laser beam for ionizing the neutral particles.
と試料との両者を上記中性粒子イオン化用レーザ光で照
射することを特徴とする請求項３３に記載の元素分析方
法。34. The elemental analysis method according to claim 33, wherein the sample is arranged above the mirror, and both the mirror and the sample are irradiated with the laser beam for neutral particle ionization.
レーザ光が通過する孔を開け、該孔の先の方向に上記試
料を配置し、上記鏡と試料との両者を上記中性粒子イオ
ン化用レーザ光で照射することを特徴とする請求項３３
に記載の元素分析方法。35. A hole through which the laser beam for neutral particle ionization passes is formed in a part of the mirror, the sample is arranged in the direction of the tip of the hole, and both the mirror and the sample are neutralized. 34. Irradiation with laser light for particle ionization.
Elemental analysis method described in.
ビームであることを特徴とする請求項３２に記載の元素
分析方法。36. The elemental analysis method according to claim 32, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is an ion beam.
光ビームであることを特徴とする請求項３２に記載の元
素分析方法。37. The elemental analysis method according to claim 32, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a laser beam.
属イオン源から引き出されたイオンビームであることを
特徴とする請求項２に記載の元素分析方法。38. The elemental analysis method according to claim 2, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is an ion beam extracted from a liquid metal ion source.
析計であることを特徴とする請求項２に記載の元素分析
方法。39. The elemental analysis method according to claim 2, wherein the means for detecting the ions is a quadrupole mass spectrometer.
質量分析計であることを特徴とする請求項２に記載の元
素分析方法。40. The elemental analysis method according to claim 2, wherein the means for detecting the ions is a time-of-flight mass spectrometer.
計であることを特徴とする請求項２に記載の元素分析方
法。41. The elemental analysis method according to claim 2, wherein the ion detection means is a magnetic field mass spectrometer.
のイオン発生方法もしくは元素分析方法を用いて製作し
たことを特徴とする半導体素子。42. A semiconductor device manufactured by using the ion generation method or the elemental analysis method according to any one of claims 1 to 41.
放出される中性粒子にレーザ光を照射してイオン化する
イオン発生装置において、上記レーザ光に照射される上
記中性粒子の空間密度を高くする手段を講じたことを特
徴とするイオン発生装置。43. An ion generator for irradiating a sample with a particle beam, and irradiating the neutral particles emitted from the sample with a laser beam for ionization. The spatial density of the neutral particles irradiated with the laser beam. An ion generator characterized in that a means for increasing the height is taken.
放出される中性粒子にレーザ光を照射しイオン化して質
量分析する元素分析装置において、上記レーザ光に照射
される上記中性粒子の空間密度を高くする手段を講じた
ことを特徴とする元素分析装置。44. An element analyzer for irradiating a sample with a particle beam, irradiating a neutral particle emitted from the sample with a laser beam to ionize and perform mass spectrometry, wherein the neutral particle irradiated with the laser beam. An elemental analysis device characterized by taking measures to increase the spatial density of.
子や上記試料から放出された粒子以外の第３の粒子と衝
突させることにより、上記試料から放出された中性粒子
の飛散速度を低減し、該中性粒子の空間密度を高くした
ことを特徴とする請求項４３に記載のイオン発生装置。45. By scattering the neutral particles with third particles other than the particles irradiated to the sample or the particles emitted from the sample, the scattering speed of the neutral particles emitted from the sample can be determined. 44. The ion generator according to claim 43, wherein the ion density is reduced and the spatial density of the neutral particles is increased.
試料から放出された粒子以外の第３の粒子と衝突させる
ことにより、上記試料から放出された中性粒子の飛散速
度を低減し、該中性粒子の空間密度を高くしたことを特
徴とする請求項４４に記載の元素分析装置。46. Collision of the neutral particles with third particles other than particles irradiated to the sample and particles emitted from the sample to reduce the scattering speed of the neutral particles emitted from the sample. The elemental analysis device according to claim 44, wherein the spatial density of the neutral particles is increased.
ある元素からなる粒子であることを特徴とする請求項４
６に記載の元素分析装置。47. The third particle is a particle composed of an element that is a gas in a standard state.
6. The elemental analyzer according to item 6.
粒子であることを特徴とする請求項４６または４７に記
載の元素分析装置。48. The element analysis device according to claim 46 or 47, wherein the third particles are particles made of an inert gas element.
ｔオーダに高純度化された不活性ガス元素からなる粒子
であることを特徴とする請求項４８に記載の元素分析装
置。49. The third particles have an impurity content of pp.
49. The element analysis device according to claim 48, wherein the particles are particles made of an inert gas element highly purified to the t order.
オーダに高純度化された不活性ガス元素からなる粒子で
あって、かつ、分析装置に不活性ガスを導入する手段に
大気圧質量分析計を設け、ｐｐｔオーダの不純物ガスの
モニタを行なう手段を有することを特徴とする請求項４
９に記載の元素分析装置。50. The impurity content of the third particles is ppt.
Particles made of highly purified inert gas element on the order, and an atmospheric pressure mass spectrometer is provided as means for introducing the inert gas into the analyzer, and means for monitoring impurity gas on the ppt order are provided. It has, It has characterized by the above-mentioned.
9. The elemental analyzer according to item 9.
に行なうことを特徴とする請求項４６に記載の元素分析
装置。51. The elemental analyzer according to claim 46, wherein the supply of the third particles is performed only in the vicinity of the sample.
出したノズルによって行なうことを特徴とする請求項５
１に記載の元素分析装置。52. The supply of the third particles is performed by a nozzle protruding near the sample.
1. The elemental analyzer according to 1.
料を照射する粒子ビームやレーザ光、および上記イオン
化したイオンを取り出す孔の開いた剛体を上記試料近傍
に配置し、該試料、試料台および該剛体によって囲まれ
る空間に限って行なうことを特徴とする請求項５１に記
載の元素分析装置。53. The supply of the third particles is performed by disposing at least a particle beam or laser light for irradiating the sample, and a rigid body having a hole for taking out the ionized ions in the vicinity of the sample, and the sample and the sample table. 52. The elemental analysis device according to claim 51, which is performed only in a space surrounded by the rigid body.
れる空間の排気を、試料室の排気とは別に行なうことを
特徴とする請求項５３に記載の元素分析装置。54. The elemental analysis device according to claim 53, wherein the exhaust of the space surrounded by the sample stage and the rigid body is performed separately from the exhaust of the sample chamber.
とする請求項５３または５４に記載の元素分析装置。55. The elemental analyzer according to claim 53, wherein said rigid body has a hemispherical shape.
ビームであることを特徴とする請求項４６から５５まで
のいずれかに記載の元素分析装置。56. The elemental analysis device according to claim 46, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is an ion beam.
光ビームであることを特徴とする請求項４６から５５ま
でのいずれかに記載の元素分析装置。57. The elemental analysis device according to claim 46, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a laser beam.
子ビームであることを特徴とする請求項４６から５５ま
でのいずれかに記載の元素分析装置。58. The elemental analyzer according to claim 46, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a neutral particle beam.
放出される中性粒子にレーザ光を照射してイオン化する
イオン発生装置において、上記中性粒子イオン化用レー
ザ光を上記試料表面に照射することを特徴とするイオン
発生装置。59. An ion generator for irradiating a sample with a particle beam and irradiating laser light to the neutral particles emitted from the sample to ionize the laser beam for neutral particle ionization. An ion generator characterized in that.
放出される中性粒子にレーザ光を照射しイオン化して質
量分析する元素分析装置において、上記中性粒子イオン
化用レーザ光を上記試料表面に照射することを特徴とす
る元素分析装置。60. An element analyzer for irradiating a sample with a particle beam, irradiating a laser beam to neutral particles emitted from the sample to ionize and perform mass spectrometry, wherein the laser beam for neutral particle ionization is used for the sample. Elemental analyzer characterized by irradiating the surface.
強度を、試料に溶融などの損傷を与えない強度にして上
記試料表面に照射することを特徴とする請求項６０に記
載の元素分析装置。61. The elemental analyzer according to claim 60, wherein the irradiation of the laser beam for ionizing the neutral particles is performed on the surface of the sample such that the sample is not damaged by melting or the like. .
記試料の法線方向に対して照射強度が上記試料に溶融な
どの損傷を与えない強度となる角度を持たせて、該試料
表面に照射することを特徴とする請求項６０に記載の元
素分析装置。62. The laser beam for ionizing the neutral particles is formed on the surface of the sample at an angle such that the irradiation intensity with respect to the normal line direction of the sample is an intensity that does not damage the sample such as melting. The element analysis device according to claim 60, wherein irradiation is performed.
記試料の法線方向に対して８５度以上の角度を持たせて
照射し、かつ、上記照射強度を上記試料に溶融などの損
傷を与えない強度にすることを特徴とする請求項６０に
記載の元素分析装置。63. The laser beam for ionizing neutral particles is irradiated at an angle of 85 degrees or more with respect to the normal direction of the sample, and the irradiation intensity is applied to the sample for damage such as melting. 61. The elemental analysis device according to claim 60, wherein the elemental analysis device is made to have no strength.
ビームであることを特徴とする請求項６０から６３まで
のいずれかに記載の元素分析装置。64. The element analysis device according to claim 60, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is an ion beam.
光ビームであることを特徴とする請求項６０から６３ま
でのいずれかに記載の元素分析装置。65. The elemental analysis device according to claim 60, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a laser beam.
子ビームであることを特徴とする請求項６０から６３ま
でのいずれかに記載の元素分析装置。66. The element analyzer according to claim 60, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a neutral particle beam.
放出される中性粒子にレーザ光を照射してイオン化する
イオン発生装置において、上記中性粒子イオン化用レー
ザ光を反射する鏡を、反射された上記レーザ光が上記試
料の上方の空間に集光するように上記試料の近傍に配置
することを特徴とするイオン発生装置。67. An ion generator for irradiating a sample with a particle beam and irradiating the neutral particles emitted from the sample with a laser beam for ionization, the mirror reflecting the laser beam for neutralizing the neutral particle, An ion generator characterized in that it is arranged in the vicinity of the sample so that the reflected laser light is condensed in a space above the sample.
放出される中性粒子にレーザ光を照射しイオン化して質
量分析する元素分析装置において、上記中性粒子イオン
化用レーザ光を反射する鏡を、反射された上記レーザ光
が上記試料の上方の空間に集光するように上記試料の近
傍に配置することを特徴とする元素分析装置。68. An element analyzer for irradiating a sample with a particle beam, irradiating laser light to neutral particles emitted from the sample for ionization and mass spectrometry, and reflecting the laser beam for neutral particle ionization. An element analyzer, wherein a mirror is arranged in the vicinity of the sample so that the reflected laser light is condensed in a space above the sample.
子イオン化用レーザ光で照射することを特徴とする請求
項６８に記載の元素分析装置。69. The elemental analysis device according to claim 68, wherein both the mirror and the sample are irradiated with the laser beam for ionizing the neutral particles.
と試料との両者を上記中性粒子イオン化用レーザ光で照
射することを特徴とする請求項６９に記載の元素分析装
置。70. The elemental analysis apparatus according to claim 69, wherein the sample is arranged above the mirror, and both the mirror and the sample are irradiated with the laser beam for neutral particle ionization.
レーザ光が通過する孔を開け、該孔の先の方向に上記試
料を配置し、上記鏡と試料との両者を上記中性粒子イオ
ン化用レーザ光で照射することを特徴とする請求項６９
に記載の元素分析装置。71. A hole through which the laser beam for neutral particle ionization passes is formed in a part of the mirror, the sample is arranged in the direction of the tip of the hole, and both the mirror and the sample are neutralized. 70. Irradiation with laser light for particle ionization.
Elemental analyzer according to.
ビームであることを特徴とする請求項６８から７１まで
のいずれかに記載の元素分析装置。72. The elemental analysis device according to claim 68, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is an ion beam.
光ビームであることを特徴とする請求項６８から７１ま
でのいずれかに記載の元素分析装置。73. The elemental analysis device according to claim 68, wherein the particle beam with which the sample is irradiated is a laser beam.
から引き出されたイオンビームであることを特徴とする
請求項５６、６４または７２に記載の元素分析装置。74. The element analysis device according to claim 56, 64 or 72, wherein the ion beam is an ion beam extracted from a liquid metal ion source.
析計であることを特徴とする請求項４４に記載の元素分
析装置。75. The elemental analyzer according to claim 44, wherein said ion detecting means is a quadrupole mass spectrometer.
質量分析計であることを特徴とする請求項４４に記載の
元素分析装置。76. The elemental analyzer according to claim 44, wherein said ion detecting means is a time-of-flight mass spectrometer.
計であることを特徴とする請求項４４に記載の元素分析
装置。77. The elemental analyzer according to claim 44, wherein said ion detecting means is a magnetic field type mass spectrometer.
上で走査し、該試料から放出される二次粒子を検出する
ことによって試料像を観察し分析位置を探索あるいは確
認する手段を備えたことを特徴とする請求項４６、６０
または６８に記載の元素分析装置。78. A means for observing a sample image by scanning the sample with a particle beam for irradiating the sample and detecting secondary particles emitted from the sample to search or confirm an analysis position is provided. The method of claim 46 or 60, wherein
Or the elemental analyzer according to item 68.
成するパターン座標データを入力し、該座標に基づいて
ウエハ観察位置が自動設定されることを特徴とする請求
項４６、６０または６８に記載の元素分析装置。79. The analysis result display controller inputs pattern coordinate data to be formed on the wafer surface, and the wafer observation position is automatically set based on the coordinates. Elemental analyzer described.
ターンデータと分析部の観察像とを同時に表示できると
ともに、分析位置と分析結果とを該画面上に表示する機
能を有することを特徴とする請求項７９に記載の元素分
析装置。80. The screen of the analysis result display control unit is capable of simultaneously displaying pattern data and an observation image of the analysis unit, and has a function of displaying an analysis position and an analysis result on the screen. The elemental analysis device according to claim 79.
載のイオン発生装置あるいは元素分析装置を用いて製作
したことを特徴とする半導体素子。81. A semiconductor element manufactured by using the ion generator or the elemental analyzer according to any one of claims 43 to 80.
素分析装置によって半導体素子製造プロセス途中の半導
体素子試料を分析し、その結果をもとに該試料に製造プ
ロセス処理を追加することを特徴とする半導体素子製造
方法。82. A semiconductor element sample in the middle of a semiconductor element manufacturing process is analyzed by the elemental analyzer according to claim 46, 60 or 68, and a manufacturing process treatment is added to the sample based on the result. Semiconductor device manufacturing method.
素分析装置によって半導体素子製造プロセス途中の半導
体素子試料を分析し、予め各プロセスにおいて付与され
たマークを検出し、プロセス履歴情報を読み取り製造プ
ロセス進行の管理をすることを特徴とする半導体素子製
造方法。83. A semiconductor element sample in the course of a semiconductor element manufacturing process is analyzed by the elemental analyzer according to claim 46, 60 or 68, a mark previously given in each process is detected, and process history information is read and manufactured. A method of manufacturing a semiconductor device, characterized by managing the progress of a process.
子製造方法によって作製されたことを特徴とする半導体
素子。84. A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 82 or 83.
オン発生装置から発生させたイオンを加速し、かつ、電
磁力により位置決めして、試料である固体内に打ち込む
ことを特徴とするイオン注入装置。85. An ion implantation characterized by accelerating ions generated from the ion generator according to claim 45, 59 or 67, positioning them by electromagnetic force, and implanting them into a solid body as a sample. apparatus.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5207935A JPH0765776A (en) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | Ion generating method and device, and element analizing method and device using ion generating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5207935A JPH0765776A (en) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | Ion generating method and device, and element analizing method and device using ion generating device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765776A true JPH0765776A (en) | 1995-03-10 |
Family
ID=16547982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5207935A Pending JPH0765776A (en) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | Ion generating method and device, and element analizing method and device using ion generating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765776A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045023A (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Agilent Technol Inc | Energy variable type photoionization device and mass spectrometry |
| KR101161956B1 (en) * | 2010-05-03 | 2012-07-04 | 삼성전기주식회사 | Methods of chemical analysis and apparatus for chemical analysis |
| JP2013019672A (en) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Nippon Api Corp | Measuring method, nuclear fuel failure detection method with measuring method, measuring apparatus and its usage method |
| WO2014133657A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | System and apparatus to illuminate individual particles |
| JP2017054784A (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | Mass spectroscope |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP5207935A patent/JPH0765776A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010045023A (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-25 | Agilent Technol Inc | Energy variable type photoionization device and mass spectrometry |
| KR101161956B1 (en) * | 2010-05-03 | 2012-07-04 | 삼성전기주식회사 | Methods of chemical analysis and apparatus for chemical analysis |
| JP2013019672A (en) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Nippon Api Corp | Measuring method, nuclear fuel failure detection method with measuring method, measuring apparatus and its usage method |
| WO2014133657A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-04 | The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | System and apparatus to illuminate individual particles |
| JP2017054784A (en) * | 2015-09-11 | 2017-03-16 | 株式会社東芝 | Mass spectroscope |
| US10553416B2 (en) | 2015-09-11 | 2020-02-04 | Toshiba Memory Corproation | Mass spectrometer performing mass spectrometry for sample with laser irradiation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4733073A (en) | Method and apparatus for surface diagnostics | |
| JP4470127B2 (en) | Ion implantation apparatus and ion implantation method | |
| US7649170B2 (en) | Dual-polarity mass spectrometer | |
| US6797947B2 (en) | Internal introduction of lock masses in mass spectrometer systems | |
| US4983830A (en) | Focused ion beam apparatus having charged particle energy filter | |
| US8269194B2 (en) | Composite focused ion beam device, and processing observation method and processing method using the same | |
| JPS60107246A (en) | Ion source device | |
| US5365063A (en) | Method and apparatus of quantitative non-resonant photoionization of neutral particles and the use of such apparatus | |
| JPH0765776A (en) | Ion generating method and device, and element analizing method and device using ion generating device | |
| JPH10223168A (en) | Sample analyzer | |
| JP2002116184A (en) | Instrument and system for analyzing foreign matter in semiconductor device | |
| JP2010002306A (en) | Mass analyzer of neutral particles and analyzing method | |
| US6297503B1 (en) | Method of detecting semiconductor defects | |
| JPH08138617A (en) | Charged beam processing device and its method | |
| JP2018181790A (en) | Scanning electron microscope and secondary electron detection method for scanning electron microscope | |
| JPH0696712A (en) | Focused ion beam device | |
| JP3155570B2 (en) | Focused ion beam mass analysis method and combined ion beam mass spectrometry device | |
| AU570531B2 (en) | Surface diagnostic apparatus | |
| JPH07272653A (en) | Adjusting method for electric field ionizing type gas phase ion source and ion beam device | |
| JP2544034B2 (en) | Secondary ion mass spectrometry and secondary ion mass spectrometer | |
| JPH09243535A (en) | Method and apparatus for analyzing contaminant | |
| JP3394120B2 (en) | Secondary charged particle detector | |
| JPH076609Y2 (en) | Focused ion beam processing equipment | |
| JP2631290B2 (en) | Ion beam processing equipment | |
| JP3231639B2 (en) | Ion beam processing analysis method |