JPH02147945A - イオンマイクロアナライザ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオンマイクロアナライザに係り、特に微小領
域の深さ方向濃度分布測定に好適な２次イオンの選択的
受信に関する。

〔従来の技術〕

従来の装置は、特許箱９２５，３９６号に記載のように
、深さ方向濃度分布測定のエッチ効果を軽減するために
、二次イオン質量分析器の特定イオン検出器にゲート回
路を備えて、一次イオン走査領域の周囲では、検出器の
ゲートが閉じて信号を取込まない、二次イオン質量分析
計が投影方式の装置に於いては、二次イオン結像位置に
アパーチャを挿入して測定領域周囲の二次イオンをカッ
トしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の技術は、試料表面の微細部分の深さ方向濃度
測定する場合は、１次イオンビーム径を小さくするので
当然１次イオン量が減少し、それによって放出される２
次イオン量も減少する。

般に２次イオン量が少ないときは検出器の利得を大きく
しなければならない。そのために、検出器を構成する２
次電子増倍管と直流増幅器の利得を大きく設定せねばな
らない。一方、検出器のゲートの”　ＯＮ　／　ＯＦ　
Ｆ　”のスイッチの動作は検出器の利得が大きくなるに
従って悪くなる。すなわち、直流増幅器の帰還抵抗値が
大きくなり、浮遊容量とで形成される時定数が大きくな
り応答が悪くなる。その結果深さ方向濃度測定のエッチ
効果の除去が充分に得られないという問題がある。

〔課題を解決するための手段〕

深さ方向濃度測定のエッチ効果の除去のために検出器の
ゲート回路を”０Ｎ１０ＦＦ”する代りに、２次イオン
の引出電極と質量分析計のソース・スリットの間に、２
次イオンの偏向電極を備えて、１次イオンビームが測定
領域の周辺を走査しているときは大きな偏向電圧を印加
して２次イオンビームをソース・スリットでカットする
。１次イオンビームが試料面の測定領域を走査している
時は偏向電圧を印加せず、２次イオンビームを質量分析
計に導びく、偏向電極に印加する電圧の”　ＯＮ　／　
ＯＦ　Ｆ　”のスイッチは高速で動作するので、高利得
での検出器のゲート回路の”　ＯＮ　１０　Ｆ　Ｆ　”
で発生する問題はなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。高電
圧が印加されたイオン源１から接地電位のイオン引出電
極２により１次イオンが加速され。

静電レンズ４，７およびスリット３，５で所望のビーム
径とイオンビーム密度を試料８の表面に得る。試料８は
高電圧が印加されて、１次イオンが試料表面に照射され
ることによって放出される２次イオンは、イオン引出電
極によって加速され、電場１３と磁場１５とスリット１
２，１４．１６で構成される質量分析計に導入される。

電場１．３と磁場１５で質量分散された特定の質量電荷
比のイオンのみが２次電子増倍管と直流増幅器で構成さ
れるイオン検出器１７で検出されＡＤ変換器２２を経て
データ処理装置２３に収集される。試料表面に照射され
る１次イオンビームは偏向電極６によってＸＹ力方向周
期的に走査され、その所望の測定領域とエッチ効果を除
去するための測定領域の周辺を均一に照射する。そのた
めの偏向電圧はイオン偏向制御回路２０によって発生す
る。

２次イオンのイオン偏向制御２１は前述の１次イオン偏
向制微と同期して動作し、しかも設定された深さ方向測
定領域と常に対比して１周辺の測定外の領域に１次イオ
ンビームが照射されているときは、２次イオンの偏向電
圧を偏向電極１１に印加する。従って、１次イオンビー
ムが設定された深さ方向測定領域に照射されているとき
のみ、２次イオンビームが質量分析計に導入される。又
第２図の例のごとく、深さ方向測定領域がＢ、Ｃと接近
して複数ケ所ある場合にも、１次イオンビームはＸＹ力
方向広くＡの範囲を均一に走査するが、２次イオン偏向
制御はＢ及びＣ以外では２次イオンビームをカットする
。そしてこの例のとと＜Ｂ、Ｃなどの測定領域の設定は
、あらかじめ、２次イオン偏向制御２１を動作させない
状態でＡの範囲の２次イオン像を得て、その像から設定
することによって、微細部分の測定精度の向上を得るこ
とができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、イオンマイクロアナライザの２次イオ
ンビームの“０Ｎ１０ＦＦ”が１次イオンビームＸＹ偏
向と同期して、かつ、２次イオン像と関連して高速に動
作することができるので、深さ方向濃度分布測定に於い
てエッチ効果を充分除去することができ、測定の精度が
向上する効果は極めて大きい。又測定領域の設定も試料
に応じて任意に設定できるので検出の感度も向上する。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は試料
表面に複数の測定領域の設定の例を示す図である。 １・・・イオン源、２，９・・・イオン引出電極、３，
５゜１１．１４．１６・・・スリット、４，７．１０・
・・静電レンズ、６，１１・・・偏向電極、８・・・試
料、１．３・・・電場、１５・・・磁場、１７・・・イ
オン検出器、１８゜１９・・・イオンビーム。 ２０゜ ２１・・・イオン偏向側 御、 ２２・・・ＡＤ変換器、 ２３・・・データ処理装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高電圧が印加されたイオン源から加速され引出され
   た１次イオンビームを、静電レンズで細束化して、試料
   表面に照射し、その試料表面から放出される２次イオン
   を電場と磁場で質量分散させるイオンマイクロアナライ
   ザに於いて、一次イオンビームのＸＹ偏向に同期し、且
   つ、試料表面の測定領域に１次イオンビームが照射され
   ている時は２次イオンビームを通過させ、測定領域外に
   １次イオンビームが照射されている時は２次イオンビー
   ムを遮断するための２次イオンビームの偏向電極を備え
   たことを特徴とするイオンマイクロアナライザ。 ２、前記測定領域の指定が電場を通過した全２次イオン
   像面、又は磁場で分散された特定質量数のイオン像面か
   らなされることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のイオンマイクロアナライザ。