JPH07159352A - 二次イオン質量分析方法 - Google Patents
二次イオン質量分析方法Info
- Publication number
- JPH07159352A JPH07159352A JP5306910A JP30691093A JPH07159352A JP H07159352 A JPH07159352 A JP H07159352A JP 5306910 A JP5306910 A JP 5306910A JP 30691093 A JP30691093 A JP 30691093A JP H07159352 A JPH07159352 A JP H07159352A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion
- depth direction
- shape groove
- periphery
- secondary ion
- 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
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- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高分解能の元素プロファイルを得る。
【構成】深さ方向元素プロファイル測定領域に接してそ
の周辺に垂直Ｕ字型溝１５を予め設け、一次イオンビー
ム１１の周縁部が垂直Ｕ字型溝の領域と重なる状態で一
次イオンビームを深さ方向元素プロファイル測定領域に
照射する。
の周辺に垂直Ｕ字型溝１５を予め設け、一次イオンビー
ム１１の周縁部が垂直Ｕ字型溝の領域と重なる状態で一
次イオンビームを深さ方向元素プロファイル測定領域に
照射する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一次イオンを加速し
固体表面に照射し試料表面から放出される二次イオンを
質量分析する二次イオン質量分析法に係り、特にエッチ
ングクレーターのエッジ効果を防止する二次イオン質量
分析方法に関する。
固体表面に照射し試料表面から放出される二次イオンを
質量分析する二次イオン質量分析法に係り、特にエッチ
ングクレーターのエッジ効果を防止する二次イオン質量
分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次イオン質量分析法（以下ＳＩＭＳと
呼称する）を用いて深さ方向の元素分析を行う場合に
は、一次イオンにより固体表面を深さ方向にエッチング
しながら、エッチングクレータより発生する二次イオン
を質量分析することが行われる。この際一次イオンビー
ムの強度分布によりエッチングクレータのエッジはテー
パ状になる。
呼称する）を用いて深さ方向の元素分析を行う場合に
は、一次イオンにより固体表面を深さ方向にエッチング
しながら、エッチングクレータより発生する二次イオン
を質量分析することが行われる。この際一次イオンビー
ムの強度分布によりエッチングクレータのエッジはテー
パ状になる。
【０００３】図３は従来の二次イオン質量分析方法の各
工程の分析試料を示す断面図で、図３（ａ）は一次イオ
ンが照射開始したときの分析試料を示す断面図、図３
（ｂ）は分析試料のエッチングクレータを示す断面図で
ある。分析試料は基材上にＢ層とＡ層が積層される。一
次イオンビーム１１の照射により二次イオンはエッチン
グクレータ中央部１３とエッチングクレータエッジ部１
４とから発生して二次イオン発生領域１２を形成する。
工程の分析試料を示す断面図で、図３（ａ）は一次イオ
ンが照射開始したときの分析試料を示す断面図、図３
（ｂ）は分析試料のエッチングクレータを示す断面図で
ある。分析試料は基材上にＢ層とＡ層が積層される。一
次イオンビーム１１の照射により二次イオンはエッチン
グクレータ中央部１３とエッチングクレータエッジ部１
４とから発生して二次イオン発生領域１２を形成する。
【０００４】一次イオンを照射すると、このエッチング
クレータのエッジからも二次イオンが発生するがこのエ
ッジからの二次イオンは質量分析されるばかりでなく、
クレータの他の部分に再吸着され、これらは深さ方向の
元素分析の分解能を低下させる。分解能の低下を防止す
るために、深さ方向に一様にエッチングを行いエッチン
グ領域の中心部からの二次イオンのみを選んで計測する
ことが行われる。エッチング領域の中心部からの二次イ
オンのみを取り込む方法には、イオンビームを走査しな
がら、走査信号と同期させて一次イオンビームがエッチ
ング領域の中心部近傍を照射している期間のみ計測回路
のゲートを開き信号を取り込むようにする方法と写像型
の分析装置において制限視野絞りを用い、二次イオン像
の中心部のみの信号が質量分析計に導かれるようにする
方法がある。
クレータのエッジからも二次イオンが発生するがこのエ
ッジからの二次イオンは質量分析されるばかりでなく、
クレータの他の部分に再吸着され、これらは深さ方向の
元素分析の分解能を低下させる。分解能の低下を防止す
るために、深さ方向に一様にエッチングを行いエッチン
グ領域の中心部からの二次イオンのみを選んで計測する
ことが行われる。エッチング領域の中心部からの二次イ
オンのみを取り込む方法には、イオンビームを走査しな
がら、走査信号と同期させて一次イオンビームがエッチ
ング領域の中心部近傍を照射している期間のみ計測回路
のゲートを開き信号を取り込むようにする方法と写像型
の分析装置において制限視野絞りを用い、二次イオン像
の中心部のみの信号が質量分析計に導かれるようにする
方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしなから上述の方
法は、いずれの方法を用いてもエッジ部で発生した二次
イオンの再吸着は防止できないために、分解能の低下を
完全に防止することができないという問題があった。こ
の発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的はエッチン
グクレータからテーパ部を除去することにより、テーパ
部からの二次イオンによる分解能低下を防止して、分解
能の高い深さ方向の元素プロファイル測定が可能な二次
イオン質量分析法を提供することにある。
法は、いずれの方法を用いてもエッジ部で発生した二次
イオンの再吸着は防止できないために、分解能の低下を
完全に防止することができないという問題があった。こ
の発明は上述の点に鑑みてなされ、その目的はエッチン
グクレータからテーパ部を除去することにより、テーパ
部からの二次イオンによる分解能低下を防止して、分解
能の高い深さ方向の元素プロファイル測定が可能な二次
イオン質量分析法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的はこの発明に
よれば、溝形成工程と、深さ方向元素プロファイル測定
工程を有し、溝形成工程は、深さ方向プロファイル測定
領域に接して測定領域の周辺に垂直Ｕ字型溝を形成する
工程であり、深さ方向元素プロファイル測定工程は、一
次イオンビームのうち一次イオン強度が最大強度の１／
ｅに等しくなる部分が、前記垂直Ｕ字型溝の領域と重な
る状態で一次イオンビームを深さ方向プロファイル測定
領域に照射する工程であるとすることにより達成され
る。
よれば、溝形成工程と、深さ方向元素プロファイル測定
工程を有し、溝形成工程は、深さ方向プロファイル測定
領域に接して測定領域の周辺に垂直Ｕ字型溝を形成する
工程であり、深さ方向元素プロファイル測定工程は、一
次イオンビームのうち一次イオン強度が最大強度の１／
ｅに等しくなる部分が、前記垂直Ｕ字型溝の領域と重な
る状態で一次イオンビームを深さ方向プロファイル測定
領域に照射する工程であるとすることにより達成され
る。
【０００７】
【作用】エッチングクレータの周辺部は垂直Ｕ字型溝が
既に形成されており、一次イオンの周縁部（イオン強度
１／ｅ相当部）がこの垂直Ｕ字型溝に重なるので、一次
イオンによるエッチングが進んでも、エッチングクレー
タのエッジにはテーパ部が発生せず垂直のままである。
既に形成されており、一次イオンの周縁部（イオン強度
１／ｅ相当部）がこの垂直Ｕ字型溝に重なるので、一次
イオンによるエッチングが進んでも、エッチングクレー
タのエッジにはテーパ部が発生せず垂直のままである。
【０００８】さらに、エッジ部から発生する二次イオン
はクレータの底部にある基材の構成元素のみであり、積
層膜の構成元素とは異なるから基材の構成元素の再吸着
があっても分解能に影響しない。
はクレータの底部にある基材の構成元素のみであり、積
層膜の構成元素とは異なるから基材の構成元素の再吸着
があっても分解能に影響しない。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の実施例に係る二次イオン質
量分析方法につき各工程の分析試料を示し、図１（ａ）
は溝形成工程後の垂直Ｕ字型溝を示す断面図、図１
（ｂ）は一次イオンによるエッチングクレータを示す断
面図である。深さ方向元素プロファイル測定領域に接す
る周辺部に収束イオンビーム加工装置を用いて垂直Ｕ字
型溝１５が形成される。分析試料は基板上にＢ層とＡ層
が積層されている。一次イオンビーム１１が試料に照射
される。この際一次イオンビーム１１の周縁部は垂直Ｕ
字型溝に重なる状態に一次イオンビームが配置される。
一次イオンビーム１１は垂直Ｕ字型溝の外周部を照射す
ることがなく、二次イオン発生領域１２はエッチングク
レータ中央部１３と垂直Ｕ字型溝１５の底部に限定され
る。垂直Ｕ字型溝１５の底部からの二次イオンはＡ層，
Ｂ層からの二次イオンと異なるので、いずれの元素プロ
ファイルに対しても誤差を与えることがない。
量分析方法につき各工程の分析試料を示し、図１（ａ）
は溝形成工程後の垂直Ｕ字型溝を示す断面図、図１
（ｂ）は一次イオンによるエッチングクレータを示す断
面図である。深さ方向元素プロファイル測定領域に接す
る周辺部に収束イオンビーム加工装置を用いて垂直Ｕ字
型溝１５が形成される。分析試料は基板上にＢ層とＡ層
が積層されている。一次イオンビーム１１が試料に照射
される。この際一次イオンビーム１１の周縁部は垂直Ｕ
字型溝に重なる状態に一次イオンビームが配置される。
一次イオンビーム１１は垂直Ｕ字型溝の外周部を照射す
ることがなく、二次イオン発生領域１２はエッチングク
レータ中央部１３と垂直Ｕ字型溝１５の底部に限定され
る。垂直Ｕ字型溝１５の底部からの二次イオンはＡ層，
Ｂ層からの二次イオンと異なるので、いずれの元素プロ
ファイルに対しても誤差を与えることがない。
【００１０】図２はこの発明の実施例にかかるＢ層元素
の二次イオン強度（特性線（ハ））につき，深さ方向
（あるいはスパッタ時間）依存性を従来のもの
（（イ），（ロ））と対比して示す線図である。特性線
（イ）はエッチングクレータエッジ部が従来のテーパを
形成する場合で二次イオンの選択を行わない場合であ
る。この場合はテーパ部からのＢ層元素二次イオンは吸
着されないで質量分析されるもの、吸着後に質量分析さ
れるものの全てを含む。特性線（ロ）はテーパ部からの
Ｂ層元素が吸着後に質量分析される場合である。本発明
の実施例に係る特性線（ハ）はエッチングクレータ周辺
部にテーパ部を有しないので、エッチングクレータ周辺
部からのＢ層元素二次イオンの発生がなく、分解能に優
れる元素プロファイルが得られる。
の二次イオン強度（特性線（ハ））につき，深さ方向
（あるいはスパッタ時間）依存性を従来のもの
（（イ），（ロ））と対比して示す線図である。特性線
（イ）はエッチングクレータエッジ部が従来のテーパを
形成する場合で二次イオンの選択を行わない場合であ
る。この場合はテーパ部からのＢ層元素二次イオンは吸
着されないで質量分析されるもの、吸着後に質量分析さ
れるものの全てを含む。特性線（ロ）はテーパ部からの
Ｂ層元素が吸着後に質量分析される場合である。本発明
の実施例に係る特性線（ハ）はエッチングクレータ周辺
部にテーパ部を有しないので、エッチングクレータ周辺
部からのＢ層元素二次イオンの発生がなく、分解能に優
れる元素プロファイルが得られる。
【００１１】
【発明の効果】この発明によれば、溝形成工程と、深さ
方向元素プロファイル測定工程を有し、溝形成工程は、
深さ方向プロファイル測定領域に接して測定領域の周辺
に垂直Ｕ字型溝を形成する工程であり、深さ方向元素プ
ロファイル測定工程は、一次イオンビームのうち一次イ
オン強度が最大強度の１／ｅに等しくなる部分が、前記
垂直Ｕ字型溝の領域と重なる状態で一次イオンビームを
深さ方向プロファイル測定領域に照射する工程であると
するので、一次イオンにより形成されるエッチングクレ
ータの周辺部からの妨害二次イオンの発生がなくなり、
高分解能の元素プロファイルを提供する二次イオン質量
分析方法が得られる。
方向元素プロファイル測定工程を有し、溝形成工程は、
深さ方向プロファイル測定領域に接して測定領域の周辺
に垂直Ｕ字型溝を形成する工程であり、深さ方向元素プ
ロファイル測定工程は、一次イオンビームのうち一次イ
オン強度が最大強度の１／ｅに等しくなる部分が、前記
垂直Ｕ字型溝の領域と重なる状態で一次イオンビームを
深さ方向プロファイル測定領域に照射する工程であると
するので、一次イオンにより形成されるエッチングクレ
ータの周辺部からの妨害二次イオンの発生がなくなり、
高分解能の元素プロファイルを提供する二次イオン質量
分析方法が得られる。
【図１】この発明の実施例に係る二次イオン質量分析方
法の各工程の分析試料を示し、図１（ａ）は溝形成工程
後の垂直Ｕ字型溝を示す断面図、図１（ｂ）は一次イオ
ンによるエッチングクレータを示す断面図
法の各工程の分析試料を示し、図１（ａ）は溝形成工程
後の垂直Ｕ字型溝を示す断面図、図１（ｂ）は一次イオ
ンによるエッチングクレータを示す断面図
【図２】この発明の実施例に係るＢ層元素の二次イオン
強度（特性線（ハ））につき、深さ方向（あるいはスパ
ッタ時間）依存性を従来のもの（（イ），（ロ））と対
比して示す線図
強度（特性線（ハ））につき、深さ方向（あるいはスパ
ッタ時間）依存性を従来のもの（（イ），（ロ））と対
比して示す線図
【図３】従来の二次イオン質量分析方法の各工程の分析
試料を示し、図３（ａ）は一次イオンが照射開始したと
きの分析試料を示す断面図、図３（ｂ）は分析試料のエ
ッチングクレータを示す断面図
試料を示し、図３（ａ）は一次イオンが照射開始したと
きの分析試料を示す断面図、図３（ｂ）は分析試料のエ
ッチングクレータを示す断面図
１１ 一次イオンビーム １２ 二次イオン発生領域 １３ エッチングクレータ中央部 １４ エッチングクレータエッジ部 １５ 垂直Ｕ字型溝
Claims (2)
- 【請求項１】溝形成工程と、深さ方向プロファイル測定
工程を有し、溝形成工程は、深さ方向元素プロファイル
測定領域に接して測定領域の周辺に垂直Ｕ字型溝を形成
する工程であり、深さ方向元素プロファイル測定工程
は、一次イオンビームのうちイオン強度が最大強度の１
／ｅに等しくなる部分が、前記垂直Ｕ字型溝の領域と重
なる状態で一次イオンビームを深さ方向プロファイル測
定領域に照射する工程であることを特徴とする二次イオ
ン質量分析方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の二次イオン質量分析方法
において、垂直Ｕ字型溝は収束イオンビーム加工装置を
用いて形成されることを特徴とする二次イオン質量分析
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5306910A JPH07159352A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 二次イオン質量分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5306910A JPH07159352A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 二次イオン質量分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07159352A true JPH07159352A (ja) | 1995-06-23 |
Family
ID=17962748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5306910A Pending JPH07159352A (ja) | 1993-12-08 | 1993-12-08 | 二次イオン質量分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07159352A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016129152A1 (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-18 | 株式会社東レリサーチセンター | 分析方法およびそれを具備する分析装置 |
| CN106990161A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-07-28 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种提高多层结构二次离子质谱深度分辨率的系统和方法 |
-
1993
- 1993-12-08 JP JP5306910A patent/JPH07159352A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016129152A1 (ja) * | 2015-02-09 | 2016-08-18 | 株式会社東レリサーチセンター | 分析方法およびそれを具備する分析装置 |
| CN106990161A (zh) * | 2017-03-02 | 2017-07-28 | 中国工程物理研究院电子工程研究所 | 一种提高多层结构二次离子质谱深度分辨率的系统和方法 |
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