JP2001201470A - X-ray photoelectron analyzer - Google Patents
X-ray photoelectron analyzerInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試料の深さ方向分析を瞬時に非破壊で行う。
また、1つのX線源によりX線源の交換を要することな
く、試料を固定した状態で深さ方向分析を行う。
【解決手段】 エネルギー間隔を有する複数の単色X線
を同時に照射するX線照射手段2と、試料から発生した
光電子のエネルギーに関わる相関量を検出する検出手段
8と、複数の単色X線の照射による光電子のエネルギー
スペクトルを解析する解析手段10とを備え、解析手段
10は1つの光電子エネルギースペクトルから深さ方向
の分析を行う。この深さ方向の分析において、試料表面
からの深さは光電子エネルギースペクトルの光電子エネ
ルギー値で特定することができ、また、深さ方向の分解
能は単色X線間のエネルギー間隔で定まる。
(57) [Summary] [Problem] To analyze a sample in the depth direction instantaneously and nondestructively.
Further, the analysis in the depth direction is performed in a state where the sample is fixed without the need to replace the X-ray source by one X-ray source. SOLUTION: An X-ray irradiating means 2 for simultaneously irradiating a plurality of monochromatic X-rays having energy intervals, a detecting means 8 for detecting a correlation amount relating to energy of photoelectrons generated from a sample, and irradiating a plurality of monochromatic X-rays And an analyzing means 10 for analyzing the energy spectrum of the photoelectrons according to the above. The analyzing means 10 analyzes in the depth direction from one photoelectron energy spectrum. In the analysis in the depth direction, the depth from the sample surface can be specified by the photoelectron energy value of the photoelectron energy spectrum, and the resolution in the depth direction is determined by the energy interval between monochromatic X-rays.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、深さ方向分析や3
次元分析を行う表面分析装置に関し、特にX線光電子分
析装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a surface analyzer for performing dimensional analysis, and particularly to an X-ray photoelectron analyzer.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体、材料、薄膜、精密加工等の分野
では、薄膜の組成や研磨面の表面変質等の表面分析を行
う装置としてX線分析装置が知られている。X線分析装
置において、試料にX線を照射したときに発生する光電
子の運動エネルギーを検出し、検出結果から照射の元素
を同定するX線光電子分光法が知られている。従来のX
線光電子分光を行うX線光電子分析装置では、電子線励
起によって得られる単色X線を試料に照射しているた
め、試料の計測対象領域の深さが一定であるため、表面
近傍の2次元的な状態分析のみに限られ、試料の深さ方
向の分析は困難であった。そのため、表面付近が複数の
薄膜で形成されている場合、最表面から深さ方向の層情
報が得られないため、高密度素子などの高精度分析が困
難であった。2. Description of the Related Art In the fields of semiconductors, materials, thin films, precision processing, etc., an X-ray analyzer is known as an apparatus for analyzing the composition of a thin film or the surface deterioration of a polished surface. 2. Description of the Related Art In an X-ray analyzer, X-ray photoelectron spectroscopy is known which detects kinetic energy of photoelectrons generated when a sample is irradiated with X-rays, and identifies an irradiation element from the detection result. Conventional X
In an X-ray photoelectron spectrometer that performs X-ray photoelectron spectroscopy, since the sample is irradiated with monochromatic X-rays obtained by electron beam excitation, the depth of the measurement target area of the sample is constant, so that two-dimensional The analysis was limited to only the simple state analysis, and the analysis in the depth direction of the sample was difficult. Therefore, when a plurality of thin films are formed in the vicinity of the surface, layer information in the depth direction from the outermost surface cannot be obtained, so that it has been difficult to perform high-precision analysis of high-density elements and the like.
【0003】従来、深さ方向の情報を得るために、単色
X線の試料への入射角を変化させたり、イオンスパッタ
リングによって試料表面を削りながら光電子のスペクト
ル測定を行うことが行われている。また、複数のX線源
を用意し、X線源の交換等によって時間をずらして順次
照射し、波長の異なる単色X線による測定を複数回繰り
返す分析方法も知られている。[0003] Conventionally, in order to obtain information in the depth direction, the spectrum of photoelectrons is measured while changing the incident angle of monochromatic X-rays on a sample or shaving the sample surface by ion sputtering. Further, there is also known an analysis method in which a plurality of X-ray sources are prepared, irradiation is sequentially performed with a time shift by exchanging the X-ray sources, and the measurement using monochromatic X-rays having different wavelengths is repeated a plurality of times.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】単色X線の試料への入
射角を変化させることによって、深さ方向の分析を行う
場合には、試料を移動させる必要があるため分析時間が
長くなるという問題があり、イオンスパッタリングによ
って試料表面を削る場合には、試料表面を破壊するとい
う問題がある。また、複数の単色X線の照射をX線源の
交換で行う場合には、複数のX線源を要するという問題
があると共に、X線源の交換操作に長時間を要するた
め、試料表面の状態が刻々変化する場合には正確な分析
が困難であるという問題がある。In the case of performing analysis in the depth direction by changing the angle of incidence of monochromatic X-rays on a sample, it is necessary to move the sample, thereby increasing the analysis time. In the case of shaving the sample surface by ion sputtering, there is a problem that the sample surface is destroyed. In addition, when the irradiation of a plurality of monochromatic X-rays is performed by replacing the X-ray source, there is a problem that a plurality of X-ray sources are required, and the operation of replacing the X-ray source requires a long time. When the state changes every moment, there is a problem that accurate analysis is difficult.
【0005】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決し、試料の深さ方向分析を瞬時に非破壊で行うこと
を目的とし、また、1つのX線源によりX線源の交換を
要することなく、試料を固定した状態で深さ方向分析を
行うことを目的とする。Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object to instantaneously and nondestructively analyze a sample in the depth direction, and to replace an X-ray source with one X-ray source. It is an object of the present invention to perform a depth direction analysis without fixing a sample.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、複数の単色X
線を試料に同時に照射して試料の異なる深さの領域から
種々のエネルギーを持つ光電子を発生させ、これらの光
電子を同時に取得して得られる光電子のエネルギースペ
クトルから試料の深さ方向の分析を行うものであり、光
電子の発生深さと光電子エネルギー値との間に対応関係
があることを利用して、光電子エネルギースペクトルの
光電子エネルギー値によって試料表面からの深さを特定
し、深さ方向分析を瞬時に非破壊でX線源を交換するこ
となく行うものである。そこで、本発明は、適当なエネ
ルギー間隔及びエネルギー範囲を有する複数の単色X線
を同時に照射するX線照射手段と、試料から発生した光
電子のエネルギーに関わる相関量を検出する検出手段
と、複数の単色X線の照射による光電子のエネルギース
ペクトルを解析する解析手段とを備える。解析手段は1
つの光電子エネルギースペクトルから深さ方向の分析を
行う。この深さ方向の分析において、試料表面からの深
さは光電子エネルギースペクトルの光電子エネルギー値
で特定することができ、また、深さ方向の分解能は単色
X線間のエネルギー間隔で定まる。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing a plurality of monochromatic Xs.
Simultaneously irradiating the sample with rays to generate photoelectrons with various energies from different depth regions of the sample, and analyze the sample in the depth direction from the energy spectrum of the photoelectrons obtained by simultaneously acquiring these photoelectrons Utilizing that there is a correspondence between the photoelectron generation depth and the photoelectron energy value, the depth from the sample surface is specified by the photoelectron energy value of the photoelectron energy spectrum, and the depth direction analysis is performed instantaneously. The method is performed non-destructively without replacing the X-ray source. Therefore, the present invention provides an X-ray irradiating unit that simultaneously irradiates a plurality of monochromatic X-rays having an appropriate energy interval and an energy range, a detecting unit that detects a correlation amount related to photoelectron energy generated from a sample, Analyzing means for analyzing an energy spectrum of photoelectrons by irradiation of monochromatic X-rays; The analysis means is 1
Analysis in the depth direction from two photoelectron energy spectra. In the analysis in the depth direction, the depth from the sample surface can be specified by the photoelectron energy value of the photoelectron energy spectrum, and the resolution in the depth direction is determined by the energy interval between monochromatic X-rays.
【0007】図1は、本発明のX線光電子分析装置によ
る深さ方向分析を説明するための図である。図1におい
て、X線照射手段から照射されるX線はエネルギー間隔
を有した複数の単色X線であり、同時に試料を照射す
る。図1では、波長λ1〜波長λ4(λ1>λ2>λ3
>λ4)の4波長の単色X線の場合を示している。この
単色X線の照射によって、試料からは各単色X線に対応
した光電子エネルギー値を有した光電子が放出され、そ
のエネルギー分布は光電子エネルギースペクトルによっ
て測定することができる。FIG. 1 is a view for explaining the depth direction analysis by the X-ray photoelectron analyzer of the present invention. In FIG. 1, X-rays emitted from an X-ray irradiator are a plurality of monochromatic X-rays having energy intervals, and irradiate the sample at the same time. In FIG. 1, the wavelengths λ1 to λ4 (λ1>λ2> λ3
> Λ4) in the case of four-color monochromatic X-rays. By the irradiation of the monochromatic X-rays, photoelectrons having photoelectron energy values corresponding to the monochromatic X-rays are emitted from the sample, and the energy distribution can be measured by a photoelectron energy spectrum.
【0008】一般に、物質にX線を照射すると、元素及
びその化学状態を反映したエネルギーを持つ光電子が発
生し、その光電子エネルギーEは以下の式(1)で表さ
れる。 E=hν―E0―φ …(1) なお、ここで、hνはX線エネルギー、E0 は電子の結
合エネルギー、φはX線光電子分析装置に固有の既知の
仕事関数である。入射するX線の波長λとνとの間には
C=λ・νの関係があるから、入射X線の波長λと検出
した光電子のエネルギーEとから電子の結合エネルギー
を求めることによって、物質を構成する元素の組成及び
各元素の化学状態を求めることができる。Generally, when a substance is irradiated with X-rays, photoelectrons having an energy reflecting the element and its chemical state are generated, and the photoelectron energy E is represented by the following equation (1). E = hν−E 0 −φ (1) where hν is X-ray energy, E 0 is electron binding energy, and φ is a known work function unique to the X-ray photoelectron analyzer. Since there is a relationship of C = λ · ν between the wavelengths λ and ν of the incident X-rays, the material binding energy is obtained from the wavelength λ of the incident X-rays and the energy E of the detected photoelectrons, thereby obtaining a substance. Can be determined from the composition of the elements constituting and the chemical state of each element.
【0009】また、光電子の脱出深さは、図2に示すよ
うに光電子のエネルギーによって変化する。また、この
光電子のエネルギーは式(1)に示すようにX線エネル
ギーhνに依存するため、X線の波長を異ならせること
によって光電子の脱出深さを変化させることができ、さ
らに、物質の検出対象領域の深さ方向を変化させること
ができる。光電子のエネルギーと脱出深さの関係は図2
に示すように変化するため、例えば、X線の波長λ1,
λ2,λ3を照射することにより、図3に示すように、
それぞれ表面から深さt1,t2,t3までの範囲に存
在する元素からの光電子が検出される。The escape depth of photoelectrons varies depending on the energy of photoelectrons as shown in FIG. Further, since the energy of the photoelectrons depends on the X-ray energy hν as shown in the equation (1), the escape depth of the photoelectrons can be changed by changing the wavelength of the X-rays. The depth direction of the target area can be changed. Fig. 2 shows the relationship between photoelectron energy and escape depth.
, For example, X-ray wavelength λ1,
By irradiating λ2 and λ3, as shown in FIG.
Photoelectrons from elements existing in the range from the surface to the depths t1, t2, and t3, respectively, are detected.
【0010】X線照射手段が照射する複数の単色X線は
エネルギー間隔を有し、試料からはこの各単色X線のエ
ネルギーに対応したエネルギー値を有する光電子が放出
される。解析手段は、この光電子のエネルギースペクト
ルを解析し、図1に示すように、単色X線のエネルギー
間隔に対応して分離するエネルギー値から深さ方向の元
素分布を求める。なお、深さ方向の分解能Δdは、光電
子エネルギースペクトルにおいて分離できるエネルギー
差ΔEに依存し、このエネルギー差ΔEは隣接する単色
X線のエネルギー間隔(波長間隔Δλ)に依存する。し
たがって、所定の深さ方向の分解能を得るには、単色X
線の波長間隔が分解能に対応したものとなるよう設定す
る。[0010] The plurality of monochromatic X-rays irradiated by the X-ray irradiating means have energy intervals, and photoelectrons having an energy value corresponding to the energy of each monochromatic X-ray are emitted from the sample. The analysis means analyzes the energy spectrum of the photoelectrons, and obtains the element distribution in the depth direction from the energy value separated according to the energy interval of the monochromatic X-ray as shown in FIG. The resolution Δd in the depth direction depends on the energy difference ΔE that can be separated in the photoelectron energy spectrum, and this energy difference ΔE depends on the energy interval (wavelength interval Δλ) between adjacent monochromatic X-rays. Therefore, in order to obtain a predetermined resolution in the depth direction, the monochrome X
The wavelength interval of the line is set so as to correspond to the resolution.
【0011】X線照射手段は、電子線励起X線やレーザ
ープラズマX線等の任意のX線光源を用いることがで
き、離散した複数の単色線を有するスペクトルを構成す
る。また、X線の照射の時間波形はパルスモード、連続
モードのいずれとすることができる。照射手段では、タ
ーゲットとして複数の元素を含む物質を有する複合材を
用いることができる。解析手段の光電子のエネルギー分
析はエネルギーアナライザーにより行うことができ、パ
ルス型エネルギーアナライザーとしては飛行時間型(T
OF)を用いることができる。また静電半球型のエネル
ギーアナライザーによれば、連続X線とパルスX線の両
モードに対応することができる。なお、パルス型エネル
ギーアナライザーによれば、X線のシングルパルス照射
による瞬時分析に適用することができる。As the X-ray irradiating means, an arbitrary X-ray light source such as an electron beam excited X-ray or a laser plasma X-ray can be used, and forms a spectrum having a plurality of discrete monochromatic lines. The time waveform of X-ray irradiation can be either a pulse mode or a continuous mode. In the irradiation means, a composite material including a substance containing a plurality of elements can be used as a target. The energy analysis of the photoelectrons by the analysis means can be performed by an energy analyzer. As a pulsed energy analyzer, a time-of-flight (T
OF) can be used. Further, according to the energy analyzer of the electrostatic hemisphere type, it is possible to cope with both the continuous X-ray mode and the pulse X-ray mode. In addition, according to the pulse-type energy analyzer, it can be applied to instantaneous analysis by X-ray single pulse irradiation.
【0012】本発明のX線光電子分析装置による深さ方
向分析の一分析形態では、対象元素と基準元素について
光電子エネルギーの強度比と、試料の深さ方向の分布
(厚さ)との関係をあらかじめ求めておき、測定対象の
試料について求めた光電子エネルギースペクトルから対
象元素と基準元素の光電子エネルギー強度比を求め、前
記求めておいた関係を検量線として強度比から深さ方向
の分布を求める。In one analysis mode of the depth direction analysis by the X-ray photoelectron analyzer of the present invention, the relationship between the intensity ratio of the photoelectron energy of the target element and the reference element and the distribution (thickness) in the depth direction of the sample is determined. The photoelectron energy intensity ratio of the target element and the reference element is obtained from the photoelectron energy spectrum obtained for the sample to be measured in advance, and the distribution in the depth direction is obtained from the intensity ratio using the obtained relationship as a calibration curve.
【0013】本発明のX線分析装置による深さ方向分析
の他分析の形態では、対象元素と基準元素の光電子エネ
ルギーの強度比を深さ方向について比較することによっ
て、深さ方向における対象元素の凝縮の程度を求める。
上記2つの分析形態において、基準元素は、試料中に含
まれる任意の元素とすることができ、対象元素と異なる
元素あるいは化学状態が異なる同元素とすることができ
る。In another form of analysis in the depth direction by the X-ray analyzer of the present invention, the intensity ratio of the photoelectron energy of the target element and the reference element is compared in the depth direction to obtain the target element in the depth direction. Determine the degree of condensation.
In the above two analysis modes, the reference element can be any element contained in the sample, and can be an element different from the target element or the same element having a different chemical state.
【0014】本発明のX線光電子分析装置による深さ方
向分析のさらに別の分析形態では、光電子エネルギー値
と得られる深さ領域との関係から、同一の深さにおいて
2つの分析データを求め、測定精度を高めることができ
る。また、本発明のX線光電子分析装置は、照射するX
線を試料に対して固定することによって深さ方向の点分
析を行うことができ、X線あるいは試料を一方向に移動
することによって深さ方向の線点分析を行うことがで
き、さらに、X線あるいは試料を平面状で移動すること
によって深さ方向の2次元分析つまり3次元分析を行う
ことができる。In another analysis mode of the depth direction analysis by the X-ray photoelectron analyzer of the present invention, two analysis data are obtained at the same depth from a relationship between a photoelectron energy value and an obtained depth region. Measurement accuracy can be improved. Further, the X-ray photoelectron analyzer of the present invention provides
The point analysis in the depth direction can be performed by fixing the line to the sample, and the point analysis in the depth direction can be performed by moving the X-ray or the sample in one direction. A two-dimensional analysis in the depth direction, that is, a three-dimensional analysis can be performed by moving a line or a sample in a plane.
【0015】本発明のX線光電子分析装置は、光電子エ
ネルギースペクトルのデータ取得を1回のX線照射で行
うことができるため、試料の深さ方向分析を瞬時に非破
壊で、また1つのX線源によりX線源の交換を要するこ
となく、短時間で行うことができる。また、試料に対す
る入射X線の角度を変更させることなく深さ方向分析を
行うことができ、短時間で行うことができる。The X-ray photoelectron analyzer of the present invention can acquire the data of the photoelectron energy spectrum by one X-ray irradiation, so that the analysis in the depth direction of the sample can be instantaneously and non-destructively, and one X-ray can be obtained. The X-ray source can be performed in a short time without requiring replacement of the X-ray source. Further, the analysis in the depth direction can be performed without changing the angle of the incident X-ray with respect to the sample, and the analysis can be performed in a short time.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
を参照しながら詳細に説明する。図3は本発明のX線光
電子分析装置の概略構成を説明する図である。本発明の
X線光電子分析装置1は、X線照射手段2と、X線照射
手段2から照射されたX線ビーム5から不要な波長成分
を除去するフィルター3と、X線ビーム5を試料ステー
ジ6上で走査させる走査手段4と、試料から放出された
光電子7のエネルギーに関わる相関量を検出する検出手
段8と、光電子のエネルギースペクトルを解析する解析
手段10と、制御手段11と、入力手段12を備え、X
線源2,走査手段4,フィルター3,試料ステージ6,
及び検出手段8は真空チャンバー9内に収納している。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the X-ray photoelectron analyzer of the present invention. The X-ray photoelectron analyzer 1 of the present invention includes an X-ray irradiator 2, a filter 3 for removing unnecessary wavelength components from an X-ray beam 5 radiated from the X-ray irradiator 2, and a X-ray beam A scanning means 4 for scanning on the surface 6, a detecting means 8 for detecting a correlation amount relating to energy of photoelectrons 7 emitted from the sample, an analyzing means 10 for analyzing an energy spectrum of the photoelectrons, a control means 11, an input means 12 and X
Source 2, scanning means 4, filter 3, sample stage 6,
The detecting means 8 is housed in a vacuum chamber 9.
【0017】X線照射手段2は所定のエネルギー間隔を
有する複数の離散した単色X線を同時に照射するもので
あり、電子線励起X線やレーザープラズマX線等の任意
のX線光源を用いることができ、パルスモードあるいは
連続モードのいずれのX線の照射時間波形とすることが
できる。レーザープラズマX線による照射手段では、タ
ーゲットとして複数の元素を含む物質を有する、例え
ば、C,B,Nの元素を含む複合材を用いることができ
る。レーザープラズマX線の場合、ターゲットとしてB
Nを用いた場合には2nm〜7nm程度の広い波長範囲
のX線を得ることができる。このX線源からは輝線以外
の連続X線はほとんど無視することができ、輝線のみの
X線スペクトルとなり、2.48nm(500.4e
V)、2.88nm(430.7eV)、4.20nm
(295.2eV)4.90nm(250.1eV)、
4.20nm(295.2eV)、6.04nm(20
5.6eV)の単色X線(輝線)を得ることができる。
また、ターゲットとしてCを用いた場合には、2.84
nm(435.6eV)、3.37nm(354.6e
V)、4.03nm(307.91eV)の単色X線
(輝線)が得られる。また、電子励起X線の場合、ター
ゲットとしてBO+Cを用いた場合には、2.38nm
(523eV)、4.48nm(277eV)、6.7
8nm(183eV)の単色X線(輝線)が得られる。The X-ray irradiating means 2 simultaneously irradiates a plurality of discrete monochromatic X-rays having a predetermined energy interval, and uses an arbitrary X-ray light source such as an electron beam excited X-ray or a laser plasma X-ray. And the irradiation time waveform of the X-ray in either the pulse mode or the continuous mode can be obtained. In the irradiation means by laser plasma X-rays, for example, a composite material having a substance containing a plurality of elements as a target, for example, containing C, B, and N elements can be used. In the case of laser plasma X-ray, B
When N is used, X-rays in a wide wavelength range of about 2 nm to 7 nm can be obtained. From this X-ray source, continuous X-rays other than bright lines can be almost neglected, resulting in an X-ray spectrum of only bright lines at 2.48 nm (500.4 e).
V), 2.88 nm (430.7 eV), 4.20 nm
(295.2 eV) 4.90 nm (250.1 eV),
4.20 nm (295.2 eV), 6.04 nm (20
(5.6 eV) monochromatic X-rays (bright lines) can be obtained.
When C is used as the target, 2.84
nm (435.6 eV), 3.37 nm (354.6 eV).
V) A monochromatic X-ray (bright line) of 4.03 nm (307.91 eV) is obtained. In the case of electronically excited X-rays, when BO + C is used as a target, 2.38 nm
(523 eV), 4.48 nm (277 eV), 6.7
A monochromatic X-ray (bright line) of 8 nm (183 eV) is obtained.
【0018】また、レーザープラズマX線では、軟X線
以外に紫外線や可視光も同時に発生する。この不要な光
成分をフィルターを用いて除去する。フィルターとして
は、例えばTiフィルターやCフィルターを用いること
ができる。制御手段11は、X線源2及び走査手段4に
対するX線の照射制御、検出手段8に対する光電子のエ
ネルギー検出制御、解析手段10に対する信号処理制御
等の各種制御処理を行うと共に、X線光電子分析装置全
体の制御を行う。走査手段4は、X線5をx方向及びy
方向に移動して、試料表面上において二次元走査を行
う、あるいは試料を二次元的に機械走査することによっ
て行う。また、入力手段12は、制御手段11や解析手
段10に対して分析条件や解析条件等の条件設定や、動
作指令の入力を行う。In the case of laser plasma X-rays, ultraviolet light and visible light are simultaneously generated in addition to soft X-rays. This unnecessary light component is removed using a filter. As the filter, for example, a Ti filter or a C filter can be used. The control unit 11 performs various control processes such as X-ray irradiation control on the X-ray source 2 and the scanning unit 4, photoelectron energy detection control on the detection unit 8, signal processing control on the analysis unit 10, and X-ray photoelectron analysis. Controls the entire device. Scanning means 4 scans X-rays 5 in the x direction and y
In this case, two-dimensional scanning is performed on the sample surface by moving in the direction, or two-dimensional mechanical scanning of the sample is performed. The input unit 12 sets conditions such as analysis conditions and analysis conditions for the control unit 11 and the analysis unit 10 and inputs an operation command.
【0019】解析手段10は、検出手段8で検出した検
出信号を信号処理して、光電子エネルギースペクトルの
形成や、該光電子エネルギースペクトルを用いた深さ方
向のデータ算出等の演算処理を行う部分であり、演算手
段10a,記憶手段10b,出力手段10c等の各機能
を備える。なお、各機能はソフトあるいはハードで組む
ことができる。The analyzing means 10 performs signal processing on the detection signal detected by the detecting means 8 and performs arithmetic processing such as formation of a photoelectron energy spectrum and calculation of data in the depth direction using the photoelectron energy spectrum. Yes, it has functions such as an arithmetic means 10a, a storage means 10b, and an output means 10c. Each function can be implemented by software or hardware.
【0020】次に、本発明のX線光電子分析装置による
深さ方向の分析を行う態様について説明する。はじめ
に、第1の深さ方向分析の態様を図4〜図9を用いて説
明する。図4は第1の分析態様のフローチャートであ
り、図5は第1の分析態様の概略分布図、光電子エネル
ギースペクトル図、及び深さ方向の検量線図である。ま
た、図6,7,8は検量線を求めるフローチャート及
び、概略分布図,光電子エネルギースペクトル図,及び
深さ方向の検量線図、酸化シリコンの検量線例である。
また、図9は3層の試料への適用例を説明する概略分布
図、及び光電子エネルギースペクトル図である。Next, an embodiment in which analysis in the depth direction is performed by the X-ray photoelectron analyzer of the present invention will be described. First, an aspect of the first depth direction analysis will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart of the first analysis mode, and FIG. 5 is a schematic distribution diagram, a photoelectron energy spectrum diagram, and a calibration curve diagram in the depth direction of the first analysis mode. 6, 7, and 8 are a flowchart for obtaining a calibration curve, a schematic distribution diagram, a photoelectron energy spectrum diagram, a calibration diagram in the depth direction, and an example of a calibration curve of silicon oxide.
FIG. 9 is a schematic distribution diagram and a photoelectron energy spectrum diagram illustrating an application example to a three-layer sample.
【0021】深さ方向分析の第1の分析態様は、測定対
象の試料について求めた光電子エネルギースペクトルか
ら対象元素と基準元素の光電子エネルギー強度比を求
め、この強度比を用いて検量線から深さ方向の分布を求
める。そこで、はじめに対象元素と基準元素について光
電子エネルギーの強度比と、試料の深さ方向の分布(厚
さ)との関係を、あらかじめ検量線として求めておく。
なお、ここで、検量線は、対象元素の試料表面からの厚
さを求める曲線群の図であって、各曲線は光電子エネル
ギーに対する強度比を元素の厚さ毎に表している。検量
線を求める手順については図6〜図8を用いて後に説明
する(ステップS1)。In the first analysis mode of the depth direction analysis, the photoelectron energy intensity ratio of the target element and the reference element is obtained from the photoelectron energy spectrum obtained for the sample to be measured, and the depth ratio is obtained from the calibration curve by using this intensity ratio. Find the distribution of directions. Therefore, first, the relationship between the intensity ratio of photoelectron energy and the distribution (thickness) in the depth direction of the sample for the target element and the reference element is determined in advance as a calibration curve.
Here, the calibration curve is a diagram of a group of curves for obtaining the thickness of the target element from the sample surface, and each curve represents the intensity ratio to the photoelectron energy for each element thickness. The procedure for obtaining the calibration curve will be described later with reference to FIGS. 6 to 8 (step S1).
【0022】X線光電子分析装置のX線照射手段から、
エネルギーが離散した複数の単色X線を同時に照射す
る。図5(a)に示すように、金属シリコンSiの表面
に酸化シリコン(SiO2 )が形成され、該SiO2 の
厚さをそれぞれd1,d2,d3とする試料に、離散し
た複数の単色X線(λ1(図中の),λ2(図中の
),λ3(図中の),λ4(図中の)を照射し
(ステップS2)、検出手段でデータを取得し(ステッ
プS3)、解析手段で光電子エネルギースペクトルを求
める。図5(b)は光電子エネルギースペクトルを概略
的に示している。光電子エネルギースペクトルは、離散
した各単色X線の波長に応じて、式(1)で定まるエネ
ルギーEの光電子エネルギーの位置にピーク波形が形成
される。例えば、Si2pの軌道に対応する光電子エネル
ギーに注目すると、各単色X線(,,,)に対
応した光電子エネルギー位置に、SiO2 中のSi2pの
軌道に対応するピーク及びSi中のSi2pの軌道に対応
するピークが離散して現れる(ステップS4)。From the X-ray irradiation means of the X-ray photoelectron analyzer,
A plurality of monochromatic X-rays having discrete energy are irradiated simultaneously. As shown in FIG. 5A, silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the surface of metal silicon Si, and a plurality of discrete monochromatic Xs are formed on a sample in which the thickness of the SiO 2 is d1, d2, and d3, respectively. Lines (λ1 (in the figure), λ2 (in the figure), λ3 (in the figure), and λ4 (in the figure) are irradiated (step S2), data is acquired by the detection means (step S3), and analysis is performed. 5 (b) schematically shows a photoelectron energy spectrum, which has an energy E determined by equation (1) according to the wavelength of each discrete monochromatic X-ray. peak waveform is formed at a position of the photoelectron energy. for example, focusing on the photoelectron energy corresponding to the trajectory of the Si2p, the photoelectrons energy positions corresponding to the monochromatic X-ray (,,,), S in SiO 2 Peaks corresponding to the trajectory of Si2p in peak and Si corresponds to the trajectory of the 2p appear discretely (step S4).
【0023】測定対象の元素をSiO2 とし、基準とな
る元素をSiとするとき、SiO2の深さ方向の分布
は、Si中のSi2pの軌道に対応するピークとSiO2
中のSi2pの軌道に対応するピークとの強度比(SiO
2 中のSi2pの強度/Si中のSi2pの強度)によって
表すことができる。そこで、試料の光電子エネルギース
ペクトルから強度比を求める(ステップS5)。あらか
じめ、SiO2 の厚さが既知(d1,d2,d3)の薄
膜について、(SiO2 中のSi2pの強度/Si中のS
i2pの強度)を算出して、図5(c)の検量線を求めて
おく。この検量線に対して、ステップS5で求めた試料
の光電子エネルギースペクトルから強度比を当てはめ、
隣接する検量線から厚さを補間して求める。図5(c)
の場合には、試料のSiO2 の厚さはd2とd3の間を
補間した厚さとなる。(ステップS6)。When the element to be measured is SiO 2 and the reference element is Si, the distribution of SiO 2 in the depth direction is represented by a peak corresponding to the orbit of Si 2 p in Si and SiO 2.
Intensity ratio to the peak corresponding to the orbit of Si2p in
2 ) / Intensity of Si2p in Si). Therefore, the intensity ratio is determined from the photoelectron energy spectrum of the sample (step S5). Previously, the thickness of SiO 2 is the thin film of the known (d1, d2, d3), (S in strength / Si of Si2p in SiO 2
i2p intensity) is calculated, and the calibration curve of FIG. The intensity ratio was applied to this calibration curve from the photoelectron energy spectrum of the sample obtained in step S5,
The thickness is obtained by interpolating the thickness from the adjacent calibration curve. FIG. 5 (c)
In the case of (1), the thickness of the sample SiO 2 is a thickness interpolated between d2 and d3. (Step S6).
【0024】次に、検量線を求める一手順例について図
6〜図8を用いて説明する。はじめに、深さ分布が既知
の試料を複数用意する。図7(a−1)は金属シリコン
Siの表面に酸化シリコン(SiO2 )が形成され、該
SiO2 の厚さをそれぞれd1,d2とする試料例を示
している(ステップS11)。用意した試料のうちの1
つをX線光電子分析装置にセットし(ステップS1
2)、X線照射手段から複数の離散した単色X線を同時
に照射する。図7(a−1)において、矢印の各単色X
線は到達する深さを示し、斜線部分は該単色X線によっ
て光電子を放出する深さ方向の領域を示している。(ス
テップS13)。Next, an example of a procedure for obtaining a calibration curve will be described with reference to FIGS. First, a plurality of samples having known depth distributions are prepared. FIG. 7A-1 shows a sample example in which silicon oxide (SiO 2 ) is formed on the surface of metallic silicon Si, and the thickness of the SiO 2 is d1 and d2, respectively (step S11). One of the prepared samples
Are set on the X-ray photoelectron analyzer (step S1).
2) Simultaneously irradiate a plurality of discrete monochromatic X-rays from the X-ray irradiating means. In FIG. 7 (a-1), each single color X of the arrow
The line indicates the reaching depth, and the hatched portion indicates a region in the depth direction where photoelectrons are emitted by the monochromatic X-ray. (Step S13).
【0025】複数の単色X線の同時照射で試料から放出
された光電子を検出してデータを取得し(ステップS1
4)、データ解析によって光電子エネルギースペクトル
を求める。複数の異なる波長の単色X線を同時に照射す
ることによって、異なる深さの分布を含む光電子エネル
ギースペクトルは同時に検出することができる。図7
(b−1)はSiO2 の厚さがd1の試料から得られる
光電子エネルギースペクトルを示している(ステップS
15)。Data is obtained by detecting photoelectrons emitted from the sample by simultaneous irradiation of a plurality of monochromatic X-rays (step S1).
4) Obtain a photoelectron energy spectrum by data analysis. By simultaneously irradiating a plurality of monochromatic X-rays of different wavelengths, a photoelectron energy spectrum including distributions of different depths can be detected simultaneously. FIG.
(B-1) the thickness of the SiO 2 indicates a photoelectron energy spectrum obtained from a sample of d1 (step S
15).
【0026】この光電子エネルギースペクトルについ
て、Si中のSi2pの軌道に対応するピークとSiO2
中のSi2pの軌道に対応するピークとの強度比(SiO
2 中のSi2pの強度/Si中のSi2pの強度)を、各単
色X線に対応する光電子エネルギー毎に求め(ステップ
S16)、これらの強度比を最小自乗法等によって強度
比曲線を求める。図7(c−1)に示す強度比曲線にお
いて、光電子エネルギーが小さい部分(例えばE1,E
2)は表面近傍のSiO2 の分布状態を示し、SiO2
の存在比率が大きいため強度比は大きな値となる。ま
た、光電子エネルギーが大きい部分(例えばE3,E
4)は表面から深い位置のSiO2 の分布状態を示し、
SiO2 の存在比率が小さいため強度比は小さな値とな
る(ステップS17)。[0026] For this photoelectron energy spectrum, a peak corresponding to the trajectory of Si2p in Si and SiO 2
Intensity ratio to the peak corresponding to the orbit of Si2p in
(Intensity of Si2p in 2 / intensity of Si2p in Si) is obtained for each photoelectron energy corresponding to each monochromatic X-ray (step S16), and an intensity ratio curve is obtained by the least square method or the like. In the intensity ratio curve shown in FIG. 7 (c-1), a portion where the photoelectron energy is small (for example, E1, E
2) shows a distribution of SiO 2 in the vicinity of the surface, SiO 2
Is large, the intensity ratio is large. In addition, a portion where the photoelectron energy is large (for example, E3, E
4) shows the distribution of SiO 2 at a position deep from the surface,
Since the existence ratio of SiO 2 is small, the intensity ratio has a small value (step S17).
【0027】同様に、SiO2 の厚さが異なる試料につ
いて、ステップS12〜ステップS17を繰り返す。図
7(a−2),(b−2),(c−2)はSiO2 の厚
さがd2の場合を示し、図7(c−2)に示す強度比曲
線は、SiO2 が7(c−1)の場合より深く分布する
ため大きな強度比となる。深さ分布が既知の全試料につ
いて同様の強度比曲線を求めることによって(ステップ
S18)、図5(c)に示す検量線を求めることができ
る。図8は、SiO2 の厚さを1nm,2nm,5nm
とした場合において、SiO2 とSiとの強度比(縦
軸)をSi2pの光電子エネルギー(横軸)の関数として
示したシミュレーション例によって求めた検量線であ
る。すなわち、シミュレーションによって求めることも
できる。Similarly, steps S12 to S17 are repeated for samples having different SiO 2 thicknesses. Figure 7 (a-2), ( b-2), shows the case of (c-2) the thickness of the SiO 2 is d2, the intensity ratio curve shown in FIG. 7 (c-2), SiO 2 7 Since the distribution is deeper than in the case of (c-1), a large intensity ratio is obtained. The calibration curve shown in FIG. 5C can be obtained by obtaining the same intensity ratio curve for all the samples whose depth distribution is known (step S18). FIG. 8 shows that the thickness of SiO 2 is 1 nm, 2 nm, and 5 nm.
Is a calibration curve obtained by a simulation example in which the intensity ratio between SiO 2 and Si (vertical axis) is shown as a function of the photoelectron energy of Si 2p (horizontal axis). That is, it can be obtained by simulation.
【0028】上記した深さ方向分析の第1の分析態様
は、2層構造の膜厚分析(深さ方向分析)例を示してい
るが、本発明のX線光電子分析装置は2層構造に限ら
ず、3層構造,4層構造等の多層構造についても適用す
ることができる。図9は多層構造への適用例である。図
9(a)に示すようなSiO2 とSi3 N4 とSiの3
層構造の薄膜に対して、各層の深さに到達する波長の単
色X線を照射すると、図9(b)に示すような光電子エ
ネルギースペクトルを得ることができる。光電子エネル
ギースペクトルのエネルギーの低い順から表面に近い深
さ部分の分布状態を示している。例えば、最もエネルギ
ーの低い部分(E1の部分)ではSiO2 によるSi2p
のスペクトル強度が顕著であり、中間のエネルギー部分
(E2の部分)ではSi3 N4 によるスペクトル強度が
顕著となり、最もエネルギーの高い部分(E3の部分)
ではSiによるSi2pのスペクトル強度が顕著となる。The first analysis mode of the above-described depth direction analysis shows an example of a film thickness analysis (depth direction analysis) of a two-layer structure, but the X-ray photoelectron analyzer of the present invention has a two-layer structure. However, the present invention can be applied to a multilayer structure such as a three-layer structure and a four-layer structure. FIG. 9 shows an example of application to a multilayer structure. 9 of SiO 2 , Si 3 N 4 and Si as shown in FIG.
When a monochromatic X-ray having a wavelength reaching the depth of each layer is irradiated on the thin film having the layer structure, a photoelectron energy spectrum as shown in FIG. 9B can be obtained. The distribution state of the photoelectron energy spectrum from the lower energy to the depth closer to the surface is shown. For example, in the portion having the lowest energy (portion E1), Si2p by SiO 2 is used.
Is remarkable, and in the middle energy portion (portion E2), the spectrum intensity due to Si 3 N 4 is remarkable, and the portion having the highest energy (portion E3) is obtained.
In this case, the spectrum intensity of Si2p by Si becomes remarkable.
【0029】次に、深さ方向分析の第2の分析態様につ
いて図10〜図13を用いて説明する。図10は深さ方
向分析の第2の分析態様を説明するためのフローチャー
トであり、図11は深さ方向の分布概略図であり、図1
2は深さ方向の分布状態による光電子エネルギースペク
トル例であり、図13は第2の分析態様による分析比較
を説明する概略図である。Next, a second analysis mode of the depth direction analysis will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a flowchart for explaining a second analysis mode of the depth direction analysis, and FIG. 11 is a schematic distribution diagram in the depth direction.
2 is an example of a photoelectron energy spectrum according to the distribution state in the depth direction, and FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an analysis comparison according to the second analysis mode.
【0030】第2の分析態様は、対象元素と基準元素の
光電子エネルギーの強度比を深さ方向について比較する
ことによって、深さ方向における対象元素の凝縮の程度
を求める。第2の分析態様では、離散した複数の単色X
線を照射し(ステップS21)、検出手段でデータを取
得し(ステップS22)、解析手段で光電子エネルギー
スペクトルを求める(ステップS23)。光電子エネル
ギースペクトルにおいて、深さ方向に順に並んだ光電子
エネルギー分布において、対象元素と基準元素とのスペ
クトル強度の比を求め(ステップS24)、該強度比を
光電子エネルギーの順で比較することによって、深さ方
向における対象元素の凝縮の程度を求める(ステップS
25)。In a second analysis mode, the degree of condensation of the target element in the depth direction is obtained by comparing the intensity ratio of the photoelectron energy of the target element and the reference element in the depth direction. In the second analysis mode, a plurality of discrete single colors X
A line is irradiated (Step S21), data is acquired by the detecting means (Step S22), and a photoelectron energy spectrum is obtained by the analyzing means (Step S23). In the photoelectron energy spectrum, in the photoelectron energy distribution arranged in order in the depth direction, the ratio of the spectral intensity of the target element and the reference element is obtained (step S24), and the intensity ratio is compared in the order of photoelectron energy to obtain the depth. The degree of condensation of the target element in the vertical direction is determined (step S
25).
【0031】NaYゼオライト(NaAlSiO)の試
料について、深さ方向に一様分布した場合(図11
(a)に示す)と、AlがAl2O3の状態で表面に凝縮
した場合(図11(b)に示す)について、本発明の第
2の分析態様を適用したシミュレーション結果を図12
に示す。図12(a)は深さ方向に一様分布している場
合の光電子エネルギースペクトルであり、図12(b)
はAlがAl2O3の状態で表面に凝縮した場合の光電子
エネルギースペクトルである。両光電子エネルギースペ
クトルにおいて、測定対象の元素をAlとし基準元素を
Siとするとき、Al2pのスペクトル強度とSi2pの
スペクトル強度との強度比(Al2p/Si2p)を求める
と、一様分布の場合にはほぼ0.3の前後の強度比
(0.314から0.288)となり、AlがAl2O3
の状態で表面に凝縮した場合には表面から深さ方向に
0.913から0.252まで順に強度比が小さくな
る。When a sample of NaY zeolite (NaAlSiO) is uniformly distributed in the depth direction (FIG. 11)
FIG. 12 (a)) and a case where Al is condensed on the surface in the state of Al 2 O 3 (shown in FIG. 11 (b)).
Shown in FIG. 12A is a photoelectron energy spectrum in the case of uniform distribution in the depth direction, and FIG.
Is a photoelectron energy spectrum when Al is condensed on the surface in the state of Al 2 O 3 . In both photoelectron energy spectra, when the element to be measured is Al and the reference element is Si, the intensity ratio (Al2p / Si2p) between the spectral intensity of Al2p and the spectral intensity of Si2p is obtained. The intensity ratio becomes about 0.3 (from 0.314 to 0.288), and Al changes to Al 2 O 3
When it condenses on the surface in the state described above, the intensity ratio gradually decreases from 0.913 to 0.252 in the depth direction from the surface.
【0032】なお、図12に示す光電子エネルギースペ
クトルは、X線源としてBNをターゲットとするレーザ
ープラズマX線で得られる、2.48nm(500.4
eV)、2.88nm(430.7eV)、4.20n
m(295.2eV)、4.90nm(250.1e
V)、6.04nm(205.6eV)の単色X線(輝
線)を用いた場合を示している。したがって、各Al2p
/Si2pは上記X線のエネルギーからSiO2 中のSi
の結合エネルギー103.4eVを差し引いた光電子エ
ネルギー部分のピーク値により求めることができる。Incidentally, the photoelectron energy spectrum shown in FIG. 12 is obtained at 2.48 nm (500.4 nm) obtained by laser plasma X-rays using BN as the X-ray source as a target.
eV), 2.88 nm (430.7 eV), 4.20 n
m (295.2 eV), 4.90 nm (250.1 e
V), a case using 6.04 nm (205.6 eV) monochromatic X-rays (bright lines). Therefore, each Al2p
/ Si2p the Si in SiO 2 from the energy of the X-ray
Can be determined from the peak value of the photoelectron energy part obtained by subtracting the binding energy of 103.4 eV.
【0033】この第2の分析態様によれば、図13に示
すように深さ方向で分布が異なる試料について、その強
度比を比較することによって表面からの分布深さを知る
ことができる。なお、図13(a),(b),(c)は
順にSiO2 の膜厚が増す例であり、光電子エネルギー
スペクトルの各深さ方向における強度比は、SiO2の
膜厚に応じて変化する。したがって、強度比を深さ方向
に比較することによって、対象元素の凝縮の程度を知る
ことができる。According to the second analysis mode, the distribution depth from the surface can be known by comparing the intensity ratios of the samples having different distributions in the depth direction as shown in FIG. FIGS. 13A, 13B, and 13C show examples in which the thickness of SiO 2 increases in order, and the intensity ratio in each depth direction of the photoelectron energy spectrum changes according to the thickness of SiO 2. I do. Therefore, the degree of condensation of the target element can be known by comparing the intensity ratio in the depth direction.
【0034】本発明の実施の形態によれば、一回の照射
によって複数の単色X線による光電子エネルギースペク
トルを得ることができるため、短時間で非破壊測定を行
うことができる。複数の積層微細構造を有する集積回路
などにおいて、表面近傍の微小域の欠陥や不純物等によ
り電気特性が大きく変化する。本発明による深さ方向の
分析によれば、より信頼性のある素子の生産が可能とな
る。特に、レーザープラズマX線等の高輝度パルスX線
をX線源とし、飛行時間型エネルギー分析によってエネ
ルギー解析を行うことによって、リアルタイムで3次元
の非破壊分析を行うことが可能となる。なお、前記実施
の形態で示したターゲット、試料、及び波長は一例であ
り、本発明はこれらに限定されるものではない。According to the embodiment of the present invention, a photoelectron energy spectrum of a plurality of monochromatic X-rays can be obtained by one irradiation, so that nondestructive measurement can be performed in a short time. 2. Description of the Related Art In an integrated circuit having a plurality of laminated microstructures, electrical characteristics are significantly changed due to defects, impurities, and the like in a minute region near a surface. According to the analysis in the depth direction according to the present invention, a more reliable device can be produced. In particular, three-dimensional non-destructive analysis can be performed in real time by performing energy analysis by time-of-flight energy analysis using high-intensity pulsed X-rays such as laser plasma X-rays as an X-ray source. Note that the targets, samples, and wavelengths described in the above embodiment are examples, and the present invention is not limited to these.
【0035】[0035]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のX線光電
子分析装置によれば、試料の深さ方向分析を瞬時に非破
壊で行うことができる。また、1つのX線源によりX線
源の交換を要することなく、試料を固定した状態で深さ
方向分析を行うことができる。As described above, according to the X-ray photoelectron analyzer of the present invention, the sample in the depth direction can be instantaneously and non-destructively analyzed. Further, the depth direction analysis can be performed with the sample fixed without the need to replace the X-ray source by one X-ray source.
【図1】本発明のX線光電子分析装置による深さ本発明
分析を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the analysis of the present invention by the depth of the X-ray photoelectron analyzer of the present invention.
【図2】光電子の脱出深さと光電子のエネルギーの関係
を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the escape depth of photoelectrons and the energy of photoelectrons.
【図3】本発明のX線光電子分析装置の概略構成を説明
する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of an X-ray photoelectron analyzer of the present invention.
【図4】第1の分析態様を説明するフローチャートであ
る。FIG. 4 is a flowchart illustrating a first analysis mode.
【図5】第1の分析態様を説明するための概略分布図、
光電子エネルギースペクトル図、及び深さ方向の検量線
図である。FIG. 5 is a schematic distribution diagram for explaining a first analysis mode;
It is a photoelectron energy spectrum diagram and a calibration diagram in a depth direction.
【図6】検量線を説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 6 is a flowchart for explaining a calibration curve.
【図7】検量線を説明するための概略分布図、光電子エ
ネルギースペクトル図,及び深さ方向の検量線図であ
る。FIG. 7 is a schematic distribution diagram, a photoelectron energy spectrum diagram, and a calibration diagram in a depth direction for explaining a calibration curve.
【図8】酸化シリコンの検量線例である。FIG. 8 is an example of a calibration curve of silicon oxide.
【図9】3層の試料への適用例を説明する概略分布図、
及び光電子エネルギースペクトル図である。FIG. 9 is a schematic distribution diagram illustrating an example of application to a three-layer sample,
FIG. 3 is a diagram showing a photoelectron energy spectrum.
【図10】深さ方向分析の第2の態様を説明するための
フローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining a second mode of the depth direction analysis.
【図11】深さ方向の分布概略図である。FIG. 11 is a schematic distribution diagram in the depth direction.
【図12】深さ方向の分布状態による光電子エネルギー
スペクトル例である。FIG. 12 is an example of a photoelectron energy spectrum according to a distribution state in a depth direction.
【図13】第2の分析態様による分析比較を説明する概
略図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an analysis comparison according to a second analysis mode.
1…X線光電子分析装置、2…X線照射手段。3…フィ
ルター、4…走査手段、5…X線、6…試料ステージ、
7…光電子、8…検出手段、9…真空チャンバー、10
…解析手段、10a…演算部、10b…記憶部、10c
…出力部、11…制御手段、12…入力手段。1. X-ray photoelectron analyzer, 2. X-ray irradiation means. 3 ... Filter, 4 ... Scanning means, 5 ... X-ray, 6 ... Sample stage,
7 ... photoelectron, 8 ... detection means, 9 ... vacuum chamber, 10
... Analyzer, 10a ... Calculator, 10b ... Storage, 10c
... output unit, 11 ... control means, 12 ... input means.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 勇夫 茨城県つくば市東1丁目1番 工業技術院 物質工学工業技術研究所内 Fターム(参考) 2F067 AA24 AA53 BB16 CC15 HH04 JJ05 KK05 LL00 MM04 NN01 RR24 RR44 2G001 AA01 AA10 AA20 BA08 CA03 EA04 EA06 EA09 FA03 FA06 FA14 FA30 GA01 GA06 GA08 KA01 KA11 KA13 MA05 NA06 NA07 NA17 PA07 SA10 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Isao Kojima 1-1-1 Higashi, Tsukuba, Ibaraki Pref. AA01 AA10 AA20 BA08 CA03 EA04 EA06 EA09 FA03 FA06 FA14 FA30 GA01 GA06 GA08 KA01 KA11 KA13 MA05 NA06 NA07 NA17 PA07 SA10
Claims (1)
を同時に照射するX線照射手段と、試料から発生した光
電子のエネルギーに関わる相関量を検出する検出手段
と、前記複数の単色X線の照射による光電子のエネルギ
ースペクトルを解析する解析手段とを備え、前記解析手
段は、光電子エネルギースペクトルの光電子エネルギー
値によって試料表面からの深さを特定し、単色X線間の
エネルギー間隔で定まる深さ方向の分解能で、1つの光
電子エネルギースペクトルから深さ方向の分析を行うこ
とを特徴とする、X線光電子分析装置。An X-ray irradiating means for simultaneously irradiating a plurality of monochromatic X-rays having energy intervals, a detecting means for detecting a correlation amount relating to energy of photoelectrons generated from a sample, and irradiating the plurality of monochromatic X-rays Analyzing means for analyzing the energy spectrum of photoelectrons according to, the analyzing means specifies the depth from the sample surface by the photoelectron energy value of the photoelectron energy spectrum, the depth direction determined by the energy interval between monochromatic X-rays An X-ray photoelectron spectrometer, which performs analysis in the depth direction from one photoelectron energy spectrum at a resolution.
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JP (1) | JP2001201470A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005539210A (en) * | 2002-02-04 | 2005-12-22 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Thin film measurement method based on auger |
JP2012021978A (en) * | 2010-06-17 | 2012-02-02 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Method for evaluation of chemical state or electronic state in vicinity of interface |
JP2015014573A (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | 富士通株式会社 | Analyzer, analyzing method, film forming apparatus, and film forming method |
JP2015102452A (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 日本電子株式会社 | Surface analysis device |
CN105259197A (en) * | 2015-11-25 | 2016-01-20 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | Light and X-ray photoelectron energy spectroscopy synchronous analyzing and testing device |
JP2017049189A (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 住友金属鉱山株式会社 | Evaluation method for cobalt valence |
JP2022038389A (en) * | 2020-08-26 | 2022-03-10 | キオクシア株式会社 | Measuring device, measuring method, and semiconductor storage device |
-
2000
- 2000-01-18 JP JP2000008621A patent/JP2001201470A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005539210A (en) * | 2002-02-04 | 2005-12-22 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | Thin film measurement method based on auger |
JP2012021978A (en) * | 2010-06-17 | 2012-02-02 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Method for evaluation of chemical state or electronic state in vicinity of interface |
JP2015014573A (en) * | 2013-07-08 | 2015-01-22 | 富士通株式会社 | Analyzer, analyzing method, film forming apparatus, and film forming method |
JP2015102452A (en) * | 2013-11-26 | 2015-06-04 | 日本電子株式会社 | Surface analysis device |
JP2017049189A (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-09 | 住友金属鉱山株式会社 | Evaluation method for cobalt valence |
CN105259197A (en) * | 2015-11-25 | 2016-01-20 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | Light and X-ray photoelectron energy spectroscopy synchronous analyzing and testing device |
JP2022038389A (en) * | 2020-08-26 | 2022-03-10 | キオクシア株式会社 | Measuring device, measuring method, and semiconductor storage device |
JP7458935B2 (en) | 2020-08-26 | 2024-04-01 | キオクシア株式会社 | Measuring device and measuring method |
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