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JP3643484B2 - Total reflection X-ray photoelectron spectrometer - Google Patents

Total reflection X-ray photoelectron spectrometer Download PDF

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JP3643484B2
JP3643484B2 JP21201298A JP21201298A JP3643484B2 JP 3643484 B2 JP3643484 B2 JP 3643484B2 JP 21201298 A JP21201298 A JP 21201298A JP 21201298 A JP21201298 A JP 21201298A JP 3643484 B2 JP3643484 B2 JP 3643484B2
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ray
total reflection
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rays
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豊彦 田澤
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Jeol Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、X線モノクロメータを備えたX線光電子分光装置(XPS)に関し、特に全反射条件でX線光電子分光測定(以下、XPS測定という)を行うための最適試料傾斜角度を容易に設定できるようにした全反射X線光電子分光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、X線モノクロメータを装着したX線光電子分光装置では、通常の単色化していないX線源を利用した装置に比べて、制動放射による連続X線を除去できるために、観測されるスペクトルは非弾性散乱電子によるバックグランド成分が著しく減少し、ピーク・バックグランド比(P/B比)がよいスペクトルが得られる。しかし、このようなX線モノクロメータを装着した測定装置においても、半導体ウェハ上などの微量な元素を検出することは困難である。
【0003】
このような微量な元素の検出を困難にしている一つの要因として、光電子スペクトルのバックグランド信号がある。このバックグランド信号は、物質内部で発生した二次電子(光電子,オージェ電子等を含む)が物質表面に輸送される間に非弾性散乱によって運動エネルギーを失い、連続的なエネルギー分布を持つことに起因している。このバックグランド成分の信号強度が大きいと、微量元素の光電子信号はバックグランド信号の統計変動によるS/N比によって支配され、微量元素の光電子ピークを検出することは困難になる。
【0004】
そこで微量元素の光電子ピークを検出するために、バックグランド信号の低減が有効な手段となる。バックグランド信号の低減は、光電子の励起源に使用する励起X線の試料に対する侵入深さを小さくし、発生した光電子が物質中で走行する距離を短くすることで実現できる。
【0005】
X線の侵入深さは、X線の入射角(θ0 :X線入射束の試料面に対する角)を、励起X線の波長と試料物質で決まるX線の全反射臨界角(θC )以下に設定すると、全反射条件下におけるX線の侵入深さを表す図6に示すように、数nmから10nm程度の領域になる。なお、図はSi 基板上にAlkα線(0.833nm)を入射角度を変化させて照射したときの、X線の侵入深さのシミュレーション結果を示す図で、横軸はθ0C を、縦軸は吸収を考慮したX線の侵入深さLabs(nm)を示している。
【0006】
したがって、従来は、全反射条件下でXPS測定を行うためには、被測定試料中の構成元素と入射X線の波長で決まる全反射臨界角θC を算出して、試料傾斜角度を設定するようにしている。また、全反射条件下でXPS測定を行うためには、X線源、分光結晶及び測定試料を正確にローランド円上に調整した後、試料表面に対して全反射の臨界角度以下に単色化されたX線の入射角度を設定する必要があるが、この入射角度を調整する際には、反射X線の強度/像をX線検出器でモニタしたり、試料の吸収電流をモニタするなどの方法が用いられている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被測定試料の構成元素と入射X線の波長で決まる全反射臨界角θC を算出することや、また反射X線の強度/像をX線検出器でモニタしたり、試料の吸収電流をモニタして入射角度の調整をすることには、かなり煩雑な作業を必要とするという問題点がある。
【0008】
本発明は、従来のX線光電子分光装置において全反射条件でXPS測定を行う場合の試料傾斜角度の設定における上記問題点を解消するためになされたもので、全反射条件でXPS測定を行うための試料傾斜角を容易に設定できるようにした全反射X線光電子分光装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明は、照射X線を単色化するX線モノクロメータと、単色化したX線を全反射条件で試料表面に照射するための試料傾斜角度を調整できる機構と、試料より放出された光電子をエネルギー分別して検出する静電半球型光電子エネルギーアナライザとを有し、観測スペクトルにおける非弾性散乱電子によるバックグランド成分を減少させた全反射X線光電子分光装置において、入射X線に対する試料傾斜角と着目した光電子ピークに対するバックグランド強度比との関係、又は試料傾斜角と試料極表面層の光電子ピークに対する基板層の光電子ピークの強度比との関係を表すプロファイルに基づいて最適試料傾斜角を設定する手段を備えていることを特徴とするものである。
【0010】
このように、照射X線を単色化するX線モノクロメータを用い観測スペクトルにおける非弾性散乱電子によるバックグランド成分を減少させた全反射X線光電子分光装置において、入射X線に対する試料傾斜角と着目した光電子ピークに対するバックグランド強度比との関係、又は試料傾斜角と試料極表面層の光電子ピークに対する基板層の光電子ピークの強度比との関係を表すプロファイルに基づいて最適試料傾斜角を設定する手段を備えることによって、全反射条件下でのXPS測定に際して、被測定試料の構成元素と入射X線の波長で決まる全反射臨界角を算出することなく、X線入射角度の設定を容易に行うことができ、表面が平坦な種々の試料に対して全反射条件下でのXPS測定を容易に行うことが可能となる。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図1は本発明に係る全反射X線光電子分光装置の外観を示す概略図である。図1において、1は試料より発生した光電子のエネルギーを分別して検出する静電半球型光電子エネルギーアナライザ、2は試料ステージ部、3はX線モノクロメータ、4は試料にX線を照射するための標準X線源部である。
【0012】
図2は、図1における試料ステージ部、X線モノクロメータ、励起X線源部の内部構成を示す拡大断面図である。図2において、11は試料ステージ、12は該試料ステージ11上に載置されたシリコンウェハ等の被測定試料、13は試料傾斜機構、14はX線モノクロメータ分光結晶、15はX線モノクロメータ分光結晶14にX線を照射するためのX線源、16は試料からの発生した光電子を捕集する光電子捕集レンズ、17は観測チャンバを示している。
【0013】
このような構成と同様な従来の通常のX線モノクロメータを用いたX線光電子分光装置においては、X線源で発生させたX線をモノクロメータ分光結晶を用いて分光して、試料上に照射するようになっているが、通常の分光方式では光量をかせぐためにモノクロメータ分光結晶の立体角を全部使うように、試料は−10°〜−30°程度に傾斜させている。これに対して、本発明においては、全反射条件でXPS測定を行うことを前提としているため、非常に浅い傾斜角を設定するようにしている。
【0014】
このように傾斜角を全反射を満たすように設定した場合、X線の侵入深さが浅いために、試料中で発生した光電子の試料表面までの飛程が短く、このため非弾性散乱による光電子のエネルギー損失確率が小さく、非弾性散乱に起因するスペクトルのバックグランド強度が、全反射臨界角度より大きい通常のX線入射角度で測定されるスペクトルに比べて小さい。この態様を、Si 基板上にAlkα線を照射した場合のバックグランド形状を表す図3の(A),(B)に示す。図3の(A)は全反射条件時のXPS測定スペクトル、図3の(B)は通常条件におけるXPS測定スペクトルを示しており、横軸は結合エネルギー、縦軸は任意単位で強度を表している。これらの図からわかるように全反射条件時においては、通常条件時よりもバックグランド強度Bが小さくなっていることがわかる。なお、図3の(A),(B)において、Pはピークスペクトル強度を示している。
【0015】
また、全反射条件におけるXPS測定スペクトルの特徴としては、X線の侵入深さが浅いため、極表面付近に存在する元素に起因する光電子が支配的である。この態様を、全反射条件と通常条件下における極表面層と基板層に起因する光電子ピークの比較を表す図4の(A),(B)に示す。これらは、極薄い自然酸化膜が存在するSi 基板にAlkα線を照射した場合の、Si2p 光電子ピークの強度を示す図で、図4の(A)は全反射条件、図4の(B)は通常条件の場合を示す図である。これらの図からわかるように、全反射条件でX線を照射した場合は、基板表面に存在する酸化層に起因するSi2p 光電子ピークの強度PSUR と基板層のSi に起因するSi2p 光電子ピークの強度PSUB の強度比が変化する。
【0016】
このように、全反射条件におけるXPS測定スペクトルにおいては、バックグランド強度が通常のX線入射角度で測定されるスペクトルのバックグランド強度に比べて小さいという特徴、及び試料の極表面層に存在する元素に基因する光電子ピークと試料の基板層に起因する光電子ピークの強度比が変化するという特徴があり、本発明は、これらの点に着目して、XPS測定を全反射条件で行うための入射X線の試料表面に対する入射角度の設定を、傾斜角度に対する着目した光電子ピークのP/B比(又はその逆数)の関係を示すプロファイル、又は試料傾斜角度に対する試料の極表面層に存在する元素に起因する光電子ピークと試料の基板層に起因する光電子ピークの強度比の関係を示すプロファイルを作成し、それらのプロファイルに基づいて最適試料傾斜角度を設定するようにするものである。
【0017】
そのため、本発明においては、図1の実施の形態に示すように、試料ステージ11の傾斜角を設定するための傾斜機構13を駆動する駆動モータ5と、該駆動モータ5を制御するステージ制御ユニット6と、XPSスペクトルデータを光電子検出器7を介して取得するデータ収集ユニット8と、取得されたデータに基づいてプロファイルを作成し最適試料傾斜角を決定すると共に、各部の制御を行うXPS測定用コンピュータ9を備えている。なお、図1において10はゲート弁である。
【0018】
次に、このように構成されている実施の形態における試料傾斜角設定の動作について、図5のフローチャートに基づいて説明する。まず、被測定試料12を試料ステージ11にセットし、通常のXPS測定で行う深い傾斜角度を設定して(ステップS1)、試料の全領域のワイドスペクトル測定を行う(ステップS2)。次いで、ワイドスペクトル測定結果に基づいて、どのスペクトルを目的のピークスペクトルとするか検出判断して、傾斜角度評価用ピークの設定を行う(ステップS3)。次に、傾斜角度評価用のプロファイルの作成のための測定ステップ(ステップS4)に入るが、ここでは試料傾斜角を少しづつ変えて設定し(ステップS4−1)、その都度XPS測定を行い(ステップS4−2)、強度比又はP/B比の算出を行う(ステップS4−3)ここでは、試料の極表面層に存在する元素に起因する光電子ピークと試料の基板層に起因する光電子ピークの強度比、あるいは着目した光電子ピークのP/B比の算出を行う。
【0019】
このようなステップS4−1〜S4−3の動作を繰り返して行うことにより、傾斜角度評価用プロファイルが作成される。図示例では、試料傾斜角度θ/θC に対するP/B比の逆数の関係を表すプロファイルを示している。このようにして作成されたプロファイルから、極表面層と基板層のピーク強度比あるいは図示されているP/B比の逆数のミニマム近傍になる傾斜角度を求めて、全反射条件でのスペクトル測定を行うための最適試料傾斜角度を決定する(ステップS5)。この試料傾斜角度をステージ制御ユニットを介して試料ステージに設定して測定を行うことにより、全反射条件下でのXPS測定が行われる。
【0020】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、全反射条件下でのXPS測定に際して、被測定試料の構成元素と入射X線の波長で決まる全反射臨界角を算出することなくX線入射角度の設定を容易に行うことができ、表面が平坦な種々の試料に対して全反射条件下でXPS測定を容易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る全反射X線光電子分光装置の実施の形態の概略外観図である。
【図2】図1に示した実施の形態の要部の内部構造を示す断面図である。
【図3】全反射条件と通常条件下におけるバックグランド強度を示す図である。
【図4】全反射条件と通常条件下における極表面層と基板層に起因する光電子ピークを示す図である。
【図5】図1に示した実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図6】Si 基板上にAlkα線を入射角度を変化させて照射したときのX線の侵入深さのシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
1 静電半球型光電子エネルギーアナライザ
2 試料ステージ部
3 X線モノクロメータ
4 標準X線源部
5 試料傾斜機構駆動モータ
6 ステージ制御ユニット
7 光電子検出器
8 データ収集ユニット
9 XPS測定用コンピュータ
10 ゲート弁
11 試料ステージ
12 試料
13 試料傾斜機構
14 X線モノクロメータ分光結晶
15 X線源
16 光電子捕集レンズ
17 観測チャンバ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an X-ray photoelectron spectrometer (XPS) equipped with an X-ray monochromator, and in particular, easily sets an optimal sample tilt angle for performing X-ray photoelectron spectroscopy measurement (hereinafter referred to as XPS measurement) under total reflection conditions. The present invention relates to a total reflection X-ray photoelectron spectrometer that can be used.
[0002]
[Prior art]
In general, an X-ray photoelectron spectrometer equipped with an X-ray monochromator can remove continuous X-rays due to bremsstrahlung compared to an apparatus using an ordinary X-ray source that is not monochromatic, so the observed spectrum is A background component due to inelastically scattered electrons is significantly reduced, and a spectrum having a good peak / background ratio (P / B ratio) can be obtained. However, even in a measuring apparatus equipped with such an X-ray monochromator, it is difficult to detect a trace element on a semiconductor wafer.
[0003]
One factor that makes it difficult to detect such trace elements is the background signal of the photoelectron spectrum. This background signal has a continuous energy distribution because the secondary electrons (including photoelectrons, Auger electrons, etc.) generated inside the material lose kinetic energy due to inelastic scattering while being transported to the material surface. Is attributed. When the signal intensity of the background component is high, the trace element photoelectron signal is governed by the S / N ratio due to statistical fluctuation of the background signal, and it is difficult to detect the trace element photoelectron peak.
[0004]
Therefore, in order to detect the photoelectron peak of a trace element, reduction of the background signal is an effective means. Reduction of the background signal can be realized by reducing the penetration depth of the excitation X-ray used for the photoelectron excitation source into the sample and shortening the distance that the generated photoelectron travels in the substance.
[0005]
The penetration depth of X-rays is defined as the X-ray incident angle (θ 0 : the angle of the X-ray incident flux with respect to the sample surface), the X-ray total reflection critical angle (θ C ) determined by the wavelength of the excited X-ray and the sample material. When set to the following, as shown in FIG. 6 showing the penetration depth of the X-rays under the total reflection condition, it becomes a region of several nm to 10 nm. FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of the penetration depth of X-rays when the Si substrate is irradiated with Alkα rays (0.833 nm) while changing the incident angle. The horizontal axis represents θ 0 / θ C. The vertical axis represents the penetration depth Labs (nm) of X-rays taking absorption into consideration.
[0006]
Therefore, conventionally, in order to perform XPS measurement under total reflection conditions, the sample tilt angle is set by calculating the total reflection critical angle θ C determined by the constituent elements in the sample to be measured and the wavelength of the incident X-ray. I am doing so. In addition, in order to perform XPS measurement under total reflection conditions, the X-ray source, the spectroscopic crystal, and the measurement sample are accurately adjusted on the Roland circle, and then are monochromatic below the critical angle of total reflection with respect to the sample surface. It is necessary to set the incident angle of the X-ray, but when adjusting the incident angle, the intensity / image of the reflected X-ray is monitored with an X-ray detector, or the absorption current of the sample is monitored. The method is used.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the total reflection critical angle θ C determined by the constituent element of the sample to be measured and the wavelength of the incident X-ray is calculated, the intensity / image of the reflected X-ray is monitored by an X-ray detector, the absorption current of the sample In order to adjust the incident angle by monitoring the above, there is a problem that a considerably complicated work is required.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problem in setting the sample tilt angle when XPS measurement is performed under total reflection conditions in a conventional X-ray photoelectron spectrometer. In order to perform XPS measurement under total reflection conditions. It is an object of the present invention to provide a total reflection X-ray photoelectron spectrometer capable of easily setting the sample inclination angle.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides an X-ray monochromator for monochromatic irradiation X-rays, a mechanism capable of adjusting a sample tilt angle for irradiating the monochromatic X-rays on the sample surface under total reflection conditions, and , have a electrostatic hemispherical photoelectron energy analyzer for detecting the photoelectrons emitted from the sample and energy separation, the total reflection X-ray photoelectron spectrometer having a reduced background components due inelastic scattered electrons in the observed spectrum, incident Based on the profile representing the relationship between the sample tilt angle with respect to X-rays and the background intensity ratio to the focused photoelectron peak, or the relationship between the sample tilt angle and the photoelectron peak intensity ratio of the substrate layer to the photoelectron peak of the sample electrode surface layer. Means for setting an optimum sample inclination angle is provided.
[0010]
In this way, in the total reflection X-ray photoelectron spectrometer in which the background component due to inelastically scattered electrons in the observation spectrum is reduced using an X-ray monochromator for monochromatic irradiation X-rays, the sample tilt angle with respect to the incident X-ray and the focus Means for setting the optimum sample tilt angle based on the profile representing the relationship between the background intensity ratio to the measured photoelectron peak or the relationship between the sample tilt angle and the intensity ratio of the photoelectron peak of the substrate layer to the photoelectron peak of the sample electrode surface layer By setting the X-ray incident angle, it is possible to easily set the X-ray incident angle without calculating the total reflection critical angle determined by the constituent element of the sample to be measured and the wavelength of the incident X-ray. This makes it possible to easily perform XPS measurement under total reflection conditions on various samples having a flat surface.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments will be described. FIG. 1 is a schematic view showing the appearance of a total reflection X-ray photoelectron spectrometer according to the present invention. In FIG. 1, 1 is an electrostatic hemispherical photoelectron energy analyzer that separates and detects the energy of photoelectrons generated from a sample, 2 is a sample stage unit, 3 is an X-ray monochromator, and 4 is for irradiating the sample with X-rays. Standard X-ray source unit.
[0012]
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the internal configuration of the sample stage unit, X-ray monochromator, and excitation X-ray source unit in FIG. In FIG. 2, 11 is a sample stage, 12 is a sample to be measured such as a silicon wafer placed on the sample stage 11, 13 is a sample tilting mechanism, 14 is an X-ray monochromator spectral crystal, and 15 is an X-ray monochromator. An X-ray source for irradiating the spectral crystal 14 with X-rays, 16 a photoelectron collecting lens for collecting photoelectrons generated from the sample, and 17 an observation chamber.
[0013]
In an X-ray photoelectron spectrometer using a conventional ordinary X-ray monochromator having the same structure as described above, X-rays generated by an X-ray source are spectrally separated using a monochromator spectral crystal and applied to a sample. Although the irradiation is performed, the sample is tilted to about −10 ° to −30 ° so that all solid angles of the monochromator spectral crystal are used in order to increase the amount of light in the normal spectroscopic method. On the other hand, in the present invention, since it is premised that XPS measurement is performed under the total reflection condition, a very shallow inclination angle is set.
[0014]
When the tilt angle is set to satisfy total reflection in this way, the X-ray penetration depth is shallow, so the range of photoelectrons generated in the sample to the sample surface is short, and thus photoelectrons due to inelastic scattering are generated. The energy loss probability of the spectrum is small, and the background intensity of the spectrum caused by inelastic scattering is small compared to the spectrum measured at a normal X-ray incident angle larger than the total reflection critical angle. This mode is shown in FIGS. 3A and 3B showing the background shape when the Alkα ray is irradiated on the Si substrate. 3A shows the XPS measurement spectrum under the total reflection condition, FIG. 3B shows the XPS measurement spectrum under the normal condition, the horizontal axis indicates the binding energy, and the vertical axis indicates the intensity in arbitrary units. Yes. As can be seen from these figures, the background intensity B is smaller in the total reflection condition than in the normal condition. In FIGS. 3A and 3B, P indicates the peak spectrum intensity.
[0015]
Further, as a feature of the XPS measurement spectrum under the total reflection condition, since the penetration depth of X-rays is shallow, photoelectrons caused by elements existing near the pole surface are dominant. This mode is shown in FIGS. 4A and 4B showing a comparison of photoelectron peaks caused by the extreme surface layer and the substrate layer under total reflection conditions and normal conditions. These are diagrams showing the intensity of the Si2p photoelectron peak when an Si substrate having an extremely thin natural oxide film is irradiated with Alkα rays. FIG. 4A shows the total reflection condition, and FIG. It is a figure which shows the case of normal conditions. As can be seen from these figures, when X-rays are irradiated under total reflection conditions, the intensity of the Si2p photoelectron peak P SUR caused by the oxide layer existing on the substrate surface and the intensity of the Si2p photoelectron peak caused by Si of the substrate layer. The intensity ratio of PSUB changes.
[0016]
As described above, in the XPS measurement spectrum under the total reflection condition, the background intensity of the spectrum measured at a normal X-ray incident angle is small, and the elements present in the extreme surface layer of the sample The present invention is characterized in that the intensity ratio between the photoelectron peak caused by the photoelectron peak and the photoelectron peak caused by the sample substrate layer changes, and the present invention pays attention to these points, and the incident X for performing the XPS measurement under the total reflection condition. The incident angle setting of the line to the sample surface is caused by the profile indicating the relationship of the P / B ratio (or the reciprocal) of the focused photoelectron peak with respect to the tilt angle, or the element existing in the extreme surface layer of the sample with respect to the sample tilt angle. Create a profile that shows the relationship between the photoelectron peak and the intensity ratio of the photoelectron peak due to the substrate layer of the sample. And it is to set the optimum specimen rotation angle Zui.
[0017]
Therefore, in the present invention, as shown in the embodiment of FIG. 1, the drive motor 5 that drives the tilt mechanism 13 for setting the tilt angle of the sample stage 11, and the stage control unit that controls the drive motor 5 6 and a data acquisition unit 8 for acquiring XPS spectral data via the photoelectron detector 7, and a profile is created on the basis of the acquired data to determine the optimum sample tilt angle and control of each part is performed. A computer 9 is provided. In FIG. 1, 10 is a gate valve.
[0018]
Next, the operation of setting the sample inclination angle in the embodiment configured as described above will be described based on the flowchart of FIG. First, the sample 12 to be measured is set on the sample stage 11, a deep tilt angle is set for normal XPS measurement (step S1), and wide spectrum measurement is performed on the entire region of the sample (step S2). Next, based on the wide spectrum measurement result, it is detected and determined which spectrum is the target peak spectrum, and a peak for tilt angle evaluation is set (step S3). Next, a measurement step (step S4) for creating a profile for tilt angle evaluation is entered. Here, the sample tilt angle is changed little by little (step S4-1), and XPS measurement is performed each time (step S4-1). In step S4-2), the intensity ratio or P / B ratio is calculated (step S4-3) . Here, the intensity ratio between the photoelectron peak due to the element existing in the extreme surface layer of the sample and the photoelectron peak due to the substrate layer of the sample, or the P / B ratio of the focused photoelectron peak is calculated.
[0019]
By repeating the operations in steps S4-1 to S4-3, an inclination angle evaluation profile is created. In the illustrated example, a profile representing the relationship of the reciprocal of the P / B ratio to the sample tilt angle θ / θ C is shown. From the profile created in this manner, the peak intensity ratio between the extreme surface layer and the substrate layer or the inclination angle near the minimum of the reciprocal of the P / B ratio shown in the figure is obtained, and spectrum measurement under total reflection conditions is performed. The optimum sample tilt angle for performing is determined (step S5). XPS measurement under total reflection conditions is performed by setting the sample tilt angle to the sample stage via the stage control unit and performing measurement.
[0020]
【The invention's effect】
As described above based on the embodiments, according to the present invention, the total reflection critical angle determined by the constituent element of the sample to be measured and the wavelength of the incident X-ray is calculated in the XPS measurement under the total reflection condition. Therefore, the X-ray incident angle can be easily set, and XPS measurement can be easily performed on various samples having a flat surface under total reflection conditions.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic external view of an embodiment of a total reflection X-ray photoelectron spectrometer according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing an internal structure of a main part of the embodiment shown in FIG.
FIG. 3 is a diagram showing background intensity under total reflection conditions and normal conditions.
FIG. 4 is a diagram showing photoelectron peaks caused by an extreme surface layer and a substrate layer under total reflection conditions and normal conditions.
FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of an X-ray penetration depth when an Alkα ray is irradiated on an Si substrate while changing an incident angle.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrostatic hemispherical type photoelectron energy analyzer 2 Sample stage part 3 X-ray monochromator 4 Standard X-ray source part 5 Sample tilt mechanism drive motor 6 Stage control unit 7 Photoelectron detector 8 Data collection unit 9 XPS measurement computer
10 Gate valve
11 Sample stage
12 samples
13 Sample tilt mechanism
14 X-ray monochromator crystal
15 X-ray source
16 Photoelectron collection lens
17 Observation chamber

Claims (2)

照射X線を単色化するX線モノクロメータと、単色化したX線を全反射条件で試料表面に照射するための試料傾斜角度を調整できる機構と、試料より放出された光電子をエネルギー分別して検出する静電半球型光電子エネルギーアナライザとを有し、観測スペクトルにおける非弾性散乱電子によるバックグランド成分を減少させた全反射X線光電子分光装置において、入射X線に対する試料傾斜角と着目した光電子ピークに対するバックグランド強度比との関係を表すプロファイルに基づいて最適試料傾斜角を設定する手段を備えていることを特徴とする全反射X線光電子分光装置。X-ray monochromator for monochromatic irradiation X-rays, mechanism for adjusting the sample tilt angle for irradiating the monochromatic X-rays to the sample surface under total reflection conditions, and photoelectrons emitted from the sample are detected by energy separation possess the electrostatic hemispherical photoelectron energy analyzer that, in the total reflection X-ray photoelectron spectrometer having a reduced background components due inelastic scattered electrons in the observed spectrum, for photoelectron peak which focuses the specimen rotation angle with respect to the incident X-ray A total reflection X-ray photoelectron spectrometer comprising means for setting an optimum sample inclination angle based on a profile representing a relationship with a background intensity ratio. 照射X線を単色化するX線モノクロメータと、単色化したX線を全反射条件で試料表面に照射するための試料傾斜角度を調整できる機構と、試料より放出された光電子をエネルギー分別して検出する静電半球型光電子エネルギーアナライザとを有し、観測スペクトルにおける非弾性散乱電子によるバックグランド成分を減少させた全反射X線光電子分光装置において、試料傾斜角と試料極表面層の光電子ピークに対する基板層の光電子ピークの強度比との関係を表すプロファイルに基づいて最適試料傾斜角を設定する手段を備えていることを特徴とする全反射X線光電子分光装置。X-ray monochromator for monochromatic irradiation X-rays, mechanism for adjusting the sample tilt angle for irradiating the monochromatic X-rays to the sample surface under total reflection conditions, and photoelectrons emitted from the sample are detected by energy separation substrate have a electrostatic hemispherical photoelectron energy analyzer, in the total reflection X-ray photoelectron spectrometer having a reduced background components due inelastic scattered electrons in the observed spectrum, for photoelectron peak of specimen rotation angle and the sample electrode surface layer A total reflection X-ray photoelectron spectrometer comprising means for setting an optimum sample inclination angle based on a profile representing a relationship with the intensity ratio of the photoelectron peak of the layer.
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