JPH09264858A - Multifunctional sample surface analyzer - Google Patents
Multifunctional sample surface analyzerInfo
- Publication number
- JPH09264858A JPH09264858A JP8075539A JP7553996A JPH09264858A JP H09264858 A JPH09264858 A JP H09264858A JP 8075539 A JP8075539 A JP 8075539A JP 7553996 A JP7553996 A JP 7553996A JP H09264858 A JPH09264858 A JP H09264858A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample surface
- electron beam
- electrode
- ion
- multifunctional
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 材料の外因的な試料表面吸着物と材料自体お
よびその表面の分析を明確に区別して分析することがで
きる多機能試料表面分析装置を提供する。
【解決手段】 励起用一次電子ビーム16を得る電子銃
1と、この電子銃1からの前記一次電子ビーム16を集
束するための少なくともコンデンサレンズ3と対物レン
ズ6と、前記一次電子ビーム16の試料7への照射によ
り、脱離正イオン18と二次電子ビーム17を生成する
手段と、脱離正イオン18と二次電子ビーム17を上部
に導く手段と、その上部に導かれた脱離正イオン18と
二次電子ビーム17の極性差を利用して振り分ける偏向
電極5と、二次電子ビーム17を検出する電子ビーム検
出系と、脱離正イオン18を検出する脱離正イオン検出
系とを設ける。
(57) Abstract: A multifunctional sample surface analyzer capable of clearly distinguishing and analyzing an extrinsic sample surface adsorbent of a material and the analysis of the material itself and its surface. An electron gun (1) for obtaining a primary electron beam (16) for excitation, at least a condenser lens (3) for focusing the primary electron beam (16) from the electron gun (1), an objective lens (6), and a sample of the primary electron beam (16). The means for generating the desorbed positive ions 18 and the secondary electron beam 17 by irradiating 7 and the means for guiding the desorbed positive ions 18 and the secondary electron beam 17 to the upper part, and the desorption positive ion guided to the upper part. A deflection electrode 5 that distributes the ions 18 and the secondary electron beam 17 by utilizing the polarity difference between them, an electron beam detection system that detects the secondary electron beam 17, and a desorption positive ion detection system that detects the desorbed positive ions 18. To provide.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、多機能試料表面分
析装置に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a multifunctional sample surface analyzer.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、ESD(電子衝撃脱離:El
ectron StimulatedDesorpti
on)またはSIMS(二次イオン質量分析計:Sec
ondary Ion Mass Spectrome
try)の単機能を持った分析法は開発されており、特
に、SIMSは広く利用されている。ESDは、原理的
に弱く結合されている吸着物(物理吸着)や汚染物以外
の分析は困難である。SIMSでは、試料自体の表面分
析、または、バルク分析は可能であるが、表面吸着分子
や汚染物の分析に対しては感度が悪い。2. Description of the Related Art Conventionally, ESD (electron impact desorption: El
electron Stimulated Desorpti
on) or SIMS (secondary ion mass spectrometer: Sec)
only Ion Mass Spectrometer
An analysis method having a single function of try) has been developed, and SIMS in particular is widely used. In principle, ESD is difficult to analyze except for adsorbates (physical adsorption) and contaminants that are weakly bound. With SIMS, surface analysis of the sample itself or bulk analysis is possible, but sensitivity to analysis of surface adsorbed molecules and contaminants is poor.
【0003】一方、ESDでは、試料のおかれている環
境や来歴からくる外因的な不純物汚染などの検出には威
力を発揮するが、試料本来(試料自体)の内因的な不純
物分析は困難である。これは、質量の小さい電子を利用
することによる本質的な問題点と言える。また、この技
法は、試料自体の損傷が少なく、かつ、外因的な汚染物
の検出感度が高いという特徴を持っている。On the other hand, ESD is effective in detecting extrinsic impurity contamination derived from the environment in which the sample is placed and the history of the sample, but intrinsic impurity analysis of the sample itself (sample itself) is difficult. is there. This can be said to be an essential problem due to the use of electrons with a small mass. In addition, this technique is characterized in that the sample itself is less damaged and the extrinsic contaminant detection sensitivity is high.
【0004】それぞれ次のような公知例がある。 SIMSの公知例:日本学術振興会、マイクロアナリシ
ス第141委員会編集;マイクロビームアナリシス、
P.289(1985) SEMの公知例 :日本学術振興会,マイクロアナリシ
ス第141委員会編集;マイクロビームアナリシス、
P.187(1985) ESDの公知例 :C.G.Panta and T.
E.Maday;Appl.Surface Sci,
7(1981)115 また、励起源に電子を用いた従来技術として、EDX
(エネルギー分散型X線分析);電子照射により発生す
る特定X線のエネルギー選別による元素分析(Li以下
の軽い元素は分析不可)があり、更に、AES(オージ
ェ電子分光法);電子照射により発生するオージェ電子
のエネルギー測定による元素分析(He以下の軽元素は
分析不可)を挙げることができる。There are known examples as follows. Known examples of SIMS: Japan Society for the Promotion of Science, Microanalysis 141st Committee Editing; Microbeam Analysis,
P. 289 (1985) Known examples of SEM: Japan Society for the Promotion of Science, Microanalysis 141st Committee Editing; Microbeam Analysis,
P. 187 (1985) Known example of ESD: C.I. G. FIG. Panta and T.M.
E. FIG. Mayday; Appl. Surface Sci,
7 (1981) 115 In addition, as a conventional technique using an electron as an excitation source, EDX
(Energy dispersive X-ray analysis); There is elemental analysis by energy selection of specific X-rays generated by electron irradiation (light elements less than Li cannot be analyzed), and AES (Auger electron spectroscopy); generated by electron irradiation Elemental analysis by measuring the energy of Auger electrons (light elements below He cannot be analyzed) can be mentioned.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】LSI(大規模集積回
路)をはじめとする各種微細素子は、薄膜の積層すなわ
ち多層膜から構成されており、その性能および歩留まり
は、界面における汚染や不純物元素の種類に強く依存す
る。そのため、積層工程において、表面および膜自体の
両者の性質を十分に管理しておくことが重要であり、そ
れらの評価手段が必要不可欠である。Various fine devices such as LSIs (Large Scale Integrated Circuits) are composed of a stack of thin films, that is, a multilayer film, and the performance and yield thereof are determined by contamination at the interface and impurity elements. Strongly depends on the type. Therefore, it is important to sufficiently control the properties of both the surface and the film itself in the laminating process, and evaluation means for them is essential.
【0006】しかし、現状では、材料の外因的な表面吸
着物と材料自体およびその表面を区別して高い精度で評
価する分析技術は存在しない。本発明は、上記状況に鑑
みて、材料表面の極微小領域の高分解能像観察と同時
に、同一領域の材料の外因的な表面吸着物と材料自体お
よびその表面の分析を明確に区別して分析することがで
きる極表面分析法とを併せ持つ多機能表面試料分析装置
を提供することを目的とする。However, at present, there is no analytical technique for distinguishing the extrinsic adsorbate on the material from the material itself and its surface with high accuracy. In view of the above situation, the present invention performs high-resolution image observation of an extremely small area on the material surface, and at the same time, analyzes by distinctly distinguishing the extrinsic surface adsorbate of the material in the same area, the material itself and the analysis of the surface thereof. It is an object of the present invention to provide a multifunctional surface sample analyzer having both an extremely surface analysis method capable of performing the same.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔1〕多機能試料表面分析装置において、励起用一次電
子ビームを得る電子銃と、この電子銃からの前記一次電
子ビームを集束するための少なくともコンデンサーレン
ズと対物レンズと、前記一次電子ビームの試料への照射
により脱離正イオンと二次電子ビームを生成する手段
と、前記脱離正イオンと二次電子ビームを上部に導く手
段と、この上部に導かれた脱離正イオンと二次電子ビー
ムの極性差を利用して振り分ける偏向電極と、前記二次
電子ビームを検出する電子ビーム検出系と、前記脱離正
イオンを検出する脱離正イオン検出系とを設けるように
したものである。In order to achieve the above object, the present invention provides [1] an electron gun for obtaining a primary electron beam for excitation in a multifunctional sample surface analyzer, and the primary gun from the electron gun. At least a condenser lens and an objective lens for focusing an electron beam, means for generating desorbed positive ions and a secondary electron beam by irradiating the sample with the primary electron beam, the desorbed positive ions and the secondary electron beam Means for guiding the electron beam to the upper part, a deflection electrode which distributes the desorbed positive ions and the secondary electron beam guided to the upper part by using the polarity difference, an electron beam detection system for detecting the secondary electron beam, and the desorption electrode. A desorption positive ion detection system for detecting desorption positive ions is provided.
【0008】〔2〕上記〔1〕記載の多機能試料表面分
析装置において、前記偏向電極は偏向板である。 〔3〕上記〔1〕記載の多機能試料表面分析装置におい
て、前記偏向電極は平行板メッシュ製偏向電極である。 〔4〕上記〔1〕記載の多機能表面分析装置において、
前記偏向電極は開口付き偏向板である。[2] In the multi-functional sample surface analyzer according to the above [1], the deflection electrode is a deflection plate. [3] In the multifunctional sample surface analyzer of the above [1], the deflection electrode is a parallel plate mesh deflection electrode. [4] In the multifunctional surface analyzer according to the above [1],
The deflection electrode is a deflection plate having an opening.
【0009】〔5〕上記〔1〕記載の多機能試料表面分
析装置において、前記試料の上方にイオン・電子引き出
し電極を配置するようにしたものである。 〔6〕上記〔5〕記載の多機能試料表面分析装置におい
て、前記イオン・電子引き出し電極はメッシュ電極であ
る。 〔7〕上記〔5〕記載の多機能試料表面分析装置におい
て、前記イオン・電子引き出し電極は孔あき板状電極で
ある。[5] In the multifunctional sample surface analysis device according to the above [1], an ion / electron extraction electrode is arranged above the sample. [6] In the multifunctional sample surface analyzer of the above [5], the ion / electron extraction electrode is a mesh electrode. [7] In the multifunctional sample surface analyzer of the above [5], the ion / electron extraction electrode is a perforated plate electrode.
【0010】〔8〕上記〔5〕記載の多機能試料表面分
析装置において、前記イオン・電子引き出し電極は半球
状メッシュ電極である。[8] In the multifunctional sample surface analysis device according to the above [5], the ion / electron extraction electrode is a hemispherical mesh electrode.
〔9〕上記〔5〕、〔6〕、〔7〕又は〔8〕記載の多
機能試料表面分析装置において、前記イオン・電子引き
出し電極に負電圧を印加することにより、前記脱離正イ
オン検出モードにするようにしたものである。[9] In the multifunctional sample surface analyzer according to the above [5], [6], [7] or [8], a negative voltage is applied to the ion / electron extraction electrode to detect the desorbed positive ions. It is designed to be in mode.
【0011】〔10〕上記〔5〕、〔6〕、〔7〕又は
〔8〕記載の多機能試料表面分析装置において、前記イ
オン・電子引き出し電極に正電圧を印加することによ
り、前記二次電子検出モードにするようにしたものであ
る。 〔11〕上記〔1〕記載の多機能試料表面分析装置にお
いて、前記試料表面の吸着物質を検出するようにしたも
のである。[10] In the multi-functional sample surface analyzer according to the above [5], [6], [7] or [8], a secondary voltage is applied to the secondary electrode by applying a positive voltage to the ion / electron extraction electrode. The electronic detection mode is set. [11] The multifunctional sample surface analyzer according to the above [1], wherein an adsorbed substance on the sample surface is detected.
【0012】〔12〕上記〔1〕記載の多機能試料表面
分析装置において、前記試料の構成物質を検出するよう
にしたものである。 〔13〕上記〔1〕記載の多機能試料表面分析装置にお
いて、前記試料の単原子層の測定を行うようにしたもの
である。 〔14〕上記〔1〕記載の多機能試料表面分析装置にお
いて、検出信号を積算することにより、微量分析を行う
ようにしたものである。[12] The multifunctional sample surface analyzer according to the above [1], wherein the constituent substances of the sample are detected. [13] The multifunctional sample surface analyzer according to the above [1], wherein a monoatomic layer of the sample is measured. [14] In the multi-functional sample surface analyzer described in [1] above, a trace analysis is performed by integrating detection signals.
【0013】〔15〕上記〔1〕記載の多機能試料表面
分析装置において、前記一次電子ビームの電流やエネル
ギーを変えることにより、吸着物質と試料の構成物質と
を区別して検出するようにしたものである。 上記したように、二次電子検出器と質量分析計の位置を
対物レンズの上方に配置し、二次電子およびESDイオ
ンを対物レンズの上部で検出する。このようにすると、
試料と対物レンズの間に配置する場合に比べて、対物レ
ンズの焦点距離を短くできるので作動距離(worki
ng distance)が短くなり、電子線のスポッ
トを小さく絞ることができ、また収差を小さくすること
ができる。従って、SEMの分解能を上げることができ
る。また、この配置は二次イオンおよびESDイオンを
それらの放出分布の高い一次電子ビーム方向に大きい立
体角で取り出せるので、感度が向上する。[15] The multi-functional sample surface analyzer according to the above [1], wherein the adsorbed material and the constituent material of the sample are detected separately by changing the current and energy of the primary electron beam. Is. As described above, the positions of the secondary electron detector and the mass spectrometer are arranged above the objective lens, and the secondary electrons and ESD ions are detected above the objective lens. This way,
Compared with the case where it is arranged between the sample and the objective lens, the focal length of the objective lens can be shortened, so that the working distance (work
ng distance) can be shortened, the spot of the electron beam can be narrowed down, and the aberration can be reduced. Therefore, the resolution of the SEM can be increased. In addition, this arrangement allows the secondary ions and the ESD ions to be extracted with a large solid angle in the direction of the primary electron beam having a high emission distribution thereof, thereby improving sensitivity.
【0014】実際、このような配置にすると、二次電子
像およびESDイオン像の分解能において著しい向上が
見られ、また、微小領域分析において、2.4倍程度の
感度の向上が見られた。In fact, with such an arrangement, the resolution of the secondary electron image and the ESD ion image was remarkably improved, and the sensitivity was improved about 2.4 times in the micro area analysis.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。図1は本発明の第
1実施例を示す多機能試料表面分析装置の構成図であ
る。この図において、1は電子銃、2は絞り、3はコン
デンサレンズ、4は走査用偏向電極、5は偏向電極とし
ての偏向板、6は対物レンズ、7は試料、8は四重極質
量分析計、9はCPU(中央処理装置)、10は走査電
源、11はイオン像用CRT、12は後段加速電極、1
3はシンチレータ、14はホトマルチプライヤ、15は
電子像用CRT、16は励起用一次電子ビーム、17は
二次電子、18は脱離正イオン(ESDイオン)、19
は試料台である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a multi-functional sample surface analyzer showing a first embodiment of the present invention. In this figure, 1 is an electron gun, 2 is a diaphragm, 3 is a condenser lens, 4 is a deflection electrode for scanning, 5 is a deflection plate as a deflection electrode, 6 is an objective lens, 7 is a sample, and 8 is quadrupole mass spectrometry. Total, 9 is a CPU (central processing unit), 10 is a scanning power source, 11 is an ion image CRT, 12 is a post-stage acceleration electrode, 1
3 is a scintillator, 14 is a photomultiplier, 15 is an electron image CRT, 16 is a primary electron beam for excitation, 17 is a secondary electron, 18 is a desorption positive ion (ESD ion), 19
Is a sample table.
【0016】この実施例では、電子銃1からの励起用一
次電子ビーム16の照射により、試料7から脱離正イオ
ン(ESDイオン)18と二次電子17とが放出され
る。その脱離正イオン(ESDイオン)18と二次電子
17とは対物レンズ6と偏向板5によって、かなりの高
さに立ち上げられる。そこで、偏向板5に正、負の同値
の電圧を印加し、二次電子17と脱離正イオン18を左
右に偏向させ、脱離正イオン18は四重極質量分析計8
で検出し、CPU9で処理するとともに、走査電源10
の走査によって、イオン像用CRT11に表示すること
ができる。In this embodiment, desorption positive ions (ESD ions) 18 and secondary electrons 17 are emitted from the sample 7 by irradiation of the excitation primary electron beam 16 from the electron gun 1. The desorbed positive ions (ESD ions) 18 and the secondary electrons 17 are raised to a considerable height by the objective lens 6 and the deflection plate 5. Therefore, voltages of the same positive and negative values are applied to the deflection plate 5 to deflect the secondary electrons 17 and the desorbed positive ions 18 to the left and right, and the desorbed positive ions 18 are quadrupole mass spectrometer 8
Detected by the CPU 9, processed by the CPU 9, and the scanning power supply 10
Can be displayed on the ion image CRT 11.
【0017】このようにして、表面同一領域の元素像
と、二次電子像(SEM像)の同時観察が可能となり、
分析と観察が同時に行える。また、まず、二次電子像
(SEM像)を観察して、所望の分析場所を選択し、そ
の位置に該電子ビームを照射して、質量スペクトルモー
ドの測定を行うことにより、その場所の元素分析を実施
することもできる。In this way, it becomes possible to simultaneously observe the elemental image of the same region on the surface and the secondary electron image (SEM image),
Analysis and observation can be performed simultaneously. In addition, first, by observing the secondary electron image (SEM image), selecting a desired analysis place, irradiating the position with the electron beam, and measuring the mass spectrum mode, the element at that place is measured. Analysis can also be performed.
【0018】一方、試料7から放出される二次電子17
は後段加速電極12、シンチレータ13を経て、ホトマ
ルチプライヤ14にて検出され、走査電源10の走査に
よって、電子像用CRT15に表示することができる。
および二次電子検出系に導入し、分析および観察を行
う。図2は図1の偏向電極としての偏向板5に代わって
平行板メッシュ製偏向電極5aを用いるようにした変形
例を示す図である。On the other hand, the secondary electrons 17 emitted from the sample 7
Is detected by the photomultiplier 14 through the post-acceleration electrode 12 and the scintillator 13, and can be displayed on the CRT 15 for electronic image by scanning with the scanning power supply 10.
And introduce it into the secondary electron detection system for analysis and observation. FIG. 2 is a diagram showing a modification in which a parallel plate mesh deflection electrode 5a is used instead of the deflection plate 5 as the deflection electrode in FIG.
【0019】以下、その動作を説明する。励起用一次電
子ビーム16の照射により、試料7表面から放出される
脱離正イオン18および二次電子17を対物レンズ6上
部に導き、そこに設けた平行板メッシュ製偏向電極5a
に正、負の同値の電圧を印加し、二次電子17と脱離正
イオン18を左右に偏向させ、脱離正イオン18をを四
重極質量分析計8へ、二次電子17を二次電子検出系
(後段加速電極12,シンチレータ13等)に導入し、
分析および観察を行う。Hereinafter, the operation will be described. By irradiation with the primary electron beam 16 for excitation, the desorbed positive ions 18 and secondary electrons 17 emitted from the surface of the sample 7 are guided to the upper part of the objective lens 6, and the parallel plate mesh deflection electrode 5a provided there.
To the quadrupole mass spectrometer 8 and the secondary electron 17 to the secondary electron 17 and the desorbed positive ion 18 are deflected to the left and right. Introduced to the secondary electron detection system (post-stage acceleration electrode 12, scintillator 13, etc.),
Perform analysis and observation.
【0020】平行板メッシュ製偏向電極5aとしては、
透過率の高い100メッシュを採用した。すなわち、こ
の平行板メッシュ製偏向電極5aは100メッシュを有
し、透過率が80〜90%と高い。図3は図1の偏向電
極としての偏向板5や図2の平行板メッシュ製偏向電極
5aに代わって電子・イオン通過口5−1を有する偏向
電極5bを用いるようにした変形例を示す図であり、図
4はその偏向電極の電位分布を示す図である。As the parallel plate mesh deflection electrode 5a,
100 mesh with high transmittance was adopted. That is, the parallel plate mesh-made deflection electrode 5a has 100 mesh and has a high transmittance of 80 to 90%. FIG. 3 is a diagram showing a modified example in which a deflection electrode 5b having an electron / ion passage port 5-1 is used in place of the deflection plate 5 as the deflection electrode in FIG. 1 or the parallel plate mesh deflection electrode 5a in FIG. FIG. 4 is a diagram showing the potential distribution of the deflection electrode.
【0021】ここでは、図4に示すように、励起用一次
電子ビーム16が偏向されないように、偏向電極中心部
が零電位になるように電圧印加を行う。すなわち、偏向
電極5bへの電圧のかけ方は、三つの変形偏向電極全て
について同様にし、絶対値が等しくなるように正、負の
電圧を印加する。これにより、光学軸中心は電位が零に
なるように配慮した。これは励起用一次電子ビーム16
への影響をなくすようにするためである。Here, as shown in FIG. 4, a voltage is applied so that the central portion of the deflection electrode has a zero potential so that the excitation primary electron beam 16 is not deflected. That is, the method of applying the voltage to the deflection electrode 5b is the same for all the three modified deflection electrodes, and positive and negative voltages are applied so that the absolute values are equal. As a result, the center of the optical axis was set to zero potential. This is the primary electron beam for excitation 16
This is to eliminate the effect on
【0022】図5は試料7の上方にイオン・電子引き出
し電極としてのイオン・電子引き出しメッシュ電極20
を有する例を示す図である。図6はそのイオン・電子引
き出し電極としての孔あき板状電極20aを用いる例を
示す図である。図7はそのイオン・電子引き出し電極と
しての半球状メッシュ電極20bを用いる例を示す図で
ある。FIG. 5 shows an ion / electron extraction mesh electrode 20 as an ion / electron extraction electrode above the sample 7.
It is a figure which shows the example which has. FIG. 6 is a view showing an example in which the perforated plate electrode 20a is used as the ion / electron extraction electrode. FIG. 7 is a diagram showing an example in which the hemispherical mesh electrode 20b is used as the ion / electron extraction electrode.
【0023】これらのイオン・電子引き出しメッシュ電
極20(孔あき板状電極20a、半球状メッシュ電極2
0bも同様)にはメッシュ電極用可変直流電源21が接
続されて、イオン・電子引き出しメッシュ電極20には
電圧Vmが印加され、試料台19とアース間に試料電位
調整用可変直流電源22が接続され、試料台19には電
圧Vsが印加される。These ion / electron extraction mesh electrodes 20 (perforated plate electrode 20a, hemispherical mesh electrode 2)
0b is also the same), a variable DC power supply 21 for mesh electrodes is connected, a voltage Vm is applied to the ion / electron extraction mesh electrode 20, and a variable DC power supply 22 for adjusting the sample potential is connected between the sample stage 19 and ground. Then, the voltage Vs is applied to the sample table 19.
【0024】これらの電圧Vmと電圧Vsを変えること
により、この装置の検出モードを変えることができる。 (1)脱離正イオン(ESDイオン)検出モード 各電極電位Vs<0,Vm<0,|Vs|<|Vm|の
条件で電圧Vs,Vmを変化させる。By changing the voltage Vm and the voltage Vs, the detection mode of this device can be changed. (1) Desorption positive ion (ESD ion) detection mode The voltages Vs and Vm are changed under the conditions of each electrode potential Vs <0, Vm <0, | Vs | <| Vm |.
【0025】この条件では、試料表面には、負電界が印
加されており(正イオン引き出し電界)、脱離正イオン
の高効率引き出しが可能になる。すなわち、引き出し電
界により、イオンが中央部に集められる(一種のレンズ
形成)、また、中性化確率が減少する理由により、脱離
正イオンの高効率引き出しが可能になる。したがって、
ESDMSとしての検出限界が向上する。Under these conditions, a negative electric field is applied to the surface of the sample (positive ion extraction electric field), and desorbed positive ions can be extracted with high efficiency. That is, the extraction electric field causes the ions to be collected in the central portion (formation of a kind of lens), and the desorption positive ions can be extracted highly efficiently because the neutralization probability is reduced. Therefore,
The detection limit as ESDMS is improved.
【0026】(2)ESDMS−SEM同時測定モード 各電極電位Vs=Vm =0として、励起用一次電子ビー
ム16の照射により、二次的に放出する二次電子17お
よび脱離正イオン18は、その初期エネルギーを保持し
ながら、それぞれ二次電子検出系および質量分析系に導
かれ、観察および分析に利用される。効果として、極微
小領域の観察および同一領域の元素分析が同時に可能に
なる。(2) ESDMS-SEM simultaneous measurement mode With each electrode potential Vs = V m = 0, the secondary electrons 17 and the desorbed positive ions 18 which are secondary emitted by irradiation of the primary electron beam 16 for excitation are While retaining its initial energy, they are introduced to a secondary electron detection system and a mass spectrometry system, respectively, and used for observation and analysis. As an effect, observation of an extremely small area and elemental analysis of the same area are possible at the same time.
【0027】(3)SEM観察モード 各電極電位:0<Vs<Vmとして、(1)Vsおよび
Vmを微調整により、試料表面の電位分布の観察が可能
である。これは試料表面に微少電位分布が存在すると、
二次電子の初期エネルギーが変化することによる。
(2)電界により、二次電子の引出し効率が向上する。
その結果として、SEM像の像質が著しく改善される。(3) SEM observation mode With each electrode potential: 0 <Vs <Vm, (1) Vs and Vm can be finely adjusted to observe the potential distribution on the sample surface. This is because if there is a minute potential distribution on the sample surface,
This is due to the change in the initial energy of secondary electrons.
(2) The electric field improves the extraction efficiency of secondary electrons.
As a result, the image quality of the SEM image is significantly improved.
【0028】以下、その実験結果について述べる。 (1)試料表面吸着物質の検出について ESD現象自体は古くから知られているもので、弱い力
で試料の表面に結合している吸着物が電子照射によって
脱離する現象である。本実施例においても、ESDMS
測定により、試料表面の汚染物質や吸着物質などを効果
的に検出することができることがわかった。The experimental results will be described below. (1) Detection of Adsorbed Substances on Sample Surface The ESD phenomenon itself has been known for a long time and is a phenomenon in which an adsorbate bound to the surface of a sample is desorbed by electron irradiation with a weak force. Also in this embodiment, ESDMS
By measurement, it was found that contaminants and adsorbed substances on the sample surface can be effectively detected.
【0029】例えば、図8は試料としてのシリコンウエ
ハ表面のESDMS(Electron Stimul
ated Desorption Mass Spec
trometry)スペクトルを示す図であり、図8
(a)は開封直後の、図8(b)は開封後3カ月のスペ
クトルである。これらの図において、縦軸はイオン強度
(CPS)、横軸は質量数(m/z)を示している。For example, FIG. 8 shows an ESDMS (Electron Stimul) on the surface of a silicon wafer as a sample.
aged Destruction Mass Spec
FIG. 8 is a diagram showing a trometry spectrum.
FIG. 8A is a spectrum immediately after opening, and FIG. 8B is a spectrum 3 months after opening. In these figures, the vertical axis represents ionic strength (CPS) and the horizontal axis represents mass number (m / z).
【0030】図8(a)に示すように、開封直後にはH
〔m/z(質量数):1〕、O〔16〕、H2 O〔1
8〕などが観測されるが、図8(b)に示すように、開
封後3カ月では汚染が進み、多くの吸着物が観測され
た。このような変化は、ESDMSでは、はっきりとわ
かるが、SIMSでは区別できない。As shown in FIG. 8 (a), H
[M / z (mass number): 1], O [16], H 2 O [1
8] etc. are observed, but as shown in FIG. 8 (b), contamination progressed three months after opening, and many adsorbed substances were observed. Such changes are clearly visible in ESDMS, but indistinguishable in SIMS.
【0031】図9はそれらのSIMSスペクトルを示す
図であり、図9(a)は開封直後の、図9(b)は開封
後3カ月のスペクトルである。これらの図から明らかな
ように、開封直後と開封後3カ月のそれぞれのSIMS
スペクトルからは、その差は確認することができない。
SIMSは、電子に比べてはるかに重いイオンで試料表
面を叩くため、試料表面物質は破壊され易く、スペクト
ルは通常このようにノイズが多く、スペクトルから試料
表面に存在する物質を知ることは不可能である。FIG. 9 is a diagram showing SIMS spectra thereof, FIG. 9 (a) is a spectrum immediately after opening, and FIG. 9 (b) is a spectrum three months after opening. As is clear from these figures, SIMS immediately after opening and for 3 months after opening
The difference cannot be confirmed from the spectrum.
Since SIMS hits the sample surface with ions that are much heavier than electrons, the sample surface material is easily destroyed, and the spectrum is usually noisy in this way, and it is impossible to know the material present on the sample surface from the spectrum. Is.
【0032】(2)基板構成物質の検出について 従来、ESDは、通常数〜数十eVの電子ビームを用い
て、主に、吸着物の分析などに用いられていた。ここで
は、3keVの電子ビームを用いたところ、試料表面吸
着物だけでなく、基板構成物質をも脱離検出されること
が確認された。図10は試料としての銅板の表面の各種
のスペクトルであり、図10(a)はESDMSスペク
トル、図10(b)はSIMSスペクトル、図10
(c)はESDMSスペトル(e−電流:>a)であ
る。(2) Detection of Substrate Constituents Conventionally, the ESD has been generally used mainly for analysis of adsorbed materials using an electron beam of several to several tens eV. Here, it was confirmed that, when an electron beam of 3 keV was used, desorption detection of not only the material adsorbed on the sample surface but also the substance constituting the substrate was detected. FIG. 10 shows various spectra on the surface of a copper plate as a sample, FIG. 10 (a) is an ESDMS spectrum, FIG. 10 (b) is a SIMS spectrum, and FIG.
(C) is ESDMS spectrum (e-current:> a).
【0033】これらの図から明らかなように、図10
(b)に示すSIMSスペクトルではCu+ イオン(6
3,65)は検出されてはいるが、その他の多数のフラ
グメントピークに埋没している。ESDMSスペクトル
では、電子ビームスポット内のビーム輝度の弱い部分を
用いると、図10(a)に示すように、試料表面吸着物
だけが検出されるが、ビーム輝度の最も強い部分を用い
ると、図10(c)に示すように、試料表面吸着物のほ
かにCu+ イオンが検出された。As is clear from these figures, FIG.
In the SIMS spectrum shown in (b), Cu + ions (6
3, 65) is detected, but it is buried in many other fragment peaks. In the ESDMS spectrum, when the portion with weak beam brightness in the electron beam spot is used, only the sample surface adsorbate is detected as shown in FIG. 10A, but when the portion with the strongest beam brightness is used, As shown in FIG. 10 (c), Cu + ions were detected in addition to the adsorbate on the sample surface.
【0034】そこで、同様に電子ビームの照射エリアの
調整を行って、シリコンウエハ、ガリウム砒素ウエハ、
銀板についてESDMS測定を行うと、図11のように
なる。つまり、図11(a)はシリコンウエハのESD
MSスペクトル、図11(b)はガリウム砒素ウエハの
ESDMSスペクトル、図11(c)は銀板のESDM
Sスペクトルである。Therefore, similarly, the irradiation area of the electron beam is adjusted, and the silicon wafer, the gallium arsenide wafer,
When the ESDMS measurement is performed on the silver plate, the result is as shown in FIG. That is, FIG. 11A shows the ESD of the silicon wafer.
MS spectrum, FIG. 11 (b) is ESDMS spectrum of gallium arsenide wafer, and FIG. 11 (c) is ESDM of silver plate.
It is an S spectrum.
【0035】図11(a)に示すように、シリコンウエ
ハのESDMSスペクトルでは、Si+ (28,29,
30)を、図11(b)に示すように、ガリウム砒素ウ
エハのESDMSスペクトルではGa+ (69,7
1)、図11(c)に示すように、銀板のESDMSス
ペクトルでは、Ag+ (107,109)をそれぞれ検
出することができた。As shown in FIG. 11A, in the ESDMS spectrum of the silicon wafer, Si + (28, 29,
30), as shown in FIG. 11B, in the EDSMS spectrum of the gallium arsenide wafer, Ga + (69,7
As shown in 1) and FIG. 11C, Ag + (107, 109) could be detected in the EDSMS spectrum of the silver plate.
【0036】(3)時間依存性 モノレイヤー(単原子層)程度の極薄層の分析は、デバ
イスの微細化がますます強まる近年、特に、重要になる
が、SIMSでは、直ちにスパッタしてしまうため、不
可能である。ところが、ESDMSでは、そのような極
薄層の測定が可能となる。(3) Time Dependency Analysis of ultra-thin layers such as monolayers (monoatomic layers) is becoming particularly important in recent years when device miniaturization is becoming more and more important, but SIMS causes immediate sputtering. Therefore, it is impossible. However, ESDMS can measure such an ultra-thin layer.
【0037】図12に示すように、GaAs(100)
は、Ga層31とAs層32が交互に1層ずつ積み重な
っている試料である。これに、イオン(O2 + )あるい
は電子ビームを連続照射した場合のイオン強度変化を図
13に示す。ここで、図13(a)はESDMSイオン
強度変化を、図13(b)はSIMSイオン強度変化を
それぞれ示している。これらの図において、縦軸は相対
イオン強度、横軸は時間(分)を表しており、どちらの
スペクトルの場合にも、基板構成原子のGa+、As+
のほかに基板上に吸着しているH+ 、O+ 、F+ 、Na
+ などが観測される。As shown in FIG. 12, GaAs (100)
Is a sample in which Ga layers 31 and As layers 32 are alternately stacked one by one. FIG. 13 shows a change in ion intensity when continuously irradiated with ions (O 2 + ) or electron beams. Here, FIG. 13 (a) shows the change in the EDMS ion intensity, and FIG. 13 (b) shows the change in the SIMS ion intensity. In these figures, the vertical axis represents relative ionic strength and the horizontal axis represents time (minutes). In both spectra, Ga + and As + of the constituent atoms of the substrate are shown.
In addition to H + , O + , F + , Na adsorbed on the substrate
+ Etc. are observed.
【0038】図13(b)のイオン照射(60分間)の
場合、吸着物のH+ 、F+ 、Na+等はイオンスパッタ
によって急激に減少するが、基板元素のGa+ 、As+
は一定の強度を示す。これは、SIMSでは最表面層だ
けでなく、より下層からのイオンも検出されるためであ
る。一方、図13(a)の電子照射の場合は、1,00
0分(約16.7時間)の長時間の連続照射にも関わら
ず、吸着物はいずれも殆ど一定の強度であるが、Ga+
は次第に減少していく。これは、電子照射により最表面
層のGa単原子層からGa原子が徐々に脱離して減少し
ていく様子を示している。ESDMSでは、最表面の1
〜2単原子層からの信号を検出していると考えられるの
で、長時間の連続照射でも深さ方向の変化は殆ど無視で
きるといえる。In the case of ion irradiation (60 minutes) of FIG. 13B, the adsorbates H + , F + , Na +, etc. are rapidly reduced by ion sputtering, but the substrate elements Ga + , As +.
Indicates a constant intensity. This is because SIMS detects not only the outermost surface layer but also ions from lower layers. On the other hand, in the case of electron irradiation shown in FIG.
In spite of continuous irradiation for a long time of 0 minutes (about 16.7 hours), the adsorbates have almost constant intensity, but Ga +
Is gradually decreasing. This shows how Ga atoms are gradually desorbed and reduced from the Ga monoatomic layer of the outermost surface layer by electron irradiation. In ESDMS, the top 1
Since it is considered that the signal from the ~ 2 monoatomic layer is detected, it can be said that the change in the depth direction can be almost ignored even if the irradiation is continued for a long time.
【0039】図14はSi中にBをイオン注入した試料
についてESDMS測定により得られたBイオン強度の
時間変化を示す図である。図14(a)はBイオンの信
号を5秒間積算したものであるが、いずれの時点でも強
度は小さく、しかもイ、ロ、ハ、ニ、ホ、ヘ、トの各時
点における強度は大きく変動する。これに対し、図14
(b)は100秒間積算した場合であるが、強度が2桁
程上がっただけでなく、イ、ロ、ハ、ニのように強度の
変動が小さくなり安定した信号が得られるようになっ
た。FIG. 14 is a diagram showing the time change of the B ion intensity obtained by the ESDMS measurement for the sample in which B is ion-implanted in Si. FIG. 14 (a) shows the B ion signal integrated for 5 seconds. The intensity is small at any time, and the intensity at each time of a, b, c, d, h, f, f varies greatly. To do. On the other hand, in FIG.
(B) shows the case of integration for 100 seconds. Not only did the intensity increase by about two digits, but the intensity fluctuations such as a, b, c, and d became small, and stable signals could be obtained. .
【0040】また、電流を変えたことによる効果は、上
記したように、図10に例示されている。すなわち、電
子ビーム照射エリア内の輝度の弱い部分を用いると、図
10(a)に示すように、試料表面吸着物が主に検出さ
れるが、図10(b)に示すように、強い部分を用いる
と、表面吸着物の他に基板構成原子であるCu+ も検出
されるようになった。ただし、これは、ビームの強い部
分を用いたことにより単に感度が上がったためと思われ
る。つまり、ビームが弱いと小さい強度のイオンが検出
されないということである。The effect of changing the current is illustrated in FIG. 10 as described above. That is, when the portion with low brightness in the electron beam irradiation area is used, the adsorbed material on the sample surface is mainly detected as shown in FIG. 10A, but the strong portion as shown in FIG. In addition to the surface adsorbate, Cu +, which is a constituent atom of the substrate, can be detected by using. However, this is probably because the sensitivity was simply increased by using the strong part of the beam. That is, if the beam is weak, small-intensity ions cannot be detected.
【0041】エネルギーを変えた場合には、電子のエネ
ルギーが小さいときは、価電子帯の電子励起に伴って吸
着状態から脱離状態に移行し、吸着物は表面から離れて
いってしまう(MGRモデル)。一方、keV以上のエ
ネルギーを用いた場合には、原子の内殻電子をも励起で
きるため、それに伴って原子間あるいは原子内でオージ
ェ遷移が起き、電子が抜けて複数の正イオンが表面にで
き、反発力で表面から脱離する(K−Fモデル)のでは
ないかと思われる。When the energy is changed and the energy of the electron is small, the adsorbed state shifts from the adsorbed state to the desorbed state due to the electronic excitation of the valence band, and the adsorbed substance moves away from the surface (MGR). model). On the other hand, when the energy of keV or higher is used, the core electrons of the atom can be excited as well, so that Auger transition occurs between the atoms or within the atom, and the electrons escape to form multiple positive ions on the surface. , It may be detached from the surface by the repulsive force (KF model).
【0042】すなわち、このESDMSで特徴的なの
は、従来のESD(電子刺激脱離)現象では、通常1k
eV以下の低エネルギーで試料表面吸着物を検出してい
たのに対し、内殻電子を励起できるほどの高エネルギー
の電子ビームを用いることにより、基板構成元素をも脱
離させて検出することができる。そこで、考えられるの
は、電子のエネルギーを変えれば、すなわち、低い時
(数十〜数百eV)には試料表面吸着物だけ検出し、高
く(〜keV)すれば、基板構成元素をも検出できるこ
とになり、このような試料表面分析装置は従来の分析技
術には存在しなかったもので、その効果は著大である。That is, the characteristic of this ESDMS is usually 1 k in the conventional ESD (electron stimulated desorption) phenomenon.
While the adsorbate on the sample surface was detected at a low energy of eV or less, by using an electron beam having a high energy enough to excite core electrons, the constituent elements of the substrate can be desorbed and detected. it can. Therefore, it is conceivable that if the energy of electrons is changed, that is, only when the sample surface adsorbates at low (several tens to several hundreds eV), and if it is high (up to keV), the constituent elements of the substrate are also detected. As a result, such a sample surface analyzer does not exist in the conventional analysis technique, and its effect is remarkable.
【0043】以上の結果からして、ESDMSスペクト
ルの特長は次のようである。 (a)試料最表面の吸着物及び基板の単原子層の元素分
析が可能である。 (b)信号を積算することにより微量分析が可能であ
る。 (c)スペクトルは本質的にノイズレスで、高感度化が
可能である。From the above results, the features of the ESDMS spectrum are as follows. (A) Elemental analysis of the adsorbate on the outermost surface of the sample and the monoatomic layer of the substrate is possible. (B) Microanalysis is possible by integrating the signals. (C) The spectrum is essentially noiseless and can be made highly sensitive.
【0044】(d)電子ビームの電流やエネルギーを変
えることによって、吸着物質と基板構成物質とを区別し
て検出することができる。 などである。なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。(D) By changing the current and energy of the electron beam, the adsorbed substance and the substrate constituent substance can be detected separately. And so on. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
【0045】[0045]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、 (1)二次電子検出系と質量分析系の位置を対物レンズ
の上方に配置し、二次電子およびESDイオンを対物レ
ンズの上部で検出するようにしたので、試料と対物レン
ズの間に配置する場合に比べて、対物レンズの焦点距離
を短くできるので、作動距離(working dis
tance)が短くなり電子線のスポットを小さく絞る
ことができ、また収差も小さくすることができる。As described above in detail, according to the present invention, (1) the positions of the secondary electron detection system and the mass analysis system are arranged above the objective lens, and the secondary electrons and ESD ions are Since the detection is performed above the objective lens, the focal length of the objective lens can be shortened compared to the case where the objective lens is arranged between the sample and the objective lens.
(tance) becomes shorter, the spot of the electron beam can be narrowed down, and the aberration can also be reduced.
【0046】従って、SEMの分解能を上げることがで
きる。また、この配置は二次イオンおよびESDイオン
をそれらの放出分布の高い一次電子ビーム方向に大きい
立体角で取り出せるので、感度が向上する。実際、この
ような配置にすると、二次電子像およびESDイオン像
の分解能において著しい向上が見られ、また、微小領域
分析において、2.4倍程度の感度の向上が見られた。Therefore, the resolution of the SEM can be improved. In addition, this arrangement allows the secondary ions and the ESD ions to be extracted with a large solid angle in the direction of the primary electron beam having a high emission distribution thereof, thereby improving sensitivity. In fact, with such an arrangement, the resolution of the secondary electron image and the ESD ion image was remarkably improved, and the sensitivity was improved about 2.4 times in the micro area analysis.
【0047】(2)同一領域の形態観察と元素分析を同
時に行うことができる。 (3)SEMによる高分解能の表面形状像と、同一視野
における元素像の同時観察が可能になる。しかも、従来
技術で示したように、従来困難とされていたHを含んだ
全元素の元素像分布がSEM像観察と併用して同一視野
での観察が可能になる。(2) The morphological observation and elemental analysis of the same region can be performed simultaneously. (3) A high-resolution surface shape image and an elemental image in the same visual field can be simultaneously observed by SEM. Moreover, as shown in the prior art, the elemental image distribution of all the elements including H, which has been conventionally considered difficult, can be observed in the same visual field in combination with the SEM image observation.
【図1】本発明の第1実施例を示す多機能試料表面分析
装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a multi-functional sample surface analyzer according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の偏向電極としての偏向板に代わって平行
板メッシュ偏向電極を用いるようにした変形例を示す図
である。FIG. 2 is a diagram showing a modification in which a parallel plate mesh deflection electrode is used instead of the deflection plate as the deflection electrode in FIG.
【図3】図1の偏向板や図2の平行板メッシュ製偏向電
極に代わって電子、イオン通過口を有する偏向電極用い
るようにした変形例を示す図である。3 is a diagram showing a modified example in which a deflection electrode having electron and ion passage holes is used in place of the deflection plate of FIG. 1 and the parallel plate mesh deflection electrode of FIG.
【図4】図3の偏向電極の電位分布を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a potential distribution of the deflection electrode of FIG.
【図5】本発明の第1実施例を示す多機能試料表面分析
装置の試料の上方にイオン・電子引き出し電極としての
イオン・電子引き出しメッシュ電極を有する例を示す図
である。FIG. 5 is a diagram showing an example in which an ion / electron extraction mesh electrode as an ion / electron extraction electrode is provided above a sample of the multifunctional sample surface analysis device according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1実施例を示す多機能試料表面分析
装置のイオン・電子引き出し電極としての孔あき板状電
極を用いる例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of using a perforated plate electrode as an ion / electron extraction electrode of the multifunctional sample surface analysis device according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1実施例を示す多機能試料試料表面
分析装置のイオン・電子引き出し電極としての半球状メ
ッシュ電極を用いる例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of using a hemispherical mesh electrode as an ion / electron extraction electrode of the multi-functional sample sample surface analysis apparatus according to the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施例を示す試料としてのシリコンウ
エハ表面のESDMSスペクトルを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an EDSMS spectrum on the surface of a silicon wafer as a sample showing an example of the present invention.
【図9】本発明の実施例を示す試料のSIMSスペクト
ルを示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a SIMS spectrum of a sample showing an example of the present invention.
【図10】本発明の実施例を示す試料としての銅板の表
面の各種のスペクトルを示す図である。FIG. 10 is a diagram showing various spectra on the surface of a copper plate as a sample showing an example of the present invention.
【図11】本発明の実施例を示すシリコンウエハ、ガリ
ウム砒素ウエハ、銀板についてESDMS測定結果を示
す図である。FIG. 11 is a diagram showing an ESDMS measurement result for a silicon wafer, a gallium arsenide wafer, and a silver plate showing an example of the present invention.
【図12】本発明の実施例を示すGaAs試料の模式図
である。FIG. 12 is a schematic view of a GaAs sample showing an example of the present invention.
【図13】本発明の実施例を示すGaAs試料へイオン
(O2 + )あるいは電子ビームを連続照射した場合のイ
オン強度変化を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a change in ion intensity when a GaAs sample showing an example of the present invention is continuously irradiated with ions (O 2 + ) or an electron beam.
【図14】本発明の実施例を示すSi中にBをイオン注
入した試料についてESDMS測定により得られたBイ
オン強度の時間変化を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a time change of B ion intensity obtained by ESDMS measurement of a sample in which B is ion-implanted into Si showing an example of the present invention.
1 電子銃 2 絞り 3 コンデンサレンズ 4 走査用偏向電極 5 偏向電極としての偏向板 5a 平行板メッシュ製偏向電極 5b 偏向電極 5−1 電子・イオン通過口 6 対物レンズ 7 試料 8 四重極質量分析計 9 CPU(中央処理装置) 10 走査電源 11 イオン像用CRT 12 後段加速電極 13 シンチレータ 14 ホトマルチプライヤ 15 電子像用CRT 16 励起用一次電子ビーム 17 二次電子 18 脱離正イオン(ESDイオン) 19 試料台 20 イオン・電子引き出しメッシュ電極 20a 孔あき板状電極 20b 半球状メッシュ電極 21 メッシュ電極用可変直流電源 22 試料電位調整用可変直流電源 31 Ga層 32 As層 1 Electron Gun 2 Aperture 3 Condenser Lens 4 Scanning Deflection Electrode 5 Deflection Plate as Deflection Electrode 5a Parallel Plate Mesh Deflection Electrode 5b Deflection Electrode 5-1 Electron / Ion Passage Port 6 Objective Lens 7 Sample 8 Quadrupole Mass Spectrometer 9 CPU (Central Processing Unit) 10 Scanning Power Supply 11 Ion Image CRT 12 Rear Accelerator Electrode 13 Scintillator 14 Photomultiplier 15 Electronic Image CRT 16 Excitation Primary Electron Beam 17 Secondary Electron 18 Desorption Positive Ion (ESD Ion) 19 Sample table 20 Ion / electron extraction mesh electrode 20a Perforated plate electrode 20b Hemispherical mesh electrode 21 Variable DC power supply for mesh electrode 22 Variable DC power supply for sample potential adjustment 31 Ga layer 32 As layer
Claims (15)
と、(b)該電子銃からの前記一次電子ビームを集束す
るための少なくともコンデンサーレンズと対物レンズ
と、(c)前記一次電子ビームの試料への照射により脱
離正イオンと二次電子ビームを生成する手段と、(d)
前記脱離正イオンと二次電子ビームを上部に導く手段
と、(e)該上部に導かれた脱離正イオンと二次電子ビ
ームの極性差を利用して振り分ける偏向電極と、(f)
前記二次電子ビームを検出する電子ビーム検出系と、
(g)前記脱離正イオンを検出する脱離正イオン検出系
とを具備する多機能試料表面分析装置。1. An electron gun for obtaining (a) an excitation primary electron beam, (b) at least a condenser lens and an objective lens for focusing the primary electron beam from the electron gun, and (c) the primary electron. Means for generating desorbed positive ions and a secondary electron beam by irradiating the sample with the beam, and (d)
Means for guiding the desorbed positive ions and the secondary electron beam to the upper part; (e) a deflection electrode for distributing the desorbed positive ions and the secondary electron beam, which are guided to the upper part, by utilizing the polarity difference between them.
An electron beam detection system for detecting the secondary electron beam,
(G) A multi-functional sample surface analyzer including a desorption positive ion detection system for detecting the desorption positive ions.
において、前記偏向電極は偏向板である多機能試料表面
分析装置。2. The multifunctional sample surface analysis device according to claim 1, wherein the deflection electrode is a deflection plate.
において、前記偏向電極は平行板メッシュ製偏向電極で
ある多機能試料表面分析装置。3. The multi-functional sample surface analyzer according to claim 1, wherein the deflection electrode is a parallel plate mesh deflection electrode.
いて、前記偏向電極は開口付き偏向板である多機能試料
表面分析装置。4. The multifunctional surface analyzer according to claim 1, wherein the deflection electrode is a deflection plate with an opening.
において、前記試料の上方にイオン・電子引き出し電極
を配置する多機能試料表面分析装置。5. The multifunctional sample surface analyzer according to claim 1, wherein an ion / electron extraction electrode is arranged above the sample.
において、前記イオン・電子引き出し電極はメッシュ電
極である多機能試料表面分析装置。6. The multifunctional sample surface analysis device according to claim 5, wherein the ion / electron extraction electrode is a mesh electrode.
において、前記イオン・電子引き出し電極は孔あき板状
電極である多機能試料表面分析装置。7. The multifunctional sample surface analyzer according to claim 5, wherein the ion / electron extraction electrode is a perforated plate electrode.
において、前記イオン・電子引き出し電極は半球状メッ
シュ電極である多機能試料表面分析装置。8. The multifunctional sample surface analysis device according to claim 5, wherein the ion / electron extraction electrode is a hemispherical mesh electrode.
料表面分析装置において、前記イオン・電子引き出し電
極に負電圧を印加することにより、前記脱離正イオン検
出モードにしてなる多機能試料表面分析装置。9. The multi-functional sample surface analyzer according to claim 5, 6, 7 or 8, wherein the desorption positive ion detection mode is set by applying a negative voltage to the ion / electron extraction electrode. Functional sample surface analyzer.
試料表面分析装置において、前記イオン・電子引き出し
電極に正電圧を印加することにより、前記二次電子検出
モードにしてなる多機能試料表面分析装置。10. The multifunctional sample surface analysis device according to claim 5, 6, 7 or 8, wherein the secondary electron detection mode is set by applying a positive voltage to the ion / electron extraction electrode. Sample surface analyzer.
置において、前記試料表面の吸着物質を検出する多機能
試料表面分析装置。11. The multifunctional sample surface analyzer according to claim 1, wherein the multifunctional sample surface analyzer detects an adsorbed substance on the sample surface.
置において、前記試料の構成物質を検出する多機能試料
表面分析装置。12. The multifunctional sample surface analyzer according to claim 1, which detects a constituent substance of the sample.
置において、前記試料の単原子層の測定を行う多機能試
料表面分析装置。13. The multifunctional sample surface analyzer according to claim 1, wherein the multifunctional sample surface analyzer measures the monoatomic layer of the sample.
置において、検出信号を積算することにより、微量分析
を行う多機能試料表面分析装置。14. The multi-functional sample surface analyzer according to claim 1, wherein the micro-analysis is performed by integrating detection signals.
置において、前記一次電子ビームの電流やエネルギーを
変えることにより、吸着物質と試料の構成物質とを区別
して検出する多機能試料表面分析装置。15. The multifunctional sample surface analysis device according to claim 1, wherein the adsorption substance and the constituent substance of the sample are distinguished and detected by changing the current and energy of the primary electron beam. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07553996A JP3537582B2 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Multifunctional sample surface analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07553996A JP3537582B2 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Multifunctional sample surface analyzer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264858A true JPH09264858A (en) | 1997-10-07 |
| JP3537582B2 JP3537582B2 (en) | 2004-06-14 |
Family
ID=13579119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07553996A Expired - Lifetime JP3537582B2 (en) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | Multifunctional sample surface analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3537582B2 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000155103A (en) * | 1998-11-24 | 2000-06-06 | Jeol Ltd | Electron beam device |
| JP2001236915A (en) * | 1999-09-03 | 2001-08-31 | Applied Materials Inc | Focusing method and system |
| WO2008010777A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | National University Of Singapore | A multi-beam ion/electron spectra-microscope |
| WO2009155068A3 (en) * | 2008-05-30 | 2010-02-25 | Varian, Inc | Detection of positive and negative ions |
| EP2175473A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-14 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle detection apparatus and detection method |
| JP2010092859A (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | Charged particle detection device and detection method |
| US7947953B2 (en) | 2008-10-08 | 2011-05-24 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle detection apparatus and detection method |
| JP2017187457A (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | Hydrogen permeation diffusion path observation apparatus and method for measuring hydrogen ions permeating a sample using the same |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP07553996A patent/JP3537582B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000155103A (en) * | 1998-11-24 | 2000-06-06 | Jeol Ltd | Electron beam device |
| JP2001236915A (en) * | 1999-09-03 | 2001-08-31 | Applied Materials Inc | Focusing method and system |
| WO2008010777A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-24 | National University Of Singapore | A multi-beam ion/electron spectra-microscope |
| US7947951B2 (en) | 2006-07-21 | 2011-05-24 | National University Of Singapore | Multi-beam ion/electron spectra-microscope |
| WO2009155068A3 (en) * | 2008-05-30 | 2010-02-25 | Varian, Inc | Detection of positive and negative ions |
| US7855361B2 (en) | 2008-05-30 | 2010-12-21 | Varian, Inc. | Detection of positive and negative ions |
| EP2175473A1 (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-14 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle detection apparatus and detection method |
| JP2010092859A (en) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Ict Integrated Circuit Testing Ges Fuer Halbleiterprueftechnik Mbh | Charged particle detection device and detection method |
| US7947953B2 (en) | 2008-10-08 | 2011-05-24 | ICT Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik mbH | Charged particle detection apparatus and detection method |
| JP2017187457A (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | Hydrogen permeation diffusion path observation apparatus and method for measuring hydrogen ions permeating a sample using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3537582B2 (en) | 2004-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2600380B1 (en) | Inductively coupled plasma source as an electron beam source for spectroscopic analysis | |
| US8263933B2 (en) | Device and method for analyzing an organic sample | |
| US9778215B2 (en) | Automated mineral classification | |
| EP1305816B1 (en) | Collection of secondary electrons through the objective lens of a scanning electron microscope | |
| US7276694B1 (en) | Defect detection using energy spectrometer | |
| WO2008155560A1 (en) | Method for quantitative analysis of a material | |
| US7132652B1 (en) | Automatic classification of defects using pattern recognition applied to X-ray spectra | |
| JPH02260362A (en) | Detector for scanning electron microscope device | |
| JP3537582B2 (en) | Multifunctional sample surface analyzer | |
| Notte et al. | An Introduction to Helium Ion Microscopy and its Nanotechnology Applications | |
| US5877496A (en) | Apparatus and method for analysis of surface impurities in a very small region | |
| JPH10223168A (en) | Sample analyzer | |
| US20250246399A1 (en) | Energy band-pass filtering for improved high landing energy backscattered charged particle image resolution | |
| JP3266814B2 (en) | Micro part analyzer | |
| JPH03245447A (en) | Converged cesium ion beam formation method | |
| JP2000146876A (en) | Electronic device non-destructive internal defect detector | |
| JP7716572B2 (en) | Analysis system, analysis method, analysis program | |
| JP7716571B2 (en) | Analysis system, analysis method, analysis program | |
| JP2000046770A (en) | Elemental analysis method | |
| JP4110042B2 (en) | Substrate inspection apparatus, substrate inspection method, and semiconductor device manufacturing method | |
| JPH0378955A (en) | Solid surface inspection method and device | |
| JP2000329716A (en) | Auger electron spectrometer and depth direction analysis method | |
| JPH06275228A (en) | Dust analyzing device and dust analyzing method | |
| JPH04233149A (en) | Analyzing device for surface of sample | |
| KR100485389B1 (en) | Secondary ion mass spectroscopy and method of measuring secondary ion yield using the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20031210 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040316 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040317 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080326 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090326 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100326 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100326 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110326 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120326 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130326 Year of fee payment: 9 |