JP2007212328A - Sensitivity coefficient measurement method for Auger electron spectroscopy - Google Patents
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Abstract
【課題】固体表面の化学状態を分析するオージェ電子分光分析装置のオージェ電子分光分析法の感度係数測定方法に関する。
【解決手段】
電子線を走査し、試料表面から放出されるオージェ電子を検出するオージェ電子分光分析装置で、試料表面から検出される複数の元素の強度から該試料表面の元素濃度を得るための各元素間の感度係数を求める感度係数測定方法であって、以下の工程からなることを特徴とするオージェ電子分光分析法の感度係数測定方法である。
1)前記電子線の走査範囲に単元素からなる固体材料を2種以上配置する工程、
2)該走査範囲におけるスペクトル測定し、前記固体材料を構成する元素の強度を得る工程、
3)走査範囲における前記固体材料の面積比を得る工程、
4)前記スペクトル測定から得た元素の強度と前記固体材料の面積比から、前記各元素間の感度因子を求める工程。
【選択図】図1The present invention relates to a sensitivity coefficient measurement method for Auger electron spectroscopy of an Auger electron spectrometer for analyzing the chemical state of a solid surface.
[Solution]
An Auger electron spectroscopic analyzer that scans an electron beam and detects Auger electrons emitted from the sample surface. Between each element to obtain the element concentration of the sample surface from the intensity of a plurality of elements detected from the sample surface A sensitivity coefficient measurement method for obtaining a sensitivity coefficient, comprising the following steps: A sensitivity coefficient measurement method for Auger electron spectroscopy.
1) a step of arranging two or more solid materials composed of a single element in the scanning range of the electron beam;
2) A step of measuring a spectrum in the scanning range to obtain the intensity of an element constituting the solid material,
3) obtaining an area ratio of the solid material in the scanning range;
4) A step of obtaining a sensitivity factor between each element from the intensity of the element obtained from the spectrum measurement and the area ratio of the solid material.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は固体表面の化学状態を分析するオージェ電子分光分析装置のオージェ電子分光分析法の感度係数測定方法に関する。 The present invention relates to a sensitivity coefficient measurement method for Auger electron spectroscopy of an Auger electron spectrometer that analyzes the chemical state of a solid surface.
固体表面の化学状態を分析する方法としては、オージェ電子分光分析法(以下、AES法)、X線光電子分光法(XPS法)や、二次イオン質量分析法(SIMS法)等が挙げられ広く使用されている。 Examples of methods for analyzing the chemical state of the solid surface include Auger electron spectroscopy (hereinafter referred to as AES method), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS method), secondary ion mass spectrometry (SIMS method) and the like. in use.
なかでも、オージェ電子分光分析は表面組成を迅速に知り得る方法として、半導体工場等で生産ラインに組み入れられ使用されている。そして、表面化学分析法の一つとして非常に多く提案されている。(例えば、特許文献1、特許文献2参照。)。
Among them, Auger electron spectroscopy is used as a method for quickly knowing the surface composition in a production line at a semiconductor factory or the like. A great number of surface chemical analysis methods have been proposed. (For example, refer to Patent Document 1 and
また、AES法は、高真空中で細く絞った電子線を固体表面に照射し、発生するオージェ電子のエネルギーと数を測定することにより、固体表面に存在する元素の種類と量を同定する方法である。 The AES method is a method for identifying the type and amount of an element present on a solid surface by irradiating the surface of the solid with an electron beam finely focused in a high vacuum and measuring the energy and number of Auger electrons generated. It is.
そして、AES法で用いる電子線は細く絞ることができるため、直径数十nmの微小面積への照射ができる。 Since the electron beam used in the AES method can be narrowed down, it is possible to irradiate a minute area with a diameter of several tens of nanometers.
また、オージェ電子の脱出深さが試料表面から深さ数nm程度であるため、直径数十nm、深さ数nm程度の局所領域分析が可能であるという特長を持っている。 Further, since the escape depth of Auger electrons is about several nanometers from the sample surface, it has a feature that local region analysis with a diameter of several tens of nanometers and a depth of several nanometers is possible.
また、AES法では横軸に元素固有の運動エネルギー(kinetic energy)を、縦軸に電子のカウント数またはその微分型を示したスペクトルが得られる。 In the AES method, the horizontal axis represents the kinetic energy inherent to the element, and the vertical axis represents the spectrum indicating the electron count or its differential type.
そして、ある特定のピーク(運動エネルギー)に対してマッピング分析や線分析が行なわれる。さらに、イオン銃と組み合わせることにより深さ方向分析(デプスプロファイル)が可能となる。 Then, mapping analysis and line analysis are performed on a specific peak (kinetic energy). Further, depth direction analysis (depth profile) is possible by combining with an ion gun.
また、AES法で検出されるオージェ電子のピーク強度は、検出エリア中の存在量に応じて変化する。このため、オージェ電子スペクトルから試料表面に存在する元素濃度を推定することができる。 In addition, the peak intensity of Auger electrons detected by the AES method changes according to the abundance in the detection area. For this reason, it is possible to estimate the element concentration present on the sample surface from the Auger electron spectrum.
一般的に元素濃度の算出は、分析対象とした元素の相対濃度であり、検出された全ての元素の合計の存在量を100%とし、これを各元素ごとの分率で表したものを定量分析と呼ぶ。 In general, the calculation of element concentration is the relative concentration of the element to be analyzed. The total abundance of all detected elements is 100%, and this is expressed as a fraction for each element. Called analysis.
そして、定量分析のもととなるオージェ電子の発生効率は、元素によって異なるため、測定領域において複数の元素が同一量存在していたとしても元素間で検出されるピーク強度が異なる。 Since the generation efficiency of Auger electrons, which is the basis of quantitative analysis, differs depending on the element, even if a plurality of elements are present in the same amount in the measurement region, the detected peak intensity differs between the elements.
このような、元素濃度を求める際の各元素間における感度の違いを補正するために用いられる係数として感度係数が用いられる。そして、得られた各元素のピーク強度に感度係数を乗じて相対強度を算出し、元素濃度を得ることができる。 A sensitivity coefficient is used as a coefficient used to correct such a difference in sensitivity between elements when determining the element concentration. Then, the relative intensity can be calculated by multiplying the obtained peak intensity of each element by the sensitivity coefficient to obtain the element concentration.
以下に先行技術文献を示す。
各元素の感度係数は、通常、純銀を1としたときの相対強度として、参考書やスペクトル集において示されている。しかし、AES法においては、使用されるオージェ電子分光分析装置(以下、AES装置とする)の分光器、検出器といった装置由来の因子によって、オージェ電子のエネルギー値による感度、透過率が変化する。 The sensitivity coefficient of each element is usually shown in a reference book or a collection of spectra as the relative intensity when pure silver is 1. However, in the AES method, the sensitivity and transmittance depending on the energy value of Auger electrons change depending on factors derived from the spectroscope and detector of the Auger electron spectroscopic analyzer (hereinafter referred to as AES apparatus).
このため、正確な定量結果を求めるためには、AES装置ごとに、オージェ電子発生効率の補正、装置因子(感度、透過率)の補正を行うことが必要になる。 For this reason, in order to obtain an accurate quantitative result, it is necessary to correct the Auger electron generation efficiency and the device factors (sensitivity, transmittance) for each AES device.
感度係数の求め方としては、単元素からなる固体試料を順次測定することによって、得られたピーク強度から感度係数を求める方法と、2元素以上の組成の既知な固体試料を用いる方法がある。 As a method for obtaining the sensitivity coefficient, there are a method of obtaining a sensitivity coefficient from the obtained peak intensity by sequentially measuring a solid sample made of a single element, and a method of using a known solid sample having a composition of two or more elements.
単元素からなる固体試料を順次測定することによって感度係数を求める方法では、試料の入れ替え等により、測定室内における真空度や試料高さのよってピーク強度が変化する可能性がある。そして、正確な感度因子を求めることは困難であった。 In the method of obtaining the sensitivity coefficient by sequentially measuring a solid sample made of a single element, there is a possibility that the peak intensity may change depending on the degree of vacuum or the sample height in the measurement chamber due to replacement of the sample. And it was difficult to obtain an accurate sensitivity factor.
また、2元素以上の組成の既知な固体試料を用いる方法では、AES法は表面から数nmの最表面の測定であるため、試料表面の酸化や,組成変化がある場合にそれらの情報を主に検出してしまうという問題があった。 In the method using a known solid sample having a composition of two or more elements, the AES method is the measurement of the outermost surface several nm from the surface. Therefore, when there is oxidation of the sample surface or composition change, such information is mainly used. There was a problem of being detected.
さらに、ニッケルや銅、鉄などの金属試料や、複数の金属元素が混ざり合った合金では、通常の保管状態で試料表面が酸化しているのが一般的である。 Furthermore, in the case of metal samples such as nickel, copper, and iron, and alloys in which a plurality of metal elements are mixed, the sample surface is generally oxidized in a normal storage state.
また、合金中に含まれる微量成分などは、最表面に析出するなど局所的に存在する場合も知られている。そして、最表面の局所まで完全に均一な組成の標準試料を作製することは困難であった。 Further, it is also known that a trace component contained in the alloy is locally present, such as being deposited on the outermost surface. It has been difficult to produce a standard sample having a completely uniform composition up to the local surface.
また、表面酸化膜の除去を目的としてAES装置内で、アルゴンイオン等による表面エッチングを施した場合、試料によっては構成される元素間でイオンエッチング速度が異なる。そして、特定元素のみが先にエッチングされる場合がある。 In addition, when surface etching with argon ions or the like is performed in the AES apparatus for the purpose of removing the surface oxide film, the ion etching rate differs among the constituent elements depending on the sample. And only a specific element may be etched previously.
つまり、エッチングを行うことで、固体試料表面の組成が変化してしまい、感度係数を正確に算出できないといった問題点があった。 That is, there is a problem that the composition of the surface of the solid sample is changed by etching and the sensitivity coefficient cannot be calculated accurately.
例えば、錫−ニッケル合金においては、相図から原子量比率でニッケル3−錫4の組成物が存在することがわかっている。また、電子線マイクロアナリシスで分析し、ニッケル3−錫4の組成物であることが確認されている標準試料をAES法で分析した場合、ニッケルと比較し錫のエッチングレートが早い。このため、エッチング後の合金表面ではニッケル比率が高く検出される。 For example, in a tin-nickel alloy, it is known from the phase diagram that a composition of nickel 3 -tin 4 exists in an atomic weight ratio. In addition, when a standard sample analyzed by electron beam microanalysis and confirmed to be a composition of nickel 3 -tin 4 is analyzed by the AES method, the etching rate of tin is higher than that of nickel. For this reason, a high nickel ratio is detected on the alloy surface after etching.
このスペクトルが正しく測定されているとみなして、ニッケルと錫の相対感度係数を算出すると、錫に対してニッケルの感度を低く見積もってしまい、その後の実試料測定で誤った結果を計算してしまうという問題があった。 If the relative sensitivity coefficient of nickel and tin is calculated assuming that this spectrum is measured correctly, the sensitivity of nickel is estimated to be lower than that of tin, and an incorrect result is calculated in the subsequent actual sample measurement. There was a problem.
本発明は、このような従来技術の問題点を解決しようとするものであり、AES法にお
いて、定量計算を行う際に感度係数を正確に求めることができるオージェ電子分光法の感度係数測定方法を提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve such problems of the prior art. In the AES method, a sensitivity coefficient measurement method for Auger electron spectroscopy that can accurately obtain a sensitivity coefficient when performing quantitative calculation is provided. The purpose is to provide.
本発明は上記の課題を解決するために成されたものであり、本発明の請求項1に係る発明は、電子線を走査し、試料表面から放出されるオージェ電子を検出するオージェ電子分光分析装置で、試料表面から検出される複数の元素の強度から該試料表面の元素濃度を得るための各元素間の感度係数を求めるオージェ電子分光分析法の感度係数測定方法であって、以下の工程からなることを特徴とするオージェ電子分光分析法の感度係数測定方法である。
1)前記電子線の走査範囲に単元素からなる固体材料を2種以上配置する工程、
2)該走査範囲におけるスペクトル測定し、前記固体材料を構成する元素の強度を得る工程、
3)走査範囲における前記固体材料の面積比を得る工程、
4)前記スペクトル測定から得た元素の強度と前記固体材料の面積比から、前記各元素間の感度因子を求める工程。
The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 of the present invention is an Auger electron spectroscopic analysis in which an electron beam is scanned to detect Auger electrons emitted from the sample surface. A sensitivity coefficient measurement method of Auger electron spectroscopy for obtaining a sensitivity coefficient between elements for obtaining an element concentration on the sample surface from the intensity of a plurality of elements detected from the sample surface by an apparatus, comprising the following steps: It is a sensitivity coefficient measuring method of Auger electron spectroscopy which is characterized by comprising:
1) a step of arranging two or more solid materials composed of a single element in the scanning range of the electron beam;
2) A step of measuring a spectrum in the scanning range to obtain the intensity of an element constituting the solid material,
3) obtaining an area ratio of the solid material in the scanning range;
4) A step of obtaining a sensitivity factor between each element from the intensity of the element obtained from the spectrum measurement and the area ratio of the solid material.
本発明の請求項2に係る発明は、前記電子線の走査範囲における固体材料の面積比を得る工程において、該固体材料の面積比を求める方法が、走査した電子線によって走査箇所において固体材料表面から放出された電子によって得られる電子像から面積比を求める方法であることを特徴とする請求項1記載のオージェ電子分光分析法における電子分光分析法の感度係数測定方法である。 According to a second aspect of the present invention, in the step of obtaining the area ratio of the solid material in the scanning range of the electron beam, the method of obtaining the area ratio of the solid material is the surface of the solid material at the scanning location by the scanned electron beam. 2. The sensitivity coefficient measuring method of electron spectroscopy in Auger electron spectroscopy according to claim 1, wherein the area ratio is obtained from an electron image obtained by electrons emitted from the electron beam.
本発明の請求項3に係る発明は、前記電子線の走査範囲における固体材料の面積比を得る工程において、該固体材料の面積比を求める方法が走査した電子線によって走査箇所において固体表面から放出されるオージェ電子により得られるオージェ電子マッピング像から面積比を求める方法であることを特徴とする請求項1又は2記載のオージェ電子分光分析法の感度係数測定方法である。
According to a third aspect of the present invention, in the step of obtaining the area ratio of the solid material in the scanning range of the electron beam, the method for obtaining the area ratio of the solid material emits from the solid surface at the scanning position by the scanned electron beam. The method according to
本発明の請求項4に係る発明は、前記単元素からなる固体材料が金属であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のオージェ電子分光分析法の感度係数測定方法である。 The invention according to claim 4 of the present invention is the sensitivity coefficient measurement method for Auger electron spectroscopy according to any one of claims 1 to 3, wherein the solid material comprising the single element is a metal. is there.
本発明のオージェ電子分光分析法の感度係数測定方法は以上の構成からなるので、感度補正をおこなうことにより、AES測定装置ごとに各元素間の感度係数を正確に見積もることが可能となり、目的とする固体材料の組成を正確に決定することがでる。 Since the sensitivity coefficient measurement method of the Auger electron spectroscopic analysis method of the present invention has the above-described configuration, it is possible to accurately estimate the sensitivity coefficient between each element for each AES measurement device by performing sensitivity correction. The composition of the solid material to be determined can be accurately determined.
以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明のオージェ電子分光分析法の感度係数測定方法のAES装置の一実施例の概略を示す概略図である。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an outline of an embodiment of an AES apparatus of the sensitivity coefficient measurement method of Auger electron spectroscopy of the present invention.
図1に示すようにAES装置は、電子銃1、電子レンズ系2、2次電子検出器3、エネルギー分光器4、検出器5、試料台6、試料台稼動機構7、エッチング銃8、真空チャンバー9、予備排気室10等から構成されている。
As shown in FIG. 1, the AES apparatus includes an electron gun 1, an
そして、真空チャンバー9は予備排気室10を除く、全ての構成の先端方向部分を覆っている。また、予備排気室10は真空チャンバー9内の試料11等を排気する。
The
前記電子レンズ系2は、電子銃1から放出された電子線を集束し、走査させるために形成されている。また、2次電子検出器3は、2次電子像を得るために形成されている。そして、試料から放出されたオージェ電子のエネルギーを分離するために、エネルギー分光器4が形成されている。
The
また、検出器5は、エネルギー分光器4により分離されたオージェ電子を検出する。また、試料11を載置する試料台6と、その試料台6を作動させるために試料台稼動機構7が形成されている。そして、試料11表面をエッチングするためにエッチング銃8が形成されている。
The
前記電子銃1は、電子線を絞れるフィールドエミッションタイプと、フィールドエミッション(FE)タイプと比較すると電子線を細く絞り込めないタングステン(W)フィラメントのタイプが一般的に使用されている。 As the electron gun 1, a tungsten (W) filament type in which the electron beam cannot be narrowed as compared with a field emission type that can focus an electron beam and a field emission (FE) type is generally used.
また、エネルギー分光器4には、同心円筒鏡型(CMA)と同心半球型(CHA)と呼ばれるものがある。CMA型の分光器は二つの円筒が等軸に配置されており、内側円筒はアースされ、外円筒には負電圧がかかる。 In addition, the energy spectrometer 4 includes what are called a concentric cylindrical mirror type (CMA) and a concentric hemisphere type (CHA). In the CMA type spectroscope, two cylinders are arranged on the same axis, the inner cylinder is grounded, and a negative voltage is applied to the outer cylinder.
前記CMA型の分光器内に入った電子は外円筒の負電圧により軌道を曲げられ、負電圧に対応したエネルギーを持つ電子のみが軸上に集結するようになっている。 The electrons entering the CMA-type spectroscope are bent in the orbit by the negative voltage of the outer cylinder, and only electrons having energy corresponding to the negative voltage are concentrated on the axis.
また、CMA型の分光器はCHA型の分光器と比較し電子の取り込み角が大きいため、効率よく電子を取り込むことができる。このため、高感度で迅速な測定が可能となる。 In addition, since the CMA type spectroscope has a larger electron capture angle than the CHA type spectroscope, electrons can be efficiently captured. For this reason, high-sensitivity and quick measurement is possible.
また、試料11表面には、電子銃1から電子レンズ系2を通して集束された電子線が照射される。そして、入射した電子線により試料11表面から二次電子、オージェ電子等が放出され、また、試料11表面で反射した電子が反射電子となる。
The surface of the
これらの電子はCMA型の分光器4により分光され所定の運動エネルギーを持つ電子のみが検出器5より検出される。そして、走査する電子線の位置情報と合わせることにより、線分析や面分析が可能となる。
These electrons are dispersed by the CMA type spectroscope 4 and only the electrons having a predetermined kinetic energy are detected by the
また、試料11表面から放出された二次電子等は二次電子検出器3で検出され、走査する電子線と同期させることにより、2次電子像(SEM像)を得ることができる。
Further, secondary electrons and the like emitted from the surface of the
また、試料台稼動機構7は、X,Y,Zの3軸に加えて、回転(ローテーション)、傾斜(チルト)が可能なものが望ましい。
Further, it is desirable that the sample
次に、測定時の真空チャンバー9の真空度は高真空であるほうが好ましい。具体的には1×10−6Pa以下で測定するのが望ましい。また、真空度が悪い(低真空)場合、電子線照射時に電子線照射部試料11表面に、主にカーボンを主とする真空チャンバー9内の残留ガス成分が固着し、正確に測定が出来ない。
Next, the vacuum degree of the
また、エッチング銃8は、例えば、アルゴンのような希ガスイオンを用いたタイプが望ましい。酸素を用いたエッチング銃8では試料11表面を酸化するため、本発明に使用するには望ましくない。
The
次に、本発明の感度係数測定方法について説明する。以下、単元素からなる固体材料が2種類の場合を説明するが、固体材料が3種類以上であっても良い。 Next, the sensitivity coefficient measuring method of the present invention will be described. Hereinafter, although the case where two types of solid materials which consist of a single element are demonstrated is demonstrated, three or more types of solid materials may be sufficient.
まず、元素Aからなる固体試料Aと元素Bからなる固体試料Bを、試料台6に隙間なく載置する。このとき固体試料Aと固体試料部の試料高さは同じであることが好ましい。また、固体材料Aと固体材料Bは試料台6と電気的に接続されている。固体材料A,固体材料Bには、純物質を用いることが望ましいが、微量不純物を含んでもよい。 First, the solid sample A made of the element A and the solid sample B made of the element B are placed on the sample stage 6 without any gap. At this time, the sample heights of the solid sample A and the solid sample portion are preferably the same. Further, the solid material A and the solid material B are electrically connected to the sample stage 6. As the solid material A and the solid material B, it is desirable to use a pure substance, but a trace amount of impurities may be included.
試料台6に固定された固体材料Aと固体材料Bは予備排気室10に導入後十分排気され、真空チャンバー9内の試料台保可動機構7に移動する。試料台保可動機構7を任意に移動し、測定位置を電子線照射位置とエッチング銃8照射位置に合わせる。
The solid material A and the solid material B fixed to the sample stage 6 are sufficiently exhausted after being introduced into the
次に、固体材料Aと固体材料Bの各試料11表面について、エッチング銃8を用いて,表面酸化層、汚染層を除去するために表面エッチングを行う。
Next, surface etching is performed on the surface of each
前記表面エッチングにはアルゴンイオンなどの希ガスイオンを用いる。そして、表面汚染、酸化皮膜を除去するまで、イオンビームを測定範囲より十分大きい範囲に照射する。このとき、表面汚染、酸化皮膜除去を確認するため、単元素試料Aと単元素試料Bそれぞれの表面で深さ方向分析にてカーボン、酸素のピーク強度がノイズレベルになることを確認しても良い。 For the surface etching, rare gas ions such as argon ions are used. Then, the ion beam is irradiated in a range sufficiently larger than the measurement range until the surface contamination and the oxide film are removed. At this time, in order to confirm surface contamination and oxide film removal, even if it is confirmed that the peak intensity of carbon and oxygen is at the noise level by depth direction analysis on the surface of each of the single element sample A and single element sample B good.
また、測定領域に固体材料AとBがともに測定できるように試料台を移動させる。そして、測定領域である電子線の走査範囲に固体材料A、固体材料Bがともに含まれるようにする。さらに、元素濃度が未知である試料を測定する際の測定条件でオージェスペクトルを測定する。 Further, the sample stage is moved so that the solid materials A and B can be measured together in the measurement region. Then, both the solid material A and the solid material B are included in the scanning range of the electron beam which is the measurement region. Further, an Auger spectrum is measured under measurement conditions when measuring a sample whose element concentration is unknown.
固体材料Aと固体材料Bの境界を含む表面について、各試料のピーク強度が十分になるまでオージェスペクトルを測定する。 For the surface including the boundary between the solid material A and the solid material B, an Auger spectrum is measured until the peak intensity of each sample is sufficient.
次に、固体材料Aと固体材料Bの電子線走査領域における面積比を求める。二次電子像から面積比を求める方法では、オージェスペクトル測定前、或いはオージェスペクトル測定後に二次電子像を取得し、2値化による画像処理にて、スペクトル取得時の電子線照射範囲の固体材料Aと固体材料Bの面積比率を算出する。 Next, the area ratio of the solid material A and the solid material B in the electron beam scanning region is obtained. In the method of obtaining the area ratio from the secondary electron image, the secondary electron image is acquired before the Auger spectrum measurement or after the Auger spectrum measurement, and the solid material in the electron beam irradiation range at the time of spectrum acquisition is obtained by binarization image processing. The area ratio between A and the solid material B is calculated.
SEM像にて、固体材料Aと固体材料Bの輝度が変わらず、SEM像の画像処理による2値化が困難な場合は、スペクトル取得範囲と同一視野で、元素Aおよび/若しくは元素Bのマッピング測定を行う。そして、マッピング像から電子線走査範囲中の固体材料A、Bの面積比率を算出する。 If the brightness of solid material A and solid material B does not change in the SEM image and it is difficult to binarize by image processing of the SEM image, mapping of element A and / or element B in the same field of view as the spectrum acquisition range Measure. Then, the area ratio of the solid materials A and B in the electron beam scanning range is calculated from the mapping image.
また、電子線走査領域における固体材料A、Bの面積比を求める方法としては、オージェスペクトル測定時に試料台6を回転させる方法がある。 Further, as a method for obtaining the area ratio of the solid materials A and B in the electron beam scanning region, there is a method of rotating the sample stage 6 during the Auger spectrum measurement.
この方法は、固体材料A、固体材料Bの境界線上の1点を回転中心として試料台6を回転させ、該回転中心と電子線走査領域の中心を一致させる。なお、電子走査領域は通常長方形であるので、対角線の交点が中心となる。このとき固体材料A、固体材料Bの面積比率は1:1と均等になる。 In this method, the sample stage 6 is rotated around one point on the boundary line between the solid material A and the solid material B as the rotation center, and the rotation center and the center of the electron beam scanning region are made coincident. Since the electronic scanning area is usually rectangular, the intersection of diagonal lines is the center. At this time, the area ratio of the solid material A and the solid material B is equal to 1: 1.
最後に、得られたスペクトルの元素Aと元素Bの強度と、スペクトル測定時における固体材料Aと固体材料Bの面積比から単元素元素Aに対する元素Bの補正係数を決定する。このとき以下の計算式(1)を用いる。 Finally, the correction coefficient of the element B with respect to the single element A is determined from the intensities of the elements A and B in the obtained spectrum and the area ratio of the solid material A and the solid material B at the time of spectrum measurement. At this time, the following calculation formula (1) is used.
X=Ac×(1−As)/(Bc×As)・・・・・・・・(1)
但し、X:元素Aに対する元素Bの補正係数 Bc:固体材料Bの信号強度(カ
ウント数) Ac:固体材料Aの信号強度(カウント数) As:固体材料Aの測定面積に占める割合。
X = Ac * (1-As) / (Bc * As) (1)
However, X: Correction coefficient of element B with respect to element A Bc: Signal intensity (count number) of solid material B Ac: Signal intensity (count number) of solid material A As: Ratio of solid material A in the measurement area.
以下に、本発明の具体的実施例を挙げてさらに詳しく説明するが、それに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited thereto.
単元素試料には高純度化学研究所製純ニッケル(純度99.99%)、および、高純度化学研究所製純錫(純度99.99%)を用いた。
また、スペクトル測定、及び、SEM像取得にはアルバック・ファイ社製のSAM680
走査型オージェ電子分光分析装置を用いた。
As the single element sample, pure nickel (purity 99.99%) manufactured by High Purity Chemical Laboratory and pure tin (purity 99.99%) manufactured by High Purity Chemical Laboratory were used.
In addition, SAM680 manufactured by ULVAC-PHI is used for spectrum measurement and SEM image acquisition.
A scanning Auger electron spectrometer was used.
純ニッケル、および、純錫を隙間なく試料台に固定後、予備排気室で十分排気を行い、測定室の分析位置に導入した。付属のイオン銃により、純ニッケルと純錫の境界付近を中心に、Arイオンスパッタエッチングをエッチング面積2mm×2mm、加速電圧4kV、エッチング時間120秒行った。 After pure nickel and pure tin were fixed on the sample stage without gaps, the preliminary exhaust chamber was sufficiently evacuated and introduced into the analysis position of the measurement chamber. With an attached ion gun, Ar ion sputter etching was performed with an etching area of 2 mm × 2 mm, an acceleration voltage of 4 kV, and an etching time of 120 seconds centering around the boundary between pure nickel and pure tin.
エッチング終了後、オージェスペクトル測定条件である、加速電圧10kV、試料電流9.8nAで走査電子顕微鏡像(SEM像)にて、純ニッケルと純錫の境界を含む範囲を500倍の倍率で観察し、SEM像を取得した。 After the etching is completed, the range including the boundary between pure nickel and pure tin is observed at a magnification of 500 times with a scanning electron microscope image (SEM image) at an acceleration voltage of 10 kV and a sample current of 9.8 nA, which are the conditions for Auger spectrum measurement. SEM images were acquired.
<観察>
SEM像撮影後、観察範囲に電子線を走査させたまま、オージェ電子スペクトルを、運動エネルギー50eV〜1200eVの範囲について、エネルギーステップ 2eV、1ステップあたりの信号ため込み時間5ミリ秒、スキャン回数50回で測定した。
測定後、オージェスペクトルを一回微分し、各元素のピークの最大、最小間の差(強度)を求めたところ図2に示すように、
ニッケルKLLピーク(849eV) 11920カウント
錫MNNピーク(432eV)13799カウント
であった。
<Observation>
After the SEM image is taken, the Auger electron spectrum is scanned in the range of kinetic energy 50 eV to 1200 eV while the electron beam is scanned in the observation range. Measured with
After the measurement, the Auger spectrum was differentiated once, and the difference (intensity) between the maximum and minimum of the peak of each element was determined. As shown in FIG.
Nickel KLL peak (849 eV) 11920 counts Tin MNN peak (432 eV) 13799 counts.
このときの、走査範囲の純ニッケル、純錫の面積比率を、SEM像を2値化して求めたところ、
ニッケル:錫=51:49
であった。
よって、ニッケルに対する錫の補正係数は、0.8300と算出された。
At this time, the area ratio of pure nickel and pure tin in the scanning range was determined by binarizing the SEM image,
Nickel: Tin = 51: 49
Met.
Therefore, the correction coefficient of tin with respect to nickel was calculated as 0.8300.
本発明のオージェ電子分光法の感度係数測定方法は感度係数測定方法等に使用できるオージェ電子分光法の感度係数測定方法として優れていることはもとより、精密機器分野の部材組成解明等にも利用できる素晴らしい発明である。 The sensitivity coefficient measurement method of the Auger electron spectroscopy of the present invention is not only excellent as a sensitivity coefficient measurement method of Auger electron spectroscopy that can be used for the sensitivity coefficient measurement method, but can also be used for elucidating member compositions in the field of precision instruments. It is a wonderful invention.
1…電子銃
2…電子線集束走査用電子レンズ系
3…2次電子検出器
4…CMA型の分光器
5…検出器
6…試料台
7…試料台可動機構
8…エッチング銃
9…真空チャンバー
10…予備排気室
11…試料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
1)前記電子線の走査範囲に単元素からなる固体材料を2種以上配置する工程、
2)該走査範囲におけるスペクトル測定し、前記固体材料を構成する元素の強度を得る工程、
3)走査範囲における前記固体材料の面積比を得る工程、
4)前記スペクトル測定から得た元素の強度と前記固体材料の面積比から、前記各元素間の感度因子を求める工程。 An Auger electron spectrometer that scans an electron beam and detects Auger electrons emitted from the sample surface. Between each element to obtain the element concentration of the sample surface from the intensity of a plurality of elements detected from the sample surface A method for measuring a sensitivity coefficient of an Auger electron spectroscopy method for obtaining a sensitivity coefficient, comprising the following steps.
1) a step of arranging two or more solid materials composed of a single element in the scanning range of the electron beam;
2) A step of measuring a spectrum in the scanning range to obtain the intensity of an element constituting the solid material,
3) obtaining an area ratio of the solid material in the scanning range;
4) A step of obtaining a sensitivity factor between each element from the intensity of the element obtained from the spectrum measurement and the area ratio of the solid material.
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| JP2006033435A JP2007212328A (en) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Sensitivity coefficient measurement method for Auger electron spectroscopy |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013018594A1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-02-07 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | Charged particle beam apparatus |
-
2006
- 2006-02-10 JP JP2006033435A patent/JP2007212328A/en active Pending
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