斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法およびそれに用いられるプログラム、並びに、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置
【課題】特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることを可能とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を提供すること。
【解決手段】斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法は、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義する。
【解決手段】斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法は、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法およびそれに用いられるプログラム、並びに、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置に関し、詳しくは、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法で試料の表層の構成元素のみを選択的に分析するにあたり、特性Ｘ線の取出角度と測定深さ（特性Ｘ線が検出される試料表面からの深さ）との相関を求める方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料の微小領域や表面の元素分析を行う分析装置として、試料に電子線を照射し、照射された微小領域や表面から励起される特性Ｘ線をＸ線検出器により検出する電子線プローブマイクロＸ線分析装置（ＥＰＭＡ）が知られている。
ＥＰＭＡは電子線を試料に照射すると、その照射領域に存在する各元素がそれぞれ固有のエネルギーや波長を有する特性Ｘ線を放出することを利用する。
電子線により励起された特性Ｘ線のエネルギースペクトラムや波長分布を分析することにより、照射領域に存在する元素を知ることができる。
【０００３】
しかし、従来のＥＰＭＡでは、例えば、試料表面上に存在する微粒子や試料表面上の厚さがマイクロメーター以下の薄層の元素を分析することは困難であった。
これは、試料から放出される特性Ｘ線には、試料内部と試料表面の微粒子または薄層との両方から放出される特性Ｘ線が含まれ、しかも試料内部から放出されるＸ線強度が、試料表面の微粒子または薄層から放出される特性Ｘ線に比べて強いので、微粒子または薄層から放出される特性Ｘ線のみを選択的に抽出して分析できないからである。
【０００４】
この点に関して、低エネルギー（低加速）の電子線を照射して試料内部への電子線の進入深度を浅くすることによって、試料表面近傍からのみ特性Ｘ線を励起させる方法が考えられる。
しかし、低エネルギー電子線の使用は検出可能な元素を限定してしまうため、例えば、検出すべき元素が未知であり全ての元素を検出対象とする必要がある場合などには適切でない。
【０００５】
シリコンなど半導体ウェハー上に存在する微粒子（異物）は、半導体デバイスの歩留まりに悪影響を及ぼすことから、微粒子の組成・発生起源を明らかににして微粒子の発生を防がねばならない。
微粒子の組成を分析しようとすれば、電子線プローブなどで微粒子や薄層に電子線を照射し、電子線により励起される特性Ｘ線を分析することとなるが、シリコンウェハーからも大量の特性Ｘ線が発生するため、微粒子のみの組成分析は困難であった。
【０００６】
このような問題の解決策として、斜出射Ｘ線測定による新しいＥＰＭＡ（以下、「斜出射ＥＰＭＡ」と呼ぶ）が提案された。
この斜出射ＥＰＭＡは、電子線の照射方向に対し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が全反射現象により試料表面から放出されない角度範囲に試料を傾斜させ、試料表面に存在する微粒子又は薄層から放出される特性Ｘ線のみを検出し分析するものである（例えば、特許文献１、特許文献２、非特許文献１および非特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２０８７０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６６６１号公報
【非特許文献１】Ｋ．Ｔｓｕｊｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．７１（１９９９）：２４９７−２５０１
【非特許文献２】Ｋ．Ｔｓｕｊｉ ｅｔ ａｌ．，Ｓｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ Ｐａｒｔ Ｂ： Ａｔｏｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ５６ （２００１）：２４９７−２５０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現在、斜出射ＥＰＭＡ装置としての市販品は存在しないが、比較的容易に市販のＥＰＭＡ装置を用いて斜出射測定が可能である。
斜出射ＥＰＭＡでは、試料表面の微粒子又は薄層から放出されＸ線検出器に入射する特性Ｘ線の試料表面に対する角度（特性Ｘ線の出射角又は取出角）を制御することが重要であり、このために試料ホルダを傾斜させる方法、Ｘ線検出器（エネルギー分散型Ｘ線検出器（energy-dispersive X-ray detector:EDX）および波長分散型Ｘ線検出器（wavelength-dispersive X-ray detector:WDX））を移動させる方法、試料ステージを上下に移動させる方法などが考えられている。
【０００９】
いずれの方法を利用するにしても、上述のとおり斜出射ＥＰＭＡでは、試料表面の微粒子又は薄層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出するために特性Ｘ線の取出角度を厳密に設定することが重要である。
また、試料表面の微粒子又は薄層といってもこれらには当然のことながらそこには僅かな厚さがある。
しかしながら、斜出射ＥＰＭＡで試料表面の微粒子又は薄層の分析を行うにあたって、試料表面からどの深さを微粒子又は薄層と試料内部との境界とするかを厳密に設定することは極めて困難であった。
というのは斜出射ＥＰＭＡにおいて、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求める方法が確立されていなかったからである。
【００１０】
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることを可能とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法およびそれに用いられるプログラム、並びに、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義することを特徴とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法によれば、所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度を定義するにあたって、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出す。定義された取出角度により所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できるということは、該取出角度により所定深さの測定が可能であるということと同義であるから、この発明による上記方法によって特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法は、試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義することを特徴とする。
【００１４】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料とは試料内部としての下地と、下地の上に所定の厚さで形成された試料表層としての上地とから構成されたものを意味する。
ここで下地と上地はそれぞれ任意の構成元素で構成されていることが好ましい。
というのは、この発明は、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることを目的とするため、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたって、下地の構成元素と上地の構成元素は予め判明していることが好都合であるからである。
しかし、この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を実施するうえで、下地と上地の構成元素は必ずしも予め判明している必要はなく、この発明による上述の方法によって下地と上地の構成元素と上地の厚さが求められ、それによって特性Ｘ線の取出角度と測定深さの相関が求められてもよい。
【００１５】
また、特性Ｘ線の消失角度とは、下地から発せられる特性Ｘ線が実質的に検出されなくなる取出角度を意味し、必ずしも特性Ｘ線が全く検出されなくなる角度である必要はなく、特性Ｘ線の強度が最小となる角度であってもよい。
【００１６】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、下地の構成元素には、上地の構成元素以外に少なくとも１種類の元素Ａが含まれ、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、元素Ａから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
このような構成によれば、上地に含まれていないと予め判明している元素Ａについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことにより元素Ａの消失角度を見出すことができるので、より簡便、かつ、確実に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
なお、この発明において「相関測定」とは、ある特定の元素について、複数の取出角度で特性Ｘ線の強度を測定することにより、特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関関係を求め、求められた相関関係に基づいて特性Ｘ線の消失角度を見出すことを意味する。
【００１７】
また、下地の構成元素に上地の構成元素以外に少なくとも１種類の元素Ａが含まれている上記構成において、元素Ａの発する特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、より厳密に下地の構成元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出し、ひいてはより厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
というのは、エネルギーの大きな特性Ｘ線は取出角度を小さくしていっても消失し難い性質があり、エネルギーの大きな特性Ｘ線を測定対象としてその消失角度を見出すことにより、上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度をより厳密に定義できるようになるからである。
【００１９】
なお、ここで、「対照用下地」および「対照用上地」とは、試料の下地に含まれる元素Ａから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さい場合に、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度をより精度よく求めるために用意される試料とは別のものであり、これら「対照用下地」および「対照用上地」を用いることにより、上述のとおりより厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
【００２０】
また、この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、下地の構成元素には、上地の構成元素以外に２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが含まれ、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、選択した元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、下地の構成元素に上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが含まれている場合に、これら２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxが選択され、この元素Ｂmaxについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われるので、上地に含まれていないと予め判明している元素Ｂmaxについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことにより、より簡便、かつ、確実に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となるばかりでなく、より厳密に下地の構成元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出し、ひいてはより厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
なお、よりエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素が測定対象として好ましいのは上述のとおりである。
【００２２】
また、下地の構成元素に上地の構成元素以外に２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが含まれている上記構成において、元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
【００２３】
このような構成によれば、上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが測定対象とされるので、より厳密に下地の構成元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出し、ひいてはより厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが測定対象として好ましい理由は上述のとおりである。
【００２４】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、下地の構成元素に上地の構成元素以外の元素が含まれていないとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
【００２５】
このような構成によれば、上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する対照用下地と上地の構成元素からなる対照用上地が試料の代わりに用意され、大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われるので、下地の構成元素に上地の構成元素以外の元素が含まれていない場合であっても、厳密に下地の構成元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出し、厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが測定対象として好ましい理由は上述のとおりである。
【００２６】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料は半導体ウェハであってもよい。
このような構成によれば、半導体デバイスの基本的な構成材料である半導体ウェハについて、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることを可能としたこの発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を適用することができ、半導体ウェハの表層を選択的に分析する手法を提供することができる。
これにより、半導体ウェハの表面に付着した微粒子または半導体ウェハの表面に形成された薄層の発生起源を明らかにするうえで有力な手掛かりを得ることができ、半導体ウェハから得られる各種半導体デバイスの歩留まり向上に寄与することができる。
【００２７】
この発明は別の観点からみると、試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法に用いられるプログラムであって、コンピュータに、上地の構成元素を入力させる手順と、下地の構成元素を入力させる手順と、入力された下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる手順と、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる手順とを実行させることを特徴とするプログラムを提供するものでもある。
【００２８】
この発明による上記プログラムによれば、上地と下地の構成元素がそれぞれ入力された後、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素が判定され、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度が見出されるので、簡便かつ自動的に所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度を定義することが可能となり、ひいては、簡便かつ自動的に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
【００２９】
この発明による上記プログラムにおいて、下地の構成元素を入力させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない少なくとも１種類の元素Ａを入力させる手順であり、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない元素Ａを判定させる手順であり、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる前記手順は、元素Ａから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせて消失角度を見出させる手順であってもよい。
【００３０】
このような構成によれば、上地に含まれていない元素Ａが判定され、判定された元素Ａについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われるので、簡便、かつ、自動的に元素Ａから発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すことができる。
【００３１】
また、上地の構成元素に含まれない少なくとも１種類の元素Ａを入力させる手順と、上地の構成元素に含まれない元素Ａを判定させる手順を備える上記プログラムは、入力された上地と下地の構成元素について特性Ｘ線のエネルギーの大小を比較させる手順と、上地の構成元素に含まれない元素として判定された元素Ａの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときに上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを対照用下地に含有させるべき元素として選択させる手順とをさらに備えてもよい。
【００３２】
このような構成によれば、上地と下地の構成元素ついて特性Ｘ線のエネルギーの大小が比較され、上地に含まれない元素として判定された元素Ａの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときには、上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが対照用下地に含有されるべき元素として選択されるので、下地にのみ含まれる元素Ａの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さい場合に、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めるうえで的確な測定方法を示唆することができる。
【００３３】
また、この発明による上記プログラムにおいて、下地の構成元素を入力させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを入力させる手順であり、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを判定させる手順であり、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる前記手順は、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、選択された元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせて消失角度を見出させる手順であってもよい。
【００３４】
このような構成によれば、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが判定され、元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxが選択され、元素Ｂmaxについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われるので、簡便、かつ、自動的に元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すことができる。
【００３５】
また、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを入力させる手順と、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを判定させる手順と、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせる手順を備える上記プログラムは、入力された上地と下地の構成元素について特性Ｘ線のエネルギーの大小を比較させる手順と、元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときに上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを対照用下地に含有させるべき元素として選択させる手順をさらに備えていてもよい。
【００３６】
このような構成によれば、上地と下地の構成元素ついて特性Ｘ線のエネルギーの大小が比較され、上地に含まれない元素のうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素として選択された元素Ｂmaxの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときには、上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが対照用下地に含有されるべき元素として選択されるので、下地にのみ含まれる元素Ｂmaxの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さい場合に、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めるうえで的確な測定方法を示唆することができる。
【００３７】
この発明はさらに別の観点からみると、試料ステージと、試料ステージを駆動する駆動部と、試料ステージに保持された試料に対して電子線を照射する電子線照射部と、試料表面から発せられる特性Ｘ線を検出するＸ線検出部と、駆動部、電子線照射部およびＸ線検出部を制御する制御部を備え、制御部は試料表層としての上地と試料内部としての下地の構成元素をそれぞれ比較して下地にのみ含まれる元素を判定し、駆動部を介して試料ステージの位置調整を行いつつ判定した元素から発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行い、判定した元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すことを特徴とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置を提供するものでもある。
なお、この発明による上記斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置において、制御部は、下地にのみ含まれる元素が複数種である場合、これらの元素のうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素を選択することが好ましい。
【００３８】
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００３９】
図１〜８に基づいて、この発明の実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法について説明する。
図１は実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法に用いられる斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置の概略的な構成図、図２は図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置における波長分散型Ｘ線検出器の配置を概略的に示す説明図である。
【００４０】
この発明の実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法は、図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置を用いて実施される。
図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１は、試料ステージ２と、試料ステージ２を駆動する駆動部３と、試料４の表面における任意の分析点に焦点を合わせるための光学顕微鏡５と、試料ステージ２に保持された試料４に対して電子線Ｅを走査するための電子線走査部（電子線照射部）６と、試料４の表面から発せられる特性Ｘ線Ｃを検出するＸ線検出部７と、駆動部３、電子線走査部６およびＸ線検出部７を制御する制御部８とを備えている。
【００４１】
図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１は、上記構成に加えて、電子線Ｅの照射を受けた試料４から発せられる二次電子Ｓを検出する二次電子検出部１０と、二次電子検出部１０によって検出された二次電子Ｓに基づいて可視化された電子顕微鏡画像を表示する表示部１１とをさらに備えている。表示部１１には電子顕微鏡画像以外にも分析結果やオペレータに対して入力を促すメッセージ等が表示される。
また、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１は、オペレータからの指示や回答を制御部８に入力するための入力部９をさらに備えている。
【００４２】
より詳しくは、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１は、電子線走査部６が収容される鏡筒１２、試料ステージ２が収容される試料室１３、Ｘ線分光が行われる分光室１４とから主に構成されている。
試料室１３に収容される試料ステージ２は、Ｘ軸ステージ２ａ、Ｙ軸ステージ２ｂ、Ｚ軸ステージ２ｃ、回転ステージ２ｄおよび傾斜ステージ２ｅとから構成されており、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動でき、かつ、任意の方向に傾斜・回転できる構成となっている。
Ｘ軸ステージ２ａ、Ｙ軸ステージ２ｂ、Ｚ軸ステージ２ｃ、回転ステージ２ｄおよび傾斜ステージ２ｅは、駆動部３としてのパルスモータ（図示せず）でそれぞれ駆動される。
試料４は、試料ホルダ１５にセットされたうえで図示しない試料出入口から試料ステージ２上に運ばれる。
【００４３】
鏡筒１２に収容される電子線走査部６は、電子線Ｅを出射する電子銃１６と、電子銃１６から出射された電子線Ｅを収束させる収束レンズ１７と、収束レンズ１７によって収束された電子線Ｅを走査させる走査コイル１８と、電子線Ｅを細く絞って電子プローブ状にする電磁対物レンズ１９とから主に構成されている。
電磁対物レンズ１９の近傍には、光学対物レンズ２０が配置され、光学反射鏡２１によって反射された試料像は試料室１３に装着された光学顕微鏡５に入射するよう構成されている。
光学顕微鏡５は焦点調整を行う際に利用されるもので、光学顕微鏡５の焦点調整とＺ軸ステージ２ｃの移動は連動しており、光学顕微鏡５の像が鮮明になるように調整することにより試料４の高さ調整が行われる。
【００４４】
試料室１３に収容された二次電子検出部１０は、図示しない二次電子検出器および増幅器とから構成され、表示部１１は図示しない画像処理装置と表示装置とから構成され、二次電子検出器に捉えられた二次電子Ｓに基づいて形成された電子顕微鏡画像、分析結果、各種メッセージ等が表示部１１に表示される。
【００４５】
制御部８は、図示しないＩ／Ｏポート、ＣＰＵ、制御用のプログラムを格納したＲＯＭ、各種設定条件を記憶したＲＡＭ、各種ドライバ回路とから主に構成されるコンピュータであり、制御用のプログラムに基づいて試料ステージを制御する制御データを求め、求めた制御データに基づいて駆動部３を制御する。
上述の駆動部３、電子線走査部６、Ｘ線検出部７、入力部９および表示部１１は、バスライン２２を介して制御部８に接続され、制御部８の制御の下に一連の動作を行う。
また、図示しないが、鏡筒１２、試料室１３および分光室１４は真空排気装置と接続されており、制御部８は真空排気装置の制御も行う。
【００４６】
Ｘ線検出部７は、試料室１３に特性Ｘ線Ｃの入射口２３ａが突き出たエネルギー分散型Ｘ線検出器（ＥＤＸ）２３と、分光室１４に収容された波長分散型Ｘ線検出器（ＷＤＸ）２４とからなる。
なお、図１では１つのＷＤＸ２４しか示されていないが、図２に示されるようにＷＤＸ２４は試料室１３の周囲にチャンネル１（ＣＨ１）〜チャンネル５（ＣＨ５）まで５つ設けられている。
【００４７】
ＥＤＸ２３は、特性Ｘ線Ｃを検出して特性Ｘ線のエネルギーに比例したパルス電流を生みだす半導体検出器（図示せず）と、半導体検出器によって生み出されたパルス電流を選別する多チャンネル波分析器（図示せず）とから主に構成される。
一方、ＷＤＸ２４は、分光室１４に収容され特定波長のＸ線と選別（分光）する分光結晶２５と、分光結晶２５により分光されたＸ線を検出するＸ線検出器２６とから主に構成される。
ＥＤＸ２３およびＷＤＸ２４はいずれもバスライン２２に接続され、ＥＤＸ２３およびＷＤＸ２４によって検出されたデータは制御部８によって処理され、表示部１１に分析結果が表示される。
【００４８】
以下、このような斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１を用いて行われる斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法について図３〜８に基づいて説明する。図３は試料の概略的な構成を示す説明図、図４および図５は実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を実施する際に制御部が行う一連の制御フローを示すフローチャート図、図６は試料ステージが設定された取出角度の最大角度まで傾斜させられた状態を示す説明図、図７は試料ステージが選択された所望のＷＤＸに向けて回転させられた状態を示す説明図、図８は実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法によって相関測定を行うことにより求められた特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関関係を示すグラフ図である。なお、以下の説明において引用される斜出射電子線プローブマイクロＸ線装置の各部については、適宜、図１および図２を参照されたい。
【００４９】
まず、図３に示されるような構成からなる試料４を試料ホルダ１５にセットしたうえで試料ステージ２に設置する。図３に示される試料４は、ＡｌＧａＩｎＰからなる厚さ１２００ｎｍの下地４ｂ上に、ＧａＩｎＰからなる膜厚３５ｎｍの薄膜が上地４ａとして形成されたものである。
この後は、試料４の下地４ｂのみに含まれる上地４ａ以外の構成元素について特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことになるが、この相関測定は制御部８によるガイダンスの下で自動的に行われる。以下、制御部８が行う制御フローについて図４および図５に基づいて説明する。
【００５０】
まず、制御部８は、下地４ｂの構成元素の入力を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータは下地４ｂに含まれる構成元素を制御部８に入力する（ステップ１）。次いで、制御部８は表示部１１に上地４ａの構成元素の入力を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータは上地４ａに含まれる構成元素を制御部８に入力する（ステップ２）。
オペレータによって試料４の下地４ｂと上地４ａの構成元素が入力部９を介してそれぞれ制御部８に入力されると、制御部８は下地４ｂの構成元素のうち上地４ａの構成元素に含まれない元素があるか否かを判断する（ステップ３）。
【００５１】
ステップ３において、下地４ｂの構成元素のうち上地４ａの構成元素に含まれない元素があると判断すると、制御部８は、下地４ｂの構成元素のうち上地４ａの構成元素に含まれない元素が複数種類であるか否かを判断し（ステップ４）、複数種類であると判断した場合は、ステップ５に進んで下地４ｂのみに含まれると判定された複数種類の元素のうち、最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素を測定候補の元素として選択する。
一方、ステップ４において下地４ｂの構成元素のうち上地４ａの構成元素に含まれない元素が複数種類でないと判断した場合は、ステップ５に進むことなくステップ６に進み、制御部８は当該元素を測定候補の元素として選択する。
ステップ５又はステップ６において測定候補の元素が選択されると、制御部８は選択された測定候補の元素が上地４ａの構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発するか否かを判断する（ステップ７）。
【００５２】
ステップ７において測定候補の元素が上地４ａの構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発すると判断すると、制御部８は当該元素を測定すべき元素として確定し表示部１１に表示する（ステップ８）。なお、この実施例では、下地４ｂのみに含まれるＡｌが測定すべき元素として選択された。
ステップ８で測定すべき元素として表示された元素に対してオペレータから当該元素を測定すべき元素として承認する旨の回答がなされると（ステップ９）、制御部８は当該元素を測定できるＷＤＸ２４のチャンネルと所望のチャンネルを選択するよう促す旨のメッセージを表示部１１に表示し、オペレータに所望のチャンネルを選択させる（ステップ１０）。
一方、ステップ９においてオペレータからの承認が得られない場合は、相関測定を中止するものと判断し（ステップ２０）、一連のフローを終了する。
【００５３】
ステップ１０において、所望のチャンネルが選択されると、制御部８は特性Ｘ線の取出角度の範囲設定を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータに相関測定を実施すべき取出角度の範囲（θmax−θmin）を入力させる（ステップ１１）。
ステップ１１において相関測定を実施すべき取出角度の範囲が入力されると、制御部８は測定ステップの設定を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータに所望の測定ステップを入力させる（ステップ１２）。なお、ここで測定ステップとは特性Ｘ線の取出角度をθmaxからθminへ変化させていく際に何度ずつ取出角度を変化させていくかという角度のことである。
ステップ１２において所望の測定ステップが入力されると、制御部８は測定ステップによって変化させられる取出角度毎の測定時間の設定を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータに所望の測定時間を入力させる（ステップ１３）。
【００５４】
ステップ１３において所望の測定時間が入力されると、制御部８は駆動部３を介して試料ステージ２を駆動し、試料ステージ２を相関測定の測定開始位置に移動させる（ステップ１４）。
具体的には、図６に示されるように、制御部８は設定された取出角度の範囲のうち最大となる取出角度θmaxまで試料ステージ２を傾斜させ、さらに図７に示されるように、試料ステージ２の傾斜軸Ａと直交する方向に選択されたチャンネルのＷＤＸ２４が位置するように試料ステージ２を回転させる。
【００５５】
ステップ１４において試料ステージ２が相関測定の測定開始位置に移動させられると、制御部８はオペレータに試料４上の任意の分析点に焦点を合わせるよう促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータは光学顕微鏡５を用いて試料４上の所望の分析点に焦点を合わせる（ステップ１５）。
ステップ１５において試料４上の任意の分析点に焦点が合わせられると、制御部８は焦点が合わせられた際の試料ステージ２のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の座標を合焦位置として入力するよう促すメッセージを表示し、オペレータは合焦位置の座標を制御部８に入力する（ステップ１６）。
【００５６】
ステップ１６において合焦位置の座標が入力されると、制御部８は駆動部３を介して試料ステージ２の位置を調整し、特性Ｘ線の取出角度θmaxからθminまで測定ステップに従って順次変化させ、各取出角度において設定された測定時間だけ特性Ｘ線の強度を順次測定する相関測定を実施する（ステップ１７）。なお、この実施例ではＡｌが測定すべき元素として選択・承認されたため、Ａｌ−Ｋβ1強度とその取出角度との相関測定が行われた。
また、この相関測定が実施されている間、制御部８は分析点の焦点を維持するうえで必要となる試料ステージ２の補正移動量を合焦位置の座標に基づいて算出し、測定ステップ毎に分析点の焦点を維持するべく試料ステージ２の位置を順次補正する。
ステップ１７において相関測定が実施されると、制御部８は相関測定によって得られた特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関関係を測定結果として表示部１１に表示し（ステップ１８）、一連のフローを終了する。
【００５７】
なお、ステップ３において下地４ｂの構成元素に上地４ａの構成元素以外の元素がないと判断した場合、およびステップ７において測定候補の元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地４ａの構成元素よりも小さいと判断された場合にはステップ１９に進み、上地４ａの構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素を選択し、当該元素を対照用試料の下地に含有させるべき元素として表示部１１に表示し一連のフローを終了する。
【００５８】
ここで、対照用試料とは、下地４ｂの構成元素に上地４ａの構成元素以外の元素が含まれない場合、若しくは、下地４ｂにのみ含まれる元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーが、上地４ａの構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さい場合に、別途調整される試料のことであり、図３に示される試料４と同様に下地と上地とから構成される。
上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素を含有する対照用試料を別途調整し、この対照用試料について同様の相関測定を行うことにより、特性Ｘ線の強度と取出角度との相関関係を厳密に求めることが可能となる。
というのは、エネルギーの大きな特性Ｘ線は取出角度を小さくしていっても消失し難い性質があり、エネルギーの大きな特性Ｘ線を測定対象としてその消失角度を見出すことにより、上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度をより厳密に定義できるようになるからである。
【００５９】
ここで、上述の相関測定によって得られたＡｌ−Ｋβ1強度とその取出角度との相関関係を図８に示す。
図８に示されるように、取出角度０．３°においてＡｌ−Ｋβ1強度が消失しており、上地４ａの膜厚が３５ｎｍである場合、０．３°がＡｌ−Ｋβ1強度の消失角度であり、上地４ａの構成元素のみを選択的に分析できる取出角度であると定義することができた。
このようにして定義された取出角度０．３°により膜厚３５ｎｍの上地４ａの構成元素のみを選択的に分析できるということは、当該取出角度により試料表面から３５ｎｍの深さまで選択的な測定が可能であるということと同義であるから、この発明による上記方法によって特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となった。
【００６０】
なお、上記実施例で用いた各元素の特性Ｘ線のエネルギーの最大値は次のとおりである。
Ｇａ−Ｋβ1＝１０．２６３（ＫｅＶ）
Ｉｎ−Ｌβ2＝３．７１３（ＫｅＶ）
Ｐ−Ｋβ1＝２．１３６（ＫｅＶ）
Ａｌ−Ｋβ1＝１．５５３（ＫｅＶ）
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明の実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法に用いられる斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置の概略的な構成図である。
【図２】図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置における波長分散型Ｘ線検出器の配置を概略的に示す説明図である。
【図３】実施例で用いられる試料の概略的な構成を示す説明図である。
【図４】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を実施する際に制御部が行う一連の制御フローを示すフローチャート図である。
【図５】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を実施する際に制御部が行う一連の制御フローを示すフローチャート図である。
【図６】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において試料ステージが設定された取出角度の範囲のうち最大角度まで傾斜させられた状態を示す説明図である。
【図７】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において試料ステージが選択された所望のチャンネルのＷＤＸ（波長分散型Ｘ線検出器）へ向けて回転させられた状態を示す説明図である。
【図８】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法によって相関測定を行うことにより求められた特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置
２・・・試料ステージ
２ａ・・・Ｘ軸ステージ
２ｂ・・・Ｙ軸ステージ
２ｃ・・・Ｚ軸ステージ
２ｄ・・・回転ステージ
２ｅ・・・傾斜ステージ
３・・・駆動部
４・・・試料
４ａ・・・上地
４ｂ・・・下地
５・・・光学顕微鏡
６・・・電子線走査部
７・・・Ｘ線検出部
８・・・制御部
９・・・入力部
１０・・・二次電子検出部
１１・・・表示部
１２・・・鏡筒
１３・・・試料室
１４・・・分光室
１５・・・試料ホルダ
１６・・・電子銃
１７・・・収束レンズ
１８・・・走査コイル
１９・・・電磁対物レンズ
２０・・・光学対物レンズ
２１・・・光学反射鏡
２２・・・バスライン
２３・・・エネルギー分散型Ｘ線検出器（ＥＤＸ）
２３ａ・・・入射口
２４・・・波長分散型Ｘ線検出器（ＷＤＸ）
２５・・・分光結晶
２６・・・Ｘ線検出器
Ａ・・・傾斜軸
Ｃ・・・特性Ｘ線
Ｅ・・・電子線
Ｓ・・・二次電子
【技術分野】
【０００１】
この発明は、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法およびそれに用いられるプログラム、並びに、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置に関し、詳しくは、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法で試料の表層の構成元素のみを選択的に分析するにあたり、特性Ｘ線の取出角度と測定深さ（特性Ｘ線が検出される試料表面からの深さ）との相関を求める方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
試料の微小領域や表面の元素分析を行う分析装置として、試料に電子線を照射し、照射された微小領域や表面から励起される特性Ｘ線をＸ線検出器により検出する電子線プローブマイクロＸ線分析装置（ＥＰＭＡ）が知られている。
ＥＰＭＡは電子線を試料に照射すると、その照射領域に存在する各元素がそれぞれ固有のエネルギーや波長を有する特性Ｘ線を放出することを利用する。
電子線により励起された特性Ｘ線のエネルギースペクトラムや波長分布を分析することにより、照射領域に存在する元素を知ることができる。
【０００３】
しかし、従来のＥＰＭＡでは、例えば、試料表面上に存在する微粒子や試料表面上の厚さがマイクロメーター以下の薄層の元素を分析することは困難であった。
これは、試料から放出される特性Ｘ線には、試料内部と試料表面の微粒子または薄層との両方から放出される特性Ｘ線が含まれ、しかも試料内部から放出されるＸ線強度が、試料表面の微粒子または薄層から放出される特性Ｘ線に比べて強いので、微粒子または薄層から放出される特性Ｘ線のみを選択的に抽出して分析できないからである。
【０００４】
この点に関して、低エネルギー（低加速）の電子線を照射して試料内部への電子線の進入深度を浅くすることによって、試料表面近傍からのみ特性Ｘ線を励起させる方法が考えられる。
しかし、低エネルギー電子線の使用は検出可能な元素を限定してしまうため、例えば、検出すべき元素が未知であり全ての元素を検出対象とする必要がある場合などには適切でない。
【０００５】
シリコンなど半導体ウェハー上に存在する微粒子（異物）は、半導体デバイスの歩留まりに悪影響を及ぼすことから、微粒子の組成・発生起源を明らかににして微粒子の発生を防がねばならない。
微粒子の組成を分析しようとすれば、電子線プローブなどで微粒子や薄層に電子線を照射し、電子線により励起される特性Ｘ線を分析することとなるが、シリコンウェハーからも大量の特性Ｘ線が発生するため、微粒子のみの組成分析は困難であった。
【０００６】
このような問題の解決策として、斜出射Ｘ線測定による新しいＥＰＭＡ（以下、「斜出射ＥＰＭＡ」と呼ぶ）が提案された。
この斜出射ＥＰＭＡは、電子線の照射方向に対し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が全反射現象により試料表面から放出されない角度範囲に試料を傾斜させ、試料表面に存在する微粒子又は薄層から放出される特性Ｘ線のみを検出し分析するものである（例えば、特許文献１、特許文献２、非特許文献１および非特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２０８７０８号公報
【特許文献２】特開２００２−２８６６６１号公報
【非特許文献１】Ｋ．Ｔｓｕｊｉ ｅｔ ａｌ．，Ａｎａｌ．Ｃｈｅｍ．７１（１９９９）：２４９７−２５０１
【非特許文献２】Ｋ．Ｔｓｕｊｉ ｅｔ ａｌ．，Ｓｐｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ Ａｃｔａ Ｐａｒｔ Ｂ： Ａｔｏｍｉｃ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ５６ （２００１）：２４９７−２５０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現在、斜出射ＥＰＭＡ装置としての市販品は存在しないが、比較的容易に市販のＥＰＭＡ装置を用いて斜出射測定が可能である。
斜出射ＥＰＭＡでは、試料表面の微粒子又は薄層から放出されＸ線検出器に入射する特性Ｘ線の試料表面に対する角度（特性Ｘ線の出射角又は取出角）を制御することが重要であり、このために試料ホルダを傾斜させる方法、Ｘ線検出器（エネルギー分散型Ｘ線検出器（energy-dispersive X-ray detector:EDX）および波長分散型Ｘ線検出器（wavelength-dispersive X-ray detector:WDX））を移動させる方法、試料ステージを上下に移動させる方法などが考えられている。
【０００９】
いずれの方法を利用するにしても、上述のとおり斜出射ＥＰＭＡでは、試料表面の微粒子又は薄層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出するために特性Ｘ線の取出角度を厳密に設定することが重要である。
また、試料表面の微粒子又は薄層といってもこれらには当然のことながらそこには僅かな厚さがある。
しかしながら、斜出射ＥＰＭＡで試料表面の微粒子又は薄層の分析を行うにあたって、試料表面からどの深さを微粒子又は薄層と試料内部との境界とするかを厳密に設定することは極めて困難であった。
というのは斜出射ＥＰＭＡにおいて、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求める方法が確立されていなかったからである。
【００１０】
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることを可能とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法およびそれに用いられるプログラム、並びに、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義することを特徴とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法によれば、所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度を定義するにあたって、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出す。定義された取出角度により所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できるということは、該取出角度により所定深さの測定が可能であるということと同義であるから、この発明による上記方法によって特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法は、試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義することを特徴とする。
【００１４】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料とは試料内部としての下地と、下地の上に所定の厚さで形成された試料表層としての上地とから構成されたものを意味する。
ここで下地と上地はそれぞれ任意の構成元素で構成されていることが好ましい。
というのは、この発明は、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることを目的とするため、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたって、下地の構成元素と上地の構成元素は予め判明していることが好都合であるからである。
しかし、この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を実施するうえで、下地と上地の構成元素は必ずしも予め判明している必要はなく、この発明による上述の方法によって下地と上地の構成元素と上地の厚さが求められ、それによって特性Ｘ線の取出角度と測定深さの相関が求められてもよい。
【００１５】
また、特性Ｘ線の消失角度とは、下地から発せられる特性Ｘ線が実質的に検出されなくなる取出角度を意味し、必ずしも特性Ｘ線が全く検出されなくなる角度である必要はなく、特性Ｘ線の強度が最小となる角度であってもよい。
【００１６】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、下地の構成元素には、上地の構成元素以外に少なくとも１種類の元素Ａが含まれ、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、元素Ａから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
このような構成によれば、上地に含まれていないと予め判明している元素Ａについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことにより元素Ａの消失角度を見出すことができるので、より簡便、かつ、確実に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
なお、この発明において「相関測定」とは、ある特定の元素について、複数の取出角度で特性Ｘ線の強度を測定することにより、特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関関係を求め、求められた相関関係に基づいて特性Ｘ線の消失角度を見出すことを意味する。
【００１７】
また、下地の構成元素に上地の構成元素以外に少なくとも１種類の元素Ａが含まれている上記構成において、元素Ａの発する特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
【００１８】
このような構成によれば、より厳密に下地の構成元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出し、ひいてはより厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
というのは、エネルギーの大きな特性Ｘ線は取出角度を小さくしていっても消失し難い性質があり、エネルギーの大きな特性Ｘ線を測定対象としてその消失角度を見出すことにより、上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度をより厳密に定義できるようになるからである。
【００１９】
なお、ここで、「対照用下地」および「対照用上地」とは、試料の下地に含まれる元素Ａから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さい場合に、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度をより精度よく求めるために用意される試料とは別のものであり、これら「対照用下地」および「対照用上地」を用いることにより、上述のとおりより厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
【００２０】
また、この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、下地の構成元素には、上地の構成元素以外に２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが含まれ、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、選択した元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
【００２１】
このような構成によれば、下地の構成元素に上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが含まれている場合に、これら２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxが選択され、この元素Ｂmaxについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われるので、上地に含まれていないと予め判明している元素Ｂmaxについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことにより、より簡便、かつ、確実に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となるばかりでなく、より厳密に下地の構成元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出し、ひいてはより厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
なお、よりエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素が測定対象として好ましいのは上述のとおりである。
【００２２】
また、下地の構成元素に上地の構成元素以外に２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが含まれている上記構成において、元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
【００２３】
このような構成によれば、上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが測定対象とされるので、より厳密に下地の構成元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出し、ひいてはより厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが測定対象として好ましい理由は上述のとおりである。
【００２４】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、下地の構成元素に上地の構成元素以外の元素が含まれていないとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われてもよい。
【００２５】
このような構成によれば、上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する対照用下地と上地の構成元素からなる対照用上地が試料の代わりに用意され、大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われるので、下地の構成元素に上地の構成元素以外の元素が含まれていない場合であっても、厳密に下地の構成元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出し、厳密に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが測定対象として好ましい理由は上述のとおりである。
【００２６】
この発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料は半導体ウェハであってもよい。
このような構成によれば、半導体デバイスの基本的な構成材料である半導体ウェハについて、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることを可能としたこの発明による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を適用することができ、半導体ウェハの表層を選択的に分析する手法を提供することができる。
これにより、半導体ウェハの表面に付着した微粒子または半導体ウェハの表面に形成された薄層の発生起源を明らかにするうえで有力な手掛かりを得ることができ、半導体ウェハから得られる各種半導体デバイスの歩留まり向上に寄与することができる。
【００２７】
この発明は別の観点からみると、試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法に用いられるプログラムであって、コンピュータに、上地の構成元素を入力させる手順と、下地の構成元素を入力させる手順と、入力された下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる手順と、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる手順とを実行させることを特徴とするプログラムを提供するものでもある。
【００２８】
この発明による上記プログラムによれば、上地と下地の構成元素がそれぞれ入力された後、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素が判定され、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度が見出されるので、簡便かつ自動的に所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度を定義することが可能となり、ひいては、簡便かつ自動的に特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となる。
【００２９】
この発明による上記プログラムにおいて、下地の構成元素を入力させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない少なくとも１種類の元素Ａを入力させる手順であり、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない元素Ａを判定させる手順であり、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる前記手順は、元素Ａから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせて消失角度を見出させる手順であってもよい。
【００３０】
このような構成によれば、上地に含まれていない元素Ａが判定され、判定された元素Ａについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われるので、簡便、かつ、自動的に元素Ａから発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すことができる。
【００３１】
また、上地の構成元素に含まれない少なくとも１種類の元素Ａを入力させる手順と、上地の構成元素に含まれない元素Ａを判定させる手順を備える上記プログラムは、入力された上地と下地の構成元素について特性Ｘ線のエネルギーの大小を比較させる手順と、上地の構成元素に含まれない元素として判定された元素Ａの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときに上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを対照用下地に含有させるべき元素として選択させる手順とをさらに備えてもよい。
【００３２】
このような構成によれば、上地と下地の構成元素ついて特性Ｘ線のエネルギーの大小が比較され、上地に含まれない元素として判定された元素Ａの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときには、上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが対照用下地に含有されるべき元素として選択されるので、下地にのみ含まれる元素Ａの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さい場合に、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めるうえで的確な測定方法を示唆することができる。
【００３３】
また、この発明による上記プログラムにおいて、下地の構成元素を入力させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを入力させる手順であり、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを判定させる手順であり、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる前記手順は、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、選択された元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせて消失角度を見出させる手順であってもよい。
【００３４】
このような構成によれば、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが判定され、元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxが選択され、元素Ｂmaxについて特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定が行われるので、簡便、かつ、自動的に元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すことができる。
【００３５】
また、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを入力させる手順と、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを判定させる手順と、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせる手順を備える上記プログラムは、入力された上地と下地の構成元素について特性Ｘ線のエネルギーの大小を比較させる手順と、元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときに上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを対照用下地に含有させるべき元素として選択させる手順をさらに備えていてもよい。
【００３６】
このような構成によれば、上地と下地の構成元素ついて特性Ｘ線のエネルギーの大小が比較され、上地に含まれない元素のうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素として選択された元素Ｂmaxの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときには、上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄが対照用下地に含有されるべき元素として選択されるので、下地にのみ含まれる元素Ｂmaxの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さい場合に、特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めるうえで的確な測定方法を示唆することができる。
【００３７】
この発明はさらに別の観点からみると、試料ステージと、試料ステージを駆動する駆動部と、試料ステージに保持された試料に対して電子線を照射する電子線照射部と、試料表面から発せられる特性Ｘ線を検出するＸ線検出部と、駆動部、電子線照射部およびＸ線検出部を制御する制御部を備え、制御部は試料表層としての上地と試料内部としての下地の構成元素をそれぞれ比較して下地にのみ含まれる元素を判定し、駆動部を介して試料ステージの位置調整を行いつつ判定した元素から発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行い、判定した元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すことを特徴とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置を提供するものでもある。
なお、この発明による上記斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置において、制御部は、下地にのみ含まれる元素が複数種である場合、これらの元素のうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素を選択することが好ましい。
【００３８】
以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳細に説明する。
【実施例】
【００３９】
図１〜８に基づいて、この発明の実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法について説明する。
図１は実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法に用いられる斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置の概略的な構成図、図２は図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置における波長分散型Ｘ線検出器の配置を概略的に示す説明図である。
【００４０】
この発明の実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法は、図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置を用いて実施される。
図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１は、試料ステージ２と、試料ステージ２を駆動する駆動部３と、試料４の表面における任意の分析点に焦点を合わせるための光学顕微鏡５と、試料ステージ２に保持された試料４に対して電子線Ｅを走査するための電子線走査部（電子線照射部）６と、試料４の表面から発せられる特性Ｘ線Ｃを検出するＸ線検出部７と、駆動部３、電子線走査部６およびＸ線検出部７を制御する制御部８とを備えている。
【００４１】
図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１は、上記構成に加えて、電子線Ｅの照射を受けた試料４から発せられる二次電子Ｓを検出する二次電子検出部１０と、二次電子検出部１０によって検出された二次電子Ｓに基づいて可視化された電子顕微鏡画像を表示する表示部１１とをさらに備えている。表示部１１には電子顕微鏡画像以外にも分析結果やオペレータに対して入力を促すメッセージ等が表示される。
また、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１は、オペレータからの指示や回答を制御部８に入力するための入力部９をさらに備えている。
【００４２】
より詳しくは、斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１は、電子線走査部６が収容される鏡筒１２、試料ステージ２が収容される試料室１３、Ｘ線分光が行われる分光室１４とから主に構成されている。
試料室１３に収容される試料ステージ２は、Ｘ軸ステージ２ａ、Ｙ軸ステージ２ｂ、Ｚ軸ステージ２ｃ、回転ステージ２ｄおよび傾斜ステージ２ｅとから構成されており、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動でき、かつ、任意の方向に傾斜・回転できる構成となっている。
Ｘ軸ステージ２ａ、Ｙ軸ステージ２ｂ、Ｚ軸ステージ２ｃ、回転ステージ２ｄおよび傾斜ステージ２ｅは、駆動部３としてのパルスモータ（図示せず）でそれぞれ駆動される。
試料４は、試料ホルダ１５にセットされたうえで図示しない試料出入口から試料ステージ２上に運ばれる。
【００４３】
鏡筒１２に収容される電子線走査部６は、電子線Ｅを出射する電子銃１６と、電子銃１６から出射された電子線Ｅを収束させる収束レンズ１７と、収束レンズ１７によって収束された電子線Ｅを走査させる走査コイル１８と、電子線Ｅを細く絞って電子プローブ状にする電磁対物レンズ１９とから主に構成されている。
電磁対物レンズ１９の近傍には、光学対物レンズ２０が配置され、光学反射鏡２１によって反射された試料像は試料室１３に装着された光学顕微鏡５に入射するよう構成されている。
光学顕微鏡５は焦点調整を行う際に利用されるもので、光学顕微鏡５の焦点調整とＺ軸ステージ２ｃの移動は連動しており、光学顕微鏡５の像が鮮明になるように調整することにより試料４の高さ調整が行われる。
【００４４】
試料室１３に収容された二次電子検出部１０は、図示しない二次電子検出器および増幅器とから構成され、表示部１１は図示しない画像処理装置と表示装置とから構成され、二次電子検出器に捉えられた二次電子Ｓに基づいて形成された電子顕微鏡画像、分析結果、各種メッセージ等が表示部１１に表示される。
【００４５】
制御部８は、図示しないＩ／Ｏポート、ＣＰＵ、制御用のプログラムを格納したＲＯＭ、各種設定条件を記憶したＲＡＭ、各種ドライバ回路とから主に構成されるコンピュータであり、制御用のプログラムに基づいて試料ステージを制御する制御データを求め、求めた制御データに基づいて駆動部３を制御する。
上述の駆動部３、電子線走査部６、Ｘ線検出部７、入力部９および表示部１１は、バスライン２２を介して制御部８に接続され、制御部８の制御の下に一連の動作を行う。
また、図示しないが、鏡筒１２、試料室１３および分光室１４は真空排気装置と接続されており、制御部８は真空排気装置の制御も行う。
【００４６】
Ｘ線検出部７は、試料室１３に特性Ｘ線Ｃの入射口２３ａが突き出たエネルギー分散型Ｘ線検出器（ＥＤＸ）２３と、分光室１４に収容された波長分散型Ｘ線検出器（ＷＤＸ）２４とからなる。
なお、図１では１つのＷＤＸ２４しか示されていないが、図２に示されるようにＷＤＸ２４は試料室１３の周囲にチャンネル１（ＣＨ１）〜チャンネル５（ＣＨ５）まで５つ設けられている。
【００４７】
ＥＤＸ２３は、特性Ｘ線Ｃを検出して特性Ｘ線のエネルギーに比例したパルス電流を生みだす半導体検出器（図示せず）と、半導体検出器によって生み出されたパルス電流を選別する多チャンネル波分析器（図示せず）とから主に構成される。
一方、ＷＤＸ２４は、分光室１４に収容され特定波長のＸ線と選別（分光）する分光結晶２５と、分光結晶２５により分光されたＸ線を検出するＸ線検出器２６とから主に構成される。
ＥＤＸ２３およびＷＤＸ２４はいずれもバスライン２２に接続され、ＥＤＸ２３およびＷＤＸ２４によって検出されたデータは制御部８によって処理され、表示部１１に分析結果が表示される。
【００４８】
以下、このような斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置１を用いて行われる斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法について図３〜８に基づいて説明する。図３は試料の概略的な構成を示す説明図、図４および図５は実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を実施する際に制御部が行う一連の制御フローを示すフローチャート図、図６は試料ステージが設定された取出角度の最大角度まで傾斜させられた状態を示す説明図、図７は試料ステージが選択された所望のＷＤＸに向けて回転させられた状態を示す説明図、図８は実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法によって相関測定を行うことにより求められた特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関関係を示すグラフ図である。なお、以下の説明において引用される斜出射電子線プローブマイクロＸ線装置の各部については、適宜、図１および図２を参照されたい。
【００４９】
まず、図３に示されるような構成からなる試料４を試料ホルダ１５にセットしたうえで試料ステージ２に設置する。図３に示される試料４は、ＡｌＧａＩｎＰからなる厚さ１２００ｎｍの下地４ｂ上に、ＧａＩｎＰからなる膜厚３５ｎｍの薄膜が上地４ａとして形成されたものである。
この後は、試料４の下地４ｂのみに含まれる上地４ａ以外の構成元素について特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことになるが、この相関測定は制御部８によるガイダンスの下で自動的に行われる。以下、制御部８が行う制御フローについて図４および図５に基づいて説明する。
【００５０】
まず、制御部８は、下地４ｂの構成元素の入力を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータは下地４ｂに含まれる構成元素を制御部８に入力する（ステップ１）。次いで、制御部８は表示部１１に上地４ａの構成元素の入力を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータは上地４ａに含まれる構成元素を制御部８に入力する（ステップ２）。
オペレータによって試料４の下地４ｂと上地４ａの構成元素が入力部９を介してそれぞれ制御部８に入力されると、制御部８は下地４ｂの構成元素のうち上地４ａの構成元素に含まれない元素があるか否かを判断する（ステップ３）。
【００５１】
ステップ３において、下地４ｂの構成元素のうち上地４ａの構成元素に含まれない元素があると判断すると、制御部８は、下地４ｂの構成元素のうち上地４ａの構成元素に含まれない元素が複数種類であるか否かを判断し（ステップ４）、複数種類であると判断した場合は、ステップ５に進んで下地４ｂのみに含まれると判定された複数種類の元素のうち、最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素を測定候補の元素として選択する。
一方、ステップ４において下地４ｂの構成元素のうち上地４ａの構成元素に含まれない元素が複数種類でないと判断した場合は、ステップ５に進むことなくステップ６に進み、制御部８は当該元素を測定候補の元素として選択する。
ステップ５又はステップ６において測定候補の元素が選択されると、制御部８は選択された測定候補の元素が上地４ａの構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発するか否かを判断する（ステップ７）。
【００５２】
ステップ７において測定候補の元素が上地４ａの構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発すると判断すると、制御部８は当該元素を測定すべき元素として確定し表示部１１に表示する（ステップ８）。なお、この実施例では、下地４ｂのみに含まれるＡｌが測定すべき元素として選択された。
ステップ８で測定すべき元素として表示された元素に対してオペレータから当該元素を測定すべき元素として承認する旨の回答がなされると（ステップ９）、制御部８は当該元素を測定できるＷＤＸ２４のチャンネルと所望のチャンネルを選択するよう促す旨のメッセージを表示部１１に表示し、オペレータに所望のチャンネルを選択させる（ステップ１０）。
一方、ステップ９においてオペレータからの承認が得られない場合は、相関測定を中止するものと判断し（ステップ２０）、一連のフローを終了する。
【００５３】
ステップ１０において、所望のチャンネルが選択されると、制御部８は特性Ｘ線の取出角度の範囲設定を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータに相関測定を実施すべき取出角度の範囲（θmax−θmin）を入力させる（ステップ１１）。
ステップ１１において相関測定を実施すべき取出角度の範囲が入力されると、制御部８は測定ステップの設定を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータに所望の測定ステップを入力させる（ステップ１２）。なお、ここで測定ステップとは特性Ｘ線の取出角度をθmaxからθminへ変化させていく際に何度ずつ取出角度を変化させていくかという角度のことである。
ステップ１２において所望の測定ステップが入力されると、制御部８は測定ステップによって変化させられる取出角度毎の測定時間の設定を促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータに所望の測定時間を入力させる（ステップ１３）。
【００５４】
ステップ１３において所望の測定時間が入力されると、制御部８は駆動部３を介して試料ステージ２を駆動し、試料ステージ２を相関測定の測定開始位置に移動させる（ステップ１４）。
具体的には、図６に示されるように、制御部８は設定された取出角度の範囲のうち最大となる取出角度θmaxまで試料ステージ２を傾斜させ、さらに図７に示されるように、試料ステージ２の傾斜軸Ａと直交する方向に選択されたチャンネルのＷＤＸ２４が位置するように試料ステージ２を回転させる。
【００５５】
ステップ１４において試料ステージ２が相関測定の測定開始位置に移動させられると、制御部８はオペレータに試料４上の任意の分析点に焦点を合わせるよう促すメッセージを表示部１１に表示し、オペレータは光学顕微鏡５を用いて試料４上の所望の分析点に焦点を合わせる（ステップ１５）。
ステップ１５において試料４上の任意の分析点に焦点が合わせられると、制御部８は焦点が合わせられた際の試料ステージ２のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の座標を合焦位置として入力するよう促すメッセージを表示し、オペレータは合焦位置の座標を制御部８に入力する（ステップ１６）。
【００５６】
ステップ１６において合焦位置の座標が入力されると、制御部８は駆動部３を介して試料ステージ２の位置を調整し、特性Ｘ線の取出角度θmaxからθminまで測定ステップに従って順次変化させ、各取出角度において設定された測定時間だけ特性Ｘ線の強度を順次測定する相関測定を実施する（ステップ１７）。なお、この実施例ではＡｌが測定すべき元素として選択・承認されたため、Ａｌ−Ｋβ1強度とその取出角度との相関測定が行われた。
また、この相関測定が実施されている間、制御部８は分析点の焦点を維持するうえで必要となる試料ステージ２の補正移動量を合焦位置の座標に基づいて算出し、測定ステップ毎に分析点の焦点を維持するべく試料ステージ２の位置を順次補正する。
ステップ１７において相関測定が実施されると、制御部８は相関測定によって得られた特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関関係を測定結果として表示部１１に表示し（ステップ１８）、一連のフローを終了する。
【００５７】
なお、ステップ３において下地４ｂの構成元素に上地４ａの構成元素以外の元素がないと判断した場合、およびステップ７において測定候補の元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地４ａの構成元素よりも小さいと判断された場合にはステップ１９に進み、上地４ａの構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素を選択し、当該元素を対照用試料の下地に含有させるべき元素として表示部１１に表示し一連のフローを終了する。
【００５８】
ここで、対照用試料とは、下地４ｂの構成元素に上地４ａの構成元素以外の元素が含まれない場合、若しくは、下地４ｂにのみ含まれる元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーが、上地４ａの構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さい場合に、別途調整される試料のことであり、図３に示される試料４と同様に下地と上地とから構成される。
上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素を含有する対照用試料を別途調整し、この対照用試料について同様の相関測定を行うことにより、特性Ｘ線の強度と取出角度との相関関係を厳密に求めることが可能となる。
というのは、エネルギーの大きな特性Ｘ線は取出角度を小さくしていっても消失し難い性質があり、エネルギーの大きな特性Ｘ線を測定対象としてその消失角度を見出すことにより、上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度をより厳密に定義できるようになるからである。
【００５９】
ここで、上述の相関測定によって得られたＡｌ−Ｋβ1強度とその取出角度との相関関係を図８に示す。
図８に示されるように、取出角度０．３°においてＡｌ−Ｋβ1強度が消失しており、上地４ａの膜厚が３５ｎｍである場合、０．３°がＡｌ−Ｋβ1強度の消失角度であり、上地４ａの構成元素のみを選択的に分析できる取出角度であると定義することができた。
このようにして定義された取出角度０．３°により膜厚３５ｎｍの上地４ａの構成元素のみを選択的に分析できるということは、当該取出角度により試料表面から３５ｎｍの深さまで選択的な測定が可能であるということと同義であるから、この発明による上記方法によって特性Ｘ線の取出角度と測定深さとの相関を求めることが可能となった。
【００６０】
なお、上記実施例で用いた各元素の特性Ｘ線のエネルギーの最大値は次のとおりである。
Ｇａ−Ｋβ1＝１０．２６３（ＫｅＶ）
Ｉｎ−Ｌβ2＝３．７１３（ＫｅＶ）
Ｐ−Ｋβ1＝２．１３６（ＫｅＶ）
Ａｌ−Ｋβ1＝１．５５３（ＫｅＶ）
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】この発明の実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法に用いられる斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置の概略的な構成図である。
【図２】図１に示される斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置における波長分散型Ｘ線検出器の配置を概略的に示す説明図である。
【図３】実施例で用いられる試料の概略的な構成を示す説明図である。
【図４】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を実施する際に制御部が行う一連の制御フローを示すフローチャート図である。
【図５】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法を実施する際に制御部が行う一連の制御フローを示すフローチャート図である。
【図６】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において試料ステージが設定された取出角度の範囲のうち最大角度まで傾斜させられた状態を示す説明図である。
【図７】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において試料ステージが選択された所望のチャンネルのＷＤＸ（波長分散型Ｘ線検出器）へ向けて回転させられた状態を示す説明図である。
【図８】実施例による斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法によって相関測定を行うことにより求められた特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置
２・・・試料ステージ
２ａ・・・Ｘ軸ステージ
２ｂ・・・Ｙ軸ステージ
２ｃ・・・Ｚ軸ステージ
２ｄ・・・回転ステージ
２ｅ・・・傾斜ステージ
３・・・駆動部
４・・・試料
４ａ・・・上地
４ｂ・・・下地
５・・・光学顕微鏡
６・・・電子線走査部
７・・・Ｘ線検出部
８・・・制御部
９・・・入力部
１０・・・二次電子検出部
１１・・・表示部
１２・・・鏡筒
１３・・・試料室
１４・・・分光室
１５・・・試料ホルダ
１６・・・電子銃
１７・・・収束レンズ
１８・・・走査コイル
１９・・・電磁対物レンズ
２０・・・光学対物レンズ
２１・・・光学反射鏡
２２・・・バスライン
２３・・・エネルギー分散型Ｘ線検出器（ＥＤＸ）
２３ａ・・・入射口
２４・・・波長分散型Ｘ線検出器（ＷＤＸ）
２５・・・分光結晶
２６・・・Ｘ線検出器
Ａ・・・傾斜軸
Ｃ・・・特性Ｘ線
Ｅ・・・電子線
Ｓ・・・二次電子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義することを特徴とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項２】
下地の構成元素には、上地の構成元素以外に少なくとも１種類の元素Ａが含まれ、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、元素Ａから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項３】
元素Ａの発する特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項２に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項４】
下地の構成元素には、上地の構成元素以外に２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが含まれ、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、選択した元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項５】
元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項４に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項６】
下地の構成元素に上地の構成元素以外の元素が含まれていないとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項７】
試料が半導体ウェハであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項８】
試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法に用いられるプログラムであって、コンピュータに、上地の構成元素を入力させる手順と、下地の構成元素を入力させる手順と、入力された下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる手順と、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる手順とを実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
下地の構成元素を入力させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない少なくとも１種類の元素Ａを入力させる手順であり、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない元素Ａを判定させる手順であり、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる前記手順は、元素Ａから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせて消失角度を見出させる手順であることを特徴とする請求項８に記載のプログラム。
【請求項１０】
入力された上地と下地の構成元素について特性Ｘ線のエネルギーの大小を比較させる手順と、上地の構成元素に含まれない元素として判定された元素Ａの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときに上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを対照用下地に含有させるべき元素として選択させる手順とをさらに備える請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
下地の構成元素を入力させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを入力させる手順であり、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを判定させる手順であり、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる前記手順は、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、選択された元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせて消失角度を見出させる手順であることを特徴とする請求項８に記載のプログラム。
【請求項１２】
入力された上地と下地の構成元素について特性Ｘ線のエネルギーの大小を比較させる手順と、元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときに上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを対照用下地に含有させるべき元素として選択させる手順とをさらに備える請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
試料ステージと、試料ステージを駆動する駆動部と、試料ステージに保持された試料に対して電子線を照射する電子線照射部と、試料表面から発せられる特性Ｘ線を検出するＸ線検出部と、駆動部、電子線照射部およびＸ線検出部を制御する制御部を備え、制御部は試料表層としての上地と試料内部としての下地の構成元素をそれぞれ比較して下地にのみ含まれる元素を判定し、駆動部を介して試料ステージの位置調整を行いつつ判定した元素から発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行い、判定した元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すことを特徴とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置。
【請求項１】
試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義することを特徴とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項２】
下地の構成元素には、上地の構成元素以外に少なくとも１種類の元素Ａが含まれ、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、元素Ａから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項３】
元素Ａの発する特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項２に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項４】
下地の構成元素には、上地の構成元素以外に２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnが含まれ、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、選択した元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項５】
元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項４に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項６】
下地の構成元素に上地の構成元素以外の元素が含まれていないとき、下地から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すにあたり、上地の構成元素よりもエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｄを含有する基板または薄膜を対照用下地とし、対照用下地上に上地の構成元素からなる薄膜を対照用上地として所定厚で形成し、元素Ｄから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項７】
試料が半導体ウェハであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法。
【請求項８】
試料に電子線を照射し、試料内部から発せられる特性Ｘ線が試料表面での全反射現象により検出されない角度以下に特性Ｘ線の取出角度を設定することにより試料の表層から発せられる特性Ｘ線のみを選択的に検出する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法において、試料を試料内部としての下地と試料表層としての所定厚の上地で構成し、下地から発せられる特性Ｘ線の取出角度を所定角度から徐々に小さくして前記特性Ｘ線の消失角度を見出し、見出された消失角度を所定厚の上地の構成元素のみを選択的に分析できる取出角度として定義する斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析方法に用いられるプログラムであって、コンピュータに、上地の構成元素を入力させる手順と、下地の構成元素を入力させる手順と、入力された下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる手順と、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる手順とを実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項９】
下地の構成元素を入力させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない少なくとも１種類の元素Ａを入力させる手順であり、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない元素Ａを判定させる手順であり、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる前記手順は、元素Ａから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせて消失角度を見出させる手順であることを特徴とする請求項８に記載のプログラム。
【請求項１０】
入力された上地と下地の構成元素について特性Ｘ線のエネルギーの大小を比較させる手順と、上地の構成元素に含まれない元素として判定された元素Ａの特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときに上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを対照用下地に含有させるべき元素として選択させる手順とをさらに備える請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
下地の構成元素を入力させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを入力させる手順であり、下地の構成元素のうち上地の構成元素に含まれない元素を判定させる前記手順は、上地の構成元素に含まれない２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnを判定させる手順であり、判定された元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出させる前記手順は、２種類以上の元素Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3・・・Ｂnのうち最もエネルギーの大きな特性Ｘ線を発する元素Ｂmaxを選択し、選択された元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行わせて消失角度を見出させる手順であることを特徴とする請求項８に記載のプログラム。
【請求項１２】
入力された上地と下地の構成元素について特性Ｘ線のエネルギーの大小を比較させる手順と、元素Ｂmaxから発せられる特性Ｘ線のエネルギーが上地の構成元素から発せられる特性Ｘ線のエネルギーよりも小さいときに上地の構成元素よりも大きなエネルギーの特性Ｘ線を発する元素Ｄを対照用下地に含有させるべき元素として選択させる手順とをさらに備える請求項１１に記載のプログラム。
【請求項１３】
試料ステージと、試料ステージを駆動する駆動部と、試料ステージに保持された試料に対して電子線を照射する電子線照射部と、試料表面から発せられる特性Ｘ線を検出するＸ線検出部と、駆動部、電子線照射部およびＸ線検出部を制御する制御部を備え、制御部は試料表層としての上地と試料内部としての下地の構成元素をそれぞれ比較して下地にのみ含まれる元素を判定し、駆動部を介して試料ステージの位置調整を行いつつ判定した元素から発せられる特性Ｘ線の強度とその取出角度との相関測定を行い、判定した元素から発せられる特性Ｘ線の消失角度を見出すことを特徴とする斜出射電子線プローブマイクロＸ線分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２６１２９（Ｐ２００８−２６１２９Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１９８５２３（Ｐ２００６−１９８５２３）
【出願日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月２０日（２００６．７．２０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]