(57)【要約】【課題】試料最表面に存在する極めて薄い薄膜や極めて急峻な傾きを持つ不純物分布であっても正しい深さ方向分布に解析する。【解決手段】スパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するとともに（Ｓ４）、補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させ（Ｓ５）、深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を２n個のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にデータ補間し（Ｓ６）、データ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、Ｓ３で抽出した深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成し（Ｓ７）、作成された深さ方向分解能関数分布データと補間により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析し（Ｓ８）、デコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を実際の深さ軸に戻す（Ｓ９）。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正手段と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように前記スパッタ率補正手段により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させた深さ方向分布をデコンボリューション解析するデコンボリューション解析手段と、
を備えることを特徴とするデコンボリューション解析装置。
【請求項２】
評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布を取得する深さ方向分布取得手段と、
前記評価対象試料に対するスパッタリング法による深さ方向分析における分析歪みを表す関数である深さ方向分解能関数のパラメータを評価する関数パラメータ評価手段と、
前記深さ方向分布取得手段により取得した深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正手段と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように、前記スパッタ率補正手段により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ軸補正手段と、
この深さ軸補正手段により深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を２n個（ｎ：自然数）のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にする補間手段と、
この補間手段でデータ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、前記関数パラメータ評価手段で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する深さ方向分解能関数作成手段と、
この深さ方向分解能関数作成手段により作成された深さ方向分解能関数分布データと前記補間手段により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析する解析手段と、
この解析手段によりデコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を、実際の深さ軸に戻す深さ軸逆補正手段と、
を備えることを特徴とするデコンボリューション解析装置。
【請求項３】
前記深さ軸補正手段は、表面分析法として二次イオン質量分析法を用いた場合は、深さ軸の変化に対応させて信号強度も変化させる、
ことを特徴とする請求項２記載のデコンボリューション解析装置。
【請求項４】
前記深さ軸補正手段は、深さ方向分布の深さ軸の微分値ΔZreg.を下記式のように変化させる、
ΔZreg.＝ΔZreal／（１−exp（−ｂ×Zapp.））
ΔZreg.：深さ軸の微分値
Zreal：実際の深さ軸（ｎｍ）
Zapp.：深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸（ｎｍ）
ｂ：係数（ｎｍ-1）
ことを特徴とする請求項２記載のデコンボリューション解析装置。
【請求項５】
前記深さ軸補正手段は、信号強度Yreg.を下記式のように変化させる、
Yreg.＝Yreal×（１−exp（−ｂ×Zapp.））
Yreg.：信号強度
Yreal：実際の信号強度
Zapp.：深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸（ｎｍ）
ｂ：係数（ｎｍ-1）
ことを特徴とする請求項３記載のデコンボリューション解析装置。
【請求項６】
評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正機能と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように前記スパッタ率補正機能により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させた深さ方向分布をデコンボリューション解析するデコンボリューション解析機能と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするデコンボリューション解析プログラム。
【請求項７】
評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布を取得する深さ方向分布取得機能と、
前記評価対象試料に対するスパッタリング法による深さ方向分析における分析歪みを表す関数である深さ方向分解能関数のパラメータを評価する関数パラメータ評価機能と、
前記深さ方向分布取得機能により取得した深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正機能と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように、前記スパッタ率補正機能により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ軸補正機能と、
この深さ軸補正機能により深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を２n個（ｎ：自然数）のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にする補間機能と、
この補間機能でデータ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、前記関数パラメータ評価機能で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する深さ方向分解能関数作成機能と、
この深さ方向分解能関数作成機能により作成された深さ方向分解能関数分布データと前記補間機能により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析する解析機能と、
この解析機能によりデコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を、実際の深さ軸に戻す深さ軸逆補正機能と、
をコンピュータに実行させることを特徴とするデコンボリューション解析プログラム。
【請求項８】
前記深さ軸補正機能は、表面分析法として二次イオン質量分析法を用いた場合は、深さ軸の変化に対応させて信号強度も変化させる、
ことを特徴とする請求項７記載のデコンボリューション解析プログラム。
【請求項９】
前記深さ軸補正機能は、深さ方向分布の深さ軸の微分値ΔZreg.を下記式のように変化させる、
ΔZreg.＝ΔZreal／（１−exp（−ｂ×Zapp.））
ΔZreg.：深さ軸の微分値
Zreal：実際の深さ軸（ｎｍ）
Zapp.：深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸（ｎｍ）
ｂ：係数（ｎｍ-1）
ことを特徴とする請求項７記載のデコンボリューション解析プログラム。
【請求項１０】
前記深さ軸補正機能は、信号強度Yreg.を下記式のように変化させる、
Yreg.＝Yreal×（１−exp（−ｂ×Zapp.））
Yreg.：信号強度
Yreal：実際の信号強度
Zapp.：深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸（ｎｍ）
ｂ：係数（ｎｍ-1）
ことを特徴とする請求項８記載のデコンボリューション解析プログラム。
【請求項１１】
評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正工程と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように前記スパッタ率補正工程により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させた深さ方向分布をデコンボリューション解析するデコンボリューション解析工程と、
を含むことを特徴とするデコンボリューション解析方法。
【請求項１２】
評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布を取得する深さ方向分布取得工程と、
前記評価対象試料に対するスパッタリング法による深さ方向分析における分析歪みを表す関数である深さ方向分解能関数のパラメータを評価する関数パラメータ評価工程と、
前記深さ方向分布取得工程により取得した深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正工程と、
スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように、前記スパッタ率補正工程により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ軸補正工程と、
この深さ軸補正工程により深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を２n個（ｎ：自然数）のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にする補間工程と、
この補間工程でデータ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、前記関数パラメータ評価工程で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する深さ方向分解能関数作成工程と、
この深さ方向分解能関数作成工程により作成された深さ方向分解能関数分布データと前記補間工程により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析する解析工程と、
この解析工程によりデコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を、実際の深さ軸に戻す深さ軸逆補正工程と、
を含むことを特徴とするデコンボリューション解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属薄膜や半導体材料などの評価対象試料に対する二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光分析法（ＡＥＳ）などのスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布から真の深さを導出するためのデコンボリューション解析装置、デコンボリューション解析プログラム及びデコンボリューション解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属薄膜やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補型金属酸化物半導体）などの半導体材料中の不純物の深さ方向濃度分布の測定方法としては、表面薄膜組成の深さ方向分析方法である二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光分析法（ＡＥＳ）などが知られている。これらの表面薄膜組成の深さ方向分析方法は、概略的には、数１００ｅＶから１０数ｋｅＶまでのイオンビームを試料表面に照射し、試料表面の原子をスパッタリングすることにより、試料表面近傍に存在する元素の深さ方向分析を行っている。
【０００３】
ところが、これらの表面薄膜組成の深さ方向分析方法によれば、エネルギーを持ったイオンビームを照射することにより試料表面の原子がある深さ領域で混じりあってしまう（ミキシング効果）ため、非常に薄い膜や急峻な濃度分布を持つ不純物の深さ方向分布を正確に評価できないという問題がある。そこで、照射するイオンビームのエネルギーを低くすることが考えられるが、低いエネルギー（１ｋｅＶ以下）のイオンを用いても、極めて薄い薄膜（例えば、５ｎｍ以下の薄膜）や極めて急峻な傾きを持つ不純物分布（例えば、１ｋｅV以下のエネルギーでイオン注入された不純物元素の分布）を測定した場合には、一次イオンが試料内で引き起こすミキシング効果の影響で真の深さ方向濃度分布を得ることができない。更にイオンビームのエネルギーを下げることも考えられるが、現状ではこのエネルギーはイオン銃の性能から考えてせいぜい２００ｅＶまでしか下げることができない。また、将来的に１００ｅＶ以下のイオンビームが放出できるイオン銃が開発されても、１００ｅＶ以下のイオンではイオンスパッタリングがほとんど生じなくなるので分析することができない。
【０００４】
このような分析上の制約のため、真の、もしくは真に近い深さ方向分布を求めるためにミキシング等のイオンスパッタリングにより引き起こされる現象に関する深さ方向分解能を考慮して、測定された深さ方向分布から真の深さ方向分布を推定するデコンボリューション解析法を用いる必要が生じてきた。すなわち、測定された分布をＩ（ｚ）、分析による歪みを表す関数である深さ方向分解能関数をｇ（ｚ）、真の深さ方向分布をＸ（ｚ）とするとこれら３者の関数は以下のような式１で表される（図１２参照）。
【数１】
2006343244.tif 000003
すなわち、デコンボリューション解析法は、この深さ方向分解能関数ｇ（ｚ）を考慮してＩ（ｚ）から真の深さ方向分布Ｘ（ｚ）を推定する方法である。
【０００５】
ところで、試料表面近傍でのスパッタリング初期の現象について考えると、希ガス以外の元素を試料表面に照射した場合には、イオンとして照射した原子種が試料表面に残存するため、その濃度が一定になるまで（平衡状態に達するまで）その濃度は徐々に増加することになる。すなわち、スパッタリング初期では、試料表面での照射したイオンの原子種及び試料表面構成原子種の濃度が徐々に変化することになる。また、希ガスを照射イオン種として用いた場合でも、試料表面構成原子種が２種類以上の場合では（例えば、ＳｉＯ2，ＮｉＳｉ，ＧａＡｓなど）、照射エネルギーや入射角度などの照射条件にも依存するが、選択スパッタリングと呼ばれる現象が生じて、平衡状態に達するまでには試料表面での照射したイオンの原子種及び試料表面構成原子種の濃度が徐々に変化することになる。
【０００６】
このような試料表面構成原子種の濃度が変化する場合には、単位時間当たりにスパッタされる深さ、すなわちスパッタ率も同時に変化している。つまり、測定される深さ方向分布が、このスパッタ率の変化の影響により、実際の深さ方向分布と異なってしまうことになる。このため、表面近傍に高濃度に存在するボロン分布などをデコンボリューション解析する場合には、スパッタ率変化により歪められた深さ方向分布を正確な分布に戻してから解析しないと、間違った分布が得られることになる。
【０００７】
そこで、非特許文献１においては、酸素イオンビームにてＳｉ試料をスパッタリングした場合に、スパッタリング初期においてスパッタ率が深さ方向に変化する（最表面でスパッタ率が大きく、徐々に減少し、一定値に至る）ことを、ＭＥＩＳ（中エネルギーイオン散乱法）により評価している。具体的には、試料表面約１５ｎｍをアモルファス化させた試料にイオンを照射しながら、同時にＭＥＩＳ測定を行い、アモルファス領域の幅の減少、すなわちスパッタされた深さとイオン照射量の関係を求めている。
【０００８】
非特許文献２においては、スパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化の補正を行うことにより、スパッタ率変化により歪められた見かけの深さ方向分布を真の深さ方向分布に変換する技術が提案されている。この非特許文献２によれば、深さ方向にスパッタ率一定と見なして校正した場合の見かけの深さと実際の深さの関係を、
以下のような式２を利用して補正している。
Zreal＝Zapp.＋ａ×（１−exp（−ｂ×Zapp.））            ・・・（２）
ここで、Zrealは実際の深さ軸（ｎｍ）、Zapp.は深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸（ｎｍ）、ａ，ｂは係数（ｎｍ，ｎｍ-1）である。
【０００９】
また、二次イオン質量分析法を用いた場合には、スパッタ率変化に依存して得られる信号強度（二次イオン強度；Ｙ）も変化することから、以下のような式３で信号強度を補正する必要がある。なお、オージェ電子分光法、Ｘ線光電子分光法では式３の補正は必要ない。
Yreal＝Yapp.／（１＋ａ×ｂ×exp（−ｂ×Zapp.））         ・・・（３）
【００１０】
式２のパラメータａ，ｂを評価するには、非特許文献１のようにＭＥＩＳ測定の結果から導出してもよいし、イオン注入された試料とその試料上に基板と同一材料の膜を数ｎｍから数１０ｎｍ付けたキャップ試料の測定分布の比較から評価しても良い。後者の方法では、同一材料の膜をつけることによりイオン注入された領域でスパッタ率が一定となるため、この深さ方向分布とイオン注入だけ施した試料（キャップ膜が無い試料）の深さ方向分布を比較することにより、パラメータａ，ｂを評価することができる。
【００１１】
【非特許文献１】C.F.McConville, S.H.Al-Harthi, M.G.Dowsett, F.S.Gard, T.J.Ormsby, B.Guzman, T.C.Q.Noakes, P.Bailey, J.Vac.Sci.Technol.B20 （2002） 1690.
【非特許文献２】L.Shao, J.Liu, C.Wang, K.B.Ma, J.Zhang, J.Chen, D.Tang, S.Patel, W.K.Chu, Appl.Phys.Lett. 83（2003） 5467.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところが、例えば表面近傍に存在する高濃度ボロン分布（イオン注入法により形成）を二次イオン質量分析法により測定した後、得られたデータに対して非特許文献２の方法でスパッタ率補正を施してからデコンボリューション解析した場合に、スパッタリング初期にて物理的にあり得ない構造（表面近傍では濃度ゼロ、深さ２〜３ｎｍ付近で振動構造）を示す深さ方向分布が得られてしまうという問題がある。非特許文献２では、このピークをボロンの偏析としているが、濃度約１０ａｔ％のピークで信じられないほど高い。むしろ、このピークはデコンボリューション解析上のアーティファクトであると考えたほうが良い。これは、以下に示す理由によると考えられる。
【００１３】
スパッタリング初期の試料表面構成原子種の濃度が徐々に変化し、スパッタ率も変化している領域では、同時に深さ方向分解能関数も変化していると容易に推測できる。スパッタリングにより表面荒れが生じない分析条件を使用した場合には、深さ方向分解能関数はある深さ以上で一定の形状を保つと考えられる。最表面から深さ方向分解能が一定になるまでの深さ方向分解能の変化について検討した例は報告されていないが、この変化は以下のようになっていると予想される。スパッタリングの極初期（イオンビーム１個が始めて試料に衝突した際）では当然試料中でミキシングはほとんど起きていないので深さ方向分解能関数はデルタ関数である。スパッタリングが定常状態に入りスパッタ率が一定となった際には深さ方向分解能関数はある幅を持った形状であるため、深さ方向分解能関数はスパッタリングの極初期からスパッタ率が一定になるまでの間に変化していると考えるのが自然である。
【００１４】
つまり、表面近傍に高濃度に存在するボロン分布などをデコンボリューション解析する場合には、深さ方向分解能が変化する領域に高濃度のボロン分布が位置しているため、スパッタ率変化と併せてこの深さ方向分解能変化を考慮してデコンボリューション解析しないと、間違った分布が得られることになる。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、試料最表面に存在する極めて薄い薄膜（例えば、５ｎｍ以下の薄膜）や極めて急峻な傾きを持つ不純物分布（例えば、１ｋｅＶ以下のエネルギーでイオン注入された不純物元素の分布）であっても正しい深さ方向分布に解析することができるデコンボリューション解析装置、デコンボリューション解析プログラム及びデコンボリューション解析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のデコンボリューション解析装置は、評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正手段と、スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように前記スパッタ率補正手段により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させた深さ方向分布をデコンボリューション解析するデコンボリューション解析手段と、を備える。
【００１７】
また、本発明のデコンボリューション解析装置は、評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布を取得する深さ方向分布取得手段と、前記評価対象試料に対するスパッタリング法による深さ方向分析における分析歪みを表す関数である深さ方向分解能関数のパラメータを評価する関数パラメータ評価手段と、前記深さ方向分布取得手段により取得した深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正手段と、スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように、前記スパッタ率補正手段により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ軸補正手段と、この深さ軸補正手段により深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を２n個（ｎ：自然数）のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にする補間手段と、この補間手段でデータ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、前記関数パラメータ評価手段で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する深さ方向分解能関数作成手段と、この深さ方向分解能関数作成手段により作成された深さ方向分解能関数分布データと前記補間手段により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析する解析手段と、この解析手段によりデコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を、実際の深さ軸に戻す深さ軸逆補正手段と、を備える。
【００１８】
また、本発明のデコンボリューション解析プログラムは、評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正機能と、スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように前記スパッタ率補正機能により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させた深さ方向分布をデコンボリューション解析するデコンボリューション解析機能と、をコンピュータに実行させる。
【００１９】
また、本発明のデコンボリューション解析プログラムは、評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布を取得する深さ方向分布取得機能と、前記評価対象試料に対するスパッタリング法による深さ方向分析における分析歪みを表す関数である深さ方向分解能関数のパラメータを評価する関数パラメータ評価機能と、前記深さ方向分布取得機能により取得した深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正機能と、スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように、前記スパッタ率補正機能により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ軸補正機能と、この深さ軸補正機能により深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を２n個（ｎ：自然数）のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にする補間機能と、この補間機能でデータ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、前記関数パラメータ評価機能で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する深さ方向分解能関数作成機能と、この深さ方向分解能関数作成機能により作成された深さ方向分解能関数分布データと前記補間機能により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析する解析機能と、この解析機能によりデコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を、実際の深さ軸に戻す深さ軸逆補正機能と、をコンピュータに実行させる。
【００２０】
また、本発明のデコンボリューション解析方法は、評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正工程と、スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように前記スパッタ率補正工程により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させた深さ方向分布をデコンボリューション解析するデコンボリューション解析工程と、を含む。
【００２１】
また、本発明のデコンボリューション解析方法は、評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布を取得する深さ方向分布取得工程と、前記評価対象試料に対するスパッタリング法による深さ方向分析における分析歪みを表す関数である深さ方向分解能関数のパラメータを評価する関数パラメータ評価工程と、前記深さ方向分布取得工程により取得した深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するスパッタ率補正工程と、スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように、前記スパッタ率補正工程により補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ軸補正工程と、この深さ軸補正工程により深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を２n個（ｎ：自然数）のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にする補間工程と、この補間工程でデータ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、前記関数パラメータ評価工程で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する深さ方向分解能関数作成工程と、この深さ方向分解能関数作成工程により作成された深さ方向分解能関数分布データと前記補間工程により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析する解析工程と、この解析工程によりデコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を、実際の深さ軸に戻す深さ軸逆補正工程と、を含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正し、かつスパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張して、デコンボリューション解析することにより、試料最表面に存在する極めて薄い薄膜（例えば、５ｎｍ以下の薄膜）や極めて急峻な傾きを持つ不純物分布（例えば、１ｋｅＶ以下のエネルギーでイオン注入された不純物元素の分布）であっても正しい深さ方向分布に解析することができるので、金属薄膜や半導体材料などの評価対象試料を正しく評価することができるようになるため、その研究開発の効率を上げることができるという効果を奏する。例えば、浅い拡散層と呼ばれるシリコン試料にイオン注入された不純物（例えば、ボロン、ヒ素、リンなど）の分布は試料表面近傍に高濃度に存在しており、本発明を用いることにより、正確なイオン注入分布を得ることができる。
【００２３】
本発明によれば、取得した評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するとともに、補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させ、深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を２n個のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にデータ補間し、データ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成し、作成された深さ方向分解能関数分布データと補間により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析し、デコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を実際の深さ軸に戻す。これにより、試料最表面に存在する極めて薄い薄膜（例えば、５ｎｍ以下の薄膜）や極めて急峻な傾きを持つ不純物分布（例えば、１ｋｅＶ以下のエネルギーでイオン注入された不純物元素の分布）であっても正しい深さ方向分布に解析することができるので、金属薄膜や半導体材料などの評価対象試料を正しく評価することができるようになるため、その研究開発の効率を上げることができるという効果を奏する。例えば、浅い拡散層と呼ばれるシリコン試料にイオン注入された不純物（例えば、ボロン、ヒ素、リンなど）の分布は試料表面近傍に高濃度に存在しており、本発明を用いることにより、正確なイオン注入分布を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるデコンボリューション解析装置、デコンボリューション解析プログラム及びデコンボリューション解析方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００２５】
本発明の実施の一形態を図１ないし図１１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の一形態にかかるデコンボリューション解析装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、デコンボリューション解析装置１は、例えばパーソナルコンピュータやワークステーションであり、コンピュータの主要部であって各部を集中的に制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）２を備えている。このＣＰＵ２には、ＢＩＯＳなどを記憶した読出し専用メモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）３と、各種データを書換え可能に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）４とがバス５で接続されている。
【００２６】
さらにバス５には、各種のプログラム等を格納するＨＤＤ（Hard Disk Drive）６と、配布されたプログラムであるコンピュータソフトウェアを読み取るための機構としてＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ７を読み取るＣＤ−ＲＯＭドライブ８と、デコンボリューション解析装置１とネットワーク９との通信を司る通信制御装置１０と、解析時の各種操作指示を行うキーボードやマウスなどの入力装置１１と、解析結果等を表示するＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示装置１２とが、図示しないＩ／Ｏを介して接続されている。
【００２７】
ＲＡＭ４は、各種データを書換え可能に記憶する性質を有していることから、ＣＰＵ２の作業エリアとして機能してバッファ等の役割を果たす。
【００２８】
図１に示すＣＤ−ＲＯＭ７は、この発明の記憶媒体を実施するものであり、ＯＳ（Operating System）や各種のプログラムが記憶されている。ＣＰＵ２は、ＣＤ−ＲＯＭ７に記憶されているプログラムをＣＤ−ＲＯＭドライブ８で読み取り、ＨＤＤ６にインストールする。
【００２９】
なお、記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ７のみならず、ＤＶＤなどの各種の光ディスク、各種光磁気ディスク、フレキシブル・ディスクなどの各種磁気ディスク等、半導体メモリ等の各種方式のメディアを用いることができる。また、通信制御装置１０を介してインターネットなどのネットワーク９からプログラムをダウンロードし、ＨＤＤ６にインストールするようにしてもよい。この場合に、送信側のサーバでプログラムを記憶している記憶装置も、この発明の記憶媒体である。なお、プログラムは、所定のＯＳ（Operating System）上で動作するものであってもよいし、その場合に後述の各種処理の一部の実行をＯＳに肩代わりさせるものであってもよいし、所定のアプリケーションソフトやＯＳなどを構成する一群のプログラムファイルの一部として含まれているものであってもよい。
【００３０】
このシステム全体の動作を制御するＣＰＵ２は、このシステムの主記憶として使用されるＨＤＤ６上にロードされたプログラムに基づいて各種処理を実行する。
【００３１】
次に、デコンボリューション解析装置１のＨＤＤ６にインストールされている各種のプログラムがＣＰＵ２に実行させる機能のうち、本実施の形態のデコンボリューション解析装置１が備える特長的な機能について説明する。ここでは、デコンボリューション解析プログラムがＣＰＵ２に実行させるデコンボリューション解析機能について説明する。デコンボリューション解析機能は、概略的には、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光分析法（ＡＥＳ）などにより測定された深さ方向濃度分布に対してデコンボリューション解析を行うものである。
【００３２】
ここで、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光分析法（ＡＥＳ）などの表面薄膜組成の深さ方向分析方法について簡単に説明する。
【００３３】
二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）は、照射数１００ｅＶから１０数ｋｅＶまでの一次イオンと呼ばれるイオンビームを試料表面に照射し、試料表面でスパッタ現象により放出される二次イオンを質量分析・検出することにより、試料表面の元素の深さ分析を行うものである。このときのイオン種は、酸素、フッ素、塩素、炭素、セシウム、ルビジウム、カリウム、ガリウム、金、ビスマス、ゲルマニウム、インジウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、オスミウム、イリジウム、ロジウム、ルテニウムのいずれかを含む単体もしくは分子もしくはクラスターであればよい。
【００３４】
Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）やオージェ電子分光分析法（ＡＥＳ）は、スパッタされた面に電子もしくはＸ線を照射してオージェ電子もしくは光電子を励起させ、それらの電子エネルギー分別・検出することにより試料表面の元素の深さ分析を行うものである。
【００３５】
次に、デコンボリューション解析装置１のＣＰＵ２が実行するデコンボリューション解析処理について説明する。ここで、図２はデコンボリューション解析処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すように、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）、オージェ電子分光分析法（ＡＥＳ）のいずれかによる試料表面の元素の深さ分析により得られた分析データを取得する（ステップＳ１）。ここで、取得されるデータの横軸はスパッタ時間、縦軸は信号強度となっている。ここに、深さ方向分布取得手段の機能が実行される。
【００３６】
続くステップＳ２では、ステップＳ１で取得した深さ方向分布の横軸（スパッタ時間）を深さに変化させる。
【００３７】
この深さ校正のために、スパッタリングにより得られたクレータ深さを触針式深さ計で測定してもよいし、デルタ層間の深さ間隔が既知の多層デルタ試料を測定してもよい。なお、クレータ深さが５０ｎｍ以下の場合は触針式深さ計の精度が悪いので、後者を用いたほうが良い。後者を用いる場合には、多層デルタ試料と測定対象試料の組成が同じであり、かつスパッタリング時のスパッタ条件を全く同一にする必要がある。触針式深さ計により得られたクレータ深さを用いて深さ校正するには、スパッタリングに要した時間と深さから平均スパッタ率（深さ／時間）を算出し、その値を各データ点のスパッタ時間に乗じることにより、各データ点での分析深さを得ることができる。多層デルタ試料のデータを用いて深さ校正するには、多層デルタ試料の分析データのデルタ層間のスパッタ時間と既知の深さ間隔からスパッタ率を算出し、その値を各データ点のスパッタ時間に乗じることにより、各データ点での分析深さを得ることができる。
【００３８】
続くステップＳ３では、深さ方向分解能関数のパラメータを評価する。ここに、関数パラメータ評価手段の機能が実行される。深さ方向分解能関数のパラメータを評価するには、測定により得られる分布形状がそのまま深さ方向分解能関数となるデルタドープ試料の測定データを深さ方向分解能関数（例えば、文献（M.G.Dowsett, R.D.Barlow, P.N.Allen, J.Vac.Sci.Technol. B12（1994） 186. ）が提案した深さ方向分解能関数）でフィッティングすればよい。特定の試料（例えば、シリコン中のボロン）を特定の測定条件（例えば、二次イオン質量分析法で５００ｅＶの酸素イオン（入射角０°）を用いてスパッタする場合）で分析する場合には、その際の深さ方向分解能パラメータが文献（例えば、D.P.Chu, M.G.Dowsett, Phys.Rev.B56 （1997） 15167.）で知られているのでそれを用いてもよい。
【００３９】
続くステップＳ４では、スパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化の補正を行うスパッタ率補正処理を実行する。スパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化の補正を行うことにより、スパッタ率変化により歪められた見かけの深さ方向分布を真の深さ方向分布に変換することができる。ここに、スパッタ率補正手段の機能が実行される。
【００４０】
スパッタ率補正処理は、背景技術で述べた非特許文献２に記載の方法を用いることができる。非特許文献２によれば、スパッタ率の変化によるスパッタ率一定と見なした場合の見かけの深さと実際の深さの関係を、
以下のような式２を利用して補正している。
Zreal＝Zapp.＋ａ×（１−exp（−ｂ×Zapp.））             ・・・（２）
ここで、Zrealは実際の深さ軸（ｎｍ）、Zapp.は深さ方向にスパッタ率一定と仮定して校正したみかけの深さ軸（ｎｍ）、ａ，ｂは係数（ｎｍ，ｎｍ-1）である。なお、スパッタ率の変化の補正式は、式２に限るものではない。
【００４１】
また、二次イオン質量分析法を用いた場合には、スパッタ率変化に依存して得られる信号強度（二次イオン強度；Ｙ）も変化することから、以下のような式３で信号強度を補正する必要がある。
Yreal＝Yapp.／（１＋ａ×ｂ×exp（−ｂ×Zapp.））         ・・・（３）
なお、オージェ電子分光法、Ｘ線光電子分光法では式３の補正は必要ない。
【００４２】
式２のパラメータａ，ｂを評価するには、非特許文献１のようにＭＥＩＳ測定の結果から導出してもよいし、イオン注入された試料とその試料上に基板と同一材料の膜を数ｎｍから数１０ｎｍ付けたキャップ試料の測定分布の比較から評価しても良い。後者の方法では、同一材料の膜をつけることによりイオン注入された領域でスパッタ率が一定となるため、この深さ方向分布とイオン注入だけ施した試料（キャップ膜が無い試料）の深さ方向分布を比較することにより、パラメータａ，ｂを評価することができる。
【００４３】
続くステップＳ５では、深さ方向分布の深さ軸を伸張させる深さ方向分解能一定みなし処理を行う。このように深さ方向分布の深さ軸を伸張させるのは、スパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化を見かけ上変わらなくなるようにするためである。以下において、深さ方向分解能一定みなし処理について詳述する。
【００４４】
スパッタリングの極初期（イオンビーム１個が始めて試料に衝突した際）では、当然試料中でミキシングはほとんど起きていないので深さ方向分解能関数はデルタ関数であり、スパッタリングが定常状態に入りスパッタ率が一定となった際には深さ方向分解能関数はある幅を持った形状であるため、深さ方向分解能関数はスパッタリングのはじめからスパッタ率が一定になるまでの間に変化していると考えられる。しかし、実際には深さ方向分解能関数を深さに応じて変化させながらデコンボリューション解析を行うことはできない。このため、深さ方向分解能関数を変化させる代わりに、スパッタ率補正を行った深さ方向分布の横軸を深さ方向分解能関数の変化に合わせて伸張させることにした。すなわち、深さ方向に深さ方向分解能関数を一定とみなすことができるようデータの横軸を伸張させるものである。ここに、深さ軸補正手段の機能が実行される。このとき、深さ方向分布データの横軸の微分値Δｚがスパッタ率と同様に、以下に示す式４のように変化すると仮定した。
ΔZreg.＝ΔZreal／（１−exp（−ｂ×Zapp.））             ・・・（４）
また、分析法に二次イオン質量分析法を用いた場合は、横軸が変化する場合には信号強度の積算値が同じである必要があるため、以下に示す式５のように縦軸の信号強度も変化させる。
Yreg.＝Yreal×（１−exp（−ｂ×Zapp.））                 ・・・（５）
ここで、ΔZreg.、Yreg.は、深さ方向分解能関数一定みなしデータにおける横軸の微分値、縦軸の信号強度である。この式４，５におけるパラメータｂは、非特許文献１のようにＭＥＩＳ測定の結果から導出してもよいし、イオン注入された試料とその試料上に基板と同一材料の膜を数ｎｍから数１０ｎｍ付けたキャップ試料の測定分布の比較から評価しても良い。なお、深さ方向分解能変化を見かけ上変わらなくなるように深さ方向分布の深さ軸を伸張させる式は、式４に限るものではない。
【００４５】
このように、式２、式４（二次イオン質量分析法を分析法として利用する場合は式３、式５も利用）を利用することにより、スパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化の補正を行い、さらにスパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化を見かけ上変わらなくなるように深さ方向分布の深さ軸を伸張させることができる。もちろん、測定対象となる材料の種類、測定に用いるイオンの種類、照射条件（エネルギー、入射角）によって、スパッタ率変化の補正方法や深さ方向分布の深さ軸の伸張方法は代えても良い。
【００４６】
続くステップＳ６では、データ補間処理を行う。ステップＳ５で深さ方向分解能一定みなし処理を実行した深さ方向分布では、この深さ方向分布を構成するデータ点の深さ間隔が一定ではなくなっている。後述するデコンボリューション解析処理は一般にフーリエ空間で計算が行われるため、深さ方向分布を構成するデータ点間の距離が等間隔でかつデータ点数が２n個（ｎ：２，３，４，５，６，７，８，９，１０，・・・・）でなければならない。このため、２n個のデータ点を持った深さ方向分布データへの補間処理（２n個のデータ点間の距離を等間隔にする処理）を行う必要がある。ここに、補間手段の機能が実行される。
【００４７】
続くステップＳ７では、ステップＳ３で求めた深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成する。このときのデータ点間の距離およびデータ数は、ステップＳ６で作成した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数と同じにしなくてはならない。ここに、深さ方向分解能関数作成手段の機能が実行される。
【００４８】
続くステップＳ８では、最大エントロピー法（ＭＥＭ法）やフーリエ変換法によるデコンボリューション解析法を用いて、ステップＳ７で求めた深さ方向分解能関数分布データとステップＳ６で求めた深さ方向分布からデコンボリューション解析結果を求める。ここに、解析手段の機能が実行される。このとき、深さ方向分解能関数の原点位置をこの関数の重心位置として、デコンボリューション解析する必要がある。
【００４９】
続くステップＳ９では、深さ方向分解能一定みなし逆補正処理を実行する。デコンボリューション解析で得られたデータの横軸は深さ方向分解能関数を一定と見なせるよう伸張させられた状態であるため、実際の深さ軸に戻す必要があるためである。より詳細には、以下に示す式６の関係により、ΔZreg.をΔZrealに変換することができる。
ΔZreal＝ΔZreg.×（１−exp（−ｂ×Zapp.））             ・・・（６）
また、分析法に二次イオン質量分析法を用いた場合には、縦軸も変換する必要があるので、式７の関係により、Yreg. をYrealに変換することができる。
Yreal＝Yreg.／（１−exp（−ｂ×Zapp.））                 ・・・（７）
これにより、真の深さ方向分布が得られる。ここに、深さ軸逆補正手段の機能が実行される。
【００５０】
最後にステップＳ１０では、濃度変換係数である相対感度係数を濃度既知の標準試料から求め、その係数を使ってステップＳ９で求めた真の深さ方向分布を真の深さ方向濃度分布に変換する。すなわち、深さ方向分布の縦軸を濃度に変換することにより、真の深さ方向濃度分布を取得することができる。なお、この濃度変換は必要に応じて行うものであり、実施しなくても良い。
【００５１】
ここで、図３は上述した一連のデコンボリューション解析処理における深さ方向分布データの横軸（深さ軸）の変化を示したものである。
【００５２】
このように本実施の形態によれば、評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正し、かつスパッタリング初期における深さ方向への深さ方向分解能変化が見かけ上変わらなくなるように補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張して、デコンボリューション解析する。より詳細には、取得した評価対象試料に対するスパッタリングを用いた表面分析法による深さ方向分析結果としての深さ方向分布をスパッタリング初期における深さ方向へのスパッタ率変化に基づいて補正するとともに、補正された深さ方向分布の深さ軸を伸張させ、深さ軸を伸張させられた深さ方向分布に対し、深さ方向分布を２n個のデータ点で構成し、かつ、各データ間の距離を等間隔にデータ補間し、データ補間した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数に合わせて、深さ方向分解能関数パラメータを用いて深さ方向分解能関数の分布データを作成し、作成された深さ方向分解能関数分布データと補間により求めた深さ方向分布とに基づいてデコンボリューション解析し、デコンボリューション解析されたデータの伸張されている深さ軸を実際の深さ軸に戻す。これにより、試料最表面に存在する極めて薄い薄膜（例えば、５ｎｍ以下の薄膜）や極めて急峻な傾きを持つ不純物分布（例えば、１ｋｅＶ以下のエネルギーでイオン注入された不純物元素の分布）であっても正しい深さ方向分布に解析することができるので、金属薄膜や半導体材料などの評価対象試料を正しく評価することができるようになるため、その研究開発の効率を上げることができる。例えば、浅い拡散層と呼ばれるシリコン試料にイオン注入された不純物（例えば、ボロン、ヒ素、リンなど）の分布は試料表面近傍に高濃度に存在しており、本発明を用いることにより、正確なイオン注入分布を得ることができる。
【実施例】
【００５３】
（実施例１）
この実施例１では、Ｓｉ（シリコン）半導体にエネルギー０．２ｋｅＶ、ドーズ量１Ｅ１５ｃｍ-2の条件にて11Ｂ（質量数１１のボロン）をイオン注入した試料を準備した。このイオン注入試料を、二次イオン質量分析装置により、一次イオン：Ｏ2+ ３５０ｅＶ、入射角０度の条件で測定を行ったところ、ボロンの深さ方向分布（縦軸が二次イオン強度、横軸がスパッタ時間）が得られた。この分析データをデコンボリューション解析装置１に入力し、デコンボリューション解析プログラムによりデータ処理を実行させる（図２のステップＳ１）。
【００５４】
同一測定条件にて、深さ間隔が５ｎｍの多層デルタ試料（シリコンにボロンを多層にデルタドープした試料）を測定し、この試料の測定結果から得られたスパッタ率（０．０２０ｎｍ／ｓｅｃ）を用いて、前述のイオン注入試料の測定結果の横軸をスパッタ時間から深さに変換する。この結果を図４に示す。次いで、シリコンにボロンの単層デルタドープを施した試料を前述と同じ条件で測定し、前述のスパッタ率を用いて深さ校正する（図２のステップＳ２）。この結果を図５に示す。
【００５５】
図５に示す深さ方向分布を文献（M.G.Dowsett, R.D.Barlow, P.N.Allen, J.Vac.Sci.Technol. B12（1994） 186.）が提案した深さ方向分解能関数である以下の式８によりフィッティングし、深さ方向分解能関数パラメータである減衰長λｄとガウス幅σ（λd：０．６２ｎｍ、σ：０．２９ｎｍ）を抽出する（図２のステップＳ３）。
Ｒ（ｚ）＝Ａ＊（１＋erfξ1）exp−[ｚ／λｄ−０．５（σ／λｄ）2] ・・・（８）
ここで、ξ1＝（ｚ／σ−σ／λｄ）／√２
ただし、もともとの式では増加長λｇの項も含まれているが、文献（D.P.Chu, M.G.Dowsett, Phys.Rev.B56 （1997） 15167.）によるとλｇは０であるとしているため、式８ではλｇを除いて表記している。
【００５６】
次いで、式２を用いてスパッタ率変化により歪んだ見かけの深さを真の深さに変換し、式３を用いてスパッタ率変化に依存して変化する二次イオン強度を補正する（図２のステップＳ４）。この補正により得られた深さ方向分布を図６に示す。
【００５７】
次いで、深さ方向への深さ方向分解能変化を見かけ上変わらなくなるようにするため、式４を用いて深さ方向分布の深さ軸を伸張させ、式５を深さ軸の伸張に依存して変化する二次イオン強度を補正する（図２のステップＳ５）。この補正により得られた深さ方向分布を図７に示す。
【００５８】
次いで、図７に示した深さ方向分布データのデータ点間距離がそれぞれ同じで、かつその点数が５１２点となるように、データ補間処理を行う（図２のステップＳ６）。
【００５９】
次いで、ステップＳ３で抽出した深さ方向分解能関数パラメータ、減衰長λｄとガウス幅σ（λｄ：０．６２ｎｍ、σ：０．２９ｎｍ）を用いて、深さ方向分解能関数の分布データを作成する（図２のステップＳ７）。このとき、データ点間の距離およびデータ数は、先に作成した深さ方向分布のデータ点間距離およびデータ数（５１２点）と同じにする。この処理により得られた深さ方向分解能関数の分布データを図８に示す。
【００６０】
次いで、最大エントロピー法（ＭＥＭ法）に基づくデコンボリューション解析法を用いて、ステップＳ７で作成した深さ方向分解能関数データとステップＳ６でデータ補間処理を行った深さ方向分布データからデコンボリューション解析結果を求める（図２のステップＳ８）。このとき、深さ方向分解能関数の原点位置をこの関数の重心位置としてデコンボリューション解析する。
【００６１】
次いで、デコンボリューション解析で得られたデータの横軸を実際の深さ軸に戻すため、式６の関係を用いて横軸の深さ軸を変換し、式７の関係を用いて縦軸の信号強度を変換する（図２のステップＳ９）。これにより、真の深さ方向分布が得られることになる。
【００６２】
最後に、濃度変換係数である相対感度係数を標準試料（ボロン濃度が５．０Ｅ１８ｃｍ-3であるボロンドープ試料）から求め、この係数を使って先に求めた真の深さ方向分布を真の深さ方向濃度分布に変換する（図２のステップＳ１０）。この濃度校正により得られた深さ方向濃度分布を図９に示す。
【００６３】
図９に示す分布は理想的なイオン注入分布を示しており、また裏面二次イオン質量分析法（試料の裏側の大部分を削り取り、裏側方向から分析する手法で、ミキシング効果の影響を受けにくく真に近い分布が得られる）で測定した結果と良く一致した。このため、得られた分布は真もしくは真に近い分布だと考えられる。
【００６４】
（比較例１）
実施例１の二次イオン質量分析で得た深さ方向分布をスパッタ率補正処理、深さ方向分解能一定見なし処理を施さないでデコンボリューションした結果を図１０に示す。イオン注入分布にとって物理的にあり得ない振動構造を持つ分布を示しており、このデコンボリューション解析結果が正しくないということが判る。
【００６５】
（比較例２）
実施例１の二次イオン質量分析で得た深さ方向分布をスパッタ率補正処理だけ施し、深さ方向分解能一定見なし処理を施さないでデコンボリューションした結果を図１１に示す。深さ方向分布のテイル部は実施例１の結果とほぼ同じであるが、表面近傍では濃度がゼロで、深さ２〜３ｎｍの領域では深さ方向分布が異常な振動構造を見せており、このデコンボリューション解析結果が正しくないということが判る。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施の一形態にかかるデコンボリューション解析装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図２】デコンボリューション解析処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】デコンボリューション解析処理における深さ方向分布データの横軸（深さ軸）の変化を示す説明図である。
【図４】11Ｂ（質量数１１のボロン）をイオン注入した試料の測定結果の横軸をスパッタ時間から深さに変換した深さ方向分布を示すグラフである。
【図５】ボロンの単層デルタドープを施した試料の測定結果の横軸をスパッタ時間から深さに変換した深さ方向分布を示すグラフである。
【図６】図４の深さ方向分布に対してスパッタ率補正を行った深さ方向分布を示すグラフである。
【図７】深さ方向への深さ方向分解能変化を見かけ上変わらなくなるようにするために深さ方向分布の深さ軸を伸張させ、深さ軸の伸張に依存して変化する二次イオン強度を補正した深さ方向分布を示すグラフである。
【図８】深さ方向分解能関数の分布データを示すグラフである。
【図９】濃度校正により得られた深さ方向濃度分布を示すグラフである。
【図１０】深さ方向分布をスパッタ率補正処理、深さ方向分解能一定見なし処理を施さないでデコンボリューションした結果を示すグラフである。
【図１１】深さ方向分布をスパッタ率補正処理だけ施し、深さ方向分解能一定見なし処理を施さないでデコンボリューションした結果を示すグラフである。
【図１２】測定された深さ方向分布から真の深さ方向分布を推定するデコンボリューション解析法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６７】
１      デコンボリューション解析装置
２      ＣＰＵ
３      ＲＯＭ
４      ＲＡＭ
５      バス
６      ＨＤＤ
７      ＣＤ−ＲＯＭ
８      ＣＤ−ＲＯＭドライブ
９      ネットワーク
１０    通信制御装置
１１    入力装置
１２    表示装置
【図１】
2006343244.tif 000004
【図２】
2006343244.tif 000005
【図３】
2006343244.tif 000006
【図４】
2006343244.tif 000007
【図５】
2006343244.tif 000008
【図６】
2006343244.tif 000009
【図７】
2006343244.tif 000010
【図８】
2006343244.tif 000011
【図９】
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【図１０】
2006343244.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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