(57)【要約】      （修正有）【課題】二次イオン質量分析に関し、一次イオンビームの加速電圧のズレを正確に把握し、加速電圧の変化に依存することなく一次イオンビームの走査幅を制御する方法を提供する。【解決手段】設定加速電圧Ｖ０によって加速された一次イオンビームを、設定加速電圧Ｖ０と偏向電極に印加する電圧Ｖｄの関係式によって定まる設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）で試料の表面を走査させて発生する二次イオンビームの放出に伴うクレータの走査方向の幅ｙ及び引出電極位置における一次イオンビームのエネルギーＶ０′を実測し、実測した幅ｙとエネルギーＶ０′の関係から前記関係式に基づいて偏向電極の位置における一次イオンビームのエネルギーＶを評価し、エネルギーＶとエネルギーＶ０′の差分δＶ（＝Ｖ０′−Ｖ）を求め、クレータの走査方向の幅ｙが設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）になるように偏向電極に印加する電圧をＶｄからＶｄ′に変更する。【選択図】図１
2018081744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定した設定加速電圧Ｖ０によって加速された一次イオンビームを、前記設定加速電圧Ｖ０と偏向電極に印加する電圧Ｖｄの関係式によって定まる設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）で試料の表面を走査させて発生する二次イオンビームに放出に伴うクレータの走査方向の幅ｙ及び引出電極位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶ０′を実測し、
実測した前記クレータの走査方向の幅ｙと前記エネルギーＶ０′の関係から前記関係式に基づいて前記偏向電極の位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶを評価し、
前記評価したエネルギーＶと前記エネルギーＶ０′の差分δＶ（＝Ｖ０′−Ｖ）を求め、
前記クレータの走査方向の幅ｙが前記設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）になるように前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する二次イオン質量分析方法。
【請求項２】
前記評価したエネルギーＶと前記エネルギーＶ０′の差分δＶ（＝Ｖ０′−Ｖ）を求める際に、
前記関係式において前記エネルギーＶ０′及び前記電圧Ｖｄを一定とした条件において前記差分δＶを変化させて求めた前記設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）の標準偏差が最も小さくなる設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）を算出し、
前記設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）が得られた時の差分δＶ（計算）を用いて前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する請求項１に記載の二次イオン質量分析方法。
【請求項３】
前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する際に、
前記関係式において前記エネルギーＶ０′に前記差分δＶ（計算）を加えた電圧に対応する電圧Ｖｄ′に変更する請求項２に記載の二次イオン質量分析方法。
【請求項４】
前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する際に、
前記関係式において前記設定加速電圧Ｖ０に対応する電圧Ｖｄにｙｉｎｉ（計算）／ｙｉｎｉ（設定）を乗じた電圧Ｖｄ′に変更する請求項２に記載の二次イオン質量分析方法。
【請求項５】
前記差分δＶ（計算）を計算したのちに、
前記一次イオンビームのエネルギーと前記一次イオンビームによるスパッタリング収率との相関関係が、前記評価したエネルギーＶと前記エネルギーＶ０′の差分δＶが０の場合の前記一次イオンビームのエネルギーと前記一次イオンビームによるスパッタリング収率との相関関係と測定点において±５％の誤差範囲内で一致するか否かを判定する請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析方法。
【請求項６】
予め設定した設定加速電圧Ｖ０によって加速された一次イオンビームを、前記設定加速電圧Ｖ０と偏向電極に印加する電圧Ｖｄの関係式によって定まる設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）で試料の表面を走査させて発生する二次イオンビームに放出に伴うクレータの走査方向の幅ｙ及び引出電極位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶ０′を実測し、実測した前記クレータの走査方向の幅ｙと前記エネルギーＶ０′の関係から前記関係式に基づいて前記偏向電極の位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶを評価し、
前記関係式において前記エネルギーＶ０′及び前記電圧Ｖｄを一定とした条件において前記差分δＶを変化させて求めた前記設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）の標準偏差が最も小さくなる設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）を算出し、
前記設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）が得られた時の差分δＶ（計算）を用いて前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する処理を処理装置に実行させる二次イオン質量分析プログラム。
【請求項７】
真空処理室と、
前記真空処理室内に設置された試料ステージと、
前記試料ステージに向かって一次イオンビームを照射する一次イオン銃と、
前記一次イオンビームが試料に照射された際に発生する二次イオンビームを収集して質量分析を行う質量分析器と、
前記一次イオン銃を制御する処理装置と
を有し、
前記処理装置は請求項６に記載の二次イオン質量分析プログラムを格納している二次イオン質量分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次イオン質量分析方法、二次イオン質量分析プログラム及び二次イオン質量分析装置に関し、例えば、経時変化による一次イオンの加速電圧の設定値からのずれを補正する手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次イオン質量分析法（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＳＩＭＳ）は、加速した一次イオンを試料表面に照射し、スパッタリング現象によって試料表面から放出される粒子の内、イオン化した二次イオンを質量分析する物理分析法である。ＳＩＭＳの特徴は、スパッタリング現象により試料表面をエッチングすることによって、試料の深さ方向の元素存在情報（Ｄｅｐｔｈ Ｐｒｏｆｉｌｅ）を取得できることである。
【０００３】
図７は、イオンビーム照射系の概略的構成図である。測定に際して、イオン源で発生させた一次イオンビーム５１を、引き出し電極（図示は省略）やアパーチャー５２で目的のスパッタリング条件を付与する。所定のスパッタリング条件を付与した一次イオンビーム５１を縮小レンズ５３で集束したので、偏向電極（ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ｐｌａｔｅ）５４によって二次元的に走査して試料５５の表面にクレータを形成させる。
【０００４】
一次イオンビームを走査する目的は、一次イオンビームの場所による強度分布による深さ分解能の低下を抑制するためである。また、二次元的な元素分布を調査するためにも使用される。偏向電極を使用する場合、一次イオンビームの加速電圧Ｖ０、イオンビーム走査幅ｙｉｎｉ、一次イオンビーム走査のために偏向電極に印加する電圧Ｖｄには以下のような関係がある。
ｙｉｎｉ=（ｈＬ／２ｄ）×（Ｖｄ／Ｖ０）        ・・・（１）
したがって、
Ｖｄ＝ｙｉｎｉ（２ｄ／ｈＬ）Ｖ０          ・・・（２）
なお、ｄは偏向電極間の間隔、Ｌは偏向電極の長さ、ｈは偏向電極の中央位置から試料までの距離である。
【０００５】
通常、走査幅ｙは、測定者によって所望な値が決められ、決められたｙｉｎｉの下で（２）式に示したように、Ｖｄは照射イオンビームの加速電圧Ｖ０に比例する。したがって、幅あるいは間隔が既知であるメッシュなどを用いて、ｙｉｎｉを与えたときのＶｄとＶ０の関係をメッシュから二次イオンにより予め求めておき、測定者が用いるＶ０とｙｉｎｉによって（ＰＣなどからＶ０とｙｉｎｉを入力すると）それに相当するＶｄが印加される。つまり、測定に用いるＶ０が変わってもそれに伴ってＶｄが変更されるのでｙｉｎｉは変わることはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平０７−０３６３５１号公報
【特許文献２】実開平０７−０１６３５０号公報
【特許文献３】特開平１０−２０８６５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ＳＩＭＳ装置の使用に伴う引き出し電極やアパーチャーの汚れにより、一次イオンビームは影響を受け、試料に照射される一次イオンビームの加速電圧Ｖは設定値Ｖ０からズレてしまうことがある。
【０００８】
上述のように、ＳＩＭＳは固体試料表面の元素分布を評価する手法であるが、この設定値Ｖ０からのズレにより、式（１）の関係から一次イオンビームの走査幅ｙが設定値ｙｉｎｉからずれてしまう。例えば、Ｖ０がδＶだけ小さくなると、式（１）より下記のごとく実際の一次イオンビームの走査幅ｙは設定値ｙｉｎｉより大きくなってしまう。
ｙ=（ｈＬ／２ｄ）×（Ｖｄ／Ｖ）＝（ｈＬ／２ｄ）×（Ｖｄ／（Ｖ０-δＶ））
ｙｉｎｉ／ｙ＝（ｈＬ／２ｄ）×（Ｖｄ／Ｖ０）／｛（ｈＬ／２ｄ）×（Ｖｄ／（Ｖ０-δＶ））｝＝（Ｖ０-δＶ）／Ｖ０＝１−δＶ／Ｖ０                       ・・・（３）
【０００９】
そのため、パターンが切ってあるような、測定場所が制限された試料では、測定場所とは異なる場所を測定してしまい、分析結果の信頼性が低下するという問題がある。
【００１０】
本発明は、二次イオン質量分析装置の使用に伴う引き出し電極やアパーチャーの汚れによる一次イオンビームの加速電圧のズレδＶを正確に把握し、加速電圧の変化に依存することなく一次イオンビームの走査幅ｙを制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一つの態様では、二次イオン質量分析方法は、予め設定した設定加速電圧Ｖ０によって加速された一次イオンビームを、前記設定加速電圧Ｖ０と偏向電極に印加する電圧Ｖｄの関係式によって定まる設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）で試料の表面を走査させて発生する二次イオンビームに放出に伴うクレータの走査方向の幅ｙ及び引出電極位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶ０′を実測し、実測した前記クレータの走査方向の幅ｙと前記エネルギーＶ０′の関係から前記関係式に基づいて前記偏向電極の位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶを評価し、前記評価したエネルギーＶと前記エネルギーＶ０′の差分δＶ（＝Ｖ０′−Ｖ）を求め、前記クレータの走査方向の幅ｙが前記設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）になるように前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する。
【００１２】
他の態様では、二次イオン質量分析プログラムは、予め設定した設定加速電圧Ｖ０によって加速された一次イオンビームを、前記設定加速電圧Ｖ０と偏向電極に印加する電圧Ｖｄの関係式によって定まる設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）で試料の表面を走査させて発生する二次イオンビームに放出に伴うクレータの走査方向の幅ｙ及び引出電極位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶ０′を実測し、実測した前記クレータの走査方向の幅ｙと前記エネルギーＶ０′の関係から前記関係式に基づいて前記偏向電極の位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶを評価し、前記関係式において前記エネルギーＶ０′及び前記電圧Ｖｄを一定とした条件において前記差分δＶを変化させて求めた前記設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）の標準偏差が最も小さくなる設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）を算出し、前記設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）が得られた時の差分δＶ（計算）を用いて前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する処理を処理装置に実行させる。
【００１３】
さらに他の態様では、二次イオン質量分析装置は、真空処理室と、前記真空処理室内に設置された試料ステージと、前記試料ステージに向かって一次イオンビームを照射する一次イオン銃と、前記一次イオンビームが試料に照射された際に発生する二次イオンビームを収集して質量分析を行う質量分析器と、前記一次イオン銃を制御する処理装置とを有し、前記処理装置は上述の二次イオン質量分析プログラムを格納している。
【発明の効果】
【００１４】
一つの側面として、加速電圧の変化に依存することなく一次イオンビームの走査幅ｙを制御することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態の二次イオン質量分析方法の工程順を示すフローチャートである。
【図２】本発明の実施例１の二次イオン質量分析方法に用いる二次イオン質量分析装置の概念的構成図である。
【図３】本発明の実施例１の二次イオン質量分析方法における分析方法の説明図である。
【図４】一次イオンビームのエネルギーＶ０′とクレータサイズの関係を示した図である。
【図５】一次イオンビームのエネルギーＶ０′とスパッタリング収率の関係を示した図である。
【図６】δＶとｙｉｎｉ（計算）の相関を示した図である。
【図７】イオンビーム照射系の概略的構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここで、図１を参照して、本発明の実施の形態の二次イオン質量分析方法を説明する。図１は、本発明の実施の形態の二次イオン質量分析方法の工程順を示すフローチャートである。まず、予め設定した設定加速電圧Ｖ０によって加速された一次イオンビームを、設定加速電圧Ｖ０と偏向電極に印加する電圧Ｖｄの関係式によって定まる設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）で試料の表面を走査させて発生する二次イオンビームに放出に伴うクレータを生成する。この工程において、まず、
ステップＳ１：設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）を設定し、次いで、
ステップＳ２：設定加速電圧Ｖ０の変更回数ｎｍａｘを設定する。次いで、
ステップＳ３：ｎ回目（ｎ＝ｎ）の設定加速電圧Ｖ０ｎを設定し、クレータ作製場所Ａｎを設定する。次いで、
ステップＳ４：１次イオンビームを操作して走査方向の幅がｙｎのクレータを作製する。ステップＳ５：この時の一次イオン銃の引出電極位置での一次イオンビームのエネルギーＶ０′を実測する。次いで、
ステップＳ６：回数を１つ上げてｎ→ｎ＋１とする。次いで、
ステップＳ７：ｎ＝ｎｍａｘ？の判定を行い、ｎｍａｘに達していない場合には、ステップＳ３に戻り、ｎｍａｘに達している場合には、次のステップに進む。
【００１７】
ステップＳ８：クレータの形状（底面の辺の長さ及び深さ）を測定する。次いで、
ステップＳ９：一次イオンビームのエネルギーの実測値Ｖ０′とクレータの底面の辺の長さｙ及び深さＸ-Ｌｅｎｇｔｈからスパッタリング収率を算出する。次いで、
ステップＳ１０：スパッタリング収率が、初期値からずれているか否かを判定する。ずれていない場合には、偏向電極に印加する電圧Ｖｄを変更せず、ずれている場合には、
ステップＳ１１：一次イオンビームのエネルギーの実測値Ｖ０′とクレータの底面の辺の長さｙを用いて初期設定に用いた関係式に基づいて、ズレδＶ（＝Ｖ０′−Ｖ）とその時の走査幅ｙｉｎｉ（計算）を算出する。次いで、
ステップＳ１２：算出したズレδＶが適正であることを確認する。次いで、
ステップＳ１３：算出したズレδＶ或いは走査幅ｙｉｎｉ（計算）に基づいて、クレータの底面の辺の長さｙが設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）になるように偏向電極に印加する電圧をＶｄからＶｄ′に変更する。
【００１８】
ステップＳ１１においては、初期設定に用いた関係式においてエネルギーＶ０′及び電圧Ｖｄを一定とした条件において差分δＶを変化させて求めた設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）の標準偏差が最も小さくなる設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）を算出する。設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）が得られた時の差分δＶを差分δＶ（計算）として用いる。
【００１９】
ステップＳ１２においては、一次イオンビームのエネルギーと一次イオンビームによるスパッタリング収率との相関関係が、実測により評価したエネルギーＶとエネルギーＶ０′の差分δＶが０の場合のスパッタリング収率の相関関係と比較して判定する。ここでは、測定点において±５％の誤差範囲内で一致するか否かを判定する。
【００２０】
或いは、簡便には、予め初期段階において一次イオンビームのエネルギーＶ０′に対する実測により評価したエネルギーＶと、その条件下で作られるクレータの底面の辺の長さｙの関係を求めたデータベースとを比較した比較表を作成する。
【００２１】
比較表を作成するタイミングは、スパッタリング収率の相関関係に基づいて決定する。例えば、タイミングとしては、測定におけるスパッタリング収率が１０％以上低下した場合とする。
【００２２】
ステップＳ１３においては、初期設定に用いた関係式においてエネルギーＶ０′に差分δＶ（計算）を加えた電圧に対応する電圧Ｖｄ′に変更する。或いは、初期設定に用いた関係式においてエネルギーＶ０′に対応する電圧Ｖｄにｙｉｎｉ（計算）／ｙｉｎｉ（設定）を乗じた電圧Ｖｄ′に変更する。
【００２３】
このような二次イオン質量分析方法を実行するための二次イオン質量分析プログラムとしては、上記のステップＳ１〜ステップＳ１３を二次イオン質量分析装置に設けたコントローラに処理を実行させるようにプログラムすれば良い。
【００２４】
本発明の実施の形態の二次イオン質量分析装置としては、一般的な二次イオン質量分析装置に設ける処理装置のメモリに上述の二次イオン質量分析プログラムを格納したものとなる。
【００２５】
本発明の実施の形態においては、実測した走査幅ｙ及び引出電極通過直後の一次イオンビームのエネルギーＶ０′を用いて偏向電極の位置における一次イオンビームのエネルギー（Ｖ）を評価して設定値からのズレδＶを算出している。そして、その結果を偏向電極に印加する電圧Ｖｄ′にフィードバックしているので、精度の高い二次イオン質量分析が可能になる。
【実施例１】
【００２６】
次に、図２乃至図６を参照して、本発明の実施例１の二次イオン質量分析方法を説明する。図２は、本発明の実施例１の二次イオン質量分析方法に用いる二次イオン質量分析装置の概念的構成図である。二次イオン質量分析装置は、真空処理室２１、真空処理室２１内に設けられた試料２３を載置する試料ステージ２２、一次酸素イオンガン２４、一次セシウムイオンガン２５及び質量分析器２６を備えている。
【００２７】
また、真空処理室２１は真空排気系２７に接続されて、真空処理室２１を真空に排気する。また、一次酸素イオンガン２４、一次セシウムイオンガン２５及び質量分析器２６はコントロールユニット２８に接続されて、イオン照射条件や、質量分析条件を操作する。ここで、コントロールユニット２８は、二次イオン質量分析プログラム２９をメモリに格納している。
【００２８】
図３は、本発明の実施例１の二次イオン質量分析方法における分析方法の説明図である。コントロールユニット２８により、図１に示したフローを記述した二次イオン質量分析プログラムに沿って制御される電圧Ｖｄ′を偏向電極３１に印加して試料２３の表面を一次イオンビーム３２で走査すると二次イオン３３が放出される。この時、試料２３の表面にはクレータ３４が形成される。放出された二次イオン３３は、質量分析器２６に収集されて、ゲート回路３５により電圧Ｖｄ′の電圧波形とのタイミングを取ってカウンター３６で二次イオン３３の数が計数される。
【００２９】
次に、本発明の実施例１の二次イオン質量分析方法の具体的フローを説明する。偏向電極を使用して一次イオンビームを走査する場合、一次イオンビームの加速電圧Ｖ０と一次イオンビームの走査幅ｙｉｎｉが関連していることは既に式（１）で示している。そこで、二次イオン質量分析装置の現状を把握するため、設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）を３００μｍとして一次イオンビームの加速電圧Ｖ０を変えてクレータを形成し、形成された各クレータのサイズを段差計で測定する。この時、イオン銃に設けた引出電極通過直後のイオンビームのエネルギーＶ０′も実測する。
【００３０】
表１は、クレータのサイズ（Ｘ−Ｌｅｎｇｔｈ）、即ち、実測した走査幅ｙとともにクレータ形成に要した時間（スパッタリング時間：Ｔｉｍｅ）とクレータの深さ（Ｄｅｐｔｈ）、イオン銃に設けた引出電極通過直後の一次イオンビームのエネルギーＶ０′を併せて記述したものである。
【表１】
2018081744.tif 000003
【００３１】
図４は、一次イオンビームのエネルギーＶ０′とクレータサイズの関係を示した図である。イオンビームのエネルギーが小さくなるに従ってイオンビームの走査幅ｙ（Ｘ−Ｌｅｎｇｔｈ）が大きくなっていることがわかる。
【００３２】
ここで、加速電圧Ｖのズレが生じているか否かの判断であるが、幅あるいは間隔が既知であるメッシュなどを用いて、そのイオン像から幅あるいは間隔にズレが生じていないか見極めることもできる。しかし、表１の値を用いてスパッタリング収率から判断する方がより正確で効率的であるので、ここでは、ズレに関する判断にスパッタリング収率を用いる。
【００３３】
図５は、一次イオンビームのエネルギーＶ０′とスパッタリング収率の関係を示した図である。黒のプロットはエネルギーがずれる前、即ち、二次イオン質量分析装置を最初に用いた場合の初期状態における値をプロットしたものである。表１に示したスパッタリング効率が、黒のプロットを結ぶ相関曲線からずれている場合に、ズレが発生したと判定する。
【００３４】
その場合には、表１に示した６つのエネルギーＶ０′について、エネルギーＶ０′をＶ０、Ｘ−Ｌｅｎｇｔｈをｙとして上述の式（３）に代入し、δＶを変化させてｙｉｎｉ（計算）を求める。図６は、δＶとｙｉｎｉ（計算）の相関を示した図であり、δＶ＝９９ｅＶのときにｙｉｎｉ（計算）の標準偏差は最も小さく、
ｙｉｎｉ（計算）＝２８２．７±１．７３μｍ
を得た。
【００３５】
この結果は、実際の加速エネルギーＶは引出電極通過直後の一次イオンビームのエネルギーＶ０′よりも９９ｅＶ低く、設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）の３００μｍから約１７.３μｍ小さいｙｉｎｉ（計算）の時に、上記の式（１）の関係が成り立つことを表している。
【００３６】
再び、図５を参照すると、白丸のプロットは表１のエネルギーＶ０′からズレδＶ＝９９ｅＶを差し引いたものである。この赤のプロットは、相関曲線上に乗っているので、実際の加速電圧ＶがδＶ＝９９ｅＶだけずれていることが確認できる。
【００３７】
したがって、加速電圧Ｖの変化に依存せずに一次イオンビームを走査できる測定環境、つまり、測定者が望むイオンビーム走査幅ｙｉｎｉ（設定）を実現するためには、偏向電極に電圧Ｖｄを印加する際に、電圧をＶｄからＶｄ′に変更して印加すれば良い。ここでは、加速電圧の設定値（入力値）Ｖ０のよりもδＶ高い加速電圧Ｖに相当するＶｄ′を用いる。即ち、上記の式（２）において、
Ｖｄ′＝ｙｉｎｉ（２ｄ／ｈＬ）（Ｖ０＋δＶ）  
となるＶｄ′を偏向電極に印加すれば良い。
【００３８】
本発明の実施例１においては、実測した走査幅ｙ及び引出電極通過直後の一次イオンビームのエネルギーＶ０′を用いて偏向電極の位置における一次イオンビームのエネルギー（Ｖ）を評価して設定値からのズレδＶを算出している。そして、その結果を偏向電極に印加する電圧Ｖｄ′にフィードバックしているので、精度の高い二次イオン質量分析が可能になる。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の実施例２の二次イオン質量分析方法を説明するが、偏向電極に印加する電圧Ｖｄ′の設定方法が異なるだけであるので、最後の設定方法のみを説明する。上記の実施例１と全く同様に、加速電圧のズレを図５に示したスパッタリング収率で確認し、表１の実測結果を用いて加速電圧のズレδＶを算出する。次いで、上記の式（２）において、設定加速電圧（入力値）Ｖ０に相当するＶｄに、δＶ（計算）を求める際に計算したｙｉｎｉ（計算）とｙｉｎｉ（設定）との比率を乗じたものをＶｄ′として用いる。即ち、
Ｖｄ′＝（ｙｉｎｉ（計算）／ｙｉｎｉ（設定））×Ｖｄ 
となるＶｄ′を偏向電極に印加すれば良い。
【００４０】
本発明の実施例２においても、実測した走査幅ｙ及び引出電極通過直後の一次イオンビームのエネルギーＶ０′を用いて偏向電極の位置における一次イオンビームのエネルギー（Ｖ）を評価して設定値からのズレδＶを算出している。そして、その結果を偏向電極に印加する電圧Ｖｄ′にフィードバックしているので、精度の高い二次イオン質量分析が可能になる。
【実施例３】
【００４１】
次に、本発明の実施例３の二次イオン質量分析方法を説明するが、δＶの算出方法は上記の実施例１或いは実施例２と同様であるが、ズレδＶの発生の確認方法が異なるだけである。即ち、δＶの発生の確認は図５に示したスパッタリング収率に関する相関曲線を用いることなく、二次イオン質量分析装置の初期状態において実測によって取得したデータベースと比較により行う。以降のδＶ（計算）及びｙｉｎｉ（計算）の算出、及び、偏向電極に印加する電圧の変更は上記の実施例１或いは実施例２と同様である。
【００４２】
ここで、実施例１乃至実施例３を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）予め設定した設定加速電圧Ｖ０によって加速された一次イオンビームを、前記設定加速電圧Ｖ０と偏向電極に印加する電圧Ｖｄの関係式によって定まる設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）で試料の表面を走査させて発生する二次イオンビームに放出に伴うクレータの走査方向の幅ｙ及び引出電極位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶ０′を実測し、実測した前記クレータの走査方向の幅ｙと前記エネルギーＶ０′の関係から前記関係式に基づいて前記偏向電極の位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶを評価し、前記評価したエネルギーＶと前記エネルギーＶ０′の差分δＶ（＝Ｖ０′−Ｖ）を求め、前記クレータの走査方向の幅ｙが前記設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）になるように前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する二次イオン質量分析方法。
（付記２）前記評価したエネルギーＶと前記エネルギーＶ０′の差分δＶ（＝Ｖ０′−Ｖ）を求める際に、前記関係式において前記エネルギーＶ０′及び前記電圧Ｖｄを一定とした条件において前記差分δＶを変化させて求めた前記設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）の標準偏差が最も小さくなる設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）を算出し、前記設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）が得られた時の差分δＶ（計算）を用いて前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する付記１に記載の二次イオン質量分析方法。
（付記３）前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する際に、前記関係式において前記エネルギーＶ０′に前記差分δＶ（計算）を加えた電圧に対応する電圧Ｖｄ′に変更する付記２に記載の二次イオン質量分析方法。
（付記４）前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する際に、前記関係式において前記設定加速電圧Ｖ０に対応する電圧Ｖｄにｙｉｎｉ（計算）／ｙｉｎｉ（設定）を乗じた電圧Ｖｄ′に変更する付記２に記載の二次イオン質量分析方法。
（付記５）前記差分δＶ（計算）を計算したのちに、前記一次イオンビームのエネルギーと前記一次イオンビームによるスパッタリング収率との相関関係が、前記評価したエネルギーＶと前記エネルギーＶ０′の差分δＶが０の場合の前記一次イオンビームのエネルギーと前記一次イオンビームによるスパッタリング収率との相関関係と測定点において±５％の誤差範囲内で一致するか否かを判定する付記２乃至付記４のいずれか１に記載の二次イオン質量分析方法。
（付記６）前記評価したエネルギーＶと前記エネルギーＶ０′の差分δＶを求める際に、予め前記一次イオンビームの前記エネルギーＶ０′に対する前記評価したエネルギーＶと、その条件下で作られる前記クレータの走査方向の幅ｙの関係を求めたデータベースとを比較した比較表を作成する付記１に記載の二次イオン質量分析方法。
（付記７）前記比較表を作成するタイミングを、前記一次イオンビームのエネルギーと前記一次イオンビームによるスパッタリング収率の相関関係に基づいて決定する付記７に記載の二次イオン質量分析方法。
（付記８）予め設定した設定加速電圧Ｖ０によって加速された一次イオンビームを、前記設定加速電圧Ｖ０と偏向電極に印加する電圧Ｖｄの関係式によって定まる設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）で試料の表面を走査させて発生する二次イオンビームに放出に伴うクレータの走査方向の幅ｙ及び引出電極位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶ０′を実測し、実測した前記クレータの走査方向の幅ｙと前記設定加速電圧Ｖ０の関係から前記関係式に基づいて前記偏向電極の位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶを評価し、前記関係式において前記エネルギーＶ０′及び前記電圧Ｖｄを一定とした条件において前記差分δＶを変化させて求めた前記設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）の標準偏差が最も小さくなる設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）を算出し、前記設定走査幅ｙｉｎｉ（計算）が得られた時の差分δＶ（計算）を用いて前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する処理を処理装置に実行させる二次イオン質量分析プログラム。
（付記９）前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する処理を行う際に、前記関係式において前記エネルギーＶ０′に前記差分δＶ（計算）を加えた電圧に対応する電圧Ｖｄ′に変更する処理を前記処理装置に実行させる付記８に記載の二次イオン質量分析プログラム。
（付記１０）前記偏向電極に印加する電圧を電圧Ｖｄから電圧Ｖｄ′に変更する処理を行う際に、前記関係式において前記設定加速電圧Ｖ０に対応する電圧Ｖｄにｙｉｎｉ（計算）／ｙｉｎｉ（設定）を乗じた電圧Ｖｄ′に変更する処理を前記処理装置に実行させる付記８に記載の二次イオン質量分析プログラム。
（付記１１）予め設定した設定加速電圧Ｖ０によって加速された一次イオンビームを、前記設定加速電圧Ｖ０と偏向電極に印加する電圧Ｖｄの関係式によって定まる設定走査幅ｙｉｎｉ（設定）で試料の表面を走査させて発生する二次イオンビームに放出に伴うクレータの走査方向の幅ｙ及び引出電極位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶ０′を実測し、予め前記一次イオンビームの前記エネルギーＶ０′に対する前記偏向電極の位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶと、その条件下で作られる前記クレータの走査方向の幅ｙの関係を求めたデータベースと、前記クレータの走査方向の幅ｙと前記エネルギーＶ０′の関係とを比較して前記偏向電極の位置における前記一次イオンビームのエネルギーＶを評価し、前記偏向電極に印加する電圧Ｖｄを変更する処理を処理装置に実行させる二次イオン質量分析プログラム。
（付記１２）前記データベースと、前記クレータの走査方向の幅ｙと前記エネルギーＶ０′の関係とを比較するタイミングを、前記一次イオンビームのエネルギーと前記一次イオンビームによるスパッタリング収率の相関関係に基づいて処理装置に実行させる付記１１に記載の二次イオン質量分析プログラム。
（付記１３）前記タイミングが、測定における前記スパッタリング収率が１０％以上低下した場合である付記１２に記載の二次イオン質量分析プログラム。
（付記１４）真空処理室と、前記真空処理室内に設置された試料ステージと、前記試料ステージに向かって一次イオンビームを照射する一次イオン銃と、前記一次イオンビームが試料に照射された際に発生する二次イオンを収集して質量分析を行う質量分析器と、前記一次イオン銃を制御する処理装置とを有し、前記処理装置は付記８乃至付記１３のいずれか１に記載の二次イオン質量分析プログラムを格納している二次イオン質量分析装置。
【符号の説明】
【００４３】
２１  真空処理室
２２  試料ステージ
２３  試料
２４  一次酸素イオンガン
２５  一次セシウムイオンガン
２６  質量分析器
２７  真空排気系
２８  コントロールユニット
２９  二次イオン質量分析プログラム
３１  偏向電極
３２  一次イオンビーム
３３  二次イオン
３４  クレータ
３５  ゲート回路
３６  カウンター
５１  一次イオンビーム
５２  アパーチャー
５３  縮小レンズ
５４  偏向電極
５５  試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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