(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向板に走査電圧を印加することにより、試料の所定の領域に一次イオンを走査して入射させ、前記試料より放出された二次イオンを検出することにより、前記試料の所定の領域に含まれる複数の元素の分布を測定する元素分布測定方法において、
前記試料に前記一次イオンを入射させ、前記複数の元素のうちの第１の元素の二次イオンの検出強度が最大となる第１のバイアス電圧を得る工程と、
前記試料に前記一次イオンを入射させ、前記複数の元素のうちの第２の元素の二次イオンの検出強度が最大となる第２のバイアス電圧を得る工程と、
前記第１の元素と前記第２の元素が、ともに同じ前記所定の領域において測定されるように、前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧との差に対応する走査電圧のシフト電圧を算出する工程と、
前記試料に前記第１のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に第１の走査電圧を印加して、前記所定の領域における前記第１の元素の分布を測定する工程と、
前記試料に前記第２のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に前記第１の走査電圧に前記シフト電圧を加えた第２の走査電圧を印加して、前記所定の領域における前記第２の元素の分布を測定する工程と、
を有することを特徴とする元素分布測定方法。
【請求項２】
前記走査電圧のシフト電圧を算出する工程は、
前記試料に印加するバイアス電圧を所定の範囲で変化させる工程と、
前記バイアス電圧を所定の範囲で変化させた場合の前記試料に入射する前記一次イオンのシフト量を測定する工程と、
前記所定の範囲における前記バイアス電圧の最大値と最小値の差及び前記一次イオンのシフト量より、前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧との差に対応する前記一次イオンの入射位置のシフト量を算出する工程と、
前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧との差に対応する前記一次イオンの入射位置のシフト量より、前記偏向板に印加される走査電圧のシフト電圧を算出する工程と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の元素分布測定方法。
【請求項３】
前記一次イオンの入射エネルギは、１ｋｅＶ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の元素分布測定方法。
【請求項４】
試料に入射する一次イオンを出射する一次イオン源と、
前記一次イオンを偏向する偏向板と、
前記試料に前記一次イオンを入射させることにより、前記試料より放出された二次イオンを検出する質量分析計と、
前記偏向板に印加される走査電圧、前記試料に印加されるバイアス電圧を制御する制御部と、
前記制御部内に設けられた記憶部と、
を有し、前記試料の所定の領域に含まれる複数の元素の分布を測定する元素分布測定装置において、
前記試料に第１のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に第１の走査電圧を印加して、前記複数の元素のうちの第１の元素の分布を測定し、
前記試料に第２のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に第２の走査電圧を印加して、前記複数の元素のうちの第２の元素の分布を測定するものであり、
前記第２の走査電圧は、前記第１の走査電圧にシフト電圧を加えたものであって、
前記第１のバイアス電圧、前記第２のバイアス電圧、前記シフト電圧は、前記記憶部に記憶されており、
前記シフト電圧は、前記第１の元素と前記第２の元素が、ともに同じ前記所定の領域において測定されるように、前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧との差に対応した値であることを特徴とする元素分布測定装置。
【請求項５】
前記第１のバイアス電圧は、前記試料に前記一次イオンを入射させた際に、前記複数の元素のうちの前記第１の元素の二次イオンの検出強度が最大となる値であって、
前記第２のバイアス電圧は、前記試料に前記一次イオンを入射させた際に、前記複数の元素のうちの前記第２の元素の二次イオンの検出強度が最大となる値であることを特徴とする請求項４に記載の元素分布測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、元素分布測定方法及び元素分布測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Secondary  Ion  Mass  Spectrometry）は、加速したイオン（一次イオン）を試料の表面に照射し、スパッタリング現象によって試料の表面から放出される粒子のうち、イオン化したもの（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の表面をエッチングしながら測定を行うものであり、試料の深さ方向における元素存在情報（Depth  Profile）を得ることができる。このようなＳＩＭＳにおいては、二次イオンを効率よく引き出すため、試料にバイアス電圧を印加することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１９２２４９号公報
【特許文献２】特開２００８−２３２８３８号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】W．Szymczak  and  K．Wittmaack，In  Secondary  Ion  Mass  Spectrometry  SIMS  VI，ed．by  A．Benninghoven，A．M．Huber，H．W．Werner（Wiley，Chichester，New  York（1988），P．243．
【非特許文献２】W．Liebl，Inst．Phys．Conf．Ser．，38，266（1978）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、一次イオンはイオンであるため電荷を有しており、試料にバイアス電圧を印加した場合、一次イオンはバイアス電圧による影響を受け、僅かながら進行方向が変化する。このため、実際の測定は、所望の領域から僅かにずれた領域において、元素分布の測定が行われる。特に、近年は、試料の表面近傍における元素分析が求められており、この場合には、一次イオンのエネルギーは、従来よりも低くなるため、一次イオンは、バイアス電圧の影響をより顕著に受ける。このため、バイアス電圧を印加すると、元素分析の測定領域は、所望の領域から大きくずれてしまうため、試料に異なるバイアス電圧を印加して複数の元素の分布を測定する場合、得られる分布は同じ領域の元素の分布ではなく、元素ごとに異なる領域の分布となる。
【０００６】
このため、ＳＩＭＳを用いた元素分布測定方法において、同じ領域における複数の元素の分布の測定を行うことのできる元素分布測定方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施の形態の一観点によれば、偏向板に走査電圧を印加することにより、試料の所定の領域に一次イオンを走査して入射させ、前記試料より放出された二次イオンを検出することにより、前記試料の所定の領域に含まれる複数の元素の分布を測定する元素分布測定方法において、前記試料に前記一次イオンを入射させ、前記複数の元素のうちの第１の元素の二次イオンの検出強度が最大となる第１のバイアス電圧を得る工程と、前記試料に前記一次イオンを入射させ、前記複数の元素のうちの第２の元素の二次イオンの検出強度が最大となる第２のバイアス電圧を得る工程と、前記第１の元素と前記第２の元素が、ともに同じ前記所定の領域において測定されるように、前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧との差に対応する走査電圧のシフト電圧を算出する工程と、前記試料に前記第１のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に第１の走査電圧を印加して、前記所定の領域における前記第１の元素の分布を測定する工程と、前記試料に前記第２のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に前記第１の走査電圧に前記シフト電圧を加えた第２の走査電圧を印加して、前記所定の領域における前記第２の元素の分布を測定する工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
開示の元素分布測定方法によれば、ＳＩＭＳを用いた元素分布測定方法において、同じ領域における複数の元素の分布の測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一次イオンの入射位置の説明図
【図２】Ｓｉの二次イオンの強度分布特性図
【図３】Ｂの二次イオンの強度分布特性図
【図４】試料に印加されるバイアス電圧が同じ場合の顕微鏡写真
【図５】試料に印加されるバイアス電圧が異なる場合の顕微鏡写真
【図６】本実施の形態における元素分布測定装置の構造図
【図７】本実施の形態における元素分布測定装置の説明図
【図８】本実施の形態における元素分布測定方法のフローチャート（１）
【図９】バイアス電圧を変化させた場合の一次イオンの入射位置の顕微鏡写真
【図１０】本実施の形態における元素分布測定方法のフローチャート（２）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１１】
最初に、ＳＩＭＳにおいて、試料にバイアス電圧を印加した際に、一次イオンの進行方向が変化することについて、図１に基づき説明する。一次イオン１０は、試料１１０に対し入射角θ０で照射されている場合には、試料１１０にバイアス電圧が印加されていないと、一次イオン１０は、入射角θ０で試料１１０に入射する。
【００１２】
一方、図１（ａ）に示されるように、正の電荷の一次イオン１０が照射される試料１１０に、負のバイアス電圧（−Ｖ）が印加されると、試料１１０に印加された負のバイアス電圧（−Ｖ）により、正の電荷の一次イオン１０が引き寄せられる。このため、一次イオン１０は、入射角θ０よりも狭い角度の入射角θαで、試料１１０に入射し、基板２０にバイアス電圧が印加されていない場合に入射する位置よりも、Δｙα手前に入射する。
【００１３】
また、図１（ｂ）に示されるように、正の電荷の一次イオン１０が照射される試料１１０に、正のバイアス電圧（＋Ｖ）が印加されると、試料１１０に印加された正のバイアス電圧（＋Ｖ）により、正の電荷の一次イオン１０が斥力を受ける。このため、一次イオン１０は、入射角θ０よりも広い角度の入射角θβで、試料１１０に入射し、基板２０にバイアス電圧が印加されていない場合に入射する位置よりも、Δｙβ奥に入射する。
【００１４】
以上より、実際に試料１１０に入射する入射角θは、一次イオン１０の加速電圧をＶ０とし、試料１１０に印加するバイアス電圧をＶｔとすると、下記の数１に示す式により表される。
【００１５】
【数１】
0006740736.tif 000002
【００１６】
ところで、試料１１０にバイアス電圧を印加する理由は、試料１１０に含まれている元素の検出感度を高めるためである。一例として、試料１１０に含まれているＳｉ（シリコン）とＢ（ボロン）の分布を測定する場合について、以下に説明する。
【００１７】
具体的には、図２に示されるように、試料１１０に印加されるバイアス電圧と、検出されるＳｉの二次イオンの検出強度との関係を測定し、この結果に基づき、Ｓｉを検出する際の二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧の値を得る。同様に、図３に示されるように、試料１１０に印加されるバイアス電圧と、検出されるＢの二次イオンの検出強度との関係を測定し、この結果に基づき、Ｂを検出する際の二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧の値を得る。
【００１８】
尚、図２及び図３は、一次イオン１０の入射エネルギを変化させて、試料１１０に印加されるバイアス電圧と検出される二次イオンの強度を調べた結果であり、入射エネルギを変化させると、検出強度が最大となるバイアス電圧も変化する。このため、上記におけるバイアス電圧は、測定する深さ等を考慮して選択された入射エネルギにおけるバイアス電圧である。
【００１９】
このようにして得られたＳｉを検出するための二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧と、Ｂを検出するための二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧とは異なる場合がある。このように、二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧が、ＳｉとＢとで異なると、Ｓｉ及びＢにおける測定を行う際のバイアス電圧の値を同じにした場合には、ＳｉまたはＢのいずれかは、検出感度が最大となる条件で測定が行われない。このため、測定誤差等が大きくなる。
【００２０】
具体的には、Ｓｉの測定とＢの測定において、試料１１０に同じバイアス電圧を印加すると、図４に示すように、約２５０μｍ角の同じ測定領域において、元素分布の測定を行うことができる。しかしながら、この場合には、ＳｉまたはＢのいずれかの測定は、検出感度が最大となるバイアス電圧ではないため、検出感度の低いバイアス電圧で測定が行われる。このため、ＳｉまたはＢのいずれかは、元素の分布の測定精度が低くなる。尚、図４（ａ）は、この場合におけるＳｉ及びＢの元素分布の測定領域を示す光学顕微鏡写真であり、図４（ｂ）は、測定領域を枠で囲ったものである。
【００２１】
一方、Ｓｉの測定とＢの測定において、試料１１０に異なるバイアス電圧を印加した場合には、Ｓｉの測定領域とＢの測定領域とが異なり、元素の分布の正確な情報を得ることができない。具体的には、Ｂを検出する場合とＳｉを検出する場合とで、各々の検出感度が最大となるように、試料１１０に異なるバイアス電圧を印加した場合には、図５に示すように、Ｓｉの測定領域とＢの測定領域とが異なってしまう。このため、得られる情報は、異なる領域のＢの分布とＳｉの分布の情報であるため、元素の分布の正確な情報を得ることができない。尚、図５（ａ）は、この場合におけるＳｉ及びＢにおける元素分布の測定領域を示す光学顕微鏡写真であり、図５（ｂ）は、各々の元素の測定領域を枠で囲ったものである。
【００２２】
このため、ＳＩＭＳによる元素分布測定方法において、複数の元素の分布を測定する際に、試料に印加されるバイアス電圧が異なる場合であっても、同じ測定領域において測定を行うことのできる方法が求められている。
【００２３】
（元素分布測定装置）
次に、本実施の形態における元素分布測定装置について説明する。図６に示されるように、本実施の形態における元素分布測定装置は、一次イオン源１２０、アパーチャー部１３０、レンズ１４０、偏向板１５０、走査電源１６０、バイアス電源１７０、制御部１８０等を有している。本実施の形態における元素分布測定装置では、一次イオン源１２０より、Ｃｓ＋等の一次イオンが出射され、アパーチャー部１３０における開口を通り、レンズ１４０を介し、偏向板１５０において一次イオンの進行方向が偏向され、試料１１０に入射する。
【００２４】
偏向板１５０は、２枚の電極板により形成されており、偏向板１５０に印加される電圧を変えることにより、一次イオンの進行方向を偏向させて、一次イオンを試料１１０の所望の位置に入射させることができる。このため、偏向板１５０には、偏向板１５０に走査電圧を印加するための走査電源１６０が接続されている。また、本実施の形態においては、試料１１０にバイアス電圧を印加するためのバイアス電源１７０が接続されており、走査電源１６０及びバイアス電源１７０は、制御部１８０が接続されている。制御部１８０には、記憶部１８１が設けられており、記憶部１８１には、後述する各々の元素における検出強度が最大となるバイアス電圧Ｖｔの値と、そのバイアス電圧Ｖｔに対応する走査電圧のシフト電圧δＶｄ等が記憶されている。
【００２５】
図６に示される元素分布測定装置においては、偏向板１５０に電圧を印加することにより、試料１１０に入射する一次イオンの入射位置をずらすことができる。具体的には、試料１１０に入射する一次イオンの入射位置のずれの長さｙは、下記の数２に示す式で表される。尚、偏向板１５０における２つの電極板の間隔をｄとし、一次イオンの進行方向における長さをＬｐとし、偏向板１５０に印加される電圧をＶｄとし、偏向板１５０の中心から試料１１０の表面までの距離をＬｓとする。尚、Ｖ０は一次イオン１０の加速電圧である。
【００２６】
【数２】
0006740736.tif 000003
【００２７】
本実施の形態において、試料１１０の所定の測定領域における元素分布の測定を行う際には、図７（ａ）に示すように、試料１１０の所定の測定領域内に一次イオンを走査して入射させる。このため、偏向板１５０には、図７（ｂ）に示すように、電圧を変化させて走査電圧を印加する。本願においては、この電圧を走査電圧と記載する場合がある。このように、一次イオン源１２０より出射された一次イオンを試料１１０の所定の領域内において走査して入射させて、試料１１０の表面から放出された二次イオンを質量分析計１９０により測定する。このように、質量分析計１９０により測定した情報は、制御部１８０に送られる。
【００２８】
本実施の形態においては、測定対象となる２つの元素におけるバイアス電圧が異なる場合には、試料１１０における測定領域を一致させるため、一方の元素を測定する際に、偏向板１５０に印加される走査電圧をシフトさせて、一次イオンの走査を行う。尚、図７（ｂ）には、走査電圧がシフトされていない状態を実線で示し、走査電圧がシフトされた状態を破線で示す。
【００２９】
（元素分布測定方法）
次に、本実施の形態における元素分布測定方法について説明する。本実施の形態における元素分布測定方法では、最初に、２つの元素における偏向板１５０に印加される走査電圧のシフト電圧を算出し、算出されたシフト電圧に基づき一次イオンを走査して測定を行う。
【００３０】
図８に基づき、２つの元素における偏向板１５０に印加される走査電圧のシフト電圧の算出方法について説明する。本実施の形態における説明では、一例として、測定対象となる元素はＡ元素とＢ元素の２種類の場合について説明する。本願においては、Ａ元素を第１の元素と記載し、Ｂ元素を第２の元素と記載する場合がある。
【００３１】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）に示されるように、測定対象となる各々の元素の二次イオンの強度分布を測定する。具体的には、試料１１０に一次イオンを照射してバイアス電圧を変化させてＡ元素の二次イオンの検出強度を測定する。これにより、例えば、図２に示すようなバイアスエネルギとＡ元素の二次イオンの検出強度との関係を得る。次に、試料１１０に一次イオンを照射してバイアス電圧を変化させてＢ元素の二次イオンの検出強度を測定する。これにより、例えば、図３に示すようなバイアスエネルギとＢ元素の二次イオンの検出強度との関係を得る。
【００３２】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）に示されるように、各々の元素の測定に用いられるバイアス電圧を選定する。具体的には、ステップ１０２において得られたバイアス電圧と二次イオンの検出強度との関係より、各々の元素において二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧を選定する。例えば、Ａ元素がＳｉである場合には、図２に示されるように、一次イオンの加速エネルギが０．５ｋｅＶにおいて、Ｓｉの二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧は、約０Ｖであるため、Ａ元素の分布を測定する際のバイアス電圧を０Ｖとする。また、Ｂ元素がＢである場合には、図３に示されるように、一次イオンの加速エネルギが０．５ｋｅＶにおいて、Ｂの二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧は約１０Ｖであるため、Ｂ元素の分布を測定する際のバイアス電圧を１０Ｖとする。一次イオンの入射エネルギは、試料１１０において測定される深さ等に応じて設定される。本願においては、Ａ元素の分布を測定する際のバイアス電圧を第１のバイアス電圧と記載し、Ｂ元素の分布を測定する際のバイアス電圧を第２のバイアス電圧と記載する場合がある。
【００３３】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）に示されるように、バイアス電圧を変化させた場合における一次イオンの入射位置のシフト量を測定する。具体的には、図９に示されるように、バイアス電圧を変化させて、収束させた一次イオンのビームにより、試料１１０にマーキングを行い、一次イオンの入射位置のシフト量を測定する。
【００３４】
尚、図９は、試料１１０に入射角θβが４５°で入射させた場合のものである。図９においては、一次イオンであるＣｓイオンの入射エネルギが０．２５ｅＶ、０．３５ｅＶ、０．５ｅＶ、１ｅＶ、２ｅＶ、４．９ｅＶにおいて、試料１１０に印加するバイアス電圧を変化させてマーキングした様子を示す。
【００３５】
一次イオンの入射エネルギが０．２５ｅＶの場合では、バイアス電圧が−２０Ｖと６０Ｖ、入射エネルギが０．３５ｅＶの場合では、バイアス電圧が−２０Ｖと８０Ｖ、入射エネルギが０．５ｅＶの場合では、バイアス電圧が−２０Ｖと１００Ｖにおいて照射した。一次イオンの入射エネルギが１ｋｅＶと２ｋｅＶの場合は、バイアス電圧を−２０Ｖから１４０Ｖまで連続的に照射したものである。一次イオンの入射エネルギが４．９ｋｅＶの場合は、１００μｍ×１００μｍの領域を一次イオンのビームにより走査しながら、バイアス電圧を−２０Ｖから１４０Ｖまで連続的に照射したものである。本実施の形態においては、例えば、一次イオンの入射エネルギが０．５ｋｅＶの場合に、バイアス電圧が−２０Ｖで照射した位置とバイアス電圧が１００Ｖで照射した位置との間の距離を測定することにより、一次イオンの入射位置のシフト量Ｓの測定を行う。
【００３６】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）に示されるように、ステップ１０６において得られた一次イオンの入射位置のシフト量Ｓに基づき走査電圧のシフト電圧を算出する。例えば、Ａ元素がＳｉである場合には、二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧は０Ｖであるため、一次イオンの入射位置のシフト量は考慮する必要がない。これに対し、Ｂ元素がＢである場合には、二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧は１０Ｖである。このため、ステップ１０６において得られた一次イオンの入射位置のシフト量Ｓより、バイアス電圧が１０Ｖの場合におけるシフト量δＳをδＳ＝Ｓ×１０／（１００−（−２０）により算出し、このシフト量δＳに基づき、走査電圧のシフト電圧δＶｄを算出する。走査電圧のシフト電圧δＶｄは、数２に示す式において、ｙをシフト量δＳとした場合に算出されるＶｄの値である。
【００３７】
以上の工程により、Ａ元素とＢ元素を測定する場合において、偏向板１５０に印加される走査電圧のシフト電圧δＶｄを得ることができる。一例として、Ａ元素がＳｉ、Ｂ元素がＢの場合におけるバイアス電圧Ｖｔ、走査電圧のシフト電圧δＶｄを下記の表１に示す。
【００３８】
【表１】
0006740736.tif 000004
【００３９】
例えば、Ａ元素が質量数２８のＳｉである場合では、二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧Ｖｔは０Ｖであるため、走査電圧のシフト電圧δＶｄは０Ｖとなる。また、Ｂ元素が質量数１１のＢである場合では、二次イオンの検出強度が最大となるバイアス電圧Ｖｔは＋１０Ｖであるため、算出される走査電圧のシフト電圧δＶｄは＋８Ｖとなる。
【００４０】
次に、得られたシフト電圧δＶｄを用いてＡ元素とＢ元素における元素分布の測定を行う。この方法について、図１０に基づき説明する。
【００４１】
最初に、ステップ２０２（Ｓ２０２）に示すように、Ａ元素測定のため偏向板１５０に印加される走査電圧（ＶｄＡ）を設定する。この走査電圧（ＶｄＡ）は、試料１１０の所定の領域において、試料１１０に入射する一次イオンのビームを走査するためのものであり、例えば、図７（ｂ）の実線に示されるような波形である。
【００４２】
次に、ステップ２０４（Ｓ２０４）に示すように、バイアス電圧が０Ｖで、走査電圧（ＶｄＡ）で一次イオンのビームを走査して、試料１１０の所定の領域におけるＡ元素の元素分布を測定する。
【００４３】
次に、ステップ２０６（Ｓ２０６）に示すように、Ｂ元素測定のため偏向板１５０に印加される走査電圧（ＶｄＢ）を設定する。具体的には、走査電圧（ＶｄＡ）にシフト電圧δＶｄを加え走査電圧（ＶｄＢ）を得る。即ち、ＶｄＢ＝ＶｄＡ＋δＶｄより、走査電圧（ＶｄＢ）を得る。この走査電圧（ＶｄＢ）は、Ａ元素を測定する際の試料１１０の測定領域において、試料１１０に入射する一次イオンのビームを走査するためのものであり、例えば、図７（ｂ）の破線に示されるような波形である。
【００４４】
次に、ステップ２０８（Ｓ２０８）に示すように、バイアス電圧が＋１０Ｖで、走査電圧（ＶｄＢ）で一次イオンのビームを走査して、試料１１０の所定の領域におけるＢ元素の元素分布を測定する。
【００４５】
以上により、Ａ元素とＢ元素の元素分布を測定することができる。尚、本願においては、Ａ元素測定のため偏向板１５０に印加される走査電圧（ＶｄＡ）を第１の走査電圧と記載し、Ｂ元素測定のため偏向板１５０に印加される走査電圧（ＶｄＢ）を第２の走査電圧と記載する場合がある。
【００４６】
本実施の形態においては、Ａ元素とＢ元素の元素分布を測定する際に、試料１１０に印加するバイアス電圧が異なっていても、検出感度を落とすことなく、試料１１０の同じ領域に一次イオンを照射することができる。このため、試料１１０の同じ測定領域において、複数の元素を高い検出感度で、精度の高い元素分布の測定を行うことができる。
【００４７】
尚、本実施の形態は、走査電圧のシフト電圧δＶｄを算出し、算出された走査電圧のシフト電圧δＶｄに基づき、Ａ元素の元素分布を測定する際の走査電圧と、Ｂ元素の元素分布を測定する際の走査電圧を変更するものである。しかしながら、本実施の形態においては、図８に示される走査電圧のシフト電圧δＶｄを算出する工程を行った後、算出された値を制御部１８０の記憶部１８１に記憶させておいてもよい。この場合には、図８に示される工程を行う必要がなくなる。
【００４８】
また、予め実験等により得られた各々の元素における検出強度が最大となるバイアス電圧の値と、そのバイアス電圧における一次イオンビームの入射位置のシフト量、走査電圧のシフト電圧δＶｄ等を記憶部１８１に記憶させておいてもよい。この場合には、図８に示される工程を行う必要がない。尚、この場合には、予め様々な元素について、図８に示される走査電圧のシフト電圧δＶｄを算出する実験等を行い、各々の元素における検出強度が最大となるバイアス電圧Ｖｔの値と、そのバイアス電圧における走査電圧のシフト電圧δＶｄとの関係等を得ておく。本実施の形態における元素分布測定装置は、これらの値や情報が記憶部１８１に記憶されているものであってもよい。
【００４９】
本実施の形態においては、一次イオンの入射エネルギは、低い程、バイアス電圧の影響を受けやすいため、一次イオンの入射エネルギは、１ｋｅＶ以下の場合に好ましく用いられる。
【００５０】
以上、実施の形態について詳述したが、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
【００５１】
上記の説明に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
偏向板に走査電圧を印加することにより、試料の所定の領域に一次イオンを走査して入射させ、前記試料より放出された二次イオンを検出することにより、前記試料の所定の領域に含まれる複数の元素の分布を測定する元素分布測定方法において、
前記試料に前記一次イオンを入射させ、前記複数の元素のうちの第１の元素の二次イオンの検出強度が最大となる第１のバイアス電圧を得る工程と、
前記試料に前記一次イオンを入射させ、前記複数の元素のうちの第２の元素の二次イオンの検出強度が最大となる第２のバイアス電圧を得る工程と、
前記第１の元素と前記第２の元素が、ともに同じ前記所定の領域において測定されるように、前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧との差に対応する走査電圧のシフト電圧を算出する工程と、
前記試料に前記第１のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に第１の走査電圧を印加して、前記所定の領域における前記第１の元素の分布を測定する工程と、
前記試料に前記第２のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に前記第１の走査電圧に前記シフト電圧を加えた第２の走査電圧を印加して、前記所定の領域における前記第２の元素の分布を測定する工程と、
を有することを特徴とする元素分布測定方法。
（付記２）
前記走査電圧のシフト電圧を算出する工程は、
前記試料に印加するバイアス電圧を所定の範囲で変化させる工程と、
前記バイアス電圧を所定の範囲で変化させた場合の前記試料に入射する前記一次イオンのシフト量を測定する工程と、
前記所定の範囲における前記バイアス電圧の最大値と最小値の差及び前記一次イオンのシフト量より、前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧との差に対応する前記一次イオンの入射位置のシフト量を算出する工程と、
前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧との差に対応する前記一次イオンの入射位置のシフト量より、前記偏向板に印加される走査電圧のシフト電圧を算出する工程と、
を有することを特徴とする付記１に記載の元素分布測定方法。
（付記３）
前記一次イオンの入射エネルギは、１ｋｅＶ以下であることを特徴とする付記１または２に記載の元素分布測定方法。
（付記４）
試料に入射する一次イオンを出射する一次イオン源と、
前記一次イオンを偏向する偏向板と、
前記試料に前記一次イオンを入射させることにより、前記試料より放出された二次イオンを検出する質量分析計と、
前記偏向板に印加される走査電圧、前記試料に印加されるバイアス電圧を制御する制御部と、
前記制御部内に設けられた記憶部と、
を有し、前記試料の所定の領域に含まれる複数の元素の分布を測定する元素分布測定装置において、
前記試料に前記第１のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に第１の走査電圧を印加して、前記複数の元素のうちの第１の元素の分布を測定し、
前記試料に前記第２のバイアス電圧を印加し、前記偏向板に第２の走査電圧を印加して、前記複数の元素のうちの第２の元素の分布を測定するものであり、
前記第２の走査電圧は、前記第１の走査電圧にシフト電圧を加えたものであって、
前記第１のバイアス電圧、前記第２のバイアス電圧、前記シフト電圧は、前記記憶部に記憶されていることを特徴とする元素分布測定装置。
（付記５）
前記第１のバイアス電圧は、前記試料に前記一次イオンを入射させた際に、前記複数の元素のうちの第１の元素の二次イオンの検出強度が最大となる値であって、
前記第２のバイアス電圧は、前記試料に前記一次イオンを入射させた際に、前記複数の元素のうちの第２の元素の二次イオンの検出強度が最大となる値であって、
前記シフト電圧は、前記第１の元素と前記第２の元素が、ともに同じ前記所定の領域において測定されるように、前記第１のバイアス電圧と前記第２のバイアス電圧との差に対応した値であることを特徴とする付記４に記載の元素分布測定装置。
【符号の説明】
【００５２】
１０        一次イオン
１１０      試料
１２０      一次イオン源
１３０      アパーチャー部
１４０      レンズ
１５０      偏向板
１６０      走査電源
１７０      バイアス電源
１８０      制御部
１８１      記憶部
１９０      質量分析計
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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