(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン材料を鋳型中で溶融し凝固させて多結晶シリコンのインゴットを作成し、インゴットをスライスして多結晶シリコン基板を作成し、多結晶シリコン基板上にテクスチャー構造を形成し、ドーピング及び熱処理によって多結晶シリコン基板上にｐｎ接合を形成し、反射防止膜及び電極を形成する太陽電池の製造工程において鉄不純物を評価するための不純物評価方法であって、
ｐｎ接合のためのドーピング及び熱処理の前に、測定γ線を前記多結晶シリコン基板の測定領域に照射して、顕微メスバウア分光測定法により、前記鉄不純物の化学状態を成分ごとにマッピングする第１化学状態評価ステップと、
ｐｎ接合のためのドーピング及び熱処理の後であって前記反射防止膜の形成の前に、ｐｎ接合が形成された前記多結晶シリコン基板の測定領域へ測定γ線を照射して、顕微メスバウア分光測定法により、前記鉄不純物の化学状態を成分ごとにマッピングする第２化学状態評価ステップと、
前記第２化学状態評価ステップの後であって前記反射防止膜の形成の前に、前記第２化学状態評価ステップにて前記測定γ線が照射された測定領域へ電子線を照射して、走査電子顕微鏡法による表面観察又は電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察を行う構造観察ステップと、
前記第２化学状態評価ステップの後であって前記反射防止膜の形成の前に、前記第２化学状態評価ステップにて前記測定γ線が照射された測定領域へ電子線を照射して、電子後方散乱回折法により結晶方位又は内部歪み分布を解析する構造解析ステップと、
を含む不純物評価方法。
【請求項２】
前記構造解析ステップは、前記構造観察ステップの後に実行される請求項１に記載の不純物評価方法。
【請求項３】
前記構造観察ステップの後であって、前記構造解析ステップの前に、前記第２化学状態評価ステップにて前記測定γ線が照射された測定領域へ電子線を照射して、エネルギー分散型Ｘ線分光法により組成分析を行う組成分析ステップをさらに含む請求項２に記載の不純物評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、不純物評価方法及び不純物評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスなどの製品（以下、試料ともいう。）には、製造工程において鉄などの金属が不純物として含まれることがある。金属不純物は、製品性能に大きな影響を与える。このため、金属不純物の評価が従来行われている。例えば、試料に含まれる金属不純物の評価方法として、質量分析法、少数キャリア・ライフタイム法、ＤＬＴＳ(Deep  Level  Transient  Spectroscopy)、メスバウア分光測定法などが知られている（例えば特許文献１〜４参照）。
【０００３】
質量分析法は、誘導結合プラズマ質量分析法（ＩＣＰ−ＭＳ：Inductively  Coupled  Plasma  Mass  Spectrometry）又は二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Secondary IonMass Spectrometry）などである。誘導結合プラズマ質量分析法は、試料を溶解した液体を分析する。二次イオン質量分析法は、試料表面に一次イオンを照射してスパッタリングし、スパッタリングされた二次イオンを質量分析する。
【０００４】
少数キャリア・ライフタイム法は、表面光起電力法（ＳＰＶ：Surface  PhotoVoltage  method）やマイクロ波光導電減衰法（μ−ＰＣＤ：Microwave  PhotoConductivity  Decay method）などである。表面光起電力法は、例えば、ボロンドープｐ型シリコンの鉄不純物を、光照射による鉄−ボロンペア解離処理後の少数キャリア拡散長の変化に基づいて分析する。マイクロ波光導電減衰法は、シリコンウエハにレーザ光をパルス照射し、生成された過剰キャリアの密度と同位置に照射したマイクロ波の反射率の時間変化との関係に基づいて、ライフタイムを測定する。このように、少数キャリア・ライフタイム法では、イオン化した鉄原子とアクセプタ原子とのペアリング反応に基づくモデルに基づいてライフタイムから鉄濃度を導出している。
【０００５】
ＤＬＴＳは、空乏層容量の過渡応答を利用して、鉄汚染による深い準位のエネルギーや濃度を測定する手法である。ＤＬＴＳにより、鉄原子の化学状態や濃度についての情報が得られる。
【０００６】
メスバウア分光測定法は、分光測定の対象となる対象原子の原子核と、その周りの電子との超微細相互作用等を利用して、原子の化学状態、あるいはその近傍の結晶・磁気構造、格子欠陥の状態など、試料に関する原子スケールの情報を取得することが可能な測定方法である。
【０００７】
メスバウア分光測定では、γ線源から供給される所定エネルギーのγ線を試料へと照射する。このとき、試料中の対象原子の原子核において、メスバウア効果によるγ線の無反跳共鳴吸収が発生し、この共鳴吸収を観測することにより、試料中での対象原子のエネルギー準位の変化を通じて対象原子の電子状態や振動状態についての情報を取得することができる。例えば、対象物質が５７Ｆｅである場合、γ線源として５７Ｃｏ線源が用いられ、線源から放出されるエネルギー１４．４ｋｅＶのγ線が分光測定に用いられる。また、所定の金属成分のアイソマーシフト値でγ線源を等速度運動させつつ、試料の測定領域をγ線で走査することにより、所定の金属成分の位置をマッピングすることができる（顕微メスバウア分光測定法）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１４−９９４７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−４９３４５号公報
【特許文献３】特開２０１４−２０７３６９号公報
【特許文献４】国際公開ＷＯ２００８／１４３１０１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
質量分析法では、固形の試料に含まれる金属不純物を非破壊で計測することが困難である。また、少数キャリア・ライフタイム法では、ライフタイムを導出するためのモデルが妥当でない場合には金属不純物の正確な評価を行なうことができない。特に、表面光起電力法にあっては、ｎ型シリコンの金属不純物の評価を行うことが困難である。また、ＤＬＴＳは、測定のために電極を形成しなければならないため空間分解能は乏しく、電極の形成が金属不純物の化学状態へ影響を与えるおそれがある。
【００１０】
一方、メスバウア分光測定及び顕微メスバウア分光測定法は、試料の材料に限定されず、鉄やスズなどの金属不純物の化学状態へ影響を与えることなく、固形の試料に対して非破壊で直接的に鉄不純物を計測でき、かつ、深さ方向の金属不純物の評価も行うことができる。このため、メスバウア分光測定及び顕微メスバウア分光測定法は、上述した金属不純物の評価方法と比べて、金属不純物の評価に適している。
【００１１】
ところで、半導体デバイスの集積度の向上に伴い、金属不純物の影響がより顕著となっている。このため、金属不純物の影響や効果的な除去手法を模索するために、従来と比べてより多面的な評価が要求されている。例えば、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と表面構造・結晶構造・結晶欠陥・電気的欠陥・残留歪みなどの試料の構造特性との対応関係が要求されている。しかしながら、顕微メスバウア分光測定だけではこのような対応関係に係る情報を測定することはできない。このため、顕微メスバウア分光測定に構造特性の評価手法を組み合わせることが考えられる。
【００１２】
しかしながら、構造特性の評価手法は試料に少なからず影響を与えるため、顕微メスバウア分光測定と結晶構造・電気的欠陥の評価手法とを単に組み合わせただけでは、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応を正確に行うことができないおそれがある。
【００１３】
本発明は、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応を正確に行うことができる不純物評価方法及び不純物評価プログラム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】
【００１４】
本発明に係る不純物評価方法は、試料に含まれる金属不純物を評価する不純物評価方法であって、測定γ線を試料の測定領域へ照射して、顕微メスバウア分光測定法により、金属不純物の化学状態を金属成分ごとにマッピングする化学状態評価ステップと、化学状態評価ステップにて測定γ線が照射された測定領域へ電子線を照射して、走査電子顕微鏡法による表面観察又は電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察を行う構造観察ステップと、化学状態評価ステップにて測定γ線が照射された測定領域へ電子線を照射して、電子後方散乱回折法により結晶方位又は内部歪み分布を解析する構造解析ステップと、を含む。
【００１５】
この不純物評価方法では、走査電子顕微鏡法による表面観察又は電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察、及び、電子後方散乱回折法による測定領域の結晶方位又は内部歪み分布の解析の前に、顕微メスバウア分光測定法によって金属不純物の化学状態が金属成分ごとにマッピングされる。結晶構造・電気的欠陥の評価手法において照射される電子線は金属不純物の化学状態に影響を与えるが、顕微メスバウア分光測定法ではγ線の無反跳共鳴吸収を観測しているため金属不純物の化学状態に影響を与えることは無い。このため、顕微メスバウア分光測定と結晶構造・電気的欠陥の評価手法とを組み合わせて同一の領域を評価する場合、顕微メスバウア分光測定を結晶構造・電気的欠陥の評価手法による測定・観察よりも先に行うことで、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応を正確に行うことができる。
【００１６】
構造解析ステップは、構造観察ステップの後に実行されてもよい。電子後方散乱回折法による解析は、一般的に、走査電子顕微鏡法による観察又は解析よりも電子線の照射時間が長い。つまり、単位時間あたりの注入電子量と照射時間とで定まる総電子線量は、電子後方散乱回折法による解析の方が走査電子顕微鏡法による観察又は解析よりも大きくなる。このため、上記順番で評価することで、試料に照射される総電子線量が低い順に評価を行うことができる。よって、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応をより正確に行うことができる。
【００１７】
不純物評価方法は、構造観察ステップの後であって、構造解析ステップの前に、化学状態評価ステップにて測定γ線が照射された測定領域へ電子線を照射して、エネルギー分散型Ｘ線分光法により組成分析を行う組成分析ステップをさらに含んでもよい。この場合、組成分析も行うことができるため、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応をより詳細に評価することができる。
【００１８】
また、減圧装置が接続され、試料が配置される測定室をその内部に画成する真空容器と、所定の照射軸に沿って測定γ線を試料へ照射するγ線照射部、及び、試料を透過したγ線又は測定γ線による転換電子を検出する検出器を有するメスバウア分光測定装置と、所定の照射軸に沿って電子線を試料へ照射する電子線照射部、試料からの電子を検出する電子検出器、及び、試料における電子線誘起電流を検出する電流検出器を有する走査電子顕微鏡と、電子線照射部の電子線を利用して試料の電子後方散乱回折を取得する回折検出器と、測定室に配置された回転可能な回転軸と、測定室において、γ線照射部の照射軸と電子線照射部の照射軸とが交差する位置に配置され、試料を保持する載置面を有し、回転軸と載置面とが平行になるように回転軸が取り付けられ、載置面を移動させる三軸駆動軸を有するステージと、を備えた測定装置を用いて化学状態評価ステップ、構造解析ステップ及び構造観察ステップを行ってもよい。
【００１９】
上述した装置を用いることにより、ステージを回転及び移動させることができるので、化学状態評価ステップ、構造観察ステップ及び構造解析ステップを一つの測定室において実行することができる。
【００２０】
金属不純物は、鉄又はスズでもよい。この場合、試料に混入した鉄又はスズを評価することができる。
【００２１】
また、本発明に係る不純物評価方法は、シリコン材料を鋳型中で溶融し凝固させて多結晶シリコンのインゴットを作成し、インゴットをスライスして多結晶シリコン基板を作成し、多結晶シリコン基板上にテクスチャー構造を形成し、ドーピング及び熱処理によって多結晶シリコン基板上にｐｎ接合を形成し、反射防止膜及び電極を形成する太陽電池の製造工程において鉄不純物を評価するための不純物評価方法であって、ｐｎ接合のためのドーピング及び熱処理の前に、測定γ線を多結晶シリコン基板の測定領域に照射して、顕微メスバウア分光測定法により、鉄不純物の化学状態を成分ごとにマッピングする第１化学状態評価ステップと、ｐｎ接合のためのドーピング及び熱処理の後であって反射防止膜の形成の前に、ｐｎ接合が形成された多結晶シリコン基板の測定領域へ測定γ線を照射して、顕微メスバウア分光測定法により、鉄不純物の化学状態を成分ごとにマッピングする第２化学状態評価ステップと、第２化学状態評価ステップの後であって反射防止膜の形成の前に、第２化学状態評価ステップにて測定γ線が照射された測定領域へ電子線を照射して、走査電子顕微鏡法による表面観察又は電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察を行う構造観察ステップと、第２化学状態評価ステップの後であって反射防止膜の形成の前に、第２化学状態評価ステップにて測定γ線が照射された測定領域へ電子線を照射して、電子後方散乱回折法により結晶方位又は内部歪み分布を解析する構造解析ステップと、を含む。
【００２２】
このように、太陽電池の製造工程において、ｐｎ接合のためのドーピング及び熱処理の前に顕微メスバウア分光測定法によって鉄不純物の化学状態が成分ごとにマッピングされる。これにより、多結晶シリコン基板の製造時又はテクスチャー構造の形成時において鉄不純物が混入したか否かを評価することができる。そして、ｐｎ接合後に顕微メスバウア分光測定法によって鉄不純物の化学状態を成分ごとに再度マッピングし、さらに、電子後方散乱回折法による測定領域の結晶方位又は内部歪み分布の解析、及び、走査電子顕微鏡法による表面観察又は電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察を行う。このように、顕微メスバウア分光測定を結晶構造・電気的欠陥の評価手法による測定・観察よりも先に行うことで、鉄不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応を正確に行うことができる。よって、ｐｎ接合後による鉄不純物の評価を行うことができる。
【００２３】
また、本発明に係る不純物評価プログラムは、試料に含まれる金属不純物を評価するための不純物評価プログラムであって、減圧装置が接続され、試料が配置される測定室をその内部に画成する真空容器と、所定の照射軸に沿って測定γ線を試料へ照射するγ線照射部、及び、試料を透過したγ線又は測定γ線による転換電子を検出する検出器を有するメスバウア分光測定装置と、所定の照射軸に沿って電子線を試料へ照射する電子線照射部、試料からの電子を検出する電子検出器、及び、試料における電子線誘起電流を検出する電流検出器を有する走査電子顕微鏡と、電子線照射部の電子線を利用して試料の電子後方散乱回折を取得する回折検出器と、測定室に配置された回転可能な回転軸と、測定室において、γ線照射部の照射軸と電子線照射部の照射軸とが交差する位置に配置され、試料を保持する載置面を有し、回転軸と載置面とが平行になるように回転軸が取り付けられ、載置面を移動させる三軸駆動軸を有するステージと、を備えた測定装置を制御するコンピュータに、ステージの三軸駆動軸及び回転軸を動作させて、メスバウア分光測定装置による測定位置となるように試料の姿勢を調整する第１調整ステップと、第１調整ステップの後に、測定γ線を試料へ照射して、顕微メスバウア分光測定法により、金属不純物の化学状態を金属成分ごとにマッピングする化学状態評価ステップと、化学状態評価ステップの後に、回転軸を動作させて、走査電子顕微鏡による観察位置となるように試料の姿勢を調整する第２調整ステップと、第２調整ステップの後に、試料へ電子線を照射して、走査電子顕微鏡法による表面観察又は電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察を行う構造観察ステップと、構造観察ステップの後に、回転軸を動作させて、回折検出器による回折取得位置となるように試料の姿勢を調整する第３調整ステップと、第３調整ステップの後に、試料へ電子線を照射して、電子後方散乱回折法により結晶方位又は内部歪み分布を解析する構造解析ステップと、を実行させる。
【００２４】
不純物評価プログラムは、上述した不純物評価方法と同一の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】評価装置の構成のブロック図である。
【図２】評価装置の構成の概要図である。
【図３】ステージの配置及び回転を説明する図である。
【図４】γ線検出器又は電子検出器を用いたメスバウア分光測定法又は顕微メスバウア分光測定法を行う際のステージの向きを説明する概要図である。
【図５】電子分光装置を用いたメスバウア分光測定法又は顕微メスバウア分光測定法を行う際のステージの向きを説明する概要図である。
【図６】走査電子顕微鏡法による表面観察、電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察、又は、エネルギー分散型Ｘ線分光法による組成分析の際のステージの向きを説明する概要図である。
【図７】電子後方散乱回折法により測定領域の結晶方位又は内部歪み分布の解析、又は、エネルギー分散型Ｘ線分光法による組成分析をする際のステージの向きを説明する概要図である。
【図８】試料の構成の一例が示された斜視図である。
【図９】鉄不純物評価の事前評価を説明するフローチャートである。
【図１０】切り出された試料のＩＶ特性の一例である。
【図１１】切り出された試料のメスバウア分光測定結果の一例である。
【図１２】アイソマーシフト値と電圧との関係が示されたグラフである。
【図１３】不純物評価方法が示されたフローチャートである。
【図１４】測定領域の画像、及び、顕微メスバウア分光測定法による成分ごとの鉄不純物のマッピング結果が示された画像である。
【図１５】測定領域の画像、顕微メスバウア分光測定法によるマッピング結果、ＳＥＭ画像及び、ＥＢＳＤ歪みマッピング結果である。
【図１６】図１５の測定領域に対応する、ＥＢＩＣ画像及び、ＥＢＳＤ結晶方位マッピング結果である。
【図１７】評価装置のメイン操作パネルの一例である。
【図１８】評価装置の操作パネルの一例である。
【図１９】太陽電池の製造工程における鉄不純物評価方法が示されたフローチャートである。
【図２０】鉄不純物の拡散を説明する画像である。
【図２１】鉄不純物の拡散を説明するマッピング結果である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面とともに本実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明の寸法比率と必ずしも一致していない。
【００２８】
［第１実施形態］
本実施形態は、製品（試料）に含まれる金属不純物を評価する評価方法である。製品は、例えば半導体材料又は半導体デバイスであり、より具体的には、シリコンカーバイド又は太陽電池などである。金属不純物とは、主成分に混入した金属の不純物であり、後述するメスバウア分光測定及び顕微メスバウア分光測定によって検出可能なメスバウア核種である。より具体的には、金属不純物は鉄又はスズである。太陽電池に鉄不純物が含まれる場合、太陽電池の性能が大きく悪化する。また、シリコンカーバイドにスズ不純物が含まれる場合、当該材料で形成された製品の性能が大きく悪化する。このため、金属不純物の評価は製品性能向上のために不可欠である。以下では、製品として太陽電池、金属不純物として鉄の場合を一例として説明するが、これに限定されない。
【００２９】
本実施形態に係る評価方法では、鉄不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と表面構造・結晶構造・結晶欠陥・電気的欠陥・残留歪みなどの構造特性との対応関係を評価する。鉄不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動の評価には、顕微メスバウア分光測定法が用いられる。構造特性の評価には、走査電子顕微鏡法、電子後方散乱回折法、エネルギー分散型Ｘ線分光法などが用いられる。
【００３０】
上述した対応関係を評価するためには、同一測定領域を評価可能な装置を用いる必要がある。最初に、本実施形態に係る評価方法に用いられる評価装置の概要を説明する。
【００３１】
図１は、評価装置１００の構成のブロック図である。図１に示されるように、評価装置１００は、主制御装置１０、ステージ移動機構２０、減圧装置３０、メスバウア分光測定装置４０、ＳＥＭ（Scanning  Electron  Microscopy）／ＥＢＩＣ（Electron  Beam  Induced  Current）測定装置（走査電子顕微鏡）５０、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ（Electron  Backscatter  Diffraction  Pattern）測定装置６０、ＳＥＭ／ＥＤＳ（Energy  Dispersive  x-ray  Spectroscopy）測定装置７０、撮像装置８０及びイオン銃８１を備えている。
【００３２】
主制御装置１０は、ＣＰＵなどの演算装置、ＲＯＭ又はＲＡＭなどのメモリ、ＨＤＤなどの記憶媒体、通信カード、キーボード又はマウスなどの入出力装置、及び、ディスプレイなどを備えたコンピュータである。主制御装置１０は、ステージ移動機構２０、減圧装置３０、メスバウア分光測定装置４０、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０、撮像装置８０及びイオン銃８１にネットワークを介して接続され、これらの構成要素を統括的に制御する。主制御装置１０の記憶部には、後述する不純物評価プログラムが記憶されている。主制御装置１０のＣＰＵは、不純物評価プログラムをメモリ上に読み込み、当該プログラムを実行することにより、後述する不純物評価方法を実行する。なお、不純物評価方法は、全てプログラムされて自動で実行されてもよいし、各ステップの一部又は全部を測定者が実行してもよい。
【００３３】
ステージ移動機構２０は、測定室に配置され、試料を移動させる機構である。ステージ移動機構２０の詳細は後述する。減圧装置３０は、測定室を減圧し、所定の圧力に調整する装置である。
【００３４】
メスバウア分光測定装置４０は、顕微メスバウア分光測定法により、鉄不純物の化学状態ごとの分布又は鉄不純物の拡散挙動を評価する装置である。メスバウア分光測定法とは、γ線の無反跳共鳴吸収を利用して金属原子の化学状態を取得する評価手法である。顕微メスバウア分光測定法とは、金属成分のアイソマーシフト値に基づいて当該金属成分の位置をマッピング（可視化）する評価手法である。メスバウア分光測定装置４０は、メスバウア分光測定法及び顕微メスバウア分光測定法の何れも実行することができる。メスバウア分光測定装置４０は、所定の照射軸に沿って所定エネルギーのγ線（以下、測定γ線とする）を測定室の試料へと照射するγ線照射部４１、及び、試料を透過したγ線又は転換電子を検出する検出器（γ線検出器４３、電子検出器４４及び電子分光装置４５）を有する。
【００３５】
γ線照射部４１は、測定γ線の供給源であるγ線源、及び、γ線源を照射軸の方向に駆動する線源駆動装置を備える。鉄不純物を評価する場合、γ線源として５０〜１００ｍＣｉの５７Ｃｏの密封線源が用いられる。線源駆動装置は、γ線源を等速度運動又は等加速度運動させ、ドップラー効果により測定γ線のエネルギーを変化させる。γ線源の等加速度運動は、試料に含まれる金属不純物の成分を確認するスペクトル測定（メスバウア分光測定法）で使用される。この場合、横軸をドップラー速度、縦軸をカウント値としたメスバウアスペクトルを得ることができる。γ線源の等速度運動は、スペクトル測定での成分確定後に、それぞれの成分の空間分布を明らかにするためのマッピング測定（顕微メスバウア分光測定法）で使用される。測定γ線のエネルギーは、１４．４ｋｅＶ程度である。なお、γ線照射部４１と試料との間には、γ線集束部４２が配置されてもよい。γ線集束部４２は、γ線照射部４１から供給される測定γ線を集束させつつ試料へと照射する集束手段である。このγ線集束部４２として、複数の中空管を束ねて、測定γ線が試料へと集束するように形成されたマルチキャピラリレンズ（Multi  Capillary  X-ray  Lens）を用いることができる。
【００３６】
メスバウア分光測定法及び顕微メスバウア分光測定法には、試料を透過した測定γ線を検出する透過法と、測定γ線をメスバウア効果によって共鳴吸収した鉄不純物から放出される転換電子を検出する散乱法とが存在する。透過法の場合、検出器としては、γ線照射部４１の照射軸上に配置されたγ線検出器４３が用いられる。γ線検出器４３としては、例えばシリコンＰＩＮフォトダイオードが用いられる。散乱法の場合、検出器として、電子検出器４４及び電子分光装置４５の少なくとも一方が用いられる。電子検出器４４及び電子分光装置４５は、何れも電子の運動エネルギーを選別してカウント（計数）する機能を有する。電子検出器４４は、例えば、電子の運動エネルギーをフィルタリングする１段または複数段のマイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ：Micro  Channel  Plate）で構成される。電子分光装置４５としては、例えば円筒扇型エネルギー分析器が用いられる。メスバウア分光測定装置４０は、検出器として、γ線検出器４３、電子検出器４４及び電子分光装置４５の少なくとも一つを備えていればよい。
【００３７】
メスバウア分光測定装置４０は、後述するステージ移動機構２０によって試料をγ線の照射軸に対して垂直な平面内で移動させることにより、鉄不純物の化学状態を成分ごとにマッピングすることができる。
【００３８】
ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０は、走査電子顕微鏡法により、試料の表面構造を観察する装置である。走査電子顕微鏡法とは、電子線を試料に照射して試料から放出された電子の情報を基に、試料の凹凸によるコントラストを取得する手法である。ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０は、走査電子顕微鏡法による観察を行うために、所定の照射軸に沿って電子線を測定室の試料へと照射する電子線照射部５１、及び、試料からの電子を検出する電子検出器５２を備える。また、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０は、電子線誘起電流を検出する電流検出器５３を備える。電子線励起電流とは、電子線照射部５１により照射された電子線によって試料内に励起された電流である。電気的に活性な欠陥がある領域において、電子線励起電流が捕捉される。したがって、ＳＥＭ像と電子線励起電流とを併せて取得することによって、電気的に活性な欠陥のマッピングを行うことができる。
【００３９】
ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０は、電子後方散乱回折法により、試料の歪みや結晶方位の解析を行う装置である。電子後方散乱回折法とは、試料に照射された電子線が結晶面で散乱して回折する現象を利用して、試料の歪みや結晶方位を解析する手法である。ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０は、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０の電子線照射部５１の電子線を利用して電子後方散乱回折を取得する回折検出器６１を備える。
【００４０】
ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０は、エネルギー分散型Ｘ線分光法により、試料の組成分析を行う装置である。エネルギー分散型Ｘ線分光法とは、試料に照射された電子線に起因して試料から放出されたＸ線を計測して組成分析を行う手法である。ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０は、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０の電子線照射部５１の電子線を利用してＸ線を検出するＸ線検出器７１を備える。
【００４１】
撮像装置８０は、試料を撮像する装置である。撮像装置８０として、例えばＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。撮像装置８０は、試料の測定領域の決定の際に利用される。イオン銃８１は、イオンで試料をスパッタする装置である。イオン銃８１は、試料の測定領域の表面を削る際に用いられる。
【００４２】
図２は、評価装置１００の構成の概要図である。図２では、真空容器２の内部を説明するために、真空容器２のみ水平断面としている。メスバウア分光測定装置４０のγ線の照射軸がＺ軸と同軸であり、Ｚ軸に直交する平面内の二軸がＸＹ軸である。図２に示されるように、評価装置１００は、試料Ｓが配置される測定室をその内部に画成する真空容器２を備える。メスバウア分光測定装置４０、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０、撮像装置８０及びイオン銃８１は、真空容器２の中心位置Ｋを囲んで配置される。中心位置Ｋには、試料が配置される。
【００４３】
ステージ移動機構２０、減圧装置３０、メスバウア分光測定装置４０、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０、撮像装置８０及びイオン銃８１は、一つの真空容器２の測定室に接続されており、当該測定室において種々の評価が順次行われる。なお、評価の全てが真空一貫で行われてもよいし、評価ごとに真空としてもよい。
【００４４】
メスバウア分光測定装置４０のγ線集束部４２は、γ線照射部４１のγ線の照射軸上において、中心位置Ｋとγ線照射部４１との間に配置される。メスバウア分光測定装置４０のγ線検出器４３は、γ線照射部４１のγ線の照射軸上において、γ線集束部４２との間に中心位置Ｋが介在するように配置される。なお、大気中透過測定の場合のみ、図２のような配置となり、γ線検出器４３は収束点に設置される試料Ｓの背後に設置される。一方、電子計測を伴う測定の場合には、γ線照射部４１，γ線集束部４２は真空容器２に隣接する撮像装置８０の下部分に設置され、γ線収束点はＫ点である。メスバウア分光測定装置４０の電子分光装置４５は、γ線照射部４１のγ線の照射軸に直交し、中心位置Ｋを通る軸上に配置される。中心位置Ｋ、左周りの回転を正、γ線照射部４１の位置を０°とする円座標で表現すると、電子分光装置４５は、約＋２７０°の位置に配置される。ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０の電子線照射部５１は、上記円座標において約＋６０°の位置に配置される。ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０の電子検出器５２及び電流検出器５３は、上記円座標において約＋４５°の位置に配置される。ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０の回折検出器６１は、上記円座標において約＋１３５°の位置に配置される。撮像装置８０は、上記円座標において約０°の位置に配置される。イオン銃８１は、上記円座標において約＋２２５°の位置に配置される。
【００４５】
図３は、ステージの配置及び回転を説明する図である。ステージ移動機構２０は、真空容器２の測定室の中心位置Ｋ（図２参照）でステージを支持する。図３に示されるように、ステージ移動機構２０は、測定室の上下方向（Ｙ方向）に延びる回転可能な回転ロッド２１及びステージ２２を有している。回転ロッド２１は、真空容器２の上部外側から測定室へ延びており、試料Ｓ（測定対象物）が載置されるステージ２２に連結されている。つまり、回転ロッド２１は、測定室内に配置され、試料Ｓを測定室内で支持する。ステージ移動機構２０は、回転ロッド２１を回転させる回転機構を備えている。回転機構は、測定室の上下方向（Ｙ方向）に延びる回転軸Ｒを中心として回転ロッド２１を回転させる。回転機構としては、例えばステッピングモータが用いられる。これにより、ステージ２２はＺＸ面内で向きを変更可能に構成される。ステージ２２は、測定室において、メスバウア分光測定装置４０のγ線照射部４１の照射軸４０Ａと、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０の電子線照射部５１の照射軸５０Ａが交差する位置Ｐに配置される。ステージ２２は、試料Ｓを保持する載置面Ｍを有する。回転ロッド２１は、載置面Ｍと平行になるようにステージ２２に取り付けられている。ステージ２２は、載置面ＭをＸＹＺ方向へ移動させる三軸駆動軸を有する。ステージ２２として、例えばＸＹＺゴニオステージが用いられる。これにより、ステージ２２は、位置Ｐが試料Ｓの表面に位置するように載置面Ｍを移動させることができる。
【００４６】
評価装置１００は、上述したステージ移動機構２０により、試料Ｓの位置を回転させて、メスバウア分光測定装置４０、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０及び撮像装置８０による観察又は測定を行う。このため、各装置が行う試料Ｓの測定領域は、各装置で同一の領域となる。
【００４７】
図４は、γ線検出器４３又は電子検出器４４を用いたメスバウア分光測定法又は顕微メスバウア分光測定法を行う際のステージ２２の向きを説明する概要図である。図４に示されるように、γ線検出器４３又は電子検出器４４を用いたメスバウア分光測定法又は顕微メスバウア分光測定法を行う場合、ステージ２２の載置面Ｍは、ＸＹ平面と平行となる回転位置に調整される。これにより、γ線検出器４３は、試料Ｓを透過した測定γ線を計測でき、かつ、電子検出器４４は、試料Ｓから放出された転換電子を検出することができる。つまり、図４に示される試料Ｓの姿勢がメスバウア分光測定装置４０による測定位置の一例である。なお、撮像装置８０は、メスバウア分光測定又は顕微メスバウア分光測定の前に、位置決めのために図４に示されたステージ２２の向きで試料Ｓの画像（例えばＣＭＯＳカメラ画像）を取得する。
【００４８】
図５は、電子分光装置４５を用いたメスバウア分光測定法及び顕微メスバウア分光測定法を行う際のステージ２２の向きを説明する概要図である。図５に示されるように、電子分光装置４５を用いたメスバウア分光測定法及び顕微メスバウア分光測定法を行う場合、ステージ２２の載置面Ｍは、図４の位置（載置面ＭがＸＹ平面）から中心位置Ｋを中心とした左周りの回転を正とすると、約−４５°回転させた回転位置に調整される。これにより、電子分光装置４５は、試料Ｓから放出された転換電子を検出することができる。つまり、図５に示される試料Ｓの姿勢がメスバウア分光測定装置４０による測定位置の一例である。
【００４９】
図６は、走査電子顕微鏡法による表面観察、電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察、又は、エネルギー分散型Ｘ線分光法による組成分析の際のステージの向きを説明する概要図である。図中、電子線照射部５１の先端と試料Ｓの表面の距離は５〜５０ｍｍの範囲で可変であり、接触はしていない。図６に示されるように、電子線照射部５１を用いた観察又は測定の場合、ステージ２２の載置面Ｍは、図４の位置（載置面ＭがＸＹ平面）から中心位置Ｋを中心とした左周りの回転を正とすると、約＋６０°回転させた回転位置に調整される。これにより、電子検出器５２、電流検出器５３又はＸ線検出器７１は、試料Ｓから放出された電子、励起電流又はＸ線を検出することができる。つまり、図６に示される試料Ｓの姿勢がＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０、及び、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０による観察位置の一例である。
【００５０】
図７は、電子後方散乱回折法により測定領域の結晶方位又は内部歪み分布の解析、又は、エネルギー分散型Ｘ線分光法による組成分析をする際のステージの向きを説明する概要図である。図７に示されるように、電子線照射部５１を用いた観察又は測定の場合、図４の位置（載置面ＭがＸＹ平面）から中心位置Ｋを中心とした左周りの回転を正とすると、約＋９０°回転させた回転位置に調整される。これにより、回折検出器６１は、試料Ｓから電子線の回折を検出することができる。なお、当該位置においても、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０のＸ線検出器７１はＸ線を検出可能である。つまり、図７に示される試料Ｓの姿勢がＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０による回折取得位置、及び、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０による観察位置の一例である。
【００５１】
なお、図４〜図７に示されるように、評価装置１００の各構成要素は、測定方法に応じて真空容器２内に出し入れ可能に構成されている。具体的には、各構成要素と真空容器２との間には、主制御装置１０に接続された図示しないゲートバルブが設けられている。また、各構成要素には、主制御装置１０に接続された図示しない駆動装置が対応して設けられている。主制御装置１０は、測定方法に応じて試料Ｓの回転位置を変更するとともに、測定方法に応じた装置位置となるように、ゲートバルブ及び駆動装置を動作させる。
【００５２】
次に、試料の一例を説明する。図８は、試料Ｓ（太陽電池）の構成の一例が示された斜視図である。図８に示された試料Ｓは、ｐ型の多結晶シリコン基板４の表面上に、熱処理（熱拡散）によって形成されたｎ型シリコン層５、窒化膜などの反射防止膜６及び第１電極７が順に形成されている。第１電極７は、反射防止膜６を貫通してｎ型シリコン層５に接触している。また、多結晶シリコン基板４の裏面側には第２電極３が設けられている。本実施形態に係る不純物評価方法は、太陽電池である試料Ｓに含まれる鉄不純物を評価する。
【００５３】
試料Ｓは、製品として完成した太陽電池を所定の大きさ（真空容器２の処理室の大きさ）に合わせて切り出して形成される。試料Ｓは切り出されるため、太陽電池の性能が変化するおそれがある。このため、まずは切り出された試料Ｓに対して、太陽電池の基本的な性能や電圧印加可能か否かを事前評価する。また、太陽電池の性能に影響を与える鉄成分をマッピング及び分析するために、キャリアを捕捉する鉄成分を特定する。なお、このような事前評価については、基礎データとして既に取得している場合には特に実行しなくてもよい。
【００５４】
図９は、鉄不純物評価の事前評価を説明するフローチャートである。図９に示されるように、最初に準備工程（Ｓ１０）として、評価装置１００のステージ２２に切り出された試料Ｓを固定し、試料Ｓの第１電極７及び第２電極３に後述する評価のための外部電圧印加用の電極を取り付ける。そして、真空容器２を減圧装置３０で所定の圧力まで減圧する。
【００５５】
次に、太陽電池の基礎データの取得処理（Ｓ１２）として、試料Ｓの太陽電池の性能に関するデータを取得する。太陽電池の性能に関するデータとは、開放端電圧ＶＯＣ、短絡電流ＩＳＣ、発電効率ηなどの一般的な太陽電池のパラメータである。これらの値は、日本工業規格ＪＩＳ  Ｃ  ８９１４に規程された値であり、いわゆるＸ−Ｙレコーダ方式などによりｐｎ接合の電気特性評価（ＩＶ特性測定）を行うことで得られる。製品の使用時の環境を考慮し、１０００Ｗ／ｍ２光強度の光を照射する光照射条件下でＩＶ特性測定を行うとともに、光照射を行わないダーク条件下でＩＶ特性測定を行ってもよい。図１０は、試料ＳのＩＶ特性の一例である。横軸が印加電圧で縦軸が電流である。図１０に示される破線のグラフはダーク条件下でのＩＶ特性測定結果であり、実線のグラフは光照射条件下でのＩＶ特性測定結果である。このように、切り出された試料Ｓの太陽電池の基礎データを取得することで、電圧印加可能であること（後述する鉄不純物評価が可能であること）や、切り出しによる太陽電池の性能劣化が起きていないことを確認することができる。
【００５６】
次に、メスバウア分光測定（Ｓ１４）として、切り出された試料Ｓのメスバウアスペクトルを取得する。このメスバウア分光測定では、照射面積を広くするため、及びγ線強度を確保するために、γ線集束部４２は取り外しておく。γ線集束部４２の取り外しは、ステッピングモータなどの取り外し機構を備えてもよいし、測定者が手で取り外してもよい。そして、主制御装置１０の動作により、試料Ｓを図４又は図５に示される位置に移動させる。メスバウア分光測定は、取得処理（Ｓ１２）で得られたＩＶ特性と関連付けるために、外部電圧を印加した状態で行う。また、光照射条件又はダーク条件の何れかの条件下で評価すればよい。ここでは、実際の製品の稼働状態に近い光照射条件下で評価する場合を説明する。光照射条件下で測定されたＩＶ特性と関連付けるために、図１０に示された（ａ）〜（ｄ）における電圧それぞれを外部電圧として切り出された試料に印加し、それぞれの電圧印加中において、γ線照射部４１により、γ線源が等加速度運動で駆動され、切り出された試料Ｓに測定γ線が照射される。なお、光照射条件下では、光照射に伴って光電効果で電子が発生するため、ノイズが多くなる。このため、光照射条件下でメスバウア分光測定を行う場合には、光をパルス状に照射し、中に注入した少数キャリアが残っている間（１μｓｅｃ程度の間）にメスバウアスペクトルを取得する。このように、光の入射とメスバウアスペクトルの取得とを同期させて取得することで、ノイズの少ないメスバウアスペクトルを得ることができる。なお、キャリア注入は光ではなく電子線をパルス照射してもよい。
【００５７】
図１１は、切り出された試料の光照射条件下でのメスバウア分光測定結果の一例である。測定時間は、３．７ＧＢｑの５７Ｃｏ標準線源で１つのスペクトルにつき１〜３日程度である。図１１は、横軸が速度（ドップラー速度）であり、縦軸がカウント値である。図１１では、比較のために、外部電圧が−０．５Ｖ（図１０の（ａ）に相当）、０Ｖ（図１０の（ｂ）に相当）、＋０．５Ｖ（図１０の（ｃ）に相当）、＋０．９Ｖ（図１０の（ｄ）に相当）のときのメスバウアスペクトルを縦に並べて図示している。図１１に示されるように、得られたカウント値をＬｏｒｅｎｔｚ関数で近似（フィッテイング）することにより、鉄の成分を特定することができる。外部電圧−０．５Ｖでは、左から順に置換格子鉄Ｆｅｓ０、格子間鉄Ｆｅｉ０及び格子間鉄Ｆｅｉ＋１のピークが出現している。外部電圧０Ｖでは、左から順に置換格子鉄Ｆｅｓ０及び格子間鉄Ｆｅｉ＋１のピークが出現している。外部電圧＋０．５Ｖでは、左から順に置換格子鉄Ｆｅｓ０、格子間鉄Ｆｅｉ０及び格子間鉄Ｆｅｉ＋１のピークが出現している。外部電圧＋０．９Ｖでは、左から順に置換格子鉄Ｆｅｓ０、格子間鉄Ｆｅｉ０のピークと、格子間鉄Ｆｅｉ＋１に格子間鉄Ｆｅｉ＋２を含むピークが出現している。
【００５８】
続いて、キャリア捕捉Ｆｅ成分の確定処理（Ｓ１６）として、メスバウア分光測定（Ｓ１４）により得られたメスバウアスペクトルのアイソマーシフト値からキャリア捕捉Ｆｅ成分を確定させる。図１２は、図１１の測定結果に基づいて得られたアイソマーシフト値と電圧との関係が示されたグラフである。図１２の横軸は電圧、縦軸はアイソマーシフト値である。図１２の実線は置換格子鉄Ｆｅｓ０のアイソマーシフト値、一点鎖線は格子間鉄Ｆｅｉ０のアイソマーシフト値、破線は格子間鉄Ｆｅｉ＋１（格子間鉄Ｆｅｉ＋２も含む）のアイソマーシフト値である。図１２に示されるように、破線で示された格子間鉄Ｆｅｉ＋１（格子間鉄Ｆｅｉ＋２も含む）のアイソマーシフト値は電圧が大きくなるほど増大している。このように、電圧印加により格子間鉄Ｆｅｉ＋１（格子間鉄Ｆｅｉ＋２も含む）がキャリアを捕捉し、電荷状態が変化している成分であることがわかる。つまり、格子間鉄Ｆｅｉ＋１（格子間鉄Ｆｅｉ＋２も含む）がキャリア捕捉Ｆｅ成分であり、当該成分を計測するためのアイソマーシフト値を得ることができる。
【００５９】
以上で図９に示された事前評価を終了する。なお、Ｓ１４において、図１０に示された４点の電圧のときのメスバウアスペクトルを取得したが、メスバウアスペクトルの測定は上述した４点の電圧のときに限定されることはなく、１点つまり所定の電圧時のみメスバウアスペクトルを取得してもよい。特に、平均鉄濃度が１×１０１６／ｃｍ３以下の試料では、十分な統計となる測定をすることができないおそれがある。このような場合には、外部電圧が０Ｖや＋０．９のときのみメスバウアスペクトルを測定してもよい。
【００６０】
鉄成分のアイソマーシフト値、キャリア捕捉Ｆｅ成分が確定した後に、試料Ｓの鉄不純物評価を行う。図１３は、不純物評価方法が示されたフローチャートである。図１３に示されるように、最初に、準備工程（Ｓ２０）として、試料Ｓの測定領域を特定し、当該測定領域の反射防止膜６を取り除く。試料Ｓの測定領域は、撮像装置８０で得られたＣＭＯＳカメラ画像により特定する。準備工程では、ステージ２２の三軸駆動軸及び回転ロッド２１を動作させて試料Ｓの測定箇所を調整する。図１４の（Ａ）は、測定領域の画像の一例である。測定領域は１０ｍｍ×１０ｍｍの範囲である。図１４の（Ａ）では、試料Ｓの外縁（黒い矩形）と第１電極７（黒い矩形内の白い部分）とが含まれる範囲の測定領域が示されている。反射防止膜６は、例えば主制御装置１０がステージ２２を回転させ、イオン銃８１の照射領域へ試料Ｓを位置させ、イオン銃８１を動作させてスパッタにより取り除く。なお、反射防止膜６を化学エッチングなどにより除去してもよい。
【００６１】
次に、顕微メスバウア分光測定（Ｓ２２：化学状態評価ステップ）として、測定γ線を試料Ｓの測定領域へ照射して、顕微メスバウア分光測定法により、鉄不純物の化学状態を鉄成分ごとにマッピングする。この処理では、主制御装置１０がステージ２２の三軸駆動軸及び回転ロッド２１を動作させて、図４に示されるメスバウア分光測定装置４０による測定位置となるように試料Ｓの姿勢を調整する（第１調整ステップ）。そして、主制御装置１０は、γ線照射部４１に対して、線源を固定したアクチュエータの等速度運動の設定速度を、図９に示されるフローチャートで特定された鉄成分のアイソマーシフト値に設定し、試料Ｓへγ線を照射させる。そして、主制御装置１０は、ＸＹ平面内でステージ２２を移動させる。これにより、測定領域内が走査され、それぞれの走査位置でのカウント値が計測され、計測されたカウント値が画素値に対応付けられてマッピングされる。このマッピングは、鉄の成分ごとに行われる。なお、マッピングはγ線検出器４３で行ってもよいし、試料Ｓを図５に示される測定位置へ移動させ、電子分光装置４５によりマッピングを行ってもよい。
【００６２】
なお、鉄成分のアイソマーシフト値が特定できていない場合には、以下の手法でマッピングすることもできる。例えば、ドップラー速度を０ｍｍ／ｓに設定し、測定領域を走査してマッピングする（第１マッピング）。第１マッピングは、既知の置換格子鉄Ｆｅｓ０のアイソマーシフト値に近い値である。このため、第１マッピングは、置換格子鉄Ｆｅｓ０の存在分布と近似することができる。その後、ドップラー速度を−３ｍｍ／ｓ〜３ｍｍ／ｓの間で測定領域を走査してマッピングする（第２マッピング）。そして、第１マッピングと第１マッピングとの差分を算出することで、第３マッピング結果を得る。第３マッピング結果は、置換格子鉄Ｆｅｓ０以外の存在分布とおおよそ近似できる。このような手法で鉄成分ごとのマッピングを得てもよい。上記手法で得られた結果が図１４の（Ｂ）及び（Ｃ）に示される。図１４の（Ｂ）及び（Ｃ）は、カウント値を画素値に対応付けたマッピングの結果である。図１４の（Ｂ）は、上述した第１マッピングに相当し、置換格子鉄Ｆｅｓ０の存在分布となる。図１４の（Ｃ）は、上述した第３マッピングに相当し、置換格子鉄Ｆｅｓ０以外の存在分布、つまり、格子間鉄Ｆｅｉ０及び格子間鉄Ｆｅｉ＋１（格子間鉄Ｆｅｉ＋２）の存在分布となる。上記マッピングにより、太陽電池の銀電極材料に起因する鉄汚染評価をすることができる。
【００６３】
次に、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定（Ｓ２４：構造観察ステップ）として、測定領域における表面観察を行う。測定領域は、Ｓ２２の化学状態評価ステップにて測定γ線が照射された範囲である。最初に、主制御装置１０は、回転ロッド２１を動作させて走査電子顕微鏡による観察位置となるように試料Ｓの姿勢を調整する（第２調整ステップ）。具体的には、主制御装置１０は、ステージ２２を回転させて、試料Ｓを図６に示される観察位置へ移動させる。そして、主制御装置１０は、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０を動作させて、走査電子顕微鏡法による表面観察又は電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察を行う。
【００６４】
次に、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定（Ｓ２６：組成分析ステップ）として、測定領域における組成分析を行う。試料Ｓの位置は、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定（Ｓ２４）と同一である。測定領域は、Ｓ２２の化学状態評価ステップにて測定γ線が照射された範囲である。主制御装置１０は、電子線照射部５１とＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０とを動作させて、エネルギー分散型Ｘ線分光法により組成分析を行う。なお、組成分析ステップにおいては、後述する構造解析ステップの試料Ｓの位置と同一としてもよい。
【００６５】
次に、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定（Ｓ２８：構造解析ステップ）として、測定領域における構造解析を行う。測定領域は、Ｓ２２の化学状態評価ステップにて測定γ線が照射された範囲である。主制御装置１０は、回転ロッド２１を動作させて回折検出器６１による回折取得位置となるように試料Ｓの姿勢を調整する（第３調整ステップ）。具体的には、主制御装置１０は、ステージ２２を回転させて、試料Ｓを図７に示される回折取得位置へ移動させる。そして、主制御装置１０は、電子線照射部５１とＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０とを動作させて、電子後方散乱回折法により測定領域の結晶方位又は内部歪み分布を解析する。
【００６６】
以上で図１３に示される不純物評価方法が終了する。なお、Ｓ２６のＳＥＭ／ＥＤＳ測定は組成分析が不要な場合には省略してもよい。
【００６７】
図１３に示される方法で得られた結果が図１５及び図１６に示される。図１５の（Ａ）は、撮像装置８０により取得された測定領域の画像である。図１５の（Ｂ）〜（Ｄ）は、測定領域のメスバウア分光測定法によるマッピング結果である。図１５の（Ｂ）はγ線検出器４３によって取得されたキャリア捕捉Ｆｅ成分のマッピング結果、図１５の（Ｃ）は電子検出器４４によって取得されたキャリア捕捉Ｆｅ成分のマッピング結果である。図１５の（Ｃ）に示されるマッピング結果の方が、図１５の（Ｂ）に示されたマッピング結果よりも感度が良い。図１５の（Ｄ）は、図１５の（Ａ）と（Ｃ）とを合成して得られた画像である。図１５の（Ｅ）は、図１５の（Ａ）〜（Ｄ）内に描かれた矩形内に対応するＳＥＭ画像である。図１５の（Ｆ）は、図１５の（Ａ）〜（Ｄ）内に描かれた矩形内に対応する内部歪み分布（ＥＢＳＤ歪みマッピング）である。図１６の（Ａ）は、図１５の（Ａ）〜（Ｄ）内に描かれた矩形内に対応するＥＢＩＣ像である。図１６の（Ｂ）は、図１５の（Ａ）〜（Ｄ）内に描かれた矩形内に対応するＥＢＳＤ結晶方位マッピングである。このように、同一の測定領域に対して、キャリア捕捉Ｆｅ成分の分布、表面観察結果、内部歪み分布、結晶方位分布を得ることができる。よって、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と表面構造・結晶構造・結晶欠陥・電気的欠陥・残留歪みなどの試料の構造特性との対応関係を把握することができる。
【００６８】
次に、不純物評価プログラムについて説明する。不純物評価プログラムは、メインモジュール、入力モジュール及び演算処理モジュールを備えている。メインモジュールは、評価装置１００を統括的に制御する部分である。入力モジュールは、測定者からの入力を受け付けるようにコンピュータを動作させる。演算処理モジュールは、各装置の処理演算を行うメインモジュール、入力モジュール及び演算処理モジュールを実行させることにより、上述した図９及び図１３で説明した鉄不純物評価方法の各ステップが実行される。不純物評価プログラムは、例えば、ＲＯＭ又は半導体メモリ等の非一時的な記憶媒体によって提供される。また、不純物評価プログラムは、ネットワークを介して配信されてもよい。
【００６９】
次に、不純物評価プログラムが主制御装置１０のディスプレイに表示する操作パネルについて説明する。不純物評価プログラムは、ディスプレイに操作パネルを表示し、入出力装置を介して測定者に評価装置１００の動作指示を受付け、評価結果の解析を行わせることができる。図１７は、評価装置１００のメイン操作パネルの一例である。メイン操作パネル２００は、複数の操作ボタンをアイコンとして含む。例えば、メイン操作パネル２００は、主に顕微メスバウア分光測定用の設定ボタンを複数含む。具体的には、メイン操作パネル２００は、測定モード選択ボタン２０１、ドライブ設定ボタン２０２、計測設定ボタン２０３、観察位置設定ボタン２０４、計測ボタン２０５、結果表示ボタン２０６、ＳＥＭ遠隔制御２０７及び回転・ＸＹ制御ボタン２０８を含んでいる。
【００７０】
測定モード選択ボタン２０１は、評価装置１００により測定可能な測定装置の制御パネルを呼び出すアイコンであり、測定者により測定モード選択ボタン２０１が選択されると、例えば後述する図１８の操作パネルがオープンされる。ドライブ設定ボタン２０２は、メスバウア分光測定又は顕微メスバウア分光測定の何れかを選択する画面を呼び出すアイコンである。計測設定ボタン２０３は、顕微メスバウア分光測定におけるデータ取得条件を設定する画面を呼び出すアイコンである。当該画面では、測定点の数、測定時間などの計測の詳細を入力することができる。観察位置設定ボタン２０４は、測定領域を決定する画面を呼び出すアイコンである。当該画面では、ＣＭＯＳカメラ画像に基づいて計測する測定領域を決定することができる。計測ボタン２０５は、計測画面を呼び出すためのアイコンである。計測画面には、計測中の電子やγ線の計数が表示される。結果表示ボタン２０６は、メスバウア分光測定又は顕微メスバウア分光測定の測定結果を表示する画面を呼び出すアイコンである。当該画面では、メスバウアスペクトルやマッピング結果などが表示される。ＳＥＭ遠隔制御２０７は、ＳＥＭの遠隔操作を行う画面を呼び出すアイコンである。また、回転・ＸＹ制御ボタン２０８は、試料Ｓの位置を調整する画面を呼び出すアイコンである。
【００７１】
次に、評価装置１００の状態を確認しながら操作を行う操作パネルについて説明する。図１８は、評価装置１００の操作パネルの一例である。図１８に示された操作パネル３００は、不純物評価プログラムによってディスプレイに表示される。操作パネル３００は、視覚的に装置の状態を把握するための第１画像領域３１０、第２画像領域３２０及び第３画像領域３３０を含む。第１画像領域３１０及び第２画像領域３２０には、上述した評価装置１００の構成要素が上面図及び側面図として表示されるとともに、構成要素に対応したアイコン（インジケータ）が表示され、構成要素の動作状態に応じて対応するアイコンの表示が変化する。例えば、構成要素が動作中であれば対応するアイコンが点灯表示となり、構成要素が停止中であれば対応するアイコンが消灯表示となる。主制御装置１０は、各構成要素と信号のやり取りをして動作状態を第１画像領域３１０及び第２画像領域３２０の表示に反映させる。第３画像領域３３０には、真空容器２内の各構成要素の位置関係、試料Ｓの姿勢などについてのアニメーションが表示される。主制御装置１０は、各構成要素と信号のやり取りをして動作状態を第３画像領域３３０の表示に反映させる。
【００７２】
また、操作パネル３００は、複数の操作ボタンをアイコンとして含む。具体的には、操作パネル３００は、緊急停止ボタン３４１及びＲｅｍｏｔｅ／Ｌｏｃａｌボタン３４２を含んでいる。緊急停止ボタン３４１は、測定のプログラムの緊急停止を指示するためのアイコンである。Ｒｅｍｏｔｅ／Ｌｏｃａｌボタン３４２は、主制御装置１０と評価装置１００の構成要素との接続を切り替えるように指示するためのアイコンである。緊急停止ボタン３４１及びＲｅｍｏｔｅ／Ｌｏｃａｌボタン３４２の右側には、ボタンに対応したアイコン（インジケータ）が表示され、状況に合わせて対応するアイコンの表示が変化する。例えば、測定のプログラムが動作している場合には、緊急停止ボタン３４１の右側の動作中のアイコンが点灯し、測定のプログラムが停止している場合には、緊急停止ボタン３４１の右側の停止のアイコンが点灯する。例えば、評価装置１００の構成要素がオンラインの場合には、Ｒｅｍｏｔｅ／Ｌｏｃａｌボタン３４２の右側の動作中のアイコンが点灯し、評価装置１００の構成要素がオフラインの場合には、Ｒｅｍｏｔｅ／Ｌｏｃａｌボタン３４２の右側の停止のアイコンが点灯する。このような制御は、主制御装置１０がタスク管理を行うことで実現できる。
【００７３】
また、操作パネル３００は、ＳＥＭの制御に関するボタンとして、待機ボタン３４３、ＳＥＭ測定ボタン３４４、ＥＢＳＤ測定ボタン３４５、ＥＢＩＣ測定ボタン３４６及びＥＤＳ測定ボタン３４７を含む。待機ボタン３４３は、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０を測定待機の状態にするように指示するアイコンである。測定待機の状態とは、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０の構成要素が所定の位置（ホームポジション）に存在することである。ＳＥＭ測定ボタン３４４は、試料Ｓの姿勢がＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０の観察位置となるように指示するボタンである。ＥＢＳＤ測定ボタン３４５は、試料Ｓの姿勢がＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置６０の観察位置となるように指示するボタンである。ＥＢＩＣ測定ボタン３４６は、試料Ｓの姿勢がＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置５０の観察位置となるように指示するボタンである。ＥＤＳ測定ボタン３４７は、試料Ｓの姿勢がＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置７０の観察位置となるように指示するボタンである。ＳＥＭの制御に関するボタンの右側には、上述した緊急停止ボタン３４１などと同様に、ボタンに対応したアイコン（インジケータ）が表示され、状況に合わせて対応するアイコンの表示が変化する。
【００７４】
また、操作パネル３００は、メスバウア分光測定及び顕微メスバウア分光測定の電子検出器４４の制御に関するボタンとして、待機ボタン３４８、鉄顕微測定ボタン３４９及びキャリア注入マッピングボタン３５０を含む。待機ボタン３４８は、メスバウア分光測定装置４０を測定待機の状態にするように指示するアイコンである。鉄顕微測定ボタン３４９は、試料Ｓの姿勢がメスバウア分光測定装置４０のマッピングのための評価位置となるように指示するボタンである。キャリア注入マッピングボタン３５０は、キャリア注入しながらメスバウア分光測定装置４０のマッピングをするために、試料Ｓの姿勢を当該測定の評価位置となるように指示するボタンである。電子検出器４４の制御に関するボタンの右側には、上述した緊急停止ボタン３４１などと同様に、ボタンに対応したアイコン（インジケータ）が表示され、状況に合わせて対応するアイコンの表示が変化する。
【００７５】
また、操作パネル３００は、メスバウア分光測定及び顕微メスバウア分光測定の電子分光装置４５の制御に関するボタンとして、待機ボタン３５１、電子分光測定ボタン３５２及びオージェ電子分光ボタン３５３を含む。待機ボタン３５１は、電子分光装置４５を測定待機の状態にするように指示するアイコンである。電子分光測定ボタン３５２は、電子分光装置４５を用いたマッピングをするために、試料Ｓの姿勢を当該測定の評価位置となるように指示するボタンである。オージェ電子分光ボタン３５３は、オージェ電子を用いた分析を追加で行う場合に、試料Ｓの姿勢を当該測定の評価位置となるように指示するボタンである。電子分光装置４５の制御に関するボタンの右側には、上述した緊急停止ボタン３４１などと同様に、ボタンに対応したアイコン（インジケータ）が表示され、状況に合わせて対応するアイコンの表示が変化する。
【００７６】
また、操作パネル３００は、構成要素に対応したゲートバルブの開閉制御を行うボタンとして、ＨＶ−ＣＳＡ前ＧＶボタン３５４、ＥＢＳＤ前ＧＶボタン３５５、ターボポンプ前ＧＶボタン３５６及びイオンポンプ前ＧＶボタン３５７を含む。ＨＶ−ＣＳＡ前ＧＶボタン３５４は、電子分光装置４５に対応付けられたゲートバルブの開閉を行うためのアイコンである。ＥＢＳＤ前ＧＶボタン３５５は、回折検出器６１に対応付けられたゲートバルブの開閉を行うためのアイコンである。ターボポンプ前ＧＶボタン３５６は、減圧装置３０の１つであるターボポンプに対応付けられたゲートバルブの開閉を行うためのアイコンである。イオンポンプ前ＧＶボタン３５７は、減圧装置３０の１つであるイオンポンプに対応付けられたゲートバルブの開閉を行うためのアイコンである。ゲートバルブの開閉制御に関するボタンの右側には、上述した緊急停止ボタン３４１などと同様に、ボタンに対応したアイコン（インジケータ）が表示され、状況に合わせて対応するアイコンの表示が変化する。
【００７７】
また、操作パネル３００は、真空容器２の真空度を表示する領域３５８、ターボポンプの真空度を表示する領域３５９及びイオンポンプの真空度を表示する領域３６０を含む。
【００７８】
上述した操作パネルを用いて、主制御装置１０は、各装置の動作及び測定に関する情報を測定者から受け付けることができる。
【００７９】
以上、第１実施形態に係る不純物評価方法及び不純物評価プログラムでは、電子後方散乱回折法による測定領域の結晶方位又は内部歪み分布の解析、及び、走査電子顕微鏡法による表面観察又は電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察（Ｓ２４〜Ｓ２８）の前に、顕微メスバウア分光測定法によって鉄不純物の化学状態が金属成分ごとにマッピングされる（Ｓ２２）。結晶構造・電気的欠陥の評価手法において照射される電子線は金属不純物の化学状態に影響を与えるが、顕微メスバウア分光測定法ではγ線の無反跳共鳴吸収を観測しているため金属不純物の化学状態に影響を与えることは無い。このため、顕微メスバウア分光測定と結晶構造・電気的欠陥の評価手法とを組み合わせて同一の領域を評価する場合、顕微メスバウア分光測定を結晶構造・電気的欠陥の評価手法による測定・観察よりも先に行うことで、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応を正確に行うことができる。
【００８０】
また、第１実施形態に係る不純物評価方法及び不純物評価プログラムでは、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定（Ｓ２８：構造解析ステップ）は、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定（Ｓ２４：構造観察ステップ）の後に実行される。電子後方散乱回折法による解析は、一般的に、走査電子顕微鏡法による観察又は解析よりも電子線の照射時間が長い。つまり、単位時間あたりの注入電子量と照射時間とで定まる総電子線量は、電子後方散乱回折法による解析の方が走査電子顕微鏡法による観察又は解析よりも大きくなる。このため、上記順番で評価することで、試料に照射される総電子線量が低い順に評価を行うことができる。よって、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応をより正確に行うことができる。
【００８１】
また、第１実施形態に係る不純物評価方法及び不純物評価プログラムでは、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定（Ｓ２４：構造観察ステップ）の後であって、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定（Ｓ２８：構造解析ステップ）の前に、電子線をメスバウア分光測定法により測定した試料の測定領域へ照射して、エネルギー分散型Ｘ線分光法により組成分析を行うＳＥＭ／ＥＤＳ測定（Ｓ２６：組成分析ステップ）をさらに含む。この場合、組成分析も行うことができるため、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応をより詳細に評価することができる。
【００８２】
また、第１実施形態に係る不純物評価方法及び不純物評価プログラムでは、上述した評価装置１００を用いることにより、ステージ２２を評価方法に合わせて回転及び移動させることができるので、メスバウア分光測定（Ｓ２２：化学状態評価ステップ）、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定（Ｓ２４：構造観察ステップ）及びＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定（Ｓ２８：構造解析ステップ）を行うことで、一つの測定室において真空一貫で評価することができる。
【００８３】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る不純物評価方法は、太陽電池の製造工程において鉄不純物を評価するための方法である。太陽電池の性能に問題がある場合、太陽電池の各工程の前後において、第１実施形態で説明した不純物評価方法を用いることで、どの製造工程で鉄汚染が発生しているのかを特定することができる。特に、後述するｐｎ接合の熱処理によって鉄不純物が拡散し、製品性能に大きな影響を与えるおそれがある。このため、以下では、ｐｎ接合時の不純物評価を主に説明する。
【００８４】
図１９は、太陽電池の製造工程における鉄不純物評価方法が示されたフローチャートである。図１９に示されるように、最初にインゴット形成工程（Ｓ３０）として、シリコン材料を鋳型中で溶融し凝固させて多結晶シリコンのインゴットを作成する。続いて、スライス工程（Ｓ３２）として、インゴットをワイヤソーでスライスして多結晶シリコン基板４を形成する。続いて、洗浄工程／テクスチャー形成工程（Ｓ３４）として、多結晶シリコン基板の受光面となる表面に光を多方面に反射させるピラミッド形状の微細な凹凸（テクスチャー構造）を形成する。テクスチャー構造は、例えば、サンドブラストやエッチングにより形成することができる。
【００８５】
続いて、多結晶シリコン基板の鉄汚染を評価するために、メスバウア分光測定（Ｓ３６：第１化学状態評価ステップ）を行う。測定対象は、シリコン材料を溶融させたるつぼ内部の位置に応じて適宜サンプリングすることができる。メスバウア分光測定は、第１実施形態で説明した内容と同一であり、各鉄成分のアイソマーシフト値に合わせたドップラー速度でγ線を照射し、測定領域を走査することで、各鉄成分のマッピングを得る。
【００８６】
続いて、ｐｎ接合形成工程（Ｓ３８）として、ドービング及び熱処理を行う。例えば、ｐ型の多結晶シリコン基板であれば、受光面となる表面側にリンをドープする。あるいは、ｎ型の多結晶シリコン基板であれば、受光面となる表面側にボロンをドープする。そして、熱処理によりｐｎ接合を形成する。
【００８７】
続いて、熱処理による鉄汚染（特に拡散）を評価するために、メスバウア分光測定（Ｓ４０：第２化学状態評価ステップ）を行う。メスバウア分光測定は、第１実施形態及びＳ３６で説明した内容と同一である。その後、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定（Ｓ４２：構造観察ステップ）、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定（Ｓ４４：構造解析ステップ）を順次行う。これらの評価は、第１実施形態で説明したＳ２４及びＳ２８と同一である。
【００８８】
続いて、反射防止膜形成工程（Ｓ４６）として、反射防止膜６を形成する。反射防止膜６は例えば蒸着、スパッタ、塗布などで形成することができる。その後、電極形成工程（Ｓ４８）として第１電極７及び第２電極３が形成される。その後、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定（Ｓ５０：構造観察ステップ）、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定（Ｓ５２：構造解析ステップ）を再度行う。これにより、反射防止膜６や電極形成による影響を評価することができる。なお、反射防止膜６の形成後はメスバウア分光測定が困難となるため、異なるサンプルで化学状態を評価し、構造観察・構造解析の結果と合わせて考察してもよい。最後に、封止工程（Ｓ５４）として、上記試料を樹脂などで封止する。
【００８９】
以上で図１９に示される不純物評価方法が終了する。上記評価方法によれば、インゴット形成工程（Ｓ３０）、スライス工程（Ｓ３２）及び洗浄工程／テクスチャー形成工程（Ｓ３４）での鉄汚染を評価でき、ｐｎ接合形成工程（Ｓ３８）後の鉄汚染や鉄成分の拡散について評価することができる。
【００９０】
太陽電池の製造工程では、シリコン材料の溶融時やｐｎ接合の熱処理時において炉から鉄が混入する可能性があり、さらにその鉄が熱により拡散するおそれがある。このような拡散の事実を説明するために、鉄を一部領域に蒸着した試料を用意し、４００℃で１時間熱処理し、その後、メスバウア分光測定法により評価した。図２０は、鉄不純物の拡散を説明する画像である。図２０の（Ｂ）は、試料のＣＯＭＳカメラ画像であり、Ｌ１より左側の領域が鉄の蒸着領域、Ｌ１より右側がマスク領域（つまり鉄が蒸着されていない領域）である。また、Ｌ２より上側の領域は、深さ方向へのＦｅ不純物の拡散を評価するために、試料の表面を研磨した領域である。矩形で囲んだ領域が測定領域Ｒ１である。図２０の（Ａ）は、測定領域Ｒ１におけるメスバウアスペクトルである。図２０の（Ｃ）は、キャリア捕捉Ｆｅ成分である格子間鉄Ｆｅｉ＋１のマッピング結果である。図２０の（Ｄ）は、拡散の分布であり、横軸は図２０の（Ｃ）のＸ方向の距離であり、縦軸は相対濃度分布である。相対濃度分布は、図２０の（Ｃ）のＬ２よりも下の領域についてキャリア捕捉Ｆｅ成分である格子間鉄Ｆｅｉ＋１のカウント値をＸ方向の位置ごとに積算したものである。図２０の（Ｃ）及び（Ｄ）に示されるように、Ｌ１より左側の領域（つまり左から０〜２ｍｍの領域）に蒸着された格子間鉄Ｆｅｉ＋１が熱処理後においてＬ１より右側の領域（つまり左から２〜４ｍｍの領域）へ拡散していることがわかる。このように、熱処理によってキャリア捕捉Ｆｅ成分が拡散することが確認された。
【００９１】
また、図２１は、鉄不純物の拡散を説明するマッピング結果である。図２１の（Ａ）〜（Ｃ）は、図２０の測定領域Ｒ１におけるマッピング結果であり、（Ａ）は置換格子鉄Ｆｅｓ０のマッピング結果、（Ｂ）は格子間鉄Ｆｅｉ０のマッピング結果、（Ｃ）は格子間鉄Ｆｅｉ＋１（格子間鉄Ｆｅｉ＋２）のマッピング結果である。このように、キャリア捕捉Ｆｅ成分の格子間鉄Ｆｅｉ＋１は、他の成分に比べて拡散の程度が大きいことが確認された。
【００９２】
次に、第２実施形態に係る不純物評価プログラムについて説明する。第２実施形態に係る不純物評価プログラムは、第１実施形態と同様に、メインモジュール、入力モジュール及び演算処理モジュールを備えている。メインモジュールは、評価装置１００を統括的に制御する部分である。入力モジュールは、測定者からの入力を受け付けるようにコンピュータを動作させる。演算処理モジュールは、各装置の処理演算を行うメインモジュール、入力モジュール及び演算処理モジュールを実行させることにより、上述した図１９で説明した鉄不純物評価方法の各ステップが実行される。不純物評価プログラムは、例えば、ＲＯＭ又は半導体メモリ等の非一時的な記憶媒体によって提供される。また、不純物評価プログラムは、ネットワークを介して配信されてもよい。
【００９３】
以上、本実施形態に係る不純物評価方法及び不純物評価プログラムでは、太陽電池の製造工程において、ｐｎ接合のためのドーピング及び熱処理の前にメスバウア分光測定法によって鉄不純物の化学状態が成分ごとにマッピングされる。これにより、多結晶シリコン基板の製造時又はテクスチャー構造の形成時において鉄不純物が混入したか否かを評価することができる。そして、ｐｎ接合後にメスバウア分光測定法によって鉄不純物の化学状態を成分ごとに再度マッピングし、さらに、電子後方散乱回折法による測定領域の結晶方位又は内部歪み分布の解析、及び、走査電子顕微鏡法による表面観察又は電子線誘起電流に基づいた電気的に活性な欠陥の観察を行う。このように、メスバウア分光測定を結晶構造・電気的欠陥の評価手法による測定・観察よりも先に行うことで、鉄不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応を正確に行うことができる。よって、ｐｎ接合後による鉄不純物の評価を行うことができる。
【００９４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られない。本発明は、上述した実施形態に対して当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。
【００９５】
例えば、上述した実施形態では、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定（Ｓ２４：構造観察ステップ）、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定（Ｓ２６：組成分析ステップ）、ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定（Ｓ２８：構造解析ステップ）の順に評価する例を説明したが、これらの評価は、顕微メスバウア分光測定後であれば、何れの順番であってもよい。ただし、上述のとおり、総電子線量を勘案し、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定、及びＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定の順に行うことにより、金属不純物の化学状態ごとの分布又は拡散挙動と試料の構造特性との対応をより正確に行うことができる。また、顕微メスバウア分光測定と、ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定（Ｓ２４：構造観察ステップ）、ＳＥＭ／ＥＤＳ測定（Ｓ２６：組成分析ステップ）及びＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定（Ｓ２８：構造解析ステップ）の少なくとも１つとを組合せ実行してもよい。
【符号の説明】
【００９６】
２…真空容器、１０…主制御装置、２０…ステージ移動機構、２１…回転ロッド、２２…ステージ、３０…減圧装置、４０…メスバウア分光測定装置、４１…γ線照射部、４２…γ線集束部、４３…γ線検出器、４４…電子検出器、４５…電子分光装置、５０…ＳＥＭ／ＥＢＩＣ測定装置、５１…電子線照射部、５２…電子検出器、５３…電流検出器、６０…ＳＥＭ／ＥＢＳＤ測定装置、６１…回折検出器、７０…ＳＥＭ／ＥＤＳ測定装置、７１…Ｘ線検出器、８０…撮像装置、８１…イオン銃、１００…評価装置。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0006741250.tif 000017
【図１７】
0006741250.tif 000018
【図１８】
0006741250.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
0006741250.tif 000021
【図２１】
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