(57)【要約】      （修正有）【課題】ＸＰＳにおける角度分解測定を行うに際して、ピーク分離ができない試料を主な被測定対象として、被測定対象のバルク部分と、吸着成分及びこれにより変質した表面層との層状構造となっているか否かを簡易に評価することができる、信頼性の高いＸＰＳ分析を可能とする分析方法及び装置、並びにプログラムを提供する。【解決手段】Ｘ線光電子分光法における角度分解測定を行い、被測定対象における光電子を発生する元素の深さ方向分布を評価する分析方法であって、取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出するステップＳ４と、取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出するステップと、第１の変化と第２の変化とを比較するステップと含むＸＰＳ分析方法を実行する。【選択図】図８
2016008859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線光電子分光法における角度分解測定を行い、被測定対象における光電子を発生する元素の深さ方向分布を評価する分析方法であって、
取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出する第１のステップと、
取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出する第２のステップと、
前記第１の変化と前記第２の変化とを比較する第３のステップと
を含むことを特徴とする分析方法。
【請求項２】
前記第３のステップは、前記第１の変化における取り出し角度とピーク強度との関係における面積と、前記第２の変化における取り出し角度と強度との関係における面積との差分を算出することを特徴とする請求項１に記載の分析方法。
【請求項３】
前記第１の変化と前記第２の変化との比較は、最高強度となる取り出し角度における強度で規格化した強度曲線を用いて行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の分析方法。
【請求項４】
前記被測定対象の表面の測定点ごとに前記第１〜第３のステップを実行し、前記被測定対象の表面における表面成分元素の２次元分布状況を得ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の分析方法。
【請求項５】
Ｘ線光電子分光法における角度分解測定を行い、被測定対象における光電子を発生する元素の深さ方向分布を評価するためのプログラムであって、
取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出する第１のステップと、
取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出する第２のステップと、
前記第１の変化と前記第２の変化とを比較する第３のステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項６】
前記第３のステップは、前記第１の変化における取り出し角度とピーク強度との関係における面積と、前記第２の変化における取り出し角度と強度との関係における面積との差分を算出することを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
【請求項７】
前記被測定対象の表面の測定点ごとに前記第１〜第３のステップを実行し、前記被測定対象の表面における表面成分元素の２次元分布状況を得ることを特徴とする請求項５又は６に記載のプログラム。
【請求項８】
Ｘ線光電子分光法における角度分解測定を行い、被測定対象における光電子を発生する元素の深さ方向分布を評価する分析装置であって、
取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出する第１の算出部と、
取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出する第２の算出部と、
前記第１の変化と前記第２の変化とを比較する比較部と
を含むことを特徴とする分析装置。
【請求項９】
前記比較部は、前記第１の変化における取り出し角度とピーク強度との関係における面積と、前記第２の変化における取り出し角度と強度との関係における面積との差分を算出することを特徴とする請求項８に記載の分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析方法及び装置、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）は、特性Ｘ線を被測定対象である固体試料の表面に照射し、光電効果によって発生する光電子を検出する分析手法である。ＸＰＳでは、光電子の運動エネルギーから元素の種類、内殻準位、化学結合状態を、注目する光電子の検出量から定量を行う。また、アナライザに対して試料ステージを傾け、試料表面とアナライザとのなす角度を変化させることで光電子の脱出深さを変えることができるため、非破壊で深さ方向の分析を行うことが可能である。
【０００３】
上記の角度分解測定では、光電子の取り出し角度（法線からの角度）を大きくすると、表面に敏感な測定となるため、表面に分布する元素の信号強度が強くなる。光電子の取り出し角度を小さくすると、表面に分布する元素の信号強度は小さくなり、深い部分に分布する元素の信号強度が大きくなる。この信号強度は以下の式で表される。
Ｉ＝Ｉ0×ｅｘｐ（−ｄ／λｃｏｓθ)  ・・・（１）
Ｉ：注目する元素の光電子強度
Ｉ0：注目する元素のバルクとしての光電子強度
ｄ：表面層の厚さ
λ：注目する元素の光電子の表面層中での平均自由行程
θ：光電子の取り出し角度
【０００４】
（１）式により、試料の表面に形成された層（表面層）の厚みを算出することができる。そのため、試料の表面では、試料のバルク部分と表面層との２層構造となっていることを前提として、表面層の厚みを評価している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３２７５３号公報
【特許文献２】特表２００９−５００６４２号公報
【特許文献３】特開２００９−６３３２２号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】吉木昌彦他、放射光Jan.2009 Vol.22 No.1, p20-p27
【非特許文献２】菊田大悟他、電子情報通信学会  信学技報IEICE Technical Report ED2010-155 CPM2010-121 LQE2010-111(2010-11), p59-p62
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
薄膜試料の表面の改質を行う際に、改質前の表面の吸着成分や吸着成分等により変質した表面層（変質層）を評価することは重要である。この場合、ナノメートルオーダーの薄膜試料の表面の近傍を調査する手法としては、ＸＰＳ及びオージェ電子分光法（ＡＥＳ）に限られている。これらの分析手法では、観測する電子の固体中における移動距離に応じた深さまでが測定深さとなる。ＸＰＳで測定する場合、注目する薄膜成分の光電子スペクトルを取得する。光電子スペクトルからピーク分離を行って薄膜成分と変質層の成分に分離し、薄膜成分と変質層との２層構造となっていることを前提として、それぞれのピーク強度比を用いて変質層の膜厚を算出し、変質層の評価を行う。吸着成分については、組成及び密度を仮定して、上記の計算を行う。
【０００８】
しかしながら、薄膜成分と変質層とで必ずピーク分離できる訳ではない。両者で光電子ピークのエネルギーが近かったり、ピーク形状が複雑で（ｓ軌道以外の光電子ピーク形状は左右非対称となる。）ピーク分離の信頼性が望めない場合があるからである。このような場合には変質層の成分元素の光電子ピーク強度を光電子の取り出し角度を変えて測定し、表面近傍にしか存在しないか否かを確認する。ＭＥＭ法を用いた深さ換算も行われているが、そのプログラムの開発或いは購入が必要である。
【０００９】
化合物半導体であるＧａＮを試料とした場合を例に採ると、真性半導体（ｉ型半導体：ｉ−ＧａＮと表記する。）の表面はＧａ−Ｇａ結合で終端されており、実際のＸＰＳ測定でも検出される酸素の強度も小さい。Ｍｇを導入したｐ型ＧａＮ（以下、ｐ−ＧａＮと表記する。)では、ｉ−ＧａＮより酸素の検出量も多く、両者で相違がある。Ｏ １ｓスペクトルにはＧａ2Ｏ3の結合エネルギーに相当するものもある。ｐ−ＧａＮでは、バンドの曲がりに伴う光電子ピークの位置ずれが観察される（参考文献１，２）。そのため、市販のＸＰＳで観察できるような試料表面の付近では、バンドの曲がりによる強度ピークの広がりと酸化物による強度ピークの広がりとを分離することはできない。そのため、ＧａＮ表面の評価は、Ｏ １ｓピークのピーク位置を文献等の標準試料の値と比較してＧａ2Ｏ3であるとの判断のみを行っている。また、角度分解測定によるＯ １ｓの強度変化からｐ−ＧａＮの方がｉ−ＧａＮよりの内部まで酸素が検出される領域があると言えるのみである。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、ＸＰＳにおける角度分解測定を行うに際して、ピーク分離ができない試料を主な被測定対象として、被測定対象のバルク部分と、吸着成分及びこれにより変質した表面層との層状構造となっているか否かを簡易に評価することができる、信頼性の高いＸＰＳ分析を可能とする分析方法及び装置、並びに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】
【００１１】
分析方法の一態様は、Ｘ線光電子分光法における角度分解測定を行い、被測定対象における光電子を発生する元素の深さ方向分布を評価する分析方法であって、取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出する第１のステップと、取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出する第２のステップと、前記第１の変化と前記第２の変化とを比較する第３のステップとを含む。
【００１２】
分析装置の一態様は、Ｘ線光電子分光法における角度分解測定を行い、被測定対象における光電子を発生する元素の深さ方向分布を評価する分析装置であって、取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出する第１の算出部と、取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出する第２の算出部と、前記第１の変化と前記第２の変化とを比較する比較部とを含む。
【発明の効果】
【００１３】
上記の諸態様によれば、ＸＰＳにおける角度分解測定を行うに際して、ピーク分離ができない試料を主な被測定対象として、被測定対象のバルク部分と、吸着成分及びこれにより変質した表面層との層状構造となっているか否かを簡易に評価することができる、信頼性の高いＸＰＳ分析が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ＧａＮのＧａ ３ｄピーク強度に関する特性図である。
【図２】試料の系内のＧａＮ以外の元素であって表面層の成分である炭素の信号強度（Ｃ １Ｓ光電子ピーク強度）に関する特性図である。
【図３】試料の系内のＧａＮ以外の元素であって表面層の成分である酸素の信号強度（Ｏ １Ｓ光電子ピーク強度）に関する特性図である。
【図４】取り出し角度に対する価電子帯領域の強度に関する特性図である。
【図５】取り出し角度に対するＧａ ３ｄピーク強度の変化と、価電子帯領域における取り出し角度に対する強度の変化とを比較した特性図である。
【図６】本実施形態における面積差分値を示す特性図である。
【図７】本実施形態によるＸＰＳ分析装置の概略構成を示す模式図である。
【図８】本実施形態によるＸＰＳ分析方法の概略構成を示すフロー図である。
【図９】ステップＳ１〜Ｓ４を取り込んで、面積差分値を基準値として用いた試料表面の２次元的状態の分布を取得する方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、ＸＰＳを用いた分析装置及び分析方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（本実施形態によるＸＰＳ分析方法の基本骨子）
被測定対象である試料がＧａＮである場合には、バンドの曲がりのために、Ｇａの光電子ピークをピーク分離して化学結合状態をＸＰＳにて測定することはできない。ところがこの場合、光電子スペクトルの角度分解測定を行うことにより、吸着層や変質した表面層（変質層）の成分である酸素や炭素の深さ方向の情報を収集することは可能である。ここで、価電子帯領域のスペクトルには、ＧａＮ以外の吸着層や変質層成分の情報も入っている。薄膜試料の表面がＧａＮのバルク部分と、吸着成分及びこれにより変質した表面層との層状構造となっている場合、ＧａＮの光電子ピークの角度情報と価電子帯領域の角度情報とは異なっていると考えられる。
【００１７】
図１は、ＧａＮのＧａ ３ｄピーク強度に関する特性図である。図１において、（ａ），（ｃ）は結合エネルギーとピーク強度との関係を、（ｂ），（ｄ）は角度分解測定による光電子の取り出し角度とピーク強度との関係をそれぞれ示している。（ａ），（ｂ）はｉ−ＧａＮを、（ｃ），（ｄ）はｐ−ＧａＮをそれぞれ試料に用いている。（ｂ），（ｄ）において、点の表示は実測値を、破線は計算値をそれぞれ示す。破線の計算値は、異なる２つの取り出し角度（２８°及び６８°）の測定結果から上記の（１）式を用いてＧａＮのバルクとしての検出強度を算出し、それと共に得られたｄ／λの値を用いて各取り出し角度に対応する強度を計算したものである。
【００１８】
ＧａＮのＧａ ３ｄピーク強度は、光電子の取り出し角度に対して図１（ａ），（ｂ）のように変化する。ｐ−ＧａＮはバンド曲がりがあるため、光電子ピークのピーク幅は広がっているが、バルクとしての強度はｉ−ＧａＮのものと一致すると考えられる。そこで、ｉ−ＧａＮから求めたＧａＮのバルク強度を用いて、ｄ／λとして適当な値を入れると、図１（ｄ）のようにｐ−ＧａＮの場合でも計算値が実測値と一致する。
【００１９】
図２は、試料の系内のＧａＮ以外の元素であって表面層の成分である炭素の信号強度（Ｃ １Ｓ光電子ピーク強度）に関する特性図である。図２において、（ａ），（ｃ）は結合エネルギーとピーク強度との関係を、（ｂ），（ｄ）は角度分解測定による光電子の取り出し角度とピーク強度との関係をそれぞれ示している。（ａ），（ｂ）はｉ−ＧａＮを、（ｃ），（ｄ）はｐ−ＧａＮをそれぞれ試料に用いている。
ｐ−ＧａＮではｉ−ＧａＮよりも、検出されるＣ １Ｓ光電子ピーク強度が高く、またより深い部位からＣ １Ｓ光電子ピーク強度が検出されていることが判る。
【００２０】
図３は、試料の系内のＧａＮ以外の元素であって表面層の成分である酸素の信号強度（Ｏ １Ｓ光電子ピーク強度）に関する特性図である。図３において、（ａ），（ｃ）は結合エネルギーとピーク強度との関係を、（ｂ），（ｄ）は角度分解測定による光電子の取り出し角度とピーク強度との関係をそれぞれ示している。（ａ），（ｂ）はｉ−ＧａＮを、（ｃ），（ｄ）はｐ−ＧａＮをそれぞれ試料に用いている。
【００２１】
酸素の場合も炭素と同様に、ｐ−ＧａＮではｉ−ＧａＮよりも、検出されるＯ １Ｓ光電子ピーク強度が高く、またより深い部位からＯ １Ｓ光電子ピーク強度が検出されていることが判る。
図２及び図３において、取り出し角度に対する信号強度の変化は、図１におけるＧａ ３ｄの場合とは異なるプロファイル形状を示しており、炭素及び酸素がガリウムよりも表面側に分布していることが確認される。
【００２２】
ところで、酸素や炭素を含む表面層がＧａＮ上に形成され、完全な２層構造となっていれば、試料の系全体の光電子強度の取り出し角度に対する変化は、分布形状の異なるプロファイルの重ね合わせとなる。そのため、この場合の強度曲線はＧａ ３ｄの強度曲線から外れるものと考えられる。試料の系を構成する元素はＧａ，Ｎ，Ｏ，Ｃであり、これらの光電子ピーク強度の総和の取り出し角度に対する変化を比較したいが、Ａｌ−ｋα線を線源とする場合、Ｎ １ｓはＧａ Ｌ2Ｍ45Ｍ45ピークと重なる。そのため、正確なピーク強度を得ることができない。
【００２３】
本実施形態では、取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の変化に着目する。価電子帯領域においても、試料の系を構成する全ての元素の情報が含まれている。そこで、光電子の取り出し角度に対するＧａ ３ｄピーク強度の変化と、価電子帯領域における取り出し角度に対する強度の変化とを比較する。
【００２４】
図４は、取り出し角度に対する価電子帯領域の強度に関する特性図である。図４において、（ａ），（ｃ）は結合エネルギーと強度との関係を、（ｂ），（ｄ）は角度分解測定による取り出し角度と強度との関係をそれぞれ示している。（ａ），（ｂ）はｉ−ＧａＮを、（ｃ），（ｄ）はｐ−ＧａＮをそれぞれ試料に用いている。
【００２５】
図５は、取り出し角度に対するＧａ ３ｄピーク強度の変化と、価電子帯領域における取り出し角度に対する強度の変化とを比較した特性図である。図５において、（ａ）はｉ−ＧａＮを、（ｂ）はｐ−ＧａＮをそれぞれ試料に用いている。ここで、検出強度は試料や光電子の種類によって異なるため、Ｇａ ３ｄピーク強度及び価電子帯領域の強度について最高強度となる取り出し角度２８°のピーク強度を１として規格化している。
【００２６】
ｉ−ＧａＮでは、図５（ａ）のように、取り出し角度に対する価電子帯領域の強度のプロファイル形状がＧａ ３ｄピーク強度の変化と異なる。これに対してｐ−ＧａＮでは、図５（ｂ）のように、取り出し角度に対する価電子帯領域の強度のプロファイル形状がＧａ ３ｄピーク強度の変化と略一致する。ｐ−ＧａＮでは、炭素や酸素の検出量が多いので、価電子帯領域のスペクトルでは、試料の表面において、バルク部分と表面層の２層構造となっているならば、高角度側における強度の減少が少なくなる。その結果、取り出し角度に対する強度曲線は若干凹型に傾き、Ｇａ ３ｄピーク強度の強度曲線と価電子帯領域の強度曲線とはｉ−ＧａＮの場合よりも大きくずれるはずである。ところが、２つの強度曲線は略一致していることから、Ｇａ ３ｄのピーク強度の変化は、見かけ上では２層構造の如き変化であるが、実際には２層構造と評価されるものではなく、バルク部分内に炭素や酸素が深い部分まで入り込んだ状態にあると評価される。
【００２７】
本実施形態では、２層構造であるか、或いは試料の系を構成する元素以外の元素がバルク部分内に入り込んだ状態にあるかを定量的に判断する基準値を提示する。基準値としては、取り出し角に対するピーク強度の強度曲線の面積と、価電子帯領域における取り出し角度に対する強度の強度曲線の面積との差分値（面積差分値）を用いる。面積差分値は相対値であり、面積差分値が大きいほど２層構造に近く、小さいほど試料の系を構成する元素以外の元素がバルク部分内に入り込んだ状態に近いと判断される。図５（ａ）における面積差分値を図６に例示する。図６の斜線領域の面積が面積差分値である。
【００２８】
以下、本実施形態によるＸＰＳ分析装置及びＸＰＳ分析方法について説明する。なお、本実施形態では、試料としてＧａＮ薄膜を例示するが、これに限定されるものではい。ピーク分離が困難な元素のバルクを持つ試料として、例えばイットリウム（Ｙ）や亜鉛（Ｚｎ）の薄膜を試料とすることもできる。
【００２９】
（ＸＰＳ分析装置の構成）
図７は、本実施形態によるＸＰＳ分析装置の概略構成を示す模式図である。
ＸＰＳ分析装置は、試料ステージ１、Ｘ線源２、アナライザ３、第１の算出部４、第２の算出部５、比較部６、及び制御部７を備えて構成される。
【００３０】
試料ステージ１は、試料１０が載置固定されるステージである。Ｘ線源２は、試料ステージ１上に載置された試料１０の表面にＸ線を照射する。アナライザ３は、試料１０の表面にＸ線が照射されることで発生した光電子を検出する。ＸＰＳ分析装置では、試料ステージ１をアナライザ３に対して傾斜させ、光電子の取り出し角度（図７中の破線で示す法線からの角度θ）をかえることにより、所定の取り出し角度における角度分解測定が行われる。試料ステージ１はモータを内蔵しており、試料ステージ１上の試料１０を適宜移動させることにより、試料１０を照射するＸ線のスポットを試料１０上で相対的に移動させることができる。この場合、Ｘ線源２を駆動することでＸ線のスポットを試料１０上で相対的に移動させるようにしても良い。
【００３１】
第１の算出部４は、取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出する。具体的には、アナライザ３で検出された取り出し角度ごとのピーク強度をプロットし、最高強度となる取り出し角度（例えば２８°）におけるピーク強度で規格化した強度曲線を第１の変化として作成する。
【００３２】
第２の算出部５は、取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出する。具体的には、アナライザ３で検出された取り出し角度ごとの電子帯領域の強度をプロットし、最高強度となる取り出し角度（例えば２８°）における強度で規格化した強度曲線を第２の変化として作成する。
【００３３】
比較部６は、第１の変化を示す強度曲線と、第２の変化を示す強度曲線とを比較する。具体的には、第１の変化を示す強度曲線の面積と、第２の変化を示す強度曲線の面積との差分値（面積差分値）を算出する。この面積差分値を用いて、ＧａＮ等の試料の表面において、バルク部分と表面層の２層構造であるか、或いは試料の系を構成する元素以外の元素がバルク部分内に入り込んだ状態にあるかが定量的に判断される。
【００３４】
制御部７は、ＸＰＳ分析装置の機能全体を統括制御するものであって、試料ステージ１の駆動、第１の算出部４、第２の算出部５、及び比較部６の駆動を適宜制御する。制御部７は、ＸＰＳ分析の制御用プログラムを動作させるための中央処理装置（ＣＰＵ）と、データを格納するための補助記憶装置とを備えている。
【００３５】
（ＸＰＳ分析方法）
図８は、本実施形態によるＸＰＳ分析方法の概略構成を示すフロー図である。
本実施形態では、先ず、試料ステージ１、Ｘ線源２、及びアナライザ３等を用いて、試料の角度分解測定を行う（ステップＳ１）。
【００３６】
続いて、第１の算出部４は、取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を、第２の算出部５は、取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化をそれぞれ算出する（ステップＳ２，Ｓ３）。具体的には、アナライザ３で検出された取り出し角度ごとのピーク強度及び電子帯領域をそれぞれプロットし、最高強度となる取り出し角度（例えば２８°）における強度で規格化した各強度曲線を第１及び第２の変化として作成する。
【００３７】
続いて、比較部６は、第１の変化を示す強度曲線と、第２の変化を示す強度曲線とを比較する（ステップＳ４）。具体的には、第１の変化を示す強度曲線の面積と、第２の変化を示す強度曲線の面積との差分値（面積差分値）を算出する。
【００３８】
上記のステップＳ１〜Ｓ４を取り込んで、面積差分値を基準値として用いた試料表面の２次元的状態の分布を取得する方法について、図９を用いて説明する。試料は、ＧａＮ薄膜が形成された基板（例えばＳｉ基板又はＳｉＣ基板等）とする。
【００３９】
ＸＰＳ分析装置において、先ず、光電子のエネルギー範囲、価電子帯のエネルギー範囲、測定条件の各々を決定し、位置情報と共に入力する。測定条件は、試料基板を照射するＸ線のスポット径（測定径）Ｒ、測定時間等である。位置情報は、測定開始点の座標（Ｘ０，Ｙ０）及び測定終了点の座標（Ｘｎ，Ｙｎ）とする。
【００４０】
制御部７は、試料ステージ１を駆動し、試料基板の測定位置（Ｘ，Ｙ）を測定開始点（Ｘ０，Ｙ０）に移動させる（ステップＳ１１）。
続いて、ステップＳ１の角度分解測定を行い、ステップＳ１〜Ｓ４を実行して面積差分値を算出する。算出された面積差分値は、当該測定位置における試料表面の状態として所定の記憶装置にデータ蓄積される。
【００４１】
制御部７は、当該測定位置（Ｘ，Ｙ）において、Ｘ＜Ｘｎであるか否かを判定する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２でＸ＜Ｘｎであれば、制御部７は、試料ステージ１を駆動し、試料基板の測定位置を（Ｘ＋Ｒ，Ｙ）に移動させる（ステップＳ１３）。そして、当該測定位置について、ステップＳ１〜Ｓ４を実行して面積差分値を算出し、データ蓄積が行われる。
【００４２】
ステップＳ１〜Ｓ４を所定行の各列の測定位置について、ステップＳ１２でＸ＜Ｘｎを満たす限り順次実行してデータ蓄積する。そして、ステップＳ１２でＸ＜Ｘｎでなければ（Ｘ＝Ｘｎであれば）、制御部７は、当該測定位置（Ｘ，Ｙ）において、Ｙ＜Ｙｎであるか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００４３】
ステップＳ１４でＹ＜Ｙｎであれば、制御部７は、試料ステージ１を駆動し、試料基板の測定位置を（Ｘ０，Ｙ＋Ｒ）に移動させる（ステップＳ１５）。そして、当該測定位置について、ステップＳ１〜Ｓ４を実行して面積差分値を算出し、データ蓄積が行われる。
【００４４】
ステップＳ１２の判定、当該判定結果に応じたステップＳ１３及びステップＳ１〜Ｓ４、又はステップＳ１４及びＳ１５並びにＳ１〜Ｓ４を順次実行する。そして、ステップＳ１４でＹ＜Ｙｎでなければ（Ｙ＝Ｙｎであれば）、角度分解測定を終了する。
【００４５】
本実施形態では、上記のＸＰＳ分析方法により、基板表面のＧａＮ薄膜について、各局所的部分の基準値、ここでは面積差分値を広範囲に亘って得ることができる。これにより、基板表面のＧａＮ薄膜の全面について、当該表面の状況（２層構造であるか、或いは試料の系を構成する元素以外の元素がバルク部分内に入り込んだ状態にあるか）を２次元的に定量的に把握することができる。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態によれば、ＸＰＳにおける角度分解測定を行うに際して、被測定対象のバルク部分と、吸着成分及びこれにより変質した表面層との層状構造となっているか否かを簡易に評価することができる、信頼性の高いＸＰＳ分析が実現する。
【００４７】
（その他の実施形態）
上述した実施形態によるＸＰＳ分析装置の各構成要素（図７の第１の算出部４、第２の算出部５、比較部６、及び制御部７等）の機能は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。同様に、実施形態によるＸＰＳ分析方法（図８のステップＳ１〜Ｓ４、図９のステップＳ１〜Ｓ４及びＳ１１〜Ｓ１５等）は、コンピュータのＲＡＭやＲＯＭ等に記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本実施形態に含まれる。
【００４８】
具体的に、上記のプログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、或いは各種伝送媒体を介し、コンピュータに提供される。上記のプログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、不揮発性メモリカード等を用いることができる。他方、上記のプログラムの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワークシステムにおける通信媒体を用いることができる。ここで、コンピュータネットワークとは、ＬＡＮ、インターネットの等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等であり、通信媒体とは、光ファイバ等の有線回線や無線回線等である。
【００４９】
また、実施形態に含まれるプログラムとしては、供給されたプログラムをコンピュータが実行することにより実施形態の機能が実現されるようなもののみではない。例えば、そのプログラムがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。また、供給されたプログラムの処理の全て或いは一部がコンピュータの機能拡張ボードや機能拡張ユニットにより行われて実施形態の機能が実現される場合にも、かかるプログラムは本実施形態に含まれる。
なお、上記のプログラムを実行するコンピュータとしては、通常のパーソナルユーザ端末装置、或いはＸＰＳ分析装置に特化された所定の計算機等を用いても良い。
【００５０】
以下、分析方法及び装置、並びにプログラムの諸態様を付記としてまとめて記載する。
【００５１】
（付記１）Ｘ線光電子分光法における角度分解測定を行い、被測定対象における光電子を発生する元素の深さ方向分布を評価する分析方法であって、
取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出する第１のステップと、
取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出する第２のステップと、
前記第１の変化と前記第２の変化とを比較する第３のステップと
を含むことを特徴とする分析方法。
【００５２】
（付記２）前記第３のステップは、前記第１の変化における取り出し角度とピーク強度との関係における面積と、前記第２の変化における取り出し角度と強度との関係における面積との差分を算出することを特徴とする付記１に記載の分析方法。
【００５３】
（付記３）前記第１の変化と前記第２の変化との比較は、最高強度となる取り出し角度における強度で規格化した強度曲線を用いて行うことを特徴とする付記１又は２に記載の分析方法。
【００５４】
（付記４）前記被測定対象の表面の測定点ごとに前記第１〜第３のステップを実行し、前記被測定対象の表面における表面成分元素の２次元分布状況を得ることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の分析方法。
【００５５】
（付記５）Ｘ線光電子分光法における角度分解測定を行い、被測定対象における光電子を発生する元素の深さ方向分布を評価するためのプログラムであって、
取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出する第１のステップと、
取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出する第２のステップと、
前記第１の変化と前記第２の変化とを比較する第３のステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【００５６】
（付記６）前記第３のステップは、前記第１の変化における取り出し角度とピーク強度との関係における面積と、前記第２の変化における取り出し角度と強度との関係における面積との差分を算出することを特徴とする付記５に記載のプログラム。
【００５７】
（付記７）前記第１の変化と前記第２の変化との比較は、最高強度となる取り出し角度における強度で規格化した強度曲線を用いて行うことを特徴とする付記５又は６に記載のプログラム。
【００５８】
（付記８）前記被測定対象の表面の測定点ごとに前記第１〜第３のステップを実行し、前記被測定対象の表面における表面成分元素の２次元分布状況を得ることを特徴とする付記５〜７のいずれか１項に記載のプログラム。
【００５９】
（付記９）Ｘ線光電子分光法における角度分解測定を行い、被測定対象における光電子を発生する元素の深さ方向分布を評価する分析装置であって、
取り出し角度に対する光電子のピーク強度の第１の変化を算出する第１の算出部と、
取り出し角度に対する価電子帯領域の強度の第２の変化を算出する第２の算出部と、
前記第１の変化と前記第２の変化とを比較する比較部
を含むことを特徴とする分析装置。
【００６０】
（付記１０）前記比較部は、前記第１の変化における取り出し角度とピーク強度との関係における面積と、前記第２の変化における取り出し角度と強度との関係における面積との差分を算出することを特徴とする付記９に記載の分析装置。
【００６１】
（付記１１）前記比較部は、前記第１の変化と前記第２の変化との比較を、最高強度となる取り出し角度における強度で規格化した強度曲線を用いて行うことを特徴とする付記９又は１０に記載の分析装置。
【符号の説明】
【００６２】
１  試料ステージ
２  Ｘ線源
３  アナライザ
４  第１の算出部
５  第２の算出部
６  比較部
７  制御部
１０  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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【図８】
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【図９】
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