(57)【要約】【課題】ＳＩＭＳによる材料組成の深さ方向分析において、ザラー・ローテーションの効果によってイオン照射面での表面荒れの発生、成長を抑制しつつ、深さ方向分析の厳密さを保証しながら、深さ分解能の高い測定を行うことを可能とする。【解決手段】試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査し、試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測して、試料の材料組成の深さ方向分布を測定する際に、試料が載置され、試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台の回転を停止して試料が静止した状態で、照射範囲に一次イオンを照射しながら走査し、二次イオン強度を計測する第１工程と、一次イオンの照射を停止した状態で、回転軸を中心に試料を一定の角度だけ回転させる第２工程とを交互に繰り返し実行する。【選択図】図５
2016154117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析装置であって、
前記試料が載置され、前記試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台と、
前記試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査する一次イオン照射部と、
前記試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測する二次イオン検出部と、
前記一次イオン照射部の駆動、前記二次イオン検出部の駆動、及び前記試料台の駆動をそれぞれ制御する制御部と
を含み、
前記制御部は、
前記試料台の回転を停止して前記試料が静止した状態で、前記一次イオン照射部及び前記二次イオン検出部を駆動して、前記照射範囲に前記一次イオンを照射しながら走査し、前記二次イオンの強度を計測する第１工程と、
前記一次イオン照射部の前記一次イオンの照射を停止した状態で、前記試料台を駆動して、前記回転軸を中心に前記試料を一定の角度だけ回転させる第２工程と
を交互に繰り返し実行することを特徴とする二次イオン質量分析装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第２工程における前記試料の回転の中心点が、前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲内に存在するように、前記一次イオン照射部の駆動を制御することを特徴とする請求項１に記載の二次イオン質量分析装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第２工程における前記試料の回転の中心点から前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲の外周までの最短距離を半径とし、前記試料の回転の中心点を中心とする円形の第１領域の内部に設けられた、前記第１領域よりも小さな第２領域の内部に前記一次イオンが照射されているときにだけ、前記二次イオンの強度を計測する制御をすることを特徴とする請求項１又は２に記載の二次イオン質量分析装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２工程に要する時間が、前記第１工程における前記一次イオンの照射の少なくとも１フレーム分の走査に要する時間を上回らないように制御をすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析装置。
【請求項５】
試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査し、前記試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測して、前記試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析方法であって、
前記試料が載置され、前記試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台の回転を停止して前記試料が静止した状態で、前記照射範囲に前記一次イオンを照射しながら走査し、前記二次イオンの強度を計測する第１工程と、
前記一次イオンの照射を停止した状態で、前記回転軸を中心に前記試料を一定の角度だけ回転させる第２工程と
を交互に繰り返し実行することを特徴とする二次イオン質量分析方法。
【請求項６】
前記第２工程における前記試料の回転の中心点が、前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲内に存在することを特徴とする請求項５に記載の二次イオン質量分析方法。
【請求項７】
前記第２工程における前記試料の回転の中心点から前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲の外周までの最短距離を半径とし、前記試料の回転の中心点を中心とする円形の第１領域の内部に設けられた、前記第１領域よりも小さな第２領域の内部に前記一次イオンが照射されているときにだけ、前記二次イオンの強度を計測することを特徴とする請求項５又は６に記載の二次イオン質量分析方法。
【請求項８】
前記第２工程に要する時間が、前記第１工程における前記一次イオンの照射の少なくとも１フレーム分の走査に要する時間を上回らないことを特徴とする請求項５〜７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９】
前記試料が質量数の異なる複数種類の元素からなる場合について、前記元素ごとに順次に実行する前記第１工程及び前記第２工程からなる一連工程を、繰り返し実行することを特徴とする請求項５〜８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１０】
試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査し、前記試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測して、前記試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記試料が載置され、前記試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台の回転を停止して前記試料が静止した状態で、前記照射範囲に前記一次イオンを照射しながら走査し、前記二次イオンの強度を計測する第１工程と、
前記一次イオンの照射を停止した状態で、前記回転軸を中心に前記試料を一定の角度だけ回転させる第２工程と
を交互に繰り返しコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析装置及び方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次イオン質量分析法（Secondary Ion Mass Spectrometry：ＳＩＭＳ）は、試料の材料組成の深さ方向分布を測定する表面分析法である。ＳＩＭＳでは、加速した一次イオンを固体の試料表面に照射し、試料表面からスパッタリング現象によって放出される二次イオンを質量分析器で検出し、試料表面を構成している元素の情報を得る。ＳＩＭＳは、その検出感度の高さから、半導体産業をはじめとして、様々な分野において広く活用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７４４２１号公報
【特許文献２】特開平５−４７３３６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】W. L. Chan and E. Chason, J. Appl. Phys. 101, 121301 (2007)
【非特許文献２】A. Zalar, Thin Solid Films, 124 (1985) 223-230
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＩＭＳ測定において、試料の表面に一次イオンビームを照射する際には、高い深さ分解能を得ることを目的として、いわゆるラスタースキャンを行う。
図１は、試料の表面において一次イオンビームが照射される範囲を説明する模式図である。一次イオン照射範囲１００は、一次イオンビームにラスタースキャンを行わせることによって、一次イオンビームが照射される範囲を示している。図１の走査線１０１−１，１０１−２，・・・，１０１−ｎは、一次イオンビームが試料の表面に衝突する点、即ち、試料の表面に一次イオンが照射されている点の、ラスタースキャンによる運動の軌跡を示している。一次イオンビームが試料の表面に衝突する点を、以後、照射点と呼ぶことにする。図１における走査線は、試料の表面における照射点の運動の軌跡である。
【０００６】
一次イオンビームの試料への照射を開始すると、先ず、照射点は、始点１０２−１を出発して、１本目の走査線１０１−１に沿って移動し、終点１０３−１へと到達する。ここで一次イオンビームはオフにされ、試料への一次イオンの照射が中断される。一次イオンビームがオフになっている間に、照射点は、終点１０３−１から、２本目の走査線１０１−２の始点である始点１０２−２へと移動する。図１では、終点１０３−１と始点１０２−２が破線で結ばれているが、この破線は、照射点の移動の流れを説明するために飽くまでも便宜的に表示したものであり、この破線に沿って試料への一次イオンビームの照射が実際に行われるわけではない。照射点が始点１０２−２に移動すると、再び一次イオンビームがオンにされ、試料への一次イオンの照射が再開される。照射点は、始点１０２−２を出発して、２本目の走査線１０１−２に沿って移動し、終点１０３−２へと到達する。同様にして、照射点は、次々と走査線に沿って移動を繰り返し、やがてｎ本目の走査線１０１−ｎの終点である終点１０３−ｎへと到達する。照射点が終点１０３−ｎに到達すると、一次イオンビームはオフにされ、その間に、照射点は、１本目の走査線１０１−１の始点である始点１０２−１へと戻される。
【０００７】
このように、一次イオンビームのラスタースキャンにより、照射点は、始点１０２−１を出発して再び始点１０２−１に戻ってくるまでに、一次イオン照射範囲１００の内側を、漏れなく塗りつぶすように運動する。その間、ｎ本の走査線に沿って、試料の表面への一次イオンビームの照射が行われ、一次イオン照射範囲１００の全面に一次イオンが照射される。
【０００８】
照射点が図１の始点１０２−１を出発してから、一次イオン照射範囲１００の内側を漏れなく塗りつぶすように動き、再び始点１０２−１に戻ってくるまでの運動は、繰り返し行われるラスタースキャンの運動の最小単位と考えることができる。以後、照射点が始点１０２−１を出発してから全ての走査線を一巡して再び始点１０２−１まで戻るまでの運動を、１フレームと呼ぶことにする。
【０００９】
図２は、一次イオンビーム１１１の照射によって試料１１０のエッチングが進行していく様子を、試料１１０の断面方向から示す模式図である。一次イオンビーム１１１には、図１で説明したようにラスタースキャンを行わせており、一次イオンビーム１１１の空間的な位置は、スキャン範囲１１２の中で時間と共に変化する。
【００１０】
一次イオンビーム１１１のラスタースキャンの間、走査線上での照射点の移動速度は常に一定である。そのため、一次イオン照射範囲１００の内側では、どの位置においても、単位面積及び単位時間当たりに試料１１０の表面に照射される一次イオンの数は等しい。この場合、一次イオン照射範囲１００の内側では、試料１１０の表面を構成している原子がスパッタリングによって失われる数も、単位面積および単位時間当たりで均一であるので、一次イオン照射範囲１００の内側は、均一な速度でエッチングされる。
【００１１】
一次イオンビーム１１１により試料１１０のエッチングが開始されると、一次イオン照射範囲１００の内側では均一な速度でエッチングが行われる。そのため、エッチングにより形成されるクレータ１１３の底面の平坦なクレータ底部１１３ａは、元々の試料１１０の表面であった破線ａ０に対して常に平行な向きを維持したまま、ラスタースキャンが１フレームずつ繰り返される。これにつれて、破線ａ１，ａ２，ａ３，ａ４と、その深さを少しずつ増して行く。１フレームは、ラスタースキャンの運動の最小単位であるが、同時に、深さ方向に進行するエッチングの最小単位であるとも言うことができる。
【００１２】
当然のことながら、試料１１０の表面には、一次イオン照射範囲１００の外周に沿って段差が生じ、クレータ底部１１３ａの周囲をと取り囲むように側壁１１４が形成される。
ＳＩＭＳ測定では、エッチングの進行と共にその深さを増して行くクレータ底部１１３ａから放出される二次イオンを検出することによって、試料１１０の材料組成の深さ方向分布を測定する。この場合、図２に示したように、進行するエッチングのどの段階においても、クレータ底部１１３ａは、エッチング開始前の試料１１０の表面に対して平行であり、クレータ底部１１３ａの内部の各点は試料１１０の表面からの深さが等しい。そのため、深さ分解能の良い測定を行うことが可能となる。１フレーム分のエッチングにより、クレータ底部１１３ａが全面にわたって均一にエッチングされることが、ＳＩＭＳ測定において深さ分解能の良い測定を行うための前提条件となっている。
【００１３】
ところで、固体試料にイオンビームを照射してエッチングを行うと、エッチングの進行に伴って、エッチング面、即ちイオンビームの照射面に凹凸が発生し、その凹凸が成長して表面の粗さが増すという現象が知られている。この現象は「表面荒れ」と呼ばれており、試料表面の凹凸の成長の仕方は、試料の物性と、照射するイオンビームの試料表面への入射角度と入射エネルギー等の入射条件で決まる。同一の試料に対して同一の種類のイオンビームを照射してエッチングを行っても、イオンビームの入射角度や入射エネルギーが異なれば、表面荒れによって生じる凹凸の程度は変化する。表面荒れについての近年の研究成果については、例えば非特許文献１において、詳細にレビューされている。
【００１４】
このような表面荒れの現象は、ＳＩＭＳ測定において、試料を深さ方向に一次イオンビームによってエッチングする場合においても発生する。即ち、図２のクレータ底部１１３ａに表面荒れが発生し、エッチングが進行してクレータ底部１１３ａの深さが増すとともに、クレータ底部１１３ａに生じた凹凸が成長する。凹凸が生じたクレータ底部１１３ａからは、スパッタリング現象によって様々な深さから二次イオンが同時に放出される。しかしながら、これらの二次イオンは、あたかも一定の深さのクレータ底部１１３ａから放出されたかのように同時に検出される。その結果、測定の深さ分解能が低下することになる。そのため、ＳＩＭＳ測定では、上述のように、一次イオンビームの試料表面への入射角度や入射エネルギー等の入射条件によって表面荒れの成長の仕方が変化することを利用する。これにより、測定対象の試料に応じて、できるだけ表面荒れの成長が抑制されるような条件で一次イオンビームを試料に照射して、深さ分解能を改善する工夫が行われている。
【００１５】
しかしながら、一次イオンビームの入射条件の工夫のみでは表面荒れの発生を完全に無くすことはできない。また、表面荒れの成長の抑制という観点だけから一次イオンビームの入射条件を設定すると、二次イオンの収率、即ち１個の一次イオンを試料表面に入射させることによって得られる二次イオンの数が少なくなって、測定の感度が低くなってしまう場合もある。表面荒れの影響を排除して深さ分解能の高い測定をすることは、非常に困難であるのが実情である。
【００１６】
このような状況にあって、A. Zalarは、試料を回転させながら、その表面にイオンビームを照射すると、イオンビームの照射面で表面荒れの成長が抑制されることを明らかにした。更にZalarは、試料にアルゴンイオンのビームを照射してエッチングしながら、オージェ電子分光法（Auger Electron Spectroscopy：ＡＥＳ）によって材料組成の深さ方向分析を行う場合についても考察した。試料を回転させて表面荒れの成長を抑制することで、測定の深さ分解能が著しく向上することを示した（非特許文献２を参照）。
【００１７】
Zalarの研究は、ＡＥＳによる深さ方向分析が対象であった。試料を回転させてイオンビームの照射面での表面荒れの成長を抑制する手法は、ＡＥＳに限らず、様々な表面分析法において、イオンビームによる試料のエッチングと組み合わせて深さ方向分析を行う場合に適用される。これにより、深さ分解能を向上させる効果が得られる。この手法はザラー・ローテーション（Zalar rotation）と呼ばれており、様々な分析手法に応用されている。
【００１８】
図３は、ザラー・ローテーションをＳＩＭＳ測定に応用した場合を示す模式図である。
従来のＳＩＭＳ測定と同様に、一次イオンガン２０３から一次イオンビーム２０４を試料２０１の表面に照射し、スパッタリングによって試料２０１の表面から放出された二次イオン２０５を質量分析器２０６で計測する。従来のＳＩＭＳ測定と異なるのは、ザラー・ローテーションを応用する場合では、試料２０１は、回転軸２０８上に載置されており、回転軸２０８を回転させることにより、試料２０１は、回転中心２０７を中心に回転するようになっている点である。そして、回転中心２０７が、図１の一次イオン照射範囲１００の中心もしくは中心付近に位置するように空間的な位置関係を設定したうえで、回転軸２０８を回転させながら一次イオンビーム２０４を試料２０１に照射する。これにより、図１の一次イオン照射範囲１００の内部では、一次イオンが入射する方向が試料２０１の回転に伴って時間とともに変化し続け、ザラー・ローテーションの効果によって表面荒れの成長が抑制される。その結果、深さ方向分析に与える表面荒れの影響が抑制され、深さ分解能を向上させる効果が得られる。
【００１９】
ＳＩＭＳ測定にザラー・ローテーションを応用することにより、一次イオンビームが照射される面、即ち試料のエッチングにより形成されるクレータ底部での表面荒れの成長は抑制されることは事実である。しかしながら、その一方で、ザラー・ローテーションの導入により、試料の深さ方向分析の厳密さが失われるという問題が生じる。
【００２０】
図４を用いて、ザラー・ローテーションの適用が、ラスタースキャンによる試料表面での照射点の運動に与える影響について考える。
図４（ａ）は、ザラー・ローテーションの適用のない、従来のＳＩＭＳ測定における試料の表面での照射点の運動の軌跡を示している。これは、図１で説明した照射点の運動の軌跡と全く同じであり、試料と一次イオン照射範囲１００の相対的な位置関係は、時間の経過とともに変化しない。そのため、一次イオンビームの１フレームのラスタースキャンの間に、一次イオン照射範囲７の内部には一次イオンが均一に照射され、一次イオン照射範囲１００の内部が均一にエッチングされる。従って、深さ分解能の高い測定を行うことが可能である。
【００２１】
一方、図４（ｂ）は、ザラー・ローテーションを適用した場合における、試料１の表面での照射点の運動について考察するための模式図である。図４（ｂ）では、ザラー・ローテーションの回転中心が、一次イオン照射範囲１００の中心と一致している場合について示している。ザラー・ローテーションでは、回転するのは試料であるが、図４では、試料の表面での照射点の移動を考えるため、一次イオン照射範囲１００が、矢印２１０の向きに回転する様子が示されている。図４（ｂ）から判るように、一次イオン照射範囲１００、即ち、その内部における照射点の個々の軌跡である走査線は、一次イオン照射範囲１００の中心を中心とする回転運動を行っている。そのため、照射点は、１フレームのラスタースキャンの間に、図４（ａ）のように一次イオン照射範囲１００の内部を漏れなく整然と塗りつぶすような運動は行わず、非常に複雑な軌道を描くことになる。その結果、一次イオンの照射量に場所による差異が生じ、エッチング量は場所によって均一ではなくなってしまう。
【００２２】
例えば、ラスタースキャンによる照射点の運動の速度と比べて、ザラー・ローテーションによる回転運動の速度が非常に小さい場合や、一次イオンの照射量が小さく、１フレームでのエッチング量が非常に小さい場合について考察する。この場合、一次イオン照射範囲１００の中心寄りの領域では、１フレームのラスタースキャンの間にほぼ均一に一次イオンが照射されて、エッチングもほぼ均一に進行するものと見なすことができる。しかしながら、これは飽くまでも平均的にそう見なすことができるというだけであって、厳密には均一なエッチングは行われてはおらず、エッチング量には場所によってばらつきが生じている。そして、測定された深さ方向のプロファイルについても、厳密には、深さ方向のある一定の範囲に亘って平均的な値を記録していったものであると言わざるを得ない。そして、ザラー・ローテーションの回転運動の速度が大きい場合や、高エネルギー且つ大電流の一次イオンビームを照射して測定するために、１フレームでのエッチング量が大きい場合には、以下の問題が生じる。即ち、ザラー・ローテーションの適用により生じる１フレームのラスタースキャン中のエッチング量のばらつきは、更に広がることになる。
【００２３】
このように、ＳＩＭＳ測定にザラー・ローテーションを適用することにより、表面荒れによる試料表面の凹凸の成長を抑制する効果は得られる。しかしながらその一方で、ザラー・ローテーションの適用によって、１フレームのラスタースキャン中の試料表面のエッチング量は，場所によって均一ではなくなってしまう。このことは、測定の深さ分解能を保証するための前提が崩れることを意味しており、厳密な意味での深さ方向分析を行うにあたっては、大きな問題となっていた。
【００２４】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、ＳＩＭＳによる材料組成の深さ方向分析において、ザラー・ローテーションの効果によってイオン照射面での表面荒れの発生、成長を抑制しつつ、深さ方向分析の厳密さを保証しながら、深さ分解能の高い測定を行うことを可能とする信頼性の高い二次イオン質量分析装置及び方法、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】
【００２５】
二次イオン質量分析装置の一態様は、試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析装置であって、前記試料が載置され、前記試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台と、前記試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査する一次イオン照射部と、前記試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測する二次イオン検出部と、前記一次イオン照射部の駆動、前記二次イオン検出部の駆動、及び前記試料台の駆動をそれぞれ制御する制御部とを含み、前記制御部は、前記試料台の回転を停止して前記試料が静止した状態で、前記一次イオン照射部及び前記二次イオン検出部を駆動して、前記照射範囲に前記一次イオンを照射しながら走査し、前記二次イオンの強度を計測する第１工程と、前記一次イオン照射部の前記一次イオンの照射を停止した状態で、前記試料台を駆動して、前記回転軸を中心に前記試料を一定の角度だけ回転させる第２工程とを交互に繰り返し実行する。
【００２６】
二次イオン質量分析方法の一態様は、試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査し、前記試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測して、前記試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析方法であって、前記試料が載置され、前記試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台の回転を停止して前記試料が静止した状態で、前記照射範囲に前記一次イオンを照射しながら走査し、前記二次イオンの強度を計測する第１工程と、前記一次イオンの照射を停止した状態で、前記回転軸を中心に前記試料を一定の角度だけ回転させる第２工程とを交互に繰り返し実行する。
【００２７】
プログラムの一態様は、試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査し、前記試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測して、前記試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記試料が載置され、前記試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台の回転を停止して前記試料が静止した状態で、前記照射範囲に前記一次イオンを照射しながら走査し、前記二次イオンの強度を計測する第１工程と、前記一次イオンの照射を停止した状態で、前記回転軸を中心に前記試料を一定の角度だけ回転させる第２工程とを交互に繰り返しコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ＳＩＭＳによる材料組成の深さ方向分析において、ザラー・ローテーションの効果によってイオン照射面での表面荒れの発生、成長を抑制しつつ、深さ方向分析の厳密さを保証しながら、深さ分解能の高い測定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】試料の表面において一次イオンビームが照射される範囲を説明する模式図である。
【図２】一次イオンビームの照射によって試料のエッチングが進行していく様子を、試料の断面方向から示す模式図である。
【図３】ザラー・ローテーションをＳＩＭＳ測定に応用した場合を示す模式図である。
【図４】ザラー・ローテーションの適用が、ラスタースキャンによる試料表面での照射点の運動に与える影響について説明するための模式図である。
【図５】本実施形態で試料の材料組成の深さ方向組成分析を行う場合において、測定を構成する各工程の進行と共に試料の表面にエッチングによりクレータが形成されてゆく様子を辿りながら、ＳＩＭＳ測定の流れを説明する模式図である。
【図６】ＳＩＭＳ測定の進行に伴って試料にどのようなクレータが形成されるかを示す模式図である。
【図７】本実施形態において、試料中に含まれる３つの元素、質量数ａの元素Ａ、質量数ｂの元素Ｂ、質量数ｃの元素Ｃについて、深さ方向の濃度分布を測定する場合について、測定の流れを示すフロー図である。
【図８】本実施形態によるＳＩＭＳ装置の概略構成を示す模式図である。
【図９】パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、ＳＩＭＳ測定方法及びＳＩＭＳ装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
以下、本実施形態によるＳＩＭＳ測定方法について説明する。
図５は、本実施形態で試料の材料組成の深さ方向組成分析を行う場合において、測定を構成する各工程の進行と共に試料の表面にエッチングによりクレータが形成されてゆく様子を辿りながら、ＳＩＭＳ測定の流れを説明する模式図である。
本実施形態では、一次イオン照射範囲１１の中心と、試料１の回転の中心である回転中心１３とを一致させている。
【００３２】
本実施形態では、以下の第１工程及び第２工程を交互に繰り返し連続して行う。
（１）第１工程
試料１の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台の回転を停止して試料１が静止した状態で、一次イオン照射範囲１１に一次イオンを照射しながら走査し、二次イオン強度を計測する。
（２）第２工程
一次イオンの照射を停止した状態で、回転軸を中心に試料１を一定の角度だけ回転させる。
【００３３】
以下、ＳＩＭＳ測定方法の流れについて順を追って説明する。
先ず、図５（ａ）に示すように、試料１を静止させた状態で、一次イオンビームを試料１の表面に照射し、１フレーム分の一次イオンビームのラスタースキャンを行う。これにより、一次イオン照射範囲１１の内側を１フレーム分だけ均一にエッチングする。その際、一次イオン照射範囲１１の中心に一定の大きさの二次イオン計測範囲１２を設け、一次イオンビームの試料１への照射点が二次イオン計測範囲１２の内部に存在する間だけ、質量分析器によって二次イオン強度の計測を行う（工程（１）：１回目の第１工程）。
【００３４】
続いて、図５（ｂ）に示すように、工程（１）が終了したら、試料１への一次イオンビームの照射を中断する。一次イオンビームを照射していない状態で、回転中心１３を中心に、試料１を一定角度だけ回転させる。工程（１）での１フレーム分のエッチングによって形成されたクレータが、図５（ｂ）に示す工程（１）でのエッチング範囲１４の位置まで回転する（工程（２）：１回目の第２工程）。
【００３５】
続いて、図５（ｃ）に示すように、工程（２）の後、試料１を静止させた状態で、一次イオンビームを試料１の表面に照射し、再び１フレーム分の一次イオンビームのラスタースキャンを行う。これにより、一次イオン照射範囲１００の内側を１フレーム分だけ均一にエッチングする。同時に、照射点が二次イオン計測範囲１２の内部に存在する間だけ、二次イオン強度の計測を行う（工程（３）：２回目の第１工程）。
【００３６】
続いて、図５（ｄ）に示すように、工程（３）の後、試料１への一次イオンビームの照射を中断する。一次イオンビームを照射していない状態で、回転中心１３を中心に再び試料１を一定角度だけ回転させる。工程（１）及び工程（３）での１フレーム分のエッチングによって形成されたクレータが、図５（ｄ）に示す工程（１）でのエッチング範囲１４及び工程（３）でのエッチング範囲１５の位置まで回転する（工程（４）：２回目の第２工程）。
【００３７】
続いて、図５（ｅ）に示すように、工程（４）の後、試料１を静止させた状態で、一次イオンビームを試料１の表面に照射し、再び１フレーム分の一次イオンビームのラスタースキャンを行う。これにより、一次イオン照射範囲１００の内側を１フレーム分だけ均一にエッチングする。同時に、照射点が二次イオン計測範囲１２の内部に存在する間だけ、二次イオン強度の計測を行う（工程（５）：３回目の第１工程）。
【００３８】
以下、上記の流れに従って、１フレーム分の均一なエッチングと二次イオン強度の計測を行う第１工程と、一次イオンビームを照射しない状態で試料を一定角度だけ回転させる第２工程とを、交互に繰り返してゆく。
【００３９】
第２工程において、１回の回転駆動で試料１を回転させる角度の大きさは、長時間に亘って測定を続けた時に、試料１の向きが特定の角度に高い頻度で集中するようなことがなく、あらゆる向きに均等に向けられるようにできれば、どのように設定しても構わない。本実施形態では、第２工程を１回行う度に、同じ向きに例えば１°だけ試料１を回転させるように設定した。
【００４０】
図６を用いて、本実施形態における試料１のエッチングの進行について説明する。
図６は、図５と同様に、一次イオン照射範囲１１の中心と、試料１の回転の中心である回転中心１３とを一致させた場合に、ＳＩＭＳ測定の進行に伴って試料１に形成されるクレータを示す模式図である。上図が平面図、下図が平面図のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【００４１】
本実施形態では、一次イオン照射範囲１１が、回転中心１３を中心に刻々と一定の角度ずつ向きを変えながら、その内部においてその都度１フレーム分のエッチングが行われる。その結果、測定を連続して長時間進めてゆくと、外周円２１及び内周円２２の２つの円によって領域が分けられるクレータ１６が形成される。また、内周円２２の内側は、同時に本実施例において形成されるクレータ底部１６ａとも一致する。図６の例では、一次イオン照射範囲１１は、長辺と短辺の長さが異なる長方形となっている。内周円２２の直径は、一次イオン照射範囲１１の短辺の長さと一致している。内周円２２の内側では、繰り返される第１工程において、一次イオン照射範囲１１がどのような向きを向いていようとも、必ず一次イオンビームのラスタースキャンによって、その全面に均一に一次イオンが照射され、均一なエッチングが行われる。従って、内周円２２の内側では、試料１を回転させない従来のＳＩＭＳ測定における場合と全く同様に、１フレームのラスタースキャンごとに、深さ方向に均一にエッチングが進行する。また、同時に、内周円２２の内側には、繰り返される第２工程において、入射する一次イオンビームの向きが一定の回転角度ずつ刻々と変化してゆく。これにより、ザラー・ローテーションの効果によって、内周円２２の内側では表面荒れの発生、成長が抑制される効果が得られる。以上のように、測定の進行に伴って刻々と深さを増してゆく内周円２２の内側の領域、即ちクレータ底部１６ａからスパッタリング現象によって放出される二次イオン強度を計測してゆけば、極めて深さ分解能の高い、深さ方向プロファイル測定が可能となる。
【００４２】
内周円２２と外周円２１との間に挟まれた環状の領域では、一次イオン照射範囲１１の向きによって、一次イオンの照射量が場所によって大きく異なるため、一次イオン照射範囲１１のうち内周円２２の外側にはみ出した領域の形状によって決定される、複雑な断面形状のスロープが形成されることになる。この環状の領域は、本実施例におけるクレータ１６の側壁１７となる。
【００４３】
ここで、一次イオン照射範囲１１の中心付近に、二次イオン計測範囲１２を設け、その内部に照射点がある時にのみ、二次イオン強度の計測を行う目的について説明する。
本実施形態では、内周円２２と外周円２１との間に挟まれた領域、即ちクレータ１６の側壁１７にも一次イオンビームが照射される。その結果、側壁１７の表面でもスパッタリング現象が発生し、側壁１７の表面に存在している原子やそのイオンが空間に放出される。平坦なクレータ底部１６から放出された二次イオンと共に、側壁１７から放出された二次イオンが同時に計測されると、その時刻におけるクレータ底部１６ａの深さとは異なる深さからの二次イオン信号が混入することになる。その結果、測定の深さ分解能が低下してしまう。
【００４４】
この問題に対処するために、図６に示すように、クレータ底部１６ａの中央に二次イオン計測範囲１２を設定する。そして、照射点が一次イオン照射範囲１１の内部を移動する途上で、二次イオン計測範囲１２の内部を移動している間だけ、質量分析器により二次イオンの検出が行われるようにする。二次イオン計測範囲１２は、側壁１７からは大きく離れているので、照射点が二次イオン計測範囲１２の内部にあるときには、側壁１７に一次イオンが照射されることがない。このため、二次イオン計測範囲１２から放出された二次イオンには、側壁１７から放出された二次イオンが混入することがない。また、照射点が二次イオン計測範囲１２の外にあるときには、そもそも二次イオン強度の計測自体が行われない。
【００４５】
二次イオン計測範囲１２の内外での二次イオンの計測のする／しないの切り替えは、ラスタースキャンにより運動させている一次イオンビームの位置と、質量分析器の動作を連携させることによって行う。質量分析器には、質量分析器に二次イオンを取り込むための引き出し電極が設けられている。この引き出し電極に電圧をかければ、二次イオンが質量分析器６に取り込まれて検出が行われる。一方、この引き出し電極に電圧を印加しなければ、質量分析器に二次イオンが取り込まれることはなく、二次イオンの検出は行われない。照射点が一次イオン照射範囲１１の中のどの位置にいるかに応じて、この引き出し電極にかける電圧をオン／オフする。二次イオンの計測のする／しないを切り替えることによって、照射点が二次イオン計測範囲１２の内部にあるときにだけ、二次イオンが計測されるようにすることができる。このような手法は、エレクトリックゲート法と呼ばれており、側壁１７から放出された二次イオンの混入を防止して、クレータ底部１６ａの深さから放出された二次イオンのみを検出するために、従来のＳＩＭＳ測定でも必ず行われている。
【００４６】
本実施形態でも、二次イオン計測範囲１２は、一次イオン照射範囲１１の中心に設置し、その外周と内周円２２との距離を大きく取るように設定することが望ましい。
ところで、図５及び図６に示した例では、一次イオン照射範囲１１の中心と試料１の回転中心１３とを一致させていた。これらの中心は、必ずしも一致している必要はない。例えば、図３に示したＳＩＭＳ装置の空間的な配置において、一次イオン照射範囲の中心と、回転中心２０７とを厳密に一致させることが困難であれば、両者の中心の間に多少のずれが生じることは許される。
【００４７】
しかしながら、その許されるずれの大きさにも限界があり、回転中心１３が、少なくとも一次イオン照射範囲１１の内部に存在するように、空間的な配置を設定しなければならない。図６を見て判るように、内周円２２の半径、すなわち、一次イオンビームのラスタースキャンによって均一にエッチングが進行する領域の半径は、回転中心１３と、一次イオン照射範囲１１の外周との最短距離で決定される。このため、回転中心１３が一次イオン照射範囲１１の外周に近付くほど、内周円２２は小さくなってしまう。そして、回転中心１３が、一次イオン照射範囲１１の外に出てしまうと、一次イオンビームの１フレーム分のラスタースキャンごとに必ず均一なエッチングが進行する領域は、存在しなくなってしまう。
【００４８】
以上のように、回転中心１３が一次イオン照射範囲１１の内部に存在することは、本実施形態において必要である。更に、内周円２２の内部に二次イオン計測範囲１２をできるだけ広く設けたいことを考慮すれば、回転中心１３は一次イオン照射範囲１１のできるだけ中心に近付くように、空間的な配置が設定されることが望ましい。即ち本実施形態では、以下のようにすることが好ましい。第２工程における試料１の回転の中心点から第１工程における一次イオンビームの照射範囲の外周までの最短距離を半径とする、試料１の回転の中心点を中心とする円形の領域を第１領域とする。第１領域の内部に設けられた、第１領域よりも小さな領域を第２領域とする。本実施形態では、第２領域の内部に一次イオンビームが照射されているときにだけ、二次イオン強度を計測する。
【００４９】
ところで、ＳＩＭＳ測定において、一次イオンビームとして外部から試料１に供給された原子のうち、一部は、試料１を構成する原子と共に、スパッタリング現象によって試料１の表面から外部に放出される。また、一部は、試料１の表面に留まって、試料１の表面を酸化させる、あるいは、試料１の表面を被覆して試料１の表面の仕事関数を低下させるなど、試料１の表面改質の役割を果たす。ＳＩＭＳ測定では、このような、一次イオンビームとして外部から供給される原子の、試料１の表面での量的な収支が安定することによって、安定した感度での測定を行うことができる。例えば、測定の開始直後、即ち一次イオンビームの試料１への照射を開始した直後は、このような原子の量的収支が安定しておらず、測定の感度が安定していないため、二次イオン強度の測定結果の解釈には充分な注意が必要である。
【００５０】
本実施形態では、試料１に対して１フレーム分のエッチングを行う第１工程が終了すると、試料１への一次イオンビームの照射を一端中断し、試料１を一定角度回転させる第２工程の間には試料１への一次イオンビームの照射は行われない。そして、第２工程が終了して、次の第１工程に進んだ時点で、試料１への一次イオンビームの照射を再開させる。このように、試料１に一次イオンビームを照射する第１工程の間に、一次イオンビームを照射しない第２工程が挟まれている。この第２工程の時間が長いと、せっかく安定した一次イオンビームとして試料１の表面に供給される原子の量的収支が変化し、その結果測定の感度が変化してしまい、正確な測定を行うことが困難となる。
【００５１】
実験により確認した結果、第２工程において一次イオンビームを試料１の表面に照射しない時間が、第１工程における１フレーム分のラスタースキャンに要する時間を上回らなければ良いことが明らかになった。この場合には、試料１への一次イオンビームの照射再開後の測定感度に大きな影響を与えない。
【００５２】
本実施形態では、試料１を回転させる第２工程に要する時間が、第１工程における１フレーム分のラスタースキャンに要する時間を上回らないことが必要である。更に、その時間はできるだけ短くすることが望ましい。本実施形態の場合、第１工程における１フレーム分のラスタースキャンに要する時間は約０．５秒間であるため、第２工程に要する時間は、同じく０．５秒間程度とするか、更に短時間に設定する必要がある。
【００５３】
ＳＩＭＳ測定では、１種若しくは複数種の元素の二次イオン信号強度を測定する作業を、エッチングにより試料を掘り進みながら繰り返し行い、各元素の二次イオン信号強度の深さ方向での変化を測定する。
図７は、本実施形態において、試料１中に含まれる３種の元素、質量数ａの元素Ａ、質量数ｂの元素Ｂ、質量数ｃの元素Ｃについて、深さ方向の濃度分布を測定する場合について、測定の流れを示すフロー図である。
【００５４】
質量分析器では、同時に二次イオンの数を計測できるのは、１つの質量数についてのみである。そのため、異なる３つの質量数の二次イオンの数を計測する場合には、質量数ａ、質量数ｂ、質量数ｃを交互に一つずつ計測する。そして、図７に示すように、連続して行うこれら３種の質量数の元素について順次に実行する第１工程及び第２工程からなる一連工程を１サイクルとして、これを複数サイクル繰り返し行う。これにより、各質量数の元素の二次イオン信号強度の深さ方向での変化を測定する。
【００５５】
なお、図７の例では、測定する元素は３種類としたが、更に多くの種類の元素を並行して測定する場合も全く同様である。一般的にｎ種類の元素を測定する場合には、測定のあるサイクルにおいて、１番目、２番目、３番目というように、順に異なる質量数の二次イオン信号強度の計測を進めてゆく。最後のｎ番目の質量数の計測が終わったら、そのサイクルの測定は終了となる。その後、測定は次のサイクルへと移り、再び１番目の質量数の測定から計測が開始される。
【００５６】
本実施形態では、それぞれの工程１（第１工程）において、１フレーム分の試料１のエッチングが行われ、その間に１種類の二次イオンの信号強度の計測が行われる。その直後には、必ず工程２（第２工程）が存在し、その間に試料１が一定角度だけ回転される。
【００５７】
次に、本実施形態によるＳＩＭＳ装置の構成について説明する。図８は、本実施形態によるＳＩＭＳ装置の概略構成を示す模式図である。
このＳＩＭＳ装置は、回転軸１５を有する試料台２、一次イオンガン３、質量分析器６、操作盤（表示画面）２３、主制御部２４、イオン強度計測部３０、記録処理部３１、偏向電極制御部２５、ブランキング電極制御部２６、引き出し電極制御部２７、回転軸制御部３３、及び回転軸駆動部３２を備えて構成される。
【００５８】
試料１は、試料台２上に載置固定される。一次イオンガン３は、試料１に一次イオンビーム４を照射する。
操作盤（表示画面）２３は、測定者がＳＩＭＳ装置に対して様々な測定動作の指示を主制御部２４を介して与えるためのものである。また、操作盤（表示画面）２３は、ＳＩＭＳ装置の動作状況についての様々な情報及び測定結果を画面に表示し、測定者に伝える。
【００５９】
操作盤（表示画面）２３を介して測定装置に与えられた指示は、先ず、主制御部２４に伝えられる。主制御部２４は、ＳＩＭＳ装置全体の動作を制御する中心的な部分であり、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。主制御部２４は、測定装置内部の各部分に対して動作の指示を与えると共に、各部分から戻された情報を処理する。
【００６０】
主制御部２４は、測定装置全体の動作を制御する中心的な部分であり、制御用プログラムを動作させるためのＣＰＵとデータを格納するための補助記憶装置を備えている。
主制御部２４は、与えられた条件に従って一次イオンガン３に一次イオンビーム４を照射させる。それと共に、偏向電極制御部２５に指示を出し、一次イオンガン３の内部に設置された偏向電極を動作させて、一次イオンビーム４に指定した動作でのラスタースキャンを行わせる。
【００６１】
また、主制御部２４は、一次イオンガン３の内部に設けられたブランキング電極を制御するためのブランキング電極制御部２６にも指示を出す。ブランキング電極は、一次イオンガン３の内部にあって、一次イオンビーム４のオンとオフを切り替えるための電極である。主制御部２４は、偏向電極制御部２５とブランキング電極制御部２６とを連携させながら、試料１への一次イオンビーム４の照射を自在に操る。
【００６２】
主制御部２４は、引き出し電極制御部２７に指示し、質量分析器６に付属する引き出し電極を動作させ、試料１からスパッタリングによって放出された二次イオン５を質量分析器６の内部に取り込む。
質量分析器６の内部は、大きく質量分離器２８とイオン検出器２９とに分けられる。質量分析器６に取り込まれた二次イオン５は、先ず、質量分離器２８によって処理される。質量分析器６に取り込まれた二次イオン５は、様々な質量数の二次イオンが一緒になった状態であるが、これらは質量分離器２８の動作によって選別され、主制御部２４の指示により設定された特定の質量数の二次イオンのみが、イオン検出器２９に送り込まれる。
【００６３】
イオン検出器２９は、二次イオンを捕獲するごとにパルス状の電気信号を発生させる。この信号は、イオン強度計測部３０へと送られ、単位時間当たりの信号数、即ち、単位時間当たりに検出された二次イオンの数が計測される。このようにして得られた単位時間当たりの検出された二次イオン数が、二次イオン信号強度として扱われる。
【００６４】
各々の時刻における二次イオン信号強度の値は、記録処理部３１において、測定開始からの経過時間、即ち、エッチング開始からの経過時間との組にされ、主制御部２４に送られて記録される。二次イオン信号強度は、その質量数の元素の濃度に比例しているので、エッチング開始からの経過時間と、二次イオン信号強度の関係をプロットすれば、測定中のその質量数の元素の深さ方向の濃度分布が得られる。
【００６５】
また、質量分析器６では、同時に一つの質量数の二次イオン信号強度しか計測できない。主制御部２４は、図７に例を示したような測定の流れに従って、質量分離器２８を通過させる二次イオンの質量数の設定を切り替えて、複数の異なる質量数の元素について二次イオン信号強度を交互に計測することを繰り返す制御を行う。これにより、並行して複数の元素の深さ方向の濃度分布を測定することができる。
【００６６】
試料１を載置した試料台２は、回転軸１５に固定されており、回転軸１５は、回転軸駆動部３２の動作により、回転運動が可能である。主制御部２４は、回転軸制御部３３に指示を出して回転軸駆動部３２を自在に動作させ、試料台２を回転させたり、或いは静止させたりすることができる。
【００６７】
主制御部２４は、偏向電極制御部２５、ブランキング電極２６、引き出し電極制御部２７、及び回転軸制御部３３を相互に連携させながら操り、既に説明した第１工程と第２工程とを交互に行いながら、試料１の材料組成の深さ方向分析を実行する。
ここで、主制御部２４は、第２工程における試料１の回転の中心点が、第１工程における一次イオン照射範囲１１内に存在するように、一次イオンガン３の偏向電極制御部２５の駆動を制御する。
【００６８】
第２工程における試料１の回転の中心点から第１工程における一次イオン照射範囲１１の外周までの最短距離を半径とし、試料１の回転の中心点を中心とする円形の領域を第１領域とする。第１領域の内部に設けられた、第１領域よりも小さな領域を第２領域とする。主制御部２４は、第２領域の内部に一次イオンが照射されているときにだけ、二次イオン強度の計測を行う制御をする。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態によれば、先ず、第１工程において、静止した試料の表面１に一次イオンビームを照射してラスタースキャンを行うことにより、一次イオン照射範囲１１の内部において均一なエッチングが行う効果が得られる。また、第２工程において、試料１への一次イオンビームの照射を中断させた状態で試料１を一定角度だけ回転させる。これにより、試料１の表面を無為にエッチングすることなく、一次イオンビームの照射方向に対して試料１の向きを変え、ザラー・ローテーションの効果により一次イオン照射面において表面荒れの発生、成長を抑制する効果が得られる。
本実施形態では、第１工程と第２工程とを交互に繰り返し連続して行う。これにより、ザラー・ローテーションの効果によってイオン照射面での表面荒れの発生、成長を抑制しつつ、深さ方向分析の厳密さを保証しながら、深さ分解能の高い材料組成の深さ方向組成分析を行うことが可能となる。
【００７０】
（その他の実施形態）
上述した本実施形態によるＳＩＭＳ装置の各構成要素（図６の主制御部２４、偏向電極制御部２５、ブランキング電極制御部２６、引き出し電極制御部２７、及び回転軸制御部３３等）の機能は、コンピュータ（ＣＰＵ）の補助記憶装置等に記憶された制御用プログラムが動作することによって実現できる。同様に、図５のＳＩＭＳ測定方法で繰り返し実行される第１工程及び第２工程、図７のＳＩＭＳ測定方法で実行される各サイクルの各工程１及び工程２等は、制御用プログラムが動作することによって実現できる。この制御用プログラム及び当該制御用プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本実施形態に含まれる。
【００７１】
具体的に、制御用プログラムは、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。制御用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、制御用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。
【００７２】
また、本実施形態に含まれる制御用プログラムとしては、供給された制御用プログラムをコンピュータが実行することにより上述の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、その制御用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上述の実施形態の機能が実現される場合にも、かかる制御用プログラムは本実施形態に含まれる。また、供給された制御用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上述の実施形態の機能が実現される場合にも、かかる制御用プログラムは本実施形態に含まれる。
【００７３】
例えば、図９は、パーソナルユーザ端末装置の内部構成を示す模式図である。この図９において、１２００はＣＰＵ１２０１を備えたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。ＰＣ１２００は、ＲＯＭ１２０２又はハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶された、又はフレキシブルディスクドライブ（ＦＤ）１２１２より供給されるデバイス制御ソフトウェアを実行する。このＰＣ１２００は、システムバス１２０４に接続される各デバイスを総括的に制御する。
【００７４】
ＰＣ１２００のＣＰＵ１２０１、ＲＯＭ１２０２またはハードディスク（ＨＤ）１２１１に記憶された制御用プログラムにより、図５のＳＩＭＳ測定方法で繰り返し実行される第１工程及び第２工程、図７のＳＩＭＳ測定方法で実行される各サイクルの各工程１及び工程２の手順等が実現される。
【００７５】
１２０３はＲＡＭであり、ＣＰＵ１２０１の主メモリ、ワークエリア等として機能する。１２０５はキーボードコントローラ（ＫＢＣ）であり、キーボード（ＫＢ）１２０９や不図示のデバイス等からの指示入力を制御する。
【００７６】
１２０６はＣＲＴコントローラ（ＣＲＴＣ）であり、ＣＲＴディスプレイ（ＣＲＴ）１２１０の表示を制御する。１２０７はディスクコントローラ（ＤＫＣ）である。ＤＫＣ１２０７は、ブートプログラム、複数のアプリケーション、編集ファイル、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム等を記憶するハードディスク（ＨＤ）１２１１、及びフレキシブルディスク（ＦＤ）１２１２とのアクセスを制御する。ここで、ブートプログラムとは、パソコンのハードやソフトの実行（動作）を開始する起動プログラムである。
【００７７】
１２０８はネットワーク・インターフェースカード（ＮＩＣ）であり、ＬＡＮ１２２０を介して、ネットワークプリンタ、他のネットワーク機器、或いは他のＰＣと双方向のデータのやり取りを行う。
なお、パーソナルユーザ端末装置を用いる代わりに、ＳＩＭＳ測定装置に特化された所定の電子計算機等を用いるようにしても良い。
【００７８】
以下、二次イオン質量分析装置及び方法、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。
【００７９】
（付記１）試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析装置であって、
前記試料が載置され、前記試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台と、
前記試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査する一次イオン照射部と、
前記試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測する二次イオン検出部と、
前記一次イオン照射部の駆動、前記二次イオン検出部の駆動、及び前記試料台の駆動をそれぞれ制御する制御部と
を含み、
前記制御部は、
前記試料台の回転を停止して前記試料が静止した状態で、前記一次イオン照射部及び前記二次イオン検出部を駆動して、前記照射範囲に前記一次イオンを照射しながら走査し、前記二次イオンの強度を計測する第１工程と、
前記一次イオン照射部の前記一次イオンの照射を停止した状態で、前記試料台を駆動して、前記回転軸を中心に前記試料を一定の角度だけ回転させる第２工程と
を交互に繰り返し実行することを特徴とする二次イオン質量分析装置。
【００８０】
（付記２）前記制御部は、前記第２工程における前記試料の回転の中心点が、前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲内に存在するように、前記一次イオン照射部の駆動を制御することを特徴とする付記１に記載の二次イオン質量分析装置。
【００８１】
（付記３）前記制御部は、前記第２工程における前記試料の回転の中心点から前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲の外周までの最短距離を半径とし、前記試料の回転の中心点を中心とする円形の第１領域の内部に設けられた、前記第１領域よりも小さな第２領域の内部に前記一次イオンが照射されているときにだけ、前記二次イオンの強度を計測する制御をすることを特徴とする付記１又は２に記載の二次イオン質量分析装置。
【００８２】
（付記４）前記制御部は、前記第２工程に要する時間が、前記第１工程における前記一次イオンの照射の少なくとも１フレーム分の走査に要する時間を上回らないように制御をすることを特徴とする付記１〜３のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析装置。
【００８３】
（付記５）前記制御部は、前記試料が質量数の異なる複数種類の元素からなる場合について、前記元素ごとに順次に実行する前記第１工程及び前記第２工程からなる一連工程を、繰り返し実行するように制御をすることを特徴とする付記１〜４のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析装置。
【００８４】
（付記６）試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査し、前記試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測して、前記試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析方法であって、
前記試料が載置され、前記試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台の回転を停止して前記試料が静止した状態で、前記照射範囲に前記一次イオンを照射しながら走査し、前記二次イオンの強度を計測する第１工程と、
前記一次イオンの照射を停止した状態で、前記回転軸を中心に前記試料を一定の角度だけ回転させる第２工程と
を交互に繰り返し実行することを特徴とする二次イオン質量分析方法。
【００８５】
（付記７）前記第２工程における前記試料の回転の中心点が、前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲内に存在することを特徴とする付記６に記載の二次イオン質量分析方法。
【００８６】
（付記８）前記第２工程における前記試料の回転の中心点から前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲の外周までの最短距離を半径とし、前記試料の回転の中心点を中心とする円形の第１領域の内部に設けられた、前記第１領域よりも小さな第２領域の内部に前記一次イオンが照射されているときにだけ、前記二次イオンの強度を計測することを特徴とする付記６又は７に記載の二次イオン質量分析方法。
【００８７】
（付記９）前記第２工程に要する時間が、前記第１工程における前記一次イオンの照射の少なくとも１フレーム分の走査に要する時間を上回らないことを特徴とする付記６〜８のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析方法。
【００８８】
（付記１０）前記試料が質量数の異なる複数種類の元素からなる場合について、前記元素ごとに順次に実行する前記第１工程及び前記第２工程からなる一連工程を、繰り返し実行することを特徴とする付記６〜９のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析方法。
【００８９】
（付記１１）試料の表面の照射範囲に一次イオンを照射して走査し、前記試料の表面から放出された二次イオンの強度を計測して、前記試料の材料組成の深さ方向分布を測定する二次イオン質量分析方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記試料が載置され、前記試料の載置面内で回転軸を中心に回転自在とされた試料台の回転を停止して前記試料が静止した状態で、前記照射範囲に前記一次イオンを照射しながら走査し、前記二次イオンの強度を計測する第１工程と、
前記一次イオンの照射を停止した状態で、前記回転軸を中心に前記試料を一定の角度だけ回転させる第２工程と
を交互に繰り返しコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【００９０】
（付記１２）前記第２工程における前記試料の回転の中心点が、前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲内に存在することを特徴とする付記１１に記載のプログラム。
【００９１】
（付記１３）前記第２工程における前記試料の回転の中心点から前記第１工程における前記一次イオンの前記照射範囲の外周までの最短距離を半径とし、前記試料の回転の中心点を中心とする円形の第１領域の内部に設けられた、前記第１領域よりも小さな第２領域の内部に前記一次イオンが照射されているときにだけ、前記二次イオンの強度を計測することを特徴とする付記１１又は１２に記載のプログラム。
【００９２】
（付記１４）前記第２工程に要する時間が、前記第１工程における前記一次イオンの照射の少なくとも１フレーム分の走査に要する時間を上回らないことを特徴とする付記１１〜１３のいずれか１項に記載のプログラム。
【００９３】
（付記１５）前記試料が質量数の異なる複数種類の元素からなる場合について、前記元素ごとに順次に実行する前記第１工程及び前記第２工程からなる一連工程を、繰り返し実行することを特徴とする付記１１〜１４のいずれか１項に記載のプログラム。
【符号の説明】
【００９４】
１  試料
２  試料台
３  一次イオンガン
６  質量分析器
１５  回転軸
２３  操作盤（表示画面）
２４  主制御部
２５  偏向電極制御部
２６  ブランキング電極制御部
２７  引き出し電極制御部
２８  質量分離器
２９  イオン検出器
３０  イオン強度計測部
３１  記録処理部
３２  回転軸駆動部
３３  回転軸制御部
【図１】
2016154117.tif 000003
【図２】
2016154117.tif 000004
【図３】
2016154117.tif 000005
【図４】
2016154117.tif 000006
【図５】
2016154117.tif 000007
【図６】
2016154117.tif 000008
【図７】
2016154117.tif 000009
【図８】
2016154117.tif 000010
【図９】
2016154117.tif 000011