(57)【要約】      （修正有）【課題】試料の表面からの深さと二次イオン信号強度とを正確に対応づけて、試料の深さ方向の元素濃度分布を正確に取得できるようにする。【解決手段】二次イオン質量分析装置を用いて、フレーム毎に、一次イオンビーム４を照射する照射範囲７を一次イオンビームでスキャンし、フレーム毎に、一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料１の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測し、１フレームが終了するたびに、一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム毎に、一次イオンビームを照射する照射範囲を前記一次イオンビームでスキャンし、
前記フレーム毎に、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測し、
１フレームが終了するたびに、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の前記照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらすことを特徴とする二次イオン質量分析装置の制御方法。
【請求項２】
前記一次イオンビームでスキャンする処理において、前記照射範囲の一方の側から他方の側へ向かうスキャン方向でラスタースキャンを実行し、
前記一定距離だけずらす処理において、前記スキャン方向と平行な方向に前記試料を前記照射範囲に対して前記一定距離だけずらすことを特徴とする、請求項１に記載の二次イオン質量分析装置の制御方法。
【請求項３】
前記一次イオンビームでスキャンする処理において、前記照射範囲の一方の側から他方の側へ向かう第１スキャン方向でラスタースキャンを実行し、連続して、前記照射範囲の他方の側から一方の側へ向かう第２スキャン方向でラスタースキャンを実行し、
前記二次イオンの信号強度を計測する処理において、前記第２スキャン方向でラスタースキャンを実行する時に前記二次イオンの信号強度を計測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の制御方法。
【請求項４】
前記一定距離だけずらす処理において、前記第１スキャン方向及び前記第２スキャン方向と平行な方向に前記試料を前記照射範囲に対して前記一定距離だけずらすことを特徴とする、請求項３に記載の二次イオン質量分析装置の制御方法。
【請求項５】
前記１フレームが終了するたびに、前記照射範囲の一方の端部の位置と前記一定距離だけずらされた前記エッチングされた領域の一方の端部の位置とが一致するように前記照射範囲を変更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の制御方法。
【請求項６】
すべてのフレームが終了した後に形成されたクレータのスロープの形状プロファイルを用いて求められる各フレームでの前記試料の表面からの深さと、前記フレーム毎に計測された前記二次イオンの信号強度とを対応づけて、前記試料の深さ方向の元素濃度分布を取得することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析装置の制御方法。
【請求項７】
コンピュータに、
フレーム毎に、一次イオンビームを照射する照射範囲を前記一次イオンビームでスキャンし、
前記フレーム毎に、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測し、
１フレームが終了するたびに、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の前記照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす、処理を実行させることを特徴とする二次イオン質量分析装置の制御プログラム。
【請求項８】
フレーム毎に、一次イオンビームを照射する照射範囲を前記一次イオンビームでスキャンするスキャン制御部と、
前記フレーム毎に、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測する演算部と、
１フレームが終了するたびに、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の前記照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす位置制御部とを備えることを特徴とす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装置の制御方法及び制御プログラム、二次イオン質量分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次イオン質量分析法（Secondary Ion Mass Spectrometry：ＳＩＭＳ）は、一次イオンビームを試料表面に照射し、試料表面から放出される二次イオンの質量分析をする分析法（表面分析法）である。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。
そして、ＳＩＭＳでは、試料の表面の一次イオンビームを照射する照射範囲（測定対象となる試料表面）を一次イオンビームでラスタースキャン又はスパイラルスキャンすると、一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって、照射範囲の試料の表面がエッチングされることになる。このため、一次イオンビームのラスタースキャン又はスパイラルスキャンを繰り返すことで、試料の深さ方向の元素濃度分布を測定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３−１０５２４０号公報
【特許文献２】特開昭５７−１８７８５１号公報
【特許文献３】特開平８−９６７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のようにして一次イオンビームのラスタースキャン又はスパイラルスキャンを繰り返すと、照射範囲で試料のエッチングが進行していくことになる（図４参照）。
例えば、照射範囲を一次イオンビームで１回スキャンすると、試料の表面がエッチングされて、試料の表面位置は点線ａ０で示す位置から点線ａ１で示す位置となり、点線ａ１で示す位置の試料の表面が底部（底面）となるクレータ（凹部）が形成されることになる（図４参照）。以後、１回スキャンする毎に、試料の表面位置は点線ａ２で示す位置、点線ａ３で示す位置、ａ４で示す位置となり、それぞれの位置の試料の表面が底部となるクレータとなり、クレータの深さが少しずつ大きくなっていくことになる。
【０００５】
このため、このようにしてエッチングの進行とともにその深さが増していくクレータの底部から放出される二次イオンの質量分析を行なうことで、試料の深さ方向の元素濃度分布を測定することができる。
一般に、二次イオン質量分析装置には、試料に形成されたクレータの深さ、即ち、試料の表面からクレータの底部までの深さを測定する手段は搭載されていない。
【０００６】
このため、二次イオン質量分析装置による測定終了後に、測定によって試料に形成されたクレータの深さを測定し、この深さと、測定に要した時間とを対応づけることで、試料の表面からの深さと、測定開始からの経過時間に対応づけられている二次イオン信号強度とを対応づけることが考えられる。
しかしながら、例えば試料の深さ方向でエッチングレートが変化する場合が多く、このような場合には、上述のような方法では、試料の表面からの深さと二次イオン信号強度とを正確に対応づけることができない。このため、試料の深さ方向の元素濃度分布を正確に取得することができない。
【０００７】
本発明は、試料の表面からの深さと二次イオン信号強度とを正確に対応づけて、試料の深さ方向の元素濃度分布を正確に取得できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
１つの態様では、本二次イオン質量分析装置の制御方法は、フレーム毎に、一次イオンビームを照射する照射範囲を一次イオンビームでスキャンし、フレーム毎に、一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測し、１フレームが終了するたびに、一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす。
【０００９】
１つの態様では、本二次イオン質量分析装置の制御プログラムは、コンピュータに、フレーム毎に、一次イオンビームを照射する照射範囲を一次イオンビームでスキャンし、フレーム毎に、一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測し、１フレームが終了するたびに、一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす、処理を実行させる。
【００１０】
１つの態様では、本二次イオン質量分析装置は、フレーム毎に、一次イオンビームを照射する照射範囲を一次イオンビームでスキャンするスキャン制御部と、フレーム毎に、一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測する演算部と、１フレームが終了するたびに、一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす位置制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
１つの側面として、試料の表面からの深さと二次イオンの信号強度とを正確に対応づけて、試料の深さ方向の元素濃度分布を正確に取得できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置及びその制御方法を説明するための模式的断面図である。
【図２】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置の構成を示す模式図である。
【図３】一般的な二次イオン質量分析装置において行なわれる一次イオンビームのラスタースキャンを説明するための模式的平面図である。
【図４】一般的な二次イオン質量分析装置における一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングが進行する様子を説明するための模式的断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置における試料の位置をずらす処理について説明するための模式図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は断面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置における試料の位置をずらす方向と１次イオンビームのラスタースキャンの方向を説明するための模式図である。
【図７】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置による試料の深さ方向の測定の流れを例示した図である。
【図８】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置における一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって形成されたクレータの形状の一例を示す模式的断面図である。
【図９】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置における一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって形成されたクレータの形状の他の例（エッチングレートが変化する場合の例）を示す模式的断面図である。
【図１０】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置における一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって形成されたクレータの形状の一例を示す模式的透視図である。
【図１１】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置における一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって形成されたクレータのスロープの形状プロファイルを示す模式図である。
【図１２】二次イオン質量分析装置を用いた測定における、クレータの後方スロープからのスパッタリング粒子による汚染について説明するための模式的断面図である。
【図１３】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置及びその制御方法の変形例（第１の対策）について説明するための模式的平面図である。
【図１４】（Ａ）、（Ｂ）は、本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置及びその制御方法の変形例（第１の対策）について説明するための模式的断面図である。
【図１５】（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置及びその制御方法の変形例（第２の対策）について説明するための模式的平面図である。
【図１６】（Ａ）〜（Ｅ）は、本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置及びその制御方法の変形例（第２の対策）について説明するための模式的断面図である。
【図１７】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置及びその製造方法の変形例（第２の対策）における一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって形成されたクレータの形状を示す模式的透視図である。
【図１８】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータのハードウェア構成を示す模式図である。
【図１９】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータにおいて実行される処理（二次イオン質量分析装置の制御方法）を説明するためのフローチャートである。
【図２０】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータにおいて実行される処理（二次イオン質量分析装置の制御方法）の変形例を説明するためのフローチャートである。
【図２１】本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータにおいて実行される処理（二次イオン質量分析装置の制御方法）の変形例（第１の対策）を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面により、本発明の実施の形態にかかる二次イオン質量分析装置の制御方法及び制御プログラム、二次イオン質量分析装置について、図１〜図２１を参照しながら説明する。
本実施形態の二次イオン質量分析装置は、試料の深さ方向の元素濃度分布を取得するために用いられる。つまり、本二次イオン質量分析装置は、試料の材料組成の深さ方向分布を測定するために用いられる。
【００１４】
本実施形態では、二次イオン質量分析装置は、図１（Ａ）〜図１（Ｅ）、図２、図５〜図７に示すように、フレーム毎に、一次イオンビーム４を照射する照射範囲（一次イオン照射範囲）７を一次イオンビーム４でスキャンするスキャン制御部５３と、フレーム毎に、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによって試料１の表面から放出される二次イオン５の信号強度を計測する演算部５２と、１フレームが終了するたびに、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲７に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす位置制御部５４とを備える。
【００１５】
また、本実施形態の二次イオン質量分析装置の制御方法は、フレーム毎に、一次イオンビーム４を照射する照射範囲７を一次イオンビーム４でスキャンし、フレーム毎に、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによって試料１の表面から放出される二次イオン５の信号強度を計測し、１フレームが終了するたびに、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲７に対する位置を同一方向に一定距離だけずらすようにしている。
【００１６】
これにより、試料１の表面からの深さと二次イオン５の信号強度とを正確に対応づけて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を正確に取得できることになる。
以下、本二次イオン質量分析装置の制御方法、即ち、本二次イオン質量分析装置を用いた、試料１の深さ方向の元素濃度分布の取得方法について、具体的に説明する。
ここでは、まず、二次イオン質量分析装置の構成及び動作について説明する。
【００１７】
二次イオン質量分析装置は、図２に示すように、例えば固体試料などの試料１を載置して固定する試料台２と、試料１の表面に向けて一次イオンビーム４を照射する一次イオンガン３と、試料１の表面からスパッタリングによって放出される二次イオン５を取り込み、質量分析を行なう質量分析器６と、試料台駆動機構３４と、これらの制御及び各種演算を行なう制御演算部としてのコンピュータ（コントローラ）５０とを備える。
【００１８】
なお、一次イオンガン３を、試料台２に載置された試料１の表面に一次イオンビーム４を照射する手段ともいう。また、質量分析器６を、試料１の表面から放出された二次イオンを検出する手段ともいう。また、試料台駆動機構３４を、試料１を移動させる手段ともいう。また、コンピュータ５０を、これらの各手段を個別にかつ同時に制御するための制御手段ともいう。
【００１９】
ここで、一次イオンガン３では、内部のイオン源で発生させた一次イオンを、例えば数百ｅＶから数千ｅＶのエネルギーにまで電気的に加速する。この一次イオンには、例えばＯ２＋イオン（酸素イオン）やＣｓ＋イオン（セシウムイオン）などが用いられる。
このようにして加速された一次イオンの流れは、何段階かの静電レンズを通過させることによって、空間的に収束されて細いビーム状となり、試料１の表面に照射される。この試料１の表面に当たった一次イオンビーム４の直径は、例えば０．１μｍ〜数μｍの程度にまで絞られている。
【００２０】
また、一次イオンガン３の内部には、一次イオンビーム４のイオンの流れに垂直な方向に電場を発生させることが可能な偏向電極が、一次イオンビーム４を挟むように２枚１組で設置されている。ここでは、偏向電極が２組設けられ、これらの偏向電極が発生させる電場の向きが互いに直交するように設置されており、これらの偏向電極によって生じる電場を制御することによって、一次イオンビーム４を自在に走査（スキャン）させることができるようになっている。本実施形態では、試料表面の所定の大きさの照射範囲７（測定対象となる試料表面）を一次イオンビーム４でラスタースキャンしながら、照射範囲７に一次イオンビーム４を照射するようになっている。
【００２１】
そして、一次イオンビーム４が試料１の表面に照射されると、試料１の表面では、入射した一次イオンと試料１を構成している原子（元素）の間で、エネルギーと運動量の複雑なやり取りが発生する。その結果、試料１の最表面から、試料１を構成している原子が空間に放出されるスパッタリング現象が起こる。このスパッタリング現象によって空間に放出された原子のうちの一部は、イオン化して二次イオン５となる。なお、二次イオン５は、空間内のあらゆる方向に向かって飛散するが、図２では、簡単のため、質量分析器６へと向かう二次イオン５の流れだけを矢印で示している。
【００２２】
質量分析器６は、試料表面から空間にスパッタリングによって放出された二次イオン５を内部に取り込み、質量分析を行なう。ここでは、質量分析器６は、質量分離器２８と、イオン検出器２９とを備える。そして、二次イオン５には様々な質量数の二次イオンが混ざっているため、質量分離器２８で特定の質量数の二次イオンだけを分離し、分離された二次イオンをイオン検出器２９で検出することで、質量分析を行なうようになっている。
【００２３】
コンピュータ５０は、一次イオンガン３に対する制御、質量分析器６に対する制御、及び、試料台駆動機構３４に対する制御を行なう。このため、コンピュータ５０は、その機能として、偏向電極制御部２６、ブランキング電極制御部３２、引き出し電極制御部２７、試料台駆動機構制御部３３を備える。なお、これらについては後述する。
また、コンピュータ５０は、偏向電極制御部２６、ブランキング電極制御部３２によって、フレーム毎に、一次イオンビーム４を照射する照射範囲７を一次イオンビーム４でスキャンするようになっている。これをスキャン制御部５３ともいう。
【００２４】
また、コンピュータ５０は、試料台駆動機構制御部３３によって、１フレームが終了するたびに、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲７に対する位置を同一方向に一定距離だけずらすようになっている。これを位置制御部５４ともいう。
ここでは、スキャン制御部５３は、照射範囲７の一方の側から他方の側へ向かうスキャン方向でラスタースキャンを実行し、位置制御部５４は、スキャン方向と平行な方向に試料を照射範囲７に対して一定距離だけずらすようになっている。
【００２５】
また、コンピュータ５０は、質量分析器６によって検出された二次イオン５の検出情報に基づいて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を取得するための演算を行なう。ここでは、コンピュータ５０は、質量分析器６によって検出された二次イオン５の検出情報に基づいて、試料１の表面を構成している元素の情報、さらには、試料１の深さ方向の元素濃度分布を取得するための演算を行なう。これを演算部５２ともいう。
【００２６】
具体的には、質量分析器６に備えられるイオン検出器２９が、分離された特定の質量数の二次イオン５を検出し、二次イオン５を検出する毎にパルス状の電気信号（二次イオン信号）を発生し、発生したパルス状の電気信号をコンピュータ５０へ送るようになっている。
そして、コンピュータ５０が、イオン検出器２９から送られてきたパルス状の電気信号に基づいて、単位時間あたりの信号数を算出する。このようにして、単位時間あたりの信号数を算出することによって、単位時間あたりに検出した二次イオン５の数、即ち、二次イオン信号強度が計測（算出）されることになる。このため、コンピュータ５０は、その機能として、イオン強度計測部３０を備える。つまり、演算部５２は、イオン強度計測部３０を備える。なお、これについては後述する。
【００２７】
この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。つまり、各質量数の二次イオン信号強度は、試料１の表面を構成している元素の濃度に比例した強度を示す。また、試料１の表面の一次イオンビーム４を照射する照射範囲７に対して、一次イオンビーム４の照射を繰り返すと、試料１の最表面部分を構成する原子（元素）はスパッタリング現象によって空間へと放出されて失われるため、試料１の表面は一次イオンビーム４によって時間の経過とともにエッチングされていく。このため、一次イオンビーム４の照射を繰り返して、試料１の表面を一次イオンビーム４によってエッチングして掘り進みながら、コンピュータ５０が、試料１の深さ方向位置とその深さ方向位置における各質量数（各元素）の二次イオン信号強度の対応関係を得ることで、試料１を構成する元素の深さ方向の濃度分布を取得することができる。
【００２８】
ここでは、演算部５２は、すべてのフレームが終了した後に形成されたクレータ１２のスロープの形状プロファイル３６（図１１参照）を用いて求められる各フレームでの試料１の表面からの深さと、フレーム毎に計測された二次イオン５の信号強度とを対応づけて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を取得するようになっている。
なお、図２では省略しているが、図２において示した機器及び試料は、すべて真空チャンバの内部に収容されており、上述したＳＩＭＳ測定は、真空ポンプによって高度に真空排気された環境において行なわれる。
【００２９】
また、上述の構成に限られるものではなく、例えば、スキャン制御部５３は、照射範囲７の一方の側から他方の側へ向かう第１スキャン方向３８でラスタースキャンを実行し、連続して、照射範囲７の他方の側から一方の側へ向かう第２スキャン方向３９でラスタースキャンを実行し、演算部５２は、第２スキャン方向３９でラスタースキャンを実行する時に二次イオン５の信号強度を計測するようにしても良い（例えば図１３参照）。
【００３０】
この場合、位置制御部５４は、第１スキャン方向３８及び第２スキャン方向３９と平行な方向に試料１を照射範囲７に対して一定距離だけずらすようにすれば良い。
また、スキャン制御部５３は、１フレームが終了するたびに、照射範囲７の一方の端部の位置と一定距離だけずらされたエッチングされた領域の一方の端部の位置とが一致するように照射範囲７を変更するようにしても良い（例えば図１５参照）。
【００３１】
また、上述の構成では、試料台駆動機構３４を設け、コンピュータ５０がその機能として試料台駆動機構制御部３３を備えるものとし、一次イオンビーム４を照射する照射範囲７に対して試料１をずらすようにしているが、これに限られるものではなく、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域と照射範囲７との相対的な位置をずらすことができれば良く、可能であるなら、一次イオンガン３や質量分析器６の側をずらすようにしても良い。
【００３２】
次に、このように構成される二次イオン質量分析装置の制御方法、即ち、このように構成される二次イオン質量分析装置を用いた、試料１の深さ方向の元素濃度分布の取得方法について具体的に説明する。
本二次イオン質量分析装置の制御方法では、図１（Ａ）〜図１（Ｅ）、図２、図５〜図１１に示すように、フレーム毎に、一次イオンビーム４を照射する照射範囲７を一次イオンビーム４でスキャンし、フレーム毎に、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによって試料１の表面から放出される二次イオン５の信号強度を計測し、１フレームが終了するたびに、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲７に対する位置を同一方向に一定距離だけずらすようにしている。
【００３３】
特に、一次イオンビーム４でスキャンする処理において、照射範囲７の一方の側から他方の側へ向かうスキャン方向でラスタースキャンを実行し、一定距離だけずらす処理において、スキャン方向と平行な方向に試料１を照射範囲７に対して一定距離だけずらすのが好ましい。
つまり、試料１の表面への一次イオンビーム４の照射が、試料１の移動方向と平行な向きに一次イオンビーム４の走査線８を移動させるラスタースキャンによって行なわれるのが好ましい。
【００３４】
また、すべてのフレームが終了した後に形成されたクレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６を用いて求められる各フレームでの試料１の表面からの深さと、フレーム毎に計測された二次イオン５の信号強度とを対応づけて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を取得するのが好ましい。
つまり、二次イオン質量分析装置を使用して、測定開始からの経過時間と二次イオン信号強度との関係、即ち、各フレームと二次イオン信号強度との関係を測定するとともに、測定終了後の試料のクレータ１２に形成されたスロープ２０（２１）の形状を計測することで、測定開始からの経過時間（即ち、各フレーム）と試料表面からのエッチング深さとの関係を測定し、これらの関係から、試料表面からの深さと二次イオン信号強度との関係を得て、材料組成の深さ方向プロファイルを取得するのが好ましい。
【００３５】
この場合、二次イオン質量分析装置による材料組成の深さ方向分布の測定の流れの中で、試料１を静止させた状態で、試料１の表面に一次イオンビーム４を照射して、その間に試料１から放出される二次イオン５の信号強度を計測する工程と、試料１の表面への一次イオンビーム４の照射を中断した状態で、試料１を一定の方向に一定距離だけ移動（ここでは水平移動）させる工程とを、繰り返し交互に行なうことになる。
【００３６】
このようにすることで、試料１には特有の形状のクレータ１２が形成される。このため、このクレータ１２の所定の位置に形成されるスロープ２０（２１）の形状を測定し、これを用いることによって、例えばエッチングレートが変化した場合であっても、二次イオン質量分析装置による測定における測定開始からの経過時間（即ち、各フレーム）と二次イオン信号強度との関係を、試料表面からの深さと二次イオン信号強度との関係に正確に変換することが可能となる。この結果、材料組成の深さ方向の分布を正確に測定することが可能となる。
【００３７】
さらに、上述のような測定を行なうにあたって、二次イオン信号強度の計測が、クレータ１２の側壁１４から飛散する物質による汚染の影響を受けるのを防止できるようにするのが好ましい。
この場合、例えば、一次イオンビーム４でスキャンする処理において、照射範囲７の一方の側から他方の側へ向かう第１スキャン方向でラスタースキャンを実行し、連続して、照射範囲７の他方の側から一方の側へ向かう第２スキャン方向でラスタースキャンを実行し、二次イオン５の信号強度を計測する処理において、第２スキャン方向でラスタースキャンを実行する時に二次イオン５の信号強度を計測するようにすれば良い。
【００３８】
この場合、一定距離だけずらす処理において、第１スキャン方向及び第２スキャン方向と平行な方向に試料１を照射範囲７に対して一定距離だけずらすようにすれば良い。
このように、試料表面の所定の範囲内で一次イオンビーム４に第１走査方向にラスタースキャンを行なわせ、かつ、その間には二次イオン信号強度の計測は行なわず、同一の範囲内で一次イオンビーム４に第１走査方向とは逆の第２走査方向にラスタースキャンを行なわせ、かつ、その間に二次イオン信号強度の計測を行なうようにすれば良い。
【００３９】
また、例えば、１フレームが終了するたびに、照射範囲７の一方の端部の位置と一定距離だけずらされたエッチングされた領域の一方の端部の位置とが一致するように照射範囲７を変更するようにしても良い。
つまり、一次イオンビーム４のラスタースキャンの範囲のうち、試料１の移動方向に対して最も前方の端部を一定にしつつ、最も後方の端部の位置を、ラスタースキャンが繰り返されるたびに、試料１の移動距離に等しい長さだけ前方に移動させることによって、一次イオンビーム４のラスタースキャンの範囲を縮小させるようにしても良い。
【００４０】
以下、より詳細に説明する。
従来、二次イオン質量分析装置では、高い深さ分解能を得るために、一次イオンガン３の内部の偏向電極を制御することによって、試料１の表面に一次イオンビーム４を照射するのに、一次イオンビーム４にラスタースキャンを行なわせている。
ここで、図３は、試料１の表面において一次イオンビーム４が照射される照射範囲（一次イオン照射範囲）７を示す図であり、この照射範囲７は、一次イオンビーム４にラスタースキャンを行なわせることによって、一次イオンビーム４が照射される範囲を示している。
【００４１】
図３の走査線８−１、８−２、・・・、８−ｎは、一次イオンビーム４が試料１の表面に衝突する点、即ち、試料１の表面に一次イオンビーム４が照射されている照射点のラスタースキャンによる運動の軌跡を示している。つまり、図３の走査線８−１、８−２、・・・、８−ｎは、試料１の表面における照射点の運動の軌跡である。
一次イオンビーム４の試料１への照射を開始すると、まず、照射点は、始点９−１を出発して、１本目の走査線８−１に沿って移動し、終点１０−１へと到達する。ここで一次イオンビーム４はオフにされ、試料１への一次イオンビームの照射が中断される。
【００４２】
そして、一次イオンビーム４がオフになっている間に、照射点は、終点１０−１から２本目の走査線８−２の始点である始点９−２へと移動する。
なお、図３では、終点１０−１と始点９−２が点線で結ばれているが、この点線は、照射点の移動の流れを説明するためにあくまでも便宜的に表示しているだけであり、この点線に沿って試料１への一次イオンビーム４の照射が実際に行われるわけではない。
【００４３】
このようにして照射点が始点９−２に移動すると、再び、一次イオンビーム４がオンにされ、試料１への一次イオンビームの照射が再開される。
そして、照射点は、始点９−２を出発して、２本目の走査線８−２に沿って移動し、終点１０−２へと到達する。
同様にして、照射点は、次々と走査線８−３、・・・、８−ｎに沿って移動を繰り返し、やがてｎ本目の走査線８−ｎの終点である終点１０−ｎへと到達する。
【００４４】
照射点が終点１０−ｎに到達すると、一次イオンビーム４はオフにされ、その間に、照射点は、１本目の走査線８−１の始点である始点９−１へと戻される。
このように、一次イオンビーム４のラスタースキャンによって、照射点は、始点９−１を出発して再び始点９−１に戻ってくるまでに、一次イオン照射範囲７の内側を漏れなく塗りつぶすように運動する。
【００４５】
その間、ｎ本の走査線８−１、８−２、・・・、８−ｎに沿って、試料１の表面への一次イオンビーム４の照射が行われ、一次イオン照射範囲７の全面に一次イオンビーム４が照射される。
照射点が、図３の始点９−１を出発してから、一次イオン照射範囲７の内側を漏れなく塗りつぶすように動き、再び始点９−１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。
【００４６】
ここで、照射点が始点９−１を出発してからすべての走査線を一巡して再び始点９−１まで戻るまでの運動は、照射範囲の全体を一方の側から他方の側へ向かうスキャン方向で１回ラスタースキャンを実行することであり、これが１フレームとなる。
ところで、このようにして一次イオンビーム４のラスタースキャンを繰り返すと、例えば図４に示すように、照射範囲７で試料１のエッチングが進行していくことになる。
【００４７】
ここで、図４は、一次イオンビーム４の照射によって試料１のエッチングが進行していく様子を、試料１の断面方向から示した図である。
一次イオンビーム４には、図３で説明したようにラスタースキャンを行なわせており、一次イオンビーム４の空間的な位置は、スキャン範囲１１の中で時間とともに変化する。
また、一次イオンビーム４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。
【００４８】
このため、一次イオン照射範囲７の内側では、どの位置においても、単位面積および単位時間当たりに試料１の表面に照射される一次イオンの数は等しい。
したがって、一次イオン照射範囲７の内側では、試料１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ため、一次イオン照射範囲７の内側は、均一な速度でエッチングされることになる。
【００４９】
そして、一次イオンビーム４によって試料１のエッチングが開始されると、一次イオン照射範囲７の内側では均一な速度でエッチングが行われるため、エッチングによって形成されるクレータ１２の底の平坦なクレータ底部１３は、元々の試料１の表面であった点線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につれて、点線ａ１、点線ａ２、点線ａ３、実線ａ４と、その深さを少しずつ増して行く。
【００５０】
なお、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。
当然のことながら、試料１の表面には、一次イオン照射範囲７の外周に沿って段差が生じ、クレータ底部１３をぐるりと取り囲むように側壁１４が形成される。
二次イオン質量分析装置によって、エッチングの進行とともにその深さを増して行くクレータ底部１３から放出される二次イオン５を検出することによって、試料１の材料組成の深さ方向分布を測定する場合、図４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１３は、エッチング開始前の試料１の表面に対して平行であり、クレータ底部１３の内部の各点は試料１の表面からの深さが等しいため、深さ分解能の良い測定を行うことが可能となる。
【００５１】
なお、１フレーム分のエッチングによって、クレータ底部１３が全面にわたって均一にエッチングされることが、ＳＩＭＳで深さ分解能の良い測定を行なうための前提条件となっている。
ところで、上述したように、二次イオン質量分析装置は、材料組成の深さ方向分布の測定に用いられる。
【００５２】
より具体的には、二次イオン質量分析装置による測定の目的は、試料表面からの深さと、その深さにおける試料１を構成する個々の元素の濃度を反映している二次イオンの信号強度（二次イオン強度）の関係を得ることにある。
しかしながら、現在広く測定に使用されている二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ装置）には、一次イオンビーム４によって試料１のエッチングが行なわれている最中に、エッチングが行なわれている位置の試料表面からの深さ、即ち、試料表面からクレータ底部１３までの深さを測定する手段は搭載されていない。
【００５３】
また、二次イオン質量分析装置による材料組成の深さ方向分析において、実際に得られるデータは、深さと二次イオン信号強度の関係ではなく、測定開始からの経過時間（即ち、各フレーム）と二次イオン信号強度の関係であるのが通常である。
このため、二次イオン質量分析装置による測定終了後に、測定によって試料１に形成されたクレータ１２の深さを測定し、この深さと、測定に要した時間とを対応づけることで、試料１の表面からの深さと、測定開始からの経過時間（即ち、各フレーム）に対応づけられている二次イオン信号強度とを対応づけることが考えられる。
【００５４】
例えば、まず、二次イオン質量分析装置によって、試料１の目的の深さまで、測定開始からの経過時間（即ち、各フレーム）と二次イオン信号強度の関係を測定する。
測定が終了したら、測定によって試料１に形成されたクレータ１２の深さを測定する。このクレータ１２の深さの測定には、例えば触針式の表面形状測定装置などを使用すれば良い。
【００５５】
次に、測定終了後のクレータ１２の深さと、測定に要した時間、即ち、クレータ１２の形成に要した時間との関係から、その測定における一次イオンビーム４によるエッチングの平均のエッチングレートを求める。
そして、このエッチングレートを使用して、測定開始からの経過時間（即ち、各フレーム）を深さに対応づけることによって、目的とする試料１の表面からの深さと二次イオン信号強度との関係を得ることが考えられる。
【００５６】
しかしながら、例えば試料１の深さ方向でエッチングレートが変化する場合が多く、このような場合には、上述のような方法では、試料１の表面からの深さと二次イオン信号強度とを正確に対応づけることができない。このため、試料１の深さ方向の元素濃度分布を正確に取得することができない。
例えば、二次イオン質量分析装置による測定において、上述のように、測定開始から測定終了までの間の平均のエッチングレートによって、測定開始からの経過時間（即ち、各フレーム）を試料表面からの深さに対応づける場合、測定中のエッチングレートが深さ方向に一定であるならば、この対応づけは正しく行なわれ、材料組成の深さ方向分布を正しく得ることが可能である。
【００５７】
しかしながら、実際には、測定中のエッチングレートが深さ方向に一定でない場合が多い。
例えば、組成の異なる複数の層が深さ方向に積層されているような試料１では、エッチングレートは層間の界面を通過する際に大きく変化する。また、例えば、拡散によって層間の界面を超えて原子の移動が生じている場合には、エッチングレートは深さ方向に連続的に変化することになる。
【００５８】
このような試料１の測定では、測定終了後にクレータ１２の深さの測定によって得られた平均のエッチングレートを用いて、測定開始からの経過時間（即ち、各フレーム）から深さへの対応づけを行なったとしても、その対応づけは正しく行なわれない。このため、得られた材料組成の深さ方向分布は、真実の分布からは大きく異なってしまう。
なお、例えば、試料１のエッチングの進行中に、試料表面からクレータ底部１３までの深さをその都度測定することも考えられる。しかしながら、この場合、二次イオン質量分析装置のチャンバの内部に、試料１に一次イオンビーム４を照射する手段や試料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を検出する手段のほかに、クレータ底部１３の深さ方向の位置を測定する手段も設置することが必要になり、これらのすべてが同時にかつ十全にその機能を発揮できるように配置することは、非常に困難である。
【００５９】
そこで、本実施形態では、試料１の表面からの深さと二次イオン信号強度とを正確に対応づけて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を正確に取得できるようにすべく、以下のようにしている。
つまり、二次イオン質量分析装置によって材料組成の深さ方向分布の測定を行なうにあたって生じる上述のような課題に鑑み、二次イオン質量分析装置による測定によって得られる測定開始からの経過時間（即ち、各フレーム）と二次イオン信号強度との関係を、試料表面からの深さと二次イオン信号強度との関係に正確に変換することを可能とすべく、以下のようにしている。
【００６０】
本実施形態では、フレーム毎に、一次イオンビーム４を照射する照射範囲７を一次イオンビーム４でスキャンし、フレーム毎に、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによって試料１の表面から放出される二次イオン５の信号強度を計測し、１フレームが終了するたびに、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲７に対する位置を同一方向に一定距離だけずらすようにしている。
【００６１】
つまり、試料１の深さ方向にＳＩＭＳ測定を行なう操作と、試料１を一定の方向に一定の速度で移動させる操作を、交互に繰り返し行なうようにしている。
ここで、図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、移動させた試料１に一次イオンビーム４を照射してエッチングを行なう様子を示している。
まず、分析対象の試料１を、試料台２の上に載置して固定する。
【００６２】
試料台２には、試料台駆動機構３４（図２参照）が設けられており、試料台２は、試料１を載置したまま、水平方向に移動できるようになっている。ここでは、図５中、矢印１５の向きに移動させることができるようになっている。
一方、試料１の表面に対して、一次イオン照射範囲７が設定されており、また、その内部に二次イオン計測範囲１６が設定されている。
【００６３】
そして、一次イオン照射範囲７の内部に一次イオンビーム４を照射し、図３で説明したようなラスタースキャンを行なわせる。
この操作により、一次イオン照射範囲７の内部を漏れなく塗りつぶすように、均一に一次イオンビーム４が照射される。
ここで、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、図５における一次イオン照射範囲７の内部で一次イオンビーム４のラスタースキャンが進行する様子を示している。
【００６４】
なお、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）では、図中、右から左に向かって、即ち、矢印１７の向きに、次々に走査線８を並べるように走査が進行する様子を例示している。
また、一次イオン照射範囲７の内部に設定される走査線８の位置のうち、左端を前方端１８、右端を後方端１９と呼ぶことにする。
ここで言う前方・後方とは、矢印１５で示す試料１の進行方向に対しての前方・後方という意味であり、試料１の進行方向に対して最も前寄りにある走査線８の位置が前方端１８であり、最も後ろ寄りにある走査線８の位置が後方端１９である。
【００６５】
図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示すように、一次イオン照射範囲７の内部を漏れなく塗りつぶす１フレームのラスタースキャンは、最初に後方端１９上で一次イオンビーム４の走査が行われ、その後、矢印１７の向きに順に１本ずつ走査線８を並べるように走査が進行し、最後に前方端１８上での走査が行なわれて、１フレームのエッチングが完了となる。
そして、この例では、最後に前方端１８上での走査が行われて１フレームのエッチングが完了すると、走査は再び後方端１９上に戻り、次のフレームのエッチングが開始される。
【００６６】
また、一次イオン照射範囲７の内部に二次イオン計測範囲１６が設定されており、一次イオンビーム４の試料１の表面への照射点が、二次イオン計測範囲１６の内部を通過している間にだけ、質量分析器６による二次イオン５の計測が行なわれるようになっている。
また、ラスタースキャンの途中で、照射点が一次イオン照射範囲７の外周部にくると、クレータ底部１３だけでなく、側壁１４にも一次イオンビーム４が照射される。
【００６７】
これにより、試料１の様々な深さから同時にスパッタリングによって二次イオン５が放出され、これらがクレータ底部１３から放出された二次イオン５と一緒に計測されてしまい、クレータ底部１３の深さでの組成の情報を正しく得ることができなくなる。
このような現象を防止する目的で、二次イオン計測範囲１６は、一次イオン照射範囲７の外周部から距離を置いた位置に設定されており、照射点が二次イオン計測範囲１６の内部にある時には、一次イオンビーム４が側壁１４には照射されないようにしている。
【００６８】
特に、本実施形態では、走査線８による走査の進行を制御することにより、クレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６を確実に取得できるようにしている。つまり、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示すように、矢印１７で示す一次イオンビーム４のラスタースキャンの走査線８の走査の方向は、矢印１５で示す試料１の移動の方向と、平行になるように設定することで、クレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６を確実に取得できるようにしている。
【００６９】
なお、ここでは、矢印１７で示すラスタースキャンの走査方向と矢印１５で示す試料１の移動方向とを、同方向にしているが、逆方向であっても良い。
ここで、本実施形態における基本的な測定の流れについて、図７を参照しながら説明する。
従来のＳＩＭＳ測定では、１フレーム分のエッチング及び測定が最小単位となっていた。
【００７０】
本実施形態では、図７に示すように、試料を静止させた状態で試料表面に一次イオンビーム４を照射して、１フレーム分のエッチングを行なうとともに、１種類の二次イオン５の信号強度を測定する第１工程と、試料表面への一次イオンビーム４の照射を中断し、試料１を一定の方向に一定の距離だけ移動させる第２工程とに分け、これらの２つの工程を最小単位として、この最小単位を繰り返すことによって、試料１のエッチングと二次イオン信号強度の測定を進める。
【００７１】
図７では、工程（ｎ−１）＿Ａ、工程ｎ＿Ａ、工程（ｎ＋１）＿Ａが第１工程に該当し、工程（ｎ−１）＿Ｂ、工程ｎ＿Ｂ、工程（ｎ＋１）＿Ｂが第２工程に該当し、工程（ｎ−１）＿Ａと工程（ｎ−１）＿Ｂの組、工程ｎ＿Ａと工程ｎ＿Ｂの組、工程（ｎ＋１）＿Ａと工程（ｎ＋１）＿Ｂの組というように、これらの２つの工程を組として繰り返すことによって、試料１のエッチングと二次イオン信号強度の測定を進める。
【００７２】
このように、試料１に一次イオンビーム４を照射する工程（第１工程）と、試料１を移動させる工程（第２工程）を別々に設け、両者が同時に行なわれないようにしている。
これにより、１フレームのエッチングによって一次イオン照射範囲７の内部が均一にエッチングされることになり、深さ方向分析を厳密に行なうことが可能となる。これに対し、試料表面に一次イオンビーム４の照射を行なう操作と試料１を移動させる操作を同時に行なうと、１フレームのエッチングによって一次イオン照射範囲７の内部が均一にエッチングされなくなってしまい、深さ方向分析の厳密さが失われてしまうことになる。
【００７３】
ここで、図１は、本実施形態による試料１のエッチングの進行の様子を、断面方向から示したものである。
本実施形態では、試料表面に設定された一次イオン照射範囲７の内部に均一に一次イオンビーム４が照射されてエッチングが行なわれる。
また、１フレームのエッチングが終了するたびに、矢印１５の方向に、試料１を毎回一定距離だけ水平方向に移動させる。
【００７４】
また、一次イオン照射範囲７の試料１の移動方向に対して前方寄りの位置には、二次イオン計測範囲１６が設定されていて、二次イオン計測範囲１６内に一次イオンビーム４が照射されている間にだけ二次イオン５の計測が行なわれる。
このように、二次イオン計測範囲１６を、試料１の移動方向に対して前方寄りの位置に設定することで、二次イオン計測範囲１６が、測定が終了するまでの間、後述の両スロープ２０、２１にかかることなく、平坦なクレータ底部１３の内部にあって、一様な深さからの二次イオン信号強度の検出が行なわれるようにすることができる。
【００７５】
ここでは、図１（Ａ）に示す測定開始前の状態から、まず、図１（Ｂ）に示すように、１フレームのエッチングと二次イオン５の計測が行なわれ、それが終了したら、矢印１５の方向に一定距離だけ試料１が移動される。
次に、図１（Ｃ）に示すように、１フレームのエッチングと二次イオン５の計測が行なわれ、それが終了したら、矢印１５の方向に一定距離だけ試料１が移動される。
【００７６】
次に、図１（Ｄ）に示すように、１フレームのエッチングと二次イオン５の計測が行なわれ、それが終了したら、矢印１５の方向に一定距離だけ試料１が移動される。
次に、図１（Ｅ）に示すように、１フレームのエッチングと二次イオン５の計測が行なわれ、それが終了したら、矢印１５の方向に一定距離だけ試料１が移動される。
このように、エッチングと二次イオン５の計測、試料１の移動が繰り返し行なわれることで、本実施形態における特有の形状のクレータ１２が形成される。
【００７７】
つまり、試料１のエッチング及び二次イオン５の計測と試料１の移動を並行して進めることで、このようにして形成されたクレータ１２では、試料１の進行方向に対して前方及び後方の側壁１４に、それぞれ、特徴的なスロープ２０、２１が形成される。
ここで、試料１の進行方向に対して前方に形成されるスロープを前方スロープ２０、後方に形成されるスロープを後方スロープ２１とする。
【００７８】
これらの前方スロープ２０及び後方スロープ２１の局所的な傾斜（傾き）は、１フレームの間に進行する深さ方向のエッチング量と、フレームとフレームの間に試料１が移動する距離（移動量）の比によって決まるため、エッチングレートを示していると言える。
本実施形態では、測定が終了した時点で、図８に示すような断面形状のクレータ１２が形成される。
【００７９】
矢印１５で示される試料１の移動方向に対して、クレータ１２の前方には前方スロープ２０が、後方には後方スロープ２１が形成される。
図８は、一次イオンビーム４による試料１の深さ方向のエッチングレートが一定の場合を示しており、前方スロープ２０と後方スロープ２１の傾斜は、測定開始から測定終了まで一定であり、直線的なスロープが形成されている。
【００８０】
なお、エッチングレートが途中で変化する場合には、スロープ２０、２１の傾斜は途中でエッチングレートに応じて変化することになる（例えば図９参照）。
また、二次イオン計測範囲１６が、測定が終了するまでの間、これらの両スロープ２０、２１にかかることなく、平坦なクレータ底部１３の内部にあって、一様な深さからの二次イオン信号強度の検出が行なわれるように、あらかじめ二次イオン計測範囲１６の位置が設定されている。
【００８１】
一方、図９は、一次イオンビーム４による試料１の深さ方向のエッチングレートが途中で変化する場合のクレータ１２の断面形状の例を示している。
この例では、試料１は、エッチングレートが小さい第１層２２が、エッチングレートが大きい第２層２３の上に積層されており、第１層２２、第２層２３とも、各層内ではエッチングレートは一定である。
【００８２】
矢印１５で示される試料１の移動の進行方向に対して、クレータ１２の前方及び後方にそれぞれ前方スロープ２０及び後方スロープ２１が形成されるのは、図８に示す場合と同じであるが、エッチングが第１層２２と第２層２３の間の界面を通過する時にエッチングレートが変化するため、スロープ２０、２１の傾斜もそれぞれの層２２、２３でのエッチングレートの大きさに応じて変化する。
【００８３】
ここで、図１０は、一次イオンビーム４による試料１の深さ方向のエッチングレートが一定である場合に、測定が終了した時点で試料１に形成されるクレータ１２の形状を示す透視図である。
図１０に示すように、矢印１５で示される試料１の移動の進行方向に対して、クレータ１２の前方には前方スロープ２０が、また、後方には後方スロープ２１がそれぞれ形成される。
【００８４】
また、このようなクレータ１２について、試料１の移動の進行方向に対して平行で、かつ、試料１の面に対して垂直な平面内で、前方スロープ２０もしくは後方スロープ２１の形状を測定する。
例えば、図１０に示すように、前方スロープ２０の形状を、前方スロープ２０内に点線で示した形状測定ライン３５に沿って測定する。
【００８５】
ここで、スロープ２０の形状の測定は、例えば、触針式の表面形状測定装置などを利用することによって行なうことができる。
これにより、測定形状ライン３５に沿って測定された前方スロープ２０の形状プロファイルが得られる。
ここで、図１１は、図９に示すような断面形状を有するクレータ１２の前方スロープ２０の形状を、図１０に示すような測定形状ライン３５に沿って測定した前方スロープ２０の形状プロファイル３６を示している。
【００８６】
この前方スロープ２０の形状プロファイル３６は、水平方向の位置（水平位置；位置座標；ｘ座標）と、垂直方向の位置（位置座標；ｙ座標）の２つの値の組によって規定される。
このうち、垂直方向の位置は、フレーム毎に試料１の表面から垂直方向（深さ方向）へエッチングするため、試料１の表面からの深さに対応している。
【００８７】
一方、水平方向の位置は、１フレームが終了するたびに試料１を水平方向へ一定距離だけ移動させるため、試料１の水平方向の移動距離に対応している。
つまり、前方スロープ２０の形状プロファイル３６の水平方向の長さは、１フレームが終了するたびに試料１を一定距離だけ移動させるため、一定距離×フレーム数に相当する。
【００８８】
このため、前方スロープ２０の形状プロファイル３６の水平方向の長さをフレーム数で等分した位置の深さが、各フレームでの深さとなる。
また、ＳＩＭＳ測定では、フレーム毎に二次イオン信号強度が計測される。つまり、ＳＩＭＳ測定において計測された各二次イオン信号強度は、特定の一つのフレームに対応づけられている。
【００８９】
したがって、各フレームでの深さと二次イオン信号強度とを対応づけることができる。
このように、上述のようにして試料１に形成される特徴的なクレータ１２のスロープ２０（２１）の形状を測定することによって、各フレームでの深さが明らかになる。また、ＳＩＭＳの測定データとして、フレーム毎に二次イオン信号強度が得られる。このため、フレームを仲立ちとして、試料表面からの深さと二次イオン信号強度の対応関係を正確に得ることが可能となる。この結果、材料組成の深さ方向プロファイルを正確に得ることが可能となる。
【００９０】
なお、各フレームの後に試料１を移動させる一定距離は、同一である。このため、前方スロープ２０の形状プロファイル３６の水平方向の長さをフレーム数で等分した長さが、各フレームでの長さとなる。また、各フレームにおいてエッチングを行なう時間は、同一である。このため、測定に要した時間をフレーム数で等分した時間が、各フレームでの時間となる。また、ＳＩＭＳの測定データとしては、エッチングを開始した時刻からの経過時間（計測時刻）と二次イオン信号強度の対応関係が得られる。そして、一定時間間隔で得られる二次イオン信号強度の計測時刻は、各フレームにおいてエッチングが行なわれている時間内に一つずつ入ることになる。
【００９１】
したがって、前方スロープ２０の形状プロファイル３６の水平方向の位置を、試料１の水平方向の移動距離及び各フレームでのエッチング時間を仲立ちとして、測定開始からの経過時間、即ち、エッチングを開始した時刻からの経過時間に対応づけることができる。
このように、クレータ１２の前方スロープ２０の形状プロファイル３６には、エッチングを開始した時刻からの経過時間が刻まれていると言えるため、これを測定することによって、試料１のエッチングの進行の過程で、いつ、どの深さをエッチングしていたのか、その正確な対応関係が明らかになる。
【００９２】
つまり、上述のようにして試料１に形成される特徴的なクレータ１２のスロープ２０（２１）の形状を測定することによって、エッチングを開始した時刻からの経過時間と深さの対応関係が明らかになる。
このため、材料組成の深さ方向分析においてエッチングを開始した時刻からの経過時間と二次イオン信号強度の対応関係を記録したＳＩＭＳの測定データから、試料表面からの深さと二次イオン信号強度の対応関係に正確に対応づけることが可能となり、その結果、材料組成の深さ方向プロファイルを正確に得ることが可能となる。
【００９３】
なお、ここでは、クレータ１２に形成されたスロープの形状を測定するにあたって、形状測定ライン３５を前方スロープ２０に設定し、前方スロープ２０の形状を測定した例を示したが、前方スロープ２０と後方スロープ２１は対称な形状となるため、どちらのスロープの形状を測定しても、同じ結果が得られる。
ところで、例えば上述の図８に示すような断面形状のクレータ１２が形成される場合、図１２に示すように、矢印１５で示す試料１の進行方向に対して後方に形成される後方スロープ２１に一次イオンビーム４が照射され続けることになる。
【００９４】
そして、後方スロープ２１には、試料１の表面からクレータ底部１３の深さに至るまでの試料１のすべての深さの部分が露出している。
このため、後方スロープ２１に一次イオンビーム４が照射されることによって、後方スロープ２１の表面から放出されたスパッタリング粒子が、図１２中、矢印３７で示すように、クレータ底部１３に付着し、二次イオン計測範囲１６が汚染されるおそれがある。
【００９５】
この結果、二次イオン計測範囲１６から放出されるスパッタリング粒子には、元々クレータ底部１３の深さに存在していた物質に加えて、後方スロープ２１にから飛散した汚染物質が混入することになり、クレータ底部１３の深さでの材料組成を反映した正確な二次イオン信号強度が測定できなくなるおそれがある。
そこで、このような後方スロープ２１への一次イオンビーム４の照射に起因する二次イオン計測範囲１６の汚染に対して、以下のような対策を講じることが考えられる。
【００９６】
まず、第１の対策について説明する。
第１の対策では、一次イオンビーム４でスキャンする処理において、照射範囲７の一方の側から他方の側へ向かう第１スキャン方向でラスタースキャンを実行し、連続して、照射範囲７の他方の側から一方の側へ向かう第２スキャン方向でラスタースキャンを実行し、二次イオン５の信号強度を計測する処理において、第２スキャン方向でラスタースキャンを実行する時に二次イオン５の信号強度を計測する。
【００９７】
以下、第１の対策について、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）を参照しながら、具体的に説明する。
上述の実施形態では、図６（Ａ）〜図６（Ｄ）に示すように、一のフレームのエッチングで、一次イオンビーム４のラスタースキャンにおける走査線８の走査が、後方端１９から出発して、矢印１７の向きに進行し、前方端１８で終了するようにし、この一のフレームのエッチングが終了したら、再び、走査線８の走査は後方端１９に戻り、次のフレームのエッチングが開始されるようにしている。
【００９８】
これに対して、第１の対策では、一のフレームのエッチングで、図１３（Ａ）に示すように、一次イオンビーム４のラスタースキャンにおける走査線８の走査が、後方端１９から出発して、矢印３８の向きに進行し、前方端１８で終了し、これに連続して、図１３（Ｂ）に示すように、前方端１８から出発して、矢印３９の向きに進行し、後方端１９で終了するようにし、この一のフレームのエッチングが終了したら、次のフレームのエッチングが開始されるようにしている。
【００９９】
つまり、第１の対策では、図１３（Ａ）に示すように、後方端１９から前方端１８に向かって矢印３８のように走査線８を進める走査の向きと、これに対して逆の向き、即ち、図１３（Ｂ）に示すように、前方端１８から後方端１９に向かって矢印３９のように走査線８を進める走査の向きとの、互いに逆の走査方向を持つラスタースキャンを交互に繰り返すようにしている。
【０１００】
次に、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）を参照しながら、第１の対策の実際の流れについて説明する。
第１の対策では、図７を参照しながら説明した第１工程及び第２工程のうち、試料１に一次イオンビーム４を照射して、試料１をエッチングし、二次イオン信号強度を計測する第１工程を、さらに、図１４（Ａ）に示す第１小工程と、図１４（Ｂ）に示す第２小工程の２つに分ける。
【０１０１】
まず、第１小工程では、一次イオン照射範囲７の内部での走査の進行方向を、後方端１９から前方端１８へと向かう矢印３８の向きに設定する。
走査線８は、後方端１９を出発し、まず、図１４（Ａ）中、符号Ｂで示す範囲を、矢印３８の向きに順に進行し、その間、後方スロープ２１に一次イオンビーム４が照射される。
【０１０２】
その後、走査線８は、図１４（Ａ）中、符号Ｂで示す範囲から符号Ａで示す範囲へと進入し、符号Ａで示す範囲を矢印３８の向きに進行して、クレータ底部１３の最も前方寄りの前方端１８の位置に達する。
ここで、後方スロープ２１がエッチングされている間には、後方スロープ２１から放出されたスパッタリング粒子がクレータ底部１３に付着し汚染する。
【０１０３】
しかしながら、走査線８が、図１４（Ａ）中、符号Ａで示す範囲へと進み、クレータ底部１３がエッチングされている間には、直前の後方スロープ２１のエッチングで飛散してクレータ底部１３に付着した汚染物質は、元々クレータ底部１３に存在していた物質とともに、スパッタリングによって除去される。
つまり、第１小工程でのエッチングによって、クレータ底部１３の表面がクリーニングされることになる。
【０１０４】
この第１小工程では、クレータ底部１３に設定した二次イオン計測範囲１６に一次イオンビーム４が照射されても、二次イオン５の計測は行なわず、二次イオン信号強度のデータは捨ててしまうことにする。
つまり、第１小工程は、クレータ底部１３の表面から汚染物質を除去するためのクリーニングの専用工程として位置付ける。
【０１０５】
第１小工程でのエッチングが終了し、走査線８が前方端１８に達したら、今度は、図１４（Ｂ）に示す第２小工程に移行する。
第２小工程では、走査線８の進行方向を反転させて、前方端１８を出発し、矢印３９の向きに後方端１９に向かって走査を進行させる。
この時、クレータ底部１３の二次イオン計測範囲１６は、第１小工程で行なわれたエッチングによって、表面の汚染物質が除去されて、清浄な表面となっている。
【０１０６】
そこで、第２小工程では、二次イオン計測範囲１６が一次イオンビーム４によってエッチングされている間に、二次イオン５の計測を行ない、クレータ底部１３の深さでの材料組成を反映した二次イオン信号強度の計測を行なう。
このように、先に説明した一次イオンビーム４によって試料表面をエッチングする工程を、図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）に示すように、二次イオン計測範囲１６の表面をクリーニングするための第１小工程と、第１小工程によって清浄な表面になった二次イオン計測範囲１６から放出された二次イオン５の強度を計測する第２小工程とを組み合わせて行なうようにしている。
【０１０７】
これにより、後方スロープ２１に起因する汚染物質に影響されることなく、クレータ底部１３の深さでの材料組成を正確に反映した二次イオン信号強度の計測が行なえるようにしている。この結果、材料組成の深さ方向の正確な測定が可能となる。
なお、第２小工程が完了した後に、図７を参照しながら説明した第２工程、即ち、試料１を水平方向に一定距離だけ移動させる工程が行われる。また、上述の場合と同様に、第１小工程及び第２小工程が行なわれている間は、試料１は移動させずに静止させておく。
【０１０８】
次に、第２の対策について説明する。
第２の対策では、１フレームが終了するたびに、照射範囲７の一方の端部の位置と一定距離だけずらされたエッチングされた領域の一方の端部の位置とが一致するように照射範囲７を変更する。
以下、第２の対策について、図１５〜図１７を参照しながら、具体的に説明する。
【０１０９】
図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）は、第２の対策における走査線８の制御の仕方について説明するための図である。
第２の対策では、まず、試料１に一次イオンビーム４を照射して、試料１をエッチングし、二次イオン信号強度を計測する第１工程を最初に行なう第１フレームでは、図１５（Ａ）に示すように、最初に設定した広さの一次イオン照射範囲７の内部が均一にエッチングされるように、後方端１９から出発した走査線８を前方端１８に向かって移動させて走査線８を進行させる。
【０１１０】
この第１フレームが終了したら、試料１を一定の方向に一定の距離だけ移動させる第２工程として、試料１を一定距離ｄだけ移動させる。
また、第１工程を次に行なう第２フレームを行なうにあたって、図１５（Ｂ）に示すように、直前のフレーム、即ち、第１フレームと同じ広さの一次イオン照射範囲７ではなく、一次イオン照射範囲７の後方部分を試料１の移動距離であるｄだけ前方に移動させ、一次イオン照射範囲７が、試料１の移動の方向に向かって後方から縮小するように設定する。
【０１１１】
このようにして、第１フレームが終了したら、照射範囲７の一方の端部の位置と一定距離だけずらされたエッチングされた領域の一方の端部の位置とが一致するように照射範囲７を変更する。
具体的には、一次イオン照射範囲７の内部を埋め尽くす走査線８のうち、最後方にある一定の本数を削除し、後方端１９が前方にｄだけ移動するように走査線８の制御を変更する。この場合、削除しなかった前方寄りの走査線８の間隔は変更しない。また、前方端１８の位置も移動させない。
【０１１２】
そして、第１工程を次に行なう第２フレームで、最初に設定した広さの一次イオン照射範囲７よりもｄだけ狭くされた一次イオン照射範囲７の内部が均一にエッチングされるように、後方端１９から出発した走査線８を前方端１８に向かって移動させて走査線８を進行させる。
この第２フレームが終了したら、試料１を一定の方向に一定の距離だけ移動させる第２工程として、試料１を一定距離ｄだけ移動させる。
【０１１３】
以降、同様に、第３フレーム、第４フレームとフレーム数を重ねるたびに、図１５（Ｃ）、図１５（Ｄ）に示すように、この走査線８の制御方法の変更を繰り返し行ない、その都度、後方端１９の位置を試料１の移動距離ｄだけ前方に移動させる。
ここで、図１６（Ａ）〜図１６（Ｅ）は、このような第２の対策によって試料１のエッチングが進行する様子を示している。
【０１１４】
図１６（Ａ）に示す測定開始前の状態から、図１６（Ｂ）〜図１６（Ｅ）に示すように、１フレームのエッチングと二次イオン５の計測が行なわれ、それが終了したら、矢印１５の方向に一定距離だけ試料１が移動されるたびに、一次イオン照射範囲７が後方から同じ距離だけ縮小するため、一次イオン照射範囲７の最も後方の位置は、試料１の表面のエッチングされた領域の最も後方の位置と常に同じ位置に存在することになる。
【０１１５】
この結果、クレータ１２の後方寄りには、後方スロープ２１が形成されず、垂直な側壁１４が形成されることになる。
このように、二次イオン計測範囲１６を汚染する原因となっていた後方スロープ２１がそもそも形成されなくなるため、後方スロープ２１に起因する汚染は発生することがない。
【０１１６】
ここで、図１７は、第２の対策によって試料１に形成されるクレータ１２の形状を示す透視図である。
図１７に示すように、クレータ１２の後方には後方スロープ２１は形成されず、垂直な側壁１４が形成される。
一方、上述の場合と同様に、前方スロープ２０は形成されるため、形状測定ライン３５に沿って前方スロープ２０の形状プロファイルを測定することによって、測定開始時刻からの経過時間を深さに対応づけることが可能である。
【０１１７】
なお、第２の対策では、第１の対策において行なったような走査線８の走査の進行方向を反転させる操作は必要なく、一方向への走査をフレームごとに繰り返せば良い。
次に、上述の二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０のハードウェア構成について、図１８を参照しながら説明する。
本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０のハードウェア構成は、例えば図１８に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２、メモリ１０１、通信制御部１０９、入力装置１０６、表示制御部１０３、表示装置１０４、記憶装置１０５、可搬型記録媒体１０８のドライブ装置１０７を備え、これらがバス１１０によって相互に接続された構成になっている。なお、ハードウェア構成はこれに限られるものではない。
【０１１８】
ここで、ＣＰＵ１０２は、コンピュータ全体を制御するものであり、プログラムをメモリ１０１に読み出して実行し、本二次イオン質量分析装置に必要な処理を含む様々な処理を行なうようになっている。
メモリ１０１は、例えばＲＡＭなどの主記憶装置であり、プログラムの実行、データの書き換え等を行なう際に、プログラム又はデータを一時的に格納するものである。
【０１１９】
通信制御部１０９（通信インターフェース）は、例えばＬＡＮやインターネットなどのネットワークを介して、他の装置と通信するために用いられるものである。この通信制御部１０９は、コンピュータに元から組み込まれていても良いし、後からコンピュータに取り付けられたＮＩＣ（Network Interface Card）でも良い。
入力装置１０６は、例えば、タッチパネル、マウスなどのポインティングデバイス、キーボードなどである。
【０１２０】
表示装置１０４は、例えば液晶ディスプレイなどの表示装置である。
表示制御部１０３は、例えば試料１の材料組成の深さ方向分布（即ち、試料の深さ方向の元素濃度分布）の測定の結果などを表示装置１０４に表示させるための制御を行なうものである。
記憶装置１０５は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）やＳＳＤなどの補助記憶装置であり、各種のプログラム及び各種のデータが格納されている。本実施形態では、記憶装置１０５には、後述の二次イオン質量分析装置の制御プログラムが格納されている。なお、メモリ１０１として、例えばＲＯＭ（Read Only Memory）を備えるものとし、これに各種のプログラムや各種のデータを格納しておいても良い。
【０１２１】
ドライブ装置１０７は、例えばフラッシュメモリ等の半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク等の可搬型記録媒体１０８の記憶内容にアクセスするためのものである。
本実施形態では、入力装置１０６及び表示装置１０４として、図２に示すように、操作盤２４を備える。そして、オペレータが、操作盤２４、即ち、操作盤２４の表示画面を操作することで、二次イオン質量分析装置の各部分に対して、例えば測定動作の指示などの様々な指示を与えることができるようになっている。また、操作盤２４は、二次イオン質量分析装置の運転状況についての様々な情報、例えば試料１の材料組成の深さ方向分布（即ち、試料の深さ方向の元素濃度分布）の測定の結果などを画面に表示し、オペレータに伝えるようになっている。
【０１２２】
このようなハードウェア構成を備えるコンピュータ５０において、ＣＰＵ１０２が、例えば記憶装置１０５に格納されている二次イオン質量分析装置の制御プログラムをメモリ１０１に読み出して実行することで、後述の本二次イオン質量分析装置の制御演算機能が実現される。
つまり、図２に示すように、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、その制御演算機能として、主制御部２５と、偏向電極制御部２６と、引き出し電極制御部２７と、ブランキング電極制御部３２と、イオン強度計測部３０と、記録処理部３１と、試料台駆動機構制御部３３とを備える。
【０１２３】
なお、主制御部２５、偏向電極制御部２６、引き出し電極制御部２７、ブランキング電極制御部３２、試料台駆動機構制御部３３は、制御機能であるため、制御部５１ともいう。また、主制御部２５、イオン強度計測部３０、記録処理部３１は、演算機能であるため、演算部５２ともいう。また、主制御部２５、ブランキング電極制御部３２、偏向電極制御部２６は、スキャンを制御する機能であるため、スキャン制御部５３ともいう。また、主制御部２５、試料台駆動機構制御部３３は、位置を制御する機能であるため、位置制御部５４ともいう。
【０１２４】
そして、操作盤（表示画面）２４を介して二次イオン質量分析装置に与えられた指示は、まず、装置全体の動作を制御する中心的な部分である主制御部２５に伝えられる。主制御部２５は、装置内部の各部分に対して動作の指示を与えるとともに、各部分から戻された情報を処理する。
まず、主制御部２５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の照射指示を出す。
【０１２５】
つまり、主制御部２５は、偏向電極制御部２６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なわせる。
また、主制御部２５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３２にも指示を出す。ここで、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。
【０１２６】
このようにして、主制御部２５は、偏向電極制御部２６とブランキング電極制御部３２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。
また、主制御部２５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。
【０１２７】
ここで、質量分析器６の内部は、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、まず、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の動作によってフルイにかけられ、主制御部２５の指示によって設定された特定の質量数の二次イオン５のみが、イオン検出器２９に送り込まれる。
【０１２８】
イオン検出器２９は、二次イオン５を捕獲するごとにパルス状の電気信号を発生させる。
そして、イオン検出器２９が発生したパルス状の電気信号（二次イオン電気信号）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５の数が計測される。
【０１２９】
このようにして得られた単位時間当たりに検出された二次イオン５の数が、二次イオン信号強度として扱われる。
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、主制御部２５に送られて記憶される。
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ため、記録処理部３１で、これをプロットすれば、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。
【０１３０】
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が、質量分離器２８を通過させる二次イオン５の質量数の設定を切り替えて、複数の異なる質量数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ことによって、並行して複数の元素の試料１の深さ方向の濃度分布を測定することができる。
特に、本実施形態では、主制御部２５が、主として偏向電極制御部２６と引き出し電極制御部２７の間の連携を取り、フレーム毎に照射範囲７を一次イオンビーム４でスキャンし、主として試料台駆動機構制御部３３によって、１フレームが終了するたびに試料１を同一方向に一定距離だけずらすことによって、試料１の深さ方向の元素濃度分布の測定、即ち、試料１の深さ方向の元素濃度分析を、より正確に行なえるようにしている。
【０１３１】
以下、本実施形態の二次イオン質量分析装置を構成するコンピュータにおいて、ＣＰＵ１０２がメモリ１０１に読み込まれた二次イオン質量分析装置の制御プログラムに従って実行する処理（二次イオン質量分析装置の制御方法）について、図１９を参照しながら、より具体的に説明する。
ここで、図１９は、本二次イオン質量分析装置を用いた試料１の材料組成の深さ方向分布の測定における測定開始から測定終了に至るまでの処理の流れを示したフローチャートである。
【０１３２】
まず、オペレータ（測定者）は、予め、測定条件などの測定に必要なすべての設定を、操作盤（表示画面）２４を通じて、測定装置である二次イオン質量分析装置（ＳＩＭＳ装置）に指示しておく。このオペレータが指示したすべての設定内容は補助記憶装置１０５に記憶される。
そして、二次イオン質量分析装置の試料台２に測定対象の試料１を設置し、オペレータが、操作盤（表示画面）２４から測定の開始を指示すると、測定を開始する。
【０１３３】
まず、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、補助記憶装置１０５に記録されている測定条件などの設定値を読み込む（ステップＳ１）。
次に、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、検出する二次イオン５の質量数の設定を行なう。
【０１３４】
ここでは、Ｎ種類の元素の試料１の深さ方向の濃度分布を同時に並行して測定することとする。
このため、主制御部２５には、検出を行なう順番を示す１からＮまでの整数を添え字とするＮ個の配列ｍ（１）、ｍ（２）、・・・、ｍ（ｋ）、・・・、ｍ（Ｎ）が用意され、これらのそれぞれに、測定を行なう元素、即ち、検出する二次イオン５の質量数の値が格納されている。
【０１３５】
そして、検出する二次イオン５の質量数ｍ（ｋ）の設定を、添え字ｋを１からＮまで１ずつ増やし、ｍ（１）、ｍ（２）、・・・、ｍ（Ｎ）のように、順に変えながら測定を進める。Ｎ種類の元素の測定が一通り終わったら、添え字をＮから１に戻して、再び、ｍ（１）から順に測定を行なう。
このような測定サイクルを繰り返すことによって、Ｎ種類の元素の試料１の深さ方向の濃度分布の測定を行なっていく。
【０１３６】
具体的には、検出する二次イオン５の質量数の設定を行なうべく、まず、ｋ＝Ｎかどうかの判定を行なう（ステップＳ２）。
そして、ｋ＝Ｎでないと判定した場合には、ＮＯルートへ進み、検出する二次イオン５の質量数、即ち、質量分離器２８で分離する二次イオン５の質量数をｍ（ｋ＋１）に設定する（ステップＳ３）。このように、直前に設定されていた、検出する二次イオン５の質量数ｍ（ｋ）の添え字ｋの値に１を加えることで、次に検出する二次イオン５の質量数をｍ（ｋ＋１）に設定して、これによって特定される質量数の二次イオン５の検出を開始する。
【０１３７】
一方、ｋ＝Ｎであると判定した場合には、ＹＥＳルートへ進み、検出する二次イオン５の質量数、即ち、質量分離器２８で分離する二次イオン５の質量数をｍ（１）に設定する（ステップＳ４）。つまり、ｋ＝Ｎであると判定した場合は、検出する二次イオン５の質量数ｍ（ｋ）の添え字ｋの値をＮから１に戻し、検出する二次イオン５の質量数をｍ（１）に設定して、再び、これによって特定される質量数の二次イオン５の検出を開始する。
【０１３８】
ここでは、測定開始時には、検出する二次イオン５の質量数ｍ（ｋ）の添え字ｋにまだ値は代入されておらず、ｋ＝０となっている。このため、ステップＳ３でｋ＝Ｎでないと判定し、ＮＯルートへ進み、検出する二次イオン５の質量数、即ち、質量分離器２８で分離する二次イオン５の質量数を、ｍ（ｋ＋１）、即ち、ｍ（１）に設定する（ステップＳ４）。このため、以降の処理で、質量数ｍ（１）の二次イオン５の検出、二次イオン信号強度の計測及びこれのプロットが行なわれる。
【０１３９】
次に、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、ブランキング電極制御部３２に指示を出し、一次イオンガン３の内部のブランキング電極を操作して、一次イオンガン３をＯＮにし、試料１への一次イオンビーム４の照射を開始する（ステップＳ５）。
そして、一次イオンビーム４による１フレーム分のラスタースキャンを実行する（ステップＳ６）。
【０１４０】
ここでは、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、一次イオンビーム４の運動設定をラスタースキャンに設定し、ラスタースキャンの動作設定を、偏向電極制御部２６へ送る。
次に、主制御部２５から送られてきたラスタースキャンの動作設定に基づいて、偏向電極制御部２６は、一次イオンガン３の内部の偏向電極に印加する電圧の時間変化の制御を開始し、一次イオンビーム４がラスタースキャンの動作を開始する。
【０１４１】
その後、一次イオンビーム４が、１フレーム分のラスタースキャンを実行したら、即ち、一次イオン照射範囲７をその一方の側から他方の側へ向かうスキャン方向でラスタースキャンしたら、ラスタースキャンの動作を終了する。
このようにしてラスタースキャンを実行している際に、一次イオンビーム４の照射点が二次イオン計測範囲１６の内部にある場合は、質量分析器６の内部の引き出し電極をＯＮにし、一次イオンビーム４の照射点が二次イオン計測範囲１６の外部にある場合は、質量分析器６の内部の引き出し電極をＯＦＦにする。
【０１４２】
つまり、一次イオンビーム４の照射点が二次イオン計測範囲１６の内部にある場合は、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、引き出し電極制御部２７に指示し、質量分析器６の内部の引き出し電極をＯＮにし、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の質量分析器６の内部への取り込みを行なう。
【０１４３】
このようにして、二次イオン計測範囲１６の内部で一次イオンビーム４がラスタースキャンを続けている間に、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が質量分析器６の内部へ取り込まれると、設定されている質量数［この時点ではｍ（１）］の二次イオン５が質量分離器２８によって分離され、イオン検出器２９に送り込まれる。
そして、イオン検出器２９は、設定されている質量数［この時点ではｍ（１）］の二次イオン５を検出し、この二次イオン５を検出する毎にパルス状の電気信号（二次イオン信号）を発生し、イオン強度計測部３０へ送る。
【０１４４】
一方、一次イオンビーム４の照射点が二次イオン計測範囲１６の外部にある場合は、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、引き出し電極制御部２７に指示し、質量分析器６の内部の引き出し電極をＯＦＦにし、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の質量分析器６の内部への取り込みを行なわず、設定されている質量数［この時点ではｍ（１）］の二次イオン５の検出を行なわない。
【０１４５】
そして、１フレーム分のラスタースキャンが終了したら、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、ブランキング電極制御部３２に指示を出し、一次イオンガン３の内部のブランキング電極を操作して、一次イオンガン３をＯＦＦにし、試料１への一次イオンビーム４の照射を終了する（ステップＳ７）。
次に、上述のようにして、設定されている質量数［この時点ではｍ（１）］の二次イオン５の検出を行なうと、一次イオンビーム４が二次イオン計測範囲１６の内部に照射されている間に検出された二次イオン５の総数がわかる。
【０１４６】
このため、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、イオン強度計測部３０によって、一次イオンビーム４が二次イオン計測範囲１６の内部に照射されている間に検出された二次イオン５の総数を元に、単位時間当たりに検出された二次イオン５の数を算出する（ステップＳ８）。
このようにして、単位時間当たりに検出された二次イオン５の数を算出することで、設定されている質量数［この時点ではｍ（１）］の二次イオン信号強度が計測される。
【０１４７】
次に、このようにして計測された二次イオン信号強度の値は、記録処理部３１へ送られ、質量数［この時点ではｍ（１）］、時刻の情報と組にして、記録処理部３１に記録される（ステップＳ９）。
そして、質量数［この時点ではｍ（１）］、時刻及び二次イオン信号強度の値は、記録処理部３１から主制御部２５へ送られ、主制御部２５で例えば測定開始からの経過時間との関係としてプロットされ、操作盤２４の表示画面上に表示されて、オペレータに対してリアルタイムに伝えられる（ステップＳ１０）。
【０１４８】
また、上述のようにして１フレーム分のラスタースキャンが終了したら、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、試料台駆動機構制御部３３に指示を出し、試料台駆動機構３４を駆動して、試料１を、一次イオン照射範囲７に対して、一定の方向に（ここではスキャン方向と平行な方向に）、一定距離（微小距離ｄ）だけ移動させる（ステップＳ１１）。つまり、上述のようにして１フレーム分のラスタースキャンが終了したら、一次イオンビーム４の照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の照射範囲７に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす。
【０１４９】
そして、測定開始からの経過時間が、オペレータが予め設定した測定終了時間に達しているかどうかを判定し（ステップＳ１２）、まだ測定終了時間に達していないと判定した場合には、Ｙｅｓルートへ進み、ステップＳ２へ戻って、ｋ＝Ｎかどうかの判定を行なう。この時点では、ステップＳ２でｋ＝Ｎでないと判定し、ＮＯルートへ進み、検出する二次イオン５の質量数、即ち、質量分離器２８で分離する二次イオン５の質量数を、ｍ（ｋ＋１）、即ち、ｍ（２）に設定する（ステップＳ３）。以降、同様の処理が繰り返されて、質量数ｍ（２）の二次イオン５の検出、二次イオン信号強度の計測及びこれのプロットが行なわれるとともに、１フレーム分のラスタースキャンが終了したら、試料１を一定距離だけ移動させる処理が行なわれる。
【０１５０】
その後、ステップＳ２でｋ＝Ｎであると判定されるまで、同様の処理が繰り返されて、質量数ｍ（１）の二次イオン５の検出、二次イオン信号強度の計測及びこれのプロットから質量数ｍ（Ｎ）の二次イオン５の検出、二次イオン信号強度の計測及びこれのプロットまでが順番に行なわれるとともに、１フレーム分のラスタースキャンが終了するたびに、試料１を一定距離だけずらす処理が行なわれる。
【０１５１】
そして、質量数ｍ（Ｎ）の二次イオン５の検出、二次イオン信号強度の計測及びこれのプロットが終わり、ステップＳ２でｋ＝Ｎであると判定した場合、検出する二次イオン５の質量数ｍ（ｋ）の添え字ｋの値をＮから１に戻し、検出する二次イオン５の質量数をｍ（１）に設定して、再び、質量数ｍ（１）の二次イオン５の検出、二次イオン信号強度の計測及びこれのプロットが行なわれるとともに、１フレーム分のラスタースキャンが終了したら、試料１を一定距離だけ移動させる処理が行なわれる。そして、同様の処理が繰り返されて、再び、質量数ｍ（１）の二次イオン５の検出、二次イオン信号強度の計測及びこれのプロットから質量数ｍ（Ｎ）の二次イオン５の検出、二次イオン信号強度の計測及びこれのプロットまでが順番に行なわれるとともに、１フレーム分のラスタースキャンが終了するたびに、試料１を一定距離だけずらす処理が行なわれる。
【０１５２】
このようにして、各質量数の二次イオン５の検出、二次イオン信号強度の計測及びこれのプロットが順番に行なわれていく過程で、質量数、時刻及び二次イオン信号強度の値が、例えば測定開始からの経過時間との関係としてプロットされていくことになる。
その後、ステップＳ１２で測定開始からの経過時間が測定終了時間に達したと判定した場合に、ＮＯルートへ進み、処理を終了する。
【０１５３】
このようにして二次イオン質量分析装置を使用して試料の深さ方向に二次イオン信号強度の測定を行なった後、二次イオン質量分析装置の試料台２に設置した試料１を取り出し、二次イオン信号強度の測定によって試料１に形成されたクレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６（例えば図１１参照）を、例えば触針式表面形状測定器などの測定装置によって測定する。
【０１５４】
そして、上述のようにして得られた二次イオン質量分析装置による測定データと、クレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６とを使用して、二次イオン質量分析装置による測定データにおける測定開始からの経過時間を、クレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６における水平方向の長さを介して、試料表面からの深さに対応づけることで、試料表面からの深さと二次イオン信号強度とを対応づけて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を取得する。
【０１５５】
つまり、すべてのフレームが終了した後に形成されたクレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６を用いて求められる各フレームでの試料１の表面からの深さと、フレーム毎に計測された二次イオン５の信号強度とを対応づけて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を取得する。
ここで、このような処理は、二次イオン質量分析装置を用いて行なうこともできる。
【０１５６】
この場合、上述の処理（図１９参照）におけるステップＳ１２の後に、以下の処理、即ち、図２０に示す処理を追加すれば良い。
つまり、まず、二次イオン質量分析装置による測定によって得られた、測定開始からの経過時間と二次イオン信号強度とを対応づけた測定データを、二次イオン質量分析装置の記録処理部３１に保存する（ステップＳ１３）。
【０１５７】
次に、クレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６のデータを、二次イオン質量分析装置に取り込む（ステップＳ１４）。例えば、クレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６のデータを、記録媒体又はネットワーク経由で、二次イオン質量分析装置の主制御部２５にコピーする。
次に、二次イオン質量分析装置の主制御部２５によって、二次イオン質量分析装置による測定データと、クレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６のデータとを使用して、二次イオン質量分析装置による測定データにおける測定開始からの経過時間を、クレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６のデータを用いて、試料表面からの深さに対応づけることで、試料表面からの深さと二次イオン信号強度とを対応づけて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を取得する（ステップＳ１５）。
【０１５８】
つまり、すべてのフレームが終了した後に形成されたクレータ１２のスロープ２０（２１）の形状プロファイル３６を用いて求められる各フレームでの試料１の表面からの深さと、フレーム毎に計測された二次イオン５の信号強度とを対応づけて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を取得する。
そして、二次イオン質量分析装置の主制御部２５によって、このようにして得られた試料表面からの深さと二次イオン信号強度とを対応づけた、試料１の深さ方向の元素濃度分布を、操作盤２４の表示画面上に表示するとともに、記録処理部３１に保存する（ステップＳ１６）。
【０１５９】
なお、上述の第１の対策を適用する場合には、上述の処理（図１９参照）における１フレーム分のラスタースキャンを実行する処理（ステップＳ６）の内容を変更すれば良い（図２１参照）。
つまり、１フレーム分のラスタースキャンを実行する処理において、１次イオンビーム４によるラスタースキャンを、順方向（一次イオン照射範囲７の一方の側から他方の側へ向かう第１スキャン方向）で実行し、連続して、逆方向（一次イオン照射範囲７の他方の側から一方の側へ向かう第２スキャン方向）で実行し、逆方向でラスタースキャンを実行する時に二次イオン５の信号強度を計測するようにすれば良い。
【０１６０】
具体的には、図２１に示すように、まず、上述の処理（図１９参照）と同様に、ステップＳ１〜ステップＳ５の処理を行なう。
次に、１次イオンビーム４による１フレーム分のラスタースキャンを実行する（ステップＳ６１、ステップＳ６２）。
つまり、まず、１次イオンビーム４によるラスタースキャンを、順方向（一次イオン照射範囲７の一方の側から他方の側へ向かう第１スキャン方向）で実行する（ステップＳ６１）。
【０１６１】
この際、質量分析器６の内部の引き出し電極はＯＦＦにする。つまり、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、引き出し電極制御部２７に指示し、質量分析器６の内部の引き出し電極をＯＦＦにし、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の質量分析器６の内部への取り込みを行なわず、設定されている質量数［この時点ではｍ（１）］の二次イオン５の検出を行なわない。
【０１６２】
次に、１次イオンビーム４によるラスタースキャンを、逆方向（一次イオン照射範囲７の他方の側から一方の側へ向かう第２スキャン方向）で実行する（ステップＳ６２）。
この際、一次イオンビーム４の照射点が二次イオン計測範囲７の内部にある場合は、質量分析器６の内部の引き出し電極をＯＮにし、一次イオンビーム４の照射点が二次イオン計測範囲７の外部にある場合は、質量分析器６の内部の引き出し電極をＯＦＦにする。
【０１６３】
つまり、一次イオンビーム４の照射点が二次イオン計測範囲７の内部にある場合は、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、引き出し電極制御部２７に指示し、質量分析器６の内部の引き出し電極をＯＮにし、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の質量分析器６の内部への取り込みを行なう。
【０１６４】
このようにして、二次イオン計測範囲１６の内部で一次イオンビーム４がラスタースキャンを続けている間に、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が質量分析器６の内部へ取り込まれると、設定されている質量数［この時点ではｍ（１）］の二次イオン５が質量分離器２８によって分離され、イオン検出器２９に送り込まれる。
そして、イオン検出器２９は、設定されている質量数［この時点ではｍ（１）］の二次イオン５を検出し、この二次イオン５を検出する毎にパルス状の電気信号（二次イオン信号）を発生し、イオン強度計測部３０へ送る。
【０１６５】
一方、一次イオンビーム４の照射点が二次イオン計測範囲７の外部にある場合は、本二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータ５０は、主制御部２５によって、引き出し電極制御部２７に指示し、質量分析器６の内部の引き出し電極をＯＦＦにし、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の質量分析器６の内部への取り込みを行なわず、設定されている質量数［この時点ではｍ（１）］の二次イオン５の検出を行なわない。
【０１６６】
その後、上述の処理（図１９参照）と同様に、ステップＳ７〜ステップＳ１２の処理を行なう。
また、上述の第２の対策を適用する場合には、上述の処理（図１９参照）におけるステップＳ１１とステップＳ１２との間に、一次イオン照射範囲７の後方端の設定位置を試料１の移動方向に一定距離（微小距離ｄ）だけ移動させる処理を追加すれば良い。
【０１６７】
このようにして、１フレームが終了するたびに、一次イオン照射範囲７の一方の端部の位置と一定距離だけずらされたエッチングされた領域の一方の端部の位置とが一致するように一次イオン照射範囲７を変更するようにすれば良い。
したがって、本実施形態にかかる二次イオン質量分析装置及びその制御方法によれば、試料１の表面からの深さと二次イオンの信号強度とを正確に対応づけて、試料１の深さ方向の元素濃度分布を正確に取得できるという効果を有する。
【０１６８】
なお、上述の実施形態では、二次イオン質量分析装置を、コンピュータに二次イオン質量分析装置の制御プログラムをインストールしたものとして構成しているが、上述の実施形態における処理をコンピュータに実行させる二次イオン質量分析装置の制御プログラム（上述のような機能をコンピュータに実現させるための二次イオン質量分析装置の制御プログラム）は、コンピュータ読取可能な記録媒体に格納した状態で提供される場合もある。
【０１６９】
ここで、記録媒体には、例えば半導体メモリなどのメモリ，磁気ディスク，光ディスク［例えばＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭ，ＤＶＤ（Digital Versatile Disk），ブルーレイディスク等］，光磁気ディスク（ＭＯ：Magneto optical Disc）等のプログラムを記録することができるものが含まれる。なお、磁気ディスク，光ディスク，光磁気ディスク等を可搬型記録媒体ともいう。
【０１７０】
この場合、ドライブ装置を介して、可搬型記録媒体から二次イオン質量分析装置の制御プログラムを読み出し、読み出された二次イオン質量分析装置の制御プログラムを記憶装置にインストールすることになる。これにより、上述の実施形態で説明した二次イオン質量分析装置及びその制御方法が実現され、上述の実施形態の場合と同様に、記憶装置にインストールされた二次イオン質量分析装置の制御プログラムを、ＣＰＵがメインメモリ上に読み出して実行することで、上述の実施形態の各処理が行なわれることになる。なお、コンピュータは、可搬型記録媒体から直接プログラムを読み取り、そのプログラムに従った処理を実行することもできる。
【０１７１】
また、上述の実施形態における処理をコンピュータに実行させる二次イオン質量分析装置の制御プログラムは、例えば伝送媒体としてのネットワーク（例えばインターネット，公衆回線や専用回線等の通信回線等）を介して提供される場合もある。
例えば、プログラム提供者が例えばサーバなどの他のコンピュータ上で提供している二次イオン質量分析装置の制御プログラムを、例えばインターネットやＬＡＮ等のネットワーク及び通信インタフェースを介して、記憶装置にインストールしても良い。これにより、上述の実施形態で説明した二次イオン質量分析装置及びその制御方法が実現され、上述の実施形態の場合と同様に、記憶装置にインストールされた二次イオン質量分析装置の制御プログラムを、ＣＰＵがメインメモリ上に読み出して実行することで、上述の実施形態の各処理が行なわれることになる。なお、コンピュータは、例えばサーバなどの他のコンピュータからプログラムが転送されるごとに、逐次、受け取ったプログラムに従った処理を実行することもできる。
【０１７２】
また、ここでは、ＣＰＵ１０２、メモリ１０１、通信制御部１０９、入力装置１０６、表示制御部１０３、表示装置１０４、記憶装置１０５、可搬型記録媒体１０８のドライブ装置１０７などのハードウェア構成を備える単体のコンピュータを備えるものとして本二次イオン質量分析装置を実現する場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではない。例えば、上述の実施形態の二次イオン質量分析装置の各機能（即ち、二次イオン質量分析装置に備えられるコンピュータの各機能）及び二次イオン質量分析装置の制御方法の各処理が実現されるのであれば、単体のコンピュータでなくても良く、例えば、複数のコンピュータからなるシステムであって、例えばＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを介して処理が行なわれるシステムであっても良い。例えば、クラウドサーバなどのサーバが上述の実施形態の二次イオン質量分析装置の各機能及び二次イオン質量分析装置の制御方法の各処理を実現するものとして構成され、インターネットやイントラネットのようなコンピュータネットワークを介して利用可能になっていても良い。
【０１７３】
また、上述の実施形態では、コンピュータにおいてＣＰＵがメモリ上に読み出したプログラムを実行することによって、上述の実施形態の二次イオン質量分析装置の各機能及び二次イオン質量分析装置の制御方法の各処理が実現される場合を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳや他のプログラムなどが実際の処理の一部又は全部を行なって、上述の実施形態の二次イオン質量分析装置の各機能及び二次イオン質量分析装置の制御方法の各処理が実現されるようになっていても良い。
【０１７４】
なお、本発明は、上述した実施形態に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態に関し、更に、付記を開示する。
（付記１）
フレーム毎に、一次イオンビームを照射する照射範囲を前記一次イオンビームでスキャンし、
前記フレーム毎に、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測し、
１フレームが終了するたびに、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の前記照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらすことを特徴とする二次イオン質量分析装置の制御方法。
【０１７５】
（付記２）
前記一次イオンビームでスキャンする処理において、前記照射範囲の一方の側から他方の側へ向かうスキャン方向でラスタースキャンを実行し、
前記一定距離だけずらす処理において、前記スキャン方向と平行な方向に前記試料を前記照射範囲に対して前記一定距離だけずらすことを特徴とする、付記１に記載の二次イオン質量分析装置の制御方法。
【０１７６】
（付記３）
前記一次イオンビームでスキャンする処理において、前記照射範囲の一方の側から他方の側へ向かう第１スキャン方向でラスタースキャンを実行し、連続して、前記照射範囲の他方の側から一方の側へ向かう第２スキャン方向でラスタースキャンを実行し、
前記二次イオンの信号強度を計測する処理において、前記第２スキャン方向でラスタースキャンを実行する時に前記二次イオンの信号強度を計測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の制御方法。
【０１７７】
（付記４）
前記一定距離だけずらす処理において、前記第１スキャン方向及び前記第２スキャン方向と平行な方向に前記試料を前記照射範囲に対して前記一定距離だけずらすことを特徴とする、付記３に記載の二次イオン質量分析装置の制御方法。
（付記５）
前記１フレームが終了するたびに、前記照射範囲の一方の端部の位置と前記一定距離だけずらされた前記エッチングされた領域の一方の端部の位置とが一致するように前記照射範囲を変更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の制御方法。
【０１７８】
（付記６）
すべてのフレームが終了した後に形成されたクレータのスロープの形状プロファイルを用いて求められる各フレームでの前記試料の表面からの深さと、前記フレーム毎に計測された前記二次イオンの信号強度とを対応づけて、前記試料の深さ方向の元素濃度分布を取得することを特徴とする、付記１〜５のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析装置の制御方法。
【０１７９】
（付記７）
コンピュータに、
フレーム毎に、一次イオンビームを照射する照射範囲を前記一次イオンビームでスキャンし、
前記フレーム毎に、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測し、
１フレームが終了するたびに、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の前記照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす、処理を実行させることを特徴とする二次イオン質量分析装置の制御プログラム。
【０１８０】
（付記８）
前記一次イオンビームでスキャンする処理において、前記照射範囲の一方の側から他方の側へ向かうスキャン方向でラスタースキャンを実行し、
前記一定距離だけずらす処理において、前記スキャン方向と平行な方向に前記試料を前記照射範囲に対して前記一定距離だけずらす、処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、付記７に記載の二次イオン質量分析装置の制御プログラム。
【０１８１】
（付記９）
前記一次イオンビームでスキャンする処理において、前記照射範囲の一方の側から他方の側へ向かう第１スキャン方向でラスタースキャンを実行し、連続して、前記照射範囲の他方の側から一方の側へ向かう第２スキャン方向でラスタースキャンを実行し、
前記二次イオンの信号強度を計測する処理において、前記第２スキャン方向でラスタースキャンを実行する時に前記二次イオンの信号強度を計測する、処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、付記７に記載の二次イオン質量分析装置の制御プログラム。
【０１８２】
（付記１０）
前記一定距離だけずらす処理において、前記第１スキャン方向及び前記第２スキャン方向と平行な方向に前記試料を前記照射範囲に対して前記一定距離だけずらす、処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、付記９に記載の二次イオン質量分析装置の制御プログラム。
【０１８３】
（付記１１）
前記１フレームが終了するたびに、前記照射範囲の一方の端部の位置と前記一定距離だけずらされた前記エッチングされた領域の一方の端部の位置とが一致するように前記照射範囲を変更する、処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、付記７又は８に記載の二次イオン質量分析装置の制御プログラム。
【０１８４】
（付記１２）
すべてのフレームが終了した後に形成されたクレータのスロープの形状プロファイルを用いて求められる各フレームでの試料の表面からの深さと、前記フレーム毎に計測された前記二次イオンの信号強度とを対応づけて、前記試料の深さ方向の元素濃度分布を取得する、処理を前記コンピュータに実行させることを特徴とする、付記７〜１１のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析装置の制御プログラム。
【０１８５】
（付記１３）
フレーム毎に、一次イオンビームを照射する照射範囲を前記一次イオンビームでスキャンするスキャン制御部と、
前記フレーム毎に、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによって試料の表面から放出される二次イオンの信号強度を計測する演算部と、
１フレームが終了するたびに、前記一次イオンビームの照射によるスパッタリングによってエッチングされた領域の前記照射範囲に対する位置を同一方向に一定距離だけずらす位置制御部とを備えることを特徴とする二次イオン質量分析装置。
【０１８６】
（付記１４）
前記スキャン制御部は、前記照射範囲の一方の側から他方の側へ向かうスキャン方向でラスタースキャンを実行し、
前記位置制御部は、前記スキャン方向と平行な方向に前記試料を前記照射範囲に対して前記一定距離だけずらすことを特徴とする、付記１３に記載の二次イオン質量分析装置。
【０１８７】
（付記１５）
前記スキャン制御部は、前記照射範囲の一方の側から他方の側へ向かう第１スキャン方向でラスタースキャンを実行し、連続して、前記照射範囲の他方の側から一方の側へ向かう第２スキャン方向でラスタースキャンを実行し、
前記演算部は、前記第２スキャン方向でラスタースキャンを実行する時に前記二次イオンの信号強度を計測することを特徴とする、付記１３に記載の二次イオン質量分析装置。
【０１８８】
（付記１６）
前記位置制御部は、前記第１スキャン方向及び前記第２スキャン方向と平行な方向に前記試料を前記照射範囲に対して前記一定距離だけずらすことを特徴とする、付記１５に記載の二次イオン質量分析装置。
（付記１７）
前記スキャン制御部は、前記１フレームが終了するたびに、前記照射範囲の一方の端部の位置と前記一定距離だけずらされた前記エッチングされた領域の一方の端部の位置とが一致するように前記照射範囲を変更することを特徴とする、付記１３又は１４に記載の二次イオン質量分析装置。
【０１８９】
（付記１８）
前記演算部は、すべてのフレームが終了した後に形成されたクレータのスロープの形状プロファイルを用いて求められる各フレームでの試料の表面からの深さと、前記フレーム毎に計測された前記二次イオンの信号強度とを対応づけて、前記試料の深さ方向の元素濃度分布を取得することを特徴とする、付記１３〜１７のいずれか１項に記載の二次イオン質量分析装置。
【符号の説明】
【０１９０】
１  試料
２  試料台
３  一次イオンガン
４  一次イオンビーム
５  二次イオン
６  質量分析器
７  一次イオン照射範囲（照射範囲）
８−１〜８−ｎ  走査線
９−１〜９−ｎ  始点
１０−１〜１０−ｎ終点
１１  スキャン範囲
１２  クレータ
１３  クレータ底部
１４  クレータ側壁
１５  試料移動方向
１６  二次イオン計測範囲
１７  スキャン方向
１８  前方端
１９  後方端
２０  前方スロープ
２１  後方スロープ
２２  第１層
２３  第２層
２４  操作盤
２５  主制御部
２６  偏向電極制御部
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  ブランキング電極制御部
３３  試料台駆動機構制御部
３４  試料台駆動機構
３５  形状測定ライン
３６  形状プロファイル
３７  スパッタリング粒子の移動方向
３８  スキャン方向（第１スキャン方向）
３９  スキャン方向（第２スキャン方向）
５０  コンピュータ
５１  制御部
５２  演算部
５３  スキャン制御部
５４  位置制御部
１０１  メモリ
１０２  ＣＰＵ
１０３  表示制御部
１０４  表示装置
１０５  記憶装置
１０６  入力装置
１０７  ドライブ装置
１０８  可搬型記録媒体
１０９  通信制御部
１１０  バス
【図１】
2017227558.tif 000003
【図２】
2017227558.tif 000004
【図３】
2017227558.tif 000005
【図４】
2017227558.tif 000006
【図５】
2017227558.tif 000007
【図６】
2017227558.tif 000008
【図７】
2017227558.tif 000009
【図８】
2017227558.tif 000010
【図９】
2017227558.tif 000011
【図１０】
2017227558.tif 000012
【図１１】
2017227558.tif 000013
【図１２】
2017227558.tif 000014
【図１３】
2017227558.tif 000015
【図１４】
2017227558.tif 000016
【図１５】
2017227558.tif 000017
【図１６】
2017227558.tif 000018
【図１７】
2017227558.tif 000019
【図１８】
2017227558.tif 000020
【図１９】
2017227558.tif 000021
【図２０】
2017227558.tif 000022
【図２１】
2017227558.tif 000023