分析豆知識

ホーム分析豆知識 > AES分析の豆知識【AES分析データの見方とわかりやすい応用例】
お問い合わせ方法

AES分析データの見方とわかりやすい応用例

オージェ電子分光法(AES: Auger Electron Spectroscopy)は、細く絞った電子線を固体表面に照射し、発生するオージェ電子のエネルギーと数を測定することで、固体表面に存在する元素の種類と量を同定する手法です。この放出されるオージェ電子のエネルギーは、表面に照射された電子線により作られた空準位へ外殻準位から電子が落ちる再に放出されるエネルギーに依存し、元素によって決まった値をとるため、試料表面の元素を特定することができます。また、オージェ電子のエネルギースペクトルは、なだらかなバックグランドの上に小さなピークとして検出されるため、スペクトルの微分形を用いることで、検出された元素のピークを強調した表示が用いられます。

試料表面の元素を調査するだけではなく、検出された元素のマッピング分析、スパッタイオンガンを併用した元素の深さ方向分析、FIB加工を併用した特定箇所の断面分析などの評価も可能です。

オージェ電子の形成過程とスペクトルデータについて

試料に照射した電子により、内殻準位(K殻:エネルギー(EK))に空準位が生じると、上の準位であるL殻の電子がエネルギーを放出して安定なK殻へ移動します。そのエネルギーは、特性X線(エネルギー(EL))として放出されるか、他のL殻の電子に与えられ(エネルギー(EL‘))、その電子がオージェ電子として原子外に放出されます。このように、K殻とL殻の遷移により生じる電子をKLLオージェ電子といいます。

右の図に、CuのLMM、及びMNNオージェピークを示します。ピンク、赤色のスペクトル上に見られるオージェピークは非常に小さいため、スペクトルを微分することでピークを強調した微分強度表示(緑色のスペクトル)が用いられます。

■ オージェ電子の形成過程
オージェ電子の形成過程の図
■ オージェ電子のエネルギースペクトル
オージェ電子のエネルギースペクトル

0.2um パーテイクル マッピング分析事例

下図は、Si基板上にパターニングされたデバイス上の異物のSEM像とオージェマッピングデータです。 オージェ分析は分析の情報深さが10nm程度と浅いため、0.2um程度の小さな異物からの情報を調べることが可能です。異物のスペクトルからは、Si以外にO、Tiが検出されています。一方、異物周辺のオージェスペクトルからは、Siのみが検出されています。更に、マッピング測定を行うことにより、異物がTiによるものであることが明確に分かります。

0.2um パーティクルマッピング分析の図

スパッタリングを併用した深さ方向分析事例 (Bond Pad表面の良品、不良品比較)

オージェ電子の脱出深さは浅いため、イオンビームを用いたスパッタリングを併用することにより深さ方向分析を行うことができます。深さ方向分析は、スパッタリングと分析を交互に行います。

Bond Pad表面の良品、不良品 深さ方向分析事例の図

Fig1に良品ボンドパッド表面の深さ方向分析結果をFig2に不良品の分析結果を示します。良品の酸化膜厚が4.5nm程度であることに対して、不良品では12nmと3倍程度厚いことが分かります。

Bond Pad表面の良品、不良品 深さ方向分析事例の図

FIB加工を併用したPoly-Si / W 断面のマッピング分析事例

試料内部に埋め込まれている異物の解析には、FIBを用いた試料の断面加工が行われます。  FIB断面加工後のAESマッピング分析より、サブミクロンサイズの異物は、Poly-Si / W膜を成膜中に取り込まれたSi酸化物であることが分かります。

FIB加工を併用したPoly-Si/ W 断面のマッピング分析の図
Pagetop
Copyrights (C) 2016 Nano Science Corporation. All Rights Reserved.プライバシーポリシー