低加速電圧（4ｋＶ）、高倍率（1万倍） - サーモサイエンティフィック

ApplicationNote低 加 速 電 圧 (4kV)、 高 倍 率 (1 万 倍 )で 半 導 体 試 料の 超 高 速 X 線 元 素 マッピングわずか1 分 の 収 集 時 間 で W と Si を 分 離サーモフィッシャーサイエンティフィック 株 式 会 社 モレキュラー 営 業 部編 集 発 行 : 事 業 企 画 部 プロダクトラインマーケティンググループNS08001Key Words• EDS• X 線 元 素 分 析• バルク 試 料• 定 量 マップ• Si, Wはじめに低 加 速 電 圧 、 高 倍 率 での 元 素 マッピングは、X 線 の 発 生 量 が大 幅 に 減 少 するため、データ 収 集 に 時 間 がかかる 事 がネックになっていた。 近 年 、 低 加 速 電 圧 でも、 大 電 流 のビーム 照 射が 可 能 なショットキーFESEMの 登 場 により、 高 倍 率 のX 線マップが 短 時 間 で 収 集 できるようになった。この 場 合 、EDS 検出 器 の 性 能 、X 線 アナライザーの 処 理 速 度 が 十 分 でないと、発 生 するX 線 を 処 理 しきれない。今 回 、ショットキーFESEM にSDD 型 EDS 検 出 器 UltraDry と最 新 型 EDSアナライザーNORAN System 7 を 組 み 合 わせて、1 分 という 短 時 間 でX 線 マップの 収 集 を 行 った。収 集 条 件従 来 のX 線 カウントマップの 結 果分 析 エリアのSEM 像( 倍 率 x2000)試 料 : 半 導 体 試 料電 子 顕 微 鏡 : FESEM JSM-7600F軸 受 け 部 品 ( 断 面 )のSEM 像( 倍 率 x100)EDSアナライザー: NORAN System 7X 線 検 出 器 : UltraDry ( 有 効 面 積 30mm 2 )加 速 電 圧 : 4 kV照 射 電 流 量 : 20 nA分 析 倍 率 : 10,000 倍X 線 マップ 分 解 能 : 256 x 192収 集 時 間 : 6 frames x 10 sec/frameX 線 検 出 レート: 82,000cpsX 線 保 存 レート: 58,000cpsデッドタイム: 29%SiとWの 重 なり下 図 に 示 したように、Si_K 線 のピークとW_M 線 のピークはお互 いが 重 なり 合 う。ピークのカウントをそのまま 抽 出 する 従 来のX 線 カウントマップでは、SiとWのマップ 像 に 互 いの 影 響 が強 く 出 てしまう。W_M 黄 色Si_K 赤 線

定 量 マップとは定 量 マップの 結 果EDSマッピングのデータ 収 集 は、 全 データポイントでスペクトル 全 体 を 収 集 する 手 法 (スペクトルイメージング)が、 完 全 に主 流 になった。スペクトルイメージングデータの 各 スペクトルについて、デジタルフィルターでバックグランドを 取 り 除 き、 元 素 ピークのリファレンス 波 形 を 使 ってピーク 分 離 を 行 えば、ピークがオーバーラップする 他 元 素 の 影 響 を 除 去 したピークネットカウントが 抽 出 できる。その 後 、 定 量 マトリクス 補 正 を 行 ったものを、定 量 マップと 呼 んでいる。定 量 マップは、オーバーラップするピークやバックグランドの影 響 を 取 り 除 く 事 ができるので、EDSの 面 分 析 では 非 常 に 有効 な 手 法 であるが、 膨 大 なデータ 量 を 必 要 とするため、その収 集 時 間 がネックとなっていた。右 に 示 したマップ 像 は、 前 述 のデータを、 定 量 マップ 処 理 したものである。わずか1 分 で 収 集 したデータだが、WとSiのマップ 像 から、 互 いの 影 響 がきれいに 消 えている。NS08001サーモフィッシャーサイエンティフィック 株 式 会 社モレキュラー 営 業 部カスタマーケアセンター0120-753-670E-mailinfo-jp@thermofisher.comまとめ全 データポイントで、ピーク 分 離 を 行 う 定 量 マップには、 相 当なデータ 量 が 必 要 である。また、 低 加 速 電 圧 、 高 倍 率 の 分 析では、X 線 の 発 生 量 が 大 幅 に 減 少 する。 上 記 の 理 由 から、 低加 速 電 圧 、 高 倍 率 における 定 量 マップの 収 集 時 間 は、 長 くなる(30 分 以 上 )というのが、 今 までの 常 識 だった。今 回 、 高 性 能 のショットキーFESEM に SDD 型 EDS 検 出 器 と最 新 型 アナライザーNORAN System 7を 組 み 合 わせる 事 で、わずか1 分 の 収 集 時 間 で、 高 品 質 の 定 量 マップを 抽 出 することができた。定 量 マップの 弱 点 である 収 集 時 間 の 問 題 をクリアーできた 事によって、 定 量 マップアプリケーションの、 今 後 よりいっそうの拡 がりが 期 待 できる。Wプラグ 周 辺 部 を 拡 大 表 示わずか1 分 の 収 集 時 間 でSiとWを 見 事 に 分 離 !Si ( 緑 )W ( 紫 )Al ( 赤 )Ti (シアン)www.thermoscientific.jp( 日 本 )www.thermo.com(グローバル)©2009 Thermo FisherScientific Inc. All rightsreserved. All trademarks arethe property of ThermoFisher Scientific Inc. and itssubsidiaries.Specification, terms andpricing are subject tochange. Not all products areavailable in all countries.Please consult your localsales representative fordetails.