表面分析の基礎、原理、および応用

先端技術の粋が集められた表面分析装置は、ナノテクを中心とした技術開発に欠かせない存在です。分析の対象は、半導体素子、医薬品、など様々であり、その使用目的もプロセス開発、品質管理、など多岐にわたっています。 　特に近年の表面分析装置はユーザーフレンドリーであり、比較的容易に相応の結果を得ることができます。その反面、いわゆるブラックボックス化が進んでいるため、表面分析の基礎や原理が蔑ろにされがちです。また、出力されたグラフや数値を確認しても、考察が不十分になる、他のデータとの不整合を見過ごす、等の問題が生じる可能性があります。そこで本セミナーでは、基礎事項として、サンプル表面に入射するX線、電子、イオンの特徴、これらと表面との相互作用、出力に至るまでの信号の流れ、等を分かり易く解説します。また、代表的な表面分析の原理や分析結果の例を紹介します。加えて、表面分析の応用として、マッピング、深さ分析について説明します。

1. 表面分析の概要
   1. はじめに
   2. 代表的なフロー
      (入射→相互作用→認識)
2. 表面分析の構成要素
   1. 入射
      1. X線
      2. 電子
      3. イオン
   2. 相互作用
      1. X線と表面の相互作用
         • 吸収
         • 蛍光X線
         • 回折X線 (XRD) など
      2. 電子と表面の相互作用
         • 吸収
         • 反射電子
         • 二次電子など
      3. イオンと表面の相互作用
         • 吸収
         • スパッタリング
         • RBSなど
   3. 認識
      1. 検出器
      2. 表示
   4. その他
      1. 真空
      2. ステージ
3. 表面形状観察
   1. 光学顕微鏡
   2. SEM
   3. レーザー顕微鏡
   4. SPM
4. 表面元素等分析
   1. XRF
   2. XPS
   3. AES
   4. S-SIMS
5. 表面分析の応用
   1. マッピング
      1. SEM-EDS
      2. EPMA
      3. AES
      4. S-SIMS
      5. XRF
      6. XPS
   2. 深さ分析
      1. D-DIMS
      2. スパッタリングの併用
         • XPS
         • AES
         • S-SIMS
      3. RBS
6. 補足
7. まとめ