JP2000055841A - Ｘ線分析方法 - Google Patents
Ｘ線分析方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｘ線分析方法に関し、Ｘ線を用いる分析に於
いて、試料である膜中のＸ線強度を従来の技術に比較し
て増加させることができるようにし、膜中の微量な元素
の濃度や膜の化学結合評価を高精度で測定できるように
する。 【解決手段】 元素濃度或いは化学結合状態などを評価
する為の測定対象である元素を含んだ薄膜１３を第１の
高密度層１２及び第２の高密度層１４で挟んでなる試料
を用意し、前記試料に対してＸ線を入射して薄膜１３中
で多重反射させることに依って定在波を生成させ、その
定在波の生成で測定対象の元素とＸ線との相互作用を増
加させて蛍光Ｘ線強度或いは光電子強度を高めて検出す
る。
いて、試料である膜中のＸ線強度を従来の技術に比較し
て増加させることができるようにし、膜中の微量な元素
の濃度や膜の化学結合評価を高精度で測定できるように
する。 【解決手段】 元素濃度或いは化学結合状態などを評価
する為の測定対象である元素を含んだ薄膜１３を第１の
高密度層１２及び第２の高密度層１４で挟んでなる試料
を用意し、前記試料に対してＸ線を入射して薄膜１３中
で多重反射させることに依って定在波を生成させ、その
定在波の生成で測定対象の元素とＸ線との相互作用を増
加させて蛍光Ｘ線強度或いは光電子強度を高めて検出す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、試料にＸ線を照射
した際に発生する蛍光Ｘ線の強度に依って含有元素濃度
を評価したり、或いは、発生する光電子の強度に依って
化学結合状態を評価するＸ線分析方法の改良に関する。
した際に発生する蛍光Ｘ線の強度に依って含有元素濃度
を評価したり、或いは、発生する光電子の強度に依って
化学結合状態を評価するＸ線分析方法の改良に関する。
【０００２】現在、膜状材料の内部、表面、膜と膜との
界面などに存在する元素の濃度を測定したり、膜状材料
が何価の結合になっているかなどの化学結合状態を評価
することが行なわれているが、元素が微量である場合に
は分析が困難である為、本発明では、そのような問題を
解消する一手段を開示する。
界面などに存在する元素の濃度を測定したり、膜状材料
が何価の結合になっているかなどの化学結合状態を評価
することが行なわれているが、元素が微量である場合に
は分析が困難である為、本発明では、そのような問題を
解消する一手段を開示する。
【０００３】
【従来の技術】近年、半導体装置に於いては大規模高集
積化が進展し、絶縁膜、金属膜誘電体膜、磁性膜などが
更に薄膜化されようとしている状態にあり、従って、半
導体装置の表面や多層膜の界面に偏析する組成元素を如
何に制御するかが重要であるとされている。
積化が進展し、絶縁膜、金属膜誘電体膜、磁性膜などが
更に薄膜化されようとしている状態にあり、従って、半
導体装置の表面や多層膜の界面に偏析する組成元素を如
何に制御するかが重要であるとされている。
【０００４】例えば、ＭＯＳ（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ
ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタを含む半
導体装置に於いては、シリコン酸化膜からなるゲート絶
縁膜を形成してから、Ｎ2 ＯやＮＯの雰囲気中で熱処理
を行なって、シリコン半導体基板とゲート絶縁膜との界
面に窒素を導入することで例えば１分子層程度の窒化シ
リコン層を生成させて、シリコン半導体基板にＶth制御
用として注入された硼素（Ｂ）が不当に拡散されること
を抑止すると共に界面準位を低減させることが試みられ
ているが、これについて充分な効果を得る為には、導入
する窒素の濃度を正確に定量する必要がある。
ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）トランジスタを含む半
導体装置に於いては、シリコン酸化膜からなるゲート絶
縁膜を形成してから、Ｎ2 ＯやＮＯの雰囲気中で熱処理
を行なって、シリコン半導体基板とゲート絶縁膜との界
面に窒素を導入することで例えば１分子層程度の窒化シ
リコン層を生成させて、シリコン半導体基板にＶth制御
用として注入された硼素（Ｂ）が不当に拡散されること
を抑止すると共に界面準位を低減させることが試みられ
ているが、これについて充分な効果を得る為には、導入
する窒素の濃度を正確に定量する必要がある。
【０００５】また、シリコン半導体基板とゲート絶縁膜
との間に硼素、燐（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、砒素
（Ａｓ）などの不純物が高濃度に偏析した場合、半導体
装置に於けるキャリヤ・モビリティの低下など電気的特
性に悪影響を与える虞があることから、これ等偏析不純
物の偏析量を管理することも重要である。
との間に硼素、燐（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、砒素
（Ａｓ）などの不純物が高濃度に偏析した場合、半導体
装置に於けるキャリヤ・モビリティの低下など電気的特
性に悪影響を与える虞があることから、これ等偏析不純
物の偏析量を管理することも重要である。
【０００６】更にまた、界面のみならず、半導体装置の
表面に付着或いは偏析した不純物を定量化することも、
特性の改善や非破壊検査が不可欠なインラインのプロセ
ス管理にとって極めて有効である。
表面に付着或いは偏析した不純物を定量化することも、
特性の改善や非破壊検査が不可欠なインラインのプロセ
ス管理にとって極めて有効である。
【０００７】従来、前記したような界面や表面に付着或
いは偏析した元素の測定には、主として二次イオン質量
分析法（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐ
ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＳＩＭＳ）が用いられている。
いは偏析した元素の測定には、主として二次イオン質量
分析法（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｉｏｎ ｍａｓｓ ｓｐ
ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＳＩＭＳ）が用いられている。
【０００８】ＳＩＭＳとは、対象物に一次イオンを照射
して表面をスパッタリングし、そのスパッタリングされ
た粒子中に含まれる二次イオンの質量分析を行ない、対
象物中に含まれる微量元素の濃度を定量する技法であ
る。
して表面をスパッタリングし、そのスパッタリングされ
た粒子中に含まれる二次イオンの質量分析を行ない、対
象物中に含まれる微量元素の濃度を定量する技法であ
る。
【０００９】ところで、ＳＩＭＳは、高感度の測定が可
能な測定手段ではあるが、試料表面をスパッタリングす
ることに依って深さ方向の不純物濃度分布（元素分布）
を測定する破壊検査であり、しかも、対象物表面を均一
にスパッタリングすることは難しいので、得られた不純
物濃度プロファイルに於ける界面にはダレを生ずる。
能な測定手段ではあるが、試料表面をスパッタリングす
ることに依って深さ方向の不純物濃度分布（元素分布）
を測定する破壊検査であり、しかも、対象物表面を均一
にスパッタリングすることは難しいので、得られた不純
物濃度プロファイルに於ける界面にはダレを生ずる。
【００１０】この為、ＳＩＭＳは、非破壊検査が必須で
あるインラインのプロセス管理には用いることができ
ず、また、極めて薄い領域に於ける不純物濃度を定量す
ることは困難であり、更に、測定に要する費用も高額に
なる。
あるインラインのプロセス管理には用いることができ
ず、また、極めて薄い領域に於ける不純物濃度を定量す
ることは困難であり、更に、測定に要する費用も高額に
なる。
【００１１】ＳＩＭＳの他の測定技術としては、オージ
ェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅ
ｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＥＳ）、Ｘ線光電子分光法（Ｘ
−ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｏ
ｒｏｓｃｏｐｙ：ＸＰＳ）、蛍光Ｘ線分析方法などが知
られている。
ェ電子分光法（Ａｕｇｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅ
ｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＡＥＳ）、Ｘ線光電子分光法（Ｘ
−ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｏ
ｒｏｓｃｏｐｙ：ＸＰＳ）、蛍光Ｘ線分析方法などが知
られている。
【００１２】ＡＥＳ或いはＸＰＳは、ＳＩＭＳと同様に
破壊検査であり、スパッタリングの影響や測定電子の脱
出長（約１〔ｎｍ〕）の影響で界面領域に於ける不純物
濃度プロファイルにダレを生ずることがあり、しかも、
定量可能である不純物濃度の下限が５〔％〕〜６〔％〕
程度と感度が低く、界面に偏析する元素を定量するには
不向きである。
破壊検査であり、スパッタリングの影響や測定電子の脱
出長（約１〔ｎｍ〕）の影響で界面領域に於ける不純物
濃度プロファイルにダレを生ずることがあり、しかも、
定量可能である不純物濃度の下限が５〔％〕〜６〔％〕
程度と感度が低く、界面に偏析する元素を定量するには
不向きである。
【００１３】さて、蛍光Ｘ線分析方法は、試料にＸ線を
照射した際に放出される蛍光Ｘ線を測定し、その強度に
依って含有元素を求める方法である。
照射した際に放出される蛍光Ｘ線を測定し、その強度に
依って含有元素を求める方法である。
【００１４】図５は従来の蛍光Ｘ線分析方法を説明する
為の試料及び分析装置を表す要部切断説明図である。
為の試料及び分析装置を表す要部切断説明図である。
【００１５】図に於いて、試料は、基板１及び基板１上
に形成され且つ測定対象元素２Ａを含んだ薄膜２からな
っていて、その試料にＸ線３を入射させた場合、Ｘ線３
と測定対象元素２Ａとが衝突すると蛍光Ｘ線や光電子を
発生するので、それを蛍光Ｘ線／光電子検出器４に依っ
て検出するようにしている。
に形成され且つ測定対象元素２Ａを含んだ薄膜２からな
っていて、その試料にＸ線３を入射させた場合、Ｘ線３
と測定対象元素２Ａとが衝突すると蛍光Ｘ線や光電子を
発生するので、それを蛍光Ｘ線／光電子検出器４に依っ
て検出するようにしている。
【００１６】然しながら、この方法では、試料の薄膜２
中や表面或いは膜と膜との界面に存在する元素２ＡとＸ
線３との衝突確率（相互作用）が小さい為、元素２Ａが
微量である場合には、発生する蛍光Ｘ線や光電子の強度
が低く、濃度評価は困難であった。
中や表面或いは膜と膜との界面に存在する元素２ＡとＸ
線３との衝突確率（相互作用）が小さい為、元素２Ａが
微量である場合には、発生する蛍光Ｘ線や光電子の強度
が低く、濃度評価は困難であった。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】一般に、半導体装置の
製造中に於ける重要な試験である薄膜中の微量な元素の
濃度測定、或いは、化学結合状態の評価は困難であっ
た。
製造中に於ける重要な試験である薄膜中の微量な元素の
濃度測定、或いは、化学結合状態の評価は困難であっ
た。
【００１８】本発明では、Ｘ線を用いる分析に於いて、
試料である膜中のＸ線強度を従来の技術に比較して増加
させることができるようにし、膜中の微量な元素の濃度
や膜の化学結合評価を高精度で測定できるようにする。
試料である膜中のＸ線強度を従来の技術に比較して増加
させることができるようにし、膜中の微量な元素の濃度
や膜の化学結合評価を高精度で測定できるようにする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】通常、Ｘ線と物質との相
互作用は小さく、従って、その相互作用で発生する蛍光
Ｘ線や光電子は、微量な元素については大変弱いものに
なってしまう。
互作用は小さく、従って、その相互作用で発生する蛍光
Ｘ線や光電子は、微量な元素については大変弱いものに
なってしまう。
【００２０】本発明では、試料の膜中でＸ線を多重反射
させ、相互作用が起こる確率を高めることが基本になっ
ている。
させ、相互作用が起こる確率を高めることが基本になっ
ている。
【００２１】図１は本発明の原理を説明する為の試料及
び分析装置を表す要部切断説明図である。
び分析装置を表す要部切断説明図である。
【００２２】測定対象物である試料は、基板１１、基板
１１上に形成され且つ測定対象元素を含んだ薄膜に比較
して充分に高密度である第１の高密度膜１２、第１の高
密度膜１２上に形成され且つ測定対象元素１３Ａを含ん
だ薄膜１３、薄膜１３上に形成され且つ薄膜１３に比較
して充分に高密度である第２の高密度膜１４からなって
いる。
１１上に形成され且つ測定対象元素を含んだ薄膜に比較
して充分に高密度である第１の高密度膜１２、第１の高
密度膜１２上に形成され且つ測定対象元素１３Ａを含ん
だ薄膜１３、薄膜１３上に形成され且つ薄膜１３に比較
して充分に高密度である第２の高密度膜１４からなって
いる。
【００２３】Ｘ線は可視光などとは異なり、密度が高い
物質に入射した場合には反射するので、試料にＸ線１５
を入射させる場合、Ｘ線１５の位相が干渉し合うような
入射角θを選択すれば、Ｘ線１５を測定対象元素１３Ａ
を含んだ薄膜１３中に閉じ込めて定在波とすることが可
能である。
物質に入射した場合には反射するので、試料にＸ線１５
を入射させる場合、Ｘ線１５の位相が干渉し合うような
入射角θを選択すれば、Ｘ線１５を測定対象元素１３Ａ
を含んだ薄膜１３中に閉じ込めて定在波とすることが可
能である。
【００２４】従って、反射の多重回数に応じてＸ線１５
と測定対象元素１３Ａとの衝突回数は増加して多量の蛍
光Ｘ線や光電子が発生することになり、それを蛍光Ｘ線
／光電子検出器１６に依って検出するものであり、この
ようにすることで、微量な元素であっても、その濃度を
固定することができる。
と測定対象元素１３Ａとの衝突回数は増加して多量の蛍
光Ｘ線や光電子が発生することになり、それを蛍光Ｘ線
／光電子検出器１６に依って検出するものであり、この
ようにすることで、微量な元素であっても、その濃度を
固定することができる。
【００２５】図中、１７は第２の高密度膜１４で反射し
たＸ線を検出する反射Ｘ線検出器であるが、これは必要
に応じて設置すれば良く、また、試料に於いて、高密度
膜として第１の高密度膜１２及び第２の高密度膜１４を
形成したが、これは、何れか一方のみを形成した構成に
しても良い。特に、基板１１の密度が薄膜１３に於ける
密度に比較して高密度である場合には、第２の高密度膜
１４を設けるのみで充分である。
たＸ線を検出する反射Ｘ線検出器であるが、これは必要
に応じて設置すれば良く、また、試料に於いて、高密度
膜として第１の高密度膜１２及び第２の高密度膜１４を
形成したが、これは、何れか一方のみを形成した構成に
しても良い。特に、基板１１の密度が薄膜１３に於ける
密度に比較して高密度である場合には、第２の高密度膜
１４を設けるのみで充分である。
【００２６】尚、Ｘ線１５を入射して定在波が起こる位
置は計算に依って求めることができるし、また、反射Ｘ
線検出器１７に依って検出される反射Ｘ線が弱くなる位
置から求めることもできる。
置は計算に依って求めることができるし、また、反射Ｘ
線検出器１７に依って検出される反射Ｘ線が弱くなる位
置から求めることもできる。
【００２７】前記したところから、本発明に依るＸ線を
用いた分析方法に於いては、（１）元素濃度或いは化学
結合状態などを評価する為の測定対象である元素を含ん
だ薄膜（例えばＳｉＯ2 からなる薄膜１３）を第１の高
密度層（例えばＣｏ或いはＳｉＮなどからなる第１の高
密度層１２）及び第２の高密度層（例えばＣｏ或いはＳ
ｉＮなどからなる第２の高密度層１４）で挟んでなる試
料（例えば試料２４或いは２６）を用意し、前記試料に
対してＸ線を入射して前記薄膜中で多重反射させること
に依って定在波を生成させ、前記定在波の生成で測定対
象の元素とＸ線との相互作用を増加させて蛍光Ｘ線強度
或いは光電子強度を高めて検出することを特徴とする
か、又は、
用いた分析方法に於いては、（１）元素濃度或いは化学
結合状態などを評価する為の測定対象である元素を含ん
だ薄膜（例えばＳｉＯ2 からなる薄膜１３）を第１の高
密度層（例えばＣｏ或いはＳｉＮなどからなる第１の高
密度層１２）及び第２の高密度層（例えばＣｏ或いはＳ
ｉＮなどからなる第２の高密度層１４）で挟んでなる試
料（例えば試料２４或いは２６）を用意し、前記試料に
対してＸ線を入射して前記薄膜中で多重反射させること
に依って定在波を生成させ、前記定在波の生成で測定対
象の元素とＸ線との相互作用を増加させて蛍光Ｘ線強度
或いは光電子強度を高めて検出することを特徴とする
か、又は、
【００２８】（２）前記（１）に於いて、第１の高密度
層及び第２の高密度層の何れか一方を除去してなる試料
を用いることを特徴とするか、又は、
層及び第２の高密度層の何れか一方を除去してなる試料
を用いることを特徴とするか、又は、
【００２９】（３）前記（１）或いは（２）に於いて、
薄膜中に定在波を発生させる為にＸ線入射角（例えばＸ
線入射角θ）を調節することを特徴とするか、又は、
薄膜中に定在波を発生させる為にＸ線入射角（例えばＸ
線入射角θ）を調節することを特徴とするか、又は、
【００３０】（４）前記（３）に於いて、Ｘ線入射角を
調節する為にＸ線に対する試料の傾きを調節することを
特徴とする。
調節する為にＸ線に対する試料の傾きを調節することを
特徴とする。
【００３１】前記手段を採ることに依り、測定対象元素
を含む薄膜中に入射されたＸ線は多重反射に依って閉じ
込められることとなり、測定対象元素との相互作用が増
大して、蛍光Ｘ線の強度が大きくなったり、或いは、光
電子が増加するので、測定対象元素が微量であっても、
その濃度を充分に測定することができ、また、化学結合
状態の分析を容易に行なうことができる。
を含む薄膜中に入射されたＸ線は多重反射に依って閉じ
込められることとなり、測定対象元素との相互作用が増
大して、蛍光Ｘ線の強度が大きくなったり、或いは、光
電子が増加するので、測定対象元素が微量であっても、
その濃度を充分に測定することができ、また、化学結合
状態の分析を容易に行なうことができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】図２は本発明を実施して蛍光Ｘ線
分析を行なう場合を説明する為の分析装置を表す要部説
明図であり、図１に於いて用いた記号と同記号は同部分
を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
分析を行なう場合を説明する為の分析装置を表す要部説
明図であり、図１に於いて用いた記号と同記号は同部分
を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００３３】図に於いて、２０は真空容器、２０Ａは真
空ポンプへの接続口、２１はＸ線発生器、２２は蛍光Ｘ
線検出器、２３は反射Ｘ線検出器、２４は試料をそれぞ
れ示している。
空ポンプへの接続口、２１はＸ線発生器、２２は蛍光Ｘ
線検出器、２３は反射Ｘ線検出器、２４は試料をそれぞ
れ示している。
【００３４】ここで測定対象にしている試料２４は、図
１について説明した試料と全く同じ構成になっていて、
基板１１上に第１の高密度膜１２、測定対象元素１３Ａ
を含んだ薄膜１３、第２の高密度膜１４が積層形成され
ている。
１について説明した試料と全く同じ構成になっていて、
基板１１上に第１の高密度膜１２、測定対象元素１３Ａ
を含んだ薄膜１３、第２の高密度膜１４が積層形成され
ている。
【００３５】真空容器２０内は接続口２０Ａを介して真
空ポンプで排気され、例えば１０-3〔Ｔｏｒｒ〕程度の
真空に維持される。
空ポンプで排気され、例えば１０-3〔Ｔｏｒｒ〕程度の
真空に維持される。
【００３６】試料２４は、真空容器２０内に於いて、Ｘ
線発生器２１からのＸ線に対し、傾斜させることが可能
であり、その傾斜角θは、入射するＸ線の位相が干渉し
合うように、即ち、反射Ｘ線検出器２３に依って検出さ
れる反射Ｘ線が最も小さくなるように選択される。
線発生器２１からのＸ線に対し、傾斜させることが可能
であり、その傾斜角θは、入射するＸ線の位相が干渉し
合うように、即ち、反射Ｘ線検出器２３に依って検出さ
れる反射Ｘ線が最も小さくなるように選択される。
【００３７】前記の状態でＸ線発生器２１から試料２４
に測定用のＸ線を照射し、試料２４中の測定対象元素１
３Ａとの相互作用で発生する蛍光Ｘ線は蛍光Ｘ線検出器
２２に検出される。
に測定用のＸ線を照射し、試料２４中の測定対象元素１
３Ａとの相互作用で発生する蛍光Ｘ線は蛍光Ｘ線検出器
２２に検出される。
【００３８】薄膜１３中に含まれる測定対象元素１３Ａ
が微量であっても、蛍光Ｘ線は充分に発生するので、そ
の検出が良好に行なわれることは云うまでもない。
が微量であっても、蛍光Ｘ線は充分に発生するので、そ
の検出が良好に行なわれることは云うまでもない。
【００３９】図３は本発明を実施してＸＰＳ分析を行な
う場合を説明する為の分析装置を表す要部説明図であ
り、図１及び図２に於いて用いた記号と同記号は同部分
を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
う場合を説明する為の分析装置を表す要部説明図であ
り、図１及び図２に於いて用いた記号と同記号は同部分
を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００４０】図３に見られる分析装置が図２にみられる
分析装置と相違する点は、蛍光Ｘ線検出器２２が光電子
エネルギ分析器２７に代替されていること、及び、試料
２５は、光電子の放出効率を大きくする為、第２の高密
度膜１４を除去した構造の試料２６を用いていることで
ある。
分析装置と相違する点は、蛍光Ｘ線検出器２２が光電子
エネルギ分析器２７に代替されていること、及び、試料
２５は、光電子の放出効率を大きくする為、第２の高密
度膜１４を除去した構造の試料２６を用いていることで
ある。
【００４１】この場合も、薄膜１３中に含まれる測定対
象元素１３Ａが微量であっても、発生する光電子量が多
いので、その検出は容易である。
象元素１３Ａが微量であっても、発生する光電子量が多
いので、その検出は容易である。
【００４２】図４は本発明を実施した場合の効果を説明
する為の線図であり、縦軸には測定対象であるＳｉＯ2
膜中のＸ線電場強度を、横軸にはＸ線入射角θ〔度〕を
それぞれ採ってある。
する為の線図であり、縦軸には測定対象であるＳｉＯ2
膜中のＸ線電場強度を、横軸にはＸ線入射角θ〔度〕を
それぞれ採ってある。
【００４３】このデータは、１０〔ｎｍ〕厚のＳｉＯ2
膜中に於ける微量な元素を分析して得られたものであ
り、各Ｘ線入射角毎のＳｉＯ2 膜中のＸ線電場強度が示
されている。
膜中に於ける微量な元素を分析して得られたものであ
り、各Ｘ線入射角毎のＳｉＯ2 膜中のＸ線電場強度が示
されている。
【００４４】図に於いて、物質名の後に括弧書きしてあ
る数値は膜厚を示していて、例えばＳｉＯ2 （１０）／
Ｓｉは、Ｓｉ基板上に厚さが１０〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 膜
が形成されている試料であることを示している。
る数値は膜厚を示していて、例えばＳｉＯ2 （１０）／
Ｓｉは、Ｓｉ基板上に厚さが１０〔ｎｍ〕のＳｉＯ2 膜
が形成されている試料であることを示している。
【００４５】図から明らかであるが、従来のＳｉＯ2 ／
Ｓｉ構造に於けるＸ線電場強度は、全反射臨界角付近の
０．２２°の入射角で最大になっているのであるが、測
定対象のＳｉＯ2 膜をＳｉＮからなる高密度層で挟んだ
試料、或いは、Ｃｏからなる高密度層で挟んだ試料に於
いては、全反射臨界角でＴＥ0 モードの定在波が生成さ
れて電場強度が上昇し、また、第１の高密度層をＣｏ、
第２の高密度層をＳｉＮにした試料は、従来のＳｉＯ2
／Ｓｉ構造に比較し、約１０倍のＸ線電場強度が得られ
ている。
Ｓｉ構造に於けるＸ線電場強度は、全反射臨界角付近の
０．２２°の入射角で最大になっているのであるが、測
定対象のＳｉＯ2 膜をＳｉＮからなる高密度層で挟んだ
試料、或いは、Ｃｏからなる高密度層で挟んだ試料に於
いては、全反射臨界角でＴＥ0 モードの定在波が生成さ
れて電場強度が上昇し、また、第１の高密度層をＣｏ、
第２の高密度層をＳｉＮにした試料は、従来のＳｉＯ2
／Ｓｉ構造に比較し、約１０倍のＸ線電場強度が得られ
ている。
【００４６】この結果、放出される蛍光Ｘ線や光電子も
１０倍多くなり、高感度な分析が可能である。
１０倍多くなり、高感度な分析が可能である。
【００４７】ここで、図示された各膜に関する密度を示
すと次の通りである。 ＳｉＯ2 ：２．２ 〔ｇ／ｃｍ3 〕 ＳｉＮ ：２．９ 〔ｇ／ｃｍ3 〕 Ｃｏ ：８．９ 〔ｇ／ｃｍ3 〕 Ｓｉ ：２．３３〔ｇ／ｃｍ3 〕
すと次の通りである。 ＳｉＯ2 ：２．２ 〔ｇ／ｃｍ3 〕 ＳｉＮ ：２．９ 〔ｇ／ｃｍ3 〕 Ｃｏ ：８．９ 〔ｇ／ｃｍ3 〕 Ｓｉ ：２．３３〔ｇ／ｃｍ3 〕
【００４８】
【発明の効果】本発明に依るＸ線分析方法に於いては、
元素濃度或いは化学結合状態などを評価する為の測定対
象である元素を含んだ薄膜を第１の高密度層及び第２の
高密度層で挟んでなる試料を用意し、試料に対してＸ線
を入射して薄膜中で多重反射させることに依って定在波
を生成させ、定在波の生成で測定対象の元素とＸ線との
相互作用を増加させて蛍光Ｘ線強度或いは光電子強度を
高めて検出する。
元素濃度或いは化学結合状態などを評価する為の測定対
象である元素を含んだ薄膜を第１の高密度層及び第２の
高密度層で挟んでなる試料を用意し、試料に対してＸ線
を入射して薄膜中で多重反射させることに依って定在波
を生成させ、定在波の生成で測定対象の元素とＸ線との
相互作用を増加させて蛍光Ｘ線強度或いは光電子強度を
高めて検出する。
【００４９】前記構成を採ることに依り、測定対象元素
を含む薄膜中に入射されたＸ線は多重反射に依って閉じ
込められることとなり、測定対象元素との相互作用が増
大して、蛍光Ｘ線の強度が大きくなったり、或いは、光
電子が増加するので、測定対象元素が微量であっても、
その濃度を充分に測定することができ、また、化学結合
状態の分析を容易に行なうことができる。
を含む薄膜中に入射されたＸ線は多重反射に依って閉じ
込められることとなり、測定対象元素との相互作用が増
大して、蛍光Ｘ線の強度が大きくなったり、或いは、光
電子が増加するので、測定対象元素が微量であっても、
その濃度を充分に測定することができ、また、化学結合
状態の分析を容易に行なうことができる。
【図１】本発明の原理を説明する為の試料及び分析装置
を表す要部切断説明図である。
を表す要部切断説明図である。
【図２】本発明を実施して蛍光Ｘ線分析を行なう場合を
説明する為の分析装置を表す要部説明図である。
説明する為の分析装置を表す要部説明図である。
【図３】本発明を実施してＸＰＳ分析を行なう場合を説
明する為の分析装置を表す要部説明図である。
明する為の分析装置を表す要部説明図である。
【図４】本発明を実施した場合の効果を説明する為の線
図である。
図である。
【図５】従来の蛍光Ｘ線分析方法を説明する為の試料及
び分析装置を表す要部切断説明図である。
び分析装置を表す要部切断説明図である。
１１ 基板 １２ 第１の高密度膜 １３ 測定対象薄膜 １３Ａ 測定対象元素 １４ 第２の高密度膜 １５ Ｘ線 １６ 蛍光Ｘ線／光電子検出器 １７ 反射Ｘ線検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA04 BA08 BA18 CA01 CA03 DA02 GA01 GA09 GA13 JA08 JA14 KA01 KA12 MA05 PA07 4M106 AA01 AA12 BA20 CB21 DH01 DH25
Claims (4)
- 【請求項１】元素濃度或いは化学結合状態などを評価す
る為の測定対象である元素を含んだ薄膜を第１の高密度
層及び第２の高密度層で挟んでなる試料を用意し、 前記試料に対してＸ線を入射して前記薄膜中で多重反射
させることに依って定在波を生成させ、 前記定在波の生成で測定対象の元素とＸ線との相互作用
を増加させて蛍光Ｘ線強度或いは光電子強度を高めて検
出することを特徴とするＸ線分析方法。 - 【請求項２】第１の高密度層及び第２の高密度層の何れ
か一方を除去してなる試料を用いることを特徴とする請
求項１記載のＸ線分析方法。 - 【請求項３】薄膜中に定在波を発生させる為にＸ線入射
角を調節することを特徴とする請求項１或いは２記載の
Ｘ線分析方法。 - 【請求項４】Ｘ線入射角を調節する為にＸ線に対する試
料の傾きを調節することを特徴とする請求項３記載のＸ
線分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228827A JP2000055841A (ja) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | Ｘ線分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10228827A JP2000055841A (ja) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | Ｘ線分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000055841A true JP2000055841A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16882489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10228827A Pending JP2000055841A (ja) | 1998-08-13 | 1998-08-13 | Ｘ線分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000055841A (ja) |
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| US7544960B2 (en) | 2004-05-07 | 2009-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Evaluation method and fabrication method of optical element having multilayer film, exposure apparatus having the multilayer film, and device fabrication method |
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- 1998-08-13 JP JP10228827A patent/JP2000055841A/ja active Pending
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