JP2001013093A - 単結晶表面状態分析方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単結晶表面の微小な凹凸などの表面状態を分
析可能な単結晶表面状態分析装置を提供する。 【解決手段】 単結晶試料１６内に形成された複数の格
子面たとえば( 1 1 1)面、( 1-1-1)面による２回の反射
に基づく遠回り反射作用により、その単結晶試料１６の
表面１８に沿った方向に平行な方向へ進行する表面伝播
ビームＸＡが、分析ビーム発生装置（Ｘ線発生装置２
０、試料駆動装置２６）により発生させられると、演算
制御装置３２（表面状態分析手段）において、その表面
伝播ビームＸＡを利用して単結晶の表面の凹凸に関連す
る比Ｉ_M ／Ｉ_P が算出されてその表面状態が分析され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、単結晶の表面を進
行する表面伝播ビームを用いてその単結晶の表面を分析
する方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】微小な加工粗さを有する単結晶の表面、
微量の不純物などが付着した単結晶の表面のように、シ
リコン単結晶、III-V 族化合物半導体単結晶などからな
る単結晶の表面状態を解析することが望まれている。た
とえば、ＩＣ、ＬＥＤなどの半導体部品の材料となる半
導体ウエハの品質保証、半導体部品の作動不良の解析な
どを行う際の表面状態の分析がそれである。

【０００３】ところで、単結晶の表面状態を分析するた
めに用いられるものとして、蛍光Ｘ線分析装置が知られ
ている。これによれば、たとえばＸ線が単結晶の表面に
対して局所的に入射されるとともにその入射点が走査さ
れる過程で、その単結晶表面からの入射Ｘ線により励起
された物質固有の蛍光Ｘ線の存在が検出されることによ
り単結晶表面に付着した不純物が逐次解析される。これ
によれば、特別の前処理を必要としないで非破壊で分析
される特徴がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の蛍光Ｘ線分析装置によれば、単結晶表面に
局所的にＸ線ビームが入射させられたときに発生する蛍
光Ｘ線に基づいて不純物が解析されることから、不純物
が微量となるとそれから発生する蛍光Ｘ線も微弱となる
ので、表面に付着した微量の不純物を解析することが困
難となっていた。また、表面研磨を評価するなどに際し
て、単結晶表面における微小な凹凸についても解析が困
難であった。

【０００５】本発明は以上の事情を背景として為された
ものであり、その目的とするところは、単結晶表面に微
量に付着した不純物、或いは単結晶表面の微小な凹凸を
解析可能な単結晶表面状態分析方法および装置を提供す
ることにある。

【０００６】本発明者は、斯かる目的を達成するために
種々検討を重ねるうち、単結晶内には格子点の組み合わ
せによって無数の格子面が存在し、単結晶表面に入射さ
せられたＸ線に基づいて上記無数の格子面の１つに対応
する第１格子面のブラッグ反射による反射ビームと他の
１つに対応する第２格子面のブラッグ反射による反射ビ
ームとが発生し、その第２格子面の反射ビームが第３格
子面の入射ビームとなってその第３格子面のブラッグ反
射による反射ビームが上記第１格子面の反射ビームと同
じ方向へ出るという遠回り反射を、上記第１格子面の反
射ビームがその結晶の対称性などの構造要因によってブ
ラッグ反射条件を満足してもその反射ビーム強度が略零
となる準禁制反射或いは完全に零となる禁制反射である
ときに発生させるとともに、その遠回り反射において第
２の格子面による反射ビームが結晶表面に沿って伝播す
るように第１および第２格子面を選択すると、たとえば
Ｘ線を入射させる単結晶表面として（１００）面を用い
ると、観測される遠回り反射の反射ビームはノイズの影
響を受け難くなるとともに伝播経路中の単結晶の微細な
表面状態の影響を多く受けて変化するので、その遠回り
反射の反射ビームに基づいて上記単結晶の微細な表面状
態を分析できるという事実を見いだした。また、その単
結晶表面に沿って伝播する遠回り反射線により発生する
蛍光Ｘ線を検出することによりその表面に付着した物質
あるいは不純物を高精度で分析できるという事実を見い
だした。本発明はこのような知見に基づいて為されたも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための第１の手段】すなわち、本発明
方法の要旨とするところは、単結晶の表面をその表面に
沿ったＸ線を用いて分析する単結晶表面状態分析方法で
あって、(a) 前記単結晶の表面にＸ線ビームを入射さ
せ、その単結晶内に形成された複数の格子面による反射
に基づく遠回り反射作用により、その単結晶の表面に沿
った方向であって所定の格子面に平行な方向へ進行する
表面伝播ビームを発生させる表面伝播ビーム発生工程
と、(b) その表面伝播ビーム発生工程により発生させら
れて前記単結晶の表面に沿った方向へ進行する表面伝播
ビームを利用してその単結晶の表面状態を分析する表面
状態分析工程とを、含むことにある。

【０００８】

【第１発明の効果】このようにすれば、単結晶内に形成
された複数の格子面による反射に基づく遠回り反射作用
により、その単結晶の表面に沿った方向であって所定の
格子面に平行な方向へ進行する表面伝播ビームが、表面
伝播ビーム発生工程により発生させられると、表面状態
分析工程において、その表面伝播ビームを利用して単結
晶の表面状態が分析される。この表面伝播ビームは、単
結晶の表面に沿って伝播することから伝播経路中の単結
晶の表面状態の影響を多く受け、或いはその単結晶の表
面に付着した物質に多く影響を及ぼすので、単結晶表面
に微量に付着した物質や不純物、或いは単結晶表面の微
小な凹凸を高精度で解析することができる。

【０００９】

【課題を解決するための第２の手段】単結晶の表面をそ
の表面に沿ったＸ線を用いて分析する単結晶表面状態分
析装置であって、(a) 前記単結晶の表面にＸ線ビームを
入射させ、その単結晶内に形成された複数の格子面によ
る反射に基づく遠回り反射作用により、その単結晶の表
面に沿った方向であって所定の格子面に平行な方向へ進
行する表面伝播ビームを発生させる表面伝播ビーム発生
装置と、(b) その表面伝播ビーム発生装置により発生さ
せられて前記単結晶の表面に沿った方向へ進行する表面
伝播ビームを利用して前記単結晶の表面状態を分析する
表面状態分析手段とを、含むことにある。

【００１０】

【第２発明の効果】このようにすれば、単結晶内に形成
された複数の格子面による反射に基づく遠回り反射作用
により、その単結晶の表面に沿った方向であって所定の
格子面に平行な方向へ進行する表面伝播ビームが、表面
伝播ビーム発生装置により発生させられると、表面状態
分析手段によりその表面伝播ビームを利用して単結晶の
表面状態が分析される。この表面伝播ビームは、単結晶
の表面に沿って伝播することから伝播経路中の単結晶の
表面状態の影響を多く受け、或いはその単結晶の表面に
付着した物質に多く影響を及ぼすので、単結晶表面に微
量に付着した不純物、或いは単結晶表面の微小な凹凸を
高精度で解析することができる。

【００１１】

【発明の他の態様】ここで、前記遠回り反射は、単結晶
表面に入射させられたＸ線に基づいてその単結晶内の第
１格子面のブラッグ反射条件が成立する一方で、他の１
つに対応する第２格子面のブラッグ反射による反射ビー
ムすなわち表面伝播ビームとが発生し、その第２格子面
からの表面伝播ビームが第３格子面の入射ビームとなっ
てその第３格子面のブラッグ反射による反射ビームが上
記第１格子面の反射ビームと同じ方向へ出るものであ
り、上記第１発明および第２発明において、好適には、
前記表面伝播ビーム発生工程或いは表面伝播ビーム発生
装置は、上記遠回り反射を、上記第１格子面の反射ビー
ムがその結晶の対称性などの構造要因によってブラッグ
反射条件を満足してもその反射ビーム強度が略零となる
準禁制反射或いは完全に零となる禁制反射であるときに
発生させるものであり、前記表面状態分析工程或いは表
面状態分析装置は、前記第３格子面のブラッグ反射によ
る遠回り反射ビームを検出し、その遠回り反射ビームに
基づいて単結晶の表面状態を分析するものである。この
ようにすれば、遠回り反射ビームに、禁制反射によって
第１格子面からの反射ビームが混入しないので、その遠
回り反射の反射ビームに基づいて上記単結晶の微細な表
面状態を高精度で分析できる利点がある。

【００１２】また、好適には、前記表面伝播ビーム発生
工程或いは表面伝播ビーム発生装置は、第１格子面によ
る反射条件を満足させながら遠回り反射を生じさせない
条件を用いることにより、単結晶の表面に沿って伝播す
る表面伝播ビームを発生させない非遠回り反射状態とす
るとともに、前記表面状態分析工程或いは表面状態分析
手段は、遠回り反射が発生させられているときに測定し
た測定値と非遠回り反射状態とされたときに測定した測
定値とを比較することにより、たとえば差を取ることに
より、単結晶の表面状態を分析するものである。このよ
うにすれば、単結晶の表面状態のみを高精度で分析する
ことができる。

【００１３】また、好適には、上記第１発明および第２
発明において、前記表面状態分析工程或いは表面状態分
析装置は、分析対象物である単結晶表面を用いたときの
遠回り反射ビームの強度Ｉ_M とエッチング（腐食）或い
は電解研磨により表面が滑らかにされた基準単結晶表面
を用いたときの遠回り反射ビームの強度Ｉ_P との比（Ｉ
_M ／Ｉ_P ）を算出し、その比（Ｉ_M ／Ｉ_P ）に基づいて
上記分析対象物である単結晶表面の粗さを分析する。ラ
ッピングなどによる研磨により形成される単結晶の表面
に形成された微小な傷や凹凸は表面粗さ計による計測は
困難であるが、上記のようにすれば、そのような微小な
凹凸に基づいて研磨作業を評価できるなどの利点があ
る。

【００１４】また、好適には、前記表面状態分析工程或
いは表面状態分析装置は、前記単結晶表面に沿って表面
伝播ビームが進行させられているときにその単結晶表面
に発生する特性Ｘ線すなわち蛍光Ｘ線を検出する蛍光Ｘ
線検出工程或いは蛍光Ｘ線検出装置を含み、その蛍光Ｘ
線検出工程或いは蛍光Ｘ線検出装置により検出された蛍
光Ｘ線に基づいて上記単結晶表面に付着している元素を
分析する。このようにすれば、蛍光Ｘ線は物質固有のも
のであるので、検出された蛍光Ｘ線に基づいて単結晶の
表面に付着した微量の元素が決定される利点がある。

【００１５】また、好適には、前記表面伝播ビーム発生
工程或いは表面伝播ビーム発生装置は、前記単結晶の
（ 1 0 0）面に禁制反射である（ 2 0 0）反射を満足さ
せる入射角でＸ線ビームを入射させつつその単結晶を
〔 1 0 0〕軸まわりに回転させるＸ線ビーム入射工程或
いはＸ線ビーム入射装置を含み、前記表面状態分析工程
或いは表面状態分析装置は、上記単結晶の表面に周期的
に発生させられる表面伝播ビームに基づいて上記単結晶
の表面状態を分析する。このようにすれば、単結晶の表
面の一部ではなく、その表面全体の表面状態を分析でき
る利点がある。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例におい
て、各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。

【００１７】図１において、単結晶表面状態分析装置１
０は、管球内においてＣｕなどから成るターゲット１２
に対して電子線源１４からの電子線を衝突させることに
よって０．０１乃至数十ｎｍの波長のＸ線ビームＸＢを
発生させ、シリコン、化合物半導体などの単結晶試料１
６の表面すなわち分析面１８に対して所定の入射角度た
とえばＸ線ビームＸＢの波長が０．１５４０５nmであり
且つ試料１６がシリコンの（ 2 0 0）反射であるときは
１６．５度の入射角度で入射させるＸ線発生装置２０
と、その単結晶試料１６が位置固定に載置される試料台
２２とその試料台２２をその単結晶試料１６の分析面１
８に垂直な軸まわりに回転駆動するモータ２４とを備え
た試料駆動装置２６と、上記単結晶試料１６の分析面１
８にＸ線ビームＸＢが入射させられたことによって遠回
り反射作用により発生する、その分析面１８に沿った方
向へ進行するＸ線である表面伝播ビームＸＡを介して発
生する遠回り反射ビームＸＣを検出するＸ線検出装置２
８と、そのＸ線検出装置２８により検出されたＸ線ビー
ムＸＣの強度に基づいて、そのＸ線がそれまでに通過し
た上記単結晶試料１６の分析面１８の性状を分析し、分
析結果を表示器３４に表示させる演算制御装置３２とを
備えている。

【００１８】上記Ｘ線検出装置２８は、単結晶試料１６
の表面から射出される遠回り反射ビームＸＣを検出する
ための位置固定に設けられたものであり、比例計数管、
シンチレーションカウンタ、ＳＳＤとして知られている
半導体Ｘ線検出器などから構成されるものである。ま
た、上記Ｘ線発生装置２０と試料駆動装置２６とは、単
結晶試料１６の表面である分析面１８にＸ線ビームＸＢ
を入射させ、その単結晶試料１６内に形成された複数
（種類）の格子面による複数回の反射に基づく遠回り反
射作用により、第１の格子面から上記Ｘ線ビームＸＢに
対するブラッグ回折条件を満足する回折方向の回折ビー
ムが略出ない禁制反射において単結晶試料１６の表面に
沿って進行する表面伝播ビームＸＡを、単結晶試料１６
の１回転内において所定の角度間隔で周期的に発生させ
るものであるので、表面伝播ビーム発生装置として機能
している。なお、上記表面伝播ビームＸＡは、表面状態
を分析するために単結晶試料１６の分析面（表面）１８
を伝播させられるものであるから、上記表面伝播ビーム
ＸＡおよび表面伝播ビーム発生装置は、分析ビームＸＡ
および分析ビーム発生装置とも称され得る。また、上記
表面伝播ビームＸＡは、単結晶試料１６の表面に入射さ
れたＸ線ビームＸＢからその表面から射出される遠回り
反射ビームＸＣに至る中間に発生するビームであるか
ら、上記表面伝播ビームＸＡおよび表面伝播ビーム発生
装置は、中間ビームＸＡおよび中間ビーム発生装置とも
称され得る。

【００１９】また、演算制御装置３２は、ＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、入出力インタフェースなどを含む所謂マイ
クロコンピュータから構成されたものであって、ＲＡＭ
の一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプ
ログラムに従って入力信号を処理して演算結果を表示器
３４の表示面に表示させるとともに、モータ２４および
Ｘ線発生装置２０を制御する。この演算制御装置３２
は、入射されたＸ線ビームＸＢが単結晶試料１６内の第
２格子面による回折を受けて単結晶試料１６の表面に沿
った方向に伝播して強度が変調された後に第３格子面に
よる回折を受けて第１格子面による反射方向へ射出され
てＸ線検出装置２８により検出された回折ビームすなわ
ち遠回り反射ビームＸＣに基づいて単結晶試料１６の表
面状態に関連したパラメータを算出し、表示器３４に表
示させるので、表面状態分析手段としても機能してい
る。

【００２０】ここで、単結晶試料１６には、その原子配
列の規則性に従って、種々の組の格子面が内包され、ブ
ラッグ反射条件として知られている数式１の回折条件を
満足するのであればそれら格子面毎に反射（回折）現象
を発生する。但し、ｄは格子面間隔、θはＸ線ビームＸ
Ｂと格子面との角度或いは反射ビームと格子面との角
度、λはＸ線ビームＸＢの波長、ｎは整数である。

【００２１】

【数１】ｎλ＝２ｄ sinθ ・・・(1)

【００２２】本実施例では、単結晶試料１６の分析面１
８へのＸ線ビームＸＢの入射に基づいてその分析面１８
に沿った方向へ伝播する表面伝播ビームＸＡが遠回り反
射作用によって容易に発生するように、単結晶試料１６
の上面は、たとえば( 1 0 0)面とされている。その( 1
0 0)面に入射させられるＸ線ビームＸＢとそのＸ線ビー
ムＸＢに基づく第１格子面たとえば( 2 0 0)面のブラッ
グ反射による反射（回折）方向すなわち反射ベクトルと
が( 1 0 0)面に垂直となるとき、単結晶試料１６内の上
記( 2 0 0)面では、Ｘ線ビームＸＢの入射がブラッグ反
射条件を満足するにも拘らずそれからのブラッグ反射に
よる反射方向が上記分析面１８に沿った方向であって結
晶の対称性によりその反射ビームの強度が大幅に低下し
て略零となる場合がある。これが禁制反射と称されるも
のであり、互いに平行な隣接する他の格子面からの同じ
反射方向の反射ビームとの相互干渉に起因して、たとえ
ばダイヤモンド構造のシリコンやガリウム砒素単結晶で
発生する。このとき、上記Ｘ線ビームＸＢが単結晶試料
１６内の第２の格子面たとえば( 1 1 1)面にも入射して
ブラッグ反射され、その( 1 1 1)面に反射されたＸ線ビ
ームは第３の格子面たとえば( 1-1-1)面の入射ビームと
なってその( 1-1-1)面のブラッグ反射による反射ビーム
すなわち遠回り反射ビームＸＣは上記禁制反射と同じ方
向へ伝播する。これが遠回り反射と称されるものであ
る。

【００２３】ここで、(1) 式で示されるブラッグ反射条
件を逆格子（格子定数ｂの逆数１／ｂを格子定数とする
格子）の観点から考察すると、以下のようになる。すな
わち、入射ビームおよび回折（反射）ビームの単位ベク
トルをｓ₁ およびｓ₂ とすると、これらのベクトルは図
６に示すように、回折面（ h k l）と等しい角θを成し
ているので、回折ベクトルｓ₂ と入射ベクトルｓ₁ との
差で定義される散乱ベクトル（ｓ₁ −ｓ₂ ）／λは（ h
k l）面に垂直であり、その大きさは２sin θに等し
い。また、（ h k l）面の逆格子ベクトルＨ_hkl は（ h
k l）面に垂直で、その大きさは面間隔ｄ_hkl の逆数１
／ｄ_hkl に等しい。したがって、ブラッグの反射条件
は、(2) 式のように表すことができる。 (2)式のｂ₁ 、
ｂ₂ 、ｂ₃ は単位ベクトルである。この(2) 式は、（ h
k l）面がブラッグの反射条件を満足し回折する条件と
は、散乱ベクトル（ｓ₁ −ｓ₂ ）／λが（ h k l）面を
表す逆格子点と一致することであることを示している。

【００２４】

【数２】 ｜ｓ₁ −ｓ₂ ｜／λ＝｜Ｈ_hkl ｜ （ｓ₁ −ｓ₂ ）／λ＝Ｈ_hkl ＝ｈｂ₁ ＋ｋｂ₂ ＋ｌｂ₃ ・・・(2)

【００２５】図７は上記(2) 式を図示したものである。
点Ｐを中心とする（１／λ）の半径のエヴァルト球Ｅを
逆格子空間内に存在させたとき、ある与えられた散乱ベ
クトル（ｓ₁ −ｓ₂ ）／λに対して回折条件を満足する
結晶面は、そのエヴァルト球Ｅと結晶の逆格子との交点
として与えられる。このため、エヴァルト球Ｅの大きさ
はＸ線の波長λによって変化し、結晶の方向を変えれば
逆格子の位置が変化するが、逆格子面内の逆格子点がエ
ヴァルト球Ｅ上に位置するように設定すれば、ブラッグ
反射条件を満足するので、回折Ｘ線が得られる。たとえ
ば、（h k l)面によるブラッグ反射が生じる条件は、逆
格子空間内の逆格子点の原点と（h k l)面の面間隔ｄ
_hkl の逆数を格子面間隔１／ｄ_hkl とする［h k l ］点
がエヴァルト球Ｅ上に位置する場合である。図７は、
（h k l)面のブラッグ反射条件における逆格子との関係
を示している。そして、この図７において、逆格子点ａ
は紙面上に存在するが、そのすぐ上または下に位置する
逆格子点ａ’はある条件でエヴァルト球Ｅ上に位置する
ときがある。このときには、Ｐａ’方向の中間ビームす
なわち表面伝播ビームＸＡが発生して（h k l)面に平行
に伝播する。

【００２６】前述の禁制反射と遠回り反射とは、以下に
一般化して説明するように、別個の現象である。禁制反
射は、逆格子点［h k l ］がエヴァルト球Ｅ上にある場
合、すなわち（h k l)面によるブラッグ反射が生じる場
合であるにも拘らず、干渉条件によって第１格子面であ
る（h k l)面からの反射強度が略零或いは零となる場合
である。これに対し、遠回り反射は、エヴァルト球Ｅ上
に原点と［h k l ］点以外の点［h' k' l'］（複数ある
場合もあるが、ここでは１つの点のみを説明する）が位
置する場合に発生するものであって、第１格子面（h k
l)からの反射ビームが第２格子面（h' k' l') へ入射さ
せられ、さらにその第２格子面（h' k'l') からの反射
ビームすなわち中間ビームが図７のＰ点と［h' k' l'］
点の方向すなわち（h k l)面に沿った方向に伝播させら
れて第３格子面（h-h' k-k' l-l') へ入射させられ、そ
の第３格子面（h-h' k-k' l-l') からの反射ビームが上
記第１格子面（h k l)からの反射ビームと同じ方向へ出
される現象である。すなわち、エヴァルト球Ｅ上に原点
と［h k l ］点以外の点［h' k' l'］が位置すること、
換言すれば、２（h h'＋ k k' ＋l l'）＝（h²＋ k² ＋
l²）を満足することが、（h k l)面に沿って伝播する中
間ビームを発生させる条件である。したがって、［h k
l ］が［2 0 0 ］であれば、h'＝１が条件となる。上記
第２格子面（h' k' l') からの反射ビームは前記表面伝
播ビームＸＡに対応するものであり、上記第３格子面
（h-h' k-k' l-l') からの反射ビームは前記遠回り反射
ビームＸＣに対応するものである。この表面伝播ビーム
ＸＡと遠回り反射ビームＸＣとは第３格子面（h-h' k-
k' l-l') に対する入出力の関係にあることから、一方
が決まれば他方が決まる１対１の関係にあるので、検出
された遠回り反射ビームＸＣの強度Ｉ_T から表面伝播ビ
ームＸＡの強度Ｉ_M が容易に決定される。たとえば、遠
回り反射ビームＸＣの強度Ｉ_T に予め求められた係数ｋ
（１より小さい値）が乗算されることによって表面伝播
ビームＸＡの強度Ｉ_M が算出される。

【００２７】ここで、上記遠回り反射は（h k l)面によ
る反射が禁制反射であるか否かに拘らず、上記エヴァル
ト球Ｅ上に原点と［h k l ］点以外の点［h' k' l'］と
が位置するという条件で発生するのであるが、通常の反
射では、第１格子面（h k l)からの反射ビームの強度が
大きいために遠回り反射ビームＸＣの観測が容易ではな
い反面、禁制反射のときにはその第１格子面（h k l)か
らの反射ビームの強度が零またはそれに近い値となるた
めに観測が容易となる。本実施例では、最良の形態とし
て、禁制反射であるときに遠回り反射ビームＸＣが観測
される例が記載されている。

【００２８】図２は、前記演算制御装置３２の制御作動
の要部を説明するフローチャートである。この図２のル
ーチンは図示しない分析起動ボタンの操作に応答して実
行されるものである。

【００２９】図２において、ステップ（以下、ステップ
を省略する）ＳＡ１において、試料台２２上に載置され
た単結晶試料１６がモータ２４によって分析面１８すな
わち( 1 0 0)面に直交する垂直軸すなわち〔 1 0 0〕軸
まわりに連続的に回転駆動されると同時に、ＳＡ２にお
いて、Ｘ線発生装置２０において発生させられたＸ線ビ
ームＸＢが上記単結晶試料１６の分析面１８に対して所
定角度で入射させられる。これにより、上記単結晶試料
１６では、その表面である分析面１８に沿った方向に進
行或いは伝播する表面伝播ビームＸＡが発生させられ
る。本実施例では、上記ＳＡ１およびＳＡ２が、表面伝
播ビーム発生工程に対応している。

【００３０】そして、続くＳＡ３においては、単結晶試
料１６の分析面１８に沿って伝播する表面伝播ビームＸ
Ａがさらに反射されて前記禁制反射と同じ方向へ伝播し
且つＸ線検出装置２８により検出された遠回り反射ビー
ムＸＣの強度Ｉ_T が読み込まれるとともに、それから算
出された表面伝播ビームＸＡの強度Ｉ_M が単結晶試料１
６の回転位置を示す角度φすなわち方位角と共に逐次読
み込まれる。次いで、ＳＡ４において、単結晶試料１６
が一周したか否かすなわち３６０度回転したか否かが判
断される。当初はこのＳＡ４の判断が否定されるので、
ＳＡ１以下が繰り返し実行される。図３は、単結晶試料
１６の回転角度φに対する表面伝播ビームＸＡの強度Ｉ
_M の周期的変化を示している。表面伝播ビームＸＡの強
度Ｉ_M は単結晶試料１６の回転角度φに伴って周期的に
大きなピーク値を示すが、そのピーク値を示す回転角度
φ_A が遠回り反射条件を満足した位置であり、そのピー
ク値が禁制反射の方向に遠回り反射による表面伝播ビー
ムＸＡが発生したことを示している。ここで、より好ま
しくは、表面伝播ビームＸＡの強度Ｉ_M として、上記遠
回り反射条件を満足した位置の上記ピーク値から、上記
遠回り反射条件を満足していない位置の値たとえば回転
角度φ_A 付近を除いた値の平均値を差し引いた値が用い
られる。

【００３１】上記ＳＡ１乃至ＳＡ３が繰り返し実行され
るうち、単結晶試料１６が一まわり回転して上記ＳＡ４
の判断が肯定されると、前記表面状態分析工程に対応す
るＳＡ５において、図示しない前工程において分析面１
８が腐食（エッチング）或いは電解研磨により滑らかに
された単結晶試料すなわち基準試料を用いて上記と同様
の作動により予め検出され且つ記憶された禁制反射の強
度Ｉ_P と分析対象となる単結晶試料１６に対して実際に
検出した禁制反射の強度Ｉ_M との比Ｉ_M ／Ｉ_Pが算出さ
れる。この比Ｉ_M ／Ｉ_P は、単結晶試料１６の分析面１
８の表面状態すなわち分析面１８において研磨加工など
により形成された凹凸に対応する値である。ＳＡ６で
は、単結晶試料１６の回転角度毎の比Ｉ_M ／Ｉ_P の値或
いは１回転における平均値などが上記分析面１８の凹凸
状態を表すために表示器３４に表示される。

【００３２】上述のように、本実施例によれば、単結晶
試料１６内に形成された複数の格子面たとえば( 1 1 1)
面、( 1-1-1)面による反射に基づく遠回り反射作用によ
り、その単結晶試料１６の分析面１８に沿った方向であ
って所定の格子面たとえば(2 0 0)面に平行な方向へ進
行する表面伝播ビームＸＡが、表面伝播ビーム発生工程
（ＳＡ１、ＳＡ２）或いは表面伝播ビーム発生装置（Ｘ
線発生装置２０、試料駆動装置２６）により発生させら
れると、表面状態分析工程（ＳＡ５）或いは演算制御装
置３２において、その表面伝播ビームＸＡを利用して単
結晶の表面の凹凸に関連する比Ｉ_M ／Ｉ_P が算出されて
その表面状態が分析される。この表面伝播ビームＸＡ
は、単結晶試料１６の分析面１８に沿って伝播すること
から伝播経路中の単結晶試料１６の分析面１８の凹凸状
態の影響を多く受けており、しかも禁制反射方向におい
て進行することから他の反射ビームの影響が小さくされ
ているので、単結晶試料１６の分析面１８の微小な凹凸
を解析することができる。

【００３３】また、本実施例によれば、表面伝播ビーム
発生工程（ＳＡ１、ＳＡ２）或いは表面伝播ビーム発生
装置（Ｘ線発生装置２０、試料駆動装置２６）は、単結
晶試料１６の（ 1 0 0）面にＸ線ビームＸＢを入射させ
つつ、試料台２２上に載置された単結晶試料１６をモー
タ２４によって分析面１８すなわち( 1 0 0)面に直交す
る垂直軸すなわち〔1 0 0 〕軸まわりに回転駆動させる
とともに、表面状態分析工程（ＳＡ５）或いは演算制御
装置３２は、周期的に検出される遠回り反射ビームＸＣ
に基づいて上記単結晶試料１６の分析面１８の凹凸状態
を分析することから、単結晶試料１６の分析面１８の一
部ではなく、その分析面１８全体の凹凸状態を分析でき
る利点がある。

【００３４】また、本実施例によれば、表面伝播ビーム
発生工程（ＳＡ１、ＳＡ２）或いは表面伝播ビーム発生
装置（Ｘ線発生装置２０、試料駆動装置２６）は、上記
遠回り反射ビームＸＣを、第１格子面たとえば( 2 0 0)
面の反射ビームがその結晶の対称性などの構造要因によ
ってブラッグ反射条件を満足してもその反射ビーム強度
が略零となる準禁制反射或いは完全に零となる禁制反射
であるときに発生させるものであり、表面状態分析工程
（ＳＡ５）或いは演算制御装置（表面状態分析手段）３
２は、その禁制反射であるときに観測された遠回り反射
ビームＸＣに基づき、表面伝播ビームＸＡを利用して単
結晶の表面の凹凸に関連する比Ｉ_M ／Ｉ _P が算出されて
その表面状態を分析するものであることから、遠回り反
射ビームＸＣに、禁制反射によって第１格子面からの反
射ビームが混入しないので、その遠回り反射の反射ビー
ムに基づいて単結晶試料１６の微細な表面状態を高精度
で分析できる利点がある。

【００３５】また、本実施例によれば、表面伝播ビーム
発生工程（ＳＡ１、ＳＡ２）或いは表面伝播ビーム発生
装置（Ｘ線発生装置２０、試料駆動装置２６）は、第１
格子面たとえば( 2 0 0)面による反射条件を満足させな
がら遠回り反射を生じさせない条件を用いることによ
り、単結晶試料１６の表面に沿って伝播する表面伝播ビ
ームを発生させない非遠回り反射状態とするとともに、
表面状態分析工程（ＳＡ５）或いは演算制御装置（表面
状態分析手段）３２は、遠回り反射が発生させられてい
るときに測定した測定値と非遠回り反射状態とされたと
きに測定した測定値とを比較することにより、すなわち
遠回り反射が発生させられているときに測定した測定値
から非遠回り反射状態とされたときに測定した測定値を
差し引いた測定値差を算出することにより表面伝播ビー
ムＸＡを算出し、その表面伝播ビームＸＡを利用して、
単結晶の表面状態を分析するものであるので、単結晶試
料１６の表面状態のみを高精度で分析することができ
る。

【００３６】単結晶試料１６の分析面１８の凹凸状態を
分析できる事実を示すために本発明者が行った実験例Ｉ
を以下に説明する。先ず、（ 1 0 0）カットのシリコン
単結晶の表面を＃４０００の研磨剤を用いて研磨した試
料と、同様の（ 1 0 0）カットのシリコン単結晶の表面
を腐食液（Ｈ₂ Ｏ ₂：ＨＦ＝５：１）を用いて５分間腐
食した試料とを用意した後、Ｃｕターゲットを回転対陰
極として用いるとともに加速電圧４０ｋＶおよび電流４
０ｍＡの電子ビームを用いて発生させられ、且つ１００
μｍのスリットでコリメートされたＸ線ビームＸＢを、
上記各試料に入射させ、（ 4 0 0）面の反射強度と（ 1
1 1）面および（ 1-1-1）面を経て（ 20 0）面の反射
ビームと同じ角度で出力される遠回り反射による反射強
度とをシンチレーションカウンタを用いてそれぞれ測定
した。研磨剤を用いて研磨した場合の強度をＩ_M 、腐食
した場合の強度をＩ_P とすると、その強度比Ｉ_M ／Ｉ_P
は、（ 4 0 0）面の反射の場合は「２〜３」であったの
に対し、（ 1 1 1）面および（ 1-1-1）面を経て（ 2 0
0）面の反射ビームと同じ角度で出力される遠回り反射
の場合は「〜１０」であった。このことは、研磨剤を用
いた研磨による表面の凹凸（モザイク状態）を感度よく
検出できるという事実を示している。なお、上記の場合
の遠回り反射は、以下のようにして実現された。先ず、
Ｘ線ビーム（入射ビーム）ＸＢおよび第１格子面である
（ 2 0 0）面反射ベクトルが（ 0 0 1）面に平行になる
ようにされる。次いで、この状態によりシリコン単結晶
を（ 20 0）面の反射ベクトルのまわりに３９．００°
回転させることにより逆空間の（ 1 1 1）点がエヴァル
ト球に乗って第２格子面である（ 1 1 1）面の反射が発
生し、この（ 1 1 1）面の反射ビームが第３格子面であ
る（ 1-1-1）面の入射ビームとなり、その（ 1-1-1）面
の反射ビームが見かけ上（2 0 0 ）面の反射ビームとな
って現れる。

【００３７】単結晶試料１６の分析面１８下において結
晶成長により積層された層間の界面を分析できる事実を
示すために本発明者が行った実験例IIを以下に説明す
る。先ず、（ 1 0 0）カットのＧａＡｓ（ガリウム・ヒ
素）単結晶基板の一面にμオーダの極めて薄いＧａＡｓ
_0.83Ｐ_0.17層を成長させない試料と成長させた試料とを
用意し、実験例Ｉと同様な条件で発生させたＸ線ビーム
ＸＢを各試料に入射させ、（ 4 0 0）面の反射強度と
（ 1 1 1）面およびおよび（ 1-1-1）面を経て（ 20
0）面の反射ビームと同じ角度で出力される遠回り反射
による反射強度とをシンチレーションカウンタを用いて
それぞれ測定した。この場合、遠回り反射により発生し
た表面伝播ビームＸＡの径は上記ＧａＡｓ_0.83Ｐ_0.17層
の厚みよりも十分に大きい値であるため、ＧａＡｓ_0.83
Ｐ_0.17層とＧａＡｓ基板との界面はその表面伝播ビーム
ＸＡの光路内に位置している。ＧａＡｓ単結晶基板の一
面にＧａＡｓ_0.83Ｐ_0.17を成長させた試料の場合の強度
をＩ_G 、ＧａＡｓ_0.83Ｐ_0.17を成長させない試料の場合
の強度をＩ_N とすると、その強度比Ｉ_G ／Ｉ_N は、（ 4
00）面の反射の場合は「〜１」（１程度以下）であっ
たのに対し、（ 1 1 1）面および（ 1-1-1）面を経て
（ 2 0 0）面の反射ビームと同じ角度で出力される遠回
り反射の場合は「〜１．８」（１．８程度以下）であっ
た。このことは、結晶成長による結晶界面の乱れを表面
伝播ビームＸＡの強度の増加によって感度よく検出でき
るという事実を示している。結晶が乱れると完全結晶に
比較してＸ線回折強度が増大することは、一次消衰効果
の減少としてよく知られていることである。なお、上記
の場合の遠回り反射は、以下のようにして実現された。
先ず、Ｘ線ビーム（入射ビーム）ＸＢおよび第１格子面
である（ 2 0 0）面の反射ベクトルが（ 0 0 1）面に平
行になるようにされる。この状態より、（ 2 0 0）面の
反射ベクトルまわりに３９．２６°回転させると、逆空
間の（ 1 1 1）点がエヴァルト球に乗り、第２格子面で
ある（ 1 1 1）面の反射が発生し、この（ 1 1 1）面の
反射ビームが第３格子面である（ 1-1-1）面の入射ビー
ムとなり、その（ 1-1-1）面の反射ビームが見かけ上
（ 2 0 0）面の反射ビームに重なって現れる。

【００３８】次に、本発明の他の実施例を説明する。な
お、以下の説明において前述の実施例と共通する部分に
は同一の符号を付して説明を省略する。

【００３９】図４の単結晶表面状態分析装置４０は、単
結晶試料１６の分析面１８に沿って伝播する表面伝播ビ
ームＸＡによって遠回り反射されたビームＸＣを直接検
出するＸ線検出装置２８に加えて、その表面伝播ビーム
ＸＡの伝播によって単結晶試料１６の分析面１８に発生
する蛍光Ｘ線ＸＦを検出するためのＸ線分光器４２、お
よびそのＸ線分光器４２により分光された蛍光Ｘ線ＸＦ
を検出するＸ線検出装置４４が設けられている点におい
て相違する。上記蛍光Ｘ線ＸＦは、上記表面伝播ビーム
ＸＡにより励起された物質（元素）固有のピーク波長を
有するものであり、特性Ｘ線とも称される。すなわち、
単結晶試料１６の分析面１８に付着した物質を構成する
元素に対応した波長の蛍光Ｘ線が発生させられるので、
その分析面１８に付着している微量の物質が分析され得
るのである。

【００４０】図５は、上記単結晶表面状態分析装置４０
の演算制御装置３２の制御作動の要部を説明するフロー
チャートである。この図５のルーチンも図示しない分析
起動ボタンの操作に応答して実行されるものである。図
５のＳＢ１およびＳＢ２では、前述のＳＡ１およびＳＡ
２と同様に、Ｘ線発生装置２０において発生させられた
Ｘ線ビームＸＢが上記単結晶試料１６の分析面１８に対
して所定角度で入射させられるとともに、その単結晶試
料１６が、その表面である分析面１８に直交する〔 1 0
0〕軸まわりに連続的に回転させられることにより、そ
の分析面１８に沿った方向に伝播する表面伝播ビームＸ
Ａが発生させられる。本実施例では、上記ＳＢ１および
ＳＢ２が、表面伝播ビーム発生工程に対応している。

【００４１】続くＳＢ３では、単結晶試料１６の分析面
１８に沿って伝播する表面伝播ビームＸＡの刺激により
分析面１８から発生する蛍光Ｘ線ＸＦが、Ｘ線分光器４
２により分光され且つＸ線検出装置４４により検出さ
れ、その蛍光Ｘ線ＸＦのピーク値およびその波長が、回
転位置を示す角度φすなわち方位角と共に逐次読み込ま
れる。この蛍光Ｘ線ＸＦの波長は、分析面１８に付着し
ている物質の元素固有の値を示す。次いで、ＳＢ４で
は、単結晶試料１６が一周したか否かすなわち３６０度
回転したか否かが判断される。当初はこのＳＡ４の判断
が否定されるので、ＳＢ１以下が繰り返し実行される。

【００４２】上記ＳＢ１乃至ＳＢ３が繰り返し実行され
るうち、単結晶試料１６が一まわり回転して上記ＳＢ４
の判断が肯定されると、前記表面状態分析工程に対応す
るＳＢ５において、ＳＢ３において検出された蛍光Ｘ線
ＸＦのピーク値の波長或いは周波数がいずれかの元素の
存在を示すほどの明確なものであるか否か、および存在
を示すほどのものであればいずれの元素を示すものであ
るかが、予め記憶されたテーブル（関係）に従って判定
されることにより、単結晶試料１６の分析面１８の表面
状態すなわち分析面１８に付着している元素およびその
相対量が分析される。ＳＢ６では、単結晶試料１６の回
転角度毎の上記蛍光Ｘ線ＸＦのピーク値およびその波長
或いは周波数、および／またはそれに対応する元素およ
びその相対量、或いはその１回転における平均値などが
上記分析面１８の表面状態を表すために表示器３４に表
示される。

【００４３】上述のように、本実施例によれば、単結晶
試料１６内に形成された複数の格子面たとえば( 1 1 1)
面、( 1-1-1)面による２回の反射に基づく遠回り反射作
用により、その単結晶試料１６の分析面１８に沿った方
向に平行な方向へ進行する表面伝播ビームＸＡが、表面
伝播ビーム発生工程（ＳＢ１、ＳＢ２）或いは表面伝播
ビーム発生装置（Ｘ線発生装置２０、試料駆動装置２
６）により発生させられると、表面状態分析工程（ＳＢ
５）或いは演算制御装置３２において、その表面伝播ビ
ームＸＡを利用して単結晶の表面状態が分析される。す
なわち、単結晶試料１６の分析面１８に付着してその表
面伝播ビームＸＡに励起された物質から発生する蛍光Ｘ
線ＸＦの波長が算出されてその物質の元素名が特定され
るか、或いは特定可能に表示されることにより表面状態
が分析される。上記表面伝播ビームＸＡは、単結晶試料
１６の分析面１８に沿って伝播することから伝播経路中
の単結晶試料１６の分析面１８に付着した物質や不純物
を多く励起して蛍光Ｘ線を発生させ、しかも禁制反射方
向を用いることにより、他の反射ビームの影響が小さく
されているので、単結晶試料１６の分析面１８に付着し
た微量な元素を精度よく解析することができる。

【００４４】また、本実施例によれば、表面伝播ビーム
発生工程（ＳＢ１、ＳＢ２）或いは表面伝播ビーム発生
装置（Ｘ線発生装置２０、試料駆動装置２６）は、単結
晶試料１６の（ 1 0 0）面にＸ線ビームＸＢを入射させ
つつ、試料台２２上に載置された単結晶試料１６をモー
タ２４によって分析面１８すなわち( 1 0 0)面に直交す
る垂直軸すなわち〔1 0 0 〕軸まわりに回転駆動させる
とともに、表面状態分析工程（ＳＡ５）或いは演算制御
装置３２は、上記単結晶試料１６の外周の所定位置にお
いて検出される蛍光Ｘ線ＸＦに基づいて上記単結晶試料
１６の分析面１８に付着した元素を分析することから、
単結晶試料１６の分析面１８の一部ではなく、その分析
面１８全体における汚染状態などを分析できる利点があ
る。

【００４５】単結晶試料１６の分析面１８に付着した物
質を分析できる事実を示すために本発明者が行った実験
例 IIIを以下に説明する。先ず、（ 1 0 0）カットのＧ
ａＡｓ（ガリウム・ヒ素）単結晶基板の一面にＡｌ（ア
ルミニウム）を蒸着した試料を用意し、実験例Ｉと同様
な条件で発生させたＸ線ビームＸＢをブラッグ回折の条
件を満足する角度で入射させた。（ 4 0 0）面の反射ビ
ームは深く侵入するが、（ 1 1 1）面および（ 1-1-1）
面を経て（ 2 0 0）面の反射ビームと同じ角度で出力さ
れる遠回り反射の場合は上記ＧａＡｓ基板の表面に沿っ
て伝播する。この状態でＧａＡｓ基板の表面から発生す
る蛍光Ｘ線を半導体検出器を用いて検出したところ、
（ 4 0 0）面の反射ビームでは検出されなかったＡｌ特
有の蛍光Ｘ線が上記遠回り反射による反射ビームでは十
分に検出された。このことは、単結晶の表面に付着した
物質の元素を感度よく検出できるという事実を示してい
る。なお、上記の場合の遠回り反射は、以下のようにし
て実現された。先ず、Ｘ線ビーム（入射ビーム）ＸＢお
よび第１格子面である（ 2 0 0）面の反射ベクトルが
（ 0 0 1）面に平行になるようにされる。この状態よ
り、（ 2 0 0）面の反射ベクトルまわりに３９．２６°
回転させると、逆空間の（ 1 1 1）点がエヴァルト球に
乗り、第２格子面である（ 1 1 1）面の反射が発生し、
この（ 1 1 1）面の反射ビームが第３格子面である（ 1
-1-1）面の入射ビームとなり、その（ 1-1-1）面の反射
ビームが見かけ上（ 2 0 0）面の反射ビームに重なって
現れる。

【００４６】また、別の態様では、先ず、Ｘ線ビーム
（入射ビーム）ＸＢおよび第１格子面である（ 4 0 0）
面の反射ベクトルが（ 0 0 1）面に平行になるようにさ
れる。この状態では、さらに逆空間の（ 2 0 2）点がエ
ヴァルト球に乗って第２格子面である（ 2 0 2）面の反
射が発生し、この（ 2 0 2）面の反射ビームが第３格子
面である（ 2 0-2）面の入射ビームとなり、その（ 2 0
-2）面の反射ビームが見かけ上（ 4 0 0）面の反射ビー
ムに重なって現れる。この方法でも、前記（ 2 00）面
の禁制反射と同様にＡｌ（アルミニウム）特有の蛍光Ｘ
線が検出された。

【００４７】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は、更に別の態様でも実施さ
れる。

【００４８】例えば、単結晶試料１６の分析面１８が分
析されるようにその分析面１８に沿った方向に表面伝播
ビームＸＡが伝播させられていたが、その分析面１８が
基板から結晶成長させられた比較的薄い複数の結晶層の
最上層の表面である場合には、表面伝播ビームＸＡの径
を上記結晶層の厚みよりも大きく設定することにより、
その分析面１８の下に位置する結晶成長層相互の界面に
沿った方向にも表面伝播ビームＸＡが伝播させられ、そ
の界面での不純物の存在など表面状態も分析される。請
求項における表面は、その直下の界面を含む広義に解釈
されるべきである。

【００４９】また、前述の実施例の単結晶表面状態分析
装置１０、４０において、単結晶試料１６が〔1 0 0 〕
軸まわりに連続的に回転させられる過程でその分析面１
８にＸ線ビームＸＢが入射させられていたが、遠回り反
射の条件出しが行われた後であれば、位置固定の単結晶
試料１６に対してＸ線ビームＸＢが入射させられる形式
であってもよい。

【００５０】また、前述の実施例の単結晶表面状態分析
装置１０においては、禁制反射の条件が成立させられて
いるときに、遠回り反射ビームＸＣが観測されていた
が、測定値の信号ノイズ比Ｓ／Ｎの低下が許容されるの
であれば、必ずしも禁制反射の条件が成立させられてい
なくてもよい。

【００５１】また、前述の実施例では、Ｘ線検出装置２
８により検出された遠回り反射ビームＸＣの強度Ｉ_T か
ら表面伝播ビームＸＡの強度Ｉ_M が算出され、その表面
伝播ビームＸＡの強度Ｉ_M を用いて単結晶試料１６の表
面状態が分析されていたが、便宜的に遠回り反射ビーム
ＸＣの強度Ｉ_T そのものが用いられていてもよい。表面
伝播ビームＸＡの強度Ｉ_M と遠回り反射ビームＸＣの強
度Ｉ_T とは１対１の関係にあるから、そのようにして
も、実質的に表面伝播ビームＸＡの強度Ｉ_M を用いて単
結晶試料１６の表面状態が分析され得る。

【００５２】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の単結晶表面状態分析装置の
構成を説明する図である。

【図２】図１の単結晶表面状態分析装置に設けられた演
算制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャート
である。

【図３】図１の実施例において検出された表面伝播ビー
ムＸＡの単結晶試料の回転角度に対する周期的変化を説
明する図である。

【図４】本発明の他の実施例の単結晶表面状態分析装置
の構成を説明する図である。

【図５】図４の単結晶表面状態分析装置に設けられた演
算制御装置の制御作動の要部を説明するフローチャート
である。

【図６】（ h k l）面に対するブラッグ反射の条件を説
明するベクトル図である。

【図７】エヴァルト球Ｅと逆格子を用いてブラッグ反射
の条件を説明する図である。

【符号の説明】

１０、４０：単結晶表面状態分析装置 １６：単結晶（単結晶試料） ２０：Ｘ線発生装置、２６：試料駆動装置（表面伝播ビ
ーム発生装置） ３２：演算制御装置（表面状態分析手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単結晶の表面をその表面に沿ったＸ線を
   用いて分析する単結晶表面状態分析方法であって、 前記単結晶の表面にＸ線ビームを入射させ、該単結晶内
   に形成された複数の格子面による反射に基づく遠回り反
   射作用により、該単結晶の表面に沿った方向であって所
   定の格子面に平行な方向へ進行する表面伝播ビームを発
   生させる表面伝播ビーム発生工程と、 該表面伝播ビーム発生工程により発生させられて前記単
   結晶の表面に沿った方向へ進行する表面伝播ビームを利
   用して該単結晶の表面状態を分析する表面状態分析工程
   とを、含むことを特徴とする単結晶表面状態分析方法。
2. 【請求項２】 単結晶の表面をその表面に沿ったＸ線を
   用いて分析する単結晶表面状態分析装置であって、 前記単結晶の表面にＸ線ビームを入射させ、該単結晶内
   に形成された複数の格子面による反射に基づく遠回り反
   射作用により、該単結晶の表面に沿った方向であって所
   定の格子面に平行な方向へ進行する表面伝播ビームを発
   生させる表面伝播ビーム発生装置と、 該表面伝播ビーム発生装置により発生させられて前記単
   結晶の表面に沿った方向へ進行する表面伝播ビームを利
   用して前記単結晶の表面状態を分析する表面状態分析手
   段とを、含むことを特徴とする単結晶表面状態分析装
   置。