JP2002031523A - 薄膜測定装置、薄膜測定方法、および薄膜形成システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 薄膜形成炉内で基板表面に形成される薄膜
を、その場でリアルタイムに、しかも極めて高精度に測
定する。 【解決手段】密閉された薄膜形成炉２０内に薄膜基板２
４，２４を配置し、この基板２４，２４の表面に薄膜Ｓ
１を形成する薄膜形成システム１０において、薄膜形成
炉２０と連通する箇所に測定部３０を設けてある。測定
部３０には、薄膜形成炉２０から流入してくる薄膜物質
を付着させる薄膜形成サンプル基板３１が備えられてい
る。測定部３０の側壁にはＸ線入射窓３２及びＸ線取出
窓３３が設けられている。薄膜形成炉２０の外部に設置
された薄膜測定装置４０により、Ｘ線がＸ線入射窓３２
を透して測定部３０の薄膜形成サンプル基板３１に照射
される。そして、薄膜形成サンプル基板３１にて反射し
てきたＸ線をＸ線取出窓３３を透して検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、薄膜形成技術の
分野に属し、薄膜形成の現場（in-situ）でリアルタイ
ムに薄膜測定を行うための薄膜測定装置、薄膜測定方
法、および薄膜形成システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜形成炉内で基板表面に形成される薄
膜をその場（in-situ）でリアルタイムに測定すること
は、薄膜の高精度な形成にとって極めて重要である。従
来、この種の薄膜測定装置として、例えば、レーザ光干
渉法を利用した光学式薄膜測定装置が知られている。

【０００３】この光学式薄膜測定装置は、特に誘電体な
どの透明な薄膜の測定に利用されている。この光学式薄
膜測定装置は、薄膜形成炉内に配置した薄膜形成基板の
表面にレーザ光を照射し、該表面から反射してくる光線
の強度をフォトセルにより検出する構成となっていた。
フォトセルで検出される反射光の強度は、基板表面から
の反射光と薄膜表面から反射光との相互干渉によって、
周期的な特性を示し、その周期の数によって薄膜の厚さ
が測定される（和佐清孝，早川茂 著：「薄膜化技術 第
２版」（共立出版）、１４５〜１４６頁）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光学式薄膜測定装置では、光の波長に起因す
る測定限界があり、その限界以上の測定精度を得ること
ができなかった。一方、近年の薄膜製造に対する産業界
の要求は高く、数オングストロームレベルの極めて高い
膜厚精度が要求されることが多い。そこで、光学式薄膜
測定装置に代わる薄膜測定装置が求められていた。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、薄膜形成炉内で基板表面に形成される薄膜
を、その場（in-situ）でリアルタイムに、しかも極め
て高精度に測定することを目的とする。さらに、本発明
は、Ｘ線を利用した薄膜の測定データに基づいて、高精
度に薄膜を形成していくことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、薄膜形成システムに関する第１の発明は、Ｘ線を透
過するＸ線入射窓およびＸ線取出窓を有する密閉された
薄膜形成炉と、薄膜形成炉内に薄膜物質の薄膜形成粒子
を発生する薄膜物質発生手段と、薄膜物質発生手段から
発生した薄膜形成物質の薄膜形成粒子が表面に付着する
姿勢をもって薄膜形成基板を薄膜形成炉内で支持する基
板支持手段と、薄膜形成炉の外部に設置され、Ｘ線入射
窓を透して、薄膜形成炉内に支持された薄膜形成基板の
表面に向かってＸ線を照射するＸ線照射部と、薄膜形成
炉の外部に設置され、薄膜形成基板から反射してきたＸ
線をＸ線取出窓を透して検出するＸ線検出部と、を備
え、Ｘ線照射部は、発散Ｘ線を放射するＸ線源と、この
Ｘ線源から放射された発散Ｘ線を少なくとも単色化し且
つ薄膜形成基板の薄膜形成表面に収束させる湾曲モノク
ロメータと、を含む構成としてある。なお、これらの構
成のうち、Ｘ線照射部およびＸ線検出部は、薄膜測定装
置を構成する。

【０００７】上記の発明によれば、Ｘ線入射窓を透し
て、薄膜形成炉内に支持された薄膜形成基板の表面に向
かってＸ線を照射するとともに、薄膜形成基板から反射
してきたＸ線をＸ線取出窓を透して検出する。これによ
り、Ｘ線を利用した薄膜の高精度な測定が実現される。

【０００８】また、湾曲モノクロメータに発散Ｘ線を入
射させると、単色化したＸ線が反射して一方向に収束す
ることが知られている。そこで、湾曲モノクロメータか
ら反射してきたＸ線を、薄膜形成基板の表面に収束させ
ることで、ある角度範囲の方向から薄膜形成基板の表面
にＸ線を同時に入射させることができる。

【０００９】薄膜形成基板の表面からは、Ｘ線の入射角
度範囲に応じて、ある角度範囲の方向へＸ線が反射す
る。このようにある角度範囲の方向に反射してきたＸ線
を検出することにより、Ｘ線測定を短時間で行うことが
できる。

【００１０】次に、薄膜形成システムに関する第２の発
明は、密閉された薄膜形成炉と、薄膜形成炉内に薄膜物
質の薄膜形成粒子を発生する薄膜物質発生手段と、薄膜
物質発生手段から発生した薄膜形成物質の薄膜形成粒子
が表面に付着する姿勢をもって薄膜形成基板を薄膜形成
炉内で支持する基板支持手段と、薄膜形成炉と連通する
所定箇所に設けられ、薄膜形成炉から流入してくる薄膜
物質の薄膜形成粒子が表面に付着する姿勢をもって、測
定対象である薄膜形成サンプル基板となる薄膜形成基板
を配置可能な測定部と、この測定部の側壁に設けたＸ線
入射窓及びＸ線取出窓と、薄膜形成炉の外部に設置さ
れ、Ｘ線入射窓を透して、測定部内に配置された薄膜形
成サンプル基板の表面に向かってＸ線を照射するＸ線照
射部と、薄膜形成炉の外部に設置され、薄膜形成サンプ
ル基板から反射してきたＸ線をＸ線取出窓を透して検出
するＸ線検出部と、を備え、Ｘ線照射部は、発散Ｘ線を
放射するＸ線源と、このＸ線源から放射された発散Ｘ線
を少なくとも単色化し且つ薄膜形成サンプル基板の薄膜
形成表面に収束させる湾曲モノクロメータと、を含む構
成としてある。

【００１１】この発明によれば、本発明では、Ｘ線入射
窓及びＸ線取出窓を側壁に有する測定部を別途備えるの
で、Ｘ線測定手段を周囲の環境も考慮して柔軟に配置す
ることが可能となる。

【００１２】また、上記第２の発明は、薄膜形成炉内の
雰囲気を変えることなく、測定部に配置した薄膜形成サ
ンプル基板又はその表面を交換する薄膜形成サンプル基
板交換手段を備えた構成としてもよい。

【００１３】一般に、薄膜形成基板には、複数の薄膜の
層が積層形成されるが、それら各薄膜の層に対する測定
が終了する毎に、上記交換手段によって薄膜形成サンプ
ル基板又はその表面を交換することで、各薄膜層を個別
に測定して一層高精度な薄膜測定が可能となる。

【００１４】次に、薄膜形成システムに関する第３の発
明は、Ｘ線を透過するＸ線入射窓およびＸ線取出窓を有
する密閉された薄膜形成炉と、薄膜形成炉内に薄膜物質
の薄膜形成粒子を発生する薄膜物質発生手段と、薄膜物
質発生手段から発生した薄膜形成物質の薄膜形成粒子が
表面に付着する姿勢をもって薄膜形成基板を薄膜形成炉
内で支持する基板支持手段と、薄膜形成炉内に支持され
る薄膜形成基板の表面と対向して設けられた遮蔽体と、
この遮蔽体の一部に形成され、薄膜物質発生手段から発
生した薄膜形成物質の薄膜形成粒子が付着するように、
薄膜形成基板の一部表面を露出させる薄膜形成用開口部
と、遮蔽体の他の一部に形成され、薄膜物質発生手段か
ら発生した薄膜形成物質の薄膜形成粒子が付着するよう
に、薄膜形成基板における他の一部表面を露出させるサ
ンプル薄膜形成用開口部と、薄膜形成基板を回転させ
て、サンプル薄膜形成用開口部に対向する一部表面を相
対的に変更する回転駆動手段と、薄膜形成炉の外部に設
置され、Ｘ線入射窓およびサンプル薄膜形成用開口部を
透して、薄膜形成炉内に支持された薄膜形成基板の一部
表面に向かってＸ線を照射するＸ線照射部と、薄膜形成
炉の外部に設置され、薄膜形成基板の一部表面から反射
してきたＸ線を、サンプル薄膜形成用開口部およびＸ線
取出窓を透して検出するＸ線検出部と、を備え、Ｘ線照
射部は、発散Ｘ線を放射するＸ線源と、このＸ線源から
放射された発散Ｘ線を少なくとも単色化し且つ薄膜形成
基板の表面に収束させる湾曲モノクロメータまたはゴニ
オメータ（測角器）と、を含む構成としてある。

【００１５】ここで、回転駆動手段は、薄膜形成用開口
部を透して薄膜形成基板の一部表面に層状に形成される
薄膜の各層形成プロセス毎に、遮蔽体に対して薄膜形成
基板を相対的に回転させて、サンプル薄膜形成用開口部
に対向する一部表面を変更するように構成することが好
ましい。

【００１６】この発明によれば、例えば、薄膜形成用開
口部を透して薄膜形成基板の一部表面に層状に形成され
る薄膜を、各層毎に独立して分析することが可能とな
る。すなわち、薄膜形成用開口部を透して薄膜形成基板
の一部表面に一つの薄膜層を形成するプロセスにおい
て、サンプル薄膜形成用開口部に対向する薄膜形成基板
の他の一部表面にも、上記薄膜層と同様な薄膜が形成さ
れる。かかる他の一部表面に形成された薄膜に対して、
Ｘ線測定を実施することで、薄膜形成用開口部を透して
薄膜形成基板の一部表面に形成された一つの薄膜層の分
析が可能となる。

【００１７】続いて、薄膜形成基板を回転させて、サン
プル薄膜形成用開口部に対向する薄膜形成基板の表面部
分を変更する。そして、次の薄膜形成プロセスで、その
サンプル薄膜形成用開口部に対向する表面部分に、新た
に薄膜を形成させる。この薄膜は、薄膜形成用開口部を
透して薄膜形成基板の一部表面に新たに積層形成された
薄膜層とほぼ同じものである。したがって、サンプル薄
膜形成用開口部に対向する表面部分に形成された薄膜を
Ｘ線測定することで、薄膜形成用開口部を透して薄膜形
成基板の一部表面に新たに積層形成された薄膜層の分析
が可能となる。

【００１８】なお、薄膜形成基板の表面にむらなく薄膜
を形成するために、薄膜形成中に薄膜形成基板を回転さ
せてもよい。この場合は、遮蔽体も薄膜形成基板と同期
して回転させる。これら薄膜形成基板と遮蔽体との同期
回転は、薄膜形成動作の停止と同時に停止させる。そし
て、薄膜測定を終了した後に、薄膜形成基板を回転させ
て、サンプル薄膜形成用開口部に対向する薄膜形成基板
の表面部分を変更する。

【００１９】上述した各発明は、薄膜形成炉内での薄膜
形成に関する所要の基準情報をあらかじめ蓄積するとと
もに、該基準情報に基づき少なくとも薄膜形成基板の表
面に形成された薄膜の形成および測定動作を制御する制
御部を備えた構成とすることもできる。

【００２０】このような制御部を備えれば、上記基準情
報に基づき薄膜形成の終期に近づくに伴い薄膜測定装置
による測定間隔を短縮していく薄膜測定方法を実施する
ことができる。

【００２１】一般に、目標とする厚さに薄膜を形成する
には、短い周期で薄膜の測定を繰り返し、その測定結果
を薄膜形成の制御にフィードバックして調整していく。
ここで、測定周期が短いほど高精度な調整が可能とな
る。しかし、薄膜の測定中は薄膜の形成動作を停止させ
ておかなければならない。したがって、測定周期を短く
するほど、薄膜の形成に要する時間は長くなる。

【００２２】そこで、上記基準情報に基づき、薄膜形成
動作の終期に近づくに伴い測定間隔を短縮していく方法
を実施すれば、高精度な薄膜形成を実現し、しかも全体
として測定回数が減って作業時間の短縮を図ることがで
きる。

【００２３】さて、薄膜を測定対象とする場合に好適な
Ｘ線測定には、例えば、ロッキングカーブ測定やＸ線反
射率測定がある。

【００２４】本発明の薄膜形成システムにおいて、ブラ
ッグ角が既知の薄膜形成基板の表面に形成した混晶また
は超格子構造の薄膜が測定対象となり、そして、Ｘ線検
出部からのデータに基づきロッキングカーブ測定を実施
する場合は、次の設定が好ましい。すなわち、Ｘ線照射
部から薄膜形成基板表面の薄膜に入射させるＸ線の平均
入射角度を、上記既知のブラッグ角付近に設定する。

【００２５】また、本発明の薄膜形成システムにおい
て、薄膜のＸ線反射率測定を実施する場合は、Ｘ線照射
部から薄膜形成基板表面の薄膜に入射させるＸ線の入射
角度を、Ｘ線反射率測定に必要な低角度範囲に設定する
ことが好ましい。

【００２６】《ロッキングカーブ測定》ここで、ロッキ
ングカーブ測定について説明する。ロッキングカーブ測
定は、基板結晶にエピタキシャル層などからなる混晶膜
を成長させた試料や、基板結晶上に異種の単結晶薄膜の
組を周期的に積層させた構造（超格子構造）の試料につ
いて、それら混晶膜や超格子構造を分析する方法として
知られている。

【００２７】図１０に示すように、Ｘ線源２１０から放
射されたＸ線を、モノクロメータ２１１により単色化し
た平行Ｘ線に変換し、試料Ｓに入射させる。そして、試
料Ｓを入射Ｘ線に対して微小角度ωだけ揺動させること
で、この微小角度ωの範囲で試料Ｓに対するＸ線の入射
角度を変化させる。

【００２８】このように試料Ｓに対するＸ線の入射角度
を変化させると、入射角度が基板結晶のブラック角と一
致したときに、その基板結晶でＸ線が反射する。一方、
入射角度が混晶膜や超格子構造のブラック角と一致した
ときに、その混晶膜や超格子構造でＸ線が反射する。

【００２９】このようにして基板結晶や混晶膜や超格子
構造から反射してきたＸ線を、Ｘ線検出器２１２で検出
し、Ｘ線の入射角対強度のプロファイルを求めることに
より、図１１に示したようなロッキングカーブが得られ
る。

【００３０】このロッキングカーブには、基板結晶のピ
ークプロファイルＩｏと、混晶膜や超格子構造のピーク
プロファイルＩｐとがそれぞれ分離して現れる。このう
ち、基板結晶に関するピークプロファイルＩｏの現れる
Ｘ線入射角度（ブラッグ角）を既知とする。そうする
と、その基板結晶に関するピークプロファイルＩｏの現
れるＸ線入射角度と、混晶膜や超格子構造に関するピー
クプロファイルＩｐの現れるＸ線入射角度との差Δθに
より、相対的に混晶膜や超格子構造の格子定数を求める
ことができる。

【００３１】《Ｘ線反射率測定》Ｘ線反射率測定は、特
に薄膜の厚さや、薄膜表面の粗さ、薄膜と基材との間の
界面の粗さ、薄膜の密度等を測定するのに適している。
このＸ線反射率測定の原理は、以下のとおりである（図
１２〜図１５参照）。

【００３２】図１２に示すように、表面が平坦な物質３
００の表面すれすれにＸ線を入射させる。すなわち、物
質３００に低角度θからＸ線を入射させると、臨界角度
以下では全反射を生じる。この臨界角度は非常に小さ
く、例えばＣｕＫαのＸ線に対し、Ｓｉやガラス板では
０．２２°、Ｎｉでは０．４２°、Ａｕでは０．５７°
である。

【００３３】この臨界角度は、物質の電子密度に依存し
て変化する。Ｘ線の入射角度がこの臨界角度よりも大き
くなるにしたがって、Ｘ線は次第に物質中へ深く入り込
んでいく。そして、理想的な平面をもった物質では、図
１３に曲線Ａで示すように、臨界角度をθｃ以上の角度
で、Ｘ線反射率がθ^−４（θはＸ線入射角）に比例して
急激に減少する。さらに、物質の表面が粗れていると、
減少の程度は破線Ｂで示すように一層大きくなる。図１
３の縦軸において、Ｉ_０は入射Ｘ線強度であり、Ｉは反
射Ｘ線強度である。

【００３４】図１４に示すように、このような物質を基
板３０１として、その基板３０１上に電子密度の異なる
別の物質を均一に積層して薄膜３０２を形成する。そし
て、Ｘ線を低角度で入射すると、基板３０１と薄膜３０
２との間の境界面、および薄膜３０２の表面で反射した
Ｘ線が、互いに強めあったり弱めあったりする。その結
果、図１５に示すように、反射率曲線にＸ線の干渉によ
る振動パターンＣが現れる。

【００３５】この振動パターンＣの周期から、薄膜３０
２の厚さを決定でき、また振動パターンＣの振幅の角度
依存性から、表面および界面の情報が得られる。さら
に、振動パターンの周期と振幅の両方を併せて検討する
ことにより、薄膜３０２の密度が求められる。通常のＸ
線反射率測定では、図１３および図１５において、横軸
２θに関しては、０°〜５°程度、広い範囲の場合で０
°〜１０°の範囲で測定される。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。 《第１の実施形態》図１は本発明に係る第１の実施形態
を示す断面構成図である。薄膜形成システム１０は、薄
膜形成炉２０、測定部３０、薄膜測定装置４０、及び制
御装置５０を含んでいる。

【００３７】本実施形態に示す薄膜形成システム１０
は、真空蒸着により基板表面に薄膜を形成する。薄膜形
成炉２０内には、その下部に蒸着物質Ｓが収納されるる
つぼ２１と、電子銃２２とが備えられている。これらる
つぼ２１と電子銃２２は、薄膜物質発生手段を構成す
る。

【００３８】電子銃２２からは、るつぼ２１内の蒸着物
質Ｓ（薄膜物質）に向かって電子ビーム２３が照射さ
れ、この電子ビーム２３により蒸着物質Ｓが加熱されて
溶融し且つ蒸発する。蒸発した蒸着物質Ｓは薄膜形成粒
子Ｓａとなって薄膜形成炉２０内を上昇する。そして、
薄膜形成炉２０内の上部にるつぼ２１と対向して配設さ
れた基板２４（薄膜形成基板）の表面に付着して薄膜Ｓ
１を形成する。

【００３９】基板２４は、板状体の裏面を支持すること
ができる公知の支持手段（基板支持手段）により支持さ
れている。基板２４の近傍には、ヒータ２５が配設され
ており、基板２４を加熱して薄膜形成粒子Ｓａとの温度
差を縮めている。

【００４０】また、薄膜形成炉２０には真空排気装置２
６が接続され、この真空排気装置２６によって、薄膜形
成炉２０内は真空雰囲気を形成している。

【００４１】測定部３０は、基板２４の配置箇所近傍で
あって、薄膜形成粒子Ｓａの発生源であるるつぼ２１と
対向する位置、例えば、薄膜形成炉２０の天井部に連通
して設けられている。この測定部３０は、薄膜形成炉２
０から一部突出して形成してあり、底部が開口して薄膜
形成炉２０内と連通している。この薄膜形成炉２０内と
連通する底部開口から薄膜形成粒子Ｓａが上昇してく
る。

【００４２】測定部３０の上部には、るつぼ２１と対向
してサンプル基板装着部３０ａが設けてあり、ここに薄
膜形成サンプル基板３１が装着される。薄膜形成サンプ
ル基板３１は基板２４と同じものである。薄膜測定装置
４０は、この薄膜形成サンプル基板３１の表面に形成さ
れる薄膜を測定対象としている。

【００４３】なお、サンプル基板装着部３０ａは、基板
２４の装着構造と同等の構成となっている。また、薄膜
形成サンプル基板３１に対しても、必要に応じて背面に
加熱用のヒータを配設することができる。

【００４４】測定部３０の側壁には、その一面３２ａに
Ｘ線入射窓３３が設けてあり、また同面３２ａと対向す
る側壁面３２ｂには、Ｘ線取出窓３４は設けてある。こ
れら各窓３３，３４は、ベリリウム等のＸ線吸収率の小
さな材料をもって形成してある。

【００４５】各窓３３，３４が形成された側壁面３２
ａ，３２ｂは、るつぼ２１とサンプル基板装着部３０ａ
を結ぶ薄膜形成粒子Ｓａの上昇軌道とほぼ平行な内面を
有しており、この内面に沿って各窓３３，３４の内面も
配置されている。

【００４６】すなわち、Ｘ線入射窓３３及びＸ線取出窓
３４は、測定部３０に流入してくる薄膜形成粒子Ｓａの
軌道に対し内面を非対向方向へ向けて配置してある。し
たがって、るつぼ２１から上昇してくる薄膜形成粒子Ｓ
ａは、各窓３３，３４の側方をすり抜けてサンプル基板
装着部３０ａへと上昇していくので、各窓３３，３４の
内面に対する薄膜形成粒子Ｓａの付着を抑制することが
できる。

【００４７】Ｘ線入射窓３３は、後述するＸ線源４１か
ら放射され且つ湾曲モノクロメータ４２で収束されたＸ
線を、同窓３３を透して測定部３０に装着した薄膜形成
サンプル基板３１の表面に照射するためのものである。

【００４８】また、Ｘ線取出窓３４は、薄膜形成サンプ
ル基板３１から反射してきたＸ線を、同窓３４を透して
後述するＸ線検出器４３へ導くためのものである。

【００４９】これら各窓３３，３４に薄膜形成粒子Ｓａ
が付着すると、入射Ｘ線又は反射Ｘ線の透過が遮られる
ため、それらのＸ線強度が低下し、その結果、Ｘ線検出
精度が低下してしまう。しかし、本実施形態の構成によ
れば、上記のとおり、各窓３３，３４の内面に対する薄
膜形成粒子Ｓａの付着を抑制しているので、Ｘ線強度低
下によるＸ線検出精度の低下を防止することができる。

【００５０】また、図２に示すように、側壁面３２ａ，
３２ｂの内面を上部が外側へ突き出すように傾斜させる
とともに、この内面に沿って各窓３３，３４の内面を配
置した構成とすることもできる。これにより、各窓３
３，３４の内面は、測定部３０に流入してくる薄膜形成
粒子Ｓａの軌道に対して、完全に非対向方向へ向けられ
るため、いっそう適切に薄膜形成粒子Ｓａの付着が抑制
される。

【００５１】次に、薄膜測定装置４０の構成を、図１お
よび図３に基づいて説明する。薄膜測定装置４０はＸ線
源４１および湾曲モノクロメータ４２が配置されたＸ線
照射部と、Ｘ線検出器４３が配置されたＸ線検出部によ
って構成されている。

【００５２】図３は、これらＸ線源４１、湾曲モノクロ
メータ４２およびＸ線検出器４３で構成される測定光学
系を示す模式図である。Ｘ線源４１には、発散Ｘ線を放
射するＸ線管を用いる。このＸ線源４１は、例えば０．
１ｍｍ程度以下の微小焦点のものが好ましい。なお、Ｘ
線源１から放射される発散Ｘ線の焦点が大きい場合は、
同Ｘ線源４１の前方にスリットを配置して、微小焦点を
形成してもよい。

【００５３】湾曲モノクロメータ４２は、入射したＸ線
を単色化して反射し、且つ収束させる機能を有してい
る。すなわち、湾曲モノクロメータ４２にＸ線を入射さ
せると、同モノクロメータ４２を構成する結晶材料に応
じた特性Ｘ線（例えば、Ｋα_１）が反射し、その反射Ｘ
線は所定の収束点に収束する。この湾曲モノクロメータ
４２は、例えばα−水晶，Ｓｉ，Ｇｅなどのほぼ完全な
結晶材料を薄くスライスした後、表面を鏡面研磨し、か
つ所定の曲率に湾曲成形して製作することができる。

【００５４】上述したＸ線源４１及び湾曲モノクロメー
タ４２を含むＸ線光学系は、湾曲モノクロメータ４２で
反射したＸ線の収束点を、測定部３０に配置した薄膜形
成サンプル基板３１の表面に位置決めするようにして、
薄膜形成システム１０の外部に配設される（図１参
照）。

【００５５】そして、例えば、図４（ａ）に示すごと
く、湾曲モノクロメータ４２から反射してきたＸ線束ａ
の一方の外縁を、薄膜形成サンプル基板３１の表面と平
行になるように調整することで、０°から収束角Ωまで
の低角度領域（０°〜Ω）につき、Ｘ線反射率測定を同
時に行なうことができる。

【００５６】また、図４（ｂ）に示すように、湾曲モノ
クロメータ２から反射してきたＸ線束ａの一方の外縁
を、薄膜形成サンプル基板３１の表面に対してεだけ傾
斜させれば、ε〜Ωの低角度領域につき、Ｘ線反射率測
定を同時に行なうことができる。

【００５７】Ｘ線検出器４３としては、Ｘ線強度を一次
元または２次元で検出することができる各種のものが利
用できる。例えば、イメージングプレート（ＩＰ）、Ｘ
線検出用ＣＣＤ、一次元ＰＳＤなどがＸ線検出器４３と
して適用可能である。このＸ線検出器４３は、Ｘ線取出
窓３４を透過してきた薄膜形成サンプル基板３１からの
反射Ｘ線を受光する位置に配置する。

【００５８】図１に示す制御装置５０は、測定データ処
理部５１、測定制御部５２、電子銃制御部５３を含んで
いる。測定データ処理部５１は、Ｘ線検出器４３が検出
したＸ線強度に基づき、Ｘ線反射率測定に関するデータ
処理を実行する。そして、薄膜形成サンプル基板３１の
表面に形成された薄膜の厚さを算出する。また、Ｘ線反
射率測定により得られる薄膜表面や薄膜と基板との間の
界面の状態、薄膜の密度等に関する情報もこの測定デー
タ処理部５１におけるデータ処理によって得ることがで
きる。

【００５９】ここで、本実施形態の構成では、測定部３
０に配置された薄膜形成サンプル基板３１と、薄膜形成
炉２０内に配置された基板２４とでは、薄膜形成粒子Ｓ
ａの付着状況が僅かながら相違している。したがって、
薄膜形成サンプル基板３１の表面に形成される薄膜Ｓ２
と、基板２４に表面に形成される薄膜Ｓ１とは、膜厚に
差が生じることは避けられない。

【００６０】そこで、本実施形態では、測定に先立ち、
あらかじめ測定部３０に配置されるサンプル基板Ｓａに
関する膜厚等のデータ（測定データ）と、薄膜形成炉２
０内に配置される基板２４に関する膜厚等のデータ（真
のデータ）との差（補正値）を求めておく。そして、測
定データ処理部５１においては、その差分を補正して測
定データを真のデータに一致させている。

【００６１】電子銃制御部５３は、薄膜形成炉２０内に
配設した電子銃２２の出力を制御する。すなわち、この
電子銃制御部５３によって、電子銃２２の出力電圧及び
出力時間が制御される。

【００６２】測定制御部５２は、薄膜測定装置４０及び
電子銃制御部５３に所要の指令信号を与える。この測定
制御部５２からの指令信号によって、電子銃制御部５３
が電子銃２２を所定の出力電圧をもって作動させる。こ
れにより、基板２４及び薄膜形成サンプル基板３１に対
する薄膜形成が行われる。一方、測定制御部５２からの
指令信号によって、薄膜測定装置４０のＸ線源４１が作
動して、薄膜測定が行われる。

【００６３】これら薄膜形成動作と薄膜測定動作は交互
に行われる。すなわち、測定制御部５２から電子銃制御
部５３に駆動指令信号が出力されて、同指令信号に基づ
き電子銃制御部５３が電子銃２２を作動させる。これに
より、基板２４及び薄膜形成サンプル基板３１に対する
薄膜形成が一定時間実施される。

【００６４】その後、測定制御部５２から電子銃制御部
５３に停止指令信号が出力されて、同指令信号に基づき
電子銃制御部５３が電子銃２２の出力を停止する。

【００６５】続いて、測定制御部５２からＸ線源４１に
駆動指令信号が出力されて、Ｘ線源４１が作動し、薄膜
測定装置４０による薄膜測定が実行される。そして、測
定制御部５２は、薄膜測定装置４０に測定の停止指令信
号を出力するとともに、測定データ処理部５１から薄膜
に関する測定データを入力する。Ｘ線源４１は、停止指
令信号を入力したときＸ線の出力を停止する。

【００６６】上記の薄膜形成動作と薄膜測定動作とを交
互に繰り返す。そして、測定データが目標の膜厚となっ
た時点で、一つの薄膜層に関する薄膜形成動作と薄膜測
定動作を終了する。

【００６７】一般に、基板２４の表面には異なる蒸着物
質Ｓにより多層膜が積層して形成される。そして、その
多層膜を構成する各薄膜層毎に目標の膜厚が設定されて
いる。したがって、薄膜形成動作と薄膜測定動作も各薄
膜層単位で実行される。なお、二層目以降の膜厚は、一
般的な多層膜反射率測定・解析法を用いて、測定された
膜厚と先に測定された薄膜層の膜厚の差をもって求める
ことができる。

【００６８】さて、目標とする膜厚を高精度に得るため
には、短い周期で薄膜測定を繰り返し、その測定結果を
参照しながら薄膜形成動作を実行していくことが好まし
い。しかし、短い周期で薄膜測定を繰り返した場合、薄
膜形成に要する時間は長くなってしまう。そこで、本実
施形態では、薄膜形成に関する基準情報をあらかじめデ
ータベース化して測定制御部５２に蓄積してある。測定
制御部５２は、この基準情報に基づいて薄膜測定装置４
０を制御する。

【００６９】薄膜形成に関する基準情報としては、例え
ば、図５（ａ）に示すような薄膜形成システム１０によ
る薄膜形成時間（電子銃２２の作動時間）ｔと基板２４
に形成される薄膜Ｓ１の厚さＤｔとの関係が挙げられ
る。

【００７０】測定制御部５２は、この基準情報に基づい
て、薄膜Ｓ１が形成される初期段階で測定間隔ｔ_１を長
くする。そして、膜厚Ｓ１が目標の厚さＤ_０に近づくに
つれて、測定間隔をｔ_２，ｔ_３，…ｔ_ｎ（ｔ_２＞ｔ_３＞
…＞ｔ_ｎ）のごとく短縮していく。

【００７１】これにより、薄膜形成の初期段階で比較的
長時間の連続した薄膜形成動作を行うことができるの
で、薄膜形成動作が促進される。一方、膜厚Ｓ１が目標
の厚さＤ_０に近づくにつれて測定間隔を短くすること
で、目標膜厚を高精度に測定することが可能となる。そ
して、測定された膜厚が目標の膜厚となった時点で、当
該薄膜層の形成動作を終了する。

【００７２】また、図５（ｂ）に示すごとく、膜厚が目
標の膜厚Ｄ_０に近づくにつれて膜厚形成速度を遅らせた
内容の基準情報を作成しておき、この基準情報に基づい
て電子銃２２と薄膜測定装置４０を制御する構成とすれ
ば、いっそう高精度に目標膜厚を測定することが可能と
なる。この場合は、時間対する電子銃２２の出力変化
（すなわち、薄膜形成粒子Ｓａ発生量の変化）も基準情
報に含まれる。また、膜厚が目標の膜厚Ｄ_０に近づいた
直前では、薄膜の測定を継続しながら薄膜形成動作を行
ってもよい。

【００７３】なお、薄膜測定の具体的手法は、Ｘ線反射
率測定に限定されるものではない。例えば、薄膜形成サ
ンプル基板３１（薄膜形成基板２４）のブラッグ角が既
知であって、その基板表面に混晶または超格子構造の薄
膜を形成する場合には、ロッキングカーブ測定による薄
膜測定を採用することもできる。この場合は、薄膜形成
サンプル基板３１の表面に入射させるＸ線の平均入射角
度を、上記既知のブラッグ角付近に設定する。

【００７４】また、上述した実施形態は、次のように構
成を変更することもできる。例えば、薄膜形成炉２０内
の雰囲気を変えることなく、測定部３０に配置したサン
プル基板又はその表面を交換する薄膜形成サンプル基板
交換手段を備えた構成とすることもできる。

【００７５】図６はそのような薄膜形成サンプル基板交
換手段の構成例を示す図である。同図に示す薄膜形成サ
ンプル基板交換手段は、測定部３０に隣接してサンプル
交換室６０を設け、測定部３０とサンプル交換室６０の
間をターンテーブル６１が回転移動する構成としてあ
る。サンプル交換室６０は測定部３０とは隔離されてお
り、ターンテーブル６１が各室間を移動するための間隙
も真空シールされている。

【００７６】ターンテーブル６１には、例えば、回転軸
６２を中心とする対称位置に薄膜形成サンプル基板３１
の装着部６３が設けてある。そして、一方の装着部６３
に装着された薄膜形成サンプル基板３１に対する薄膜測
定が終了した後、ターンテーブル６１を回転する。これ
により、他方の装着部６３に装着してある別の薄膜形成
サンプル基板３１を測定部３０に配置することができ
る。

【００７７】薄膜層が形成された薄膜形成サンプル基板
３１は、サンプル交換室６１において、開閉扉６４から
取り出される。薄膜形成サンプル基板３１を取り外した
装着部６３には、新規の薄膜形成サンプル基板３１が装
着される。

【００７８】なお、サンプル交換室６０には真空排気装
置６５が設けてあり、開閉扉６４の開放により外気が流
入した同室６０を、真空排気している。

【００７９】図７は薄膜形成サンプル基板交換手段の他
の構成例を示す図である。図７に示す薄膜形成サンプル
基板交換手段は、帯状のサンプル基板７０を供給リール
７１から導き出し、測定部３０を経由して巻取りリール
７２に巻取る構成としてある。

【００８０】測定部３０の側壁に設けた入口と出口に
は、サンプル基板を測定部３０の所定位置に配置すると
ともに、測定部３０を密閉するための案内ローラ７３，
７４が設けてある。測定部３０に配置されたサンプル基
板７０の部位に薄膜層が形成され、同層に関する薄膜測
定は終了した後、サンプル基板７０を巻取り、新たな部
分を測定部３０に配置する。

【００８１】以上のような薄膜形成サンプル基板交換手
段を備えることにより、各薄膜層ごとに独立して薄膜測
定を実施することが可能となる。また、Ｘ線測定装置の
設置個所に制限のある場合は、測定部に配置されるサン
プル基板を薄膜形成粒子に対して４５゜以内の角度で傾
斜させることにより、Ｘ線の入射方向及びＸ線検出方向
を適宜調整することもできる。

【００８２】《第２の実施形態》図８は、この発明に係
る第２の実施形態の薄膜測定システムを示す断面構成図
である。図９は、図８に示す薄膜測定システムの遮蔽板
を下方から見た図である。なお、図８に示す薄膜形成シ
ステムの構成要素のうち、図１と同じ符号を付してある
構成要素は、第１の実施形態における薄膜形成システム
１０の構成要素と同じ構成である。

【００８３】図８に示す薄膜形成システム１００は、薄
膜形成炉２０内の天井部に、基板支持手段１１０が設け
てあり、さらにこの基板支持手段１１０で支持される薄
膜形成基板１０１の表面に対向して遮蔽体１２０を備え
ている。

【００８４】基板支持手段１１０は、薄膜形成炉２０の
頂部に設置された軸受１１１に、回転自在に支持された
回転軸１１２と、この回転軸１１２の下端に固定された
基板装着部１１３で構成されている。薄膜形成基板１０
１は、基板装着部１１３の底面に、るつぼ２１と対向す
る姿勢をもって装着される。

【００８５】回転軸１１２には、回転駆動手段としての
駆動モータ１１４が連結してある。基板装着部１１３に
装着された薄膜形成基板１０１は、この駆動モータ１１
４により回転駆動される。

【００８６】図９に示すように、遮蔽体１２０は、中央
部に薄膜形成用開口部１２１が形成された環状体であ
る。るつぼ２１から発生した薄膜形成粒子Ｓａは、この
薄膜形成用開口部１２１を透して、薄膜形成基板１０１
の中央部表面１０１ａに付着し、薄膜を形成する。

【００８７】さらに、遮蔽体１２０の周面部分には、そ
の一部にサンプル薄膜形成用開口部１２２が形成してあ
る。るつぼ２１から発生した薄膜形成粒子Ｓａは、この
サンプル薄膜形成用開口部１２２を透して、この開口部
１２２に対向する薄膜形成基板１０１の一部表面１０１
ｂにも付着し、薄膜を形成する。

【００８８】本実施形態では、測定部３０（図１参照）
は設けず、薄膜形成炉２０の側壁に、Ｘ線入射窓１３０
及びＸ線取出窓１４０を設けてある。これら各窓１３
０，１４０は、ベリリウム等のＸ線吸収率の小さな材料
をもって形成してある。また、各窓１３０，１４０の内
部側には、Ｘ線を遮蔽することができる開閉シャッタ１
３１，１４１が設けてある。これらの開閉シャッタ１３
１，１４１は、薄膜測定に際して開放され、一方、薄膜
形成動作中は、閉塞されて各開閉シャッタ１３１，１４
１への薄膜形成粒子Ｓａの付着を防止する。

【００８９】Ｘ線源４１から放射され且つ湾曲モノクロ
メータ４２で収束されたＸ線は、Ｘ線入射窓１３０およ
びサンプル薄膜形成用開口部１２２を透して、薄膜形成
基板１０１の一部表面１０１ｂに照射され、この一部表
面１０１ｂに形成される薄膜で反射する。

【００９０】その薄膜から反射してきたＸ線は、サンプ
ル薄膜形成用開口部１２２およびＸ線取出窓１４０を透
して、Ｘ線検出器４３により検出される。なお、薄膜測
定装置４０による薄膜の測定方法については、上述した
第１の実施形態と同様、反射率測定やロッキングカーブ
測定などのＸ線測定法が用いられる。

【００９１】上述した本実施形態の薄膜形成システムに
よれば、薄膜形成用開口部１２１を透して薄膜形成基板
１０１の中央部表面１０１ａに層状に形成される薄膜
を、各層毎に独立して分析することが可能となる。

【００９２】すなわち、薄膜形成用開口部１２１を透し
て薄膜形成基板１０１の中央部表面１０１ａに一つの薄
膜層を形成するプロセスにおいて、サンプル薄膜形成用
開口部１２２に対向する薄膜形成基板１０１の一部表面
１０１ｂにも、中央部表面１０１ａの薄膜層と同様な薄
膜が形成される。この一部表面１０１ｂに形成された薄
膜に対して、Ｘ線測定を実施することで、中央部表面１
０１ａに形成された一つの薄膜層の分析が可能となる。

【００９３】続いて、駆動モータ１１４により薄膜形成
基板１０１を回転させて、サンプル薄膜形成用開口部１
２２に対向する薄膜形成基板１０１の表面部分を変更す
る。そして、次の薄膜形成プロセスで、そのサンプル薄
膜形成用開口部１２２と対向する表面部分に、新たに薄
膜を形成させる。この薄膜は、薄膜形成用開口部１２１
を透して薄膜形成基板１０１の中央部表面１０１ａに新
たに積層形成された薄膜層とほぼ同じものである。

【００９４】したがって、サンプル薄膜形成用開口部１
２２に対向する表面部分に形成された薄膜をＸ線測定す
ることで、薄膜形成用開口部１２１を透して薄膜形成基
板の中央部表面１０１ａに新たに積層形成された薄膜層
の分析が可能となる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｘ線入射窓を透して、薄膜形成炉内に支持された薄膜形
成基板の表面に向かってＸ線を照射するとともに、薄膜
形成基板から反射してきたＸ線をＸ線取出窓を透して検
出する。これにより、Ｘ線を利用した薄膜の高精度な測
定を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１の実施形態の薄膜測定システ
ムを示す断面構成図である。

【図２】測定部の変形例を示す断面構成図である。

【図３】Ｘ線測定装置の構成図である。

【図４】薄膜形成サンプル基板に対するＸ線の入射角の
例を示す模式図である。

【図５】測定制御部の制御動作を説明するための図であ
る。

【図６】薄膜形成サンプル基板交換手段の一例を示す断
面構成図である。

【図７】サンプル交換手段の他の例を示す断面構成図で
ある。

【図８】本発明に係る第２の実施形態の薄膜測定システ
ムを示す断面構成図である。

【図９】図８に示す薄膜測定システムの遮蔽板を下方か
ら見た図である。

【図１０】ロッキングカーブ測定の原理を説明するため
の模式図である。

【図１１】ロッキングカーブ曲線の一例を示す図であ
る。

【図１２】Ｘ線反射率測定の原理を説明するための模式
図である。

【図１３】Ｘ線反射率曲線の一例を示す図である。

【図１４】Ｘ線反射率測定の原理を説明するための他の
模式図である。

【図１５】Ｘ線反射率曲線の他の一例を示す図である。

【符号の説明】

１０：薄膜形成システム ２０：薄膜形成炉 ２１：るつぼ ２２：電子銃 ２３：電子ビーム ２４：基板 ２５：ヒータ ２６：真空排気装置 ３０：測定部 ３０ａ：サンプル基板装着部 ３１：薄膜形成サンプル基板 ３３：Ｘ線入射窓 ３４：Ｘ線取出窓 ４０：薄膜測定装置 ４１：Ｘ線源 ４２：湾曲モノクロメータ ４３：Ｘ線検出器 ５０：制御装置 ５１：測定データ処理部 ５２：測定制御部 ５３：電子銃制御部 ６０：サンプル交換室 ６１：ターンテーブル ６４：開閉扉 ６５：真空排気装置 ７０：サンプル基板 ７１：供給リール ７２：巻取りリール ７３，７４：案内ローラ １００：薄膜形成システム １０１：薄膜形成基板 １１０：基板支持手段 １１１：軸受 １１２：回転軸 １１３：基板装着部 １１４：駆動モータ １２０：遮蔽体 １２１：薄膜形成用開口部 １２２：サンプル薄膜形成用開口部 １３０：Ｘ線入射窓 １３１：開閉シャッタ １４０：Ｘ線取出窓 １４１：開閉シャッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F067 AA27 BB18 GG07 HH04 JJ03 KK08 LL02 PP11 QQ11 UU02 2G001 AA01 BA14 BA18 CA01 EA01 GA01 GA13 JA15 KA11 MA05 SA02 4K029 CA01 DB21 EA01 JA02

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を透過するＸ線入射窓およびＸ線取
   出窓を有する密閉された薄膜形成炉と、 前記薄膜形成炉内に薄膜物質の薄膜形成粒子を発生する
   薄膜物質発生手段と、 前記薄膜物質発生手段から発生した薄膜形成物質の薄膜
   形成粒子が表面に付着する姿勢をもって薄膜形成基板を
   前記薄膜形成炉内で支持する基板支持手段と、 を備えた薄膜形成システムに組み込まれ、 前記Ｘ線入射窓を透して、前記薄膜形成炉内に支持され
   た薄膜形成基板の表面に向かってＸ線を照射するＸ線照
   射部と、 薄膜形成基板から反射してきたＸ線を前記Ｘ線取出窓を
   透して検出するＸ線検出部と、を備え、 前記Ｘ線照射部は、発散Ｘ線を放射するＸ線源と、この
   Ｘ線源から放射された発散Ｘ線を少なくとも単色化し且
   つ前記薄膜形成基板の薄膜形成表面に収束させる湾曲モ
   ノクロメータと、を含む薄膜測定装置。
2. 【請求項２】 ブラッグ角が既知の薄膜形成基板の表面
   に形成した混晶または超格子構造の薄膜を測定対象とし
   て、ロッキングカーブ測定を実施するＸ線測定装置であ
   って、 前記Ｘ線照射部は、前記薄膜形成基板表面の薄膜に入射
   させるＸ線の平均入射角度を、前記既知のブラッグ角付
   近に設定してある請求項１の薄膜測定装置。
3. 【請求項３】 Ｘ線反射率測定を実施するＸ線測定装置
   であって、 前記Ｘ線照射部は、前記薄膜形成基板表面の薄膜に入射
   させるＸ線の入射角度を、Ｘ線反射率測定に必要な低角
   度範囲に設定してある請求項１の薄膜測定装置。
4. 【請求項４】 前記薄膜形成炉内での薄膜形成に関する
   所要の基準情報をあらかじめ蓄積するとともに、該基準
   情報に基づき少なくとも前記薄膜形成基板の表面に形成
   された薄膜の形成および測定動作を制御する制御部を備
   えた請求項１乃至３のいずれか一項に記載した薄膜測定
   装置。
5. 【請求項５】 請求項４の薄膜測定装置を用いた薄膜測
   定方法であって、 前記基準情報に基づき薄膜形成の終期に近づくに伴い前
   記薄膜測定装置による測定間隔を短縮していく薄膜測定
   方法。
6. 【請求項６】 Ｘ線を透過するＸ線入射窓およびＸ線取
   出窓を有する密閉された薄膜形成炉と、 前記薄膜形成炉内に薄膜物質の薄膜形成粒子を発生する
   薄膜物質発生手段と、 前記薄膜物質発生手段から発生した薄膜形成物質の薄膜
   形成粒子が表面に付着する姿勢をもって薄膜形成基板を
   前記薄膜形成炉内で支持する基板支持手段と、 前記薄膜形成炉の外部に設置され、前記Ｘ線入射窓を透
   して、前記薄膜形成炉内に支持された薄膜形成基板の表
   面に向かってＸ線を照射するＸ線照射部と、 前記薄膜形成炉の外部に設置され、薄膜形成基板から反
   射してきたＸ線を前記Ｘ線取出窓を透して検出するＸ線
   検出部と、を備え、 前記Ｘ線照射部は、発散Ｘ線を放射するＸ線源と、この
   Ｘ線源から放射された発散Ｘ線を少なくとも単色化し且
   つ前記薄膜形成基板の薄膜形成表面に収束させる湾曲モ
   ノクロメータと、を含む薄膜形成システム。
7. 【請求項７】 密閉された薄膜形成炉と、 前記薄膜形成炉内に薄膜物質の薄膜形成粒子を発生する
   薄膜物質発生手段と、 前記薄膜物質発生手段から発生した薄膜形成物質の薄膜
   形成粒子が表面に付着する姿勢をもって薄膜形成基板を
   前記薄膜形成炉内で支持する基板支持手段と、 前記薄膜形成炉と連通する所定箇所に設けられ、前記薄
   膜形成炉から流入してくる薄膜物質の薄膜形成粒子が表
   面に付着する姿勢をもって、測定対象である薄膜形成サ
   ンプル基板となる薄膜形成基板を配置可能な測定部と、 この測定部の側壁に設けたＸ線入射窓及びＸ線取出窓
   と、 前記薄膜形成炉の外部に設置され、前記Ｘ線入射窓を透
   して、前記測定部内に配置された薄膜形成サンプル基板
   の表面に向かってＸ線を照射するＸ線照射部と、 前記薄膜形成炉の外部に設置され、前記薄膜形成サンプ
   ル基板から反射してきたＸ線を前記Ｘ線取出窓を透して
   検出するＸ線検出部と、を備え、 前記Ｘ線照射部は、発散Ｘ線を放射するＸ線源と、この
   Ｘ線源から放射された発散Ｘ線を少なくとも単色化し且
   つ前記薄膜形成サンプル基板の薄膜形成表面に収束させ
   る湾曲モノクロメータと、を含む薄膜形成システム
8. 【請求項８】 前記薄膜形成炉内の雰囲気を変えること
   なく、前記測定部に配置した薄膜形成サンプル基板又は
   その表面を交換する薄膜形成サンプル基板交換手段を備
   えた請求項７の薄膜形成システム。
9. 【請求項９】 Ｘ線を透過するＸ線入射窓およびＸ線取
   出窓を有する密閉された薄膜形成炉と、 前記薄膜形成炉内に薄膜物質の薄膜形成粒子を発生する
   薄膜物質発生手段と、 前記薄膜物質発生手段から発生した薄膜形成物質の薄膜
   形成粒子が表面に付着する姿勢をもって薄膜形成基板を
   前記薄膜形成炉内で支持する基板支持手段と、 前記薄膜形成炉内に支持される薄膜形成基板の表面に対
   向して設けられた遮蔽体と、 この遮蔽体の一部に形成され、前記薄膜物質発生手段か
   ら発生した薄膜形成物質の薄膜形成粒子が付着するよう
   に、前記薄膜形成基板の一部表面を露出させる薄膜形成
   用開口部と、 前記遮蔽体の他の一部に形成され、前記薄膜物質発生手
   段から発生した薄膜形成物質の薄膜形成粒子が付着する
   ように、前記薄膜形成基板における他の一部表面を露出
   させるサンプル薄膜形成用開口部と、 前記薄膜形成基板を回転させて、前記サンプル薄膜形成
   用開口部に対向する一部表面を相対的に変更する回転駆
   動手段と、 前記薄膜形成炉の外部に設置され、前記Ｘ線入射窓およ
   びサンプル薄膜形成用開口部を透して、前記薄膜形成炉
   内に支持された薄膜形成基板の一部表面に向かってＸ線
   を照射するＸ線照射部と、 前記薄膜形成炉の外部に設置され、薄膜形成基板の一部
   表面から反射してきたＸ線を、前記サンプル薄膜形成用
   開口部およびＸ線取出窓を透して検出するＸ線検出部
   と、を備え、 前記Ｘ線照射部は、発散Ｘ線を放射するＸ線源と、この
   Ｘ線源から放射された発散Ｘ線を少なくとも単色化し且
   つ前記薄膜形成基板の表面に収束させる手段と、を含む
   薄膜形成システム。
10. 【請求項１０】 回転駆動手段は、前記薄膜形成用開口
    部を透して前記薄膜形成基板の一部表面に層状に形成さ
    れる薄膜の各層形成プロセス毎に、前記薄膜形成基板を
    回転させて、前記サンプル薄膜形成用開口部に対向する
    一部表面を変更する請求項９の薄膜形成システム。
11. 【請求項１１】 ブラッグ角が既知の薄膜形成基板の表
    面に形成した混晶または超格子構造の薄膜を測定対象と
    して、前記Ｘ線検出部からのデータに基づきロッキング
    カーブ測定を実施することを前提とし、 前記Ｘ線照射部は、前記薄膜形成基板表面の薄膜に入射
    させるＸ線の平均入射角度を、前記既知のブラッグ角付
    近に設定してある請求項６乃至１０のいずれか一項に記
    載した薄膜形成システム。
12. 【請求項１２】 Ｘ線反射率測定を実施することを前提
    とし、 前記Ｘ線照射部は、前記薄膜形成基板表面の薄膜に入射
    させるＸ線の入射角度を、Ｘ線反射率測定に必要な低角
    度範囲に設定してある請求項６乃至１０のいずれか一項
    に記載した薄膜形成システム。
13. 【請求項１３】 前記薄膜形成炉内での薄膜形成に関す
    る所要の基準情報をあらかじめ蓄積するとともに、該基
    準情報に基づき少なくとも前記薄膜形成基板の表面に形
    成された薄膜の形成および測定動作を制御する制御部を
    備える請求項６乃至１２のいずれか一項に記載した薄膜
    形成システム。