JP2523246Y2 - 全反射蛍光ｘ線分析装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、試料表面に一次Ｘ線
を微小な入射角度で照射して、試料の表面層からの蛍光
Ｘ線を分析する全反射蛍光Ｘ線分析装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来より、全反射蛍光Ｘ線分析装置は、
たとえば、半導体のウエハに注入されたひ素や、表面層
に付着したステンレス粒子などの不純物を検出する装置
として用いられている（たとえば、特開昭63-78056号公
報参照) 。この種の装置の一例を図４に示す。

【０００３】図４において、Ｘ線源51から出た一次Ｘ線
B1は、平行光学系52により平行光線にされた後、ウエハ
からなる試料Ｗの表面Wsに微小な入射角度α（たとえ
ば、0.05°) で照射される。入射した一次Ｘ線B1は、そ
の一部が全反射されて反射Ｘ線B2となり、他の一部が試
料Ｗを励起して、試料Ｗを構成する元素固有の蛍光Ｘ線
B3を発生させる。この蛍光Ｘ線B3は、試料表面Wsに対向
して配置した蛍光Ｘ線検出器60に入射する。この入射し
た蛍光Ｘ線B3は、蛍光Ｘ線検出器60において、そのＸ線
強度が検出された後、多重波高分析器61によって目的と
するＸ線スペクトルが得られる。

【０００４】この種の全反射蛍光Ｘ線分析装置は、一次
Ｘ線B1の入射角度αが微小であることから、反射Ｘ線B2
および散乱Ｘ線が蛍光Ｘ線検出器60に入射しにくく、蛍
光Ｘ線検出器60により検出される蛍光Ｘ線B3の出力レベ
ルに比べてノイズが小さいという利点がある。つまり、
大きなS/N 比が得られ、そのため、分析精度が良く、た
とえば、微量の不純物でも検出できるという利点があ
る。

【０００５】また、一次Ｘ線B1の入射角度αが微小であ
ることから、一次Ｘ線B1の大部分が試料Ｗの表面Ws層に
達するのみで、試料Ｗの内部へは進入しにくい。したが
って、試料Ｗの内部からは蛍光Ｘ線B3が発生しにくいの
で、試料表面Wsの分析精度が良いという利点を有する。

【０００６】ところで、ウエハなどの試料は、かなり平
坦なものでも、図５の拡大図に示すように、反りがあ
る。そのため、一次Ｘ線B1の実際の入射角度αには、予
め設定した入射角度（所定値）に対し誤差が生じる。し
たがって、この図に示すように、実際の入射角度αが大
きい場合は、一次Ｘ線B1が試料Ｗの内部に進入して、測
定対象でない内部の元素からの蛍光Ｘ線や散乱Ｘ線を発
生させる結果、試料表面Wsの正確な分析が不可能にな
る。

【０００７】そこで、従来より、静電力により試料Ｗを
吸着して平坦な状態で保持する試料台を設けることによ
って、試料Ｗに入射する一次Ｘ線Ｂ１の入射角度αを所
定値に保っている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】しかし、かかる試料台
には静電力が働いていることから、試料Ｗの裏面に付着
していたパーティクルが試料台に付着して蓄積する。こ
の試料台に付着、蓄積していたパーティクルは、分析
後、静電力を開放して試料Ｗを入れ替える際に、装置内
部を汚染し、あるいは、次に搬入された試料の表面を汚
染する。その結果、ウエハの分析精度が低下する。

【０００９】この考案は上記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、静電力により試料を平坦な状態で保持する試
料台を備えた全反射蛍光Ｘ線分析装置において、試料や
装置の汚染を防止して分析精度を向上させることを目的
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この考案は、静電力により試料を平坦な状態で保持
する試料台の表面に、高分子膜を取り外し自在に設けて
いる。

【００１１】

【作用】この考案によれば、高分子膜が試料台の表面に
取り外し自在に設けられているから、試料の分析後、高
分子膜を取り替えることで、試料や試料台にパーティク
ルが付着するのを防止できる。

【００１２】

【実施例】以下、この考案の一実施例を図１ないし図３
にしたがって説明する。図１において、照射装置50はＸ
線源51と、平行光学系52とを備えている。Ｘ線源51から
出射された一次Ｘ線B1は、平行光学系52により平行光線
にされて、試料Ｗに微小な入射角度αで照射される。上
記試料Ｗは、たとえば、シリコン基板にひ素などの不純
物を注入したウエハからなり、その表面および裏面が鏡
面状態に仕上げられており、試料台１上に載置されてい
る。

【００１３】上記試料台１は、たとえば、アルミナ（Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ ）のような絶縁物からなり、表面が鏡面状態に
仕上げられている。この試料台１は中間支持リング２を
介して、回転台３に支持されている。回転台３には、こ
の回転台３を回転させる従動ギヤ３ａが装着されている
とともに、中空軸４が挿通されている。なお、試料台１
は、ビス２ａにより、環状の試料台押え２ｂと上記中間
支持リング２との間に挟持されている。

【００１４】上記試料台１には、一対の電極１Ｐ、１Ｍ
が埋め込まれている。これらの電極１Ｐ、１Ｍには、上
記中空軸４内を挿通させた配線材５を介して、たとえば
500Ｖ程度の電圧が印加されており、そのため、試料台
１は、静電力により、半導体からなる試料Ｗを吸着し
て、平坦な状態で保持する。

【００１５】上記試料台１の表面には、高分子膜６が取
り外し自在に設けられている。この高分子膜６は、試料
台１および上記試料台押え２ａの上面に沿って、試料台
１および試料台押え２ａを覆っており、止め輪７と中間
支持リング２との間で挟持されている。なお、止め輪７
は、たとえばテフロン製のチューブをリング状に形成し
たもので、上記中間支持リング２の外周に弾性的に装着
されている。

【００１６】上記試料台１には、たとえば４つの貫通孔
１ａが形成されている。一方、上記高分子膜６には、図
２のように、これらの貫通孔１ａに合致する貫通孔６ａ
が設けられている。上記試料台１の貫通孔１ａには、図
３のように、試料１を押し上げる押上げピン８が挿入さ
れている。押上げピン８は、図１の押上げリング９と、
回転台３を貫通する貫通ピン１０を介して、図示しない
カムにより上下動するカムフォロア１１に連結されてい
る。なお、押上げピン８は、たとえば石英ガラス製であ
る。その他の構成は、図４の従来技術と同様であり、同
一部分または相当部分に同一符号を付してその詳しい説
明を省略する。

【００１７】つぎに、試料のセット方法について説明す
る。予め、図１の高分子膜６を塩酸で洗浄した後、超純
水で塩酸を洗い流して、高分子膜６に付着しているパー
ティクルを除去する。その後、まず、試料台１を図示し
ない試料搬入位置に移動させ、試料Ｗが載置されていな
い状態において、高分子膜６を載せる。ついで、止め輪
７により高分子膜６を試料台１の表面に張った状態で取
り付ける。この後、高分子膜６上に試料Ｗを図示しない
移載機により、載置する。この載置後、一対の電極１
Ｐ，１Ｍ間に電圧を印加する。これにより、半導体から
なる試料Ｗには、静電力が作用し、試料Ｗは試料台１に
吸着されて反りがない平坦な状態になるとともに、試料
台１に保持される。上記電圧の印加後、試料Ｗは、試料
台１などと共に、分析位置に搬送される。この搬送後、
前述の従来例で述べたような全反射蛍光Ｘ線分析がなさ
れる。

【００１８】分析後、試料Ｗは、試料台１と共に試料受
け渡し位置まで搬送される。この搬送後、電柱１Ｐ，Ｍ
間の電圧の印加を停止した後に、押上げピン８を上昇さ
せて、図３のように、試料Ｗを押し上げ、図示しない移
載機により、試料Ｗを搬出する。この搬出後、オペレー
タは、止め輪７を取り外し、高分子膜６を除去して、高
分子膜６を別の新しい高分子膜（図示せず）と取り替え
る。

【００１９】このように、高分子膜６を試料台１の表面
に取り外し自在に設けたので、静電力を有する試料台１
であっても、試料Ｗの裏面のパーティクルが試料台１に
付着しない。したがって、試料Ｗの表面Ｗｓや装置内に
パーティクルが付着しないから、分析精度が向上する。

【００２０】ところで、試料Ｗの裏面と試料台１の表面
は鏡面状態になっているので、図１の高分子膜６が介挿
されていないと、強い静電力により、試料Ｗと試料台１
との間に殆ど空気の存在しない状態で、試料Ｗが試料台
１に密着する。そのため、従来は、試料Ｗの上面に大気
圧による大きな力が働いて、押上げピン８による押し上
げ力では試料Ｗが持ち上がらない場合があった。これに
対し、試料Ｗと試料台１との間に高分子膜６を介挿する
と、かかる事態が解消され、試料Ｗが押上げピン８によ
り容易に持ち上がる。これは、試料Ｗと、分子が大きく
かつ弾力性のある高分子膜６との間に、極く微量の空気
が圧縮状態で保持されて、試料Ｗの表面Ｗｓに働く大気
圧に対抗するためであると推測される。

【００２１】ところで、この考案に用いられる高分子膜
６としては、たとえば、ポリエチレンテレフタラートや
キャプトン（登録商標：デュポン社製）などを用いるこ
とができる。また、高分子膜６中には、鉄やマグネシウ
ムなどの金属を含んでいても、これらが膜から剥離しな
いものであればよい。さらに、高分子膜６は、試料台１
の表面に、皺がよることなく装着できるものであればよ
く、そのため、弾力性の高いものが好ましい。高分子膜
６の厚さは、一般に５０μｍ以下が好ましく、２５μｍ
以下が更に好ましい。また、高分子膜６は、半透膜のよ
うに、空気を通すが、パーティクルを通さない程度の極
く小さい孔が存在していてもよい。

【００２２】ところで、この考案において、試料台１と
試料Ｗとの間に介挿する膜として、高分子膜６を用いて
いるのは、金属箔やベリリウム箔では、脆いので破損し
たり、パーティクルの生じる原因となるからである。な
お、この実施例では、高分子膜６を止め輪７により試料
台１に固定したが、必ずしも高分子膜６を固定する必要
はない。たとえば、試料台１の表面よりも若干直径の小
さい高分子膜６を、上記試料台１の上に載置するだけで
もよい。

【００２３】また、この考案では、試料Ｗとしてシリコ
ンウエハを分析する例について説明したが、試料Ｗはシ
リコンウエハ以外の半導体や導体であってもよく、静電
力によって吸着されるものであればよい。さらに、試料
Ｗに下から一次Ｘ線Ｂ１を照射してもよい。

【００２４】

【考案の効果】以上説明したように、この考案によれ
ば、静電力により試料を平坦な状態で保持する試料台を
備えた全反射蛍光Ｘ線分析装置において、上記試料台の
表面に高分子膜を取り外し自在に設けたので、試料台と
試料との間に高分子膜が介挿されるから、この高分子膜
を取り替えることができる。そのため、試料台の表面に
パーティクルが付着せず、したがって、試料も汚染され
ないから、分析精度が向上する。また、静電力で試料が
試料台に密着しすぎて、大気圧の作用で試料を試料台か
ら取り外せないという事態の生じるおそれもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の全反射蛍光Ｘ線分析装置の一実施例
を示す分析状態の概略構成図である。

【図２】試料台に高分子膜を被せた状態を示す斜視図で
ある。

【図３】試料を交換する動作を示す試料台などの断面図
である。

【図４】一般的な全反射蛍光Ｘ線分析装置の一例を示す
概略構成図である。

【図５】試料の表面の反りを示す試料の拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１…試料台、６…高分子膜、５０…照射装置、６０…蛍
光Ｘ線検出器、Ｂ１…一次Ｘ線、Ｂ３…蛍光Ｘ線、Ｗ…
試料、Ｗｓ…表面、α…入射角度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 迫 幸雄 大阪府高槻市赤大路町14番８号 理学電 機工業株式会社内 (72)考案者 岩本 財政 大阪府高槻市赤大路町14番８号 理学電 機工業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭57−192452（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電力により試料を平坦な状態で保持す
   る試料台と、上記試料表面に一次Ｘ線を微小な入射角度
   で照射する照射装置と、上記一次Ｘ線を受けた試料から
   の蛍光Ｘ線を検出する蛍光Ｘ線検出器とを備え、この蛍
   光Ｘ線検出器での検出結果に基づいて上記蛍光Ｘ線を分
   析する全反射蛍光Ｘ線分析装置において、上記試料台の
   表面に高分子膜を取り外し自在に設けたことを特徴とす
   る全反射蛍光Ｘ線分析装置。