JP2580943B2 - 単結晶基板の凹凸の測定方法 - Google Patents
単結晶基板の凹凸の測定方法Info
- Publication number
- JP2580943B2 JP2580943B2 JP5017953A JP1795393A JP2580943B2 JP 2580943 B2 JP2580943 B2 JP 2580943B2 JP 5017953 A JP5017953 A JP 5017953A JP 1795393 A JP1795393 A JP 1795393A JP 2580943 B2 JP2580943 B2 JP 2580943B2
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- JP
- Japan
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- single crystal
- unevenness
- crystal substrate
- ray
- incident
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は単結晶基板の凹凸の測定
方法に関するものである。
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、単結晶基板の凹凸の測定は、図４
に示した基準面２２から単結晶基板２１の表面までの距
離の最小値２３と最大値２４との差２５を干渉計を使用
して測定している。干渉計とは、光源からきた光波を分
割し、一方を測定対象物に当て、反射した波面を他方の
参照波と重ねて干渉させ、その干渉縞を測定する方法で
ある（精密機械，５４−４，６９５，１９８５）。
に示した基準面２２から単結晶基板２１の表面までの距
離の最小値２３と最大値２４との差２５を干渉計を使用
して測定している。干渉計とは、光源からきた光波を分
割し、一方を測定対象物に当て、反射した波面を他方の
参照波と重ねて干渉させ、その干渉縞を測定する方法で
ある（精密機械，５４−４，６９５，１９８５）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな測定方法では、測定精度は最高でも使用光源の波長
の５００分の１程度に限定される。光源としては、通
常、０．５ミクロン程度の可視光を使用するので、測定
精度は１ナノメートル程度に限定され、それ以上の測定
精度の向上は期待できない。本発明の目的は、このよう
な従来の欠点を解決した単結晶基板の凹凸の測定方法を
提供することにある。
うな測定方法では、測定精度は最高でも使用光源の波長
の５００分の１程度に限定される。光源としては、通
常、０．５ミクロン程度の可視光を使用するので、測定
精度は１ナノメートル程度に限定され、それ以上の測定
精度の向上は期待できない。本発明の目的は、このよう
な従来の欠点を解決した単結晶基板の凹凸の測定方法を
提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、入射Ｘ線を、
被測定試料である単結晶基板の表面に全反射の臨界角
（θc）で入射させた後、入射Ｘ線波長を調整して該単
結晶基板の表面から回折Ｘ線を取り出し、次いで入射Ｘ
線の入射角θc＋Δθにおける前記回折Ｘ線の回折強度
をΔθを変化させて測定し、Δθと回折Ｘ線の回折強度
との関係から単結晶基板の凹凸を測定することを特徴と
する単結晶基板の凹凸の測定方法である。
被測定試料である単結晶基板の表面に全反射の臨界角
（θc）で入射させた後、入射Ｘ線波長を調整して該単
結晶基板の表面から回折Ｘ線を取り出し、次いで入射Ｘ
線の入射角θc＋Δθにおける前記回折Ｘ線の回折強度
をΔθを変化させて測定し、Δθと回折Ｘ線の回折強度
との関係から単結晶基板の凹凸を測定することを特徴と
する単結晶基板の凹凸の測定方法である。
【０００５】
【作用】本発明においては、Ｘ線が全反射の臨界角で被
測定試料である単結晶基板の表面に入射した場合の回折
角度幅が、被測定試料の表面の凹凸に非常に敏感に変化
することを利用する。回折角度幅は数オングストローム
のオーダーの凹凸から変化するので、その程度の単結晶
基板の凹凸を検出できる。
測定試料である単結晶基板の表面に入射した場合の回折
角度幅が、被測定試料の表面の凹凸に非常に敏感に変化
することを利用する。回折角度幅は数オングストローム
のオーダーの凹凸から変化するので、その程度の単結晶
基板の凹凸を検出できる。
【０００６】
【実施例】以下、（００１）表面のシリコン単結晶基板
の凹凸を測定する場合の実施例を示す図面を用いて測定
方法を説明する。まず、図１のように、連続Ｘ線ビーム
１を結晶モノクロメータ２で単色化を行った後、スリッ
ト３を通じ、入射角度が全反射の臨界角θcになるよう
に保持された試料結晶８の表面に入射させる。次に、試
料結晶８の表面と５４．７４度だけ傾いている（５５
５）面で回折をおこす幾何学的条件を満足する入射Ｘ線
の波長を結晶モノクロメータ２で選択する。その後、試
料結晶８を回転中心９を中心として回転させて、Ｘ線の
入射角をθc＋Δθとし、回折されたＸ線ビーム７をＸ
線検出器５により計数する。
の凹凸を測定する場合の実施例を示す図面を用いて測定
方法を説明する。まず、図１のように、連続Ｘ線ビーム
１を結晶モノクロメータ２で単色化を行った後、スリッ
ト３を通じ、入射角度が全反射の臨界角θcになるよう
に保持された試料結晶８の表面に入射させる。次に、試
料結晶８の表面と５４．７４度だけ傾いている（５５
５）面で回折をおこす幾何学的条件を満足する入射Ｘ線
の波長を結晶モノクロメータ２で選択する。その後、試
料結晶８を回転中心９を中心として回転させて、Ｘ線の
入射角をθc＋Δθとし、回折されたＸ線ビーム７をＸ
線検出器５により計数する。
【０００７】図２には、測定された５５５回折強度とΔ
θとの関係を測定した図を示す。このように、回折強度
はΔθ＝０のときが最大でΔθが大きくなるにつれて減
少する。この時の回折強度がΔθ＝０の値の半分になる
角度位置Δθhalfの大小により基板の凹凸が測定でき
る。また、その測定をスリット６の位置を変えながら行
うことにより、広い領域での測定も可能である。
θとの関係を測定した図を示す。このように、回折強度
はΔθ＝０のときが最大でΔθが大きくなるにつれて減
少する。この時の回折強度がΔθ＝０の値の半分になる
角度位置Δθhalfの大小により基板の凹凸が測定でき
る。また、その測定をスリット６の位置を変えながら行
うことにより、広い領域での測定も可能である。
【０００８】図３には、研磨方法を変えることにより表
面の凹凸の度合を変化させた３種類のシリコンウェー
ハ、Ａ、Ｂ、Ｃを光の干渉計を使用して測定した場合
（黒丸で表示）と、本実施例の方法により測定した場合
（白三角で表示）を比較したものを示している。両者は
良い相関を示している。しかし、干渉計を使用した測定
ではＣの凹凸が測定限界なのに対して、本測定方法では
Δθhalfを０．０１秒のオーダーで読むことが可能なた
め、１００倍以上凹凸に対する感度が高い。
面の凹凸の度合を変化させた３種類のシリコンウェー
ハ、Ａ、Ｂ、Ｃを光の干渉計を使用して測定した場合
（黒丸で表示）と、本実施例の方法により測定した場合
（白三角で表示）を比較したものを示している。両者は
良い相関を示している。しかし、干渉計を使用した測定
ではＣの凹凸が測定限界なのに対して、本測定方法では
Δθhalfを０．０１秒のオーダーで読むことが可能なた
め、１００倍以上凹凸に対する感度が高い。
【０００９】なお、上述した実施例では（５５５）面か
らの回折を利用したが、表面と平行でない回折面ならど
の面からの回折でも測定可能である。更に、上記実施例
では（００１）表面のシリコン単結晶基板の凹凸測定に
ついて示したが、表面は（１１１）、（５１１）等どん
な面でもよく、またシリコン以外のＧａＡｓ、ＩｎＰ、
ＣｄＴｅ、ＬｉＮｂＯ3などの他の単結晶基板に適用し
ても同等の効果が得られる。
らの回折を利用したが、表面と平行でない回折面ならど
の面からの回折でも測定可能である。更に、上記実施例
では（００１）表面のシリコン単結晶基板の凹凸測定に
ついて示したが、表面は（１１１）、（５１１）等どん
な面でもよく、またシリコン以外のＧａＡｓ、ＩｎＰ、
ＣｄＴｅ、ＬｉＮｂＯ3などの他の単結晶基板に適用し
ても同等の効果が得られる。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば単
結晶基板の凹凸の測定の高感度化が達成され、また広い
領域での測定が可能となるため、大口径単結晶基板の試
験、評価等を容易に行うことができる等の効果を有す
る。
結晶基板の凹凸の測定の高感度化が達成され、また広い
領域での測定が可能となるため、大口径単結晶基板の試
験、評価等を容易に行うことができる等の効果を有す
る。
【図１】本発明の一実施例における測定方法の説明図で
ある。
ある。
【図２】本発明の一実施例により得られた回折強度曲線
図である。
図である。
【図３】試料結晶の凹凸を光の干渉計を使用して測定し
た場合と本実施例の方法により測定した場合の結果を比
較して示す図である。
た場合と本実施例の方法により測定した場合の結果を比
較して示す図である。
【図４】従来の単結晶基板の凹凸の測定方法の説明図で
ある。
ある。
１ 連続Ｘ線ビーム ２ 結晶モノクロメータ ３ スリット ４ 単色Ｘ線ビーム ５ Ｘ線検出器 ６ スリット ７ 回折Ｘ線ビーム ８ 試料結晶 ９ 試料結晶の回転中心 １０ ビームストッパー ２１ 単結晶基板 ２２ 基準面 ２３ 最小値 ２４ 最大値 ２５ 最大値２３と最小値２４との差
Claims (1)
- 【請求項１】 入射Ｘ線を、被測定試料である単結晶基
板の表面に全反射の臨界角（θc）で入射させた後、入
射Ｘ線波長を調整して該単結晶基板の表面から回折Ｘ線
を取り出し、次いで入射Ｘ線の入射角θc＋Δθにおけ
る前記回折Ｘ線の回折強度をΔθを変化させて測定し、
Δθと回折Ｘ線の回折強度との関係から単結晶基板の凹
凸を測定することを特徴とする単結晶基板の凹凸の測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5017953A JP2580943B2 (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 単結晶基板の凹凸の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5017953A JP2580943B2 (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 単結晶基板の凹凸の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201615A JPH06201615A (ja) | 1994-07-22 |
| JP2580943B2 true JP2580943B2 (ja) | 1997-02-12 |
Family
ID=11958132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5017953A Expired - Lifetime JP2580943B2 (ja) | 1993-01-08 | 1993-01-08 | 単結晶基板の凹凸の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2580943B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02186250A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-20 | Hitachi Ltd | 軟ｘ線を用いた薄膜物質の構造評価法 |
-
1993
- 1993-01-08 JP JP5017953A patent/JP2580943B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06201615A (ja) | 1994-07-22 |
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