JP2938651B2 - Ｘ線応力測定方法 - Google Patents
Ｘ線応力測定方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＸ線を用いてＬＳＩの配
線などの配向性を有する材料の応力を非破壊で測定する
方法に関し、特に微小領域の応力を測定する方法に関す
る。
線などの配向性を有する材料の応力を非破壊で測定する
方法に関し、特に微小領域の応力を測定する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】多結晶体の応力を非破壊で測定する方法
として、結晶面間隔の回折面法線方向の歪をＸ線を用い
て検出し、これより応力（σ）を算出する方法が用いら
れている。
として、結晶面間隔の回折面法線方向の歪をＸ線を用い
て検出し、これより応力（σ）を算出する方法が用いら
れている。
【０００３】Ｃｒ、Ｃｕ、ＭｏのＫα線などの特性Ｘ線
を用い、Ｘ線入射方向と試料法線とのなす角ψを変えた
時の回折角２θψから
を用い、Ｘ線入射方向と試料法線とのなす角ψを変えた
時の回折角２θψから
【数１】 ただし、ＫはＸ線的応力定数 Ｋ＝−Ｅｃｏｔ（θ0 ・π／１８０）／２（１＋ν） …（２） θ0 ：無歪試料の回折角 Ｅ：ヤング率 ν：ポアソ
ン比 を経て、Ｘ線照射域 ２×１〜２×１０ｍｍ角程度の部
分の応力の平均値が算出されていた（例えば、Ｘ線材料
強度学 日本材料学会編，１９７３）。
ン比 を経て、Ｘ線照射域 ２×１〜２×１０ｍｍ角程度の部
分の応力の平均値が算出されていた（例えば、Ｘ線材料
強度学 日本材料学会編，１９７３）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＬＳＩに用いられる配
線は、集積度の向上に従って微細化され、１μｍ以下の
線幅のものが広く使用されるに至っている。しかもこれ
らは、凹凸を有する絶縁膜上に形成されるため、配線に
加わる応力によって断線が生じる、いわゆるストレスマ
イグレーションが重要な問題になっている。
線は、集積度の向上に従って微細化され、１μｍ以下の
線幅のものが広く使用されるに至っている。しかもこれ
らは、凹凸を有する絶縁膜上に形成されるため、配線に
加わる応力によって断線が生じる、いわゆるストレスマ
イグレーションが重要な問題になっている。
【０００５】そのため、従来からＸ線による応力の測定
が試みられ、Ｘ線照射域２×１〜２×１０ｍｍ角におい
て、一定の線幅・線間隔が繰り返されるパターンを用い
て線幅に比べて充分大きな部分の平均応力が求められて
いた。この方法では、測定のために上述のようにＸ線照
射線内において一定の線幅・線間隔が繰り返される専用
のチップを作成する必要があり、また下地の凹凸や、パ
ターン形状の影響を識別することも困難であった。
が試みられ、Ｘ線照射域２×１〜２×１０ｍｍ角におい
て、一定の線幅・線間隔が繰り返されるパターンを用い
て線幅に比べて充分大きな部分の平均応力が求められて
いた。この方法では、測定のために上述のようにＸ線照
射線内において一定の線幅・線間隔が繰り返される専用
のチップを作成する必要があり、また下地の凹凸や、パ
ターン形状の影響を識別することも困難であった。
【０００６】この方法に対し、Ｘ線のビーム径を小さく
し、例えば１０μｍ程度にすれば、配線２〜１０本程度
の応力を求めることが可能となる。実際のＬＳＩ製品中
の任意の配線パターンの応力の測定や下地に凹凸がある
部分と平坦である部分の比較を通して、それらの影響を
より鮮明にすることができる。
し、例えば１０μｍ程度にすれば、配線２〜１０本程度
の応力を求めることが可能となる。実際のＬＳＩ製品中
の任意の配線パターンの応力の測定や下地に凹凸がある
部分と平坦である部分の比較を通して、それらの影響を
より鮮明にすることができる。
【０００７】しかし、この方法においては、測定に関与
する結晶粒の数が少なくなることに由来して測定精度が
低下するという問題がある。
する結晶粒の数が少なくなることに由来して測定精度が
低下するという問題がある。
【０００８】配線を形成する金属組織は、一般に特定の
方位に強い配向性を示しており、従来の広いＸ線照射を
もってしてもψが特定の角度の場合にしか回折を得られ
なかった。ビーム径を小さくすると、この条件に加え、
方位軸のばらつき、傾き、基板と平行な面内における方
位などの条件が合致した方向にしか得られないという困
難が発生する。
方位に強い配向性を示しており、従来の広いＸ線照射を
もってしてもψが特定の角度の場合にしか回折を得られ
なかった。ビーム径を小さくすると、この条件に加え、
方位軸のばらつき、傾き、基板と平行な面内における方
位などの条件が合致した方向にしか得られないという困
難が発生する。
【０００９】また、ビーム径を小さくすることにより、
Ｘ線を異なる角度で入射する際にＸ線源の移動に伴う位
置ずれや、照射面積の変化が、測定結果におよぼす影響
が無視できなくなる問題があった。
Ｘ線を異なる角度で入射する際にＸ線源の移動に伴う位
置ずれや、照射面積の変化が、測定結果におよぼす影響
が無視できなくなる問題があった。
【００１０】そこで本発明においては、前記問題点を解
決し、ビーム径を小さくしても回折角を精度良く得られ
るようにして、微小部分の応力測定を可能とする技術の
提供を目的とする。
決し、ビーム径を小さくしても回折角を精度良く得られ
るようにして、微小部分の応力測定を可能とする技術の
提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＸ線応力測定方法は以下の手法を用いてい
る。
に、本発明のＸ線応力測定方法は以下の手法を用いてい
る。
【００１２】（Ａ）測定に関与する結晶粒の方位を予め
明らかにし、結晶格子面法線に、回折面法線が一致する
ようにＸ線入射方向と試料法線方向のなす角ψおよび試
料面に投影したＸ線入射角φを決定する。
明らかにし、結晶格子面法線に、回折面法線が一致する
ようにＸ線入射方向と試料法線方向のなす角ψおよび試
料面に投影したＸ線入射角φを決定する。
【００１３】（Ｂ）Ｘ線を異なる角度で入射する際に、
ビームの位置ずれや、照射面積の変化がおこらないよう
に、Ｘ線入射方向を固定したまま、試料面となす角の異
なる回折面の回折を検出できるようにした。すなわち、
Ｘ線入射方向と試料法線方向のなす角をψとして、検出
機と試料法線のなす角がψ＋２η、ψ−２ηなる２点に
おいて、試料法線とのなす角がψ＋η、ψ−ηとなる、
無歪時の格子面間隔の等しい２種の格子面Ｐ+ およびＰ
- の回折を検出する。
ビームの位置ずれや、照射面積の変化がおこらないよう
に、Ｘ線入射方向を固定したまま、試料面となす角の異
なる回折面の回折を検出できるようにした。すなわち、
Ｘ線入射方向と試料法線方向のなす角をψとして、検出
機と試料法線のなす角がψ＋２η、ψ−２ηなる２点に
おいて、試料法線とのなす角がψ＋η、ψ−ηとなる、
無歪時の格子面間隔の等しい２種の格子面Ｐ+ およびＰ
- の回折を検出する。
【００１４】この時、ψとηが、以下の条件を満たすこ
とにより、反射法で回折を得ることが、実際に可能とな
る。
とにより、反射法で回折を得ることが、実際に可能とな
る。
【００１５】 ０°＜η＜９０° …（３） ０°＜ψ＜９０° …（４） ０°＜ψ＋２η＜９０° …（５） −９０°＜ψ−２η＜９０° …（６） さらに、ζが以下の条件を満たすことにより、２種類の
回折面を同一の結晶粒から得ることができる。このこと
は、Ｘ線照射影内に複数の結晶粒が存在するときには、
測定精度の向上に寄与する。また、Ｘ線照射影内の結晶
粒数が少ない場合、例えば極限的に、照射影内に結晶粒
が１個しかない場合を考えると、ζがこの条件を満たさ
なければ、測定は不可能となる。
回折面を同一の結晶粒から得ることができる。このこと
は、Ｘ線照射影内に複数の結晶粒が存在するときには、
測定精度の向上に寄与する。また、Ｘ線照射影内の結晶
粒数が少ない場合、例えば極限的に、照射影内に結晶粒
が１個しかない場合を考えると、ζがこの条件を満たさ
なければ、測定は不可能となる。
【００１６】 ζ＝２η …（７） 格子面Ｐ+ およびＰ- の無歪時の格子面間隔をｄ0 とす
ると、ηはエネルギーＥ0 を持つ波長λ0 のＸ線による
ｄ0 の回折余角であり、 Ｅ0 ＝ｈｃ／λ0 …（８） 但し、ｈ：ブランク定数、ｃ：光の速度 λ0 ＝２ｄｓｉｎθ0 …（９） η ＝９０°−θ0 …（１０） となる。
ると、ηはエネルギーＥ0 を持つ波長λ0 のＸ線による
ｄ0 の回折余角であり、 Ｅ0 ＝ｈｃ／λ0 …（８） 但し、ｈ：ブランク定数、ｃ：光の速度 λ0 ＝２ｄｓｉｎθ0 …（９） η ＝９０°−θ0 …（１０） となる。
【００１７】Ｘ線源として特性Ｘ線を用いる場合は、波
長が離散的な値をとるので、上式を満たすλ0 は一般に
は存在しない。Ｘ線源として連続Ｘ線を用いることによ
り、上式を満たすλ0 が存在し、測定が可能となる。
長が離散的な値をとるので、上式を満たすλ0 は一般に
は存在しない。Ｘ線源として連続Ｘ線を用いることによ
り、上式を満たすλ0 が存在し、測定が可能となる。
【００１８】また、Ａｌ以外にＷなど、配線金属の種類
が多種におよんでも、測定が可能となる。
が多種におよんでも、測定が可能となる。
【００１９】
【作用】本発明によれば、結晶方位を予め明確にして、
回折面法線が結晶面法線と一致するようにＸ線入射角、
検出位置を設定しているので、高い強度の回折角が得ら
れる。
回折面法線が結晶面法線と一致するようにＸ線入射角、
検出位置を設定しているので、高い強度の回折角が得ら
れる。
【００２０】また、Ｘ線を固定したまま、複数の格子面
に関する測定を行うことが可能なので、測定位置のずれ
を防ぎ、測定対象とする結晶粒を固定し、測定精度を向
上させることができる。
に関する測定を行うことが可能なので、測定位置のずれ
を防ぎ、測定対象とする結晶粒を固定し、測定精度を向
上させることができる。
【００２１】
【実施例】以下、図面を用いながら本発明に係るＸ線応
力測定方法の好適な実施例を説明する。
力測定方法の好適な実施例を説明する。
【００２２】なお、説明の都合上、
【数２】 等と表記する。
【００２３】第１実施例 図１には本実施例の概念図が示されている。予め表面に
熱酸化膜を形成したＳｉ基板上にスパッタリング法にて
Ａｌ薄膜を形成した後、エッチング法にて幅１．８μｍ
の配線が繰り返し続く１ｍｍ角のパターン９を形成し
た。
熱酸化膜を形成したＳｉ基板上にスパッタリング法にて
Ａｌ薄膜を形成した後、エッチング法にて幅１．８μｍ
の配線が繰り返し続く１ｍｍ角のパターン９を形成し
た。
【００２４】この配線の応力を測定するにあたって、Ｘ
線源にはＭｏをターゲットとし、回転対陰極法にて発生
させた後、Ｘ線導管（Ｘｒａｙ Ｇｕｉｄｅ Ｔｕｂ
ｅ：ＸＧＴ）を用いて、ビーム径として１０μｍにまで
絞りこんだＸ線４を用いた。
線源にはＭｏをターゲットとし、回転対陰極法にて発生
させた後、Ｘ線導管（Ｘｒａｙ Ｇｕｉｄｅ Ｔｕｂ
ｅ：ＸＧＴ）を用いて、ビーム径として１０μｍにまで
絞りこんだＸ線４を用いた。
【００２５】試料の配向性を予め調べたところ、Ａｌ
（１１１）面が優先的に基板と平行になるように強い配
向を示し、そのばらつきは５°以内であった。
（１１１）面が優先的に基板と平行になるように強い配
向を示し、そのばらつきは５°以内であった。
【００２６】そこで、無歪時の格子面間隔ｄR を持つ格
子面をＲi （ｉ＝１、２、……）、格子面Ｒi が、（１
１１）面となす角をψRiとおき、主要な格子面すなわち
粉末標準試料において５％以上の強度を持つ面を対象と
して組合わせ（ｄR 、Ｒi 、ψRi）を考え、図２に示し
た。
子面をＲi （ｉ＝１、２、……）、格子面Ｒi が、（１
１１）面となす角をψRiとおき、主要な格子面すなわち
粉末標準試料において５％以上の強度を持つ面を対象と
して組合わせ（ｄR 、Ｒi 、ψRi）を考え、図２に示し
た。
【００２７】これらの組合わせの中から、ｄR ＝０．０
９２８９ｎｍ、Ｒi 、Ｒj として、（３３１´）面など
ψRi＝４８．５°なる面２、および（３３１）面などψ
Rj＝２２°なる面３を選択し、図１に示すように、エネ
ルギーＥ0 ＝６８５７．３ｅＶ、波長λ0 ＝０．１８０
８ｎｍのＸ線４による回折余角ηR ＝（ψi −ψj ）／
２＝１３．２５°とし、Ｘ線４入射方向と試料面法線１
のなす角ψOR＝（ψi＋ψj ）／２＝３５．２５°、第
１の検出方向５と試料面法線１のなす角ψA OR＝ψOR＋
２ηR ＝６１．７５°、第２の検出方向６と試料面法線
１のなす角ψBOR＝ψOR−２ηR ＝８．７５°となるよ
うに概略設定した。この時、Ｒi 、Ｒjのなす面間角ζR
＝２６．５°となる。
９２８９ｎｍ、Ｒi 、Ｒj として、（３３１´）面など
ψRi＝４８．５°なる面２、および（３３１）面などψ
Rj＝２２°なる面３を選択し、図１に示すように、エネ
ルギーＥ0 ＝６８５７．３ｅＶ、波長λ0 ＝０．１８０
８ｎｍのＸ線４による回折余角ηR ＝（ψi −ψj ）／
２＝１３．２５°とし、Ｘ線４入射方向と試料面法線１
のなす角ψOR＝（ψi＋ψj ）／２＝３５．２５°、第
１の検出方向５と試料面法線１のなす角ψA OR＝ψOR＋
２ηR ＝６１．７５°、第２の検出方向６と試料面法線
１のなす角ψBOR＝ψOR−２ηR ＝８．７５°となるよ
うに概略設定した。この時、Ｒi 、Ｒjのなす面間角ζR
＝２６．５°となる。
【００２８】これらの角は０°＜ηR ＜９０°、０°＜
ψOR＜９０°および０°＜ψA OR＜９０°、−９０°＜
ψB OR＜９０°、ζR ＝２ηR なる関係を満たす。
ψOR＜９０°および０°＜ψA OR＜９０°、−９０°＜
ψB OR＜９０°、ζR ＝２ηR なる関係を満たす。
【００２９】この設定により、第１検出方向５において
は試料面とのなす角がψA R ＝ψAOR＋ηR ＝４８．５
°（＝ψRi）となるような回折面すなわち（３３１´）
面の回折を、また、第２検出方向６においては、試料面
とのなす角がψB R ＝ψB OR＋ηR ＝２２°（＝ψRJ）
となるような回折面すなわち（３３１）面の回折を得る
ことができた。
は試料面とのなす角がψA R ＝ψAOR＋ηR ＝４８．５
°（＝ψRi）となるような回折面すなわち（３３１´）
面の回折を、また、第２検出方向６においては、試料面
とのなす角がψB R ＝ψB OR＋ηR ＝２２°（＝ψRJ）
となるような回折面すなわち（３３１）面の回折を得る
ことができた。
【００３０】得られた回折エネルギーのピーク値は、６
８５９．２ｅＶ、６８５２．０ｅＶであり、これらのエ
ネルギーを、対応する波長λ1 、λ2 に換算し、（９）
式を経て２θに変換し、（１）および（２）式を経て、
σ＝１２７ＭＰａなる応力値が得られた。
８５９．２ｅＶ、６８５２．０ｅＶであり、これらのエ
ネルギーを、対応する波長λ1 、λ2 に換算し、（９）
式を経て２θに変換し、（１）および（２）式を経て、
σ＝１２７ＭＰａなる応力値が得られた。
【００３１】第２実施例 Ｓｉ基板上にトランジスタを配置し、ＢＰＳＧによる層
間絶縁膜を形成した後、第１実施例と同じく、幅１．８
μｍのＡｌ配線９を施した。
間絶縁膜を形成した後、第１実施例と同じく、幅１．８
μｍのＡｌ配線９を施した。
【００３２】第１実施例と同様のＸ線源、検出機を用
い、Ｘ線４入射方向、第１、第２検出方向５、６が試料
面法線方向１となす角を３５．２５°、６１．７５°、
８．７５°となるように配置し、第１検出方向５では
（３３１´）面の回折を、第２検出方向６では（３３
１）面の回折を得るようにすると、σ＝２０５ＭＰａな
る応力値を得た。下地以外は同一の試料を、同一条件で
測定しているにもかかわらず、異なる応力値を示すの
は、下地の影響を反映したためと考えられる。
い、Ｘ線４入射方向、第１、第２検出方向５、６が試料
面法線方向１となす角を３５．２５°、６１．７５°、
８．７５°となるように配置し、第１検出方向５では
（３３１´）面の回折を、第２検出方向６では（３３
１）面の回折を得るようにすると、σ＝２０５ＭＰａな
る応力値を得た。下地以外は同一の試料を、同一条件で
測定しているにもかかわらず、異なる応力値を示すの
は、下地の影響を反映したためと考えられる。
【００３３】第３実施例 第２実施例と同じ試料、配置を用い、Ｘ線源のみ変更し
て、ＸＧＴを直径０．５ｍｍのコリメータに取り替え、
σ＝１７０ＭＰａなる応力値を得た。Ｘ線照射域内に、
第１実施例で測定したような下地が平坦である部分と、
第２実施例で測定したような下地が凹凸である部分が共
存し、その平均的な応力値が得られたものと考えられ
る。
て、ＸＧＴを直径０．５ｍｍのコリメータに取り替え、
σ＝１７０ＭＰａなる応力値を得た。Ｘ線照射域内に、
第１実施例で測定したような下地が平坦である部分と、
第２実施例で測定したような下地が凹凸である部分が共
存し、その平均的な応力値が得られたものと考えられ
る。
【００３４】第４実施例 予め表面を熱酸化したＳｉ基板上にスパッタリング法に
てＷ薄膜を形成した。このＷ薄膜の応力を測定するにあ
たって、Ｘ線源にはＭｏをターゲットとし、回転対陰極
法にて発生させた後、Ｘ線導管（Ｘｒａｙ Ｇｕｉｄｅ
Ｔｕｂｅ：ＸＧＴ）を用いて、ビーム径として１０μ
ｍにまでしぼりこんだものを用いた。試料の配向性を予
め調べたところ、Ｗ（１１０）面が優先的に基板と平行
となる強い配向を示していた。
てＷ薄膜を形成した。このＷ薄膜の応力を測定するにあ
たって、Ｘ線源にはＭｏをターゲットとし、回転対陰極
法にて発生させた後、Ｘ線導管（Ｘｒａｙ Ｇｕｉｄｅ
Ｔｕｂｅ：ＸＧＴ）を用いて、ビーム径として１０μ
ｍにまでしぼりこんだものを用いた。試料の配向性を予
め調べたところ、Ｗ（１１０）面が優先的に基板と平行
となる強い配向を示していた。
【００３５】そこで、無歪時の格子面間隔ｄR を持つ格
子面をＲi （ｉ＝１、２、……）、格子面Ｒi が、（１
１０）面となす角をψRiとおき、主要な格子面すなわち
粉末標準試料において５％以上の強度を持つ面を対象と
して組合わせ（ｄR 、Ｒi 、ψRi）を考え、図３に示し
た。
子面をＲi （ｉ＝１、２、……）、格子面Ｒi が、（１
１０）面となす角をψRiとおき、主要な格子面すなわち
粉末標準試料において５％以上の強度を持つ面を対象と
して組合わせ（ｄR 、Ｒi 、ψRi）を考え、図３に示し
た。
【００３６】これらの組合わせの中から、ｄR ＝０．０
８４５９ｎｍ、Ｒi 、Ｒj として、（３１２）面などψ
Ri＝４０．９°なる面、および（３２１）面などψRj＝
１９．１°なる面を選択し、エネルギーＥ0 ＝７４６
４．１ｅＶ、波長λ0 ＝（０．１６６１ｎｍ）のＸ線に
よる回折余角ηR ＝（ψi −ψj ）／２＝１０．９°と
し、Ｘ線４入射方向と試料面法線方向１のなす角ψOR＝
（ψi ＋ψj ）／２＝３０．０°、第１検出方向５と試
料面法線方向１のなす角ψA OR＝ψOR＋２ηR ＝５１．
８°、第２検出方向６と試料面法線方向１のなす角ψB
OR＝ψOR−２ηR＝８．２°となるように概略設定し
た。この時、Ｒi 、Ｒj のなす面間角ζR ＝２１．８°
となる。
８４５９ｎｍ、Ｒi 、Ｒj として、（３１２）面などψ
Ri＝４０．９°なる面、および（３２１）面などψRj＝
１９．１°なる面を選択し、エネルギーＥ0 ＝７４６
４．１ｅＶ、波長λ0 ＝（０．１６６１ｎｍ）のＸ線に
よる回折余角ηR ＝（ψi −ψj ）／２＝１０．９°と
し、Ｘ線４入射方向と試料面法線方向１のなす角ψOR＝
（ψi ＋ψj ）／２＝３０．０°、第１検出方向５と試
料面法線方向１のなす角ψA OR＝ψOR＋２ηR ＝５１．
８°、第２検出方向６と試料面法線方向１のなす角ψB
OR＝ψOR−２ηR＝８．２°となるように概略設定し
た。この時、Ｒi 、Ｒj のなす面間角ζR ＝２１．８°
となる。
【００３７】これらの角は０°＜ηR ＜９０°、０°＜
ψOR＜９０°および０°＜ψA OR＜９０°、−９０°＜
ψB OR＜９０°、ζR ＝２ηR なる関係を満たす。
ψOR＜９０°および０°＜ψA OR＜９０°、−９０°＜
ψB OR＜９０°、ζR ＝２ηR なる関係を満たす。
【００３８】この設定により、第１検出方向５において
は試料面とのなす角がψA R ＝ψAOR＋ηR ＝４０．９
°（＝ψRi）となるような回折面すなわち（３１２）面
の回折を、また、第２検出方向６においては、試料面と
のなす角がψB R ＝ψB OR＋ηR ＝１９．１°（＝ψR
J）となるような回折面すなわち（３２１）面の回折を
得ることができた。
は試料面とのなす角がψA R ＝ψAOR＋ηR ＝４０．９
°（＝ψRi）となるような回折面すなわち（３１２）面
の回折を、また、第２検出方向６においては、試料面と
のなす角がψB R ＝ψB OR＋ηR ＝１９．１°（＝ψR
J）となるような回折面すなわち（３２１）面の回折を
得ることができた。
【００３９】得られた回折エネルギーのピーク値は、７
４６９．２ｅＶ、７４６０．４ｅＶであり、これらのエ
ネルギーを対応する波長λ1 、λ2 に換算し、（９）式
を経て２θに変換し、（１）および（２）式を経て、σ
＝１１３３ＭＰａなる応力値が得られた。
４６９．２ｅＶ、７４６０．４ｅＶであり、これらのエ
ネルギーを対応する波長λ1 、λ2 に換算し、（９）式
を経て２θに変換し、（１）および（２）式を経て、σ
＝１１３３ＭＰａなる応力値が得られた。
【００４０】比較例１ 第１実施例と同じ試料を用い、測定場所も同一とした。
Ｘ線源として、ＣｒＫα線を直径１０μｍφにコリメー
トしたものを用いた。
Ｘ線源として、ＣｒＫα線を直径１０μｍφにコリメー
トしたものを用いた。
【００４１】格子面間隔ｄR と回折角２θR の間には、
λ＝２ｄｓｉｎθ（λ＝０．２２９ｎｍ）の関係がある
ので、図２のｄR に対し、可能な（ｄR 、ηR ) の組合
わせは（０．２３３８ｎｍ、６０．７°）、（０．１１
６９ｎｍ、７８．４°）、（０．１２２１ｎｍ、２０．
３°）、（０．１４３１ｎｍ、５３．１°）の４つであ
る。
λ＝２ｄｓｉｎθ（λ＝０．２２９ｎｍ）の関係がある
ので、図２のｄR に対し、可能な（ｄR 、ηR ) の組合
わせは（０．２３３８ｎｍ、６０．７°）、（０．１１
６９ｎｍ、７８．４°）、（０．１２２１ｎｍ、２０．
３°）、（０．１４３１ｎｍ、５３．１°）の４つであ
る。
【００４２】これらのどれを取っても、ηR ＝（ψRi−
ψRj）／２、ψOR＝（ψRi＋ψRj）／２、ψA OR＝ψOR
＋２ηR 、ψB OR＝ψOR−２ηR が、０°＜ηR ＜９０
°、０°＜ψOR＜９０°および０°＜ψA OR＜９０°、
−９０°＜ψB OR＜９０°、ζR ＝２ηR なる関係を満
たすようなψRi、ψRjは存在せず、応力を測定すること
はできなかった。
ψRj）／２、ψOR＝（ψRi＋ψRj）／２、ψA OR＝ψOR
＋２ηR 、ψB OR＝ψOR−２ηR が、０°＜ηR ＜９０
°、０°＜ψOR＜９０°および０°＜ψA OR＜９０°、
−９０°＜ψB OR＜９０°、ζR ＝２ηR なる関係を満
たすようなψRi、ψRjは存在せず、応力を測定すること
はできなかった。
【００４３】比較例２ 第１実施例と同じ試料を用い、測定場所も同一とした。
Ｘ線源は第３実施例と同一とした。Ｘ線入射方向および
第１、第２検出方向が試料面法線となす角をを４５°、
５０°、１０°とすると、回折が得られず、応力を測定
することはできなかった。
Ｘ線源は第３実施例と同一とした。Ｘ線入射方向および
第１、第２検出方向が試料面法線となす角をを４５°、
５０°、１０°とすると、回折が得られず、応力を測定
することはできなかった。
【００４４】比較例３ 第１実施例と同じ試料を用い、測定場所、Ｘ線源も同一
とした。測定対象とする格子面も同じく、格子面間隔ｄ
R ＝０．０９２８９ｎｍなる（３３１）面および（３３
１´）面を選択した。波長λ0 ＝０．１８２９５ｎｍの
Ｘ線に対応する回折余角η＝１０°とし、図４に示すよ
うにＸ線４入射方向、検出方向６が試料面法線方向１と
なす角ψ0 、ψ0 D が、ψ0 ＝１２°、ψ0 D ＝３２°
となるように設置して（３３１）面の回折をψ0 ＝３
８．５°、ψ0 D ＝５８．５となるように設置して（３
３１´）面の回折を測定したところ、回折エネルギーの
ピーク値は６７５７．９ｅＶおよび６７６４．５ｅＶで
あり、σ＝１４７ＭＰａなる応力値を得た。
とした。測定対象とする格子面も同じく、格子面間隔ｄ
R ＝０．０９２８９ｎｍなる（３３１）面および（３３
１´）面を選択した。波長λ0 ＝０．１８２９５ｎｍの
Ｘ線に対応する回折余角η＝１０°とし、図４に示すよ
うにＸ線４入射方向、検出方向６が試料面法線方向１と
なす角ψ0 、ψ0 D が、ψ0 ＝１２°、ψ0 D ＝３２°
となるように設置して（３３１）面の回折をψ0 ＝３
８．５°、ψ0 D ＝５８．５となるように設置して（３
３１´）面の回折を測定したところ、回折エネルギーの
ピーク値は６７５７．９ｅＶおよび６７６４．５ｅＶで
あり、σ＝１４７ＭＰａなる応力値を得た。
【００４５】また、波長λ0 ＝０．１７９４４ｎｍのＸ
線５に対応する回折余角η＝１５°とし、Ｘ線５入射方
向、検出方向７が試料面法線方向１となす角ψ0 、ψ0
D が、ψ0 ＝７°、ψ0 D ＝３７°となるように設置し
て（３３１）面の回折をψ0＝３３．５°、ψ0 D ＝６
３．５となるように設置して（３３１´）面の回折を測
定したところ、回折エネルギーのピーク値は６８８８．
５ｅＶおよび６８９４．７ｅＶであり、σ＝９０ＭＰａ
なる応力値を得た。
線５に対応する回折余角η＝１５°とし、Ｘ線５入射方
向、検出方向７が試料面法線方向１となす角ψ0 、ψ0
D が、ψ0 ＝７°、ψ0 D ＝３７°となるように設置し
て（３３１）面の回折をψ0＝３３．５°、ψ0 D ＝６
３．５となるように設置して（３３１´）面の回折を測
定したところ、回折エネルギーのピーク値は６８８８．
５ｅＶおよび６８９４．７ｅＶであり、σ＝９０ＭＰａ
なる応力値を得た。
【００４６】同じ場所を測定しているにもかかわらず、
異なる応力値を得たのは、Ｘ線入射方向を変えたときの
回転中心のずれにより、同一領域に照射できなかったた
めと考えられる。
異なる応力値を得たのは、Ｘ線入射方向を変えたときの
回転中心のずれにより、同一領域に照射できなかったた
めと考えられる。
【００４７】比較例４ 第１実施例と同じ試料を用い、測定場所も同一とした。
Ｘ線源は比較例３と同じくＣｒＫα線を直径１０μｍに
コリメートしたものを用いた。Ｘ線源と試料法線方向と
のなす角を概略０°および７０．５°として格子面間隔
ｄR ＝０．１１６９ｎｍなる（２２２）および（２２２
´）面の回折を測定し、σ＝１８０ＭＰａなる応力値を
得た。
Ｘ線源は比較例３と同じくＣｒＫα線を直径１０μｍに
コリメートしたものを用いた。Ｘ線源と試料法線方向と
のなす角を概略０°および７０．５°として格子面間隔
ｄR ＝０．１１６９ｎｍなる（２２２）および（２２２
´）面の回折を測定し、σ＝１８０ＭＰａなる応力値を
得た。
【００４８】第１実施例と同じ場所を測定しているにも
かかわらず、異なる応力値を得たのは、Ｘ線入射方向を
変えたときの回転中心のずれにより、同一領域に照射で
きなかったためと考えられる。
かかわらず、異なる応力値を得たのは、Ｘ線入射方向を
変えたときの回転中心のずれにより、同一領域に照射で
きなかったためと考えられる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は回折面法
線と結晶面法線が一致し、しかもＸ線照射位置を固定し
たまま複数の格子面に対して測定できるようにＸ線入射
角、検出位置を設定したので、微小領域の局所応力の測
定を精度良く行うことができる効果がある。
線と結晶面法線が一致し、しかもＸ線照射位置を固定し
たまま複数の格子面に対して測定できるようにＸ線入射
角、検出位置を設定したので、微小領域の局所応力の測
定を精度良く行うことができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例における概念図である。
【図２】同実施例の主要な格子面が試料面となす角を示
す表図である。
す表図である。
【図３】本発明の他の実施例の主要な格子面が試料面と
なす角を示す表図である。
なす角を示す表図である。
【図４】本発明の比較例における概念図である。
１ 試料面法線方向 ４ Ｘ線 ５ 第１検出方向 ６ 第２検出方向 ９ Ａｌ配線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−59192（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−148027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−29747（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−276052（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−93354（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01L 1/00 G01L 1/25 G01N 23/207
Claims (1)
- 【請求項１】 連続Ｘ線およびエネルギー分散型検出機
を用い、優先配向した結晶面を有する結晶質試料の応力
を測定するＸ線応力測定方法において、 Ｘ線入射方向と前記試料の法線方向とのなす角ψ、エネ
ルギーＥ0 のＸ線に対する無歪時の回折余角η、面間隔
の等しい２種類の結晶面の法線方向と前記試料の法線方
向とのなす角ψ＋η、ψ−η、前記２種類の結晶面の面
間角ζとの間に ０＜η、ψ＜９０゜ ０＜ψ＋２η＜９０° −９０°＜ψ−２η＜９０° ζ＝２η なる関係が成り立つように前記Ｘ線を前記試料に入射す
る入射ステップと、 前記試料の法線方向とのなす角がそれぞれψ−２η、ψ
＋２ηとなる方向において回折Ｘ線を検出する検出ステ
ップと、 エネルギーがＥ0 である回折Ｘ線強度のエネルギー依存
性もしくは回析角依存性を測定し結晶面間隔の歪を検出
して前記試料の応力値を算出する演算ステップと、 を有することを特徴とするＸ線応力測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP595892A JP2938651B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Ｘ線応力測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP595892A JP2938651B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Ｘ線応力測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187936A JPH05187936A (ja) | 1993-07-27 |
| JP2938651B2 true JP2938651B2 (ja) | 1999-08-23 |
Family
ID=11625404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP595892A Expired - Fee Related JP2938651B2 (ja) | 1992-01-16 | 1992-01-16 | Ｘ線応力測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2938651B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104502385A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-08 | 西南技术工程研究所 | 一种短波长x射线衍射的板状内部应力定点无损检测方法 |
-
1992
- 1992-01-16 JP JP595892A patent/JP2938651B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05187936A (ja) | 1993-07-27 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |