JP2961384B2 - 螢光ｘ線による膜厚測定方法 - Google Patents
螢光ｘ線による膜厚測定方法Info
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- JP2961384B2 JP2961384B2 JP27563390A JP27563390A JP2961384B2 JP 2961384 B2 JP2961384 B2 JP 2961384B2 JP 27563390 A JP27563390 A JP 27563390A JP 27563390 A JP27563390 A JP 27563390A JP 2961384 B2 JP2961384 B2 JP 2961384B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一次Ｘ線を試料に照射し、試料から発生す
る螢光Ｘ線の量を測定することにより、試料表面に形成
されている膜の厚みを測定する螢光Ｘ線膜厚測定方法に
かんするものである。
る螢光Ｘ線の量を測定することにより、試料表面に形成
されている膜の厚みを測定する螢光Ｘ線膜厚測定方法に
かんするものである。
数十ミクロンから数ミリの幅の細い長い形状の試料を
螢光Ｘ線測定により、試料表面に形成されている膜の膜
厚を測定する方法は、一次Ｘ線を試料の幅より狭い平面
形状の丸い孔を有するコリメータで絞り、細く絞った一
次Ｘ線を正確に位置を合わせて試料に照射していた。細
く絞った一次Ｘ線を正確に試料に照射するために、拡大
率の高い顕微鏡で試料を観察したり、CCDカメラで試料
を撮像したりしていた。
螢光Ｘ線測定により、試料表面に形成されている膜の膜
厚を測定する方法は、一次Ｘ線を試料の幅より狭い平面
形状の丸い孔を有するコリメータで絞り、細く絞った一
次Ｘ線を正確に位置を合わせて試料に照射していた。細
く絞った一次Ｘ線を正確に試料に照射するために、拡大
率の高い顕微鏡で試料を観察したり、CCDカメラで試料
を撮像したりしていた。
螢光Ｘ線による膜厚測定においては、一次Ｘ線の照射
量が少なくなると、螢光Ｘ線の量がすくなくなり、膜厚
測定の精度が低くなる。つまり、試料が細くなればなる
ほど膜厚測定の精度が低くなる。また、一次Ｘ線照射位
置を合わせるのに、微小試料をなるべく大きくしてモニ
ターするため、光学系の倍率を大きくする必要がある
が、細線が複数本並ぶ電子部品業界でのTABのような試
料の場合、何本目の試料を測定しているがわからなくな
ってしまうことがある。更に、一次Ｘ線の照射位置が光
学系の観察位置がずれて一次Ｘ線照射が試料に対してず
れてしまう等の課題があった。
量が少なくなると、螢光Ｘ線の量がすくなくなり、膜厚
測定の精度が低くなる。つまり、試料が細くなればなる
ほど膜厚測定の精度が低くなる。また、一次Ｘ線照射位
置を合わせるのに、微小試料をなるべく大きくしてモニ
ターするため、光学系の倍率を大きくする必要がある
が、細線が複数本並ぶ電子部品業界でのTABのような試
料の場合、何本目の試料を測定しているがわからなくな
ってしまうことがある。更に、一次Ｘ線の照射位置が光
学系の観察位置がずれて一次Ｘ線照射が試料に対してず
れてしまう等の課題があった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであ
り、螢光Ｘ線にて試料の膜厚を測定する方法において、
一次Ｘ線を平面形状が幅が試料の幅より狭くなっている
偏平形状の孔を有するコリメータで絞って試料表面に試
料の長手方向と前記コリメータ偏平形状の長手方向とを
並行にして照射し、且つ、試料を載置している試料ステ
ージを試料の細線形状の幅方向に、コリメータ幅より少
ない量をステップ送りし、各送りステップ毎に試料から
発生する螢光Ｘ線を測定する螢光Ｘ線による膜厚測定方
法である。
り、螢光Ｘ線にて試料の膜厚を測定する方法において、
一次Ｘ線を平面形状が幅が試料の幅より狭くなっている
偏平形状の孔を有するコリメータで絞って試料表面に試
料の長手方向と前記コリメータ偏平形状の長手方向とを
並行にして照射し、且つ、試料を載置している試料ステ
ージを試料の細線形状の幅方向に、コリメータ幅より少
ない量をステップ送りし、各送りステップ毎に試料から
発生する螢光Ｘ線を測定する螢光Ｘ線による膜厚測定方
法である。
一次Ｘ線を絞るためのコリメータの孔の平面形状が偏
平しているため長細形状の試料に対して、比較的大面積
にて試料に一次Ｘ線を照射することができる。したがっ
て、螢光Ｘ線の量も多くなり、測定精度が高くなる。ま
た、試料をその幅方向に少しつづステップ送りするた
め、一次Ｘ線の試料への照射位置が多少ずれていても、
その螢光Ｘ線量により一次Ｘ線照射位置を決定すること
ができる。例えば、基板10に膜11が試料上面のみに形成
されている試料、つまり断面形状が第３図のような場
合、図に対して上方からの一次Ｘ線照射による螢光Ｘ線
の量は、一次Ｘ線照射が試料に対して完全に左右にずれ
ているときはゼロであり、一次Ｘ線が試料に対して左右
の端に照射しているときは螢光Ｘ線の量は多少ふえ、完
全に試料の表面を一次Ｘ線の照射がなされたときに螢光
Ｘ線の量はピークになる。つまり、一次Ｘ線の試料に対
する照射位置と試料から発生する螢光Ｘ線量の関係は第
2a図のようになる。つまり、ピークの値の螢光Ｘ線量が
その膜厚を表していることになる。
平しているため長細形状の試料に対して、比較的大面積
にて試料に一次Ｘ線を照射することができる。したがっ
て、螢光Ｘ線の量も多くなり、測定精度が高くなる。ま
た、試料をその幅方向に少しつづステップ送りするた
め、一次Ｘ線の試料への照射位置が多少ずれていても、
その螢光Ｘ線量により一次Ｘ線照射位置を決定すること
ができる。例えば、基板10に膜11が試料上面のみに形成
されている試料、つまり断面形状が第３図のような場
合、図に対して上方からの一次Ｘ線照射による螢光Ｘ線
の量は、一次Ｘ線照射が試料に対して完全に左右にずれ
ているときはゼロであり、一次Ｘ線が試料に対して左右
の端に照射しているときは螢光Ｘ線の量は多少ふえ、完
全に試料の表面を一次Ｘ線の照射がなされたときに螢光
Ｘ線の量はピークになる。つまり、一次Ｘ線の試料に対
する照射位置と試料から発生する螢光Ｘ線量の関係は第
2a図のようになる。つまり、ピークの値の螢光Ｘ線量が
その膜厚を表していることになる。
また、断面矩形の基板10の表面全体に膜11が形成され
ている第3b図のような試料の場合、試料の端を一次Ｘ線
で照射したときが螢光CX線の量が多くなる。これは端の
部分が試料の表面から見た場合試料全体が膜の材質で生
成されているようになるためである。つまり、一次Ｘ線
の試料に対する照射位置と試料から発生する螢光Ｘ線量
の関係は第2b図のようになる。つまり、ピークの値とピ
ーク値との間の螢光Ｘ線量がその膜厚を表していること
になる。
ている第3b図のような試料の場合、試料の端を一次Ｘ線
で照射したときが螢光CX線の量が多くなる。これは端の
部分が試料の表面から見た場合試料全体が膜の材質で生
成されているようになるためである。つまり、一次Ｘ線
の試料に対する照射位置と試料から発生する螢光Ｘ線量
の関係は第2b図のようになる。つまり、ピークの値とピ
ーク値との間の螢光Ｘ線量がその膜厚を表していること
になる。
以上のように、試料の観察拡大率を大きくすることな
く、試料を少しづつステップ移動させて、試料の正確な
（膜厚を正しく表した螢光Ｘ線量）値を検出することが
できる。そして比較的低倍率の観察で実施できるため、
試料全体のめくてい位置を容易に特定できる。
く、試料を少しづつステップ移動させて、試料の正確な
（膜厚を正しく表した螢光Ｘ線量）値を検出することが
できる。そして比較的低倍率の観察で実施できるため、
試料全体のめくてい位置を容易に特定できる。
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明に係わる螢光Ｘ線膜厚測定装置の概略を示
すシステム構成図である。１は一次Ｘ線を発生するＸ線
源であり、Ｘ線源１より発生した一次Ｘ線20は平面形状
が細長い矩形形状をした孔2aを有するコリメータ２によ
り細長い形状をした一次Ｘ線ビーム20となり、試料４を
照射する。試料は細線形状をした部分4aが多数形成され
ておりその部分に一次Ｘ線を照射する。コリメータ２の
孔2aの形状の幅は試料細線4aの幅より狭くなっており、
孔2aの長手方向は試料４の大きさ及び螢光Ｘ線を検出す
るＸ線検出器５の性能等により限定されるが長い方がよ
い。
１図は本発明に係わる螢光Ｘ線膜厚測定装置の概略を示
すシステム構成図である。１は一次Ｘ線を発生するＸ線
源であり、Ｘ線源１より発生した一次Ｘ線20は平面形状
が細長い矩形形状をした孔2aを有するコリメータ２によ
り細長い形状をした一次Ｘ線ビーム20となり、試料４を
照射する。試料は細線形状をした部分4aが多数形成され
ておりその部分に一次Ｘ線を照射する。コリメータ２の
孔2aの形状の幅は試料細線4aの幅より狭くなっており、
孔2aの長手方向は試料４の大きさ及び螢光Ｘ線を検出す
るＸ線検出器５の性能等により限定されるが長い方がよ
い。
一次Ｘ線ビーム20の形状の長手方向は試料の細線形状
をした部分4aの長手方向と一致するように照射するよう
に配置されている。
をした部分4aの長手方向と一致するように照射するよう
に配置されている。
また、試料４はステップごとに移動できる試料ステー
ジ３に載置されている。試料ステージ３のステップ毎の
移動は一次ｘ線20のビーム形状の幅方向つまり、試料４
の細線形状をした部分4aの幅方向に移動するものであ
る。その移動量は一次Ｘ線20のビーム形状の幅より狭い
量（ミクロンオーダの量）である。
ジ３に載置されている。試料ステージ３のステップ毎の
移動は一次ｘ線20のビーム形状の幅方向つまり、試料４
の細線形状をした部分4aの幅方向に移動するものであ
る。その移動量は一次Ｘ線20のビーム形状の幅より狭い
量（ミクロンオーダの量）である。
ここで、コリメータ２により絞られた一次Ｘ線を試料
４の細線部4aに照射して発生した螢光Ｘ線21を単位時間
当たりの量としてＸ線検出器５にて検出する。
４の細線部4aに照射して発生した螢光Ｘ線21を単位時間
当たりの量としてＸ線検出器５にて検出する。
Ｘ線検出器で検出された螢光Ｘ線21を信号としてアン
プ６に送り増幅する。
プ６に送り増幅する。
アンプ６にて増幅された信号はマルチチャンネルアナ
ライザ７、制御演算部９に送られその螢光Ｘ線強から演
算し膜厚をデータとしてアウトプットする。次に、演算
器９の演算が終了すると試料ステージ３の移動を制御す
るステージコントローラ８に信号を送り、試料をミクロ
ンオーダで移動させる。以上の操作を繰り返して、第2a
図または第2b図のデータを得る。
ライザ７、制御演算部９に送られその螢光Ｘ線強から演
算し膜厚をデータとしてアウトプットする。次に、演算
器９の演算が終了すると試料ステージ３の移動を制御す
るステージコントローラ８に信号を送り、試料をミクロ
ンオーダで移動させる。以上の操作を繰り返して、第2a
図または第2b図のデータを得る。
第２図ａのデータが得られた場合は、試料４の測定位
置の膜厚はピークの値を基に膜厚換算する。また、第２
図ｂのデータが得られた場合は、試料４の測定位置の膜
厚はピークとピークとの間のの値を基に膜厚換算する。
置の膜厚はピークの値を基に膜厚換算する。また、第２
図ｂのデータが得られた場合は、試料４の測定位置の膜
厚はピークとピークとの間のの値を基に膜厚換算する。
以上述べたように、細線形状が沢山並んだ試料を簡単
な操作（拡大率の大きな観察手段を必要としないで）位
置の確認が容易にでき、かつ測定値を正確にして膜厚測
定ができるという効果がある。
な操作（拡大率の大きな観察手段を必要としないで）位
置の確認が容易にでき、かつ測定値を正確にして膜厚測
定ができるという効果がある。
第１図は本発明に係わる螢光Ｘ線膜厚測定装置の概略を
示すシステム構成図、第2a図は第3a図の試料試料ステー
ジ位置と螢光Ｘ線量の関係を示すグラフ、第2b図は第3b
図の試料試料ステージ位置と螢光Ｘ線量の関係を示すグ
ラフ、第3a図及び第3b図はそれぞれ、試料の断面を示す
断面図である。 １……Ｘ線源、２……コリメータ 2a……コリメータ孔、３……試料ステージ ４……試料、4a……試料の細線部分 ５……Ｘ線検出器、６……アンプ ７……マルチニャンネルアナライザ ８……ステージコントローラ ９……制御演算部、10……基板 11……膜、20……一次Ｘ線ビーム
示すシステム構成図、第2a図は第3a図の試料試料ステー
ジ位置と螢光Ｘ線量の関係を示すグラフ、第2b図は第3b
図の試料試料ステージ位置と螢光Ｘ線量の関係を示すグ
ラフ、第3a図及び第3b図はそれぞれ、試料の断面を示す
断面図である。 １……Ｘ線源、２……コリメータ 2a……コリメータ孔、３……試料ステージ ４……試料、4a……試料の細線部分 ５……Ｘ線検出器、６……アンプ ７……マルチニャンネルアナライザ ８……ステージコントローラ ９……制御演算部、10……基板 11……膜、20……一次Ｘ線ビーム
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも１本以上の細線形状の試料に一
次Ｘ線を照射し、前記試料から発生する螢光Ｘ線強度を
測定して、前記試料の表面に形成された膜の厚さを測定
する方法において、 前記一次Ｘ線を平面形状が幅が前記試料の幅より狭くな
っている偏平形状の孔を有するコリメータで絞って前記
試料表面に前記試料の長手方向と前記コリメータ偏平形
状の長手方向とを並行にして照射し、 且つ、前記試料を載置している試料ステージを前記試料
の細線形状の幅方向に、前記コリメータ幅より少ない量
をステップ送りし、各送りステップ毎に試料から発生す
る螢光Ｘ線を測定する螢光Ｘ線による膜厚測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27563390A JP2961384B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 螢光ｘ線による膜厚測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27563390A JP2961384B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 螢光ｘ線による膜厚測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04151506A JPH04151506A (ja) | 1992-05-25 |
| JP2961384B2 true JP2961384B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=17558181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27563390A Expired - Fee Related JP2961384B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 螢光ｘ線による膜厚測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2961384B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7023955B2 (en) * | 2003-08-12 | 2006-04-04 | X-Ray Optical System, Inc. | X-ray fluorescence system with apertured mask for analyzing patterned surfaces |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP27563390A patent/JP2961384B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04151506A (ja) | 1992-05-25 |
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