JP3057437B2 - 並列型高速電子線回折装置 - Google Patents
並列型高速電子線回折装置Info
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Landscapes
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子線を任意の
角度で平行に走査して広範囲又は複数の領域で薄膜のエ
ピタキシャル成長を分子層単位で正確に制御し且つその
モニタリングをするための並列型高速電子線回折装置に
関する。
角度で平行に走査して広範囲又は複数の領域で薄膜のエ
ピタキシャル成長を分子層単位で正確に制御し且つその
モニタリングをするための並列型高速電子線回折装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高速電子線回折装置（以下、「Ｒ
ＨＥＥＤ」という）では、試料の一部に電子線を照射
し、その回折像を電荷結合素子（以下、「ＣＣＤ」とい
う。）でコンピュータに入力し、回折像や強度の変化を
モニターしながらエピタキシャル成長薄膜の作製を行っ
てきた。
ＨＥＥＤ」という）では、試料の一部に電子線を照射
し、その回折像を電荷結合素子（以下、「ＣＣＤ」とい
う。）でコンピュータに入力し、回折像や強度の変化を
モニターしながらエピタキシャル成長薄膜の作製を行っ
てきた。
【０００３】図７は従来のＲＨＥＥＤの使用状態を示す
概略図であり、電子線と試料とを上面から見た図であ
る。図７を参照して、従来のＲＨＥＥＤは電子銃２から
出た電子がｘ−ｙの２軸に電磁力を作用する偏向コイル
４，４により曲げられて試料６に当たり、反射してスク
リーン８に当たってＣＣＤ９で回折強度を検知するよう
になっており、分子線エピタキシーなどの高真空プロセ
スでＲＨＥＥＤを用いることにより電子線の鏡面反射強
度が表面の原子一層レベルでの凹凸を反映して振動する
ので、原子一層精度での成膜及びそのモニタリングが可
能になっている。
概略図であり、電子線と試料とを上面から見た図であ
る。図７を参照して、従来のＲＨＥＥＤは電子銃２から
出た電子がｘ−ｙの２軸に電磁力を作用する偏向コイル
４，４により曲げられて試料６に当たり、反射してスク
リーン８に当たってＣＣＤ９で回折強度を検知するよう
になっており、分子線エピタキシーなどの高真空プロセ
スでＲＨＥＥＤを用いることにより電子線の鏡面反射強
度が表面の原子一層レベルでの凹凸を反映して振動する
ので、原子一層精度での成膜及びそのモニタリングが可
能になっている。
【０００４】また回折のロッキングカーブをとるために
は、電子線を試料に対して入射角を変化させる必要があ
るが、従来のＲＨＥＥＤでは図８に示すように、試料６
をチルト機構で様々な角度に調節したり、さらに図９に
示すように、試料６を上下移動機構により上下に移動さ
せて電子線の入射角を調節したりすることも行われてい
た。なお、図８及び図９においてＡ及びＢは電子銃２か
ら出た電子線を示す。
は、電子線を試料に対して入射角を変化させる必要があ
るが、従来のＲＨＥＥＤでは図８に示すように、試料６
をチルト機構で様々な角度に調節したり、さらに図９に
示すように、試料６を上下移動機構により上下に移動さ
せて電子線の入射角を調節したりすることも行われてい
た。なお、図８及び図９においてＡ及びＢは電子銃２か
ら出た電子線を示す。
【０００５】しかしながら、従来のＲＨＥＥＤでは、異
なる位置の回折像を得るとき試料に対して平行に走査で
きなかったため、例えば１０ｍｍ角程度の一枚の基板上
に厚さや組成などの異なる複数の薄膜を並行して作製す
るようなコンビナトリアル合成では、各点でのＲＨＥＥ
Ｄ像を独立に並行して収集し、解析することができなか
った。さらに回折のロッキングカーブを得る場合、チル
ト機構で試料を様々な角度に調節させるにはユーセント
リックステージが必要であり、機械的機構を作動させる
ため低速である。また試料を上下移動機構で上下させる
には大がかりな機構が必要であり、上下の位置と電子線
の偏向を同期させることが必要で、しかも動作が低速で
ある。
なる位置の回折像を得るとき試料に対して平行に走査で
きなかったため、例えば１０ｍｍ角程度の一枚の基板上
に厚さや組成などの異なる複数の薄膜を並行して作製す
るようなコンビナトリアル合成では、各点でのＲＨＥＥ
Ｄ像を独立に並行して収集し、解析することができなか
った。さらに回折のロッキングカーブを得る場合、チル
ト機構で試料を様々な角度に調節させるにはユーセント
リックステージが必要であり、機械的機構を作動させる
ため低速である。また試料を上下移動機構で上下させる
には大がかりな機構が必要であり、上下の位置と電子線
の偏向を同期させることが必要で、しかも動作が低速で
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は以上
の点にかんがみ、電子線を任意の角度で入射するととも
に平行に走査して、広範囲又は複数の領域で薄膜のエピ
タキシャル成長を分子層単位で正確に制御し且つそのモ
ニタリングをすることのできる並列型高速電子線回折装
置を提供することを目的とする。
の点にかんがみ、電子線を任意の角度で入射するととも
に平行に走査して、広範囲又は複数の領域で薄膜のエピ
タキシャル成長を分子層単位で正確に制御し且つそのモ
ニタリングをすることのできる並列型高速電子線回折装
置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明の並列型高速電子線回折装置
は、電子銃から出た電子線を偏向する第１偏向コイル
と、この第１偏向コイルにより偏向した電子線を再度偏
向する第２偏向コイルとを備えた電子線回折装置におい
て、基板及び基板の所定領域のいずれか、あるいは両方
に可動マスクが覆ったりはずしたりして原料の異なる薄
膜を単分子層ごとにエピタキシャル成長して形成するコ
ンビナトリアルレーザー分子線エピタキシーにあって、
単分子層ごとのエピタキシャル成長している基板又は基
板の所定領域に対して、可動マスクと連動して第１偏向
コイル及び第２偏向コイルを制御し設定した角度で平行
電子線を入射しスキャンすることを特徴とするものであ
る。また請求項２記載の発明は上記構成に加え、第１偏
向コイルと第２偏向コイルとを電気的に制御して基板の
所定領域の任意の位置に任意の入射角度で電子線を入射
してロッキングカーブを得るようにしたことを特徴とす
る。さらに請求項３記載の発明は、電荷結合素子で時系
列に取り込んだ電子線回折像を各ピクセルごとに収集
し、かつ、独立して並列的に処理して表示するようにし
たことを特徴とするものである。
に、請求項１記載の発明の並列型高速電子線回折装置
は、電子銃から出た電子線を偏向する第１偏向コイル
と、この第１偏向コイルにより偏向した電子線を再度偏
向する第２偏向コイルとを備えた電子線回折装置におい
て、基板及び基板の所定領域のいずれか、あるいは両方
に可動マスクが覆ったりはずしたりして原料の異なる薄
膜を単分子層ごとにエピタキシャル成長して形成するコ
ンビナトリアルレーザー分子線エピタキシーにあって、
単分子層ごとのエピタキシャル成長している基板又は基
板の所定領域に対して、可動マスクと連動して第１偏向
コイル及び第２偏向コイルを制御し設定した角度で平行
電子線を入射しスキャンすることを特徴とするものであ
る。また請求項２記載の発明は上記構成に加え、第１偏
向コイルと第２偏向コイルとを電気的に制御して基板の
所定領域の任意の位置に任意の入射角度で電子線を入射
してロッキングカーブを得るようにしたことを特徴とす
る。さらに請求項３記載の発明は、電荷結合素子で時系
列に取り込んだ電子線回折像を各ピクセルごとに収集
し、かつ、独立して並列的に処理して表示するようにし
たことを特徴とするものである。
【０００８】このような構成の本発明では、第１偏向コ
イルと第２偏向コイルとを有しているので、電子線を任
意の角度で入射することができ、ロッキングカーブを高
速に得ることができる。さらに平行電子線を、任意の角
度で基板及び基板の所定領域に対して広範囲に走査する
ことができる。したがって、基板の広範囲又は複数の領
域で薄膜のエピタキシャル成長を分子層単位で正確に制
御し、モニターすることができる。
イルと第２偏向コイルとを有しているので、電子線を任
意の角度で入射することができ、ロッキングカーブを高
速に得ることができる。さらに平行電子線を、任意の角
度で基板及び基板の所定領域に対して広範囲に走査する
ことができる。したがって、基板の広範囲又は複数の領
域で薄膜のエピタキシャル成長を分子層単位で正確に制
御し、モニターすることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、図面に示した実施形態に基
づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の実施形
態にかかる並列型高速電子線回折装置の使用状態を示す
概略図であり、電子線と試料とを上面から見た図であ
る。図１を参照して、本実施形態の並列型高速電子線回
折装置は、電子銃１２と、この電子銃１２から出た電子
線をｘ−ｙ方向に偏向する第１偏向コイル１４，１４
と、偏向された電子線を任意の角度に調整し、特に平行
にする第２偏向コイル１５，１５とを備え、電子線が試
料１６に対して任意の角度で平行に走査し反射してスク
リーン１８に当たり、ＣＣＤ１９で鏡面反射強度を検出
するようになっている。
づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の実施形
態にかかる並列型高速電子線回折装置の使用状態を示す
概略図であり、電子線と試料とを上面から見た図であ
る。図１を参照して、本実施形態の並列型高速電子線回
折装置は、電子銃１２と、この電子銃１２から出た電子
線をｘ−ｙ方向に偏向する第１偏向コイル１４，１４
と、偏向された電子線を任意の角度に調整し、特に平行
にする第２偏向コイル１５，１５とを備え、電子線が試
料１６に対して任意の角度で平行に走査し反射してスク
リーン１８に当たり、ＣＣＤ１９で鏡面反射強度を検出
するようになっている。
【００１０】その際、コンピュータ１１はＲＨＥＥＤパ
ターンをＣＣＤとイメージプロセッサを用いて高速に並
列処理し、電子線の制御と試料１６の電子線照射領域と
の対応関係及びこの照射領域の電子線の鏡面反射強度と
を集中管理制御している。さらにコンピュータ１１は、
第１偏向コイル１４，１４及び第２偏向コイル１５，１
５を増幅器１３を介して電子線の制御をする。
ターンをＣＣＤとイメージプロセッサを用いて高速に並
列処理し、電子線の制御と試料１６の電子線照射領域と
の対応関係及びこの照射領域の電子線の鏡面反射強度と
を集中管理制御している。さらにコンピュータ１１は、
第１偏向コイル１４，１４及び第２偏向コイル１５，１
５を増幅器１３を介して電子線の制御をする。
【００１１】次に、本実施形態の並列型高速電子線回折
装置の作用について説明する。図２は本実施形態の電子
線の軌跡を示す図であり、（ａ）は試料に対して垂直方
向の、（ｂ）は試料面内での電子線の軌跡を示す図であ
る。図２を参照して、電子銃１２から出た電子線を第１
偏向コイルで任意の角度に拡げ、かつ、垂直方向に任意
の角度にして走査し、第２偏向コイルに入射する。この
第２偏向コイルで走査する電子線の広がりを平行にする
とともに、試料１６の所定領域へ照射するために、走査
する電子線の角度を調節する。このように本実施形態で
は試料１６を平行電子線で走査でき、試料の所定領域を
ねらって、つまり入射角度を調節して平行電子線を走査
することができる。
装置の作用について説明する。図２は本実施形態の電子
線の軌跡を示す図であり、（ａ）は試料に対して垂直方
向の、（ｂ）は試料面内での電子線の軌跡を示す図であ
る。図２を参照して、電子銃１２から出た電子線を第１
偏向コイルで任意の角度に拡げ、かつ、垂直方向に任意
の角度にして走査し、第２偏向コイルに入射する。この
第２偏向コイルで走査する電子線の広がりを平行にする
とともに、試料１６の所定領域へ照射するために、走査
する電子線の角度を調節する。このように本実施形態で
は試料１６を平行電子線で走査でき、試料の所定領域を
ねらって、つまり入射角度を調節して平行電子線を走査
することができる。
【００１２】次に、回折のロッキングカーブをとる方法
を説明する。図３は本実施形態でロッキングカーブをと
るための動作を示す概略図である。図３を参照して、試
料に対して鈍い入射角度にする場合、電子銃１２から出
た電子線を第１偏向コイル１４，１４で所定角度に調節
して第２偏向コイル１５，１５に入射し、この第２偏向
コイルで所定角度に調節して試料１６に電子線が入射す
る。なお、本実施形態では試料１６を固定したままであ
る。試料１６に対して鋭い入射角度にする場合、電子銃
１２から出た電子線を第１偏向コイル１４，１４で所定
角度で下方に曲げて第２偏向コイル１５，１５に入射
し、この第２偏向コイルで所定角度で上方に曲げて試料
に電子線が入射する。なお、試料面内の電子線の走査は
図２で説明したように平行電子線にできる。
を説明する。図３は本実施形態でロッキングカーブをと
るための動作を示す概略図である。図３を参照して、試
料に対して鈍い入射角度にする場合、電子銃１２から出
た電子線を第１偏向コイル１４，１４で所定角度に調節
して第２偏向コイル１５，１５に入射し、この第２偏向
コイルで所定角度に調節して試料１６に電子線が入射す
る。なお、本実施形態では試料１６を固定したままであ
る。試料１６に対して鋭い入射角度にする場合、電子銃
１２から出た電子線を第１偏向コイル１４，１４で所定
角度で下方に曲げて第２偏向コイル１５，１５に入射
し、この第２偏向コイルで所定角度で上方に曲げて試料
に電子線が入射する。なお、試料面内の電子線の走査は
図２で説明したように平行電子線にできる。
【００１３】このように本実施形態では、第１偏向コイ
ル１４，１４及び第２偏向コイル１５，１５の電気的制
御だけで、試料１６の任意の位置へ任意の入射角度で電
子線を走査することができる。したがって、本発明では
機械的機構を必要としないため、高速に回折のロッキン
グカーブを得ることができる。
ル１４，１４及び第２偏向コイル１５，１５の電気的制
御だけで、試料１６の任意の位置へ任意の入射角度で電
子線を走査することができる。したがって、本発明では
機械的機構を必要としないため、高速に回折のロッキン
グカーブを得ることができる。
【００１４】次に、本実施形態の並列型高速電子線回折
装置をコンビナトリアルレーザー分子線エピタキシーに
適用した例を用いる場合の動作を説明する。コンビナト
リアルレーザー分子線エピタキシーは固体原料のターゲ
ットにレーザー光を照射して気化し、この気化した原料
に対して基板又は基板の所定領域を可動マスクが覆った
りはずしたりして原料の異なる薄膜を単分子層ごとにエ
ピタキシャル成長して形成するものである。
装置をコンビナトリアルレーザー分子線エピタキシーに
適用した例を用いる場合の動作を説明する。コンビナト
リアルレーザー分子線エピタキシーは固体原料のターゲ
ットにレーザー光を照射して気化し、この気化した原料
に対して基板又は基板の所定領域を可動マスクが覆った
りはずしたりして原料の異なる薄膜を単分子層ごとにエ
ピタキシャル成長して形成するものである。
【００１５】図４はコンビナトリアルレーザー分子線エ
ピタキシーでの薄膜形成概略図である。なお、基板の加
熱源等は省略した。図４を参照して、コンビナトリアル
レーザー分子線エピタキシーでは、ＫｒＦのエキシマレ
ーザー２１をターゲット２２に照射してプリカーサー２
４を発生させ、このプリカーサー２４に対して可動マス
ク２６，２６で基板２７を覆ったりはずしたりして移動
し、基板２７の各所定領域に元素の組合せが異なる薄膜
やそれらの積層シーケンスが異なる薄膜を堆積させる。
このとき可動マスク２６に連動して基板上の各領域に堆
積する単分子層ごとのエピタキシャル成長を平行電子線
２８でスキャンする。
ピタキシーでの薄膜形成概略図である。なお、基板の加
熱源等は省略した。図４を参照して、コンビナトリアル
レーザー分子線エピタキシーでは、ＫｒＦのエキシマレ
ーザー２１をターゲット２２に照射してプリカーサー２
４を発生させ、このプリカーサー２４に対して可動マス
ク２６，２６で基板２７を覆ったりはずしたりして移動
し、基板２７の各所定領域に元素の組合せが異なる薄膜
やそれらの積層シーケンスが異なる薄膜を堆積させる。
このとき可動マスク２６に連動して基板上の各領域に堆
積する単分子層ごとのエピタキシャル成長を平行電子線
２８でスキャンする。
【００１６】可動マスクは、例えば異なるマスクパター
ンを形成したものでもよく、この場合異なるマスクパタ
ーンを順次交換する機構を備えていればよい。したがっ
て、基板の所定領域に対して可動マスクで異なるマスク
パターンに順次交換することで、元素の組合せが異なる
薄膜やそれらの積層シーケンスが異なる薄膜を単分子層
ごとにエピタキシャル成長することもできる。
ンを形成したものでもよく、この場合異なるマスクパタ
ーンを順次交換する機構を備えていればよい。したがっ
て、基板の所定領域に対して可動マスクで異なるマスク
パターンに順次交換することで、元素の組合せが異なる
薄膜やそれらの積層シーケンスが異なる薄膜を単分子層
ごとにエピタキシャル成長することもできる。
【００１７】並列型高速電子線回折装置の１０〜５０ｋ
ｅＶの平行電子線２８を基板表面に１〜２度程度の浅い
角度で入射させることにより、原子層又は分子層ごとの
周期でＲＨＥＥＤ強度振動が生じる。基板表面への入射
角度は第１偏向コイル１４，１４で設定し、この偏向し
た電子線を第２偏向コイル１５，１５で基板の所定領域
に向けて角度を調整し、かつ、平行電子線にしている。
ｅＶの平行電子線２８を基板表面に１〜２度程度の浅い
角度で入射させることにより、原子層又は分子層ごとの
周期でＲＨＥＥＤ強度振動が生じる。基板表面への入射
角度は第１偏向コイル１４，１４で設定し、この偏向し
た電子線を第２偏向コイル１５，１５で基板の所定領域
に向けて角度を調整し、かつ、平行電子線にしている。
【００１８】図５はコンビナトリアルレーザー分子線エ
ピタキシーの超格子合成の例である。なお、図５中の符
号は図４と同様である。図５（ａ）で示すように可動マ
スク２６，２６の移動するにつれて所定領域、例えば２
９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ等で単分子層ごとのエピ
タキシャル成長を並列型高速電子線回折装置でモニター
しながら材料Ａを堆積させる。このとき各領域で材料Ａ
のエピタキシャル成長する分子層が異なっている。
ピタキシーの超格子合成の例である。なお、図５中の符
号は図４と同様である。図５（ａ）で示すように可動マ
スク２６，２６の移動するにつれて所定領域、例えば２
９ａ，２９ｂ，２９ｃ，２９ｄ等で単分子層ごとのエピ
タキシャル成長を並列型高速電子線回折装置でモニター
しながら材料Ａを堆積させる。このとき各領域で材料Ａ
のエピタキシャル成長する分子層が異なっている。
【００１９】並列型高速電子線回折装置の電子線は基板
２７の各領域に入射する角度を第１偏向コイル１４，１
４で設定し、第２偏向コイル１５，１５で所定領域に向
かう入射角度の平行電子線にしてスキャンし、所定の分
子層がエピタキシャル成長したら、可動マスクと連動し
て次の領域をスキャンする。このとき基板上の各成長領
域ごとの電子線回折パターンを図１に示したＣＣＤで時
系列に取り込んだ画像を各ピクセルごとに収集し、各ピ
クセルの画像の系的変化を独立にして並列処理し、ディ
スプレイ１１（図１）で表示している。
２７の各領域に入射する角度を第１偏向コイル１４，１
４で設定し、第２偏向コイル１５，１５で所定領域に向
かう入射角度の平行電子線にしてスキャンし、所定の分
子層がエピタキシャル成長したら、可動マスクと連動し
て次の領域をスキャンする。このとき基板上の各成長領
域ごとの電子線回折パターンを図１に示したＣＣＤで時
系列に取り込んだ画像を各ピクセルごとに収集し、各ピ
クセルの画像の系的変化を独立にして並列処理し、ディ
スプレイ１１（図１）で表示している。
【００２０】次に図５（ｂ）に示すように、基板２７が
９０度回転し、図５（ｃ）に示すように材料Ｂが各領域
で所定数の分子層ごとに堆積する。このようにして図５
（ｄ）に示すように、例えば領域２９ａでは材料Ａと材
料Ｂとが４分子層ずつ交互に堆積し、領域２９ｂでは材
料Ａの１分子層と材料Ｂの４分子層とが交互に堆積し、
領域２９ｃでは材料Ｂの１分子層と材料Ａの４分子層と
が交互に堆積し、領域２９ｄでは材料Ａと材料Ｂとが１
分子層ずつ交互に堆積する。
９０度回転し、図５（ｃ）に示すように材料Ｂが各領域
で所定数の分子層ごとに堆積する。このようにして図５
（ｄ）に示すように、例えば領域２９ａでは材料Ａと材
料Ｂとが４分子層ずつ交互に堆積し、領域２９ｂでは材
料Ａの１分子層と材料Ｂの４分子層とが交互に堆積し、
領域２９ｃでは材料Ｂの１分子層と材料Ａの４分子層と
が交互に堆積し、領域２９ｄでは材料Ａと材料Ｂとが１
分子層ずつ交互に堆積する。
【００２１】図６は本実施形態の並列型高速電子線回折
装置におけるＲＨＥＥＤ振動の図である。図６におい
て、ａはピクセル１（Ｐ１）とピクセル２（Ｐ２）が可
動マスクで覆われ、ピクセル３（Ｐ３）だけが単分子層
ごとのエピタキシャル成長していることを示す。またｂ
はピクセル１（Ｐ１）だけが可動マスクで覆われ、ピク
セル２（Ｐ２）とピクセル３（Ｐ３）とが単分子層ごと
のエピタキシャル成長をしていることを示す。さらにｃ
はピクセル１（Ｐ１），ピクセル２（Ｐ２）及びピクセ
ル３（Ｐ３）が可動マスクをはずしており、単分子層ご
とのエピタキシャル成長をしていることを示す。したが
って、図６中、ピクセル１（Ｐ１）はＳｒＴｉＯ3 とＢ
ａＴｉＯ3 とを２分子層ずつエピタキシャル成長させた
とき、ピクセル２（Ｐ２）は、ＳｒＴｉＯ3 とＢａＴｉ
Ｏ3 とを４分子層ずつエピタキシャル成長させたとき、
ピクセル３（Ｐ３）はＳｒＴｉＯ3 とＢａＴｉＯ3 とを
６分子層ずつエピタキシャル成長させたときのＲＨＥＥ
Ｄの振動を示している。
装置におけるＲＨＥＥＤ振動の図である。図６におい
て、ａはピクセル１（Ｐ１）とピクセル２（Ｐ２）が可
動マスクで覆われ、ピクセル３（Ｐ３）だけが単分子層
ごとのエピタキシャル成長していることを示す。またｂ
はピクセル１（Ｐ１）だけが可動マスクで覆われ、ピク
セル２（Ｐ２）とピクセル３（Ｐ３）とが単分子層ごと
のエピタキシャル成長をしていることを示す。さらにｃ
はピクセル１（Ｐ１），ピクセル２（Ｐ２）及びピクセ
ル３（Ｐ３）が可動マスクをはずしており、単分子層ご
とのエピタキシャル成長をしていることを示す。したが
って、図６中、ピクセル１（Ｐ１）はＳｒＴｉＯ3 とＢ
ａＴｉＯ3 とを２分子層ずつエピタキシャル成長させた
とき、ピクセル２（Ｐ２）は、ＳｒＴｉＯ3 とＢａＴｉ
Ｏ3 とを４分子層ずつエピタキシャル成長させたとき、
ピクセル３（Ｐ３）はＳｒＴｉＯ3 とＢａＴｉＯ3 とを
６分子層ずつエピタキシャル成長させたときのＲＨＥＥ
Ｄの振動を示している。
【００２２】以上のように本実施形態の並列型高速電子
線回折装置では、基板上の各点での電子線の入射方向を
平行に保ったまま電子線を走査できる。さらに基板上の
それぞれの点での電子線の入射角度を任意に設定すると
ができる。また電子線の走査と同期して、各点でのＲＨ
ＥＥＤパターンをＣＣＤとイメージプロセッサを用いて
高速に収集かつ並列処理することにより、各点でのＲＨ
ＥＥＤ像や強度の時間変化を同時に解析することができ
る。
線回折装置では、基板上の各点での電子線の入射方向を
平行に保ったまま電子線を走査できる。さらに基板上の
それぞれの点での電子線の入射角度を任意に設定すると
ができる。また電子線の走査と同期して、各点でのＲＨ
ＥＥＤパターンをＣＣＤとイメージプロセッサを用いて
高速に収集かつ並列処理することにより、各点でのＲＨ
ＥＥＤ像や強度の時間変化を同時に解析することができ
る。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の並列型高速電子線回折装置では、基板に対して電子
線を任意の角度で入射することができ、ロッキングカー
ブを高速に得ることができる。さらに、平行電子線を任
意の角度で基板及び基板の所定領域に対して広範囲に走
査することができる。したがって、基板の広範囲又は複
数の領域で薄膜のエピタキシャル成長を分子層単位で正
確に制御し、且つ、モニターすることができる。
明の並列型高速電子線回折装置では、基板に対して電子
線を任意の角度で入射することができ、ロッキングカー
ブを高速に得ることができる。さらに、平行電子線を任
意の角度で基板及び基板の所定領域に対して広範囲に走
査することができる。したがって、基板の広範囲又は複
数の領域で薄膜のエピタキシャル成長を分子層単位で正
確に制御し、且つ、モニターすることができる。
【図１】本発明の実施形態にかかる並列型高速電子線回
折装置の使用状態を示す概略図であり、電子線と試料と
を上面から見た図である。
折装置の使用状態を示す概略図であり、電子線と試料と
を上面から見た図である。
【図２】本実施形態の電子線の軌跡を示す図で、（ａ）
は試料に対して垂直方向の、また、（ｂ）は試料面内で
の電子線の軌跡を示す図である。
は試料に対して垂直方向の、また、（ｂ）は試料面内で
の電子線の軌跡を示す図である。
【図３】本実施形態でロッキングカーブをとるための動
作を示す概略図である。
作を示す概略図である。
【図４】コンビナトリアルレーザー分子線エピタキシー
での薄膜形成概略図である。
での薄膜形成概略図である。
【図５】コンビナトリアルレーザー分子線エピタキシー
の超格子合成の例である。
の超格子合成の例である。
【図６】本実施形態におけるＲＨＥＥＤ振動の図であ
る。
る。
【図７】従来のＲＨＥＥＤの使用状態を示す概略図であ
り、電子線と試料とを上面から見た図である。
り、電子線と試料とを上面から見た図である。
【図８】ロッキングカーブを得るための従来の基板上下
移動機構を有する装置の概念図である。
移動機構を有する装置の概念図である。
【図９】ロッキングカーブを得るための従来の基板チル
ト機構を有する装置の概念図である。
ト機構を有する装置の概念図である。
１２ 電子銃 １３ 増幅器 １４ 第１偏向コイル １５ 第２偏向コイル １６ 試料 １８ スクリーン １９ ＣＣＤ ２１ エキシマレーザー ２２ ターゲット ２４ プリカーサー ２６ 可動マスク ２７ 基板 ２８ 電子線
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−217539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−59486（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−211637（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−215287（ＪＰ，Ａ) 実公 昭44−29151（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/295 H01L 21/203
Claims (3)
- 【請求項１】 電子銃から出た電子線を偏向する第１偏
向コイルと、この第１偏向コイルにより偏向した電子線
を再度偏向する第２偏向コイルとを備えた電子線回折装
置において、 基板及び基板の所定領域のいずれか、あるいは両方に可
動マスクが覆ったりはずしたり異なるマスクパターンに
順次交換することで元素の組合せが異なる薄膜やそれら
の積層シーケンスが異なる薄膜を単分子層ごとにエピタ
キシャル成長して形成するコンビナトリアルレーザー分
子線エピタキシーにあって、単分子層ごとのエピタキシ
ャル成長している上記基板又は上記基板の所定領域に対
して、上記可動マスクと連動して上記第１偏向コイル及
び上記第２偏向コイルを制御して設定した角度で平行電
子線を入射しスキャンすることを特徴とする、 並列型高
速電子線回折装置。 - 【請求項２】 前記第１偏向コイルと前記第２偏向コイ
ルとを電気的に制御して前記基板の所定領域の任意の位
置に任意の入射角度で電子線を入射してロッキングカー
ブを得るようにしたことを特徴とする、請求項１に記載
の並列型高速電子線回折装置。 - 【請求項３】 電荷結合素子で時系列に取り込んだ電子
線回折像を各ピクセルごとに収集し、かつ、独立して並
列的に処理して表示するようにしたことを特徴とする、
請求項１又は２に記載の並列型高速電子線回折装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10258971A JP3057437B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 並列型高速電子線回折装置 |
| DE69942340T DE69942340D1 (de) | 1998-09-11 | 1999-09-10 | Hochenergie elektronen beugungsgerät |
| PCT/JP1999/004949 WO2000016372A1 (fr) | 1998-09-11 | 1999-09-10 | Appareil de diffraction d'electrons a haute energie |
| EP99943279A EP1113482B1 (en) | 1998-09-11 | 1999-09-10 | High energy electron diffraction apparatus |
| US09/762,858 US6677581B1 (en) | 1998-09-11 | 1999-09-10 | High energy electron diffraction apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10258971A JP3057437B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 並列型高速電子線回折装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000090867A JP2000090867A (ja) | 2000-03-31 |
| JP3057437B2 true JP3057437B2 (ja) | 2000-06-26 |
Family
ID=17327569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10258971A Expired - Lifetime JP3057437B2 (ja) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | 並列型高速電子線回折装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3057437B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4554297B2 (ja) * | 2004-08-17 | 2010-09-29 | 株式会社Ｉｈｉ | コンビナトリアルデバイス製造装置 |
-
1998
- 1998-09-11 JP JP10258971A patent/JP3057437B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000090867A (ja) | 2000-03-31 |
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