JP3195046B2 - 全反射状態の検出方法および微量元素の測定装置 - Google Patents
全反射状態の検出方法および微量元素の測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｘ線等の電磁波の全反
射状態を検出する方法およびこの方法を利用した微量元
素の測定装置に関する。
射状態を検出する方法およびこの方法を利用した微量元
素の測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｘ線を全反射条件で物体に照射し、これ
により発生する蛍光Ｘ線、回折Ｘ線および散乱Ｘ線、Ｘ
線光電子等の方向、強度、エネルギーを測定して、物体
中の微量元素の定量分析や化学分析を行う方法、すなわ
ち、全反射蛍光Ｘ線分光分析法、全反射Ｘ線回折法、全
反射Ｘ線光電子分光法の原理はすでに知られており、一
部実際の測定に使用されている。
により発生する蛍光Ｘ線、回折Ｘ線および散乱Ｘ線、Ｘ
線光電子等の方向、強度、エネルギーを測定して、物体
中の微量元素の定量分析や化学分析を行う方法、すなわ
ち、全反射蛍光Ｘ線分光分析法、全反射Ｘ線回折法、全
反射Ｘ線光電子分光法の原理はすでに知られており、一
部実際の測定に使用されている。
【０００３】例えば、半導体デバイスの製造分野では、
シリコンウエハ中の微量不純物の量が半導体デバイスの
性能等に影響を与えるため、シリコンウエハの各部にＸ
線を全反射条件で照射し、微量不純物の定量分析を行
い、高密度集積回路の製造に適した部分を選択すること
が行われている。
シリコンウエハ中の微量不純物の量が半導体デバイスの
性能等に影響を与えるため、シリコンウエハの各部にＸ
線を全反射条件で照射し、微量不純物の定量分析を行
い、高密度集積回路の製造に適した部分を選択すること
が行われている。
【０００４】このような従来の方法では、図３に示すよ
うにＸ線発生源１からのＸ線２を、シリコンウエハ３に
照射し、微弱な反射Ｘ線をシンチレーション計数管やフ
ォトダイオード等のＸ線検出器４で検出し、全反射条件
の時にこの反射Ｘ線強度が増大する効果を利用して全反
射状態を検出している。
うにＸ線発生源１からのＸ線２を、シリコンウエハ３に
照射し、微弱な反射Ｘ線をシンチレーション計数管やフ
ォトダイオード等のＸ線検出器４で検出し、全反射条件
の時にこの反射Ｘ線強度が増大する効果を利用して全反
射状態を検出している。
【０００５】しかしながら、全反射角度は視射角で測っ
て０度に極めて近く、全反射角度をわずかでも越えると
Ｘ線の反射は全くなくなる。また、入射Ｘ線光軸、反射
Ｘ線光軸、Ｘ線照射物体、および反射Ｘ線検出器の位置
関係が適合しないと全反射角度の決定は不可能である。
このため、Ｘ線の全反射角度の決定には技術的な困難が
ともなっている。
て０度に極めて近く、全反射角度をわずかでも越えると
Ｘ線の反射は全くなくなる。また、入射Ｘ線光軸、反射
Ｘ線光軸、Ｘ線照射物体、および反射Ｘ線検出器の位置
関係が適合しないと全反射角度の決定は不可能である。
このため、Ｘ線の全反射角度の決定には技術的な困難が
ともなっている。
【０００６】ここで、図４に、Ｘ線の全反射臨界角度前
後での反射Ｘ線強度の変化および蛍光Ｘ線強度の変化を
示す。同図に示すように、化学分析等に用いる蛍光Ｘ線
の強度は、全反射臨界角度の時に最も強くなるため、全
反射臨界角度の決定が微量元素分析上最も重要である。
しかしながら、反射Ｘ線強度は、この全反射臨界角度の
近傍では際立った特徴を示さないので、反射Ｘ線強度の
測定結果から全反射臨界角度を決定する場合、曖昧さが
生じる。また、このような曖昧さを除くため、図３に示
すように、蛍光Ｘ線検出器５で蛍光Ｘ線を同時に測定し
ようとすると、入射Ｘ線光軸と、反射Ｘ線光軸と、Ｘ線
照射物体（シリコンウエハ３）と、Ｘ線検出器４と、蛍
光Ｘ線検出器５の位置関係が適合していなければなら
ず、その位置関係の調整が困難であり、また微弱な蛍光
Ｘ線を検出するため時間がかかる等の問題もある。
後での反射Ｘ線強度の変化および蛍光Ｘ線強度の変化を
示す。同図に示すように、化学分析等に用いる蛍光Ｘ線
の強度は、全反射臨界角度の時に最も強くなるため、全
反射臨界角度の決定が微量元素分析上最も重要である。
しかしながら、反射Ｘ線強度は、この全反射臨界角度の
近傍では際立った特徴を示さないので、反射Ｘ線強度の
測定結果から全反射臨界角度を決定する場合、曖昧さが
生じる。また、このような曖昧さを除くため、図３に示
すように、蛍光Ｘ線検出器５で蛍光Ｘ線を同時に測定し
ようとすると、入射Ｘ線光軸と、反射Ｘ線光軸と、Ｘ線
照射物体（シリコンウエハ３）と、Ｘ線検出器４と、蛍
光Ｘ線検出器５の位置関係が適合していなければなら
ず、その位置関係の調整が困難であり、また微弱な蛍光
Ｘ線を検出するため時間がかかる等の問題もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の方法ではＸ線等の全反射臨界角度を正確に決定するこ
とが技術的に難しく、このため微量元素の測定装置で
は、装置の大形化を招いたり測定精度を保つことが難し
い等の問題があり、全反射状態を容易に検出することが
でき、簡単かつ正確に全反射臨界角度を決定することの
できる方法の開発が望まれていた。
の方法ではＸ線等の全反射臨界角度を正確に決定するこ
とが技術的に難しく、このため微量元素の測定装置で
は、装置の大形化を招いたり測定精度を保つことが難し
い等の問題があり、全反射状態を容易に検出することが
でき、簡単かつ正確に全反射臨界角度を決定することの
できる方法の開発が望まれていた。
【０００８】本発明は、かかる従来の事情に対処してな
されたもので、従来に較べて全反射状態を容易に検出す
ることができ、簡単かつ正確に全反射臨界角度を決定す
ることのできる全反射状態の検出方法および微量元素の
測定装置を提供しようとするものである。
されたもので、従来に較べて全反射状態を容易に検出す
ることができ、簡単かつ正確に全反射臨界角度を決定す
ることのできる全反射状態の検出方法および微量元素の
測定装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の全反
射状態の検出方法は、被測定物の表面に、真空紫外光又
はＸ線又はガンマ線を照射し、全反射状態を検出するに
あたり、前記真空紫外光又はＸ線又はガンマ線の照射に
よって前記被測定物に流れる電流を測定し、照射角度の
変化に伴う電流値の変化から全反射状態を検出すること
を特徴とする。
射状態の検出方法は、被測定物の表面に、真空紫外光又
はＸ線又はガンマ線を照射し、全反射状態を検出するに
あたり、前記真空紫外光又はＸ線又はガンマ線の照射に
よって前記被測定物に流れる電流を測定し、照射角度の
変化に伴う電流値の変化から全反射状態を検出すること
を特徴とする。
【００１０】また、本発明の微量元素の測定装置は、被
測定物の表面に、ほぼ全反射臨界角度でＸ線を照射し、
前記被測定物から発生する蛍光Ｘ線またはＸ線光電子あ
るいは回折Ｘ線および散乱Ｘ線を測定して、前記被測定
物中の微量元素を測定する微量元素の測定装置におい
て、前記Ｘ線の照射によって前記被測定物に流れる電流
を測定し、この電流の変化から前記Ｘ線の反射状態を検
出する機構を具備したことを特徴とする。
測定物の表面に、ほぼ全反射臨界角度でＸ線を照射し、
前記被測定物から発生する蛍光Ｘ線またはＸ線光電子あ
るいは回折Ｘ線および散乱Ｘ線を測定して、前記被測定
物中の微量元素を測定する微量元素の測定装置におい
て、前記Ｘ線の照射によって前記被測定物に流れる電流
を測定し、この電流の変化から前記Ｘ線の反射状態を検
出する機構を具備したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明者等は、物体にＸ線を照射した際に、物
体に電流が流れ、この電流に蛍光Ｘ線と同様な（全反射
臨界角度をピークとする）Ｘ線の照射角度依存性がある
ことを見出だした。本発明はかかる知見に基づいてなさ
れたもので、Ｘ線照射に応じて物体に流れる電流を測定
することによって、Ｘ線が全反射角度で物体に照射され
ているか否か等を検出する。
体に電流が流れ、この電流に蛍光Ｘ線と同様な（全反射
臨界角度をピークとする）Ｘ線の照射角度依存性がある
ことを見出だした。本発明はかかる知見に基づいてなさ
れたもので、Ｘ線照射に応じて物体に流れる電流を測定
することによって、Ｘ線が全反射角度で物体に照射され
ているか否か等を検出する。
【００１２】したがって、Ｘ線検出器を用いることな
く、その位置調整等も行うことなく容易に正確に全反射
臨界角度を検出することができる。なお、このような現
象が生じるのは、以下のような理由によるものと推定さ
れる。
く、その位置調整等も行うことなく容易に正確に全反射
臨界角度を検出することができる。なお、このような現
象が生じるのは、以下のような理由によるものと推定さ
れる。
【００１３】Ｘ線を物体に照射する時、全反射条件でな
い場合に、Ｘ線が物体内部に到達する距離をＬ1 、この
時物体中において電離された電子が物体中を進行し再び
吸収されるまでの到達距離を距離Ｌ2 とし、全反射条件
で入射Ｘ線が物体内部に到達する距離をＬ3 とすると、
一般に、
い場合に、Ｘ線が物体内部に到達する距離をＬ1 、この
時物体中において電離された電子が物体中を進行し再び
吸収されるまでの到達距離を距離Ｌ2 とし、全反射条件
で入射Ｘ線が物体内部に到達する距離をＬ3 とすると、
一般に、
【数１】 の関係が成立する。
【００１４】すなわち、全反射条件でない場合は、入射
Ｘ線は物体内の深部にまで到達するため、この時物体中
において電離された電子が吸収されずに物体中を通り抜
け、物体表面から外部に放出される可能性は少なく、し
たがってこの場合物体に流れる電流は少ない。
Ｘ線は物体内の深部にまで到達するため、この時物体中
において電離された電子が吸収されずに物体中を通り抜
け、物体表面から外部に放出される可能性は少なく、し
たがってこの場合物体に流れる電流は少ない。
【００１５】一方、全反射条件では、入射Ｘ線は物体表
面から内部にはほとんど進入しないので、この全反射条
件で照射されたＸ線は物体の表層において電子を電離
し、多量の電子が物体外部に放出されるため、物体中に
多量の電流が流れる。
面から内部にはほとんど進入しないので、この全反射条
件で照射されたＸ線は物体の表層において電子を電離
し、多量の電子が物体外部に放出されるため、物体中に
多量の電流が流れる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１７】図１は、本発明の一実施例の微量元素の測
定装置の構成を示すもので、この装置は、Ｘ線発生源１
０からのＸ線１１をシリコンウエハ１２に照射し、この
照射によってシリコンウエハ１２に流れる電流を電流計
１３によって測定するとともに、シリコンウエハ１２の
上方所定角度方向に設けられた蛍光Ｘ線検出器１４によ
って、Ｘ線１１の照射によって発生する蛍光Ｘ線を測定
するように構成されている。
定装置の構成を示すもので、この装置は、Ｘ線発生源１
０からのＸ線１１をシリコンウエハ１２に照射し、この
照射によってシリコンウエハ１２に流れる電流を電流計
１３によって測定するとともに、シリコンウエハ１２の
上方所定角度方向に設けられた蛍光Ｘ線検出器１４によ
って、Ｘ線１１の照射によって発生する蛍光Ｘ線を測定
するように構成されている。
【００１８】また、シリコンウエハ１２は、図示しない
駆動機構を備えたサンプルホルダ１５上に載置されてお
り、このサンプルホルダ１５を回動させることにより、
シリコンウエハ１２に対するＸ線１１の照射角を変化さ
せることができるように構成されている。
駆動機構を備えたサンプルホルダ１５上に載置されてお
り、このサンプルホルダ１５を回動させることにより、
シリコンウエハ１２に対するＸ線１１の照射角を変化さ
せることができるように構成されている。
【００１９】図２のグラフに、上記構成の装置を用い、
照射角度を変えつつシリコンウエハ１２にＸ線１１を照
射した際の電流および蛍光Ｘ線の強度の変化を示す。な
お、参考のため、この時の反射Ｘ線の強度の変化も示
す。
照射角度を変えつつシリコンウエハ１２にＸ線１１を照
射した際の電流および蛍光Ｘ線の強度の変化を示す。な
お、参考のため、この時の反射Ｘ線の強度の変化も示
す。
【００２０】同図に示すように、シリコンウエハ１２に
流れる電流値は、蛍光Ｘ線と同様に全反射臨界角度にお
いてピークを示す。なお、この時の電流値は、シリコン
ウエハ１２の場合、１０-8〜１０-9アンペア程度であっ
た。
流れる電流値は、蛍光Ｘ線と同様に全反射臨界角度にお
いてピークを示す。なお、この時の電流値は、シリコン
ウエハ１２の場合、１０-8〜１０-9アンペア程度であっ
た。
【００２１】このように、本実施例によれば、Ｘ線１１
の照射によってシリコンウエハ１２に流れる電流を、電
流計１３で測定することにより、Ｘ線１１がシリコンウ
エハ１２に全反射臨界角度で照射されているか、あるい
は全反射臨界角度からどの程度ずれた状態で照射されて
いるかを検出することができる。したがって、反射Ｘ線
の強度を測定するＸ線検出器を使用することなく、簡単
かつ正確に全反射臨界角度を検出することができる。こ
れにより、微量元素の測定装置では、Ｘ線１１の照射に
ともなって発生する蛍光Ｘ線の強度を効率良く測定する
ことができ、微量元素を精度良く検出することができ
る。また、反射Ｘ線の強度を測定するＸ線検出器を用い
ないので、装置を小形化することができ、その位置調整
等も不要となる。
の照射によってシリコンウエハ１２に流れる電流を、電
流計１３で測定することにより、Ｘ線１１がシリコンウ
エハ１２に全反射臨界角度で照射されているか、あるい
は全反射臨界角度からどの程度ずれた状態で照射されて
いるかを検出することができる。したがって、反射Ｘ線
の強度を測定するＸ線検出器を使用することなく、簡単
かつ正確に全反射臨界角度を検出することができる。こ
れにより、微量元素の測定装置では、Ｘ線１１の照射に
ともなって発生する蛍光Ｘ線の強度を効率良く測定する
ことができ、微量元素を精度良く検出することができ
る。また、反射Ｘ線の強度を測定するＸ線検出器を用い
ないので、装置を小形化することができ、その位置調整
等も不要となる。
【００２２】なお、上記実施例では、本発明を全反射蛍
光Ｘ線分光分析法に適用した場合について説明したが、
全反射Ｘ線回折法、全反射Ｘ線光電子分光法等に対して
も同様にして適用することができる。また、Ｘ線に限ら
ず、例えば真空紫外光、ガンマ線等に対しても同様にし
て適用可能である。
光Ｘ線分光分析法に適用した場合について説明したが、
全反射Ｘ線回折法、全反射Ｘ線光電子分光法等に対して
も同様にして適用することができる。また、Ｘ線に限ら
ず、例えば真空紫外光、ガンマ線等に対しても同様にし
て適用可能である。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の全反射状
態の検出方法および微量元素の測定装置によれば、従来
に較べて全反射状態を容易に検出することができ、簡単
かつ正確に全反射臨界角度を決定することができる。
態の検出方法および微量元素の測定装置によれば、従来
に較べて全反射状態を容易に検出することができ、簡単
かつ正確に全反射臨界角度を決定することができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示す図。
【図２】蛍光Ｘ線、電流、反射Ｘ線の強度の関係を示す
図。
図。
【図３】従来方法を説明するための図。
【図４】蛍光Ｘ線、反射Ｘ線の強度の関係を示す図。
１０ Ｘ線発生源 １１ Ｘ線 １２ シリコンウエハ １３ 電流計 １４ 蛍光Ｘ線検出器 １５ サンプルホルダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 合志 陽一 神奈川県横浜市港南区港南台９−14−８ −301 (56)参考文献 特開 昭63−96544（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−148056（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−282243（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−246452（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 23/00 - 23/227 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 被測定物の表面に、真空紫外光又はＸ線
又はガンマ線を照射し、全反射状態を検出するにあた
り、 前記真空紫外光又はＸ線又はガンマ線の照射によって前
記被測定物に流れる電流を測定し、照射角度の変化に伴
う電流値の変化から全反射状態を検出することを特徴と
する全反射状態の検出方法。 - 【請求項２】 被測定物の表面に、ほぼ全反射臨界角度
でＸ線を照射し、前記被測定物から発生する蛍光Ｘ線ま
たはＸ線光電子あるいは回折Ｘ線および散乱Ｘ線を測定
して、前記被測定物中の微量元素を測定する微量元素の
測定装置において、 前記Ｘ線の照射によって前記被測定物に流れる電流を測
定し、この電流の変化から前記Ｘ線の反射状態を検出す
る機構を具備したことを特徴とする微量元素の測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11749692A JP3195046B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 全反射状態の検出方法および微量元素の測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11749692A JP3195046B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 全反射状態の検出方法および微量元素の測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05312737A JPH05312737A (ja) | 1993-11-22 |
| JP3195046B2 true JP3195046B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=14713176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11749692A Expired - Fee Related JP3195046B2 (ja) | 1992-05-11 | 1992-05-11 | 全反射状態の検出方法および微量元素の測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3195046B2 (ja) |
-
1992
- 1992-05-11 JP JP11749692A patent/JP3195046B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05312737A (ja) | 1993-11-22 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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