JP3380921B2 - 結晶中のひずみの測定方法 - Google Patents
結晶中のひずみの測定方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、結晶中のひずみの測
定方法に関し、例えば、シリコンをはじめとする半導体
基板などの各種の単結晶材料に導入された微小ひずみの
測定に用いて好適なものである。
定方法に関し、例えば、シリコンをはじめとする半導体
基板などの各種の単結晶材料に導入された微小ひずみの
測定に用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の高性能化を図るためには、
素子が形成される半導体基板中の不純物濃度の均一化が
不可欠であり、一方でその均一性の精密な計測技術の開
発も重要な課題である。
素子が形成される半導体基板中の不純物濃度の均一化が
不可欠であり、一方でその均一性の精密な計測技術の開
発も重要な課題である。
【０００３】従来、半導体基板中の不純物分布を測定す
る手法としては、広がり抵抗測定のような電気的な手
法、赤外吸収のような光学的な手法などが知られている
が、基板結晶中への不純物の混入が結晶に微小なひずみ
を与えることから、ひずみ分布を正確に測定することに
よっても、不純物濃度の均一性の情報を得ることができ
る。特に、超ＬＳＩ製造用として供されるシリコン単結
晶基板においては、転位のような構造欠陥が全く存在せ
ず、他にひずみを与える要因がないので、このひずみ分
布の測定による不純物分布の測定方法は非常に有利な方
法と言える。
る手法としては、広がり抵抗測定のような電気的な手
法、赤外吸収のような光学的な手法などが知られている
が、基板結晶中への不純物の混入が結晶に微小なひずみ
を与えることから、ひずみ分布を正確に測定することに
よっても、不純物濃度の均一性の情報を得ることができ
る。特に、超ＬＳＩ製造用として供されるシリコン単結
晶基板においては、転位のような構造欠陥が全く存在せ
ず、他にひずみを与える要因がないので、このひずみ分
布の測定による不純物分布の測定方法は非常に有利な方
法と言える。
【０００４】単結晶材料中のひずみ分布を観察する方法
の一つとして、Ｘ線トポグラフィと呼ばれる方法が知ら
れている。この方法では、波長が定められた特性Ｘ線を
試料単結晶に入射させてブラッグ反射を起こさせ、試料
より出てくる回折Ｘ線を写真乾板などの記録媒体に記録
する。この場合、単結晶中にひずみが存在すれば、ひず
みが存在しない場合に比べてブラッグ角がずれ、写真乾
板などの記録媒体に記録される回折像のコントラストに
差が生じることにより、ひずみの存在が認識される。
の一つとして、Ｘ線トポグラフィと呼ばれる方法が知ら
れている。この方法では、波長が定められた特性Ｘ線を
試料単結晶に入射させてブラッグ反射を起こさせ、試料
より出てくる回折Ｘ線を写真乾板などの記録媒体に記録
する。この場合、単結晶中にひずみが存在すれば、ひず
みが存在しない場合に比べてブラッグ角がずれ、写真乾
板などの記録媒体に記録される回折像のコントラストに
差が生じることにより、ひずみの存在が認識される。
【０００５】さて、一般に、単結晶中に存在するひずみ
は二つの成分で記述される。すなわち、結晶格子面間隔
（ｄ）のずれ（Δｄ／ｄ）と格子面の傾き（Δα）であ
る。ひずみの大きさを定量するためには、この二つの成
分を分離して測定する必要がある。その方法として、従
来、Ｘ線トポグラフィによる以下のような方法が知られ
ている（Jpn. J. Appl. Phys., 5, 1047(1966)およびJ.
Electrochem. Soc.,135,1779(1988)）。
は二つの成分で記述される。すなわち、結晶格子面間隔
（ｄ）のずれ（Δｄ／ｄ）と格子面の傾き（Δα）であ
る。ひずみの大きさを定量するためには、この二つの成
分を分離して測定する必要がある。その方法として、従
来、Ｘ線トポグラフィによる以下のような方法が知られ
ている（Jpn. J. Appl. Phys., 5, 1047(1966)およびJ.
Electrochem. Soc.,135,1779(1988)）。
【０００６】この方法によれば、Ｘ線トポグラフィの光
学系において、入射Ｘ線と試料との位置関係を１８０°
変化させた二通りの配置、すなわち、入射Ｘ線の方向を
固定して試料をその表面の法線のまわりで１８０°回転
させた二通りの試料配置で、試料から出てくる回折Ｘ線
強度の変化を測定し、次式からΔｄ／ｄとΔαとを求め
る。
学系において、入射Ｘ線と試料との位置関係を１８０°
変化させた二通りの配置、すなわち、入射Ｘ線の方向を
固定して試料をその表面の法線のまわりで１８０°回転
させた二通りの試料配置で、試料から出てくる回折Ｘ線
強度の変化を測定し、次式からΔｄ／ｄとΔαとを求め
る。
【０００７】
Δｄ／ｄ＝（ΔＩ0 ＋ΔＩ180 ）／（２ｋ・ｔａｎθB ） （１）
Δα＝（ΔＩ0 −ΔＩ180 ）／２ｋ （２）
ここで、ΔＩ0 、ΔＩ180 はそれぞれの試料配置での回
折Ｘ線強度の相対的な変化、θB はブラッグ角、ｋは回
折Ｘ線強度のＸ線入射角に対する変化率である。このｋ
は、ひずみによる角度位置の変化を回折Ｘ線強度の変化
で表すためのパラメータである。
折Ｘ線強度の相対的な変化、θB はブラッグ角、ｋは回
折Ｘ線強度のＸ線入射角に対する変化率である。このｋ
は、ひずみによる角度位置の変化を回折Ｘ線強度の変化
で表すためのパラメータである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記の（１）、（２）
式よりΔｄ／ｄとΔαとを求めるためにはｋの値を求め
ておく必要がある。このために、上記の文献（J. Elect
rochem. Soc., 135,1779(1988)）においては、試料をブ
ラッグ角のまわりで微小回転させることにより得られる
回折Ｘ線強度曲線の肩の部分を直線で近似し、その傾き
からｋの値を求めるようにしている。しかし、この方法
では、ひずみの検出感度を上げるために、Ｘ線波長を短
くし、かつ高次反射を用いる測定条件にすると、回折Ｘ
線強度曲線の角度幅が著しく狭くなり、上述の直線近似
の適用が困難になるという不都合が生じ、無理に適用す
れば誤差が大きくなってしまうという欠点がある。
式よりΔｄ／ｄとΔαとを求めるためにはｋの値を求め
ておく必要がある。このために、上記の文献（J. Elect
rochem. Soc., 135,1779(1988)）においては、試料をブ
ラッグ角のまわりで微小回転させることにより得られる
回折Ｘ線強度曲線の肩の部分を直線で近似し、その傾き
からｋの値を求めるようにしている。しかし、この方法
では、ひずみの検出感度を上げるために、Ｘ線波長を短
くし、かつ高次反射を用いる測定条件にすると、回折Ｘ
線強度曲線の角度幅が著しく狭くなり、上述の直線近似
の適用が困難になるという不都合が生じ、無理に適用す
れば誤差が大きくなってしまうという欠点がある。
【０００９】従って、この発明の目的は、結晶中のひず
みを高精度でしかも簡単に測定することができる結晶中
のひずみの測定方法を提供することにある。
みを高精度でしかも簡単に測定することができる結晶中
のひずみの測定方法を提供することにある。
【００１０】
【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、この発明による結晶中のひずみの測定方法は、Ｘ線
トポグラフィの光学系を用いて、ひずみを測定すべき結
晶（６）のＸ線入射角に対する回折Ｘ線強度の変化を測
定し、回折Ｘ線強度の変化を選択された関数を用いて近
似し、選択された関数の逆関数の値をＸ線入射角に対し
てプロットすることにより得られるプロット曲線の傾き
から、Ｘ線入射角に対してリニアな回折Ｘ線強度の変化
の変化率を求め、結晶（６）より得られるＸ線トポグラ
フから求められる回折Ｘ線強度の場所的変化を結晶
（６）におけるブラッグ角のずれに変換するようにして
いる。
に、この発明による結晶中のひずみの測定方法は、Ｘ線
トポグラフィの光学系を用いて、ひずみを測定すべき結
晶（６）のＸ線入射角に対する回折Ｘ線強度の変化を測
定し、回折Ｘ線強度の変化を選択された関数を用いて近
似し、選択された関数の逆関数の値をＸ線入射角に対し
てプロットすることにより得られるプロット曲線の傾き
から、Ｘ線入射角に対してリニアな回折Ｘ線強度の変化
の変化率を求め、結晶（６）より得られるＸ線トポグラ
フから求められる回折Ｘ線強度の場所的変化を結晶
（６）におけるブラッグ角のずれに変換するようにして
いる。
【００１２】この発明による結晶中のひずみの測定方法
の好適な一実施形態においては、選択された関数は指数
関数である。
の好適な一実施形態においては、選択された関数は指数
関数である。
【００１３】この発明による結晶中のひずみの測定方法
の好適な一実施形態においては、結晶は半導体結晶であ
る。
の好適な一実施形態においては、結晶は半導体結晶であ
る。
【００１４】この発明による結晶中のひずみの測定方法
の好適な一実施形態においては、Ｘ線トポグラフィにお
いて用いられるＸ線はシンクロトロン放射光であり、Ｘ
線検出器はイメージング・プレートである。
の好適な一実施形態においては、Ｘ線トポグラフィにお
いて用いられるＸ線はシンクロトロン放射光であり、Ｘ
線検出器はイメージング・プレートである。
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【作用】上述のように構成されたこの発明による結晶中
のひずみの測定方法によれば、試料結晶上の基準点ｒの
回折Ｘ線強度曲線を測定し、その高角または低角側の肩
の部分の角度領域の回折Ｘ線強度Ｉr を適当な関数ｆ
（ｘ）を用いて次式のように表現する。この関数ｆ
（ｘ）は物理的に意味があるものである必要はない。 Ｉr ＝ｆ（ｘ）＝ｆ（ｋ´θ＋λ） （３） ここで、ｘはＸ線入射角θの一次式ｋ´θ＋λである。
ただし、ｋ´、λは定数である。
のひずみの測定方法によれば、試料結晶上の基準点ｒの
回折Ｘ線強度曲線を測定し、その高角または低角側の肩
の部分の角度領域の回折Ｘ線強度Ｉr を適当な関数ｆ
（ｘ）を用いて次式のように表現する。この関数ｆ
（ｘ）は物理的に意味があるものである必要はない。 Ｉr ＝ｆ（ｘ）＝ｆ（ｋ´θ＋λ） （３） ここで、ｘはＸ線入射角θの一次式ｋ´θ＋λである。
ただし、ｋ´、λは定数である。
【００２０】（３）式よりｆ（ｘ）の逆関数、すなわち
ｆ-1（Ｉr ）を求めると、 ｆ-1（Ｉr ）＝ｋ´θ＋λ （４） のようになる。従って、ｆ-1（Ｉr ）の値をθに対して
プロットすれば、そのプロットにより得られる直線の傾
きから、角度位置θに対するｆ-1（Ｉr ）の変化率ｋ´
を求めることができる。
ｆ-1（Ｉr ）を求めると、 ｆ-1（Ｉr ）＝ｋ´θ＋λ （４） のようになる。従って、ｆ-1（Ｉr ）の値をθに対して
プロットすれば、そのプロットにより得られる直線の傾
きから、角度位置θに対するｆ-1（Ｉr ）の変化率ｋ´
を求めることができる。
【００２１】具体的なひずみ測定においては、測定点ｍ
と基準点ｒとの間の回折Ｘ線強度曲線のずれをｆ-1（Ｉ
m ）−ｆ-1（Ｉr ）から求める。すなわち、（１）、
（２）式を変形すると、次式が得られる。
と基準点ｒとの間の回折Ｘ線強度曲線のずれをｆ-1（Ｉ
m ）−ｆ-1（Ｉr ）から求める。すなわち、（１）、
（２）式を変形すると、次式が得られる。
【００２２】
Δｄ／ｄ＝｛（ｆ-1（Ｉ0m）−ｆ-1（Ｉ0r））＋（ｆ-1（Ｉ180m）−
ｆ-1（Ｉ180r））｝／（２ｋ´・ｔａｎθB ） （５）
Δα＝｛（ｆ-1（Ｉ0m）−ｆ-1（Ｉ0r））−（ｆ-1（Ｉ180m）−
ｆ-1（Ｉ180r））｝／２ｋ´ （６）
（５）、（６）式より、結晶中のひずみの二つの成分Δ
ｄ／ｄとΔαとを求めることができる。
ｄ／ｄとΔαとを求めることができる。
【００２３】この方法によれば、ひずみの検出感度を上
げるために、Ｘ線波長を短くし、かつ高次反射を用いる
測定条件にしても、直線近似の適用が可能である。
げるために、Ｘ線波長を短くし、かつ高次反射を用いる
測定条件にしても、直線近似の適用が可能である。
【００２４】また、選択された関数として指数関数を用
いる場合、その逆関数は対数関数となるので、取り扱い
が容易である。
いる場合、その逆関数は対数関数となるので、取り扱い
が容易である。
【００２５】また、半導体結晶としては転位のような構
造欠陥が全く存在しないものが得られているので、ひず
み分布の測定による不純物分布の測定を高精度で行うこ
とができる。
造欠陥が全く存在しないものが得られているので、ひず
み分布の測定による不純物分布の測定を高精度で行うこ
とができる。
【００２６】さらに、イメージング・プレートはＸ線強
度に対するリニアリティが良いことから、ひずみ測定に
必要なＸ線入射角に対する回折Ｘ線強度の変化を正確に
測定することができるなどの利点が得られる。
度に対するリニアリティが良いことから、ひずみ測定に
必要なＸ線入射角に対する回折Ｘ線強度の変化を正確に
測定することができるなどの利点が得られる。
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、実施例の全図において、同一
または対応する部分には同一の符号を付す。図１はこの
発明の第１実施例において用いられるＸ線トポグラフィ
の光学系を示す。
しながら説明する。なお、実施例の全図において、同一
または対応する部分には同一の符号を付す。図１はこの
発明の第１実施例において用いられるＸ線トポグラフィ
の光学系を示す。
【００３１】図１に示すように、この光学系において
は、所定のＸ線源（図示せず）から得られるＸ線１をプ
リモノクロメータとしての二結晶モノクロメータ２に入
射させて単色化し、この単色化されたＸ線１をスリット
３および吸収板４を介してコリメータ５に入射させて平
行ビーム化し、この平行ビーム化された単色のＸ線１を
ひずみを測定すべき試料結晶６に入射させ、この試料結
晶６から出てくる回折Ｘ線を、記録媒体としての二次元
のＸ線検出器であるイメージング・プレート７で検出し
てＸ線トポグラフを得る。
は、所定のＸ線源（図示せず）から得られるＸ線１をプ
リモノクロメータとしての二結晶モノクロメータ２に入
射させて単色化し、この単色化されたＸ線１をスリット
３および吸収板４を介してコリメータ５に入射させて平
行ビーム化し、この平行ビーム化された単色のＸ線１を
ひずみを測定すべき試料結晶６に入射させ、この試料結
晶６から出てくる回折Ｘ線を、記録媒体としての二次元
のＸ線検出器であるイメージング・プレート７で検出し
てＸ線トポグラフを得る。
【００３２】この第１実施例においては、Ｘ線１とし
て、シンクロトロン放射光を用いる。このシンクロトロ
ン放射光としてはどのようなものを用いてもよいが、こ
こでは、文部省高エネルギー物理学研究所の放射光実験
施設ＢＬ１５Ｃにおける２．５ＧｅＶのストレージリン
グから放射されたシンクロトロン放射光を用いた。ま
た、二結晶モノクロメータ２としては、浮遊帯（ＦＺ）
法により成長された二枚の（１１１）シリコン単結晶を
用い、波長λ＝０．１１２６ｎｍで対称１１１反射が生
じるように配置した。コリメータ５としては、ＦＺ法に
より成長された（１１１）シリコン単結晶を用い、非対
称８００反射が生じるように配置した。このコリメータ
５からは、大きなサイズ（５０ｍｍ×５０ｍｍ）で、か
つ発散角が約０．１″の平行なＸ線ビームが得られた。
このように発散角が極めて小さいことから、試料結晶６
に入射するＸ線は平面波とみなすことができる。また、
イメージング・プレート７としては、例えば、サイズが
１０２ｍｍ×１２７ｍｍの高分解能型のものを用いた。
て、シンクロトロン放射光を用いる。このシンクロトロ
ン放射光としてはどのようなものを用いてもよいが、こ
こでは、文部省高エネルギー物理学研究所の放射光実験
施設ＢＬ１５Ｃにおける２．５ＧｅＶのストレージリン
グから放射されたシンクロトロン放射光を用いた。ま
た、二結晶モノクロメータ２としては、浮遊帯（ＦＺ）
法により成長された二枚の（１１１）シリコン単結晶を
用い、波長λ＝０．１１２６ｎｍで対称１１１反射が生
じるように配置した。コリメータ５としては、ＦＺ法に
より成長された（１１１）シリコン単結晶を用い、非対
称８００反射が生じるように配置した。このコリメータ
５からは、大きなサイズ（５０ｍｍ×５０ｍｍ）で、か
つ発散角が約０．１″の平行なＸ線ビームが得られた。
このように発散角が極めて小さいことから、試料結晶６
に入射するＸ線は平面波とみなすことができる。また、
イメージング・プレート７としては、例えば、サイズが
１０２ｍｍ×１２７ｍｍの高分解能型のものを用いた。
【００３３】試料結晶６としては、磁場印加チョクラル
スキー（ＭＣＺ）法により成長された厚さ１０ｍｍ、酸
素濃度１４×１０17原子／ｃｍ3 で表面方位［１００］
のシリコン単結晶（成長方向は［００１］）を用いた。
そして、この試料結晶６を、ブラッグ配置で対称８００
反射が生じるように配置した。
スキー（ＭＣＺ）法により成長された厚さ１０ｍｍ、酸
素濃度１４×１０17原子／ｃｍ3 で表面方位［１００］
のシリコン単結晶（成長方向は［００１］）を用いた。
そして、この試料結晶６を、ブラッグ配置で対称８００
反射が生じるように配置した。
【００３４】この第１実施例においては、Ｘ線検出器と
してイメージング・プレート７を用いているが、このイ
メージング・プレート７は、Ｘ線検出感度が高く、Ｘ線
強度に対するリニアリティが良く、露光のダイナミック
・レンジが広いなどの定量的なＸ線強度測定を行う上で
特に望まれる利点があるほか、このイメージング・プレ
ート７に記録されるＸ線強度変化を電気信号に変換して
コンピュータによるデータ処理を容易に行うことができ
るという利点がある。
してイメージング・プレート７を用いているが、このイ
メージング・プレート７は、Ｘ線検出感度が高く、Ｘ線
強度に対するリニアリティが良く、露光のダイナミック
・レンジが広いなどの定量的なＸ線強度測定を行う上で
特に望まれる利点があるほか、このイメージング・プレ
ート７に記録されるＸ線強度変化を電気信号に変換して
コンピュータによるデータ処理を容易に行うことができ
るという利点がある。
【００３５】一方、このようにイメージング・プレート
７を用いる場合には、Ｘ線１として用いられる上記のシ
ンクロトロン放射光の強度は高すぎるため、露光時間を
制御してイメージング・プレート７の露光を行うことが
困難であることから、図１に示すように、二結晶モノク
ロメータ２とコリメータ５との間に吸収板４を入れて強
度を減衰させている。この吸収板４としては、例えば、
厚さが１ｍｍのアルミニウム板が用いられる。このよう
な吸収板４を用いることによって、イメージング・プレ
ート７の位置におけるＸ線の強度は約１％に減衰され
る。このときのイメージング・プレート７の露光時間は
わずか１分である。
７を用いる場合には、Ｘ線１として用いられる上記のシ
ンクロトロン放射光の強度は高すぎるため、露光時間を
制御してイメージング・プレート７の露光を行うことが
困難であることから、図１に示すように、二結晶モノク
ロメータ２とコリメータ５との間に吸収板４を入れて強
度を減衰させている。この吸収板４としては、例えば、
厚さが１ｍｍのアルミニウム板が用いられる。このよう
な吸収板４を用いることによって、イメージング・プレ
ート７の位置におけるＸ線の強度は約１％に減衰され
る。このときのイメージング・プレート７の露光時間は
わずか１分である。
【００３６】図２は、図１に示すＸ線トポグラフィの光
学系を用いて、試料結晶６、すなわちシリコン単結晶に
Ｘ線１を入射させて、８００反射を起こさせたときに得
られた回折Ｘ線強度曲線を示す。図２の縦軸は回折Ｘ線
強度（Ｉ）でリニアスケールである。ここで、回折Ｘ線
強度の測定はシンチレーション・カウンタを用いて行っ
た。
学系を用いて、試料結晶６、すなわちシリコン単結晶に
Ｘ線１を入射させて、８００反射を起こさせたときに得
られた回折Ｘ線強度曲線を示す。図２の縦軸は回折Ｘ線
強度（Ｉ）でリニアスケールである。ここで、回折Ｘ線
強度の測定はシンチレーション・カウンタを用いて行っ
た。
【００３７】図２に示す回折Ｘ線強度曲線の低角側の肩
の部分を指数関数を用いて Ｉ＝ｅｘｐ（ｋ´θ＋λ） （７） のように近似すると、その逆関数である対数関数ｌｏｇ
（Ｉ）のプロットを容易に得ることができる。図３にそ
の結果を、もとの回折Ｘ線強度曲線Ｉとともに示す。図
３より、ｌｏｇ（Ｉ）はＩに比べてθに対するリニアリ
ティが良いことがわかる。このことから、Ｘ線入射角に
対してリニアな回折Ｘ線強度の変化の変化率のパラメー
タｋ´を、より広い角度範囲で決定することができるこ
とが明らかである。
の部分を指数関数を用いて Ｉ＝ｅｘｐ（ｋ´θ＋λ） （７） のように近似すると、その逆関数である対数関数ｌｏｇ
（Ｉ）のプロットを容易に得ることができる。図３にそ
の結果を、もとの回折Ｘ線強度曲線Ｉとともに示す。図
３より、ｌｏｇ（Ｉ）はＩに比べてθに対するリニアリ
ティが良いことがわかる。このことから、Ｘ線入射角に
対してリニアな回折Ｘ線強度の変化の変化率のパラメー
タｋ´を、より広い角度範囲で決定することができるこ
とが明らかである。
【００３８】次に、以上の原理に基づいてパラメータｋ
´を決定し、試料結晶６中のひずみの二つの成分（Δｄ
／ｄ、Δα）の結晶成長方向（［００１］）の変化を具
体的に求めた例について説明する。
´を決定し、試料結晶６中のひずみの二つの成分（Δｄ
／ｄ、Δα）の結晶成長方向（［００１］）の変化を具
体的に求めた例について説明する。
【００３９】すなわち、まず、例えば図４Ａに示すよう
な試料配置で、図２に示す回折Ｘ線強度曲線の低角側の
−０．３″〜−０．１″において０．０５″おきに、試
料結晶６から得られるＸ線回折像、すなわちＸ線トポグ
ラフをイメージング・プレート７に記録する。図４Ａに
おいて、符号８は試料結晶６中に存在する成長ストリエ
ーション（酸素ストリエーション）を示す。この場合、
試料結晶６の表面への入射Ｘ線１の射影はこの成長スト
リエーションに対して垂直である。
な試料配置で、図２に示す回折Ｘ線強度曲線の低角側の
−０．３″〜−０．１″において０．０５″おきに、試
料結晶６から得られるＸ線回折像、すなわちＸ線トポグ
ラフをイメージング・プレート７に記録する。図４Ａに
おいて、符号８は試料結晶６中に存在する成長ストリエ
ーション（酸素ストリエーション）を示す。この場合、
試料結晶６の表面への入射Ｘ線１の射影はこの成長スト
リエーションに対して垂直である。
【００４０】イメージング・プレート７においては、入
射する回折Ｘ線の強度がリニアに画像信号強度
（ＩPSL ）として記録される。試料結晶６の結晶成長方
向のＩPSL の場所的な変化の測定例を図５に示す。
射する回折Ｘ線の強度がリニアに画像信号強度
（ＩPSL ）として記録される。試料結晶６の結晶成長方
向のＩPSL の場所的な変化の測定例を図５に示す。
【００４１】イメージング・プレート７から読み取られ
た画像信号強度ＩPSL を対数的に増幅することにより、
ｌｏｇ（ＩPSL ）を計算することができる。このように
して求められた試料結晶６の結晶成長方向のｌｏｇ（Ｉ
PSL ）の場所的な変化の例を図６に示す。
た画像信号強度ＩPSL を対数的に増幅することにより、
ｌｏｇ（ＩPSL ）を計算することができる。このように
して求められた試料結晶６の結晶成長方向のｌｏｇ（Ｉ
PSL ）の場所的な変化の例を図６に示す。
【００４２】図５に示すＩPSL の変化のプロファイルお
よび図６に示すｌｏｇ（ＩPSL ）の変化のプロファイル
は、試料結晶６中に含まれる微量な不純物酸素の濃度の
変化による成長ストリエーション８、すなわち酸素スト
リエーションに起因するものである。
よび図６に示すｌｏｇ（ＩPSL ）の変化のプロファイル
は、試料結晶６中に含まれる微量な不純物酸素の濃度の
変化による成長ストリエーション８、すなわち酸素スト
リエーションに起因するものである。
【００４３】図７は、図６における変化の山と谷の位置
でのｌｏｇ（ＩPSL ）を角度に対してプロットし、その
角度依存性を求めたものである。図７から明らかなよう
に、ｌｏｇ（ＩPSL ）の角度に対するプロット曲線は直
線で近似することができ、この直線の傾きからパラメー
タｋ´を決定することができる。
でのｌｏｇ（ＩPSL ）を角度に対してプロットし、その
角度依存性を求めたものである。図７から明らかなよう
に、ｌｏｇ（ＩPSL ）の角度に対するプロット曲線は直
線で近似することができ、この直線の傾きからパラメー
タｋ´を決定することができる。
【００４４】次に、試料結晶６の表面の法線のまわりで
１８０°回転させた関係にある図４Ｂに示すような試料
配置で、図２の回折Ｘ線強度曲線の低角側の−０．３″
〜−０．１″において０．０５″おきに、試料結晶６か
ら得られるＸ線トポグラフを記録し、上述と同様にして
この場合のパラメータｋ´を決定する。
１８０°回転させた関係にある図４Ｂに示すような試料
配置で、図２の回折Ｘ線強度曲線の低角側の−０．３″
〜−０．１″において０．０５″おきに、試料結晶６か
ら得られるＸ線トポグラフを記録し、上述と同様にして
この場合のパラメータｋ´を決定する。
【００４５】この後、（５）、（６）式を用いて、試料
結晶６中のひずみの二つの成分（Δｄ／ｄ、Δα）を計
算する。図８に、このようにして求めた試料結晶６中の
ひずみの二つの成分（Δｄ／ｄ、Δα）の場所的な変化
の例を示す。なお、比較のために、イメージング・プレ
ート７の代わりに写真乾板を用いた場合における同様な
結果を図９に示す。
結晶６中のひずみの二つの成分（Δｄ／ｄ、Δα）を計
算する。図８に、このようにして求めた試料結晶６中の
ひずみの二つの成分（Δｄ／ｄ、Δα）の場所的な変化
の例を示す。なお、比較のために、イメージング・プレ
ート７の代わりに写真乾板を用いた場合における同様な
結果を図９に示す。
【００４６】図８に示すように、Δｄ／ｄはほぼ０〜１
×１０-7、またΔαはほぼ０〜４×１０-7ｒａｄであ
り、それらの周期は約２００μｍであることがわかる。
一方、図９の場合は、Δｄ／ｄとΔαとの変化は図８の
場合とかなり良く一致しているが、Δαの絶対値は非常
に異なっていることがわかる。この結果は、この第１実
施例によるひずみ測定方法が、試料結晶６、すなわちシ
リコン単結晶中の成長ストリエーションにより生じた局
所的な格子ひずみを測定するのに十分な空間分解能を有
することを示すものである。
×１０-7、またΔαはほぼ０〜４×１０-7ｒａｄであ
り、それらの周期は約２００μｍであることがわかる。
一方、図９の場合は、Δｄ／ｄとΔαとの変化は図８の
場合とかなり良く一致しているが、Δαの絶対値は非常
に異なっていることがわかる。この結果は、この第１実
施例によるひずみ測定方法が、試料結晶６、すなわちシ
リコン単結晶中の成長ストリエーションにより生じた局
所的な格子ひずみを測定するのに十分な空間分解能を有
することを示すものである。
【００４７】以上のように、この第１実施例によれば、
図１に示すＸ線トポグラフィの光学系を用いて試料結晶
６から得られる、図２に示すような回折Ｘ線強度曲線の
低角側の部分を（７）式で示すような指数関数で近似
し、この指数関数の逆関数であるｌｏｇ（Ｉ）の値を図
７に示すようにθに対してプロットすることにより得ら
れる直線の傾きよりパラメータｋ´を決定し、このｋ´
を用いて（５）、（６）式の計算を行うことにより、試
料結晶６中のひずみの二つの成分（Δｄ／ｄ、Δα）を
高精度でしかも簡単に測定することができる。
図１に示すＸ線トポグラフィの光学系を用いて試料結晶
６から得られる、図２に示すような回折Ｘ線強度曲線の
低角側の部分を（７）式で示すような指数関数で近似
し、この指数関数の逆関数であるｌｏｇ（Ｉ）の値を図
７に示すようにθに対してプロットすることにより得ら
れる直線の傾きよりパラメータｋ´を決定し、このｋ´
を用いて（５）、（６）式の計算を行うことにより、試
料結晶６中のひずみの二つの成分（Δｄ／ｄ、Δα）を
高精度でしかも簡単に測定することができる。
【００４８】すでに述べたように、試料結晶中のひずみ
は基準点と測定点との回折Ｘ線強度の差から求めるが、
位置分解能は回折Ｘ線の記録媒体とその記録情報の読み
取り方法とに依存する。この記録媒体として第１実施例
のようにイメージング・プレート７を用いた場合、その
読み取り装置の最小ピクセルのサイズは５０μｍ×５０
μｍであるが、その輝尽性蛍光体層における読み取り用
レーザー光の散乱のために、実質的な位置分解能はせい
ぜい７５μｍである。そこで、次に、より高い位置分解
能でひずみを測定することができる第２実施例について
説明する。
は基準点と測定点との回折Ｘ線強度の差から求めるが、
位置分解能は回折Ｘ線の記録媒体とその記録情報の読み
取り方法とに依存する。この記録媒体として第１実施例
のようにイメージング・プレート７を用いた場合、その
読み取り装置の最小ピクセルのサイズは５０μｍ×５０
μｍであるが、その輝尽性蛍光体層における読み取り用
レーザー光の散乱のために、実質的な位置分解能はせい
ぜい７５μｍである。そこで、次に、より高い位置分解
能でひずみを測定することができる第２実施例について
説明する。
【００４９】図１０はこの発明の第２実施例において用
いられるＸ線トポグラフィの光学系を示す。図１０に示
すように、この光学系においては、所定のＸ線源（図示
せず）から得られるＸ線１を二結晶モノクロメータ２に
入射させて単色化し、この単色化されたＸ線１をスリッ
ト３および吸収板４を介してコリメータ５に入射させて
平行ビーム化し、この平行ビーム化された単色のＸ線１
をひずみを測定すべき試料結晶６に入射させる。ここま
では、第１実施例と同様である。
いられるＸ線トポグラフィの光学系を示す。図１０に示
すように、この光学系においては、所定のＸ線源（図示
せず）から得られるＸ線１を二結晶モノクロメータ２に
入射させて単色化し、この単色化されたＸ線１をスリッ
ト３および吸収板４を介してコリメータ５に入射させて
平行ビーム化し、この平行ビーム化された単色のＸ線１
をひずみを測定すべき試料結晶６に入射させる。ここま
では、第１実施例と同様である。
【００５０】この第２実施例においては、上述のように
してＸ線１が試料結晶６に入射することによりこの試料
結晶６から出てくる回折Ｘ線の全部または一部を、スリ
ット９を通してＸ線像拡大用結晶１０に入射させ、この
Ｘ線像拡大用結晶１０から出てくる回折Ｘ線を、記録媒
体としての二次元のＸ線検出器であるイメージング・プ
レート７で検出してＸ線トポグラフを得る。
してＸ線１が試料結晶６に入射することによりこの試料
結晶６から出てくる回折Ｘ線の全部または一部を、スリ
ット９を通してＸ線像拡大用結晶１０に入射させ、この
Ｘ線像拡大用結晶１０から出てくる回折Ｘ線を、記録媒
体としての二次元のＸ線検出器であるイメージング・プ
レート７で検出してＸ線トポグラフを得る。
【００５１】この第２実施例においては、Ｘ線１とし
て、第１実施例と同様なシンクロトロン放射光を用い
る。二結晶モノクロメータ２およびコリメータ５として
も、第１実施例と同様なものを用いる。第１実施例にお
けると同様に、コリメータ５からは、波長λ＝０．１１
２６ｎｍの、大きなサイズ（５０ｍｍ×５０ｍｍ）で、
かつ発散角が約０．１″の平行なＸ線ビームが得られ
た。
て、第１実施例と同様なシンクロトロン放射光を用い
る。二結晶モノクロメータ２およびコリメータ５として
も、第１実施例と同様なものを用いる。第１実施例にお
けると同様に、コリメータ５からは、波長λ＝０．１１
２６ｎｍの、大きなサイズ（５０ｍｍ×５０ｍｍ）で、
かつ発散角が約０．１″の平行なＸ線ビームが得られ
た。
【００５２】試料結晶６としては、ＣＺ法により成長さ
れた厚さ１０ｍｍ、酸素濃度２０ｐｐｍａで表面方位
［１００］のｐ型シリコン単結晶（成長方向は［００
１］）を用いた。そして、この試料結晶６を、ブラッグ
配置で対称８００反射が生じるように配置した。
れた厚さ１０ｍｍ、酸素濃度２０ｐｐｍａで表面方位
［１００］のｐ型シリコン単結晶（成長方向は［００
１］）を用いた。そして、この試料結晶６を、ブラッグ
配置で対称８００反射が生じるように配置した。
【００５３】Ｘ線像拡大用結晶１０としては、ＦＺ法に
より成長された、表面方位が［１１１］方向より１０°
オフしたシリコン単結晶を１個だけ用いた。そして、こ
のＸ線像拡大用結晶１０を非対称８００反射が生じるよ
うに配置した。このとき、試料結晶６から出てくる回折
Ｘ線は、Ｘ線像拡大用結晶１０によって、このＸ線像拡
大用結晶１０へのＸ線１の入射方向とこのＸ線像拡大用
結晶１０からの回折Ｘ線の方向とを含む面、すなわち散
乱面に平行な方向に約５倍に拡大されてイメージング・
プレート７に入る。
より成長された、表面方位が［１１１］方向より１０°
オフしたシリコン単結晶を１個だけ用いた。そして、こ
のＸ線像拡大用結晶１０を非対称８００反射が生じるよ
うに配置した。このとき、試料結晶６から出てくる回折
Ｘ線は、Ｘ線像拡大用結晶１０によって、このＸ線像拡
大用結晶１０へのＸ線１の入射方向とこのＸ線像拡大用
結晶１０からの回折Ｘ線の方向とを含む面、すなわち散
乱面に平行な方向に約５倍に拡大されてイメージング・
プレート７に入る。
【００５４】図１１は、図１０に示すＸ線トポグラフィ
の光学系を用いて、試料結晶６、すなわちシリコン単結
晶に平行ビーム化された単色のＸ線１を入射させ、試料
結晶６を微小回転させて８００反射を起こさせたときに
得られた回折Ｘ線強度曲線を示す。図１１の縦軸は回折
Ｘ線強度でリニアスケールである。ここで、回折Ｘ線強
度の測定は、シンチレーションカウンタを用いて行っ
た。図１１には、Ｘ線像拡大用結晶１０の前にシンチレ
ーションカウンタを設置して測定した回折Ｘ線強度曲線
Ｃ1 と、Ｘ線像拡大用結晶１０の後にシンチレーション
カウンタを設置して測定した回折Ｘ線強度曲線Ｃ2 とが
示されている。これらの二つの回折Ｘ線強度曲線Ｃ1 、
Ｃ2 は、それらのピーク強度が一定になるように規格化
されているが、Ｘ線像拡大用結晶１０を介して得られた
回折Ｘ線強度曲線Ｃ2 の方が半価幅が狭く、裾部も急峻
となって、ひずみ測定に有利となっていることは明らか
である。
の光学系を用いて、試料結晶６、すなわちシリコン単結
晶に平行ビーム化された単色のＸ線１を入射させ、試料
結晶６を微小回転させて８００反射を起こさせたときに
得られた回折Ｘ線強度曲線を示す。図１１の縦軸は回折
Ｘ線強度でリニアスケールである。ここで、回折Ｘ線強
度の測定は、シンチレーションカウンタを用いて行っ
た。図１１には、Ｘ線像拡大用結晶１０の前にシンチレ
ーションカウンタを設置して測定した回折Ｘ線強度曲線
Ｃ1 と、Ｘ線像拡大用結晶１０の後にシンチレーション
カウンタを設置して測定した回折Ｘ線強度曲線Ｃ2 とが
示されている。これらの二つの回折Ｘ線強度曲線Ｃ1 、
Ｃ2 は、それらのピーク強度が一定になるように規格化
されているが、Ｘ線像拡大用結晶１０を介して得られた
回折Ｘ線強度曲線Ｃ2 の方が半価幅が狭く、裾部も急峻
となって、ひずみ測定に有利となっていることは明らか
である。
【００５５】次に、試料結晶６から出てくる回折Ｘ線に
よるＸ線トポグラフが、Ｘ線像拡大用結晶１０によって
散乱面に平行な方向に拡大されることを具体的に示した
例について説明する。すなわち、まず、図１０に示すＸ
線トポグラフィの光学系において、図１１に示す回折Ｘ
線強度曲線Ｃ2 の低角側の肩部の一点に、試料結晶６の
角度を固定し、Ｘ線像拡大用結晶１０を介してＸ線トポ
グラフをイメージング・プレート７に記録する。このと
きに得られたＸ線トポグラフを図１２に示す。その後、
試料結晶６の直後にイメージング・プレート７を移設
し、このイメージング・プレート７にＸ線トポグラフを
記録する。このときに得られたＸ線トポグラフを図１３
に示す。
よるＸ線トポグラフが、Ｘ線像拡大用結晶１０によって
散乱面に平行な方向に拡大されることを具体的に示した
例について説明する。すなわち、まず、図１０に示すＸ
線トポグラフィの光学系において、図１１に示す回折Ｘ
線強度曲線Ｃ2 の低角側の肩部の一点に、試料結晶６の
角度を固定し、Ｘ線像拡大用結晶１０を介してＸ線トポ
グラフをイメージング・プレート７に記録する。このと
きに得られたＸ線トポグラフを図１２に示す。その後、
試料結晶６の直後にイメージング・プレート７を移設
し、このイメージング・プレート７にＸ線トポグラフを
記録する。このときに得られたＸ線トポグラフを図１３
に示す。
【００５６】図１２および図１３において、黒白のコン
トラストを示す縞模様が、試料結晶６中に存在する成長
ストリエーション（酸素ストリエーション）である。図
１０に示すＸ線トポグラフィの光学系から明らかなよう
に、図１２に示すＸ線トポグラフと図１３に示すＸ線ト
ポグラフとで像の左右が逆転するが、試料結晶６の表面
に付けられた４個のマーカーの図１２におけるＸ線トポ
グラフ像ａ、ｂ、ｃ、ｄ（図１２において白点として観
察される）が、図１３におけるＸ線トポグラフ像ａ´、
ｂ´、ｃ´、ｄ´（図１３において白点として観察され
る）に対応している。図１２および図１３より、図１２
に示すＸ線トポグラフが、図１３に示すＸ線トポグラフ
に比べて、結晶成長方向（成長ストリエーションに垂直
方向）に約５．３倍拡大されていることは明らかであ
る。
トラストを示す縞模様が、試料結晶６中に存在する成長
ストリエーション（酸素ストリエーション）である。図
１０に示すＸ線トポグラフィの光学系から明らかなよう
に、図１２に示すＸ線トポグラフと図１３に示すＸ線ト
ポグラフとで像の左右が逆転するが、試料結晶６の表面
に付けられた４個のマーカーの図１２におけるＸ線トポ
グラフ像ａ、ｂ、ｃ、ｄ（図１２において白点として観
察される）が、図１３におけるＸ線トポグラフ像ａ´、
ｂ´、ｃ´、ｄ´（図１３において白点として観察され
る）に対応している。図１２および図１３より、図１２
に示すＸ線トポグラフが、図１３に示すＸ線トポグラフ
に比べて、結晶成長方向（成長ストリエーションに垂直
方向）に約５．３倍拡大されていることは明らかであ
る。
【００５７】第１実施例においても述べたように、イメ
ージング・プレート７には、入射する回折Ｘ線の強度が
リニアに画像信号強度ＩPSL として記録される。図１２
に示すＸ線トポグラフおよび図１３に示すＸ線トポグラ
フ上で、結晶成長方向に沿う画像信号強度ＩPSL の場所
的な変化を測定した結果の一例を図１４に示す。図１４
において、プロファイルＡは、図１２より求めたＸ線像
拡大後に得られた画像信号強度ＩPSL の場所的な変化を
示し、プロファイルＢは、図１３より求めたＸ線像拡大
前に得られた画像信号強度ＩPSL の場所的な変化を示
す。ここで、プロファイルＡの区間ｘ−ｙがプロファイ
ルＢの区間ｘ´−ｙ´に対応する。なお、図１４の横軸
はプロファイルＡに対する距離を示す。プロファイルＡ
の区間ｘ−ｙの画像信号強度ＩPSL の変化が、プロファ
イルＢの区間ｘ´−ｙ´の画像信号強度ＩPSL の変化を
拡大したものとなっており、より詳細な画像信号強度Ｉ
PSLの変化、従って回折Ｘ線強度の変化が検知されてい
ることは明らかである。このことは、試料結晶６中のひ
ずみを高い位置分解能で測定することができることを意
味する。
ージング・プレート７には、入射する回折Ｘ線の強度が
リニアに画像信号強度ＩPSL として記録される。図１２
に示すＸ線トポグラフおよび図１３に示すＸ線トポグラ
フ上で、結晶成長方向に沿う画像信号強度ＩPSL の場所
的な変化を測定した結果の一例を図１４に示す。図１４
において、プロファイルＡは、図１２より求めたＸ線像
拡大後に得られた画像信号強度ＩPSL の場所的な変化を
示し、プロファイルＢは、図１３より求めたＸ線像拡大
前に得られた画像信号強度ＩPSL の場所的な変化を示
す。ここで、プロファイルＡの区間ｘ−ｙがプロファイ
ルＢの区間ｘ´−ｙ´に対応する。なお、図１４の横軸
はプロファイルＡに対する距離を示す。プロファイルＡ
の区間ｘ−ｙの画像信号強度ＩPSL の変化が、プロファ
イルＢの区間ｘ´−ｙ´の画像信号強度ＩPSL の変化を
拡大したものとなっており、より詳細な画像信号強度Ｉ
PSLの変化、従って回折Ｘ線強度の変化が検知されてい
ることは明らかである。このことは、試料結晶６中のひ
ずみを高い位置分解能で測定することができることを意
味する。
【００５８】この第２実施例において、試料結晶６中の
ひずみを実際に測定するためには、第１実施例において
述べたと同様な方法を用いればよい。
ひずみを実際に測定するためには、第１実施例において
述べたと同様な方法を用いればよい。
【００５９】以上のように、この第２実施例によれば、
試料結晶６から出てくる回折Ｘ線の全部またはその一部
をＸ線像拡大用結晶１０に入射させ、このＸ線像拡大用
結晶１０から出てくる回折Ｘ線をイメージング・プレー
ト７に記録するようにしているので、このイメージング
・プレート７には、試料結晶６から出てくる回折Ｘ線に
よるＸ線トポグラフをＸ線像拡大用結晶１０によって散
乱面に平行な方向に約５倍拡大して記録することができ
る。このため、試料結晶６中の成長ストリエーションな
どに伴う微小ひずみを高い位置分解能で測定することが
できる。
試料結晶６から出てくる回折Ｘ線の全部またはその一部
をＸ線像拡大用結晶１０に入射させ、このＸ線像拡大用
結晶１０から出てくる回折Ｘ線をイメージング・プレー
ト７に記録するようにしているので、このイメージング
・プレート７には、試料結晶６から出てくる回折Ｘ線に
よるＸ線トポグラフをＸ線像拡大用結晶１０によって散
乱面に平行な方向に約５倍拡大して記録することができ
る。このため、試料結晶６中の成長ストリエーションな
どに伴う微小ひずみを高い位置分解能で測定することが
できる。
【００６０】以上、この発明の実施例につき具体的に説
明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるもの
ではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が
可能である。
明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるもの
ではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が
可能である。
【００６１】例えば、上述の第１実施例および第２実施
例においては、試料結晶６としてシリコン単結晶を用い
た場合について説明したが、この発明は、シリコン以外
の半導体結晶、さらには半導体以外の各種の結晶におけ
るひずみの測定に適用することも可能である。
例においては、試料結晶６としてシリコン単結晶を用い
た場合について説明したが、この発明は、シリコン以外
の半導体結晶、さらには半導体以外の各種の結晶におけ
るひずみの測定に適用することも可能である。
【００６２】また、上述の第１実施例および第２実施例
においては、Ｘ線１としてシンクロトロン放射光を用い
ているが、このＸ線１としては、シンクロトロン放射光
以外のＸ線を用いてもよい。
においては、Ｘ線１としてシンクロトロン放射光を用い
ているが、このＸ線１としては、シンクロトロン放射光
以外のＸ線を用いてもよい。
【００６３】さらに、Ｘ線検出器としては上述の第１実
施例および第２実施例のようにイメージング・プレート
７を用いるのが好ましいが、このＸ線検出器としては、
場合によっては、原子核乾板などの写真乾板を用いても
よい。特に、第２実施例においては、Ｘ線像拡大用結晶
１０によりＸ線トポグラフを拡大することができるの
で、シンチレーションカウンタのような計数管と細孔ま
たは細隙スリットとの組み合わせ（J. Electrochem. So
c. 135(1988)1779) の使用や、原子核乾板とミクロフォ
トメータとの組み合わせ（Defects in Silicon II(199
1)p.65)の使用も有効である。
施例および第２実施例のようにイメージング・プレート
７を用いるのが好ましいが、このＸ線検出器としては、
場合によっては、原子核乾板などの写真乾板を用いても
よい。特に、第２実施例においては、Ｘ線像拡大用結晶
１０によりＸ線トポグラフを拡大することができるの
で、シンチレーションカウンタのような計数管と細孔ま
たは細隙スリットとの組み合わせ（J. Electrochem. So
c. 135(1988)1779) の使用や、原子核乾板とミクロフォ
トメータとの組み合わせ（Defects in Silicon II(199
1)p.65)の使用も有効である。
【００６４】また、上述の第２実施例においては、Ｘ線
像拡大用結晶１０は１個の単結晶から成っていて一次元
の拡大機能を有しているが、２個の単結晶を互いに直交
して配置して二次元の拡大機能をもたせるようにしても
よい（Nucl. Instrum. & Methods 195(1982)355)。
像拡大用結晶１０は１個の単結晶から成っていて一次元
の拡大機能を有しているが、２個の単結晶を互いに直交
して配置して二次元の拡大機能をもたせるようにしても
よい（Nucl. Instrum. & Methods 195(1982)355)。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、結晶中のひずみを高精度でしかも簡単に測定するこ
とができる。
ば、結晶中のひずみを高精度でしかも簡単に測定するこ
とができる。
【図１】この発明の第１実施例において用いられるＸ線
トポグラフィの光学系を示す略線図である。
トポグラフィの光学系を示す略線図である。
【図２】この発明の第１実施例において試料結晶から得
られる回折Ｘ線強度曲線の一例を示すグラフである。
られる回折Ｘ線強度曲線の一例を示すグラフである。
【図３】図２に示す回折Ｘ線強度曲線の低角側のプロフ
ァイルおよびこのプロファイルを指数関数で近似してそ
の逆関数である対数関数でプロットし直したプロファイ
ルを併せて示すグラフである。
ァイルおよびこのプロファイルを指数関数で近似してそ
の逆関数である対数関数でプロットし直したプロファイ
ルを併せて示すグラフである。
【図４】この発明の第１実施例における二通りの試料配
置を示す略線図である。
置を示す略線図である。
【図５】この発明の第１実施例において試料結晶の角度
位置をパラメータとして得られた試料結晶の結晶成長方
向に沿った回折Ｘ線強度の変化を示すグラフである。
位置をパラメータとして得られた試料結晶の結晶成長方
向に沿った回折Ｘ線強度の変化を示すグラフである。
【図６】図５の回折Ｘ線強度の変化を対数表示したグラ
フである。
フである。
【図７】図６の回折Ｘ線強度の変化における山と谷の位
置におけるｌｏｇ（ＩPSL ）をＸ線入射角に対してプロ
ットしたグラフである。
置におけるｌｏｇ（ＩPSL ）をＸ線入射角に対してプロ
ットしたグラフである。
【図８】この発明の第１実施例において得られた試料結
晶中のひずみの二つの成分の測定結果の一例を示すグラ
フである。
晶中のひずみの二つの成分の測定結果の一例を示すグラ
フである。
【図９】図１におけるイメージング・プレートの代わり
に写真乾板を用いた場合に得られた試料結晶中のひずみ
の二つの成分の測定結果の一例を示すグラフである。
に写真乾板を用いた場合に得られた試料結晶中のひずみ
の二つの成分の測定結果の一例を示すグラフである。
【図１０】この発明の第２実施例において用いられるＸ
線トポグラフィの光学系を示す略線図である。
線トポグラフィの光学系を示す略線図である。
【図１１】この発明の第２実施例において試料結晶から
得られる回折Ｘ線強度曲線の一例を示すグラフである。
得られる回折Ｘ線強度曲線の一例を示すグラフである。
【図１２】この発明の第２実施例においてＸ線像拡大用
結晶から出てくる回折Ｘ線により得られたＸ線トポグラ
フを示すＸ線写真である。
結晶から出てくる回折Ｘ線により得られたＸ線トポグラ
フを示すＸ線写真である。
【図１３】この発明の第２実施例において試料結晶から
出てくる回折Ｘ線により得られたＸ線トポグラフを示す
Ｘ線写真である。
出てくる回折Ｘ線により得られたＸ線トポグラフを示す
Ｘ線写真である。
【図１４】図１２に示すＸ線トポグラフおよび図１３に
示すＸ線トポグラフ上で結晶成長方向に沿う画像信号強
度の場所的な変化を測定した結果の一例を示すグラフで
ある。
示すＸ線トポグラフ上で結晶成長方向に沿う画像信号強
度の場所的な変化を測定した結果の一例を示すグラフで
ある。
１ Ｘ線
２ 二結晶モノクロメータ
５ コリメータ
６ 試料結晶
７ イメージング・プレート
８ 成長ストリエーション
１０ Ｘ線像拡大用結晶
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 川戸 清爾
東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ
ニー株式会社内
(56)参考文献 特開 平１−163646（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−225151（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−148055（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−95286（ＪＰ，Ａ)
特開 昭53−279148（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−146136（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 23/00 - 23/227
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｘ線トポグラフィの光学系を用いて、ひ
ずみを測定すべき結晶のＸ線入射角に対する回折Ｘ線強
度の変化を測定し、 上記回折Ｘ線強度の変化を選択された関数を用いて近似
し、 上記選択された関数の逆関数の値を上記Ｘ線入射角に対
してプロットすることにより得られるプロット曲線の傾
きから、上記Ｘ線入射角に対してリニアな上記回折Ｘ線
強度の変化の変化率を求め、 上記結晶より得られるＸ線トポグラフから求められる回
折Ｘ線強度の場所的変化を上記結晶におけるブラッグ角
のずれに変換するようにした結晶中のひずみの測定方
法。 - 【請求項２】 上記選択された関数が指数関数であるこ
とを特徴とする請求項１記載の結晶中のひずみの測定方
法。 - 【請求項３】 上記結晶が半導体結晶であることを特徴
とする請求項１または２記載の結晶中のひずみの測定方
法。 - 【請求項４】 Ｘ線トポグラフィにおいて用いられるＸ
線検出器がイメージング・プレートであることを特徴と
する請求項１、２または３記載の結晶中のひずみの測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25948093A JP3380921B2 (ja) | 1992-12-08 | 1993-09-22 | 結晶中のひずみの測定方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-351697 | 1992-12-08 | ||
| JP35169792 | 1992-12-08 | ||
| JP25948093A JP3380921B2 (ja) | 1992-12-08 | 1993-09-22 | 結晶中のひずみの測定方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002204071A Division JP2003130821A (ja) | 1992-12-08 | 2002-07-12 | 結晶中のひずみの測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06229954A JPH06229954A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3380921B2 true JP3380921B2 (ja) | 2003-02-24 |
Family
ID=26544150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25948093A Expired - Fee Related JP3380921B2 (ja) | 1992-12-08 | 1993-09-22 | 結晶中のひずみの測定方法 |
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| JP (1) | JP3380921B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-09-22 JP JP25948093A patent/JP3380921B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH06229954A (ja) | 1994-08-19 |
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