JPH0239738B2 - Menhoisokuteihoho - Google Patents
MenhoisokuteihohoInfo
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- JPH0239738B2 JPH0239738B2 JP7233880A JP7233880A JPH0239738B2 JP H0239738 B2 JPH0239738 B2 JP H0239738B2 JP 7233880 A JP7233880 A JP 7233880A JP 7233880 A JP7233880 A JP 7233880A JP H0239738 B2 JPH0239738 B2 JP H0239738B2
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- crystal
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 15
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005162 X-ray Laue diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000005147 X-ray Weissenberg Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/20—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by using diffraction of the radiation by the materials, e.g. for investigating crystal structure; by using scattering of the radiation by the materials, e.g. for investigating non-crystalline materials; by using reflection of the radiation by the materials
- G01N23/207—Diffractometry using detectors, e.g. using a probe in a central position and one or more displaceable detectors in circumferential positions
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Description
【発明の詳細な説明】
本願は単結晶平面について、特定格子面からの
傾斜角を測定する方法に関するものである。
傾斜角を測定する方法に関するものである。
一般に、単結晶を素材とする部品を製造する工
程には、該単結晶を、その表面が所定の結晶格子
面に平行又は、所定の角度を以て切断される工程
を含むことが多い。切断されることにより露出す
る該単結晶平面が、所定の結晶格子面に平行又は
所定の角度を以て切断される為には、該単結晶が
切断される以前に空間的に所定の結晶方位を保持
して固定される必要がある。この固定精度は、一
般に、数度から高々数分程度であり、従つて切断
後露出する切断面は、所定の格子面から数度から
数分程度傾いているのが通常である。該切断面を
さらに高精度に格子面に平行又は格子面と所定の
傾斜角をもつて加工されるためには、該切断面の
所定の格子面からの傾斜角をさらに高精度に測定
する必要がある。
程には、該単結晶を、その表面が所定の結晶格子
面に平行又は、所定の角度を以て切断される工程
を含むことが多い。切断されることにより露出す
る該単結晶平面が、所定の結晶格子面に平行又は
所定の角度を以て切断される為には、該単結晶が
切断される以前に空間的に所定の結晶方位を保持
して固定される必要がある。この固定精度は、一
般に、数度から高々数分程度であり、従つて切断
後露出する切断面は、所定の格子面から数度から
数分程度傾いているのが通常である。該切断面を
さらに高精度に格子面に平行又は格子面と所定の
傾斜角をもつて加工されるためには、該切断面の
所定の格子面からの傾斜角をさらに高精度に測定
する必要がある。
従来、単結晶平面の特定格子面からの傾斜角を
測定する方法としては、光学的測定法やＸ線測定
法がある。特に後者の方法は結晶を非破壊で測定
できる利点を持つことからよく利用されている。
Ｘ線を用いて結晶方位を測定するには種々の方法
があるが、特に、振動写真（例えばワイセンベル
グ写真）法やラウエ写真法は高精度方位測定法と
して良く知られている。しかし、これらの方法は
切断面の格子面からの傾斜角そのものを測定する
には、不向きであり、また写真処理等わずらわし
さが存在する。また、この種の目的のために、Ｘ
線を光源としたカツト面検査機が市販されている
が、この装置を用いた場合でも0.1゜以下の精度で
測定するのは困難とされている。
測定する方法としては、光学的測定法やＸ線測定
法がある。特に後者の方法は結晶を非破壊で測定
できる利点を持つことからよく利用されている。
Ｘ線を用いて結晶方位を測定するには種々の方法
があるが、特に、振動写真（例えばワイセンベル
グ写真）法やラウエ写真法は高精度方位測定法と
して良く知られている。しかし、これらの方法は
切断面の格子面からの傾斜角そのものを測定する
には、不向きであり、また写真処理等わずらわし
さが存在する。また、この種の目的のために、Ｘ
線を光源としたカツト面検査機が市販されている
が、この装置を用いた場合でも0.1゜以下の精度で
測定するのは困難とされている。
本発明は、単結晶平面（切断面）の特定格子面
からの傾斜角を1/1000゜程度の高精度で測定する
方法を提供するものである。
からの傾斜角を1/1000゜程度の高精度で測定する
方法を提供するものである。
本発明の方法は、Ｘ線を試料結晶表面に入射さ
せた際に得られる反射回折Ｘ線が試料結晶表面に
平行でない格子面を回折面とする非対称反射とな
る条件下で得られるＸ線ロツキングカーブより前
記試料結晶表面の面方位を測定する方法であつ
て、前記試料結晶表面に入射Ｘ線ビームの一部を
照射したのち反射回折してあらわれる反射回折Ｘ
線ビームの回折ピークと、前記入射Ｘ線ビームと
前記反射回折Ｘ線ビームとを含む面に垂直で、か
つ前記試料結晶表面に交差する試料結晶側面であ
つて入射Ｘ線側の試料結晶側面に、前記入射Ｘ線
ビームの他の一部を照射したのち透過回折してあ
らわれる回折ピークとの相対的ピーク間隔（角度
差）から、前記試料結晶表面の面方位を知ること
を特徴とする面方位測定方法を提供するものであ
る。
せた際に得られる反射回折Ｘ線が試料結晶表面に
平行でない格子面を回折面とする非対称反射とな
る条件下で得られるＸ線ロツキングカーブより前
記試料結晶表面の面方位を測定する方法であつ
て、前記試料結晶表面に入射Ｘ線ビームの一部を
照射したのち反射回折してあらわれる反射回折Ｘ
線ビームの回折ピークと、前記入射Ｘ線ビームと
前記反射回折Ｘ線ビームとを含む面に垂直で、か
つ前記試料結晶表面に交差する試料結晶側面であ
つて入射Ｘ線側の試料結晶側面に、前記入射Ｘ線
ビームの他の一部を照射したのち透過回折してあ
らわれる回折ピークとの相対的ピーク間隔（角度
差）から、前記試料結晶表面の面方位を知ること
を特徴とする面方位測定方法を提供するものであ
る。
以下本発明を図面を参照しながら詳説する。第
１図は二結晶Ｘ線回折計の概略を示す平面図で、
Ｘ線源１より放射されたＸ線ビーム２は、スリツ
ト３及び４によつて水平面内の角度広がりが数分
程度にまでおさえられる。しかる後に、モノクロ
メータ５に照射されると、モノクロメータ５から
のＸ線ビーム６の角度広がりは数秒ないし数十秒
にまでせばめられ、近似的には充分平行なＸ線ビ
ームと見なせる。このようなＸ線ビームを試料７
に照射して試料表面上の一点０を中心に試料７を
紙面に垂直な軸０のまわりで回転しながら試料７
からの反射回折Ｘ線８の強度を、カウンター９で
測定することによつていわゆるＸ線ロツキングカ
ーブが得られる。第２図ａは結晶２０の表面が厳
密に反射面（hkl）２１に平行なとき、ブラツグ
条件2dhklsinθB＝λを満足している場合のＸ線ビ
ームと結晶の角度関係を示す断面図である。第２
図において、ORは入射Ｘ線ビーム、HRは反射回
折Ｘ線ビームθBは入（または出）射Ｘ線ビームと
結晶表面（したがつて反射面（hkl））とのなす角
度（ブラツグ角）である。このような結晶位置で
得られるＸ線ロツキングカーブの例を第２図ｂに
示す。ロツキングカーブであらわれるピークの位
置は、物質のＸ線に対する屈折率が１よりわずか
に異なる為に、前記ブラツグ条件の式から算出さ
れる正規のブラツグ角θBよりΔだけずれたθRの
位置にあらわれる。ずれの量はＸ線の動力学的回
折理論によれば Δ＝θR−θB＝（ψ0）（１＋１／ｂ）／2sinθB ここでｂは非対称因子で ｂ＝sin（θB−α）／sin（θ′B＋α） αは、（hkl）反射面の試料表面となす角度であ
つて、第２図ａような対称反射の場合にはα＝０
したがつてｂ＝１である。またψ′0は結晶原子の
電子密度分布に関連する因子で、Si結晶では−
1.5×10-5、InP結晶では−3.4×10-5程度である。
Δの大きさは、ｂが正で小さい程、即ち、θB−
αが小さい程大きくなる。したがつて第３図ａに
示すように入射Ｘ線ビームOR及びOTが試料３０
の表面に浅い角度で入射する場合には、第３図ｂ
に示すように、入射Ｘ線ビームの一部ORが結晶
表面で反射回折して得られる反射回折Ｘ線HRに
よつて正規のブラツグ角θBからΔだけ離れた位
置θRに大きなピークが得られる他に、入射Ｘ線ビ
ームの他方一部OTが、前記入射Ｘ線ビームOR及
びOTと反射回折Ｘ線HRを含む面に垂直で、かつ
試料表面に交差する結晶側面のうち入射Ｘ線側の
試料側面に照射したのち、試料３０の内部で透過
回折してあらわれる透過回折Ｘ線HTによつて、
位置OTに小さなピークが得られる。このように、
入射Ｘ線と反射回折Ｘ線が試料表面に対して対称
な位置関係でない場合（α≠０）を非対称反射と
称しているが、θB−αが小さい場合には、ｂが小
さくなりしたがつてΔが大きくなる。然るに、
結晶内部を透過してくるＸ線HTは、Δが極め
て小さく、θTはとんどθBに等しい。したがつて入
射Ｘ線の一部が結晶側面に照射する非対称反射の
場合（第３図ｂ）には、大小２つのピークがあら
われ、HRによる大きなピークのΔの値が、ほ
ぼΔ＝θR−θBθR−θTの形で直接測定できる。
第４図に本発明の一実施例として（100）表面を
もつInP単結晶ついて、CuKα1特性Ｘ線（波長λ
＝1.54051Å）を用いた（hkl）＝（311）反射面
（θB＝25.804゜）の場合の、入射Ｘ線の（100）表面
に対する角度θB−αに対する非対称因子ｂ及びピ
ーク間距離Δの変化の様子を示す。表面が偶々
厳密に（100）面に平行であるとき、θB−α＝
0.565゜となるが、通常はこの前後で、結晶表面の
面方位は変化している。然る場合にはθB−αの値
も変化し、したがつてΔも敏感に変化すること
が分る。このことから、逆にθR−θT（Δ）を
測定することによつてθB−α、したがつて表面の
（100）からのずれβを β＝（θB−α）測定値−0.565゜として知ることが
できる。
１図は二結晶Ｘ線回折計の概略を示す平面図で、
Ｘ線源１より放射されたＸ線ビーム２は、スリツ
ト３及び４によつて水平面内の角度広がりが数分
程度にまでおさえられる。しかる後に、モノクロ
メータ５に照射されると、モノクロメータ５から
のＸ線ビーム６の角度広がりは数秒ないし数十秒
にまでせばめられ、近似的には充分平行なＸ線ビ
ームと見なせる。このようなＸ線ビームを試料７
に照射して試料表面上の一点０を中心に試料７を
紙面に垂直な軸０のまわりで回転しながら試料７
からの反射回折Ｘ線８の強度を、カウンター９で
測定することによつていわゆるＸ線ロツキングカ
ーブが得られる。第２図ａは結晶２０の表面が厳
密に反射面（hkl）２１に平行なとき、ブラツグ
条件2dhklsinθB＝λを満足している場合のＸ線ビ
ームと結晶の角度関係を示す断面図である。第２
図において、ORは入射Ｘ線ビーム、HRは反射回
折Ｘ線ビームθBは入（または出）射Ｘ線ビームと
結晶表面（したがつて反射面（hkl））とのなす角
度（ブラツグ角）である。このような結晶位置で
得られるＸ線ロツキングカーブの例を第２図ｂに
示す。ロツキングカーブであらわれるピークの位
置は、物質のＸ線に対する屈折率が１よりわずか
に異なる為に、前記ブラツグ条件の式から算出さ
れる正規のブラツグ角θBよりΔだけずれたθRの
位置にあらわれる。ずれの量はＸ線の動力学的回
折理論によれば Δ＝θR−θB＝（ψ0）（１＋１／ｂ）／2sinθB ここでｂは非対称因子で ｂ＝sin（θB−α）／sin（θ′B＋α） αは、（hkl）反射面の試料表面となす角度であ
つて、第２図ａような対称反射の場合にはα＝０
したがつてｂ＝１である。またψ′0は結晶原子の
電子密度分布に関連する因子で、Si結晶では−
1.5×10-5、InP結晶では−3.4×10-5程度である。
Δの大きさは、ｂが正で小さい程、即ち、θB−
αが小さい程大きくなる。したがつて第３図ａに
示すように入射Ｘ線ビームOR及びOTが試料３０
の表面に浅い角度で入射する場合には、第３図ｂ
に示すように、入射Ｘ線ビームの一部ORが結晶
表面で反射回折して得られる反射回折Ｘ線HRに
よつて正規のブラツグ角θBからΔだけ離れた位
置θRに大きなピークが得られる他に、入射Ｘ線ビ
ームの他方一部OTが、前記入射Ｘ線ビームOR及
びOTと反射回折Ｘ線HRを含む面に垂直で、かつ
試料表面に交差する結晶側面のうち入射Ｘ線側の
試料側面に照射したのち、試料３０の内部で透過
回折してあらわれる透過回折Ｘ線HTによつて、
位置OTに小さなピークが得られる。このように、
入射Ｘ線と反射回折Ｘ線が試料表面に対して対称
な位置関係でない場合（α≠０）を非対称反射と
称しているが、θB−αが小さい場合には、ｂが小
さくなりしたがつてΔが大きくなる。然るに、
結晶内部を透過してくるＸ線HTは、Δが極め
て小さく、θTはとんどθBに等しい。したがつて入
射Ｘ線の一部が結晶側面に照射する非対称反射の
場合（第３図ｂ）には、大小２つのピークがあら
われ、HRによる大きなピークのΔの値が、ほ
ぼΔ＝θR−θBθR−θTの形で直接測定できる。
第４図に本発明の一実施例として（100）表面を
もつInP単結晶ついて、CuKα1特性Ｘ線（波長λ
＝1.54051Å）を用いた（hkl）＝（311）反射面
（θB＝25.804゜）の場合の、入射Ｘ線の（100）表面
に対する角度θB−αに対する非対称因子ｂ及びピ
ーク間距離Δの変化の様子を示す。表面が偶々
厳密に（100）面に平行であるとき、θB−α＝
0.565゜となるが、通常はこの前後で、結晶表面の
面方位は変化している。然る場合にはθB−αの値
も変化し、したがつてΔも敏感に変化すること
が分る。このことから、逆にθR−θT（Δ）を
測定することによつてθB−α、したがつて表面の
（100）からのずれβを β＝（θB−α）測定値−0.565゜として知ることが
できる。
Δの値は、θ−α2゜の範囲で、敏感に変化
することからβは極めて高精度で測定できること
から、表面の傾き（面方位のずれβ）を測定する
上で極めて有用である。以上述べた様に本願の趣
旨は、入射Ｘ線ビームの一部OTを試料側面に照
射することによつてθBに極く近い位置に透過回折
Ｘ線HTによる小ピークHTを得ることにあるが、
このような回折条件は、試料の格子定数、反射面
の指数（hkl）、使用Ｘ線の波長λに大きく依存
し、できるだけθB−αの小さな領域を選択する必
要があることは、以上述べたことから明白であ
り、実施例のInP（100）表面の傾きの測定に限定
するものでないことは云うまでもない。
することからβは極めて高精度で測定できること
から、表面の傾き（面方位のずれβ）を測定する
上で極めて有用である。以上述べた様に本願の趣
旨は、入射Ｘ線ビームの一部OTを試料側面に照
射することによつてθBに極く近い位置に透過回折
Ｘ線HTによる小ピークHTを得ることにあるが、
このような回折条件は、試料の格子定数、反射面
の指数（hkl）、使用Ｘ線の波長λに大きく依存
し、できるだけθB−αの小さな領域を選択する必
要があることは、以上述べたことから明白であ
り、実施例のInP（100）表面の傾きの測定に限定
するものでないことは云うまでもない。
第１図はＸ線二結晶法の概略図で１はＸ線源、
５はモノクロメータ、７は試料、９はＸ線カウン
ター、第２図ａは対称反射配置の説明図で２１は
反射格子面、第２図ｂは第２図ａの配置で測定さ
れるＸ線ロツキングカーブの一測定例、第３図ａ
は非対称反射配置の説明図で３１は反射格子面、
第３図ｂは第３図ａの配置で測定されるＸ線ロツ
キングカーブの一測定例でHRは反射回折Ｘ線に
よるピーク、HTは透過回折Ｘ線によるピークで
ある。第４図は本発明の実施例で、InP単結晶に
ついて入射Ｘ線の（100）面に対する角度θB−α
に対する非対称因子ｂ及びピーク間距離Δの変
化を示す図である。
５はモノクロメータ、７は試料、９はＸ線カウン
ター、第２図ａは対称反射配置の説明図で２１は
反射格子面、第２図ｂは第２図ａの配置で測定さ
れるＸ線ロツキングカーブの一測定例、第３図ａ
は非対称反射配置の説明図で３１は反射格子面、
第３図ｂは第３図ａの配置で測定されるＸ線ロツ
キングカーブの一測定例でHRは反射回折Ｘ線に
よるピーク、HTは透過回折Ｘ線によるピークで
ある。第４図は本発明の実施例で、InP単結晶に
ついて入射Ｘ線の（100）面に対する角度θB−α
に対する非対称因子ｂ及びピーク間距離Δの変
化を示す図である。
Claims (1)
- １ Ｘ線を試料結晶表面に入射させた際に得られ
る反射回折Ｘ線が試料結晶表面に平行でない格子
面を回折面とする非対称反射となる条件の下で得
られるＸ線ロツキングカーブより前記試料結晶表
面の面方位を測定する方法であつて、前記試料結
晶の表面に入射Ｘ線ビームの一部を照射したのち
反射回折してあらわれる反射回折Ｘ線ビームの回
折ピークと、前記入射Ｘ線ビームと前記反射回折
Ｘ線ビームとを含む面に垂直で、かつ前記試料結
晶表面に交差する試料結晶側面であつて入射Ｘ線
側の試料結晶側面に、前記入射Ｘ線ビームの他の
一部を照射したのち透過回折してあらわれる回折
ピークとの相対的ピーク間隔から、前記試料結晶
表面の面方位を知ることを特徴とする面方位測定
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7233880A JPH0239738B2 (ja) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Menhoisokuteihoho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7233880A JPH0239738B2 (ja) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Menhoisokuteihoho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56168535A JPS56168535A (en) | 1981-12-24 |
| JPH0239738B2 true JPH0239738B2 (ja) | 1990-09-06 |
Family
ID=13486400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7233880A Expired - Lifetime JPH0239738B2 (ja) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Menhoisokuteihoho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0239738B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS597252A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-14 | Nec Corp | 結晶表面傾き角の測定方法およびその測定装置 |
| JP2532867B2 (ja) * | 1987-03-14 | 1996-09-11 | 株式会社リコー | 薄膜構造評価装置 |
-
1980
- 1980-05-30 JP JP7233880A patent/JPH0239738B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56168535A (en) | 1981-12-24 |
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