JPH0254496B2 - - Google Patents
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- JPH0254496B2 JPH0254496B2 JP59119212A JP11921284A JPH0254496B2 JP H0254496 B2 JPH0254496 B2 JP H0254496B2 JP 59119212 A JP59119212 A JP 59119212A JP 11921284 A JP11921284 A JP 11921284A JP H0254496 B2 JPH0254496 B2 JP H0254496B2
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 14
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 11
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 241001137307 Cyprinodon variegatus Species 0.000 description 1
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal 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
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は例えば半導体シリコンウエハー等の表
面に蒸着された数百オングストロームの厚さの薄
膜を試料とするＸ線回折装置に関する。
面に蒸着された数百オングストロームの厚さの薄
膜を試料とするＸ線回折装置に関する。
従来のＸ線回折装置は一般に集中法によるもの
で、通常は点または線Ｘ線源から板状の試料面に
発散Ｘ線を入射させて、その試料を角速度θで回
転すると共に回折Ｘ線の焦点に配置したＸ線検出
器を角速度2θで回転するプラツグ・プレンタノ
法、あるいは上記試料を固定してＸ線検出器だけ
を回折Ｘ線の集中円に添つて移動させると共に常
に試料の方向を向くように自転させるゼーマン・
ボーリン法の何れかである。しかし前者は試料に
対するＸ線の入射角が大きくなるから、試料が薄
膜状の場合は下地物質による散乱Ｘ線に比較して
回折Ｘ線が極めて微弱となり、高精度の測定を行
い得ない。また後者はＸ線検出器を集中円上で移
動させると同時にその検出器が常に試料の方向を
向くようにこれに自転運動を与える必要があるか
ら、機構が極めて複雑になつて、高精度を得よう
とすると、装置が著しく高価になる欠点がある。
更に残留応力の測定には平行Ｘ線を用い、ソーラ
ースリツトと分光結晶とを併用して回折Ｘ線を検
出する装置が用いられる。しかし試料面に数十度
以上の大きい入射角をもつてＸ線を入射させるか
ら、薄膜試料については前記プラツグ・ブレンタ
ノ法と同様の欠点がある。従つて本発明は上述の
ような欠点がなく、薄膜試料のＸ線回折測定を高
精度で行い得ると共に簡単で安価に製作すること
のできる装置を提供しようとするものである。
で、通常は点または線Ｘ線源から板状の試料面に
発散Ｘ線を入射させて、その試料を角速度θで回
転すると共に回折Ｘ線の焦点に配置したＸ線検出
器を角速度2θで回転するプラツグ・プレンタノ
法、あるいは上記試料を固定してＸ線検出器だけ
を回折Ｘ線の集中円に添つて移動させると共に常
に試料の方向を向くように自転させるゼーマン・
ボーリン法の何れかである。しかし前者は試料に
対するＸ線の入射角が大きくなるから、試料が薄
膜状の場合は下地物質による散乱Ｘ線に比較して
回折Ｘ線が極めて微弱となり、高精度の測定を行
い得ない。また後者はＸ線検出器を集中円上で移
動させると同時にその検出器が常に試料の方向を
向くようにこれに自転運動を与える必要があるか
ら、機構が極めて複雑になつて、高精度を得よう
とすると、装置が著しく高価になる欠点がある。
更に残留応力の測定には平行Ｘ線を用い、ソーラ
ースリツトと分光結晶とを併用して回折Ｘ線を検
出する装置が用いられる。しかし試料面に数十度
以上の大きい入射角をもつてＸ線を入射させるか
ら、薄膜試料については前記プラツグ・ブレンタ
ノ法と同様の欠点がある。従つて本発明は上述の
ような欠点がなく、薄膜試料のＸ線回折測定を高
精度で行い得ると共に簡単で安価に製作すること
のできる装置を提供しようとするものである。
本発明は特許請求の範囲に記載したように、薄
膜試料に薄い板状のＸ線ビームを微小の入射角で
入射させるから、このＸ線が試料を通過する距離
が充分大きくなつて強力な回折Ｘ線が発生する。
しかし上記入射角を微小の一定の値に保持するか
ら、回折Ｘ線は集束することなく平行Ｘ線を形成
する。従つて本発明は分光結晶とその回折線より
更に充分小さい発散角をもつたソーラースリツト
とをＸ線検出器と共に測角台上に設置して、これ
を試料のまわりで回動させるようにしたもので、
このため検出Ｘ線の強度が大きく、しかもバツク
グラウンドを小さくして精密な測定を行い得る作
用効果を得ることができる。かつ１つの測角台を
回転するだけで複雑な連動機構を必要としないか
ら装置の機構も簡単で安価に製作し得る。
膜試料に薄い板状のＸ線ビームを微小の入射角で
入射させるから、このＸ線が試料を通過する距離
が充分大きくなつて強力な回折Ｘ線が発生する。
しかし上記入射角を微小の一定の値に保持するか
ら、回折Ｘ線は集束することなく平行Ｘ線を形成
する。従つて本発明は分光結晶とその回折線より
更に充分小さい発散角をもつたソーラースリツト
とをＸ線検出器と共に測角台上に設置して、これ
を試料のまわりで回動させるようにしたもので、
このため検出Ｘ線の強度が大きく、しかもバツク
グラウンドを小さくして精密な測定を行い得る作
用効果を得ることができる。かつ１つの測角台を
回転するだけで複雑な連動機構を必要としないか
ら装置の機構も簡単で安価に製作し得る。
第１図は本発明実施例の平面図で、試料台１は
装置の設定に際し、紙面と直角な直線ｐを軸とし
て比較的小さい角度範囲で回動することができ
る。この試料台１の上に水平な軸を有する電動機
２を設けて、その軸の先端における支持板３に例
えば半導体シリコンウエハー４を取付けてある。
第２図は上記ウエハーの一部の水平な断面を拡大
した図で、表面に例えば数百オングストロームの
厚さで金属薄膜試料５が蒸着されている。すなわ
ちこの試料５が前記直線ｐ上に乗るようにウエハ
ー４の取付けを行つてある。また試料台１の側部
にスリツト台６を固設して、第３図にＡ―Ａ断面
を示したようにこの台に幅δの垂直なスリツト７
を有する遮蔽板８および多数の薄板を適当な間隔
で水平に配列したソーラースリツト９を取付けて
ある。このようなスリツト台６の側部にＸ線管を
配置して、そのターゲツト上に形成される垂直な
線状のＸ線源１０から上記ソーラースリツト９お
よび垂直スリツト７を介して試料５に極めて小さ
い発散角を有し事実上平行Ｘ線とみなすことので
きる垂直な薄板状のＸ線ビームｑを入射させる。
なお設定に際しては、前記直線ｐを軸として試料
台１を回動することにより試料５に対するＸ線ビ
ームｑの入射角αが出来るだけ小さい値となるよ
うにする。更に試料台１の側部には前記直線ｐを
軸として回動自在に保持され、例えば電動機で測
定中自動的に一定の緩速度で矢印βの方向へ回動
する測角台１１を設けてある。この測角台上に垂
直な多数の薄板よりなるソーラースリツト１２と
分光結晶１３および適宜のＸ線検出器１４を固設
し、前記薄膜試料５で回折したＸ線が上記ソーラ
ースリツト１２を通り、かつ分光結晶１３で回折
して検出器１４で検出されるように、上記スリツ
ト１２と結晶１３および検出器１４を配置してあ
る。
装置の設定に際し、紙面と直角な直線ｐを軸とし
て比較的小さい角度範囲で回動することができ
る。この試料台１の上に水平な軸を有する電動機
２を設けて、その軸の先端における支持板３に例
えば半導体シリコンウエハー４を取付けてある。
第２図は上記ウエハーの一部の水平な断面を拡大
した図で、表面に例えば数百オングストロームの
厚さで金属薄膜試料５が蒸着されている。すなわ
ちこの試料５が前記直線ｐ上に乗るようにウエハ
ー４の取付けを行つてある。また試料台１の側部
にスリツト台６を固設して、第３図にＡ―Ａ断面
を示したようにこの台に幅δの垂直なスリツト７
を有する遮蔽板８および多数の薄板を適当な間隔
で水平に配列したソーラースリツト９を取付けて
ある。このようなスリツト台６の側部にＸ線管を
配置して、そのターゲツト上に形成される垂直な
線状のＸ線源１０から上記ソーラースリツト９お
よび垂直スリツト７を介して試料５に極めて小さ
い発散角を有し事実上平行Ｘ線とみなすことので
きる垂直な薄板状のＸ線ビームｑを入射させる。
なお設定に際しては、前記直線ｐを軸として試料
台１を回動することにより試料５に対するＸ線ビ
ームｑの入射角αが出来るだけ小さい値となるよ
うにする。更に試料台１の側部には前記直線ｐを
軸として回動自在に保持され、例えば電動機で測
定中自動的に一定の緩速度で矢印βの方向へ回動
する測角台１１を設けてある。この測角台上に垂
直な多数の薄板よりなるソーラースリツト１２と
分光結晶１３および適宜のＸ線検出器１４を固設
し、前記薄膜試料５で回折したＸ線が上記ソーラ
ースリツト１２を通り、かつ分光結晶１３で回折
して検出器１４で検出されるように、上記スリツ
ト１２と結晶１３および検出器１４を配置してあ
る。
上述の装置において電動機２で試料５を測定中
常時回転しておくことにより、試料における結晶
粒の配向性の影響が除去される。すなわちこの状
態で試料に薄板状のＸ線ビームｑを入射させる
と、試料の結晶構造によつて定める方向へそれぞ
れ平行な回折Ｘ線が投射される。従つて測角台１
１を一定の緩速度をもつて例えば矢印βの方向へ
回転させると、上記回折Ｘ線の存在する位置で検
出器１４が出力を送出する。この出力と測角台１
１の回転角２θとの関係を自記記録計等で記録し
ておくことにより、その記録線の形状から試料５
の結晶構造が判明する。
常時回転しておくことにより、試料における結晶
粒の配向性の影響が除去される。すなわちこの状
態で試料に薄板状のＸ線ビームｑを入射させる
と、試料の結晶構造によつて定める方向へそれぞ
れ平行な回折Ｘ線が投射される。従つて測角台１
１を一定の緩速度をもつて例えば矢印βの方向へ
回転させると、上記回折Ｘ線の存在する位置で検
出器１４が出力を送出する。この出力と測角台１
１の回転角２θとの関係を自記記録計等で記録し
ておくことにより、その記録線の形状から試料５
の結晶構造が判明する。
このように本発明は薄膜試料５に充分小さい一
定の入射角αをもつて薄板状のＸ線ビームｑを入
射させるから、第２図のように試料５が極めて薄
い場合でもそのＸ線が試料中を通過する距離ｍを
充分大きくして、多量の回折Ｘ線γを発生させる
ことができる。しかもその回折Ｘ線γが試料中を
透過する距離ｎは試料５の厚みと同程度であるか
ら回折Ｘ線の減衰は極めて小さい。また所定の波
長のＸ線が分光結晶１３に入射する角度ψと、こ
の分光結晶で回折するＸ線の強度Ｅとの関係を第
４図の曲線で表わすと、ソーラースリツト１２は
斜線部分をもつて示したように上記回折Ｘ線の拡
散角を更に微小の角度範囲γに制限するように作
られている。従つて試料５の回折角を測定しよう
とするＸ線はソーラースリツト１２によつてその
回折方向が極めて狭い範囲に制限され、またこの
狭い範囲に含まれる他の波長のＸ線は分光結晶１
３で除去される。このため検出器１４は確実に一
定の波長を有し、かつ試料５によつて正確に一定
の方向へ回折したＸ線のみを出する。しかも前述
のように試料５に入射するＸ線がその試料を通過
する距離ｍが極めて大きく、かつ回折Ｘ線の減衰
は小さいから、検出器１４の出力は充分大きい信
号対バツクグラウンド比を有する。更に測定時に
おける機械的な動作は測角台１１単純な回転運動
を行うだけであるから、機構が簡単で容易に高精
度を得ることができる。従つて安価で取扱も容易
な装置をもつて高精度の測定を行い得る作用効果
がある。
定の入射角αをもつて薄板状のＸ線ビームｑを入
射させるから、第２図のように試料５が極めて薄
い場合でもそのＸ線が試料中を通過する距離ｍを
充分大きくして、多量の回折Ｘ線γを発生させる
ことができる。しかもその回折Ｘ線γが試料中を
透過する距離ｎは試料５の厚みと同程度であるか
ら回折Ｘ線の減衰は極めて小さい。また所定の波
長のＸ線が分光結晶１３に入射する角度ψと、こ
の分光結晶で回折するＸ線の強度Ｅとの関係を第
４図の曲線で表わすと、ソーラースリツト１２は
斜線部分をもつて示したように上記回折Ｘ線の拡
散角を更に微小の角度範囲γに制限するように作
られている。従つて試料５の回折角を測定しよう
とするＸ線はソーラースリツト１２によつてその
回折方向が極めて狭い範囲に制限され、またこの
狭い範囲に含まれる他の波長のＸ線は分光結晶１
３で除去される。このため検出器１４は確実に一
定の波長を有し、かつ試料５によつて正確に一定
の方向へ回折したＸ線のみを出する。しかも前述
のように試料５に入射するＸ線がその試料を通過
する距離ｍが極めて大きく、かつ回折Ｘ線の減衰
は小さいから、検出器１４の出力は充分大きい信
号対バツクグラウンド比を有する。更に測定時に
おける機械的な動作は測角台１１単純な回転運動
を行うだけであるから、機構が簡単で容易に高精
度を得ることができる。従つて安価で取扱も容易
な装置をもつて高精度の測定を行い得る作用効果
がある。
第１図は本発明実施例の平面図、第２図は第１
図における試料の一部を横断して拡大した図、第
３図は第１図のＡ―Ａ断面の拡大図、また第４図
は第１図における分光結晶１３およびソーラース
リツト１２の作用を説明する線図である。なお図
において、１は試料台、２は電動機、３は支持
板、４はシリコンウエハー、５は薄膜試料、６は
スリツト台、７はスリツト、８は遮蔽板、９はソ
ーラースリツト、１０はＸ線源、１１は測角台、
１２はソーラースリツト、１３は分光結晶、１４
はＸ線検出器である。
図における試料の一部を横断して拡大した図、第
３図は第１図のＡ―Ａ断面の拡大図、また第４図
は第１図における分光結晶１３およびソーラース
リツト１２の作用を説明する線図である。なお図
において、１は試料台、２は電動機、３は支持
板、４はシリコンウエハー、５は薄膜試料、６は
スリツト台、７はスリツト、８は遮蔽板、９はソ
ーラースリツト、１０はＸ線源、１１は測角台、
１２はソーラースリツト、１３は分光結晶、１４
はＸ線検出器である。
Claims (1)
- １ 線状のＸ線源から薄板状のＸ線ビームをこの
ビームを含む平面に対して直角な平面内における
一定の微小入射角で薄膜試料に入射させる手段を
具備し、かつ上記薄膜試料上にあつて前記Ｘ線ビ
ームの入射方向に直角な直線と平行に配置された
分光結晶と、前記薄膜試料および上記分光結晶で
順次回折したＸ線が入射するように配置されたＸ
線検出器と、前記直線と平行な多数の平板で形成
されて上記Ｘ線検出器に入射するＸ線が通過する
ことにより前記分光結晶で回折するＸ線の拡散角
を更に微小の角度に制限するソーラースリツト
と、を前記直線を軸として回動自在に保持された
測角台上に取付けたことを特徴とする薄膜試料Ｘ
線回折装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59119212A JPS60263841A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 薄膜試料ｘ線回折装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59119212A JPS60263841A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 薄膜試料ｘ線回折装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60263841A JPS60263841A (ja) | 1985-12-27 |
| JPH0254496B2 true JPH0254496B2 (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=14755712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59119212A Granted JPS60263841A (ja) | 1984-06-12 | 1984-06-12 | 薄膜試料ｘ線回折装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60263841A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3950239B2 (ja) * | 1998-09-28 | 2007-07-25 | 株式会社リガク | Ｘ線装置 |
| CN103808745B (zh) * | 2014-01-24 | 2016-04-06 | 杭州电子科技大学 | 一种实现小角x射线衍射功能的方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135374A (en) * | 1977-04-30 | 1978-11-25 | Shimadzu Corp | X-ray stress measuring device |
| JPS547991A (en) * | 1977-06-18 | 1979-01-20 | Ibm | Fluorescent xxray analyzer |
| JPS5576943A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-10 | Shigeru Oki | X-ray diffraction microscope camera for spherical-wave section topograph |
| JPS55146137A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-14 | Nippon Electron Optics Lab | Computer tomography device |
| JPS5723214A (en) * | 1980-07-18 | 1982-02-06 | Fujitsu Ltd | Writing method for recognition mark on wafer surface |
| JPS5762016A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-14 | Olympus Optical Co Ltd | Microscope objective lens |
| JPS58223047A (ja) * | 1982-06-18 | 1983-12-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 螢光ｘ線分析方法 |
-
1984
- 1984-06-12 JP JP59119212A patent/JPS60263841A/ja active Granted
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135374A (en) * | 1977-04-30 | 1978-11-25 | Shimadzu Corp | X-ray stress measuring device |
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| JPS5576943A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-10 | Shigeru Oki | X-ray diffraction microscope camera for spherical-wave section topograph |
| JPS55146137A (en) * | 1979-04-28 | 1980-11-14 | Nippon Electron Optics Lab | Computer tomography device |
| JPS5723214A (en) * | 1980-07-18 | 1982-02-06 | Fujitsu Ltd | Writing method for recognition mark on wafer surface |
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| JPS58223047A (ja) * | 1982-06-18 | 1983-12-24 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 螢光ｘ線分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60263841A (ja) | 1985-12-27 |
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