JPH03269351A - Ｘ線による薄膜の主歪分布測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、基板（こ形成された薄膜の最大歪の方向を検
出する技術（こ関する。

（従来の技術） バルク状の金属や半導体などに残留している応力分布の
検出には、通常Ｘ線応力測定方法が適用されているが、
基板の表面に蒸着やスパッタリングにより形成された薄
膜は、厚みが極めて薄いため、基板からの回折線の影響
をうけてＸ線応力測定法が適用できない。

このため、薄膜の応力分布の検出には表面に光ビームを
照射し、薄膜の応力により反射パターンが異なることを
利用して測定されている。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、光による方法では表面の反射率等に大き
く影響を受けるため、測定精度が低いという問題がある
。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって
、その目的とするところは基板表面に形成された薄膜の
最大歪の方向を線により高い精度で検出することができ
る新規な歪の検出方法を提案することにある。

（課題を解決するための手段） このような問題を解消するために本発明においては、Ｘ
線ビームの照射するＸ線照射手段と、試料面からの回折
Ｘ線を検出するＸ線検出手段とを備え、前記Ｘ線照射手
段からのＸ線照射位置が回転中心となるように試料を配
置し、前記回転中心をＸ線照射手段１こ対して相対的回
動させながら回折線のシフト量が最大となる方向を検出
するようにした。

（作用） 無歪状態（こおける回折角の位置にＸ線検出器をセット
し、この状態で試料を回転させながら、Ｘ線検出手段の
検出角を若干変化させながらシフト量が強度となる方向
を検出するという簡単な操作で、試料の回転角と回折角
の関係として主歪の方向を極めて高い精度で検出でき、
これにより主歪の分布を知ることができる。

（実施例） そこで以下に本発明の詳細を実施例に基づいて説明する
。

第１図は、本発明（こ使用する装置の一例を示すもので
あって、図中符号１は試料＠置台で、回転軸２を中心に
して試料を水平面内で回動させるように構成されている
。

３は、Ｘ線源で、Ｘ線管球４からのＸ線をスリット５を
介して試料載置台１の回転２の中心近傍にＸ線ビームを
極めて浅い入射角で照射し、いわゆる２ｅが大くなる角
度、例えば１７０度近辺を使うとともに、第２図に示し
たように回転軸２に対して角度８を可変できるように構
成されている。６は回折Ｘ線検出部で、試料からの回折
Ｘ線をスリット７を介してＸ線検出器８に入射させると
ともに、無歪状態での回折角２ｅに対して若干低角側に
△ｅたけ移動させることができるように構成されている
。

この実施例において、蒸着ヤスバッタリングにより薄膜
が形Ｆ１ｉ、された試料を試料載置台１に取り付け、主
歪の分布を測定したい部分が回転軸２上に位置するよう
に位置合せする。この状態で、Ｘ線を照射すると、Ｘ線
は回転軸２の薄膜に極めて浅い角度で入射する。このた
め、Ｘ線は極めて浅い部分にしか侵入することができず
基板による回折線は発生しない。一方、表面に位置する
薄膜はＸ線の照射を受けて回折線を発生することになる
。この回折Ｘ線は、角度２ｅで回折されてＸ線検出器８
に入射する。

ところで、薄膜に歪が残留していると、第３図（イ）（
こ示したように歪量に応じて原子間距離ｄ′は、無歪状
態の原子間距離ｄに比較してΔｄ＝ｄ’−ｄだけ変化し
でいるので、回折角２ｅもΔｅ＝２８−２８＋だけ変化
しく第４図）、これを表面全周について見ると、この変
化量Δｅは同図（ロ）に示したように楕円状に変化する
ことになる。

このため、試料の回転位置Ｂ１に対してＸ線検出器８の
角度ｅを若干変化させて回折線の最高ピークとなる角度
２ｅ１、つまり無歪状態からのシフトｊｉを検出する。

以下、このよう（こして試料載置台１を回転させながら
各試料の位置Ｂｎｉこ対する回折角２Ｅｌｎｔ検出し、
無歪状態における回折角２ｅとの差分Δｅｎをプロット
することにより、第５図に示したような主歪の分布を得
ることができる。

なお、この実施例においては試料載置台を回動させるよ
うに構成しているが、試料載置台を固定しておき、Ｘ線
源と検出器の側を回動させるようにしでもよい。

（発明の効果） 以上、説明したよう（こ本発明においては、Ｘ線ビーム
の照射するＸ線照射手段と、試料面からの回折Ｘ線を検
出するＸ線検出手段とを備え、前記Ｘ線照射手段からの
Ｘ線照射位置が回転中心となるように試料を配箇し、前
記回転中心をＸ線照射手段に対して相対的回動させなが
ら回折線のシフト量が最大となる方向を検出するように
したので、無歪状態における回折角の位置にＸ線検出器
をセットし、この状態で試料を回転させながら、Ｘ線検
出手段の検出角を若干変化させながら最大シフト量を検
出するという簡単な操作で、試料の回転角と回折角の関
係として主歪の方向を極めて高い精度で検出でき、これ
により従来困難とされていた薄膜の主歪の方向を的確に
分布を知ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する装置の一例を示す構成図、第
２図は同上装置における走査領域を示す平面図、第３図
（イ）（ロ）は、それぞれ原子間距離と主歪分布の状態
を示す説明図、第４図は同上装置による測定原理を示す
説明図、及び第５図は同上装置による測定結果の一例を
示す線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ線ビームの照射するＸ線照射手段と、試料面からの回
   折Ｘ線を検出するＸ線検出手段とを備え、前記Ｘ線照射
   手段からのＸ線照射位置が回転中心となるように試料を
   配置し、前記回転中心をＸ線照射手段に対して相対的回
   動させながら回折線のシフト量が最大となる方向を検出
   することを特徴とするＸ線による薄膜の主歪分布測定方
   法。