JPH04121649A - Sample horizontal type two-crystal x-ray diffraction apparatus - Google Patents

Sample horizontal type two-crystal x-ray diffraction apparatus

Info

Publication number
JPH04121649A
JPH04121649A JP2243043A JP24304390A JPH04121649A JP H04121649 A JPH04121649 A JP H04121649A JP 2243043 A JP2243043 A JP 2243043A JP 24304390 A JP24304390 A JP 24304390A JP H04121649 A JPH04121649 A JP H04121649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
crystal
rays
ray diffraction
ray
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2243043A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Kikuchi
哲夫 菊池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
Original Assignee
Rigaku Denki Co Ltd
Rigaku Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rigaku Denki Co Ltd, Rigaku Corp filed Critical Rigaku Denki Co Ltd
Priority to JP2243043A priority Critical patent/JPH04121649A/en
Publication of JPH04121649A publication Critical patent/JPH04121649A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To extremely accurately evaluate a sample over the whole thereof by parallel moving the sample within a horizontal plane using an XY table. CONSTITUTION:The point-like X-rays emitted from the X-ray focus P of an X-ray tube are made monochromatic by the first crystal 10 and incident to a sample 33 to be diffracted or scattered and the intensity of the diffracted X-rays is detected by an X-ray detector 15. An X-axis pulse motor 17 and/or a Y-axis pulse motor 19 is operated to minutely move the whole of a case 21 in parallel within a horizontal plane. The sample 33 placed on a sample stand 31 is parallel moved in the same way by said minute parallel movement. By this method, the incident position of the monochromatic X-rays sent from the first crystal 10 to the sample 33 can be moved to an arbitrary different position and the locking curve at the different position can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、試料を水平に保持する形式の二結晶法X線回
折装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a two-crystal X-ray diffraction apparatus in which a sample is held horizontally.

[従来の技術] 近年、ガリウム・ヒ素(GaAs)−インジウム・リン
(InP)などからなる単結晶基板上ににエピタキシャ
ル層を成長させることによって形成される半導体が広く
使用されるようになっている。この半導体においては、
単結晶基板上に成長させたエピタキシャル層の完全性、
膜厚および組成をコントロールすることが極めて重要で
ある。
[Prior Art] In recent years, semiconductors formed by growing an epitaxial layer on a single crystal substrate made of gallium arsenide (GaAs)-indium phosphide (InP), etc. have come into wide use. . In this semiconductor,
the integrity of epitaxial layers grown on single crystal substrates;
Controlling film thickness and composition is extremely important.

このような単結晶基板上の薄膜層の評価法として、従来
より、いわゆるロッキングカーブ測定法が広く用いられ
ている。
Conventionally, a so-called rocking curve measurement method has been widely used as a method for evaluating thin film layers on such single crystal substrates.

このロッキングカーブ測定法とは、薄膜が形成された単
結晶基板試料上にX線を照射し、そのときその試料で回
折するX線の強度ピーク位置の近傍数十秒〜数百秒にお
ける回折X線あるいは散乱X線についての強度を調べる
ことにより、上記エピタキシャル層の完全性などを評価
しようというものである。
This rocking curve measurement method involves irradiating X-rays onto a single-crystal substrate sample on which a thin film has been formed, and then diffracting The purpose is to evaluate the integrity of the epitaxial layer by examining the intensity of X-rays or scattered X-rays.

上記のような、ロッキングカーブ測定は、通常は、第1
結晶によって単色化(ある特定の一種類の波長のX線の
みを取り出すこと)されたX線を試料の特定の1点に照
射し、その1点についてのロッキングカーブを検出する
ことにより、試料全体の膜状態を推測するというのが従
来の一般的なものであった。
The rocking curve measurement as described above is usually performed on the first
By irradiating a specific point on the sample with X-rays that have been made monochromatic (extracting only one specific wavelength of X-rays) by the crystal, and detecting the rocking curve for that one point, the entire sample can be detected. The conventional method was to estimate the state of the film.

[発明が解決しようとする課!] しかしながら最近では、測定されるべき試料としての単
結晶基板、いわゆるウェーハが大型化しており、従来の
ように単にある1点のみのロッキングカーブを検出した
だけでは、試料全体についての正確な評価ができないと
いう問題が生して来た。
[The problem that the invention tries to solve! ] However, recently, single-crystal substrates, so-called wafers, as samples to be measured have become larger, and simply detecting a rocking curve at one point, as in the past, cannot accurately evaluate the entire sample. The problem arose that it was not possible.

本発明は、従来のX線回折装置における上記の問題点に
鑑みてなされたものであって、極めて簡単な操作だけで
、試料上の多くの点に関するロッキングカーブその他の
X線回折曲線を得ることのできるX線回折装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems with conventional X-ray diffraction devices, and it is possible to obtain rocking curves and other X-ray diffraction curves for many points on a sample with only extremely simple operations. The purpose of the present invention is to provide an X-ray diffraction apparatus that can perform

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明に係るX線回折装置
は、第1結晶によって単色化されたX線を試料に照射し
、その試料で回折するX線の強度を測定するXi1回折
装置であって、試料が水平に載置される試料台と、試料
台を第1水平軸線を中心として微小ステップ角度で所定
角度範囲にわたって回転駆動する試料微回転駆動手段と
、試料台の周囲にその試料台と間隔をおいて設けられた
回転フレームと、その回転フレームを上記第1水平軸線
のまわりに回転させるフレーム回転手段と、上記回転フ
レーム上に設けられていて上記第1水平軸線と平行な第
2水平軸線を中心として回動可能な回転台と、その回転
台上に設けられていて上記第2水平軸線を中心として回
動可能な第1結晶と、上記回転台上に固定して配置され
ていて上記11!1結晶にX線を入射させるX線管とを
有しており、さらに、上記試料微回転駆動手段は、水平
面内を平行移動可能なXY子テーブル上固定されている
ことを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, an X-ray diffraction apparatus according to the present invention irradiates a sample with X-rays made monochromatic by a first crystal, and generates X-rays diffracted by the sample. The Xi1 diffractometer measures the intensity of a sample, and includes a sample stage on which a sample is placed horizontally, and a sample micro-rotation drive means for rotating the sample stage over a predetermined angular range at microstep angles about a first horizontal axis. a rotation frame provided around the sample table at a distance from the sample table; a frame rotation means for rotating the rotation frame around the first horizontal axis; and a rotation frame provided on the rotation frame. a rotary table rotatable about a second horizontal axis parallel to the first horizontal axis; a first crystal provided on the rotary table and rotatable about the second horizontal axis; It has an X-ray tube that is fixedly placed on the rotary table and makes X-rays incident on the 11!1 crystal, and the sample micro-rotation drive means has an XY tube that can be moved in parallel in a horizontal plane. It is characterized by being fixed on the child table.

このxm回折装置において、上記試料台は、第1結晶に
対する平行度を調整できるように傾動可能であることが
好ましい。
In this xm diffraction apparatus, it is preferable that the sample stage is tiltable so that parallelism with respect to the first crystal can be adjusted.

また、上記試料台の試料載置面を垂直方向へ昇降させる
ための昇降手段を有することが好ましい。
Moreover, it is preferable to have a lifting means for raising and lowering the sample mounting surface of the sample stage in the vertical direction.

[作用] 試料は試料台に水平にR置される。接着したり、クラン
プされることなく単に載置されるだけである。
[Function] The sample is placed horizontally on the sample stage. It is simply placed in place without being glued or clamped.

試料台を位置固定した状態で試料台上の試料にX線を照
射する。このX線は、第1結晶で回折させることによっ
て単色化されたものである。このX線照射中、試料微回
転駆動手段によって試料が微小角度範囲、例えば数百秒
間隔にわたって、微小ステップ角度ごと、例えば0.5
秒ごとに間欠微回転される。この試料の間欠微回転の間
、試料で回折あるいは散乱するX線の強度がX線検出器
によって測定されて目標とするロッキングカーブその他
のX線強度曲線が得られる。
The sample on the sample stand is irradiated with X-rays while the sample stand is fixed in position. This X-ray is made monochromatic by being diffracted by the first crystal. During this X-ray irradiation, the sample is rotated by the sample fine rotation drive means over a minute angle range, for example, at intervals of several hundred seconds, every minute step angle, for example, 0.5 seconds.
It rotates intermittently every second. During this intermittent micro-rotation of the sample, the intensity of X-rays diffracted or scattered by the sample is measured by an X-ray detector to obtain a target rocking curve or other X-ray intensity curve.

試料の1ケ所について上記の測定が終わると。Once the above measurements are completed for one location on the sample.

XY子テーブルよって試料微回転駆動手段が同一水平面
で平行移動される。これにより、試料微回転駆動手段に
よって支持される試料台上の試料に対する、単色化され
たX線の入射位置が変更され、異なった位置でのロッキ
ングカーブなどが得られる。
The sample micro-rotation driving means is translated in parallel on the same horizontal plane by the XY child table. As a result, the incident position of monochromatic X-rays on the sample on the sample stage supported by the sample micro-rotation driving means is changed, and rocking curves and the like at different positions can be obtained.

[実施例] 第1図は、本発明に係る試料水平型二結晶法X線回折装
置の一実施例を示している。
[Example] FIG. 1 shows an example of a sample horizontal double-crystal method X-ray diffraction apparatus according to the present invention.

同図において、ゴニオ基台1の上にフレームスタンド2
が垂直上方へ突出して固定されている。
In the same figure, a frame stand 2 is placed on the gonio base 1.
is fixed and protrudes vertically upward.

このフレームスタンド2の内部には、内部に大径の円形
状令聞Oが形成された回転フレーム4が回動可能に設け
られている。フレームスタンド2の上端には、パルスモ
ータ5の回転運動を回転フレーム4に伝達してその回転
フレーム4を適宜の角度だけ回転させる動力伝達手段、
例えばウオームとウオームホイールを有する動力伝達手
段6が固定して取り付けられている。
Inside the frame stand 2, a rotating frame 4 having a large-diameter circular ring O formed therein is rotatably provided. At the upper end of the frame stand 2, there is a power transmission means for transmitting the rotational motion of the pulse motor 5 to the rotating frame 4 to rotate the rotating frame 4 by an appropriate angle;
A power transmission means 6, for example comprising a worm and a worm wheel, is fixedly mounted.

回転フレーム4の左端部には、その回転フレーム4と一
体にアーム7が設けられており、そのアーム7の右端部
には第2スリット部材11が設けられ、一方そのアーム
7の左端部には、xsg回転板8および結晶ホルダ9が
取り付けられている。
An arm 7 is provided at the left end of the rotating frame 4 integrally with the rotating frame 4, a second slit member 11 is provided at the right end of the arm 7, and a second slit member 11 is provided at the left end of the arm 7. , xsg rotating plate 8 and crystal holder 9 are attached.

Xllll転回転板8び結晶ホルダ9は、いずれも第2
水平軸ω2を中心として独立して回動可能であり1図示
しない回転駆動手段、例えばパルスモータ、あるいは手
動などによって適宜の角度位置に回動させることができ
、しかもその回動した位置にクランプ、すなわち位置固
定することができるようになっている。
The Xllll rotary plate 8 and the crystal holder 9 are both
It can be rotated independently around the horizontal axis ω2, and can be rotated to an appropriate angular position by a rotational drive means (not shown), such as a pulse motor or manually, and a clamp is placed at the rotated position. In other words, the position can be fixed.

結晶ホルダ9の先端には、第1結晶10が固定して取り
付けられている。
A first crystal 10 is fixedly attached to the tip of the crystal holder 9.

XB源回転板8の下端に設けられた取付用フランジ8a
には、X線管12が固定して取り付けられている。この
X線管12は、熱電子を放出するフィラメント(図示せ
ず)およびその熱電子が衝突することによってX線を発
生するターゲット(対陰極二図示せず)を有する周知の
構造のX線管である。このX線管12のX線取り出し窓
には第1スリット部材13が設けられている。X線管1
2からは、ポイント焦点Pよりポイント状X&Iが取り
出される。
Mounting flange 8a provided at the lower end of the XB source rotary plate 8
An X-ray tube 12 is fixedly attached to the. This X-ray tube 12 is an X-ray tube of a well-known structure having a filament (not shown) that emits thermionic electrons and a target (anticathode 2, not shown) that generates X-rays by colliding with the filament. It is. A first slit member 13 is provided in the X-ray extraction window of the X-ray tube 12. X-ray tube 1
2, the point-shaped X&I is taken out from the point focus P.

アーム7と一体である回転フレーム4の右端には、円弧
形状のレール部材である2θ設定用レール14が固定し
て設けられており、そのレール上にX線検出器15が固
定されている。
A 2θ setting rail 14, which is an arcuate rail member, is fixedly provided on the right end of the rotating frame 4, which is integral with the arm 7, and an X-ray detector 15 is fixed on the rail.

第1図において、回転フレーム4を回転可能に支持して
いるフレームスタンド2の奥側のゴニオ基台1上に、X
Y子テーブル6が固定して配置されている。このXY子
テーブル6は、第2図に示すように、X軸パルスモータ
17によってX方向(回転フレーム4に対して平行な方
向)に平行移動するXステージ18と、そのXステージ
18上に配設されてY軸パルスモータ19によってY方
向(回転フレームに対して直交する方向)に平行移動す
るYステージ20とによって構成されている。
In FIG. 1, an X
A Y child table 6 is fixedly arranged. As shown in FIG. 2, this XY child table 6 includes an X stage 18 that is moved in parallel in the X direction (parallel to the rotating frame 4) by an The Y-stage 20 is provided with a Y-axis pulse motor 19 and moves in parallel in the Y direction (direction perpendicular to the rotating frame).

Yステージ20の上には角筒状のケース21が固定され
ており、そのケース21の前面に固定された軸受36に
よって、円柱状の試料台支持軸22が支持されている。
A rectangular cylindrical case 21 is fixed on the Y stage 20, and a cylindrical sample stage support shaft 22 is supported by a bearing 36 fixed to the front surface of the case 21.

この試料台支持軸22は、その中心軸線、すなわち第1
水平軸線ωIを中心として回転可能に支持されている。
This sample stage support shaft 22 has its central axis, that is, the first
It is rotatably supported around a horizontal axis ωI.

ケース21の内部において試料台支持軸22の奥端に板
状の棒材であるサインパー23が固定して取り付けられ
、」一方へ延びている。
Inside the case 21, a sign par 23, which is a plate-shaped bar, is fixedly attached to the rear end of the sample stage support shaft 22, and extends in one direction.

ケース21の1一端には微回転駆動用パルスモータ24
が下向きに固定されている。そのパルスモータ24の出
力軸に固定されたウオーム25には、ケース21の右側
パネルに固定された微少直進機構(いわゆる、マイクロ
メータ機構)26の一構成要素であるウオームギヤ27
がかみ合っている。
At one end of the case 21 is a pulse motor 24 for fine rotation drive.
is fixed downward. The worm 25 fixed to the output shaft of the pulse motor 24 has a worm gear 27 which is a component of a minute linear movement mechanism (so-called micrometer mechanism) 26 fixed to the right panel of the case 21.
are interlocking.

微少直進機構26はウオームギヤ27の回転運動をアク
チュエータロッド28の微少な往復直線運動に変換する
。上記サインパー23の上端は1図示しないバネ等の付
勢手段によってアクチュエータロッド28の先端(左端
)に一定圧力下で接触している。
The minute linear movement mechanism 26 converts the rotational motion of the worm gear 27 into minute reciprocating linear motion of the actuator rod 28. The upper end of the signer 23 is in contact with the tip (left end) of the actuator rod 28 under constant pressure by a biasing means such as a spring (not shown).

微回転駆動用パルスモータ24が回転すると微少直進機
構26の作用のよってアクチュエターロンド28が直進
移動し、それに応じてサインパー23が第1水平軸線ω
1を中心として微少回転する。このサインパー23の微
少回転に従って、試料台支持軸22もそれと一体に微少
置引する。
When the fine rotation driving pulse motor 24 rotates, the actuator rond 28 moves straight due to the action of the fine linear movement mechanism 26, and the sign par 23 moves in the first horizontal axis ω accordingly.
It rotates slightly around 1. In accordance with this slight rotation of the signer 23, the sample stage support shaft 22 is also slightly moved up and down together with it.

試料台支持軸22の手前側端には保持板29が固定して
取り付けられており、その保持板29の両側辺に設けら
れた支持片30.30に試料台31が揺動可能に支持さ
れている。試料台31の上には試料、例えば直径3〜4
インチ程度の大きさの単結晶ウェーハ33が接着あるい
はクランプなどの固定処理を施されることなく、単に載
置されている。保持板29の底面には試料チルト用パル
スモータ32が設けられている。このパルスモータ32
が適宜の角度だけ回転すると、支持片30゜30を結ぶ
チルト軸線χを中心として試料台31゜従って試料33
が微少角度だけ傾動する。
A holding plate 29 is fixedly attached to the front end of the sample stand support shaft 22, and the sample stand 31 is swingably supported by support pieces 30, 30 provided on both sides of the holding plate 29. ing. A sample, for example 3 to 4 in diameter, is placed on the sample stage 31.
A single-crystal wafer 33 having a size of about an inch is simply placed thereon without being subjected to any fixing process such as adhesion or clamping. A sample tilting pulse motor 32 is provided on the bottom surface of the holding plate 29. This pulse motor 32
When rotates by an appropriate angle, the sample stage 31° and therefore the sample 33
tilts by a small angle.

ケース21から突出する試料台支持軸22およびそれに
支持される試料台31は、第1図に示すように、回転フ
レーム4に形成された円形状空間0を貫通して、回転フ
レーム4の手前側へ突出している。
As shown in FIG. 1, the sample stand support shaft 22 protruding from the case 21 and the sample stand 31 supported by it pass through the circular space 0 formed in the rotating frame 4 and are attached to the front side of the rotating frame 4. protrudes to.

このように構成することにより、X線管12のX線焦点
Pから放射されたポイント状X線は、第1スリット部材
13を経由して第1結晶10へ照射される。このときX
線は、第1結晶10で回折することによりいわゆる単色
化され、特定の波長成分1例えばKa線のみが取り出さ
れる。
With this configuration, point-shaped X-rays emitted from the X-ray focal point P of the X-ray tube 12 are irradiated to the first crystal 10 via the first slit member 13. At this time
The line is made monochromatic by being diffracted by the first crystal 10, and only a specific wavelength component 1, for example, the Ka line, is extracted.

取り出された単色X線は、その後、ff12図スリット
部材11を経由して試料33へ入射し、そこで回折ある
いは散乱し、そしてXi検出器15によってそれら回折
X線あるいは散乱X線の強度が検出される。
The extracted monochromatic X-rays then enter the sample 33 via the slit member 11 in Figure ff12, where they are diffracted or scattered, and the intensity of these diffracted or scattered X-rays is detected by the Xi detector 15. Ru.

その際、サインパー23.微少直進機構26、そして微
回転駆動用パルスモータ24によって構成される試料微
回転駆動手段により、試料33が第1水平軸線ωlを中
心として極めて微少な角度範囲、例えば数十秒から数百
秒の角度範囲にわたって、極めて微少なステップ角度、
例えば0.5秒ごとに間欠回転する。これにより、各々
の角度位置における試料33からの回折X線あるいは散
乱X線の強度情報が得られ、第4図に示すような、いわ
ゆるロッキングカーブが得られる。このロッキングカー
ブに現れた各入射XM角度位置に対するX線強度情報よ
り、試料33についての′fi!I膜層の完全性、組成
などが評価される。第4図では、基板結晶のピークPI
と薄膜のビークP2が測定された状態を示している。
At that time, Signer 23. The sample 33 is rotated in an extremely small angular range around the first horizontal axis ωl, for example, for tens of seconds to hundreds of seconds, by the sample micro-rotation drive means constituted by the micro-linear movement mechanism 26 and the micro-rotation drive pulse motor 24. Extremely small step angles over the angular range,
For example, it rotates intermittently every 0.5 seconds. As a result, intensity information of the diffracted X-rays or scattered X-rays from the sample 33 at each angular position is obtained, and a so-called rocking curve as shown in FIG. 4 is obtained. From the X-ray intensity information for each incident XM angular position appearing on this rocking curve, 'fi!' for sample 33! The integrity, composition, etc. of the I membrane layer are evaluated. In Figure 4, the peak PI of the substrate crystal
This shows the state in which the beak P2 of the thin film was measured.

以上のようなロッキングカーブは、試料33の特定の一
点についてのものである。この特定の一点についての測
定が終わると、第1図において。
The rocking curve as described above is for one specific point on the sample 33. After completing the measurement for this particular point, in FIG.

X軸パルスモータ17あるいは/およびY軸パルスモー
タ19が作動して、ケース21の全体が水平面内におい
て微少に平行移動する。この微少平行移動により、試料
台31上に載置された試料33も同様に平行移動する。
The X-axis pulse motor 17 and/or the Y-axis pulse motor 19 are operated, and the entire case 21 is slightly translated in a horizontal plane. Due to this slight parallel movement, the sample 33 placed on the sample stage 31 is also moved in parallel.

こうして、第1結晶10から送られる単色X線の試料3
3に対する入射位置をそれまでと異なった任意の位置に
移動させることができ、その異なった位置についてのロ
ッキングカーブ(第4図)を得ることができる。
In this way, the monochromatic X-ray sample 3 sent from the first crystal 10
3 can be moved to an arbitrary position different from the previous position, and a rocking curve (FIG. 4) for the different position can be obtained.

以上のような、試料33についての水平面内での位置変
更を何度か行うことにより、極めて短時間の間に、試料
33についていくつかの異なった位置でのロッキングカ
ーブを得ることができる。
By changing the position of the sample 33 in the horizontal plane several times as described above, rocking curves at several different positions of the sample 33 can be obtained in an extremely short period of time.

これにより、特に面積の大きい試料33についての評価
を極めて正確に行うことが可能となる。
This makes it possible to evaluate the sample 33, which has a particularly large area, with great accuracy.

以上のロッキングカーブ測定は、X線源P、第I結晶1
0、試料33、そしてX線検出#;t15などといった
各機器の初期状態が正確に設定された後で行われる。以
下、その初期設定の操作について簡単に触れておく。
The above rocking curve measurement is performed using X-ray source P, crystal I
This is done after the initial conditions of each device, such as 0, sample 33, and X-ray detection #; t15, are accurately set. Below, we will briefly touch on the initial setting operations.

第3図は、第1図において矢視IIIに従ってX線回折
装置を手前側から見た場合の平面!IA略を示している
。同図において、まず、X線検出器15を回折角2θ=
ゼロの位W (A)にセットする。また、試料台支持軸
22(第1図)の先端の試料台31には、まだ試料33
を載置しておかない。
Figure 3 is a plan view of the X-ray diffraction device viewed from the front side according to arrow III in Figure 1! IA is abbreviated. In the figure, first, the X-ray detector 15 is set at a diffraction angle 2θ=
Set the zero digit W (A). In addition, there is still a sample 33 on the sample stand 31 at the tip of the sample stand support shaft 22 (Fig. 1).
Do not leave it there.

この状態で、結晶ホルダ9を第2水平軸線ω2を中心と
して回転させて、A位置にセットされたX線検出@15
によって測定されるX線強度が最大になるところで結晶
ホルダ9をX線源回転板8にクランプする。これにより
、第1結晶10が最適位置、すなわちにα線を回折する
位置にセットされる。
In this state, the crystal holder 9 is rotated around the second horizontal axis ω2, and the X-ray detection @ 15 is set at the A position.
The crystal holder 9 is clamped to the X-ray source rotary plate 8 at the point where the X-ray intensity measured by is the maximum. As a result, the first crystal 10 is set at the optimum position, that is, the position where α-rays are diffracted.

次に、結晶ホルダ9がクランプされた状態のX線源回転
板8を第2水平軸線ω2を中心として結晶ホルダ9と共
に微回転させ、第1結晶10からの回折X線が試料33
の中心を通るように精密に調節する。その後、試料台3
1に試料33を載置する。このとき、試料33の厚さに
バラツキがある場合にも試料33の測定面、すなわち上
面を常に一定位置に置くために、試料33を鉛直方向に
昇降させる機構を設けておくことが好ましい。そのため
の昇降機構としては、試料台31に対して試料33を昇
降させる機構であっても良いし、試料33を載置した試
料台31の全体を昇降させる機構であっても良い。
Next, the X-ray source rotary plate 8 with the crystal holder 9 clamped thereon is slightly rotated together with the crystal holder 9 about the second horizontal axis ω2, and the diffracted X-rays from the first crystal 10 are transmitted to the sample 33.
Adjust precisely so that it passes through the center of the After that, sample stage 3
Sample 33 is placed on 1. At this time, it is preferable to provide a mechanism for raising and lowering the sample 33 in the vertical direction so that the measurement surface, ie, the upper surface, of the sample 33 is always kept at a constant position even when the thickness of the sample 33 varies. The elevating mechanism for this purpose may be a mechanism that raises and lowers the sample 33 with respect to the sample stage 31, or a mechanism that raises and lowers the entire sample stage 31 on which the sample 33 is placed.

次に、第1図において、フレーム回転用パルスモータ5
を始動させて回転フレーム4を回転させ、試料33にお
けるX線回折強度がピークとなる位置(第4図のθe)
に第1結晶10の角度位置を調節する。また同時に、X
線検出器15を20設定用レール14に沿って移動させ
、試料33からの回折X線を受光できる2θ位置にxm
検出器15をクランプする。以上により、ロッキングカ
ーブ(第4図)における最大ピーク(08位置)を見つ
けるための調節が完了する。
Next, in FIG. 1, the frame rotation pulse motor 5
is started to rotate the rotating frame 4, and the position where the X-ray diffraction intensity in the sample 33 reaches its peak (θe in Fig. 4) is determined.
The angular position of the first crystal 10 is adjusted accordingly. At the same time,
Move the ray detector 15 along the 20 setting rail 14 and place it at a 2θ position where it can receive the diffracted X-rays from the sample 33.
Clamp the detector 15. The above completes the adjustment for finding the maximum peak (position 08) in the rocking curve (FIG. 4).

以上の操作が行われた後、あるいはそれらの操作が行わ
れている適宜のタイミングにおいて、チルト用パルスモ
ータ32を作動させてχ軸を中心として試料33を微少
量傾動させる。これは、試料33のX線回折面を第1結
晶10のX線回折面に対して平行に調節するためにtテ
うものであって。
After the above operations have been performed, or at an appropriate timing while these operations are being performed, the tilting pulse motor 32 is operated to tilt the sample 33 by a small amount around the χ axis. This is to adjust the X-ray diffraction plane of the sample 33 to be parallel to the X-ray diffraction plane of the first crystal 10.

通常は「あおり調整」と呼ばれているものである。This is usually called "tilt adjustment."

以上により、X線回折装置の各光学系間の初期調節が終
了し、上述したロッキングカーブ測定を実行できる状態
となる。
With the above steps, the initial adjustment between the optical systems of the X-ray diffraction apparatus is completed, and a state is reached in which the above-described rocking curve measurement can be performed.

なお、第1結晶10によって回折されるX線が特定波長
のX線、例えばにα線であることは既に述べた通りであ
るが、このにα線を詳細に観察すると、第5図に示すよ
うに、にα、線とにα2線を含んでいることが既に知ら
れている。本装置のような二結晶法X線回折装置でロッ
キングカーブを測定する場合は、極めて精密な回折X線
強度の変化を検知する必要があり、そのためにも試料3
3に入射されるX線は正確に特定波長のものに限定され
ることが要求され、それ故、低強度のにα2線は除去す
ることが好ましい6本実施例ではそのために第1結晶1
0に対するX線管12、特にポイント焦点Pの位置に関
して次のような方法を採用している。
As already mentioned, the X-rays diffracted by the first crystal 10 are X-rays of a specific wavelength, for example, alpha rays.If we observe the alpha rays in detail, we can see the difference as shown in Figure 5. It is already known that the rays include α, rays, and α2 rays. When measuring rocking curves with a two-crystal X-ray diffraction device like this device, it is necessary to detect very precise changes in the diffraction X-ray intensity, and for this purpose it is necessary to
It is required that the X-rays incident on the first crystal 1 be precisely limited to those of a specific wavelength, and therefore it is preferable to remove the low-intensity α2 rays.
The following method is adopted regarding the position of the X-ray tube 12, particularly the point focus P, relative to zero.

既に説明したように、X線管12の内部においては、第
6図に示すように、フィラメント34から放出された熱
電子がターゲット35に衝突して、そこからX線が発生
する0本実施例では1図示のようにポイント状X綿Rが
取り出され、これが第1結晶10(第1図)に照射され
る。この場合、通常のX線管においては、ターゲット3
5からのX線取り出し角度θはθ=6°程度に設定され
ており、従ってポイント状X線Rは正確な正方形ではな
く、例えば0.4閣xO,8m+といったような111
面長方形状になる。
As already explained, inside the X-ray tube 12, as shown in FIG. 6, thermionic electrons emitted from the filament 34 collide with the target 35, and X-rays are generated therefrom. Then, as shown in Figure 1, point-shaped X-cotton R is taken out, and the first crystal 10 (Figure 1) is irradiated with this. In this case, in a normal X-ray tube, target 3
The X-ray extraction angle θ from 5 is set to about θ = 6°, so the point-shaped X-ray R is not an exact square, but a 111
The surface becomes rectangular.

本実施例においては、第3図に示す方向から見た場合の
X$111111Lが短辺(上記の場合の0.4#11
1)となってX線が第1結晶10へ入射するように、X
線管12の取り付は位置を設定しである。このように、
第3図に示す状態の第1結晶10に入射するX線の線l
1%ILが小さければ小さい程、第1結品10で回折し
た後のにα線において、Kα1線の線幅とにα2線の線
幅も同様に狭くなる。その結果、第1結晶10から第2
スリット部材11に至る距離Leが短くても、第2スリ
ット部材11によってにα2線の進行を遮断してにα、
綿のみを通過させること、すなわちにα1線の分離取り
出しを確実に行うことができる。上記の距離Ll!を小
さくできるということは、とりもなおさず、X線回折装
置の全体形状を小型にすることができるということであ
る。
In this example, X$111111L when viewed from the direction shown in FIG. 3 is the short side (0.4#11 in the above case
1) so that the X-rays are incident on the first crystal 10.
The wire tube 12 is attached by setting its position. in this way,
Line l of X-rays incident on the first crystal 10 in the state shown in FIG.
The smaller the 1% IL, the narrower the line width of the Kα1 line and the line width of the α2 line in the α line after being diffracted by the first crystal 10. As a result, from the first crystal 10 to the second
Even if the distance Le to the slit member 11 is short, the progression of the α2 line is blocked by the second slit member 11 and α,
It is possible to ensure that only cotton passes through, that is, to separate and extract α1 rays. The above distance Ll! Being able to make it smaller means that the overall shape of the X-ray diffraction device can be made smaller.

以、し、一つの実施例をあげて本発明を説明したが、本
発明はその実施例に限定されない。
Although the present invention has been described below with reference to one embodiment, the present invention is not limited to that embodiment.

例えば、試料微回転駆動手段その他の各構成要素の具体
的な構造は他の任意の構造とすることができる。
For example, the specific structure of the sample micro-rotation driving means and other components may be any other structure.

試料微回転駆動手段を平行移動させるためのXY子テー
ブル、第2図に示した構造のもののように、必ずしもX
Yの二軸方向に平行移動させるものに限らず、いずれか
一方の方向へ移動させる構造のものを用いることもでき
る。
The XY child table for parallelly moving the specimen micro-rotation driving means, as in the structure shown in Fig. 2, does not necessarily have to be
The structure is not limited to one that moves parallel to the Y axis direction, but a structure that moves in either one direction can also be used.

[発明の効果] 本発明によれば、XY子テーブル使って試料を水平面内
で平行移動させることにより、試料内の数多くの位置を
測定位置として選択して、ロッキングカーブその他のX
線強度曲線を得ることが可能となった。従って、従来の
ように単に一点のみについて測定を行っていた場合に比
べて、試料の全体にわたって極めて正確な評価を行うこ
とが可能となった。
[Effects of the Invention] According to the present invention, by moving the sample in parallel in a horizontal plane using an XY child table, many positions within the sample can be selected as measurement positions, and rocking curves and other
It became possible to obtain line intensity curves. Therefore, compared to the conventional case where measurements were only made at one point, it has become possible to perform extremely accurate evaluations over the entire sample.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る試料水平型二結晶X線回折装置の
一実施例の全体を示す斜視図、第2図はそのX線回折装
置の要部を示すIR視図、jff3図は第1図における
矢視■に従って上記X線回折装置を見た場合の模式図、
第4図は上記X線回折装置を使って得られた測定結果で
あるロッキングカーブの一例を示すグラフ、第5図はX
線管より発生するX線の波長成分の一部を示すスペクト
ル図、第6図はX線管内におけるX線の発生の様子を模
式的に示す図である。 4・・一回転フレーム、  5・・・回転フレーム用パ
ルスモータ、  6・・・動力伝達手段、8・・・X線
源回転板、  10・・・第1結晶、12・・・X線管
、15・・・X線検出器、  16・・・XY子テーブ
ル  18・・・Xステージ、  20・・・Yステー
ジ、   23・・・サインバー、  24・・・微回
転駆動用パルスモータ、  25・・・ウオーム、26
・・・微少直進機構、  27・・・ウオームギヤ。
FIG. 1 is a perspective view showing the whole of an embodiment of a sample horizontal double-crystal X-ray diffraction device according to the present invention, FIG. 2 is an IR view showing the main parts of the X-ray diffraction device, and FIG. A schematic diagram of the X-ray diffraction apparatus when viewed according to the arrow ■ in Figure 1,
Figure 4 is a graph showing an example of a rocking curve, which is the measurement result obtained using the above-mentioned X-ray diffraction device, and Figure 5 is
FIG. 6 is a spectrum diagram showing some of the wavelength components of X-rays generated from the ray tube, and is a diagram schematically showing how X-rays are generated within the X-ray tube. 4... Single rotation frame, 5... Pulse motor for rotating frame, 6... Power transmission means, 8... X-ray source rotating plate, 10... First crystal, 12... X-ray tube , 15... X-ray detector, 16... XY child table 18... X stage, 20... Y stage, 23... Sine bar, 24... Pulse motor for fine rotation drive, 25 ...Worm, 26
...Slight linear movement mechanism, 27...Worm gear.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1結晶によつて単色化されたX線を試料に照射
し、その試料で回折するX線の強度を測定するX線回折
装置において、 試料が水平に載置される試料台と、 試料台を第1水平軸線を中心として微小ステップ角度で
所定角度範囲にわたつて回転駆動する試料微回転駆動手
段と、 試料台の周囲にその試料台と間隔をおいて設けられた回
転フレームと、 その回転フレームを上記第1水平軸線のまわりに回転さ
せるフレーム回転手段と、 上記回転フレーム上に設けられ、上記第1水平軸線と平
行な第2水平軸線を中心として回動可能な回転台と、 その回転台上に設けられ上記第2水平軸線を中心として
回動可能な第1結晶と、 上記回転台上に固定して配置され、上記第1結晶にX線
を入射させるX線管と を有しており、 上記試料微回転駆動手段は水平面内を平行移動可能なX
Yテーブル上に固定されていることを特徴とするX線回
折装置。
(1) In an X-ray diffraction device that irradiates a sample with X-rays made monochromatic by the first crystal and measures the intensity of the X-rays diffracted by the sample, there is a sample stage on which the sample is placed horizontally; , a sample micro-rotation driving means for rotationally driving the sample stage over a predetermined angular range at minute step angles about a first horizontal axis; and a rotating frame provided around the sample stage at a distance from the sample stage. , frame rotation means for rotating the rotating frame around the first horizontal axis; and a rotating table provided on the rotating frame and rotatable about a second horizontal axis parallel to the first horizontal axis. , a first crystal that is provided on the rotary table and is rotatable about the second horizontal axis; an X-ray tube that is fixedly arranged on the rotary table and makes X-rays incident on the first crystal; The sample micro-rotation drive means has an X
An X-ray diffraction device characterized in that it is fixed on a Y table.
(2)上記試料台は、第1結晶に対する平行度を調整で
きるように傾動可能であることを特徴とする請求項1記
載のX線回折装置。
(2) The X-ray diffraction apparatus according to claim 1, wherein the sample stage is tiltable so that parallelism with respect to the first crystal can be adjusted.
(3)上記試料台の試料載置面を垂直方向へ昇降させる
ための昇降手段を有することを特徴とする請求項1記載
のX線回折装置。
(3) The X-ray diffraction apparatus according to claim 1, further comprising an elevating means for vertically elevating the sample mounting surface of the sample stage.
JP2243043A 1990-09-13 1990-09-13 Sample horizontal type two-crystal x-ray diffraction apparatus Pending JPH04121649A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2243043A JPH04121649A (en) 1990-09-13 1990-09-13 Sample horizontal type two-crystal x-ray diffraction apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2243043A JPH04121649A (en) 1990-09-13 1990-09-13 Sample horizontal type two-crystal x-ray diffraction apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04121649A true JPH04121649A (en) 1992-04-22

Family

ID=17097981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2243043A Pending JPH04121649A (en) 1990-09-13 1990-09-13 Sample horizontal type two-crystal x-ray diffraction apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04121649A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322804A (en) * 1992-05-15 1993-12-07 Hitachi Ltd Method and device for measuring reflected profile of x ray
JPH07318517A (en) * 1994-05-30 1995-12-08 Nec Corp X-ray diffracting apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05322804A (en) * 1992-05-15 1993-12-07 Hitachi Ltd Method and device for measuring reflected profile of x ray
JPH07318517A (en) * 1994-05-30 1995-12-08 Nec Corp X-ray diffracting apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI808154B (en) X-ray apparatus and method for measuring geometrical structures of a semiconductor device
KR20210065084A (en) Small-angle X-ray scattering measurement
JP5031215B2 (en) Multifunctional X-ray analysis system
US4358854A (en) Measuring devices for X-ray fluorescence analysis
JP2613513B2 (en) X-ray fluorescence analysis method
JPH09229879A (en) X-ray apparatus
EP0239260A2 (en) Grading orientation errors in crystal specimens
TW201902604A (en) Method of detecting focusing point position
JPH04121649A (en) Sample horizontal type two-crystal x-ray diffraction apparatus
JP2001066398A (en) Apparatus for measuring x-ray
JPH05107203A (en) X-ray apparatus for evaluating surface condition of sample
JPH112614A (en) X-ray measuring method of single crystal axial orientation and device
JP2999272B2 (en) Parallel beam X-ray diffractometer
JP2002005858A (en) Total reflection x-ray fluorescence analyzer
JP2899056B2 (en) Optical axis adjustment method and apparatus for sample fixed X-ray diffractometer
JP3412852B2 (en) Single crystal ingot marking device
JP2899057B2 (en) Automatic optical axis adjuster for sample fixed X-ray diffractometer
JPH05296946A (en) X-ray diffraction device
JP2732311B2 (en) X-ray topography equipment
JP2001311705A (en) X-ray diffraction device
JPH04264240A (en) Method for setting sample horizontal goniometer
JP2003254917A (en) X-ray measuring device
JP2567840B2 (en) Crystal orientation determination device
SU1225358A1 (en) Method and apparatus for checking distribution of structural inhomogeneity over monocrystal square
JPH0572149A (en) X-ray measuring device