JPH04218754A - Ｘ線回折顕微法装置 - 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、ウエーハ面内の格子定数の不均一性を検出す
るためのＸ線回折顕微法装置に関する。

（従来の技術） 単結晶ウェーハ面内の格子定数の不均一性は、例えばＧ
ａＡｓ結晶のような半導体材料に対しては、ＧａとＡｓ
のストイキオメトリーと関係があり、デバイス特性に悪
影響を及ぼす。従来の単結晶ウェーハ面内の格子定数を
測定する方法としては、第２図に示したＸ線ボンド法が
ある。入射Ｘ線２１を試料２２に入射させ、試料２２か
らの回折線２３を検出器２４で検討し、試料２２のブラ
ック角を測定する方法であり、格子面の傾き、０°補正
等の影響をなくすため、回折線２３と反対側での試料２
２からの回折線２５とで決定されるブラック角より、格
子定数を決定している。

（発明が解決しようとする問題点） ところが従来の手法は、小さく絞られたＸ線ビームによ
って測定するため、ウェーハのごく一部の情報しか得る
ことが出来ず、ウェーハ面内の格子定数の分布を調べる
ためには、何１０点もの測定を要すが、しょせん得られ
る情報は、離散的なものにすぎない。

本発明は、このような従来の欠点を除去せしめて、格子
定数の変化の二次元分布を連続的に、ウェーハ全面にわ
たって、回折顕微法的に観察するための装置を提供する
ことにある。

（問題を解決するための手段） 本発明は、Ｘ線源より発生したＸ線を単色化するための
モノクロメータと、モノクロメータによって単色化され
たＸ線を非対称反射すべく配置されたコリメータと、コ
リメータからの非対称反射Ｘ線を試料に入射すべく設置
された試料台と、前記非対称反射Ｘ線の入射により試料
より得られる回折Ｘ線を分光するためのアナライザーと
、アナライザーにより分光された前記回折Ｘ線を観察す
るための手段とを具備してなり、かつ前記モノクロメー
タ、前記コリメータ、前記試料台及び前記アナライザー
はω−２θ回転が可能なＸ線回折顕微法装置を提供する
ものである。

（作用） 発明者らは、Ｘ線トポグラフの観察結果からＸ線試料を
ω回転させながらＸ線を照射することにより得られる回
折Ｘ線を角度を固定したアナライザーで分光すると、二
次元的に等運動量空間をマッピングできることを見だし
た。従って、格子定数変化の二次元分布がウェハー全面
に渡って得られる。

（実施例） シンクロトロン放射光は、強力な連続の波長を有し、回
折現象を用いた結晶欠陥用のＸ線源として大変有用なも
のである。本発明は、このシンクロトロン放射光の特徴
を有効に利用できる。以下ではＸ線としてシンクロトロ
ン放射光を用いる。

以下、本発明の実施例について、図面を参照にして詳細
に説明する。

第１図は、本発明によりＸ線回折顕微法装置の一実施例
を示す図である。第１図において符号１１は、連続光で
あるシンクロトロン放射光である。このシンクロトロン
放射光１１は、スリット１２によってＸ線ビームサイズ
を形成された後、ω−２θ回転可能な第１ゴニオメータ
ヘツドに設置されたモノクロメータ１３によって、ある
特定の波長に単色化される。

この単色化されたＸ線１４は、スリット１５によってビ
ームサイズを形成された後、ω−２θ回転可能な第２ゴ
ニオメータヘッドに設置されたコリメータ１６に入射す
る。コリメータ１６からの反射は、コリメータに用いた
結晶の表面に対して、斜めに存在する格子面を利用する
非対称反射を用い、コリメータ１６から出射するＸ線１
７の発散角を小さく、しかも線束を広くすることが可能
である。Ｘ線１７は、ω−２θ回転可能な第３ゴニオメ
ータヘッドに設置された試料１８に入射させ、試料１８
からの回折線１９は、ω−２θ回転可能な第４ゴニオメ
ータヘツドに設置されたアナライザー１１１によって分
光された後、Ｘ線フィルム１１２で回折顕微法的に観察
される。

今、アナライザー１１１の角度を固定して、試料１８を
ロッキングカーブの角度範囲でω回転するとアナライザ
ー１１１の角度を固定された角度に対応した格子定数を
持つ領域からの回折線１１３のみが、Ｘ線フィルム１１
２に回折顕微法的に観察される。

アナライザー１１１の固定する角度を少し変えて、同様
の実験を行なえば、別の格子定数を持つ領域からの回折
線１１３のみが、Ｘ線フィルム１１２に回折顕微法的に
観察される。

ここでは、Ｘ線としてシンクロトロン放射光を用いたが
、本発明はこれに限らず、すべてのＸ線に有効である。

（発明の効果） 本発明の装置によれば、試料をω回転させながらＸ線を
照射した後、得られる回折Ｘ線を角度を固定したアナラ
イザーで分光するため、単結晶の格子面の傾きの影響を
受けることなく、格子定数変化の二次元分布を、連続的
に、ウェーハ全面にわたって回折顕微法的に観察可能で
ある。例えば格子定数の変化に、影響を及ぼすと考えら
れているＧａＡｓ単結晶のストイキオメトリーと半導体
デバイス特性との対比など、各種の分野で有効な効果を
有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による構成図、第２図は、従来　のＸ
線回折顕微法装置を示す構成図である。 １１…シンクロトロン放射光、１２…スリット、１３…
モノクロメータ、１４…単色化されたＸ線、１５…スリ
ット、１６…コリメータ、１７…出射Ｘ線、１８…試料
、１９…回折線、１１１…アナライザー、１１２…Ｘ線
フィルム、１１３…回折線、２１…入射Ｘ線、２２…試
料、２３…回折線、２４…、検出器、２５…回折線。 代理人弁理士　内原晋

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｘ線源より発生したＸ線を単色化するためのモノクロメ
   ータと、モノクロメータによって単色化されたＸ線を非
   対称反射すべく配置されたコリメータと、コリメータか
   らの非対称反射Ｘ線を試料に入射すべく設置された試料
   台と、前記非対称反射Ｘ線の入射により試料より得られ
   る回折Ｘ線を分光するためのアナライザーと、アナライ
   ザーにより分光された前記回折Ｘ線を観察するための手
   段とを具備してなり、かつ前記モノクロメータ、前記コ
   リメータ、前記試料台及び前記アナライザーはいずれも
   ω−２θ回転が可能であることを特徴とするＸ線回折顕
   微法装置。